JP2018506303A - 低分散性植物タンパク質の水分散液を調製する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)水性流体中に、カゼイン塩と前記1以上の植物タンパク質を含む粒子とを分散させた中間体分散液を供給する工程と、
b)前記中間体分散液に破壊的な加圧工程にかけ、前記1以上の植物タンパク質を含む粒子を破壊し、前記コロイド状のタンパク質粒子を含む水性分散液を形成する工程と、
を含む、方法に関する。
a)水性流体中に、カゼイン塩と前記1以上の植物タンパク質を含む粒子とを分散させた中間体分散液を供給する工程と、
b)前記中間体分散液に破壊的な加圧工程をかけ、前記1以上の植物タンパク質を含む粒子を破壊し、前記コロイド状のタンパク質粒子を含む水性分散液を形成する工程と、
を含む、方法に関する。
分散性を決定する為のこれらの試験条件の下で、上清中に残存しているタンパク質粒子は、一般的にコロイド粒子である。
特に、本発明のハイブリッド粒子を構成成分として含む植物タンパク質の分散性に関して、その分散性は、実施例に記載のように決定することができる。カゼイン塩が上清及びペレット(残渣)を覆って比例的に分布し、植物タンパク質の窒素の分散性が植物タンパク質の窒素の総量の百分率で表現されると仮定して、上清中の植物タンパク質の窒素含有量は、上清分画の窒素含有量をカゼイン塩の寄与に対して補正することによって、どのように概算されるかについて、本明細書で述べられる。
タンパク質の含有量は、ケルダール方法(TKN)を使用して、タンパク質の窒素含有量を決定することにより測定できる。
脂肪は、乳脂肪及び/又は植物性脂肪であってもよい。
水中で、10wt%の米粒タンパク質粉末(RemyPro,Beneo)、10wt%のオート麦糠タンパク質粉末(Proatein,Tate&Lyle)、及び10%のコーンタンパク質粉末(Zein F4400FG,Flo Chemical)のいずれかを含むいくらかの穀物タンパク質分散液が、20℃で作製されて、典型的に3時間撹拌された。
穀物タンパク質の調製物の水性分散性の増加を測定する為に、試料を5wt%乾物(DM)に希釈し、45gの分散液を、20℃で10分の間、1360gで、50mlのプラスチックチューブ中で遠心分離した。上清及びペレットの量は、重量ベースで測定された。上清は、窒素含有量の測定の為に集められた(ケルダール法に従い、カゼイン塩が上清及びペレット分画にわたって比例的に分布していると仮定して、カゼイン塩の窒素含有量への寄与に対して補正された。)。穀物タンパク質の調製物の水性分散性の増加を測定する為に、当該混合物について得られた結果が、全ての穀物の窒素と比較して表され、カゼイン塩の非存在下で穀物粉末の均質化で処理された穀物粉末の(単独の)分散液、及び均質化されていない穀物粉末とカゼイン塩粉末との混合物の分散性と比較された。実験の結果を次の表に要約する。
以下の表に、マルバーンマスターサイザー(Sysmex)を、メーカーの使用説明書に従って操作することにより測定した、いくつかの代表的な粒径を示す。試料を、マルバーンハイドロ2000Gで、デミウォータ(1500rpmのポンプで吸い出し、300rpmで撹拌)において懸濁させた。以下の表から分かるように、均質化工程は、粒径(2重に測定された2つの試料の平均値)の明らかな減少をもたらした。1360gでの遠心分離の結果、大きな粒子の分画は除去され、より小さいハイブリッド粒子を含む上清分画が得られた。
カゼイン塩の非存在下で均質化されたオート麦糠のタンパク質(10%のオート麦糠)、並びにオート麦糠およびカゼイン塩(20:1)の非均質混合物と比較された、オート麦糠−カゼイン塩のハイブリッド粒子のコロイド分散液(オート麦:カゼイン塩が20:1、10%のDM、pH6.3、10*100MPa)の熱安定性の試験が行われた。熱安定性の試験は、2.5%のDMで行われた。分散液を90℃で35分の間保持した。その後、それらを遠心分離した(1360gで10分間の遠心分離)。熱安定性は、上清に残っているタンパク質のパーセンテージとして表した。ハイブリッド粒子は、カゼイン塩の非存在下で均質化されたオート麦糠(10%のオート麦糠)、並びにオート麦糠およびカゼイン塩(20:1)の非均質化混合物と比較して、より熱安定性が高かった。特に、遠心分離(10分、1360g)によって、より大きな粒子が取り除かれたハイブリッド粒子は、加熱後に、視覚的には沈殿が見られなかった。
