JPH0722497B2

JPH0722497B2 - 蛋白製品ベ−ス

Info

Publication number: JPH0722497B2
Application number: JP61167739A
Authority: JP
Inventors: ノーマン・ソール・シンガー; ショウジ・ヤマモト; ジョセフ・ラテラ
Original assignee: ジヨン・ラバツト・リミテツド
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JP2740457B2; EP0250623B1; JPH07213232A; EP0250623A1; US4734287A; AU5940386A; CA1338003C; JPS6324857A; AU593560B2

Description

【発明の詳細な説明】発明の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。

発明の背景乳蛋白は一般的に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
ア、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つによつて乳から沈殿させる。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
蛋白は乳から沈殿し、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
沈殿は酸よりも、むしろレンネツト酵素を用いて行なわ
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つ
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」はカツテージチーズの
ようなソフト−チーズの製造に用いられ、一方、「レン
ネツトカゼイン」または「パラカゼイン」はチエダーま
たはモツツアレツラのようなチーズの製造に用いられ
る。

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。
前記の酸沈殿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、前記の酵素沈殿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。

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。

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。

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、ホエー固形分の約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つて廃棄するだ
けであつた。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つてきた。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、ついで残つた乳糖
シロツ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（エンサイクロペデイ
ア・オブ・ケミカル・テクノロジー（Enc−ycloedia of
Chemical Technlogy）、６巻、308頁参照）。

これらの後者の方法を制御すれば、乳糖の再結晶を行な
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。乳糖の結晶沈殿も、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
ることによつ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。

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つている。ホエー蛋白回
収のための１つの方法は「セントリーホエー」（“cent
ri−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、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
いての特定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。

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つて変
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。

ホエー蛋白の濃縮のもう１つの方法は限外過法を用い
る。例えば、ある公知方法は、全ホエーを限外過処理
に付すことを包含し、それによつて乳糖シロツプおよび
可溶性、未変性ホエー蛋白濃縮物（WPC）を得る。WPCは
低いpHで可溶であり、したがつ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、こ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
特性は無変性ホエー蛋白からは得られないということで
ある。

ホエー加工における限外過のもう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なわれず限外過した
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
「セントリーホエー」方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。

米国特許第3896241号は、牛乳からのホエー珪藻土フイ
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。

米国特許第4235937号は、限外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ヨ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ヨンの
フロツク中に、大きな粒径の概念によつて含まれてしま
ういずれもの蛋白の変性をさけることを意図している。

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。

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
を加えて蛋白を沈殿させ、該沈殿を分離し、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、ついで乾燥によつて得られ
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つて通常のごとく、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。

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、ジヤーナル・オブ・
デエリー・サイエンス（Modler et al.,Journal of Dai
ry 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
がつて、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、ジヤーナル・オブ・カナデイ
アン・インステイチユート・オブ・フード・サイエンス
・アンド・テクノロジー（Amantea et al.,the Journal
of Canadian Institute of Food Science and Technol
ogy）7:199,1974によつ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つてのみ実現され
る。ホエー蛋白の等電点以下で行なう方法がモドラーら
（Modler et al.）によつて報告されており、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。

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ヤーを与えないが、エマルジヨ
ン様のテクスチヤーも与えない。さらに、フード・プロ
セツシング（Food Proce ssing），36（10）,52,54（1
975）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、フイラデルフイアのイースタン・リジ
ヨナル・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在のパス
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ヤーが劣つ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、テクスチヤ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ヤーを本質的に改
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
ーらによつ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。

同様の官能的問題は、米国特許第4041187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。ジエイ・エル・シヨート（J.L.Short）により、ニ
ユージーランド・ジヤーナル・オブ・デエリー・サイエ
ンス・アンド・テクノロジー（the New Zealand Journa
l of Dairy Science and Technology）,15,167〜176に
示されている記載に表わされているように、ホエー蛋白
についても同様な事態に遭遇する。その記載の第２表に
開示されたデータは、加熱沈殿した（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2
00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。シヨート（Short）によつて開示された
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
チヤーを与える。

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つてホエー蛋白
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つて
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。

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。これはサラダドレツ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。エンサイクロペデイア・
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。サラダドレツシング
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。

