JP6605368B2 - 豆類からの可溶性タンパク質溶液の製造 - Google Patents
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- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
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Description
本出願は、米国特許法第119条(e)(35 USC 119(e))に基づいて、2010年5月7日出願の米国仮特許出願第61/344,013号からの優先権を主張する。
本発明は、豆類からのタンパク質溶液の製造および新規の豆類タンパク質製品を対象とする。
本発明の譲受人に割り当てられ、それらの開示を参照により本明細書に組み込む2009年10月21日出願の米国特許出願12/603,087号(米国特許公開(US Patent Publication)第2010-0098818号)および2010年10月13出願の同第12/923,897号(米国特許公開第2011-0038993号)において、低pH値透き通った熱安
定性の溶液を生成し、タンパク質を沈殿させることなくソフトドリンクならびに他の水系のタンパク質強化(protein fortification)に使用することができる、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.、好ましくは少なくとも約90wt%のタンパク質含量を有する大豆タンパク質製品の製造が記載されている。
(a)豆類タンパク質源をカルシウム塩水溶液、好ましくは塩化カルシウム水溶液で抽出して、タンパク質源からの豆類タンパク質の可溶化を引き起こすと共に豆類タンパク質水溶液を形成するステップ、
(b)残留する豆類タンパク質源から豆類タンパク質水溶液を分離するステップ、
(c)場合により、豆類タンパク質水溶液を希釈するステップ、
(d)豆類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から約4のpHに調整して、酸性化豆類タンパク質溶液を生成するステップ、
(e)酸性化豆類タンパク質溶液がまだ透明ではないならば、場合により透明にするステップ、
(f)ステップ(b)から(e)の代わりに、場合により、希釈し、その後、一体となった豆類タンパク質水溶液と残留豆類タンパク質源のpHを約1.5から約4.4、好ましくは約2から約4のpHに調整し、その後、残留豆類タンパク質源から酸性化し好ましくは透明な豆類タンパク質溶液を分離するステップ、
(g)選択的膜技術によりそのイオン強度を実質的に一定に維持しながら、豆類タンパク質水溶液を場合により濃縮するステップ、
(h)濃縮した豆類タンパク質溶液を場合により透析濾過する(diafiltering)ステップ、および
(i)濃縮し場合により透析濾過した(diafiltered)豆類タンパク質溶液を、場合により乾燥させるステップ
を含む。
豆類タンパク質製品を提供する方法の最初のステップは、豆類タンパク質源からの豆類タンパク質の可溶化を伴う。本発明を適用することができる豆類としては、レンズマメ、ヒヨコマメ、乾燥エンドウマメおよび乾燥ビーンが挙げられる。豆類タンパク質源は、豆類または任意の豆類製品または豆類の加工に由来する副産物、例えば豆粉などとすることができる。豆類タンパク質源から回収された豆類タンパク質製品は、豆類中に自然に存在するタンパク質でもよく、またはこのタンパク質性物質(proteinaceous material)は、遺伝子操作により改変されているが天然タンパク質の特徴的な疎水性および極性特性を有するタンパク質でもよい。
,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)を有する中空繊維膜または螺旋状膜(spiral−wound membrane)などの膜を使用し、連続操作についてはタンパク質水溶液が膜を通過するときに所望の濃縮度が可能になるように寸法を決める、限外濾過または透析濾過などの任意の好都合な選択的膜技術を利用することなどにより、回分または連続操作と調和する任意の好都合な様式で行うことができる。
例1
この例は、レンズマメ、ヒヨコマメおよび乾燥エンドウマメのタンパク質抽出率ならびに抽出ステップから得られたタンパク質溶液の透明度に対する酸性化の効果を評価する。
この例は、水および塩化ナトリウムが抽出溶液として例1の塩化カルシウム溶液を代替している、酸性化した希釈または未希釈のグリーンスプリットピー抽出物の透明度の評価を含む。
この例は、複数のタイプの乾燥ビーンのタンパク質抽出率および抽出ステップから得られたタンパク質溶液の透明度に対する酸性化の効果を評価する。
この例は、水および塩化ナトリウムが抽出溶液として例3の塩化カルシウム溶液を代替している、酸性化した希釈または未希釈の小白インゲンマメ抽出物の透明度の評価を含む。
この例は、卓上規模でのグリーンピースタンパク質単離物の製造を例示する。
この例は、卓上規模でのグリーンピースタンパク質単離物の製造を例示するが、濾過ステップは希釈および抽出物の酸性化の後に移動させた。
この例は、卓上規模での小白インゲンマメタンパク質単離物の製造を例示する。
そのpHをpHメーターで測定し、HunterLab ColorQuest XE測定器を透過モードで操作しながら使用してその色および透明度を評価した。結果を以下の表11に示す。
この例は、例6の方法により製造したGP701−02および例7の方法により製造したSWB701の水への溶解度の評価を含む。溶解度は、Morrら、J.Food Sci.50:1715-1718の手順の改良版を使用して試験した。
