JP2001095483A

JP2001095483A - ポリアミン含有組成物の製造方法

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Publication number: JP2001095483A
Application number: JP27241699A
Authority: JP
Inventors: Akinori Shigematsu; 明典重松; Akira Tomizawa; 章富澤; Yoshihiro Tanimoto; 佳博谷本; Takashi Yakabe; 隆史矢賀部
Original assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2001-04-10
Anticipated expiration: 2019-09-27
Also published as: JP4740434B2

Abstract

(57)【要約】【課題】乳素材の製造に何ら影響を与えることな
く、ポリアミン含有組成物を簡便かつ効率的に製造する
方法の提供。【解決手段】乳又は乳素材を、ポリアミンを特異的
に吸着する弱酸性カチオン交換樹脂又は合成吸着剤と接
触させて、吸着剤にポリアミンを吸着させた後、吸着剤
に吸着したポリアミンを塩酸、硫酸等の無機酸、又は、
ナトリウム、カリウム、カルシウム等のカチオンを含有
するこれらの無機酸によって溶出させ、さらに得られた
溶出液をアニオン交換樹脂処理、電気透析処理、ナノフ
ィルトレーション膜処理等を行って脱酸及び脱塩するこ
とによってポリアミン含有組成物を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乳又は乳素材から
ポリアミン含有組成物を製造する方法に関する。本発明
の方法によると、一般的に行われている工業的規模の各
種乳素材の製造工程において、ポリアミン吸着用の樹脂
塔を増設するだけで、乳素材の製造に何ら影響を与える
ことなく、ポリアミン含有組成物を簡便かつ効率的に製
造することができる。

【０００２】

【従来の技術】ポリアミンは、第一級アミノ基を２つ以
上もつ直鎖状の脂肪族炭化水素の総称であり、代表的な
ポリアミンとして、プトレッシン、スペルミジン及びス
ペルミンを挙げることができる。ポリアミンの生理作用
としては、(1) 細胞増殖作用、(2) 細胞分化促進作用、
(3) 免疫必須因子、(4) 抗アレルギー作用、(5) タンパ
ク質合成促進作用、(6) 核酸との相互作用による構造の
安定化、(7) 酵素活性調節作用等が知られている。最近
では、経口摂取したポリアミンが消化管粘膜細胞の増殖
や分化を促進するという効果について多くの報告がなさ
れている。これらの報告を例示すると、以下の通りであ
る。

【０００３】O.Peulen et al., Arch. Physiol. Bioche
m., vol.106, pp.46-55, 1998; W.P.Deloyer et al., A
rch. Physiol. Biochem., vol.104, pp.163-172, 1996;
M.Kaouass et al., Dig. Dis. Sci., vol.41, pp.1437
-1444, 1996; E.Harada et al., Comp. Biochem. Physi
ol., vol.109A, pp.667-673, 1994; G.Capano et al.,
J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr., vol.19, pp.34-4
2, 1994; G.E.Wild etal., Biol. Neonate, vol.63, p
p.246-257, 1993; Buts J.-P. et al., Dig. Dis. and
Sci., vol.38, p.1091, 1993; Dufour,C. et al., Gast
roenterology, vol.95, p.112, 1998。

【０００４】これらの報告では、スペルミジンやスペル
ミンの生理効果について調べられており、消化管成熟促
進作用が明らかにされている。このように、ポリアミン
が持つ種々の効果が明らかになるにつれて、ポリアミン
含量の少ない栄養組成物にポリアミンを強化すること
は、栄養学的観点からも望ましいと考えられるようにな
ってきた。実際、ポリアミンの効果を利用し、例えば、
タンパク質の吸収を促進させて良好な発育及び健康状態
を保たせるポリアミン配合栄養組成物（特開平6-305956
号公報）、胃酸分泌を阻止する方法及び胃酸分泌阻止用
摂取用組成物（特開昭 58-131914号公報）、免疫賦活剤
（特開昭59-98015号公報、特開平2-223514号公報）等が
考案されている。また、育児用粉乳等の栄養組成物につ
いても、スペルミジンやスペルミンを強化することによ
り、母乳に近づけることができる。そして、特に、消化
管成熟化効果を発揮させるためには、スペルミジンやス
ペルミンの含量を高めた風味の良好なポリアミン含有組
成物を素材として供給することが重要となる。

