JP2022545379A - タンパク質粉末 - Google Patents

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Abstract

本発明は、醸造者による使用済み穀物から改善された溶解度及び味プロファイルを有するタンパク質粉末の製造方法を提供する。この方法は、指定された印加圧力でのナノ濾過を含む。本発明はまた、醸造者による使用済み穀物から製造されたタンパク質粉末、タンパク質粉末を組み込んだ食品又は飲料製品を製造する方法、及びタンパク質粉末を含む食品又は飲料製品を提供する。

Description

本発明は、醸造者による使用済み穀物からタンパク質粉末を製造する方法に関する。本発明はまた、醸造者による使用済み穀物から製造されたタンパク質粉末、タンパク質粉末を組み込んだ食品又は飲料製品を製造する方法、及びタンパク質粉末を含む食品又は飲料製品に関する。
タンパク質粉末及びサプリメントの使用は、当技術分野で周知である。例えば、多くの人々は、筋肉成長のために追加のタンパク質を提供するためのトレーニング計画の一部として、飲料又は他の食品を作るためにタンパク質粉末を利用する。さらに、人々は、１日の食事が人体の１日のタンパク質の必要量を満たすには不十分である場合に、タンパク質サプリメントを利用する場合がある。さらに、伝統的な食肉ベースのタンパク質源の消費を認めない、ベジタリアンやビーガンなどの特定の食生活をしている人は、１日の必要量を満たすために、彼らの食事にタンパク質粉末を補給する場合がある。
従来、タンパク質粉末及びサプリメントは、一般に、ホエイ、大豆又はカゼインベースの製品であった。ホエイ及びカゼインタンパク質は、一般に、乳製品生産から副生成物として回収され、ホエイはチーズ生産から分離され、カゼインはミルクから分離される。大豆タンパク質は、大豆から分離される。ホエイ、大豆及びカゼインベースのタンパク質粉末及びサプリメントは、有益な量のタンパク質を首尾よく提供するために使用されるが、後者は、乳糖不耐性などの食物不耐性又はアレルギーを有する人々に必ずしも適していない。より低い免疫原性効果をもたらす植物ベースのタンパク質粉末が存在するが、これらの製品は、典型的には、あまり味が良くないと考えられており、例えばそれらのホエイの対応物よりも可溶性も低い。したがって、消費者は、これらの代替物を選択する傾向が低い。
醸造者による使用済み穀物（ＢＳＧ）は、ビール醸造プロセスで生成される最も豊富な副生成物である。この材料は、マッシュ濾過又は麦汁濾過工程後に固形画分として得られた麦芽及び穀物殻を含む。今日まで、醸造副産物は、主に低価値の用途に、特に動物飼料として供されてきた。
ＢＳＧは栄養素、特にタンパク質及び繊維が豊富である。米国特許出願公開第２０１８／０１９９５９３号及び米国特許出願公開第２０１８／０１９９５９４号に開示されているように、ＢＳＧを使用してタンパク質粉末を製造する試みがなされている。
ＢＳＧを使用して製造されたタンパク質粉末は、苦味及び最適以下の溶解度プロファイルを有することができることが分かっている。したがって、タンパク質粉末の味及び溶解度プロファイルが改善される、ＢＳＧからタンパク質粉末を製造する方法が求められている。
本発明は、醸造者による使用済み穀物、大麦及び大麦麦芽から選択される穀物材料からタンパク質粉末を製造するための改良された方法を提供する。本方法は、
ａ）穀物材料の水性スラリーを酵素的タンパク質加水分解に供して、液体タンパク質流を生成すること、
ｂ）液体タンパク質流から固形物を除去すること、
ｃ）液体タンパク質流を精密濾過に供して、タンパク質を含む精密濾過透過液と、精密濾過残余分とを得ること、
ｄ）精密濾過透過液を１．０ｂａｒ（１００ｋＰａ）から８．０ｂａｒ（８００ｋＰａ）の印加圧力でナノ濾過に供して、ナノ濾過透過液と、タンパク質を含むナノ濾過残余分とを得ること、及び
ｅ）ナノ濾過残余分を処理してタンパク質粉末を生成すること、を含む。
穀物材料は、好ましくは醸造者による使用済み穀物である。
ナノ濾過は、好ましくは１．３ｂａｒ（１３０ｋＰａ）から５．０ｂａｒ（５００ｋＰａ）、好ましくは１．３ｂａｒ（１３０ｋＰａ）から４．５ｂａｒ（４５０ｋＰａ）の印加圧力で行われる。より好ましくは、ナノ濾過は、１．３ｂａｒ（１３０ｋＰａ）から３．３ｂａｒ（３３０ｋＰａ）、好ましくは１．４ｂａｒ（１４０ｋＰａ）から３．２ｂａｒ（３２０ｋＰａ）、好ましくは１．５ｂａｒ（１５０ｋＰａ）から３ｂａｒ（３００ｋＰａ）の印加圧力で行われる。ナノ濾過は、好ましくは、５００から２，０００Ｄａ、好ましくは８００から２，０００Ｄａ、好ましくは８００から１，２００Ｄａの分画分子量（ＭＷＣＯ）を有するナノ濾過膜を用いて行われる。
精密濾過は、セラミック製の精密濾過膜を用いて行うことが好ましい。精密濾過膜は、好ましくは０．０３から０．５μｍ、好ましくは０．０５から０．２５μｍ、好ましくは０．０５から０．２μｍ、好ましくは０．０７から０．１３μｍの孔径を有する。精密濾過は、好ましくは透析濾過工程を含む。
醸造者による使用済み穀物は、好ましくは使用済み大麦と、任意選択で、米、トウモロコシ、モロコシ及びキャッサバから選択され、好ましくは米及びトウモロコシから選択され、好ましくは米から選択される１つ以上の他の使用済み穀物又は他のデンプン質材料とを含む。好ましくは、醸造に使用される穀物が、穀物の総乾物重量に基づいて、少なくとも３０重量％、好ましくは少なくとも４０重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％の量の大麦を含む醸造プロセスから得られる使用済み穀物である。
水性スラリー中の穀物材料（乾物重量）の比は、好ましくは８：１から１２：１、好ましくは１０：１から１１：１である。
酵素的タンパク質加水分解は、好ましくは、プロテアーゼ酵素、好ましくはアルカリプロテアーゼによる処理を含む。好ましくは、酵素的タンパク質加水分解の前に、水性スラリーを酵素的デンプン加水分解に供する。酵素的デンプン加水分解は、好ましくはグルコアミラーゼ酵素による処理を含む。
固形物は、好ましくはデカンテーション、好ましくはデカンテーション遠心分離機によって液体タンパク質流から除去される。
穀物材料は、ａ）の前及び／又はａ）の間に微粉化に供してもよい。
液体タンパク質流から除去された固形物は、好ましくは水で洗浄され、得られた洗浄水は液体タンパク質流と合わせられる。液体タンパク質流から除去された固形物は、繊維製品を提供するためにさらに処理され得る。
精密濾過残余分は、再加水分解工程において酵素的タンパク質加水分解に供され得、再加水分解工程の液体生成物は、液体タンパク質流と組み合わせることができる。
ナノ濾過残余分は、ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される場合、好ましくは１０から３０重量％、好ましくは１２から２５重量％の総固形物含有量、及び少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％のタンパク質含有量（乾物重量％）を有する。ナノ濾過残余分を処理してタンパク質粉末を生成することは、好ましくは、蒸発させて総固形物含有量を２０から５５％、好ましくは２５から５５％、好ましくは３５から５５％、好ましくは４５から５５重量％、好ましくは４８から５２重量％の総固形物含有量に増加させ、次いで噴霧乾燥してタンパク質粉末を生成することを含む。
本方法によって製造されたタンパク質粉末は、ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される場合、好ましくは少なくとも９０重量％、好ましくは少なくとも９３重量％の総固形物含有量、及び少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％のタンパク質含有量（乾物重量％）を有する。その分子量分布は、好ましくは３００Ｄａから１００ｋＤａ、好ましくは３００Ｄａから３０ｋＤａであり、主ピークは、５００Ｄａから４．５ｋＤａ、好ましくは２ｋＤａから４．５ｋＤａである。その溶解度は、３～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、好ましくは少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％であり、５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、好ましくは少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％であり、５．５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、好ましくは少なくとも９０％である。
