JP4579696B2 - ミルクタンパク質処理及びその適用 - Google Patents

Description

本発明は、新規タンパク質成分の開発及びそれらの適用、特にチーズ製造における適用に関連する。

発明の背景
用語「ミルクタンパク質濃縮物」（MPC）とはミルクタンパク質産物であって、無脂肪固形分（SNF）の５５％超、好適には７５％超がミルクタンパク質でありそしてカゼイン：ホエータンパク質の比が約９８:２〜５０：５０、好適には９０：１０〜７０：３０、最も好適には９０：１０〜８０：２０であるミルクタンパク質産物である。かかる濃縮物は当業者に公知である。MPCは、往々にして、「MPC」に付記するミルクタンパクとしての乾物％で記載されている。例えば、MPC70とは、ミルクタンパク質として乾物を７０％伴うMPCである。MPCは一般に、非乳成分を用いることなく調製されているが、それらは、植物性脂肪など、非乳性脂肪などの添加物を含んでも良い。

用語「ミルクタンパク質単離物」（MPI）とは、ホエータンパク質に対するカゼインの割合が実質的に変わっていないことを含んで成るミルクタンパク質組成物（ここで乾物は、８５％超のミルクタンパク質からなる）を意味する。かかる単離物は当業界で公知である。

用語「総ミルクタンパク質」（TMP）とは、ホエー及びカゼインの変性及び/又は沈殿によって生産されたミルクタンパク質組成物を意味し、そしてSNFの７０％超がミルクタンパク質である。TMP中に存在するホエータンパク質は変性状態にある（米国特許第6,139,901号）。この産物も当業者に公知である。

これらの産物（MPC、MPI、及びTMP）は、タンパク質が多く且つ脂肪及びラクトースが少ない点でスキムミルク濃縮物とは異なる。それらは、タンパク質が多く且つラクトースが少ない点でスキムミルク濃縮物とは異なる。

MPC及びMPIの１つの用途はチーズ製造における使用である。これらを、チーズ製造において使用されるミルクのタンパク質濃度を高めるために加えることによって、チーズ製造が一層一貫性し且つ効率的になり、そしてチーズの収率を高めることができる。

蒸発及び乾燥を使用することで、乾燥したMPC及びMPIを獲得することが可能である。乾燥した高ミルクタンパク質濃縮物を製造することにおける主たる問題とは、かかる産物が一般に周囲温度及び冷温度（２０℃以下）で不溶性であることだ。このことは、ミルクタンパク質含有率が８５％以上である場合に特に問題である。しかし、乳タンパク質濃度が７０％と低いとしても、このことは問題でありうる。加えて、冷温度での溶解度は粉末の保存により低下する。

乾燥したMPC及びMPIは、それらがチーズ中で「ナゲット」の形成を伴うという不利益を被る。ナゲットはチーズ中でのタンパク質に富んだ様々な色の薄いゲルである。ナゲットの形成は、乾物の８５％をミルクタンパク質として伴う乾燥MPIが使用されている場合の一貫した問題である。ナゲットの形成は、乾物の７０％をミルクタンパク質として伴う乾燥MPCが使用されている場合にいつもではないが時々生じる。これらの問題は、乾燥したMPC又はMPIとミルクを混合した後に上昇した温度を使用することによって解消されて良い。しかし、このことはチーズ製造法に対して、余分の段階及びエネルギーコストを加えることとなる。

まとめると、標準的なMPC及びMPIは以下の不利な点：
●水又はミルク中での溶解度（２０℃以下で）に乏しいこと
●保存により粉末の溶解度が減少する傾向にあること
●チーズ製造において使用された場合、ナゲット形成する傾向が高いこと
を有する。

最近の発明（特許明細書WO01/41578）において、カルシウム操作段階を含んで成る乾燥ミルクタンパク質産物（MPC及びMPI）を調製するための方法が開示されている。このカルシウム操作の程度とは、実質的にナゲットが無いチーズの製造を可能にするため十分な程度である。本発明は、以下の性質を伴うMPC又はMPIの製造を可能にする。
従来技術の対応する乾燥ミルクタンパク質成分に比べて、
●水又はミルク中での高冷溶解量（２０℃以下で）が高くなる（９５％超）こと
●保存により溶解度が減少する傾向を下げること
●チーズ製造におけるナゲット形成が生ずる傾向を下げること
である。

用語「冷溶解度」又は「冷溶解性」とは、産物の特性を意味し、産物を水中２０℃で５％（w/v）の溶液になるように再生した場合、×７００gで１０分に渡る遠心により沈殿が５％未満である特性である。％溶解度とは、上清中の総固体を遠心前の溶液の総固体によって割っている。

逆浸透水（１９０g）をステンレス鋼ビーカー（６００mL）に入れて秤量し、そしてビーカーをウォーターバス中に２０℃で置いた。マルチスターラーによる制御を使用することで強力な渦流を生み出し、当該ビーカー中の水を、マグネティックペレットを加えることによって撹拌するようにし、そして２０℃に調整した。

粉末（１０g）をプラスティック計量ボートに量りとり、そして水中で混合するために移し、全ての粉末が適切に混合されることを確かにした。この溶液を３０分に渡り混合した。

３０分の混合時間の後に、混合溶液の試料（３〜５mL）を、広口ピペットを使用することで予め重さを測定した総固体皿（予め加熱及び冷却してある）へと移した。この皿の重さを再度量った（注：総固体測定を二重に行った）。

