JPH01168234A - ガラクトオリゴ糖含有加工乳の製造法 - Google Patents

ガラクトオリゴ糖含有加工乳の製造法

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JPH01168234A
JPH01168234A JP62325488A JP32548887A JPH01168234A JP H01168234 A JPH01168234 A JP H01168234A JP 62325488 A JP62325488 A JP 62325488A JP 32548887 A JP32548887 A JP 32548887A JP H01168234 A JPH01168234 A JP H01168234A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビフィドバクテリウム菌増殖促進因子である
ガラクトオリゴ糖を含有する加工乳を製造する方法に関
するものである。
〔従来の技術〕
一般式Ｇａｌ−（Ｇａｌ）＋１−Ｇｌｃ（但し、式中Ｇ
ａｌはガラクトース残基、Ｇｌｃはグルコース残基、ｎ
は１〜４の整数を、それぞれ表わす）のガラクトオリゴ
糖（以下、単にガラクトオリゴ糖という）は、母乳オリ
ゴ糖の主要構成成分であり、かつヒト腸内に生息する有
用細菌・ビフィドバクテリウム菌の増殖促進因子である
ことが知られている。そこで近年、このガラクトオリゴ
糖を乳糖または乳糖含有物質から大量に製造し、発酵乳
や乳児用粉乳等の乳製品に添加することが行われるよう
になった。
ガラクトオリゴ糖は、従来、アスペルギルス・オリゼの
生産するβ−ガラクトシダーゼで乳糖または乳糖含有物
質を処理する方法（特公昭５８−２０２６６号公報）等
で製造されている。これら従来の製造法では、単なる加
水分解反応に優先するガラクトシル転移反応が生じるの
は乳糖濃度が高い場合に限られ、通常の生乳、脱脂乳な
ど、乳糖濃度が約１０％未満のものを処理しても、生じ
る反応はほとんど加水分解だけになる。
したがって、従来ガラクトオリゴ糖含有乳製品を製造す
るには、濃縮あるいは粉乳混入などの方法により乳糖濃
度を高くした原料乳を酵素処理して原料乳中の乳糖から
ガラクトオリゴ糖を生成させるか、高濃度乳糖溶液を酵
素処理して製造したガラクトオリゴ糖を原料乳に添加す
る方法が採用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これらの方法は、主として飲用に供しようとするガラク
トオリゴ糖含有加工乳を製造する方法としては満足でき
るものではない。なぜならば、生乳や脱脂乳を直接処理
できないため一旦濃縮して酵素処理を行い、その後希釈
して飲用に適した乳固形分濃度に調整するという、繁雑
で、しかも乳蛋白質の熱変成が避けられない工程を必要
とするからである。別に乳糖から調製したガラクトオリ
ゴ糖を添加する方法は、きわめてコスト高であるばかり
か、製品の全糖濃度の著しい上昇、したがって好ましく
ないカロリーアップと甘味増加が避けられない（乳糖か
ら工業的に製造されるガラクトオリゴ糖は、ガラクトオ
リゴ糖以外に、それと等量以上の二糖類や単糖類を含有
するのが普通である）。
本発明の目的は、上述のような問題点のないガラクトオ
リゴ糖含有加工乳の製造法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成することに成功した本発明のガラクトオ
リゴ糖含有加工乳の製造法は、ストレプトコッカス・サ
ーモフィルスもしくはラクトバチルス・ブルガリクスに
由来するβ−ガラクトシダーゼを獣乳に作用させ、原料
乳中の乳糖の少なくとも１５％を一般弐Ｇ＊１−（Ｇａ
ｌ）＋−Ｇｌｃ　（式中Ｇ！ｌはガラクトース残基、Ｇ
ｌｃはグルコース残基、口は１〜４の整数を、それぞれ
表わす）のガラクトオリゴ糖に変換することを特徴とす
