JPH07213232A

JPH07213232A - 蛋白製品ベース

Info

Publication number: JPH07213232A
Application number: JP6214638A
Authority: JP
Inventors: Saul Singer Norman; ノーマン・ソール・シンガー; Shoji Yamamoto; ショウジ・ヤマモト; Ratera Joseph; ジョセフ・ラテラ
Original assignee: Nutrasweet Co
Current assignee: Nutrasweet Co
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 1995-08-15
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: EP0250623A1; JPS6324857A; US4734287A; EP0250623B1; JPH0722497B2; CA1338003C; JP2740457B2; AU593560B2; AU5940386A

Abstract

(57)【要約】【目的】新規で有用な物理的形態の酪農ホエー蛋白の
水性コロイド分散液、熱変性方法および処理方法を提供
すること。【構成】変性した酪農ホエー蛋白の水性コロイド分散
液、熱変性方法および処理方法。この分散液は、実質的
に凝集のない粒子からなるマクロコロイドより構成され
る。これら粒子の結合塊の実質的に全ては、約５×１０
^-4立方ミクロン〜約５.５立方ミクロンの体積を有する
粒子からなる。標準光顕微鏡下、約８００倍で観察した
場合、これら粒子は実質的に長球状である。水和する
と、これら粒子は実質的に滑らかな、エマルジョン様の
官能的特性を有する。【効果】水中油型エマルジョンと近似した視覚的、官
能的な感じを与える酪農ホエー蛋白の水性コロイド分散
液が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、食品に関し、さらに詳
しくは、酪農ホエー蛋白から得られる食品に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】乳蛋
白は一般的に２つの群、すなわち、乳漿またはホエー蛋
白およびカードまたはカゼイン生成物に分けることがで
きる。カゼインは一般に燐蛋白として分類されるが、実
際には、いくつかの別個の同種の蛋白（アルファ、ベー
タ、カツパ蛋白等）、燐およびカルシウムの不均質複合
体であり、該複合体は乳中でカルシウムカゼイネートと
呼ばれるコロイド状カルシウム塩凝集体の形態をとる。
チーズの製造の間に、カゼインを２つの方法のうちの１
つによって乳から沈澱させる。第１は乳を酸で処理して
約４.７にpHを低下させ、それにより、カゼイン蛋白は
乳から沈澱し、カードを形成し、これが最終的にチーズ
に加工される。もう１つの方法では、カゼインの沈澱は
酸よりも、むしろレンネット酵素を用いて行われる。第
１の方法により生産したカゼインは一般に第２の方法か
ら得られた対応する製品より脂肪分が多く、灰分が少な
い。灰分含量の差は、主として酸の作用によって分離し
たカゼイン分子の燐酸カルシウムの結果であり、残りの
灰分は、大部分有機的に結合している燐であると考えら
れる。「酸カゼイン」はカッテージチーズのようなソフ
ト−チーズの製造に用いられ、一方、「レンネットカゼ
イン」または「パラカゼイン」はチェダーまたはモッツ
ァレッラのようなチーズの製造に用いられる。

【０００３】ホエーは乳から固体（脂肪およびカゼイ
ン）を除去した後に残存する漿液である。ホエーはラク
トアルブミンおよびラクトグロブリン蛋白からなる。ラ
クトアルブミンは全脱脂乳蛋白の２％〜５％を構成し、
乳中で脂肪粒子の蛋白界面活性剤安定剤として作用する
ものと考えられている。ラクトグロブリンは全脱脂乳蛋
白の７％〜１２％を構成し、全乳中のカゼイン蛋白と強
固に結合している。前記の酸沈澱処理から得られたホエ
ーは酸ホエーまたはサワーホエーと呼ばれ、一般に約
４.３〜４.６のpHを有する。また、前記の酵素沈澱処理
から得られたホエーはスイートホエーと呼ばれ、一般に
約５.９〜約６.５のpHを有する。一般に、市販の乾燥ホ
エーは、変性蛋白約１０％〜１３％、乳糖７１％、乳酸
約２％、水分約３％〜５％、灰分約８％〜１１％からな
り、低濃度の無水燐酸を含む。チーズ製造工程から得ら
れるホエーは、一般に、９０％またはそれ以上の水分を
含む水性媒質である。スイートおよび酸ホエーの代表的
特性を以下に示す。

【０００４】

【表１】

【０００５】米国特許第４３５８４６４号には酸ホエー
をスイートホエーに変換する提案が開示されている。

【０００６】得られるホエーの量はチーズ製品の量に直
接比例する。アメリカ合衆国のみのホエー生産量の推定
量は年間４３６億ポンドのオーダーである。

【０００７】ホエー自体ならびにホエー蛋白であるラク
トアルブミンおよびラクトグロブリンおよび糖である乳
糖のようなホエー成分は全て公知の種々の有用性を有す
るが、ホエーを産業的に有用な形態に変換するのは相当
困難である。根本的な困難性は、チーズ製造工程から得
られるホエーが前記のごとく水を約９０％含んでおり、
どの成分も一般にそのままの形態では有用でないことで
ある。過剰の水の除去は非常に高価につき、現在および
将来のエネルギーコストの観点から依然として高価なま
まである可能が非常に高い。そのうえ、ホエー中に含ま
れる有用な蛋白は、ホエー固型分の約９重量％〜１１重
量％程度という低比率の成分を構成しているにすぎない
ホエー固形分の残りの大部分、すなわちその７０重量％
以上は乳糖である。しかしながら、乳糖の商業的価値
は、昔も今も極めて低い。最終的な結果として、ホエー
はほとんど価値のないものであり、事実、できるだけ少
ない費用で廃棄するだけの物として一般にチーズ製造業
者に考えられていた。通常、ホエーは下水に排水するこ
とによって廃棄するだけであった。しかし極く最近、環
境汚染の可能性に対する認識が高まり、そのような廃棄
方法に対しても、ホエーがチーズ製造工程に関する負担
になる程の厳しい制限が課されるようになってきた。い
くつかの地方当局はホエーおよびその関連生成物を当局
の下水系で処理することを認めているが、その処理費用
は非常に高い。ホエー処理に関する費用を低減させるた
めに実現可能になる別法の１つは、副生物を加熱して熱
変性させ、該蛋白、主としてラクトアルブミンを凝固さ
せ、ついで残った乳糖シロップから粗製の非機能形で分
離することである。ついで得られた生成物を販売して加
工費を処理費以下にする。さらに好ましくは、ホエーを
スプレー、ドラムまたは凍結乾燥などを用いて単に乾燥
し、吸湿性製品を製造する。そのような手段で製造した
代表的製品は、最低乳糖６５％および蛋白約１２％を含
む乾燥ホエー動物飼料補足物である。これらの補足物は
脱脂乳より高濃度のリボフラビンを有し、一般にリボフ
ラビンおよび他の溶解物の源として飼料混合物に有用で
ある（エンサイクロペディア・オブ・ケミカル・テクノ
ロジー（Encyclopedia of Chemical Technology）、６
巻、３０８頁参照）。

【０００８】これらの後者の方法を制御すれば、乳糖の
再結晶を行うことができ、さらに有用な非吸湿性製品を
得ることができる。乳糖の結晶沈澱も、また、これらの
製品の蛋白含量を少し増強するために用いることができ
る。そのような方法は、さらに、若干より価値のある製
品を製造することによって加工費を相殺する。しかし、
該乾燥製品は、特有のホエー臭および、特に、味をかな
りの程度残しており、その商業的有用性が制限される。
そのような製品は一般にホエーに比べほとんど付加価値
がなく、変性蛋白の水吸収能故にほとんど製パン産業で
添加物として使用されている。

【０００９】当該産業を取りまく厳しい処理問題、濃縮
したまたは品質を良くしたホエー蛋白および他のホエー
成分の販売により、加工費を上廻る相当の経済的利益を
実現する可能性のために、近年、ホエー処理研究および
開発に多くの時間および経費が払われている。これらの
努力の多くは蛋白の分離または濃縮を取り扱っている。
ホエー蛋白回収のための１つの方法は「セントリ−ホエ
ー」（“centri-whey”）法として公知であり、天然ホ
エー蛋白を４.５〜４.６のpHにて熱処理して変性させ、
ついで遠心分離により変性蛋白を分離することからな
る。ホエー蛋白の約７０％のみがこの方法を用いて変性
され、残りは以後の遠心分離の上清中に失われる。非効
率的にもかかわらず、また生のホエー蛋白の機能的特性
が所定の適用において必要でないものと考えられ、しか
も、英国特許第２０２０６６７号によれば、変性ホエー
蛋白が生の未変性蛋白より非常に容易に消化されるた
め、変性ホエー蛋白の方が好ましい。蛋白化学における
変性とは、例えば、それぞれの蛋白についての特性点を
超えて蛋白溶液を加熱することにより、および／または
蛋白を酸、アルカリまたは種々の変性剤にさらすことに
より誘発されうる蛋白の分子構造のある範囲の変化を包
含している。不可逆的に変性した蛋白はその未変性また
は生の状態に比べて溶解度が減少し、そのうえ結晶化で
きない。

【００１０】この変性過程は分子間水素結合の破壊を含
み、その結果、生の蛋白の高次構造はより無秩序な構造
に取って変わる。変性は通常不可逆であるが、処理する
蛋白および該蛋白が受ける処理により、可逆である例が
いくつか存在する。生および変性ホエー蛋白の性質の違
いのいくつかが関連文献に報告されている。本明細書で
は、それらのそれぞれの有用性を生じるような生および
変性ホエー蛋白間の差異について参照する。変性過程の
最終のある時点で、一般に、ゲル化、濃厚化および不透
明化の進行を含む人間の感覚だけで直接感知できる変化
が生じる。該過程のこの段階を以後凝固とよぶ。

【００１１】ホエー蛋白の濃縮のもう１つの方法は限外
濾過法を用いる。例えば、ある公知方法は、全ホエーを
限外濾過処理に付すことを包含し、それによって乳糖シ
ロップおよび可溶性、未変性ホエー蛋白濃縮物（ＷＰ
Ｃ）を得る。ＷＰＣは低いpHで可溶であり、したがって
高栄養価飲料に有用であり、また、加熱により凝固して
卵白代用物を与えると開示されている。本発明者の知る
限り、おそらく、現在、経済的には大部分の適用におい
て天然の卵白の方が有利と考えられるので、この処理か
ら得られるＷＰＣは商業的に卵白代用物には用いられて
いない。いずれにせよ、このＷＰＣの溶解性および凝固
性は未変性ホエー蛋白が保持する機能特性に由来する。
しかし、再度留意すべきことは、それらの機能に由来す
る特性が特に要求されない適用においては、変性ホエー
蛋白がより容易に消化され、その上、ある種の適用にお
いて好ましい水吸着性または色および熱安定性特性のよ
うな特性を付与し、該特性は未変性ホエー蛋白からは得
られないということである。

【００１２】ホエー加工における限外濾過のもう１つの
例として、英国特許第２０２０６６７号は、全ホエーを
熱処理に付して蛋白を変性し、不溶化し、ついで限外濾
過により液体媒質から回収することにより全ホエーから
ホエー蛋白を回収する方法を教示している。この方法
は、未変性ホエー蛋白（３０％）が遠心分離した上清に
失われず限外濾過した残留物中に変性蛋白と共に保持さ
れるという点で前記の「セントリ−ホエー」法よりもコ
スト的に有利であり、収率も良いと開示されている。

