JP2023507325A - 転化デンプンと前記転化デンプンを含む食品 - Google Patents

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Abstract

(250,000～5,000,000g/molの分子量、MW、3.1～3.9%の分岐度、多くても7%のアミロース含量、及び0.05～0.5のDE(デキストロース当量)値を有しする)転化デンプン、並びにその転化デンプンを含有する食品製品、(3.1～3.9%の分岐度を有する転化デンプンを得るまで、45～80℃の温度にて少なくとも5重量%の濃度でデンプンを含有する水性組成物に、ロドサーマス・オバメシス(Rhodothermus obamesis)又はロドサーマス・マリヌス(Rhodothermus marinus)酵素、及びロドサーマス・オバメシス又はロドサーマス・マリヌス酵素と少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する類似の生物体由来の酵素から選択される、グルカン分岐酵素を加え、任意選択で、続いて、転化デンプンの粉末まで前記水性溶液を乾燥させるステップを含む)前記転化デンプンの製造方法、そして、食品製品の製造のための前記転化デンプンの使用、を開示する。【選択図】図６（ｂ）

Description

本発明は、転化デンプン、その転化デンプンを含む食品製品、これらの製造方法、及び食品用途への転化デンプンの使用を指す。
デンプンは、世界中で最も使用されている食事成分の1つある。それは増粘剤として主に使用されるので、そのため、スープ、ソース、乳製品、果実製品などのような食品製品に粘性や食感を与える。それはまた、さまざまな食品用途で脂肪の代替のために、並びに、他の多くの目的、例えば、ナッツのコーティング、揚げ物のために、並びに菓子製品のゼラチン代用品として、乳濁液のための水中油型乳剤やスプレードライした機能的オイルの安定化剤として、使用される。デンプンは、天然の状態又は修飾形態でさまざまな食品製品中に見られて、要求された性能を与える。デンプンは、さまざまな植物起源、例えば、トウモロコシ、ジャガイモ、タピオカ、コムギ、オオムギ、コメなど、から抽出され、そして、デンプンの性能は多くの理化学的特性に依存する。デンプンの主な特徴の一つが、アミロースとアミロペクチンの比である。多糖デンプンは、化学的に均一なモノマーであるグルコース分子から作られたポリマーである。しかしながら、それは、それらの重合及びグルコース鎖の分岐の出現の程度に関して異なる分子の異なった形態の非常に複雑な混合物である。そのため、デンプンは均一な原料ではない。特に、基本的にα‐1,4‐グリコシド連結グルコース分子の未分岐ポリマーであるアミロースデンプンと、その一部が異なる分岐グルコース鎖の複合混合物であるアミロペクチンデンプンとの間で区別される。トウモロコシ、ジャガイモ、コムギ、オオムギ、コメ、及びタピオカなどのデンプン製造に使用される典型的な植物では、合成されたデンプンは、約15%～30%のアミロースデンプンと70%～85%のアミロペクチンデンプンから成る。
アミロースは、デンプンの起源及び分析されるさまざまな単離アミロース画分の純度レベルによって、約3×104～106Daの分子量(MW)を有する直鎖グルカンを構築するα‐1,4‐グリコシド連結α-D-グルコースモノマーから成る。それがアミロペクチンを含まず、かつ、残留アミロペクチンがサンプル中に残るとすぐに、非常に低い残留レベルであってもMW値が大幅に上昇するので、市販のアミロースは純度が異なる。
アミロペクチンは、A鎖、さまざまな長さを有するB鎖及びC鎖を区別できる、可変分岐グルコース鎖の複合混合物から成る。アミロースと異なり、アミロペクチンはより高度に分岐し、そして、108～109Daの分子量を有する。側鎖は、α-1,6-グリコシド結合を介して主鎖(C鎖、α‐1,4‐グリコシド連結α-D-グルコースモノマー)に連結される。アミロペクチンの分岐度及び分子量の両方がデンプンの起源に依存する。2つの巨大分子は、それらの分子量とそれらの異なる生理化学的性質に基づいて区別できる。アミロース/アミロペクチン比に加えて、デンプンの機能的特性は、分子量、側鎖分散パターン及び側鎖の長さ、イオン含量、脂質及びタンパク質含量、並びに平均デンプン粒径及びその分布プロファイルによって強く影響を受ける。重要な機能的特性の例は、溶解性、ゲル化挙動、顆粒膨潤挙動、水結合能力、粘性及び食感特性、老化特性、フィルム形成特性、並びに凍結/解凍安定性であり、そしてそれは、水溶液などにおける貯蔵安定性と関連がある。
デンプンがゲル化される水系は、一般用語で老化と呼ばれるプロセスを経る。老化プロセスの間、デンプン-水系は再編成され、そして、そのプロセスはシネレシスにつながる。デンプン分子は、新しい結晶複合体に再形成され、そして、デンプンに結合した水が放出される。結果として、低下した水結合能力は、水がデンプン-水系から放出される、シネレシスと呼ばれるプロセスにつながる。老化プロセスは、アミロース画分及びアミロペクチン分子のより長い外鎖(A鎖、B鎖)にとって最も支配的である。低濃度にて、この現象はデンプン結晶複合体の沈殿につながり、そして、高濃度にて、それはゲル形成につながる。アミロース含有デンプンに関しては、この複合体は、不可逆的であり、そして、妥当な温度にて容易に溶解しないか、又はそのゲル構造を失わない。老化挙動は、トウモロコシ、ジャガイモ、タピオカ、オオムギ、コムギなどからの市販の一般的なデンプンに見られる。これは、当業者に周知であり、それらがもたらされる天然の植物起源に事実上依存するデンプン特性に依存する。
最も一般的なデンプンでは、アミロース含量は15～30%であるが、それに対して、いわゆる蝋質タイプでは、アミロースの量は低く、通常、10%未満と定義される。ゲル化後、デンプン中のアミロースの存在が安定性に強く影響を及ぼすので、低いアミロース量が老化挙動に対して高度に衝撃を与える。10%未満又は2%未満と同等に低くさえあるアミロース含量を有する蝋質タイプデンプンは天然に見られるので、これらのデンプンは、老化プロセスに対して、限定されたレベルに限るが、天然のロバスト性を有する。老化は、この種類のデンプンに関しては、より高いアミロース含量を有するデンプンと比較して、遅れる。よって、アミロース含量と老化との間に明らかな相関関係がある。これに加えて、非常に低い、すなわち、0.5%未満のアミロース含量を有する、及びアミロペクチン分子の短鎖構造を有する天然のデンプンが老化に対して非常に安定していることは周知である。
デンプン、そして食品用途におけるだけでなく、食品以外の他の用途におけるその利用を区別するとき、デンプン老化プロセスは最も重要な要因の1つである。ほとんどの天然デンプンが、老化がプロセスを阻害するためにある種の化学修飾を受けなければならず、そして、この阻害は共有結合を介して官能基をデンプン分子にカップリングすることによるデンプンの化学修飾によって達成できる。デンプン工業で使用される最も一般的な化学修飾は、エステル化とエーテル化である。これらの化学修飾はデンプンの老化プロセスを妨げる。
化学修飾以外に、焙焼デキストリン化やアルカリ焙焼などの物理的修飾、並びに脂質様モノジグリセリドを用いたアミロース分子の複合体形成もまた、老化を予防するのに一部使用できることが知られている。
