JP2022526730A - フィールドビーンタンパク質組成物 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 本発明は、植物タンパク質の単離物、特にフィールドビーンタンパク質の単離物及びそのような単離物に関し、その溶解度は、最低ｐＨ７で２５％未満である。本発明はまた、その製造方法及びその産業用途にも関する。【選択図】なし

Description

本発明は、植物タンパク質の単離物に関し、特にフィールドビーンタンパク質の単離物に関する。

フィールドビーン、又はソラマメは、ソラマメ種の一年生植物である。これらは、マメ科、マメ亜科、マメ連のマメ科植物である。

これは、古くからヒトの消費に用いられている植物のブロードビーンと同じ種である。したがって、マメという言葉は、種子と植物の両方を指す。

フィールドビーンの種子からタンパク質単離物を製造するいくつかの製造方法が背景技術分野において既知である。

「Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｆａｖａ Ｂｅａｎ ａｓ ｆｕｔｕｒｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｕｐｐｌｙ ｔｏ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｒｅｐｌａｃｅ ｍｅａｔ ｉｎｔａｋｅ ｉｎ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｄｉｅｔ」（Ｍｕｌｔａｒｉら，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｒｅｖｉｅｗｓ ｉｎ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｖｏｌ．１４，２０１５）は、この主題についての現在の知見の優れたレビューを提供している。

従来の方法は、粉を得るためフィールドビーンを粉砕することから始まる。次いで、フィールドビーンタンパク質を可溶化することを目的としたアルカリ抽出が行うため、この粉を水で希釈する。その後、粗タンパク質溶液とデンプン及び繊維が豊富な固体画分とを得るため、溶液の固／液分離を行う。タンパク質を、タンパク質の等電点ｐＨで沈殿させて抽出し、それらを水溶液から分離して乾燥させる。

このようにして得られたタンパク質単離物は少なくとも８０％のタンパク質含有量を有する（総乾燥物の全窒素に係数６．２５を乗じたものとして表され、計算方法は以下のアドレスから入手可能な文書に開示されている：ｈｔｔｐ：／ｗｗｗ．ｆａｗ－ａｆｓｃａ．ｆｇｏｖ．ｂｅ／ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ／ｍｅｔｈｏｄｓ／ｆａｓｆｃ／＿ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ＭＥＴＬＦＳＡＬ００３Ｐｒｏｔｅｉｎｅｂｒｕｔｅｖ１０．ｐｄｆ）。この単離物は、特にヒト及び動物の栄養において、長い間産業上の関心が持たれていたことが知られている。実際、その栄養的及び機能的特性から多くのレシピ及び配合物に含まれている。

しかしながら、当業者が依然として現在でも直面しなければならない２つの主要な技術的問題が残っている。

第一に、得られたタンパク質単離物が、系統として濃い灰色、又は更には黒色という色によって特徴付けられることである。これは主に、このタンパク質単離物の製造方法の間にタンパク質と共に抽出される外側繊維の中に存在するタンニン及びポリフェノールに起因する。

細心の注意を払っても、外側繊維を脱皮する従来の方法ではタンニン及びポリフェノールを十分に除去することができず、明らかな暗色によって使用できる用途は制限される。

最適化された方法が開発されてきた。例えば、「Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ－ｓｃａｌｅ ｄｕｈｕｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｆａｂａ ｂｅａｎｓ」（Ｍｅｉｊｅｒら，Ａｎｉｍａｌ Ｆｅｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，４６，１９９４）に開示されている方法は、２つの粉砕工程、２つの濾過工程、及びターボ分離（上昇空気流を用いたそれらの密度による粒子の分別）を含む。これらの技術的改良は複雑であり、したがってコストがかかる。

第二に、背景技術によるフィールドビーンタンパク質単離物が、特に７を超えるｐＨ値で優れた水溶性を有することである。特定の用途では必須であるこの特性は、例えばベーカリー／ペストリーなどの他の用途では欠点となる。

Ｓｉｎｇｈａｌは２０１５年の彼の論文「ＴＨＥ ＥＦＦＥＣＴ ＯＦ ＧＥＮＯＴＹＰＥ ＡＮＤ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ＯＮ ＴＨＥ ＰＨＹＳＩＣＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＡＮＤ ＦＵＮＣＴＩＯＮＡＬ ＡＴＴＲＩＢＵＴＥＳ ＯＦ ＦＡＢＡ ＢＥＡＮ ＰＲＯＴＥＩＮ ＩＳＯＬＡＴＥ」で、この優れた溶解性を非常に正確に示している。その方法は、フィールドビーンタンパク質単離物の製造における従来法であり、アルカリ抽出と等電点沈殿を組み合わせている。次に、著者は、その溶解度を含む、この単離物の機能的特性に焦点を当てている。「Ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｈｉｃｋｐｅａ，ｆａｂａ ｂｅａｎ，ｌｅｎｔｉ ａｎｄ ｐｅａ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓａｌｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ」（Ｆｏｏｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，４４，２０１１，ｐ２４７２～２７５０）で用いられた方法に従ってｐＨ７で測定されたそれは、明らかに６０％を超えている。

解決策として、欧州特許第２，９１１，５２４号の特許申請で以前に示されたものを含めていくつかがある。この解決策は、主にｐＨ調整剤として石灰を使用することからなる。２つの正電荷を有するカルシウムイオンが架橋剤として機能し、架橋剤は別々のタンパク質鎖を一つに結合させて、石灰で処理されていない同じ構造と較べて溶解度が低下した構造を形成する。

しかしながら、この解決策では産業環境での実施が依然として困難な化合物である石灰を使用しなければならない。実際に、それは非常に不溶性であり、したがって乳白色の懸濁液の形態で取り扱われる。産業設備は沈積によって頻繁に詰まり、停止や洗浄を必要とする。したがって、可能な限り最も明るい色を有し、７を超えるｐＨ値での溶解度が低下したフィールドビーン単離物を得ることができる簡単で効果的な方法を知ることは技術的に興味深い。