るものである。
本発明において使用する“ストレプトコッカス・サーモ
フィルスもしくはラクトバチルス・ブルガリクスに由来
するβ−ガラクトシダーゼ”は、低濃度乳糖溶液からも
β−ガラクトシル転移反応を生起させ得る酵素を求めて
本発明者らが探索を重ねた結果発見されたものであって
、特異的に、生乳程度の低濃度乳糖溶液からも高率でβ
−ガラクトシル転移反応を生じさせる。
ストレプトコッカス・サーモフィルスに由来するβ−ガ
ラクトシダーゼはとりわけ有利な性質を有し、本発明の
製造法において用いる酵素として好ましい。
表１は実験結果の一部を示し、一般的には生乳等をその
ままβ−ガラクトシダーゼ処理するガラクトオリゴ糖含
有加工乳の製造は成り立たないものであることが分かる
（表中、ガラクトオリゴ糖の収率は５％乳糖溶液を４単
位／ｇ乳糖の酵素により４０℃で処理したときの最大収
率である。なお、この明細書におけるβ−ガラクトシダ
ーゼの“単位”は、２％（ｖ／ｖ）の乳糖溶液（０，０
ＩＭリン酸緩衝液でｐＨ７，０に調整）から温度４０℃
、反応時間１時間で平均１μｍｏｌ／ｌ１ｌｉｎの速度
でグルコースを生成させる酵素活性を１単位としたもの
である。） 表１ β−ガラクトシダーゼ生産菌　ガラクトオリゴ糖収率（
％）Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｏｒｙｘａｅ　　　　　
　　　　　　　１３．７Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｌｕｓ
　ｂｕｌｇａｒｉｃｕｓ　　　　　　　　１５　、１Ｌ
ａｃｔｏｂａｃｉｌｌｌｕｓ　ｈｅｌｖｅｔｉｃｕｓ　
　　　　　　　　６．７Ｌｉｃｔｏｂａｅｉｌｌｌｕｓ
　５ａｌｉｖａｒｉｕｓ　　　　　　　　　４．７Ｌａ
ｃｔｏｂａｃｉｌｌｌｕｓ　ｆｅｒｍｅｎｔｕｍ　　　
　　　　　　３．７Ｌｘｃｔｏｂａｃｉｌｌｌｕｓ　　
ｃｓｓｅｉ　　　　　　　　　　　　　　　ＯＬ！ｃｔ
ｏｂ！ｃｉｌｌｌｕｓ　１ｃｉｄｏｐｈｉｌｕｓ　　　
　　　　　　　　０５ＬｒｅｐＬｏｃｏｃｃｕｓ　　１
ａｃＬｉｓ　　　　　　　　　　　　　　　　０５Ｌｒ
ｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　ｔｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ　　　
　　　　　　　２０　、２Ｂｉｆｉｄｏｂｉｃｔｅｒｉ
ｕｍ　ｂ百ｉｄｕｍ　　　　　　　　　　４°９Ｂｉｆ
ｉｄｏｂｉｃｔｅｒｉｕｍ　ｆｏｒｕｍ　　　　　　　
　　　　　　５．３ＢｉｆｉｄｏｂａｃＬｅｒｉｕｍ　
１ｄｏｌｅｓｃｅｎｔｉｓ　　　　　　　　９．５Ｂｉ
ｌｉｄｏｂａｃＬｅｒｉｕ＋ａ　ｂｒｅｖｅ　　　　　
　　　　　　　４　、３Ｂ！ｃｉｌｌｕｓ　５ｕｂＬｉ
ｌｉｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　５．５に１
ａｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ　　Ｉｚｃｊｉｓ　　　　　　
　　　　　　　　　５．ＯＫｌｎｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ
　ｆｒａｇｉｌｉｓ　　　　　　　　　　　　　４．７
ストレプトコツカス・サーモフィルスもしくはラクトバ
チルス・ブルガリクスに由来するβ−ガラクトシダーゼ
（以下、特に断らない限り、“β−ガラクトシダーゼ”
とはここで特定されたβ−ガラクトシダーゼを意味する
。）を用いてガラクトオリゴ糖含有加工乳を製造する方
法についてさらに詳しく説明する。
反応に用いるβ−ガラクトシダーゼは、ストレプトコッ
カス・サーモフィルスもしくはラクトバチルス・　。
ブルガリクスの菌体を超音波処理、加圧処理など、細胸
壁を物理的に破壊する方法、あるいは自己消化法、細胞
