JP5267465B2

JP5267465B2 - 大豆たん白素材を用いた濃厚流動食

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Publication number: JP5267465B2
Application number: JP2009539052A
Authority: JP
Inventors: 裕之加藤; 茂芦田
Original assignee: Fuji Oil Co Ltd
Current assignee: Fuji Oil Co Ltd
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: EP2225955A1; BRPI0819355A2; JPWO2009057554A1; CN101909459A; CN101909459B; WO2009057554A1; EP2225955A4; BRPI0819355B1; US20100297333A1

Description

この発明は、大豆たん白素材を用いた濃厚流動食に関する。

近年の高齢化社会によって、彼らが摂取するいわゆる濃厚流動食の市場が拡大してきている。流動食は人が生活する上で必要な栄養素を全て含まなければならないために、その中で蛋白質源は重要な役割を果たしている。これまで蛋白質源としては、混在するミネラル等の影響を受けにくく、かつレトルト等の高温殺菌処理時の安定性が高い乳蛋白質として、主にカゼインが使用されてきた。

最近では、健康に対する一般消費者の意識が高まり、大豆蛋白質の栄養成分・生理効果への関心が高まっている。単なる蛋白質の補給に留まらず、その降コレステロール作用、脂肪燃焼作用をも目的とし、大豆たん白素材を効率的に摂取できる飲食品が多く開発されてきた。同様な理由から、濃厚流動食についても大豆たん白素材を使用したいユーザーが増えてきている。しかし、大豆たん白素材は高ミネラル環境やレトルト加熱による耐性に乏しく、従来の大豆たん白素材では流動食を調製しても粘度が高くなったり、凝集物を多数発生させたりし、例えばこれをチューブにて直接胃へ投与する際は、チューブ内で詰り等を発生させ、汎用されるには至っていない。流動食に使用しても低粘度で凝集のない大豆たん白素材が望まれいる。

特許文献１には、植物性蛋白分解物を使用する液状流動食が請求項に示されているが、全蛋白質に対する植物蛋白質使用量は低い上に、そもそも植物蛋白質を用いた実施例は開示されていない。酵素分解により調製した大豆たん白素材を濃厚流動食に用ても、凝集を発生させたり、粘度上昇を引き起こすと推定される。

特許文献２は、大豆たん白素材のスラリーまたは溶液に、リン酸，有機酸，もしくはそれらの塩を用いることで、カルシウムまたはマグネシウムイオン等の二価金属を添加しても、製造した大豆たん白素材の凝集・沈澱の発生が抑えられることが開示されている。しかし、二価金属重量の1倍以上のリン酸等の添加が必須であり、様々な栄養成分を設計する濃厚流動食においては、汎用性のあるたん白素材とはいえない。更に、リン酸等がもつ薬品的な風味が流動食に付与されたり、リン酸やクエン酸のキレート効果が、これを摂取した際に小腸でのミネラル分吸収阻害に働く可能性もあり、濃厚流動食中の栄養成分を設計する上ではこれらの多量の混入は好ましくない。キレート剤等の他の物質を添加することなく、低粘度であり凝集の少ない、大豆蛋白質を大量に含む濃厚流動食は、いまだ得られていない。

特開平10-210951号公報特開2000-83595号公報

本発明は、大豆たん白素材を含む、低粘度で且つ凝集物が少ない良好な物性の濃厚流動食を得ることを課題とした。

本発明者らは、濃厚流動食の調製に必要な大豆たん白素材の物性を特定すると共に、その物性に合致する大豆たん白素材の調製法を見出すことで、大豆たん白素材を大量に含み、かつ物性が良好な濃厚流動食を得るに至り、ついに本発明を完成させた。
すなわち本発明は、
（１）以下a)〜d)の物性を持った大豆たん白素材を用いた、濃厚流動食。
a)100g中に、大豆たん白素材を固形分として５g及び、乳酸カルシウムをカルシウムとして30mg含む水溶液の、121℃，10分間の加熱後の20℃における粘度が10mPa・s以下で且つ、同水溶液の1,300×ｇ，5分間の遠心後の沈澱量が１容量%以下、b)大豆たん白素材の12重量%水溶液の、5℃における粘度が1,000mPa・s以下、c)大豆たん白素材の0.22M TCA可溶率が11%未満、d)大豆たん白素材のPSI（蛋白質水溶性指数：Protein Solubility Index）が70以上。
（２）大豆たん白素材が、大豆たん白原料の水溶液または水分散液を、pH5.7〜7.4，110℃〜160℃で15〜70秒間加熱処理して調製したものである、（１）記載の濃厚流動食。
（３）大豆たん白原料の水溶液または水分散液を、固形量当たり0.05重量%以上の亜硫酸塩の存在下に加熱処理して調製した、大豆たん白素材を用いた、（２）記載の濃厚流動食。
（４）大豆たん白素材を、蛋白質として全蛋白質の50重量%以上含む、（１）に記載の濃厚流動食。
である。

