JP2015529092A - 少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体 - Google Patents

少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体 Download PDF

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Abstract

本発明は、少なくとも1種の乳タンパク質と少なくとも1種の植物タンパク質との集合体を製造するための方法に関する。本発明はまた、前記方法により得ることが可能な集合体、さらにはその使用、特に、食品加工分野での使用に関する。【選択図】なし

Description

本発明の対象は、少なくとも1種の乳タンパク質と少なくとも1種の植物タンパク質との集合体を製造するための方法である。本発明の対象はまた、前記方法を利用して得ることが可能な集合体、さらには特に食品加工分野でのその使用である。
炭水化物および脂質と共に、タンパク質は、我々の食事のかなりの部分を構成する。摂取されるタンパク質は、一般的には、動物起源(肉、魚、卵、乳製品など)または植物起源(穀物、マメ科植物など)のいずれかに由来する。
その栄養上の役割は、生体タンパク質の合成に必要な基質であるアミノ酸およびエネルギーを提供することである。
タンパク質は、アミノ酸配列で構成される。20種のアミノ酸が存在し、そのうちの9種は、生体で合成できず、したがって、食事により提供されなければならないので、ヒトに必須である。
従来の手法では、タンパク質の品質は、その必須アミノ酸含有量に基づいて評価される。原則として、動物起源のタンパク質は、植物タンパク質よりも特定の必須アミノ酸に富んでいることが特に知られている。
乳タンパク質は栄養上有益であるが、高価であるため、その使用が制限されることもある。したがって、製造業者は代替タンパク質を探索し、植物タンパク質は魅力的な代替タンパク質である。
食品中の動物起源のタンパク質の全部または一部を置き換えるための植物タンパク質の使用は、すでに多くの特許出願に記載されている。しかしながら、現在市販されている代替タンパク質は、動物起源の機能性タンパク質成分の機能特性と等価である機能的に最適かつ有利な特性を必ずしも有しているわけではない。
タンパク質は、多くの生鮮食品または加工食品の官能特性、たとえば、肉および肉製品、乳および乳由来製品、パスタ、ならびにパンの堅さおよびテクスチャに関して重要な役割を果たす。食品のこれらの品質は、食品のタンパク質成分の構造、物理化学的性質、および機能特性に依存することが非常に多い。
食品成分の「機能特性」という用語は、本出願では、食品中の成分の有用性に影響を及ぼす任意の非栄養特性を意味する。これらの種々の特性は、食品の所望の最終特性の取得に寄与する。これらの機能特性のいくつかは、溶解性、水和性、粘性、凝固性、安定化性、テクスチャリング、ペースト形成性、起泡性、ならびに乳化能およびゲル化能である。タンパク質はまた、それが使用される食品マトリックスの官能特性に重要な役割を果たし、機能特性と官能特性との間には、真の相乗効果が存在する。
したがって、タンパク質の機能特性または機能性は、技術的変換時、保存時、または家庭調理時に生成される食品システムの官能特性に影響を及ぼす物理的性質または物理化学的性質である。
タンパク質の起源のいかんにかかわらず、それが製品の色、風味、および/またはテクスチャに影響を及ぼすことに留意されたい。これらの官能特性は、消費者の選択により決定され、この場合、製造業者によっておおいに考慮される。
タンパク質の機能性は、タンパク質とその環境(他の分子、pH、温度など)とによる分子間相互作用の結果である。これらの特性は、一般的には、3つのグループ、すなわち、
・タンパク質と水との相互作用をひとまとめにした水和特性:これは、吸収性、保持性、湿潤性、膨潤性、接着性、分散性、粘性などの特性を対象とする、
・タンパク質−タンパク質相互作用の性質をひとまとめにした構造化特性:これは、沈澱、凝集、ゲル化などの現象を対象とする、
・液相中または気相中のタンパク質と、他の極性または非極性の構造との相互作用の性質をひとまとめにした表面特性:これは、乳化性、起泡性などの特性を対象とする、
に分類される。
これらの種々の特性は、機能特性がいくつかのタイプの相互作用またはいくつかの機能特性に起因しうるので、互いに独立していない。
本出願人の会社は、動物由来のタンパク質の少なくとも部分的な代替物として食品産業で使用可能である有利な機能特性を有する組成物を有する真の満たされないニーズがあることに注目してきた。
これとの関連で、本出願人の会社は、改善された機能特性および/または官能特性を有する、少なくとも1種の乳タンパク質と少なくとも1種の植物タンパク質とを含む新規な組成物の取得を可能にする特定の方法を開発した。
したがって、本発明の対象は、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物を得る工程と、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物を得る工程と、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物と少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物とを混合する工程と、さらには、タンパク質のコンフォメーションを改変する処理の1つ以上の同一または異なる工程と、を含む、少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体を得るための方法である。
本発明はまた、上記方法を利用して得ることが可能である、少なくとも1種の乳タンパク質と少なくとも1種の植物タンパク質との集合体に関する。この集合体は、たとえば2種のタンパク質の乾式混合によりこれらのタンパク質の単純な並置によって取られる機能特性および/または官能特性と比較して改善された機能特性および/または官能特性を有する。したがって、本発明に係る少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体は、得られる最終特性の点で、真の相乗効果を得ることを可能にする。このことは、使用される各タンパク質の特性は、単に追加および累積されるのではなく、改善されるかまたは新しくなるかのいずれかであることを意味する。この相乗効果は、特に以下の実施例で実証される。
最後に、本発明は、種々の産業分野、特に食品加工分野での前記集合体の使用に関する。集合体は、機能剤として、好ましくはその溶解性に関して、または乳化剤、起泡剤、ゲル化剤、増粘剤、オーバーラン剤、保水剤、および/もしくは熱処理に反応可能な作用剤として使用してもよい。
血清中で測定された本発明に係る種々の集合体(PROMILK852B+フロキュレート)のタンパク質損失、さらにはレンネット凝固時に乳タンパク質(PROMILK852B 4%)単独で得られたタンパク質損失を示している。
通常、「タンパク質集合体」という用語は、いくつかのタンパク質を組み合わせて、特定の三次元構造を形成することを意味する。
実際には、タンパク質は、アミノ酸の連続から形成される。アミノ酸基部分は、さまざまな化学的機能を有する。したがって、アミノ酸基の間には、相互作用、典型的には疎水性相互作用、水素結合、イオン結合、およびジスルフィド架橋が存在することができる。基間の相互作用は、三次元超分子構造をとるように、それ自体でおよびそれらの間でタンパク質のフォールディングをもたらす効果を有する。この場合、タンパク質集合体は、単純な混合物とは異なり、タンパク質は、単に物理的に混合されるのではなく、一体化されて、たとえば特定のサイズ、形態、および組成を有する新規な構造を形成する。
本発明の対象である方法は、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物を得る工程と、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物を得る工程と、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物と少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物とを混合する工程と、を含む。
本発明では、「植物タンパク質」という用語は、穀物、油料植物、マメ科植物、および塊茎植物に由来するすべてのタンパク質、さらには藻類および微細藻類に由来するすべてのタンパク質を意味し、同一の科または異なる科から選択されて単独でまたは混合物として使用される。
これらの植物タンパク質は、同一の科または異なる科から選択されて単独でまたは混合物として使用可能である。
「藻類」および「微細藻類」という用語は、本出願では、根、茎、および葉を有していないが、クロロフィルさらには酸素を生成する光合成に付随する他の色素を有している真核生物を意味するものとみなされる。それらは、藍藻類、紅藻類、黄藻類、黄金藻類、および褐藻類、さもなければ緑藻類である。それらは、40,000〜45,000種を有し、海洋植物の90%超および植物界の18%超を占める。藻類は、そのサイズおよび形状に関してもその細胞構造に関しても、きわめて多様な生物である。それらは、水生環境または多湿環境で生存する。それらは、多くのビタミンおよび微量元素を含有し、健康および美容の刺激物であり、かつ健康および美容に有益である活性剤の真の濃縮物である。それらは、抗炎症性、保湿性、軟化性、再生性、引き締め性、およびアンチエイジング性を有する。それらはまた、食品の食感付与を可能にする「技術」特性を有する。実際に、添加剤E400〜E407は、藻類から抽出された化合物であり、その増粘性、ゲル化性、乳化性、および安定化性が使用されている。
厳密な意味での微細藻類(microalgae)は、微視的な藻類(microscopic algae)である。それらは、2つの多系統群、すなわち真核生物および原核生物に分類される、未分化の単細胞または多細胞の光合成微生物である。それらは、激しい水性環境で生存するので、鞭毛移動性を有しうる。
好ましい一実施形態によれば、微細藻類は、クロレラ属(Chlorella)、スピルリナ属(Spirulina)、およびオドンテラ属(Odontella)からなる
群から選択される。
さらにより好ましい実施形態によれば、本発明に係る微細藻類は、クロレラ属(Chlorella)、好ましくはクロレラ・ブルガリス(Chlorella vulgaris)、クロレラ・ピレノイドサ(Chlorella pyrenoidosa)、クロレラ・レギュラリス(Chlorella regularis)、クロレラ・ソロキニアナ(Chlorella sorokiniana)、さらにより好ましくはクロレラ・ブルガリス(Chlorella vulgaris)に由来する。
本出願では、「穀物」という用語は、食用穀物を実らせるイネ科の栽培植物、たとえば、コムギ、エンバク、ライムギ、オオムギ、トウモロコシ、ソルガム、またはコメを意味するものとみなされる。穀物は、多くの場合、粉状に製粉されるが、穀粒形態、ときには全植物体形態(飼料)でも提供される。
本出願では、「塊茎」という用語は、冬季の植物の生存、多くの場合、無性生殖の過程を介する増殖を確保するすべての貯蔵器官(一般的には地下にある)を意味するものとみなされる。これらの器官は、貯蔵物質を蓄積するので球根状である。塊茎に変化する器官は、以下のものであることができる。
・根:ニンジン、パースニップ、キャッサバ、コンニャク、
・根茎:ジャガイモ、キクイモ、チョロギ、サツマイモ、
・茎基部(特に胚軸):コールラビ、セルリアック、
・根と胚軸との組合せ:ビートの根、ダイコン。
本出願では、「マメ科植物」という用語は、食用、エネルギー用、または工業用の油が抽出される脂質に富んだ種子または果実を得るために特に栽培される植物、たとえば、ナタネ、ラッカセイ、ヒマワリ、ダイズ、ゴマ、ヒマを意味する。
本発明の目的では、「マメ科植物」という用語は、ジャケツイバラ科(Cesalpiniaceae)、ネムノキ科(Mimosaceae)、またはマメ科(Papilionaceae)に属する任意の植物、特に、マメ科(Papilionaceae)に属する任意の植物、たとえば、エンドウ、インゲン、ソラマメ、ヒラマメ、アルファルファ、クローバー、またはルピナスを意味するものとみなされる。
