JP6097281B2 - 可溶性大豆タンパク質製品（「ｓ７０４」）の製造 - Google Patents

Description

関連出願の参照
本出願は、米国仮特許出願第６１／４５７，７２１（２０１１年５月１９日出願）および米国仮特許出願第６１／４５７，８１５（２０１１年６月９日出願）からの米国特許法１１９条（ｅ）のもとで優先権を主張する。

発明の分野
本発明は、大豆タンパク質製品の生産を対象とする。

発明の背景
本願の譲受人に譲渡され、その開示が参照により本明細書に組み込まれる２００９年１０月２１日出願の米国特許出願第１２／６０３０８７（７８６５−４１５）号（米国特許公開第２０１０−００９８８１８）および２０１０年１０月１３日出願の米国特許出願第１２／９２３８９７（７８６５−４５４）号（米国特許公開第２０１１−００３８９９３）において、完全に可溶性であり、低ｐＨ値において透明で熱安定な溶液を提供できる大豆タンパク質製品、好ましくは大豆タンパク質単離物、の調製が記載されている。このタンパク質製品は、タンパク質の沈殿を伴わずに、特にソフトドリンクやスポーツドリンク、ならびに他の酸性水性系のタンパク質強化（ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｏｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）のために使用することができる。大豆タンパク質製品は、天然の（ｎａｔｕｒａｌ）ｐＨにおいて塩化カルシウム水溶液で大豆タンパク質源を抽出し、得られた大豆タンパク質水溶液を任意選択で希釈し、その大豆タンパク質水溶液のｐＨを約１．５から約４．４、好ましくは約２．０から約４．０のｐＨに調節して、酸性化された澄明な（ｃｌｅａｒ）大豆タンパク質溶液（任意選択で、これを乾燥の前に濃縮及び透析濾過してもよい）を生成することによって、製造される。

米国特許公開第２０１０／００９８８１８号明細書 米国特許公開第２０１１／００３８９９３号明細書

発明の概要
残留する大豆タンパク質原料から大豆タンパク質溶液を分離する前に、任意選択の希釈工程および酸性化工程を行うと、上述の出願にしたがって製造された大豆タンパク質製品と類似した特性を有する大豆タンパク質製品を調製できることが、今や見出された。

しかしながら、上記出願に記載のように製造した大豆タンパク質製品とは異なり、本発明に従って製造された製品は顕著なフィチン酸含有量を有するが、このことは、上記出願で製造される大豆タンパク質製品と比較して、本明細書で製造される大豆タンパク質製品が示すやや劣る溶液特性の原因となるかもしれない。

本発明の一態様によれば、乾燥重量基準で少なくとも約６０重量％（Ｎ×６．２５）の大豆タンパク質含量を有する大豆タンパク質製品を製造する方法であって、
（ａ）大豆タンパク質源を塩化カルシウム水溶液で抽出して、タンパク質源からの大豆タンパク質の可溶化を引き起こし、大豆タンパク質水溶液を形成する工程、
（ｂ）任意選択で、大豆タンパク質水溶液と残留大豆タンパク質源との混合物を希釈する工程、
（ｃ）大豆タンパク質水溶液と残留大豆タンパク質源との混合物のｐＨを、約１．５から約４．４、好ましくは約２から約４のｐＨに調整する工程、
（ｄ）酸性化した大豆タンパク質水溶液を残留大豆タンパク質源から分離する工程、
（ｅ）任意選択で、選択的膜技術を用いて、イオン強度を実質的に一定に維持しながら、酸性化した大豆タンパク質水溶液を濃縮する工程、
（ｆ）任意選択で、濃縮された大豆タンパク質溶液を透析濾過する工程（ｄｉａｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）、及び
（ｇ）任意選択で、濃縮された大豆タンパク質溶液を乾燥させる工程、
含む方法が提供される。

好ましくは、大豆タンパク質製品は、少なくとも約９０重量％、好ましくは少なくとも約１００重量％、（Ｎ×６．２５）ｄ．ｂ．のタンパク質含量を有する単離物である。

さらに、本発明は、水溶性であり、酸性ｐＨ値で熱に安定な溶液を形成し、ソフトドリンクおよびスポーツドリンクを含む水系のタンパク質強化に有用な、大豆タンパク質製品、好ましくは大豆タンパク質単離物を提供する。製品中の大豆タンパク質は加水分解されない。

本明細書で提供される大豆タンパク質製品は、酸性ｐＨ値で許容される澄明度を有し、これらのｐＨ値で熱的に安定である、その水溶液として提供されてもよい。

水にそれを溶解することにより水性のソフトドリンク又はスポーツドリンクを形成するための粉末ドリンク（ｐｏｗｄｅｒｅｄ ｄｒｉｎｋｓ）と、大豆タンパク質製品を、ブレンドすることができる。このようなブレンドは、粉末飲料（ｐｏｗｄｅｒｅｄ ｂｅｖｅｒａｇｅ）とすることができる。

本発明は、大豆タンパク質単離物の製造に主に言及しているが、より低い純度の大豆タンパク質製品が大豆タンパク質単離物に類似の特性を有して提供され得ることが企図される。このようなより低い純度の製品は、少なくとも約６０重量％（Ｎ×６．２５）ｄ．ｂ．のタンパク質濃度を有していてもよい。

本発明の別の態様では、低ｐＨで熱的に安定である、本明細書で提供される大豆製品の水溶液が提供される。水溶液は飲料であってもよい。

本明細書における方法に従って製造した大豆タンパク質製品は、大豆タンパク質製品の独特な豆の風味を持たず、酸性媒体のタンパク質強化に好適なだけでなく、タンパク質製品の従来の多種多様な用途に使用することができる。その用途には加工食品や飲料のタンパク質強化、油の乳化、焼いた食品のボディ形成剤（ｂｏｄｙ ｆｏｒｍｅｒ）、ガス封入製品の発泡剤が含まれるが、これらに限定されない。加えて、大豆タンパク質製品は、肉類似物において有用なタンパク質繊維に形成することができ、また、卵白がバインダーとして使用される食品中の卵白代用品または増量剤（ｅｘｔｅｎｄｅｒ）として使用することができる。大豆タンパク質製品は、栄養補助食品に使用することもできる。大豆タンパク質製品は、乳製品類似製品または乳製品／大豆のブレンドである製品に使用することもできる。大豆タンパク質製品の他の用途は、ペットフード、動物飼料ならびに工業および化粧品用途およびパーソナルケア製品である。

