JP3596695B2

JP3596695B2 - 鉄−カゼイン複合体およびその製造法

Info

Publication number: JP3596695B2
Application number: JP25957295A
Authority: JP
Inventors: 稔夫桜井; 俊昭内田; 一正浜下; 章富澤
Original assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2015-09-13
Also published as: JPH0977793A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体及びその製造法に関する。本発明の炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体は、加熱殺菌しても鉄独特の収斂味を呈さないという特長を有するので、貧血の予防あるいは治療、鉄強化を目的とした食品、医薬品、飼料原料等として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
日本人の鉄摂取量は、昭和５０年以降、所要量の充足率１００％前後を横ばいで推移しており、鉄分は食事上、気をつけて摂取しなければならない栄養素の一つといえる。また、世界的にみても、先進工業国各国で、鉄分は不足しがちな栄養素とされている場合が多く、特に貧血傾向の人、妊産婦向けの鉄強化食品や医薬品の供給が望まれている。しかし、一般に鉄強化に用いられる硫酸鉄、クエン酸鉄等の鉄塩は、食品等に添加すると鉄独特の収斂味を感じるという問題や、胃腸の粘膜を傷める等の副作用の点から、添加する量に限界がある。また、有機鉄のヘム鉄であっても、金属味、生臭味等、風味上の問題があり、食品等への添加には制約が多いという現状にある。
鉄の吸収を促進するためにミルクカゼイン、アミノ酸、あるいはカゼインホスホペプチド（特開昭５９−１６２８４３号公報）を添加すること等が試みられている。しかしながら、これらの方法では、鉄の収斂味をなくすことはできないし、また、鉄の収斂味をなくすほどに鉄の添加量を減らすこともできない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは既に、鉄とカゼインとを結合させることにより鉄独特の収斂味を弱めた鉄剤を開発することに成功している（特開平２− ８３４００号公報）。しかし、この鉄カゼインは耐熱性に乏しく、９０℃１０分間の加熱殺菌、１２０℃２〜３秒間の加熱殺菌、レトルト滅菌等を行うと、鉄独特の収斂味を呈するという欠点を有している。したがって、この鉄カゼインを食品等に利用する場合、製造ラインを無菌化する等の工夫が必要となり、製造コストが嵩むという問題があった。なお、鉄カゼインが加熱殺菌により鉄独特の収斂味を呈してしまう原因としては、鉄とカゼインとの結合が弱い為に、加熱により鉄がカゼインから遊離し、水酸化鉄等が生成することによると考えられる。そこで、本発明者らは、鉄とカゼインとの結合性を強固にすることにより、耐熱性があり、しかも加熱殺菌しても鉄独特の収斂味を呈することのない鉄剤を開発できるのではないかと考えた。
