JP2024511852A - 昆虫の幼虫又はワーム由来の組織化食用タンパク質生成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、昆虫の幼虫又は虫に由来する組織化食用タンパク質生成物を製造するための方法及びシステムに関する。この方法は、ａ）昆虫の幼虫又はワームをサイズ低減して、パルプを得る工程、ｂ）パルプを、水溶液中で金属陽イオンによりゲル化するハイドロコロイドと混合して、タンパク質－ハイドロコロイドのスラリーを形成する工程、及びｃ）タンパク質－ハイドロコロイドスラリーを、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液に注入して、組織化食用タンパク質生成物を形成する工程を含む。工程ｃ）において、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーが、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液の外側から、当該水溶液の液面に対して斜角で当該水溶液中に加圧下で噴射されることによって、水溶液中に組織化食用タンパク質生成物のフレークが生成し、当該フレークにおいて、実質的に全てのハイドロコロイドが金属陽イオンによりゲル化されている。【選択図】なし

Description

本発明は、昆虫の幼虫又はワーム由来の組織化食用タンパク質生成物（textured edible protein product）を製造するための方法、昆虫の幼虫又はワーム由来の組織化食用タンパク質生成物を連続的に製造するためのシステム、及び昆虫の幼虫又はワーム由来の組織化食用タンパク質生成物に関する。

世界の人口が増えるにつれて、摂取に適したタンパク質の必要性も増している。家畜肥育場は、摂取用のタンパク質の従来の供給源である。しかしながら、家畜を飼育し、排泄物を除去し、家畜を健康に維持するには、膨大な金銭及びエネルギーが必要である。ワーム類や昆虫は、家畜飼料の非常に適する代替品である。ワーム類や昆虫は、摂取用のタンパク質の生産及び流通に関する現在の問題に対して経済的で持続可能な解決策を提供する。特に昆虫の養殖は、家畜の飼育よりもはるかに少ない費用で済み、要するエネルギーもはるかに少ない。この効率の良さのかなりの部分は、昆虫が発熱性（exothermic）であることに起因する。昆虫は、典型的な哺乳類のように自身で体温を生じるのではなく、環境から熱を得る。さらに、昆虫の飼育は低費用で済む。例えば、有機廃棄物は、大量の昆虫の幼虫の餌を与える。これらすべての利点から、昆虫の養殖は人気を得ている。昆虫は、良質なタンパク源であるだけでなく、栄養価が高く、プロバイオティクスの可能性があり、価格も手ごろである。さらに、昆虫は、アミノ酸や、ビタミンＢ１２、リボフラビン、ビタミンＡなどのいくつかビタミンを高濃度で含む。

ウジ及び／又は幼虫期を有する多くの昆虫は昆虫養殖に適している。様々な種類の昆虫の終齢幼虫は、動物又は人間のためのタンパク質に富んだ食料として利用することができる。例えば、ハナムグリ亜科（Cetoniina）の甲虫である、パクノダ・ブタナ（Pachnoda butana）とも呼ばれるパクノダ・マルギナタ（Pachnoda marginata）の幼虫がある。他の例としては、以下のものが挙げられる：
－ ガイマイゴミムシダマシ（Alphitobius diaperinus）、ゴミムシダマシ科（Tenebrionidae）の甲虫の一種；
－ ツヤケシオオゴミムシダマシ（Zophobas morio）、ゴミムシダマシの一種、その幼虫はスーパーワーム（superworm）又はゾフォバス（zophobas）という一般名で知られている；
－ ミールワーム・ビートルであるチャイロコメノゴミムシダマシ（Tenebrio molitor）、ゴミムシダマシの一種、その幼虫はミールワームとして知られている；
－ イエバエ（Musca domestica）、これは環縫亜目（Cyclorrhapha）に属するハエであり、その幼虫はウジとして知られている；
－ アメリカミズアブ（Hermetia illucens（black soldier fly））、これは一般的に広く見られるハエである；
－ バッタ類、直翅目バッタ亜目の昆虫；
－ コオロギ科（Gryllidae）（「真のコオロギ」としても知られている）、これらはバッタ類に近縁の昆虫であり、この科のよく知られている種はヨーロッパクロコオロギ（Gryllus campestri（field cricket））、イエコオロギ（Acheta domesticus（house cricket））
、カマドコオロギ（Gryllodes sigillatus（banded cricket））である；
－ 例えば、カイコガ（Bombyx mori）、コハチノスツヅリガ（Achroia girsella）、アメリカサバクトビバッタ（Schistocerca americana gregaria）、ハチノスツヅリガ（Galleria mellonella）、アフリカトノサマバッタ（Locusta migratoria migratorioides）などの他の昆虫。

これらの昆虫のほとんどは完全変態昆虫であり、すなわち、胚又は卵、幼虫、蛹、及び成虫又は成体の４つのライフステージを含む。第１段階は、母虫の体内で卵が受精してから胚が孵化するまでである。昆虫は単細胞から始まり、孵化する前に幼虫形態に成長する。第２段階は孵化又は誕生から幼虫が蛹化するまで続く。ほとんどの種では、この可動性の段階はワームのような形をしており、そのため、これらの幼虫はしばしば「ワーム」と呼ばれる。第３段階は蛹化から脱皮までである。蛹化の準備では、多くの種の幼虫は、絹又は他の物質、例えば自身の蓄積した糞などで保護用の繭を作る。この段階で、昆虫の生理及び機能的構造は内外の両方で大きく変化する。完全変態昆虫は、通常、翅を持ち、生殖器官も機能している。基本的に、昆虫は、幼虫が成熟したとき、つまり第２段階の終わり近くの、蛹になる直前に捕獲される。

