JP6849692B2 - ヒト食物用凝集タンパク質 - Google Patents

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Description

本発明は、ヒト食物適用に適する、根(root)もしくは塊茎(tuber) 凝集タンパク質生成物、及びそのような生成物を得る方法、ならびにヒト食物におけるその使用に関する。
凝集タンパク質生成物は既知であり、例えば酸又は温度凝集により得られたタンパク質生成物を含む。タンパク質の凝集はタンパク質変性をもたらし、それにより変性タンパク質は不溶性になり、凝集して、例えばデカンテーション、濾過もしくは遠心により単離されてよい固形物を形成する。
V. Alt, R. Steinhof, M. Lotz, R Ulber, C. Kasper, and T Scheper - Optimization of Glycoalkaloid Analysis for Use in Industrial Potato Fruit Juice Downstreaming - Eng. Life Sci. 2005, 5, No. 6
既知の凝集タンパク質生成物の不利な点は、それらがヒト食物適用に適さないことである。根もしくは塊茎タンパク質生成物のアミノ酸組成物は好ましくないことがしばしばあるという事実にもかかわらず、既知の凝集タンパク質生成物は、硬くて固体であり（「ホーニー（horny）である」ともいわれる）、２９μｍのｄ１０、１０２μｍのｄ５０及び５１２μｍのｄ９０（乾燥粒子サイズ）の典型的な巨大粒子サイズを有し、ヒト食物への適用に不適切な味及び口内感覚のような感覚刺激特性を生じる。凝集タンパク質が一度ホーニーになると、このプロセスは逆転できない。さらに、既知の生成物は、ヒト食物に使用できない程度に着色されることがしばしばある。
本発明において出願人は、ホーニーではない凝集タンパク質生成物を得る方法を初めて開示する。凝集タンパク質粒子の硬く固体である特性を回避できるため、生成物をヒト食物に適用することができ、それは有利な栄養学特性からの利益を享受する。
本発明による食物グレードの凝集タンパク質生成物（図１Ａ）ならびに慣用的な凝集タンパク質生成物（図１Ｂ）の顕微鏡分析。両図のスケールバーは０．５ｍｍ。 洗浄水の色；左から右に：最初の洗浄、酸洗浄、伝導度１ｍＳ／ｃｍまでの水洗浄。 濾過物におけるｐＨ、伝導度及びグリコアルカロイドの総含量。 乾燥ポテトタンパク質の粒子サイズ分布に対する洗浄の影響。青線＝サンプル２、赤線＝サンプル５、緑線＝サンプル４。 １、２、４、６、８及び１０分後の実施例３において生成されるサンプルの時間における沈殿層形成。矢は沈殿層を示す。 乾燥（Ｓｙｍｐａｔｅｃ）及び湿潤（Ｍａｌｖｅｒｎ）粒子サイズ分析技術間の粒子サイズ比。
本明細書は、ホーニーではなく、ヒト食物適用に使用することができる、根又は塊茎凝集タンパク質生成物を開示する。非ホーニー凝集タンパク質生成物は、既知の根又は塊茎凝集タンパク質生成物に対して、小さい粒子サイズ、低い色度、低い濃度、低いオフテースト（off-taste）及び低レベルの残余糖により特徴づけられる。
非ホーニータンパク質を、凝集タンパク質生成物を強力な洗浄に供することにより得ることができることが見出されている。驚くべきことに、ホーニー物質の形成は、洗浄後にもタンパク質に粘着する、一定の範囲の粘着性成分によることが発見された。乾燥すると、これらの粘着性成分の存在によりタンパク質は凝集し、ホーニー物質を形成する。本発明の強力な洗浄により、粘着性成分さえ除去され、非ホーニータンパク質物質を得ることができる。非ホーニー物質は、上記の利点を有しており、ヒト食物適用における使用に適したものとなる。
凝集タンパク質生成物は、全ての酵素機能を喪失しており、天然タンパク質生成物と比較して、巨大スケールの施設で、大容量で製造することができる。凝集タンパク質生成物は、水中に可溶性でない一方、天然タンパク質生成物は一般に高度に可溶性である。結果として、凝集タンパク質生成物と天然タンパク質生成物は、異なる適用分野を有し、ある適用で使用される凝集タンパク質生成物は、天然生成物で置換することができず、逆もまたそうである。従って、本発明の凝集タンパク質生成物は、既知の凝集タンパク質生成物と比較されるべきであり、天然タンパク質生成物と比較されるべきではない。
本明細書は、根又は塊茎凝集タンパク質を開示する。本明細書における根又は塊茎は、