本発明は、加熱殺菌して食品等に添加しても鉄独特の収斂味を呈することのない鉄剤を供給することを目的とする。すなわち、本発明は、加熱殺菌しても鉄独特の収斂味がない炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体およびその製造法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討したところ、炭酸イオンまたは重炭酸イオンを含む溶液と、カゼイン類および鉄イオンを含む溶液を加えて混合すると、炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体が形成され、この炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体は、鉄を高い比率で含有するが鉄独特の収斂味を有していないことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、カゼイン類１分子当り、鉄を１乃至１０００原子、かつ炭酸および／または重炭酸を１分子以上含有する、炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体に関する。このような複合体は、加熱殺菌しても鉄独特の収斂味を呈さない特長を有する。
【０００６】
そして、このような複合体は、ｉ）炭酸、またはｉｉ）重炭酸、またはｉｉｉ）炭酸および重炭酸を含む溶液（Ａ溶液）と、ｉｖ）鉄を含む溶液（Ｂ１溶液）と、ｖ）カゼイン類を含む溶液（Ｂ２溶液）とを混合することによって得られ、このときｖｉ）Ｂ１溶液の鉄イオンのモル濃度は、Ａ溶液に溶解している炭酸イオンおよび重炭酸イオンのモル濃度の１／３以下、好ましくは１／１０、より好ましくは１／３０、さらには１／６０、最も好ましくは１／１００であって、ｖｉｉ）Ｂ２溶液のカゼイン類のモル数は、Ｂ１溶液の鉄イオンのモル数の１から１／１０００である必要がある。
なお、Ａ溶液、Ｂ１溶液およびＢ２溶液は、同時に混合しても良いし、Ａ溶液にＢ２溶液を混合した後、Ｂ１溶液を混合しても良い。さらには、Ｂ１溶液およびＢ２溶液を混合した後、Ａ溶液にこの混合溶液を混合しても良いし、この混合溶液にＡ溶液を混合しても良い。さらに、反応溶液中の炭酸イオンおよび重炭酸イオンのモル濃度を高く保つために、予め、溶解しきれない量の炭酸および／または重炭酸をＡ溶液に含有させておいても良いし、Ａ溶液にＢ１溶液とＢ２溶液との混合溶液を添加している途中に、ｉ）炭酸、ｉｉ）重炭酸塩、ｉｉｉ）炭酸および重炭酸溶液を添加しても良い。
本発明で添加する炭酸および／または重炭酸は、酸の形で添加してもよく、あるいは水溶性塩の形で添加してもよい。また、鉄は、通常水溶性塩の形で添加される。さらに、本発明では、添加するｉ）炭酸および／または重炭酸、ｉｉ）鉄、およびｉｉｉ）カゼイン類は、溶液として添加しても良いし、塩類等の固体状態で添加しても良い。また、固体状態のｉ）炭酸塩類および／または重炭酸塩類、ｉｉ）鉄、およびｉｉｉ）カゼイン類を同時に溶解しても良い。ただし、ｉ）炭酸塩類および／または重炭酸塩類とｉｉ）鉄のみが溶解している状態となるような手順は避けなければならない。
【０００７】
本発明において使用することができるカゼイン類としては、ヒトやウシ等の哺乳類の乳等の分泌液から分離されるカゼイン、酸カゼイン、カゼインナトリウム、乳酸カゼイン、α−カゼイン、β−カゼイン、κ−カゼイン等を例示することができる。そして、これらのカゼイン類については、既に大量に分離する方法が多数知られているが、どのような方法で分離されたものであっても良い。また、遺伝子操作によって微生物、動物細胞あるいはトランスジェニック動物から生産されたものであっても良い。
なお、カゼイン類として、粗カゼインのようなα−カゼイン、β−カゼイン及びκ−カゼインの混合物を用いる場合、その構成比から平均分子量を求め、これをもとに溶解したカゼイン類のモル濃度を算出することができる。
【０００８】
