JPH0413680A - ヘム鉄複合物の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、動物血液を原料とするヘム鉄複合物の製造方
法に関する。ヘム鉄は、無機の鉄にくらべて体内への吸
収性が良く、かつ、副作用も少ないことから、鉄の有効
な補給源として、食品、医薬品の分野での利用価値が高
い。

（従来の技術） 赤血球（血液を遠心分離して得られる血球部分、以下、
原料ＲＢＣと呼ぶ）由来のヘモグロビンをタンパク分解
酵素処理し、該処理液からヘム含有量の高い両分を分離
することにより、鉄含有量の高いヘム鉄複合物が得られ
ることが知られている（特公平１−２４１３７号公報）
。ヘモグロビンをタンパク分解酵素処理することにより
、ヘムを含まないペプチド含有量の高いヘム鉄複合物が
得られ、後者を等電点沈澱法または限外濾過法により分
離・濃縮し、この液を乾燥（たとえばスプレードライ法
）することにより、ヘム鉄複合物の粉末が得られる。ヘ
ム鉄複合物は、鉄補給を目的とした食品や製剤の原料と
して優れた機能を有しているが、原料血液由来の生臭さ
が残存すること、ヘム鉄特有の暗褐色の色を呈している
ことから、その用途が限定されていた。さらに、従来の
ヘム鉄複合物を飲料素材として用いる場合でも、通常の
清涼飲料水のｐＨ（ｐＨ３付近）ではほとんど溶解しな
いことから、ヘム鉄を含む飲料はほとんと市場に出回っ
ていない。

（発明が解決しようとする課題） ヘモグロビンは原料ＲＢＣの９０％以上を占める主要成
分であるが、純化したヘモグロビンそのものには血液由
来の生臭さが存在しないことから、生臭さの原因物質が
原料ＲＢＣ由来の不純物であることは明らかである。従
来、原料ＲＢＣからヘモグロビンを精製する方法として
は、トルエン等の有機溶媒で抽出する方法や、再結晶を
繰り返す方法が知られているが、大量に処理することは
困難であり、食品素材を製造するための方法としては不
適である。

ＤｅＬｏａｃｈらは、原料ＲＢＣをあらかじめ一定の浸
透圧になるまで透析した後、精密濾過を行うことにより
、脂質を含まないヘモグロビンが得られると報告してい
るが［Ｊｏｈｎ　Ｒ，ＤｅＬｏａｃｂ＋　Ｃｙｎｔｈｉ
ａＬ、　５ｈｅｆｆｉｅｌｄ、　ａｎｄ　Ｇｅｏｒｇｅ
　Ｅ、　５ｐａｔｅｓ、　Ａ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−
ｆｌｏｗ　ｈｉｇｈ−ｙｉｅｌｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆ
ｏｒ　ｐｒｅｐａｒａｔｉ−ｏｎ　ｏｆ　１ｉｐｉｄ−
ｆｒｅｅ　ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎ、　Ａｎａｌ、　Ｂｉ
ｏｃｈｅｍ、。

肚、１９１−１９８　（１９８６）］　、生臭さの除去
については全く言及していない。さらに、透析膜の再使
用ができないこと、原料ＲＢＣの１８倍もの緩衝液が透
析に必要であり、この液がそのまま要処理排水となり、
廃液処理に多大の設備が必要となること等の問題点を含
んでいる。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、生臭さの無いヘム鉄複合物を製造するた
め鋭意検討を行った結果、原料ＲＢＣをそのまま精密濾
過することにより、生臭さの原因物質を大幅に除去する
ことができることを発見し、精密濾過した原料ＲＢＣ溶
血物を原料として高品質のヘム鉄複合物を製造すること
ができることを確認し、本発明を完成するに至った。具
体的には、原料ＲＢＣに１〜３倍量の水を加え、これを
そのまま精密濾過すればよいが、クエン酸等を添加して
原料ＲＢＣのｐＨを４．５〜７．０、好ましくは５．０
〜５．５に調整することにより、濾過膜をヘモグロビン
が透過する速度が向上し、効率よく処理することが可能
である。ｐＨの調整には、クエン酸以外に乳酸、酢酸、
リンゴ酸等の有機酸を用いても同様の効果があるが、塩
酸等の強酸を用いた場合には、ヘモグロビンの一部が凝
集沈澱し、その結果、濾過の効率が低下しやすい。精密
濾過処理により、水に不溶性の物質、たとえば、脂肪の
エマルジョンや赤血球膜の断片などが残渣側に残り、こ
の画分に大部分の臭い物質が存在している。