この定義は、特に、1991年のR.Hooverらの論文(Hoover R.(1991)”Composition,structure,functionality
and chemical modification of legume starches:a review”Can.J.Physiol.Pharmacol.,69,pp.79−92)に含まれる表のいずれかに記載のすべての植物を包含する。
本発明の好ましい一実施形態によれば、植物タンパク質は、マメ科植物タンパク質に属する。
それに加えて、好ましい一実施形態によれば、マメ科植物タンパク質は、アルファルファ、クローバー、ルピナス、エンドウ、インゲン、ソラマメ、ヒラマメ、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
より好ましくは、前記マメ科植物タンパク質は、エンドウ、インゲン、ソラマメ、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
さらにより好ましくは、前記マメ科植物タンパク質は、エンドウに由来する。
「エンドウ」という用語は、ここでは、その最も広義の意味を有するものとみなされ、特に、以下のものを包含する。
・「マルエンドウ」および「シワエンドウ」のすべての品種、ならびに
・「マルエンドウ」および「シワエンドウ」のすべての突然変異体の品種、一般に意図される前記品種の用途(ヒト摂取用、動物飼料用、および/または他の用途)を問わない。
本出願では、「エンドウ」という用語は、エンドウ属(Pisum)、特にサチバム(Sativum)種およびアエスチバム(Aestivum)種に属するエンドウの品種を包含する。
前記突然変異体の品種は、特に、「Developing novel pea starches」という標題のC−L Heydleyらの論文(Proceedings
of the Symposium of the Industrial Biochemistry and Biotechnology Group of the Biochemical Society,1996,pp.77−87)に記載の「r突然変異体」、「rb突然変異体」、「rug3突然変異体」、「rug4突然変異体」、「rug5突然変異体」、および「lam突然変異体」として知られるものである。
さらにより好ましくは、前記マメ科植物タンパク質は、マルエンドウに由来する。
実際、エンドウは、タンパク質に富んだ種子を有するマメ科植物であり、1970年代以降、動物飼料用タンパク質源としてだけでなくヒト摂取用食品としても、欧州、主にフランスで最も広範に開発されてきた。
エンドウタンパク質は、すべてのマメ科植物タンパク質と同様に、3つの主要クラスのタンパク質、すなわち、グロブリン、アルブミン、および「不溶性」タンパク質からなる。
エンドウタンパク質の価値は、良好な乳化能、アレルゲン性の欠如、および低コストにあり、そのため、経済的な機能性成分である。
さらに、エンドウタンパク質は、持続可能な開発に有利に寄与し、そのカーボンインパクトは、非常に良好である。この理由は、エンドウが空気中の窒素を固定するので、エンドウ栽培が環境にやさしく、窒素肥料を必要としないことにある。
本発明によれば、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物は、好ましくは、少なくとも1種のエンドウタンパク質を含む組成物である。
少なくとも1種の植物タンパク質特にエンドウタンパク質を含む組成物は、溶液、分散物、もしくは懸濁物の形態、または固体の形態、特に粉末の形態でありうる。
本発明に従って使用される少なくとも1種の植物タンパク質特にエンドウタンパク質を含む組成物は、有利には、乾燥製品の重量に対して、少なくとも60%の全タンパク質含有量(N×6.25)を有することができる。好ましくは、本発明との関連では、乾燥製品の重量に対して70%〜97%、好ましくは76%〜95%、さらにより好ましくは78%〜88%、特に78%〜85%の高タンパク質含有量を有する組成物が使用される。全タンパク質含有量は、ケルダール法に従って試料中に含まれる可溶性窒素率を定量することにより測定される。次いで、乾燥製品の重量百分率で表された窒素含有量に係数6.
25乗じることにより、全タンパク質含有量が得られる。
それに加えて、少なくとも1種の植物タンパク質、特に1種のエンドウタンパク質を含む前記組成物は、タンパク質の水への溶解性を測定するための以下に記載の試験に従って表される可溶性タンパク質含有量が20%〜99%でありうる。好ましくは、本発明との関連では、45%〜90%、さらにより好ましくは50%〜80%、特に55%〜75%の高い可溶性タンパク質含有量を有する組成物が使用される。
可溶性タンパク質含有量を決定するために、蒸溜水中へサンプル試験片を分散し、遠心分離し、および上清の分析を行う方法により、HClまたはNaOHの溶液を用いてpHが7.5±0.1に調整された水に可溶なタンパク質の含有量を測定する。20℃±2℃の200.0gの蒸溜水を400mlビーカーに入れ、全体を磁気攪拌する(磁気バーおよび200rpmの回転)。正確に5gの分析対象サンプルを添加する。混合物を30分間攪拌し、4000rpmで15分間遠心分離する。上述の方法に従って、上清に対して窒素定量法を実施する。
少なくとも1種の植物タンパク質特にエンドウタンパク質を含むこれらの組成物は、1000Daより大きいタンパク質を、好ましくは50%より多く、より好ましくは60%より多く、さらにより好ましくは70%より多く、さらにより好ましくより多く80%超、特に90%より多く含有する。タンパク質の分子量の決定は、以下に記載の方法に従って実施可能である。それに加えて、少なくとも1種の植物タンパク質特にエンドウタンパク質を含むこれらの組成物は、好ましくは、以下からなる分子量分布プロファイルを有する。
・100,000Daより大きいタンパク質が、1%〜8%、好ましくは1.5%〜4%、さらにより好ましくは1.5%〜3%、
・15,000Daより大きく、かつ最大で100,000Daのタンパク質が、20%〜55%、好ましくは25%〜55%、
・5000Daより大きく、かつ最大で15,000Daのタンパク質が15%〜30%、
・最大で5000Daのタンパク質が25%〜55%、好ましくは25%〜50%、さらにより好ましくは25%〜45%。
本発明に係る少なくとも1種の植物タンパク質特にエンドウタンパク質を含む組成物の例、さらには分子量決定法の詳細は、国際公開第2007/017572号パンフレットに見いだすことができる。
本発明によれば、少なくとも1種の植物タンパク質特にエンドウタンパク質を含む組成物は、植物タンパク質濃縮物および植物タンパク質分離物、好ましくはエンドウタンパク質濃縮物およびエンドウタンパク質分離物からなる群から選択可能である。植物タンパク質特にエンドウタンパク質の濃縮物および分離物は、それらのタンパク質含有率の観点から以下のように定義される(Proceedings of European congress on plant proteins for human food(3−4)pp267−304に記載の1983年からのJ.Gueguenによるレビューを参照されたい)。
・植物タンパク質特にエンドウタンパク質の濃縮物は、乾量基準で60%〜75%の全タンパク質含有量を有するものとして定義され、
・植物タンパク質特にエンドウタンパク質の分離物は、乾量基準で90%〜95%の全タンパク質含有量を有するものとして定義され、
タンパク質含有量は、窒素含有量に係数6.25を乗じるケルダール法により測定される。
本発明の他の実施形態では、少なくとも1種の植物タンパク質特にエンドウタンパク質を含む組成物はまた、「植物タンパク質加水分解物」、好ましくは「エンドウタンパク質加水分解物」でありうる。植物タンパク質、特にエンドウタンパク質の加水分解物は、植物タンパク質、特にエンドウタンパク質の酵素的加水分解もしくは化学的加水分解またはその両方により、同時または逐次的に取得される調製物として定義される。タンパク質加水分解物は、種々のサイズのペプチドおよび遊離アミノ酸を元の組成よりも高い割合で含む。この加水分解は、タンパク質の溶解性に影響を及ぼしうる。酵素的および/または化学的加水分解は、たとえば、国際公開第2008/001183号パンフレットに記載されている。好ましくは、タンパク質加水分解は、完全ではない。すなわち、アミノ酸および低分子ペプチド(2〜4個のアミノ酸)のみを含むまたは本質的にそれらを含む組成物をもたらさない。好ましい加水分解物は、500Daより大きなタンパク質およびポリペプチドを、50%より多く、より好ましくは60%より多く、さらにより好ましくは70%より多く、さらにより好ましくは80%より多く、特に90%より多く含む。
タンパク質加水分解物の調製方法は、当業者に周知であり、たとえば、次の工程、すなわち、懸濁物を得るためにタンパク質を水中に分散する工程と、所定の処理によりこの懸濁物を加水分解する工程と、を含むことができる。最も一般的には、それは、種々のプロテアーゼの混合物を組み合わせた酵素的処理であり、必要に応じて続いて、まだ活性化されている酵素を不活性化することを目的として加熱処理する。次いで、得られた溶液は、不溶性化合物、必要に応じて残留酵素、および高分子量ペプチド(10,000ダルトンより大きい)を分離するために、1つ以上の膜に通して濾過することができる。
好ましい一実施形態では、本発明に係る集合体を取得するために使用される少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物は、グルテンを含有しない。この実施形態は、グルテン不耐症の人々が一定数存在するので有利である。
グルテンは、穀物、特にコムギに存在するタンパク質の一群であるが、ライムギ、オオムギ、およびエンバクにも存在する。ほとんどの者では、グルテンは、胃により容易に消化される通常のタンパク質である。しかしながら、一握りの人は、グルテンを消化できない。これらのグルテン不耐症者は、最も一般的には、セリアック病(セリアックスプルー、グルテン不耐性腸症、またはグルテン過敏性腸症としても知られる)に罹患しているとみなされる。この疾患は、いくつかの穀物中に存在する特定のタンパク質鎖に対して慢性反応がある場合に現れる。この反応は、小腸の腸絨毛の破壊を引き起こすので、栄養素の吸収不良および他の多かれ少なかれ深刻な障害を引き起こす。それは、現時点では治癒的治療が存在しない非常に限られた疾患である。
本発明の任意選択の一実施形態によれば、少なくとも1種の植物タンパク質、特にエンドウタンパク質を含む組成物は、高温かつ短時間の熱処理を施すことが可能であり、前記処理は、HTST(高温短時間)処理およびUHT(超高温度)処理から選択可能である。この処理は、有利には、細菌のリスクの低減を可能にする。
本発明では、「乳タンパク質」という用語は、乳および乳由来製品に由来するすべてのタンパク質を意味する。
化学的観点から、乳製品では、2つのグループ、すなわち、カゼインおよび血清タンパク質が際立っている。カゼインは、乳の全タンパク質の80%を占める。残りの20%を占める血清タンパク質は、pH4.6で可溶性である。血清タンパク質には、主に、β−ラクトグロブリン、α−ラクトアルブミン、ウシ血清アルブミン、免疫グロブリン、およびラクトフェリンが含まれる。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、少なくとも1種の乳タンパク質濃縮液を含む組成物であってもよい。
本発明の他の実施形態によれば、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、少なくとも1種のカゼインを含む組成物であってもよい。
本発明の他の実施形態によれば、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、少なくとも1種の血清タンパク質を含む組成物であってもよい。
本発明の他の実施形態によれば、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、少なくとも1種のカゼインと少なくとも1種の血清タンパク質とを含む組成物であってもよい。