デンプン溶液の老化はまた、酵素修飾によっても予防できる。α-アミラーゼによるデンプン分子の分解は、老化に対する安定性を増強することを示し、及びβ-アミラーゼによる分解は安定性の顕著な増大を示した。β-アミラーゼがβ限界デキストリンを形成する、アミロース分子及び一部のアミロペクチン分子を完全に分解することを可能にする場合、得られたデンプン溶液は老化に対して非常に安定する。β-アミラーゼによる分解後の安定性における極端な改善の理由は、残留アミロペクチン分子が短縮された外鎖長サイズ(A鎖、B鎖)を有するということであり、そして、これが老化安定性、並びに凍結/解凍安定性を増強することが証明された。高分岐デンプンを製造するための分岐酵素(EC2.4.1.18)の使用が文献に記載されており、そして、製品の低い老化は周知されている(US2003/0005922)。
WO2015/170983及びJP3025869では、分岐酵素を用いたデンプン転化が記載されており、そして、そのデンプン製品は、ゲル化に対する抵抗性、老化に対する抵抗性、アンチエイジング、高透明性、及び水に溶解したときの安定な溶液を示す。文献に示されている情報では、転化の程度は非常に高く、そして、非常に低い(老化)ゲル化能を有する高分岐低分子量ポリマーをもたらした。JP3025869では、ゲル化食品における使用のために8,000～800,000g/moleの分子量(MW)までデンプンを加水分解するための分岐酵素(ジャガイモ)を使用することが記載されている。JP3025869の目的は、ゲルの高透明性を得ることである。WO2015/170983では、高分岐デンプン(分岐度>6%)がキャンディでゲル化剤として使用されることが記載されているが、ゲルが熱可逆性ゲルとして機能するであろう証拠は存在しないし、低濃度にてゲル強度も有していない。WO2015/170983における好ましい実施形態に関して高い分岐度と低分子量のため、製品が低濃度にてゲル化しそうにない。
それらの市販の分岐酵素(Branchzyme（登録商標）)のNovozymesの情報シートでは、意図された使用が、高水溶性を有する高分岐ポリマーの製造のための蝋質及びデントコーンに対して記載される。Cluster Dextrin（登録商標）やBioglycogen（登録商標）(Glico Nutrition Co., Ltd.)などの市販のデンプン製品は、分岐酵素を用いた転化に基づき、かつ、水溶液での老化に対して高度に耐性である。
冷却と貯蔵によりゲルを形成するデンプン糊又はデンプン溶液の能力は、食品産業において幅広く使用される。一部の用途では、老化及びゲル形成は、食感、口当たり又はゲル強度を求める。
ピザ用のプロセスチーズなどの一部のデンプン用途では、加熱により溶ける硬質ゲルを形成するデンプンの必要性があり、そして、これらの場合では、それはデンプンにとって有益であり、熱可逆性ゲル特性を示す。デンプンゲルの熱可逆性特性は、天然アミロース含有デンプンに見られた不可逆的な老化に反対する。
熱可逆性ゲルを形成する能力は、EP0932444B1によるα‐1,4‐α‐1,4‐グルコシル転移酵素(EC2.4.1.25)を用いて酵素的に転化されたデンプンについて記載されている。EC2.4.1.25を用いた転化の場合には、新しいα-1,6分岐が作製されることはないが、アミロース画分は、外側アミロペクチン鎖に移されて、熱可逆性特性をもたらす。Etenia(商標)(AVEBE)と呼ばれる市販製品が利用可能であり、EC2.4.1.25を用いて転化されたジャガイモデンプンに基づいている。
熱可逆性デンプンゲルはまた、α-1,6グリコシド結合を切断することができる酵素(EC3.2.1.41又はEC3.2.1.68)を使用した脱分岐デンプン(US4,937,091及びUS5,711,986)についても記載しており、ここで、遊離した直鎖グルコース鎖はゲルの剛性に寄与する。GEL’N’MELT(商標)(Ingredion)と呼ばれる市販製品が利用可能であり、部分的脱分岐蝋質トウモロコシに基づいている。
デンプン老化は、肉眼的、並びに分子レベルの両方でのデンプンゲルの特性を分析することを含めた広範囲な解析法によって測定できる。多くの解析法が、Karim A. et al; Food chemistry 71, (2000), 9-36にまとめられている。デンプンの安定性を測定するための簡易法は、デンプンを一部ゲル化し、その結果、ゲル化し、そして、膨張した顆粒のデンプン懸濁液として顆粒状態で維持されるか、又は系内維持される完全なデンプン粒子が存在しないデンプン溶液に完全に崩壊させた。デンプン懸濁液又は溶液の粘性と食感特性が、老化挙動に影響を及ぼすさまざまな貯蔵条件後に継続的に分析される。
US2003/0007984は、熱可逆性ゲルを形成するための剤としてEC2.4.1.25を用いた転化デンプンの使用を開示する。分岐酵素はより多くの分岐点を形成し、並びに分子量を低下させるので、EC2.4.1.25の代わりに分岐酵素(EC2.4.1.18)を使用たときに、デンプンの分子構造は全く異なる。
WO00/66633は、分岐酵素を用いた転化後の老化及びゲル形成する非常に低い傾向を有するブドウ糖ポリマーを開示する。
FR2499588は、より長い貯蔵期限と、より少ない老化を達成するためのデンプン性物質に対するバチルス(Bacillus)又はエシェリキア(Escherichia)由来の分岐酵素の使用を開示する。
JP600075295Aは、分岐酵素を用いて転化されて、食品や飲料に好適な非ゲル化デンプン製品を得るデンプン製品を開示する。本発明の企図は、デンプンのゲル化特性を保ち、かつ、同時に、熱可逆性機能を得ることである。
US3,962,465は、食品用途で有用な、α-アミラーゼを用いて転化された熱可逆性デンプン製品を開示する。この特許の欠点は、濃度<25%における低ゲル化特性である。加えて、デンプンのDEは本発明と比べて高い(5～8%)。これは、甘味に加えて、製品の退色などの好ましくない結果につながる場合がある。
US2012/0121873は、分岐酵素によって転化されたデンプンを用いた、デンプンベースの接着剤組成物を開示する。前記転化デンプンは、高い分岐度を有し、ゲル化挙動を示さない粘性安定性(viscostabile)(非老化性)接着剤製品をもたらすはずである。
WO2010/030185A1は、アミロース含量と老化を低減するためにグリコシドヒドロラーゼのファミリー57由来の分岐酵素を用いてデンプンを転化する方法を開示する。
WO2004/064540は、酵素転化エンドウデンプンから調製された水性ゲル製品を開示する。そのデンプンは、α-アミラーゼ(EC3.2.1.1)を用いて転化され、熱可逆性ゲル特性を示す。α-アミラーゼを用いて転化したデンプンは高いDEを得るので、そのデンプンは先に触れたとおり当該出願の欠点をもたらすだろう。
Zofia Olempska-Beer, Chemical and Tecnical Assessment, 4 December 2008は、ロドサーマス・オバメンシス(Rhodothermus obamensis)由来の分岐酵素の製造と使用を開示する。前記酵素を用いて転化したデンプンが、高可溶性、低粘度、及び低減された老化を有することを記載する。部分転化デンプンのゲル挙動又は熱可逆性ゲル特性に対する適応は説明において開示されていない。
