JP5155502B2 - 鉄含有タンパク質組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凍結解凍安定性に優れ、凍結解凍した際の沈澱の発生が抑制された鉄含有タンパク質組成物を含む溶液、該溶液の凍結物、該凍結物を解凍して得られる液状組成物及び該溶液または液状組成物から得られる粉末に関する。本発明の鉄含有タンパク質組成物溶液は、保存や搬送のための凍結処理への適応性に優れ、解凍後に得られる解凍溶液中への沈澱の発生が抑制されており、かつ鉄独特の収斂味を呈さないため、鉄を強化した飲食品や鉄剤の製造に好適に利用することができ、貧血の予防又は治療に有用である。
【０００２】
【従来の技術】
日本人の鉄分摂取量は、昭和５０年以降、所要量の充足率１００％前後を横ばいで推移している現状にある。鉄は体内の恒常性維持に重要であり、食事上、気をつけて摂取しなければならない栄養素の一つといえる。特に、若年から中年の女性における充足率は８０％台であることから、若中年層女性の鉄不足が指摘されている（「平成１０年版 国民栄養の現状」、第一出版株式会社）。このように、若中年層女性で鉄不足の人や貧血傾向の人は、鉄を補うために、鉄を強化した飲食品や鉄剤等の薬の形態で鉄分を摂取している場合が多い。
【０００３】
しかしながら、一般的に鉄剤として用いられるクエン酸鉄、ピロリン酸鉄、硫酸鉄等の無機鉄では、鉄独特の収斂味や金属味が感じられたり、胃腸や粘膜を痛めるといった副作用を伴なう場合がある。また、有機鉄であるヘム鉄は、吸収性が高いものの、金属味や生臭味等が感じられるという問題がある。このため、これらの鉄剤を食品に添加したり、鉄剤として利用する場合、その添加量を制限しなければならない場合があり、要求される摂取量を達成するには不十分な場合も多い。
【０００４】
一方、鉄含有タンパク質としては、鉄ラクトフェリン複合体（特開平７−３０４７９８号公報）、鉄カゼイン複合体（特開平９−７７７９３号公報）等が組成物の形態として知られており、これらの鉄含有タンパク質組成物は、鉄独特の収斂味や金属味がなく、副作用もなく、さらには溶解性、熱安定性が良好であることから、飲食品や鉄剤への利用に適している。
【０００５】
なお、鉄ホエータンパク質複合体について本願出願人による特願平１１−８９７４１号の出願がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、鉄含有タンパク質組成物は飲食品や鉄剤へ利用されつつあるが、これら鉄含有タンパク質組成物を溶解した溶液を保存、搬送等の目的で凍結した場合、これらを解凍した際に沈澱を生じる場合があるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、飲食品における鉄分強化や鉄剤の有効成分として有用な鉄含有タンパク質組成物を含む溶液であって、凍結解凍時における沈澱の発生が抑制された鉄含有タンパク質組成物溶液を提供することを目的とする。更に、本発明は、飲食品の鉄分強化や鉄剤の製造に有用な該溶液の凍結物及び該凍結物の解凍溶液を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述した課題に鑑み鋭意研究を重ねた結果、鉄含有タンパク質組成物の溶液に、単糖類、二糖類、糖アルコール類、非還元性糖類、デキストリンのうち１種以上を含有させることで、凍結解凍した際に鉄含有タンパク質組成物からの沈澱の発生が抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
本発明において、凍結解凍安定性に優れるとは、試料を適当な容器に入れて−２０℃で２週間保存後、容器に流水を当てたり、室温中に放置するなどの操作によって解凍し、５０ｍｌの目盛り付き試験管に５０ｍｌ分取し、遠心分離機（クボタｋｓ−５０００Ｐ）で３０００ｒｐｍ、１５分間の遠心分離を行い、生じた沈澱の容量が０．５ｍｌ以下であることをいう。この程度まで沈澱発生が抑制されていれば、鉄含有タンパク質の沈澱への損失が効果的に抑えられ、また解凍後の溶液の飲食や鉄剤への用途における品質が良好といえ、更に、凍結保存や凍結状態での運搬等による経済効率の向上を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる鉄含有タンパク質組成物の溶液は、水性媒体中に、鉄含有タンパク質を含む組成物が溶解したもので、優れた凍結解凍安定性を有するものである。この鉄含有タンパク質組成物は、鉄とタンパク質を作用させることによって得られる可溶性凝集体である。鉄含有タンパク質組成物の例としては、炭酸及び重炭酸の少なくとも一方、鉄及びタンパク質を混合して得られるこれらの反応物（可溶性凝集体）を主体として含む組成物を挙げることができ、この組成物は、水性媒体中で微粒子を形成して水性媒体中に分散できるものである。なお、この水性媒体としては、水を主体とする媒体を挙げることができ、通常は、水が用いられ、鉄含有タンパク質組成物の水溶液として形成される。
【００１１】
この鉄含有タンパク質組成物の水溶液は、媒体として水を用いた場合、例えば、炭酸及び重炭酸の少なくとも一方を含む溶液（Ａ溶液）と、鉄を含む溶液（Ｂ溶液）と、タンパク質を含む溶液（Ｃ溶液）を調製し、これらを混合して各成分を反応させることによって得ることができる。このときのＢ溶液の鉄イオンのモル濃度は、Ａ溶液に溶解している炭酸イオン及び／または重炭酸イオンのモル濃度（両方含有させる場合はその合計量）の１／３以下、好ましくは１／１０以下、より好ましくは１／３０以下、さらには１／６０以下、最も好ましくは１／１００以下である。
【００１２】
また、Ｃ溶液のタンパク質のモル濃度は、Ｂ溶液の鉄イオンのモル濃度の１／２〜１／１０００であることが好ましい。なお、Ｃ溶液のタンパク質としてタンパク質を分解処理して得られるタンパク質分解物を用いる場合も、そのモル濃度は分解前のタンパク質のモル濃度をそのまま用いることができ、Ｂ溶液の鉄イオンのモル濃度の１／２〜１／１０００であることが好ましい。
【００１３】
Ｂ溶液、Ｃ溶液は、それぞれ別々に溶液を調製し、Ａ溶液と混合しても良く、また、Ｂ溶液、Ｃ溶液を合わせて調製し、Ａ溶液に混合してもよい。このとき、タンパク質を含有する溶液は、溶液の安定性を高めるために、鉄を含有する溶液より前に添加することが好ましい。また、炭酸及び／または重炭酸、鉄、タンパク質の反応は溶液内で行われるが、添加する鉄又はタンパク質のいずれか一方が固体状であってもよい。さらに、反応溶液中の炭酸イオン及び重炭酸イオンのモル濃度を高く保つために、予め溶解しきれない量の炭酸塩及び／または重炭酸塩をＡ溶液に含有させておいてもよいし、Ａ溶液に、Ｂ溶液とＣ溶液の混合液を添加している途中、つまり、Ｂ溶液とＣ溶液の混合液の一部がＡ溶液に添加された時点において炭酸塩及び／または重炭酸塩を、あるいは炭酸溶液及び／または重炭酸溶液を添加してもよい。
【００１４】
また、上記の他に鉄含有タンパク質組成物の溶液の調製は、炭酸及び重炭酸の少なくとも一方と、タンパク質とを含有する溶液（Ｄ溶液）と、鉄を含有する溶液（Ｅ溶液）とを混合してこれらを反応させることで得ることができる。このとき、Ｅ溶液の鉄イオンのモル濃度は、Ｄ溶液に溶解している炭酸イオン及び重炭酸イオンの少なくとも一方のモル濃度（両方含有している場合はこれらの合計量）の１／３以下、好ましくは１／１０以下、更に好ましくは１／３０以下、さらには１／６０以下、最も好ましくは１／１００以下である。また、Ｄ溶液のタンパク質のモル濃度は、Ｅ溶液の鉄イオンのモル濃度の１／２〜１／１０００であることが好ましい。なお、Ｄ溶液に含有させるタンパク質としてタンパク質を分解して得られるタンパク質分解物を用いる場合にも、そのモル濃度は分解前のタンパク質のモル濃度をそのまま用いることができ、Ｅ溶液の鉄イオンのモル濃度の１／２〜１／１０００であることが好ましい。
