DE60009778T2 - Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung mit hohem Gangliosidgehalt - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur einfachen und schnellen Herstellung einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt. Weil die Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt, die durch das Verfahren dieser Erfindung hergestellt wird, Gangliosid zu einem hohen prozentualen Anteil enthält, ist sie als Material verwendbar, welches für z.B. verschiedene Nahrungsmittel und Getränke, Medikamente und chemische Produkte verwendet wird.
- Gangliosid ist ein allgemeiner Begriff für ein Sphingoglycolipid, das Sialsäure enthält, und es ist bekannt, dass verschiedene Molekülspezies existieren. In den vergangenen Jahren ist biochemische Forschung an Gangliosid aktiv durchgeführt worden und dessen physiologische Funktionen, wie Zelldifferenzierung, Nervenfunktion, maligne Alteration, virale Infektion und Zellinformationsübertragung, sind bekannt gemacht worden. Ferner ist bekannt, dass Gangliosid in verhältnismäßig großen Mengen in tierischen Zellmembranen und Gehirnen und Fettglobulimembranen enthalten ist.
- Herkömmlich sind als Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt ein Verfahren, um Fettglobulimembranen aus Buttermilch zu erhalten (JP-A-60-72819) und ein Verfahren unter Verwendung eines Ionenaustauschharzes (JP-A-2-207090) bekannt. Jedoch weist das erstere Verfahren darin ein Problem auf, dass es sehr schwierig ist, eine Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt im industriellen Maßstab herzustellen, und das letztere Verfahren weist darin ein Problem auf, dass es nicht zur Mengenverarbeitung geeignet ist, da es ein Ionenaustauschharz verwendet.
- Außerdem wurde ein Verfahren unter Verwendung von Ethanol als ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt vorgeschlagen (JP-A-9-291094). Dieses Verfahren ist zur Mengenherstellung einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt in der Lage, aber es erfordert viele Arbeitsgänge, einschließlich eines Verfahrens, in welchem die Verwendung einer Membranvorrichtung erforderlich ist.
- Ein Verfahren, um Gangliosid aus tierischem Gewebe unter Verwendung von Ethanol und Propanol herzustellen (JP-A-10-218892), ist ebenfalls bekannt, aber dies ist eine Technik, die nur auf nicht-trockenes tierisches Gewebe angewendet werden kann. Unter Verwendung dieses Verfahrens ist es schwierig, eine Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt in Menge herzustellen und es weist darin einen Mangel auf, dass die Rückgewinnungsrate an Gangliosid sehr niedrig ist.
- Ferner ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt unter Verwendung von Methanol im Labormaßstab (Tohru Nakao und Yoshio Hirabayashi, Ganglioside Research Method I, S. 32, Gakkai-Shuppan Center, 1995) bekannt. Die Verwendung von Methanol ist jedoch gefährlich und dieses Verfahren ist zur Mengenherstellung nicht geeignet. Darüber hinaus ist es schwierig, die auf diese Weise erhaltene Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt als Nahrungsmittelmaterial zu verwenden.
- Folglich ist wegen der bestehenden Umstände ein Verfahren zur einfachen und schnellen Mengenherstellung einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt, welche ebenfalls als Nahrungsmittelmaterial verwendet werden kann, erforderlich.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur einfachen und schnellen Mengenherstellung einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt, welche als Material für verschiedene Nahrungsmittel und Getränke, Medikamente und chemische Produkte verwendet werden kann, bereitzustellen. Diese Aufgabe konnte auf Grundlage der Feststellungen erreicht werden, dass die Löslichkeit von Gangliosid in Ethanol sich stark in Abhängigkeit von der Temperatur änderte, und dass eine Zusammensetzung mit einem hochwertigen Gangliosidgehalt in Menge einfach und schnell erhalten werden konnte durch Dispergieren eines Materials, welches Gangliosid in einer Ethanollösung enthält, wobei die Ethanolkonzentration auf 60 bis 95 % eingestellt wird; Erwärmen der Dispersion auf eine Temperatur von mehr als 50°C, wobei Gangliosid aufgelöst wird und wobei ein erster Proteine enthaltender Niederschlag hergestellt wird; Entfernen des ersten Niederschlags; Abkühlen eines Flüssigkeitsüberstandes ausschließlich des ersten Niederschlags auf eine Temperatur von weniger als 0°C, wobei ein zweiter Gangliosid enthaltender Niederschlag gebildet wird; und Gewinnen des zweiten Niederschlags.
- Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Gangliosid enthaltendes Material in einer Ethanollösung dispergiert, so dass die Ethanolkonzentration 60 bis 95 % erreicht, und die Lösung wird bei einer Temperatur von 50 bis 90°C gerührt, um das Material aufzulösen. Durch diesen Arbeitsgang löst Gangliosid sich in der Ethanollösung auf und Protein setzt sich ab. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Ethanolkonzentration der Ethanollösung unter 60 % liegt oder 95 % überschreitet, fällt die Löslichkeit von Gangliosid und es fällt aus, und die Gewinnungsrate von Gangliosid fällt.
- Der erhaltene Flüssigkeitsüberstand, welcher Gangliosid enthält, wird auf eine Temperatur von weniger als 0°C, bevorzugt weniger als –20°C, abgekühlt. Durch diesen Arbeitsgang fällt Gangliosid aus. Wenn die Temperatur zu diesem Zeitpunkt mehr als 0°C beträgt, fällt die Löslichkeit von Gangliosid nicht ausreichend, und die Gewinnungsrate von Gangliosid fällt.
- Durch Gewinnen des Gangliosid enthaltenden Niederschlags, welcher in der vorstehend genannten Weise erhalten wurde, wird eine Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt hergestellt.
- Ferner können als Gangliosid enthaltende Materialien, welche für diese Erfindung verwendet werden, innere Organe und Gehirne von Tieren, oder Molkereiprodukte, einschließlich Milch, Butterserum, Buttermilch, Molke und Molkeproteinkonzentrat (MPK) verwendet werden. Diese Gangliosid enthaltenden Materialien können verwendet werden wie sie sind, oder sie können durch Trocknen oder Kondensieren derselben verwendet werden.
- In der vorliegenden Erfindung wird ein Gangliosid enthaltendes Material zuerst in einer Ethanollösung dispergiert, so dass die Ethanolkonzentration 60 bis 95 % erreicht, das Material wird durch Rühren bei einer Temperatur von 50 bis 90°C aufgelöst, und der gebildete Niederschlag wird entfernt. Dieser erste Protein enthaltende Niederschlag kann unter Verwendung eines Verfahrens, wie Filtration, Zentrifugalseparation, Filterpressen oder Dekantieren entfernt werden. Der erhaltene Flüssigkeitsüberstand wird auf eine Temperatur von weniger als 0°C abgekühlt, und der gebildete Niederschlag wird gewonnen. Dieser zweite Niederschlag, welcher Gangliosid enthält, kann unter Verwendung eines Verfahrens, wie Filtration, Zentrifugalseparation, Filterpressen oder Dekantieren gewonnen werden.
- Auf diese Weise kann eine Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt einfach und schnell in Menge aus einem Gangliosid enthaltenden Material hergestellt werden. Die erhaltene Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt kann als Material für z.B. verschiedene Nahrungsmittel und Getränke, Medikamente und chemische Produkte, falls notwendig durch Zerkleinern der Zusammensetzung zu Pulver, verwendet werden.
- Die vorliegende Erfindung wird durch Zeigen von Beispielen ausführlicher erklärt. Ferner wird der Gangliosidgehalt unter Verwendung eines Verfahrens von Kawakami und anderen (Biosci. Biotech. Biochem., Band 58, S. 1314–1315, 1994) bestimmt.
