JPH104921A

JPH104921A - ミネラル可溶化素材

Info

Publication number: JPH104921A
Application number: JP8184253A
Authority: JP
Inventors: Takanori Kasai; 隆則葛西; Noriki Nio; 式希丹尾; Akiko Sawa; 晶子澤
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 1998-01-13
Anticipated expiration: 2016-06-26
Also published as: JP3458606B2

Abstract

(57)【要約】【課題】タンパク質にミネラル可溶化能を付与すると
共に、酸性領域を含めた全ｐＨ領域で高い溶解性を有す
るタンパク質を提供すること。【解決手段】オゾン処理したタンパク質を有効成分と
して含有するミネラル可溶化素材並びに該素材を含有す
る飲料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はミネラル可溶化素材
に関する。更に詳しくは、タンパク質をオゾンで処理し
て酸化したオゾン処理タンパク質を有効成分として含有
するミネラル可溶化素材とそれを含有する飲料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】生体を構成するミネラルは、約２０種存
在することが知られている。これらのうち、カルシウ
ム、鉄、亜鉛、銅、マグネシウムなどは、日本人の食生
活において不足しがちで、栄養上問題視されている。特
に、カルシウムと鉄の摂取不足が指摘されており、社会
的な関心事にもなっている。カルシウムの場合、成人１
日の所要量は６００ｍｇであるのに対し、国民１人あた
りの摂取量は５４１ｍｇ（平成３年国民栄養調査）で、
前記所要量をやや下回っている程度である。しかし、カ
ルシウムは、その吸収率の低さが原因となってカルシウ
ム不足を招いている。特に、高齢者において、高頻度に
発症する骨粗鬆症の主たる要因は、カルシウムの摂取と
排泄のバランスが乱れることにあると考えられている。
この疾病は、閉経後の女性に多く発症し、女性ホルモン
（エストロジェン）の分泌が著しく低下し、小腸からの
カルシウムの吸収率が低下することが原因の一つとなっ
ている。このような骨粗鬆症の患者は年々増加してお
り、西暦２０００年には５３４万人に達すると予測さ
れ、抜本的な対策が急がれている。

【０００３】一般にミネラルが吸収されるには可溶性の
状態で小腸管腔内に存在することが必要とされている。
カルシウムの場合、小腸上部でのビタミンＤや各種ホル
モンの調節により制御されているカルシウムが濃度勾配
に逆らって吸収される能動輸送の経路と、小腸下部での
カルシウム濃度勾配に従って吸収される受動輸送の経路
の２通りがある。食物摂取時のような腸管内にカルシウ
ムが多量に存在する場合には、圧倒的に小腸下部からの
受動輸送の割合が高い。また、能動輸送では、カルシウ
ム濃度が増加してもある量以上には増加しないのに対し
て、受動輸送の場合は、腸管内の可溶性カルシウム濃度
が増加するのに伴って輸送能も高まることが知られてい
る（Am. J. Physiol., 240, 32, 1981）。従って、腸管
内の可溶性カルシウム濃度を増加することによって、カ
ルシウムの吸収量を増加させれば良いことになる。即
ち、カルシウムをはじめとするミネラルは、一般にイオ
ン形態で吸収されるのに対し、実際の消化管内では、共
存するリン酸や炭酸などと不溶性の塩を形成するために
吸収率が低下するので、これら不溶性の塩の形成を阻止
すること、つまりカルシウム等のミネラルの可溶性を高
めることによってミネラルの吸収率の増加を図ることが
できる。

【０００４】従来、ミネラルを補強する方法として一般
的に行われてきたのは、無機のミネラル粉末を食品に添
加する方法である。しかし、この方法は共存する他の物
質と不溶性の塩を作る可能性があり好ましくない。ま
た、多量に１種のミネラルを摂取することは他のミネラ
ルの吸収を阻害することにつながり、ミネラルの生体利
用性はあまり改善されないという問題があった。

【０００５】そこで、小腸下部での可溶化性カルシウム
濃度および可溶性鉄濃度を増加させることによりカルシ
ウムおよび鉄の吸収促進効果を示す素材として、牛乳タ
ンパク質のカゼインの酵素分解物であるカゼインホスホ
ペプチド（ＣＰＰ）が開発された（特開昭５８−１７０
４４０号公報、特開昭５９−１６２８４３号公報）。Ｃ
ＰＰは、含有するホスホセリンのリン酸基、酸性アミノ
酸のカルボキシル基によるキレート作用により、カルシ
ウムや鉄を可溶化状態に保ち、小腸内の可溶性カルシウ
ム濃度、可溶性鉄濃度を増加させることにより、吸収促
進作用を有していると言われている。

