JPH02113859A - タンパク質加水分解物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 定栗よ至且朋公団 本発明は、タンパク質加水分解物の製造方法に関し、詳
しくは、魚介類から抽出されたタンパク質原料にタンパ
ク質分解酵素を作用させ、加水分解によって生成した低
分子量ペプチド及びアミノ酸を反応系から限外濾過膜又
は精密濾過膜にて連続的に分離することによって、高生
産性にて呈味性の高いタンパク貿加水分解物を製造する
方法に関する。

ｌ米食茨古 魚介類から抽出されたタンパク質原料からタンパク質分
解物を製造する方法として、従来、大別して、二つの方
法が知られている。その第１は、タンパク質原料を塩酸
のような強酸を用いて加水分解する方法であり、第２は
、タンパク質原料をタンパク質分解酵素を用いて加水分
解する方法である。

第１の方法によれば、タンパク質原料は、殆どアミノ酸
まで加水分解されるので、呈味性の高い調味液を得るこ
とができる。しかし、加水分解に塩酸を用いるために、
加水分解の後、反応混合物を水酸化ナトリウムのような
塩基で中和する工程が必要となり、しかも、中和によっ
て塩が生じるので、低塩調味液として利用に供する場合
は、脱塩する必要がある。また、一般に、塩酸によるタ
ンパク質の加水分解は長時間を要するため、連続的な製
造方法とすることが困難である。

他方、第２の方法による分解物は、中級及び低級ペプチ
ドとアミノ酸であって、基質タンパク質の種類及び酵素
の作用特性によって、その呈味が著しく異なる。しかし
、タンパク質分解酵素の制御の困難性に加え、基質タン
パク質とタンパク質分解酵素とのどのような組合わせや
、どのような反応条件がタンパク質分解物の呈味性を向
上させるか等については何ら明らかでない（「食品工業
」第２６巻第２号第１〜ｉｏ真）。

また、大豆タンパク質抽出物から家畜用飼料に供するた
めの可溶性ペプチドを連続的に製造する方法として、大
豆タンパク質の加水分解反応を限外濾過膜を用いて行な
う方法が提案されている（Ｐｒｏｃ、　ＩＶ　Ｉｎｔ、
　Ｃｏｎｇｒｅｓｓ　Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉ、　ａｎｄ　Ｔ
ｅｃｈｎｏｔ、　Ｖｏｌ、　Ｖ、　ｐｐ、　８３−９５
．１９７４）　、この方法によると、用いた酵素はＰｅ
ｎｉｃｉｌｌｉｕｍ　ｄｕｐｏｎｔｉ　ＫＩＯ１４由来
で、ｅｎｄｏ型活性が強く、酸性側（ｐＨ３，７〜４゜
２）に至適ｐＨがある。そのため、加水分解物をそのま
ま食品に用いるときは、酸味が強いので、加水分解物を
中和する必要がある。中和すれば、塩が生じるので、脱
塩しなければならない。更に、この酵素は、ｅｎｄｏ型
活性が強いので、魚介類由来のタンパク質原料の加水分
解に適用しても、呈味性の高い調味液を得ることが困難
である。

特に、魚介類から抽出されたタンパク質原料は、その他
の動物由来の原料に比べて、タンパク質や脂肪の変質が
起こりやすいために、魚介類由来のタンパク質原料に直
接タンパク譬分解酵素を所定時間作用させる方法によれ
ば、呈味性の高い調味液を得ることはできない。

１■が解゛　しようとする課 本発明者らは、魚介類から抽出したタンパク質原料から
呈味性の高いタンパク譬分解物を製造し得る方法につい
て鋭意研究した結果、タンパク質分解酵素にてタンパク
質原料を分解し、生成した低分子ペプチドやアミノ酸を
膜分離によって迅速に反応系外に取り出すことによって
、呈味性の高い分解物を連続的に且つ高生産性にて得る
ことができることを見出して、本発明に至ったものであ
る。