- Beispiel 1
- 100 g Butterserum wurden in 1.000 g einer wässrigen Ethanollösung mit einer Ethanolkonzentration von 80 % dispergiert. Nach Erwärmen der Lösung auf 60°C und Rühren derselben für eine Stunde wurde ein Niederschlag durch eine Filterpresse unter Verwendung eines Flanelltuchs an einer Seite entfernt. Der erhaltene Flüssigkeitsüberstand wurde auf –20°C abgekühlt und über Nacht ungestört stehen gelassen. Durch Gewinnung des Niederschlags durch Filtration unter Verwendung eines 5 μm-Filters wurden 6,3 g einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt erhalten.
- In der erhaltenen Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt wurde Gangliosid mit 4,7 Gew.-% vom Feststoffgehalt erreicht. Ferner wurde, weil der Gangliosidgehalt im ursprünglichen Butterserum 0,28 Gew.-% betrug, festgestellt, dass der Gangliosidgehalt in der hergestellten Zusammensetzung 16,8-fach konzentriert war.
- Beispiel 2
- Durch Ultrafiltrieren von Butterserum, um Laktose zu entfernen, wurde laktosefreies Butterserum hergestellt. 100 g laktosefreies Butterserum wurde in 1.000 g einer wässrigen Ethanollösung mit einer Ethanolkonzentration von 80 % dispergiert, und nach Erwärmen der Lösung auf 65°C und Rühren derselben für 30 min. wurde ein Niederschlag durch Zentrifugalseparation entfernt. Der erhaltene Flüssigkeitsüberstand wurde dann auf –20°C abgekühlt und über Nacht ungestört stehen gelassen. Durch Gewinnung des Niederschlags durch Filtration unter Verwendung eines Flanelltuchs an einer Seite wurden 6,0 g einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt hergestellt.
- In der erhaltenen Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt wurde Gangliosid mit 6,5 Gew.-% vom Feststoffgehalt erreicht. Ferner wurde, weil der Gangliosidgehalt im ursprünglichen laktosefreien Butterserum 0,65 Gew.-% betrug, festgestellt, dass der Gangliosidgehalt in der hergestellten Zusammensetzung 10,2-fach konzentriert war.
- Beispiel 3
- 100 l Ethanol mit 99,5 % Reinheit wurden zu 60 l Buttermilch gegeben und das Gemisch wurde auf 60°C erwärmt, wobei gut gerührt wurde. Nach Rühren des Gemisches für eine weitere Stunde wurde ein Niederschlag durch eine Filterpresse unter Verwendung eines Flanelltuchs an einer Seite entfernt. Der erhaltene Flüssigkeitsüberstand wurde dann auf –20°C abgekühlt und über Nacht ungestört stehen gelassen. Durch Gewinnung des Niederschlags durch Filtration unter Verwendung eines 5 μm-Filters wurden 101 g einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt erhalten.
- In der erhaltenen Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt wurde Gangliosid mit 5,4 Gew.-% vom Feststoffgehalt erreicht. Ferner wurde, weil der Gangliosidgehalt in der ursprünglichen Buttermilch 0,1 Gew.-% betrug, festgestellt, dass der Gangliosidgehalt in der hergestellten Zusammensetzung 54-fach konzentriert war.
- Vergleichsbeispiel 1
- Gemäß einem in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 9-291094 erwähnten Verfahren wurde eine Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt hergestellt. 100 l Ethanol mit 99,5 % Reinheit wurden zu 60 l Buttermilch gegeben. Nach gutem Rühren des Gemisches wurde ein Gangliosid enthaltender Niederschlag durch Zentrifugalseparation (2.500 U/min.) gewonnen. Nachdem dieser Niederschlag in 4 l Wasser gelöst worden war, wurden 35 l Ethanol zugegeben und ein ausgefälltes Protein wurde durch Zentrifugalseparation (3.000 U/min.) bei Raumtemperatur gewonnen. Wasser wurde dann zu der Lösung gegeben, aus welcher das Protein entfernt worden war, bis deren Gesamtvolumen 3001 erreichte. Nach Durchführung einer Ultrafiltration unter Verwendung einer Ultrafiltrations- (UF) Membran (Cefilt/hergestellt durch Nihon Gaishi) mit einem Fraktionierungsmolekulargewicht von 500.000 wurde die erhaltene konzentrierte Flüssigkeit gefroren und getrocknet und 85 g einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt wurden erhalten. Zusätzlich wurde Ultrafiltration durchgeführt unter den Bedingungen von: CF 100-fach, DF 3-fach und einer Betriebstemperatur von 30°C.
