JPWO2018174051A1 - 微粒化ホエイたんぱく質及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
微粒化ホエイたんぱく質の製造方法であって、（ａ）固形分濃度が３０〜３５質量％のホエイたんぱく質水溶液を調製する工程、（ｂ）前記ホエイたんぱく質水溶液を６０℃までの温度にて予備加熱する工程、及び（ｃ）前記予備加熱したホエイたんぱく質水溶液を、７０〜７５℃の温度にて掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置を用いて加熱処理する工程を含む前記製造方法。
Description
本発明は、微粒化ホエイたんぱく質及びその製造方法に関する。
また、本発明は、微粒化ホエイたんぱく質を含む食品、特に、栄養機能食品、乳含有食品、乳製品、ゼリー等に関する。
さらに、本発明は、微粒化ホエイたんぱく質を原料として使用することを含む、加工食品における相分離の発生を抑制するための方法に関する。
また、本発明は、微粒化ホエイたんぱく質を含む食品、特に、栄養機能食品、乳含有食品、乳製品、ゼリー等に関する。
さらに、本発明は、微粒化ホエイたんぱく質を原料として使用することを含む、加工食品における相分離の発生を抑制するための方法に関する。
ホエイたんぱく質は良質なたんぱく質源であり、汎用されている。しかし、ホエイたんぱく質は熱安定性が低く、加熱殺菌すると焦げ等が生じやすいため、熱安定性を向上できる改質方法が求められている。
ホエイたんぱく質の改質方法としては、例えば、特許文献１（特表２００８−５１４６６７号公報）には、ホエイタンパク質の水溶液のｐＨ又はイオン強度を調節して８０〜９５℃で加熱処理を行い、１μｍ未満の粒子径を有する球形ナノ粒子化ホエイタンパク質を得る方法が記載されている。
また、特許文献２（特表２００８−５２５０１９号公報）には、カルシウムとマグネシウムの合計濃度の上限値を規定した乳清たんぱく濃縮物を７０℃より高温で最長６０分間熱処理する方法が記載されている。
また、特許文献２（特表２００８−５２５０１９号公報）には、カルシウムとマグネシウムの合計濃度の上限値を規定した乳清たんぱく濃縮物を７０℃より高温で最長６０分間熱処理する方法が記載されている。
さらに、特許文献３（国際公開第２０１３／１８７５１９号）には、ｐＨが６．８〜８．０、液中タンパク質濃度が１．３質量％以下のホエイ液について８０〜１５０℃で加熱処理を行う方法が記載されている。
また、特許文献４（特開２０１５−１７１３７３号公報）には、ホエイたんぱく質濃縮物の水溶液を乱流条件下で５０℃を超えるまで加熱処理する方法が記載されている。
さらに、特許文献５（特表２０１６−５３３７２６号公報）には、脂肪の最大濃度を規定した変性ホエイたんぱく質組成物を７０〜１５０℃の温度で熱処理した後、ｐＨを最大で５に低下させることが記載されている。
また、特許文献４（特開２０１５−１７１３７３号公報）には、ホエイたんぱく質濃縮物の水溶液を乱流条件下で５０℃を超えるまで加熱処理する方法が記載されている。
さらに、特許文献５（特表２０１６−５３３７２６号公報）には、脂肪の最大濃度を規定した変性ホエイたんぱく質組成物を７０〜１５０℃の温度で熱処理した後、ｐＨを最大で５に低下させることが記載されている。
しかしながら、従来のホエイたんぱく質の改質方法は、たんぱく質濃度が低いために生産性が低く、また、カルシウムやマグネシウム、又は脂肪の含有量に制限があり、適用範囲が限られる等の欠点があった。さらに、ｐＨ調節等が必要であり、より簡便に実施可能な方法が求められる。
これらの従来技術の問題点を解消するため、本発明者らが鋭意検討したところ、高濃度のホエイたんぱく質に特定の温度にてせん断力を負荷して熱処理を行うことで、特定の粒径を有する微粒化ホエイたんぱく質を製造することができ、また、かかる微粒化ホエイたんぱく質を原材料として用いることで、加工食品における相分離の発生を抑制できることを発見して本発明を完成させた。
本発明の目的は、加工食品に使用した場合に相分離の発生を抑制することができる、新規な微粒化ホエイたんぱく質の製造方法を提供することにある。
本発明によれば、以下の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法等を提供できる。
１．微粒化ホエイたんぱく質の製造方法であって、
（ａ）固形分濃度が３０〜３５質量％のホエイたんぱく質水溶液を調製する工程、
（ｂ）前記ホエイたんぱく質水溶液を６０℃までの温度にて予備加熱する工程、及び
（ｃ）前記予備加熱したホエイたんぱく質水溶液を、７０〜７５℃の温度にて掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置を用いて加熱処理する工程
を含む前記製造方法。
２．さらに、前記（ｃ）工程のあとに、（ｄ）前記加熱処理したホエイたんぱく質水溶液を、６０℃以下の温度にて掻き取り式熱交換器で処理する工程を含む、１に記載の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法。
３．前記（ｃ）工程において、前記掻き取り式熱交換器及び／又は前記キャビテーター装置のせん断応力が４〜２００Ｐａである、１又は２に記載の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法。
４．前記（ｃ）工程において、前記掻き取り式熱交換器及び／又は前記キャビテーター装置のせん断速度が４００〜２０，０００／ｓである、１〜３のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法。
