JP2007116961A - ゲルの製造法及びこれを利用した食品 - Google Patents

Abstract

【課題】
大豆蛋白から分画精製して得られたグリシニンとβ−コングリシニンから新規なゲル特性を有する大豆蛋白ゲルを得ること。
【解決手段】
β−コングリシニン又はグリシニンに富む大豆蛋白の水溶液に対し、１２０〜２００℃の直接蒸気加熱を施した後、２次加熱を行うことを特徴とするゲルの製造法。
【選択図】なし

Description

本発明は、新規なゲル特性を有する大豆蛋白ゲルに関する。

分離大豆蛋白を水系下で加熱して得られるゲルは、特にゲル形成性を必要とするハム、ソーセージ、ハンバーグや水産練り製品などの分野で広く利用されている。

一方，大豆蛋白質の主成分がグリシニン（１１Ｓグロブリン）とβ−コングリシニン（７Ｓグロブリン）であることは良く知られており，各々の性質に関して多くの研究がなされている。
これらの蛋白質成分は古くから実験室レベルでの分画精製が行われ、グリシニンとβ−コングリシニンについてのそれぞれのゲル化特性が調べられており、グリシニンは硬くもろい豆腐的なゲルを形成することに寄与し、β−コングリシニンは付着性のある柔らかいゲルを形成することが知られている。そして従来の大豆蛋白質の中ではグリシニンの方がβ−コングリシニンよりもゲルに与える影響が大きいと考えられていた（非特許文献１)。

上記の研究は未変性のグリシニンとβ−コングリシニンに関する研究であったため、予備加熱がこれらの蛋白質のゲル形性能に及ぼす影響については調べられていなかった。そこで本出願人の発明者である長野らは、特許文献１の方法で得たβ−コングリシニンを６０重量％以上含む大豆蛋白質を、間接殺菌装置であるプレート殺菌機で予備加熱してから塩を加えてゲルを形成させると、歯切れが良く、ねとつかないβ−コングリシニンのゲルが形成されることを開示した（特許文献２の実施例１）。

しかし、長野らの特許文献１の方法ではβ−コングリシニンやグリシニンの収量に限界があったため、多量のサンプルの調製が必要な他の殺菌方式によってテストすることが困難であった。そのため、他の殺菌方式でβ−コングリシニンやグリシニンを予備加熱した場合にゲル形成能へいかなる影響を及ぼすかについてはまだ不明である。

（参考文献）
Jounal of Texture Studies,9(1978)135-157 特開平５−４３５９７号公報 特開平９−７５００７号公報

本発明の目的は、大豆蛋白から分画精製して得られたグリシニンとβ−コングリシニンから新規なゲル特性を有する大豆蛋白ゲルを得ることにある。

本発明者は、直接殺菌方式である直接蒸気加熱を用いてグリシニンやβ−コングリシニンに富む大豆蛋白溶液を予備加熱し、さらにゲル化のための２次加熱を行うことにより、従来のグリシニンやβ−コングリシニンのゲルとは性状のことなる新規なゲルを製造できる知見を得、本発明を完成させるに到った。

即ち本発明は、
１．β−コングリシニン又はグリシニンに富む大豆蛋白の水溶液に対し、１２０〜２００℃の直接蒸気加熱を施した後、２次加熱を行うことを特徴とするゲルの製造法、
２．前記１．記載のゲルを利用した食品、を開示するものである。

本発明により、グリシニンやβ−コングリシニンに富む大豆蛋白溶液から、従来とは性状の異なる新規な大豆蛋白ゲルを製造することが可能となった。さらに詳しくは、直接蒸気加熱予備加熱によって、グリシニンは硬く脆い豆腐のようなゲルからたわみが高く、ソフトなゲルの性状、また、β−コングリシニンは柔らかくねたつきののあるゲルから、たわみが高くグミ的な性状とすることができた。かかるゲルの性状を応用して種々の食品、化成品、医薬品等への利用が可能である。

本発明は、大豆β−コングリシニン又は大豆グリシニンを粗蛋白質中８０重量％以上含有する大豆蛋白を５〜２０重量％含む大豆蛋白溶液を１２０〜２００℃で直接蒸気加熱を行った後、２次加熱を行うことを特徴とする。以下、詳細に本発明の実施形態について説明する。

