JP6309202B2 - タンパク質組成物およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、乳塩基性タンパク質画分と安定剤を含有させることで、高い耐熱性を有するタンパク質組成物に関する。
乳由来の塩基性タンパク質画分は、骨強化作用、歯周病予防作用、脂質代謝改善作用、血圧降下作用、皮膚コラーゲン産生促進作用、免疫系の制御作用等様々な生理機能を有していることが報告されている。また、これらの生理機能を有効に利用するために乳塩基性タンパク質画分を含む様々な飲食品や飼料、医薬が開発されている。しかし、乳塩基性タンパク質画分は中性域において加熱に対して不安定であり80℃、10分の加熱により沈殿を生じることが知られている(例えば、特許文献1参照)。このことから、乳塩基性タンパク質画分を酸性領域において加熱処理する方法が一般的に行われている。この方法を用いれば乳塩基性タンパク質画分は、加熱処理しても骨強化作用が殆ど変化しないことが報告されている(例えば、非特許文献1参照)。
しかし、これらの方法でも、90℃を超える殺菌、特にレトルト殺菌処理に対して、乳塩基性タンパク質画分の熱安定性は低く、(1)加熱耐性が十分でないため、90℃以上の加熱殺菌では乳塩基性タンパク質画分が凝集・沈殿しやすい、(2)特に、中性域(pH7程度)以上の環境下で加熱殺菌すると乳塩基性タンパク質画分は失活しやすい、といった問題があった。従って、乳塩基性タンパク質画分含有液を加熱処理する場合(特に90℃以上)には、乳塩基性タンパク質画分が失活する可能性があり、レトルト殺菌処理等の超高温加熱処理を採用できないのが実状であり、乳塩基性タンパク質画分を失活させずに飲食品や飼料、医薬に配合する場合には制限があった。
特開平09−191858号公報
青江誠一郎ら、バイオサイエンス・バイオテクノロジー・バイオケミストリー(Bioscience,Biotechnology and Biochemistry)、65巻、4号、913−918ページ、2001年
本発明は乳塩基性タンパク質画分の持つ上記のような欠点を解決するべく、さらに乳塩基性タンパク質画分の熱安定化について鋭意検討を重ねた結果、乳塩基性タンパク質画分と大豆多糖類やキサンタンガム等の安定剤を含有させたタンパク質組成物にすると、乳塩基性タンパク質画分の耐熱性が格段に向上することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は酸性から中性、アルカリ性の広いpH範囲で、90℃以上の高温加熱処理及び120℃以上のレトルト殺菌処理においても高い耐熱性を有するタンパク質組成物を提供することを課題とする。
すなわち本発明は以下の構成からなるものである。
(1)乳塩基性タンパク質画分と、大豆多糖類、キサンタンガム、ペクチン、アラビアガム、ガティガム、カラギナン、ローカストビーンガム、カゼインナトリウム、レシチン、カルボキシメチルセルロースの少なくとも1種の安定化剤からなる加熱安定性のあるタンパク質組成物。
(2)前記乳塩基性タンパク質画分が、アミノ酸組成中に塩基性アミノ酸を15重量%以上含有するものであることを特徴とする(1)記載のタンパク質組成物。
(3)前記乳塩基性タンパク質画分が、以下の性質を有することを特徴とする(1)記載のタンパク質組成物。
1)ソジウムドデシルサルフェート−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)によると分子量3,000〜80,000の範囲の数種のタンパク質よりなる。
2)95重量%以上がタンパク質であって、その他少量の脂肪、灰分を含む。
3)タンパク質は主としてラクトフェリン及びラクトパーオキシダーゼよりなる。
4)タンパク質のアミノ酸組成は、リジン、ヒスチジン、アルギニン等の塩基性アミノ酸を15重量%以上含有する。
(4)(1)〜(3)のいずれかに記載のタンパク質組成物を配合した飲食品、飼料及び医薬。
(5)乳塩基性タンパク質画分に、大豆多糖類、キサンタンガム、ペクチン、アラビアガム、ガティガム、カラギナン、ローカストビーンガム、カゼインナトリウム、レシチン、カルボキシメチルセルロースの少なくとも1種の安定化剤を含有させ、90℃以上の温度で加熱することを特徴とする乳塩基性タンパク質画分の加熱処理方法。
(6)前記乳塩基性タンパク質画分が、アミノ酸組成中に塩基性アミノ酸を15重量%以上含有するものであることを特徴とする(5)記載の乳塩基性タンパク質画分の加熱処理方法。
(7)前記乳塩基性タンパク質画分が、以下の性質を有することを特徴とする(5)記載の乳塩基性タンパク質画分の加熱処理方法。
1)ソジウムドデシルサルフェート−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)によると分子量3,000〜80,000の範囲の数種のタンパク質よりなる。
2)95重量%以上がタンパク質であって、その他少量の脂肪、灰分を含む。
3)タンパク質は主としてラクトフェリン及びラクトパーオキシダーゼよりなる。
4)タンパク質のアミノ酸組成は、リジン、ヒスチジン、アルギニン等の塩基性アミノ酸を15重量%以上含有する。
本発明によれば、乳塩基性タンパク質画分を失活させることなく、タンパク質組成物を90℃以上で加熱することが可能である。
本発明のタンパク質組成物は、酸性域から中性、アルカリ性域の幅広い範囲で加熱安定性が高く、飲食品、飼料及び医薬の製造に通常使用される高温加熱処理やレトルト殺菌処理が可能であり、粉末状であっても乾熱殺菌も可能である。従って、本発明のタンパク質組成物を用いて、乳塩基性タンパク質画分を含有する液状、ゲル状、粉末状、顆粒状等様々な形態の飲食品や飼料、医薬を調製することができる。
本発明のタンパク質組成物に使用される乳塩基性タンパク質画分は、どのような由来のものであっても使用可能であるが、例えば、骨強化作用を有することが知られている以下の性質を有する乳塩基性タンパク質については、活性を失うことなく90℃以上で加熱することが可能である。
1)ソジウムドデシルサルフェート−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)によると分子量3,000〜80,000の範囲の数種のタンパク質よりなる。
2)95重量%以上がタンパク質であって、その他少量の脂肪、灰分を含む。
