JP6840664B2 - 豆類タンパク質生成物(「yp810」)の調製 - Google Patents

豆類タンパク質生成物(「yp810」)の調製 Download PDF

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Description

発明の分野
本発明は、豆類タンパク質生成物の新規且つ独創的な調製方法及び新規且つ独創的な豆類タンパク質生成物に関する。
発明の背景
2011年5月9日に出願された米国特許出願第13/103528号(2011年11月10日に公開された米国特許公開第2011-0274797号)、2011年11月4日に出願された同第13/289264号(2012年5月31日に公開された米国特許公開第2012-0135117号)、2012年7月24日に出願された同第13/556357号(2013年7月25日に公開された米国特許公開第2013-0189408号)及び2013年1月7日に出願された同第13/642003号(2013年5月23日に公開された米国特許公開第2013-0129901号)は、本出願の譲受人に譲渡されており、それらの開示は参照によって本願明細書に組み込まれる。それらの中(「YP701」)には、可溶性に優れ、任意選択により低pH溶液中で透明性であり、エンドウ豆/野菜の痕跡を残していない、雑味のない風味をも有する、豆類タンパク質生成物を調製するための手順が記載されている。これらの生成物の雑味のない風味は、商業的に価値のある属性である。
2013年7月9日に出願された米国特許出願第13/937266号(2014年1月16日に公開された米国特許公開第2014-0017379号)は、本出願の譲受人に譲渡されており、それらの開示は参照によって本願明細書に組み込まれる。その中(「YP701N2」)には、上記の豆類タンパク質生成物の中性に近いpHの形態の提供について記載されている。雑味がない味の、これらの生成物は、中性に近いpHを有する食品組成物における使用に有用である。溶解性は依然として望ましいが、中性に近いpHの食品への応用例は、通常、不透明であり、したがって、水中での完全な溶解性及び透明性は必ずしも必要条件ではない。
前述の米国特許出願第13/103528号、同第13/289264号、同第13/556357号、同第13/642003号及び同第13/937266号に記載の手法において、タンパク質の抽出はカルシウム塩溶液を用いて実施される。カルシウム塩溶液は、タンパク源からの、タンパク質の可溶化を促進し、同時に、沈降し、タンパク質溶液から除去される、フィチン酸からも分離される。次いで、任意選択により水で希釈した後、タンパク質溶液を、pHを約1.5〜約4.4に調整すると、好ましくは透明な、酸性化タンパク質溶液が供給する。いかなる特定の理論にも束縛されることを望まないが、これらの手順によって得られる豆類タンパク質生成物の雑味のない風味は、好ましくは、任意選択の後続する膜処理工程と組み合わせた、試料の低pH処理によって推進されると考えられている。
2014年3月11日に出願された米国特許出願第14/203700号(2014年9月11日に公開された米国特許公開第2014-0256914号)は、本出願の譲受人に譲渡されており、それらの開示は参照によって本願明細書に組み込まれる。その中には、前述の米国特許出願第13/103528号、同第13/289264号、同第13/556357号、同第13/642003号及び同第13/937266号に記載のカルシウム塩溶液抽出の後、タンパク質溶液を浄化する結果得られる、タンパク質含有量が少なくとも約50wt%の豆類タンパク質生成物の提供が、記載されている。このような生成物は、カルシウム塩溶液を用いた豆類タンパク質源の抽出及びデカンター遠心分離機による残留豆類タンパク質源の塊の分離の後、ディスクスタック遠心分離によって捕獲される微細固形物を含んでいてもよい。あるいは、生成物は、水を用いた豆類タンパク質源の抽出、デカンター遠心分離機による残留豆類タンパク質源の塊の分離及び部分的に透明化されたタンパク質溶液へのカルシウム塩の添加の後、ディスクスタック遠心分離によって捕獲される微細固形物を含んでいてもよい。
米国特許公開第2011-0274797号 米国特許公開第2012-0135117号 米国特許公開第2013-0189408号 米国特許公開第2013-0129901号 米国特許公開第2014-0017379号 米国特許公開第2014-0256914号
前述の米国特許出願第13/103,528号、同第13/289,264号、同第13/556,357号、同第13/642,003号、同第13/937,266号及び同第14/203,700号に記載の手法に伴う、潜在的一懸念は、タンパク質抽出工程を行うために必要とされるカルシウム塩の量、および、プロセスに導入される塩、並びに、プロセスの廃棄物流中のカルシウム塩の回収又は廃棄の問題と、その費用であり得る。カルシウム塩の低減又は削減は、結果として、タンパク質生成物の処理及び製造の費用を大幅に節約できる。
発明の概要
本発明は、タンパク源材料からタンパク質の抽出における、カルシウム又はその他の塩の使用を含んでなく、エンドウ豆/野菜の風味の痕跡が非常に少ない又は実質的にない、豆類タンパク質生成物を調製するための新規且つ独創的なプロセスに関する。
従って、本発明の一形態では、下記の工程を含む、乾燥重量基準で、少なくとも約60wt%、好ましくは少なくとも約90wt%(N×6.25)のタンパク質含有量を有する、豆類タンパク質生成物を製造する方法が提供される:
(a)水を用いて豆類タンパク質源を抽出して、タンパク源から豆類タンパク質の可溶化を引き起きして、豆類タンパク質水溶液を形成する工程、
(b)残留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工程、
(c)豆類タンパク質水溶液のpHを約1.5〜約3.4のpHに調整して、酸性化豆類タンパク質溶液を製造する工程、
(d)酸性化豆類タンパク質溶液から酸不溶性固形物質を分離する工程、
あるいは、
(e)任意選択により、選択膜技術によって酸性化豆類タンパク質溶液を濃縮する工程、
(f)任意選択で濃縮した豆類タンパク質溶液を任意選択により透析濾過する工程、および
(g)任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した豆類タンパク質溶液を任意選択により乾燥する工程。
本発明の一実施態様において、低いpHで調製された際には、該生成物は、低いpHを有する水溶液中に、高溶解性であり、そして、酸性飲料等の低いpHを有する食品応用における用途に、よく適している。本発明の別の実施態様では、酸性化豆類タンパク質溶液又は任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液のpHを、任意選択の乾燥の前に、約8.0未満に調整してもよい。本発明の別の実施態様では、酸性化豆類タンパク質溶液又は任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液のpHを、任意選択の乾燥の前に、約6.0〜約8.0に調整してもよい。本発明の別の実施態様では、酸性化豆類タンパク質溶液又は任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液のpHを、任意選択の乾燥の前に、約6.5〜約7.5に調整してもよい。本発明の別の実施態様では、該生成物が、中性に近いpHで提供される場合、中性飲料又はバー等の、中性又は中性に近い食品応用における用途に適する

あるいは、低いpHを有する水溶液中に高溶解性であり、そして、酸性飲料に使用される、改善された透明性の低いpHの水溶液を提供する、エンドウ豆/野菜の風味の痕跡が非常に少ない又は実質的にない、第1の酸性豆類タンパク質生成物を提供するために、本発明の酸性化豆類タンパク質溶液を膜で処理することもできる。酸性、中性又は中性に近い食品応用において使用可能である、同様にエンドウ豆/野菜の風味の痕跡が非常に少ない又は実質的にない、第2の豆類タンパク質生成物も生成される。

従って、本発明の別の形態では、下記の工程を含む、乾燥重量基準で、少なくとも約60wt%、好ましくは少なくとも約90wt%(N×6.25)のタンパク質含有量を有する、豆類タンパク質生成物を製造する方法が提供される:
(a)水を用いて豆類タンパク質源を抽出して、タンパク源から豆類タンパク質の可溶化を引き起きして、豆類タンパク質水溶液を形成する工程、
(b)残留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工程、
(c)豆類タンパク質水溶液のpHを約1.5〜約3.4のpHに調整して、酸性化豆類タンパク質溶液を製造する工程、
(d)酸性化豆類タンパク質溶液から酸不溶性固形物質を分離する工程、
(e)選択膜技術によって酸性化豆類タンパク質溶液を濃縮及び/又は透析濾過して、酸性化豆類タンパク質溶液のタンパク質成分を、第1の残余画分及び第1の透過画分に分別する工程、
(f)任意選択により第1の残余画分を乾燥して、第1の豆類タンパク質生成物を提供する工程、
(g)第1の透過画分を濃縮及び任意選択により透析濾過して、第2の残余画分及び第2の透過画分を提供する工程、
(h)任意選択により第2の残余画分を乾燥して、第2の豆類タンパク質生成物を提供する工程。
本発明の一実施態様では、第1の残余画分は、酸性化豆類タンパク質溶液からの高分子量タンパク質種を含み、そして、第1の透過画分は、酸性化豆類タンパク質溶液からの低分子量タンパク質種及び不純物を含む。本発明の別の実施態様では、第1の豆類タンパク質生成物は、酸性化豆類タンパク質溶液から抽出される高分子量タンパク質を含む。本発明の別の実施態様では、第1の透過画分の濃縮及び任意選択の透析濾過は、第2の残余画分中に低分子量タンパク質種を保持し、不純物を第2の透過画分中へ透過させる。

本発明の実施態様では、第1の残余画分のpHを、任意選択の乾燥工程の前に、約8.0未満に調整することができる。本発明の別の実施態様では、第1の残余画分のpHを、任意選択の乾燥工程の前に、約6.0〜約8.0に調整することができる。本発明の別の実施態様では、第1の残余画分のpHを、任意選択の乾燥工程の前に、約6.5〜約7.5に調整することができる。中性に近いpHで生成物が提供される場合、中性飲料又はバー等の中性又は中性に近い食品応用における用途に適した形態である。
本発明の実施態様では、上記の本発明のいずれかの形態において生じる。酸不溶性固形物質を更に処理して、別の豆類タンパク質生成物を提供することができる。この生成物は、酸性化豆類タンパク質溶液から分取される生成物と比べると、一般的に、低い純度と、高レベルのエンドウ豆/野菜の風味(flavor notes)を有し得る。しかし、酸不溶性固形物質から分取される生成物の風味は、食品及び飲料応用における用途に依然として適したものである。
従って、本発明の別の態様では、乾燥重量基準で、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する豆類タンパク質生成物の製造方法であって、
任意選択によりpHを約8.0未満、約6.0〜約8.0、及び約6.5〜約7.5からなる群から選択される値に調整した後、任意選択により酸不溶性固形物質を乾燥する工程、又は、好ましくは、酸不溶性固形物質を、酸不溶性固形物質と同じpHを有する約1〜約20容の水で洗浄し、そして、任意選択によりpHを約8.0未満、約6.0〜約8.0、及び約6.5〜約7.5からなる群から選択される値に調整した後、任意選択により、該酸不溶性固形物質を乾燥する工程を含む方法が提供される。

従って、本発明の別の形態では、下記の工程を含む、乾燥重量基準で、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する豆類タンパク質生成物を製造する方法が提供される:
(a)水を用いて豆類タンパク質源を抽出して、タンパク源から豆類タンパク質の可溶化を引き起きして、豆類タンパク質水溶液を形成する工程、
(b)残留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工程、
(c)豆類タンパク質水溶液のpHを約1.5〜約3.4のpHに調整して、酸性化豆類タンパク質溶液を製造する工程、
(d)酸性化豆類タンパク質溶液から酸不溶性固形物質を分離する工程、
あるいは、
(e)任意選択により、選択膜技術によって酸性化豆類タンパク質溶液を濃縮する工程、
(f)任意選択で濃縮した豆類タンパク質溶液を任意選択により透析濾過する工程、
(g)任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した豆類タンパク質溶液を任意選択により乾燥する工程;、
または、
(h)選択膜技術によって酸性化豆類タンパク質溶液を濃縮及び/又は透析濾過して、酸性化豆類タンパク質溶液のタンパク質成分を、第1の残余画分及び第1の透過画分に分別する工程、
(i)任意選択により第1の残余画分を乾燥して、第1の豆類タンパク質生成物を提供する工程、
(j)第1の透過画分を濃縮及び任意選択により透析濾過して、第2の残余画分及び第2の透過画分を提供する工程、
(k)任意選択により第2の残余画分を乾燥して、第2の豆類タンパク質生成物を提供する工程。

本発明の実施態様では、第1の残余画分は、酸性化豆類タンパク質溶液からの高分子量タンパク質種を含み、第1の透過画分は、酸性化豆類タンパク質溶液からの低分子量タンパク質種及び不純物を含む。本発明の別の実施態様では、第1の豆類タンパク質生成物は、酸性化豆類タンパク質溶液から分取される高分子量タンパク質を含む。本発明の別の実施態様では、第1の透過画分の濃縮及び任意選択の透析濾過は、第2の残余画分中に低分子量タンパク質種を保持し、そして、不純物を第2の透過画分中に透過させる。本発明の別の実施態様では、第2の豆類タンパク質生成物は、酸性化豆類タンパク質溶液から分取される低分子量タンパク質種を含む。本発明の別の実施態様では、分別工程を用いることなく、酸性化豆類タンパク質溶液から分取される生成物と比べて、第2の豆類タンパク質生成物は、酸性溶液中で改善された透明性を有する。
本発明の実施態様では、該酸不溶性固形物質を任意選択により乾燥して、乾燥重量基準で、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量が有する豆類タンパク質生成物を生成する。
本発明の実施態様では、酸不溶性物質のpHを、任意選択の乾燥工程の前に、約8.0未満に調整する。本発明の別の実施態様では、酸不溶性物質のpHを、任意選択の乾燥工程の前に、約6.0〜約8.0に調整する。本発明の別の実施態様では、酸不溶性物質のpHを、任意選択の乾燥工程の前に、約6.5〜約7.5に調整する。
本発明の実施態様では、任意選択による乾燥工程に先立ち、酸不溶性固形物質は、約1.5〜約3.4及び酸不溶性物質とほぼ同じpHからなる群から選択されるpHを有する、約1〜約20容の水と一緒に混合することによって洗浄され、その後、洗浄水から分離される。
本発明の実施態様では、洗浄した酸不溶性物質のpHを、任意選択の乾燥工程の前に、約8.0未満に調整する。本発明の別の実施態様では、洗浄した酸不溶性物質のpHを、任意選択の乾燥工程の前に、約6.0〜約8.0に調整する。本発明の別の実施態様では、洗浄した酸不溶性物質のpHを、任意選択の乾燥工程の前に、約6.5〜約7.5に調整する。
本発明の実施態様では、洗浄水を、分離工程(d)の酸性化豆類タンパク質溶液と組み合わせて、工程(e)、(f)及び/又は(g)における処理を施す。
本発明の実施態様では、洗浄水を、分離工程(d)の酸性化豆類タンパク質溶液と組み合わせて、工程(h)、(i)、(j)及び/又は(k)における処理を施す。
本発明の実施態様では、抽出工程(a)は、約1〜約100℃の温度で実施される。本発明の別の実施態様では、抽出工程(a)は、約15〜約65℃の温度で実施される。本発明の別の実施態様では、抽出工程(a)は、約20〜約35℃の温度で実施される。