炭酸または重炭酸を含むＡ溶液としては、炭酸水、重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム等の溶液およびそれらの混合溶液等を例示することができる。これらの溶液にｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム、塩酸、クエン酸、乳酸等を混合して使用しても良い。また、このＡ溶液には、炭酸または重炭酸以外に、例えば、糖、蛋白質、脂肪等が含まれていても良い。
【０００９】
しかし、重要なことは、反応時の鉄イオンのモル濃度と、炭酸イオンおよび重炭酸イオンのモル濃度の比が、鉄独特の収斂味を消失させた炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体の形成に影響を及ぼすという点である。次に、このことに関する試験例を示す。
【００１０】
【試験例１】
（材料）
（Ａ溶液）各モル濃度の重炭酸ナトリウムを含む溶液１リットル
（Ｂ１溶液）塩化第二鉄を含む溶液０．２リットル
（Ｂ２溶液）カゼインナトリウム（太陽化学社製）１ミリモルを含む溶液０．８リットル。ただし、モル濃度の調整には平均分子量を用いた。また、平均分子量は、尿素−ソジウムドデシルサルフェート（ＳＤＳ） −電気泳動から求めたα−カゼイン、β−カゼイン及びκ−カゼインの構成比と各カゼインの理論的分子量より算出した。
Ｂ１溶液とＢ２溶液を混合してＢ溶液を作成し、Ａ溶液にＢ溶液１リットルを加えて鉄を結合したカゼインを作成した。なお、Ｂ溶液は脱イオン水で希釈したものを用いた。また、最終重炭酸イオンのモル濃度を０．６以上とする場合には、Ａ溶液とＢ溶液混合時に重炭酸ナトリウムを添加するか、予めＡ溶液に必要量の重炭酸ナトリウムを添加して飽和溶液とした。これらの溶液を分子量５０００カットの限外濾過膜にて炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体と水溶液を分離した。膜を透過した溶液中の鉄濃度を発光分光分析計（ＩＣＰ）にて測定したところ、鉄は全く検出されず、鉄が全ての複合体の一部となったことが判った。そして、この複合体を０．０５モル／リットルのイミダゾール、０．１５モル／リットルの食塩を含むｐＨ７．５の液状食品を模倣した緩衝液（模擬緩衝液）で３．６ミリモル／リットルの鉄濃度となるまで希釈し、９０℃で１０分間加熱殺菌した。
【００１１】
このようにして得られた溶液について、以下のような官能評価試験を行った。
男１０名女１０名のパネラーに模擬緩衝液を対照とし、各溶液について収斂味を感じるか否かを判定させた。各パネラーには目隠しをし、外見による判断要因を与えないよう配慮した。一試料のための試験は、対照、試料の順に試験させ、一試料評価後、最低一日の間隔をあけて、次の試料を評価するための試験を実施した。また、試料評価の日間偏差をなくすため、各パネラー毎に試料評価の順番をランダム化した。その結果、パネラー２０名の中で収斂味を感じたパネラーの人数を表１に示す。なお、表の重炭酸イオン／鉄イオンの最小モル濃度比は、Ａ溶液とＢ溶液混合後の重炭酸イオンのモル濃度を、Ｂ溶液の鉄イオンのモル濃度で除して算出した。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【表２】

【００１４】
以上のように、Ｂ１溶液の鉄濃度を高めた場合、重炭酸イオン濃度を高める必要がある。このように、本発明の炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体の調製にあたっては、Ａ溶液にＢ溶液を添加して行く過程において、添加した鉄１原子の周囲には少なくとも３分子、好ましくは１０分子以上の炭酸および／または重炭酸分子が常に存在している必要がある。さらにいえば、カゼイン類１分子に２００原子を越える量の鉄原子を結合させる場合には、鉄１原子の周囲には３０分子以上、好ましくは６０分子以上、より好ましくは１００分子以上の炭酸および／または重炭酸分子が存在している必要がある。
