WO2020226166A1 - 粉末状植物性蛋白素材の製造法 - Google Patents

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WO2020226166A1
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vegetable protein
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powdered vegetable
producing
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伸介 武田
服部　光男
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不二製油グループ本社株式会社
不二製油株式会社
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    • A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
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    • A23J3/14—Vegetable proteins
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    • A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
    • A23L2/52—Adding ingredients
    • A23L2/66—Proteins

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a powdered vegetable protein material.
  • the present invention relates to a method for producing a powdered vegetable protein material suitable for use in powdered beverages and the like.
  • Powdered beverages are also called DBB (dry blended bevereges), and powdered vegetable protein materials are often blended so that a large amount of protein can be easily ingested.
  • DBB dry blended bevereges
  • Isolated soybean protein which is a typical example of powdered vegetable protein material, is usually obtained by heat-sterilizing a soybean protein solution in which the protein concentration is increased by removing insoluble fibers and sugars in an aqueous system using defatted soybean as a raw material. It is pulverized and manufactured by spray-drying with a spray dryer or the like. Since this soybean protein solution generally has a high water retention capacity of the protein and a high viscosity of the aqueous solution, it is difficult to dry the soybean protein solution under the condition of a high solid content concentration. Therefore, the separated soybean protein obtained by spray drying is generally a fine powder and a product having a light bulk specific gravity.
  • the isolated soybean protein prepared in this way has poor dispersibility in liquids such as water and milk, and so-called "mamako" lumps float on the surface of the aqueous solution, making it difficult to quickly dissolve in the liquid.
  • liquids such as water and milk
  • mis-called "mamako" lumps float on the surface of the aqueous solution, making it difficult to quickly dissolve in the liquid.
  • This point is the same for other powdered vegetable protein materials, and is an essential improvement required when the powdered vegetable protein material is used as a raw material for powdered beverages and the like.
  • one method is to granulate the powdered vegetable protein material with a fluidized bed granulator to improve the dispersibility in the liquid and prevent the generation of maco. It is done.
  • a technique of spraying a shaping solution containing an emulsifier or an oil or fat onto a separated soybean protein to granulate it has been shown (Patent Document 1).
  • a technique for granulating isolated soybean protein using an excipient containing a polysaccharide such as dextrin has also been shown (Patent Document 2).
  • Patent Documents 3 and 4 a method of spraying an acidic solution or an ionized metal aqueous solution onto the separated soybean protein and drying it (Patent Documents 3 and 4), and a calcium salt in the soybean protein-containing solution. (Patent Document 5) and the like have been provided.
  • Patent Documents 1 to 5 As a method for improving the dispersibility of a powdered vegetable protein material in a liquid such as water or milk, the methods described in Patent Documents 1 to 5 and the like are provided. However, in the method by granulation using a fluidized bed granulator as in Cited Documents 1 and 2, a large amount of excipients such as emulsifiers and polysaccharides is required, and the powdered vegetable protein material is included in the product. The protein content of is reduced. In addition, in the methods according to the cited documents 3 to 5, the solubility of the powdered vegetable protein material obtained becomes low depending on the production conditions, and the roughness in the mouth occurs, or the product is stored over time. Deterioration of flavor becomes large, and skill is required for control in the manufacturing process. Further, when a conventional powdered vegetable protein material is used for a powdered beverage, an odor generated in a manufacturing process peculiar to the material is felt, and the taste tends to be lower than that of a powdered beverage using
  • an object of the present invention is that even under gentle stirring conditions such as when a consumer disperses a powdered beverage into a liquid at home, maco is less likely to occur, the powdered beverage is excellent in dispersibility in the liquid, and is easily and quickly dissolved. It is an object of the present invention to provide a powdered vegetable protein material which can be used and has an improved flavor.
  • the present invention includes the following inventions.
  • a powdered vegetable protein material having an NSI of 60 or more and a protein content of 75% by weight or more in the solid content is pressure-heated by a direct heating method using steam while dropping in a vertical direction in a powder state.
  • a method for producing a powdered vegetable protein material which is characterized by lowering NSI (nitrogen solubility index) than before pressure heat treatment.
  • Patent Document 6 a powdered protein material is organized by using a soybean concentrate or a soybean isolate having a protein content of at least 30% by weight in dry weight as a raw material and using a direct heating device with steam as a powder.
  • the method is described. In this method, water vapor is brought into contact with the powder introduced into a rotary valve having a special structure, and the powder is moved through a hollow tube in a pressurized state horizontally connected from the rotary valve. It's a way of organizing.
  • this method is not a method of performing pressure heat treatment while dropping powder in the vertical direction as in the present invention.
  • the powdered vegetable protein material obtained by the present invention has physical properties that are excellent in dispersibility in water even under gentle stirring conditions, so that maco is less likely to occur, and even if it is used as a raw material for powdered beverages, consumers can use it. It can be easily and quickly dissolved at home. Further, according to the present invention, it is possible to reduce the odor generated in the production process peculiar to the powdered vegetable protein material and improve the flavor of the material, so that a highly palatable powdered beverage containing the vegetable protein or the like can be used. It can be used for various processed foods and beverages.
  • the "powdered vegetable protein material” removes components other than protein, that is, lipids, soluble sugars, starch, insoluble fibers (okala), etc. from the raw material of the vegetable material as much as possible, and the protein is concentrated.