【００１３】米国特許第３８９６２４１号は、牛乳から
のホエーを珪藻土フィルターに通して残留カゼインおよ
び乳脂肪を除去し、ついで限外濾過工程に付して大部分
の水、乳糖および無機塩を除去してホエー蛋白濃縮物を
得る微生物数の少ない可溶性ホエー蛋白濃縮物製造のた
めのもう１つの方法を開示している。ついで、この濃縮
物を強酸性カチオン交換樹脂に通して該製品中の無機塩
濃度をさらに減少させ、pHを減少させ、pHは、所望によ
り、酸を加えてさらに減少させてもよい。ついで、この
濃縮物をスプレードライのような常法で乾燥させる。

【００１４】米国特許第４２３５９３７号は、限外濾過
以外の方法を用いて種々の蛋白源を処理する方法、特に
ホエーの処理に供する方法を開示している。その処理の
重要な特徴は、ホエーが通常の低い全固形分含量および
高い乳糖含量を有し、新鮮またはほぼ新鮮でなければな
らないことである。さらに、チーズ製造工程におけるホ
エーの製造の時からこの方法により加工される時まで、
ホエーの温度を実質的に低下させてはならない。事実、
加工前にホエーが維持されねばならない最低温度は９０
°Ｆであると開示されている。該方法はホエーに良好な
口当り付与剤およびコロイド強化成分として作用する金
属グルコネート溶液の存在下に「混合剪断力」をかけ、
混合の間反応混合物を高温であるが、存在する蛋白の変
性温度以下の温度に維持することを含む。前記薬剤は、
また、該方法の重要な、特徴的な自動デカンテーション
の実施を援助するともいわれている。この特許に開示さ
れている方法は、ホエー蛋白および、変性されて自動デ
カンテーションのフロック中に、大きな粒径の概念によ
って含まれてしまういずれもの蛋白の変性をさけること
を意図している。

【００１５】米国特許第３８５２５０６号は、比較的口
当りの良い、容易に液体形に復元できる乾燥，凝集，可
溶性ホエー蛋白の製造方法を開示しており、該方法はス
プレードライし、脱塩した球状の分離ホエー蛋白を４４
ミクロン以下の粒子サイズに機械的に分離し、ついで該
粒子をより大きなサイズの粒子に凝集することからな
る。ホエーを乾燥するその他の通常の方法と同じく、ホ
エーのスプレードライにより、通常、約７５ミクロン〜
２００ミクロン、一般には該範囲の上限近くの粒子サイ
ズを有する乾燥製品が得られる。

【００１６】本発明者らは、所望の目的を達成する正確
な機序は不明であるが、所望の結果、すなわち、比較的
口当りの良い製品を提供するのは、再分割粒子形成の特
定の機械的手段、すなわち、粉砕であると考えている。
粒子サイズ特性は、乾燥製品を液体中に分散するのを助
け、液体中への溶解を促進するために明らかに必要であ
る。米国特許第４２２５６２９号は不溶性蛋白濃縮物製
造のもう１つの別法を開示しており、この場合は、澱粉
のような炭水化物、ビタミンおよび比較的高比率の脂肪
をも含有する。この方法では、ホエーおよび蛋白の混合
物を含有するシード製品を約９〜１０のpHに調整し、可
溶性蛋白質を含有する得られたジュースをそれから分離
し、酸性pHまで酸性にし、ついで加熱し、またはヘキサ
メタリン酸ナトリウムを加えて蛋白を沈澱させ、該沈澱
を分離し、水で洗浄し、ドラム乾燥または凍結乾燥のよ
うな公知の方法で乾燥する。単純な蛋白濃縮物の製造と
異なり、米国特許第４２１８４９０号は、蛋白界面活性
剤を配合した食品の製造方法を開示している。該界面活
性剤は９０％以上の蛋白を含有し、大豆、血液、ホエー
および脂肪種子を含む種々の蛋白源からイオン交換抽
出、ついで乾燥によって得られる機能性蛋白である。こ
の適用における可溶性ホエー・ラクトアルブミンの使用
は、乳中の脂肪粒子の溶解においてこれらの同じ蛋白が
果す役割と同様であると考えられる。そのような薬剤に
とって通常のごとく、該薬剤は食品に対して比較的少量
で用いる。事実、この薬剤は、一般に、いずれの適用に
おいても、そのような機能性薬剤の全量の少量成分とし
て用いられる。

【００１７】不溶性変性蛋白製品が得られる前記方法の
全ては、大体、ホエーの等電点付近またはそれ以上でホ
エーを熱変性すること包含する。モドラーら、ジャーナ
ル・オブ・デエリー・サイエンス（Modler et al., Jou
rnal of Dairy Science）、６０巻、２号によると、そ
のような方法はホエー蛋白の回収において一般的であり
経済的でもあるが、得られた製品は、一般に、不溶性で
ザラつき、したがって、その商業的適用の範囲が制限さ
れる。鉄を強化し、ついでアルカリ条件下で処理したホ
エー蛋白の溶解性の改善がアマンテアら、ジャーナル・
オブ・カナディアン・インスティチュート・オブ・フー
ド・サイエンス・アンド・テクノロジー（Amantea et a
l., the Journal of Canadian Institute of Food Scie
nce andTechnology）７：１９９，１９７４によって報
告されているが、これらの改良は含硫アミノ酸の多大の
消耗によってのみ実現される。ホエー蛋白の等電点以下
で行う方法がモドラーら（Modler et al.）によって報
告されており、一般に溶解性および機能が改善される。
同様の方法が米国特許第３９３００３９号に開示されて
おり、該特許は、全ホエー蛋白の非常に少量だけが強酸
性／高温条件下で変性を受け、残りは生の機能のまま、
それ故、可溶性条件のままであるということを明確に開
示している。

【００１８】明らかに、可溶性の生のホエー蛋白はそれ
を強化した食品にザラついたテクスチャーを与えない
が、エマルジョン様のテクスチャーも与えない。さら
に、フード・プロセッシング（Food Processing），３
６（１０），５２，５４（１９７５）に開示されている
ように、そのような可溶性ホエー蛋白をパスタの強化に
用いる場合には困難がある。この文献によれば、フィラ
デルフィアのイースタン・リジョナル・リサーチ・セン
ターのＵＳＤＡ科学者らは、非強化パスタの製造に用い
られる加工装置に大規模かつ根本的な変更を加えなけれ
ば通常の生の（可溶性）ホエー蛋白製品をパスタの強化
に用いることは許容しがたいということを見い出した。
熱変性ホエー蛋白製品は、現存のパスタ製造装置に対し
てそのような変更を要しない。訓練された味覚パネルに
よるそのような変性ホエー蛋白強化パスタの製品評価
は、変性ホエー蛋白強化パスタが非強化パスタよりテク
スチャーが劣っているということを立証した。この知見
は、熱変性ホエー蛋白の予想したザラつきのような性質
の点から意外なものではない。味覚パネルは、特に、ト
マトおよびチーズソースで該差異をマスクすれば、テク
スチャーの差異が該強化製品を商業的に受け入れられる
ようになりうることを見出したが、単にマスクするだけ
よりむしろ該テクスチャーを本質的に改善できた場合、
該強化製品はさらに商業的に受け入れられるということ
は明らかである。しかし、以前にモドラーらによって指
摘されたように、前記のホエー蛋白変性処理により形成
された大粒子サイズの蛋白質凝集はザラついた口当りの
製品を生じる。これは蛋白補足物としてでさえ製品の商
業的有用性を制限する。

【００１９】同様の官能的問題は、米国特許第４０４１
１８７号に開示されているように、低カロリー食品中の
大豆由来の蛋白の使用の際にもある。この特許は、機械
的粉砕装置の使用が、一般に、所望の結果を得るのに不
適当であるということを指摘している。ジェイ・エル・
ショート（J. L. Short）により、ニュージーランド・
ジャーナル・オブ・デエリー・サイエンス・アンド・テ
クノロジー（the NewZealand Journal of Dairy Scienc
e and Technology），１５，１６７〜１７６に示されて
いる記載に表されているように、ホエー蛋白についても
同様な自体に遭遇する。その記載の表２に開示されたデ
ータは、加熱沈澱した（変性した）分離ホエー蛋白の製
造に用いられる従来の手法の大部分は、粉砕または他の
機械的粒子粉砕処理後でさえ、約１００〜約２００ミク
ロンの範囲の蛋白粒子サイズを生じるということを示し
ている。ショート（Short）によって開示された比較的
小さい変性ホエー蛋白粒子（約２８ミクロン）でさえ、
それを補足した食品に粗いザラついたようなテクスチャ
ーを与える。

【００２０】約２８ミクロンの平均粒子サイズを有する
未変性「球状」ホエー蛋白粒子は、スプレードライによ
ってホエー蛋白濃縮物を得ることができる。たとえ、そ
のような粒子サイズが乳中の脂肪粒子と同じオーダーの
大きさであっても（１ミクロン〜２２ミクロン、蛋白ホ
スホリピドおよび高融点トリグリセリド複合体からなる
と考えられている５ミリミクロンの膜を有す）、それぞ
れのホエーおよび脂肪粒子のレオロジー特性が顕著に異
なり、その結果、完全に水和しかつ分散した場合、ほと
んど未変性である蛋白は再溶解し、その粒子性を失い、
もちろん脂肪粒子のような口あたりには近似しえない、
可溶性蛋白に典型的な、多少粘性、粘着性溶液を形成す
る。

【００２１】低カロリー食品において、脂肪および油の
代りに低カロリー代替物を利用することが明らかに有利
である上に、保存期間を考慮すると安定な脂肪代替物が
非常に望ましい。これはサラダドレッシングやマヨネー
ズ製品のような食品において特に望ましい。エンサイク
ロペディア・オブ・ケミカル・テクノロジー、１２巻、
３８頁に記載されているように、「非常に多くの不利な
条件にさらされ、酸敗し、あるいはその他の原因により
品質劣化を生じる脂肪食品は油である。時間、温度、
光、空気、露出表面、水分、窒素性有機物質および微量
の金属は悪臭の原因となる要因として知られている。サ
ラダドレッシングおよびマヨネーズ製品では、油はこれ
らの悪条件の大部分または全てに同時に付される。」広
く受け入れられるためには、乳化食品中のそのような脂
肪および油のいずれの代替物も代替される油または脂肪
の官能的特性と非常に近似したものであるべきである。
それらの特性のうちの主なものは口当りの特性であり、
明らかに、ザラついた製品はそのような適用に全く受け
入れることができない。

【００２２】ホエーの蛋白成分に関する前記の文献と異
なり、米国特許第４１４３１７４号およびその分割出願
番号第９６５２７０号である米国特許第４２０９５０３
号は、植物ならびに酪農ホエーを、それらが配合されて
いる食品成分の改質、特に、そのような成分の安定化、
乳化、粘稠化、曇化、ゲル化および粘度特性を改質する
ことが可能な機能性食品改質剤として有用である非蛋白
コロイド沈澱物の源として使用することを教示してい
る。該沈澱は、本来、非蛋白性であり、該複合体の５％
までのわずかの比率の蛋白が存在するが、わずかの希釈
効果を有することは別として、これは実質的に該沈澱に
対して無害である不純物と考えられる。該沈澱は１０ミ
クロン以下の粒子サイズであり、さらに詳しくは、約１
ミリミクロン〜約１ミクロンの範囲にある。好ましく
は、該沈澱はホエーの非蛋白限外濾過画分から得られ、
該ホエーまたはその非蛋白画分は約３０％までの固形分
含量に濃縮される。該沈澱は、該ホエーまたはその画分
のpHを５〜９、通常、約５.８〜７.２まで上げ、ついで
所望の沈澱が形成するまで加熱することによって得るこ
とができる。該沈澱は、１８０°Ｆ以上の温度では「褐
変」が生じるので、一般にそれ以下の温度で行う以外い
ずれの通常手段によっても乾燥できる。該沈澱は、それ
が配合される食品組成物の０.０１％位〜３０％位、一
般には０.５％〜約２０から２５％からなる。しかし、
本来蛋白性でないので、これらの沈澱は食品のＰＥＲ
（蛋白効率比）値を増大するのに有効でない。一般に、
食品の蛋白強化は、魚、大豆、ホエー、カゼイン、卵ア
ルブミンまたはグルテン蛋白源を用いて行われている。
これらの強化剤のそれぞれは付随した問題を有する。例
えば、大豆蛋白は非常に注意深く製造しても、時間の経
過とともに典型的な異臭が発生する。魚蛋白は全て好ま
しくない異臭を有する。卵アルブミンは、商業的に有用
な乾燥形に安定化させるために酵素処理を必要とする
が、残念なことにまた魚のような異臭を生じる。グルテ
ン蛋白は使用できるが、低ＰＥＲである。ホエーはすで
に記載し、その使用に付随する問題を前記で明らかにし
ている。ホエー以外のそのような薬剤を用いた蛋白強化
に関連した問題の結果、そのような他の薬剤の使用は非
常に低濃度かまたはそれらの好ましくない特性が遮断で
きる製品に使用するかに制限されている。それらは口当
りの良い、あるいは微妙なフレーバーの食品に有用であ
るとは考えられない。