５．レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、積算７５％粒子径が１．５μｍ以下である、微粒化ホエイたんぱく質。
６．レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、１０μｍより大きい粒子径を有する粒子の割合が、微粒化ホエイたんぱく質全体を基準として４．５％以下である、５に記載の微粒化ホエイたんぱく質。
７．レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、積算５０％粒子径（メディアン径）が０．０１μｍ以上１．５μｍ以下である、５又は６に記載の微粒化ホエイたんぱく質。
８．レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、モード径が０．０１μｍ以上１．８μｍ以下である、５〜７のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質。
９．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む食品。
１０．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む栄養機能食品。
１１．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む乳含有食品。
１２．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む乳製品。
１３．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含むゼリー。
１４．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含むプリン。
１５．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を原料として使用することを含む、加工食品における相分離の発生を抑制するための方法。
１６．前記加工食品が、栄養機能食品、乳含有食品、乳製品、ゼリー、又はプリンである、１５に記載の方法。
１．微粒化ホエイたんぱく質の製造方法であって、
（ａ）固形分濃度が３０〜３５質量％のホエイたんぱく質水溶液を調製する工程、
（ｂ）前記ホエイたんぱく質水溶液を６０℃までの温度にて予備加熱する工程、及び
（ｃ）前記予備加熱したホエイたんぱく質水溶液を、７０〜７５℃の温度にて掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置を用いて加熱処理する工程
を含む前記製造方法。
２．さらに、前記（ｃ）工程のあとに、（ｄ）前記加熱処理したホエイたんぱく質水溶液を、６０℃以下の温度にて掻き取り式熱交換器で処理する工程を含む、１に記載の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法。
３．前記（ｃ）工程において、前記掻き取り式熱交換器及び／又は前記キャビテーター装置のせん断応力が４〜２００Ｐａである、１又は２に記載の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法。
４．前記（ｃ）工程において、前記掻き取り式熱交換器及び／又は前記キャビテーター装置のせん断速度が４００〜２０，０００／ｓである、１〜３のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法。
５．レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、積算７５％粒子径が１．５μｍ以下である、微粒化ホエイたんぱく質。
６．レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、１０μｍより大きい粒子径を有する粒子の割合が、微粒化ホエイたんぱく質全体を基準として４．５％以下である、５に記載の微粒化ホエイたんぱく質。
７．レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、積算５０％粒子径（メディアン径）が０．０１μｍ以上１．５μｍ以下である、５又は６に記載の微粒化ホエイたんぱく質。
８．レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、モード径が０．０１μｍ以上１．８μｍ以下である、５〜７のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質。
９．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む食品。
１０．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む栄養機能食品。
１１．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む乳含有食品。
１２．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む乳製品。
１３．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含むゼリー。
１４．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含むプリン。
１５．５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を原料として使用することを含む、加工食品における相分離の発生を抑制するための方法。
