JP6623148B2 - 大豆(「s701」)からの可溶性タンパク質溶液の製造 - Google Patents

大豆(「s701」)からの可溶性タンパク質溶液の製造 Download PDF

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Description

関連出願への参照
本出願は、2008年10月21日出願の米国特許出願第61/107,112号、2008年12月2日出願の同第61/193,457号、2009年1月26日出願の同第61/202,070号、2009年3月12日出願の同第61/202,553号、2009年7月7日出願の同第61/213,717号および2009年9月3日出願の同第61/272,241号から、米国特許法第119条(e)に基づいて優先権を主張する。
発明の分野
本発明は、大豆からのタンパク質溶液の製造および新規の大豆タンパク質製品を対象としている。
本発明の背景
低pHで非常に可溶性であり透明な溶液を生成するタンパク質単離物は、様々な製品、特にソフトドリンクおよびスポーツドリンクなどの飲料において使用するために、食品産業において大いに価値があるであろう。上記の特性を熱安定性と組み合わせると、該単離物の価値はさらに増大するであろう。食品用途のタンパク質は、植物または動物源に由来し得るが、植物タンパク質の方が安価な場合が多い。大豆は、食品用途の植物タンパク質の非常に一般的な源である。大豆タンパク質は、その優れた栄養特性および健康上の利益が認識されている。
大豆タンパク質単離物は、従来、等電沈殿手順により形成され、該手順では、大豆からの大豆油の分離に由来するミールをアルカリ性条件下での最初の抽出により処理し、その後、アルカリ性抽出物を大豆タンパク質の等電点に酸性化して、タンパク質沈殿を生じる。沈殿した大豆タンパク質は、洗浄および/または中和することができ、次いで、乾燥して、大豆タンパク質単離物を得る。大豆タンパク質単離物は、乾燥重量基準(d.b.)で少なくとも約90wt%(N×6.25)のタンパク質含量を有する。
様々な機能特性を有する様々な大豆タンパク質製品が入手可能であるが、本発明者らの知る限り、低pH条件下で透明で熱安定性の溶液を生成する可溶性の大豆タンパク質単離物製品は存在しない。
低pH値で透明な熱安定性溶液を生成し、したがって、タンパク質を沈殿させることなく、特に、ソフトドリンクおよびスポーツドリンク、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.のタンパク質含量を有する大豆タンパク質製品を提供することが今や可能であることが分かった。
本発明において提供する新規の大豆タンパク質製品は、他の大豆タンパク質製品に見られないパラメーターの独特の組合せを有する。該製品は、約4.4未満の酸性pH値で完全に可溶性であり、このpH範囲で熱安定性であり、高温充填用途(hot fill application)などの加熱処理を可能にする。該製品の完全な溶解性を考えると、溶液または懸濁液中にタンパク質を維持するのに安定剤または他の添加剤は必要ない。大豆タンパク質単離物は、「豆」臭(beany flavour)および異臭を有さないものとして記載されてきた。該製品は、フィチン酸が少なく、一般に約1.5wt%未満である。大豆タンパク質単離物の製造において酵素は必要とされない。大豆タンパク質製品は、好ましくは、少なくとも約90wt%、好ましくは少なくとも約100wt%(N×6.25)のタンパク質含量を有する単離物である。
本発明の一態様において、乾燥重量基準で少なくとも約60wt%(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)大豆タンパク質源を塩化カルシウム水溶液で抽出して、該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ステップと、
(b)残留する大豆タンパク質源から大豆タンパク質水溶液を分離するステップと、
(c)任意選択により(optionally)大豆タンパク質水溶液を希釈するステップと、
(d)大豆タンパク質水溶液のpHを約1.5〜約4.4、好ましくは約2〜約4のpHに調整して、透明な酸性化大豆タンパク質溶液を生成するステップと、
(e)任意選択により(optionally)選択的膜技法を使用することにより、イオン強度を実質的に一定に維持しながら透明な大豆タンパク質水溶液を濃縮するステップと、
(f)任意選択により(optionally)濃縮大豆タンパク質溶液を透析濾過するステップと、
(g)任意選択により(optionally)濃縮大豆タンパク質溶液を乾燥するステップと
を含む方法を提供する。
大豆タンパク質製品は、少なくとも約90wt%、好ましくは少なくとも約100wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有する単離物であることが好ましい。
本発明は、約4.4未満の酸性pH値で水溶性であり、熱安定性で透明な溶液を形成し、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をタンパク質強化(protein fortification)をするのに有用である新規の大豆タンパク質単離物をさらに提供する。大豆タンパク質単離物もフィチン酸含量が低く、一般に約1.5重量%未満である。該製品中の大豆タンパク質は、加水分解されていない。
したがって、本発明の(to)別の態様において、約4.4未満、好ましくは約1.5〜約4.4のpHの水性媒体に実質的に完全に可溶である、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.、好ましくは少なくとも約100wt%(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提供する。
本明細書において提供する大豆タンパク質単離物は、酸性pH値、一般に約4.4未満、好ましくは約1.5〜約4.4で高い透明度を有し、これらのpH値で熱安定性である、その水溶液として提供することができる。
本発明の新規の大豆タンパク質単離物は、粉末状飲料を水に溶解することにより水性ソフトドリンクまたはスポーツドリンクを形成するために、粉末状飲料とブレンドすることができる。そのようなブレンドは、粉末状飲料とすることができる。
本発明は主に大豆タンパク質単離物の製造に言及するが、大豆タンパク質単離物と同様の特性を有する純度の低い大豆タンパク質製品を提供することができると考えられる。そのような純度の低い製品は、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得る。
本発明の別の態様において、約4.4未満のpHで熱安定性である、本発明で提供される大豆製品の水溶液を提供する。該水溶液は、大豆タンパク質製品が完全に可溶および透明である透明な飲料または大豆タンパク質製品が不透明度を増大させない不透明な飲料でもよい飲料とすることができる。
本発明は、約7のpHで実質的に完全に可溶性である、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.、好ましくは少なくとも約90wt%、より好ましくは少なくとも約100wt%のタンパク質含量を有する大豆タンパク質製品も提供する。そのような大豆タンパク質製品は、その水溶液、例えば飲料として提供することができる。
本発明のさらなる態様において、以下の例14に記載の方法により求めたところ、約2〜約4のpHの水に1%タンパク質w/vで約95%を超える溶解度を有する、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.、好ましくは少なくとも約90wt%、より好ましくは少なくとも約100wt%のタンパク質含量を有する大豆タンパク質製品を提供する。
さらに、本発明は、以下の例15に記載の方法により求めたところ、約2〜約4のpHの1%タンパク質w/v水溶液において0.150未満、好ましくは約0.100未満、より好ましくは0.050未満の600nmでの可視光吸光度(absorbence)(A600)を有する、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.、好ましくは少なくとも約90wt%、より好ましくは少なくとも約100wt%のタンパク質含量を有する大豆タンパク質製品を提供する。
本発明のさらなる実施形態において、以下の例15に記載の方法により求めたところ、約2〜約4のpHの1%タンパク質w/v水溶液について約15%未満、好ましくは約10%未満、より好ましくは約5%未満のヘイズ値(haze reading)を有する、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.、好ましくは少なくとも約90wt%、より好ましくは少なくとも約100wt%のタンパク質含量を有する大豆タンパク質製品を提供する。
本発明のさらなる実施形態において、以下の例16に記載の方法により求めたところ、95℃で30秒間の熱処理後の2%タンパク質w/v水溶液について15%未満、好ましくは約10%未満、より好ましくは5%未満のヘイズ値を有する、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.、好ましくは少なくとも約90wt%、より好ましくは少なくとも約100wt%のタンパク質含量を有する大豆タンパク質単離物を提供する。
本発明の方法に従って製造する大豆タンパク質単離物は、大豆タンパク質単離物の特徴的な豆臭(beany flavour)を有しておらず、酸性媒体のタンパク質強化(protein fortification)に適しているだけではなく、加工食品および飲料のタンパク質強化(protein fortification)、油の乳化を含むがこれらに限定されないタンパク質単離物の広範な従来の用途において、焼いた食品の組織形成剤(body former)およびガスを閉じ込める製品の発泡剤として(as a)使用し得る。さらに、大豆タンパク質単離物は、肉類似食品に有用なタンパク質繊維に形成することができ、つなぎとして卵白が使用される食品において卵白代替物または増量剤(extender)として使用し得る。大豆タンパク質単離物は、栄養補助食品(nutritional supplement)においても使用し得る。大豆タンパク質単離物の他の用途は、ペットフード、動物用飼料ならびに産業および化粧品用途ならびにパーソナルケア製品におけるものである。
1.少なくとも60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有する大豆タ
ンパク質製品であって、
− 4.4未満の酸性pH値の水性媒体に完全に可溶であり、
− 4.4未満の酸性pH値の水性媒体中で熱安定性であり、
− 溶液または懸濁液中で前記大豆タンパク質製品を維持するために安定剤または他の添加剤を必要とせず、
− フィチン酸が1.5wt%未満であり、
− その製造において酵素を必要としない、
大豆タンパク質製品。
2.(a)豆臭または異臭を有さず、及び/又は、
(b)大豆タンパク質が加水分解されておらず、及び/又は、
(c)少なくとも90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有し、及び/又は、
(d)1.5wt%未満のフィチン酸含量を有する、
上記1に記載の大豆タンパク質製品。
3.少なくとも100wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有する、上記2に記載の大豆タンパク質製品。
発明の概略説明
大豆タンパク質単離物を提供するプロセスの最初のステップは、大豆タンパク質源からの大豆タンパク質の可溶化を伴う。大豆タンパク質源は、大豆、あるいは大豆ミール(soy meal)、大豆フレーク、大豆粗粒および大豆粉を含むがこれらに限定されない任意の大豆製品または大豆の加工に由来する副産物とすることができる。大豆タンパク質源は、脂肪を除いていない形態(full fat form)、部分的に脱脂した形態または完全に脱脂した形態で使用し得る。大豆タンパク質源が相当量の脂肪を含有する場合、一般に、このプロセスの間に油除去ステップが必要となる。大豆タンパク質源から回収された大豆タンパク質は、大豆中に自然に存在するタンパク質であるか、またはタンパク質性物質(proteinaceous material)は、遺伝子操作により改変されたタンパク質であってもよいが、自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。
大豆タンパク質源物質からのタンパク質の可溶化は、他のカルシウム塩の溶液も使用することができるが、塩化カルシウム溶液を使用して実施することが最も好都合である。さらに、マグネシウム塩などの他のアルカリ土類金属化合物を使用することができる。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、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実施し得る。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、水または塩化ナトリウムなどの他の塩溶液を使用して実施し、その後、抽出ステップにおいて生成した大豆タンパク質水溶液にカルシウム塩を添加することができる。カルシウム塩の添加時に形成する沈殿物は、その後の処理の前に除去する。
大豆タンパク質源からのタンパク質の可溶化の程度は、カルシウム塩溶液の濃度が増大するにつれて、最初は最大値に達するまで増大する。その後、塩濃度をどれほど増大させても、可溶化するタンパク質の合計は増大しない。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、当該塩に応じて変動する。通常、約1.0M未満の濃度値、より好ましくは約0.10〜約0.15Mの値を利用することが好ましい。
バッチプロセスにおいて、タンパク質の塩可溶化は、約1℃〜約100℃、好ましくは約15℃〜約35℃の温度で、好ましくは通常約1〜約60分間の可溶化時間を減少させるための撹拌を伴って実施される。実質的に実現可能な量のタンパク質を大豆タンパク質源から抽出するように可溶化を実施して、全体的に高い製品収率を実現することが好ましい。
連続プロセスにおいて、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抽出の実施と調和する任意の様式で実施する。一実施形態において、大豆タンパク質源をカルシウム塩溶液と連続的に混合し、本明細書に記載のパラメーターに従って所望の抽出を実施するのに十分な滞留時間、ある長さを有するパイプまたは導管を通して、ある流量で混合物を移動させる。そのような連続的な手順において、塩可溶化ステップは、好ましくは実質的に実現可能な量のタンパク質を大豆タンパク質源から抽出するように可溶化を実施するために、最大で約10分間で急速に実施する。連続的な手順での可溶化は、約1℃と約100℃の間、好ましくは約15℃と約35℃の間の温度で実施する。
抽出は、一般に、約5〜約11、好ましくは約5〜約7のpHで実施する。抽出系(大豆タンパク質源およびカルシウム塩溶液)のpHは、抽出ステップで使用するために、必要に応じて、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の使用により、約5〜約11の範囲内の任意の所望の値に調整し得る。
可溶化ステップの間のカルシウム塩溶液中の大豆タンパク質源の濃度は、幅広く変えることができる。一般的な濃度値は、約5〜約15%w/vである。
