JP2007151427A - システイン高含有卵白加水分解物及びそれを含有する飲食品 - Google Patents

Abstract

【課題】 食品として身近な卵白を原料とし、通常の卵白に比べてシステイン含量が高く、システインの供給源として利用できるシステイン高含有卵白加水分解物及びそれを含有する飲食品を提供する。
【解決手段】 卵白を、パパインを用いて加水分解した後、反応液を６５〜７５℃で加熱処理を行い、次いで、トリプシン、バチルス属細菌由来プロテアーゼ、アスペルギルス属糸状菌由来プロテアーゼ及びブロメラインからなる群から選ばれた少なくとも１種のタンパク質加水分解酵素を用いて加水分解し、さらにペプチダーゼを用いて加水分解し、その後７５〜１２０℃の加熱処理を行い、不溶性部分を除去することにより、タンパク質あたりのアミノ酸組成においてシステインが４．５％以上であるシステイン高含有卵白加水分解物を得る。
【選択図】 なし

Description

本発明は、通常の卵白に比べてシステイン含量が高いシステイン高含有卵白加水分解物及びそれを含有する飲食品に関する。

システインは、髪、爪、皮膚の主要な構成要素であり、生体内においては、ＳＨ酵素を活性化させることで、有害物質の解毒、エネルギーの発生促進、皮膚代謝促進、メラニン生成抑制等に作用し、生体の正常な代謝に不可欠なアミノ酸の１つであることが知られている。

そのため、美容や健康の面から、健康食品やサプリメント等としてシステインを積極的に摂取することも行われるようになっており、例えば、下記特許文献１には、（Ａ）プロアントシアニジンを含有する植物抽出物、（Ｂ）アスコルビン酸又はその誘導体、及び（Ｃ）Ｌ−システイン又はその誘導体を含有する、健康食品が開示されており、下記特許文献２には、アスコルビン酸：トコフェロール：Ｌ−システインの重量比が５００〜７００：３０〜７０：１２０〜２００の割合で含有することを特徴とする製剤が開示されている。また、下記特許文献３には、グルタチオンを固形分に占める割合で１重量％以上含有する食品素材（酵母菌体や酵母エキス）からの、該グルタチオンのグルタミン酸残基とシステイン残基との結合を含水状態で加熱により分解し又はγ−グルタミルペプチド加水分解酵素で加水分解し、そしてシステイン残基とグリシン残基との結合をペプチダーゼにより加水分解することを特徴とするシステイン高含有食品素材の新規な製造法が開示されている。

ところで、鶏卵は、良質のタンパク質を多く含む栄養価に優れた食品であり、生卵白中に含まれるタンパク質あたりのアミノ酸組成において、システインが約３％含まれていることが知られている。

鶏卵は、そのまま食されるだけでなく、その栄養価や優れた加工特性から、様々な飲食品の原料としても広く利用されているが、鶏卵の高次利用を目的とした研究も数多く行われている。例えば、卵白をタンパク質加水分解酵素で分解して得られる卵白加水分解物を飲食品に用いた例として、下記特許文献４には、卵白蛋白質の酵素加水分解物を含有することを特徴とする食肉用浸漬剤が開示されている。また、下記特許文献５には、卵白の酵素加水分解物を含有することを特徴とする製菓・製パン用品質改良剤が開示されている。また、下記特許文献６には、烏骨鶏加水分解卵白を含有することを特徴とする組成物が開示されており、該組成物が化粧品、医薬品、食品等として有用であることが記載されている。
特開２００５−３２３６０４号公報 特開２００４−２６７８６号公報 特開２００１−３２１１１８号公報 特開２００４−３２９１６５号公報 特開２００３−３８０８７号公報 特開２００１−２２０３９８号公報

しかしながら、上記特許文献１、２に開示されたような健康食品やサプリメント等に用いられているシステインは化学合成品が多く、近年の消費者の安全性への認識の高まりから、システインの供給源として利用できる天然食品素材の開発が求められていた。

そのため、上記特許文献３に開示されているように、酵母菌体や酵母エキスを原料とするシステイン高含有食品素材も提案されているが、意外にも卵白中に含まれるシステインを積極的に利用する試みはなされていない。