少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、液体状または固体状、特に粉末状であってもよい。
少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、特に乳または乳製品であってもよい。
法律用語では、動物起源の乳を規定する明確な定義は、1909年まで溯って、次の1つしか存在しない。すなわち、「乳とは、酷使されていない健常で栄養状態の良い搾乳雌から完全にかつ間断なく搾乳された完全な製品のことである。それは、清潔に集められなければならず、コレステロールを含有してはならない。」
「乳」という名称は、それが由来する動物種をなんら示唆するものではないが、フランスの法律の観点からは、牛乳に用いられる。ウシ以外の搾乳雌に由来する乳はいずれも、それが由来する動物種を示唆する表現を加えた「乳」という名称、たとえば、「ヤギの乳」、「ヒツジの乳」、「ロバの乳」、「バッファローの乳」などにより表されるべきである。しかしながら、本発明の目的では、乳および乳製品は、任意の動物種に由来してもよい。
本発明の目的では、「乳製品」という用語は、任意の乳処理を行った後に得られる任意の製品を意味するものとみなされ、この製品は、食品添加物および機能的に処理に必要とされる他の成分を含有していてもよい(CODEX規格での定義)。
粉末を得るために、液体の乳を脱水することが慣例となっている。少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物はまた、動物の起源および乳の種類にかかわらず、粉乳であってもよい。
少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、特に、ホエーおよび/またはバターミルクおよび/または、乳もしくはホエーの透過物および/または濃縮液からなる群から選択してもよい。
ホエー(乳清とも呼ばれる)は、乳の凝固から生じる液体部分である。2種類のホエー、すなわち、カゼインおよびフレッシュチーズの酸生産から生じるもの(酸ホエー)と、レンネットカゼインおよび加熱または半加熱圧縮チーズの製造から生じるもの(スイートホエー)と、に区別される。ホエーは、一般的には、粉末状で販売される。水以外に、ホエーは、ラクトース(70%〜75%)、可溶性タンパク質(10%〜13%)、ビタミン(チアミン−B1、リボフラビン−B2、およびピリドキシン−B6)、およびミネラル(基本的にはカルシウム)を含有する。
バターミルクまたは「チャーンミルク」は、従来、新鮮なまたはチャーニングによるバター製造後の発酵乳に由来する。それはまた、発酵体を添加することにより新鮮な乳から直接製造される。バターミルクは、液体状、濃縮された、または粉末状であることができる。
それに加えて、乳タンパク質は、当業者に周知の方法により乳または乳製品から抽出可能である。この抽出タンパク質は、種々の濃度で、種々の形態たとえば粉末状または液体状で、市販品として入手してもよい。
少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、
・乳の濾過により取得可能なタンパク質組成物、特に、タンパク質濃縮物またはタンパク質分離物、
・血清タンパク質の熱処理およびカゼインとの共沈により取得可能なタンパク質共沈物、
・血清タンパク質組成物、特に血清タンパク質濃縮物または血清タンパク質分離物、
・カゼインおよびカゼイン塩、特に、天然カゼイン、酸カゼイン、レンネットカゼイン、カゼインナトリウム、カゼインカリウム、およびカゼインカルシウム、
・上述したタンパク質の加水分解物、
からなる群から選択してもよい。また、単独でまたは脱塩ホエー、乳透過物、ホエー透過物などの他の乳製品との組合せで使用してもよい。
第1の特定の実施形態では、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物は、マメ科植物タンパク質に属する植物タンパク質を含む組成物であり、マメ科植物タンパク質は、好ましくは、アルファルファ、クローバー、ルピナス、エンドウ、インゲン、ソラマメ、ヒラマメ、およびそれらの混合物からなる群から選択され、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、かつ少なくとも1種の乳タンパク質濃縮液を含む組成物である。この特定の実施形態によれば、集合体のタンパク質濃度は、乾燥重量基準で70%〜90%、特に乾燥重量基準で78%〜85%である。
第2の特定の実施形態では、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物は、マメ科植物タンパク質に属する植物タンパク質を含む組成物であり、マメ科植物タンパク質は、好ましくは、アルファルファ、クローバー、ルピナス、エンドウ、インゲン、ソラマメ、ヒラマメ、およびそれらの混合物からなる群から選択され、かつ少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、少なくとも1種のカゼインを含む組成物である。
好ましくは、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物は、エンドウタンパク質特にマルエンドウタンパク質を含む組成物であり、かつ少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、少なくとも1種のカゼイン特にミセルカゼイン濃縮液を含む組成物である。
好ましい一実施形態によれば、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、全タンパク質濃縮物または全タンパク質分離物である。
他の好ましい実施形態によれば、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、天然カゼイン、酸カゼイン、レンネットカゼイン、カゼインナトリウム、カゼインカリウム、およびカゼインカルシウムからなる群から選択される。
乳タンパク質濃縮物は、元の材料よりも高い総タンパク質含有量を有するもとして記述される。
乳タンパク質分離物は、元の材料よりも高く、かつ乾量基準で少なくとも85%の総タンパク質含有量を有するものとして記述される。前の定義では、タンパク質含有量は、窒素含有量に係数6.38(乳タンパク質に用いられる換算係数)を乗じるケルダール法を用いて測定される。
ホエータンパク質は、一般的には、限外濾過法、濃縮法、および乾燥法により得られる。
カゼインは、スキムミルクから得られ、酸もしくはヒト摂取用の食品に適した無害な細菌培養物(酸カゼイン)による酸性化、またはレンネットもしくは他の凝乳酵素(レンネットカゼイン)の添加のいずれかにより、沈殿される。カゼイン塩は、中和剤で処理された酸カゼインを乾燥させることにより得られる生成物である。使用される中和剤にもよるが、カゼインナトリウム、カゼインカリウム、カゼインカルシウム、および混合(=共中和)カゼイン塩が得られる。天然カゼインは、水を用いた接線精密濾過および透析濾過によりスキムミルクから得ることができる。
乳タンパク質加水分解物は、乳タンパク質の酵素的もしくは化学的加水分解、またはその両方により同時または逐次的に得られる調製物として定義される。
当業者に周知の方法により乳または乳製品から抽出された少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は、さまざまな総タンパク質含有量を有する。
組成物が粉末状である場合、タンパク質含有量は、百分率で、すなわち、粉末の重量に対するタンパク質の重量により表されることが多く、その場合、重量パーセントという用語が用いられる。
したがって、粉乳は、約34重量%のタンパク質を含有することが知られている。すなわち、100gの乳粉末中に34gのタンパク質が存在する。
また、粉末ホエーは、10重量%〜15重量%、より正確には約13重量%のタンパク質を含有することが知られている。
また、タンパク質分離物の場合、粉末中のタンパク質のパーセントは、固体に対する百分率表すことが可能である。したがって、固体に対して85%のタンパク質を含有する粉乳分離物は、粉末が5%の湿分を含有する場合、80.75%重量のタンパク質を含有するものと同一である(85%×95/100)。
本発明の任意の一実施形態によれば、前述に記載の少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物はまた、熱処理を施してもよい。熱による食品の処理(または熱処理)は、今日、最も重要な長期の保存技術である。その目的は、酵素および微生物を完全にまたは部分的に破壊または阻害することであり、それらが存在または増殖すると、対象の食品を腐敗させたり、または摂取に適さなくしたりするおそれがある。
熱処理の効果は、時間/温度の組合せに関連付けられる。一般的には、温度が高いほど、また時間が長いほど、効果は大きくなる。所望の効果に応じて、いくつかの熱処理を区別することができる。
熱滅菌とは、酵素および任意の形態の微生物(胞子形成細菌でさえも)を阻害するのに十分な時間にわたり食品を、一般的には100℃を超える温度に暴露することである。15秒間を超えない時間にわたり高温(135℃〜150℃)で滅菌が行われる場合、UH
T(超高温度)滅菌という用語が用いられる。この技術は、滅菌製品の栄養価および官能特性を維持するという利点を有する。
低温殺菌(pasteurization)とは、病原微生物および多くの腐敗微生物の破壊を可能にする適度な、十分な熱処理のことである。処理の温度は、一般的には100℃未満であり、かつ時間は、数秒間〜数分間である。低温殺菌を最低でも72℃で15秒間行う場合、HTST(高温短時間)殺菌という用語が用いられる。低温殺菌により病原微生物およびほとんどの腐生菌叢が破壊される。しかしながら、低温殺菌によりすべての微生物が排除されるとは限らないので、この熱処理の後に急冷却を行わなければならない。次いで、低温殺菌された食品は、まだ存在する微生物の繁殖を遅延するために、通常、冷所(+4℃)で貯蔵され、保存可能期間は、通常、1週間に限定される。
サーミゼーション(thermization)は、溶液を40℃より高く、かつ72℃未満の温度にする熱処理である。それは、低温殺菌を弱めた形態である。その主目的は、その技術特性を変化させることなく、乳の総細菌叢を低減することである。
本発明によれば、前記熱処理は、上記すでに列挙された処理から選択してもよい。
少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物と少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物との混合は、当業者に公知の方法に従って実施可能である。
第1の実施形態によれば、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物および少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物は液体状であり、溶媒は、好ましくは水である。混合物は、必要に応じて、希釈または濃縮が可能である。
第2の実施形態によれば、2つの組成物の一方は液体状であり、溶媒は、好ましくは水であり、かつ他方は粉末状である。混合は、液体組成物に粉末組成物を導入することであってもよい。
第3の実施形態によれば、組成物は両方とも粉末状である。混合は、乾燥状の粉末を混合してから、必要に応じて、それらを水に導入すること、または粉末状の一方の組成物または両方の組成物を水に導入してから、それらを混合してもよい。
2つの組成物の混合に続いて、有利には、混合物をホモジナイズするために撹拌を行ってもよい。これは、たとえば、機械撹拌または磁気撹拌であってもよい。この撹拌は、1℃〜100℃、より好ましくは2℃〜40℃、さらにより好ましくは4℃〜35℃の温度で行うことができる。
好ましくは、(少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物により提供される窒素含有物質の重量)と(少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物により提供される窒素含有物質の重量)との比は、99:1〜1:99、より好ましくは80:20〜20:80、さらにより好ましくは63:35〜35:65である。