精密濾過の濾過材としては、ヘモグロビンが通過し、水
不溶性物質が通過しない濾過材を用いればよい。ヘモグ
ロビンの分子量は約６５，０００であり、分画分子量が
それ以上の限外濾過膜でも利用可能であり、さらに、ア
ルカリや尿素等でヘモグロビンをサブユニットに分離さ
せることにより、それより分画分子量の小さい限外濾過
膜でも、ヘモグロビンが通過できるものであれば利用可
能である。不溶性物質を除去する目的においては、濾過
膜の孔径が小さければ小さいほど不純物の除去効率が良
いわけであるが、逆に濾過速度の面からみると、孔径が
大きいほど濾過速度が高く、実際には除去したい物質の
性質に応じて孔径を選択する必要がある。生臭さの原因
物質を除去する場合には、孔径を極端に小さくする必要
はなく、孔径が０．１〜０．２５μｍの精密濾過で充分
である。濾過の方法は、原液を加圧して濾過を行う加圧
濾過法や、濾液側を減圧下に濾過を行う減圧法も利用可
能であるが、原料ＲＢＣに含まれる不純物が目詰まりを
起こしやすく、大きな濾過面積を存する大がかりの設備
が必要となるため、好ましくは、中空糸膜やセラミック
膜フィルター等を用いたクロスフロ一方式による濾過を
行うことが望ましい。

精密濾過（または限外濾過）処理を行った原料ヘモグロ
ビンよりヘム鉄複合物を得る方法は、公知の方法をその
まま利用することが可能である。

すなわち、酵素の作用を受けやすくするために、濾液に
アルカリを添加し、ｐＨを１０に調整する。

その後、蛋白分解酵素、たとえば、ノボ社製アルカラー
ゼ０，６Ｌを加えて５５°Ｃで反応を行う。

反応が進行するにしたがいＰＨが低下してくるが、Ｎａ
ＯＨ等のアルカリを逐次添加することにより、ｐＨを１
０に調整する。アルカリの添加量で酵素反応の進行状況
を追跡し、蛋白の分解率が１５〜２５％になった時点で
冷却することにより、酵素反応を停止させる。反応液か
らヘム鉄複合物を分離する方法には、限外濾過法と等電
点沈澱法があるが、限外濾過法の場合には、分画分子量
が５，０００〜１０．０００の限外濾過膜を用いて低分
子のペプチドを除去することにより、ヘム鉄複合物の濃
縮液が得られる。また、等電点沈澱法の場合には、反応
液のｐｉ（を４．５に調整することにより、ヘム鉄複合
物を沈澱として分離することができる。分離したヘム鉄
複合物は、スプレードライ等で乾燥することにより、粉
末の製品が得られる。

上述の精密濾過処理は、蛋白分解酵素処理を行う以前に
実施することが大切である。蛋白分解酵素処理を行った
後では、精密濾過を行う際のヘム鉄複合物の透過率が低
いことから、高収率でヘム鉄複合物を得ることは困難で
あり、さらに、生臭さの原因物質の除去も、酵素処理前
に精密濾過を行う場合と比べて不完全である。

（作　用） 精密濾過処理を施したヘモグロビンは、原料血液由来の
生臭さの原因物質（たとえばリン脂質）が大幅に除去さ
れており、これを原料としたときには、血液特有の生臭
さが少ない高品質のへ五鉄複合物が製造できる。

本発明によるヘム鉄複合物は、従来の製品に比べてｐＨ
３付近の水溶液に対する溶解度が改善されており、さら
に、この状態で保存した場合や加熱殺菌を行った後でも
、透明感の低下や沈澱の析出なども少なく、条件によっ
ては全く認められなくなつている。このことは、本発明
によるヘム鉄複合物を用いることにより始めてヘム鉄を
含有する清涼飲料の開発が可能になったことを意味する
。

