JPH0515313A - 新規乳蛋白質及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 牛乳中に含まれる蛋白質の中で、凍結または
凍結に類似する環境で、冷水に難溶性の蛋白質を，予め
限外濾過装置を使って濃縮後凍結し、ｃｒｙｏｐｒｅｃ
ｉｐｉｔａｔｉｏｎの最も起き易い雰囲気下で一定期間
貯蔵した後、これを粉砕、解凍し、これを遠心分離また
は圧搾してホエイを除去し、分画、固定化する方法。 【効果】 本法によって分画、固定化された乳蛋白質
は、異味・異臭がなく、カゼインミセルの復元性が良好
であるため、食品素材その他の各種素材として有用であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、生乳、脱脂乳、還元
乳等カゼインを主成分とする乳原料を凍結して、冷水に
難溶性の蛋白質の分画並びに固定化に関するもので、原
料を限外濾過後凍結し、一定期間貯蔵した後これを粉
砕、解凍して遠心分離または圧搾にてホエイを除去して
分画固定化する方法、及びそれによって得られる乳蛋白
質、及びそれを少なくとも含有してなる異味・異臭のな
いカゼインミセルの復元性の良好な食品素材に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】牛乳中に含まれる蛋白質の固定化は、原
料に凝乳酵素を添加して蛋白質を変性させチーズとする
方法；酸性物質を添加して、蛋白質が等電点に到達する
までｐＨを下げてカゼインを凝集させ、酸カゼインとし
て固定化する方法；原料を噴霧乾燥若くは凍結乾燥し
て、その他の成分と共に粉末化する方法；等が従来採用
されている（岩田久敬「食品化学要説」養賢堂（昭３６
−３−１８）ｐ．１８８−１９６）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の牛乳中に含まれ
る蛋白質の固定化法の内、チーズは、凝乳酵素及び／若
くは微生物を添加して、長期保存後チーズ風味を強調し
て生食または食材とするのが目的である。従って本品は
製造後香味、物性が逐次変化するため、新鮮なカゼイン
風味若くはその性質を利用する食品素材には不適当であ
り、また、水による溶解は不可能である。一方、酸カゼ
インはこれを軟化させるのにアルカリ剤の添加を必要と
し、この時中和臭が発生し香味の良い食材になり難い。
また全脂粉乳、脱脂粉乳等の粉末乳固形分はこれを食材
として使用する時、繁雑な製造工程を必要とする上、蛋
白質以外の不純物を多く含むため、乳蛋白含量を多く必
要とする食品素材には不向きである等、新鮮なカゼイン
風味を長期間保持し、溶解可能で、蛋白含量の高い牛乳
由来の食品素材として利用し得る乳蛋白質は存在せず、
したがってこのような食品素材の製造も不可能であっ
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであって、従来、寒冷沈降物
（ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅということもある）
は牛乳を凍結してｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅを生
成せしめたけれども、難溶性のｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉ
ｔａｔｅが生成されるにとどまり、可溶化について種々
の検討結果が報告されている（例えば王手、大高：酪農
科学の研究，１８（２）Ａ−３７，１９６９）が満足す
る結果は得られていない。限外瀘過により濃縮された牛
乳の凍結に関する研究は１９６０年代より多くの報告が
あり、特にカゼイン系蛋白質に係る研究はＤ．Ａ．Ｌｏ
ｎｅｒｇａｎ等により行われ、ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉ
ｔａｔｅの可溶性について紹介されている（Ｄ．Ａ．Ｌ
ｏｎｅｒｇａｎ：Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃ
ｉｅｎｃｅ，４８，１８１７，１９８３；Ｔ．Ｗ．Ｍｏ
ｏｎ，Ｉ．Ｃ．Ｐｅｎｇ ａｎｄ Ｄ．Ａ．Ｌｏｎｅｒｇ
ａｎ：Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃ
ｅ，５３，１６８７，１９８８）。しかしこの可溶性ｃ
ｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅを固定化し、異味・異臭
のないカゼインミセルの復元性の良好な食品素材に関す
る方法は見いだされていない。

【０００５】その結果、限外濾過によって乳原料の蛋白
質を濃縮した後、一旦凍結し、次いで低温下で保存貯蔵
する公知の知見からｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅを
生成させ、これを粉砕、解凍、圧搾等の操作で、更に蛋
白含量を高め異味・異臭のないカゼインミセルの復元性
の良好な新規乳蛋白質が分画、固定化されるという新規
にしてきわめて有用な知見を得た。

