JP4045715B2 - 低プリン含有大豆加工品の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高尿酸血症患者用食として使用できる低プリン含有加工大豆原料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高蛋白食、アルコール摂取などの原因から高尿酸血症となり、その尿酸が関節滑液や組織内に塩として沈着する事で、手足の指や膝などの関節に激烈な傷みを招く痛風を発症する人が増えつつある。
尿酸の成分はプリン体である事から、高尿酸血症患者は食餌中のプリン体摂取を厳しく制限され、１日に蛋白質を60g 前後，プリン体を0.1 〜0.15g の指導を受けている。
【０００３】
通常の食品で蛋白質60g 当たりのプリン体量は、畜肉で200 〜300mg 、魚介類で300 〜500mg 、米や大豆で300mg 、小麦でも150mg と高く、低い食品は卵（微量）や乳製品（20mg）など、ごく限られた物しかない（四訂食品成分表）。この中でプリン体の摂取量を基準以下に維持する事は難しく、特に蛋白質は乳製品や卵に限定されてしまい肉類を摂ることが出来ないなど、変化に乏しい食事を強要される患者の精神的苦痛は非常に大きい。このプリン体は生体中では核酸の構成成分として存在しており、細胞内に普遍的に含まれる為、食物中からこれを除去する事は困難で、これに関する報告も殆どなされていない。
【０００４】
一方、大豆は高蛋白質な食品素材として幅広く用いられている。従来より醤油，味噌、納豆、豆腐、油揚げ、厚揚げ、豆乳等の伝統食品に使われきたが、近年は分離した大豆蛋白質を用いたゲル化食品や飲料，更に組織性を持たせた肉様食品など、新たな用途を広げつつある。
そこで大豆蛋白質から効率的にプリン体を除去する事で、低プリンで汎用性の高い食品素材を作る事が考えられる。実際に大豆や菜種から含アンモニア- 含水アルコールで大豆を処理することで核酸を低下させる方法が出願されているが（特開昭54-84052号公報）、蛋白質のアルカリ処理はリジノアラニンの形成を引き起こし、またアルコール処理は蛋白質の溶解性を低下させるなど、その後の使用には問題が多い。
【０００５】
抗体などの医薬品の生産工程や実験室レベルの蛋白質精製では、蛋白質と核酸（プリン体）を分離するために種々の方法が行われている（（生化学実験講座５，酵素研究法（上）200p，東京化学同人）、（特開昭55-50895号公報））。その中で蛋白質にリボヌクレアーゼを用いる手法も紹介されているが（Biochim. Biophys. Acta, 141 (1967) 516-522）、純粋な酵素製品が高価な為に食品分野に応用された例はない。
【０００６】
またイオン交換樹脂により核酸（プリン体）を吸着する方法も知られている。例えば特表平7-501223号公報は生物試料から核酸成分を陰イオン交換樹脂に吸着させ、夾雑物である蛋白質から分離する方法が記載されているが、この際0.25〜1.5Mの低塩濃度下で吸着が行われるとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
肉類若しくはそれに近い食感、風味を持ち、且つプリン体含量が低い高蛋白質食材を提供できれば、高尿酸血症患者用食は大幅に改善される。
しかしながら、肉類はそれ自体が組織化されている為に、この中からプリン体である核酸を除去する事は非常に困難である。また、小麦製品はパンやパスタ類、ピザ生地、スポンジ、麸など種々の形態に加工することができる汎用素材であるが蛋白質含量が低く、これだけの摂取ではまだまだ満足の度合いが低い。
【０００８】
大豆は小麦とは異なり蛋白質含量が高く、また多くの形態に加工する事が可能である。しかしながら、大豆中のプリン体は蛋白質と強く結合しており、抽出や等電点沈澱、透析、発酵等で除去することが困難である。プリン含量はオリジンにより数値にかなりの差が出るものの、例えば、大豆のプリン体含量は蛋白質60g 当たり300mg 程度だが、豆乳で410mg 、納豆で380mg 、分離大豆蛋白質でも300mg と、加工を行っても殆どその含量は変わらない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
