JPH06509475A - 乾燥微粒子タン白生成物 - 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】 乾燥微粒子タン白生成物 本発明は一般に食品の脂肪代替物として有用な乾燥微粒子タン白生成物、特に容 易に再水和して望ましい物理特性および官能特性を有する脂肪代替物を与える噴 霧乾燥した自由流動性微粒子タン白生成物に関する。

背景 脂肪の多い食品の消費は多数の人々の食事にかなりの人気を傳し、重要な部分を 形成する。大衆向きの脂肪含有食品を消費する実際に関連する望ましくない栄養 的インパクトは食品産業て広く認識され、食品の脂肪含量を減少する方法は脂肪 の多い食品により蒼起される問題を解決するために開発されている。

食品の脂肪含量を低減する一方法はＳｉｎｇｅｒらか米国特許第４，７３４，２ ８７号および第４．９６１．９５３号明細書に記載した微粒子タン白生成物によ り食品の正常の脂肪含量を置換することを含む。これら両特許の開示は微粒子タ ン白の望ましい物理特性および官能特性を一般に記載するためにここに加入する 。Ｓｉｎｇｅｒらが記載した微粒子タン白生成物は高剪断條件下で可溶性タン白 を加熱することにより形成した適当な大きさの球形タン白粒子のマクロコロイド として特徴化される。調整加熱および剪断方法は脂肪の特徴および性質に近似し た官能特性を供する範囲の大きさを育する変性タン白粒子の水性分散体を形成す るために使用した。この水溶液はタン白微粒子、他の可溶化タン白、糖および澱 粉および各種塩、ミネラルおよび少量の不溶性物質を含有する。

水性微粒子タン白生成物は各種食品（サラダドレッシング、焙焼食品、コーヒー ホワイトナー、ナチュラルおよびプロセスチーズ、クリームチーズ、ヨーグルト 、プディング、スープ、ソース、アイシング、スプレッド、ホイップトトッピン グ、アイスクリームおよび冷凍デザートおよび関連培養乳製品など）の不必要な 脂肪に対しすぐれた代替物であることが分ったか、水性または液体食品成分は通 例的にはいくつかの望ましくない属性を有する。例えば、水性タン白または他の 栄養含有成分は微生物汚染を受けやすく、望ましくない微生物汚染を予防するた めに広汎な努力が必要である。

同様に、水性タン白生成物は適当な注意および処置を、包装または貯蔵に講じな い限りシェルフライフが短縮される。さらに、いくらかの食品加工業者は乾燥生 成物処方および加工に一層よく適応しており、液体生成物を使用すること（ｊ容 易ではない。他の食品加工業者は液体生成物の特別の取扱いおよび貯蔵要求を喜 ばないし、または処理できない。

液体生成物の使用と関連するいくつかの不利を克服するために食品工業で別法を 使用することができる。例えばホエイタン白水溶液はＣｈａｎｇおよびＣｈａｎ ｇらが米国特許第４，０２９，８２５号、第４，０８９，９８７号、第４，２６ ７．１００号および第４，３６２，７６１号明細書およびＣｏｎｃｉｌｉｏｎ　 −Ｎｏ１ａｎらか米国特許第４，０５８．５１０号明細書に報告した方法に従っ て凍結乾燥できる。さらに、異るタイプのタン白溶液は各種噴霧乾燥方法を使用 して乾燥できる。特に、噴霧乾燥タン白生成物は次の特許に報告される・Ｃａｌ ｌｅｗａｅｒｔ、米国特許第４．４８６．３４５号、Ｋａｊｓ、米国特許第４， ３０７゜１１８号、Ｃｈｏ　、米国特許第４，２７９，９３９号、Ｃｈｏら、米 国特許第４，２７８．ＳＣ２号、Ｄａｖｉｄｓｏｎら、米国特許第４．１７２， ８２８号およびＧｏｍｉら、米国特許第４，１１３，７１６号明細書。さらに、 噴霧乾燥し、処理または修飾ホエイタン白生成物は次の文献に報告される：　Ｐ ｏｏｌｅら、米国特許第４，５７２，８３７号、Ｍａｇら、米国特許第４，１８ ３，９７０号、Ｋｕｉｐｅｒｓ、米国特許第３，９３０，０３９号、英国特許出 願第２゜０６３．２７３号、ヨーロッパ特許出願第０３４７２３７号およびオラ ンダ特許出願第８０６２３７号明細書。

すへての上記文書は食品に処方し、または使用する場合、多くの機能性を存する 生成物を報告する。しかし、文書はどれ１つとして乾燥生成物の微小構造を記載 しないし、または噴霧乾燥後望ましい特性を失うことなく再水和てきる生成物を 記載しない。さらに、乾燥処理はタン白溶液の望ましい物理的特性に悪影響を与 える報告かある。例えば、加熱ホエイタン白粉末の保水能および微小構造の双方 か噴霧、凍結およびローラ乾燥方法により照。