結論として、熱可逆性ゲル特性を有する転化デンプンは食品産業で既に使用され、知られているが、改善されたが融解特性を有するデンプン含有食品などの食品製品における既知の転化デンプンと比較して、改善された特性を有する転化デンプンの必要性が未だに存在している。
本発明の目的は、先に触れた必要性を満足させること、すなわち、熱可逆性ゲル特性を有し、及びシネレシスに対してより安定性を示すデンプンを得ること、である。この目的は、請求項1で定義された特徴を有する転化デンプンにより達成される。この目的はまた、前記転化デンプンの製造方法を用いて、及び前記転化デンプンを含有する食品製品の製造方法を用いても達成される。そのうえ、この目的はまた、デンプンゲルの製造のための前記転化デンプンの使用、及び改善された特性を有する食品製品の製造のための前記デンプンゲルの使用によっても獲得される。
本発明は、転化デンプンに言及し、ここで、それは、HPSEC-MALSで計測された250,000～5,000,000g/molの分子量(MW)；1H-NMRで計測された3.1～3.9%の分岐度；「Determination of Amylose: Amylopectin Ratios of Starches; by J. G. Sargeant Hnd, M. Phil. Starch/Die Starke, Volume 34, Issue 3, 1982, Pages 89-92」に記載されたSargeant法に従って計測された多くとも7%のアミロース含量；及び0.05～0.5のDE(デキストロース当量)値、を有する。
本発明はまた、転化デンプンを含有する食品製品にも言及する。
さらに、本発明は、転化デンプンの製造方法にも言及し、ここで、それは、3.1～3.9%の分岐度を有する転化デンプンを得るまで、45～80℃の温度にて少なくとも5重量%の濃度でデンプンを含有する水性組成物に、ロドサーマス・オバメシス(Rhodothermus obamesis)又はロドサーマス・マリヌス(Rhodothermus marinus)酵素、及びロドサーマス・オバメシス又はロドサーマス・マリヌス酵素と少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する類似の生物体由来の酵素から選択される、グルカン分岐酵素を加え、任意選択で、続いて、その転化デンプンの粉末まで前記水性溶液を乾燥させるステップを含む。
そのうえ、本発明は、食品製品の製造のための転化デンプンの使用に関する。
本発明の異なった態様はまた独立クレームでも見られ、そして、更なる実施形態は付随の従属クレームで開示される。
図1は、それぞれ、熱可逆性ゲル特性を有する市販のデンプンを用いて調製されたプロセスチーズ(b)、及び熱可逆性ゲル特性を有していないデンプン(c)と比較した、本発明による転化デンプンを含有するプロセスチーズ(a)の融解特性を示す。
図2は、非熱可逆性デンプンゲル(従来の酸加水分解ジャガイモデンプン)のものと比較した、転化デンプンベースの本発明による熱可逆性デンプンゲルの固体状態から液体状態への相転移を図式的に示す。これは、動的モードにおいてレオメーターで計測された加熱ランプ中、すなわち、構造が破壊されない状態の間、の貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G’’)の間の位相角(δ)として計測される。ゲル融解温度は45°の位相角の温度と定義される。
図3は、異なる分子量(MW)への転換後のジャガイモデンプンゲルのゲル強度を示す。
図4は、いくつかの関連する市販デンプンのものと比較した、本発明による(実施例1に従って作製されたデンプン)独特な熱可逆性転化デンプンのゲル特性を図式的に示す。転化デンプンを含有するデンプンゲルのゲル強度対ゲル融解温度は、4℃にて7日間の貯蔵後に動的モードでレオメーターにより計測された。
図5は、本発明による転化デンプンに関連するいくつかのパラメーターと前記転化デンプンを含有する熱可逆性デンプンゲルとの間の依存性を図式的に示す。
図6a)～e)は、図5に示したいくつかのパラメーターの間の依存性をより具体的に示す。
図6a)～e)は、図5に示したいくつかのパラメーターの間の依存性をより具体的に示す。
図6a)～e)は、図5に示したいくつかのパラメーターの間の依存性をより具体的に示す。
図6a)～e)は、図5に示したいくつかのパラメーターの間の依存性をより具体的に示す。
図6a)～e)は、図5に示したいくつかのパラメーターの間の依存性をより具体的に示す。
好ましい実施形態の詳細な説明
以下では、当該出願テキスト中に使用されるいくつかの用語及び表現のいくつかの定義が提示される。
「転化率」という用語は、酵素がどの程度、分岐度、平均鎖長、及び/又は分子量によって計測される、それが停止される前のデンプンの分子状構造の変更を可能にするかを意味すると理解される。
「分岐度」という用語は、%単位で表され、天然又は転化デンプン分子内のα(1-4)とα(1-6)結合の総数と関連してα(1-6)結合の数を表すと理解される。
「平均鎖長」という用語は、デンプン分子内のA、B、及びC鎖の平均鎖長(DP)を意味すると理解される。
「DP」という用語は、重合度、すなわち、グルカンポリマー内のグルコースモノマーの数を意味すると理解される。本発明による転化デンプンのDPは、「Gel texture and chain structure of amylomaltase-modified starches compared to gelatin; by Michael Riis Hansen et al, Food Hydrocolloids 22 (2008), Pages 1551-1566」によるPulsed Amperometric Detectionを用いたHigh-Performance Anion-Exchange Chromatography(HPAEC-PAD)を使用して計測された。
「転化酵素」という用語は、任意の形でデンプン又はグルカンを形質転換するのに使用できる炭水化物活性酵素を意味すると理解される。
「グルカン分岐酵素」という用語は、1,4-α-D-グルカン鎖のセグメントを類似のグルカン鎖の一次ヒドロキシ基に転化して、1,6-α連結を作製できる酵素を意味すると理解される。
「熱可逆性ゲル」という用語は、冷却及び/又は貯蔵によりゲルを形成するペースト又は溶液の能力、並びにそのゲルがまた、加熱したときに、再び溶液に融解する能力も有することを意味すると理解される。
「部分的転化デンプン」という用語は、酵素転化がデンプン分子の完全な加水分解又は転化が起こる前に停止されるデンプン製品を意味すると理解される。
「ゲル強度」という用語は、水中のデンプン分子のネットワークから形成されたゲルの硬度又は剛性を意味すると理解される。ゲル強度とは、食感分析装置で計測される定義プローブ、又は動的モードでレオメーターにより計測される貯蔵弾性率(G’)を有する硬質ゲルを理解するのに必要とされる力と定義される。