テストされた試料は、
S1=オート麦糠:カゼイン塩が10:1,10%のDM,10*100MPa、pH6.3
S2=S1の上清(1360gで10分間の遠心分離後)
R1=オート麦糠:カゼイン塩が10:1 未処理
R2=オート麦糠,10%のDM,10*100MPa,pH6.3
R3=10%のカゼイン塩
さらに詳細には、次の表は、コーンタンパク質(コーンタンパク質:カゼイン塩が5:1)の分散性において、均質化の間のpHの影響を示す。
分散技術
この実施例では、高い安定性を有する植物タンパク質分散液の製造に関する、異なる分散方法の影響が試験された。4つの出発分散液が製造された。
A)10%のオート麦糠粉末、1%のカゼインナトリウム塩
B)10%の米粒粉末、1%のカゼインナトリウム塩
C)10のオート麦糠粉末
D)10%の米粒粉末
懸濁液は、その天然のpHで使用された。分散液は、いくらかの処理を受けた。
噴霧乾燥は、80バールの噴霧圧を用いて操作されるSchlick121圧力ノズルを備えるパイロットドライヤーを使用して行われた。入口および出口の温度は、それぞれ170℃および70℃であった。生成物の温度は50℃であった。分散液Aを使用して、2つの異なる変種を生成した。
1.懸濁液を直接噴霧乾燥する。
2.噴霧乾燥の前に、懸濁液を、35MPaの圧力で均質化する。1日貯蔵した後、生成した粉末を10%の濃度で溶解する。粉末を適切に分散させる為に、溶液に、1分間、14000rpmでIKA laboratory turraxを使用した。その後、溶液を、4℃で一晩保存した。これらの懸濁液の安定性は、最初に分散液を2倍に希釈し、そして、1360gで10分間遠心分離をすることで分析された。結果を下の表に示す。
回転子−固定子装置は、しばしば分散手段として使用される。ここでは、IKA"DISPAX"反応装置/ホモジナイザーを使用して、上述の分散液を分散させた。
超音波は、エネルギーを非常に集約させた方法として知られている。典型的には、超音波処理中に、約109J/m3が印加される。試験は、約1Lの体積である実験室規模のCavitus USセットアップを使用して行われた。そのUS装置に(15℃で)製品を充填し、2,4,8又は12分間適用させた。各試験は、新鮮な材料で行った。900Wに対応する最大の出力が使用された。処理の間、温度は25℃(2分)、40℃(4min)、53℃(8min)、及び60℃(12min)に上昇した。生成した懸濁液について、上述の遠心分離法を使用して、安定性を分析した。結果を以下の表に示す。
コロイドミルは、回転子−固定子の原理で動作する。回転子は、高速で回転する(2000−18000rpm)。その結果得られる、処理流体に適用される高レベルの水力による剪断力は、流体中の組織体を破壊する場合がある。試料(A−D)を、(モジュールMK/MKOを備えた)IKA MagicLAB(登録商標)を使用して、周囲温度及び最高速度で処理した。以下の表に見られるように、カゼイン塩の存在下での処理の重要な影響は観察されなかった(試料A対C、及びB対D)。
顕微溶液化は、分散装置の他のエネルギー集約の部分である。実験は、内部寸法が200ミクロンのz−タイプディスラプター(H30Z)を使用したMicrofluidics Model M−110Y Microfluidizerを使用して行われた。懸濁液をマイクロフルイダイザーに3回通した。実験の開始時に、懸濁液は室温であった。マイクロフルイダイザー処理後、40MPaの圧力を使用した場合、温度は30℃又は45℃に増加した。