本発明の実施態様では、約6〜約11のpHで抽出が実行されるように、抽出に使用される水はpH調整剤を含有する。本発明の別の実施態様では、約6〜約8.5のpHで抽出が実行されるように、抽出に使用される水はpH調整剤を含有する。本発明の別の実施態様では、pH調整剤は水酸化ナトリウムである。
本発明の実施態様では、豆類タンパク質水溶液は、約5〜約50g/Lのタンパク質濃度を有する。本発明の別の実施態様では、豆類タンパク質水溶液は、約10〜約50g/Lのタンパク質濃度を有する。
本発明の実施態様では、水は酸化防止剤を含有する。
本発明の実施態様では、分離工程(b)後、酸性化工程(c)前に、豆類タンパク質水溶液を吸着剤で処理して、該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。
本発明の実施態様では、酸性化工程(c)において、前記豆類タンパク質水溶液のpHを約2.0〜約3.0に調整する。
本発明の実施態様では、分離工程(d)後、酸性化タンパク質水溶液を加熱処理工程にかける。本発明の実施態様では、加熱処理工程は、熱不安定性の抗栄養因子を不活性化するために実施する。本発明の実施態様では、抗栄養因子は、熱不安定性トリプシン阻害剤である。本発明の別の実施態様では、加熱処理工程は、酸性化タンパク質水溶液を低温殺菌するために実施する。
本発明の実施態様では、加熱処理は、約70〜約160℃の温度で約10秒間〜約60分間実施する。本発明の別の実施態様では、加熱処理は、約80〜約120℃の温度で約10秒間〜約5分間実施する。本発明の別の実施態様では、加熱処理は、約85〜約95℃の温度で約30秒間〜約5分間実施する。
本発明の実施態様では、加熱処理した酸性化豆類タンパク質溶液を約2〜約65℃の温度に冷却する。本発明の別の実施態様では、加熱処理した酸性化豆類タンパク質溶液を約50〜約60℃の温度に冷却する。
本発明の実施態様では、酸性化豆類タンパク質水溶液を乾燥して、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する豆類タンパク質生成物を提供する。
本発明の実施態様では、酸性化豆類タンパク質水溶液を濃縮工程(e)にかけて、約50〜約300g/Lのタンパク質濃度を有する、濃縮した酸性化豆類タンパク質溶液を製造する。本発明の実施態様では、濃縮した酸性化豆類タンパク質溶液を透析濾過工程(f)にかける。
本発明の実施態様では、濃縮した酸性化豆類タンパク質溶液は、約100〜約200g/Lのタンパク質濃度を有する。
本発明の実施態様では、濃縮工程(e)は、約1,000〜約1,000,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用する限外濾過により、実施する。本発明の別の実施態様では、濃縮工程(e)は、約1,000〜100,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用する限外濾過によって、実施する。
本発明の実施態様では、酸性化豆類タンパク質水溶液に対して、その部分的又は完全な濃縮の前または後で、透析濾過工程(f)を、水又は酸性化水を使用して実施する。
本発明の実施態様では、透析濾過工程(f)は、約1〜約40容の透析濾過溶液を使用して実施する。本発明の別の実施態様では、透析濾過工程(f)は、約2〜約25容の透析濾過溶液を使用して実施する。
本発明の実施態様では、透過画分中に有意な更なる量の不純物又は目に見える色が存在しなくなるまで、透析濾過工程(f)を、実施する。
本発明の実施態様では、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、豆類タンパク質単離物を提供するように、残余画分が十分に精製されるまで、透析濾過工程(f)を、実施する。
本発明の実施態様では、透析濾過工程(f)は、約1,000〜約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。本発明の別の実施態様では、透析濾過工程(f)は、約1,000〜約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。
本発明の実施態様では、透析濾過工程(f)の少なくとも一部の間、酸化防止剤が、透析濾過媒体中に存在している。
本発明の実施態様では、濃縮工程(e)及び任意選択の透析濾過工程(f)は、約2〜約65℃の温度で実施する。本発明の別の実施態様では、濃縮工程(e)及び任意選択の透析濾過工程(f)は、約50〜約60℃の温度で実施する。
本発明の実施態様では、酸性化豆類タンパク質水溶液を工程(h)にかけて、約50〜約300g/Lのタンパク質濃度を有する、濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液(第1の残余画分)を製造する。本発明の別の実施態様では、酸性化豆類タンパク質水溶液を工程(h)にかけて、約100〜約200g/Lのタンパク質濃度を有する、濃縮及び任意選択により透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液(第1の残余画分)を製造する。
本発明の実施態様では、孔径が約0.05〜約0.1μmの膜を使用した精密濾過による、工程(h)に、酸性化豆類タンパク質水溶液をかける。本発明の別の実施態様では、孔径が約0.08〜約0.1μmの膜を使用した精密濾過による、工程(h)に、酸性化豆類タンパク質水溶液をかける。
本発明の実施態様では、約10,000〜約1,000,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用する限外濾過による、工程(h)に。酸性化豆類タンパク質水溶液をかける。本発明の別の実施態様では、約100,000〜約1,000,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用する限外濾過による、工程(h)に、酸性化豆類タンパク質水溶液をかける。
本発明の実施態様では、任意選択の後続する濃縮の前、若しくはその部分的又は完全な濃縮の後で、酸性化豆類タンパク質水溶液に対して、透析濾過工程(f)を、水又は酸性化水を使用して実施する。
本発明の実施態様では、透析濾過工程(h)は、約1〜約40容の透析濾過溶液を使用して、実施される。本発明の別の実施態様では、透析濾過工程(h)は、約2〜約25容の透析濾過溶液を使用して、実施される。
本発明の実施態様では、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する豆類タンパク質単離物を提供できるように、残余画分が十分に精製されるまで、透析濾過工程(h)が、実施される。
本発明の実施態様では、透析濾過工程(h)の少なくとも一部の間、酸化防止剤が、透析濾過媒体中に存在している。
本発明の実施態様では、濃縮工程及び任意選択の透析濾過工程は、約2〜約65℃の温度で実施される。本発明の別の実施態様では、濃縮工程及び任意選択の透析濾過工程は、約50〜約60℃の温度で実施される。
本発明の実施態様では、第1の透過画分を工程(j)にかけて、約10〜約300g/Lのタンパク質濃度を有する、濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液(第2の残余画分)を製造する。本発明の別の実施態様では、第1の透過画分を工程(j)にかけて、約100〜約200g/Lのタンパク質濃度を有する、濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液(第2の残余画分)を製造する。
本発明の実施態様では、濃縮及び任意選択の透析濾過工程は、約1,000〜約100,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用する、限外濾過によって、実施される。本発明の別の実施態様では、濃縮及び任意選択の透析濾過工程は、約1,000〜約10,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用する、限外濾過によって、実施される。
本発明の実施態様では、任意選択の透析濾過工程は、第2の残余画分に対して、その部分的又は完全な濃縮の前または後に、水又は酸性化水を使用して実施される。
本発明の実施態様では、濃縮及び任意選択の透析濾過工程(j)の透析濾過は、約1〜約40容の透析濾過溶液を使用して、実施される。別の実施態様では、濃縮及び任意選択の透析濾過工程(j)の透析濾過は、約2〜約25容の透析濾過溶液を使用して、実施される。
本発明の実施態様では、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を具えた、豆類タンパク質単離物を提供するように、残余画分が十分に精製されるまで、濃縮及び任意選択の透析濾過工程(j)の透析濾過は、実施される。
本発明の実施態様では、濃縮及び任意選択の透析濾過工程(j)の透析濾過の少なくとも一部の間、酸化防止剤が、透析濾過媒体中に存在している。
本発明の実施態様では、濃縮及び任意選択の透析濾過工程(j)は、約2〜約65℃の温度で実施される。本発明の別の実施態様では、濃縮及び任意選択の透析濾過工程(j)は、約50〜約60℃の温度で実施される。
本発明の実施態様では、透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液を、加熱処理工程にかける。本発明の実施態様では、加熱処理工程は、熱不安定性トリプシン阻害剤等の熱不安定性の抗栄養因子を不活性化するために、実施される。
本発明の実施態様では、部分的に濃縮した又は濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液を、加熱処理工程にかける。本発明の実施態様では、加熱処理工程は、熱不安定性トリプシン阻害剤をはじめとする、熱不安定性の抗栄養因子を不活性化するために、実施される。
本発明の実施態様では、加熱処理は、約70〜約160℃の温度で、約10秒間〜約60分間実施する。本発明の別の実施態様では、加熱処理は、約80〜約120℃の温度で、約10秒間〜約5分間実施する。本発明の別の実施態様では、加熱処理は、約85℃〜約95℃の温度で、約30秒間〜約5分間実施する。
本発明の実施態様では、加熱処理した豆類タンパク質溶液を、約2〜約65℃の温度に冷却する。本発明の別の実施態様では、加熱処理した豆類タンパク質溶液を、約50〜約60℃の温度に冷却する。
本発明の実施態様では、濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化タンパク質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。
本発明の実施態様では、乾燥に先立ち、濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化タンパク質溶液は、低温殺菌される。
本発明の実施態様では、低温殺菌工程は、約55〜約75℃の温度で、約15秒間〜約60分間実施される。
本発明の実施態様では、任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液を乾燥工程(g)にかけて、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量が有する、豆類タンパク質単離物を提供する。出願人は、この豆類タンパク質単離物を、810と名付けている。
本発明の実施態様では、第1の残余画分の濃縮及び/又は透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液を乾燥工程(i)にかけて、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、豆類タンパク質単離物を提供する。出願人は、この豆類タンパク質単離物を、816Bと名付けている。
本発明の実施態様では、第2の残余画分の濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液を乾燥工程(k)にかけて、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、豆類タンパク質単離物を提供する。出願人は、この豆類タンパク質単離物を、816Aと名付けている。
本発明の実施態様では、任意選択の乾燥工程(g)に先立ち、任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液のpHを約8.0未満に調整している。本発明の別の実施態様では、任意選択の乾燥工程(g)に先立ち、任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液のpHを約6.0〜約8.0に調整している。本発明の別の実施態様では、任意選択の乾燥工程(g)に先立ち、任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液のpHを約6.5〜約7.5に調整している。
本発明の実施態様では、乾燥工程(i)に先立ち、膜処理した酸性化豆類タンパク質溶液のpHを約8.0未満に調整している。本発明の実施態様では、乾燥工程(i)に先立ち、膜処理した酸性化豆類タンパク質溶液のpHを約6.0〜約8.0に調整している。本発明の別の実施態様では、乾燥工程(i)に先立ち、膜処理した酸性化豆類タンパク質溶液のpHを約6.5〜約7.5に調整している。
本発明の実施態様では、濃縮及び/又は任意選択の透析濾過工程は、トリプシン阻害剤の除去に好適な様式で実行される。
本発明の実施態様では、抽出工程(a)の間、還元剤が存在している。本発明の実施態様では、抽出工程(a)の間の還元剤の存在は、トリプシン阻害剤活性の低下を実現するために、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を切断又は再配置することを意図している。
本発明の実施態様では、任意選択の濃縮工程(e)及び/若しくは任意選択の透析濾過工程(f)の間、又は膜処理工程(h)の間、還元剤が存在している。本発明の実施態様では、還元剤の存在は、トリプシン阻害剤活性の低下を実現するために、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を切断又は再配置することを意図している。
本発明の実施態様では、還元剤が、乾燥工程(g)前の任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した豆類タンパク質溶液、及び/又は乾燥豆類タンパク質生成物に添加される。本発明の実施態様では、還元剤の存在は、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を切断又は再配置して、トリプシン阻害剤活性の低下を実現することを意図している。
本発明の実施態様では、還元剤が、乾燥工程(i)前の膜処理した豆類タンパク質溶液、及び/又は乾燥豆類タンパク質生成物に添加される。本発明の実施態様では、還元剤の存在は、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を切断又は再配置して、トリプシン阻害剤活性の低下を実現することを意図している。
本発明の実施態様では、還元剤が、乾燥工程(k)前の濃縮及び任意選択で透析濾過した豆類タンパク質溶液、及び/又は乾燥豆類タンパク質生成物に添加されている。本発明の実施態様では、還元剤の存在は、トリプシン阻害剤のジスルフィド結合を切断又は再配置して、トリプシン阻害剤活性の低下を実現することを意図している。
