JP5944860B2 - 天然のシアリルラクトースに富んだ、乳製品由来の濃縮物及び、その調製方法 - Google Patents
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Description
本発明の分野
本発明は、特に乳児、子供、又は高齢者向けの食品、並びに医療及びダイエット用食品及びその他の食品用途のための乳（milk）由来のシアリルラクトース濃縮物に関する。本発明はまた、シアリルラクトース濃縮物の調製方法を含む。
本発明は、特に乳児、子供、又は高齢者向けの食品、並びに医療及びダイエット用食品及びその他の食品用途のための乳（milk）由来のシアリルラクトース濃縮物に関する。本発明はまた、シアリルラクトース濃縮物の調製方法を含む。
本発明の背景
人体において細胞間コミュニケーションは中心的かつ普遍的な重要性を有する。このプロセスのキープレーヤーは、特定の物質、例えば、いろいろな細胞膜分子、サイトカイン、又は病原体と結合する細胞外炭水化物部分である。このような炭水化物部分のひとつの重要な成分はシアル酸であり、これはほとんどのヒト及び動物組織に存在する９炭素原子の単糖類である。シアル酸の濃度は、処理や相互作用が高い速度で行われる脳などの組織において高くなる。シアル酸はすべての人体体液に存在し、その含有量は乳で特に高い。シアル酸は人体が合成できる。
人体において細胞間コミュニケーションは中心的かつ普遍的な重要性を有する。このプロセスのキープレーヤーは、特定の物質、例えば、いろいろな細胞膜分子、サイトカイン、又は病原体と結合する細胞外炭水化物部分である。このような炭水化物部分のひとつの重要な成分はシアル酸であり、これはほとんどのヒト及び動物組織に存在する９炭素原子の単糖類である。シアル酸の濃度は、処理や相互作用が高い速度で行われる脳などの組織において高くなる。シアル酸はすべての人体体液に存在し、その含有量は乳で特に高い。シアル酸は人体が合成できる。
シアル酸は、最近の２０年間、科学的に注目されてきた。Wang B and Brand-Miller I, ヒトの栄養におけるシアル酸の役割と可能性、Eur J Cli Nutr 2003:57:1351-1369、及びSchnauer R., シアル酸研究の成果と課題、Glycoconjugate J 2000:17:485499を参照のこと。細胞間コミュニケーションにおけるその役割は、分子相互作用の調節、例えば、細胞と感染物質の間のコミュニケーションにおける分子相互作用の調節を含む。シアル酸は、ガングリオシドや糖蛋白質などの細胞膜分子の構造的部分である。
人体におけるシアル酸の機能について浮かび上がってきた知見の栄養側面も研究されている。シアル酸はヒトの乳のオリゴ等の主要部分であり、栄養学的な役割が考えられる。さらに、母乳哺育の乳児の脳と唾液が微量のシアル酸しか含まない調製乳哺育の乳児に比べて有意に多量のシアル酸を含むことが見出され、この炭水化物部分を効果的に吸収することが示唆されている（Tram, T.H., et al., 乳児唾液のシアル酸含有量；母乳哺育の乳児と調製乳哺育の乳児の比較、Arch Dis Childh 1997; 77:315-8; Wang, B., et al., 早期児の唾液シアル酸の縦断研究；母乳哺育の乳児と調製乳哺育の乳児の比較、J Pediatr 2001; 138:914-6; 及びWang, B. et al., 母乳哺育の乳児における脳ガングリオシドと糖蛋白質シアル酸の調製乳哺育の乳児との比較、AmＪClin Nutr 2003; 78:1024-9を参照のこと）。
シアル酸は天然にはいくつかの化学的形態で存在する。体組織中では、シアル酸は蛋白質又は脂質に結合したオリゴ糖鎖の一部として見出され、遊離シアル酸としてはごくわずかしか存在しない。乳中では、シアル酸は主に糖蛋白質又は遊離オリゴ糖と結合している。しかし、少量は遊離シアル酸又は脂質に結合したシアル酸として見出される。