１６．前記加工食品が、栄養機能食品、乳含有食品、乳製品、ゼリー、又はプリンである、１５に記載の方法。
本発明によれば、加工食品に使用した場合に相分離の発生を抑制することができる、新規な微粒化ホエイたんぱく質の製造方法を提供することができる。
［微粒化ホエイたんぱく質の製造方法］
本発明の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法は、（ａ）固形分濃度が３０〜３５質量％のホエイたんぱく質水溶液を調製する工程、（ｂ）前記ホエイたんぱく質水溶液を６０℃までの温度にて予備加熱する工程、及び（ｃ）前記予備加熱したホエイたんぱく質水溶液を、７０〜７５℃の温度にて掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置を用いて加熱処理する工程を含むものである。
本発明の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法は、（ａ）固形分濃度が３０〜３５質量％のホエイたんぱく質水溶液を調製する工程、（ｂ）前記ホエイたんぱく質水溶液を６０℃までの温度にて予備加熱する工程、及び（ｃ）前記予備加熱したホエイたんぱく質水溶液を、７０〜７５℃の温度にて掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置を用いて加熱処理する工程を含むものである。
本発明の製造方法によれば、ホエイたんぱく質濃縮物（ＷＰＣ）の高濃度溶解液（濃度３０〜３５％）を原料として用い、掻き取り式熱交換器及びキャビテーター装置の少なくとも一方で特定の温度範囲で処理することにより、微粒化されたホエイたんぱく質を効率よく製造することができる。
本発明の製造方法では、まず、（ａ）工程として、固形分濃度が３０〜３５質量％のホエイたんぱく質水溶液を調製する。使用できるホエイたんぱく質は、特に限定されず、市販のものを使用することができ、例えば、ホエイたんぱく質濃縮物（ＷＰＣ：Ｗｈｅｙ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ）、ホエイパウダー、ホエイたんぱく質分離物（ＷＰＩ：Ｗｈｅｙ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｉｓｏｒａｔｅ）を使用でき、好ましくは、ホエイたんぱく質濃縮物を使用する。また、豆腐の製造で排出される液状の大豆ホエイ又はナチュラルチーズの製造で排出される液状ホエイのたんぱく質濃度を適宜調整して使用することもできる。水は、食品の製造に用いられる既知の水を使用することができ、例えば、水道水、純水（イオン交換水、ＲＯ水、等）、超純水等を使用できる。
本発明においてホエイたんぱく質としてホエイたんぱく質濃縮物を使用する場合、固形分あたりのたんぱく質濃度は、質量基準で、好ましくは３０％以上であり、さらに好ましくは４０％以上であり、もっとも好ましくは６０％以上である。
本発明の製造方法では、（ａ）工程に続いて、（ｂ）工程として、ホエイたんぱく質水溶液を６０℃までの温度にて予備加熱する。ホエイたんぱく質の変性温度は、常圧下で７０〜９０℃付近であるため、６０℃までの温度であればホエイたんぱく質が変性することはない。
予備加熱は、既知の手段を用いて行うことができ、例えば、ホエイをタンクなどの容器に入れ常時撹拌しながら加熱するバッチ式で行うことができ、あるいは、プレート式熱交換器又はチューブラー式熱交換器を用いて連続式で行うことができる。好ましくは、プレート式熱交換器を用いて連続式で行う。
予備加熱は、既知の手段を用いて行うことができ、例えば、ホエイをタンクなどの容器に入れ常時撹拌しながら加熱するバッチ式で行うことができ、あるいは、プレート式熱交換器又はチューブラー式熱交換器を用いて連続式で行うことができる。好ましくは、プレート式熱交換器を用いて連続式で行う。
本発明の製造方法では、（ｂ）工程に続いて、（ｃ）工程として、予備加熱したホエイたんぱく質水溶液を、７０〜７５℃の温度にて掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置を用いて加熱処理する。これにより、ホエイたんぱく質が加熱変性されるともに、掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置によるせん断力が負荷され、ホエイたんぱく質が微粒化される。
掻き取り式熱交換器は、被処理物を内部に流通させる円筒形容器であって、熱交換のための外筒ジャケットと、円筒形容器の中心軸周りに回転する掻き取り羽根とを備える装置である。掻き取り式熱交換器は、特に限定されず、市販のものを使用することができ、例えば、ＳＰＸ社製の掻き取り式熱交換器、オンレーター（株式会社櫻製作所）、スラッシュヒータークーラー（株式会社イズミフードマシナリ）等を使用できる。
キャビテーター装置は、高速で回転するローターとステーターとの間に被処理物を流通させ、装置内部でキャビテーションを発生させる装置である。キャビテーター装置は、特に限定されず、市販のものを使用することができ、例えば、ＳＰＸ社製、Ｃａｖｉｔａｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製等のキャビテーター装置を使用できる。
（ｃ）工程における加熱処理は、掻き取り式熱交換器とキャビテーター装置のいずれか一方を用いて行えばよく、又は、掻き取り式熱交換器とキャビテーター装置の両方を用いて行ってもよい。
（ｃ）工程における加熱処理の温度は、７０〜７５℃である。これにより、ホエイたんぱく質を変性させて熱安定性を向上させることができる。また、この温度範囲で加熱処理を行えば、たんぱく質が分解したり焦げ付いたりすることがない。