本発明により、大豆たん白素材を用いた低粘度で且つ凝集物が少ない良好な物性の濃厚流動食を調製できる。

（大豆たん白素材）
本発明における大豆たん白素材は、以下の物性を全て持つ大豆たん白素材であり、この物性に合致した大豆たん白素材のみが、良好な濃厚流動食を調製することができる。すなわち
a)100g中に、大豆たん白素材を固形分として５g及び、乳酸カルシウムをカルシウムとして30mg含む水溶液の、121℃，10分間の加熱後の20℃における粘度が10mPa・s以下で且つ、同水溶液の1,300×ｇ，5分間の遠心後の沈澱量が１容量%以下、
b)大豆たん白素材の12重量%水溶液の、5℃における粘度が1,000mPa・s以下、
c)大豆たん白素材の0.22M TCA可溶率が11%未満、
d)大豆たん白素材のPSI（蛋白質水溶性指数：Protein Solubility Index）が70以上。
また、ｂ）に記載の粘度は、600mPa・s以下が、c)に記載の0.22M TCA可溶率は10%未満が、d)に記載のPSIは73以上が、それぞれ良好な濃厚流動食を調製するに当り、更に適切であり好ましい。これらa)〜d)の条件に合致しない大豆たん白素材で濃厚流動食を調製しても、調製した濃厚流動食は、粘度が高すぎたり凝集物が発生したりと、流動食として良好な物性を得ることが難しい。

（同調製法）
以下、本発明の大豆たん白素材の調製方法について説明する。本発明における大豆たん白原料とは、丸大豆，脱脂大豆等から蛋白質成分を水または温水で抽出し、オカラ成分を除去した全脂豆乳や脱脂豆乳、またはこれら豆乳から、UF膜による処理や酸を用いた等電点沈澱等で蛋白質を濃縮した分離大豆たん白等が例示される。更にこれを中和したものや、殺菌・乾燥したものを用いることもできる。

本発明における大豆たん白素材は、例えば上記大豆たん白原料の水懸濁液または水溶液を、pH5.7〜7.4、好ましくはpH6.0〜7.0とし、そのまま水系下に110℃〜160℃、好ましくは115℃〜140℃にて、15〜70秒間、好ましくは20〜60秒間で加熱処理することで得ることができる。加熱時のpHが低いと工程中での加熱殺菌後の液が増粘し、その後の工程、例えば噴霧乾燥等が難しくなる。また加熱時のpHが高いと、流動食調製時の粘度が高くなるだけでなく、保存中の増粘も促進される。

加熱温度が不十分では流動食調製時に粘度が高くなり、加熱温度が高すぎると大豆たん白の溶解性が低下し凝集物が発生する。一方、加熱時間が短かすぎると、得られる大豆たん白溶液の粘度が高く、その大豆たん白を用いた水中油型乳化物の油滴径が大きくなる。加熱時間が長すぎると、大豆たん白の溶解性が低下し凝集物が発生する。加熱時の大豆たん白原料の水懸濁液または水溶液の濃度は任意に設定できるが、固形分として概ね５重量%〜20重量%が例示できる。これより低濃度でも処理費用が余分に発生する程度で、実施に特に差し支えないし、高濃度でもその後の処理に影響を与えない粘度であれば良い。尚、加熱には工業的には高温瞬間加熱殺菌装置、例えばスチームインジェクション方式の連続式直接加熱殺菌装置等を用いることが出来る。

