(57)【要約】アスパラギンを有する細胞壁は、アクリルアミドの形成を低減するために、調理の前に１つ以上のアクリルアミド低減剤が細胞壁に浸透することを可能にする１つ以上の細胞脆弱化機構によって脆弱化される。ここで開示する方法は、特に、スライスポテトのようなスライスされた食品に適用できる。また、前記機構はカカオ豆および焙煎コーヒー豆のようなスライスされていない食品にも適用できる。細胞脆弱化機構は、マイクロ波エネルギー、超音波エネルギー、パルスまたは一定差圧、細胞脆弱化酵素および石灰を含み得る。
2010525790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）内部にアスパラギンを含む細胞壁を有する植物性食品を提供する工程と、
ｂ）脆弱化した細胞壁を作生するために細胞壁を１つ以上の細胞脆弱化機構と接触させ、前記細胞壁を脆弱化する工程と、
ｃ）前記の脆弱化した細胞壁を少なくとも１つのアクリルアミド低減剤と接触させる工程と、
ｄ）前記食品を加熱し、熱処理食品を形成する工程と
からなる、熱処理食品中のアクリルアミドを低減する方法。
【請求項２】
前記植物性食品がさらに食品のスライスからなる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
コメ、コムギ、トウモロコシ、オオムギ、ダイズ、オートムギ、焙煎コーヒー豆および焙煎カカオ豆から選択される１つ以上の植物性食品をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記植物性食品がジャガイモからなる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程ｂ）における前記細胞壁の脆弱化が、前記植物性食品に相乗作用的有効量の超音波エネルギーを適用することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
工程ａ）における前記植物性食品がスライスした植物性食品からなり、かつ、さらに工程ｂ）とｃ）とが同時に行われる請求項５に記載の方法。
【請求項７】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項５に記載の方法。
【請求項９】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに１つ以上のｐＨ低下性の塩を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに少なくとも１つのｐＨ低下性の塩を含み、前記塩が、さらに約６未満のｐＫａ値を有するアニオン酸を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記アクリルアミド低減剤が、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、第一リン酸カルシウム、酢酸カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ステアロイル乳酸カルシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム六水和物、塩化アルミニウム、アンモニウムミョウバン、カリウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、グルコン酸第一鉄、フマル酸第一鉄、乳酸第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第二銅、グルコン酸第二銅、硫酸第二銅、グルコン酸亜鉛および硫酸亜鉛から選択される１つ以上の塩を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記アクリルアミド低減剤が、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンから選択される１つ以上の遊離アミノ酸を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記アクリルアミド低減剤がシステインを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記アクリルアミド低減剤が、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトールおよびカゼインから選択される１つ以上の遊離チオール化合物を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオンから選択される１つ以上の還元剤をさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
工程ｂ）における前記脆弱化が、さらに約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の高温の溶液中に前記植物性食品を浸漬する工程を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１７】
工程ｂ）における前記脆弱化が、前記植物性食品に有効量のマイクロ波エネルギーを適用する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記マイクロ波エネルギーを少なくとも３０秒間適用する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
工程ａ）における前記植物性食品が、スライスした植物性食品からなり、かつ、さらに工程ｂ）とｃ）とが同時に行われる請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
工程ｂ）における前記脆弱化がさらに差圧を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
工程ｂ）で前記マイクロ波エネルギーを適用した後、さらに浸漬工程を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに１つ以上のｐＨ低下性の塩を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに少なくとも１つのｐＨ低下性の塩を含み、前記塩が、さらに約６未満のｐＫａ値を有するアニオン酸を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記アクリルアミド低減剤が、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、第一リン酸カルシウム、酢酸カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ステアロイル乳酸カルシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム六水和物、塩化アルミニウム、アンモニウムミョウバン、カリウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、グルコン酸第一鉄、フマル酸第一鉄、乳酸第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第二銅、グルコン酸第二銅、硫酸第二銅、グルコン酸亜鉛および硫酸亜鉛から選択される１つ以上の塩を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記アクリルアミド低減剤が、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンから選択される１つ以上の遊離アミノ酸を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
前記アクリルアミド低減剤がシステインを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記アクリルアミド低減剤が、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトールおよびカゼインから選択される１つ以上の遊離チオール化合物を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項３０】
塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオンから選択される１つ以上の還元剤をさらに含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
工程ｂ）における前記脆弱化が、さらに約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の高温の溶液中に前記植物性食品を浸漬する工程を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項３２】
工程ｂ）における前記脆弱化が、前記植物性食品に差圧を適用する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記差圧を少なくとも１０秒間適用する請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記差圧がさらにパルス差圧を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
工程ａ）における前記植物性食品がスライスした植物性食品からなり、かつ、さらに工程ｂ）とｃ）とが同時に行われる請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
工程ｂ）で前記差圧を適用した後、さらに浸漬工程を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに１つ以上のｐＨ低下性の塩を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに少なくとも１つのｐＨ低下性の塩を含み、前記塩が、さらに約６未満のｐＫａ値を有するアニオン酸を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４１】