食品工業における要求は、安定であり、長期シェルフライフを育し、そして使用 する場合現存する食品処方および製造装置に容易に適応する乾燥形の許容しうる 脂肪代替物に対し存在する。これらの脂肪代替物は取扱いか容易であり、望まし い官能的特性の認めつるような損失を生ぜずに容易に再水和する自由流塾性粉末 の微粒子タン白生成物であることか最善である。

要約 本発明は可溶性マトリックスにより囲まれた再水和しうるタン白微粒子凝集体と して特徴化される噴霧乾燥微粒子タン白生成物を供する。

本発明の一面によれば、本発明の乾燥、自由流動性タン白生成物は可溶性タン白 マトリックスおよび微粒子タン白の球形凝集体を含む。凝集体は水和する場合、 実質的に滑かな、エマルジョン様官能性を育する実質的に非凝集性の、変性タン 白球状粒子が得られる。変性タン白の非凝集性球状粒子は約０．１μより大きく 、約３μより小さい平均直径を有することが好ましい。

本発明の乾燥、微粒子タン白凝集体生成物は未変性の、実質的に可溶性タン自由 来であることか好ましい。適当なタン白はホエイ、牛血清アルブミン、卵白アル ブミン、大豆およびその混合物から成る群由来のタン白を含む。

非常に好ましいタン白はホエイ由来のものである。

微粒子タン白生成物の適当な乾燥方法は熱および高剪断により形成された変性タ ン白微粒子溶液による通例の噴霧乾燥技術の使用を含む。噴霧乾燥に十分に適す る好ましい微粒子タン白溶液は１９９０年５月１７日提出の米国特許出願番号第 ０７１５２４，５９８号明細書に記載される。この出願の開示は微粒子タン白溶 液の製造に有用な好ましい方法および装置を記載するためにここに引用加入する 。

本発明の乾燥微粒子タン白生成物は、食品の脂肪含量の一部または全部を置換し た処方から製造した各種食品を供するために使用できる。本発明の水和凝集体に より一部または全部の脂肪含量を置換した各種食品も本発明の範囲内にあると考 えられる。

図面の簡単な記載 図１は液体微粒子タン白生成物の顕微鏡写真である。

図２は噴霧乾燥機粒子タン白生成物の顕微鏡写真（周囲のＳＥＭ）である。

図３は再水和噴霧乾燥微粒子タン白生成物の顕微鏡写本発明は望ましい物理的ま たは官能的特性を失わずに容易に再水和する自由流動性凝集体粉末として微粒子 タン白を供する。乾燥粉末は可溶性または可溶化しうるマトリックスに可逆的に 保持された本質的に球形のタン白微粒子凝集体として特徴化される。微粒子凝集 体を再水和する場合、マトリックスは容易に溶解または分散し、脂肪代替物とし て有用な非凝集性微粒子サスペンションを供する。再水和微粒子タン白のＩＩ微 鏡写真は、噴霧乾燥処理か微粒子の微小構造に対し明白な非可逆的効果を有しな いことを示す。再水和微粒子の物理的および官能的特性は双方共乾燥しない微粒 子と実質的に同じである。

図１および図３の比較から再水和乾燥生成物の微粒子は噴霧乾燥前の微粒子と実 質的に同しであることが分かる。

さらに、乾燥生成物は液体生成物と比較してシェルフライフか延長する。乾燥生 成物は室温貯蔵の場合、少なくとも１４週安定である。水分活性レベルか約０． ４未満、好ましくは約０．３未膚である場合、粉末のフレーバ劣化または塊化を 生じない。

次側は本発明をさらに記載するために供するが、範囲の限定と解決すべきてはな い。例１はタン白微粒子の液体溶液を製造する好ましい方法を記載する。例２は これらのタン白微粒子溶液の乾燥方法を記載する。

例１　微粒子ホエイタン白 スイートホエイタン白溶液は限外濾過および低加熱蒸発の画処理を行い、温和な 加熱フレーバおよび９３％の最小タン白溶解度を有する濃縮ホエイタン白を得る 。適当な濃縮ホエイタン白はＷＰＣ−５４濃縮ホエイタン白であり、Ｆｉｒｓｔ 　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ　Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ、Ｌｉｔｃｈｆｉｅｌｄ。

Ｍｉｎｎｅｓｏｔａから入手できる。この濃縮ホエイタン白の特性は表１に示す 。

表１ 濃縮ホエイタン白物 全固形　４３±２％ タン白　２３±１．７％ 脂肪　＜１．９４％ ラクトース　１３．８±１．２％ 灰分　く３％ ｐＨ６，０−６，４ （すべて湿潤基準％） 次に脱気濃縮物は１２００ボンド／時間の割合で容量形ポンプにより直列のスト レーナ（３００μチーズクロス）、マス流量計および濃縮物の温度を１４５〜１ ５００Ｆに上げるプレート熱交換機を通してポンプ輸送する。