【０００５】しかし、従来、ポリアミンは化学合成によ
り製造されたものが試薬として提供されているのみで、
天然物に由来するポリアミンの製造は実用化されていな
かった。なお、天然物に由来するポリアミンの製造方法
としては、白子を原料としたポリアミンの製造方法（特
開平8-238094号公報）、動物臓器を原料としたポリアミ
ンの製造方法（特開平9-206025号公報）、酵母菌体から
のポリアミンの製造方法（特開平10-52291号公報）等が
知られている。しかし、これらの製造方法は、白子、動
物臓器、酵母を原料とするものであり、魚臭、獣臭、酵
母臭等の臭気の問題があり、風味は必ずしも好ましくな
かった。また、乳や乳素材を原料としたポリアミンの製
造方法 (特開平6-305956号公報) も知られている。乳や
乳素材を原料としたポリアミンは、好ましい風味を有す
るが、原料中のポリアミン含量が固形100g当たり５〜
2,000μg と、他の原料に比べて 1/100以下であるの
で、原料を大量に調達しなければならないという問題が
あった。さらに、工業的にポリアミンを製造するに際し
て、解決しなければならない問題は多い。例えば、イオ
ン交換法によりポリアミンを製造する場合、イオン交換
樹脂に吸着したポリアミンを5N以上の高濃度の酸で溶出
する必要がある。また、この酸を中和するのに多量のア
ルカリが必要であり、さらに、中和により生成した多量
の塩を除去する必要もある。そのため、製造装置の材質
は腐食に強いものが求められ、かつランニングコストも
高くなるという問題がある。

【０００６】また、ゲル濾過法によりポリアミンを製造
する場合、充填剤の強度を考慮するとカラムを大きくす
ることは困難であり、ポリアミンの分離に多量の溶離液
と時間を必要とするという問題がある。さらに、ｎ−ブ
タノール溶媒抽出法によりポリアミンを製造する場合、
医薬成分として利用できるが、食品素材として利用でき
ないという問題がある。一方、乳素材は、ヨーロッパ、
アメリカ、オセアニア等、世界の多くの地域で工業的に
製造されており、原料乳換算で数百トン規模の乳製品を
製造する工場も多数存在している現状にある。そこで、
この乳素材の製品特性に影響を与えないような状態で、
原料乳からポリアミンを選択的に分離、回収することが
できれば、乳由来のポリアミンを大量に供給することが
可能となる。しかし、現在のところ、そのようなポリア
ミンの分離、回収方法は知られていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、乳由来
のポリアミンを大量に分離、回収して、ポリアミンを高
純度に含有するポリアミン含有組成物を製造する方法を
開発するべく、鋭意研究を行ってきた結果、乳素材に含
まれるタンパク質、ミネラル、乳糖等の一般成分には影
響を与えず、ポリアミンを特異的に吸着し、かつ2N以下
の低濃度の酸で簡単にポリアミンを溶離する吸着剤を見
出した。そして、この吸着剤を使用して、乳や乳素材か
ら分離、回収したポリアミン溶出液については、アニオ
ン交換樹脂処理、電気透析（ＥＤ）処理、ナノフィルト
レーション（ＮＦ）膜処理等を行うことにより、容易に
脱酸及び脱塩を行うことができることを見出し、本発明
を完成させるに至った。したがって、本発明は、乳又は
乳素材から風味の良好なポリアミン含有組成物を廉価に
工業的規模で大量に製造する方法を提供することを課題
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、乳や乳素材
を、ポリアミンを特異的に吸着する吸着剤と接触させ
て、吸着剤にポリアミンを吸着させた後、吸着剤に吸着
したポリアミンを溶出させることにより、スペルミジン
及びスペルミン含量の高いポリアミン含有組成物を製造
する。本発明で使用する乳としては、牛乳、山羊乳、羊
乳等の哺乳動物全ての乳を挙げることができる。また、
本発明で使用する乳素材としては、遠心分離、酸凝固、
膜、樹脂等で上記した乳を処理したものを挙げることが
でき、ポリアミンを微量でも含有したものであれば全て
使用することができる。例えば、酸カゼイン、酸ホエ
ー、チーズホエー、ホエータンパク濃縮物（ＷＰＣ）、
ホエータンパク分離物（ＷＰＩ）、脱脂乳、バターミル
ク、乳糖母液等の乳素材、あるいはこれらの乳素材を製
造する際に排出されるＵＦ膜透過液等である。