課ｌを”ｌするための　段 本発明によるタンパク質加水分解物の製造方法は、魚介
類から抽出されたタンパク質原料に、その乾燥重量１ｇ
当りに２０〜１５００Ｕの酵素活性を有するタンパク質
分解酵素を作用させ、生成した低分子ペプチド及びアミ
ノ酸を限外濾過膜又は精密濾過膜にて連続的に反応系か
ら分離することを特徴とする。

本発明において用い得る魚介類由来のタンパク質原料と
して、スティック・ウォーター、魚肉水晒し廃’ｅ、　
？Ｈ縮物、缶詰製造時に生じる煮汁等を挙げることがで
きる。例えば、スティック・ウォーターは、魚体を三枚
節して、筋肉タンパク質を取り除き、得られた残滓を９
０〜１００℃の温度で一定時間加熱処理し、かくして得
られた抽出物から脂肪を除去することによって得ること
ができる。

また、魚肉水晒し廃液濃縮物は、魚肉練製品の製造時に
派生するものであって、魚肉を採肉した後、冷水で２〜
３回水晒し、水晒し廃液を集め、この水晒し廃液中に含
まれている不溶性成分を粗い濾布で除去した後、限外濾
過膜で濃縮することによって得ることができる。本発明
においては、このようにして得られる魚介類由来のタン
パク質原料をタンパク質加水分解酵素の基質として用い
る。

上記タンパク質原料は、特に限定されるものではないが
、通常、濃度５〜１５重量％の範囲が好適である。タン
パク質原料濃度が１５重量％を越えるときは、タンパク
質分解酵素を用いる加水分解反応において、生成する反
応生成物を分離する限外濾過膜の目詰まりを助長して、
タンパク質分解物の生産性を低下させる。他方、５重量
％より小さいときは、反応生成物の濃度が過度に低くな
るために、タンパク質分解物の濃縮に多大のエネルギー
と時間を必要とする。

本発明の方法において用いるタンパク賞加水分解酵素は
、特に、限定されるものではないが、−般には、微生物
由来のタンパク質分解酵素が好ましく用いられる。更に
は、苦味ペプチドを生成しやすいエンド型タンパク質分
解酵素よりも、エキソ型タンパク質分解酵素の方が好ま
しい。後者は、例エバ、プロテアーゼ分解酵素として、
旦匹■辷旦旦」■ｚａｅから抽出されたプロテアーゼＭ
（天野製薬■製）を用いることができる。

本発明の方法においては、タンパク質原料の加水分解に
よる低分子量反応生成物であるペプチドやアミノ酸を反
応系から迅速に取り出すために、限外濾過膜又は精密濾
過膜が用いられる。即ち、基質溶液を適宜の反応槽内に
て遊離のタンパク質分解酵素と反応させ、反応生成物で
あるペプチド及びアミノ酸を含む反応溶液を限外濾過膜
又は精密濾過膜を備えた膜モジュールに供給し、低分子
量ペプチド及びアミノ酸を含む溶液を膜透過液として選
択的に反応系から取り出し、他方、酵素を含む膜不透過
液は、再び、反応槽に戻される。

特に、本発明においては、基質を適宜に反応槽に補給し
つつ、基質と酵素とを含む溶液を反応槽と膜モジュール
との間を連続して循環させつつ、低分子量ペプチドとア
ミノ酸とを含む溶液を膜透過液として膜モジュールから
連続的に取り出すのが好ましい、かかる方法によれば、
酵素反応を連続的に行なうことができ、しかも、生成し
た低分子量ペプチドやアミノ酸を反応系から迅速且つ連
続的に取り出すことができる。

本発明の方法においては、タンパク質分解酵素は、タン
パク質原料に、その乾燥重ｆｆ１１ｇ当りに酵素活性が
２０〜１．５００　Ｕの範囲にあるように用いられる。

ここに、タンパク質分解酵素の活性はＡ１５ｏｎ−萩原
法による。即ち、Ｉ（Ｊ（単位）は、ミルクカゼインを
３７℃、ｐＨ７，０で分解させる際に、１分間当たりに
１μモルのチロシンを遊離させる酵素量である。

