JP2002369653A

JP2002369653A - 改質された原料乳の製造方法及びそれを用いた乳製品

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Publication number: JP2002369653A
Application number: JP2000309445A
Authority: JP
Inventors: Noriko Miwa; 典子三輪; Yoshiyuki Kumazawa; 義之熊澤; Hiroyuki Nakakoshi; 裕行中越; Shoji Sakaguchi; 正二坂口
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2002-12-24
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: JP3951584B2; EP1197152A3; CN1216538C; DK1197152T3; DE60107791T2; US20020061358A1; US6716461B2; CA2358381A1; EP1197152B1; EP1197152A2; CN1347657A; ATE284618T1; BR0104466B1; DE60107791D1; BR0104466A; CA2358381C

Abstract

(57)【要約】【課題】生乳などの原料乳へのトランスグルタミナーゼ
（以下TGと称す）の反応性を改善することにより、効果
的に乳タンパク質の改質を図る。また、このようにして
得られる改質された原料乳を利用して、物性あるいは食
感の改良された乳製品を提供する。【解決手段】原料乳中の乳タンパク質をチオール系化合
物やアスコルビン酸塩などの種々の還元剤により処理す
ることで、TGの反応性を改善することができる。その
際、還元剤はTGと同時に添加しても効果は十分に大き
く、しかも、食品の食味に影響しない添加量で目的が達
成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生乳などの原料乳
にトランスグルタミナーゼ及び還元剤を添加し、作用さ
せることで、従来に比べてより効果的に乳タンパク質の
架橋を施した改質原料乳の製造方法に関する。本発明に
より製造された原料乳を用いると、物性が改良された乳
製品、例えば、物性が改良され好ましい風味や食感が付
与されたヨーグルト、チーズ、粉乳等の乳製品を提供す
ることができる。

【０００２】

【従来の技術】乳製品の製造において、保水性、乳化安
定性、粘度、なめらかさといった物性特性は、商品価値
を大きく左右するものであり、乳製品の製造業者はより
改良された物性をもつ乳製品を製造するために、様々な
工夫を行っている。例えば、ヨーグルトやアイスクリー
ムなどの食感改良や保水性向上には各種増粘多糖類の利
用が広く知られ、また、ヨーグルトの離水低減のため特
殊な乳酸菌スターターを利用した例（特開平５−２６８
８７４）、滑らかなプロセスチーズを得るためのモノグ
リセリドの利用（特開平１１−１０５）、アイスクリー
ムの温度安定性を得るためのホエー蛋白の利用（特開平
９−１３５６６４）、など様々な手法が報告されてい
る。

【０００３】一方、タンパク質を架橋結合する作用を持
つ酵素、トランスグルタミナーゼ（以下TGと称する）を
用いて、乳製品の品質を改良しようとする試みが報告さ
れている。例えば、ヨーグルトにTGを添加し粘度を増
加、離水を低下させる（特開平６−１９７６８８）、TG
を製造工程に利用してチーズカードの収率を向上させる
（特開平８−１７３０３２）、などである。

【０００４】このようなTGによる品質改良は、様々な産
業上の利点がある。まず第一に、非常に微量な添加量で
効果を示し、また食品タンパク質に直接TGが作用して効
果を示すので、食感への悪い影響は少ない。例えば、増
粘多糖類をヨーグルトに添加して物性改良したときなど
は、粘度上昇や離水防止などの効果が得られたとして
も、増粘多糖類自体の糊的食感の為に、必ずしも全体と
しての品質向上につながらない場合がある。

【０００５】第二には、いわゆる食品添加物の摂取をな
るべく減らそうとしている消費者のニーズに対して、こ
のような酵素の使用は、天然感があり、商品の高付加価
値化にもつながる。既に、天然の微生物由来のTGが商業
化されており、各種食品加工に広く利用されている。

【０００６】これまでに、TGの乳タンパク質への反応性
に関する報告は、主として、ホエータンパク質、特にそ
の成分であるα−ラクトアルブミンおよびβ−ラクトグ
ロブリン或いはホエータンパク質濃縮物などについて検
討したものである。ホエータンパク質は、分子内にSS結
合を持っているという構造上、TGの反応性が低いタンパ
ク質として知られている（Fargemandら、J.Agric.Food
Chem.(1997) 45,2514-2519,page2517 line41-53）。例
えば、TraoreとMeunier（J.Agric.Food Chem.(1992) 4
0, 399-402）はFactorXIII（血液中のTG）をホエータン
パク質に作用させる時には、還元剤存在下でないと架橋
重合化が進行しないことを報告している。

【０００７】また、AboumahmoudとSavello（J. Dairy S
ci.(1990) 73, 256-263）は、タンパク質ベースのフィ
ルムを作成するという目的でα−ラクトグロブリン、β
−ラクトアルブミンをモルモット肝臓由来TGで架橋反応
する時に、予めこれらのホエイタンパク質を還元剤存在
下で85℃15分間予備加熱することに関して報告してい
る。

【０００８】Fargemandら（Food Hydrocolloids, (199
7) 11, 19-25）は、ホエータンパク質とカルシウム非依
存性TGの反応について報告しており、ジチオスレイトー
ル（DTT）、システイン存在下での架橋重合物の増加、
また、アルカリ性下でもある程度の架橋重合化物増加の
効果があるとしている。

【０００９】乳タンパク質の主要蛋白質であるカゼイン
は、TGの反応性が高いタンパク質として既に知られてい
る（Fargemand et.al., Food Hydrocolloids (1997) v
ol.11 no.3 pp.287-292）。例えば、Nioらは、モルモッ
ト由来の TGによるαS1‐カゼインの架橋重合化（Agrc.
Biol.Chem.(1986),50,851-855）、Traoreらは、ヒト由
来のFactorＸIIIaによる精製カゼイン、特にβ‐カゼイ
ンとκ‐カゼインの架橋重合化を報告している。