（ｃ）工程における掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置のせん断応力は、例えば４〜２００Ｐａであり、好ましくは８〜２００Ｐａであり、より好ましくは１０〜２００Ｐａであり、さらにより好ましくは１５〜１９０Ｐａである。
また、（ｃ）工程における掻き取り式熱交換器及び又はキャビテーター装置のせん断速度は、例えば４００〜２０，０００／ｓであり、好ましくは８００〜２０，０００／ｓであり、より好ましくは１，０００〜２０，０００／ｓであり、さらにより好ましくは１，５００〜１９，０００／ｓである。
せん断応力やせん断速度を特定の範囲に設定することにより、ホエイたんぱく質に一定のせん断力が負荷され、ホエイたんぱく質を均一に微粒化することができ、また、１０μｍよりも大きな粒子径を有する粒子の形成を抑制することができる。
また、（ｃ）工程における掻き取り式熱交換器及び又はキャビテーター装置のせん断速度は、例えば４００〜２０，０００／ｓであり、好ましくは８００〜２０，０００／ｓであり、より好ましくは１，０００〜２０，０００／ｓであり、さらにより好ましくは１，５００〜１９，０００／ｓである。
せん断応力やせん断速度を特定の範囲に設定することにより、ホエイたんぱく質に一定のせん断力が負荷され、ホエイたんぱく質を均一に微粒化することができ、また、１０μｍよりも大きな粒子径を有する粒子の形成を抑制することができる。
掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置の運転速度（回転数）は、せん断応力、せん断速度が上記の範囲となるように、装置の寸法等を考慮して適宜決定することができる。
本発明の製造方法の一態様では、さらに、（ｃ）工程のあとに、（ｄ）前記加熱処理したホエイたんぱく質水溶液を、６０℃以下の温度にて掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置で処理する工程を含むことが好ましい。これにより、形成されたホエイたんぱく質の粒子が再凝集することを抑制できる。
（ｄ）工程における掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置の運転速度（回転数）は、適宜決定することができ、例えば（ｃ）工程と同じ条件とすればよい。
（ｄ）工程における掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置の運転速度（回転数）は、適宜決定することができ、例えば（ｃ）工程と同じ条件とすればよい。
［微粒化ホエイたんぱく質］
本発明の微粒化ホエイたんぱく質は、上記説明した本発明の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法により得られるものである。具体的には、本発明の微粒化ホエイたんぱく質は、レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、積算７５％粒子径が１．５μｍ以下であるものである。
本発明の微粒化ホエイたんぱく質は、上記説明した本発明の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法により得られるものである。具体的には、本発明の微粒化ホエイたんぱく質は、レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、積算７５％粒子径が１．５μｍ以下であるものである。
本発明の微粒化ホエイたんぱく質は、熱安定性と分散性にすぐれ、加工食品の原材料として好適に使用することができる。本発明の微粒化ホエイたんぱく質を加工食品の原材料として使用した場合、製造される加工食品を殺菌する際の熱安定性を向上することができ、また、加工食品において他の原材料と良好に分散するため相分離の発生を抑制することができる。本発明の微粒化ホエイたんぱく質は、例えば、栄養機能食品、乳含有食品、乳製品（「乳及び乳製品の成分規格等に関する省令」（昭和２６年１２月２７日厚生省令第５２号）で規定されている乳製品）、ゼリー、プリン等の原材料として好適に使用することができる。
本発明の微粒化ホエイたんぱく質は、レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、積算７５％粒子径が１．５μｍ以下であり、好ましくは１．４μｍ以下であり、より好ましくは１．３μｍ以下である。
本発明の微粒化ホエイたんぱく質の一態様では、レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、１０μｍより大きい粒子径を有する粒子の割合は、微粒化ホエイたんぱく質全体を基準として、好ましくは４.５％以下であり、さらに好ましくは４．０％以下である。１０μｍより大きい粒子径を有する比較的大きな粒子が少ないことで、微粒化ホエイたんぱく質の熱安定性を均一に向上させることができ、また、微粒化ホエイたんぱく質を含む加工食品を喫食した際にざらつき感がなくなめらかな食感にすることができる。
また、本発明の微粒化ホエイたんぱく質の一態様では、レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、積算５０％粒子径（メディアン径）は、好ましくは０．０１μｍ以上１．５μｍ以下、より好ましくは０．０１μｍ以上１．４μｍ以下、さらにより好ましくは０．０１μｍ以上１．０μｍ以下である。
また、本発明の微粒化ホエイたんぱく質の一態様では、レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、モード径は、好ましくは０．０１μｍ以上１．８μｍ以下、より好ましくは０．０１μｍ以上１．５μｍ以下、さらにより好ましくは０．０１μｍ以上１．４μｍ以下である。