3)タンパク質は主としてラクトフェリン及びラクトパーオキシダーゼよりなる。
4)タンパク質のアミノ酸組成は、リジン、ヒスチジン、アルギニン等の乳塩基性アミノ酸を15重量%以上含有する。
前述の塩基性タンパク質画分は、例えば、脱脂乳や乳清などの乳原料を陽イオン交換樹脂と接触させて塩基性タンパク質を吸着させ、この樹脂に吸着した塩基性タンパク質画分を0.1M〜1Mの塩濃度の溶出液で溶出、この溶出画分を回収し、逆浸透(RO)膜や電気透析(ED)法などにより脱塩及び濃縮し、必要に応じて乾燥することにより得ることができる。給源としては、ウシ、水牛、ヒト、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウマ等の乳があげられる。
また、乳由来の乳塩基性タンパク質画分を得る方法としては、乳又は乳由来の原料を陽イオン交換体に接触させて乳塩基性タンパク質を吸着させた後、この陽イオン交換体に吸着した乳塩基性タンパク質画分を、pH5を越え、イオン強度0.5を越える溶出液で溶出して得る方法(特開平5−202098号公報)、アルギン酸ゲルを用いて得る方法(特開昭61−246198号公報)、無機の多孔性粒子を用いて乳清から得る方法(特開平1−86839号公報)、硫酸化エステル化合物を用いて乳から得る方法(特開昭63−255300号公報)などが知られており、本発明では、このような方法で得られた乳塩基性タンパク質画分を用いることができる。
本発明で使用する安定剤としては、次の性質を有する成分を主成分とする安定剤がより望ましい。
(1)大豆多糖類等のように分子量が大きく、被膜性のある安定剤。
(2)キサンタンガム等のようにグルコース主鎖にマンノースとグルクロン酸が結合しているような、直鎖に対して側鎖の割合が大きい安定剤。
(3)ペクチンのガラクツロン酸主鎖にガラクトース、アラビノース、キシロース等からなる多種類の側鎖を有する安定剤。
(4)アラビアガム等のようにガラクトース主鎖にアラビノースとグルクロン酸が結合しているような、直鎖に対して側鎖の割合が大きい安定剤。
これらの性質を有する安定剤は、加熱時の乳塩基性タンパク質画分の凝集・沈澱による失活を防ぎ、乳塩基性タンパク質画分の耐熱性を高める。
一方、本発明の乳塩基性タンパク質組成物に好ましくない安定剤としては次の性質を有するものがあげられる。
(1)ショ糖のヒドロキシル基に脂肪酸が反応してできるショ糖脂肪酸エステル等のように疎水基と親水基を持ち、多分子層吸着性を有する安定剤。
(2)ジェランガムのように直鎖状の構造をなす安定剤又はグアガム、タマリンドガムのように直鎖に対して側鎖の割合が大きくない安定剤。
これらの安定剤を使用すると加熱時の乳塩基性タンパク質画分の耐熱性はそれほど向上しない。しかし、これらの安定剤を一部含む物はその限りでは無い。
したがって、本発明で乳塩基性タンパク質画分と混合して乳塩基性タンパク質組成物を構成する安定剤としては、大豆多糖類、キサンタンガム、ペクチン、アラビアガム、ガティガム、カラギナン、ローカストビーンガム、カゼインナトリウム、レシチン、カルボキシメチルセルロースが好ましく、これらの安定剤の少なくとも1種を乳塩基性タンパク質画分と混合して乳塩基性タンパク質組成物を構成する。これらの安定剤の中には乳化剤としての機能等、その他様々な機能を有している場合もあるが、問題なく使用できる。
また、本発明のタンパク質組成物中の乳塩基性タンパク質画分と安定剤の含有量比に関しては、特に制限はないが、安定剤を乳塩基性タンパク質画分に対して0.5〜100(重量/重量)、好ましくは1〜40(重量/重量)含有させることが好ましい。
本発明のタンパク質組成物を調製する方法に特に制限はないが、例えば、溶液中で調製するには、乳塩基性タンパク質画分と安定剤を脱イオン水にそれぞれ懸濁あるいは溶解し、撹拌混合した後、飲食品や飼料、医薬の形態に調製して使用する。撹拌混合の条件としては、乳塩基性タンパク質画分と安定剤が十分に混合されればよく、必要に応じて40〜80℃程度に加熱しながら、ウルトラディスパーサー等を使用して撹拌混合することも可能である。また、このタンパク質組成物の溶液は、飲食品、飼料及び医薬に使用しやすいように、必要に応じて、UF膜等での濃縮や、凍結乾燥等を行ってもよい。
本発明のタンパク質組成物は、酸性域から、中性、アルカリ性域の幅広い範囲で加熱安定性が高く、飲食品、飼料及び医薬の製造に通常使用される高温加熱処理やレトルト殺菌処理が可能であり、粉末状での乾熱殺菌も可能である。従って、本発明のタンパク質組成物を用いて液状、ゲル状、粉末状、顆粒状等様々な形態の飲食品や飼料、医薬を調製することができる。
本発明のタンパク質組成物においては、塩酸やリン酸等の無機酸およびクエン酸や酢酸等の有機酸、あるいは苛性ソーダや重曹等のアルカリ剤を使用し、pHを調整することが可能である。また、タンパク質組成物を取り巻く環境が当該タンパク質組成物の加熱安定性を維持するpHであれば、特にpHを調整することなく高温加熱処理やレトルト殺菌処理が可能であるが、タンパク質組成物を含む飲食品や飼料、医薬において求められる品質に応じ、加熱殺菌条件とpHを適宜選択することができる。
本発明のタンパク質組成物は、当該タンパク質組成物のみを用いて飲食品や飼料、医薬としてもよいし、適宜、糖類や脂質、フレーバー等、他の飲食品、飼料及び医薬に通常含まれる原材料等と混合し、飲食品、飼料または医薬としても良い。
以下に、参考例、実施例及び試験例を示して本発明を詳細に説明するが、これらは単に本発明の実施態様を例示するのみであり、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
(参考例1:乳塩基性タンパク質画分の調製1)
