JPS5811200B2 - テイブンシリヨウ ノ コウボタンパクシツ オ セイゾウスルホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酵母から分画された低分子量蛋白質を収率良
く得る方法に関するものである。

酵母蛋白質を食品、飼料および工業素材として用いよう
とする試みが最近盛んに行なわれようとしている。

そこで、これに伴い酵母菌体から蛋白質を抽出する方法
も種々検討されており、例えばアルカリ溶液抽出、尿素
抽出、酵素処理及び機械的処理といったものがある。

この様な方法で得た蛋白質をアルカリで加水分解して得
られる蛋白質は、分子量分布が広く工業用途に利用する
場合に粘度が高い、溶媒の溶解度が小さいなどの問題が
あった。

本発明者らは、工業用途に適した分子量分布の狭い酵母
蛋白質を収率良く得るために研究した結果、本発明に到
達した。

本発明は、酵母より蛋白質を抽出し、加水分解を施した
後、陽イオン交換樹脂で処理し、次いで逆浸透圧法によ
り蛋白質の分画および蛋白質以外の物質の分離を行ない
低分子量の蛋白質を収率良く得ることにある。

酵母蛋白質の抽出方法には、アルカリ溶液抽出、尿素抽
出、酵素処理抽出及び機械的処理方法などがあるが、経
済性及び大量生産などの工業的規模を考慮すれば、機械
的に酵母を破砕した後、アルカリ溶液で抽出する方法が
一般に優れている。

本発明に用いる酵母は、パン酵母（サツカロミセス・セ
ルビシエ）、核酸酵母（カンシタ・ウテイリス）・バル
ブ酵母（カンジダ・ウテイリス、ミコトルラ・ヤポニカ
など）および石油化学製品（メタノール、酢酸、ｎ−パ
ラフィン）などを資化する酵母（カンシタ・ウテイリス
、カンジダ・ノベラス（微工研菌寄第７０５号、昭和４
８年特許出願公告第４３８７７号参照）ミコトルラ・ヤ
ポニカなど）であるが、この他、酵母細胞壁を含むもの
であれば本発明の原料としてすべて用いることが出来る
。

本発明は、原料として乾燥パン酵母を用い、衝撃式細胞
膜破砕装置にて、酵母の細胞膜を破砕（昭和４７年特許
出願公告第４３８３４号）し、次いで酵母蛋白質の変性
が生起しないように希アルカリ溶液で酵母蛋白質の抽出
を行なった。

この場合のアルカリとしては力性ソーダ、力性カリなど
が用いられ、アルカリ濃度は０．１ ％乃至１．２％で
、ＰＨは８乃至１３、好ましくはＰ Ｈ８乃至１０にて
抽出した。

次いで遠心分離を行ない、アルカリに溶解する酵母蛋白
質区分とその他の区分に分けた。

条件は８０００回転（ｒｐｍ）乃至１１００００ｒｐ、
３０分間乃至１時間で行なった。

この様にして得られた溶液部分を５規定乃至１０規定の
比較的濃度の希薄な酸（例えば塩酸、硫酸、クエン酸、
乳酸、蟻酸など）を用いてＰＨ３，０乃至ＰＨ６，０、
好ましくはＰＨ３，０乃至ＰＨ５，５の範囲内に蛋白質
の等電点沈澱を行なって、未変性酵母蛋白質を得た。

この他、食塩などの塩析法で得る方法なども用いること
ができる。

このようにして得られた未変性酵母蛋白質をアルカリ溶
液にて蛋白質の加水分解を行なった。

この加水分解に使用するアルカリは、力性ソーダ、力性
カリ、アンモニア水、炭酸ソーダ（又は炭酸カリ）、ホ
ウ砂、シアン化カリなどであるが、この他酵母蛋白質の
アルカリ加水分解を行なう試薬であれば何でも良く、好
ましくは力性ソーダ、力性カリ、アンモニア水を用いる
。

アルカリの濃度は、１％以下の酵母蛋白質の変性が生起
しない範囲のものを使用し、緩和に加水分解をする。

好ましくは０．５％乃至１．０％の範囲で行なうのが良
い。

（ＰＨ７乃至ＰＨ１３の範囲内）反応温度及び反応時間
は、蛋白質がアルカリにより着色しないように、例えば
各５０℃乃至８０℃、３０分乃至２時間で行なう。

次に、酵母蛋白質の固有の色を除去する目的で酸化剤又
は還元剤を使用して、酵母蛋白質の脱色を行なう。

酸化剤は過酸化水素、オゾン、亜塩素酸ナトリウム、亜
硫酸水素ナトリウム、過酸化ベンゾイル、さらし粉など
であり、これ以外に酵母蛋白質に脱色効果のある酸化剤
であれば使用できる。

