JP2001190227A - 新規カゼイン素材及びその製造方法 - Google Patents
新規カゼイン素材及びその製造方法Info
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Abstract
料、発酵乳、パン、チーズ等の飲食品の製造に利用可能
な新規カゼイン素材の提供。 【解決手段】 リン酸緩衝液にカゼインを溶解してカゼ
イン−リン酸緩衝液溶液を調製し、別にカルシウムイオ
ンをキレートする有機酸にカルシウムを溶解してカルシ
ウム−有機酸溶液を調製し、これらの両溶液を、固形分
中、カゼインを60〜92重量%含有し、重量でカゼイ
ン1に対してカルシウムを0.06以下含有し、重量で
カルシウム/リン比が0.8〜2.2となるように混合
して新規カゼイン素材を製造する。
Description
及びその製造方法に関する。本発明の新規カゼイン素材
は、溶解性、熱安定性及び風味に優れており、乳飲料、
発酵乳、パン、チーズ等の飲食品の製造に利用すること
ができる。
は、多くのカゼイン分子が会合して、平均粒径100〜
150nm程度のミセルとして存在している。カゼイン
は、その分子間の疎水性相互作用だけでなく、分子内の
リン酸化セリン残基がコロイド状リン酸カルシウムを介
したイオン結合状の架橋構造をとってカゼインミセルを
形成し、乳中で安定に存在している。このカゼインミセ
ル形成に関与するコロイド状リン酸カルシウムは、乳清
中で解離平衡状態にあるリン酸、クエン酸、カルシウム
イオン、リン酸カルシウム、クエン酸カルシウム等のミ
ネラル成分と交換性がある。このように、脱脂乳、脱脂
粉乳等の乳素材は、カゼインミセルと乳清中のミネラル
との相互作用があり、食品の製造に利用した場合の特性
と大きな関係がある。例えば、乳飲料、缶コーヒー等の
飲料に使用した場合の風味のまろやかさ、発酵乳に使用
した場合の酸生成能やボディー感の付与、過酷な熱処理
が施される飲料における乳タンパク質の熱安定性、パン
製造における膨らみ、チーズ製造におけるカード形成等
に大きく関与している。
であり、栄養的にも、あるいは食品製造における物性を
発現させる効果にも優れているため、近年、乳製品のみ
ならず、加工肉製品、でんぷん加工品等にも乳素材とし
て利用されており、乳からカゼインを分離精製する技術
が開発され、カゼインを高濃度に含む安価なカゼイン素
材が各種製造されている。例えば、乳中のカゼインを酸
やレンネットで不溶化し、分離、乾燥した酸カゼイン、
酸カゼインを水酸化ナトリウムや水酸化カルシウムで可
溶化して乾燥させたカゼイネイト、膜処理により乳から
カゼインミセルを分離、乾燥させた乳タンパク質濃縮物
等がある。
工程においてミネラルが除去されてしまい、脱脂乳や脱
脂粉乳中のカゼインのようにカゼインミセルの状態を呈
していないため、熱安定性に乏しく、粉体を溶解した場
合には溶解性が悪く、また、えぐ味、収斂味、苦味が感
じられ風味も悪いといった問題がある。さらに、ミネラ
ルが除去された乳素材では、カルシウムイオンによりカ
ゼインがコロイド状となり、沈殿が生じるため、カルシ
ウム強化を目的とした飲料等には利用できず、また、発
酵特性にも乏しいといった問題がある。また、乳中のタ
ンパク質の一部をカゼイン素材に置き換えてチーズを製
造(USP5,585,133)したり、酸カゼインと脂肪分の濃厚
溶液を加熱溶融後、冷却して擬似チーズを製造(USP5,0
68,118、USP4,397,926)する試みもある。しかしなが
ら、ミネラルが除去されミセルの形態を失ったカゼイン
素材は、レンネット感受性に乏しいため、乳の代用とし
てチーズ製造に用いることはできない。さらに、水和し
た酸カゼインをカゼイン等量よりやや過剰量の水酸化カ
ルシウムで溶解し、その後、リン酸塩及び有機酸塩を加
えた後に加温することにより得られる濃厚カゼイン溶液
からチーズを製造(特開昭48-40966号公報)することも
できるが、この方法によれば、酸カゼインにカルシウム
を直接作用させるため、チーズの組織が粗くなるといっ
た問題がある。
て、溶解性、熱安定性及び風味が良好であり、食品の製