本出願人はそのような方法及びそのような単離物を見出したことを報告する。本発明を以下の章に開示する。

本発明によると、フィールドビーンタンパク質組成物を提供し、その色はＬ^＊ａ^＊ｂ測定において７０を超える成分Ｌによって特徴付けられ、７を超えるｐＨ値での溶解度は２５％未満である。７以上のｐＨ値での好ましい溶解度は２５％未満である。更により好ましくは、ｐＨ３での溶解度もまた２５％未満である。

別の態様によると、本発明のフィールドビーンタンパク質組成物の製造方法を提供し、それは以下の工程を含むことを特徴とする：１）フィールドビーンの種子を使用する工程；２）フィールドビーンの種子をストーンミルによって粉砕し、続いて、得られた粉砕物を上昇空気流によって軽質及び重質と呼ばれる２つの画分に分離し、その後、ナイフミルで重質画分の２回目の粉砕を行う工程；３）ローラーミルによって重質画分を最後に粉砕して粉を得る工程；４）ｐＨが６～８、好ましくは７である水性溶媒中に粉を懸濁させる工程；５）遠心分離によって懸濁液から乾燥物画分を除去して、液体画分を得る工程；６）液体画分に含有されるフィールドビーンタンパク質の等電点ｐＨで加熱して沈殿させて単離する工程；７）先で得られたフィールドビーンタンパク質を乾燥物重量で１５～２０％に希釈して、５．５～６．５、好ましくは６．５のｐＨに中和して、フィールドビーンタンパク質組成物を得る工程；８）フィールドビーンタンパク質組成物を乾燥させる工程。

最後の態様によると、産業上、具体的には、ヒト又は動物の栄養、化粧品、調剤における本発明のフィールドビーンタンパク質単離物の使用を提供する。

本発明及びその変形によって、典型的に、その色がＬ^＊ａ^＊ｂ測定において７０を超える成分Ｌによって特徴付けられ、７を超えるｐＨ値での溶解度が２５％未満であるフィールドビーンタンパク質単離物を得るという業界のニーズを満たすための実用的で効率的な解決策、その製造方法及びその理想的な産業的使用を提供することができる。

本発明は、以下の章に示される説明によってより良く理解される。

本発明の他の特徴、詳細、及び利点は、以下の詳細な説明を読むことによって、また、添付の図面を分析することによって明白である。

フィールドビーンの外側繊維と子葉とを分離する従来の方法を示す。

フィールドビーンの種子の外側繊維と子葉とを分離する本発明の方法を示す。

上述したように、本発明によると、フィールドビーンタンパク質組成物を提供し、その色はＬ^＊ａ^＊ｂ測定において７０を超える、好ましくは７５を超える、更により好ましくは８０を超える成分Ｌによって特徴付けられ、７を超えるｐＨ値での試験Ａによる溶解度は２５％未満である。

好ましくは、７以上のｐＨ値での試験Ａで、本発明のフィールドビーンタンパク質組成物の溶解度は総重量の２５％未満である。

更により好ましくは、７以上かつ８以下のｐＨ値での試験Ａで、本発明のフィールドビーンタンパク質組成物の溶解度は総重量の２５％未満である。

別の特定の実施形態によると、ｐＨ３での試験Ａによる、本発明のフィールドビーンタンパク質組成物の溶解度は総重量の２５％未満である。

「フィールドビーン」とは、マメ科、マメ亜科、マメ連のマメ科植物の群に属するソラマメ種の一年生植物の群を意味することを意図している。マイナー品種及びメジャー品種の区別がされている。本発明において、野生型品種及び遺伝子工学又は品種選抜によって得られたものは全て優れた供給源である。

「タンパク質組成物」とは、植物から抽出し、必要に応じて精製して得られた全てのタンパク質に富む組成物を意味すると理解される。乾燥物に対するタンパク質の重量％として表される濃度が５０％超である濃縮物と、乾燥物に対するタンパク質の重量％として表される濃度が８０％超である単離物とは区別される。

「Ｌ^＊ａ^＊ｂ測定」とは、刊行物「Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ（色度測定）」（ｎｏ．１５，２ｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ，ｐａｇｅ３６，１９８６）に示されているＣＩＥ（国際照明委員会）の色空間の方法論に従った適切な分光光度計による色空間色度の評価を意味すると理解され、それは３つのパラメータに変換されて、明度Ｌは０（黒）と１００（基準白色）との間の値をとり、パラメータａは緑色→赤色軸上の値を表し、パラメータｂは青色→黄色軸上の値を表す。この色空間色度の測定は、好ましくは、分光光度計であるＤＡＴＡＣＯＬＯＲのＤＡＴＡ ＦＬＡＳＨ１００又はコニカミノルタのＣＭ５を用いて、それらのユーザーマニュアルに従って行われる。

「溶解度」とは、粉末を蒸留水中に希釈して、得られた懸濁液を遠心分離し、以下の試験Ａによって測定可能な上澄み中の可溶化した物質の量を分析することによって、粉末中の水溶性物質の割合を定量化することを意味すると理解される。

１５０ｇの蒸留水を磁気撹拌棒で撹拌しながら２０℃＋／－２℃で４００ｍＬのビーカーに入れて、試験するマメ科植物のタンパク質試料を正確に５ｇ添加する。必要に応じて、ｐＨを０．１Ｎ ＮａＯＨで所望の値に調整する。ビーカーの内容物に、水が２００ｇになるように水を添加する。混合を１０００ｒｐｍで３０分間行って、３０００ｇで１５分間遠心分離する。２５ｇの上澄みを回収し、予め乾燥させて風袋を計量した結晶皿に入れる。結晶皿を１０３℃＋／－２℃のオーブンに１時間置く。次いで、結晶皿を乾燥器（乾燥剤を含む）内に置いて、周囲温度に冷却し、秤量する。