発明の一般的説明
大豆タンパク質製品を提供するプロセスの最初の工程は、大豆タンパク質源から大豆タンパク質を可溶化する工程を含む。大豆タンパク質源は、大豆もしくは大豆製品、または大豆加工に由来する副産物であることができ、それには大豆ミール、大豆フレーク、荒挽き大豆、および大豆粉が含まれるが、これらに限定されない。大豆タンパク質源は、全脂肪形態、部分的に脱脂された形態、または完全に脱脂された形態で用いることができる。大豆タンパク質源がかなりの量の脂肪を含有する場合、一般的には、プロセスの間に油除去工程が必要である。大豆タンパク質源から回収される大豆タンパク質は、大豆において天然に生じるタンパク質とすることができ、あるいは、そのタンパク質性材料（ｐｒｏｔｅｉｎａｃｅｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）は、遺伝子操作によって改変されているが天然タンパク質に特徴的な疎水性特性および極性特性を有しているタンパク質とすることができる。

大豆タンパク質原料からのタンパク質可溶化は、塩化カルシウム溶液を用いて最も簡便に行われる。ただし、他のカルシウム塩の溶液を使用することもできる。また、マグネシウム塩などの、他のアルカリ土類金属化合物を用いてもよい。さらに、大豆タンパク質源からの大豆タンパク質の抽出は、カルシウム塩溶液を塩化ナトリウムなどの別の塩溶液と組み合わせて使用して行うことができる。さらに、大豆タンパク質源からの大豆タンパク質の抽出は、水又は塩化ナトリウムなどの他の塩の溶液を用い、その後、抽出工程で生じる大豆タンパク質水溶液にカルシウム塩を添加することで行うことができる。カルシウム塩の添加時に形成された沈殿物は、後続の処理の前に除去される。

カルシウム塩溶液の濃度が増加するにつれて、大豆タンパク質源からのタンパク質の可溶化の程度は、初めは最大値が達成されるまで増加する。塩濃度のその後の増加は、可溶化される総タンパク質を増加させない。最大のタンパク質可溶化を引き起こすカルシウム塩溶液の濃度は、関与する塩に依存して変わる。通常、約１．０Ｍ未満の濃度値、より好ましくは約０．１０Ｍから約０．１５Ｍの値を用いることが好ましい。

バッチプロセスでは、タンパク質の塩可溶化は、約１℃から約１００℃、好ましくは約１５°から約６５℃、より好ましくは約５０℃から約６０℃の温度で行われ、好ましくは、可溶化時間を減少させるために攪拌を伴い、可溶化時間は通常、約１から約６０分である。全体として高い製品収率を得るために、大豆タンパク質源から実質的に実施可能な限り多くのタンパク質を抽出するように可溶化を行うことが好ましい。

連続プロセスでは、大豆タンパク質源からの大豆タンパク質の抽出は、大豆タンパク質源からの大豆タンパク質の連続的抽出の実施と合致する任意の様式で実施される。一実施形態では、大豆タンパク質源が連続的にカルシウム塩溶液と混合され、その混合物が、本明細書に記載されたパラメータに応じて所望の抽出を行うのに十分な滞留時間のための、長さを有するパイプもしくは導管を通して且つ流量で、運ばれる。このような連続的手順では、塩可溶化工程は、好ましくは大豆タンパク質源から実質的に実施可能な限り多くのタンパク質を抽出するための可溶化を行うために、約１から約６０分の時間で行われる。連続的手順での可溶化は、約１℃から約１００℃、好ましくは約１５°から約６５℃、より好ましくは約５０℃から約６０℃の間の温度で行われる。

抽出は、一般的には、約４．５から約１１、好ましくは約５から約７のｐＨで行われる。抽出系（大豆タンパク質源及びカルシウム塩溶液）のｐＨは、任意の好都合な食品グレードの酸、通常は塩酸もしくはリン酸、または食品グレードのアルカリ、通常は水酸化ナトリウム、を必要に応じて使用することにより、抽出工程における使用のために約４．５から約１１の範囲内の任意の所望の値に調整することができる。

可溶化工程の間のカルシウム塩溶液における大豆タンパク質源の濃度は、広く変化することができる。典型的な濃度値は、約５から約１５％ｗ／ｖである。

塩水溶液を用いたタンパク質抽出工程は、大豆タンパク質源中に存在し得る脂肪を可溶化するという付加的な効果を有し、次いで、これによって脂肪が水相内に存在することになる。

抽出工程から得られたタンパク質溶液は、一般的に、約５から約５０ｇ／Ｌ、好ましくは約１０から約５０ｇ／Ｌのタンパク質濃度を有する。

カルシウム塩水溶液は酸化防止剤を含むことができる。酸化防止剤は、亜硫酸ナトリウムまたはアスコルビン酸などの任意の好都合な酸化防止剤であってもよい。使用する酸化防止剤の量は、溶液の約０．０１から約１重量％まで変化することができ、好ましくは約０．０５重量％である。酸化防止剤は、タンパク質溶液中の任意のフェノール類の酸化を抑制する働きをする。

大豆タンパク質水溶液と残留大豆タンパク質源との混合物は、その混合物の導電率を一般的には約９０ｍＳ未満、好ましくは約２から約１８ｍＳの値に低下させるために、一般的には約０．５から約１０容量（ｖｏｌｕｍｅｓ）、好ましくは約０．５から約２容量の水性希釈剤で希釈することができる。このような希釈は、通常、水を用いて行われるが、最大約３ｍＳの導電率を有する塩化ナトリウムまたは塩化カルシウムなどの希釈塩溶液を用いてもよい。

