JPH06501455A - ベータ・カゼインを得る方法および装置 - 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】 ベータ・カゼインを得る方法および装置本発明は、レンネット（ｒｅｎｎｅｔ） カゼインからベータ・カゼインを得ることに関する。これは、より詳細には、レ ンネット・カゼインの懸濁液または溶液からベータ・カゼインの溶液を得るため に調整された方法および装置に関する。

レンネットによって、または、カッパ・カゼインのｐＨｅ−Ｍｅｔ　１０５−１ ０６結合を加水分解することができる、動物、野菜、細菌または真菌由来の他の 酵素もしくはその混合物によっ、て、カゼインの加水分解の後、哺乳動物ミルク のカゼインのミセルの沈殿からレンネット・カゼインを得ることは公知である。

ラクトシーラム（ｌａｃｔｏｓｅｒｕｍ）の分離および凝乳（ｃｔｕｄｓ　）の 洗浄の後、不溶物が得られる。これは、ミセルを安定化しかつ上記酵素すなわち カゼイノ・マクロペプチドによって放出された親水性フラクション以外は、この ように使用されるミルクのカゼインの全部を含む。

この酵素反応による他の生成物は、パラ・カッパ・カゼインと呼ばれるものであ る。

哺乳動物ミルクの凝乳化によって生産されたこの不溶物中に存在するカゼインの うち、ベータ・カゼインは、多くの機能的、技術的および生理学的特性を有する ことか知られている。こうした特性は、物理化学的特徴に結付けられる。すなわ ち： ・その強力な疎水性によってベータ・カゼインに付与された発泡および乳化特性 。

この特性は、また、コロイド状リン酸塩と結合したミセル構造の安定化の役割を 果たし、かつチーズ製造凝乳の生地（ｔｅｒｔｕｒｅ　）の役割を果たす。

・そのアミノ酸組成物から生じる栄養学的特性。これはリジンおよびトリプトフ ァンにおいてかなりの富化をもたらす。

・製薬工業における使用を可能にする特性。これは、ベータカゼインの加水分解 が、 一鉱物成分の内臓吸収の役割を果たすホスホペプチドの取得、および 一ベータψカッモルフイン（ｂｅｔａ　ｃａｓｏｍｏｒｐｈｉｎｅ　）として知 られているヘキサペプチドの形成をもたらすためである。後者は睡眠、インシュ リンの分泌および食欲の抑制に影響を与える催眠性誘導体に匹敵する役割を果た すようである。

温度が下がり、ミセルからコールド物質（ｃ　ｏ　Ｉ　ｄ）を解ａするベータ・ カゼインの量が経時的に増大するとき（最初の１５分間でこの量の７５％が放出 されたとしても）ベータ・カゼインは安定化する性質を有することが知られてい る（ＣＲＥＡＭＥＲｅｊ　ａｌ、Ｎ２．Ｊ、Ｄａｉｒ！５ｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃ ｈｎｏｌ、　１２．５８−６６、１９７７）。

低温　（ｃｏｌｄ）溶解の可能なベータ・カゼインの量は、また、使用されるタ ンパク濃度に依存し、かつ存在するコロイド状リン酸塩の濃度に依存する（ＰＩ ＥＲＲＥ　ａｎｄ　ＥＲＵＬＥ、Ｊｏｕ＋ｎａｌ　ｏｌ　ＤａｉＢ　Ｒｅ５ｅａ ｒｃｈ　４Ｂ、４＋７−４２８．１９８１）。

ベータ・カゼインの多くの特性に関連して、工業上経済的に実施でき、かつ媒体 中に存在する他のカゼインからベータ・カゼインを分離できる方法の開発が明ら かに重要である。

従来、この問題を解決する試みがいくつかなされて来た。

このような試みの１つは、フランス特許第２，５９２．７６９号に記載されてい る。これは、カゼイネート（ｃａｓｅｉｎａｌｅ）のような哺乳動物ミルクまた はその誘導体からベータ・カゼインを分離することにより、ベータ・カゼインに 富む物質を得る方法を開示している。

