JP2015528304A - 安定化タンパク質懸濁液の調製方法 - Google Patents

Abstract

改善された安定性を有する乳酸飲料の調製方法を提供する。一態様において、該方法はHMペクチン及び１つ又は複数の金属イオン封鎖剤を含む安定化剤水溶液を乳酸製品に添加して乳酸飲料を生成する工程を含む。１つ又は複数の金属イオン封鎖剤は、安定化剤水溶液中に存在するカルシウムイオンの濃度より化学量論的に高い量で安定化剤水溶液中に存在し、かつ乳酸飲料中に存在するカルシウムイオンの濃度より化学量論的に低い量で乳酸飲料中に存在することが望ましい。その結果得られた乳酸飲料は安定で、目視では不透明で、飲むことができる製品であるという特徴を持つ。

Description

関連出願

本出願は、2012年9月14日付で出願された米国仮特許出願第61/701,578号の利益を主張し、その開示内容はその全体が参照として本明細書に組み入れられたものとする。

ペクチンは、植物中に豊富に存在する天然物質であり、そのため人間の一般的な食生活においては主要な一部となっている。ペクチンは、適切な植物原料から水抽出又より分離することができ、毎年約５万トンのペクチンが市販されており、大部分は工業的加工食品の材料として使用されている。化学的に説明すると、ペクチンは異なる量で生じ得る、まったく別の高分子部分を有する複数の高分子の水溶性混合物である。ペクチンの主成分は、カルボキシル基の一部がメタノールでエステル化された無水ガラクツロン酸の重合体である。メチルエステル化されたカルボキシル基の割合（%）を（メチル）エステル化度（以下、DM）と称する。

多様なペクチン製剤が市販されている。それら全ては上述のペクチンの特性を有し、通常は国際的な又は主要国の立法組織が規定する定義及び仕様に従うものであるが、用途によって望まれる品質が異なる。ペクチンの特性は選ぶ植物原料によって左右され、かつその原料からペクチンを分離する際に採用する操作や条件に左右される。したがって、糖、塩及び酸などの他の溶存物質を含む水へのペクチンの溶解度などのペクチンの機能的挙動に関しては、サンプル間で違いが見られる。

ペクチンの異なる品質の機能的特徴は、DM、高分子の平均サイズ、エステル化及び非エステル化無水ガラクツロン酸繰り返し単位が分子内で配置されるパターン、並びに分子間の特性の統計的分布の広さの違いとして科学的に合理化される。一方、この機能的特徴の合理化は不完全であり、現在の科学的理解度では限界がある。

水溶液中では、ペクチンは約3.8のpHにおいて最も化学的に安定となる。安定性は、少なくとも約2.0のpHまでは、低いpHでも依然として適正である。一方、約4.5よりも高いpHでは、ペクチンの重合度は徐々に低下するが、これは高分子骨格の繰り返し単位をつなぐグリコシド結合がβ脱離として知られる反応により切断されるためである。ペクチンは通常純水に可溶であるが、その溶解度は、水混和性溶媒又は糖など、水との結合を妨げる物質の存在、低pH（ある程度まで）、及びCa++などの二価陽イオンの存在（かなりの程度まで）によって低下する。したがって、二価金属イオンを実質的には含まないこと、ペクチンのカルボキシル基の一部（全てではない）が一価イオン（Na+など）によって平衡がとれていることが一般的に望ましい。

市販のペクチン製剤は、DMが50より高いか低いかにより、HMペクチン（高メチルエステルペクチン）かLMペクチン（低メチルエステルペクチン）かのどちらかに分類される。市販のペクチンの一部は、さらにアミド化、酢酸エステル化、又はその両方を含む。アミド化は製造中にアンモニアにさらされていたペクチンにおいてのみ顕著であるが、一方の酢酸エステル化はペクチンが抽出される一部の原料においては自然に生じる。

HMペクチンは乳酸飲料（以下、AMD）に安定性をもたらすために商業的に利用されている。AMDは乳タンパク質を含む流体製品であり、多少酸性である。本明細書において「流体」とは、製品がスプーンで食するよりも飲用に適する特性を有することを意味している。例えば飲むヨーグルトは、概してpH 4.4未満となる細菌培養系で発酵される生乳から製造されるAMDの一例である。一部の発酵AMD製品は生きた培養菌を含んで販売されているが、その他は保存期間を長くするために発酵後熱処理されている。

酸性化していない生乳中には、タンパク質は非常に小さな浮遊物として存在するため、個々の物体としては目視で検出することができず、また、浮遊タンパク体と均質液とを口腔内の感覚によって区別することはできない。一方、生乳は白色で不透明であり、これは浮遊タンパク体が可視光を錯乱するのには十分な程大きいためである。新鮮な生乳中では、浮遊タンパク体が互いに反発し合うため、より大きな塊に凝集することはない。しかし、pH値を低下させることにより、浮遊タンパク体は相互反発力を失い凝集し、スプーンで食べるヨーグルトの特性をより引き出している凝集タンパク質粒子の網状組織で形成されるゲルとなる。ヨーグルトは、保存期間中は適度に安定であるが、不安定になった兆候としては少量から中程度の量の乳清滲出が観測されるが、これはよく知られていることであり、概して消費者から受け入れられている。対照的に、AMDなどの流体製品を作るためにカードを切断すると、タンパク質粒子は連続的に凝集して製品が２相以上に分離して著しく変化してしまい、消費者にとって魅力的ではなくなってしまう。製造業者らは、これらの問題に対処するためにHMペクチンを使用しているが、その効果は限られたものである。