本発明はまた、醸造者による使用済み穀物、大麦及び大麦麦芽から選択される穀物材料から製造されるタンパク質粉末を提供し、当該タンパク質粉末は、
少なくとも９０重量％の総固形物含有量と、
ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される場合、少なくとも８０％のタンパク質含有量（乾物重量％）と、
３～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対する少なくとも５０％の溶解度とを有する。
タンパク質粉末は、好ましくは醸造者による使用済み穀物から製造される。
タンパク質粉末は、ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される場合、好ましくは少なくとも９３重量％の総固形物含有量と、少なくとも８５％のタンパク質含有量（乾物重量％）とを有し、３～８のｐＨ及び温度２０℃の水における少なくとも７５％の溶解度を有する。例えば、タンパク質粉末は、５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％の溶解度を有し得、５．５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、好ましくは少なくとも９０％の溶解度を有し得る。
タンパク質粉末は、好ましくは、３００Ｄａから１００ｋＤａ、好ましくは３００Ｄａから３０ｋＤａの分子量分布、及び５００Ｄａから４．５ｋＤａ、好ましくは２ｋＤａから４．５ｋＤａの主ピークを有する。
タンパク質粉末は、以下の特徴のうちの１つ以上を有し得る。
少なくとも９５％の分散性；
１０未満、好ましくは８未満のタービスキャン安定性指数（Ａ．Ｕ．）；
５０ｍＮ／ｍ未満の表面張力及び／又は１５ｍＮ／ｍ未満の界面張力；
０．３ｇ／ｇ未満の保水能及び／又は３ｇ／ｇ未満の保油能；
２５℃の温度及び０．１ｓ－１～１０００ｓ－１の剪断速度範囲で測定した、１．１０－１Ｐａ．ｓ未満の粘度；
ゲル化能なし；
２％未満の脂肪含有量、１～５％の総繊維含有量、０～７％の総炭水化物含有量、及び１～８％の総灰分含有量；
前記組成物１００ｇ当たり１５～２５ｇのグルタミン濃度；及び／又は
前記タンパク質粉末１００ｇ当たり１０ｇ～５０ｇの総必須アミノ酸濃度であって、前記必須アミノ酸がヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン及びバリンである、総必須アミノ酸濃度。
タンパク質粉末は、好ましくは、本発明の方法に従って製造される。
本発明はまた、食品又は飲料製品の製造方法を提供し、当該方法は、本発明のタンパク質粉末を食品又は飲料製品に組み込むことを含む。本発明はまた、本発明によるタンパク質粉末を含む食品又は飲料製品を提供する。
図１は、本発明の一実施形態による組成物の溶解度プロファイルを示す。図１Ａは大麦及び米の試料の結果を示し、図１Ｂは大麦及びトウモロコシの試料のプロファイルを示す。 図２は、本発明の一実施形態による組成物の粘度プロファイルを示す。図２Ａは大麦及び米の試料の結果を示し、図２Ｂは大麦及びトウモロコシの試料のプロファイルを示す。点線：水の粘度。 図３は、本発明に従って製造されたタンパク質粉末の分子量分布を示す。
発明の詳細な説明
本発明は、醸造者による使用済み穀物からタンパク質粉末（本明細書では「粉末状タンパク質組成物」とも呼ばれる）を製造するための改善された方法、タンパク質粉末、タンパク質粉末を組み込んだ食品又は飲料製品を製造する方法、及びタンパク質粉末を含む食品又は飲料製品を提供する。
別段の定義がない限り、本発明の開示に使用される技術用語及び科学用語を含むすべての用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味を有する。さらなる指針によって、本発明の教示をよりよく理解するために用語定義が含まれる。
本明細書で使用される場合、以下の用語は以下の意味を有する。
本明細書で使用される「Ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上他に明確に指示されない限り、単数及び複数の指示対象の両方を指す。例として、「区画」は、１つ又は複数の区画を指す。
パラメータ、量、時間間隔などの測定可能な値を指すときに本明細書で使用される「約」は、指定された値からの＋／－２０％以下、好ましくは＋／－１０％以下、より好ましくは＋／－５％以下、さらにより好ましくは＋／－１％以下、さらにより好ましくは＋／－０．１％以下の変動を、そのような変動が開示された発明を実施するのに適切である限りにおいて包含することを意味する。ただし、修飾語「約」が指す値自体も具体的に開示されていることを理解されたい。
本明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」又は「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」と同義であり、後に続くもの（例えば、構成要素）の存在を指定する包括的又は非限定的な用語であり、当技術分野で知られているか又はそこに開示されている追加の、列挙されていない構成要素、特徴、要素、部材、工程の存在を排除又は除外するものではない。
さらに、明細書及び特許請求の範囲における第１、第２、第３などの用語は、特定されない限り、同様の要素を区別するために使用され、必ずしも連続的又は時系列的な順序を説明するためのものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書に記載される本発明の実施形態は、本明細書に記載又は図示されている以外の順序で実施することができることを理解されたい。
端点による数値範囲の列挙は、その範囲内に包含されるすべての数及び分数、並びに列挙された端点を含む。
本明細書及び本明細書全体を通して、「重量％」、「重量パーセント」、「％ｗｔ」又は「ｗｔ％」という表現は、特に定義されない限り、配合物の総重量に基づくそれぞれの成分の相対重量を指す。
一群のメンバーの１つ以上又は少なくとも１つのメンバーなどの「１つ以上」又は「少なくとも１つ」という用語は、それ自体明確であるが、さらに例証すれば、この用語は、とりわけ、前記メンバーのいずれか１つ、又は前記メンバーのいずれか２つ以上、例えば前記メンバーのいずれか≧３、≧４、≧５、≧６又は≧７など、及び前記メンバーのすべてまでへの言及を包含する。
本明細書を通して「一実施形態」又は「実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体の様々な箇所における「一実施形態では、」又は「一実施形態では、」という語句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指しているわけではないが、そうである場合もある。さらに、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ以上の実施形態において、本開示から当業者に明らかであるように、任意の適切な態様で組み合わせることができる。さらに、本明細書に記載されたいくつかの実施形態は、他の実施形態に含まれるいくつかの特徴を含み、他の特徴を含まないが、異なる実施形態の特徴の組み合わせは、当業者によって理解されるように、本発明の範囲内であり、異なる実施形態を形成することを意味する。
本明細書で使用される「タンパク質含有量」は、Ｄｕｍａｓ法（変換係数６．２５）、特にＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５に従って測定されるタンパク質含有量を指す。ケルダール法（変換係数６．２５）などの当技術分野で公知の他の方法を使用して、本質的に同じ結果を得ることもできる。
醸造者による使用済み穀物：
本発明の方法の出発材料は、醸造者による使用済み穀物、大麦及び大麦麦芽から選択される穀物材料であり、好ましくは醸造者による使用済み穀物である。
醸造者による使用済み穀物は、マッシング工程後の醸造産業の副産物である。醸造プロセスのこの時点で、不溶性画分が除去されている間に、可溶性画分（「麦汁」として知られている）がさらなる醸造工程に進められる。この不溶性画分は、醸造者による使用済み穀物である。