「融解温度」という用語は、動的モードのレオメーターにより計測される貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G’’)との間の45°の位相角(δ)を達成するのに必要とされる温度として測定される、ゲルが固体状態から液体状態に変化させる温度を意味すると理解される。「DE」という用語は、デキストロース当量を意味すると理解され、そしてそれは、純粋なデキストロースのパーセンテージとして比較される、いくつの還元末端がデンプン内に存在するかの比較基準である。本発明による転化デンプンのDE値は、「Multi-branched nature of amylose and the action of debranching enzymes; by S. Hizukuri et al, Carbohydrate Research, volume 94 (1981), Issue 2, Pages 205-213」に開示されるHizukuri法に従って計測された。
「ジャガイモ」という用語は、種ソラナム・ツベロスム(Solanum tuberosum)に属するいずれかのジャガイモ植物を意味すると理解される。
本発明による転化デンプンの分子量は、「Starch Molecular Mass and Size by Size-Exclusion Chromatography in DMSO-LiBr Coupled with Multiple Angle Laser Light Scattering; by W. Yokoyama et al, Cereal Chemistry 75 (1998), 530-535」に従って計測された。
一実施形態において、本発明による転化デンプンは、500,000～3,000,000g/molの分子量(MW)、3.1～3.9%の分岐度、「Determination of Amylose: Amylopectin Ratios of Starches; by J. G. Sargeant Hnd, M. Phil. Starch/Die Starke, Volume 34, Issue 3, 1982, Pages 89-92」に記載されたSargeant法により計測された3%のアミロース含量、及び0.1～0.2のDE(デキストロース当量)値、を有する。
一実施形態において、本発明による転化デンプンは、NMR又はHPAEC-PADで計測されたDP(重合度)20～33、好ましくはDP25～30の平均鎖長値を有する。
一実施形態において、本発明による転化デンプンは、ジャガイモ、タピオカ、トウモロコシ、コムギ、エンドウマメ、又はインゲンマメデンプンに由来する。
一実施形態において、本発明による転化デンプンはまた、化学的、物理的、又は酵素的にも修飾された。
一実施形態において、本発明による食品製品は、プロセスチーズ、乳製品、及び菓子から選ばれる。
本発明による方法の一実施形態において、ロドサーマス酵素は、ロドサーマス・オバメンシス又はロドサーマス・マリヌスEC2.4.1.18である。
本発明による方法の一実施形態において、類似生物体由来の酵素は、ロドサーマス・オバメンシス(マリヌス)由来のグルカン分岐酵素と少なくとも65%の配列を有する。
本発明による方法の一実施形態において、転化デンプンの溶液又は粉末が、食品処方に加えられる。
転化デンプンとその調製
本発明による転化デンプンの製造方法において出発材料として使用されるデンプンは、ジャガイモ、タピオカ、トウモロコシ、コムギ、エンドウマメ、インゲンマメデンプン、又はアミロース含有デンプンを産生するその他の作物から得てもよかった。これらは15%超の実質的なアミロース含量を有し、そしてそれは、老化及び不可逆的ゲル形成に関する問題を生じさせる。蝋質ジャガイモ、蝋質トウモロコシ、蝋質タピオカ、蝋質オオムギ、及びモチゴメなどの比較的安定した原料は、低アミロース含量(<1%のアミロース)のため、本発明の機能を取り入れることができない。本発明からの恩恵を受けるには、原料のアミロース含量が>1%である必要がある。
製造法では、転化酵素は、水と、従来法で先に触れた起源のいずれか一つから得られたデンプンとを含有する懸濁液又は溶液と混合される。使用される転化酵素は、ロドサーマス・オバメシス若しくはマリヌスから選択されるグルカン分岐酵素であるか、又はロドサーマス・オバメシス又はマリヌス酵素と少なくとも60%、好ましくは少なくとも65%、のアミノ酸配列相同性を有する類似の生物体由来の酵素である。一実施形態において、転化酵素は、EC2.4.1.18、CAS No 9001-97-2である。斯かる転化酵素を用いた転化中、未分岐アミロース鎖が、α-1,6連結を介して外鎖として分岐アミロペクチン分子に転移され、分子内の高い分岐度をもたらす。分岐アミロペクチン構造のセグメントもまた、その構造内の新しい分岐点に転移される。生来、アミロペクチン部分内の長い外鎖をそれに提供されるので、ジャガイモデンプンはこの態様において特に有利である。より正確には、その酵素は、内部のα-1,4結合の切断によってα-グルカン内のα-1,6連結を作り出すことによって作用し、そしてそれは、グルカン内のα-1,6分岐点の相対的増加につながる。さらに、α-1,4-D-グルカン鎖のセグメントは、類似のグルカン鎖の一次ヒドロキシ基に転移される。
先に述べたように、通常、ゲル化デンプン内のアミロースの存在は、非熱可逆性老化を通常もたらす、すなわち、老化から形成されるゲルを融解することができず、そしてそれは、本発明にとって望ましくない特性である。よって、酵素転化反応中に、アミロースがアミロペクチンに転移され、そして結合されるとき、熱可逆性ゲルを形成する可能性が得られる。しかしながら、あまりに多くのアミロース断片及びアミロペクチンセグメントが、アミロペクチン部分に転移されることが可能となった場合、(同様に、本発明に関する望ましくない特性である)老化及びゲル形成に対して安定したデンプン溶液が得られる。そのため、本発明によると、デンプン溶液がゲルを形成する能力を有しているうちに、酵素転化反応が終了されなければならない。言い換えれば、加水分解作用による転化率とその結果による分岐度は、製品が冷却及び貯蔵によりゲル(老化)がまだ進行しているような方法により制御されなければならない。これは、本発明にかかわる最適化された部分的なデンプン転化によって得られ、そしてそれは、以下で詳細に開示される。
転化酵素がデンプン懸濁液又は溶液と混合されたとき、酵素は、デンプンの特定の分岐度に達するまで作用できる。3.1～3.9%、好ましくは3.2～3.8%の分岐度を得るための転化度が、後願に特に有利であると判明した。3.1より低い転化度は、形成されたゲルの融解温度まで上げる、すなわち、沸点を超える(100℃超)。3.9%より高い転化度は、先に説明されるとおり、低減された老化及びゲル形成能力をもたらすだろう。よって、それは、ゲル化のとき、及び最終的な食品製品中に存在するとき、特定の有利な特性をもたらす部分的転化デンプンを得る点で、最適化された分岐度範囲の範囲内で、酵素転化ステップを中断することが重要である。デンプン製品の分岐度は、1H-NMR(プロトン磁気共鳴スペクトル法)の使用又は脱分岐後のDE値の計測によって、「Determination of the Degree of Branching in Normal and Amylopectin Type Potato Starch with 1H-NMR Spectroscopy; by Gunilla S. Nilsson et al, Starch/Starke, Volume 48 (1996), Issue 10, Pages 352-357」の方法に従って計測され得る。代替手段として、アミロース含量が減少したときに、この最大値が変更されるので、分光光度計を用いたデンプンのヨウ素複合体の吸収度の最大値を計測することによって、分岐度が推定できる。
