JP2891296B2 - γ−アミノ酪酸を多量に含有する食品素材およびその製造方法 - Google Patents

γ−アミノ酪酸を多量に含有する食品素材およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、γ−アミノ酪酸を
富化した食品素材およびその製造方法に関し、詳しくは
グルタミン酸および/またはグルタミン酸ナトリウムに
酵母を作用させることによって、γ−アミノ酪酸を富化
した食品素材を製造する方法と当該食品素材に関する。
【0002】
【従来の技術】γ−アミノ酪酸は、GABAと略称さ
れ、神経抑制作用、精神安定などの機能を有しているこ
とが分かり、最近は血圧降下作用、脳の新陳代謝促進作
用、動脈硬化の予防、二日酔い防止、皮膚の活性化(シ
ミ防止)などに効果ある物質として注目され、その開
発、研究が進められてきた。既に、1987年に農林水
産省野菜・茶業試験場では、茶葉を嫌気的に処理して得
た茶を「ギャバロン茶」として開発している(T.Tsushi
da and T.Murai: Agric. Biol. Chem., 51, 2865-2871
(1987))。この「ギャバロン茶」には、乾物100g中
250mg、抽出液には50mg/100g程度のGA
BAが含まれ、通常の茶のGABA含有量10〜30m
g/100gに比較してかなり多い。
【0003】最近、GABAが米、特に米糠に多く含ま
れていることが知られ、加工処理してGABAを富化し
た食品素材およびGABAの製造法が特開平7−213
252号公報に開示されている。例えば、温度40℃、
pH5.5〜6.0の湯中での最適条件で処理した場
合、コシヒカリでは1時間後にGABAは180mg
(9倍)、8時間後に14倍の含有量になる。GABA
の含有量は米の品種によって異なり、北海269号はコ
シヒカリの2倍以上蓄積(550mg/100、前記
「ギャバロン茶」の3倍)し、冷水でも3時間浸せば美
味しくなり、GABAを摂取したい場合は、一晩浸せば
よいという。さらに、米糠を水に漬けて抽出する場合、
水に含まれる酸素のためにGABA合成酵素が作用し難
く、抽出量が少ない。そこで、抽出に用いる水を沸騰さ
せて溶存酸素を除去した後、米糠に7〜8時間漬けて作
用させることによって、GABAを大量に生成する方法
を開発した例もある。通常の抽出では2.9mg/10
0mlであるのに、この方法によると35.7mg/1
00mlに増大したという報告がある。コシヒカリの胚
芽には、25.4mg/100のGABAが含まれる
が、40℃の湯に1時間浸すのみで、220mg/10
に増加し、4時間では310mg/100、pH
5.5の湯では、4時間で415mgに達し、ラットの
餌に該処理胚芽10%を加えて機能性を検討したとこ
ろ、血圧が13.1%降下し、「ギャバロン茶」よりも
優れた効果があると述べている。
【0004】また、前記したGABAの性質を利用して
血圧を下げる効果のある漬物も提案されている。これ
は、グルタミン酸ナトリウムを添加した野菜に乳酸菌を
加える方法であり、漬物には前記「ギャバロン茶」の3
〜4倍量のGABAが含まれる上に、乳酸菌による爽や
かな食味もあり、歯切れもよく、健康志向の低塩漬物で
ある。
【0005】しかしながら、茶、米、米糠等を処理して
GABAの含有量を増加させても、食品素材として他の
食品への利用面が限られ、漬物の場合は、食品そのもの
であり、食品素材としては利用し難いなどの問題点があ
る。また、グルタミン酸脱炭酸酵素(グルタミン酸デカ
ルボキシラーゼ、EC4.1.1.15)を用いれば、GABAを
大量に生産することが可能であるが、酵素剤は高価であ
り、ピリドキサールリン酸を補助因子として添加する必
要がある等、反応条件が煩雑であり、実用化し難い。な
お、この酵素はエシェリヒア・コリ,クロストリジウム