【００１０】一方、牛乳中のカゼインのTG反応性に関す
る研究例は少ない。唯一、Nonakaらが、TGによる還元脱
脂粉乳の架橋重合化及びゲル化をカゼイネートと比べた
例について報告している。この中で、還元脱脂乳中のカ
ゼインはカゼイネートに比べて反応性が劣ると述べられ
ている（J.Food.Sci., (1992), 57 (5), 1214-1218）。

【００１１】TGを作用させた牛乳由来のゲル或いは乳製
品の物性特性に関する研究は少なくない。例えば、Farg
emandらは、TGによる脱脂粉乳中のカゼインの架橋が酸
性ゲル化に及ぼす影響ついて（Food Hydrocolloids (19
97) vol.11 no.3 pp.287-292）、Lauberらは、TGによる
カゼインの架橋とヨーグルトのゲル強度について（Eur.
Food Res.Technol., (2000), 210(5),305-309）、Immら
は、TGで処理した脱脂粉乳のゲル化および保水性につい
て(J. Food Sci.,(2000) ,65(2),200-205)報告してい
る。また、Lorenzenらは、TGで処理した牛乳でつくられ
るヨーグルトの特性、ホイッピングクリームの物理特
性、そしてレンネットによるカード形成性を報告してい
る（Kiel. Milchwirtsch. Forschungsber.(1997),49
(3), 221-227）。

【００１２】以上に述べたように、TGによる牛乳のタン
パク質の架橋反応において、乳タンパク質、特にカゼイ
ンのTGの反応性を向上させることで、TGの必要量を低
減、或いは反応時間を短縮しようとする試みは未だなさ
れていない。この理由は、ゲルの機能などを評価するに
あたり、原料として用いる乳がTGの添加効果を見るのに
十分な反応性を有していたこと、また、TGにとって優良
な基質であるカゼインの反応性をさらに向上させる必要
性が認識されていなかったことなどが挙げられる。

【００１３】さて、グルタチオンなどの還元剤は、酵素
反応において、酵素の安定化或いは酵素に対する反応性
を高める目的で使用される。先に述べたように、ホエー
タンパク質をDTTのような還元剤で処理し、SS結合を還
元することで反応性を向上させるのもその一例である。

【００１４】乳タンパク質以外の、食品タンパク質にお
いてTGを使用する際に還元剤を一緒に用いて食品ゲル物
性を改良した例として、冷凍すり身のゲル化形成性が、
TGとプロテアーゼインヒビターと還元剤を組み合わせて
用いることで改良されることが知られている (S.-T.Jia
ng.,et al.,J.Food Sci.(2000),65,241-245)。ここで使
用されている還元剤は、亜硫酸塩であるが食品に添加で
きる量をはるかに上回る量で検討しており、実用面での
課題を残している。

【００１５】また、TGと酸化還元酵素を用いた食品タン
パク質の改質に、乳蛋白及びチオール基含有物を含むこ
とが望ましいとされているが（特願平１１−１６１８４
９）、この場合チオール基含有物は酸化還元酵素の基質
としての機能を果たすのみで、必須の要素ではない。ま
た、これがTGの活性安定保持という役割を果たすとして
も、食品タンパク質のTG反応性向上効果までは言及され
ていない。

【００１６】乳製品へのTG利用の利点が多いことは前述
したが、実際にこれを利用した商品が市場にあまり出回
っていないのが現状である。その原因として、生乳を使
用した実際の乳製品製造において、期待したほどの効果
が得られていない、あるいは産業的価値を持つほどの効
果が得られていないことが考えられている。即ち、生乳
を使用した実際の乳製品製造においては、TGを添加した
効果が得られるにしても、産業的価値を持つほどの大き
さではないということである。

【００１７】本発明者らは、上記の事情に鑑み、生乳お
よび生乳使用の種々の原料乳のTG反応性およびTG処理法
に関して種々検討を重ねた結果、生乳のような熱履歴の
低い原料乳のTG反応性が低いことを確認した。

【００１８】本発明者らは、このような課題を解決する
ために、まず、乳に予備加熱処理を施すことでTGの反応
性を高め、TGによる生乳の架橋反応を促進できることを
確認した。

【００１９】例えば、低温殺菌牛乳（63℃30分間処理）
と超高温殺菌牛乳（130℃2〜3秒処理）とでは、TGの反
応性が異なり、後者は前者に比べるとTG反応性が高く、
また、前者を加熱（90℃まで達温）処理するとTG反応性
が著しく向上することを認めた。

【００２０】LorenzenらもTGを用いたヨーグルト製造に
おいて、原料乳をTGの反応前に予備加熱（95℃2秒）処
理することを報告している。（Kieler Milchwirtschaft
licheForschungsberichte. (1999),51(1):89-97）。

【００２１】しかし、乳の予備加熱処理は、簡便ではあ
るけれどもTG反応とは別に予備加熱工程を取る必要があ
り、乳製品の製造工程に影響を与えること、また、熱エ
ネルギーや時間も必要とする。さらに、加熱処理による
乳タンパク質の変性が助長されるため、加熱による生乳
風味の損失や食感への悪影響が懸念される。さらに、チ
ーズのように製造上、過剰な加熱処理を好まない乳製品
において、予備加熱処理は適用できないという課題があ
った。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の課題を改善することで、乳製品の物性改良において、
生乳のような原料乳に対してより効果的にTG反応の効果
を得ることができる乳製品の製造方法を提供することで
ある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、TGの反応
性の低い原料乳に対して、予備加熱をすることなしに、
低添加量かつ短時間の反応でもより有効にTGの効果が得
られるような方法を見出すべく、精力的に研究した結
果、原料乳に還元剤及びTGを添加し反応させるという手
法により、原料乳へのTGの反応性を著しく向上させると
いう技術的知見を見出した。

