(57)【要約】フィチン酸の含有量が低減された油糧種子タンパク質単離物、特にキャノーラタンパク質単離物が、植物性油糧種子粗粉からタンパク質が抽出される間において植物性油糧種子粗粉からのフィチン酸の抽出を抑制するような方法で調製される。
2007535948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）油糧種子粗粉を抽出してその中のタンパク質を溶解し、タンパク質水溶液を形成する一方、その油糧種子粗粉からフィチン酸がタンパク質溶液に抽出されるのを抑制する工程、
（ｂ）残余の油糧種子粗粉からタンパク質水溶液を分離する工程、
（ｃ）濃縮タンパク質溶液を供給するために、イオン強度を実質的に一定に保ちながらタンパク質水溶液のタンパク質濃度を少なくとも５０ｇ/Ｌにする工程、
（ｄ）該濃縮タンパク質溶液を約１５℃以下の冷水で希釈してタンパク質ミセルを形成させる工程、
（ｅ）該タンパク質ミセルを沈降させ、無定形の粘着性のグルテン様タンパク質ミセル塊を形成する工程、および
（ｆ）タンパク質含有量が乾燥重量基準で少なくとも約９０重量％（Ｎ ｘ ６．２５）である該タンパク質ミセル塊を上澄みから分離する工程、
を含む、タンパク質分離物の調製方法。
【請求項２】
前記フィチン酸の抽出の抑制が、前記油糧種子粗粉からの抽出において塩化カルシウム水溶液を用いて行われる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィチン酸の抽出の抑制が、前記油糧種子粗粉からの抽出において塩類の水溶液を用いて高温条件下で行われる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記高温条件が約４５℃ないし７０℃、好ましくは５５℃ないし６５℃である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記塩類の水溶液が塩化カルシウム水溶液である請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記油糧種子粗粉がキャノーラ油糧種子粗粉である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記キャノーラのタンパク質単離物のタンパク質含有量が少なくとも１００ｗｔ％（Ｎ ｘ ６．２５）である請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記キャノーラ油糧種子粗粉からの抽出が、イオン強度が少なくとも約０．０５でありｐＨが約５ないし約６．８である塩類の水溶液を用いて、少なくとも約５℃以上の温度でバッチ法により行われる請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記塩類の水溶液が約０．１ないし約０．６のイオン強度を有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記塩類の水溶液のｐＨが約５．３ないし約６．２である請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記キャノーラ油糧種子粗粉からの抽出が前記塩類の水溶液中での約１０分間ないし３０分間の撹拌により行われる請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記抽出処理における前記塩類の水溶液中のキャノーラ油糧種子粗粉の濃度が約５重量％ないし約１５重量％である請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記抽出処理で得られたタンパク質溶液の濃度が約１０ｇ/Ｌないし約３０ｇ/Ｌである請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記塩類の水溶液が酸化防止剤を含有する請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
継続的に行われ、前記抽出処理が
（ｉ）キャノーラ油糧種子粗粉を、イオン強度が少なくとも約０．５でありｐＨが約５ないし約６．８である塩類の水溶液と、約５℃ないし６５℃の温度で連続的に混合し、
（ｉｉ）約１０分間までの間、キャノーラ油糧種子粗粉からタンパク質を抽出しながら連続的に管を通して前記混合物を運搬することで、タンパク質含有量が約５ｇ/Ｌないし４０ｇ/Ｌであるタンパク質水溶液を形成する
ことで行われる請求項６に記載の方法。
【請求項１６】
前記塩類の水溶液が約０．１ないし約０．８のイオン強度を有する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記塩類の水溶液のｐＨが約５．３ないし約６．２である請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記混合段階における前記塩類の水溶液中の油糧種子粗粉の濃度が約５％ｗ/ｖないし約１５％ｗ/ｖである請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記温度が少なくとも約３５℃である請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記タンパク質水溶液のタンパク質含有量が約１０ｇ/Ｌないし約３０ｇ/Ｌである請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記塩類の水溶液が酸化防止剤を含有する請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記タンパク質水溶液が残余のキャノーラ粗粉から分離された後、色素除去処理を受ける請求項６に記載の方法。
【請求項２３】
前記色素除去処理がタンパク質水溶液の透析濾過により行われる請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記色素除去処理がタンパク質水溶液と色素吸着剤の混合と、それに続く前記色素吸着剤のタンパク質水溶液からの除去により行われる請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記色素吸着剤が粉末状活性炭である請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記濃縮処理が限外濾過で行われ、タンパク質含有量が少なくとも２００ｇ／Ｌである濃縮タンパク質溶液を製造する請求項６に記載の方法。
【請求項２７】
前記濃縮タンパク質溶液が前記抽出処理で用いられた同じイオン強度の塩類の水溶液を用いた透析濾過を受ける請求項６に記載の方法。
【請求項２８】
前記透析濾過が約２ないし約２０倍容量の透析濾過溶液を用いて行われる請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記透析濾過が約５ないし約１０倍容量の透析濾過溶液を用いて行われる請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記透析濾過処理の少なくとも一部が酸化防止剤の存在下で行われる請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記濃縮タンパク質溶液が脱色処理を受ける請求項６に記載の方法。
【請求項３２】
前記脱色処理が粒状活性炭またはポリビニルピロリドンを用いて行われる請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記濃縮タンパク質溶液が低温殺菌処理を受ける請求項６に記載の方法。