添加されるべき転化酵素の量は、その活性、酵素転化が実施されている期間、すなわち、インキュベーション期間、並びに添加されたデンプンの量及び初期分子量に依存する。さらに、酵素活性度はまた、分岐酵素単位(BEU)で表される。1分岐酵素単位(BEU)は、標準条件(pH7.2；60℃)下で1分間当たり1%のアミロース-ヨウ素複合体の660nmでの吸収度の減少を引き起こす酵素の数量と定義される。3.1～3.9%の転化度を有する転化デンプンゲルを得るために、Novozymes製の市販のグルカン分岐酵素(EC2.4.1.18)、Branchzyme（登録商標）を使用する場合では、例えば、添加量は、1～48時間のインキュベーション期間と例えば、3×105～108g/molの初期デンプン分子量(MW)中に、1～50mg/gのデンプンである。Branchzyme（登録商標）は、Novozymesによると、25000BEU/g酵素溶液の公表活性を有する。よって、1～50mg/gデンプンの言及された酵素添加範囲は、25～1250 BEU/gデンプンに相当する。
転化デンプンの製造のために本発明の方法に使用するための本来のデンプン起源のものと比較して、本発明による転化デンプンの更なる独特な性質は、分岐度の増大である。3.1～3.9%、好ましくは3.2～3.8%の分岐度を有する本発明の転化デンプンに関しては、分岐度の増大は0.1～0.9%、好ましくは0.2～0.8%である。
転化酵素と転化されるべきデンプンの混合は、さまざまな方法で実施され得、そして、これらのいくつかが以下で例示される。一実施形態において、デンプンと水を含むスラリーは、既知の技術、例えば、ジェット加熱又はタンク内でのバッチ加熱、を使用して加熱し、続いて、最適の反応条件、すなわち、pH5～8の値及び40～85℃の温度に、得られた溶液を冷却し、そのpHを合わせた。次に、転化酵素が加えられ、そして、デンプンは添加酵素の量及びその活性に依存した適当なインキュベーション期間中に転化される。例えば、NMRを使用して計測して、所望の分岐度が達成されたとき、転化ステップは、pHを3.5未満に下げ、及び30分間、80℃の温度に維持することによって確定させて、酵素活性度を不活化させる。その後、デンプン溶液は、周知の技術(スプレー乾燥、真空乾燥、ドラム乾燥、熱風乾燥など)を使用することによって乾燥され得る。
別の実施形態において、デンプンスラリーは、起源に依存して、デンプンのゲル化温度を上回る温度、すなわち、60～80℃にて、水にゆっくり添加される。転化酵素は最初に、デンプンスラリー又は予熱水に添加される。投与及び転化は、デンプンのゲル化温度を上回って、好ましくは、酵素の最適条件であるpH及び温度にて、すなわち、5～8のpH値及び40～85℃の温度にて、実施される。デンプンの投与後に、転化反応を、例えば、NMRの使用によって計測される、所望の分岐度が達されるまで実施させる。その後、転化反応は、pHを3.5未満に下げ、及び30分間、80℃の温度に維持することによって確定させて、酵素活性度を不活化させる。その後、デンプン溶液は、周知の技術(スプレー乾燥、真空乾燥、ドラム乾燥、熱風乾燥など)を使用することによって乾燥され得る。
さらなる実施形態において、デンプンは、水、デンプン、及び酵素の温度がデンプンのゲル化温度を上回るまで上げられた、好ましくは、酵素の最適条件であるpH及び温度にて、すなわち、5～8のpH値及び40～85℃の温度の、フローにおいて継続的に加熱及び転化される。例えば、NMR、の使用によって計測される、所望の分岐度が達成されたとき、転化反応は、pHを3.5未満に下げ、及び30分間、80℃の温度に維持することによって確定させて、酵素活性度を不活化させる。その後、デンプン溶液は、周知の技術(スプレー乾燥、真空乾燥、ドラム乾燥、熱風乾燥など)を使用することによって乾燥され得る。
酵素転化ステップ中のデンプン濃度は、デンプン製品の最終的な機能にとって重要なものである。熱可逆性ゲル特性を示すデンプン製品を達成するために、高いデンプン濃度にて転化することが有益である。より高いデンプン濃度にて酵素転化が実施されるとき、所望の融解温度に達するためには、より低い転化率が必要とされる(図6aを参照のこと)。好ましくは、酵素転化中のデンプン濃度は、5%超、最も好ましくは10%(w/w)超でなければならない。
上記の3種類の例示された転化プロセスの実施形態の共通点は、酵素転化反応の終了、転化酵素の不活性化、pHの低下、及び温度の上昇後に、溶液のpHは、最終的な用途に当てはめるように希望値まで調整され得る。さらに、その後の乾燥ステップ前の精製法を利用することが可能であり、ここで、塩及び不活性化された酵素は、例えば、濾過、活性炭濾過、アルコールによる沈殿、イオンクロマトグラフィーなどによって排除される。
酵素転化ステップ中、デンプンの分子量(MW)は、250,000～5,000,000g/mol、好ましくは500,000～3,000,000g/molまで低減される。分子量は、反応にかかわる加水分解活性のため低減される。MWの低減が同時に起こる、グルコース分子の長鎖が加水分解により破壊されるとき、各鎖のグルコース分子数は低減される。実際には、より多くの、しかし、より短い鎖が得られる。デンプンの分子量は、アミロペクチン構造へのアミロースの転位のため、及びグルカンの環状構造のため、DE(デキストロース当量)値の少しの増加なしに低下し、そしてそれは、0.05～0.5、好ましくは0.1～0.2である。それが使用されるべき食品処方の粘性が、それほど高くならず、その結果、例えば、プロセスチーズ製品の、加熱中、食品製品の加工性を改善する、という点において、低減された分子量は有利である。デンプンの分子量が、増加した酵素量及び反応時間を用いて低減されることもまた、留意された。
本発明による得られた転化デンプンのアミロース含量は、多くても7%と、好ましくは多くても5%である。アミロース含量は、アミロペクチン分子の脱分岐によって、及び長いアミロース鎖の残存部分を定量化することによって、Sargantらによって記載された主要な手順によって計測される。先に説明したとおり、より高いアミロース含量は、形成されたデンプンゲル、すなわち、非熱可逆性デンプンゲル、の融解特性を軽減又は予防するだろう。
転化デンプンの平均鎖長(A、B、及びC鎖)は、上記の条件にて、DP20～33、好ましくはDP25～30である。天然ジャガイモがDP50の平均鎖長を有すると言及できる。
本発明による転化デンプン製品は、ゲル化及びその最終消費の前に、
それ自体、すなわち、溶液で、デンプンゲル又は乾燥粉末として貯蔵及び/又は販売され得る。
熱可逆性ゲルとその調製
本発明による転化デンプンは、熱可逆性デンプンゲルの製造方法で使用され得、そして、この方法は、15%の転化デンプンの固定濃度にて7日の冷蔵貯蔵後に3,000～14,000Pa(25℃のG’)のゲル強度、40～95℃の融解温度を有する熱可逆性ゲルを得るまで、少なくとも5時間、好ましくは2～7日間の間、1～40℃、好ましくは3～10℃の温度にて本発明による転化デンプンの水溶液を貯蔵するステップを含む。ゲル強度(G’)は、動的モードにおけるレオメーター又は食感分析装置の使用によって計測される。ゲル強度は、図6e)からわかるように、増強された転化デンプン濃度により指数関数的に増強される。