ポテト（Solanum tuberosum又はアイリッシュポテト、世界中の温帯で生育する季節性農作物）；スウィートポテト（Ipomoea batatas、熱帯及び亜熱帯地域で生育し、主にヒト食物に使用される、季節性農作物）；キャッサバ（M. utilissimaと同義で、マニオク、マンディオカ又はユカとも呼ばれるManihot esculentaを含む、ならびにM. dulcisと同義で、ユカダリスとも呼ばれるM. palmataを含む、これらは熱帯及び亜熱帯地域で生育する準季節性農作物である）；ヤム（Dioscorea spp、デンプン性の主要な食物として熱帯に広く生育）；ヤウティア（主にカリブ海で生育する複数の植物を含む群、あるものは食用の塊茎を有し、別のものは食用の茎を有する、マランガ、ニューココヤム、オキュモとも呼ばれるXanthosoma spp.を含む、またタニア（X. sagittifolium）も含む）；タロ（Colocasia esculenta、その食用のデンプン性球茎もしくは地下茎のために栽培されるサトイモ科の群、食用として広く熱帯で生育、ダシーン（dasheen）、エデュー（eddoe）、タロイモもしくはオールドココヤム（old cocoyam）とも呼ばれる）；アラカチャ（Arracacoa xanthorrhiza）；アロールート（Maranta arundinacea）；ショクヨウカヤツリ（Cyperus esculentus）；サゴヤシ（Metroxylon spp.）；オカ及びウルク（ullucu）（Oxalis tuberosa及びUllucus tuberosus）；ヤムビーン及びヒカマ（Pachyrxhizus erosus及びP. angulatus）；マシュア（mashua）（Tropaeolum tuberosum）；キクイモ（topinambur、Helianthus tuberosus）の種に関する。
好ましくは、根又は塊茎は、ポテト、スウィートポテト、キャッサバ又はヤムであり、より好ましくは根又は塊茎はポテト（Solanum tuberosum）である。
根又は塊茎凝集タンパク質は、根又は塊茎から得ることができるいずれかのタンパク質画分に付随する。すなわち、根又は塊茎凝集タンパク質は、特定の根又は塊茎に存在するすべてのタンパク質を実質的に含む凝集タンパク質生成物に付随してよく、また、最初のプロセスですでにいくらかのタンパク質が除去されている、根又は塊茎汁の消費流体に存在してよい、その特定の根又は塊茎に存在するタンパク質の画分に付随してよい。好ましくは、凝集タンパク質生成物は、デンプン単離から得られる消費流体に存在するすべてのタンパク質を実質的に含む生成物である。
凝集タンパク質生成物は、３０μｍ未満、好ましくは２８μｍ未満、より好ましくは２４μｍ未満、より好ましくは２０μｍ未満のｄ−１０により特徴づけられる。それはさらに、乾燥生成物で測定して、７５μｍ未満、好ましくは６５μｍ未満、さらにより好ましくは５５μｍ未満のｄ−５０、ならびに２５０μｍ未満、好ましくは２００μｍ未満、より好ましくは１５０μｍ未満のｄ−９０により特徴づけられる。
ｄ−１０、ｄ−５０及びｄ−９０は、粒子サイズ分布を表現する一般的なパラメーターである。ｄ−５０はボリュームメジアン粒子サイズであり、直径をμｍで示し、分布を２つの同じ画分に分割し、粒子ボリュームの半分はメジアン直径より大きい直径を有し、粒子ボリュームの半分はメジアン直径より小さい直径を有する。それをＤｖ５０とも呼ぶことができる。
同様に、ｄ−１０は直径をμｍで示し、粒子サイズ分布を２つの（ボリューム）部分に分割し、粒子ボリュームの１０％はｄ−１０よりも小さい直径を有し、粒子ボリュームの９０％はｄ−１０よりも大きい直径を有する。
ｄ−９０は同様に定義され、粒子サイズ分布を２つの（ボリューム）部分に分割し、粒子ボリュームの９０％はｄ−９０よりも小さい直径を有し、粒子ボリュームの１０％はｄ−９０よりも大きい直径を有する。
（乾燥）粒子サイズを、振動フィーダーとＲＯＤＯＳドライディスペンダーを備えたＳｙｍｐａｔｅｃ ＨＥＬＯＳを使用するレーザー回折で測定することができる。ＲＯＤＯＳ分散ラインは４ｍｍの内部直径を有する。粒子サイズを、「フラウンフォーファー」式を使用する統合ソフトウェアにより計算する。本明細書で報告する粒子サイズは、すべて乾燥粒子サイズを指す。
あるいは粒子サイズを「湿潤」法により測定することができる。その場合、変換係数として１．３を使用して、湿潤粒子サイズを割って、「湿潤」粒子サイズを「乾燥」粒子サイズに変換することができる（図６）。
生成物はさらに、２００ｍｇ／ｋｇより低い、好ましくは１５０ｍｇ／ｋｇより低い、より好ましくは１００ｍｇ／ｋｇより低い、さらにより好ましくは５０ｍｇ／ｋｇより低いグリコアルカロイド含量により特徴づけられる。グリコアルカロイドレベルは、ポテトタンパク質生成物の味に影響を及ぼす。苦い味がするポテト種が、１４０ｍｇ／ｋｇを超える新鮮重量のグリコアルカロイドレベルを含み、一方口及びのどにおける焼けるような知覚が２２０ｍｇ／ｋｇより高いレベルで現れることが報告された。さらに、グリコアルカロイドは毒性であることが知られており、その消費ポテト中における存在は法律により制限される。従って、グリコアルカロイドレベルは低いことが望ましい。グリコアルカロイド含量を、アルトら（V. Alt, R. Steinhof, M. Lotz, R Ulber, C. Kasper, and T Scheper - Optimization of Glycoalkaloid Analysis for Use in Industrial Potato Fruit Juice Downstreaming - Eng. Life Sci. 2005, 5, No. 6）の方法により測定することができる。
タンパク質生成物はさらに、１リットルあたり４７５グラム以下、例えば４００グラム／リットル未満、好ましくは３５０グラム／リットル未満、より好ましくは３００グラム／リットル未満の低い容量濃度により特徴づけられる。