以下の実験は、カゼイン塩が破壊工程中に植物タンパク質粒子に結合することを証明する。米粒タンパク質とカゼイン塩のハイブリッド粒子は、米粒粉末:カゼイン塩粉末が5:1、10%のDM、pH6.9、10*100MPaで調製された。使用前に、カゼイン塩溶液を、100,000gで1時間の間、10%のDMで遠心分離し、その後、0.45μmフィルターでろ過(2x)した。(均質化した)ハイブリッド粒子の10%のDM分散液、米粒粉末とカゼイン塩との非均質化混合物、カゼイン塩及びカゼイン塩の非存在下で均質化した米粒粉末を、5%のDMに希釈し、1360gで10分間(20℃)、遠心分離した。
乳酸飲料
標準的なレシピに従い、オート麦糠タンパク質(穀物タンパク質:カゼイン塩が10:1、10*1000バール、pH6.3)から調製されたハイブリッド粒子は、乳酸飲料(LAD)を調製するために使用された。乳製品ベースのLADを、対照標準として使用した。
カゼイン塩対ミセルのカゼイン又は粉乳の影響
次の表は、オート麦糠と米粒タンパク質の両方の分散性(カゼインナトリウム塩に基づいて標準化し、カゼイン(塩)の非存在下における分散性に対して補正したもの)についての、カゼインナトリウム塩の性能に対するカゼイン(塩)の他のタイプの性能を示す。10回の均質化サイクルが、100MPa、10wt%の乾物重量比で行われた。ここで、植物タンパク質の調製物:カゼイン(塩)の重量比は5:1、及びpH6.3(オート麦糠)又はpH7(米粒))である。カゼインナトリウム塩の能力は、カゼインカルシウム塩(Excellion CaCasS,FrieslandCampina DMV;92.6%のタンパク質)、ミセルのカゼイン単離物(MCI80,Refit,FrieslandCampina DOMO;80.3%のタンパク質)、中熱脱脂粉乳(SMP,33.1%のタンパク質)、及び脱アミド化カゼインナトリウム塩の性能と比較された。実験設定では、添加のカゼインカルシウム塩、MCI、及びSMPが、対照標準として、カゼイン塩を使用するタンパク質の基に標準化された。異なるタイプのカゼイン(塩)の調製物のうち、明らかに(脱アミド化された)カゼインナトリウム塩が最もよく機能することは明らかである。カゼインカルシウム塩は、オート麦糠タンパク質について、ミセルカゼイン塩及びSMPよりも良好に機能する。
予備均質化の影響
オート麦粉末の10%のDMの水性分散液を、100℃で9サイクルにより均質化した(R2)。その後、カゼイン塩を添加して、穀物タンパク質粉末:カゼイン塩粉末を10:1にした。次に、バッチを4等分にした。1つの部分を100MPaで1サイクルで再び均質化し(S1)、1つの部分に静的高圧処理で100MPa与え(S2)、1つの部分は70℃まで熱せられ、1時間その温度で保持され(S3)、第4の部分は、さらなる処理がされなかった(S4)。以下の表に、異なる処理がされた試料の穀物タンパク質の分散性が与えられる。
(付記1)
水性流体中に分散されたコロイド状のタンパク質粒子を含み、前記コロイド状のタンパク質粒子が、カゼイン塩とイネ科の植物種子の1以上の植物タンパク質とを含む、水性分散液を調製する方法であって、
a)水性流体中に、カゼイン塩と前記1以上の植物タンパク質を含む粒子とを分散させた中間体分散液を供給する工程と、
b)前記中間体分散液に破壊的な加圧工程にかけ、前記1以上の植物タンパク質を含む粒子を破壊し、前記コロイド状のタンパク質粒子を含む水性分散液を形成する工程と、
を含む、
方法。
水性流体中に分散されたコロイド状のタンパク質粒子を含み、前記コロイド状のタンパク質粒子が、カゼイン塩と20℃の水中において15%以下、好ましくは10%以下の分散性を有する1以上の植物タンパク質とを含む、水性分散液を調製する方法、好ましくは付記1に記載の方法であって、
a)水性流体中に、カゼイン塩と前記1以上の植物タンパク質を含む粒子とを分散させた中間体分散液を供給する工程と、
b)前記中間体分散液に破壊的な加圧工程をかけ、前記1以上の植物タンパク質を含む粒子を破壊し、前記コロイド状のタンパク質粒子を含む水性分散液を形成する工程と、