本発明の方法で使用される醸造者による使用済み穀物は、好ましくは、大麦及び任意選択で１つ以上の他の穀物又は他のデンプン質を含む穀物、例えば米、オート麦、小麦、トウモロコシ、モロコシ、キャッサバ及び／又はキビ、特に米、トウモロコシ、ソルガム及び／又はキャッサバ、より詳細には米及び／又はトウモロコシで醸造した後に得られる。醸造者による使用済み穀物は、大麦、又は大麦と米との混合物、又はトウモロコシ、好ましくは米で醸造した後に得られることが最も好ましい。
醸造に使用される穀物（すなわち、醸造プロセスの開始時に使用される穀物混合物）は、穀物の総乾物重量に基づいて、少なくとも３０重量％（例えば、少なくとも３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５若しくは７０重量％、又は任意の中間値）、好ましくは少なくとも４０重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％の量の大麦を含むことが好ましい。
方法：
本発明は、醸造者による使用済み穀物、大麦及び大麦麦芽から選択される穀物材料からタンパク質粉末を製造するための改良された方法を提供する。本方法は、
ａ）穀物材料の水性スラリーを酵素的タンパク質加水分解に供して、液体タンパク質流を生成すること、
ｂ）液体タンパク質流から固形物を除去すること、
ｃ）液体タンパク質流を精密濾過に供して、タンパク質を含む精密濾過透過液と、精密濾過残余分とを得ること、
ｄ）精密濾過透過液を１．０ｂａｒ（１００ｋＰａ）から８．０ｂａｒ（８００ｋＰａ）の印加圧力でナノ濾過に供して、ナノ濾過透過液と、タンパク質を含むナノ濾過残余分とを得ること、及び
ｅ）ナノ濾過残余分を処理してタンパク質粉末を生成すること、を含む。
水性スラリーは、穀物材料と水とを混合することによって形成される。水性スラリー中の水と穀物材料の比（乾物重量）は、好ましくは８：１から１２：１、好ましくは１０：１から１１：１である。水性スラリーは、好ましくはジャケット付き混合タンク内で、好ましくは加熱手段を用いて形成される。
水性スラリーを酵素的タンパク質加水分解に供して、液体タンパク質流を生成する。所望であれば、穀物材料は、この工程の前及び／又はこの工程の間に微粉化に供されてもよい。任意の適切な粉砕技術、例えば製粉を使用してもよい。
酵素的タンパク質加水分解の前に、水性スラリーは、好ましくは酵素的デンプン加水分解に供される。酵素的デンプン加水分解は、好ましくはグルコアミラーゼ酵素による処理を含む。適切なグルコアミラーゼ酵素としては、醸造産業で使用されるものが挙げられ、例えば、ＥＤＣ（Ｅｎｚｙｍｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ニューヨーク）又はＮｏｖｏｚｙｍｅｓから入手することができる。
酵素的タンパク質加水分解は、好ましくは、水性スラリーのそのままのｐＨで行われる。ｐＨは、例えば、約４．５から約６．５（例えば、４．５、５、５．５、６若しくは６．５、又は任意の中間値）であり得る。
酵素的デンプン加水分解は、好ましくは約５０℃から約６５℃（例えば、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３若しくは６５℃、又は任意の中間温度）の温度で行われる。
酵素的デンプン加水分解は、好ましくは、少なくとも約１５分間、好ましくは少なくとも約２０分間、最大約６０分間、好ましくは約４５分間行われる。例えば、酵素的デンプン加水分解は、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５若しくは６０分の期間、又は任意の中間期間にわたって行われ得る。
酵素的デンプン加水分解は、好ましくは、初期デンプン含有量の少なくとも約９０重量％、好ましくは少なくとも約９５重量％が糖に（すなわち、グルコース並びに／又は二糖及び他の短鎖オリゴ糖などの他の水溶性糖に）加水分解されるまで行われる。
酵素的タンパク質加水分解は、好ましくはプロテアーゼ酵素による処理を含む。プロテアーゼ酵素は、好ましくは食品グレードのプロテアーゼ酵素、好ましくはセリンプロテアーゼである。それは、好ましくは、アルカリプロテアーゼ、好ましくはエンドペプチダーゼ、好ましくはセリンエンドペプチダーゼである。適切なプロテアーゼ酵素は、例えば、Ｎｏｖｏｚｙｍｅｓ又はＥＤＣ（Ｅｎｚｙｍｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ニューヨーク）から入手することができる。
酵素的タンパク質加水分解は、好ましくは約７から約１０（例えば、７、７．５、８、８．５、９、９．５、又は任意の中間値）のｐＨ、好ましくは約ｐＨ９で行われる。目標ｐＨは、酵素による処理の前に水酸化ナトリウム及び／又は水酸化カリウムなどのアルカリを添加することによって達成することができる。
酵素的タンパク質加水分解は、好ましくは約５０℃から約７５℃（例えば、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４若しくは７５℃、又は任意の中間温度）、好ましくは約５５℃から約６８℃、好ましくは約５５℃から約６５℃の温度で行われる。
酵素的タンパク質加水分解は、好ましくは、少なくとも約１５分間、好ましくは少なくとも約２０分間、最大約８０分間、好ましくは約６０分間行われる。例えば、酵素的タンパク質加水分解は、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５若しくは８０分の期間、又は任意の中間期間にわたって行われ得る。
酵素的タンパク質加水分解は、好ましくは、１～１０（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９若しくは１０、又は任意の中間値）の加水分解度（ｄＨ）に達するまで、好ましくは４～８のｄＨに達するまで行われる。本明細書で使用される場合、ｄＨは、アルカリ（例えばＮａＯＨ）を添加し、以下の式を適用することにより、ｐＨ－ｓｔａｔ法を用いて求め得る。
Figure 2022545379000002
 式中、Ｂは消費されたアルカリの体積（ｍＬ）であり、ＮＢはアルカリの規定度であり、αはアミノ酸の平均解離度（０．９３は本明細書で典型的に使用される）であり、ｈｔｏｔは１ｇのタンパク質中の総ペプチド結合含有量（又はアミノ酸含有量）（ｍｅｑ／ｇ；本明細書では９ｍｅｑ／ｇが典型的に使用される）であり、ＭＰは存在するタンパク質の質量（ｇ）である。
酵素的デンプン加水分解（実施される場合）及び酵素的タンパク質加水分解は、好ましくは、水性スラリーが形成されるジャケット付き混合タンク内で行われる。
酵素的タンパク質加水分解に続いて、酵素を、好ましくは、温度を、例えば約７５から約９０℃（例えば、約７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９若しくは９０℃、又は任意の中間温度）に、好ましくは約８０℃に、最大約３５分、例えば最大約２５分、例えば約１０、１５、２０又は２５分にわたって、任意の中間期間にわたって上昇させることによって失活させる。
酵素的タンパク質加水分解に続いて、固形物が液体タンパク質流から除去される。固形物の除去は、好ましくはデカンテーションによって、好ましくはデカンテーション遠心分離機を使用して行われる。液体タンパク質流の回収を最大化するために、例えばスクリュープレスを使用して、固形物に圧力を加えてもよい。
液体タンパク質流から除去された固形物は、好ましくは水で洗浄され、次いで、得られた洗浄水は、再びタンパク質の回収を最大化するために、液体タンパク質流と合わせられる。
液体タンパク質流から除去された固形物は、繊維製品を提供するためにさらに処理され得る。
次いで、液体タンパク質流を精密濾過に供して、タンパク質を含む精密濾過透過液と、精密濾過残余分とを得る。精密濾過は、セラミック製の精密濾過膜を用いて行うことが好ましい。驚くべきことに、本発明の方法において、セラミック精密濾過膜は、ポリマー膜よりも効果的であることが見出された。
精密濾過は、好ましくは、０．０３から０．５μｍ（例えば、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５若しくは０．５μｍ、又は任意の中間値）、好ましくは０．０３から０．２５μｍ、好ましくは０．０５から０．２μｍ、好ましくは０．０７から０．１３μｍ（例えば、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．１１、０．１２若しくは０．１３μｍ、又は任意の中間値）の孔径を有する精密濾過膜を用いて行われる。適切な精密濾過膜は、Ｐａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手することができる。精密濾過は、好ましくは透析濾過工程を含む。
