JP3757076B2 - 乳由来の尿素含有組成物及びその製造法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、乳由来の尿素含有組成物及びその製造法に関する。本発明の乳由来の尿素含有組成物は、膜分離の技術を利用して、乳又は乳素材から簡便に分離、回収することができ、天然物由来の尿素素材として利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
膜技術については、海水の淡水化にＲＯ膜を利用したのが始まりであり、現在までに、各分野で種々の膜が利用されてきている。そして、乳業界では、限外濾過（ＵＦ）膜でホエーからホエー蛋白質を分離したのが始まりであったが、現在では、ＮＦ膜、ＲＯ膜、ＵＦ膜及び精密濾過（ＭＦ）膜の全ての膜が利用されるに至っている。
一方、化学式CO(NH_２)_２で表される尿素は、1773年にF.M.Rouelle により尿中に発見され、1828年にF.Wohlerにより初めて合成された有機化合物である。以来、尿素を合成する方法について種々の提案がなされており、現在では直接法によりアンモニア及び二酸化炭素を出発原料として合成されている。この尿素は、尿素樹脂等の工業用原料として、あるいは化学肥料や医薬品の原料として、大量に製造され使用されている。
【０００３】
また、尿素は、アミノ酸や核酸塩基中に存在する窒素の最終分解生成物であり、天然界においては、脊椎動物の血液や体液中、あるいは哺乳動物の尿中に含まれていることが知られており、線虫類、甲殻類、軟体動物、きのこ、カビ等からも尿素が見出されている。そして、サメ等の軟骨動物の筋肉中には１％を越える量の尿素が含まれていることが知られており、ヒトの血液中には0.02〜0.03％の濃度で尿素が含まれていることも知られている。このような尿素は、農薬や化成品、医薬品等の原料として使用される他に、ハンドクリームやスキンケアクリーム等に保湿効果を付与する目的で配合されたり、利尿剤の有効成分として使用されたりしている。
しかしながら、現在のところ、天然物から尿素を簡便に分離、回収する方法は知られておらず、したがって天然物由来の尿素は有効利用されておらず、合成品の尿素のみが利用されている現状にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、天然物由来の尿素を有効利用する目的で、天然物から尿素を簡便に分離、回収する方法を開発するべく、鋭意研究を進めてきたところ、水や塩類のみしか透過しないといわれていたナノフィルトレーション（ＮＦ）膜や逆浸透（ＲＯ）膜が、尿素をも透過することを見出した。そこで、乳又は乳素材をＮＦ膜やＲＯ膜で処理し、透過液側に尿素を含む画分を透過させることにより、全固形に対して 0.2％以上の尿素を含む乳由来の尿素含有組成物が得られることを見出した。そして、この乳由来の尿素含有組成物については、天然物由来の安全性の高い尿素素材として、例えばハンドクリームや利尿剤等の製造に使用することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
したがって、本発明は、天然物由来の尿素素材として使用できる乳由来の尿素含有組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、乳又は乳素材をＮＦ膜やＲＯ膜で処理して透過液を回収する乳由来の尿素含有組成物を製造する方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、乳由来の尿素含有組成物を製造するに際して、ＮＦ膜又はＲＯ膜を使用する。ＮＦ膜やＲＯ膜は、ＵＦ膜やＭＦ膜とは異なり、膜面に細孔が存在していない。したがって、ＮＦ膜やＲＯ膜における膜透過の原理は未だ明確になっておらず、従来は透過しないといわれていた尿素が、ＮＦ膜やＲＯ膜をなぜ透過するかについて明確には解明されていないが、膜透過に関する理論のうち、透過する物質が膜中に溶解し拡散して透過するという膜中における溶解拡散理論が知られており、尿素がＮＦ膜やＲＯ膜を透過するのは、この膜中における溶解拡散理論によるとうまく説明できると考えられる。すなわち、尿素はＮＦ膜やＲＯ膜に溶解し易いと推察される。
本発明で使用できるＲＯ膜としては、 Desal-3 (Desalination社製) 、HR-95 (DOW DANMARK社製) 、 NTR-729HF (日東電工社製) 等を例示することができ、ＮＦ膜としては、 Desal-5 (Desalination社製) 、NF-45 (DOW DANMARK社製) 、NTR-7450 (日東電工社製) 等を例示することができる。そして、使用する膜はどのような形状であってもよく、通液する溶液の状態により選択すればよい。また、サニタリー性を要求する場合、スパイラル膜を使用することが望ましい。
乳又は乳素材をＮＦ膜やＲＯ膜で処理する際の条件として、操作温度を５〜60℃の範囲とすることが望ましい。操作温度が60℃を超えると、尿素が分解する可能性があり、操作温度が５℃未満となると処理能力が低下する。また、圧力や透過流速等の条件については、ＮＦ膜やＲＯ膜の処理で通常行われている条件に従えばよい。
このように、乳又は乳素材をＮＦ膜やＲＯ膜で処理することにより、透過液側に尿素を透過させて分離することができ、乳由来の尿素含有組成物を回収して製造することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
乳又は乳素材をＮＦ膜又はＲＯ膜で処理して透過液側に尿素含有組成物を透過させて分離する。次いで、この乳由来の尿素含有組成物を回収し、必要に応じて、通常行われている方法により濃縮や乾燥を行えばよい。ところで、尿素を含む溶液の塩濃度が高いと、尿素を含む透過液中の塩濃度も高くなるので、予め脱塩を行って尿素を含む溶液の塩濃度を低減させておくか、あるいは尿素を含む透過液の脱塩を行って塩濃度を低減させることが望ましい。これらの脱塩については、イオン交換樹脂や電気透析（ＥＤ）膜で処理することにより行うことができる。このようにして、例えばハンドクリームや利尿剤等の製造に使用することができる天然物由来の安全性の高い尿素含有素材を乳又は乳素材から簡便に分離、回収して、製造することができる。このようにして分離、回収した尿素には、ウレアーゼ等の尿素を分解する酵素が全く混在していないので、アンモニア等の生成がないという特徴を有しており、かつ安全性が高く、非常に利用し易い尿素素材となる。
また、ＮＦ膜やＲＯ膜で処理するに際しては、ＮＦ膜やＲＯ膜に通液することが可能な固形濃度で乳又は乳素材を処理すればよいが、尿素含有量の高い組成物を得るには、効率が低下するが、乳又は乳素材の固形濃度を低く抑えて処理したほうがよい。
次に実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。
なお、実施例では、ウレアーゼインドフェノール法により尿素量を定量し、灰化法によりミネラル量を定量した。
【０００７】
【実施例１】
11.0mg/100mlの割合で尿素を含んでいる脱脂乳 50 l について、食塩阻止率が50％のＮＦ膜(Desal-5、Desalination社製) を使用し、 2.5倍濃縮を行なった。なお、膜処理は、操作温度50℃、圧力1.3MPaの条件で行った。このＮＦ膜での処理により透過液を分離、回収した後、この透過液を凍結乾燥して、乳由来の尿素含有組成物粉末 50gを得た。
なお、この乳由来の尿素含有組成物粉末の成分値は表１に示す通りであり、尿素濃度は 6.2％であった。
【０００８】
【表１】