・パーフリンゲンスなどの微生物やカボチャ,ニンジン
などの高等植物、動物の脳組織などに存在する。したが
って、例えば生野菜(マッシュルーム等のキノコ類も含
む)にグルタミン酸やグルタミン酸ナトリウムを振りか
けて混合し、所定時間放置すれば、GABAを生成させ
ることが可能である。しかしながら、これらの方法は工
業的規模での実施には適さない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点に鑑み、従来のGABAの製造法とは異なる効果
的な方法を開発し、併せて食品素材として幅広い利用が
可能なGABAを多量に含有する食品素材を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、グルタミン酸
および/またはグルタミン酸ナトリウムに酵母を作用さ
せることを特徴とするγ−アミノ酪酸(以下、GABA
と略記する。)を富化した食品素材の製造方法に関し、
さらにGABAを富化した酵母に関する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明によれば、グルタミン酸お
よび/またはグルタミン酸ナトリウムに酵母を加えて作
用させることによって、GABAを簡便に、かつ多量に
生成することができ、この処理物はそのまま食品素材と
してもよく、所望により該処理物全体を濃縮、乾燥して
食品素材とすることもできる。
【0009】以下に、本発明について詳しく説明する。
本発明で用いる酵母は、グルタミン酸やグルタミン酸ナ
トリウムに作用してGABAを生成し得るものであれば
よく、例えばサッカロミセス属、カンジダ属、ピシア
属、ハンゼニュラ属、トルロプシス属、デバリオマイセ
ス属などの酵母があるが、食品素材としての利用を考慮
すると、通常はサッカロミセス属に属する酵母、特にサ
ッカロミセス・セレビシアが好ましい。このような酵母
の具体例としてはパン酵母、ビールや日本酒等の醸造用
酵母、ワイン酵母、焼酎酵母などが使用できる。特に生
育pHの低い焼酎酵母やワイン酵母、生育温度の低い醸
造用酵母などが好適である。一般に、酵母は廃糖蜜を含
む培地に30℃程度の温度で培養すると、一部がGAB
Aに変換されるが、その生成量は多くない。GABAの
生成量を多くすることを目的として、グルタミン酸量を
増加させると、逆にGABAの生成率が低下する。これ
は、酵母が生きているために、グルタミン酸の一部を資
化し、グルタミン酸添加量の増加は、酵母の生育阻害を
起こしてGABAの生成率が低下するものと考えられ
る。
【0010】そこで、本発明ではグルタミン酸および/
またはグルタミン酸ナトリウムに酵母を加える場合、酵
母として自己消化物あるいはアセトン処理したものを用
いることが好ましい。なお、生酵母や自己消化処理した
酵母は、GABA生成率はアセトン処理酵母よりも低下
するが、本発明に使用することができる。自己消化処理
した酵母を用いると、濾過が困難である等の不利な点も
ある。ここで、自己消化は、既知の手法に従って行えば
よく、例えば生酵母の細胞を化学的もしくは物理的に破
壊する方法がある。生酵母に酢酸エチル、トルエン、ク
ロロホルムなどの有機溶媒を添加して酵母の膜構造を破
壊して細胞中の分解酵素の作用により細胞を破壊する方
法は、大量処理が可能で、GABA生成に関与する酵素
の抽出効果も高いが、やや長時間を要することが難点で
ある。また、ホモジナイザーなどの機械を用いて酵母を
物理的に破壊して得た酵母破砕物を利用することがで
き、その他に市販の圧搾パン酵母なども用いることがで
きる。
【0011】酵母のアセトン処理は、例えば次の方法で
行うことができる。酵母を蒸留水などで洗浄した後、蒸
留水に懸濁し、該懸濁液にアセトン、好ましくは−10
℃〜−20℃の冷アセトンに攪拌しながら加え、所定時
