JP2022063269A - 小豆由来の機能性組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】本明細書では、広範囲の食品用途のために高機能性を有する小豆タンパク質単離物の製造方法が提供される。【解決手段】いくつかの実施形態では、単離物の製造方法は、(a)例えば、約6.5~10.0のpHの水溶液中で小豆タンパク質供給源から1つまたは複数の小豆タンパク質を抽出することと、(b)2つの方法:(i)グロブリンリッチな画分の等電点に近いpH、例えば約5.0~6.0のpHにおいて抽出物からタンパク質を沈殿させること、および/または(ii)精密ろ過、限外ろ過もしくはイオン交換クロマトグラフィなどのろ過を用いて抽出物からタンパク質を分画および濃縮することのうち少なくとも1つを用いて抽出物からタンパク質を精製することと、(c)精製タンパク質単離物を回収することとから選択される1つまたは複数のステップを含む。【選択図】なし

Description

1.発明の分野
本開示は、小豆タンパク質単離物組成物、このような組成物の製造方法、およびこのような組成物から得ることができる食品に関する。
2.背景
マメ科植物タンパク質単離物および濃縮物を抽出するために使用される従来の方法およびプロセスは、アルカリ抽出および酸沈殿または限外ろ過(湿式プロセス)、ならびに空気分級(乾式プロセス)を含む。これらの方法によって製造されるマメ科植物タンパク質組成物の品質は、これらを調製するために使用される操作条件に直接依存する。酸性、アルカリ性または中性の抽出プロセスの適用は、得られるタンパク質組成物の機能特性、例えば発泡または乳化特性に直接影響を与え、これにより、結果として生じるタンパク質組成物は、特定の用途に適さなくなる。従って、食品用途に関連して所望の特性を付与するようにタンパク質組成物を修飾することが必要であり得る。
動物タンパク質代用品として大豆およびエンドウ豆などの植物ベースのタンパク質を使用することは、消費者が従来の動物ベースの製品の代替品を探し求めるにつれて一層大きく注目を集めているが、異臭を除去しながら機能特性を再現することは、依然として対処する必要のある課題である。
従って、必要とされるのは、種々の用途に適した1つまたは複数の所望の官能特性(organoleptic property)を再現することを含む、1つまたは複数の所望の機能特性を示す精製植物タンパク質単離物を製造するための方法および組成物である。本明細書には、現在の技術の限界に対処する方法が開示される。
本明細書には、精製小豆タンパク質単離物を製造するための方法および組成物が記載される。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、少なくとも60重量%の小豆タンパク質含量を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、小豆タンパク質の本来未修飾の供給源(otherwise unmodified source)と比べて低減された酸化酵素活性を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、小豆タンパク質の本来未修飾の供給源と異なる1つまたは複数の調節された官能特性を含む。
本明細書では、広範囲の食品用途のために高機能性を有する小豆タンパク質単離物を製造するための方法も提供される。いくつかの実施形態では、単離物を製造するための方法は、
(a)水溶液中で小豆タンパク質供給源から1つまたは複数の小豆タンパク質を抽出すること(いくつかの実施形態では、抽出は、約6.5~10.0のpHで実施される)と、
(b)2つの方法:
(i)グロブリンリッチな画分の等電点に近いpH、例えば約5.0~6.0のpHにおいて抽出物からタンパク質を沈殿させること、および/または
(ii)精密ろ過、限外ろ過もしくはイオン交換クロマトグラフィなどのろ過を用いて抽出物からタンパク質を分画および濃縮すること
の少なくとも1つを用いて抽出物からタンパク質を精製することと、
(c)精製タンパク質単離物を回収することと
から選択される1つまたは複数のステップを含む。
特定の実施形態では、抽出は、約7.0で実施される。他の特定の実施形態では、小豆タンパク質の等電沈殿は、pH5.6+/-0.2で実施される。
小豆タンパク質の供給源から食用小豆タンパク質単離物を製造するためのプロセスも開示され、本プロセスは、タンパク質リッチな画分を得るために、小豆タンパク質の供給源を分画プロセスに供することであって、タンパク質リッチな画分の少なくとも50重量%は、1つまたは複数のグロブリン型タンパク質を含むかまたはそれからなる、ことと;少なくとも1つの不純物を低減することであって、少なくとも1つの不純物は、食用小豆タンパク質単離物における悪臭または異臭に関連する、ことと;食用小豆タンパク質単離物を得るために、タンパク質リッチな画分を精製することとを含み、食用タンパク質単離物の少なくとも60重量%は、小豆タンパク質であり、食用タンパク質単離物の酸化酵素活性は、小豆タンパク質の供給源の対応する酸化酵素活性よりも低く、および食用タンパク質単離物の官能特性は、小豆タンパク質の供給源の対応する官能特性と異なる。
本発明の好ましい態様によると、卵の置換のための方法および組成物が提供され、前記組成物は、トランスグルタミナーゼによって修飾された植物ベースのタンパク質単離物を含み、前記組成物は、本質的に卵を含まず、前記組成物は、天然の卵の1つまたは複数の機能特性を含む。好ましくは、組成物は、天然の卵の乳化特性を含む。より好ましくは、組成物は、0.0001%~0.0125%のトランスグルタミナーゼによって修飾された植物ベースのタンパク質単離物を提供し、かつリポキシゲナーゼまたは脂質を酸化し得る他の酵素の著しく低減された活性を示す。
特定の態様では、本明細書に記載される方法および組成物は、以下の特徴:渋い、豆っぽい、苦い、焦げた、バターのような、ナッツのような、甘い、酸っぱい、フルーティな、フローラルな、ウッディな、土のような、豆っぽい、スパイシーな、メタリックな、甘い、かび臭い、草のような、グリーンな、油っぽい、酢のような、ニュートラルなおよび淡白な風味または芳香(bland flavor or aromas)の1つまたは複数の調節された官能特性を有する精製タンパク質単離物を提供する。好ましくは、精製タンパク質単離物は、以下:渋い、豆っぽい、苦い、焦げた、バターのような、ナッツのような、甘い、酸っぱい、フルーティな、フローラルな、ウッディな、土のような、豆っぽい、スパイシーな、メタリックな、甘い、かび臭い、草のような、グリーンな、油っぽい、酢のような、ニュートラルなおよび淡白な風味または芳香の1つまたは複数の低減または不在などの調節された官能特性を示す。
精製タンパク質単離物は、種々の食品用途に適しており、例えば、卵を含まない食用エマルション、卵類似品、卵を含まないスクランブルエッグ、卵を含まないパティ、卵を含まないパウンドケーキ、卵を含まないエンゼルフードケーキ、卵を含まないイエローケーキ、卵および乳製品を含まないクリームチーズ、卵を含まないパスタ生地、卵を含まないカスタード、卵を含まないアイスクリーム、ならびに乳製品を含まない乳中に取り込まれている。精製タンパク質単離物は、クリームチーズ、パスタ生地、パスタ、乳または乳様飲料、前記乳または乳様飲料を含む食品、カスタード、アイスクリーム、冷凍デザート、食肉レプリカ(例えば、デリミートレプリカ);乳化押出肉(emulsified extruded meat)(例えば、ソーセージ、フィッシュケーキレプリカ);ディップ、フィリングおよびスプレッド、チップス、ならびにクラッカーの植物ベースの類似品としての使用にも適している。他の用途も本明細書に記載される機能性小豆タンパク質単離物に適しており、上記のリストは非限定的である。
本明細書に記載される方法に従って小豆タンパク質を単離するための一般的なプロセス図を示す。 水抽出ステップにおいてトランスグルタミナーゼを用いてタンパク質を単離するため一般的なプロセス図を示す。 精製ステップにおいてトランスグルタミナーゼを用いてタンパク質を単離するための一般的なプロセス図を示す。 精製ステップにおいてトランスグルタミナーゼを用いて乾式分画によってタンパク質を単離するための一般的なプロセス図を示す。 本明細書で提供される方法に従ってタンパク質単離物を調製するためのプロセスの一実施形態を提供する。 パイロット規模のタンパク質単離のための一般的なプロセスのブロック流れ図を示す。 異なる精製タンパク質単離物の変性温度プロファイルを図示する。 本明細書で提供される小豆タンパク質単離物のキャピラリーゲル電気泳動分析から得られたタンパク質プロファイルクロマトグラムを示す。 本明細書で提供される小豆タンパク質単離物について81.2℃の熱変性温度を示すサーモグラムを示す。 単離物ペレットを洗浄することによって調製された小豆単離物(DMT0001)および沈殿緩衝液のペレットを洗浄することなく調製された小豆単離物(FXL0001)、ならびにいくつかの基準材料の溶解度を示す。 種々の溶媒条件下で沈殿緩衝液の単離物ペレットを洗浄することなく調製された小豆単離物(FXL0001)の溶解度を示す。 種々の溶媒条件下で沈殿緩衝液の単離物ペレットを洗浄することによって調製された小豆単離物(DMT0001)の溶解度を示す。 種々の緩衝液およびタンパク質条件において、単離物ペレットを洗浄することによって調製された小豆単離物(DMT0001)および沈殿緩衝液のペレットを洗浄することなく調製された小豆単離物(FXL0001)、ならびにいくつかの基準材料の泡安定性を示す。 種々の緩衝液およびタンパク質条件において、単離物ペレットを洗浄することによって調製された小豆単離物(DMT0001)および沈殿緩衝液のペレットを洗浄することなく調製された小豆単離物(FXL0001)、ならびにいくつかの基準材料のエマルション安定性を示す。より低い安定性指標値は、経時的により安定なエマルションを示す。 種々の緩衝液およびタンパク質条件において、単離物ペレットを洗浄することによって調製された小豆単離物(DMT0001)およびいくつかの基準材料の加熱によって形成されたゲルのゲル化開始温度を示す。 種々の緩衝液およびタンパク質条件において、単離物ペレットを洗浄することによって調製された小豆単離物(DMT0001)およびいくつかの基準材料のゲル弾性対ゲル強度を示す。 種々の緩衝液およびタンパク質条件において、単離物ペレットを洗浄することによって調製された小豆単離物(DMT0001)およびいくつかの基準材料のゼロせん断速度における粘度を示す。 種々の緩衝液およびタンパク質条件において、単離物ペレットを洗浄することによって調製された小豆単離物(DMT0001)およびいくつかの基準材料の降伏応力を示す。
5.実施形態の詳細な説明
5.1 用語
本明細書で使用される場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」および「その(the)」は、文脈が他に明確に示さない限り、複数の指示対象を含む。
「約」という用語は、指示値およびその値の上下の範囲を示し、これらを包含する。特定の実施形態では、「約」という用語は、指定値±10%、±5%または±1%を示す。特定の実施形態では、「約」という用語は、指定値±その値の1標準偏差を示す。
「低減する」という用語は、基準値と比べた指示値の減少または低下を示す。いくつかの実施形態では、「低減する」(「低減」を含む)という用語は、基準値と比べて約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%の指示値の減少または低下を指す。いくつかの実施形態では、「低減する」(「低減」を含む)という用語は、基準値と比べて少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%の指示値の減少または低下を指す。
本明細書で使用される場合、「卵」という用語は、鶏卵、他の鳥の卵(例えば、ウズラ卵、アヒル卵、ダチョウ卵、シチメンチョウ卵、チャボ卵、ガチョウ卵など)および魚の卵、例えば魚卵を含むがこれらに限定されない。典型的な食品用途比較は、鶏卵に関して行われる。
本明細書で使用される場合、「強化」という用語は、基準サンプル中のその分子のパーセント量と比べて1つのサンプル中の分子、例えばタンパク質のパーセント量の増大を指す。例えば、全小豆と比べて特定のタイプのグロブリンタンパク質において強化された単離物は、単離物中の全タンパク質の量の割合として表される単離物中のグロブリンタンパク質の量が、全小豆中の全タンパク質の量の割合として表される全小豆中のグロブリンタンパク質の量よりも高いことを意味する。いくつかの実施形態では、強化は重量対重量に基づく。いくつかの実施形態では、強化は、基準値または量と比べて約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%の増大を指す。いくつかの実施形態では、強化は、基準値または量と比べて少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%の増大を指す。
本明細書で使用される場合、「単離物の植物供給源」は、全小豆などの全植物材料、または植物から作られた中間材料、例えば脱皮豆、粉、粉末、ミール、粉砕穀物、ケーキ(例えば、脱脂または脱油ケーキなど)、または精製タンパク質単離物を製造するための本明細書で開示される加工技術に適した任意の他の中間材料を指す。
「トランスグルタミナーゼ」という用語は、EC2.3.2.13として分類されている、γ-カルボキシアミド基と種々の第1級アミンとの間のアシル転移を触媒する酵素(R-グルタミル-ペプチド:アミングルタミルトランスフェラーゼ)を指す。トランスグルタミナーゼは、食品産業において、乳製品、食肉および穀物製品などのいくつかの食品のテクスチャを改善するために使用される。トランスグルタミナーゼは、細菌源、真菌、かび、魚、哺乳類および植物から単離することができる。
特定の成分、例えばタンパク質含量に関連して「大部分」または「主に」という用語は、参照されるバッチ、プロセスストリーム、食品配合物または組成物の少なくとも50重量%を有する成分を指す。
他に記載されない限り、成分の割合(%)は、他に記載されない限り、通常、乾燥重量に基づく全重量%を指す。
「精製タンパク質単離物」、「タンパク質単離物」、「単離物」、「沈殿物」、「タンパク質抽出物」、「単離タンパク質」または「単離ポリペプチド」という用語は、タンパク質画分、タンパク質またはポリペプチドを指し、その起源または由来源により、(1)その天然状態で付随される天然関連成分と関連しないか、(2)天然に見られない純度で存在する(ここで、純度は、他の細胞物質の存在に関して調整することができる(例えば、同じ種からの他のタンパク質を含まない))か、(3)異なる種からの細胞によって発現されるか、または(4)天然に存在しない(例えば、それは、天然に見られるポリペプチドの断片であるか、あるいは天然に見られないアミノ酸類似品もしくは誘導体または標準ペプチド結合以外の連結を含む)。1つまたは複数のタンパク質または画分は、残留している原料物質および/または非固体タンパク質材料から部分的に除去または分離され得、従って天然に存在せず、天然において通常見られない。ポリペプチドまたはタンパク質は、当該技術分野で知られておりかつ本明細書に記載されるようなタンパク質精製技術を用いる単離により、天然関連成分を実質的に含まないものとされてもよい。化学的に合成されるか、またはそれが天然に由来する細胞と異なる細胞系で合成されたポリペプチドは、その天然関連成分から「単離される」であろう。このように定義されるため、「単離」は、そのように記載されたタンパク質、ポリペプチド、ペプチドまたはオリゴペプチドがその天然環境から物理的に除去されていることを必ずしも必要としない。
配列同一性パーセントとも呼ばれるポリペプチドの配列相同性は、通常、配列分析ソフトウェアを用いて測定される。例えば、Genetics Computer Group (GCG), University of Wisconsin Biotechnology Center, 910 University Avenue, Madison, Wis. 53705のSequence Analysis Software Packageを参照されたい。タンパク質分析ソフトウェアは、種々の置換、欠失および他の修飾(保存的アミノ酸置換を含む)に割り当てられた相同性の尺度を使用して類似配列をマッチさせる。例えば、GCGは、密接に関連したポリペプチド(例えば、異なる種の生物からの相同ポリペプチドなど)間または野生型タンパク質とその突然変異タンパク質との間の配列相同性または配列同一性を決定するためにデフォルトパラメータと共に使用され得る「Gap」および「Bestfit」などのプログラムを含有する。例えば、GCGバージョン6.1を参照されたい。
特定のポリペプチド配列を、異なる生物からの多数の配列を含有するデータベースと比較する場合に好ましいアルゴリズムは、コンピュータプログラムBLAST(Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403-410 (1990);Gish and States, Nature Genet. 3:266-272 (1993);Madden et al., Meth. Enzymol. 266:131-141 (1996);Altschul et al., Nucleic Acids Res. 25:3389-3402 (1997);Zhang and Madden, Genome Res. 7:649-656 (1997))、特にblastpまたはtblastn(Altschul et al., Nucleic Acids Res. 25:3389-3402 (1997))である。
BLASTpのための好ましいパラメータは、予測値:10(デフォルト);フィルタ:seg(デフォルト);コスト対オープンギャップ:11(デフォルト);コスト対エクステンドギャップ:1(デフォルト);最大アライメント:100(デフォルト);ワードサイズ:11(デフォルト);記述の数:100(デフォルト);ペナルティマトリックス:BLOWSUM62である。
相同性について比較されるポリペプチド配列の長さは、一般的に、少なくとも約16のアミノ酸残基、通例、少なくとも約20の残基、より通例には少なくとも約24の残基、通常、少なくとも約28の残基、好ましくは約35超の残基であろう。多数の異なる生物からの配列を含有するデータベースを検索する場合、アミノ酸配列を比較するのが好ましい。アミノ酸配列を用いて検索するデータベースは、当該技術分野で既知のblastp以外のアルゴリズムによって測定することができる。例えば、ポリペプチド配列は、GCGバージョン6.1中のプログラムであるFASTAを用いて比較することができる。FASTAは、クエリー配列と検索配列との間の最良のオーバーラップ領域のアライメントおよび配列同一性パーセントを提供する。Pearson, Methods Enzymol. 183:63-98 (1990)(参照により本明細書に援用される)。例えば、アミノ酸配列間の配列同一性パーセントは、GCGバージョン6.1(参照により本明細書に援用される)において提供されるように、そのデフォルトパラメータ(ワードサイズ2およびPAM250スコアリングマトリックス)を用いるFASTAを使用して決定することができる。
