JP2020068695A - 食品用冷凍耐性向上用組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍前の食品に添加することで、その食品の冷凍耐性を向上させることができ、食品として安全性が高く、且つ呈味性の無い冷凍耐性向上用組成物を、低コスト且つ環境負荷の少ない方法で製造することである。【解決手段】酵母菌体残渣に細胞壁溶解酵素を適量反応させることで、保水性が著しく向上する。これを冷凍前の食品に添加することで、その食品の冷解凍後の保水性や食感、外観等の物性が維持され、冷凍耐性が向上することを見出した。【選択図】なし

Description

本発明は、酵母菌体残渣から取得される、食品用冷凍耐性向上用組成物にかかるものである。

食品の長期保存において、冷凍保存は非常に有効な方法であり、生鮮食料品や加工食品の長期保存方法として一般的に用いられている。しかしながら、多くの食品は一旦冷凍保存すると、解凍しても冷凍前と全く同じ状態には戻らず、食味、食感、外観などに関わる品質が低下してしまうため、その問題を解決するために様々な方法が考えられてきた。

例えば、不凍たんぱく質（ＡＦＰ）を食品に添加することで氷結晶の生成を抑制し、食品の冷凍変性を防止できることが見出されている。ＡＦＰの取得方法として、遺伝子組み換え菌体からとる方法（特許文献１）や、ワカサギやカイワレなどの天然物から抽出する方法（特許文献２）が報告されている。

特許文献３には、酵母菌体などを培養して得られる代謝物を添加することで、冷凍そばなどの冷凍食品の保存性が高められること、このような代謝組成物はうま味を有する有機酸を含むため、添加した食品にうま味も付与できることが報告されている。
特許文献４には、植物性の飲食品にセロオリゴ糖を添加する方法により、穀物、野菜、果物からなる冷凍飲食品の冷凍保存性が向上することが報告されている。
また、ガラクトマンナンを酵素又は微生物により低分子化させたものを食品に添加することで、たんぱく質の冷凍変性を防止できることも報告されている（特許文献５）。

一方、酵母には核酸、アミノ酸、ペプチドなどの成分が含まれており、その抽出物は医薬品であるグルタチオンの原料や、天然の調味料である酵母エキスとして用いることができるが、抽出の際に大量に副生する酵母菌体残渣の有効利用が課題とされてきた。

酵母エキス抽出後の酵母菌体残渣は、グルカン、マンナン、マンノプロテイン、たんぱく質、脂質、核酸を主要な成分とするものであるが、特許文献６には、酵母菌体残渣の熱抽出物に、冷凍保存性向上効果があることが報告されている。

しかしながら、上記の方法は酵母菌体残渣をさらに抽出しているものであり、酵母菌体残渣そのものをさらに有効に活用する方法が求められている。

ＷＯ９４／０３６１７、特表平１０−５０８７５９号公報 特表２０００−５１５７５１号公報、特開２００３−２５０５７２号公報、特開２００７−１５３８３４号公報 特開２００３−１４４１１８号公報 特開２０１０−２２６９９５号公報 特開２００８−１４３９８６号公報、特開２０１２−２２４６５０号公報 特開２０１４−２３０５４０号公報

本発明が解決しようとする課題は、食品の冷凍耐性向上効果に優れ、食品として安全性が高く、且つ呈味性の無い冷凍耐性向上剤を、低コスト且つ環境負荷の少ない方法で製造することである。また、酵母抽出物の副産物として生成する酵母菌体残渣の有効利用である。

本発明者らは、上記課題の解決につき鋭意研究の結果、酵母菌体残渣に細胞壁溶解酵素を適量反応させることで、保水性が著しく向上することを見出した。これを、冷凍前の食品に添加することで、冷解凍後の食感や外観等の物性が維持され、冷凍耐性を向上させることを見出した。

すなわち本発明は、
（１）酵母由来の食品であって、固形分濃度１０重量％、２５℃混合液において、粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以上である、食品用冷凍耐性向上用組成物、
（２）固形分あたりの蛋白質含量が２０重量％以上、食物繊維含量が２０重量％以上である、上記（１）記載の食品用冷凍耐性向上用組成物、
（３）酵母エキス抽出後の酵母菌体残渣に細胞壁溶解酵素を作用させる工程を有する、上記（１）または（２）記載の食品用冷凍耐性向上用組成物の製造方法、
（４）前記細胞壁溶解酵素がプロテアーゼを含まないグルカナーゼであることを特徴とする上記（３）記載の食品用冷凍耐性向上用組成物の製造方法
（５）
に係るものである。