【００１５】
次いで、鉄含有タンパク質組成物の溶液を殺菌し、必要に応じて濃縮し、より好ましくは粒子径を５０ｎｍ以下となるように調製し、これに凍結解凍安定性を付与するための糖類を添加して、ｐＨ調整を行うことで、凍結解凍安定性に優れた鉄含有タンパク質組成物溶液を得ることができる。この溶液は、適当な容器に充填して、凍結状態で保存あるいは搬送することができ、解凍処理後に得られる溶液における沈澱発生が効果的に抑制されているものである。
【００１６】
殺菌は、常法に従い、加熱殺菌、滅菌、精密濾過（マイクロフィルトレーション：ＭＦ）による除菌処理等によって行うことができる。加熱殺菌は、例えば約６５℃で３０分間の低温殺菌又は約１２０℃で２〜３秒間の高温短時間殺菌により行うことができる。
【００１７】
濃縮処理は、最終製品中の鉄の濃度を高める場合に有用であり、限外濾過（ＵＦ）膜、ナノ濾過（ＮＦ）膜、逆浸透（ＲＯ）膜等の膜処理による濃縮、減圧濃縮などの方法によって行うことができる。更に、濃縮の他にも、鉄含有タンパク質組成物溶液を常法に従い、噴霧乾燥、凍結乾燥等により粉末化し、得られた粉末を適当な濃度に水等で還元して鉄分濃度を所定の濃度に調整することもできる。
【００１８】
鉄含有タンパク質組成物は粒子として水性媒体中に溶解しており、この粒子の粒子径の調整は、１００ｋｇ／ｃｍ2以上、好ましくは３００ｋｇ／ｃｍ2以上の条件で均質化処理を行うか、４００ｎｍのＭＦ膜により、平均粒子径を好ましくは２００ｎｍ以下に調整する方法が利用できる。平均粒子径としては５０ｎｍ以下がより好ましく、このような粒子径において鉄含有タンパク質組成物の安定性を更に良好なものとすることができる。
【００１９】
なお、濃縮処理、乾燥処理、平均粒子径の調整を行う場合は、鉄含有タンパク質組成物溶液（これは糖類を添加した状態のものでも添加しない状態のものでも良い）の調製後であればいつ行っても良いが、加熱殺菌を行う場合は加熱殺菌処理後に行うことが好ましい。
【００２０】
鉄含有タンパク質組成物の調製に用いるタンパク質としては、ラクトフェリン類、カゼインタンパク質類、ホエータンパク質類等を挙げることができ、これらの一種以上を用いることができる。
【００２１】
このようなタンパク質としては、例えば、ラクトフェリン類としては、ヒト、ウシ等の哺乳類の乳等の分泌液から分離されるラクトフェリン、血液、臓器等から分離されるトランスフェリン、卵等から分離されるオボトランスフェリン等のラクトフェリン類、及びこれらのラクトフェリン類を酵素で分解したものを挙げることができる。カゼインタンパク質類としては、例えば、ヒト、ウシ等の哺乳類の乳等の分泌液から分離されるカゼイン、酸カゼイン、カゼインナトリウム、乳酸カゼイン、α−カゼイン、β−カゼイン、κ−カゼイン等のカゼインタンパク質、及びこれらカゼインを酵素で分解したものを挙げることができる。ホエータンパク質類としては、例えば、ヒト、ウシ等の哺乳類の乳等の分泌液から分離されるホエータンパク質を酵素で分解したものを挙げることができる。ホエータンパク質からβ−ラクトグロブリン、α−ラクトアルブミン等の各成分に分離したものを酵素で分解したものを挙げることができる。これらのタンパク質は、すでに大量に分離する方法が多数知られているが、どのような方法で分離されたものであってもよい。また、遺伝子操作によって微生物、動物細胞あるいはトランスジェニック動物から生産されたものであってもよい。なお、カゼインタンパク質として、粗カゼインのようなα−カゼイン、β−カゼイン、κ−カゼインの混合物を用いる場合は、その構成比から平均分子量を求め、これをもとに溶解したカゼインのモル濃度を算出することができる。また、ホエータンパク質として、各種のタンパク質成分が混合したものを用いる場合には、それぞれの成分の構成比から平均分子量を求め、この値から溶解するホエータンパク質のモル濃度を算出することができる。
【００２２】
タンパク質の調製物や加水分解物を用いる場合に、分子量の異なる成分が混在するものを利用する場合は、上述のとおり構成成分の比率と各成分の分子量を、例えばゲル媒体を用いた電気泳動法で測定してその結果に基づいて平均分子量を求め、その平均分子量を用いてモル濃度を算出することができる。
【００２３】
一方、ラクトフェリン類、カゼインタンパク質類、ホエータンパク質類の酵素分解物を得るには、タンパク質加水分解酵素を用いることができる。このタンパク質加水分解酵素としては、例えば、トリプシン、キモトリプシン、ペプシン等の動物起源の酵素、パパイン、ブロメライン、フィシン等の植物起源の酵素、かび、バクテリア、酵母等の微生物起源の酵素を用いることができる。酵素をタンパク質に作用させる場合における酵素の形態としては、単離精製された酵素、粗酵素、酵素を有する微生物の培養物、この培養物から菌体を除去した酵素を含む培養液、微生物の菌体または菌体の破砕物、遺伝子組換え品のタンパク質加水分解酵素等を挙げることができる。この酵素としては、各種材料から調製されたものや市販の酵素製剤を利用することができる。この分解物としては、例えば、分解生成物の分子量が１００００以下の範囲に分布するものが好ましい。
【００２４】
鉄含有タンパク質組成物の調製に用いる鉄としては、例えば、脱イオン水に溶解したときｐＨ４以下を示す鉄塩、例えば、塩化第二鉄、硝酸第二鉄、硫酸第二鉄等、主に３価の鉄を挙げることができる。
【００２５】
炭酸及び重炭酸の少なくとも一方を含有する溶液としては、例えば、炭酸水、重炭酸アンモニウム溶液、重炭酸ナトリウム溶液、重炭酸カリウム溶液、炭酸ナトリウム溶液、炭酸カルシウム溶液及びこれらの溶液の２種以上の混合液を例示することができる。なお、これらの溶液には、ｐＨ調整剤として、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム、塩酸、クエン酸、乳酸等を添加するのが好ましい。
【００２６】
凍結解凍安定性を確保するために添加される糖類としては、例えば、ブドウ糖、果糖などの単糖類、ショ糖、乳糖等の二糖類、ソルビトール、マルチトール、エリスリトール等の糖アルコール類、トレハロース、パラチニット、還元水飴等の非還元性糖類、デキストリン等を挙げることができる。これらのうちで、糖アルコール、非還元性糖類、デキストリンが特に好ましい。これら単糖類、二糖類、糖アルコール類、非還元性糖類、デキストリンのうち１種以上を鉄含有タンパク質組成物の溶液に対して、好ましくは３〜５０重量％添加する。添加量が３重量％未満では、各成分の組み合わせによっては、凍結解凍した際に鉄含有タンパク質組成物の沈澱が生じる場合があり、５０重量％を超えると、鉄含有タンパク質組成物の溶解液の粘度が高くなり、作業性が悪くなることがある。
【００２７】
鉄含有タンパク質組成物の溶液に糖類を添加した後に、そのｐＨを調整する場合は、ｐＨを５〜１０、好ましくは５．８〜８．５の範囲内とするのが好ましい。ｐＨの調整には、例えば、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム、塩酸、クエン酸、乳酸等を用いることができる。
