JP6099632B2 - 塩化カルシウム抽出を用いる大豆タンパク質単離物の調製(「s703cip」) - Google Patents
塩化カルシウム抽出を用いる大豆タンパク質単離物の調製(「s703cip」) Download PDFInfo
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Description
本出願は、同時係属中の2010年6月30日出願の米国特許出願第12/828、212号(これ自体が、2009年6月30日出願の米国仮特許出願第61/213、647号からの米国特許法119条(e)のもとの優先権を主張する)の一部継続出願である。
本発明は、大豆タンパク質製品の調製に関する。
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することが可能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、の調製が記載されている。この大豆タンパク質製品は、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/又は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。
驚くべきことに、少なくとも約60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製品を、低pH値における塩化カルシウムを用いた大豆タンパク質源の抽出を伴う手順で形成できることが見出された。
(a)低pH、一般には約1.5から約5.0のpHにおいて、カルシウム塩水溶液、一般には塩化カルシウム溶液を用いて大豆タンパク質源を抽出して、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)残留大豆タンパク質源から大豆タンパク質水溶液を少なくとも部分的に分離する工程、
(c)任意選択で、大豆タンパク質水溶液を希釈する工程、
(d)任意選択で、前記タンパク質水溶液のpHを、約1.5から約5.0、好ましくは約1.5から約4.4、より好ましくは約2.0から約4.0の範囲内にあり且つ抽出のpHとは異なる値に調整する工程、
(e)任意選択で、大豆タンパク質水溶液を精製(polishing)して、残留微粒子を除去する工程、
(f)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、大豆タンパク質水溶液を濃縮する工程、
(g)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
(h)任意選択で、濃縮され、透析濾過された大豆タンパク質溶液を乾燥させる工程、
を含む、方法が提供される。
(a)低pH、一般には約1.5から約5.0のpHにおいて、カルシウム塩水溶液、一般には塩化カルシウム溶液を用いて大豆タンパク質源を抽出して、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)残留大豆タンパク質源から大豆タンパク質水溶液を少なくとも部分的に分離する工程、
(c)任意選択で、大豆タンパク質水溶液を希釈する工程、
(d)任意選択で、前記タンパク質水溶液のpHを、約1.5から約5.0、好ましくは約1.5から約4.4、より好ましくは約2.0から約4.0の範囲内にあり且つ抽出のpHとは異なる値に調整する工程、
(e)任意選択で、大豆タンパク質水溶液を精製して(polishing)、残留微粒子を除去する工程、
(f)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、大豆タンパク質水溶液を濃縮する工程、
(g)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)、
(h)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のpHを、任意選択で、約1.5から約7.0、好ましくは約4.0から約7.0、より好ましくは約5.0から約7.0の範囲内の値に調整する工程、
(i)濃縮され、任意選択で透析濾過され、任意選択でpH調整された大豆タンパク質溶液を水中に希釈する工程、
(j)上澄み液と呼ばれる希釈水から形成された沈殿物を分離する工程、
(k)分離した大豆タンパク質沈殿物を乾燥させる工程、
が記述される。
(a)低pH、一般には約1.5から約5.0のpHにおいて、カルシウム塩水溶液、一般には塩化カルシウム溶液を用いて大豆タンパク質源を抽出して、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)残留大豆タンパク質源から大豆タンパク質水溶液を少なくとも部分的に分離する工程、
(c)任意選択で、大豆タンパク質水溶液を希釈する工程、
(d)任意選択で、前記タンパク質水溶液のpHを、約1.5から約5.0、好ましくは約1.5から約4.4、より好ましくは約2.0から約4.0の範囲内にあり且つ抽出のpHとは異なる値に調整する工程、
(e)任意選択で、大豆タンパク質水溶液を精製して(polishing)、残留微粒子を除去する工程、
(f)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、大豆タンパク質水溶液を濃縮する工程、
(g)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、
(h)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のpHを任意選択で、約1.5から約7.0、好ましくは約4.0から約7.0、より好ましくは約5.0から約7.0の範囲内の値に調整する工程、
(i)濃縮され、任意選択で透析濾過され、任意選択でpH調整された大豆タンパク質溶液を水中に希釈する工程、
(j)希釈されたサンプルのpHを約1.5から約4.4、好ましくは約2.0から約4.0の範囲内の値に調整して、前記希釈工程によって形成されたタンパク質沈殿物を再可溶化する工程、
(k)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、pH調整された大豆タンパク質溶液を濃縮する工程、
(l)濃縮され、pH調整された大豆タンパク質溶液を、任意選択で透析濾過する工程、及び