タンパク質生成物はさらに、低い色度により特徴づけられる。本明細書における低い色度を、以下に記載するHunterlab Colorflex EZ分光光度計により測定することができる。本発明のタンパク質粉末は、０．５０より大きい、好ましくは０．５６より大きい、より好ましくは０．５８より大きい、さらにより好ましくは０．６０より大きい、最も好ましくは０．６２より大きい色影（reflection color）により特徴づけられる。
タンパク質生成物は好ましくは、ホモジェナイザー、湿潤もしくは乾燥ミル、又はミリング機能を有するドライヤーのような物理的手段により粒子サイズを積極的に減少させる工程に供されていない。
タンパク質生成物を、以下の工程を含む方法により適切に得ることができる：
ａ）根又は塊茎汁を、凝集工程に供して、凝集タンパク質を得る工程；
ｂ）凝集タンパク質を収集する工程；
ｃ）１ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度を有する洗浄水で凝集タンパク質を洗浄して、使用済み洗浄水と洗浄凝集タンパク質を得る工程；
ｄ）洗浄凝集タンパク質を乾燥する工程；
ここで洗浄を、使用済み洗浄水が２ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度を有するまで継続する。
乾燥によるホーニータンパク質物質の形成に寄与することが発見されている粘着性成分の多くが、強力な洗浄により除去されることが発見されている。これらの粘着性成分は、他の中から、糖、カリウム、ならびに種々の有機酸及びアミノ酸を含み、特に糖を含む。本明細書における糖は、グルコース、フルクトース及びスクロースの総体として規定される。ポテトは、ポテト１ｇあたり７．５ｍｇの糖を平均して含む。粘着性成分の総量は、ポテト１ｇあたり３５から４０ｍｇに達する可能性がある。粘着成分が凝集タンパク質物質に「粘着する」傾向にあり、そして慣用的な洗浄は、十分にそれらを除去せず、ホーニー物質が形成されることが発見されている。
結果として、凝集後の根又は塊茎タンパク質は、乾燥前に強力に洗浄することが必須である。洗浄水が特定の伝導度に達するまで凝集タンパク質物質を洗浄する場合、それは、凝集タンパク質物質が、もはや巨大なホーニー塊を形成しないが、小さい粒子サイズ、低い色度（高い色影）及び低い濃度、ならびに上記定義される他の利点を有する粉末のままであるように、粘着性成分が十分に除去されていることを示す。凝集タンパク質物質がもはやホーニー物質を形成しない、使用済み洗浄水の特異的な伝導度は、２ｍＳ／ｃｍ、好ましくは１．５ｍＳ／ｃｍ、さらにより好ましくは１ｍＳ／ｃｍである。
これらのレベルに洗浄することは、ホーニー物質の形成を回避するのに十分な程度に、粘着性成分、重要には糖が除去されていることを保証する。あるいはそれゆえに、０．５４ｍｇ／ｇ未満、好ましくは０．４ｍｇ／ｇ未満、より好ましくは０．３ｍｇ／ｇ未満、より好ましくは０．２ｍｇ／ｇ未満の糖を洗浄水が含むまで、洗浄を継続してよい。本明細書における糖は、グルコース、フルクトース及びスクロースの総体として規定される。これは、０．４０ｇ／ｋｇ未満の乾燥重量の糖、好ましくは０．３５ｇ／ｋｇ未満の乾燥重量を含む凝集タンパク質生成物をもたらす。これらの低含有量の糖により、ホーニーではない凝集タンパク質生成物を得ることが可能となることが発見されている。
非ホーニー凝集タンパク質物質を得る本発明の方法は、根又は塊茎汁を凝集工程に供することから出発して、凝集タンパク質を得る。根又は塊茎汁は好ましくは、０．１から５重量%、より好ましくは１から２重量%のタンパク質含量を有するが、３から２０、好ましくは５から１５重量%のタンパク質含量となるように凝集前に濃縮されていてよい。濃縮を、例えば限外濾過、透析濾過、又は凍結濃縮によるもののように、既知の方法で達成してよい。
凝集タンパク質を、当業者に既知なように、好ましくは水中における、熱若しくは酸凝集、あるいはタンパク質を十分な量の凝集有機溶媒又は沈殿助剤により得ることができる。これらの技術又はその組み合わせは、凝集タンパク質を含む懸濁物をもたらす。
熱凝集を、好ましくは水性環境内で、タンパク質が凝集するのに十分な長さの時間、タンパク質を熱に供することにより実現してよい。これを、少なくとも７０℃、好ましくは少なくとも８０℃、より好ましくは少なくとも９０℃、又はさらにより好ましくは１００℃以上の温度に、複数分間、好ましくは少なくとも３０分間、より好ましくは少なくとも１時間、さらにより好ましくは少なくとも２時間、例えば３０分間から５時間もしくは１時間から４時間、タンパク質を供することにより達成してよい。温度がより高くなれば、凝集に必要な時間はより短くなる。好ましい実施態様において、１００から１１０℃の温度で、１から６０秒間の間、例えば４．５から６のｐＨで凝集を達成する。
酸凝集を、好ましくは水性環境中で、塩酸、硫酸のような強酸、又はリン酸、クエン酸もしくは乳酸のような弱有機酸にタンパク質を供することにより達成してよい。凝集混合物中のｐＨは、好ましくは０から６、好ましくは２から６である。複数の実施態様において、酸及び熱凝集の組み合わせによりタンパク質を凝集する。
