JP2008005730A - 水不溶性のタンパク質粉末 - Google Patents

Abstract

【課題】 食品に簡便にタンパク質を付与することができ、そのものの味を変えない粉末状のタンパク質を提供する。
【解決手段】タンパク質溶液を堅くゲル化させた後、乾燥し細粒化することで得られる、無味であることを特徴とする水不溶性のタンパク質粉末、また、タンパク質溶液を堅くゲル化させた後、乾燥し細粒化することで得られる、無味であることを特徴とする水不溶性のタンパク質粉末を製造する方法に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、タンパク質を強化する目的に使用する水不溶性のタンパク質粉末に関する。また、本発明は、無味であることを特徴とする水不溶性のタンパク質粉末に関する。

高齢化社会が急速に進み、介護を要する高齢者の割合も増大している。高齢者の最大の栄養問題は、ＰＥＭ（Protein energy malnutriton：タンパク質・エネルギー低栄養状態）である。ＰＥＭは、必要な量のタンパク質とエネルギーがとれていない低栄養状態のことを言い、体重減少と免疫力の低下を招き、感染症など多くの病気に罹り易くなる。高齢者施設入居者および入院患者の10人のうち4人がＰＥＭ状態に陥っていると言われ、高齢者施設や病院での滞在日数の延長や、医療費の増大に影響を与えている。近年、高齢者の栄養を補助・強化するための食の重要性が謳われている。

高齢者のＰＥＭは、慢性的なタンパク質やエネルギーの補給不足が原因で起こる。ＰＥＭでは、生体を維持するために絶えず補給されていなければならないタンパク質が少ない状態であるので、その改善のためにはタンパク質の補給が必要となる。栄養補給を行うときは、腎臓疾患がない限り、良質のタンパク質を含むエネルギーの高い食事が望ましいとされている。しかし、高齢になると1回に食べられる量は少なくなり、良質のタンパク質を含む食事の摂取量も少なくなる。少量でタンパク質・エネルギーを補給できる栄養補助食品やサプリメントを利用することもできるが、日常の通常の食事の中で必要量のタンパク質をとることが望ましい。
また、ＰＥＭ以外でも健康増進や筋力増強のためにタンパク質強化食品を求めている人々が多い。

現在発売されているタンパク質強化食品の中にはご飯やスープ等に混ぜてタンパク質を増強させる商品があるが、混ぜることによってご飯やスープ等の味が変化し、嗜好的に好まれないという問題点があった。また、不溶性のタンパク質であっても、その製造方法によって無味にならない。例えば、ホエータンパク質にせん断力を与えながら加熱変性して製造された不溶性タンパク質粒子では、添加する食品の風味にミルク様の味を与えており、クリームの代替などに用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

食品に簡便にタンパク質を付与することができ、その食品自体の味を変えないという特徴を有する水不溶性のタンパク質粉末は従来見られない。
特表2003−535609号公報

本発明の目的は、食品に簡便にタンパク質を付与することができ、そのものの味を変えない粉末状のタンパク質を提供することである。

本発明者等は、上記課題を解決するために種々検討した結果、水に溶解することでタンパク質の味が出現するのを防ぐために、水不溶性の性質をタンパク質に付与することにより無味のタンパク質源を得ることができること、また、タンパク質を原料とした溶液を、堅くゲル化させ、その後、乾燥し細粒化するという方法をとることにより水不溶性のタンパク質粉末を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、タンパク質溶液を堅くゲル化させた後、乾燥し細粒化することで得られる、無味であることを特徴とする水不溶性のタンパク質粉末に関する。また、本発明は、タンパク質溶液を堅くゲル化させた後、乾燥し細粒化することで得られる、無味であることを特徴とする水不溶性のタンパク質粉末を製造する方法に関する。

