JP5093228B2 - 接着用酵素製剤及び接着成形食品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は接着用酵素製剤及び接着成形食品の製造方法に関する。
トランスグルタミナーゼを用いた食品原材料の接着成型技術について、これまで数多く報告されている。
特許第１９２７２５３号公報ではトランスグルタミナーゼのみで接着成型食品を製造する技術を開示している。当該発明はトランスグルタミナーゼの新たな用途を開拓した画期的発明であるが、十分な接着力が得られないことから、各種成分を併用する研究がなされ実用化されている。
また、特許第３３５３３８３号公報及び特許第３３５３５０３号公報にはトランスグルタミナーゼとその基質となるカゼイン類を組み合わせた接着成型食品の発明が開示されている。この方法は畜肉のみならず、魚肉、イカ、カニなどの魚介類、いくら、数の子、すじこ、たらこ、などの魚卵類などに至るまでの食品原材料に広く適用できる。また、この方法は生の状態で接着でき、味風味に影響のない汎用性の高い接着成型方法に関する発明である。
一方、近年の食物アレルギーの問題により、乳由来タンパク質が加工食品に利用できない場合がある。そこで、トランスグルタミナーゼとカゼイン類以外のタンパク質の組み合わせによる接着方法についても研究されている。
特許第３４０７５９９号公報にはカゼインを併用しないでコラーゲンとトランスグルタミナーゼを有効成分とする接着成型方法が開示されている。しかしながら、このコラーゲンは水に溶解すると高い粘性を発現する性質を有しているため、１０℃以下の冷水にコラーゲンを溶解することを必須とし、しかも溶解後は速やかに接着操作に移ることが必要であることから、作業性においてやや課題を残している。
また、その接着力は塩を併用しない場合は弱いもので、その場合は実用的な効果は期待できない。
そこで、国際公開ＷＯ ０２／０８０７００号公報には、コラーゲン中のハイドロキシプロリン、プロリンの合計残基数（以下、「イミノ酸」と称することがある）がコラーゲンの全アミノ酸残基数のうち２０％未満である特定のコラーゲンと、トランスグルタミナーゼを有効成分とする食品原材料の接着用酵素製剤及びそれを用いる接着成型食品の製造方法が開示されている。また、特開２００６−２４６７１６号公報には、トランスグルタミナーゼ、コラーゲン、クエン酸又はリン酸３ナトリウム等のｐＨ調整剤、塩化カルシウムを含む食品用接着剤を用いる接着成形食品の製造方法が開示されており、「塩化カルシウム等を配合すると、コラーゲンの低温時のゲル化を抑制できるのでより好ましい」と記載されているが、塩化カルシウムの適正添加量については記載されていない。
一方、上記特定のコラーゲンとして使用できるものは、実質的に魚皮由来のコラーゲンであり、豚肉や牛肉、鶏肉を使用した畜肉加工品へ利用する場合に、異種起源タンパクとなる魚コラーゲンを含む製剤が使用できない場合がある。
特に、欧州市場では魚由来原料を使用した加工食品に対してはアレルギー表示が義務付けられているため、他の地域に比べて、より畜肉加工品への使用が制限される場合がある。
これまで、豚肉や牛肉、鶏肉由来のコラーゲンを使用して実用的な接着力を発現させる技術は開発されていなかった。
特許第１９２７２５３号公報ではトランスグルタミナーゼのみで接着成型食品を製造する技術を開示している。当該発明はトランスグルタミナーゼの新たな用途を開拓した画期的発明であるが、十分な接着力が得られないことから、各種成分を併用する研究がなされ実用化されている。
また、特許第３３５３３８３号公報及び特許第３３５３５０３号公報にはトランスグルタミナーゼとその基質となるカゼイン類を組み合わせた接着成型食品の発明が開示されている。この方法は畜肉のみならず、魚肉、イカ、カニなどの魚介類、いくら、数の子、すじこ、たらこ、などの魚卵類などに至るまでの食品原材料に広く適用できる。また、この方法は生の状態で接着でき、味風味に影響のない汎用性の高い接着成型方法に関する発明である。
一方、近年の食物アレルギーの問題により、乳由来タンパク質が加工食品に利用できない場合がある。そこで、トランスグルタミナーゼとカゼイン類以外のタンパク質の組み合わせによる接着方法についても研究されている。
特許第３４０７５９９号公報にはカゼインを併用しないでコラーゲンとトランスグルタミナーゼを有効成分とする接着成型方法が開示されている。しかしながら、このコラーゲンは水に溶解すると高い粘性を発現する性質を有しているため、１０℃以下の冷水にコラーゲンを溶解することを必須とし、しかも溶解後は速やかに接着操作に移ることが必要であることから、作業性においてやや課題を残している。
また、その接着力は塩を併用しない場合は弱いもので、その場合は実用的な効果は期待できない。
そこで、国際公開ＷＯ ０２／０８０７００号公報には、コラーゲン中のハイドロキシプロリン、プロリンの合計残基数（以下、「イミノ酸」と称することがある）がコラーゲンの全アミノ酸残基数のうち２０％未満である特定のコラーゲンと、トランスグルタミナーゼを有効成分とする食品原材料の接着用酵素製剤及びそれを用いる接着成型食品の製造方法が開示されている。また、特開２００６−２４６７１６号公報には、トランスグルタミナーゼ、コラーゲン、クエン酸又はリン酸３ナトリウム等のｐＨ調整剤、塩化カルシウムを含む食品用接着剤を用いる接着成形食品の製造方法が開示されており、「塩化カルシウム等を配合すると、コラーゲンの低温時のゲル化を抑制できるのでより好ましい」と記載されているが、塩化カルシウムの適正添加量については記載されていない。
一方、上記特定のコラーゲンとして使用できるものは、実質的に魚皮由来のコラーゲンであり、豚肉や牛肉、鶏肉を使用した畜肉加工品へ利用する場合に、異種起源タンパクとなる魚コラーゲンを含む製剤が使用できない場合がある。
特に、欧州市場では魚由来原料を使用した加工食品に対してはアレルギー表示が義務付けられているため、他の地域に比べて、より畜肉加工品への使用が制限される場合がある。
これまで、豚肉や牛肉、鶏肉由来のコラーゲンを使用して実用的な接着力を発現させる技術は開発されていなかった。