【請求項３４】
前記低温殺菌処理が、前記濃縮タンパク質溶液を約５５℃ないし約７０℃で約１０分間ないし約１５分間加熱することにより行われる請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
さらにタンパク質含有量が少なくとも約９０重量％以上であるキャノーラタンパク質単離物を前記上澄みから回収する請求項６に記載の方法。
【請求項３６】
前記さらなるキャノーラタンパク質単離物のタンパク質含有量が少なくとも約１００重量％である請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記さらなるタンパク質単離物が、前記上澄みをタンパク質濃度約１００ｇ/Ｌないし約４００ｇ/Ｌに濃縮し、その後濃縮溶液を乾燥することにより得られる請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記上澄みをタンパク質濃度約２００ｇ/Ｌないし約３００ｇ/Ｌに濃縮する請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
濃縮タンパク質溶液が透析濾過を受ける請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記透析濾過処理の間、酸化防止剤が存在する請求項３９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は３５ ＵＳＣ １１９(ｅ)の規定によって同時係属米国特許出願第６０/５６８,６８０号(２００４年５月７日出願)および第６０/６０５,１４５号(２００４年８月３０日出願)に基づく優先権を主張する。
【０００２】
（技術分野）
本発明は油糧種子粗粉からタンパク質単離物、特にキャノーラタンパク質単離物を生産する際にタンパク質単離物中のフィチン酸の量を減少させることに関する。
【０００３】
（背景技術）
キャノーラタンパク質単離物はキャノーラ油糧種子粗粉から形成される。同時係属米国特許出願第１０/１３７,３９１(２００２年５月３日出願、ＷＯ０２/０８９５９７)は本願の譲渡人に譲渡され、その開示内容は参考文献として本願に組み込まれるものであるが、そこではキャノーラ油糧種子粗粉から少なくともタンパク質含有量(Ｎ ｘ ６．２５)が１００重量％であるようなタンパク質単離物を製造する手法について記載されている。この手法の手順は、塩類の水溶液、好ましくは塩化ナトリウム水溶液を用いてキャノーラ油糧種子粗粉からの抽出を行う工程、得られたタンパク質水溶液を残余の油糧種子粗粉から分離する工程、選択膜技術を用いてイオン強度を実質的に一定に保ちながら水溶液中のタンパク質濃度を少なくとも約２００ｇ/Ｌに増加する工程、前記得られた濃縮タンパク質溶液を冷水に入れ希釈して前記タンパク質ミセルを形成する工程、前記タンパク質ミセルを沈降させて、無定形の粘着性のグルテン様タンパク質ミセル塊(ＰＭＭ)を形成する工程、および前記タンパク質ミセル塊を上澄みから回収する工程を有するものであり、得られたＰＭＭのケルダール(Kjeldahl)窒素法(Ｎ) ｘ ６.２５で定義されるタンパク質含有量は少なくとも１００重量％である。ここで用いるタンパク質含有量は乾燥重量基準で定義される。回収されたＰＭＭは乾燥してもよい。
【０００４】
上記され、米国特許出願第１０/１３７,３９１号で具体的に記載された製造方法の１つの実施形態では、前記ＰＭＭ沈降工程で生じた上澄みは、さらに湿潤ＰＭＭと上澄み由来の乾燥タンパク質を含むタンパク質単離物を回収する処理に供される。この手順は、始めに限外濾過膜を用いて前記上澄みを濃縮し、前記濃縮された上澄みを湿潤ＰＭＭと混合したのちその混合物を乾燥することで行うことができる。ここで得られたキャノーラタンパク質単離物は少なくともタンパク質(Ｎ ｘ ６.２５)約９０重量％の高純度であり、好ましくは少なくとも約１００重量％のタンパク質(Ｎ ｘ ６.２５)である。
【０００５】
上記され、米国特許出願第１０/１３７,３９１号で具体的に記載された製造方法の他の実施形態では、前記ＰＭＭ沈降工程で生じた上澄みは、上澄み由来のタンパク質単離物を回収する処理に供される。この手順は、始めに限外濾過膜を用いて前記上澄みを濃縮し、その濃縮液を乾燥することで行うことができる。ここで得られたキャノーラタンパク質単離物は少なくともタンパク質(Ｎ ｘ ６.２５)約９０重量％の高純度であり、好ましくは少なくとも約１００重量％のタンパク質(Ｎ ｘ ６.２５)である。
【０００６】
前述の米国特許出願に記載された手順は本質的にバッチ法である。同時係属米国特許出願第１０/２９８,６７８号(２００２年１１月１９日出願、ＷＯ０３/０４３４３９)は本願の譲渡人に譲渡され、その開示内容は参考文献として本願に組み込まれるものであるが、そこではキャノーラタンパク質単離物を製造するための連続プロセスが記載されている。それによれば、キャノーラ油糧種子粗粉は塩類の水溶液、好ましくは塩化ナトリウム水溶液と連続的に混合され、前記混合物はキャノーラ油糧種子粗粉からタンパク質を抽出することでタンパク質水溶液を形成しながら管を通って運搬され、前記タンパク質水溶液は連続的に残余のキャノーラ油糧種子粗粉から分離され、前記タンパク質水溶液は連続的に選択膜操作へと運ばれ、イオン強度を実質的に一定に保ちながらタンパク質水溶液中のタンパク質含有量を少なくとも約２００ｇ/Ｌにまで上昇させ、得られた前記濃縮タンパク質溶液は連続的に冷水と混合し前記タンパク質のミセルの形成をもたらし、所望の量のＰＭＭが沈降槽に蓄積されるまで、上澄みを連続的に溢れ出させる一方で前記タンパク質ミセルは連続的に沈降する。ＰＭＭは沈降槽から取り出され、乾燥される。ＰＭＭのケルダール(Kjeldahl)窒素法(Ｎ) ｘ ６.２５で定義されるタンパク質含有量は少なくとも約９０重量％であり、好ましくは少なくとも約１００重量％のタンパク質(Ｎ ｘ ６.２５)である。
【０００７】
前述の米国特許出願第１０/１３７,３９１号に記載されているように、溢れ出した上澄みはそこからキャノーラタンパク質単離物を回収するための処理を行うことができる。
【０００８】
同時係属の米国特許出願第１０/４１３,３７１号(２００３年４月１５日出願)および対応するＰＣＴ公開番号ＷＯ０３/０８８７６０は、本願の譲渡人に譲渡され、その開示内容は参考文献として本願に組み込まれるものであるが、そこでは前記ＰＭＭ由来のキャノーラタンパク質単離物は大部分が７Ｓタンパク質からなり一部１２Ｓタンパク質を随伴し、他方前記上澄み由来のキャノーラタンパク質単離物は大部分が２Ｓタンパク質からなることが記載されている。
【０００９】
キャノーラ油糧種子粗粉などの油糧種子粗粉は、フィチン酸などの抗栄養因子を含んでおり、それはしばしばフィチン酸塩などの塩の形態で存在する。本明細書で使用する「フィチン酸」という用語にはこのような塩の形態のものを含む。油糧種子の種類によって、油糧種子粗粉中のフィチン酸の含有量は、約０.３重量％ないし約１０重量％の範囲となりうる。一般的に、キャノーラ油糧種子粗粉は約２重量％ないし約６重量％のフィチン酸を含有する。
【００１０】
前記塩化ナトリウム水溶液を用いたキャノーラ油糧種子粗粉からのタンパク質水溶液の抽出では、油糧種子粗粉由来のフィチン酸などの抗栄養因子を溶出させ、その結果タンパク質水溶液から回収されたタンパク質単離物中にフィチン酸が存在することになる。前記タンパク質単離物中のフィチン酸の量が増えると、タンパク質単離物の消化率に悪影響を及ぼす。タンパク質単離物の消化のされやすさは水産養殖などに利用する際には重要である。それゆえこうした適用のためにタンパク質単離物のフィチン酸の量を減少させることが望まれている。
