JP2003284522A - 植物組織への酵素急速導入法 - Google Patents
植物組織への酵素急速導入法Info
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Abstract
後,減圧下に放置することによって,急速に酵素を植物
食品素材内部に導入する。 【解決手段】植物食品素材を凍結し,氷結晶を生成さ
せ,内部に存在する気体と導入しようとする酵素を置換
させやすくする。内部に存在する気体と導入しようとす
る酵素との置換は減圧下で放置することによって行う。
従来,加熱や浸漬を行い拡散や吸着を利用して長時間の
操作を行っていたが,本法を用いれば短時間に植物食品
素材内部に加熱することなく導入できる。具体的には,
−5℃以下の温度帯で植物素材を凍結し,解凍後,吸引
圧力10mmHg〜60mmHgで減圧することによって植物食
品素材内部に5分間から60分間と短時間で酵素を導入
できる。
Description
部に酵素を急速に導入し,植物食品素材の形状,食味を
改善するための植物組織への酵素急速導入法に係り,よ
り詳しくは,植物食品素材を−5℃以下で凍結後解凍
し,吸引圧力10mmHg〜60mmHgで減圧を負荷すること
により,拡散や吸着などの作用に加え,内部空隙に存在
する気体と酵素を急速に置換可能な植物組織への酵素急
速導入法に関する。ここで,解凍後,酵素が導入される
時間は5分間〜60分間と短い。
などの野菜類,サツマイモ,ジャガイモなどのイモ類,
米,小麦などの穀類,大豆,小豆などの豆類,カンキ
ツ,リンゴなどの果実類が用いられる。これらの植物素
材に酵素を内部に導入するには,導入しようとする物質
を含んだ溶液に浸漬しなければならなかった。その場
合,物質の拡散を促進するため植物素材を切断し,表面
積を増大させるか酵素濃度を高めて浸透圧を増大させる
必要があった。これらの方法では,いずれも長時間の操
作を行う必要がある。
酵素を内部に導入する方法には拡散や吸着といった作用
を利用している。これらの作用は緩慢で,加熱などのゆ
るやかな条件で内部に浸透させるには長時間を要する。
また,酵素は熱によって不活性化するため加熱できな
い。
氷結晶を生成させ,組織を軟化させ,内部空隙に存在す
る気体と外部溶液中の酵素とを置換させやすくする。そ
の後,減圧下に放置することによって,5分間〜60分
間以内に急速に内部気体と酵素とを置換させる。この場
合,植物食品素材を切断する必要はかならずしもない。
また,解凍に必要な加温だけで,加熱する必要はなく,
ゆるやかな条件で酵素を導入できる。また,導入する酵
素は低濃度から高濃度の範囲まで利用範囲は広い。
めに本発明は,生あるいは加熱した植物食品素材を凍結
した後,解凍し,酵素液に浸漬して減圧下に放置するこ
とを特徴とするものであり,次の点を実験的事実により
明らかにした。
組織内部の気体と導入する酵素との置換を促進するため
の吸引圧力,吸引時間,回数,酵素濃度,凍結温度を実
験で明らかにした。
に氷結晶が生成する凍結温度で,−5℃以下であれば,
急速,緩慢凍結を問わない。ただし,凍結時間を考慮す
れば実用的な面から−15℃が適当であった。
は溶解させた溶液中で室温〜50℃に加温しながら20
分間程度解凍させる。
明らかにした。
類など食品製造に用いられるすべての食品製造素材に適
用可能であった。
実験結果から明らかにした。
できる事実から凍結減圧導入法を獲得するに至った。
的事実に基づき添付図面を参照して以下説明する。
理したニンジン,ジャガイモ,紅サツマイモを用いて,
凍結減圧導入する実験をおこなったものである。
200mmのドーム状の密封容器2を備えている。この密
封容器2内には容量200mmの容器3があり,容器3に
酵素や糖類などを溶解または懸濁させた水溶液が満たさ