この方法は、より詳しくは、ミクロ濾過膜を用いた分子篩技術によって行われる 。

この先行技術は、多くの不利な点を有する。このうちつぎの点に注意すべきであ る。

・ベータ・カゼインを一度に高濃度でかつ適合した純度で得ることが困難である こと。

・低温マイクロ濾過の成績が極端に低いこと。この方法の工業レベルへの展開に おいであるハンディキャップを形成する。

したがって、本発明の目的は、先行技術の方法の欠点をなくしかつ工業的に実施 できるベータ・カゼインを得る新規方法を提供することである。

本発明は、ベータ・カゼインがレンネット・カゼインから抽出できること、およ びこのような抽出により濃度および純度において優れている取得物が与えられる ことの知見に基づいてなされた。

したがって、本発明の第１のポイントは、ミルクの酵素学的凝乳化によって生産 されたようなレンネット・カゼインからベータ・カゼインの溶液を得る方法を提 供する。フランス特許第２，５９２，７６９号中に開示された先行技術と比較し て、本発明による方法の独創的特徴の１つは、カゼイネートの使用にあるのでは なく、レンネット・カゼインの使用にある。レンネット鳴カゼイン中でカッパ・ カゼイン（ベータ・カゼインの抽出中に見出される主たるコンタミナント）は加 水分解されて、パラ・カッパ・カゼインを形成し、これは低い溶解性を有する。

したがって、本発明による方法は、たとえば、哺乳動物ミルクの酵素学的凝乳化 によって形成されるようなレンネット・カゼインの懸濁液または溶液を約−２０ Ｃから＋１０℃、好ましくは＋２℃から＋５℃の間の温度に冷却する点、そのｐ Ｈを約４．００から５．００の値に調節する点、およびこうして冷却されかつ酸 性化されたレンレネット・カゼインの懸濁液または溶液を２つの相に分離し、１ つの固相と、ベータ・カゼインを含む１つの液相とを得る点を特徴とする。

本発明による方法において、より詳しくは、哺乳動物ミルクとして、牛乳または ヤギ乳を使用することができ、またレンネット酵素として公知の酵素の混合物に よって、または動物、野菜、細菌、真菌由来の酵素によって、またはカゼインを 加水分解させることができるこれらの異なる酵素の混合物によって、上記哺乳動 物ミルクの酵素学的凝乳化に由来するレンネット・カゼインを使用することがで きる。

レンネット・カゼインは、水中懸濁液の形態で、または塩水溶液の形態で使用で き、かくして部分的もしくは全体的に可溶化できる。使用される塩類は、より詳 しくは、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、クエン酸ナトリウ ム、クエン酸カリウム、クエン酸アンモニウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸 カリウム、シュウ酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸 アンモニウムであり得る。

これらの塩類は単独であってもまたは種々の混合物であってもよい。溶液形態で 使用される塩類もしくは種々の塩類の混合物の濃度は、好ましくは、約０．１か ら４％の間である。

本発明によれば、懸濁液または溶液中に存在するレンネット・カゼインの濃度は 、好ましくは、１から１０％、さらに好ましくは約４から約７％の間である。

本発明による方法の第１段階において、レンネット・カゼインの冷却された懸濁 液または溶液のｐＨは、有機酸もしくは無機酸またはこれらの混合物の添加によ って約４．００から５．００の上記値に調節される。

使用される有機酸は、より詳細には、酢酸、クエン酸、乳酸、シュウ酸の単独も しくは混合物であり得る。使用される無機酸は、より詳細には、塩酸、硫酸、硝 酸、リン酸の単独もしくは混合物であり得る。レンネ・ソト・カゼインの懸濁液 または溶液のｐＨは、もちろん、本発明による方法のこの第１段階の全体におい て一定に保たれるように、コントロールされる。

本発明によれば、レンネット・カゼインの懸濁液または溶液の酸性化およびｐＨ のコントロールの工程は、この方法で要求されかつ前述した値に温度を調節する 段階の前に実施してもよい。

