JPH061800A - κ−カゼイングリコマクロペプチドの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、κ−カゼイングリコマクロペプチ
ドを含有する乳質原料物質を脱塩し、電気伝導度４mS/c
m 以下のものを、pH４未満に調整し、分画分子量10,000
〜50,000の膜を用いて限外濾過処理を行い、得られた透
過液を分画分子量50,000以下の膜を用いて濃縮すること
を特徴とするκ−カゼイングリコマクロペプチドの製造
法である。 【効果】 κ−カゼイングリコマクロペプチドの回収率
を大幅に向上させることができ、一層低いコストで生産
された製品を市場に供給することできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の生理活性をもつ
κ−カゼイングリコマクロペプチドを簡便に製造する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】κ−カゼイングリコマクロペプチドは、
牛乳のκ−カゼインにレンネット又はペプシンを作用さ
せた時に生成するシアル酸結合ペプチドであって、チー
ズホエー中に含まれることが、従来から知られている。
従来、κ−カゼイングリコマクロペプチドの製造法とし
ては、実験室的には、牛乳から単離したκ−カゼインを
脱イオン水に溶解したものにペプシンを作用させた後、
トリクロル酢酸を加えてパラ−κ−カゼイン画分を沈澱
させ、次いで得られた上清を脱イオン水に対して透析し
て脱塩した後、凍結乾燥することにより調製する方法
（セオ等「ジャーナル オブ フード サイエンス」
（Journal ofFood Science) 53, 80 (1988)）、また
は、上記κ−カゼインを脱イオン水に溶解し、該溶液の
pHを 6.7に調整した後、レンネットを作用させ、次いで
更にpHを4.6 に調整してパラ−κ−カゼインを沈澱させ
て除去し、得られた上清を透析に付して脱塩した後、凍
結乾燥して調製する方法（アカデミックプレス社発行
「ミルクプロテイン」（Milk Protein) pp200)等が行わ
れていた。

【０００３】しかし、これらの方法は、実験室的なもの
であるから、当然大量生産には適さない。一方、κ−カ
ゼイングリコマクロペプチドの産業上の利用性が従来知
られていなかったため、その大量生産のための方法につ
いても検討されていなかった。ところが、最近になって
κ−カゼイングリコマクロペプチドが犬の食欲を低下さ
せる作用を有すること（スタン等、「ブルティン オブ
エクスペリメンタルバイオロジー アンド メディシ
ン」（Bullutin of Experimental Biologyand Medicin
e) 96, 889 (1983)）が報告されたことから、肥満防止
用食品素材として利用され得ることが判った。

【０００４】更に、その後、κ−カゼイングリコマクロ
ペプチドには大腸菌の腸管細胞への付着を阻止したり、
インフルエンザウィルスの感染を防御する効果（特開昭
63−284133号）や抗歯垢効果（特開昭63−233911号）、
病原菌付着阻止効果（特願平２−15285 号）、胃潰瘍予
防又は治療効果（特願平２−410695号）のあることが判
明したことから、その工業的規模での生産が強く望まれ
るようになった。

【０００５】これまでに、κ−カゼイングリコマクロペ
プチドの工業的分離に関する方法が幾つか開示されてい
る。それらを大別すると、イオン交換樹脂を利用する
方法（特開平２−261343号、特願平２−325166号、特願
平３−19112 号) 、限外濾過あるいは逆浸透膜を用い
る方法（特公昭58-23400号、特公昭59-27358号、特開昭
63−284199号、特開平1-168693号、特開平2-276542号、
特願平２-95686号) である。これらの方法のうち、最も
高純度のκ−カゼイングリコマクロペプチドを与える方
法は、特開平2-276542号に開示されている方法であり、
κ−カゼイングリコマクロペプチドを含む原料溶液のpH
を４未満に調整し、分画分子量10kDa 〜50kDa の限外濾
過膜で透過液を得、次いで中性に戻し、50kDa 以下の分
画分子量を有する膜で濃縮する。この方法の利点は、純
度の高いものが得られ、既存のホエー蛋白質濃縮物（Ｗ
ＰＣ）製造用限外濾過膜でκ−カゼイングリコマクロペ
プチドを製造し得ることにあるが、他方で歩留りが低い
という欠点があった。そこでこれらの方法を改良し、原
料溶液のイオン強度との関係を調べ本発明をなすに至っ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平1-168693号
には、10kDa 〜50kDa の限外濾過膜で出発原料を一次限
外濾過する前に、pHを４〜６に調整すると、イオン強度
が上がり、シアル酸類の解離が良くなり、膜透過性が良
くなる旨記載されている。しかし、pHに関して言えば、
特開平2-276542号に記載されているように、pH４未満の
方が歩留りが高い。pH４未満においては、イオン強度を
上げると逆に膜透過性が悪くなることが判明した。