れてある。容器3は,予め40℃加温して解凍させた植
物食品素材が入れてある。密封容器2には,減圧ポンプ
4が接続されており,圧力計で吸引圧力を監視できる。
また,圧力計と密封容器2の間には真空コック5があ
り,所定の吸引圧力に達したら直ちに閉じることができ
るようになっている。
験装置1を使用して行ったものであり,その実験操作と
ともに説明する。なお,本発明の保護範囲はこれらの実
施例のみによって限定されるものではない。
解酵素導入に及ぼす凍結および減圧処理の効果について
検討するため,ブランチング処理したニンジンを用い
て,−15℃で凍結した試料と未凍結の試料について減
圧処理の有無による,硬さ,凝集性の違いを調べた。
0℃に加温した酵素液(ペクチンリアーゼ1%)に30
分間浸漬し,解凍した後,真空ポンプ4で5分間減圧
(40mmHg)して行った。得られた試料は,テンシプレ
ッサー(タケトモ製)で硬さと凝集性を測定した。
は,7.3Nと高く,60分放置後でも3.6Nを示した。ま
た,凍結した試料では,硬さは,酵素浸漬直後で1.6N,
60分放置後で0.6Nを示し,凍結処理がニンジンの軟化
に大きく影響していることがわかった。凍結後,酵素浸
漬した場合,ペクチンリアーゼの作用により組織の軟化
が急速に進行したが,試料の中心部では組織は維持され
ており,完全な組織崩壊までには至らなかった。
ンジン1.1Nを示し,放置中も組織崩壊がさらに進行し,
60分間の放置後には,硬さは 0.13Nまで軟化し,組織
は完全に崩壊した。これらの結果から,植物体組織へ酵
素を急速に導入するには,凍結処理と減圧処理の併用が
極めて有効であることがわかった。
した試料の凝集性が大きく異なることから,証明され
る。前者は凝集性が0.54と高かったのに対し,後者は0.
17と低く,後者は完全に組織が崩壊していることが証明
される。
影響をみると(図3),減圧導入回数による硬さの違い
はそれほど大きくなく,組織を崩壊させるには1回の減
圧処理で十分と思われる。
硬さに及ぼすペクチナーゼ濃度の影響について調べ,図
4に示した。ブランチング後,−15℃に凍結したジャ
ガイモを用い,ペクチンリアーゼ0.05%,0.1%,1%に調
製した緩衝液中で減圧酵素導入した。それらの結果を図
4に示した。減圧処理導入直後の硬さは,酵素濃度0.05
%,0.1%の場合,それぞれ 0.9N, 0.85Nで大きな差は
なかったが,酵素濃度1%では0.32Nと低い値を示し
た。60分放置後もほぼ同様の傾向を示した。これらの
結果は,酵素濃度が高いほど,組織崩壊を速く行えるこ
とを示している。組織の中心部に近いほど酵素濃度が低
くなるため,反応に十分な酵素量を中心部まで導入する
には高濃度の酵素が必要であることがわかる。
入法と攪拌法でペクチナーゼを作用させ得られた単細胞
の色素の残存率を比較した。疎水性成分としてニンジン
のβ−カロチン,水溶性成分として紅サツマイモのアン
トシアンをそれぞれ対象成分とした。得られた結果を図
5に示した。図から明らかなように,凍結減圧酵素導入
法と攪拌法の両者で色素残存率に差が認められた。特
に,水溶性のアントシアンで著しい差がみられた。攪拌
法における疎水性のβ−カロチンの残存率が90%と高か
ったのに対し,水溶性のアントシアンの残存率はわずか
0.1%であった。一方,凍結減圧酵素導入法におけるβ
−カロチンとアントシアンの残存率は,それぞれ99.9
%,97.4%と高い値を示した。
ており,細胞が破壊された場合に溶出するので,β−カ
ロチンの溶出率は細胞の破壊率と高い相関があると推定
される。したがって,攪拌法では酵素反応中に10%程度
の細胞が壊れるものと推察されるが,凍結減圧酵素導入
法では細胞破壊が起こりにくいことがわかる。破壊の原
因は,細胞内部と外部との浸透圧差に攪拌作用が加わっ
たためと考えられ,0.6M 程度のソルビットを酵素液に添
