(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
花粉から水溶性タンパク質を抽出するための花粉タンパク質抽出方法であって、
花粉とリン酸緩衝生理食塩水とを混合し、当該混合液に硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、硫酸アルミニウム（Ａｌ２ＳＯ４）を主成分とする天然無機系凝集剤、カルシウム、ケイ素を主成分とする天然無機系凝集剤、又は、ケイ酸カルシウムを主成分とする天然無機系凝集剤を添加して攪拌し、花粉の凝集体を形成した後に、フィルタろ過して、前記花粉の凝集体と前記水溶性たんぱく質を含有した液体とに固液分離することを特徴とする花粉タンパク質抽出方法。
【請求項２】
前記フィルタろ過によってフィルタ上に形成されたケークを粉砕して粉末状にした後に再びリン酸緩衝生理食塩水と混合し、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、硫酸アルミニウム（Ａｌ２ＳＯ４）を主成分とする天然無機系凝集剤、カルシウム、ケイ素を主成分とする天然無機系凝集剤、又は、ケイ酸カルシウムを主成分とする天然無機系凝集剤を添加して攪拌し、花粉の凝集体を再び形成した後に、フィルタろ過して、前記花粉の凝集体と前記水溶性たんぱく質を含有した液体とに固液分離することを特徴とする請求項１記載の花粉タンパク質抽出方法。
【請求項３】
花粉、リン酸緩衝生理食塩水及び硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、硫酸アルミニウム（Ａｌ２ＳＯ４）を主成分とする天然無機系凝集剤、カルシウム、ケイ素を主成分とする天然無機系凝集剤、又は、ケイ酸カルシウムを主成分とする天然無機系凝集剤を混合攪拌する混合攪拌部と、
前記混合攪拌部によって得られた混合液をろ過して、前記花粉の凝集体と前記花粉の水溶性たんぱく質を含有した液体とに固液分離するフィルタ部とを具備する花粉タンパク質抽出装置。
【請求項４】
花粉から水溶性タンパク質を抽出するための花粉タンパク質抽出方法であって、
花粉と緩衝液とを混合し、当該混合液に硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、硫酸アルミニウム（Ａｌ２ＳＯ４）を主成分とする天然無機系凝集剤、カルシウム、ケイ素を主成分とする天然無機系凝集剤、又は、ケイ酸カルシウムを主成分とする天然無機系凝集剤を添加して攪拌し、花粉の凝集体を形成した後に、フィルタろ過して、前記花粉の凝集体と前記水溶性たんぱく質を含有した液体とに固液分離することを特徴とする花粉タンパク質抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、花粉から水溶性タンパク質を抽出するための花粉タンパク質抽出方法及び当該抽出方法に好適に用いられる抽出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、スギ花粉により引き起こされるアレルギー反応（花粉症）を抑制する食品組成物として、特許文献１に示すように、多糖修飾によって抗原構造が被覆されたスギ花粉アレルゲンタンパク質を有効成分とし、経口免疫寛容によるアレルギー抑制効果を有する食品組成物が考えられている。
【０００３】
そして、花粉アレルゲンタンパク質をスギ花粉から抽出する方法としては、スギ花粉と緩衝液とを混合してスギ花粉中から水溶性タンパク質を水中に溶解させた後、遠心分離機にかけることによって、水溶性タンパク質を含有した液体と、固形物とに分離する方法が考えられている（特許文献２）。
【０００４】
しかしながら、上記のように遠心分離機を用いた水溶性タンパク質の抽出方法では、１ロット当たりの処理量に限界があり、大量抽出には不向きである。また、遠心分離前後のロータの着脱作業及び遠心分離後の洗浄作業等の作業負荷が極めて大きく、ランニングコストも多大になってしまう。
【０００５】
さらに、大量抽出、抽出効率の向上を図るためには、大容量の遠心分離機を準備する、又は複数台の遠心分離機を準備することが考えられるが、これでは、設備コストがかかるだけでなく運転コストもかかってしまい得策ではない。
【０００６】
その上、遠心分離機を用いた方法では、遠心分離機による振動及び騒音等によって作業環境が悪くなってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４０６５８号公報