【０００７】κ−カゼイングリコマクロペプチドは、pH
依存的な解離−会合を行う性質を有し、その回収には、
溶液の塩濃度が大きく依存している。すなわち、κ−カ
ゼイングリコマクロペプチドは通常pHは４以上で会合
し、オリゴマーとして存在するが、pH４以下では一部解
離する。しかしこのとき、溶液の電気伝導度が４mS/cm
以上であると、κ−カゼイングリコマクロペプチドはpH
４以下でも解離せず、依然としてオリゴマーとして存在
している。このように、電気伝導度が４mS/cm 以上を示
す溶液中では、κ−カゼイングリコマクロペプチドのpH
依存的な解離が起こらず、特開平2-276542号に記載の方
法では、大きな障壁となる。

【０００８】実際に、κ−カゼイングリコマクロペプチ
ドの主要な原料の一つであるチーズホエーでは、その電
気伝導度が通常５〜６mS/cm であるため、前記方法でκ
−カゼイングリコマクロペプチドを得ることは理想的で
あるとは言えない。本発明は、前記方法を改良し、感染
防御効果、抗う歯効果、胃酸分泌制御効果等のあるκ−
カゼイングリコマクロペプチドを高純度かつ高い歩留り
で回収する方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、κ−カゼイン
グリコマクロペプチドを含有する乳質原料物質を脱塩
し、電気伝導度４mS/cm 以下のものを得て、これをpHを
４未満に調整し、分画分子量10,000〜50,000の膜を用
い、限外濾過処理をして透過液を得、この透過液を分画
分子量50,000以下の膜を用いて濃縮することを特徴とす
るκ−カゼイングリコマクロペプチドの製造法である。

【００１０】κ−カゼイングリコマクロペプチドを含有
する乳質原料物質としては、特に限定されず、例えばチ
ーズホエー、レンネットカゼインホエー、チーズホエー
を限外濾過して製造されたホエー蛋白質濃縮物（ＷＰ
Ｃ）、チーズホエーをイオン交換体と接触させて製造さ
れたホエー蛋白質単離物（ＷＰＩ）、加熱等の方法でホ
エー蛋白質を沈澱除去したチーズホエー、脱塩したチー
ズホエー粉、無脱塩のチーズホエー粉、乳糖母液等が例
示され、ＷＰＣ、ＷＰＩ、各種ホエー粉を原料とする場
合、水で還元したものを出発原料とすることができる。
また、原料中の脂肪分、不溶物等をクリームセパレータ
ー、クラリファイヤー等の前処理を用いて除いておくこ
とは、さらに好ましい。

【００１１】また、κ−カゼイングリコマクロペプチド
を含有する乳質原料物質を陽イオン交換体と接触させ、
吸着しなかった画分を原料とすることができる。さら
に、pH４以下のκ−カゼイングリコマクロペプチドを含
有する乳質原料物質を陰イオン交換体と接触させ、陰イ
オン交換体に吸着した画分を溶出したものを原料として
使用してもよい。

【００１２】原料を脱塩し、その電気伝導度を４mS/cm
以下にする工程においては、通常の脱塩方法なら何でも
よいが、実用的には、イオン交換体を用いる脱塩法、ダ
イアフィルトレーションによる方法、電気透析による方
法が例示される。イオン交換体による脱塩の場合、使用
するイオン交換体の種類、運転条件については、特に限
定されない。イオン交換体に吸着したものを回収する必
要がある場合には、特願平３-91121号に開示された方法
を用いてκ−カゼイングリコマクロペプチドを効果的に
回収することができる。また、ダイアフィルトレーショ
ンによる脱塩では、逆浸透（ＲＯ）膜、限外濾過（Ｕ
Ｆ）膜、精密濾過（ＭＦ）膜を使用でき、その材質、孔
径（ＵＦ膜の場合は分画分子量、ＲＯ膜の場合は食塩阻
止率）、運転条件については、特に限定されない。

【００１３】こうして脱塩された原料からκ−カゼイン
グリコマクロペプチドを調製する場合、特に高純度のも
のを得るには、特開平2-276542号に記載された方法を適
用する。すなわち、原料のpHを４未満に調整し、分画分
子量10,000〜50,000のＵＦ膜を用い、限外濾過、ダイア
フィルトレーション、あるいは、それらを組合せること
によって、透過液中にκ−カゼイングリコマクロペプチ
ドを得る方法である。この時、原料の電気伝導度が30mS
/cm を超えるとしばしば収率の低下を招く。一方、原料
の電気伝導度が30mS/cm 以下であればκ−カゼイングリ
コマクロペプチド調製において何ら問題はない。しか
し、その後の脱塩工程を考慮すると、電気伝導度が10mS
/cm 以下であることがさらに好ましい。また分画分子量
50,000より大きな膜（ＵＦ膜、ＭＦ膜）を用い、透過液
中にκ−カゼイングリコマクロペプチドを得ることもで
きるが、この場合、他のホエー蛋白質が混入してくるた
め、純度が低下すると共に濃縮液をＷＰＣとして使用す
る際に回収率が低下することがある。