【００１１】
キャノーラは菜種、アブラナとしても知られる。
【００１２】
（発明の要約）
本発明は油糧種子粗粉から回収されたタンパク質単離物のフィチン酸含有量の低減をもたらす手段に関連する。我々は、油糧種子粗粉、好ましくはキャノーラ油糧種子粗粉からの最初の抽出を、ある条件のもとで行うことで、フィチン酸の含有量を低減し、栄養価を改善したタンパク質単離物が製造可能であることを見出した。
【００１３】
本発明の一実施例では、油糧種子粗粉、好ましくはキャノーラ油糧種子粗粉の塩化ナトリウム水溶液を用いた抽出が高温条件下で行われると、残余の油糧種子粗粉からの分離後において、常温で抽出を行って製造されたキャノーラタンパク質水溶液に比べてフィチン酸の含有量が少ないタンパク質水溶液を得ることが見出されている。
【００１４】
いかなる説明とも結びつける意図はないが、前記高温条件下で油糧種子粗粉から抽出されたフィチン酸は、得られたタンパク質水溶液から沈殿し、タンパク質水溶液を残余の油糧種子粗粉から濾過分離する間に除去されるものと信じられる。さらに、昇温下の塩化ナトリウム水溶液中ではフィチン酸の逆溶解度効果のために、フィチン酸はタンパク質水溶液中に抽出されないかもしれない。
【００１５】
本発明の他の実施例によれば、塩化ナトリウム、好ましくは前記特許出願に記載されている手順における、抽出処理で用いるものを塩化カルシウムに替えることで、残余のキャノーラ油糧種子粗粉から分離されたタンパク質水溶液中に存在するフィチン酸の量が低減されることが見出されている。
【００１６】
いかなる説明とも結びつける意図はないが、これらの手順においてはカルシウムイオンがフィチン酸と結合して不溶性の沈殿を形成して使用済みの粗粉の中に残るか、もしくはタンパク質水溶液の清澄化の間に除去されるものと信じられる。
【００１７】
したがって、本発明の一態様においては、下記（ａ）ないし（ｆ）の工程を含む、タンパク質分離物を調製する方法が提供される：
（ａ）油糧種子粗粉を抽出してその中のタンパク質を溶解し、タンパク質水溶液を形成する一方、その油糧種子粗粉からフィチン酸がタンパク質溶液に抽出されるのを抑制する工程、
（ｂ）残余の油糧種子粗粉からタンパク質水溶液を分離する工程、
（ｃ）濃縮タンパク質溶液を供給するために、イオン強度を実質的に一定に保ちながらタンパク質水溶液のタンパク質濃度を少なくとも５０ｇ/Ｌにする工程、
（ｄ）該濃縮タンパク質溶液を約１５℃以下の冷水で希釈してタンパク質ミセルを形成させる工程、
（ｅ）該タンパク質ミセルを沈降させ、無定形の粘着性のグルテン様タンパク質ミセル塊を形成する工程、および
（ｆ）タンパク質含有量が乾燥重量基準で少なくとも約９０重量％(Ｎ ｘ ６.２５)である該タンパク質ミセル塊を上澄みから分離する工程。
【００１８】
前記２つの実施形態を組み合わせることで、すなわち、塩化カルシウムを用いて高温条件下で抽出を行うことにより、油糧種子粗粉の抽出により得られるタンパク質水溶液中のフィチン酸の含有量をさらに低減させることができる。
【００１９】
本方法で製造されたキャノーラタンパク質単離物は、タンパク質単離物の従来の用途、例えば加工食品のタンパク質強化、油脂類の乳化、焼き菓子類の膨張剤およびガスが封入された製品における発泡剤などに用いられる。加えて、前記キャノーラタンパク質単離物は肉類似体として有用であるタンパク質繊維に用いたり、卵白の代用品、または卵白がつなぎとして使用されている食品における増量剤として用いることもできる。前記キャノーラタンパク質単離物は栄養補助食品としても利用される。前記キャノーラタンパク質単離物の他の用途は、ペットフード、動物への給餌、水産養殖、および工業用、美容用用途、そしてパーソナルケア製品である。
【００２０】
（図面の簡単な説明）
図１は本発明の一実施態様に係る、異なるタンパク質特性を有するキャノーラタンパク質単離物を製造する手順を示す概略の工程図であり、
図２は本発明の別の実施態様に係る、異なるタンパク質特性を有するキャノーラタンパク質単離物を製造する連続法の手順を示す概略の工程図である。
【００２１】
（発明の一般的説明）
ＰＭＭ由来のキャノーラタンパク質単離物と上澄み由来のキャノーラタンパク質単離物のそれぞれは、一般的に前記米国特許出願に記載されているように、バッチプロセス、連続プロセスまたは半連続プロセスのいずれかを用いてキャノーラ油糧種子粗粉から単離される。本発明では下記において主にキャノーラについて述べるが、本発明は前記抽出処理でフィチン酸が溶解する他の油糧種子粗粉、例えば亜麻、麻および大豆由来のものにも適用できる。
【００２２】
前記キャノーラタンパク質単離物を供給する方法の最初の工程は、キャノーラ油糧種子粗粉からのタンパク性物質の可溶化を含む。キャノーラ種子粗粉から回収されるタンパク性物質は、キャノーラ種子中で自然に生じたタンパク質であっても、遺伝子操作によって組み替えられたタンパク質であるが天然のタンパク質のもつ疎水性や極性などの性質をもつものであってもよい。キャノーラ粗粉はキャノーラ油糧種子からキャノーラ油を取り去って得られたものであり、様々なレベルの非変性タンパク質を含むいかなるキャノーラ粗粉でもよく、例えば高温ヘキサン抽出由来であっても冷却油押し出し法由来であってもよい。キャノーラ油糧種子からのキャノーラ油の除去は、通常本明細書に記載されている前記タンパク質単離物の回収手順とは別の操作として行われる。
【００２３】
タンパク質の可溶化は、前記米国特許出願に記載された手順と比較して、キャノーラタンパク質水溶液中に存在するフィチン酸の量を低減するように行われる。タンパク質の可溶化は塩類の水溶液を用いて行われるが、これは塩化ナトリウム水溶液でもよいがより好ましい態様では塩化カルシウム水溶液である。
【００２４】
キャノーラ油糧種子粗粉の抽出により得られるキャノーラタンパク質水溶液中のフィチン酸の濃度を低減するには、抽出は塩化カルシウムの水溶液を用いて広範な温度範囲で行うか、あるいは塩化カルシウムの水溶液を用いない場合は、抽出は常温よりはむしろ高温条件下で行われる。
【００２５】
このような高温条件下の抽出は、約４５℃ないし約７０℃の温度で行われる。好ましくは、このような抽出は塩化ナトリウム水溶液を用いて約５５℃ないし約６５℃の温度で行われる。
【００２６】
前記タンパク質の抽出に用いられる塩類の水溶液として塩化カルシウムではなく、好ましくは塩化ナトリウムを用いる場合、イオン強度、ｐＨおよび粗粉の濃度の値は塩化カルシウム抽出について下記で議論されているものを用いる。
【００２７】
タンパク質の可溶化は、好ましくは本願の一実施形態に従って塩化カルシウムの溶液を用いて行われる。かなりの量のタンパク質の可溶化を行うためには、前記塩類の水溶液は少なくとも約０.０５、好ましくは少なくとも約０.１のイオン強度を有する。塩化カルシウムの水溶液のイオン強度が上昇すると、油糧種子粗粉中のタンパク質の溶解度は最初は最高値に達するまで上昇する。それに続くイオン強度の上昇は可溶化したタンパク質全体の量を増加させない。タンパク質の可溶化度が最大となる塩化カルシウムの水溶液のイオン強度は、選択した油糧種子粗粉の種類に依存して変化する。
【００２８】
イオン強度の上昇に伴うタンパク質の沈殿のためにはより一層の希釈を行うことが求められるという観点から、通常好ましく用いられるイオン強度の値は約０.８未満であり、より好ましくは約０.１ないし約０.１５の値である。
【００２９】