前述の比では、それぞれの総タンパク質重量は、サンプル中に含まれる可溶性窒素含有画分をケルダール法に従って定量する方法を用いて測定される。次いで、乾燥製品の重量を基準にしてパーセントで表された窒素含有量に係数6.25を乗じることにより、総タンパク質含有量が得られる。この方法は、当業者に周知である。
好ましくは、混合後に得られる水性組成物は、乾燥製品の重量を基準にして20%〜100%、より好ましくは30%〜100%、さらにより好ましくは40%〜100%の総
タンパク質含有量を有する。
本発明の第1の好ましい実施形態によれば、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物と少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物とを含有する得られた混合物は、処理が施されない休止段階に付される。この休止段階は、数分間〜数時間にわたり持続可能である。持続時間が1時間を超えない場合、休止段階という用語それ自体が用いられる。それが数時間である場合、貯蔵段階または待機段階という用語が用いられる。
この休止段階は、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物と少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物とを含有する得られた混合物の安定化を可能にする。本発明では、識別を示唆することなく平衡化段階という用語も用いられうる。
本発明に係る方法はまた、タンパク質のコンフォメーションを改変する処理工程を含む。本発明では、「タンパク質のコンフォメーションを改変する処理」という表現は、これらのタンパク質の一次、二次、三次、および/または四次構造を改変する効果を有するタンパク質を含む水性組成物に適用される任意の処理を意味する。
タンパク質の構造とは、タンパク質のアミノ酸組成および三次元コンフォメーションのことである。それにより、所定のタンパク質を構成する種々の原子の相対位置が特徴づけられる。
タンパク質は、ペプチド結合により結合された直線状の一連のアミノ酸で構成される。この一連のアミノ酸は、それに特異的な三次元組織(またはフォールディング)を有する。配列からフォールディングまで、タンパク質の構造化には4つのレベルが存在する。
タンパク質の一次構造または配列は、空間配置に関係なく、それを構成するアミノ酸(または残基)の直線状の連続体に対応する。したがって、タンパク質はアミノ酸ポリマーである。具体的には、この一次構造は、20種の既存のアミノ酸に対応する一連の文字により表される。
二次構造は、タンパク質の主鎖の局所フォールディングを表す。二次構造の存在は、ペプチド鎖のエネルギー的に有利なフォールディングが制限され、かつ特定のコンフォメーションのみが可能であるという事実に由来する。したがって、タンパク質は、アミノ酸配列だけでなく一連の二次構造エレメントによっても表される。さらに、特定のコンフォメーションは、ペプチド骨格のアミド(−NH)基とカルボニル(−CO)基との間の水素結合により安定化されるので、明らかに有利である。水素結合の骨格にしたがって、ひいてはペプチド結合のフォールディングにしたがって、3つの主要なカテゴリーの二次構造、すなわち、ヘリックス、シート、およびターンが存在する。核磁気共鳴法、円偏向二色性法、特定の赤外分光法などの二次構造を決定するための実験的方法が存在する。
タンパク質の三次構造は、空間内のポリペプチド鎖のフォールディングに対応する。三次元構造という用語は、より一般的に用いられる。タンパク質の三次元構造は、その機能に密接に関連付けられ、変性剤により構造が破壊された場合、タンパク質は、その機能を失う。すなわち、変性する。タンパク質の三次構造は、その一次構造だけでなくその環境にも依存する。各セルコンパートメントの外側に存在する局所的条件、溶媒、イオン強度、粘度、および濃度は、コンフォメーションの改変に寄与する。したがって、水に可溶なタンパク質は、その三次元構造をとるために水性環境を必要とするであろう。
最後に、タンパク質の四次構造は、非共有結合、「弱い」結合(H結合、イオン結合、疎水相互作用、およびファンデルワールス力)により、ただし、まれに、鎖間結合を形成
する役割を有するジスルフィド架橋により、少なくとも2本の同一または異なるポリペプチド鎖の会合をひとまとめにする。
タンパク質は、多くの生鮮食品または加工食品の官能特性、たとえば、肉および肉製品、乳および乳由来製品、パスタ、ならびにパンの堅さおよび食感で重要な役割を有する。食品のこれらの品質は、食品のタンパク質成分の構造、物理化学的特性および機能特性に依存することが非常に多く、またはきわめて単純にタンパク質の機能特性に依存する。
食品成分に適用される「機能特性」という用語は、食品中の成分の有用性に影響を及ぼす任意の非栄養的性質として定義される。食品の所望の特性を生じるように、種々な特性は寄与するであろう。タンパク質の機能特性のいくつかは、溶解性、水和性、粘性、凝固性、テクスチャリング、ペースト形成性、ならびに乳化性および起泡性である。
タンパク質のコンフォメーションは二次構造および三次構造に関連し、低いエネルギーにより生成されるので、脆弱な結合である。
以下の選択される処理に応じて、種々のタンパク質の転移状態が存在する。
・タンパク質の変性は、共有結合を破壊せずに、組織化された状態から組織化されていない状態への変化に相当する。すなわち、これは、タンパク質のアンフォールディングである。
・重合は、アグリゲート形成に相当する。
・沈殿は、溶解性の全損を伴う大きなアグリゲートの形成に相当する。
・フロキュレーションは、変性の非存在下での非組織的なアグリゲーションに相当する。
・凝固は、変性現象を伴うタンパク質−タンパク質アグリゲーションから生じる。
・ゲル化は、多かれ少なかれ変性した分子の組織的アグリゲーションに相当する。
ポリマーが互いにおよび溶媒と相互作用する連続的な三次元網目構造が形成される。
それはまた、凝集力と反発力との間に存在する平衡の結果である。
変性は、ペプチド鎖の断片化を伴わない四次、三次、および二次構造の改変から生じる。タンパク質の変性は、分子の完全なアンフォールディングを引き起こしうる一時的な構造を含むが、変性はまた、天然型を超えた構造の拡大から生じうると考えられる。ランダムな球構造に類似したアンフォールディングは、分子の安定性を向上させる。この変性は、タンパク質の性質を以下のように改変する。
・疎水基のアンマスキングによる溶解性の低下、
・水和特性の改変による水和性の低下、
・生物活性の喪失、
・タンパク質分解に対する感受性の増加、
・固有粘度の増加、
・結晶化性または結晶化不能性の改変。
タンパク質の構造は、物理化学的処理に非常に敏感である。多くの方法は、二次、三次、および四次構造に影響を与えることにより、タンパク質の変性をもたらすことができる。変性を誘発しうる物理的処理は、加熱、冷却、機械的処理、静水圧、および電離放射線である。特定の化学製品、すなわち、酸および塩基、金属および高塩分濃度、有機溶媒などとの相互作用もまた、タンパク質を変性させることができる。
タンパク質のコンフォメーションを改変する処理は、化学的処理、機械的処理、熱処理、酵素的処理、およびこれらの処理のいくつかの組合せからなる群から選択可能である。
化学的処理のうち、特に、タンパク質を含む水性組成物のpHを改変する処理およびタンパク質を含む水性組成物のイオン強度を改変する処理が挙げられうる。多くの因子が化学的変性処理に関与可能である。最初に、後者のイオン化による分子のアンフォールディングおよび露出したペプチド断片の反発現象をもたらす極度のpHを挙げることができる。タンパク質と結合したイオンの損失は、分子変性をもたらす。有機溶媒は、媒体の誘電率を改変し、その結果、電荷の分布、したがって、タンパク質構造の凝集性を維持する静電力を改変するであろう。非極性溶媒は、疎水性領域と反応可能であり、タンパク質のコンフォメーションを維持する疎水性相互作用を破壊可能である。最後に、カオトロピック剤および界面活性剤は、水素結合または疎水相互作用のいずれかを破壊することにより、タンパク質の変性を引き起こす。
物理的処理とも呼ばれる機械的処理のうち、特に、タンパク質を含む水性組成物を高圧ホモジナイズに供す処理を挙げることができる。
熱処理のうち、特に、タンパク質を含む水性組成物を加熱する熱処理が挙げることができる。熱処理は、ほとんどの成分の機能性の改変が可能である。時間−温度の組合せの定義により支配されるので、多種多様な可能な「熱処理」が存在する。
熱処理は、大幅な改変、たとえば、HS、ジメチルスルフィド、システイン酸の生成を伴う硫黄含有アミノ酸の破壊(乳タンパク質、肉タンパク質、魚肉タンパク質などの場合)、セリン、トレオニン、およびリシンの破壊を引き起こすことができる。温度が100℃を超える場合には、脱アミノ化反応が起こることがある。グルタミンおよびアスパラギンの「アセトアミド」基からアンモニアが生じ、機能特性の改変(等電点(pI)の改変、新しい共有結合の出現)が起こるが、栄養的価値の改変は起こらない。
酵素処理のうち、特に、制御された加水分解および架橋を挙げることができる。タンパク質の酵素的改変は、これらの高分子の技術的特性を改善するための強力なツールとなる。プロテアーゼを用いた加水分解は、タンパク質の溶解性を向上させるための周知の方法である。一般的に、溶解性は、加水分解度と共に増加するが、使用される酵素に依存し、その特異性は、放出されるペプチドのサイズおよび配列を決定することが観測される。泡およびエマルションの形成および安定化を行うペプチドの能力はまた、物理化学的特性に依存する。
これらのペプチドは、界面層の形成および安定化を行うために、両親媒性および最小サイズ(>15〜20残基)を有していなければならない。しかしながら、より弱い起泡性が観測されることがきわめて多い。一方、制御された加水分解は、元の性質のものよりも大きい機能性を有する乳化ポリペプチドの生成を促進可能である。
プロテアーゼと異なり、他の酵素は、タンパク質の機能特性の改変に特に有利であると思われる。これらのうち、トランスグルタミナーゼは、非常に有効であることが判明した。トランスグルタミナーゼは、タンパク質のグルタミニル残基のカルボキシアミド基と第一級アミン基との間の*(*−グルタミル)アミン結合の形成を触媒するトランスフェラーゼである。この官能基がリシル残基のアミノ基である場合、イソペプチド結合およびタンパク質の架橋が形成される。媒体中の利用可能なアミンの非存在下では、水がアシル受容体の役割を果たすことが可能であり、カルボキサミド基が脱アミド化される。このように、トランスグルタミナーゼは、タンパク質の架橋を誘導することができ、ゲル化を可能にすることができる。
タンパク質のコンフォメーションを改変する処理は、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物、またはこれらの2つの組成
物の混合後に得られる組成物に適用可能である。
本発明に係る集合体を取得するための方法は、タンパク質のコンフォメーションを改変する単一の処理工程を含むことができる。この処理工程は、混合前の2つのタンパク質組成物の一方またはこれらの2つ組成物の混合後に得られる組成物に適用可能である。
他の選択肢として、本発明に係る集合体を取得するための方法は、タンパク質のコンフォメーションを改変するいくつかの処理工程を含むことができる。これらの処理は、任意に、同一の性質を有することが可能であり、かつ異なる組成物または逐次的に同一の組成物に適用可能である。
本発明の第1の有利な実施形態によれば、タンパク質のコンフォメーションを改変する処理工程は、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物との混合前に、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物のpHを4以下の値に低下させることである。好ましくは、pHは、3以下、さらにより好ましくは2.5以下、特に2〜2.5の値に低下させる。
このpH低下工程は、酸、好ましくは、食品加工分野で使用が認可された酸を水性植物性組成物に添加することにより実施可能である。酸は、たとえば、塩酸、酢酸、リン酸、クエン酸、ソルビン酸、安息香酸、酒石酸、乳酸、プロピオン酸、ホウ酸、リンゴ酸、およびフマル酸からなる群から選択されることができる。酸の添加は、任意に、水性組成物の撹拌を伴ってもよい。