を含む、
方法。
前記中間体分散液における前記植物タンパク質対前記カゼイン塩の重量比は、1:1〜20:1の範囲であり、好ましくは、3:1〜15:1の範囲であり、特に、4:1〜12:1の範囲であり、さらに特に、5:1〜10:1の範囲である、
付記1又は2に記載の方法。
前記中間体分散液における前記植物タンパク質対前記カゼイン塩との重量比は、6:1〜20:1の範囲であり、特に、7:1〜15:1の範囲である、
付記3に記載の方法。
前記中間体分散液における前記タンパク質の含有量は、1〜30wt%の範囲であり、特に5〜25wt%の範囲であり、さらに特に10〜20wt%の範囲である、
付記1〜4のいずれか1つに記載の方法。
前記中間体分散液における前記1以上の植物タンパク質の含有量は、前記中間体分散液における総タンパク質含有量の、少なくとも25wt%であり、好ましくは少なくとも50wt%であり、さらに好ましくは少なくとも65wt%であり、特に少なくとも80wt%である、
付記1〜5のいずれか1つに記載の方法。
前記加圧は、ホモジナイザーにより、少なくとも40MPa、好ましくは50〜500MPa、特に100〜250MPaの圧力で処理することを含む、
付記1〜6のいずれか1つに記載の方法。
前記加圧の間におけるpHは、5.5〜9.0の範囲であり、好ましくは6.0〜8.0の範囲であり、特に6.3〜7.5の範囲である、
付記1〜7のいずれか1つに記載の方法。
前記1以上の植物タンパク質は、穀物のものであり、好ましくは、米、オート麦、小麦、コーン、大麦、ライ麦及びモロコシからなる群より選択される穀草又は草からのものであり、さらに好ましくは、米粒タンパク質粒子、オート麦糠タンパク質粒子、グルテン粒子、プロラミン粒子からなる群より選択されるものから作られたものである、
付記1〜8のいずれか1つに記載の方法。
前記中間体分散液における前記1以上の植物タンパク質を含む粒子は、1μm〜1mmの範囲のD(4,3)を有し、好ましくは、5〜400μmの範囲のD(4,3)を有する、
付記1〜9のいずれか1つに記載の方法。
前記コロイド状の粒子は、0.2μm〜4μmの範囲のD(4,3)を有し、特に、0.4〜2μmの範囲のD(4,3)を有する、
付記1〜10のいずれか1つに記載の方法。
付記1,2又は9に記載の1以上の植物タンパク質が豊富なコアとカゼイン塩が豊富な表面とを含む、コロイド状のタンパク質粒子を含む水性コロイド分散液、好ましくは、付記1〜11のいずれか1つに記載の方法により得られる、分散液。
少なくとも0.5wt%の前記1以上の植物タンパク質、特に0.5〜2.0wt%、2.0〜5.0wt%、又は5.0〜15wt%の前記1以上の植物タンパク質を含む、
付記12に記載の水性コロイド分散液。
前記植物タンパク質対前記カゼイン塩の重量比は、3.5:1以上であり、好ましくは4:1〜20:1、特に5:1〜10:1である、
付記12又は13に記載の水性コロイド分散液。
付記12〜14のいずれか1つに記載の水性分散液又は付記1〜11のいずれか1つに記載の方法により調製された水性分散液を乾燥させることを含む、1以上の植物タンパク質が豊富なコアとカゼイン塩が豊富な表面とを含むハイブリッドタンパク質粒子を調製する方法。
少なくとも実質的に付記1,2又は9に記載の1以上の植物タンパク質からなるコアを含み、前記コアは、少なくとも実質的にカゼイン塩で囲まれている、
付記15に記載の方法により得られるハイブリッドタンパク質粒子。
前記1以上の植物タンパク質対前記カゼイン塩の重量比は、3.5:1以上であり、好ましくは4:1〜20:1、特に5:1〜10:1である、
付記16に記載のハイブリッドタンパク質粒子。
前記1以上の植物タンパク質対前記カゼイン塩の重量比は、6:1〜20:1の範囲であり、特に7:1〜15:1の範囲である、
付記17に記載のハイブリッドタンパク質粒子。
約25%以上の分散性を有する、
付記16、17又は18に記載のハイブリッドタンパク質粒子。