5.2 小豆タンパク質単離物組成物
好ましい実施形態では、本明細書で提供されるタンパク質単離物は、小豆に由来する。いくつかの実施形態では、小豆は、ビグナ・アングラリス(Vigna angularis)である。本発明の種々の態様では、本明細書に記載される精製小豆タンパク質単離物は、V.アングラリス(V. angularis)の任意の変種または栽培種を含む小豆タンパク質の任意の供給源から製造することができる。例えば、タンパク質単離物は、全小豆などの全植物材料から、または植物から作られる中間材料、例えば脱皮豆、粉、粉末、ミール、粉砕穀物、ケーキ(例えば、脱脂または脱油ケーキなど)、または精製タンパク質単離物を製造するための本明細書で開示される加工技術に適した任意の他の中間材料から直接調製することができる。いくつかの実施形態では、植物タンパク質の供給源は、2つ以上の中間材料の混合物であり得る。本明細書で提供される候補中間材料の例は、限定を意図されない。
好ましい実施形態では、本明細書で提供されるのは、主にタンパク質ベースの画分を含む小豆タンパク質単離物組成物である。好ましい実施形態では、タンパク質画分は、小豆単離物の50%~60%、60%~70%、70%~80%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはさらに100%である。好ましい実施形態では、精製単離物の少なくとも60重量%は、タンパク質画分である。好ましい実施形態では、精製単離物の少なくとも65重量%は、タンパク質画分である。好ましい実施形態では、精製単離物の少なくとも70重量%は、タンパク質画分である。いくつかの実施形態では、精製単離物の少なくとも75重量%は、タンパク質画分である。いくつかの実施形態では、精製単離物の少なくとも80重量%は、タンパク質画分である。いくつかの実施形態では、精製単離物の約95重量%は、タンパク質画分である。
好ましい実施形態は、少なくとも1つのグロブリン型タンパク質からなるかまたはそれを含む少なくとも10重量%のタンパク質を含む、小豆からの高純度のタンパク質単離物を含む。特定の理論により拘束されることは望まないが、グロブリン画分は、機能性の基礎を提供すると考えられる。従って、精製タンパク質単離物は、全小豆と比べてグロブリンタンパク質が強化されている。いくつかの実施形態では、グロブリン様タンパク質は、小豆8sグロブリン/ベータ-コングリシニンである。いくつかの実施形態では、グロブリン様タンパク質は、小豆11sグロブリン/グリシニンである。いくつかの実施形態では、単離物のタンパク質画分の少なくとも約10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%または20重量%超は、小豆8sグロブリン/ベータ-コングリシニンからなるかまたはそれを含む。いくつかの実施形態では、単離物のタンパク質画分の少なくとも約10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%または20重量%超は、小豆11sグロブリン/グリシニンからなるかまたはそれを含む。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、100~200g/L以上で濃縮される。
いくつかの実施形態では、組成物中のタンパク質は、非変性タンパク質を含む。他の実施形態では、組成物中のタンパク質は、変性タンパク質を含む。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約1%~10%、2%~9%、3%~8%または4%~6%の炭水化物(例えば、デンプン、多糖、繊維)を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%または1%未満の炭水化物を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%または約1%の炭水化物を含む。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法の実施は、小豆タンパク質供給源中で本来見られる炭水化物の少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%または90%が低減された小豆タンパク質単離物の製造をもたらす。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約1%~10%、2%~9%、3%~8%または4%~6%の灰分を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%または1%未満の灰分を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%または約1%の灰分を含む。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法の実施は、小豆タンパク質供給源中で本来見られる灰分の少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%または90%が低減された小豆タンパク質単離物の製造をもたらす。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約1%~10%、2%~9%、3%~8%または4%~6%の脂肪を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%または1%未満の脂肪を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%または約1%の脂肪を含む。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法の実施は、小豆タンパク質供給源中で本来見られる脂肪の少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%または90%が低減された小豆タンパク質単離物の製造をもたらす。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約1%~10%の水分を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約10%、9%、8%、7%、6%または5%未満の水分を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する約9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%または約1%の水分を含む。
特定の実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源に由来する5%未満の炭水化物、5%未満の灰分、5%未満の脂肪および80%未満の水分を含む。
5.2.1 単離物組成物の小豆タンパク質
マメ科の植物は、多数のタイプのタンパク質を含有し、そのうちの2つは、グロブリンおよびアルブミンである。グロブリンおよびアルブミンは、可溶性タンパク質であり、小豆中の全タンパク質の大部分を構成する。グロブリンは、レグミン、ビシリンおよびコンビシリンにさらに分類され得る。
本明細書で提供される単離物のタンパク質画分の重量による大部分を構成するグロブリン型タンパク質は、全て同じタイプのグロブリン型タンパク質を有し得るか、または2つ以上のタイプのグロブリン型タンパク質を含み得る。例えば、グロブリン型タンパク質は、7Sグロブリン、8Sグロブリンおよび/または11Sグロブリンを含み得る。グロブリン型タンパク質は、同様にまたは代替的に、7S、8Sおよび/または11Sグロブリンと相同のタンパク質を含み得る。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、小豆からの1つまたは複数のグロブリン型タンパク質(例えば、7S、8S、11S)と少なくとも75%同一の配列を有するタンパク質を含み、このタンパク質は、単離物の植物供給源中で見られるタンパク質の量に対して単離物中で強化されている。いくつかの実施形態では、強化タンパク質は、小豆からの1つまたは複数のグロブリン型タンパク質(例えば、7S、8S、11S)と少なくとも50%、60、70%、80%、85%、90%、95%、98%、98.1%、98.2%、98.3%、98.4%、98.5%、98.6%、98.7%、98.8%、98.9%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%またはさらにより高い同一性を有する。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される小豆タンパク質単離物は、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5または配列番号6からなる配列の群から選択される配列と少なくとも50%、60%、70%、80%、90%もしくは95%またはより高い同一性を有するアミノ酸配列を含む、少なくとも1つのタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5および配列番号6からなる配列の群から選択される配列と少なくとも50%、60%、70%、80%、90%もしくは95%またはより高い同一性を有するアミノ酸配列を含む、少なくとも2、3、4、5もしくは6つまたはそれを超える強化タンパク質を含む。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、配列番号1と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の全タンパク質の少なくとも1%である量において、配列番号1と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、配列番号1と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質の量は、単離物の少なくとも5、10、15または20%である。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源中で見られるタンパク質の量に対して、配列番号1と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質について強化されている。いくつかの実施形態では、強化タンパク質は、少なくとも5%、10%、15%、20%または20%を超えて強化されている。前述の実施形態のいずれかにおいて、小豆タンパク質単離物は、配列番号1と少なくとも95%の同一性を有するタンパク質を含むことができる。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、配列番号2と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の全タンパク質の少なくとも1%である量において、配列番号2と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、配列番号2と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質の量は、単離物の少なくとも5、10、15または20%である。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源中で見られるタンパク質の量に対して、配列番号2と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質について強化されている。いくつかの実施形態では、強化タンパク質は、少なくとも5%、10%、15%、20%または20%を超えて強化されている。前述の実施形態のいずれかにおいて、小豆タンパク質単離物は、配列番号2と少なくとも95%の同一性を有するタンパク質を含むことができる。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、配列番号3と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の全タンパク質の少なくとも1%である量において、配列番号3と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源中で見られるタンパク質の量に対して、配列番号3と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質について強化されている。いくつかの実施形態では、強化タンパク質は、少なくとも5%、10%、15%、20%または20%を超えて強化されている。前述の実施形態のいずれかにおいて、小豆タンパク質単離物は、配列番号3と少なくとも95%の同一性を有するタンパク質を含むことができる。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、配列番号4と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の全タンパク質の少なくとも1%である量において、配列番号4と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源中で見られるタンパク質の量に対して、配列番号4と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質について強化されている。いくつかの実施形態では、強化タンパク質は、少なくとも5%、10%、15%、20%または20%を超えて強化されている。前述の実施形態のいずれかにおいて、小豆タンパク質単離物は、配列番号4と少なくとも95%の同一性を有するタンパク質を含むことができる。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、配列番号5と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の全タンパク質の少なくとも1%である量において、配列番号5と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源中で見られるタンパク質の量に対して、配列番号5と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質について強化されている。いくつかの実施形態では、強化タンパク質は、少なくとも5%、10%、15%、20%または20%を超えて強化されている。前述の実施形態のいずれかにおいて、小豆タンパク質単離物は、配列番号5と少なくとも95%の同一性を有するタンパク質を含むことができる。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、配列番号6と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の全タンパク質の少なくとも1%である量において、配列番号6と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源中で見られるタンパク質の量に対して、配列番号6と少なくとも90%の同一性を有するタンパク質について強化されている。いくつかの実施形態では、強化タンパク質は、少なくとも5%、10%、15%、20%または20%を超えて強化されている。前述の実施形態のいずれかにおいて、小豆タンパク質単離物は、配列番号6と少なくとも95%の同一性を有するタンパク質を含むことができる。
他の実施形態によると、上記のタンパク質の断片を含む精製タンパク質単離物が提供される。これらの断片は、好ましくは、少なくとも20の隣接アミノ酸を含み、より好ましくは少なくとも25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100またはそれを超える隣接アミノ酸を含む。
5.3 小豆タンパク質単離物を製造するための方法
本明細書では、広範囲の食品用途のために高機能性を有する小豆タンパク質単離物を製造するための方法も提供される。いくつかの実施形態では、単離物を製造するための方法は、
(a)水溶液中で小豆タンパク質供給源から1つまたは複数の小豆タンパク質を抽出すること(いくつかの実施形態では、抽出は、約6.5~10.0のpHで実施される)と、
(b)2つの方法:
(i)グロブリンリッチな画分の等電点に近いpH、例えば約5.0~6.0のpHにおいて抽出物からタンパク質を沈殿させること、および/または
(ii)精密ろ過、限外ろ過またはイオン交換クロマトグラフィなどのろ過を用いて抽出物からタンパク質を分画および濃縮すること
の少なくとも1つを用いて抽出物からタンパク質を精製することと、
(c)精製タンパク質単離物を回収することと
から選択される1つまたは複数のステップを含む。
好ましい実施形態では、本明細書で提供される方法は、以下の特徴:少なくとも60重量%のタンパク質含量;タンパク質含量の少なくとも50重量%のグロブリン型タンパク質含量;小豆タンパク質の本来未修飾の供給源と比べて低減された酸化酵素活性;および小豆タンパク質の本来未修飾の供給源と異なる1つまたは複数の調節された官能特性;の1つまたは複数を含む小豆タンパク質単離物を生じさせる。
好ましい実施形態では、小豆タンパク質単離物は、一連の機械的プロセスを用いて製造され、使用される化学物質は、水酸化ナトリウムおよびクエン酸などのpH調整剤、ならびに単離物の風味に影響を与え得る脂質酸化活性を防止するためのエチレンジアミン四酢酸(EDTA)のみである。
5.3.1 脱皮および製粉
本明細書で提供される小豆タンパク質単離物は、小豆タンパク質の任意の適切な供給源から調製され得るが、出発材料が全小豆などの全植物材料である場合、本明細書で提供される方法の第1のステップは、原材料を脱皮することを含む。いくつかのこのような実施形態では、原料小豆は、種皮(穀皮)および果皮(ブラン)を除去するために穴あけ(pitting)、浸漬および乾燥の1つまたは複数のステップで脱皮され得る。脱皮小豆は、次に製粉されて、明確に定義された粒子分布サイズを有する粉が生じる。いくつかの実施形態では、粒子分布サイズは、1000、900、800、700、600、500、400、300、200または100μm未満である。特定の実施形態では、抽出ステップ中にタンパク質の割合および収率を増大させるために、粒子分布サイズは、300μm未満である。使用されるミルのタイプは、ハンマーミル、ピンミル、ナイフミル、バリミルおよび空気分級ミルの1つまたは組み合わせを含み得る。
実行可能な場合、得られた粉の空気分級は、タンパク質抽出プロセスを促進し、プロセス全体の効率を高めるために必要であると考えられる。使用される方法は、空気分級ミルなどの微粉砕ミルを用いて、通常45μm未満である粒径まで小豆が製粉されることを保証し得る。得られる粉は、次に、空気分級機を通過され、これにより、粉は、粗粒画分および細粒画分の両方に分離される。粉に空気分級機を通過させる行為は、粉中の利用可能なタンパク質の大部分を粉の全質量のより小さい部分に濃縮することが意図される。典型的な細粒画分(高タンパク質)の収率は、10~50%であり得る。細粒画分は、20μm未満の粒径を有する傾向があるが、これは、最初の小豆生育シーズンおよび地域によって影響され得る。高タンパク質画分は、通常、最初のサンプル中のタンパク質の150~220%を含有する。結果として得られるデンプンリッチな副産物ストリームも付加価値となり、同様に実行可能で販売可能な利益を有する。