【００２８】
なお、ｐＨが５未満では保存中に鉄イオンが遊離して風味が低下することがあり、ｐＨが１０を超えるとリジノアラニンが生成されることがある。
【００２９】
本発明にかかる鉄含有タンパク質組成物の溶液は、適当な容器内に充填して製品とすることができ、これを常法に従って凍結した凍結物の形態で保存、あるいは搬送することができる。凍結物は解凍し、溶液として、鉄分含有飲料の製造、飲食品の鉄分強化、鉄剤の製造に好適に利用できる。
【００３０】
本発明にかかる鉄含有タンパク質組成物の溶液は凍結解凍安定性に優れるため、解凍後に得られる溶液中における沈澱物がないか、極めて微量であり、鉄含有タンパク質の損失を防止して、その利用効率を格段に向上させることができる。
【００３１】
また、本発明にかかる鉄含有タンパク質組成物の溶液及びその凍結物を解凍して得られる液状組成物は、常法による乾燥工程を経て粉末化した製品としてもよく、凍結物としての保存や搬送工程に、粉末状態での保存や搬送工程を組み合わせて、保存や搬送にかかる期間や効率を更に向上させることもできる。
【００３２】
【実施例】
以下実施例により本発明を更に説明する。
実施例１
Ｆ溶液：ラクトフェリン（ＴＡＴＵＡ社製）を、３．１Ｍの重炭酸水素ナトリウム水溶液４．０２ｋｇに０．９２ｍＭの濃度で溶解した溶液
Ｇ溶液：０．４６重量％（１７ｍＭ）の塩化第二鉄の水溶液４３．６ｋｇ
上記したＦ溶液とＧ溶液を混合し、７０℃で１８分間加熱殺菌を行い、ＵＦ膜を用い、２０倍に濃縮して、鉄含有タンパク質組成物溶液の濃縮液２．２ｋｇを得た。この濃縮液に対し、５００ｋｇ／ｃｍ2の均質化処理を行った後、濃縮液を４００ｇずつ５つに分け、ソルビトール、エリスリトール、トレハロース、デキストリンをそれぞれ８０ｇずつ添加し、１つは無添加とした。
【００３３】
このようにして調製した５つの試料の凍結解凍安定性の評価及び平均粒子径の測定を以下に示す方法で行った。
【００３４】
凍結解凍安定性の評価：各試料を−２０℃で２週間凍結保存後、流水中で解凍し、５０ｍｌの目盛り付き試験管に５０ｍｌの分量として入れ、遠心分離機（クボタｋｓ−５０００Ｐ）で３０００ｒｐｍ、１５分間の遠心分離を行い、生じた沈澱の容量を測定した。なお、本発明においては、生じた沈澱の容量が０．５ｍｌ以下であるとき、溶液が凍結解凍安定性に優れているとした。
【００３５】
平均粒子径の測定：光散乱測定装置（Autosizer 4700, Malvern Instrument Ltd. UK）及び光波長４８８ｎｍのアルゴンレーザー（Air-Cooled Argon Ion Laser System, Model 2031, Uniphase, California）を用い、試料温度２５℃で測定を行った。結果を表1に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
表１より、糖アルコール類、非還元性糖類又はデキストリンを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物溶液に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
実施例２
Ｈ溶液：５重量％（０．６Ｍ）の重炭酸ナトリウム水溶液４５０ｋｇ
Ｉ溶液：１０重量％（１．２５ｍＭ）のラクトフェリン（ＤＭＶ社製）水溶液５０ｋｇ
Ｊ溶液：０．５重量％（１８．５ｍＭ）の塩化第二鉄水溶液７４０ｋｇ
上記したＨ溶液とＩ溶液とを混合し、得られた混合液にＪ溶液を添加し、８０℃に達するまで加熱して加熱殺菌を行い、ロータリーエバポレーター（柴田科学社製、ＲＥ−１０ＥＤ―１２０）で２５倍に濃縮して鉄含有タンパク質組成物溶液の濃縮液４８ｋｇを得た。これを３００ｋｇ／ｃｍ2で均質化処理した。均質化処理された濃縮液を９ｋｇずつ５つに分けで容器に入れ、ソルビトール、エリスリトール、トレハロース、デキストリンを１．９ｋｇずつ添加し、１つは無添加とした。
【００３８】
この５つの試料を−２０℃で２日間凍結保存した後、流水に容器の外壁面を接触させて解凍し、濁度を測定した。これを再び−２０℃で２日間凍結保存後、流水を用いて解凍し、凍結と解凍の繰返し操作を１０回行い、その都度濁度の測定を以下に示す方法で行った。繰返し操作終了後の試料の凍結解凍安定性の評価と平均粒子径の測定を実施例１に記載の方法により行った。
【００３９】
濁度の測定：脱イオン水で１０倍に希釈した試料を分光光度計（Ｕ−２０００、日立製作所製）を用い、波長６６０ｎｍにおける吸光度を測定し、濁度とした。結果を表２及び図１に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】
表２より、糖アルコール、非還元性糖類又はデキストリンを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物溶液に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
【００４２】
図１より、糖アルコール類、非還元性糖類又はデキストリンを添加した溶液は無添加の溶液よりも濁度の値が小さく、沈澱量が極めて少ないことが確認された。
実施例３
Ｋ溶液：重炭酸ナトリウム２Ｍ及びα−カゼイン（シグマ社製）１６μＭを含む水溶液２ｌ
Ｌ溶液：鉄イオンとして２．４ｍＭを含む硫酸第二鉄の水溶液２ｌ
上記したＫ溶液とＬ溶液を混合し、混合液を得た。この混合液を分子量５０００カットのＵＦ膜により脱塩・濃縮して鉄含有タンパク質組成物溶液の濃縮液０．４ｋｇを得た。
【００４３】
この濃縮液を０．０５Ｍ／ｌのイミダゾール及び０．１５Ｍ／ｌの食塩を含むｐＨ７．５の緩衝液で、鉄イオンの濃度が２７ｍｇ／１００ｍｌとなるよう希釈した後、ネジ口付き試験管に密封し、９０℃で１０分間加熱し、室温まで自然冷却し、３００ｋｇ／ｃｍ2で均質化処理を行った。この溶液５０ｍｌに対し、２ｇのデキストリンを添加した。また、デキストリンを添加しないものも用意した。
【００４４】
このようにして調製した２つの試料について、実施例１と同様の方法で凍結解凍安定性の評価及び平均粒子径の測定を行った。結果を表３に示す。
【００４５】
【表３】
【００４６】
表３の結果から、デキストリンを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物溶液に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
実施例４
Ｍ溶液：１０Ｍ重炭酸ナトリウムを含む水溶液１５ｌ
Ｎ溶液：鉄濃度１８０ｍＭの塩化第二鉄を含む水溶液３ｌ
Ｏ溶液：酵素加水分解前のホエータンパク質換算で１ｍＭのホエータンパク質加水分解物を含む水溶液１２ｌ。
【００４７】
ただし、モル濃度の調整には、平均分子量を用いた。また、平均分子量は、硫酸ドデシルナトリウム（ＳＤＳ）−ポリアクリルアミドゲル電気泳動の結果から求めた、ホエータンパク質中の各タンパク質成分の構成比と分子量より算出した。
【００４８】