  • the protein content is generally 75% by weight or more, 80% by weight or more, 90% by weight or more, etc. in the solid content.
  • powdered vegetable protein materials can be obtained from various vegetable raw materials, such as soybeans, pea, green beans, chick beans, peanuts, lupinus, kimame, nuta beans, vine beans, green beans, red beans, and sardines.
  • Beans such as lenticular beans, soybeans and locust beans, seeds such as rapeseed seeds (especially canola varieties), sunflower seeds and cotton seeds, and whole grains such as wheat, barley, rye, rice and corn. And crushed products thereof, and beans obtained by industrially extracting fats and oils and starches from these can also be used.
  • the major proteins normally contained in these vegetable raw materials have an isoelectric point near pH 4.5.
  • soybeans In particular, it is preferable to use commercially produced soybeans, peas, mung beans, rapeseed seeds (canola seeds), and extracted meals of these fats and starches as isolated vegetable proteins.
  • powdered vegetable protein material obtained from soybean includes isolated soybean protein, concentrated soybean protein, curd powder, defatted soymilk powder and the like, and hydrolyzates thereof.
  • soybean is used as a soybean raw material, and water is added to the defatted soybean to form a suspension (slurry), and the protein is extracted with water.
  • Water can have a neutral to alkaline pH and can also contain salts such as calcium chloride.
  • Okara is separated from this by a solid-liquid separation means such as centrifugation to obtain a protein extract (so-called soymilk).
  • soymilk protein extract
  • the so-called defatted soymilk powder is sterilized by heating at this stage and spray-dried.
  • Acid precipitation step Next, an acid such as hydrochloric acid or citric acid is added to the protein extract, the pH of the extract is adjusted to pH 4 to 5, which is the isoelectric point of soybean protein, and the protein is insolubilized for acid precipitation. Let me. Next, the supernatant (so-called whey) containing sugar and ash, which are acid-soluble components, is removed by a solid-liquid separation means such as centrifugation, and the “acid precipitation card” containing the acid-insoluble component is collected. So-called curd powder is sterilized by heating at this stage and spray-dried.
  • soybean raw material various soybean raw materials such as full-fat soybean and partially defatted soybean can be used instead of defatted soybean.
  • Various extraction conditions and devices can be applied to the extraction means.
  • a method for removing whey from the protein extract instead of performing acid precipitation, membrane concentration using an ultrafiltration membrane or the like can be performed, and in that case, a neutralization step is not always necessary.
  • it can also be produced by applying a method of extracting whey from a soybean raw material by washing it with acidic water or alcohol in advance and then extracting the protein with neutral to alkaline water.
  • the protein can be partially hydrolyzed by allowing a protease to act on the protein solution at any of the above steps.
  • the powdered vegetable protein material obtained as described above generally has high solubility in water itself, and has an NSI (Nitrogen Solubility Index) of 60 or more, 65 or more, 70 or more, and so on. It may be 75 or more, 80 or more, 82 or more, 85 or more, 90 or more, 92 or more, 94 or more, or 96 or more.
  • NSI Nonrogen Solubility Index
  • These powdered vegetable protein materials with relatively high NSI do not have good dispersibility in water, and so-called "mamako" lumps float on the surface of the aqueous solution, making it difficult to dissolve them quickly in water. Is.
  • a powdered vegetable protein material having an NSI of 60 or more a higher effect of improving dispersibility in water can be obtained.
  • the above powdered vegetable protein material of the present invention is heat-treated under pressure by a direct heating method using steam in a powder state, not under an aqueous system, and NSI is subjected to pressure heat treatment more than before the pressure heat treatment. It is characterized by lowering.
  • a direct heating method using steam in a powder state not under an aqueous system
  • NSI is subjected to pressure heat treatment more than before the pressure heat treatment. It is characterized by lowering.
  • a powdered vegetable protein material having good dispersibility in water and improved flavor can be produced.
  • the heating pressure of the pressure heat treatment is a pressure exceeding 0 MPa, and can be appropriately set so that the powdered vegetable protein material is lowered to a desired NSI, but is preferably 0.03 MPa or more and 0.05 MPa or more. , 0.1 MPa or more, 0.2 MPa or more, 0.3 MPa or more or 0.4 MPa or more, and the heating pressure is 0.7 MPa or less, 0.6 MPa or less, 0.5 MPa or less or 0.4 MPa or less. Can be. As a further preferred embodiment, the range of 0.05 MPa to 0.5 MPa can be selected.
  • the temperature in the pressure heat treatment changes according to the pressure, and since it is in a pressurized state, the temperature exceeds 100 ° C., and depending on the mode, 120 ° C. or higher, 130 ° C. or higher, 140 ° C. or higher, 150 ° C. or higher, 160. It can be above ° C or above 170 ° C.
  • the upper limit of the temperature is not set, but it is usually 250 ° C. or lower.
  • the heating time of the pressure heat treatment can be appropriately set in consideration of the combination with the heating temperature so that the powdered vegetable protein material is lowered to the desired NSI, but a short time is preferable. It can be minutes or less, 30 seconds or less, 20 seconds or less, 10 seconds or less, 5 seconds or less, 2 seconds or less, 1 second or less, 0.5 seconds or less, or 0.3 seconds or less.