各種の大豆原料からプリン体含量を大幅に減らした大豆加工品が得られれば、これを元に多くの大豆食品を作製する事が可能になり、高尿酸血症患者用の食餌のバリエーションは大幅に改善される。具体的には、１日に高尿酸血症患者が摂取する60g の蛋白質中に150mg 以下のプリン体しか含まない大豆加工品が必要である。これは即ち、蛋白質1g当たり2.5mg 以下のプリン体に相当する。
【００１０】
ここでいう大豆原料とは、丸大豆や半割大豆、大豆粉、脱脂大豆、アルコールコンセントレート、酸コンセントレート、分離大豆蛋白質などであり、これらを原料に低プリン化処理を施して作った大豆加工品が、酸コンセントレート、豆乳、豆腐、分離大豆蛋白質等である。
これらの大豆加工品を用いると、豆腐、豆乳、油揚げ、厚揚げなどの伝統食品、エクストルーダー処理した組織状大豆蛋白質、分離大豆蛋白質の繊維状加工品や大豆蛋白質の飲料、大豆蛋白質を添加した畜肉加工品や魚肉加工品などを調製する事ができ、食餌中のプリン体量を減じる事が可能である。
【００１１】
すなわち、大豆原料を水に溶解もしくは懸濁させ、核酸分解活性のある酵素を添加する。大豆粉や脱脂大豆の場合は３〜１００倍、好ましくは５〜２０倍程度の水に懸濁し、このスラリーから蛋白質を抽出後に濾過や遠心分離等によりオカラ分を除去した豆乳、或いは既に調製した分離大豆蛋白の１〜２５％、好ましくは５〜１５％溶液などが用いられる。
【００１２】
核酸分解活性のある酵素とは、ヌクレアーゼ、リボヌクレアーゼ、デオキシリボヌクレアーゼがあるが、生体中の核酸の大部分はリボ核酸（RNA ）であるため、ヌクレアーゼ、リボヌクレアーゼを用いる事ができる。中でも入手しやすく活性も高いリボヌクレアーゼが好ましく、粗精製なリボヌクレアーゼがより好ましい。
リボヌクレアーゼは蛋白質的に純粋な製品が得やすいため、実験室レベルや医薬品製造では精製リボヌクレアーゼを用いた除核酸操作が行われている。これらの分野では種々の理由で純粋なリボヌクレアーゼを使う必要がある一方で、食品分野には高価なリボヌクレアーゼ精製品の使用は全く考えられない。
【００１３】
そこで発明者が鋭意検討した結果、粗精製の酵素の中にリボヌクレアーゼ活性が特異的に高いものがある事が判った。粗精製リボヌクレアーゼの工業的用途が殆ど無い現状ではその活性は明記されていないが、パンクレアチンF （プロテアーゼ／豚膵臓由来）、ヌクレアーゼアマノ（5'- ホスホジエステラーゼ／Penicillium citrinum由来）（以上、天野製薬製）、トリプシン（プロテアーゼ／豚膵臓由来）（ノボ社製）、スミチームLPL （中性プロテアーゼ／Aspergillus oryzae由来）、スミチームFP（ペプチダーゼ／Aspergillus oryzae由来）、スミチーム（グルコアミラーゼ／Rhizopus sp.由来）、スミチームMC（ペクチナーゼ／Rhizopus oryzae 由来）（以上、新日本化学製）など、活性表記が無くても、安価の上に十分な力価のリボヌクレアーゼ活性が認められたが、これ以外にも、核酸分解活性を持つ粗酵素であれば用いることは可能である。中でも、豚膵臓に由来するパンクレアチンは粗精製な為にリボヌクレアーゼ活性が多く残存し、価格対活性では最も実用的である。
【００１４】
ここでいう粗精製リボヌクレアーゼとは蛋白質の精製度が低いリボヌクレアーゼの事であって、具体的にはクロマトグラフ的にあるいは電気泳動的に均一な蛋白質ではない状態を示す。従来のリボヌクレアーゼの使用環境では夾雑成分により起こる望まない現象、例えば夾雑他酵素によるコンタミやこれによる副反応を避ける為に、精製度の高いリボヌクレアーゼを用いてきた。本発明については他酵素の夾雑は大きな問題にならないし、むしろ酵素精製に係るコストを減らす事で、食品という安価が要求される用途に核酸分解酵素を用いる事ができる様になった。
