JP2010516261A - 水性植物タンパク製剤及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、植物タンパク製剤、特にルピナスタンパク、及び該製剤の製造方法に関する。タンパク製剤は、水分が７５重量％を上回ると共に、７０重量％を上回る植物タンパクを含有する固形物を有する水性混合物から成り、該水性混合物中の一部の植物タンパクが変性している。本製剤は、技術機能的特性に優れ、加工が容易であり、且つ脂肪酸化に対して相当安定である。本発明によるタンパク製剤は、食品の製造における原材料として、また、市販の植物タンパク製剤及び動物タンパク製剤の代用品として使用することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、水性植物タンパク製剤、好ましくはルピナスタンパク、該製剤の製造方法、また、食品における該製剤の使用に関する。

食品を製造する原料として、また、卵又は乳タンパク等の動物原材料の代用品として植物タンパクを使用することが、ますます重要になってきている。植物タンパクは、非常に多くの食品用途において、テクスチャを発展させる優れた技術機能的特性を示す。ダイズ、米、小麦、エンドウ、ルピナス又は他のタンパク含有植物種子等の原材料から成るタンパク製剤が、例えば、水結合剤、油結合剤、ゲル形成剤、乳化剤又は発泡剤として、食品に使用される。

主として微生物劣化を排除するために、現行技術水準のタンパク製剤は、乾燥粉末形態で市場に供給されている。タンパク分が５０％未満の粉、タンパク分が６０％を上回る濃縮物、及びタンパク分が９０％を上回る分離物が知られている。通常、粉末原料は、粒度が３００μｍ未満であり、水を入れて撹拌する場合に集塊を形成しやすく、これは、望ましくないと共に、撹拌に時間がかかる。

脂肪酸化、すなわち、酸敗化を避けるために、タンパク製剤の製造では脱脂原材料を使用することが好ましい。それにより得られるタンパク製剤は、脂肪分が２％未満である（分析方法：ソックスレー）ため、保存時に脂肪酸化生成物がごく少量しか生成しない。大規模な油分離の欠点は、プロセスのコストが高いことにある。ヘキサン等の高価な化学物質が必要であり、コストの高さは、防爆作業用のプラントを備え付けることに伴うものである。

タンパク製品の脂肪分が２％を上回っても酸敗化を低減させる別の可能性は、熱処理又はトースト（toasting）によって提供される。これは、まるごとの又は破砕した種子を、場合によっては、一部加圧下１２０℃を上回る温度まで乾熱又は湿熱することを含み、これにより、種子自体の酵素が不活化され、続いて起こる酵素触媒の脂肪酸化反応が防止される。

しかしながら、乾熱処理又は湿熱処理により、タンパクは相当なダメージを受けるため、製剤の技術機能性が低下する。製剤は、水又は食品マトリクスにすぐには溶解せず、口腔内にザラついた感覚を生じる。結果的に、トーストした製剤のみが、低質な用途に対しては満足な技術機能的なプロファイルを示す。

本発明の目的は、技術機能的特性に優れ、加工が容易であり、且つ脂肪酸化に対する安定性が大きい、植物タンパク製剤を提供することである。本製剤は、食品の製造の原材料として、また、市販の植物タンパク製剤及び動物タンパク製剤の代用品として使用される。

添付の特許請求の範囲の請求項１及び７に記載のタンパク製剤及び方法によって、本目的を解決する。製剤及び方法の有利な実施の形態は、従属請求項の主題であるか、又は以下の記載から推量することができる。

従来のタンパク製剤とは異なり、本発明によるタンパク製剤の水分は７５重量％を上回る。製品中の固形物は、植物タンパクを７０重量％超、特に有利には８０重量％超、含有する。本発明による製剤では、（タンパクに対して）２５％以下というごく一部のタンパクが変性している。これは、タンパクの中に、折り畳まれていない構造を有するものも存在することを意味している。この変性した又は一部変性した構造は、例えば、６５℃を上回る温度に０．１分〜１５分の期間、曝露することによって得ることができる。高温と時間との組合せは、より大きな変性を避けるように選択する必要がある。同一の理由から、３未満又は９超という極端なｐＨ値も避ける必要がある。場合によっては不溶性繊維を除いた、製品の乾燥物質の残部は、有利には種子由来の油脂を含有する。不溶性繊維の割合は、好ましくは乾燥物質に対して１０重量％未満である。これは、不溶性繊維により口腔内での感覚が損なわれることがないことを意味している。