また、本発明の微粒化ホエイたんぱく質の一態様では、レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、０μｍより大きく２μｍ以下の粒子径を有する粒子の割合は、微粒化ホエイたんぱく質全体を基準として、好ましくは８６％以上、より好ましくは８７％以上、さらにより好ましくは８８％以上である。０μｍより大きく２μｍ以下の粒子径を有する粒子が多いと、加工食品（例えば、ゼリー）に配合しても分離しない分散性のよい粒子となる。
また、本発明の微粒化ホエイたんぱく質の一態様では、レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、１μｍ以上１０μｍ以下の粒子径を有する粒子の割合は、微粒化ホエイたんぱく質全体を基準として、好ましくは５３％以下、より好ましくは５２％以下、さらにより好ましくは５１％以下である。
微粒化ホエイたんぱく質の粒子径を測定するためのレーザー回折式粒度分布装置は、特に限定されず、市販の装置を用いることができる。測定試料は、分散媒としてイオン交換水を使用し（分散剤は使用しない）、これに試料（微細化ホエイたんぱく質）を添加して、超音波処理を１〜５分間実施することにより調製する。
［加工食品における相分離の発生を抑制するための方法］
本発明の加工食品における相分離の発生を抑制するための方法は、上記説明した本発明の微粒化ホエイたんぱく質を原料として使用することを含むものである。
本発明の微粒化ホエイたんぱく質は、熱安定性と分散性にすぐれており、加工食品の原材料として使用した場合、殺菌等の熱処理によっても加工食品中に安定して分散するため、加工食品における相分離の発生を抑制することができる。
本発明の加工食品における相分離の発生を抑制するための方法は、上記説明した本発明の微粒化ホエイたんぱく質を原料として使用することを含むものである。
本発明の微粒化ホエイたんぱく質は、熱安定性と分散性にすぐれており、加工食品の原材料として使用した場合、殺菌等の熱処理によっても加工食品中に安定して分散するため、加工食品における相分離の発生を抑制することができる。
本発明において、加工食品は、栄養機能食品、乳含有食品、乳製品（「乳及び乳製品の成分規格等に関する省令」（昭和２６年１２月２７日厚生省令第５２号）で規定されている乳製品）、ゼリー、又はプリンであることが好ましい。
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例の記載に何ら限定されるものではない。
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例の記載に何ら限定されるものではない。
製造例１
粉状のＷＰＣ（Ｗｈｅｙ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ） ８０（Ｌｅｐｒｉｎｏ Ｆｏｏｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）（ホエイたんぱく質 質量濃度で８０％）２０ｋｇを５０〜６０℃の温水４６．６ｋｇに溶解し、固形分濃度３５％及び濃度３０％のＷＰＣ ８０溶解液を調製した。このＷＰＣ ８０溶解液を、プレート式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いてホエイたんぱく質が変性しない６０℃に予備加温した後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら７５℃まで加温した。その後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら６０℃以下に冷却し、ホエイたんぱく質変性粒子を得た。
粉状のＷＰＣ（Ｗｈｅｙ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ） ８０（Ｌｅｐｒｉｎｏ Ｆｏｏｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）（ホエイたんぱく質 質量濃度で８０％）２０ｋｇを５０〜６０℃の温水４６．６ｋｇに溶解し、固形分濃度３５％及び濃度３０％のＷＰＣ ８０溶解液を調製した。このＷＰＣ ８０溶解液を、プレート式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いてホエイたんぱく質が変性しない６０℃に予備加温した後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら７５℃まで加温した。その後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら６０℃以下に冷却し、ホエイたんぱく質変性粒子を得た。
比較製造例１
粉状のＷＰＣ ８０（Ｌｅｐｒｉｎｏ Ｆｏｏｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）（ホエイたんぱく質 質量濃度で８０％）２０ｋｇを５０〜６０℃の温水４６．６ｋｇに溶解し、固形分濃度３０％のＷＰＣ ８０溶解液を調製した。この濃度３０％のＷＰＣ溶解液に適宜５０〜６０℃の温水を加え、固形分濃度２５％及び固形分濃度２０％のＷＰＣ溶解液を調製した。調製した固形分濃度２５％及び固形分濃度２０％のＷＰＣ溶解液を、プレート式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いてホエイたんぱく質の変性しない６０℃に予備加温した後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら７５℃まで加温した。その後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら６０℃以下に冷却し、ホエイたんぱく質変性粒子を得た。