従って、本発明の別の形態では、塩の添加を必要とするプロセス工程を用いることなく調製されており、エンドウ豆又は野菜の風味がほとんどない又は全くなく、そして、その製造に酵素を必要としない、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、豆類タンパク質生成物を提供する。本発明の実施態様では、豆類タンパク質生成物は、約1.5wt%d.b.を超えるフィチン酸を含有する。本発明の別の実施態様では、豆類タンパク質生成物は、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する。本発明の別の実施態様では、豆類タンパク質生成物は、約4.0未満の酸性pH値において、水性媒体中に完全に溶解性である。本発明の別の実施態様では、豆類タンパク質生成物は、約3.0未満の酸性pH値において、水性媒体中に完全に溶解性である。本発明の別の実施態様では、豆類タンパク質生成物は、溶液又は懸濁液中に該タンパク質生成物を維持するために、安定剤又はその他の添加剤を必要としない。本発明の別の実施態様では、ブレンドの水溶液を製造するため、水溶性粉末材料と、豆類タンパク質生成物がブレンドされる。本発明の別の実施態様では、豆類タンパク質生成物は、粉末飲料である。
従って、本発明の別の形態では、上記の豆類タンパク質生成物の水溶液が提供される。本発明の実施態様では、該水溶液は飲料である。本発明の別の実施態様では、該飲料は、その中にでは、豆類タンパク質生成物が完全に可溶性であり、そして、実質的に透き通っている、澄んだ飲料である。本発明の別の実施態様では、該飲料は、透明な飲料ではなく、そして、その中に溶解している豆類タンパク質は濁度(haze)レベルを増加させていない。本発明の別の実施態様では、該飲料は、透明な飲料ではなく、そして、その中に溶解している豆類タンパク質が、該飲料の濁度(haze)レベルに寄与している。本発明の別の実施態様では、豆類タンパク質生成物は、低いトリプシン阻害剤活性を有している。
従って、本発明の別の形態では、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有し、そして、約2〜約3のpHの水中において、約90%を超える、1%タンパク質w/vでのタンパク質溶解性、約4〜約6のpHの水中において、約35%未満の1%タンパク質w/vでのタンパク質溶解性、そして、約7のpHの水中において、約25%から55%の間の、1%タンパク質w/vでのタンパク質溶解性を有する、豆類タンパク質生成物が提供される。本発明の実施態様では、豆類タンパク質生成物の溶解性は、例9の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、該豆類タンパク質生成物は、黄エンドウ豆タンパク質生成物である。
従って、本発明の別の形態では、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有し、そして、約2のpHの水中において、約35%から75%の間の1%タンパク質w/vでのタンパク質溶解性、約3のpHの水中において、約25%から55%の間の1%タンパク質w/vでのタンパク質溶解性、約4のpHの水中において、約15%から30%の間の1%タンパク質w/vでのタンパク質溶解性、そして、約7のpHの水中において、約15から50%の間の1%タンパク質w/vでのタンパク質溶解性を有する、豆類タンパク質生成物が提供される。本発明の実施態様では、豆類タンパク質生成物の溶解性は、例9の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、該豆類タンパク質生成物は、黄エンドウ豆タンパク質生成物である。
従って、本発明の別の形態では、約7〜約20%が、約100,000Daを超え、約13〜約40%が、約15,000〜約100,000Daの間であり、約15〜約28%が、約5,000〜約15,000Daの間であり、及び、約21〜約57%が、約1,000〜約5,000Daの間である、分子量プロファイルを有する、豆類タンパク質生成物が提供される。本発明の実施態様では、豆類タンパク質生成物の分子量プロファイルは、例10の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、該豆類タンパク質生成物は、黄エンドウ豆タンパク質生成物である。
従って、本発明の別の形態では、約12〜約27%が、約100,000Daを超え、約18〜約35%が、約15,000〜約100,000Daの間であり、約20〜約37%が、約5,000〜約15,000Daの間であり、及び、約12〜約43%が、約1,000〜約5,000Daの間である、分子量プロファイルを有する、豆類タンパク質生成物が提供される。本発明の実施態様では、豆類タンパク質生成物の分子量プロファイルは、例10の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、該豆類タンパク質生成物は、黄エンドウ豆タンパク質生成物である。
従って、本発明の別の形態では、約4〜約8%が、約100,000Daを超え、約32〜約36%が、約15,000〜約100,000Daの間であり、約43〜約48%が、約5,000〜約15,000Daの間であり、及び、約12〜約16%が、約1,000〜約5,000Daの間である、分子量プロファイルを有する、豆類タンパク質生成物が提供される。本発明の実施態様では、豆類タンパク質生成物の分子量プロファイルは、例10の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、該豆類タンパク質生成物は、黄エンドウ豆タンパク質生成物である。
従って、本発明の別の形態では、約8〜約12%が、約100,000Daを超え、約16〜約27%が、約15,000〜約100,000Daの間であり、約13〜約21%が、約5,000〜約15,000Daの間であり、及び、約43〜約57%が、約1,000〜約5,000Daの間である、分子量プロファイルを有する、豆類タンパク質生成物が提供される。本発明の実施態様では、豆類タンパク質生成物の分子量プロファイルは、例10の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、該豆類タンパク質生成物は、黄エンドウ豆タンパク質生成物である。
従って、本発明の別の形態では、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有し、そして、約2〜約7のpHの水中において、約40%未満の1%タンパク質w/vでのタンパク質溶解性、および、約3.0%d.b.を超える、フィチン酸含有量を有する、豆類タンパク質生成物が提供される。本発明の実施態様では、豆類タンパク質生成物の溶解性は、例9の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、該豆類タンパク質生成物は、黄エンドウ豆タンパク質生成物である。
従って、本発明の別の形態では、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有し、そして、約2〜約7のpHの水中において、約30%未満の1%タンパク質w/vでのタンパク質溶解性、および、6%d.b.を超える、酸加水分解性炭水化物含有量を有する、豆類タンパク質生成物が提供される。本発明の実施態様では、豆類タンパク質生成物の溶解性は、例9の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、酸加水分解性炭水化物含有量は、例12の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、該豆類タンパク質生成物は、黄エンドウ豆タンパク質生成物である。
従って、本発明の別の形態では、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有し、そして、約2〜約4のpHの水中において、約90%を超える、1%タンパク質w/vでのタンパク質溶解性、および、6%d.b.を超える、酸加水分解性炭水化物含有量を有する、豆類タンパク質生成物が提供される。本発明の実施態様では、豆類タンパク質生成物の溶解性は、例9の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、酸加水分解性炭水化物含有量は、例12の方法によって決定される。本発明の別の実施態様では、該豆類タンパク質生成物は、黄エンドウ豆タンパク質生成物である。
従って、本発明の別の形態では、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有しており、塩の添加又は酵素加水分解を用いることなく、調製されており、0.48g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15mlの水中に溶解することによって調製される溶液において、30%未満及び20%未満からなる群から選択される、濁度読み取り値を有する、豆類タンパク質生成物が提供される。出願人は、この豆類タンパク質生成物を、816Aと名付けている。本発明の実施態様では、塩はカルシウム塩である。本発明の別の実施態様では、該豆類タンパク質生成物は、黄エンドウ豆タンパク質生成物である。
本明細書中に開示されるプロセスに従って製造される、豆類タンパク質生成物は、これらに限定されないが、加工食品及び飲料のタンパク質強化、並びに、食品及び飲料中の機能性成分をはじめとする、広範囲な従来のタンパク質生成物の応用における用途に適している。本明細書中に開示されるプロセスに従って製造される、豆類タンパク質生成物のその他の用途は、ペットフード、動物飼料、並びに、産業及び化粧品での応用、そして、パーソナルケア生成物中である。
図1は、本発明のプロセスの一実施態様を図示する、模式的なフローシートである。 図2は、本発明のプロセスの一実施態様を図示する、模式的なフローシートである。
発明の全般的な説明
本発明の豆類タンパク質生成物の製造プロセスの最初の工程は、豆類タンパク質源から、豆類タンパク質を可溶化する過程を伴っている。本発明を適用することができる豆類には、これらに限定されないが、レンズマメ、ヒナマメ、乾燥エンドウ豆及び乾燥豆(dry beans)が含まれている。豆類タンパク質源は、豆類又は任意の豆類生成物あるいは豆類の加工から分取された副産物であってもよい。例えば、豆類タンパク質源は、任意選択で脱皮した豆類を粉砕することによって調製される粉末でよい。別の例として、豆類タンパク質源は、豆類を脱皮且つ粉砕し、次いで脱皮且つ粉砕した材料を、デンプン富化画分及びタンパク質富化画分に空気選別することによって形成されるタンパク質富化豆類画分であってもよい。豆類タンパク質源から回収される豆類タンパク質生成物は、豆類中に天然に存在するタンパク質であってよい、あるいは、該タンパク性材料は、遺伝子操作によって修飾されているが、天然タンパク質の特徴的な疎水性及び極性の特性を有している、タンパク質であってもよい。
本発明の豆類タンパク質生成物は、バッチ法又は連続法若しくは半連続法のいずれかによって豆類タンパク質源から調製することができる。豆類タンパク質源材料からのタンパク質の可溶化は、水を使用して実施する。使用される水は、飲料水又は異なる純度のレベルを有する水であってよい。本発明の実施態様では、逆浸透(RO)純水が好ましい。
抽出液のpHは、約6〜約11、好ましくは約6.5〜約8.5とすることができる。食品グレード水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウム又はその他の好適な食品グレードアルカリを水に添加して、要求される抽出液のpHに調整してもよい。タンパク質の可溶化は、約1〜約100℃、好ましくは約15〜約65℃、より好ましくは約20〜約35℃の温度で、好ましくは、通常約1〜約60分間である、可溶化時間を短縮するため、同時に攪拌しつつ、実施する。抽出温度は、水中の豆類タンパク質源のスラリーの粘性が、混合又はポンプ輸送可能性を顕著に損なわないようにすべきである。本発明の実施態様では、全体的に高生成収率を提供するように、実質的に、実現可能な限り、多量のタンパク質を、豆類タンパク質源から抽出するため、可溶化を実施することが好ましい。
豆類タンパク質源からのタンパク質の抽出は、連続的に操作する場合、豆類タンパク質源からのタンパク質の連続的抽出の実施と両立する、任意の方法で実施する。一実施態様において、豆類タンパク質源を水と連続的に混合し、そして、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に十分な滞留時間のための長さ及び流量を有するパイプ又はコンジットを通して、該混合物を搬送する。
可溶化工程中の、水中での豆類タンパク質源の濃度は、広範に分布してもよい。典型的な濃度値は、約5〜約20%w/vである。
タンパク質の抽出工程は、豆類タンパク質源中に存在している脂肪を可溶化する付加的な効果を有しており、その結果、その後、水性相中に脂肪が存在している。
該抽出工程から得られるタンパク質溶液は、一般的に、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。
該水は、酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤は、亜硫酸ナトリウム又はアスコルビン酸等の、任意の従来の酸化防止剤であってよい。用いる酸化防止剤の量は、溶液の約0.01wt%から約1wt%まで増減することができ、好ましくは約0.05wt%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性物質の酸化を阻害するのに役立つ。
次いで、抽出工程から得られる水性相を、例えば、デカンター遠心分離を採用して、任意の従来の方法で、残留豆類タンパク質源の塊から分離することができる。好ましくは、微細な残留豆類タンパク質源が、豆類タンパク質溶液中に残こっているが、要望に応じて、この微細固形物を、ディスク遠心分離及び/又は濾過によって、除去することができる。分離工程は、約1〜約100℃、好ましくは約15〜約65℃、より好ましくは約20〜約35℃の範囲内の任意の温度で実施することができる。分離工程の温度は、水中の豆類タンパク質源のスラリーの粘性が、分離工程を顕著に妨げることがない温度にすべきである。分離される残留豆類タンパク質源材料を、廃棄又は、更なる加工のため、例えばデンプン及び/又は残留タンパク質を回収するために乾燥することができる。残留タンパク質は、分離された残留豆類タンパク質源を真水で再抽出することによって回収することができ、そして、下記の更なる加工のため、清澄化で得られるタンパク質溶液は、最初のタンパク質溶液と合わされる。向流抽出の手順を利用してよい。その代わりに、分離される残留豆類タンパク質源を、残留タンパク質を回収するため、任意の他の従来の手順によって加工することもできる。
豆類タンパク質水溶液を、任意の好適な食品グレード非シリコーン系消泡剤等の消泡剤で処置して、更なる加工時に形成される泡の容量を低減することができる。用いる消泡剤の量は、一般的に、約0.0003%w/vを超える。あるいは、抽出工程中に、記載される量の消泡剤を添加することもできる。
分離された豆類タンパク質水溶液を、要望又は必要に応じて、脱脂操作にかけてよい。分離された豆類タンパク質水溶液の脱脂は、任意の従来の手順によって達成できる。
豆類タンパク質水溶液を、粒状活性炭等の吸着剤で処理して、色及び/又は臭気化合物を除去することができる。このような吸着剤処理は、一般的に分離したタンパク質水溶液の周囲温度で、任意の通常の条件下で実施することができる。