造に有用である新規カゼイン素材が求められているが、
そのようなカゼイン素材は未だ提供されていない。そこ
で、本発明は、溶解性、熱安定性及び風味が良好であ
り、食品の製造に利用することのできる新規カゼイン素
材を提供することを課題とする。
課題に鑑み鋭意研究を重ねた結果、固形分中、カゼイン
を60〜92重量%含有し、重量でカゼイン1に対して
カルシウムを0.06以下含有し、重量でカルシウム/
リン比(以下、Ca/P比とする)が0.8〜2.2で
あり、重量でカゼイン1に対して塩化物イオン(C
l- )を0.06以下含有する新規カゼイン素材が、溶
解性、熱安定性及び風味が良好であり、食品の製造に利
用することのできることを見出した。さらに、本発明者
らは、このような新規カゼイン素材を調製するにあたっ
て、一方でカゼイン−リン酸緩衝液溶液を調製し、他方
でカルシウム−有機酸溶液を調製し、両溶液を重量でカ
ゼイン1に対してカルシウムを0.06以下含有し、か
つ重量でCa/P比が0.8〜2.2となるように混合
することにより、カゼインの沈殿が生じることがなく、
新規カゼイン素材が得られることを見出し、本発明を完
成させるに至った。
材は、固形分中、カゼインを60〜92重量%含有し、
カゼインがミセルの状態を呈している。これは、脱脂
乳、脱脂粉乳等の乳素材とは、ホエータンパク質を含有
していない点で異なり、また、酸カゼイン、カゼイネー
ト、乳タンパク質濃縮物(MPC)等の乳素材とはカゼ
インがミセルの状態を形成している点で異なるものであ
る。一方、カゼインを脱脂乳や脱脂粉乳中と同様な存在
状態にするための学術的な報告[Schmidt らの報告(Ne
therlands Milk and Dairy Journal, 31, 328, 1977)]
がある。これは、カゼイン溶液、溶液1(CaCl2 及
びMgCl2 )、溶液2(KH2 PO4 及びNa2 HP
O4 )、溶液3(クエン酸)をそれぞれ一定速度で混合
して得られる、固形分中、カゼイン2.38g、カルシ
ウム121.0mg、マグネシウム10.3mg、リン
77mg及び塩化物イオンを含むカゼイン素材、すなわ
ち、カゼイン1に対してカルシウムを0.051含有
し、Ca/P比が1.57、さらに塩化物イオンが0.
07(ただしカルシウム由来0.06、マグネシウム由
来0.01)のカゼイン素材は公知のものであるが、こ
れらの製造方法は非常に煩雑であり、時間やコストを要
するため工業的に製造するのは困難である。また、この
ようにして得られるカゼイン素材は、使用するミネラル
に由来する塩化物イオンを含有するため、呈味性が悪
い。
方法を以下に示す。先ず、リン酸緩衝液に酸カゼイン、
カゼイネイト等のカゼインを溶解して、カゼイン−リン
酸緩衝液溶液を調製する。本発明において、リン酸緩衝
液は、例えば、リン酸水素2ナトリウム−リン酸2水素
カリウム(pH6.7)、リン酸2水素カリウム−水酸
化ナトリウム(pH6.8)等を挙げることができる。
次いで、カルシウムイオンをキレートする有機酸にカル
シウムを溶解して、カルシウム−有機酸溶液を調製す
る。本発明においてカルシウムをキレートする有機酸と
しては、例えば、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸やこれら
の有機酸を含有する果汁等を挙げることができる。ま
た、本発明においてカルシウムとしては、難溶性又は可
溶性のカルシウムも用いることができ、例えば、第一リ
ン酸カルシウム、第二リン酸カルシウム、第三リン酸カ
ルシウム、炭酸カルシウム、クエン酸カルシウム、乳酸
カルシウムや乳清ミネラル素材等のミネラルを含有する
食品素材等を挙げることができる。このうち、呈味性の
点から、炭酸カルシウム、クエン酸カルシウム、乳酸カ
ルシウム等を用いることが好ましい。なお、本発明で用
いることのできる酸カゼイン、カゼイネイト等のカゼイ
ンには、リンを含有することもあるのでCa/P比を調
整する際にはその点も考慮する必要がある。
酸緩衝液溶液とカルシウム−有機酸溶液とを、重量でカ
ゼイン1に対してカルシウムを0.06以下、好ましく