バッチ法では、塩によるタンパク質の可溶化は、少なくとも約５℃の温度で、好ましくは約３５℃までの温度で行われ、好ましくは可溶化のための時間を短縮し、通常約１０分ないし約６０分にするための撹拌を伴う。総合的な収量を上げるために、油糧種子粗粉から実施可能であるできるだけ多くのタンパク質を実質的に抽出するために、可溶化を行うことが好ましい。
【００３０】
約５℃の低温限界は、この温度以下では可溶化の進行が実用に堪えないほど遅いということから選定されているのに対し、約３５℃の好適上限温度は、バッチ法を用いた場合プロセスが非経済的であることから選定されている。しかしながら、上で議論したように、塩化カルシウムで抽出する場合、タンパク質水溶液中のフィチン酸の量をさらに減少させるためには、より高い温度が望ましい。
【００３１】
連続法においては、キャノーラ油糧種子粗粉からのタンパク質の連続抽出を行うのに矛盾のない方法であればいかなる方法でもキャノーラ油糧種子粗粉からのタンパク質の抽出を行うことができる。一実施例では、キャノーラ油糧種子粗粉は連続的に塩化カルシウムの溶液と混合され、混合物はここに記載されたパラメーターに従って所望の抽出が行われるのに十分な滞留時間を得るために、所定の長さの配管ないしは導管を通って所定の流速で運ばれる。このような連続法では、塩類による可溶化処理は迅速に行われ、約１０分以内、好ましくは可溶化により実質的に実施可能な限りの多くの量のタンパク質を抽出できるように行われる。連続法における可溶化処理は、好ましくは高温条件下で行われ、好ましくは約３５℃以上で、一般的には約６５℃までの温度で行われる。先に述べたように、高温条件によりタンパク質水溶液中のフィチン酸のレベルは下がる。
【００３２】
塩化カルシウムの水溶液およびキャノーラ油糧種子粗粉はタンパク質単離物が下記に詳述するようにミセルを経由して形成されることが可能なように、普通のｐＨを約５ないし約６.８とする。
【００３３】
ｐＨの範囲の限界値およびその付近では、タンパク質単離物の形成は一部のみがミセルを経由して起きるため、他の可能ないかなるｐＨの範囲と比べても収率が低くなる。このような理由から、ｐＨの値は約５.３ないし約６.２が好ましい。
【００３４】
前記塩類の水溶液のｐＨは、前記抽出処理で用いられる約５ないし約６.８の範囲内であればいかなる所望の値に調整してもよく、必要に応じ、利用しやすいいかなる酸やアルカリを用いてもよいが通常は塩酸を用いて、また水酸化ナトリウムを用いて調整される。
【００３５】
可溶化処理の間、前記塩化カルシウム溶液中の前記油糧種子粗粉の濃度は大きく変動しうる。一般的な濃度は約５％ｗ/ｖないし約１５％ｗ/ｖである。
【００３６】
前記抽出処理の少なくとも一部の間、前記塩類の水溶液中に酸化防止剤が存在してもよい。前記酸化防止剤は、利用可能であればどのような酸化防止剤でもよく、例えば亜硫酸ナトリウムやアスコルビン酸が挙げられる。前記抽出処理で用いられる酸化防止剤の量は用いられる物質にもよるが、約０.０１重量％から約１重量％まで変化し、好ましくは約０.０５重量％である。前記酸化防止剤は、タンパク質水溶液中に存在するフェノール類が酸化するのを抑制するが、その最終製品の色に悪影響を及ぼす。
【００３７】
塩化カルシウムの水溶液を用いたタンパク質の抽出処理は、前記キャノーラ粗粉中に存在する脂肪の可溶化という付加的作用を有し、結果として水相中に脂肪分が存在することになる。
【００３８】
前記抽出処理で得られるタンパク質溶液は、一般的に約５ｇ/Ｌないし約４０ｇ/Ｌ、好ましくは約１０ｇ/Ｌないし約３０ｇ/Ｌのタンパク質濃度を有する。塩化カルシウム水溶液を用いたキャノーラ油糧種子粗粉からのタンパク質の抽出の結果、タンパク質溶液中にフィチン酸が存在するが、同一抽出条件下で塩化ナトリウム水溶液を用いてキャノーラ油糧種子粗粉から抽出を行った場合の結果と比べると格段に少ないレベルである。
【００３９】
前記抽出処理で得られた水相は、利用可能などのような方法を用いて残余のキャノーラ粗粉を分離してもよく、例えばデカンター遠心分離機を用いたのち円板遠心分離および／または濾過を行うことで残余の粗粉を除去する。この分離された残余の粗粉は乾燥し、廃棄される。
【００４０】
最終的に得られるキャノーラタンパク質単離物の色は、前記分離されたタンパク質水溶液に粉末状活性炭または他の色素吸着剤を混合し、その後吸着剤を除去、簡便には濾過してタンパク質溶液を供給することにより、色彩が明るく黄色味が少ないという点において改善される。色素の除去には透析濾過を用いてもよい。
【００４１】
このような色素除去処理は好適であればいかなる条件下でも行うことができるが、一般的には、適したいかなる色素吸着剤を用いる場合でも前記分離されたタンパク質水溶液の温度を常温とする。粉末状活性炭の場合、約０.０２５％ないし約５％ｗ/ｖ、好ましくは約０.０５％ないし約２％ｗ/ｖの量が用いられる。
【００４２】
米国特許第５,８４４,０８６号公報および第６,００５,０７６号公報は、本願の譲渡人に譲渡され、その開示内容は参考文献として本願に組み込まれるものであるが、それらに記載されているように、キャノーラ油糧種子粗粉がかなりの量の脂肪を含む場合、前記分離されたタンパク質水溶液および下記で議論する濃縮タンパク質水溶液に対しそれらに記載されている脱脂処理が効果である。色調改善処理を行う場合は最初の脱脂処理の後に行われる。
【００４３】
別の方法として、相対的に高いｐＨ値である約６．８より上、一般的には約９.９以下の塩化カルシウム溶液を用いて油糧種子粗粉から抽出する。塩化カルシウム溶液のｐＨは、利用可能であるいかなる食品グレードのアルカリ、例えば水酸化ナトリウム水溶液を用いて、所望のアルカリ値に調整してもよい。また他に、相対的に低いｐＨ値である約５より下、一般的には約３以上の塩化カルシウム溶液を用いて油糧種子粗粉から抽出してもよい。このような別法を用いる場合も、前記油糧種子粗粉抽出処理で得られた水相は、利用可能などのような方法を用いて残余のキャノーラ粗粉を分離してもよく、例えばデカンター遠心分離機を用いたのちに円板遠心分離および／または濾過を行うことで残余の粗粉を除去する。この分離された残余の粗粉は乾燥し、廃棄される。
【００４４】
前記ｐＨの高いあるいは低い抽出処理で得られたタンパク質水溶液は、下記で議論するさらなる処理の前に、前記で議論したようにｐＨが約５ないし約６.８、好ましくは約５.３ないし約６.２の範囲に調整される。このような調整は適宜、利用しやすいいかなる酸やアルカリを用いてもよいが通常は塩酸を用いて、また水酸化ナトリウムを用いて行われる。
【００４５】
タンパク質水溶液は次いで濃縮されタンパク質濃度が上がるが、この間溶液中のイオン強度は実質的に一定に保たれる。この濃縮は一般的にタンパク質濃度が少なくとも約５０ｇ/Ｌ、好ましくは少なくとも約２００ｇ/Ｌ、より好ましくは少なくとも約２５０ｇ/Ｌである濃縮タンパク質溶液を供給するために行われる。
【００４６】
前記濃縮処理は、バッチ操作または連続操作が可能であれば、利用できるあらゆる方法によって行われ、例えば、利用可能なあらゆる選択膜技術を用いる。例えば限外濾過または透析濾過である。用いられる膜は例えば中空糸膜または螺旋状膜で、適切な分子量のカットオフ、例えば膜の材料および構造によっても異なるが、約３０００ないし約１０００００ダルトン、好ましくは約５０００ないし約１００００ダルトンでのカットオフを有し、連続運転の場合は所望の濃度のタンパク質水溶液が膜を通過できるような寸法になっている。
【００４７】