本出願では、重量％での窒素含量を分析し、この値を６．２５倍することによって、重量％でのタンパク分を求める。

本発明によるタンパク製剤は、水性混合物、特に、均質なタンパク懸濁液又は溶液の形態である。剪断速度３００ｌ／ｓ及び温度２０℃でのこのタンパク製剤の粘度は、有利には１０ｍＰａ・ｓを上回る。

本発明によるタンパク製剤には、市販の乾燥粉末製剤に対して一連の利点がある。本製品は、水又は水を含有する食品に非常に容易に且つほぼ完全に溶けるか、又は非常に簡単且つ均一に、撹拌しながら水に溶かすことができる。粉末製剤を使用する場合に起こる湿潤性の問題が全くない。これは、食品工業において迅速且つ容易に加工することができることを意味している。結果として、従来は必要とされていた、水及びタンパク粉末から成るタンパク系懸濁液の製造をなしで済ませることができ、これにより、製造時間が節減される。本発明による製剤が、簡単に湿潤し、食品マトリクスと均一に混合することは、製品の口腔内での感覚が向上することを意味している。

乾燥物質中のタンパク分が高いことは、例えば、マヨネーズ等の、繊維原料の使用が妨げられているデリケートな食品も製造することができることを意味している。

有利な実施の形態では、提案のタンパク製剤を、粘度が１０ｍＰａ・ｓの溶液又は均質な懸濁液として生成する。したがって、稠度に関しては、新鮮な卵黄又は均質化した全卵とはほんの僅かしか異ならない。この結果、卵の加工と比較して、プロセスを調整する必要が全くない。さらなる利点は、製剤をすぐに加工できる状態で食品製造業者に供給することができることである。これは、予備的な懸濁液、例えば、液卵を調製することなく、製剤をそのまま加工することができることを意味している。

乾燥物質のタンパク分の高さと、タンパクの部分的な変性との組合せは、製剤の技術機能的特性が格段に良好であることを意味している。結果的に、例えば、ルピナスタンパクを製剤に使用する場合、製剤は、特に乳化力の領域では、場合によってはルピナス又はダイズから成る市販の粉末タンパク製剤の値よりも１００％高い値を示す。結果的に、製剤中に存在する一部変性した植物タンパクの品質は、市販の植物タンパクと比較して有意に高い。

さらなる利点は、製剤中に含有される植物油又は植物脂肪の酸敗化を相当に遅延させ得ることにある。これは、冷却又は低温凍結によって達成され得る。凍結状態において、製剤は、脂肪酸化生成物によって官能特性を影響されることなく、何ヶ月も保存することができる。驚くべきことに、凍結未満の温度での製剤の安定性は、特に水分が高い場合に示される。乾燥粉末製剤を０℃付近又は未満の温度で保存しても、本発明の水含有製剤とは異なり、これらの製剤における脂肪酸化は、＋１５℃の保存温度と比較して、一部加速される。

結果的に、本発明によるタンパク製剤は、保存性に関する特別な有益性を示す。微生物に対する保存性も低温凍結によって保証される。

これも、本発明によるタンパク製剤の低温凍結が技術機能性に悪影響がないことを示している。そのため、１２ヶ月の保存期間後の水分が８０％の凍結ルピナスタンパクを用いた試験では、依然として低温凍結前と同一の乳化力を測定することができた。

