JP3415146B2 - ゲル状製品とその製造方法 - Google Patents

ゲル状製品とその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なタンパク質ゲルと関連製品ならびにそ
れらの製造方法に関する。
いわゆる機能性タンパク質あるいはタンパク質含有物
質たとえば血漿、卵アルブミン、乳漿などの水性溶液ま
たは分散物が熱の作用によって凝固され熱不可逆性の不
透明固体ゲルとなりうることは公知である。また、別の
タンパク質たとえばゼラチンが透明であるが熱可逆性の
ゲルを形成しうることも公知である。
本発明は、１つには、タンパク質と還元糖の反応生成
物によって生成された安定で実質的に透明な熱不可逆性
ゲルを提供するものである。さらに、この固体ゲルのシ
ートを乾燥して透明膜を作ることができ、この透明膜は
在来の膜物質の代替物として各種の用途に使用可能であ
る。
誠に驚くべきことながら、本発明によって得られるゲ
ルはそれを商業的無菌状態とするためさらに実質的な加
熱処理または他の処理を施した後においてさえも、その
透明性を保持する。この理由からそのゲルは“安定”で
あるということができる。
なお、本明細書で“実質的に透明な”ゲルという言葉
は、外来の異質成分が混在していなければ、ゲル形成タ
ンパク質成分による実質的散乱または分散なしに光がそ
れを通過できるほどに透明であるゲルを意味する。この
ゲルは、出発物質の種類と反応条件とにより、実質的に
無色または着色しており、着色のある場合は、タンパク
質または関連アミノ酸と糖との間のメイラード反応がそ
の唯一の理由である。
そのゲルが濃色を有する場合、無頓着な観察者には、
そのゲルが光の吸収のため透明とは見えないことがあろ
う。しかし、この場合でも、光の散乱は低レベルであ
り、本明細書で意図する言葉の意味の範囲において実質
的に透明であると理解されるべきである。たとえば、ゲ
ルの透明性の程度を評価するためには適当な波長での光
の透過度を使用することができる。これについては後記
の実施例９に記載がある。
本発明のいま１つの対象はゲル化水性相の製造方法で
あり、その方法はタンパク質またはタンパク質含有物質
の水性溶液または分散物（以下、“分散物”という）を
還元糖またはその源と、変性剤の存在および／または変
性条件下で反応させそして実質的に透明な熱不可逆性ゲ
ル構造体をそれから形成する工程よりなる。
水性分散物に溶解されうるそして本発明の条件下で熱
によりあるいは時間の経過によりゲル構造体になりうる
任意のタンパク質を使用することができる。好ましいタ
ンパク質は、特に固体ゲルが所望される場合は、血漿、
乳漿タンパク質、卵アルブミンのごとき球状タンパク質
である。ただし、他のタンパク質たとえば植物貯蔵タン
パク質（例えば大豆）、カゼイン、菌類タンパク質、筋
肉タンパク質なども使用可能である。商業的に使用する
ためには、高価な精製タンパク質たとえばウシ血清アル
ブミンやラクトグロブリンよりも粗製タンパク質たとえ
ば粗製血漿、魚臓物、イーストなどを使用するのが望ま
しい。
水性分散物中の機能性タンパク質の濃度は所望される
製品の種類やタンパク質の純度または機能により広い範
囲で選択できるが、好ましくは、分散物の２乃至25重量
％の範囲である。最も一般的には、タンパク質濃度は４
乃至15％の範囲である。しかし、精製タンパク質からゲ
ルが製造される場合は２％程度の低濃度でもよく、他
方、活性の低い粗製タンパク質の場合には25％程度の高
濃度でよい。
還元糖はメイラード反応に入ることのできる任意の糖
でもよい。例示すればラクトース、キシロース、グルコ
ースなどである。商業的目的に使用するためには、高価
な精製された糖たとえばラクトースよりも乳漿粉末のよ
うな粗製還元糖源を使用するのが望ましい、ただし、キ
シロースのようなある種の精製糖は商業的用途において
経済的に競合しうるような低濃度で有効である。
還元糖の濃度は好ましくは水性分散物の１乃至６重量
％の範囲である。しかしながら、精製物質の場合には0.