混合溶液の試料（５０mL）を５０mL遠心管に移して７００gで１０分に渡り遠心した。

遠心管から試料の上清（３〜５mL）を、予め重量を測定した総固体皿へと移し、そしてこの皿の重さを再度量った。

総固体皿を１０５℃で５時間に渡り乾燥させた。次いで、それらをデシケータ中で１時間に渡り冷却し、そして再度重さを量った。

粉末の溶解度を次のようにして計算した：（％上清の総固体/％溶液の総固体）×１００。

チーズ製造におけるMPC及びMPIの使用の不足とは、ホエータンパク質がそれらの天然の状態にあることだ。カード形成の間、これらのタンパク質は溶液中に存在しておりそれ故にホエーと共に洗い流される。これらのタンパク質は、総ミルクタンパク質の２０％（MPC/MPI）示す。

TMPを使用することの利点とは、ホエータンパク質が変性状態で存在することである。カード形成の間に、それはより高い収量をもたらすチーズの一部となる。

TMPの製造は英国特許明細書1,151,879号に記載際されている。この明細書は、スキムミルクをミルクタンパク質が変性して凝集する温度へと加熱し、そして当該スキムミルクタンパク質を、酸及び/又は塩酸を添加することによって沈殿させ、そして凝固させてそして最後に獲得共沈物を分離することを含んで成る方法を開示する。当該共沈物は、タンパク質含有率７９〜８８重量％を有しそしてラクトース含有率が１重量％である。

他の発明中に類似の発明が開示されている。米国特許第3,535,304号である。この方法は：
（a）塩化カルシウムをスキムミルクに対して、７５℃超の温度で、沈殿を引き起こす十分な量で加え、
（b）当該混合物を７５℃以上、好適には、８５〜９５℃の温度で、ホエータンパク質とカゼインとの相互作用が可能になるように加熱し、
（c）当該加熱したスキムミルクを、所望の程度のタンパク質相互作用を可能にする十分な時間に渡り維持し、
（d）当該混合物を沈殿段階に通し、ここで沈殿剤が導入され、
（e）共沈殿物に第二の保持時間で凝集体を形成させ、そして
（f）当該共沈物を母液から分離すること、
を含んで成る。

類似領域における他の発明（米国特許明細書3,882,256号）は、ホエー、ホエー濃縮物及び低脂肪ミルク産物の混合物を、制御されたpHレベルにおいて、塩化カルシウムの存在下で加熱することを含んで成るタンパク質共沈殿物を製造するための方法を開示している。次いで、共沈物は回収され、ポリリン酸塩の溶液で洗浄され、そして乾燥される。

上の開示された各発明は、次の問題を１つ以上有する：
●加熱処理を低総固体産物流、例えば、ホエー、スキムミルクに対して行っており、従って、量的に多数が加熱されることとなる。
●前記方法は多くの段階を伴うので効率的ではない。
●加熱段階は、最大でも変性させることができるホエータンパク質はたったの６０％であり、その理由は低タンパク質濃度にある。
●共沈物の形成は、加熱されたミルクに対するカルシウム又は他の沈殿剤を添加することに依存する。
●生じる産物（TMP）は往々にして不都合な風味をともなう。

最近、WP98/36647は、刺激の少ない風味のTMPを製造するための方法を開示した。この方法は、スキムミルクの等電点より下で酸性化、しかる後に、９０℃以上での加熱処理をし、pHを４．６に調節してタンパク質凝固物（それは母液から分離された）を形成させ、しかる後に、更に当該凝固物を水で洗浄し、そして当該凝固物の分離及び水酸化ナトリウムでの中和を行うことを伴う。重ねて、この方法は変性しなかったホエータンパク質をロスし、そして段階が多いことで煩雑である。更に、この特許は、それ自身、TMP産物の溶解度をより高めるために、一価水酸化物の使用に限定している。

一層最近、他の発明、米国特許明細書6,139,901号は、共沈殿物を製造するための方法であって、天然流体ミルク組成物の、例えば、ミルクタンパク質濃縮物及びミルク＋ホエーが、ｐHを上げるためにアルカリにより処理され、加熱され、冷却され、酸性化され、そして限外ろ過され/ジアフィルタレーションされている。次いで、生じる濃縮物は、TMP粉末を作るためにスプレー乾燥させている方法を開示している。この粉末は：
●一層口当たりの良い風味、
●冷水中での溶解度の高まり、及び
●カルシウム含有率の増加、
を主張している。

前記発明は、処理条件の適切な選択によって、α-ラクトアルブミンに富む、ろ過浸透物を１種類以上もたらしうる。しかし、この発明は、以下の問題を伴う。
●加熱処理を低総固体流に対して行っていること
●処理段階が多いこと
●MPC保持物を処理に委ねた場合の取り扱いの困難さ
→アルカリ処理により粘度が高まり取り扱いが困難になること
→MPC保持物の希釈は費用のかかる方法であること

本発明の目的は、ホエータンパク質を高い割合で含んで成るカードを形成する風味が改善され且つ良好な溶解特性を有する乾燥ミルクタンパク質濃縮物を調製すること及び/もしくはカード形成によりホエータンパク質をより多く保持するチーズ製造法及び/もしくは有用な選択を公に提案することである。

発明の開示
本発明は、ホエータンパク質の変性を最大に誘導するために高タンパク質ミルク系の処理を適用することを伴う。かかる処理は、しかしながら、いつも水又はミルク中、特に室温において、可溶性の産物を生み出すとは限らない。例えば、タンパク質を８５％含有する標準的なミルクタンパク質濃縮物（MPC85）は、１００℃以上の温度で数分（３分以上）に渡り加熱された場合、溶解度の低下を示し、そして/又は収率が低くなるが、その理由は、ホエータンパク質がホエー中に流れ出るからである。特許明細書WO01/241578号に記載の冷溶性MPC（CS-MPC85）でさえも収率がより低く、その理由は、ホエータンパク質がホエー中に失われるからだ。加熱処理が１２０℃で４分以上に渡る場合、CS-MPC85は、実質上ホエータンパク質のチーズ中への組み込み及び優れた溶解性を示す。冷可溶性MPCに対して、加熱処理前に、脂肪及び/又はホエータンパク質を添加することは、加熱処理したMPCの溶解度又はレンネット可能性（rennettability）に影響を及ぼさない。