大豆の貯蔵蛋白質は、pH4.5 付近で沈澱し、比較的簡単に蛋白質以外の成分と蛋白質成分に分けることができる。この貯蔵蛋白質は、分離大豆蛋白といわれ、食品工業における利用は多くがこの形態でなされる。
また大豆の貯蔵蛋白質は、超遠心分析による沈降定数から、２Ｓ、７Ｓ、１１Ｓ、１５Ｓの各グロブリンに分類される。このうち、７Ｓグロブリンと１１Ｓグロブリンはグロブリン画分の主要な構成蛋白成分（注：７Ｓグロブリン、１１Ｓグロブリンは沈降法による分類名であり、免疫学的命名法にいうβ−コングリシニン、グリシニンに実質的に相当する。）であり、この両者は粘性・凝固性・界面活性等において異なる性質を有する。
したがって、大豆蛋白質をβ−コングリシニンに富んだ画分とグリシニンに富んだ画分に分画することにより両蛋白質の性質を利用することが可能となり、産業におけるたん白利用分野の拡大が期待できる。
この中、β−コングリシニンはα、α’、βの３種類のサブユニットの任意の組合せからなっており、グリシニンは酸性ポリペプチド(A)と塩基性ポリペプチド(B)を一対とした数種のサブユニットからなっている。その存在比率は、典型的にはＳＤＳ-ポリアクリルアミドゲル電気泳動（以下ＳＤＳ-ポリアクリルアミド電気泳動と云う）で得られたパターンのデンシトメトリーによる面積比で、β−コングリシニン：グリシニンが略１：２である。β−コングリシニンとグリシニンの性質は、分子量も荷電の状態もよく似ている。特に、両蛋白質はサブユニットの組み合わせにより多様性を持つ蛋白で、これらの性質はある程度幅があり、相互にオーバーラップしている。

従来から知られているグリシニンとβ−コングリシニンの分画法を以下に例示する。すなわち、Thanh & Shibasakiの方法（J. Agric. Food Chem., 24, 117, 1976）を初めとし、等電点の違いを利用する分画法（特開昭55-124457号公報）、カルシウムとの反応性の違いを利用する分画法（特開昭48-56843号公報）、pH・イオン強度での溶解性の違いを利用する分画法（特開昭49-31843号公報、特開昭58-36345号公報、特開平5-43597号公報）。冷沈現象と還元剤等を利用する分画法（特開昭61-187755号公報）等がある。また、β−コングリシニンに富む大豆蛋白を得るということでは、育種による11Sグロブリン欠損大豆、すなわち７Ｓグロブリンに富んだ種子（BreedingScience ,46, 11,1996、Breeding Science ,50,101,2000、米国特許6,171,640号公報）から蛋白質を分離する方法がある。 特に、収率良く高純度に分画できる点で、フィターゼを用い脱脂大豆から７Ｓグロブリンと１１Ｓグロブリンを分画する方法（SAITO, Biosci. Biotechnol. Biochem., Vol.65, No4 884−887, 2001）や、大豆蛋白溶液をpH３.８〜６.８において、３０〜７５℃に加温した後に分画する方法（WO02/28198号公報）や、同じく酸性下での加温時にイオン強度の調整を行い、より低いpH域において分画する方法（WO2004/43160号公報）が好適に用いられる。ただし、もちろん例示の分画方法にとらわれるものではない。

分画されたβ−コングリシニンに富む大豆蛋白とグリシニンに富む大豆蛋白は、純度が７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上であることが適当である。純度が低すぎるとβ−コングリシニンとグリシニン以外の酸沈殿性蛋白質である脂質親和性蛋白質の混入率が大きくなり、β−コングリシニンとグリシニン特有のゲル特性が得難くなる。脂質親和性蛋白質は大豆のオイルボディの膜に結合しているオレオシンなどの膜蛋白質やオイルボディに親和性の高いリポキシゲナーゼなどの蛋白質の集合体であるが、本発明者が脂質親和性蛋白質を単離して調べたところ、この蛋白質は予備加熱の有無に関わらず、ゲル形成能が低いものであった。

β−コングリシニン又はグリシニンに富む大豆蛋白の水溶液中の蛋白質濃度は特に限定されず、通常分離大豆蛋白の加熱殺菌の際に設定されている濃度を参考にすることができ、例えば５〜３０重量％が適当であり、７〜２０重量％がより好ましい。