（亜硫酸塩）
本発明は、亜硫酸塩を併用することで、更に低粘度低凝集な性質の大豆たん白組成物を得ることができる。亜硫酸塩には亜硫酸ナトリウムが好ましく、これには一般食品工業向けのものが使用できる。また、次亜硫酸ナトリウムも同様に使用できる。これらは、上記大豆たん白原料の水懸濁液または水溶液の加熱処理時にその固形分当たり0.05重量%以上の亜硫酸塩が存在する様に、加熱前の任意の工程で添加することができる。0.05重量%以上の亜硫酸塩の添加により、二価金属存在下での大豆たん白素材溶液の粘度上昇や凝集発生を効果的に軽減し、二価金属対する強い耐性を与えることができる。添加量が多すぎると、製造した大豆たん白素材中の残存二酸化イオウ量が多くなる。食品中の二酸化イオウ量は食品衛生法で制限されているために、この値を超えない様に、通常は前述の固形分当たり0.2重量%以下で用いる場合が多い。また加熱殺菌後の添加では、亜硫酸塩によるミネラル耐性の向上効果を期待することはできない。

こうして得られた大豆たん白素材は、濃厚流動食の原料として用いるに非常に適した物性を持つ。この大豆たん白素材は、液体のまま流動食に調製することもできるが、乾燥し粉末化した上で、改めて種々の原料と混合調製し流動食とすることが好ましい。

大豆たん白溶液の低粘度化のために、一般的に加水分解反応を用いるが、この際大豆たん白素材のTCA（0.22M）可溶率が11%以上にまで加水分解を行なうと、総じてミネラル耐性が低くなり、かつ流動食の増粘または，凝集物発生を招き易い。濃厚流動食を調製するに当り、TCA可溶率11%以上の、積極的な水解反応を行うことは好ましくない。

（濃厚流動食）
本発明において濃厚流動食とは、カロリー値が１kcal/mL以上、栄養成分として少なくとも蛋白質，脂質，炭水化物，ミネラル，ビタミンを含み、常温で液体の食品を指す。好ましくは、蛋白質：10〜25%、脂質：15〜45%，炭水化物：35%以上のエネルギー組成と，カルシウム：20〜110mg／100kcal，マグネシウム：10〜70mg／100kcalの組成を持つものである。更に好ましくは、蛋白質：16〜20%、脂質：20〜30%，炭水化物：50〜65%のエネルギー組成と、カルシウム：35〜65mg／100kcal，マグネシウム：15〜40mg／100kcalの組成を持つものであり、流動食の好ましい粘度としては、150mPa・s以下が例示できる。また、本発明の大豆たん白素材を、蛋白質として全蛋白質の50重量%以上、好ましくは60重量%以上含む濃厚流動食が、大豆蛋白質に由来する生理効果を享受でき易く、好ましい。更に、下痢などの副作用を最小限に抑える低浸透圧、細いチューブでも通過する流動性、良好な風味、数ヶ月
常温保存可能な乳化安定性などを有するものであることが好ましい。

これら濃厚流動食は前記の組成に加え、リン酸塩，クエン酸塩などの塩類、香料等を適宜添加することにより、高カロリー，高蛋白質，栄養バランス，良好な風味等の性質を付与することが可能であるが、本発明の大豆たん白素材を使用すれば、従来の大豆たん白素材を使用するよりも、キレート剤として機能するリン酸塩やクエン酸塩などの使用を大幅に減らすことができる。すなわち、従来の大豆たん白素材ではこれらキレート剤を多量に使用しないと、流動食において凝集や沈澱を発生させたり、保存中の増粘を招いていたが、本発明の大豆たん白素材を使用することにより、この問題の回避が可能となる。これらキレート剤は一般的に流動食中５〜２０重量%添加されることが多いが、本発明の大豆たん白素材を使用すると、０〜５重量%の添加量でも使用可能となる。