大豆タンパク質溶液と残留大豆タンパク質源との組み合わせに混合される希釈剤は、一般に、大豆タンパク質溶液と残留大豆タンパク質源との混合物と同じ温度を有するが、希釈剤は、約１°から約１００℃、好ましくは約１５°から約６５℃、より好ましくは約５０°から約６０℃の温度を有することができる。

任意選択で希釈された、大豆タンパク質溶液と残留大豆タンパク質源との混合物を、次いで、任意の適切な食品グレードの酸の添加によって、約１．５から約４．４、好ましくは約２から約４の値にｐＨ調整する。酸性化された混合物は、一般的に希釈された混合物について約９５ｍＳ未満、一般的に希釈されていない混合物について約１１５ｍＳ未満、両方の場合において好ましくは約２から約２３ｍＳ、の導電率を有する。

酸性化したタンパク質水溶液を、次に、残留大豆タンパク質源から分離するが、これは任意の好都合な様式で、例えば、残留大豆タンパク質原料を除去するために、デカンタ型遠心分離機または任意の適切な濾し器を用い、その後ディスク遠心分離および／または濾過によって行う。分離工程は、一般的に、任意選択で希釈し、ｐＨ調整した、大豆タンパク質溶液と残留大豆タンパク質材料との混合物の温度で行われるが、約１°から約１００℃、好ましくは約１５°から約６５℃、より好ましくは約５０℃から約６０℃の範囲内の任意の温度で行うことができる。分離した残留大豆タンパク質源は、乾燥して処分することができる。あるいは、分離された残留大豆タンパク質源を処理して、いくらかの残留タンパク質を回収してもよい。分離した残留大豆タンパク質源は、従来の等電沈殿法や残留タンパク質を回収する任意の他の好都合な手順によって処理することができる。

本譲受人に譲渡され、その開示が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５，８４４，０８６号および米国特許第６，００５，０７６号に記載されているように、大豆タンパク質源がかなりの量の脂肪を含有する場合、次いで、前記文献に記載される脱脂工程を、タンパク質水溶液について行うことができる。あるいは、分離されたタンパク質水溶液の脱脂を、任意の他の好都合な手順によって達成することができる。

酸性化した大豆タンパク質水溶液に熱処理を施して、抽出工程の間の大豆タンパク質原料からの抽出の結果としての溶液中に存在するトリプシン阻害剤などの熱不安定性の抗栄養因子（ｈｅａｔ ｌａｂｉｌｅ ａｎｔｉ−ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ ｆａｃｔｏｒｓ）を不活性化してもよい。このような加熱工程はまた、微生物負荷（ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｌｏａｄ）を低減するという付加的な利点を提供する。一般的に、タンパク質溶液は、約１０秒から約６０分の間、約７０°から約１６０℃に、好ましくは約１０秒から約５分の間、約８０°から約１２０℃に、より好ましくは約３０秒から約５分の間、約８５°から約９５℃の温度に加熱される。熱処理された酸性化大豆タンパク質溶液を次に、後述のようなさらなる処理のために、約２°から約６５℃、好ましくは約５０℃から約６０℃の温度に冷却することができる。

あるいは、この熱処理工程は、上述の、残留大豆タンパク質源からの酸性化タンパク質水溶液の分離の前に、行ってもよい。

酸性化した大豆タンパク質水溶液は、粉末活性炭または顆粒活性炭などの吸着剤で処理して、色（ｃｏｌｏｕｒ）および／または臭気化合物を除去することができる。このような吸着処理は、任意の好都合な条件下で、一般的に、分離されたタンパク質水溶液の周囲温度で、行うことができる。粉末活性炭については、約０．０２５％から約５％ｗ／ｖ、好ましくは約０．０５％から約２％ｗ／ｖの量が用いられる。吸着剤は、濾過などの任意の好都合な手段によって、大豆溶液から除去することができる。

任意選択で脱脂し、任意選択で熱処理し、任意選択で吸着処理した、酸性化した大豆タンパク質水溶液を、任意選択で、濾過などの任意の好都合な手段によって精製（ｐｏｌｉｓｈ）して、任意の残留微粒子を除去することができる。

得られた酸性化大豆タンパク質水溶液を直接、乾燥させて、大豆タンパク質製品を製造することができる。大豆タンパク質単離物などの、不純物含量が減少し塩含有量が低減された大豆タンパク質製品を提供するために、酸性化大豆タンパク質水溶液を乾燥前に処理することができる。

酸性化大豆タンパク質水溶液を濃縮して、そのイオン強度を実質的に一定に維持しながら、そのタンパク質濃度を増加させることができる。このような濃縮は、一般的に、約５０から約３００ｇ／Ｌ、好ましくは約１００から２００ｇ／Ｌのタンパク質濃度を有する濃縮大豆タンパク質溶液を提供するために行われる。

濃縮工程は、バッチ操作または連続操作と合致する任意の好都合な様式で行うことができ、例えば、限外濾過または透析濾過などの、膜を用いる任意の好都合な選択的膜技術を採用することによって行うことができる。前記膜は、例えば、中空糸膜またはスパイラル膜（ｓｐｉｒａｌ−ｗｏｕｎｄ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ）膜であり、異なる膜材料および膜の構成を考慮して約３，０００から約１，０００，０００ダルトン、好ましくは約５，０００から約１００，０００ダルトンなどの適切な分画分子量（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｃｕｔ−ｏｆｆ）を有し、連続操作については、タンパク質水溶液が膜を通過する際に所望の程度の濃縮を可能にするように寸法決めされる。

周知のように、限外濾過および類似の選択的膜技術によって、低分子量種が膜を通過することが可能になる一方で、高分子量種の通過は妨げられる。低分子量種には、食品グレードの塩のイオン種だけではなく、炭水化物、顔料、低分子量タンパク質、およびトリプシン阻害剤などの抗栄養性因子（これら自体が低分子量タンパク質である）などの、原料から抽出された低分子量材料も含まれる。膜の分画分子量は通常、溶液中のかなりの割合のタンパク質の保持を確実にする一方で、汚染物質の通過は可能となるように様々な膜材料および膜の構成を考慮して選択される。

