JPWO2013108838A1 - ニンジンペクチンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
ニンジンを１００℃未満の温度の水でｐＨ２以上５以下の条件下で抽出する、ニンジンペクチンの製造方法を開示する。かかる製造方法により得られるニンジンペクチンは、広いｐＨ範囲でタンパク質に対する優れた分散安定性を示す。
Description
本発明は、ニンジンペクチンの製造方法に関する。また、本発明は、酸性タンパク質食品用分散安定化剤に関する。さらに、本発明は、酸性タンパク質食品及びその製造方法に関する。
根菜類から酸性条件下で１００℃以上の熱水で抽出したペクチンが、酸性タンパク質食品の安定化剤となることが知られている（特許文献１）。
根菜類としてニンジンを原料として使用した場合、１００℃以上の熱水で抽出したニンジンペクチンはｐＨ４．２以上４．４以下の狭い範囲でしか十分なタンパク質に対する分散安定性を示さないことを本発明者らは見出した。狭いｐＨ範囲でしかタンパク質に対する分散安定性を示さなければ、ニンジンペクチンを適用できる食品が限定されてしまうため好ましくない。そこで、広いｐＨ範囲でタンパク質に対する優れた分散安定性を示すニンジンペクチンを提供することを目的とする。
本発明者らは、１００℃未満の温度の水で所定のｐＨ条件下で抽出したニンジンペクチンは、広いｐＨ範囲でタンパク質に対する優れた分散安定性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ニンジンを１００℃未満の温度の水でｐＨ２以上５以下の条件下で抽出する、ニンジンペクチンの製造方法に関する。この製造方法で得られたニンジンペクチンは、広いｐＨ範囲でタンパク質に対する優れた分散安定性を示す。
上記製造方法において、ニンジンの搾汁残渣を原料として使用することが好ましい。ニンジンの搾汁残渣は、ニンジンを原料とした野菜ジュースを工業的規模で製造する過程で大量に生じるものであり、通常、廃棄物として処理されている。ニンジンの搾汁残渣を有効活用することで、野菜ジュースの製造コストの削減や環境負荷の低減といった副次的な効果が期待できる。
上記製造方法において、抽出する水の温度が６０℃以上９０℃以下であることが好ましい。この条件下で抽出することで、収率よくニンジンペクチンを製造することができる。
上記製造方法において、ｐＨ２．５以上４．５以下の条件下で抽出することが好ましい。この条件下で抽出することで、より広いｐＨ範囲でタンパク質に対する優れた分散安定性を示すニンジンペクチンを製造することができる。
本発明は、また、上記製造方法で得られるニンジンペクチンを含む、酸性タンパク質食品用分散安定化剤に関する。上記製造方法で得られるニンジンペクチンのタンパク質に対する優れた分散安定性を利用したものである。
上記分散安定化剤は、ｐＨ４以上４．６以下の条件下でタンパク質を分散安定化できる。従来の方法で得られる分散安定化剤よりも広いｐＨ範囲においてタンパク質に対して分散安定性を示すものである。
本発明は、さらに、上記分散安定化剤を添加する酸性タンパク質食品の製造方法及び上記分散安定化剤が添加された酸性タンパク質食品に関する。
本発明の製造方法で得られるニンジンペクチンは、広いｐＨ範囲においてタンパク質に対する優れた分散安定性を示す。
以下、本発明を実施するための形態についてより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［ニンジンペクチンの製造方法］
原料とするニンジンは、ニンジンの根全体であってもよく、搾汁残渣であってもよい。搾汁残渣は凍結や凍結乾燥されたものであってもよい。資源の有効活用という観点から、また、抽出作業の容易さの観点から、搾汁残渣を原料とすることが好ましい。