このような背景から、魚由来原料を用いずに肉片等の食品原材料を十分に接着成型させることができる、優れた接着成型用酵素製剤及び接着成型食品の製造方法が加工食品業界より待望されている。従って、本発明の目的は優れた接着成型用酵素製剤及び接着成型食品の製造方法の提供である。
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意研究の結果、トランスグルタミナーゼ、コラーゲン並びに塩化カルシウム及び／又は塩化マグネシウムを用いることにより畜肉等の食品原材料を接着できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の通りである。
１）トランスグルタミナーゼ、コラーゲン、並びに、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを有効成分として含む酵素製剤であって、該酵素製剤中の塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの量が該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たり０．００７〜０．０３ｇであり、該酵素製剤中のコラーゲンの量が該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たり０．００２〜０．０３ｇである酵素製剤。
２）酵素製剤に含まれるコラーゲンのゲル強度が４０ｇ以上である１）記載の酵素製剤。
３）酵素製剤に含まれるコラーゲンのゼリー強度が１５０ｇ以上であることを特徴とする１）記載の酵素製剤。
４）コラーゲンが酸処理コラーゲンである３）記載の酵素製剤。
５）１）乃至４）記載の酵素製剤を（１）水若しくは液状物に溶解後、食品原材料へ添加、又は（２）食品原材料に直接添加することを特徴とする接着成型食品の製造方法。
６）食品原材料１００ｇ当たり、１０〜１００ユニットのトランスグルタミナーゼ、０．１〜２ｇのコラーゲン、０．４〜２ｇの塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを（１）水若しくは液状物に溶解後、食品原材料へ添加する又は（２）食品原材料へ直接添加することを特徴とする接着成型食品の製造方法。
７）コラーゲンがゲル強度４０ｇ以上のものである６）記載の方法。
８）コラーゲンがゼリー強度１５０ｇ以上のものである６）記載の方法。
９）コラーゲンが酸処理コラーゲンである８）記載の接着成型食品の製造方法。
１０）５）乃至９）記載の製造方法により得られた接着成型食品。
以下に本発明を詳述する。本発明の特徴はトランスグルタミナーゼの酵素作用に加えて、（１）コラーゲン並びに（２）塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを接着用酵素製剤として機能させる点にある。
本発明に使用されるトランスグルタミナーゼは、蛋白あるいはペプチド鎖中にあるグルタミン残基のγ−カルボキシアミド基中のアシル転移反応を触媒する酵素である。このトランスグルタミナーゼがアシル受容体としてタンパク質中のリジン残基のε−アミノ基に作用すると、タンパク質分子中及び分子間においてε−（γ−Ｇｌｕ）−Ｌｙｓ結合が形成される。
本発明に使用される酵素であるトランスグルタミナーゼは、トランスグルタミナーゼ活性を有するものであれば、その起源は問わず、使用することができる。例えば、放線菌由来（特許第２５７２７１６号公報参照）、枯草菌由来（特許第３８７３４０８号公報参照）等の微生物由来のものをあげることができる。また、モルモット肝臓由来のもの（特許第１６８９６１４号公報参照）、微生物由来のもの（ＷＯ９６／０６９３１参照）、牛血液、豚血液等の動物由来のもの、サケ、マダイ等の魚由来のもの（関ら、日本水産学会誌，１９９０，５６，１２５−１３２）、カキ由来のもの（米国特許第５７３６３５６号公報参照）等をあげることができる。
この他、遺伝子組み換えにより製造されるもの（例えば、特許第３０１０５８９号公報、特開平１１−７５８７６号公報、ＷＯ０１／２３５９１号公報、ＷＯ０２／０８１６９４公報、ＷＯ２００４／０７８９７３号公報参照）等をあげることができる。
このように、本発明では何れのトランスグルタミナーゼでも使用することができ、起源及び製法に限定されることはない。ただし、食品用途としての機能性、使いやすさの点から、また商業的には大量生産可能で安価に入手しやすい上記微生物由来のトランスグルタミナーゼ（登録２５７２７１６号公報等）を使用することが好ましい。
本発明に使用するトランスグルタミナーゼの活性単位は、次のように測定され、かつ定義される。即ち、ベンジルオキシカルボニル−Ｌ−グルタミニルグリシンとヒドロキシルアミンを基質として反応を行い、生成したヒドロキサム酸をトリクロロ酢酸存在下で鉄錯体に変換させた後、５２５ｎｍの吸光度で、その量を測定する。１分間に１マイクロモルのヒドロキサム酸を生成する酵素量をトランスグルタミナーゼの活性単位、１ユニットと定義する。ハイドロキサメート法と呼ばれる本測定法の詳細は既に報告されている（例えば、登録２５７２７１６号公報参照）。
既に述べたように、トランスグルタミナーゼには様々な起源があることが知られており、起源によっては、上記のハイドロキサメート法により活性が定義できないような基質特異性を持つものもあるから、その場合には異なる方法でユニットが定義される場合もある。どのような活性測定法により定義されるにしろ、実質的に本発明でいう接着成型効果を示す量であれば、本発明のトランスグルタミナーゼ添加範囲の範疇に入る。
本発明の塩化カルシウム、塩化マグネシウムは食品用として使用可能なグレードのものであればよく、塩化カルシウム、塩化マグネシウムそれぞれ単独で用いてもよいし、併用して用いてもよい。
本発明において必須成分であるコラーゲンとしては、いかなる種類のものも用いることができる。即ち、本発明で用いられるコラーゲンの原料は特に限定されず、動物、魚介類の皮、骨、軟骨、鱗、鰾などの組織から抽出されたものを用いればよい。後述の塩とトランスグルタミナーゼに加えコラーゲンを用いると接着効果が著しく向上される。