ヒトの乳においては、シアル酸の多くがオリゴ糖と結合している。シアル酸を含むオリゴ糖の濃度は、授乳段階によって大きく変化し、個人差も大きい。何人かの研究者が全授乳期にわたるヒトの乳におけるシアル酸含有量を測定して、含有量は第一週の1 g/L超から成熟乳における約90-450 mg/Lまでに及ぶことを見出した（Martin-Sosa, S., et al., 授乳時の全授乳期乳児のスペイン人母親の母乳におけるシアル酸の分布、J Pediatr Gastroenterol Nutr 2004; 39:499-503; Carlson, S.E., 授乳時の母乳のオリゴ糖と糖蛋白質におけるN-アセチルノイラミン酸濃度、Am J Clin Nutr 1985; 41:720-6; Martin-Sosa, S., et al., 母乳とウシの乳における、及び調製乳におけるシアリルオリゴ糖濃度；授乳の進行による変化、J Diary Sci 2003; 86:52-59; 及びWang, S., et al., 母乳と調製乳におけるシアル酸の濃度と分布、Am J Clin Nutr 2001; 74:510-5を参照のこと）。
対照的に、ウシの乳におけるシアル酸の多くは蛋白質と結合している。ウシの成熟乳はオリゴ糖と結合したシアル酸をほとんど含まない。初乳では、その含有量は約230 mg/Lであるが、ウシ成熟乳では含有量は25-54 mg/Lである（Martin, M.J., et al., 授乳の間のウシ乳のシアロ糖結合体の分布、J Diary Sci 2001; 84:995-1000; 及びMartin-Sosa, S., et al., 人とウシの母乳及び調製乳におけるシアリルオリゴ糖濃度；授乳の進行による変化、J Diary Sci 2003; 86:52-59を参照のこと）。
ウシ成熟乳からウシ由来の（bovine based）乳児用及びフォローオン調製乳（follow on formula）が生産されており、それらの製品におけるオリゴ糖と結合したシアル酸の含有量は15-35 mg/Lであることが見出されたが、これに対し早期乳児用調製乳（preterm formula）は80 mg/Lで少し高かった。ダイズ調製乳はオリゴ糖と結合したシアル酸を含まない。Wang, B., et al., 母乳と調製乳におけるシアル酸の濃度と分布、Am J Clin Nutr 2000; 74:510-5及びMartin-Sosa, S., et al., 人とウシの母乳及び調製乳におけるシアリルオリゴ糖濃度；授乳の進行による変化、J Diary Sci 2003; 86:52-59を参照のこと。
本発明のシアリルラクトース濃縮物によって、乳児用調製乳におけるオリゴ糖と結合したシアル酸の濃度を母乳に相当する濃度まで高めることができる、すなわち、オリゴ糖と結合したシアル酸の全濃度をいろいろな授乳段階における母乳の濃度に相当する100-1500mg/Lにまで高めることができる。しかし、母乳の組成には大きなばらつきがあり、他の食品用途ではオリゴ糖と結合したシアル酸として他の濃度が必要になる可能性があるので、本発明の範囲はこの濃縮範囲に限定されない。
食品に使用するためのシアル酸を含む素材が商業的に入手できる。そのような素材のひとつは、蛋白質κ-カゼインと結合したウシのシアル酸であり、特にArla Foods (Denmark)から市販されている。合成されたシアル酸の源もある。例えば、MoBiTech, Germany, から市販されている合成シアリルラクトース、並びに、シアル酸を含む組み換えヒトκ-カゼイン（米国特許No. 6,270,827を参照のこと）がある。
このように、現在市販されているシアル酸を含む製品は、天然の源から得られたものでない、すなわち、合成されたものであるか又は組み換え技術を用いたものである、あるいは母乳におけるシアル酸のようにオリゴ糖と結合したものでなく、主に蛋白質と結合したシアル酸を含むものである。本発明の製品は、我々が知る限り、天然の反芻動物に由来するシアル酸を含むオリゴ糖の濃縮物を高濃度で含む最初の製品である。
発明の概要
本発明は、乳製品中の天然由来（naturally occurring）のシアリルラクトースに富んだ乳製品由来の濃縮物であって、シアリルラクトース含有量が乾物量（dry matter）に基づいて0.32〜25重量%である前記濃縮物に関する。この濃縮物は乾燥させることができる。天然の反芻動物に由来する乳源から得られるこのようなシアリルラクトース濃縮物粉末は、例えば乳児用調製乳、その他の乳児用栄養食品、子供用栄養食品、機能性食品、及び医療用及びダイエット用食品などを非制限的に含む様々な種類の食品に、組み込むことを意図している。