前記濃縮タンパク質溶液はその後塩類の水溶液を用いた透析濾過処理を受けることができる。この塩類の水溶液は抽出する溶液と同じモル数およびｐＨの塩化ナトリウム水溶液または塩化カルシウム水溶液でよい。このような透析濾過は約２ないし約２０倍容量、好ましくは約５ないし約１０倍容量の透析濾過溶液を用いて行うことができる。前記透析濾過操作においては、フェノール類や目に見える色を含んださらなる大量の混入物質が、浸透により膜を通過することでタンパク質水溶液から除去される。前記透析濾過操作は、浸出した液中にフェノール類や目に見える色を含んださらなる大量の混入物質が明確に認められなくなるまで行うことができる。このような透析濾過は、膜の材料および構造によっても異なるが、約３０００ないし約１０００００ダルトン、好ましくは約５０００ないし約１００００ダルトンでの分子量のカットオフを有する膜を用いて行われる。
【００４８】
少なくとも前記透析濾過処理の一部の間、前記透析濾過媒質中に酸化防止剤が存在してもよい。前記酸化防止剤は利用可能であればどのような酸化防止剤でもよく、例えば亜硫酸ナトリウムやアスコルビン酸が挙げられる。前記透析濾過媒質中で用いられる酸化防止剤の量は用いられる物質にもよるが、約０.０１重量％から約１重量％まで変化し、好ましくは約０.０５重量％である。前記酸化防止剤は、前記濃縮キャノーラタンパク質単離物の溶液中に存在するフェノール類の酸化を抑制し、最終製品の色に悪影響を及ぼすかもしれない。
【００４９】
前記濃縮処理および前記透析濾過処理は、好適であればいかなる温度で行ってもよいが、一般的には約２０℃ないし約６０℃、好ましくは約２０℃ないし約３０℃で、所望の濃度になるまでの時間で行われる。温度および他の条件は、濃縮を行う膜装置および溶液中の所望のタンパク質濃度にある程度依存する。
【００５０】
この処理段階において、タンパク質溶液の約２００ｇ/Ｌ以上の好ましい濃度までタンパク質溶液を濃縮することは、単に乾燥したタンパク質単離物として回収された抽出されたタンパク質の割合に関するプロセス収率のレベルを約４０％以上、好ましくは約８０％以上にするのみならず、乾燥後の最終的に得られたタンパク質単離物の塩類濃度の低下ももたらす。前記単離物の塩類濃度を調節する能力は、塩類濃度の変化が特定の食品用途における機能的および官能的特性に影響を与えるような前記単離物への適用において重要である。
【００５１】
よく知られているように、限外濾過および類似の選択膜技術は、低分子種がその膜を通過できる一方、より高分子である分子種の通過は阻止する。ここで低分子種は、塩類のイオン種に留まらず、原料から抽出された低分子物質、例えば炭水化物、色素および抗栄養因子だけでなく低分子の形態のあらゆるタンパク質をも含む。膜の分子量カットオフは通常はかなりの割合の溶液中のタンパク質が保持されることを確実にする一方で、膜の材料および構造によっても異なるが混入物質が透過できるように選択される。
【００５２】
濃縮され任意に濾過されたタンパク質溶液は、さらに必要に応じ米国特許第５,８４４,０８６号公報および第６,００５,０７６号公報に記載の脱脂操作を受けてもよい。
【００５３】
濃縮され任意に濾過されたタンパク質溶液は、上記脱色操作の代わりとして脱色操作を受けることもできる。この操作においては粉末状活性炭だけでなく粒状活性炭(ＧＡＣ)を用いることもできる。この処理において色素吸着剤として利用できる他の物質はポリビニルピロリドンである。
【００５４】
色素吸収剤処理工程はどのような条件下でも行うことができるが、一般的にはキャノーラタンパク質溶液を常温で処理する。粉末状活性炭または粒状活性炭の場合、約０.０２５％ないし約５％ｗ/ｖ、好ましくは約０.０５％ないし約２％ｗ/ｖの量を用いることができる。ポリビニルピロリドンを色素吸着剤として用いるときは約０.５％ないし約５％ｗ/ｖ、好ましくは約２％ないし約３％ｗ/ｖの量を用いることができる。色素吸着剤をキャノーラタンパク質溶液から除去するためには、どのような可能な方法でもよく、例えば濾過により除去される。
【００５５】
濃縮され、必要に応じ濾過され、任意追加の脱色処理を受けたタンパク質溶液は、原料となる粗粉中に貯蔵またはその他の結果として存在し、前記抽出処理により粗粉から前記キャノーラタンパク質単離物の溶液へと抽出されたすべての細菌を殺すために低温殺菌される。このような低温殺菌は所望のいかなる低温殺菌条件下でも行うことができる。一般的には、濃縮され、必要に応じ濾過されたタンパク質溶液は約５５℃ないし約７０℃、好ましくは約６０℃ないし６５℃で約１０分ないし約１５分、好ましくは約１０分間加熱される。その低温殺菌された濃縮タンパク質溶液は、下記のように、さらなる加工のために、好ましくは約２５℃ないし約４０℃にまで冷却される。
【００５６】
前記濃縮処理および任意追加の透析濾過処理において採用される温度により、そして低温殺菌処理が行われるか否かにより、濃縮タンパク質溶液は少なくとも約２０℃以上、約６０℃以下、好ましくは約２５℃ないし約４０℃の温度にまで加温され、それによって濃縮タンパク質溶液の粘度を低下させて後続の希釈処理およびミセル形成の実行を助ける。濃縮タンパク質溶液は冷水で希釈してもミセル形成を起こさないような温度以上に加熱してはならない。
【００５７】
前記濃縮処理および任意追加の透析濾過処理、任意追加の脱色処理、任意追加の低温殺菌処理および任意追加の脱脂処理により得られた濃縮タンパク質溶液は、さらに濃縮タンパク質溶液と所望の希釈度を得るための量の冷水とを混合して希釈することによりミセル形成を行う。ミセル経由で得ようとするキャノーラタンパク質の割合と前記上澄みの割合によって、濃縮タンパク質溶液の希釈度は変化する。希釈度を上げると、一般的に水相中に残存するキャノーラタンパク質の割合は増大する。
【００５８】
ミセル経由で得られるタンパク質の割合を最大にすることが望まれるならば、濃縮タンパク質溶液は約１５倍以下、好ましくは約１０倍以下で希釈される。
【００５９】
濃縮タンパク質溶液と混合される冷水は、温度が約１５℃未満であり、一般的には約３℃ないし約１５℃であり、好ましくは約１０℃未満である。これは、使用される希釈係数において、これらの低い温度によりタンパク質ミセル塊の形態のタンパク質単離物の収率が改善されるからである。
【００６０】
バッチ運転においては、上記で議論したように、濃縮タンパク質溶液のバッチを所望の容積の静止した冷水塊の中へ加える。濃縮タンパク質溶液の希釈および結果としてのイオン強度の低下により、個々のミセル型タンパク質滴の形のタンパク質分子が高度に結びついた雲状の塊を形成する。バッチ法においては、前記タンパク質ミセルは冷水塊中で沈降して、塊状で合体しており、濃厚で、無定形の粘着性のグルテン様タンパク質ミセル塊(ＰＭＭ)が形成される。遠心分離などで沈降の手助けをしてもよい。このような誘導された沈降は、前記タンパク質ミセル塊中の液体の量を減らし、結果としてミセル塊全体に対する含水率を一般的に約７０重量％ないし約９５重量％から、約５０重量％ないし約８０重量％にまで低下させる。このようにしてミセル塊の含水率を低下させることで、ミセル塊に閉じ込められた塩分の含有量、さらに結果として乾燥された単離物の塩分量も減らすことができる。
【００６１】
他の方法として、希釈操作を連続的に行うこともできる。その場合は濃縮タンパク質溶液をＴ字管の一方の入口から連続的に通過させるとともに、希釈水をＴ字管の他方の入口から供給し、管内で混合させる。Ｔ字管に供給する希釈水は、濃縮タンパク質溶液の所望の希釈度が達成されるような流速で供給される。
【００６２】
管内での濃縮タンパク質溶液と希釈水の混合によりタンパク質ミセルの形成が開始され、混合物はＴ字管の出口から沈降槽へと連続的に供給され、満杯になると上澄みは溢れ出る。混合物は好ましくは沈降槽内の液体塊中へ、液体塊内部の乱流を最小化するように供給される。
【００６３】