溶解度は、可溶性乾燥物の含有量に相当し、試料の重量に対する重量％として表される。溶解度は、以下の式で計算される：

［計算１］

［式中、
Ｐ＝試料の重量（ｇ）＝５ｇ
ｍ１＝乾燥後の結晶皿の重量（ｇ）
ｍ２＝空の結晶皿の重量（ｇ）
Ｐ１＝収集した試料の重量（ｇ）＝２５ｇ］

好ましくは、本発明の単離物は、乾燥物に対するタンパク質の割合として表して、そのタンパク質含有量が７０重量％超、好ましくは８０重量％超、更により好ましくは９０重量％であることを特徴とする。

好ましくは、本発明のタンパク質組成物は、８０重量％超、好ましくは８５重量％超、更により好ましくは９０重量％超の乾燥物含有量を有する。含水量を測定するための任意の方法を使用してこの乾燥物を定量することができ、乾燥による水の損失を評価する重量測定法が好ましい。それは、既知の重量の試料の既知の量を加熱することによって蒸発した水の量を測定することで構成される。
－ 最初に試料を秤量して、質量ｍ１をグラム単位で測定する。
－ 水が完全に蒸発して試料の質量が安定するまで、試料を加熱チャンバ内に置いて水を蒸発させる。好ましくは、温度は、大気圧で１０５℃である。
－ 最終試料を秤量して、質量ｍ２をグラム単位で測定する。
－ 固形分含有量＝（ｍ２／ｍ１）^＊１００である。

本発明の第２の態様は、以下の工程を含むことを特徴とする本発明のフィールドビーンタンパク質組成物の製造方法からなる。１）フィールドビーンの種子を使用する工程；２）フィールドビーンの種子をストーンミルによって粉砕し、続いて、得られた粉砕物を上昇空気流によって軽質及び重質と呼ばれる２つの画分に分離し、その後、ナイフミルで重質画分の２回目の粉砕を行う工程；３）ローラーミルによって重質画分を最後に粉砕して粉を得る工程；４）ｐＨが６～８、好ましくは７である水性溶媒中に粉を懸濁させる工程；５）遠心分離によって懸濁液から乾燥物画分を除去して、液体画分を得る工程；６）液体画分に含有されるフィールドビーンタンパク質の等電点ｐＨで加熱して沈殿させて単離する工程；７）先に得られたフィールドビーンタンパク質を乾燥物の重量で１５～２０％に希釈して、ｐＨを５．５～６．５、好ましくは６．５に中和して、フィールドビーンタンパク質組成物を得る工程；８）フィールドビーンタンパク質組成物を乾燥させる工程。

「ストーンミル」とは、種子の大きさに等しい空間を残した２つの重ねられたストーンシリンダで構成されたシステムを意味すると理解される。シリンダのうちの１つは静止し、他方は回転する。種子をこれらの２つのシリンダの間に入れて、それらの相対運動によってこれらの種子に物理的な圧力を加える。

「ナイフミル」とは、種子を入れるための上部入口を備えたチャンバと、チャンバ内でそれらを回転させるように意図されたシャフト上に配置されたいくつかのナイフと、所望の粒径を有する種子のみを排出するようにふるいを備えた下部出口とからなるシステムを意味すると理解されるべきである。

第１の工程は、フィールドビーンの種子を使用することからなる。これらの種子はまだ、外皮とも呼ばれるそれらを保護する外側繊維を含む。次いで、種子を前処理し、前処理は洗浄、ふるい分け（例えば、種子を石から分離するため）、浸漬、漂白、炙りの工程を含んでもよい。好ましくは、漂白を行う場合、熱処理の程度は８０℃で３分である。品種の非限定的な例としては、Ｔｉｆｆａｎｙ、ＦＦＳ、又はＹＹＹが挙げられる。好ましくは、例えばＯｒｇａｎｄｉ品種のような天然でタンニン及び／又はポリフェノール含有量の低いフィールドビーンの種子を使用する。このような品種は既知であり、品種間交雑及び／又は遺伝子改変によって得ることができる。

第２の工程は、外側繊維と子葉との最も効果的な可能な分離に関する。それは、ストーンミルを用いたフィールドビーンの種子の１回目の粉砕から始まる。そのようなストーンミルの具体的な特に適切な例は、例えばＡｌｍａ（登録商標）社から販売されている。先に開示したように、そのうちの１つが回転する２つのストーンディスクによって形成された空間内に種子を入れる。本出願人は、この技術が種子の外側繊維と子葉とを非常に効果的に分離することから、この技術が特に興味深いことに気付いた。好ましくは、ディスク間の空間を０．４～０．６ｍｍに調整する。

次いで、得られた粉砕物を向流の上昇空気流で処理する。様々な固体粒子がそれらの密度に従って分別される。一般的に、平衡させた後、主に外側繊維又は外皮を含有する軽質画分と、主に子葉を含有する「重質」画分との２つの画分を得る。適切な装置の具体的な特に適切な例としては、例えばＨｏｓｏｋａｗａ－ａｌｐｉｎｅ（登録商標）社から販売されているＭＺＭＺ１－４０がある。

次に、子葉に富む重質画分をナイフミルを用いて粉砕する。このようなナイフミルの具体的な特に適切な例としては、例えば、Ｒｅｔｓｃｈ（登録商標）社から販売されているＳＭ３００が挙げられる。