１つの観点において、本発明は、ナゲットを実質上伴わないチーズ製造の方法を供し、当該方法は：
（a）ミルクもしくは水もしくは他の水性溶液中で、SNFの５５％以上をミルクタンパク質として有する乾燥HY-MPCを分散させ；
（b）生じる混合物を１又は複数の凝固作用を有する酵素で処理してカードを生産させ；そして
（c）当該カードを処理してチーズを製造する、
ことを含んで成り、
ここで当該乾燥HY-MPCとは、ホエータンパク質の変性を伴わないMPC又はMPIが使用されている場合よりも高い収率でホエータンパク質がチーズ中に組み込まれるようにするために変性させたホエータンパク質を有するMPC又はMPIであり、そして当該乾燥HY-MPCとは、カルシウムが減少（deplete）したミルクタンパク質産物であり、そしてカルシウム減少の程度とは、実質上ナゲットを伴わないチーズを製造可能にするために十分な程度である。例えば、タンパク質を８５％伴う乾燥したMPCは典型的にカルシウム含有率が２．２％である。この産物がカルシウムを５０％失えば、生じる産物は、出発産物として同じ含水率へと乾燥させられた場合、１．１％のカルシウム含有率を有するようになるだろう。

好適に、乾燥HY-MPCはSNFの７０％以上をミルクタンパク質として有する。

一般に、カルシウム減少の程度が、MPC又はMPIの冷溶解度を高めるために十分であるHY-MPCを使用することが好適である。好適には、HY-MPCの４０％以上が可溶性であることが好適である。一層好適には、HY-MPCの８０％以上が可溶性であることが好適である。本発明の方法によって製造されたチーズは、プロセスチーズ又はプロセスチーズ型の製品を調製ために更に処理されて良い。

「HY-MPC」又は「HY-MPI」とは、変性したホエータンパク質を有するMPC又はMPIである。それがチーズ製造又は類似する用途で使用された場合、ホエータンパク質がチーズカードに組み込まれ、従来技術のMPCが使用された場合の収率よりも高い収率がもたらされる。このミルクタンパク質産物の凝固作用のある酵素による処理により生産されたチーズのホエータンパク質含有率は好適に、出発MPC又はMPI中の総ホエータンパク質の５０〜１００％、好適に７０〜１００％、最も好適には８５〜１００％からなる。

必要とされるカルシウム減少の程度は、HY-MPCのタンパク質含有率により様々である。ミルクタンパク質として８５％乾物を有するHY-MPCについては、３０〜１００％のカルシウム減少が必要となる。対照的に、もしタンパク質含有率が乾物の７０〜８０％であれば、より低いカルシウム減少、例えば、２０％の減少で十分である。「％カルシウム減少」とは、カルシウム除去段階（例えば、陽イオン交換段階、酸性化及び分析段階又はキレート剤での処理）を通さなかった対応するMPC又はHY-MPCと比較した場合のカルシウム減少の％である。

他の観点において、本発明は、チーズ製造の方法を供し、それは、１０〜１００％、好適には３０〜１００％、一層好適には４０〜１００％のカルシウムが減少したHY-MPCを、脂肪を含むミルク又は出発物質として使用した他の任意の水性溶液に対して加える段階を伴う。特に、本発明は、チーズ製造の方法を供し、当該方法は：
（a）ミルク中でSNFの７０％以上をミルクタンパク質として有する乾燥HY-MPCを分散させ；
（b）生じる混合物を１又は複数の凝固作用のある酵素で処理してカードを生み出し、そして
（c）当該カードを処理してチーズを製造する、
ことを含んで成り、ここで当該乾燥HY-MPCは３０〜１００％のカルシウム減少率を有する。

他の観点において、本発明は、従来技術（米国特許第6,139,901号）のTMP処理と比較して非常に少ない処理段階からなる、HY-MPCを製造するための方法を供する。従来技術におけるpH調節を欠く、非常に段階の少ない方法により、従来技術のTMPに比べて実質上より良い風味を有するHY-MPC産物がもたらされる。本発明は、乾燥しており溶解度が高まった、風味がより良く、そして高変性ホエータンパク質含有率HY-MPC産物を調製するための方法を供し、当該方法は：
（a）限外ろ過したスキムミルクもしくは全乳、もしくはバター乳、又は任意の他の水性タンパク質溶液を、SNFの７０％以上をミルクタンパク質として有する水性溶液/懸濁の形態において提供し、
（b）その中にあるカルシウムイオンの２０〜１００％を、以下の
（１）ナトリウム及び/もしくはカリウム形態もしくは水素形態におけるイオン交換体による陽イオン交換、
（２）pH７未満への酸性化、その後透析及び/もしくは限外ろ過及び/もしくはダイアフィルタレーション、又は
（３）キレート剤の添加；及び/又はある割合のカルシウムイオンと当該キレート剤を結合させること；
から選択された１つ以上の方法によって取り除き；
（c）当該溶液をある温度で、好適には６５℃超で、ある時間、好適には４分超に渡り、ホエータンパク質の変性及びカゼインとの相互作用が可能になるように十分加熱し；
（d）乾燥させて乾燥した産物を調製する；
ことを含んで成り、
ここで段階（b）の後及び段階（c）の前に、加熱段階（c）をpH６．０〜７．０、好適には６．５〜７．０を有する溶液に対して行うようにするために、溶液のpHをもし必要ならば調節する。