これら核酸分解酵素を原料溶液，原料懸濁液に添加し、任意のpHで反応させる。反応pHは含まれる酵素の至適pHにもよるが、動物由来のリボヌクレアーゼの場合は概ね中性域、微生物由来の場合は酸性域に活性を持つものと中性域に活性を持つものがある。上記の例で言えば、ヌクレアーゼアマノやスミチーム系は酸性域の方がリボヌクレアーゼ活性が高い。
【００１５】
また、大豆を酵素処理する場合、基質の状態も問題である。特にpH4.5付近では大豆蛋白質成分が不溶化しているので、酵素に対する反応性は低い。pH4.5より更に低いpHで反応する核酸分解酵素か、中性域で反応する核酸分解酵素が好ましいが、その後のpH調整を考えると、中性域で反応する物がより好ましい。
【００１６】
温度，時間も酵素により任意に設定するが、反応時間が長いと、夾雑するプロテアーゼが蛋白質を望まないレベルにまで分解してしまうなどの副反応が起きることがある。以上の事を踏まえた上での反応条件として、パンクレアチンFの場合は基質の蛋白質重量当たり0.02〜5 ％、好ましくは0.1 〜2%程度を加え、pH6 〜8 ，40℃で15分〜２時間程度反応させる。スミチームの場合は基質の蛋白質重量当たり0.1 〜20% 、好ましくは0.5 〜5%程度を加え、pH3 〜5 ，40℃で15分〜５時間程度反応させる。
【００１７】
反応後、pHを大豆蛋白質の等電点である4.5 付近にする事で蛋白質成分は不溶化し、これを遠心分離等で回収する。基質が脱脂大豆であればオカラ成分を含んだ酸コンセントレートが、基質が豆乳であれば分離大豆蛋白質が得られ、加水分解により低分子になった核酸成分は上澄に残存する。沈澱を中和再溶解後に加熱殺菌することで湿潤状態の低プリン含有大豆加工品を得ることができるし、或いはこの後に乾燥を行い、乾燥状態の低プリン含有大豆加工品を得ることもできる。
【００１８】
等電点沈澱ではなく、アルカリ土類金属によって沈澱させる事も可能である。このアルカリ土類金属とはカルシウム，マグネシウムの塩化物や硫酸物で、これらは「ニガリ」として豆腐製造に一般的に用いられている物である。酵素反応後の上記反応液を加熱殺菌し、そのままもしくは水で数倍〜数十倍に希釈した後にこのニガリを０. １〜２％程度を加え、析出した沈澱を濾過もしくは遠心分離等で回収する事で豆腐が得られる。そのまま押し固める事も、凍結して凍豆腐にする事も、乾燥粉末にする事も可能であり、それぞれが低プリン含有大豆加工品として用いることが出来る。
【００１９】
上記の沈澱法以外にも、限外濾過により加水分解された低分子核酸を除去する事もできる。限外濾過には有機膜やセラミックフィルターなどを用いる事ができるが、何れもポアサイズ50Å〜0.5 μm、望ましくは200 Å〜1000Å（0.1 μm ）の膜を用いて蛋白質と低分子を分離する。ポアサイズが大きいと蛋白質が流出してしまうし、小さいと分離速度が遅い。限外濾過を用いた方が回収蛋白質の風味が良く、食品用途には適している。
残存核酸量の確認はSTS （Schmidt-Thanhauser-Schneider）法、及びHPLC法によるアデニン、グアニンの定量に拠った。
【００２０】
低プリン化の他の方法として、大豆原料の陰イオン交換樹脂処理を用いる事もできる。ここでいう大豆原料は、大豆粉や脱脂大豆、アルコールコンセントレート、酸コンセントレート、分離大豆蛋白質などである。これら大豆原料を水に溶解もしくは懸濁させ、陰イオン交換樹脂のカラムに通液するか、或いはバッチで陰イオン交換樹脂処理を行う。
この際、通常の状態では核酸と同時に蛋白質成分が樹脂に吸着され、樹脂の交換容量の殆どを絶対量の多い蛋白質の吸着に費やしてしまうため、非常に吸着効率が悪い。発明者が検討した結果、微量のイオンが存在した状態で樹脂処理を行うと、蛋白質の殆どは未吸着のまま核酸成分のみが特異的に吸着され、低プリン含有の大豆加工品として得ることができる事が判った。
【００２１】