文化的影響による嫌悪のために、消費者によっては、昆虫ベースの製品（insect－based product）を食べたがらない、あるいはそのような製品を動物に給餌したがらない。そのため、昆虫を昆虫でない外観を有する食品にするプロセスが好ましい。１つの単純な例として、幼虫を粉砕すると、昆虫の外観は除かれるが、消費者が食品用途に使用するには魅力がないと感じる組織化されていないスラリー（untextured slurry）になる。したがって、例えば欧州特許出願公開第２９５３４８７号（Ａ１）には、パルプ化後の昆虫を、脂肪含有画分、水性タンパク質含有画分、及び固体含有画分などの栄養素の流れに変換するプロセスが開示されている。これらの栄養素の流れは、さらなる飼料及び食品調製物の成分として役割を果たすことができる。開示されたプロセスは、種々の製品を分離、加工、包装、流通させなければならないため、かなり複雑である。

昆虫の丸ごと全体を、昆虫の栄養素のほとんど乃至すべてを含有する単一製品に変換することが有利であろう。上記のように、パルプ化された幼虫は、そのままでは、魅力がなく、食品に使用するのは困難である。その大部分は、スラリーの組織化されていない特性（untextured properties）による。パルプ化された幼虫にゲル化剤を加えることで、この問題を軽減することができる。一般的には、粉砕した幼虫、アルジネート及び水のスラリーにカルシウムイオンの溶液を注ぎ入れる方法が知られている。カルシウムイオンとの接触によって、アルジネートは粉砕された幼虫とともに即座にゲル化する。その結果、中心部がゲル化していないスラリーからなる大きな塊や凝集体が生じる。これは望ましくない。代わりに、実質的にすべてのハイドロコロイドが金属陽イオンによってゲル化したフレーク様構造物が望ましい。したがって、カルシウムイオン溶液の添加中は、スラリーを非常に特殊な方法で激しく撹拌しなければならなかった。これまで、唯一の解決策は、訓練されたオペレーターが手作業で撹拌するというものであった。このようなプロセスは、連続生産はおろか、アップスケーリングにも適さないことは言うまでもない。

本発明の目的は、上記の欠点の１つを軽減するか、又は少なくとも有用な代替物を提供することである。本発明のさらなる目的は、昆虫の幼虫又はワーム由来の組織化食用タンパク質生成物を製造するための方法であって、昆虫の幼虫又はワームの実質的に全てが１つの食用製品に変換される方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、組織化食用タンパク質生成物を製造するための方法を提供することであり、この方法はスケーラブルである。本発明のさらなる目的は、組織化食用タンパク質生成物を製造するための方法であって、オペレーターの干渉なしに組織化食用タンパク質生成物のフレークを得ることができる方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、組織化食用タンパク質生成物を製造するための連続的な方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、昆虫の幼虫又はワーム由来の組織化食用タンパク質生成物を提供することである。

上記目的の少なくとも１つを達成するために、本発明は、昆虫の幼虫又はワーム由来の組織化食用タンパク質生成物を製造するための方法を提供する。

この方法は以下の工程：
ａ）昆虫の幼虫又はワームをサイズ低減して、パルプを得る工程、
ｂ）パルプを、水溶液中で金属陽イオンによりゲル化するハイドロコロイドと混合して、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーを形成する工程、
ｃ）タンパク質－ハイドロコロイドスラリーを、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液に注入して、組織化食用タンパク質生成物を形成する工程、
を含み、
工程ｃ）における注入において、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーが、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液の外側から、当該水溶液の液面に対して斜角で当該水溶液中に加圧下で噴射されることによって、水溶液中に組織化食用タンパク質生成物のフレークが生成し、当該フレークにおいて、実質的に全てのハイドロコロイドが金属陽イオンによりゲル化されている。

本発明はさらに、昆虫の幼虫又はワーム由来の組織化食用タンパク質生成物を連続的に製造するためのシステムを提供する。このシステムは以下を備える：
－ 少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液を保持するための反応容器、
－ タンパク質－ハイドロコロイドスラリーを保持するための貯蔵器であって、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液の外側からタンパク質－ハイドロコロイドスラリーの加圧流を、当該水溶液の液面に対して斜角で当該水溶液中に注入するように構成されたポンプ及びノズルと流体連通する出口を有する貯蔵器、
－ 水溶液中の金属陽イオンの濃度を一定に保つために、金属陽イオンを反応容器に供給するための制御された供給手段、
－ 水溶液から食用タンパク質生成物を分離するための分離器、
－ 分離した食用タンパク質生成物を濯ぐための濯ぎユニット、及び
－ 濯いだ食用タンパク質生成物を脱水及び圧縮するための脱水プレス機。