第２の工程で先に挙げた一連の３つの操作は、外側繊維と子葉とを非常に精密に分離して、これら２つの部分の損傷、及びそれらの混合を回避することを目的としている。背景技術の方法は、あまりにも単純であって外側繊維の効果的な分離を制御できないか、又は複雑であり、したがって産業的な観点から操作が困難である。例えば、「Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ－ｓｃａｌｅ ｄｅｈｕｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｆａｂａ ｂｅａｎｓ」（Ｍｅｉｊｅｒら，Ａｎｉｍａｌ Ｆｅｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，４６，１９９４）に開示されている方法は、２つの粉砕工程と、２つの濾過工程と、（上昇空気流による）１つのターボ分離を含んでいる。この方法により、子葉中に依然として含有される外側繊維が１．２％である子葉画分を得ることができる。本発明によって、方法を簡略化し（２つの粉砕工程の間のターボ分離を含む異なる技術のミルのタイプを使用する２つの粉砕工程）、外側繊維の含有量を１％以下の値に低減することができる。

第３の工程は、ローラーミルを用いてそれを粉砕することにより、子葉に富む重質画分の粒径を小さくすることを目的とする。このようなローラーミルの具体的な特に適切な例としては、例えば、Ｂｕｈｌｅｒ（登録商標）社から販売されているＭＬＵ２０２がある。本明細書では、それを使用して全体の粉の粒径を小さくし、均一で十分に微細な粉末を得て、後続の工程４を容易にするために使用される。好ましい粒径は、２００～４００ミクロンであり、好ましくは３００ミクロンである。この粒径の測定には、レーザー式粒径分析装置の使用が好ましいが、ふるい分けなどの任意の方法であってもよい。

あるいは、子葉に富む重質画分の粒径を小さくする工程は、水性溶媒、好ましくは水の存在下で行ってもよい。この場合、下の第４の工程は第３の工程と統合され、したがって同時に行われる。

第４の工程は、水性溶媒の懸濁液中で、先の第３の工程で得られた粉末を水性溶媒、好ましくは水の中に入れることを目的とする。ここでの目的は、特定の成分、主にタンパク質、及び塩と糖の選択的抽出をそれらを可溶化することによって行うことである。溶液のｐＨは、有利には、タンニン及びポリフェノールの可溶化を可能な限り制限するために中性ｐＨに向かって調整される。このｐＨの調整は、水性溶媒中に粉末を懸濁させる前及び／又は後に行うことができる。

水性溶媒は、好ましくは水である。しかしながら、後者には、例えば可溶化を促進することができる化合物を含む添加剤を含有させてもよい。水性溶媒のｐＨは６～８の間、好ましくは７に調整する。ソーダ、石灰、クエン酸、又は塩酸などの任意の酸性又は塩基性試薬が可能であるが、炭酸カリウム及びアスコルビン酸が好ましい。温度は２℃～３０℃、好ましくは１０℃～３０℃、好ましくは１５℃～２５℃、更により好ましくは２０℃に調整する。この温度を抽出反応全体にわたって制御する。

得られた粉末を希釈して５％～２５％、好ましくは５％～１５％、好ましくは７％～１３％、更により好ましくは９％～１１％、最も好ましくは１０％の懸濁液にし、ここで、パーセントは水／粉末懸濁液の総重量に対する粉末の重量として表される。懸濁液を、当業者に公知の任意の装置、例えば、撹拌機を備えたバット、ブレード、船用プロペラ、又は効果的な撹拌が可能な任意の装置を備えたバットを用いて撹拌する。好ましくは撹拌しながらの抽出時間は、５～２５分、好ましくは１０～２０分、更により好ましくは１５分である。

第５の工程は、第４の工程中に得られた可溶性画分と固体画分を遠心分離によって分離することを目的とする。好ましい産業的な原理は、参照により本明細書に組み込まれる欧州特許第１４００５３７号に見ることができる。この方法の原理は、最初にハイドロサイクロンを用いてデンプンに富む画分を抽出し、次いで、水平デカンタを用いて内部繊維に富む画分を抽出することである。しかしながら、デンプン及び内部繊維に富む画分を抽出する工業用遠心分離器を使用してもよい。いずれの場合も、固体画分とタンパク質の大部分が濃縮された液体画分が得られる。

第６の工程は、フィールドビーンタンパク質の等電点ｐＨ、約４．５に酸性化し、次いで、溶液を加熱してグロブリンと呼ばれるタンパク質を凝固させ、それを遠心分離により分離することを目的とする。

酸性化ではｐＨ４～５、好ましくは４．５にする。これは好ましくは、約７重量％の塩酸で行われるが、クエン酸などの鉱酸又は有機酸の全ての種類の酸を使用することができる。更により好ましくは、純粋なアスコルビン酸又は他の鉱酸あるいは有機酸と組み合わせたアスコルビン酸も使用することができる。酸性化におけるアスコルビン酸の使用は、最終的な着色の改善に役立つ。その後、例えば、二重シェル及び／若しくはコイルを備えた撹拌バット、又はインラインの蒸気注入加熱器（「ジェットクッカー」）による任意の加熱手段を使用することができる。加熱温度は、有利には４５℃～７５℃、好ましくは５０℃～７０℃、更により好ましくは５５℃～６５℃、最も好ましくは６０℃である。加熱時間は、好ましくは５分～２５分、好ましくは１０～２０分、最も好ましくは１０分である。

大部分がグロブリンであるタンパク質組成物は、溶液中で凝固し沈殿する。それを、例えばフロットウェグ（登録商標）のセディカンタなどの任意の遠心分離技術によって分離する。得られた残留溶液には、糖、塩、及びアルブミンが濃縮され、それはフィールドビーン可溶物と呼ばれる。それは、好ましくは蒸発及び／又は乾燥させて、別に処理される。

フィールドビーンタンパク質抽出の背景技術では、専ら加熱しない等電点沈殿を教示していることに留意する。本発明の２つの工程の組み合わせによって本発明の単離物を得ることができるが、また、温度に安定なフィールドビーン可溶物（沈殿及び遠心分離後に得られる上澄み液の名前）も得ることができる。実際、等電点沈殿によって得られたフィールドビーン可溶物は、高温下、例えばエバポレーター中で沈殿する。この沈殿は、産業設備の汚れにつながるため、主な欠点となる。

