JP6004351B2 - 穀物加工食品用抗カビ剤 - Google Patents
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Description
本発明は、穀物加工食品用抗カビ剤に関する。
食品の保存期間を延長させるために、微生物、特にカビの発生を抑制して腐敗を抑える必要がある。一般的に食品類の腐敗は、食品製造後の保存条件（周辺環境）に依存するものと考えられ、抗菌剤、保存ｐＨ、保存温度、水分活性の制御などの組み合わせによる防腐技術が実用化されている。
穀物加工食品の最も代表的な食品であるパン類の製造では、ボリュームアップ、老化防止、パン内層の構造や色、パン外皮の色の改善などを目的として様々な酵素が利用されている。代表的な酵素として、アミラーゼ類、キシラナーゼなどのヘミセルラーゼ類、オキシダーゼ類、リパーゼ類などが挙げられる（特許文献１）。また、老化防止、生地調整などを目的に利用されている乳化剤の代替としても酵素の利用が検討されている。世界の製パン市場を背景に、パン類の製造における原材料コストの削減や製造プロセスの効率化の観点から、酵素の利用が注目されている。
一方、ケーキ類、菓子類、麺類、米飯類は、主として、冷蔵、冷凍保存されている。また、工業的には、プロピオン酸カルシウム、アルコールなどの抗菌剤も利用されている例がある。しかし、抗菌剤の利用については、食品の風味を損ねる原因となること、食品の物性に影響を及ぼすことが報告されている。このように、穀物加工食品の抗カビは、穀物加工食品の保存期間の延長につながる重要な課題であり、安全かつ安価な抗カビ剤が要望されている。
本発明は、安全かつ安価な穀物加工食品用抗カビ剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、キチナーゼを用いることにより、安全かつ安価な穀物加工食品用抗カビ剤を提供することができることを見出し、本発明を完成させた。
本発明は、穀物加工食品用抗カビ剤を提供し、該抗カビ剤は、キチナーゼを含有する。
１つの実施態様では、上記抗カビ剤は、さらにプロピオン酸カルシウムを含有する。
１つの実施態様では、上記キチナーゼ１質量部に対して、プロピオン酸カルシウムは、０．１〜５００質量部の割合で含有される。
本発明はまた、上記抗カビ剤を含む抗カビ剤含有穀物加工食品を提供する。
１つの実施態様では、上記食品は、パン類、ケーキ類または菓子類である。
本発明はさらに、抗カビ剤含有穀物加工食品の製造方法を提供し、該方法は、上記抗カビ剤を穀物加工食品に含有させる工程を含む。
１つの実施態様では、上記工程は、上記抗カビ剤を穀物原料に混合する工程である。
１つの実施態様では、上記抗カビ剤は、上記穀物原料あたりのキチナーゼ量が１〜１００００μｇ／ｇとなる量で混合される。
１つの実施態様では、上記工程は、上記抗カビ剤を穀物加工食品表面に付与する工程である。
１つの実施態様では、上記抗カビ剤は、上記穀物加工食品表面あたりのキチナーゼ量が２〜２００μｇ／ｃｍ２となる量で付与される。
本発明によれば、安全かつ安価な穀物加工食品用抗カビ剤を提供することができる。本発明の穀物加工食品用抗カビ剤は、キチナーゼという酵素を含有するため、安全かつ安価である。
本発明の穀物加工食品用抗カビ剤は、キチナーゼを含有する。