本発明はさらに、本発明の方法によって得られる、昆虫の幼虫又はワーム由来の組織化食用タンパク質生成物を提供する。

本発明の方法では、少なくとも２価の金属陽イオンの溶液をタンパク質－ハイドロコロイドスラリーに添加する代わりに、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液の外側から、当該水溶液の液面に対して斜角で、当該水溶液中に加圧下でスラリーが噴射される。この方法によって、組織化食用タンパク質生成物のフレークが水溶液中で形成され、当該フレークにおいて、実質的に全てのハイドロコロイドが金属陽イオンでゲル化されている。言い換えれば、実質的に全てのハイドロコロイドが金属陽イオンによりゲル化されたフレークを形成できることは、金属陽イオンの水溶液の外側から当該水溶液の液面への及びそれに続く当該水溶液中への、当該水溶液の液面に対して斜角での注入による。このようなフレークは、例えば注入が浴面（bath surface）や流下膜（falling film）の表面のような液面に対して実質的に垂直な角度で行われる場合や、注入が溶液の外側からではなく金属陽イオンの溶液中に直接行われる場合、すなわち気液界面を横切らない場合には形成されない。直接注入の場合、フレークの代わりにゲル化した材料のストランドが形成される。ストランドは、ハイドロコロイドがゲル化されていない液体コアを有することもある。このようなストランドの外側のハイドロコロイドは、金属陽イオンによりゲル化され、それによって、表皮を形成しており、さらなる金属陽イオンはこの表皮を通過してストランドの中心部に到達することはできない。このようなストランドは十分なテクスチャーを持たない。実質的に垂直な角度の場合、望ましくないブロブ（blob）様構造物が形成され、ブロブ様構造物は、ハイドロコロイドがゲル化されていない液体コアを有することもある。これは、実質的にすべてのハイドロコロイドが金属陽イオンによりゲル化した本発明のフレークとは対照的である。この点で、「実質的にすべてのハイドロコロイドがゲル化されている」は、「液体コアを含んでいない」と読み替えることができる。

射出が液面又は浴面と実質的に平行である場合、スラリーは気液界面を十分に横切らず、液面から跳ね返る可能性がある。たとえ気液界面を横切ったとしても、フレークは適切に形成されない。代わりに小さな粒子が形成される。

そのメカニズムは知られていないが、注入されたスラリーが液面に衝突し、それによって、表面張力を破って、水溶液中に乱流が生じ、注入されたスラリーの噴流がバラバラになり、それによって、ハイドロコロイドが金属陽イオンによりゲル化したスラリーのフレークが形成されると推測される。ゲル化したハイドロコロイドの表皮がフレークの外側に形成される前に、金属陽イオンがフレークの中心部に浸透することができる。角度が斜めの場合だけ必要な乱流が生じる。

本発明による方法及びシステムのさらなる利点は、スラリーが排出されるノズルなどの開口部から、金属陽イオン溶液が物理的に分離されていることである。これにより、スラリーが存在するセットアップの部分に金属陽イオン溶液が入ることが防止され、それによって、時期尚早にゲル化したハイドロコロイドによる装置の目詰まりのおそれがほとんどなくなる。

実施形態の説明
昆虫の幼虫又はワームはタンパク質を豊富に含み、また、昆虫の幼虫又はワームは脂肪を豊富に含むこともある。したがって、これらは比較的高いカロリー値を示す。好ましくは、食用昆虫の幼虫又はワームが使用される。より好ましくは、昆虫の幼虫は、ハエ類、カメムシ類（bugs）、蚊類、蝶類、蛾類、セミ類、シロアリ類、ハナバチ類（bees）、アリ類、カリバチ類（wasps）、甲虫類、バッタ類又はコオロギ類の幼虫である。

好ましくは、昆虫の幼虫又はワームは、チャイロコメノゴミムシダマシ（Tenebrio molitor）、アメリカミズアブ（Hermetia illucens）、ハチノスツズリガ（Galleria mellonella）、ガイマイゴミムシダマシ（Alphitobius diaperinus）、ツヤケシオオゴミムシダマシ（Zophobas morio）、ブラッテラ・フスカ（Blattera fusca）、コクヌストモドキ（Tribolium castaneum）、ヤシオオオサゾウムシ（Rhynchophorus ferrugineus）、イエバエ（Musca domestica）、オビキンバエ（Chrysomya megacephala）、トノサマバッタ（Locusta migratoria）、サバクトビバッタ（Schistocerca gregaria）、ヨーロッパイエコオロギ（Acheta domestica）、エリサン（Samia ricini）、又はそれらの混合物からなる群から選択される。

より好ましくは、昆虫の幼虫は甲虫の幼虫である。好ましくは、甲虫は、ゴミムシダマシ科（Tenebrionidae）、コフキコガネ亜科（Melolonthidae）、カツオブシムシ科（Dermestidae）、テントウムシ科（Coccinellidae）、カミキリムシ科（Cerambycidae）、オサムシ科（Carabidae）、タマムシ科（Buprestidae）、ハナムグリ科（Cetoniidae）、オサゾウムシ科（Dryophthoridae）のファミリーに属するか、又はそれらの混合物である。さらに好ましくは、甲虫は、チャイロコメノゴミムシダマシ（Tenebrio molitor）、ガイマイゴミムシダマシ（Alphitobius diaperinus）、ツヤケシオオゴミムシダマシ（Zophobas morio）、コメノゴミムシダマシ（Tenebrio obscurus）、コクヌストモドキ（Tribolium castaneum）及びヤシオオオサゾウムシ（Rhynchophorus ferrugineus）、又はそれらの混合物である。さらに好ましくは、甲虫は、チャイロコメノゴミムシダマシ（Tenebrio molitor）又はガイマイゴミムシダマシ（Alphitobius diaperinus）の幼虫であり、最も好ましくはガイマイゴミムシダマシ（Alphitobius diaperinus）である。

昆虫又はワームは、好ましくは養殖され、例えば昆虫養殖場で養殖される。養殖により、自然界で捕獲される昆虫とは対照的に、昆虫の病気及び昆虫由来食品の毒性（例えば殺虫剤の存在による）に関連するリスクを制御及び低減することができる。