【００１５】
本発明で使用することができる鉄化合物としては、例えば、塩化第二鉄、硝酸第二鉄、硫酸第二鉄等の３価の鉄化合物、さらには、硝酸第一鉄、硫酸第二鉄、クエン酸鉄等の２価の鉄化合物を例示することができる。また、添加する鉄の量は、カゼイン類１モルに対して鉄イオンとして、好ましくは１０モル以上、より好ましくは１６モル以上、さらに好ましくは４６モル以上であり、上限は１０００モル以下、好ましくは５００モル以下、より好ましくは２５０モル以下である。次に、このことに関する試験例を示す。
【００１６】
【試験例２】
（材料）
（Ａ溶液）１２００ミリモル／リットルの重炭酸ナトリウムを含む溶液１リットル
（Ｂ１溶液）各モル濃度の塩化第二鉄を含む溶液０．２リットル
（Ｂ２溶液）乳酸カゼイン（ニュージーランド・デイリーボード社製）１ミリモルを含む溶液０．８リットル。ただし、乳酸カゼインのモル濃度は試験例１と同様の方法にて算出した。また、乳酸カゼインは極少量の１Ｎ水酸化ナトリウム溶液にて溶解し、これを脱イオン水で希釈した。
Ｂ１溶液とＢ２溶液を混合してＢ溶液を作成し、Ａ溶液にＢ溶液１リットルを加えて鉄を結合したカゼインを作成した。なお、Ｂ溶液は必要に応じて脱イオン水で希釈し、最終鉄イオン／カゼイン類のモル濃度比を１００以上とした。これらの溶液を分子量５０００カットの限外濾過膜にて加水脱塩し、さらに濃縮した。そして、模擬緩衝液で３．６ミリモル／リットルの鉄濃度となるまで希釈し、９０℃で１０分間加熱殺菌した。
このようにして得られた溶液について、試験例１と同様の方法で官能評価試験を行った。その結果、パネラー２０名の中で収斂味を感じたパネラーの人数を表３に示す。
【００１７】
【表３】

【００１８】
以上のように、カゼイン類に対する鉄の結合量によっては鉄の収斂味を消せる場合がある。このように、本発明の炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体の調製にあたっては、添加する鉄の量をカゼイン類１モルに対して鉄イオンとして、好ましくは１０モル以上、より好ましくは１６モル以上、さらに好ましくは４６モル以上とすべきであり、上限は１０００モル以下、好ましくは５００モル以下、より好ましくは２５０モル以下とすべきである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
【実施例１】
重炭酸ナトリウム１．２モルとα−カゼイン（シグマ社製）１０マイクロモルを含む溶液１リットル（Ａ溶液）と、硫酸第二鉄を鉄イオンとして１．５ミリモルを含む溶液１リットル（Ｂ溶液）を作成した。そして、Ａ溶液にＢ溶液を加え、鉄を結合したα−カゼインを作成した。この溶液を分子量５０００カットの限外濾過膜にて脱塩・濃縮し、模擬緩衝液にて、鉄濃度が２６ｍｇ／１００ｍｌとなるよう希釈した後、ネジ口付き試験管に密封し、９０℃で１０分間加熱した。加熱後、室温まで自然冷却し、室温にて１か月保存した。この溶液について、試験例１と同様の方法で官能評価試験を実施したところ、パネラー２０名の中で収斂味を感じたものは１名も認められなかった。
【００２０】
【実施例２】
炭酸ナトリウム０．５モル／リットルと重炭酸ナトリウム０．５モル／リットルを含み酢酸でｐＨ８．２に調整した溶液１リットル（Ａ溶液）、鉄イオンとして１．５ミリモルを含む硝酸第二鉄溶液１リットル（Ｂ１溶液）、粉末状α−カゼイン（シグマ社製）１０マイクロモル（Ｂ２）を作成した。そして、Ａ溶液にＢ１溶液とＢ２を加え、鉄を結合したα−カゼインを作成した。この溶液を分子量５０００カットの限外濾過膜にて脱塩・濃縮し、模擬緩衝液にて、鉄濃度が２６ｍｇ／１００ｍｌとなるよう希釈した後、ネジ口付き試験管に密封し、９０℃で１０分間加熱した。加熱後、室温まで自然冷却し、室温にて１か月保存した。この溶液について、試験例１と同様の方法で官能評価試験を実施したところ、パネラー２０名の中で収斂味を感じたものは１名も認められなかった。