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殿物の源として使用
することを教示している。該沈殿は、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
れは実質的に該沈殿に対して無害である不純物と考えら
れる。該沈殿は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、該沈殿はホエーの非蛋白限外過
画分から得られ、該ホエーまたはその非蛋白画分は約30
％までの固形分含有量に濃縮される。該沈殿は、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、ついで所望の沈殿が形成するまで加熱することに
よつて得ることができる。該沈殿は、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
行なう以外いずれの通常手段によつても乾燥できる。該
沈殿は、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、これらの沈殿は食品の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なわれている。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。

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
にテクスチヤー）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、そのテクスチヤーは、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。

ただ１つ留意すべきことは、ザ・エフ・デイー・エー・
コンシユーマー（The FDA Consumer）、1983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53％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。

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。

発明の概要本発明者らは、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／水エマルジヨ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
するにいたつた。したがつて、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％以下であるか、あるいは
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、該粒子の大
部分が実質的に長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、エマルジヨ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。

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、脂つぽいなどのような感覚に伴なう感覚
を意味する。この感覚的表現は、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つとも容易に感
知される。

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つとも適格に表現で
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、したがつて、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
マルジヨンの口当りに非常に近似したものとなる。

本発明の新規ホエー蛋白のこの擬エマルジヨン特性は、
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
できるサラダドレツシング、スプーンですくうことので
きるサラダドレツシング、スプレツドまたはアイシング
のような水中油型エマルジヨ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）。

「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。したがつて、このような未変性ホエー蛋白はコン
デンスド・ケミカル・デイクシヨナリー（Condensed Ch
emical 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
の粒子の範ちゆ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。したがつて、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）からの蛋白沈降に抵抗
する。したがつて、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。

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。

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つぽい風味を与え、それが
目立つと、受け入れられなくなる。エマルジヨン様口当
りから、脂つ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
なる、エマルジヨ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。

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
液について行なうことができる。

したがつて、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、すなわちpH約3.5〜5.0にて、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。

図面の説明以下、添付の図面を用いて本発明をさらに詳しく説明す
る。

図面中、第１図は、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。

第２図は、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第１図の装置の模式的配置図で
ある。

第2A図は第２図と同様な模式的配置図であるが、第２図
における熱交換器10Bがない。

第3,4図および５図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、第3a、4aおよび5a図は400
倍の写真であり、第3b、4bおよび5b図は、各々、第3a、
4aおよび5a図に示す視野中に一部の5000倍の写真であ
る。

第6aおよび6b図は、各々、ALATAL（商標）810ホエー蛋
白の粒子構造を示す、各々、40倍および400倍の顕微鏡
写真である。

ALATAL810ホエー蛋白は米国イリノイ州、ローズモント
のニユージーランド、ミルク・プロダツク社（New Zeal
and Milk Products,Inc.,Rosemont Illinois）から入手
できる商業的ホエー製品である。

第7aおよび7b図は、各々、ALATAL（商標）812ホエー蛋
白の粒子構造を示す。各々、40倍および400倍の顕微鏡
写真である。

ALATAL812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、ニユージーランド・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。）第8aおよび8b図は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。

第9aおよび9b図は、各々、ALATAL810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。

第10aおよび10b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。

発明の詳説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。

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
スルフイ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イド架橋を形成し、
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
示に従つて、本発明の利点が達成される。

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％より少ないか、あるいは粒子の結合塊
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し、標準光顕微鏡下、約800倍で観
察した場合、該粒子の大部分が実質的に長球状である熱
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ヨン
様の官能的特性を有している。

本発明のこれらの凝集物は、それらが、（１）変性され、従つて、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、したがつて、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ヨン様の官能的特性を有
し、したがつて、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。

したがつて、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。

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。

したがつて、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なう。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なえるものであ
る。

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・フイルターを
用いる過によつて除去できるが、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。

好ましい具体例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。

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つ以上の微候である。

本発明の目的には、これらの微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。

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。

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％）８〜8.5 NPN（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）に基いて計算する。

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WPC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。

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。

こ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、バツチ法の場
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。