次いで、豆類タンパク質溶液のpHを、塩酸又はリン酸等の好適な任意の食品グレード酸を添加することによって、約1.5〜約3.4、好ましくは約2.0〜約3.0に調整する。豆類タンパク質の場合、通常、約4.5のpHで等電沈殿がなされる。本発明のプロセスにおいて、pHを低い値に調整することによって、大部分のタンパク質、好ましくは有意な部分のタンパク質、例えば約35wt%以上、好ましくは約60wt%以上、より好ましくは約80wt%以上のタンパク質が、酸性溶液中で、溶解性である。残存タンパク質は、任意の従来の手段によって、例えばディスクスタック遠心分離を用いることによって、酸性化豆類タンパク質溶液から除去され、下記のように更に加工される、酸不溶性固形物質と呼ばれるものの中に含有されている。pHの調整は、任意の通常の温度で行ってよく、そして、本発明の一実施態様では、好ましくはpHを調整する豆類タンパク質溶液の温度は、20〜35℃である。要望に応じて、上記の酸性化工程に先立ち、豆類タンパク質溶液を水で希薄することができる。
要望又は必要に応じて、更なる加工に先立ち、酸性化タンパク質溶液のpHを、更に低下させることができる。酸性化タンパク質溶液の調整されたpHは、依然として、約1.5〜約3.4、好ましくは約2.0〜約3.0の範囲であるべきである。
抽出工程中に豆類タンパク質源材料からの抽出の結果、該溶液中に存在している、トリプシン阻害剤等の熱不安定性の抗栄養因子を不活性化するため、酸性化豆類タンパク質水溶液を加熱処理にかけることができる。このような加熱工程は、微生物負荷を低減する追加のメリットをももたらす。一般的に、タンパク質溶液は、約70〜約160℃、好ましくは約80〜約120℃、より好ましくは約85〜約95℃の温度で、約10秒間〜約60分間、好ましくは約10秒間〜約5分間、より好ましくは約30秒間〜約5分間加熱する。次いで、加熱処理済の酸性化豆類タンパク質溶液を、下記する更なる加工のために、約2〜約65℃、好ましくは約50℃〜約60℃の温度に冷却することができる。
結果として得られる酸性化豆類タンパク質水溶液は、豆類タンパク質生成物を製造するため、直接乾燥することができる。低減された不純物含有量を有する、豆類タンパク質生成物、例えば豆類タンパク質単離物を提供するために、乾燥工程に先立ち、酸性化豆類タンパク質水溶液を下記のように処理することができる。下記する更なる処理は、また、生成物の風味に対して、有益な効果があると考えられる。
酸性化豆類タンパク質水溶液を濃縮して、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、濃縮豆類タンパク質溶液を提供することができる。
濃縮工程は、連続的操作の場合、タンパク質水溶液が膜を通過する際、所望する程度の濃度となるように、寸法を定めている、異なる膜の素材ならびに構成に考慮が払われている、例えば約1,000〜約1,000,000ダルトン、好ましくは約1,000〜約100,000ダルトン等の、好適な分画分子量を有する、中空糸膜又は螺旋巻き膜(spiral-wound membranes)等の膜を使用する、限外濾過法又は透析濾過法等の任意の従来の選択膜技術を採用することで、バッチ操作又は連続的操作と両立する、任意の従来の方法で実施することができる。
周知されている通り、限外濾過法又は同様の選択膜技術は、高分子量種の通過を防止する一方で、低分子量種の通過を許容している。低分子量種には、源材料から抽出される低分子量物質、例えば、炭水化物、顔料、低分子量タンパク質、及び、例えば、それ自体、低分子量タンパク質である、トリプシン阻害剤等の、抗栄養因子が含まれている。異なる膜の材量及び構成を考慮して、不純物の通過を許容するとともに、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ように、通常、膜の分画分子量を選択される。
次いで、濃縮済の豆類タンパク質溶液を、水を使用する透析濾過工程にかけることができる。透析濾過の水は、好ましくは、透析濾過するタンパク質溶液のpHと等しいpHとされる。該透析濾過を、約1〜約40容の透析濾過溶液、好ましくは約2〜約25容の透析濾過溶液を使用して実施することができる。透析濾過の操作において、透過画分とろもに、膜に通過させることによって、更なる量の不純物が、豆類タンパク質水溶液から除去される。これは、タンパク質水溶液を精製し、そして、その粘性を低減させることができる。有意な更なる量の不純物若しくは目に見える色が透過画分中に存在しなくなるまで、あるいは、乾燥した際、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を具える豆類タンパク質単離物が提供されるように、残余画分が十分に精製されるまで、透析濾過の操作を実施することができる。該透析濾過は、濃縮工程と同じ膜を使用して実施することができる。しかし、要望に応じて、透析濾過工程を、異なる膜の材料及び構成が考慮されている、異なる分画分子量を有する別個の膜、例えば、約1,000〜約1,000,000ダルトン、好ましくは約1,000〜約100、000ダルトンの範囲の分画分子量を有する膜を使用して実施することができる。
あるいは、透析濾過工程は、濃縮工程に先立ち、酸性化タンパク質水溶液に適用しても、または、部分的に濃縮した酸性化タンパク質水溶液に適用してもよい。また、透析濾過は、濃縮過程の間の複数の時点で適用してもよい。透析濾過を、濃縮工程に先立ち、または、部分的に濃縮した溶液に適用する場合、その後、結果として得られる透析濾過溶液を更に濃縮することができる。タンパク質溶液が濃縮されるに従って、複数回の透析濾過によって達成される粘性の低下は、より濃厚に最終的な、十分に濃縮されたタンパク質濃縮の達成を可能とすることができる。これは、乾燥される材料の容量を減少させる。
濃縮工程及び透析濾過工程を、本明細書中において、その後に回収される豆類タンパク質生成物は、約90wt%(N×6.25)d.b.未満のタンパク質、例えば、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質を含有するように、実施することができる。豆類タンパク質水溶液を部分的に濃縮及び/又は部分的に透析濾過することによって、ごく一部だけ不純物を除去することが可能である。その後、このタンパク質溶液を乾燥して、低レベルの純度を有する豆類タンパク質生成物を提供することができる。
透析濾過工程の少なくとも一部の間、透析濾過水中に、酸化防止剤が存在していてよい。酸化防止剤は、亜硫酸ナトリウム又はアスコルビン酸等の、任意の従来の酸化防止剤でよい。透析濾過水中で用いられる酸化防止剤の量は、用いられる材料に依存し、そして、約0.01wt%から約1wt%まで増減することができ、好ましくは約0.05wt%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性物質の酸化を阻害するのに役立つ。
任意選択の濃縮工程及び任意選択の透析濾過工程は、任意の通常の温度、一般的には、約2〜約65℃、好ましくは、約50〜約60℃で、そして、所望の程度の濃縮及び透析濾過を実施する時間、実施することができる。ある程度、使用される温度及びその他の条件は、膜処理を実施するために使用される膜装置、溶液の所望されるタンパク質濃度、及び、不純物の透過画分中への除去効率に依存する。
前にも示唆したように、豆類は、抗栄養トリプシン阻害剤を含有している。最終的な豆類タンパク質生成物のトリプシン阻害剤活性レベルは、様々なプロセス変量の操作により制御することが可能である。
上述したように、熱不安定性のトリプシン阻害剤を不活性化するために、酸性化豆類タンパク質水溶液の加熱処理を利用することができる。また、部分的に濃縮した又は完全に濃縮した酸性化豆類タンパク質溶液を加熱処理して、熱不安定性のトリプシン阻害剤を不活性化することもできる。部分的に濃縮した酸性化豆類タンパク質溶液に加熱処理を施す場合、その後、結果として得られる加熱処理済溶液を、更に濃縮することができる。
加えて、濃縮及び/又は透析濾過工程は、その他の不純物と一緒に、透過画分中のトリプシン阻害剤の除去に好都合な方法で実行することができる。トリプシン阻害剤の除去は、30,000〜1,000,000Da等の、大きな孔径の膜を使用し、約30〜約65℃、好ましくは約50〜約60℃等の高温で膜を運用し、そして、10〜40容等の大容量の透析濾過媒体を用いることによって、促進される。
約3〜約3.4等の、より高いpHでの溶液の処理と比べて、約1.5〜約3等の、より低いpHでの豆類タンパク質溶液の酸性化及び膜処理は、トリプシン阻害剤活性を低下することができる。該pH範囲の下限値において、タンパク質溶液を濃縮及び/又は透析濾過する場合、乾燥工程に先立ち、溶液のpHを上げることが望ましいことがある。水酸化ナトリウム等の、任意の従来の食品グレードアルカリを添加することによって、濃縮及び/又は透析濾過タンパク質溶液のpHを、所望の値、例えば約3のpHに上げることができる。
更には、トリプシン阻害剤活性の低下は、該阻害剤のジスルフィド結合を切断又は再配置する、還元剤に、豆類材料を曝すことにより達成できる。好適な還元剤には、これらに限定されないが、亜硫酸ナトリウム、システイン及びN−アセチルシステインが含まれる。
該還元剤の添加は、全プロセスの種々の段階で実施することができる。還元剤は、抽出工程において、豆類タンパク質源材料と一緒に添加してもよく、残留豆類タンパク質源材料を除去した後に、豆類タンパク質水溶液に添加してもよく、乾燥に先立ち、透析濾過した残余画分に添加してもよく、あるいは、乾燥済の豆類タンパク質生成物に乾燥ブレンドしてもよい。還元剤の添加は、上述するように、加熱処理工程及び膜処理工程と組み合わせてもよい。
タンパク質溶液中に活性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、加熱処理工程の強さを抑える、または、除去する、還元剤を利用しない、該pH範囲の上限値、例えば約3〜約3.4において、小孔径の濃縮及び透析濾過用の膜を利用し、より低温で膜を運用し、少量の透析濾過媒体を採用して、任意選択の濃縮工程及び任意選択の透析濾過工程を実行することによって、達成することが可能である。
任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過したタンパク質溶液を、要望又は必要に応じて、更に脱脂操作にかけることができる。任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過したタンパク質溶液の脱脂は、任意の従来の手順によって達成することができる。
任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過したタンパク質水溶液を、粒状活性炭等の吸着剤で処理して、色及び/又は臭気化合物を除去することができる。該吸着剤による処理は、任意の通常の条件下、一般的に、タンパク質溶液の周囲温度で実施することができる。
乾燥又は更なる処理に先立ち、任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過したタンパク質水溶液を、低温殺菌することができる。該低温殺菌は、任意の通常の低温殺菌の条件下で実施することができる。一般的には、任意選択で濃縮及び任意選択で透析濾過した豆類タンパク質溶液を、約55〜約75℃の温度に約15秒間〜約60分間加熱する。その後、低温殺菌済の豆類タンパク質溶液を、好ましくは約25〜約40℃の温度に、冷却することができる。
次いで、任意選択で濃縮、任意選択で透析濾過、及び任意選択で低温殺菌した豆類タンパク質溶液を、噴霧乾燥又は凍結乾燥等の、任意の従来の手段によって乾燥して、豆類タンパク質生成物を提供することができる。あるいは、乾燥に先立ち、任意選択で濃縮、任意選択で透析濾過、及び任意選択で低温殺菌した豆類タンパク質溶液のpHを、約8.0未満、好ましくは約6〜約8、より好ましくは約6.5〜約7.5の値に調整することができる。例えば、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム溶液を添加することによる、任意の従来の方法で、pHを上げることができる。pHを調整する前にタンパク質溶液が低温殺菌されていない場合、上記の条件を用いてpHを調整した後に、低温殺菌を実施することができる。
乾燥豆類タンパク質生成物(乾燥前にpH調整工程を経て調製したもの又は該pH調整工程を省いて調製したもの)は、約60wt%を超えるタンパク質含有量を有する。好ましくは、乾燥豆類タンパク質生成物は、約90wt%(N×6.25)d.b.を超えるタンパク質含有量を有する、単離物である。
本発明の別の形態によれば、豆類タンパク質溶液のpHを約1.5〜約3.4、好ましくは約2.0〜約3.0の範囲に調整した後に捕集される酸不溶性固形物質を、任意選択によりRO水で希釈し、その後、乾燥して、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量が有する、豆類タンパク質生成物を形成することができる。あるいは、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、豆類タンパク質生成物を形成するための任意選択による乾燥に先立ち、任意選択で希釈された酸不溶性固形物質のpHを、例えば水酸化ナトリウム溶液又は水酸化カリウム溶液の添加による、任意の従来の手段によって、約8.0未満、好ましくは約6.0〜約8.0、より好ましくは約6.5〜約7.5の値に上げることができる。好ましくは、酸不溶性固形物質を洗浄して、不純物を除去し、生成物の純度及びフレーバーを改善する。酸不溶性固形物質は、pHが約1.5〜約3.4の範囲、好ましくは酸不溶性固形物質のpHに相当しているpHを有する、RO水約1〜約20容、好ましくは約1〜約10容中に、該固形物を懸濁させることによって洗浄することができる。洗浄工程は、約20〜約35℃等の、任意の通常の温度で実施することができる。酸不溶性固形物質を、任意の通常の長さの時間、好ましくは約15分間またはそれ以下、洗浄溶液と混合する。その後、洗浄された酸不溶性固形物質を、ディスクスタック遠心分離を用いた遠心分離等による、任意の従来の手段によって、酸洗浄溶液から分離することができる。酸洗浄溶液は、上で詳説したように、更なる処理のために酸性化タンパク質溶液に添加することができる。洗浄した酸不溶性固形物質を、任意選択によりRO水で希釈し、その後、噴霧乾燥又は凍結乾燥等の任意の従来の手段によって乾燥して、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する豆類タンパク質生成物を提供することができる。あるいは、任意選択の乾燥に先立ち、任意選択で希釈した洗浄酸不溶性固形物質のpHを、例えば水酸化ナトリウム溶液又は水酸化カリウム溶液の添加による、任意の従来の手段によって、約8.0未満、好ましくは約6.0〜約8.0、より好ましくは約6.5〜約7.5の値に調整することができる。酸溶解性タンパク質画分を処理することによって調製される生成物と比較して、酸不溶性固形物質から分取される生成物の風味は、一般的に、エンドウ豆/野菜の香りがより高くなることがある。しかし、酸不溶性固形物質から分取される生成物の風味は、該生成物が、食品及び飲料での応用における用途に適するものである。
任意選択の乾燥工程に先立ち、任意選択により希釈した酸不溶性固形物質又は任意選択により希釈した洗浄酸不溶性固形物質に対して、低温殺菌工程を採用することができる。該低温殺菌は、任意の通常の低温殺菌条件下で実施することができる。一般的には、任意選択により希釈した酸不溶性固形物質又は任意選択により希釈した洗浄酸不溶性固形物質を、約55〜約75℃の温度に、約15秒間〜約60分間、加熱する。その後、低温殺菌済の任意選択で希釈した酸不溶性固形物質又は任意選択で希釈し洗浄した酸不溶性固形物質を、好ましくは約25〜約40℃の温度に冷却することができる。pH調整の前に、任意選択で希釈した酸不溶性固形物質又は任意選択で希釈し洗浄した酸不溶性固形物質を低温殺菌していない場合、低温殺菌を、上記の条件を利用して、pHを調整した後に実施することができる。
