JP2019103524A - 豆類タンパク質製品の製造 - Google Patents
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Abstract
Description
本願の譲受人に譲渡された、その開示が参照により本明細書に組み込まれている、2011年5月9日出願の米国特許出願第13/103,528号(2011年11月10日公開の米国特許出願公開第2011−027497号)、2011年11月4日出願の同第13/289,264号(2012年5月31日公開の米国特許出願公開第2012−0135117号)、および2012年7月24日出願の同第13/556,357号(2013年7月25日公開の米国特許出願公開第2013−0189408号)において、乾燥重量基準で少なくとも約60重量%(N×6.25)のタンパク質含量を有する新規豆類タンパク質製品、好ましくは少なくとも約90重量%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有する豆類タンパク質単離物(isolate)の提供が記載されている。その豆類タンパク質製品は、特有な特性の組合せを有し、即ち:
・約4.4未満の酸性のpH値において水性媒体に完全に可溶である、
・約4.4未満の酸性のpH値において水性媒体中で熱安定性ある、
・溶液中にタンパク質を維持するために、安定剤および他の添加剤を必要としない、
・フィチン酸含有量が少ない、・その製造において酵素を必要としない。
(a)カルシウム塩水溶液、好ましくは塩化カルシウム水溶液を用いて豆類タンパク質源を抽出し、タンパク質源から豆類タンパク質を可溶化(solubilization)させ、豆類タンパク質水溶液を形成するステップ、
(b)豆類タンパク質水溶液を残留豆類タンパク質源から分離するステップ、
(c)任意選択で、豆類タンパク質水溶液を希釈するステップ、
(d)豆類タンパク質水溶液のpHを約1.5〜約4.4、好ましくは約2〜約4に調整し、酸性化豆類タンパク質溶液を生成するステップ、
(e)任意選択で、酸性化豆類タンパク質溶液がまだ清澄(clear)でない場合に、酸性化豆類タンパク質溶液を清澄化するステップ、
(f)ステップ(b)から(e)の代わりに、任意選択で、合わさった(combined)豆類タンパク質水溶液と残留豆類タンパク質源とを、希釈して、次いでpHを約1.5〜約4.4、好ましくは約2〜約4に調整し、次いで、酸性化され好ましくは清澄である豆類タンパク質溶液を残留豆類タンパク質源から分離するステップ、
(g)任意選択で、選択膜技術を使用することによりイオン強度を実質的に一定に維持しながら、豆類タンパク質水溶液を濃縮するステップ、
(h)任意選択で、任意選択で濃縮された豆類タンパク質溶液をダイアフィルトレーションする(diafiltering)ステップ、および
(i)任意選択で、任意選択で濃縮され、任意選択でダイアフィルトレーションされた豆類タンパク質溶液を乾燥させるステップ
を含む方法により製造される。
ディスクスタック型遠心分離機によって収集されたより細かい固体物質は、任意選択で洗浄して不純物を取り除き、乾燥して、少なくとも約50重量%、好ましくは少なくとも約60重量%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有する豆類タンパク質製品、より好ましくは少なくとも約65重量%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有する豆類タンパク質濃縮物を提供することができることが今や見出された。該豆類タンパク質製品は、限定はされないが、栄養バー(nutrition bars)等の加工食品や飲料のタンパク質強化を含む、様々なタンパク質製品の用途において使用することができる。豆類タンパク質製品は、栄養補助食品として使用することもできる。その他、豆類タンパク質製品は、ペットフード、動物の飼料ならびに工業および化粧品用途、ならびにパーソナルケア製品においても使用される。
(a)カルシウム塩水溶液を用いて豆類タンパク質源を抽出して、該タンパク質源から豆類タンパク質の可溶化を引き起こし、豆類タンパク質水溶液を形成するステップ、
(b)豆類タンパク質水溶液を、残留豆類タンパク質源の大半から分離するステップ、
(c)第2の分離ステップを該豆類タンパク質溶液に適用し、最初の分離ステップで除去されなかったより細かい残留固体を回収するステップ、
(d)ステップ(b)から(c)の代わりに、任意選択で、合わさった豆類タンパク質水溶液と残留豆類タンパク質源とを、希釈し、次いでpHを約1.5〜約4.4、好ましくは約2〜約4に調整し、次いで、酸性化豆類タンパク質水溶液を残留豆類タンパク質源の大半から分離し、該酸性化豆類タンパク質溶液に第2の分離ステップを適用して、最初の分離ステップでは除去されなかったより細かい固体を回収するステップ、
