JP2003335795A - 水溶性タンパク質溶液の精製法 - Google Patents

水溶性タンパク質溶液の精製法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の精製法に比べてイオン交換樹脂への水
溶性タンパク質(コラーゲン、ゼラチン等)の吸着が起
こりにくく、また魚類から得られる水溶性タンパク質溶
液から臭いを効果的に除去することが可能な水溶性タン
パク質溶液の精製法を提供する。 【解決手段】 水溶性タンパク質溶液を強酸性カチオン
交換樹脂および弱塩基性アニオン交換樹脂に接触させ
る。例えば、水溶性タンパク質溶液を強酸性カチオン交
換樹脂および弱塩基性アニオン交換樹脂に順次接触させ
たり、水溶性タンパク質溶液を両樹脂の混床に接触させ
たりする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コラーゲン、ゼラ
チン等の水溶性タンパク質溶液のイオン交換樹脂を用い
た精製法に関する。
【0002】
【従来の技術】ゼラチンなどの動物性の水溶性タンパク
質溶液を精製する場合、抽出、濾過等の精製工程の後処
理としてイオン交換処理が行われる。イオン交換処理に
は、水溶性タンパク質溶液を強酸性カチオン交換樹脂お
よび強塩基性アニオン交換樹脂に順次接触させる脱塩シ
ステムが用いられている。この脱塩処理は工業的に広く
使用されており、簡便に水溶性タンパク質の脱塩溶液が
得られる点で、優れた方法である。
【0003】現在では、ゼラチン以外にも水溶性タンパ
ク質の利用が広がっている。例えば、化粧品等には水溶
性コラーゲンが使用されているが、この水溶性コラーゲ
ンはコラーゲンを酵素処理により低分子化し、本来のコ
ラーゲンよりも水溶性を高めた水溶性タンパク質であ
る。水溶性コラーゲン溶液の精製にも、上述した水溶性
タンパク質溶液の精製法が適用される。
【0004】また、哺乳類にはBSE等の病気が確認さ
れているために、現在では哺乳類以外の生物からも水溶
性タンパク質が製造されている。例えば、哺乳類の骨に
代えて、魚の皮や頭部からコラーゲン、ゼラチン等の水
溶性タンパク質が抽出されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、水溶性タンパ
ク質溶液を強酸性カチオン交換樹脂および強塩基性アニ
オン交換樹脂に順次接触させる従来の精製法は、ゼラチ
ンに比べより低分子の水溶性タンパク質(例えばペプチ
ドやアミノ酸)溶液の精製を行った場合に、イオン交換
樹脂への水溶性タンパク質の吸着量が多くなるという問
題があった。また、哺乳類から得られる水溶性タンパク
質溶液に比べて、魚類から得られる水溶性タンパク質溶
液には臭いが強く付いているが、従来の精製法ではその
臭いを除去できないという問題があった。
【0006】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
もので、水溶性タンパク質溶液をイオン交換樹脂を用い
て精製する方法であって、従来の精製法に比べてイオン
交換樹脂への水溶性タンパク質の吸着が起こりにくく、
また魚類から得られる水溶性タンパク質溶液から臭いを
効果的に除去することが可能な水溶性タンパク質溶液の
精製法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、水溶性タンパク質溶液を強酸性カチオン交
換樹脂および弱塩基性アニオン交換樹脂に接触させるこ
とを特徴とする水溶性タンパク質溶液の精製法を提供す
る。
【0008】本発明では、強酸性カチオン交換樹脂およ
び弱塩基性アニオン交換樹脂を用いることで、脱塩性能
と処理液のpHの安定性が上昇する。また、それに伴
い、魚類から得られる水溶性タンパク質溶液の独特の臭
いを除去することができるようになる。さらに、イオン
交換樹脂への水溶性タンパク質の吸着が起こりにくくな
り、水溶性タンパク質の回収率が向上する。その結果、
本発明によれば、水溶性タンパク質溶液を強酸性カチオ
ン交換樹脂および強塩基性アニオン交換樹脂に接触させ
る従来法に比べ、安定したより良い処理性能を得ること
ができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明につきさらに詳しく
説明する。本発明では、水溶性タンパク質溶液を強酸性