【００２３】要約すると、可溶性食品蛋白は一般にニカ
ワ質であり、一方、熱変性蛋白は塊状ゲル（例えば、調
理した卵白のような）または粗いザラついた粒子のよう
になるかのいずれかの傾向にある。この一般的傾向の１
つの顕著な例外は、肉のような筋原繊維質を思わせる官
能的特性（特にテクスチャー）を有する繊維に紡糸した
大豆蛋白の場合に生じる。しかし、そのテクスチャー
は、そのような繊維がいずれの点でも、例えば、脂肪ま
たは油のような口当りには匹敵しないので、明らかに一
般に適用できない。

【００２４】ただ１つ留意すべきことは、ザ・エフ・デ
ィー・エー・コンシューマー（TheFDA Consumer）、１
９８３年１１月に引用されているように、一般にアメリ
カ合衆国で年間に生産されるホエー４３６億ポンドの５
３％しか有用なホエー製品に加工されていないというこ
とである。

【００２５】本発明の目的は新規で有用な形態のホエー
蛋白およびその製造方法を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ホエー蛋
白を新規な物理的形態に変えることができ、これは、水
和すると、驚くべきことに、通常、油脂／水エマルジョ
ンに寄与できるある程度の望ましい官能的特性を発揮す
ることを見出し、本発明を完成するにいたった。したが
って、本発明の１つの態様は、乾燥時の平均粒径分布が
約０.１ミクロンより大きく、約２.０ミクロンより小さ
い範囲にあり、径が３.０ミクロンを超える粒子の数が
全体の約２％以下であり、標準光顕微鏡下、約８００倍
で観察した場合、該粒子の大部分が球状であるスイート
・ホエー蛋白凝固物の実質的に非凝集粒子からなり、水
和した場合に実質的に滑らかな、エマルジョン様官能特
性を有する蛋白性水分散性コロイドを提供するものであ
る。

【００２７】本明細書において、「口当り」なる語は、
全体的には身体全体であるが、特に、口腔および食道粘
膜に鋭敏な一群の感覚を意味する。さらに詳しくは、本
明細書で用いる「口当り」なる語は、この一群の感覚の
１つ、特に、細かい、粗い、脂っぽいなどのような触覚
に伴う感覚を意味する。この触覚的表現は、一般的に、
口中で適格に感じられ、種々の食品の微妙な差がもっと
も容易に感知される。

【００２８】かくして、本発明の新規ホエー蛋白は、水
性媒体中に分散すると、エマルジョン様としてもっとも
適格に表現できる口当りを示す。明らかなごとく、該蛋
白の水和の程度はそのレオロジー的特性、したがって、
該蛋白が口中で感知される様子に影響する。望ましいこ
とに、これらの蛋白の口当りは、それらが水和される
と、油脂／水エマルジョンの口当りに非常に近似したも
のとなる。

【００２９】本発明の新規ホエー蛋白のこの擬エマルジ
ョン特性は、粒径約０.１〜約２.０ミクロンの該新規熱
変性「凝固」（例えば、半固体または水和）ホエー蛋白
粒子の重力的に安定なマクロコロイド的分散液で発揮さ
れる。このような分散液は、通常、コーヒー・ホワイト
ナー、注ぐことのできるサラダドレッシング、スプーン
ですくうことのできるサラダドレッシング、スプレッド
またはアイシングのような水中油型エマルジョンと近似
した視覚的、官能的な感じを与える（本発明の実施によ
り得られるいくつかの対応する製品における該新規ホエ
ー蛋白の濃度のオーダーを増加させることにより）。

【００３０】「溶液」なる語はホエー蛋白の分野におい
て、しばしば、未変性ホエー蛋白の真のコロイド状分散
液の同意語として用いられる。このような未変性ホエー
蛋白粒子は約０.０１ミクロン〜０.００１ミクロンの粒
径を有し、それらのコロイド状分散液の安定性は蛋白分
子の正味の荷電および、特に、それらの等電点附近のpH
（約pH５.２）におけるこのようなホエー蛋白の水分子
に対する親和性に依存する。したがって、このような未
変性ホエー蛋白はコンデンスド・ケミカル・ディクショ
ナリー（Condensed Chemical Dictionary）、第９版、
２２２頁で定義されているような、コロイド化学で研究
されているより小さな範囲の粒子の範ちゅうに正しく該
当するものである。これと異なり、本発明の変性ホエー
蛋白粒子は約０.１〜約２.０ミクロンの粒径であり、そ
れ故、前記定義の粒径範囲の上限に近い、またはそれを
超えた粒子である。本発明の新規ホエー蛋白の熱変性に
もかかわらず、そのコロイド的特性、すなわち、水性媒
体中におけるそのような粒子の分散液の安定性は失われ
ていない。したがって、本発明の新規ホエー蛋白分散液
は、１００００Ｇもの力においても、中性水性懸濁液
（pH約６.５〜７.０）からの蛋白沈澱に抵抗する。した
がって、本明細書においては、未変性ホエー蛋白の「溶
液」（すなわち、「真のコロイド分散液」）と本発明の
新規ホエー蛋白に基づく分散液を区別するため、「マク
ロコロイド的分散液」なる語を用いる（以下、本発明の
新規ホエー蛋白ベース分散液を「マクロコロイド的分散
液」と称する）。同様に、本発明の変性凝固ホエー蛋白
を、以下、真のコロイド（前記辞書の定義によれば、粒
子径は１ミクロンを超えない物質を意味する）と区別す
るため、「マクロコロイド」と称する。この区別は、本
発明の変性凝固ホエー蛋白粒子のいくらかの粒径増加を
反映している。

【００３１】また、より大きな、変性ホエー蛋白凝固物
（すなわち、乾燥時、２ミクロンより大きい）の分散液
はそれを補足した食品に望ましくない白亜質的口当りを
与えることも判明した。この白亜質的口当りは、公知の
熱変性ホエー蛋白（約１５〜１７５ミクロン）のザラつ
く口当りの、粗さの少ないものといえる。２ミクロンよ
り大きなホエー蛋白凝固物の粒子の数が増加するにつれ
て非常に明確な感覚的域値を横切るように考えられる。

【００３２】０.１ミクロンより小さいものから、粒子
が全く感じられない径までの範囲の粒径は脂っぽい風味
を与え、それが目立つと、受け入れられなくなる。エマ
ルジョン様口当りから、脂っぽい口当りへの変化の知覚
は、前者から白亜質的口当りへの変化の知覚よりも非常
にゆるやかに見えるので、本発明のマクロコロイドにお
ける０.１ミクロンより小さい粒径の粒子の割合が多く
なることは許容できる。すなわち、平均粒子径が０.１
ミクロンより小さくなく、エマルジョン様特性が主要で
あれば、粒子分布自体、粒径が０.１ミクロンより小さ
い粒子を実質的な割合で含有していてもよい。

【００３３】本発明の新規製品は、未変性ホエー蛋白、
特にその濃縮物を、有利には、ただし、所望により、凝
集防止剤の存在下、高酸性pHで高温にて、水性媒体中で
剪断処理に付すことにより得られる。この方法はホエー
蛋白単独あるいは本明細書に例示する種々の成分と混合
した水性懸濁液について行うことができる。

【００３４】したがって、また、本発明のもう１つの態
様として、未変性酪農ホエー蛋白を、その等電曲線の下
半分を形成するpH域で、粒子のより大きな融合蛋白性凝
集物形成を防止するに充分な高剪断条件下、熱変性させ
ることからなる方法を提供するものである。

【００３５】以下、添付の図面を用いて本発明をさらに
詳しく説明する。

【００３６】図面中、図１は、本出願人の米国特許出願
第６０６９７８号（１９８４年５月４日出願）に開示さ
れている液体加工装置の縦断面図で、特に、本発明の実
施に好ましい高剪断力および高熱伝達率を一様に与える
のに適している。

【００３７】図２は、本発明の方法を実施するのに有用
な他の種々の装置と組合せて用いる図１の装置の模式的
配置図である。

【００３８】図３は図２と同様な模式的配置図である
が、図２における熱交換器１０Ｂがない。

【００３９】図４〜９は本発明のマクロコロイド試料の
粒子構造を示す顕微鏡写真で、図４、６および８は４０
０倍の写真であり、図５、７および９図は、各々、図
４、６および８に示す視野中の一部の５０００倍の写真
である。

【００４０】図１０および１１は、各々、ＡＬＡＴＡＬ
（商標）８１０ホエー蛋白の粒子構造を示す、各々、４
０倍および４００倍の顕微鏡写真である。ＡＬＡＴＡＬ
８１０ホエー蛋白は米国イリノイ州、ローズモントのニ
ュージーランド・ミルク・プロダクツ社（New Zealand
Milk Products, Inc., Rosemont Illinois）から入手で
きる商業的ホエー製品である。

【００４１】図１２および１３は、各々、ＡＬＡＴＡＬ
（商標）８１２ホエー蛋白の粒子構造を示す、各々、４
０倍および４００倍の顕微鏡写真である。ＡＬＡＴＡＬ
８１２ホエー蛋白はＡＬＡＴＡＬ８１０ホエー蛋白と同
様な商業的製品で、同様に、ニュージーランド・ミルク
・プロダクツ社から入手できる。（ＡＬＡＴＡＬ製品の
さらに詳細な記載は後記実施例５に示す。）

【００４２】図１４および１５はＡＬＡＴＡＬ８１０ホ
エー蛋白および本発明のマクロコロイド試料の等体積に
ついての粒径分布を対比した片対数ヒストグラムであ
る。

【００４３】図１６および１７は、各々、ＡＬＡＴＡＬ
８１０ホエー蛋白および本発明のマクロコロイドの試料
の等粒径についての粒径分布を対比した片対数ヒストグ
ラムである。

【００４４】図１８および１９は、各々、本発明の好ま
しいマクロコロイド試料の等粒径および等体積について
の粒子径分布を示す片対数でない、線形のヒストグラム
である。

【００４５】以下、本発明について詳述する。酸媒体中
でのホエー蛋白の熱変性が、驚くべきことに、生のホエ
ー蛋白（粒径約１７オングストローム）および公知の大
きな熱変性凝集ホエー粒子（１５〜１７５ミクロン）間
に、区別すべきものと考えられる２段階の変化を含むこ
とを見出した。また、ホエー蛋白の中間体形が約０.１
〜２ミクロンの粒径の非凝集粒子として現れ、この粒子
から本発明のある程度の利点が得られることが判明し
た。