- In der erhaltenen Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt wurde Gangliosid mit 5,9 Gew.-% vom Feststoffgehalt erreicht. Ferner wurde, weil der Gangliosidgehalt in der ursprünglichen Buttermilch 0,1 Gew.-% betrug, festgestellt, dass der Gangliosidgehalt in der hergestellten Zusammensetzung 59-fach konzentriert war.
- Wenn wir hier das Verfahren aus Beispiel 3 und das Verfahren aus Vergleichsbeispiel 1 vergleichen, sind die Konzentrationsrate und die Gewinnungsrate nahezu gleich, aber das Verfahren aus Beispiel 3 weist darin Vorteile auf, dass eine notwendige Vorrichtung zur Herstellung sehr einfach ist und dass die zur Herstellung erforderliche Zeit sehr kurz ist. Mit anderen Worten sind für das Verfahren aus Beispiel 3 ein Behälter, der erwärmt und abgekühlt werden kann, und eine Filterpresse die einzig notwendige Ausrüstung. Für das Verfahren aus Vergleichsbeispiel 1 ist jedoch zusätzlich zu einem Behälter und einem Zentrifugalseparator eine teure UF-Membranvorrichtung notwendig. Während ferner bezüglich der zur Herstellung erforderlichen Zeit das Verfahren aus Beispiel 3 ungefähr 24 h benötigte, benötigte das Verfahren aus Vergleichsbeispiel 1 ungefähr 48 h.
- Gemäß dem Verfahren dieser Erfindung kann eine Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt einfach und schnell in Menge hergestellt werden und die erhaltene Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt kann vorteilhaft als ein Material für Lebensmittel und Getränke und chemische Produkte bereitgestellt werden.
Claims (8)
- Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung mit einem hohen Gangliosidgehalt, umfassend folgende Schritte: Dispergieren eines Materials, welches Gangliosid in einer Ethanollösung enthält, wobei die Ethanolkonzentration auf 60 bis 95% eingestellt wird; Erwärmen der Dispersion auf eine Temperatur von mehr als 50°C, wobei Gangliosid aufgelöst wird und wobei ein erster Proteine enthaltender Niederschlag hergestellt wird; Entfernen des ersten Niederschlags; Abkühlen eines Flüssigkeitsüberstandes ausschließlich des ersten Niederschlags auf eine Temperatur von weniger als 0°C, wobei ein zweiter Gangliosid enthaltender Niederschlag gebildet wird; und Gewinnen des zweiten Niederschlags.
- Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Gangliosid enthaltende Material Milch oder ein von Milch abgeleitetes Material ist.
- Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Gangliosid enthaltende Material ausgewählt ist aus Milch, Butterserum, Buttermilch, Molke und Molkeproteinkonzentrat.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dispersion im Erwärmungsschritt auf eine Temperatur von 50 bis 90°C erwärmt wird.
- Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Dispersion im Erwärmungsschritt auf eine Temperatur von 60°C oder höher erwärmt wird.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Niederschlag im Entfernungsschritt durch Filtration, Zentrifugalseparation, Filterpressen oder Dekantieren entfernt wird.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der zweite Niederschlag im Gewinnungsschritt durch Filtration, Zentrifugalseparation, Filterpressen oder Dekantieren gewonnen wird.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Flüssigkeitsüberstand im Abkühlungsschritt auf eine Temperatur von –20°C oder niedriger gekühlt wird.
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