  • the heating time can be 0.00001 seconds or longer, 0001 seconds or longer, or 0.001 seconds or longer. As a further preferred embodiment, the range of 0.00001 to 2 seconds, 0.0001 to 1 second, and 0.001 to 0.5 seconds can be selected.
  • the heating and pressurizing device for carrying out such a heating method is provided with a closed heating space in which the powder introduced into the device can fall in the vertical direction, and the powder falls in the space.
  • An apparatus having a mechanism for bringing water vapor into contact with each other in a pressurized state in an extremely short time is preferable.
  • such a pressure heating device is referred to as a "vertical type".
  • a powder or granular material sterilizer as disclosed in International Publication WO2009 / 145198 can be applied to a pressure heating device, specifically, a commercially available "Sonic Stera” (Co., Ltd.). ) Fujiwara Techno Art) can be used.
  • a pressure heating device specifically, a commercially available "Sonic Stera” (Co., Ltd.).
  • Fujiwara Techno Art Fujiwara Techno Art
  • the method for producing a powdered vegetable protein material of the present invention is characterized in that the NSI is lowered by the above-mentioned pressure heat treatment as compared with the NSI before the pressure heat treatment.
  • the powdered vegetable protein material which has high solubility and poor dispersibility in water, is characterized by lowering the NSI to a lower level and improving the dispersibility in water. Powdered vegetable protein materials with a high NSI are so soluble in water that they are very prone to lumps when dissolved under low-speed agitation conditions, such as manual agitation at home. Dispersibility tends to be poor.
  • the NSI of the powdered vegetable protein material of the present invention can be set to 20 or more and less than 55 as a mode having relatively low solubility by selecting the conditions of the pressure heat treatment in the powder state, and further 20 to 50. , 20-40, 20-30 or 20-25, and can also be 30-50. Further, as another embodiment having relatively high solubility, it can be 55 or more and less than 80, and further 55 to 75, 60 to 75, 60 to 70 or 62 to 66. To what level the NSI of the powdered vegetable protein material of the present invention is to be lowered can be appropriately selected by those skilled in the art from the viewpoint of flavor and dispersibility in water.
  • NSI can be expressed as the ratio (% by weight) of water-soluble nitrogen (crude protein) to the total amount of nitrogen based on a predetermined method, and in the present invention, it is a value measured according to the following method. .. That is, 60 ml of water is added to 3 g of the sample, the propeller is stirred at 37 ° C. for 1 hour, and then centrifuged at 1400 ⁇ g for 10 minutes to collect the supernatant (I). Next, add 100 ml of water to the remaining precipitate again, stir the propeller again at 37 ° C. for 1 hour, centrifuge, and collect the supernatant (II).
  • the powdered vegetable protein material that has been pressure-heated as described above may be used as it is as a product, may be pulverized to an appropriate particle size if necessary, or granulated by a fluidized bed granulator.
  • the powdered vegetable protein material obtained by the present invention Since the powdered vegetable protein material obtained by the present invention has excellent dispersibility in water, it is widely used in applications requiring such quality. It is particularly suitable for applications that require good dispersibility under gentle stirring conditions, and is particularly suitable for powdered beverages. Powdered beverages are also called dry blended beverages overseas.
  • the powdered vegetable protein material of the present invention can be blended in a powdered beverage in a wide range of blending ratios, for example, 1 to 99% by weight can be blended.
  • the powdered vegetable protein material obtained by the present invention has little soybean odor and good flavor, it can be used for various processed foods and beverages in addition to powdered beverages. Examples thereof include liquid beverages, concentrated liquid beverages, jelly beverages, baked goods, breads, noodles and the like.
  • This acid precipitation curd (4 parts of solid content) was dispersed in 40 parts of water to obtain a curd slurry, and sodium hydroxide was further added to the slurry to neutralize the pH to 7.2 to obtain a neutralized slurry of soybean protein. ..
  • the neutralized slurry was heat-treated at 120 ° C. for 30 seconds with a steam injection type direct heating device to obtain a high-temperature heat-treated liquid.
  • the high-temperature heat-treated solution was spray-dried using a spray dryer to obtain a powder of separated soybean protein.
  • the NSI of the obtained isolated soybean protein was measured and found to be 97.8.
  • the evaluation method was as follows.
  • the "soybean odor" rating standard is 10 points for those who think that the degree of soybean odor is the least, and 1 point for those who think that the degree of soybean odor is the highest, depending on the degree difference. I got 1 to 10 points. Then, the test plot in which the average scores of the graininess and the soybean odor were both 5 points or more was passed.
  • the isolated soybean protein whose NSI was lowered by subjecting the isolated soybean protein in a powder state to a specific pressure heat treatment improved its dispersibility in water, had less roughness, and had a soybean odor. Since it is reduced, it has been clarified that it is very suitable as a protein material used under gentle stirring conditions such as powdered beverages. This finding can be applied to other powdered vegetable protein materials containing a high concentration of protein as well as isolated soybean protein.