また、本発明でいうコラーゲンとは、動物、魚介類の皮、骨、軟骨、鱗、鰾により抽出、精製により得られるものであり、分解などその変性度合いには制限はない。コラーゲンは抽出の過程において、さまざまな程度に加水分解されるので広範囲の分子量分布を呈するのがふつうであり、低分子化して、いわゆるゼラチンに変化したものも本発明のコラーゲンの範囲に入る。更に、コラーゲンは精製品である必要はなく、一部に脂肪、炭水化物、ペプチド、アミノ酸などを含有していてもかまわない。
コラーゲンの中でも、酸処理、アルカリ処理等を行っていないものがより強力な接着力を実現するためには好ましく、更にゲル強度が４０ｇ以上のコラーゲンを用いるのがより好ましい。ゲル強度は次のようにして測定する。３０℃温水で１時間ほどコラーゲンの濃度５％に溶解した後、５０ｍｌを専用ゼリーカップに入れ封をし、５℃の冷蔵庫に入れ１７時間冷却する。冷却後のゲルをテクスチャーアナライザーおよびレオメーターなどの物性測定器を用い、５ｍｍ径の球形プローブ、侵入速度１ｍｍ／秒、侵入距離８ｍｍにて測定を行い、得られた応力数値（ｇ）をゲル強度とする。
また、酸処理やアルカリ処理をしたコラーゲンを使用する際は、ゼリー強度が１５０ｇ以上、好ましくは１５０〜３００ｇ、より好ましくは２５０〜３００ｇのコラーゲンが、より強力な接着力を発現するので適している。
尚、ゼリー強度は次のようにして測定する。コラーゲンの濃度６．６７％に溶解した後、１２０ｍｌを専用ゼリーカップに入れ、室温に放置して約３５℃になるまで放冷する。次に、ゴム栓をして１０℃の恒温槽に入れ、１７時間冷却する。冷却後のゲルをテクスチャーアナライザーおよびレオメーターなどの物性測定器を用い、１２．７ｍｍ径の円筒形プローブ、侵入速度１ｍｍ／秒、侵入距離４ｍｍにて測定を行い、得られた応力数値（ｇ）をゼリー強度とする。（ＪＩＳ Ｋ ６５０３参照）
また、コラーゲンとしては、より強力な接着力を実現するために、製造工程で酸処理を施されたコラーゲンのほうが、アルカリ処理コラーゲンよりも好ましい。尚、酸処理コラーゲンとアルカリ処理コラーゲンでは等電点が異なり、酸処理コラーゲンはｐＨ約６．５〜９．０、アルカリ処理コラーゲンはｐＨ約４．９〜５．２を示す。試験方法はＰＡＧＩ法（写真用ゼラチン試験法合同審議会：パギィ法、写真用ゼラチン試験法第９版２００２）を用いて行う。本発明で用いるパギィ法ではゼラチン溶液から、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂を混合した樹脂によりイオン性物質を取り除いた溶液のｐＨを等電点とする。
本発明の酵素製剤を構成するトランスグルタミナーゼ、コラーゲン、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの配合率については、トランスグルタミナーゼは、酵素製剤１ｇ当たり１〜２００ユニット配合すればよく、塩化カルシウム、塩化マグネシウムは酵素製剤１００重量部当たり５〜９５重量部配合すればよく、コラーゲンについては酵素製剤１００重量部当たり５〜９５重量部配合することが好ましい。各成分の配合比については、該酵素製剤中の塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの量（塩化カルシウムと塩化マグネシウムを併用する場合はそれらの合計量）は、該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たり０．００７〜０．０３ｇが好ましく、０．０１〜０．０２ｇがより好ましく、該酵素製剤中のコラーゲンの乾物重量は、該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たり０．００２〜０．０３ｇが好ましく、０．００３〜０．００７ｇがより好ましい。
さて、本発明の接着用酵素製剤はトランスグルタミナーゼ、コラーゲン及び塩化カルシウム及び／又は塩化マグネシウムを有効成分とするが、それ以外も下記のような様々の任意成分を配合することもできる。例えば、食品用賦形剤として知られる、乳糖、ショ糖、マルチトール、ソルビトール、デキストリン、分岐デキストリン、サイクロデキストリン、二酸化ケイ素、セルロース、澱粉類、多糖類、ガム類、ペクチンなどを含有させることができる。
さらに、本発明の接着用酵素製剤にはコラーゲン以外の他タンパク質、例えば、豚肉、牛肉などの畜肉、家禽肉から抽出したタンパク質、大豆タンパク、小麦タンパク、カゼイン類などを含有させることもできる。また、これらタンパク質の部分加水分解物（大豆タンパク部分加水分解物、小麦タンパク部分加水分解物等）も用いることができる。
また、重曹、クエン酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、焼成カルシウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムや、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウムなど各種重合リン酸塩も本酵素製剤に配合してよい。さらに、また、調味料、砂糖、香辛料、着色料、発色材、アスコルビン酸およびその塩類、乳化剤、油脂なども適宜配合しても差し支えない。
本発明の接着成型用酵素製剤は、必ずしもトランスグルタミナーゼ、コラーゲン、並びに、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムが容器内にブレンドされている必要はなく、別々の容器にいれられている、いわゆる「キット」の形態のものも含まれる。酵素製剤の形態は粉体でもよく、液状でもよい。
次に、食品原材料を接着させて接着成型食品を製造する場合に、以下の方法が考えられる。すなわち、トランスグルタミナーゼ、コラーゲン、並びに、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを有効成分とする酵素製剤を用いる方法と、トランスグルタミナーゼ、コラーゲン並びに塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを別々に購入し、使用する方法である。いずれの方法を用いても構わない。