【００４６】生のホエー蛋白は、変性条件下、適当な高
温にさらすと、まず、三次および二次立体配座的分解を
受けると考えられ、これにより、蛋白の元の形状が失わ
れ、共有ジスルフィド結合の少なくともいくらかが開裂
して個々のスルフヒドリル基が生じる。蛋白の変性がさ
らに進行するにつれて、各蛋白は新しい配座をとり、新
たな二次〜四次構造を形成し（すなわち、前記したスル
フヒドリル基は相互に反応して新たなジスルフィド架橋
を形成し、二価カチオンは分子間および分子内の両方の
レベルで蛋白分子の帯電域と相互反応しうる）、中間体
形、最終の不溶性、凝集、大粒径、変性蛋白が順次生成
しうる。この仮説が支持されるか否かとは関係なく、本
明細書の開示に従って、本発明の利点が達成される。

【００４７】前記のごとく、本発明の１つの態様は、乾
燥時、平均粒径分布が約０.１ミクロンより大きく、約
２.０ミクロンより小さい範囲にあり、径が３.０ミクロ
ンを超える粒子の数が全粒子の約２％より少なく、標準
光顕微鏡下、約８００倍で観察した場合、該粒子の大部
分が球状である熱変性ホエー蛋白凝固物の実質的に非凝
集粒子からなる蛋白性マクロコロイドを提供するもので
ある。該マクロコロイドは水和した場合、実質的に滑ら
かなエマルジョン様の官能的特性を有している。

【００４８】本発明のもう１つの態様は、前記と同様
な、ただし、該粒子の全結合塊の実質的に全てが、乾燥
時、約５×１０^-4立方ミクロン〜約５.５立方ミクロン
の体積を有する粒子から形成される凝固物を提供するも
のである。

【００４９】本発明のこれらの凝集物は、それらが、
（１）変性され、従って、容易に消化できるが、加工中
に含硫アミノ酸が失われないので高いＰＥＲを保持して
いること、（２）重力的に安定なマクロコロイド際分散
液を形成すること、（３）ザラつきがなく、したがっ
て、ヒトの食物の補足物として非常に望ましいこと、お
よび（４）油脂食品に近いエマルジョン様の官能的特性
を有し、したがって、高蛋白、低カロリー代替物として
有用であることの点で特に有用である。

【００５０】したがって、本発明は前記のマクロコロイ
ドからなる食物蛋白補足物および高蛋白−低カロリー脂
肪代替物も包含する。加えて、一般に、本発明は、該マ
クロコロイドを成分として含有する、あるいはベースと
する食品に関する。

【００５１】該新規ホエー蛋白を製造できる方法は、そ
の間に非常に高い剪断力を利用して実質的な量の大粒径
のホエー蛋白凝集の形成を防止する制御されたあるいは
程度を限定した熱変性法を必須とする。本発明のマクロ
コロイドは、それが形成された後さらに熱変性処理に付
される場合、粒子が融合凝集を形成し、そのため、それ
らの有用な特性を失う。このため、これらのマクロコロ
イドは熱不安定なものと考えるべきで、そのように処理
すべきである。

【００５２】したがって、本発明のもう１つの態様は、
約８０〜約１３０℃の温度で、約３.５〜５.０のpHに
て、乾燥時、約２.０ミクロンより大きい蛋白凝集物の
形成を実質的にさけるように選択した高剪断条件下、未
変性酪農ホエー蛋白の熱変性方法を提供するもので、該
方法は、乾燥時、約０.１〜２.０ミクロンの粒径範囲の
マクロコロイド粒子の実質的な量を製造するに充分な時
間行う。このような粒子径の測定は、必要に応じ、例え
ば、以下に記載する「過大粒子」テストを用いて当業者
が容易に行えるものである。

【００５３】明らかなごとく、過大粒子、特に、２.０
ミクロンより大きな蛋白凝集物は本発明の有用なマクロ
コロイドから、例えば、ニトロセルロース・メンブラン
・フィルターを用いる濾過によって除去できるが、この
ような粒子の出発物質中における存在および変性中の生
成をさけた方が有利である。このような粒子の形成を実
質的にさけることに加え、本発明の好ましい方法は以下
に記載するような他の利点も与える。

【００５４】以下、本発明の好ましい具体例について説
明する。

【００５５】原料の選択本発明は、一般に、酪農ホエー、さらに詳しくは、その
蛋白成分の有用な製品への変換に関する。酪農ホエーの
由来ならびにスイートおよび酸ホエーの差異は前記した
とおりである。注意すべきことは、第１に、酪農ホエー
は微生物的または他の変敗を受けていてはならず、第２
に、スイート・ホエーの使用が酸ホエーを用いて得られ
るものより、はるかに優れた製品をもたらすことであ
る。

【００５６】一般に、酪農ホエーおよびまたは酪農ホエ
ー濃縮物における異常に高い酸度（すなわち、異常な低
pH）、高灰分含量、多量の不溶性凝集粒子の存在のいず
れか、または全ては、（１）ホエーの取扱および保存の
不完全さ、（２）微生物的変敗、（３）これら（１）お
よび（２）の影響をマスクするための、緩衝剤または塩
基性塩を用いるpHの復元、それによる外観の復元の試
み、または（４）予備殺菌した場合、該殺菌の間の過剰
な熱処理、の１つ以上の徴候である。

【００５７】本発明の目的には、これらの徴候のいずれ
も望ましいものではなく（すなわち、ホエー蛋白は実質
的に未変性形であるべきで）、好ましい酪農ホエー出発
物質はこれらの性質のいずれをも有してはならない。明
らかなごとく、初めのホエーにおけるいずれの欠かん
も、加工を通じて伝えられ、最終製品に有害である。

【００５８】好ましい、スイート・ホエー蛋白濃縮物は
つぎの規格を満す。

【００５９】 pH ６〜７灰分（乾物基準％）５未満総脂質（乾物基準％）２〜４総窒素（乾物基準％）８〜８.５ＮＰＮ（乾物基準％）０.７５未満真正蛋白（乾物基準％）４８±１不溶性蛋白（乾物基準％）５以下変性蛋白（乾物基準％）３以下

【００６０】このうち、（１）真正蛋白は、総窒素％と
非蛋白窒素％（いずれも乾物基準）との差に６.３８を
乗じた積として示す。（２）不溶性蛋白は総蛋白に対す
る重量％であり、ホエー蛋白濃縮物の１％中和分散液を
１７０００Ｇで２０分間遠心分離後の蛋白として定義さ
れる。（３）変性蛋白は総蛋白に対する重量％であり、
ＤＳＣ分析（示差走査熱量分析、示差熱分析（ＤＴＡ）
としても知られる）に基づいて計算する。

【００６１】前記ＷＰＣは、例えば、水分含量約３％ま
でスプレードライできるが、乾燥ホエー蛋白濃縮物より
も、乾燥しない方が好ましい。すなわち、好ましいＷＰ
Ｃは、新鮮な、乾燥しない、液体酪農ホエー由来のもの
で、それ自体、本発明に用いる以前に乾燥していないも
のが好ましい。このような好ましいＷＰＣを、以下、
「生のホエー蛋白濃縮物」と称する。

【００６２】ホエー予備加工：殺菌本発明のマクロコロイド製品の実現は必ずしも殺菌に左
右されるものではないので、殺菌処理は任意である。し
かし、実際上、殺菌は大部分の商業的事例において不利
な微生物的変敗をさけるために有用であり、好ましい。

【００６３】ここで酪農ホエーを処理するために利用で
きる条件は、他の物質、例えば、乳の加工において有用
な典型的な殺菌時間および温度である。すなわち、バッ
チ法の場合、約６０℃、３０分の条件が必要とされる。
同様に、広く知られた条件および高温短滞留時間殺菌法
（約７１℃、１５秒）も本発明の目的に適用できる。こ
のような加工における条件が最終製品のフレーバーに対
してほとんど影響せず、連続法であるところから、高温
短滞留時間殺菌法が好ましい。

【００６４】殺菌条件におけるただ１つの制約は、いず
れもの実質的な蛋白変性をさけて、３ミクロンより大き
い変性蛋白凝集物の付随的形成をさけることである。

【００６５】ホエー予備加工：限外濾過、乳糖減少、水
の除去限外濾過は、酪農ホエー中のホエー蛋白を保持物中に含
まれる総固形分に対して約３５〜５５重量％まで濃縮す
る手段として好ましい。他の適当な手段は当業者に明ら
かである。いずれの場合も、本発明の方法に付す場合、
３５％以下の蛋白を含有するホエー蛋白濃縮物は（存在
する比較的高濃度の乳糖のため）、メイラード反応を受
けやすく、ホエー蛋白のフレーバー、テクスチャー、風
味および栄養価に望ましくない変化をきたし、一方、５
５％より多い蛋白を含有するホエー蛋白濃縮物溶液は、
蛋白濃度の増加に従って、コスト効率に対する製品収率
が次第に悪くなる。乾物基準での蛋白の相対的増加は主
として限外濾過保持物固形分中の乳糖量（乾物基準）の
減少により達成される。したがって、いうまでもなく、
選択した限外濾過フィルターの分子量カットオフは未変
性ホエー蛋白の分子量と二糖類である乳糖の分子量の中
間とすべきである。この機能は、例えば、１０００ダル
トンのオーダーの分子量カットオフを有する非常に微細
な多孔質限外濾過フィルターを用いることにより満たさ
れる。このような硬い、限外濾過フィルターは保持物中
に低分子量ペプチド（ＬＭＰ）および非蛋白窒素性分子
（ＮＰＮ）をトラップする。限外濾過保持物中でのＬＭ
ＰおよびＮＰＮの保持は、これらの物質が、いわゆる
「有用なホイッピング特性」を促進することからすでに
提案されており、これが、本発明を一般的に実施するに
おいて用いる限外濾過フィルターを決定するにおける１
つの考慮すべき点となりうる。

【００６６】しかしながら、現在、これらのＬＭＰおよ
びＮＰＮ分子は「典型的なホエー・フレーバー」を伴
い、ホエー蛋白マクロコロイドを、不快なフレーバーを
マスクできない食品に利用する場合、それらの存在は製
品の品質、したがって、市場性を低下しうるという点
で、望ましくないと考えられている。一般に、ＬＭＰお
よびＮＰＮ分子は１００００〜１８０００ダルトンの範
囲の分子量を有すると考えることができる。したがっ
て、限外濾過フィルターを約２００００〜３００００ダ
ルトンの範囲で選すれば、ＬＭＰおよびＮＰＮ分子が透
過物中に通過するだけでなく、総流出速度は同じ表面積
の、より硬い限外濾過フィルターを用いた場合よりも著
しく高くなる。３００００ダルトンを超えた分子量カッ
トオフを有する限外濾過フィルターは、限外濾過フィル
ターの大きな孔が所望のホエー蛋白ですぐ詰る傾向にあ
る点で望ましくない。

【００６７】本発明の１つの具体例の実施により、保持
物中のＬＭＰおよびＮＰＮをさけることは、本発明のマ
クロコロイドの乾燥を行う場合に特に好ましい。乾燥形
の製品において、これらの分子はマクロコロイド粒子を
相互に接着し、マクロコロイドの再水和、それによる分
散懸濁液の形成を非常に困難にする。

【００６８】製品のクリーム様またはエマルジョン様特
性の創造のもう１つの態様は、最終製品においてしばし
ば出会う、過剰量の針状乳糖結晶の形成による微細なザ
ラつきの除去である。限外濾過後の保持物中に存在する
乳糖は、限外濾過処理と共に、糸状菌ラクターゼの商業
的調製物の使用によってさらに減少できる。乳製品にお
ける乳糖の加水分解のための糸状菌ラクターゼの使用
は、例えば、米国特許第２８２６５０２号および第４１
７９３３５号に開示されている。