【０００９】また、本発明で使用するポリアミンを特異
的に吸着する吸着剤としては、弱酸性カチオン交換樹
脂、ポリスチレンやポリビニールを母体とした合成吸着
剤等を挙げることができる。例えば、ダイヤイオンWK1
1、ダイヤイオンWK40、ダイヤイオン HP2MG、セパビー
ズ SP207（三菱化学社製）、CMトヨパール、SPトヨパー
ル（東ソー社製）、ダウエックス MAC-3（ザ・ダウケミ
カル社製）、アンバーライト IRC50、アンバーライト I
RC76（オルガノ社製）等が市販されている。これらの吸
着剤は１ml当たり 370μg ものポリアミンを吸着するこ
とができ、かつ吸着剤に吸着したポリアミンを１〜２N
程度の低濃度の酸で簡単に溶出することができる。な
お、強酸性カチオン交換樹脂も、同等にポリアミンを吸
着することができるが、吸着したポリアミンを2N以下の
低濃度の酸で溶出することはできない。なお、ポリアミ
ンを溶出する際に使用する酸としては、塩酸や硫酸等の
無機酸を挙げることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明によると、乳や乳素材を、
ポリアミンを特異的に吸着する吸着剤と接触させて、吸
着剤にポリアミンを吸着させた後、吸着剤に吸着したポ
リアミンを溶出させて、スペルミジン及びスペルミン含
量の高いポリアミン含有組成物を製造することができ
る。本発明では、まず、原料となる乳や乳素材を、ポリ
アミンを特異的に吸着する吸着剤と接触させて、乳や乳
素材中に含まれるポリアミンを吸着剤に吸着させるに際
して、例えばカラムを利用する場合、吸着剤 1 l当たり
５〜 15 l/時の通液速度で、望ましくはポリアミンの吸
着量が飽和量に達するまで、乳や乳素材を通液すれば良
い。また、カラムに充填した吸着剤が圧損を受けたとき
には、エア撹拌や脱イオン水による逆洗を行えば良い。
なお、カラムに充填した吸着剤の圧損上昇を防止し、か
つ回収されるポリアミンの純度を高めるには、不溶解物
やタンパク質等を含まないＵＦ膜透過液を原料として使
用することが望ましく、特にpH 5.5以下の乳素材から得
られるＵＦ膜透過液は、スペルミジン及びスペルミン等
のポリアミン濃度が高いので望ましい。

【００１１】次に、ポリアミンを吸着した吸着剤を脱イ
オン水等で充分に洗浄して不純物を除去した後、１〜２
N の低濃度の酸を３〜４倍量通液し、ポリアミンを溶出
して回収する。また、溶出温度が高いほど溶出効率は高
くなるが、溶出温度を20℃以上に設定すれば、1Nの低濃
度の酸でも十分ポリアミンを溶出することができる。な
お、吸着剤として弱酸性カチオン交換樹脂を使用する場
合、ポリアミンの溶出に硫酸を使用すると硫化物の沈澱
が生成するので、塩酸を使用することが望ましい。ま
た、ポリアミンの溶出に使用した酸をＥＤやＮＦ膜等で
処理して再利用する場合には、塩酸を使用する必要があ
る。本発明では、吸着剤に吸着したポリアミンを酸で溶
出することにより、同時に吸着剤が再生するので、引き
続き、その吸着剤をそのまま使用して、ポリアミン含有
組成物を製造することができる。上記のようにして得ら
れたポリアミンを含有する溶出液は、タンパク質、有機
酸、乳糖等の乳成分を殆ど含有せず、ポリアミンの濃度
が70倍以上に濃縮されたものとなっている。なお、必要
に応じて、アニオン交換樹脂処理、ＥＤ処理、ＮＦ膜処
理等を行うことにより、溶出液に残存している酸やミネ
ラル等を除去することができ、簡便にポリアミン含有組
成物のポリアミン純度を97％以上に高めることができ
る。