本発明は、乳製品中の天然由来（naturally occurring）のシアリルラクトースに富んだ乳製品由来の濃縮物であって、シアリルラクトース含有量が乾物量（dry matter）に基づいて0.32〜25重量%である前記濃縮物に関する。この濃縮物は乾燥させることができる。天然の反芻動物に由来する乳源から得られるこのようなシアリルラクトース濃縮物粉末は、例えば乳児用調製乳、その他の乳児用栄養食品、子供用栄養食品、機能性食品、及び医療用及びダイエット用食品などを非制限的に含む様々な種類の食品に、組み込むことを意図している。
本発明によれば，このような濃縮物は、天然由来のシアリルラクトースを含む乳製品を限外濾過した後、限外濾過保持物を同一の限外濾過膜を用いてダイアフィルトレーションし、場合によりその後で逆浸透及び／又は乾燥して調製することができる。ここで当該膜は、薄膜ポリアミド系膜（thin film polyamide based membrane）である。
発明の詳細な説明
本発明の濃縮物は、乾物量に基づいて0.32〜25重量%、好ましくは0.4〜25重量%、1〜25重量%、5〜25重量%、10〜15重量%のシアリルラクトース含有量を有する。
本発明の濃縮物は、乾物量に基づいて0.32〜25重量%、好ましくは0.4〜25重量%、1〜25重量%、5〜25重量%、10〜15重量%のシアリルラクトース含有量を有する。
前記乳製品は、反芻動物又はその他の乳生産動物に由来する乳又は乳製品である。当該乳製品は、例えば、ウシのホエー（whey）製品、例えば、ホエー保持物（retentate）やホエー透過物(permeate)、であってもよい。またホエーからラクトースを調製するときの母液(mother liquor)であってもよい。また、乳透過物、乳保持物、又はその他のシアリルラクトースを含む任意の乳製品を用いることも可能である。
本発明の濃縮物は、そのまま使用され得るか、例えば逆浸透、結晶化、アフィニティー・クロマトグラフィー又はそれらの組み合わせによってさらに処理されて水を除去され得るか、あるいは単独で、又は１若しくは２以上の担体（carrier）と共に乾燥され得る。任意の担体、例えば、オイル、油脂、ホエー、脱ミネラル・ホエー、ホエー蛋白質濃縮物、ホエー蛋白質単離物、その他のホエー分画、ホエー又は乳透過物又は濃縮物、スキムミルク、全乳、セミスキムキルク、ミルク分画、マルトデキストリン、ショ糖、ラクトース、天然デンプン及びα化デンプン（pregelatinised starches）、グルコース・シロップ、カゼイン及びカゼイン分画を用いることができる。
本発明の濃縮物は、乾燥濃縮物を含めて、任意の栄養組成物、例えば、乳児用栄養物、プロテインバー、スポーツ栄養物、ドリンク、健康サプリメント、医療用食品及び臨床栄養物などに用いることができる。乳児用栄養物は、非制限的に、乳児用調製乳、フォローオン調製乳（follow-on formula）、乳児用シリアル製品又はグローイングアップミルク（growing-up milk）、すなわち、1〜3歳児にとって適切な改質ミルク（modified milk）又はミルク粉末などである。
もちろん、この方法は、同一の又は異なるメーカーが製造した２つの異なる薄膜ポリアミド系膜の内の一方がUFに、他方の膜がDIAに使用されてもうまくゆく。あるいはまた、同一の又は異なるメーカーが製造した２又は３以上の異なる薄膜ポリアミド系膜をUF及びDIA濾過に同時に用いることもできる。異なる膜は、この特許に記載されているような適当なMWCOカットオフ値を有することが必要である。
本発明の方法のある好ましい実施形態では、0.5〜4k ダルトン、最も好ましくは2.5k ダルトンという適当な分子量カットオフ（MWCO）を有する膜が用いられる。1、1.5、2、3、3.5k ダルトンも有効である。
前記膜は、GE Osmonics GHシリーズ膜などの薄膜ポリアミド系膜、又は限外濾過に通常使用される同等の膜である。温度は決定的に重要ではないが、通常は4〜50℃、例えば、5、6、7、8、9又は10℃という温度が用いられるが、より高い温度、例えば、11、12、13、14、15又は20、25、30、35、40、45又は50℃という温度も用いることができる。