本発明でいう穀物加工食品とは、穀物を加工してなる食品をいう。例えば、穀物をそのまま、または加工（例えば、粉末加工、すりつぶし加工）して穀物原料とし、この穀物原料に適宜任意のその他の材料を混合して混合物（例えば、生地）とし、この混合物を焼成、蒸し、揚げ、茹でなどの手法で加工し、必要に応じて成形し、またはその他の成分を添加してなる食品をいう。穀物としては、例えば、小麦、トウモロコシ、米、蕎麦、大麦、ライ麦、オーツ麦が挙げられる。穀物加工食品としては、例えば、パン類、ケーキ類、菓子類、麺類、米飯類が挙げられる。好ましくはパン類、ケーキ類、菓子類であり、より好ましくはパン類である。パン類としては、例えば、食パン、菓子パン、ロールパン、フランスパン、蒸しパン、調理パン、コッペパン、フルーツブレッド、コーンブレッド、バターロール、バンズ、スイートドウ、クロワッサン、デニッシュペーストリー、乾パン、プレッツェルが挙げられる。ケーキ類としては、例えば、スポンジケーキ、ロールケーキ、エンゼルケーキ、パウンドケーキ、フルーツケーキ、ホットケーキが挙げられる。菓子類としては、例えば、ドーナツ、マドレーヌ、バウムクーヘン、クレープ、ワッフル、カステラ、クッキー、ビスケット、クラッカー、マフィン、シュー、エクレア、ミルフィーユ、タルト、ウエハース、パイ、ピザ、スナック菓子、スフレ、煎餅、おかき、あられ、饅頭、どら焼き、今川焼、たい焼き、餅、中華饅、月餅、ボーロ、かりんとうが挙げられる。麺類としては、例えば、うどん、そば、そうめん、パスタ、ラーメン、ビーフン、フォーが挙げられる。米飯類としては、例えば、米飯、おこわ、ちまき、おにぎり、すし、炒飯が挙げられる。
本発明でいうキチナーゼとは、キチンを分解する酵素の総称である。キチンとは、β−１，４−ポリ−Ｎ−アセチルグルコサミンをいい、単糖のＮ−アセチルグルコサミン（ＧｌｃＮＡｃ）がβ−１，４結合を介して連なった多糖であり、節足動物、軟体動物、外肛動物、菌類の主要な構造多糖である。キチンは、植物（パパイヤなど）、軟体動物中腸腺、微生物（放線菌など）などのキチナーゼ（ＥＣ３．２．１．１４）により、ＧｌｃＮＡｃおよびそのオリゴ糖に分解される。キチナーゼとは、キチンをオリゴ糖またはＧｌｃＮＡｃにまで分解する酵素の総称である。キチナーゼには、分解様式から、エキソ型キチナーゼ、エンド型キチナーゼが存在し、遺伝子配列の相同性から、ファミリー１８、ファミリー１９、その他のキチナーゼが存在することが知られているが、本発明の穀物加工食品用抗カビ剤が含有するキチナーゼとしては、特に限定されない。好ましくは、ファミリー１８、その他のキチナーゼである。
キチナーゼの調製方法としては特に限定されない。例えば、キチナーゼを含有する植物、微生物から調製する方法が挙げられる。微生物から調製する方法は、微生物を大量に培養でき、安価にキチナーゼを調製できることから、好ましい。微生物としては、特に限定されない。例えば、放線菌、バクテリア、カビ、酵母が挙げられる。好ましくは、放線菌である。放線菌としては、例えば、Streptomyces griseus（以下、「Streptomyces」を「S.」と記載する）、S. avermitilis、S. violaceoruber、S. cinnamoneusが挙げられ、これらの菌株は、独立行政法人理化学研究所、独立行政法人製品評価技術基盤機構、American Type Culture Collectionなどの生物資源保存機関から入手することができる。キチナーゼを微生物から調製する方法は、例えば、キチナーゼを生産する微生物を培養する工程、培養液からキチナーゼを含む液と微生物菌体とを分離する工程、キチナーゼを含む液からキチナーゼを分離、精製する工程を含む。