連続法では、前記タンパク質ミセルは冷水塊中で沈降し、塊状で合体しており、濃厚で、無定形の粘着性のグルテン様タンパク質ミセル塊(ＰＭＭ)が形成される。この手順は沈降槽の底に所望の量のＰＭＭが蓄積するまで続けられ、そののちすぐに蓄積したＰＭＭは沈降槽から取り出される。沈降沈殿させる代わりに、遠心分離することでＰＭＭを分離してもよい。
【００６４】
プロセスパラメーターとして、タンパク質溶液を好ましくは少なくとも約２００ｇ/Ｌにまで濃縮すること、および約１５以下の希釈係数を用いることを組み合わせることにより、既知のいかなるタンパク質単離物の形成手順の先行技術、例えば記載された米国特許第５,８４４,０８６号公報、第６,０５５,０７６号公報および第４,２０８,３２３号公報と比べても、タンパク質ミセル塊の形態でタンパク質を始めの粗粉抽出物から高い収率で、しばしばはるかに高い収率で、またタンパク質含有量の点ではるかに純度の高い単離物が得られる。
【００６５】
前記キャノーラタンパク質単離物の回収に連続プロセスを使用する場合をバッチプロセスと比較すると、最初のタンパク質抽出処理において同じ量のタンパク質を抽出するための時間を大幅に短縮することができ、かつはるかに高い温度で抽出処理を行うことができる。加えて、連続運転においては、バッチ法にくらべて汚染される機会が少ないため製品の品質がより高く、またよりコンパクトな装置でプロセスを行うことができる。
【００６６】
前記沈降した単離物は、残存する水相または上澄みから、例えば前記残存する水相を沈降物からデカンテーションすることにより、もしくは遠心分離により分離される。ＰＭＭは湿ったまま利用しても、また利用可能なあらゆる手法、例えば噴霧乾燥、凍結乾燥または真空ドラム乾燥で乾燥してもよい。乾燥ＰＭＭはタンパク質含有量が多く、タンパク質が約９０重量％を超え、好ましくはタンパク質が少なくとも約１００重量％であり(ケルダールＮ ｘ ６.２５により算出)、実質的に変性していない(示差走査熱量測定法により測定した)。
【００６７】
前述の米国特許出願第１０/４１３,３７１号に記載されているように、ＰＭＭ由来のキャノーラタンパク質単離物は大部分が７Ｓタンパク質からなり、以下のようなタンパク質分析結果を示す：
約６０重量％ないし約９０重量％の７Ｓタンパク質、
約１重量％ないし約１５重量％の１２Ｓタンパク質および
０％ないし約１５重量％の２Ｓタンパク質、
好ましくは、
約８８重量％ないし約９５重量％の７Ｓタンパク質、
約１重量％ないし約１２重量％の１２Ｓタンパク質および
０％ないし約１重量％の２Ｓタンパク質。
【００６８】
脂肪分の多い油糧種子粗粉から単離された乾燥ＰＭＭには少量の脂肪も残存して含まれるが、必要に応じ米国特許第５,８４４,０８６号公報および第６,００５,０７６号公報の手順を採用することにより、約１重量％以下にすることができる。前記キャノーラタンパク質単離物は、塩化ナトリウム水溶液で同じ反応条件もしくは常温で粗粉の抽出を行った場合に比べフィチン酸の含有量が減少しており、好ましくは約１重量％以下である。
【００６９】
前記ＰＭＭ形成および沈降処理で出た前記上澄みには、希釈処理において沈殿しなかったかなりの量のキャノーラタンパク質が含まれており、そこからキャノーラタンパク質単離物を回収する処理がなされる。前記希釈処理で出た上澄みは、ＰＭＭを取り出した後、その前記タンパク質濃度を上げるため濃縮される。このような濃縮処理は、利用可能なあらゆる選択膜技術を用いて行われる。例えば低分子種、例えば塩類や、タンパク質原料から抽出された他の非タンパク性の低分子量の物質がその膜を通過できる一方、キャノーラタンパク質が溶液中に保持されるような適切な分子量のカットオフを有する膜を用いた限外濾過が挙げられる。膜の材料および構造によっても異なるが、約３０００ないし約１０００００ダルトン、好ましくは約５０００ないし約１００００ダルトンでのカットオフを有する限外濾過膜を使用することができる。この方法による前記上澄みの濃縮では、液の容積も、乾燥によりタンパク質を回収できる程度に減らされる。前記上澄みは、乾燥する前に、一般的にタンパク質濃度が少なくとも約５０ｇ/Ｌ、好ましくは約１００ｇ/Ｌないし約４００ｇ/Ｌ、より好ましくは約２００ｇ/Ｌないし約３００ｇ/Ｌに濃縮される。このような濃縮操作は前記タンパク質溶液の濃縮処理で述べたように、バッチ法または連続運転により行われる。
【００７０】
前記濃縮された上澄みは、水を用いた透析濾過処理を受けることができる。このような透析濾過は約２ないし約２０倍容量、好ましくは約５ないし約１０倍容量の透析濾過溶液を用いて行うことができる。前記透析濾過操作においては、さらなる大量の混入物質が、浸透により膜を通過することでタンパク質水溶液から除去される。前記透析濾過操作は、浸出した液中にフェノール類や目に見える色を含んださらなる大量の混入物質が明確に認められなくなるまで行うことができる。そのような透析濾過は濃縮処理に用いるのと同じ膜を用いることができる。しかしながら、必要に応じてその透析濾過は別々の膜を用いることができ、膜の材料および構造によっても異なるが約３０００ないし約１０００００ダルトン、好ましくは約５０００ないし約１００００ダルトンでの分子量のカットオフを有する膜を用いて行われる。
【００７１】
少なくとも前記透析濾過処理の一部の間、前記透析濾過媒質中に酸化防止剤が存在してもよい。前記酸化防止剤は利用可能であればどのような酸化防止剤でもよく、例えば亜硫酸ナトリウムやアスコルビン酸が挙げられる。前記透析濾過媒質中で用いられる酸化防止剤の量は用いられる物質にもよるが、約０.０１重量％から約１重量％まで変化し、好ましくは約０.０５重量％である。前記酸化防止剤は、前記キャノーラタンパク質単離物の濃縮溶液中に存在するフェノール類が酸化するのを抑制する働きをする。
【００７２】
濃縮され、必要に応じ濾過された上澄みは、利用可能なあらゆる手法、例えば噴霧乾燥、凍結乾燥または真空ドラム乾燥で乾燥して乾燥形態とし、さらなるキャノーラタンパク質単離物を供給する。このようなさらなるキャノーラタンパク質単離物はタンパク質含有量が多く、タンパク質が約９０重量％を超え、好ましくはタンパク質が少なくとも約１００重量％であり(ケルダールＮ ｘ ６.２５により算出)、実質的に変性していない(示差走査熱量測定法により測定した)。
【００７３】
前述の米国特許出願第１０/４１３,３７１号に記載されているように、前記上澄み由来のキャノーラタンパク質単離物は大部分が２Ｓタンパク質からなり、以下のようなタンパク質分析結果を示す：
約６０重量％ないし約９５重量％の２Ｓタンパク質、
約５重量％ないし約４０重量％の７Ｓタンパク質、および
０％ないし約５重量％の１２Ｓタンパク質、
好ましくは、
約７０重量％ないし約７５重量％の２Ｓタンパク質、
約５重量％ないし約３０重量％の７Ｓタンパク質、および
０％ないし約２重量％の１２Ｓタンパク質。
【００７４】
前記キャノーラタンパク質単離物のフィチン酸の量は、塩化ナトリウム水溶液で同じ反応条件もしくは常温で粗粉の抽出を行った場合に比べて減少しており、好ましくは約１重量％以下である。
【００７５】
必要に応じて、湿潤ＰＭＭの少なくとも一部を、前記濃縮された上澄みの少なくとも一部と組み合わせた後、前記組み合わせたタンパク質の流れを利用可能なあらゆる手法を用いて乾燥し、組み合わされたキャノーラタンパク質単離物の組成物を提供してもよい。混合するタンパク性物質の相対的な割合は、得られたキャノーラタンパク質単離物の組成物として所望の２Ｓ/７Ｓ/１２Ｓタンパク質のプロファイルをもつものを提供できるように選定される。あるいは、乾燥したタンパク質単離物を所望の割合に組み合わせ、混合物中に所望の特定の２Ｓ/７Ｓ/１２Ｓタンパク質のプロファイルを提供することができる。組み合わせたキャノーラタンパク質単離物の組成物はタンパク質含有量が多く、タンパク質が約９０重量％を超え、好ましくはタンパク質が少なくとも約１００重量％であり(ケルダールＮ ｘ ６.２５により算出)、実質的に変性していない(示差走査熱量測定法により測定した)。