本発明の別の形態において、カルシウム塩を使用することなく、調製される、酸溶解性豆類タンパク質生成物をもたらす、低分子量タンパク質から、高分子量タンパク質を分離するように、酸性化豆類タンパク質水溶液の膜処理を実施して、実質的に透明な豆類タンパク質水溶液を提供する。この代替工程を採用する場合、不純物と共に、低分子量タンパク質は透過画分に透過することを許容するように選択される、濃縮及び透析濾過用の膜の分画分子量により、酸性化豆類タンパク質溶液は、濃縮及び/又は透析濾過される。異なる膜の材料及び構成を考慮している、そして、連続操作の場合、酸性化タンパク質水溶液が膜を通過する際、所望の程度の濃度となるように、寸法を定めている、精密濾過法の場合、約0.05〜約0.1μm、好ましくは約0.08〜約0.1μmの、また、限外濾過法の場合、約10,000〜約1,000,000ダルトン、好ましくは約100,000〜約1,000,000ダルトンの、好適な分画分子量を具える、中空糸膜又は螺旋巻き膜等の膜を使用する、精密濾過法又は限外濾過法等の任意の従来の選択膜技術を採用することによる、バッチ操作又は連続的操作と両立する任意の従来の方法により、該濃縮及び透析濾過工程を実施することができる。濃縮工程では、酸性化豆類タンパク質水溶液を、約50〜約300g/L、好ましくは約100〜約200g/Lのタンパク質濃度に濃縮する。酸性化豆類タンパク質溶液又は部分的に濃縮した酸性化豆類タンパク質溶液若しくは濃縮した酸性化豆類タンパク質溶液を、好ましくは透析濾過するタンパク質溶液と等しいpHにおいて、水で透析濾過することができる。該透析濾過は、約1〜約40容の透析濾過溶液、好ましくは約2〜約25容の透析濾過溶液を使用して実施することができる。酸性化豆類タンパク質溶液又は部分的に濃縮した豆類タンパク質溶液に対して、透析濾過を実施する場合、透析濾過した溶液を、引き続いて、更に濃縮することができる。濃縮工程及び透析濾過工程は、任意の通常の温度、一般的には、約2〜約65℃、好ましくは約50〜約60℃で実施することができる。その他の小分子不純物と共に低分子量タンパク質は、膜処理の透過画分中に捕集される。
次いで、約10〜約300g/L、好ましくは約100〜約200g/Lのタンパク質濃度への限外濾過等の膜処理による、タンパク質溶液(工程1透過画分)のその後の濃縮、及び完全に濃縮する前又は濃縮した後に、タンパク質溶液に対して実施することができる、任意選択の透析濾過によって、低分子量タンパク質は、不純物から分離される。任意選択の透析濾過工程は、水又は、好ましくは、タンパク質溶液と同等若しくはそれより低いpHを有する、酸性化水の透析濾過溶液を使用して、実施される。濃縮工程及び透析濾過工程は、上述するように運用される、約1,000〜約100,000ダルトン、好ましくは1,000〜約10,000ダルトン等の低分画分子量の膜を使用して実施される。
この第2の膜処理工程は、回収される低分子量豆類タンパク質生成物は、約90wt%(N×6.25)d.b.未満のタンパク質、例えば、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質を含有するような様式で実施することができる。低分子量豆類タンパク質水溶液を部分的に濃縮及び/又は部分的に透析濾過することによって、ごく一部の不純物を除去することが可能である。その後、このタンパク質溶液を乾燥して、低レベルの純度を有する豆類タンパク質生成物を提供することができる。該豆類タンパク質生成物は、塩を使用することなく、調製されており、高溶解性であり、そして、酸性条件下で実質的に透明なタンパク質溶液を製造することができる。
該低分子量タンパク質の濃縮及び任意選択で透析濾過した溶液、あるいは、膜分画プロセスの残余画分(高分子量タンパク質を含有する)を処理して、上記のトリプシン阻害剤の活性を低下させることができる。低分子量タンパク質の濃縮及び任意選択で透析濾過した溶液、あるいは、膜分画プロセスの残余画分(高分子量タンパク質を含有する)を、上記のように、低温殺菌することができる。
その後、低分子量タンパク質の濃縮及び任意選択で透析濾過した溶液を、噴霧乾燥又は凍結乾燥等の任意の好都合な手段によって乾燥して、豆類タンパク質生成物を提供することができる。該乾燥豆類タンパク質生成物は、約60wt%d.b.を超えるタンパク質含有量を有する。好ましくは、乾燥豆類タンパク質生成物は、約90wt%(N×6.25)d.b.を超えるタンパク質含有量を有する、単離物である。
高分子量タンパク質を含有している、膜分画プロセスの残余画分から、追加の生成物を取得することができる。このタンパク質溶液は、食品グレードアルカリを使用する、約8.0未満、好ましくは約6.0〜約8.0、より好ましくは約6.5〜約7.5の値へのpHの調整を施して、あるいは、施すことなく、任意の従来の手段によって乾燥することができる。pH調整工程の後に、上記の低温殺菌工程を、膜分画プロセスの残余画分に適用することができる。該乾燥豆類タンパク質生成物は、約60wt%d.b.を超えるタンパク質含有量を有し、好ましくは、該乾燥豆類タンパク質生成物は、約90wt%(N×6.25)d.b.を超えるタンパク質含有量を有する、単離物である。膜分画プロセスの残余画分から取得される生成物は、エンドウ豆/野菜の風味の痕跡が非常に少ない又は実質的にない。
本発明の一形態にかかるプロセス10を示す、図1を参照すると、12では、pH約6〜約11、好ましくは約6.0〜約8.5において、豆類タンパク質源を、水による最初の抽出にかける。次いで、14では、残留豆類タンパク質源の除去によって、タンパク質抽出溶液は、完全に又は部分的に浄化され、16では、除去された固形物が収集される。次いで、20では、タンパク質抽出溶液18は、約1.5〜約3.4、好ましくは約2.0〜約3.0に、pHの調整がなされる。22では、遠心分離により酸不溶性物質が除去され、24の酸不溶性固形物質及び26の酸性化タンパク質溶液がもたらされる。
28では、回収された酸不溶性固形物質を、固形物と同じpH、すなわち、約1.5〜約3.4、好ましくは約2.0〜約3.0のpHを有する水で任意選択により洗浄することができ、そして、任意選択により洗浄した固形物34は、任意選択により、約6.0未満の値に、pHの調整がなされ、その後、48では、乾燥され、50で、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、810PAと称する豆類タンパク質生成物を提供することができる。
あるいは、36において、任意選択により洗浄した固形物34は、通常、約6〜約8、好ましくは、約6.5〜約7.5のpHに調整され、そして、38では、乾燥されて、40において、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、810PNと称する豆類タンパク質生成物を提供する。
任意選択の洗浄工程28からの洗浄遠心分離液(centrate)30は、酸性化タンパク質溶液26に添加することができる。60では、可溶性タンパク質の溶液は、約1.5〜約3.4、好ましくは約2.0〜約3.0の範囲内のpHに低下させることができる。次いで、62において、可溶性タンパク質の溶液は、濃縮及び任意選択で透析濾過にかかられる。濃縮工程及び任意選択の透析濾過工程からの残余画分64は、任意選択により、約6.0未満の値にpHの調整され、次いで、78では、乾燥され、80において、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、810Aと称する豆類タンパク質生成物を提供する。好ましくは、810A生成物は、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、単離物である。あるいは、66において、濃縮工程及び任意選択の透析濾過工程からの残余画分64は、通常、約6〜約8、好ましくは約6.5〜約7.5のpHに調整され、次いで、68では、乾燥されて、70において、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、810Nと称する豆類タンパク質生成物を提供する。好ましくは、810N生成物は、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、単離物である。
810A及び810PAタンパク質生成物は、それら自体で使用しても、あるいは、84において、乾燥ブレンドにより、組み合わせることもできる。あるいは、組み合わされた810A/810PA生成物は、46において、任意選択で洗浄した任意選択によりpHを約6.0未満に調整した酸不溶性固形物質を、濃縮/任意選択で透析濾過し、76において、任意選択により約6.0未満のpHに調整された残余画分と混合され、そして、混合物86を乾燥することによって形成することができる。810N及び810PNタンパク質生成物は、それら自体で使用しても、84において、乾燥ブレンドにより組み合わせることもできる。あるいは、組み合わせた810N/810PN生成物は、任意選択で洗浄し、36において、約6.0〜約8.0、好ましくは約6.5〜約7.5のpHに調整された酸不溶性固形物質を、濃縮/任意選択で透析濾過し、66において、約6.0〜約8.0、好ましくは約6.5〜約7.5のpHに調整されている残余画分と混合し、そして、該混合物82を乾燥することによって形成することができる。
本発明の別の形態にかかるプロセス11を示す、図2を参照すると、12では、豆類タンパク質源を、約6〜約11、好ましくは約6.0〜約8.5のpHにおいて、水による最初の抽出にかける。次いで、14では、残留豆類タンパク質源の除去によって、タンパク質抽出溶液は、完全に又は部分的に浄化され、16では、除去された固形物が収集される。次いで、20において、タンパク質抽出溶液18は、約1.5〜約3.4、好ましくは約2.0〜約3.0にpHの調整がなされる。22では、遠心分離により酸不溶性物質が除去され、24の酸不溶性固形物質及び26の酸性化タンパク質溶液がもたらされる。
28では、回収された酸不溶性固形物質を、固形物と同じpH、すなわち、約1.5〜約3.4、好ましくは約2.0〜約3.0のpHを有する水で任意選択により洗浄することができ、そして、46では、任意選択により洗浄した固形物34は、任意選択により、約6.0未満の値に、pHの調整がなされ、その後、48では、乾燥され、50で、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、810PAと称する豆類タンパク質生成物を提供することができる。
あるいは、36において、任意選択により洗浄した固形物34は、通常、約6〜約8、好ましくは、約6.5〜約7.5のpHに調整され、そして、38では、乾燥されて、40において、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、810PNと称する豆類タンパク質生成物を提供する。
任意選択の洗浄工程からの洗浄遠心分離液30を、酸性化タンパク質溶液26に添加することができる。60では、可溶性タンパク質の溶液は、約1.5〜約3.4、好ましくは約2.0〜約3.0の範囲内に、pHを低下させることができる。次いで、61において、可溶性タンパク質の溶液は、精密濾過又は限外濾過法による膜処理(濃縮及び/又は透析濾過)にかけられ、高分子量タンパク質(残余画分63)から低分子量タンパク質(透過画分91)を分離する。
次いで、93では、タンパク質分画工程91からの透過画分は、小孔径の膜を使用する濃縮及び任意選択の透析濾過によって精製され、不純物からタンパク質を分離する。次いで、97において、濃縮及び任意選択の透析濾過工程からの残余画分95は、乾燥され、低いpHの溶液中で改善した透明性を有しており、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、816Aと称する、豆類タンパク質生成物99を提供し、好ましくは、該生成物は、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、単離物である。
75において、タンパク質分画工程からの残余画分63は、任意選択により、約6.0未満のpHに調整され、次いで、77では、乾燥され、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、816BAと称する豆類タンパク質生成物79を提供することができる。好ましくは、該生成物は、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、単離物である。あるいは、65において、タンパク質分画工程からの残余画分63は、通常、約6〜約8、好ましくは約6.5〜約7.5のpHに調整され、次いで、67では、乾燥され、少なくとも約60wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、816BNと称する豆類タンパク質生成物69を提供することができる。好ましくは、該生成物は、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、単離物である。
816BA及び810PAタンパク質生成物は、それら自体で使用してもよく、また、83において、乾燥ブレンドして組み合わせることもできる。あるいは、組み合わせた816BA/810PA生成物は、任意選択で洗浄し46で任意選択によりpHを約6.0未満に調整した酸不溶性固形物質を、75で任意選択によりpHを約6.0未満に調整したタンパク質分画工程の残余画分と混合し、混合物85を乾燥することによって形成することができる。816BN及び810PNタンパク質生成物は、それら自体で使用しても、83で乾燥ブレンドして組み合わせてもよい。あるいは、組み合わせた810N/810PN生成物は、任意選択で洗浄し、36において、約6.0〜約8.0、好ましくは約6.5〜約7.5のpHに調整された酸不溶性固形物質を、濃縮/任意選択で透析濾過し、66において、約6.0〜約8.0、好ましくは約6.5〜約7.5のpHに調整されている、タンパク質分画工程の残余画分と混合し、そして、該混合物81を乾燥することによって形成することができる。

例1
本例は、本発明の方法の一実施態様による、豆類タンパク質生成物の調製を記載する。
黄エンドウ豆タンパク質濃縮物36kgは、周囲温度において、逆浸透浄水600Lに添加され、そして、10分間攪拌して、タンパク質水溶液が与えられた。デカンター遠心分離機を使用する遠心分離によって、懸濁固形物部分を除去し、タンパク質含有量が約「b」重量%のタンパク質溶液「a」kgを収集した。次いで、HCl溶液(濃HCl(22BE)を等容量の水で希釈)を添加することによって、タンパク質溶液のpHを、標的pH「c」に低下し、そして、ディスクスタック遠心分離機を使用して溶液を遠心分離することで、「e」のpHを有する、酸性化タンパク質溶液「d」L、及び、酸不溶性固形物質「f」kgが与えられた。
「g」wt%のタンパク質含有量を有する、酸性化タンパク質溶液を温め、次いで、約「k」℃の温度で操作される、「j」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って、「h」Lから「i」Lに容積を減らした。次いで、「l」wt%のタンパク質含有量を有する、タンパク質溶液を、約「o」℃で実施される、透析濾過の操作により、「m」LのRO水「n」を用いて、同じ膜上で透析濾過した。次いで、「p」wt%のタンパク質含有量を有する、透析濾過したタンパク質溶液を、「q」wt%のタンパク質含有量まで更に濃縮した。「r」の透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液が得られ、そして、デカンター遠心分離機を利用する分離工程から生じたタンパク質溶液中、約「s」%のタンパク質収率に相当している。「t」kgの透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液を、HCl溶液でpH2.7に調整されている、「u」Lの水で希釈した。希釈溶液を噴霧乾燥することで、「v」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有すると判明した生成物が産出された。該生成物を、「w」YP810Aと名付けた。「x」の透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液を、「y」LのRO水で希釈し、そして、NaOH/KOH溶液を使用して、該試料のpHを「z」に上げた。該中和された溶液を噴霧乾燥して、「aa」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有すると判明した生成物が産出された。該生成物を、「w」YP810Nと名付けた。