付記16、17、18又は19に記載のハイブリッドタンパク質粒子、又は付記12〜14のいずれか1つに記載の水性分散液を含む、
食品製品又は飼料製品。
前記製品は流体である、
付記20に記載の食品製品又は飼料製品。
前記食品製品は、無糖練乳(EVAP)又は加糖練乳(SCM)製品類似物である、
付記21に記載の食品製品。
前記食品製品は、スポーツドリンクである、
付記21に記載の食品製品。
前記食品製品は、乳児用調製粉乳である、
付記20又は21に記載の食品製品。
前記食品製品は、体重管理溶液である、
付記21に記載の食品製品。
前記食品製品は、臨床食品製品である、
付記20、21、24又は25に記載の食品製品。
前記食品製品は、栄養ドリンク、ミルク様飲料、飲用ヨーグルトのような発酵(ミルク様)製品、シェイク、スムージー、ラテコーヒーやカプチーノ飲料のようなコーヒー飲料、チョコレート及び他のココアベースの飲料からなる群より選択される、
付記20〜26のいずれか1つに記載の食品製品。
Claims (27)
- 水性流体中に分散されたコロイド状のタンパク質粒子を含み、前記コロイド状のタンパク質粒子が、カゼイン塩とイネ科の植物種子の1以上の植物タンパク質とを含む、水性分散液を調製する方法であって、
a)水性流体中に、カゼイン塩と前記1以上の植物タンパク質を含む粒子とを分散させた中間体分散液を供給する工程と、
b)前記中間体分散液に破壊的な加圧工程にかけ、前記1以上の植物タンパク質を含む粒子を破壊し、前記コロイド状のタンパク質粒子を含む水性分散液を形成する工程と、
を含む、
方法。 - 水性流体中に分散されたコロイド状のタンパク質粒子を含み、前記コロイド状のタンパク質粒子が、カゼイン塩と20℃の水中において15%以下、好ましくは10%以下の分散性を有する1以上の植物タンパク質とを含む、水性分散液を調製する方法、好ましくは請求項1に記載の方法であって、
a)水性流体中に、カゼイン塩と前記1以上の植物タンパク質を含む粒子とを分散させた中間体分散液を供給する工程と、
b)前記中間体分散液に破壊的な加圧工程をかけ、前記1以上の植物タンパク質を含む粒子を破壊し、前記コロイド状のタンパク質粒子を含む水性分散液を形成する工程と、
を含む、
方法。 - 前記中間体分散液における前記植物タンパク質対前記カゼイン塩の重量比は、1:1〜20:1の範囲であり、好ましくは、3:1〜15:1の範囲であり、特に、4:1〜12:1の範囲であり、さらに特に、5:1〜10:1の範囲である、
請求項1又は2に記載の方法。 - 前記中間体分散液における前記植物タンパク質対前記カゼイン塩との重量比は、6:1〜20:1の範囲であり、特に、7:1〜15:1の範囲である、
請求項3に記載の方法。 - 前記中間体分散液における前記タンパク質の含有量は、1〜30wt%の範囲であり、特に5〜25wt%の範囲であり、さらに特に10〜20wt%の範囲である、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記中間体分散液における前記1以上の植物タンパク質の含有量は、前記中間体分散液における総タンパク質含有量の、少なくとも25wt%であり、好ましくは少なくとも50wt%であり、さらに好ましくは少なくとも65wt%であり、特に少なくとも80wt%である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記加圧は、ホモジナイザーにより、少なくとも40MPa、好ましくは50〜500MPa、特に100〜250MPaの圧力で処理することを含む、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記加圧の間におけるpHは、5.5〜9.0の範囲であり、好ましくは6.0〜8.0の範囲であり、特に6.3〜7.5の範囲である、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記1以上の植物タンパク質は、穀物のものであり、好ましくは、米、オート麦、小麦、コーン、大麦、ライ麦及びモロコシからなる群より選択される穀草又は草からのものであり、さらに好ましくは、米粒タンパク質粒子、オート麦糠タンパク質粒子、グルテン粒子、プロラミン粒子からなる群より選択されるものから作られたものである、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記中間体分散液における前記1以上の植物タンパク質を含む粒子は、1μm〜1mmの範囲のD(4,3)を有し、好ましくは、5〜400μmの範囲のD(4,3)を有する、