前記アクリルアミド低減剤が、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、第一リン酸カルシウム、酢酸カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ステアロイル乳酸カルシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム六水和物、塩化アルミニウム、アンモニウムミョウバン、カリウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、グルコン酸第一鉄、フマル酸第一鉄、乳酸第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第二銅、グルコン酸第二銅、硫酸第二銅、グルコン酸亜鉛および硫酸亜鉛から選択される１つ以上の塩を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４２】
前記アクリルアミド低減剤が、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンから選択される１つ以上の遊離アミノ酸を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４３】
前記アクリルアミド低減剤がシステインを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４４】
前記アクリルアミド低減剤が、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトールおよびカゼインから選択される１つ以上の遊離チオール化合物を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４５】
塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオンから選択される１つ以上の還元剤をさらに含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４６】
工程ｂ）における前記脆弱化が、さらに約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の高温の溶液中に前記植物性食品を浸漬する工程を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４７】
工程ｂ）における細胞壁の前記脆弱化が、前記植物性食品を石灰溶液に浸漬する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４８】
前記石灰溶液が約０．１重量％〜約２重量％の石灰を含む請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記浸漬を少なくとも３０秒間実施する請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記浸漬を約３０秒間〜約５分間実施する請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
工程ａ）における前記植物性食品がスライスした植物性食品からなり、かつ、さらに工程ｂ）とｃ）とが同時に行われる請求項４７に記載の方法。
【請求項５２】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
前記アクリルアミド低減剤が、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンから選択される１つ以上の遊離アミノ酸を含む請求項４７に記載の方法。
【請求項５５】
前記アクリルアミド低減剤がシステインを含む請求項４７に記載の方法。
【請求項５６】
前記アクリルアミド低減剤が、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトールおよびカゼインから選択される１つ以上の遊離チオール化合物を含む請求項４７に記載の方法。
【請求項５７】
塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオンから選択される１つ以上の還元剤をさらに含む請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記石灰溶液が約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６度（約１５０°Ｆ）の高温である請求項４７に記載の方法。
【請求項５９】
工程ｂ）における細胞壁の前記脆弱化が、細胞脆弱化酵素溶液中に前記植物性食品を浸漬する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６０】
前記細胞脆弱化酵素溶液が、セルラーゼ、エンドグルカナーゼ、エンド−１，４−β−グルカナーゼ、カルボキシメチルセルロース、エンド−１，４−β−Ｄ−グルカナーゼ、β−１，４−グルカナーゼ、β−１，４−エンドグルカンヒドロラーゼ、セルデキストリナーゼ、アビセラーゼ、キシラナーゼおよびヘミセルラーゼから選択される１つ以上の細胞脆弱化酵素を含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記浸漬を少なくとも３０秒間実施する請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
前記浸漬を約３０秒間〜約５分間実施する請求項５９に記載の方法。
【請求項６３】
工程ａ）における前記植物性食品がスライスした植物性食品からなり、かつ、さらに工程ｂ）とｃ）とが同時に行われる請求項５９に記載の方法。
【請求項６４】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６６】
前記アクリルアミド低減剤が、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンから選択される１つ以上の遊離アミノ酸を含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６７】
前記アクリルアミド低減剤がシステインを含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６８】
前記アクリルアミド低減剤が、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトールおよびカゼインから選択される１つ以上の遊離チオール化合物を含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６９】
塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオンから選択される１つ以上の還元剤をさらに含む請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記石灰溶液が約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の高温である請求項５９に記載の方法。
【請求項７１】
ａ）アスパラギンを含むデンプン性食品の細胞壁を脆弱化する工程と、
ｂ）前記デンプン性食品に第１のアスパラギン低減剤を添加して混合物を形成する工程とを含む、食品中のアスパラギン濃度を低下させる方法。
【請求項７２】
前記脆弱化工程が、約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の温度の溶液中に前記デンプン性食品を浸漬する工程を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記溶液が石灰を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７４】
前記脆弱化する工程が、前記デンプン性食品に有効出力量の超音波エネルギーを適用する工程を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
前記脆弱化する工程が、前記デンプン性食品に有効量のマイクロ波エネルギーを適用する工程を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７６】
前記脆弱化する工程が差圧を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７７】
前記差圧がパルス差圧を含む請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記第１のアスパラギン低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７９】
工程ｂ）における前記細胞壁の脆弱化が、超音波エネルギー、マイクロ波エネルギー、１つ以上の細胞脆弱化酵素、差圧およびパルス差圧から選択される１つ以上の細胞脆弱化機構を含む請求項７１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱処理した食品中のアクリルアミドの量を低減するための方法に関し、有意に低いレベルのアクリルアミドを有する食品の製造を可能にする。本発明は、より詳細にはａ）アスパラギンを有する食品の細胞壁を脆弱化すること、およびｂ）脆弱化した細胞壁に浸透する様々なアクリルアミド低減剤の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学物質のアクリルアミドは、水処理、原油回収増進、製紙、凝集剤、増粘剤、鉱石処理およびパーマネントプレス織物等の工業的用途において長年そのポリマー形態で使用されてきた。アクリルアミドは白色結晶性固体として沈殿し、無臭であり、水への溶解性が高い（３０℃で２１５５ｇ／Ｌ）。アクリルアミドの同義語は、２−プロペンアミド、エチレンカルボキサミド、アクリル酸アミド、ビニルアミドおよびプロペン酸アミドを含む。アクリルアミドは、７１．０８の分子量、８４．５℃の融点および２５ｍｍＨｇで１２５℃の沸点を有する。
【０００３】
つい最近、多種多様な食品がアクリルアミド単量体の存在について陽性であることが検証されている。アクリルアミドは特に、高温で加熱されるかまたは加工された炭水化物食品に主として見出されている。アクリルアミドについて陽性であると検証された食品の例には、コーヒー、シリアル、クッキー、ポテトチップ、クラッカー、フライドポテト、各種のパン及び肉のカツレツが挙げられる。一般に、加熱されたタンパク質が豊富な食品ではアクリルアミドの量は相対的に低いことが判明しているが、加熱されしていない食品及び煮られていない食品での検出不可能なレベルに比べて、炭水化物が豊富な食品では相対的に高い含量のアクリルアミドが見出されている。同様に加工された様々な食品に見出されるアクリルアミドの報告されているレベルには、ポテトチップでは３３０〜２，３００（μｇ／ｋｇ）の範囲、フライドポテトでは３００〜１１００（μｇ／ｋｇ）の範囲、コーンチップでは１２０〜１８０（μｇ／ｋｇ）の範囲が含まれており、検出できないレベルから種々の朝食シリアルにおける１４００（μｇ／ｋｇ）までのレベルにまで及ぶ。