所望の酸性度にまで発酵が進んだら、製造業者らはDMペクチンを相当多量に含むHMペクチン溶液をAMDに添加して材料をまんべんなく撹拌し、次いで材料を均質化する。ペクチンは浮遊タンパク体の粘着性表面に吸着するが、これは負の電荷を帯びた非エステル化カルボキシル基の密度が局所的に高いペクチン分子の部位で結合している。ペクチン分子の他の部位は、AMDの乳清相により親和性があり、タンパク質表面の粘着性を低下させる非粘着性の水和層を形成すると考えられている。このため、DMペクチンを相当多量に含むHMペクチンは、酸性化タンパク質へ吸着する部位と乳清に親和性のある部位とのバランスが適切であると考えられている。

HMペクチンはAMDに安定性をもたらすが、同時にHMペクチンはカルシウム塩の存在下ではAMD溶液のレオロジーに有害に作用し、それは溶液の粘性を増強するか、溶液をゲルに変えるか、溶液を薄まった液体に浮遊するような軟らかい塊にするか、又はペクチンを沈殿させてしまう。AMDを安定化させるために使用するHMペクチンは通常、カルシウムに特にカルシウムに感受性があり、ペクチンと結合なカルシウムイオンが多量にAMD中に存在するとペクチンとカルシウムイオンの反応がペクチンの効果を弱めるが、これは増粘若しくはゲル化により材料が均一に混合しづらくなるためであるか、又はペクチンが凝集若しくは沈殿するとペクチン表面に吸着できなくなるためである。この問題はペクチンをAMDと混合する前に純粋な脱イオン水に溶解させたとしても場合でも顕著であり、ペクチンを硬水に溶解させた場合にはさらに厄介になる。後者の場合、ペクチン溶液のpHが高すぎるためペクチン損傷する可能性もある。

したがって、ペクチンとカルシウムイオン間の反応を抑え、AMDに添加したペクチンが完全に消費されてしまうことを防ぐ必要性が残っている。

米国特許出願公開第2007/0087103号明細書 米国特許出願公開第2013/0034639号明細書

一実施形態において、タンパク質の流動性懸濁液と溶存カルシウム塩を含む乳酸製品を供給する工程と；HMペクチン及び１つ又は複数の金属イオン封鎖剤を含む安定化剤水溶液を調製する工程と；その後安定化剤水溶液と乳酸製品を混合し乳酸飲料を提供する工程とを含む乳酸飲料の調製方法が提供される。乳酸飲料は安定で、目視では不透明で、飲むことができる製品であるという特徴を持つ。

図１Ａ及び１Ｂは、熱処理なし（１Ａ）及び熱処理あり（１Ｂ）の乳酸飲料の平均沈殿率（Y軸）対ペクチン用量（X軸）を示す。

本明細書の実施形態は、改善されたペクチン安定化乳酸飲料（AMD）を提供することで上述のニーズに対処する。より具体的には、本明細書はペクチン及び１つ又は複数の金属イオン封鎖剤の混合で得られるAMD、並びにペクチン及び１つ又は複数の金属イオン封鎖剤の混合を利用するAMDの調製方法に関する。

改善されたペクチン安定化AMDは安定で、目視では不透明な液体であり、乳酸製品、HMペクチン、及び少なくとも１つの金属イオン封鎖剤を含むという特徴を持つ。乳酸製品に添加されたペクチン溶液中の金属イオン封鎖剤により、最終AMDの安定性が大きく改善され、及び／又は乳飲料製造業者は金属イオン封鎖剤を用いない場合よりも少量のペクチンで十分安定なAMDを調製できるため、大幅なコスト削減がもたらされる。
（乳酸製品）

本明細書で用いる「乳酸飲料」という用語は、乳酸製品を主成分とした飲用製品を意味し、直接酸性化された乳飲料と発酵乳飲料の大きく2種類に分類される。直接酸性化された乳飲料は、酸及び／又は濃縮果汁により乳製品を酸化することで通常酸化される。ヨーグルト飲料などの発酵乳飲料は、ブルガリア菌（L. bulgaricus）及びサーモフィラス菌（S. thermophilus）などの微生物により乳製品を発酵させることで酸化される。したがってAMDは、乳製品と、pHをどのように低下させるかに関係なく原乳よりも低いpHとを有する飲用製品である。例えば、実施形態ではAMDのpHは約3.0〜約5.0である（3.3〜4.6、3.3〜4.3、3.7〜4.3、3.7〜4.6、又は4.3〜4.6など）。

本明細書で用いる「乳製品」は、いずれの適切な酪農牛乳製品を含んでも良い、牛乳を主成分とした製品を含み、その非限定的な例として無脂肪牛乳（例えば、脱脂乳）、2%脂肪含有牛乳、全乳、還元乾燥／粉末牛乳、乳タンパク質の濃縮物及び／又は分離物、ならびに無糖練乳、練乳などのような他の形の牛乳が挙げられる。乳製品は、豆乳タンパク質の濃縮物及び／又は分離物、全豆乳などを含みうる、豆乳製品（例えば、大豆タンパク質製品）を包含してもよい。本発明で用いる「乳酸製品」という用語は、酸性化された、牛乳を主成分とした製品を指し、発酵乳製品および乳酸飲料を含む。