5.3.2 抽出
好ましい実施形態では、方法は、抽出ステップを含む。抽出ステップのいくつかの実施形態では、中間出発材料、例えば小豆粉は、水溶液と混合されてスラリーを形成する。いくつかの実施形態では、水溶液は、水、例えば軟水である。水抽出は、例えば、約3~15部の水抽出溶液に対して1部の植物タンパク質の供給源(例えば、粉)を含む水溶液を作ることを含み得る。他の実施形態では、1部の植物タンパク質の供給源につき5~10体積の水抽出溶液が使用される。水抽出溶液対粉のさらなる有用な比率は、1:1、2:1、4:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1または1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15を含む。
好ましくは、水抽出は、冷却した混合タンク内において、所望の温度、例えば約2~10℃で実施されてスラリーを形成する。いくつかの実施形態では、混合は、中程度~高度のせん断下で実施される。いくつかの実施形態では、混合プロセス中の発泡を低減するために食品グレードの消泡剤(例えば、KFO 402ポリグリコール)がスラリーに添加される。
スラリーのpHは、標的タンパク質の水溶液中への可溶化のために所望の抽出pHに達するように、食品グレードの50%水酸化ナトリウム溶液を用いて調整され得る。いくつかの実施形態では、抽出は、約6.5~10.0のpHで実施される。いくつかの実施形態では、抽出は、約pH5.5~pH9、pH6.0~pH8.5またはより好ましくはpH6.5~pH8のpHで実施される。特定の実施形態では、抽出は、約6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9または10.0のpHで実施される。特定の実施形態では、抽出は、約7.0のpHで実施される。
抽出に続いて、可溶化されたタンパク質抽出物は、例えば、デカンタおよびディスクスタック遠心分離機からなる固体/液体分離ユニットにおいてスラリーから分離される。抽出物は、低温、好ましくは3~10℃の温度で遠心分離される。抽出物は、捕集され、ペレットは、好ましくは水対粉3:1で再懸濁される。pHが再度調整され、遠心分離される。両方の抽出物を合わせ、ナイロンメッシュを用いてろ過する。
5.3.3 木炭処理
任意選択的に、タンパク質抽出物は、タンパク質抽出から非タンパク質、異臭成分および付加的な繊維状固体を除去するために炭素吸着ステップが行われ得る。この炭素吸着ステップは、清澄化タンパク質抽出物をもたらす。炭素吸着ステップの一実施形態では、タンパク質抽出物は、次に、4℃~8℃において、食品グレードの顆粒状木炭が充填された環状バスケットカラム(<5%w/wの木炭対タンパク質抽出物比)へ送られる。実例となる炭素吸着プロトコルは、以下の実施例1でも提供される。
5.3.4 酸沈殿
いくつかの実施形態では、抽出と、任意選択的に炭素吸着とに続いて、清澄化タンパク質抽出物は、冷却条件(例えば、2℃~8℃)下において、その等電点に達するまで食品安全性の酸性溶液によって酸性化される。この条件下において、標的タンパク質は、沈殿し、水溶液から分離可能になる。いくつかの実施形態では、水溶液のpHは、タンパク質リッチな画分中の1つまたは複数のグロブリン型タンパク質の少なくとも1つの等電点付近に調整される。いくつかの実施形態では、pHは、調整ステップ前に約6.5~10.0の初期pHを有するタンパク質抽出物を含む水溶液から調整される。いくつかの実施形態では、pHは、約5.0~6.5に調整される。いくつかの実施形態では、pHは、約5.2~6.5、5.3~6.5、5.4~6.5、5.5~6.5または5.6~6.5に調整される。いくつかの実施形態では、pHは、約5.2~6.0、5.3~6.0、5.4~6.0、5.5~6.0または5.6~6.0に調整される。特定の実施形態では、pHは、約pH5.4~5.8に調整される。いくつかの実施形態では、pHは、約5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4または6.5に調整される。本明細書で提供される方法の好ましい実施形態では、pHが調整され、約pH5.6で所望の小豆タンパク質の沈殿が達成される。
タンパク質沈殿を誘導するのに適した食品グレードの酸には、リンゴ酸、乳酸、塩酸およびクエン酸が含まれるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、沈殿は、20%の食品グレードのクエン酸溶液によって実施される。他の実施形態では、沈殿は、40%の食品グレードのクエン酸溶液によって実施される。
いくつかの実施形態では、異臭化合物を生じ得る脂質の酸化を阻害するために、pH調整に加えて、EDTA、例えば2mMの食品グレードのEDTAが沈殿溶液に添加され得る。
代替実施形態では、沈殿ステップは、低温沈殿(1~4℃)と組み合わせたpH5.6における等電沈殿を含み、ここで、pHは、5.4~5.8に調整される。
別の代替実施形態では、高流速における低イオン強度沈殿が低温沈殿(1~4℃)と組み合わせられる。いくつかのこのような実施形態では、ろ液の急速希釈は、3体積の冷却0.3%NaClに対して1体積の上清の比率において冷(1~4℃)0.3%NaCl中で実施される。付加的な再懸濁および均質化ステップは、所望のタンパク質単離物の生成を保証する。
沈殿したタンパク質スラリーは、次に、pH調整された水溶液から除去され、0.3%(w/w)食品グレード塩化ナトリウムが添加されて固体/液体分離ユニット(例えば、1つのディスクスタック遠心分離機)に送られ、重い相中にタンパク質凝固物が回収される。好ましい実施形態では、タンパク質凝固物は、冷却条件(2~8℃)下で4体積の軟水で洗浄され、繊維状固体、塩および炭水化物などの最終残留不純物が除去される。
5.3.5 ろ過
本方法のいくつかの実施形態では、ろ過は、酸沈殿の代替としてまたは酸沈殿に加えて使用される。理論により拘束されないが、タンパク質の酸沈殿は、小分子の除去を促進するが、沈殿/タンパク質の強凝集事象を回避するために限界ろ過(UF)などの代替方法が使用され得ると考えられる。従って、いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物を得るためのタンパク質リッチな画分の精製は、少なくとも1つの選択膜を利用してろ過、精密ろ過または限外ろ過手順を実施することを含む。
5.3.6 殺菌
いくつかの実施形態では、酸沈殿および分離から得られた、洗浄されたタンパク質凝固物溶液は、溶液中に存在し得るあらゆる病原性細菌を死滅させるために高温/短時間の殺菌ステップで殺菌される。特定の実施形態では、殺菌は、74℃で20~23秒間実施される。乾燥単離物が所望される特定の実施形態では、殺菌した溶液は、あらゆる残留含水量を除去するためにスプレー乾燥機を通過される。典型的なスプレー乾燥条件は、入口温度170℃および出口温度70℃を含む。最終乾燥タンパク質単離物粉末は、通常、5%未満の水分含量を有する。
5.3.7 単離方法の特定の実施形態
本明細書で提供される小豆タンパク質単離物を製造するための本方法の例示的な実施形態は、次の通りである:
1)一段階または複数段階でのpH>6.5における軟水による抽出。抽出は、1:3~1:15(粉:水)の比率で小豆粉を水溶液と中程度~高いせん断下で接触させた後、固体-液体分離ステップを行うことを含む;
2)任意選択的な活性炭による処理;
3)低温沈殿法(1~4℃)と組み合わせた等電沈殿(pH5.6+/-0.2)または低温沈殿法(1~4℃)と組み合わせた超高流速における低イオン強度沈殿;
4)その後の固体-液体分離ステップ。
通常、分離ステップは、低濃度のNaCl溶液、0.1%~0.9%のNaCl、好ましくは0.3%~0.5%のNaClによる洗浄を含む。
タンパク質単離物の精製プロトコルの付加的な詳細は、以下の実施例2および3において記載される。
5.3.8 ステップの順序および付加的なステップ
上記の方法のステップは、代替的な順序で実施され得ると理解すべきである。例えば、いくつかの実施形態では、植物タンパク質の供給源を分画プロセスに供することは、少なくとも1つの不純物を低減することの前およびタンパク質リッチな画分を精製して精製タンパク質単離物を得ることの前に起こる。このような実施形態では、少なくとも1つの不純物を低減することは、タンパク質リッチな画分を精製して精製タンパク質単離物を得ることの前または後に行うことができる。いくつかの実施形態では、不純物を低減することは、植物タンパク質の供給源を分画プロセスに供することの前およびタンパク質リッチな画分を精製して精製タンパク質単離物を得ることの前に行われ、植物タンパク質の供給源を分画プロセスに供することは、タンパク質リッチな画分を精製して精製タンパク質単離物を得ることの前に起こる。
いくつかの実施形態では、プロセスは、精製タンパク質単離物を回収すること(例えば、遠心分離を用いる)、精製タンパク質単離物を洗浄すること、精製タンパク質単離物を用いてペーストを作ること、または精製タンパク質単離物を用いて粉末を作ることから選択される1つまたは複数を含む付加的なステップを含む。いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、再水和(例えば、約80%の水分含量まで)され、再水和された精製タンパク質単離物のpHは、約6.0のpHに調整される。
他の態様では、本明細書で提供される組成物および方法は、抽出後、炭水化物(例えば、デンプン)を含む画分または炭水化物リッチなタンパク質単離物を低減または除去し、これらのストリームを、麺類および多数のベーカリー用途を含む多数の食品用途のための生成物ストリームとして利用する機会を提供する。従って、本明細書に記載される抽出方法によって製造される小豆由来の炭水化物(例えば、デンプン)画分または炭水化物リッチなタンパク質単離物も本明細書で提供される。
5.4 トランスグルタミナーゼを用いるスクランブルエッグ類似品
別の態様では、本明細書において、本明細書に記載される方法によって製造された小豆タンパク質単離物を含む植物ベースのスクランブルエッグ類似品が提供され、小豆タンパク質は、有利なテクスチャ特性、機能特性および官能特性を提供するためにトランスグルタミナーゼと接触されている。
トランスグルタミナーゼを用いる食品加工法は、例えば、特開昭59-059151号において記載されており、それは、タンパク質、油または脂肪および水を含有するエマルションをトランスグルタミナーゼで処理して、ゼラチン質の架橋ゲルを生じさせることを開示する。米国特許第第6,093,424号などの多数の特許が乳またはチーズと共にトランスグルタミナーゼの使用を開示しており、他の参考文献、例えば中国特許101703147A号は、エンドウ豆タンパク質単離物と共にトランスグルタミナーゼを開示している。これらの努力を考慮しても、卵代用品またはスクランブルエッグ類似品などの食用エマルションを製造するための方法および組成物が依然として必要とされている。
従って、本明細書で提供される方法および組成物のいくつかの実施形態では、エマルションの加熱時、より堅くかつより滑らかなゲルテクスチャを達成するために、小豆タンパク質単離物を含む植物ベースの卵模倣品エマルションにトランスグルタミナーゼが添加される。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される植物ベースの卵類似品の調製において利用される場合、トランスグルタミナーゼは、マイクロカプセル化される。植物ベースの卵模倣品エマルション中のトランスグルタミナーゼ酵素のマイクロカプセル化は、タンパク質基質とトランスグルタミナーゼ酵素との接触を防止することにより、安定したエマルションを保持する。架橋反応は、マイクロカプセル化組成物を加熱して溶融させると開始される。トランスグルタミナーゼを含む卵模倣品エマルションは、トランスグルタミナーゼ酵素がエマルションに添加されると架橋反応が始まるという点で本質的に不安定である。
小豆タンパク質単離物から植物ベースの卵類似品を調製することに加えて、このアプローチは、同様の機能性を示すマメ科植物の他の豆類近縁種に適用することができる。
トランスグルタミナーゼの1つの利点は、調理した卵もしくはスクランブルエッグまたは焼き製品、例えばケーキおよびクッキー(通常、卵を含有する)の特徴の多くを示す高品質の調理済み食品を製造するために使用することができる冷蔵温度または室温貯蔵可能な卵模倣品エマルションを向上させることである。付加的な利点は、完成食品において様々なテクスチャを作り出す、可変の分子量およびサイズを有するタンパク質リッチな成分を生じさせることを含む。従って、種々の態様において、トランスグルタミナーゼは、最終製品の機能性およびテクスチャに役立つ。
本発明の特定の態様では、卵代用品組成物を製造するための方法は、マメ科植物タンパク質を好ましくは0.0001%~0.1%の量のトランスグルタミナーゼと接触させて、所望の植物タンパク質単離物を生じさせることを含む。いくつかの好ましい実施形態では、本方法は、0.001%~0.05%の量のトランスグルタミナーゼを提供する。より好ましい実施形態では、本方法は、0.001%~0.0125%の量のトランスグルタミナーゼを提供する。他の実施形態において、好ましい範囲外で製造したタンパク質単離物は、より濃厚であるか、または配合物中に容易に均質化されないスクランブル類似品を生じさせた。タンパク質に対して増大された量のトランスグルタミナーゼは、タンパク質抽出物をトランスグルタミナーゼで処理する際、pH5.6で沈殿しないと思われる。従って、タンパク質を好ましい量のトランスグルタミナーゼと接触させる付加的なステップは、望ましいスクランブル類似品を生じさせた。
従って、種々の態様において、本発明は、以下の配合物:タンパク質固体:11.3g、水:81.79g、リン酸二ナトリウム:0.4g、油:6.2g、NaCl:0.31g(全重量100gに基づく)を含むスクランブル類似品を提供し、タンパク質固体は、0.001%~0.0125%のトランスグルタミナーゼと接触される。
付加的な実施形態では、方法および組成物は、リポキシゲナーゼを欠いている。
従って、本発明は、卵の置換のための組成物を提供し、前記組成物は、トランスグルタミナーゼによって修飾された植物ベースのタンパク質単離物を含み、前記組成物は、卵を本質的に含まず、前記組成物は、天然の卵の1つまたは複数の機能特性を含む。好ましくは、組成物は、天然の卵の乳化特性を含む。より好ましくは、組成物は、0.0001%~0.0125%のトランスグルタミナーゼによって修飾された植物ベースのタンパク質単離物を提供し、この単離物は、全植物抽出物に対する体積基準で表される場合に低減されたまたはさらに著しく低減されたリポキシゲナーゼ活性または脂質を酸化し得る他の酵素の活性を示す。より好ましくは、組成物は、リポキシゲナーゼまたは脂質を酸化し得る酵素を本質的に含まない。さらなる実施形態では、植物ベースのタンパク質単離物は、安定的に架橋される。
いくつかの態様では、トランスグルタミナーゼは、リポキシゲナーゼまたは脂質を酸化し得る酵素を低減するかまたはそれに架橋しない。付加的な実施形態は、トランスグルタミナーゼをマイクロカプセル内にカプセル化することを含む。植物ベースのタンパク質単離物を含む組成物は、冷蔵または室温での貯蔵に適しており、エマルション中で常温保存可能である。さらなる態様では、トランスグルタミナーゼは、遊離している、架橋されている、および/または固定化されている。
本発明の付加的な態様は、少なくとも60重量%のトランスグルタミナーゼ修飾植物タンパク質含量と、植物タンパク質の少なくとも50重量%のグロブリン型タンパク質含量と、植物タンパク質の本来未修飾の供給源と比べて低減された酸化酵素活性と、植物タンパク質の本来未修飾の供給源と異なる1つまたは複数の調節された官能特性とを含む精製タンパク質単離物を含む。好ましい実施形態は、0.0001%~0.0125%のトランスグルタミナーゼによって修飾された精製タンパク質単離物を含む。
本発明の好ましい方法によると、精製タンパク質単離物を製造するための方法であって、a.約6.5~10.0のpHの水溶液中で供給源から1つまたは複数の植物タンパク質を抽出することと、b.グロブリンリッチな画分の等電点に近いpHもしくは約5.0~6.0のpHにおいて植物タンパク質を沈殿させるか、またはろ過、精密ろ過もしくは限外ろ過またはイオン交換クロマトグラフィを用いて植物タンパク質を分画および濃縮することと、c.精製タンパク質単離物を回収することであって、精製タンパク質単離物は、少なくとも60重量%の植物タンパク質含量と、植物タンパク質の少なくとも50重量%のグロブリン型タンパク質含量と、植物タンパク質の本来未修飾の供給源と比べて低減された酸化酵素活性と、植物タンパク質の本来未修飾の供給源と異なる1つまたは複数の調節された官能特性とを含む、ことと、d.抽出ステップa.または回収ステップb.において植物タンパク質をトランスグルタミナーゼで修飾することとを含む方法が提供される。
精製タンパク質単離物を製造するための方法の好ましい実施形態は、抽出ステップa.または回収ステップb.において植物タンパク質をトランスグルタミナーゼで修飾するステップd.が、0.0001%~0.0125%トランスグルタミナーゼを含むことを含む。さらなる実施形態は、安定的に架橋されており、リポキシゲナーゼまたは脂質を酸化し得る酵素を本質的に含まない精製タンパク質単離物を含む組成物を提供する。付加的な実施形態は、トランスグルタミナーゼをカプセル化および/または固定化することを含む。
本発明の好ましい組成物によると、植物タンパク質固体、水、リン酸二ナトリウム、油およびNaClなどの塩を含む卵代用品組成物が提供され、前記植物タンパク質固体は、トランスグルタミナーゼによって修飾された植物ベースのタンパク質単離物を含む。好ましくは、卵代用品組成物の植物ベースのタンパク質単離物は、0.0001%~0.0125%のトランスグルタミナーゼで修飾される。トランスグルタミナーゼは、リポキシゲナーゼまたは脂質を酸化し得る酵素を低減するかまたはそれに架橋しない。このような実施形態では、卵代用品組成物は、低減されたまたはさらに著しく低減されたリポキシゲナーゼ活性または脂質を酸化し得る他の酵素の活性を示す。トランスグルタミナーゼは、リポキシゲナーゼ以外のタンパク質を架橋し、リポキシゲナーゼを遊離させておくことにより、等電沈殿および遠心分離ステップにおいて、リポキシゲナーゼが、架橋したタンパク質から離れて上清中にとどまることができる。より好ましくは、卵代用品組成物は、リポキシゲナーゼまたは脂質を酸化し得る酵素を本質的に含まない。付加的な実施形態は、植物ベースのタンパク質単離物を、マイクロカプセル中にカプセル化されたトランスグルタミナーゼと接触させることを含む。得られた卵代用品組成物は、冷蔵または室温での貯蔵に適しており、エマルション中で常温保存可能である。エマルションを加熱すると、卵代用品組成物は、ゲル、例えばスクランブルエッグ類似品を形成する。本発明の卵代用品組成物は、天然の卵に類似する1つまたは複数の官能特性を示す。組成物は、増大または低減された、柔らかさ(fluffiness)、ふんわり性(airiness)およびパサパサ感などの調節された官能特性を有する。