加すれば,細胞破壊はある程度防止できる。
法ではその大部分が溶出していることから,他の水溶性
成分も同様に細胞外に溶出していると推察される。これ
らの結果は,攪拌法の場合,細胞壁は破壊されていなく
ても,水溶性成分の溶出が起こることを示唆している。
図には示していないが,攪拌法で単細胞化した場合,浸
透圧を制御しても水溶性成分の溶出を防ぐことはできな
かった。
る切断した試料にペクチナーゼを作用させる攪拌法と凍
結減圧導入法によるペクチナーゼ導入により得られた単
細胞素材の香り成分を比較し,表1に示した。生ニンジ
ンをそれぞれの方法で単細胞化し,100℃で10分間
加熱後,ヘッドスペースの揮発性成分を分析した。主要
な揮発性成分は,β-Caryophyllene,Bisabolene,Limone
ne,Terpinolene,p-Cymene などのテルペン系炭化水素
類,リノール酸など不飽和脂肪酸の酸化分解生成物であ
るHexanal,Decanal,Octanal,(E,Z)-2,4-Decadienalなど
のカルボニル化合物,そしてカロチンの分解生成物であ
るα- およびβ-Ionone であった。処理前のニンジンの
揮発性成分は,β-Caryophyllene,Bisaboleneなどのテ
ルペン系炭化水素類が大部分を占めており,これらの成
分がニンジンフレーバーを形成しているものと考えられ
る。
細胞を比較すると,凍結減圧酵素導入法で得られた単細
胞において,β-Caryophyllene,Bisaboleneなどのテル
ペン系炭化水素類の顕著な増加が,また,攪拌法におい
て,α- およびβ-Ionone とカルボニル化合物の増加が
認められた。これらの結果は,攪拌法では,脂肪酸の自
動酸化とカロチンの酸化分解が生じているが,凍結減圧
酵素導入法では,これらの劣化反応は起こりにくいこと
を示している。
入法で,ジャガイモにα−アミラーゼ,グルコアミラー
ゼを導入し,中心部と外部のグルコース濃度の変化を表
2に示した。凍結減圧導入1時間後,3時間後のグルコ
ース濃度は中心部で6.2%,10.6%であった。ジ
ャガイモにα−アミラーゼ,グルコアミラーゼを凍結減
圧導入すことにより,中心部のグルコース濃度を高める
ことができた。
次の効果が発揮される。
解凍後,吸引圧力10mmHg〜60mmHgで減圧することに
よって植物食品素材内部に5分間から60分間と短時間
で酵素を導入できる。
ことなくそのままの状態で,導入しようとする物質を加
熱することなく植物組織の内部に急速に導入することが
できる。例えば,ペクチナーゼのような植物崩壊酵素を
導入すれば短時間で簡単に軟化可能で,また単細胞も得
られる。
溶出も少なく,得られた素材については香り成分の安定
性など優位性がある。また,α−アミラーゼ,グルコア
ミラーゼを導入すれば,元の形状を維持したまま食品素
材の改変が可能となる。
1から6に示したニンジン,ジャガイモ,サツマイモに
かかわらず植物食品素材であればあらゆるものに適用可
能である。
る。
処理の効果に関する実験結果を示すグラフである。
後の硬さの変化に関する実験結果を示すグラフである。
に関する実験結果を示すグラフである。
られた食品素材中の色素残存率に関する実験結果を示す
グラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 生あるいは加熱した植物食品素材を凍結
した後,解凍し,酵素液に浸漬して減圧下に放置するこ
とを特徴とする植物組織への酵素急速導入法。 - 【請求項2】 凍結温度が−5℃以下であり,減圧負荷
が吸引圧力10mmHg〜60mmHgである請求項1記載の植
物組織への酵素急速導入法。
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