プロテインは膜ろ過とイオン交換で違う？含有率の裏に残る乳成分を読み分ける

プロテインを体によいか、添加物がないかで選ぶとき、膜ろ過とイオン交換の表示は何を教えるのか。乳たんぱく質の製造実験から、ラクトフェリンや脂質の分かれ方、加熱への強さ、泡立ちの違いを読む。たんぱく質含有率と成分の内訳、製造時の性能と人の健康への効果を分けて考える。

台所でプロテインの袋を並べ、裏面の説明を見比べる。「膜ろ過」「イオン交換」。どちらも精密そうで、たんぱく質の含有率が似ていれば、あとは製法の名前で決めたくなる。

ただし、製法の名前だけで体によい順には並べられない。膜ろ過でも膜の種類によって乳たんぱく質の分かれ方が変わり、イオン交換は乳に含まれる少量のたんぱく質を選択的に取り分ける研究にも使われている。方法の違いは成分を考える手がかりだが、そのまま健康の順位表にはならない。[3][5]

乳糖の量を濃縮と分離の表示から考える話は、既存記事「女性初心者のプロテインは乳糖の量も同じ？濃縮と分離の表示を成分から読む」に譲る。ここでは、同じような含有率の内側で、どの乳成分がどちらへ分かれるのかを追う。

膜ろ過は、通った側と残った側をセットで読む

ホエイは乳に含まれるたんぱく質の画分であり、膜による分離では、膜を通り抜けた液と膜の手前に残る液に成分が分かれる。牛乳のたんぱく質を微細な膜で分ける研究では、主にカゼインの集まりが膜の表面に積もり、小さいホエイたんぱく質の通過も時間とともに妨げられた。膜は、成分の名前を見て振り分ける係員ではない。[2]

この点は「ろ過したから乳成分が多く残る」という説明を読むときに役立つ。何が残るのかは、膜の手前を製品にするのか、通過した側を使うのかでも意味が変わる。チーズ由来のホエイを処理した実験では、主要なたんぱく質も両側に分かれ、その比率は同じではなかった。[3]

実験で調べられた主要成分は、ベータラクトグロブリンとアルファラクトアルブミンである。前者は後者より膜の通過が遅れ、膜の手前に残った液では両者の比率が高くなった。ひとくくりに「ホエイたんぱく質」と表示できる成分の中でも、工程を通る速さが違ったのである。[3]

その研究は、殺菌して分離したチェダーチーズのホエイを対象に、製造と処理を繰り返して調べた食品製造実験だ。人が飲んだ後の筋力や体調を比較した試験ではない。読めるのは、特定の処理条件で回収されるたんぱく質の内訳と量である。[3]

同じ膜ろ過でも、孔の大きさだけでは決まらない

高分子の膜とセラミックの膜を比較した研究では、原料ホエイから取り出された粗たんぱく質の割合が約69%と約85%で異なった。高分子膜の条件は孔径0.3マイクロメートル、処理温度50°Cであり、比較されたセラミック膜は孔径0.1マイクロメートルだった。この値は完成品のたんぱく質含有率ではなく、原料からの回収を表す数字だ。[3]

数字の読み違いは売り場でも起きやすい。「多く回収できた」を「飲む人が多く吸収できた」に置き換えると、測っている対象が変わってしまう。この実験で高分子膜は、分離ホエイたんぱく質の収量が比較条件より約20%低く、脂質を伴う別の濃縮画分の収量は約50%高かった。工程の出口ごとの量の違いである。[3]

膜を通る量は、原料にあるほかの成分とも関係する。脱脂乳などを比較した製造実験では、溶けているカルシウムの減少と膜を通せる流量の増加が関連し、乳糖を加えた条件では粘度の上昇によって流量が低くなった。同じたんぱく質を扱っていても、周囲の液の条件は脇役ではなかった。[8]

さらに、膜の表面にできる堆積層も変化する。磁気を使って内部を観察する装置と成分分析を組み合わせた実験では、ろ過圧力や温度に応じた堆積層を調べている。「膜を使う」という短い表示の背後には、原料、膜、温度、圧力、時間という工程がある。表示された製法が同じでも、成分表まで同じだとは扱えない。[2][8]

ラクトフェリンの行方は、製法名より工程で確かめる

ラクトフェリンという成分名を見つけると、それが残っている方がよさそうに感じるかもしれない。ここで扱うのは、チェダーチーズ由来のホエイを高分子膜で処理し、成分の分配を測った分離プロセスの実験である。その条件では、膜を通った液からラクトフェリンは検出されなかった。18〜39歳の女性が飲んだときの栄養効果を調べた研究ではなく、市販製品の品質や健康効果の評価にはそのまま当てはめられない。[3]