【００６９】最初の酪農ホエー中の水分量を限外濾過処
理により保持物中で減少させる。本発明の実施にとって
必須ではないが、この減少は以降の加工工程へ移行する
水を少なくすべきであり、これにより、より経済的にな
ることを意味する。さらに、目的とする製品の多くは最
良の製品コンシステンシーに近づけるため、高マクロコ
ロイド固形分濃度を利用する。このような適用のための
高固形分濃度は以後の加工工程のいずれか、あるいは、
その後でさえも達成することはできるが、変性工程前に
付随する水を減少させることが明らかに有利である。し
かし、前記のごとく、保持物中の総固形分自体を１６％
（総固形分に対して蛋白約５０〜５５重量％）より高く
増加させるには、限外濾過は経済的でない。さらに、限
外濾過では、総固形分濃度の増加につれて、総固形分に
対する蛋白％も増加し、前記のごとく、総固形分に対す
る蛋白濃度が５５％を超えると、コスト効率に対する製
品収率が次第に悪化する。したがって、保持物中の総固
形分は、保持物の真空蒸留により所望量の水を留去する
ことにより、最終のホエー蛋白濃縮物中で増加させても
よい。反対に、保持物を、例えば、凍結乾燥し、つい
で、再水和して得られるホエー蛋白濃縮物の所望の固形
分濃度を得てもよい。多くの場合、消費者に渡る最終製
品を製造するのに必要な他の成分で濃縮物を希釈すると
該製品に必要なレベルのマクロコロイド濃度とすること
ができるので、約４０〜５０％の固形分が好ましい。所
望のマクロコロイド濃度は製品自体の性質に依存する。

【００７０】限外濾過処理の副産物である透過物は、主
に、水、乳糖、リン酸カルシウム、乳酸および他の物質
ならびに、限外濾過フィルターを適当に選択した場合、
ＬＭＰおよびＮＰＮである。多分、この透過物は米国特
許第４１４３１７４号および第４２０９５０３号に記載
されている方法の出発物質として適している。また、乳
糖および窒素性物質はそれ自体、製品として販売でき
る。ＬＭＰ／ＮＰＮおよびリン酸カルシウム画分は、例
えば、低温乳糖結晶化、ついで、熱加工を用いることに
より製造できる。ＬＭＰ／ＮＰＮ濃縮物は未変性型で回
収して濃縮発泡剤とすることができる。乳糖は、そのま
ま、通常の市販製品中で利用でき、また、エタノールま
たは他の製品の製造における発酵炭水化物源として利用
できる。

【００７１】ホエー予備加工：ホエー蛋白濃縮物の脱気本発明の実施における変性の均一性、したがって、収率
および製品品質の最適化はホエー蛋白変性の間の製品の
均一な加熱によって増強できる。ホエー蛋白変性中のホ
エー蛋白濃縮物の均一な加熱にとって、気泡が障害とな
るので、閉じ込められた空気は製品の品質に悪影響を及
ぼす。したがって、これは特に後記する高温短滞留変性
処理に適用できるが、かかる加工前にホエー蛋白濃縮物
から気泡を追い出すことが好ましい。加工中にホエー蛋
白濃縮物中に空気が残留している場合、伝達効率が著し
く低下し、（１）変換効率の低下および／または（２）
局部的な熱電導の阻害、すなわち、均一性の少ない加熱
による均一性の少ない製品をもたらす。

【００７２】脱気は、例えば、コーネル・マシーン・カ
ンパニー（Cornell Machine Company）によって販売さ
れている商業的に入手できるVersator（商標）装置を用
いて容易に行うことができる。

【００７３】加工：蛋白変性未変性酪農ホエー蛋白の、本発明のマクロコロイドへの
変換は未変性ホエー蛋白の溶液を蛋白変性条件（pH３.
５〜５.０）下、約８０〜１３０℃（非常に高い剪断力
下）にて処理することにより行われる。

【００７４】pHは３.５〜４.５が好ましく、pH３.７〜
４.２がさらに好ましい。本発明の方法における全てのp
H調整は食品用酸、例えば、塩酸およびクエン酸を用い
て行うことができる。

【００７５】変性温度および加熱装置における製品への
伝熱速度の選択は、最適量のマクロコロイドを形成する
時間によってほぼ決定される。したがって、後記する
「過大」粒子テストを用い、各状況における時間を決定
する。

【００７６】選択する温度は８０℃以上が好ましい（後
記するワーリング（Waring）・ブレンダーを用いるよう
な、特別の加熱装置を用いる場合、８０℃の処理温度に
おいて、約１５分で充分である）。９０〜９５℃の変性
温度における加工時間は約５分である。一方、１２０℃
では、加工時間は非常に短く、約３秒である。明らかな
ごとく、このように高い加工温度は速やかな伝達速度を
補足する（すなわち、ホエー蛋白溶液の当初の温度を５
℃とした場合、これらはホエー蛋白濃縮物における約４
０の温度上昇（ＴＣ／秒）を生じる）。加工装置の特性
が許すならば、高伝熱速度／高変性温度における非常に
短時間の加工が好ましい。１２０℃以上の温度、例え
ば、約１３０℃で、製品滞留時間を対応させて短くする
場合、得られるマクロコロイド製品は「濃厚」になり、
あまり望ましくない。前記のような加工条件は、後記
し、図１および２に示す液体処理装置を用いることによ
り利用できる。

【００７７】ホエー蛋白溶液における好ましい剪断条件
は、「過大」粒子テストを用い、約２ミクロンより大き
い凝集した、変性蛋白粒子の実質的な量の形成をさけ
る、実際に用いる混合装置のもっとも経済的な操作条件
を確立することにより、もっとも良く決定される。小型
化した（例えば、１リットル容量）のヘンシェル（Hens
chel）ミキサーを備えた１ガロン・ワーリング・ブレン
ダーについて、例えば、５０００r.p.m.でこの目的に充
分な剪断力が与えられることが判明した。しかし、好ま
しい加工条件によれば、ホエー蛋白溶液を恒温で非常に
短時間、非常に高い（約４５００００〜６０００００、
通常、約５０００００min^-1）剪断力に付す。好ましい
加工条件を確立するために用いるのに適した装置を以下
に記載する。

【００７８】本発明の実施に有用な好ましい液体食品基
質加工装置は、基本的に、外面および中心軸線を有する
円筒状内面を含む管；該外面上の熱交換媒体を運ぶ手
段；該軸の周囲を回転し、該管内で該内面と同軸方向に
設けられ、それにより、該内面との間が約２mm以下の実
質的に均一な、さえぎられない環状の空間からなる処理
域を構成する延長した、円筒状回転体；該回転体を高速
で回転させる手段；および該処理域を処理すべき流体で
満たし、該域を満たした状態で、該流体中に含有される
成分が該域中で蒸気を形成し、あるいはガスを発生する
のを防ぐに充分な、大気圧より高い圧力下、高温にて保
持し、かつ、該流体の該域内での加工の間、流体の処理
量を供給する該処理域の外部手段からなる。

【００７９】この装置は基質の非常に迅速な処理を提供
する。管の内面および／または回転体の外面は、例え
ば、ポリテトラフルオロエチレンまたはクロロトリフル
オロエチレン・ポリマーのようなハロゲン化ポリエチレ
ンのごとき比較的不活性な高分子物質製またはそれで被
覆することが好ましい。

【００８０】処理域に物質を供給するには、一般に、ポ
ンプを用いる。

【００８１】このような加工装置を、大気圧下で処理域
に蒸気相を形成するような温度条件下で液体基質の処理
に用いる場合、ガスの発生を防止するようにする。通
常、処理域の上流に供給ポンプが位置し、処理域の下流
にバルブのような手段が設けられ、これにより、処理域
内の圧力を制御することができる。好ましい配置におい
て、処理域の上流に設けられた第１ポンプが、その源か
ら溶液の形のホエー蛋白を該域に供給し、第２ポンプが
処理域の下流に設けられ、第１のポンプより低速で操作
されて処理域に背圧をかける。この背圧を生じさせるた
めにポンプを用いるか、他の同様な手段を用いるかにか
かわりなく、一般に、この背圧は処理域における溶液か
らの揮発性物質のガス発生をさけるのに必須である。処
理域における蒸気相の形成は、溶液に含まれるホエー蛋
白に対する効率的な伝熱に対する不安定な、しばしば、
一時的な、通常、局部的に隔離する障害を生じさせて、
域内における均一な加工条件を促進するための設計上の
特徴を損なう。このため、このような加工装置で処理す
べき溶液は加工前に脱気することも好ましい。前記のご
とく、これは、コーネル・マシーン・カンパニーによっ
て販売されているVersator脱気機のような商業的に入手
できる脱気装置により容易に行うことができる。

【００８２】前記した２つのポンプ系は処理量および背
圧のバランスのとれた制御を可能にする。第１の、また
は上流の供給ポンプは処理域を通る製品の処理速度を定
めるように調整できる。第２の、または下流のポンプは
２つのポンプの間の装置内（処理域を含む）で生じる背
圧を制御するために調整できる。

【００８３】処理域における蒸気相の発生防止の必要性
は、本発明におけるような食品を処理する場合、非常に
重要である。食品製品からの揮発性成分の損失は、一般
に、食品の官能的品質を損なうが、当業者に明らかなご
とく、ある種の望ましくない揮発性成分の制御された矯
正はある種の食品を補強する。処理完了後、背圧を大気
圧に減じる前に、基質を、大気圧で望ましくない揮発ま
たは分離が起る温度以下に冷却することによりホエー蛋
白溶液からの揮発性成分の損失を制御または防止でき
る。これは、多分、処理域と第２ポンプの間に熱交換装
置を設けることにより、もっとも容易に行える。製品が
第２ポンプ（または適当な背圧をかけることのできる他
の手段）を出る温度に関して考慮すべき他のことには、
例えば、処理した製品の直接無菌包装が所望か否か、あ
るいは製品を貯蔵するか否かが包含される。いずれの場
合も、処理域における蒸気相の形成は実質的にさけなけ
ればならない。

【００８４】もちろん、背圧の大きさは処理すべきホエ
ー蛋白溶液の性質（すなわち、揮発性フレーバー添加物
の存在または非存在）およびその目的に用いる処理条件
に左右される。処理域におけるガス発生をさけるに必要
な圧力は容易に計算でき、当業者に明らかである。

【００８５】図１を参照して、本発明の実施に有用な加
工装置１０は、延長した管１２を有し、その端は密閉板
１４および１６で閉じられ、加工域を形成するチャンバ
ー１８を与える。管１２はより大きな延長した管２０中
に、同軸に封入されている。管１２および２０の間の環
状空間は、管１８の内面から管１２の外面へ延長する成
形体２２によって、熱交換媒体入口２６から熱交換媒体
出口２８まで螺旋状に延長する溝に変形されている。

【００８６】熱交換媒体は、通常、加工すべき物質の流
れに対して向流するように螺旋状チャンバー２４中を循
環する。例えば、加工すべき物質は、通常、径方向に向
いた入口５０を通って入り、軸方向に向いた出口４８を
通って出、この場合、熱交換媒体は口２８を通ってチャ
ンバー２４内に入り、口２６を通って出る。

【００８７】外側の管２０は、端部材３２および３４の
間で管２０の全長にわたって延長する断熱ジャケットに
包まれている。端部材３２および３４は、各々、口２６
および２８を有し、溶接３６および３８により、その軸
方向内側部にて各々、管２０の外面に固定され、熱交換
媒体の漏れを防ぐため、それらの軸方向外側部に、各
々、Ｏリング・シールが設けられている。端板１４はボ
ルト４４で端部材３４に固定され、板１６はボルト４６
で端部材３２に固定されている。端板１４を通して、物
質出口４８が延長し、端板１６を通して物質入口５０が
延長する。本明細書において、入口および出口は互換的
に用いているが、明らかなごとく、これらの機能は、所
望により逆にできるからである。端板１４は通常のベア
リング部材５２を支持するように成形されている。