本発明の水不溶性のタンパク質粉末は、タンパク質を原料とした溶液を、堅くゲル化させ、その後、乾燥し細粒化しているので、水不溶性の性質をタンパク質に付与することになり、タンパク質を強化したい食品に、その食品の味を変えることなくタンパク質を付与することができるという特徴を有する。
また、本発明のタンパク質粉末は、タンパク質を原料とした溶液を、堅くゲル化するので水不溶性であるが、摂取後はタンパク質分解酵素により容易に分解され、タンパク質補給には何ら問題はないという特徴を有する。
したがって、本発明の水不溶性のタンパク質粉末を用いることにより、日常の通常の食事の中で、その食品の味を変えることなくタンパク質を強化することができる。特に1回に食べられる量が少なくなり、良質のタンパク質を含む食事の摂取量が少なくなったＰＥＭ状態の高齢者用のタンパク質補給に最適である。 また、ＰＥＭ状態の人以外でも健康増進や筋力増進のためにタンパク質の強化を必要とする健常人が、日常の通常の食事の中で必要とするタンパク質を摂取することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本発明の水不溶性のタンパク質粉末の製造に用いられるタンパク質はホエータンパク質、小麦タンパク質、卵タンパク質、大豆タンパク質およびカゼインのいずれを用いても良く、これらのタンパク質を1種類以上使用しても良い。
ホエータンパク質の場合はホエータンパク質精製物（ＷＰＩ）、ホエータンパク質濃縮物（ＷＰＣ）など、小麦タンパク質の場合は粉末小麦グルテン（例えば、フメリットＡ；長田産業株式会社製）など、卵タンパク質の場合は卵白粉末（例えば、卵白粉末；太陽化学株式会社製）など、大豆タンパク質の場合は大豆タンパク質粉末（例えば、α5800；輸入元 光洋商会）など、カゼインの場合はカゼイン粉末（例えば、TATUA100；輸入元 TATUA JAPAN）などを示すが，これらに限定されるものではない。これらの原料とするタンパク質の含量は高いほど好ましい。本発明において使用することができる水は、滅菌水、脱塩水、蒸留水などを用いるが、タンパク質と混合後殺菌あるいは滅菌する場合は通常の水道水であっても使用可能である。

本発明のタンパク質粉末の調製方法は、以下の方法による。
まず，原料とするタンパク質を適当量の水で、必要に応じ湿潤し、これを溶解する。
ついで、この溶解した溶液を堅くゲル化する。ゲル化は、加熱による方法の他に、ナトリウムやマグネシウム等のミネラルの添加によってゲル化することもできる。
加熱による方法としては、適当な容器に投入し90℃以上の熱水で30〜60分湯煎する方法、90℃以上の熱水に溶液を投入し10分間加熱する方法、適当な容器に投入しオーブンで90℃、30分加熱する方法、およびレトルト滅菌装置を用いる方法のいずれの方法でも良い。ナトリウムやマグネシウム等のミネラルの添加によってゲル化する方法は、例えば、タンパク質溶液を80℃加熱して30分保持し5℃まで冷却した溶液に塩化ナトリウムを添加してゲル化することができる。
ゲル化は、堅さが、厚生労働省の「高齢者用食品の試験方法」（平成６年2月23日付け厚生省生活安全局食品保健課新開発食品保健対策室長通知「高齢者用食品の表示許可の取り扱いについて」に記載）で測定したとき2×10⁶N/m²以上にすることにより、タンパク質がほぼ100％近く水不溶性になる。
このゲル化したタンパク質ゲルを乾燥する。オーブンなどで乾燥することが好ましいが、乾燥の手段は問わない。乾燥前に，例えば約１cm³程度の大きさに切断しておくと乾燥効率が良い。水性媒質を強固にゲル化し乾燥することにより更に強固にタンパク質を結合させることができ、不溶解度がほぼ100％近くになり、無味であるタンパク質粉末が得られる。
乾燥処理後に，乳鉢、ミキサー、ボールミルサー、石臼（または，石臼の原理を利用した粉砕装置）などで粉末化して水不溶性のタンパク質粒子を得る。タンパク質溶液をドラム式乾燥機（ドラムドライヤー）などの装置を用いると、加熱乾燥及び粉末化をあわせて行なうことができる。
粒子の大きさは0.1〜100μmの範囲で調製されるが、ざらつきの無い滑らかな口あたりを得るには10μm以下が望ましい。

タンパク質の不溶解度は、タンパク質粉末を溶媒に添加しスターラーで一定時間撹拌後沈殿させ、その上清のタンパク質含量を測定することにより、タンパク質の残存率を求め、その数値を不溶解度とする。
例えば、水不溶性は、タンパク質粉末を水に添加しスターラーで一定時間撹拌後沈殿させ、その上清のタンパク質含量を測定することにより求める。
不溶解度が大きくなるにつれてタンパク質粉末の味や匂いが抑えられ、溶媒が水の場合に不溶解度が85%以上であれば、タンパク質粉末自体の味や匂いが抑えられる。不溶解度が100％近くになると、ほぼ完全に無味無臭となる。不溶解度が85%未満であると、異味異臭を感知しやすいといわれる米飯において、味に違和感を感じると言う専門パネラーが半数近くおり、好ましくない。しかし、これは米飯に添加する場合であって、食品そのものの味や匂いが濃厚なスープなどの食品に添加する場合は何ら問題がない。
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明すると共に、比較例及び試験例を示して本発明の効果をより明確に示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