圧力は重要ではないが、通常は1〜40barという圧力が用いられる。膜製造業者の推奨が使用され得る。最良の結果は、通常1〜10bar、例えば2、3、4、5、6、7、8、9又は10barという圧力で得られるが、より高い圧力、例えば11、12、13、14、15又は20、25、30、35又は40barという圧力を用いることもできる。供給圧力は、1barという低い圧力も、50barという高い圧力もあり得る。通常、供給圧力は5〜6bar又は10barである。最良の結果は通常1〜10barという圧力で得られるが、より高い供給圧力でも、効果的でないとしても正常に作動する。
本発明は、クロスフロー渦巻き形膜（cross-flow spiral wound membrane）を用いたが、代わりに他の膜や形態を用いることもできる。別の膜及び形態としては、クロスフロー濾過、デッドエンド（dead-end）濾過、プレート・アンド・フレームシステム、カートリッジシステム、振動システム、フラットシート膜、渦巻き形膜、繊維膜、及びチューブ状膜などがあるが、それだけに限定されない。当該膜は適当なプロセス・ユニットに収容して、非制限的に温度、圧力、流量、pHなどの如きプロセス・パラメーターを制御しながら送給液と膜が接触できるようにする。膜は、送給液を透過物と保持物のプロセス・ストリームに分離する。プロセス・ストリームは、プロセス・ユニットから完全に取り出すことも、何らかの仕方で完全に又は部分的にプロセス・ユニットと関連供給システム内で再循環させることもある（タンクとプロセス・ストリーム）。使用前に、膜とプロセス・ユニットは、膜の製造業者が承認する洗剤とプロセス・パラメーターを用いて製造業者の指示に従って洗浄される。
定義、及び特別な装備
本発明では、シアリルラクトース濃度は、UV検出システムとShodexカラムを備えた高性能液体クロマトグラフィー（HPLC）を用いて測定されたが、許容される精度を有する任意の技術を用いることができる。
本発明では、シアリルラクトース濃度は、UV検出システムとShodexカラムを備えた高性能液体クロマトグラフィー（HPLC）を用いて測定されたが、許容される精度を有する任意の技術を用いることができる。
典型的な本分野の技術は、非制限的に、分光法、クロマトグラフィー法、酵素分析、ELISA、その他の湿式化学分析などを含む。
本発明は、プロセス・ストリームのラクトース濃度をATAGO（登録商標）(Tokyo，Japan)モデルN1-E及びN1-α屈折計とRoche(Boehringer Mannheim)の酵素ラクトース分析キットを用いて測定したが、許容される精度を有するどんな技術を用いてもよい。プロセス・ストリームの屈折率と、対応するプロセス・ストリームのラクトース濃度との間には直線的相関があった（校正曲線）。この校正曲線によって、屈折率測定をプロセス・ストリーム中のラクトース濃度の“実時間”推定のために用いることが可能になった。
0.5k ダルトンの膜を用いる濾過はナノ濾過工程と呼ぶ方が正しいであろうが、本発明において限外濾過（UF）とは、0.5〜500k ダルトンのMWCOの膜を用いる膜分離工程と定義される。
本発明においてダイアフィルトレーション（DIA）とは、回分式の（batch wise）添加によって、又は連続的な添加によって保持物に水を加えて、当該水で膜透過種の除去を続ける膜分離工程と定義される。
逆浸透（RO）とは、本質的には脱水技術であって、RO膜を通して水と水性溶質を除去する方法と定義される。
適切な限外濾過膜及びダイアフィルトレーション膜の例としては、GE Osmonics (Minnetonka，MN，USA)GHシリーズの膜があげられる。
GH膜の典型的な工業的応用としては、繊維染料の脱塩と濃縮、廃水の脱色、及び化学的精製があげられる。GH膜は普通、乳業では用いられておらず、本特許は乳由来の原料からのシアリルラクトース精製にGH膜が用いられる知られる限り最初の使用例である。
反芻動物の乳のシアリルラクトース含有量は炭水化物の全量に比べて低いが、驚いたことにシアリルラクトースを濃縮する試みはうまくゆくことが見出された。以下に記載されるいくつかの膜濾過方法によって、シアリルラクトース含有量が1wt/wt%〜40wt/wt%、好ましくは5wt/wt%〜20wt/wt%、ラクトース含有量が1wt/wt%〜95wt/wt%、そして蛋白質含有量が0wt/wt%〜95wt/wt%の栄養化合物を製造することが可能になった。
