JP6061201B2 - 植物タンパク質−ダイズ多糖類複合体を含有する脂溶性活性成分組成物 - Google Patents
植物タンパク質−ダイズ多糖類複合体を含有する脂溶性活性成分組成物 Download PDFInfo
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Description
a)組成物を基準にして0.1〜70重量%、好ましくは0.1〜30重量%の1つまたは複数の脂溶性活性成分;
b)食品用途に適するタンパク質の群から選択される、1つまたは複数の植物タンパク質;および
c)1つまたは複数のダイズ可溶性多糖類を含んでなり、
タンパク質量と多糖類量の合計が、乾燥物質の組成物を基準にして10〜85重量%、好ましくは25〜85重量%、より好ましくは35〜85重量%に相当し、
タンパク質と多糖類との重量比が1:bのように選択されるが、ただしbは0.5〜15を含んでなる、組成物によって達成された。
I)タンパク質を水に懸濁するステップと;
II)未溶解タンパク質をステップI)の懸濁液から任意選択的に除去するステップと;
III)1つまたは複数のダイズ可溶性多糖類を1:0.5〜1:15のタンパク質と多糖類の重量比で混合するステップと;
IV)タンパク質−多糖類静電複合体が形成するように、pHを3〜5を含んでなる値に調節するステップと;
V)1つまたは複数の脂溶性活性成分を含んでなる有機相を複合体に添加するステップと;
VI)当業者に知られている従来の乳化処理によって、ステップV)の混合物を均質化するステップと;
VII)エマルションを70〜95℃、好ましくは80〜90℃を含んでなる温度で少なくとも45分間、好ましくは少なくとも1時間加熱するステップと;
VIII)任意選択的に、ステップVII)のエマルションを乾燥させるステップと
を含んでなる、上述されるような安定乳化剤組成物を製造する方法にも関する(方法は、本明細書で指定される量の成分を使用して実施し得る)。
[実施例1:ダイズタンパク質/ダイズ可溶性多糖類による安定エマルションの生成
材料]
タンパク質含量88%(乾燥ベース)のダイズタンパク質は、Jilin Fuji Protein Co.Ltd.(Soyasour 4000K,酸可溶性ダイズタンパク質;ASSP)から得られた。それはpH4.7前後の等電点を有した。多糖類70〜80重量%のダイズ可溶性多糖類(SSP)はFuji Co.,Ltd.から供給された。
複合体の調製は、原位置で2段階で実施される。最初に、均質化前に、双方の製品(ASSPおよびSSP)を混合し、次にエマルションを80℃に加熱して、生成された構造を固定する。酸可溶性ダイズタンパク質(ASSP)とダイズ可溶性多糖類(SSP)をpH3.25で混合し、3〜4時間撹拌する。次に大豆油をASSP−SSPの水性混合物溶液に添加した。得られた溶液をホモジナイザー(FJ200−S、Shanghai Specimen Model Co)によって室温で1分間、10000rpmで均質化し、即座に800バールで2.5分間均質化した(AH100D、ATS engineering Inc)。最終的に、エマルションを80℃で1時間加熱した。
各動的光散乱(DLS)測定では、同一pHおよびNaCl濃度で新鮮に希釈されたエマルションサンプルを使用した。測定は、マルチ−τデジタル時間相関器(Malvern PCS7132)と、固体レーザー(Compass 315M−100、Coherent Inc.;出力約100mW、λ=532nm)とを装着した、Malvern Autosizer 4700(Malvern Instruments,Worcs,UK)上で実施した。測定は、25℃において90°の固定散乱角で実施した。測定時間相関関数を相関器を装着したAutomatic Programによって分析した。粒度(z−平均流体力学的径、Dh)は、自動モード解析によって得られた。2バッチのサンプルを測定して、平均データを報告した。
ダイズタンパク質ASSPおよびダイズ可溶性多糖類SSPをpH3.25で混合した。均質化条件は、次のとおりである。タンパク質濃度5mg/ml、タンパク質と多糖類の重量比1:5、油体積分画10%、800バールで2.5分の均質化、後続の加熱処理ありまたはなし。4℃で一晩保存した後、得られたエマルションのpHを5.0または6.0に調節してNaClを添加し、次にエマルションを4℃に保って長期安定性を調査した。エマルションの小滴径分布は、動的光散乱(DLS)によって測定した。DLSサンプルは、同一pH価および同一塩濃度を有する新鮮に調製された水溶液で、エマルションを希釈して調製した。