精密濾過残余分は、再加水分解工程において酵素的タンパク質加水分解に供され得、再加水分解工程の液体生成物は、液体タンパク質流と組み合わせることができる。精密濾過残余分の再加水分解は、タンパク質の回収を有利に改善し得る。
精密濾過透過液を１．０ｂａｒ（１００ｋＰａ）から８．０ｂａｒ（８００ｋＰａ）の印加圧力でナノ濾過に供して、ナノ濾過透過液と、タンパク質を含むナノ濾過残余分とを得る。印加圧力は、濾過の分野において周知の概念であり、供給物が濾過膜に供給される圧力に関係する。それは通常、一定の目標供給圧力が維持されることを確実にするために、供給ポンプによって制御され、圧力センサによって調整される。
ナノ濾過は、典型的には、本発明による印加圧力よりも有意に大きい印加圧力で、典型的には少なくとも約１０ｂａｒ（１，０００ｋＰａ）から最大約４０ｂａｒ（４，０００ｋＰａ）の印加圧力で行われる。本発明者らは、１．０ｂａｒ（１００ｋＰａ）から８．０ｂａｒ（８００ｋＰａ）のはるかに低い印加圧力でナノ濾過を行うことによって、より良好な味及び溶解度プロファイルを有するタンパク質粉末を製造できることを見出した。
ナノ濾過は、１．０ｂａｒ（１００ｋＰａ）、好ましくは１．３ｂａｒ（１３０ｋＰａ）、最大３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５若しくは８ｂａｒ（最大３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、又は８００ｋＰａ）、又は任意の中間値の印加圧力で実施され得る。ナノ濾過は、好ましくは１．３ｂａｒ（１３０ｋＰａ）から５．０ｂａｒ（５００ｋＰａ）、好ましくは１．３ｂａｒ（１３０ｋＰａ）から４．０ｂａｒ（４００ｋＰａ）の印加圧力、例えば１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、若しくは４．０ｂａｒ（１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０又は４００ｋＰａ）、又は任意の中間値の印加圧力で行われる。
ナノ濾過は、より好ましくは１．３ｂａｒ（１３０ｋＰａ）から３．３ｂａｒ（３３０ｋＰａ）、好ましくは１．４ｂａｒ（１４０ｋＰａ）から３．２ｂａｒ（３２０ｋＰａ）、好ましくは１．５ｂａｒ（１５０ｋＰａ）から３ｂａｒ（３００ｋＰａ）の印加圧力で実行される。例えば、ナノ濾過は、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２若しくは３．３ｂａｒ（１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０又は３３０ｋＰａ）、又は任意の中間値の印加圧力で実施され得る。
ナノ濾過は、好ましくは、５００から２，０００Ｄａ、好ましくは８００から２，０００Ｄａ、好ましくは８００から１，２００Ｄａの分画分子量（ＭＷＣＯ）を有するナノ濾過膜を用いて行われる。例えば、ナノ濾過は、５００、６００、７００、８００、９００、１，０００、１，１００、１，２００、１，３００、１，４００、１，５００、１，６００、１，７００、１，８００、１，９００若しくは２，０００Ｄａ、又は任意の中間値の分画分子量（ＭＷＣＯ）を有するナノ濾過膜を用いて実施され得る。適切な精密濾過膜は、ＭＩＣＲＯＤＹＮ－ＮＡＤＩＲから入手することができる。
ナノ濾過残余分は、ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される場合、好ましくは１５から２５重量％、好ましくは１８から２２重量％の総固形物含有量、及び少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％のタンパク質含有量（乾物重量％）を有する。
ナノ濾過残余分を処理してタンパク質粉末を生成する。タンパク質粉末を製造するためにナノ濾過残余分を処理することは、好ましくは、総固形物含有量を２０から５５％（例えば、２０、２５、３０、３５、４０、４５若しくは５０％、又は任意の中間値）、好ましくは２５から５５％、好ましくは３５から５５％、好ましくは４５から５５重量％（例えば、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４若しくは５５％、又は任意の中間値）、好ましくは４８から５２重量％の総固形物含有量に増加させるための蒸発と、その後のタンパク質粉末を製造するための噴霧乾燥とを含む。
本方法によって製造されたタンパク質粉末は、ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される場合、好ましくは少なくとも９０重量％、好ましくは少なくとも９３重量％（例えば、少なくとも９０、９１、９２、９３若しくは９４％、又は任意の中間値）の総固形物含有量、及び少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％（例えば、少なくとも８０、８１、８２、８３、８４若しくは８５％、又は任意の中間値）のタンパク質含有量（乾物重量％）を有する。
本方法によって製造されるタンパク質粉末の分子量分布は、好ましくは３００Ｄａから１００ｋＤａ（例えば、３００Ｄａから３０ｋＤａ、４０ｋＤａ、５０ｋＤａ、６０ｋＤａ、７０ｋＤａ、８０ｋＤａ、９０ｋＤａ又は１００ｋＤａ）、好ましくは３００Ｄａから３０ｋＤａであり、主ピークは、５００Ｄａから４．５ｋＤａ（例えば、５００Ｄａ、６００Ｄａ、７００Ｄａ、８００Ｄａ、９００Ｄａ、１ｋＤａ、１．１ｋＤａ、１．２ｋＤａ、１．３ｋＤａ、１．４ｋＤａ、１．５ｋＤａ、１．６ｋＤａ、１．７ｋＤａ、１．８ｋＤａ、１．９ｋＤａ又は２．０ｋＤａから４．５ｋＤａ）、好ましくは２ｋＤａから４．５ｋＤａである。
（以下にさらに提供される方法に従って決定される）その溶解度は、３～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、好ましくは少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％（例えば、少なくとも５０、５５、６０、６５、７０若しくは７５％、又は任意の中間値）である。その溶解度は、５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、好ましくは少なくとも８０％（例えば、少なくとも８０、８１、８２、８３、８４、若しくは８５％、又は任意の中間値）、好ましくは少なくとも８５％である。その溶解度は、好ましくは、５．５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、少なくとも９０％である。
タンパク質粉末：
本発明のタンパク質粉末は、醸造者による使用済み穀物、大麦及び大麦麦芽から選択される穀物材料から製造される。タンパク質粉末は、
少なくとも９０重量％の総固形物含有量と、
ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される場合、少なくとも８０％のタンパク質含有量（乾物重量％）と、
３～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対する少なくとも５０％の溶解度とを有する。
タンパク質粉末は、好ましくは醸造者による使用済み穀物から製造される。
本発明のタンパク質粉末は、醸造者による使用済み穀物に由来する従来技術のタンパク質粉末と比較して、特に好ましい味及び溶解度プロファイルを有する。苦味プロファイルが特に改善され、低い苦味を呈する。
本発明のタンパク質粉末は、ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される場合、少なくとも９０重量％、好ましくは少なくとも９３重量％（例えば、少なくとも９０、９１、９２、９３若しくは９４％、又は任意の中間値）の総固形物含有量、及び少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％（例えば、少なくとも８０、８１、８２、８３、８４若しくは８５％、又は任意の中間値）のタンパク質含有量（乾物重量％）を有する。
（以下にさらに提供される方法に従って決定される）本発明のタンパク質粉末の溶解度は、３～８のｐＨ及び温度２０℃の水において、好ましくは少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％（例えば、少なくとも５０、５５、６０、６５、７０若しくは７５％、又は任意の中間値）である。その溶解度は、５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、好ましくは少なくとも８０％（例えば、少なくとも８０、８１、８２、８３、８４、若しくは８５％、又は任意の中間値）、好ましくは少なくとも８５％である。その溶解度は、好ましくは、５．５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、少なくとも９０％である。