この方法の化学的工程に従って、こうして冷却されかつｐＨが調節されたレンネ ット・カゼインの懸濁液または溶液は、つぎの２つの相の混合物の形態で存在す る。

・ベータ・カゼインを含む液相。

・不溶カゼインの残渣を含む沈澱相。

本発明によるこの方法の第２段階において、上記２つの相は自然デカンテーショ ンによってまたは適当な装置の使用によって物理的に分離される。上記装置は、 本発明による方法の実施のための装置の具体例の説明の項で開示する。

上記分離の後、ベータ・カゼインに富む液相は、後述するように、適当な手段で 回収される。

このように定義された方法によって、ＨＰＬＣと電気泳動で測定したように、全 タンパク質に対し約９０％以上の純度を有するベータ・カゼインが得られる。

この生成物は、先行技術の分離では使用されていた添加剤、たとえば変性剤、沈 殿剤または尿素を含まない点で有利である。これは、それ自体本発明の範囲に属 する新規生成物である。

この生成物は、より詳細には、カッパ・カゼインを実質上含まない点を特徴とす る。

本発明による方法で得られたようなベータ・カゼインは、また、中性に近いｐＨ を有する点を特徴とする。

この生成物のこの性質は、食料品工業においておよび栄養工業、チーズ工業およ び乳製品工業において、食品ないし食品補給物として有利に利用される。栄養工 業において、これは、ペプチドを得るための極めて有利な原料を形成する。

本発明によるベータ・カゼインは、また、製薬工業もしくは化粧品工業において も極めて有利である。

本発明はまた、本発明により単離されたベータ・カゼインの共生成物（ｃｏｐ＋ ｏｄｕｃりにも関する。これはレンネット・カゼインの懸濁液または溶液の冷却 および酸性化の間に形成された固相である。この共生成物は、ベータ・カゼイン を実質上全く含まず、独特の機能的、生理学的および栄養学的特性を有する。

したがって、前述の諸工業への応用が見出された。

この共生成物は、また、ミセルの他のコンタミナントの精製のための原料として も使用できる。このような精製は、この共生成物がベータ・カゼインを実質上含 まないという事実によって容易に行なわれる。

本発明の第２の点において、本発明は上記定義のような方法を実施するための装 置に関する。この装置は、・哺乳動物ミルクの酵素学的凝乳によって生成された レンネット・カゼインの懸濁液または溶液が導入される反応器、 ・反応器内の懸濁液または溶液の温度を約−２℃から＋１０℃、好ましくは＋２ ℃から＋５℃の間の値に維持させる冷却手段、 ・反応器内に含まれるレンネット・カゼインの懸濁液または溶液に加えられる酸 の量をｐＨメーターのコントロール下に制御するｐＨ安定化装置、および・上記 反応器に由来する混合物中に含まれる液相と沈殿相の分離を確保する手段を含む 点を特徴とする。

本発明の他の特徴および利点は、いくつかの完全に非限定的な具体例を示す添付 図面を参照し、下記の説明から理解される。

図１は、ベータ・カゼインの溶液を得るための本発明による方法の各段階を示す ダイヤグラムである。

図２は、この方法の実施のための装置をダイヤグラム的に示したものである。

図３から図５までは、本発明による方法の第１段階から来る２つの相を分離する ための手段の様々の具体例をダイヤグラム的に示したものである。

図６は、サンプルのクロマトグラフィー・グラフ（ＨＰ　Ｌ　Ｃ）を示すもので ある。

これら図面において、レンネット・カゼイン（Ｃ）の懸濁液または溶液は、ジャ ケット付きの受器または反応器（１１３）に導入される。ここで懸濁液または溶 液の温度は、この方法で特定された値、すなわち約−２℃から＋１０℃、好まし くは＋２℃から＋５℃の間に維持される。