ホエータンパク質精製物（ＷＰＩ；ニュージーランド・デアリー・ボード社製）500gと同量の水で湿潤しＷＰＩ溶液とした。これを平板に流し込み、レトルト滅菌装置（日阪製作所製）で90℃、20分間加熱し固形化した。固形化したタンパク質ゲルを約１cm³の大きさに切断し、これを100℃のオーブンで1時間乾燥した後、粉砕機（輸入元 大阪ケミカル株式会社）にかけ粉末化して、本発明のタンパク質粉末を得た。
このタンパク質粉末を脱イオン水の中に投入し撹拌した後、遠沈管で沈殿させ、その上清のタンパク質含量を測定し、タンパク質の不溶解度を算出したところ、96％であった。

実施例１と同様のＷＰＩ溶液をレトルト滅菌装置（日阪製作所製）で90℃、10分間加熱し固形化した。固形化したタンパク質ゲルを実施例１と同様に乾燥し、本発明のタンパク質粉末を得た。
このタンパク質粉末を脱イオン水の中に投入し撹拌した後、遠沈管で沈殿させ、その上清のタンパク質含量を測定し、タンパク質の不溶解度を算出したところ、86％であった。

粉末小麦グルテン（フメリットＡ；長田産業株式会社製）500gを同量の水で湿潤し小麦グルテン溶液とした。これを平板に流し込み、レトルト滅菌装置（日阪製作所）で90℃、10分間加熱し固形化した。固形化したタンパク質ゲルを約１cm³の大きさに切断し、これを100℃のオーブンで2時間乾燥した後、粉砕機（輸入元 大阪ケミカル株式会社）にかけ粉末化し本発明のタンパク質粉末を得た。
このタンパク質粉末を脱イオン水の中に投入し10分間撹拌した後、遠沈管で沈殿させ、その上清のタンパク質含量を測定し、タンパク質の不溶解度を算出したところ、96％であった。

ホエータンパク質精製物（ＷＰＩ、タンパク質含量90%；ニュージーランド・デアリー・ボード社製）を10％(w/w)になるように水に溶解した後、80℃まで加熱し30分間保持して、氷水中に5℃まで冷却し、ＷＰＩ溶液とした。このＷＰＩ溶液に、塩化ナトリウム1.2％を添加し固形化した。得られた固形化物を1cm³の大きさにカットし、これを100℃のオーブンで2時間乾燥した後、粉砕機（輸入元 大阪ケミカル株式会社）にかけ粉末化し、本発明のタンパク質粉末を得た。
このタンパク質粉末を脱イオン水の中に投入し10分間攪拌した後、遠沈管で沈殿させ、その上清のタンパク質含量を測定し、タンパク質の不溶解度を算出したところ、97%であった。

［試験例１］
本発明品１ならびに２、タンパク質原料だけのもの、市販のタンパク質強化食品及び市販のタンパク質素材を、米にそれぞれ添加して炊飯し、官能検査及びタンパク質含量の測定を行った。
本発明品１；米１合に、ホエータンパク質精製物（ＷＰＩ）を原料として調製した実施例１で得られた水不溶性のタンパク質粉末（タンパク質含量90％）10 gを混合し，通常と同じ水量で炊飯した。
本発明品２；米１合に、ホエータンパク質精製物（ＷＰＩ）を原料として調製した実施例２で得られた水不溶性のタンパク質粉末（タンパク質含量90％）10 gを混合し，通常と同じ水量で炊飯した。
比較品１；未処理のホエータンパク質精製物（ＷＰＩ、タンパク質含量90%；ニュージーランド・デアリー・ボード社製）を本発明品と同様に炊飯した。
比較品２；市販のタンパク質強化食品（「プロテインナリッシング」、タンパク質含量84％、明治製菓社製）を本発明品と同様に炊飯した。
比較品３；市販のタンパク質素材（「シンプレス１００」、タンパク質含量53％、三栄源エフ・エフ・アイ社）を本発明品と同様に炊飯した。
比較品４；タンパク質を添加しないで本発明品と同様に炊飯した。
特別に訓練された官能パネラー20人による官能検査を行い、米飯に違和感が無いかを評価した。
炊き上がり後の米飯のタンパク質含量の測定も行った。
試験例１の結果を表１に示す。

官能検査の結果、本発明品１、２（水不溶性のタンパク質粉末）を添加して炊飯した米飯の風味は、比較品４（無添加）とほぼ変わらず、風味にほとんど変化が無いという結果であった。本発明品のタンパク質含量は無添加品の倍近く含まれ、タンパク質付与の目的を達している。比較品１（ＷＰＩ）は、ミルク様の味とともに嫌味な匂いがある、比較品２（市販タンパク質強化食品）は豆乳様の味と豆臭さがある、比較品３（市販タンパク質素材）の匂いは米飯の匂いのみであるがミルク様の味がするとの評価であった。
試験例１の結果から本発明による水不溶性のタンパク質を使用することで，食品に混合しても風味の変化がほとんど認められないことを確認した。