カチオン交換樹脂および弱塩基性アニオン交換樹脂に接
触させる態様に必ずしも限定はないが、水溶性タンパク
質溶液を強酸性カチオン交換樹脂および弱塩基性アニオ
ン交換樹脂に順次接触させる態様、または水溶性タンパ
ク質溶液を強酸性カチオン交換樹脂および弱塩基性アニ
オン交換樹脂の混床に接触させる態様を好適に採用する
ことができる。特に後者の混床を用いる場合は、処理液
のpHの安定性がより向上するとともに、イオン交換装
置の小型化を図ることが可能となる。
【0010】また、強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性
アニオン交換樹脂の混床を用いる場合、使用する強酸性
カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂の容量比
(ただし、強酸性カチオン交換樹脂はNa形、弱塩基性
アニオン交換樹脂は遊離塩基形である場合の容量比)は
1:0.25〜4、特に1:1〜2.5とすることが適
当である。弱塩基性アニオン交換樹脂が1:0.25よ
り少ないとアニオン成分の除去性能が足りなくなり、ま
た得られる処理液のpHが酸性となる。弱塩基性アニオ
ン交換樹脂が1:4より多いとカチオン成分の除去性能
が足りなくなり、また得られる処理液のpHがアルカリ
性となる。また、イオン交換処理前にpHを中性に調整
した水溶性タンパク質溶液の場合には、強酸性カチオン
交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂の容量比は1:
1.5〜2とすることが好ましい。
【0011】本発明の精製法は、いずれの水溶性タンパ
ク質溶液の精製にも適用できるが、動物性タンパク質を
酵素分解処理して低分子化した水溶性タンパク質の溶液
の精製に特に有効に適用することができる。このような
水溶性タンパク質溶液に本発明を適用した場合は、イオ
ン交換樹脂への水溶性タンパク質の吸着量が少なくな
る。
【0012】本発明の精製法は、上記動物性タンパク質
が魚類(マグロ、サケ等)から得られたものである場合
に特に有効に使用される。これにより、魚類から得られ
る水溶性タンパク質溶液の独特の臭いを効果的に除去す
ることができる。
【0013】また、上記のように魚類から得られた動物
性タンパク質を酵素分解処理して低分子化した水溶性タ
ンパク質溶液の精製に本発明を適用する場合、水溶性タ
ンパク質溶液を強酸性カチオン交換樹脂および弱塩基性
アニオン交換樹脂に接触させる前に、水溶性タンパク質
溶液の活性炭処理を行うことがより好ましい。このよう
にすると、魚類から得られる水溶性タンパク質溶液の臭
いをより確実に除去することができるとともに、イオン
交換樹脂の色素成分による汚染を防ぐことができる。
【0014】なお、魚類などの原料からアルカリ溶液を
用いて水溶性タンパク質を抽出し、そのアルカリ溶液を
強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂の
混床に接触させる場合には、混床に接触させる前に、水
溶性タンパク質溶液を強酸性カチオン交換樹脂に接触さ
せてもよい。
【0015】本発明では、通液温度を40℃以上80℃
以下、より好ましくは60℃以上80℃以下にして水溶
性タンパク質溶液を強酸性カチオン交換樹脂および弱塩
基性アニオン交換樹脂に接触させることが好ましい。こ
れにより、イオン交換樹脂層中での水溶性タンパク質溶
液の腐敗を極力抑えることができる。
【0016】本発明では、強酸性カチオン交換樹脂とし
て、ゲル形、MR形等のいずれのものでも用いることが
できるが、ゲル形強酸性カチオン交換樹脂を用いること
がより好ましい。これは、ゲル形強酸性カチオン交換樹
脂は他の形の強酸性カチオン交換樹脂よりも水溶性タン
パク質が吸着しにくいからである。ゲル形強酸性カチオ
ン交換樹脂として、具体的にはロームアンドハース社製
アンバーライト(登録商標、以下同じ)IR120B、
IR124等が挙げられ、MR形強酸性カチオン交換樹
脂として、具体的にはアンバーライト200CT等が挙
げられる。
【0017】また、本発明では、弱塩基性アニオン交換
樹脂として、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体など
のスチレン系樹脂を樹脂母体とするもの(スチレン系弱