【特許文献２】特開平７−３０４７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、スギ花粉アレルゲンタンパク質（以下、スギ花粉タンパク質という。）の抽出において、大量抽出を可能にし、抽出効率の向上を図りつつも、作業負担の軽減、設備コスト及びランニングコストの低減、作業環境の改善を実現することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る花粉タンパク質抽出方法は、花粉から水溶性タンパク質を抽出するための花粉タンパク質抽出方法であって、花粉とリン酸緩衝生理食塩水とを混合し、当該混合液に硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、硫酸アルミニウム（Ａｌ２ＳＯ４）を主成分とする天然無機系凝集剤、カルシウム、ケイ素を主成分とする天然無機系凝集剤、又は、ケイ酸カルシウムを主成分とする天然無機系凝集剤を添加して攪拌し、花粉の凝集体を形成した後に、フィルタろ過して、前記花粉の凝集体と前記水溶性たんぱく質を含有した液体とに固液分離することを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、フィルタろ過方式により大量抽出を可能にし、抽出効率を向上させることができる。また、花粉、ＰＢＳ及び天然無機系凝集剤を混合攪拌してフィルタろ過するだけなので、従来の遠心分離機を用いた方式における問題点（作業負担、コスト、作業環境など）を解決することができる。さらに、凝集剤を用いて花粉の凝集体を形成した後に、固液分離することにより、０．５μｍ粒径の花粉でも架橋現象を呈してフィルタが早期に目詰まりすることを防止でき、フィルタ機能を失うことなく確実に分離することができる。さらに、天然無機系凝集剤を用いて抽出しているので、得られた花粉タンパク質を食品組成物の有効成分として好適に用いることができる。
【００１１】
また、花粉は高価な原料であり、有効活用することが望ましい上、既往の方法のみでは花粉に含まれる水溶性タンパク質を抽出しきることができない。このようなことから、前記フィルタろ過によってフィルタ上に形成されたケークを粉砕して粉末状にした後に再びリン酸緩衝生理食塩水と混合し、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、硫酸アルミニウム（Ａｌ２ＳＯ４）を主成分とする天然無機系凝集剤、カルシウム、ケイ素を主成分とする天然無機系凝集剤、又は、ケイ酸カルシウムを主成分とする天然無機系凝集剤を添加して攪拌し、花粉の凝集体を再び形成した後に、フィルタろ過して、前記花粉の凝集体と前記水溶性たんぱく質を含有した液体とに固液分離することが望ましい。
【００１２】
また、上記花粉タンパク質抽出方法に好適に用いられる花粉タンパク質抽出装置は、花粉、リン酸緩衝生理食塩水及び硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、硫酸アルミニウム（Ａｌ２ＳＯ４）を主成分とする天然無機系凝集剤、カルシウム、ケイ素を主成分とする天然無機系凝集剤、又は、ケイ酸カルシウムを主成分とする天然無機系凝集剤を混合攪拌する混合攪拌部と、前記混合攪拌部によって得られた混合液をろ過して、前記花粉の凝集体と前記花粉の水溶性たんぱく質を含有した液体とに固液分離するフィルタ部とを具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明の手法はスギ花粉からのたんぱく質抽出方法に限られるものではなく、その他の草木の花粉（例えば、榛の木、シラカバ、ヒノキ等の樹木花粉やイネ科又はキク科等の花粉）からのたんぱく質の抽出方法にも適用することができる。このとき本発明の花粉たんぱく質抽出方法は、花粉から水溶性タンパク質を抽出するための花粉タンパク質抽出方法であって、花粉と緩衝液とを混合し、当該混合液に硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、硫酸アルミニウム（Ａｌ２ＳＯ４）を主成分とする天然無機系凝集剤、カルシウム、ケイ素を主成分とする天然無機系凝集剤、又は、ケイ酸カルシウムを主成分とする天然無機系凝集剤を添加して攪拌し、花粉の凝集体を形成した後に、フィルタろ過して、前記花粉の凝集体と前記水溶性たんぱく質を含有した液体とに固液分離することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成した本発明によれば、スギ花粉タンパク質の抽出において、大量抽出を可能にし、抽出効率の向上を図りつつも、作業負担の軽減、設備コスト及びランニングコストの低減、作業環境の改善を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るスギ花粉タンパク質抽出装置の構成を示す模式図である。