本発明によると、酵母菌体から酵母エキスなどを抽出した酵母菌体残渣に対し、酵母細胞壁溶解酵素を酵母菌体残渣が特定の粘度になるように作用させることで、その保水性が著しく向上する。本発明を冷凍前の食品に添加することで、冷凍前の食品の保水性が大きく向上するだけでなく、冷解凍後の保水性や食感、外観等の物性が維持され、冷凍耐性を向上させることができる。

本発明の食品用冷凍耐性向上用組成物（以下、「本発明の剤」ともいう。）は原料として酵母エキスなどを抽出した後の菌体残渣を用いることが出来、そこから簡単な工程で菌体残渣そのものを使用することが出来る。トルラ酵母やビール酵母の菌体残渣は、調味料である酵母エキスや他の有用成分の生産に伴って大量に副生しており、本発明はその酵母菌体残渣をまるごと有効利用できるため、コスト、廃棄物削減の点でも、極めて有利である。また、動植物を原料とする場合と比較して、供給不安、価格変動、品質変動のリスクも少ない。

以下に、本発明を具体的に説明する。本発明において原料として用いることのできる酵母菌体の種類は、酵母細胞壁溶解酵素により溶解可能なものである。たとえば、サッカロミセス、エンドミコプシス、サッカロミコデス、ネマトスポラ、キャンディダ、トルロプシス、プレタノミセス、ロドトルラなどの属に属する菌、あるいはいわゆるビール酵母、パン酵母、清酒酵母などが挙げられる。このうち、特に食経験が多いキャンディダ・ユティリス又はサッカロマイセス・セレビシエが望ましい。

本発明の酵母菌体残渣とは、酵母に熱水、酸・アルカリ性溶液、自己消化、機械的破砕等のいずれか一つ以上を用いて抽出処理することにより、酵母エキスまたは有用成分を抜いた後の残渣である。例えば、興人ライフサイエンス（株）製の「ＫＲ酵母」が挙げられる。
このような残渣は一般的に、グルカン、マンナン、蛋白質、脂質、核酸を主要な成分とするものであるが、構造的にはグルカン、マンナン、蛋白質と他の成分が複合体となって強固に結合していることが推察される。

本発明の食品用冷凍耐性向上用組成物を製造する方法は、まず上述の酵母菌体残渣に水を加えて、乾燥菌体重量で５〜２０重量％濃度の菌体懸濁液を調製する。必要であれば、菌体洗浄する工程を設けても良い。具体的な洗浄方法は、例えば、菌体懸濁液を遠心分離して酵母菌体残渣を取得し、再度水を加えて５〜２０重量％濃度の菌体懸濁液を調製する。調製した菌体懸濁液をｐＨ５．５以上、望ましくはｐＨ６．０〜７．０に調整する。

この菌体懸濁液に、細胞壁溶解酵素を添加する。この際に用いる細胞壁溶解酵素は、プロテアーゼを含まないグルカナーゼであることが望ましい。具体的には、ストレプトマイセス属由来のβグルカナーゼ「デナチームGEL」（ナガセケムテックス社製）、Taloromyces属由来のβグルカナーゼ「Giltrase BRX」（DSMジャパン社製）等があり、中でも「デナチームGEL」が望ましい。

一般的に使用されている細胞壁溶解酵素の多くは、配合物または夾雑物としてプロテアーゼ活性物を含有しておりこのような細胞壁溶解酵素をそのまま用いると、得られた細胞壁画分は食物繊維含量の低いものとなる。たとえば、天野エンザイム社製「ツニカーゼFN」は、グルカナーゼとプロテアーゼの混合物の酵素製剤であり、このようなプロテアーゼを含有する酵素製剤を用いる場合には、酵素製剤中のプロテアーゼが作用しないような温度またはpHで作用させる必要がある。
細胞壁溶解酵素の添加量は、使用する原料の酵母残渣及び酵素によって異なるが、原料酵母菌体残渣の乾燥重量１００ｇ当たり４〜２００ｕｎｉｔが望ましく、さらに望ましくは２０〜６０ｕｎｉｔ添加である。

細胞壁溶解酵素の添加後、５０℃以上、望ましくは５０〜７０℃、より望ましくは５５〜６５℃で反応させる。反応時間は、２〜７時間、望ましくは３〜４時間酵素反応させるが、
酵素反応の時間は細胞壁溶解酵素の添加量及び原料の酵母残渣に応じて、適宜調整できる。酵素添加量が少なすぎるか反応時間が短すぎることにより、酵素反応が不十分な場合、反対に、酵素添加量が多すぎるか反応時間が長すぎることにより、酵素反応が進みすぎた場合の、どちらの場合も、冷凍耐性向上効果が不十分なものとなる。酵素反応の調整は、後段の方法により調整できる。

