JPS5842746B2 - タンパクシツセンイノセイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蛋白質繊維の製造方法ならびに本発明方法によ
り得られる改良した性質の蛋白質繊維に関する。

繊維を形成させる原理は毛細管を通して重合体溶液また
は重合体溶融体を押出し、その後、液態フィラメントを
固態繊維に変換させることに帰する。

繊維の形成において包含される条件はなかでもマン メ
イド ファイバーズ（Ｍａｎ ＭａｄｅＦｉｂｒｅｓ）
（編集者Ｈ，１，Ｍａｒｋ、Ｓ、Ｍ。

Ａｔ１ａｓ、 Ｅ、 Ｃｅｒｎｉａ）（Ｉｎｔｅｒｓｉ
ｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉ−ｓｈｅｒｓ）の中のＡ、ズイア
ビツキ−（Ｚｉａｂｉｃｋｉ ）によるフイージカル
ファンダメンタルズ オブファイバー スピニング（Ｐ
ｈｙｓｉｃａｌ Ｆｕｎｄａ −ｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ
Ｆｉｂｒｅ Ｓｐｉｎｎｉｎｇ）に詳細に記述されて
いる。

本発明の目的は繊維、特に改良した性質の大豆蛋白質繊
維を提供することであり、それは改良した抗張力、パー
マネントストレッチ（ｐ ｅ ｒｍａｎｅｎ ｔｓｔｒ
ｅｔｃｈ）および交さ結合ならびに細く均一な直径を有
する繊維を得るためである。

本発明者らは結合剤として適用し、料理した時実質上、
安定であり、かつ、満足すべき組織を付与する食料品と
して使用する繊維材料の製造方法を期待している。

驚ろくべきことには、紡糸工程の前またはその間に３０
’Ｃないし蛋白質が完全にゲル化する温度に蛋白質の紡
糸溶液を加熱し、熱凝固媒質中で押出物を完全にゲル化
させることにより期待した目的を達することができるこ
とを発見した。

凝固媒質と接触させる前に蛋白質溶液に行なう熱予備処
理は部分予備ゲル化として本明細書に記述する。

部分予備ゲル化工程により得られる都合のよい結果に対
する可能な解決は予備ゲル化工程が紡糸溶液の粘度を増
加させることである。

粘度が紡糸溶液の紡糸性能に大きな影響を有することは
よく知られている事実である。

蛋白質溶液を加熱することにより遠戚される粘度の上昇
は蛋白質分子が開き（ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ）次いでゲル
化するためと考えられる。

ゲル化が完全になる前に開いた（ｕｎｆｏ−１ｄｅｄ）
分子のある程度の配向は、剪断レイシーム（ｓｈｅａｒ
ｒｅｇｉｍｅ）の結果として蛋白質材料の押出中に得
られる。

それ故、容器中において、バッチ方式で行なう予備ゲル
化もまた有効な効果を有するが、押出し工程中に予備ゲ
ル化処理を行なうのが好ましい。

大豆蛋白質を出発材料として使用する場合は、予備ゲル
化処理中に、大豆蛋白質の主成分の一つすなわち、７８
部分、いわゆるコングリシニン部分はゲル化し、一方、
１１８部分、いわゆるグリシニン部分は実質上未変化で
残ると考えられる。

大豆蛋白質の溶液を使用する時は、６０°ないし８５°
Ｃ１好ましくは７４°ないし８２℃の温度で紡糸溶液を
予備ゲル化するのが非常に有効であることが判明した。

これらの温度範囲はバッチ法および押出工程中に紡糸溶
液を予備ゲル化させる両者の方法で使用される。

すでに示したように、予備ゲル化処理は押出し工程の間
に行なうのが好ましい。

熱凝固浴中に部分的に浸漬した毛細管を通して紡糸溶液
を押出すのが非常に都合が良いことが判明した。

紡糸工程中に紡糸溶液を予備ゲル化させる他の可能な方
法は極超短波装置中に毛細管を設置することである。

毛細管の寸法、その材料および凝固浴中への浸漬の深さ
、ならびに毛細管を通過する紡糸溶液の押出速度は変え
てもよい。

たとえば、上記のような限界温度範囲の紡糸浴に毛細管
を浸漬することにより加熱しである毛細管の部分におけ
る紡糸溶液の最も適当な滞留時間はそれぞれの場合に専
門家によって容易に決定することができる。