【０００６】本発明は、このような新知見を基礎として
更に研究の結果遂に完成されたものであって、本発明の
乳蛋白質の分画、固定化法は、牛乳に含まれる蛋白質の
中で凍結または凍結に類似する環境下で、冷水に難溶の
蛋白質を、予め限外濾過設備にて濃縮した後、これを凍
結し、ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（寒冷沈
降）の最も起き易い雰囲気下で、一定期間貯蔵した後、
これを粉砕、解凍して、遠心分離若くは圧搾して水分を
除去し分画、固定化する点を基本的技術思想とするもの
である。既述のように、牛乳を凍結しても難溶性のｃｒ
ｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅしか得られないところ、本
発明のようにこれを分画、固定化して可溶化し、可溶性
の食品素材化することは、従来全く知られておらず新規
な技術思想である。

【０００７】以下、本発明を具体的に説明する。

【０００８】本発明においては、原料として乳原料を用
いる。乳原料としては、牛乳、山羊乳、馬乳、水牛乳そ
の他の獣乳それ自体又はその加工品をすべて指すもので
あって、例えば、全乳、脱脂乳、バターミルク、全脂粉
乳、脱脂粉乳等の還元乳等が広く包含される。乳原料と
しては、目的とする可溶性乳蛋白質又はそれを用いる食
材等の機能に応じて適宜選択、混合することができる。

【０００９】次いで乳原料は、限外濾過による前処理を
行う必要がある。限外濾過装置で行うが、限外濾過に使
用する濾過膜は、牛乳に含まれる脂肪、カゼイン並びに
ホエイ蛋白質等高分子化合物は濾過できず、乳糖、溶解
されている無機化合物、アミノ酸等の低分子化合物の濾
過可能な膜をすべて包含するものである。また、乳原料
の限外濾過操作中に細菌や酵素による成分の変性が懸念
される時は、濾過操作に先立って殺菌を行うとよい。限
外濾過は、蛋白質の濃縮を目的とするだけでなく、乳原
料中に含まれるミネラルの除去を目的とする。牛乳ｃｒ
ｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅは難溶性で凍結期間が長く
なると不溶化するが、ミネラルの除去されたｃｒｙｏｐ
ｒｅｃｉｐｉｔａｔｅは凍結変性が少なく、特に熱水で
の復元性が良好で完全に溶解することから、食品素材や
医薬品、化粧品素材としての利用価値を高めている。ま
たミネラルの除去率に呼応して蛋白質が濃縮されると、
ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅとなったカゼインミセ
ルが水和し易くなり、固定化が速かに起きる。従って限
外濾過による蛋白質の濃縮倍率は、固定化されたｃｒｙ
ｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅが室温で流動性を有さないレ
ベルとするのがよい。限外濾過による濃縮度が低いと、
粉砕、解凍した時限外濾過濃縮乳（以下濃縮乳）の流動
性が高いため、本品の分離には遠心分離が適切である。
濃縮度が高いと逆に流動性が低下するため、粉砕、解凍
後圧搾でホエイ画分を除去する方法を採用するのがよ
い。

【００１０】限外濾過処理を行った後、凍結処理を行う
が、凍結はｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎを均一
に行わせるための予備操作で、速かに濃縮乳を凍結させ
るためのものである。従って凍結温度は低い程良く、濃
縮乳はショリーパック等のような床面積が広く厚味の小
さくなるような容器に入れ凍結することが望ましい。

【００１１】このようにして急凍された前記濃縮乳に含
まれるカゼインミセルは、凍結温度によってはｃｒｙｏ
ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅになり難いため、最もｃｒｙｏ
ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅが発生しやすい温度条件下に貯
蔵する。ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎの至適温
度は、原料、濃縮乳の濃度によって異なるが−１℃〜−
２０℃、好ましくは−８℃〜−１２℃程度で貯蔵時に至
適温度となるよう庫内を調温する。また貯蔵期間は濃縮
乳の濃度に左右される。例えば脱脂乳の６倍濃縮乳では
２４時間程度の貯蔵でカゼインミセルはｃｒｙｏｐｒｅ
ｃｉｐｉｔａｔｅに変化する。一方、脱脂乳の２倍濃縮
乳では、−８℃で４週間貯蔵した場合、ｃｒｙｏｐｒｅ
ｃｉｐｉｔａｔｅの変化率は９３％程度であって、小規
模の実施には格別の支障はないものの工業的見地からす
るとあまり満足できるものではないし、他方、濃縮度が
６．５〜７倍をこえると、濃縮操作その他の各機械的操
作においてトラブルの発生率が高くなってくる。したが
って、ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（寒冷沈
降）の各条件は、使用乳原料の種類も勘案しながら、上
記を参考にして、ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ
が最も起き易い雰囲気となるよう定めるのが好適であ
る。