ディスクスタック遠心分離機から収集された酸不溶性固形物質は、「ab」wt%のタンパク質含有量を有していた。「ac」kgの該酸不溶性固形物質部分は、30分間、周囲温度で「ad」LのRO水「ae」と混合され、次いで、「af」遠心分離機を使用して遠心分離された。水洗工程後、「ah」wt%のタンパク質含有量を有している、「ag」kgの洗浄した酸不溶性固形物質が、収集され、そいて、デカンター遠心分離機を利用する分離工程から生じたタンパク質溶液中、約「ai」%のタンパク質収率に相当している。次いで、洗浄済の酸不溶性固形物質を、「aj」LのRO水と混合し、そして、約「ak」℃で約「al」分間低温殺菌した。「am」kgの低温殺菌且つ洗浄済の酸不溶性固形物質のpHを、HCl溶液の添加によって、「an」に調整し、次いで、噴霧乾燥して、「ao」(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有することが判明した生成物が産出された。該生成物を、「w」YP810PAと名付けた。「ap」kgの低温殺菌且つ洗浄済の酸不溶性固形物質を、「aq」LのRO水と混合し、次いで、NaOH/KOH溶液を使用して、pHを「ar」に上げ、そして、該試料を噴霧乾燥することで、「as」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有することが判明した生成物が産出された。該生成物を、「w」YP810PNと名付けた。パラメーター「a」〜「as」は、以下の表1に記載されている。
Figure 0006840664
例2
本例は、更に、本発明の方法の別の実施態様による、豆類タンパク質生成物の調製を記載する。
「a」kgの「b」を、周囲温度で、「c」Lの逆浸透純水に添加し、そして、10分間攪拌して、タンパク質水溶液が与えられた。デカンター遠心分離機を使用する遠心分離によって、懸濁固形物部分を除去して、約「e」重量%のタンパク質含有量を有する、「d」kgのタンパク質溶液を製造した。次いで、該タンパク質溶液のpHを、HCl溶液(濃HCl(22BE)を等容量の水で希釈)の添加によって、標的pH「f」に低下し、そして、該溶液を、ディスクスタック遠心分離機を使用して遠心分離することで、「h」のpHを有する、酸性化タンパク質溶液「g」L、及び酸不溶性固形物質「i」kgが与えられた。
「j」kgの酸不溶性固形物質を、「k」LのpH「f」のRO水に混合し、次いで、該試料を、「l」遠心分離機を使用して遠心分離することで、pH「n」を有する、「m」Lの酸性洗浄溶液、並びに「o」kgの洗浄済酸不溶性固形物質が与えられた。「p」Lの酸性化タンパク質溶液を「q」Lの酸性洗浄溶液と合わせ、そして、温めて、「r」のpHと、「s」wt%のタンパク質含有量を有する、膜供給材料が与えられた。約「w」℃の温度で操作される、「v」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って、該膜供給材料を、「t」Lから「u」Lに容積を減らした。次いで、「x」wt%のタンパク質含有量を有する、該タンパク質溶液を、約「aa」℃で実行される透析濾過の操作で、同じ膜上において、「y」LのRO水「z」を用いて透析濾過した。次いで、「ab」wt%のタンパク質含有量を有する、透析濾過済のタンパク質溶液を、更に、「ac」wt%のタンパク質含有量まで濃縮した。「ad」の透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液が得られ、そして、デカンター遠心分離機を使用した分離工程から生じたタンパク質溶液中、約「ae」%のタンパク質収率に相当している。次いで、透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液は、「af」LのRO水で希釈され、その後、約「ag」℃で「ah」秒間低温殺菌された。「ai」の「aj」透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液を、「ak」Lの水で希釈し、次いで、噴霧乾燥して、「al」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有することが判明した生成物が産出された。該生成物を、「am」「an」と名付けた。「ao」の「aj」透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液を、「ap」LのRO水で希釈し、そして、該試料のpHを、「ar」溶液を使用して、「aq」に上げた。該中和溶液を噴霧乾燥して、「as」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有することが判明した生成物が産出された。該生成物を、「am」「at」と名付けた。
「au」酸不溶性固形物質は、約「av」℃で「aw」秒間低温殺菌された。「az」wt%のタンパク質含有量を有する、「ax」kgの「ay」酸不溶性固形物質が、収集され、そいて、デカンター遠心分離機を利用する分離工程から生じたタンパク質溶液中、約「ba」%のタンパク質収率に相当している。「bb」kgの「ay」酸不溶性固形物質を「bc」LのRO水と合わせ、そして、「be」溶液を使用してpHを「bd」に上げ、該試料「bf」を乾燥して、「bg」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有することが判明した生成物が産出された。該生成物を、「am」「bh」と名付けた。
パラメーター「a」〜「bh」は、以下の表2に記載されている。
Figure 0006840664
Figure 0006840664
例3
本例は、更に、本発明の方法の別の実施態様による、豆類タンパク質生成物の調製を記載する。
黄エンドウ豆タンパク質濃縮物36kgは、周囲温度において、逆浸透浄水600Lに添加され、そして、10分間攪拌して、タンパク質水溶液が与えられた。デカンター遠心分離機を使用する遠心分離によって、懸濁固形物部分を除去し、約2.54重量%のタンパク質含有量を有する、タンパク質溶液608.59kgを製造した。次いで、HCl溶液(濃HCl(22BE)を等容量の水で希釈)を添加することによって、タンパク質溶液のpHを、標的pH3に低下し、そして、ディスクスタック遠心分離機を使用して溶液を遠心分離することで、約3.13のpHを有する、酸性化タンパク質溶液508L、及び、酸不溶性固形物質79.30kgが与えられた。
79.30kgの酸不溶性固形物質を、158.60LのpH3のRO水に混合し、次いで、該試料を、「l」遠心分離機を使用して遠心分離することで、3.00のpHを有する、201の酸性洗浄溶液、並びに29.98kgの洗浄済酸不溶性固形物質が与えられた。
500Lの酸性化タンパク質溶液を200Lの酸性洗浄溶液と合わせ、そして、温めて、3.10のpHと、1.75wt%のタンパク質含有量を有する、膜供給材料が与えられた。約50℃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って、該膜供給材料を、700Lから212Lに容積を減らした。次いで、34wt%のタンパク質含有量を有する、該タンパク質溶液を、約51℃で実行される透析濾過の操作で、同じ膜上において、318Lの、pH3のRO水を用いて透析濾過した。この時点で、106Lの残余画分を取り去り、処理時間を短縮した。残っている106Lの残余画分を、約51℃で実行される透析濾過の操作で、追加の901LのpH3のRO水を用いて透析濾過した。次いで、5.04wt%のタンパク質含有量を有する、透析濾過済のタンパク質溶液を、更に、8.56wt%のタンパク質含有量まで濃縮した。47kgの透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液が得られ、そして、デカンター遠心分離機を使用した分離工程から生じたタンパク質溶液中、約26%のタンパク質収率に相当している。次いで、透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液は、20.5LのRO水で希釈され、その後、約73℃で16秒間低温殺菌された。70.44kgの低温殺菌済、透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液に、pHを7.02に調整するのに十分な量のKOH/NaOH溶液を添加した。該中和溶液を噴霧乾燥して、90.08%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有することが判明した生成物が産出された。該生成物を、YP27−E13−15A YP810Nと名付けた。
洗浄済の酸不溶性固形物質は、約72℃で約16分間低温殺菌された。収集された、低温殺菌済酸不溶性固形物質は、6.41wt%のタンパク質含有量を有していた。29.98kgの低温殺菌済の酸不溶性固形物質を、3.28LのRO水、ならびに、pHを5.54に調整するのに十分な量のNaOH/KOH溶液と合わせた。そして、該試料を噴霧乾燥することで、75.15%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有することが判明した生成物が産出された。該生成物を、YP27−E13−15A YP810PAと名付けた。
例4
本例は、更に、本発明の方法の別の実施態様による、豆類タンパク質生成物の調製法を記載する。
72kgの黄エンドウ豆タンパク質濃縮物は、周囲温度において、1200Lの逆浸透浄水に添加され、そして、10分間攪拌して、タンパク質水溶液が与えられた。デカンター遠心分離機を使用する遠心分離によって、懸濁固形物部分を除去し、約2.57重量%のタンパク質含有量を有する、1190.48kgのタンパク質溶液を収集した。次いで、HCl溶液(濃HCl(22BE)を等容量の水で希釈)を添加することによって、該タンパク質溶液のpHを、3の標的pHに低下し、そして、ディスクスタック遠心分離機を使用して溶液を遠心分離することで、約3.02のpHを有する、1020Lの酸性化タンパク質溶液が与えられた。
次いで、該酸性化タンパク質溶液を、pHを標的の2に調整し、温めて、2.08のpHと、1.50wt%のタンパク質含有量を有する、膜供給材料を準備した。約50℃の温度で操作される、100,00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、濃縮することによって、この溶液の容量を1040Lから285Lに減少させた。次いで、5.28wt%のタンパク質含有量を有する、該タンパク質溶液を、約51℃の温度で操作される、同じ膜上で、2850LのpH2のRO水を用いて透析濾過した。次いで、4.99wt%のタンパク質含有量を有する、透析濾過したタンパク質溶液を、更に9.70wt%のタンパク質含有量まで濃縮した。133Lの透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液が得られ、デカンター遠心分離機を使用した分離工程から生じたタンパク質溶液中、約42.2%のタンパク質収率に相当している。133Lの透析濾過且つ濃縮したタンパク質溶液を40LのRO水で希釈し、約73℃で16秒間低温殺菌した。次いで、173Lの低温殺菌済のタンパク質溶液を、更に、31.71Lの水で希釈し、そして、NaOH溶液を使用して、該試料のpHを7.05に上げた。次いで、該中和溶液を噴霧乾燥して、88.85%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有することが判明した生成物が産生された。該生成物を、YP27−E26−15A YP810Nと名付けた。
例5
本例は、本発明の一実施態様の、透明性が改善された酸性豆類タンパク質生成物の製造を例示する。
36kgのエンドウ豆タンパク質濃縮物を、600Lの逆浸透純(RO)水と合わせ、そして、該混合物、を周囲温度において、10分間攪拌した。デカンター遠心分離機を使用して遠心分離することによって、懸濁固形物部分を除去し、そして、約「b」重量%のタンパク質含有量を有する、「a」kgのタンパク質溶液を収集した。次いで、タンパク質溶液のpHを、HCl溶液(濃HCl(22BE)を、等容量の水で希釈)の添加によって、「c」の標的pHまで低下させ、該溶液を、ディスクスタック遠心分離機を使用して遠心分離して、約「e」のpHを有する「d」Lの酸性化タンパク質溶液及び「f」kgの酸不溶性固形物質が与えられる。
「h」wt%のタンパク質濃度を有する、「g」Lの酸性化タンパク質溶液を、pH2の「i」LのRO水で希釈し、約50℃まで温めて、次いで、約「k」℃の温度で操作される、孔径0.08μmのポリフッ化ビニリデン(PVDF)精密濾過膜を使用して、「j」Lまで濃縮した。濃縮工程に引き続いて、追加のpH2のRO水「l」Lを用いて、透析濾過した。次いで、「n」wt%のタンパク質濃度を有する、精密濾過/透析濾過透過画分「m」Lは、約「p」℃の温度で操作される、孔径1,000ダルトンのPES限外濾過膜を使用して、「o」kgまで濃縮された。濃縮されたタンパク質溶液は、「q」wt%のタンパク質含有量を有していた。これは、デカンター遠心分離機を使用した分離工程から生じたタンパク質溶液中、約「r」%のタンパク質収率に相当していた。濃縮されたタンパク質溶液は、約「s」℃で「t」秒間低温殺菌され、次いで、「u」kgの低温殺菌且つ濃縮したタンパク質溶液を噴霧乾燥して、「w」YP816Aと名付けられた、「v」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有するタンパク質生成物が産生された。
「x」wt%のタンパク質含有量を有する、回収された「j」Lの精密濾過残余画分は、デカンター遠心分離機を利用する分離工程から生じたタンパク質溶液中、約「y」%のタンパク質収率に相当していた。濃縮及び透析濾過した精密濾過残余画分は、約「z」℃で「aa」秒間低温殺菌された。「ab」kgの低温殺菌済の精密濾過残余画分を、「ac」LのRO水で希釈し、NaOH/KOH溶液でpH「ad」に調整し、次いで、噴霧乾燥して、「w」YP816BNと名付けられた、「ae」%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、タンパク質生成物を形成した。
パラメーター「a」〜「ae」は、以下の表3に記載されている。
Figure 0006840664
例6
この例は、上記の米国特許出願第13/103,528号、同第13/289,264号、同第13/556,357号及び同第13/642,003号の方法による、豆類タンパク質生成物の製造を記載する。
「a」kgの「b」を、「e」で「c」Lの「d」と合わせ、そして、「f」分間攪拌した。次いで、「h」kgの塩化カルシウムペレット(95.5%)を「i」LのRO水中に溶解させることによって調製される、「g」kgの塩化カルシウム原液を添加し、そして、該混合物を追加の「j」分間攪拌した。デカンター遠心分離機を使用する遠心分離によって、残留固形物の塊を除去し、次いで、「l」kgの塩化カルシウムペレット(95.5%)を「m」LのRO水中に溶解させることによって調製された、「k」kgの塩化カルシウム原液を、部分的に浄化されたタンパク質溶液に添加した。ディスクスタック遠心分離機によって、微細残留固形物を除去し、「n」重量%のタンパク質含有量を有する、遠心分離液を製造した。「o」Lの遠心分離液を、「q」において、「p」LのRO水に添加し、そして、該試料のpHを、希釈HClを用いて「r」に低下した。希釈した酸性化遠心分離液は、「s」によって更に浄化され、「t」重量%のタンパク質含有量を有する、透明性の酸性化タンパク質溶液が与えられた。