逆に言うと、本発明で提案する制御加熱と等電点沈殿の組み合わせにより、
－ 本出願で請求される生成物の必要な処理の後に得られる凝固タンパク質のフロックと、
－ とりわけ可溶性タンパク質（アルブミン）、塩及び糖を含有する残留可溶物を得ることができる。
第２の画分は、典型的に、発酵及び／又は動物栄養産業において再利用することができる。この目的のためには、細菌学的に安定化させるためにそれを濃縮しなければならない。この目的のために、減圧下での蒸発による濃縮操作は従来どおりであり、フロックを凝固させるものとは異なる第２の加熱工程によって行われる。この操作の間、及びフロック／可溶物の分離中の単純な等電点沈殿の場合、凝固したタンパク質の沈積物がエバポレーター内に堆積する。

第７の工程では、次いで、タンパク質組成物を乾燥物重量で約１５～２０％に希釈し、任意の塩基性剤、好ましくは２０重量％の炭酸カリウムによって、５．５～６．５、好ましくは６．５のｐＨに中和する。

次いで、タンパク質組成物を、ノズルを介した直接蒸気注入によって好ましくは１３５℃の温度で熱処理し、フラッシュ真空冷却によって６５℃にする。

得られたタンパク質組成物は、例えば、プロテアーゼによって加水分解するか、又は押出機によってテクスチャ加工することによって直接使用することができる。

第８の工程では、本発明のタンパク質組成物を乾燥させる。好ましい乾燥モードは、特に多機能アトマイザーを使用した霧化である。典型的なパラメータとしては、入口温度が２００℃及び蒸気温度が８５～９０℃である。

最後の態様では、産業上の、具体的には、ヒト又は動物の栄養、化粧品、調剤における本発明のフィールドビーンタンパク質単離物の使用を提供する。本発明のタンパク質組成物は、特にベーカリー／ペストリー用途におけるタンパク質の豊富化に容易に使用することができる。高タンパク質含有量及びそのアミノ酸プロファイルによって消費者にとって有益に栄養を強化することができ、その低い溶解度により水との相互作用が限定され、したがって生地又は生地片の中を不均一にすることができる。

ヒト用食品の用途では、本発明のタンパク質組成物は乳製品用途に特に好適である。

より具体的かつ好ましくは、本発明は、以下のような栄養配合物におけるフィールドビーン単離物の用途に関する：
－ 飲料、特に具体的には食餌性栄養摂取（スポーツ、痩身）のための粉末混合物から再構成される飲料、食事又は臨床の栄養摂取のためのレディ・トゥ・ドリンク飲料、臨床の栄養摂取のための液体（経腸飲料又は輸液）、植物性飲料、
－ ヨーグルト（ブレンドヨーグルト、ギリシャヨーグルト、飲むヨーグルトなど）などの発酵乳、
－ 植物クリーム（コーヒークリーマー又はホワイトナーなど）、デザートクリーム、冷凍デザート、又はシャーベット、
－ ビスケット、マフィン、パンケーキ、栄養バー（痩身又はアスリート用の特定の栄養摂取を目的とした）、パン、特に高タンパク質グルテンフリーのパン、押出し調理によって得られる高タンパク質シリアル（朝食シリアル、スナックを含む「クリスプ」）、
－ チーズ、
－ 代替肉、代替魚、ソース、特にマヨネーズ。

本発明の栄養配合物は、製品の化学的、物理的、官能的、又は加工特性を改善することができ、あるいは特定の目的の人々に使用される場合に医薬的又は栄養補助成分として機能し得る他の成分を更に含んでもよい。これらの任意の成分の多くは、他の食品製品での使用において既知であるか、そうでなければ好適であり、また、これらの任意の成分が経口摂取で安全かつ有効であり、また選択された製品の他の必須成分と適合性があることを条件として、本発明の栄養配合物に使用される。このような任意の成分の非限定的な例としては、防腐剤、抗酸化剤、乳化剤、緩衝剤、医薬活性剤、追加の栄養素、着色剤、香味料、増粘剤、及び安定剤などが含まれる。粉末又は液体栄養配合物は、ビタミンＡ、ビタミンＥ、ビタミンＫ、チアミン、リボフラビン、ピリドキシン、ビタミンＢ１２，カロチノイド、ナイアシン、葉酸、パントテン酸、ビオチン、ビタミンＣ、コリン、イノシトール、それらの塩及び誘導体、並びにそれらの組み合わせなどのビタミン又は栄養素を更に含んでもよい。粉末又は液体栄養配合物は、リン、マグネシウム、鉄、亜鉛、マンガン、銅、ナトリウム、カリウム、モリブデン、クロム、セレン、塩化物、及びそれらの組み合わせなどのミネラルを更に含んでもよい。粉末又は液体栄養配合物はまた、例えば再構成粉末中の苦味などを低減するための１つ以上のマスキング剤を含んでもよい。好適なマスキング剤としては、天然及び人工の甘味料、塩化ナトリウムなどのナトリウム源、及びグアーガム、キサンタンガム、カラギーナンなどの親水コロイド、並びにそれらの組み合わせが含まれる。粉末栄養配合物中のマスキング剤の量は、選択された特定のマスキング剤、配合物中の他の成分、及び他の配合物又は目的製品の変種に応じて変化する。

本発明は、特に以下の実施例を読むことによってよりよく理解される。

実施例１：外側繊維を脱皮するための伝統的及び従来の方法の比較：

Ｔｉｆｆａｎｙ品種のフィールドビーンの種子の単一バッチを処理して、外側繊維と子葉を分離する。これを行うために、２つの方法を使用する。

背景技術の方法：先ず、７００ｒｐｍの回転速度のナイフミル（ＳＭ３００、Ｒｅｔｓｃｈ（登録商標））を用いて種子を処理する。次いで、いわゆる「ジグザグ」システム（ＭＺＭ１－４０、Ｈｏｓｏｋａｗａ－ａｌｐｉｎｅ（登録商標））を用いて、ターボ分離によって粉砕物を処理する。空気の速度は４．０ｍ・ｓ^－１（２３ｍ^３・ｈ^－１）である。最後に、外側繊維を含有する軽質画分と子葉を含有する重質画分を得る。次いで、ローラーミル（ＭＬＵ２０２、Ｂｕｈｌｅｒ（登録商標））を用いて重質画分を粉砕する。最終的に、粒径が３００μｍ未満の粉を得る。この方法を図１に概略的に示す。