一方、同じ実験で別の乳由来たんぱく質である血清アルブミンや免疫グロブリンは、膜の手前と通過液の両方に見つかった。主要なたんぱく質も含め、成分ごとに分かれ方が違う。微量成分をひとまとめにして「全部残る」「全部なくなる」と説明すると、この違いが消えてしまう。[3]

ここでの「検出されなかった」は、その実験条件で調べた通過液についての結果だ。膜ろ過製品すべてにラクトフェリンがない、という意味に広げない。同時に、製法の名前だけから含有を保証する方向にも広げない。商品説明でその成分を重視するなら、完成品について含有量が示されているかを確認する、という読み方につながる。[3]

研究の対象を言い添えるのは細かい作法のためではない。原料を分けた途中の液、乾燥後の粉、飲める状態の製品では、比較の場所が異なるからだ。この研究で得られた成分の分配を、手元の袋の成分量にそのまま写すことはできない。製造工程の知識は、商品説明に尋ねる内容を具体化するために使いたい。[3]

イオン交換は少量の乳たんぱく質を取り分ける研究にも使う

イオン交換では、たんぱく質を樹脂に吸着させ、そこから溶出させる性質を利用して分離する。乳の少量成分であるラクトペルオキシダーゼとラクトフェリンを対象とした実験では、樹脂への結合と溶出を調べ、工程を予測するモデルを検証した。選択的な分離を目指す方法である。[5]

研究では、まず成分を組み合わせた試料でモデルを調整し、条件を変えた実験で予測と結果を照合した。その後、分離ホエイたんぱく質を使って実際の試料でのモデルの係数も評価している。モデルによる溶出の予測は実験と現実的に一致し、再現できる溶出の形を得たと報告された。[5]

これは「イオン交換を使うとラクトフェリンが必ず壊れる」という単純な説明とは合わない。少なくともこの研究は、それらを吸着と溶出によって分ける工程を扱っている。ただし、成分を分離する研究があることと、市販のイオン交換製品すべてにその成分が多く残ることは別の主張だ。[5]

また、比較する問いをそろえる必要がある。特定の微量たんぱく質を取り分けたいのか、ホエイ全体を多く回収したいのか、飲料にしたときの透明感を得たいのか。研究の目的が違えば、優れた工程の意味も変わる。膜ろ過の回収率と、イオン交換の溶出予測の一致を並べても、同じ性能の勝負にはならない。[3][5]

膜ろ過の実験で、分離ホエイたんぱく質の収量と、脂質を伴う濃縮画分の収量が逆方向に変わった点にも目を向けたい。片方の出口だけを見ると「収量が悪い」と映る工程でも、もう片方では回収量が増えていた。研究は両方の製品の価格によって総売上の比較も変わると扱っている。製造側の評価は、単独の成分を最も多く残すことだけでは決まらない。[3]

このため、工程の効率を説明する数字が大きく載っていても、まず分母を確かめたい。比較欄に並んだ数字でも、分母や測定対象が違うことがある。原料に含まれたたんぱく質のうち取り出せた割合と、完成した粉のうちたんぱく質が占める割合は別だ。さらに、乾燥前の液についての数値と、乾物を基準にした数値も混ぜない。回収率を調べたホエイの実験と、乾燥後の含有率を調べた試作実験を比べる際にも、この区別が必要になる。[3][16]

イオン交換のモデル研究でも、評価されたのは樹脂への結合や溶出をどの程度予測できるかである。ラクトフェリンの分離を扱っているからといって、飲用後の生活の変化は検証の対象外である。検索結果に成分名が並ぶと健康の話に見えやすいが、まず論文が追った工程の出口を見たい。[5]

数字で読む製法と成分の違い

約69%と約85%：ホエイから取り出された粗たんぱく質の割合。製品の含有率や人の吸収率ではない。[3]

約20%低い：比較された高分子膜での分離ホエイたんぱく質の収量。特定の製造条件の比較である。[3]

約30分と50分：水で成分を調整しない乳たんぱく質濃縮物と、調整した濃縮物の加熱凝固時間。[4]

91%：膜による従来の微細ろ過工程を使わずに作った実験用分離ホエイの、乾物当たりたんぱく質含有率。[16]

1.8%と1%未満：その異なる試作で得た粉の、乾物当たり脂質含有率。同じたんぱく質含有率でも内訳は異なった。[16]