【０００４】
現在、アクリルアミドはアミノ酸と還元糖の存在から形成されると考えられている。例えば、生の野菜に共通して見出されるアミノ酸である遊離アスパラギンと遊離還元糖との反応は、揚げた食品に見出されるアクリルアミドの大半を説明すると考えられている。アスパラギンは、生のジャガイモで見出される遊離型の総アミノ酸のおよそ４０％、高タンパク質ライムギで見出される遊離型の総アミノ酸の１８％、及び小麦で見出される遊離型の総アミノ酸の約１４％の割合を占める。
【０００５】
アスパラギン以外のアミノ酸からのアクリルアミドの形成も起こり得るが、それは未だ確実性をもって確認されていない。例えば、一部のアクリルアミドの形成は、前駆体としてのグルタミン、メチオニン、システイン及びアスパラギン酸の調査から報告されている。しかしながら、原料のアミノ酸においてアスパラギン不純物が存在し得るために、これらの知見を確認するのは難しい。それでもなお、アスパラギンは、アクリルアミドの形成に最も関わりのあるアミノ酸前駆体として同定されてきた。
【０００６】
食品中のアクリルアミドは、最近になって発見された事象なので、その正確な形成メカニズムは確認されていない。しかしながら今や、アクリルアミド形成の最も可能性の高い経路にはメイラード反応が関与すると考えられている。メイラード反応は、食品化学において食品加工で最も重要な化学反応の１つとして長く認識されており、食品の風味、色合い及び栄養価に影響を与えうる。メイラード反応は、熱、湿気、還元糖及びアミノ酸を必要とする。
【０００７】
メイラード反応には多数の中間体を伴う一連の複雑な反応が関与するが、一般に、３つの工程を含む反応として記載することができる。メイラード反応の第１の工程には、遊離アミノ基（遊離アミノ酸及び／またはタンパク質に由来する）と還元糖（例えば、グルコース）との結合によるアマドリ（Ａｍａｄｏｒｉ）またはヘインズ（Ｈｅｙｎｓ）の再構成生成物の形成が関与する。第２の工程には、デオキシオソン、分裂またはストレッカー分解が関与する、異なる代替経路を介したアマドリまたはヘインズの再構成生成物の分解が関与する。脱水、脱離、環化、分裂及び断片化を含む一連の複雑な反応は結果として風味のある中間体と風味のある化合物の蓄積を生じる。メイラード反応の第３の工程は、褐色の窒素を含むポリマー及びコポリマーの形成を特徴とする。アクリルアミド形成の可能性の高い経路としてメイラード反応を用いて、図１にアスパラギンとグルコースから出発するアクリルアミド形成の推測される経路を単純化して説明する。
【０００８】
アクリルアミドはヒトにとって有害であると断定されているわけではないが、食品におけるその存在は、特に高いレベルでは望ましくない。既に指摘したように、加熱または熱加工された食品で相対的に高濃度のアクリルアミドが見出されている。そのような食品におけるアクリルアミドの低減は、アクリルアミドを形成する前駆体を削減しまたは除去すること、食品の加工中にアクリルアミドの形成を阻害すること、食品中で形成されたアクリルアミドのモノマーを分解しまたは反応させること、あるいは消費に先立って食品からアクリルアミドを除去することによって達成され得る。当然のことながら、各食品は、上記の選択肢を達成するために特有の課題を提示する。例えば、一貫した小片にスライスされ調理される食品は、調理の際、食品に特有の性質を与える細胞構造を物理的に破壊することなく、種々の添加物と容易に混合されてはならない。同様に、特定の食品についてのそのほかの加工要件が、アクリルアミドの低減戦略を相容れないものまたは非常に難しいものにする可能性がある。
【０００９】
例証として、図２は、生のジャガイモから揚げたポテトチップを作る周知の従来技術の方法を説明している。約８０重量％以上の水を含有する生のジャガイモは、最初に剥皮工程２１に進む。生のジャガイモを剥皮した後、ジャガイモはスライス工程２２に移動する。スライス工程２２における各ジャガイモ薄片の厚さは、最終製品の所望の厚さに依存する。先行技術の例は、ジャガイモを厚さ約１．３ｍｍ（約０．０５３インチ）にスライスする工程を含む。次に、これらのスライス片は洗浄工程２３に移され、そこで各スライス上の表面デンプンを水で除去する。次いで洗浄したポテトスライスを調理工程２４に移す。この調理段階２４は、典型的には、前記スライスを例えば１７７℃の揚げ鍋で約２．５分間揚げる工程を含む。調理工程は一般にチップの水分レベルを２重量％未満に減少させる。例えば、典型的なポテトチップは約１．４重量％の水分で揚げ鍋から上げられる。次いで調理されたポテトチップを調味工程２５に移し、回転ドラムの中で調味を行う。最終的に、調味されたチップは包装工程２６に進む。この包装工程２６は、通常調味されたチップを一つ以上の重量測定器に送り、その後柔軟なパッケージに封入するために、チップを一つ以上の垂直型製袋包装機（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｆｏｒｍ，ｆｉｌｌ，ａｎｄ  ｓｅａｌ  ｍａｃｈｉｎｅ）に送る工程を含む。包装されると、製品は流通し、消費者によって購入される。
【００１０】
上述した多くのポテトチップの加工工程におけるわずかな調整が最終製品の特徴に有意の変化をもたらし得る。例えば洗浄工程２３で水中でのスライスの滞留時間を延長すると、完成製品にそのポテトの風味、色および食感を与える化合物のスライスからの浸出を生じさせ得る。調理工程２４での滞留時間延長または加熱温度上昇は、チップにおけるメイラード褐変レベルの上昇並びに水分含量低下をもたらし得る。油で揚げる前にポテトスライスに成分を包含させることが望ましい場合、チップの細胞構造を破壊せずにまたは有益な化合物をスライスから浸出させずに、添加した成分をスライスの内部に吸収させる機構を確立する必要があり得る。
【００１１】
最終製品中のアクリルアミドレベルを低下させるための特有の課題を提示する加熱食品の別の例として、スナック食品も生地から製造され得る。「加工スナック食品」という用語は、原材料および未変性のデンプン質出発材料以外のものをその出発成分として使用するスナック食品を意味する。例えば加工スナック食品は、脱水ポテト製品を出発材料として使用する加工ポテトチップおよびマサ粉を出発材料として用いるコーンチップを含む。脱水ポテト製品は、ポテト粉、ポテトフレーク、ポテト顆粒、またはその中に脱水ポテトが存在する他の形態であり得ることをここで言及する。これらの用語のいずれかが本出願において使用されるとき、これらの変形のすべてが包含されることが了解される。例として、限定ではなく、アクリルアミド低減剤を添加することができる「加工食品」の例は、トルティーヤチップ、コーンチップ、ポテトフレークおよび／または新鮮ポテトマッシュから作られたポテトチップ、マルチグレインチップ、トウモロコシパフ、コムギパフ、コメパフ、クラッカー、パン（ライムギ、コムギ、オートムギ、ジャガイモ、白粒穀物、全粒穀物および混合粉など）、ソフトおよびハードプレッツェル、ペストリー、クッキー、トースト、トウモロコシトルティーヤ、コムギトルティーヤ、ピタパン、クロワッサン、パイ皮、マフィン、ブラウニー、ケーキ、ベーグル、ドーナッツ、シリアル、押出スナック、グラノーラ製品、小麦粉、コーンミール、マサ、ポテトフレーク、ポレンタ、バッター（衣用生地）ミックスおよび生地製品、冷蔵および冷凍生地、再構成食品、加工冷凍食品、肉類および野菜用のパン粉、ハッシュブラウン、マッシュポテト、クレープ、パンケーキ、ワッフル、ピザ生地、ピーナッツバター、刻んで加工したナッツを含む食品、ゼリー、フィリング、潰した果物、茹でて潰した野菜、ビールおよびエールのようなアルコール飲料、ココア、ココア粉末、チョコレート、ホットチョコレート、チーズ、ドッグフードおよびキャットフードのような動物用食品、およびシーティングまたは押出に供され、もしくは生地または成分の混合物から作られる他の任意のヒトまたは動物用食品を含む。「加工食品」という用語の使用は、ここでは先に定義した加工スナック食品を包含する。「食品」という用語の使用は、ここでは先に定義したすべての加工スナック食品および加工食品を包含する。
【００１２】
図２を参照すると、加工ポテトチップは、剥皮工程２１、スライス工程２２または洗浄工程２３を必要としない。その代わりに、加工ポテトチップは、例えばポテトフレークから出発し、それを水および他の少量成分と混合して生地を形成する。次に、調理工程へ進む前に、この生地をシーティングし、切断する。調理工程は、揚げ工程または焼き工程を含み得る。その後チップを調味工程および包装工程へと進める。ポテト生地の混合は一般に、すべてではないがほとんどの加工食品に該当するように、他の成分の添加を容易にするのに役立つ。
【００１３】
逆に、ポテトスライスなどの未加工食品へのそのような成分の添加は、製品の細胞構造への成分の浸透を可能にする機構が存在することを必要とする。しかしながら、混合工程での任意の成分の添加は、その成分が生地のシーティング、押出または他の加工特性並びに最終チップの特徴に有害な影響を及ぼすかもしれないことを考慮して実施されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
加熱または熱処理食品の最終製品中のアクリルアミドのレベルを低減させる１つ以上の方法を開発することが望ましい。理想的には、そのような工程は、完成製品の品質および特徴に有害な影響を及ぼさずに最終製品中のアクリルアミドを実質的に低減または排除すべきである。さらに、前記方法は容易に実施できるべきであり、好ましくは全体的工程にほとんどまたは全くコストを追加すべきではない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
提示する本発明は、食品中のアクリルアミドの低減を含む。一つの態様では、この食品中のアクリルアミドの低減は、植物性食品の細胞壁を脆弱化する工程、およびアクリルアミド前駆体の破壊を促進するために細胞壁内の、アクリルアミドの前駆体であるアスパラギンをアスパラギン低減剤と接触させる工程によって達成される。例えば、超音波エネルギーによって脆弱化した細胞壁に浸透させるために、アスパラギンを加水分解する酵素、アスパラギナーゼを使用する。アスパラギナーゼはまた、アクリルアミド低減のために様々なアミノ酸、多価カチオンおよび遊離チオールと組み合わせて使用できる。細胞壁の脆弱化およびアスパラギン低減剤と細胞壁の接触は、連続的にまたは同時に実施できる。さらに、細胞脆弱化機構は単独でまたは組み合わせて使用できる。例えば細胞壁は、マイクロ波エネルギーおよびそれに続く差圧の適用によって脆弱化することができる。本発明の上記並びに追加的な特徴および利点は、以下に記述される詳細な説明によって明らかになる。