【０００６】しかし、ＣＰＰを工業的に生産するには酵
素処理等の複雑な工程を経る必要性があり、しかも食品
に添加した場合に、小腸に転送される過程で更に分解が
進む可能性があるという問題がある。また、前駆体であ
るカゼインをそのまま食した場合でも、腸管内で酵素分
解され自然にＣＰＰが生成し、これによりミネラルの吸
収が促進されるという見解もある。しかしながら、カゼ
インや大豆蛋白をはじめとする食品タンパク質をミネラ
ル可溶化素材として活用しようとする場合、一般に酸性
領域における溶解性が悪いことが課題となリ、利用が制
限されているのが現状である。特に、飲料に利用する場
合、飲みやすくするため、炭酸、クエン酸等により酸性
（ｐＨ３〜５）にする場合が多く、該タンパク質の溶解
性が重要な問題となることが多い。従って、全ｐＨ領域
で高い溶解性を示し、かつミネラル可溶化能を有するタ
ンパク質素材の製造が望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、タン
パク質にミネラル可溶化能を付与すると共に、酸性領域
を含めた全ｐＨ領域で高い溶解性を有するタンパク質を
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、タンパク質分子中の
芳香族アミノ酸残基をオゾン処理して酸化し、アスパラ
ギン酸残基に変換することによって、タンパク質分子中
に多くのカルボキシル基を導入し、高い溶解性を有する
ミネラル可溶化素材を製造することに成功した。即ち、
原料となるタンパク質水溶液にオゾンガスを通気する
と、常温常圧下で酸化が進行し、高分子性が保たれたま
まタンパク質分子中の芳香族アミノ酸残基がアスパラギ
ン酸残基に変換される。このようなオゾン処理による酸
化は、反応装置が簡単で、目的とするタンパク質の大量
生産が容易であり、しかも潜在的危険性のある試薬類を
必要としない。また、芳香環開裂副産物は水溶性有機酸
のみであるから、この物質を簡単に除去することがで
き、精製が非常に容易である。更に、オゾン処理タンパ
ク質は、生成する多数のアスパギン酸残基のために、親
水性が増し、溶解性が著しく増加すると共に、カルボキ
シル基がミネラルと結合し、ミネラルを可溶化すること
ができる。更に、オゾン処理タンパク質がカルシウムと
の結合能を有すると共に、増加したカルボキシル基のた
めに溶解性が極めて向上し、消化管内でカルシウム等の
ミネラルを可溶性に保つ担体として優れたものとなると
考えられた。そこで、種々検討の結果、カルシウムと不
溶性塩を形成する主要因と考えられているリン酸存在下
でも、オゾン処理タンパク質がカルシウムを可溶化する
こと及びオゾン処理によって形成される多くのアスパラ
ギン酸残基の存在によって、該タンパク質の親水性が増
加し、どのｐＨ領域でも極めて溶解性の高いタンパク質
素材となることを確認し、課題を解決するに至った。

【０００９】即ち、請求項１記載の本発明は、オゾン処
理したタンパク質を有効成分として含有するミネラル可
溶化素材である。また、請求項２記載の本発明は、請求
項１記載のミネラル可溶化素材を含有する飲料である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳述する。本発明
に用いられるタンパク質は特に制限はなく、動物性、植
物性のいずれでもよいが、通常食品分野において使用さ
れるものが好ましい。例えば、大豆タンパク質やカゼイ
ンなどは好適なものである。また、オゾンは通常、オゾ
ン発生機を用いて調製したものを用いる。

【００１１】本発明のミネラル可溶化素材であるオゾン
処理タンパク質は、タンパク質をオゾンで処理して酸化
することによって製造することができる。その製造法の
１例を示すと、例えば、次のようにして行う。水、各種
緩衝液、あるいは尿素をはじめとするタンパク質変性剤
などを含む溶液でタンパク質を溶解または懸濁し、これ
にオゾンを吹き込む。オゾンを吹き込む前に、タンパク
質の溶液または懸濁液のｐＨを６．０以上に調整するこ
とが好ましく、通常はｐＨ６．０〜８．０に調整する。
次いで、オゾン発生機にて調製したオゾンを吹き込む
が、通常は１〜４８時間程度通気すればよい。この場
合、タンパク質中に存在する芳香族アミノ酸残基のすべ
てを酸化することが望ましい。タンパク質をオゾン処理
した後、必要に応じて、水に対して透析するか、限外濾
過、酸沈殿法等を用いて生成する水溶性有機酸等を除去
する。次に、オゾン処理タンパク質を含む溶液から、濃
縮、凍結乾燥あるいは噴霧乾燥等により液状あるいは粉
状のオゾン処理タンパク質素材を得る。