キチナーゼを生産する微生物を培養する工程では、該微生物が利用しうる栄養源を含む培地で該微生物を培養する。培地の形態としては、キチナーゼの生産を促進する限り、液体状でも固体状でもよい。大量培養には液体培地が好ましい。栄養源としては、例えば、炭素源、窒素源、無機塩類が挙げられる。炭素源としては、例えば、グルコース、グリセリン、デキストリン、スターチ、糖蜜、動植物油、キチンが挙げられる。窒素源としては、例えば、大豆粉、コーンスチープリカー、綿実かす、肉エキス、ペプトン、酵母エキス、硫酸アンモニウム、硝酸ソーダ、尿素が挙げられる。無機塩類としては、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、マンガン、鉄、コバルト、亜鉛、リン酸が挙げられる。培養法としては、静置培養でも振盪培養または通気攪拌培養でもよいが、大量培養には通気攪拌培養が好ましい。培養温度としては、通常１５〜３７℃、好ましくは２０〜３０℃である。培地のｐＨとしては、ｐＨ５〜９が好ましい。培養時間としては、通常２〜７日間であり、培地中へのキチナーゼの蓄積量が最高になったときに培養を停止する。培養液からキチナーゼを含む液と微生物菌体とを分離する工程では、例えば、遠心分離、ろ過などの公知の手段を用いることができる。キチナーゼを含む液からキチナーゼを分離、精製する工程では、例えば、排除分子量５０００または１００００のろ過膜を用いた限外ろ過、硫安またはエタノールを用いた分画、クロマトグラフィーによる精製などの公知の手段を目的のキチナーゼの精製度に応じて適宜組み合わせて用いることができる。キチナーゼとしては、キチナーゼを含む溶液をそのまま液体状で使用してもよいし、真空乾燥または凍結乾燥して得られた粉末状の酵素として使用してもよい。本発明においては、放線菌を、グルコース、グリセロールなどの放線菌が比較的資化しやすい炭素源、肉エキス、酵母エキスなどの天然由来の窒素原、カルシウム塩などの無機塩を含む培地で培養し、培養液から菌体を分離して得られる培養上清を限外ろ過により濃縮し、濃縮液から硫安塩析、アルコール沈殿、カラムクロマトグラフィーなどにより精製して得られる純度の高いキチナーゼが好ましい。
本発明の穀物加工食品用抗カビ剤は、さらにプロピオン酸カルシウムを含有してもよい。キチナーゼ１質量部に対するプロピオン酸カルシウムの割合は、好ましくは０．１〜５００質量部、より好ましくは１〜２００質量部である。
本発明の穀物加工食品用抗カビ剤が抗カビ効果を奏するカビとしては、特に限定されない。例えば、クロカビ（Aspergillus属）、コウジカビ（Aspergillus属）、アオカビ（Penicillium属）、クロカワカビ（Cladosporium属）、クモノスカビ（Rhizopus属）、ケカビ（Mucor属）が挙げられる。
本発明の穀物加工食品用抗カビ剤は、さらに防腐剤、日持ち向上剤、アルコール類を含有してもよい。防腐剤としては、例えば、安息香酸、安息香酸塩、ソルビン酸、ソルビン酸塩、パラベン類、ポリリジン、しらこ蛋白分解物、ツナブリシン、ナイシン、ナタマイシンが挙げられる。日持ち向上剤としては、例えば、有機酸、有機酸塩（例えば、酢酸ナトリウム）、グリシンが挙げられる。アルコール類としては、例えば、エタノールが挙げられる。本発明の穀物加工食品用抗カビ剤は、通常、残部は水である。