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Abstract

本発明の目的は、粉末飲料を消費者が家庭で液体に分散させるときのような緩やかな攪拌条件であっても、ママコが生じにくく、液体への分散性に優れ、容易に素早く溶解させることができ、さらには風味も向上した粉末状植物性蛋白素材を提供することにある。　粉末状植物性蛋白素材を、粉末状態で１００℃を越える加熱温度で加圧加熱処理し、NSI（窒素溶解性指数）を加圧加熱処理前よりも低下させることを特徴とする、粉末状植物性蛋白素材の製造法。

Description

粉末状植物性蛋白素材の製造法
　本発明は粉末状植物性蛋白素材の製造法に関する。特に本発明は粉末飲料などの用途に適する粉末状植物性蛋白素材の製造法に関する。
　粉末飲料はＤＢＢ（dry blended bevereges）とも呼ばれており、蛋白質を手軽に多く摂取できるように、粉末状植物性蛋白素材がしばしば配合されている。
　粉末状植物性蛋白素材の典型例である分離大豆蛋白は、通常、脱脂大豆を原料として水系下で不溶性繊維と糖質を除去することにより蛋白質濃度を高めた大豆蛋白溶液を、加熱殺菌後、スプレードライヤー等により噴霧乾燥することにより粉末化され、製造されている。この大豆蛋白溶液は、一般に蛋白質の保水力が高く水溶液の粘度が高くなるため、固形分濃度が高い条件では乾燥させ難い。そのため、噴霧乾燥して得られる分離大豆蛋白は、微粉末であり、嵩比重が軽い製品であるのが一般的である。したがって、このようにして調製される分離大豆蛋白は、水や牛乳等の液体への分散性が悪く、所謂「ママコ」と呼ばれるダマが水溶液の表面に浮き、液体に素早く溶解させることが困難となる問題点がある。この点は他の粉末状植物性蛋白素材も同様であり、粉末状植物性蛋白素材を粉末飲料等の原料に使用した場合に要求される必須の改善点となっている。
　このような課題を解決するため、１つの方法として粉末状植物性蛋白素材を流動層造粒機で造粒加工を施すことで、液体への分散性を高めてママコの発生を防止する方法が行われている。例えば、乳化剤や油脂を含む賦形液を分離大豆蛋白に噴霧し、造粒する技術が示されている（特許文献１）。また、デキストリンなどの多糖類を含む賦形液を用いて分離大豆蛋白を造粒する技術も示されている（特許文献２）。
　また、液体への分散性改善のための別の方法として、酸性溶液やイオン化した金属水溶液を分離大豆蛋白に噴霧して乾燥する方法（特許文献３，４）や、大豆蛋白含有溶液にカルシウム塩を作用させて分離大豆蛋白を得る方法（特許文献５）などが提供されている。
特開平６－１１３７４９号公報 国際公開ＷＯ２００３／２２０６９号 国際公開ＷＯ２００７／４６２４号 国際公開ＷＯ２００７／４００４８号 特開平６－１４１７８３号公報 特公昭５４－２３９７１号公報
　粉末状植物性蛋白素材の水や牛乳等の液体への分散性を高める方法として、上記特許文献１～５などの方法が提供されている。しかしながら、引用文献１，２のような流動層造粒機を用いた造粒による方法では、乳化剤や多糖類などの賦形剤の添加量も多く必要となり、粉末状植物性蛋白素材の製品中の蛋白質含量が低下してしまう。
　また、引用文献３～５による方法では、製造条件によっては得られる粉末状植物性蛋白素材の溶解性が低くなってしまい、口内でのザラつきが発生したり、製品の保存中における経時的な風味劣化が大きくなったりし、製造工程上のコントロールに熟練を要する。
　さらに、従来の粉末状植物性蛋白素材を粉末飲料に用いると、該素材特有の製造過程で生ずる臭気が感じられ、乳蛋白素材を用いた粉末飲料よりも嗜好性が低くなる傾向にある。
　そこで本発明の目的は、粉末飲料を消費者が家庭で液体に分散させるときのような緩やかな攪拌条件であっても、ママコが生じにくく、液体への分散性に優れ、容易に素早く溶解させることができ、さらには風味も向上した粉末状植物性蛋白素材を提供することにある。
　本発明者らは、上記の課題に対して鋭意研究を重ねた結果、新たなアプローチにより前記課題を解決しうることを見出し、本発明の技術思想を完成するに到った。
　すなわち本発明は、以下の発明を包含するものである。
（１）NSIが60以上であって、蛋白質含量が固形分中７５重量％以上の粉末状植物性蛋白素材を、粉末状態で垂直方向に落下させつつ水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理し、NSI（窒素溶解性指数）を加圧加熱処理前よりも低下させることを特徴とする、粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（２）粉末状植物由来蛋白質素材は、蛋白質含量が固形分中９０重量％以上である、前記（１）記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（３）加熱圧力が０．０３～０．７ＭＰaである、前記（１）又は（２）記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（４）加熱圧力が０．１～０．７ＭＰaである、前記（１）又は（２）記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（５）加熱時間が０．００００１～０．５秒である、前記（１）～（４）の何れか１項記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（６）加熱時間が０．００１～０．３秒である、前記（１）～（４）の何れか１項記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（７）NSIが８０以上の粉末状植物性蛋白素材を加圧加熱処理する、前記（１）～（６）の何れか１項記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（８）NSIが９４以上の粉末状植物性蛋白素材を加圧加熱処理する、前記（１）～（６）の何れか１項記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