【００２４】さらに検討の結果、原料乳に添加する還元
剤の濃度は、例えば還元型グルタチオンの場合では、無
脂乳固形分1g当たり7×10^-5g以上から反応性向上効果を
確認した。この添加量は、原料乳（無脂乳固形分8.4%）
の0.0006重量%に相当する。さらに、本発明者らは、食
品への使用性、経済性、機能性、安定性という観点か
ら、高濃度でグルタチオンを含有する酵母エキスについ
ても検討したところ、対乳原料0.007％以上の添加で反
応性向上効果を認めた。この添加濃度は、食味への影響
を無視できる範囲であり、本発明が天然物を使用して実
施できるという点で極めて実用性の高い技術であること
を明らかにした。

【００２５】本発明による改質原料乳の製造法は、TGお
よび還元剤を組み合わせて使用することを特徴とする。
当該２つの物質は、同時に添加しても又はTGよりも還元
剤を先に添加しても或いは後に添加してもよい。しか
し、好ましくは、同時に添加して作用させる、或いは還
元剤を添加した後TG処理を行うのがよい。

【００２６】即ち、特許を受けようとする発明は、実用
レベルの還元剤とTGを添加、作用させて、原料乳中の乳
蛋白質の架橋をより効率的に施すことで得られる改質
乳、さらにはそれを用いて製造される乳製品の物性特性
を改良することができるような新しい製造方法に関す
る。

【００２７】

【発明の実施形態】以下に、本発明を詳細に説明する。

【００２８】本発明に使用される原料乳は、牛、山羊等
の動物から得られる乳であり、生乳、脱脂乳、部分脱脂
乳、或いはこれらを加工処理した乳のことをいう。生乳
とは、搾取したままの乳、いわゆる未加工乳である。脱
脂乳は、生乳から脂肪分をほとんどすべて除去したも
の、部分脱脂乳は部分的に除去したものをいう。

【００２９】加工処理とは主に、生乳を飲用する目的と
した加熱殺菌処理のことをいい、牛乳はこれに該当す
る。牛乳は、直接飲用する目的で販売されている牛の乳
をいい、62℃から65℃までの間で30分間加熱殺菌する
か、またはこれと同等の殺菌効果を有する方法で加熱殺
菌されたものである。

【００３０】この殺菌効果、すなわち加熱の程度の指標
としては一般に、加熱により影響を受けやすい物理化学
的性状、すなわちラクトフェリン濃度やラクチュロース
濃度、レンネッタビリティー、ホエータンパク質の変性
度などが用いられる（岩附ら、日本食品科学工学会誌
第46巻第8号（1999）pp.536‐542）。

【００３１】例えば、ホエータンパク質の変性度を指標
として用いた場合、本発明では、生乳中に変性したホエ
ータンパク質の割合が0〜70％含まれているような牛乳
が好ましい。

【００３２】低温殺菌牛乳（62〜65℃、30分間処理）や
高温短時間殺菌牛乳（75℃15秒処理）のホエータンパク
質の変性度は、約10％〜12％であり（岩附ら、日本食品
科学工学会誌第46巻第8号（1999）pp.537）、こ
れらは、本発明に使用できる原料乳として含まれる。

【００３３】ホエータンパク質の変性度(％)は、次式よ
り算出することができる（岩附ら、日本食品科学工学会
誌第46巻第8号（1999）pp.536）。変性度(%)＝

【（生乳の吸光度−殺菌牛乳の吸光度）／生乳の吸光
度】×100

【００３４】また、ホエータンパク質の変性度は以下の
方法で測定できる（岩附ら、日本食品科学工学会誌第
46巻第8号（1999）pp.536）。すなわち、試料22gを
37℃で30分間保持し、食塩8gを添加した後、濾過し、濾
液1mlに酸性飽和食塩水（飽和食塩水1Lに氷酢酸4ｍｌを
添加したもの）10ｍｌを添加し、分光光度計を用いて42
0nmにおける吸光度（ディスポセル、光路長10mm、室
温）を測定する。

【００３５】また、加熱殺菌以外の加工処理としては、
均質化、混合、脱塩、（膜）分離などが含まれる。

【００３６】上記に記載の原料乳から遠心分離などの加
工処理を行うことで得られる、カゼインを含む溶液も本
発明に使用できる原料乳に含まれる。

【００３７】本発明で使用される還元剤は、チオール系
化合物、すなわち、グルタチオン、システイン、γ‐グ
ルタミルシステイン、さらに、これらを高濃度で含む酵
母エキス、ならびに食品添加物として使用が認められて
いるチオ硫酸、亜硫酸、アスコルビン酸、エリソルビン
酸及びそれらの塩、或いはトコフェロール、グリセリン
脂肪酸エステル、レシチンが含まれる。これらを含有し
てなる製剤もこれに含まれる。なお、ここで使用される
還元剤は、還元作用を有するものであれば、上記に示し
たものに限定されない。

【００３８】還元剤の添加量は無脂乳固形分1g当たり1
×10^-5〜1×10^-1gの範囲で適用される。例えば、無脂
乳固形分8〜10%程度の原料乳の場合、還元剤の添加量は
原料乳に対して0.0001〜1.0重量%の範囲となる。添加量
は、ここで示す範囲より少ないと効果が得られにくい。
また、還元剤の添加量を多くすると食味へ悪影響を及ぼ
したり、種類にもよるが、ある一定以上添加量を増やし
ても反応性向上効果は一定となる。

【００３９】原料乳に還元剤を添加する時期は、TGの添
加時期によらず、いつでもよい。というのは、TGを添加
する前でも、後でも、同時でも還元剤の添加による反応
性向上効果は同じであるからである。ただ、還元剤をTG
の後に添加した場合、TGを添加するまで原料乳はTG反応
性が低いままであり、還元剤を添加して初めて反応性が
高まるので、実質的な反応の促進は還元剤を添加してか
ら始まる。実用面では、還元剤を同時にあるいはあらか
じめ添加するのが望ましい。