【００１６】
本発明に特有であると考えられる新規な特徴を添付の特許請求の範囲に示す。本発明自体は、しかしながら、その好ましい使用方法、さらなる目的および利点と共に、例示的実施形態の以下の詳細な説明を参照しながら添付の図面と合わせて読まれるとき、最もよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】アスパラギンおよびグルコースから出発するアクリルアミドの形成についての推測される経路を単純化して示す。
【図２】原料である生のジャガイモからフライドポテトチップを製造するための周知の先行技術による方法を示す。
【図３Ａ】本発明の２つの別個の実施形態に従って加工スナック食品を製造する方法を示す。
【図３Ｂ】本発明の２つの別個の実施形態に従って加工スナック食品を製造する方法を示す。
【図４】システインおよびリシンを添加した一連の試験において認められたアクリルアミドレベルをグラフで示す。
【図５】ＣａＣｌ２をリン酸またはクエン酸と組み合わせた一連の試験において認められたアクリルアミドレベルをグラフで示す。
【図６】ＣａＣｌ２とリン酸を、様々なレベルの還元糖を有するポテトフレークに添加した一連の試験において認められたアクリルアミドレベルをグラフで示す。
【図７】ＣａＣｌ２とリン酸をポテトフレークに添加した一連の試験において認められたアクリルアミドレベルをグラフで示す。
【図８】ＣａＣｌ２およびクエン酸をコーンチップ用の混合物に添加した一連の試験において認められたアクリルアミドレベルをグラフで示す。
【図９】システイン、塩化カルシウム、およびリン酸またはクエン酸のいずれかと共に加工したポテトチップにおいて認められたアクリルアミドレベルをグラフで示す。
【図１０】塩化カルシウムおよびリン酸をフレーク製造工程またはチップ加工工程のいずれかで添加したときポテトチップにおいて認められたアクリルアミドレベルをグラフで示す。
【図１１】ポテトチップ中のアクリルアミドレベルに対するアスパラギナーゼおよび緩衝化作用の影響をグラフで示す。
【図１２】ローズマリーを含む油中で揚げたポテトチップにおいて認められたアクリルアミドレベルをグラフで示す。
【図１３】遊離チオールを有するアクリルアミド低減剤への酸化剤または還元剤の添加の影響をグラフで示す。
【図１４】ｐＨを低下させる多価カチオンのアクリルアミドレベルに対する影響をグラフで示す。
【図１５】０．５Ｍリン酸緩衝液および０．５Ｍ酢酸緩衝液への塩化カルシウムまたは塩化ナトリウム添加のｐＨに対する影響をグラフで示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
熱処理食品におけるアクリルアミドの形成は、炭素源および窒素源を必要とする。炭素は炭水化物源によって提供され、窒素はタンパク質源またはアミノ酸源によって提供されるとの仮説が立てられる。イネ、コムギ、トウモロコシ、オオムギ、ダイズ、ジャガイモおよびオートムギのような多くの植物由来食品成分がアスパラギンを含み、主としてごく少量のアミノ酸成分を有する炭水化物である。典型的には、そのような食品成分は、アスパラギンに加えて他のアミノ酸を含む、小さなアミノ酸プールを有する。
【００１９】
「熱処理された」とは、食品成分の混合物のような、食品の成分が少なくとも８０℃の温度で加熱された、食品または食品成分を意味する。好ましくは、食品または食品成分の熱処理は約１００℃〜２０５℃の温度で実施される。食品成分は、最終食品の形成の前に別々に高温で処理され得る。加熱処理された食品成分の一例は、ジャガイモを１７０℃の高温に曝露する工程で原料ジャガイモから形成されるポテトフレークである。（「ポテトフレーク」、「ポテト顆粒」および「ポテト粉」という用語はここでは交換可能に使用され、ジャガイモ由来の任意の乾燥製品を表すことが意図されている。）他の熱処理食品成分の例は、加工オートムギ、半ゆでのコメおよび乾燥したコメ、調理済大豆製品、コーンマサ、焙煎コーヒー豆および焙煎カカオ豆を含む。あるいは、最終食品の製造が加熱工程を含む場合は、未加工食品成分が最終食品の製造において使用できる。最終食品が加熱工程から生じる原材料加工の一例は、約１００℃〜約２０５℃の温度で揚げる工程による原料ジャガイモスライスからのポテトチップの製造、または同様の温度で揚げるフライドポテトの製造である。ここで言及するとき、加熱処理食品は、限定ではなく例として、加工スナック食品および加工食品の例として先に列挙した食品すべて、並びにフライドポテト、ヤムフライ、他の塊茎または根菜材料、調理済アスパラガス、タマネギおよびトマトを含む調理済野菜、コーヒー豆、カカオ豆、調理肉、乾燥果実および野菜、加熱処理動物飼料、タバコ、茶、ローストナッツまたは調理ナッツ、大豆、糖蜜、バーベキューソースのようなソース、プランテンチップ、リンゴチップ、フライドバナナ、および他の調理果実を含む。
【００２０】
しかしながら、本発明に従ってアミノ酸アスパラギンを還元糖の存在下で加熱したとき、アクリルアミドの有意の形成が起こることが認められた。グルコースのような還元糖の存在下でのリシンおよびアラニンのような他のアミノ酸の加熱はアクリルアミドの形成を導かない。しかし、驚くべきことに、アスパラギン−糖混合物に他のアミノ酸を添加すると、形成されるアクリルアミドの量を増加または減少させることができる。
【００２１】
アスパラギンを還元糖の存在下で加熱したときアクリルアミドの迅速な形成が確認されたので、熱処理食品中のアクリルアミドの低減はアスパラギンを不活性化することによって達成できる。「不活性化する」とは、食品からアスパラギンを除去すること、またはアスパラギンからのアクリルアミドの形成を妨げる別の化学物質に変換するまたは別の化学物質に結合することにより、アクリルアミド形成経路に沿ってアスパラギンを非反応性にすることを意味する。
【００２２】
Ｉ．アクリルアミド形成に対するシステイン、リシン、グルタミンおよびグリシンの作用
アスパラギンはグルコースと反応してアクリルアミドを形成するので、他の遊離アミノ酸の濃度を上昇させることはグルコースとアスパラギンの間の反応に影響を及ぼし、アクリルアミド形成を低減し得る。この実験のために、アスパラギン（０．１７６％）およびグルコース（０．４％）の溶液をｐＨ７．０のリン酸ナトリウム緩衝液中で調製した。４つの他のアミノ酸、グリシン（ＧＬＹ）、リシン（ＬＹＳ）、グルタミン（ＧＬＮ）およびシステイン（ＣＹＳ）を、モルベースでグルコースと同じ濃度で添加した。実験計画は、複製なしの完全実施要因計画法であり、添加アミノ酸のすべての可能な組み合わせを試験した。溶液を１２０℃で４０分間加熱した後、アクリルアミドを測定した。以下の表１は濃度と結果を示す。
【００２３】
【表１】
2010525790.tif 000003
上記の表に示すように、他のアミノ酸を含まないグルコースとアスパラギンは、１６７９ｐｐｂのアクリルアミドを形成した。添加したアミノ酸は３種類の作用を及ぼした。
【００２４】
１）システインはアクリルアミド形成をほぼ排除した。システインによるすべての処理が２５ｐｐｂ未満のアクリルアミドを有していた（９８％の低減）。
２）リシンおよびグリシンはアクリルアミド形成を低減したが、その程度はシステインに及ばなかった。グルタミンおよびシステインを含まないリシンおよび／またはグリシンでのすべての処理は、２２０ｐｐｂ未満のアクリルアミドを有していた（８５％の低減）。
【００２５】
３）驚くべきことに、グルタミンはアクリルアミド形成を５３７８ｐｐｂに増大させた（２００％増加）。グルタミンプラスシステインはアクリルアミドを形成しなかった。グルタミンへのグリシンおよびリシンの添加はアクリルアミド形成を低減した。
【００２６】
これらの試験は、アクリルアミド形成を低減する上でのシステイン、リシンおよびグリシンの有効性を明らかにする。しかし、グルタミンの結果は、必ずしもすべてのアミノ酸がアクリルアミド形成を低減する上で有効ではないことを示す。単独ではアクリルアミドの形成を促進し得るアミノ酸（グルタミンのような）とシステイン、リシンまたはグリシンとの組合せは、同様にアクリルアミド形成を低減することができる。
【００２７】
ＩＩ．種々の濃度および温度でのシステイン、リシン、グルタミンおよびメチオニンの作用
上記で報告したように、グルコースと同じ濃度で添加したときシステインおよびリシンはアクリルアミドを低減した。以下の疑問に答えるために追加実験を計画した。
【００２８】
１）より低濃度のシステイン、リシン、グルタミンおよびメチオニンはアクリルアミド形成に影響を及ぼすか。
２）溶液を１２０℃および１５０℃に加熱したとき添加したシステインおよびリシンの作用は同じであるか。
【００２９】
アスパラギン（０．１７６％）およびグルコース（０．４％）の溶液をｐＨ７．０のリン酸ナトリウム緩衝液中で調製した。２つの濃度のアミノ酸（システイン（ＣＹＳ）、リシン（ＬＹＳ）、グルタミン（ＧＬＮ）またはメチオニン（ＭＥＴ））を添加した。２つの濃度は、グルコース１モルにつきアミノ酸０．２および１．０モルであった。半数の試験では、溶液２ｍｌを１２０℃で４０分間加熱した。残りの半数では、２ｍｌを１５０℃で１５分間加熱した。加熱後、アクリルアミドをＧＣ−ＭＳによって測定し、結果を表２に示している。対照は、添加アミノ酸を含まないアスパラギンおよびグルコース溶液であった。
【００３０】
【表２】
2010525790.tif 000004
システインおよびリシンに関する試験において、対照は、１２０℃で４０分後に１３３２ｐｐｂのアクリルアミドを形成し、１５０℃で１５分後に３１２７ｐｐｂのアクリルアミドを形成した。システインおよびリシンは１２０℃と１５０℃でアクリルアミド形成を低減し、アクリルアミドの低減は添加したシステインまたはリシンの濃度に概ね比例した。
【００３１】
グルタミンおよびメチオニンに関する試験では、対照は、１２０℃で４０分後に１９５３ｐｐｂのアクリルアミドを形成し、１５０℃で１５分後に３８６６ｐｐｂのアクリルアミドを形成した。グルタミンは１２０℃と１５０℃でアクリルアミド形成を増加させた。０．２モル／モル・グルコースのメチオニンはアクリルアミド形成に影響を及ぼさなかった。１．０モル／モル・グルコースのメチオニンは、アクリルアミド形成を５０％未満だけ低減した。
【００３２】
ＩＩＩ．グルコースおよびアスパラギン溶液中のアクリルアミド形成に対する１９アミノ酸の作用
