JPH02237992A - シアル酸類含有脱塩乳糖の製造方法 - Google Patents

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】 皇呈上二肌■分■ 本発明は、ホエーまたは脱脂乳からシアル酸類を含有せ
しめた乳糖を製造する方法に関する．本発明の方法によ
るシアル酸類含有乳糖は、乳糖の中に生理的に活性なシ
アル酸類を含有するので、食品、医薬品あるいは飼料原
料として有用に利用される。

′とその１ 乳を原料としてカゼイン、チーズ等を製造するさいホエ
ーが副生される．これらはカゼイン、チーズ等の製造手
段によって酸カゼインホエー、レンネットカゼインホエ
ー、共沈カゼインホエーチーズホエ一等と呼ばれている
． また、乳を原料として乳脂肪を分離採取ずるさい、脱脂
乳が副生される。

これらのホエーまたは脱脂乳には、ホエー蛋白質または
乳蛋白質、乳糖、シアル酸類、灰分等が含有されている
が、ホエー蛋白質、乳蛋白質、乳糖等は、限外濾過、加
熱、晶出処理等によって分離抽出され、それぞれの目的
に応じて利用されている． しかし、シアル酸類については、近年ヒトにとって生理
活性上有効であることが認められているものの、ホエー
のパーミエート（透過液）や脱脂乳の除蛋白処理液から
シアル酸類を低コストで工業的に分離抽出する技術がい
まだ確立されておらず、前記パーミェートや除蛋白処理
液中のシアル酸類はほとんど利用されることなく廃棄さ
れていた． 乳中に存在するシアル酸頬には、例えばシアリルラクト
ースのような糖に結合したシアル酸結合オリゴ糖、ペプ
チドに結合したシアル酸結合ベプチド、脂質に結合した
ガングリオシドなどがあることが従来より知られている
． 近年、糖蛋白質や糖脂質のような複合糖質中に含まれて
いる糖鎖が、生体における細胞間識別に重要な役割を演
ずることが知られ、シアル酸類はこの細胞間識別を行う
レセプターの必要構成成分として特に重要であることが
認識されるようになってきている． また、母乳と牛乳とを比較すると、母乳には、牛乳の３
〜５倍程度のシアルＭＭが含有されており、このシアル
酸類も乳幼児の感染防御因子の一つとして機能するもの
と考えられている．このような生理的有用性のため、牛
乳からシアル酸類を分離抽出する技術としては、特公昭
４０２１２３４号公報、特開昭５９〜１８４１９７号公
報等に開示されている．しかし、これらの方法は、乳中
のシアル酸類の一部を分離抽出しているにすぎず効率が
わるいかあるいはシアル酸類を単離に近い高濃度で分離
抽出を行うので、工業的生産に際しては工程が複雑とな
り、多額の設備投資が必要となり、また運転コストも高
くなるという問題があった．一方、ホエー類から乳糖を
分離抽出するには、一般的には、 （ｉ）ホエーの石灰処理と加熱、（　ｉｉ　）生ずる沈
澱蛋白質の除去、（　ｉｉｉ　）濃縮、（ｉｖ）冷却と
結晶化、（ｖ）遠心分離、（ｖｉ）結晶の洗浄及び乾燥
という一連の工程を経て乳糖含有量が８５〜９０％の粗
製乳糖を得ている．そして、これをさらに（νｉ）溶解
、（ｖｉ）　ｙｍ色及び濾過、（ｉｎ）濃縮及び結晶化
、（（ｘ）遠心分離、（ｘｉ）結晶の乾燥という一連の