塩水溶液を用いるタンパク質抽出ステップは、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追加の効果を有し、その結果、水性相中に脂肪が存在することとなる。
抽出ステップから得られるタンパク質溶液は、一般に約5〜約50g/L、好ましくは約10〜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、酸化防止剤を含有し得る。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とすることができる。利用する酸化防止剤の量は、該溶液の約0.01〜約1wt%、好ましくは約0.05wt%まで変えることができる。酸化防止剤は、タンパク質溶液中のフェノール類の酸化を抑制する働きをする。
次いで、抽出ステップから得られる水性相は、例えば、デカンタ型遠心分離機の利用の後にディスク型遠心分離および/または濾過により残留する大豆タンパク質原料を除去するなどの任意の好都合な様式で、残留する大豆タンパク質源から分離し得る。分離した残留大豆タンパク質源は、廃棄するために乾燥することができる。あるいは、分離した残留大豆タンパク質源を、例えば、従来の等電沈殿手順またはそのような残留タンパク質を回収するための任意の他の好都合な手順により処理して、一部の残留タンパク質を回収することができる。
次いで、本発明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米国特許第5,844,086号および同第6,005,076号に記載のように大豆タンパク質源がかなりの脂肪を含有する場合、分離したタンパク質水溶液に対して上記特許に記載の脱脂ステップを実施することができる。あるいは、分離したタンパク質水溶液の脱脂は、任意の他の好都合な手順により実現し得る。
大豆タンパク質水溶液は、粉末状活性炭または粒状活性炭などの吸着剤で処理して、色および/または臭気化合物を除去し得る。そのような吸着処理は、任意の好都合な条件下、一般に分離したタンパク質水溶液の周囲温度で実施し得る。粉末状活性炭については、約0.025%〜約5%w/v、好ましくは約0.05%〜約2%w/vの量を利用する。吸着剤は、任意の好都合な手段により、例えば、濾過により該大豆溶液から除去し得る。
得られた大豆タンパク質水溶液は、一般に約1〜約10倍容(volumes)、好ましくは約1〜約2倍容の水で希釈して、大豆タンパク質水溶液の伝導率を一般に約70mS未満、好ましくは約4〜約18mSの値まで低下することができる。
大豆タンパク質溶液と混合する水は、約2°〜約70℃、好ましくは約10°〜約50℃、より好ましくは約20°〜約30℃の温度を有し得る。
次いで、希釈した大豆タンパク質溶液を、塩酸またはリン酸などの任意の好適な食品グレードの酸の添加により約1.5〜約4.4、好ましくは約3の値にpH調整して、透明な大豆タンパク質水溶液を得る。
希釈および酸性化した大豆タンパク質溶液は、一般に約75mS未満、好ましくは約4〜約23mSの伝導率を有する。
透明な酸性化大豆タンパク質水溶液に熱処理を施して、抽出ステップの間の大豆タンパク質源物質からの抽出の結果としてそのような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(anti−nutritional factor)を不活性化することができる。そのような加熱ステップは、微生物負荷(microbial load)を低減するという追加の利益ももたらす。一般に、該タンパク質溶液は、約70°〜約100℃、好ましくは約85°〜約95℃の温度まで、約10秒間〜約60分間、好ましくは約30秒間〜約5分間加熱する。次いで、熱処理した酸性化大豆タンパク質溶液は、以下に記載のようにさらに処理するために、約2°〜約60℃、好ましくは約20℃〜約35℃の温度まで冷却し得る。
得られた透明な酸性化大豆タンパク質水溶液を直接乾燥して、大豆タンパク質製品を製造することができる。低下した不純物含量および低下した塩含量を有する大豆タンパク質単離物を得るために、乾燥前に透明な酸性化大豆タンパク質水溶液を処理することができる。
透明な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大させることができる。そのような濃縮は、一般に、約50〜約300g/L、好ましくは約100〜約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得るために実施する。
濃縮ステップは、例えば、異なる膜材料および構造を考慮して、約3000〜約1000000ダルトン、好ましくは約5000〜約100000ダルトンなどの好適な分画分子量(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ときに所望の濃縮度が可能になるように寸法を決める、中空繊維膜または螺旋状膜(spiral−wound membrane)などの膜を使用する、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法を利用することにより、バッチまたは連続操作と調和する任意の好都合な様式で実施することができる。
よく知られているように、限外濾過および同様の選択的膜技法は、低分子量種が膜を通過することを可能にすると同時に、高分子量種が膜を通過することを阻止する。低分子量種としては、食品グレードの塩のイオン種だけではなく、原料から抽出される低分子量物質、例えば、炭水化物、色素、低分子量タンパク質、およびそれ自体が低分子量タンパク質であるトリプシン阻害剤などの抗栄養因子(anti−nutritional factors)なども挙げられる。膜の分画分子量(molecular weight cut−off)は、通常、異なる膜材料および構造を考慮して、かなりの割合のタンパク質を溶液中に確実に保持すると同時に、汚染物質を通過させるように選択する。
次いで、濃縮大豆タンパク質溶液に水を使用して透析濾過ステップを施すことができる。水は、その自然のpHまたは透析濾過するタンパク質溶液のpHと等しいpHまたは中間の任意のpH値とすることができる。そのような透析濾過は、約2〜約40倍容(volumes)の透析濾過溶液、好ましくは約5〜約25倍容(volumes)の透析濾過溶液を使用して実施し得る。透析濾過操作において、透過液(permeate)の膜通過により、さらなる量の汚染物質を透明な大豆タンパク質水溶液から除去する。このことにより、透明なタンパク質水溶液を精製し、さらにはその粘度を低減することができる。透析濾過操作は、さらなる相当量の汚染物質もしくは可視色が透過液(permeate)中に存在しなくなるまで、または、乾燥すると、少なくとも約90wt%(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生成するように保持液(retentate)を十分に精製するまで実施し得る。そのような透析濾過は、濃縮ステップと同じ膜を使用して実施し得る。しかし、所望であれば、透析濾過ステップは、異なる分画分子量(molecular weight cut−off)を有する別の膜、例えば、異なる膜材料および構造を考慮して、約3000〜約1000000ダルトン、好ましくは約5000〜約100000ダルトンの範囲の分画分子量(molecular weight cut−off)を有する膜などを使用して実施し得る。
あるいは、透析濾過ステップは、濃縮前の透明な酸性化タンパク質水溶液に、または部分濃縮した透明な酸性化タンパク質水溶液に適用し得る。透析濾過は、濃縮プロセスの間の多数の時点でも適用し得る。濃縮前のまたは部分濃縮した溶液に透析濾過を適用する場合、得られた透析濾過溶液は、その後、完全に濃縮し得る。タンパク質溶液を濃縮しているときに多数回、透析濾過することにより実現する粘度の低減により、最終的に完全に濃縮したタンパク質の濃度をより高くすることが可能となり得る。このことにより、乾燥する物質の体積が低減する。
本明細書において、濃縮ステップおよび透析濾過ステップは、その後回収される大豆タンパク質製品が約90wt%未満のタンパク質(N×6.25)d.b.、例えば、少なくとも約60wt%タンパク質(N×6.25)d.bなどを含有するような様式で実施し得る。透明な大豆タンパク質水溶液を部分濃縮および/または部分透析濾過することにより、汚染物質を部分的にのみ除去することが可能である。次いで、このタンパク質溶液を乾燥して、より低レベルの純度を有する大豆タンパク質製品を得ることができる。大豆タンパク質製品は、依然として、酸性条件下で透明なタンパク質溶液を生成することができる。
酸化防止剤は、透析濾過ステップの少なくとも一部の間に透析濾過媒体中に存在させることができる。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とすることができる。透析濾過媒体において利用する酸化防止剤の量は、利用する物質次第であり、約0.01〜約1wt%、好ましくは約0.05wt%まで変えることができる。酸化防止剤は、濃縮大豆タンパク質単離物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。
濃縮ステップおよび任意選択の(optional)透析濾過ステップは、任意の好都合な温度、一般に約2°〜約60℃、好ましくは約20°〜約35℃で、所望の濃縮度を実現するための時間にわたって実施し得る。使用する温度および他の条件は、ある程度、膜処理を実施するために使用する膜装置、溶液の所望のタンパク質濃度および汚染物質を除去して透過液(permeate)とする効率の影響を受ける。
大豆中には、2種の主要なトリプシン阻害剤、すなわち、約21000ダルトンの分子量を有する熱不安定性の分子である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、Bowman−Birk阻害剤が存在する。最終的な大豆タンパク質単離物の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り調節することができる。
上述したように、透明な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性化するのに使用し得る。部分濃縮または完全濃縮した酸性化大豆タンパク質溶液も、熱不安定性のトリプシン阻害剤を不活性化するために熱処理することができる。
さらに、濃縮および/または透析濾過ステップは、透過液(permeate)中のトリプシン阻害剤を他の汚染物質と共に除去するのに好都合な様式で操作し得る。トリプシン阻害剤の除去は、大きい孔径(30000〜1000000Daなど)の膜を使用すること、膜を高温(30〜60℃など)で操作すること、および多量の透析濾過媒体(20〜40倍容(volumes)など)を利用することにより促進される。
希釈したタンパク質溶液を低いpH(1.5〜3)で酸性化および膜処理することにより、該溶液を高いpH(3〜4.4)で処理する場合と比較して、トリプシン阻害剤活性を低減することができる。タンパク質溶液をpH範囲の下端で濃縮および透析濾過する場合、乾燥前に保持液(retentate)のpHを上昇させることが望ましい可能性がある。濃縮および透析濾過し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好都合な食品グレードのアルカリの添加により、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、各阻害剤のジスルフィド結合を破壊または再配置する還元剤に大豆材料を曝すことにより実現し得る。好適な還元剤としては、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挙げられる。
そのような還元剤の添加は、プロセス全体の様々な段階で実施し得る。還元剤は、抽出ステップにおいて大豆タンパク質源原料と共に添加してもよく、残留する大豆タンパク質源原料の除去後の清澄な大豆タンパク質水溶液に添加してもよく、乾燥前に透析濾過した保持液(retentate)に添加してもよく、または乾燥した大豆タンパク質製品とドライブレンドしてもよい。還元剤の添加は、上記の熱処理ステップと組み合わせてもよい。
濃縮タンパク質溶液において活性トリプシン阻害剤を保持することが望ましいならば、このことは、熱処理ステップの強度を削減または低減すること、還元剤を利用しないこと、pH範囲の上端(3〜4.4)で濃縮および透析濾過ステップを操作すること、小さい孔径を有する濃縮および透析濾過膜を利用すること、膜を低温で操作すること、ならびに少量の透析濾過媒体を利用することにより、実現することができる。
必要ならば、濃縮し、任意選択で(optionally)透析濾過したタンパク質溶液に、米国特許第5,844,086号および同第6,005,076号に記載のさらなる脱脂操作を実施することができる。あるいは、濃縮し、任意選択で(optionally)透析濾過し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り実現し得る。
濃縮し、任意選択で(optionally)透析濾過した透明なタンパク質水溶液は、粉末状活性炭または粒状活性炭などの吸着剤で処理して、色および/または臭気化合物を除去することができる。そのような吸着処理は、任意の好都合な条件下、一般に濃縮するタンパク質溶液の周囲温度で実施し得る。粉末状活性炭については、約0.025%〜約5%w/v、好ましくは約0.05%〜約2%w/vの量を利用する。吸着剤は、大豆タンパク質溶液から任意の好都合な手段により、例えば、濾過により除去し得る。
濃縮し、任意選択で(optionally)透析濾過した透明な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法により乾燥することができる。低温殺菌ステップは、乾燥前の大豆タンパク質溶液に対して実施し得る。そのような低温殺菌は、任意の所望の低温殺菌条件下で実施し得る。一般に、濃縮し、任意選択で(optionally)透析濾過した大豆タンパク質溶液は、約55°〜約70℃、好ましくは約60°〜約65℃の温度まで、約30秒間〜約60分間、好ましくは約10分間〜約15分間、加熱する。次いで、低温殺菌した濃縮大豆タンパク質溶液は、乾燥するために、好ましくは約25°〜約40℃の温度まで冷却し得る。
乾燥大豆タンパク質単離物は、約90wt%タンパク質を超える、好ましくは少なくとも約100wt%、(N×6.25)d.b.の高タンパク質含量を有する。
本明細書において製造する大豆タンパク質単離物は酸性の水性環境に可溶であり、それにより、該単離物は、炭酸を含む飲料および炭酸を含まない飲料のいずれへも、そこにタンパク質強化(protein fortification)をもたらすために組み込むのに適するようになる。そのような飲料は、約2.5〜約5の範囲の幅広い酸性pH値を有する。本明細書において提供する大豆タンパク質単離物は、そのような飲料にタンパク質強化をもたらすために、任意の好都合な量、例えば、一杯当たり少なくとも約5gの大豆タンパク質単離物を、そのような飲料に添加し得る。添加した大豆タンパク質単離物は、飲料中で溶解し、加熱処理後でさえ飲料の透明度を損なわない。大豆タンパク質単離物は、水への溶解による飲料の液戻し(reconstitution)の前に、乾燥飲料とブレンドし得る。飲料中に存在する成分が、飲料中に溶解したままとなる本発明の組成物の能力に悪影響を及ぼす恐れがある場合、本発明の組成物を許容するために、飲料の通常の配合を変更する必要性が生じる可能性がある。