本発明はまた、熱可逆性特性を有する食品の製造方法にもまた言及する。この方法は、食品処方中に本発明による転化デンプンの粉末を溶解し、及び食料品が所望の食感に達するまで1～40℃の温度にて転化デンプンと食事成分/添加剤の得られた処方を貯蔵するステップを含む。よって、この実施形態によると、最終的な食品製品を得ることができ、そしてそれが、本発明の1つの態様を構成する。ゲル強度は、動的モードにおけるレオメーター又は食感分析装置の使用によって計測される。食感分析装置により、プローブがゲル又は食品製品内に押し下げられ、次に、力/表面積が計測される。
本発明の方法の別の実施形態において、熱可逆性特性を有する食品は、食事成分に、先に記載した熱可逆性デンプンゲルを加えることによって製造され得る。
ゲル強度と融解温度は共に、ゲル又は食品処方中のデンプン濃度に依存している。可溶化ステップ中の貯蔵時間、貯蔵温度、及び水質もまた、熱可逆性ゲル自体及び転化デンプンを含む最終的な食品製品の両方のゲル強度及び融解温度に影響を及ぼし得る。
デンプンゲル又は転化デンプンを含む食品の融解温度は、その製品が口の中で溶けたときの口当たりに、並びに焼き/加熱中(例えば、チーズをピザ上で溶かすとき)の特性にも、影響を及ぼす。しかしながら、食品製品中のデンプンが処方のほんの一部にすぎないので、食品処方の融解温度は純粋なデンプンゲルのそれと異なる可能性がある。融解温度はまた、可溶性とも呼ばれ、動的モードのレオメーターによって計測され得る。得られた貯蔵弾性率G’は、略図(図3)でわかるように、ゲル強度の相対値をもたらし、かつ、ゲルの弾性の指標である。より高いG’値は、より堅い物質を表す。
得られたデンプンゲルは、融解温度より低い温度にて水可溶性ではないが、ゲルが融解温度を超えるまで温めた場合、デンプン溶液が得られる。さらに、転化デンプンの分子量、分岐度、鎖長、及びアミロース含量は、すなわち、ゲル化前及び形成されたゲルが誘拐された後に水溶液で計測される、ゲル化ステップ前後で同じである。
得られた熱可逆性デンプンゲルは、外観が不透明である。混濁は、溶液の不安定性(老化)の結果なので、それ自体、光学効果と見なされ得る。ヨーグルトやチーズなどの特定の用途では、混濁は、より牛乳のような外観を得るために所望され、そしてそれは、美的に重要なものである。しかしながら、文献では、焦点は、分岐酵素によって転化された製品に関して低い混濁及び安定したデンプン溶液に設定されることが多い。
本発明は、添付した図面を参照してより詳細に説明される。図1は、(a) 以下の実施例1による転化デンプン、(b) Etenia(商標)457、(c)Lyckeby Cheese App50を用いて調製されたプロセスチーズの融解特性の比較を示す。結果は以下の実施例8で考察される。
図2は、ゲル融解温度を決定するための、動的モードにおけるリモーターによるデンプンゲルの加熱中の、貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G’’)との間の位相角(δ)の計測の結果を示す。ゲルが低位相角を示すものから45°の位相角の高値に形質転換するとき、融解温度は、その温度となるように設定される。略図の中央で実質的に垂直である線が、以下の実施例1による転化デンプンを用いて調製されたゲルであり、そして、実質的に水平な線が、酸低粘化ジャガイモデンプンによって調製されたゲルである。本発明の転化デンプンゲルの機能は、細断ピザチーズとの混合物でデンプンゲルを用いた製品に関して試験したときに、融解温度が、温度上昇中の粘性に対してプロットされている図2から明らかである。本発明による転化デンプンに基づくデンプンゲルに関しては、製品は、可融解性である、すなわち、約55～95℃の温度にて熱可逆性であるが、それに対して、転化されていない基準デンプンを含有する製品は、全温度範囲を通じて固形を維持し、そのため、熱可逆性ではなかった。
図3は、異なる分子量(MW)に転化後のジャガイモデンプンゲルに関する、動的モードにおけるレオメーターにより計測されたゲル強度に関するいくつかの実施例を示す。当該出願を通じたゲル強度は、25℃における貯蔵弾性率(G’)と定義される。
図4は、1週間にわたり冷蔵貯蔵し、及び5種類の異なるジャガイモデンプン変異体から得られた15%のデンプンゲルに関するゲル強度が、融解温度に対してプロットされる略図を示す(G’とG’’との45°の位相角)。略図では、Lyckeby CheeseApp50は酸加水分解ジャガイモデンプンであり、Etenia(商標)457はアミロマルターゼEC2.4.1.25によって処理されたジャガイモデンプンであり、及びGel ’N’ MELT(商標)はプルラナーゼ(EC3.2.1.41)によって処理された蝋様トウモロコシである。略図の右上の四角からわかるように、高いゲル強度にて低い融解温度を得、そしてそれは、以下の実施例1による転化デンプン由来の本発明によるデンプンゲルに特徴的である。よって、本発明による15%のデンプンゲルは、7,000～14,000Paのゲル強度にて40～70℃に及ぶ融解温度特性を満足する。
図5は、本発明との関連性に関するいくつかのパラメーター、すなわち、本発明によるデンプンの転化、転化デンプン、及び斯かる転化デンプンから作製された熱可逆性デンプンゲル、間の依存関係を示す。矢印は、どんなパラメーターがどんな特徴又は特性に影響するか、より正確には、転化率が、転化デンプンの分岐度、デンプン鎖長分布、及び分子量にどのように影響を及ぼすかを示す。いずれかのその修飾度を有するデンプン起源、並びに転化中の本来のデンプン濃度もまた、分岐度、及びデンプン鎖長分布に影響を及ぼす。形成された熱可逆性デンプンゲルの融解特性は、修飾熱可逆性デンプンゲルのデンプン濃度、分岐度、デンプン鎖長分布、及び部分的に、転化デンプンの分子量に依存している。修飾熱可逆性デンプンゲルのゲル強度は、修飾熱可逆性デンプンゲルのデンプン濃度、分岐度、デンプン鎖長分布、転化デンプンの分子量、並びに貯蔵期間及び温度に依存している。
図6a)は、酵素転化中のデンプン濃度の重要さに関する例を視覚化する略図を示す。デンプン濃度が上昇するに従って、より低い転化率が、熱可逆性ゲル特性に達するのに必要とされ、そのことによってより高い分子量が維持される。より高い分子量は、図3で見られるように、デンプンゲル強度に対して正の影響を有する。ゲル化デンプン製品を実現するために、酵素転化ステップ中のデンプン濃度は、好ましくは5%超でなければならない。この実験に関して、デンプン濃度は、デンプン転化中にさまざまな濃度に設定されたが、同じ酵素対デンプン比を有する。
図6b)は、転化デンプンゲルのゲル強度(G’)と融解温度が分岐度に対してプロットされる略図を示す。略図から明らかであるように、ゲル強度及びゲル融解温度は、分岐度の増加と共に減少する。この実験に関して、25%のデンプン濃度がデンプン転化中に使用されるが、異なる酵素投与量を用いる。本発明における着目の範囲は、3.1～3.9%の分岐度である。
図6c)は、転化デンプンに関して、Sargeantらによる原理を使用したHPESCを用いて計測されたアミロース含量が、ゲル融解温度に対してプロットされる略図を示す。デンプン製品が100℃を下回る融解温度を有することができるように7%超のアミロースを含有すべきではないことは明らかである。