酸性化した組成物は、任意に、少なくとも15分間、より好ましくは少なくとも30分間、さらにより好ましくは少なくとも1時間、特に少なくとも2時間にわたり、撹拌してもよい。この撹拌により、有利には、酸性化した組成物中の植物タンパク質の解離および可溶化が促進される。この撹拌工程は、解離および可溶化を促進する温度、好ましくは1℃〜100℃、より好ましくは2℃〜40℃、さらにより好ましくは4℃〜35℃で実施可能である。
本発明の第2の有利な実施形態によれば、タンパク質のコンフォメーションを改変する処理工程は、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物との混合前に、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物のpHを4以下の値に低下させることである。この工程は、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物に対して上記したように実施可能である。
有利には、この第2の実施形態は、第1の実施形態と組み合わせることができるため、この方法は、タンパク質のコンフォメーションを改変する2つの処理工程を含むことが可能であり、一方は、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物に適用され、他方は、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物に適用され、2つの処理は、組成物のpHを4以下の値に低下させることである。
本発明に係る方法は、組成物のpHを低下させる処理工程を含む場合、有利には、混合後に得られた組成物のpHを5〜8の値に上昇させる工程をも含むことができる。好ましくは、pHは、5.5〜7.5の値、さらにより好ましくは6〜7の値に上昇させる。
このpH上昇工程は、アルカリ、好ましくは、食品加工分野で使用が認可されたアルカリを混合物に添加することにより実施可能である。塩基は、たとえば、水酸化ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、ソルビン酸カルシウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸カルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリ
ウム、酢酸カリウム、ジ酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸アンモニウム、プロピオン酸ナトリウム、プロビオン酸カルシウム、およびプロピオン酸カリウムからなる群から選択してもよい。塩基の添加は、任意に、少なくとも15分間、より好ましくは少なくとも30分間、さらにより好ましくは少なくとも1時間、特に少なくとも2時間にわたり混合物を撹拌することを伴ってもよい。
この撹拌工程は、解離および可溶化を促進する温度、好ましくは1℃〜100℃、より好ましくは2℃〜40℃、さらにより好ましくは4℃〜35℃で実施してもよい。
本発明の第3の有利な実施形態によれば、タンパク質のコンフォメーションを改変する処理工程は、混合後に得られた組成物のホモジナイズ工程からなる。このホモジナイズ工程は、植物タンパク質のより良好な可溶化の達成および植物タンパク質と乳タンパク質との間の相互作用の促進を有利に可能にすることがわかった。
ホモジナイズは、当業者に公知の技術に従って実施可能である。特に好ましい技術は、高圧ホモジナイズである。それは、特定形状のホモジナイズヘッドを介して液状またはペースト状生成物を高圧下に噴射する物理的処理である。この処理の結果として、処理生成物中に分散形態で存在する固体粒子または液体粒子の大きさが低減される。高圧ホモジナイズの圧力は、典型的には30bar〜1000barである。本発明の対象の方法では、この圧力は、好ましくは150bar〜500bar、より好ましくは200bar〜400bar、さらにより好ましくは250bar〜350barである。それに加えて、1つ以上のホモジナイズサイクルが行われうる。好ましくは、高圧ホモジナイズサイクルの数は、1〜4である。
ホモジナイズはまた、たとえば、ミキサー、コロイドミル、マイクロビーズミルホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、およびバルブホモジナイザーから選択される他の公知のデバイスを用いて行ってもよい。
本発明に係る集合体を製造するための方法は、混合後に得られた組成物のいくつかのホモジナイズ工程を含むことができる。特に、第1のホモジナイズ工程は、組成物のpHを低下させる処理工程の前に行われる混合の後に得られた組成物に適用してもよい。次いで、第2のホモジナイズ工程は、pHを上昇させる工程の後に組成物に適用してもよい。
有利には、この第3の実施形態は、第1または第2の実施形態と組み合わせることができるので、この方法は、タンパク質のコンフォメーションを改変する2つの処理工程を含むことが可能であり、一方は、少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物または少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物に適用され、組成物のpHを4以下の値に低下させることであり、他方は、混合後に得られた組成物をホモジナイズすることである。
特に、少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体を取得するための方法は、
・少なくとも1種の植物タンパク質を含む水性組成物を得る工程と、
・酸性化した組成物を得るために前記組成物のpHを4以下の値に低下させる工程と、
・混合物を得るために前記酸性化した組成物に少なくとも1種の乳タンパク質を導入する工程と、
・得られた混合物をホモジナイズする工程と、
・前記集合体を得るために前記ホモジナイズした混合物のpHを5〜8の値に上昇させる工程と、
を含むことができる。
本発明の対象の方法は、少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体を含む水性組成物の取得を可能にする。この水性組成物もまた、本発明の対象である。
以上に記載の調製方法、特に、タンパク質のコンフォメーションを改変する処理工程の存在は、植物タンパク質と乳タンパク質との間の集合体の形成を促進することが、実際に確認された。
こうして得られた少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体(これもまた本発明の対象である)は、これらの2つのタイプのタンパク質の単純な物理的混合物とは異なる。それは、超分子スケールの新しい構造を含む。
前記集合体は、水性組成物、濃縮水性組成物、または粉末の形態であってもよい。水性組成物の場合、代わりに水分散液という用語が用いられる。
少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体を含む水性組成物または水分散液は、本発明の対象の方法の終了時に得られる。この水性の組成物または分散液は、好ましくは5〜8、より好ましくは5.5〜7.5、さらにより好ましくは5.8〜7.1のpHを有する。
組成物の総タンパク質含有量は、乾燥製品の重量を基準にして好ましくは20%〜100%、より好ましくは30%〜90%、さらにより好ましくは35%〜85%、特に40%〜80%である。
前記含有量は、組成物の乾燥重量に対する生成物の重量%で示される。
他の実施形態によれば、組成物のタンパク質含有量は、乾燥製品を基準にして50重量%〜90重量%である。
水分散液が存在する場合、すなわち、集合体が液体中に懸濁されている場合、タンパク質含有量は、重量濃度として、すなわち、溶質すなわちタンパク質の重量と水分散液の体積との比を表す重量濃度として示される。
少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質とを含む前記集合体は、任意に、他の成分を含むことができる。これらの任意の成分は、特定の用途に有利な性質を有することができる。それらは、可溶性繊維、不溶性繊維、ビタミン、ミネラル塩、微量元素、およびそれらの混合物で構成された群から選択してもよい。任意の成分は、少なくとも1種の植物タンパク質または少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物により提供してもよく、または、集合体の調製時に添加してもよい。
本発明の好ましい一実施形態によれば、少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質とを含む前記集合体は、可溶性植物繊維を含む。
好ましくは、植物起源の前記可溶性繊維は、フルクタン(フルクトオリゴ糖(FOS)およびイヌリンを含む)、グルコオリゴ糖(GOS)、イソマルトオリゴ糖(IMO)、トランス−ガラクトオリゴ糖(TOS)、ピロデキストリン、ポリデキストロース、分岐マルトデキストリン、不消化性デキストリン、および油料植物またはタンパク質産生植物に由来する可溶性オリゴ糖からなる群から選択される。
「可溶性繊維」という用語は、水に可溶な繊維を意味するものとする。繊維は、種々の
AOAC法に従ってアッセイ可能である。例として、フルクタン、FOS、およびイヌリンに対してはAOAC法997.08および999.03、ポリデキストロースに対してはAOAC法2000.11、分岐マルトデキストリンおよび不消化性マルトデキストリンに含有される繊維のアッセイに対してはAOAC法2001.03、またはGOSさらには油料植物もしくはタンパク質産生植物に由来する可溶性オリゴ糖に対してはAOAC法2001.02を挙げることができる。
本発明の特に有利な一実施形態によれば、前記集合体は、分岐マルトデキストリンである可溶性植物繊維を含む。
「分岐マルトデキストリン」(BMD)という用語は、本出願人が所有権者である欧州特許第1006128−B1号明細書に記載のものと同一の特定のマルトデキストリンを意味するものとする。これらのBMDは、代謝および腸内細菌のバランスに有益な不消化性繊維源であるという利点を有する。特に、1−6グルコシド結合15%〜35%の、還元糖含有量が20%未満、重量平均分子量Mwが4000〜6000g/mol、および数平均分子量Mnが250〜4500g/molを有するBMDを使用することができる。
上記出願に記載のBMDの特定の亜科もまた、本発明に従って使用可能である。それらは、たとえば、還元糖含有量が多くとも5に等しく、Mnが2000〜4500g/molの高分子量のBMDである。還元糖含有量が5%〜20%、分子量Mnが2000g/mol未満の低分子量のBMDを使用することも可能である。
可溶性繊維の全範囲であり、利点が公認されており、本出願人により製造および販売されているNutriose(登録商標)の使用は、特に有利である。Nutriose(登録商標)シリーズの製品は、全繊維の85%まで含まれている、部分的に加水分解されたコムギデンプンまたはトウモロコシデンプン誘導体である。これは繊維が豊富であるため、消化耐性の増加、カロリー制限の改善、エネルギー放出の延長、およびより低い糖含有量の達成を可能にする。それに加えて、Nutriose(登録商標)シリーズは、市販されている中では最も良好な耐性を示す繊維組成物の1つである。それは、より高い消化耐性を示し、他の繊維よりも良好な組込みが可能であるので、食事に真の利点を呈する。
本発明の一実施形態によれば、前記集合体を取得するための方法はまた、少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体を含む水性組成物を高温かつ短時間の熱処理に付す工程を含み、前記処理は、HTST(高温短時間)処理およびUHT(超高温)処理から選択可能である。この任意の工程により、有利には、細菌汚染のリスクの低減および組成物の貯蔵特性の改善が可能である。
本発明に係る集合体を含む水性組成物は、任意に、濃縮してもよい。したがって、本発明の対象の方法はまた、前記組成物の濃縮工程を含むことができる。この濃縮工程は、任意に、熱処理工程および/または安定化工程の後に行われうる。