間攪拌後、−15℃程度の冷凍室に放置したのち、濾過
などの固液分離操作により得た固形物を、未だ乾かない
うちに冷アセトンで洗浄し、次いで乾燥する。さらに、
必要に応じて粉末化してもよい。アセトン処理をする
と、酵母細胞の液腔や原形質に含まれる水や細胞膜など
の結合水がアセトン中に拡散し、細胞が乾燥状態とな
り、比較的容易に乾燥粉末を得ることができる。
【0012】グルタミン酸および/またはグルタミン酸
ナトリウムに酵母を加えてGABAを生成する反応は、
グルタミン酸および/またはグルタミン酸ナトリウムに
対して重量比で2〜50倍量、好ましくは10〜20倍
量の酵母を加えてpH3.0〜7.0、好ましくはpH
4.0〜6.0、温度25〜45℃、好ましくは30〜
40℃で行えばよい。反応時間は、反応条件により任意
に選択できるが、通常は30分〜24時間、好ましくは
1〜2時間が適当である。この反応は、バッチ式、半連
続式、連続式などいずれの形式で行ってもよく、連続式
の場合は、酵母をカラムに充填し、これにグルタミン酸
および/またはグルタミン酸ナトリウムの溶液を通す方
法、すなわちバイオリアクターとしての利用が好適であ
る。粉末状のアセトン処理酵母を充填すると、密充填と
なり、流速が遅くなる場合は、セライト等の通液補助剤
を加えるとよく、また該粉末酵母をエピクロルヒドリン
などで処理してから用いる方法も有効である。
【0013】さらに、GABAの生成に影響を与える物
質について検討したところ、サイクロデキストリン類
(以下、CDと略記することがある。)を添加すると、
GABAの生成速度が速まり、生成率も改善されること
が分かった。すなわち、α−CD,β−CD,γ−C
D,CD環にグルコース,マルトースなどの枝を持つ分
岐CD並びにこれらの混合物を反応系に0.1〜6倍
量、好ましくは0.2〜2倍量加えることによって、上
記した効果が奏される。ここで、CDとしてはいずれも
使用できるが、反応効率の点からはα>β>γの順であ
り、分岐CDの場合も同様である。また、CDは一度に
添加してもよく、数回に分けて加えてもよい。この他
に、ピリドキサールリン酸,食塩などの塩素化合物等の
賦活剤の添加、無酸素状態での反応などGABAの生成
率、生成速度を高めることができる条件を本発明の方法
に採用することができる。また、有機酸やATPなどの
阻害剤を反応系から取り除くことによってもGABAの
生成率を高めることができる。
【0014】このようにして得られたGABAを多量に
含有する反応液は、そのまま食品素材して用いてもよ
く、また使用目的に応じて適宜精製して用いる。食品素
材として用いる酵母は、通常GABAを600mg/1
00g以上含んでいる。
【0015】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳しく説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。製造
例1市販の圧搾パン酵母(オリエンタル酵母工業(株)
製)20gを予め蒸留水で洗浄(8,000rpm×1
5分、2回)し、沈澱物に蒸留水50mlを加えて懸濁
液とした。この懸濁液を冷アセトン(約−15℃)30
0mlに、急速攪拌しながらゆっくり加え、懸濁液全量
を加えた後、攪拌を3分間継続した。次に、この冷アセ
トン溶液を冷凍室(約−15℃)で20分間放置し、浮
遊物が生じていたならば、これを除去したのち、ブフナ
ー濾斗で吸引濾過し、濾紙上の固形物が乾かないうちに
再度冷アセトン50mlで2回洗浄した。この固形物を
ガラスシャーレに移し、デシケーター中で乾燥させた。
乾燥酵母を乳鉢で磨砕して得た粉末をアセトン処理粉末
酵母とした。
【0016】 試験例1 製造例1で得たアセトン処理粉末酵母の所定量を、1%
L−グルタミン酸溶液(0.1M酢酸緩衝液でpH5.