3重量％程度の低濃度でもよく、粗製糖源の場合には10
重量％程度の高濃度でもよい。
使用されるタンパク質変性剤はドデシル硫酸ナトリウ
ム、グアニジウム塩酸塩などのカオトロピック変性剤の
群から選択することができる。また、pH調整、イオン濃
度調整、熱の付与、圧力の印加などのタンパク質変性条
件を利用することができる。これらの条件と変性剤は単
独または組合わせて使用することができる。タンパク質
変性剤および／または変性条件によって生起される変性
の程度を調整するために簡単な塩たとえば塩化カリウ
ム、塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウムなどのごとき
タンパク質変性剤調節物質を使用することもできる。も
ちろん、この目的に使用される添加物はいずれも意図す
る製品に配合許容されるものでなければならない。
変性条件を得るためにアルカリ性が使用されると、水
性分散物はその分散物の温度、タンパク質と還元糖の両
反応成分の濃度及びpH価のごとき条件に応じた速度で実
質的に透明な熱可逆性ゲルに変換される。両反応成分の
濃度が高い場合には、室温に長時間放置しておくだけで
ゲルが生成する。これに対して、平均的濃度の場合には
加熱が必要となろう。加熱は、例えば、80℃の温度で十
分であろう。ただし、パスツールゼーション（低温滅
菌）温度または殺菌温度を含む別の高められた温度も有
効である。
反応の経過にともなって、水性分散物のpH価の低下が
観察される。例えば、反応混合物の初期pHが約12である
場合、最終ゲル生成物のpHは通常は中性範囲、すなわ
ち、pH6乃至８の範囲となる。したがって、このゲル生
成物を高アルカリ性製品が許容されない食品用に使用す
ることが可能となる。用途が食品の場合、好ましくは水
酸化カリウムの添加によって、分散物のアルカリ性を初
期pH10乃至13まで上げるのが好ましい。ただし、他の一
価アルカリ水酸化物および塩を使用することもできる。
特に粗製タンパク質を使用した場合にしばしば見られ
ることであるが、タンパク質の周囲イオン濃度を低下さ
せることによって変性剤および／または変性条件の影響
下でのタンパク質の変性がより容易になる。たとえば、
使用されるタンパク質から塩を除去することにより安定
で透明なゲルを得るために必要なアルカリ性pH価を減少
させることができ、そして、場合によっては、処理がpH
調整なしの加熱だけで十分となる。
しかしながら、場合によっては、特に、ただし必ずと
いうわけではないが、純度の高いタンパク質が使用され
た場合には、タンパク質分子は温和な変性条件ですでに
ほとんど変性された形になる。このような場合には、あ
る量のタンパク質変性調節剤たとえば塩化ナトリウムを
添加することが必要になろう。これによって、タンパク
質分子上の電荷を減少させて分子の膨張を抑え、還元糖
が添加された時に容易に架橋が起こり、しかして熱安定
性透明タンパク質ゲルの網状構造が与えられるようにな
る。すなわち、変性条件によっては、ある種のタンパク
質は架橋の前にある特定の塩濃度レベルが導入されるま
ではゲル化しないことがある。塩化ナトリウムの濃度レ
ベルがさらに高くなると、架橋前に変性が過度に抑制さ
れ、その結果、貧弱なゲルが得られてしまう。
以下の仮説に固執するつもりはないが、本発明者等
は、本発明が変性剤および／または変性条件を与えるこ
とによって分子を展開するようにしてタンパク質を変性
させることを包含すると考えている。そして還元糖を加
えることによってタンパク質分子間の架橋がなされ、そ
の結果透明で熱安定性のある熱不可逆性ゲルが得られる
のである。場合によっては、変性条件は省略することが
できる。タンパク質の凝集が起こる前のこの架橋が透明
で熱安定なゲルをもたらしそして不透明な凝集タンパク
質ゲルが生成されてしまうのを回避させるのである。
本発明の利用分野の中で重要なものは、ゲル媒質中に
食物の粒または小片を埋め込んだ形態の食品、特に、肉