濃縮後、濃縮された組成物の総タンパク質含有量は、組成物の全重量に対するタンパク質の重量が、好ましくは100g/kg〜600g/kg、より好ましくは150g/kg〜400g/kg、特には200g/kg〜300g/kgである。
本発明の対象の方法はまた、少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体を含む、任意に濃縮された水性組成物を乾燥させる工程を含むことができる。
乾燥方法は、当業者に公知の技術、特に、噴霧乾燥、押出成形および凍結乾燥、造粒、流動床、真空ロール、および微粒子化からなる群から選択してもよい。
乾燥工程の操作条件は、粉末が得られるように所定の装置に適合化される。
噴霧乾燥は、液滴の形態で噴霧して熱ガスに接触させた液体を粉末に変換する単位乾燥操作である。噴霧条件は、生成される液滴のサイズ、その経路、その速度、および結果的には乾燥粒子の最終サイズ、さらには、得られる粉末の性質、すなわち、流動性、その溶解性に関連付けられる即時性、密度、圧縮性、破砕性などを決定する。噴霧乾燥工程は、乾燥させる液体組成物が熱ガス流中に噴霧される噴霧乾燥機または噴霧乾燥塔で実施可能である。この熱ガスは、組成物の溶媒の蒸発および乾燥時に生成物により放出される水分の吸収(それを排除するために)に必要な熱を提供する。液体組成物は、ノズルまたはタービンを介して頂部に導入され、得られた「噴霧乾燥」粉末は、塔底部で採取される。乾燥固体は、1つ(もしくはそれ以上)のサイクロンによりまたは濾過(たとえばスリーブフィルター)により、噴霧乾燥ガスから分離される。また、これが必要であることが判明した場合、酸化現象を防止するために塔に不活性ガスを充填することが可能である。
押出成形は、得られる部分の断面を有するダイを通り抜けるように材料を押圧する方法である。温度パラメーターは、乾燥前の組成物の水分含有量に基づいて容易に当業者により選択される。次いで、粉末を得るために、押出された組成物を冷却、ミリング、および任意に篩処理に順次供することが可能である。
凍結乾燥とは、組成物の溶媒の昇華を引き起こすために、前記組成物を急速冷凍段階に付してから非常に低い圧力で加熱段階に付すことにより、組成物から水を除去することである。
本発明に係る少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体は、粉末状であってもよい。
得られる粉末の平均サイズは、レーザー体積平均径D4,3としても知られるその体積平均径(算術平均)D4,3により特徴付けることができる。それは、好ましくは10μm〜500μm、好ましくは30μm〜350μm、さらにより好ましくは50μm〜200μmである。
好ましい一実施形態によれば、前記顆粒の体積平均径D4,3は、60μm〜120μmである。
本発明の特定の一実施形態によれば、粉末の90%は、1000μm未満、好ましくは500μm未満、さらにより好ましくは400μm未満の直径を有する。特に、粉末の90%は、370μm未満の直径を有する。この値は、d90に対応する。
本発明の他の特定の実施形態によれば、粉末の50%は、500μm未満、好ましくは300μm未満、さらにより好ましくは250μm未満の直径を有する。特に、粉末の50%は、220μm未満の直径を有する。この値は、d50に対応する。
本発明の他の特定の実施形態によれば、粉末の10%は、300μm未満、好ましくは200μm未満、さらにより好ましくは150μm未満の直径を有する。特に、粉末の10%は、100μm未満の直径を有する。この値は、d10に対応する。
これらの粒子径測定値、特に、体積平均直径D4,3ならびに3つの値d90、d50、およびd10は、施工者の技術マニュアルおよび仕様書に従った粉末分散モジュール(乾式方法)を備えたBeckman Coulter社製のLS230レーザー回折粒子サイズアナライザーを用いて決定される。LS230レーザー回折粒子サイズアナライザーの測定範囲は、1μm〜2000μmである。
本発明の対象の集合体は、植物タンパク質と乳タンパク質との単純な物理的混合物のものとは異なる機能特性および/または官能特性を有する。特に、この集合体は、植物タンパク質と乳タンパク質との単純な物理的混合物と比較して、以下の機能特性、すなわち、
・改善された溶解性、
・懸濁保持性の改善
・改善された凝固能、
の少なくともの1つを有する。その結果、本発明に係る集合体を用いて、機能特性に対して相乗効果が観測される。
それに加えて、本発明に係る集合体は、有利な機能特性、特に、
・乳化能、
・起泡能、
・ゲル化能、
・濃化能、
・増粘能、
・オーバーラン能、
・湿潤能(吸水能)、
・フィルム形成能および/または接着能、
・熱反応能、
・メイラード反応能、
を有しうる。
機能特性と官能特性との間には、関連性が存在する。したがって、機能特性に関して実証された相乗効果はまた、本発明に係る集合体の官能特性に関しても見いだされる。
相乗効果は、通常、いくつかの関与物、因子、または影響が一緒になって作用して、独立して機能した場合に予想される効果の和よりも大きい効果を形成する現象、またはそれぞれが単独で作用することにより得ることができなかったであろう効果を形成する現象を反映する。本出願では、この語は、システムのいくつかの要素が協調して作用した場合のより有利な結果を示すために用いられる。
本発明との関連では、相乗作用は、集合体の種々の成分間の完全混和の存在、集合体内のそれらの分布が実質的に均一であるという事実、および前記成分が単純な物理的混合物によってのみ結合しているわけではないという事実を反映する。
本出願人は、少なくとも1種の乳タンパク質と少なくとも1種の植物タンパク質との混合物の利点、各化合物を個別に使用した場合または化合物を同時に、ただし、種々の成分の単純な混合物の形態で使用した場合には得ることができない非常に有利な機能特性が同時に得られるように適切な方法を用いて改変された物理的特性に注目してきた。
前記集合体により付与される非常に有利な機能特性は、この集合体の成分の単純な混合物と比較されるその乳化能、起泡能、およびゲル化能に関連する。
乳化性は、食品の親水性成分と疎水性成分との間の界面張力を低減する能力に起因する
。それは、タンパク質の溶解性に直接関連付けられる。この表面特性を有する粉末は、一般的にエマルション、再加脂(refatted)または非再加(nonrefatted)脂粉乳、さらには水と脂肪とを含有する食品(調理豚肉、肉、調味料)に使用するための大きな可能性を有している。
したがって、本発明に係る集合体または上記本発明に係る集合体の調製方法の実現により得られる集合体の有利な使用の1つは、任意の他の乳化剤、特にレシチンを完全に置き換えるために、上記組成物を乳化剤として使用可能であることである。前記集合体それ自体は、乳化剤をまったく含まないものであってもよいので、欧州規制に準拠した添加剤であると考えられる。さらに、本発明に係る集合体または以下に記載の本発明に係る集合体の調製方法の実現により得られる集合体の有利な使用の1つは、任意の他の乳化剤、特にレシチンを完全に置き換えるために、上記組成物を乳化剤として使用可能であることである。
実際に、前記集合体の使用により、食品処方、特に完全または部分的にエマルションの形態である食品処方、すなわち、少なくとも2つの非混和性成分(典型的には水と油)を含有する食品処方からレシチンを完全に排除することが可能である。
一般的には、乳化剤(emulsifiers)(乳化剤(emulsifying agents)と呼ばれることもある)は、エマルションを安定化させる。産業界で現在使用されている乳化剤は、精製された天然物または構造がその天然物のものに非常に近い合成化学製品のいずれかである。
それらは、最も一般的には、界面活性剤または表面剤である。それらは、水への親和性(親水性)を有する1つの末端と、油への親和性(疎水性)を有する1つの末端と、を有する分子である。食品加工業では、乳化剤は、特定の製品のクリーミー性を増加させて特定のテクスチャを得るべく、使用される。最も広く知られている乳化剤の1つは、間違いなくレシチンである。
実際に、ホスファチジルコリンとしても知られるレシチンは、食品産業、化粧品産業、および他の産業で乳化剤として慣例的には使用される。それは、ダイズ油の水性処理により工業的に製造される天然の乳化剤である。それは、茶色のペースト状の液体の形態である。それは、非常に食欲をそそる外観でもなければ、非常に快適な味でもない。レシチンは、脂質のカテゴリーに分類される。また、それは、卵黄からも抽出可能であるが、その方法は、経費がかかりすぎて工業的に適用できない。
レシチンは、食品添加物であり、他の食品添加物と同様に、その無害、その認可、およびその表示の評価の基準となる厳しい欧州規制の対象となる。この規制では、すべての他の食品添加物と同様に、添加される乳化剤はすべて、形態のいかんにかかわらず、その名称またはその欧州コード(文字Eそれに続く数、レシチンの場合はE322)により、製品のパッケージ上に記載することが義務付けられている。さらに、レシチンは、工業用としてはダイズから抽出されるので、それはまた、ダイズが属する可能性のある遺伝子組み換え生物により伝播されるマイナスのイメージの影響を受けてきた。
したがって、本発明に係る集合体または上記定義された本発明に係る集合体の調製方法の実現により得られる集合体を用いれば(好ましくは、それ自体はレシチンなどの乳化剤を含まない)、他の乳化剤、特にレシチンの使用を回避できるので、アレルギーのリスクおよびダイズに付随するマイナスのイメージの両方、さらには食品添加物としてのレシチンのパッケージ上への表示を排除できる。
ペストリー(ケーキ、スフレ、メレンゲ)で、ならびにムース(乳をベースとする)などおよびホイップクリームの製造で、かなり認識されている起泡性は、水/空気界面でそれ自体を配向させるタンパク質の部分的なアンフォールディングの結果である。集合体は、経時的にきわめて安定な優れた起泡能を有する。
本発明に係る前記集合体により付与される他の非常に有利な性質は、一方では味、他方では嗜好性および肌理(口内での粘性により定義される)の明確な改善である。実際に、集合体は、少なくとも1種の乳タンパク質と少なくとも1種の植物タンパク質との2つの成分の単純な混合物(それは自体は、より顕著なマメ科植物の味を有するので、特定の食品用途を制限する可能性がある)とは異なり、中性的な味を有する。また、いくつかの用途では、単純な混合物と比較して、嗜好性および肌理が改善される。
集合体の成分間の実際の相乗作用の結果であり、単純な混合物を用いた場合には存在しない、これらの非常に有利な機能特性は、特に、非常に多様な様々な用途が意図されることを意味する。
本発明の他の態様は、化粧品分野、洗浄分野、農芸化学分野、工業用および医薬製剤分野、建設材料分野、発酵分野、掘削流体分野、動物飼料分野、および食品加工分野での、本発明に係る少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体の使用に関する。食品加工分野での使用が、特に好ましい。
したがって、本発明はまた、本発明に係る集合体を含む、または本発明の対象の方法の実現により得られる、化粧品、洗浄剤、工業用および医薬製剤、建設材料、掘削流体、発酵培地、農薬組成物、動物用飼料組成物、および食品用途に関する。
これらの分野では、本発明に係る集合体は、機能剤として、特に以下のものとして、使用してもよい。
・乳化剤、
・起泡剤、
・ゲル化剤、
・濃化剤、
・増粘剤、
・オーバーラン剤、
・保水剤、
・フィルム形成剤および/または接着剤、
・メイラード反応能を有する作用剤。
したがって、本発明はまた、本発明に係る集合体を含む、または本発明の対象の方法により得られる、乳化剤、起泡剤、ゲル化剤、増粘剤、オーバーラン剤、保水剤、および/または熱試薬(すなわちメイラード反応能を有する作用剤)に関する。
このように、本発明は、特に、以下のものからなる群から選択される、本発明に係る集合体を含む食品処方に拡張される。
・飲料、
・乳製品(たとえば、乳から製造されるフロマージュフレおよび熟成チーズ、プロセスチーズ、任意にプロセスチーズスプレッド、発酵乳、ミルクスムージー、ホイップクリーム、発酵クリーム、ムース、オーバーラン製品、ヨーグルト、特殊乳製品、アイスクリームを含む)、
・ミルクデザート、
・臨床栄養および/または栄養不良を患っている人を対象とした調製物、
・乳児栄養を対象とした調製物、
・食物製品またはスポーツ選手を対象とした粉末混合物、