図6d)は、転化ジャガイモデンプンの25℃のゲル強度とゲル融解温度をさまざまな期間の低温貯蔵後に計測した略図を示す。この実験では、1,500,000g/molの分子量(MW)を有する転化ジャガイモデンプンが、15%の濃度を有するデンプンゲルを作製するのに使用された。その略図から明らかであるように、貯蔵時間の期間中、ゲル融解温度は一定、すなわち、約60℃、であるが、それに対して、ゲル強度は、初日に増加するが、約5日後及びそれ以降に、綿密に計画されている(planning out)。
図6e)は、転化ジャガイモデンプンの25℃のゲル強度とゲル融解温度を、デンプンゲルにおけるデンプン濃度(%DM)に対してプロットした略図を示す。この実験では、1,500,000g/molの分子量(MW)を有する転化ジャガイモデンプンがデンプンゲルの調製に使用され、そして、低温貯蔵における貯蔵時間は7日間であった。その略図から明らかであるように、融解温度は、増加したデンプン濃度によりほとんど一定、すなわち、60～70℃、である、すなわち、デンプン濃度が1%増加したとき、融解温度は約0.5℃上昇するが、それに対して、ゲル強度は指数関数的に増強される。
本発明による転化デンプンに関連する特徴は、以下の装置を用いて計測され得る：
分子量(MW)(g/mol)：HPSEC-MALS(Multy Angle Laser散乱検出装置を備えた高性能サイズ排除クロマトグラフィー)。
分岐度(%1,6-α連結)：脱分岐前後のNMR(核磁気共鳴)又はDE(デキストロース当量)。
平均鎖長(DP)：
「Determination of the Degree of Branching in Normal and Amylopectin Type Potato Starch with 1H-NMR Spectroscopy」Gunilla S. Nilsson et al; Starch/Starke, Volume 48 (1996), Issue 10, Pages 352-357による方法に従った脱分岐後のNMR又はHPAEC-PAD(パルスアンペロメトリック検出を用いた高性能陰イオン交換クロマトグラフィー)。
粘性(cP)：粘度計
転化デンプンゲルに関連する特徴は、以下の装置を用いて計測され得る：
ゲル強度(N/cm2又はPa)：食感分析装置又は動的モードのレオメーターによる貯蔵弾性率(G’)
損失弾性率、G’’、(Pa)：動的モードのレオメーター
ゲル融解温度(℃)：動的モードのレオメーター、DSC、DMTA
本発明の転化デンプンのための食品用途の例は、ピザチーズなどのプロセスチーズ、ビーガンチーズ類似体などの非乳製品、乳製品、及び菓子だけでなく、ソース、乾燥インスタント食品及び低脂肪製品である。例えば、プロセスチーズは、良好な細断性及び優れた融解特性を示す。
先に触れたとおり、天然デンプン、並びに修飾デンプンはまた、分岐酵素を用いた転化のための材料としても使用できる。追加の化学、物理又は酵素修飾はまた、最終的なゲルの融解温度を変更することができ、そして、さらに広い融解温度及びゲル強度をもたらす。
化学修飾はまた、デンプンゲルのシネレシスを軽減することもでき、そして、そのより良好な冷蔵特性をもたらす。同様に先に触れたとおり、本発明の転化デンプン製品のゲル化及び熱可逆性特性は、プロセスチーズ、乳製品、菓子などのさまざまな食品に有用である。本発明の転化デンプンは、高いゲル強度及び熱可逆性のため、プロセスチーズ(例えば、ピザチーズ)に特に好適であり、そして、細断性及び優れた融解特性に貢献する。
本発明による他の利点は、デンプン製品が、最終的な用途の製造を容易にし、かつ、プロセス装置やパイプの目詰りのリスクを軽減する低いプロセス粘性や緩やかなゲル凝固などのいくつかの改善された特性を有することである。
実施例1
グルカン分岐酵素を用いたジャガイモデンプンの転化
水とジャガイモの35%の乾物量を有する懸濁液を、ロドサーマス・オバメンシス(Branchzyme（登録商標）、Novozymes)由来のグルカン分岐酵素(EC2.4.1.18)を含有する加温(70℃)水溶液中にポンプで送った。デンプン懸濁液の用量は、3時間にわたって効果的な撹拌に十分な低い粘性を維持し続けた。デンプン添加後の乾物量は25%であり、酵素の量は、最終的な混合物において1.5g/lであった。ロドサーマス・オバメンシスの25000BEU/gの酵素活性度により、インキュベーション中の酵素濃度は37500BEU/l(又は150BEU/gデンプン)であった。温度を70℃にて一定に維持し、そして、デンプン用量及びインキュベーション中、pHを6.5に調整した。20時間の総インキュベーション時間後に、酵素活性を、pHを3.5未満に低下させ、かつ、混合物を80℃超に30分間加熱することによって止めた。次に、混合物を、中性pHに調整し、濃縮し、乾燥させ、そして、粉末に製粉し得る。最終的な転化デンプン製品は、1.5×106g/moleの分子量(MW)、3.5%の分岐度、DP28の平均鎖長、2%未満のアミロース含量、及び1%未満のデキストロース当量(DE)値を有した。
実施例2
グルカン分岐酵素を用いたジャガイモデンプンの転化
水とジャガイモの35%の乾物量を有する懸濁液を、ロドサーマス・オバメンシス由来のグルカン分岐酵素(EC2.4.1.18)を含有する加温(70℃)水溶液中にポンプで送った。デンプン用量は、5時間にわたって効果的な撹拌に十分な低い粘性を維持し続けた。デンプン添加後の乾物量は25%であり、酵素の量は、最終的な混合物において0.65g/lであった。ロドサーマス・オバメンシスの25000BEU/gの酵素活性度により、インキュベーション中の酵素濃度は16250BEU/l(又は65BEU/gデンプン)であった。温度を70℃にて一定に維持し、そして、デンプン用量及びインキュベーション中、pHを6.5に調整した。20時間の総インキュベーション時間後に、酵素活性を、pHを3.5未満に低下させ、かつ、混合物を80℃超に30分間加熱することによって止めた。次に、混合物を、中性pHに調整し、濃縮し、乾燥させ、そして、粉末に製粉し得る。最終的な転化デンプン製品は、4.5×106g/moleの分子量(MW)、3.3%の分岐度、DP31の平均鎖長、5%未満のアミロース含量、及び1%未満のデキストロース当量(DE)値を有した。
実施例3
グルカン分岐酵素を用いたジャガイモデンプンの転化
脱塩水とジャガイモデンプンの懸濁液を、140℃及び10%の乾物含量にてジェットクッカー内でゲル化させた。デンプン溶液を70℃に冷やし、その後、ロドサーマス・オバメンシス由来のグルカン分岐酵素(EC2.4.1.18)を、最終的な混合物中に1.3g/lの濃度にて添加した。ロドサーマス・オバメンシスの25000BEU/gの酵素活性度により、インキュベーション中の酵素濃度は32500BEU/l(又は325BEU/gデンプン)であった。温度を70℃にて一定に維持し、そして、インキュベーション中、pHを6.5に調整した。20時間の総インキュベーション時間後に、酵素活性を、pHを3.5未満に低下させ、かつ、混合物を80℃超に30分間加熱することによって止めた。次に、混合物を、中性pHに調整し、濃縮し、乾燥させ、そして、粉末に製粉し得る。最終的な転化デンプン製品は、1.2×106g/moleの分子量(MW)、3.3%の分岐度、DP30の平均鎖長、3%未満のアミロース含量、及び1%未満のデキストロース当量(DE)値を有した。
実施例4
デンプンゲルの調製と特性評価