粉状のＷＰＣ ８０（Ｌｅｐｒｉｎｏ Ｆｏｏｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）（ホエイたんぱく質 質量濃度で８０％）２０ｋｇを５０〜６０℃の温水４６．６ｋｇに溶解し、固形分濃度３０％のＷＰＣ ８０溶解液を調製した。この濃度３０％のＷＰＣ溶解液に適宜５０〜６０℃の温水を加え、固形分濃度２５％及び固形分濃度２０％のＷＰＣ溶解液を調製した。調製した固形分濃度２５％及び固形分濃度２０％のＷＰＣ溶解液を、プレート式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いてホエイたんぱく質の変性しない６０℃に予備加温した後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら７５℃まで加温した。その後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら６０℃以下に冷却し、ホエイたんぱく質変性粒子を得た。
比較製造例２
粉状のＷＰＣ ８０（Ｌｅｐｒｉｎｏ Ｆｏｏｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）（ホエイたんぱく質 質量濃度で８０％）２０ｋｇを５０〜６０℃の温水４６．６ｋｇに溶解し、固形分濃度３０％のＷＰＣ ８０溶解液を調製した。この固形分濃度３０％のＷＰＣ溶解液に適宜５０〜６０℃の温水を加え、固形分濃度３０％、固形分濃度２５％、固形分濃度２３％、固形分濃度２０％、及び固形分濃度１８％のＷＰＣ溶解液を調製した。これら固形分濃度の異なるＷＰＣ ８０溶解液を、プレート式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いてホエイたんぱく質の変性しない６０℃に予備加温した後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら８５℃まで加温した。その後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら６０℃以下に冷却し、ホエイたんぱく質変性粒子を得た。
粉状のＷＰＣ ８０（Ｌｅｐｒｉｎｏ Ｆｏｏｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）（ホエイたんぱく質 質量濃度で８０％）２０ｋｇを５０〜６０℃の温水４６．６ｋｇに溶解し、固形分濃度３０％のＷＰＣ ８０溶解液を調製した。この固形分濃度３０％のＷＰＣ溶解液に適宜５０〜６０℃の温水を加え、固形分濃度３０％、固形分濃度２５％、固形分濃度２３％、固形分濃度２０％、及び固形分濃度１８％のＷＰＣ溶解液を調製した。これら固形分濃度の異なるＷＰＣ ８０溶解液を、プレート式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いてホエイたんぱく質の変性しない６０℃に予備加温した後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら８５℃まで加温した。その後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら６０℃以下に冷却し、ホエイたんぱく質変性粒子を得た。
比較製造例３
粉状のＷＰＣ ８０（Ｌｅｐｒｉｎｏ Ｆｏｏｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）（ホエイたんぱく質 質量濃度で８０％）２０ｋｇを５０〜６０℃の温水４６．６ｋｇに溶解し、固形分濃度３０％のＷＰＣ ８０溶解液を調製した。この固形分濃度３０％のＷＰＣ溶解液に適宜５０〜６０℃の温水を加え、固形分濃度３０％、固形分濃度２５％、固形分濃度２３％、固形分濃度２０％、及び固形分濃度１８％のＷＰＣ溶解液を調製した。これら固形分濃度の異なるＷＰＣ ８０溶解液を、プレート式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いてホエイたんぱく質の変性しない６０℃に予備加温後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら９５℃まで加温した。その後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら６０℃以下に冷却し、ホエイたんぱく質変性粒子を得た。
粉状のＷＰＣ ８０（Ｌｅｐｒｉｎｏ Ｆｏｏｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）（ホエイたんぱく質 質量濃度で８０％）２０ｋｇを５０〜６０℃の温水４６．６ｋｇに溶解し、固形分濃度３０％のＷＰＣ ８０溶解液を調製した。この固形分濃度３０％のＷＰＣ溶解液に適宜５０〜６０℃の温水を加え、固形分濃度３０％、固形分濃度２５％、固形分濃度２３％、固形分濃度２０％、及び固形分濃度１８％のＷＰＣ溶解液を調製した。これら固形分濃度の異なるＷＰＣ ８０溶解液を、プレート式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いてホエイたんぱく質の変性しない６０℃に予備加温後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら９５℃まで加温した。その後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１２．３Ｐａ、せん断速度として１２３０ｓ）で撹拌しながら６０℃以下に冷却し、ホエイたんぱく質変性粒子を得た。