タンパク質粉末の分子量分布は、好ましくは３００Ｄａから１００ｋＤａ（例えば、３００Ｄａから３０ｋＤａ、４０ｋＤａ、５０ｋＤａ、６０ｋＤａ、７０ｋＤａ、８０ｋＤａ、９０ｋＤａ又は１００ｋＤａ）、好ましくは３００Ｄａから３０ｋＤａであり、主ピークは、５００Ｄａから４．５ｋＤａ（例えば、５００Ｄａ、６００Ｄａ、７００Ｄａ、８００Ｄａ、９００Ｄａ、１ｋＤａ、１．１ｋＤａ、１．２ｋＤａ、１．３ｋＤａ、１．４ｋＤａ、１．５ｋＤａ、１．６ｋＤａ、１．７ｋＤａ、１．８ｋＤａ、１．９ｋＤａ又は２．０ｋＤａから４．５ｋＤａ）、好ましくは２ｋＤａから４．５ｋＤａである。
タンパク質粉末は、以下の特徴のうちの１つ以上を有し得る。
少なくとも９５％の分散性；
１０未満、好ましくは８未満のタービスキャン安定性指数（Ａ．Ｕ．）；
５０ｍＮ／ｍ未満の表面張力及び／又は１５ｍＮ／ｍ未満の界面張力；
０．３ｇ／ｇ未満の保水能及び／又は３ｇ／ｇ未満の保油能；
２５℃の温度及び０．１ｓ－１～１０００ｓ－１の剪断速度範囲で測定した、１．１０－１Ｐａ．ｓ未満の粘度；
ゲル化能なし；
２％未満の脂肪含有量、１～５％の総繊維含有量、０～７％の総炭水化物含有量、及び１～８％の総灰分含有量；
前記組成物１００ｇ当たり１５～２５ｇのグルタミン濃度；及び／又は
前記タンパク質粉末１００ｇ当たり１０ｇ～５０ｇの総必須アミノ酸濃度であって、前記必須アミノ酸がヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン及びバリンである、総必須アミノ酸濃度。
タンパク質粉末は、好ましくは、本発明の方法に従って製造される。
タンパク質粉末（「粉末状タンパク質組成物」とも呼ばれる）のさらなる説明を以下に提供する。
本発明の代表的な一実施形態では、醸造者による使用済み穀物から得られる粉末状タンパク質組成物は、乾燥物質ベースで少なくとも７５％、少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも８５％のタンパク質含有量と、少なくとも９０％の乾物含有量とを有し、３～８のｐＨの水性環境において少なくとも５０％、少なくとも６０％、より好ましくは少なくとも７０％、５～８のｐＨで少なくとも７５％、より好ましくは８０％のタンパク質溶解度を有する。
高いタンパク質溶解度は、例えば飲料に使用される場合、前記組成物のさらなる加工及び使用に有利である。
タンパク質の水溶性を測定するための試験は、ビーカーに２％タンパク質溶液を調製すること、マグネチックスターラを用いて５００ｒｐｍで１５分間前記溶液を撹拌すること、ｐＨを所望のｐＨ（ｐＨ３～８）に調整すること、及び前記溶液をさらに３０分間撹拌すること、を含む。最後に、溶液を１５，０００ｇ（重力の１５，０００倍）で２０℃にて１０分間遠心分離し、可溶性画分をケルダール法によって分析する（変換係数６．２５）。溶解度のパーセンテージは、以下のように計算する。
溶解度％＝上清中のタンパク質含有量／総タンパク質含有量＊１００
本発明の代表的な実施形態によるタンパク質粉末は、例えば、米、オート麦、小麦、トウモロコシ、モロコシ、キビ、麦芽及び大麦などの穀物源からの醸造者による使用済み穀物を使用して製造することができる。例えば、醸造者による使用済み穀物は、大麦及び任意選択で１つ以上の他の穀物又は他のデンプン質を含む穀物、例えば米、オート麦、小麦、トウモロコシ、モロコシ、キャッサバ及び／又はキビ、特に米、トウモロコシ、ソルガム及び／又はキャッサバ、より詳細には米及び／又はトウモロコシで醸造した後に得ることができる。醸造者による使用済み穀物は、大麦、又は大麦と米との混合物、又はトウモロコシ、好ましくは米で醸造した後に得られることが最も好ましい。
一実施形態では、前記醸造者による使用済み穀物は、少なくとも大麦と米との組み合わせである。別の実施形態では、前記醸造者による使用済み穀物は、少なくとも大麦とトウモロコシとの組み合わせである。別の実施形態では、タンパク質組成物は、大麦又は（大麦）麦芽に由来する。
タンパク質粉末は、醸造工程に追加の収益源を提供するだけでなく、さらに、タンパク質サプリメントとしての使用に有利な、醸造及び回収工程によって与えられる様々な属性を有する。本発明のタンパク質粉末は、食品及び飼料、例えば、混合及びブレンドされた液体飲料、注入可能な食品又は食料品を調製するために使用されるときにその使用を有利にするいくつかの特徴を有する。
別の又はさらなる実施形態では、本発明による粉末状タンパク質組成物は、少なくとも９５％、より好ましくは少なくとも９６％、より好ましくは少なくとも９７％、より好ましくは少なくとも９８％、より好ましくは少なくとも９９％の分散性を有する。分散性は、撹拌中に組成物が溶解する能力として定義される。魚飼料などの特定の用途では、低分散性が好ましいが、例えば飲料などの食品用途に前記タンパク質組成物を使用する場合、高分散性が有利である。組成物の分散性は、所定の濃度の前記組成物を水などの水性媒体に、一定時間混合しながら（例えば、ボルテックスで５００ｒｐｍ）添加することによって測定することができる。その後、分散液をフィルターで濾過し、フィルター及びその内容物を乾燥させる。分散性は、試料１ｇ当たりのフィルターに保持されている物質（未分散物）の割合に基づいて算出される。
別の又はさらなる実施形態では、前記粉末状タンパク質組成物は、１０未満、好ましくは８未満、好ましくは７未満、例えば１．５～６、より好ましくは２～５のタービスキャン安定性指数（Ａ．Ｕ．）を有する。後者は、タンパク質組成物を溶液、好ましくは水性媒体に溶解したときに、タンパク質組成物の安定な溶液を可能にする。Ｔｕｒｂｉｓｃａｎ ＬＡＢ（Ｆｏｒｍｕｌａｃｔｉｏｎ）で沈降試験を行った。この装置は、経時的に懸濁液（透明懸濁液）を透過した光及び後方散乱（不透明懸濁液）の割合を測定する。沈降は、管の頂部での透過の増加（懸濁液の頂部がより透明になる）及び管の底部での後方散乱の増加（懸濁液の底部が不透明になる）によって示唆される。全体的な安定性係数を試験後に計算する（タービスキャン安定性指数（Ｔｕｒｂｉｓｃａｎ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ））。１０未満のＴＳＩは、非常に安定した溶液（沈降なし）であると考えられる。
別の又はさらなる実施形態では、本発明の粉末状タンパク質組成物は、５０ｍＮ／ｍ未満の表面張力及び／又は１５ｍＮ／ｍ未満の界面張力を有する。さらなる実施形態では、前記表面張力は、３０～５０ｍＮ／ｍ、より好ましくは４０～４５ｍＮ／ｍである。前記界面張力は、５～１５ｍＮ／ｍ、より好ましくは１０～１４ｍＮ／ｍであり得る。
組成物の表面張力（水／空気界面）及び界面張力（油／水界面）を低下させる能力は、Ｋｒｕｓｓ張力計で測定することができる。本発明によるタンパク質組成物は、カゼインタンパク質単離物よりも著しく表面張力及び界面張力を低下させることが見出された。その結果、本組成物は良好な界面活性特性を有する。
別の又はさらなる実施形態では、前記粉末状タンパク質組成物は、０．３ｇ／ｇ未満、より好ましくは０．０５ｇ／ｇ～０．３ｇ／ｇの保水能、及び／又は３ｇ／ｇ未満、又は２．５ｇ／ｇ未満、より好ましくは０．５～２．５ｇ／ｇの保油能を有する。本発明の文脈において、保水能（ＷＨＣ）は、力、圧力、遠心分離又は加熱の適用中にそれ自体の又は添加された水を保持する組成物の能力として定義される。本組成物は、保水能をほとんど又は全く有していないことが分かった。一方、前記組成物は、良好な保油能を有する。
別の又はさらなる実施形態では、前記粉末状タンパク質組成物は、１．１０－１Ｐａ．ｓ未満、より好ましくは１．１０－１～０．５．１０－１Ｐａ．ｓの粘度を有する。粘度は、当技術分野における従来の手段によって測定し得る。一実施形態では、前記組成物の１０％水溶液を試験し、２５℃の温度での０．１ｓ－１～１０００ｓ－１の剪断速度範囲で粘度プロファイルを測定した。本組成物の粘度は、混合及びブレンドされた液体飲料を調製するために使用される場合に有利である。
一実施形態では、本発明のタンパク質組成物は、ゲル化特性又はゲル化能を欠き、加熱及び冷却されたときにゲルを形成しない。したがって、本発明の組成物は、味、口当たり及び／又は審美的外観に悪影響を与えることなく、タンパク質強化食品の調製に有利に使用することができる。ゲル化能力は、ｐＨ７で１０％溶液を調製し、溶液を９０℃に加熱し、その後冷却することによって、レオメーターで評価することができる。これらの条件下でゲルが形成される場合、貯蔵弾性率Ｇ’の強く急激な上昇が観察され、最終貯蔵弾性率（「固形物挙動」）は損失弾性率Ｇ’’（「液体挙動」）よりも高い。