該水溶液の加熱方式は直接蒸気加熱であることが必須である。直接蒸気加熱はプレート式加熱などの間接加熱方式ではなく、加熱対象溶液に対して直接蒸気が接触させて瞬間的に昇温させる方式のものである。
加熱条件は必要とされるゲルの性状に合わせて適宜設定すればよいが、例えば１２０〜２００℃、好ましくは１３０℃〜１６０℃の高温蒸気により、６０秒〜１秒程度加熱することが適当である。

次に、得られた加熱溶液を冷却後、そのまま２次加熱に供するか、あるいは一旦噴霧乾燥したものを再度水溶液に戻して２次加熱に供する。２次加熱は大豆蛋白ゲルを形成させるための工程である。本工程に供する上記大豆蛋白水溶液の蛋白質濃度は、必要とされるゲルの強度に合わせて適宜設定することができ、例えば５〜３０重量％、好ましくは７〜２０重量％とすることができる。また、水溶液のｐＨは、中性付近、すなわちpH５〜９が好ましく、pH６〜８がより好ましい。
２次加熱の加熱温度は、８０〜１００℃、好ましくは８５〜９５℃で、１０〜６０分、好ましくは２０〜４０分が適当である。

以上の工程により得られたβ−コングリシニン又はグリシニンに富む大豆蛋白ゲルは、予備加熱を行わずに調製した従来のゲルとは全く異なる、特有の性状を示す。ここに本発明の特徴がある。
β−コングリシニンに富む大豆蛋白ゲルは、予備加熱を行わない場合、ゲル破断強度が弱く、ねたつきのあるゲル性状となるが、本発明で得られるゲルは、透明感があり、ゲル破断強度が強く、たわみが高いグミ的な性状を有するものである。
また、グリシニンに富む大豆蛋白ゲルは、予備加熱を行わない場合、硬く脆い豆腐的なゲル性状となるが、本発明で得られるゲルは、予備加熱を行わない場合のように豆腐的でなく、ソフトであり、たわみが高いゲル性状を有するものである。

本発明のゲルには該ゲル性状を補助・改良する種々の添加剤を混合することができる。例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどのアルカリ金属塩、塩化マグネシウム、塩化カルシウムなどのアルカリ土類金属塩、澱粉や多糖類などのゲル化剤などを直接蒸気加熱あるいは２次加熱の前後に添加することができる。
特に、塩化ナトリウムなどのアルカリ金属塩を２次加熱前に添加するとグリシニンに富む大豆蛋白ゲルが補強される傾向にある。アルカリ金属塩の大豆蛋白溶液中における添加量は、１０〜１０００ｍＭが好ましく、５０〜２００ｍＭがより好ましい。
また、ゲルの風味付けのため、種々の呈味原料を添加することも可能である。また、上記のゲルの製造工程は一部工程又は全工程が、ゲル状食品の製造工程中に包含されていても良い。

本発明により得られたゲルは、その性状に合う種々の食品に利用することができる。食品としては特に限定されず、例えばハンバーグ，ミートボール，シュウマイ，餃子，てりやきチキン，メンチカツ，ビーフカツ、ハム、ソーセージ、ウインナー、焼き豚、ベーコン等などの畜肉製品；蒲鉾，ちくわ，さつま揚げ，はんぺん，つみれ等の水産練り製品；プリン、ゼリー、ムース等の菓子を挙げることができる。

以下に、本発明の有効性を実施例と共に示すが、これらの表示によって本発明の技術的思想が限定されるものではない。

（製造例１） −グリシニンに富む大豆蛋白の製造−
密閉容器に充填した低変性脱脂大豆(NSI：83、水分7.0％)1kgに７０％含水エタノールをそれぞれ 100g噴霧しながら混合した。これを脱脂大豆の品温が70℃になるように密閉容器の外側を加熱し、30分維持した。容器から脱脂大豆を取り出し、放置冷却して加工脱脂大豆を調製した。各加工脱脂大豆のPDI（蛋白質分散性指数）は65であった。
この加工脱脂大豆に対し、８重量倍の水を加え、ｐＨ７に調整しつつ３０℃で３０分間撹拌抽出した後、不溶物であるオカラを遠心分離により除去し、脱脂豆乳を得た。
次に、脱脂豆乳に塩酸で豆乳のpHを5.8に調整し、生じた沈澱を1000G、10分の遠心分離により回収し、水溶性画分と不溶性画分とに分画した。この不溶性画分を中和後噴霧乾燥し、グリシニンに富む大豆蛋白を得た。得られた大豆蛋白固形分の3.7μgを試料としてSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供し、SDS-PAGEにより展開し、純度検定を行ったところ、グリシニン純度は、９２％であった。