【００１４】いずれの方法でも、κ−カゼイングリコマ
クロペプチドを透過液中に回収し、またそれを濃縮、脱
塩する工程において使用するＵＦ膜、ＭＦ膜、ＲＯ膜の
材質は特に限定されない。これらの膜の材質としては、
ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、４フッ化エ
チレン、セラミック等を例示することができ、歩留りを
さらに上げるには、酢酸セルロース、ニトロセルロー
ス、ポリアクリロニトリル、芳香族ポリアミド等の親水
性の膜、あるいは荷電膜を使用することが好ましい。

【００１５】次に透過液を濃縮するため、特開平2-2765
42号に記載の方法を用いる。透過液のpHを４以上に戻し
た後に分画分子量50,000以下の膜で限外濾過、ダイアフ
ィルトレーション、又は逆浸透濾過を行う。pHの調整は
アルカリ剤なら何でも良く、例えば水酸化ナトリウム、
重炭酸ナトリウム、アンモニア水等を用いることができ
る。κ−カゼイングリコマクロペプチドはpH４を境とし
て、それ以下ではモノマー（分子量9,000)、それを超え
るとポリマー（分子量45,000）になることから目的に応
じてpH５以上とすることが好ましい。又、用いる膜は分
画分子量50,000以下なら何でも良いが、50,000を超える
膜ではκ−カゼイングリコマクロペプチドが透過してし
まう。一般のホエー蛋白質濃縮物製造工程中で用いられ
ている分画分子量20,000程度の膜を用いるのが最も簡便
である。

【００１６】透過液のpHを４以上に戻さなかった場合に
は、κ−カゼイングリコマクロペプチドはモノマーで存
在するので第２の方法を用いる。すなわち分子量分画1
0,000以下の膜、好ましくは8,000 以下の膜で限外濾
過、ダイアフィルトレーション、或いは逆浸透濾過を行
い濃縮液を得る。いずれの方法においても、電気透析や
イオン交換樹脂による脱塩工程を組み合わせることには
全く問題がない。

【００１７】こうして得られた濃縮液には本質的にκ−
カゼイングリコマクロペプチドしか含まれていないの
で、噴霧乾燥又は凍結乾燥等の手段によって乾燥する。
尚、κ−カゼイングリコマクロペプチドは熱に対して安
定なために乾燥工程の前に殺菌工程を入れることは更に
望ましい。このように、κ−カゼイングリコマクロペプ
チドを濃縮、脱塩する工程では、脱塩していない原料か
ら調製する場合に比べて、明らかに工程に要する時間が
短縮される。さらに、電気伝導度４mS/cm 以下に調整し
た原料に前述した公知の方法、あるいはそれらを組み合
わせた方法を適用することも可能である。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、原料の電気伝導度を４
mS/cm 以下に調整した後、一定の分画分子量の膜濾過を
行ったので、κ−カゼイングリコマクロペプチドの回収
率を大幅に向上させることができ、一層低いコストで生
産された製品を市場に供給することできる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明
する。 実施例１ 電気伝導度5.6mS/cmのゴーダチーズホエー（雪印乳業
製) 500 リットルをクラリファイヤーにかけ、不溶物を
除去し、これをプレートヒーターで50℃まで加温し、分
画分子量50,000の限外濾過膜（ＤＤＳ社製、GR51pp) を
用い、50℃、圧力0.4MPa、平均流束 52.4 l/m²・h で限
外濾過処理を行い、100 リットルまで濃縮した。

【００２０】その後、脱イオン水を加えながら、濃縮液
の電気伝導度が１mS/cm となるまでダイヤフィルトレー
ションを行った。この濃縮液に塩酸を加え、pH2.5(電気
伝導度7.9mS/cm) に調整して引き続き、前述の条件で限
外濾過処理を行い、透過液80リットルを得た。この透過
液を25％苛性ソーダにてpH 7.0に調整し、上述の方法で
限外濾過処理を行い濃縮し、さらにダイヤフィルトレー
ションにて脱塩し、この濃縮液を凍結乾燥した。κ−カ
ゼイングリコマクロペプチド粉末98ｇを得た。ウレア−
ＳＤＳ電気泳動法による分析の結果、純度は84％であっ
た。