アクリルアミド形成に対する４つのアミノ酸（リシン、システイン、メチオニンおよびグルタミン）の作用を上記で述べた。１５の追加アミノ酸を試験した。アスパラギン（０．１７６％）およびグルコース（０．４％）の溶液をｐＨ７．０のリン酸ナトリウム緩衝液中で調製した。１５のアミノ酸をモルベースでグルコースと同じ濃度で添加した。対照は、他のアミノ酸を含まないアスパラギンおよびグルコース溶液であった。溶液を１２０℃で４０分間加熱した後、ＧＣ−ＭＳによってアクリルアミドを測定した。結果を以下の表３に示す。
【００３３】
【表３】
2010525790.tif 000005
上記の表からわかるように、１５の追加アミノ酸のいずれもが、アクリルアミド形成を低減する上でシステイン、リシンまたはグリシンほど有効ではなかった。追加アミノ酸のうちの９はアクリルアミドを対照の２２−７８％のレベルに低減し、６アミノ酸はアクリルアミドを対照の１１１〜１５０％のレベルに上昇させた。
【００３４】
以下の表４は、すべてのアミノ酸についての結果を要約したものであり、アミノ酸をそれらの有効性の順に列記している。システイン、リシンおよびグリシンは有効な阻害剤であり、形成されたアクリルアミドの量は対照において形成されたものの１５％未満であった。その次の９アミノ酸はより低い有効性の阻害剤であり、総アクリルアミド形成は対照において形成されたものの２２〜７８％であった。次の７つのアミノ酸はアクリルアミドを増加させた。グルタミンはアクリルアミドの最大増加を生じさせ、対照の３２０％を示した。
【００３５】
【表４】
2010525790.tif 000006
ＩＶ．添加Ｌ−システイン７５０ｐｐｍを含むポテトフレーク
試験ポテトフレークを、Ｌ−システイン７５０ｐｐｍ（１００万分の１）を添加して製造した。対照ポテトフレークは添加Ｌ−システインを含まなかった。ポテトフレーク３ｇをガラスバイアルに計量した。しっかりと蓋を閉めた後、バイアルを１２０℃で１５分間または４０分間加熱した。アクリルアミドを１０億分の１（ｐｐｂ）のＧＣ−ＭＳによって測定した。
【００３６】
【表５】
2010525790.tif 000007
Ｖ．焼いた加工ポテトチップ
上記の結果を考慮して、システインまたはリシンを加工スナック食品、この場合は焼いた加工ポテトチップについての処方組成に添加した、本発明の好ましい実施形態を開発した。この製品を製造するための工程を図３Ａに示す。生地製造工程３０では、ポテトフレーク、水および他の成分を組み合わせて生地を形成する。（「ポテトフレーク」、「ポテト顆粒」および「ポテト粉」という用語はここでは交換可能に使用され、全部が、粒径にかかわらず、すべての乾燥フレークまたは粉末調製品を包含することが意図されている。）シーティング工程３１では、生地を平らにするシーターに生地を通し、その後個別の小片に切断する。調理工程３２では、切断された小片を、それらが規定された色および含水量に達するまで焼く。生じたチップを、次に、調味工程３３において調味し、包装工程３４でパッケージに入れる。
【００３７】
本発明の第１の実施形態は、上述した工程の使用によって明らかになる。この実施形態を説明するため、対照と、３つの濃度のシステインのいずれかまたは１つの濃度のリシンを添加した試験バッチの間で比較を行う。
【００３８】
【表６】
2010525790.tif 000008
すべてのバッチにおいて、初めに乾燥成分を一緒に混合し、次に各々の乾燥混合物に油を添加して、混合した。システインまたはリシンを水に溶解した後、生地に添加した。シーティングの前の生地の水分レベルは４０重量％−４５重量％であった。生地をシーｔィングして０．５〜０．８ｍｍ（０．０２０〜０．０３０インチ）の厚さにし、チップの大きさの小片に切断して焼いた。
【００３９】
調理後、含水量、油およびハンターＬ−Ａ−Ｂスケールに従って色に関して試験を実施した。最終製品中のアクリルアミドレベルを得るために試料を試験した。上記表６はこれらの分析の結果を示す。
【００４０】
対照チップでは、最終調理後のアクリルアミドレベルは１０３０ｐｐｂであった。試験したすべての濃度のシステインおよびリシンの添加は、どちらも最終アクリルアミドレベルを有意に低減した。図４は、生じたアクリルアミドレベルをグラフの形態で示す。この図では、各々の試料中で検出されたアクリルアミドのレベルを陰影付きの棒４０２によって示している。各々の棒は、すぐ下に適合する試験を示すラベルを有し、図面の左側のアクリルアミドについての目盛りに対応している。また各々の試験に関して、単一点４０４として認められる製造されたチップの水分レベルも示されている。これらの点４０４についての値は、図面に右側に示されている含水量のパーセンテージについての目盛りに対応している。直線４０６は、より見やすいように個々の点４０４を結んでいる。アクリルアミドレベルに対する低水分量の顕著な作用の故に、アクリルアミド低減剤の活性を適切に評価するためには水分レベルに注目することが重要である。ここで使用するとき、アクリルアミド低減剤は、低減剤を添加しなかった同じ最終製品と比較して、熱処理食品の最終製品中のアクリルアミド含量を低減する添加物である。
【００４１】
生地にシステインまたはリシンを添加することは、最終製品中に存在するアクリルアミドのレベルを有意に低下させる。システイン試料は、アクリルアミドのレベルが添加したシステインの量と概ね正比例して低下することを示す。しかし、製造工程へのアミノ酸の添加から生じる最終製品の特徴（色、味および食感など）への付随的作用に配慮しなければならない。
【００４２】
添加されたシステイン、リシンおよび前記２つのアミノ酸の各々とＣａＣｌ２との組合せを使用して、追加試験も実施した。これらの試験は上記試験で述べたものと同じ手順を用いたが、様々なレベルの還元糖および様々な量の添加アミノ酸とＣａＣｌ２を有するポテトフレークを使用した。以下の表７において、ポテトフレークのロット１は０．８１％の還元糖を有し（表のこの部分は上記で示した試験からの結果を再現している）、ロット２は１．０％、およびロット３は１．８％の還元糖を有していた。
【００４３】
【表７】
2010525790.tif 000009
この表中のデータによって示されるように、システインまたはリシンの添加は、試験した還元糖の各々のレベルでアクリルアミドレベルの有意の改善をもたらす。塩化カルシウムとリシンの組合せは、この試験が還元糖の最高レベルで実施されたという事実にもかかわらず、生成されるアクリルアミドのほぼ完全な排除をもたらした。
【００４４】
Ｖ．スライスして揚げたポテトチップでの試験
同様の結果が、ポテトスライスから作製したポテトチップに関して達成できる。しかし、上記で説明した実施形態のように、所望アミノ酸を単純にポテトスライスと混合することはできない。これはスライスの完全性を破壊するからである。一つの実施形態では、ポテトスライスを所望アミノ酸添加物を含む水溶液中に、アミノ酸がポテトスライスの細胞構造内に移動するのに十分な時間液浸する。これは、例えば図２に示す洗浄工程２３の間に実施できる。
【００４５】
以下の表８は、１重量％のシステインを上記図２の工程２３で述べた水処理に添加した結果を示す。すべての洗浄は指示されている時間室温で実施した。対照処理は水に何も添加しなかった。チップは、１７８℃の綿実油中で指示されている時間揚げた。
【００４６】
【表８】
2010525790.tif 000010
この表に示すように、１重量％の濃度のシステインを含む水溶液中に厚さ１．３ｍｍ（０．０５３インチ）のポテトスライスを１５分間液浸すると、最終製品のアクリルアミドレベルを約１００〜２００ｐｐｂ低減するのに十分である。
【００４７】
本発明はまた、トルティーヤチップのためのトウモロコシ生地（またはコーンマサ）にシステインを添加することによっても証明された。システインが製粉の間に生成されるマサ中に均一に分布するように、溶解したＬ−システインを製粉工程の間に調理済トウモロコシに添加した。Ｌ−システイン６００ｐｐｍの添加は、アクリルアミドを対照製品中の１９０ｐｐｂからＬ−システイン処理製品での７５ｐｐｂに低減した。
【００４８】
どのような数のアミノ酸も、食品の色、味および食感に対する変化のような添加成分の付随的作用に関する調整が行われる限り、ここで開示する本発明に関して使用できる。示されている実施例はすべてα−アミノ酸（−ＮＨ２基がα−炭素原子に結合している）を使用しているが、β−またはγ−アミノ酸などの他の異性体も使用できると予想される。ただしβ−およびγ−アミノ酸は食品添加物として一般的に使用されていない。本発明の好ましい実施形態は、システイン、リシンおよび／またはグリシンを使用する。しかし、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンなどの他のアミノ酸も使用し得る。そのようなアミノ酸、特にシステイン、リシンおよびグリシンは比較的安価であり、一部の食品において食品添加物として一般的に使用されている。これらの好ましいアミノ酸は、最終食品中のアクリルアミドの量を低減するために単独でまたは組み合わせて使用できる。さらに、アミノ酸は、市販のアミノ酸を最終製品の出発材料に添加すること、または高濃度レベルの遊離アミノ酸を含む別の食品成分を添加することによって、加熱の前に食品に添加することができる。例えばカゼインは遊離リシンを含み、ゼラチンは遊離グリシンを含む。それ故、アミノ酸を食品処方に添加することが指示されるとき、アミノ酸は、市販のアミノ酸としてまたは食品中のアスパラギンの天然に生じるレベルよりも高い遊離アミノ酸の濃度を有する食品として添加され得ることが了解される。
【００４９】
アクリルアミドレベルを許容レベルまで低減するために食品に添加すべきアミノ酸の量は、いくつかの方法で表すことができる。商業的に許容されるためには、添加されるアミノ酸の量は、処理されていない製品と比較してアクリルアミド生成の最終レベルを少なくとも２０％低減するのに十分であるべきである。より好ましくは、アクリルアミド生成のレベルは３５〜９５％の範囲の量だけ低減されるべきである。さらに一層好ましくは、アクリルアミド生成のレベルは５０〜９５％の範囲の量だけ低減されるべきである。システインを使用した好ましい実施形態において、少なくとも１００ｐｐｍの添加がアクリルアミドを低減する上で有効であり得ると判定された。しかし、システイン添加の好ましい範囲は１００ｐｐｍ〜１０，０００ｐｐｍであり、最も好ましい範囲は約１，０００ｐｐｍの量である。リシンおよびグリシンのような他の有効アミノ酸を使用する実施形態では、添加アミノ酸対製品中に存在する還元糖のモル比に関して、アミノ酸少なくとも０．１モル対還元糖１モル（０．１：１）がアクリルアミド形成を低減する上で有効であることが認められた。より好ましくは、添加アミノ酸対還元糖のモル比は０．１：１〜２：１であるべきであり、最も好ましい比率は約１：１である。