養殖されたワーム及び幼虫や、自然界で捕獲されたワーム及び幼虫は、食べ残し、糞尿、抜け殻などの汚れを含む。したがって、本発明による方法の準備では、すなわち工程ａ）の前に、捕獲された昆虫の幼虫又はワームを、好ましくは、例えば、水、好ましくは軟水で洗浄することによって、クリーンにする。昆虫の幼虫又はワームを、濯ぐか、あるいは、水、好ましくは軟水に浸し、その後、余分な水を排出する。洗浄後、昆虫の幼虫又はワームに付着した残留水を除去することができるが、これは必須ではない。幼虫又はワームに付着している少量の水、あるいは工程ａ）を実行する前に幼虫又はワームに加えられた余分な水は、サイズ低減プロセスを助けることもある。典型的には、洗浄及び洗浄水の排出後に水を除去する工程ことを踏まなければ、幼虫の質量に対して約１５～２０ｗｔ％（質量％）、例えば約１７ｗｔ％の水が洗浄後の幼虫に付着する。これは、幼虫と水を合わせた質量に基づいて１３～１７ｗｔ％、例えば１５％に相当する。サイズ低減工程ａ）の前に幼虫又はワームに余分な水を加える場合、好ましくは、水は軟水である。好ましくは、サイズ低減工程ａ）の前に、幼虫又はワームは、幼虫又はワームの質量に基づいて、１０～９０ｗｔ％、好ましくは２５～７５ｗｔ％、より好ましくは３５～６５ｗｔ％、最も好ましくは４０～６０ｗｔ％の水と組み合わされる（この水は、余分に加えられた水及び／又は洗浄に由来する付着水の両方を含む）。工程ａ）及び／又はｂ）で、あるいは、工程ａ）及び／又はｂ）の前に当該方法で使用される水は軟水であることが特に好ましい。軟水という用語は当該技術分野で知られている。軟水は、多価陽イオンを全く含まないか、最低限の量の多価陽イオンを含む。軟水は、イオン交換樹脂による水の処理によって、ピロリン酸四ナトリウム（ＴＳＰＰ）とＮａＣｌの組み合わせなどの軟化塩の添加によって、及び当該技術分野で知られている他の軟化方法によって得ることができる。これにより、ハイドロコロイドの早期ゲル化を防ぐことができる。

好ましい実施形態では、昆虫の幼虫又はワームは、少なくとも６０℃、例えば６０～９５℃の温度の水で約１～５分間、例えば約２～３分間かけてクリーンにされ、その後、余分な水が排出される。これにより、幼虫を殺すと同時に幼虫をクリーンにすることができる。好ましい実施形態では、幼虫を真水で連続的に濯ぎながら水を排出する。あるいは、幼虫を洗浄水に浸し、その後、水を排出する。

この方法では、例えば、クリーンにした昆虫の幼虫又はワーム、それらのパルプ、あるいはタンパク質－ハイドロコロイドスラリーに、１種以上の酸化防止剤を添加することができる。食品及び／又は飼料用に認可された多くの酸化防止剤が知られている。酸化防止剤には合成酸化防止剤と天然酸化防止剤がある。天然酸化防止剤は、大部分は、それらが天然由来であり、そのため消費者にとってより魅力的な「オールナチュラル」であるというそれらの評価から、好まれる。天然酸化防止剤としては、アスコルビン酸（３ａ３００、Ｅ３００）、トコフェロール類（Ｅ３０６、３０８、３０９）、植物油からのトコフェロール抽出物（１ｂ３０６（ｉ））、植物油からのトコフェロールに富む抽出物（デルタリッチ）、α－トコフェロール（１ｂ３０７）、トコトリエノール、ローズマリー抽出物（Ｅ３９２）、没食子酸、カルノシン酸、ニンニク抽出物、フェノール系化合物に富むオリーブ抽出物、カテキンに富む茶抽出物が挙げられる（括弧の間に欧州添加剤及び／又は飼料添加剤識別番号を付した）。ローズマリー抽出物（すなわちローズマリー油）が特に好ましい。酸化防止剤は、有効量、例えば幼虫１ｋｇ当たり約０．１～１００ｇ、例えば幼虫１ｋｇ当たり１～１０ｇの有効量で添加することができる。

工程ａ）において、昆虫の幼虫又はワームは、任意に前述のような水（付着水及び／又は余分な添加水）とともに、パルプを得るためにサイズが低減される。例えば、昆虫の幼虫又はワームを、すり潰し、磨砕、押しつぶし、切断、混合及び／又は粉砕して、パルプを得る。その結果、粘性のあるコンシステンシーの均質な出発材料が得られる。サイズ低減は、高剪断ミキサーで行うのが便利であるが、他の適切な技術も使用できる。高剪断ミキサーは当該技術分野でよく知られている。

サイズ低減工程の間、パルプ中の昆虫の幼虫又はワームの粒子サイズ（顕微鏡を使用して、又はレーザー回折法を使用して決定される最大サイズ）は、好ましくは２ｍｍ未満、より好ましくは１ｍｍ未満、さらに好ましくは０．５ｍｍ未満に低減される。粒子サイズが小さいほど、より食感が良い、すなわち粒状感がより少ない。粒子サイズは、混合時間及び速度の選択によって制御することができる。当業者であれば、所望の粒子サイズに到達するための適切な条件を見出すことができる。好ましい実施形態では、粒子サイズは０．１～１ｍｍの範囲である。

混合前、混合後又は混合中に、昆虫の幼虫又はワーム、パルプ、あるいはパルプ－水混合物を、低温殺菌（pasteurization）のために、８５℃を超える温度、例えば８５～１００℃の温度で、少なくとも３分間、例えば約３～５分間加熱してもよい。しかし、低温殺菌は、当該方法における後の時点に、例えば、工程ｂ）の間又は工程ｂ）の後、あるいは工程ｃ）の後などに行ってもよい。例えば、形成後、組織化食用タンパク質生成物のフレークを８５℃を超える温度、例えば８５～１００℃の温度で少なくとも３分間、例えば約３～５分間加熱してもよい。好ましくは、装置のケーキングを防止するために、工程ｂ）の前に低温殺菌を行う。