本発明によるタンパク製剤の製造は、以下のプロセス段階を含み得る：
１）必要に応じて事前に殻を剥いた、原材料として使用するタンパク植物の種子を、例えば、磨砕によって破砕するか、又はフレーク化する。
２）破砕した又はフレーク化した種子を、好ましくは等電点に近い酸性のｐＨ値（ｐＨ５未満）及び／又は２５℃未満の温度で、５倍量〜１０倍量の水で１回〜３回、前抽出すると共に、各前抽出段階の後に、固形物を液相から機械的に分離する。
３）植物タンパクを、前抽出した固形物から、ｐＨ値が６．５を上回る、好ましくは７．０を上回る水で抽出すると共に、その後、例えば、機械的に繊維等の不溶分を分離する。
４）好ましくは等電点に近い酸を添加することによって、溶液から、溶解したタンパクを沈殿させる。
５）現行技術水準の固液分離によって、上清から、沈殿したタンパクを分離する。例えば、沈殿し、上清から分離した含水タンパク製剤は、約２０％〜２５％の乾燥塊を含有する。
６）任意選択であるが、沈殿したタンパクを中和すると共に、例えば、水を添加することによって、乾燥物質含量を１５重量％に調整する。
７）沈殿したタンパクを６５℃超に加熱する。

そして、本製剤は、本発明による組成を有し、包装して、必要に応じて冷却するか、又は低温凍結することができる。

本発明による製剤の製造前又製造中に、９５℃を上回る温度にさらに加熱することも可能である。そして、必要に応じて、製剤の風味又は色合いに関する格別な効果を達成することができる。

本製剤は、好ましくは、食品における乳タンパク又は卵タンパク又は乾燥植物タンパクの代用品として使用される。液体卵黄又は液体全卵に対する稠度における類似性は、これらの食品原料を、本発明による製剤で特に有効に置換することができることを意味している。

本発明による製剤は、食品エマルション、例えば、スープ、ソース、プリン、デザート、スプレッド、マヨネーズ、チョコレートフィリング又はパンに使用することができる。テクスチャを付与するか、又はソーセージ及びサラミ、パスタ、パン又はケーキ中の脂肪又は水と結合する添加剤としても使用され得る。

本発明による製剤は、１つの原材料から成る植物タンパク又は幾つかの原材料から成るタンパク混合物を含有する。例えば、原材料として、ナタネ、ヒマワリ種子、アマニ及び他の油料種子等の油料種子を使用してもよい。マメ科植物由来のタンパクも本発明による製剤に含有され得る。例としては、ダイズ、エンドウ、ルピナス、ソラマメ又はその他が挙げられる。トウモロコシ、米又はジャガイモ等のさらなる植物原材料も考えられる。

ルピナスタンパクの使用は、特別な利点を提供する。そのため、本発明による製剤のタンパク分がルピナスタンパクから成る場合、その技術機能性とは別に、ヒトでのコレステリン調整に対する顕著な生物活性ポテンシャルも有する。これは、機能性食品の製造に使用することができる。

本発明による製剤の販売では特別な利益が発生する。乳製品及び液卵製品に対する現行技術水準と同一の包装容器のフォーマット及び材料を用いて、非常に効率的に包装することができる。例としては、複合包装容器（例えば、テトラパック（登録商標））、チューブ状の袋、スタンディングパウチ、深絞り型のプラスチックチューブ及び真空パック等の包装容器のフォーマットが挙げられる。これにより、乳業技術で既知のものと同一の包装機を製剤に使用することができるため、コストが節減される。低温殺菌、滅菌又はＵＨＴ加熱後の現行技術水準で既知の滅菌又は無菌のデカンテーションにより、製剤を低温凍結する必要なく、製剤を冷却状態で数週間保管することが可能となる。製剤を、包装容器にデカントした後、例えば、水浴、トンネル型低温殺菌器又はオートクレーブ内で加熱して、一種の缶詰製品を製造することも可能であり、このことは、最低保存期間をさらに増大させることができることを意味している。この場合、１１０℃を上回る温度で、包装容器中で乳化力をまたさらに増大させることができることも示されている。

包装容器のフォーマット、例えば、テトラパック（登録商標）又は他の乳製品包装容器が使用可能であれば、食品工業の使用者にとっては保存及び計量が容易である。大量生産作業には、液卵の工業規模での運搬で既知のものと同一の包装用ドラム、容器及び展示形態を使用することができる。