本発明の抗カビ剤含有穀物加工食品は、上記抗カビ剤を含む。したがって、キチナーゼを含有する。本発明の抗カビ剤含有穀物加工食品に含有されるキチナーゼの量としては、キチナーゼの抗カビ効果が発揮される限り、特に限定されないが、好ましくはキチナーゼが穀物加工食品あたり０．５〜１０００００μｇ／ｇ、より好ましくは０．６５〜６６００μｇ／ｇ、さらに好ましくは１．３〜１３００μｇ／ｇである。特に、キチナーゼが表面に含有される場合は、好ましくはキチナーゼが穀物加工食品あたり５〜５００μｇ／ｇ、より好ましくは１２．５〜２５０μｇ／ｇである。
本発明の抗カビ剤含有穀物加工食品の製造方法は、上記抗カビ剤を穀物加工食品に含有させる工程を含む。該工程としては、穀物加工食品にキチナーゼが含有され、キチナーゼの抗カビ効果が発揮される限り、特に限定されない。キチナーゼは、穀物加工食品製造の最終段階で添加されてもよいし、中間段階で添加されてもよいし、穀物原料に添加されてもよいし、またはこれらの添加の少なくとも２種を組み合わせてもよい。例えば、上記抗カビ剤を穀物原料に混合する工程、上記抗カビ剤を穀物加工食品表面に付与する工程が挙げられる。上記抗カビ剤を穀物原料に混合する工程では、例えば、上記抗カビ剤を含有する水溶液、アルコール液などを穀物加工食品の原材料、生地などに練り込む、該原材料、生地などを該水溶液、アルコール液などに浸漬する、などする。上記抗カビ剤を穀物加工食品表面に付与する工程では、例えば、上記抗カビ剤を含有する水溶液、アルコール液などを穀物加工食品表面に噴霧する、塗布する、などする。噴霧、塗布は穀物加工食品を焼成する前であっても焼成した後であってもよい。好ましくは、穀物加工食品を焼成した後である。上記抗カビ剤を穀物加工食品に含有させる量としては、上記抗カビ剤を穀物原料に混合する場合は、好ましくはキチナーゼが穀物原料あたり１〜１００００μｇ／ｇ、より好ましくは２〜２０００μｇ／ｇとなる量である。上記抗カビ剤を穀物加工食品表面に付与する場合は、好ましくはキチナーゼが穀物加工食品表面あたり２〜２００μｇ／ｃｍ２、より好ましくは５〜１００μｇ／ｃｍ２となる量である。
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下の実施例で使用したキチナーゼは、すべて放線菌起源のキチナーゼである。以下の実施例で使用したプロピオン酸カルシウムは、食品で汎用される防腐剤であり、抗カビ作用が知られている。以下の実施例において、「％」は「質量％」を表す。
（実施例１：噴霧法による抗カビ効果１）
表１（実施例１）に示す配合比の原材料からなるパン生地（ドウ）３３０ｇを低速ミキシングにて５分間混合し、次いで高速ミキシングにて７分間混合した。生地を３５℃にて１００分間保持して醗酵を進ませた後、１４０℃にて２０分間焼成してローフブレッド（以下、「ローフ」と記載する）を得た。
表１（実施例１）に示す配合比の原材料からなるパン生地（ドウ）３３０ｇを低速ミキシングにて５分間混合し、次いで高速ミキシングにて７分間混合した。生地を３５℃にて１００分間保持して醗酵を進ませた後、１４０℃にて２０分間焼成してローフブレッド（以下、「ローフ」と記載する）を得た。
得られたローフを室温になるまで放置し、ローフ（約２８０ｇ）の全表面に表２に示す噴霧剤（キチナーゼ０．１％とは、噴霧剤１ｍＬに対してキチナーゼ１ｍｇを添加した場合の濃度をいう）を噴霧した（約１０μＬ／ｃｍ２）。表面が乾くまでローフを大気中に保持した後、各ローフを個別にプラスチックバッグに入れて室温にて保管し、目視にてカビの発生の有無を確認した。なお、キチナーゼＸＮＰ−１６１（エキソ型キチナーゼ）として、ナガセケムテックス株式会社製デナザイムＣＢＴを使用し、キチナーゼＸＧＰ−４０２（キチナーゼ，ファミリー１８）として、ナガセケムテックス株式会社製デナザイムＣＢＢを使用した。