透明性の酸性化タンパク質溶液は、「u」され、次いで、約「y」℃の温度で操作された、「x」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、濃縮して、容量を「v」Lから「w」Lに減少された。この時点で、「z」wt%のタンパク質含有量を有する、タンパク質溶液を、約「ab」℃で実行される透析濾過の操作で、「aa」LのRO水で透析濾過した。次いで、透析濾過したタンパク質溶液を「ac」Lまで濃縮し、追加の「ad」LのRO水で透析濾過したが、この透析濾過の操作は約「ae」℃で実行した。「af」wt%のタンパク質含有量を有する、濃縮されたタンパク質溶液を、更に、「ag」wt%のタンパク質含有量まで濃縮し、次いで、噴霧乾燥を促進させるため、「ah」wt%のタンパク質含有量までRO水で希釈した。「ai」のタンパク質溶液が、希釈且つ酸性化された、遠心分離液の「aj」%の収率で回収された。濃縮及び透析濾過されたタンパク質溶液を、約「ak」℃で「al」秒間低温殺菌し、次いで、乾燥して、「am」wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量が有することが判明した生成物が産生された。該生成物に、「an」の名称を付した。パラメーター「a」〜「an」は、以下の表4に記載されている。
Figure 0006840664
例7
この例は、前述の米国特許出願第13/937,266号の方法による、豆類タンパク質生成物の製造を記載する。
「a」kgの「b」を、「e」で「c」Lの「d」と合わせ、そして、「f」分間攪拌した。「g」kgの塩化カルシウムペレット(95.5%)を添加し、そして、該混合物を、追加の「h」分間攪拌した。デカンター遠心分離機を使用する遠心分離によって、残留固形物の塊を除去し、次いで、RO水の「k」L当たり「j」kgの塩化カルシウムペレット(95.5%)を溶解することによって調製された、「i」kgの塩化カルシウム原液を、部分的に浄化されたタンパク質溶液に添加した。ディスクスタック遠心分離機によって、微細残留固形物を除去し、「l」重量%のタンパク質含有量を有する、遠心分離液を製造した。「m」Lの遠心分離液を、周囲温度において、「n」LのRO水に添加し、そして、該試料のpHを、希釈HClを用いて、「o」に低下させた。希釈且つ酸性化された、遠心分離液を、「p」によって更に浄化して、透明性の酸性化タンパク質溶液が与えられた。
透明性の酸性化タンパク質溶液を温めて、次いで、約「u」℃の温度で操作される、「t」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、濃縮することによって、「q」重量%のタンパク質含有量を有する、該溶液は、「r」Lから「s」Lに容量が減少した。この時点で、「v」wt%のタンパク質含有量を有する、タンパク質溶液を、約「x」℃で実行される、透析濾過の操作を用いて、「w」LのRO水で透析濾過した。次いで、透析濾過したタンパク質溶液を、「y」Lに濃縮し、約「aa」℃で実行される透析濾過の操作により、追加の「z」LのRO水で透析濾過した。「ac」wt%のタンパク質含有量を有する、「ab」の濃縮タンパク質溶液は、希釈且つ酸性化された遠心分離液の「ad」%の収率で回収された。濃縮及び透析濾過したタンパク質溶液を、約「ae」℃で「af」秒間低温殺菌し、次いで、「ag」kgの「ah」濃縮及び透析濾過したタンパク質溶液を、「ai」LのRO水で希釈した。「aj」の該希釈試料のpHを、「al」溶液を用いて「ak」に調整した。次いで、「am」の、該pH調整済の試料を噴霧乾燥して、「an」wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有することが判明した生成物が産生された。該生成物に、「ao」YP701N2の名称を付した。パラメーター「a」〜「ao」は、以下の表5に記載されている。
Figure 0006840664


例8
本例は、市販の黄エンドウ豆タンパク質製品 Propulse(Nutri−Pea、Portage la Prairie,MB)、NutralysS85F(Roquette America,Inc.,Keokuk,IA)、Pisane C9(Cosucra Groupe Warcoing,S.A.,Belgium)、Pea Protein YS85%(The Scoular Company, Minneapolis,MN(Yantai Shuangta Food Co.,LTD,Jinling Town,Zhaoyuan City,Shandong州、Chinaにより製造)、Empro E86(Emsland Group,Emlichheim,Germany)のタンパク質含有量を例示する。これらのタンパク質製品は、現在市販されている最も純度の高いエンドウ豆タンパク質材料の中に含まれる。
市販試料のタンパク質含有量は、Leco窒素定量測定装置を使用する燃焼分析によって決定し、そして、粉末の水分含有量は、オーブン乾燥法によって決定した。乾燥重量基準の、試料のタンパク質含有量を表6に示す。
Figure 0006840664
表6に提示されている値から判るように、市販製品のタンパク質含有量は、本発明のプロセスにおける酸性化豆類タンパク質溶液から分取される、生成物のタンパク質含有量と同等又はそれよりも若干少なかった。市販製品は、通常、本プロセスにおけるpH調整工程の後で収集される酸不溶性固形物質から分取される、生成物より、タンパク質が多かった。
例9
本例は、本発明の形態による、例2〜5に記載される、カルシウム塩を使用することなく、調製される豆類タンパク質生成物と、特定の市販豆類タンパク質製品、並びに例6及び7に記載されている、カルシウム塩を使用して調製される豆類タンパク質生成物のタンパク質の溶解度を例示する。溶解度は、Morrら、J.Food Sci.,50:1715-1718の手順の修正版によって試験した。
0.5g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ビーカーに秤量し、次いで、少量の逆浸透(RO)純水を添加し、滑らかなペーストが形成するまで混合物を攪拌した。次いで、追加の水を添加して容量を約45mlにした。次いで、ビーカーの内容物を、電磁式攪拌器を使用してゆっくり60分間攪拌した。タンパク質を分散させた直後にpHを測定し、希釈NaOH又はHClを用いて、適当なレベル(2、3、4、5、6又は7)に調整した。60分間、攪拌しながら、定期的に、pHを測定し、補正した。60分攪拌した後、該試料をRO水で全容量50mlにし、1%w/vのタンパク質分散液が産生された。該分散液のタンパク質含有量は、Leco窒素定量測定装置を使用する燃焼分析によって測定した。次いで、一定分量の分散液を10分間に7800gで遠心分離し、不溶性物質を沈降させ、上澄みが産生されたが産生された。上澄みのタンパク質含有量を、Leco分析によって測定し、生成物の溶解度を以下の通りに計算した。
溶解度(%)=(%上澄み中のタンパク質/%初期分散液中のタンパク質)×100
100%を超える計算値は、100%として記録した。
異なるpH値における、様々な生成物のタンパク質の溶解度を表7に示す。
Figure 0006840664
表7に示す結果から判るように、本発明の異なる形態によって形成される、異なる生成物は、異なる溶解性プロファイルを有する。本発明の酸性化タンパク質溶液から形成され、中和化工程を用いることなく、乾燥させた生成物(810A)は、pH2及び3で高溶解性であるが、試験された高いpH値においては、限定された溶解性を有している。本発明の酸性化タンパク質溶液から形成された生成物を、乾燥の前に、中和化した場合(810N)、該生成物は、pH2及び3において、溶解性が低下していた。810N生成物で達成される溶解性の値は、試験されたpH範囲において、通常、市販のエンドウ豆タンパク質製品で得られる溶解性の値よりも高かった。酸性化工程後に酸不溶性固形物質から分取される生成物(810PN)は、該pH範囲にわたって、乏しいタンパク質溶解性を有することが判明した。本発明の、透明性が改善された酸溶解性タンパク質生成物(816A)は、810Aと比べて、広いpH範囲(2〜4)で、高溶解性であった。816Aはまた、5〜7の間のpH値でも、810Aよりは顕著に高い溶解性であった。透明性が改善された酸溶解性生成物の調製の副生成物(816BN)は、pH範囲にわたって、810N及び810PNおいて見いだされる値の中間である、溶解性の値を有する、制限された溶解性を有していた。本発明の810A生成物は、カルシウム塩プロセスの酸性生成物(701)とは異なる溶解性プロファイルを有していた。本発明の810N生成物は、カルシウム塩プロセスの中和化生成物(701N2)とは異なる溶解性プロファイルを有していた。
例10
本例は、本発明の形態による、例1〜5に記載の、カルシウム塩を使用することなく、調製された豆類タンパク質生成物と、特定の市販エンドウ豆タンパク質製品並びに例6及び7に記載の、カルシウム塩を使用して調製された豆類タンパク質生成物の分子量プロファイルを例示する。
分子量プロファイルは、300×7.8mmのPhenomenex BioSep S−2000シリーズカラムを備えたVarian ProStar HPLCシステムを使用する、サイズ排除クロマトグラフィーによって決定した。カラムは、145オングストロームの孔径を有する、直径5ミクロンの、親水性の結合シリカ剛性支持体を含有していた。
豆類タンパク質試料を分析する前に、1,350ダルトンの低分子量マーカーとして添加されたビタミンB12を有する、17,000ダルトン(ミオグロブリン)〜670,000ダルトン(チログロブリン)の間の既知の分子量を有するタンパク質を含有している、Bioradタンパク質標準液(Biorad製品番号151−1901)を使用して、標準曲線を作製した。0.9%w/vタンパク質標準溶液を水中で調製し、孔径0.45μmのフィルターディスクで濾過し、次いで、0.02%アジ化ナトリウムを含有する、pH6の、0.05Mリン酸/0.15M NaClの移動相を使用して、50μLの部分標本をカラム上で移動させた。移動相の流量は、1mL/分であり、280nmでの吸光度に基づき、成分を検出した。これらの既知の分子量の分子の保持時間に基づき、分子量の自然対数を分単位の保持時間に関連付けた回帰式を作製した。
保持時間(分)=−0.865×ln(分子量)+17.154 (r=0.98)
豆類タンパク質試料の分析では、0.02%アジ化ナトリウムを含有する、pH6の、0.05Mリン酸/0.15M NaClを移動相として使用し、また、乾燥試料の溶解にも使用した。タンパク質試料は、1%w/vの濃度まで、移動相溶液に混合し、そして、少なくとも1時間振盪機にかけておき、その後、孔径0.45μmのフィルターディスクを使用して濾過した。試料挿入サイズは50μLとした。移動相の流量は1mL/分であり、280nmの吸光度に基づき、成分を検出した。
分子量及び保持時間を関連付ける上記の回帰式を使用して、分子量100,000Da、15,000Da、5,000Da及び1,000Daに対応する保持時間を計算した。HPLC ProStarシステムを使用して、これらの保持時間範囲内のピーク面積を計算し、所与の分子量範囲に入るタンパク質のパーセンテージ((範囲ピーク面積/全タンパク質ピーク面積)×100)を計算した。データは、タンパク質の応答係数によっては修正されていないことに留意されたい。
例1〜7に記載の通りに調製された生成物、及び市販製品の分子量プロファイルを表8に示す。
Figure 0006840664


Figure 0006840664
表8に提示される結果から判るように、本発明の酸性化タンパク質溶液から分取される豆類タンパク質生成物(810A、810N、816A及び816BN)は、市販のエンドウ豆タンパク質製品及びカルシウム塩で処理して調製される生成物とは異なったタンパク質プロファイルを有していた。
例11
この例は、本発明の形態によって調製されている、例1〜5に記載の豆類生成物と、特定の市販エンドウ豆タンパク質製品並びに例6及び7に記載の、カルシウム塩を使用して調製された豆類タンパク質生成物のフィチン酸含有量の評価を含む。フィチン酸含有量は、Latta及びEskinの方法(J.Agric.Food Chem.、28:1313-1315)を用いて決定した。
得られた結果は、以下の表9に記載されている。
Figure 0006840664
表9に提示される結果から判るように、本発明の形態の生成物のフィチン酸含有量は、透明性が改善された酸溶解性生成物(816A)以外は全て、カルシウム塩を用いて調製した生成物よりも多かった。本発明の酸性化タンパク質溶液から分取される生成物は、試験した市販製品と同等のフィチン酸含有量を有していた。本発明の形態による酸不溶性固形物質から分取される生成物のフィチン酸含有量は、明らかに、試験した市販製品よりも多かった。
例12
この例は、本発明の形態によって調製された、例1〜5に記載の豆類生成物と、特定の市販エンドウ豆タンパク質製品並びに例6及び7に記載のカルシウム塩を使用して調製された豆類タンパク質生成物の酸加水分解性炭水化物含有量の評価を含む。酸加水分解性炭水化物含有量は、Duboisらの方法(Anal.Chem.、28:350〜356)に従って決定した。結果は、以下の表10に示されている。
Figure 0006840664
表10に提示する結果から判るように、酸不溶性固形物質から分取される本発明の生成物は、通常、評価した他の試料と比べて、酸加水分解性炭水化物含有量が多かった。
例13
本例は、本発明の形態によって調製された、例1〜5に記載の豆類生成物、特定の市販エンドウ豆タンパク質製品並びに例6及び7に記載のカルシウム塩を使用して調製された豆類タンパク質生成物の溶液中の色と濁度(ヘイズ)レベルの評価を含む。タンパク質生成物の溶液は、0.48gのタンパク質を供給するために十分な量のタンパク質粉末を、15mlのRO水中に溶解することによって調製した。溶液のpHは、pHメーターで測定し、色及び濁度(ヘイズ)レベルは、透過モードで操作する、HunterLab ColorQuest XE機器を使用して評価した。結果は、以下の表11に示されている。
Figure 0006840664
Figure 0006840664


表11の結果から判るように、816A生成物の溶液の濁度(ヘイズ)レベルは、本発明の他の生成物の溶液の濁度(ヘイズ)レベルよりも、はるかに低く、また、カルシウム塩を使用して調製した低pH生成物(701)の溶液の濁度(ヘイズ)レベルと同等であった。
例14
本例は、本発明の形態によって調製された、例1〜5に記載の豆類生成物、特定の市販エンドウ豆タンパク質製品並びに例6及び7に記載のカルシウム塩を使用して調製された豆類タンパク質生成物のドライカラーの評価を含む。ドライカラーは、反射モードで操作する、HunterLab ColorQuest XEを使用して評価した。結果は、以下の表12に示されている。
Figure 0006840664
Figure 0006840664
表12の結果から判るように、本発明の生成物の色は、カルシウム塩を用いて調製された生成物(701及び701N2)の色と同様であり、通常、市販製品より淡く、赤色及び黄色が少なかった。
例15
本例は、例1に記載の通りに調製された、YP26−F17−14A YP810Nのフレーバーと、市販の黄エンドウ豆タンパク質製品Pisane C9のフレーバーとの比較を例示する。
官能評価検査用に、5gのタンパク質を供給するために十分な量のタンパク質粉末を250mlの精製飲料水中に溶解することによって、試料を調製した。YP810N溶液のpHは7.13であると判定され、一方、Pisane C9溶液のpHは7.56であった。食品グレードHClを両方の溶液に添加してpHを7に調整した。非公式パネルの7名のパネリストに目隠しをして試料を比較し、いずれの試料が、より低い野菜風味(フレーバー)を有するかを、示すように依頼した。