製造例２
粉状のＷＰＣ ８０（Ｌｅｐｒｉｎｏ Ｆｏｏｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）（ホエイたんぱく質 質量濃度で８０％）２０ｋｇを５０〜６０℃の温水４６．６ｋｇに溶解し、固形分濃度３０％のＷＰＣ ８０溶解液を調製した。このＷＰＣ ８０溶解液をタンクジャケットにて６０℃に保持した状態から、キャビテーター（ＳＰＸ社製）を用いて３，６００ｒｐｍ（せん断応力として１８７．９Ｐａ、せん断速度として１８７９０ｓ）で撹拌しながら７５℃まで加温した。その後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１８７．９Ｐａ、せん断速度として１８７９０ｓ）で撹拌しながら６０℃以下に冷却し、ホエイたんぱく質変性粒子を得た。
粉状のＷＰＣ ８０（Ｌｅｐｒｉｎｏ Ｆｏｏｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製）（ホエイたんぱく質 質量濃度で８０％）２０ｋｇを５０〜６０℃の温水４６．６ｋｇに溶解し、固形分濃度３０％のＷＰＣ ８０溶解液を調製した。このＷＰＣ ８０溶解液をタンクジャケットにて６０℃に保持した状態から、キャビテーター（ＳＰＸ社製）を用いて３，６００ｒｐｍ（せん断応力として１８７．９Ｐａ、せん断速度として１８７９０ｓ）で撹拌しながら７５℃まで加温した。その後、掻き取り式熱交換器（ＳＰＸ社製）を用いて７５０ｒｐｍ（せん断応力として１８７．９Ｐａ、せん断速度として１８７９０ｓ）で撹拌しながら６０℃以下に冷却し、ホエイたんぱく質変性粒子を得た。
粒子径の測定
製造例１及び比較製造例１〜３において調製したホエイたんぱく質変性粒子の粒子径分布を、レーザー回折式粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ−２２００」(株式会社島津製作所製)により体積基準で測定した。結果を図１〜３及び表２に示す。
製造例１及び比較製造例１〜３において調製したホエイたんぱく質変性粒子の粒子径分布を、レーザー回折式粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ−２２００」(株式会社島津製作所製)により体積基準で測定した。結果を図１〜３及び表２に示す。
図１を参照すると、製造例１で得られたホエイたんぱく質変性粒子（固形分濃度３０％、処理温度７５℃）のメディアン径（積算５０％粒子径）は１．０μｍ、モード径は０．９μｍ、平均径は１．０μｍであった。
比較製造例１で得られたホエイたんぱく質変性粒子は、メディアン径（積算５０％粒子径）、モード径、平均径ともに２．０μｍ以下であったが、製造例１の粒子径よりも大きかった。比較製造例２及び比較製造例３で得られたホエイたんぱく質変性粒子は、メディアン径（積算５０％粒子径）、モード径、平均径ともにほぼ２．０μｍ以上であり、製造例１よりも顕著に大きかった。
また、製造例２で得られたホエイたんぱく質変性粒子のメディアン径（積算５０％粒子径）は１．６μｍ、モード径は１．７μｍ、平均径は１．６μｍであった（図示せず）。
以上より、固形分濃度３０％以上のＷＰＣ８０溶解液を７５℃以下の温度で掻き取り式熱交換器やキャビテーター装置を用いて処理することにより、２．０μｍ以下の粒子径をもつホエイたんぱく質変性粒子を製造することができ、処理時の固形分濃度が高いほど粒子径が小さくなることが明らかとなった。
比較製造例１で得られたホエイたんぱく質変性粒子は、メディアン径（積算５０％粒子径）、モード径、平均径ともに２．０μｍ以下であったが、製造例１の粒子径よりも大きかった。比較製造例２及び比較製造例３で得られたホエイたんぱく質変性粒子は、メディアン径（積算５０％粒子径）、モード径、平均径ともにほぼ２．０μｍ以上であり、製造例１よりも顕著に大きかった。
また、製造例２で得られたホエイたんぱく質変性粒子のメディアン径（積算５０％粒子径）は１．６μｍ、モード径は１．７μｍ、平均径は１．６μｍであった（図示せず）。
以上より、固形分濃度３０％以上のＷＰＣ８０溶解液を７５℃以下の温度で掻き取り式熱交換器やキャビテーター装置を用いて処理することにより、２．０μｍ以下の粒子径をもつホエイたんぱく質変性粒子を製造することができ、処理時の固形分濃度が高いほど粒子径が小さくなることが明らかとなった。
ゼリーの調製
製造例及び比較製造例において調製したホエイたんぱく質変性粒子を用いて、表１に示す配合でゼリーを調製し、相分離の有無を確認し、食感を評価した。結果を表２に示す。
製造例及び比較製造例において調製したホエイたんぱく質変性粒子を用いて、表１に示す配合でゼリーを調製し、相分離の有無を確認し、食感を評価した。結果を表２に示す。
具体的には、製造例及び比較製造例において調製したホエイたんぱく質変性粒子４０ｇ及び寒天溶液（粉末寒天１．５ｇを１００ｍｌの蒸留水に分散させ、８０℃で１０分間かけて粉末寒天を溶解させたもの）を蒸留水８００ｍｌに溶解し、撹拌後さらに蒸留水を加え全量を１Ｌとした。この溶液を９０℃まで加温した後、カップに充填し、ゼリーを得た。図４に、製造例１（固形分濃度３０％、処理温度７５℃）のホエイたんぱく質変性粒子を使用して調製したゼリーの写真を示し、図５に、比較製造例２（固形分濃度３０％、処理温度８５℃）のホエイたんぱく質変性粒子を使用して調製したゼリーの写真を示す。図４及び図５において、ゼリーの上面は、ゼリーを固める際に使用したカップの底面に相当する。