濃縮された大豆タンパク質溶液は次に、水または希釈食塩水を用いる透析濾過（ｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）工程に付すことができる。透析濾過溶液は、その天然のｐＨ、または透析濾過されるタンパク質溶液のｐＨに等しいｐＨ、またはこれらの間の任意のｐＨ値とすることができる。このような透析濾過は、約１から約４０容量の透析濾過溶液、好ましくは約２から約２５容量の透析濾過溶液を用いて行うことができる。透析濾過操作では、透過液（ｐｅｒｍｅａｔｅ）と共に膜を通過することによって、さらなる量の汚染物質が大豆タンパク質水溶液から除去される。これによって、タンパク質水溶液を精製し、その粘度を低減させることもできる。透析濾過操作は、有意なさらなる量の汚染物質または視認可能な色（ｖｉｓｉｂｌｅ ｃｏｌｏｕｒ）が透過液内に存在しなくなるまで、または、保持液（ｒｅｔｅｎｔａｔｅ）が十分に精製されて、乾燥された場合に少なくとも約９０重量％（Ｎ×６．２５）ｄ．ｂ．のタンパク質含有量を有する大豆タンパク質単離物をもたらすまで行うことができる。このような透析濾過は、濃縮工程と同じ膜を用いて行うことができる。しかし、必要に応じて、透析濾過工程は、異なる分画分子量を有する別個の膜、例えば、様々な膜材料および膜の構成を考慮して約３，０００から約１，０００，０００ダルトン、好ましくは約５，０００から約１００，０００ダルトンの範囲の分画分子量を有する膜を用いて行うことができる。

あるいは、透析濾過工程は、濃縮前に酸性化タンパク質水溶液に適用することができ、または部分的に濃縮された酸性化タンパク質水溶液に適用することができる。透析濾過はまた、濃縮プロセスの間に複数のポイントで適用することができる。透析濾過が濃縮前に適用されるか、または部分的に濃縮された溶液に適用される場合、得られた透析濾過された溶液を、次いで、さらに濃縮してもよい。タンパク質溶液を濃縮しながら複数回、透析濾過することによって達成される粘度低下によって、より高い、十分に濃縮されたタンパク質最終濃度を達成することが可能となりうる。これによって、乾燥すべき材料の容量が減少する。

濃縮工程および透析濾過工程は、ここで、その後回収される大豆タンパク質製品が約９０重量％未満のタンパク質（Ｎ×６．２５）ｄ．ｂ．、例えば少なくとも約６０重量％のタンパク質（Ｎ×６．２５）ｄ．ｂ．を含有するような様式で行うことができる。大豆タンパク質水溶液を部分的に濃縮することおよび／または部分的に透析濾過することによって、汚染物質を部分的にのみ除去することが可能である。このタンパク質溶液は、次に、乾燥されて、低純度の大豆タンパク質製品をもたらすことができる。その大豆タンパク質製品は、依然として、酸性条件下で熱に安定なタンパク質溶液を生成することができる。

酸化防止剤が、透析濾過工程の少なくとも一部の間、透析濾過媒体中に存在することができる。酸化防止剤は、亜硫酸ナトリウムまたはアスコルビン酸などの任意の好都合な酸化防止剤であってもよい。透析濾過媒体中で使用する酸化防止剤の量は、使用する材料に依存し、約０．０１から約１重量％まで変化することができ、好ましくは約０．０５重量％とすることができる。酸化防止剤は、大豆タンパク質溶液中に存在する任意のフェノール類の酸化を抑制する働きをする。

濃縮工程および任意選択の透析濾過工程は、任意の好都合な温度、一般的に約２°から約６５℃、好ましくは約５０°から約６０℃で、所望の程度の濃縮および透析濾過を行うための時間にわたって行うことができる。温度および用いられる他の条件はある程度、膜処理を行うために用いられる膜機器、溶液の所望のタンパク質濃度、および透過液への汚染物質の除去の効率に依存する。

大豆には２つの主なトリプシン阻害剤が存在し、それはすなわち、およそ２１０００ダルトンの分子量を有する熱不安定性分子（ｈｅａｔ−ｌａｂｉｌｅ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）であるクニッツ（Ｋｕｎｉｔｚ）阻害剤、および約８０００ダルトンの分子量を有する、より熱安定性の分子であるボーマン−バーク（Ｂｏｗｍａｎ−Ｂｉｒｋ）阻害剤である。最終的な大豆タンパク質製品におけるトリプシン阻害剤活性のレベルは、様々なプロセス変数の操作によって制御することができる。

上記のように、酸性化大豆タンパク質水溶液の熱処理は、熱不安定性のトリプシン阻害剤を不活化するために用いることができる。部分的に濃縮された、または完全に濃縮された酸性化大豆タンパク質水溶液もまた、熱不安定性のトリプシン阻害剤を不活化するために熱処理することができる。熱処理が、部分的に濃縮された酸性化大豆タンパク質水溶液に適用される場合、得られる熱処理された溶液を次いで、さらに濃縮することができる。

さらに、濃縮工程および／または透析濾過工程は、他の汚染物質とともに透過液内へトリプシン阻害剤を除去するのに適した様式で操作することができる。トリプシン阻害剤の除去は、より大きな孔サイズ（例えば、約３０，０００から約１，０００，０００ダルトン（Ｄａ））の膜を用いること、高温（例えば、約３０°から約６５℃、好ましくは５０°から約６０℃）で膜を操作すること、およびより大きな容量の透析濾過媒体（例えば約１０から約４０容量）を用いることによって、促進される。