したがって、本発明の目的は、食品として身近な卵白を原料とし、通常の卵白に比べてシステイン含量が高く、システインの供給源として利用できるシステイン高含有卵白加水分解物及びそれを含有する飲食品を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のシステイン高含有卵白加水分解物は、タンパク質あたりのアミノ酸組成においてシステインが４．５％以上であることを特徴とする。

また、卵白を、タンパク質加水分解酵素を用いて加水分解し、その後７５〜１２０℃の加熱処理を行い、不溶性部分を除去して得られるものであることが好ましい。

更に、卵白を、パパインを用いて加水分解した後、反応液を６５〜７５℃で加熱処理を行い、次いで、トリプシン、バチルス属細菌由来プロテアーゼ、アスペルギルス属糸状菌由来プロテアーゼ及びブロメラインからなる群から選ばれた少なくとも１種のタンパク質加水分解酵素を用いて加水分解し、さらにペプチダーゼを用いて加水分解して得られるものであることが好ましい。

本発明のシステイン高含有卵白加水分解物は、食品として身近な卵白を原料とし、該卵白のシステイン含量を高めたものであるので安全性が高い。また、システインがペプチドの形態で存在するので、消化吸収性に優れており、システインの供給源として飲食品等にも配合しやすい。

また、本発明の飲食品は、前記システイン高含有卵白加水分解物を含有するものであり、健康食品やサプリメント等として摂取することができる。

本発明によれば、システインの供給源として利用できるシステイン高含有卵白加水分解物を提供できる。

本発明のシステイン高含有卵白加水分解物は、タンパク質あたりのアミノ酸組成においてシステインが４．５％以上であり、好ましくは４．５〜１２％、より好ましくは５〜１０％、特に好ましくは６〜９％である。タンパク質あたりのアミノ酸組成におけるシステインが４．５％未満であると、システイン供給源として利用しづらくなる。

なお、卵白加水分解物中のタンパク質あたりのアミノ酸組成におけるシステイン含量は、酸加水分解法などの方法により卵白加水分解物試料中のタンパク質やペプチドをアミノ酸まで加水分解後、生じた遊離アミノ酸（またはその誘導体）及び遊離システイン（またはその誘導体）を遊離アミノ酸含量測定の常法を用いて測定することによって、算出することができる。

一般にシステインはアミノ酸の一つとして知られており、シスチンは２分子のシステインがＳ―Ｓ結合により結合したものとして知られている。上記のような方法で測定されたシステイン含量、即ち酸加水分解後に遊離アミノ酸含量測定の常法を用いて測定されたシステイン含量は、上記シスチンの形であったものも、システインの形であったものも、タンパク質やペプチドを構成している結合型でも、遊離型でも、合計として測定されるため、本発明におけるシステイン含量は、結合型や遊離型を問わず上記シスチン含量も含めたものとし、本発明におけるシステインは、結合型や遊離型を問わず上記シスチンも含めるものとする。

また、本発明のシステイン高含有卵白加水分解物は、ゲルろ過クロマトグラフィーにおける分子量分布分析において、タンパク質・ペプチド・アミノ酸の合計の面積比に対して、好ましくは分子量５０〜１０，０００の部分の面積比が６０％以上を占めるものであり、より好ましくは分子量５０〜３，０００の部分の面積比が６０％以上を占めるものであり、特に好ましくは分子量５０〜５００の部分の面積比が６０％以上を占めるものである。分子量分布が上記範囲外であると、溶解度の低下や加熱による変性や凝集等が起こりやすくなるため好ましくないが、分子量分布が上記範囲を満たしていれば、未分解の卵白タンパク質が５〜１０質量％残留していてもかまわない。なお、ゲルろ過クロマトグラフィーにおける分子量分布分析は、高速液体クロマトグラフィー等を用いて公知の方法にしたがって行うことができる。

本発明のシステイン高含有卵白加水分解物の原料として用いられる卵白は、鳥類の卵に含まれる卵白であればよく、例えば、ニワトリ、ウズラ、アヒル、ガチョウ等の卵が挙げられるが、凍結卵白液や乾燥卵白（卵白粉末）等として市販品を容易に大量入手できる鶏卵の卵白が好ましく、特に乾燥卵白（卵白粉末）が好ましく用いられる。