入りゼリー（meat−in−jelly）缶詰の製造である。こ
のような製品の製造の場合には、水性分散物を所望のゲ
ルに変換させるために通常の熱殺菌工程を利用するのが
好都合である。
ゲルが透明であるので、ゲルの中に埋め込まれている
肉片の典型的表面外観はその製品を目視した時に明らか
に見られる。詳細にいうと、ゲルの透明度はそのゲルの
厚さ2.5mmの層で肉片が被覆された場合でも、その肉片
の表面外観が目で見えるような程度であるのが好まし
い。このゲルの光沢も肉入りゼリー製品にとって有利で
ある。ここで、光沢とはゲル表面の光沢をいうものであ
り、この光沢は比較的高い鏡面反射を示すものと考えら
れる。
本発明の熱不可逆性ゲルの別の１つの用途は、食物の
個別部片または厚切りを缶詰にした製品の製造における
利用であり、たとえば、個々の栄養成分部片のバインダ
ーとして役立つ。このような食物は常用技術によって作
ることができそしてそのままレトルトにかけることがで
きる。
本発明のゲルのための反応成分の水性分散物は良好な
乳化特性を有しており、したがって、反応前に添加され
た油または脂肪を乳化させることができ、そしてゲルを
形成する。これによって、安定な低カロリースプレッド
を製造することが可能である。
本発明のさらに別の１つの用途はこのゲルを、たとえ
ば高温気候で使用される製品およびハラル（hallal）食
品の製造においてゼラチンの熱安定性代替物として使用
することである。
本ゲルのシートが、たとえば、水性分散物をゲル化前
に一時的支持体上に伸展させることによって製造するこ
とができる。このシートを乾燥すれば種々の用途をもつ
透明タンパク質フィルムを形成することができる。この
フィルムの可撓性は最初の分散物にグリセリンのごとき
可塑剤を配合することによって増大させることができ
る。
現場でのタンパク質フィルムの形成は各種食品に食べ
られるコーティングを与えるために利用することができ
る。例えば、果物や野菜にこの水性分散物のコーティン
グを施しそして乾燥する前にゲル化させれば、その食品
に食べられる保護バリヤーを与えることができる。同様
のコーティングを他の製品にも適用することができる。
例えば、チョコレートバーや通常さわると粘着するある
いは取扱いが厄介な製品に対して使用することができ
る。また、このようなフィルムコーティングはポテトチ
ップを揚げる間の脂肪バリヤー層として、あるいはま
た、ベーストリー、例えば、カスタードタルトに湿気が
入るのを防ぐためのバリヤーとして使用することができ
る。
以下、本発明の実施例を示す。
実施例１ 冷凍血漿 1 kg 乳漿粉末 30 g 血漿を解凍し、乳漿を添加しそしてよく攪伴する。混
合物のpH価を水酸化カリウムの30％w/v水溶液を滴下添
加してpH12に調整し、そしてこの混合物を10分間125℃
まで加熱する。pH7の透明で光沢のある褐色ゲルが生成
される。
実施例２ 実施例１と同じ成分を使用する。そのアルカリ性混合
物を１つの缶の中で肉または肉類似物と一緒にし、そし
て129℃の温度で１時間処理する。得られた製品はpH7の
光沢透明褐色ゲルの中に調理した肉が入っているもので
ある。
実施例３ 冷凍血漿 1 kg 乳漿粉末 35 g ラクターゼ 0.1ml 実施例１と同じ方法で実施する。ただし、今回は血漿
と乳漿に加えて酵素を添加してラクトースをより容易に
反応するグルコースとガラクトースとに分解する。この
混合物をpH調整前に室温で２時間培養する。
実施例４ 乾燥血漿粉末10gとキシロース、グルコースまたはラ
クトース1gを100gの水に加える。この混合物を高剪断力
ホモゲナイザーを使用して分散する。この混合物のpH価
をKOHまたはNaOHを使用してpH12に調整する。この混合
物をスクリューキャップバイアルびんで各20mlのアリコ
ートに分けて、これらのサンプルを125℃の温度で15分
間オートクレーブにかける。生成物はpHが6.5乃至7.5の
光沢のある透明濃褐色のゲルである。