本発明の剤を製造する方法は、前述のように酵素を添加することであるが、使用する酵母残渣、酵素の種類によって、反応条件が異なることがある。酵素反応後の組成物が、固形分１０質量％の状態で、２５℃の粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以上となるように、望ましくは３０００ｍＰａ・ｓ以上となるように、さらに望ましくは５０００ｍＰａ・ｓ以上となるように、酵素添加量、反応時間を調整することで、本発明の剤を製造することができる。

次いで、酵素反応後の組成物について、９０℃、１０分間以上の加熱処理などにより酵素を失活させる。得られた組成物をそのまま食品用冷凍耐性向上用組成物として使用することもでき、または乾燥して濃縮物または粉末にして、使用することもできる。また、本発明の組成物は、食品用冷凍耐性向上剤として利用することもできる。

酵母エキス抽出後の酵母菌体を原料として上記の製法により得られた本発明の剤は、乾燥固形分１０重量％の状態において、または粉末の場合は水と乾燥固形分１０重量％の混合液にした時に、２５℃の粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以上、望ましくは３０００ｍＰａ・ｓ以上、さらに望ましくは５０００ｍＰａ・ｓ以上である。さらには、その乾燥固形分中の蛋白質含量が２０重量％以上、望ましくは４０重量％以上で、食物繊維含量が２０重量％以上、望ましくは２５重量％以上である。

本発明の食品用冷凍耐性向上用組成物は、対象とする食品の製造時または冷凍前に適宜添加することで、対象食品の解凍時の離水を防止することができる。混合方法は任意である。添加量は任意であるが、通常は、０．０１〜５重量％添加することで、対象食品の冷凍耐性を向上させることができる。

＜蛋白質含量の測定方法＞
蛋白質含量測定には加水分解法を用いた。試料を６Ｎ 塩化水素にて１１０℃、２４時間加水分解した後、前処理を行い全自動アミノ酸分析計（日立社製）にて測定して求めた。

＜食物繊維含量の測定方法＞
食物繊維含量測定には加水分解法を用いた。試料を１Ｎ硫酸にて１１０℃、３．５時間加水分解して中和後、加水分解生成物であるマンノース、グルコースを液体クロマトグラフィーにて測定し、グルカン・マンナンへ換算して求めた。検出にはＲＩ検出器、分離カラムはＳＰ８１０（Ｓｈｏｄｅｘ）、移動相は超純水を使用した。

＜粘度の測定方法＞
粘度は、ｂ型粘度計（ＴＯＫＩＭＥＣ社製、ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ−ＢＭ）を使用し、１０重量％、２５℃の粘度を測定した。

＜実施例＞
キャンディダ・ユティリス酵母エキス抽出後の酵母菌体「ＫＲ酵母」（興人ライフサイエンス社製）１ｋｇを水に懸濁して１０質量％とした後、６０℃、ｐＨ６．５に調整後、細胞壁溶解酵素（ナガセケムテックス社製「デナチームＧＥＬ」）を１ｇ加え、３時間作用させた。次いで９０℃、１５分で加熱処理した後、乾燥して粉末化し、実施例１の組成物を得た。この組成物の１０重量％濃度、２５℃の粘度は５７００ｍＰａ・ｓであった。乾燥物中の蛋白質含量は５７重量％、食物繊維含量は２１重量％であった。この実施例１の組成物は、食品用冷凍耐性向上用組成物として用いることができる。

＜たんぱくゲルの作製方法＞
大豆、乳清、卵白由来のたんぱく質を適当な割合で配合した混合たんぱくの粉末を１５重量％となるように水に溶解した。これに実施例１の粉末を、混合たんぱく溶液重量当たり０．１、０．５、１、２、５％添加し、混合した。それぞれ直径３０ｍｍの円筒型の容器に充填し、８０℃で６０分間オートクレーブにて加熱してゲル化させた後、一晩冷蔵庫で冷却して、混合たんぱくゲルを得た。

＜離水率の測定＞
直径９０ｍｍのシャーレに円形定性ろ紙２枚を敷き、その上に厚さ１０ｍｍの輪切りにした混合たんぱくゲルを量り取った。蓋をして冷蔵庫で２４時間保存後、又は蓋をして１週間−１０℃の冷凍庫で保存し、室温で解凍した後、混合たんぱくゲルと上側のろ紙を取り除き、下側のろ紙の重量を測定した。下側のろ紙の保存前後の重量の増加量を離水量とし、離水率を下記の式で算出した。
離水率（％）＝（離水量／ゲル重量）×１００

図１に、混合たんぱくゲルの離水率の測定結果のグラフを示す。実施例１の組成物の添加量を増やすほどに、冷蔵保存後、冷解凍後共に混合たんぱくゲルの離水は対照区と比較して抑制されることが確認された。