最も基本的な形態では、牛乳は連続水相中の乳固形分の懸濁液である。乳固形分は、脂肪分と、一般に無脂肪乳固形分（「MSNF」）と呼ばれる無脂肪分の両方を含む。MSNFは、タンパク質（例えば乳清タンパク質およびカゼイン）および炭水化物とともに有機酸および有機ミネラルおよびビタミンなどの微量成分を含む。所望のMSNF含有量を得るために、AMDを十分量の乳製品で調製することが望ましい。実施形態において、約0.5〜約20%（w/w）のMSNF含有量を得るために、AMDは十分量の乳製品を含む。例えば、17%（w/w）の脱脂粉乳と83%（w/w）の水を含む懸濁液を発酵して得られたヨーグルトが17%のMSNFを含むように、AMDはヨーグルトから製造される。そのような製品は当業者には既知であり、米国特許出願公開第2007/0087103及び米国特許出願公開第2013/0034639に詳細が記述されており、その関連する開示は参照として本明細書に組み入れられたものとする。

AMDはまた、所望のタンパク質含有量を得るために十分量の乳酸製品で調製される。例えば、一態様においてAMDのタンパク質含有量は生乳製品のタンパク質含有量と同等である（例えば牛乳の場合約3.4%）か、それより低いのが好適である。別の様態において、AMDはタンパク質強化製品であり、約5〜約10%（w/w）のタンパク質量を含む。
（ペクチン）

本明細書の実施形態で用いるのに適したペクチンは、所望のタンパク質安定性をもたらし、AMDのゲル化を促進することなくAMD中での使用に適した全てのペクチンを包含できる。ペクチンは約50より高く、約55より高く、約60より高く、約65より高く、又は約70より高いDMでHMペクチンを包含することが望ましい。例えば実施形態において、HMペクチンは約55〜約85、約57〜約0 、約59〜約77、約65〜約75、又は約70のDMを有する。

当業者であれば、適切な処理工程及び条件により、ペクチンのDMがペクチン製造業者によってある程度制御可能であることを理解するだろう。一態様において、HMペクチンは柑橘類の皮由来の非アミド化ペクチンであり、酢酸エステル化がほとんどされていないかわずかしかされていないと知られている。例えば、一実施形態においてHMペクチンは、柑橘類の皮由来で、DMが約70であるペクチンを含む。

HMペクチンは、AMDに所望の安定性をもたらすのに効果的な量でAMD中に存在する。実施形態において、HMペクチンは約0.05%（w/w）〜約0.5%（w/w）、約0.05%（w/w）〜約0.3%（w/w）、又は約0.05%（w/w）〜約0.2%（w/w）の量で乳酸飲料中に存在する。
（金属イオン封鎖剤）

１つ又は複数の金属イオン封鎖剤は、様々な異なるカルシウム安定化金属イオン封鎖剤から選択され、その非限定例としてヘキサメタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、及びそれらの組み合わせを含む。

金属イオン封鎖剤は、AMDに所望の安定性をもたらすのに効果的な量でAMD中に存在する。例えば実施形態において、乳酸製品に添加されたペクチン水溶液中の金属イオン封鎖剤の量は、ペクチン水溶液中に存在するカルシウムイオンの量より化学量論的に高く、一方AMD中に存在する金属イオン封鎖剤の量は、最終AMD飲用製品中に存在するカルシウムイオンの量より化学量論的に低い。例えば、金属イオン封鎖剤は、乳酸製品に添加されたペクチン水溶液中において、ペクチン水溶液の約1%〜約20%（w/w）、約5%〜約20%（w/w）、又は約10%〜約20%（w/w）の量で存在し、AMD中において、AMDの約0.001%（w/w）〜約1.0%（w/w）、約0.001%（w/w）〜約0.5%（w/w）、約0.005%（w/w）〜約0.1%（w/w）、又は約0.01%（w/w）〜約0.05%（w/w）の量で存在する。
（AMDの製造方法）

別の様態において、安定で、目視では不透明なAMDの製造方法が提供される。本方法は通常、カルシウム塩とタンパク質の流動性懸濁液を含む乳酸製品を供給する工程と、HMペクチン及び１つ又は複数の適当な金属イオン封鎖剤を含む水溶液を調製する工程と、及び水溶液と乳酸製品を混合し乳酸飲料を提供する工程とを含む。一態様において、HMペクチン及び１つ又は複数の適当な金属イオン封鎖剤を含む水溶液を調製する工程は、HMペクチンの乾式混合物と1つ又は複数の金属イオン封鎖剤を調製する工程と、及びその後の乾式混合物を水性媒体（水など）に溶解させる工程とを含む。別の様態において、HMペクチン及び１つ又は複数の適当な金属イオン封鎖剤を含む水溶液を調製する工程は、1つ又は複数の金属イオン封鎖剤の水溶液を水性媒体に調製する工程と、及び1つ又は複数の金属イオン封鎖剤の水溶液にHMペクチンを溶解させる工程とを含む。

AMDに添加されたペクチン溶液中の金属イオン封鎖剤の存在により、最終乳飲料の安定性大きく改善され、及び／又は乳飲料製造業者は金属イオン封鎖剤を用いない場合よりも少量のペクチンで十分安定な飲料を調製できる（そのため大幅なコスト削減がもたらされる）。相当量のカルシウムイオンがあると、ペクチンの溶解性を抑制してしまう。金属イオン封鎖剤はカルシウムイオンに結合すると一般的に知られているが、多くの先行技術文献では所望の結果を得るためには金属イオン封鎖剤を多量に使用することが望ましいとされている。しかしながら本明細書中の実施形態において、金属イオン封鎖剤はAMD中のカルシウムイオンの化学量論的当量よりもかなり少量で存在したとしても、ペクチンの能力を効果的に向上させる。