いずれの方法を用いる場合でもトランスグルタミナーゼの対食品原料当たりの使用量は接着対象となる食品原材料１００ｇ当たり、１〜４００ユニット、好ましくは１０〜２００ユニットである。コラーゲンの使用量は食品原材料１００ｇあたり、０．０２〜５ｇ、好ましくは０．１〜２ｇである。塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの使用量（塩化カルシウムと塩化マグネシウムを併用する場合はそれらの使用量の合計量）は食品原材料の１００ｇあたり、０．０２〜５％、好ましくは０．４〜２％である。
また、食品原材料を接着させて接着成形食品を製造する場合に、以下の方法が考えられる。すなわち、本発明の接着用酵素製剤を溶媒に溶解して用いる場合と粉体のまま直接、食品原材料と混合する場合である。更に詳しくは、トランスグルタミナーゼ等の各必須成分を、それぞれ溶解、又は粉体のまま、別々に又は同時に食品原材料と混合する場合である。そのいずれの方法を用いる場合も本発明の接着成型食品の製造方法の範疇である。
本発明に用いられる食品原材料としては、蛋白性食品原材料であれば何でも用いられる。例えば、牛肉、豚肉、馬肉、羊肉、山羊肉、家兎肉、鶏肉などいわゆる食肉だけでなく、各種の魚肉、貝類、エビ、カニなどの甲殻類、イカ、タコなどの軟体動物、イクラ、スジコなどの魚卵類などの食品原材料も利用できる。更に、チーズ、麺類、蒲鉾などの加工食品にも用いることができる。勿論、上述した食品原材料に限定されるものではない。
本発明の接着成型食品とは、上記食品原材料を適度な大きさにカットして得られた食品片の複数個を接着し成型・再構成した食品（例：体積１ｃｍ３以上にカットされた食肉片を接着成型したもの）や、上記原材料をカットせずその形のまま複数個を接着し成型・再構成した食品（例：イクラや小エビ等体積１ｃｍ３以下の小食品素材を複数個接着成型したもの）を指し、すり身や練製品のようなホモゲナイズ処理またはミンチ処理されたペースト状の食品より製造された食品は含まれない。但し、一度成形された蒲鉾やソーセージの小片（ペースト状ではない）を接着成型して得られる食品は本発明の接着成型食品に含まれる。
尚、食品片や小食品素材の接着は、レオメーター（不動工業（株）製）による引っ張り強度が８０ｇ／ｃｍ２以上である必要がある。８０ｇ／ｃｍ２以下では、接着成型食品の製造時や調理加工時に、各素材が剥離してしまうので実用には適さない。
本発明は上述したように蛋白性の食品原材料全てに適用可能であるが、本発明の酵素製剤に牛由来コラーゲンを使用した場合には、食品原材料として牛肉へ、豚由来コラーゲンを使用した場合には豚肉へ使用することにより、同起源由来タンパクを利用して接着成型加工品を製造することが可能であり、異種タンパクフリー、アレルギー表示フリーを求める食肉加工業界の課題を解決することが可能である。
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意研究の結果、トランスグルタミナーゼ、コラーゲン並びに塩化カルシウム及び／又は塩化マグネシウムを用いることにより畜肉等の食品原材料を接着できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の通りである。
１）トランスグルタミナーゼ、コラーゲン、並びに、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを有効成分として含む酵素製剤であって、該酵素製剤中の塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの量が該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たり０．００７〜０．０３ｇであり、該酵素製剤中のコラーゲンの量が該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たり０．００２〜０．０３ｇである酵素製剤。
２）酵素製剤に含まれるコラーゲンのゲル強度が４０ｇ以上である１）記載の酵素製剤。
３）酵素製剤に含まれるコラーゲンのゼリー強度が１５０ｇ以上であることを特徴とする１）記載の酵素製剤。
４）コラーゲンが酸処理コラーゲンである３）記載の酵素製剤。
５）１）乃至４）記載の酵素製剤を（１）水若しくは液状物に溶解後、食品原材料へ添加、又は（２）食品原材料に直接添加することを特徴とする接着成型食品の製造方法。
６）食品原材料１００ｇ当たり、１０〜１００ユニットのトランスグルタミナーゼ、０．１〜２ｇのコラーゲン、０．４〜２ｇの塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを（１）水若しくは液状物に溶解後、食品原材料へ添加する又は（２）食品原材料へ直接添加することを特徴とする接着成型食品の製造方法。
７）コラーゲンがゲル強度４０ｇ以上のものである６）記載の方法。
８）コラーゲンがゼリー強度１５０ｇ以上のものである６）記載の方法。
９）コラーゲンが酸処理コラーゲンである８）記載の接着成型食品の製造方法。
１０）５）乃至９）記載の製造方法により得られた接着成型食品。
以下に本発明を詳述する。本発明の特徴はトランスグルタミナーゼの酵素作用に加えて、（１）コラーゲン並びに（２）塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを接着用酵素製剤として機能させる点にある。
本発明に使用されるトランスグルタミナーゼは、蛋白あるいはペプチド鎖中にあるグルタミン残基のγ−カルボキシアミド基中のアシル転移反応を触媒する酵素である。このトランスグルタミナーゼがアシル受容体としてタンパク質中のリジン残基のε−アミノ基に作用すると、タンパク質分子中及び分子間においてε−（γ−Ｇｌｕ）−Ｌｙｓ結合が形成される。