陽イオン交換樹脂のスルホン化キトパール(富士紡績株式会社製)400gを充填したカラム(直径5cm×高さ30cm)を脱イオン水で十分洗浄した後、このカラムに未殺菌脱脂乳40リットル(pH 6.7)を流速25ml/minで通液した。通液後、このカラムを脱イオン水で十分洗浄し、0.98M塩化ナトリウムを含む0.02M炭酸緩衝液(pH 7.0)で樹脂に吸着した塩基性タンパク質画分を溶出した。そして、この溶出液を逆浸透(RO)膜により脱塩して、濃縮した後、凍結乾燥して粉末状の塩基性タンパク質画分21gを得た(参考例品A)。得られた乳塩基性タンパク質画分について、ラウリル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により測定したところ、分子量は3,000〜80,000の範囲に分布しており、成分組成は表1に示すとおりであった。また、6N塩酸で110℃、24時間加水分解した後、アミノ酸分析装置(L−8500型、日立製作所製)でそのアミノ酸組成を分析した結果を表2に示した。さらに、ELISA法によりにより、そのタンパク質組成を分析したところ、表3に示すように、40%以上のラクトフェリン及びラクトパーオキシダーゼが含まれていた。
Figure 0006309202
Figure 0006309202
Figure 0006309202
(参考例2:乳塩基性タンパク質画分の調製2)
陽イオン交換樹脂のSPトーヨーパール(東ソー株式会社製)30kgを充填したカラム(直径100cm×高さ10cm)を脱イオン水で十分洗浄した後、このカラムに121℃で30秒間加熱殺菌したチーズホエー3t(pH6.2)を流速10リットル/minで通液した。通液後、このカラムを脱イオン水で十分洗浄し、0.9M塩化ナトリウムを含む0.1Mクエン酸緩衝液(pH5.7)で樹脂に吸着した塩基性タンパク質画分を溶出した。そして、この溶出液を電気透析(ED)法により脱塩し、濃縮した後、凍結乾燥して粉末状の乳塩基性タンパク質画分183gを得た(参考例品B)。
[試験例1]
参考例品Aの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤として大豆多糖類0.2重量%を脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、50℃、8000rpmで3分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。次いで、このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてpH1〜10の10試料に調整した。これをアンプル管に2mlずつ分注し、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃にて4分間加熱した。対照区として安定剤を含まない乳塩基性タンパク質画分のみの溶液(A液)を上記と同様の方法で、pHを調整して110℃にて4分間加熱した。加熱処理後の各試料及び対照区の凝集・沈殿状態を目視により判定した。
一方、加熱処理による乳塩基性タンパク質画分の分解の程度を確認するため、加熱処理後の各試料及び対照区のサンプルについて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により、乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。SDS−PAGEは以下の方法にしたがって実施した。
SDS−PAGE:各試料15μlをサンプルバッファー15μl(0.5M Tris−HCl(pH6.8) 1.25ml、グリセロール1.0ml、10%SDS 2.0ml、2−メルカプトエタノール0.5ml、0.1%BPB 0.25ml)にて希釈し、100℃で5分間加熱した。その後各試料を15μlずつ14%ポリアクリルアミドゲル(TEFCO SDS−PAGE mini)にて電気泳動した。分子量マーカーとしてはKaleidoscope Prestained Standards(BioRad)を用いた。この結果を表4に示す。
Figure 0006309202
表4の結果から、乳塩基性タンパク質と、大豆多糖類からなるタンパク質組成物を含有する溶液は、pH 2〜9において目視による凝集・沈殿を生じず、また、SDS−PAGEにより乳塩基性タンパク質画分のバンドを確認することができた。従って、このタンパク質組成物は、酸性側で安定なだけでなく、中性及びアルカリ性側でも加熱安定性が極めて高いことが分かった。さらに、加熱時間を延長して、乳塩基性タンパク質画分が確認できるかを検査したところ、pH 2〜9では、120℃で10分間加熱しても凝集・沈殿せず、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認できた。この試験結果からみて、このタンパク質組成物は、レトルト殺菌処理しても、乳塩基性タンパク質画分を失活することなく保持できることが明らかとなった。一方、乳塩基性タンパク質画分のみを含む溶液は、pH 2〜9において乳塩基性タンパク質画分のバンドを全く確認することができなかった。これは、加熱による変性、分解により、乳塩基性タンパク質画分が昨日を失っていることを示す。
[試験例2]
参考例品Bの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤としてキサンタンガムを0.04%(重量%)で脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAXT−25;IKAジャパン社製)にて、50℃、9500rpmで3分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。次いで、このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてpH1〜10の10試料に調整した。これをアンプル管に2mlずつ分注し、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃にて4分間加熱した。対照区として安定剤を含まない乳塩基性タンパク質画分のみの溶液(A液)を上記と同様の方法で、pHを調整して110℃にて4分間加熱した。加熱処理後の各試料及び対照区の凝集・沈殿状態を目視により判定した。また、加熱処理による乳塩基性タンパク質画分の分解の程度を確認するため、加熱処理後の各試料及び対照区のサンプルについて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により、乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。SDS−PAGEは試験例1と同じ方法で実施した。結果を表5に示す。
Figure 0006309202