原料とするニンジンは、ニンジンの根全体であってもよく、搾汁残渣であってもよい。搾汁残渣は凍結や凍結乾燥されたものであってもよい。資源の有効活用という観点から、また、抽出作業の容易さの観点から、搾汁残渣を原料とすることが好ましい。
本発明のニンジンペクチンの製造方法は、ニンジンを１００℃未満の温度の水でｐＨ２以上５以下の条件下で抽出する工程を備える。かかる条件で抽出することで、広いｐＨ範囲においてタンパク質に対する優れた分散安定性を示すニンジンペクチンが得られる。尚、ｐＨ調整は、塩酸，硫酸，リン酸等の鉱酸類、クエン酸，シュウ酸，酒石酸，酢酸等の有機酸類、または、水酸化ナトリウムや水酸化カルシウム等のアルカリ金属や２価カチオンの水酸化物、アルカリ金属や２価カチオンの炭酸塩や炭酸水素塩等を用いて行うことができる。また、ヘキサメタリン酸，フィチン酸，ＥＤＴＡ等のキレート機能を有する物質を添加することでニンジンペクチンの収率が向上することがある。
ニンジンと水を混ぜ、必要に応じて酸又はアルカリでｐＨを調整した後、抽出を行う。あるいは、ニンジンと緩衝液を混ぜて抽出を行ってもよい。抽出時間は抽出温度等によって異なるが、通常３０分以上２４時間以下であり、より好ましくは１時間以上３時間以下である。抽出時間が短いとニンジンペクチンの収率が低下する傾向があり、抽出時間が長いと製造コストが上昇する傾向がある。
抽出温度は１００℃未満であれば特に限定されないが、収率と衛生面も考慮して６０℃以上９０℃以下であることが好ましい。抽出温度が低いと抽出時間が長くなる傾向があり、抽出温度が高いと得られるニンジンペクチンのタンパク質に対する分散安定性が低下する傾向がある。
抽出ｐＨは２以上５以下であればよく、２．５以上４．５以下であることが好ましく、２．５以上４以下であることがより好ましい。抽出ｐＨが低すぎても高すぎても、得られるニンジンペクチンのタンパク質に対する分散安定性が低下する傾向がある。
得られるニンジンペクチンのタンパク質に対する分散安定性を良好にするための、抽出温度及びｐＨの好ましい組み合わせとしては、６０℃以上９０℃以下かつｐＨ２．５以上４．５以下が挙げられ、より好ましい組み合わせとしては、６０℃以上９０℃以下かつｐＨ２．５以上４以下が挙げられる。別の好ましい組み合わせとしては、６０℃以上８０℃以下かつｐＨ２以上４．５以下が挙げられ、別のより好ましい組み合わせとしては、６０℃以上８０℃以下かつｐＨ２以上４以下が挙げられる。
ニンジンと水又は緩衝液との混合比率は特に限定されないが、抽出後の操作の行いやすさ及び収率の観点から、乾燥物換算でニンジン１重量部に対して水又は緩衝液５〜５０重量部とするのが好ましく、ニンジン１重量部に対して水又は緩衝液１０〜３０重量部とするのがより好ましい。
抽出後、混合物を遠心分離又はフィルタープレス等の方法で固液分離する。不溶性成分は固体として分離される一方、ニンジンペクチンは水溶性の画分に含まれる。
分離した上清はそのまま乾燥して用いることができるが、ペクチンを精製した方が利用価値が高まる。精製する方法としては、混在する色素成分、タンパク質、灰分等のペクチン以外の成分を分離除去する如何なる方法も用いることができる。具体的には、活性炭、電気透析、イオン交換樹脂、疎水性樹脂、ＵＦ膜、或いはエタノールやイソプロパノール等の親水性極性溶媒等の一種若しくは二種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、エタノールを添加することで、ニンジンペクチンが沈殿する性質を利用して、ニンジンペクチンを精製することができるエタノール沈殿法が有効である。エタノール沈殿の操作は１回でもよいが、ニンジンペクチンの純度を高めるためには２回行うことが好ましい。エタノール沈殿の操作を２回行う場合、２回目のエタノール濃度は１回目のエタノール濃度よりも高くすることが好ましい。より具体的には、例えば、分離した上清に、エタノールを加えてニンジンペクチンを沈殿させる。エタノールの添加量は、系中の最終濃度が５０〜７０重量％、好ましくは６０重量％となるようにする。沈殿したペクチンを遠心分離又は静置することで固液分離する。回収したペクチンを含水エタノールで洗浄する。洗浄に用いる含水エタノールは、７０〜９０重量％、好ましくは８０重量％のエタノールを含む含水エタノールである。洗浄後、再度遠心分離又は静置することで固液分離する。