約１．５から約３のより低いｐＨでタンパク質溶液を調製および膜処理することで、その溶液を約３から４．４のより高いｐＨで調製および処理するのと比較して、トリプシン阻害剤活性を低減させることができる。タンパク質溶液がそのｐＨ範囲の最低値で濃縮および透析濾過される場合、乾燥の前に保持液のｐＨを上昇させることが望ましい場合がある。濃縮および透析濾過されたタンパク質溶液のｐＨは、水酸化ナトリウムなどの任意の都合の良い食品グレードのアルカリを添加することによって、所望の値、例えばｐＨ３まで上昇させることができる。

さらに、トリプシン阻害剤活性の低減は、阻害剤のジスルフィド結合を分断するかまたは転位（ｒｅａｒｒａｎｇｅ）する還元剤に大豆材料を曝すことによって達成することができる。好適な還元剤には、亜硫酸ナトリウム、システイン、およびＮ−アセチルシステインが含まれる。

このような還元剤の添加は、プロセス全体のさまざまな段階で行うことができる。還元剤は、抽出工程において大豆タンパク質原料と共に添加することができ、残留大豆タンパク質原料の除去の後に大豆タンパク質水溶液に添加することができ、透析濾過の前もしくは後で濃縮されたタンパク質溶液に添加することができ、あるいは、乾燥された大豆タンパク質製品と乾燥混合することができる。還元剤の添加は、上記の熱処理工程および膜処理工程と組み合わせることができる。

濃縮されたタンパク質溶液中に活性なトリプシン阻害剤を保持することが望ましい場合、これは、熱処理工程を排除するかまたは熱処理工程の強度を低減させること、還元剤を使用しないこと、前記ｐＨ範囲（例えば、３から４．４）の最高値で濃縮工程および透析濾過工程を操作すること、より小さい孔サイズを有する濃縮および透析濾過膜を利用すること、より低い温度で膜を操作すること、およびより小容量の透析濾過媒体を用いること、によって達成することができる。

濃縮され、任意選択で透析濾過されたタンパク質溶液は、必要に応じて、米国特許第５，８４４，０８６号および米国特許第６，００５，０７６号に記載されているように、さらなる脱脂操作に付すことができる。あるいは、濃縮され、任意選択で透析濾過されたタンパク質溶液の脱脂は、任意の他の好都合な手順によって達成することができる。

濃縮され、任意選択で透析濾過されたタンパク質水溶液は、粉末活性炭または顆粒活性炭などの吸着剤で処理して、色（ｃｏｌｏｕｒ）および／または臭気化合物を除去することができる。このような吸着処理は、任意の都合の良い条件下で、一般的には、濃縮されたタンパク質溶液の周囲温度で行うことができる。粉末活性炭では、約０．０２５％から約５％ｗ／ｖ、好ましくは約０．０５％から約２％ｗ／ｖの量が用いられる。吸着剤は、濾過などの任意の好都合な手段によって、大豆タンパク質溶液から除去することができる。

濃縮され、任意選択で透析濾過された大豆タンパク質水溶液は、噴霧乾燥または凍結乾燥などの任意の好都合な技術によって乾燥することができる。乾燥の前に、大豆タンパク質溶液に低温殺菌工程を施してもよい。このような低温殺菌は、任意の望ましい低温殺菌条件下で行うことができる。一般的には、濃縮され、任意選択で透析濾過された大豆タンパク質溶液は、約５５°から約７０℃、好ましくは約６０°から約６５℃の温度まで、約３０秒間から約６０分間、好ましくは約１０分間から約１５分間加熱される。低温殺菌された濃縮大豆タンパク質溶液は次に、乾燥のために、好ましくは約２５°から約４０℃の温度まで、冷却することができる。

乾燥大豆タンパク質製品は約６０重量％（Ｎ×６．２５）ｄ．ｂ．を超えるタンパク質含量を有する。好ましくは、乾燥大豆タンパク質製品は、約９０重量％タンパク質を超える、好ましくは少なくとも約１００重量％（Ｎ×６．２５）ｄ．ｂ．の高タンパク質含量を有する単離物である。

本明細書において製造される大豆タンパク質製品は、酸性の水性環境に可溶性であり、これによって当該製品が、タンパク質強化のために飲料（炭酸及び無炭酸飲料の両方）に組み込むのに理想的となる。そのような飲料は、約２．５から約５の範囲にわたる、酸性ｐＨ値の広い範囲を有する。本明細書で提供される大豆タンパク質製品は、そのような飲料にタンパク質強化を提供するために、任意の好都合な量、例えば一人前あたり少なくとも約５ｇの大豆タンパク質、でそのような飲料に添加することができる。添加された大豆タンパク質製品は、飲料に溶解し、熱処理の後でも溶解したままである。大豆タンパク質製品は、水への溶解による飲料の再調製（ｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｉｏｎ）の前に、乾燥飲料とブレンドすることができる。本発明の組成物の飲料中に溶解したままになるという能力に、飲料中に存在する成分が悪影響をおよぼし得る場合、ときには、本発明の組成物を許容するために飲料の通常の配合を改変することが必要かもしれない。

例
例１：
この例は、本発明の方法による新規な大豆タンパク質単離物の生産を示す。

脱脂大豆白フレークの３０ｋｇを、周囲温度で、０．１５ＭのＣａＣｌ_２溶液３００Ｌに加え、３０分間攪拌して、タンパク質水溶液を得た。逆浸透（ＲＯ）精製水３００Ｌを添加し、系のｐＨをＨＣ１溶液で約３に下げた。次いで残留大豆白フレークを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により澄明化し（ｃｌａｒｉｆｉｅｄ）、１．６３重量％のタンパク質含量を有する酸性化したタンパク質溶液５２０Ｌを得た。その酸性化溶液を、９０℃で３０秒間、熱処理し、次いでさらなる処理のために３０℃に冷却した。

熱処理した酸性化タンパク質溶液を、約３０℃の温度で操作される１００，０００ダルトンの分画分子量を有するポリエーテルスルホン膜上で濃縮することにより、５２０Ｌから１４１Ｌの容量に減量した。この時点で５．０２重量％のタンパク質含量を有するタンパク質溶液を、ＲＯ水２１２Ｌで透析濾過したが、この透析濾過操作は約３０℃で行った。