凝集を、十分な量の凝集有機溶媒にタンパク質を供することにより達成してもよい。そのような溶媒は当業者に既知である。適切な凝集有機溶媒は、例えばエタノール及びプロパノールである。好ましくは、これを、タンパク質を含む水性環境に凝集有機溶媒を添加することにより達成する。十分な量の凝集溶媒は、水中で少なくとも１５容量％、好ましくは水中で少なくとも２０容量％、より好ましくは水中で少なくとも４０容量％であり得る。
タンパク質を十分な量の凝集剤に供することにより、凝集を達成してもよい。適切な凝集剤は、例えば金属塩（例えばＦｅＣｌ３、ＺｎＣｌ２又はＭｎＣｌ２）である。金属塩を使用するための適切な濃度は、１から８０ｍＭ、好ましくは１０から５０ｍＭである。あるいは、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）錯体形成（ＣＭＣ／タンパク質重量比０．０５から２、好ましくは０．０８から１．４）により、凝集を達成してよい。好ましくは、これを、タンパク質を含む水性環境に凝集剤を添加することにより達成する。
凝集工程の後、凝集したタンパク質を収集する。これを、濾過、遠心又は沈殿化のような既知の方法で達成することができる。
濾過を、５から１００μｍ、好ましくは１０から３０μｍのフィルター又は膜に凝集タンパク質を通過させることにより達成してよい。
遠心機、デカンター又は液体遠心分離機の手段による遠心を、５０から４０００ｇのような遠心力に凝集タンパク質を含む懸濁物を供することにより達成してよい。
沈殿化を、沈殿器もしくは容器中におけるように、凝集タンパク質を沈殿させ、デカンテーションにより水を除去することにより達成してよい。
凝集タンパク質を収集した後、タンパク質を洗浄しなければならない。凝集タンパク質の洗浄を、１ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度、好ましくは０．７５ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度、より好ましくは０．５ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度を有する水で洗浄し、使用済み洗浄水と洗浄した凝集タンパク質を得ることにより達成すべきである。洗浄水の伝導度は、使用前後に、目盛付きの伝導度計により測定することができる。使用済み洗浄水が、上記のように、２ｍＳ／ｃｍ、好ましくは１．５ｍＳ／ｃｍ、さらにより好ましくは１ｍＳ／ｃｍの伝導度を有するまで、洗浄を継続する。洗浄を、上記の洗浄水中で、収集した凝集タンパク質を再懸濁し、再懸濁生成物をフィルターに流すことにより達成することができる。必要であれば、使用済み洗浄水が別記の必要条件を満たすまで、このプロセスを繰り返すことができ、又は追加の洗浄水をフィルターに流してもよい。
あるいは、上記のように、洗浄水の糖含量が０．５４ｍｇ／ｇ未満となるまで、洗浄を継続する。これは、上述のように、ホーニーではない洗浄タンパク質物質をもたらす。
続いて、洗浄した凝集タンパク質を乾燥する。空気乾燥又は凍結乾燥のような、既知の方法により乾燥を達成してよい。乾燥により、０から１０重量％、好ましくは１から７重量％、通常は５から７重量％の水含量を有する凝集タンパク質粉末が得られる。
乾燥タンパク質粉末は、一般的に、ケルダール（Kjeldahl）法で分析して乾燥重量で少なくとも８５重量％、好ましくは少なくとも８７重量％のタンパク質含量を有する。
空気乾燥を、洗浄タンパク質が乾燥粉末となるまで、洗浄タンパク質に空気を通過させることにより達成してよい。これは一般的に、乾燥される量及び空気の温度に依存して、数時間から数日かかる。好ましくは、乾燥粉末の当業者に知られているように、空気とタンパク質粉末の間で最適な接触が達成されるように、何らかの形でタンパク質粉末を、混合又は循環させる。少なくとも５０℃、好ましくは少なくとも８０℃、より好ましくは少なくとも１００℃、さらにより好ましくは少なくとも１５０℃、さらには少なくとも２００℃もしくは２５０℃のような上昇させた温度の空気を使用することにより、空気乾燥を加速してよい。そのような条件を、真空ベルトフィルター、スプレードライヤー、フラッシュドライヤー、リングドライヤー、ターボロータードライヤー、渦巻きフルイダイザー（fluidizer）、ウルトラフラッシュスピンドライヤー、フルクシフト（flugschicht）ドライヤー、噴出ベッドドライヤー、液体ベッドドライヤー、あるいは湿潤粒子と熱空気の間の集中的な接触が確立された他のいずれかのタイプのドライヤーにおいて、適切に達成してよい。
昇華により残余水を除去するよう、乾燥を凍結乾燥により達成してもよく、凍結乾燥を、湿った洗浄済み凝集タンパク質を、０℃以下の温度と真空に供することにより達成してよい。この場合、真空とタンパク質粉末との間の接触を最適化するよう、好ましくはタンパク質粉末を乾燥中に混合する。凍結乾燥中の温度は、好ましくは−４０℃から−９０℃、より好ましくは−５０℃から−８０℃で、少なくとも凍結氷が消滅するまでである。圧力は好ましくは、１から２００ｍｂａｒ、好ましくは５から１００ｍｂａｒである。氷が消滅した後、凝集タンパク質物質から残余水を除去するために温度を上昇させてよい。