(e)任意選択で、該より細かい固体を洗浄して、不純物を除去するステップ、および
(f)任意選択で、第2の分離ステップで回収され、任意選択で洗浄された、より細かい固体を乾燥して、豆類タンパク質製品を得るステップ、
を含む方法が提供される。
(a)豆類タンパク質源を水と混合してスラリーを形成するステップ、
(b)豆類タンパク質水溶液を、スラリーの他の成分の大半から分離するステップ、
(c)カルシウム塩を豆類タンパク質水溶液に加え、フィチン酸カルシウムを沈殿する(precipitate)ステップ、
(d)第2の分離ステップをカルシウム処理された豆類タンパク質溶液に適用して、沈澱物と、最初の分離ステップ(b)において除去されなかったより細かい固体とを回収するステップ、
(e)ステップ(d)の代わりに、任意選択で、カルシウム処理された豆類タンパク質溶液を、希釈し、次いでpHを約1.5〜約4.4、好ましくは約2〜約4に調整し、次いで、該酸性化カルシウム処理豆類タンパク質溶液に第2の分離ステップを適用して、沈澱物および最初の分離ステップ(b)では除去されなかったより細かい固体を回収するステップ、
(f)任意選択で、第2の分離ステップで回収された固体物質を洗浄して、不純物を除去するステップ、および
(g)任意選択で、第2の分離ステップで回収され、任意選択で洗浄された固体を乾燥するステップ、
を含む方法が提供される。
(a)少なくとも2.5重量%d.b.のフィチン酸含量、
(b)約1.5重量%d.b.未満の粗繊維(crude fibre)含量、
(c)約3〜6のpH範囲にわたって、実施例5に記載のタンパク質法(protein method)により決定された溶解度が約15重量%未満の溶解度、
(d)約3〜6のpH範囲にわたって、実施例5に記載のペレット法(pellet method)により決定された溶解度が約25重量%未満の溶解度、
(e)約2.5ml/g未満の水結合能(water binding capacity)、
(f)約2ml/g未満の油結合能(oil binding capacity)、
からなる群から選択される少なくとも1つのパラメータ
を有する豆類タンパク質製品が提供される。
上記の特許出願におけるおよび本明細書で利用される豆類タンパク質製品を提供する方法の最初のステップは、豆類タンパク質源から豆類タンパク質の可溶化を伴う。本発明を適用することができる豆類には、限定はされないが、レンズ豆、ひよこ豆、乾燥えんどう豆(pea)および乾燥ビーン(bean)が含まれる。豆類タンパク質源は、豆類または任意の豆類製品または豆類の加工に由来する副産物とすることができる。例えば、豆類タンパク質源は、場合によりさやをむいた豆類を粉砕することにより調製された粉であってもよい。別の例として、豆類タンパク質源は、豆類のさやをむき粉砕した後、さやをむいて粉砕した材料をでんぷんに富む画分とタンパク質に富む画分とに風力分級することにより形成されたタンパク質に富む豆類の画分であってもよい。豆類タンパク質源から回収された豆類タンパク質製品は、豆類中に天然に存在するタンパク質であってもよく、またはタンパク質性物質は、遺伝子操作により改変されたが天然タンパク質の特徴的な疎水性および極性を有するタンパク質であってもよい。
本発明のこの態様において、豆類タンパク質源物質からのタンパク質の可溶化は、塩化カルシウム溶液を使用することで最も都合よく行うことができるが、その他のカルシウム塩の溶液を使用してもよい。さらに、マグネシウム塩など、他のアルカリ土類金属化合物を使用することができる。さらに、豆類タンパク質源からの豆類タンパク質の抽出は、カルシウム塩溶液を、塩化ナトリウムなどの別の塩溶液と組み合わせて使用することで行うことができる。加えて、本発明の形態において、豆類タンパク質源からの豆類タンパク質の抽出を、水、または塩化ナトリウム溶液などの他の塩溶液を使用して行い、その後、抽出ステップにおいて生成された豆類タンパク質水溶液にカルシウム塩を添加し、フィチン酸カルシウムを沈殿することができる。
本発明のこの態様において、豆類タンパク質源物質から豆類タンパク質の抽出は、水を用いて行われる。バッチ処理法では、豆類タンパク質源は、約1〜約60分の間、約1℃〜約70℃、好ましくは約15℃〜約65℃、より好ましくは約20℃〜約35℃の温度で水と合わされ、好ましくは撹拌される。利用される豆類タンパク質の濃度および該豆類タンパク質源のでんぷん含量が、試料(sample)の粘度がひどく高く(prohibitive)ならない程度である場合、70℃よりも高い温度、例えば約100℃までの温度を採用することもできる。オーバーオールで高い製品収率をもたらすため、豆類タンパク質源から実質的に実行可能な限り多くのタンパク質を抽出するように、この混合ステップを行うことが好ましい。
例1
この例は、水を用いたえんどう豆タンパク質の抽出を行い、えんどう豆タンパク質水溶液の処理を例示する。