本発明に使用される酵素であるトランスグルタミナーゼは、トランスグルタミナーゼ活性を有するものであれば、その起源は問わず、使用することができる。例えば、放線菌由来（特許第２５７２７１６号公報参照）、枯草菌由来（特許第３８７３４０８号公報参照）等の微生物由来のものをあげることができる。また、モルモット肝臓由来のもの（特許第１６８９６１４号公報参照）、微生物由来のもの（ＷＯ９６／０６９３１参照）、牛血液、豚血液等の動物由来のもの、サケ、マダイ等の魚由来のもの（関ら、日本水産学会誌，１９９０，５６，１２５−１３２）、カキ由来のもの（米国特許第５７３６３５６号公報参照）等をあげることができる。
この他、遺伝子組み換えにより製造されるもの（例えば、特許第３０１０５８９号公報、特開平１１−７５８７６号公報、ＷＯ０１／２３５９１号公報、ＷＯ０２／０８１６９４公報、ＷＯ２００４／０７８９７３号公報参照）等をあげることができる。
このように、本発明では何れのトランスグルタミナーゼでも使用することができ、起源及び製法に限定されることはない。ただし、食品用途としての機能性、使いやすさの点から、また商業的には大量生産可能で安価に入手しやすい上記微生物由来のトランスグルタミナーゼ（登録２５７２７１６号公報等）を使用することが好ましい。
本発明に使用するトランスグルタミナーゼの活性単位は、次のように測定され、かつ定義される。即ち、ベンジルオキシカルボニル−Ｌ−グルタミニルグリシンとヒドロキシルアミンを基質として反応を行い、生成したヒドロキサム酸をトリクロロ酢酸存在下で鉄錯体に変換させた後、５２５ｎｍの吸光度で、その量を測定する。１分間に１マイクロモルのヒドロキサム酸を生成する酵素量をトランスグルタミナーゼの活性単位、１ユニットと定義する。ハイドロキサメート法と呼ばれる本測定法の詳細は既に報告されている（例えば、登録２５７２７１６号公報参照）。
既に述べたように、トランスグルタミナーゼには様々な起源があることが知られており、起源によっては、上記のハイドロキサメート法により活性が定義できないような基質特異性を持つものもあるから、その場合には異なる方法でユニットが定義される場合もある。どのような活性測定法により定義されるにしろ、実質的に本発明でいう接着成型効果を示す量であれば、本発明のトランスグルタミナーゼ添加範囲の範疇に入る。
本発明の塩化カルシウム、塩化マグネシウムは食品用として使用可能なグレードのものであればよく、塩化カルシウム、塩化マグネシウムそれぞれ単独で用いてもよいし、併用して用いてもよい。
本発明において必須成分であるコラーゲンとしては、いかなる種類のものも用いることができる。即ち、本発明で用いられるコラーゲンの原料は特に限定されず、動物、魚介類の皮、骨、軟骨、鱗、鰾などの組織から抽出されたものを用いればよい。後述の塩とトランスグルタミナーゼに加えコラーゲンを用いると接着効果が著しく向上される。
また、本発明でいうコラーゲンとは、動物、魚介類の皮、骨、軟骨、鱗、鰾により抽出、精製により得られるものであり、分解などその変性度合いには制限はない。コラーゲンは抽出の過程において、さまざまな程度に加水分解されるので広範囲の分子量分布を呈するのがふつうであり、低分子化して、いわゆるゼラチンに変化したものも本発明のコラーゲンの範囲に入る。更に、コラーゲンは精製品である必要はなく、一部に脂肪、炭水化物、ペプチド、アミノ酸などを含有していてもかまわない。
コラーゲンの中でも、酸処理、アルカリ処理等を行っていないものがより強力な接着力を実現するためには好ましく、更にゲル強度が４０ｇ以上のコラーゲンを用いるのがより好ましい。ゲル強度は次のようにして測定する。３０℃温水で１時間ほどコラーゲンの濃度５％に溶解した後、５０ｍｌを専用ゼリーカップに入れ封をし、５℃の冷蔵庫に入れ１７時間冷却する。冷却後のゲルをテクスチャーアナライザーおよびレオメーターなどの物性測定器を用い、５ｍｍ径の球形プローブ、侵入速度１ｍｍ／秒、侵入距離８ｍｍにて測定を行い、得られた応力数値（ｇ）をゲル強度とする。
また、酸処理やアルカリ処理をしたコラーゲンを使用する際は、ゼリー強度が１５０ｇ以上、好ましくは１５０〜３００ｇ、より好ましくは２５０〜３００ｇのコラーゲンが、より強力な接着力を発現するので適している。
尚、ゼリー強度は次のようにして測定する。コラーゲンの濃度６．６７％に溶解した後、１２０ｍｌを専用ゼリーカップに入れ、室温に放置して約３５℃になるまで放冷する。次に、ゴム栓をして１０℃の恒温槽に入れ、１７時間冷却する。冷却後のゲルをテクスチャーアナライザーおよびレオメーターなどの物性測定器を用い、１２．７ｍｍ径の円筒形プローブ、侵入速度１ｍｍ／秒、侵入距離４ｍｍにて測定を行い、得られた応力数値（ｇ）をゼリー強度とする。（ＪＩＳ Ｋ ６５０３参照）
また、コラーゲンとしては、より強力な接着力を実現するために、製造工程で酸処理を施されたコラーゲンのほうが、アルカリ処理コラーゲンよりも好ましい。尚、酸処理コラーゲンとアルカリ処理コラーゲンでは等電点が異なり、酸処理コラーゲンはｐＨ約６．５〜９．０、アルカリ処理コラーゲンはｐＨ約４．９〜５．２を示す。試験方法はＰＡＧＩ法（写真用ゼラチン試験法合同審議会：パギィ法、写真用ゼラチン試験法第９版２００２）を用いて行う。本発明で用いるパギィ法ではゼラチン溶液から、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂を混合した樹脂によりイオン性物質を取り除いた溶液のｐＨを等電点とする。
本発明の酵素製剤を構成するトランスグルタミナーゼ、コラーゲン、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの配合率については、トランスグルタミナーゼは、酵素製剤１ｇ当たり１〜２００ユニット配合すればよく、塩化カルシウム、塩化マグネシウムは酵素製剤１００重量部当たり５〜９５重量部配合すればよく、コラーゲンについては酵素製剤１００重量部当たり５〜９５重量部配合することが好ましい。各成分の配合比については、該酵素製剤中の塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの量（塩化カルシウムと塩化マグネシウムを併用する場合はそれらの合計量）は、該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たり０．００７〜０．０３ｇが好ましく、０．０１〜０．０２ｇがより好ましく、該酵素製剤中のコラーゲンの乾物重量は、該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たり０．００２〜０．０３ｇが好ましく、０．００３〜０．００７ｇがより好ましい。