表5の結果、乳塩基性タンパク質画分とキサンタンガムとを含むタンパク質組成物を含有する溶液は、pH 2〜9において目視による凝集・沈殿を生じず、また、SDS−PAGEにより乳塩基性タンパク質画分のバンドを確認することができた。従って、このタンパク質組成物は、酸性側で安定なだけでなく、中性及びアルカリ性側でも加熱安定性が極めて高いことが分かった。さらに、加熱時間を延長して、乳塩基性タンパク質画分が確認できるかを検査したところ、pH 2〜9では、130℃で10分間加熱しても凝集・沈殿せず、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認できた。よって、このタンパク質組成物は、レトルト殺菌処理しても乳塩基性タンパク質画分の活性を十分に保持できることが明らかとなった。
[試験例3]
参考例品Aの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤としてペクチン0.2重量%を脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、40℃、8000rpmで3分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。次いで、このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてpH1〜10の10試料に調整した。これをアンプル管に2mlずつ分注し、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃にて4分間加熱した。対照区として安定剤を含まない乳塩基性タンパク質画分のみの溶液(A液)を上記と同様の方法で、pHを調整して110℃にて4分間加熱した。加熱処理後の各試料及び対照区の凝集・沈殿状態を目視により判定した。また、加熱処理による乳塩基性タンパク質画分の分解の程度を確認するため、加熱処理後の各試料及び対照区のサンプルについて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により、乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。SDS−PAGEは試験例1と同じ方法で実施した。結果を表6に示す。
Figure 0006309202
表6の結果から、乳塩基性タンパク質画分とペクチンとを含有するタンパク質組成物の溶液は、pH 2〜9において目視による凝集・沈殿を生じず、また、SDS−PAGEにより乳塩基性タンパク質画分のバンドを確認することができた。従って、このタンパク質組成物は、酸性側で安定なだけでなく、中性及びアルカリ性側でも加熱安定性が極めて高いことが分かった。さらに、加熱時間を延長して、乳塩基性タンパク質画分が確認できるかを検査したところ、pH 2〜9では、120℃で8分間加熱しても凝集・沈殿せず、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認できた。この結果から、このタンパク質組成物は、レトルト殺菌処理後においても、乳塩基性タンパク質画分の活性を十分に保持可能であることが明らかとなった。
[試験例4]
参考例品Bの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤としてアラビアガム0.1重量%を脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、40℃、8000rpmで3分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。次いで、このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてpH1〜10の10試料に調整した。これをアンプル管に2mlずつ分注し、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃にて4分間加熱した。対照区として安定剤を含まない乳塩基性タンパク質画分のみの溶液(A液)を上記と同様の方法で、pHを調整して110℃にて4分間加熱した。加熱処理後の各試料及び対照区の凝集・沈殿状態を目視により判定した。また、加熱処理による乳塩基性タンパク質画分の分解の程度を確認するため、加熱処理後の各試料及び対照区のサンプルについて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により、乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。SDS−PAGEは試験例1と同じ方法で実施した。
試験例4の結果、乳塩基性タンパク質画分とアラビアガムを含有するタンパク質組成物の溶液は、pH3〜5において目視による凝集・沈殿を生じず、また、SDS−PAGEにより乳塩基性タンパク質画分のバンドを確認することができた。従って、このタンパク質組成物は、酸性側で加熱安定性が極めて高いことが分かった。さらに、加熱時間を延長して、乳塩基性タンパク質画分が確認できるかを検査したところ、pH3〜5では、120℃で7分間加熱しても凝集・沈殿せず、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認できた。この試験結果からみて、このタンパク質組成物は、レトルト殺菌処理後においても乳塩基性タンパク質画分の活性を十分に保持可能であることが明らかとなった。
[試験例5]
参考例品Aの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤としてガディガム0.1重量%を脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、40℃、8000rpmで4分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。次いで、このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてpH 1〜10の10試料に調整した。これをアンプル管に2mlずつ分注し、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃にて4分間加熱した。対照区として安定剤を含まない乳塩基性タンパク質画分のみの溶液(A液)を上記と同様の方法で、pHを調整して110℃にて4分間加熱した。加熱処理後の各試料及び対照区の凝集・沈殿状態を目視により判定した。また、加熱処理による乳塩基性タンパク質画分の分解の程度を確認するため、加熱処理後の各試料及び対照区のサンプルについて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により、乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。SDS−PAGEは試験例1と同じ方法で実施した。