本発明のシステイン高含有卵白加水分解物は、上記卵白をタンパク質加水分解酵素を用いて加水分解して得られる反応液から、限外ろ過膜、ゲルろ過、各種カラムクロマトグラフィー、メンブレンフィルター等の公知の方法でシステイン高含有画分を分画・精製することにより得ることもできるが、本発明においては、原料として乾燥卵白を用い、該乾燥卵白を所定のタンパク質加水分解酵素を用いて加水分解し、その後７５〜１２０℃の加熱処理を行い、ろ過や遠心分離などの固液分離により不溶性部分を除去して得ることが好ましい。卵白原料として乾燥卵白（卵白粉末）を用い、かつ所定のタンパク質加水分解酵素を用いて加水分解し、固液分離することにより、さらなる分画・精製工程を経ずに簡単な工程でシステイン高含有卵白加水分解物を得ることができる。なお、卵白原料として生卵白や凍結卵白液を用いた場合は、理由はよく分からないが、乾燥卵白を用いた場合と比べて加水分解後のシステイン含量は低く、卵白のシステイン含量と大差ないか、かえって卵白より低くなることもある。

上記タンパク質加水分解酵素としては、プロテアーゼ活性又はペプチダーゼ活性を有し、食品製造に使用可能な、パパイン（ＥＣ．３．４．２２．２）、トリプシン（ＥＣ．３．４．２１．４）、バチルス属細菌由来プロテアーゼ（商品名：プロテアーゼＳ「アマノ」Ｇ、商品名：プロテアーゼＮ「アマノ」Ｇ、商品名：プロレザーＦＧ−Ｆ（いずれも天野エンザイム株式会社製））、アスペルギルス属糸状菌由来プロテアーゼ（商品名：プロテアーゼＡ「アマノ」Ｇ、商品名：ニューラーゼＡ（いずれも天野エンザイム株式会社製）、商品名：オリエンターゼＯＮＳ、オリエンターゼ
２０Ａ（いずれもエイチビィアイ株式会社製）、商品名：フレーバーザイム（ノボザイムズ ジャパン株式会社製））、ブロメライン（ＥＣ．３．４．４．２４）、リゾプス属糸状菌由来ペプチダーゼ（商品名：ペプチダーゼＲ（天野エンザイム株式会社製））等のいずれか、又はその２つ以上を組み合わせて使用することができる。

より具体的には、乾燥卵白を、パパインを用いて加水分解した後、反応液を６５〜７５℃で加熱処理を行い、次いで、トリプシン、バチルス属細菌由来プロテアーゼ、アスペルギルス属糸状菌由来プロテアーゼ及びブロメラインからなる群から選ばれた少なくとも１種のタンパク質加水分解酵素を用いて加水分解し、さらにペプチダーゼを用いて加水分解することにより得ることが好ましい。

以下、上記製造方法についてより詳細に説明する。

まず、乾燥卵白を、好ましくは濃度１０〜２０質量％となるように水又は適当な緩衝液に溶解し、酵素と卵白（固形分）の質量比で１：２０〜１：１０００となるようにパパインを添加して、ｐＨ６〜９、４０〜７０℃で３０分間〜１０時間反応させた後、得られた反応液を６５〜７５℃で加熱処理を行う。この加熱処理を行うことにより、パパインによる卵白加水分解物を熱変性させることができ、後工程における加水分解の効率を高めることができる。

次いで、上記反応液に、トリプシン、バチルス属細菌由来プロテアーゼ、アスペルギルス属糸状菌由来プロテアーゼ及びブロメラインからなる群から選ばれた少なくとも１種のタンパク質加水分解酵素を添加して加水分解を行う。上記の各タンパク質加水分解酵素の添加順番は特に限定されず、適当な間隔を置いて順次添加してもよく、２種以上のタンパク質加水分解酵素を同時に添加してもよい。本発明においては、トリプシンとバチルス属細菌由来プロテアーゼを併用することが好ましい。