【００５０】
選択アミノ酸が検出されるアクリルアミドの量を低減する機構は現在のところ不明である。考えられる機構は、より少ないアクリルアミドを生成することになる、反応物についての競合と前駆体の希釈、およびアクリルアミドを分解するアクリルアミドとの反応機構を含む。考えられる機構は、（１）メイラード反応の阻害、（２）グルコースおよび他の還元糖の消費、および（３）アクリルアミドとの反応を含む。システインは、遊離チオール基により、メイラード反応の阻害剤として働く。アクリルアミドはメイラード反応によってアスパラギンから形成されると考えられているので、システインはメイラード反応の割合とアクリルアミド形成を低減するはずである。リシンおよびグリシンは、グルコースおよび他の還元糖と速やかに反応する。グルコースがリシンとグリシンによって消費されれば、アスパラギンと反応してアクリルアミドを形成するためのグルコースがより少なくなる。アミノ酸のアミノ基は、マイケル付加によってアクリルアミドの二重結合と反応することができる。システインの遊離チオールもアクリルアミドの二重結合と反応することができる。
【００５１】
色、味および食感の変化のような、最終製品の特徴の有害な変化がアミノ酸の添加によって生じ得ることは了解されるべきである。本発明に従った製品の特徴のこれらの変化は様々な他の手段によって相殺され得る。例えばポテトチップの色特徴は、出発物質中の糖の量を制御することによって調整できる。一部の風味特徴は、完成製品への様々な着香料の添加によって変化させ得る。製品の物理的食感は、例えば膨張剤または様々な乳化剤の添加によって調整できる。
【００５２】
ＶＩＩ．アクリルアミド形成に対する二価および三価カチオンの作用
本発明のもう一つの実施形態は、スナック食品の調理または熱処理の前に、スナック食品の組成処方への二価または三価カチオンの添加によってアクリルアミドの生成を低減する工程を含む。化学者は、カチオンが孤立して存在することはなく、同じ原子価を有するアニオンの存在下で認められることを理解する。二価または三価カチオンを含む塩がここで言及されるが、アスパラギンの水への溶解度を低下させることによってアクリルアミド形成の低減を提供すると考えられるのは、塩の中に存在するカチオンである。これらのカチオンは、ここではまた、少なくとも２の原子価を有するカチオンとも称される。興味深いことに、１原子価のカチオンは本発明に関する使用において有効ではない。アニオンと組み合わせて少なくとも２の原子価を有するカチオンを含む適切な化合物を選択するとき、関連する因子は、水溶解度、食品の安全性、および特定食品の特徴に対する最小の変化である。ここでは個々の塩としてのみ論じるが、様々な塩の組合せが使用できる。
【００５３】
化学者は、原子価を、他の元素と結合するその能力の測定値として論じる。詳細には、二価原子は他の原子と共に２つのイオン結合を形成する能力を有し、三価原子は他の原子と３つのイオン結合を形成することができる。カチオンは、正に荷電したイオン、すなわち正電荷を与える、１つ以上の電子を失った原子である。そこで、二価または三価カチオンは、それぞれ２または３のイオン結合を可能にする正に荷電したイオンである。
【００５４】
アクリルアミド形成に対する二価または三価カチオンの作用を試験するために簡単なモデル系が使用できる。１：１のモル比のアスパラギンとグルコースを加熱するとアクリルアミドを生成することができる。塩を添加した場合と添加しない場合のアクリルアミド含量の定量的比較は、アクリルアミド形成を促進するまたは阻害する塩の能力を測定する。２つの試料調製および加熱方法を使用した。１つの方法は、乾燥成分を混合する工程、等量の水を添加する工程、およびゆるく蓋をしたバイアル中で加熱する工程を含んだ。加熱の間に水分の大半が消失したため試薬が濃縮し、調理条件を再現した。濃厚なシロップまたはタールが生成され、アクリルアミドの回収を困難にすることがある。これらの試験を以下の実施例１および２に示す。
【００５５】
圧力容器を用いる第２の方法は、より制御された実験を可能にした。試験成分の溶液を混合し、加圧下で加熱した。試験成分は食品中に認められる濃度で添加することができ、緩衝液は一般の食品のｐＨを再現することができる。これらの試験では、以下の実施例３に示すように、水分は消失せず、アクリルアミドの回収を容易にした。
【００５６】
ＶＩＩＩ．二価、三価カチオンはアクリルアミドを低減するが、一価カチオンは低減しない
実施例１として、Ｌ−アスパラギン一水和物（０．１５ｇ、１ｍｍｏｌ）、グルコース（０．２ｇ、１ｍｍｏｌ）および水（０．４ｍＬ）を含む２０ｍＬ（ミリリットル）ガラスバイアルをアルミニウム箔で覆い、２０℃／分で４０℃から２２０℃まで加熱し、２分間２２０℃に保持して、２０℃／分で２２０℃から４０℃に冷却するようにプログラムしたガスクロマトグラフィー（ＧＣ）オーブンにおいて加熱した。残留物を水で抽出し、ガスクロマトグラフィー質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いてアクリルアミドに関して分析した。分析は約１０，０００ｐｐｂ（１０億分の１）のアクリルアミドを検出した。Ｌ−アスパラギン一水和物（０．１３ｇ、１ｍｍｏｌ）、グルコース（０．２ｇ、１ｍｍｏｌ）、無水塩化カルシウム（０．１ｇ、１ｍｍｏｌ）および水（０．４ｍＬ）を含む２つの追加バイアルを加熱し、分析した。分析は、９９％以上の低減である、７および３０ｐｐｂアクリルアミドを検出した。
【００５７】
カルシウム塩がアクリルアミド形成を強力に低減したという驚くべき結果を考慮して、塩のさらなるスクリーニングを実施し、二価および三価カチオン（マグネシウム、アルミニウム）が同様の効果を生じると同定した。一価カチオン、すなわち重炭酸ナトリウムおよび炭酸アンモニウム０．１／０．２ｇ（カルバミン酸アンモニウムおよび重炭酸アンモニウムとして）に関する同様の実験が、以下の表９に見られるように、アクリルアミド形成を増大させたことは注目される。
【００５８】
【表９】
2010525790.tif 000011
ＩＸ．塩化カルシウムおよび塩化マグネシウム
実施例２として、上述したものと同様の試験を実施したが、無水塩化カルシウムを使用する代わりに、塩化カルシウムおよび塩化マグネシウムの各々２つの異なる希釈を使用した。Ｌ−アスパラギン一水和物（０．１５ｇ、１ｍｍｏｌ）とグルコース（０．２ｇ、１ｍｍｏｌ）を含むバイアルを以下の１つと混合した。
【００５９】
水０．５ｍＬ（対照）、
１０％塩化カルシウム溶液０．５ｍＬ（０．０５ｍｍｏｌ）、
１０％塩化カルシウム溶液０．０５ｍＬ（０．０５ｍｍｏｌ）プラス水０．４５ｍＬ、
１０％塩化マグネシウム溶液０．５ｍＬ（０．０５ｍｍｏｌ）、または
１０％塩化マグネシウム溶液０．０５ｍＬ（０．０５ｍｍｏｌ）プラス水０．４５ｍＬ。
【００６０】
二重の試料を加熱し、実施例１で述べたように分析した。結果を平均し、以下の表１０に要約した。
【００６１】
【表１０】
2010525790.tif 000012
Ｘ．ｐＨおよび緩衝化の作用
上述したように、この実施例３の試験は容器からの水分の喪失を含まなかったが、加圧下で実施した。緩衝保存溶液２ｍＬ(１５ｍＭアスパラギン、１５ｍＭグルコース、５００ｍＭリン酸塩または酢酸塩)および塩溶液０．１ｍＬ（１０００ｍＭ）を含むバイアルを、２０℃／分で４０℃から１５０℃まで加熱し、２分間１５０℃に保持するようにプログラムしたガスクロマトグラフィーオーブンに入れたパール・ボンベで加熱した。ボンベをオーブンから取り出し、１０分間冷却した。内容物を水で抽出し、ＧＣ−ＭＳ法に従ってアクリルアミドに関して分析した。ｐＨと緩衝液の各々の組合せについて、３つの異なる塩を添加し、また対照は塩を添加せずに実施した。二重の試験の結果を平均し、以下の表１１に要約した。
【００６２】
【表１１】
2010525790.tif 000013
使用した３つの塩にわたって、最大の低減はｐＨ７の酢酸塩とｐＨ５．５のリン酸塩で生じた。ｐＨ５．５の酢酸塩とｐＨ７のリン酸塩ではわずかな低減だけが認められた。
【００６３】
ＸＩ．塩化カルシウムの上昇はアクリルアミドを低下させる
モデル系の結果に従って、加熱前にポテトフレークに塩化カルシウムを添加する小規模な実験室試験を実施した。０．４％、２％または１０％塩化カルシウム溶液３ｍｌをポテトフレーク３ｇに添加した。対照は、脱イオン水３ｍｌと混合したポテトフレーク３ｇであった。フレークを混合して比較的均一なペーストを形成し、その後、密封したガラスバイアル中１２０℃で４０分間加熱した。加熱後のアクリルアミドをＧＣ−ＭＳによって測定した。加熱前に、対照ポテトフレークは４６ｐｐｂのアクリルアミドを含んだ。結果を以下の表１２に示す。
【００６４】
【表１２】
2010525790.tif 000014
上記からの結果を考慮して、カルシウム塩を加工スナック食品、この場合は焼いた加工ポテトチップについての処方組成に添加する試験を実施した。焼いた加工ポテトチップを作製するための工程は、図３Ｂに示されている工程からなる。生地調製工程３５は、ポテトフレークを水、カチオン／アニオン対（この場合は塩化カルシウム）および他の少量成分と組み合わせ、それらを十分に混合して生地を形成する。（やはり、「ポテトフレーク」という用語は、ここでは、粒径にかかわらず、すべての乾燥ポテトフレーク、顆粒または粉末調製品を包含することが意図されている。）シーティング／切断工程３６では、生地を平らにするシーターに生地を通し、その後個別の小片に切断する。調理工程３７では、形成された小片を規定された色および含水量に調理する。生じたチップを、次に、調味工程３８において調味し、包装工程３９で包装する。
【００６５】
第１の試験では、加工ポテトチップのバッチを２つ作製し、表１３に示す調理法に従って調理した。バッチ間の相違は、試験バッチが塩化カルシウムを含むことのみであった。両方のバッチにおいて、最初に乾燥成分を一緒に混合し、次に各々の乾燥混合物に油を添加して、混合した。塩化カルシウムを水に溶解した後、生地に添加した。シーティングの前の生地の水分レベルは４０重量％〜４５重量％であった。生地をシーティングして０．５〜０．８ｍｍ（０．０２０〜０．０３０インチ）の厚さにし、チップの大きさの小片に切断して焼いた。
【００６６】
調理後、含水量、油およびハンターＬ−ａ−ｂスケールに従って色に関して試験を実施した。最終製品中のアクリルアミドレベルを得るために試料を試験した。以下の表１３はこれらの分析の結果を示す。
【００６７】
【表１３】