直径０．１−１ ｍｍ１長さ約０．１ｍであるステンレ
ス鋼毛細管を使用し大豆蛋白質から有用な繊維が得られ
た。

加熱される毛細管の部分にある溶液の温度は、たとえば
、熱電対により制御することができ、そして、もし必要
であれば、紡糸溶液の押出速度を適当な予備ゲル化温度
になるように変えることができる。

本発明の目的に対し適当な紡糸溶液は大豆蛋白質１５−
４５重量係、好ましくは２５−４０重量俤、塩化すｌ−
ＩＪウム２−４重量幅からなり、そのｐＨは４．８ない
し７．０の範囲である。

そのような蛋白質溶液は、たとえば、ｐＨ６，８の亜硫
酸ナトリウム０．１％溶液によって抽出し、等電点て沈
殿させ、そして、塩化すｔ−ＩＪウムの溶液中に再溶解
させる英国特許第１，２６５，６６１号明細書に記述さ
れている方法により製造することができる。

蛋白質溶液は繊維中に弱い場所が形成するのを防止する
ために押出しの前に有利には脱気する。

予備ゲル化させた後、好ましくは熱凝固浴、好ましくは
９０’Ｃないし浴の液体の沸騰点、好ましくは９６°な
いし９９°Ｃの温度の水性浴、たとえば、蒸留水または
通常のタップ水（ｔａｐ ｗａｔｅｒ）である凝固媒質
中に上記溶液を押出すことにより、有用な繊維が得られ
た。

浴のｐＨは臨界因子ではないけれども、好ましくはｐＨ
４，８ないし７．０が用いられる。

浴中のカルシウム、ナトリウムおよびリン酸塩イオンの
存在は、ある例では、繊維の抗張力を低下させる不利益
がある。

本発明の方法を連続的に実施するには、紡糸浴は定期的
に更新しなければならない。

紡糸溶液を含有する容器の温度および加熱していない毛
細管の部分の温度は大体室温（２００ないし２４°Ｃ）
である。

本発明を次の実施例によって説明する。

実施例 １ １、適当な紡糸溶液の製造 出発材料は蛋白質約４８係および水５２係からなる大豆
蛋白質分離物（英国特許第 １．２６５，６６１号明細書に記述されているような方
法によって得られる。