水、好ましくは軟水中のハイドロコロイドの溶液は、ハイドロコロイドを、水に、好ましくはミキサーの助けを借りて、溶解させることによって、調製することができる。ハイドロコロイドが溶解した水は、工程ｂ）で水溶液を形成するための水となるか、幼虫又はワームにすでに水が加えられていた場合には、水溶液を形成するための余分な水となる。水を加熱する必要はないが、水を５０～１００℃、例えば約６０℃の温度に加熱することは、溶解プロセスを促進させる。溶解後の１つの典型的なハイドロコロイド濃度は３．５～４％（ｗ／ｖ）である。金属陽イオンによりゲル化するハイドロコロイドは、メトキシル基含量の低いペクチン、ジェランガム及びアルジネートから選択することができ、これらのうちアルギン酸ナトリウムが好ましい。

ハイドロコロイドの水溶液はその後パルプと混合される。これによって、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーが形成される。混合を、再び５０～１００℃、例えば約６０℃の温度で行ってもよい。好ましくは、金属陽イオンによりゲル化するハイドロコロイドは、幼虫の質量に基づいて０．５～２０ｗｔ％、好ましくは２～１０ｗｔ％、最も好ましくは４．５～５ｗｔ％の量で存在する。好ましくは、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーは、幼虫、水及びハイドロコロイドの総質量に基づいて、１０～７５ｗｔ％、より好ましくは２０～５０ｗｔ％、さらに好ましくは３０～４０ｗｔ％の幼虫を含む。幼虫の量が少ないと、溶液が十分に濃さにならず、フレークが適切に形成されない。幼虫の量が多すぎると、溶液の粘度が高くなりすぎ、適切な処理ができなくなる。

使用される金属陽イオンによりゲル化するハイドロコロイドに依存して、少なくとも２価の金属陽イオンの溶液と混合する前にスラリーのｐＨを調整する必要がある。好ましくは、ｐＨは、６～８の範囲内である。

好ましくは、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液は、可溶性のカルシウム塩もしくはマグネシウム塩又はそれらの混合物、好ましくは塩化カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム及び／又はグルコン酸カルシウム、例えば塩化カルシウム、酢酸カルシウム及び又はグルコン酸カルシウム、最も好ましくは乳酸カルシウム及び／又は塩化カルシウム、さらに好ましくは塩化カルシウムを含むが、食品産業での使用が許可されている他のカルシウム塩又はマグネシウム塩を使用してもよい。ゲル化速度の点から、塩化カルシウムが好ましい。塩化カルシウム以外の塩を使用すると、一般的にフレークの形成速度が低下する。また、乳酸カルシウムは、フレーク形成中の塩化ナトリウムの形成を妨げるため、特に有利である。

金属陽イオンの水溶液の調製の際に、少なくとも２価の金属陽イオンをタンパク質－ハイドロコロイドスラリーと同じ温度の水に溶解させることが有利である。ゲル化溶液（すなわち金属陽イオンの水溶液）に使用される金属陽イオンの濃度は、一般的に、例えば塩化カルシウムの場合、０．１～１５％（ｗ／ｖ）、好都合には０．１～５％（ｗ／ｖ）、好ましくは０．５～５％（ｗ／ｖ）である。一般的に、高濃度ではゲル化プロセスはより速く、一方、低すぎる濃度（すなわち０．１ｗｔ％未満）では、フレーク内の凝集力が低く、及び／又は、フレーク内部にゲル化されていないハイドロコロイドを残した状態で外側に表皮が形成されるおそれがある。

好ましくは、水溶液中の少なくとも２価の金属陽イオンの濃度は、注入工程ｃ）の間、一定に保たれる。この点に関し、一定とは、上下１％（ｗ／ｖ）を超えて変動しないことを意味する。従って、一定の金属陽イオン濃度の値を４％（ｗ／ｖ）に選択した場合、濃度は３～５％（ｗ／ｖ）の範囲で変化してもよい。

好ましくは、生成物（フレーク）のゲル化の間に金属陽イオン溶液の濃度を一定に保つために、濃厚金属陽イオン溶液を調製し、注入工程ｃ）の間に金属陽イオンの水溶液に添加する。

次いで、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーを、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液の外側から、当該水溶液の液面に対して斜角で金属陽イオンの水溶液中に加圧下で噴射し、それにより、水溶液中の組織化食用タンパク質生成物のフレークを生成させる。フレークにおいて、実質的に全てのハイドロコロイドが金属陽イオンによりゲル化されている。この場合、実質的に全てとは、フレーク中のハイドロコロイドの９０ｗｔ％超、好ましくは９５ｗｔ％超がゲル化されていることを意味する。したがって、軟水に可溶なフレーク中のハイドロコロイドの質量分率は、フレーク中のハイドロコロイドの総質量に基づいて、１０ｗｔ％未満、好ましくは５ｗｔ％未満である。

少なくとも２価の金属陽イオンを含む水溶液の表面張力を破り、さらに当該水溶液中にスラリーが浸入することによって、フレークが形成され、フレークの表面から始まる金属陽イオンによるハイドロコロイドのゲル化によってフレークが固化する。表面張力の破れとその後の水溶液への浸入により、形成されたフレークの表面積対体積の比は十分に大きくなり、フレークはゲル化されていないハイドロコロイドを含まない。この表面張力の破れがないと、ゲル化したハイドロコロイドの表皮と、ゲル化した構造物上に形成されたワームや幼虫の材料が、構造物の内部への金属陽イオンの拡散の障壁となり、スラリーで満たされたブロブ様構造物が形成されるおそれがある。