本発明の文脈において、ｐＨ７での１０％溶液の貯蔵弾性率は、前記溶液を９０℃に加熱し（少なくとも１０分間）、それを２５℃に冷却する前後で同じ（同じｌｏｇ範囲内の）ままである。
別の又はさらなる実施形態では、前記粉末状タンパク質は、０２％未満の脂肪含有量、１～５％の総繊維含有量、０～７％の総炭水化物含有量、及び１～８％の総灰分含有量を有する。
別の又はさらなる実施形態では、前記粉末状タンパク質組成物は、前記組成物１００ｍｇ当たり１５～２５ｇのグルタミン濃度を有する。グルタミンは、牛肉又は鶏肉などの肉及び乳製品に通常存在する条件付き必須アミノ酸であることが知られている。グルタミンは、激しい運動をしているとき又は病気の間にサプリメントとして使用することができる。いくつかの研究は、強力な有酸素及び消耗運動によって誘発される損傷及び炎症に対するサプリメントの長期経口投与のプラスの効果を裏付けている。
別の又はさらなる実施形態では、前記粉末状タンパク質組成物は、前記組成物１００ｇ当たり１０ｇ～５０ｇの総必須アミノ酸濃度を有し、前記必須アミノ酸は、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン及びバリンである。したがって、タンパク質粉末は、１日のアミノ酸必要量の良好な供給源を提供し得る。
醸造者による使用済み穀物ベースのタンパク質粉末を単独で、又はヒトが摂取することを意図した食品、コンパニオンペットフード及び市販の家畜飼料内のタンパク価強化剤として使用することを可能にする心地よい口当たりやマイルドな風味などの有益な官能特性と相まって、醸造者による使用済み穀物ベースのタンパク質粉末は、非常に有利なタンパク質サプリメントである。
本発明はまた、１～９９％、より好ましくは１０％～９５％、より好ましくは少なくとも１５％、より好ましくは少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３０％、４０％、５０％の上記の実施形態のいずれかによる前記粉末状タンパク質組成物を含む食品又は飲料製品を提供する。いくつかの実施形態では、タンパク質組成物は、食品又は飲料製品の重量基準で最大５０重量％を含むことができ、好ましくは、食品又は飲料製品の風味プロファイルに影響を与えることなく、食品又は飲料製品の２０～４０重量％の量で使用される。いくつかの実施形態では、食品又は飲料製品は、例えば、エナジードリンク、シェイク、スムージー、コーヒー及びコーヒーベースの飲料（すなわち、ラテ、モカなど）及び茶などの飲料又は注入可能な食品である。他の実施形態では、食品又は飲料製品は、食事代替バーやトレーニング用飲料などの筋肉増強サプリメントを含むことができる。いくつかの実施形態では、前記食品又は飲料製品は、例えば肉と肉の結合剤の代替品及び押出成形肉の代用品などの肉の代用品を含むことができる。いくつかの実施形態では、（タンパク質強化）食品又は飲料製品は、グラノーラ、栄養バー及びミューズリーのコーティング及び／又は結合を含むことができる。他の実施形態では、タンパク質強化食品又は飲料製品は、ベース、グレービー、スープ及びソースの調製のための調味料を含むことができる。いくつかの実施形態では、（タンパク質強化）食品又は飲料製品は、例えば、ブラウニー、ケーキ、クッキー、パン、クラッカーなどの焼成品を含む。さらに他の実施形態では、（タンパク質強化）食品又は飲料製品は、ワッフル、パンケーキ、クイックブレッド、ペストリーなどの朝食製品を含むことができる。いくつかの実施形態では、タンパク質強化食品又は飲料製品は、例えばヨーグルト、チーズスプレッド、チーズベースの製品などの乳製品を含むことができる。いくつかの実施形態では、（タンパク質強化）食品又は飲料製品は、ココア粉末増量剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、タンパク質強化食品又は飲料製品は、チョコレート、キャンディ及び菓子を含むことができる。いくつかの実施形態では、（タンパク質強化）食品は、パスタ（マカロニ及びチーズ）、米及び穀物などの炭水化物ベースの主菜を含むことができる。いくつかの実施形態では、タンパク質強化食品又は飲料製品は、ディップ、スプレッド及びトッピング（フムス）を含むことができる。
前記食品又は飲料製品は、ヒトと動物の両方の消費に適し得る。一実施形態では、前記組成物は、ペットフード又はペットフード配合物として使用するのに適している。
本発明のタンパク質粉末はまた、以下の番号が付けられた項を参照して説明することができる。
１．乾燥物質に対する少なくとも８０％のタンパク質含有量と、少なくとも９０％の乾物含有量とを有する、醸造者による使用済み穀物、大麦又は大麦麦芽から得られる粉末状タンパク質組成物であって、３～８のｐＨの水性環境において少なくとも５０％の溶解度を有することを特徴とする、粉末状タンパク質組成物。
２．３～８のｐＨの水性環境において少なくとも７５％の溶解度を有することを特徴とする、第１項に記載の粉末状タンパク質組成物。
３．少なくとも９５％の分散性を有することを特徴とする、第１項又は第２項に記載の粉末状タンパク質組成物。
４．１０未満、好ましくは８未満のタービスキャン安定性指数（Ａ．Ｕ．）を有することを特徴とする、第１項～第３項のいずれかに記載の粉末状タンパク質組成物。
５．５０ｍＮ／ｍ未満の表面張力及び／又は１５ｍＮ／ｍ未満の界面張力を有する、第１項～第４項のいずれかに記載の粉末状タンパク質組成物。
６．０．３ｇ／ｇ未満の保水能及び／又は３ｇ／ｇ未満の保油能を有する、第１項～５項のいずれかに記載の粉末状タンパク質組成物。
７．２５℃の温度及び０．１ｓ－１～１０００ｓ－１の剪断速度範囲で測定して、１．１０－１Ｐａ．ｓ未満の粘度を有する、第１項～第６項のいずれかに記載の粉末状タンパク質組成物。
８．ゲル化能を有さない、第１項～第７項のいずれかに記載の粉末状タンパク質組成物。
９．２％未満の脂肪含有量と、１～５％の総繊維含有量と、０～７％の総炭水化物含有量と、１～８％の総灰分含有量とを有する、第１項～第８項のいずれかに記載の粉末状タンパク質組成物。
１０．前記組成物１００ｇ当たり１５～２５ｇのグルタミン濃度を有する、第１項～第９項のいずれかに記載の粉末状タンパク質組成物。
１１．前記組成物１００ｇ当たり１０ｇ～５０ｇの総必須アミノ酸濃度を有し、前記必須アミノ酸がヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン及びバリンである、第１項～第１０項のいずれかに記載の粉末状タンパク質組成物。
１２．第１項から第１１項のいずれかに記載の前記粉末状タンパク質組成物を１～９９％含む食品。
１３．ヒト及び／又はペットなどの動物に適している、第１２項に記載の食品。
１４．第１項から第１１項のいずれかに記載の粉末状タンパク質組成物の食品におけるサプリメントとしての使用。
本発明を、以下の実施例を参照してさらに例示する。本発明は、与えられた例又は図に提示された実施形態に決して限定されない。
実施例１：
使用済み大麦と、使用済みトウモロコシ又は使用済み米のいずれかとを含む醸造者による使用済み穀物を使用して、以下の一般的な方法に従ってタンパク質粉末を調製した。
入ってくる穀物を水とともにジャケット付き混合タンクに受け、水と乾燥重量の比を１０．５：１にした。得られたスラリーを５５℃に加熱し、グルコアミラーゼ酵素（ＥＤＣ Ｅｎｚｅｃｏ（登録商標）グルコアミラーゼ）で４５分間処理してデンプンを加水分解した。次いで、アルカリを用いてｐＨを９に上げ、４５分間維持した。
その後、食品用プロテアーゼ酵素（ＥＤＣ Ｅｎｚｅｃｏ（登録商標）アルカリプロテアーゼＬ－６６０）を用いて６０℃で、２０から６０分間処理し、タンパク質成分を加水分解した。その後、混合物を８０℃に加熱し、最大２５分間保持することによって酵素を失活させた。
遠心分離機をデカントすることによって、固形物を液体タンパク質流から分離した。液体タンパク質流を精密濾過システム（０．１μｍの膜、７０から８０℃、Ｐａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な好適な膜）に供給した。
精密濾過からの透過液をナノ濾過システム（ｃ．１０００ＤａのＭＷＣＯ、印加圧力１．５から３ｂａｒ、ＭＩＣＲＯＤＹＮ－ＮＡＤＩＲから入手可能な適切な膜）で処理した。次いで、産出された余分を真空蒸発に供して水を除去した後、噴霧乾燥した。