5.4.1 卵様テクスチャを調製するための架橋
卵様テクスチャを製造するのに適した小豆タンパク質単離物は、本明細書で提供される小豆単離物を製造するための方法に架橋ステップを追加することによって調製することができる。1つの例では、架橋ステップは、図1Bに示されるように手順の抽出ステップに追加することができる。例えば、1部の小豆粉を3~15部の水と混ぜ合わせる均質な水溶液が調製され、適切な無機もしくは有機酸または塩基により、pHは6.5~8に調整される。この混合物は、遠心分離され、タンパク質リッチな上清は、炭水化物リッチな重い相からデカントされる。トランスグルタミナーゼ粉末は、0.001~0.5%(w/w)の濃度でタンパク質リッチな溶液に添加され、約50C(トランスグルタミナーゼのための最適反応温度)まで加熱され、15~90分間インキュベートされる。反応混合物は、トランスグルタミナーゼ酵素を不活性化するために>70Cまで1~5分間にわたり急速に加熱された。溶液のpHは、タンパク質混合物のグロブリンリッチな成分の等電点またはその付近に調整され(pH約5.4~5.8)、50C未満まで急速に冷却され、>3,000xgで遠心分離される。上清は、デカントされ、白色~淡褐色の外観のタンパク質リッチな粉末が残され、これは、次に、一般的に利用可能な方法により、さらに乾燥粉末に加工することができる。タンパク質リッチな粉末は、植物ベースの卵模倣品エマルション中に取り込むことができ、これは、オーブン、パン、スキレットまたは湯浴中で加熱されると卵様テクスチャを生じさせる。
別の例では、1部の小豆粉を3~15部の水と混ぜ合わせる均質な水溶液が調製され、適切な無機もしくは有機酸または塩基により、pHは6.5~8に調整される。溶液は、>3000xgで遠心分離され、タンパク質リッチな上清は、炭水化物リッチな重い相から分離される。トランスグルタミナーゼ粉末は、0.001~0.5%(w/w)の濃度で溶液に添加され、約50C(トランスグルタミナーゼのための最適反応温度)まで加熱され、15~90分間インキュベートされる。インキュベーション後、0.01~0.1%(w/w)の最終濃度になるまで過酸化水素溶液が溶液に添加される。これは、トランスグルタミナーゼ上のシステイン残基を酸化し、活性を停止させる。溶液は、次にタンパク質または対象のタンパク質画分のPI点まで導かれる(約5.4~5.8pH)。溶液は、次に冷却され、遠心分離される。上清は、次にデカントされ、グロブリンリッチな重い画分が残される。グロブリンリッチな画分は、約5~20%固体(w/w)の固体濃度まで水で希釈され、次にスプレー乾燥される。これは、次にスプレー乾燥のために水と混合される。水酸化ナトリウムは、このプロセスにおける加工助剤である。これは、抗菌剤および漂白剤であるという付加利益を有する。スプレー乾燥後、酸化剤の全ての残存物は、完全に崩壊されている。
別の例では、小豆抽出物は、トランスグルタミナーゼと接触されるが、プロセスは、トランスグルタミナーゼ活性を停止させるためのステップを含まない。1部の小豆粉を3~15部の水と混ぜ合わせる均質な水溶液が調製され、適切な無機もしくは有機酸または塩基により、pHは6.5~8に調整される。これは、>3000xgで遠心分離され、タンパク質リッチな上清は、炭水化物リッチな重い相から分離される。トランスグルタミナーゼ粉末は、0.001~0.5%(w/w)の濃度で溶液に添加される。トランスグルタミナーゼ濃度は、完成品のために所望のテクスチャを作り出すように選択され得る。溶液は、次に約50C(トランスグルタミナーゼのための最適反応温度)まで加熱され、15~90分間インキュベートされる。溶液は、次にタンパク質または対象のタンパク質画分のPI点まで導かれる(約5.4~5.8pH)。溶液は、次に冷却され、遠心分離される。上清は、次にデカントされ、グロブリンリッチな重い画分が残される。得られた重い画分は、トランスグルタミナーゼ酵素を不活性化するために>70Cまで1~5分間にわたり急速に加熱される。重い画分は、水と混合され、スプレー乾燥される。
卵様テクスチャを製造するのに適した小豆タンパク質単離物は、図1Cに示されるように、タンパク質の酸沈殿後に架橋を実施することによって調製することもできる。1つの例では、1部の小豆粉を3~15部の水と混ぜ合わせる均質な水溶液が調製され、適切な無機もしくは有機酸または塩基により、pHは6.5~8に調整される。溶液は、次に>3,000xgで遠心分離される。タンパク質リッチな上清は、デカントされ、炭水化物リッチな重い相が残される。タンパク質リッチな溶液のpHは、タンパク質混合物のグロブリンリッチな成分の等電点またはその付近に調整され(pH約5.4~5.8)、結果としてグロブリンリッチなタンパク質の沈殿が生じる。溶液は、>3,000xgで遠心分離される。上清は、デカントされ、グロブリンリッチなタンパク質画分が残される。このグロブリンリッチなタンパク質画分は、5~25%のタンパク質濃度を達成するように水中に再稀釈される。トランスグルタミナーゼ粉末は、0.001~0.5%(w/w)の濃度で溶液に添加され、約50C(トランスグルタミナーゼのための最適反応温度)まで加熱され、15~90分間インキュベートされる。反応混合物は、トランスグルタミナーゼ酵素を不活性化するために>70Cまで1~5分間にわたり急速に加熱される。混合物は、次に50C未満まで急速に冷却され、>3,000xgで遠心分離される。上清は、デカントされ、白色~淡褐色の外観のタンパク質リッチな粉末が残され、これは、次に、一般的に利用可能な方法により、さらに乾燥粉末に加工することができる。タンパク質リッチな粉末は、植物ベースの卵模倣品エマルション中に取り込むことができ、これは、オーブン、パン、スキレットまたは湯浴中で加熱されると卵様テクスチャを生じさせる。
架橋がタンパク質の酸沈殿後に適用される別の実施形態では、図1Dに示されるように、水抽出の代わりに乾式分画が使用され、濃縮物を生じさせる。脱皮小豆は、連続ミル(例えば、ローラーミルおよびその後のピンミル)を通過され、微細な粒径を有する粉を発生させる。粉は、次に高速サイクロンを通過され、より大きい粒子をより小さい粒子から分離する。タンパク質リッチな粒子(55~60%タンパク質)は、次に、約5~25%固体の溶液を達成するように水中に希釈される。溶液のpHは、タンパク質混合物のグロブリンリッチな成分の等電点またはその付近に調整され(pH約5.4~5.8)、結果としてグロブリンリッチなタンパク質の沈殿が生じる。溶液は、>3,000xgで遠心分離される。上清は、デカントされ、グロブリンリッチなタンパク質画分が残される。このグロブリンリッチなタンパク質画分は、5~25%のタンパク質濃度を達成するように水中に再稀釈される。トランスグルタミナーゼ粉末は、0.001~0.5%(w/w)の濃度で溶液に添加され、約50C(トランスグルタミナーゼのための最適反応温度)まで加熱され、15~90分間インキュベートされる。反応混合物は、トランスグルタミナーゼ酵素を不活性化するために>70Cまで1~5分間にわたり急速に加熱される。混合物は、次に50C未満まで急速に冷却され、>3,000xgで遠心分離される。上清は、デカントされ、白色~淡褐色の外観のタンパク質リッチな粉末が残され、これは、次に、一般的に利用可能な方法により、さらに乾燥粉末に加工することができる。タンパク質リッチな粉末は、植物ベースの卵模倣品エマルション中に取り込むことができ、これは、オーブン、パン、スキレットまたは湯浴中で加熱されると卵様テクスチャを生じさせる。
5.4.2 固定化したトランスグルタミナーゼによる架橋
バルクのシングルユースのトランスグルタミナーゼ酵素を使用する代替として、反応器内で平坦または渦巻形状で使用され得る、不活性の多孔質ビーズまたはポリマーシート上に固定化したトランスグルタミナーゼ酵素を用いてプロセスストリームを処理することもできる。ビーズのための典型的な固定化酵素の担体は、二酸化ケイ素(パーライト)またはアルギン酸カルシウムを含む。固定化トランスグルタミナーゼは、トランスグルタミナーゼ水溶液を、ビーズ材料および酵素を固体基質に固定するグルタルアルデヒドなどの架橋剤と接触させることによって調製される。酵素含有担体は、次に乾燥され、使用前に条件付けされる。固定化酵素反応器の利点は、1)バッチ間でより均一な結果をもたらす酵素反応の暴露および温度条件の制御の改善、および2)トランスグルタミナーゼ酵素の再使用によって可能になる経済性の改善を含む。固体基質は、トランスグルタミナーゼ酵素の変性の可能性および割合を低減する。
5.4.3 マイクロカプセル化したトランスグルタミナーゼによる架橋
本明細書で提供される方法のいくつかの実施形態では、植物ベースの液体卵様エマルションを調製するためにマイクロカプセル化したトランスグルタミナーゼ酵素が使用される。例えば、脂肪、水および乳化剤を含有するエマルションは、50~80Cの融点を有する脂肪と共に調製される。代表的な脂肪には、ステアリン酸、パームおよびココナッツショートニングが含まれる。次に、トランスグルタミナーゼ酵素は、約5~20%固体の流動性溶液を達成するために高せん断ミキサーまたはホモジナイザーを用いてエマルション中に分散される。次に、エマルションは、典型的な条件(150~175℃)下において短い滞留時間でスプレー乾燥される。トランスグルタミナーゼ酵素含有スプレー乾燥粉末は、次に、本明細書に記載される植物ベースの卵模倣品エマルション中に取り込むことができる。
5.5 修飾された官能特性を有する小豆単離物
小豆タンパク質の供給源から食用小豆タンパク質単離物を製造するためのプロセスも本明細書において提供され、本プロセスは:タンパク質リッチな画分を得るために、小豆タンパク質の供給源を分画プロセスに供するとであって、タンパク質リッチな画分の少なくとも50重量%は、1つまたは複数のグロブリン型タンパク質を含むかまたはそれからなる、こと;少なくとも1つの不純物を低減することであって、少なくとも1つの不純物は、食用小豆タンパク質単離物における悪臭または異臭に関連する、こと;および食用小豆タンパク質単離物を得るために、タンパク質リッチな画分を精製すること;を含む。いくつかの実施形態では、食用小豆タンパク質単離物の少なくとも60重量%は、植物タンパク質である。いくつかの実施形態では、食用タンパク質単離物の酸化酵素活性は、植物タンパク質の供給源の対応する酸化酵素活性よりも低い。いくつかの実施形態では、食用小豆タンパク質単離物の官能特性は、小豆タンパク質の供給源の対応する官能特性と異なる。
特定の態様では、方法および組成物は、以下の特徴:渋い、豆っぽい、苦い、焦げた、バターのような、ナッツのような、甘い、酸っぱい、フルーティな、フローラルな、ウッディな、土のような、豆っぽい、スパイシーな、メタリックな、甘い、かび臭い、草のような、グリーンな、油っぽい、酢のような、ニュートラルなおよび淡白な風味または芳香の1つまたは複数の調節された官能特性を有する精製タンパク質単離物の製造を提供する。好ましくは、精製タンパク質単離物は、以下:渋い、豆っぽい、苦い、焦げた、バターのような、ナッツのような、甘い、酸っぱい、フルーティな、フローラルな、ウッディな、土のような、豆っぽい、スパイシーな、メタリックな、甘い、かび臭い、草のような、グリーンな、油っぽい、酢のような、ニュートラルなおよび淡白な風味または芳香の1つまたは複数の低減または不在などの調節された官能特性を示す。
5.5.1 官能特性を修飾するための方法
好ましくは、本明細書で提供される方法は、精製タンパク質単離物における異臭もしくは悪臭を付与するかまたはそれらに関連する可能性のある少なくとも1つの不純物を低減または除去する。1つまたは複数の不純物は、揮発性または不揮発性化合物であり得、例えば、脂肪酸の酸化を触媒することが知られているリポキシゲナーゼ(EC1.13.11.-)を含み得る。他の例として、少なくとも1つの不純物は、フェノール、アルコール、アルデヒド、硫化物、過酸化物またはテルペンを含み得る。レクチンおよびプロテアーゼ阻害剤、例えばセリンプロテアーゼ阻害剤およびトリプシン阻害剤などを含む、アルブミンとして分類される他の生物学的に活性なタンパク質も除去される。
いくつかの実施形態では、不純物の低減は、脂質基質と反応する少なくとも1つの酵素の低減を含む。このような実施形態では、このような不純物の低減は、少なくとも1つの親油性の異臭、親油性の基質または補助因子を低減する。いくつかの実施形態では、不純物は、例えば、木炭、ベントナイト粘土または活性炭を用いる固体吸収手順によって低減される。
いくつかの実施形態では、精製小豆タンパク質単離物は、小豆タンパク質の供給源と比べて低減された酸化酵素活性を有する。いくつかの実施形態では、酸化酵素活性は、リポキシゲナーゼ活性である。いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、リポキシゲナーゼ活性の低減に起因して、植物タンパク質の供給源と比べて脂質または残留脂質のより低い酸化を有する。
いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物中のリポキシゲナーゼ活性の低減は、小豆タンパク質抽出物または単離物をトランスグルタミナーゼ活性と接触させることでもたらされる。従って、トランスグルタミナーゼによって修飾された小豆タンパク質単離物も本明細書において提供され、単離物は、単離物の植物供給源と比べて低減されたまたはさらに著しく低減されたリポキシゲナーゼ活性(または脂質を酸化し得る他の酵素)を示す。例えば、トランスグルタミナーゼによって修飾された小豆タンパク質単離物は、単離物の植物供給源と比べて少なくとも約20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%または75%のリポキシゲナーゼ活性(または脂質を酸化し得る酵素の活性)の低減を有することができる。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物を修飾するために使用されるトランスグルタミナーゼの量は、修飾される単離物または抽出物の量に対する体積基準で表して約0.0001%~0.0125%である。
付加的な実施形態では、少なくとも1つの不純物の低減は、繊維状固体、塩または炭水化物の除去を含む。このような不純物の低減は、異臭または悪臭を付与するかまたはそれらに関連し得る少なくとも1つの化合物の低減を含む。このような化合物は、例えば、活性炭、炭素または粘土を用いて除去され得る。別の例として、少なくとも1つの化合物は、脂質または残留脂質を酸化する少なくとも1つの酵素阻害するために、キレート剤(例えば、EDTA、クエン酸またはリン酸塩)を用いて除去され得る。特定の例では、残留脂質を酸化して、異臭をさせることが知られている化合物(例えば、ヘキサナール)にし得る酵素のリポキシゲナーゼの補助因子に結合するためにEDTAが使用され得る。
いくつかの実施形態では、残留している原料物質からタンパク質を分離すると、タンパク質に関連する望ましくない官能特性、例えば豆っぽい風味または以下の表1からの化合物に関連する不適切な風味プロファイルのいずれも除去される。
本明細書に開示される方法および組成物は、例えば、「豆っぽい」芳香および味などの望ましくない特徴を低減することにより、良好な官能特性を示すその能力を特徴とするタンパク質単離物を提供する。好ましい実施形態では、異臭に関連する成分は、除去されるかまたは実質的に低減される。望ましくない化合物の除去は、芳香、風味もしくは味またはこれらの組み合わせを改善し得る。いくつかの実施形態では、異臭が低減されたタンパク質単離物を製造するための方法は、以下の方法:
1)任意の残留脂質を酸化して、異臭をさせることが知られている化合物(例えば、ヘキサナール)にし得るリポキシゲナーゼのレベルを著しく低減するための等電点(pH約5.6+/-0.2)沈殿;
2)リポキシゲナーゼの補助因子に結合するためのキレート剤、例えばEDTAの使用;および/または
3)異臭に寄与し得る化合物を除去するための抽出後の固定化活性炭の使用
の1つまたは複数を含む。脂質基質が大量である場合、脂質は、上清中に捕集され、かつ除去または低減され得る。開示される方法は、ある種類のタンパク質の強化と、主として不飽和脂肪酸または不飽和脂肪の酸化を触媒するリポキシゲナーゼなどの酵素の低減とにより、タンパク質単離物の改善された機能性を提供し得る。従って、いくつかの実施形態では、異臭を低減するためにタンパク質画分を精製するか、またはある種類のタンパク質を低減する方法は、タンパク質単離物組成物が1つまたは複数の所望の機能特性を保持する能力に最小限に影響を与える。
従って、特定の態様では、本明細書に開示される方法および組成物は、タンパク質単離物の風味プロファイルを調節または改善し、これは、次に、タンパク質単離物を含む食品の風味プロファイルを調節または改善する。特定の実施形態では、植物タンパク質の供給源の特定の非タンパク質画分、例えば多糖など、特にマメ科植物中の消化されにくいものを除去または低減すると、より望ましい風味が付与され得る。非タンパク質画分の除去または低減は、架橋ポリフェノール、揮発性物質および重金属イオンを含む望ましくない小分子の除去または低減をもたらし得る。開示される方法および組成物は、望ましくない風味または芳香に起因する種々の化合物に加えて、架橋ポリフェノール、揮発性物質、重金属イオン、p-クマル酸(4-ヒドロキシケイ皮酸)、フェルラ酸(4-ヒドロキシ-3-メトキシケイ皮酸)および4-ヒドロキシ安息香酸(既知のポリフェノール)を含むが、これらに限定されない標的化合物の除去または低減を提供し得る。従って、方法および組成物は、ニュートラルな風味および/または芳香を有することを特徴とする可溶化植物タンパク質を提供し得る。さらに他の実施形態では、方法および組成物は、風味または芳香の調節を提供し、選択された化合物は、除去されるか、低減されるか、またはさらに取り込まれる。
従って、1つまたは複数の所望の風味または芳香は、特定の風味に起因する1つまたは複数の小分子を調節することにより、除去、低減または付加され得る。1つのこのような方法は、一般的に望ましくない風味の付与に関連する小分子を除去するためにタンパク質の沈殿を含む。
食品サンプルの芳香を特徴付ける1つの方法は、GC SNFR Olfactory Port(PerkinElmer)の使用を含む。サンプルから揮発された化合物は、GCカラムに注入され、得られた化合物は、分離され、マススペクトルを用いて同定される。表1は、化合物および感覚特性に対するその効果の例示的なリストを提供する。付加的な化合物は、その感覚特性を関連付けるために分離および同定することができる。
Figure 2022063269000001