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。

ホエー呼び加工：限外過、乳糖減少、水の除去限外過は、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、テクスチヤー、風味およ
び栄養価に望ましくない変化をきたし、一方、55％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
の増加に従つて、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。したがつて、いうまでもなく、選択した
限外過フイルターの分子量カツ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
ーの分子量カツトオフを有する非常に微細な多孔質限外
過フイルターを用いることにより満たされる。このよ
うな硬い、限外過フイ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）をトラツ
プする。限外過保持物中でのLMPおよびNPNの保持は、
これらの物質が、いわゆる「有用なホイツピング特性」
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過フイル
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。

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」を伴ない、ホエー蛋白マク
ロロイドを、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、したがつ
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10000〜180
00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、限外過フイルターを約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、
より硬い限外過フイ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ツトオフを
有する限外過フイルターは、限外過フイルターの大
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。

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、本発明のマイクロコロイドの乾
燥を行な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。

製品のクリーム様またはエマルジヨン様特性の製造のも
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。限外過後の保持物中に存在する乳糖は、限外
過処理と共に、糸状菌ラクターゼの商業的調製物の使
用によつ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4179335号に開示されてい
る。

最初の酪農ホエー中の水分量を限外過処理により保持
物中で減少させる。本発明の実施にとつて必須ではない
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
システンシーに近ずけるため、高マイクロコロイド固形
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、
限外過は経済的でない。さらに、限外過では、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。したがつて、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。所望のマイクロコロイド濃度
は製品自体の性質に依存する。

限外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、
限外過フイルターを適当に選択した場合、LMPおよびN
PN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
変形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。

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、したがつて、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
均一な加熱によつて増強できる。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つて、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。したがつて、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）局部的な熱伝導の阻害、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。

脱気は、例えばコーネル・マーシン・カンパニー（Corn
ell Machine Company）によつ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。

加工：蛋白変性未変性酪農ホエー蛋白の、本発明のマイクロコロイドへ
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なわれる。

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pH調整は食品用酸、例
えば、塩酸およびリン酸を用いて行なうことができる。

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つて
ほぼ決定される。したがつて、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。

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
かく、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40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。12
0℃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、第１図および第２図に示す液体処理
装置を用いることにより利用できる。

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
る混合装置のもつとも経済的な操作条件を確立すること
により、もつとも良く決定される。小型化した（例え
ば、１容量）のヘンシエル（Henschel）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、500r.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、
ホエー蛋白溶液を高温で非常に短時間、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。

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。

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それで被覆することが好ま
しい。

処理域に物質を供給するには、一般に、ポンプを用い
る。

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・カンパニーによつて販売され
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なうことができる。

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。

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、もつとも容易に行なえる。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。

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。

第１図を参照して、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ヤンバー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によつて、熱交換媒体入口
26から熱交換媒体出28まで螺旋状に延長する満度に変形
されている。

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ヤンバー24中を循環する。例え
ば、加工すべき物質は、通常、経方向に向いた入口50を
通つて入り、軸方向に向いた出口48を通つて出、この場
合、熱交換媒体は口28を通つてチヤンバー24内に入り、
口26を通つて出る。

外側の管20は、端部材32および34の間で管20の全長にわ
たつて延長する断熱ジヤケツトに包まれている。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。

チヤンバー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つている。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・ヘツド中のブツシユによ
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、FAFNIR LC MECHANI−SEA
L（商標）で回転するように担持されている。

端部58の端60には平らなポイント・ソケツト62が設けら
れている。チヤンバー18の開口64は通常の密閉板部材で
密閉されている。

第２図は、本発明の実施に有用な加工装置10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。

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、製品が高温に望
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。

接合導管106は断熱ジヤケツトまたは、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。

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。

一方、回転体54は、通常、850〜1200rpm（典型的には約
1000rpm、すなわち、約500000min^-1）の一定速度で駆動
する。製品収量（本発明のマイ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
を通つてポンプ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。

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。したがつて、広く言えば、高い剪断力が
凝集防止剤として作用する。

同様な機能を有する他の薬剤を見出されている。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
つ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。

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（datu
m）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。したがつて、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。

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つて得られるマ
ルトー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・シロツプと同様、蛋白−蹴合作用を有すると
考えられるが、高フルクトース・シロツプは前者ほど有
効ではない。これらの防止剤は炭水化物であり、したが
つて、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）。