また、Ｏ溶液に使用するホエータンパク質加水分解物は、以下のような方法で調製した。すなわち、純度８０％のホエータンパク質濃縮物（ニュージーランドデイリーボード社製）１ｋｇを脱イオン水１９ｋｇに溶解し、ｐＨ８に調整した後、アルカラーゼ２．４ｌ（ノボノルディスク社製）４０００００単位、アクチナーゼＡＳ（科研製薬社製）４００００００単位を添加して、ｐＨを８に維持しながら、５０℃で６時間保持して加水分解し、ｐＨ７に調整後、９０℃で１０分間加熱して酵素を失活させ、冷却した。この溶液を、分画分子量３０００のＵＦ膜を使用した濾過装置にかけ、ホエータンパク質加水分解物を得た。
【００４９】
上記したＮ溶液（３ｌ）とＯ溶液（１２ｌ）を混合して、（Ｎ＋Ｏ）混合液（１５ｌ）を調製した後、Ｍ溶液（１５ｌ）にこの（Ｎ＋Ｏ）混合液（１５ｌ）を加え、（Ｍ＋Ｎ＋Ｏ）混合液を調製した。この混合液を９０℃で１０分間加熱殺菌し、ロータリーエバポレーター（柴田科学社製、ＲＥ−１０ＥＤ―１２０）による濃縮により２０倍に濃縮して、鉄含有タンパク質組成物溶液の濃縮液６００ｇを得た。この濃縮液を３００ｋｇ／ｃｍ2で均質化処理を行い、６００ｇのうち、３００ｇにエリスリトール１５ｇを添加し、もう一方の３００ｇは無添加とした。
【００５０】
このようにして調製した２つの試料を−２０℃で２週間凍結保存後、室温で解凍し、実施例１と同様の方法で凍結解凍安定性の評価及び平均粒子径の測定を行った。結果を表４に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】
表４
表４に示した結果から、エリスリトールを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物含有溶液に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
実施例５
Ｐ溶液：１３００ｍＭ重炭酸ナトリウムを含む水溶液１ｌ
Ｑ溶液：鉄濃度１２ｍＭの硫酸第二鉄を含む水溶液０．２ｌ
Ｒ溶液：限定分解前の乳酸カゼイン換算で０．１ｍＭの乳酸カゼイン分解物を含む水溶液０．８ｌ
ただし、モル濃度の調整には平均分子量を用いた。また、平均分子量は、尿素−ソディウムドデシルサルフェート（ＳＤＳ）−電気泳動の結果から求めたα−カゼイン、β−カゼイン及びκ−カゼインの構成比と各カゼインの理論的分子量より算出した。
【００５３】
なお、Ｒ溶液を調製する際に使用する乳酸カゼイン分解物は、以下のようにして製造した。すなわち、乳酸カゼイン（ニュージーランド・デイリーボード社製）を濃度が５重量％となるように溶解した溶液に、重炭酸ナトリウムを添加してｐＨを８．０に調整した反応溶液を調製した。この反応溶液にタンパク質分解酵素であるトリプシン（ノボノルディスク社製）をカゼイン１ｇあたり１０００Ｕの割合で添加し、水酸化ナトリウムを添加してｐＨを８．０に維持しながら、５０℃で６時間の限定分解を行った後、反応溶液を８５℃で２０分間保持することにより酵素活性を失活させて限定分解を終了させた。この溶液を分画分子量１００００のＵＦ膜を使用した濾過装置にかけ、乳酸カゼイン加水分解物を得た。
【００５４】
上記したＱ溶液（０．２ｌ）とＲ溶液（０．８ｌ）を混合して、（Ｑ＋Ｒ）混合液（１ｌ）を調製した後、Ｐ溶液（１ｌ）に、この（Ｑ＋Ｒ）混合液（１ｌ）を加え、（Ｐ＋Ｑ＋Ｒ）混合液を調製した。この混合液を６５℃で３０分間加熱殺菌し、３００ｋｇ／ｃｍ2の均質化処理を行い、鉄含有タンパク質組成物溶液を得た。得られた溶液１リットルのうち、５００ｍｌにトレハロースを５０ｇ添加し、もう一方は無添加とした。
【００５５】
このようにして調製した２つの試料を−２０℃で２週間凍結保存した後、容器外壁に流水を当てて解凍し、実施例１と同様の方法で凍結解凍安定性の評価及び平均粒子径の測定を行った。結果を表５に示す。
【００５６】
【表５】
【００５７】
表５に示した結果から、トレハロースを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物溶液に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
【００５８】
実施例６
以下の組成の各液を調製した。
Ａ液：４重量％（０．４８Ｍ）の重曹水溶液１６．５ｋｇ
Ｂ液：１０重量％（１．２５ｍＭ）のラクトフェリン水溶液１．７６ｋｇ
Ｃ液：０．４５重量％（１６．６ｍＭ）の塩化第二鉄水溶液（純正化学社製）２４．３１ｋｇ
Ａ液、Ｂ液及びＣ液を混合し、９０℃達温殺菌を行った。殺菌後の溶液をロータリーエバポレーター（柴田科学社製、ＲＥ−１０ＥＤ―１２０）を用いて２０倍に濃縮し、均質機（株式会社エスエムテーＧＭ−１）を用いて３００ｋｇ／ｃｍ2で均質処理を行った。この溶液あたり２０重量％のデキストリンを添加したものと、添加しないものをそれぞれ１ｌずつ噴霧乾燥機（パルビスミニスプレー、ＧＢ−２１）によって粉末化した。得られた粉末を用いて２５重量％の水溶液１００ｇを調製した。
【００５９】
このようにして調製した２つの試料について、実施例１と同様の方法で凍結解凍安定性の評価及び平均粒子径の測定を行った。結果を表６に示す。
【００６０】
【表６】
【００６１】
表６の結果から、デキストリンを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、凍結解凍した際の沈澱の発生が効果的に抑制され、凍結解凍安定性に優れた鉄含有タンパク質組成物溶液を提供することができる。この本発明にかかる鉄含有タンパク質組成物溶液は、鉄独特の収斂味を呈さないため、鉄を強化した飲食品や鉄剤の製造に好適に利用でき、貧血の予防又は治療に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例２における凍結融解の繰り返し回数に対する試料の濁度の変化を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、凍結解凍安定性に優れ、凍結解凍した際の沈澱の発生が抑制された鉄含有タンパク質組成物を含む溶液、該溶液の凍結物、該凍結物を解凍して得られる液状組成物及び該溶液または液状組成物から得られる粉末に関する。本発明の鉄含有タンパク質組成物溶液は、保存や搬送のための凍結処理への適応性に優れ、解凍後に得られる解凍溶液中への沈澱の発生が抑制されており、かつ鉄独特の収斂味を呈さないため、鉄を強化した飲食品や鉄剤の製造に好適に利用することができ、貧血の予防又は治療に有用である。
【０００２】
【従来の技術】
日本人の鉄分摂取量は、昭和５０年以降、所要量の充足率１００％前後を横ばいで推移している現状にある。鉄は体内の恒常性維持に重要であり、食事上、気をつけて摂取しなければならない栄養素の一つといえる。特に、若年から中年の女性における充足率は８０％台であることから、若中年層女性の鉄不足が指摘されている（「平成１０年版 国民栄養の現状」、第一出版株式会社）。このように、若中年層女性で鉄不足の人や貧血傾向の人は、鉄を補うために、鉄を強化した飲食品や鉄剤等の薬の形態で鉄分を摂取している場合が多い。
【０００３】
しかしながら、一般的に鉄剤として用いられるクエン酸鉄、ピロリン酸鉄、硫酸鉄等の無機鉄では、鉄独特の収斂味や金属味が感じられたり、胃腸や粘膜を痛めるといった副作用を伴なう場合がある。また、有機鉄であるヘム鉄は、吸収性が高いものの、金属味や生臭味等が感じられるという問題がある。このため、これらの鉄剤を食品に添加したり、鉄剤として利用する場合、その添加量を制限しなければならない場合があり、要求される摂取量を達成するには不十分な場合も多い。
【０００４】