さらに、AMD調製に使用されるペクチン水溶液中の金属イオン封鎖剤の存在は、硬水よりもカルシウムイオンが少ない軟水でペクチン水溶液が調製される場合に有益となり得る。軟水を用いて調製されたペクチン溶液に金属イオン封鎖剤を使用してもたらされる有益な結果は意外であり、これはもともと存在していた（わずかな量の）カルシウムが、ペクチンカルボキシル基の重要ではない部位のみに結合することができたはずだからである。したがって、改善となるほどのものをもたらすとは予想されないであろう。これは金属イオン封鎖剤の機能が、単に最終飲用製品中のペクチンの溶解性を向上させること、又は水溶液中におけるペクチンのバルク部位の溶解性を向上させること以上のものであることを示す。すなわち、ペクチン溶液と共に金属イオン封鎖剤を使用すると、これら２つの機能に加えて、さらに意外な有益効果がもたらされる。

いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、金属イオン封鎖剤が添加されない場合、おそらくペクチンはタンパク質の安定化には利用しにくく、これはペクチン溶液とタンパク質懸濁液の２液が初めて接触すると、速い反応で塊を形成してしまうためである。混合処理中及び混合がまだ不完全な間は一時的な境界があり、そこでのペクチン濃度は、最終製品における平均濃度よりもかなり高くなっている。同時に、カルシウム含有タンパク質懸濁液（例えばヨーグルトなど）に由来するカルシウムは、一時的に局所的に高濃度となっているペクチンでのゲルの形成に適している。したがって、塊が形成される。これらの塊はペクチン、水及びカルシウムイオンのゲルともいわれている。これは速い反応ではあるが、即時の反応ではなく、その理由は、かさばった高分子がカルシウム架橋によって互いに結合できるように配列するのに時間がかかるためである。したがって、ペクチン溶液中の金属イオン封鎖剤は、既成のペクチン-カルシウム構造が保持されるのを防ぐと推定されている。したがって、カルシウムと結合するための分子の再配列に時間がかかるため、ゲルが形成される前にカルシウムを多く含む乳（又はタンパク質懸濁液）にペクチンを均一に分配するには、調製物の効率的なせん断で十分である。しかしながら、ペクチン溶液中に金属イオン封鎖剤がない場合、乳と混合中のペクチン-カルシウムゲル構造の形成は溶液中で既成のゲル構造から広がり、ずっと速く進んでしまう。

本明細書の実施形態を以下の実施例によりさらに説明するが、その範囲に制限を与えるような解釈がなされるものではない。むしろ、本明細書中の説明を読んだ後に、本発明の精神及び／又は添付の請求項の範囲から逸脱することなく当業者が考えつく様々な他の実施形態、変更、及びそれらに準ずるものが使われ得ることが明確に理解されるべきである。他に定めのない限り、百分率（%）で表される量は重量（w/w %）である。

実験に使用される手順、材料、および方法は、以下に要約されている。

材料：脱脂粉乳（Arla社Milex 230インスタント脱脂粉乳）；ヘキサメタリン酸ナトリウム（SHMP）としても知られているポリリン酸ナトリウム、全体式 = (NaPO3)n; n≒6、CAS-RN 10124-56-8、E452(i)；酸性ピロリン酸ナトリウム、全体式 = Na2H2P2O7、CAS-RN 7758-16-9、E450(i)；約21 ^odHを含む水道水（DK-4623 Lille Skensved municipality, Denmark）。

発酵乳製品：17 %（w/w）脱脂粉乳と83%水を含む懸濁液を発酵させて発酵乳製品を調製し、17% MSNFのヨーグルトを得た。

金属イオン封鎖剤処理済みペクチン試料：ペクチンの製造中にペクチン試料をSHMPで調製した。ペクチンを柑橘類の皮から抽出し、沈殿ができるまでアルコール処理する。100 g SHMP粉末を400 mL脱イオン水に添加し、結晶が見られなくなるまで撹拌して20 % SHMP溶液を調製した。適量の2-プロパノールと脱イオン水を混合して60 % 2-プロパノール溶液を得た。0 mL、16.8 mL、33.6 mL又は67.2 mLのSHMP溶液を5 Lの2-プロパノール溶液に添加し、ペクチン処理用溶液を得た。圧縮したアルコール沈殿ペクチン（約500 gの16 %乾燥材料）をちぎってより小さな塊にし、ペクチン処理溶液の１つに添加した。約3分間穏やかに撹拌した後液体を排出させ、ペクチン試料を乾燥、粉砕する前に圧縮した。

ペクチン原液（金属イオン封鎖剤含有又は非含有）：適量のペクチン粉末、スクロース、及び任意のリン酸塩を秤量し混合した。粉末混合物をSilverson L4R型で撹拌しながら、徐々に水中（多様な実験を確保するために、水道水又は脱イオン水）に分散させた。最初は穏やかな強度で撹拌し、さらに粉末を添加して液体の粘性が増すにつれて、強度を徐々に増加させた。粉末を全て添加した後、さらに5分間せん断し、混合機を取り出した。これらの場合必要に応じ、50%クエン酸溶液を添加してpHを調整した（pHの低下のみが報告された試験に適当であった）。この時点での溶液の重さは、ほとんど所望の最終重量であるか、又はそうでなければ適量の水を加えて調整した。溶液を10分以内に70〜75℃の温度になるまで慎重に湯浴で加熱し、さらに10分間そのままにした。次いで溶液を5℃にまで冷却し、所望の最終重量になるまで水を加えた。