したがって、組織化食用タンパク質生成物のフレークは水溶液中で形成され、フレークでは、実質的に全てのハイドロコロイドが金属陽イオンによりゲル化されている。

一実施形態では、金属陽イオンの水溶液が浴として存在することが想定される。斜角（α）は、浴の水溶液の液面によって形成される平面と、衝突点におけるタンパク質－ハイドロコロイドスラリー噴流が成す最小角度との間の角度として測定される。

別の実施形態において、金属陽イオンの水溶液は、流下膜の形態で存在する。この膜は自由流下膜であってもよいが、好ましくは、膜は表面に沿って流れる／落下する。流下膜の斜角は、膜の液面によって形成される平面と、衝突点におけるタンパク質－ハイドロコロイドスラリー噴流が成す角度との間の角度として測定され、液体の流れに沿った噴射は角度＜９０°を有し、液体の流れに逆らう噴射は角度＞９０°を有する。液体の流れに沿って噴射するのが好ましい。

好ましくは、斜角は、１０～６０°、好ましくは１５～５０°、より好ましくは２０～４０°の値を有する。これは、最適な角度であることが分かった。角度が小さすぎると、スラリーが液面から跳ね返ったり、及び／又は、小さすぎる構造物が形成され、一方、角度が大きすぎると、フレークではなくブロブ様構造物が形成され、このブロブ様構造物では、すべてのハイドロコロイドがゲル化していない。最適な角度は、使用圧力、スループット、ノズル径にほとんど依存しないことが分かった。

好ましくは、加圧下での噴射は、開口部、好ましくはノズル、より好ましくは、０．１～１０ｍｍ、好ましくは１～５ｍｍの直径を有するノズルを通じて行われる。

ノズルを通じて行われる場合、好ましくは、加圧下での噴射は、ノズル内の一定圧力、すなわち、上下０．１ｂａｒを超えて変化しない圧力で行われる。好ましくは、一定圧力の値は、０．２～０．７ｂａｒの過圧、より好ましくは０．３～０．６ｂａｒの過圧、最も好ましくは０．４～０．５ｂａｒの過圧である。したがって、一定圧力の値が０．５ｂａｒの過圧に選択された場合、圧力は０．４～０．６ｂａｒの過圧の間で変動してもよい。

有利には、ノズルは、ラミナーノズルとも呼ばれる層流ノズルである。

好ましくは、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーは、１００～４００ｌ／ｈ、より好ましくは２００～３００ｌ／ｈ、例えば２５０ｌ／ｈの吐出量で噴射される。複数のノズルが使用される場合、かかる吐出量は、好ましくは各ノズルの吐出量である。

タンパク質－ハイドロコロイドスラリーの金属陽イオン水溶液（すなわち、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液）への注入と、その後の、溶液中の金属陽イオンによるハイドロコロイドのゲル化とによって、反応容器内の水溶液中の金属陽イオンの残存濃度は減少する。イオンのこの減少を相殺するため、金属陽イオン水溶液中の金属陽イオン濃度を一定に保つように、新鮮な金属陽イオンを金属陽イオン水溶液に供給してもよい。これは、例えば、少なくとも２価の金属陽イオンの濃厚水溶液を金属陽イオン水溶液に供給することによって達成することができる。この点で、濃厚とは、金属陽イオン水溶液中の金属陽イオンの濃度よりも高い濃度を意味する。

形成後、食用タンパク質生成物のフレークは、水溶液から、例えば、連続的に、例えば金網コンベヤーにより、あるいは、水溶液から食用タンパク質生成物をすくい上げることにより回分式で、分離され得る。残りの水溶液は可溶性タンパク質を含む。所望により、可溶性タンパク質を残りの水溶液から抽出して、さらなる栄養ストリームを形成してもよい。

分離後、好ましくは、まだハイドロコロイドと反応していない少なくとも２価の金属陽イオンを洗い流すために、食用タンパク質生成物のフレークを好ましくは水で濯ぐ。例えば水道水などの水で徹底的に濯ぐことにより、過剰に存在する金属陽イオンがフレークから濯ぎ落とされる。

濯ぎ後、好ましくは、食用タンパク質生成物の濯いだフレークを、例えば遠心分離機など、好ましくは脱水プレス、より好ましくは脱水スクリュープレスを用いて、好ましくは５０～９０ｗｔ％、より好ましくは６０～９０ｗｔ％の含水量まで脱水する。

得られたものを、適切に取り扱い可能な大きさに切断し、次いで輸送のために包装してもよい。当該方法の初期に行われない場合、本発明による線維含有食品は、包装された後に殺菌作用を有する処理にかけられてもよい。殺菌作用を有する処理は、低温殺菌、滅菌（sterilization）及び放射線処理から選択することができる。

図１は、本発明によるシステムの概略図を表す。 図２は、異なる実施形態における斜角αの概略図を表す。

図面の詳細な説明
図１は、本発明による昆虫の幼虫又はワームに由来する組織化食用タンパク質生成物を連続的に生産するためのシステム１の概略図を表す。

システム１は以下を備える：
－ 少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液を保持するための反応容器１５と、
－ タンパク質－ハイドロコロイドスラリーを保持するための貯蔵器８であって、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液の外側からタンパク質－ハイドロコロイドスラリーの加圧流を、当該水溶液の液面に対して斜角で当該水溶液中に注入するように構成されたポンプ１６及びノズル１８と流体連通する出口２４を有する貯蔵器８と、
－ 水溶液中の金属陽イオンの濃度を一定に保つために、金属陽イオンを反応容器１５に供給するための制御された供給手段２５と、
－ 水溶液から食用タンパク質生成物を分離するための分離器１９と、
－ 分離された食用タンパク質生成物を濯ぐための濯ぎユニット２２と、
－ 濯いだ食用タンパク質生成物を脱水し、圧縮するための脱水プレス２３。