本発明の改良された方法：最初に、種子をストーンミル（Ａｌｍａ（登録商標））を用いて処理する。次いで、いわゆる「ジグザグ」システム（ＭＺＭ１－４０、Ｈｏｓｏｋａｗａ－ａｌｐｉｎｅ（登録商標））を用いて、ターボ分離によって粉砕物を処理する。空気の速度は、４．０ｍ・ｓ^－１（２３ｍ^３・ｈ^－１）である。最後に、外側繊維を含有する軽質画分と子葉を含有する重質画分を得る。次いで、重質画分を、出口に６ｍｍのスクリーンが取り付けられたナイフミル（ＳＭ３００、Ｒｅｔｓｃｈ（登録商標））を用いて７００ｒｐｍの回転速度で処理する。次いで、ローラーミル（ＭＬＵ２０２、Ｂｕｈｌｅｒ（登録商標））を用いて重質画分を粉砕する。最終的に、粒径が３００μｍ未満の粉を得る。この方法を図２に概略的に示す。

背景技術の２つの方法及び先に開示した本発明に従って得られた重質画分中の残留外側繊維（又は外皮）を手作業で分離する。これは、画分から２００ｇの試料を取って、依然として存在する外側繊維を手で分離することからなる。次いで、これらを秤量する（重量＝ｍ）。残留外側繊維の割合は、以下の計算によって得られる：（ｍ／２００）^＊１００。
背景技術の方法では、割合は１．７％である。本発明の方法では、この割合が０．９％に低減される。

実施例２：本発明のタンパク質組成物の製造

上記段落００６３に開示した本発明の改良された方法を使用して、７５ｋｇのフィールドビーン粉を調製する。この粉を、２０℃の飲用水中に乾燥物重量で１０％として懸濁液に入れた。炭酸カリウムを添加してｐＨを７に調整する。２０℃かつ１５分間均質化させる。次いで、溶液をフロットウェグのセディカンタのデカンタ（ボウル速度：６０％又は４６５７ｒｐｍ（約３５００ｇ）、６０％のスクリュー速度でＶｒ＝１８．８、１４０ｍｍの上澄み（オーバーフロー）用ピペット、１ｍ^３／ｈの供給量）に送り、タンパク質を含有する上澄み液を回収する。

この上澄みに約７重量％の塩酸を添加してｐＨ４．５に酸性化する。バットの二重シェルに蒸気を注入して６０℃に加熱し、１５分間均質化させる。再びフロットウェグのセディカンタ（６０％又は４６５７ｒｐｍ（約３，５００ｇ）のボウル速度、Ｖｒ＝３．５となる１０％のスクリュー速度からＶｒ＝１２．６となる４０％のスクリュー速度、開始時１４０ｍｍから１３７ｍｍまでのオーバーフロー用ピペット、７００ｌ／ｈの供給量）を使用して、この回は凝固したタンパク質を含有する沈殿物を回収する。

沈殿物を乾燥物重量で約１５～２０％に希釈し、２０％の炭酸カリウムを添加してｐＨ６．５に中和する。ノズルによって１３５℃で加熱処理し、フラッシュ真空冷却によって６５℃にする。最終的に、生成物を霧化する（２００℃の入力温度及び８５～９０℃の蒸気温度）。

粉からのタンパク質抽出収率は７２．５％である。得られたタンパク質を、「本発明のタンパク質組成物」と命名する。

実施例３：背景技術によるタンパク質組成物の製造

この例では、論文「ＴＨＥ ＥＦＦＥＣＴ ＯＦ ＧＥＮＯＴＹＰＥ ＡＮＤ ＴＨＥ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ＯＮ ＴＨＥ ＰＨＹＳＩＣＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＡＮＤ ＦＵＮＣＴＩＯＮＡＬ ＡＴＴＲＩＢＵＴＥＳ ＯＦ ＦＡＢＡ ＢＥＡＮ ＰＲＯＴＥＩＮ ＩＳＯＬＡＴＥＳ」（Ｓｈｉｎｇｈａ、２０１５）に引用された「Ｔｅｘｔｕａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｌｅｇｕｍｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｓｏｌａｔｅ ａｎｄ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｇｅｌｓ」（Ｍａｋｒｉら，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，８６，１８５５～１８６２）の教示を使用する。簡潔に述べると、３５０～４００ｇの粉を蒸留水（１：１０ｗ／ｖ）中に分散させて、１ＭのＮａＯＨでｐＨ９．５に調整し、２１～２３℃で４０分間撹拌（５００ｒｐｍ）した後、遠心分離（１，６００×ｇ、２０分、４℃）した。上澄みを取って蒸留水（１：５ｗ／ｖ）で希釈し、撹拌して、遠心分離（１，６００×ｇ、２０分、４℃）する。１ＭのＨＣｌで上澄みのｐＨを４．５に調整し、遠心分離（１，６００×ｇ、２０分、４℃）する。上澄みを脱イオン水中に再希釈し、１ＭのＮａＯＨでｐＨ７．０に調整して、凍結乾燥する。