実施例２：
実施例１に従って、大麦及び米の醸造者による使用済み穀物から得られたタンパク質組成物の試料（試料Ａ）又は大麦及びトウモロコシの醸造者による使用済み穀物から得られたタンパク質組成物の試料（試料Ｂ）を以下のように分析した。大麦単独由来の試料又は大麦麦芽由来の試料についても同様の数値が得られた（データは示さず）。
水分含有量及びタンパク質含有量
水分含有量は、オーブン乾燥（１０５℃で恒量まで乾燥）に基づいてＰｒｅｐａｓｈ装置（Ｐｒｅｃｉｓａ）を用いて測定した。試料の水分を１０５℃で１２時間にわたって測定した。タンパク質含有量は、Ｄｕｍａｓ法（ＡＯＡＣ ９９２．１５）に基づいて自動化装置（Ｆｏｓｓ）を用いて測定した。６．２５の変換係数を使用した。
試料Ａは、乾物含有量が９５．５％、タンパク質含有量が８７．９％（Ｎ×６．２５）（ｄｂ）である。試料Ｂについても同様の結果が得られた。
Figure 2022545379000003
タンパク質溶解度
タンパク質溶解度を、タンパク質含有量２％の組成物懸濁液で試験した。つまり、２％タンパク質溶液を得るために、所定量のタンパク質粉末を水性媒体、好ましくは水に混合する。タンパク質溶液をマグネチックスターラを用いて５００ｒｐｍで１５分間撹拌し、ｐＨを調整する。溶液をさらに３０分間撹拌し、最後に２０℃で１０分間１５０００ｇで遠心分離する。続いて、可溶性画分をケルダール法によって分析する。タンパク質溶解度は、上清タンパク質含有量を総タンパク質含有量で割ることによって計算され、係数１００が掛けられる。
前記試料のタンパク質溶解度プロファイルを図１Ａ（試料Ａ）及び１Ｂ（試料Ｂ）に示す。試料のタンパク質画分は、ｐＨ５～ｐＨ８で非常に可溶性である（＞７５％）。
分散性
粉末分散性は、内側法を用いて測定した。５００ｒｐｍ（ボルテックス）で混合しながら、試料５ｇを水１００ｍｌに添加した。分散液を５分間混合した。分散液を３０μｍフィルターで濾過した。フィルター及びその内容物を１０５℃で４時間乾燥させ、秤量した。試料１ｇ当たりのフィルターに保持されている物質（未分散物）の割合を算出した。
Figure 2022545379000004
沈降
Ｔｕｒｂｉｓｃａｎで沈降試験を行った。この装置は、経時的に懸濁液（透明懸濁液）を透過した光及び後方散乱（不透明懸濁液）の割合を測定する。沈降は、管の頂部での透過の増加（懸濁液の頂部がより透明になる）及び管の底部での後方散乱の増加（懸濁液の底部が不透明になる）によって示唆される。全体的な安定性係数を試験後に計算する（タービスキャン安定性指数（Ｔｕｒｂｉｓｃａｎ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ））。一般に、タービスキャン安定性指数（ＴＳＩ）は、タービスキャン自体によって開発された尺度である。０に近い測定値は、試料が沈降せずに非常に安定していることを示し、１０付近の測定値は、いくらかの沈降が観察されることを示す一方で、３０以上の測定値は、強い沈降を示す。
したがって、沈降のない安定な粉末は、０に近いＴＳＩ指数を有する。１％溶液（ｄｂ）を調製し、ガラスセルに入れた。レーザビームは、３０分間にわたって１分毎に試料を垂直に走査し、ガラスセルに沿った光透過及び逆拡散を測定した。分散液の安定性（沈降、クリーミング）を３０分間測定した。
分析した試料は、沈降に対して非常に安定していた（１０未満のＴＳＩ）。デンプンを対照として使用した。
Figure 2022545379000005
表面張力及び界面張力
表面張力（水／空気界面）及び界面張力（油／水界面）を低下させる試料の能力を、Ｋｒｕｓｓ張力計で測定した。１％及び０．１％のタンパク質含有量の溶液をそれぞれ界面張力及び表面張力の測定に使用した。表面張力は、Ｗｉｌｈｅｍｙプレートを用いて測定した。界面張力は、ＤｕＮｏｕｙリングを用いて測定した。本発明の試料は、対照（カゼインタンパク質単離物）よりも、表面張力及びより重要なことには界面張力を減少させた。試料は良好な界面活性特性を有する。
Figure 2022545379000006
保水能及び保油能
保水能及び保油能は、２０ｍｇ／ｍｌの乾物の濃度で油及び水中に前記試料を添加することによって測定した。懸濁液を撹拌しながら１時間ブレンドした。１５０００ｇで１０分間遠心分離した後、ペレット中の水又は油の含有量を測定し、材料の初期重量と比較した。この結果は、試料が水又は油中でその重量を保持することができる回数として表される。分析した試料は保水能を有さない。それは、１．９ｇ／ｇの保油能を有する。
Figure 2022545379000007
粘度
レオロジー分析を、ベーンカップ形状のＤＨＲ－２レオメーター（ＴＡ）を用いて２５℃で行った。１０％溶液（乾物ベース）を使用した。粘度プロファイルは、０．１ｓ－１～１０００ｓ－１の剪断速度範囲で測定した。１０％タンパク質溶液中の試料粘度プロファイルを図２Ａ及び図２Ｂに示す。測定された粘度は非常に低く（約１０－２Ｐａ．ｓ）、水単独よりわずかに高い。粘度は、多かれ少なかれ剪断速度とは無関係であり、これはニュートン挙動に対応する。
最小ゲル化濃度
最小ゲル化濃度は、試験管中の試料含有量が２％から２０％の溶液を調製することによって測定した。可溶化後、溶液を８５℃の水浴中で１時間加熱し、次いで４℃で２時間冷却した。前記溶液は、それが加熱前に液体のように挙動し（すなわち、自由流動性）、加熱後に試験管を逆さにしたときに流動しなかった場合に、ゲルを形成したと考えた。試料は、試験した２％～２０％の条件において、８５℃でゲル化しなかった。
ゲル化能
ゲル化能は、４０ｍｍプレート／プレート形状のＤＨＲ－２レオメーター（ＴＡ）で測定し、１０％タンパク質溶液を調製し、これを９０℃まで加熱し、これを２５℃まで冷却することによって評価した。試料がこれらの濃度及びｐＨの条件でゲルを形成することができる場合、貯蔵弾性率Ｇ’の強く急激な上昇が観察され、最終貯蔵弾性率（「固形物挙動」）は損失弾性率Ｇ’’（「液体挙動」）よりも高い。分析した試料では、貯蔵弾性率Ｇ’は加熱中安定であり、４０℃～２５℃の冷却中にわずかに増加しただけであった。さらに、冷却後、Ｇ’≒Ｇ’’である。このことは、試料が試験した条件下でゲル化能を有さないことを示唆している。

Claims (33)

  1. 醸造者による使用済み穀物、大麦及び大麦麦芽から選択される穀物材料からタンパク質粉末を製造する方法であって、
    ａ）前記穀物材料の水性スラリーを酵素的タンパク質加水分解に供して、液体タンパク質流を生成すること、
    ｂ）前記液体タンパク質流から固形物を除去すること、
    ｃ）前記液体タンパク質流を精密濾過に供して、タンパク質を含む精密濾過透過液と、精密濾過残余分とを得ること、
    ｄ）前記精密濾過透過液を１．０ｂａｒ（１００ｋＰａ）から８．０ｂａｒ（８００ｋＰａ）の印加圧力でナノ濾過に供して、ナノ濾過透過液と、タンパク質を含むナノ濾過残余分とを得ること、及び
    ｅ）前記ナノ濾過残余分を処理して前記タンパク質粉末を生成すること、を含む、方法。
  2. 前記穀物材料が、醸造者による使用済み穀物である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記ナノ濾過が、１．３ｂａｒ（１３０ｋＰａ）から５．０ｂａｒ（５００ｋＰａ）、好ましくは１．３ｂａｒ（１３０ｋＰａ）から４．０ｂａｒ（４００ｋＰａ）の印加圧力で行われる、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記ナノ濾過が、１．３ｂａｒ（１３０ｋＰａ）から３．３ｂａｒ（３３０ｋＰａ）、好ましくは１．４ｂａｒ（１４０ｋＰａ）から３．２ｂａｒ（３２０ｋＰａ）、好ましくは１．５ｂａｒ（１５０ｋＰａ）から３ｂａｒ（３００ｋＰａ）の印加圧力で行われる、請求項３に記載の方法。