この方法は、GHシリーズの膜に関してメーカーが勧告する最高温度50℃を超えない限り、どんな温度でも作動する。
送給原料のpHは、膜の製造業者が勧告する最大限度、通常は1〜13、を超えるべきではない。本発明は、乳由来の物質を送給流（feed stream）として用いる。そのpHは、通常、6〜7であるが、それだけに限定されない。乳由来の送給原料は、酸、塩基、緩衝剤、又はpHを標準化するために一般的に使用されるその他の物質を添加することなく、本発明のプロセスに直接送給される。
膜の圧力差は、膜の製造業者が勧告する最大限度、通常は膜エレメントあたり0.5〜1.5barを超えてはならない。送給圧力は最適な膜透過性が得られる用に調整することができ、それより高い圧力は普通、膜の孔を圧縮して透過性に影響する。本発明は、1〜40barという送給圧力を用いるが、それだけに限定されない。1〜20barという送給圧力が好ましく、5〜10barという送給圧力がOsmonicsのGHシリーズの膜に最適である。pHは、2〜11までという勧告された範囲内であれば重要ではない。
きわめて高濃度のシアリルラクトースを含む本発明の濃縮物は、ホエー、ミルク、バターミルク又はそれらの分画などの乳由来の原料の膜濾過によって製造できる。乳由来の原料を限外濾過して、シアリルラクトースに富み、且つラクトース及び灰分含有量が顕著に減少した保持物が得られる。このシアリルラクトースに富む保持物をさらにダイアフィルトレーションで濾過してラクトースと灰分含有量をさらに減らす。
場合により、限外濾過及びダイアフィルトレーションによって得られた濃縮物を、逆浸透によって、或いは乾物重量に基づくシアリルラクトースの含有量を変えずに液体を除去するその他のステップによって、さらに濃縮することが可能である。すなわち、限外濾過／ダイアフィルトレーション濃縮物を、逆浸透によって約1〜40%シアリルラクトース（乾物のwt/wt）という逆浸透濃縮物へとさらに濃縮できる。この方法における送給原料は、シアリルラクトースの限外濾過又はダイアフィルトレーション濃縮物、シアリルラクトースの限外濾過又はダイアフィルトレーション濃縮物の混合物、新しい送給原料とシアリルラクトースの限外濾過又はダイアフィルトレーション濃縮物の混合物、或いは前記送給原料のいずれかの希釈形態である。当該方法は、濃縮物において所望のレベルのシアリルラクトース濃縮がなされるまで続けられる。
結晶化又はアフィニティ・クロマトグラフィー又はその両方の方法を上述した濾過法と組み合わせることもできる。
本発明の別の実施形態では、濃縮物は単独で、又は例えばホエー、脱ミネラル・ホエー、ホエー／WPI、その他のホエー分画、ホエー又はミルクの透過物又は濃縮物、スキムミルク、全乳、半スキムミルク、マルトデキストリン、ショ糖、ラクトース、あるいは天然デンプン又はα化デンプン（pregelatinised starches）の如き適当なキャリア物質と共に乾燥され、シアリルラクトースの量を増やす必要がある物質に組み込むのに適した素材成分が得られる。生成物をスプレー乾燥又は凍結乾燥することができる。
シアリルラクトース濃縮物は、非制限的に乳児栄養物、プロテインバー、スポーツ栄養物、ドリンク、健康サプリメント、医療用食品又は臨床栄養物の如き食品に用いるのに適しており、日々の生理的に好適な用量のシアリルラクトースを供給する。しかし、それを他の種類の食品用途に取り入れることも技術的及び栄養学的に可能である。
本発明をさらに以下の非限定的な実施例によって説明する。
実施例１
3500kgの分画されたミルク保持物を、12GH8040C1566限外濾過膜（GE Osmonics，物質nr.1207118）を用いて、送給温度10℃、圧力5〜7barで、限外濾過した。
限外濾過によって送給原料の量を500kgまで減らした後、バッチ・ダイアフィルトレーション（12×GH8040C1566限外濾過膜、GE Osmonics、物質nr.1207118）を、送給温度10℃、圧力5〜7barで適用した。ダイアフィルトレーション水（3回、全部で1430kg）をバッチ方式で濾過プラントに加えた。ダイアフィルトレーションはダイアフィルトレーション透過物の屈折率が≦0.1brixとなるまで行われた。
ダイアフィルトレーションによって106kgの保持物が得られ、それが送給温度5〜10℃、圧力25barでの逆浸透（1×SF3840逆浸透膜、GE Osmonics）によって濃縮された。