安定化発酵乳飲料：所望の量のヨーグルトと糖を2分間、Silverson high-speed mixerにより混ぜ合わせ糖を溶解させた。混合中、混合物を約5℃の温度に維持した。ペクチン原液を異なる量の脱イオン水で希釈してマグネチックスターラーで撹拌し、異なるペクチン用量である他は同一のヨーグルトを提供するための異なるペクチン濃度のペクチン水溶液を得た。それぞれのペクチン水溶液について、ヨーグルト-糖混合物をペクチン水溶液に分散させ、同時に新しい混合物が均質になるまでマグネチックスターラーで撹拌した（約1分）。各ヨーグルト飲料を180〜200bar（18MPa〜20MPa）（１時間以内）で均質化した。熱処理済みAMDをシュミレートすることが望まれる場合には、ヨーグルト飲料を10分以内に70℃にするように確認しながら75±2℃の水浴に入れ、20±1分間放置する。試料を遠心管又は粘度計ガラスに移し、分析した。

粘性の分析：粘度を測定するために、試料を撹拌せずに粘度計ガラス内で5℃になるまで冷却し、Brookfield type LVT（60 RPM, 1分, spindle #1）を用いて粘度を測定した。

強度分析：異なるペクチン濃度である他は同一である一連のAMDを調製し、試料を遠心分離にかけ、生じた沈殿物を定量化し、沈殿物の曲線をペクチン用量の関数として比較し、ペクチンの強度を評価した。それぞれのヨーグルト飲料について、風袋を差し引いたそれぞれ２つの遠心管に約10 g溶液を秤量し、遠心管を20分間、4500 rpm（約4400 g）の回転数で、20〜25℃の温度で遠心分離にかけ、上清をデカントし、遠心管を30分間逆さまに置き、残った液体を排出することで、沈殿物を2回定量化した。それぞれの遠心管の縁を濾紙で拭き取り、遠心管を秤量した。

遠心分離した試料の沈殿物の画分を以下のように計算した：
沈殿率＝｛（沈殿物含有遠心管の質量−空の遠心管の質量）／（試料含有遠心管の質量−空の遠心管の質量）｝×100 %

平均沈殿率（Y軸）をペクチン用量（X軸）に照らしてプロットし、XYグラフ中における試料の用量反応曲線の位置で測定される試料の見かけの強度によって試料を順位付けした。例えば、水平の線は、ペクチンを含まない飲料のY軸の位置（沈殿物）から引かれている。この線の下のグラフの部分は「グラフの下部」と称する。グラフの下部において２つの曲線が互いに交差していないような事例では、左下に現れる曲線がより強度のあるペクチンを表す。

ペクチンを含む粉末混合物のSHMP分析測定：SHMP処理済みペクチン試料をまず秤量し、次いで試薬として硝酸及び過酸化水素を、熱源としてマイクロ波を用いて湿式燃焼（「破壊」）した。「破壊」によって得られる各溶液を50 mLのメスフラスコに移し、50 mLにまで希釈する前に5.0 mLの2.5% CsCl溶液を加えた。そして液体を誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ICP-AES）で分析した。

試料を噴霧器に通し、溶液の数滴の霧をアルゴン搬送気流にスプレーした。キャリアガスの気流と、分散した又は蒸散した溶液の材料は「トーチ」、すなわち、キャリアガス経路内の、高周波発生装置のエネルギーにより温度を高めて材料をプラズマ状態にする場所を通して得られる。この状態下において、これら成分はそれぞれに特有の波長の光を放出する。213.613 nmの波長におけるスペクトル強度を、試料中のリンを測定するために使用し、キャリブレーション標準試料と比較した。

５種の水質をペクチン溶液に使用し、リン酸塩を添加していない、様々な濃度範囲中に存在する１種のペクチン試料で安定化したヨーグルト飲料

ペクチン溶液を表１ａに従って上述の通り調製した。以下のペクチンを実験に使用した：
・70.20のDM、6.0のIV（固有粘度）、255のCS99（カルシウム感受性）、及び188のYOG3C（強度）を有するペクチン（PB44828/YM115LL）
・67.52のDM、6.23のIV、668のCS99、及び169のYOG3Cを有するペクチン（PP Trial 3 N5）

CS99は特徴的なカルシウム感受性の測定基準であり、ペクチン並びにpH緩衝塩とカルシウム塩の水溶液の粘度により測定される（この場合には、Brookfield粘度計を使用して行われた）。値が大きいほど、より高いカルシウム感受性を意味し、一方最もカルシウム感受性が低い試料は約10まで下がる。

市販のペクチンの品質は、スクロースでの希釈により、典型的には115グレードのYOG又は150グレードのYOGに標準化されている。YOGグレードは「強度」の測定基準であり、すなわち、標準レベルの安定性をもたらすためにどれ程少量の粉末が必要かということである。

17 % MSNFヨーグルトとペクチン溶液を混合し、多様な濃度のペクチンの試作乳飲料を表１ｂに従って上述の通りに調製した。均質化した後、各飲料を２部に分け、遠心分離による沈殿物の測定を、飲料の加熱処理あり又は加熱処理なしで評価した。得られた沈殿物の一覧を表１ｃ（熱処理なし）及び表１ｄ（熱処理あり）に示し、それぞれ図１Ａ及び１Ｂに図示した。