以下、ルピナスタンパクから成る本発明によるタンパク製剤の製造について、例示的な実施形態を用いて、再度簡潔に説明する。

下流の（lower-course）殻剥きユニットで、ルピナス種子１０ｋｇの殻を剥く。その後、殻を中身の（fleshy）穀粒から空気分離する。殻のない穀粒を、フレーキングローラーで０．２ｍｍ厚のフレークにフレーク化する。それにより得られたルピナスフレークを、１５℃の温度でｐＨ値４．５の水１０部を用いてインペラー型の混合器内で分散させる。出発混合物を、一定のｐＨ４．５及び１５℃で６０分間保持する。次いで、水相をデカンタ内の不溶性繊維画分から分離する。

含水固形物を、水５部（ｐＨ値７．５、温度３５℃）を用いてインペラー型の混合器内で再度分散させる。４５分後、ｐＨ７．５及び３５℃で一定に保持した出発混合物を、デカンテーションにより不溶性固形物とタンパク含有抽出物とに分離する。抽出物中に含有されるタンパクを、塩酸を添加してｐＨ値４．５に調整することにより、沈殿させ、分離器によって水性の上清から分離する。沈殿したタンパクを、チューブ型熱交換器で７２℃に３分間加熱することによって低温殺菌し、５ｋｇのチューブ状の袋にデカントし、５℃に冷却する。

こうして、低温を選択するか、又はより高温で時間を制限し、且つｐＨ値を選ぶことによって、所望の低変性が達成される。

Claims (11)

1. 特にルピナスタンパク由来に由来し、水性混合物の形態で存在する、植物タンパク製剤であって、該水性混合物は、水分が７５重量％を上回ると共に、７０重量％を上回る植物タンパクを含有する固形物塊を有し、且つ該水性混合物において、該植物タンパクの２５％以下の割合が変性している、植物タンパク製剤。
2. 前記固形物塊の残部が、植物脂肪又は植物油を含有する、請求項１に記載の植物タンパク製剤。
3. 前記水性混合物中の不溶性繊維の割合が、前記固形物塊に対して１０重量％未満である、請求項１又は２に記載の植物タンパク製剤。
4. 前記固形物塊が、８０重量％を上回る植物タンパクを含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の植物タンパク製剤。
5. 前記水性混合物の粘度が、剪断速度３００ｌ／ｓ及び温度２０℃で１０ｍＰａ・ｓを上回る、請求項１〜４のいずれか一項に記載の植物タンパク製剤。
6. シールした液密包装容器に入った請求項１〜５のいずれか一項に記載の植物タンパク製剤。
7. タンパク植物から請求項１〜５のいずれか一項に記載の植物タンパク製剤を製造する方法であって、
   前記タンパク植物の種子を破砕する段階と、
   破砕した種子を、酸性のｐＨ値で一回又は数回、水中ですすぐことによって、固形物部分を前抽出し、各場合において、該固形物部分を液相から機械的に分離する段階と、
   植物タンパクを、前抽出した固形物部分から、該植物タンパクが水に溶解するｐＨ値６．５を上回る水で抽出すると共に、不溶分を機械的に分離する段階と、
   酸を添加することによって、溶液から、溶解した植物タンパクを沈殿させる段階と、
   前記固形物塊中の植物タンパクが７０重量％を上回る割合となる、沈殿した植物タンパクを固液分離によって分離する段階と、
   分離した植物タンパクを、低温殺菌のため、６５℃を上回る温度に、２５％以下という所望の変性レベルを超えない期間、加熱する段階と、
   加熱前後に水を添加して、該水性混合物を形成する、添加する段階であって、水を添加することによって、水性混合物を、２５重量％未満の乾燥物質含量に調整する、添加する段階と、
   を少なくとも含む、方法。
8. ５未満の水のｐＨ値で前抽出する、請求項７に記載の方法。
9. ７．０未満の水のｐＨ値で抽出する、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記水性混合物を包装容器に移し、該包装容器を、液密となるようにシールし、且つ該水性混合物をシールした包装容器中で１１０℃を上回る温度に加熱する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 食品における乳タンパク、卵タンパク又は乾燥植物タンパクの代用品としての請求項１〜５のいずれか一項に記載の植物タンパク製剤の使用。