さて、本発明の接着用酵素製剤はトランスグルタミナーゼ、コラーゲン及び塩化カルシウム及び／又は塩化マグネシウムを有効成分とするが、それ以外も下記のような様々の任意成分を配合することもできる。例えば、食品用賦形剤として知られる、乳糖、ショ糖、マルチトール、ソルビトール、デキストリン、分岐デキストリン、サイクロデキストリン、二酸化ケイ素、セルロース、澱粉類、多糖類、ガム類、ペクチンなどを含有させることができる。
さらに、本発明の接着用酵素製剤にはコラーゲン以外の他タンパク質、例えば、豚肉、牛肉などの畜肉、家禽肉から抽出したタンパク質、大豆タンパク、小麦タンパク、カゼイン類などを含有させることもできる。また、これらタンパク質の部分加水分解物（大豆タンパク部分加水分解物、小麦タンパク部分加水分解物等）も用いることができる。
また、重曹、クエン酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、焼成カルシウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムや、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウムなど各種重合リン酸塩も本酵素製剤に配合してよい。さらに、また、調味料、砂糖、香辛料、着色料、発色材、アスコルビン酸およびその塩類、乳化剤、油脂なども適宜配合しても差し支えない。
本発明の接着成型用酵素製剤は、必ずしもトランスグルタミナーゼ、コラーゲン、並びに、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムが容器内にブレンドされている必要はなく、別々の容器にいれられている、いわゆる「キット」の形態のものも含まれる。酵素製剤の形態は粉体でもよく、液状でもよい。
次に、食品原材料を接着させて接着成型食品を製造する場合に、以下の方法が考えられる。すなわち、トランスグルタミナーゼ、コラーゲン、並びに、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを有効成分とする酵素製剤を用いる方法と、トランスグルタミナーゼ、コラーゲン並びに塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを別々に購入し、使用する方法である。いずれの方法を用いても構わない。
いずれの方法を用いる場合でもトランスグルタミナーゼの対食品原料当たりの使用量は接着対象となる食品原材料１００ｇ当たり、１〜４００ユニット、好ましくは１０〜２００ユニットである。コラーゲンの使用量は食品原材料１００ｇあたり、０．０２〜５ｇ、好ましくは０．１〜２ｇである。塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの使用量（塩化カルシウムと塩化マグネシウムを併用する場合はそれらの使用量の合計量）は食品原材料の１００ｇあたり、０．０２〜５％、好ましくは０．４〜２％である。
また、食品原材料を接着させて接着成形食品を製造する場合に、以下の方法が考えられる。すなわち、本発明の接着用酵素製剤を溶媒に溶解して用いる場合と粉体のまま直接、食品原材料と混合する場合である。更に詳しくは、トランスグルタミナーゼ等の各必須成分を、それぞれ溶解、又は粉体のまま、別々に又は同時に食品原材料と混合する場合である。そのいずれの方法を用いる場合も本発明の接着成型食品の製造方法の範疇である。
本発明に用いられる食品原材料としては、蛋白性食品原材料であれば何でも用いられる。例えば、牛肉、豚肉、馬肉、羊肉、山羊肉、家兎肉、鶏肉などいわゆる食肉だけでなく、各種の魚肉、貝類、エビ、カニなどの甲殻類、イカ、タコなどの軟体動物、イクラ、スジコなどの魚卵類などの食品原材料も利用できる。更に、チーズ、麺類、蒲鉾などの加工食品にも用いることができる。勿論、上述した食品原材料に限定されるものではない。
本発明の接着成型食品とは、上記食品原材料を適度な大きさにカットして得られた食品片の複数個を接着し成型・再構成した食品（例：体積１ｃｍ３以上にカットされた食肉片を接着成型したもの）や、上記原材料をカットせずその形のまま複数個を接着し成型・再構成した食品（例：イクラや小エビ等体積１ｃｍ３以下の小食品素材を複数個接着成型したもの）を指し、すり身や練製品のようなホモゲナイズ処理またはミンチ処理されたペースト状の食品より製造された食品は含まれない。但し、一度成形された蒲鉾やソーセージの小片（ペースト状ではない）を接着成型して得られる食品は本発明の接着成型食品に含まれる。
尚、食品片や小食品素材の接着は、レオメーター（不動工業（株）製）による引っ張り強度が８０ｇ／ｃｍ２以上である必要がある。８０ｇ／ｃｍ２以下では、接着成型食品の製造時や調理加工時に、各素材が剥離してしまうので実用には適さない。
本発明は上述したように蛋白性の食品原材料全てに適用可能であるが、本発明の酵素製剤に牛由来コラーゲンを使用した場合には、食品原材料として牛肉へ、豚由来コラーゲンを使用した場合には豚肉へ使用することにより、同起源由来タンパクを利用して接着成型加工品を製造することが可能であり、異種タンパクフリー、アレルギー表示フリーを求める食肉加工業界の課題を解決することが可能である。
図１は、各種塩類と接着力との関係を示す図である（実施例１）。
図２は、各種コラーゲンと接着力との関係を示す図である（実施例２）。
図３は、各種コラーゲンと接着力との関係を示す図である（実施例３）。
図２は、各種コラーゲンと接着力との関係を示す図である（実施例２）。
図３は、各種コラーゲンと接着力との関係を示す図である（実施例３）。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。しかし、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。