低pHで透明な、熱安定性溶液を生成する可溶性の大豆タンパク質の生成に、カルシウムへの曝露を使用することができるかどうかを確認するために、一連の試行実験(例1〜3)を実施した。
例1:
乾燥大豆(30g)を、水、0.01MのCaClまたは0.15MのNaCl(300ml)とキッチンブレンダー中で合わせ、最大速度で5分間、処理した。次いで、試料を7100gで10分間、遠心分離して、脂肪および残留する固形物から抽出物を分離した。水および塩化カルシウム溶液を用いて調製した試料は、分離が不十分であったため、10200gで10分間、再び遠心分離した。抽出物のpHを測定し、次いで、孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて一定量(aliquots)を濾過し、Leco FP528窒素測定器(nitrogen determinator)を使用してタンパク質含量を求めた。濾過した抽出物(NaClおよびCaCl2試験)の透明度を600nmでの吸光度(A600)として測定し、次いで、試料の一部を希HClでpH3に酸性化し、A600を再び測定した。清澄な抽出物(全ての試験)の一定量も室温の水で1:10に希釈し、A600およびpHを測定し、次いで、希HClで試料をpH3に酸性化し、A600を再び測定した。NaCl抽出物の別の一定量を孔径25μmの濾紙を用いて濾過した。この試料の伝導率を測定し、次いで、塩化カルシウムの添加により19mSまで上昇させた。この試料をシリンジフィルター(0.45μm)で濾過し、次いで、試料の透明度に対するpH3への調整の効果を、未希釈の試料および室温の水で1:10に希釈した試料について評価した。
3種の抽出物試料を7100gで10分間、遠心分離すると、塩化ナトリウム抽出物試料のみが良好に分離した。水および塩化カルシウム試料については、脂肪は水性層中に依然として高度に分散していた。10200gで10分間の再度の遠心分離により、分離はあまり改善しなかった。塩化ナトリウム試料が塩化カルシウム試料より多くの溶解塩を有していたため、この不十分な分離には、おそらく、水性相密度が影響していた。遠心分離後の抽出物を、孔径0.45μmのフィルターを通したシリンジフィルター濾過により、さらに清澄化した。水抽出物は該フィルターを急速に塞ぎ、塩化カルシウム抽出物は完全に透明にならなかった。
驚くべきことに、水は、使用した塩溶液より多くのタンパク質を抽出することが判明した(以下の表1)。伝導率を16.70mS〜19.99mSまで上昇させた塩化カルシウムの塩化ナトリウム抽出物への添加により、沈殿物が生じることが観察され、タンパク質は、除去した任意の他の種と共に失われたに違いなかった。
Figure 0006623148
カルシウムの存在下で酸性化した未希釈の抽出物試料は、透明ではないが、非常に濁っていた酸性化した塩化ナトリウム抽出物よりは透明であった(以下の表2)。
Figure 0006623148
酸性化の前に水で抽出物試料を希釈すると、塩化カルシウムに曝した、特に抽出において塩化カルシウムを用いた試料について優れた透明度が得られた(以下の表3)。希塩化ナトリウムおよび水抽出物の酸性化により、濁った試料が生じた。興味深いことに、希釈後および酸性化前に、塩化ナトリウム+塩化カルシウムおよび水試料において相当な沈殿が観察されたが、述べたように、酸性化後には、カルシウムを用いた試料のみが透明であった。
Figure 0006623148
例2:
乾燥大豆(30g)を、0.05MのCaCl、0.10MのCaClまたは0.15MのCaCl(300ml)とキッチンブレンダー中で合わせ、最大速度で5分間処理した。次いで、試料を7100gで10分間、遠心分離して、脂肪および残留する固形物から抽出物を分離した。孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて抽出物を濾過し、Leco分析によりタンパク質含量を求め、試料の透明度をA600により測定した。次いで、清澄な抽出物試料を希HClで直接pH3に酸性化しA600を測定するか、または室温の水で1:10に希釈し、得られた溶液を希HClでpH3に調整し、A600を測定した。
様々な塩化カルシウム抽出試料を遠心分離すると、0.05Mおよび0.10MのCaCl試料はかなり良好に分離したが、0.15MのCaCl試料は分離しなかった。遠心分離した抽出物をシリンジフィルターで濾過すると、0.05Mの試料は無色透明であり、0.10Mの試料はわずかに濁っており、0.15Mの試料は非常に濁っていてほとんど乳濁していた(以下の表4)。脂肪が濁りの原因であったと考えられる。出発原料として脱脂大豆ミールを用いて処理することにより、その問題は回避されるはずである。しかし、0.15MのCaCl抽出物は清澄化できないため、試験から除外した。
Figure 0006623148
抽出物の水への希釈により多少の沈殿物が生成すると考えられ、その量は高い塩濃度で増大すると考えられた。0.05Mおよび0.10MのCaCl抽出物を直接酸性化することによりかなり透明な溶液が生じたが、優れた透明度は、酸性化前にこれらの試料を水で希釈することにより実現された(以下の表5)。
Figure 0006623148
例3:
旋回振盪台(orbital shaker platform)上で、0.15MのNaCl、0.15MのCaClまたは水(100ml)を用いて、室温で30分間、トーストした大豆ミール(10g)を抽出した。次いで、試料を10200gで10分間、遠心分離して、使用済みミール(spent meal)から抽出物を分離した。次いで、孔径25μmの濾紙を通した濾過により上澄み液をさらに清澄化し、試料のpHおよび伝導率を測定した。次いで、孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて少量の試料をさらに清澄化し、次いで、透明度(A600)およびタンパク質含量(Leco)を分析した。各抽出物の清澄化試料を4倍量(parts)の室温の水で希釈し、A600を再び測定した。希釈済みおよび未希釈の抽出物試料を希HClでpH3に酸性化し、透明度を再び測定した。塩化ナトリウム抽出物の試料も塩化カルシウムを用いて最大で19mSの伝導率とし、そのままの濃度の(full strength)試料および1:5に希釈した試料の透明度を自然のpHおよびpH3で評価した。
水および塩化カルシウム溶液は、塩化ナトリウム溶液より多いタンパク質を抽出すると考えられた(以下の表6)。ミールをトーストし、比較的過酷な熱処理に曝したため、全体的な抽出性はかなり低かった。
Figure 0006623148
3種全ての抽出物は、濾過後に比較的同様の透明度であった(以下の表7)。4倍量(parts)の水による水抽出物および塩化ナトリウム抽出物の希釈により、タンパク質沈殿は全く生じなかった。しかし、塩化カルシウム抽出物を希釈すると沈殿物は形成した。この沈殿物は、pHを3まで低下させると完全に溶解し、無色透明な試料が生じた。未希釈の塩化カルシウム抽出物も、酸性化するとかなり透明なままであった。試料を水で希釈したかどうかに関わらず、酸性化すると、水および塩化ナトリウム抽出物は非常に濁った。
Figure 0006623148
塩化カルシウムを塩化ナトリウム抽出物試料に添加して19mSの伝導率を実現すると、結果的に、試料中に濁りが発生した。沈殿物を生じたこのカルシウムは、酸の添加により再可溶化するとは考えられなかった。そのため、試験した溶液は、いずれもかなりの濁りを有していた(以下の表8)。沈殿物は、試料の酸性化の前に遠心分離または濾過により除去するべきであった。
Figure 0006623148
例4:
この例は、大豆の透明な、酸性化した塩化カルシウム抽出物が、濃縮および脱塩したときに透明なままであるかどうかを確認するために実施した。
「a」gのトーストした大豆ミールを、周囲温度で「b」mlの0.15MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」mlを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」mlの水に添加し、希HClで試料のpHを3まで低下させた。
「h」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「g」膜での濃縮により、希釈および酸性化したタンパク質抽出物溶液の体積を「f」mlまで減少させ、次いで、「j」mlの逆浸透精製水で、「i」mlの濃縮し、酸性化したタンパク質溶液の一定量を透析濾過した。その結果得られた、酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液は、「k」重量%のタンパク質含量を有しており、最初の濾過タンパク質溶液の「l」wt%の収率を示した。酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液を乾燥して、「m」%(N×6.25)w.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。この生成物は、S701大豆タンパク質単離物(SPI)と名付けた。
パラメーター「a」〜「m」は、以下の表9に示している。
Figure 0006623148
水に良好に溶解する3.125gのS701 SPI製品を製造した。S701 SPIの3.2w/v%タンパク質水溶液を調製し、HunterLab Color Quest XE測定器を使用して色および透明度を評価した。得られた透明な低pH(3.29)溶液は、優れた色および透明度を有していた(表10)。
Figure 0006623148
例5:
「a」gの乾燥大豆を、周囲温度で「b」mlの0.10MのCaCl溶液に添加し、キッチンブレンダーの最大速度で5分間、処理して、タンパク質水溶液を得た。残留する固形物および抽出した脂肪を除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」mlを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」mlの水に添加し、希HClで試料のpHを3まで低下させた。
「h」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「g」膜での濃縮により、希釈および酸性化したタンパク質抽出物溶液の体積を「f」mlまで減少させ、次いで、酸性化し、濃縮したタンパク質溶液の「i」mlの一定量を、「j」mlの逆浸透精製水で透析濾過した。その結果得られた、酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液は、「k」重量%のタンパク質含量を有しており、最初の濾過タンパク質溶液の「l」wt%の収率を示した。酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液を乾燥して、「m」%(N×6.25)w.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。この生成物は、S701大豆タンパク質単離物(SPI)と名付けた。
パラメーター「a」〜「m」は、以下の表11に示している。
Figure 0006623148
このプロセスにより、水に良好に溶解し、HunterLab Color Quest XE測定器により評価したところ、優れた色を有するわずかに濁った低pH(3.19)溶液(以下の表12)を生成するS701 SPI製品3.69gが生じた。何らかの理由で、大豆から調製した試料は、pHを3まで低下させ、濃縮すると、ミールから調製した試料ほど十分に透明にならなかった。おそらく、これは、どういうわけかフィルタープレスを回避した一部の残油、もしくはトーストしたミールから抽出できなかったタンパク質種の影響、または使用した異なる濃度の塩化カルシウムの効果であった。この例の最初に希釈および酸性化した抽出物の透明度が、例2において大豆を用いて実現した結果と一致していることに留意されたい。pH調整後および限外濾過開始前(prior to ultrafiltration)、またはこのプロセスのその他の後の時点での追加のフィルタープレスの通過は、おそらく、より良好な透明度を有する製品を生じたであろう。
Figure 0006623148
例6:
例4の手順を卓上実験室規模からパイロットプラント規模まで拡大した。
「a」kgのトーストした大豆ミールを、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」Lの水に添加し、希HClで試料のpHを3.03まで低下させた。
「h」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「g」膜での濃縮により、希釈および酸性化したタンパク質抽出物溶液の体積を、「f」Lまで減少させた。酸性化し、濃縮したタンパク質溶液の「i」Lの一定量を、「j」Lの逆浸透精製水で透析濾過し、次いで、60℃で1分間、低温殺菌し、濾過した。その結果得られた、酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液は、「k」重量%のタンパク質含量を有しており、最初の濾過タンパク質溶液の「l」wt%の収率を示した。酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液を乾燥して、「m」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。この生成物は、S001−H05−08A S701と名付けた。
パラメーター「a」〜「m」は、以下の表13に示している。
Figure 0006623148
水に良好に溶解し、HunterLab ColorQuest XE測定器により評価したところ、優れた色を有する透明な低pH(3.35)溶液(以下の表14)を生じるS701 187gを製造した。
Figure 0006623148
乾燥粉末も色が非常に明るかった(以下の表15)。
Figure 0006623148
例7:
この例は、例6の手順に従って調製した大豆タンパク質単離物の熱安定性を評価する。
例6に記載のように調製したS001−H05−08A S701の2%w/vタンパク質溶液を水中で調製した。A600を測定することにより試料の透明度を評価し、HunterLab色Quest XE測定器を透過モードで使用して色を測定した。次いで、タンパク質溶液を95℃まで加熱し、この温度で30秒間、保持し、その後、氷水中で急速に冷却した。次いで、該溶液の色および透明度を再び評価した。
タンパク質溶液の熱処理により、実際に透明度がわずかに改善し、試料の色に対する効果はほとんどなかった(以下の表16)。熱処理条件下での透明度の維持は、その多くがその処理の一部として加熱される飲料系におけるタンパク質の使用に特に有益である。
Figure 0006623148
例8:
この例は、トーストした大豆ミールから抽出されるタンパク質の収率に対する抽出溶液特性の効果を評価するため、および高pHの塩化カルシウム抽出物がpH3で透明な溶液を生成するかどうかを確認するために実施した。
トーストした大豆ミールの試料(10g)を、100mlの以下の溶媒と合わせた。
・ 水
・ 水+抽出のpHを8.50まで上昇させるのに十分な希NaOH
・ 0.05MのCaCl
・ 0.10MのCaCl
・ 0.15MのCaCl
・ 0.15MのCaCl+抽出のpHを8.79まで上昇させるのに十分な希NaOH
・ 0.05MのNaCl
・ 0.10MのNaCl
・ 0.15MのNaCl
・ 0.15MのNaCl+抽出のpHを8.64まで上昇させるのに十分な希NaOH