【００２１】
【実施例３】
炭酸ナトリウム１．５モル／リットルを含み塩酸でｐＨ８．０に調整した溶液１リットル（Ａ溶液）、鉄イオンとして１．５ミリモルを含むクエン酸鉄溶液０．２リットル（Ｂ１溶液）、κ−カゼイン（シグマ社製）１０マイクロモルを含む溶液０．８リットル（Ｂ２溶液）を作成した。そして、Ｂ１溶液とＢ２溶液を混合した後、この混合溶液にＡ溶液を加え、鉄を結合したκ−カゼインを作成した。この溶液を分子量５０００カットの限外濾過膜にて脱塩・濃縮し、模擬緩衝液にて、鉄濃度が２６ｍｇ／１００ｍｌとなるよう希釈した後、ネジ口付き試験管に密封し、９０℃で１０分間加熱した。加熱後、室温まで自然冷却し、室温にて１か月保存した。この溶液について、試験例１と同様の方法で官能評価試験を実施したところ、パネラー２０名の中で収斂味を感じたものは１名も認められなかった。
【００２２】
【試験例３】
実施例１で作成した溶液（試験群）および硫酸第一鉄溶液（対照群１）について、鉄濃度が２０ｍｇ／１００ｍｌとなるようアスコルビン酸およびアスコルビン酸ナトリウムをビタミンＣとして６．２ｍｇ／１００ｇ含む生理的リン酸緩衝液（ｐＨ７．２）に溶解し、９０℃で１０分間加熱したものを試験試料とした。また、対照群２としてビタミンＣを６．２ｍｇ／１００ｇ含む生理的リン酸緩衝液（ｐＨ７．２）を９０℃で１０分間の加熱したものも試験試料とした。
【００２３】
離乳直後の２１日齢ウィスター系雌ラット（日本チャールスリバー社製）の中、体重が４５〜５０ｇのものを選び、除鉄食（オリエンタル酵母社製、鉄含量０．２５ｍｇ／１００ｇ飼料）を２週間与え、血中ヘモグロビン値が７ｇ／１００ｍｌ以下の貧血ラットを作成した。ラットは１群５〜８匹として、その後も除鉄食を与え続けながら、試験試料を１ｍｌ／日、６週間、強制経口（ゾンデ）投与した。そして、試験試料投与後６週間目に、尾静脈より採血し、自動血球計測装置（東亜医用電子）でヘモグロビン値を測定した。その結果を表４に示す。
【００２４】
【表４】

【００２５】
以上のように、本発明の炭酸および／または重炭酸−鉄−カゼイン複合体は、貧血治療効果を示し、さらに、その効果は無機鉄である硫酸第一鉄よりも優れていることが明らかとなった。

Claims

鉄 1 原子当り、炭酸および / または重炭酸分子 3 分子以上を混合することによって得られ、次の1 ）および 2) の性質を示す炭酸および/または重炭酸−鉄−カゼイン複合体。
1) カゼイン類1分子当り、鉄を1乃至1000原子、かつ炭酸および/または重炭酸1分子以上を含有すること、
2) 加熱殺菌しても鉄独特の収斂味がないこと。
i）炭酸、ii）重炭酸、またはiii）炭酸および重炭酸を含む溶液(A溶液)と、iv）鉄を含む溶液（B1溶液）と、v）カゼイン類を含む溶液（B2溶液）とを混合することによって得られ、次の1）および2)の性質を示す炭酸および/または重炭酸−鉄−カゼイン複合体。
ただし、このときvi）B1溶液の鉄イオンのモル濃度は、A溶液に溶解している炭酸イオンおよび重炭酸イオンのモル濃度の1/3以下であって、vii）B2溶液のカゼイン類のモル数は、B1溶液の鉄イオンのモル数の1から1/1000である。
1) カゼイン類1分子当り、鉄を1乃至1000原子、かつ炭酸および/または重炭酸1分子以上含有すること、
2) 加熱殺菌しても鉄独特の収斂味がないこと。