(m)濃縮され、任意選択で透析濾過され、任意選択でpH調整された大豆タンパク質溶液を乾燥させる工程、
を含む方法が記述される。
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、大豆もしくは任意の大豆製品、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、一般的には油除去工程がプロセスの間に必要である。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であることができ、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、天然タンパク質の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であることができる。
例1:
この例は、低pHで塩化カルシウム溶液を用いる抽出を利用した、透明で熱に安定なタンパク質溶液の調製を示す。
この例では、本発明の一実施形態による大豆タンパク質単離物の調製を説明する。
この例は、例2(S703)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。
この例は、例2(S703)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。
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。
この例は、例2(S703)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。
この例は、例2(S703)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))、およびスポーツドリンク(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。
この例は、例2(S703)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。
この例は、本発明の他の実施形態に従った大豆タンパク質単離物の製造を説明するものである。
この例では、低pHで調製され、次いで希釈工程の前にpH調整された濃縮タンパク質溶液を希釈する際にタンパク質沈殿物が生成することを説明する。
本開示を要約すれば、本発明により、低pHの塩化カルシウム水溶液を用いた大豆タンパク質原料の抽出に基づく、酸性媒体に可溶な大豆タンパク質単離物の製造方法が提供される。本発明の範囲内で改変が可能である。
Claims (36)
- 乾燥重量基準で少なくとも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の製造方法であって、
(a)1.5から5のpHにおいて、カルシウム塩水溶液で、大豆ミール、大豆フレーク、荒挽き大豆もしくは大豆粉である大豆タンパク質源を抽出して、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を形成する工程、
(b)残留大豆タンパク質源から、少なくとも部分的に、大豆タンパク質水溶液を分離する工程、ならびに、
下記工程(A)あるいは(B)、
(A)(c)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、大豆タンパク質水溶液を濃縮する工程、
(d)濃縮された大豆タンパク質溶液を、水中に希釈して、沈殿物を形成する工程、
(e)上澄み液と呼ばれる希釈水から沈殿物を分離する工程、および
(fi)分離した大豆タンパク質沈殿物を乾燥する工程、または
(fii)分離した大豆タンパク質沈殿物を1から10容量の水で洗浄し、洗浄した沈殿物を回収する工程、または
(fiii)分離した大豆沈殿物を、pH1.5〜4.4で水中に可溶化して大豆タンパク質溶液を形成する工程、
(B)(c)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、大豆タンパク質水溶液を濃縮する工程、
(d)濃縮された大豆タンパク質溶液を希釈して、pH調整によって希釈水中に再可溶化されて大豆タンパク質溶液を形成する沈殿物を形成する工程
を含むことを特徴とする大豆タンパク質製品の製造方法。 - 前記カルシウム塩水溶液が酸化防止剤を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(A)もしくは(B)の前に、大豆タンパク質水溶液を希釈することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記大豆タンパク質水溶液を90mS未満の導電率まで希釈すること、ならびに/または、
前記大豆タンパク質水溶液が、希釈および/またはpH調整の後で、95mS未満の導電率を有すること
を特徴とする、請求項3に記載の方法。 - 前記大豆タンパク質水溶液を、0.5から10容量の水性希釈剤で希釈して、4から31mSの前記大豆タンパク質溶液の導電率を得て、
前記水性希釈剤が、2℃から70℃の温度を有し、および
前記大豆タンパク質溶液が、希釈およびpH調整の後で、4mSから36mSの導電率を有することを特徴とする、請求項4に記載の方法。 - 希釈剤温度が20℃から35℃であることを特徴とする、請求項5記載の方法。
- 工程(A)(c)の前に、前記タンパク質水溶液のpHを、1.5から5.0の範囲内の抽出のpHと異なる値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。
- 前記調整されたpH値が、1.5から4.4であることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記調整されたpH値が、2.0から4.0であることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 工程(A)(c)の前に、前記大豆タンパク質水溶液を精製して、残留微粒子を除去し、
ここで、工程(A)(c)の前に、前記タンパク質水溶液のpHを、1.5から5.0の範囲内の抽出のpHと異なる値に調整する場合には、当該精製はこのpH調整の後に行われる、