濃厚流動食を調製するには、これらの原料を水系にて混合し、更に含まれた油分を均質化する。均質化とは、水と油を含む混合液をエマルションとし、さらにエマルションの液滴を微粒化することである。均質化の一つの方法としては乳化機などの装置を用いる方法がある。乳化機としては、例えば、回転羽を有する攪拌機、高速回転するディスクやローターと固定ディスクを有するコロイドミル、超音波式乳化機、一種の高圧ポンプである均質機（ホモジナイザー）などが挙げられる。中でも均質機（ホモジナイザー）が好ましく、均質化工程としては例えば、40〜100MPa、好ましくは50〜90MPaでの処理が挙げられる。

本発明の濃厚流動食は、上記の栄養組成物を収納した容器と併せて流通することもできる。栄養組成物が加熱滅菌され、無菌充填することができるため、保存，輸送が容易であり、必要なときすぐに使用できるという利点がある。また、保存時において、たん白質の凝集，沈澱が形成しにくい利点がある。充填法としては、当該流動食をあらかじめ加熱滅菌した後に無菌的に容器に充填する方法（例えば、UHT滅菌とアセプティック充填を併用する方法）また、当該流動食を容器に充填した後、容器とともに加熱滅菌する方法（例えば、レトルト殺菌）などが採用できる。なお、UHT滅菌法では、間接加熱方式および直接加熱方式のどちらでも使用できる。また、流動食を水溶液として殺菌することなく、乾燥粉体として調製，流通し、使用直前に水溶液とする濃厚流動食にあっても、本発明の大豆たん白素材は、低粘度であり且つ低凝集の、好ましい物性を持った濃厚流動食とすることができる。

（測定法）
次に本発明で用いた測定法を記す。
＜PSI＞
大豆たん白素材試料１ｇを秤量し、100mlのイオン交換水を加えて10分間プロペラ撹拌（500rpm）し、No.5A濾紙で濾過した濾液中の窒素（ケルダール法による測定）の試料中の全窒素に対する百分率で表した。
＜0.22M TCA可溶化率＞
大豆たん白素材試料の２重量%水溶液に、0.44Mトリクロロ酢酸（TCA）を等量加え、可溶性蛋白質の割合をケルダール法により測定した。蛋白質の分解が進行すると、TCA可溶化率は上昇する。

＜12重量%溶液粘度＞
大豆たん白素材試料の12重量%溶液の、５℃での粘度をB型粘度計（TOKIMEC社製）で測定した。
＜残存二酸化イオウ量＞
第2版食品中の食品添加物分析法2000「二酸化硫黄（試験法B）」に則り分析した。
＜ミネラル添加溶液粘度，沈澱量＞
大豆たん白素材試料の５重量%水溶液100ｇに対し、30mgのカルシウム量となるよう乳酸カルシウムを添加し、この溶液をレトルトパウチに充填した。レトルト殺菌装置（日阪製作所社製）にて121℃，10分間加熱後の、20℃における粘度をB型粘度計（TOKIMEC社製）で測定した。また、これを10mL目盛付円錐形遠心沈澱管（テックジャム社製）へ10mL入れ、1,300×ｇ，10分間遠心した後、沈澱量を測定した。
＜乳化粒子径＞
大豆たん白素材試料の５重量%水溶液100ｇに対し、1.5ｇ大豆油（不二製油社製）を添加し混合、超音波発生装置（海上電気社製）にて超音波処理後、得られた水中油型乳化物の油滴径をレーザ回折式粒度分布測定装置（SALD-2200島津製作所社製）にて粒子径を測定した。

＜流動食粘度＞
調製した流動食溶液の25℃での粘度をB型粘度計（TOKIMEC社製）で測定した。
＜流動食中凝集物粒径＞
調製した流動食を顕微鏡を用いて200倍にて観察し、目視にて粒径を確認した。
＜流動食遠心後沈澱量＞
調製した流動食各々50gを300mL用遠心チューブに入れ、遠心機（型式H-9R：コクサン社製）にて10,000×ｇ，５分間の遠心分離後上清を捨て、沈澱量の重量を測定した。

以下、実施例により本発明の実施態様を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例にその技術範囲が限定されるものではない。