乾燥後、根又は塊茎凝集タンパク質物質が、乾燥粉末として得られる。この粉末は、アミノ酸、糖、リン脂質及びポテトに天然に存在する他の化合物を含まず、少なくとも８５重量％のタンパク質含量を有し、非天然物である。
場合により、該方法は、６．５から７のｐＨに凝集タンパク質を中和する工程をさらに含む。この中和工程は、タンパク質の収集の間、収集前、又は収集後、あるいはタンパク質の洗浄の間、洗浄前、又は洗浄後のような、タンパク質凝集後のいずれの時点であってもよい。好ましくは、例えばｐＨ６．５から７．５でタンパク質生成物を水と中和するさらなる工程を使用することにより、洗浄後に中和を実行する。洗浄水のｐＨを、リン酸、クエン酸又は炭酸バッファーのような慣用的な塩又はバッファーを使用して適切に設定してよい。ｐＨを、２０℃の温度に対して較正したｐＨメーターを使用して測定してよい。
さらに好ましくは、例えば炭酸もしくは二炭酸塩のような固体ベースの塩を、乾燥前にタンパク質に添加することにより、中和を達成する。中和したタンパク質生成物のタンパク質含量は、非タンパク質物質の添加により、上記定義されるものより通常２％低い。
根又は塊茎凝集タンパク質物質を、場合によりグリコアルカロイド抽出手順に供し、該手順でタンパク質凝集物を、低ｐＨ（１から３．５）の有機もしくは無機酸で１から３０分間の間抽出し、その後抽出タンパク質を、上記記載のいずれかの方法により収集する。グリコアルカロイド抽出手順は、タンパク質凝集後のいずれかの時期でありうるが、好ましくは、グリコアルカロイド抽出手順を、洗浄工程の前に実行する。
本発明の方法を適用する際に、すりつぶし（grinding）、ミリング（milling）、又は均質化（homogenization）のような物理的手段により粒子サイズを減少させる必要なく、上記規定される小さい粒子サイズで凝集タンパク質生成物を得ることができる。
さらに場合により、凝集し、洗浄かつ乾燥したタンパク質生成物を、続けて少なくとも第一の画分と第二の画分とに分画する、すなわち、微細な粒子から粗い粒子を分離する少なくとも一つの工程に供する。これを、ふるいわけ（sieving）、サイクロン化（cycloning）、ウインドシフト（wind sifting）又は他の既知のいずれかの方法で達成してよい。これにより、少なくとも微細な画分と粗い画分のように、少なくとも２つの凝集タンパク質粉末画分がもたらされる。
ふるいわけを、６３μｍより小さいすべての粒子を含む第一の微細な画分、ならびに６３μｍより大きいすべての粒子を含む第二の粗い画分に単離するように、６３μｍのふるい（２３０メッシュ）に乾燥凝集タンパク質粉末を設置することにより達成してよい。ふるいわけをまた、特定の粒子サイズの凝集タンパク質粒子を実現するよう、サイクロン（風ふるい）又は他のいずれかの方法で達成してもよい。
分画タンパク質生成物は、１２μｍ以下、好ましくは８μｍ以下のｄ−１０、２７μｍ以下、好ましくは２３μｍ以下のｄ−５０、及び４６μｍ以下、好ましくは３８μｍ以下、さらにより好ましくは３５μｍ以下のｄ−９０により特徴づけられる微細画分の形態であってよい。
分画タンパク質生成物はまた、１５から３８μｍ、好ましくは１５から３０μｍのｄ−１０、４２から６９μｍ、好ましくは４２から６１μｍのｄ−５０、及び１５０から２５０μｍ、好ましくは１７０から２１０μｍのｄ−９０により特徴づけられる粗い粒子の形態であってもよい。凝集タンパク質生成物の密度は、分画によりうける影響はわずかであり、同等である。分画生成物の粒子サイズは、湿潤法により測定される。
本発明により得られる凝集タンパク質生成物は、ヒト食物の適用における使用に適する。微細な粒子サイズは、良好な口内感覚をもたらし、相対的に低い色度は、食品製品にわずかな着色のみをもたらす。さらに、凝集タンパク質生成物の味は、ほとんど気が付かないものであり、そのため、タンパク質における栄養富化を享受してよいいずれの食物製品にも、栄養価の高いアミノ酸組成物を好ましく添加することができる。
一実施態様において、食物は栄養価の高い飲料である。好ましくは、凝集タンパク質粉末を飲料中に懸濁する。さらに好ましくは、凝集タンパク質生成物は、安定化剤に援助される安定懸濁物をもたらすよう、上記規定される凝集タンパク質生成物の微細画分である。
別の実施態様において、食物は、粉末化飲料又は粉末ベースのスープである。また、食物は、タンパク質、グラノーラ又は他の健康食品バー、朝食シリアル、スナック、例えば押出、焼成、フライもしくは破裂させたスナック、焼き菓子もしくは焼きミックス（baking mix）、例えばグルテンフリーのパンもしくはピザ、パスタ製品、例えば麺もしくはスパゲッティ、肉製品、例えばデリ・ミート、挿入ハムもしくはソーセージ、又は野菜ベースの肉同等物、あるいは組織化野菜タンパク質であってよい。
明確性及び簡潔な記載の目的で、本明細書には同一又は別の実施態様の一部としての特性が記載されるが、本発明の範囲は、記載された特性のすべて又は複数の組み合わせを有する実施態様を含んでよいことが理解されるであろう。
そして、本発明を以下の非限定的な実施例により説明する。
実施例１