【００１２】なお、ＥＤ処理やＮＦ膜処理については、
一般的に使用されている装置を使用し、常法に従って行
えば良い。そして、ＥＤ処理やＮＦ膜処理して脱酸及び
脱塩することにより、酸及びミネラルを回収することが
できるので、これをポリアミンの溶出に再利用すること
ができるようになる。また、アニオン交換樹脂処理につ
いては、市販されている一般的なアニオン交換樹脂を使
用すれば良いが、アニオン交換樹脂 1 l当たり３イオン
当量以上の交換能力が必要となるため、望ましくは弱塩
基性アニオン交換樹脂を利用した方がランニングコスト
を低くすることができる。このようにして得られたポリ
アミン含有組成物については、必要に応じて濃縮や乾燥
を行い、ポリアミン素材として飲食品や飼料、医薬品等
の製造に使用することができる。また、脱脂乳やホエー
等の乳素材と混合することにより、ポリアミン含量の高
い乳素材とすることもできる。

【００１３】ところで、本発明の方法によると、ポリア
ミンを分離、回収した後も、原料として使用した乳や乳
素材の一般成分は殆ど変化せず、風味等も良好であるの
で、これらの乳や乳素材を本来の目的で使用することが
できるという大きな利点がある。つまり、ホエータンパ
ク濃縮物（ＷＰＣ）、脱塩ホエー、乳糖結晶母液等の乳
素材を製造する従来の工程に、ポリアミンを分離する工
程を加えるのみで、効率的にポリアミン含有組成物を製
造することができ、これにより、大量かつ安価にポリア
ミン素材を供給することができる。次に、実施例を示
し、本発明をさらに詳しく説明する。なお、実施例にお
けるポリアミン含量の分析は、川上らの方法（日本小児
栄養消化器病学会雑誌, vol.9, pp.115-121, 1995)に従
って行った。

【００１４】

【実施例１】乳素材として、脱脂乳を使用し、ポリアミ
ン含有組成物を製造した。すなわち、ミルクセパレータ
ー(AMS-2000;岩井機械工業社製）で牛乳を分離して調製
した脱脂乳 200 lを、合成吸着剤 (セパビーズSP207;三
菱化学社製）100ml を充填したカラムに、４℃、合成吸
着剤 1 l当たり 12 l/時の通液速度で通液して、合成吸
着剤にポリアミンを吸着させた後、エア撹拌及び脱イオ
ン水で充分に合成吸着剤を逆洗して不純物を除去し、次
いで、1N塩酸 300mlを、合成吸着剤 1 l当たり4 l/時の
通液速度で通液して、合成吸着剤に吸着したポリアミン
を溶出した。そして、この溶出液を、弱塩基性アニオン
交換樹脂(Dowex 66(OH形);ダウ・ケミカル日本社製) 20
0ml を充填したカラムに、合成吸着剤 1 l当たり2 l/時
の通液速度で通液して中和した後、凍結乾燥して、ポリ
アミン含有組成物52mgを製造した。このポリアミン含有
組成物のポリアミン純度は99％であり、スペルミジン1
6.8mg及びスペルミン34.2mgを含有していた。なお、乳
素材として使用した脱脂乳の合成吸着剤への通液前後の
一般成分を分析したところ、表１に示した通り、一般成
分に差は無いことが判った。また、風味についても特に
問題はなく、ポリアミンを分離、回収した後も脱脂乳と
して使用できることが判った。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【実施例２】乳素材として、カッテージチーズホエーを
使用し、ポリアミン含有組成物を製造した。すなわち、
カッテージチーズ製造時に生成したホエー(pH4.3) 300
l を、合成吸着剤 (セパビーズSP207;三菱化学社製）10
0ml を充填したカラムに、36℃、合成吸着剤 1 l当たり
12 l/時の通液速度で通液して、合成吸着剤にポリアミ
ンを吸着させた。なお、ホエーのファインカードのため
に、通液の途中でカラム内圧が上昇したが、その都度、
エア撹拌及び脱イオン水で充分に合成吸着剤を逆洗して
ファインカードを除去し、ホエーを通液し続けた。次い
で、エア撹拌及び脱イオン水で充分に合成吸着剤を逆洗
して不純物を除去した後、1N塩酸 300mlを、合成吸着剤
1 l当たり4 l/時の通液速度で通液して、合成吸着剤に
吸着したポリアミンを溶出した。そして、この溶出液
を、弱塩基性アニオン交換樹脂(Dowex 66(OH形);ダウ・
ケミカル日本社製) 200ml を充填したカラムに、合成吸
着剤1 l当たり2 l/時の通液速度で通液して中和した
後、凍結乾燥して、ポリアミン含有組成物43mgを製造し
た。このポリアミン含有組成物のポリアミン純度は99％
であり、スペルミジン14.9mg及びスペルミン27.7mgを含
有していた。なお、合成吸着剤へ通液したカッテージチ
ーズホエーについては、強酸性カチオン交換樹脂 (IR12
0B(H形);オルガノ社製) 及び強塩基性アニオン交換樹脂
(SA20AP(OH形);三菱化学社製) に通液して脱塩ホエーを
製造し、その一般成分及びミネラル成分を分析したとこ
ろ、表２に示した通り、通常の方法で製造した脱塩ホエ
ーと差は無く、ポリアミンを分離、回収した後もカッテ
ージチーズホエーとして使用できることが判った。