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イ
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。

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、低年度サラダド
レツシング（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ツシング（例えば、ブル
ーチーズまたはクリームイタリアン）、フルーツプデイ
ングおよび製菓ゲル用に適している。

本発明におけるホエー蛋白の変性は、前記の酸性pHにて
行なう。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。

後加工：均質化熱変性加工が終了したら、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、実質手身
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）、互に会合したマイクロコロイド（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、マイ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。

低マイ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で行なう。このpHにおいて、マイクロコロイド
の表面の帯電分布は水性媒体中におけるマイクロコロイ
ドの均一な分散を維持するうえで有用である。

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。

もつとも単純で、もつとも迅速な技術の１つは臨床的血
液塗抹の調整と同様な方法による光学スライドの調整を
包含する。この方法では、分散したマイクロコロイドの
適当な希釈をまず調整し、pHを、好ましくは、6.5〜７
の範囲に調整する。ついで、高速マグネチツク・スター
ラー撹拌、超音波または均質化を行ない、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８μ
）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。

粒径分布の分析の他の方法は画像分析コンピユータ、例
えば、英国、ケンブリツジ・インステイテユート（Camb
ridge Institute）から入手できるQUANTIMET720（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、ジエイ・ダブリユ・ス
タイトレーら、フード・プロダクト・デベロツプメント
（J.W.Stitley et al.,Food Product Development）197
6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。

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
１例を以下に示す。

（１）本発明のマイクロコロイドの５重量％分散液を調
製し、pH6.5〜７に調製する。

（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・シロツプを中和
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、遠心分離したペレツト中に
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％として表わ
すことができる。

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）のようなキヤパシタン
スに基く粒径分析は、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。

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
業適糸状菌ラクターゼ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Versator（商標）中で
脱気し、一夜放置した。混合液は1.16の比重を有してい
た。放置後、混合液を第１図および第２図に示すごと
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、伝熱媒体（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、つぎの第１表に
示すごとく、４つの異なつた滞留時間を採用し、４つ
の、処理温度の異なつた製品を得た。

第１表滞留時間（秒）処理温度（℃） 3.7 80 5.5 100 6.5 107 7.5 112 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ヨン様特性
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
の方より低かつた。

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第
２表に示す他の成分と混合した。

第２表成分重量％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・シロツプ 5.5 成分重量％食塩 1.8 オニオン・ピユーレ 0.8 マスタード 0.09 ホワイト・ペツパー 0.013 ガーリツク・パウダー 0.013 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つた。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。

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
の試料を第３表に示す成分と混合した。

第３表成分重量％ WPC 28.7 水道水 29.52 酸ミツクス（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・ピユーレ 0.8 マスタード 0.15 ホワイト・ペツパー 0.013 ガーリツク・ペツパー 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・コーンシロツプ 5.5 食塩 1.8 混合物を真空下Versator（商標）脱気装置中で脱気し、
直接、室温で第１図および第２図に示す装置に通した。

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で行なつ
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。

得られた製品はいずれも、所望のエマルジヨン様特性と
そう快なフレーバーを有するマヨネーズ型の製品であつ
た。この実施例は乳糖加水分解を行なわない本発明の具
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つた。

実施例４以下の第４表に、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・ドレツシングの志望、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・シロツプを除いた「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。

実施例4A 本発明はまた、より粘稠な、甘い、ヘーゼルナツツ−チ
ヨコレート・サンドイツチ・スプレツドのようなNUTELL
A（商標）タイプのサンドイツチ・スプレツドのような
製品を提供するものである。NUTELLA（商標）と同様
な、同じナツツ風味、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。

実施例５つぎの成分を混合し、本発明に従つて100kgバツチのマ
ヨネーズ様製品を製造した。

第５表成分重量％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 成分重量％砂糖 6.4 高フルクトース・コーン・シロツプ 5.5 食塩 1.8 オニオン・ピユーレ 0.8 ホワイト・ペツパー 0.013 ガーリツク・ペツパー 0.013 マスタード 0.15 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。

得られた混合物は比重は約1.199であつた。混合物を脱
気し、第１図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
で加工チヤンバーに通した。混合物の温度を約116℃（8
0〜90psi）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。