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。 - 工程(B)(c)より前に、前記大豆タンパク質水溶液を精製して、残留微粒子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。
- 前記抽出工程を、1.0M未満の濃度を有する塩化カルシウム水溶液を用いて行うことを特徴とする、請求項1から11の何れか1項に記載の方法。
- 前記塩化カルシウム水溶液が、0.10から0.15Mの濃度を有することを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- 前記抽出工程を、15℃から65℃の温度で行い、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製造することを特徴とする、請求項1から13の何れか1項に記載の方法。
- 前記温度が20℃から35℃であることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
- 前記工程(A)(c)または(B)(c)において、前記大豆タンパク質溶液を濃縮して、50から300g/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生じさせ、
前記濃縮工程を、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た限外濾過によって行うことを特徴とする、請求項1から14の何れか1項に記載の方法。 - 前記濃縮大豆タンパク質溶液が、100から200g/Lのタンパク質濃度を有し、前記膜が5,000から100,000ダルトンの分画分子量を有することを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- 工程(A)(c)もしくは工程(B)(c)の後に、濃縮された大豆タンパク質溶液を透析濾過することを特徴とする、請求項1から17の何れか1項に記載の方法。
- 前記工程(A)(c)もしくは工程(B)(c)の後の透析濾過工程を、2から40容量の水、希釈食塩水、酸性化された水または酸性化された希釈食塩水を用い、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18に記載の方法。
- 5,000から100,000ダルトンの分画分子量を有する膜を用いて、
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、かつ/または、次の加工工程の後で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19に記載の方法。 - 前記濃縮工程(A)(c)および(B)(c)ならびに透析濾過工程を、2℃から65℃の温度で行うことを特徴とする、請求項19または20に記載の方法。
- 前記温度が20℃から35℃であることを特徴とする、請求項21に記載の方法。
- 前記濃縮工程の後に、濃縮された大豆タンパク質溶液のpHを1.5から7.0の範囲内の値または1.5〜4.4に調整することを特徴とする、請求項1から22の何れか1項に記載の方法。
- 前記調整されたpHが、5.0から7.0、または、2.0から4.0であることを特徴とする、請求項23に記載の方法。
- 前記濃縮された大豆タンパク質溶液を、乾燥前に、30秒から60分、55℃から70℃の温度で低温殺菌することを特徴とする、請求項1から24の何れか1項に記載の方法。
- 抽出工程および/または濃縮工程および/または透析濾過工程の間に還元剤を存在させて、ならびに/あるいは、乾燥前の、濃縮され透析濾過された大豆タンパク質溶液に還元剤を添加して、ならびに/あるいは、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し、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25の何れか1項に記載の方法。
- 前記希釈工程(A)(d)および(B)(d)の希釈を、5から25倍の水で行い、
前記希釈を行うために用いる水が、1℃から65℃の温度を有することを特徴とする、請求項1から26の何れか1項に記載の方法。 - 前記希釈工程を10から20倍で行い、使用する水の温度が20℃から35℃であることを特徴とする、請求項27記載の方法。
- 前記工程(A)(fii)において、前記沈殿物を2から3容量の水で洗浄することを特徴とする、請求項1から28の何れか1項に記載の方法。
- 前記工程(A)(fiii)において、前記沈殿物を、1.5から4.4のpHで、1から10容量の水中に可溶化して、大豆タンパク質溶液を形成することを特徴とする、請求項1から29の何れか1項に記載の方法。
- 前記可溶化を2.0から4.0のpHで、2から3容量の水を用いて行うことを特徴とする、請求項30に記載の方法。
- 前記大豆タンパク質溶液または濃縮された大豆タンパク質溶液を熱処理工程に供して、熱不安定性の抗栄養因子を不活性化し、
前記熱処理工程では、10分から60分、70℃から160℃の温度で、各溶液の低温殺菌も行い、
熱処理された大豆タンパク質溶液を、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31の何れか1項に記載の方法。 - 前記温度が20℃から35℃であることを特徴とする、請求項32に記載の方法。
- 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、前記大豆タンパク質溶液を濃縮してその濃度を増加させて更なる大豆タンパク質溶液を形成することを特徴とする、請求項1から33の何れか1項に記載の方法。
- 大豆タンパク質溶液、濃縮された大豆タンパク質溶液、および/または更なる大豆タンパク質溶液を吸着剤で処理して、色および/また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34の何れか1項に記載の方法。
- 前記大豆タンパク質溶液または更なる大豆タンパク質溶液を乾燥させて、少なくとも60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製品を形成することを特徴とする、請求項1から35の何れか1項に記載の方法。
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