一方、鉄含有タンパク質としては、鉄ラクトフェリン複合体（特開平７−３０４７９８号公報）、鉄カゼイン複合体（特開平９−７７７９３号公報）等が組成物の形態として知られており、これらの鉄含有タンパク質組成物は、鉄独特の収斂味や金属味がなく、副作用もなく、さらには溶解性、熱安定性が良好であることから、飲食品や鉄剤への利用に適している。
【０００５】
なお、鉄ホエータンパク質複合体について本願出願人による特願平１１−８９７４１号の出願がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、鉄含有タンパク質組成物は飲食品や鉄剤へ利用されつつあるが、これら鉄含有タンパク質組成物を溶解した溶液を保存、搬送等の目的で凍結した場合、これらを解凍した際に沈澱を生じる場合があるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、飲食品における鉄分強化や鉄剤の有効成分として有用な鉄含有タンパク質組成物を含む溶液であって、凍結解凍時における沈澱の発生が抑制された鉄含有タンパク質組成物溶液を提供することを目的とする。更に、本発明は、飲食品の鉄分強化や鉄剤の製造に有用な該溶液の凍結物及び該凍結物の解凍溶液を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述した課題に鑑み鋭意研究を重ねた結果、鉄含有タンパク質組成物の溶液に、単糖類、二糖類、糖アルコール類、非還元性糖類、デキストリンのうち１種以上を含有させることで、凍結解凍した際に鉄含有タンパク質組成物からの沈澱の発生が抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
本発明において、凍結解凍安定性に優れるとは、試料を適当な容器に入れて−２０℃で２週間保存後、容器に流水を当てたり、室温中に放置するなどの操作によって解凍し、５０ｍｌの目盛り付き試験管に５０ｍｌ分取し、遠心分離機（クボタｋｓ−５０００Ｐ）で３０００ｒｐｍ、１５分間の遠心分離を行い、生じた沈澱の容量が０．５ｍｌ以下であることをいう。この程度まで沈澱発生が抑制されていれば、鉄含有タンパク質の沈澱への損失が効果的に抑えられ、また解凍後の溶液の飲食や鉄剤への用途における品質が良好といえ、更に、凍結保存や凍結状態での運搬等による経済効率の向上を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる鉄含有タンパク質組成物の溶液は、水性媒体中に、鉄含有タンパク質を含む組成物が溶解したもので、優れた凍結解凍安定性を有するものである。この鉄含有タンパク質組成物は、鉄とタンパク質を作用させることによって得られる可溶性凝集体である。鉄含有タンパク質組成物の例としては、炭酸及び重炭酸の少なくとも一方、鉄及びタンパク質を混合して得られるこれらの反応物（可溶性凝集体）を主体として含む組成物を挙げることができ、この組成物は、水性媒体中で微粒子を形成して水性媒体中に分散できるものである。なお、この水性媒体としては、水を主体とする媒体を挙げることができ、通常は、水が用いられ、鉄含有タンパク質組成物の水溶液として形成される。
【００１１】
この鉄含有タンパク質組成物の水溶液は、媒体として水を用いた場合、例えば、炭酸及び重炭酸の少なくとも一方を含む溶液（Ａ溶液）と、鉄を含む溶液（Ｂ溶液）と、タンパク質を含む溶液（Ｃ溶液）を調製し、これらを混合して各成分を反応させることによって得ることができる。このときのＢ溶液の鉄イオンのモル濃度は、Ａ溶液に溶解している炭酸イオン及び／または重炭酸イオンのモル濃度（両方含有させる場合はその合計量）の１／３以下、好ましくは１／１０以下、より好ましくは１／３０以下、さらには１／６０以下、最も好ましくは１／１００以下である。
【００１２】
また、Ｃ溶液のタンパク質のモル濃度は、Ｂ溶液の鉄イオンのモル濃度の１／２〜１／１０００であることが好ましい。なお、Ｃ溶液のタンパク質としてタンパク質を分解処理して得られるタンパク質分解物を用いる場合も、そのモル濃度は分解前のタンパク質のモル濃度をそのまま用いることができ、Ｂ溶液の鉄イオンのモル濃度の１／２〜１／１０００であることが好ましい。
【００１３】
Ｂ溶液、Ｃ溶液は、それぞれ別々に溶液を調製し、Ａ溶液と混合しても良く、また、Ｂ溶液、Ｃ溶液を合わせて調製し、Ａ溶液に混合してもよい。このとき、タンパク質を含有する溶液は、溶液の安定性を高めるために、鉄を含有する溶液より前に添加することが好ましい。また、炭酸及び／または重炭酸、鉄、タンパク質の反応は溶液内で行われるが、添加する鉄又はタンパク質のいずれか一方が固体状であってもよい。さらに、反応溶液中の炭酸イオン及び重炭酸イオンのモル濃度を高く保つために、予め溶解しきれない量の炭酸塩及び／または重炭酸塩をＡ溶液に含有させておいてもよいし、Ａ溶液に、Ｂ溶液とＣ溶液の混合液を添加している途中、つまり、Ｂ溶液とＣ溶液の混合液の一部がＡ溶液に添加された時点において炭酸塩及び／または重炭酸塩を、あるいは炭酸溶液及び／または重炭酸溶液を添加してもよい。
【００１４】
また、上記の他に鉄含有タンパク質組成物の溶液の調製は、炭酸及び重炭酸の少なくとも一方と、タンパク質とを含有する溶液（Ｄ溶液）と、鉄を含有する溶液（Ｅ溶液）とを混合してこれらを反応させることで得ることができる。このとき、Ｅ溶液の鉄イオンのモル濃度は、Ｄ溶液に溶解している炭酸イオン及び重炭酸イオンの少なくとも一方のモル濃度（両方含有している場合はこれらの合計量）の１／３以下、好ましくは１／１０以下、更に好ましくは１／３０以下、さらには１／６０以下、最も好ましくは１／１００以下である。また、Ｄ溶液のタンパク質のモル濃度は、Ｅ溶液の鉄イオンのモル濃度の１／２〜１／１０００であることが好ましい。なお、Ｄ溶液に含有させるタンパク質としてタンパク質を分解して得られるタンパク質分解物を用いる場合にも、そのモル濃度は分解前のタンパク質のモル濃度をそのまま用いることができ、Ｅ溶液の鉄イオンのモル濃度の１／２〜１／１０００であることが好ましい。
【００１５】
次いで、鉄含有タンパク質組成物の溶液を殺菌し、必要に応じて濃縮し、より好ましくは粒子径を５０ｎｍ以下となるように調製し、これに凍結解凍安定性を付与するための糖類を添加して、ｐＨ調整を行うことで、凍結解凍安定性に優れた鉄含有タンパク質組成物溶液を得ることができる。この溶液は、適当な容器に充填して、凍結状態で保存あるいは搬送することができ、解凍処理後に得られる溶液における沈澱発生が効果的に抑制されているものである。
【００１６】
殺菌は、常法に従い、加熱殺菌、滅菌、精密濾過（マイクロフィルトレーション：ＭＦ）による除菌処理等によって行うことができる。加熱殺菌は、例えば約６５℃で３０分間の低温殺菌又は約１２０℃で２〜３秒間の高温短時間殺菌により行うことができる。
【００１７】
濃縮処理は、最終製品中の鉄の濃度を高める場合に有用であり、限外濾過（ＵＦ）膜、ナノ濾過（ＮＦ）膜、逆浸透（ＲＯ）膜等の膜処理による濃縮、減圧濃縮などの方法によって行うことができる。更に、濃縮の他にも、鉄含有タンパク質組成物溶液を常法に従い、噴霧乾燥、凍結乾燥等により粉末化し、得られた粉末を適当な濃度に水等で還元して鉄分濃度を所定の濃度に調整することもできる。
【００１８】