【図２】天然無機系凝集剤及び高分子系凝集剤の比較結果を示す表である。
【符号の説明】
【００１６】
１００・・・スギ花粉タンパク質抽出装置
２    ・・・混合攪拌部
２１  ・・・攪拌槽
２２  ・・・攪拌体
３    ・・・フィルタ部
４    ・・・収容容器
３１  ・・・ろ過槽
３２  ・・・ろ過フィルタ
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明に係るスギ花粉タンパク質抽出装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態に係るスギ花粉タンパク質抽出装置１００は、スギ花粉とＰＢＳとを混合することにより、スギ花粉中に含まれる水溶性タンパク質をＰＢＳ中に溶解させることによって抽出するものである。
【００１９】
具体的にこのものは、図１に示すように、混合攪拌部２と、当該混合攪拌部２の下側に設けられて、混合攪拌部２により得られた混合液をろ過するろ過フィルタ３２を収容するフィルタ部３と、を備えている。
【００２０】
混合攪拌部２は、スギ花粉、ＰＢＳ及び凝集剤が収容される攪拌槽２１と、当該攪拌槽２１内に設けられて、槽２１内に収容されたスギ花粉、ＰＢＳ及び凝集剤を混合攪拌する攪拌翼２２１を有する攪拌体２２と、を備えている。ここで、凝集剤は、ＰＢＳ中に混合されたスギ花粉を凝集して凝集体（フロック）を形成するものである。また、ＰＢＳは、ｐＨをコントロールすることによってタンパク質の抽出効率を高めるとともに、スギ花粉の水溶性タンパク質の変性を防ぎ、その安定性を高める機能を発揮する。なお、図１中の符号２４は、攪拌体２２を駆動するモータ等のアクチュエータである。
【００２１】
攪拌槽２１は、上部にスギ花粉を投入するためのスギ花粉投入部、ＰＢＳを投入するためのＰＢＳ投入部、及び天然無機系凝集剤が投入される凝集剤投入部が設けられている。また、混合攪拌槽２１底部には、混合攪拌されて形成された混合液を外部に排出するための排出ポート２１１が形成されており、当該排出ポート２１１には開閉弁２３が設けられている。
【００２２】
また、攪拌槽２１には、純水製造装置２００が接続されており、当該純粋製造装置２００により製造された純水が攪拌槽２１の上部から供給される。これによりＰＢＳの調整を行うように構成されている。
【００２３】
フィルタ部３は、攪拌槽２１の排出ポート２１１の下側に設けられており、上部に開口するろ過槽３１と、当該ろ過槽３１の中腹部に設けられた仕切り部３１１上に配置されるろ過フィルタ３２と、を備えている。仕切り部３１１には、ろ過フィルタ３２を通過した液体を下側に流す複数の貫通孔が形成されている。混合液のフィルタろ過において、ろ過フィルタ３２上にスギ花粉の凝集体からなるケークＫが形成されると共に、スギ花粉タンパク質を含有する液体が通過して固液分離される。なお、ろ過フィルタ３２上に形成されるケークの厚みは、最大で１５ｍｍとし、ろ過する混合液の量に応じてろ過フィルタ３２のサイズ（面積）を設定する。
【００２４】
しかして、本実施形態の凝集剤は、天然無機系成分からなる粉末凝集剤である。以下、高分子系凝集剤を用いた場合の比較例とともに、天然無機系凝集剤について説明する。
【００２５】
本実施形態の天然無機系凝集剤は、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、硫酸アルミニウム（Ａｌ２ＳＯ４）を主成分とする環境創研株式会社製のゼオフロック３０、ゼオフロック７０又はゼオフロック７０ＧＷＰ、或いは、カルシウム、ケイ素等を主成分とする株式会社山陰プロスハート製のＭＩ−１（低濃度用）又はＺＡ−１（高濃度用）を用いている。なお、天然無機系凝集剤として、食品添加物用途において使用が認められているケイ酸カルシウムを主成分とする凝集剤を用いれば、食品としての安全性を保証することができる。
【００２６】
一方、比較に用いる高分子系凝集剤は、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ又は変形ポリアクリルアミド系を主成分とするＭＴアクアポリマー株式会社製のアコフロック（Ｎ−１００等）を用いている。
【００２７】
これらの天然無機系凝集剤と高分子系凝集剤との試験評価結果を図２に示す。図２から分かるように、高分子系凝集剤を用いてスギ花粉タンパク質を抽出する場合には、凝集剤添加時に流体粘度が大きくなり、取り扱いが困難になるだけでなく、スギ花粉等の固形物と液体とを完全分離できないことが分かった。