0に調整)1mlに加え、37℃で1時間反応させた。
このときのGABA生成率(%)を第1表に示す。な
お、GABAの生成量は、反応液を100℃の沸騰水中
で10分間加熱処理して反応を停止したのち、遠心分離
によって得た上澄液を薄層クロマトグラフィー(TL
C)および高速液体クロマトグラフィー(HPLC)に
より分析して求めた。また、L−グルタミン酸とGAB
Aを一定の割合で混合し、その面積比からGABAの生
成率を求めた。
【0017】HPLCの分析条件は次の通りである。 カラム: Inertsil ODS-2 (φ4.6 ×250mm 、GLサイエンス(株)製) 流速: 0.5ml/分 注入量: サンプル溶液20μlを注入 溶離液: 10mM KH2PO4 検出器: UV検出器(測定波長 210nm 日本分光(株)製) 温度: 40℃
【0018】TLCによる定性的分析は以下の条件で行
った。 薄層プレート: Kieselgel 60 F254 (層厚 0.5mm) サンプル: 2μlをスポット 展開溶媒: n−プロパノール:水(32:18、V/V) 温度: 室温 約7cm展開 展開後、薄層プレートを110℃で乾燥(プレヒーター
使用)し、0.2%ニンヒドリン溶液(n−ブタノール
にニンヒドリンを0.2%濃度に溶解)を噴霧し、再度
110℃で乾燥、発色させた。これにより、L−グルタ
ミン酸とGABAは赤紫色に呈色する。
【0019】表から明らかなように、アセトン処理粉末
酵母の添加量が増すに従いGABAの生成量も増え、
0.2g程度でL−グルタミン酸の約50%がGABA
に変換される。なお、0.5g以上の添加では、反応液
が移動し難くなるが、反応は進行することを確認した。
【0020】
【表1】 第 1 表 ┌───────┬───────────────────────┐ │粉末酵母(g) │ 0.02 0.05 0.10 0.20 0.50 0.70 │ ├───────┼───────────────────────┤ │GABA生成率(%) │ 8.45 24.7 38.9 49.6 53.6 54.0 │ └───────┴───────────────────────┘
【0021】 試験例2 pH3.0〜8.0の各種緩衝液(pH3.0〜5.
5:0.1M酢酸緩衝液、pH5.5〜8.0:0.1
Mリン酸緩衝液)に溶解したL−グルタミン酸溶液1m
lに製造例1で得たアセトン処理粉末酵母0.1gを3
7℃で1時間作用させ、GABAの生成率を求めた。結
果を第2表に示す。
【0022】
【表2】 第 2 表 ┌───────┬───────────────────────┐ │ pH │ 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 7.0 8.0 │ ├───────┼───────────────────────┤ │GABA生成率(%) │23.3 36.6 37.5 39.2 34.7 30.1 15.7 6.0 │ └───────┴───────────────────────┘
【0023】表から明らかなように、GABA生成率は
pH4.5付近で最高値を示したが、pH3.0〜7.
0の広い範囲で実施できる。
【0024】 試験例3 1%L−グルタミン酸溶液(0.1M酢酸緩衝液でpH
5.0に調整)1mlに製造例1で得たアセトン処理粉
末酵母0.1gを加え、37℃で所定時間反応させ、G
ABA生成率の経時的変化を調べた。結果を第3表に示
す。表から明らかなように、2時間後からGABA生成
率はほぼ一定となり、12時間後にはL−グルタミン酸
の半量以上がGABAに変換された。
【0025】
【表3】 第 3 表 ┌───────┬────────────────────┐ │反応時間(hr) │ 0.5 1.0 2.0 4.5 8.0 12.0 16.0│ ├───────┼────────────────────┤ │GABA生成率(%) │26.1 38.5 44.7 45.2 49.2 54.7 54.9│ └───────┴────────────────────┘
【0026】 試験例4 1%L−グルタミン酸溶液(0.1M酢酸緩衝液でpH
5.0に調整)1mlに製造例1で得たアセトン処理粉
末酵母0.1gを加え、所定温度で1時間反応を行い、
GABA生成率を検討した。結果を第4表に示す。表か
ら明らかなように、GABAの生成率は40℃付近で最
高となり、25〜45℃の範囲で実施可能であることが
分かった。
【0027】