上記の各タンパク質加水分解酵素の添加量は特に限定されないが、通常、酵素と卵白（固形分）の質量比で１：２０〜１：１０００である。また、上記の各タンパク質加水分解酵素を添加する際には、酸又はアルカリを用いて反応液のｐＨを使用するタンパク質加水分解酵素の至適ｐＨに適宜調整し、至適温度で反応を行う。なお、本工程において、上記の各タンパク質加水分解酵素を順次添加する場合は、一の酵素を添加してから少なくとも０．５〜１時間酵素反応を行った後、次のタンパク質加水分解酵素を添加することが好ましい。また、上記の各タンパク質加水分解酵素を同時に添加する場合は、０．５〜８時間酵素反応を行うことが好ましい

上記工程で得られた反応液に、さらにペプチダーゼを添加して加水分解を行う。ペプチダーゼの添加量は特に限定されないが、通常、酵素と卵白（固形分）の質量比で１：２０〜１：１０００である。また、ペプチダーゼを添加する際には、酸又はアルカリを用いて反応液のｐＨを至適ｐＨに適宜調整し、至適温度で０．５〜６時間酵素反応を行うことが好ましい。

上記の全ての酵素反応が終了したら、反応液を７５〜１２０℃で加熱処理を行い、酵素を失活させた後、遠心分離やろ過等の公知の固液分離の方法により不溶性部分を除去して液部を回収する。回収した液部は、好ましくは加熱殺菌を行った後、スプレードライや凍結乾燥等の公知の方法により、乾燥粉末化すればよい。

本発明のシステイン高含有卵白加水分解物は、他の成分として、賦形剤、甘味料、香料、 乳化剤、安定剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、脂質、多糖類、オリゴ糖等の通常食品に用いられる成分を適宜含むことができる。

本発明のシステイン高含有卵白加水分解物は、そのままカプセル、錠剤などの形態でサプリメントとして用いることができるほか、システインの供給源として、飲料、乳製品、菓子、大豆加工食品、冷凍食品等の様々な形態の飲食品に配合することができる。上記各飲食品におけるシステイン高含有卵白加水分解物の配合量は特に制限されないが、通常、1食当たり、例えば飲料２５０ｍＬあたり、システインを２０〜６００ｍｇ含有するように配合することが好ましい。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
実施例１
加温冷却用ジャケット付きタンクに水６００ｋｇを入れ、乾燥卵白（商品名：ＤＥＨ、株式会社今中製）１１０ｋｇを少量ずつ均一に懸濁しながら加えた後、６０℃まで加温した。なお、溶液のｐＨは６．８であった。

そして、パパイン（商品名：パパイン３００、日本バイオコン株式会社製）１．１ｋｇを約５Ｌの上記卵白溶液に溶いてから添加して６０℃（±４℃）にて１時間酵素反応を行った。その後、加温して液温が７０℃に達した時点（約３０分）で加温を終了して放冷し、４８％ＮａＯＨ水溶液を添加してｐＨを８．０に調整した。

液温が６０℃まで下がったことを確認し、トリプシン（商品名：トリプシン５、日本バイオコン株式会社製）０．３ｋｇを約３Ｌの上記反応液に溶いてから添加して６０℃（±４℃）にて１時間酵素反応を行った。次いで、バチルス属細菌由来中性プロテアーゼ（商品名：プロテアーゼＳ「アマノ」Ｇ、天野エンザイム株式会社製）０．９ｋｇを同様に反応液に溶いてから添加し、６０℃（±４℃）にて１時間酵素反応を行った後、ジャケットに冷却水を流して、反応液を５５℃（±１℃）まで冷却した。なお、反応終了時のｐＨは７．３であった。

その後、更にバチルス属細菌由来中性プロテアーゼ（商品名：プロテアーゼＮ「アマノ」Ｇ、天野エンザイム株式会社製）０．６ｋｇを同様に反応液に溶いてから添加して５５℃（±３℃）にて１時間酵素反応を行った後、ジャケットに冷却水を流して反応液を４０℃（±２℃）まで冷却した。なお、反応終了時のｐＨは７．３であった。