鉄含有タンパク質組成物は粒子として水性媒体中に溶解しており、この粒子の粒子径の調整は、１００ｋｇ／ｃｍ2以上、好ましくは３００ｋｇ／ｃｍ2以上の条件で均質化処理を行うか、４００ｎｍのＭＦ膜により、平均粒子径を好ましくは２００ｎｍ以下に調整する方法が利用できる。平均粒子径としては５０ｎｍ以下がより好ましく、このような粒子径において鉄含有タンパク質組成物の安定性を更に良好なものとすることができる。
【００１９】
なお、濃縮処理、乾燥処理、平均粒子径の調整を行う場合は、鉄含有タンパク質組成物溶液（これは糖類を添加した状態のものでも添加しない状態のものでも良い）の調製後であればいつ行っても良いが、加熱殺菌を行う場合は加熱殺菌処理後に行うことが好ましい。
【００２０】
鉄含有タンパク質組成物の調製に用いるタンパク質としては、ラクトフェリン類、カゼインタンパク質類、ホエータンパク質類等を挙げることができ、これらの一種以上を用いることができる。
【００２１】
このようなタンパク質としては、例えば、ラクトフェリン類としては、ヒト、ウシ等の哺乳類の乳等の分泌液から分離されるラクトフェリン、血液、臓器等から分離されるトランスフェリン、卵等から分離されるオボトランスフェリン等のラクトフェリン類、及びこれらのラクトフェリン類を酵素で分解したものを挙げることができる。カゼインタンパク質類としては、例えば、ヒト、ウシ等の哺乳類の乳等の分泌液から分離されるカゼイン、酸カゼイン、カゼインナトリウム、乳酸カゼイン、α−カゼイン、β−カゼイン、κ−カゼイン等のカゼインタンパク質、及びこれらカゼインを酵素で分解したものを挙げることができる。ホエータンパク質類としては、例えば、ヒト、ウシ等の哺乳類の乳等の分泌液から分離されるホエータンパク質を酵素で分解したものを挙げることができる。ホエータンパク質からβ−ラクトグロブリン、α−ラクトアルブミン等の各成分に分離したものを酵素で分解したものを挙げることができる。これらのタンパク質は、すでに大量に分離する方法が多数知られているが、どのような方法で分離されたものであってもよい。また、遺伝子操作によって微生物、動物細胞あるいはトランスジェニック動物から生産されたものであってもよい。なお、カゼインタンパク質として、粗カゼインのようなα−カゼイン、β−カゼイン、κ−カゼインの混合物を用いる場合は、その構成比から平均分子量を求め、これをもとに溶解したカゼインのモル濃度を算出することができる。また、ホエータンパク質として、各種のタンパク質成分が混合したものを用いる場合には、それぞれの成分の構成比から平均分子量を求め、この値から溶解するホエータンパク質のモル濃度を算出することができる。
【００２２】
タンパク質の調製物や加水分解物を用いる場合に、分子量の異なる成分が混在するものを利用する場合は、上述のとおり構成成分の比率と各成分の分子量を、例えばゲル媒体を用いた電気泳動法で測定してその結果に基づいて平均分子量を求め、その平均分子量を用いてモル濃度を算出することができる。
【００２３】
一方、ラクトフェリン類、カゼインタンパク質類、ホエータンパク質類の酵素分解物を得るには、タンパク質加水分解酵素を用いることができる。このタンパク質加水分解酵素としては、例えば、トリプシン、キモトリプシン、ペプシン等の動物起源の酵素、パパイン、ブロメライン、フィシン等の植物起源の酵素、かび、バクテリア、酵母等の微生物起源の酵素を用いることができる。酵素をタンパク質に作用させる場合における酵素の形態としては、単離精製された酵素、粗酵素、酵素を有する微生物の培養物、この培養物から菌体を除去した酵素を含む培養液、微生物の菌体または菌体の破砕物、遺伝子組換え品のタンパク質加水分解酵素等を挙げることができる。この酵素としては、各種材料から調製されたものや市販の酵素製剤を利用することができる。この分解物としては、例えば、分解生成物の分子量が１００００以下の範囲に分布するものが好ましい。
【００２４】
鉄含有タンパク質組成物の調製に用いる鉄としては、例えば、脱イオン水に溶解したときｐＨ４以下を示す鉄塩、例えば、塩化第二鉄、硝酸第二鉄、硫酸第二鉄等、主に３価の鉄を挙げることができる。
【００２５】
炭酸及び重炭酸の少なくとも一方を含有する溶液としては、例えば、炭酸水、重炭酸アンモニウム溶液、重炭酸ナトリウム溶液、重炭酸カリウム溶液、炭酸ナトリウム溶液、炭酸カルシウム溶液及びこれらの溶液の２種以上の混合液を例示することができる。なお、これらの溶液には、ｐＨ調整剤として、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム、塩酸、クエン酸、乳酸等を添加するのが好ましい。
【００２６】
凍結解凍安定性を確保するために添加される糖類としては、例えば、ブドウ糖、果糖などの単糖類、ショ糖、乳糖等の二糖類、ソルビトール、マルチトール、エリスリトール等の糖アルコール類、トレハロース、パラチニット、還元水飴等の非還元性糖類、デキストリン等を挙げることができる。これらのうちで、糖アルコール、非還元性糖類、デキストリンが特に好ましい。これら単糖類、二糖類、糖アルコール類、非還元性糖類、デキストリンのうち１種以上を鉄含有タンパク質組成物の溶液に対して、好ましくは３〜５０重量％添加する。添加量が３重量％未満では、各成分の組み合わせによっては、凍結解凍した際に鉄含有タンパク質組成物の沈澱が生じる場合があり、５０重量％を超えると、鉄含有タンパク質組成物の溶解液の粘度が高くなり、作業性が悪くなることがある。
【００２７】
鉄含有タンパク質組成物の溶液に糖類を添加した後に、そのｐＨを調整する場合は、ｐＨを５〜１０、好ましくは５．８〜８．５の範囲内とするのが好ましい。ｐＨの調整には、例えば、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム、塩酸、クエン酸、乳酸等を用いることができる。
【００２８】
なお、ｐＨが５未満では保存中に鉄イオンが遊離して風味が低下することがあり、ｐＨが１０を超えるとリジノアラニンが生成されることがある。
【００２９】
本発明にかかる鉄含有タンパク質組成物の溶液は、適当な容器内に充填して製品とすることができ、これを常法に従って凍結した凍結物の形態で保存、あるいは搬送することができる。凍結物は解凍し、溶液として、鉄分含有飲料の製造、飲食品の鉄分強化、鉄剤の製造に好適に利用できる。
【００３０】
本発明にかかる鉄含有タンパク質組成物の溶液は凍結解凍安定性に優れるため、解凍後に得られる溶液中における沈澱物がないか、極めて微量であり、鉄含有タンパク質の損失を防止して、その利用効率を格段に向上させることができる。
【００３１】
また、本発明にかかる鉄含有タンパク質組成物の溶液及びその凍結物を解凍して得られる液状組成物は、常法による乾燥工程を経て粉末化した製品としてもよく、凍結物としての保存や搬送工程に、粉末状態での保存や搬送工程を組み合わせて、保存や搬送にかかる期間や効率を更に向上させることもできる。
【００３２】
【実施例】
以下実施例により本発明を更に説明する。
実施例１
Ｆ溶液：ラクトフェリン（ＴＡＴＵＡ社製）を、３．１Ｍの重炭酸水素ナトリウム水溶液４．０２ｋｇに０．９２ｍＭの濃度で溶解した溶液
Ｇ溶液：０．４６重量％（１７ｍＭ）の塩化第二鉄の水溶液４３．６ｋｇ
上記したＦ溶液とＧ溶液を混合し、７０℃で１８分間加熱殺菌を行い、ＵＦ膜を用い、２０倍に濃縮して、鉄含有タンパク質組成物溶液の濃縮液２．２ｋｇを得た。この濃縮液に対し、５００ｋｇ／ｃｍ2の均質化処理を行った後、濃縮液を４００ｇずつ５つに分け、ソルビトール、エリスリトール、トレハロース、デキストリンをそれぞれ８０ｇずつ添加し、１つは無添加とした。