【００８８】チャンバー１８を通して、ステンレス鋼製
の、その上にポリテトラフルオロエタンを被覆した回転
体５４が延長している。回転体５４の本体の径は、回転
体５４と管１２の内面の間に約２mmの幅の環状加工域を
与えるように、管１２の内径よりわずかに小さくなって
いる。回転体５４の端部５６は板１４で支持されたベア
リング部材５２により担持されている（例えば、ステン
レス・ヘッド中のブッシュにより）。回転体５４のもう
１つの端部５８も通常のベアリング部材内（図示せ
ず）、例えば、ＦＡＦＮＩＲＬＣＭＥＣＨＡＮＩ−
ＳＥＡＬ（商標）で回転するように担持されている。

【００８９】端部５８の端６０には平らなポイント・ソ
ケット６２が設けられている。チャンバー１８の開口６
４は通常の密閉板部材で密閉されている。

【００９０】図２は、本発明の実施に有用な加工装置１
０および、それにホエー蛋白を供給し、圧力を維持し
（好ましくは、約８０〜９０psi）、加工装置１０から
加工した物質を引き出すポンプ・システムを説明する。
このポンプ・システムは加工装置１０の入口２８に、導
管９２を介して接続した第１のポンプ８６からなる。

【００９１】加圧装置１０の軸方向を向いた出口２６は
導管１０６を介して通常のシングル・ブレードかき取り
表面熱交換器１０Ｂの同じ軸方向を向いた口に接続して
いる。図面から明らかなごとく、この接続様式は、方向
を変えることなく、加工装置１０および通常の熱交換器
１０Ｂの両方を通る物質の滑らかな流れを保証する。こ
れは、加工装置１０から熱交換器１０Ａへの製品の均一
な流れを保証し、熱交換器１０Ａ内で、前記のごとく、
製品が冷却されて所望の揮発成分の損失をさける。ま
た、加工装置１０と熱交換器１０Ｂの間の流れにおける
渦流をさけることにより、製品が高温望ましくないほど
に長期間残留することがなく、これはさらに、製品にお
ける均一特性の維持を補助する。

【００９２】接合導管１０６は断熱ジャケットまたは、
操作の融通性上、好ましくは、その周囲を熱交換媒体が
通過できる手段を有している。また、温度および圧力セ
ンサー（図示せず）を位置させる部分１０８が設けられ
ており、これにより、通過の間の物質の状態の注意深い
モニターができる。熱交換器１０Ｂの出口は導管９８を
介して第２ポンプ１００に通じている。加工された物質
は導管１０４を介して排出される。

【００９３】操作において、加工すべき流体食品、スラ
リーまたは溶液はポンプ８６に供給され、実質的に一定
の速度で導管９２を介して加工装置１０にポンプで送ら
れる。

【００９４】一方、回転体５４は、通常、８５０〜１２
００rpm（典型的には約１０００rpm、すなわち、約５０
００００min^-1）の一定速度で駆動する。製品収量（本
発明のマクロコロイドに変換された、ホエー蛋白含有物
中に含まれる総真正蛋白の％として測定する）は回転体
の速度が低速よりも、高速の方が増加する。これはある
種の掃去現象と考えられる。加工された物質は口４８を
介して出、出口２６および導管１０６を介して熱交換器
１０Ｂへ通過する。冷却後、物質は導管９８を通ってポ
ンプ１００に移動し、最後に導管１０４を通り、直ちに
包装する場合は包装装置（図示せず）に送られる。この
配置および操作は、例えば、製品を再加熱して殺菌する
などの必要がないので非常に有利である。別法として、
加工した物質は貯蔵することもできる。ポンプ８６およ
び１００は加工装置を通る物質の滑らかな移動を保証す
ると共に、システム中の圧力の微妙な調整ができるよう
に配置されている。明らかなごとく、作動させると、シ
ステムは正確な圧力、温度、剪断力および所望の物質処
理速度が得られるように調節すべきであり、これらのパ
ラメータは相互に依存している。

【００９５】加工助剤：凝集防止剤本発明の実施において有用な非常に高レベルの剪断力は
前記の変性工程の間の大きな変性蛋白の凝集を防止する
ものと考える。したがって、広く言えば、高い剪断力が
凝集防止剤として作用する。

【００９６】同様な機能を有する他の薬剤も見出されて
いる。ＷＰＣの予備加工で用いられる商業的なラクター
ゼ製剤もある程度凝集防止剤として作用する。この機能
が、一部、該商業的酵素製剤中の残留蛋白分解活性に由
来するのか、もっぱら乳糖がグルコースとガラクトース
に分解する場合に生じる陰性帯電官能基（ヒドロキシ
基）の数の増加からこの防止作用が由来するのかは不明
である。いずれにせよ、商業的ラクターゼ製剤は凝集防
止機能を示す。また、ホエー蛋白の等電点以下のpHでホ
エー蛋白分子の外側の陽性帯電域と相互作用する陰性帯
電表面を有する他の薬剤も同様に機能する。すなわち、
ホエー蛋白分子上のそのような陽性帯電域は他のホエー
蛋白分子の陰性帯電域との分子間相互反応に容易に役立
たなくなる。そのような他の薬剤は種々の形態および種
々の機能を有しうるが、該高剪断要求に代わることはで
きない。けれども、そのような薬剤は、単独であるいは
２種以上組合せてホエー蛋白の高剪断処理と共に用いて
増強したあるいはより均一な凝集防止のみならず、他の
別の特性を付与することもできる。

【００９７】前記の酵素剤以外の、本発明の実施に有用
な薬剤には、レシチン（ホエー蛋白濃縮物に対して１〜
３重量％）、キサンタンガム（ホエー蛋白濃縮物に対し
て０.０１〜０.０５重量％）および、あまり好ましくな
いが、脂肪酸（datum）エステル（ホエー蛋白濃縮物に
対して０.５〜２.０重量％、これらのエステルは最終製
品にオフ・フレーバーを生じさせる）。これらの薬剤の
作用はそれら自体の陰性帯電と、本発明による加工の際
の酸性pHにおけるホエー蛋白上の残留陽性帯電の間の相
互反応を含むと考えられる。明らかなごとく、これらの
アニオン性薬剤の作用は、通常ホエー中に存在する２価
のカチオン性物質（例えば、Ｃa⁺⁺）から由来すると考
えられる作用と反対である。したがって、ホエー蛋白濃
縮物中の２価カチオンの除去は凝集防止効果を有しう
る。

【００９８】マルトリンは化学的凝集防止剤のもう１つ
の形である。これらは澱粉分子の酵素的加水分解によっ
て得られるマルト−デキストリンである。好ましい濃度
はホエー濃縮物に対して１０〜１５重量％である。これ
らの物質は高フルクトース・シロップと同様、蛋白−蹴
合作用を有すると考えられるが、高フルクトース・シロ
ップは前者ほど有効ではない。これらの防止剤は炭水化
物であり、したがって、カロリー源であり、ある種の適
用目的には向かない（例えば低カロリー食品）。

【００９９】水和レシチンおよび水和キサンタンガムは
異なる防止剤の作用の差の良い例である。両者とも最終
製品の口当りに滑らかさを付与する。しかし、レシチン
は、わずかに凝集防止効果が少なく、わずかに大きい平
均粒径のマクロコロイド粒子を生じる。キサンタン凝集
防止剤を用いて得られるマクロコロイド粒子はより小さ
く、滑らかな粒子である。これらはより均一な分散系を
作る補助をし、それ故、白く感じられる光散乱効果を高
める点で最終製品に白化作用をもたらせる。

【０１００】凝集防止剤の組合せも有用であることが判
明した。例えば、レシチン−マルトリンの組合せは、低
粘度サラダドレッシング（例えば、フレンチ）やより固
形分の少ない、コーヒーホワイトナーに有用なマクロコ
ロイド製造に特に有用である。キサンタンおよびレシチ
ン凝集防止剤の組合せは高粘度サラダドレッシング（例
えば、ブルーチーズまたはクリームイタリアン）、フル
ーツプディングおよび製菓ゲル用に適している。

【０１０１】本発明におけるホエー蛋白の変性は、前記
の酸性pHにて行う。本明細書の記載から明らかなごと
く、防止剤は加工中のpHを変化させないように選択また
は調節すべきである。

【０１０２】後加工：均質化熱変性加工が完了したら、所望により、生成物を均質化
処理してもよい。このような処理は、希薄（すなわち、
低蛋白濃度）および／または中性の、例えば、コーヒー
ホワイトナーのような製品の場合に適している。この処
理は加工の間に時々生じる比較的ゆるい粒子間会合の分
解に有用である。凝集ではないが（すなわち、実質的に
径が２ミクロンより大きい粒子に融合するのではな
い）、互いに会合したマクロコロイド（すなわち、通
常、２または３つ）は口当りからでは凝集とは区別でき
ない単一の粒子と官能的に感じられる。均質化処理はこ
れらの会合を、所望の口当りを有する個々のマクロコロ
イドに分解する。この目的には従来公知のいずれの均質
化処理も採用できるが、マクロコロイドがより大きな粒
子に凝集するような高温にさらすことはさけなければな
らない。

【０１０３】低マクロコロイド濃度を有する希薄製品
（例えば、コーヒーホワイトナー）の均質化処理は、好
ましくは、約pH６〜７で行う。このpHにおいて、マクロ
コロイドの表面の帯電分布は水性媒体中におけるマクロ
コロイドの均一な分散を維持するうえで有用である。

【０１０４】粒径テスト粒径テストは本発明の製品の官能的品質の尺度を与え
る。

【０１０５】もっとも単純で、もっとも迅速な技術の１
つは臨床的血液塗抹の調製と同様な方法による光学スラ
イドの調製を包含する。この方法では、分散したマクロ
コロイドの適当な希釈をまず調製し、pHを、好ましく
は、６.５〜７の範囲に調整する。ついで、高速マグネ
チック・スターラー撹拌、超音波または均質化を行い、
個々のマクロコロイド粒子間に存在しうるいずれもの弱
い会合を充分に分散させる。希釈し、中和した分散液の
少量（約８μl）を通常の顕微鏡のガラス・スライドに
塗布し、乾燥する。試料を公知の方法で、「目盛付き」
接眼レンズを用い、公知の倍率下で見る。試料の分散マ
クロコロイド粒子を接眼レンズ上の網線と視覚的に比較
し、全粒子中の過大または凝集粒子の統計的出現率を評
価する。

【０１０６】粒径分布の分析の他の方法は画像分析コン
ピュータ、例えば、英国、ケンブリッジ・インスティテ
ュート（Cambridge Institute）から入手できるＱＵＡ
ＮＴＩＭＥＴ７２０（商標）の使用を包含する。他の方
法は粒径分析器ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）の使用を包
含する。この方法の一般的特徴は、ジェイ・ダブリュ・
スタイトレーら、フード・プロダクト・デベロップメン
ト（J. W. Stitley et al., Food Product Developmen
t）１９７６年１２月、「レーザー光散乱法を用いる粒
径分析および特徴化」に記載されている。

【０１０７】明らかなごとく、沈降法も粒径測定に用い
ることができる。しかし、重力法は、例えば、前記の変
性処理の間に加工助剤を用いた場合は、保護コロイド作
用を考慮しなければならない。過大ホエー蛋白凝集％の
重力的測定の一例を以下に示す。