（９）加圧加熱処理後の粉末状植物性蛋白素材のNSIが２０以上５５未満である、前記（１）～（８）の何れか１項記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（10）加圧加熱処理後の粉末状植物性蛋白素材のNSIが２０～３０である、前記（１）～（８）の何れか１項記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（11）加圧加熱処理後の粉末状植物性蛋白素材のNSIが５５以上８０未満である、前記（１）～（８）の何れか１項記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（12）加圧加熱処理後の粉末状植物性蛋白素材のNSIが６０～７０である、前記（１）～（８）の何れか１項記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法、
（13）粉末飲料用である、前記（１）～（13）の何れか１項記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
（14）前記（１）～（13）の何れか１項記載の製造法で得られる粉末状植物性蛋白素材を配合することを特徴とする、粉末飲料の製造法。
　ところで、特許文献６には、少なくとも乾燥重量で３０重量％の蛋白質含量を有する大豆濃縮物や大豆単離物を原料とし、粉体のまま水蒸気による直接加熱装置を用いる粉末状蛋白素材の組織化方法が記載されている。この方法は、特殊な構造を有する回転弁の中に導入した粉体に水蒸気を接触させて、回転弁から水平方向に連結された加圧状態の中空管の中を粉体を移動させながら組織化していく方法である。しかし、この方法は本発明のように粉体を垂直方向に落下させつつ加圧加熱処理を行う方法ではない。
　本発明により得られる粉末状植物性蛋白素材は、緩やかな撹拌条件であっても水への分散性に優れた物性を有するためママコを生じにくく、粉末飲料の原料として使用しても消費者が家庭で容易に素早く溶解させることができる。
　また本発明によれば、粉末状植物性蛋白素材に特有の製造過程で生ずる臭気を低減し、該素材の風味を向上させることができるので、植物性蛋白質を含む嗜好性の高い粉末飲料や、各種加工食品や飲料に用いることができる。
　以下、本発明について具体的に説明する。
（粉末状植物性蛋白素材）
　本発明において「粉末状植物性蛋白素材」は、原料である植物性原料から、蛋白質以外の成分、すなわち脂質、可溶性糖質、澱粉、不溶性繊維（オカラ）などをできるだけ除去し、蛋白質が濃縮されたものを粉末化した蛋白素材をいう。その蛋白質含量は一般には固形分中７５重量％以上、８０重量％以上又は９０重量％以上などである。
　また、粉末状植物性蛋白素材は、種々の植物性原料から得ることができ、例えば大豆、エンドウ、緑豆、ヒヨコ豆、落花生、ルピナス、キマメ、ナタ豆、ツル豆、インゲン豆、小豆、ササゲ、レンズ豆、ソラ豆、イナゴ豆などの豆類や、ナタネ種子（特にキャノーラ品種）、ヒマワリ種子、綿実種子等の種子類や、小麦、大麦、ライ麦、米、トウモロコシ等の穀類などの全粒物やその粉砕物が挙げられ、これらから油脂や澱粉を工業的に抽出した粕を用いることもできる。これらの植物性原料に通常含まれる主要な蛋白質は等電点がpH4.5付近に存在する。特に分離植物性蛋白として商業的に生産されている大豆、エンドウ、緑豆、ナタネ種子（キャノーラ種子）やこれらの油脂もしくは澱粉の抽出粕を用いることが好ましい。典型的な例として、大豆から得られる粉末状植物性蛋白素材としては、分離大豆蛋白、濃縮大豆蛋白、カードパウダー、脱脂豆乳粉末等が挙げられ、さらにこれらの加水分解物も挙げられる。
　ここでは大豆を例として分離大豆蛋白の典型的かつ非限定的な製造例を以下に挙げる。他の植物性原料を用いても下記の製造例に準じて植物性分離蛋白を製造することができる。
Ｉ）抽出工程
　大豆原料として脱脂大豆を使用し、これに加水し攪拌等して懸濁液（スラリー）とし、蛋白質を水で抽出する。水は中性～アルカリ性のｐＨとすることができ、塩化カルシウム等の塩を含むこともできる。これを遠心分離等の固液分離手段でオカラを分離し、蛋白質抽出液（いわゆる豆乳）を得る。この段階で加熱殺菌し、噴霧乾燥したものが、いわゆる脱脂豆乳粉末である。
II）酸沈殿工程
　次に蛋白質抽出液に塩酸やクエン酸等の酸を添加し、該抽出液のｐＨを大豆蛋白質の等電点であるｐＨ４～５に調整し、蛋白質を不溶化させて酸沈殿させる。次に遠心分離等の固液分離手段により酸可溶性成分である糖質や灰分を含む上清（いわゆるホエー）を除去して、酸不溶性成分を含む「酸沈殿カード」を回収する。この段階で加熱殺菌し、噴霧乾燥したものが、いわゆるカードパウダーである。
III）中和工程
　次に酸沈殿カードに再度加水し、必要により該カードを水で洗浄後、「カードスラリー」を得る。そして該スラリーに水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリを加えて中和し、「中和スラリー」を得る。