【００７６】
別の代替手順では、前記濃縮された上澄みの一部のみとＰＭＭの一部のみが混合され、得られた混合物が乾燥され、残りの前記濃縮された上澄みは残りのＰＭＭと同じように乾燥される。続いて、上で議論したように乾燥したＰＭＭと乾燥した上澄みを乾燥状態でどんな所望の相対的な割合にでも混合することができる。
【００７７】
このような操作を行うことで、大量のキャノーラタンパク質単離物が回収できる。その形態は乾燥ＰＭＭ、乾燥上澄み、およびＰＭＭ由来のキャノーラタンパク質単離物と上澄み由来のキャノーラタンパク質単離物とのさまざまな重量割合、一般的には重量比でおよそ５：９５から、およそ９５：５までの乾燥混合物であり、これは、組成物中の２Ｓ/７Ｓ/１２Ｓタンパク質の割合を変えることに基づいて機能および栄養の特性を変えることを実現するために望ましい割合である。
【００７８】
上で述べたような濃縮タンパク質溶液の冷水中での希釈、得られた沈殿と上澄みの加工に代わるものとして、濃縮タンパク質溶液を透析してその中に含まれる塩を減らすことにより、濃縮タンパク質溶液からタンパク質を回収してもよい。濃縮タンパク質溶液の塩の含有量を減らすことは、透析管の中のタンパク質ミセルの形成をもたらす。透析の後、上記で議論したように、前記タンパク質ミセルは沈降するに任せられ、集められそして乾燥される。タンパク質ミセルを沈降させる処理で出た前記上澄みは、上記で議論したように処理され、さらにタンパク質が回収される。あるいは、透析管内の内容物を直接乾燥してもよい。後に示した別法は、小さな実験室スケールの量のタンパク質が望まれている場合に有用である。
【００７９】
前記濃縮処理から生じる塩化カルシウム抽出物からの濃縮液が希釈された場合、ＰＭＭの沈降が良くないため、同一抽出条件において塩化ナトリウム抽出物を用いて稼動させた場合に比べ、前記上澄み中により多くの７Ｓタンパク質が残存しているのが観察されている。
【００８０】
前記抽出処理において塩化カルシウムを使用して、それから希釈する前に前記濃縮液を塩化ナトリウム溶液で透析濾過して塩化カルシウムを塩化ナトリウムで置換することも可能である。
【００８１】
（好ましい実施形態の説明）
図１は、フィチン酸の含有量を低減したキャノーラタンパク質単離物の調製のためのバッチ工程の概略を示す図である。キャノーラ油糧種子粗粉、および塩化カルシウムの水溶液である抽出媒体は、配管１０によって抽出槽１２に供給され、油糧種子粗粉が抽出されタンパク質水溶液が形成される。あるいは、キャノーラ油糧種子粗粉および塩化ナトリウム水溶液を高温条件下で抽出するために配管１０によって抽出槽に供給する。
【００８２】
タンパク質水溶液および残余の油糧種子粗粉のスラリーは、配管１４を通り、残余の油糧種子粗粉を分離するためにデカンター遠心分離機１６に送られ、残余の油糧種子粗粉は配管１８で除去される。タンパク質水溶液はそれから配管２０を通り、清澄化操作２２を行い、タンパク質水溶液を遠心分離し、濾過して微粉を除去し、配管２４から取り出す。
【００８３】
清澄化したタンパク質水溶液は配管２６に送り込まれ限外濾過膜２８を通過し、配管３０の濃縮液である濃縮タンパク質溶液と、配管３２から回収される透過液を産生する。濃縮タンパク質溶液は、配管３６から供給された冷水の入った沈降槽３４に送られる。沈降槽３４で形成されたタンパク質ミセル塊は、スラッジ排出機３５を通って、配管３８により噴霧乾燥機４０に送られ、乾燥キャノーラタンパク質単離物４２が供給される。
【００８４】
スラッジ排出機３５から出た上澄みは配管４４により取り出され、限外濾過膜４６を通って送り込まれ配管４８の濃縮液である濃縮タンパク質溶液と、配管５０から回収される透過液を産生する。この濃縮タンパク質溶液は、噴霧乾燥機５２を通って、さらなる乾燥キャノーラタンパク質単離物５４を供給する。
【００８５】
別法では、配管４８の濃縮タンパク質溶液は配管５６を通って、混合前の前記タンパク質ミセル塊と混合され、噴霧乾燥機４０で乾燥される。
【００８６】
図２は、フィチン酸の含有量を低減したキャノーラタンパク質単離物の調製のための連続工程の概略を示す図である。キャノーラ油糧種子粗粉、および塩化カルシウムの水溶液である抽出媒体は、それぞれ配管１１０および１１２によって混合機１１４に供給され、そこで油糧種子粗粉と水性抽出媒体が混合され、混合物は配管１１６を通って混合管１１８へ送られる。混合管１１８では油糧種子粗粉が抽出を受け、タンパク質水溶液が形成される。別法としては、キャノーラ油糧種子粗粉および塩化ナトリウム水溶液は、それぞれ配管１１０および１１２によって抽出のために混合機１１４に供給され、高温条件下で混合管１１８へ送られる。
【００８７】
タンパク質水溶液および残余の油糧種子粗粉のスラリーは、配管１２０を通り、残余の油糧種子粗粉を分離するためにデカンター遠心分離機１２２に送られ、残余の油糧種子粗粉は配管１２４で除去される。タンパク質水溶液はそれから配管１２６を通り、清澄化操作１２８を行い、タンパク質水溶液を遠心分離し、濾過して微粉を除去し、配管１３０から取り出す。
【００８８】
清澄化したタンパク質水溶液は配管１３２から所望の濃度のタンパク質水溶液を供給するようなサイズの限外濾過膜１３４を通過し送り込まれ、配管１３６の濃縮液である濃縮タンパク質溶液と、配管１３８から回収される透過液を産生する。濃縮タンパク質溶液は、配管１４２から供給された、所望の希釈度を達成するのに十分な量の冷水とともに混合Ｔ字管１４０の入口に送られる。得られた溶液は配管１４４を通ってサージタンク１４６に、次いでスラッジ排出機１４７に送られる。タンパク質ミセル塊は配管１４８によりスラッジ排出機から取り出され、噴霧乾燥機１５０を通過して乾燥キャノーラタンパク質単離物１５２を供給する。
【００８９】
スラッジ排出機１４７から出た上澄みは配管１５４により取り出され、限外濾過膜１５２を通って送り込まれ、配管１５８の濃縮液である濃縮タンパク質溶液と、配管１６０から回収される透過液を産生する。この濃縮タンパク質溶液は、噴霧乾燥機１６２を通って、さらなる乾燥キャノーラタンパク質単離物１６４を供給する。
【００９０】
別法では、配管１５８の濃縮タンパク質溶液は配管１６６を通って、混合前の前記タンパク質ミセル塊と混合され、噴霧乾燥機１５０で乾燥される。
【実施例】
【００９１】
（実施例１）
この実施例では前記キャノーラタンパク質単離物の調製について説明する。
【００９２】
“ａ”ｋｇの市販キャノーラ油糧種子粗粉を、０.１ＭのＮａＣｌまたは０.０７５ＭのＣａＣｌ2であって、０.０５重量％のアスコルビン酸を含む“ｂ”Ｌの抽出溶液に加え、常温で３０分間撹拌し、タンパク質含有量が“ｃ”重量％であるタンパク質水溶液を供した。タンパク質含有量はすべてレコ(Ｌｅｃｏ)ＦＰ５２８窒素定量装置を用いて決定した。前記残余のキャノーラ粗粉は除去され、得られたタンパク質溶液は遠心分離および濾過によってタンパク質含有量が“ｅ”重量％である“ｄ”Ｌの濾過されたタンパク質溶液を産生した。
【００９３】
タンパク質抽出溶液の“ｆ”Ｌ一定分量は、１０００００ダルトンでの分子量のカットオフを有するポリエーテルスルホン(ＰＥＳ)膜で濃縮して容積が“ｇ”Ｌにまで減少し、その後６０℃で１０分間低温殺菌された。得られた低温殺菌された濃縮溶液はタンパク質含有量が“ｈ”重量％であった。