試験例5の結果、乳塩基性タンパク質画分と、ガディガムを含有するタンパク質組成物の溶液は、pH3〜8において目視による凝集・沈殿を生じず、また、SDS−PAGEにより乳塩基性タンパク質画分のバンドを確認することができた。従って、このタンパク質組成物は、酸性側で安定なだけでなく、中性及びアルカリ性側でも加熱安定性が極めて高いことが分かった。さらに、加熱時間を延長して、乳塩基性タンパク質画分が確認できるかを検査したところ、pH3〜8では、120℃で7分間加熱しても凝集・沈殿せず、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認できた。この試験結果からみて、このタンパク質組成物は、レトルト殺菌処理後においても乳塩基性タンパク質画分の活性を十分に保持可能であることが明らかとなった。
[試験例6]
参考例品Bの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤としてカラギナン0.2重量%を脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、40℃、8000rpmで3分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。次いで、このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてpH1〜10の10試料に調整した。これをアンプル管に2mlずつ分注し、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃にて4分間加熱した。対照区として安定剤を含まない乳塩基性タンパク質画分のみの溶液(A液)を上記と同様の方法で、pHを調整して110℃にて4分間加熱した。加熱処理後の各試料及び対照区の凝集・沈殿状態を目視により判定した。また、加熱処理による乳塩基性タンパク質画分の分解の程度を確認するため、加熱処理後の各試料及び対照区のサンプルについて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により、乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。SDS−PAGEは試験例1と同じ方法で実施した。
試験例6の結果、乳塩基性タンパク質とカラギナンを含有するタンパク質組成物の溶液は、pH4〜8において目視による凝集・沈殿を生じず、また、SDS−PAGEにより乳塩基性タンパク質画分のバンドを確認することができた。従って、このタンパク質組成物は、酸性側で安定なだけでなく、中性及びアルカリ性側でも加熱安定性が極めて高いことが分かった。さらに、加熱時間を延長して、乳塩基性タンパク質画分が確認できるかを検査したところ、pH4〜8では、120℃で6分間加熱しても凝集・沈殿せず、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認できた。この試験結果からみて、このタンパク質組成物は、レトルト殺菌処理後においても乳塩基性タンパク質の活性を十分に保持可能であることが明らかとなった。
[試験例7]
参考例品Aの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤としてローカストビーンガム0.15重量%を脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、40℃、8000rpmで3分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。次いで、このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてpH1〜10の10試料に調整した。これをアンプル管に2mlずつ分注し、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃にて4分間加熱した。対照区として安定剤を含まない乳塩基性タンパク質画分のみの溶液(A液)を上記と同様の方法で、pHを調整して110℃にて4分間加熱した。加熱処理後の各試料及び対照区の凝集・沈殿状態を目視により判定した。また、加熱処理による乳塩基性タンパク質画分の分解の程度を確認するため、加熱処理後の各試料及び対照区のサンプルについて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により、乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。SDS−PAGEは試験例1と同じ方法で実施した。
試験例7の結果、乳塩基性タンパク質とローカストビーンガムを含有するタンパク質組成物の溶液は、pH4〜7において目視による凝集・沈殿を生じず、また、SDS−PAGEにより乳塩基性タンパク質画分のバンドを確認することができた。従って、タンパク質組成物は、酸性側で安定なだけでなく、中性側でも加熱安定性が極めて高いことが分かった。さらに、加熱時間を延長して、乳塩基性タンパク質画分が確認できるかを検査したところ、pH4〜7では、120℃で5分間加熱しても凝集・沈殿せず、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認できた。この試験結果からみて、このタンパク質組成物は、レトルト殺菌処理後においても乳塩基性タンパク質画分の活性を十分に保持可能であることが明らかとなった。
[試験例8]