所定の実施態様において、段階（b）に由来する産物を他のミルク又は他の溶液と、カルシウム減少率を３０％以上に維持しながら、混合している。

好適に、段階（c）の後に、加熱した溶液を濃縮しており、最も好適には、蒸発によって濃縮されている。

好適に、高度に変性したホエー含有率とは、凝固作用を有する酵素での処理により生産されたカードのホエータンパク質含有率が、MPCに由来するタンパク質の総ホエータンパク質の５０〜１００％、一層好適には７０〜１００％、最も好適には８５〜１００％であるような含有率である。

好適に、カルシウムをイオン交換法により即ち、上の（１）選択（b）（WO01/41578）により除去している。

他の観点において、本発明は、従来技術のTMPよりも良い風味を有するHY-MPC産物を製造するための方法を提供する。従って、本発明は、高度に変性したホエータンパク質含有物を伴うミルクタンパク質を製造するための方法を供し、当該方法は：
（a）限外ろ過したスキムミルクもしくは全乳、バター乳、又は任意の他の水性タンパク質溶液を、SNFの７０％以上をミルクタンパク質として有する水性溶液/懸濁の形態において提供し、
（b）含有カルシウムを３０％以上除去し、
（c）カルシウムが減少した産物中のホエータンパク質を変性させ、
（d）乾燥させて乾燥産物を調製する；
ことを含んで成る。

所定の実施態様において、段階(b)に由来する産物を他のミルク又は他の水性タンパク質溶液と、カルシウム減少率を３０％以上に維持しながら、混合することを含んで成る。

好適に、段階(c)の後、獲得した溶液を蒸発によって濃縮している。

前記産物は、SNFベースでミルクタンパク質を７０％以上含有するHY-MPCである。産物のホエータンパク質含有率は、スキムミルクとおよそ同じである。ホエータンパク含有物は、変性状態にあり、従って、当該産物がチーズ製造において使用されている場合にはより高い収率を供する。

ホエータンパク質の変性は、ホエータンパク質の変性を誘導することができる任意の他の処理のいずれか又はそれらの組み合わせによって達成されて良く、それは：
●直接スチーム注入
●プレート熱交換体のために使用する間接加熱
●オーム加熱
●マイクロ波加熱
●超高圧処理
●アルカリ処理、しかる後の中和(例えば、WO01/52665を参照のこと)
である。

加熱は好適には選択的であり、特に、pH６．０〜７．０(好適にはpH６．５〜７．０)の溶液を、ある温度、好適には６５℃超で、そしてある時間、好適には４分超に渡り、ホエータンパク質の変性を可能にするのに十分加熱することである。

加熱の好適な方法は、間接加熱である。

本発明の方法において、カルシウム除去法の組み合わされて良い。加えて、いくつかの好適な方法において、必要とされるカルシウムの減少％は、カルシウムが減少した保持物とかかる減少が無い保持物を、特定の最小値以上で所望の％減少を達成するために混合することによって達成されている。

カルシウム減少の使用は、本発明の製品がチーズ製造において使用された場合に、本発明の製品に対して高溶解度及びナゲットを伴わない特性を提供する。それはまた粉末を保存する間に溶解度が下がる傾向を欠かせる。本発明の方法は、従来技術の対応するTMP法に比べて関連する段階が非常に少ないことにより産物ロスのリスクがない。ホエータンパク質が変性状態にあるので、それをチーズ製造において使用することでより高い収率が得られる。そしてまたそれは、従来技術の対応するTMPに比べて実質的により良い風味をも有する。

カルシウムを除去するための好適な方法と条件は、本明細書中参照によって組み込まれている先の出願、WO01/241578などに記載されている。

カルシウムの除去が酸性化及びその後の透析及び/もしくは限外ろ過及び/もしくはジアフィルトレーションによるこれらの実施態様において、pHは４．６〜６、好適には４．８〜５．５の範囲に調節されている。選択された膜は一般に呼称分子量カットオフ値１０，０００Da以下を有する。好適な限外ろ過膜は、膜は呼称分子量カットオフ値１０，０００Daを有するKoch S4 HFK131型膜である。pHの調節は、食品又は飲料物のpHを調節するために適した任意の酸の例えば、希HCl、希H₂SO₄、希酢酸、希クエン酸、好適には希クエン酸により行われて良い。

カルシウム除去がキレート剤の添加による場合、使用するために好適なキレート剤としては、クエン酸EDTA、食品用リン酸塩/ポリリン酸塩、食品酸味料、酒石酸、クエン酸塩、及び酒石酸塩が挙げられる。好適なキレート剤は、食品上承認されている。好適に、キレート剤は透析及び/又は限外ろ過及びダイアフィルタレーションと共に使用されている。

好適な陽イオン交換体は、強力な酸性基、好適にはスルホン酸基を維持する樹脂をベースとしている。ここにおいて、そして本発明の他の実施態様において使用するための好適な強力な酸陽イオン交換樹脂は、Rohm ＆ Hassによって製造されているSR1L Naである。この樹脂はスチレンジビニルベンゼンコポリマーマトリクスである。官能基はNa⁺形態において獲得されて良いかあるいは代わりに、K⁺又はH⁺形態に転換されて良いスルホン酸基である。Na⁺又はK⁺形態の使用が好適である。

pHを操作すること及びナトリウムもしくはカリウムもしくは水素もしくは混合物の選択、イオン交換樹脂を使用することによって、産物の風味を様々にすることが可能である。段階(c)の最後に獲得した液体産物は標準的な技術、例えば、熱降下膜蒸発及びスプレー乾燥によって乾燥させられて良い。脱水することにより乾燥が進みうる。