第３図〜第７図に示す顕微鏡写真は走査電子顕微鏡によ
るものである。

第3a図はこの製品の希釈、分散試料の400倍の顕微鏡写
真である。

第3b図は第3a図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。

同様に、第4a、4b、5aおよび5b図は各々、本発明のマク
ロコロイドの顕微鏡写真の対であるが、第4a、4b図およ
び第5a、5b図で用いた試料の製造には、わずかに異なつ
た条件を用いた。

第３、４および５図は、（ａ）および（ｂ）が各々対を
なす写真で、（ｂ）に示す大きな粒子は低倍率の（ａ）
中のほぼ中央の部分のものである。

第6aおよび6b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、ジエイ・エル・シヨー
ト、ニユージーランド・ジヤーナル・オブ・デエリー・
サイエンス・アンド・テクノロジー（J.L.Short,New Ze
aland Jouranl of Dairy Science and Technology）,1
5,167〜176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。この製品はニユージーランド・ミルク・ブ
ロダクツ社（New Zealand Milk Products,Inc.）によつ
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メツシユを通過する。

ALATAL812（商標）ホエー蛋白の典型的試料は第7aおよ
び7b図に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
ツトおよび乳幼児食の蛋白増量剤としても使用される。

第3a、4aまたは5a図と、第6bまたは7b図を視覚的に比較
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。品質比較は粒径分布ソフト
ウエアにより行なうことができる。適当な方法、装置を
以下に示す。

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（Ziess）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・シテイー、デージ・エム・テイ・
アイ社（Dage MTI Inc.,Michigan City,Indianna）から
入手できるDAGE（商標）モデルNC67Mビデオ・カメラの
ビデオ・チユーブ上に映写する。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ツプル・システム
ズ・イメージ・プラス・データ・アクウジシヨン（DAPP
LE SYSTEMS IMAGE PLUS DATA ACQLISITION）（カリフオ
ルニア州、ダツプル・システム社（Dapple Systems In
c.,Calfornia）より入手できる）ソフトウエアおよびAP
PLEIIE（商標）コンピユ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。

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
で表わす。このデータを数学適に変換した等粒径および
等体積の尺度を得る。変換はダツプル・システムズ・イ
メージ・プラス・スタデイステイカル・アナリシス（DA
PPLE SYSTEMS IMAGE PLUS STATISTICAL ANALYSIS）ソフ
トウエアを用いて都合よく行なうことができる。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
ずれかに基く当初の試料の粒径分布の片対数ヒストグラ
ムをプロツトする。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。

第8a図は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く粒径分布を示す片対数
ヒストグラムである。

第8b図は本発明のマクロコロイド（試料は第3a図および
第3b図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。第9aお
よび9b図は等粒径に基く同じ２つの物質の同様な比較を
与える。

第６表および第７表に、各々、等体積および等粒径に基
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。

実施例６つぎの第８表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。

第８表成分重量％ホエー蛋白濃縮物 28.7 水道水 29.73 食品用酸混合物 8.4 ホワイド・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・シロツプ 5.5 食塩 1.8 オニオン・ピユーレ 0.8 マスタード 0.15 ホワイト・ペツパー 0.013 ガーリツク・パウダー 0.013 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であつた。

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。

実施例５と同様に得られた製品の試料の粒径分析を行な
つた。

第10aおよび10b図は得られた製品試料の、各々、等粒径
および等体積に基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。

【図面の簡単な説明】

第１図は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、第２図は第１図の装置の模式的配置図、第
2A図は他の配置の例を示す模式的配置図である。第3a
図、第3b図、第4a図、第4b図、第5a図および第5b図は、
各々、本発明のマクロコロイド粒子の構造を示す図面代
用顕微鏡写真、第6a図、第6b図、第7a図および第7b図
は、各々、公知のホエー蛋白製品の粒子構造を示す図面
代用顕微鏡写真である。第8a図、第8b図、第9a図および
第9b図は、各々、公知のホエー蛋白製品の粒径分布を示
すヒストグラム、第10a図および第10b図は本発明のマク
ロコロイドの粒径分布を示すヒストグラムである。図面中の主な符号はつぎのものを意味する。 10……加工装置、12および20……管、18……チヤンバ
ー、26……熱交換媒体入口、28……熱交換媒体出口、54
……回転体、86および100……ポンプ