は0.04以下含有し、かつ重量でCa/P比が0.8
〜2.2となるように混合することにより、新規カゼイ
ン素材を製造することができる。また、得られたカゼイ
ン素材に含まれるカルシウム及びマグネシウム由来の塩
化物イオン(Cl- )は重量でカゼインに対して0.0
6以下である。このようにして製造される新規カゼイン
素材は、製造時に原料として使用する酸カゼイン、カゼ
イネイト等のカゼインのタンパク質含量が84〜92重
量%であることから、最終的に固形分中、カゼインを6
0〜92重量%含有するものとなる。また、本発明の新
規カゼイン素材は、溶液としてそのまま利用することも
でき、また常法に従って濃縮し、乾燥することにより粉
末として利用することもできる。また、この新規カゼイ
ン素材は、カゼインがミセルの状態を呈しているため、
脱脂乳や脱脂粉乳が利用されているような食品の製造、
例えば、乳飲料、コーヒー飲料等の飲料、発酵乳、パン
等の飲食品の製造に利用することもできる。その添加量
は、飲料であれば飲料に対して1〜5重量%、発酵乳で
あれば発酵乳の原料ミックスに対して1〜10重量%、
パンであればパンの生地に対して0.5〜2重量%、チ
ーズであればカゼインの濃度が3〜10重量%となるよう
に原料乳を調製することが好ましい。
明を詳細に説明する。
O4 )100mlに、酸カゼイン1g及び炭酸カルシウ
ム(難溶性カルシウム塩)0.1g(カゼイン1に対し
てカルシウム0.04)を添加、混合して溶液を調製し
た。 (2)0.05Mリン酸水素2ナトリウム(可溶性リン
酸塩)溶液100mlに酸カゼイン1gを添加、混合し
た溶液、又は0.05Mリン酸2水素カリウム100m
lに酸カゼイン1gを添加、混合した溶液に、塩化カル
シウム水和物(可溶性カルシウム塩)0.15g(カゼ
イン1に対してカルシウム0.04)を添加、混合して
溶液を調製した。 (3)リン酸緩衝液として0.01Mリン酸水素2ナト
リウム(可溶性リン酸塩)−リン酸2水素カリウム(可
溶性リン酸塩)50mlに酸カゼイン1gを添加、混合
してカゼイン−リン酸緩衝液(pH6.7)溶液を調製
した。一方、0.01重量%クエン酸(カルシウムイオ
ンをキレートする有機酸)含有溶液50mlを撹拌しな
がら、炭酸カルシウム(難溶性カルシウム塩)を最終濃
度0.08重量%となるように0.1g添加、混合し、
完全に溶解させてカルシウム−有機酸溶液(pH2.
5)を調製した。そして、重量でCa/P比が1.0と
なるように撹拌しながらカルシウム−有機酸溶液にカゼ
イン−リン酸緩衝液溶液を添加、混合して溶液を調製し
た。
白色の沈殿が生じた。これは、無機リン酸と炭酸カルシ
ウムが反応して不溶性のリン酸カルシウムが形成され、
また、カゼインが酸変性して沈殿したものと考えられ
た。(2)では、白色の沈殿が生じた。これは、リン酸
塩とカルシウムイオンが反応してリン酸カルシウムが形
成され、また、カルシウムイオンとカゼインが反応して
沈殿したものと考えられた。また、(3)では、溶液は
白色を呈するものの沈殿は生じなく、安定した状態でカ
ゼイン、カルシウム及びリン酸を配合することができ
た。これらの結果から、安定した状態のカゼイン、カル
シウム及びリン酸を含有する新規カゼイン素材を製造す
るには、リン酸は可溶性リン酸塩の形態で使用し、カル
シウムは可溶化状態で使用し、カルシウムイオンの反応
性を抑制するためにカルシウムイオンをキレートする有
機酸を使用し、pHの低下によるカゼインの沈殿を抑制
するために、可溶性リン酸塩は緩衝液の形態で使用する
ことが好ましいことがわかった。
104重量%と固定したまま、リン酸緩衝液の添加量を
調整することで、Ca/P比が0.4〜2.4のカゼイ
ン溶液を以下のようにして調製した。このとき、重量で
カゼイン1に対してカルシウムは0.04とした。酸カ
ゼイン(ALACID720、New Zealand
Dairy Board社製)5.2重量%溶液50
0gを11バッチ用意し、それぞれに対して、リンを
1.6重量%含有する0.5Mリン酸2水素カリウム緩
衝液(pH6.7)を、156g(Ca/P比;0.