次に加熱濃縮物は約１５フイート／秒または保持管の閉塞予防に十分な高さの流 速で再循環保持管を通してポンプ輸送する。

濃縮物は保持管を再循環する時、ポンプにより供給されるエネルギーにより温度 は１５５°Ｆに上昇する。濃縮物の再循環保持管中の平均滞留時間は約６分であ る。

次に濃縮物は再循環保持管からプレート表面熱交換機に送られる。この交換機は 濃縮物を加熱および高剪断発生（ｒＭｉｃｒｏ　ｃｏｏｋｅｒＪ　）装置内の目 標ピーク温度より低い温度の約１５０°Ｆに冷却する。

冷却濃縮物は再循環保持管および熱交換機からミクロクツカー装置に流れる。こ の装置は米国特許第４，８２８．３９６号明細書に、入口および出口が相互転換 されることを除いて、すなわち入口は出口が米国特許第４゜８２８．３９６号の 図１および２に示される場所に配置され、出口は鉢形容器の底部に位置すること を除いて、記載される。ミクロクツカー装置内の濃縮物の濃度は高剪断條件下で 約５秒内に２００°Ｆに上昇する。濃縮物温度の厳密な調整はカスケード調整ル ープによりミクロクツカー装置内で２００°Ｆに維持する。カスケード調整ルー プはミクロクツカー装置から出る微粒子生成物の温度を監視し、再循環保持管か ら下流でプレート表面熱交換機を出る混合物の温度を調整することにより温度を 一定に保持する。

ミクロクツカー装置のロータ速度は約６００Ｏｒｐｍに一定に保持する。このｒ ｐｍて、剪断速度は約７インチ直径のロータの先端で約４６，０００秒−１であ る。

ミクロクツカー装置を出た後、生成物は直接再循環生成物冷却ループ中に流れ、 約６，０００ポンド／時間の割合でプレート熱交換機にポンプ輸送して濃縮物の 温度を約１００°Ｆ未満に下げる。冷却生成物は最終生成物の温度が４５°Ｆ未 満になると、出口で生成物冷却ループから除去する。

最終微粒子生成物の粘度の調整は再循環保持管ループの濃縮物の温度を変えるこ とにより達成できる。保持管の濃縮物温度の低下により最終生成物の粘度は減少 する。

最終生成物の好ましい粘度範囲は約２４００〜３３００ｃｐｓ　（ブルックフィ ールド、５°Ｃ１５０ｒ　ｐｍ、スピンドル＃２７）である。

冷却した液体微粒子生成物は最後に穏かに撹拌するブレンドタンク、または望む 場合オン−ラインフィルターに送る。

上記方法に従って、表２に示す特性を有するホエイタン白濃縮物を表３に示す製 造パラメータを使用して表４に示す特性を有する最終生成物を製造した。

表２ 濃縮ホエイタン白物 全固形　４３．４９％ タンタン　２３４９％ 灰分　１．８６％ ｐＨ６，２２ 表３ 製造パラメータ 流速　１２００ボンド／時間 保持管温度　１４７−１５７°Ｆ 生成物の粘度　２３４０−３９６０　ｃｐｓ出口で　（ブルックフィールド、５ ℃、５０ｒｐｍ、スピンドル＃２７） ミクロクツカーロータ速度　６０００ｒｐｍ生成物の温度　３８−４３°Ｆ 出口て 表４ 液体生成物 全固形　４２．１５％ タンタン　２２．８１％ 脂肪　１．８０％ 微粒子タン白　１２．５％ 容量加重平均　１．１７μ 微粒子タン白　（大きい粒子〉３μなし、堀場、直径　粒度分布分析器、ＣＡＰ Ａ−７００、Ｉｒｖｉｎｅ、　ＣＡ） ｐＨ６，３５ 粘度　３９２０ｃｐｓ　（ブルックフィールド、５℃、５０ｒｐｍ、スピン ドル＃２７゜） 例２　噴霧乾燥タン白生成物 噴霧乾燥タン白生成物を例１表４に示す特性を有する液体生成物から製造した。

液体微粒子生成物は冷却供給タンク（温度〈４５°Ｆ）に添加し、生成物は供給 タンクから再循環シェルおよび管熱交換機を通してポンプ輸送し約１２０〜１３ ０°Ｆの温度を得る。再循環流速は熱交換機の閉塞予防に十分な高さのものでな ければならない。

