JP2571958B2 - 低燐乳清蛋白質及び塩類含量の低下された脱蛋白ホエーを製造するホエーの処理方法 - Google Patents

低燐乳清蛋白質及び塩類含量の低下された脱蛋白ホエーを製造するホエーの処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、牛乳より得られるホエーから蛋白質1g当り
燐含量が1mg以下となる低燐蛋白質及び塩類生成の少な
い脱蛋白ホエーを製造するホエーの処理方法に関する。
[従来の背景及び従来技術] 従来よりチーズ製造時等に副生する大量のホエーの有
効利用、特に栄養学的に有用性の高い乳清蛋白質の回収
に強い感心が持たれ、様々な研究開発が行なわれてい
る。例えば、限外過分画を用いて乳清蛋白濃縮物を製
造する方法、強塩基性陰イオ交換体を甘性ホエーに作用
させて乳清蛋白濃縮物を製造する方法、強酸性陽イオン
交換体を酸ホエーに作用させて乳清蛋白濃縮物を製造す
る方法(J.N.de Wit etal.,Netherland Milk Dairy Jou
rnal,40:41−56,1986)等が知られている。
一方、現在医療の分野では様々な要因により生ずる高
燐血症の治療に関して、副作用のない適切有効な治療法
がなく、低燐栄養食の摂取が強く望まれている。特に必
須栄養素である蛋白質の低燐化は重要である。
強塩基性陰イオン交換体に、甘性ホエーをそのpHを低
下させずに接触させて蛋白質を吸着させ、その後脱離し
て得られる乳清蛋白濃縮物中には、通常、蛋白質1g当り
燐含量が3mg以上含有されている。一方、強酸性陽イオ
ン交換体を用い、低pH域において処理した時には、より
燐含量の少ない乳清蛋白濃縮物を得ることができる。
しかし、強酸性陽イオン交換樹脂にpH4程度にしたホ
エーを接触させても、吸着されるのは、乳清蛋白質の一
部であり、例えば、pHを低下させたホエーが蛋白質約0.
8%,乳糖約4.8,灰分約0.6%,脂肪約0.1%を含んでい
た場合、吸着工程後は蛋白質は多少減少して約0.3〜0.7
%,乳糖は約4.8%,灰分約0.6%,脂肪約0.1%を含む
低pHの脱蛋白質ホエーが大量に発生する。通常はこれを
アルカリ剤で中和して、脱蛋白ホエー粉とするが、pHを
低下させた時の酸剤及び中和に要したアルカリ剤を大量
に含むため、これを粉末にまでしたとしても、灰分含量
が約11%の脱蛋白ホエー粉となって、食品として用途が
著しく制限される。従って、低燐乳清蛋白質の製造法に
て副生する脱蛋白ホエーを有効に利用し得る方法が望ま
れていた。
[発明が解決しようとする問題点] このように、大量の低pH脱蛋白ホエーは、pHが低いた
めにこの有効利用は困難であり、一方、これを中和して
利用することを意図しても、塩類が増加してその有効利
用は限られる。このように低燐蛋白質の製造において、
残りの脱蛋白ホエーの有効利用をも含めた全体としての
ホエー処理方法は未だ確立されていない。
[発明の目的及び発明の要約] 本発明の目的は、従ってホエー処理に関する上記従来
技術の欠点を改善した新規なホエー処理方法を提供する
ことにある。
本発明者らは、所定のpHまで低下させて低燐蛋白質を
製造するとともに、これに伴い添加する酸剤量を低減さ
せて残る脱蛋白ホエーを有効に利用可能とさせるホエー
の処理法を種々検討し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、牛乳より得られる甘性ホエーを濃縮
倍率3倍以上に濃縮して限外過し、乳清蛋白質が濃縮
された濃縮液と透過液画分に分画し、外濃縮液のpHを3.