パネリスト7名中の7名が、YP810Nは、より低い野菜風味(フレーバー)を有すると示した。
例16
本例は、例2に記載の通りに調製された、YP27−C30−15A YP810Nのフレーバーと、市販の黄エンドウ豆タンパク質製品Pisane C9のフレーバーとの比較を例示する。
官能評価検査用に、5gのタンパク質を供給するために十分な量のタンパク質粉末を250mlの精製飲料水中に溶解することによって、試料を調製した。YP810N溶液のpHは6.56であると判定され、一方、Pisane C9溶液のpHは7.92であった。食品グレードNaOHをYP810Nの溶液に添加してpHを6.99に上げた。食品グレードHClをPisane C9の溶液に添加してpHを6.97に低下した。非公式パネルの9名のパネリストに目隠しをして試料を比較し、いずれの試料が、より低い野菜風味(フレーバー)を有するかを、示すように依頼した。
パネリスト9名中の8名は、YP810Nは、より低い野菜風味(フレーバー)を有すると示し、一方、1名のパネリストは、いずれの試料が、より低い野菜風味(フレーバー)を有するかを、区別できなかった。
例17
本例は、例2に記載の通りに調製された、YP27−C30−15A YP810Nのフレーバーと、市販の黄エンドウ豆タンパク質製品Pea Protein YS85%のフレーバーとの比較を例示する。
官能評価検査用に、5gのタンパク質を供給するために十分な量のタンパク質粉末を250mlの精製飲料水中に溶解することによって、試料を調製した。YP810N溶液のpHは、6.65であると判定され、一方、Pea Protein YS85%溶液のpHは7.16であった。食品グレードNaOHをYP810Nの溶液に添加して、pHを7.00に上げた。食品グレードHClをPea Protein YS85%の溶液に添加して、pHを7.00に低下した。非公式パネルの10名のパネリストに目隠しをして試料を比較し、いずれの試料が、より低い野菜風味(フレーバー)を有するかを、示すように依頼した。
パネリスト10名中の8名は、YP810Nは、より低い野菜風味(フレーバー)を有すると示した。パネリストの1名は、Pea Protein YS85%が、より低い野菜風味(フレーバー)を有すると示し、パネリストの1名は、いずれの試料が、より低い野菜風味(フレーバー)を有するかを、区別できなかった。
例18
本例は、例2に記載の通りに調製された、YP27−E06−15A YP810Nのフレーバーと、市販の黄エンドウ豆タンパク質製品Pea Protein YS85%のフレーバーとの比較を例示する。
官能評価検査用に、5gのタンパク質を供給するために十分な量のタンパク質粉末を250mlの精製飲料水中に溶解することによって、試料を調製した。YP810N溶液のpHは、7.49であると判定され、Pea Protein YS85%溶液のpHは7.10であった。食品グレードHClをYP810Nの溶液に添加して、pHを7.03に低下した。非公式パネルの9名のパネリストに目隠しをして試料を比較し、いずれの試料が、より低い野菜風味(フレーバー)を有するかを、示すように依頼した。
パネリスト9名中の6名は、YP810Nは、より低い野菜風味(フレーバー)を有すると示した。パネリストの2名は、Pea Protein YS85%が、より低い野菜風味(フレーバー)を有すると示し、一方、パネリストの1名は、いずれの試料が、より低い野菜風味(フレーバー)を有するかを、区別できなかった。
例19
本例は、例2に記載の通りに調製された、YP27−C30−15A YP810Aのフレーバーと、市販の黄エンドウ豆タンパク質製品Pisane C9のフレーバーとの比較を例示する。
官能評価検査用に、5gのタンパク質を供給するために十分な量のタンパク質粉末を250mlの精製飲料水中に溶解することによって、試料を調製した。YP810A溶液のpHは、2.77であると判定され、一方、Pisane C9溶液のpHは7.90であった。食品グレードNaOHをYP810Aの溶液に添加して、pHを3.00に上げた。食品グレードHClをPisane C9の溶液に添加して、pHを3.00に低下した。非公式パネルの9名のパネリストに目隠しをして試料を比較し、いずれの試料が、より低い野菜風味(フレーバー)を有するかを、示すように依頼した。
パネリスト9名中の8名は、YP810Nは、より低い野菜風味(フレーバー)を有すると示した。パネリスト1名は、Pisane C9が、より低い野菜風味(フレーバー)を有すると示した。
例20
本例は、例2に記載の通りに調製された、YP27−C30−15A YP810Aのフレーバーと、市販の黄エンドウ豆タンパク質製品Pea Protein YS85%のフレーバーとの比較を例示する。
官能評価検査用に、5gのタンパク質を供給するために十分な量のタンパク質粉末を250mlの精製飲料水中に溶解することによって、試料を調製した。YP810A溶液のpHは、2.82であると判定され、一方、Pea Protein YS85%溶液のpHは7.25であった。食品グレードNaOHをYP810Aの溶液に添加して、pHを3.00に上げた。食品グレードHClをPea Protein YS85%の溶液に添加して、pHを3.00に低下した。非公式パネルの9名のパネリストに目隠しをして試料を比較し、いずれの試料が、より低い野菜風味(フレーバー)を有するかを、示すように依頼した。
パネリスト9名中の8名は、YP810Aは、より低い野菜風味(フレーバー)を有すると示した。パネリスト1名は、いずれの試料が、より低い野菜風味(フレーバー)を有するかを、区別できなかった。
開示の概要
この開示の概要として、タンパク源からタンパク質を抽出するための塩の使用を含んでいない、豆類タンパク質生成物を製造する新規且つ独創的な方法が提供されている。また、向上された味を有する豆類タンパク質生成物である、新規且つ独創的な豆類タンパク質生成物も提供されている。本発明の技術的範囲内で、改良することが可能である。

Claims (9)

  1. 乾燥重量基準で、少なくとも60wt%(N×6.25)又は少なくとも90wt%(N×6.25)のタンパク質含有量を有する豆類タンパク質生成物を製造する方法であって、該方法はカルシウム塩又はその他の塩を使用しない方法であり、
    以下の(a)〜(d)の後に以下の(e)〜(g)を行うか、あるいは以下の(a)〜(d)の後に以下の(h)〜(k)を行う、方法:
    (a)水を用いて豆類タンパク質源を6〜11のpHにて抽出して、タンパク源から豆類タンパク質の可溶化を引き起きして、豆類タンパク質水溶液を形成する工程、
    (b)残留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工程、
    (c)豆類タンパク質水溶液のpHを1.5〜3.4のpHに調整して、酸性化豆類タンパク質溶液を製造する工程、
    (d)酸性化豆類タンパク質溶液から酸不溶性固形物質を分離する工程
    e)任意選択により、選択膜技術によって酸性化豆類タンパク質溶液を濃縮する工程、
    (f)任意選択で濃縮した豆類タンパク質溶液を任意選択により透析濾過する工程、
    (g)濃縮及び任意選択で透析濾過した豆類タンパク質溶液を任意選択により乾燥する工程
    h)選択膜技術によって酸性化豆類タンパク質溶液を濃縮及び/又は透析濾過して、酸性化豆類タンパク質溶液のタンパク質成分を、第1の残余画分及び第1の透過画分に分別する工程、
    (i)第1の残余画分を乾燥して、第1の豆類タンパク質生成物を提供する工程、
    (j)第1の透過画分を濃縮及び任意選択により透析濾過して、第2の残余画分及び第2の透過画分を提供する工程、
    (k)第2の残余画分を乾燥して、第2の豆類タンパク質生成物を提供する工程
  2. 濃縮及び/又は透析濾過工程(h)は、タンパク質成分を、第1の残余画分中の高分子量画分と、第1の透過画分中の低分子量画分に分別し
    燥工程(i)は、高分子量タンパク質を含む第1の豆類タンパク質生成物を提供し、
    濃縮及び任意選択の透析濾過工程(j)は、第2の残余画分中に低分子量画分のタンパク質成分を保持し、かつ、不純物は、膜を透過して、第2の透過画分中への移行を可能とし、そして
    燥工程(k)は、低分子量タンパク質を含み、好ましくは、酸性溶液中で改善された透明性を有する、第2の豆類タンパク質生成物を提供する
    ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記酸不溶性固形物質を任意選択により乾燥して、タンパク質含有量が乾燥量基準で少なくとも60wt%(N×6.25)の豆類タンパク質生成物を形成する;
    前記任意選択の乾燥工程の前に、酸不溶性物質のpHを、好ましくは、8.0未満、6.0〜8.0若しくは6.5〜7.5の値に調整する、又は
    前記任意選択の乾燥工程の前に、前記酸不溶性固形物質を、好ましくは、pH1.5〜3.4若しくは酸不溶性物質とほぼ同じpHを有する1〜20容の水と混合することによって洗浄し、次いで、洗浄水から分離し、そして、任意選択の乾燥工程の前に、洗浄した酸不溶性物質のpHを、8.0未満、6.0〜8.0及び6.5〜7.5の値に調整する
    ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 洗浄水を工程(d)の酸性化豆類タンパク質溶液と合わせ、工程(e)〜(g)のうちの少なくとも一つに記載の処理を施す;又は
    洗浄水を工程(d)の酸性化豆類タンパク質溶液と合わせ、工程(h)〜(k)のうちの少なくとも一つに記載の処理を施す
    ことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
  5. 前記抽出工程(a)を、1〜100℃、15〜65℃、又は20〜35℃の温度で実施する;
    6〜11又は6〜8.5のpHで抽出が実行されるように、前記抽出工程(a)に使用される水は、pH調整剤を含有しており、
    pH調整剤は、好ましくは水酸化ナトリウムであり、
    前記水は、好ましくは、酸化防止剤を含有しており、そして、
    前記豆類タンパク質水溶液は、5〜50g/L又は10〜50g/Lのタンパク質濃度を有する
    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。
  6. 前記酸性化豆類タンパク質水溶液を濃縮工程(e)にかけて、50〜300g/L又は100〜200g/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製造する、
    前記濃縮工程(e)は、1,000〜1,000,000ダルトン又は1,000〜100,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用した限外濾過によって実施される;そして、
    濃縮酸性化豆類タンパク質溶液は、任意選択により、透析濾過工程(f)にかけられる、
    前記透析濾過工程(f)は、
    酸性化豆類タンパク質水溶液に対して、その部分的又は完全な濃縮の前又は後で、水又は酸性化水を使用して実施される、
    1〜40容又は2〜25容の透析濾過溶液を使用して、好ましくは、有意な更なる量の不純物又は目に見える色が透過画分中に存在しなくなるまで、および/または、少なくとも約90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量有する、豆類タンパク質単離物が提供されるように、残余画分が十分精製されるまで、実施される、
    前記透析濾過工程(f)は、1,000〜1,000,000ダルトン又は1,000〜100,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用して、該透析濾過工程(f)の少なくとも一部の間、好ましくは透析濾過媒体中に酸化防止剤を存在させて、実施される、
    前記濃縮工程(e)及び任意選択の透析濾過工程(f)は、好ましくは、2〜65℃及び50〜60℃の温度で実施される
    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。
  7. 前記酸性化豆類タンパク質水溶液を、工程(h)にかけて、50〜300g/L又は100〜200g/Lのタンパク質濃度を有する、濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液(第1の残余画分)を製造する、
    前記酸性化豆類タンパク質水溶液を、
    好ましくは、0.05〜0.1μm若しくは0.08〜0.1μmの孔径を有する膜を使用した精密濾過による;又は
    10,000〜1,000,000ダルトン及び100,000〜1,000,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用した限外濾過による、工程(h)にかける、
    前記濃縮及び/又は透析濾過工程(h)の前記透析濾過は、酸性化豆類タンパク質水溶液に対して、任意選択の後続する濃縮の前又はその部分的若しくは完全な濃縮の後に、水又は酸性化水を使用して実施される、
    前記濃縮及び/又は透析濾過工程(h)の前記透析濾過は、1〜40容又は2〜25容の透析濾過溶液を使用して、実施される、
    前記濃縮及び/又は透析濾過工程(h)の前記透析濾過は、少なくとも90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する豆類タンパク質単離物が提供されるように、残余画分が十分精製されるまで実施される、
    前記濃縮及び/又は透析濾過工程(h)の透析濾過の少なくとも一部の間、好ましくは、酸化防止剤が透析濾過媒体中に存在している、
    濃縮及び/又は透析濾過工程(h)の前記濃縮及び/又は透析濾過は、好ましくは、2〜65℃又は50〜60℃の温度で行われる
    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。
  8. 前記第1の透過画分を工程(j)にかけて、10〜300g/L又は100〜200g/Lのタンパク質濃度を有する、濃縮及び任意選択で透析濾過した酸性化豆類タンパク質溶液(第2の残余画分濃縮液)を製造する、
    前記濃縮及び任意選択の透析濾過工程(j)は、1,000〜100,000ダルトン又は1,000〜10,000ダルトンの分画分子量を有する膜を使用した限外濾過によって実施される、
    前記濃縮及び任意選択の透析濾過工程(j)の前記透析濾過は、
    第2の残余画分に対して、その部分的又は完全な濃縮の前又は後で、水又は酸性化水を使用して実施される、
    1〜40容又は2〜25容の透析濾過溶液を使用して、好ましくは、少なくとも90wt%(N×6.25)d.b.のタンパク質含有量を有する、豆類タンパク質単離物が提供されるように、残余画分が十分精製されるまで、実施される、
    透析濾過工程の少なくとも一部の間、好ましくは、酸化防止剤が透析濾過媒体中に存在している、
    前記濃縮及び任意選択の透析濾過工程(j)の前記濃縮及び任意選択の透析濾過は、好ましくは2〜65℃又は50〜60℃の温度で行われる
    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。
  9. 工程(c)において、豆類タンパク質水溶液のpHを、pH2.0〜3.0に調整する
    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。
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