この際のイオン濃度が低いと蛋白質の吸着が起こって吸着効率が落ち、高いと核酸が吸着しきれずに残存してしまう。特表平7-501223号公報で記載されている0.25〜1.5Mol/l(N) では、イオン交換樹脂に吸着してしまう蛋白質は少ない一方で、核酸も一部が流出してしまい、回収蛋白質のプリン含量が高い。該特許の目的である高純度の核酸の回収の為にはこの方が好ましいが、低核酸の蛋白質を得る目的ではこれよりイオン濃度を下げ、核酸と共に多少の蛋白質がイオン交換樹脂に吸着される条件の方が好ましい。
【００２２】
具体的には、大豆及び大豆原料の水溶液または水懸濁液を0.05〜0.25N 、好ましくは0.10〜0.25N 、更に好ましくは0.15〜0.25N のイオン存在下に陰イオン交換樹脂処理する事で、蛋白質1gに対するプリン体量が2.5mg 以下の低プリン含有大豆加工品を得る事ができる。
添加するイオンとしては、大豆蛋白質と反応し易い二価金属イオンよりは一価金属イオンが好ましく、中でもナトリウムとカリウムがより好ましい。これらの塩化物や硫酸物などの中性塩を用いる事ができる。
【００２３】
また、陰イオン交換樹脂は種々の物を用いる事ができるが、生化学な実験室で用いられるDEAE- トヨパール（トーソー製）やDEAE- セルロファイン（生化学工業製）、DEAE- セファロース（ファルマシア社製）、工業的に用いられるアンバーライトIR-45 、IR-68 、IR-93 、IR-410、IR-411（オルガノ株式会社製）やデュオライトA-375 、A-368 、A-378 （住友化学工業株式会社製）等が使用できるが、これに拘らず塩基性のものから適宜選択する。
陰イオン交換樹脂カラムへの核酸の吸着条件は一概には規定できないが、大豆蛋白質のpH6 〜8 程度の溶液をSV0.05〜10/Hr 程度の速度で供与する。バッチ処理も陰イオン交換樹脂を包んだネットを大豆原料の溶液若しくは懸濁液中で任意の時間撹拌することで吸着が行われる。
【００２４】
このまま加熱殺菌することで湿潤状態の低プリン含有大豆加工品を得ることができるし、或いはこの後に乾燥を行い乾燥状態の低プリン含有大豆加工品を得ることもできる。また、加熱殺菌前に、等電点沈澱やアルカリ土類金属による沈澱，限外濾過等で低分子成分を除去する事も出来る。
【００２５】
【実施例】
以下実施例を以て本発明を説明する。
【００２６】
実施例１
脱脂大豆1 部を水20部に懸濁し、pH7.5 で30分間撹拌抽出を行った。そこにパンクレアチンF （天野製薬）を0.005 部を加え、40℃で1 時間反応を行った。HCl によりpHを4.5 とし、生成した蛋白質とオカラ成分を遠心分離機で回収することで低分子核酸を除去した。NaOHで中和し、加熱殺菌後噴霧乾燥して、試料Ａを得た。
【００２７】
実施例２
脱脂大豆1部を水10部に懸濁し、pH7.5 で30分間撹拌抽出を行った。オカラを遠心分離機で分離して得た脱脂豆乳（8 部）にパンクレアチンF を0.002 部を加え、40℃で1 時間反応を行った。HCl によりpHを4.5 とし、生成した蛋白質を遠心分離機で回収することで低分子核酸を除去した。NaOHで中和し、加熱殺菌後噴霧乾燥して、試料Ｂを得た。
【００２８】
実施例３
脱脂大豆1 部を水10部に懸濁し、pH7.5 で30分間撹拌抽出を行った。オカラを遠心分離機で分離して得た脱脂豆乳（8 部）にパンクレアチンF を0.002 部を加え、40℃で1 時間反応を行った。水で１０倍に希釈後にセラミックフィルター（東芝セラミックス製・ポアサイズ500 Å）にて１０倍に濃縮し、加熱殺菌後噴霧乾燥して試料Ｃを得た。
【００２９】
実施例４
脱脂大豆1 部を水10部に懸濁し、pH7.5 で30分間撹拌抽出を行った。オカラを遠心分離機で分離して得た脱脂豆乳（8部）をHCl でpH3.5 とした後に、スミチーム（新日本化学）を0.01部を加え、40℃で1 時間反応を行った。NaOHによりpHを4.5 とし、生成した蛋白質を遠心分離機で回収することで低分子核酸を除去した。NaOHで中和し、加熱殺菌後噴霧乾燥して、試料Ｄを得た。
【００３０】
実施例５