工程を経て乳糖含有率が９５％以上の精製乳糖を得てい
る． また、乳糖の製造方法は、上記方法を基本とし、いくつ
かの改良方法があるが、これらの方法はいずれも乳糖の
みを目的物としており、シアル酸類の分離抽出あるいは
回収について考慮が全く払われていない．したがって、
ホエーのシアル酸類は、上記（ｖ）及び（ｘ）の遠心分
離の工程において粗製乳糖母液あるいは精製乳糖母液中
に大部分がそのまま残留し、乳糖とシアル酸類とを同時
に分離抽出することができなかった． 同様に、脱脂乳についても、これから蛋白質を回収する
ことのみが目的とされ、このために脱脂乳を限外濾過あ
るいは９０℃以上の沸点に近い温度で加熱処理して乳蛋
白質を分離回収している。したがってシアル酸類の回収
については、ホエーの場合と同様に何等の考慮も払われ
ていなかった．そしてホエーや脱脂乳から蛋白質と乳糖
とを回収した後の粗製乳糖母液、精製乳糖母液は、一般
的には廃棄されていた． 日が　゛　しよ　とする量 本発明は、近年、このように生理的有用性が認識される
ようになったシアル酸類を、ホエーまたは脱脂乳を限外
濾過して得られるパーミェートあるいは加熱処理して得
られる除蛋白処理液からこれらに特定の簡単な処理手段
を施すことによって乳糖と共に同時に分離回収しようと
するものである． を　゛するための 本発明は、上記課題を解決するために、シアル酸類を含
有するホエーまたは脱脂乳を限外濾過処理してパーミエ
ートを得るかあるいは加熱処理して除蛋白処理液を得、
これを電気透析装置及び／又は陽イオン交換樹脂と強塩
基性陰イオン交換樹脂とに付して脱塩し、これを濃縮し
、さらに必要に応じてシーディングして乾燥粉末化する
ことよりなるシアル酸類含有乳糖の製造方法で与る．本
発明の原料であるシアル酸類を含有するホエーとは、牛
乳、山羊乳、羊乳等の乳類から酸カゼイン、レンネット
カゼイン、共沈カゼイン、チーズ等を製造するさいに副
生されるものであり、また脱脂乳は上記乳類から乳脂肪
を除去したものである． このホエーまたは脱脂乳を、限外濾過処理あるいは加熱
等により除蛋白処理してホエー蛋白質や乳蛋白質を濃縮
物として分離回収するとともにパーミェートあるいは除
蛋白処理液を得る．このパーミェートや除蛋白処理液に
は、ホエーや脱脂乳の種類によって差はあるが、ほぼ乳
１！！１〜８ｇ／ｌ００−、シアル酸類３〜１０■ｇ／
１００ｍｇ及び灰分を含有している． このようにして得られたパーミエートや除蛋白処理液を
、必要に応じてｔｊＩＡ縮機で濃度（固形率）５〜５０
％程度に予ＩＩＩ濃縮してその後の工程の効率化をはか
る． この予備濃縮前に、脱リン酸カルシウム処理を行って濃
縮機へのスケール付着防止あるいは電気透析装置による
脱塩のさいの膜面の汚れの防止をはかることが望ましい
． 次に、これらのパーミエ−ト、除蛋白処理液あるいはこ
れらを予備濃縮した濃縮液を電気透析装置あるいはイオ
ン交換樹脂に付して脱塩処理し、濃１１（本濃＊＞を行
う． 本発明においてこれらの処理手段として次の３手段があ
る． 手段（ｌ）；パーミエート、除蛋白処理液等を電気透析
装置にのみ付して灰分を除去し、さらに濃縮を行ってシ
アル酸類を含有し、脱塩された濃縮乳糖を得る方法。