・特別な食事または栄養のための高タンパク質化製品、
・スープ、ソース、および調理助剤、
・菓子、たとえば、チョコレートおよびそれに由来するすべての製品、
・肉製品、特に、細かいパテおよびブライン分野のもの、特に、ハムおよび調理豚肉の製造におけるもの、
・魚製品、たとえば、すり身製品、
・穀物製品、たとえば、パン、パスタ、クッキー、ペストリー、シリアル、およびバー、
・ベジタリアン向けの食事およびインスタント食品、
・植物タンパク質に基づく発酵製品、たとえば、豆腐、
・白色剤、たとえば、コーヒーホワイトナー、
・動物の給餌を対象とした製品、たとえば、子ウシの給餌を対象とした製品。
本発明に係る特に有利で価値ある使用の1つは、乳から製造されるフロマージュフレおよび熟成チーズ、チーズスプレッド、発酵乳、ミルクスムージー、ヨーグルト、特殊乳製品、およびアイスクリームからなる群から選択される乳製品の製造に関する。
他のより好ましい実施形態によれば、本発明に係る集合体は、チーズの製造に使用される。
本発明では、「チーズ」という用語は、凝固させた乳または乳製品たとえばクリームを使用し、次いで、任意に脱水し、続いて可能であれば醗酵工程、および任意に熟成(熟成チーズ)を行って得られる食品を意味する。2007年4月27日のフランス法令No.2007−628によれば、「チーズ」という名称は、排他的に乳製品起源の材料(全乳、部分または完全スキムミルク、クリーム、脂肪、バターミルク)を単独でまたは混合物として使用し、脱水前または水の部分排出後に完全にまたは部分的に凝固させて得られる、発酵または非発酵の、熟成または非熟成の製品に用いられる。
本発明では、「チーズ」という用語はまた、すべてのプロセスチーズおよびすべてのプロセスチーズスプレッドを意味する。これらの2つのタイプのチーズは、熱および乳化剤の影響下で、乳成分および/または他の食品製品(クリーム、酢、香辛料、酵素など)を添加してまたは添加せずに、1つ以上の種類のチーズのミリング、混合、融解、および乳化を行うことにより得られる。
他の好ましい実施形態では、本発明に係る集合体は、ヨーグルトまたは発酵乳の製造に使用される。
特定の実施形態および本発明に係る特定の有利な性質を単に参照してかつ限定せずに、例示的とみなされる以下の実施例を読めば、本発明は、さらに明確に理解されるであろう。
実施例1:タンパク質集合体の調製
A.原料
乳タンパク質:使用した乳タンパク質は、乳画分に由来し、全窒素分に対して92%のミセルカゼインを含有する。このバッチは、ミセルカゼイン濃縮液Promilk852Bと呼ばれ、Ingredia社により販売され、液体状(15%の固形物を含有する濃縮液)であり、0.02%のブロノポール(保存料)の添加により安定化され、4℃で貯
蔵される。
植物タンパク質:実施例は、エンドウタンパク質の3つの異なるバッチを用いて行われた。
・UFとして参照される限外濾過により得たエンドウタンパク質のバッチ。このバッチは、Roquette Freres社により販売されているNutralys(登録商標)S85Mの液体抽出物が50KDのカットオフ閾値の膜を通過させることにより得られた。75%のタンパク質を含有する濃縮溶液が得られるまで、得られた精製タンパク質を従来技術に従って透析濾過により濃縮した。最後に、タンパク質濃縮物を凍結乾燥し、得られた粉末を4℃で貯蔵した。
・85%の総タンパク質含有量を有するRoquette Freres社により販売されているNutralys(登録商標)S85Mエンドウタンパク質の粉末。
・Nutralys(登録商標)S85Mの等電点沈澱(pH4.5)により取られたエンドウタンパク質フロキュレート。フロキュレートは、乾燥されていないが、アジ化ナトリウムを0.02%添加することにより安定化されている。
B.混合方法:集合体の形成
極限pH(ph≦3および≧7)で可溶性の球状タンパク質であるので、エンドウタンパク質の可溶化は、重要な工程である。このタンパク質の可溶化により、カゼインとの相互作用が可能になり、真に均質な混和を得ることが可能になるので、機能特性で観測される相乗効果が説明される。
エンドウタンパク質と乳タンパク質との間で調製される種々の集合体では、タンパク質集合体の最終タンパク質含有量は4%である。すなわち、集合体中の全タンパク質は、40mg/mlである。
3つの集合体戦略を試験した。
a.pH7における集合体のための戦略
・水中において16mg/mlのエンドウタンパク質粉末溶液の調製。pHの修正は必要ではない。得られたpHは6.9〜7である。磁気バーを用いて500rpmで2時間撹拌。
・64mg/mlのPromilk852B乳タンパク質粉末溶液の調製。pHの修正は必要ではない。得られるpHは7である。
・エンドウタンパク質と乳タンパク質との50/50(v/v)混合。
・周囲温度、550rpmで1時間撹拌。
・得られる最終pHは6.9〜7である。
・周囲温度、300barで二回通過によるホモジナイズ。
b.pHを5.8〜6に低下させながらの集合体のための戦略
・水中において16mg/mlのエンドウタンパク質粉末溶液の調製。
・500rpmで撹拌しながら、1N HClを用いてpHを2.5に低下させる。
・4℃、500rpmで磁気バーを用いて2時間撹拌しながら可溶化。
・64mg/mlのPromilk852B乳タンパク質粉末溶液の調製。pHの修正は必要ではない。得られるpHは7である。
・50/50比でエンドウタンパク質溶液を乳タンパク質溶液中に注ぐ。pHが5.3未満に低下しないようにpHメーターの制御下で1000rpmで撹拌しながら滴下して混合を行う。エンドウタンパク質の性質に依存して(UF、Nutralys、またはフロキュレート)、混合物の最終pHは5.8〜6である。
・周囲温度、300barで二回通過によるホモジナイズ。
c.pHを5.8〜6に低下させ、次いで6.9に上昇させる集合体のための戦略
・水中において16mg/mlのエンドウタンパク質粉末溶液の調製。
・500rpmで撹拌しながら、1N HClを用いてpHを2.5に低下させる。
・4℃、500rpmで磁気バーを用いて2時間撹拌しながら可溶化。
・64mg/mlのPromilk852B乳タンパク質粉末溶液の調製。pHの修正は必要ではない。得られるpHは7である。
・50/50比でエンドウタンパク質溶液を乳タンパク質溶液中に注ぐ。pHが5.3未満に低下しないようにpHメーターの制御下で1000rpmで撹拌しながら滴下して混合を行う。エンドウタンパク質の性質に依存して(UF、Nutralys、またはフロキュレート)、混合物の最終pHは5.8〜6である。
・1N水酸化ナトリウムを用いて集合体のpHを6.9へ上昇させる。
・周囲温度、300barで二回通過によるホモジナイズ。
C.タンパク質集合体の分析
一方では原料および他方では集合体の種々の分析を可能にするために、種々のサンプルを遠心分離して可溶性画分のみを調べる必要があった。
・タンパク質溶液および集合体を20℃、15,000gで30分間遠心分離。
・0.45μmの細孔のセルロースフィルターによる上清の濾過。
実施例2:タンパク質含有量の決定
種々のサンプル中のタンパク質含有量を決定するために、サンプル中に含有される可溶性窒素画分のアッセイをケルダール法(NF V03−050,1970)に従って行うことが可能である。アンモニア性窒素の決定は、アンモニウムイオンとサリチル酸ナトリウムと塩素との間の着色複合体の形成に基づき、その呈色の強度は、660nmで測定される。この方法は、Technicon自動連続液体フロー装置を用いて行われる。
サンプルのタンパク質含有量は、その窒素含有量に換算係数6.25を乗じることにより推定される。
この方法は、当業者に周知である。
可溶性タンパク質含有量を決定するために、蒸溜水中へのサンプル試験試料を分散し、遠心分離し、上清の分析を行う方法により、HClまたはNaOHの溶液を用いてpHが7.5±0.1に調整された水中の可溶性タンパク質の含有量を測定する。20℃±2℃の200.0gの蒸溜水を400mlビーカーに入れ、全体を磁気攪拌下に置く(磁気バーおよび200rpm回転)。正確に5gの分析対象サンプルを添加する。混合物を30分間攪拌し、4000rpmで15分間遠心分離を行う。上記方法に従って、上清に対して窒素含有量決定法を実施する。
実施例3:pH低下戦略の結果
上記実施例1のpH(2.5)低下の目的は、疎水性部位を溶媒に暴露して乳タンパク質と相互作用できるように、コンフォメーションを変化させてフォールディングを引き起こすために、エンドウタンパク質を可溶化することである。
以下の表1は、pHの関数としてエンドウタンパク質の可溶性画分および不溶性画分を示している。
Figure 2015529092
エンドウタンパク質溶液中の可溶性タンパク質のアッセイから、pH低下に伴う溶解性の改善が示される。実際に、16mg/mlの溶液は、pH7で7.5mg/mlの可溶性画分を有するが、pHを2.5に低下させてから上昇させて7まで戻すことにより、10.7mg/mlまで可溶化される。
実施例4:得られたタンパク質集合体の安定性の測定
種々のpHにおける出発原料中のタンパク質の安定性を評価し、次いで、集合体中におけるこれらのタンパク質の挙動と比較した。この物理的安定性は、
・タンパク質の懸濁保持性、
・タンパク質の溶解性、
・タンパク質の分散性、
を測定することにより評価された。
毎回、測定は出発原料(8mg/mlのエンドウタンパク質および32mg/mlの乳タンパク質)に対して行い、さらには実施例1で得られた集合体に対して行った。
A.タンパク質の懸濁保持性の測定
カメラを用いて沈降速度を3時間モニターすることにより、タンパク質集合体および原料の懸濁保持性を評価した。毎分得られた画像をソフトウェアにより解析し、グレイレベルの値をディジタル方式で再記憶した。
B.溶解性の測定
タンパク質集合体中のタンパク質の溶解性を、出発原料中のタンパク質の溶解性と比較した。溶解性を測定するために、20℃、5000gで遠心分離を10分間行い、上清中のタンパク質濃度を測定した。
C.分散性の測定
タンパク質集合体中のタンパク質の分散性を、出発原料中のタンパク質の分散性と比較した。分散性を測定するために、20℃、300gで遠心分離を5分間行い、上清中のタンパク質濃度を測定した。
D.結果
第1の一連の結果は、単独および集合体で用いられたPromilk852B乳タンパク質およびUFエンドウタンパク質に関する。
表2は、3つのpH戦略で得られた集合体の溶解性および分散性の程度を示している。対照(初期)は、事前の遠心分離を行わなかったときの粗集合体でのタンパク質濃度のアッセイに対応する。
表3は、試験した3つの集合体のpHにおける、タンパク質単独および集合体の溶解性を示している。
Figure 2015529092
Figure 2015529092
上記結果から、エンドウ/カゼイン集合体中のタンパク質の溶解性(5000gで10分後の可溶性画分)は、混合戦略に依存することが示される。
pHを5.8から6.9に上昇させた集合体では、原料(UFタンパク質およびカゼイン)中の可溶性タンパク質の濃度の合計に等しい最終的な可溶性タンパク質濃度をもたらす。
pH7およびpH5.8での集合体に関しては、集合体中の可溶性タンパク質濃度は、原料(Promilk 852BおよびUFタンパク質)中の可溶性タンパク質の濃度の和よりも大きい。この場合、これらの2つの集合体におけるタンパク質の溶解性が改善される。
このことから、pH5.8およびpH7での集合体中のタンパク質の溶解性のレベルで相乗効果を有することが完全に実証される。
第2の一連の結果は、単独および集合体で用いられたPromilk852BカゼインおよびNutralys(登録商標)S85Mエンドウタンパク質に関する。
同一の表が示される。
Figure 2015529092
Figure 2015529092
上記結果から、エンドウ/カゼイン集合体中のタンパク質の溶解性(5000gで10分後の可溶性画分)は、混合戦略に依存することが示される。
3つの集合体で、タンパク質の溶解性の明確な改善に注目すべきある。
実際に、集合体中の可溶性タンパク質の濃度は、原料中の可溶性タンパク質の濃度の和よりも高い(39>27+2、38>25+0、および38>32+2)。
このことから、3つの場合でタンパク質の溶解性レベルには相乗効果が存在することが完全に実証される。
第3の一連の結果は、単独および集合体で用いられたPromilk852Bカゼイン