従って、いくつかの実施形態では、本方法は、これらおよび/または他の化合物の1つまたは複数の除去または低減を提供する。例えば、表1に示されるように、ヘキサナールの存在は、刈ったばかりの草に似た芳香を有する食品をもたらし得る。いくつかの実施形態では、このような臭気は除去または低減される。同様に、本方法は、配合物中の特定の化合物を同定し、1つまたは複数の化合物を嗅覚に関連付け、かつその化合物を除去または低減することにより、配合を繰り返すか、修飾するか、または改善することを提供する。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、植物タンパク質の供給源の対応する官能特性と異なる1つまたは複数の官能特性を有する。官能特性の例としては、渋い風味もしくは芳香、豆っぽい風味もしくは芳香、苦い風味もしくは芳香、焦げた風味もしくは芳香、バターのような風味もしくは芳香、ナッツのような風味もしくは芳香、甘い風味もしくは芳香、酸っぱい風味もしくは芳香、フルーティな風味もしくは芳香、フローラルな風味もしくは芳香、ウッディな風味もしくは芳香、土のような風味もしくは芳香、豆っぽい風味もしくは芳香、スパイシーな風味もしくは芳香、メタリックな風味もしくは芳香、甘い風味もしくは芳香、かび臭い風味もしくは芳香、草のような風味もしくは芳香、グリーンな風味もしくは芳香、油っぽい風味もしくは芳香、酢のような風味もしくは芳香、ニュートラルな風味もしくは芳香、または淡白な風味もしくは芳香が挙げられるが、これらに限定されない。植物タンパク質の供給源は、風味、芳香または感覚印象(例えば、豆っぽい風味または匂い)を有することがあり、これにより、植物タンパク質の供給源は、例えば、卵などの基準食品の代わりに使用するのに望ましくないまたは不適切であるとされる。植物タンパク質の供給源と比べて、精製タンパク質単離物は、修飾された官能特性を有し、この修飾された官能特性により、精製タンパク質単離物は、基準食品においてまたは基準食品の代用品として使用するのにより適しているとされ得る。換言すると、精製タンパク質単離物は、精製タンパク質単離物または精製タンパク質単離物を取り込んだ組成物に、基準食品の風味、芳香または感覚印象に類似するかまたはそれと均等な風味、芳香または感覚印象を与える官能特性を有し得る。例えば、精製タンパク質単離物は、植物タンパク質の供給源の官能特性を低減または排除し得る。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物の官能特性は、卵の対応する官能特性に類似するかまたはそれと均等であり得る。いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、例えば、卵(液体、スクランブルまたはパティ形態)、ケーキ(例えば、パウンドケーキ、イエローケーキまたはエンゼルフードケーキ)、クリームチーズ、パスタ、エマルション、糖菓、アイスクリーム、カスタード、乳、デリミート、チキン(例えば、チキンナゲット)またはコーティングなどの基準食品の風味、芳香または感覚印象に類似するかまたはそれと均等である風味、芳香または感覚印象を提供する。
5.6 小豆タンパク質単離物の食品機能性
特定の態様では、本明細書で提供される高純度の小豆タンパク質単離物は、産業界での標準的な方法で測定したときに乳化、水結合、発泡性およびゲル化特性などの望ましい機能性特徴を示す。卵の特徴と比較して、測定される精製タンパク質単離物のこのような特性は、少なくとも70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれを超える値に相当する。本明細書で提供される方法は、卵などの食品と一致する機能特性、例えば乳化およびゲル化を示す、高純度、好ましくは50%、60%、70%、80%、90%またはそれを超える小豆タンパク質単離物を生じさせる。好ましい実施形態では、タンパク質含量は、少なくとも70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれを超える。
機能特性は、卵などの食品のクラム密度、構造/テクスチャ、弾性/スプリング性、凝固、結合、保湿、口あたり、膨化、通気/発泡性、クリーミーさおよび乳化を含み得るが、これらに限定されない。口あたりは、食品の試験および説明において使用される概念である。例示的なタンパク質単離物を用いて作られた製品は、口あたりについて評価することができる。いくつかの実施形態では、例示的なタンパク質単離物を用いて作られた製品、例えば焼き食品は、天然の卵で作られた製に類似する口あたりを有する。いくつかの実施形態では、例示的なタンパク質単離物を用いて作られた製品の口あたりは、これまでに知られているまたは試みられた卵代用品、例えばバナナ、修飾乳清タンパク質またはEgg BeatersTMの口あたりよりも優れている。
口あたりの尺度に含まれ得る特性の例としては、粘着性(cohesiveness):大臼歯で噛んだときに、破裂する前にサンプルが変形する度合;密度:大臼歯で完全に噛んだ後のサンプル断面の緻密さ;乾燥度:口中でサンプルが乾いていると感じる度合;もろさ(Fracturability):サンプルを崩壊、亀裂または粉砕させる力(もろさは、砕けやすさ、クリスピーさ、サクサク感および脆性を包含する);粒状性:サンプルが小さい粒状粒子を含有する度合いであり、滑らかさの反対であると考えることができる;ガム性(Gumminess):半固体の食物を嚥下の準備ができた状態まで崩壊させるのに必要とされるエネルギー;硬度:食品を所与の距離まで変形させるのに必要とされる力、すなわち大臼歯間で圧縮し、切歯で噛み、舌と口蓋との間で圧縮するための力;重さ:最初に舌の上に置かれたときに感じられる食品の重量;吸湿性:食品によって吸収される唾液の量;水分放出性:サンプルから放出される水分/汁の量;マウスコーティング(Mouthcoating):咀嚼後の口中のコーティング(例えば、脂肪/油)のタイプおよび度合い;粗さ:舌で感じられる食品の表面の摩損性の度合い;滑りやすさ:食品が舌の上でスライドする度合い;滑らかさ:食品中に任意の粒子、塊、隆起などが存在しないこと;均一性:サンプルが全体に平らである度合い;均質性;噛み口の均一性:噛み口全体にわたる力の均一性;噛み応えの均一性:食品の噛み応えの特徴が咀嚼全体を通して均一である度合い;粘度:液体をスプーンから舌の上に取り出すのに必要とされる力;および濡れ性:食品の表面で感じられる水分の量が挙げられる。
精製タンパク質単離物はまた、それ自体でまたは組成物中に取り込まれたときに1つまたは複数の機能特性を有し得る。このような機能特性は、乳化、水結合能、発泡性、ゲル化、クラム密度、構造形成、テクスチャ構築、粘着、接着性、弾性、スプリング性、溶解度、粘度、脂肪吸収、風味結合、凝固、膨化、通気、クリーミーさ、フィルム形成特性、光沢の付加、輝きの付加、凍結安定性、解凍安定性または色の1つまたは複数を含み得るが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物の少なくとも1つの機能特性は、植物タンパク質の供給源の対応する機能特性と異なる。いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物の少なくとも1つの機能特性は、例えば、卵(液体、スクランブルまたはパティ形態)、ケーキ(例えば、パウンドケーキ、イエローケーキまたはエンゼルフードケーキ)、クリームチーズ、パスタ、エマルション、糖菓、アイスクリーム、カスタード、乳、デリミート、チキン(例えば、チキンナゲット)またはコーティングなどの基準食品の対応する機能特性に類似するかまたはそれと均等である。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物が食品組成物中に含まれる場合、食品組成物は、例えば、卵、液体卵、スクランブルエッグ、卵パティ、ケーキ(例えば、パウンドケーキ、イエローケーキまたはエンゼルフードケーキ)、クリームチーズ、パスタ、エマルション、糖菓、アイスクリーム、カスタード、乳、デリミート、チキン(例えば、チキンナゲット)またはコーティングなどの基準食品の対応する機能特性に類似するかまたはそれと均等である少なくとも1つの機能特性を有する。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、単独でまたは組成物中に取り込まれたときに加熱下または室温でゲルを形成することができる。
5.7 小豆単離物の食品用途
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される小豆タンパク質単離物は、使用レベルにおいて、多数のカテゴリーにわたる様々な従来の食品および飲料製品における動物ベースまたは植物ベースのタンパク質の直接的なタンパク質置換品として使用される。いくつかの実施形態では、小豆タンパク質単離物は、食品中の既存のタンパク質に対するサプリメントとしても使用される。表2は、広範な食品カテゴリーにおける小豆タンパク質の例示的な使用を提供する。
Figure 2022063269000002
Figure 2022063269000003
本明細書で提供される精製小豆タンパク質単離物は、種々の食品用途に適しており、例えば、卵を含まない食用エマルション、卵類似品、卵を含まないスクランブルエッグ、卵を含まないパティ、卵を含まないパウンドケーキ、卵を含まないエンゼルフードケーキ、卵を含まないイエローケーキ、卵を含まないクリームチーズ、卵を含まないパスタ生地、卵を含まないカスタード、卵を含まないアイスクリーム、および乳製品を含まない乳中に取り込まれる。
種々の態様では、組成物および方法は、液体およびパティのスクランブルエッグ代用品を含む多数の食品用途において、所望される乳化、水結合性およびゲル化のレベルまで1つまたは複数の精製タンパク質単離物を取り込む。好ましい実施形態では、機能性卵置換製品は、精製タンパク質単離物または抽出物(10~15%)、油(10%)、親水コロイド、保存料および任意選択的に風味料、水、レシチン、キサンタン、炭酸ナトリウム、黒塩を含む。
従って、本方法および組成物は、食肉代用品、卵代用品、焼き食品および強化ドリンクを含むがこれらに限定されない種々の食品用途において、置換成分として適切である1つまたは複数の精製タンパク質単離物から、成分が所望の官能性を有することを可能にする。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、卵代用品に取り込まれる。いくつかのこのような実施形態では、精製タンパク質単離物の官能特性(例えば、風味または芳香)は、卵の対応する官能特性に類似するかまたはそれと均等である。卵代用品は、卵の対応する機能特性に類似するかまたはそれと均等である少なくとも1つの機能特性(例えば、乳化、水結合能、発泡性、ゲル化、クラム密度、構造形成、テクスチャ構築、粘着、接着性、弾性、スプリング性、溶解度、粘度、脂肪吸収、風味結合、凝固、膨化、通気、クリーミーさ、フィルム形成特性、光沢の付加、輝きの付加、凍結安定性、解凍安定性または色)を示し得る。精製タンパク質単離物に加えて、卵代用品は、イオタ-カラギナン、アラビアゴム、コンニャク、キサンタンガムまたはゲランの1つまたは複数を含み得るが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、パウンドケーキ、イエローケーキまたはエンゼルフードケーキなどの卵を含まないケーキ中に取り込まれる。いくつかのこのような実施形態では、卵を含まないケーキの少なくとも1つの官能特性(例えば、風味または芳香)は、卵を含有するケーキの対応する官能特性に類似するかまたはそれと均等である。卵を含まないケーキは、卵を含有するケーキの対応する機能特性に類似するかまたはそれと均等である少なくとも1つの機能特性を示し得る。少なくとも1つの機能特性は、例えば、乳化、水結合能、発泡性、ゲル化、クラム密度、構造形成、テクスチャ構築、粘着、接着性、弾性、スプリング性、溶解度、粘度、脂肪吸収、風味結合、凝固、膨化、通気、クリーミーさ、フィルム形成特性、光沢の付加、輝きの付加、凍結安定性、解凍安定性または色の1つまたは複数であり得る。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、卵を含まないケーキミックスまたは卵を含まないケーキ生地中に取り込まれる。いくつかのこのような実施形態では、卵を含まないケーキミックスまたは生地は、卵を含有するケーキミックスまたは生地の対応する官能特性に類似するかまたはそれと均等である、卵を含まないケーキ生地の少なくとも1つの官能特性(例えば、風味または芳香)を有する。卵を含まないケーキミックスまたは生地は、卵を含有するケーキ生地の対応する機能特性に類似するかまたはそれと均等である少なくとも1つの機能特性を示し得る。少なくとも1つの機能特性は、例えば、乳化、水結合能、発泡性、ゲル化、クラム密度、構造形成、テクスチャ構築、粘着、接着性、弾性、スプリング性、溶解度、粘度、脂肪吸収、風味結合、凝固、膨化、通気、クリーミーさ、フィルム形成特性、光沢の付加、輝きの付加、凍結安定性、解凍安定性または色の1つまたは複数であり得る。
卵を含まないパウンドケーキ中に精製タンパク質単離物が含まれるいくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキのピーク高さは、卵を含有するパウンドケーキのピーク高さの少なくとも90%である。卵を含まないパウンドケーキ生地中に精製タンパク質単離物が含まれるいくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地の比重は、0.95~0.99である。
幾つかの態様では、食品用途において、増大された機能性は、精製タンパク質単離物に関連する。例えば、精製タンパク質単離物を含む食品は、ドームまたはクラック、ケーキの弾力性(resilience)、ケーキの粘着性、ケーキのスプリング性、ケーキのピーク高さ、生地の比重、中央のドーム形成、中央のクラック、褐色化、口あたり、スプリングバック(spring-back)、異臭または風味において増大された機能性を示し得る。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、クリームチーズ、パスタ生地、パスタ、乳、カスタード、冷凍デザート(例えば、アイスクリームを含む冷凍デザート)、デリミートまたはチキン(例えば、チキンナゲット)中に含まれる。
いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、例えば、卵代用品、ケーキ(例えば、パウンドケーキ、イエローケーキまたはエンゼルフードケーキ)、ケーキ生地、ケーキミックス、クリームチーズ、パスタ生地、パスタ、カスタード、アイスクリーム、乳、デリミートまたは糖菓などの食品または飲料組成物中に取り込まれる。食品または飲料組成物は、基準食品または飲料組成物を再現するテクスチャおよび口あたりに類似するかまたはそれと均等である感覚印象を提供し得る。いくつかの実施形態では、食品または飲料組成物中に包含される前に、精製タンパク質単離物は、精製タンパク質単離物の標的用途に依存する方法でさらに加工される。例えば、精製タンパク質単離物は、pHを標的用途に適したpHに調整するために緩衝液中に希釈され得る。別の例として、精製タンパク質単離物は、標的用途で使用するために濃縮され得る。さらに別の例として、精製タンパク質単離物は、標的用途で使用するために乾燥され得る。
卵を含まないエマルション(例えば、スクランブルエッグに類似するかまたはそれと均等である卵を含まない食品用)、パウンドケーキ、イエローケーキ、エンゼルフードケーキ、クリームチーズ、パスタ生地、パスタ、カスタード、アイスクリーム、乳、デリミートまたは糖菓を含む、小豆からの高純度のタンパク質単離物を主要な機能性成分として取り込んだ種々の食品用途を作成した。
5.7.1 完全ベジタリアン(vegan)パティ
種々の実験は、小豆タンパク質単離物が、配合された完全ベジタリアンパティ中の単独のゲル化剤としての使用に適しているという証拠を提供する。いくつかの実施形態では、イオタ-カラギナンおよびアラビアゴムから構成される親水コロイド系が配合パティ中の小豆単離物の天然ゲル化特性を高める。他の実施形態では、1.5:1の比率の高アシルおよび低アシルゲランから構成される親水コロイド系が配合パティ中の小豆単離物の天然ゲル化特性を高める。さらなる実施形態では、コンニャクおよびキサンタンガムから構成される親水コロイド系が配合パティ中の小豆単離物の天然ゲル化特性を高める。
5.7.2 卵を含まないエマルション
別の態様では、本明細書において、本明細書に記載される小豆タンパク質単離物を含む、卵を含まない食用エマルションが提供される。いくつかの実施形態では、エマルションは、水、油、脂肪、親水コロイドおよびデンプンから選択される1つまたは複数の付加的な成分を含む。いくつかの実施形態では、卵を含まない食用エマルションの少なくともまたは約60~85%は、水である。いくつかの実施形態では、卵を含まない食用エマルションの少なくともまたは約10~20%は、タンパク質単離物である。いくつかの実施形態では、卵を含まない食用エマルションの少なくともまたは約5~15%は、油または脂肪である。いくつかの実施形態では、卵を含まない食用エマルションの少なくともまたは約0.01~6%は、親水コロイド画分またはデンプンである。いくつかの実施形態では、親水コロイド画分は、高アシルゲランガム、低アシルゲランガム、イオタ-カラギナン、アラビアゴム、コンニャク、ローカストビーンガム、グァーガム、キサンタンガムまたはこれらの1つもしくは複数のガムの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、エマルションは、風味料、着色剤、抗菌剤、膨張剤および塩の1つまたは複数をさらに含む。
いくつかの実施形態では、エマルションは、リン酸塩をさらに含む。いくつかの実施形態では、リン酸塩は、リン酸二ナトリウム(DSP)、ヘキサメタリン酸ナトリウム(SHMP)、ピロリン酸四ナトリウム(TSPP)からなる群から選択される。特定の実施形態では、エマルションは、DSPを含む。別の特定の実施形態では、エマルションは、DSPを含む。いくつかの実施形態では、エマルション中のDSPの量は、少なくともまたは約0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%もしくは0.15%であり、または0.15%よりも多い。別の特定の実施形態では、エマルションは、SHMPを含む。いくつかの実施形態では、SHMPは、短鎖SHMC、通常鎖のSHMPまたは長鎖SHMPである。いくつかの実施形態では、エマルション中のSHMPの量は、少なくともまたは約0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%もしくは1%であり、または1%よりも多い。
特定の実施形態では、本明細書において、約5.6~6.8のpHを有する卵を含まない食用エマルションが提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まない食用エマルションは、水、本明細書に記載される小豆タンパク質単離物、タンパク質単離物の構造を修飾する酵素および油または脂肪を含む。いくつかの実施形態では、酵素は、トランスグルタミナーゼまたはタンパク質分解酵素を含む。いくつかの実施形態では、卵を含まない食用エマルションの少なくともまたは約70~85%は、水である。いくつかの実施形態では、卵を含まない食用エマルションの少なくともまたは約7~15%は、タンパク質単離物である。いくつかの実施形態では、卵を含まない食用エマルションの少なくともまたは約0.0005~0.0025%(5~25百万分率)は、タンパク質単離物の構造を修飾する酵素である。いくつかの実施形態では、卵を含まない食用エマルションの少なくともまたは約5~15%は、油または脂肪である。
本明細書において、上記の卵を含まないエマルションのいずれかを用いて作られたパティも提供される。