【００１２】このようにして得られたオゾン処理タンパ
ク質は、酸性領域からアルカリ性領域までの全ｐＨ領域
で高い溶解性を示すと共に、優れたミネラル可溶化能を
有している。従って、このオゾン処理タンパク質は乳製
品、菓子類、スープ類、飲料、畜肉製品、水産練り製品
等の飲食品、更には経腸栄養剤等の医薬品としても幅広
く使用できる素材である。更に、芳香族アミノ酸がほと
んど存在しないので、芳香族アミノ酸代謝異常症患者用
の食品素材としても有効である。即ち、該オゾン処理タ
ンパク質を含有する組成物の用途は特に問わないわけで
ある。また、オゾン処理タンパク質自体、あるいは該オ
ゾン処理タンパク質を含む組成物の形態は、液状、ゲル
状、固状、粉粒状など様々な形態をとることができる。

【００１３】本発明のミネラル可溶化素材、あるいは該
素材を含有する組成物中におけるオゾン処理タンパク質
の含有量は特に制限されることはないが、通常は組成物
中にオゾン処理タンパク質が０．０１〜１０重量％、好
ましくは０．１〜５重量％含まれるように配合すること
が好ましい。本発明のミネラル可溶化素材を各種飲料、
食品、医薬、または化成品等にそのまま添加しても良い
が、通常は１種もしくは２種類以上のカルシウム、マグ
ネシウム、鉄、亜鉛、銅等の生体必須ミネラルと共に添
加することが望ましい。この場合、これらの生体必須ミ
ネラルの添加量は、使用目的などを考慮して適宜決めれ
ばよい。

【００１４】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらによって制限されるものではな
い。実施例１分離大豆タンパク質６０ｇを８Ｍ尿素溶液２Ｌに溶解
し、２ＮＨＣｌでｐＨ６．０に調整した。次いで、こ
の溶液１Ｌに、オゾン発生機にて調製したオゾンを１０
０Ｌ／時間の通気流量で１０時間通気した。この反応液
を水に対して十分に透析したのち、凍結乾燥してオゾン
処理大豆タンパク質を１８ｇ得た。得られたオゾン処理
大豆タンパク質のアミノ酸分析を行った結果、図１に示
すように、フェニルアラニンやチロシンのような芳香族
アミノ酸残基が減少し、その代わりに、アスパラギン酸
残基の量が増加していることが確認された。図中の白色
棒は未処理大豆タンパク質の、黒色棒はオゾン処理大豆
タンパク質の結果を示し、Ａｓｐはアスパラギン酸、Ｐ
ｈｅはフェニルアラニン、Ｔｙｒはチロシンをそれぞれ
表す。また、上記反応液をカルシウム含有水溶液に対し
て透析後、凍結乾燥することにより、カルシウム結合タ
ンパク質を調製した。このカルシウム結合タンパク質に
ついて原子吸光法によってカルシウム含量を測定する
と、オゾン処理をしない分離大豆タンパク質のカルシウ
ム含量は０．２４１ｍｇ／ｇであるのに対して、オゾン
処理大豆タンパク質は１ｇ当たり１３．８ｍｇのカルシ
ウムを含有しており、約６０倍のカルシウム結合量を示
した。

【００１５】実施例２実施例１と同様にカゼイン６０ｇを８Ｍ尿素溶液に溶解
し、通気流量１００Ｌ／時間でオゾンを１０時間通気し
た。次いで、これを水に対して透析したのち、凍結乾燥
してオゾン処理カゼインを２４ｇ得た。このオゾン処理
カゼインは、アミノ酸分析の結果から、芳香族アミノ酸
残基が消失し、アスパラギン酸残基の量が増加している
ことが確認された（図２）。なお、図中の表示、記号は
図１と同じである。