0〜4.5に調整して陽インオ交換体に接触させて蛋白質を
吸着させた後、該陽イオン交換体を分離し、塩類溶液で
イオン交換脱離させて蛋白質1g当り燐含量が1mg以下と
なる低燐蛋白質を製造すること、及び陽イオン交換体と
接触した濃縮液を透過液画分と混合し、次いで必要に応
じて中和して塩類含量の低下された脱蛋白ホエーを製造
することを特徴とするホエーの処理方法である。
[本発明の具体的な説明] 以下、本発明の技術構成について詳述する。
本発明においては、原料としてチーズホエー,レンネ
ットホエー等の甘性ホエーを用いる。
該ホエーより陽イオン交換体に接触させて蛋白質1g当
り燐含量が1mg以下となる低燐蛋白質を吸着させるため
には、蛋白質を含むホエーのpHを4.5〜3.0の範囲に調整
して陽イオン交換体に接触させる必要がある。
そこでこのpH調整に要する酸剤量を低減させるために
該ホエーを限外過して、乳清蛋白質が濃縮された濃縮
液とpH調整を必要としない透過液画分に分画し、該濃縮
液のpHを4.0として陽イオン交換体と接触させ、後、イ
オン交換体を分離して除き、得られた濃縮液を元のpHに
戻した時の生成する食塩量を求め、食塩増加量に及ぼす
限外過の影響を調べるため試験1を実施した。
《試験1》 pH6.4のチーズホエー100kg及び同ホエー100kgを限外
過し、濃縮液量が50,33.3,20,10及び5kgとなる濃縮倍
率2,3,5,10及び20倍にそれぞれ調製した濃縮液のpHを4.
0に調整するに要する添加塩酸量を表1に示した。
次いで、各pH調整液にナトリウム型の陽イオン交換体
CM−セファデックスC−50(ファルマシア社)100gを投
入し、5℃で4時間攪拌し、接触させ、後、イオン交換
体を分離し、該イオン交換体を少量のpH4.0の0.001Mの
酢酸−酢酸ナトリウム液で洗浄し、該イオン交換体と接
触した濃縮液と洗浄液を合わせ、これをpH6.4に調整す
るに要した水酸化ナトリウム量を同じく表1に示した。
表1の結果に見られるように、限外過をせずに処理
ホエー全体をpH調整した時には146gの食塩が生成する
が、限外過して濃縮液のみをpH調整すると、濃縮倍率
が増加するに従って食塩生成量は明らかに減少した。濃
縮倍率3及び20倍で食塩増加量はそれぞれ70g及び36g
と、限外過をしていない時のそれぞれ48%及び25%で
あった。
このように、甘性ホエーを陽イオン交換体と接触させ
て低燐蛋白質を製造するに際して、本発明では塩類含量
の生成量を抑えるために、予め該ホエーを限外過して
乳清蛋白質が濃縮された濃縮液と濾過液画分に分画す
る。そしてその濃縮倍率は塩類の増加比率が未限外過
の場合に較べ50%以下となる3倍以上とする。
限外過により得られた濃縮液は次にpHを3.0〜4.5に
調整する。pHが4.5より大きい時には、イオン交換体よ
りの脱離で得られる蛋白質中の燐含量が高く、また得ら
れる回収蛋白質量が減少するので望ましくない。また、
pHが3.0より低い時にはpH調整に多くの酸量を必要と
し、また中和による塩類含量の増加をもたらし望ましく
ない。用いる酸剤はいずれをも用いることができる。
pH調整した濃縮液は次に陽イオン交換体と接触させ
る。陽イオン交換体は、強酸性あるいは弱酸性のいずれ
をも使用可能である。望ましくは、蛋白質精製用に開発
された多孔質の陽イオン交換体を用いる。陽イオン交換
体の対イオンはいずれでも可能であるが、H形あるいは
アルカリ金属形が望ましい。
濃縮液と陽イオン交換体との接触、即ち吸着処理は、
使用する陽イオン交換体の通液特性を考慮したうえでバ
ッチ攪拌法、カラム連続法等の適宜の方法で行うことが
でき、原料ホエーと陽イオン交換体を十分接触させるこ
とのできる方法であればいずれも実施可能である。
濃縮液と陽イオン交換体との混合比率は、イオン交換
体の吸着能力に応じ、また目的に応じて任意に調整する
ことができる。
濃縮液と陽イオン交換体の接触時の温度は、乳清蛋白
質の熱変性が生じない0〜60℃の温度、望ましくは0〜
30℃の温度にて実施する。
濃縮液と陽イオン交換体の接触時間については、接触
時の温度、採用する接触方式等を勘案して適宜条件を選
択する。
pH調整した濃縮液と接触させた陽イオン交換体は、次
に濃縮液と分離し、少量の水またはpHを3.0〜4.5に調整
した水で洗浄した後、従来法に従い塩類溶液で吸着して
いる蛋白質を脱離させる。脱離に用いた塩類は、従来法
に従い透析あるいは限外過等により除去することが可
能である。そしてこのようにして得られた蛋白質はその
1g当り燐含量が1mg以下の特徴を有する低燐蛋白質であ
る。
一方、限外過により分画した透過液は、pH調整を行
い、陽イオン交換体と接触させた濃縮液と混合し、次い
で必要に応じて中和することにより塩類含量の低下され
た脱蛋白ホエーとすることができる。
以下に実施例を用いて本発明を説明する。
[実施例1] チーズホエー200kg(全固形分6.0%,蛋白質0.76%,
灰分0.49%,pH6.4)を分画分子量20,000を有する限外
過装置にて濃縮倍率20倍まで濃縮し、水押しを行い、濃
縮液13.0kg(全固形分15.8%,蛋白質9.2%,灰分0.62
%,pH6.3)及び透過液190kg(全固形分5.3%,蛋白質0.