タンパク質原料の乾燥重量１ｇ当りについて、用いる酵
素量の酵素活性が１５０００を越えるときは、苦味ペプ
チドの生成率が増えるのみならず、タンパク質相互の凝
集によって生じるフロック生成が増し、透過流束を低下
させる。他方、酵素活性が２００よりも小さいときは、
クンバク質原料の分解率が低く、呈味成分をを効に得る
ことができない。

一般に、酵素反応においては、経時的に酵素が失活し、
本発明においては、加水分解率及び透過流束の低下が起
こることがある。従って、本発明においては、反応開始
時にタンパク質分解酵素を基質溶液に加えた後、間隔を
おいて、又は連続的に基質溶液にタンパク賞分解酵素を
加え、反応系における酵素活性を実質的に一定に保持す
ることが好ましい。酵素の添加時期や添加量については
、用いるタンパク質分解酵素や反応温度にも依存するの
で、適宜に決定される。

本発明の方法においては、限外濾過膜は、分画分子量が
１０００〜１００００００の範囲である緻密層と、孔径
が数μｍ乃至１００μｍの微孔を有する多孔ｔｉとから
なる異方性構造を有するものが好ましく用いられる。ま
た、精密濾過膜は、平均孔径が０．０５〜１１０Ａｌの
微孔を有するものが好ましく用いられる。膜形状は何ら
限定されるものではなく、例えば、平板状、管状、中空
糸状等が適宜に用いられるが、中空糸状膜が有効膜面積
が大きく、有利である。

本発明の方法において用いるタンパク質分解酵素は、通
常、５００００〜２０００００の分子量を有するので、
分画分子量の高い限外濾過膜又は精密濾過膜を用いると
きは、反応初期にタンパク質分解酵素の膜透過液への漏
出が認められるが、しかし、タンパク質分解酵素が経時
的に膜面に吸着されて、所謂ダイナミック膜を形成し、
或いは基質であるタンパク質が膜内部や膜面に付着して
、ゲル層を形成したりして、膜自体の分画能が低分子星
側に移行するにつれて、タンパク質分解酵素の漏出は殆
どなくなる。

限外濾過膜及び精密濾過膜を構成する重合体としては、
例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリア
ミド、ポリイミド、酢酸セルロース、ポリアクリロニト
リル等を挙げることができる。しかし、本発明において
は、上記したなかでも、食品や医薬品の製造に要求され
る厳格な分画分子量を満足するものとして、ポリスルホ
ン、ポリアミド、ポリイミド等からなる限外濾過膜が好
ましく、特に、ポリスルホンからなるものが好ましく用
いられる。

上記したような限外濾過１漠及び精密濾過膜は、既に知
られている方法によって製造することができる。例えば
、上記重合体をその溶解性に応じて、水混和性の有機溶
剤、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド、フェノール、フレソール
、エビクロロヒドリン、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、セロソルブ、グリセリン、メタノール、
エタノール、プロパツール、ブタノール、アセトン、ジ
オキサン、テトラヒドロフラン等の１種又は２種以−ヒ
の混合物に溶解させて製膜溶液を調製し、次いで、この
製膜溶液を主として水からなる凝固溶剤に接触させるこ
とによって、種々の形状の限外濾過膜又は精密濾過膜を
得ることができる。また、かかる限外濾過膜及び精密濾
過膜は、種々の製品が市販されている。

また、セラミックやガラス等の無機材料からなる無機膜
も用いることができる。かかる無機膜は、一般に、原料
無機粉末の焼結法によって製造される。即ち、セラミッ
クやガラス等の微粉末を成形し、焼結して、微細孔を形
成させるのである。かかる無機膜も、市販品を用いるこ
とができる。