いくつかの実施形態では、方法は、本明細書に記載されるタンパク質単離物を用いて調製された、卵を含まないエマルションを提供し、卵を含まないエマルションは、例えば、卵を用いて調製されたスクランブルエッグ、オムレツまたはキッシュに類似するかまたはそれと均等である卵を含まない食品を作るために使用され得る。従って、いくつかの実施形態では、卵を含まないエマルションは、本明細書で開示される例示的なタンパク質単離物の1つまたは複数を含む。卵を含まないエマルションは、例えば、脂質、1つまたは複数の炭水化物および任意選択的にタンパク質修飾酵素、塩、風味料および/または色をさらに含み得る。これらの成分の割合は、結果として得られる卵を含まない食品のテクスチャ、風味および/または色を調節するように選択され得る。結果として得られる卵を含まない食品は、卵を再現するテクスチャおよび口あたりに類似するかまたはそれと均等である感覚印象を提供し得る。液体スクランブルおよびパティの感覚品質パラメータは、卵と同様のきれいな噛み口および適度な噛み応えを有する軟性の緻密なゲルとして特徴付けられる。
5.7.3 焼いたケーキ
別の態様では、本明細書において、1つまたは複数の卵を含まないケーキ生地を調製するのに適した1つまたは複数の卵を含まないケーキミックスが提供され、このケーキミックスから1つまたは複数の卵を含まないケーキを作ることができる。いくつかの実施形態では、卵を含まないケーキミックスは、粉、糖および本明細書に記載される小豆タンパク質単離物を含む。いくつかの実施形態では、卵を含まないケーキミックスは、クリームターター(cream of tartar)、リン酸二ナトリウム、ベーキングソーダおよびpH安定剤から選択される1つまたは複数の付加的な成分をさらに含む。いくつかの実施形態では、粉は、ケーキ粉を含む。
本明細書において、上記の卵を含まないケーキミックスおよび水を含む、卵を含まないケーキ生地も提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まないケーキ生地は、卵を含まないパウンドケーキ生地、卵を含まないエンゼルフードケーキ生地または卵を含まないイエローケーキ生地である。いくつかの実施形態では、卵を含まないケーキ生地は、0.95~0.99の比重を有する。
本明細書において、上記の卵を含まないケーキ生地から作られた卵を含まないケーキも提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まないケーキのピーク高さは、卵を含有するパウンドケーキのピーク高さの少なくとも90%である。いくつかの実施形態では、卵を含まないケーキの1つまたは複数の特徴は、卵を含有するケーキの1つまたは複数の対応する特徴に類似するかまたはそれと均等である。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の特徴は、弾力性、粘着性、スプリング性、ピーク高さ、中央のドーム形成、中央のクラック、褐色化、口あたり、スプリングバックまたは風味を含む。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の特徴は、硬度、弾力性、粘着性、スプリング性または噛み応えを含む。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の特徴は、機能特性または官能特性を含む。いくつかの実施形態では、機能特性は、乳化、水結合能、発泡性、ゲル化、クラム密度、構造形成、テクスチャ構築、粘着、接着性、弾性、スプリング性、溶解度、粘度、脂肪吸収、風味結合、凝固、膨化、通気、クリーミーさ、フィルム形成特性、光沢の付加、輝きの付加、凍結安定性、解凍安定性または色の1つまたは複数を含む。
特定の実施形態では、本明細書において、粉、糖および本明細書に記載される小豆タンパク質単離物を含む、卵を含まないパウンドケーキミックスが提供される。いくつかの実施形態では、粉は、ケーキ粉を含む。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキミックスは、油または脂肪をさらに含む。いくつかの実施形態では、油または脂肪は、バターまたはショートニングを含む。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地の少なくともまたは約25~31%は、粉である。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地の少なくともまたは約25~31%は、油または脂肪である。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地の少なくともまたは約25~31%は、糖である。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地の少なくともまたは約6~12%は、タンパク質単離物である。いくつかの実施形態では、生地は、リン酸二ナトリウムまたはベーキングソーダをさらに含む。
本明細書において、上記の卵を含まないパウンドケーキミックスを含み、かつ水をさらに含む、卵を含まないパウンドケーキ生地も提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地は、約4部の卵を含まないパウンドケーキミックス;および約1部の水を含む。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地の少なくともまたは約20~25%は、粉である。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地の少なくともまたは約20~25%は、油または脂肪である。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地の少なくともまたは約20~25%は、糖である。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地の少なくともまたは約5~8%は、タンパク質単離物である。いくつかの実施形態では、卵を含まないパウンドケーキ生地の少なくともまたは約18~20%は、水である。
別の特定の実施形態では、本明細書において、粉、糖および本明細書に記載される小豆タンパク質単離物を含む、卵を含まないエンゼルフードケーキミックスが提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まないエンゼルフードケーキミックスの少なくともまたは約8~16%は、粉である。いくつかの実施形態では、卵を含まないエンゼルフードケーキミックスの少なくともまたは約29~42%は、糖である。いくつかの実施形態では、卵を含まないエンゼルフードケーキミックスの少なくともまたは約7~10%は、タンパク質単離物である。いくつかの実施形態では、卵を含まないエンゼルフードケーキミックスは、クリームターター、リン酸二ナトリウム、ベーキングソーダまたはpH安定剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、粉は、ケーキ粉を含む。本明細書において、上記の卵を含まないエンゼルフードケーキミックスおよび水を含む、卵を含まないエンゼルフードケーキ生地も提供される。
別の特定の実施形態では、本明細書において、粉、糖および本明細書に記載される小豆タンパク質単離物を含む、卵を含まないイエローケーキミックスが提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まないイエローケーキミックスの少なくともまたは約20~33%は、粉である。いくつかの実施形態では、卵を含まないイエローケーキミックスの少なくともまたは約19~39%は、糖である。いくつかの実施形態では、卵を含まないイエローケーキミックスの少なくともまたは約4~7%は、タンパク質単離物である。いくつかの実施形態では、卵を含まないイエローケーキミックスは、ベーキングパウダー、塩、ドライミルクおよびショートニングの1つまたは複数をさらに含む。本明細書において、上記の卵を含まないイエローケーキミックスおよび水を含む、卵を含まないイエローケーキ生地も提供される。
いくつかの実施形態は、タンパク質単離物を用いて卵を含まないパウンドケーキを製造するための方法を提供する。例えば、生地は、17℃~20℃において、小豆タンパク質単離物を含む液体溶液と、糖、ケーキ粉およびバターとを1:1:1:1w/wの比率で混合することによって作られる。成分は、Hobartミキサーにおける一段階混合を用いて22℃で6分間混ぜ合わせられる。生地は、パウンドケーキパン内で150℃において45分間焼かれ、パン中で22℃において2時間冷却される。
タンパク質単離物を用いて作られたケーキの感覚品質パラメータは、柔らかく軟性のふんわりしたテクスチャとして特徴付けられる。ピーク高さは、卵を含有するパウンドケーキの90~110%であると測定された。精製小豆タンパク質単離物を含むケーキ生地の比重は、0.95~0.99であり、これは、全卵を含むケーキ生地の比重0.95~0.96と同様であった。
5.7.4 クリームチーズ類似品
別の態様では、本明細書において、本明細書に記載される小豆タンパク質単離物を含む、卵を含まないクリームチーズが提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まないクリームチーズは、水、油または脂肪および親水コロイドから選択される1つまたは複数の付加的な成分を含む。いくつかの実施形態では、卵を含まないクリームチーズの少なくともまたは約75~85%は、水である。いくつかの実施形態では、卵を含まないクリームチーズの少なくともまたは約10~15%は、タンパク質単離物である。いくつかの実施形態では、卵を含まないクリームチーズの少なくともまたは約5~10%は、油または脂肪である。いくつかの実施形態では、卵を含まないクリームチーズの少なくともまたは約0.1~3%は、親水コロイドである。いくつかの実施形態では、親水コロイドは、キサンタンガムまたは低メトキシペクチンおよび塩化カルシウム系を含む。いくつかの実施形態では、卵を含まないクリームチーズは、風味料または塩をさらに含む。いくつかの実施形態では、卵を含まないクリームチーズの1つまたは複数の特徴は、卵を含有するクリームチーズの1つまたは複数の対応する特徴に類似するかまたはそれと均等である。いくつかの実施形態では、特徴は、味、粘度、クリーミーさ、稠度、匂い、延展性、色、熱安定性または融解特性である。いくつかの実施形態では、特徴は、機能特性または官能特性を含む。いくつかの実施形態では、機能特性は、乳化、水結合能、発泡性、ゲル化、クラム密度、構造形成、テクスチャ構築、粘着、接着性、弾性、スプリング性、溶解度、粘度、脂肪吸収、風味結合、凝固、膨化、通気、クリーミーさ、フィルム形成特性、光沢の付加、輝きの付加、凍結安定性、解凍安定性または色を含む。いくつかの実施形態では、官能特性は、風味または臭気を含む。
実施例31は、CaCl2を含む低メトキシペクチンから構成される親水コロイド系を用いる例示的なクリームチーズ類似品を提供し、これは、クリームチーズを連想させるテクスチャ官能特性を有する連続的な軟性ゲルを形成する。付加的な結果は、キサンタンガムから形成される親水コロイド系を提供し、これは、クリームチーズを連想させるテクスチャ官能特性を有する連続的な軟性ゲルを形成する。
5.7.5 卵を含まないパスタ生地
別の態様では、本明細書において、本明細書に記載される小豆タンパク質単離物を含む、卵を含まないパスタ生地が提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まないパスタ生地は、粉、油または脂肪および水から選択される1つまたは複数の付加的な成分を含む。いくつかの実施形態では、粉は、セモリナ粉を含む。いくつかの実施形態では、油または脂肪は、エクストラバージンオイルを含む。いくつかの実施形態では、卵を含まないパスタ生地は、塩をさらに含む。本明細書において、上記の卵を含まないパスタ生地から作られた卵を含まないパスタも提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まないパスタは、生である。いくつかの実施形態では、卵を含まないパスタは、乾燥される。いくつかの実施形態では、卵を含まないパスタの1つまたは複数の特徴は、卵を含有するパスタの1つまたは複数の対応する特徴に類似するかまたはそれと均等である。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の特徴は、噛み応え、密度、味、調理時間、貯蔵期間、粘着性または粘性を含む。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の特徴は、機能特性または官能特性を含む。いくつかの実施形態では、機能特性は、乳化、水結合能、発泡性、ゲル化、クラム密度、構造形成、テクスチャ構築、粘着、接着性、弾性、スプリング性、溶解度、粘度、脂肪吸収、風味結合、凝固、膨化、通気、クリーミーさ、フィルム形成特性、光沢の付加、輝きの付加、凍結安定性、解凍安定性または色を含む。いくつかの実施形態では、官能特性は、風味または臭気を含む。
5.7.6 植物ベースの乳
別の態様では、本明細書において、本明細書に記載される小豆タンパク質単離物を含む、植物ベースの乳が提供される。いくつかの実施形態では、植物ベースの乳は、水、油または脂肪および糖から選択される1つまたは複数の付加的な成分を含む。いくつかの実施形態では、植物ベースの乳の少なくともまたは約5%は、タンパク質単離物である。いくつかの実施形態では、植物ベースの乳の少なくともまたは約70%は、水である。いくつかの実施形態では、植物ベースの乳の少なくともまたは約2%は、油または脂肪である。いくつかの実施形態では、植物ベースの乳は、リン酸二ナトリウム、大豆レシチンおよび微量のミネラルの1つまたは複数をさらに含む。特定の実施形態では、植物ベースの乳は、ラクトースを含まない。他の特定の実施形態では、植物ベースの乳は、ガムまたは安定剤を含まない。
5.7.7 卵を含まないカスタード
別の態様では、本明細書において、本明細書に記載される小豆タンパク質単離物を含む、卵を含まないカスタードが提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まないカスタードは、クリームおよび糖から選択される1つまたは複数の付加的な成分を含む。いくつかの実施形態では、卵を含まないカスタードの少なくともまたは約5%は、タンパク質単離物である。いくつかの実施形態では、卵を含まないカスタードの少なくともまたは約81%は、クリームである。いくつかの実施形態では、卵を含まないカスタードの少なくともまたは約13%は、糖である。いくつかの実施形態では、卵を含まないカスタードは、イオタ-カラギナン、カッパ-カラギナン、バニラおよび塩の1つまたは複数をさらに含む。いくつかの実施形態では、クリームは、ヘビークリームである。
5.7.8 卵を含まないアイスクリーム
別の態様では、本明細書において、本明細書に記載される小豆タンパク質単離物を含む、卵を含まないアイスクリームが提供される。いくつかの実施形態では、卵を含まないアイスクリームは、ソフトクリームまたは通常のアイスクリームである。いくつかの実施形態では、卵を含まないアイスクリームは、クリーム、乳および糖から選択される1つまたは複数の付加的な成分を含む。いくつかの実施形態では、卵を含まないアイスクリームの少なくともまたは約5%は、タンパク質単離物である。いくつかの実施形態では、卵を含まないアイスクリームの少なくともまたは約41%は、クリームである。いくつかの実施形態では、卵を含まないアイスクリームの少なくともまたは約40%は、乳である。いくつかの実施形態では、卵を含まないアイスクリームの少なくともまたは約13%は、糖である。いくつかの実施形態では、卵を含まないアイスクリームは、イオタ-カラギナン、カッパ-カラギナン、バニラおよび塩の1つまたは複数をさらに含む。いくつかの実施形態では、クリームは、ヘビークリームである。いくつかの実施形態では、乳は、全乳である。特定の実施形態では、卵を含まないアイスクリームは、ラクトースを含まない。他の特定の実施形態では、卵を含まないアイスクリームは、ガムまたは安定剤を含まない。他の実施形態では、卵を含まないアイスは、卵ベースのアイスクリームの従来の口あたりおよびテクスチャを提供するが、卵ベースのアイスクリームと比べてより遅い速度で溶ける。
5.7.9 食品用途:補助成分
5.7.9.1 ガム
食品を配合するために有用な種々のガムには、例えば、アカシアガム、Versawhip、グァーガム+キサンタンガム、Q-extract、CMC6000(カルボキシメチルセルロース)、Citri-Fi200(シトラス繊維)、アップル繊維、フェヌグリーク繊維が含まれる。
5.7.9.2 デンプン
デンプンは、最も普及している食品成分の1つであり、有用な乳化特性を有することが示されている。デンプンおよびデンプン粒は、エマルションを安定化することが知られている。従って、1つまたは複数のデンプンは、例えば、クズウコンデンプン、コーンスターチ、タピオカデンプン、小豆デンプン、ジャガイモデンプン、サツマイモデンプン、米デンプン、サゴデンプン、小麦デンプンなどの植物組成物から製造される。疎水性により、デンプンは、油-水界面で吸着されるようになり、再合体、従って液滴の安定性が防止される。
5.7.9.3 保存料
特定の実施形態では、方法および組成物は、タンパク質単離物と組み合わせて有効量の保存料の添加を含む。
保存料は、細菌、カビ、真菌または酵母からの食品の損傷を防止し(抗菌剤);色、風味またはテクスチャの変化を遅くするかまたは防止し、酸敗を遅延させ(酸化防止剤);鮮度を保持する。保存料には、以下:アスコルビン酸、クエン酸、安息香酸ナトリウム、プロピオン酸カルシウム、エリトルビン酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、ソルビン酸カルシウム、ソルビン酸カリウム、BHA、BHT、EDTA、トコフェロール(ビタミンE)および酸化防止剤(脂肪および油ならびにこれらを含有する食品が酸敗するかまたは異臭を発生することを防止する)が含まれるが、これらに限定されない。表3を参照されたい。
Figure 2022063269000004
5.8 組成物の貯蔵および貯蔵期間
いくつかの実施形態では、タンパク質単離物またはタンパク質単離物を含む組成物は、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10週間まで室温での貯蔵において安定であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質単離物またはタンパク質単離物を含む組成物は、数か月間、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12または13か月を超えて室温での貯蔵に対して安定であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質単離物またはタンパク質単離物を含む組成物は、数か月間、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12または13か月を超えて冷蔵または冷凍貯蔵に対して安定であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質単離物またはタンパク質単離物を含む組成物は、数年間、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12または13年を超えて冷蔵または冷凍貯蔵に対して安定であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質単離物またはタンパク質単離物を含む組成物は、数か月間、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12または13か月を超えて室温での貯蔵に対して安定であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質単離物またはタンパク質単離物を含む組成物は、数年間、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12または13年を超えて室温での貯蔵に対して安定であり得る。