参考例品Bの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤としてカゼインナトリウム 0.15重量%を脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、40℃、9500rpmで3分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。次いで、このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてpH 1〜10の10試料に調整した。これをアンプル管に2mlずつ分注し、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃にて4分間加熱した。対照区として安定剤を含まない乳塩基性タンパク質画分のみの溶液(A液)を上記と同様の方法で、pHを調整して110℃にて4分間加熱した。加熱処理後の各試料及び対照区の凝集・沈殿状態を目視により判定した。また、加熱処理による乳塩基性タンパク質画分の分解の程度を確認するため、加熱処理後の各試料及び対照区のサンプルについて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により、乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。SDS−PAGEは試験例1と同じ方法で実施した。
試験例8の結果、乳塩基性タンパク質とカゼインナトリウムを含有するタンパク質組成物の溶液は、pH5〜9において目視による凝集・沈殿を生じず、また、SDS−PAGEにより乳塩基性タンパク質画分のバンドを確認することができた。従って、このタンパク質組成物は、酸性側で安定なだけでなく、中性及びアルカリ性側でも加熱安定性が極めて高いことが分かった。さらに、加熱時間を延長して、乳塩基性タンパク質画分が確認できるかを検査したところ、pH5〜9では、120℃で5分間加熱しても凝集・沈殿せず、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認できた。この試験結果からみて、このタンパク質組成物は、レトルト殺菌処理後においても乳塩基性タンパク質画分の活性を十分に保持に可能であることが明らかとなった。
[試験例9]
参考例品Aの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤としてレシチン0.25重量%を脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、40℃、8000rpmで3分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。次いで、このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いて〜10の10試料に調整した。これをアンプル管に2mlずつ分注し、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃にて4分間加熱した。対照区として安定剤を含まない乳塩基性タンパク質画分のみの溶液(A液)を上記と同様の方法で、pHを調整して110℃にて4分間加熱した。加熱処理後の各試料及び対照区の凝集・沈殿状態を目視により判定した。また、加熱処理による乳塩基性タンパク質画分の分解の程度を確認するため、加熱処理後の各試料及び対照区のサンプルについて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により、乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。SDS−PAGEは試験例1と同じ方法で実施した。
試験例9の結果、乳塩基性タンパク質とレシチンを含有するタンパク質組成物の溶液は、pH3〜8において目視による凝集・沈殿を生じず、また、SDS−PAGEにより乳塩基性タンパク質画分のバンドを確認することができた。従って、このタンパク質組成物は、酸性側で安定なだけでなく、中性及びアルカリ性側でも加熱安定性が極めて高いことが分かった。さらに、加熱時間を延長して、乳塩基性タンパク質画分が確認できるかを検査したところ、pH3〜8では、120℃で6分間加熱しても凝集・沈殿せず、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認できた。この試験結果からみて、このタンパク質組成物は、レトルト殺菌処理後においても乳塩基性タンパク質画分の活性を十分に保持可能であることが明らかとなった。
[試験例10]
参考例品Bの乳塩基性タンパク質画分を10mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤としてカルボキシメチルセルロース0.15重量%を脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、40℃、8000rpmで3分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。次いで、このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてpH 1〜10の10試料に調整した。これをアンプル管に2mlずつ分注し、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃にて4分間加熱した。対照区として安定剤を含まない乳塩基性タンパク質画分のみの溶液(A液)を上記と同様の方法で、pHを調整して110℃にて4分間加熱した。加熱処理後の各試料及び対照区の凝集・沈殿状態を目視により判定した。また、加熱処理による乳塩基性タンパク質画分の分解の程度を確認するため、加熱処理後の各試料及び対照区のサンプルについて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により、乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。SDS−PAGEは試験例1と同じ方法で実施した。