旋回振盪台(orbital shaker platform)を使用して試料を30分間、混合した。次いで、孔径0.45μmのシリンジフィルターを使用して少量の試料を清澄化し、濾過した溶液のタンパク質含量をLeco分析により求めた。清澄化した高pHの塩化ナトリウムおよび塩化カルシウム抽出物の少量の試料を2倍量(parts)の水で希釈し、希HClで試料のpHを3に調整した。次いで、試料の透明度を目視で評価した。
塩化カルシウム濃度の増大により、ミールから抽出されるタンパク質の量が増大すると考えられた(以下の表17)。0.05Mの抽出物について記録した数字は極度に低かったが、おそらく、測定での実験誤差が原因である。抽出における塩化ナトリウムの濃度の増大は、抽出されるタンパク質の量の増大にそれほど影響がなかった。高pHでの抽出の実施により、溶媒タイプに関わらず、抽出されるタンパク質の量の相当な増大が生じるものと考えられた。最も高い収率が得られたのは、高pHでの0.15MのCaClでの抽出であった。この試料を水で希釈すると沈殿物が形成したが、この物質は、再可溶化し、pHを3まで低下させると試料は完全に透明であった。このことは、可溶性であり低pHで透明である大豆タンパク質単離物を生成するためのカルシウム処理プロセスを、所望であればアルカリ性抽出と組み合わせて収率を改善できることを示唆していた。抽出のpHが高いと、試料は自然のpHの抽出より暗い黄色であったことが観察されたが、これは、タンパク質濃度が高いと変わる可能性がある。pH8.64の塩化ナトリウム抽出物を水で希釈すると、ヘイズまたは沈殿物は全く形成しなかった。試料のpHを3まで低下させると、ヘイズが形成し、沈殿が生じた。
Figure 0006623148
例9:
この例は、水、塩化ナトリウムおよび塩化カルシウムを用いた別の大豆源の抽出ならびに透明度に対する酸性化の効果を例示する。
脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉(10g)を、撹拌子/撹拌プレートを使用して室温で30分間、水、0.15MのNaClまたは0.15MのCaCl(100ml)で抽出した。次いで、試料を10200gで10分間、遠心分離して、残留する固形物から抽出物を分離した。次いで、孔径25μmの濾紙および孔径0.45μmのシリンジフィルターを通した濾過により上澄み液をさらに清澄化し、次いで、pH、伝導率、透明度(A600)およびタンパク質含量(Leco)を分析した。各抽出物の清澄化試料を4倍量(parts)の室温の水で希釈し、A600を再び測定した。希釈済みおよび未希釈の抽出物試料を希HClでpH3に酸性化し、透明度を再び測定した。25μm後の水および塩化ナトリウム抽出物の試料に少量のCaClも添加し、伝導率を測定した。次いで、混合物を7800gで10分間、遠心分離し、孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて上澄み液を濾過した。これらの上澄み液のpH、タンパク質含量およびA600を測定し、次いで、pHを3まで低下させ、A600を再び測定した。
遠心分離後、塩化ナトリウム抽出由来の上澄み液は少々濁っており、水抽出由来の上澄み液は非常に濁っていたため、塩化カルシウム抽出由来の上澄み液が最も透明な試料であるものと考えられた。試料の濾過後でさえ、水抽出物は依然として濁っていた(以下の表18)。大豆粉の抽出性は、全ての抽出溶液、特に水について非常に良好であった。
Figure 0006623148
未希釈の試料をpH3に酸性化すると、塩化カルシウム抽出物のみが透明なままであった(以下の表19)。この結果は、希釈ステップが、可溶性であり低pHで透明な溶液を生成する大豆タンパク質単離物の生成に必要ではない可能性があることを示す。
Figure 0006623148
希釈ステップを適用すると、やはり塩化カルシウム抽出物が、pH3で透明な唯一の試料であった(以下の表20)。
Figure 0006623148
塩化カルシウムの水抽出物への添加により、試料の伝導率が7.76mSまで上昇した。塩化カルシウムを用いて塩化ナトリウム抽出物の伝導率を22.10mSまで上昇させた。いずれの試料も、塩化カルシウムの添加後にかなりの量の沈殿物を含有していたが、遠心分離および濾過ステップにより清澄化した。清澄化プロセスにおいてかなりの量のタンパク質が失われ、清澄化した水/CaCl2抽出物試験では1.19%のタンパク質およびNaCl/CaCl抽出物試験では2.27%タンパク質であった。カルシウムを添加した水抽出物は、pH3への酸性化時に透明なままであったが、NaCl/CaCl抽出物は濁った(以下の表21)。興味深いことに、これらの抽出物試料はいずれも、酸性化前に水で希釈すると、pH3で透明な溶液を生じた(データは図示せず)。水/CaCl試料は、希釈および酸添加のいずれのときも透明であった。NaCl/CaCl試料は希釈時に沈殿したが、pHを3まで低下させると透明になった。
Figure 0006623148
例10:
この例は、量り売り店(bulk food store)で購入した有機大豆粉を使用したパイロットプラント規模での大豆タンパク質単離物の製造を例示する。
「a」kgの大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl2溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆粉および脂肪相を除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」Lの水に添加し、希HCl(dilute HCl)で試料のpHを3.05まで低下させた。
「h」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「g」膜での濃縮により、希釈および酸性化したタンパク質抽出物溶液の体積を、「f」Lまで減少させた。酸性化し、濃縮したタンパク質溶液を、「i」Lの逆浸透精製水で透析濾過をした。その結果得られた、酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液は、「j」重量%のタンパク質含量を有しており、最初の濾過タンパク質溶液の「k」wt%の収率を示した。酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液を等しい体積の水で希釈し、濾過した。次いで、タンパク質溶液を乾燥して、「l」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。この生成物は、S003−I18−08A S701と名付けた。
パラメーター「a」〜「l」は、以下の表22に示している。
Figure 0006623148
S003−I18−08A S701製品を水に溶解すると、得られた溶液(pH3.33)は、以下の表23に見られるように透明で色が非常に明るかった。
Figure 0006623148
以下の表24に見られるように乾燥粉末も色が非常に明るかった。
Figure 0006623148
例11:
この例は、脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を使用したパイロットプラント規模での大豆タンパク質単離物の製造を例示する。
「a」kgの大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl2溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆粉を除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」Lの水に添加し、希HClで試料のpHを3.01まで低下させた。
「h」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「g」膜での濃縮により、希釈および酸性化したタンパク質抽出物溶液の体積を、「f」Lまで減少させた。酸性化し、濃縮したタンパク質溶液を、「i」Lの逆浸透精製水で透析濾過をした。その結果得られた、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液は、「j」重量%のタンパク質含量を有しており、最初の濾過タンパク質溶液の「k」wt%の収率を示した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液を乾燥して、「l」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。この生成物は、S004−J02−08A S701と名付けた。
パラメーター「a」〜「l」は、以下の表25に示している。
Figure 0006623148
S004−J02−08A S701単離物を水に溶解すると、得られた溶液(pH3.09)は、以下の表26に見られるように透明で色が非常に明るかった。
Figure 0006623148
以下の表27に見られるように乾燥粉末も色が非常に明るかった。
Figure 0006623148
例12:
この例は、新規の酸可溶性の大豆タンパク質単離物(S701)の製造を例示する。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、60分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」Lの逆浸透精製水に添加し、希HClで試料のpHを「f」まで低下させた。
「i」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「h」膜での濃縮により、希釈および酸性化したタンパク質抽出物溶液の体積を、「g」Lまで減少させた。酸性化し、濃縮したタンパク質溶液を、「j」Lの逆浸透精製水で透析濾過をした。その結果得られた、酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液は、「k」重量%のタンパク質含量を有しており、最初の濾過タンパク質溶液の「l」wt%の収率を示した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液を乾燥して、「m」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。この生成物には、「n」S701という名称を与えた。
3つの試験に関するパラメーター「a」〜「n」は、以下の表28に示している。
Figure 0006623148
例13:
この例は、タンパク質ミセル塊法(protein micellar mass method)による大豆タンパク質単離物の製造を例示する。
10kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で200Lの0.5MのNaCl溶液に添加し、60分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆粉を除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、1.34重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液165Lを生成した。
100000ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有するPES膜での濃縮により、タンパク質抽出物溶液を12.06kgまで減少させ、17.51重量%のタンパク質含量を有する濃縮タンパク質溶液を生成した。
30℃の濃縮溶液を、4℃の温度を有する冷たいRO水に入れて1:5に希釈した。白色の濁りが直ちに形成し、これを沈降させた。上部の希釈水を除去し、濾過したタンパク質溶液の20.8wt%の収率で、沈殿した粘稠な粘着性の塊(PMM)を容器の底部から回収した。乾燥したPMM由来のタンパク質は、99.66%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した。この生成物には、S005−K19−08A S300という名称を与えた。
例14:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)、ならびに2種の市販の大豆タンパク質単離物、すなわち製造業者が非常に可溶性であると示している製品、Pro Fam 825およびPro Fam 873(ADM、Decatur、IL)の水中の溶解度の評価を含む。タンパク質の溶解度(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(pellet method))に基づいて溶解度を試験した。
0.5gのタンパク質を供給するのに十分なタンパク質粉末を秤量してビーカーに入れ、次いで、少量の逆浸透(RO)精製水を添加し、滑らかなペーストが形成するまで混合物を撹拌した。次いで、追加の水を添加して、体積を約45mlとした。次いで、電磁撹拌機を使用してビーカーの中身をゆっくりと60分間、撹拌した。タンパク質の分散の直後にpHを求め、希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。自然のpHの試料も調製した。pHを調整した試料についてはpHを測定し、60分間の撹拌の間に2回補正した。60分間の撹拌後、RO水で試料の体積を合計で最大50mlとし、1%w/vタンパク質分散液を得た。Leco FP528窒素測定器を使用して分散液のタンパク質含量を測定した。次いで、分散液の一定量(20ml)を、100℃のオーブンにおいて終夜乾燥した、予め秤量した遠心分離管に移し、次いで、乾燥器において冷却し、該管に蓋をした。試料を7800gで10分間、遠心分離し、それにより不溶性物質が沈降し、透明な上澄み液が生じた。Leco分析により上澄み液のタンパク質含量を測定し、次いで、上澄み液および該管の蓋を廃棄し、100℃に設定したオーブンにおいてペレット材料を終夜乾燥した。翌朝、該管を乾燥器に移し、冷却させた。乾燥ペレット材料の重量を記録した。使用した粉末の重量に((100−該粉末の含水率(%))/100)の倍率を乗算することにより、最初のタンパク質粉末の乾燥重量を算出した。次いで、この生成物の溶解度を2種の異なる方法で算出した。
1)溶解度(タンパク質法)(%)=(上澄み液中のタンパク質%/最初の分散液中のタンパク質%)×100
2)溶解度(ペレット法)(%)=(1−(重量乾燥不溶性ペレット材料/((20mlの分散液の重量/50mlの分散液の重量)×最初の重量乾燥タンパク質粉末)))×100
例12および13において製造したタンパク質単離物ならびに市販の単離物の水中の自然のpH値は、以下の表29に示している。
Figure 0006623148
得られた溶解度の結果は、以下の表30および31に示している。
Figure 0006623148
Figure 0006623148
表30および31の結果から分かるように、S701製品は、使用した溶解度試験法に関わらず、pH2〜4の範囲、さらにはpH7の市販の単離物よりずっと可溶性であった。低pH範囲における優れた溶解度は、酸性飲料において使用するためのS701製品の適用性の主要な要因である。S300製品の溶解度は、pH4での溶解度がそれほど良好ではなかったこと以外はS701と同様のパターンをたどったが、依然として市販の製品より良好であった。
例15:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク質単離物Pro Fam 825およびPro Fam 873の水中の透明度の評価を含む。