エマルションは、pH3.25、タンパク質濃度5mg/ml、およびタンパク質と多糖類の重量比1:5、油体積分画10%、800バールで2.5分の均質化、80℃で1時間の加熱ありまたはなしで調製した。次にエマルションのpHを異なる値に調節し、エマルションを4℃で保存して安定性を調べた。熱加工を受けたエマルションでは、エマルションは140および145日間の保存後、pH2〜8の範囲で均質である。しかし非加熱エマルションでは、20日間の保存後、pH7および8の媒体中でクリーミングが出現し;後に、クリーミングはまた、pH2およびpH6の媒体中の非加熱エマルションでも起きた。表3は、pH2における粒度増大、およびpH5〜8の増大も示し;非加熱エマルションは、保存の前後で、加熱エマルションよりもはるかに増大した。表3に示される結果は、高圧均質化の下で調製されたエマルションの安定性増大に、加熱処理が必要であることをさらに立証する。
ASSP/SSP複合体エマルションと比較して、個々の酸可溶性ダイズタンパク質(ASSP)および個々のダイズ可溶性多糖類(SSP)で調製されたエマルションの安定性もまた調査した(表4を参照されたい)。エマルションは、pH3.25、タンパク質濃度5mg/mlまたは多糖類濃度25mg/ml、10%の油体積分画、800バールで2.5分の均質化、80℃で1時間加熱の条件で調製した。次にエマルションのpHを異なる値に調節して、エマルションを4℃で保存した。新鮮ASSPエマルションでは、クリーミングは、pH範囲5〜8で出現した。1週間の保存後、クリーミングは、pH3.25におけるASSPエマルション以外の全てのサンプルで出現した。この結果は、ASSP/SSP複合体エマルションが、個々のASSPおよびSSPエマルションよりも優れているという結論を支持する。
異なるpH価で均質化を実施して、エマルションの安定性に対する複合体形成の影響を調べた。均質化条件は、次のとおりである。ASSPおよびSSP溶液を所望のpHに調節し、ASSPおよびSSP溶液を同一pH、タンパク質濃度5mg/ml、タンパク質と多糖類の重量比1:5、油体積分画10%で混合し、800バールで3〜4分間均質化する。表5および6に示される結果は、pH範囲3〜4における均質化が、安定エマルションを生成し得ることを示す。このpH範囲では、ASSPおよびSSPは静電複合体を形成し、複合体形成が、油水境界面のASSP/SSP複合体膜構造がある小滴と、水溶液中で小滴を安定化するSSPシェルを生成する上で、必須であることが示唆される。
エマルションをpH3.25、タンパク質濃度5mg/ml、タンパク質と多糖類の重量比1:5、油体積分画10%、800バールで2.5分の均質化、および80℃で1時間の加熱で、実施例1のように調製した。次に、エマルション中のダイズ多糖類をペクチナーゼで加水分解した。リアルタイムDLS測定によって粒度変化をモニターするために、加水分解を25℃およびpH5.0で実施して、加水分解速度を低下させた。DLS測定中に、元のエマルション5μLをpH5.0の水溶液3mLで希釈して調製した希釈エマルションを含有するポリスチレンキュベットに、3μLの0.5%ペクチナーゼ溶液を添加した。次に最初の80分間にわたり10分毎に、さらに90分間にわたり15分毎に小滴径を測定した。示されるデータ(図1)は、262nmから219nmへの小滴径の低下と、安定化を明らかにする。消化前後のDh値の低下から、小滴の多糖類層は約22nmであると推定し得る。
エンドウマメタンパク質(Cosucro SA Belgiumからの(Pisane(登録商標)F9))を見かけの濃度22mg/mLで水に溶解した。溶液をNaOHまたはHCl溶液でpH1〜10に調節した。一晩の平衡後、溶液を5000rpmまたは7800rpmで30分間遠心分離した。上清を凍結乾燥し、次に粉末を秤量して、異なるpHにおけるエンドウマメタンパク質の溶解度を推定した。データを表7に示す。