産物は、冷水、ミルク及び他の水性溶液中での比較的高い溶解度においてタンパク質の％が高いこと(例えば８５％)、における特別な点を有する。このことにより、乾燥形態で保存し、そして水を加えることにより再生させ、しかる後に液体状態において使用するために必要とされることが可能になる。再生された物質は保存後、より高いタンパク質％において、カルシウムの減少を伴わない乾燥MPC又はMPIで生じるのと同じような態様で、堆積することはない。

他の観点において、本発明は、これら本発明の方法によって調製された産物を使用する、チーズの製造のための方法を供する。チーズ製造において、タンパク質濃度が高いことの利点が達成されるのみならず、「ナゲット」の形成の問題も回避される。

陽イオン交換体に対して適用されたMPC又はMPIは好適に、５．６〜７．０、一層好適には、５．６〜６．２の範囲にpHを有する。MPC又はMPIが一度カラムを通過すれば、そのpHは増加する。もしそれが７．０を超えて上昇すれば、一層口当たりを良くするために約６．５〜７．０に調節されるだろう。

陽イオン交換はカルシウムを除去するために好適である。

本発明の方法は、MPC/MPIがSNFの８０％超をタンパク質として有する場合に特に有利であり、何故ならこれらのタンパク質組成物は特に溶解性に乏しいからである。

本発明の方法において乾燥させられる液体産物は、標準的な技術、例えば、降下膜蒸発及びスプレー乾燥によって乾燥させられて良い。乾燥は脱水によって進みうる。

他の観点において、本発明は、２０〜１００％のカルシウム減少を有する乾燥HY-MPCを提供する。好適に、％カルシウム減少は３０〜１００％であり、ここで特に、当該HY-MPCはSNFを８５％ミルクタンパク質として有する。

本発明の好適な実施態様は、更に詳細に以下の例により記載されている。

それらは、例示によって示されている。

以下の例は更に本発明の実施を説明する。

実施例１−MPC溶液の加熱処理：ホエータンパク質の変性
実験をラボスケールで行い、この場合、CS-MPC85粉末（WO01/41578に開示された方法を使用することで生産した）を、脱鉱物水（demineralized wawter）中、３５℃で適切な量を混合することによって再生した（pH６．９、１５％（w/w））。１L試料の各々を以下とおりの間接加熱に委ねた。
●コントロール−非加熱
●８５℃で７分
●９５℃で７分
●９５℃で７分。

MPC試料を、ヒーティングコイルを通じて汲み上げ（加熱をスチームによって行っている）、そして流速を所定の時間−温度の組み合わせを達成するように調節した。次いで、この加熱した試料を５％硫酸（pH５．６、２０℃）で酸性化し、そしてレンネット（０．１％）で処理してカードを形成させた。各試料から流出したホエーを分析して変性したホエーの量を、Haveaら（1998）に記載されたようにしてSDS-PAGEを使用することで定量的に特定した。

結果（図４）は、８５、９０及び９５℃でそれぞれ加熱された試料中のホエータンパク質の６２、７４、及び８３％が変性/凝集し、そし酸性化及びレンネット処理後にカードの一部となったことを示している。この結果より、高レベルのホエータンパク質変性がこれらの加熱条件下で達成可能であることが示された。

第２組の加熱実験において、試料を実施例１のようにして調製したが、加熱処理を１１０℃（ラン１）及び１２０℃（ラン２）で行った。加熱した試料を酸及びレンネットで処理し、そして獲得したホエーを上記のようにして分析した。

前記結果により、ホエータンパク質の９０％超が変性/凝集して、カードの一部になったことが、加熱した全ての試料において示された（図５）。

実施例２−標準的なMPC85及びCS-MPC85の冷溶解度の比較
標準的なMPC85リテンテート（retentate）を１２０℃で４分に渡り加熱し、蒸発させ、そしてスプレー乾燥させて高熱処理物（HHT-MPC85）を調製した。CS-MPC85リテンテート（WO01/41578）をも１２０℃で４分に渡り蒸発前に乾燥させ、そして乾燥させてHY-MPC85を調製した。この産物の溶解度を特定して以下にまとめいている。粉末の溶解度を上の開示物の記載のようにして特定した。この方法には、温度６０℃の場合にウォーターバスを６０℃で維持するような変更を加えた。

実施例３−低pH限外ろ過したMPC85リテンテート又はH ⁺ イオン処理したMPC5リテンテートからのHY-MPCの製造
SNFベースでタンパク質を８５％有する、限外ろ過したスキムミルクリテンテートをNZMP（以前はAnchor Products）Hautapuから獲得した。次いで、この残留物を２つの流れに分けた。一方の流れを脱イオン水（約９℃）で希釈して総固体２％を達成した。次いで、pHを１MのH₂SO₄を使用して調節して３．５にした。このpHを調節した残留物を流れA及びBに分けた。流れAを更にろ過してカルシウムを除去した。それを希釈（約８％TS）し、次いでpHを、１０％腐食剤を使用することで６．９に調節し、そして未処理の出発流と混合した。このMPCをUF-HY-MPCとしてラベルを貼った。

流れBを、カルシウムを除去するためH⁺樹脂に通した。流れBのpHを、１０％腐食剤を使用することで６．９に調節し、そして未処理の出発流と混合した。このMPCをH⁺-HY-MPCとしてラベルを貼った。

分析により、前記２つの流れの最終混合物のカルシウム含有率は、出発MPC85リテンテートのカルシウム含有率よりも約３５％少なかった。次いで、このリテンテートを、加熱処理してスプレー乾燥させ、UF-MY-HPC（図６を参照のこと）及びH⁺-HY-MPCを獲得した。この結果により、低pH限外ろ過、H⁺イオン交換を使用することで生産したHY-MPC粉末、及びイオン交換を使用して生産したもの（上の図２を参照のこと）は、類似するカルシウム減少量及び２０℃及び６０℃両方での類似する溶解量を有することが示された。