粉からのタンパク質抽出収率は８１．２％である。得られたタンパク質を、「背景技術のタンパク質組成物」と命名する。

実施例４：機能性及び分析の比較

実施例２及び３によって得られた様々な組成物を、分析（乾燥物及びタンパク質の含有量）及び機能（試験Ａによる溶解度）の点から比較する。市販のフィールドビーンタンパク質組成物であるＹＡＮＴＡＩ Ｔ．ＦＵＬＬ ＢＩＯＴＥＣＨ ＣＯ ＬＴＤ製のＦＡＶＡ ＢＥＡＮ ＰＲＯＴＥＩＮ ＩＳＯＬＡＴＥ ８５％（バッチＤＦＣ０２１６０６１８１／Ｃ１３７７）も入手し、それを市場で入手可能なフィールドビーン単離物の代表とする。下の表１にこれらの分析結果をまとめる。

［表１］

表は、７を超えるｐＨのレベルでの、本発明のタンパク質組成物の非常に低い溶解度を示しており、背景技術のタンパク質組成物が３５％を超えるのに対して、２５％未満である。

様々な単離物のゲル化能力もまた、下のプロトコルを使用して定量化する。
１．水と単離物を混合して水性懸濁液を調製して、最終的にｐＨ７での乾燥物の懸濁濃度を１５％とする；
２．同軸シリンダモデルＤＨＲ２（ティー・エイ・インスツルメント）を備えた応力が加えられたレオメーターに懸濁液を入れる；
３．以下の温度プロファイルを適用して、弾性率Ｇ’及び粘性弾性率Ｇ”を測定する：
ａ．フェーズ１：２０℃の温度から８０℃の温度に１０分間で加熱
ｂ．フェーズ２：８０℃の温度で１１０分間安定化
ｃ．フェーズ３：８０℃から２０℃の温度に３０分間で冷却。

結果は以下のとおりである。

ゲル化能力が背景技術の単離物よりも５～６倍高いことが分かる。

実施例５：ベジタリアンソーセージ

本発明のマメ単離物と市販のエンドウマメ単離物をヴィーガンレシピで比較する。レシピは以下のとおりである。

ソーセージを製造する手順は以下のとおりである。
－ 水と砕いた氷を混合する。
－ Ｋｅｎｗｏｏｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ（英国）のＫＭ２３１を使用して、６０％の水／氷混合物の中にメチルセルロースを分散させる。最大速度で５分間。
－ 試験するタンパク質を加えて、Ｋｅｎｗｏｏｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ（英国）のＫＭ２３１で混合する。最大速度で１０分間。
－ 最大の撹拌を行いながら、油を加えて、混合物を更に１０分間均質化させる。
－ 残りの粉末成分及び残りの４０％の水／氷混合物を加える。最大速度で５分間最終撹拌する。
－ ２メートルの人工の剥離可能なセルロース系ケーシングであるＶｉｓｃｏｆａｎ（ＤＡＴＳｃｈａｕｂ社（ティエ、フランス））に充填する。
－業務用オーブン（Ｂｏｕｒｇｅｏｉｓ ｏｖｅｎ Ｓ２ＯＮ１、シリアル番号Ｓ２４７６０５７）中、湿度をレベル４に制御して１００℃で１時間加熱する。
－ ソーセージをオーブンから取り出し、室温で安定化させる。
－ 人工の剥離可能なセルロース系ケーシングを手で取り除く。
－ 分析の前に、ソーセージを塩を加えずに沸騰した飲用水中で５分間加熱し、室温に３０分間置く。

得られたソーセージをレオメーターＴＡＸＴ２ｉ（Ｓｔａｂｌｅ ＭＩｃｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ製、Ｔｅｘｔｕｒｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＸＴ２ｉ、英国）及びそのソフトウェアバージョン２．６４で比較する。

必要な力を測定しながらテクスチャーアナライザを用いて、ソーセージを２つの部分に切断する操作を行うことからなる「スライシング」又は「カッティング」と呼ばれる試験を行って、ソーセージを特徴付ける。この試験は、ソーセージへの２５ｍｍの切り込み量、また最小検出限界０．０６ＮでＷａｒｎｅｒ Ｂｒａｔｚｌｅｒ製せん断力値測定機を使用して行った。切断点における最大力を用いて特性を評価する。

得られた値は以下のとおりである。

ソーセージ３をスライスするために必要な力は、市販のエンドウマメ単離物から得られたソーセージをスライスするために必要な力よりもはるかに大きいことが分かる。この結果から本発明のフィールドビーン単離物で得られたソーセージがより堅いという結論が得られる。

実施例６：レギュラーマヨネーズ及びライトマヨネーズ

レギュラーマヨネーズ（「高脂肪」と呼ばれる）及びライトマヨネーズ（「低脂肪」と呼ばれる）の製造における本発明の単離物の優れた結果を下に示す。

マヨネーズのレシピを作成するために必要な成分は以下のとおりである。

試験する単離物は、ＲＯＱＵＥＴＴＥ社のＮｕｔｒａｌｙｓ（登録商標）Ｆ８５Ｆ、本発明のフィールドビーン単離物及びアクアファバ（Ｖｏｒ社から入手した「Ａｑｕａｆａｂａ Ｐｏｗｄｅｒ」）である。

製造プロトコルは以下のとおりである。
－ ＨＯＴＭＩＸ Ｐｒｏ Ｇａｓｔｒｏ（製造業者：ＭＡＴＦＥＲ ＦＬＯ、モデル：２１２５０２）中、速度３で１分間、フェーズ１の成分を混合する。
－ 第２フェーズ及び第３フェーズの成分を低脂肪の場合は速度４及び７で１：３０分で加え、高脂肪の場合は第２フェーズの成分を速度３で２分で加える。
－ 高脂肪の場合は速度３で１分で第３フェーズの成分を加える。
－ 高脂肪の場合は速度３で１分で第４フェーズの成分を加える。
－ 低脂肪の場合は速度８で、高脂肪の場合は速度３でエマルションを１分間仕上げる。