曲線の全体の形は、先行技術で公表された類似物の曲線に非常に似ている。ペクチン用量が0から増えるに伴い、沈殿物の重量も初めのうちは増加するが、高容量になると、沈殿物の重量は最大値を経て用量増加に従い減少した。最大値の右側で、全ての曲線が横ばいの減少を示し、最大ペクチン用量ではほとんど水平となった。曲線は標準的に、その最大値に達した後は、安定化剤を含まない飲料と同じ沈殿物重量に達するまでかなり急激に低下した。安定化剤を含まない飲料よりも低い沈殿率を示すグラフ部分を「グラフの下部」と称する。グラフの下部において曲線が互いに交差していないような場合では、別の曲線の左下に現れる曲線が、該当の別の曲線より強度のあるペクチン試料を表すことは明確である。「強度のある」ペクチン試料とは、より少量のペクチンで所与のレベルの安定性をもたらすことができる試料を意味し、本明細書では沈殿物量の少なさとして測定し、低いほど良いとした。

本実施例において、グラフの下部において曲線が互いに交差していないため、ペクチンの強度は、E（脱イオン水）＞B（1/2脱イオン水、1/2水道水）＞D（2% 水道水溶液）＞C（クエン酸で酸性化した水道水中の1 % ペクチン）＞A（水道水中の1 % ペクチン）と明確に順位付けされた。熱処理済み飲料においても、ほとんど同じ強度順位が確認された：E＞B＞D≒C＞A。この結果は、２つの異なる特性の組み合わせの結果であると思われる。

これらの効果の１つは、ペクチン溶液のpHに関連する。水道水中の溶存物質はpHを上昇させるpH緩衝能を有する。高pHはペクチンの希薄溶液、とりわけ高DMのペクチンに起因する。低pHはペクチン濃縮液及び低DMのペクチンの結果であり、それは非エステル化カルボキシル基に由来する緩衝能をペクチンが有するためである。高pHはペクチンの劣化を引き起こし、約4.5よりも高いpHではより顕著になり、pHが高くなるにつれて徐々に悪化する。劣化の程度は、ペクチンがこのpH（高温になるにつれ上昇）にさらされている間の温度及び被ばく時間による。系統Aと比べたときの系統C及びDの結果は、このpH効果によって説明できる。

他の効果は、ペクチンの溶解度を低減させるカルシウムイオンの傾向に関連する。水道水は、その条件下で、カルシウムがCa++イオンとして存在するように解離されるカルシウム塩を含み；これらイオンはペクチン-カルシウム-ペクチン結合の形成のためにペクチンに取り込まれる。発酵乳はさらに多量の解離カルシウム化合物を含む。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、ペクチンとCa++とが既に解離しているペクチン溶液がCa++に富む発酵乳と接すると、塊が形成されてしまうため２液を混合しづらくなると考えられている。水道水からのCa++によりペクチンの最大限の利用が妨げられることは、系統E（イオン交換水）が系統C（水道水及びpH調整済み）よりもかなり良いという結果（系統CのpH 4.23のペクチン溶液が不利であってはならないにもかかわらず）、及び系統B（1/2脱イオン水、1/2水道水）が系統CとDよりもかなり良いという結果（その4.92のpHは系統CとDそれぞれのpH 4.23及び4.50よりも有害であるにもかかわらず）から明らかである。

２種の水質をペクチン溶液に使用し、これら溶液に３つのレベルでリン酸塩を投与した（そのうち１つは不添加）、様々な濃度範囲中に存在する２種のペクチン試料で安定化したヨーグルト飲料の調製

ペクチン溶液を表２ａに従って上述の通り調製した。17 % MSNFヨーグルトとペクチン溶液を混合し、多様な濃度のペクチンの試作乳飲料を表２ｂに従って上述の通りに調製した。均質化した後、各飲料を２部に分け、遠心分離による沈殿物の測定を、飲料の加熱処理あり又は加熱処理なしで評価した。得られた沈殿物の一覧を表２ｃ（熱処理なし）及び表２ｄ（熱処理あり）に示した。

ペクチン溶液へのSHMPの添加は、たとえ脱イオン水を溶液に使用した場合であっても有益であった。例えば、ペクチンは20 % SHMPとの併用で強度が高くなったと思われ、10 % SHMPと併用したペクチンよりも良い。

その上、ペクチン溶液へのSHMPの添加は、実施例１で見られる水道水の有害作用を減少する。例えば、SHMPと共に脱イオン水に又はSHMPと共に水道水に溶解したYM-115-LLペクチンは、ほぼ同様な働きを示し、20% SHMPは10% SHMPよりもわずかに良好な働きを示した。対照的に、実施例１において、SHMPの添加なしに脱イオン水に溶解した試料は、水道水に溶解した試料よりも強度が高くなったと思われる（表１）。試料YM-115-L及びYM-115-LLの強度がわずかに異なるようであるため、SHMPを含まない脱イオン水中のペクチン及びSHMPを含む水道水中のペクチンの同試料の比較試料は作成しなかった。