例14に記載のように調製した1%w/vタンパク質分散液の透明度を、分光光度計のブランク測定に使用した水を用いながら600nmでの可視光線の吸光度(A600)を測定することにより評価した。HunterLab ColorQuest XE測定器の透過モードでの試料の分析により、別の透明度の尺度であるパーセンテージヘイズ値も得られた。いずれの試験でも、スコアが低いほど透明度が高いことを示している。
透明度の結果は、以下の表32および33に示している。
Figure 0006623148
Figure 0006623148
表32および33の結果から分かるように、pH範囲2〜4で調製したS701の溶液は、透明度を評価するのに使用した方法に関わらず、極度に透明であった。市販の単離物は、試験した全てのpH値で極度に濁っていた。S300は、pH2〜3でかなり透明であったが、S701溶液ほどシャープではなかった。pH4では、S300溶液はかなり濁っていた。S701およびS300の溶液は、pH7の市販の単離物より透明であったが、このpHの各溶液は、酸性溶液ほど透明ではなかった。
例16:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)の水中での熱安定性の評価を含む。S701の2%w/vタンパク質溶液を水中で生成し、必要であればpHを3に調整した。これらの溶液の透明度を、HunterLab Color Quest XE測定器を用いたヘイズ測定により評価した。次いで、各溶液を95℃まで加熱し、この温度で30秒間、保持し、次いで、氷浴中で直ちに室温まで冷却した。次いで、熱処理した溶液の透明度を再び測定した。
加熱の前および後のタンパク質溶液の透明度は、以下の表34に示している。
Figure 0006623148
表34の結果から分かるように、S701の溶液は、最初は完全に透明であり、熱処理後も透明なままであった。
例17:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク質単離物Pro Fam 825およびPro Fam 873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。
pHを補正せずに溶解度を評価する場合、1gのタンパク質を供給するのに十分な量のタンパク質粉末を秤量してビーカーに入れ、少量の飲料を添加し、滑らかなペーストが形成するまで撹拌した。追加の飲料を添加して体積を50mlとし、次いで、各溶液を電磁撹拌機で60分間、ゆっくりと撹拌して、2%タンパク質w/v分散液を得た。LECO FP528窒素測定器を使用して試料のタンパク質含量を分析し、次いで、タンパク質を含有する飲料の一定量を7800gで10分間、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%/最初の分散液中のタンパク質%)×100
pHを補正して溶解度を評価する場合、タンパク質を含まないソフトドリンク(Sprite)(3.39)およびスポーツドリンク(Orange Gatorade)(3.19)のpHを測定した。1gのタンパク質を供給するのに十分な量のタンパク質粉末を秤量してビーカーに入れ、少量の飲料を添加し、滑らかなペーストが形成するまで撹拌した。追加の飲料を添加して体積を約45mlとし、次いで、各溶液を電磁撹拌機で60分間、ゆっくりと撹拌した。タンパク質を含有する飲料のpHを測定し、次いで、必要に応じてHClまたはNaOHを用いて、元々のタンパク質を含まないpHに調整した。次いで、追加の飲料を用いて各溶液の体積を合計で50mlとし、2%タンパク質w/v分散液を得た。LECO FP528窒素測定器を使用して試料のタンパク質含量を分析し、次いで、タンパク質を含有する飲料の一定量を7800gで10分間、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%/最初の分散液中のタンパク質%)×100
得られた結果は、以下の表35に示している。
Figure 0006623148
表35の結果から分かるように、S701製品は、SpriteおよびOrange Gatoradeに極度に可溶であった。S701は酸性化した製品であり、飲料のpHに対する効果はほとんどなかった。S300および市販の単離物は酸性化した製品ではなかった。これらの製品の溶解度は、飲料のpHの補正により多少改善した。しかし、pH補正後でさえ、市販の単離物は、S701よりずっと可溶性が低かった。S300は、pH補正後にS701よりわずかに可溶性が低かった。
例18:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク質単離物Pro Fam 825およびPro Fam 873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。
例15に記載の方法を使用して、例17においてソフトドリンク(Sprite)およびスポーツドリンク(Orange Gatorade)中で調製した2%w/vタンパク質分散液の透明度を評価したが、600nmでの吸光度測定については、分光光度計のブランク測定に使用した適切な飲料を使用した。
得られた結果は、以下の表36および37に示している。
Figure 0006623148
Figure 0006623148
表36および37の結果から分かるように、S701製品のSpriteおよびOrange Gatoradeの透明度に対する効果は最小限であった。市販の単離物およびS300の添加により、これらの飲料は、pH補正後でさえ非常に濁った。
例19:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク質単離物Pro Fam 825およびPro Fam 873のアルコール飲料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(protein fortified beverages)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。
pHを補正せずに溶解度を評価する場合、1gのタンパク質を供給するのに十分な量のタンパク質粉末を秤量してビーカーに入れ、少量の飲料を添加し、滑らかなペーストが形成するまで撹拌した。追加の飲料を添加して体積を50mlとし、次いで、各溶液を電磁撹拌機で60分間、ゆっくりと撹拌して、2%タンパク質w/v分散液を得た。LECO FP528窒素測定器を使用して試料のタンパク質含量を分析し、次いで、タンパク質を含有する飲料の一定量を7800gで10分間、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%/最初の分散液中のタンパク質%)×100
pHを補正して溶解度を評価する場合、タンパク質を含まないMiller Genuine Draftビール(beer)(4.05)、Bacardi Breezer Strawberry Daiquiri(3.60)ならびにPomtini VodkaおよびPomegranate Cooler(3.36)のpHを測定した。1gのタンパク質を供給するのに十分な量のタンパク質粉末を秤量してビーカーに入れ、少量の飲料を添加し、滑らかなペーストが形成するまで撹拌した。追加の飲料を添加して体積を約45mlとし、次いで、各溶液を電磁撹拌機で60分間、ゆっくりと撹拌した。タンパク質を含有する飲料のpHを測定し、次いで、必要に応じてHClまたはNaOHを用いて元々のタンパク質を含まないpHに調整した。次いで、追加の飲料を用いて各溶液の体積を合計で50mlとし、2%タンパク質w/v分散液を得た。LECO FP528窒素測定器を使用して試料のタンパク質含量を分析し、次いで、タンパク質を含有する飲料の一定量を7800gで10分間、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%/最初の分散液中のタンパク質%)×100
得られた結果は、以下の表38および39に示している。
Figure 0006623148
Figure 0006623148
表38および39の結果から分かるように、S701製品はアルコール飲料において極度に可溶であった。S701は酸性化した製品であるため、その添加は、中性のS300および市販の単離物ほど飲料のpHを変えなかった。S300の溶解度は、飲料のpHの補正により多少改善したが、S701の溶解度より依然として著しく不十分であった。市販の単離物は、飲料のpHを補正したかどうかに関わらず難溶性であった。
例20:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク質単離物Pro Fam 825およびPro Fam 873のアルコール飲料中での透明度および熱安定性の評価を含む。
例19のアルコール飲料中で調製した2%w/vタンパク質分散液の透明度を、例15に記載の方法を使用して評価したが、600nmでの吸光度測定については、分光光度計のブランク測定に使用した適切な飲料を使用した。タンパク質を含有するアルコール飲料の一定量を95℃まで加熱すること、および試料をこの温度で30秒間、保持することにより熱安定性を評価した。次いで、試料を氷浴中で直ちに室温まで冷却し、透明度を再び測定した。600nmでの吸光度測定については、分光光度計のブランク測定に適切な非加熱のタンパク質を含まない飲料を使用した。
得られた結果は、以下の表40〜43に示している。
Figure 0006623148
Figure 0006623148
Figure 0006623148
Figure 0006623148
表40〜43の結果から分かるように、S701の添加は、アルコール飲料の透明度に対する効果がほとんどなかった。しかし、市販の大豆タンパク質単離物およびS300を含有する飲料は非常に濁っていた。熱処理により、S701を含有するアルコール飲料の透明度は低下せず、多くの場合、わずかに改善した。市販の単離物およびS300を含有する飲料は、熱処理後に濁ったままであった。
例21:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク質単離物Pro Fam 825中の特定の成分の含量の評価を含む。
プラズマ発光分光法により、カルシウム成分、リン成分、マグネシウム成分、カリウム成分、ナトリウム成分、鉄成分、銅成分、亜鉛成分およびマンガン成分の検出を実施した。
得られた結果は、以下の表44に示している。
Figure 0006623148
表44の結果から分かるように、当該成分の含量は、一般にS701製品においてS300または市販の単離物より低かった。S701製品は、他の単離物と比較して特にリン、カリウム、ナトリウム、亜鉛およびマンガンが少なかった。
例22:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク質単離物Pro Fam825および873のフィチン酸含量の評価を含む。
LattaおよびEskin(J. Agric. Food Chem.、28: 1313−1315)の方法を使用してフィチン酸含量を求めた。
得られた結果は、以下の表45に示している。
Figure 0006623148
表45の結果から分かるように、S300および市販の単離物はかなりのレベルのフィチン酸を含有していたが、S701試料は極度にフィチン酸が少なかった。
例23:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク質単離物Pro Fam 825およびPro Fam 873の、液戻しした(reconstituted)スポーツドリンク(Orange Gatorade粉末)への溶解度の評価を含む。タンパク質および飲料粉末をドライブレンドし、次いで、pHを補正していない水に溶解して溶解度を求め、液戻しした(reconstituted)タンパク質/飲料ミックスのpHを、液戻しした(reconstituted)タンパク質を含まない粉末状飲料のレベルに調整して再び溶解度を求めた。
Orange Gatorade粉末の容器の調製説明書から、100mlの飲料を生成するのに6.68gの粉末が必要であることが判明した。2gのタンパク質を供給するのに十分な量のタンパク質粉末を秤量して250mlのビーカーに入れ、次いで、Orange Gatorade粉末(6.68g)を添加し、ビーカーを回転させることにより混合物をドライブレンドした。逆浸透(RO)精製水(100ml)をタンパク質−Gatorade混合物(2%タンパク質w/v)に添加し、試料を撹拌プレートで60分間、ゆっくりと撹拌した。pHを補正して試料を評価する場合、必要に応じてHClまたはNaOHを用いて、液戻しした(reconstituted)Gatorade/タンパク質飲料のpHを、3.17(液戻しした(reconstituted)タンパク質を含まないOrange Gatorade粉末のpH)に調整した。Leco FP528窒素測定器を使用して試料のタンパク質含量を分析し、次いで、飲料の一定量を7800gで10分間、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%/最初の分散液中のタンパク質%)×100
得られた結果は、以下の表46に示している。
Figure 0006623148
表46の結果に見られるように、S701製品はGatorade粉末に極度に可溶であった。S701は酸性化した製品であり、そのため、液戻しした(reconstituted)飲料のpHに対する効果がほとんどなかった。S300は酸性化した製品ではなく、pHを補正した場合のみ非常に可溶性であった。市販の大豆単離物も酸性化した製品ではなかったが、pHを補正したかどうかに関わらず、Gatorade粉末に難溶であった。
例24:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク
質単離物Pro Fam 825およびPro Fam 873の、液戻しした(reonstituted)スポーツドリンク(Orange Gatorade粉末)中での透明度の評価を含む。タンパク質および飲料粉末をドライブレンドし、次いで、pHを補正していない水に溶解して透明度を求め、液戻しした(reconstituted)タンパク質/飲料ミックスのpHを、液戻しした(reconstituted)タンパク質を含まない粉末状飲料のレベルに調整して再び溶解度を求めた。
例15に記載の方法を使用して、例23において液戻しした(reconstituted)スポーツドリンク(Orange Gatorade粉末)中で調製した2%w/vタンパク質分散液の透明度を評価したが、600nmでの吸光度測定については、分光光度計のブランク測定に使用した適切な飲料を使用した。
得られた結果は、以下の表47に示している。
Figure 0006623148
表47の結果から分かるように、S701製品は、液戻しした(reconstituted)Orange Gatorade粉末中でヘイズレベルに対する効果がほとんどなかった。S300および市販の単離物と共に液戻しした(reconstitutd)Orange Gatorade粉末は、pHを補正したかどうかに関わらず、非常に濁っていた。
例25:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク質単離物Pro Fam 825およびPro Fam 873の、液戻しした(reconstituted)ソフトドリンク(Raspberry Ice Crystal Light粉末)への溶解度の評価を含む。タンパク質および飲料粉末をドライブレンドし、次いで、pHを補正していない水に溶解して溶解度を求め、液戻しした(reconstituted)タンパク質/飲料ミックスのpHを、液戻しした(reconstituted)タンパク質を含まない粉末状飲料のレベルに調整して再び溶解度を求めた。