【００３３】
このようにして調製した５つの試料の凍結解凍安定性の評価及び平均粒子径の測定を以下に示す方法で行った。
【００３４】
凍結解凍安定性の評価：各試料を−２０℃で２週間凍結保存後、流水中で解凍し、５０ｍｌの目盛り付き試験管に５０ｍｌの分量として入れ、遠心分離機（クボタｋｓ−５０００Ｐ）で３０００ｒｐｍ、１５分間の遠心分離を行い、生じた沈澱の容量を測定した。なお、本発明においては、生じた沈澱の容量が０．５ｍｌ以下であるとき、溶液が凍結解凍安定性に優れているとした。
【００３５】
平均粒子径の測定：光散乱測定装置（Autosizer 4700, Malvern Instrument Ltd. UK）及び光波長４８８ｎｍのアルゴンレーザー（Air-Cooled Argon Ion Laser System, Model 2031, Uniphase, California）を用い、試料温度２５℃で測定を行った。結果を表1に示す。
【００３６】
【表１】
表１より、糖アルコール類、非還元性糖類又はデキストリンを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物溶液に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
実施例２
Ｈ溶液：５重量％（０．６Ｍ）の重炭酸ナトリウム水溶液４５０ｋｇ
Ｉ溶液：１０重量％（１．２５ｍＭ）のラクトフェリン（ＤＭＶ社製）水溶液５０ｋｇ
Ｊ溶液：０．５重量％（１８．５ｍＭ）の塩化第二鉄水溶液７４０ｋｇ
上記したＨ溶液とＩ溶液とを混合し、得られた混合液にＪ溶液を添加し、８０℃に達するまで加熱して加熱殺菌を行い、ロータリーエバポレーター（柴田科学社製、ＲＥ−１０ＥＤ―１２０）で２５倍に濃縮して鉄含有タンパク質組成物溶液の濃縮液４８ｋｇを得た。これを３００ｋｇ／ｃｍ2で均質化処理した。均質化処理された濃縮液を９ｋｇずつ５つに分けで容器に入れ、ソルビトール、エリスリトール、トレハロース、デキストリンを１．９ｋｇずつ添加し、１つは無添加とした。
【００３８】
この５つの試料を−２０℃で２日間凍結保存した後、流水に容器の外壁面を接触させて解凍し、濁度を測定した。これを再び−２０℃で２日間凍結保存後、流水を用いて解凍し、凍結と解凍の繰返し操作を１０回行い、その都度濁度の測定を以下に示す方法で行った。繰返し操作終了後の試料の凍結解凍安定性の評価と平均粒子径の測定を実施例１に記載の方法により行った。
【００３９】
濁度の測定：脱イオン水で１０倍に希釈した試料を分光光度計（Ｕ−２０００、日立製作所製）を用い、波長６６０ｎｍにおける吸光度を測定し、濁度とした。結果を表２及び図１に示す。
【００４０】
【表２】
表２より、糖アルコール、非還元性糖類又はデキストリンを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物溶液に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
【００４２】
図１より、糖アルコール類、非還元性糖類又はデキストリンを添加した溶液は無添加の溶液よりも濁度の値が小さく、沈澱量が極めて少ないことが確認された。
実施例３
Ｋ溶液：重炭酸ナトリウム２Ｍ及びα−カゼイン（シグマ社製）１６μＭを含む水溶液２ｌ
Ｌ溶液：鉄イオンとして２．４ｍＭを含む硫酸第二鉄の水溶液２ｌ
上記したＫ溶液とＬ溶液を混合し、混合液を得た。この混合液を分子量５０００カットのＵＦ膜により脱塩・濃縮して鉄含有タンパク質組成物溶液の濃縮液０．４ｋｇを得た。
【００４３】
この濃縮液を０．０５Ｍ／ｌのイミダゾール及び０．１５Ｍ／ｌの食塩を含むｐＨ７．５の緩衝液で、鉄イオンの濃度が２７ｍｇ／１００ｍｌとなるよう希釈した後、ネジ口付き試験管に密封し、９０℃で１０分間加熱し、室温まで自然冷却し、３００ｋｇ／ｃｍ2で均質化処理を行った。この溶液５０ｍｌに対し、２ｇのデキストリンを添加した。また、デキストリンを添加しないものも用意した。
【００４４】
このようにして調製した２つの試料について、実施例１と同様の方法で凍結解凍安定性の評価及び平均粒子径の測定を行った。結果を表３に示す。
【００４５】
【表３】
表３の結果から、デキストリンを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物溶液に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
実施例４
Ｍ溶液：１０Ｍ重炭酸ナトリウムを含む水溶液１５ｌ
Ｎ溶液：鉄濃度１８０ｍＭの塩化第二鉄を含む水溶液３ｌ
Ｏ溶液：酵素加水分解前のホエータンパク質換算で１ｍＭのホエータンパク質加水分解物を含む水溶液１２ｌ。
【００４７】
ただし、モル濃度の調整には、平均分子量を用いた。また、平均分子量は、硫酸ドデシルナトリウム（ＳＤＳ）−ポリアクリルアミドゲル電気泳動の結果から求めた、ホエータンパク質中の各タンパク質成分の構成比と分子量より算出した。
【００４８】
また、Ｏ溶液に使用するホエータンパク質加水分解物は、以下のような方法で調製した。すなわち、純度８０％のホエータンパク質濃縮物（ニュージーランドデイリーボード社製）１ｋｇを脱イオン水１９ｋｇに溶解し、ｐＨ８に調整した後、アルカラーゼ２．４ｌ（ノボノルディスク社製）４０００００単位、アクチナーゼＡＳ（科研製薬社製）４００００００単位を添加して、ｐＨを８に維持しながら、５０℃で６時間保持して加水分解し、ｐＨ７に調整後、９０℃で１０分間加熱して酵素を失活させ、冷却した。この溶液を、分画分子量３０００のＵＦ膜を使用した濾過装置にかけ、ホエータンパク質加水分解物を得た。
【００４９】
上記したＮ溶液（３ｌ）とＯ溶液（１２ｌ）を混合して、（Ｎ＋Ｏ）混合液（１５ｌ）を調製した後、Ｍ溶液（１５ｌ）にこの（Ｎ＋Ｏ）混合液（１５ｌ）を加え、（Ｍ＋Ｎ＋Ｏ）混合液を調製した。この混合液を９０℃で１０分間加熱殺菌し、ロータリーエバポレーター（柴田科学社製、ＲＥ−１０ＥＤ―１２０）による濃縮により２０倍に濃縮して、鉄含有タンパク質組成物溶液の濃縮液６００ｇを得た。この濃縮液を３００ｋｇ／ｃｍ2で均質化処理を行い、６００ｇのうち、３００ｇにエリスリトール１５ｇを添加し、もう一方の３００ｇは無添加とした。
【００５０】
このようにして調製した２つの試料を−２０℃で２週間凍結保存後、室温で解凍し、実施例１と同様の方法で凍結解凍安定性の評価及び平均粒子径の測定を行った。結果を表４に示す。
【００５１】
【表４】
表４
表４に示した結果から、エリスリトールを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物含有溶液に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
実施例５
Ｐ溶液：１３００ｍＭ重炭酸ナトリウムを含む水溶液１ｌ
Ｑ溶液：鉄濃度１２ｍＭの硫酸第二鉄を含む水溶液０．２ｌ
Ｒ溶液：限定分解前の乳酸カゼイン換算で０．１ｍＭの乳酸カゼイン分解物を含む水溶液０．８ｌ
ただし、モル濃度の調整には平均分子量を用いた。また、平均分子量は、尿素−ソディウムドデシルサルフェート（ＳＤＳ）−電気泳動の結果から求めたα−カゼイン、β−カゼイン及びκ−カゼインの構成比と各カゼインの理論的分子量より算出した。
【００５３】