また、キチナーゼＸＧＰ−４０３（キチナーゼ，ファミリー１９）として、S. violaceoruberの培養液を硫安分画して凍結乾燥したものを使用し、キチナーゼＸＧＰ−４０５（キチナーゼ，ファミリー１９）として、S. griseusの培養液を硫安分画して凍結乾燥したものを使用した。結果を表３に示す。表３は、カビの発生を確認するまでのローフの保存期間を示す。表３において、「−」はローフに何も噴霧しなかったことを表す。
表３から明らかなように、キチナーゼの添加によりパンの保存期間が３〜６日間延長された。また、コントロールとの比較から、キチナーゼの添加では、プロピオン酸カルシウムの添加よりも保存期間が２〜５日間延長された。キチナーゼは汎用されるプロピオン酸カルシウムよりも強い抗カビ作用を有することが確認された。
（実施例２：噴霧法による抗カビ効果２）
表１（実施例１）に示す配合比に代えて表１（実施例２）に示す配合比とした以外は、実施例１と同様にして、噴霧剤１〜３の抗カビ効果を評価した。したがって、本実施例のローフ（約２８０ｇ）においてはその生地にプロピオン酸カルシウムが練り込まれている。結果を表４に示す。表４は、カビの発生を確認するまでのローフの保存期間を示す。表４において、「−」はローフに何も噴霧しなかったことを表す。
表１（実施例１）に示す配合比に代えて表１（実施例２）に示す配合比とした以外は、実施例１と同様にして、噴霧剤１〜３の抗カビ効果を評価した。したがって、本実施例のローフ（約２８０ｇ）においてはその生地にプロピオン酸カルシウムが練り込まれている。結果を表４に示す。表４は、カビの発生を確認するまでのローフの保存期間を示す。表４において、「−」はローフに何も噴霧しなかったことを表す。
表４から明らかなように、キチナーゼの添加によりパンの保存期間が２４〜４５日間延長された。また、コントロールとの比較から、キチナーゼの噴霧では、プロピオン酸カルシウムの噴霧よりも保存期間が２１〜４２日間延長された。実施例２では、パン生地にプロピオン酸カルシウムが練り込まれていることによりパンの保存期間が延長されていると思われるが（噴霧なしで１１日間）、ここにプロピオン酸カルシウムを噴霧するとさらに３日間延長されたのに対し（コントロール）、キチナーゼを噴霧すると延長期間が２４〜４５日間となり飛躍的な抗カビ効果が確認された。
（実施例３：練り込み法による抗カビ効果１）
表５に示す配合比（キチナーゼ１ｐｐｍとは、小麦粉１ｇに対してキチナーゼ１μｇを添加した場合の濃度をいう）の原材料からなるパン生地（ドウ）４００ｇを低速ミキシングにて２分間混合し、次いで高速ミキシングにて６分間混合した。２６℃にて１０分間のベンチタイムを経た後、生地を分割、成型した。成型生地を３０℃にて６０分間保持して醗酵を進ませた後、２２０℃にて５０分間焼成して６個のローフを得た。
表５に示す配合比（キチナーゼ１ｐｐｍとは、小麦粉１ｇに対してキチナーゼ１μｇを添加した場合の濃度をいう）の原材料からなるパン生地（ドウ）４００ｇを低速ミキシングにて２分間混合し、次いで高速ミキシングにて６分間混合した。２６℃にて１０分間のベンチタイムを経た後、生地を分割、成型した。成型生地を３０℃にて６０分間保持して醗酵を進ませた後、２２０℃にて５０分間焼成して６個のローフを得た。
得られた各ローフ（約３４０ｇ）を、厚さ１．５ｃｍ、大きさ１１０〜１２０ｃｍ２のスライス８枚にスライスし、合計４８枚のスライスを得た。スライス１枚ごと、プラスチックバッグに入れて室温にて保管し、目視にてカビの発生の有無を確認し、カビが発生したスライスの数を経時的に数えた。結果を図１に示す。