17%,灰分0.47%,pH6.4)を回収した。
該濃縮液に5N塩酸248mlを添加し、pHを4.0に調整し
た。次いでナトリウム形の陽イオン交換体CMセファデッ
クスC−50(ファルマシア製)60gを水にて膨潤させた
後、投入し、5℃で4時間攪拌し、所定時間後、該イオ
ン交換体を分離して少量のpH4.0の0.001M酢酸−酢酸ナ
トリウム液で洗浄し、洗浄液を含めた濃縮液14.5kgを回
収し、これを先に限外過により分画した透過液と混合
して脱蛋白ホエー204.5kg(全固形分5.9%,蛋白質0.70
%,灰分0.50%,pH5.8)を得た。次いで該脱蛋白ホエー
を常法に従い殺菌,濃縮,噴霧乾燥して脱蛋白ホエー粉
末11.8kg(蛋白質11.2%,脂肪1.0%,灰分8.0%,水分
4.0%)を得た。
一方、回収洗浄したイオン交換体は、カラムに充填
し、5の5%食塩溶液を通じて吸着していた蛋白質に
脱離させ、低燐蛋白質を含有する回収液5.6kg(蛋白質
2.7%,燐1.1mg%)を得た。次いで該低燐蛋白質液を透
析し、濃縮,噴霧乾燥して低燐蛋白質粉末140g(蛋白質
91%,灰分2%,水分6%,燐36mg%,蛋白質1g当り燐
0.4mg)を得た。
実施例2 チーズホエー200kg(全固形分6.0%,蛋白質0.76%,
灰分0.49%,pH6.4)を分画分子量20,000を有する限外
過装置にて濃縮倍率5倍まで濃縮し、水押しを行い、濃
縮液45.5kg(全固形分8.7%,蛋白質2.8%,灰分0.53
%,pH6.4)及び透過液160kg(全固形分5.2%,蛋白質0.
16%,灰分0.46%,pH6.4)を回収した。
該濃縮液に5N塩酸370mlを添加し、pHを4.0に調整し
た。次いで水素形に調整した陽イオン交換体CM−セファ
デックスC−50(ファルマシア製)100gを投入し、5℃
で4時間攪拌し、所定時間後、該イオン交換体を分離し
て少量のpH4.0の0.001M酢酸−酢酸ナトリウム液で洗浄
し、洗浄液を含めた濃縮液46.5kgを回収し、これに10%
w/v水酸化ナトリウム780mlを添加してpH6.4とし、先に
限外過により分画した透過液と混合して脱蛋白ホエー
207kg(全固形分5.8%,蛋白質0.64%,灰分0.53%,pH
6.4)を得た。
一方、回収洗浄したイオン交換体は、カラムに充填
し、5の5%食塩水を通じて吸着していた蛋白質を脱
離させ、低燐蛋白質を含有する回収液5.5kg(蛋白質3.7
%,燐2.2mg%,蛋白質1g当り燐0.6mg)を得た。
[本発明の効果] 本発明により得られる効果は次の通りである。
1)利用価値の低い低pHあるいは高塩含量の脱蛋白ホエ
ーを副生させずに有用な低燐蛋白質を製造することがで
きる。
2)副産物として工業的に大量に副生される甘性ホエー
より、有用な低燐蛋白質を製造するとともに、残りの脱
蛋白ホエーを低灰分含量として広範囲に利用可能とする
ホエーの体系的有効利用法である。
3)工業的に大量に処理するのに適当な方法である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】牛乳より得られる甘性ホエーを濃縮倍率3
    倍以上に濃縮して限外過し、乳清蛋白質が濃縮された
    濃縮液と透過液画分に分画し、該濃縮液のpHを3.0〜4.5
    に調整して陽イオン交換体に接触させて蛋白質を吸着さ
    せた後、該陽イオン交換体を分離し、塩類溶液でイオン
    交換脱離させて蛋白質1g当り燐含量が1mg以下となる低
    燐蛋白質を製造すること、及び陽イオン交換体と接触し
    た濃縮液と透過液画分と混合し、次いで必要に応じて中
    和して塩類含量の低下された脱蛋白ホエーを製造するこ
    とを特徴とするホエーの処理方法。
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