実施例４−パイロットプラントでの試験
総固体を１７％における限外ろ過したスキムミルクリテンテートをNZMP（以前はAnchor Products）Hautapuから獲得した。次いで、このリテンテートを２つの流れに分けた。一方の流れをイオン交換させ、そしてもう一方の流れと混合し（混合した流れから約３０％のカルシウムが除去された）、蒸発させる前４分に渡り１２０℃で加熱し（約２３％の総固体TS）、そしてスプレー乾燥させた。３つのランを行った。
●ラン１：スキムミルクUFリテンテートからカルシウムを減らし（約３０％）、次いで加熱せずに蒸発させ、スプレー乾燥させた（コントロール）。
●ラン２：スキムミルクUFリテンテートからカルシウムを減らし（約３０％）、次いで加熱して（１２０℃で４分）、蒸発させ、スプレー乾燥させた。
●ラン３：スキムミルクUFリテンテートからカルシウムを減らし（約３０％）、pHを６．５に調節し、加熱し（１２０℃で４分）、次いでスプレー乾燥させた。
イオン交換方法のために使用した方法の詳細は、特許刊行物WO01/41578の例１に記載されている。

粉末を再生（５％TS）させ、pHを５．６に調節し、そしてレンネットで処理し、これらの試料から流出したホエーをSDS-PAGEを使用することで分析した。

これらの試料のSDS-PAGEパターン（図７）の定量により、加熱ラン（ラン２及び３）に由来する粉末中のホエータンパク質の９０％超が、カゼインタンパク質と共に維持されていた、即ち、ホエータンパク質が変性していたことが示された。

実施例５−保存した結果の水溶解挙動
例４の試験に由来するHY-MPC粉末をサイズが２０gの試料において、４０℃で保存した。各粉末の試料を様々な時間で取り出して、上記の方法を使用することで溶解度について分析した。

この結果（表３）により、HY-MPC粉末は全て標準的な市販のMPC85粉末に十分匹敵する溶解度を維持していたことが示された。

実施例６-HY-MPCを使用するチーズの調製
例４の試験から獲得されたHY-MPC粉末（各々は、ミルクタンパク質を８５％含む）をこのチーズ製造において試験した。

新鮮全乳を、タンパク質：脂肪比０．８を有するように標準化し、そして出発原料として使用した。塩化カルシウムをチーズミルクに対して０．０２％（w/w）で加えた。各４Lのバッチに対して、各HY-MPC粉末を０．５％（w/w）で加え、その間このミルクを２０℃で３０分に渡り穏やかに撹拌してた。次いで、この混合物を加熱して３２℃にし、そしてスターター細菌を加えた。チーズミルクのpHが約６．４に落ちた後、レンネットを加えた。この混合物にカードを形成させるようにして、その間、温度（３２℃）を維持した。凝固物を２cmの立方体にし、次いで、温度を３８℃に上げ、そして４０分に渡り、１０分毎に混合しながら維持し、そしてホエーを流出させた。カードのpHをモニタリングする間、カードを回収して穏やかに手で搾り出した。カードのpHを５．６に下げ、そして当該カードを一晩圧搾した。チーズを朝に切ってチーズナゲットについて視覚的に分析した。

全てのHY-MPC粉末がミルク中に十分に分散しており、十分な湿気がなくそしてミルクの上部で浮いている溶解しなかったナゲットは存在しなかった。再生させたミルクのpHは全て類似しており、３２.５℃で測定した場合、６．５〜６．８であった。

チーズの製造を標準的なチェダー法によって行った。使用したレンネットはオーストラリア産DSであった。全てのチーズにはチーズナゲットの兆候がなかった。

実施例７−チーズ製造におけるHY-MPCの使用：パイロットプラントによる試験。
上記例４の試験から獲得したHY-MPC粉末をパイロットプラントチーズ製造試験で使用した。タンパク質：脂肪比０．８を有するように標準化したミルクを各１０kgの３バッチに分けた。各バッチに対して、コントロールは除いて、６７gのMPC85粉末及びミルクを加え、次いでパイロットプラントでのチーズ製造のために使用した。試料をスターター培養物及びレンネットで処理した。前記バッチは次のとおりである。
●バッチ１．：コントロール−MPCを加えなかった。
●バッチ２.：コントロール２−上の例３のラン１に由来するMPC85粉末６７gをミルクに対して加えた。
●バッチ３.：上の例４のラン２に由来するHY-MPC粉末６７gを出発ミルクに対して加えた。

チーズを、次のような標準的なチャダーチーズ製造手順に従い、所定のバッチのミルクから製造した。流出及び圧搾段階の間の各バッチから回収したホエーの重量を測定した。出発ミルク、成分混合物の組み合わせ、ホエー、及び最終チーズのサンプルの成分分析を行った。MPC成分から回収した総タンパク質（％）を、各バッチについてマスバランスを使用することで測定した。

結果（表４）により、チーズ収率は、HY-MPCを加えたチーズ試料（バッチ３）の方がそれらのコントロール（バッチ１及び２）よりも高いことが示されている。MPC成分を加えたことによるタンパク質回収率は９７.９％であり、ここでHY-MPCを使用していた。バッチ２についてCS-MPC成分を加えたことによるタンパク質回収率は８５％であった。この結果により、これらHY-MPC粉末において変性ホエータンパク質をチーズ中に組み込んだ故に収率が上昇したことが示された。ホエータンパク質は、CS-MPC85からは、たったの約３０％が組み込まれたのに比べてHY-MPCからは約９０％のホエータンパク質が組み込まれた。