およびエンドウタンパク質フロキュレートに関する。
エンドウタンパク質フロキュレートは、pHが4.5である。したがって、以下に記載の手順に従って852Bカゼインと混合した。最終的な集合体は、pHが6.5である。
組み立て戦略:
・フロキュレート中のエンドウタンパク質は、16mg/mlの濃度およびpH4.5である。
・カゼインは、64mg/mlの濃度およびpH7である。
・エンドウタンパク質と乳タンパク質との50/50(v/v)混合。
・集合体の最終pH:6.5
・周囲温度、300barで二回通過によるホモジナイズ。
同一の表が示される。
Figure 2015529092
Figure 2015529092
上記結果から、エンドウ/カゼイン集合体中のタンパク質の溶解性(5000gで10分後の可溶性画分)は、集合戦略(pH6.5、pH7、pH5.8、および5.8から
6.9にpH上昇)のいかんにかかわらず、改善されることが示される。
本発明に従って乳タンパク質と植物タンパク質との間で生成される集合体には確かに相乗効果が存在することが、後者の実施例から非常に明確に示される。
実施例5:得られるタンパク質集合体の技術的適性
タンパク質集合体の技術的適性を検討するために、我々は、集合体中の40mg/mlのタンパク質濃度を達成すべく80/20(カゼイン/エンドウ)比で検討した。
A.最適な凝固条件(GDLおよびレンネットの濃度)のスクリーニング
グルコノ−δ−ラクトン(GDL)は、D−グルコン酸の環状エステルである。後者は、グルコースの発酵により得られ、次いで、GDLの形態で結晶化される。GDLは、他の食品用の酸とは異なり、緩やかな酸性化を可能にする酸発生剤である。それは、チーズ、肉製品、豆腐、および焼成品で使用される。
レンネットは、子ウシおよび若齢ウシの第四胃(皺胃)から抽出される動物起源の凝固剤である。それは、キモシンと呼ばれる活性酵素からなる。それは、乳工業では乳を凝固させてチーズを製造する目的で用いられる。
これを行うために、我々は、pH7およびpHを5.8から6.9に上昇させて、40mg/mlの乳対照Promilk852BおよびUF+852B混合物で検討した。
これらの画分のそれぞれについて、熱処理(レンネットでは70℃で15秒間およびGDLでは92℃で5分間)を用いて、および用いずに、pH4.6を達成するGDLの所要の濃度およびレンネットの所要の濃度を測定した。
23℃で6時間後にpH4.6を達成するために最適なGDL濃度は、すべてのタンパク質画分で1.9%(w/v)である。
33℃でタンパク質を凝固させるレンネット濃度は、すべてのタンパク質画分で1/400(V/V)である。
B.GDL凝固
レオロジーによりタンパク質画分の凝固速度をモニターした。
ペーストの抵抗は、これらの基準点の前後で連続的に変化する。凝固は、動的レオメトリーにより実証可能である。実際に、ペーストを破壊しないように十分に弱い正弦波歪みを後者に加えて、歪みにより材料中に誘起された応力を測定すれば、材料の固体性を表す弾性モジュラス(G’)および材料の液体性を表す粘性モジュラス(G’’)を時間の関数として測定することが可能である。凝固の終了後、カードは、液体性G’’>G’から固体性G’>G’’に移行する。この急激な転移は、タンパク質画分の凝固に起因する。
時間の関数としての1%の歪みおよび1%の周波数におけるG’およびG’’モジュラスの変化を測定した。これらのモニタリングを溝付きプレート−プレートジオメトリーで行った。混合物の凝固曲線の外観は乳のものに類似しているが、最終的な弾性率はかなり異なる。
また、凝固(6時間)全体にわたりpHの変化をモニターした。
また、ゲルの凝集の目視評価を行った。
以下の表8には、熱処理された画分における最終G’モジュラスおよび凝固pHの値さらにはで最大tanδがまとめられている。
Figure 2015529092
C.GDL凝固に関する結論
Nutralys+Promilk852B集合体:最終G’モジュラスは、特に熱処理との組合せに関して、852B 4%のものと比較して2倍である。
フロキュレート+852B集合体:最終G’モジュラスは、特に熱処理との組合せでない場合、852B 4%のものと比較して2倍である。
エンドウタンパク質(UF、Nutralys、およびフロキュレート)とカゼイン(Promilk852B)とを80/20の割合で一体化することにより、乳タンパク質(Promilk852B 4%)のものよりも大きい最終G’値を有するGDLゲルを得ることが可能である。
D.レンネット凝固
レンネット凝固に基づくチーズ産業では、ゲルの品質は、そのテクスチャー(レオロジー特性)に応じて、さらにはタンパク質回収(浸出物のできるかぎり少ない損失)に関して、判断される。
レンネット凝固速度の測定時には、本発明に係る乳タンパク質/植物タンパク質集合体は、有利な凝固速度を有することが実証された。実際に、本発明に係る乳タンパク質/植物タンパク質集合体の凝固速度は、乳タンパク質の凝固速度に匹敵する。
したがって、本発明に従ってエンドウタンパク質および乳タンパク質を一体化することにより、レンネット凝固速度が妨害されることはない。
図1に示されるように、様々な形態の、また、様々な集合工程に応じたエンドウタンパ
ク質の提供は、実験室操作条件下で、Promilk852Bに基づくタンパク質溶液で得られたものに匹敵するタンパク質損失をもたらす。

Claims (17)

  1. 少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物を得る工程と、少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物を得る工程と、前記少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物と前記少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物とを混合する工程と、さらには、前記タンパク質のコンフォメーションを改変する処理の1つ以上の同一または異なる工程と、を含む、少なくとも1種の植物タンパク質と少なくとも1種の乳タンパク質との集合体を得るための方法。
  2. 前記植物タンパク質が、穀物、油料植物、マメ科植物、および塊茎植物に由来するタンパク質、さらには藻類および微細藻類に由来するすべてのタンパク質に属し、同一の科または異なる科から選択されて単独でまたは混合物として使用されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記植物タンパク質がマメ科植物タンパク質に属し、前記マメ科植物タンパク質が、好ましくは、アルファルファ、クローバー、ルピナス、エンドウ、インゲン、ソラマメ、ヒラマメ、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の方法。
  4. 前記少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物が、少なくとも1種のカゼインを含む組成物であることを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物が、マメ科植物タンパク質に属する植物タンパク質を含む組成物であり、前記マメ科植物タンパク質が、好ましくは、アルファルファ、クローバー、ルピナス、エンドウ、インゲン、ソラマメ、ヒラマメ、およびそれらの混合物からなる群から選択され、かつ前記少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物が、少なくとも1種の乳タンパク質濃縮液を含む組成物であることを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物が、エンドウタンパク質、特にマルエンドウタンパク質を含む組成物であり、かつ前記少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物が、少なくとも1種のカゼイン、特にミセルカゼイン濃縮液を含む組成物であることを特徴とする、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記タンパク質のコンフォメーションを改変する単一の処理工程を含み、この処理工程が、混合前の前記2つのタンパク質組成物の一方またはこれらの2つ組成物の混合後に得られる組成物に適用可能であることを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記タンパク質のコンフォメーションを改変するいくつかの処理工程を含み、前記処理が、任意に、同一の性質を有することが可能であり、かつ異なる組成物または逐次的に同一の組成物に適用可能であることを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記少なくとも1種の乳タンパク質を含む組成物との混合前に、前記少なくとも1種の植物タンパク質を含む組成物のpHを4以下の値に低下させることからなる、前記タンパク質のコンフォメーションを改変する処理工程を含むことを特徴とする、請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 混合後に得られた組成物のpHを5〜8の値に上昇させる工程も含むことを特徴とする
    、請求項9に記載の方法。
  11. 混合後に得られた組成物のホモジナイズ工程からなる、前記タンパク質のコンフォメーションを改変する処理工程を含むことを特徴とする、請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の方法。
  12. ・少なくとも1種の植物タンパク質を含む水性組成物を得る工程と、
    ・酸性化した組成物を得るために前記組成物のpHを4以下の値に低下させる工程と、
    ・混合物を得るために前記酸性化した組成物に少なくとも1種の乳タンパク質を導入する工程と、
    ・得られた混合物をホモジナイズする工程と、
    ・前記集合体を得るために、前記ホモジナイズした混合物のpHを5〜8の値に上昇させる工程と、
    を含むことを特徴とする、請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の方法。
  13. 請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の方法により得ることができる、少なくとも1種の乳タンパク質と、少なくとも1種の植物タンパク質との集合体。
  14. 水性組成物、濃縮水性組成物、または粉末の形態であることを特徴とする、請求項13に記載の集合体。
  15. 前記集合体は、機能剤として、好ましくは、乳化剤、起泡剤、ゲル化剤、増粘剤、オーバーラン剤、保水剤、フィルム形成剤および/または接着剤、メイラード反応能を有する作用剤、または使用される食品マトリックスの官能特性を改変する作用剤として使用されることを特徴とする、請求項13または請求項14に記載の集合体の使用。
  16. 飲料、乳製品、ミルクデザート、臨床栄養および/または栄養不足を患っている人を対象とした調製物、乳児栄養を対象とした調製物、ダイエット食品またはスポーツ選手を対象とした粉末混合物、特別な食事または栄養のための高タンパク質化製品、スープ、ソース、および調理助剤、チョコレートおよびそれに由来するすべての製品などの菓子、肉製品、特に、細かいパテおよびブライン分野のもの、特に、ハムおよび調理豚肉の製造におけるもの、すり身製品などの魚製品、パン、パスタ、クッキー、ペストリー、シリアル、およびバーなどの穀物製品、ベジタリアン向けの食事およびインスタント食品、豆腐などの植物タンパク質に基づく発酵製品、コーヒーホワイトナーなどの白色剤、たとえば、子ウシの給餌を対象とした製品などの動物の給餌を対象とした製品、からなる群から選択される食品処方を製造するための、請求項13または請求項14に記載の集合体の使用。
  17. 乳から製造されるフロマージュフレおよび熟成チーズ、チーズスプレッド、発酵乳、ミルクスムージー、ヨーグルト、特殊乳製品、およびアイスクリームからなる群から選択される乳製品を製造するための、請求項13または請求項14に記載の集合体の使用。
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