5000rpmでの遠心分離前後のエンドウマメタンパク質溶液のζ−電位は、顕著に異ならない(図2A)。図2Bは、エンドウマメタンパク質およびダイズ多糖類溶液のζ−電位を示す。エンドウマメタンパク質の0のζ−電位は、約pH4.8である。エンドウマメタンパク質およびダイズ多糖類は、3.0〜4.8のpH範囲において反対の電荷を有し、このpH範囲では、エンドウマメタンパク質とダイズ多糖類は静電複合体を形成し得る。
pH3.25の多糖類原液を同一pH水溶液で希釈し、0.5時間の撹拌がそれに続いた。次にpH3.25のエンドウマメタンパク質原液(遠心分離なし)を添加した。混合溶液中の最終タンパク質濃度は5mg/mL、タンパク質と多糖類の重量比(WR)は1:5であった。混合水溶液を3.5時間撹拌した後、大豆油を添加して10%の体積分画にした。混合物をホモジナイザー(FJ200−S、Shanghai Specimen Model Co.)を使用して、10000rpmで1分間予備乳化し、高圧ホモジナイザー(AH100D、ATS Engineering Inc.)を使用して850バールで4分間即座に乳化して、80℃で1時間の加熱処理がそれに続いた。4℃で一晩保存後、結果として生じたエマルションを異なるpH価に調節し、NaClを添加した。デザインされたpH価およびNaCl濃度を含有するエマルションを4℃で保存して、安定性を調べた。エマルションの動的光散乱(DLS)結果を表9に示す。26日間の保存後、エマルションは均質であった。さらなる保存後、0.2MのNaClを含有する媒体中のエマルションは、クリーミングを示した。塩なしのpH5および6の媒体中のエマルションは、底に少量のホエー層を示した。ホエー層は、180日間の保存後、全エマルション体積と比較して10%未満である。
次に塩媒体中で安定したエマルションを生成するために、pH3.25で遠心分離して、分解できない凝集体を除去したタンパク質溶液から、エマルションを生成する。水溶液中の最終タンパク質濃度はおよそ4mg/mLであり、多糖類は25mg/mLであった。その他の条件は、上と同じである。結果として生じるエマルションの小滴径を表11に示す。エマルションは、0.2MのNaClありまたはなしで、pH5および6における87日間の保存後に均質であり;小滴径(Dh)は異なる媒体中での保存後に顕著に変化しない。
エンドウマメタンパク質の利用率を増大させ、また塩媒体中で安定エマルションを得るために、遠心分離pHを変更した。元のエンドウマメタンパク質溶液はpH6.8であり、元のダイズ多糖類溶液はpH5.3である。タンパク質溶液はpH6.8で遠心分離され、このpHではタンパク質利用率は約73%である。次にタンパク質溶液を(pH調節なしで)pH5.3のダイズ多糖類溶液と混合し、または(pH調節ありで)それらをpH7.0で混合した。タンパク質/多糖類混合物は、pH3.75にさらに調節した。表12は、pH3.75では沈殿がないことを示し、多糖類が、タンパク質を沈殿から保護し得ることを示唆する。pH7.0で混合し、次にpH3.75に変更した混合物は、より小さい粒度とより大きな強度を有し、タンパク質と多糖類間のより良い錯体形成を示唆する。pH5.3で混合すると、タンパク質凝集体は、タンパク質の多糖類との結合を阻害し得る。表12の混合物を使用して、pH3.25でエマルションを生成し;小滴径は、表13に示される。pH7.0で混合されたエンドウマメタンパク質/ダイズ多糖類複合体溶液は、より小さな小滴を生じたので、以下の試験において、以下の条件を採用してエマルションを生成した。pH6.8のエンドウマメタンパク質溶液を5000rpmで30分間遠心分離して、結果として生じる上清のpHおよびダイズ多糖類溶液のpHをそれぞれpH7.0に調節し、pH7.0でのタンパク質と多糖類溶液の混合がそれに続き、次に混合物を乳化pHに変更した。
pH範囲2.5〜7で複合体エマルションを生成した。DLS結果(表15)は、pH範囲3.5〜4.25で生成されたエマルションが、pH5〜6の0.2MのNaCl添加媒体中で安定であることを示し;エマルションは保存後均質であった。pH範囲3.5〜4.25では、図2で示されるように、タンパク質と多糖類の間の静電気引力はより強力であり、それは錯体形成に有利である。以下の試験では、乳化pHとしてpH3.75を使用した。
