JP2012531215A - 塩化カルシウム抽出を使用する大豆タンパク質単離物の調製(「s703」) - Google Patents
塩化カルシウム抽出を使用する大豆タンパク質単離物の調製(「s703」) Download PDFInfo
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Abstract
Description
本出願は、35USC119(e)のもとで、2009年6月30日出願の米国仮特許出願第61/213,647号に基づく優先権を主張する。
本発明は、大豆タンパク質製品の調製に関する。
その譲受人に譲渡され、その開示が参照により本明細書に援用される、2008年10月21日出願の米国仮特許出願第61/107,112号(7865−373)、2008年12月2日出願の同第61/193,457号(7865−374)、2009年1月26日出願の同第61/202,070号(7865−376)、2009年3月12日出願の同第61/202,553号(7865−383)、2009年7月7日出願の同第61/213,717号(7865−389)、2009年9月3日出願の同第61/272,241号(7865−400)、および2009年10月21日出願の米国特許出願第12/603,087号(7865−415)(米国特許公開第2010-0098818号)において、完全に可溶性であり、低いpH値で透明かつ熱に安定な溶液となり得る大豆タンパク質製品、好ましくは大豆タンパク質単離物の調製が記載されている。この大豆タンパク質製品は、特にソフトドリンクおよびスポーツドリンク、ならびに他の酸性水系のタンパク質強化(protein fortification)に、タンパク質を沈殿させることなく使用することができる。大豆タンパク質製品は、塩化カルシウム水溶液を用いて自然pHで大豆タンパク質源を抽出し、得られる大豆タンパク質水溶液を任意選択により希釈し、大豆タンパク質水溶液のpHをpH約1.5〜約4.4、好ましくは約2.0〜約4.0に調整して、酸性化された透明な大豆タンパク質溶液を生成することにより製造され、大豆タンパク質溶液は、乾燥させる前に、任意選択により濃縮および/または透析濾過(diafiltered)してもよい。
(a)カルシウム塩水溶液、一般に塩化カルシウム溶液を用いて低いpH、一般に約1.5〜約5.0で大豆タンパク質源を抽出して、タンパク質源から大豆タンパク質を可溶化させ、大豆タンパク質水溶液を生成するステップ、
(b)大豆タンパク質水溶液を残留大豆タンパク質源から分離するステップ、
(c)大豆タンパク質水溶液を任意選択により希釈するステップ、
(d)任意選択により、タンパク質水溶液のpHを約1.5〜約5.0、好ましくは約1.5〜約4.4、より好ましくは約2.0〜約4.0の範囲内、かつ抽出のpHとは異なる値に調整するステップ、
(e)任意選択により、選択的な膜技術を使用して、イオン強度を実質的に一定に保ちながら大豆タンパク質水溶液を濃縮するステップ、
(f)濃縮された大豆タンパク質溶液を任意選択により透析濾過する(diafiltering)ステップ、および
(g)濃縮および透析濾過(diafiltered)がなされた大豆タンパク質溶液を任意選択により乾燥させるステップを含む。
大豆タンパク質製品を提供するプロセスの最初のステップは、大豆タンパク質源から大豆タンパク質を可溶化することを含む。大豆タンパク質源は、大豆、または大豆ミール、大豆フレーク、大豆グリッツ、および大豆粉を含めるがこれに限らない、大豆の加工処理から得られる任意の大豆製品もしくは大豆副産物でよい。大豆タンパク質源は、全脂形態、部分脱脂形態、または完全脱脂形態で使用することができる。大豆タンパク質源がかなりの量の脂肪を含有する場合、そのプロセスの間に油分除去ステップが必要となるのが一般的である。大豆タンパク質源から回収される大豆タンパク質は、大豆中に自然に存在するタンパク質でもよいし、またはそのタンパク質性材料(proteinaceous material)は、遺伝子操作によって改変されているが、自然のタンパク質に特徴的な疎水性もしくは極性の性質を有するタンパク質でもよい。
例1