【００９４】
“ｉ”℃の濃縮された溶液は、温度“ｑ”℃の冷却したＲＯ水(逆浸透膜濾過水)で“ｊ”の割合で希釈された。白い雲状のものが生成し、沈降するに任せられた。上層の希釈水は取り出され、沈殿した、粘性があり、べたつく塊(ＰＭＭ)が槽の底から濾過されたタンパク質溶液に対する収率“ｋ”重量％で取り出される。乾燥されたＰＭＭ由来のタンパク質は、タンパク質含有量が“ｌ”重量％(Ｎ ｘ ６.２５)ｄ.ｂ.(乾燥ベース)であることが見出された。この製品に“ｍ(Ｃ３００)”の記号表示を与えた。
【００９５】
取り出された希釈水は、１０００００ダルトンでの分子量のカットオフを有するＰＥＳ膜による限外濾過により容積を減少させ、その後６０℃で１０分間低温殺菌された。タンパク質含有量が“ｎ”重量％であるその低温殺菌された濃縮溶液は乾燥された。前記上澄みから回収された追加のタンパク質を含めた全体のタンパク質回収率は“ｏ”であった。乾燥された上澄み由来のタンパク質は、タンパク質含有量が“ｐ”重量％(Ｎ ｘ ６.２５)ｄ.ｂ.(乾燥ベース)であることが見出された。この製品に“ｍ(Ｃ２００)”の記号表示を与えた。
【００９６】
この手順におけるパラメーター“ａ”ないし“ｑ”と他の特徴については下記表Ｉにおいて特定される。
【００９７】
【表１】
2007535948.tif 000003
【００９８】
（実施例２）
この実施例は実施例１で説明した方法で調製したキャノーラタンパク質単離物のフィチン酸の量を比較するものである。
【００９９】
実施例１で説明した方法で調製したキャノーラタンパク質単離物の試料を、フィチン酸の量についてイオン交換／比色法を用いて分析した。得られた結果は表ＩＩおよび表ＩＩＩで説明する。
【０１００】
【表２】
2007535948.tif 000004
【０１０１】
【表３】
2007535948.tif 000005
【０１０２】
このデータから見れば、塩化ナトリウムを用いて同じ抽出条件で前記キャノーラ油糧種子粗粉からの抽出を行った場合、フィチン酸の含有量は塩化カルシウムを用いて抽出を行った場合に比べて多いという結果が得られた。ＣａＣｌ2を用いた場合、Ｃ２００とＣ３００の各製品の間にフィチン酸塩のレベルの顕著な違いはなかった。
【０１０３】
（実施例３）
この実施例は、塩化ナトリウムおよび塩化カルシウムを用いたキャノーラ油糧種子粗粉からの抽出の実験室スケールにおける比較についての説明である。
【０１０４】
一連の実験室スケールの実験が行われた。この実験では、１５ｇの市販のキャノーラ油糧種子粗粉を１５０ｍｌの抽出溶媒と組み合わせて１０％のｗ/ｖでの抽出を準備した。混合物を環状撹拌機を用い常温で２２０ｒｐｍで運転し、３０分間撹拌した。抽出溶媒は０.０５ＭのＣａＣｌ2、０.１ＭのＮａＣｌおよび０.０５ＭのＣａＣｌ2と０.１ＭのＮａＣｌを下記の容積割合で組み合わせたものであった：
１００％  ＣａＣｌ2／０％  ＮａＣｌ
８０％  ＣａＣｌ2／２０％  ＮａＣｌ
６０％  ＣａＣｌ2／４０％  ＮａＣｌ
４０％  ＣａＣｌ2／６０％  ＮａＣｌ
２０％  ＣａＣｌ2／８０％  ＮａＣｌ
０％  ＣａＣｌ2／１００％  ＮａＣｌ。
【０１０５】
抽出したものは１０,０００ｇで１０分間遠心分離し、使用済みの粗粉を抽出液から分離した。遠心分離後の抽出液は２５μｍ濾紙で濾過した。濾液は１０,０００ｇで２０分間遠心分離した。８０ｍｌの遠心分離後の濾液を分析および凍結乾燥のために０.４５μｍフィルターを用いてシリンジ濾過した。
【０１０６】
清澄化した濾液試料は、レコ(ＬＥＣＯ)ＦＰ５２８窒素測定装置を用いてタンパク質含有量を、イオン交換ＨＰＬＣ(内部)およびイオン交換／比色法(外部)を用いて分析した。試料はサイズ除外ＨＰＬＣによりタンパク質プロファイルの分析をした。
【０１０７】
フィチン酸およびタンパク質のレベルの、内部の実験室分析および外部の独立した分析については下記表ＩＶで説明する。
【０１０８】
【表４】
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【０１０９】
ここでわかるように、抽出液の塩化カルシウムの割合が増えるほど、清澄化した濾液試料中のフィチン酸のレベルが低くなり、濾液試料中のタンパク質のレベルが高くなっている。
【０１１０】
濾液試料中の１２Ｓ、７Ｓおよび２Ｓタンパク質のプロファイルについては下記表Ｖで説明する。
【０１１１】
【表５】
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【０１１２】
タンパク質のプロファイルは抽出試料によりそれぞればらつきはあるが、顕著なものとは考えられない。
【０１１３】
（実施例４）
この実施例は、抽出媒体の温度がフィチン酸の含有量に及ぼす影響を示している。
【０１１４】
７０℃未満で溶媒除去したキャノーラ油糧種子粗粉の試料を、常温および６０℃で塩化ナトリウム水溶液を用いて抽出した。
【０１１５】
タンパク質含有量が３５.９１重量％、含水率８.９５％(オーブン中に１００℃で３時間入れた後に測定)であるキャノーラ油糧種子粗粉１５ｇを０.１Ｍ塩化ナトリウム水溶液１５０ｍｌに加え、Ｌａｂ−Ｌｉｎｅの回転撹拌機の上に置いて常温において２２０ｒｐｍで３０分間撹拌した。
【０１１６】
抽出したものはＳｏｒｖａｌｌ ＲＣ−５Ｂ 遠心分離機とＧＳＡローターを用いて１０,０００ｒｐｍで遠心分離して抽出水溶液から使用済みの粗粉を分離した。抽出液は溝を切った濾紙(２５μｍ)で濾過して残存の粒状物質を除去した。
【０１１７】
濾液は１０,０００ｒｐｍで２０分間遠心分離にかけた後、シリンジ濾過(０.４５μｍ)した。濾液は凍結乾燥され、試料はフィチン酸分析にかけられた。
【０１１８】
同じキャノーラ油糧種子粗粉のもう１つの試料に対して、この操作を、粗粉１５ｇを０．１Ｍの塩化ナトリウム水溶液１５０ｍｌに加え、６０℃に加熱して６０℃で５分間Ｔｈｅｒｍｏｌｙｎｅ ホットプレート／撹拌機で撹拌した以外について繰り返した。
【０１１９】
常温で抽出した粗粉試料(４７.３４％)と６０℃のもの(４６.５１％)とでタンパク質の抽出能力はいかにも似ている。
【０１２０】
キャノーラ油糧種子粗粉由来の試料を、フィチン酸の含有量について測定した。結果は下記表ＶＩで説明する。
【０１２１】
【表６】
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【０１２２】
表ＩＶで説明された結果から明らかなように、６０℃での抽出では抽出溶液中のフィチン酸の含有量がより少なく、結果として回収されたキャノーラタンパク質単離物中のフィチン酸も少なくなるはずである。
【０１２３】
（開示内容の要約）
この開示を要約すると、本発明は塩化カルシウムの水溶液を抽出媒体として用い、および／または前記抽出処理で高温条件を用いることで、フィチン酸の含有量を低減した油糧種子タンパク質単離物を供給するものである。この発明の範囲内で改良することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の一実施態様に係る、異なるタンパク質特性を有するキャノーラタンパク質単離物を製造する手順を示す概略の工程図である。
【図２】本発明の別の実施態様に係る、異なるタンパク質特性を有するキャノーラタンパク質単離物を製造する連続法の手順を示す概略の工程図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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