この例は、塩化カルシウム溶液を用いたえんどう豆タンパク質の抽出を行い、えんどう豆タンパク質水溶液の処理を例示する。
この例は例1および2に記載のように製造された、噴霧乾燥されたイエローピータンパク質製品のフィチン酸含量を例示する。
この例は、例1および2の方法で製造された噴霧乾燥されたイエローピータンパク質製品のいくつかにおいて、粗繊維の含有量の評価を含む。粗繊維のレベルは、AOCS手順Ba 6a−05(AOCS Procedure Ba 6a−05)に従って測定される。
この例は、例1および2の方法で製造された噴霧乾燥されたイエローピータンパク質製品のいくつかにおいて、水への溶解度の評価を含む。溶解度は、タンパク質溶解度(いわゆるタンパク質法、Morr et al.,J.Food Sci.50:1715−1718の手順の改良版)および総製品溶解度(いわゆるペレット法)を基に試験された。
1)溶解度(タンパク質法)(%)=(上澄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−(乾燥不溶性沈渣物質重量/((20mlの分散液の重量/50mlの分散液の重量)×最初の乾燥タンパク質粉末重量)))×100
100%を超えた計算値は、100%として報告した。
この例は、例1および2の方法により製造された噴霧乾燥されたイエローピータンパク質製品の水結合能を例示する。
WBC(ml/g)=(水飽和した試料の質量(g)−最初の試料の質量(g))/(最初の試料の質量(g)×試料の総固形分含量)。
この例は、例1および2の方法により製造された噴霧乾燥されたイエローピータンパク質製品の油結合能を例示する。
OBC(ml/g)=((油飽和した試料の質量(g)−最初の試料の質量(g)/0.914g/ml)/(最初の試料の質量(g)×試料の総固形分含量)。
この例は、塩化カルシウム溶液を使用したレンズ豆タンパク質の抽出を行い、レンズ豆タンパク質水溶液の処理を例示する。
本開示を要約すると、豆類タンパク質製品、好ましくは豆類タンパク質濃縮物は、豆類タンパク質抽出物溶液の清澄化からの副生成物として製造される。本発明の範囲内において変更が可能である。
Claims (28)
- 少なくとも50重量%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有する豆類タンパク質製品を形成する方法であって:
(a)カルシウム塩水溶液を用いて豆類タンパク質源を抽出して、該タンパク質源からの豆類タンパク質の可溶化を引き起こし、豆類タンパク質水溶液を形成するステップ、
(b)豆類タンパク質水溶液を、残留豆類タンパク質源の大半から分離するステップ、
(c)第2の分離ステップを豆類タンパク質溶液に適用し、最初の分離ステップで除去されなかったより細かい残留固体を取り出すステップ、
(d)ステップ(b)から(c)の代わりに、任意選択で、合わさった豆類タンパク質水溶液と残留豆類タンパク質源とを、約0.1〜約10倍容、好ましくは約0.5〜2倍容の水性希釈剤を用いて希釈し、次いで混合物のpHを、約1.5〜約4.4、好ましくは約2〜約4に調整し、次いで酸性化豆類タンパク質水溶液を残留豆類タンパク質源の大半から分離し、該酸性化タンパク質溶液に第2の分離ステップを行って最初の分離ステップで除去されなかったより細かい固体を回収するステップ、
(e)任意選択で、第2の分離ステップで回収されたより細かい固体を洗浄して、不純物を除去するステップ、および
(f)任意選択で、第2の分離ステップで回収され、任意選択で洗浄されたより細かい固体を乾燥して豆類タンパク質製品を提供するステップ、
を含む方法。 - 前記カルシウム塩が塩化カルシウムである、請求項1に記載の方法。
- 前記カルシウム塩溶液が約1.0M未満の濃度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記カルシウム塩溶液の濃度が約0.10〜約0.15Mである、請求項3に記載の方法。
- 前記抽出ステップが、約1℃〜約100℃、好ましくは約15℃〜約65℃、より好ましくは約20℃〜約35℃の温度で行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記カルシウム水溶液を用いた抽出が、約4.5〜約11、好ましくは約5〜約7のpHで実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記豆類タンパク質水溶液が、約5〜約50g/L、好ましくは約10〜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。
- 前記カルシウム塩水溶液が酸化防止剤および/または消泡剤を含有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の分離ステップにおいて回収された固体が、少なくとの1回の洗浄ステップにおいて、約1倍容と約20倍容の間の、好ましくは約1〜約10倍容の水で洗浄される、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1回の洗浄ステップが酸性化水を用いて行われる、請求項9に記載の方法。