【００２１】比較のため、同じゴーダチーズホエー 500
リットルから、ダイヤフィルトレーションを行わない
で、前述の方法でκ−カゼイングリコマクロペプチドを
調製したところ、収量は64ｇ、純度は80％であった。

【００２２】実施例２ 電気伝導度5.4mS/cmのチェダーチーズホエー（雪印乳業
製）10リットルを、アンバーライト(IRA 410) 100g、ア
ンバーライト(IR 120B) 100gをそれぞれ充填したカラム
に通液し、電気伝導度0.4mS/cmの脱塩ホエー 9.8リット
ルを回収した。

【００２３】これを塩酸でpH2.5(電気伝導度6.9mS/cm)
に調整し、分画分子量50,000の限外濾過膜（ＤＤＳ社
製、GR51pp) を用い、実施例１と同様に限外濾過処理を
行い、透過液９リットルを得た。さらにこれを脱塩、濃
縮、凍結乾燥を行い、κ−カゼイングリコマクロペプチ
ド2.1gを得た。ウレア−ＳＤＳ電気泳動法にて分析の結
果、純度は79％であった。

【００２４】比較のため、同じチェダーチーズホエー10
リットルから、脱塩操作なしで、κ−カゼイングリコマ
クロペプチドを調製したところ、収量は1.6g、純度は82
％であった。

【００２５】実施例３ 電気伝導度5.6mS/cmのゴーダチーズホエー（雪印乳業
製）10リットルを、電気透析装置 TS-24 (徳山ソーダ社
製) にかけて、電気伝導度が0.6mS/cmになるまで脱塩を
行い、その後、塩酸でpH2.0(電気伝導度5.6mS/cm) に調
整した。この脱塩ホエーを、分画分子量50,000の限外濾
過膜（ＤＤＳ社製、GR51pp) を用い、実施例１と同様に
限外濾過処理を行い、透過液９リットルを得、これを濃
縮、脱塩、さらにロータリーエバポレーターで 100mlに
なるまで濃縮し、パルビスミニスプレーGA31 (ヤマト社
製) を用い、入口温度 150℃、出口温度85℃にて噴霧乾
燥を行った。κ−カゼイングリコマクロペプチド粉末2.
0gを得た。ウレア−ＳＤＳ電気泳動法による分析の結
果、純度は81％であった。

【００２６】比較のため、同じゴーダチーズホエー10リ
ットルから、脱塩操作なしでκ−カゼイングリコマクロ
ペプチドを調製したところ、収量は1.7g、純度は80％で
あった。

【００２７】実施例４ 電気伝導度6.1mS/cmのカマンベールチーズホエー（雪印
乳業製）50リットルをプレートヒーターで40℃まで加温
し、分画分子量50,000の限外濾過膜（ＤＤＳ社製、GR51
pp) を用い、温度40℃、圧力0.4MPa、平均流束52.4 l/m
²h で限外濾過処理を行い、１リットルまで濃縮した。

【００２８】その後、脱イオン水を加えながら、濃縮液
の電気伝導度が１mS/cm となるまでダイアフィルトレー
ションを行った。この濃縮液に塩酸を加え、pH2.5(電気
伝導度5.2mS/cm) に調整して引き続き、脱イオン水を加
えながらダイアフィルトレーションを行い透過液８リッ
トルを得た。この透過液を25％苛性ソーダにてpH7.0に
調整し、上述の方法で限外濾過処理を行い濃縮し、さら
にダイアフィルトレーションにて脱塩し、この濃縮液を
凍結乾燥した。κ−カゼイングリコマクロペプチド粉末
49ｇを得た。ウレア−ＳＤＳ電気泳動法による分析の結
果、純度は86％であった。

【００２９】比較のため、同じカマンベールチーズホエ
ー50リットルから、１回目のダイアフィルトレーション
を行わないで、前述の方法でκ−カゼイングリコマクロ
ペプチドを調製したところ、収量は37ｇ、純度は79％で
あった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 κ−カゼイングリコマクロペプチドを含
   有する乳質原料物質を脱塩し、電気伝導度４mS/cm 以下
   のものをpH４未満に調整し、分画分子量10,000〜50,000
   の膜を用いて限外濾過処理を行い、得られた透過液を分
   画分子量50,000以下の膜を用いて濃縮することを特徴と
   するκ−カゼイングリコマクロペプチドの製造法。
2. 【請求項２】 pH４未満に調整したものの電気伝導度が
   30mS/cm 以下である請求項１記載のκ−カゼイングリコ
   マクロペプチドの製造法。