上記の例は本発明を説明するためのである。当業者には、本発明が様々な変更が加えられ行われて良いこと及び多彩であることを理解するだろう。例えば、カルシウム減少段階に委ねられる物質はタンパク質濃度及びpHにおいて多彩であることを示し、そしてカルシウム減少の方法は多彩であって良く、カルシウム減少の％及び乾燥手順は多彩であって良く、そして加熱処理の時間及び温度も多彩であって良い。変性の％も、適当な経済的及び機能的利点を獲得するために多彩であって良い。

総ミルクタンパク質（TMP）を製造するための標準的な方法を簡略している。 イオン交換技術を使用するCS-MPCを製造するためのフローチャートである。 HY-MPCを製造するための方法のフローチャートである。 ５％HY-MPC溶液のレンネット処理後に獲得したホエーのSDS-PAGEパターン（a）及び還元SDS-PAGEパターン（b）である。この結果は、加熱処理の後にはホエータンパク質が僅かにだけホエー中に残っていることを示している。()内の数字は、各産物における変性/凝集したホエータンパク質の％を示す。 レンネットで処理した後に獲得した５％HY-MPC溶液及びホエーの、SDS-PAGEパターンである。この結果は、溶液を加熱処理した後、ホエー中に残留するホエータンパク質の量が有意に減少したことをも示す。（）内の数字は、各産物中の変性/凝集したホエータンパク質の％を示す。 低pH UF法によってHY-MPCを調製するための方法のフローチャートである。 ５％HY-MPC溶液（a）及び５％HY-MPC溶液（b）の酸性化及びレンネット処理より獲得したホエーのSDS-PAGEパターンである。

Claims (30)