【００１２】上記のように低温に一定期間貯蔵すると、
その結果ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅが生成析出す
るので、これを粉砕、解凍した後、脱ホエイする。脱ホ
エイとしては、遠心分離、濾過、圧搾その他固液分離に
おける常法が適宜単用ないし２種以上複用できるし、必
要あればくり返して脱ホエイを行ってもよい。ｃｒｙｏ
ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅの粉砕、解凍も、公知のシステ
ムを利用して適宜行えばよい。

【００１３】ホエイを除去したｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉ
ｔａｔｅは、昇華若くは蒸発により水分を失うと、本品
を溶解使用する場合、水分を失ったカゼインミセルは不
溶解物質となってしまうため、水分蒸発の起き難い形態
に包装する。本品の貯蔵は腐敗防止の観点から凍結保存
とするが、ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅの溶解性
は、ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ発生至適温度
に貯蔵すると徐々に低下していくため、ｃｒｙｏｐｒｅ
ｃｉｐｉｔａｔｅが発生し難い庫内温度として貯蔵する
のが好適である。

【００１４】このようにして分画、固定化された乳蛋白
質は、従来既知のチーズや酸カゼインといった乳蛋白質
とは、その製法が相違するだけでなく、酵素、微生物、
酸等の混入がなく異味・異臭のない点及び従来の乳蛋白
質が水不溶性ないし極めて難溶性であるのに対して高い
溶解性を有する点等において、全く相違しており、新規
な乳蛋白質と認められる。

【００１５】本発明に係る乳蛋白質は、上記のように従
来の乳蛋白質とは異なり異物の混入がなく純粋なカゼイ
ン含量が高くしかも従来品と決定的に異なり格別の処理
をすることなく可溶化しうるというすぐれた性質を具備
するため、医薬品、化粧品、食品の各素材としてきわめ
て有利に使用することができる。本発明に係る乳蛋白質
を溶解するには、例えば凍結状態で粉砕後冷水に分散さ
せ、これを８０℃程度まで加温保持すればよく、それに
よって、異味・異臭の少ないカゼイン風味の溶液を得る
ことができる。

【００１６】

【作用機作】本発明方法によって可溶性乳蛋白質を分
画、固定化することがはじめて可能となったのである
が、その作用メカニズムの詳細については今後の研究に
またねばならないものの、現時点では一応次のように推
定される。すなわち、牛乳ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａ
ｔｅは、凍結した時発生する難溶性のカゼインミセルで
あって、凍結期間を長くすると不溶化する。しかし限外
濾過濃縮を行って蛋白質濃度を高めミネラルを除去する
ことにより、可溶性のｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ
となる。そしてこれを解凍して圧搾等の操作でホエイを
除去するとｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅの水和物と
なり固定化できるのである。

【００１７】以下、本発明を実施例により更に詳しく説
明する。

【００１８】〔実施例１〕生乳から得た脱脂乳を７０℃
１０分間殺菌し、これをＤＤＳ社製限外濾過装置を使っ
て、蛋白質濃度で６．０倍に濃縮した。限外濾過膜は分
画分子量３００，０００相当の膜を使用した。濃縮され
た脱脂乳は、ショリーパックに２Ｋｇ宛充填し、−３０
℃にて１２時間急速凍結後、−８℃で２６時間貯蔵し
て、牛乳ｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅを析出させ
た。これを砕氷機にて粉砕後＋５℃まで昇温し、チーズ
クロスに充填後、重量が圧搾前の６５％になるまで６Ｋ
ｇ／ｃｍ ²で圧搾しホエイを除去した。圧搾後のｃｒｙ
ｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅの組成は固形分換算で、蛋白
質７７％、炭水化物１３．５％、灰分８．５％、脂肪１
％程度で、外観はチーズ状であったがチーズと異なり、
熱湯に易溶であった。本品について、これを真空包装し
て−２０℃で６ケ月間保存した後、固形分沈澱率及び溶
解性をチェックしたが、添付図面からも明らかなように
固定化直後と同レベルの高い評価が得られた。そして香
味についても同様に高い評価が得られた。