【００１７】

【表２】 ──────────────────────────────── 合成吸着剤処理合成吸着剤未処理 ──────────────────────────────── 固形（％） 100 100 脂肪（％） 0.9 1.0 タンパク質（％） 12.0 11.6 灰分（％） 0.5 0.5 ──────────────────────────────── ナトリウム（mg％） 76 81 カリウム（mg％） 147 154 カルシウム（mg％） 3 3 マグネシウム（mg％） 1 1 クエン酸（mg％） 3 3 乳酸（mg％） 250 180 酢酸（mg％） 8 6 ────────────────────────────────

【００１８】

【実施例３】乳素材として、乳タンパク濃縮物（ＭＰ
Ｃ）の製造過程で排出されるＵＦ透過液を使用し、ポリ
アミン含有組成物を製造した。すなわち、ミルクセパレ
ーター(AMS-2000;岩井機械工業社製）で牛乳を分離して
調製した脱脂乳を、分画分子量10,000のＵＦ膜(PW1812
T；材質：ポリエーテルサルフォン、モジュール：スパ
イラル型、膜面積：0.55m²；DESALINATION社製）を用
い、循環流量 10 l/分及び平均圧力４kg/cm²で８倍まで
濃縮し、ＵＦ透過液を得た。このＵＦ透過液 4,500 l
を、弱酸性カチオン交換樹脂（ダイヤイオンWK40(H形);
三菱化学社製) 1 l を充填したカラムに、36℃、弱酸性
カチオン交換樹脂 1 l当たり 15 l/時の通液速度で通液
して、弱酸性カチオン交換樹脂にポリアミンを吸着させ
た後、エア撹拌及び脱イオン水で充分に弱酸性カチオン
交換樹脂を逆洗して不純物を除去し、次いで、1.5N塩酸
4 lを、弱酸性カチオン交換樹脂 1 l当たり4 l/時の通
液速度で通液して、弱酸性カチオン交換樹脂に吸着した
ポリアミンを溶出した。そして、この溶出液を、ＥＤ脱
塩装置(TS2；カチオン膜 (CMX)、アニオン膜 (AMX)、温
度：36℃、濃縮液：１％塩化ナトリウム溶液；トクヤマ
社製）を用い、電気伝導度が500μS/cmになるまで脱塩
した後、凍結乾燥して、ポリアミン含有組成物 680mgを
製造した。このポリアミン含有組成物のポリアミン純度
は97％であり、その中の90％がスペルミンであった。な
お、ポリアミンを含有する溶出液をＥＤ処理した際に得
られた濃縮液は塩酸を含有しており、この濃縮液に0.25
倍量の5N塩酸を添加することで、ポリアミンの溶出に再
利用できることが判った。