この例では、塩化カルシウム溶液を用いた低pHでの抽出を利用する、透明で熱に安定なタンパク質溶液の調製を例示する。
この例では、本発明の一実施形態に従う大豆タンパク質単離物の調製を例示する。
この例には、例2の方法によって作製した大豆タンパク質単離物(S703)の水中での熱安定性の評価を含む。
この例には、例2の方法によって作製した大豆タンパク質単離物(S703)の水への溶解度の評価を含む。溶解度は、タンパク質溶解度(タンパク質法と称する、Morrら、J. Food Sci. 50:1715-1718の手順の変更版)および総製品溶解度(ペレット法と称する)に基づき試験した。
1)溶解度(タンパク質法)(%)=(上清み液中のタンパク質%/最初の分散液中のタンパク質%)×100
2)溶解度(ペレット法)(%)=(1−(乾燥不溶性ペレット材料の重量/((分散液20mlの重量/分散液50mlの重量)×乾燥タンパク質粉末の初期重量)))×100
例1で作製したタンパク質単離物の水中(1%タンパク質)での自然pH値を表6に示す。
この例には、例2の方法によって作製した大豆タンパク質単離物(S703)の水中での透明性の評価を含む。
この例には、例2の方法によって作製した大豆タンパク質単離物(S703)のソフトドリンク(Sprite)およびスポーツドリンク(Orange Gatorade)への溶解度の評価を含む。溶解度は、飲料にタンパク質を加えてpHを修正せずに求め、またタンパク質で強化した飲料のpHをもとの飲料のレベルに調整して再び求めた。
溶解度(%)=(上清み液中のタンパク質%/最初の分散液中のタンパク質%)×100
pHを修正して溶解度を評価したとき、タンパク質を加えていないソフトドリンク(Sprite)(3.39)およびスポーツドリンク(Orange Gatorade)(3.19)のpHを測定した。1gのタンパク質を供給するのに十分な量のタンパク質粉末をビーカーに量り入れ、少量の飲料を加え、滑らかなペーストが生じるまで撹拌した。追加の飲料を加えて体積をおよそ45mlとし、次いで溶液を磁気撹拌子で60分間ゆっくりと撹拌した。タンパク質含有飲料のpHを測定し、次いで、必要に応じてHClまたはNaOHを用い、タンパク質なしのもとのpHに調整した。次いで、各溶液の総体積を追加の飲料で50mlとし、2%w/vのタンパク質分散液を得た。LECO FP528窒素測定装置を使用してサンプルのタンパク質含有量を分析し、次いでタンパク質含有飲料のアリコートを7800gで10分間遠心分離し、上清み液のタンパク質含有量を測定した。
溶解度(%)=(上清み液中のタンパク質%/最初の分散液中のタンパク質%)×100
得られた結果を以下の表11に記載する。
この例には、例2の方法によって作製した大豆タンパク質単離物(S703)のソフトドリンクおよびスポーツドリンク中での透明性の評価を含む。
この開示を要約すると、本発明は、塩化カルシウム水溶液を使用して大豆タンパク質源材料を低pHで抽出することに基づく、酸性媒体に可溶性である大豆タンパク質単離物の製造方法を提供する。本発明の範囲内で変更が可能である。
Claims (65)
- 大豆タンパク質含有量が乾燥重量基準で少なくとも約60wt%(N×6.25)である大豆タンパク質製品の製造方法であって、
(a)カルシウム塩水溶液を用いてpH約1.5〜約5で大豆タンパク質源を抽出して、大豆タンパク質源から大豆タンパク質を可溶化させ、大豆タンパク質水溶液を生成するステップと、
(b)残留大豆タンパク質源から大豆タンパク質水溶液を分離するステップと
を含む方法。 - 濃度が約1.0M未満である塩化カルシウム水溶液を使用して前記抽出ステップを実施する、請求項1に記載の方法。
- 前記塩化カルシウム水溶液が約0.10〜約0.15Mの濃度を有する、請求項2に記載の方法。
- 前記抽出ステップを約15°〜約35℃の温度で実施する、請求項1に記載の方法。
- 前記大豆タンパク質水溶液が約5〜約50g/Lのタンパク質濃度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記タンパク質濃度が約10〜約50g/Lである、請求項5に記載の方法。
- 前記カルシウム塩水溶液が酸化防止剤を含有する、請求項1に記載の方法。