［試験例２］
本発明の水不溶性タンパク質の人工胃液での消化試験を行った。
人工胃液（日本薬局方記載の崩壊試験法試験液第１液）100部にペプシン（和光純薬工業社）1部添加したもの100mlに本発明実施例１で得られたタンパク質粉末を5g投入しスターラーで10分間撹拌した後、遠沈管で沈殿させ、その上清のタンパク質含量を測定し不溶性タンパク質の不溶解度を算出した。
一方、脱イオン水100ｍlに本発明実施例１で得られた不溶性タンパク質粉末を5ｇ投入し、同様に遠心分離後の上清のタンパク質含量を測定し不溶性タンパク質の不溶解度を算出した。
比較品として、人工胃液（日本薬局方記載の崩壊試験法試験液第１液）100部にペプシン（和光純薬工業社）1部添加したもの100mlに未処理のホエータンパク質精製物（ＷＰＩ、タンパク質含量90%；ニュージーランド・デアリー・ボード社製）を投入し、スターラーで10分間撹拌した後、遠心分離後の上清のタンパク質含量を測定し不溶性のタンパク質の不溶解度を算出した。また、脱イオン水100ｍlに未処理のホエータンパク質精製物（ＷＰＩ、タンパク質含量90%；ニュージーランド・デアリー・ボード社製））を投入し、同様に遠心分離後の上清のタンパク質含量を測定し不溶性のタンパク質の不溶解度を算出した。結果を表２に示す。

表２に示されるように、タンパク質素材であるＷＰＩは人工胃液、脱イオン水のいずれにも溶解した。一方、本発明実施例１の不溶性タンパク質粉末は、脱イオン水にはほとんど溶解せず人工胃液には良く溶解する。この結果から、本発明の不溶性タンパク質粉末は、水に不溶であるが人工胃液により溶解するということが確認された。

［試験例３］
タンパク質の固形化後の堅さの違いによって、粉末にした際の溶解性についての試験を行い、同時に官能検査も行った。ホエータンパク質精製物（ＷＰＩ、タンパク質含量90%；ニュージーランド・デアリー・ボード社製）を10％(w/w)になるように脱イオン水に溶解した後、80℃まで加熱して30分間保持し、氷水中に5℃まで冷却し、ＷＰＩ溶液とした。このＷＰＩ溶液に塩化ナトリウム（和光純薬工業社）0.3％(試験区１)、0.6％(試験区２)、0.9％(試験区３)、1.0％(試験区４)、1.2％(試験区５)を添加し固形化した。得られた固形化物を約1cm³の大きさにカットし、温度を20±2℃に安定させたものの堅さをレオメータで測定した。測定条件は厚生労働省の「高齢者用食品の試験方法」（平成6年2月23日付け厚生省生活安全局食品保健課新開発食品保健対策室長通知「高齢者用食品の表示許可の取り扱いについて」に記載）に準拠し、直径3mmの円形プランジャーを用い、圧縮率70％、圧縮速度10mm/secで測定した。
官能検査は塩化ナトリウムを添加して得られた固形化物（試験区１〜５）を粉末化したものをそれぞれ10gずつ米1合に添加して炊飯し、特別に訓練された官能パネラー20人による官能検査を行い、米飯の味や匂いに違和感が無いかを評価した。対照区として無添加の米飯についても官能検査を行ない評価した。
不溶解度は、ビーカーに脱イオン水を100ml入れ、塩化ナトリウムを添加して得られた固形化物（試験区１〜５）を粉末化したものをそれぞれ5g添加しスターラーで10分間撹拌後、遠沈管に移し遠心分離後の上清をタンパク質分析にかけタンパク質含量を測定し不溶解度を求めた。結果を表３および図1に示す。

表３および図１から、固形化物の堅さの数値が大きいと不溶解度が大きくなることが確認され、ほぼ溶解性が無くなるのは堅さが2×10⁶ N/m²の時であった。不溶解度が大きくなるとタンパク質粉末自体の味が抑えられることも確認され、堅さが2×10⁶ N/m²の時にほぼ無味の粉末になることが認められた。

タンパク質の固形化後の堅さの違いによるタンパク質不溶解度の変化を示す。

Claims (4)

1. タンパク質溶液をゲル化させた後、乾燥し細粒化することで得られる、無味であることを特徴とする水不溶性のタンパク質粉末。
2. 不溶解度が85%以上である、請求項1に記載の無味であることを特徴とする水不溶性のタンパク質粉末。
3. タンパク質溶液が、ホエータンパク質、小麦タンパク質、卵タンパク質、大豆タンパク質およびカゼインから選ばれる1種以上である、請求項1に記載の無味であることを特徴とする水不溶性のタンパク質粉末。
4. タンパク質溶液をゲル化させた後、乾燥し細粒化することで得られる、不溶解度が85％以上で無味であることを特徴とする水不溶性のタンパク質粉末の製造方法。