実施例1による転化デンプン製品を、10%それぞれ15%の乾物量まで熱湯(90℃)中に溶かした。デンプン溶液を、7日間にわたりクーラー内で4℃にて貯蔵して、ゲルを発現させた。10%の乾物量におけるゲル強度は、試験Aに従って動的モードでレオメーターにより2,000Paまで、並びに試験Bに従って食感分析装置を用いて122g/cm2まで、計測された。15%の乾物量におけるゲル強度とゲル融解温度は、試験Aに従ってレオメーターにより12,000Pa及び59℃まで計測された。
試験Aでは、デンプンゲルを、プラスチックシート間に置き、均一なペーストに回転させ、プレート/プレート形状で動的モードにおけるレオメーターに配置した。ギャップを1mmに設定し、そして、1%のひずみを有する振動モード、及び1Hz周波数を計測中に使用する。温度を、1分あたり2℃で25から95℃に上げる。貯蔵弾性率(G’)、損失弾性率(G’’)、及び位相角(δ)を分析から得ることができる。
試験Bでは、そのコンテナ(280ml、直径95mm)内のデンプンゲルを食感分析装置内に置き、そして、円柱状プローブ(直径25mm)を2mm/sにてゲル内に10.0mm押し付ける。記録された最大力を、プローブ接触面積で割って、ゲル強度(g/cm2)を得る。
デンプンゲルの熱可逆性を評価するために、複数のデンプンのゲル化及び融解サイクルを実施した。貯蔵後の硬質ゲルを70℃まで加熱するとすぐに、ゲルが低粘性溶液に変わった。デンプンを4℃にてもう一度貯蔵して、70℃にて融解できる硬質ゲルを発現させた。
実施例5
デンプンゲルの調製と特性評価
実施例2による転化デンプン製品を、10%それぞれ15%の乾物量まで温水(90℃)中に溶かした。デンプン溶液を、7日間にわたりクーラー内で4℃にて貯蔵して、ゲルを発現させた。10%のゲル強度は、試験Bに従って食感分析装置を用いて197g/cm2まで計測された。15%の乾物量におけるゲル強度とゲル融解温度は、試験Aに従ってレオメーターにより14,000Pa及び84℃まで計測した。
実施例6
デンプンゲルの調製と特性評価
実施例3による転化デンプン製品を、10%それぞれ15%の乾物量まで温水(90℃)中に溶かした。デンプン溶液を、7日間にわたりクーラー内で4℃にて貯蔵して、ゲルを発現させた。10%のゲル強度は、試験Bに従って食感分析装置を用いて140g/cm2まで計測された。15%の乾物量におけるゲル強度とゲル融解温度は、試験Aに従って動的モードでのレオメーターにより9,000Pa及び70℃まで計測した。
実施例7
実施例4によるデンプンゲルの特徴を、他のタイプの転化デンプンからのデンプンゲルと比較した。すべてのデンプンゲルを、最初に、透明溶液になるまで10%の乾物量で熱湯中にデンプンを溶かし、次に、7日間にわたりクーラー内で4℃にて貯蔵して、ゲルを発現させることによって調製した。ゲル強度を、試験Bに従って、食感分析装置により計測し、及びゲル融解温度を、試験Aに従って、動的モードのレオメーターにより測定した。結果を、以下の表1で報告する。分岐酵素(EC2.4.1.18)を用いて転化したデンプンが、類似のゲル強度にて、他の転化からのデンプンよりはるかに低いゲル融解温度を有することが明らかになった。
Figure 2023507325000002
実施例8
プロセスチーズの調製と評価
実施例1による転化デンプンを、以下の標準的な配合(以下の表2を参照のこと)に使用して、良好な融解特性を有するプロセスチーズを製造した。
Figure 2023507325000003
水、乳化塩、及びカゼインをStephanミキサーで混合した。デンプン、塩、チーズ香味料、及びβカロチンを加え、そして、混ぜ合わせたものを1500rpmにて30秒間混合した。混合物を、750rpmにて75℃まで2分間加熱した。溶けた脂質及び酸を、添加し、そして、さらに1分間混合した。そのペーストを4℃にて貯蔵した。4日後に、そのプロセスチーズを、粉砕機を用いて細断性に関して、及びオーブンを用いて可溶性に関して評価した。結果は、粘性が低い良好な細断性を示し、融解特性は、図1(a)～(C)に示した他の比較デンプンを用いて製造した製品より良好であった。融解特性を、EC2.4.1.18を用いて転化したジャガイモデンプン(a)、EC2.4.1.25を用いて転化した市販のジャガイモデンプンEtenia(商標)457(b)、及び市販の酸低粘化ジャガイモデンプンLyckeby CheeseApp50(c)、によって調製した細断プロセスチーズの間で比較した。オーブン内で加熱した後、分岐酵素(EC2.4.1.18)を用いて転化したジャガイモデンプンを含有するプロセスチーズが、優れた融解特性を有することが明らかになった。

Claims (12)

  1. HPSEC-MALSで計測された250,000～5,000,000g/molの分子量(MW)；1H-NMRで計測された3.1～3.9%の分岐度；Sargeant法に従って計測された多くても7%のアミロース含量；及びHizukuri法に従って計測された0.05～0.5のDE(デキストロース当量)値、を有する転化デンプン。
  2. 500,000～3,000,000g/molの分子量(MW)、3.2～3.8%の分岐度、多くても3%のアミロース含量、及び0.1～0.2のDE(デキストロース当量)値、を有する、請求項1に記載の転化デンプン。
  3. NMR又はHPAEC-PADで計測されたDP(重合度)20～33、好ましくはDP 25～30の平均鎖長値を有する、請求項1又は2に記載の転化デンプン。
  4. 前記前記デンプンが、ジャガイモ、タピオカ、トウモロコシ、コムギ、エンドウマメ、又はインゲンマメデンプンに由来する、請求項1～3のいずれか一項に記載の転化デンプン。
  5. 化学的に、物理的、又は酵素的に修飾された、請求項1～4のいずれか一項に記載の転化デンプン。
  6. 請求項1に記載の転化デンプンを含有する食品製品。
  7. プロセスチーズ、乳製品、及び菓子から選ばれる、請求項6に記載の食品製品。
  8. 3.1～3.9%の分岐度を有する転化デンプンを得るまで、45～80℃の温度にて少なくとも5重量%の濃度でデンプンを含有する水性組成物に、ロドサーマス・オバメシス(Rhodothermus obamesis)又はロドサーマス・マリヌス(Rhodothermus marinus)酵素、及びロドサーマス・オバメシス又はロドサーマス・マリヌス酵素と少なくとも60%のアミノ酸配列同一性を有する類似の生物体由来の酵素から選択される、グルカン分岐酵素を加え、任意選択で、続いて、転化デンプンの粉末まで前記水性溶液を乾燥させるステップを含む、請求項1に記載の転化デンプンの製造方法。
  9. 前記ロドサーマス酵素が、ロドサーマス・オバメンシス又はロドサーマス・マリヌスEC2.4.1.18である、請求項8に記載の方法。
  10. 前記類似の生物体由来の酵素が、ロドサーマス・オバメンシス(マリヌス)由来のグルカン分岐酵素と少なくとも65%の配列を有する、請求項8に記載の方法。
  11. 請求項1～5のいずれか一項に記載の転化デンプンの溶液又は粉末が、食品処方に添加される、請求項6に記載の食品製品の製造方法。
  12. 請求項6に記載の食品製品の製造のための、請求項1～5のいずれか一項に記載の転化デンプンの使用。
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