トランスグルタミナーゼ、コラーゲン、塩類による接着成型豚肉の製造
トランスグルタミナーゼとしてはストレプトマイセスモバラエンシス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｍｏｂａｒａｅｎｓｉｓ）起源の市販のトランスグルタミナーゼ（味の素（株）「アクティバ」ＴＧ、比活性１０００ユニット／ｇ品）を用いた。尚、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｍｏｂａｒａｅｎｓｉｓは１９９０年以前にはＳｔｒｅｐｔｏｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ ｍｏｂａｒａｅｎｓｅとされていた。
また、コラーゲンとしては新田ゼラチン社製ゼラチンＧ微粉（ゼリー強度２５６ｇ、酸処理コラーゲン）を使用した。
各試験区それぞれにおいて１．２ｇコラーゲン（ゼラチンＧ微粉 新田ゼラチン社製）と各種塩類１．５ｇを計量し水１０ｍｌに溶解した。次に１８０ユニットになるようにトランスグルタミナーゼを計量し、これを水２ｍｌに溶解させ、前記の溶液と混合した。得られた混合溶液は本発明でいう酵素製剤である。
尚、上記条件は酵素製剤１００ｇ当たり、コラーゲン４０ｇ、各種塩類は５０ｇになるように、またトランスグルタミナーゼは酵素製剤１ｇ当たり、６０ユニットになるように調製した酵素製剤を食品原材料１００重量部あたり１重量部添加したときと同等の添加率である。
このように調製した各酵素製剤と豚もも肉の小片（約２ｃｍ角）全３００ｇが十分なじむように混和し、折り幅７５ｍｍのケーシングチューブに詰め、５℃で２時間放置し、トランスグルタミナーゼ反応を進行させた。放置後、−４０℃の冷凍庫に入れ、評価するまで冷凍保存した。
各試験区における、コラーゲン及び各種塩類の添加量は、食品原材料１００ｇあたりコラーゲン０．４ｇ、塩類０．５ｇに相当する。また、トランスグルタミナーゼの添加量については、食品原材料１ｇあたり０．６ユニットに相当する。詳細は表１に示した。
冷凍した接着豚肉を厚さ９ｍｍ、幅２５ｍｍにスライスし、解凍後、生の状態で、レオメーター（不動工業（株）製）にて引っ張り強度を測定した。結果を図１に示した。従来本評価方法において、８０ｇ／ｃｍ２の引っ張り強度が実用的な接着力と判断しているのに対し、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを使用した添加区では、いずれも基準値（８０ｇ／ｃｍ２）を上回る接着力が得られた。即ち、塩化カルシウム添加区では２０５．８ｇ／ｃｍ２の接着力、塩化マグネシウム添加区では１３６．１ｇ／ｃｍ２の接着力が得られた。一方、塩類無添加区では３９．３ｇ／ｃｍ２、塩化ナトリウム添加区では３５．４ｇ／ｃｍ２、塩化カリウム添加区では３０．０ｇ／ｃｍ２の接着力が得られたに過ぎず、いずれも実用的な接着力は得られなかった。
トランスグルタミナーゼとしてはストレプトマイセスモバラエンシス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｍｏｂａｒａｅｎｓｉｓ）起源の市販のトランスグルタミナーゼ（味の素（株）「アクティバ」ＴＧ、比活性１０００ユニット／ｇ品）を用いた。尚、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｍｏｂａｒａｅｎｓｉｓは１９９０年以前にはＳｔｒｅｐｔｏｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ ｍｏｂａｒａｅｎｓｅとされていた。
また、コラーゲンとしては新田ゼラチン社製ゼラチンＧ微粉（ゼリー強度２５６ｇ、酸処理コラーゲン）を使用した。
各試験区それぞれにおいて１．２ｇコラーゲン（ゼラチンＧ微粉 新田ゼラチン社製）と各種塩類１．５ｇを計量し水１０ｍｌに溶解した。次に１８０ユニットになるようにトランスグルタミナーゼを計量し、これを水２ｍｌに溶解させ、前記の溶液と混合した。得られた混合溶液は本発明でいう酵素製剤である。
尚、上記条件は酵素製剤１００ｇ当たり、コラーゲン４０ｇ、各種塩類は５０ｇになるように、またトランスグルタミナーゼは酵素製剤１ｇ当たり、６０ユニットになるように調製した酵素製剤を食品原材料１００重量部あたり１重量部添加したときと同等の添加率である。
このように調製した各酵素製剤と豚もも肉の小片（約２ｃｍ角）全３００ｇが十分なじむように混和し、折り幅７５ｍｍのケーシングチューブに詰め、５℃で２時間放置し、トランスグルタミナーゼ反応を進行させた。放置後、−４０℃の冷凍庫に入れ、評価するまで冷凍保存した。
各試験区における、コラーゲン及び各種塩類の添加量は、食品原材料１００ｇあたりコラーゲン０．４ｇ、塩類０．５ｇに相当する。また、トランスグルタミナーゼの添加量については、食品原材料１ｇあたり０．６ユニットに相当する。詳細は表１に示した。
コラーゲンの種類と接着力への影響
表２に示す各種コラーゲン１．２ｇと塩化カルシウム１．５ｇを水１０ｍｌに溶解させた。その後１８０ユニットになるようにトランスグルタミナーゼを計量し、水２ｍｌに溶解させ、それを前述のコラーゲンと塩化カルシウムの溶液と混合した。得られた混合液は本発明でいう酵素製剤である。
得られた各酵素製剤と豚もも肉の小片（約２ｃｍ角）全３００ｇが十分なじむように混和し、折り幅７５ｍｍのケーシングチューブに詰め、５℃で２時間放置し、トランスグルタミナーゼ反応を進行させた。放置後、−４０℃の冷凍庫に入れ、評価するまで冷凍保存した。その後は実施例１と同様の方法にて引っ張り強度を測定した。結果は図２に示した。
尚、各種コラーゲン及び塩化カルシウムの添加量は、食品原材料１００ｇあたりコラーゲン０．４ｇ、塩化カルシウム０．５ｇに相当する。また、トランスグルタミナーゼの添加量については、食品原材料１００ｇあたり６０ユニットに相当する。詳細は表３に示す。
図２のとおり、ゼリー強度の高いコラーゲンであるＧ微粉を使用することによって、１５４．７ｇ／ｃｍ２というより高い接着力が得られる事が確認された。