透析濾過した溶液を、次いでさらに７１Ｌの容積に濃縮した。濃縮タンパク質溶液の３１Ｌのアリコートを、追加のＲＯ水２２５Ｌで透析濾過したが、この透析濾過操作は約２９℃で行った。この二回目の透析濾過の後で、タンパク質溶液は、１０．１２重量％のタンパク質含量から１２．０５重量％のタンパク質含量に濃縮され、次いで、噴霧乾燥を容易にするために水で６．０４重量％のタンパク質含量まで希釈した。噴霧乾燥前のタンパク質溶液は、最初の濾過されたタンパク質溶液の３８．６重量％の収率で回収された。透析濾過し、濃縮し、希釈したタンパク質溶液を、次いで乾燥して、９７．４０％（Ｎ×６．２５）ｄ．ｂ．のタンパク質含量を有することが見出された製品を得た。この製品を、Ｓ０１７−Ｄ１２−１０Ａ Ｓ７０４Ｈと命名した。

Ｓ０１７−Ｄ１２−１０Ａ Ｓ７０４Ｈの溶液を、０．４８ｇのタンパク質を供給するのに十分なタンパク質粉末を１５ｍｌの逆浸透精製水に溶解することによって調製し、透過（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）モードで操作されるＨｕｎｔｅｒＬａｂ ＣｏｌｏｒＱｕｅｓｔ ＸＥ測定器を用いて、色と澄明度を評価した。溶液のｐＨはｐＨメーターで測定した。

ｐＨ、色、澄明度値が次の表１に記載されている。

表１から分かるように、水中でのＳ０１７−Ｄ１２−１０Ａ Ｓ７０４Ｈの溶液は透明ではなく、半透明であった。

乾燥粉末の色も、反射（ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）モードのＨｕｎｔｅｒＬａｂ ＣｏｌｏｒＱｕｅｓｔ ＸＥ測定器で評価した。色値は、下記表２に記載されている。

表２から分かるように、乾燥製品の色は非常に明るかった。

例２：
この例は、例１の方法により製造された大豆タンパク質単離物の水中での熱安定性の評価を含む。

１．６ｇのタンパク質を供給するために十分なタンパク質粉末を逆浸透精製水８０ｍｌに溶解することによって、Ｓ０１７−Ｄ１２−１０Ａ Ｓ７０４Ｈの溶液を調製した。溶液のｐＨは３．３７と測定された。このサンプルを２つの部分に分割し、一方の部分のｐＨをＨＣｌ溶液で３．００に下げた。コントロールとｐＨ調製溶液の澄明度を、ＨｕｎｔｅｒＬａｂ ＣｏｌｏｒＱｕｅｓｔ ＸＥ測定器を用いたヘイズ測定により評価した。次いで、溶液を９５℃に加熱し、３０秒間この温度で保持した後、直ちに氷浴中で室温まで冷却した。熱処理された溶液の澄明度を再度、測定した。

加熱の前後のタンパク質溶液の澄明度が、以下の表３に記載される。

表３の結果から分かるように、Ｓ０１７−Ｄ１２−１０Ａ Ｓ７０４Ｈの初期の溶液は特に天然のｐＨで、非常に曇っていることがわかった。しかし、これら溶液は熱に安定であり、ヘイズレベルは熱処理によって実際にいくらか減少した。

例３：
この例は、例１の方法により製造された大豆タンパク質単離物の水への溶解性の評価を含む。溶解度は、タンパク質溶解度（タンパク質法と称される、Ｍｏｒｒら、Ｊ．Ｆｏｏｄ Ｓｃｉ． ５０：１７１５−１７１８の手順の修正版）と全製品溶解度（ペレット法と称される）に基づいて試験した。

タンパク質０．５ｇを供給するために十分なタンパク質粉末をビーカーに秤量し、次いで少量の逆浸透（ＲＯ）精製水を添加し、その混合物を、滑らかなペーストが形成されるまで撹拌した。次いで、その容量が約４５ｍｌになるように、追加の水を加えた。次いで、ビーカーの内容物をゆっくりとマグネチックスターラーを用いて６０分間撹拌した。ｐＨは、タンパク質を分散させた後直ちに測定し、希釈ＮａＯＨまたはＨＣｌで、適切なレベル（２、３、４、５、６または７）に調整した。また、一つのサンプルを、天然のｐＨで調製した。ｐＨを調整したサンプルについては、６０分の攪拌の間に定期的に、ｐＨを測定し、修正した。６０分の撹拌の後、サンプルを、ＲＯ水を補充して総容積５０ｍｌにし、１％ｗ／ｖタンパク質分散液を得た。分散液のタンパク質含量は、Ｌｅｃｏ ＴｒｕＳｐｅｃ Ｎ窒素測定器を用いて測定した。分散液のアリコート（ａｌｉｑｕｏｔｓ）（２０ｍｌ）を、次いで、１００℃のオーブン中で一晩乾燥し、その後デシケーター中で冷却した予め秤量した遠心分離管に移し、管にキャップをした。サンプルを、１０分間、７８００ｇで遠心分離し、それにより不溶性材料を沈降させ、澄明な上澄み液を得た。上澄み液のタンパク質含量をＬｅｃｏ分析により測定し、次いで上澄み液および管の蓋を捨て、ペレット（ｐｅｌｌｅｔ）材料を１００℃に設定したオーブンで一晩、乾燥させた。翌朝、管をデシケーターに移し、冷ました。乾燥ペレット材料の重量を記録した。初期のタンパク質粉末の乾燥重量を、使用した粉末の重量にファクター（（１００−粉末の含水率（％））／１００）を乗じることによって算出した。次いで、製品の溶解度を、２種類の異なる方法で計算した。

１）溶解度（タンパク質法）（％）＝（上澄み液中のタンパク質％／初期分散液中のタンパク質％）×１００
２）溶解度（ペレット法）（％）＝（１−（乾燥不溶性ペレット材料の重量／（（分散液２０ｍｌの重量／分散液５０ｍｌの重量）×乾燥タンパク質粉末の初期重量）））×１００。