【００１６】実施例３未処理タンパク質と実施例１及び２で得たオゾン処理タ
ンパク質を各々２、４、８、１０、２０、４０ｍｇと
り、それぞれに２ｍｌの１００ｍＭリン酸ナトリウム緩
衝液（ｐＨ７．０）を添加し、よく攪拌した後、室温に
て３０分間放置した。次いで、これを遠心し、その上清
のタンパク質濃度をBicinchoninic acid（ＢＣＡ）法
(P.K. Smith ら、Anal. Biochem., 150, 76-85, 1985)
により測定し、オゾン処理前後の溶解度を比較した。そ
の結果、図３及び４に示したように、実施例１及び２で
調製したオゾン処理大豆タンパク質及びオゾン処理カゼ
インは共に、溶解度が大きく向上していることが分かっ
た。図中の─○─はオゾン処理タンパク質の、─●─は
未処理タンパク質の結果を示す。

【００１７】実施例４所定のｐＨ領域での各種タンパク質の溶解性を測定する
ために、６ｍｇのタンパク質（未処理及びオゾン処理）
にｐＨ２〜１２のリン酸ナトリウム緩衝液を２ｍｌずつ
添加し、これを良く攪拌した後、室温にて３０分間放置
した。その後、これを遠心し、得られた上清のタンパク
質濃度を前記ＢＣＡ法により測定した。ｐＨ１２でのタ
ンパク質濃度を１００として各ｐＨ値でのタンパク質溶
解度を算出した。その結果、図５及び６に示したよう
に、実施例１及び２で調製したオゾン処理大豆タンパク
質及びオゾン処理カゼインは共に、オゾン処理前には溶
解性が良くなかった酸性領域も含めて、全ｐＨ領域で高
い溶解性を有していた。なお、図中の─●─はオゾン処
理タンパク質の、─○─は未処理タンパク質の結果を示
す。

【００１８】実施例５タンパク質の最終濃度が０〜１．５ｍｇ／ｍｌとなるよ
うに５ｍｇ／ｍｌの未処理タンパク質又はオゾン処理タ
ンパク質の溶液、２０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ８．０）
及び５ｍＭＣａＣｌ₂溶液を用いて、リン酸基／Ca²⁺
の比が２、４、８となる混合溶液９００μｌを調製し
た。次に、これを３７℃で１時間インキュベートした
後、遠心分離（３０００ｒｐｍ、２０分間）し、上澄中
のカルシウム濃度を測定した。その結果、図７及び８に
示したように、実施例１及び２で調製したオゾン処理大
豆蛋白及びオゾン処理カゼインは共に、未処理タンパク
質に比して大きなカルシウム可溶化能を有していること
が分かった。図中の─●─はオゾン処理タンパク質の、
─○─は未処理タンパク質の結果を示す。

【００１９】

【発明の効果】本発明のオゾン処理タンパク質を有効成
分とするミネラル可溶化素材は、全てのｐＨ領域の溶液
に対する溶解性が向上しており、かつ良好なミネラル可
溶化能を有している。従って、この素材は各種食品や医
薬品等に添加するのに適しており、健康増進、栄養補給
等を目的とするタンパク質強化飲料等の食品や医薬品に
大いに利用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】オゾン処理大豆タンパク質のアミノ酸分析結
果を示す。

【図２】オゾン処理カゼインのアミノ酸分析結果を示
す。

【図３】未処理大豆タンパク質とオゾン処理大豆タン
パク質の溶解度を比較したものである。

【図４】未処理カゼインとオゾン処理カゼインの溶解
度を比較したものである。

【図５】各種ｐＨ領域での未処理大豆タンパク質とオ
ゾン処理大豆タンパク質の溶解度を比較したものであ
る。

【図６】各種ｐＨ領域での未処理カゼインとオゾン処
理カゼインの溶解度を比較したものである。

【図７】未処理大豆タンパク質とオゾン処理大豆タン
パク質について、カルシウム可溶化能を比較したもの
で、（Ａ）はリン酸基／Ca²⁺の比が２のときを、（Ｂ）
はリン酸基／Ca²⁺の比が４のときを、（Ｃ）はリン酸基
／Ca²⁺の比が８のときをそれぞれ示す。

【図８】未処理カゼインとオゾン処理カゼインについ
て、カルシウム可溶化能を比較したもので、（Ａ）はリ
ン酸基／Ca²⁺の比が２のときを、（Ｂ）はリン酸基／Ca
²⁺の比が４のときを、（Ｃ）はリン酸基／Ca²⁺の比が８
のときをそれぞれ示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ａ２３Ｌ 2/38 Ａ２３Ｌ 2/00 Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オゾン処理したタンパク質を有効成分と
して含有するミネラル可溶化素材。
【請求項２】請求項１記載のミネラル可溶化素材を含
有する飲料。