実施例５ 実施例４の方法で製造されたゲルの複数の試料を−18
℃の冷凍庫の中に１時間入れておいた。これらの凍結し
た試料を室温に放置して解凍させた。試料は冷凍の前と
後で実質的に同じであった。このことは本発明によるゲ
ルが冷凍−解凍安定であることを示す。
実施例６ 場合によってはミートスラリーのような食物がその中
に分散されている透明ゲルを実施例１、３または４に記
載したようにしてつくり、そのゲルを複数個の小片に分
割して原料肉混合物に１つの成分として加える。これを
缶詰にしそして常法により殺菌する。これにより、透明
で光沢があり熱不可逆性のままの状態である複数のゲル
小片を含有している調理された肉製品が製造される。
実施例７ 血漿粉末15gとキシロース2gをトリポリリン酸ナトリ
ウム（STPP）1.3gおよびひまわり油0.2gと一緒に水100m
lに加える。この混合物を高剪断力ミキサーを使用して
均質化する。この混合物のpH価をKOHでpH12に調整す
る。この混合物を室温に４時間またはそれ以上放置する
と淡褐色ゼリーとなる。この生成物を缶詰めにして１時
間129℃のオートクレーブにかけると実質的に透明なゲ
ルを製造することができる。そのゲル相自体はその透明
性を保持しているけれども、懸濁されている油または脂
肪のためにわずかながら透明度は減じられるであろう。
実施例８ 10％血漿粉末、2.5％キシロースおよび2.5％ドデシル
硫酸ナトリウム（SDS）を含む水性懸濁物を125℃に10分
間加熱する。透明な赤／褐色熱不可逆性ゲルが生成され
る。
実施例９ 次の実施例は本発明の目的を達成するためにpHを変え
ることが有効であることを示す。さらに、ゲルの透明度
を評価するために光透過率を使用することを示す。
10％血漿粉末と２％ラクトースを含有する水性懸濁物
を２つのアリコートに分けた。その一方を１モル水酸化
ナトリウムでpH12に調整した。他方のアリコートはpH8
のままにした。それぞれを注射器によって1mmのキュヴ
ェットに入れて２分間121℃に加熱した。
pH調整をしなかった混合物は不透明な熱不可逆性ゲル
を与えた。このゲルは400乃至800nmの領域の光を１％以
下透過させた。
pH12に調整した混合物は透明な熱安定性ゲルを与え
た。このゲルは400乃至800nmの領域の光を70％まで透過
させた。
実施例10 クエン酸処理した全血100mlに3gのグルコースを混合
しそしてこの混合物を１モルNaOHでpH12に調整する。こ
れを15分間125℃に加熱する。光沢のある濃い暗褐色ゲ
ルが製造される。
実施例11 全血粉末15gとラクトース3gを水100mlに分散しそして
そのpHを１モルKOHで12に調整する。この混合物を５分
間130℃に加熱する。光沢のある濃い暗褐色ゲルが製造
される。
実施例12 ミンチに刻んだ白魚臓物100gをガラクトース3gを添加
して均質化しそしてこの混合物のpHを１モルNaOHで11.5
に調整する。これを15分間125℃に加熱する。白魚細片
を含有している熱不可逆透明褐色ゲルが製造される。
実施例13 乾燥血漿の代わりに卵アルブミン粉末9gを使用して実
施例４の操作を繰り返す。同様なゲルが得られる。
実施例14 乾燥して粉末化した卵アルブミンの10％溶液を蒸留水
を使用して作る。この溶液を蒸留水中で24時間透析す
る。この溶液をベックマンJ21C遠心分離器（JA−14ロー
タ）にかけて15分間遠心分離する。上澄みを使用のため
取っておく。この溶液のpH価は約6.6である。
この溶液に0.5％キシロースを添加し、次に90℃で30
分間処理しそして冷却する。この溶液をレトルトにかけ
て125℃で15分間殺菌する。最終生成物はpHが約6.4のし
っかりした弾性透明オレンジ色ゲルである。
実施例15 限外濾過して乾燥したブタ血漿製剤を蒸留水に溶解し
て10％溶液を作る。この溶液に0.5％キシロースを添加
し、そしてこの混合物を分けてそれぞれpH10.2、pH10.