Raspberry Ice Crystal Light粉末のパッケージの調製説明書から、100mlの飲料を生成するのに0.53gの粉末が必要であることが判明した。2gのタンパク質を供給するのに十分な量のタンパク質粉末を秤量して250mlのビーカーに入れ、次いで、Raspberry Ice Crystal Light粉末(0.53g)を添加し、ビーカーを回転させることにより混合物をドライブレンドした。RO水(100ml)をタンパク質−Crystal Light混合物(2%タンパク質w/v)に添加し、試料を撹拌プレートで60分間、ゆっくりと撹拌した。pHを補正して試料を評価する場合、必要に応じてHClまたはNaOHを用いて、液戻しした(reconstituted)Crystal Light/タンパク質飲料のpHを、3.27(液戻しした(reconstituted)タンパク質を含まないRaspberry Ice Crystal Light粉末のpH)に調整した。LECO FP528窒素測定器を使用して試料のタンパク質含量を分析し、次いで、飲料の一定量を7800gで10分間、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%/最初の分散液中のタンパク質%)×100
得られた結果は、以下の表48に示している。
Figure 0006623148
表48の結果から分かるように、S701製品は、Crystal Light粉末と
共に液戻しした(reconstituted)場合に極度に可溶性であった。S701
は酸性化した製品であり、そのため、液戻しした(reconstituted)飲料の
pHに対する効果がほとんどなかった。S300は酸性化した製品ではなく、pHを補正
した場合のみ非常に可溶性であった。市販の大豆単離物は酸性化した製品ではなかったが
、pHを補正したかどうかに関わらず、Crystal Light粉末と共に液戻しし
た(reconstituted)場合は難溶性であった。
例26:
この例は、例12の方法により製造した大豆タンパク質単離物(S701)、例13のPMM法により製造した大豆タンパク質単離物(S300)ならびに市販の大豆タンパク質単離物Pro Fam 825およびPro Fam 873の、液戻しした(reconstituted)ソフトドリンク(Raspberry Ice Crystal Light粉末)中での透明度の評価を含む。タンパク質および飲料粉末をドライブレンドし、次いで、pHを補正していない水に溶解して透明度を求め、液戻ししたタンパク質/飲料ミックスのpHを、液戻しした(reconstituted)タンパク質を含まない粉末状飲料のレベルに調整して再び溶解度を求めた。
例15に記載の方法を使用して、例25において液戻しした(reconstituted)ソフトドリンク(Raspberry Ice Crystal Light粉末)中で調製した2%w/vタンパク質分散液の透明度を評価したが、600nmでの吸光度測定については、分光光度計のブランク測定に使用した適切な飲料を使用した。
得られた結果は、以下の表49に示している。
Figure 0006623148
表49の結果から分かるように、S701製品は、液戻しした(reconstituted)Raspberry Ice Crystal Lightの透明度に対する効果がほとんどなかった。S300および市販の単離物と共に液戻しした(reconstituted)Raspberry Ice Crystal Lightは、pHを補正したかどうかに関わらず、非常に濁っていた。
例27:
この例は、本発明の一実施形態に従って90重量%(N×6.25)d.b.未満のタンパク質含量を有する新規の大豆タンパク質製品の製造について記載する。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」Lの「c」MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆粉を除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離により部分的に清澄化して、「e」重量%のタンパク質含量を有する部分的に清澄化したタンパク質溶液「d」Lを生成した。部分的に清澄化したタンパク質溶液を1倍容(volume)の水で希釈し、HClでpH3に調整した。
希釈および酸性化したタンパク質溶液を濾過によりさらに清澄化し、「g」重量(「g」 by weight)のタンパク質含量を有する溶液「f」Lを得た。
「j」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有するポリフッ化ビニリデン(PVDF)膜での濃縮により、「h」Lのタンパク質溶液の体積を、「i」Lまで減少させた。容積減少係数(volume reduction factor)(VRF)5、7および10で、保持液(retentate)の200mlの試料を採取し、乾燥した。
パラメーター「a」〜「j」は、以下の表50に示している。
Figure 0006623148
Leco FP528窒素測定器を使用して、タンパク質含量について乾燥試料を分析した。次いで、試料を3.2重量%タンパク質のレベルで水に溶解し、必要に応じてpHを3に調整した。HunterLab ColorQuest XE測定器を使用して各溶液の色および透明度を測定した。得られた結果は、以下の表51に示している。
Figure 0006623148
表51の結果から分かるように、部分的に精製した大豆タンパク質製品は、pH3の水に可溶化すると、容認できる色および非常に良好な透明度の溶液を生じた。
例28:
この例は、本発明の一実施形態に従って90重量%(N×6.25)d.b.未満のタンパク質含量を有する新規の大豆タンパク質製品の製造について記載する。
「a」gの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」mlの「c」MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆粉を除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「e」重量%のタンパク質含量を有する清澄なタンパク質溶液「d」mlを生成した。
濾液の「f」mlの一定量を1倍容(volume)の水で希釈し、HClでpH3に調整した。次いで、得られた「h」重量%のタンパク質含量を有する溶液「g」mlを、「i」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有するPES膜で濃縮した。1.25、2の容積減少係数(volume reduction factors)および最終濃度点で保持液(retentate)の試料を採取し、乾燥した。2倍容(volumes)の水を用いた透析濾過(DF)後に別の保持液(retentate)の試料も採取し、乾燥した。
試験に関するパラメーター「a」〜「i」は、以下の表52に示している。
Figure 0006623148
Leco FP528窒素測定器を使用して、タンパク質含量について乾燥試料を分析した。次いで、3.2重量%タンパク質のレベルの水に試料を溶解し、必要に応じてpHを3に調整した。HunterLab ColorQuest XE測定器を使用して各溶液の色および透明度を測定した。得られた結果は、以下の表53に示している。
Figure 0006623148
表53の結果から分かるように、部分的に精製した大豆タンパク質製品の溶液は、pH3の水に可溶化すると、非常に良好な色および透明度を生じた。
例29:
この例は、本明細書において提供する新規の酸可溶性の大豆タンパク質単離物(S701)のトリプシン阻害剤活性に対する膜タイプおよび孔径の効果を例示する。
Leco FP528窒素測定器を使用してタンパク質含量の定量を実施した。Kakadeら、Cereal Chem.、51: 376−381(1974)の方法を使用してトリプシン阻害剤活性を求めた。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」倍容(複数可)(volume(s))の逆浸透精製水に添加し、希HClで試料のpHを3.01まで低下させた。希釈および酸性化した濾液は熱処理しなかった。
約「j」℃の温度で操作しながら、「i」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「h」膜での濃縮により、希釈および酸性化したタンパク質抽出物溶液の体積を、「f」Lから「g」Lまで減少させた。「k」wt%のタンパク質含量を有する酸性化タンパク質溶液は、透析濾過操作を約「m」℃で実施しながら、「i」Lの逆浸透精製水で透析濾過をした。次いで、得られた透析濾過をしたタンパク質溶液をさらに濃縮して、最初の濾過タンパク質溶液の「o」wt%の収率を示す「n」重量%のタンパク質含量を有する溶液を得た。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液を乾燥して、「p」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。乾燥製品は、「q」トリプシン阻害剤ユニット/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した。この生成物には、「r」S701という名称を与えた。
2つの試験に関するパラメーター「a」〜「r」は、以下の表54に示している。
Figure 0006623148
表54のデータから分かるように、大きい孔径を有する膜を使用して生成した単離物の方が、低いトリプシン阻害剤活性を有していた。
例30:
この例は、トリプシン阻害剤活性の低下における濃縮および透析濾過ステップの有効性を例示する。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」倍容(複数可)(volume(s))の逆浸透精製水に添加し、希HClで試料のpHを「f」まで低下させた。次いで、希釈および酸性化した溶液を90℃で1分間、熱処理をした。
約「k」℃の温度で操作しながら、「j」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「i」膜での濃縮により、希釈し、酸性化し、熱処理したタンパク質抽出物溶液の体積を、「g」Lから「h」Lまで減少させた。この時点で、透析濾過操作を約「n」℃で実施しながら、「m」Lの逆浸透(RO)精製水で、タンパク質含量「l」wt%を有する酸性化タンパク質溶液を透析濾過した。次いで、透析濾過溶液を「o」Lの体積および約「p」重量%のタンパク質含量まで濃縮し、透析濾過操作を約「r」℃で実施しながら、追加の「q」LのRO水で透析濾過をした。この2回目の透析濾過後、タンパク質溶液を約「s」重量%のタンパク質含量まで濃縮し、次いで、水で「t」重量%のタンパク質含量まで希釈して、噴霧乾燥を促進した。噴霧乾燥前のタンパク質溶液を最初の濾過タンパク質溶液の「u」wt%の収率で回収した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液を乾燥して、「v」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。乾燥製品は、「w」トリプシン阻害剤ユニット(TIU)/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した。この生成物には、「x」S701Hという名称を与えた。
3つの試験に関するパラメーター「a」〜「x」は、以下の表55に示している。
Figure 0006623148
表56は、このプロセスの様々な時点でのタンパク質溶液のトリプシン阻害剤活性の低減を示している。
Figure 0006623148
表56の結果から分かるように、トリプシン阻害剤活性の低減は、濃縮および透析濾過プロセスの全ての時点で実現された。
例31:
この例は、任意選択の(optional)希釈ステップの包含から得られるトリプシン阻害剤活性レベルの低減を例示する。希釈ステップの使用により、より十分な膜処理が実施され、本質的に付加的な透析濾過が生じる。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する清澄なタンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、清澄なタンパク質溶液を「e」倍容(複数可)(volume(s))の逆浸透精製水に添加し、試料のpHは「f」であった(the pH of the sample 「f」)。次いで、試料を濾過によりポリッシュし(polished)、「h」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「g」Lを得た。試料のpHは「i」であった(The pH of the sample ‘i’.)。濾液は熱処理しなかった。
約「n」℃の温度で操作しながら、「m」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「l」膜での濃縮により、濾過したタンパク質抽出物溶液の体積を、「j」Lから「k」Lまで減少させた。酸性化し、濃縮したタンパク質溶液は、透析濾過操作を約「p」℃で実施しながら、「o」Lの逆浸透精製水で透析濾過をした。その結果得られた、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液は、「q」重量%のタンパク質含量を有しており、最初の清澄なタンパク質溶液の「r」wt%の収率を示した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液を乾燥して、「s」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。乾燥製品は、「t」トリプシン阻害剤ユニット/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した。この生成物には、「u」S701という名称を与えた。
3つの試験に関するパラメーター「a」〜「u」は、以下の表57に示している。
Figure 0006623148
表57に提示の結果から分かるように、希釈ステップを用いた試験により、希釈ステップを利用しなかった試験より低いトリプシン阻害剤活性を有する製品が生じた。
例32:
この例は、本明細書において提供する新規の酸可溶性の大豆タンパク質単離物(S701H)のトリプシン阻害剤活性に対する膜処理の温度の効果を例示する。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」倍容(複数可)(volume(s))の逆浸透精製水に添加し、希HClで試料のpHを「f」まで低下させた。次いで、希釈および酸性化した溶液を90℃で1分間熱処理した。