IV）殺菌・粉末化工程
　次に中和スラリーを加熱殺菌し、スプレードライヤー等により噴霧乾燥し、必要により流動層造粒を経て分離大豆蛋白を得る。
　ただし、本発明における分離大豆蛋白は上記製造例にて製造されるものには限定されるものではない。大豆原料としては脱脂大豆の代わりに全脂大豆や部分脱脂大豆などの種々の大豆原料を用いることができる。抽出手段も種々の抽出条件や装置を適用できる。たん白質抽出液からホエーを除去する方法として酸沈殿を行う代わりに限外ろ過膜等による膜濃縮を行うこともでき、その場合は中和工程は必ずしも必要ではない。さらに、大豆原料から予め酸性水やアルコールにより洗浄してホエーを除去した後に、中性乃至アルカリ性の水で蛋白質を抽出する方法を適用して製造することもできる。また、上記のいずれかの段階にて蛋白質の溶液にプロテアーゼを作用させ、蛋白質を部分加水分解することもできる。
　以上のようにして得られる粉末状植物性蛋白素材は、一般に水への溶解性自体は高いものであり、NSI（Nitrogen Solubility Index：窒素溶解指数）は６０以上であり、６５以上、７０以上、７５以上、８０以上、８２以上、８５以上、９０以上、９２以上、９４以上又は９６以上の場合もある。これらの比較的高いNSIを有する粉末状植物性蛋白素材は、水への分散性が良好ではなく、所謂「ママコ」と呼ばれるダマが水溶液の表面に浮いてしまい、水に素早く溶解させることが困難である。
　しかし、NSIが６０以上の粉末状植物性蛋白素材を用いて本製造法を実施することにより、より高い水への分散性向上効果を得ることができる。
（加圧加熱処理）
　本発明の粉末状植物性蛋白素材では、上記の粉末状植物性蛋白素材を、水系下ではなく、粉末状態で水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理し、NSIを加圧加熱処理前よりも低下させることが特徴である。かかる工程により、大豆臭等の原料由来の臭気や、油の劣化臭等の不快な風味による品質への影響を抑制しつつ、所望のNSIに低下させることができる。これによって水への分散性が良好で、風味が向上した粉末状植物性蛋白素材を製造することができる。
　加圧加熱処理の加熱圧力は、０MPaを超える圧力であり、粉末状植物性蛋白素材が所望のNSIに低下するように適宜設定することができるが、好ましくは０．０３ＭＰa以上、０．０５ＭＰa以上、０．１ＭＰa以上、０．２ＭＰａ以上、０．３ＭＰａ以上又は０．４ＭＰａ以上とすることができ、また該加熱圧力は０．７ＭＰａ以下、０．６ＭＰa以下、０．５ＭＰa以下又は０．４ＭＰa以下とすることができる。さらに一つの好ましい態様として、０．０５ＭＰa～０．５ＭＰaの範囲を選択できる。
　加圧加熱処理における温度は、圧力に応じて変化するものであり、加圧状態であるため１００℃を超える温度、態様によっては１２０℃以上、１３０℃以上、１４０℃以上、１５０℃以上、１６０℃以上又は１７０℃以上となり得る。温度の上限は設定されないが、通常は２５０℃以下である。
　加圧加熱処理の加熱時間は、粉末状植物性蛋白素材が所望のNSIに低下するように、加熱温度との組合せを考慮して適宜設定することができるが、短時間の方が好ましく、１分以下、３０秒以下、２０秒以下、１０秒以下、５秒以下、２秒以下、１秒以下、０．５秒以下又は０．３秒以下とすることができる。また該加熱時間は０．００００１秒以上、０００１秒以上又は０．００１秒以上とすることができる。さらに一つの好ましい態様として、０．００００１～２秒や０．０００１～１秒、０．００１～０．５秒の範囲を選択できる。
　加圧加熱処理の加熱方式には、大きな分類として直接加熱方式と間接加熱方式があるが、本発明は水蒸気による直接加熱方式を採用することが特徴である。かかる加圧加熱処理を行うことができる粉体加熱処理装置としては、気流式粉体殺菌装置である、「KPU」（(株)大川原製作所）、「SKS-50」（(株)セイシン企業）や「Sonic Stera」（(株)フジワラテクノアート製）やこれらの改良タイプ等がある。
　そして本発明では、直接加熱方式の加圧加熱処理の中で、粉末状植物性蛋白素材を粉末状態で垂直方向に落下させつつ、水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理することが重要である。このような加熱方式を実施するための加熱加圧装置は、装置内に導入された粉体が垂直方向に落下できる閉鎖系の加熱空間が備えられており、その空間内を粉体が落下する極短時間に加圧状態で水蒸気を接触させる機構を有する装置が好ましい。本発明においては、このような加圧加熱装置を「縦型タイプ」と称する。縦型タイプの態様として、国際公開WO2009/145198号に開示されるような粉粒体の殺菌装置を加圧加熱装置に応用することができ、具体的には市販の「Sonic Stera」（(株)フジワラテクノアート製）を用いることができる。 
　これにより、粉末状植物性蛋白素材のNSIを効率的に所望の範囲に低下させ、かつ風味の向上効果を高めることができる。
　一方、水蒸気により加圧加熱される閉鎖系の加熱空間が水平方向に配置されている、いわゆる「横型タイプ」の加圧加熱装置を用いて、水溶性の高い植物性蛋白素材を原料として粉体加熱をすると、装置内部に粉体が張り付いてしまい、製造効率が非効率となり、長時間の連続的な製造が困難となる。
（ＮＳＩ）
　本発明の粉末状植物性蛋白素材の製造法は、上記の加圧加熱処理によってNSIを加圧加熱処理前のNSIよりも低下させることが特徴である。特に溶解性が高く水への分散性が良くない粉末状植物性蛋白素材を、より低いNSIに低下させ、水への分散性を向上させることが特徴である。