- 前記分離ステップに続き、前記大豆タンパク質水溶液を吸着剤で処理して、大豆タンパク質水溶液から着色および/または臭気化合物を除去する、請求項1に記載の方法。
- 前記分離ステップに続き、タンパク質水溶液のpHを約1.5〜約5.0の範囲内の異なる値に調整する、請求項1に記載の方法。
- pH値を約1.5〜約4.4に調整する、請求項9に記載の方法。
- pH値を約2.0〜4.0に調整する、請求項10に記載の方法。
- 前記分離ステップに続き、前記大豆タンパク質水溶液を希釈して、導電率を約80mS未満とする、請求項1に記載の方法。
- 前記大豆タンパク質水溶液を約1〜約10倍容の水で希釈して、前記大豆タンパク質溶液の導電率を約4〜約29mSとする、請求項12に記載の方法。
- 前記水が温度約2℃〜約70℃である、請求項12に記載の方法。
- 前記温度が約10°〜約50℃である、請求項14に記載の方法。
- 前記温度が約20°〜約30℃である、請求項15に記載の方法。
- 前記希釈ステップに続き、タンパク質水溶液のpHを約1.5〜約5.0の範囲内の異なる値に調整する、請求項12に記載の方法。
- pHを約1.5〜約4.4に調整する、請求項17に記載の方法。
- pHを約2.0〜約4.0に調整する、請求項17に記載の方法。
- 前記大豆タンパク質溶液が、希釈およびpH調整ステップの後、約85mS未満の導電率を有する、請求項17に記載の方法。
- 前記導電率が約4〜約34mSである、請求項20に記載の方法。
- 前記タンパク質水溶液を熱処理ステップに供して、熱に不安定な抗栄養因子を不活性化する、請求項1に記載の方法。
- 抗栄養因子が、熱に不安定なトリプシン阻害剤である、請求項22に記載の方法。
- 熱処理ステップによって大豆タンパク質水溶液の低温殺菌も行う、請求項22に記載の方法。
- 前記熱処理を温度約70°〜約160℃で約10秒〜約60分間実施する、請求項22に記載の方法。
- 前記熱処理を温度約80°〜約120℃で約10秒〜約5分間実施する、請求項25に記載の方法。
- 前記熱処理を温度約85℃〜約95℃で約30秒〜約5分間実施する、請求項26に記載の方法。
- 熱処理された大豆タンパク質溶液を、その先の加工処理に向けて温度約2°〜約60℃に冷却する、請求項22に記載の方法。
- 熱処理された大豆タンパク質溶液を、その先の加工処理に向けて温度約20°〜約35℃に冷却する、請求項28に記載の方法。
- 前記大豆タンパク質溶液を乾燥させて、大豆タンパク質含有量が乾燥量基準で少なくとも約60wt%(N×6.25)である大豆タンパク質製品を得る、請求項1に記載の方法。
- 前記大豆タンパク質溶液を、そのイオン強度を実質的に一定に保ちながら濃縮して、タンパク質濃度が約50〜約300g/Lである濃縮大豆タンパク質溶液を生成し、濃縮大豆タンパク質溶液を任意選択により透析濾過する、請求項1に記載の方法。
- 前記濃縮大豆タンパク質溶液が、約100〜約200g/Lのタンパク質濃度を有する、請求項31に記載の方法。
- 分画分子量が約3,000〜約1,000,000ダルトンである膜を使用する限外濾過によって前記濃縮ステップを実施する、請求項31に記載の方法。
- 前記膜が約5,000〜約100,000ダルトンの分画分子量を有する、請求項33に記載の方法。
- その部分的または完全な濃縮の前または後の大豆タンパク質溶液に対して、水、希食塩水、酸性水、または酸性希食塩水を使用して透析濾過ステップを実施する、請求項31に記載の方法。
- 約2〜約40倍容の透析濾過溶液を使用して前記透析濾過を実施する、請求項35に記載の方法。
- 約5〜約25倍容の透析濾過溶液を使用して前記透析濾過を実施する、請求項36に記載の方法。
- 透過液中に、更なるかなりの量の異物または目に見える着色が存在しなくなるまで、前記透析濾過を実施する、請求項35に記載の方法。
- 保持液が十分に精製されて、乾燥させたとき、大豆タンパク質単離物のタンパク質含有量が乾燥量基準で少なくとも約90wt%(N×6.25)になるまで、前記透析濾過を実施する、請求項35に記載の方法。
- 分画分子量が約3,000〜約1,000,000ダルトンである膜を使用して前記透析濾過を実施する、請求項35に記載の方法。