（実施例） 実施例１ 凍結原料ＲＢＣ４０ｋｇ（ブタ血液由来、鉄濃度１２０
０ｐｐｍ）を解凍し、８０ｋｇの水を加えた。

この液を１０ｋｇずつに分注し、４０％クエン酸溶液ま
たは２１％Ｎａ１ｌ（を添加して、第１表に示すとおり
ＰＨを４．Ｏ〜１０．０にそれぞれ調整した。この液を
旭化成社製精密濾過膜ＰＭＰ−１０３（孔径０．２５ｐ
ｍ、膜面積０．２ｒｒｒ）またはＰＳＰ−１０３（孔径
０．１０ａｍ、膜面積０，２ｒｔｆ＞を用い、入口圧力
１．５ｋｇ／ｃ１ｉｌＧ、出口圧力０　、　９　ｋｇ　
／　ｃＪＧにてクロスフロ一方式により濾過し、それぞ
れ８ｊ２の濾液を得た。濾過速度と濾液の鉄濃度を測定
することにより、濾過の効率を調べたところ、第１表の
ような結果が得られた。

濾液は全て、原料ＲＢＣ特有の生臭さが除去されていた
。

第１表　各種ｐＨにおける濾過速度と濾液の鉄濃度実施
例２ 原料ＲＢＣ１ｋｇを水で３倍に希釈し、実施例１の実験
８（第１表参照）と同じ条件で１５．６ｋｇの濾液を得
た。これに２１重量％のＮａＯＨ溶液を添加してｐＨを
１０に調整した後、５５°Ｃに加温してノボ社製アルカ
ラーゼ０．６Ｌを４８ｇ添加し、５５°Ｃで反応させた
。反応液のｐＨは、２１重量％ＮａＯＨを添加すること
により１０に調整し、ＮａＯＨの添加量で酵素反応の進
み具合を追跡した。

Ｎ　ａ　ＯＩｔの添加量が４２０−になった時点で反応
液を冷却し、旭化成社製限外濾過膜５ＩＰ−１０１３Ｃ
分画分子量６０００）で入口圧力１．５ｋｇ／ｃｄｌＧ
、出口圧力０．９ｋｇ／ｃ＋ｆｌＧにてクロスフロ一方
式により限外濾過を行った。濃縮液の液量が６！になっ
た時点で水８１を加え、さらに限外濾過を続行した。同
じ操作を再度繰り返した後、濃縮液の液量が４２になる
まで濃縮を続け、本濃縮液をスプレードライすることに
より、ヘム鉄複合物４ｏ。

ｇを得た（標品Ａ）。

このヘム鉄複合物（標品Ａ）には、原料血液由来の生臭
さは全く認められず、３７℃で１ケ月の加速試験を行っ
た後も、生臭さの増加は僅かであった（第２表）。

第２表 製品の品質比較 ＋＋：ｌｉ臭い 実施例３ 原料ＲＢ　Ｃ７ｋｇを用い、実施例２と同様の条件で精
密濾過と酵素反応処理を施した。所定量のＮａ０１１の
添加（４２０ｉｆ）が完了した時点で冷却し、反応液の
ｐＨを２ＮのＨＣｆを添加することにより４．５に調整
して、４°Ｃで１時間放置した。生じた沈澱を遠心分子
％Ｉ　（５，０００ｘ　ｇで２０分間）で分路した後、
水洗し、真空乾燥によりヘム鉄複合物の粉末３９０ｇを
得た。本製品からも、血液由来の生臭さは全く認められ
なかった。

