JP5447386B2 - 接着成形食品用酵素製剤及び接着成形食品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は接着成形食品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形技術について、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形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形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形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形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形食品の製造方法が開示されている。また、特許文献６には、トランスグルタミナーゼ、コラーゲン、塩類からなる接着成形食品用の接着剤に食塩、塩化カリウム、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旨の記載があるが、特開２００６−２４６７１６号公報における塩化カルシウムの使用目的はコラーゲンの低温時のゲル化抑制であり、後に詳述する本願発明における塩化カルシウムの使用目的とは全く異なるものであるので、特開２００６−２４６７１６号公報記載の発明は本願発明を示唆するものではない。
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。
これまで示した接着技術においては、全て特定のタンパク素材を配合するため、１つの技術で複数の異種タンパクフリーニーズを満たすことは出来なかった。そのため、タンパク素材を使用しない接着技術が待ち望まれていたが、これまでタンパク素材を用いずに実用的な接着強度を発現する技術は開発されていなかった。

このような背景から、本発明の目的は、タンパク素材を用いずに肉片等の食品原材料を十分に接着成形させることができる、優れた接着成形用酵素製剤及び接着成形食品の製造方法を提供することである。
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並びに塩化カルシウム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接着成形食品用の酵素製剤であって、該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たりの塩化カルシウムの量が０．００７〜０．０３ｇ、又は該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たりの塩化マグネシウムの量が０．０２２〜０．０２５ｇである酵素製剤。
（２）食品原材料１００ｇ当たり、０．６ｇの塩化カルシウム及び７５〜１００ユニットのトランスグルタミナーゼを添加することを特徴とする接着成形食品の製造方法。
（３）食品原材料１００ｇ当たり、０．７〜０．９ｇの塩化カルシウム及び２５〜１００ユニットのトランスグルタミナーゼを添加することを特徴とする接着成形食品の製造方法。
（４）食品原材料１００ｇ当たり、１．４〜１．６ｇの塩化マグネシウム及び６０〜１００ユニットのトランスグルタミナーゼを添加することを特徴とする接着成形食品の製造方法。
（５）食品原材料が食肉であり、接着成形食品が接着成形肉である（２）乃至（４）記載の方法。
本発明に使用されるトランスグルタミナーゼは、タンパク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）。
本発明の必須成分である塩化カルシウム、塩化マグネシウムは、食品用に使用し得るグレードのものであればよい。塩化カルシウム単独で用いても良いし、塩化マグネシウム単独で用いても良いし、又、塩化カルシウムと塩化マグネシウムを併用して用いてもよい。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で、接着効果が著しく上昇する。
本発明の酵素製剤の場合、構成成分であるトランスグルタミナーゼ、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの配合率は、製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たりの塩化カルシウムの量が０．００７〜０．０３ｇ又は該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たりの塩化マグネシウムの量が０．０２２〜０．０２５ｇが好ましい。トランスグルタミナーゼについては、酵素製剤１ｇ当たり１〜２００ユニット配合させればよい。
本発明の接着用酵素製剤はトランスグルタミナーゼ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。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。
本発明の接着成形用酵素製剤は、必ずしもトランスグルタミナーゼ並びに塩化カルシウム又は塩化マグネシウムが同一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。
本発明の接着成形食品とは、最も小さい片が３ｍｍ以上好ましくは１ｃｍ以上の大きさの食品原材料片を接着成形して得られる食品を指し、ミンチ状、ペースト状の原料より製造される、ソーセージ、蒲鉾等の練り製品は含まれない。食品原材料としてはタンパク性食品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、鴨肉、アヒル肉等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。更に勿論、上述した食品原材料に限定されるものではない。
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／ｃｍ^２以上である必要がある。８０ｇ／ｃｍ^２未満では、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タンパク性の食品原材料全てに適用可能であるが、カゼイン、コラーゲン等のタンパク素材（精製タンパクや抽出タンパク）を添加することなく接着成形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。
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、トランスグルタミナーゼ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、塩化カルシウムの使用量は、２水和物結晶の重量換算で、食品原材料１００ｇ当たり、０．６〜０．９ｇ（０．６ｇ以上０．９ｇ以下）が好ましく、０．６〜０．８ｇがより好ましい。０．９ｇを超えると塩化カルシウムの呈味が強く発現し呈味の良好な接着成形食品を得ることができない。０．６ｇ未満であると、トランスグルタミナーゼを併用しても、十分な接着力が得られず、接着の十分な接着成形食品は得られない。
トランスグルタミナーゼの使用量は、塩化カルシウムの使用量が食品原材料１００ｇ当たり０．６ｇの場合、食品原材料１００ｇ当たり７５〜１００ユニットが好ましく、９０〜１００ユニットがより好ましい。塩化カルシウムの使用量が食品原材料１００ｇ当たり０．７〜０．９ｇの場合、食品原材料１００ｇ当たり２０〜１００ユニットが好ましく、３０〜９０ユニットがより好ましい。トランスグルタミナーゼの使用量が上記より少ない場合は、十分な接着力が発現せず、多い場合は使用するトランスグルタミナーゼのコストの影響が大きくなりすぎてしまう。
塩化マグネシウムの使用量は、６水和物結晶の重量換算で、食品原材料１００ｇ当たり、１．４〜１．６ｇが好ましい。１．６ｇを超えると塩化マグネシウムの呈味が強く発現し呈味の良好な接着成形食品を得ることができない。１．４ｇ未満であると、トランスグルタミナーゼを併用しても、十分な接着力が得られず、接着の十分な接着成形食品は得られない。トランスグルタミナーゼの使用量は、塩化マグネシウムの使用量が食品原材料１００ｇ当たり１．４ｇ〜１．６ｇの場合、食品原材料１００ｇ当たり６０〜１００ユニットが好ましい。トランスグルタミナーゼの使用量が上記より少ない場合は、十分な接着力が発現せず、多い場合は使用するトランスグルタミナーゼのコストの影響が大きくなりすぎてしまう。
尚、十分な接着とは、レオメーターにより測定した引っ張り強度が８０ｇ／ｃｍ^２以上となる状態である。
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は、本発明の接着用酵素製剤を溶媒に溶解して用いる方法と粉体のまま食品原材料と混合する方法とがある。更に詳しくは、トランスグルタミナーゼ、塩化カルシウム、塩化マグネシムの各必須成分を、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。そのいずれの方法を用いる場合も本発明の接着成形食品の製造方法の範疇である。