試験例10の結果、乳塩基性タンパク質画分とカルボキシメチルセルロースを含有するタンパク質組成物の溶液は、pH3〜7において目視による凝集・沈殿を生じず、また、SDS−PAGEにより乳塩基性タンパク質画分のバンドを確認することができた。従って、このタンパク質組成物は、酸性側で安定なだけでなく、中性側でも加熱安定性が極めて高いことが分かった。さらに、加熱時間を延長して、乳塩基性タンパク質画分が確認できるかを検査したところ、pH3〜7では、120℃で6分間加熱しても凝集・沈殿せず、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認できた。この試験結果からみて、このタンパク質組成物は、レトルト殺菌処理後においても、乳塩基性タンパク質画分の活性を十分に保持可能であることが明らかとなった。
[試験例11]
試験例1〜試験例10で調製した試料について、pHを7に調整し、140℃で5分間加熱した際の抗原性を、乳塩基性タンパク質画分に対する抗体を用いてELISA法により測定した。比較対象として、安定剤と混合しない乳塩基性タンパク質画分を140℃で5分間加熱し、抗体と反応させた時の反応性を1とし、各タンパク質組成物の抗体との反応性を、これに対する比として算出し、表7に示す。
Figure 0006309202
表7から、乳塩基性タンパク質画分のみを加熱した場合の抗体との反応性に対するタンパク質組成物の抗体との反応性は、140℃までであればすべて1以上を維持していることが判明した。従って、本発明におけるタンパク質組成物は140℃という超高温加熱処理に対して安定である。
[試験例12]
試験例1〜試験例10で調製した試料について、pHを7に調整し、140℃で5分間加熱した際の骨芽細胞増殖活性を測定した。比較対象として、安定剤と混合しない乳塩基性タンパク質画分を140℃で5分間加熱したものの骨芽細胞増殖活性を1とし、これに対するタンパク質組成物の骨芽細胞増殖活性の比を表8に示す。
Figure 0006309202
表8の結果、乳塩基性タンパク質画分のみを加熱した場合の増殖活性に対するタンパク質組成物の増殖活性は、140℃までであればすべて1以上を維持していることが判明した。従って、本発明におけるタンパク質組成物は140℃という超高温加熱処理に対して安定である。
[試験例13]
試験例2と同様の方法で調製したタンパク質組成物(乳塩基性タンパク質画分50mg%、キサンタンガム0.04重量%)を含有する溶液をpH 2〜9に調整し、150mlずつレトルトパウチに充填し、密封した。対照としてLFのみを含む溶液をpH2〜9に調整したものを150mlずつレトルトパウチに充填し、密封した。これらの溶液を レトルト殺菌機(第1種圧力容器、TYPE: RCS−4CRTGN、日阪製作所製)により120℃、4分間加熱した。加熱後のそれぞれの試料を25℃で保存して、経時的に凝集・沈殿の有無を目視により観察し、また、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンの解析を行った。
その結果、対照としたLFのみを含む溶液をpH2〜9に調整したものは、1日目で凝集・沈澱が確認できたが、タンパク質組成物を含有する溶液をpH 2〜9に調整したものは、保存後1ヶ月経っても凝集・沈澱は認められなかった。また、SDS−PAGEにて乳塩基性タンパク質画分のバンドパターンを解析したところ、タンパク質組成物を含む溶液をpH 2〜9に調整したものは保存開始時から保存後1ヶ月においても乳塩基性タンパク質画分のバンドが確認でき、他の変化は認められなかった。この試験結果により、本発明によるタンパク質組成物はレトルト殺菌処理の場合にも有効であることが判明した。
[試験例14]
試験例2と同様の方法で調製したタンパク質組成物200g(乳塩基性タンパク質画分50mg%、キサンタンガム0.04重量%)に還元脱脂粉乳溶液(脱脂粉乳3重量%)800gを混合し、タンパク質組成物を含有する溶液(1)を調製した。対照として乳塩基性タンパク質画分溶液(乳塩基性タンパク質画分50mg%溶液)200gに還元脱脂粉乳溶液(脱脂粉乳3重量%)800gを混合した溶液(2)、及び還元脱脂粉乳溶液(脱脂粉乳3重量%)1000gのみの溶液(3)を調製した。各溶液を150mlずつレトルトパウチに充填し、密封した。これらの溶液をレトルト殺菌機 (第1種圧力容器、TYPE: RCS−4CRTGN、日阪製作所製)により120℃、20分加熱した。その結果、溶液(1)、(3)においては凝集・沈殿は認められず、風味も良好であったが、(2)の溶液では凝集・沈殿が認められた。この試験結果により、本発明によるタンパク質組成物はレトルト殺菌処理の場合に大変有効であることが判明した。
[試験例15]
参考例品Aの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液)。安定剤として大豆多糖類0.4重量%、キサンタンガム0.04重量%、タマリンドガム0.05重量%及びショ糖脂肪酸エステル0.1重量%をそれぞれ脱イオン水に溶解した(B液)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、50℃、8000rpmで3分間撹拌混合してタンパク質組成物を調製した。このタンパク質組成物を乳酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてpH6.5に調製した。得られた試料について、試験例1の方法に従い、120℃で4分間の加熱の前後において、各試料の凝集・沈澱状態を目視により確認し、タンパク質組成物の分解の程度をSDS−PAGEにより確認した。結果を表9に示す。
Figure 0006309202
表9の結果から、加熱前のタンパク質組成物はいずれも凝集・沈殿せず、透明であり、乳塩基性タンパク質画分のバンドも確認できた。加熱後は大豆多糖類及びキサンタンガム含有タンパク質組成物は透明であり、また、乳塩基性タンパク質画分のバンドも確認できたが、タマリンドガム及びショ糖脂肪酸エステル含有タンパク質組成物は、いずれも半透明か、あるいは凝集・沈殿し、SDS−PAGEにて乳塩基性タンパク質画分のバンドも確認できなかった。
参考例品Bの乳塩基性タンパク質画分を50mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液、300g)。安定剤として大豆多糖類0.4重量%を脱イオン水に溶解した(B液、300g)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、50℃、9500rpmで3分間撹拌混合して本発明のタンパク質組成物600gを調製した。