約「k」℃の温度で操作しながら、「j」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「i」膜での濃縮により、希釈し、酸性化し、熱処理したタンパク質抽出物溶液の体積を、「g」Lから「h」Lまで減少させた。この時点で、「l」%wtのタンパク質含量を有する酸性化タンパク質溶液は、透析濾過操作を約「n」℃で実施しながら、「m」Lの逆浸透(RO)精製水で透析濾過をした。次いで、透析濾過溶液を「o」Lの体積および約「p」重量%のタンパク質含量までさらに濃縮し、透析濾過操作を約「r」℃で実施しながら、追加の「q」LのRO水で透析濾過をした。この2回目の透析濾過後、タンパク質溶液を約「s」重量%のタンパク質含量まで濃縮し、次いで、水で「t」重量%のタンパク質含量まで希釈して、噴霧乾燥を促進した。噴霧乾燥前のタンパク質溶液を、最初の濾過タンパク質溶液の「u」wt%の収率で回収した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液を乾燥して、「v」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。乾燥製品は、「w」トリプシン阻害剤ユニット(TIU)/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した。この生成物には、「x」S701Hという名称を与えた。
2つの試験に関するパラメーター「a」〜「x」は、以下の表58に示している。
Figure 0006623148
表58の結果から分かるように、約50℃での膜処理を用いて実施した試験は、膜処理を約30℃で実施した試験より低いトリプシン阻害剤活性を有していた。
例32:
この例は、新規の酸可溶性の大豆タンパク質単離物(S701およびS701H)のトリプシン阻害剤活性に対する熱処理の効果を例示する。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する清澄なタンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、清澄なタンパク質溶液を「e」倍容(複数可)(volume(s))の逆浸透精製水に添加し、希HClで試料のpHを「f」まで低下させた。試料を「g」℃で「h」分間、熱処理をし、次いで、濾過によりポリッシュし(polished)、「j」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「i」Lを得た。
約「o」℃の温度で操作しながら、「n」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「m」膜での濃縮により、濾過したタンパク質抽出物溶液の体積を、「k」Lから「l」Lまで減少させた。酸性化し、濃縮したタンパク質溶液は、透析濾過操作を約「q」℃で実施しながら、「p」Lの逆浸透精製水で透析濾過をした。その結果得られた、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液は、「r」重量%のタンパク質含量を有しており、最初の清澄なタンパク質溶液の「s」wt%の収率を示した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液を乾燥して、「t」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。乾燥製品は、「u」トリプシン阻害剤ユニット/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した。この生成物には、「v」という名称を与えた。
2つの試験に関するパラメーター「a」〜「v」は、以下の表59に示している。
Figure 0006623148
表59の結果から分かるように、熱処理ステップを含むプロセスにより調製した単離物の方が、低いトリプシン阻害剤活性を有していた。
例33:
この例も、本明細書において提供する新規の酸可溶性の大豆タンパク質単離物(S701およびS701H)のトリプシン阻害剤活性に対する熱処理の効果を例示する。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」Lを得た。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」倍容(複数可)(volume(s))の逆浸透精製水に添加し、希HClで試料のpHを「f」まで低下させた。次いで、希釈および酸性化した溶液を「g」℃で「h」分間(複数可)、熱処理をした。
約「m」℃の温度で操作しながら、「l」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「k」膜での濃縮により、タンパク質抽出物溶液の体積を、「i」Lから「j」Lまで減少させた。この時点で、「n」wt%のタンパク質含量を有する酸性化タンパク質溶液は、透析濾過操作を約「p」℃で実施しながら、「o」Lの逆浸透(RO)精製水で透析濾過をした。次いで、透析濾過溶液を「q」Lの体積および約「r」重量%のタンパク質含量までさらに濃縮し、約「t」℃で透析濾過操作を実施しながら、追加の「s」LのRO水で透析濾過をした。この2回目の透析濾過後、タンパク質溶液を約「u」重量%のタンパク質含量まで濃縮し、次いで、水で「v」重量%のタンパク質含量まで希釈して、噴霧乾燥を促進した。噴霧乾燥前のタンパク質溶液を、最初の濾過タンパク質溶液の「w」wt%の収率で回収した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液を乾燥して、「x」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。乾燥製品は、「y」トリプシン阻害剤ユニット(TIU)/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した。この生成物には、「z」という名称を与えた。
2つの試験に関するパラメーター「a」〜「z」は、以下の表60に示している。
Figure 0006623148
表60の結果から分かるように、熱処理ステップを含むプロセスにより調製した単離物の方が、低いトリプシン阻害剤活性を有していた。
例34:
この例は、本明細書において提供する新規の酸可溶性の大豆タンパク質単離物(S701)のトリプシン阻害剤活性に対する、異なるレベルの熱処理に曝した大豆タンパク質源の使用の効果を例示する。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉(S005)、脱脂し、中程度に熱処理した大豆粉(S007)、または脱脂し、完全に熱処理した大豆粉(S006)を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl2溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する清澄なタンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、清澄なタンパク質溶液を「e」倍容(複数可)(volume(s))の逆浸透精製水に添加し、希「g」で試料のpHを「f」まで低下させた。次いで、試料を濾過によりポリッシュし(polished)、「i」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「h」Lを得た。濾液は熱処理しなかった。
約「n」℃の温度で操作しながら、「m」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「l」膜での濃縮により、濾過したタンパク質抽出物溶液の体積を、「j」Lから「k」Lまで減少させた。酸性化し、濃縮したタンパク質溶液は、透析濾過操作を約「p」℃で実施しながら、「o」Lの逆浸透精製水で透析濾過をした。その結果得られた、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液は、「q」重量%のタンパク質含量を有しており、最初の清澄なタンパク質溶液の「r」wt%の収率を示した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液を乾燥して、「s」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。乾燥製品は、「t」トリプシン阻害剤ユニット/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した。この生成物には、「u」S701という名称を与えた。
3つの試験に関するパラメーター「a」〜「u」は、以下の表61に示している。
Figure 0006623148
表61に提示のデータから分かるように、大豆タンパク質源の熱処理が十分であるほど、最終的な単離物のトリプシン阻害剤活性が低い。
例35:
この例は、本明細書において提供する新規の酸可溶性の大豆タンパク質単離物(S701H)のトリプシン阻害剤活性に対する、大豆タンパク質源への亜硫酸ナトリウムの添加(addition with)の効果を例示する。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、20分間、撹拌した。次いで、「c」kgの亜硫酸ナトリウムを添加し、混合物をさらに10分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「e」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「d」Lを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「f」倍容(複数可)(volume(s))の逆浸透(RO)精製水に添加し、希HClで試料のpHを「g」まで低下させた。次いで、希釈および酸性化した溶液に、90℃で1分間、熱処理をした。
約「l」℃の温度で操作しながら、「k」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「j」膜での濃縮により、熱処理をし、希釈し、酸性化したタンパク質抽出物溶液の体積を、「h」Lから「i」Lまで減少させた。この時点で、タンパク質含量「m」wt%を有する酸性化タンパク質溶液は、約「o」℃で透析濾過操作を実施しながら、「n」LのRO水で透析濾過をした。次いで、透析濾過溶液を「p」Lの体積および約「q」重量%のタンパク質含量までさらに濃縮し、約「s」℃で透析濾過操作を実施しながら、追加の「r」LのRO水で透析濾過をした。この2回目の透析濾過後、タンパク質溶液を約「t」重量%のタンパク質含量まで濃縮し、次いで、水で「u」重量%のタンパク質含量まで希釈して、噴霧乾燥を促進した。噴霧乾燥前のタンパク質溶液を、最初の濾過タンパク質溶液の「v」wt%の収率で回収した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液を乾燥して、「w」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。乾燥製品は、「x」トリプシン阻害剤ユニット(TIU)/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した。この生成物には、「y」S701Hという名称を与えた。
2つの試験に関するパラメーター「a」〜「y」は、以下の表62に示している。
Figure 0006623148
表62の結果から分かるように、亜硫酸ナトリウムの添加を利用するプロセスの方が、低いトリプシン阻害剤活性を有する単離物を生じた。
例36:
この例は、本明細書において提供する新規の酸可溶性の大豆タンパク質単離物(S701H)のトリプシン阻害剤活性に対する、乾燥前の濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液への亜硫酸ナトリウム添加の効果を例示する。
「a」kgの脱脂し最小限に加熱処理した大豆粉を、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌して、タンパク質水溶液を得た。残留する大豆ミールを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」Lを得た。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」倍容(複数可)(volume(s))の逆浸透(RO)精製水に添加し、希HClで試料のpHを「f」まで低下させた。次いで、希釈および酸性化した溶液を90℃で1分間、熱処理をした。
約「k」℃の温度で操作しながら、「j」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「i」膜での濃縮により、熱処理をし、希釈し、酸性化したタンパク質抽出物溶液の体積を、「g」Lから「h」Lまで減少させた。この時点で、「l」wt%のタンパク質含量を有する酸性化タンパク質溶液は、透析濾過操作を約「n」℃で実施しながら、「m」LのRO水で透析濾過をした。次いで、透析濾過溶液を「o」Lの体積および約「p」重量%のタンパク質含量までさらに濃縮し、透析濾過操作を約「r」℃で実施しながら、追加の「q」LのRO水で透析濾過をした。この2回目の透析濾過後、タンパク質溶液を約「s」重量%のタンパク質含量まで濃縮し、次いで、水で「t」重量%のタンパク質含量まで希釈して、噴霧乾燥を促進した。噴霧乾燥前のタンパク質溶液を、最初の濾過タンパク質溶液の「u」wt%の収率で回収した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過したタンパク質溶液を2つの部分に分割した。対照部分(25.1kg)を乾燥して、「v」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量および「w」トリプシン阻害剤ユニット(TIU)/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した生成物を得た。この生成物には、「x」S701H−01という名称を与えた。酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液の他方の部分(25.1kg)に、「y」mgの亜硫酸ナトリウムを添加した。次いで、この試料を乾燥して、「z」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量および「aa」トリプシン阻害剤ユニット(TIU)/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した生成物を得た。この生成物には、「x」S701H−02という名称を与えた。
1つの試験に関するパラメーター「a」〜「aa」は、以下の表63に示している。
Figure 0006623148
表63の結果から分かるように、乾燥前の酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液への亜硫酸ナトリウムの添加により、該単離物のトリプシン阻害剤活性が低減した。
例37
この例は、本明細書において提供する新規の酸可溶性の大豆タンパク質単離物(S701)のトリプシン阻害剤活性に対する、膜処理のpHの効果を例示する。
「a」kgの脱脂した白色の大豆フレークを、周囲温度で「b」Lの0.15MのCaCl溶液に添加し、30分間、撹拌した。残留する大豆フレークを除去し、得られたタンパク質溶液を遠心分離および濾過により清澄化して、「d」重量%のタンパク質含量を有する濾過タンパク質溶液「c」Lを生成した。
次いで、濾過タンパク質溶液を「e」倍容(複数可)(volume(s))の逆浸透(RO)精製水に添加し、希HClで試料のpHを「f」まで低下させた。希釈および酸性化した溶液は熱処理しなかった。