最後に、エタノール沈殿により回収したニンジンペクチンを乾燥させる。
［酸性タンパク質食品用分散安定化剤］
本発明の酸性タンパク質食品用分散安定化剤は、上記ニンジンペクチンの製造方法で得られるニンジンペクチンを含む。
本発明の酸性タンパク質食品用分散安定化剤は、上記ニンジンペクチンの製造方法で得られるニンジンペクチンを含む。
酸性タンパク質食品とは、動植物性タンパク質を含有する酸性の食品であって、牛乳、豆乳等の動植物性タンパク質を使用した飲料に柑橘類果汁又はその他の果汁、或いはクエン酸、乳酸などの有機酸もしくはリン酸などの無機酸を添加してなる酸性タンパク質飲料、乳製品を酸性にした酸性乳飲料、アイスクリームなどの乳成分入りの冷菓に果汁等を加えた酸性アイス、フローズンヨーグルトなどの酸性冷菓、プリン、ババロア等のゲル化食品に果汁などを加えた酸性デザート及びコーヒー飲料、乳酸菌飲料（生菌、殺菌タイプを含む）、醗酵乳（固体状又は液体状）等の酸性を帯びたタンパク質食品を包含する。また、動植物性タンパク質とは、牛乳、山羊乳、脱脂乳、豆乳、これらを粉末化した全脂粉乳、脱脂粉乳、粉末豆乳、さらに糖を添加した加糖乳、濃縮した濃縮乳、カルシウム等のミネラル、ビタミン類等を強化した加工乳及び醗酵乳やそれに由来するタンパク質を指す。なお、醗酵乳は上記動植物性タンパク質を殺菌後、乳酸菌スターターを加えて醗酵させた醗酵乳を指すが、所望によりさらに粉末化し、又は糖などを加えたものであってもよい。
分散安定化剤とは、酸性タンパク質食品に添加することで、タンパク質が食品中で沈殿することなく均一に分散することを可能にする機能を有する物質を指す。
分散安定化剤の酸性タンパク質食品への添加量は特に限定されないが、十分な分散安定化性を発揮するために、最終製品に対してニンジンペクチンとして好ましくは０．０５〜１０重量％、より好ましくは０．２〜５重量％含まれるように添加する。
本発明の酸性タンパク質食品用分散安定化剤は、ｐＨ４以上４．６以下という広いｐＨ範囲においてタンパク質を分散安定化することができる。
本発明の酸性タンパク質食品用分散安定化剤は、ニンジンペクチンに加えて、従来から既知の安定剤、例えばリンゴまたは柑橘類由来のペクチン、水溶性大豆多糖類、カルボキシメチルセルロースナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル、カラギーナン、微結晶セルロース、キトサン、有機酸塩、重合リン酸塩、乳化剤、加熱変性タンパク質などを含んでいてもよく、それによりタンパク質に対する分散安定性を示すｐＨ域の拡大等を図ることができる。
［酸性タンパク質食品及びその製造方法］
本発明の酸性タンパク質食品は、上記分散安定化剤が添加されている。また、本発明の酸性タンパク質食品の製造方法は、上記分散安定化剤が添加する工程を備えている。上記分散安定化剤が添加されていることにより、酸性タンパク質食品中にタンパク質が均一に分散することが可能であり、それによって良好な外観や風味を提供することができ、商品価値を高めることができる。
本発明の酸性タンパク質食品は、上記分散安定化剤が添加されている。また、本発明の酸性タンパク質食品の製造方法は、上記分散安定化剤が添加する工程を備えている。上記分散安定化剤が添加されていることにより、酸性タンパク質食品中にタンパク質が均一に分散することが可能であり、それによって良好な外観や風味を提供することができ、商品価値を高めることができる。