【００４０】本発明に使用されるTGは、蛋白あるいはペ
プチド鎖中にあるグルタミン残基のγ−カルボキシアミ
ド基中のアシル転移反応を触媒する酵素である。このTG
がアシル受容体としてタンパク質中のリジン残基のε−
アミノ基に作用すると、タンパク質分子中及び分子間に
おいてε-(γ-Glu)-Lys結合が形成される。この架橋結
合により、乳蛋白間に強固なネットワークが形成され、
ゲル形成能や粘度が高く、かつ保水性の高い等の特性を
持った、物性の改良された乳製品が製造できるのであ
る。尚、本発明に使用される酵素であるTGは、トランス
グルタミナーゼ活性を有するものであればいずれも使用
することができ、既に公知のTGを使用すればよい。

【００４１】TGとしてはカルシウム非依存性のものとカ
ルシウム依存性のものがあり、何れも本発明に使用する
ことができる。前者の例としては、放線菌由来（登録２
５７２７１６号公報参照）、枯草菌由来（特開平１１−
１３７２５４号公報参照）等の微生物由来のものをあげ
ることができる。後者の例としてはモルモット肝臓由来
のもの（登録１６８９６１４号公報参照）、卵菌等の微
生物由来のもの（WO９６／２２３６６参照）、牛血液、
豚血液等の動物由来のもの、サケ、マダイ等の魚由来の
もの（N.Sekiら、Nippon Suisan Gakkaishi (1990) 56,
125-132）、カキ由来のもの（米国特許5736356号）、
等をあげることができる。

【００４２】この他、遺伝子組み換えにより製造される
もの（例えば、特開平１１−７５８７６号公報参
照）等、をあげることができる。本発明には何れのTGで
も使用することができ、起源及び製法に限定されること
はない。ただし、食品用途としての機能性、使いやすさ
の点から、好ましくはカルシウム非依存性のものがよ
い。例えば、上記微生物由来のTGで放線菌由来のもの
（登録２５７２７１６号公報参照）は何れの条件をも満
足するものであり、現時点では最適ということができ
る。

【００４３】本発明に使用するTGの活性単位は、次のよ
うに測定され、かつ定義される。即ち、ベンジルオキシ
カルボニル−L−グルタミニルグリシンとヒドロキシル
アミンを基質として反応を行い、生成したヒドロキサム
酸をトリクロロ酢酸存在下で鉄錯体に変換させた後、52
5nmの吸光度で、その量を測定する。1分間に1マイクロ
モルのヒドロキサム酸を生成する酵素量をTGの活性単
位、1ユニットと定義する。この測定法（いわゆるハイ
ドロキサメート法）の詳細は既に報告されている通り
（例えば、登録２５７２７１６号公報参照）である。

【００４４】既に述べたように、TGには様々な起源があ
ることが知られており、起源によっては、上記のハイド
ロキサメート法により活性が定義できないような基質特
異性を持つものもあるから、その場合には異なる方法で
ユニットが定義される場合もある。どのような活性測定
法により定義されるにしろ、実質的に本発明でいう乳製
品の物性改良効果を示す量であれば、本発明のTG添加範
囲の範疇に入る。

【００４５】TGの添加量は、乳たんぱく質１ｇに対し0.
001ユニット以上20ユニット以下、好ましくは0.01ユニ
ット以上10ユニット以下である。0.001ユニット以下で
は期待する効果が得られず、20ユニット以上では過剰反
応となり不経済であるばかりでなく期待する効果を得難
くなる。

【００４６】反応温度は一般に、0℃〜60℃程度であ
り、反応時間は約5分〜約48時間程度とすることができ
る。しかし、好ましくは5℃〜50℃程度で約30分〜約24
時間程度で反応させるのがよい。

【００４７】TGによる乳タンパク質の架橋程度、すなわ
ち乳の改質度合いは、求められる乳製品の物性に応じて
適宜、TGの添加量や反応時間、反応温度などの反応条件
により調節することができる。乳タンパク質の架橋程度
を調べる手段は、定量的方法と定性的方法がある。定量
的方法としては、タンパク質中のε-(γ-グルタミル)リ
ジン結合、すなわちG-L結合量の液体クロマトグラフィ
ーによる分析（Griffinand Wilson, Molecular and Cel
lular Biochemistry(1984), 58, 37-49）、或いは架橋
反応により生じるアンモニアの発生量の測定（Ikura et
al., Agricultural and Biological Chemistry,(198
0),45,2587-2592）がある。定性的方法としては、架橋
度合い及び分子量を電気泳動により調べる方法（Traore
and Meunier, Journal of Agricultural and Food Che
mistry,(1991),39,1892-1890）がある。

【００４８】反応の停止は、通常、乳製品の製造におい
て用いられる加熱殺菌条件が適用され、特に限定すべき
ものではない。勿論、このような加熱殺菌工程を採用し
なくても、本発明の効果を得ることができる。

【００４９】このようにして得られる改質された原料乳
も、本発明の製造方法により得られる乳製品に含まれ
る。

【００５０】本発明は、先にも述べたように、TGと還元
剤をプレインキュベーションなしでも十分な反応性向上
効果が得られることから、反応性を高めるための時間や
工程、熱などのエネルギーを要しない点で利便性、実用
性に優れている。例えば、TGと還元剤を一緒に配合した
酵素製剤であれば、それを添加して反応工程を取るだけ
でよいのである。

【００５１】また、TGと還元剤を利用して食品へ応用し
た例については前述したが、従来の知見で使用されてい
る還元剤の種類としては食品へ利用できるものでない、
或いは食品添加物であっても使用許容範囲を越えるなど
で実用性に欠けていた。