特にこの中で過酸化水素の酵母蛋白質の脱色効果は著し
く良い。

一般には過酸化水素の濃度が高いほど脱色作用が良いが
、同時に酸化作用によって蛋白質分子が切断されて低分
子化されすぎたり、酸化作用による弊害が生起するので
、なるべく希薄濃度の過酸化水素を用いることが好まし
い。

又、加熱処理を行なってカタラーゼの失活をさせたパン
酵母では０．２乃至０．３ ％の過酸化水素で十分漂白
できるのに対し、未失活のものでは１．５％以上の濃度
のものを使用しなければ漂白効果が少ないことが明らか
にされている。

（醗酵工学雑誌５１．６７７野村ら）。

一方、還元剤としては、水素化リチウムアルミニウム、
水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、三塩
化アルミニウム、モノチオリン酸ナトリウム、ジチオト
レイトール、次亜塩素酸ナトリウムなどで、この他、酵
母蛋白質に脱色効果のある還元剤であれば、いずれのも
のでも良い。

特に、水素化ホウ素ナトリウム、水素化アルミニウムナ
トリウム、水素化リチウムアルミニウムなどが脱色作用
に効果的である。

以上の脱色処理によって著しく酵素蛋白質の白色度が向
上するが、この処理をせずに、直接次の陽イオン交換樹
脂処理を行なっても、白色度はやゝ低下するがその他の
性状は変わらない。

次に、酵母蛋白質の低分子量化された加水分解物溶液を
陽イオン交換樹脂で処理して脱塩反応を行なう。

この場合に脱塩されるものとしては食塩、酵母中に含ま
れている有機酸塩類及び灰分などである。

又、同時に酵母蛋白質中の色素成分をも吸着して除去す
るから脱色効果もある。

したがって、高純度の蛋白質の抽出、脱塩及び脱色の三
つの効果を同時に行うことを特徴とする。

又、この他の特徴は第１に、酵母蛋白質のアルカリ加水
分解溶液のアルカリ濃度が高いほど陽イオン交換樹脂か
ら溶出される抽出液のＰＨは急激に中性になり、速く抽
出されること、第２に抽出液は中性であるので抽出蛋白
質がアルカリ溶液に可溶化されて、ロスになることもな
い。

第３に、本発明では、アルカリ加水分解により低分子量
になった酵母蛋白質を使用しているので、イオン交換樹
脂に吸着されることも少なく、効果的に蛋白質が抽出さ
れる。

第４は抽出液の固型分濃度は２％乃至１０％の比較的低
濃度であり、流出速度も迅速である。

第５に、抽出液のＰＨは中性として得られるので、次の
透過膜処理工程において膜の損傷が、酸やアルカリ溶液
にくらべてはるかに少ないなど多くの利点を有している
。

本発明で使用される陽イオン交換樹脂としては、ダウエ
ックス（Ｄｏｗｅｘ ） −５０、−５０Ｗ、 −ＸＩ
、−Ｘ２、−Ｘ４、−Ｘ８、−ＸＩ ２、−ＸＩ ６、
ナルサイト（Ｎａ１ｃｉｔｅ ） −ＭＸ、 −ＨＣＲ
。

−ＨＤＲ，−ＨＧＲ，−ＭＣＲ，アンバーライト（Ａｍ
ｂｅｒｌｉ ｔｅ ） −Ｉ Ｒ２００、−ＩＲ１１２
、−Ｘ−Ｅｌｏｏ、−ＭＣＲ，アンバーライト（Ａｍｂ
−ｅｒｌｉｔｅ）−Ｉ Ｒ２００、−ＩＲ１］、２、−
ＸＥｌｏｏ、−ＩＲ１２２、−ＩＲ１２４、−ＸＺ６６
１３、−ＸＥ６９、−ＸＥＩＩＩなどがあげられる。

この他の陽イオン交換樹脂としてカルボン酸型、スルホ
ン酸型及び燐酸型のものが本発明の目的に適している。

特に、強酸性陽イオン交換樹脂が好ましいが、イオン交
換の反応性は強酸性のほか、弱酸性、中酸性の陽イオン
交換樹脂も使用できる。

次に、陽イオン交換樹脂で溶離した濃度２％乃至１０％
の低分子量酵母蛋白質の水溶液を逆浸透圧法による膜透
過により蛋白質の分画及び蛋白質以外の物質の分離を行
なう。