得られた異なるマヨネーズを、堅さ、粘性、及び粘着力のパラメータを測定することができるＴＡ．ＨＤｐｌｕｓテクスチャーアナライザ（添付１に示す）を用いて比較する。堅さ（ｇ）は、幾何学的形状（以下に記載する「後方押出リング後方」キットを参照）が製品に貫入するように加えられる力に対応し、粘性（ｇ．秒）は、堅さの曲線下の面積に従って計算されるデータ項目であり、粘着力（ｇ）は、幾何学的形状をマヨネーズから引き出すように加えられる力に対応する。

テクスチャーアナライザは、装置にねじ込まれたディスク、及びマヨネーズが充填された３つのプレキシガラス容器から作られた「後方押出リング」キットを備える。データの取得は、マヨネーズを分析するように設計されたプログラムを備えたＥｘｐｏｎｅｎｔソフトウェアを使用して行う。幾何学的形状を、容器の底に達するまで３ｍｍ／ｓで下げ、５ｍｍ／ｓで引き上げる。ソフトウェアによって時間に基づいた曲線が自動的に描かれ、それによりそれらのパラメータを導くことができる。

全ての実施は取扱説明書に明確に説明されている。

「低脂肪」マヨネーズの結果は以下のとおりである。

「高脂肪」マヨネーズの結果は以下のとおりである。

得られた結果は、本発明のフィールドビーン単離物で得られたマヨネーズが、低脂肪マヨネーズとして優れたテクスチャ値によって特徴付けられ、エンドウマメ単離物又はアクアファバよりも優れていることを示している。

実施例７：植物性ミルク又は「ミルク代替物」

本出願の本発明の単離物の性能を評価するために植物性ミルクを製造する。

レシピは以下のとおりである。

プロトコルは以下のとおりである。
－ 水を７０℃に加熱し、２，０００ｒｐｍのＳｙｌｖｅｒｓｏｎで１５分間タンパク質単離物を水和させる
－ 油以外の他の成分を加えて１０分間混合する
－ 油を６５℃に加熱し、６，０００ｒｐｍで撹拌しながら加える
－ １４２℃で５秒間ＵＨＴ滅菌する
－ ７５℃で２段階（２７０バール及び３０バール）で均質化する
－ ４℃まで冷却する

乳化した油の小球の粒径分布の分析をＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ粒径分析装置を用いて行う。粒径のパラメータは以下のとおりである。Ｄ１０＝０．２１ミクロン、Ｄ５０＝０．４５ミクロン、及びＤ９０＝１．４２ミクロン。

これらの結果は優れたものであり、明らかにミルクのような脂質小球の優れた乳化を示している。

Claims (13)

1. 色がＬ^＊ａ^＊ｂ測定において７０を超える、好ましくは７５を超える、更により好ましくは８０を超える成分Ｌによって特徴付けられ、最低ｐＨ７での試験Ａによる溶解度が総重量の２５％未満である、フィールドビーンタンパク質組成物。
2. 最低ｐＨ７、最高ｐＨ８での試験Ａによる溶解度が、総重量の２５％未満であることを特徴とする、請求項１に記載のタンパク質組成物。
3. ｐＨ３での試験Ａによる溶解度が、総重量の２５％未満であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のタンパク質組成物。
4. タンパク質含有量が、乾燥物に対するタンパク質の重量パーセントとして表して７０重量％超、好ましくは８０重量％超、更により好ましくは９０重量％超であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のタンパク質組成物。
5. 乾燥物含有量が、８０重量％超、好ましくは８５重量％超、更により好ましくは９０重量％超であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のタンパク質組成物。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法であって、
   １）フィールドビーンの種子を使用する工程；
   ２）前記フィールドビーンの種子をストーンミルによって粉砕し、続いて、得られた前記粉砕物を上昇空気流によって軽質及び重質と呼ばれる２つの画分に分離し、その後、ナイフミルで前記重質画分の２回目の粉砕を行う工程；
   ３）ローラーミルによって前記重質画分を最後に粉砕して粉を得る工程；
   ４）ｐＨが６～８、好ましくは７である水性溶媒中に前記粉を懸濁する工程；
   ５）遠心分離により前記懸濁液から前記固体画分を除去して、液体画分を得る工程；
   ６）前記液体画分中に含まれる前記フィールドビーンタンパク質の等電点ｐＨで加熱して沈殿させて単離する工程；
   ７）先に得られた前記フィールドビーンタンパク質を乾燥物重量で１５～２０％に希釈して、５．５～６．５のｐＨ、好ましくは６．５に中和して、フィールドビーンタンパク質組成物を得る工程；
   ８）前記フィールドビーンタンパク質組成物を乾燥させる工程、を含むことを特徴とする、方法。
7. 工程３で得られた前記粉の平均粒径が、２００～４００ミクロン、好ましくは３００ミクロンであることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 工程４の前記水性溶媒の温度が、２℃～３０℃、好ましくは１０℃～３０℃、好ましくは１５℃～２５℃、更により好ましくは２０℃に調整されることを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
9. 工程６中の前記液体画分の酸性化が、４～５、好ましくは４．５のｐＨで行われることを特徴とする、請求項６～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 工程６中の前記液体画分のｐＨが、アスコルビン酸によって調整されることを特徴とする、請求項６～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 工程６の前記加熱温度が、４５℃～７５℃、好ましくは５０℃～７０℃、更により好ましくは５５℃～６５℃、最も好ましくは６０℃であり、工程６の前記加熱時間が、５分～２５分、好ましくは１０～２０分、最も好ましくは１０分であることを特徴とする、請求項６～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 工程７がまた、好ましくは１３５℃の温度でのノズルを介した直接蒸気注入による熱処理、及び６５℃へのフラッシュ真空冷却を含むことを特徴とする、請求項６～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 請求項１～５のいずれか一項に記載の、又は請求項６～１２のいずれか一項に記載の方法によって得られるフィールドビーンタンパク質組成物の、特にヒト及び動物の栄養、化粧品、調剤における産業的使用。
    

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