【０００９】
【実施例２】
8.7mg/100ml の割合で尿素を含んでいるチーズホエー 100 lについて、食塩阻止率が98％のＲＯ膜(Desal-3、Desalination社製) を使用し、２倍濃縮を行なった。なお、膜処理は、操作温度50℃、圧力1.8MPaの条件で行った。このＲＯ膜での処理により透過液を分離、回収した後、この透過液をエバポレーターで濃縮した。そして、この濃縮液を陽イオン交換樹脂(IR-120B、オルガノ社製) 及び陰イオン交換樹脂(IRA-410、オルガノ社製) に順次通液して脱塩した後、凍結乾燥して、乳由来の尿素含有組成物粉末5.5gを得た。
なお、この乳由来の尿素含有組成物粉末の尿素濃度は81％であった。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の乳由来の尿素含有組成物は、乳又は乳素材をＮＦ膜又はＲＯ膜で処理し透過液を分離、回収することにより得られる。得られた乳由来の尿素含有組成物は、天然物由来の尿素素材として、例えばハンドクリームや利尿剤等の製造に使用することができる。

Claims (1)

1. 乳又は乳素材をナノフィルトレーション（ＮＦ）膜又は逆浸透（ＲＯ）膜で処理して得られる、尿素を分解する酵素を全く含有することのない透過液を乾操して得られる、全固形に対して 0.2％以上の尿素を含むことを特徴とする乳由来の尿素含有組成物粉末。