塩基性アニオン交換樹脂)、アクリル−ジビニルベンゼ
ン共重合体などのアクリル系樹脂を樹脂母体とするもの
(アクリル系弱塩基性アニオン交換樹脂)のいずれでも
用いることができるが、スチレン系弱塩基性アニオン交
換樹脂を用いることがより好ましい。これは、スチレン
系弱塩基性アニオン交換樹脂はアクリル系弱塩基性アニ
オン交換樹脂よりも耐熱性が高く、前述のように通液温
度を40℃以上、あるいは60℃以上としても樹脂が劣
化しにくいからである。スチレン系弱塩基性アニオン交
換樹脂として、具体的にはアンバーライトIRA96S
B等が挙げられ、アクリル系弱塩基性アニオン交換樹脂
として、具体的にはアンバーライトIRA67等が挙げ
られる。
【0018】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に示す
が、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【0019】(水溶性タンパク質溶液の調製)水溶性タ
ンパク質溶液を次のようにして調製した。まず、魚の皮
と頭部を酸性溶液につけ込んだ後、水洗し、さらに水洗
後の皮と頭部のpH調整(中和)を行った。次いで、上
記魚の皮と頭部から熱湯により水溶性タンパク質を抽出
した後、溶液中の水溶性タンパク質の酵素分解処理を行
い、さらにその溶液の活性炭処理を行った。この活性炭
処理後の水溶性タンパク質溶液(原液)を用いて以下に
示す実施例、比較例の実験を行った。上記原液の固形分
量は7.2%、電気伝導率は5360μS/cm、pH
は6.85であった。なお、固形分量は屈折率で測定し
た。
【0020】(実施例1)強酸性カチオン交換樹脂(ア
ンバーライトIR−120B)1000mlを充填した
第1樹脂カラム、弱塩基性アニオン交換樹脂(アンバー
ライトIR−96SB)2000mlを充填した第2樹
脂カラムに前記原液を順次通液した。通液温度は55
℃、通液速度は4000ml/hとした。
【0021】(実施例2)強酸性カチオン交換樹脂(ア
ンバーライトIR−120B)1000mlと弱塩基性
アニオン交換樹脂(アンバーライトIR−96SB)2
000mlとを混合して充填した混床樹脂カラムに前記
原液を通液した。通液温度は55℃、通液速度は400
0ml/hとした。
【0022】(比較例1)強酸性カチオン交換樹脂(ア
ンバーライトIR−120B)1000mlを充填した
第1樹脂カラム、II形強塩基性アニオン交換樹脂(アン
バーライトIRA−410)2000mlを充填した第
2樹脂カラムに前記原液を順次通液した。通液温度は5
5℃、通液速度は4000ml/hとした。
【0023】(比較例2)強酸性カチオン交換樹脂(ア
ンバーライトIR−120B)1000mlとII形強塩
基性アニオン交換樹脂(アンバーライトIRA−41
0)2000mlとを混合して充填した混床樹脂カラム
に前記原液を通液した。通液温度は55℃、通液速度は
4000ml/hとした。
【0024】図1に通液量(L)と処理液中の固形分量
(%)との関係、および通液量と処理液の電気伝導率
(μS/cm)との関係を示し、図2に通液量と処理液
のpHとの関係を示す。
【0025】図1および図2の結果から、本発明の精製
法によれば、pHが従来の精製法(比較例1)より中性
域で安定した脱塩処理液が得られること、水溶性タンパ
ク質の回収率が向上することがわかる。臭いについては
定量的ではないが、比較例1の処理液が最も臭いが強く
感じられ、比較例2の処理液が次に臭いが強く感じら
れ、実施例1、2の処理液は臭いがあまり感じられなか
った。
【0026】水溶性タンパク質の回収率についてさらに
述べると次のとおりである。図1のように、強酸性カチ
オン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂を用いた比較
例1、2は、強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオ
ン交換樹脂を用いた実施例1、2に比べ、処理液中の固
形分(水溶性タンパク質、アミノ酸など)の量が上昇し
始めるのが遅く、かつ電気伝導率が上昇する塩類リーク
が起きたときでも、処理液中の固形分量は原液レベルま
で下がっていない。つまり、比較例1、2は樹脂層に水
溶性タンパク質やアミノ酸が捕捉され、その後、塩類に