4)、102g(Ca/P比;0.6)、75g(Ca
/P比;0.8)、59g(Ca/P比;1.0)、4
8g(Ca/P比;1.2)、40g(Ca/P比;
1.4)、34g(Ca/P比;1.6)、30g(C
a/P比;1.8)、26g(Ca/P比;2.0)、
23g(Ca/P比;2.2)、21g(Ca/P比;
2.4)ずつ添加し、11種のカゼイン−リン酸緩衝液
溶液を調製した。次いで、クエン酸に、カルシウムを溶
解し、カルシウムを1.04重量%含有するカルシウム
−有機酸溶液を100g調製した。先に調製したカゼイ
ン−リン酸溶液に、カルシウム−有機酸溶液を添加し、
水を加えて700gとし、pH6.7に調製し、さらに
水を加えて1000gとし、カゼイン2.6重量%及び
カルシウムを0.104重量%含有し、Ca/P比が
0.4〜2.4である溶液を調製した。さらに、この半
量の500gを凍結乾燥して粉体とした。調製した各溶
液について、以下に示す試験を行って溶解性及び熱安定
性を調べた。また、官能評価も行った。
入れて遠心分離(300×g、5分間)し、生じた沈殿
量を測定した。なお、沈殿量が少ないほど溶解性が良好
である。 (2)熱安定性試験 調製した各溶液2mlずつをガラスアンプル管に封入し
て120℃に保持したオイルバス中に浸漬し、肉眼で判
別できる大きさの凝固物が生じるまでに要する時間(熱
凝固時間;Heat Coagulation Tim
e(HCT))を測定した。なお、HCTが長いほど熱
安定性が良好である。 (3)官能評価 調製した各溶液を10人のパネラーに試飲してもらい、
風味について、5点;大変好ましい、4点;好ましい、
3点;どちらともいえない、2点;好ましくない、1
点;全く好ましくない、の5段階の評価点で評価しても
らった(評価点は、小数点第2位を四捨五入)。以上の
結果を表1に示す。
〜2.2では沈殿はほとんどみられず溶解性が良好であ
ったが、Ca/P比が2.4では2.0mlの沈殿が生
じた。なお、乳素材として通常用いられている脱脂粉乳
の溶解性試験を同様に行ったところ、10重量%脱脂粉
乳溶液(カゼイン含量約2.6重量%、Ca/P比1.