【００２８】
一方で、天然無機系凝集剤を用いてスギ花粉タンパク質を抽出する場合には、いずれの天然無機系凝集剤を添加した場合であっても粘度が大きくなることがなく、３０分静置した後にフィルタろ過すると、高分子系凝集剤を用いた場合に比べて分離が良好であることが分かった。特にゼオフロック７０ＧＷＰを用いた場合には、３０分静置した後にフィルタろ過すると、透明なろ過液を得ることができ、ほぼ完全に固液分離できていることが分かった。
【００２９】
次に、このように構成したスギ花粉タンパク質抽出装置１００を用いたスギ花粉タンパク質抽出方法について説明する。
【００３０】
まず、攪拌槽２１内にスギ花粉、純水及びＰＢＳを入れて攪拌体２２によりＰＢＳに花粉を混合させる。その後、天然無機系凝集剤を添加して攪拌体２２により攪拌させる。これによって、スギ花粉中の水溶性タンパク質がＰＢＳ中に溶解するとともに、スギ花粉の凝集体（フロック）が形成される。
【００３１】
攪拌終了後、攪拌槽２１の排出ポート２１１の開閉弁２３を開放して、フィルタ部３に混合液を導入する。なお、開閉弁２３の開放前に、フィルタ部３にはろ過フィルタ３２をセットしておく。
【００３２】
フィルタ部３に導入された混合液は、ろ過フィルタ３２上に流れ、当該ろ過フィルタ３２上にスギ花粉の凝集体によるケークが形成されるとともに、当該ケーク及びろ過フィルタ３２を通過したスギ花粉中の水溶性タンパク質を含有した液体がフィルタ部３の下に設けられた収容容器４内に溜まる。
【００３３】
このフィルタろ過終了後に、ろ過フィルタ３２上に形成されたケークを粉砕して粉末状にする。そして、ケークを粉末状にして得られたスギ花粉を再び攪拌槽２１に投入し、ＰＢＳと混合する。そして、天然無機系凝集剤を添加して攪拌し、スギ花粉の凝集体を再び形成した後に、フィルタろ過して固液分離する。このようにケークを粉砕して再びフィルタろ過することによって、一回でスギ花粉から抽出されない水溶性タンパク質をより完全に抽出することができ、原料であるスギ花粉を有効活用することができる。
【００３４】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係るスギ花粉タンパク質抽出方法によれば、フィルタろ過方式により、遠心分離機を用いた場合に比べて大規模で抽出することができ、スギ花粉タンパク質の大量抽出を可能にし、抽出効率を向上させることができる。また、スギ花粉、ＰＢＳ及び天然無機系凝集剤を混合攪拌してフィルタろ過するだけなので、従来の遠心分離機を用いた方式における問題点（作業負担、コスト、作業環境など）を解決することができる。また、凝集剤を用いてスギ花粉の凝集体を形成した後に、固液分離していることにより、フィルタ性能を失うことなく確実に分離することができる。さらに、天然無機系凝集剤を用いて抽出しているので、得られたスギ花粉タンパク質を食品組成物の有効成分として好適に用いることができる。
【００３５】
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００３６】
例えば、前記実施形態では、スギ花粉及びＰＢＳを混合した後に、天然無機系凝集剤を添加して攪拌するようにしているが、スギ花粉、ＰＢＳ及び天然無機系凝集剤を同時に混合して攪拌するようにしても良い。
【００３７】
また、前記実施形態のスギ花粉タンパク質抽出は、ろ過フィルタ上に形成されたケークを粉砕して再度スギ花粉タンパク質抽出するものであったが、これを複数回行うようにしても良い。
【００３８】
さらに、前記実施形態の緩衝液は、ＰＢＳを用いたものであったが、その他、炭酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有する緩衝液を用いても同様の効果を得ることができる。
【００３９】
その上、前記実施形態ではスギ花粉タンパク質抽出方法について説明したが、その他の草木花粉、例えば、榛の木、シラカバ、ヒノキ等の樹木花粉やイネ科又はキク科等の花粉からのタンパク抽出方法に適用することもできる。
【００４０】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
このように本発明によれば、花粉タンパク質の抽出において、大量抽出を可能にし、抽出効率の向上を図りつつも、作業負担の軽減、設備コスト及びランニングコストの低減、作業環境の改善を実現することができる。
【図１】
0005391272.tif 000002
【図２】
0005391272.tif 000003