本発明の方法において、反応温度は、用いるタンパク質
分解酵素の種類にもよるが、通常、４０〜７０℃の範囲
であり、好ましくは５０〜６０℃の範囲である。更に、
基質溶液は、膜モジュールの入口と出口の平均圧力０，
１〜２、Ｏｋｇ　／　ｃｊ程度にて膜モジュールに供給
し、且つ、膜面線速を０．１〜３．５ｍ／秒程度として
、反応を行なうのが好ましい。しかしながら、操作圧力
及び膜面線速は、反応時間や膜の目詰まり等に影響を与
えるため、用いる遊離タンパク質分解酵素の濃度を考慮
して、最適に決定される。尚、膜が目詰まりして、透過
流束が低下したときは、水にて限外濾過膜或いは精密濾
過膜を逆洗することによって、透過流束を回復させるこ
とができる。また、反応中、基質の加水分解によって、
Ｖ＆環液中のｐＨが酸性側に移動するため、長期間にわ
たる連続運転を行なう場合は、定期的又は連続的にｐＨ
を調整することが望ましい。

膜モジュールから得られる膜透過液は、必要に応じて、
適宜の濃縮手段にて濃縮することができる。濃縮手段と
しては、例えば、加熱蒸発法等の一般的な手段も採用し
得るが、逆浸透法によって、容易且つ効率的に濃縮する
ことができる。

また、膜透過液を上記のようにして適宜に濃縮した後、
噴霧乾燥等の手段によって粉末化すれば、低分子ペプチ
ドやアミノ酸を含有する調味粉末を得ることができる。

光ｙＦわが果 以上のように、本発明の方法によれば、魚介類から抽出
されたタンパク質原料に所定の酵素活性にてタンパク質
分解酵素を作用させると共に、生成した低分子ペプチド
及びアミノ酸を限外濾過膜又は精密濾過膜によって反応
系外に迅速に分離することによって、呈味性の高いタン
パク質分解物を製造することができる。特に、反応槽と
膜モジュールとの間に基質と酵素を含む溶液を循環させ
ることによって、生成した低分子ペプチド及びアミノ酸
を迅速且つ連続的に取り出して、高生産性にてタンパク
質分解物を得ることができる。

χ施班 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１ スケトウダラ魚体を三枚組して、筋肉タンパク質を除去
し、その残滓に適当量の水を加えた後、９５゛Ｃにて熱
処理し、更に、得られた抽出物を三層分離機にて処理し
て魚油を除去し、残渣としてスティック・ウォーターを
得た。このスティック・ウォーターの濃度は１．２重Ｍ
％であった。このスティック・ウォーターを基質として
、第１図に示す装置によって、タンパク質分解酵素によ
る加水分解を行なった。

即ち、ヒーター１１にて５０℃に保持した反応槽１２に
上記基質を適宜に補給しながら、基質とと共に、活性の
種々異なるプロテアーゼＭ（天野製薬側製）又はプロテ
アーゼＰ（天野製薬■製）とを反応槽と限外濾過膜を備
えた膜モジュール１３　（日東電気工業■製ＮＴＵ−３
２５０Ｃ−Ｒ）との間をポンプ１４にて循環させ、膜モ
ジュールから膜透過液１５を連続的に得つつ、膜不透過
液１６は反応槽１２に戻した。膜処理条件は、操作平均
圧力０．５ｋｇ／ｃａｔ、膜面線速１．０ｍ／秒とした
。

また、対照として、タンパク質分解酵素を添加しない反
応系についても、同様にして、反応を行なった。プロテ
アーゼＭを原料の乾燥重量１ｇ当りに４７０及び３９６
５０をそれぞれ用いた場合を第２図及び第３図に、また
、プロテアーゼＰを原料の乾燥重量１ｇ当りに５７Ｕ及
び３９８８Ｕをそれぞれ用いた場合及び酵素を用いない
場合を第４図及び第５図に示す。

先ず、透過流束は、タンパク質分解酵素としてプロテア
ーゼＭ及びＰのいずれを用いた場合も、反応初期では、
酵素濃度が高い方が約２倍高い値を示したが、その後の
変化は、酵素濃度の高い方が著しく、４時間の基質循環
にて、約１１５に低下した。タンパク譬分解酵素を添加
しなかった場合は、反応初期から透過流束は低く、その
低下は、酵素濃度が高い方に類似するものであった。透
過液の乾燥重量は、酵素添加量が多いほど高く、また、
その変化はどの条件下でも、透過流束の変化に比べて小
さかった。