【００５２】本発明の優れたところは、必要とされる還
元剤の量が食品に使用できる現実的なレベルである点に
ある。例えば、本発明において高グルタチオン含有酵母
エキスやアスコルビン酸塩などを使用した場合は、乳お
よび乳製品などの食味性にほとんど影響を与えない程度
の添加量で適用できる。

【００５３】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説
明する。

【００５４】（実施例１）低温殺菌牛乳（63℃30分保
持殺菌；無脂乳固形分8.4％、乳蛋白質3.1％、乳脂肪分
3.6％）5ｍｌに還元型グルタチオンを乳中の濃度で0〜
0.2mMになるように加え、それと同時にTG（味の素株製
「アクティバ」TG、比活性1000ユニット／ｇ品）を乳蛋
白1ｇ当たり、2ユニットの割合で加えた。反応は40℃で
3時間行った。これらのタンパク質の架橋度合いをSDS-P
AGE電気泳動によって確認した。蛋白質の検出は、電気
泳動でゲル中に泳動されたタンパク質と特異的に結合す
る色素（クーマシーブリリアントブルー）を含む液に泳
動後のゲルを浸漬し、その後、脱色することにより行っ
た。

【００５５】図１には還元型グルタチオン0〜0.2mMまで
の泳動パターンの結果を示した。

【００５６】この結果をもとに、デンシトメーターによ
るバンドの定量解析を行った結果を図２に示した。

【００５７】図２によると、カゼイン（α-カゼイン、
β-カゼイン、κ-カゼイン）のバンド総量（相対値）
は、還元型グルタチオンの添加量の増加に伴い減少し
た。その一方で、70キロダルトンおよび600キロダルト
ン以上のTGで架橋重合化した分子の割合が増加した。ホ
エータンパク質は、TGの架橋によるバンドの減少が見ら
れるもわずかであった。

【００５８】還元型グルタチオンによるカゼインの架橋
重合化の促進は、添加濃度が約0.02mMから確認された。
この濃度は、無脂乳固形分1g当たり７×10^-5g、すなわ
ち、原料乳の重量に対して0.0006％である。

【００５９】（実施例２）実施例１と同様にして、低温
殺菌牛乳5ｍｌにアスコルビン酸ナトリウムを乳中の濃
度で0〜1.0％になるように加え、それと同時にTG（味の
素株製「アクティバ」TG、比活性1000ユニット／ｇ品）
を乳タンパク質1ｇ当たり、2ユニットの割合で加えた。
反応条件及びその後の電気泳動については上記記載の通
りである。電気泳動の結果を図３に示す。

【００６０】図３によると、アスコルビン酸ナトリウム
の場合、実施例１の還元型グルタチオンの場合に比べ
て、最大の反応性向上効果を得るために要する添加量は
多かった。これより、反応性を向上させる効果は還元剤
によって異なることがわかった。

【００６１】図示はしなかったが、システイン、γ‐グ
ルタミルシステイン、ならびにチオ硫酸ナトリウム、亜
硫酸水素ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、エリ
ソルビン酸、トコフェロール、グリセリン脂肪酸エステ
ル、レシチンについても試験したところ、同様の効果が
認められた。とりわけ、大きな効果を示したのは、還元
型グルタチオン、γ‐グルタミルシステイン等のチオー
ル化合物であった。さらにグルタチオンを８％濃度で含
有する酵母エキス（アロマイルドU、興人株製品）で
も、還元型グルタチオンと同等の効果があった。

【００６２】以上に述べた本発明の基となっている事実
は、従来にない新規な知見である。というのは、図２の
デンシトメーターによるバンドの定量結果を見ると、本
発明における原料乳のTG反応性向上の作用機構は、ホエ
ータンパク質よりもむしろカゼインの反応性向上による
ところが大きいと判断できる。したがって、先述したよ
うな従来の知見、すなわちホエータンパク質の還元剤に
よるTG反応性の向上などでは説明することができない。

【００６３】さらに、本発明における還元剤の必要量
は、ホエータンパク質のTG反応性を高めるために必要と
される量としてはあまりに少ない。

【００６４】ホエータンパク質の還元剤によるTG反応性
の向上は、分子内SS結合の開裂によることは前述した
が、これは還元剤の処理時間に依存して変化することが
わかっている。つまり、ホエータンパク質のTG反応性の
向上は、還元剤とのインキュベート時間に比例して大き
くなる。したがって、プレインキュベートなしで、還元
剤とTGを同時に添加してもホエータンパク質のTG反応性
の改善効果は小さい。

【００６５】ところが、本発明の場合、原料乳に還元剤
とTGを同時に添加しても、原料乳と還元剤をプレインキ
ュベートした後TGを添加しても、両者の反応性向上効果
にはほとんど差がない。以上のことからも、本発明にお
いて、ホエータンパク質の還元処理によるTG反応性向上
が寄与している可能性は低いと考えられる。

【００６６】酵素反応における還元剤の役割の一つに、
酵素の活性化があることは前述したが、本発明における
還元剤の役割はこれに該当しない。というのは、図示し
なかったが、乳タンパク質非存在下において、TG活性は
還元剤の添加による影響をほとんど受けないことを認め
ているからである。たとえ原料乳中で、TGが還元剤によ
って活性化或いは活性の低下を防ぐ効果はあったとして
も、本発明のように反応量を劇的に変えるほどの効果が
あるとは考えにくい。

【００６７】そこで、還元剤処理による原料乳のTG反応
性向上には、カゼイン、特にカゼインミセルの構造変化
が深く寄与していると考えられる。つまり、カゼインは
もともとTG反応性の高いタンパク質として知られている
にも関わらず、原料乳中では反応性が低い。これは、カ
ゼインの状態、すなわち、精製カゼインとカゼインミセ
ルとの反応性の違いが関係していると推察される。