ポテトジュースを１０４℃の温度で熱凝集し、懸濁物１ｋｇあたり１２．９グラムの固形タンパク質粒子を得た。タンパク質粒子を、４０００ｇの二相デカンターによってジュースから分離した。得られた凝集タンパク質は、３４重量％の乾燥固体含量を有した。凝集タンパク質の最初の部分を、凝集タンパク質粉末を洗浄する技術常識の手段で洗浄し、その後乾燥した一方で、第二の部分を水中に再懸濁し、グリコアルカロイドを除去するために、ｐＨが３．３に達するまで硫酸を添加した。３０分撹拌した後、タンパク質懸濁物から水を除き、真空ベルトフィルターにより徹底的に洗浄した。
第二部分の洗浄に使用した洗浄水は、使用前に０．４ｍＳ／ｃｍの伝導度を有し、使用後の洗浄水の伝導度が１ｍＳ／ｃｍ未満となるまで洗浄を継続した。
本発明による第二部分の徹底的な洗浄は、第一部分に適用される標準洗浄手段に比べてかなり大量の洗浄水を使用する。
第一部分及び第二部分を、それぞれ１７０℃／８０℃のインレット／アウトレット温度のフラッシュドライヤーにより乾燥した。湿潤ケーキを熱空気流中に導入し、乾燥後、水含量は４．５重量％であった（図１ａ及び１ｂ参照）。
テトラコン３２５プローブを備えた較正ＷＴＷ ＬＦ３４０伝導度メーターを使用して、伝導度を測定した。メルク（art nr. 1.01553.0001）由来の塩化カリウム参照溶液（１．４１ｍＳ／ｃｍ）により、プローブのキャリブレーションを行った。
湿潤粒子サイズ分布を、マルベルンマスターサイザー（Malvern Mastersizer）２０００Ｇ上のレーザー回折により測定する。乾燥サンプルを、１０から２０％の範囲のレーザーオブスキュレーションレベルが得られるまで、水で満たしたサンプルチャンバーに添加する。およそ２分の間、測定を実行する。湿潤法を使用して測定した粒子サイズを、変換係数１．３で割ることにより乾燥粒子サイズに変換した。
乾燥ポテトタンパク質サンプルの粒子サイズ分布を、振動フィーダーを有するＲＯＤＯＳ乾燥ディスペンダーを装着したシンパテックＨＥＬＩＯＳを使用するレーザー回折により測定する。ＲＯＤＯＳ分散ラインは、４ｍｍの内部直径を有する。「ファウンホーファー」式を使用する統合ソフトウェアにより、粒子サイズを算出した。
糖含量を、メガザイム（megazyme）（アイルランド）により出版されたように、酵素解析により測定した。この方法は、スクロース／フルクトース／Ｄ−グルコースアッセイキット（art no. K-SUFRG）を利用し、食品製品、飲料、及び他の物質におけるスクロース、Ｄ−フルクトース及びＤ−グルコースの測定用のＵＶ法を含む。
色度を反射光により測定した。サンプルの反射色度を、関連Hunterlab色度スタンダードで較正したHunterlab Colorflex EZ分光光度計により測定した。サンプルカップを、タンパク質粉末で少なくとも５０％の容量を満たし、測定ウィンドウに設置する。反射色度は、装置により測定されるｙ値（反射値）として報告される。
乾燥タンパク質凝集物の全体の密度を、その下に０．５リットルの較正シリンダーを有する閉鎖ファンネル（closed funnel）中に十分量の粉末を浸すことにより測定する。ファンネルのスライドを除き、粉末を、シリンダー中に自由に流れさせる。過剰な粉末を、ルーラーでぬぐい取り、粉末で満たされたシリンダーの重量を、Mettler Toledo PG5002-Sスケールで測定する。粉末の自由沈殿密度が、空のシリンダーの重量を引いた後にｇ／ｌとして報告される。
Figure 0006849692
Figure 0006849692
実施例２
ポテトジュースを１０４℃の温度で熱凝集し、懸濁物１ｋｇあたり１２．９グラムの固形タンパク質粒子を得た。タンパク質粒子を、ハイドロサイクロンを使用して、１ｋｇあたり２７．５グラムの固形タンパク質粒子の固体濃度に濃縮した。
粒子を液体から分離するために、フィルター要素を使用して懸濁物を濾過した。フィルター要素上にフィルターケーキを形成した後、フィルター内の懸濁物を酸性化水（水中、ｐＨ＝１．３、伝導度Ω＝２２ｍＳ／ｃｍの０．５％硫酸溶液）で置換し、３０分間酸洗浄を行う。続けて、フィルター中の硫酸溶液を冷水（伝導度０．４ｍＳ／ｃｍ）で置換し、さらに濾過物中で伝導度が１ｍＳ／ｃｍ未満になるまで洗浄した。洗浄の結果、濾過物の色が徐々に改善した（図２及び３）。
フィルター内部のタンパク質ケーキから、圧縮空気により水を除去した。最後に、４．２重量%の水含量まで、１６０℃の流入空気でフラッシュドライヤー中にケーキを設置した。乾燥生成物の解析データは、以下のとおりであった。
Figure 0006849692
表３において、乾燥したポテトタンパク質の「総グリコアルカロイド含量」は検出限界未満であり、それはヒト食物への適用における使用に十分であることを見出すことができる。
実施例３
ポテトジュースを１０４℃の温度で熱凝集し、懸濁物１ｋｇあたり１２．９グラムの固形タンパク質粒子を得た。タンパク質粒子を、４０００ｇの二相デカンターによってジュースから分離した。得られたタンパク質ケーキは、３６．３重量％の乾燥固体含量を有した。タンパク質ケーキ（８６ｋｇ）を、（４２０リットルの）冷水中に再懸濁し、６重量%固体のタンパク質懸濁物を得た。凝集タンパク質をこの懸濁物中で、１０ｋｇ硫酸溶液（１０重量％）を添加することによりｐＨを３．２の値まで低下させ、その後濾過することによりリンスした。得られた溶液は、２．３ｍＳ／ｃｍの伝導度を有していた。