例6および7において製造したタンパク質単離物の天然のpH値を以下の表13に示す
。
この例は、例6の方法により製造したGP701−02および例7の方法により製造したSWB701の水中での透明度の評価を含む。
この例は、卓上規模での黒マメタンパク質製品の製造を例示する。
この例は、パイロット規模でのイエローピータンパク質単離物の製造を例示する。
この例は、例11の方法により製造したイエローピータンパク質単離物およびプロパルス(Propulse)(Nutripea、Portage la Prairie、MB)と呼ばれる市販のイエローピータンパク質製品のタンパク質およびフィチン酸含量ならびにトリプシン阻害剤活性の評価を含む。
この例は、例11の方法により製造したイエローピータンパク質単離物およびPropulse(Nutripea、Portage la Prairie、MB)と呼ばれる市販のイエローピータンパク質製品の乾燥状態での色および溶液中での色の評価を含む。
この例は、例11の方法により製造したイエローピータンパク質単離物およびPropulse(Nutripea、Portage la Prairie、MB)と呼ばれる市販のイエローピータンパク質製品の水中での熱安定性の評価を含む。
この例は、例11の方法により製造したイエローピータンパク質単離物およびPropulse(Nutripea、Portage la Prairie、MB)と呼ばれる市販のイエローピータンパク質製品の水への溶解度の評価を含む。溶解度は、タンパク質溶解度(いわゆるタンパク質法、Morrら、J.Food Sci.50:1715-1718の手順の改良版)および生成物全体の溶解度(いわゆるペレット法)に基づいて試験した。
2)溶解度(ペレット方法)(%)=(1−(乾燥不溶性ペレット材料の重量/((20mlの分散液の重量/50mlの分散液の重量)×最初の乾燥タンパク質粉末の重量)))×100
例11において製造したタンパク質単離物および市販のイエローピータンパク質製品の水における天然のpH値(1%タンパク質)を表22に示す。
この例は、例11の方法により製造したイエローピータンパク質単離物およびPropulse(Nutripea、Portage la Prairie、MB)と呼ばれる市販のイエローピータンパク質製品の水中での透明度の評価を含む。
この例は、例11の方法により製造したイエローピータンパク質単離物およびPropulse(Nutripea、Portage la Prairie、MB)と呼ばれる市販のイエローピータンパク質製品のソフトドリンク(Sprite)およびスポーツドリンク(Orange Gatorade)への溶解度の評価を含む。pHを補正していない各飲料にタンパク質を添加して溶解度を求め、タンパク質強化飲料のpHを元々の飲料のレベルに調整して再び溶解度を求めた。
得られた結果を以下の表27に示す。
この例は、例11の方法により製造したイエローピータンパク質単離物およびPropulse(Nutripea、Portage la Prairie、MB)と呼ばれる市販のイエローピータンパク質製品のソフトドリンクおよびスポーツドリンク中での透明度の評価を含む。
本開示を要約すると、本発明は、タンパク質沈殿をもたらすことなくソフトドリンクおよびスポーツドリンクを含めた水系のタンパク質強化に有用である、完全に可溶性であり、酸性のpHで熱安定性の、好ましくは透明な溶液を形成する、新規の豆類タンパク質製品を提供する。本発明の範囲内で改変が可能である。
Claims (18)
- 乾燥重量基準で、少なくとも90wt%(N×6.25)のタンパク質含量を有する豆類タンパク質製品の製造方法であって、該方法は、下記の工程(A)を含んでおり、
工程(A)は、
(a)豆類タンパク質源を、カルシウム塩水溶液で抽出して、タンパク質源からの豆類タンパク質の可溶化を引き起こすと共に豆類タンパク質水溶液を形成するステップ、
(b)残留する豆類タンパク質源から豆類タンパク質水溶液を少なくとも部分的に分離するステップ、
(c)豆類タンパク質水溶液を希釈するステップ、
(d)豆類タンパク質水溶液のpHを1.5〜4.4のpHに調整して、酸性化豆類タンパク質水溶液を生成するステップ、
(e)酸性化豆類タンパク質溶液がまだ透明ではないならば、透明にするステップ、
(g)選択的膜技術によりそのイオン強度を実質的に一定に維持しながら、酸性化豆類タンパク質水溶液を濃縮するステップ、
(h)濃縮した豆類タンパク質溶液を、透析濾過するステップ、および
(i)濃縮し、透析濾過した豆類タンパク質溶液を、乾燥させるステップ
を含み;
前記豆類タンパク質源は、乾燥グリーンピース、乾燥小白インゲンマメおよび乾燥イエローピーからなる群から選択され、
豆類タンパク質製品は、2〜4の酸性pHにおける溶解度は、1g/100mLの95%を下回ることはなく、pH7における溶解度は、少なくとも1g/100mLの37.8%であり、1g/100mLの77.5%を超えることはないという、溶解度のpH依存性を示し;
前記抽出ステップ(a)は、15℃〜65℃の温度で実施され;
前記カルシウム塩水溶液よる抽出は、5〜7のpHにおいて実施され;
前記酸性化豆類タンパク質水溶液は、10g/L〜50g/Lのタンパク質濃度を有しており、
ステップ(c)において、前記豆類タンパク質水溶液を、0.5〜10倍容量の水性希釈剤により希釈して、前記豆類タンパク質水溶液の伝導率を4mS〜18mSとし、
その際、前記水性希釈剤は、15℃〜65℃の温度を有しており;そして、