1. ナゲットを実質上伴わないチーズを製造する方法であって：
   （a）ミルクもしくは水又は他の水溶液中で、少なくとも５５％の無脂肪固形分をミルクタンパク質として有する乾燥HY-MPCを分散させ；
   （b）生じる混合物を１又は複数の凝固酵素で処理してカードを産生させ；そして
   （c）該カードを処理してチーズを製造する、
   ことを含んで成り、
   ここで該乾燥HY-MPCは、変性したホエータンパク質を有するミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）であって、ホエータンパク質の変性を伴わないミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）で得られる収量よりも高い収量において、ホエータンパク質がチーズに組み込まれることを許容し、該ホエータンパク質は、ｐＨ６．０〜７．０において熱変性され、そして該乾燥HY-MPCは、カルシウムが減少したミルクタンパク質産物であり、そしてカルシウム減少の程度は、実質上ナゲットを伴わないチーズを製造可能にするために十分である、方法。
2. 前記乾燥HY-MPCが、少なくとも７０％の無脂肪固形分をミルクタンパク質として有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記HY-MPCが、カルシウム減少を伴わないミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）よりも高い溶解度を有している、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記HY-MPCの少なくとも４０％が冷溶解性である、請求項３に記載の方法。
5. 前記チーズが、プロセスチーズ又はプロセスチーズ産物を生産するために使用される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記チーズが、前記HY-MPCに由来する総ホエータンパク質の５０〜１００％を含んで成る、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記HY-MPCが、１００℃超で４〜１５分間加熱することにより調製される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記HY-MPCが、８５％の乾物をミルクタンパク質として有し、そしてカルシウム減少が、減少していないミルクタンパク質濃縮物（MPC）のカルシウム含有量の３０〜１００％である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記HY-MPCが７０〜８０％の乾物をミルクタンパク質として有し、そしてカルシウム減少が、減少していないミルクタンパク質濃縮物（MPC）のカルシウム含有量の２０〜１００％である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
10. １０〜１００％のカルシウムが減少したHY-MPCを、脂質を含有するミルク又は出発物質として使用する他の水溶液に対して加える段階を含むチーズの製造方法であって、ここでHY-MPCは、変性したホエータンパク質を有するミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）であって、ホエータンパク質の変性を伴わないミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）で得られる収量よりも高い収量において、ホエータンパク質がチーズカードに組み込まれることを許容し、該ホエータンパク質は、ｐＨ６．０〜７．０において熱変性され、そして該乾燥HY-MPCは、カルシウムが減少したミルクタンパク質産物であり、そしてカルシウム減少の程度は、３０〜１００％である、方法。
11. チーズ製造の方法であって：
    （a）ミルク中で、少なくとも７０％の無脂肪固形分をミルクタンパク質として有する乾燥HY-MPCを分散させ；
    （b）生じる混合物を１又は複数の凝固作用のある酵素で処理してカードを生産させ、そして
    （c）該カードを処理してチーズを製造する、
    ことを含んで成り、
    ここで該乾燥HY-MPCは、変性したホエータンパク質を有するミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）であって、ホエータンパク質の変性を伴わないミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）で得られる収量よりも高い収量において、ホエータンパク質がチーズカードに組み込まれることを許容し、該ホエータンパク質は、ｐＨ６．０〜７．０において熱変性され、そして該乾燥HY-MPCは、カルシウムが減少したミルクタンパク質産物であり、そしてカルシウム減少の程度は、３０〜１００％である、方法。
12. 乾燥させ、溶解度を増強し、そして高度に変性させたホエータンパク質を含有するHY-MPC産物を調製するための方法であって：
    （a）ミルクタンパク質濃縮物（MPC）を、少なくとも７０％の無脂肪固形分をミルクタンパク質として有する水溶液/懸濁の形態において提供し、
    （b）その中にあるカルシウムイオンの２０〜１００％を、以下の
    （i）ナトリウム及び/もしくはカリウム形態もしくは水素形態におけるイオン交換体による陽イオン交換、
    （ii）ｐＨ７未満への酸性化、その後の透析及び/もしくは限外ろ過及び/もしくはダイアフィルタレーション、又は
    （iii）キレート剤の添加；及び/又はある割合のカルシウムイオンと該キレート剤を結合させること；
    から選択された１つ以上の方法によって取り除き；
    （c）該溶液を、ホエータンパク質の変性及びカゼインとの相互作用を許容するのに十分な温度及び時間で加熱し；
    （d）乾燥産物を調製するために乾燥させる；
    ことを含んで成り、
    ここで段階（b）の後、段階（c）における加熱がｐＨ６．０〜７．０を有する溶液において行われるように、前記溶液のｐＨを必要に応じて調節し、そして変性したホエータンパク質の含有量が、凝固酵素による処理において産生されるカードのホエータンパク質含有量が、ミルクタンパク質濃縮物（MPC）に由来するホエータンパク質の５０〜１００％となる含有量である、方法。
13. 前記ミルクタンパク質濃縮物（MPC）が限外ろ過されたスキムミルク、全乳又はバター乳である、請求項１２に記載の方法。
14. 加熱が６．５〜７．０のｐＨを有する溶液において行われるように、前記溶液のｐＨを必要に応じて調節する、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 段階（b）が、イオン交換体における陽イオン交換によって行なわれる、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 段階（b）に由来する産物が、他のミルク又は他の水性タンパク質溶液と、カルシウム減少率を少なくとも３０％に維持しながら混合される、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 段階（c）に由来する加熱した溶液が、段階（d）の前に蒸発によって濃縮される、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 高度に変性したホエータンパク質含有物を伴う、少なくとも７０％のミルクタンパク質を含んで成るミルクタンパク質産物を製造するための方法であって：
    （a）ミルクタンパク質濃縮物を、ミルクタンパク質として少なくとも７０％の無脂肪固形分を伴う水溶液/懸濁の形態において提供し、
    （b）含有カルシウムの少なくとも３０％を除去し、
    （c）カルシウムが減少した産物中のホエータンパク質を変性させ、ここでその変性は、該溶液を、ｐＨ６．０〜７．０で、ホエータンパク質の変性を可能にするのに十分な温度及び時間において加熱することによって、又は超高圧処理を適用することによって行っており、
    （d）乾燥させて、変性したホエータンパク質含有量がスキムミルクのホエータンパク質含有量とおよそ同じ乾燥産物を調製する；
    ことを含んで成る、方法。
19. ホエータンパク質の変性が：
    直接スチーム注入；
    プレート熱交換体のために使用する間接加熱；及び
    オーム加熱、
    から選択される処理又は該処理の組み合わせによって達成される、請求項１８に記載の方法。
20. 前記加熱処理が、前記溶液をｐＨ６．０〜７．０において、ホエータンパク質の変性を可能にするのに十分な温度及び時間において加熱することにより行われる、請求項１８に記載の方法。
21. 前記加熱が間接加熱である、請求項２０に記載の方法。
22. 前記段階（b）に由来する産物が、他のミルク又は他の水性タンパク質溶液と、少なくとも３０％のカルシウム減少率に維持しながら、混合される、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 前記段階（c）の産物が、段階（c）の前に蒸発によって濃縮される、請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の方法。
24. ホエータンパク質がｐＨ６．０〜７．０において熱変性される、２０〜１００％のカルシウム減少率を有する乾燥HY-MPCであって、ここで乾燥HY-MPCは、変性したホエータンパク質を有するミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）であって、ホエータンパク質の変性を伴わないミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）で得られる収量よりも高い収量において、ホエータンパク質がチーズカードに組み込まれることを許容し、該ホエータンパク質は、ｐＨ６．０〜７．０において熱変性され、そして該乾燥HY-MPCは、カルシウムが減少したミルクタンパク質産物であり、そしてカルシウム減少の程度は、１０〜１００％である、乾燥HY-MPC。
25. カルシウム減少の割合が３０〜１００％である、請求項２４に記載の乾燥HY-MPC。
26. チーズの製造方法であって：
    （a）ミルク中で、少なくとも７０％の無脂肪固形分をミルクタンパク質として有する乾燥HY-MPCを分散させ；
    （b）生じる混合物を１又は複数の凝固酵素で処理してカードを生産させ；そして
    （c）該カードを処理してチーズを製造する、
    ことを含んで成り、
    ここで該乾燥HY-MPCは、変性したホエータンパク質を有するミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）であって、ホエータンパク質の変性を伴わないミルクタンパク質濃縮物（MPC）又はミルクタンパク質単離物（MPI）で得られる収量よりも高い収量において、ホエータンパク質がチーズカードに組み込まれることを許容し、該ホエータンパク質は、ｐＨ６．０〜７．０において熱変性され、そして該乾燥HY-MPCは、カルシウムが減少したミルクタンパク質産物であり、そしてカルシウム減少の程度は、１０〜１００％である、方法。
27. 前記カルシウム減少が、ナトリウム及び／又はカリウム形態のイオン交換体における陽イオン交換によるものである、請求項１〜１１及び２６のいずれか１項に記載の方法。
28. 前記カルシウム減少が、ナトリウム及び／又はカリウム形態のイオン交換体における陽イオン交換によるものである、請求項１２〜２３のいずれか１項に記載の方法。
29. 前記カルシウム減少が、ナトリウム及び／又はカリウム形態のイオン交換体における陽イオン交換によるものである、請求項２４又は２５に記載の乾燥HY-MPC。
30. 前記熱変性が、１００℃超において４〜１５分間加熱することを含む、請求項１１〜２３のいずれか１項に記載の方法。

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