貯蔵器８は、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーを保持するのに適した任意のタイプの貯蔵器であることができる。有利には、貯蔵器８は、混合手段及び加熱手段を備える。貯蔵器８は、パルプ用の入口２と軟水用の入口３をさらに備えていてもよい。貯蔵器８はさらに、ハイドロコロイド水溶液用の入口７を備えていてもよく、ハイドロコロイド水溶液は、例えばハイドロコロイド水溶液分配ユニット６によって供給されてもよい。有利には、分配ユニット６は、混合手段及び加熱手段を備える。分配ユニット６には、好ましくは、軟水入口５及びハイドロコロイド粉末分配ユニット４によって供給される。

ポンプ１６及びノズル１８は、好ましくは、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーの加圧流の圧力を制御するための圧力制御ユニット１７を備える。ノズルは、ノズル開口部が反応容器１５内に存在するときに液体と直接接触しない限り、反応容器１５の上方、斜め上方、又は反応容器１５内に配置することができる。好ましい実施形態では、出口２４は、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーの複数の加圧流を同時に注入することによって生産能力を増大させるために、ポンプとノズルの複数の組み合わせと流体連通している。好ましくは、このシステムは、少なくとも１つのノズル、好ましくは１～１０個のノズル１８、より好ましくは２～８個のノズル１８、最も好ましくは４～６個のノズル１８を備える。システム１が１個より多くのノズル１８を備える場合、複数のノズル１８は並列に実装され、好ましくは、複数のノズル１８は同一の反応容器１５を共有する。

反応容器１５には、制御された供給手段２５によって金属陽イオンの水溶液を供給することができる。制御された供給手段２５は、例えば、金属陽イオンの濃厚水溶液を保持するための貯蔵器１１を備えていてもよく、貯蔵器１１はさらに出口１２を備え、出口１２はバルブ１３につながるイオンセンサ１４によって制御される。有利には、貯蔵器１１は、混合手段及び加熱手段を備える。貯蔵器１１は、さらに、水道水入口であってもよい水入口９と、固体金属陽イオン分配ユニット１０とを備えていてもよい。イオンレベルが設定値を下回ったことをイオンセンサー１４が検出すると、バルブ１３が開いて、十分な量の金属陽イオンの濃厚水溶液が出口１２を通って反応容器１５内の金属陽イオンを補充することができる。

反応容器１５は、有利には、過剰の水溶液をドレインユニット２０に排出するための出口２１を備える。反応容器１５が軟水用の入口３１を備えることががさらに有利である。

好ましい実施形態では、反応容器１５は、金属陽イオンの水溶液の流下膜を生成させる手段を備える。流下膜は、自立していても、表面３０に沿って流れていてもよい。表面３０は垂直面であってもよいし、好ましくは９０°未満の角度で傾斜していてもよい。流下膜を生成させる手段は、例えば、ポンプと、垂直又は傾斜面とを含む。特に有利な実施形態では、流下膜はセパレータ１９上に落下する。

水溶液から食用タンパク質生成物を分離するための分離器１９は、例えば金網コンベヤーであることができる。しかしながら、分離器は羽車又は他の適切な分離手段であってもよい。濯ぎユニット２２は、分離された食用タンパク質生成物を濯ぐために、給水設備によって与えられる１つ又は複数のノズルを備え得る。

濯ぎユニット２２は、有利には、排水ユニット２０の上方に配置される。

脱水プレス２３の入口２６には、分離器１９によって有利に供給される。

脱水プレス２３は、例えばチーズプレス機であることができる。チーズプレス機は当該技術分野で知られている。しかしながら、脱水プレス機は脱水スクリュープレス機であることが好ましい。脱水スクリュープレス機は当該技術分野で知られている。これらは、連続的な重力排水によって脱水を行うゆっくり動作する装置である。スクリュープレス機は、材料をスクリーン又はフィルターに押し付け、液体はスクリーンを通して収集される。

このようなプレスは、通常、入口開口部、搬送及びプレススクリュー、プレスセクション、及び出口で構成される。湿潤材料の場合、プレス機に水を排出するためのふるいが取り付けられてもよい。スクリューは、脱水する材料を入口開口部からプレス領域まで輸送する。プレス領域の位置では、スクリューブレードは、好ましくは圧縮するように適合されている。すなわち、スクリューブレードに耐摩耗層が溶接されており、ピッチが搬送部よりも小さくなっている。出口に、吐出圧力を設定することができる１つ又は複数の制御バルブ（たとえば、空気圧）を備える。脱水する供給材料は、回転するスクリューコンベヤーによって圧力が増大する状態に置かれ、これにより体積が減少する。設定された排出圧力に達すると、出口バルブがますます開き、圧縮された材料ロールがゆっくりと排出される。

システム１は、本発明による昆虫の幼虫又はワームに由来する組織化食用タンパク質生成物を製造するための方法を実施するように適合されている。したがって、このシステムは、本方法で開示される有利で好ましい特徴及び実施形態を有利に提示する。

図２ａは、反応容器１５内の液体の液面２７に対するノズル１８の斜角αを示す。

図２ｂは、表面３０に沿って反応容器１５内へ方向１９に流れる液膜の液面２７に対するノズル１８の斜角αを示す。

実験
ガイマイゴミムシダマシ（Alphitobius diaperinus）の幼虫（２３ｋｇ）を捕獲し、５５～６０℃の温度の水に最長３分間浸して、幼虫を洗浄すると同時に殺し、その後、水から幼虫を分離した。分離後に幼虫にまだ付着していた水分は除去しなかった。幼虫を軟水水道からの軟水１０ｋｇと組み合わせ、その後ブレンダーで幼虫を約０．５ｍｍのサイズに小さくすることによってパルプを形成した。