9、pH12.0に調整する。これらpH調整されたアリコート
に異なるレベルの塩化ナトリウムを添加する。これら試
料を15分間125℃の温度でレトルトにかける。
pH10.2に調整された場合は、透明な褐色ゲルが形成さ
れる。pH10.9の場合には30ミリモルの塩を添加した時に
透明ゲルが形成される。pH12.0の場合には、30ミリモル
の塩で透明液体が生じ、150ミリモルでは透明ゲルが生
じそして500ミリモルでは軟らかな半透明ゼリーが形成
される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーフォード，スティーヴン イギリス．エルイー15 ７エッチエヌ, オークハム，ウィッセンダイン，ホール クローズ 12 (56)参考文献 特開 昭63−216436（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−944（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A23J 3/00 - 3/16 A23L 1/0562 - 1/06

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】タンパク質と還元糖との反応生成物によっ
    て形成された熱不可逆性で、安定な、実質的に透明なゲ
    ルを含むタンパク質含有製品。
  2. 【請求項２】２乃至25重量％のゲル形成タンパク質を含
    有しているタンパク質ゲルからなる請求項１記載のタン
    パク質含有製品。
  3. 【請求項３】ゲル形成タンパク質が球状タンパク質であ
    る請求項１または２に記載のタンパク質含有製品。
  4. 【請求項４】ゲルの中に埋め込まれた食物の粒または小
    片からなる請求項１乃至３のいずれかに記載のタンパク
    質含有製品。
  5. 【請求項５】ゲルが複数の小片に分割されて食品の成分
    として配合されている請求項１乃至４のいずれかに記載
    のタンパク質含有製品。
  6. 【請求項６】ゲルの中に油または脂肪が分散されている
    請求項１乃至５のいずれかに記載のタンパク質含有製
    品。
  7. 【請求項７】実質的に透明の状態を保持したままで商業
    的に無菌の状態にされている請求項１乃至６のいずれか
    に記載のタンパク質含有製品。
  8. 【請求項８】タンパク質ゲルを乾燥して得られたタンパ
    ク質膜の形状である請求項１、２または３に記載のタン
    パク質含有製品。
  9. 【請求項９】該タンパク質膜が食物または他の製品上の
    食べられるコーティング層またはバリヤー層を構成して
    いる請求項８記載のタンパク質含有製品。
  10. 【請求項１０】タンパク質またはタンパク質含有物質の
    水性分散物に、変性剤および／または変性条件を適用
    し、そしてタンパク質またはタンパク質含有物質を、還
    元糖またはその源と反応させ、そしてそれから実質的に
    透明な熱不可逆性ゲルを形成することからなる請求項１
    記載のタンパク質含有製品を製造するための方法。
  11. 【請求項１１】そのゲル構造体が２乃至25重量％のゲル
    形成タンパク質からなる請求項10記載の方法。
  12. 【請求項１２】タンパク質が球状タンパク質である請求
    項10または11に記載の方法。
  13. 【請求項１３】還元糖がラクトース、キシロースまたは
    グルコースまたはそれらの源でありそして水性分散物の
    0.3乃至10重量％の濃度で存在している請求項10乃至12
    のいずれかに記載の方法。
  14. 【請求項１４】変性剤がアルカリであり請求項10乃至13
    のいずれかに記載の方法。
  15. 【請求項１５】変性剤がカオトロピック剤である請求項
    10乃至13のいずれかに記載の方法。
  16. 【請求項１６】ゲルを形成する前にタンパク質またはタ
    ンパク質含有物質の塩含有量を減少させる請求項10乃至
    15のいずれかに記載の方法。
  17. 【請求項１７】ゲルを形成する前に食物の粒子または小
    片を該水性分散物および他の反応体と混合する請求項10
    乃至16のいずれかに記載の方法。
  18. 【請求項１８】ゲルを複数の小片に分割しそして食品の
    中に配合する請求項10乃至17のいずれかに記載の方法。
  19. 【請求項１９】タンパク質および還元糖反応体と最終製
    品の任意の付加的成分とを含有する水性分散物をパスツ
    ールゼーションまたは殺菌条件で処理する請求項10乃至
    18のいずれかに記載の方法。
  20. 【請求項２０】ゲルまたは濃厚化相を形成する前に該水
    性分散物中に油または脂肪を乳濁化する請求項10乃至19
    のいずれかに記載の方法。
  21. 【請求項２１】タンパク質および還元糖反応体を含有す
    る水性分散物を一時的支持体上に伸展しそして乾燥して
    タンパク質膜を形成する請求項10乃至16のいずれかに記
    載の方法。
  22. 【請求項２２】該水性分散物に可塑剤を配合する請求項
    21に記載の方法。
  23. 【請求項２３】タンパク質および還元糖反応体を含有す
    る該水性分散物を食物または他の製品の上に塗布しそし
    てそれらの上で乾燥させてコーティング層またはバリヤ
    ー層を構成させる請求項10乃至16のいずれかに記載の方
    法。
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