（製造例２） −β−コングリシニンに富む大豆蛋白の製造−
製造例１で得られた遠心分離後の水溶性画分を塩酸にてpHを5.0に調整し、60℃で15分間加熱後、苛性ソーダでpHを5.5にして30分間プロペラ攪拌（300〜350rpm）後、不溶性画分を1000G、10分の遠心分離にて除去した。その上清を塩酸にてpHを4.5に調整し、生じた不溶性画分を1000G、10分の遠心分離にて回収した。この不溶性画分を中和後噴霧乾燥し、β−コングリシニンに富む大豆蛋白を得た。製造例１と同様に純度検定を行ったところ、β−コングリシニン純度は９１％であった。

（実施例１）
製造例１で得られたグリシニンに富む大豆蛋白の１０重量％溶液をホモジナイザーにて調製し、これを蒸気吹き込み式直接加熱殺菌装置で１３０℃、１５秒間の直接蒸気加熱を行った。次にクエン酸によりｐＨを７に調整後、塩化ナトリウムを溶液中に１００ｍＭ添加し、折り幅３７ｍｍの円筒チューブにケーシングし、恒温槽で９０℃、３０分間の２次加熱を行い、流水で１０分間冷却した。形成されたゲルを取り出し、高さ２０ｍｍの円筒形ゲルにカットした。得られたゲルの破断強度（ｇ）と破断歪率（％）をレオロジー測定装置（レオナー：YAMADEN製、プランジャー直径７ｍｍ球、進入速度５ｍｍ／秒）にて測定した。

（比較例１）
製造例１で得られたグリシニンに富む大豆蛋白の１０重量％溶液をホモジナイザーにて調製し、直接蒸気加熱を行わない以外は、実施例１と同様にしてゲルを調製し、破断強度と破断歪率を測定した。

（実施例２）
製造例１で得られたβ−コングリシニンに富む大豆蛋白の１０重量％溶液をホモジナイザーにて調製し、実施例１と同様にしてゲルを調製し、破断強度と破断歪率を測定した。

（比較例２）
製造例１で得られたβ−コングリシニンに富む大豆蛋白の１０重量％溶液をホモジナイザーにて調製し、直接蒸気加熱を行わない以外は、実施例１と同様にしてゲルを調製し、破断強度と破断歪率を測定した。

（表１）ゲル特性の測定結果
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大豆蛋白 直接蒸気加熱 破断荷重（ｇ） 破断歪率（％）
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実施例１ グリシニン 有り ６０ ４７
比較例１ グリシニン なし １０２ ４１
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実施例２ β−コングリシニン 有り ８７ ７０
比較例２ β−コングリシニン なし ３７ ５９
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表１の通り、直接蒸気加熱にて予備加熱を行ったβ−コングリシニン又はグリシニンに富む大豆蛋白ゲル（実施例１，実施例２）は、予備加熱を行わずに調製した従来のゲル（比較例１，比較例２）とは全く異なる破断荷重と破断歪率を示した。
すなわち、グリシニンに富む大豆蛋白ゲルは、直接蒸気加熱による予備加熱を行わない場合、破断荷重が大きくて破断歪率が低い、いわゆる硬く脆い豆腐的なゲル性状となった（比較例１）。一方、実施例１で得られたゲルは、予備加熱を行わない場合のように豆腐的でなく、ソフトであり、たわみが高いゲル性状を有するものとなった。
また、β−コングリシニンに富む大豆蛋白ゲルは、直接蒸気加熱による予備加熱を行わない場合、破断荷重が小さい弱いゲルとなり、ねたつきのあるゲル性状となったが（比較例２）、実施例２で得られたゲルは、透明感があり、ゲル破断強度が強く、たわみが高いグミ的な性状を有するものであった。

Claims (2)

1. β−コングリシニン又はグリシニンに富む大豆蛋白の水溶液に対し、１２０〜２００℃の直接蒸気加熱を施した後、２次加熱を行うことを特徴とするゲルの製造法。
2. 請求項１記載のゲルを利用した食品。