【表4】 第 4 表 ┌───────┬─────────────────┐ │ 温度(℃) │ 20 25 30 37 45 50 │ ├───────┼─────────────────┤ │GABA生成率(%) │14.7 18.9 35.4 39.1 25.2 8.6│ └───────┴─────────────────┘
【0028】 試験例5 所定濃度のL−グルタミン酸溶液(0.1M酢酸緩衝液
でpH5.0に調整)1mlに製造例1で得たアセトン
処理粉末酵母0.1gを加え、37℃で1時間作用させ
てGABA生成率を検討した。結果を第5表に示す。表
から明らかなように、GABAの生成率は基質であるL
−グルタミン酸濃度は1%までは40%以上の高い変換
率を示したが、さらに濃度を高めると、変換率は急速に
低下する。
【0029】
【表5】 第 5 表 ┌───────┬──────────────────┐ │基質濃度(%) │ 0.1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 │ ├───────┼──────────────────┤ │GABA生成率(%) │45.6 42.5 40.2 38.9 25.3 13.8 │ └───────┴──────────────────┘
【0030】 試験例6 1%L−グルタミン酸溶液(0.1M酢酸緩衝液でpH
5.0に調整)1mlに製造例1で得たアセトン処理粉
末酵母0.1gと所定濃度の各種CD1mlを加え、3
7℃で1時間反応を行い、GABA生成率を検討した。
結果を第6〜8表に示す。なお、β−CDは溶解性に劣
るので、2gのβ−CDを10mlの12%エタノール
溶液に溶解して用いた。そのため、反応液には終濃度6
%のエタノールが含まれる。表から明らかなように、各
CDとも0.5%の添加でGABA生成率20%以上と
高い値を示し、特に6グルコース環のサイズで高い生成
率を示した。CDの添加量は、基質に対して0.1〜1
倍が適当であり、6倍以上では生成率の減少が認められ
た。
【0031】
【表6】 第 6 表 α−CDの添加 ┌───────┬──────────────────┐ │終濃度(%) │ 0 0.1 0.2 0.5 3 10 │ ├───────┼──────────────────┤ │GABA生成率(%) │38.4 39.2 42.8 49.1 40.2 27.9 │ └───────┴──────────────────┘
【0032】
【表7】 第 7 表 β−CDの添加 ┌───────┬──────────────────┐ │終濃度(%) │ 0 0.1 0.2 0.5 3 10 │ ├───────┼──────────────────┤ │GABA生成率(%) │38.2 38.5 40.3 47.6 37.4 24.4 │ └───────┴──────────────────┘
【0033】
【表8】 第 8 表 γ−CDの添加 ┌───────┬──────────────────┐ │終濃度(%) │ 0 0.1 0.2 0.5 3 10 │ ├───────┼──────────────────┤ │GABA生成率(%) │38.4 38.6 40.8 45.2 38.4 32.1 │ └───────┴──────────────────┘
【0034】 実施例1 市販の圧搾パン酵母(オリエンタル酵母工業(株)製)
20gを用いて、製造例1と同様の方法でアセトン処理
粉末酵母を製造した。この粉末酵母2gを1%L−グル
タミン酸溶液(0.1M酢酸緩衝液でpH4.5に調
整)10mlに加え、37℃で1時間反応させた後、全
量を減圧濃縮してから減圧下に60℃で乾燥して2.2
gの乾燥粉末を得た。この粉末中のGABA含量は48
mgであり、そのまま調味料として利用できる味を有し
ていた。
【0035】 実施例2 L−グルタミン酸の代わりにL−グルタミン酸ナトリウ
ムを使用したこと以外は、実施例1と同様にして2.3
gの乾燥粉末を得た。この粉末のGABA含有量は49
mgであった。
【0036】 実施例3 粉末酵母の使用量を5gとしたこと以外は、実施例1と
同様にして5.2gの乾燥粉末を得た。この粉末のGA
BA含有量は52mgであった。
【0037】 実施例4 市販圧搾酵母(オリエンタル酵母工業(株)製)4gに
1%L−グルタミン酸溶液(0.1M酢酸緩衝液でpH
4.8に調整)10mlを加え、30℃で6時間培養し
た後、110℃で乾燥して1.42gの乾燥粉末を得
た。この粉末のGABA含有量は12mgであった。
【0038】 実施例 市販圧搾酵母(オリエンタル酵母工業(株)製)20g
に酢酸エチル40mlを加え、液状になるまで攪拌し