壁溶解酵素（Ｉ；とえばりゾチーム）を作用させる方法
、などにより抽出するに由来することができる。
抽出した酵素は、そのまま使用してもよいが、塩析法、
限外濾過法、溶媒沈澱法などの方法により精製してから
用いてもよく、さらに、固定化酵素にして用いてもよい
。また、菌体をメタノール、エタノール、プロバノーノ
呟アセトン、トルエンなどの有機溶媒、あるいはドデシ
ルベンゼンスルホン酸ソーダ等の界面活性剤で処理する
ことにより、β−ガラクトシダーゼ固定化菌体とし、こ
れを用いてもよい。
原料乳としては、牛乳、やぎ乳、またはそれらの脱脂乳
、粉乳からの還元乳などを、そのまま用いることができ
るが、本発明で用いるβ−ガラクトシダーゼといえども
乳糖濃度が高いほどβ−ガラクトシル転移反応を生じさ
せ易いことに変わりはないから、乳固形分濃度（したが
って乳糖濃度）が高くなるような濃度調整を行なった乳
を原料にすることは差し支えない。
酵素処理において生じる主反応は、グルコースおよびガ
ラクトースへの加水分解反応とガラクトオリゴ糖および
転移二糖類へのβ−ガラクシル転移反応である。
ただし、転移反応が起こっても、生成したオリゴ糖の加
水分解も起こるので、長時間反応させると反応液中のオ
リゴ糖類は徐々に減少し、単糖類の比率が高くなる。言
うまでもなく、この場合に好ましい反応条件はガラクト
オリゴ糖の収率が高くなるような条件、具体的には、少
なくとも対乳糖収率が１５％になるような条件であり、
それ以下の収率では、意味ある量のガラクトオリゴ糖を
含有する加工乳にはならない。ガラクトオリゴ糖を高率
で生成させるだめの好適条件は、酵素の品質、被処理乳
の組成（特に乳糖濃度）等によっても多少異なるが、い
かなる場合も、反応開始直後に急速な加水分解反応が生
じないようにすることが最も重要であって、反応開始か
ら１時間までのグルコース生成率を対乳糖３０重量％以
下、望ましくは２０重量％以下に抑制しなければ、反応
時間をどのように選んでも、ガラクトオリゴ糖の最大収
率を１５％以上にすることは困難である（第１図参照。
実験条件は、酵素添加率を変えることにより反応開始直
後のグルコース生成率を変化させたほかは後記実施例１
と同じ。）。
したがって、反応開始から１時間までのグルコース生成
率が上記上限を超えないようにし、且つガラクトオリゴ
糖収率が最大になる時点の前後で酵素を失活させて反応
を打ち切ることが望ましい。
β−ガラクトシダーゼの至適温度およびＰＨ（４０〜６
０°Ｃ！、　ｐＨ約６〜８）付近で通常の乳糖濃度の生
乳を処理する場合、酵素濃度を約１〜１００単位／ｍｌ
の範囲で選ぶことにより、反応開始直後の加水分解反応
を上記範囲に抑制し、約２〜２４時間後に、ガラクトオ
リゴ糖を１５〜２０重量％程度含有する加工乳を得るこ
とができる。酵素濃度１単位／ｍ１未満では、ガラクト
オリゴ糖の最大収率は悪くないが、反応速度が遅すぎる
。
本発明の製造法は、そのまま飲用する加工乳の製造に採
用するのが最も効果的であるが、育児用粉乳、乳酸菌飲
料、発酵乳、アイスクリーム、練乳などの各種乳製品や
、パン、菓子類など乳を原料とする一般食品あるいはペ
ットフード、離乳期用飼料等を製造するためのガラクト
オリゴ糖含有原料乳の製造に採用することもできる。
〔実施例〕
以下、実施例および比較例を示して本発明を説明する。
実施例１ 無脂乳固形分濃度８．２％、乳糖濃度４．５％の滅菌牛
乳１０１１を４０℃に加温し、これにストレプトコッカ
ス・サーモフィルス由来のβ−ガラクトシダーゼを４５
００単位添加して６時間反応させた。この処理の最初の
１時間におけるグルコースの生成率は、原料乳中の乳糖
の１２．０重量％であった。その後、反応液を加熱して
酵素を失活させた。
得られた製品は、ガラクトオリゴ糖０．９４％、二糖類
１．５４％（内、乳糖０．４５％）、単糖類２．０２％
を含有し、弱い甘味が感じられるものであった。