タンパク質濃度を5mg/mLに固定して、多糖類濃度を2.5〜30mg/mLに変更し、すなわちWRを2:1から1:6に変更した。表16は、WRが1:2〜1:6の範囲内である場合に、小滴径が環境によって顕著に影響を受けないことを示し、油小滴が十分な多糖類によって被覆されていることが示唆される。WR1:4および1:5を選択して、さらに試験した。
均質化圧力を800から1200バールに変更した。表17のデータは、圧力が、エマルションの小滴径および安定性に対して、顕著な影響を有しないことを実証する。以下の試験では、HPHを条件を800バールで3分間に固定した。
タンパク質濃度5mg/mLのWR 1:4の複合体から、pH3.75、800バールで3分間で生成されたエマルションは、2つの部分に分割された。一方を90℃で1時間加熱し、他方は加熱しなかった。次にエマルションをpH2から8に変更し、0.2MのNaClを添加した。表18のデータは、加熱エマルションが、pHおよび塩濃度の変更に対して、安定であることを示唆する。加熱はタンパク質変性を誘発し、エンドウマメタンパク質およびダイズ多糖類から構成される、不可逆性の油水界面膜を形成し得る。異なる培地中での保存中に、非加熱エマルションは、塩を含有する全ての媒体中でクリーミングを示し、塩を含まないpH7および8の媒体中でもクリ−ミングした。それとは全く逆に、加熱エマルションは、塩ありまたはなしの全ての媒体中で均質である。表18はまた、非加熱エマルションが、pH範囲3〜5で安定で、保存後にエマルションが均質であり、小滴径が変化しないことも示す。この結果は、非加熱エマルションが熱感受性親油性生物活性化合物をカプセル化し得て、エマルションを無塩飲料で使用し得ることを示唆する。
エンドウマメタンパク質およびダイズ多糖類溶液をそれぞれpH7.0に調節し、次に混合して2時間撹拌した。タンパク質濃度は5mg/mLであり、WRは1:4であった。混合物を乳化pHにさらに調節した。さらに4時間撹拌後、大豆油を10%体積分画に添加した。混合物をホモジナイザーを使用して、10000rpmで1分間予備乳化し、高圧ホモジナイザーを使用して800バールで4分間即座に乳化し、90℃で1時間の加熱処理がそれに続いた。4℃で一晩保存後、結果として生じたエマルションを異なるpH価に調節して、NaClを添加した。デザインされたpH価およびNaCl濃度を含有するエマルションを4℃で保存して、安定性を調べた(表19)。異なる媒体中でpH3.5および3.75で生成されたエマルションの安定性をさらに調べた(表20)。表19および20のデータは、非遠心分離エンドウマメタンパク質溶液から調製されたエマルションもまた、pHおよび塩濃度変化に対して安定であることを示す。
エンドウマメタンパク質の遠心分離なし溶液およびダイズ多糖類溶液をそれぞれpH7.0に調節し、次に混合して2時間撹拌した。タンパク質濃度は5mg/mLであり、WRは1:4であった。混合物をpH3.5にさらに調節し、次に大豆油を20%および30%の体積分画に添加した。混合物を800バールで4分間乳化し、90℃で1時間の加熱処理がそれに続いた。表21のデータは、小滴径が、含油量と共に増大し、含油量の増大に伴ってエマルション安定性が低下することを示唆する。
濃度5mg/mLの個々のエンドウマメタンパク質溶液をpH3、4、5、6、および7に調節し、乳化がそれに続いた。pH4、5、および6で生成されたエマルションは、乳化直後にクリーミングを示した。pH3および7で生成されたエマルションは、それぞれ小滴径が、加熱前に290および358nmであり、加熱後に273および398nmである。pH3および7で生成された加熱および非加熱エマルションをpH2から8に変更して、NaClを添加した。DLS結果は、新鮮調製サンプルで急速に小滴径が増大し(データ示さず);pH3.0で生成されたエマルション以外の全てのサンプルで、pH変更および塩を追加することなく、クリーミングが1週間以内に出現したことを示した。
β−カロテンを濃度1mg/mLで大豆油に添加した。油相を窒素雰囲気下、70℃で2時間加熱して、β−カロテンを溶解した。エマルションをpH3.75、800バールで4分間、油体積分画10%、エンドウマメタンパク質5mg/mL、および多糖類水相20mg/mLで調製した。乳化後、β−カロテンを小滴内にカプセル化し;β−カロテンはエマルション中で0.1mg/mLであった。結果として生じるエマルションを異なるpHに調節して、安定性を調べた。全てのエマルションは、異なるpHでの11日間の保存後に外観が均質であったが、表22に示されるDLS結果は、小滴径が顕著に変化しないpH範囲3、4、および5において、カプセル化したエマルションが安定であることを示唆する。