この方法では、電気透析装置によって含有する灰分の８
０％以上を除去し、さらに？！縮することによって固形
率を１０〜５０％程度にすることができる。

手段（２）；パーミエート、除蛋白処理液等を陽イオン
交換樹脂に通液し、次いで強塩基性陰イオン交換樹脂に
付し、澹縮を行うてシアル酸類を含有し、脱塩された濃
縮乳糖を得る方法． この方法ではイオン交換樹脂によって含有する灰分の９
０％程度を除去し、さらに濃縮することによって固形率
をｌＯ〜５０％程度にすることができる．手段｛３｝；
前記手段（１）と手段《２》とを組合わせた方法である
．すなわち、パーミエート、除蛋白処理液等をまず電気
透析装置に付して灰分を除去し、次いで陽イオン交換樹
脂と強塩基性陰イオン交換樹脂とに通液してさらに灰分
を除去し、濃縮を行ってシアル酸類を含有し、脱塩され
た？！ＩＩＩ乳糖を得る方法． この方法では、まず電気透析装置で含有する灰分の２０
〜７０％を除去し、次いでイオン交換樹脂処理により灰
分の９０〜９８％を除去し、さらに濃縮することによっ
て固形率をｌＯ〜５０％程度にすることが望ましい． これらの３方法について消費電力、電気透析装置の膜面
と樹脂の洗浄の容易性、樹脂の再生等にかかるコストを
考慮した場合、電気透析装置とイオン交換樹脂とを併用
する手段（３）が望ましい．また、これらの濃縮は減圧
濃縮をすることが望ましい． イオン交換樹脂を充填する樹脂塔は、陽イオン交換樹脂
と陰イオン交換樹脂とを別々に充填した複床式の形で用
いてもよいし、また一つの樹脂塔に両者を一緒に充填し
た混床式の形で使用してもよい． イオン交換樹脂は、陽イオン交換樹脂については、強酸
性イオン交換樹脂でもあるいは弱酸性イオン交一樹脂で
もいずれの樹脂でも使用することができる。これらの例
としては、アンバーライト（Ａａ＋ｂｅｒｌｌｔｅ）　
ＩＲ−１２０８，アンバーライト（Ａｍｂａｒｌｉ　ｔ
ｅ）ＩＲＣ−５０、デュオライト（Ｄｕｏｌｉｔｅ）０
　２０ＨＣ，デュオライト（Ｄｕｏ１ｉｔｅ）Ｃ−４６
４、デュオライト（Ｄｕｏｌｉｔｅ）Ｃ−２２５、ダイ
アイオンＳＫＩＢ，ダイアイオンＰκ２０８、ダウエッ
クスＥＣＲ−Ｓ　，ダウエックスＣＣＲ−２等がある． −４−、陰イオン交換樹脂は、弱塩基性陰イオン交換樹
脂を用いると、パーミエートや除蛋白処理液に含有され
るシアル酸煩が灰分と一緒に樹脂に吸着されて回収する
ことができなくなるので、これを用いることができず、
強塩基性陰イオン交換樹脂だけの使用に限定される， これらの樹脂の例としては、デュオライト（Ｄｕｏ１ｉ
ｔｅ）Ａ−１１６、アンバーライト（Ａｓｂｅｒｌｌｔ
ｅ）夏ＲＡ−４１６、アンバーライト（＾ｍｂｅｒ目ｔ
ｅ）　ＩＲＡ−４１０、ダイアイオンＰＡ　４１８　、
ダウエックス１１等がある。

上記手段《２》あるいは手段（３）においてイオン交換
樹脂を使用する場合、パーミェートや除蛋白処理液等は
、流速Ｓｖ＝２〜７、濃度（固定率）　５　〜４０％、
温度５〜５０℃の通液条件で行うのが最適である。

しかし、流速については、目標の脱塩率（８０〜９８％
）が得られる範囲であればいずれの条件でもよく、また
濃度及び温度条件についても、乳糖が析出しない範囲で
あれば特に上記した条件にこだわることなくいずれの条
件でも用いることができる．次に、ホエーのバー，ミエ
ートを種々のイオン交換樹脂を用い手段《３》によって
処理してシアル酸類含有脱塩乳糖を製造したときのシア
ル酸類の回収率及び脱塩率を第１表に示す。