参考例品Aの乳塩基性タンパク質画分を40mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液、10kg)。安定剤としてキサンタンガムを0.08重量%で脱イオン水に溶解した(B液、10kg)。A液とB液を混合し、TKホモミクサー(MARK II 160型、特殊機化工業製)にて、3600rpmで30分間撹拌混合し、さらに分画分子量10kDaのUF膜にて濃縮して、本発明のタンパク質組成物10kgを調製した。
参考例品Bの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液、1000kg)。安定剤としてペクチン0.4重量%を脱イオン水に溶解した(B液、1000kg)。A液とB液を混合し、TKホモミクサー(MARK II 2500型、特殊機化工業製)にて、40℃、3600rpmで40分間撹拌混合し、さらに凍結乾燥して本発明のタンパク質組成物3.9kgを調製した。
参考例品Aの乳塩基性タンパク質画分を100mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液、500g)。安定剤として大豆多糖類0.4重量%を脱イオン水に溶解した(B液、500g)。A液とB液を混合し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、40℃、9500rpmで3分間撹拌混合した。その後、上記の溶液に、ソルビトール80g、酸味料4g、香料4g、ペクチン10g、乳清タンパク質濃縮物10g、乳酸カルシウム2g、水890gを添加して、撹拌混合し、本発明のタンパク質組成物を調製した。200mlのチアパックに充填し、85℃、20分間殺菌後、密栓し、本発明のタンパク質組成物からなるゲル状食品10袋を調製した。調製したゲル状食品は、すべて沈殿等は認められず、風味に異常は感じられなかった。
参考例品Bの乳塩基性タンパク質画分を500mg%濃度で脱イオン水に溶解した(A液、200g)。安定剤として大豆多糖類4重量%を脱イオン水に溶解した(B液、200g)。マルチトール100g、還元水飴20g、酸味料2g、香料2g、前記A液200g、前記B液200g、及び水476gを混合し、本発明のタンパク質組成物を調製した。このタンパク質組成物を50mlのガラス瓶に充填し、90℃、15分間殺菌後、密栓し、本発明タンパク質組成物を含有する飲料20本を調製した。調製した飲料は、すべて沈殿は認められず、風味に異常は感じられなかった。
実施例2で調製したタンパク質組成物0.2kg(乳塩基性タンパク質画分20mg%、キサンタンガム0.04重量%)に大豆粕12kg、脱脂粉乳14kg、大豆油4kg、コーン油2kg、パーム油28kg、トウモロコシ澱粉15kg、小麦粉9kg、ふすま2kg、ビタミン混合物9kg、セルロース2.8kg、ミネラル混合物2kgを配合し、120℃、4分間殺菌して、イヌ飼育用飼料100kgを調製した。
実施例3で調製したタンパク質組成物3kg(乳塩基性タンパク質画分50mg%、ペクチン0.2重量%)に、カゼイン5kg、大豆タンパク質5kg、魚油1kg、シソ油3kg、デキストリン19kg、ミネラル混合物6kg、ビタミン混合物1.95kg、乳化剤2kg、安定剤4kg、香料0.05kgを配合し、200mlのレトルトパウチに充填し、レトルト殺菌機 (第1種圧力容器、TYPE: RCS−4CRTGN、日阪製作所製)で121℃、20分間殺菌して、経腸栄養剤50kgを調製した。

Claims (7)

  1. 乳塩基性タンパク質画分と、キサンタンガム、ペクチン、アラビアガム、ガティガムの少なくとも1種の安定化剤と、を含む加熱安定性のある骨強化用組成物。
  2. 前記乳塩基性タンパク質画分が、アミノ酸組成中に塩基性アミノ酸を15重量%以上含有するものであることを特徴とする請求項1記載の骨強化用組成物。
  3. 前記乳塩基性タンパク質画分が、以下の性質を有することを特徴とする請求項1記載の骨強化用組成物。
    1)ソジウムドデシルサルフェート−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAG E)によると分子量3,000〜80,000の範囲の数種のタンパク質よりなる。
    2)95重量%以上がタンパク質であって、その他少量の脂肪、灰分を含む。
    3)タンパク質は主としてラクトフェリン及びラクトパーオキシダーゼよりなる。
    4)タンパク質のアミノ酸組成は、リジン、ヒスチジン、アルギニン等の塩基性アミノ酸を15重量%以上含有する。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の骨強化用組成物を配合した骨強化用飲食品、骨強化用飼料又は骨強化用医薬。
  5. 乳塩基性タンパク質画分に、キサンタンガム、ペクチン、アラビアガム、ガティガムの少なくとも1種の安定化剤を含有させ、90℃以上の温度で加熱することを特徴とする骨強化用乳塩基性タンパク質画分の加熱処理方法。
  6. 前記乳塩基性タンパク質画分が、アミノ酸組成中に塩基性アミノ酸を15重量%以上含有するものであることを特徴とする請求項5記載の乳塩基性タンパク質画分の加熱処理方法。
  7. 前記乳塩基性タンパク質画分が、以下の性質を有することを特徴とする請求項5記載の骨強化用乳塩基性タンパク質画分の加熱処理方法。
    1)ソジウムドデシルサルフェート−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)によると分子量3,000〜80,000の範囲の数種のタンパク質よりなる。
    2)95重量%以上がタンパク質であって、その他少量の脂肪、灰分を含む。
    3)タンパク質は主としてラクトフェリン及びラクトパーオキシダーゼよりなる。
    4)タンパク質のアミノ酸組成は、リジン、ヒスチジン、アルギニン等の塩基性アミノ酸を15重量%以上含有する。
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