【０１０８】（１）本発明のマクロコロイドの５重量％
分散液を調整し、pH６.５〜７に調整する。（２）比重１.３５１、pH３.３、総窒素０.００６％お
よび固形分濃度約７１％の高フルクトース・コーン・シ
ロップを中和した５％マクロコロイド分散液に重量比
１：４で加える。（３）混合液を均質化してマクロコロイド粒子間のゆる
い会合を分散させる。（４）ついで、混合液を１５℃にて４７８Ｇで２０分間
遠心分離する。過大ホエー蛋白凝集、すなわち、２ミク
ロンより実質的に径の大きい粒子は、遠心分離したペレ
ット中に含有される蛋白の重量を、遠心分離前のマクロ
コロイド分散液中に含有される蛋白の重量で除した％と
して表すことができる。

【０１０９】これらのテストは本発明のマクロコロイド
分散液および該マクロコロイド製造用の原料として有用
なホエー蛋白の両方について適用できる。明らかなごと
く、例えば、公知のCoulter-Counter（商標）のような
キャパシタンスに基づく粒径分析は、あるpHにおけるマ
クロコロイド粒子の帯電性により、本発明には適してい
ない。

【０１１０】

【実施例】

実施例１エクスプレス・フーズ（Express Foods）から得たホエ
ー蛋白濃縮物４１重量％および水４４％からなる６５℃
の混合液を調製した。食用酸を加えてpH４.２の酸性と
した。商業的糸状菌ラクターゼ３００００単位を混合液
に加え、再度、pHが４.２であることを確認した。レシ
チン３重量％を加え、３.７kg/分で運転しているVersat
or（商標）中で脱気し、一夜放置した。混合液は１.１
６の比重を有していた。放置後、混合液を図１および２
に示すごとき、液体加工装置およびポンプシステムに通
した。液体加工装置は、回転体の回転数約９００rpm、
伝熱媒的（この場合、蒸気）の入口温度約１２０℃、出
口温度約１１７℃の定常状態で運転した。混合液は加熱
の間約８０〜９０psiに保持し、液体のガス発生を防止
した（この温度では大気圧下で沸騰する）。液体処理に
おいては、つぎの表２に示すごとく、４つの異なった滞
留時間を採用し、４つの、処理温度の異なった製品を得
た。

【０１１１】

【表２】滞留時間（秒）処理温度（℃）３.７８０５.５１００６.５１０７７.５１１２

【０１１２】製品は、前記のごとく、高剪断力がないと
不安定になるところから、約２００rpmで運転している
シングル・ブレードかき取り熱交換装置で８０℃以下に
冷却した。得られたマクロコロイド製品の４つの試料の
エマルジョン様特性は官能的に満足できるものと判断さ
れた。もちろん、マイクロコロイド粒子への変化の程度
（すなわち、収率）は、滞留時間が短く、低温の方が滞
留時間が長く、高温の方より低かった。

【０１１３】実施例２実施例１と同様に、マクロコロイド製品を製造した。ホ
エー蛋白濃縮物を約１９℃（室温）で液体加工装置に導
入し、７.５秒の滞留時間を要して約１１２℃の処理温
度（８０〜９０psi）まで上昇させた。得られたマクロ
コロイドを表３に示す他の成分と混合した。

【０１１４】

【表３】成分重量％マクロコロイド製品（ＪＬ−１−１４９Ｄ）６９.８ホワイト・ビネガー８.６リンゴ酢６.９砂糖６.４高フルクトース・コーン・シロップ５.５食塩１.８オニオン・ピューレ０.８マスタード０.０９ホワイト・ペッパー０.０１３ガーリック・パウダー０.０１３

【０１１５】この混合物に、さらに、エタノール中に可
溶化した低濃度のコーンおよびピメント・オイルを補足
した。得られた混合物は非常に好ましい、事実上油を含
有しないマヨネーズ様食品であった。最終製品に大量の
油を導入することなく、このような油の溶液を単独で、
あるいは混合して用いることにより、広範なフレーバー
を付すことができることが判明した。

【０１１６】実施例３実施例１で用いたと同様なホエー蛋白濃縮物のもう１つ
の試料を表４に示す成分と混合した。

【０１１７】

【表４】成分重量％ＷＰＣ２８.７水道水２９.５２酸ミックス（塩酸／クエン酸）８.４レシチン３.０ホワイト・ビネガー８.６リンゴ酢６.９オニオン・ピューレ０.８マスタード０.１５ホワイト・ペッパー０.０１３ガーリック・ペッパー０.０１３キサンタンガム０.１ローカストビーンガム０.１これらの成分を水和し、混合し、つぎの成分を加えた。砂糖６.４高フルクトース・コーン・シロップ５.５食塩１.８

【０１１８】混合物を真空下Versator（商標）脱気装置
中で脱気し、直接、室温で図１および図２に示す装置に
通した。

【０１１９】混合物を１１２〜１１３℃に加熱し、第１
の試料を調製し、また、滞留時間を増加させ、約１１４
〜１１５℃で加熱して第２の試料を得た。いずれも、加
熱は８０〜９０psiで行った。ついで、製品をシングル
・ブレードかき取り熱交換器に通し、約８０℃に冷却
し、直ちに瓶詰した。

【０１２０】得られた製品はいずれも、所望のエマルジ
ョン様特性とそう快なフレーバーを有するマヨネーズ型
の製品であった。この実施例は乳糖加水分解を行わない
本発明の具体例を示すものである。全混合液中のホエー
蛋白濃縮物の比較的低濃度により、最終製品における望
ましくない乳糖の結晶形成は生じなかった。

【０１２１】実施例４以下の表５に、実施例３と同様にして製造した本発明に
よる２つのマヨネーズ様製品を用いた数種の商業的フー
ド・ドレッシングの脂肪、蛋白、炭水化物、コレステロ
ールおよびカロリー含量の比較を示す。本発明の２つの
代表的製品の第２は製品処方から砂糖および高フルクト
ース・コーン・シロップを除いた「糖不含」のものであ
る。砂糖は甘味の欠損を補うに充分な量のアスパルテー
ムで置き換えた。他の人工甘味料、特に、他の蛋白性甘
味料も本発明のマクロコロイドと組合せて使用できる。

【０１２２】

【表５】

【０１２３】実施例４Ａ本発明はまた、より粘稠な、甘い、ヘーゼルナッツ−チ
ョコレート・サンドイッチ・スプレッドのようなＮＵＴ
ＥＬＬＡ（商標）タイプのサンドイッチ・スプレッドの
ような製品を提供するものである。ＮＵＴＥＬＬＡ（商
標）と同様な、同じナッツ風味、滑らかな展性を有する
製品を、適当にフレーバーを付した、アスパルテーム甘
味料で甘味付けした蛋白性ベースで製造した。

【０１２４】実施例５つぎの成分を混合し、本発明に従って１００Kgバッチの
マヨネーズ様製品を製造した。

【０１２５】

【表６】成分重量％ホエー蛋白濃縮物２８.７水道水２９.７食用酸混合物８.４ホワイト・ビネガー８.６リンゴ酢６.９レシチン３.０砂糖６.４高フルクトース・コーン・シロップ５.５食塩１.８オニオン・ピューレ０.８ホワイト・ペッパー０.０１３ガーリック・パウダー０.０１３マスタード０.１５

【０１２６】食用酸混合物のpHは全混合物のpHが２０℃
で約４となるように選択した。

【０１２７】得られた混合物は比重は約１.１９９であ
った。混合物を脱気し、図１に示した液体加工装置に通
した。加工装置の回転体速度を約５００rpmとし、混合
物を５３０ｇ／分の速度で加工チャンバーに通した。混
合物の温度を約１１６℃（８０〜９０psi）上昇させ、
得られた製品を冷却し、減圧し、加工装置より出てくる
物質を集める。

【０１２８】図４〜１３に示す顕微鏡写真は走査電子顕
微鏡によるものである。図４はこの製品の希釈、分散試
料の４００倍の顕微鏡写真である。図５は図４に示す視
野の一部分の５０００倍の顕微鏡写真で、特に大きいマ
クロコロイド粒子と、本発明の好ましい粒径範囲のもの
が大部分であることを示す。

【０１２９】同様に、図６、７、８および９は各々、本
発明のマクロコロイドの顕微鏡写真の対であるが、図
６、７および図８、９で用いた試料の製造には、わずか
に異なった条件を用いた。

【０１３０】図４、５、図６、７および図８、９は、図
４、６、８および図５、７、９が各々対をなす写真で、
図５、７、９に示す大きな粒子は低倍率の図４、６、８
中のほぼ中央の部分のものである。

【０１３１】図１０および１１はＡＬＡＴＡＬ８１０
（商標）ホエー蛋白の典型的な試料を示す。この蛋白物
質は、ジェイ・エル・ショート、ニュージーランド・ジ
ャーナル・オブ・デエリー・サイエンス・アンド・テク
ノロジー（J. L. Short, New Zealand Journal of Dair
y Science and Technology），１５，１６７〜１７６に
開示されている「約２８ミクロン」と同様な、商業的に
入手できる製品である。ＡＬＡＴＡＬ８１０ホエー蛋白
は純ホエー蛋白を熱沈澱させ、生成した凝集カードを沈
降させ、洗浄し、乾燥し、得られた製品を粉砕して製造
される。この製品はニュージーランド・ミルク・プロダ
クツ社（New Zealand Milk Products, Inc.）によって
頒布された文献に、水およびアルコールに不溶で、優れ
た分散性、低官能性、中〜低吸水性および温和な摩耗特
性を有するとされている。同じ製品は文献によれば、こ
のホエー蛋白の９９％が４０メッシュを通過する。

【０１３２】ＡＬＡＴＡＬ８１２（商標）ホエー蛋白の
典型的試料は図１２および１３に４０倍および４００倍
の倍率で示す。これらの製品は、一般に、コーン・ミー
ル、小麦または白米のような穀類の添加物として使用さ
れる。これらはまた、ダイエットおよび乳幼児食の蛋白
増量剤としても使用される。

【０１３３】図４、６または８と、図１１または１３を
視覚的に比較することにより、現在商業的に入手できる
ホエー蛋白製品と、本発明のホエー蛋白マクロコロイド
の間の粒径分布の差の品質評価ができる。品質比較は良
計分布分析ソフトウェアにより行うことができる。適当
な方法、装置を以下に示す。

【０１３４】機械的に混合し、希釈した粒子の水性懸濁
液または分散液を、さらに超音波処理して分散させる。
ついで、このよく分散させた懸濁液の少量を顕微鏡のス
ライドにのせ、臨床的血液塗抹の調製と同様にして、ス
ライドの実質的部分を薄く、均一に分布したフイルムが
被覆するように塗抹する。スライドを写真用顕微鏡（Zi
ess）下で観察し、適当な視野を選択する。その視野の
画像をインデアナ州、ミシガン・シティー、デージ・エ
ム・ティ・アイ社（Dage MTI Inc., MichiganCity, Ind
ianna）から入手できるＤＡＧＥ（商標）モデルＮＣ６
７Ｍビデオ・カメラのビデオ・チューブ上に映写する。
カメラの制御をビデオ・モニター上、最高のコントラス
トが得られるように調節し、カメラが感知した電子画像
をダップル・システムズ・イメージ・プラス・データ・
アクウジション（DAPPLE SYSTEMSIMAGE PLUS DATA ACQU
ISITION）（カリフォルニア州、ダップル・システム社
（Dapple Systems Inc., Calfornia）より入手できる）
ソフトウエアおよびＡＰＰＬＥＩＩＥ（商標）コンピュ
ータを用いてデジタル化する。この操作をさらに該視野
について統計的に適した回数くり返す。統計的に価値あ
るサンプリングは、通常、２００以上の粒子を観察した
データから得られる。