いくつかの実施形態では、乾燥材料としての貯蔵は、タンパク質単離物またはタンパク質単離物を含む組成物の貯蔵期間を延ばすことができる。いくつかの実施形態では、タンパク質単離物またはタンパク質単離物を含む組成物は、液体、例えば水を用いて後に再構成するための乾燥材料として貯蔵される。いくつかの実施形態では、精製タンパク質単離物は、粉末形態であり、これにより、より安価で輸送することができ、損傷のリスクがより少なくなり、貯蔵期間が延長される(大幅に減少した含水量および水分活性による)。
他の実施形態では、精製タンパク質単離物またはタンパク質単離物を含む組成物は、液体、例えば水、乳または消費に適した他の液体によって再構成される。1つの例では、液体スクランブルを製造するために36~45グラムの液体を12~15グラムの乾燥重量の組成物に添加することができる。液体の量は、再構成された組成物の特定の目的に適合するように変化され得る。
付加的な実施形態では、食品組成物は、加熱下において、冷蔵またはより冷たい条件下または非周囲条件下で精製タンパク質単離物またはそのエマルション中の配合物を含む。
6.実施例
6.1 実施例1:タンパク質抽出物の木炭処理
この実施例は、タンパク質抽出プロセスにおける非タンパク質、異臭成分(例えば、豆っぽい風味など)を除去するために炭素吸着ステップを実施するための例示的なプロトコルを提供する。入力マメ科植物粉または材料の典型的な出発重量は1~12kgの範囲であり、典型的な収率は約25%であり、水分含量は約78%である。
木炭の規格:粒径約500um~1500um、メッシュサイズ12x30、酸洗浄済。
木炭の調製:100gの木炭を3kgの水中に混合し、フィルタに流し込み、捕集する。この洗浄ステップを全部で2回洗浄するために繰り返す。
抽出物の調製:3:1の水対粉の比率で水を粉と混ぜ合わせ、次に4℃において6000xgで20分間遠心分離する。上清を捕集し、100umのナイロンメッシュによってろ過する。
木炭処理:調製した木炭を1Lの抽出物と混合し、15分間攪拌する。次に、抽出物-木炭混合物を100umフィルタによってろ過して大きい木炭粒子を除去し、4℃において10,000xgで15分間遠心分離して、残りの灰分を除去する。500mMのCaNa2EDTAを最終濃度が2mMのCaNa2EDTAになるまで抽出物に添加し、混合してから、4℃で60分間インキュベートする。冷(4℃)0.3%NaCl中、1体積の上清対3体積の冷0.3%NaClの比率でろ液の急速希釈を実施する。次に、4℃においてろ液を10,000xgで15分間遠心分離し、ペレットを捕集する。
0.3%NaCl+0.7mMのCaNa2EDTA(4℃)によって1:4(w/w)でペレットを懸濁および均質化し、4℃において10,000xgで15分間遠心分離する。得られたペレットを0.3%NaCl(4℃)によって1:4(w/w)で洗浄してから、4℃において10,000xgで15分間遠心分離する。
最終ペレットを均質化し、水分含量を記録する。
6.2 実施例2:タンパク質単離物の精製プロトコル
この実施例は、小豆タンパク質単離物を調製するための例示的なプロトコルを提供する。
A.多段階抽出。5:1の水道水対粉の比率で水を小豆粉と混合する。混合物のpHをNaOHによってpH6.5~pH8に調整する。4℃において混合物を6000xgで15分間遠心分離する。抽出物を捕集し、ペレットを水対粉3:1で再懸濁させる。pHをNaOHによってpH6.5~pH8に調整し、4℃において6000xgで15分間再度遠心分離する。両方の抽出物を合わせ、100umのナイロンメッシュによってろ過する。
B.木炭ろ過または異臭除去(任意選択)。木炭の規格:粒径約500um~1500um、メッシュサイズ12x30、酸洗浄済。木炭の調製:100gの木炭を3kgの水中に混合し、フィルタに流し込み、木炭を捕集する。次に、1gの木炭を10gの抽出物に添加し、約15分間インキュベートする。次に、4℃において混合物を10000xgで15分間遠心分離する。混合物は、キレート剤、例えば2mMのCaNa2EDTAによって処理することもできる。
C.酸沈殿。pH5.6+/-0.2における等電沈殿を1~4℃における低温沈殿法と組み合わせる。pHを20%クエン酸によってpH5.4~5.8まで下げる。氷上で1時間冷却する。代替的に、低イオン強度沈殿を低温沈殿法(1~4℃)と組み合わせて超高流速で実施することができる。冷(4℃)0.3%NaCl中、1体積の上清対3体積の冷0.3%NaClの比率でろ液の急速希釈を実施する。次に、4℃において混合物を10,000xgで15分間遠心分離する。
D.回収。ペレットを捕集し、0.3%NaCl(4℃)によって1:4(w/w)で再懸濁し、均質化する。pHをクエン酸によって5.6+/-0.1に保持する。4℃において懸濁液を10,000xgで15分間遠心分離し、最終ペレットを均質化する。
最終ペレットを均質化し、水分含量を記録する。
6.3 実施例3:パイロット規模のタンパク質単離法
この実施例は、小豆タンパク質単離物のパイロット規模の調製のための例示的なプロトコルを提供する。一般的なプロセスのブロック流れ図は、図3に示される。プロセスは、タンパク質の抽出段階から始まり、製粉された小豆粉が5~10体積の軟水と冷却した混合タンク(2℃~8℃)内で混合されて、スラリーを形成する。スラリーのpHは、標的タンパク質の水溶液中への可溶化のためにpH7に達するまで、食品グレードの50%NaOH溶液によって調整される。次に、スラリーは、固体/液体分離ユニット操作(通常、1つのデカンタおよび1つのディスクスタック遠心分離機の組み合わせ)まで送られ、可溶化タンパク質抽出物は、粉の繊維状デンプン画分から分離される。
任意選択的に、タンパク質抽出物は、4℃において食品グレードの木炭充填環状バスケットカラム(<5%の木炭対タンパク質抽出物比、w/w)を通過するように送り出される。この炭素吸着ステップの主要な機能は、タンパク質抽出における非タンパク質、異臭成分(例えば、豆っぽい風味など)を除去することである。いくらかの繊維状固体も除去し、従って清澄化されたタンパク質抽出物をもたらす。
清澄化タンパク質抽出物は、低温条件(2℃)下でその等電点(pH5.6)に達するまで20%の食品グレードのクエン酸溶液によって酸性化される。この条件下において、標的タンパク質は、沈殿し、水溶液から分離可能になる。pH調整に加えて、異臭化合物の生成を招き得るリポキシゲナーゼ活性を阻害するために、このステップ中に2mMの食品グレードのEDTAが添加される。沈殿したタンパク質スラリーは、次に固体/液体分離ユニット操作(通常、1つのディスクスタック遠心分離機)に送られ、遠心分離ステップの重い相中にタンパク質凝固物が回収される。
次に、タンパク質凝固物は、低温条件(2℃)下の洗浄ステップ中、4体積の軟水によって洗浄される。洗浄は、タンパク質凝固物中の不純物(例えば、繊維状固体、塩、炭水化物)を除去するための仕上げ精製(polishing)ステップとみなされる。このステップでは、遠心分離中の固体/液体分離を促進するために0.3%(w/w)食品グレードの塩化ナトリウムが通常添加される。
洗浄したタンパク質凝固物溶液は、次に高温/短時間(HTST)殺菌ステップによって殺菌される。乳の殺菌と同様に、このステップの主要な機能は、洗浄したタンパク質凝固物溶液中に存在し得るあらゆる病原性細菌を死滅させることである。例示的なHTST条件は、74℃で20~23秒間である。
加工の最終ステップは、スプレー乾燥であり、殺菌されたタンパク質溶液は、含水量を除去するためにスプレー乾燥機を通過される。典型的なスプレー乾燥条件は、乾燥機入口温度170℃および乾燥機出口温度72℃を有する。乾燥したタンパク質単離物粉末は、通常、5%未満の水分含量を有する。
6.4 実施例4:卵様パティ
卵様パティの代表的な配合物は、水(75~85%);小豆タンパク質単離物(10~15%);油(5~10%);親水コロイド(0.1~3%)(以下の組み合わせ:(1)高アシル&低アシルゲランガム;(2)イオタ-カラギナン&アラビアゴム;(3)コンニャク&キサンタンガムのいずれか1つを含む);デンプン(0.1~6%);風味料(1~2%);および塩(<1%)を含む。エマルション混合物は、pH5.6~6.8である。
小豆からの高純度の単離物を80%の水分含量まで再水和させ、1MのNaOHによってpH6.0に調整する。室温において5000rpmで4分間操作されるPro Scientificせん断ミキサーを用いて植物タンパク質単離物、油、親水コロイド、塩および他の成分のエマルションを調製した。エマルションを円形の型(直径3インチ)の中に堆積させ、堆積させる量は、1つの型につき50gである。対流式オーブンを220°Fで55分に設定する。
小豆タンパク質単離物を実施例2に記載される手順に従って調製した。湿潤質量による収率は37%であり、水分は85.67%であった。
実施例4に記載されるゲランガムを使用した卵を含まないパティの代表的な配合物を用いて小豆単離物を完全ベジタリアンパティに配合した(図4)。微量のミネラルを添加した。
精製緑豆タンパク質単離物を並行して調製し、正の対照として使用した。パティ系において、小豆は、緑豆と同様の挙動をしたが、よりクリーミーでより滑らかな口あたりを有した。小豆で作られた完全ベジタリアンパティは、風味が比較的ニュートラルであったが、緑豆対照よりもわずかに豆っぽい味がした。
Brookfield Texture Analyzerを用いて、手段となるテクスチャプロファイルパラメータを測定した。結果は、以下の表4において示される。
Figure 2022063269000005
6.5 実施例5:粒径分布
種子の製粉の効率は、粉の粒径分布に反映され、単離された材料の組成およびその機能性に影響を与える。Mastersizer AeroS(Malvern)を用いて小豆粉の粒径を特徴付けた。粉の粒径分布を分析した。サイズモード、10パーセンタイル値(サイズ第10分位)、50パーセンタイル値(サイズ第50分位)および90パーセンタイル値(サイズ第90分位)は、以下の表5において提供される。単離のために使用した材料は、約9~190μmの範囲の粒径分布を示した。
Figure 2022063269000006
6.6 実施例6:小豆タンパク質単離物のタンパク質組成
その組成的構成を決定するために、本明細書に記載される方法に従って調製された小豆タンパク質単離物の分子分析を行った。表6は、出発材料の小豆粉と比較した、本明細書に記載される方法に従って調製された小豆タンパク質単離物中のタンパク質、炭水化物、脂肪、水分および灰分含量の近似分析を提供する。タンパク質含量は、全窒素定量のデュマ法および補正因子6.25を用いて決定した。
Figure 2022063269000007
2次元-液体クロマトグラフィ-タンデム質量分析(2D-LC-MS/MS)により、小豆単離物からのタンパク質の同一性を調べた。ビグナ・アングラリス(Vigna angularis)ゲノム(legumeinfo.org/organism/Vigna/angularis)およびデコイ配列データベースに対して生MS/MSスペクトルを検索した。全部で564のタンパク質を同定した。スペクトルカウンティングを使用して、全タンパク質量に関して各タンパク質の相対量を計算した。表7は、その存在量がサンプル中の全タンパク質の1%よりも多かったタンパク質の予測される同一性および相対存在量を提供する(6つのタンパク質は、全タンパク質の約57%に相当する)。
Figure 2022063269000008
単離物のタンパク質プロファイルはまた、Perkin Elmer LabChip GXII Touch HTシステムを用いてキャピラリーゲル電気泳動によって評価した。図5に示されるように、サンプルのクロマトグラムは、16の異なるピークからなり、主要なタンパク質ファミリーは、45~70kDaの分子量を有し、これらは、2D-LC-MS/MSで決定される最も豊富なタンパク質の分子量範囲と重なる。
6.7 実施例7:熱安定性
小豆タンパク質単離物サンプルを、4℃/分の走査速度で4℃から100℃まで、オートサンプラーの付いたMalvern MicroCal VPキャピラリー示差走査熱量計(DSC)において測定した。サンプルを100mMのHepes(pH8.6)中に再懸濁させ、Pierce660TMで決定したときに0.5mg/mlになるまで10mMのNa2HPO4-NaH2PO4(pH8.0)緩衝液中に希釈した。自動緩衝液減算および自動ベースライン引数を用いるMalvern MicroCal VP Capillary MicroCal Origin7ソフトウェアルーチンにより、融解温度を決定した。図6に示されるように、小豆タンパク質単離物の熱変性温度は81.2℃である。
6.8 実施例8:溶解度および濁度研究のキャラクタリゼーション
比濁法の技術を用いて小豆単離物の溶解度を測定した。比濁法は、液体サンプル内で散乱された光の量を測定し、濁度を高感度で定量化する。NEPHELOstar Plusプレートリーダー(BMG Labtech)を使用して、96ウェルプレートベースの形式で溶解度測定を実施した。NEPHELOstarは、632.8nmの偏光ヘリウム-ネオンレーザーを使用する。使用した比濁計の設定は、ビーム焦点2.5mmおよび強度10%を含む。直径3mmで軌道平均化を使用した。位置決め遅延(セトリングタイム)0.1秒で、1ウェル当たりの測定時間は0.26秒であった。測定前に各プレートに500rpmで10秒のダブルオービタル振とうを行い、ウェル内のサンプル溶液を均質化した。溶解度測定は室温で実施した。透明な平底96ウェルGreinerマイクロプレートを使用した。pH3、5および7、ならびに0、0.4、0.8および1wt%NaClの存在下を含む種々の溶媒条件下で小豆単離物の溶解度を研究した。クエン酸塩およびリン酸二ナトリウム緩衝液を使用して水性画分のpHを制御した。0~8.9wt%タンパク質の範囲の単離物の濃度勾配を使用して、12の溶媒条件(3つのpH×4つのNaCl濃度)の全てでタンパク質の溶解度を決定した。各測定は、再現性を保証するためにトリプリケートで行った。
相対比濁計単位(Relative Nephelometer Unit)(RNU)対タンパク質濃度のデータの線形適合を実施することにより、溶解度を決定した。2本のラインを適合させ、線形回帰を最適化して、タンパク質濃度の増大として起こるRNUの増大に対して最良適合の2本のラインを得た。溶解度値は、これらの2本のラインが互いに交差するタンパク質濃度であると決定された。図7、8および9に提供されるデータは、これらの溶解度値に対応する。
6.9 実施例9:泡安定性のキャラクタリゼーション
KruessからのDynamic Foam Analyzer(DFA100)機器において泡安定性測定を実施した。3つの測定モードを使用して、泡安定性についての最大量の情報を収集した:泡および液体レベルの高さ(光散乱によって測定)、構造(泡のタイムラプス画像の画像分析によって測定)、ならびに液体含量(サンプルを通して異なる高さに配置される一連の電極に沿って測定された伝導率によって測定)。データ分析のために最新ソフトウェアを使用した。以下の機器設定を使用した:気流速度0.2L/分、高さ測定について40%の光照射および構造測定について75%の光照射。45mLの水性タンパク質溶液を使用し、その体積の2倍(90mL)の空気を液体全体に機械的にパージした。DFA100内の16~40um焼結ガラスフリットに空気を通過させた。泡の安定性は、10分間にわたって(サンプル中に空気をパージした直後に開始)評価した。6フレーム/分(fpm)のデータサンプリング間隔によって60の画像が得られ、これを泡構造について分析した。カメラを測定容器の底から55mmの高さに配置した。
pH3、5および7、ならびに4.2および8.9wt%タンパク質のタンパク質濃度を含む種々の溶媒条件下で水性タンパク質サンプルを調製した。クエン酸塩およびリン酸二ナトリウム緩衝液を使用して水性画分のpHを制御した。各サンプルは、トリプリケートで試験した。
泡の安定性は、泡指標として計算した。これは、最大泡高さおよび泡高さの経時的な崩壊の尺度である。泡および溶液の全高さを空気のパージの終了から実験の終了までの時間(10分間)において積分した。この積分は、最大発泡能(最大高さによって表される)および安定性(泡および溶液の高さの損失によって決定される)の両方の効果を取り込む。高い泡指標は、発泡性について十分な性能のある材料を示す。図10のデータは、小豆単離物およびいくつかの基準材料の泡品質を報告する。
6.10 実施例10:エマルション安定性のキャラクタリゼーション
単離物の乳化特性を研究するために、小豆タンパク質単離物を含有する水中油エマルションにおいてエマルション安定性の測定を実施した。まず、種々の溶媒条件下の単離物の水溶液を調製した。エマルション中の最終タンパク質濃度は4.2および8.9wt%タンパク質であり、水性画分は、pH3、5および7において、NaCl(1wt%)の非存在下および存在下で調製した。クエン酸塩およびリン酸二ナトリウム緩衝液を使用して水性画分のpHを制御した。高速で約10秒間のボルテックスによって水溶液を混合した。セロロジカルピペットによってキャノーラ油を全体積の1/3の質量比で添加し、高速で10秒間ボルテックスした。Pro Scientific PRO25Dホモジナイザーによって20mmの鋸歯プローブを用いて4分間、全体積(約15mL)を5000rpmで均質化した。次に、ポジティブディスプレイスメント式ピペットを用いてエマルションを4mLのガラスバイアル内に分配し、1ガラスバイアル当たり3mLのサンプルを分注した。各サンプルは、トリプリケートで試験した。測定の直前に、Pro Scientific PRO25Dホモジナイザーによって直径7mmの鋸歯プローブを用いてサンプルを5000rpmで4分間均質化した。
Formulaction Turbiscan Lab機器を使用してエマルション安定性を研究した。この機器は、エマルション内の相分離を特徴付けるために光散乱を使用する。機器によって捕集された生データは、サンプルの高さおよび時間の関数として透過率および後方散乱の値を含む。各サンプルを10分間にわたって測定し、サンプルにおける入射光の後方散乱を25秒の間隔で測定した。