- 前記酸性化水が約4.2〜約4.8のpHを有する、請求項10に記載の方法。
- 前記豆類タンパク質製品が、少なくとも約60重量%(N×6.25)d.b.のタンパク質濃度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記豆類タンパク質製品が、少なくとも約65重量%(N×6.25)d.b.のタンパク質濃度を有する、請求項12に記載の方法。
- 少なくとも約50重量%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有する豆類タンパク質製品を形成する方法であって:
(a)豆類タンパク質源を水と混合して、スラリーを形成するステップ、
(b)豆類タンパク質水溶液を、スラリーの他の成分の大半から分離するステップ、
(c)カルシウム塩を豆類タンパク質水溶液に加え、フィチン酸カルシウムを沈殿させるステップ、
(d)第2の分離ステップをカルシウム処理された豆類タンパク質溶液に適用して、沈澱物ならびに最初の分離ステップ(b)において除去されなかったより細かい固体を回収するステップ、
(e)ステップ(d)の代わりに、任意選択で、カルシウム処理された豆類タンパク質溶液を、約0.1〜約10倍容、好ましくは約0.5〜2倍容の水性希釈剤を用いて希釈し、次いで混合物のpHを、約1.5〜約4.4、好ましくは約2〜約4に調節し、次いで、該酸性化カルシウム処理豆類タンパク質溶液に第2の分離ステップを行い、沈澱物ならびに最初の分離ステップ(b)において除去されなかったより細かい固体を回収するステップ、
(f)任意選択で、第2の分離ステップで回収された固体物質を洗浄して、不純物を除去するステップ、および
(g)任意選択で、第2の分離ステップで回収され、任意選択で洗浄された固体を乾燥するステップ、
を含む方法。 - 前記水抽出ステップが、約1〜約60分間、約1℃〜約70℃、好ましくは約15℃〜約65℃、より好ましくは約20℃〜約35℃の温度で行われる、請求項14に記載の方法。
- 前記水抽出が、約4.5〜約11、好ましくは約5〜約7のpHで行われる、請求項14に記載の方法。
- 前記豆類タンパク質水溶液が、250g/L未満、好ましくは約5〜約100g/L、より好ましくは約5〜約50g/Lのタンパク質濃度を有する、請求項14に記載の方法。
- 前記カルシウム塩がカルシウム塩水溶液の形で加えられる、請求項14に記載の方法。
- 前記カルシウム塩が、約1.0M未満、好ましくは約0.05Mと約0.15Mとの間のカルシウム塩濃度を有するカルシウム処理された溶液を与える量で加えられる、請求項14に記載の方法。
- 前記カルシウム処理されたタンパク質溶液が、約60分までの間、好ましくは約15〜約30分間、約1℃〜約100℃の温度、好ましくは約15℃〜約65℃、より好ましくは約20℃〜約35℃の温度で混合される、請求項19に記載の方法。
- 前記第2の分離ステップにおいて回収された固体が、少なくとの1回の洗浄ステップにおいて、約1倍容と約20倍容の間の、好ましくは約1〜約10倍容の水で洗浄される、請求項14に記載の方法。
- 前記少なくとも1回の洗浄ステップが酸性化水を用いて行われる、請求項21に記載の方法。
- 前記酸性化水が約4.2〜約4.8のpHを有する、請求項22に記載の方法。
- 前記豆類タンパク質製品が、少なくとも約60重量%(N×6.25)d.b.のタンパク質濃度を有する、請求項14に記載の方法。
- 前記豆類タンパク質製品が、少なくとも約65重量%(N×6.25)d.b.のタンパク質濃度を有する、請求項24に記載の方法。
- 少なくとも約50重量%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有し、かつ、
(a)少なくとも2.5重量%d.b.のフィチン酸含量、
(b)約1.5重量%d.b.未満の粗繊維含量、
(c)約3〜約6のpH範囲にわたって、実施例5に記載のタンパク質法により決定された溶解度が約15重量%未満の溶解度、
(d)約3〜約6のpH範囲にわたって、実施例5に記載のペレット法により決定された溶解度が約25重量%未満の溶解度、
(e)約2.5ml/g未満の水結合能、ならびに
(f)約2ml/g未満の油結合能、
からなる群から選択される少なくとも1つのパラメータを有する、
豆類タンパク質製品。 - 少なくとも60重量%のタンパク質含量を有する、請求項26に記載の豆類タンパク質製品。
- 少なくとも65重量%のタンパク質含量を有する濃縮物である、請求項26に記載の豆類タンパク質製品。
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