1)では沈殿量が0.3mlであった。熱安定性試験に
よると、Ca/P比が0.4〜2.2ではHCTが42
分以上であり、熱安定性が良好であった。なお、乳素材
として通常用いられている脱脂粉乳の熱安定性試験を同
様に行ったところ、10重量%脱脂粉乳溶液(カゼイン
含量約2.6重量%、Ca/P比1.1)ではHCTは
40分以上であった。官能評価によると、Ca/P比が
0.6以下ではえぐみが非常に強く感じられ、好ましく
ないとの評価であった。以上の結果より、溶解性、熱安
定性及び風味を考慮すると、安定した状態のカゼイン、
カルシウム及びリン酸を含有する新規カゼイン素材を製
造するには、Ca/P比が0.8〜2.2であることが
好ましいことがわかった。
ムを介したカゼイン同士の結合による。そこで、試験例
2で調製した各粉体と脱脂乳の31P−NMRスペクトル
におけるリンのケミカルシフトを測定し、比較した。調
製した各粉体を10重量%脱脂粉乳溶液と同等の固形率
となるように希釈し、JEOL EX−400Mを用
い、共鳴周波数ν0 =161.83MHzとし、S/N
比向上のために積算回数は300回として31P−NMR
スペクトルにおけるリンのケミカルシフトを測定した。
その結果を表2に示す。なお、10重量%脱脂粉乳溶液
のケミカルシフトは0.32であった。
風味が良好な新規カゼイン素材のCa/P比は0.8〜
2.2であったことから、10重量%脱脂粉乳溶液のケ
ミカルシフトを基準として+0.26〜−0.83であ
るとき、新規カゼイン素材として好ましいことが確認さ
れた。
らわかるようにカゼインがミセルの形態を示しているた
めレンネット感受性を有しておりチーズカードを形成す
ることができる。試験例2で調製したカゼイン素材の粉
末、酸カゼインについてレンネット感受性を調べた。ま
た特開昭48-40966号公報記載のカゼイン溶液についても
レンネット感受性を調べた。 本発明の各カゼイン素材
の粉末、酸カゼインをそれぞれ5重量%になるように溶
解してカゼイン溶液を調製した。また、特開昭48-40966
号公報の記載に従って、カゼイン5%、水酸化カルシウ
ム6%、リン酸水素2ナトリウム0.1 %及びクエン
酸3ナトリウム0.1 %を含むカゼイン溶液を調製し
た。これらの溶液のp.H が6.5となるように塩酸(HC
l)を添加し、10mlずつ試験管に移し、レンネット(子
牛由来、クリスチャンハンセン社製)を10μg /試料
g 加え、45℃で 1時間作用させ、生成される沈殿の
状態を観察し、レンネット感受性を確認した。結果を表
3に示す。
を作用させても沈殿はほとんど形成されず、溶液のまま
であった。また、特開昭48-40966号公報に記載の方法で
は4.7ml の沈殿が形成された。また、本発明の新規
カゼイン素材でも沈澱が形成され、Ca/P比が大きく
なるほど、その体積は小さかった。なお、生成される沈
殿の体積が小さな場合は、チーズ製造時のカ−ド密度が
高く、密な組織となり、一方生成される沈殿体積が多す
ぎると、カードの密度が低くなり、得られるチーズの組
織も粗くなる傾向がある。特開昭48-40966号公報に記載
の方法で調製されるチーズの組織は粗くなる傾向がある
ことから、本発明に関してはCa/P比が0.6以上で
あるとき、チーズ製造に適したカードが形成されること
が判った。
−リン酸2水素カリウム360kgにカゼイネイト40
kgを溶解し、カゼイン−リン酸緩衝液(pH6.7)
溶液を調製した。カルシウムイオンのキレート能を有す
る有機酸として0.1重量%クエン酸溶液400kgを
撹拌しながら、炭酸カルシウム(難溶性カルシウム塩)
4kgを添加、混合し、完全に溶解させてカルシウム−
有機酸溶液(pH2.5)を調製した。そして、撹拌し
ながらカゼイン−リン酸緩衝液溶液にカルシウム−有機
酸溶液を添加して、混合液を調製し、これを濃縮し、次
いで噴霧乾燥して、Ca/P比が1.0である粉末状の
新規カゼイン素材50kgを調製した。 (2)乳飲料の製造 表4に示す配合で常法に従い、3種の乳飲料を製造し
た。
ーにより、ミルク感、塩味、後味、総合評価を、5点;
大変好ましい、4点;好ましい、3点;どちらともいえ
ない、2点;好ましくない、1点;全く好ましくない、
の5段階で乳飲料としての好ましさを評価した(小数点
第2位を四捨五入)。その結果を表5に示す。
比較品よりも乳飲料としてのミルク感、塩味、後味及び
総合評価とすべての点で良好な評価が得られた。また、
乳素材として通常用いられている脱脂粉乳を用いた参考
品と比べ、塩味が若干強かったが、ミルク感及び後味は
同等の評価が得られた。
を製造した。なお、新規カゼイン素材は実施例1(1)
で調製したものを用いた。