よって脱離されて処理液中に放出されるが、塩類がリー
クし始める脱塩終了時にも処理液中の固形分量が原液の
それよりも高く、未だ放出が続いていること、すなわち
脱塩終了時にイオン交換樹脂層にタンパク質が捕捉され
続けていることがわかる。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、脱塩性
能と処理液のpHの安定性が上昇し、かつ、魚類から得
られる水溶性タンパク質溶液の独特の臭いを除去するこ
とができるとともに、水溶性タンパク質の回収率が向上
する。その結果、本発明によれば、安定したより良い処
理性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例および比較例における通液量と処理液中
の固形分量との関係、および通液量と処理液の電気伝導
率との関係を示すグラフである。
【図2】実施例および比較例における通液量と処理液の
pHとの関係を示すグラフである。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性タンパク質溶液を強酸性カチオン
    交換樹脂および弱塩基性アニオン交換樹脂に接触させる
    ことを特徴とする水溶性タンパク質溶液の精製法。
  2. 【請求項2】 水溶性タンパク質溶液を強酸性カチオン
    交換樹脂および弱塩基性アニオン交換樹脂に順次接触さ
    せることを特徴とする請求項1に記載の水溶性タンパク
    質溶液の精製法。
  3. 【請求項3】 水溶性タンパク質溶液を強酸性カチオン
    交換樹脂および弱塩基性アニオン交換樹脂の混床に接触
    させることを特徴とする請求項1に記載の水溶性タンパ
    ク質溶液の精製法。
  4. 【請求項4】 強酸性カチオン交換樹脂:弱塩基性アニ
    オン交換樹脂の容量比を1:0.25〜4とすることを
    特徴とする請求項3に記載の水溶性タンパク質溶液の精
    製法。
  5. 【請求項5】 水溶性タンパク質溶液として、動物性タ
    ンパク質を酵素分解処理して低分子化した水溶性タンパ
    ク質の溶液を用いることを特徴とする請求項1〜4のい
    ずれか1項に記載の水溶性タンパク質溶液の精製法。
  6. 【請求項6】 動物性タンパク質が魚類から得られたも
    のであることを特徴とする請求項5に記載の水溶性タン
    パク質溶液の精製法。
  7. 【請求項7】 水溶性タンパク質溶液を強酸性カチオン
    交換樹脂および弱塩基性アニオン交換樹脂に接触させる
    前に、水溶性タンパク質溶液の活性炭処理を行うことを
    特徴とする請求項6に記載の水溶性タンパク質溶液の精
    製法。
  8. 【請求項8】 通液温度を40℃以上80℃以下にして
    水溶性タンパク質溶液を強酸性カチオン交換樹脂および
    弱塩基性アニオン交換樹脂に接触させることを特徴とす
    る請求項1〜7のいずれか1項に記載の水溶性タンパク
    質溶液の精製法。
  9. 【請求項9】 強酸性カチオン交換樹脂としてゲル形強
    酸性カチオン交換樹脂を用いることを特徴とする請求項
    1〜8のいずれか1項に記載の水溶性タンパク質溶液の
    精製法。
  10. 【請求項10】 弱塩基性アニオン交換樹脂としてスチ
    レン系樹脂を母体とするものを用いることを特徴とする
    請求項1〜9のいずれか1項に記載の水溶性タンパク質
    溶液の精製法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006241013A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Meiji Seika Kaisha Ltd ペプチド組成物、繊維芽細胞増殖促進剤およびその製造方法
JP2007159557A (ja) * 2005-11-21 2007-06-28 Meiji Seika Kaisha Ltd コラーゲン臭の除去方法とその応用飲食品
JP2012241213A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Hokkaido Univ 銅微粒子の製造方法

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