【００６８】カゼインの成分ごとの反応性、すなわち、
α-カゼイン、β-カゼイン、κ-カゼインのそれぞれの
反応性は、β-カゼインが最も大きく、α-カゼインとκ
-カゼインについてはそれに比べて低いとされている。
カゼインミセルは、κ-カゼインがミセル表面を覆って
いることが知られており、これが原料乳全体のTG反応性
が低い原因になっていると予想される。本発明では、還
元剤はカゼインミセル構造を変化させる役割を果たし、
反応性の高いβ-カゼインのミセルからの分離を促すな
どして反応性向上をもたらすものと推察される。

【００６９】本発明者らの数多くの実験によれば、本発
明の技術はヨーグルトの物性改良においてより顕著な効
果を示した。ヨーグルトの製造において、本発明の実施
例を以下に述べる。

【００７０】（実施例３）ヨーグルトの製造低温殺菌牛乳（63℃30分保持殺菌；無脂乳固形分8.4
％、乳蛋白質3.1％、乳脂肪分3.6％）300ｍｌに対し、T
G（味の素株製「アクティバ」TG、1000U／ｇ品）を乳タ
ンパク質1ｇ当たり2ユニットの割合で加えると同時に、
対乳原料で0.02％のアロマイルドU（興人株製品、グル
タチオン8％含有酵母エキス）を添加し、品温を40℃に
保って1、２、4時間攪拌し反応させた（試験区a、b、
c：いずれも本発明品）。反応を停止させる目的で90℃
に達温させ、直ちに47℃まで冷却した。市販の乳酸菌ス
ターター「Yo ？Flex YC-370」（クリスチャンハンセン
社製）を対乳原料で0.0063％添加し、容器に充填した
後、44℃でpHが4.5になるまで発酵させてヨーグルトを
作成した。

【００７１】比較のために、TGもアロマイルドUも無添
加（対照区１）、TGのみ添加したもの（対照区２）、ア
ロマイルドUだけ添加したもの（対照区３）について同
様にヨーグルトを作成した。いずれも発酵終了後は冷蔵
下（5℃）で静置保存し、2日後の破断強度および排出ホ
エー量（ヨーグルト全量に対する分離ホエーの重量比）
を求めた。

【００７２】破断強度は、不動工業株レオメータを用い
た。測定の条件は、テスト速度6cm／min、直径10mmの平
板プランジャーで行った。排出ホエー量の測定は、一定
量（30ｇ）のヨーグルトを濾紙(Whatman＃1)の上に置
き、一定時間(15分間)に得られる濾液量のヨーグルト全
量に対する割合いを求め、対照区１（TGおよび還元剤無
添加）を100％としたときの相対値で表した。また、訓
練されたパネル10名による官能評価を行った。その結果
を表１及び表２に示した。

【００７３】

【表１】

【００７４】

【表２】

【００７５】表１に示したように、TG添加区（対照区
２）および還元剤添加区（対照区３）の破断強度は、無
添加区（対照区１）と比べて殆ど変わらず、TG或いは還
元剤単独の添加ではヨーグルトの物性改良効果はほとん
ど認められなかった。試験区aからc（本発明品）につい
ては、TG反応の時間とともにカードの破断強度が増加
し、特に、試験区cにおいては強固なゲルが形成され
た。

【００７６】一方、排出ホエー量は、対照区１から３の
間に明確な差は認められず、外観上これらはホエーオフ
などの離水を生じやすく、室温で１時間も放置すると離
水が甚だしかった。一方、試験区aからc(本発明品)は、
各ヨーグルト間に有意な差が認められ、TGの反応時間が
増すほど排出ホエー量は減少した。これは原料乳がTGで
改質されたことにより保水性が向上したためと考えられ
る。官能評価の結果では、対照区１から３はいずれも、
柔らかい、水っぽい、脆いなど好ましくない評価であっ
たが、一方で、本発明品、特に試験区aでは非常になめ
らかで、口溶けのよい、それでいて離水の少ないヨーグ
ルトとして良好な結果を得た。

【００７７】試験区bは、いわゆるかたいヨーグルトと
なり、嗜好性が大きく反映されたが、舌触りには全く問
題なく、外観上は離水の少ない、しっかりした組織のカ
ードとなった。試験区cは、破断強度および排出ホエー
量という物性評価値ではよい結果であったが、試験区a
やbと比較すればヨーグルトとしてはややかための食感
を呈した。しかし、このようなかたいヨーグルトは、従
来では乳タンパク質のみでは実現できず、何らかの添加
物に頼らざるをえなかったことを考えると、本事実は新
しいヨーグルトの商品形態あるいは食感を提供できる可
能性を示唆している。

【００７８】ヨーグルトに対し、本発明の技術を実施し
た場合に最終製品に期待できる効果としては、まず、攪
拌型ヨーグルトの粘度の上昇や静置型ヨーグルトの硬さ
の増加、好ましい食感の付与、固形分を低減しても物性
改良される、または物性を維持しつつコストダウンがで
きる、等がある。また、静置型ヨーグルトは、流通中に
振動やその他物理的的力が加わった場合、容易に離水を
生じ、商品価値を著しく減少させてしまうことがある
が、本発明によりカードの保水力を高めることで、その
問題も解決できる。

【００７９】最近は、消費者の健康志向に合わせて脂肪
分や糖分を低減したヨーグルトが数多く発売されている
が、このような製品では、物性がしばしば損なわれるこ
とが知られている。しかし、本発明の技術を実施する
と、より消費者に好まれる食感を維持しつつ、低脂肪あ
るいは低カロリーの商品を提供することができる。ま
た、従来ヨーグルトの物性を改良する為に様々な増粘多
糖類やその他の添加物が使用されてきたが、本発明によ
り、それらを代替し、ヨーグルトにより自然な食感を付
与することができる。