【００１９】次に、限外濾過装置を操作することによっ
て脱脂濃縮乳の濃縮倍率を２〜６倍にコントロール（対
照：濃縮なし）したほかは、上記と同様の処理をくり返
して新規乳蛋白質をそれぞれ製造した。

【００２０】このようにして得た新規乳蛋白質を真空包
装して−２０℃で１８０日間保存し、その間のそれぞれ
の乳蛋白質溶液の固形分沈澱率を測定した。その結果を
図１に示す。また上記にしたがって−２０℃で１８０日
間保存した新規乳蛋白質製品（濃縮倍率４、５、６倍の
各製品）を８０℃の熱水に溶解せしめ、溶解時間と溶解
率との関係を測定した。その結果を図２に示す。そして
更に、濃縮倍率６倍とした新規乳蛋白質製品を−１０
℃、−２０℃、−８０℃の各温度に１８０日間保存した
後、これらを各々８０℃の熱水に溶解した場合の時間に
対する溶解度の変化を測定した。その結果を図３に示
す。

【００２１】上記の結果からも明らかなように、本発明
に係る新規乳蛋白質は、長期間の保存にもかかわらず固
形分沈澱率が低く、一方、溶解性は非常に高く、すぐれ
た製品であることが実証された。

【００２２】〔実施例２〕脱脂粉乳を１０％濃度に溶解
し、清浄化後、実施例１の操作をくり返し、同様にすぐ
れた乳蛋白質を得た。なお、本実施例においては、圧搾
時にｃｒｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ化していないカゼ
イン蛋白がホエイ側に流出したため、カゼイン蛋白の収
率は約７０％となった。

【００２３】〔実施例３〕実施例２において脱脂粉乳に
かえて全脂粉乳を用いた点及び濃縮倍率を蛋白質濃度で
５倍とした点を除き、実施例２と同様の操作をくり返
し、同様にすぐれた結果を得た。なお本実施例において
は、乳原料が脂肪を含んでいるため、固定化されたｃｒ
ｙｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅは実施例１、２に比べ軟か
いものが得られた。

【００２４】

【発明の効果】この発明は、牛乳中に含まれる主として
カゼイン系蛋白質をチーズのように凝乳酵素や微生物を
添加することなく、また酸カゼインのように酸性物質を
添加してｐＨを下げることなく固定化する方法で、得ら
れた乳蛋白質は、特に、異味・異臭がなく、カゼインミ
セルの復元性が良好であるため、医薬品、化粧品、飲食
品素材として非常に有用である。この乳蛋白質を例えば
飲食品用素材として利用する場合には、カゼインを主原
料とする加工食品の香味向上、カゼインの強化、処理加
工の簡便性等格別の効果が数多く奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】脱脂濃縮乳の濃縮倍率、新規乳蛋白質の保存日
数、及び新規乳蛋白質溶液の固形分沈澱率との関係を図
示したグラフである。

【図２】脱脂濃縮乳の濃縮倍率と新規乳蛋白質（−２０
℃、６ケ月保存）の８０℃溶解時間との関係を図示した
グラフである。

【図３】新規乳蛋白質の６ケ月間の保存温度と８０℃溶
解時間との関係を図示したグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑 田 有 東京都東村山市栄町１−21−３ 明治乳業 株式会社中央研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乳原料を限外濾過して蛋白質を濃縮せし
   めた後、これを凍結し、低温貯蔵して寒冷沈降反応物を
   生ぜしめ、次いでこれを粉砕、解凍した後、脱ホエイす
   ることを特徴とする新規乳蛋白質の分画、固定化方法。
2. 【請求項２】 濃縮した乳原料を−１℃〜−２０℃、好
   ましくは−８℃〜−１２℃に低温貯蔵することを特徴と
   する請求項１の方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２の方法によって製
   造された、異味・異臭のないカゼインミセルの復元性の
   良好な新規乳蛋白質。
4. 【請求項４】 請求項３の新規乳蛋白質を少なくとも含
   有することを特徴とする食品素材。