また、ＧＢＬ−２５０では接着力が８２．１ｇ／ｃｍ２であるのに対して、ＡＰ２００微粉は１０６．５ｇ／ｃｍ２であることから、アルカリ処理コラーゲンに比較し酸処理コラーゲンのほうがより強力な接着力が得られる事も確認できた。
表２に示す各種コラーゲン１．２ｇと塩化カルシウム１．５ｇを水１０ｍｌに溶解させた。その後１８０ユニットになるようにトランスグルタミナーゼを計量し、水２ｍｌに溶解させ、それを前述のコラーゲンと塩化カルシウムの溶液と混合した。得られた混合液は本発明でいう酵素製剤である。
尚、各種コラーゲン及び塩化カルシウムの添加量は、食品原材料１００ｇあたりコラーゲン０．４ｇ、塩化カルシウム０．５ｇに相当する。また、トランスグルタミナーゼの添加量については、食品原材料１００ｇあたり６０ユニットに相当する。詳細は表３に示す。
また、ＧＢＬ−２５０では接着力が８２．１ｇ／ｃｍ２であるのに対して、ＡＰ２００微粉は１０６．５ｇ／ｃｍ２であることから、アルカリ処理コラーゲンに比較し酸処理コラーゲンのほうがより強力な接着力が得られる事も確認できた。
コラーゲンの種類と接着力への影響２
表４に示す各種コラーゲン１．２ｇと塩化カルシウム１．５ｇを水１０ｍｌに溶解させた。その後１８０ユニットになるようにトランスグルタミナーゼを計量し、水２ｍｌに溶解させ、それを前述のコラーゲンと塩化カルシウムの溶液と混合した。得られた混合液は本発明でいう酵素製剤である。
得られた各酵素製剤と豚もも肉の小片（約２ｃｍ角）全３００ｇが十分なじむように混和し、折り幅７５ｍｍのケーシングチューブに詰め、５℃で２時間放置し、トランスグルタミナーゼ反応を進行させた。放置後、−４０℃の冷凍庫に入れ、評価するまで冷凍保存した。その後は実施例１と同様の方法にて引っ張り強度を測定した。結果は図３に示した。また加熱後の接着強度を測定するため、厚さ９ｍｍにスライスした接着肉を２４０℃で片面１５０秒ずつ加熱し、官能評価にて強度の測定を行った。官能評価点の基準は表５の通りとし、十分に訓練された官能評価パネル３人によって評価を行った。結果は表６に示した。
尚、各種コラーゲン及び塩化カルシウムの添加量は、食品原材料１００ｇあたりコラーゲン０．４ｇ、塩化カルシウム０．５ｇに相当する。また、トランスグルタミナーゼの添加量については、食品原材料１００ｇあたり６０ユニットに相当する。詳細は表６に示す。
図３のとおり、ゲル強度の高いコラーゲンを使用することによって、８５．５ｇ／ｃｍ２というより高い接着力が得られる事が確認された。
表４に示す各種コラーゲン１．２ｇと塩化カルシウム１．５ｇを水１０ｍｌに溶解させた。その後１８０ユニットになるようにトランスグルタミナーゼを計量し、水２ｍｌに溶解させ、それを前述のコラーゲンと塩化カルシウムの溶液と混合した。得られた混合液は本発明でいう酵素製剤である。
尚、各種コラーゲン及び塩化カルシウムの添加量は、食品原材料１００ｇあたりコラーゲン０．４ｇ、塩化カルシウム０．５ｇに相当する。また、トランスグルタミナーゼの添加量については、食品原材料１００ｇあたり６０ユニットに相当する。詳細は表６に示す。
本発明は食品原材料の接着に利用できる。また、本発明の酵素製剤は十分な接着力を付与できるばかりか、最終的に得られる接着成型食品に好ましい食感を付与しえるものである。
本発明の酵素製剤及び接着成型食品の製造方法を用いると、魚由来コラーゲンを用いなくとも肉片等の食品原材料を十分に接着成型させることができる。従って、本発明は加工食品業界にとって待望とされているは実用性の高い優れた技術である。
本発明の酵素製剤及び接着成型食品の製造方法を用いると、魚由来コラーゲンを用いなくとも肉片等の食品原材料を十分に接着成型させることができる。従って、本発明は加工食品業界にとって待望とされているは実用性の高い優れた技術である。
Claims (10)
- トランスグルタミナーゼ、魚由来以外のコラーゲン、並びに、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを有効成分として含む酵素製剤であって、該酵素製剤中の塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの量が該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１U当たり０．００７〜０．０３ｇであり、該酵素製剤中のコラーゲンの量が該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１U当たり０．００２〜０．０３ｇである酵素製剤。
- 酵素製剤に含まれるコラーゲンのゲル強度が４０ｇ以上である請求の範囲第１項記載の酵素製剤。
- 酵素製剤に含まれるコラーゲンのゼリー強度が１５０ｇ以上であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の酵素製剤。
- コラーゲンが酸処理コラーゲンである請求の範囲第３項記載の酵素製剤。
- 請求の範囲第１項乃至第４項記載の酵素製剤を（１）水若しくは液状物に溶解後、食品原材料へ添加、又は（２）食品原材料に直接添加することを特徴とする接着成型食品の製造方法。
- 食品原材料１００ｇ当たり、１０〜１００ユニットのトランスグルタミナーゼ、０．１〜２ｇの魚由来以外のコラーゲン、０．４〜２ｇの塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを（１）水若しくは液状物に溶解後、食品原材料へ添加する又は（２）食品原材料へ直接添加することを特徴とする接着成型食品の製造方法。
- コラーゲンがゲル強度４０ｇ以上のものである請求の範囲第６項記載の方法。
- コラーゲンがゼリー強度１５０ｇ以上のものである請求の範囲第６項記載の方法。
- コラーゲンが酸処理コラーゲンである請求の範囲第８項記載の接着成型食品の製造方法。
- 請求の範囲第５項乃至第９項記載の製造方法により得られた接着成型食品。
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