【００８０】さらに、従来、ヨーグルトのカード物性の
強化や離水防止といった品質の安定性付与を目的に、上
記のような方法の他に製造工程で加熱処理（ホエータン
パク質変性処理）工程を必須としていた。これは原料の
殺菌工程と兼ねることが多いが、ヨーグルト製造業社
は、その最適条件の選定を余儀なくされている。

【００８１】本発明の何より優れた点として、殺菌以外
の目的で加熱処理の必要性がないので余分な熱エネルギ
ーを節約できる。また、加熱処理に伴う乳タンパク質、
特にホエーの過剰な熱変性による商品価値の低下を防止
することができ、それによって、より生乳に近い、ある
いは生乳の風味を活かしたヨーグルトなどの乳製品の製
造が容易に可能となる。

【００８２】本発明は、原料乳全般に適用できるもので
あるからその実施の形態はヨーグルトに限るものでな
い。次に、粉乳やチーズの製造に本発明の技術を適用し
た場合について以下に述べる。

【００８３】（実施例４）粉乳の製造低脂肪低温殺菌牛乳（63℃30分保持殺菌：無脂乳固形分
8.4％、タンパク質含量3.1％、脂肪分1.5％）1Ｌに対
し、TG（味の素株製「アクティバ」TG、1000U／ｇ品）
を乳タンパク質1ｇ当たり2ユニットの割合で加えると同
時に、それぞれ対乳原料で0.02％のアロマイルドU（グ
ルタチオン8％含有酵母エキス）を添加し、品温を40℃
に保って3時間攪拌し反応させた(2U品：本発明品)。反
応の停止の目的で90℃に達温させ、直ちに冷却後、この
TGで改質された牛乳を‐40℃で冷凍凍結した。次いで、
これを真空凍結乾燥に供し、本発明品から製造された粉
乳（試験品）を得た。一方、比較のためにTG、還元剤両
方無添加（対照区１）、還元剤のみ添加（対照品２）、
TGのみ添加（対照品３）についても同様に粉乳を調製し
た。さらに比較のために、TGのみを乳タンパク質1ｇ当
たり10ユニットを添加したもの（対照品４）についても
同様に行った。

【００８４】（動的粘弾性装置による酸性ゲル化のカイ
ネティクス解析）ゲルの生成過程を調べるレオロジー的
手法として、一定温度、一定周波数における弾性率の経
時変化を追跡する方法がある（Dickinson et al., J.
Agric. Food Chem. (1996),44,1371-1377）。本方法を
用い、上記の方法で得られた粉乳（試験品）の15％（w
／w）溶液の酸性化による貯蔵弾性率（G'）の経時変化
をモニターした。また、対照品１〜４についても同様に
行った。使用した装置はStressTech レオメータ DAR-1
00（セイコー電子工業株）である。

【００８５】粉乳溶液の酸性化は、グルコノ-δ-ラクト
ン3.2％（w／w）の添加で開始し、試料を40℃に保ち、4
0分間（2400秒間）貯蔵弾性率（G'）の変化をモニター
した。その結果を図4に示す。試験品のゲル化速度は、
対照品１〜３と比較してより速くゲル化が進行し、40分
後のゲル粘度は約1.6倍高くなった。対照品２および
３、すなわち還元剤、TGそれぞれの単独の添加効果はほ
とんど認められず、むしろ還元剤単独添加（対照品２）
については若干ゲル化速度が低下した。また、比較のた
めに、TGを単独で乳タンパク質1ｇ当たり10ユニットの
割合で添加した場合（対照品４）については、試験品と
比べるとやや遅いながらも似たようなゲル化挙動を示し
た。このことから本発明により、TGの添加量を従来の約
5分の1に低減できることが示された。

【００８６】このように酸性ゲル形成能の改善された粉
乳は、乳製品をはじめ様々な食品の原料或いは素材とな
ることが期待できる。例えば、ヨーグルトの製造には原
料として脱脂粉乳などの粉乳がよく用いられるが、ゲル
形成能の高い粉乳を使用することで、先に述べたような
ゲル強化を目的とした添加物の使用を減らすことができ
る。しかも、この粉乳を用いるとヨーグルト製造工程に
おいて、TGの反応工程をとる必要はなく既存の製造条件
の変更を必要としない。

【００８７】一般に、粉乳の食品への用途は実に幅広
く、このように本発明により製造された改質粉乳の利用
価値は、上で述べたヨーグルトの製造に限ったことでは
ない。

【００８８】さて、チーズは一般に生乳よりつくられる
が、衛生上及び品質一定化のため原料乳を加熱処理す
る。しかし、スイスエメンタール、フランスロックフォ
ール、イタリアパルミジャーノ、レッジャーノなど伝統
のあるものは、それぞれの発祥地で品質のよい生乳から
注意深くつくられる。加熱温度は71〜75℃、15秒程度ま
での加熱が多く使用される（殺菌といえないほどの軽度
の場合もある）。過加熱は、カルシウムイオンの非イオ
ン化やホエータンパク質の変性、軟弱なカード形成、離
しょうの遅延を引き起こし、チーズ品質を劣化させ特に
苦味の生成原因となる。

【００８９】以上のように、チーズ製造において過度の
加熱処理は好ましくないことから、本発明のように生乳
にも適用できる技術はチーズの品質、物性改良という点
で期待が大きい。

【００９０】また、チーズにTGを用いる利点には、カー
ド収率の増加、風味、味、外観等の改良が挙げられるが
（特開平７−１３４９４７）、本発明ではさらにTGの添
加量を従来の技術よりも削減できる、或いは反応時間を
短縮できるなどのメリットがある。

【００９１】以下に、チェダーチーズの製造において本
発明の技術を適用した例をTGを従来の方法でチーズに利
用する例（特開平７−１３４９４７）と比較しながら述
べる。なお、従来の方法とは、TGのみを原料乳に添加す
る方法である。