最初に、純粋ビタミンEを油相として使用して、エマルションを生成した。エマルションをpH3.25、800バールで3分間、油体積分画10%、エンドウマメタンパク質5mg/mL、および多糖類水相20mg/mLで調製した。エマルションを90℃で1時間加熱した。表23に示されるDLS結果は、エマルションが塩媒体中で安定していないことを示す。
表25は、異なる重量比(WR)のダイズタンパク質と多糖類から調製された、ダイズタンパク質/ダイズ多糖類エマルションを示す。表24のデータは、WR 1:2〜1:6の複合体から調製されたエマルションが、pHおよび塩濃度の変化、ならびに長期保存に対して安定であることを明らかにする。
Claims (8)
- a)組成物を基準にして0.1〜70重量%の1つまたは複数の、親油性健康成分、カロテノイドおよびそれらの混合物からなる群から選択される脂溶性活性成分;
b)ダイズタンパク質およびエンドウマメタンパク質からなる群から選択される、1つまたは複数の植物タンパク質;ならびに
c)1つまたは複数のダイズ可溶性多糖類を含んでなる組成物であって、
前記親油性健康成分(1つまたは複数の化合物)が、レスベラトロール;センキュウ;ユビキノン(ubichinones)および/またはユビキノール(1つまたは複数の成分);ゲニステインおよびα−リポ酸からなる群から選択され、
前記タンパク質量と前記多糖類量の合計が、乾燥物質中の前記組成物を基準にして10〜85重量%に相当し、タンパク質と多糖類との重量比が1:bのように選択されるが、ただしbは2〜6を含んでなる、組成物。 - 前記脂溶性活性成分(1つまたは複数の化合物)が、カロテノイドであることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
- 前記カロテノイドが、β−カロテン、リコペン、ルテイン、ビキシン、アスタキサンチン、アポカロテナール、β−アポ8’−カロテナール、β−アポ−12’−カロテナール、カンタキサンチン、クリプトキサンチン、シトラナキサンチンおよび/またはゼアキサンチンであることを特徴とする、請求項2に記載の組成物。
- I)ダイズタンパク質およびエンドウマメタンパク質からなる群から選択されるタンパク質を水に懸濁するステップと;
II)未溶解タンパク質をステップI)の懸濁液から任意選択的に除去するステップと;
III)1つまたは複数のダイズ可溶性多糖類を1:2〜1:6のタンパク質と多糖類の重量比で混合するステップと;
IV)pHを3〜5に含まれる値に調節するステップと、
V)1つまたは複数の、カロテノイド、レスベラトロール;センキュウ;ユビキノン(ubichinones)および/またはユビキノール(1つまたは複数の成分);ゲニステインおよびα−リポ酸からなる群から選択される脂溶性活性成分を含んでなる有機相を複合体に添加するステップと;
VI)当業者に知られている従来の乳化処理によって、ステップV)の混合物を均質化するステップと;
VII)ステップVI)のエマルションを70〜95℃の温度で少なくとも45分間加熱するステップと;
VIII)任意選択的に、ステップVII)のエマルションを乾燥させるステップと、を含んでなるエマルションを製造する方法。 - ステップVII)における温度が80〜90℃である、請求項4に記載の方法。
- ステップVII)における時間が少なくとも1時間である、請求項4または5に記載の方法。
- 食品、飲料、動物飼料、化粧品または医薬組成物の富化、強化および/または着色のための請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物の使用。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物を飲料のさらなる通常成分と混合するステップを含んでなる、飲料を製造する方法。
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