酸性タンパク質食品の定義や分散安定化剤の酸性タンパク質食品への添加量は上述の通りである。
実施例１：８０℃の熱水によるニンジンペクチンの抽出
ニンジン搾汁残渣（以下、ニンジンパルプとも言う）を凍結乾燥したものを原料として用い、８０℃の熱水でｐＨ２〜６の条件下でニンジンペクチンを抽出した。まず、凍結乾燥したニンジンパルプ５重量部に水９５重量部を加え、塩酸又は水酸化ナトリウム水溶液を用いて、ｐＨを２〜６に調整した。８０℃にて１２０分間加熱した後、遠心分離（８０００ｒｐｍ、３０分間）により、不溶性成分と水溶性のペクチン含有画分とに固液分離した。ペクチン含有画分に最終濃度が６０重量％となるようにエタノールを加えることによりペクチンを沈殿させた。沈殿したペクチンを遠心分離（８０００ｒｐｍ、３０分間）により回収した。回収したペクチンを８０重量％の含水エタノールで洗浄し、再度遠心分離（８０００ｒｐｍ、３０分間）によりペクチンを回収した。回収したペクチンを風乾し、ニンジンペクチンを得た。
ニンジン搾汁残渣（以下、ニンジンパルプとも言う）を凍結乾燥したものを原料として用い、８０℃の熱水でｐＨ２〜６の条件下でニンジンペクチンを抽出した。まず、凍結乾燥したニンジンパルプ５重量部に水９５重量部を加え、塩酸又は水酸化ナトリウム水溶液を用いて、ｐＨを２〜６に調整した。８０℃にて１２０分間加熱した後、遠心分離（８０００ｒｐｍ、３０分間）により、不溶性成分と水溶性のペクチン含有画分とに固液分離した。ペクチン含有画分に最終濃度が６０重量％となるようにエタノールを加えることによりペクチンを沈殿させた。沈殿したペクチンを遠心分離（８０００ｒｐｍ、３０分間）により回収した。回収したペクチンを８０重量％の含水エタノールで洗浄し、再度遠心分離（８０００ｒｐｍ、３０分間）によりペクチンを回収した。回収したペクチンを風乾し、ニンジンペクチンを得た。
最初の固液分離時の水溶性ペクチン含有画分の乾物量を抽出前のスラリー中の乾物量で除することで、ニンジンペクチンの水溶化率を算出した。また、最終的に得られたニンジンペクチンの乾燥重量を原料としたニンジンパルプの乾燥重量で除することで、収率を算出した。各条件での水溶化率及び収率を表１にまとめた。また、得られたニンジンペクチンの分析値も表１にまとめた。全糖量はフェノール硫酸法により、還元糖量はＳｏｍｏｇｙｉ−Ｎｅｌｓｏｎ法により、ウロン酸量はＢｌｕｍｅｎｋｌａｎｔｚ法により、澱粉量はヨウ素定色法により算出した。メチルエステル化度はペクチンの公定法（滴定法）により算出した。粗タンパク質はケルダール法により、灰分は灰化法により算出した。
表１に示した結果から明らかなように、抽出されたニンジンペクチンは、糖質を主成分とし、ガラクツロン酸の含量が４５％以上と高く、メチルエステル化度も６０％以上と高メトキシルペクチンであることが確認された。
また、水溶化率は５７％以上であり、収率も２０％以上であることから、実用的なレベルでニンジンペクチンを抽出できることが確認された。
実施例２：６０℃熱水によるニンジンペクチンの抽出
実施例１と同様に、ニンジンパルプからニンジンペクチンを抽出した。ただし、抽出温度は６０℃とした。各条件における水溶化率、収率及び各種分析値を表２にまとめた。
実施例１と同様に、ニンジンパルプからニンジンペクチンを抽出した。ただし、抽出温度は６０℃とした。各条件における水溶化率、収率及び各種分析値を表２にまとめた。
実施例３：９０℃熱水によるニンジンペクチンの抽出
実施例１と同様に、ニンジンパルプからニンジンペクチンを抽出した。ただし、抽出温度は９０℃とした。各条件における水溶化率、収率及び各種分析値を表３にまとめた。尚、抽出ｐＨ２．０では、水溶化率が７２％を超えており、ペクチンの必要以上の加水分解が推定された。