サンプル１．（中和なしで）徹底的に洗浄したサンプルの調製
リンス液体からタンパク質粒子を分離するために、キャンドルフィルターを使用した。３．５のｐＨ及び２．３５ｍＳ／ｃｍの伝導度で１５０リットルの濾過物を得た後、フィルター要素間の液体（タンパク質懸濁物）を、冷水（伝導度０．４ｍＳ／ｃｍ）で置換した。それから、フィルターケーキの徹底的な洗浄を開始した。洗浄の間、濾過物の伝導度を測定し、１ｍＳ／ｃｍ未満の値となるまで洗浄を継続した。それから、洗浄水を空気で置換し、７２重量％の水含量となるまでフィルターケーキから水を除いた。サンプルをリングドライヤー中で乾燥させ、微細な灰色がかった粉末を得た。
サンプル２．（中和して）徹底的に洗浄したサンプルの調製
リンス液体からタンパク質粒子を分離するために、キャンドルフィルターを使用した。１５０リットルの濾過物を得た後、フィルター要素間の液体（タンパク質懸濁物）を、冷水で置換した。それから、フィルターケーキの徹底的な洗浄を開始した。洗浄の間、濾過物の伝導度を測定し、１ｍＳ／ｃｍ未満の値となるまで減少させた。それから、洗浄水を空気で置換し、７２重量％の水含量となるまでフィルターケーキから水を除いた。６ｋｇのフィルターケーキに６０グラムの乾燥炭酸カリウムを添加することにより、バッチミキサー中で６．５から７のｐＨ値までフィルターケーキを中和した。サンプルをリングドライヤー中で乾燥させ、微細な灰色がかった粉末を得た。
サンプル３．非常に微細な粒子の（中和して）徹底的に洗浄したサンプルの調製
非常に微細な粉末を得るために、乾燥生成物サンプル２の一部を、Alpine Microplex MP 132を使用してウインドシフトした。このようにして、微細画分と粗い画分を得た。微細画分を、その特性について評価した。
サンプル４．（中和して）慣用的な手法でリンスしたサンプルの調製
リンス液体からタンパク質粒子を分離するために、キャンドルフィルターを使用した。１５０リットルの濾過物を得た後、フィルター要素間の液体（タンパク質懸濁物）を空気で置換し、７０重量％の水含量となるまでフィルターケーキから水を除いた。６ｋｇのフィルターケーキに６０グラムの乾燥炭酸カリウムを添加することにより、バッチミキサー中で６．５から７のｐＨ値までフィルターケーキを中和した。サンプルをリングドライヤー中で乾燥させ、微細な黄色がかった粉末を得た。
サンプル５．（中和した）中間体サンプルの調製
サンプル２及び４からの中和フィルターケーキを、バッチミキサー中１：１の比率で混合した。混合物をリングドライヤー中で乾燥させ、中間体生成物を得た。
Figure 0006849692
乾燥生成物の粒子サイズに対する洗浄効果を決定するために、サンプル２、４及び５を比較した。図４も参照。
Figure 0006849692
サンプル３を、分画化に供して、粗い画分と微細な画分とを得た。結果を表６に示す。
Figure 0006849692
よく訓練された感覚パネル（８個人）により、食物成分としての使用のために５つの異なる乾燥粉末を評価した。
Figure 0006849692
表から、徹底的に洗浄したサンプルが、食物適用に望ましい（感覚刺激性）特性を有すると結論づけることができる。中和生成物は、ｐＨ中和環境における適用に改善した味を有する。適用において口感覚は非常に重要であり、微細な画分が、口内感覚に関して最良のパフォーマンスを有する。
乾燥物質に対するタンパク質含量を、FOSS Kjeltec 8400自動タンパク質分析システムを使用して、ケルダール法により測定した。Nx6.25の変換係数を使用して、タンパク質に対する窒素レベルを変換した。
正確な（０．１ｍｇ誤差）５グラムの量のタンパク質を計量し、５５０℃オーブンで３時間加熱することにより、アッシュ含量を測定した。３時間後、乾燥器中でサンプルを室温に冷却し、再計量（０．１ｍｇ精度）した。
較正ｐＨメーターにより、脱塩水中１グラム／１００ｍｌ懸濁物において、懸濁物のｐＨを測定した。
実施例４
実施例３で調製した種々のタンパク質サンプルの沈殿作用を測定するために、沈殿試験を実施した。このために、５グラムのタンパク質粉末を、９５グラムの室温タップ（tap）水に添加した。混合物を撹拌し、均一なタンパク質懸濁物を得た。懸濁物を、１００ｍｌ計測シリンダーに移し、時間を記録した。規定時間間隔で、シリンダーの底における沈殿容量により沈殿速度を測定した。結果を図５にみることができる。洗浄水が１ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度を有するまで洗浄された凝集タンパク質が、非洗浄又は慣用的に洗浄したサンプルよりも遅い沈殿を示すことが発見された。それは、タンパク質が中和されているか否かに関係なかった。
沈殿の減少は、凝集タンパク質生成物の微細な画分に観察された。
実施例５
湿潤法及び乾燥法により測定される粒子サイズと関連付けられるように、以下の実験を実施した。
ポテトタンパク質を、以下のプロセス工程により生成した：
− 直接蒸気注入（ｐＨ＝５．５かつ１０４℃）によるポテトジュースの熱凝集
− （４０００ｇで）デカンターによる固体タンパク質の回収
− （６％ｄｓの懸濁物となるよう）水中におけるタンパク質ケーキの再懸濁
− （ｐＨ＝３．３で）硫酸とＴＧＡ抽出