【００９２】（実施例５）チェダーチーズの製造低温殺菌牛乳（63℃30分：無脂乳固形分8.4％、乳脂肪
分3.6％、タンパク質含量3.1％）11Lを33℃に加温し、T
G（味の素株製「アクティバ」TG、1000U／ｇ品）を乳タ
ンパク質1ｇ当たり１ユニット添加すると同時に、アロ
マイルドUを原料乳の重量に対して0.02％添加した。30
分経過後、乳酸菌スターター（S. lactis, S. cremori
s, Chris Hansen's Laboratories製）を対重量0.75％添
加し、33℃で30分間保持した。次いで、子牛レンネット
（single strength、 Chris Hansen‘s Laboratories
製）0.004％及び塩化カルシウムを0.02％添加して、30
分間静置させてカードを生成させた。このカードをカッ
ティングした後、5分間静置してから静かに10分間攪拌
し、引き続いて34℃まで加温した。その間、カード粒を
壊さないようにゆっくりと攪拌し続けた。次いで、38℃
で15分間攪拌し続け、5〜10分間静置してから分離した
ホエーを排出させた。

【００９３】ホエーを排出させて、カードを得たら、こ
れを6インチ幅に切って積み重ねた。続いて、37から38
℃に保持して15分おきに反転を繰り返し、ホエー排出を
促した（チェダリング工程）。次に、カードを砕くミリ
ング操作を行った。砕いたカードに食塩を徐々に混合
し、食塩濃度がカードの4.5％になるように3回分けて食
塩を加えた。その後、型詰めをし、圧縮、熟成、貯蔵
し、チェダーチーズ製品とした（試験品）。

【００９４】比較として、TG及びアロマイルドを添加し
ないで同様に製造したチェダーチーズ（対照品）、及び
従来の方法、すなわちTGを乳タンパク質1g当たり5ユニ
ット添加して同様に製造したチーズ（従来品）を準備し
た。

【００９５】圧縮後のカード重量、乾燥重量を測定し、
3週間熟成した後のチェダーチーズの官能評価を訓練さ
れたパネル10名で行った。試験品、対照品そして従来品
を比較し、その結果を表３に示す。

【００９６】

【表３】

【００９７】表３に示すように、試験品のカードの収率
は対照品に比べておよそ15％増大した。また、硬さは十
分であり、弾力がやや増していた。風味、外観はほとん
ど対照品と変わらなかった。一方、従来品のカード収率
は、試験品と比べやや低いもほとんど同じであった。ま
た、従来品と試験品はチーズの硬さ、外観、官能評価結
果についてもほとんど違いがなかった。以上のことか
ら、本発明は、従来のTGのみ添加する方法に比べてTGの
添加量を約5分の１まで削減することが可能であること
がわかった。

【００９８】チェダ‐チーズは、いわゆる硬質チーズ
（水分量約40％以下）で、現在世界各地で最も大量に製
造されているチーズであり、プロセスチーズの原料にも
用いられ、そのマイルドな風味は多くの人の嗜好にも合
い易い。このようなチェダ‐チーズ等の硬質チーズにつ
いて、従来のTGの添加量を削減しつつ、カード収率を増
大させ、硬さ、弾力とも良好なカード、或いは品質の高
いチーズを提供できる本発明は産業上極めて有用性が高
い。

【００９９】

【発明の効果】本技術によると、これまでTGの反応性が
低かった生乳などの原料乳にTGと還元剤を添加、作用さ
せることで、反応性を高め、従来よりも効果的に乳タン
パク質の改質処理を施すことができる。また、還元剤の
必要量も食品に添加可能なレベルであり実用性も高いこ
とから、ヨーグルトをはじめ、生乳を使用した乳製品の
物性改良に幅広く応用できる技術として期待できる。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年４月３日（２００２．４．３）

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図1】還元型グルタチオンによる原料乳のTG反応性向
上を示す電気泳動パターン

【図2】還元型グルタチオンの添加量と架橋重合物の変
化

【図3】アスコルビン酸ナトリウムによる原料乳のTG反
応性向上を示す電気泳動パターン

【図4】TG処理凍結乾燥粉乳の貯蔵弾性率（G'）の変化

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【図１】

【図２】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂口正二神奈川県川崎市川崎区鈴木町１−１味の素株式会社川崎工場内Ｆターム(参考） 4B001 AC25 AC36 AC46 EC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原料乳に、トランスグルタミナーゼを作用
させ、乳タンパク質の改質を図る際に、還元剤を添加す
る工程を含むことを特徴とする、物性が改良された乳製
品の製造方法。
【請求項２】原料乳が、生乳、脱脂乳、部分脱脂乳、加
工処理されたこれらの乳であることを特徴とする請求項
１記載の方法。
【請求項３】請求項2に記載の乳から得られるカゼイン
を含む溶液を原料乳とする請求項１記載の方法。
【請求項４】還元剤が、還元型グルタチオン、システイ
ン、γ‐グルタミルシステイン、チオ硫酸、亜硫酸、ア
スコルビン酸、エリソルビン酸及びそれらの塩、トコフ
ェロール、グリセリン脂肪酸エステル、レシチンから選
ばれる１種以上又はこれら還元剤の１種以上を含有する
製剤であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】還元剤としての添加量が、無脂乳固形分1g
当たり1×10^-5〜1×10^-1 gであることを特徴とする請求
項１〜４記載の方法。
【請求項６】トランスグルタミナーゼを乳タンパク質１
ｇ当たり0.001ユニット以上20ユニット以下作用させる
ことを特徴とする、請求項１〜５記載の方法。
【請求項７】請求項１〜６何れか記載の方法により得ら
れ、または得られうることを特徴とする乳製品。