加熱生成物は高圧ポンプに供給し、噴霧乾燥装置に送る。ポンプを出た生成物の 圧力は生成物をＳＰＲＡＹＳＹＳＴＥＭＳ　７Ａ（５０／２８）Ｎｏｚｚｌｅ　 （オリフィス／インサー））　（Ｓｐｒａｙｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｃｏｍｐ ａｎｙ。

Ｗｈｅａｔｏｎ、　ＩＬ）のようなノズルを通して噴霧する場合、代表的には約 ３５００〜４０００ｐｓｉである。

次にポンプ輸送した生成物は３個ノズル生成物入口を有するＮＩＲＯパスル型乾 燥機（Ｈｕｄｓｏｎ、Ｗｌ）に約４０００〜５，０００ボンド／時間の流速で供 給する。

乾燥工程中、噴霧乾燥機は約４００〜４５０°Ｆ（環境湿度により）の温度で向 流の、加熱、濾過空気を供給し、空気流の出口温度は約１８０〜２１０’Ｆであ る。

乾燥微粒子生成物は約室温で濾過、乾燥空気を使用して乾燥機から運ばれる。搬 送空気との接触により乾燥微粒子生成物は環境温度に急速に冷却する。冷却、乾 燥生成物は第１および第２サイクロンから集め、機械篩目を通し、粉末収集サイ ロに集める。乾燥生成物の最終水分含量は約３〜４重量％である。最終水分含量 は空気の出口温度を調整することにより通例調整され、順次空気の入口温度およ び乾燥時間を確定する。

上記方法に従って製造した乾燥微粒子タン白は表５に示す特徴を有する。

表５ 乾燥微粒子タン白 外観　自由流動性、白〜クリーム色粉末微粒子タン白　〉５０重量％ 粉末寸法　９８％、４０メ、ツシュ篩目を通過水分含量　〈４重量％（真空オー プン、１６５°Ｆ、１６時間） 流れ密度　０．３−０．５ｇ／ｃａｒ 容量加重平均　１．２±０．３μ 再水和後の微粒子　（堀場式粒度分布分析器、ＣＡＰＡ　−タン白直径　７００ 　、［ｒｖｉｎｅ、　ＣＡ）本発明の実施で多くの修正および変更を当業者が行 うことは好ましい態様の上記記載を考慮すると予期される。

その結果として、このような限定は請求範囲に見られるように発明の範囲を示す に過ぎない。

ＦＩＧ、２ □　００″′師 ＦＩＧ、３

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．再水和して実質的に非凝集性の変性タン白球状粒子を供しうる微粒子タン白 球状凝集性を含むこてを特徴とする、乾燥微粒子タン白生成物。
2. ２．変性タン白の非凝集性球状粒子は約０．１μより大きい平均直径を有する、 請求項１記載の乾燥微粒子タン白生成物。
3. ３．変性タン白の非凝集性球状粒子は約３μより小さい平均直径を有する、請求 項１記載の乾燥微粒子タン白生成物。
4. ４．タン白は未変性の実質的に可溶性タン白由来である、請求項１記載の乾燥微 粒子タン白生成物。
5. ５．タン白はホエイ、牛血清アルブミン、卵白アルブミン、大豆およびその混合 物から成る群に由来する、請求項１記載の乾燥微粒子タン白生成物。
6. ６．タン白はホエイ由来である、請求項１記載の乾燥微粒子タン白生成物。
7. ７．ホエイタン白粒子は約０．１μより大きい平均直径を有する、請求項６記載 の乾燥微粒子タン白生成物。
8. ８．請求項１記載の乾燥微粒子タン白生成物を再水和して調製した微粒子タン白 の水性分散体。
9. ９．凝集体を水和する場合実質的に滑かでエマルジョン−様官能性する変性タン 白の実質的に非凝集性の球状粒子を供しりるわらに水和可能である可溶性タン白 マトリックスおよび微粒子タン白の球状凝集体を含むことを特徴とする、乾燥自 由流動性タン白生成物。
10. １０．変性タン白の非凝集性球状粒子は約０．１μより大きい平均直径を有する 、請求項９記載の乾燥タン白生成物。
11. １１．変性タン白の非凝集性球状粒子は約３μより小さい平均直径を有する、請 求項９記載の乾燥タン白生成物。
12. １２．タン白は未変性の実質的に可溶性タン白由来である、請求項９記載の乾燥 タン白生成物。
13. １３．タン白はホエイ、牛血清アルブミン、卵白アルブミン、大豆およびその混 合物から成る群に由来する、請求項９記載の乾燥タン白生成物。
14. １４．タン白はホエイ由来である、請求項９記載の乾燥タン白生成物。
15. １５．ホエイタン白粒子は約０．１μより大きい平均直径を有する、請求項１４ 記載の乾燥タン白生成物。