逆浸透濾過によって106 kgのダイアフィルトレーション保持物が14.5kgの濃縮物にまで減らされ、それを乾燥して以下（乾物のwt/wt）を含有する最終粉末を得た：
シアリルラクトース 14%
ラクトース 44%
蛋白質 8%
脂肪 0.1%
ミネラル 8%
この生成物を以下の実施例でシアリルラクトース濃縮物という。
シアリルラクトース 14%
ラクトース 44%
蛋白質 8%
脂肪 0.1%
ミネラル 8%
この生成物を以下の実施例でシアリルラクトース濃縮物という。
実施例２
1600kgの分画されたホエー透過物を、18 GH3840-30D限外濾過膜（GE Osmonics）を用いて、送給温度10℃、圧力5〜7barで限外濾過した。
1600kgの分画されたホエー透過物を、18 GH3840-30D限外濾過膜（GE Osmonics）を用いて、送給温度10℃、圧力5〜7barで限外濾過した。
限外濾過によって送給原料の量を170kgまで減らした後、ダイアフィルトレーション（18×GH3840-30D限外濾過膜、GE Osmonics）を送給温度10℃、圧力5〜7barで適用した。ダイアフィルトレーション水（全部で904kg）を連続的に加えて濾過プラントにおける保持物の量を一定に維持した。ダイアフィルトレーションはダイアフィルトレーション透過物の屈折率が≦0.2brixとなるまで行われた。
ダイアフィルトレーションによって170kgのダイアフィルトレーション保持物：0.4%乾燥重量、0.030%シアリルラクトース、及び0.22%ラクトースを得た。これは、7.5%シアリルラクトース（乾燥重量のwt/wt）を含むシアリルラクトース濃縮物に対応する。
実施例３
3000kgの分画されたホエー保持物を、18 GH3840-30D限外濾過膜（GE Osmonics）を用いて、送給温度10℃、圧力5〜7barで限外濾過した。
3000kgの分画されたホエー保持物を、18 GH3840-30D限外濾過膜（GE Osmonics）を用いて、送給温度10℃、圧力5〜7barで限外濾過した。
限外濾過によって送給原料の量を170kgまで減らした後、ダイアフィルトレーション（18×GH3840-30D限外濾過膜、GE Osmonics）を送給温度10℃、圧力5〜7barで適用した。ダイアフィルトレーション水（全部で1241kg）を連続的に加えて、濾過プラントにおける保持物の量を一定に維持した。ダイアフィルトレーションは、ダイアフィルトレーション透過物の屈折率が≦0.5brixとなるまで行われた。
ダイアフィルトレーションによって170 kgのダイアフィルトレーション保持物が得られ、それを、送給温度5〜10℃、圧力25barでの逆浸透（1×SF3840逆浸透膜、GE Osmonics）によって21.29kgに濃縮した。
8.63Lの逆浸透濃縮物を、送給温度10℃、圧力5-7barでバッチ・ダイアフィルトレーション（1×GH3840-30Dダイアフィルトレーション膜、GE Osmonics）した。ダイアフィルトレーション水（3回、全部で69.5 kg）をバッチ方式で濾過プラントに加えた。ダイアフィルトレーション保持物を乾燥し、7.17%のシアリルラクトース（乾物のwt/wt）を含むシアリルラクトース濃縮物を得た。
実施例４
実施例１で調製されたシアリルラクトース濃縮物を、混合バット中で、80wt/wt%の蛋白質を含むホエー蛋白質濃縮物（Lacprodan 80，Arla Foods，Denmark）と、完全に溶解するまで混合する。ホエー蛋白質濃縮物を、シアリルラクトース濃縮物の再循環の流れと結合された粉末添加漏斗を通して加える。シアリルラクトース濃縮物とホエー蛋白質濃縮物は33%のシアリルラクトース濃縮物と66%のホエー蛋白質濃縮物という組み合わせで混合される。
実施例１で調製されたシアリルラクトース濃縮物を、混合バット中で、80wt/wt%の蛋白質を含むホエー蛋白質濃縮物（Lacprodan 80，Arla Foods，Denmark）と、完全に溶解するまで混合する。ホエー蛋白質濃縮物を、シアリルラクトース濃縮物の再循環の流れと結合された粉末添加漏斗を通して加える。シアリルラクトース濃縮物とホエー蛋白質濃縮物は33%のシアリルラクトース濃縮物と66%のホエー蛋白質濃縮物という組み合わせで混合される。