冷却液が反応器（１０）のジャケット内を流通し、レンネット・カゼイン（Ｃ） の懸濁液または溶液は可変速攪拌機（Ｉ２）によってわずかに攪拌される。この 温度は、たとえば温度計（１４）によって測定される。

ベータ・カゼインの冷却された懸濁液または溶液のｐＨは、ｐ　Ｈ安定化装置（ Ｉ６）によって上記方法で特定された一定の値に維持される。この装置（１Ｇ） は、ｐＨメーターのコントロールの下に、フィード・タンク（１８）から計量ポ ンプ（２０）によって送られる酸の量をコントロールできる。ｐＨ安定化装置（ １６）は要求値を与えられ、かつ計量ポンプ（２０）は、酸または酸混合物の必 要量を反応器（１０）へ送ることにより、レンネット・カゼイン（Ｃ）の懸濁液 または溶液のｐＨを上記要求値に一致するように調節する。

本発明による方法の説明の項で示したように、反応器（１０）から来た懸濁液ま たは溶液は、液相と沈殿層との２つの相の混合物の形態をとる。この装置は上記 ２つの相を分離させ、ベータ・カゼインを含む液相が回収されるようにする。

本発明によれば、反応器（１０）から来る２つの相の混合物は、重力によって直 接（図２中の矢印（２４））、または容量ポンプ（２５）または遠心ポンプＣ２ ８）によって、冷却されることもある導管を経て、運ぶことができる。

ベータ・カゼインを含む液相を沈殿相から分離するために使用される手段は、た とえば、 ・加速度約５００から８０００　ｇ、好ましくは１５００から３０００ｇでの自 己清浄（ｓｅｌｌ−ｃｌｅａｙｉＢ）　または非自己清浄タイプの操作による浄 化器、・加速度約５００から８０００　ｇ、好ましくは１５００から３０００ｇ でのデカンテーション操作、または ・加速度約５００から８０００ｇでの遠心操作で形成することができる。

これらの手段は、装置中の生成物の様々の滞留時間（ｄＷｅ　Ｉ　Ｉ　ｔ　ｉｍ ｅ）に従って、冷却してもしなくてもよい。

優れた結果は、また、２つの相の混合物を含む受器内へ大気圧下でデカンテーシ ョンを行うことによる２つの相の分離において、得ることができる。

図３はこの具体例を示す。受器（３０）は、反応器（１０）から来る２つの相の 混合物を受ける。この受器内で液相（これはベータ・カゼインに富む上清液であ る）は、オリフィス（３２）を経て（オリフィスは、受器（３０）の壁に、沈澱 相（沈殿（３４））のすぐ上でこの目的で形成されている）、または単一のサイ ホニングによって（容量ポンプまたは遠心ポンプを用いることも可能である。こ の可能性は図３中に矢印（３６）で示されている）回収される。

図４のダイヤグラムは、反応器（１０）から来る溶液（Ｃ）の２つの相を分離す る遠心機または浄化器（３８）を示す。

この変形例において、ベータ・カゼインを含む液相は、たとえば矢印（４０）で 示すサイホニングによって回収され、沈殿物は導管（４２）を経て排出される。

最後に、図５中のダイヤグラムは、２つの相の分離用のデカンタ（４４）を用い る変形例を示す。ベータ・カゼインを含む液相はこの箇所（４６）で回収され、 沈殿物は導管（４８）を経て排出される。上述の本発明による装置は、断続的に または連続的に操作できる。

以下は、本発明による方法の試験成績の結果を示す表である。この表は、異なる 濃度のレンネット・カゼインからベータ・カゼインの溶液を得るための、かつ異 なる連続的なまたは断続的な稼動装置を用いた、本発明の５つの具体例を示す。