2010525790.tif 000015
これらの結果が示すように、塩化カルシウム対ポテトフレークが重量比でおよそ１：１２５の割合で生地に塩化カルシウムを添加すると、最終製品中に存在するアクリルアミドのレベルを有意に低減し、最終的なアクリルアミドレベルを１０３０ｐｐｂから１６０ｐｐｂに低下させる。加えて、最終製品中の油と水のパーセンテージは塩化カルシウムの添加によって影響を受けなかったと思われる。しかし、留意すべき点として、ＣａＣｌ２は、使用される量に依存して、製品の味、食感および色の変化を生じさせ得る。
【００６８】
アクリルアミドの低減のために食品に添加される二価または三価カチオンのレベルは、多くの方法で表すことができる。商業的に許容されるためには、添加されるカチオンの量は、アクリルアミド生成の最終レベルを少なくとも２０％低減するのに十分であるべきである。より好ましくは、アクリルアミド生成のレベルは３５〜９５％の範囲の量だけ低減されるべきである。さらに一層好ましくは、アクリルアミド生成のレベルは５０〜９５％の範囲の量だけ低減されるべきである。これを異なる方法で表すために、添加すべき二価または三価カチオンの量は、食品中に存在する遊離アスパラギンのモル数に対するカチオンのモル数の比率として与えることができる。二価または三価カチオンのモル数対遊離アスパラギンのモル数の比率は、少なくとも１：５であるべきである。より好ましくは、比率は少なくとも１：３であり、さらにより好ましくは１：２である。現在好ましい実施形態では、カチオンのモル数対アスパラギンのモル数の比率は約１：２〜１：１である。カルシウムよりも製品の味への影響が少ないマグネシウムの場合は、カチオン対アスパラギンのモル比は約２：１の高さであり得る。
【００６９】
上述したものと同じ手順を使用して、しかし異なるレベルの還元糖を含み、様々な量の塩化カルシウムを添加した異なるロットのポテトフレークに関して、追加試験を実施した。以下の表１４において、０．８％の還元糖を有するチップは上記で示した試験を再現する。
【００７０】
【表１４】
2010525790.tif 000016
この表からわかるように、ＣａＣｌ２の添加は、添加したＣａＣｌ２対ポテトフレークの重量比が１：２５０以下であるときにも、一貫して最終製品中のアクリルアミドのレベルを低減する。
【００７１】
二価または三価カチオンを形成する（言い換えると、少なくとも２の原子価を有するカチオンを生じる）いくつもの塩が、この追加成分の付随的作用に関する調整が行われる限り、ここで開示する本発明に関して使用できる。アクリルアミドレベルを低下させる作用は、対をなすアニオンではなく、二価または三価カチオンに由来すると思われる。原子価以外のカチオン／アニオン対に対する制限は、安全性、溶解度、および味、におい、外観および食感などの、食品におけるそれらの許容性に関連する。例えばカチオンの有効性はその溶解度に直接関連し得る。酢酸塩または塩化物アニオンを含む塩のような、高度溶解性の塩が最も好ましい添加物である。炭酸塩または水酸化物アニオンを含む塩のようなより溶解度の低い塩は、リン酸またはクエン酸の添加によって若しくはデンプン性食品の細胞構造を破壊することによってより溶解性を増すことができる。提案されるカチオンは、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、銅および亜鉛を含む。これらのカチオンの適切な塩は、塩化カルシウム、クエン酸カルシウム、乳酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、リン酸カルシウム、酢酸カルシウム、ＥＤＴＡカルシウムナトリウム、グリセロリン酸カルシウム、水酸化カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、酸化カルシウム、プロピオン酸カルシウム、炭酸カルシウム、ステアロイル乳酸カルシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム六水和物、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、アンモニウムミョウバン、カリウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、グルコン酸第一鉄、クエン酸鉄アンモニウム、ピロリン酸第二鉄、フマル酸第一鉄、乳酸第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第二銅、グルコン酸第二銅、硫酸第二銅、グルコン酸亜鉛、酸化亜鉛および硫酸亜鉛を含む。本発明の現在好ましい実施形態は塩化カルシウムを使用するが、必要条件は、適切なカチオンの１つ以上の塩の組合せによって最も良好に満たされ得ると考えられる。カルシウム塩、特に塩化カルシウムのような多くの塩が、比較的安価であり、ある種の食品に関して一般的に使用される。塩化カルシウムはクエン酸カルシウムと組み合わせて使用でき、それによってＣａＣｌ２の付随的な味への作用を低減することができる。さらに、どのようなカルシウム塩も、１つ以上のマグネシウム塩と組み合わせて使用できる。当業者は、求められる塩の特定処方が、対象とする食品および所望する完成製品特徴に依存して調整され得ることを理解する。
【００７２】
色、味および粘稠度の変化のような、最終製品の特徴の変化は様々な手段によって調整され得る。例えばポテトチップの色特徴は、出発物質中の糖の量を制御することによって調整できる。一部の風味特徴は、完成製品に様々な着香料を添加することによって変化させ得る。製品の物理的食感は、例えば膨張剤または様々な乳化剤の添加によって調整できる。
【００７３】
ＸＩＩ．生地の製造における物質の組合せ
本発明の上記の詳細な実施形態では、調理済スナック食品において認められるアクリルアミドの量を低下させるために、二価または三価カチオン若しくはいくつかのアミノ酸の１つのような、単一物質によってもたらされるアクリルアミドの低減に注目されていた。本発明の他の実施形態は、チップの風味を大きく変化させずにアクリルアミドの有意の低減を提供するための塩化カルシウムと他の物質との組み合わせのような、様々な物質の組合せを含む。
【００７４】
ＸＩＩＩ．塩化カルシウム、クエン酸、リン酸の組合せ
発明者らは、カルシウムイオンが酸性ｐＨでアクリルアミド含量をより有効に低減することを認めた。以下に示す試験では、酸の存在下での塩化カルシウムの添加を検討し、酸だけを含む試料と比較した。
【００７５】
【表１５】
2010525790.tif 000017
上記表１５に認められるように、リン酸単独の添加はアクリルアミド形成を７３％低減したが、ＣａＣｌ２と酸の添加はアクリルアミドレベルを９３％低下させた。図５はこれらの結果をグラフの形態で示す。この図面において、対照のアクリルアミドレベル５０２は極めて高い（１１９１）が、リン酸単独を添加したとき有意に低下し、塩化カルシウムと酸を添加したときにはさらに一層低下する。同時に、様々なチップの水分レベル５０４は同じ範囲内にとどまったが、添加物を含むチップにおいて幾分低かった。それ故、塩化カルシウムと酸はアクリルアミドを有効に低減できることが明らかにされた。
【００７６】
塩化カルシウムとリン酸をポテト生地への添加物として使用してさらなる試験を実施した。重量比でポテトフレークの０％、０．４５％および０．９０％に相当する３つの異なるレベルの塩化カルシウムを使用した。これらを、フレークの０％、０．０５％または０．１％に相当する３つの異なるレベルのリン酸と組み合わせた。加えて、フレーク中の０．２％、１．０７％および２．０７％に相当する３つのレベルの還元糖を試験したが、必ずしもこれらのレベルのすべての組合せを示してはいない。各々の試験物を生地に混合し、成形して、ポテトチップを形成するように調理した。油で揚げる温度、揚げ時間およびシートの厚さは、それぞれ１７７℃（３５０°Ｆ）、１６秒間および０．６４ｍｍの一定に保持した。明瞭さのために、結果を別々の表に提示しており（１６Ａ、１６Ｂおよび１６Ｃ）、各々の表はポテトフレーク中の糖のレベルの１つについての結果を示す。加えて、試験は、塩化カルシウムまたはリン酸を含まない対照が左側になるように配置されている。表の中で、塩化カルシウム（ＣＣ）の各々のレベルをリン酸（ＰＡ）の変動と共に以下のように群分けしている。
【００７７】
【表１６Ａ】
2010525790.tif 000018
この試験の還元糖の最小レベルにおいて、予想されるように、生成されるアクリルアミドのレベルが通常通り低い範囲内にあることがわかる。この糖レベルで、塩化カルシウムは単独でアクリルアミドのレベルを対照の１／４未満に低下させ、リン酸の添加による追加的な恩恵はほとんど得られなかった。以下の表に示す中間範囲の還元糖では、塩化カルシウムの組合せは、アクリルアミドのレベルを対照での３６７ｐｐｂからセル１２では６９ｐｐｂに低減する。この低減の一部は、セル１２のわずかに高い水分含量（対照での２．６６に対して２．７７）をもたらし得るが、塩化カルシウムとリン酸のレベルを半分にしたときのアクリルアミドの有意の低減によってさらなる裏付けが示される。これは、アクリルアミドの有意の低減と対照より低い水分含量を有するセル６に示されている。
【００７８】
【表１６Ｂ】
2010525790.tif 000019
【００７９】
【表１６Ｃ】
2010525790.tif 000020
これら３つの表からわかるように、アクリルアミドのレベルを低減するために必要な塩化カルシウムとリン酸のレベルは、予想されるように、還元糖のレベルが上がると共に上昇する。図６は上記の３つの表に対応するグラフを示しており、棒６０２はアクリルアミドレベルを示し、点６０４は水分レベルを表す。結果は、やはりポテトから得られる還元糖のレベルによって群に分けている。各群において、アクリルアミドレベルを低下させるために最初は１つおよびその後いくつかのアクリルアミド低減剤が使用されると共に、一般的な下降の動きが存在する。
【００８０】
数日後、上記３つの表に関するのと同じプロトコールで、同じ３つのレベルの塩化カルシウムおよび４つのレベルのリン酸（０、０．０２５％、０．０５％および０．１０％）で、１．０７％の還元糖を含むポテトフレークだけを使用してもう１つの試験を実施した。結果を以下の表１７に示す。図７は表の結果をグラフで示しており、アクリルアミドレベルは棒７０２として表され、左側の目盛りに対応しており、水分パーセンテージは点７０４として表され、図の右側の目盛りに対応している。塩化カルシウムの量が増加すると共に、例えば表全体にわたって左側から右側へ移動すると、アクリルアミドは低下する。同様に、塩化カルシウムの各々のレベルについて、例えば塩化カルシウムの１つのレベル内で左側から右側へ移動すると、やはりアクリルアミドのレベルが一般的に低下する。