分離大豆蛋白質（フジプロSE，不二製油製）1 部を水20部に溶解させ、パンクレアチンF を0.01部を加え、40℃で1 時間反応を行った。HCl によりpHを4.5 とし、生成した蛋白質を遠心分離機で回収することで低分子核酸を除去した。NaOHで中和し、加熱殺菌後噴霧乾燥して、試料Ｅを得た。
【００３１】
実施例６
丸大豆1 部に水20部を加えた浸漬大豆を、加熱後に破砕して「呉」を得た。オカラを遠心分離機で分離して得た全脂豆乳にパンクレアチンF を0.002 部を加え、40℃で1 時間反応を行った。水で１０倍に希釈後にセラミックフィルター（東芝セラミックス製・ポアサイズ500 Å）にて１０倍に濃縮し、加熱殺菌後噴霧乾燥して試料Ｆを得た。
【００３２】
実施例７
脱脂大豆1 部を水10部に懸濁し、pH7.5 で30分間撹拌抽出を行った。オカラを遠心分離機で分離して得た脱脂豆乳（8部）にパンクレアチンF を0.002 部を加え、40℃で1 時間反応を行った。加熱殺菌後に水で５倍に希釈し硫酸カルシウムを0.003部加え、沈澱を濾布で回収し型に入れて押し固め、木綿豆腐様として試料Ｇを得た。
【００３３】
実施例８
丸大豆1 部に水20部を加えた浸漬大豆を、加熱後に破砕して「呉」を得た。オカラを遠心分離機で分離して得た全脂豆乳にパンクレアチンF を0.002 部を加え、40℃で1 時間反応を行った。加熱殺菌後に水で５倍に希釈して硫酸カルシウムを0.003 部加え、沈澱を濾布で回収し型に入れて押し固め、木綿豆腐様として試料Ｈを得た。
【００３４】
実施例９
脱脂大豆1 部を水10部に懸濁し、pH7.5 で30分間撹拌抽出を行った。オカラを遠心分離機で分離して得た脱脂豆乳（8 部）にNaClを0.094 部加え（0.2N）、DEAE- トヨパールカラムにSV:0.2/Hr で通液した。通過液を加熱殺菌後噴霧乾燥して、試料Ｉを得た。
【００３５】
実施例１０
脱脂大豆１部を水20部に懸濁し、pH7.5 で30分間撹拌抽出を行った。NaClを0.25部加え（0.2N）溶解させた後、１部のデュオライトA-375 （住友化学）をガーゼで包み、懸濁液中で１時間撹拌した。処理液を加熱殺菌後噴霧乾燥して、試料Ｊを得た。
【００３６】
比較例１
脱脂大豆1 部を水20部に懸濁し、pH7.5 で30分間撹拌抽出を行った。HCl によりpHを4.5 とし、生成した蛋白質とオカラ成分を遠心分離機で回収した。NaOHで中和し、加熱殺菌後噴霧乾燥して、試料Ｋを得た。
【００３７】
比較例２
脱脂大豆1 部を水10部に懸濁し、pH7.5 で30分間撹拌抽出を行った。オカラを遠心分離機で分離して得た脱脂豆乳（8 部）をHCl によりpHを4.5 とし、生成した蛋白質を遠心分離機で回収した。NaOHで中和し、加熱殺菌後噴霧乾燥して、試料Ｌを得た。
【００３８】
以上の試料の核酸濃度（STS 法）及び、計算により算出したプリン体量を示す。比較例に対して、本発明品（実施例）は何れも蛋白質1g当たり、プリン体が2.5mg を下回っており、高尿酸血症患者用食として利用できる事が判る。
【００３９】

【００４０】
【発明の効果】
以上の様に、大豆及び大豆原料を核酸分解酵素で処理し蛋白質成分を回収することで、蛋白質1gに対するプリン体量が2.5mg 以下の低プリン含有大豆加工品を製造し、高尿酸血症患者用食として、プリン体含量が低い高蛋白質食材を提供することができる。

Claims (4)

1. 大豆及び大豆原料を核酸分解酵素で処理し、蛋白質成分を等電点沈澱、またはアルカリ土類金属による沈澱、または限外濾過で回収して得られる、蛋白質1gに対するプリン体量が2.5mg以下の、低プリン含有大豆加工品の製造方法。
2. 核酸分解酵素が粗精製リボヌクレアーゼである、請求項１に記載の低プリン含有大豆加工品の製造方法。
3. 粗精製リボヌクレアーゼが動物膵臓由来のパンクレアチンである、請求項１〜２に記載の低プリン含有大豆加工品の製造方法。
4. 低プリン含有大豆加工品が酸コンセントレート、豆乳、豆腐、分離大豆蛋白質である、請求項１〜３に記載の製造方法。