混合濃縮物はインライン・ミキサーを通って導かれた後、混合バットに戻り、そこで攪拌される。混合後、濃縮物を新しいバットにポンプで送り、そこからポンプでプレート・プレヒーター（予熱温度75℃）を通してスプレー・タワーに送る。高圧ポンプによって、当該混合物をNiroスプレー・タワーに送り、次の条件でスプレーする：
スプレー圧力 195bar
ノズル Delawan 4×28/54
ホットエア温度 200℃
排気温度 92℃
スプレー圧力 195bar
ノズル Delawan 4×28/54
ホットエア温度 200℃
排気温度 92℃
このようなプロセスによって、最終的に次の組成（乾物のwt/wt）のシアリルラクトース濃縮物蛋白質粉末を得た：
シアリルラクトース 5%
ラクトース 21%
蛋白質 60%
脂肪 6%
ミネラル 8%
シアリルラクトース 5%
ラクトース 21%
蛋白質 60%
脂肪 6%
ミネラル 8%
実施例５
本発明の実施例において、ミルクをベースとする開始乳児用調製乳がシアリルラクトース濃縮物で強化されるが、他の調製乳、例えば、フォローオン調製乳、グローイングアップ調製乳、早期調製乳、又はダイズ・ベース調製乳も、同様の仕方で強化できると思われ、それ故、本実施例に含まれる。本実施例は、脂肪、蛋白質、炭水化物、及び灰分の濃度に関するEU規制（乳児用調製乳及びフォローオン調製乳に関する欧州委員会指令91/321/EEC）を満たすために作成される。
本発明の実施例において、ミルクをベースとする開始乳児用調製乳がシアリルラクトース濃縮物で強化されるが、他の調製乳、例えば、フォローオン調製乳、グローイングアップ調製乳、早期調製乳、又はダイズ・ベース調製乳も、同様の仕方で強化できると思われ、それ故、本実施例に含まれる。本実施例は、脂肪、蛋白質、炭水化物、及び灰分の濃度に関するEU規制（乳児用調製乳及びフォローオン調製乳に関する欧州委員会指令91/321/EEC）を満たすために作成される。
本発明の本実施例の計算では、牛乳をベースとする乳児用調製乳におけるオリゴ糖と結合したシアル酸の自然の濃度は30mg/Lと仮定される。強化後の目標濃度は260mg/Lであり、これはヒトの成熟乳の含有量の範囲内にある。
表１では、開始乳児用調製乳で用いられた典型的素材成分、並びに最終調整乳の栄養分布が示されている。表２の例では同じ乳児用調製乳が、100gの粉末あたり2.369gのシアリルラクトース濃縮物で強化されており、これは100gの粉末あたり354mgのシアリルラクトース又は173mgのオリゴ糖結合シアル酸に相当する。1Lあたり133gの粉末添加によって、調製乳は1Lあたり230mgのオリゴ糖結合シアル酸で強化される。さらに、ほぼ30mg/Lの天然のオリゴ糖結合シアル酸含有量も調製乳に存在するので、オリゴ糖結合シアル酸の全含有量は260mg/Lになる。
表３に示された例の乳児用調製乳は、100gの調製乳あたり7.080gのシアリルラクトース濃縮物蛋白質粉末で強化されており、これは100gの粉末あたり354mgのシアリルラクトース又は173mgのオリゴ糖結合シアル酸に相当する。上記のように、粉末添加は1Lあたり133gであり、調製乳はほぼ30mg/Lの天然のオリゴ糖結合シアル酸含有量の上に1Lあたり230mgのオリゴ糖結合シアル酸で強化され、オリゴ糖結合シアル酸の全含有量は最終調整乳で260mg/Lになった。
表１．典型的な開始乳児用調製乳の素材成分の栄養分布、並びに最終調整乳の栄養分布、カゼイン対ホエー蛋白質比40/60
表２．開始乳児用調製乳の素材成分の栄養分布、並びに最終調整乳の栄養分布、カゼイン対ホエー蛋白質比40/60、本発明の実施例１のシアリルラクトース濃縮物によって強化されたもの
表３．開始乳児用調製乳の素材成分の栄養分布、並びに最終調整乳の栄養分布、カゼイン対ホエー蛋白質比40/60、本発明の実施例２のシアリルラクトース濃縮物蛋白質粉末によって強化されたもの
簡単にするために、いろいろなミネラル及びビタミンは特定されていないが、ミネラル及びビタミンの添加はシアリルラクトース濃縮物及びシアリルラクトース濃縮物蛋白質粉末からの寄与に応じて調整されなければならないことは明らかである。また、40/60のカゼイン／ホエー蛋白質比の計算では、シアリルラクトース濃縮物及びシアリルラクトース濃縮物蛋白質粉末の蛋白質はホエー蛋白質と見なされ、さらにこれら二つの素材成分のシアリルラクトースは炭水化物と見なされる。シアリルラクトース濃縮物及びシアリルラクトース濃縮物蛋白質粉末の窒素の一部は真の蛋白質ではなく、蛋白質レベルはそれに応じて調整すべきであるが、この実施例では簡単にするためにそれを含めない。