実施例１と同様に、ニンジンパルプからニンジンペクチンを抽出した。ただし、抽出温度は９０℃とした。各条件における水溶化率、収率及び各種分析値を表３にまとめた。尚、抽出ｐＨ２．０では、水溶化率が７２％を超えており、ペクチンの必要以上の加水分解が推定された。
比較例１：１００℃以上の加圧熱水によるニンジンペクチンの抽出
実施例１と同様に、ニンジンパルプからニンジンペクチンを抽出した。ただし、抽出温度は１０５℃又は１２０℃とした。各条件における水溶化率、収率及び各種分析値を表４にまとめた。
実施例１と同様に、ニンジンパルプからニンジンペクチンを抽出した。ただし、抽出温度は１０５℃又は１２０℃とした。各条件における水溶化率、収率及び各種分析値を表４にまとめた。
試験例１：酸性乳飲料の分散安定化
実施例１から３及び比較例１で得られたニンジンペクチンの酸性タンパク質食品に対する分散安定性を評価した。酸性乳飲料（無脂乳固形分３．０％）のｐＨを３．８〜４．８の範囲で変化させ、ニンジンペクチンを０．２重量％添加したときの沈殿率を調べた。沈殿率が２％以下の場合は安定（○）、沈殿率が２％を超えて５％以下の場合は準安定（△）、沈殿率が５％を超えた場合は安定性なし（×）として、表５から８に結果をまとめた。なお、比較対照として酸性乳飲料の分散安定剤として機能することが知られている水溶性大豆多糖類（不二製油株式会社；ソヤファイブ−Ｓ−ＺＲ１００）及び柑橘ペクチン（三栄源エフ・エフ・アイ株式会社；ＳＭ−６６６）を用いた。
実施例１から３及び比較例１で得られたニンジンペクチンの酸性タンパク質食品に対する分散安定性を評価した。酸性乳飲料（無脂乳固形分３．０％）のｐＨを３．８〜４．８の範囲で変化させ、ニンジンペクチンを０．２重量％添加したときの沈殿率を調べた。沈殿率が２％以下の場合は安定（○）、沈殿率が２％を超えて５％以下の場合は準安定（△）、沈殿率が５％を超えた場合は安定性なし（×）として、表５から８に結果をまとめた。なお、比較対照として酸性乳飲料の分散安定剤として機能することが知られている水溶性大豆多糖類（不二製油株式会社；ソヤファイブ−Ｓ−ＺＲ１００）及び柑橘ペクチン（三栄源エフ・エフ・アイ株式会社；ＳＭ−６６６）を用いた。
１００℃を超える温度で抽出したニンジンペクチン、水溶性大豆多糖類及び柑橘ペクチンでは、ｐＨ４．６の酸性乳飲料では十分な分散安定性を示さなかった。一方、６０℃以上１００℃未満、ｐＨ２以上５以下の条件下で抽出したニンジンペクチンはｐＨ４．２以上４．６以下という広い範囲で酸性乳飲料に対して分散安定性を示した。さらに、６０℃以上１００℃未満、ｐＨ２以上４以下の条件下で抽出したニンジンペクチンはｐＨ４以上４．６以下というより広い範囲で酸性乳飲料に対して分散安定性を示した。
Claims (8)
- ニンジンを１００℃未満の温度の水でｐＨ２以上５以下の条件下で抽出する、ニンジンペクチンの製造方法。
- ニンジンの搾汁残渣を原料として使用する、請求項１記載の製造方法。
- 抽出する水の温度が６０°以上９０℃以下である、請求項１又は２記載の製造方法。
- ｐＨ２．５以上４．５以下の条件下で抽出する、請求項１〜３のいずれか一項記載の製造方法。
- 請求項１〜４のいずれか一項記載の製造方法で得られるニンジンペクチンを含む、酸性タンパク質食品用分散安定化剤。
- ｐＨ４以上４．６以下の条件下でタンパク質を分散安定化できる、請求項５記載の分散安定化剤。
- 請求項５又は６記載の分散安定化剤を添加する、酸性タンパク質食品の製造方法。
- 請求項５又は６記載の分散安定化剤が添加された、酸性タンパク質食品。
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