製造例１及び製造例２で得られたホエイたんぱく質変性粒子を使用して調製したゼリーは、二相に分離することはなかったが（例えば、図４を参照）、比較製造例１、２、３で得られたホエイたんぱく質粒子を使用して調製したゼリーはいずれも二相に分離した（例えば、図５を参照）。例えば、図５では、ホエイたんぱく質の粒子径が大きく、ゼリー溶液中でカップの下部に沈降したために、固めたゼリーが見かけ上、二相に分離したと考えられる。
以上より、固形分濃度３０％以上のＷＰＣ８０溶解液を７５℃以下の温度で掻き取り式熱交換器やキャビテーター装置を用いて処理して得られたホエイたんぱく質変性粒子は、ゼリーの原材料として好適であり、相分離が生ずることなく均一な外観のゼリーが得られた。
表２において、ゼリーの食感評価は、食感がすぐれているものを◎、食感が良好なものを○、ざらつきが感じられ食感が好ましくないものを×と評価した。
尚、表中の粒子径積算比率の粒径の数値範囲は、「下限値以上、上限値以下」を意味し、下限値が０μｍの場合は、「０μｍより大きく、上限値以下」を意味する。
本発明の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法によれば、熱安定性や分散性にすぐれた微粒化ホエイたんぱく質を好適に製造することができ、かかる微粒化ホエイたんぱく質は、加工食品の原材料として好適である。
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
Claims (16)
- 微粒化ホエイたんぱく質の製造方法であって、
（ａ）固形分濃度が３０〜３５質量％のホエイたんぱく質水溶液を調製する工程、
（ｂ）前記ホエイたんぱく質水溶液を６０℃までの温度にて予備加熱する工程、及び
（ｃ）前記予備加熱したホエイたんぱく質水溶液を、７０〜７５℃の温度にて掻き取り式熱交換器及び／又はキャビテーター装置を用いて加熱処理する工程
を含む前記製造方法。 - さらに、前記（ｃ）工程のあとに、（ｄ）前記加熱処理したホエイたんぱく質水溶液を、６０℃以下の温度にて掻き取り式熱交換器で処理する工程を含む、請求項１に記載の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法。
- 前記（ｃ）工程において、前記掻き取り式熱交換器及び／又は前記キャビテーター装置のせん断応力が４〜２００Ｐａである、請求項１又は２に記載の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法。
- 前記（ｃ）工程において、前記掻き取り式熱交換器及び／又は前記キャビテーター装置のせん断速度が４００〜２０，０００／ｓである、請求項１〜３のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質の製造方法。
- レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、積算７５％粒子径が１．５μｍ以下である、微粒化ホエイたんぱく質。
- レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、１０μｍより大きい粒子径を有する粒子の割合が、微粒化ホエイたんぱく質全体を基準として４．５％以下である含む、請求項５に記載の微粒化ホエイたんぱく質。
- レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、積算５０％粒子径（メディアン径）が０．０１μｍ以上１．５μｍ以下である、請求項５又は６に記載の微粒化ホエイたんぱく質。
- レーザー回折式粒度分布装置で測定したとき（体積基準）、モード径が０．０１μｍ以上１．８μｍ以下である、請求項５〜７のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質。
- 請求項５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む食品。
- 請求項５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む栄養機能食品。
- 請求項５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む乳含有食品。
- 請求項５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含む乳製品。
- 請求項５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含むゼリー。
- 請求項５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を含むプリン。
- 請求項５〜８のいずれかに記載の微粒化ホエイたんぱく質を原料として使用することを含む、加工食品における相分離の発生を抑制するための方法。
- 前記加工食品が、栄養機能食品、乳含有食品、乳製品、ゼリー、又はプリンである、請求項１５に記載の方法。
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| JP2008514667A (ja) * | 2004-09-29 | 2008-05-08 | ネステク ソシエテ アノニム | ナノ粒子化ホエイタンパク質 |
| JP2009207419A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Morinaga Milk Ind Co Ltd | ホエイ蛋白質の改質方法 |
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Non-Patent Citations (4)
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