- 前記膜が約5,000〜約100,000ダルトンの分画分子量を有する、請求項40に記載の方法。
- 透析濾過ステップの少なくとも一部分の間、酸化防止剤が透析濾過媒体中に存在する、請求項35に記載の方法。
- 前記濃縮ステップおよび任意選択の透析濾過ステップを温度約2°〜約60℃で実施する、請求項31に記載の方法。
- 前記温度が約20°〜約35℃である、請求項43に記載の方法。
- 濃縮および任意選択により透析濾過した大豆タンパク質溶液を熱処理ステップに供して、熱に不安定なトリプシンを含む、熱に不安定な抗栄養因子を不活性化する、請求項31に記載の方法。
- 前記熱処理を、温度約70°〜約160℃で約10秒〜60分間、好ましくは温度約80°〜約120℃で約10秒〜約5分間、より好ましくは約88°〜約95℃で約30秒〜約5分間実施する、請求項45に記載の方法。
- 熱処理した大豆タンパク質溶液を、その先の加工処理に向けて温度約2°〜約60℃、好ましくは約20°〜約35℃に冷却する、請求項46に記載の方法。
- 前記大豆タンパク質溶液を濃縮および/または透析濾過して、濃縮および/または透析濾過された大豆タンパク質溶液を得て、その溶液は、乾燥したとき、タンパク質濃度が乾燥量基準で少なくとも約60wt%(N×6.25)である大豆タンパク質製品となる、請求項1に記載の方法。
- 前記濃縮および任意選択により透析濾過された大豆タンパク質溶液を吸着剤で処理して、着色および/または臭気化合物を除去する、請求項31に記載の方法。
- 前記濃縮および任意選択により透析濾過された大豆タンパク質溶液を乾燥前に低温殺菌する、請求項31に記載の方法。
- 前記低温殺菌ステップを温度約55°〜約70℃で約30秒〜約60分間実施する、請求項50に記載の方法。
- 前記低温殺菌ステップを温度約60°〜約65℃で約10〜約15分間実施する、請求項51に記載の方法。
- 前記濃縮および任意選択により透析濾過された大豆タンパク質溶液を乾燥させて、タンパク質含有量が乾燥量基準で少なくとも約90wt%(N×6.25)である大豆タンパク質単離物を得る、請求項52に記載の方法。
- 前記大豆タンパク質単離物が乾燥量基準で少なくとも約100wt%(N×6.25)のタンパク質含有量を有する、請求項53に記載の方法。
- 濃縮および/または任意選択の透析濾過ステップを、トリプシン阻害剤の除去に好都合な方法で実施する、請求項31に記載の方法。
- 抽出ステップの間に還元剤が存在して、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を破壊または再配置(rearrange)してトリプシン阻害活性の低減を実現する、請求項1に記載の方法。
- 濃縮および/または任意選択による透析濾過ステップの間に還元剤が存在して、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を破壊または再配置(rearrange)してトリプシン阻害活性の低減を実現する、請求項31に記載の方法。
- 乾燥前の濃縮および任意選択により透析濾過した大豆タンパク質溶液および/または乾燥した大豆タンパク質製品に還元剤を加えて、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を破壊または再配置(rearrange)してトリプシン阻害活性の低減を実現する、請求項48に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法によって製造された大豆タンパク質製品。
- 請求項59に記載の大豆タンパク質製品がそこに溶解している酸性溶液。
- 飲料である、請求項60に記載の水溶液。
- ブレンド品の水溶液を作製するために水溶性粉末材料とブレンドされる、請求項59に記載の大豆タンパク質製品。
- 粉末飲料である、請求項62に記載のブレンド品。
- 請求項59に記載の大豆製品がそこに溶解し、pHがほぼ中性、好ましくは約6〜約8のpH範囲にある水溶液。
- 飲料である、請求項64に記載の水溶液。
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