　NSIが高い粉末状植物性蛋白素材の場合、水への溶解性が高すぎるため消費者が家庭で手作業で撹拌するような低速撹拌の条件で溶解する際に、非常にダマになりやすく、分散性が悪い傾向となる。また、NSIが低くなりすぎると、水への分散性は問題ないが口内で感じるザラツキが強くなる傾向となる。
　本発明の粉末状植物性蛋白素材のNSIは、粉末状態での加圧加熱処理の条件の選定により、比較的溶解性が低い態様として、２０以上５５未満にすることができ、さらに２０～５０、２０～４０、２０～３０又は２０～２５にすることができ、また３０～５０にもすることができる。
　また比較的溶解性が高い別の態様として、５５以上８０未満にすることができ、さらに５５～７５、６０～７５、６０～７０又は６２～６６にすることができる。本発明の粉末状植物性蛋白素材のNSIを何れのレベルにまで低下させるかは、当業者が風味や水への分散性の状態の観点から適宜ニーズに合致するものを選択することができる。
　なお、NSIは所定の方法に基づき、全窒素量に占める水溶性窒素（粗蛋白）の比率（重量％）で表すことができ、本発明においては以下の方法に準じて測定された値とする。
　すなわち、試料３ｇに60mlの水を加え、37℃で１時間プロペラ攪拌した後、1400×ｇにて10分間遠心分離し、上澄み液（Ｉ）を採取する。次に、残った沈殿に再度水100mlを加え、再度37℃で1時間プロペラ撹拌した後、遠心分離し、上澄み液（II）を採取する。（Ｉ）液および（II）液を合わせ、その混合液に水を加えて250mlとする。これを濾紙（ＮＯ．５）にて濾過した後、濾液中の窒素含量をケルダール法にて測定する。同時に試料中の窒素量をケルダール法にて測定し、濾液として回収された窒素量（水溶性窒素）の試料中の全窒素量に対する割合を重量％として表したものをNSIとする。
　以上により加圧加熱処理された粉末状植物性蛋白素材は、そのまま製品としても良いし、必要により適当な粒度に粉砕したり、流動層造粒機により造粒を行うことができる。
（粉末状植物性蛋白素材の用途）
　本発明により得られる粉末状植物性蛋白素材は、水への分散性に優れるため、そのような品質が要求される用途に広く用いられる。特に緩やかな撹拌条件において良好な分散性が要求される用途に適しており、特に粉末飲料に適している。粉末飲料は海外では乾式混合飲料（dry blended beverages）とも呼ばれている。
　本発明の粉末状植物性蛋白素材を粉末飲料に使用することにより、水への良好な分散性を保持しつつ、高蛋白質で高栄養の粉末飲料を得ることができる。
　本発明の粉末状植物性蛋白素材は、粉末飲料中に広範囲な配合率で配合することができ、例えば１～９９重量％を配合することができる。特に限定はされないが、他の栄養素とのバランスをより考慮する場合には、５～５０重量％、さらには１０～４０重量％を配合することができる。
　該粉末飲料の原料には、粉末状植物性蛋白素材の他、製造者の所望の品質に応じて糖類、食物繊維、油脂、乳化剤、香料、甘味料、各種機能性成分等を適宜混合することができる。
　本発明により得られる粉末状植物性蛋白質素材は、大豆臭が少なく風味が良いため、粉末飲料以外にも、種々の加工食品や飲料に用いることができる。例えば液体飲料、濃厚流動食、ゼリー飲料、焼き菓子、パン、麺類等などが挙げられる。
　以下、実施例により本発明の実施態様をより具体的に説明する。なお、実施例中の「％」と「部」は特記しない限り「重量％」と「重量部」を示す。
（比較例１）　分離大豆蛋白の調製
　脱脂大豆粕10部を水100部に分散させ、ホモミキサー（特殊機化工業（株）製）で攪拌しながら50℃で30分間蛋白質を抽出した後、遠心分離機を用いて不溶性食物繊維（オカラ）を除去し、蛋白質抽出液を得た。
　次に該抽出液のｐＨが4.5になるまで撹拌しつつ塩酸を添加し、遠心分離機により上清を除去し、酸沈殿カードを回収した。
　この酸沈殿カード（固形分４部）を水40部に分散してカードスラリーを得、さらに該スラリーに水酸化ナトリウムを加えてｐＨを7.2に中和し、大豆蛋白質の中和スラリーを得た。
　次に、該中和スラリーをスチームインジェクション方式の直接加熱装置にて１２０℃で３０秒間加熱処理を行い、高温加熱処理液を得た。
　次に、該高温加熱処理液をスプレードライヤーを用いて噴霧乾燥し、分離大豆蛋白の粉末を得た。得られた分離大豆蛋白のNSIを測定したところ、97.8であった。
（比較例２）　カルシウム添加タイプの分離大豆蛋白
　特開平６－１４１７８３号公報の実施例２に記載の方法に従い、比較例１の製造工程中に塩化カルシウムを添加し、カルシウム添加タイプの分離大豆蛋白を得た。
（試験例）
　比較製造例１で得られた分離大豆蛋白を用いて、水蒸気による直接加熱方式で、縦型タイプの加圧加熱装置「Sonic Stera」（(株)フジワラテクノアート製）により、表１の４つの条件により粉末状態で加圧加熱処理を行い、本発明の分離大豆蛋白を製造した。得られた分離大豆蛋白の水分、NSI、嵩比重を測定し、表１に示した。
（表１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　比較例１の分離大豆蛋白を粉末状態で加圧加熱処理することにより、加熱圧力を上げる程NSIを大きく低下できることが示された。
　次に、各例で得られた分離大豆蛋白の水への分散性の評価と、口内でのザラつき及び風味についての官能評価を行った。なお、評価方法は以下の通りとした。
○水への分散性評価