その後、更にリゾプス属糸状菌由来ペプチダーゼ（商品名：ペプチダーゼＲ、天野エンザイム株式会社製）０．３ｋｇを同様に反応液に溶いてから添加して４０℃（±３℃）にて４時間酵素反応を行った後、加温して液温が９０℃に達した時点（約５０分）で加温を終了し、放冷した。

得られた反応液は、遠心分離機を用いて固液分離して液部を回収し、該液部を更に圧搾ろ過機にてろ過した。得られたろ液をプレート殺菌機にて１１０℃で加熱した後、スプレードライヤーにて噴霧乾燥し、卵白加水分解物の粉末を得た。

比較例１
加温冷却用ジャケット付きタンクに水５０ｋｇを入れ、解凍した凍結液卵白（イセ食品株式会社製）１００ｋｇを少量ずつ均一に懸濁しながら加えた後６０℃まで加温した。そしてパパイン（商品名：パパイン３００、日本バイオコン株式会社製）０．１ｋｇ、トリプシン（商品名：トリプシン５、日本バイオコン株式会社製）０．１ｋｇ、バチルス属細菌由来中性プロテアーゼ（商品名：プロテアーゼＮ「アマノ」Ｇ、天野エンザイム株式会社製）０．２ｋｇ、バチルス属細菌由来中性プロテアーゼ（商品名：プロテアーゼＳ「アマノ」Ｇ、天野エンザイム株式会社製）０．１ｋｇを、各々約１Ｌの上記卵白溶液に溶いてから添加して、６０℃（±４℃）にて６時間酵素反応を行った後、加温して液温が９０℃に達した時点（約３０分）で加温を終了し、放冷した。

次いで、液温を４０℃（±２℃）に調整し、リゾプス属糸状菌由来ペプチダーゼ（商品名：ペプチダーゼＲ、天野エンザイム株式会社製）０．１ｋｇを約１Ｌの上記反応液に溶いてから添加して４０℃（±３℃）にて３時間酵素反応を行った後、加温して液温が９０℃に達した時点（約５０分）で加温を終了し、放冷した。

得られた反応液は、遠心分離機を用いて固液分離して液部を回収し、該液部を更に圧搾ろ過機にてろ過した。得られたろ液をプレート殺菌機にて１１０℃で加熱した後、スプレードライヤーにて噴霧乾燥し、卵白加水分解物の粉末を得た。

試験例１
以下に示す方法で、実施例１及び比較例１で得られた卵白加水分解物粉末のアミノ酸組成の分析を行った。
ダラム管に各卵白加水分解物粉末の１％水溶液サンプルとスタンダードを10 μLずつ入れ、真空乾固し、過ギ酸（ギ酸/過酸化水素=19/1で混合、22℃、1時間放置にて調製）10 μLを添加し、22℃にて30分放置し、真空乾固した。そして6M塩酸を300 μL加えて、減圧し、105℃, 24時間乾熱機にて反応させ、真空乾固により塩酸を除去した。そしてメタノール:TEA:水=7:2:1を10 μLダラム管に入れることによりアルカリ処理し、真空乾固した。さらにメタノール:TEA:水:PITC=7:1:1:1を20 μLダラム管に入れ20分,室温放置することによりPITC誘導化した。真空乾固し、リン酸緩衝液（pH7.4、アセトニトリル濃度5％（V/V））200 μLを添加し、超音波処理、0.45μmフィルター処理、遠心分離（12000rpm×3分, 4℃）を行って測定試料とした。各試料を高速液体クロマトグラフィーにて以下の条件で分析した。
カラム：ODS（ULTRON VX-ODS 5μm, 250×4.6 I.D.：商品名、信和化工株式会社製）
溶媒：A液5%アセトニトリル150 mM酢酸アンモニウム緩衝液（pH6.0）
B液60%アセトニトリル
グラジエント：時間（分） 0→5→ 5 →
25 → 30 → 40 → 50
B conc.（%） 0→0→10→47.5→100→100→
0
流速：0.8 mL/min
カラム温度：40℃
検出：UV254nm
注入量10 μL