）であった。分離物は一３０’Ｃにおいて塊状で貯蔵し
た。

これらの塊状物を立方体に切り、立方体はＮａＣ１を３
−４重量φ含有する水に溶解して蛋白質含有量が３０重
量係である紡糸溶液を製造した。

ｐＨ４，８の混合物を室温で激しくかきまぜ、そして脱
気を行なった。

使用する際の溶液の温度は２３°Ｃであった。

２、繊維の製造と試験 添付図面に図で示すような装置を使用した。

装置は紡糸溶液を含有する貯蔵タンク１を包含する。

貯蔵タンクは温度調節器で制御したジャケット２により
一定温度に保持した。

紡糸溶液はパイプ４を経て導入される圧搾空気により毛
細管３を通して押出す。

タンクには更に圧力計５およびコツクロによるオーバー
フロー装置を備える。

毛細管３の一部は紡糸浴７中に浸漬し、毛細管３の残部
は絶縁材料８によって囲む。

１゜で記述した紡糸溶液を直径０．００１ｍ、長さ０．
１ｍを有するステンレス鋼の毛細管を通してｐＨ６，０
、９９℃の水浴に押出す。

毛細管の浸漬の深さは２ｃｒｒＬであった。

浴中に浸漬した毛細管の部分の温度は熱電対によって測
定した。

押出速度は０．０５−０．０７ ｍ７秒であった。

毛細管の末端での材料の温度は７５°±２°Ｃであった
。

予備ゲル化が起こる毛細管の部分での滞留時間は約０．
３秒が適当であった。

３、得られた繊維の機械的性質の比較 ａ）予備ゲル化なし ｂ）押出しする間の部分予備ゲル化による２、で記述し
た条件をａ）およびｂ）に適用したが、ａ）の場合には
毛細管を浴中に浸漬することなく、毛細管の全長を分離
して行なった。

かくして、得られた繊維の次に定義する （ｆｍａｘ、 λｍ、λｐをインストロン ユニバーサ
ル試験機（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅ
ｓｔｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ）により測定した。

元の長さとは繊維のちぢれをまっすぐにした後測定した
長さとして解釈されるべきである。

押出し中の予備ゲル化なしに得られる繊維の押出しは１
９個の実験を行なった。

得られた繊維は強くちぢれており、むしろ不規則な直径
を有していた。

繊維の最初の長さは約３ｃｒｆＬであり、伸長速度は１
ｃｒｒＬ／分であった。

平均標準偏差で表わす平均として得られた結果は次の通
りである。

この大きな偏差は不規則な直径によるものであった。

比較目的のために本発明の部分予備ゲル化工程を使用し
て７個の実験を行なった。

かくして得られた繊維は、次の物性を有していた。

直径＝ ０．５ ｍｒｒｔ （繊維は均一な直径であっ
た）上記の結果から予備ゲル化繊維の平均ｆｍａｘば非
予備化繊維のｆｍａｘよりも約２，６倍大きく、平均λ
ｍは予備ゲル化した繊維の場合には約１．９倍大きく、
そして平均λｐは約１．５倍大きいと断定することがで
きる。

予備ゲル化した繊維の外観は予備ゲル化工程を適用せず
に得られた繊維の外観よりもはるかに規則的である。

異なる蛋白質濃度で同様な実験を行ない、予備ゲル化し
て得られた繊維および予備ゲル化せずに得られた繊維の
性質を比較した。

操作条件は実施例１に記述した方法と同様であった。

実施例 ２ ＮａＣ１３，１％含有する大豆蛋白質２０重量係溶液の
紡糸 直径０．５ 、ｍｍおよび長さ１０ｃｒｒＬの毛細管を
使用した。

ａ）予備ゲル化なし一繊維ができなかった。

ｂ）予備ゲル化−毛細管の浸漬の深さ３（ｍわずかな偏
差の直径０．５ ｍｒｎ±０．１を有するかなり良い繊
維が得られた。

実施例 ３ ＮａＣ１３−４％含有する大豆蛋白質２５重量係溶液の
紡糸 直径０．５ ｔｒａｎ、長さ１０ｃｒｒＬの毛細管を使
用した。

ａ）予備ゲル化工程を省略した時、不規則な直径を有す
る繊維が得られた。

ｂ）予備ゲル化−毛細管の浸漬の深さは３のであった。

均一な直径を有する繊維が得られた。

実施例 ４ ＮａＣ１３−４％を含有する大豆蛋白質４０重量φ溶液
の紡糸 直径１ ｍｔｎ、長さ１０ｃｒｒＬの毛細管を使用した
。

ａ）予備ゲル化処理なしで直径０．５ ｍｍの繊維が得
られた。

ｂ）予備ゲル化による一毛細管の浸漬の深さは２のであ
った。

実施例 ５ ＮａＣ１３−４重量多含有する大豆蛋白質３０重量φ溶
液でバッチ法の予備ゲル化を行なう紡糸ＮａＣｌ３−４
重量俤含有する大豆蛋白質３０重量係溶液を容器中で７
５℃に約３０分間保持した。