前記酸性化豆類タンパク質水溶液は、4mS〜23mSの伝導率を有する
ことを特徴とする、方法。 - 前記カルシウム塩水溶液が、1.0M未満の濃度を有する、塩化カルシウム水溶液である
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記塩化カルシウム水溶液が0.10M〜0.15Mの濃度を有する
ことを特徴とする、請求項2に記載の方法。 - 前記抽出ステップ(a)が、20℃〜35℃の温度で行われる
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記工程(A)の分離ステップ(b)の後であって、希釈ステップ(c)の前に、
前記豆類タンパク質水溶液が吸着剤で処理されて、豆類タンパク質水溶液から色および/または臭気化合物を除去する
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記水性希釈剤が、20℃〜35℃の温度を有する
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記豆類タンパク質水溶液のpHが、前記工程(A)のステップ(d)において、pH2〜4に調整される
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記濃縮し、透析濾過した豆類タンパク質水溶液が、乾燥されて、乾燥重量基準で、少なくとも100wt%(N×6.25)のタンパク質含量を有する豆類タンパク質製品を生成する
ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 - 前記酸性化豆類タンパク質水溶液が、ステップ(g)に供されて、100g/L〜200g/Lのタンパク質濃度を有する濃縮酸性化豆類タンパク質溶液を生成し、
5,000ダルトン〜100,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用し、20℃〜35℃の温度で、水、酸性化した水、希塩食塩水または酸性化した希釈食塩水から選択される、5倍容量〜25倍容量の水性媒体を使用して、限外濾過による前記濃縮ステップ(g)および/または前記透析濾過ステップ(h)を、さらなる量の汚染物質または可視色が透過液中にほとんど存在しなくなるまで実施する
ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記濃縮し、透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液を、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9に記載の方法。 - 前記濃縮し、透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液が乾燥前に、60℃〜65℃の温度で10分間〜15分間、低温殺菌される
ことを特徴とする、請求項9または10に記載の方法。 - 前記工程(A)のステップ(d)後の前記酸性化豆類タンパク質水溶液、あるいは、濃縮し、透析濾過した豆類タンパク質溶液を、80℃〜120℃の温度で10秒間〜5分間、熱処理ステップに供して、熱不安定性のトリプシン阻害剤を含む熱不安定性抗栄養因子を不活性化し、
熱処理された酸性化豆類タンパク質溶液が、さらなる処理のために、20℃〜35℃の温度まで冷却される
ことを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。 - 熱処理ステップは、85℃〜95℃の温度で30秒間〜5分間実施される
ことを特徴とする、請求項12に記載の方法。 - 還元剤が、抽出ステップ(a)、ならびに/または、濃縮ステップ(g)および/もしくは透析濾過ステップ(h)の間、存在して、ならびに/または、
還元剤を、乾燥ステップ(i)の前の濃縮し、透析濾過した豆類タンパク質溶液および/もしくは乾燥した豆類タンパク質製品に添加して、
トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を破壊するか、または転位させて、トリプシン阻害剤活性の低減を実現する
ことを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。 - 少なくとも90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有し、豆類タンパク質源由来の豆類タンパク質製品であって、
2〜4の酸性のpH値で水溶性であって、
前記豆類タンパク質源は、乾燥グリーンピース、乾燥小白インゲンマメおよび乾燥イエローピーからなる群から選択され、
豆類タンパク質製品は、2〜4の酸性pHにおける溶解度は、1g/100mLの95%を下回ることはなく、pH7における溶解度は、少なくとも1g/100mLの37.8%であり、1g/100mLの77.5%を超えることはないという、溶解度のpH依存性を示す
ことを特徴とする、豆類タンパク質製品。 - 水性溶液の形状の飲料を生成する
ことを特徴とする、請求項15に記載の豆類タンパク質製品。 - ブレンドの水溶液の製造のために、水溶性の粉末状物質とブレンドされている
ことを特徴とする、請求項15または16に記載の豆類タンパク質製品。 - 粉末状飲料を生成するため、水溶性の粉末状物質とブレンドされている
ことを特徴とする、請求項15または16に記載の豆類タンパク質製品。
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