度の測定を以下に示す方法で行い、さらに実施例1と同
様の方法でヨーグルトとしての好ましさについて官能評
価を行った。 (1)硬さの測定 テクスチャーアナライザー(Stable Micro System 社)
により測定した。測定条件は、治具P20(円柱直径2
0mm)を用い、進入速度1mm/s、進入距離10m
mで、硬さ(g)を測定した。 (2)酸度の測定 通常、ヨーグルトの製造において、発酵終了の目安とす
る酸度は0.7%であるので、酸度が0.7%に達する
までに要する時間を測定した。なお、酸度は以下の式に
より求めることができる。
比較品よりも硬さの値が高く、しっかりとしたカードが
形成され、発酵終了までに要する時間も短かった。さら
に、官能評価の結果もヨーグルトとしてのミルク感、塩
味、後味及び総合評価とすべての点で良好な評価が得ら
れた。また、乳素材として通常用いられている脱脂粉乳
を用いた参考品とも、硬さの値、発酵終了までに要する
時間及び官能評価の結果とも同等の評価が得られた。
した。なお、新規カゼイン素材は実施例1(1)で調製
したものを用いた。
の体積を測定したところ、本発明品は1.78リット
ル、比較品は1.66リットル、参考品は1.81リッ
トルであった。また、食したところ、本発明品は従来の
カゼイン素材を用いた比較品よりもミルク風味が良好
で、軟らかい食感を有するものであった。
た。なお、新規カゼイン素材は実施例1(1)で調製し
たものを用いた。各原料をそれぞれ混合し、常法に従っ
て殺菌し、冷却後、27℃で乳酸菌スターターを1重量
%、レンネット(クリスチャンハンセン社製)を5×1
0-5重量%を添加して撹拌した。27℃で5時間発酵さ
せ、pH4.6でカードを形成させた。カードを布袋に詰
め、5℃でホエ−排除を行い、カ−ドを得た。カードに
対して0.5 重量%の加塩を行いクワルクを製造した。
る。
離水を測定し、組織の滑らかさについて官能評価を行っ
た。カード収率は、本発明品を100としたときの割合
で示した。離水は、5℃で5日間保存後、目視にて離水
を確認し、−:なし、+:若干あり、++:やや多い、
とした。官能評価は、10名の熟練パネラーに各試料1
0g を品温10℃で食してもらい、口中内で感じる滑ら
かさについて、5点:滑らかで大変好ましい、4点:や
や滑らかで好ましい、3点:どちらともいえない、2
点:ややザラツキが感じられ好ましくない、1点:ザラ
ツキが感じられ全く好ましくない、の5段階で評価し、
その平均点で示した。結果を表10に示す。
ード収率が高く、離水も少なく、官能評価の結果も滑ら
かであるとの評価を得た。
態で存在し、溶解性、熱安定性及び風味に優れており、
乳飲料、発酵乳、パン、チーズ等の食品の製造に利用す
ることのできる新規カゼイン素材を提供することができ
る。また、この新規カゼイン素材は、カゼイン−リン酸
緩衝液溶液を調製し、一方で、カルシウムイオンをキレ
ートする有機酸にカルシウムを溶解してカルシウム−有
機酸溶液を調製し、これらを重量でカゼイン1に対して
カルシウムを0.06以下含有し、かつ重量でCa/P
比を0.8〜2.2となるように混合することにより、
カゼインの沈殿を生じることなく、これを乾燥して粉末
状のカゼイン素材を調製することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】(A)固形分中、カゼインを60〜92重
量%含有し、 (B)重量でカゼイン1に対してカルシウムを0.06
以下含有し、 (C)重量でカルシウム/リン比が0.8〜2.2であ
り、 (D)重量でカゼイン1に対して塩化物イオン(C
l- )を0.06以下含有する、 ことを特徴とする新規カゼイン素材。 - 【請求項2】 リン酸緩衝液にカゼインを溶解してカゼ
イン−リン酸緩衝液溶液を調製し、一方、カルシウムイ
オンをキレートする有機酸にカルシウムを溶解してカル
シウム−有機酸溶液を調製し、これらの溶液をカルシウ
ム/リン比が0.8〜2.2となるように混合すること
を特徴とする新規カゼイン素材の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1記載のカゼイン素材を用いて製
造されることを特徴とする飲食品。
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JP2000127145A JP2001190227A (ja) | 1999-11-02 | 2000-04-27 | 新規カゼイン素材及びその製造方法 |
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