図１は、塩化カルシウム及びトランスグルタミナーゼの添加量と接着力との関係を示す図である（実施例１）。
図２は、塩化マグネシウム及びトランスグルタミナーゼの添加量と接着力との関係を示す図である（実施例１）。

以下、本発明を実施例、比較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。また塩化マグネシウムは６水和物（富田製薬（株））を、塩化カルシウムは２水和物（富田製薬（株））を使用した。
表１に示すとおり、トランスグルタミナーゼ及び塩化カルシウム及び塩化マグネシウムを計量し、各水１２ｍｌに溶解した。得られた混合溶液は本発明でいう酵素製剤である。
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、計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１８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、冷凍した接着豚肉を厚さ９ｍｍ、幅２５ｍｍにスライスした。
解凍後、生の状態で、レオメーター（不動工業社）により引っ張り強度を測定した結果を図１、図２に示す。従来、本評価方法において、８０ｇ／ｃｍ^２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、試験区１〜５、６〜１０のトランスグルタミナーゼを９０Ｕ、１８０Ｕ（食品原材料１００ｇ当たり３０Ｕ、６０Ｕ）を添加した試験区においては、塩化カルシウム２．１ｇ（食品原材料１００ｇ当たり０．７ｇ）以上添加した試験区において基準値（８０ｇ／ｃｍ^２）を上回る接着力が得られた。また、２７０Ｕ（食品原材料１００ｇ当たり９０Ｕ）を添加した試験区１１〜１５においては、塩化カルシウム１．８ｇ（食品原材料１００ｇ当たり０．６ｇ）以上添加した試験区において基準値を上回る接着力が得られた。また、塩化マグネシウムを添加した試験区１６〜２１においては、塩化マグネシウム４．２ｇ（食品原材料１００ｇ当たり１．４ｇ）以上の試験区で基準値を上回る接着強度が得られた。以上のように適正な範囲で塩化カルシウム、塩化マグネシウム及びトランスグルタミナーゼを使用することにより実用に耐えうる接着強度が得られる。
比較例１
酸化カルシウム（焼成カルシウム）は、塩化カルシウムと同様のカルシウムの無機塩であり、適量を添加することにより食品素材の接着が可能であることが知られているため、酸化カルシウムを用いることにより塩化カルシウムと同様の効果が得られるかどうかの検討を行った。また他の各種塩類についても比較を行った。表２に示すとおりの各種塩類及びトランスグルタミナーゼ１８０ユニットを１２ｍｌの水に溶かし、豚もも肉の小片（約２ｃｍ角、計３００ｇ）と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１７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、比較を行った。結果を表２に示す。
表２に示すように、各塩２．１ｇ（食品原量１００ｇ当たり０．７ｇ）添加した際に、塩化カルシウム添加区では十分な接着力が得られたものの、塩化カルシウム以外の塩類では十分な接着力が得られなかった。また、酸化カルシウムでは十分な接着力に近い値が得られたものの、肉に白色の変色が見られ外観として好ましくない結果を得た。これは酸化カルシウムがアルカリにより変色したものと考えられる。従って、同じカルシウム塩である酸化カルシウムを使用した接着技術は、塩化カルシウムとトランスグルタミナーゼによる接着技術とは全く異なるものであり、酸化カルシウム添加では代替できないことが示された。

本発明の酵素製剤及び接着成形食品の製造方法によれば、カゼイン、コラーゲン等のタンパク素材を副剤として用いなくとも肉片等の食品原材料を十分に接着成形させることができるので、食品分野において極めて有用である。

Claims (5)

1. トランスグルタミナーゼ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接着成形食品用の酵素製剤であって、該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たりの塩化カルシウムの量が０．００７〜０．０３ｇ、又は該酵素製剤中のトランスグルタミナーゼ１Ｕ当たりの塩化マグネシウムの量が０．０２２〜０．０２５ｇである酵素製剤。
2. 食品原材料１００ｇ当たり、０．６ｇの塩化カルシウム及び７５〜１００ユニットのトランスグルタミナーゼを添加することを特徴とする接着成形食品の製造方法。
3. 食品原材料１００ｇ当たり、０．７〜０．９ｇの塩化カルシウム及び２５〜１００ユニットのトランスグルタミナーゼを添加することを特徴とする接着成形食品の製造方法。
4. 食品原材料１００ｇ当たり、１．４〜１．６ｇの塩化マグネシウム及び６０〜１００ユニットのトランスグルタミナーゼを添加することを特徴とする接着成形食品の製造方法。
5. 食品原材料が食肉であり、接着成形食品が接着成形肉である請求の範囲第２項乃至第４項記載の方法。