比較例１ 原料ＲＢＣ１５ｋｇを水で３倍に希釈後、２１％Ｎａ０
１１を添加してｐ　Ｈを１０に調整した。これを５５°
Ｃで加温し、ノボ社製アルカラーゼ０．６Ｌを４８ｇ添
加し、５５°Ｃで反応させた。反応液のｐＨを、２１重
量％ＮａＯＨを添加することにより１０に調整し、Ｎａ
ＯＨの添加量で酵素反応の進み具合を追跡した。ＮａＯ
Ｈの添加量が４２０ｄになった時点で反応液を冷却し、
旭化成社製限外濾過膜５ＩＰ−１０１３（分画分子量６
０００）で入口圧力１゜５　ｋｇ　／　ｃ＋ＩＩ　Ｇ、
出口圧力０．９ｋｇ／ｃＪＧにてクロスフロ一方式によ
り限外濾過を行った。濃縮液の液量が６ｊ２になった時
点で水を８ｉ！、加え、さらに限外濾過を続行した。同
じ操作を再度繰り返した後、濃縮液の液量が４１になる
まで濃縮を続けた。本濃縮液をスプレードライすること
により、ヘム鉄複合物４００ｇを得た（標品Ｂ）。

実施例４ 前述の標品Ａと標品Ｂにつき、各種ｐＨにおける溶解度
を比較した。この溶解度の測定は、標品Ａおよび標品Ｂ
を水に溶解した後（１５０ｐｐｍ）、２Ｍのクエン酸を
添加してｐＨを調整し、遠心分離により沈澱を除去した
後、上清の鉄濃度を原子吸光法にて測定した。その結果
は、第１図に示すとおり、弱酸性のｐＨ領域（ｐＨ３，
５〜６゜０）ではどちらもほとんど溶解しないが、ｐＨ
３付近での溶解度に大きな差が認められた。図中、○印
は標品Ａ（改良品）、・印は標品Ｂ（従来品）の溶解度
を示す。

標品ＡおよびＢを鉄濃度として約１０ｐｐｍとなるよう
に、それぞれ蒸留水に溶解し、ｐＨを２゜８に調整後、
８０″Ｃで３０分間加熱殺菌を行ったが、標品Ａの溶液
では、液の状態にはほとんど変化がなかった。さらに、
この溶液を４°Ｃで２週間保存した後でも、沈澱の析出
は認められなかった（第２表）。

比較例２ 原料ＲＢ　Ｃ５ｋｇを用いて、比較例１と全く同様に、
酵素反応と限外濾過によるヘム鉄画分の濃縮を行い、４
１の濃縮液を得た。この液（鉄濃度約１．３００ｐｐｍ
）を用いて旭化成社製精密濾？１１１りＰＳＰ−１０３
（孔径０．１０μｍ、膜表面０．２ｒｒｆ）により、入
口圧力１．５ｋｇ／ｃＩｉＩＧ、出口圧力０゜９ｋｇ／
ｃｆｆｌｃにてクロスフロ一方式により濾過テストを行
った。３１の濾液を得るのに必要な時間から求めた平均
濾過速度は１５０ｍ１／ｍｉｎとまずまずであったが、
濾液の鉄濃度が３９０ｐｐｍと原液３分の１以下であり
、生臭さも完全には除去されていなかった。

（発明の効果） 本発明により得られたヘム鉄製品は、従来と同様１．０
〜１．　５％の鉄を含み、このほとんどが吸収性の良い
ヘム鉄として存在していることから、鉄補給のための食
品や医薬品素材として優れた特徴を持っていることはい
うまでもないが、従来のへ五鉄複合物と比べて原料由来
の生臭さが除去されており、違和窓なく口にすることが
できること、保存性が良いこと、水に溶解した際の透明
度が改善されていること等大きな特徴を有しており、よ
り広い範囲での用途開発が可能となった。さらにまた、
従来の製品は、酸性の水溶液にはほとんど溶解しなかっ
た（ｐＨ３で鉄濃度として５　ｐｐｍ以下）のに対し、
同じｐＨで鉄として１１００ｐｐ以上溶解すること、加
熱殺菌後の沈澱の析出も認められないことから、今欲、
清涼飲料素材としての商品開発も可能となった。

における溶解度を従来の製品と比較して示したグラフで
ある。

（ばか１名）

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 赤血球中のヘモグロビンをタンパク分解酵素で処理し、
   次いでグロビンペプチドを除去することによりヘム鉄複
   合物を製造する際に、原料赤血球を精密濾過することを
   特徴とするヘム鉄複合物の製造方法。