  5. 前記ナノ濾過が、５００から２，０００Ｄａ、好ましくは８００から２，０００Ｄａ、好ましくは８００から１，２００Ｄａの分画分子量（ＭＷＣＯ）を有するナノ濾過膜を用いて行われる、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記精密濾過が、セラミック精密濾過膜を用いて行われる、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記精密濾過が、０．０３から０．５μｍ、好ましくは０．０５から０．２５μｍ、好ましくは０．０５から０．２μｍ、好ましくは０．０７から０．１３μｍの孔径を有する精密濾過膜を用いて行われる、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記精密濾過が、透析濾過工程を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記醸造者による使用済み穀物が、使用済み大麦と、任意選択で、米、トウモロコシ、モロコシ及びキャッサバから選択され、好ましくは米及びトウモロコシから選択され、好ましくは米から選択される１つ以上の他の使用済み穀物又は他のデンプン質材料とを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記醸造者による使用済み穀物が、醸造に使用される前記穀物が、前記穀物の総乾物重量に基づいて、少なくとも３０重量％、好ましくは少なくとも４０重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％の量の大麦を含む醸造プロセスから得られた使用済み穀物である、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記水性スラリー中の水と穀物材料（乾物重量）の比が８：１から１２：１、好ましくは１０：１から１１：１である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記酵素的タンパク質加水分解が、プロテアーゼ酵素、好ましくはアルカリプロテアーゼによる処理を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 酵素的タンパク質加水分解の前に、前記水性スラリーが酵素的デンプン加水分解に供される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記酵素的デンプン加水分解が、グルコアミラーゼ酵素による処理を含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 固形物が、デカンテーション、好ましくはデカンテーション遠心分離機によって前記液体タンパク質流から除去される、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記穀物材料が、ａ）の前及び／又はａ）の間に微粉化に供される、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記液体タンパク質流から除去された前記固形物が水で洗浄され、得られた洗浄水が前記液体タンパク質流と合わせられる、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記液体タンパク質流から除去された前記固形物が、繊維製品を提供するためにさらに処理される、請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記精密濾過残余分が、再加水分解工程において酵素的タンパク質加水分解に供され、前記再加水分解工程の前記液体生成物が、前記液体タンパク質流と組み合わされる、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記ナノ濾過残余分が、ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される場合、１０から３０重量％、好ましくは１２から２５重量％の総固形物含有量と、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％のタンパク質含有量（乾物重量％）とを有する、請求項１～１９のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記ナノ濾過残余分を処理して前記タンパク質粉末を生成することが、蒸発させて前記総固形物含有量を２０から５５％、好ましくは２５から５５％、好ましくは３５から５５％、好ましくは４５から５５重量％、好ましくは４８から５２重量％の総固形物含有量に増加させ、次いで噴霧乾燥して前記タンパク質粉末を生成することを含む、請求項１～２０のいずれか一項に記載の方法。
  22. 前記タンパク質粉末が、ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される場合、少なくとも９０重量％、好ましくは少なくとも９３重量％の総固形物含有量と、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％のタンパク質含有量（乾物重量％）とを有する、請求項１～２１のいずれか一項に記載の方法。
  23. 前記タンパク質粉末が、３００Ｄａから１００ｋＤａ、好ましくは３００Ｄａから３０ｋＤａの分子量分布と、５００Ｄａから４．５ｋＤａ、好ましくは２ｋＤａから４．５ｋＤａの主ピークとを有する、請求項１～２２のいずれか一項に記載の方法。
  24. 前記タンパク質粉末が、３～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％の溶解度を有し、好ましくは５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％の溶解度を有し、好ましくは５．５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、少なくとも９０％の溶解度を有する、請求項１～２３のいずれか一項に記載の方法。
  25. 醸造者による使用済み穀物、大麦及び大麦麦芽から選択される穀物材料から製造されるタンパク質粉末であって、
    少なくとも９０重量％の総固形物含有量と、
    ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される、少なくとも８０％のタンパク質含有量（乾物重量％）と、
    ３から８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対する少なくとも５０％の溶解度とを有する、タンパク質粉末。
  26. 前記穀物材料が、醸造者による使用済み穀物である、請求項２５に記載のタンパク質粉末。
  27. 前記タンパク質粉末が、
    少なくとも９３重量％の総固形物含有量と、
    ＡＯＡＣ ９９０．０３又はＡＯＡＣ ９９２．１５によって決定される、少なくとも８５％のタンパク質含有量（乾物重量％）と、
    ３～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対する少なくとも７５％の溶解度とを有する、
    請求項２５又は２６に記載のタンパク質粉末。
  28. 前記タンパク質粉末が、５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％の溶解度を有し、好ましくは５．５～８のｐＨ及び２０℃の温度の水に対して、少なくとも９０％の溶解度を有する、請求項２７に記載のタンパク質粉末。
  29. ３００Ｄａから１００ｋＤａ、好ましくは３００Ｄａから３０ｋＤａの分子量分布と、５００Ｄａから４．５ｋＤａ、好ましくは２ｋＤａから４．５ｋＤａの主ピークとを有する、請求項２５～２８のいずれか一項に記載のタンパク質粉末。
  30. 少なくとも９５％の分散性、
    １０未満、好ましくは８未満のタービスキャン安定性指数（Ａ．Ｕ．）、
    ５０ｍＮ／ｍ未満の表面張力及び／又は１５ｍＮ／ｍ未満の界面張力、
    ０．３ｇ／ｇ未満の保水能及び／又は３ｇ／ｇ未満の保油能、
    ２５℃の温度及び０．１ｓ－１～１０００ｓ－１の剪断速度範囲で測定した１．１０－１Ｐａ．ｓ未満の粘度、
    ゲル化能を有さないこと、
    ２％未満の脂肪含有量、１～５％の総繊維含有量、０～７％の総炭水化物含有量、及び１～８％の総灰分含有量、
    前記組成物１００ｇ当たり１５～２５ｇのグルタミン濃度、並びに／又は、
    前記タンパク質粉末１００ｇ当たり１０ｇ～５０ｇの総必須アミノ酸濃度であって、前記必須アミノ酸がヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン及びバリンである、総必須アミノ酸濃度、
    の特徴のうちの１つ以上を有する、請求項２５～２９のいずれか一項に記載のタンパク質粉末。
  31. 請求項１～２４のいずれか一項に記載の方法に従って製造される、請求項２５～３０のいずれか一項に記載のタンパク質粉末。
  32. 請求項２５～３１のいずれか一項に記載のタンパク質粉末を食品又は飲料製品に組み込むことを含む、食品又は飲料製品を製造する方法。
  33. 請求項２５～３１のいずれか一項に記載のタンパク質粉末を含む、食品又は飲料製品。
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