また、高速液体クロマトグラフィｍｍＧＰＣカラム（Ｔ
ＳＫ−ＧＥＬ　　Ｇ−３０００ＳＷ’）で−上記膜透過
液の分画分子量を調べたところ、いずれの反応条件下で
も、分子ｆｆｉ　２００００以下の低分子量物質が９５
％以上を占めていた。

更に、上記膜透過液と共に、膜処理しないで、単に上記
スティック・ウォーターにプロテアーゼＭ又はＰを加え
て加水分解させて得た単純分解物について、住臭い、苦
い、不快味等の官能検査を行なった。その結果、本発明
の方法によれば、上記単純分解物に比べて、旨味の点で
バランスのとれた調味液を得ることができた。但し、プ
ロテアーゼを過剰に用いて得た分解物は、却って苦味を
存していた。一方、プロテアーゼを用いないで得た分解
物は、添加量に比べて、旨味の面で評価は低かった。

実施例２ 実施例１において、プロテアーゼ重量をタンパク質原料
の乾燥重量１ｇ当りにＯＵ、５４Ｕ、４９３Ｕ及び３４
５８Ｕにそれぞれ変えた以外は、実施例１と同様にして
、酵素反応を行なった。また、一部の実験では、タンパ
ク質分解酵素を定期的に補充添加した。このときの低分
子量物質の生産性の変化を第６図に示す。

尚、ここに、生産性とは、単に透過流束と透過液の乾燥
重量を乗じた値をいい、タンパク質分解酵素の影響が含
まれている値である。

低活性のタンパク質分解酵素を反応初期から定期的に基
質に添加することによって、その生産性を安定に保持す
ることができることが認められる。

実施例３ 膜モジュールとして、セラミック膜（東芝■製セラベー
ル、微孔孔径０．２μｍ、膜面積０．２ｒＪ）を用いる
と共に、予め基質を循環運転して透過流束が安定した時
点から、プロテアーゼＰ又はＭを基質に加えた。基質液
量は１０Ｉｌとした。

透過流束とＢｒ１ｘとの関係を第７図及び第８図に示す
。プロテアーゼＰを用いた場合を第７図に、プロテアー
ゼＭを用いた場合を第８図にそれぞれ示す。

尚、タンパク質分解酵素としてプロテアーゼＰを用いた
ときは、基’ｆｆ　１．０　ｍ　ｌ当たりに３４．６　
Ｕとなるように、酵素を２回に分けて基質溶液に添加し
た。２回目の添加によって、ｉ３　ｉＵ流束とＢｒ１ｘ
は徐々に変化し、２回目のプロテアーゼＰの添加１５時
間後で、膜透過液のＢｒ１ｘは約１，０上昇し、透過流
束は約２倍となった。

また、プロテアーゼＭの場合も、２回に分けて添加した
。添加酵素活性は、基質］、Ｏｍｌ当たりにそれぞれ７
．ＯＵと２１．ＯＵとした。プロテアーゼＰの結果と同
様に、２回目の添加後、透過流束及び透過液のＢｒｔ×
は増加した。

以上の結果から、タンパク質分解酵素の添加は、低分子
量物質の生産性を増加させることが認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するのに用いることがで
きる反応装置構成の一例を示し、第２図から第５図は、
用いる酵素の活性と透過流束との関係を示すグラフ、第
６図は、用いる酵素の活性と反応生成物の生産性との関
係を示すグラフ、第７図及び第８図は、本発明の方法に
おいて、透過流束とＢｒ１ｘの経時変化を示すグラフで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、魚介類から抽出されたタンパク質原料に、その
   乾燥重量１ｇ当りに２０〜１５００Ｕの酵素活性を有す
   るタンパク質分解酵素を作用させ、生成した低分子ペプ
   チド及びアミノ酸を限外濾過膜又は精密濾過膜にて連続
   的に反応系から分離することを特徴とするタンパク質加
   水分解物の製造方法。