フロントページの続き (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、該粒子の乾燥時
の平均粒径分布が約0.1ミクロン〜約2.0ミクロンの範囲
にあり、径が3.0ミクロンを越える粒子の数が全体の約
２％以下であるか、あるいは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、該粒子の大部分が一般的に長球状であ
り、マクロコロイドを形成する水和状態の該粒子が実質
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。
【請求項２】前記体積が4.2立方ミクロンを越えない特
許請求の範囲第１項記載のマクロコロイド。
【請求項３】前記粒子が水和されている特許請求の範囲
第２項記載のマクロコロイド。
【請求項４】前記粒子がスイート酪農ホエー蛋白から得
られたものである特許請求の範囲第１項記載のマクロコ
ロイド。
【請求項５】変性した酪農ホエー蛋白の実質的に凝集の
ない粒子からなる水和した蛋白性水分散性マクロコロイ
ドであって、該粒子の乾燥状態での平均粒径分布が約0.
1ミクロン〜約2.0ミクロンの範囲にあり、径が3.0ミク
ロンを越える粒子の数が全体の約２％以下であるか、あ
るいは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
子の大部分が実質的に長球状であり、水和した粒子が実
質的に滑らかな、エマルジョン様の官能的特性を有する
水和した蛋白性水分散性マクロコロイド粒子。
【請求項６】変性した酪農ホエー蛋白の実質的に凝集の
ない粒子のマクロコロイドからなる水性分散液であっ
て、該粒子の乾燥状態での平均粒径分布が約0.1ミクロ
ン〜約2.0ミクロンの範囲にあり、径が3.0ミクロンを越
える粒子の数が全体の約２％以下であるか、あるいは該
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、該粒子の大部
分が実質的に長球状であり、該水性分散液中の粒子が実
質的に滑らかな、エマルジョン様の官能的特性を有する
マクロコロイドを形成する水性分散液。
【請求項７】前記粒子がスイート酪農ホエー蛋白から得
られるものである特許請求の範囲第６項記載の分散液。
【請求項８】（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ッ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特許請求の範囲第７
項記載の分散液。
【請求項９】前記スイート酪農ホエー蛋白濃縮物が天然
のホエー蛋白濃縮物である特許請求の範囲第８項記載の
分散液。
【請求項１０】末変性酪農ホエー蛋白を、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、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、水性溶液中、熱変性温度に加熱することを特
徴とするホエー蛋白マクロコロイドの製造方法。
【請求項１１】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特許請求の範囲第10項記載の方法。
【請求項１２】加熱変性を80〜130℃で行なう特許請求
の範囲第10項記載の方法。
【請求項１３】加熱変性前に水性溶液の脱気を行なう特
許請求の範囲第10項記載の方法。
【請求項１４】官能的に寄与するに充分な量の脂肪を含
有する食品において、該脂肪の少なくとも一部を、酪農
ホエー蛋白凝固物の実質的に凝集のない粒子からなる水
和した蛋白性マクロコロイドに置換し、該粒子の乾燥状
態での平均粒径分布が約0.1ミクロン〜約2.0ミクロンの
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％以下であるか、あるいは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80
0倍で観察した場合、該粒子の大部分が実質的に長球状
であり、水和した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与えることを特徴とする食品。
【請求項１５】実質的に全ての脂肪を前記水和マクロコ
ロイドに置換した特許請求の範囲第14項記載の食品。
【請求項１６】注ぐことのできるサラダドレツシングで
ある特許請求の範囲第14項記載の食品。
【請求項１７】マヨネーズ型スプレツドである特許請求
の範囲第14項記載の食品。
【請求項１８】食品の約70重量％が前記マクロコロイド
である特許請求の範囲第17項記載の食品。
【請求項１９】砂糖量を低減した食品であって、低減し
た砂糖量に官能的に見合う量の人工甘味料を含む特許請
求の範囲第18項記載の食品。
【請求項２０】特許請求の範囲第10項記載の方法によっ
て得られる食品。
【請求項２１】特許請求の範囲第13項記載の方法によっ
て得られる食品。