図１から明らかなように、０．０５％のプロピオン酸カルシウムと１５または２０ｐｐｍのキチナーゼＸＧＰ−４０２とを併用することによりパンの保存期間を延長する効果が確認され、その効果は０．２％のプロピオン酸カルシウムを練り込んだ場合よりも優れたものであった。
（実施例４：練り込み法による抗カビ効果２）
１５ｐｐｍのキチナーゼに代えて５ｐｐｍのキチナーゼを用い、キチナーゼと併用する０．０５％のプロピオン酸カルシウムに代えて０．１％のプロピオン酸カルシウムを用いたこと以外は、実施例３と同様にして、カビが発生したスライスの数を数えた。結果を図２に示す。
１５ｐｐｍのキチナーゼに代えて５ｐｐｍのキチナーゼを用い、キチナーゼと併用する０．０５％のプロピオン酸カルシウムに代えて０．１％のプロピオン酸カルシウムを用いたこと以外は、実施例３と同様にして、カビが発生したスライスの数を数えた。結果を図２に示す。
図２から明らかなように、０．１％のプロピオン酸カルシウムと５または２０ｐｐｍのキチナーゼＸＧＰ−４０２とを併用することによりパンの保存期間を延長する効果が確認された。
（実施例５：練り込み法による抗カビ効果３）
５または２０ｐｐｍのキチナーゼＸＧＰ−４０２に代えて０．２％のキチナーゼＸＧＰ−４０３またはＸＧＰ−４０５を用い、比較対照の０．２％のプロピオン酸カルシウムに代えて０．１％のプロピオン酸カルシウムを用いたこと以外は、実施例４と同様にして、カビが発生したスライスの数を数えた。結果を図３に示す。
５または２０ｐｐｍのキチナーゼＸＧＰ−４０２に代えて０．２％のキチナーゼＸＧＰ−４０３またはＸＧＰ−４０５を用い、比較対照の０．２％のプロピオン酸カルシウムに代えて０．１％のプロピオン酸カルシウムを用いたこと以外は、実施例４と同様にして、カビが発生したスライスの数を数えた。結果を図３に示す。
図３から明らかなように、０．１％のプロピオン酸カルシウムと０．２％のキチナーゼＸＧＰ−４０３またはＸＧＰ−４０５とを併用することによりパンの保存期間を延長する効果が確認された。
本発明によれば、安全かつ安価な穀物加工食品用抗カビ剤を提供することができる。本発明の穀物加工食品用抗カビ剤は、キチナーゼという酵素を含有するため、安全かつ安価である。
Claims (9)
- キチナーゼおよびプロピオン酸カルシウムを含有する穀物加工食品用抗カビ剤。
- 前記キチナーゼ１質量部に対して、プロピオン酸カルシウムが、０．１〜５００質量部の割合で含有される、請求項１に記載の抗カビ剤。
- 請求項１または２に記載の抗カビ剤を含む抗カビ剤含有穀物加工食品。
- パン類、ケーキ類または菓子類である、請求項３に記載の食品。
- 抗カビ剤含有穀物加工食品の製造方法であって、請求項１または２に記載の抗カビ剤を穀物加工食品に含有させる工程を含む製造方法。
- 前記工程が、前記抗カビ剤を穀物原料に混合する工程である、請求項５に記載の製造方法。
- 前記抗カビ剤が、前記穀物原料あたりのキチナーゼ量が１〜１００００μｇ／ｇとなる量で混合される、請求項６に記載の製造方法。
- 前記工程が、前記抗カビ剤を穀物加工食品表面に付与する工程である、請求項５に記載の製造方法。
- 前記抗カビ剤が、前記穀物加工食品表面あたりのキチナーゼ量が２〜２００μｇ／ｃｍ２となる量で付与される、請求項８に記載の製造方法。
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