SHMPとCa++との関係は、SHMPとCa++との、それぞれ水道水と乳飲料における利用可能な量のバランスの化学量論計算によってさらに理解される。

SHMPの分子量は611.77である。本実施例の条件下（pH＞3.5）では、1モルのSHMPは3モルのカルシウムイオンを取り入れてCa₃P₆O₁₈となる。使用した水道水は、リットルあたり210 mgのCaO（3.74 mmol/L）に相当する21^odHを有する。したがって水道水のカルシウムイオン含有量の当量は1.25 mmol/L SHMP（764 mg/L）であった。ペクチン／水道水溶液は1 %ペクチン混合物を含み、そのうちのいずれかの10%又は20 %はSHMPとした。これは、ペクチン／水道水溶液中に1000又は2000 mg/LのSHMPのいずれかが存在することを意味する。生牛乳は、組成的におおよそ8.5%の脱脂粉乳の懸濁液に相当し、1200 ppmのCa++を含む。表２ｂの乳飲料は3%の脱脂粉乳を含むため、424 ppmのCa++（10.6 mmoles/kg）を含む。表２ｃ及び２ｄにおけるペクチンの最大用量では、つまり0.5 % ペクチン混合物では、乳飲料に対するSHMPの最大用量は0.1% = 1000 mg/kg≒1.63 mmoles/kgとなり、4.90 mmoles/kgのCa++と紐付けられる。

したがって、最小試験用量（10%）のSHMPでは、ちょうど水道水溶液のCa++との平衡を失う。添加したSHMPは1000 mg/Lであり、残ったCa++は764 mg/Lであった。乳飲料中のCa++を補うのに不足するSHMPの最大試験量：現Ca++は10.6 mmoles/Lであり、一方最大SHMP用量は4.90 moles/Lと紐付けられる。したがって、ヨーグルトに接触させる前のペクチン水溶液中、又はペクチン溶液とヨーグルトを混合している間のいずれかSHMPの有益効果が現れる。

水道水でのペクチン溶液に使用した４つのレベルのリン酸塩（そのうちの１つは無添加）。ペクチン製造中に添加されたリン酸塩

SHMPを含むペクチン試料を上述の通り調製し、４つの試料を得た：A（SHMP = 0% w/w）、B（SHMP = 5.1 % w/w）、C（SHMP = 9.8 % w/w）、及びD（SHMP = 18.15 % w/w）。ペクチン溶液試料A、B、C、及びDを表３ａ又は上述の説明に従って調製した。17 % MSNFヨーグルトとペクチン溶液を混合し、多様な濃度のペクチンの試作乳飲料を表３ｂに従って上述の通りに調製した。均質化した後、各飲料を２部に分け、遠心分離による沈殿物の測定を、飲料の加熱処理あり又は加熱処理なしで評価した。得られた沈殿物の一覧を表３ｃ（熱処理なし）及び表３ｄ（熱処理あり）に示した。

熱処理ありと熱処理なしの両方で、試料強度は同じ順位を示し、D＞C＞B≒Aとなった。表３ａによると、AとBはどちらも水道水ペクチン溶液のCa++の化学量論的バランスよりも少量のSHMPを含み、一方CとDはどちらも化学量論的当量よりも多くのSHMPを含む。したがって、SHMPのさらなる添加は水道水ペクチン溶液のカルシウムイオンの化学量論的飽和さえ越えて有益となる。

脱イオン水のペクチン溶液に使用した３つのレベルのリン酸塩（そのうちの１つは無添加）。ペクチン製造中に添加されたリン酸塩。リン酸塩の添加時点、（a）ペクチン製造中、又は（b）粉末混合物への添加

SHMPを含む又は含まないペクチン溶液を表４ａに従い、又は「金属イオン封鎖剤を含む又は含まないペクチン原液の調製」の手順に従い、脱イオン水で調製した。17 % MSNFヨーグルトとペクチン溶液を混合し、多様な濃度のペクチンの試作乳飲料を表４ｂに従って上述の通りに調製した。測定した沈殿物の一覧を表４ｃに示した。同飲料の粘度を表４ｄに示す。

SHMPを含む４つの試料全てが互いに重なり合って現れ、唯一SHMPを含まない試料である試料Aよりも高い強度となった。よってSHMPの添加により、ペクチン溶液を脱イオン水で調製した場合でさえペクチンの効果が増強される。SHMPを添加した時点、ペクチンの製造中、又はペクチン溶液の調製中、これら実験に顕著な変化は生じなかった。SHMPを含まない試料ではわずかに粘度が低下したが、しかし、数値の違いや実験の不確実性の推定値が存在しないことを考えると、この結論は議論の余地がある。

ピロリン酸ナトリウム、CASRN 7758-16-9の試験

SHMP及びピロリン酸ナトリウム（SPP）を含むペクチン溶液を表５ａに従って上述の通り水道水及び脱イオン水で調製した。17 % MSNFヨーグルトとペクチン溶液を混合し、多様な濃度のペクチンの熱処理済み試作乳飲料を表５ｂに従って上述の通りに調製した。測定した沈殿物の一覧を表５ｃに示した。

溶液はA（最高強度）＞C≒B＞E＞D（最低強度）の明白な強度順位を示した。AはSHMPであり、一方BとCはSPPであり、それらは全て脱イオン水に溶解しているので、SHMPはこの状況下において最も効果的であると結論付けることができる。EはDより良好であるため、SPPは水道水の有害作用を減少させるが、この点ではSHMPほど効果的ではない。

SHMPの添加方法

本実験は様々な原料が混合される順番の影響を評価するために行った。１人の操作者が３つのヨーグルト飲料を同日に製造し、出来る限り、以下の相違以外は全ての点で同一であるようにした：
A. 多様なペクチン用量を有し、SHMP無添加のヨーグルト飲料
B. 多様なペクチン用量を有し、SHMPを含まないペクチン溶液を添加する前にSHMPをヨーグルトに添加したヨーグルト飲料
C. 多様なペクチン用量を有し、ペクチンとSHMPの水溶液を調製してヨーグルトに加えたヨーグルト飲料
ペクチン、糖及びSHMPの粉末混合物を表６ａに記述の通り調製し、上述の通り脱イオン水に溶解させた。17 % MSNFヨーグルトとペクチン溶液を混合し、多様な濃度のペクチンの熱処理済み試作乳飲料を表６ｂ-１、６ｂ-２、６ｂ-３に従って上述の通りに調製した。測定した沈殿物の一覧を表６ｃに示した。