実施例２ 無脂乳固形分濃度８．２％、乳糖濃度４．５％の滅菌牛
乳１０１１を４０℃に加温し、これにラクトバチルス・
ブルガリクス由来のβ−ガラクトシダーゼ４５００単位
を加えて６時間反応させた。この処理の最初の１時間に
おけるグルコースの生成率は、原料乳中の乳糖の１１．
５重量％であった。その後、反応液を加熱して酵素を失
活させた。
得られた製品は、ガラクトオリゴ糖０．６８％、二糖類
１．３９％（内、乳糖０．４１％）、単糖類２．４３％
を含有し、弱い甘味が感じられるものであった。
比較例１ 無脂乳固形分濃度８．２％、乳糖濃度４．５％の滅菌牛
乳１０１を４０°Ｃに加温し、これにクルイベロマイセ
ス・フラジリス由来のβ−ガラクトシダーゼ・ラクトザ
イム（ノボ社製品）４５００単位を加えて６時間反応さ
せた。この処理の最初の１時間におけるグルコースの生
成率は、原料乳中の乳糖の１８．５重量％であった。そ
の後、反応液を加熱して酵素を失活させた。
得られた製品は、ガラクトオリゴ糖０．４５％、二糖類
０．９０％（内、乳糖０．３１％）、単糖類３．１５％
を含有し、甘味が顕著に感じられるものであった。
比較例２ 無脂乳固形分濃度８．２％、乳糖濃度４．５％の滅菌牛
乳ｌＯｔを４０°Ｃに加温し、これに、アスペルギルス
・オリゼ由来のβ−ガラクトシダーゼ・ラクターゼＹ−
４００（株式会社ヤクルト本社製品）４５００単位を加
えて、６時間反応させた。この処理の最初の１時間にお
けるグルコースの生成率は、原料乳中の乳糖の１３．０
重量％であった。その後、反応液を加熱して酵素を失活
させた。
得られた製品は、ガラクトオリゴ糖０．６０％、二糖類
２．２０％（内、乳糖１．９５％）、単糖類１．７０％
を含有し、未反応の乳糖を多量に含むものであった。
実施例３ 無脂乳固形分濃度１０％、乳糖濃度５．２％、温度４０
°Ｃの脱脂乳を、ストレプトコッカス・サーモフィルス
由来のβ−ガラクトシダーゼ（３０単位／に乳糖）で処
理した。反応時間を０．５〜７時間の範囲で変化させた
場合の反応液糖組成の変化を表２に示す。
表２ 葺　二糖類カッコ内は乳糖、葺葺　　単糖類カッコ内は
グルコース〔発明の効果〕 上述のように、本発明の製造法によれば獣乳を直接β−
ガラクトシダーゼで処理してガラクトオリゴ糖含有加工
乳とすることができる。この製造法は、原料乳の濃縮に
ともなう蛋白質の熱変成や、全糖濃度の増加による顕著
な甘味増加およびカロリーアップを招くことがない。ま
た、乳糖含有率を初期値の約２０％以下に低下させるこ
とができるので、いわゆる乳糖不耐症の人でも飲用可能
な製品を与える。したがって、これにより初めて、飲用
に適した高品質ガラクトオリゴ糖含有加工乳を安価に提
供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図はβ−ガラクトシダーゼ処理の最初の１時間にお
けるグルコースの生成率とガラクトオリゴ糖の最大収率
との関係を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ストレプトコッカス・サーモフィルスもしくはラ
    クトバチルス・ブルガリクスに由来するβ−ガラクトシ
    ダーゼを獣乳に作用させ、原料乳中の乳糖の少なくとも
    １５％を一般式Ｇａｌ−（Ｇａｌ）＿ｎ−Ｇｌｃ（但し
    、式中Ｇａｌはガラクトース残基、Ｇｌｃはグルコース
    残基、ｎは１〜４の整数を、それぞれ表わす）のガラク
    トオリゴ糖に変換することを特徴とするガラクトオリゴ
    糖含有加工乳の製造法。
  2. （２）酵素処理の最初の１時間におけるグルコースの生
    成率が原料乳中の乳糖の３０重量％以下になるような条
    件でβ−ガラクトシダーゼを作用させる特許請求の範囲
    第１項記載の製造法。
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