【００１９】

【実施例４】乳素材として、乳糖結晶母液を使用し、ポ
リアミン含有組成物を製造した。すなわち、ホエーのＵ
Ｆ透過液をエバポレーターで固形40％になるまで濃縮し
た後、シーディングによって生成した乳糖結晶を除去し
て乳糖結晶母液を得た。この乳糖結晶母液 7,000 lを弱
酸性カチオン交換樹脂（ダイヤイオンWK40(H形);三菱化
学社製) 10 lを充填したカラムに、36℃、弱酸性カチオ
ン交換樹脂 1 l当たり15 l/時の通液速度で通液して、
弱酸性カチオン交換樹脂にポリアミンを吸着させた後、
エア撹拌及び脱イオン水で充分に弱酸性カチオン交換樹
脂を逆洗して不純物を除去し、次いで、1.5N塩酸 40 l
を、弱酸性カチオン交換樹脂 1 l当たり4 l/時の通液速
度で通液して、弱酸性カチオン交換樹脂に吸着したポリ
アミンを溶出した。そして、この溶出液を、食塩阻止率
50％を有するＮＦ膜(Desal-5；材質：ポリアミド、モジ
ュール：スパイラル型、膜面積：0.55m²；DESALINATION
社製) を用い、循環流量 10 l/分、平均圧力４kg/cm²で
20倍まで濃縮し、ダイアフィルトレーション（ＤＦ）処
理を３倍した後、脱塩ホエー 2 lと混合し、凍結乾燥し
て、ポリアミン強化脱塩ホエー粉 90gを製造した。この
ポリアミン強化脱塩ホエー粉の成分組成は、乳糖が 80.
7%、脂肪が0.9%、タンパク質が 9.9% 、灰分0.7%及びポ
リアミン5.3%であり、通常の脱塩ホエー粉の10万倍量の
ポリアミンを含有していた。

【００２０】

【発明の効果】本発明によると、乳や乳素材から、スペ
ルミジンやスペルミン等のポリアミン含量が高く、しか
も風味が良好で、飲食品や飼料等に使用するポリアミン
素材として最適のポリアミン含有組成物を簡便かつ効率
的に製造することができる。しかも、ポリアミンを分
離、回収した後も、原料として使用した乳や乳素材の一
般成分は殆ど変化せず、風味等も良好であるので、ホエ
ータンパク濃縮物（ＷＰＣ）、脱塩ホエー、乳糖結晶母
液等の乳素材を製造する従来の工程に、ポリアミンを吸
着する工程のみを加えることで、ポリアミン含有組成物
を製造することができ、大量かつ安価にポリアミン素材
を供給することができる。

フロントページの続き (72)発明者矢賀部隆史埼玉県鶴ヶ島市松ヶ丘５−２−６−201 Ｆターム(参考） 4B001 AC05 AC06 BC04 EC05 EC06 EC99 4B018 LB07 LE03 MD16 MD18 ME02 ME11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乳又は乳素材を、ポリアミンを特異的に
吸着する吸着剤と接触させて、吸着剤にポリアミンを吸
着させた後、吸着剤に吸着したポリアミンを溶出させる
ことを特徴とするポリアミン含有組成物の製造方法。
【請求項２】ポリアミンを特異的に吸着する吸着剤
が、弱酸性カチオン交換樹脂又は合成吸着剤である請求
項１記載の製造方法。
【請求項３】吸着剤に吸着したポリアミンの溶出を、
塩酸、硫酸等の無機酸、又は、ナトリウム、カリウム、
カルシウム等のカチオンを含有するこれらの無機酸で行
う請求項１又は２記載の製造方法。
【請求項４】吸着剤に吸着したポリアミンを溶出させ
たポリアミン溶出液を、さらに、アニオン交換樹脂処
理、電気透析処理、ナノフィルトレーション膜処理等を
行うことにより脱酸及び脱塩する請求項１〜３のいずれ
か記載の製造方法。