【０１３５】蓄積したデータは観察した各粒子の面積を
平方ミクロンで表す。このデータを数学的に変換して等
粒径および等体積の尺度を得る。変換はダップル・シス
テムズ・イメージ・プラス・スタディスティカル・アナ
リシス（DAPPLE SYSTEMS IMAGE PLUS STATISTICAL ANAL
YSIS）ソフトウエアを用いて都合よく行うことができ
る。ついで、分布パターンをベース・ラインに対する対
数スケールを用いて計算し、前記の等粒径または等体積
変換のいずれかに基づく当初の試料の粒径分布の片対数
ヒストグラムをプロットする。ベース・ラインも線形と
することができ、最小および最大粒子の絶対範囲が比較
的小さい場合に有用である。

【０１３６】図１４はＡＬＡＴＡＬ８１０ホエー蛋白に
ついての、前記のごとくして得られた等体積変換に基づ
く粒径分布を示す片対数ヒストグラムである。

【０１３７】図１５は本発明のマクロコロイド（試料は
図４および５の写真におけると同じである）についての
粒径分布を示す厳密に対比できるヒストグラムである。
図１６および１７は等粒径に基づく同じ２つの物質の同
様な比較を与える。

【０１３８】表７および８に、各々、等体積および等粒
径に基づく、同じ２つのホエー蛋白物質の統計的特性の
比較を示す。

【０１３９】

【表７】

【０１４０】

【表８】

【０１４１】実施例６つぎの表９の成分をブレンダー中で混合し、本発明のマ
ヨネーズ様製品３０Kgを得た。

【０１４２】

【表９】成分重量％ホエー蛋白濃縮物２８.７水道水２９.７３食品用酸混合物８.４ホワイト・ビネガー８.６リンゴ酢６.９レシチン３.０砂糖６.４高フルクトース・コーン・シロップ５.５食塩１.８オニオン・ピューレ０.８マスタード０.１５ホワイト・ペッパー０.０１３ガーリック・パウダー０.０１３

【０１４３】酸混合物のpHは全混合物の２０℃における
pHが約４となるように選択した。混合物の比重は約１.
１８であった。

【０１４４】ついで、混合物を前記の液体処理装置に１
回通して処理し、約８０〜９０psiの高剪断力下、混合
物の温度を約１１５℃に上昇させた。

【０１４５】実施例５と同様に得られた製品の試料の粒
径分析を行った。

【０１４６】図１８および１９は得られた製品試料の、
各々、等粒径および等体積に基づく粒径分布のヒストグ
ラム（直線ベースラインを有する）である。この粒径分
布を有する製品は、特に、滑らかで、クリーミーで濃厚
であると判断された。

【０１４７】

【発明の効果】本発明によれば、実質的に滑らかな、エ
マルジョン様の官能的特性を有する蛋白性水分散性マク
ロコロイドの水性コロイド分散液が得られる。この水性
コロイド分散液は、水中油型エマルジョンと近似した視
覚的、官能的な感じを与える。また、本発明によれば、
未変性酪農ホエー蛋白の熱変性方法や酪農ホエーの処理
方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に用いるのに適した液体加工装置
の縦断面図

【図２】図１の装置の模式的配置図

【図３】他の配置の例を示す模式的配置図

【図４】本発明のマクロコロイド粒子の構造を示す４０
０倍の図面代用顕微鏡写真

【図５】図４に示す視野中の一部の５０００倍の図面代
用顕微鏡写真

【図６】本発明の別のマクロコロイド粒子の構造を示す
４００倍の図面代用顕微鏡写真

【図７】図６に示す視野中の一部の５０００倍の図面代
用顕微鏡写真

【図８】本発明のさらに別のマクロコロイド粒子の構造
を示す４００倍の図面代用顕微鏡写真

【図９】図８に示す視野中の一部の５０００倍の図面代
用顕微鏡写真

【図１０】公知のホエー蛋白製品の粒子構造を示す４０
倍の図面代用顕微鏡写真

【図１１】図１０に示す視野中の一部の４００倍の図面
代用顕微鏡写真

【図１２】公知の別のホエー蛋白製品の粒子構造を示す
４０倍の図面代用顕微鏡写真

【図１３】図１２に示す視野中の一部の４００倍の図面
代用顕微鏡写真

【図１４】公知のホエー蛋白製品の等体積についての粒
径分布を示すヒストグラム

【図１５】本発明のマクロコロイド試料の等体積につい
ての粒径分布を示すヒストグラム

【図１６】公知のホエー蛋白製品の等粒径についての粒
径分布を示すヒストグラム

【図１７】本発明のマクロコロイド試料の等粒径につい
ての粒径分布を示すヒストグラム

【図１８】本発明の好ましいマクロコロイド試料の等粒
径についての粒径分布を示すヒストグラム

【図１９】本発明の好ましいマクロコロイド試料の等体
積についての粒径分布を示すヒストグラム

【符号の説明】

１０加工装置１２、２０管１８チャンバー２６熱交換媒体入口２８熱交換媒体出口５４回転体８６、１００ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ショウジ・ヤマモトカナダ国シイ１エイ・６ケイ８・プリンス・エドワード・アイランド、シャーロットタウン、シャーウッド、ウッドロウン・ドライブ７番 (72)発明者ジョセフ・ラテラカナダ国エヌ６ジェイ・４シイ７・オンタリオ州ロンドン、ハイビュー・アベニュー 159番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変性した酪農ホエー蛋白の実質的に凝集
のない粒子からなる蛋白性水分散性マクロコロイドであ
って、該粒子の結合塊の実質的に全てが、約５×１０^-4
立方ミクロン〜約５.５立方ミクロンの体積を有する粒
子からなり、標準光顕微鏡下、約８００倍で観察した場
合、該粒子が実質的に長球状であり、水和すると、該粒
子が実質的に滑らかな、エマルジョン様の官能的特性を
有する蛋白性水分散性マクロコロイドの水性コロイド分
散液。
【請求項２】 (ａ)pHが約６〜７の範囲、 (ｂ)乾物基準の灰分、総脂質および総窒素が、各々、約
５％、約２〜４％および約８.０〜８.５％、 (ｃ)非蛋白窒素が乾物基準で約０.７５％以下、 (ｄ)乾物基準の総窒素と非蛋白窒素との差に６.３８を
乗じた積として算出した真性蛋白が約４５〜５５％、 (ｅ)乾物基準で、各々、３％以下および５％以下の不溶
性蛋白（ホエー蛋白濃縮物の１％分散液を１７０００Ｇ
で２０分間遠心分離して得られるペレツトの乾燥重量に
基いて計算）および変性蛋白（示差走査熱量分析により
測定）によつて特徴づけられるスイート酪農ホエー蛋白
濃縮物から変性酪農ホエー蛋白を製造する請求項１記載
の分散液。
【請求項３】スイート酪農ホエー蛋白濃縮物が実質的
に未変性のホエー蛋白濃縮物である請求項２記載の分散
液。
【請求項４】未変性酪農ホエー蛋白を、水性溶液中、
約８０℃〜１３０℃、pH約３.５〜５.０にて、径約２ミ
クロン以上の融合粒子蛋白性凝集物の実質的な形成をさ
けるように選択した剪断条件下、乾燥状態での平均粒径
が約０.１〜２ミクロンの変性蛋白性マクロコロイド粒
子の実質的な量を製造するのに充分な時間熱変性を行な
うことを特徴とする未変性酪農ホエー蛋白の熱変性方
法。
【請求項５】前記未変性酪農ホエー蛋白がスイート酪
農ホエー蛋白である請求項４記載の方法。
【請求項６】温度が約９０〜１２０℃である請求項５
記載の方法。
【請求項７】 pHが約３.５〜４.５である請求項５記載
の方法。
【請求項８】 pHが約３.７〜４.２である請求項７記載
の方法。
【請求項９】剪断力が約５０００００min^-1である請
求項５記載の方法。
【請求項１０】前記時間が約１５分〜約３秒である請
求項５記載の方法。
【請求項１１】約９０〜１２０℃、pH約３.７〜４.
２、剪断力約４５００００〜６０００００min^-1にて、
約５分〜約３秒間スイート酪農ホエー蛋白を加熱する請
求項５記載の方法。
【請求項１２】剪断力が約５０００００min^-1である
請求項１１記載の方法。
【請求項１３】加熱変性前に水性溶液の脱気を行なう
請求項４記載の方法。
【請求項１４】酪農ホエーを、総固形分に対する乾燥
重量％で、乳糖およびミネラル分の濃度が低下した、か
つ、乾物基準で未変性酪農ホエー蛋白濃度が総固形分の
約３５重量％を超え、以後の変性処理時の溶液において
充分に希釈された状態の乳糖の最終濃度が１７重量％を
超えない水性溶液に濃縮し、該溶液中の未変性酪農ホエ
ー蛋白をその等電曲線の下半分内のpHにて、径約２ミク
ロン以上の融合蛋白性凝集物の実質的な形成をさけ、か
つ、径約０.１ミクロン以上の変性蛋白性マクロコロイ
ド粒子が形成するように選択した剪断条件下、加熱して
変性させることを特徴とする酪農ホエーの処理方法。
【請求項１５】前記蛋白の熱変性前に前記水性溶液を
脱気する請求項１４記載の方法。
【請求項１６】未変性酪農ホエー蛋白濃度が乾物基準
で該溶液中の総固形分の約５５重量％を超えない請求項
１４記載の方法。
【請求項１７】未変性酪農ホエー蛋白濃度が乾物基準
で該溶液中の総固形分の約４８重量％を超えない請求項
１６記載の方法。
【請求項１８】酪農ホエーを約４０〜５０重量％の総
固形分濃度を有する溶液に濃縮する請求項１４記載の方
法。
【請求項１９】酪農ホエーがスイート酪農ホエーであ
る請求項１４記載の方法。
【請求項２０】熱変性前の該溶液中のホエー蛋白が未
変性ホエー蛋白濃縮物である請求項１４記載の方法。
【請求項２１】該スイート酪農ホエーに基く濃縮ホエ
ー蛋白が、（ａ）pHが約６〜７の範囲、（ｂ）乾物重量
基準の灰分、総脂質および総窒素が、各々、約５％以
下、約２〜４％および約８.０〜８.５％、（ｃ）非蛋白
窒素が乾物重量基準で約０.７５％以下、（ｄ）真正蛋
白が約４５〜５５％、（ｅ）乾物重量基準で、各々、５
％以下および３％以下の不溶性蛋白および変性蛋白によ
つて特徴づけられる請求項２０記載の方法。
【請求項２２】該スイート酪農ホエーが殺菌スイート
酪農ホエーである請求項２０記載の方法。
【請求項２３】酪農ホエーの濃縮を限外濾過で行なう
請求項１４記載の方法。
【請求項２４】限外濾過を、２００００〜３００００
ダルトンの範囲の分子量カツトオフを有する限外フイル
ターを用いて行なう請求項２３記載の方法。
【請求項２５】該溶液の総固形分をさらに、実質的に
非蛋白変性条件下、該限外濾過の後、該溶液の約４０〜
５０％に調整する請求項２３記載の方法。
【請求項２６】該総固形分の濃縮を、凍結乾燥し、つ
いで、所望の総固形分濃度に再水和するか、所望の総固
形分濃度が得られるまで、蛋白の変性をさけて減圧下、
過剰の水分を除去することにより行なう請求項２５記載
の方法。
【請求項２７】乳糖濃縮を、少なくとも一部減少さ
せ、限外濾過し、酵素的乳糖加水分解で行なう請求項２
３記載の方法。
【請求項２８】未変性酪農ホエー蛋白の熱変性が、該
溶液中で該蛋白を約９０〜１２０℃、pH約３.７〜４.２
にて、約４５００００〜６０００００min^-1の剪断力の
下、約５分〜約３秒の加熱変性する工程を含む請求項１
４記載の方法。
【請求項２９】加熱変性前、未変性酪農ホエー溶液を
脱気する請求項２８記載の方法。
【請求項３０】剪断力が５０００００min^-1である請
求項２９記載の方法。
【請求項３１】請求項１２記載の方法によって得られ
る食品。