なお、Ｒ溶液を調製する際に使用する乳酸カゼイン分解物は、以下のようにして製造した。すなわち、乳酸カゼイン（ニュージーランド・デイリーボード社製）を濃度が５重量％となるように溶解した溶液に、重炭酸ナトリウムを添加してｐＨを８．０に調整した反応溶液を調製した。この反応溶液にタンパク質分解酵素であるトリプシン（ノボノルディスク社製）をカゼイン１ｇあたり１０００Ｕの割合で添加し、水酸化ナトリウムを添加してｐＨを８．０に維持しながら、５０℃で６時間の限定分解を行った後、反応溶液を８５℃で２０分間保持することにより酵素活性を失活させて限定分解を終了させた。この溶液を分画分子量１００００のＵＦ膜を使用した濾過装置にかけ、乳酸カゼイン加水分解物を得た。
【００５４】
上記したＱ溶液（０．２ｌ）とＲ溶液（０．８ｌ）を混合して、（Ｑ＋Ｒ）混合液（１ｌ）を調製した後、Ｐ溶液（１ｌ）に、この（Ｑ＋Ｒ）混合液（１ｌ）を加え、（Ｐ＋Ｑ＋Ｒ）混合液を調製した。この混合液を６５℃で３０分間加熱殺菌し、３００ｋｇ／ｃｍ2の均質化処理を行い、鉄含有タンパク質組成物溶液を得た。得られた溶液１リットルのうち、５００ｍｌにトレハロースを５０ｇ添加し、もう一方は無添加とした。
【００５５】
このようにして調製した２つの試料を−２０℃で２週間凍結保存した後、容器外壁に流水を当てて解凍し、実施例１と同様の方法で凍結解凍安定性の評価及び平均粒子径の測定を行った。結果を表５に示す。
【００５６】
【表５】
表５に示した結果から、トレハロースを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物溶液に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
【００５８】
実施例６
以下の組成の各液を調製した。
Ａ液：４重量％（０．４８Ｍ）の重曹水溶液１６．５ｋｇ
Ｂ液：１０重量％（１．２５ｍＭ）のラクトフェリン水溶液１．７６ｋｇ
Ｃ液：０．４５重量％（１６．６ｍＭ）の塩化第二鉄水溶液（純正化学社製）２４．３１ｋｇ
Ａ液、Ｂ液及びＣ液を混合し、９０℃達温殺菌を行った。殺菌後の溶液をロータリーエバポレーター（柴田科学社製、ＲＥ−１０ＥＤ―１２０）を用いて２０倍に濃縮し、均質機（株式会社エスエムテーＧＭ−１）を用いて３００ｋｇ／ｃｍ2で均質処理を行った。この溶液あたり２０重量％のデキストリンを添加したものと、添加しないものをそれぞれ１ｌずつ噴霧乾燥機（パルビスミニスプレー、ＧＢ−２１）によって粉末化した。得られた粉末を用いて２５重量％の水溶液１００ｇを調製した。
【００５９】
このようにして調製した２つの試料について、実施例１と同様の方法で凍結解凍安定性の評価及び平均粒子径の測定を行った。結果を表６に示す。
【００６０】
【表６】
表６の結果から、デキストリンを添加することにより、鉄含有タンパク質組成物に凍結解凍安定性を付与することができることが確認された。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、凍結解凍した際の沈澱の発生が効果的に抑制され、凍結解凍安定性に優れた鉄含有タンパク質組成物溶液を提供することができる。この本発明にかかる鉄含有タンパク質組成物溶液は、鉄独特の収斂味を呈さないため、鉄を強化した飲食品や鉄剤の製造に好適に利用でき、貧血の予防又は治療に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例２における凍結融解の繰り返し回数に対する試料の濁度の変化を示す図である。
Claims (16)
- 水性媒体中に分散している鉄含有タンパク質組成物を含む鉄含有タンパク質組成物溶液であって、
前記鉄含有タンパク質組成物が、平均粒子径２００ｎｍ以下の粒子として前記水性媒体中に溶解しており、
５から１０のｐＨを有し、かつ単糖類、二糖類、糖アルコール類、非還元性糖類及びデキストリンからなる群から選択した少なくとも１種を更に含むことで優れた凍結解凍安定性を有し、
前記鉄含有タンパク質組成物が炭酸及び／又は重炭酸を更に含む
ことを特徴とする鉄含有タンパク質組成物溶液。 - 前記鉄含有タンパク質組成物が、ラクトフェリン類、カゼインタンパク質類及びホエータンパク質類からなる群から選択された少なくとも１種のタンパク質を含む請求項１に記載の鉄含有タンパク質組成物溶液。
- 請求項１または２に記載の鉄含有タンパク質組成物溶液の凍結物。
- 請求項３に記載の凍結物を解凍して得られる液状組成物。
- 請求項１に記載の鉄含有タンパク質組成物溶液を乾燥したものであることを特徴とする粉末。
- 請求項２に記載の鉄含有タンパク質組成物溶液を乾燥したものであることを特徴とする粉末。
- 請求項４に記載の液状組成物を乾燥したものであることを特徴とする粉末。
- 糖類を含むことで優れた凍結解凍安定性を有する鉄含有タンパク質組成物溶液を調製する方法であって、
（ａ）鉄含有タンパク質組成物が水性媒体中に分散しており、５から１０のｐＨを有し、該鉄含有タンパク質組成物が炭酸及び重炭酸の少なくとも一方を含む、鉄含有タンパク質組成物溶液を調製する工程と、
（ｂ）工程（ａ）で得られた鉄含有タンパク質組成物溶液中の鉄含有タンパク質組成物の平均粒子径を２００ｎｍ以下に調整する工程と、
（ｃ）工程（ｂ）で得られた鉄含有タンパク質組成物溶液に、単糖類、二糖類、糖アルコール類、非還元性糖類及びデキストリンからなる群から選択した少なくとも１種の糖類を添加する工程と、
（ｄ）工程（ｃ）の前記糖類の添加によって得られる鉄含有タンパク質組成物溶液のｐＨを５から１０に調整する工程と
を有することを特徴とする鉄含有タンパク質組成物溶液の調製方法。 - 前記鉄含有タンパク質組成物が、ラクトフェリン類、カゼインタンパク質類及びホエータンパク質類からなる群から選択された少なくとも１種を含む請求項８に記載の鉄含有タンパク質組成物溶液の調製方法。
- 鉄含有タンパク質組成物溶液の凍結物の製造方法であって、
請求項１に記載の鉄含有タンパク質組成物溶液を凍結する工程を有することを特徴とする鉄含有タンパク質組成物溶液の凍結物の製造方法。 - 前記鉄含有タンパク質組成物溶液が、請求項８に記載の製造方法により得られたものである請求項１０に記載の鉄含有タンパク質組成物溶液の凍結物の製造方法。
- 前記鉄含有タンパク質組成物が、ラクトフェリン類、カゼインタンパク質類及びホエータンパク質類からなる群から選択された少なくとも１種を含む請求項１０または１１に記載の鉄含有タンパク質組成物溶液の凍結物の製造方法。
- 鉄含有タンパク質組成物を含む液状組成物の製造方法であって、
鉄含有タンパク質組成物溶液の凍結物を解凍する工程を有し、
前記鉄含有タンパク質組成物溶液の凍結物が、請求項１０から１２のいずれかに記載の製造方法により得られたものであることを特徴とする鉄含有タンパク質組成物を含む液状組成物の製造方法。 - 鉄含有タンパク質組成物の粉末の製造方法であって、
請求項１に記載の鉄含有タンパク質組成物溶液を乾燥する工程を有することを特徴とする鉄含有タンパク質組成物の粉末の製造方法。 - 前記鉄含有タンパク質組成物溶液が、請求項８に記載の製造方法により得られたものである請求項１４に記載の粉末の製造方法。
- 前記鉄含有タンパク質組成物が、ラクトフェリン類、カゼインタンパク質類及びホエータンパク質類からなる群から選択された少なくとも１種を含む請求項１４または１５に記載の粉末の製造方法。
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