Claims (15)
- 天然由来のシアリルラクトースを含む乳製品からシアリルラクトース濃縮物を調製する方法であって、以下のステップ：
i）限外濾過膜を使用して、天然由来のシアリルラクトースを含む乳製品を限外濾過し、限外濾過保持物を得；
ii）限外濾過膜を使用して、前記限外濾過保持物をダイアフィルトレーションし；
iii）逆浸透を行い、場合により乾燥を行い、シアリルラクトースの含有量が、乾物量に基づいて１〜４０重量％である、シアリルラクトース濃縮物を得ること
を含み、ここで限外濾過及びダイアフィルトレーションのために使用される前記限外濾過膜が約０．５〜４ｋダルトンである分子量カットオフ（ＭＷＣＯ）値を有する薄膜ポリアミド系膜であり、そして送給原料は、酸、塩基、緩衝剤、又はpHを標準化するために一般的に使用されるその他の物質を添加することなく直接送給され、そして前記乳製品が、ホエー製品、ホエー透過物、ホエー保持物、分画された乳保持物又は乳透過物、及びホエーからラクトースが調製されるときに得られる母液から成る群から選択される、前記方法。 - ステップｉ）の限外濾過のための膜と、ステップｉｉ）のダイアフィルトレーションのための膜とが同一である、請求項１に記載の方法。
- ダイアフィルトレーションのために使用される膜が、限外濾過のために使用される膜と異なる、請求項１に記載の方法。
- 前記膜が２．５ｋダルトンの分子量カットオフ（ＭＷＣＯ）値を有する、請求項１に記載の方法。
- 前記乳製品が、天然の反芻動物乳源由来である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
- 前記限外濾過、及びダイアフィルトレーションが、２℃〜５０℃の温度、及び１〜５０ｂａｒの送給圧力で行われる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
- 前記限外濾過、及びダイアフィルトレーションが、４℃〜１５℃の温度、及び５〜２０ｂａｒの送給圧力で行われる、請求項６に記載の方法。
- 前記限外濾過、及びダイアフィルトレーションが、約１０℃の温度、及び５〜７ｂａｒの送給圧力で行われる、請求項６に記載の方法。
- シアリルラクトースが、前記限外濾過保持物中で得られる、請求項１に記載の方法。
- 前記組成物が、逆浸透、結晶化、クロマトグラフィー、乾燥又はそれらの組み合わせ、あるいは１又は２以上の担体と共に乾燥することによってさらに処理される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
- 前記乳製品が、ホエーからラクトースが調製されるときに得られる母液である、請求項１０に記載の方法。
- 前記シアリルラクトース濃縮物が、単独で、あるいは油脂、ホエー、脱ミネラル・ホエー、ホエー蛋白質濃縮物、ホエー蛋白質単離物、その他のホエー分画、ホエー又はミルク透過物又は濃縮物、スキムミルク、全乳、半スキムミルク、ミルク分画、マルトデキストリン、ショ糖、ラクトース、天然デンプン及びα化デンプン、グルコース・シロップ、カゼイン、及びカゼイン分画から成る群から選択される１又は２以上の担体と共に乾燥される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
- 前記限外濾過膜が、クロスフロー渦巻き形膜、クロスフロー濾過、デッドエンド濾過、プレート・アンド・フレームシステム、カートリッジシステム、振動システム、フラットシート膜、渦巻き形膜、繊維膜、及びチューブ状膜からなる群から選択される構造を有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
- 使用される前記膜がクロスフロー渦巻き形膜である、請求項１３に記載の方法。
- 使用される前記膜が、GE Osmonics GHシリーズの膜である、請求項１４に記載の方法。
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