請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。 - 前記コロイド状の粒子は、0.2μm〜4μmの範囲のD(4,3)を有し、特に、0.4〜2μmの範囲のD(4,3)を有する、
請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。 - 請求項1,2又は9に記載の1以上の植物タンパク質が豊富なコアとカゼイン塩が豊富な表面とを含む、コロイド状のタンパク質粒子を含む水性コロイド分散液、好ましくは、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法により得られる、分散液。
- 少なくとも0.5wt%の前記1以上の植物タンパク質、特に0.5〜2.0wt%、2.0〜5.0wt%、又は5.0〜15wt%の前記1以上の植物タンパク質を含む、
請求項12に記載の水性コロイド分散液。 - 前記植物タンパク質対前記カゼイン塩の重量比は、3.5:1以上であり、好ましくは4:1〜20:1、特に5:1〜10:1である、
請求項12又は13に記載の水性コロイド分散液。 - 請求項12〜14のいずれか1項に記載の水性分散液又は請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法により調製された水性分散液を乾燥させることを含む、1以上の植物タンパク質が豊富なコアとカゼイン塩が豊富な表面とを含むハイブリッドタンパク質粒子を調製する方法。
- 少なくとも実質的に請求項1,2又は9に記載の1以上の植物タンパク質からなるコアを含み、前記コアは、少なくとも実質的にカゼイン塩で囲まれている、
請求項15に記載の方法により得られるハイブリッドタンパク質粒子。 - 前記1以上の植物タンパク質対前記カゼイン塩の重量比は、3.5:1以上であり、好ましくは4:1〜20:1、特に5:1〜10:1である、
請求項16に記載のハイブリッドタンパク質粒子。 - 前記1以上の植物タンパク質対前記カゼイン塩の重量比は、6:1〜20:1の範囲であり、特に7:1〜15:1の範囲である、
請求項17に記載のハイブリッドタンパク質粒子。 - 約25%以上の分散性を有する、
請求項16、17又は18に記載のハイブリッドタンパク質粒子。 - 請求項16、17、18又は19に記載のハイブリッドタンパク質粒子、又は請求項12〜14のいずれか1項に記載の水性分散液を含む、
食品製品又は飼料製品。 - 前記製品は流体である、
請求項20に記載の食品製品又は飼料製品。 - 前記食品製品は、無糖練乳(EVAP)又は加糖練乳(SCM)製品類似物である、
請求項21に記載の食品製品。 - 前記食品製品は、スポーツドリンクである、
請求項21に記載の食品製品。 - 前記食品製品は、乳児用調製粉乳である、
請求項20又は21に記載の食品製品。 - 前記食品製品は、体重管理溶液である、
請求項21に記載の食品製品。 - 前記食品製品は、臨床食品製品である、
請求項20、21、24又は25に記載の食品製品。 - 前記食品製品は、栄養ドリンク、ミルク様飲料、飲用ヨーグルトのような発酵(ミルク様)製品、シェイク、スムージー、ラテコーヒーやカプチーノ飲料のようなコーヒー飲料、チョコレート及び他のココアベースの飲料からなる群より選択される、
請求項20〜26のいずれか1項に記載の食品製品。
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