約「k」℃の温度で操作しながら、「j」ダルトンの分画分子量(molecular weight cutoff)を有する「i」膜での濃縮により、希釈および酸性化したタンパク質抽出物溶液の体積を、「g」Lから「h」Lまで減少させた。この時点で、タンパク質含量「l」wt%を有する酸性化タンパク質溶液は、約「o」℃で透析濾過操作を実施しながら、「m」Lの「n」RO水で透析濾過をした。次いで、透析濾過溶液を「p」Lの体積および約「q」重量%のタンパク質含量までさらに濃縮し、約「t」℃で透析濾過操作を実施しながら、追加の「r」Lの「s」RO水で透析濾過をした。タンパク質溶液を、最初の濾過タンパク質溶液の「u」wt%の収率で回収した。次いで、酸性化し、濃縮し、透析濾過をしたタンパク質溶液は「v」であり(‘v’ and)、乾燥して、「w」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有することが判明した生成物を得た。乾燥製品は、「x」トリプシン阻害剤ユニット(TIU)/mgタンパク質(N×6.25)のトリプシン阻害剤活性を有することが判明した。この生成物には、「y」S701という名称を与えた。
2つの試験に関するパラメーター「a」〜「y」は、以下の表64に示している。
Figure 0006623148
表64の結果から分かるように、約pH2での膜処理を用いて調製した単離物は、約p
H3での膜処理を用いて調製した単離物より低いトリプシン阻害剤活性を有していた。
本開示の概要
本開示を要約すると、本発明は、単離物の形態でもよく、完全に可溶性であり酸性pHで透明な熱安定性溶液を形成し、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(protein fortification)において有用である新規の大豆タンパク質製品を提供する。本発明の範囲内で変更が可能である。

Claims (54)

  1. 少なくとも60wt%(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であって、
    該大豆タンパク質製品は、4.4未満のpHの水性媒体において、1%タンパク質w/vで実質的に完全に可溶であり、
    該大豆タンパク質製品は、さらに、下記の(b)〜(f)から任意に選択される少なくとも一つの特徴を具え:
    (b)該大豆タンパク質製品は、pH7の水性媒体において、1%タンパク質w/vで実質的に完全に可溶である;
    (c)該大豆タンパク質製品は、pH2〜4の水において1%タンパク質w/vで95%を超える溶解度を有する;
    (d)該大豆タンパク質製品は、pH2〜4の1%タンパク質w/vの水溶液において、0.150未満の、600nmでの可視光線の吸光度(A600)を有する;
    (e)該大豆タンパク質製品は、pH2〜4の1%タンパク質w/vの水溶液において、15%未満のヘイズ値を有する;または
    (f)該大豆タンパク質製品は、95℃で30秒間の熱処理後の2%タンパク質w/v水溶液が、15%未満のヘイズ値を有する、
    該大豆タンパク質製品は、フィチン酸を1.5wt%未満含有し、
    但し、前記水性媒体は、逆浸透精製水であることを特徴とする、大豆タンパク質製品。
  2. 前記(d)に記載する、600nmでの可視光線の吸光度(A600)が0.100未満である、ことを特徴とする、請求項1に記載の大豆タンパク質製品。
  3. 前記(d)に記載する、600nmでの可視光線の吸光度(A600)が0.050未満であることを特徴とする、請求項2に記載の大豆タンパク質製品。
  4. 前記(e)に記載する、ヘイズ値が10%未満であることを特徴とする、請求項1に記載の大豆タンパク質製品。
  5. 前記(e)に記載する、ヘイズ値が5%未満であることを特徴とする、請求項4に記載の大豆タンパク質製品。
  6. 前記(f)に記載する、ヘイズ値が10%未満であることを特徴とする、請求項1に記載の大豆タンパク質製品。
  7. 前記(f)に記載する、ヘイズ値が5%未満であることを特徴とする、請求項6に記載の大豆タンパク質製品。
  8. 前記大豆タンパク質製品は、少なくとも90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有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大豆タンパク質製品。
  9. 前記大豆タンパク質製品は、少なくとも100wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含量を有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大豆タンパク質製品。
  10. 2〜4のpH値で熱安定性である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の大豆タンパク質製品の水溶液。
  11. 前記水溶液は、
    大豆タンパク質製品がその中で完全に可溶および透明である透明な飲料であるか、又は
    その中に溶解した大豆タンパク質製品が不透明度を増大させない不透明な飲料であることを特徴とする、請求項10に記載の水溶液。
  12. 請求項1に記載の大豆タンパク質製品を調製する方法であって、
    該調製方法は、下記のステップ(a)〜(c)を含み、
    (a)カルシウム塩水溶液を使用して、大豆タンパク質源を抽出するステップ、
    (b)残留する大豆タンパク質源から大豆タンパク質水溶液を分離するステップ、
    (c)前記大豆タンパク質水溶液のpHを、pH1.5〜4.4に調整して、透明な酸
    性化大豆タンパク質水溶液を生成するステップ、
    該調製方法は、さらに、
    前記透明な酸性化大豆タンパク質水溶液を、そのイオン強度を実質的に一定に維持しな
    がら、濃縮して、50〜300g/Lのタンパク質濃度の濃縮した透明な酸性化大豆タン
    パク質水溶液を調製するステップを含み;
    前記濃縮ステップは、10,000〜1000,000ダルトンの分画分子量を有する
    膜を使用して実施され;
    前記濃縮した透明な酸性化大豆タンパク質水溶液を乾燥させて、前記大豆タンパク質製
    品を得ることを特徴とする、大豆タンパク質製品の調製方法。
  13. 前記ステップ(a)のカルシウム塩水溶液は酸化防止剤を含むことを特徴とする、請求項12に記載の方法。
  14. 前記ステップ(a)のカルシウム塩水溶液は、塩化カルシウム水溶液であり、
    使用される塩化カルシウムは、食品グレードの塩化カルシウムであることを特徴とする、請求項12または13に記載の方法。
  15. 前記ステップ(a)のカルシウム塩水溶液は0.10〜0.15M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12〜14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記大豆タンパク質水溶液を吸着剤で処理して、大豆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ステップをさらに有することを特徴とする、請求項12〜15のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記大豆タンパク質水溶液を、70mS未満の伝導率まで希釈するステップをさらに有することを特徴とする、請求項12〜16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記ステップ(c)では、前記大豆タンパク質水溶液のpHを、pH2〜4に調整することを特徴とする、請求項12〜17のいずれか一項に記載の方法。
  19. 100〜200g/Lのタンパク質濃度を有する濃縮した透明な酸性化大豆タンパク質溶液を生成することを特徴とする、請求項12〜18のいずれか一項に記載の方法。
  20. 濃縮した透明な酸性化大豆タンパク質溶液を、吸着剤により処理して、色及び/又は臭気化合物を除去するステップをさらに有することを特徴とする、請求項12〜19のいずれか一項に記載の方法。
  21. 濃縮した透明な酸性化大豆タンパク質溶液を透析濾過するステップをさらに有することを特徴とする、請求項12〜20のいずれか一項に記載の方法。
  22. 濃縮及び透析濾過をした透明な酸性化大豆タンパク質溶液を、吸着剤により処理して、色及び/又は臭気化合物を除去するステップをさらに有することを特徴とする、請求項21に記載の方法。
  23. 濃縮及び透析濾過をした透明な酸性化大豆タンパク質溶液を、低温殺菌するステップをさらに有することを特徴とする、請求項21又は22に記載の方法。
  24. 55〜70℃の温度で30秒間〜60分間、前記低温殺菌を行うことを特徴とする、請求項23に記載の方法。
  25. 55〜70℃の温度で10〜15分間、前記低温殺菌を行うことを特徴とする、請求項23に記載の方法。
  26. 濃縮し、透析濾過をした大豆タンパク質溶液を、乾燥して、少なくとも60wt%(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生成するステップをさらに有することを特徴とする、請求項21〜25のいずれか一項に記載の方法。
  27. 濃縮し、透析濾過をした透明な酸性化大豆タンパク質溶液を、乾燥して、少なくとも90wt%(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生成するステップをさらに有することを特徴とする、請求項21〜25のいずれか一項に記載の方法。
  28. 濃縮し、透析濾過をした透明な酸性化大豆タンパク質溶液を、乾燥して、少なくとも100wt%(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生成するステップをさらに有することを特徴とする、請求項21〜25のいずれか一項に記載の方法。
  29. 前記抽出ステップが15〜35℃の温度で実施されることを特徴とする、請求項12〜28のいずれか一項に記載の方法。
  30. 前記カルシウム塩水溶液がpH5〜7を有することを特徴とする、請求項29に記載の方法。
  31. 前記希釈ステップを、2〜70℃の温度を有する1〜10倍容の水を用いて実施して、前記大豆タンパク質水溶液の4〜18mSの伝導率をもたらすことを特徴とする、請求項16に記載の方法。
  32. 前記水は、10〜50℃の温度を有することを特徴とする、請求項31に記載の方法。
  33. 前記水は、20〜30℃の温度を有することを特徴とする、請求項32に記載の方法。
  34. 前記透明な酸性化大豆タンパク質溶液は70mS未満の伝導率を有することを特徴とする、請求項12〜33のいずれか一項に記載の方法。
  35. 前記伝導率は4〜23mSであることを特徴とする、請求項34に記載の方法。
  36. 前記透明な酸性化大豆タンパク質水溶液に熱処理ステップを施して、熱不安定性の抗栄養因子を不活性化し、及び/又は 熱処理ステップでは、透明な酸性化大豆タンパク質水溶液の低温殺菌も行うことを特徴とする、請求項12〜35のいずれか一項に記載の方法。
  37. 熱不安定性の抗栄養因子は熱不安定性のトリプシン阻害剤であることを特徴とする、請求項36に記載の方法。
  38. 前記熱処理は、70〜100℃の温度で10秒間〜60分間、実施されることを特徴とする、請求項36または37に記載の方法。
  39. 前記熱処理は、85〜95℃の温度で20秒間〜5分間、実施されることを特徴とする、請求項36または37に記載の方法。
  40. 前記熱処理をした透明な酸性化大豆タンパク質単離物がさらなる処理のために2〜60℃の温度まで冷却されることを特徴とする、請求項36〜39のいずれか一項に記載の方法。
  41. 前記熱処理をした透明な酸性化大豆タンパク質単離物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36〜39のいずれか一項に記載の方法。
  42. 透明な酸性化大豆タンパク質溶液に対して、その部分的または完全な濃縮の前または後に、水または酸性化した水を使用して前記透析濾過ステップが実施されることを特徴とする、請求項21に記載の方法。
  43. 酸化防止剤の存在下で、前記透析濾過ステップが実施されることを特徴とする、請求項42に記載の方法。
  44. 2〜40倍容の透析濾過溶液を使用して、前記透析濾過ステップが実施されることを特徴とする、請求項42または43に記載の方法。
  45. 5〜25倍容の透析濾過溶液を使用して、前記透析濾過ステップが実施されることを特徴とする、請求項42または43に記載の方法。
  46. さらなる量の汚染物質および可視色が透過液中に存在しなくなるまで、前記透析濾過ステップが実施されることを特徴とする、請求項42〜45のいずれか一項に記載の方法。
  47. 乾燥すると、少なくとも90wt%(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が生成するように保持液を十分に精製するまで、前記透析濾過ステップが実施されることを特徴とする、請求項42〜46のいずれか一項に記載の方法。
  48. 前記濃縮ステップ及び/又は前記透析濾過ステップが、10,000〜1,000,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用して実施されることを特徴とする、請求項19〜21のいずれか一項に記載の方法。
  49. 前記濃縮ステップ及び/又は前記透析濾過ステップが、10,000〜100,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用して実施されることを特徴とする、請求項19〜21のいずれか一項に記載の方法。
  50. 前記濃縮ステップ及び/又は前記透析濾過ステップが、2〜60℃の温度で実施されることを特徴とする、請求項19〜21、48および49のいずれか一項に記載の方法。
  51. 前記濃縮ステップ及び/又は前記透析濾過ステップが、20〜35℃の温度で実施されることを特徴とする、請求項19〜21、48および49のいずれか一項に記載の方法。
  52. イオン強度を実質的に一定に維持しながら、濃縮して、濃縮した透明な酸性化大豆タンパク質溶液を調製し、次いで、該濃縮した透明な酸性化大豆タンパク質溶液を、透析濾過して、乾燥すると少なくとも60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質濃度を有する大豆タンパク質製品を生成する、濃縮および透析濾過をした透明な酸性化大豆タンパク質溶液を生成することを特徴とする、請求項19〜51のいずれか一項に記載の方法。
  53. 前記濃縮ステップが、トリプシン阻害剤の除去に好都合な様式で操作されることを特徴とする、請求項19〜21のいずれか一項に記載の方法。
  54. (a)抽出ステップの間、及び/又は、
    (b)濃縮ステップの間、及び/又は、
    (c)乾燥ステップの前に、濃縮した透明な酸性化大豆タンパク質溶液中に、
    還元剤が存在することにより、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を破壊または再配
    置して、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12〜53のいずれか一項に記載の方法
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