　60℃の水100ｇを入れた200mL容量カップに分離大豆蛋白20ｇを入れ、撹拌棒を用いて１分間手で撹拌した後、茶漉し（20メッシュ、JIS規格）で濾して水分を切った後、ウエス紙で茶漉しの下部の水分を拭き取り、残ったママコの量（ｇ、含水）を測定し、水への分散性について評価した。分散性が向上しているか否かは、比較例１のママコ量を対照として比較を行い、ママコ量が対照よりも１ｇ以上減少すれば、分散性は向上したと判断した。
○官能評価
　粉末状植物性蛋白素材の官能検査に熟練した嗜好パネラー10名に、分離大豆蛋白を10％溶液になるよう溶解した粉末飲料を試飲してもらい、口内でのザラつきと、大豆臭の程度を評価対象として、10点満点の評点法で評価をしてもらい、その平均点を算出して考察した。なお、大豆臭は、分離大豆蛋白の製造工程中に付与される特有の臭気である。
　なお「ザラつき」の評点基準は、ザラツキの程度が最も少ないとパネラーが考えるものを10点とし、ザラツキの程度が最も多いとパネラーが考えるものを１点とし、その程度差に応じて１～10点を付けてもらった。
　また、「大豆臭」評点基準は、大豆臭の程度が最も少ないとパネラーが考えるものを10点とし、大豆臭の程度が最も多いとパネラーが考えるものを１点とし、その程度差に応じて１～10点を付けてもらった。
　そして、ザラつきと大豆臭の平均点がどちらも５点以上であった試験区を合格とした。
（表２）評価結果
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　表２の通り、分離大豆蛋白を粉末状態で加圧加熱処理をすることにより、ＮＳＩが低下し、水への分散性が向上することが示された。
　また加圧加熱処理をした実施例の分離大豆蛋白は、比較例１と同程度にザラつきが感じられないことが示され、かつ比較例１に比べて顕著に大豆臭が低減されていることが示された。さらに、実施例の分離大豆蛋白の食感は、比較例１に比べて口溶けが良く特有の食感を有していた。
　以上の試験結果より、分離大豆蛋白を粉末状態で特定の加圧加熱処理することにより、NSIを低下させた分離大豆蛋白は、水への分散性が向上し、ザラつきも少なく、大豆臭も低減するため、粉末飲料などの緩やかな撹拌条件で用いられる蛋白質素材として非常に適していることが明らかとなった。この知見は、分離大豆蛋白と同様に蛋白質を高濃度に含む他の粉末状植物性蛋白素材においても適用することができる。

Claims (15)

  1. NSIが60以上であって、蛋白質含量が固形分中７５重量％以上の粉末状植物性蛋白素材を、粉末状態で垂直方向に落下させつつ水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理し、NSI（窒素溶解性指数）を加圧加熱処理前よりも低下させることを特徴とする、粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  2. 粉末状植物由来蛋白質素材は、蛋白質含量が固形分中９０重量％以上である、請求項１記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  3. 加熱圧力が０．０３～０．７ＭＰaである、請求項２記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  4. 加熱圧力が０．１～０．７ＭＰaである、請求項２記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  5. 加熱時間が０．００００１～０．５秒である、請求項４記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  6. 加熱時間が０．００１～０．３秒である、請求項４記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  7. NSIが８０以上の粉末状植物性蛋白素材を加圧加熱処理する、請求項６記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  8. NSIが９４以上の粉末状植物性蛋白素材を加圧加熱処理する、請求項６記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  9. 加圧加熱処理後の粉末状植物性蛋白素材のNSIが２０以上５５未満である、請求項８記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  10. 加圧加熱処理後の粉末状植物性蛋白素材のNSIが２０～３０である、請求項８記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  11. 加圧加熱処理後の粉末状植物性蛋白素材のNSIが５５以上８０未満である、請求項８記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  12. 加圧加熱処理後の粉末状植物性蛋白素材のNSIが６０～７０である、請求項８記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  13. 粉末飲料用である、請求項１０又は１２記載の粉末状植物性蛋白素材の製造法。
  14. 請求項１０記載の製造法で得られる粉末状植物性蛋白素材を配合することを特徴とする、粉末飲料の製造法。
  15. 請求項１２記載の製造法で得られる粉末状植物性蛋白素材を配合することを特徴とする、粉末飲料の製造法。
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