た。次いで、4℃で16時間放置後、水20mlを加
え、室温下で2時間攪拌した。遠心分離(8,000×
20分)により残渣を除いたのち、分液ロートで酢酸エ
チル層と水層に分け、水層を抽出液とした。この抽出液
に5%L−グルタミン酸ナトリウム溶液(0.1M酢酸
緩衝液でpH5.0に調整)10mlを加え、37℃で
1時間反応させた。得られた液中のGABA含有量は4
7mgであった。
【0039】 実施例 製造例1で得たアセトン処理粉末酵母2gを1%L−グ
ルタミン酸溶液(0.1M酢酸緩衝液でpH5.0に調
整)10mlに懸濁し、さらに1%α−CD溶液10m
lを加え、37℃で1時間反応させた。反応終了後、上
澄み液をHPLCにより分析したところ、GABAへの
変換率は49.1%であった。
【0040】 実施例 α−CD溶液の代わりにβ−CD溶液を用いたこと以外
は、実施例7と同様に実施した。その結果、GABAへ
の変換率は47.6%であった。
【0041】 実施例 製造例1で得たアセトン処理粉末酵母2gと同量のセラ
イトを混合し、カラム(ガラス管:サイズ内径10mm
×10cm)に充填し、37℃の温浴中に沈め、ペリス
タリックポンプで1%L−グルタミン酸溶液(0.1M
酢酸緩衝液でpH5.0に調整)を30分間循環させた
後、取り出した。その結果、GABA変換率36%の溶
液を得た。同様の操作を5回繰り返したが、GABA変
換率はいずれも同等であった。
【0042】
【発明の効果】本発明の方法によれば、酵母を用いて、
グルタミン酸および/またはグルタミン酸ナトリウムか
ら大量のGABAを生成させることができる。この反応
物全体をそのまま液状で、あるいは濃縮したり、さらに
は乾燥、粉末化してGABAを多量に含む食品素材とし
て利用することができる。この食品素材は、機能性調味
料等の製造原料として用いることができる。本発明によ
り得られる食品素材は、通常100gあたり1g以上の
GABAを含んでおり、味質も優れていることから、各
種食品の製造に利用することができる。さらに、GAB
Aを40%以上の高率で含む製品も得られ、必要に応じ
て精製し、純品を得ることも可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI A61K 31/195 ADQ A61K 31/195 ADQ 35/72 AAC 35/72 AAC (72)発明者 津志田 藤二郎 茨城県つくば市並木2丁目306−104 (72)発明者 石塚 忠義 茨城県つくば市竹園2丁目10−14 (72)発明者 樋渡 和寿 北海道北見市東陵町44−10 (72)発明者 森屋 和仁 北海道北見市北上101−15 (72)発明者 家納 定雄 北海道北見市桜町4丁目13−1 (56)参考文献 特開 平3−236763(JP,A) 特開 平3−244366(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A23L 1/30 A23L 1/305

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 グルタミン酸および/またはグルタミン
    酸ナトリウムに酵母を作用させることを特徴とするγ−
    アミノ酪酸を富化した食品素材の製造方法。
  2. 【請求項2】 酵母が、アセトン処理したものである請
    求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 グルタミン酸および/またはグルタミン
    酸ナトリウムとアセトン処理酵母を混合し、pH3.0
    〜7.0、温度25〜45℃で処理することを特徴とす
    る請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 アセトン処理酵母を充填したカラムにグ
    ルタミン酸および/またはグルタミン酸ナトリウムを通
    すことを特徴とする請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 サイクロデキストリンを添加することを
    特徴とする請求項記載の方法。
  6. 【請求項6】 サイクロデキストリンを、グルタミン酸
    および/またはグルタミン酸ナトリウムに対して10〜
    100%(容量)の割合で添加する請求項記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 γ−アミノ酪酸を600mg/100g
    以上含有する酵母
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