牛乳からカゼインと乳糖を分離する方法とその活用
牛乳はほぼ完全な栄養を備えた自然の食品です。必須タンパク質、炭水化物、ビタミン、ミネラルがバランスよく含まれ、特に乳児を含む多くの人が容易に消化できます。
カゼインと乳糖
カゼインは牛乳に含まれる3種類の球状タンパク質のひとつで、リン酸化タンパク質です。牛乳中ではカルシウムカゼイン酸塩（カゼイン酸カルシウム）として存在します。乳糖は牛乳に含まれる二糖類で、ブドウ糖とガラクトースが結合した糖です。
目的
牛乳アレルギーの多くは、カゼインまたは乳糖のいずれかに対する過敏反応が原因です。これらの成分を除去すれば、アレルギーを持つ人でも牛乳を摂取できるようになります。カゼインフリーの乳製品は自閉症児の食事にも利用され、乳糖フリーの牛乳は乳糖不耐症の人が牛乳を飲む際に役立ちます。
分離方法
カゼインを除去する方法は主に2つあります。
- 酸を加えてpHを下げるとカゼインが凝固し、固形物として簡単に取り除くことができます。
- 子牛の胃に自然に存在する酵素であるレンニン（レニン）を使用してカゼインを凝固させ、分離します。
カゼイン除去後、乳糖はα-乳糖とβ-乳糖という二つの異性体に分けて回収できます。
- α-乳糖は室温の水‑エタノール溶液中で結晶化しやすく、真空ろ過で分離します。
- β-乳糖は濃縮溶液に熱を加えることで結晶化し、同様に分離できます。