逆浸透圧法による膜透過をすれば、溶質の大きさが３〜
１０Åのごく小さな粒子をも阻止し、分離するので、低
分子量の酵母蛋白質の濃縮に極めて効果的である。

上記のように該逆浸透圧法による膜透過では、食塩など
の約３Åの粒子をも阻止するが、本発明では陽イオン交
換樹脂であらかじめ脱塩を行なっているので、食塩が濃
縮酵母蛋白質に混在する恐れが無い。

操作圧力は一般に３４〜１０２ｋｇ／ｃｍ’・ｇで、透
過速度（流速）は一般に０．６２５〜２１．５１／ｍ”
／ｈｒ／ （ｋｇ／ｃｍ’）であるが、本発明では、圧
力４０〜８０ｋｇ／ｃｍ’・ｇ流速は０．６２５〜０．
７００１ ／ｍ／ｈｒ／（ｋｇ／ｃｍ’）で行なった。

このように圧力が高いにも拘らず流速が比較的良好なの
は本発明の酵母蛋白質が低分子量化されていることに基
くものと考えられる。

以上のことから本発明の特徴は、酵母蛋白質のアルカリ
加水分解による低分子化、陽イオン交換樹脂による脱塩
、脱色処理及び酵母蛋白質の分画および蛋白質以外の物
質（核酸、低分子ペプチド）の分離による一連の工程の
組合せにある。

本発明で使用する透過膜は、オスモエックス社製の０８
Ｍ０−３３１９．０８Ｍ０−３３４−〇、０８Ｍ０−３
３４−９７、ウオルハート・ブラザース・ジャパン・リ
ミテッド社のＭ−６００、Ｍ−８００、Ｍ−８７０膜、
日本真空社のＭ’Ｃ−４、Ｇ−０５Ｈなどを用いるが、
好ましくは、オスモエックス社製のアセチルセルロース
膜、０８Ｍ０−３３４−０ （分子量カット１０００以
上）及び０８Ｍ０−３３４−９７ （分子量カット２０
０以上）であり、０８Ｍ０−３３４−０膜を用いて膜透
過すると蛋白質濃厚液と核酸を含む溶液とに分離できる
。

又、Ｏ５Ｍ０−３３４−９７を使用すれば、核酸分子と
低分子ポリペプチドなどが膜透過し、低分子量の酵母蛋
白質が濃縮される。

このように濃縮された低分子量の酵母蛋白質溶液は、そ
のままで起泡剤や消火液などとして使用できる。

一方、この濃縮蛋白質溶液を有機溶媒例えばアルコール
類、ケトン類、エーテル類など、好ましくはアセトンや
メタノールを用いて処理した後、乾燥して、白色粉末状
の低分子量蛋白質を得た。

この場合の乾燥は、蛋白質が変質を起さない温度７０℃
以下、好ましくは３０℃乃至５０°Ｃで行なった。

収率は乾燥酵母に対し５０（重量）％乃至７０（重量）
％（窒素回収率）である。

この収率は、陽イオン交換樹脂による処理、膜透過によ
る処理を行なわないで、他の処理方法を本発明と同一の
方法で処理した場合（このときの収率は４０（重量）％
である。

）に比べて高いものとなる。

分子量は、アルカリで加水分解をしていないときの酵母
蛋白質が数１０万であるのに対し、本発明によって得ら
れた蛋白質の分子量は１２０００乃至４００００と非常
に低分子量化されている。

このため、得られた蛋白質は粘度も低く、一般の有機溶
媒や水などに溶解し易く、溶解度も高い。

又、酵母蛋白質固有の着色も改良されて、白色粉末の状
態で得られる。

即ち、本発明では膜透過によって蛋白質の分画が行なわ
れるので、分子量の比較的揃った、即ち、分子量分布の
狭い低分子量の酵母蛋白質が得られる。

この際、同時に核酸、低分子ペプチドなどが膜透過によ
って分離除去される。

核酸の収率は、膜透過を行なわない場合においては、０
．４（重量）％であるのに対し膜透過処理を行なった場
合は０．４１以上で、０．８％までの高数値となる。

このようにして得られた低分子量酵母蛋白質は、従来法
では付与されなかったミルクカゼインの性状をもち、紙
コーティング済、接着剤、合成皮革、樹脂状成型品や、
添加剤として水溶性高分子の分野、例えば塗料、インキ
などの保護コロイド剤、分散剤などの工業用素材に用い
られる。