全体的なエマルション安定性を時間の関数として評価するためにTurbiscan測定からの後方散乱データを処理した。0分の時点で測定された後方散乱のベースラインを差し引いた後の最終の10分の時点における後方散乱(BS)を調べた(式1)。サンプルの全高さにわたる10分での後方散乱のこの変化(ΔBS)を使用して、安定性指標(SI)と称されるエマルション安定性の指標を抽出した(式2、図11)。安定性指標は、本質的に、ΔBS対高さの曲線下の面積であり、以下に示される式によって定義される。
ΔBSh,t=BSh,t-BSh,0 (1)
Figure 2022063269000009
安定性指標が高いほど、エマルションの安定性は低い。より低い安定性指標は、より高いエマルション安定性を示す。
6.11 実施例11:ゲル化:構造構築特性および温度上昇の効果の研究
動的振動レオロジーにより、小豆の高純度のタンパク質単離物のゲル化を特徴付けた。平坦な平行プレート形状(直径40mm)を備えたディスカバリーハイブリッドレオメーター(DHR-1、TA Instruments)を使用し、温度の上昇の結果として材料の粘弾性特性をモニターした。サンプルは、16.7%のタンパク質濃度、pH値3、5および7において、塩化ナトリウム(1wt%)の非存在下および存在下で調製した。クエン酸塩およびリン酸二ナトリウム緩衝液を使用して水性画分のpHを制御した。約1.7mLのサンプルをレオメーターの下側プレートにロードし、標準手順に従ってトリミングした。測定中の温度上昇の結果としてサンプル内の水が蒸発するのを防止するために溶媒トラップに1mLの蒸留HOを入れた。
10ラジアン/秒の一定の角振動数における変形の小さい条件(0.1%歪)下において、2℃/分の加熱速度で30℃から95℃までの温度勾配中、貯蔵弾性率(G’)および損失弾性率(G”)を連続的に記録し、その後、5分間95℃に保持した。この保持後、ゲル化材料の線形粘弾性領域を特徴付けるために材料の温度を50℃まで低下させ、10ラジアン/秒の一定の振動数において0.01~100%歪の振幅掃引試験を実行した。各サンプルは、トリプリケートで試験した。
レオロジーデータを分析して、上記で定義された条件下で単離物によって製造されたゲルの挙動のキャラクタリゼーションに関連する特定の特徴を抽出した。簡単にするために、3つのこのような特徴:ゲル化開始温度、ゲル強度およびゲル弾性が本明細書において議論されるであろう。
ゲル化開始温度は、生データから抽出され、調査した範囲全体の温度に対する位相角の変曲点として解釈された。ゲル化事象において、位相角は、温度の関数として著しく低下し、材料がその内部構造において明確な遷移を受けた温度の正確な尺度として使用され得る。図12を参照されたい。
ゲル強度は、生データから抽出され、貯蔵弾性率が振動歪の関数として直線の粘弾性範囲を超えた振動歪(%)として定義された。ゲル弾性も同様に貯蔵弾性率対振動歪の生データから抽出され、貯蔵弾性率が振動歪の関数として直線の粘弾性範囲を超えた応力(Pa)として定義された。図13を参照されたい。
6.12 実施例12:粘度:小豆からの単離物の流動特性
TA Instruments DHR-1レオメーターにおいて粘度測定を実施した。サンプルは、16.7%のタンパク質濃度、pH値3、5および7において、塩化ナトリウム(1wt%)の非存在下および存在下で調製した。クエン酸塩およびリン酸二ナトリウム緩衝液を使用して水性画分のpHを制御した。これらのレオロジー測定のために平坦な平行プレート形状を使用した。約1.7mLのサンプルをレオメーターの下側プレートにロードし、標準手順に従ってトリミングした。
単離物の粘弾性特性を測定するために使用される手順は、0.1 1/sで30秒間の予備せん断ステップ後、25℃で100秒間、流量勾配の増大によってせん断速度を0.1から50 1/sまで変化させ、次に同じ温度で同じ時間、流量勾配の低下によってせん断速度を50から0.1 1/sまで低下させることから構成された。各サンプルは、トリプリケートで試験した。
スプライン平滑化モデルを2つの流量勾配(歪速度を増大および低下させる)のそれぞれのせん断速度の関数として粘度に適合させた。次に、増大流速勾配のスプラインモデルをゼロせん断速度まで外挿することによってゼロせん断速度における粘度を抽出した。図14を参照されたい。降伏応力を抽出するために、2つの流量勾配のそれぞれのせん断速度の関数として別の線形モデルをせん断応力に適合させた。図15に示される降伏応力は、増大流量勾配の適合線の切片である。
本明細書において引用される全ての刊行物、特許および特許出願は、個々の刊行物または特許出願がそれぞれ具体的にかつ個別に参照により援用されると示されたかのように、参照により本明細書に援用される。上記の本発明は、理解を明白にするために図および例によっていくらか詳細に説明されたが、本発明の教示を考慮して、特許請求の範囲の趣旨または範囲から逸脱することなく、本発明に対する特定の変化形態および修正形態がなされ得ることは当業者に容易に明らかであろう。

Claims (54)

  1. 少なくとも60重量%の小豆タンパク質含量と、
    植物タンパク質の少なくとも50重量%のグロブリン型タンパク質含量と、
    前記植物タンパク質の本来未修飾の供給源と比べて低減された酸化酵素活性と、
    前記小豆タンパク質の前記本来未修飾の供給源と異なる1つまたは複数の調節された官能特性と
    を含む、精製小豆タンパク質単離物。
  2. 等電点が、約pH5.2~約pH6.0の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  3. 等電点が、約pH5.4~約pH6.0の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  4. 等電点が、約pH5.6~約pH6.0の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  5. 等電点が、pH5.6、5.7、5.8、5.9または6.0であることを特徴とする、請求項1に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  6. 前記調節された官能特性が:渋い、豆っぽい、苦い、焦げた、バターのような、ナッツのような、甘い、酸っぱい、フルーティな、フローラルな、ウッディな、土のような、豆っぽい、スパイシーな、メタリックな、甘い、かび臭い、草のような、グリーンな、油っぽい、酢のような、ニュートラルなおよび淡白な風味または芳香の1つまたは複数の低減または不在を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  7. 前記低減された酸化酵素活性が、前記小豆タンパク質の本来未修飾の供給源と比べて脂質または残留脂質の酸化の低減を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  8. 前記低減された酸化酵素活性が、前記小豆タンパク質の本来未修飾の供給源中の脂質の量と比べて前記単離物中の脂質または残留脂質の量の低減を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  9. 前記低減された酸化酵素活性が、前記小豆タンパク質の本来未修飾の供給源と比べてリポキシゲナーゼ(EC1.13.11.-)の量の低減を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  10. 乳化、水結合性、発泡性、ゲル化、クラム密度、構造形成、テクスチャ構築、粘着/接着性、弾性/スプリング性、溶解度、粘度、脂肪吸収、風味結合、凝固、膨化、通気、クリーミーさ、フィルム形成特性、光沢/輝きの付加、凍結/解凍安定性および色から選択される1つまたは複数の機能特性を示す、請求項1~9のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  11. 請求項1~10のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物を含む食用組成物であって、ゲル、フォーム、エマルションおよび水溶液からなる群から選択される食用組成物。
  12. 75%よりも多い小豆タンパク質を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  13. 前記小豆タンパク質が、少なくとも60%のグロブリン型タンパク質を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  14. 前記グロブリン型タンパク質が、11Sグロブリンを含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  15. 前記グロブリン型タンパク質が、8Sグロブリンを含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  16. 前記グロブリン型タンパク質が、7Sグロブリンを含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  17. 前記グロブリン型タンパク質が、配列番号1に対して少なくとも50%の同一性を有するタンパク質である、請求項1~13のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  18. 前記グロブリン型タンパク質が、配列番号2に対して少なくとも50%の同一性を有するタンパク質である、請求項1~13のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  19. 前記グロブリン型タンパク質が、配列番号3に対して少なくとも50%の同一性を有するタンパク質である、請求項1~13のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  20. 前記グロブリン型タンパク質が、前記単離物の植物供給源中で見られるタンパク質の量に対して前記単離物中で強化されている、請求項1~19のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  21. 前記強化が、前記単離物の前記植物供給源中で見られる前記タンパク質の量に対して少なくとも5%、10%、15%、20%または20%超である、請求項20に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  22. アレルゲン、抗栄養因子および環境汚染物質からなる群から選択される1つまたは複数の化合物が、前記単離物の前記植物供給源中で見られる前記1つまたは複数の化合物の量に対して前記単離物中で低減されている、請求項1~21のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  23. 親水コロイド、ガム、リン酸塩およびトランスグルタミナーゼからなる群から選択される1つまたは複数の副成分と接触されている、請求項1~22のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  24. 前記リン酸塩が、リン酸二ナトリウムである、請求項1~23のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  25. 請求項1~23のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物を含む卵代用品であって、卵に類似する1つまたは複数の官能特性を有することを特徴とする卵代用品。
  26. 卵の対応する機能特性に類似するかまたはそれと均等である少なくとも1つの機能特性を示す、請求項25に記載の卵代用品。
  27. 前記少なくとも1つの機能特性は、乳化、水結合能、発泡性、ゲル化、クラム密度、構造形成、テクスチャ構築、粘着、接着性、弾性、スプリング性、溶解度、粘度、脂肪吸収、風味結合、凝固、膨化、通気、クリーミーさ、フィルム形成特性、光沢の付加、輝きの付加、凍結安定性、解凍安定性または色を含む、請求項25に記載の卵代用品。
  28. 請求項1~27のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物を含む食品または飲料組成物。
  29. 卵を含まない食用エマルション、卵類似品、卵を含まないスクランブルエッグ、卵を含まないパティ、卵を含まないパウンドケーキ、卵を含まないエンゼルフードケーキ、卵を含まないイエローケーキ、卵および乳製品を含まないクリームチーズ、卵を含まないパスタ生地、卵を含まないカスタード、卵を含まないアイスクリーム、ならびに乳製品を含まない乳、クリームチーズ、パスタ生地、パスタ、乳または乳様飲料、前記乳または乳様飲料を含む食品、カスタード、アイスクリーム、冷凍デザート、食肉レプリカ、デリミートレプリカ、乳化押出肉、ソーセージ、フィッシュケーキレプリカ、ディップ、フィリング、スプレッド、チップスおよびクラッカーからなる群から選択される、請求項28に記載の食品または飲料組成物。
  30. (a)約6.5~10.0のpHの水溶液中で小豆タンパク質の供給源から1つまたは複数の小豆タンパク質を抽出することと、
    (b)pH5.2~pH6.0の範囲のpHにおいて前記抽出された小豆タンパク質を沈殿させることと
    を含む方法によって製造される、請求項1~24のいずれか一項に記載の精製小豆タンパク質単離物。
  31. 精製小豆タンパク質単離物の製造方法であって、
    (a)約6.5~10.0のpHの水溶液中で小豆タンパク質の供給源から1つまたは複数の小豆タンパク質を抽出することと、
    (b)グロブリンリッチな画分の等電点に近いpHもしくは約5.0~6.0のpHにおいて前記小豆タンパク質を沈殿させること、または、精密ろ過もしくは限外ろ過を用いて前記植物タンパク質を分画および濃縮することと、
    (c)精製小豆タンパク質単離物を回収することであって、前記精製小豆タンパク質単離物は、
    少なくとも60重量%の小豆タンパク質含量と、
    前記小豆タンパク質の少なくとも50重量%のグロブリン型タンパク質含量と、
    前記小豆タンパク質の本来未修飾の供給源と比べて低減された酸化酵素活性と、
    前記小豆タンパク質の前記本来未修飾の供給源と異なる1つまたは複数の調節された官能特性と
    を含む、ことと
    を含む方法。
  32. 前記抽出ステップが、約6.5~8.0のpH範囲内で実施される、請求項31に記載の方法。
  33. 前記沈殿ステップが、約pH5.2~pH6.0のpH範囲内で実施される、請求項31に記載の方法。
  34. 前記沈殿ステップが、約pH5.4~pH6.0のpH範囲内で実施される、請求項31に記載の方法。
  35. 前記沈殿ステップが、約pH5.6~pH6.0のpH範囲内で実施される、請求項31に記載の方法。
  36. 前記沈殿ステップが、pH5.6、5.7、5.8、5.9または6.0で実施される、請求項31に記載の方法。
  37. 前記植物タンパク質を活性炭、木炭または粘土で処理するステップをさらに含む、請求項31~36のいずれか一項に記載の方法。
  38. 約1~4℃の温度で低温沈殿させるステップをさらに含む、請求項31~37のいずれか一項に記載の方法。
  39. 遠心分離による前記精製タンパク質単離物の回収をさらに含む、請求項31~38のいずれか一項に記載の方法。
  40. 前記精製タンパク質単離物を80%の水分含量まで再水和させること、および約pH6.0に調整することをさらに含む、請求項31~39のいずれか一項に記載の方法。
  41. カルシウム塩溶液中に水性タンパク質を希釈すること、
    タンパク質を熱処理によってろ過すること、
    選択膜によって透析ろ過すること、
    緩衝液中にタンパク質を希釈して標的用途ごとにpHを調整すること、
    用途に応じてタンパク質を濃縮すること、および
    用途に応じてタンパク質を乾燥させること、
    からなる群から選択される1つまたは複数の付加的なステップをさらに含む、請求項31~40のいずれか一項に記載の方法。
  42. 親油性の異臭、基質または補助因子を低減することを含む、請求項31~41のいずれか一項に記載の方法。
  43. 異臭または芳香を調節するか、所望の風味を調節するか、または基準食品に類似するかもしくはそれと均等である感覚印象を提供する、請求項31~41のいずれか一項に記載の方法。
  44. 食品または飲料組成物中に前記精製小豆タンパク質単離物を配合するステップをさらに含む、請求項31~43のいずれか一項に記載の方法。
  45. 請求項31~44のいずれか一項に記載の方法によって製造された精製小豆タンパク質単離物。
  46. 請求項31~44のいずれか一項に記載の方法を含む方法によって製造された食品または飲料組成物。
  47. 請求項31~44のいずれか一項に記載の方法によって製造された卵代用品。
  48. 少なくとも60重量%のトランスグルタミナーゼ修飾小豆タンパク質含量と、
    植物タンパク質の少なくとも50重量%のグロブリン型タンパク質含量と、
    前記植物タンパク質の本来未修飾の供給源と比べて低減された酸化酵素活性と、
    前記植物タンパク質の前記本来未修飾の供給源と異なる1つまたは複数の調節された官能特性と
    を含む精製小豆タンパク質単離物。
  49. 0.0001%~0.0125%のトランスグルタミナーゼによって修飾されている、請求項48に記載の精製タンパク質単離物。
  50. 精製タンパク質単離物の製造方法であって、
    a.約6.5~10.0のpHの水溶液中で供給源から1つまたは複数の植物タンパク質を抽出することと、
    b.グロブリンリッチな画分の等電点に近いpHもしくは約5.2~6.0のpHにおいて前記植物タンパク質を沈殿させること、または、精密ろ過もしくは限外ろ過を用いて前記植物タンパク質を分画および濃縮することと、
    c.前記精製タンパク質単離物を回収することであって、前記精製タンパク質単離物は、
    少なくとも60重量%の植物タンパク質含量と、
    前記植物タンパク質の少なくとも50重量%のグロブリン型タンパク質含量と、
    前記植物タンパク質の本来未修飾の供給源と比べて低減された酸化酵素活性と、
    前記小豆タンパク質の前記本来未修飾の供給源と異なる1つまたは複数の調節された官能特性と
    を含む、ことと
    d.前記抽出ステップa.または前記回収ステップb.において前記小豆タンパク質をトランスグルタミナーゼで修飾することと
    を含む方法。
  51. 前記抽出ステップa.または前記回収ステップbにおいて前記植物タンパク質をトランスグルタミナーゼで修飾する前記ステップd.が、前記小豆タンパク質を0.0001%~0.0125%のトランスグルタミナーゼと接触させることを含む、請求項50に記載の精製タンパク質単離物の製造方法。
  52. 前記精製タンパク質単離物が、安定的に架橋されている、請求項50または51に記載の精製タンパク質単離物の製造方法。
  53. 前記精製タンパク質単離物が、リポキシゲナーゼまたは脂質を酸化し得る酵素を本質的に含まない、請求項50~52のいずれか一項に記載の精製タンパク質単離物の製造方法。
  54. 前記トランスグルタミナーゼが、カプセル化されているか、または固体基質上に固定化されている、請求項50~53のいずれか一項に記載の精製タンパク質単離物の製造方法。
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