容器の内容物を室温に冷却した。

直径１間、長さ１０ｃｒｎの毛細管を実施例１に記述し
た凝固浴のちょうど表面上に置き、予備ゲル化材料をそ
の毛細管を通して押出した。

得られた繊維の性質を次に示す。

実施例 ６ 肉類供物の製造 先の実施例の方法により得られた繊維を作り直した肉混
合物に料理した肉繊維の代替として試験した。

繊維を大体２ｃｒｆＬの長さに切断し、作り直した肉混
合物に約７−８俤の比率で混合した。

蒸気加熱セツティング後、肉の”板” （ｐｌａｎｋ）
を小さな立方体（約１−）に切り、ポリエチレンの袋中
の肉汁に入れ、−２０℃に冷凍させる。

ポリエチレン袋および内容物を沸騰水中で３０分再加熱
後、肉の立方体をパネルテストに供した。

加えた繊維が最終製品の中に見られた。

組織および風味に対する意見は良好であった。

なお、次に本発明の態様および関連事項を列挙する。

（１）特許請求の範囲の方法にして、紡糸装置の毛細管
に蛋白質溶液を通過させる間に熱予備処理を行なう蛋白
質繊維の製造方法。

（２、特許請求の範囲の方法にして、紡糸する前にバッ
チ法で熱予備処理を行なう蛋白質繊維の製造方法。

（３）特許請求の範囲および前記第１項ないし第２項の
いずれかの方法にして、凝固媒質が水である蛋白質繊維
の製造方法。

（４）前記第３項の方法にして、水の温度が９００ない
し９９°Ｃである蛋白質繊維の製造方法。

（５）前記第３項および第４項の方法にして、水のｐＨ
が４．８ないし７．０である蛋白質繊維の製造方法。

（６）特許請求の範囲および前記第１項ないし第５項の
いずれかの方法にして、大豆蛋白質の水溶液を使用する
蛋白質繊維の製造方法。

（７）前記第６項の方法にして、蛋白質濃度が１５ない
し４５重量係である蛋白質繊維の製造方法。

（８）前記第６項および第７項の方法にして、大豆蛋白
質溶液のｐＨが４．８ないし６．０である蛋白質繊維の
製造方法。

（９）前記第６項ないし第８項のいずれかの方法にして
、大豆蛋白質溶液が塩化ナトリウムを２〜４重量係含有
する蛋白質繊維の製造方法。

（１０）特許請求の範囲および前記第１項ないし第９項
のいずれかの方法にして、大豆蛋白質溶液を６００ない
し８５℃の温度で熱予備処理し、その後、熱凝固媒質中
に押出し、そして、押出物を完全にゲル化させることを
特徴とする蛋白質繊維の製造方法。

αυ 前記第１０項の方法にして、大豆蛋白質溶液を７
４°ないし８２°Ｃの温度で熱予備処理し、その後、熱
凝固媒質中に押出し、そして、押出物を完全にゲル化さ
せることを特徴とする蛋白質繊維の製造方法。

（１の 実質上実施例１ないし５に記述したような蛋白
質繊維の製造方法。

０３）特許請求の範囲および前記第１項ないし第１２項
のいずれかの方法により製造した蛋白質繊維。

（１４）特許請求の範囲および前記第１項ないし第１３
項のいずれかの方法により製造した蛋白質繊維を混合し
た食品。

（１勺 実質上実施例６に記述したような食品。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の蛋白質繊維の製造方法で使用する紡糸装
置の１例を示した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蛋白質水溶液の紡糸による蛋白質繊維の製造方法に
   して、 ａ、蛋白質溶液を３０°Ｃ以七であるが蛋白質が完全に
   ゲル化する温度以下の温度で熱予備処理し、 ｂ、そのようにして得られた処理蛋白質材料を熱凝固媒
   質中に押出し、そして、押出物を完全にゲル化させる ことを特徴とする蛋白質繊維の製造方法。