次に、パルプにローズマリー油３０ｇを加え、ブレンダーでさらなる混合を行った。

アルジネート（１１２５ｇ＝幼虫１ｋｇ当たり４８．９ｇ）を約８０℃の３６ｋｇの軟水に溶解させた。温かいアルジネート溶液とパルプを組み合わせ、約６０℃の温度で撹拌することにより混合して、スラリーを形成した。

浴中で、２５０ｇのＣａＣｌ_２を９０℃の１０ｋｇの水に約２．５％ｗ／ｖの濃度で溶解させた。アルジネート－幼虫スラリーを、直径約２ｍｍのノズルに接続されたポンプに供給し、約０．５ｂａｒの過圧で３０°の角度で浴中に吹きかけた。ＣａＣｌ_２溶液との衝突によって、タンパク質生成物のフレークが直ちに形成された。すべてのスラリーがゲル化した後、溶液を低温殺菌のために９０℃以上に３分間加熱した。その後、フレークを収集し、冷水で２回洗浄した。チーズプレス機を用いて脱水を行い、得られた生成物のブロック状をカットして、真空包装し、冷凍庫に保管した。

Claims (15)

1. 昆虫の幼虫又はワームに由来する組織化食用タンパク質生成物を製造するための方法であって、以下の工程：
   ａ）前記昆虫の幼虫又はワームをサイズ低減して、パルプを得る工程、
   ｂ）前記パルプを、水溶液中で金属陽イオンによりゲル化するハイドロコロイドと混合して、タンパク質－ハイドロコロイドスラリーを形成する工程、
   ｃ）前記タンパク質－ハイドロコロイドスラリーを、少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液に注入して、前記組織化食用タンパク質生成物を形成する工程、
   を含み、
   工程ｃ）における注入において、前記タンパク質－ハイドロコロイドスラリーが、少なくとも２価の金属陽イオンの前記水溶液の外側から、前記水溶液の液面に対して斜角で前記水溶液中に加圧下で噴射されることによって、前記水溶液中に前記組織化食用タンパク質生成物のフレークが生成し、前記フレークにおいて、実質的に全てのハイドロコロイドが前記金属陽イオンによりゲル化されている、方法。
2. 前記斜角が、１０～６０°、好ましくは１５～５０°、より好ましくは２０～４０°の値を有する、請求項１に記載の方法。
3. 加圧下での噴射が、開口部、好ましくはノズル、より好ましくは０．１～１０ｍｍ、最も好ましくは１～５ｍｍの直径を有するノズルを通じて行われる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 金属陽イオンによりゲル化する前記ハイドロコロイドがアルギン酸ナトリウムである、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 少なくとも２価の金属陽イオンの前記水溶液が、可溶性のカルシウム塩もしくはマグネシウム塩又はそれらの混合物を含有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記水溶液中の前記金属陽イオンの濃度が一定に保たれる、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 金属陽イオンによりゲル化する前記ハイドロコロイドが、前記幼虫の体重に基づいて、０．５～２０質量％、好ましくは２～１０質量％、最も好ましくは４．５～５質量％の量で存在する、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記タンパク質－ハイドロコロイドスラリーが、幼虫、水及びハイドロコロイドの総質量に基づいて、１０～７５質量％、より好ましくは２０～５０質量％、さらに好ましくは３０～４０質量％の幼虫を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。。
9. 少なくとも２価の金属陽イオンの前記水溶液が浴として存在し、前記水溶液の前記液面が前記浴の表面であり、
   少なくとも２価の金属陽イオンの前記水溶液が流下膜として存在し、前記水溶液の前記液面が前記流下膜の表面である、
   請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記食用タンパク質生成物の前記フレークが前記水溶液から分離される、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記食用タンパク質生成物の前記フレークを水で濯いで過剰な金属陽イオンを除去する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記食用タンパク質生成物の濯いだフレークが、好ましくは脱水プレス機を用いて、より好ましくは脱水スクリュープレス機を用いて、好ましくは５０～９０質量％、より好ましくは６０～９０質量％の含水量まで脱水される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
13. 昆虫の幼虫又はワームに由来する組織化食用タンパク質生成物を連続的に製造するためのシステム（１）であって、以下を備えるシステム：
    － 少なくとも２価の金属陽イオンの水溶液を保持するための反応容器（１５）、
    － タンパク質－ハイドロコロイドスラリーを保持するための貯蔵器（８）であって、少なくとも２価の金属陽イオンの前記水溶液の外側から前記タンパク質－ハイドロコロイドスラリーの加圧流を、前記水溶液の液面に対して斜角で前記水溶液中に注入するように構成されたポンプ（１６）及びノズル（１８）と流体連通する出口（２４）を有する貯蔵器（８）、
    － 前記水溶液中の前記金属陽イオンの濃度を一定に保つために、金属陽イオンを前記反応容器（１５）に供給するための制御された供給手段（２５）、
    － 前記水溶液から前記食用タンパク質生成物を分離するための分離器（１９）、
    － 分離された前記食用タンパク質生成物を濯ぐための濯ぎユニット（２２）、及び
    － 濯いだ前記食用タンパク質生成物を脱水及び圧縮するための脱水プレス機（２３）。
14. 前記出口（２４）が、前記タンパク質－ハイドロコロイドスラリーの複数の加圧流を同時に注入するために、ポンプ及びノズルの複数の組み合わせと流体連通している、請求項１３に記載のシステム。
15. 請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法によって得られる、昆虫の幼虫又はワームに由来する組織化食用タンパク質生成物。

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