もちろん、これらの例は本発明による方法を示し、かつ限定的なものではない。

同じことは添付図面を参照して上述した装置についてもいえる。これらの変形例 は本発明の範囲を越えることなく考察できる。

ルンネブト　Ｃ，ｖ、ｃ、　２５００　９３　１！　＞９９・カゼイン ２レンネフト　Ｄｃ　Ｉ　９０　３．５　９５・カゼイン ３レンネ７）　Ｃ，ｎ、ｃ、　２５００　９０　３．８　９５・カゼイン ４レンネｙトＣ，ｎ、ｃ、２５００　８６　５．３　９５−カゼイン ５レンネブト　ＤＧｃ　Ｉ　８６　５．０　＞９８・カゼイン 図６は、下記分析に対応するサンプルのクロマトグラフィー・グラフ（ＨＰＬＣ 逆相分析）を示す：全固体　９９５ｇ／ｋｇ 窒素　９４５ｇ／ｋｇ ミネラル物質　５０ｇ／ｋｇ ベータ・カゼイン　＞９００ｇ／ｋｇ 図６中に示される各値は、溶出時間に対応する。１２．６５におけるピークの取 得は、得られた生成物力く９０％以上の純度を有することを証明している。

レンネット・カゼイン溶液 １から１０％ 不溶カゼイン　ベータ・カゼイン 国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号Ｃ０７Ｋ　３／１２ ／／　Ａ　２３　Ｃ１９１００７１４４−４ＢＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．たとえば、ミルクの酵素学的凝乳化によって生産されるようなレンネット・ カゼインを使用し、カッパ・カゼインを加水分解して、パラ・カッパ・カゼイン を形成することを特徴とする、ベータ・カゼインを得る方法。 ２．たとえば、哺乳動物ミルクの酵素学的凝乳化によって形成されるようなレン ネット・カゼインの懸濁液または溶液からベータ・カゼインを得る方法において 、該方法が、 ・レンネット・カゼインの懸濁液または溶液を約−２０℃から＋１０℃、好まし くは＋２℃から＋５℃の間の温度に冷却する段階と、 ・そのｐＨを約４．００から５．００の値に調節する段階と、 ・こうして冷却されかつ酸性化されたレンレネット・カゼインの懸濁液または溶 液を２つの相に分離し、１つの固相と、ベータ・カゼインを含む１つの液相とを 得る段階とを含むことを特徴とする方法。 ３．レンネット・カゼインは、レンネット・タイプの酵素の混合物によって、ま たは動物、野菜、細菌、真菌由来の酵素によって、またはレンレネット・カゼイ ンを加水分解させることができるこれらの異なる酵素の混合物によって、哺乳動 物ミルクの酵素学的凝乳化によって生産されたものであることを特徴とする請求 項１または２による方法。 ４．レンネット・カゼインの懸濁液または溶液中に存在するレンネット・カゼイ ンの濃度が１から１０％、好ましくは約４から７％の間であることを特徴とする 請求項１から３の１つによる方法。 ５．レンネット・カゼインが、水中に稀釈されているか、または、水と、塩化ナ トリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カ リウム、クエン酸アンモニウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウム、シュ ウ酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウムの 単独あるいは種々の混合物から選ばれた塩類の０．１から４％とよりなる塩溶液 中に稀釈されていることを特徴とする請求項１から４の１つによる方法。 ６．冷却された溶液のｐＨが、有機酸もしくは無機酸または上記２つのタイプの 酸の混合物の添加によって調節されることを特徴とする請求項１から５の１つに よる方法。 ７．使用される有機酸が、酢酸、クエン酸、乳酸、シュウ酸の単独もしくは混合 物であり、使用される無機酸が、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸の単独もしくは混合 物であることを特徴とする請求項６による方法。 ８．レンネット・カゼインの懸濁液または溶液の酸性化段階が、該懸濁液または 溶液の温度を約−２℃から＋１０℃の間の値にコントロールする段階の前に実施 されることを特徴とする請求項２から７の１つによる方法。 ９．冷却されかつ酸性化されたレンネット・カゼインの懸濁液または溶液が、ベ ータ・カゼインを含む液相と、他のカゼインを含む沈殿固相の２つの相に分離さ れ、該分離が、特に大気圧下でのデカンテーションによってまたは清浄デカンテ ーションによってまたは他に遠心によって実施され、同時に冷却を伴うこともあ り得ることを特徴とする請求項７または８による方法。 １０．請求項１から９の１つに定義する方法を実施するための装置であって、 ・哺乳動物ミルクの酵素学的凝乳によって生成されたレンネット・カゼイン（ｃ ）の懸濁液または溶液が導入される反応器、 ・反応器内の懸濁液または溶液の温度を約−２℃から＋１０℃、好ましくは＋２ ℃から＋５℃の間の値に維持させる冷却手段、 ・反応器内に含まれるレンネット・カゼインの懸濁液または溶液に加えられる酸 の量を、ｐＨメーターのコントロール下に制御するｐＨ安定化装置、および ・上記反応器に由来する混合物中に含まれる液相と沈殿相の分離を確保する手段 を含むことを特徴とする装置。 １１．該反応機がジャケット・タイプのものであり、冷却液がジャケット内を流 通し、レンネット・カゼインの懸濁液または溶液が可変速撹拌機（１２）によっ てわずかな撹拌に付されることを特徴とする請求項１０による装置。 １２．反応器（１０）中に含まれるベータ・カゼイン（ｃ）の懸濁液または溶液 のｐＨが、ｐＨ安定化装置（１６）によって一定の値に維持され、この装置（１ ６）はｐＨ要求値を与えられ、計量ポンプ（２０）が、酸の必要量を供給するこ とにより、懸濁液または溶液のｐＨを上記要求値に一致するように調節すること を特徴とする請求項１０または１１による装置。 １３．大気圧下で容器（３０）中ヘのデカンテーションによる固相の沈澱の後、 ベータ・カゼインを含む液相がサイホニング（３６）によって回収され、サイホ ニングは容量ポンプまたは遠心ポンプで行うことも可能であることを特徴とする 請求項１０から１２の１つによる装置。 １４．大気圧下でのデカンテーションが受器（３０）中で実施され、受器（３０ ）は、液相と沈澱相との間の界面（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の帯域に位置するオリ フィスを具備し、ベータ・カゼインを含む上側の液相の回収を確保する請求項１ ３による装置。 １５．２つの相の分離が、連続的または断続的に操作する遠心機（３８）によっ て、または、連続的または断続的に操作する自己清浄または非自己清浄の浄化器 によって、または、連続的または断続的に操作するデカンター（４４）によって 実施されることを特徴とする請求項１０から１２の１つによる装置。 １６．２つの相を分離するための手段の加速度が５００から８５００ｇであるこ とを特徴とする請求項１５による装置。 １７．反応器（１０）から来る酸性化されかつ冷却された溶液が、冷却されるこ ともある導管を経て重力によって、または容量ポンプ（２６）または遠心ポンプ （２８）によって、分離手段ヘ移されることを特徴とする請求項１０から１６の １つによる装置。 １８．連続的または断続的に操作することを特徴とする請求項１０から１７の１ つによる装置。 １９．全タンパク質に対し約９０％以上の純度を有するベータ・カゼインであっ て、変性剤、沈殿剤または尿素のような添加剤を含まず、更にカッパ・カゼイン を実質上全く含まず、中性に近いｐＨを有することを特徴とする請求項１から９ の１つによる方法で得られたベータ・カゼイン。 ２０．農産食品工業あるいは栄養工業、特にミルクまたはチーズ工業において、 食品ないし食品補給物として利用され、または製薬工業もしくは化粧品工業にお いて利用されることを特徴とする請求項１９による適用。 ２１．ベータ・カゼインを含まないことを特徴とする請求項１から９の１つによ る方法で分離された固相であるような共生成物。 ２２．農産食品工業あるいは栄養工業、特にミルクまたはチーズ工業において、 食品ないし食品補給物として利用され、または製薬工業もしくは化粧品工業にお いて利用されることを特徴とする請求項１から９の１つによる方法で分離された 固相であるような共生成物の適用。