（実施例１）加熱時pHの比較（大豆たん白素材Ａ〜D）
水1,000重量部に低変性脱脂大豆100重量部を加えて、ホモミキサー（特殊機化工業（株）製）で攪拌しながら40℃，30分間抽出を行い、3,000×ｇで遠心分離してオカラを除き、脱脂豆乳を得た。これを塩酸でpH4.5に調整して等電点沈澱させ、遠心分離して酸沈カードを得た。これに4倍量の水を加えて水酸化ナトリウムでpH6.0〜7.4の任意のpHに調整し、分離大豆たん白を含有する溶液を得た。この固形分に対し0.08%の亜硫酸ナトリウムを添加した後、連続式直接加熱方式殺菌装置（以下VTIS）（アルファラバル社製）で150℃，40秒間加熱を行い、スプレードライヤー（大川原化工機社製）で噴霧乾燥を行い、粉末状の大豆たん白素材Ａ〜Dを得た。

（実施例２）亜硫酸ナトリウム無添加（大豆たん白素材Ｅ）
実施例１と同様に処理し、大豆たん白素材Ｅを得た。但し、加熱前のpHは6.3に調整し、亜硫酸ナトリウムは添加していない。

（比較例１）加熱時pHの比較（大豆たん白素材Ｆ，Ｇ）
実施例１と同様に処理し、大豆たん白素材Ｆ，Ｇを得た。但し、加熱前のpHは5.5（Ｆ）および7.6（Ｇ）に調整した。

（比較例２）低温短時間加熱（大豆たん白素材Ｈ）
実施例１と同様に処理し、大豆たん白素材Ｈを得た。但し、加熱前のpHは7.0に調整し、140℃，10秒間の加熱を行なった。

（比較例３）プロテアーゼ水解（大豆たん白素材Ｉ，Ｊ）
実施例１と同様に処理し、大豆たん白素材Ｉ，Ｊを得た。但し、加熱前のpHは6.3（Ｉ）および7.0（Ｊ）に調整し、亜硫酸ナトリウムを添加した後、アルカリプロテアーゼ（天野製薬株式会社製「プロチンＡ」）を固形分当たり0.1重量%添加し、50℃で15分間加水分解を行った後に、加熱処理を行なった。

（比較例４）キレート剤＋プロテアーゼ水解（大豆たん白素材Ｋ）
比較例３と同様に処理し、大豆たん白素材Ｋを得た。但し、固形分に対して3%のヘキサメタリン酸（キシダ化学社製）を添加した後pH7.0に調整し、加水分解を行った後に、加熱処理を行なった。

実施例１〜２（大豆たん白素材Ａ〜Ｅ）、比較例１〜４（大豆たん白素材Ｆ〜Ｋ）の評価を表１に纏めた。実施例１（大豆たん白素材Ａ〜Ｅ）のpH範囲では、水溶解性（PSI）は95%以上と高く、12%溶液粘度はいずれも500mPa・s以下、ミネラル添加溶液の粘度も10mPa・s以下、この遠心後沈澱量も0.1容量%未満と少なかった。これらは水溶解性が高く、粘度も低く、ミネラルとの反応性も低いことが示された。亜硫酸ナトリウム添加のない実施例２は、溶解性は高いものの、粘度が少し高めであった。実施例２以外は亜硫酸ナトリウムを添加しているが、噴霧乾燥後のたん白素材中の二酸化イオウ量は、食品衛生法基準30ppm未満であった。

比較例１の大豆たん白素材Ｆは加熱時のpHが低い為、PSIが低く、ミネラル添加溶液の遠心後沈澱量も２容量%と多く、乳化粒子径も大きくなった。また加熱時のpHが高い同例の大豆たん白素材Ｇや、加熱温度が低い比較例２（大豆たん白素材Ｈ）は、PSIなどの溶解性は高いものの、12重量%溶液粘度が実施例群より高くなった。酵素分解した比較例３，４については、加熱時のpHが低く酵素分解によりPSIが低下した比較例３（大豆たん白素材Ｉ）は、粘度は低いものの溶解性が下がり沈澱量が多く、乳化粒子径も大きくなった。PSIが高い同例の大豆たん白素材Ｊは、ミネラル添加溶液粘度が高くて遠心後沈澱量も多く、またキレート剤であるヘキサメタリン酸ナトリウムを添加した比較例４（大豆たん白素材Ｋ）は、ミネラル添加溶液の遠心後沈澱量は低下したものの12重量%溶液粘度は高くなった。また、加熱条件にて熱履歴が高く、かつNSIの高い実施例１，２及び比較例１（Ｇ），比較例３（Ｊ），比較例４は、乳化粒子径が小さくなった。