i）炭酸、ii）重炭酸、またはiii）炭酸および重炭酸を含む溶液（A溶液）と、iv）鉄およびv）カゼイン類を含む溶液（B溶液）とを混合することによって得られ、次の1）および2)の性質を示す炭酸および/または重炭酸−鉄−カゼイン複合体。
ただし、このときvi）B溶液の鉄イオンのモル濃度は、A溶液と、B溶液の一部または全部が混合した溶液(反応溶液）に溶解している炭酸イオンおよび重炭酸イオンのモル濃度の1/3以下であって、vii）B溶液のカゼイン類のモル数は、B溶液の鉄イオンのモル数の1から1/1000である。
1) カゼイン類1分子当り、鉄を1乃至1000原子、かつ炭酸および/または重炭酸1分子以上含有すること、
2) 加熱殺菌しても鉄独特の収斂味がないこと。
i）炭酸、ii）重炭酸、またはiii）炭酸および重炭酸、とiv）カゼイン類とを含む溶液（A溶液）と、v）鉄を含む溶液（B溶液）とを混合することによって得られ、次の1）および2)の性質を示す炭酸および/または重炭酸−鉄−カゼイン複合体。
ただし、このときvi）B溶液の鉄イオンのモル濃度は、A溶液と、B溶液の一部または全部が混合した溶液(反応溶液）に溶解している炭酸イオンおよび重炭酸イオンのモル濃度の1/3以下であって、vii）A溶液のカゼイン類のモル数は、B溶液の鉄イオンのモル数の1から1/1000である。
1) カゼイン類1分子当り、鉄を1乃至1000原子、かつ炭酸および/または重炭酸1分子以上含有すること、
2) 加熱殺菌しても鉄独特の収斂味がないこと。
i）炭酸、ii）重炭酸、またはiii）炭酸および重炭酸を含む溶液（A溶液）と、iv）鉄を含む溶液（B1溶液）と、カゼイン類を含む溶液（B2溶液）とを混合することを特徴とする、次の1）および2)の性質を示す炭酸および/または重炭酸−鉄−カゼイン複合体の製造法。
ただし、このときvi）B1溶液の鉄イオンのモル濃度は、A溶液に溶解している炭酸イオンおよび重炭酸イオンのモル濃度の1/3以下であって、vii）B2溶液のカゼイン類のモル数は、B1溶液の鉄イオンのモル数の1から1/1000である。
1) カゼイン類1分子当り、鉄を1乃至1000原子、かつ炭酸および/または重炭酸1分子以上を含有すること、
2) 加熱殺菌しても鉄独特の収斂味がないこと。
i）炭酸、ii）重炭酸、またはiii）炭酸および重炭酸を含む溶液（A溶液）と、iv）鉄およびv）カゼイン類を含む溶液（B溶液）とを混合することを特徴とする、次の1）および2)の性質を示す炭酸および/または重炭酸−鉄−カゼイン複合体の製造法。
ただし、このときvi）B溶液の鉄イオンのモル濃度は、A溶液と、B溶液の一部または全部が混合した溶液(反応溶液）に溶解している炭酸イオンおよび重炭酸イオンのモル濃度の1/3以下であって、vii）B溶液のカゼイン類のモル数は、B溶液の鉄イオンのモル数の1から1/1000である。
1) カゼイン類1分子当り、鉄を1乃至1000原子、かつ炭酸および/または重炭酸1分子以上を含有すること、
2) 加熱殺菌しても鉄独特の収斂味がないこと。
i）炭酸、ii）重炭酸、またはiii）炭酸および重炭酸、iv）カゼイン類を含む溶液（A溶液）に、v）鉄を含む溶液（B溶液）を混合することを特徴とする、次の1）および2)の性質を示す炭酸および/または重炭酸−鉄−カゼイン複合体の製造法。
ただし、このときvi）B溶液の鉄イオンのモル濃度は、A溶液と、B溶液の一部または全部が混合した溶液(反応溶液）に溶解している炭酸イオンおよび重炭酸イオンのモル濃度の1/3以下であって、vii）A溶液のカゼイン類のモル数は、B溶液の鉄イオンのモル数の1から1/1000である。
1) カゼイン類1分子当り、鉄を1乃至1000原子、かつ炭酸および/または重炭酸1分子以上含有すること、
2) 加熱殺菌しても鉄独特の収斂味がないこと。