又、消化率の良くない核酸などが除去されているので、
本酵母蛋白質を食品、飼料の分野にも好適に使用できる
。

この様に、本発明では蛋白質を酵母から抽出すると同時
に、蛋白質以外の成分をも分離でき、それぞれを有効利
用できるので、経済的である。

本発明を具体的に実施例で説明する。

実施例 １ パン酵母（サツカロミセス・セルビシエ）ヲ、熱水抽出
処理（９０℃、１時間）して、食品、飼料向は原料にな
る成分を除去し、さらにカタラーゼ失活を行なった後、
昭和４７年特許出願公告第４３８３４号の方法に従い、
酵母菌体１ｋｇを含む濃度７，９％の酵母菌体懸濁液を
衝撃式細胞膜破砕法にて酵母細胞膜を破砕し、濃度０．
１〜１．２％の希カ性ソーダ水溶液にてＰＨを９．５に
調節して可溶性蛋白質と不溶性蛋白質とを溶離させたも
のを遠心分離機にて１００００ ｒｐｍで３０分間分離
し溶液部分を６規定塩酸にてＰＨ４，５で等電点沈澱を
行なった。

次いで、遠心分離（６０００ｒｐｍ。２０分間）を行い
、水洗を３回以上繰り返し精製を行なった。

次に、濃度１％程度の希カ性ソーダ水溶液で酵母蛋白質
の加水分解を第１表の条件で行なった。

加水分解により低分子量になった酵母蛋白質を濃度１％
の過酸化水素にて脱色を行ない、続いてこの低分子量蛋
白質を含むアルカリ水溶液を陽イオン交換樹脂（Ｄｏｗ
ｅｘ−５０）にて脱色、脱塩処理（例えば食塩や酵母中
に含まれる有機酸塩類、灰分などの除去など）を行ない
、更に、遠心分離（６０００ｒｐｍ、２０分間）処理し
、抽出液を逆浸透圧法を利用した膜透過法、即ち、分子
量カット１０００以上のアセチルセルロース膜（ＯＳ
ＭＣ）−３３４−０：オスモニツクス社製）を用いて膜
透過すると濃縮された酵母蛋白質水溶液が得られた。

このものは、起泡剤、消化液などの工業用途に用いるこ
とが出来る。

実施例 ２ パン酵母（サツカロミセス・セルビシエ）を、実施例１
と同様の方法で処理した陽イオン交換樹脂による抽出液
を逆浸透圧法を利用して、分子量カットが２００以上の
オスモニツクス社製の膜（Ｏ８ＭＯ−３３４−９７）を
用い、酵母蛋白質溶液の５０１を、時間当り１２．５１
の比較的短時間に処理して膜透過すると、濃縮された低
分子量の酵母蛋白質と核酸成分を含む溶液とに分離でき
る。

濃縮酵母蛋白質を、乾燥酵母に対し１０倍容のアセトン
溶媒で３回洗滌してから、温度４０℃で減圧乾燥し粉末
の酵母蛋白質を得た。

この酵母蛋白質の性状は表２のとおりであり、蛋白質含
有量は９０（重量）％以上であり、粗灰分、粗含水炭素
が本発明の陽イオン交換樹脂及び逆浸透圧法の処理しな
いものにくらべ極めて少ない。

又、分子量は１２，０００乃至４０，０００で低分子量
蛋白質の収率は５３（重量）％乃至７０（重量）％（窒
素回収率）であり、単にアルカリ抽出及び衝撃式細胞膜
破砕法などのいわゆる物理的に酵母を破砕した後、アル
カリ液で酵母蛋白質を抽出した場合は蛋白質の収率は、
４０（重量）％以上であり、本発明による方法は酵母蛋
白質の収率が著しく向上出来ることで優れている。

この他、有機溶媒や水に易溶で低粘度の白色粉末として
得られる。

この様に多くの特徴をもつ該酵母蛋白質は、紙コーチイ
ブ剤、接着剤、合成皮革、成型品、分散剤、保水剤、保
護コロイド剤、染色助剤、繊維処理剤としての用途があ
り、更に、比較的高分子量の蛋白質、例えば分子量１万
以上のものは増粘剤などに使用できる。

この様に、多岐に亘る工業用素材としての用途の他、膜
透過により同時に核酸が除去されるので、酵母蛋白質の
消化率も向上し食品、飼料分野にも使用できる。

核酸の収率は、膜透過をしないときには０．４（重量）
％以上であるのに対し、膜透過をする本発明では０．４
（重量）％乃至０．８（重量）％と高いものとなる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酵母より蛋白質を抽出し、これを濃度１％以下のア
   ルカリにより緩和に加水分解し、得られる低分子量化さ
   れた蛋白質を含む溶液を陽イオン交換樹脂で処理して脱
   塩し高純度の蛋白質溶液を得、次いで逆浸透圧法により
   分子量１２，０００〜４０．０００の酵母蛋白質を高収
   率で採取することを特徴とする低分子量の酵母蛋白質を
   製造する方法。