例１で製造したタンパク質単離物の水中（１％のタンパク質）の天然のｐＨ値を表４に示す。

得られた溶解度の結果は以下の表５および６に記載されている。

表５、６の結果から分かるように、Ｓ７０４Ｈ製品は、ｐＨ２で極めて可溶性であり、ｐＨ３でも非常に可溶性であった。この製品は、より高いｐＨ値では、それほど可溶性ではなかった。

例４：
この例は、例１の方法により製造された大豆タンパク質単離物の水中での澄明度の評価を含む。

例３に記載されるように調製された１％ｗ／ｖタンパク質溶液の澄明度を、６００ｎｍでの吸光度（ブランクは水）を測定することによって評価した。より低い吸光度スコアは、より高い澄明度を示す。透過モードでのＨｕｎｔｅｒＬａｂ ＣｏｌｏｒＱｕｅｓｔ ＸＥ測定器によるサンプルの分析でも、パーセントのヘイズ測定値、つまり澄明度の別の尺度を得た。

澄明度の結果は以下の表７および８に記載されている。

表７及び８の結果から分かるように、Ｓ７０４Ｈの溶液は、ｐＨ２から３で曇っており、より高いｐＨ値、特に４から６の範囲で、より曇っていた。

例５：
この例は、例１の方法により製造された大豆タンパク質単離物のソフトドリンク（スプライト（Ｓｐｒｉｔｅ））、スポーツドリンク（オレンジゲータレード（Ｏｒａｎｇｅ Ｇａｔｏｒａｄｅ））中での溶解性の評価を含む。溶解度は、これらの飲料にｐＨ調節無しで添加したタンパク質について測定し、これらタンパク質強化飲料のｐＨをもともとの飲料のｐＨに調節したものについて再び測定した。

ｐＨ調節なしで溶解度を評価するに際しては、タンパク質１ｇを供給するために十分な量のタンパク質粉末をビーカーに秤量し、飲料を少量添加し、滑らかなペーストが形成されるまで攪拌した。その容量を５０ｍｌにするように、追加の飲料を加え、次いで、その溶液を６０分間マグネチックスターラーでゆっくりと攪拌し、２％タンパク質ｗ／ｖ分散液を得た。サンプルのタンパク質含量をＬｅｃｏ ＴｒｕＳｐｅｃ Ｎ窒素測定器を用いて分析し、次いで、タンパク質を含む飲料のアリコートを、１０分間、７８００ｇで遠心分離し、上澄み液のタンパク質含量を測定した。

溶解度（％）＝（上澄み液中のタンパク質％／初期分散液中のタンパク質％）×１００。

ｐＨ調節を伴う場合の溶解度を評価するに際しては、タンパク質を含まないソフトドリンク（スプライト）（３．４３）とスポーツドリンク（オレンジゲータレード）（３．０９）のｐＨを測定した。タンパク質１ｇを供給するのに十分な量のタンパク質粉末をビーカーに量り入れ、少量の飲料を加え、滑らかなペーストが形成されるまで攪拌した。その容量が約４５ｍｌになるように追加の飲料を加え、次いで、その溶液を６０分間マグネチックスターラーでゆっくりと攪拌した。そのタンパク質含有飲料のｐＨを、タンパク質を分散させた後直ちに測定し、必要に応じてＨＣｌ又はＮａＯＨを用いて、もともとの無タンパク質の場合のｐＨに調整した。６０分の攪拌の間、定期的にｐＨを測定し、修正した。６０分の攪拌の後、各溶液の総容量を、追加の飲料で５０ｍｌにし、２％タンパク質ｗ／ｖ分散液を得た。それらサンプルのタンパク質含量を、Ｌｅｃｏ ＴｒｕＳｐｅｃ Ｎ窒素測定器を用いて分析し、次いで、タンパク質含有飲料のアリコートを、１０分間、７８００ｇで遠心分離し、上澄み液のタンパク質含量を測定した。

溶解度（％）＝（上澄み液中のタンパク質％／初期分散液中のタンパク質％）×１００。

得られた結果は次の表９に記載されている。

表９の結果から分かるように、Ｓ７０４Ｈは、スプライトおよびオレンジゲータレードにかなり可溶性であった。タンパク質強化サンプルのｐＨを、無タンパク質のもともとの飲料のｐＨまで低下させることによって、溶解度がいくらか改善された。

例６：
この例は、例１の方法により製造された大豆タンパク質単離物のソフトドリンクおよびスポーツドリンク中の澄明度の評価を含む。

例５においてソフトドリンク（スプライト）およびスポーツドリンク（オレンジゲータレード）中で調製した２％ｗ／ｖタンパク質分散液の澄明度を、例４に記載されたＨｕｎｔｅｒＬａｂヘイズ法を用いて評価した。

得られた結果は以下の表１０に記載されている。

表１０の結果から分かるように、タンパク質強化されたスプライトおよびオレンジゲータレードの溶液は非常に曇っていた。

例７：
この例は、例１の方法により製造された大豆タンパク質単離物のフィチン酸含有量の評価を含む。

Ｓ０１７−Ｄ１２−１０Ａ Ｓ７０４Ｈのフィチン酸含量を、ラッタ（Ｌａｔｔａ）とエスキン（Ｅｓｋｉｎ）（Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍ．，２８：１３１３−１３１５）の手順により測定した。Ｓ０１７−Ｄ１２−１０Ａ Ｓ７０４Ｈのフィチン酸含量は１．５４重量％ｄ．ｂ．だった。

開示の概要
本開示を要約すれば、本発明により、希釈および酸性化の後まで大豆タンパク質原料を大豆タンパク質水溶液から分離しない、大豆タンパク質製品の調製のための手順が提供される。本発明の範囲内で改変が可能である。

Claims (20)