上記分析方法で得られた実施例１及び比較例１の卵白加水分解物のアミノ酸組成の分析結果、及び鶏卵卵白のアミノ酸組成を表１に示す。尚、表中の鶏卵卵白のアミノ酸組成の数値は、５訂食品成分表（五訂増補 食品成分表２００６ 香川芳子監修 女子栄養大学出版部）の「食品可食部１００ｇ当たりのアミノ酸組成」の表の「鶏卵卵白生」に記載の数値から算出した。また、本発明においてはシスチン含量もシステイン含量としているため、上記食品成分表ではシスチンとして表記されている数値から算出した数値を、表１ではシステインの数値として表記した。

表１に示すように、実施例１のシステイン高含有卵白加水分解物のアミノ酸組成は、比較例１の卵白加水分解物のアミノ酸組成、及び鶏卵卵白のアミノ酸組成とは異なり、システイン含量が非常に高いことが分かる。一方、比較例１の卵白加水分解物のアミノ酸組成は、鶏卵卵白のアミノ酸組成とあまり違いが認められないことが分かる。

試験例２
実施例１で得られたシステイン高含有卵白加水分解物について、高速液体クロマトグラフィーにて以下の条件で分子量分布の分析を行った。
カラム：YMC-Pack Dio1-60（8.0×500mm）（商品名、株式会社ワイエムシイ製）
溶出液：０．２Ｍ NaCl含有０．１Ｍリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）／アセトニトリル（７０／３０）
流速：０．７ｍｌ／分
検出波長：２１５ｎｍ
その結果を図１に示す。なお、図１中の数字は目安となる分子量の溶出時間を示す。また、この分析での各ピークの面積値から計算すると、実施例１で得られたシステイン高含有卵白加水分解物は、タンパク質・ペプチド・アミノ酸の合計を示す全面積に対して、分子量５０〜１０，０００の部分の面積比が９３．２％、分子量５０〜３，０００の部分の面積比が８５．１％、分子量５０〜５００の部分の面積比が６１．３％、を占めることが分かった。

実施例２（清涼飲料水）
混合異性化糖１５．０質量％、果汁１０質量％、実施例１で得られた卵白加水分解物１．０質量％、香料０．１質量％、カルシウム０．１質量％、水７１．８質量％を混合し、プレート殺菌機を用いて９０℃、１５秒間殺菌して、清涼飲料水を製造した。この清涼飲料水は、１００ｍｌ当たりシステインを７３ｍｇ含有するものであり、ペプチドの苦味等もなく飲み易いものであった。

実施例３（錠剤）
実施例１で得られた卵白加水分解物６０質量％、還元麦芽糖１８質量％、結晶セルロース１８質量％、ショ糖エステル４質量％を含むように各原料を配合後、打錠（３００mg ／錠）して、錠剤（システイン１３ｍｇ／錠）を製造した。この錠剤は、サプリメントとして有用である。

本発明のシステイン高含有卵白加水分解物は、卵白を原料とする天然食品素材であり、通常の卵白に比べてシステイン含量が高く、システインの供給源として、そのまま摂取することができる。また、様々な飲食品に配合することにより、システインを強化した飲食品を容易に得ることができる。

実施例１で得られた卵白加水分解物のゲルろ過クロマトグラフィーによる分子量分析の結果を示した図である。縦軸の数値は検出強度（mAu）を示す。

Claims (4)

1. タンパク質あたりのアミノ酸組成においてシステインが４．５％以上であることを特徴とするシステイン高含有卵白加水分解物。
2. 卵白を、タンパク質加水分解酵素を用いて加水分解し、その後７５〜１２０℃の加熱処理を行い、不溶性部分を除去して得られる請求項１記載のシステイン高含有卵白加水分解物。
3. 卵白を、パパインを用いて加水分解した後、反応液を６５〜７５℃で加熱処理を行い、次いで、トリプシン、バチルス属細菌由来プロテアーゼ、アスペルギルス属糸状菌由来プロテアーゼ及びブロメラインからなる群から選ばれた少なくとも１種のタンパク質加水分解酵素を用いて加水分解し、さらにペプチダーゼを用いて加水分解して得られる請求項１又は２記載のシステイン高含有卵白加水分解物。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載のシステイン高含有卵白加水分解物を含有する飲食品。
   

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