なお、シアル酸類回収率及び脱塩率は、処理前のパーミ
ェートに含有されているシアルａｍ及び灰分含有量を基
準にして算出した。

第１表から明らかなように弱塩基性陰イオン交換樹脂を
使用した場合は、脱塩率は９０〜９９％となっており、
その目的を達成したものの、シアル酸類回収率がＯ〜３
０％と掻端に低く、本発明の目的に適さない．この理由
は前記したようにシアル酸類が灰分と一緒に樹脂に吸着
されて回収できなくなるためである．一方強塩基性陰イ
オン交換樹脂を使用する場合は、脱塩率及びシアル酸類
回収率ともに本発明の目的を達成できるものとなる．し
たがって本発明の方法でイオン交換樹脂を使用する場合
には、強塩基性陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂と
の組合わせが必要である．このようにして得られたシア
ル酸類を含有する脱塩乳糖は濃縮物となっているので、
これをその他の食品の母液、例えば粉乳類を製造するた
めの調整乳あるいは飲料溶液に添加することによって感
染防御能、細菌毒素中和能、学習能等シアル酸類に基づ
く生理活性機能をより高度に付加した食品を得ることが
できる． また、必要に応じてこのようにして得られたシアル酸類
を含有する脱塩乳ｍ濃縮物はシーディング後ドラム乾燥
あるいは噴霧乾燥して粉末化しシアル酸類を含有した脱
塩乳糖粉末としてもよい．この場合、シーディング前に
、α一乳糖等を添加してもよい．このようにして得られ
た粉末乳糖は、取扱性あるいは保存性を向上することが
できる．本発明における乳糖は、乳糖単体を意味するば
かりではなく、このような乳ｌ！濃縮物や乾燥粉末をも
意味する． 次に本発明の実施例を示す． 実施例ｌ レンネットカゼインを製造した時副生したホエ−１００
１から限外濾過装置でホエー蛋白質（ＷＰＣ）を分離抽
出し、透過したパーミェート９０ｌを苛性ソーダでｐｌ
１　６．４に調整し、７０℃で５分間保持し、タラリフ
ァイアーでリン酸カルシウムを除去し、更に塩酸でｐｌ
＋５．２に調整した．次にこのパーミエートを濃縮機で
固形率２５％まで予備濃縮した後、電気透析装置に通液
して灰分を６５％除去し、更に陽イオン交換樹脂（Ｄｕ
ｏ　ｌ　Ｉ　ｔｅＣ−２０）および強塩基性陰イオン交
換樹脂（Ａｍｔ＋ｅｒｌｉｔｅＩＲＡ−４１０）にそれ
ぞれＳＶ−２．５、温度２０℃で通液して灰分の９５％
を除去した． そして更にまたこの脱塩したパーミェートを濃縮機で固
形率５０．％まで本ｆｌｌｉシ、α一乳糖を添加し、シ
ーディング後、噴霧乾燥機で乾燥し、シアル酸類含有の
脱塩した乳糖粉末４ｋｇを得た．得られた乳糖粉末１０
０ｇ当りの組成は、乳＠９２．１ｇ、水分５．０ｇ、灰
分０．３ｇ、シアル酸１１７０ｍｇであった。