＜ゲル強度の測定＞
厚さ１０ｍｍの輪切りにした混合たんぱくゲルをプランジャーで押しつぶした際の荷重の変化をクリープメータ（株式会社山電製、ＲＥ２−３３００５Ｓ）にて測定した。尚、測定はプランジャー径５ｍｍ、測定歪率６０％、測定速度１ｍｍ／ｓｅｃの条件にて実施した。

図２に、混合たんぱくゲルをプランジャーで押しつぶした際の最大強度のグラフ、図３に、混合たんぱくゲルをプランジャーで押しつぶした際の荷重の変化を示す。実施例１の組成物を添加していない対照区の混合タンパクゲルは冷解凍後に簾が発生してスポンジ状になり、ゲルを破断させるために力を要し、ゲルが変質した。他方、実施例１の組成物を添加するほどに、冷解凍後の簾の発生は抑制され、ゲルを破断させるのに必要な力は対照例の冷蔵保存後に近づき、ゲルに冷凍耐性が付与されることが確認された。

＜冷凍ミンチ肉＞
市販の牛豚合挽き肉１００ｇに対し、実施例１の組成物を１重量％加えよく混合して３日間冷凍した。３日後、紙タオルの上に乗せて室温にて半日程度放置して解凍し、ドリップの状態を評価した。牛豚合挽き肉に対し、何も添加せず同様に混合したものを対照例とした。

結果を図４に示す。
対照例では解凍時にドリップが発生した一方で、実施例１の組成物を１重量％添加したものはドリップが抑えられ、牛豚合挽き肉の冷凍耐性が向上することが確認された。

＜だし巻き卵＞
市販の鶏卵をよく溶きほぐし、溶き卵８０重量％に対し、市販のめんつゆを２重量％、水を１８重量％加えてよく混合したものをだし卵溶液とし、実施例１の組成物を０．１、１重量％添加してよく混合した。何も添加しないだし卵溶液を対照例とした。それぞれのだし卵溶液を同じ容量のフライパンで同様の火加減で焼成し、だし巻き卵とした。

＜だし巻き卵の離水率の測定＞
焼成後のだし巻き卵を室温にて２時間放置して粗熱をとった後、２ｃｍ幅の輪切りにした。
・各だし巻き卵断片を紙タオルの上に置き、冷蔵庫で２４時間保存後、紙タオルの重量の増加量を離水量として、冷蔵保存後の離水率を算出した。
・各だし巻き卵断片をラップに包んで３日間冷凍した後、紙タオルの上に乗せて室温にて半日程度放置して解凍し、紙タオルの重量の増加量を離水量として、自然解凍後の離水率を算出した。
・各だし巻き卵断片をラップに包んで３日間冷凍した後、電子レンジで解凍しただし巻き卵の重量の減少量を離水量として、レンジ解凍後の離水率を算出した。
離水率（％）＝（離水量／ゲル重量）×１００

だし巻き卵の離水率の結果を図５のグラフに示す。実施例１の組成物を添加することで、冷蔵保存後、常温解凍後、レンジ解凍後共にだし巻き卵の離水は対照区と比較して抑制されることが確認された。

図６は、レンジ解凍後のだし巻き卵の断面である。対照例では簾が入って断面に空洞が多数見られるが、実施例１の組成物を添加することで簾の発生は抑えられ、断面はきめ細やかになり、冷凍耐性が向上していることが確認された。

本発明の剤は、主に魚介類、畜肉、乳、卵などを原料とする食品に添加することで、冷解凍後の品質劣化を著しく抑制することができる。

混合たんぱくゲルの離水率の測定結果のグラフである。 混合たんぱくゲルをプランジャーで押しつぶした際の最大強度のグラフである。 混合たんぱくゲルをプランジャーで押しつぶした際の荷重の変化を示したグラフである。 牛豚合挽き肉を冷凍して解凍した際の、ドリップの状態を示す写真である。 だし巻き卵の離水率の結果を示すグラフである。 レンジ解凍後のだし巻き卵の断面の写真である。

Claims (5)

1. 酵母由来の食品であって、固形分濃度１０重量％、２５℃混合液において、粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以上である、食品用冷凍耐性向上用組成物。
2. 固形分あたりの蛋白質含量が２０重量％以上、食物繊維含量が２０重量％以上である、請求項１に記載の食品用冷凍耐性向上用組成物。
3. 酵母エキス抽出後の酵母菌体残渣に細胞壁溶解酵素を作用させる工程を有する、請求項１または請求項２に記載の食品用冷凍耐性向上用組成物の製造方法。
4. 前記細胞壁溶解酵素がプロテアーゼを含まないグルカナーゼであることを特徴とする請求項３に記載の食品用冷凍耐性向上用組成物の製造方法。
5. 請求項１又は２に記載の組成物を食品に添加し、冷凍耐性を向上させる方法。