1. 乾燥重量基準で少なくとも６０重量％（Ｎ×６．２５）のタンパク質含量を有する大豆タンパク質製品の製造方法であって、
   （ａ）大豆タンパク質源を、カルシウム塩水溶液で抽出して、大豆タンパク質源からの大豆タンパク質の可溶化を引き起こし、大豆タンパク質水溶液と残留大豆タンパク質源との混合物を形成する工程、
   （ｃ）大豆タンパク質水溶液と残留大豆タンパク質源との混合物のｐＨを、１．５から４．４のｐＨに調整する工程、
   （ｄ）残留大豆タンパク質源から、酸性化した大豆タンパク質水溶液を分離する工程、
   を含むことを特徴とする、方法。
2. （ｂ）大豆タンパク質水溶液と残留大豆タンパク質源との混合物を希釈する工程、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記抽出工程を、１．０Ｍ未満の濃度の塩化カルシウム水溶液を用いて行なうことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記塩化カルシウム水溶液が、０．１０から０．１５Ｍの濃度を有する、請求項３記載の方法。
5. 前記抽出工程を、１℃から１００℃の温度、４．５から１１のｐＨで行い、５から５０ｇ／Ｌのタンパク質濃度を有する前記大豆タンパク質水溶液を得ることを特徴とする、請求項１から４の何れか１項に記載の方法。
6. 前記抽出工程の後、前記ｐＨ調整工程の前に、大豆タンパク質水溶液と残留大豆タンパク質源との前記混合物を、１℃から１００℃の温度を有する、０．５から１０容量の水性希釈剤を用いて、９０ｍＳ未満の導電率まで希釈することを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載の方法。
7. 大豆タンパク質水溶液と残留大豆タンパク質源との混合物のｐＨを、ｐＨ２から４に調整することを特徴とする、請求項１から６の何れか１項に記載の方法。
8. 大豆タンパク質溶液と残留大豆タンパク質源との前記酸性化した混合物が、９５ｍＳ未満の導電率を有することを特徴とする、請求項１から７の何れか１項に記載の方法。
9. 前記分離工程の前の大豆タンパク質溶液と残留大豆タンパク質源との前記酸性化した混合物、または、前記分離工程の後の酸性化した大豆タンパク質水溶液を、熱処理工程に供して、熱不安定性のトリプシン阻害剤を不活性化し、
   前記熱処理を、１０秒から６０分、７０℃から１６０℃の温度で行い、
   大豆タンパク質溶液と残留大豆タンパク質源との、熱処理され酸性化した混合物を、さらなる処理のために、２℃から６５℃の温度に冷却することを特徴とする、請求項１から８の何れか１項に記載の方法。
10. 前記分離工程の後に、酸性化した大豆タンパク質水溶液を吸着剤で処理して、酸性大豆タンパク質水溶液から色及び／又は臭気化合物を除去することを特徴とする、請求項１から９の何れか１項に記載の方法。
11. 前記酸性化した大豆タンパク質水溶液を、精製工程に供することを特徴とする、請求項１から１０の何れか１項に記載の方法。
12. 前記酸性化した大豆タンパク質水溶液を、そのイオン強度を一定に維持しながら、３，０００から１，０００，０００ダルトンの分画分子量を有する膜を用いた限外濾過によって濃縮して、５０から３００ｇ／Ｌのタンパク質濃度を有する、濃縮され酸性化した大豆タンパク質溶液を製造することを特徴とする、請求項１から１１の何れか１項に記載の方法。
13. 前記酸性化した大豆タンパク質溶液について、濃縮工程の前または後に、１から４０容量の水、酸性化された水、希釈食塩水または酸性化された希釈食塩水を用いて透析濾過工程を行い、
    前記透析濾過を、有意なさらなる量の汚染物質もしくは視認可能な色が透過液中に存在しなくなるまで行い、
    前記透析濾過を、３，０００から１、０００，０００ダルトンの分画分子量を有する膜を用いて行う、
    ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 乾燥時に少なくとも９０重量％（Ｎ×６．２５）ｄ．ｂ．のタンパク質含有量を有する大豆タンパク質単離物が得られるように、保持液が十分に精製されるまで、前記透析濾過を行うことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 前記濃縮工程、および透析濾過工程が存在するときには透析濾過工程を、２℃から６５℃の温度で行うことを特徴とする、請求項１２から１４の何れか１項に記載の方法。
16. 前記濃縮され、透析濾過工程が存在するときには透析濾過された、酸性化した大豆タンパク質水溶液を吸着剤で処理して、色及び／又は臭気化合物を除去することを特徴とする、請求項１２から１５の何れか１項に記載の方法。
17. 前記濃縮され、透析濾過工程が存在するときには透析濾過された、酸性化した大豆タンパク質水溶液を、乾燥前に低温殺菌し、
    前記低温殺菌工程を３０秒から６０分、５５℃から７０℃の温度で行うことを特徴とする、請求項１２から１６の何れか１項に記載の方法。
18. 前記濃縮され、透析濾過工程が存在するときには透析濾過された、酸性化した大豆タンパク質水溶液を乾燥させて、少なくとも９０重量％（Ｎ×６．２５）ｄ．ｂ．のタンパク質含量を有する大豆タンパク質単離物を得ることを特徴とする、請求項１２から１７の何れか１項に記載の方法。
19. 前記濃縮工程、および／または透析濾過工程が存在するときには透析濾過工程が、トリプシン阻害剤の除去に有利な方法で操作されることを特徴とする、請求項１２から１８の何れか１項に記載の方法。
20. 抽出工程の間に還元剤を存在させて、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を分断または転位させて、トリプシン阻害剤活性の減少を達成し、ならびに／あるいは、
    前記濃縮工程の間、および／または透析濾過工程が存在するときには透析濾過工程の間に還元剤を存在させて、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を分断または転位させて、トリプシン阻害剤活性の減少を達成し、ならびに／あるいは、
    乾燥前の、濃縮され透析濾過工程が存在するときには透析濾過された大豆タンパク質溶液、および／または乾燥した大豆タンパク質製品に、還元剤を添加して、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を分断または転位させて、トリプシン阻害剤活性の減少を達成することを特徴とする、請求項１から１９の何れか１項に記載の方法。