実施例２ ゴーダチーズを製造した時副生したホエー１００６から
限外濾過装置でｗｐｃを分離抽出し、透過したパーミエ
ート９０ｊ！を濃縮機で固形率２０％まで予備濃縮した
後、電気透析装置に通液して灰分を６０％除去し、更に
陽イオン交換樹脂（Ｄｕｏｌｉｔｅ　Ｃ−２２５）およ
び強塩基性陰イオン交換樹脂（ＡｍｂｅｒｌｉＬｅｌＲ
＾一４１６）にそれぞれＳＶ−５．０、温度３０℃で通
液して灰分の９５％を除去した． そして更にまたこの脱塩したパーミェートを濃縮機で固
形率５０％まで本濃縮し、シアル酸類含有の脱塩した乳
糖粉末９ｋｇを得た． 得られた乳糖粉末ｌｏｎｇ当りの組成は、乳１！４６．
１ｇ灰分０．３ｇ，シアル酸類３５一ｇであった．次に
上記の乳糖濃縮液２０．９ｋｇに、ホエー粉４１．７ｋ
ｇ、ビタミンとミネラル成分１ｋｇを水５００ｋｇに溶
解した溶液を加え、更に脱脂乳２３９ｋｇ、植物油２３
．９ｋｇを混合し、均質した．そしてこの溶液を殺菌し
、常法に従ってＩＩ縮乾燥して粉乳１００ｋｇを得た．
実施例３ 乳酸カゼインを製造した時副生したホエー１００　ｆｉ
から限外濾過装置でｗｐｃを分離抽出し、透過したパー
ミエート９０ｌを陽イオン交換樹脂（ＡＩＩｂｅｒｌｉ
ｔｓＩＲ−１２０８）および強塩基性陰イオン交換樹脂
（ＤｕｏｌｉｔｅＡ　１１６）ニそれぞれＳＶ−６．０
、温度４０℃で通液して灰分の９５％を除去した． そして更にこの脱塩したパーミェートを濃縮機で固形率
５０％まで濃縮し、シアル酸頬含有の脱塩した乳糖濃縮
液９ｋｇを得た． 得られた乳ｗａ濃縮液１００ｇ当りの組成は、乳１！　
４　６　．　３　ｇ、灰分０．４ｇ、シアル酸類４Ｇｍ
ｇであった．実施例４ 乳酸カゼインを製造した時副生したホエー１００　ｍ＋
を塩酸でｐｌｌ　５．５に調整し、塩化カルシウム０．
１３％添加後、９６℃に加熱、７分間保持後、遠心分離
機を用いてｗｐｃを除去した． この濾液９０１を濃縮機で固形率２５％まで予備濃縮し
た後、電気透析装置に通液して天分を７０％除去し、更
に陽イオン交換樹脂（ダウエックスＣＣＲ−２）および
強塩基性陰イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＡ　４１８
）にそれぞれＳＶ−２．５、温度２０℃で通液して天分
の９５％を除去した． そして更にまたこの脱塩したバーミエ−１・を１縮機で
固形率５０％まで本濃縮し、シアル酸類含有の脱塩した
乳糖濃縮液９ｋｇを得た． 得られた乳糖濃縮液１００ｇ当りの組成は、乳＄７！４
６．２ｇ、灰分０．１５ｇ，シアル酸類４０ｍｇであっ
た．実施例５ 脱脂乳１００１から限外濾過装置で乳蛋白賞を分離抽出
し、透過したパーミエート９０１を陽イオン交換樹脂（
＾ｍｂｅｒｌｉｔｅ　ＩＲ−１２０８）および強塩基性
陰イオン交換樹脂（Ｄｕｏｌｉｔｅ＾−１１６）にそれ
ぞれＳ　Ｖ　＝４．０、温度２５℃で通液して灰分の９
５％を除去した．そして更にこの脱塩パーミエートを濃
縮機で固形率４５％まで濃縮し、シアル酸類含有の脱塩
した乳！１　’ｄａ　１１Ｗｉ　８　．　５　ｋ　ｇ　
’ｆｔ　得タ．得られた乳糖濃縮液１００ｇ当りの組成
は、乳Ｉ！４７．（Ｉｇ、灰分０．５ｇ、シアル酸１１
５０ｍｇであった．実施例６ 脱脂乳１００２を塩酸でｐＨ　４．７に調整し、９３℃
に加熱７分間保持後、デカンターを用いて乳蛋白質を除
去した． この濾液８０ｇをｔＭｉｉＩ機で固形率１５％まで予備
濃縮した後、電気透析装置に通液して天分を５０％除去
し、更に陽イオン交換樹脂（ダイアイオンＳＫＩＢ）お
よび強塩基性陰イオン交換樹脂（ダウエソクス１１）に
それぞれＳＶ＝３、温度３０℃で通液して天分の９５％
を除去した． そして更にまたこの脱塩した濾液を濃縮機で固形率５０
％まで本濃縮し、α一乳糖を添加してシーディングした
後、噴霧乾燥機で乾燥し、シアル酸類含有の脱塩した乳
糖粉末４．５ｋｇを得た。

得られた乳糖粉末１００ｇ当りの組成は、乳糖９０．０
ｇ水分５．０ｇ、灰分０．５ｇ、シアル酸！９０ｍｇで
あった．又凱象勉米 ホエーまたは脱脂乳中に含有されているシアル酸類、特
にホエーまたは脱脂乳から蛋白質を採取するためにこれ
らを限外濾過したさいのパーミ工−ト、加熱等の除蛋白
処理を行ったさいの除蛋白処理液中に含有されているシ
アル酸類は、従来回収されることがなく廃棄されていた
． 本発明の方法によると、これらのパーミェートや除蛋白
処理液を脱塩して乳糖を製造するさい、簡単な処理手段
を施すことによって低コストに乳糖とともにシアル酸類
を含有せしめて回収することができる． そして得られたシアル酸類を含脊する脱塩乳糖は、食品
、医薬品あるいは飼料素材として利用価値が高いものと
なる．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シアル酸類を含有するホエーまたは脱脂乳を限外濾過し
   てパーミェート（透過液）を得るかあるいは加熱処理し
   て除蛋白質処理液を得、これを電気透析装置及び／又は
   陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂とに付し
   て脱塩し、濃縮し、さらに必要に応じてシーディングし
   て乾燥粉末化することを特徴とするシアル酸類含有乳糖
   の製造方法。