少なくとも2.5％未満の沈殿物を提供した最低用量として、試料の強度を（最高強度）B＞C＞A（最低強度）と順位付けした。しかしながら、全用量範囲内で曲線Bが曲線Cの左下にないため、この順位は疑わしいと主張できる。しかしながら、上記で提案された順位を受け、SHMPをペクチン溶液（SHMPを含まない）に投与する前にヨーグルトへ添加すると、SHMPを添加しなかった場合よりも良好な安定性がもたらされた。しかしながら、SHMPは一見したところ、2つの材料と、水溶液中のペクチンと一緒に添加した場合により効果的に働いた。

本発明が特定の実施形態に関して詳細に説明されたとはいえ、当業者が前述内容を一旦理解すれば、これら実施形態の修正、変更、及び等価物を用意に考え出せることを理解されたい。したがって、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物とで評価されるべきである。

Claims (20)

1. タンパク質の流動性懸濁液と溶存カルシウム塩を含む乳酸製品を供給する工程と；
   HMペクチン及び１つ又は複数の金属イオン封鎖剤を含む安定化剤水溶液を調製する工程と；その後
   該安定化剤水溶液と該乳酸製品を混合して乳酸飲料を提供する工程と
   を含み、
   該乳酸飲料が安定で、目視では不透明で、飲むことができる製品であるという特徴を持つ、乳酸飲料の調製方法。
2. 前記乳酸飲料のpHが約3.0〜約5.0である、請求項１に記載の方法。
3. 前記タンパク質が乳タンパク質、植物性タンパク質、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記HMペクチンのメチルエステル化度が約50超である、請求項１に記載の方法。
5. 前記HMペクチンのメチルエステル化度が約55〜約85である、請求項１に記載の方法。
6. 前記HMペクチンが柑橘類の皮由来の非アミド化ペクチンである、請求項１に記載の方法。
7. 前記HMペクチンのメチルエステル化度が約59〜約77である、請求項６に記載の方法。
8. 前記HMペクチンが乳酸飲料中で約0.05〜約0.5 %（w/w）の濃度で存在する、請求項１に記載の方法。
9. １つ又は複数の前記金属イオン封鎖剤がヘキサメタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
10. １つ又は複数の前記金属イオン封鎖剤が、前記安定化剤水溶液中に存在するカルシウムイオンの濃度より化学量論的に高い量で前記安定化剤水溶液中に存在し、かつ前記乳酸飲料中に存在するカルシウムイオンの濃度より化学量論的に低い量で前記乳酸飲料中に存在する、請求項１に記載の方法。
11. １つ又は複数の前記金属イオン封鎖剤が、前記安定化剤水溶液中に約1〜約20 %（w/w）の濃度で存在し、かつ前記乳酸飲料中に約0.001〜約1.0 %（w/w）の濃度で存在する、請求項１０に記載の方法。
12. １つ又は複数の前記金属イオン封鎖剤が、前記安定化剤水溶液中に約5〜約20 %（w/w）の濃度で存在し、かつ前記乳酸飲料中に約0.001〜約0.5 %（w/w）の濃度で存在する、請求項１０に記載の方法。
13. １つ又は複数の前記金属イオン封鎖剤が、前記安定化剤水溶液中に約10〜約20 %（w/w）の濃度で存在し、かつ前記乳酸飲料中に約0.005〜約0.1 %（w/w）の濃度で存在する、請求項１０に記載の方法。
14. 前記安定化剤水溶液を調製する工程が、前記HMペクチンと１つ又は複数の前記金属イオン封鎖剤を乾式混合し、その後該乾式混合物を水性媒体に溶解させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
15. 前記安定化剤水溶液を調製する工程が、前記HMペクチンを、１つ又は複数の前記金属イオン封鎖剤を含む水溶液に添加する工程を含む、請求項１に記載の方法。
16. 前記安定化剤水溶液を脱イオン水、水道水、又はそれらの組み合わせを用いて調製する、請求項１に記載の方法。
17. 前記乳酸飲料が飲むヨーグルトを含む、請求項１に記載の方法。
18. 安定で、目視では不透明で、飲むことができる製品であるという特徴を持ち、乳酸製品、HMペクチン、及び１つ又は複数の金属イオン封鎖剤を含み、pHが約3.0〜約5.0である乳酸飲料であって；
    該HMペクチンが約55〜約85のメチルエステル化度を有し、かつ乳酸飲料中で約0.05〜約0.5 %（w/w）の濃度で存在し；かつ
    １つ又は複数の該金属イオン封鎖剤が該乳酸飲料中に約0.001〜約0.5 %（w/w）の濃度で存在する、
    乳酸飲料。
19. 前記HMペクチンが前記乳酸飲料中で約0.05〜約0.15 %（w/w）の濃度で存在し、かつ１つ又は複数の前記金属イオン封鎖剤が前記乳酸飲料中に約0.001〜約0.1 %（w/w）の濃度で存在する、請求項１８に記載の乳酸飲料。
20. 安定で、目視では不透明で、飲むことができる前記製品の沈殿物が約2.5 %未満であるという特徴を持つ、請求項１８に記載の乳酸飲料。