（実施例３）濃厚流動食の調製
実施例１〜２（大豆たん白素材Ａ〜Ｅ）、比較例１〜４（大豆たん白素材Ｆ〜Ｋ）及びカゼインナトリウム（ALANATE180：フォンテラージャパン社製）（比較例５）をたん白素材として各々使用し流動食を調製した。すなわち、60℃の水75.38重量部に対し、コハク酸モノグリセライド0.02重量部（ポエムB-10：理研ビタミン社製）、デキストリン15重量部（TK-16：松谷化学工業社製）、菜種油2.5重量部（不二製油社製）、各たん白素材5.5重量部を加えてTKホモミキサー（特殊機化工業社製）を用いて5000rpmにて15分間攪拌し、ここにクエン酸三ナトリウム0.8重量部、塩化カリウム0.4重量部、塩化マグネシウム0.2重量部、塩化カルシウム0.2重量部を加えて70℃まで昇温して更にホモミキサーにて10分間攪拌した。これを水酸化ナトリウムにてpH7.0へ調整し、高圧ホモゲナイザー（APV社製）を用いて20MPaにて処理後レトルトパウチに充填し、121℃，20分間にてレトルト殺菌処理（日阪製作所社製）を行った。

流動食評価を表に纏めた。実施例１〜２（大豆たん白素材Ａ〜Ｅ）及び比較例５（カゼインナトリウム）を用いた流動食は、調製直後及び保存後も100mPa・s未満の低粘度であり、凝集物も少なく大きさも小さく良好であった。亜硫酸ナトリウム無添加の実施例２（大豆たん白素材Ｅ）はやや粘度が高めであったが問題ないレベルであった。加熱pHが低い比較例１（大豆たん白素材Ｆ）は、流動食系での粘度は低かったが、細かい凝集物が多数発生し不適であった。また加熱pHが高い比較例１（大豆たん白素材Ｇ）および、VTIS熱履歴が低い比較例２（大豆たん白素材Ｈ）は、凝集物の点では問題なかったが、保存中に粘度が上昇し不適であった。また酵素分解して大豆たん白の溶液粘度を低下させた比較例３については、大豆たん白素材Ｊは粘度が高く、凝集物は大きく、量も多く不適であった。大豆たん白素材Ｉは凝集物が大きく量も多い点で不適であった。また比較例４の大豆たん白素材Ｋは、キレート剤であるヘキサメタリン酸ナトリウムを添加したにも関わらず流動食粘度が高く、凝集物量や大きさ、遠心後沈澱物量も大豆たん白素材Ｉと差がほとんどなく、流動食としては同様に不適であった。大豆たん白素材物性のNSIが高く、12%液粘度とミネラル添加溶液粘度が低く、乳化粒子径が小さい実施例１，２は、粘度が低く凝集物の少なく小さい良好な流動食の調製を行うことができた。

○表１（各大豆たん白素材の製造条件，物性，濃厚流動食物性）

Claims

大豆たん白原料の水溶液または水分散液を、固形量当たり0.05重量%以上の亜硫酸塩の存在下にpH5.7〜7.4，110℃〜160℃で15〜70秒間加熱処理して調製し、以下a)〜d)の物性を持った大豆たん白素材を用いた、カロリー値が１kcal/mL以上である濃厚流動食。
a)100g中に、大豆たん白素材を固形分として５g及び、乳酸カルシウムをカルシウムとして30mg含む水溶液の、121℃，10分間の加熱後の20℃における粘度が10mPa・s以下で且つ、同水溶液の1,300×ｇ，5分間の遠心後の沈澱量が１容量%以下、b)大豆たん白素材の12重量%水溶液の、5℃における粘度が1,000mPa・s以下、c)大豆たん白素材の0.22M TCA可溶率が11%未満、d)大豆たん白素材のPSI（蛋白質水溶性指数：Protein Solubility Index）が70以上。
大豆たん白素材を、蛋白質として全蛋白質の50重量%以上含む、請求項１に記載の濃厚流動食。