− （伝導度＜１ｍＳ／ｃｍまで）冷水でタンパク質ケーキの濾過及び洗浄
− （１８０／７０℃のＴ−ｉｎ／Ｔ−ｏｕｔで）フラッシュドライヤー中におけるケーキの乾燥
− 異なるサイズのサンプルを、ウインドシフター（ホイール：２６００−５３００ｒｐｍの間）で生成。
異なるサンプルから、湿潤法及び乾燥法の両方によりｄ−１０、ｄ−５０及びｄ−９０［μｍ］を解析した（図６参照）。上述のようにSympatec Helios & Rodosで乾燥粒子サイズを分析し、上述のようにMalvern Mastersizer 2000Gで湿潤粒子サイズを分析した。
グラフから、水中に再懸濁したサンプルのｄ−１０、ｄ−５０及びｄ−９０（μｍ）値が、乾燥粒子のｄ−１０、ｄ−５０及びｄ−９０（μｍ値）よりも１．３倍高いことを見ることができる。この粒子直径の増大（拡大／膨張）を、水の吸収により説明することができる。この値は、湿潤法を使用して測定したすべての粒子サイズ値を、乾燥法を使用して測定した粒子サイズとして報告するための変換係数として使用されている。乾燥法のために算出された結果が報告されていても、湿潤法を使用して粒子サイズが測定されていた場合にそれは示されている。

Claims (17)

  1. 乾燥生成物で表示して、乾燥重量１ｋｇあたり１００ｍｇ未満のグリコアルカロイド含量を有する塊茎凝集タンパク質粉末であって、ｄ−１０が３０μｍ未満であり、ｄ−５０が７５μｍ未満であり、かつｄ−９０が２５０μｍ未満であり、グルコース、フルクトース及びスクロースの総含量が、乾燥重量１ｋｇあたり０．５ｇ未満である、タンパク質粉末。
  2. 前記塊茎がポテト又はスウィートポテトである、請求項１に記載のタンパク質粉末。
  3. タンパク質粉末の容量密度が、４７５ｇ／ｌ未満である、請求項１又は２に記載の塊茎凝集タンパク質粉末。
  4. 反射光によるタンパク質粉末の色度が＞０．５０である、請求項１から３のいずれか一項に記載の塊茎凝集タンパク質粉末。
  5. ケルダール窒素により測定した、中和前のタンパク質含量が少なくとも８５重量％である、請求項１から４のいずれか一項に記載の塊茎凝集タンパク質粉末。
  6. 以下の工程を含む方法により取得することができる、請求項１から５のいずれか一項に記載の塊茎凝集タンパク質粉末：
    ａ）塊茎汁を、凝集工程に供して、凝集タンパク質を得る工程；
    ｂ）前記凝集タンパク質を収集する工程；
    ｃ）１ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度を有する洗浄水で前記凝集タンパク質を洗浄して、使用済み洗浄水と洗浄凝集タンパク質を得る工程；ならびに
    ｄ）前記洗浄凝集タンパク質を乾燥する工程
    であって、使用済み洗浄水が２ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度を有するまで前記洗浄を継続する、タンパク質粉末。
  7. 以下の工程を含む、塊茎汁から塊茎凝集タンパク質粉末を得る方法：
    ａ）塊茎汁を、凝集工程に供して、凝集タンパク質を得る工程；
    ｂ）前記凝集タンパク質を収集する工程；
    ｃ）１ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度を有する洗浄水で前記凝集タンパク質を洗浄して、使用済み洗浄水と洗浄凝集タンパク質を得る工程；ならびに
    ｄ）前記洗浄凝集タンパク質を乾燥する工程
    であって、使用済み洗浄水が２ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度を有するまで洗浄を継続する、方法。
  8. 前記塊茎がポテト又はスウィートポテトである、請求項７に記載の方法。
  9. 使用済み洗浄水が１ｍＳ／ｃｍ未満の伝導度を有するまで洗浄を継続する、請求項７又は８に記載の方法。
  10. 使用済み洗浄水中のグルコース、フルクトース及びスクロースの含量が、０．５４ｍｇ／ｇ未満となるまで洗浄を継続する、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
  11. ６．５から７のｐＨまで凝集タンパク質を中和する工程をさらに含む、請求項７から１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. グリコアルカロイド抽出手順をさらに含む、請求項７から１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 塊茎凝集タンパク質粉末が、少なくとも第一画分と第二画分に順に分画される、請求項７から１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 第一画分が３５μｍ以下のｄ−５０を有する、請求項１３に記載の方法。
  15. 第二画分が４２−６９μｍのｄ−５０を有する、請求項１３に記載の方法。
  16. ヒト食物適用における、請求項１から５のいずれか一項に規定される塊茎凝集タンパク質の使用。
  17. 食物が栄養飲料である、請求項１６に記載の使用。
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