【００８１】
【表１７】
2010525790.tif 000021
ＸＩＶ．システインと塩化カルシウム／クエン酸
発明人らによって実施されたコーンチップに関するこれまでの試験の一部では、アクリルアミドのレベルを所望レベルにするために必要な塩化カルシウムとリン酸の量は不快な風味を生じた。チップ中のアクリルアミドのレベルを低下させることが示されている、ポテト生地へのシステインの添加が、アクリルアミドのレベルを低く維持しながら塩化カルシウムと酸のレベルを許容される味レベルまで低下させるかどうかを明らかにするために以下の試験を設計した。この試験において、３つの作用物質を、（ｉ）第１の実験では０．１０６％ＣａＣｌ２、０．０８４％クエン酸および０．００５％Ｌ．システイン、（ｉｉ）第２の実験では０．１０６％ＣａＣｌ２および０．０８４％クエン酸で、システインなし、および第３の実験として０．０５３％ＣａＣｌ２、０．０４２％クエン酸と０．００５％Ｌ．システインの比率でマサ（生地）に添加した。各々の実験を二重化して再び実施し、両方の結果を以下に示す。マサは約５０％が水分であるので、これらの比率を固体だけに換算した場合、濃度は約２倍になる。加えて、各々の試験において、実験の一部を基本チップ重量の約１０％のナチョチーズ調味料で風味づけした。この試験の結果を以下の表１８に示す。この表において、チップの各カテゴリー、例えばプレーンチップ、対照に関して、１回目の実験の結果をアクリルアミド番号１として示し、第２の実験の結果をアクリルアミド番号２として示し、これら２つの平均をアクリルアミド平均として示している。第１の実験では、１つの水分レベルだけを採用した。その値を示す。
【００８２】
【表１８】
2010525790.tif 000022
０．１０６％ＣａＣｌ２および０．０８４％クエン酸と組み合わせたとき、システインの添加はアクリルアミドの生成を約半分に削減した。ナチョ着香料で風味づけしたチップでは、塩化カルシウムとクエン酸だけでアクリルアミドの生成を８０．５から５４ｐｐｂに低減したが、この試験セットでは、システインの添加はアクリルアミドのさらなる低減を提供しないと思われた。
【００８３】
図８は上記表と同じデータをグラフで示す。実験を実施した各々のタイプのチップ（例えばプレーンチップ、対照）に関して、２本の棒８０２はアクリルアミドの結果を示す。第１の実験からのアクリルアミドの結果８０２ａを各タイプのチップについて左側に示し、第２の実験からのアクリルアミドの結果８０２ｂを右側に示す。両方のアクリルアミドの結果は、グラフの左側の目盛りに対応している。単一水分レベルをアクリルアミドのグラフに重なる点８０４として示しており、グラフの右側の目盛りに対応している。
【００８４】
上記試験が完了した後、２つの異なるレベルの還元糖を含むポテトフレークを使用して、加工ポテトチップを同様に試験した。コープチップ試験で使用した濃度を加工ポテトチップに換算するために、ポテトフレーク、ポテトデンプン、乳化剤および添加糖の合計を固体とみなした。ＣａＣｌ２、クエン酸およびシステインの量を、固体ベースでコーンチップ中と同じ濃度を生じるように調整した。この試験では、しかし、より高レベルの塩化カルシウムとクエン酸を使用したときには、システインもより高いレベルを使用した。加えて、試験のより低い還元糖についての部分では、システインを伴うおよび伴わない、リン酸と組み合わせた塩化カルシウムの使用の比較を行った。結果を表１９に示す。
【００８５】
これらの結果から、１．２５％の還元糖を有するポテトフレークにおいて、上記の第１のレベルの塩化カルシウム、クエン酸およびシステインの組合せはアクリルアミドの形成を１２９０ｐｐｂから５９４ｐｐｂに、すなわち対照の数値の半分以下に低減した。より高レベルの物質の組合せを使用すると、アクリルアミドの形成は３０６ｐｐｂに、すなわち対照量の半分以下に低減した。
【００８６】
同じポテトフレークを使用して、リン酸と塩化カルシウムだけでアクリルアミドの形成を同じ１２９０ｐｐｂから３６６ｐｐｂに低減したが、リン酸および塩化カルシウムと共に少量のシステインを添加すると、アクリルアミドをさらに一層低減し、１８８ｐｐｂにした。
【００８７】
最後に、２％の還元糖を有するポテトフレークでは、塩化カルシウム、クエン酸およびシステインの添加はアクリルアミドの形成を１４２０ｐｐｂから６６５ｐｐｂに、すなわち半分以下に低減した。
【００８８】
【表１９】
2010525790.tif 000023
図９はこの実験の結果をグラフで示す。結果は、最初は還元糖のレベルによって、次に添加したアクリルアミド低減剤の量によって群分けして示されている。先のグラフにおけるように、アクリルアミドのレベルを表す棒９０２はグラフの左側の目盛りに対応しており、水分レベルを表す点９０４はグラフの右側の目盛りに従って対応している。
【００８９】
上記の実験は、アクリルアミド低減剤は別個に使用する必要はなく、追加の利益を提供するために組み合わせ得ることを示した。この追加の利益は、食品中のますます低いアクリルアミドのレベルを達成するために、またはそれらの食品の味または食感に有意の変化を生じさせずにアクリルアミドの低レベルを達成するために使用できる。示されている特定実施形態は、クエン酸またはリン酸と組み合わせた塩化カルシウムおよびシステインとこれらの組合せを開示したが、当業者は、組合せが、他のカルシウム塩、他の二価または三価カチオンの塩、他の食品等級の酸、および最終食品中のアクリルアミドを低下させることが示されたその他のアミノ酸のいずれかを使用し得ることを認識する。加えて、これはポテトチップとコーンチップで明らかにされたが、当業者は、薬剤の組合せの同じ使用が、クッキー、クラッカー等のようなアクリルアミドの形成を生じやすい他の加工食品において使用できることを理解する。
【００９０】
ＸＶ．ポテトフレークの製造において添加される、アクリルアミドを低減するための薬剤
塩化カルシウムと酸の添加は、ポテトフレークで製造される、揚げたおよび焼いたスナック食品中のアクリルアミドを低減することが示された。酸の存在はｐＨを低下させることによってその作用を達成すると考えられる。塩化カルシウムが、アクリルアミドを形成するための遊離アスパラギンからのカルボキシル基の喪失またはその後のアミン基の喪失に干渉するかどうかは不明である。アミン基の喪失は高温を必要とすると思われ、これは一般にスナックの脱水の終わり頃に起こると思われる。カルボキシル基の喪失は、水の存在下においてより低温で起こると考えられる。
【００９１】
ポテトフレークは、一連の水と蒸気調理で（従来）または蒸気調理のみで（ポテトの露出表面からの浸出がより少ない）製造され得る。調理されたポテトは、次に、すり潰されてドラム乾燥される。フレークの分析は、フレーク中の非常に低いアクリルアミドレベルを明らかにしたが（１００ｐｐｂ未満）、これらのフレークから作られる製品ははるかに高いアクリルアミドのレベルを達し得る。
【００９２】
酸で生地のｐＨを低下させることまたは生地に塩化カルシウムを添加することのいずれかがカルボキシル基の喪失を妨げるとすれば、フレーク製造工程の間にこれらの添加物を導入することは、（ａ）カルボキシル基の喪失を低減し、それによりスナック食品の脱水の間のアミン喪失率を低減し得るか、または（ｂ）どのような機構であれ、介入添加物が、脱水されてスナック食品となる生地中に良好に分布されることを確実にし得るとの理論が立てられた。前者は、もし起こるとすれば、おそらく後者よりもアクリルアミドに対してより大きな効果がある。
【００９３】
加工食品中のアクリルアミドの形成を低減するためのもう１つの可能な添加物はアスパラギナーゼである。アスパラギナーゼは、アスパラギンをアスパラギン酸とアンモニアに分解することが知られている。ポテト（食品成分）を調理し、すり潰すことによってフレークを製造する工程は、細胞壁を破壊し、アスパラギナーゼが作用する機会を提供する。好ましい実施形態では、アスパラギナーゼは、粉末としてまたは水溶液中で、食品等級のアスパラギナーゼとして純粋な形態で食品成分に添加される。アスパラギナーゼは、アミノ酸および二価および三価カチオンのようなここで論じる他のアクリルアミド低減剤と組み合わせることができる。
【００９４】
発明人は、ポテトフレークで作られる製品中のアクリルアミドのレベルを低減する上での、ポテトフレークの生産の間に添加される様々な薬剤の有効性を検討するために以下の実験のセットを計画した。
【００９５】
ＸＶＩ．ポテトフレークを製造するときに使用される塩化カルシウムおよびリン酸
この一連の試験は、ＣａＣｌ２および／またはリン酸をポテトフレークの製造の間に添加したときのアクリルアミドのレベルの低減を評価するために設計された。この試験はまた、これらの添加物が、生地を製造するより後期の段階でそれらを添加したときと同じ作用を及ぼすかどうかを検討する。
【００９６】
この試験に関して、ポテトは２０％固体および１％還元糖を含んだ。ポテトを１６分間調理し、添加成分と共にすり潰した。すべてのバッチに乳化剤１３．７ｇおよびクエン酸０．４ｇを添加した。６バッチのうち４つには、２つのレベル（ポテト固体の０．２％および０．４％）のいずれかのリン酸を添加し、４バッチのうち３つには、２つのレベル（ポテト固体の０．４５重量％および０．９０重量％）のいずれかのＣａＣｌ２を添加した。ポテトを乾燥し、所与の大きさのフレークに摩砕した後、様々な測定を実施し、各々のバッチを生地にした。生地は、ポテトフレークおよびポテトデンプン４６２９ｇ、乳化剤５６ｇ、液体スクロース１６２ｍｌおよび水２３００ｍｌを使用した。加えて、フレーク製造の間にリン酸またはＣａＣｌ２を添加しなかった２バッチについては、生地を製造したときにこれらの添加物を所与のレベルで添加した。生地をローラーで０．６４ｍｍの厚さに伸ばし、小片に切断して、１７７℃（３５０°Ｆ）で２０秒間揚げた。以下の表２０は、これらの様々なバッチについての試験の結果を示す。
【００９７】
【表２０】
2010525790.tif 000024
上記の結果および添付の図１０のグラフからわかるように、アクリルアミドレベルは、リン酸だけをフレーク調製品に添加したときの試験Ｃにおいて最も高く、塩化カルシウムとリン酸を組み合わせて使用したとき最も低かった。
【００９８】
ＸＶＩＩ．ポテトフレークを製造するときに使用されるアスパラギナーゼ
アスパラギナーゼは、アスパラギンをアスパラギン酸とアンモニアに分解する酵素である。アスパラギン酸はアクリルアミドを形成しないので、発明人は、アスパラギナーゼ処理はポテトフレークを加熱するときのアクリルアミド形成を低減するはずであると推論した。
【００９９】
以下の試験を実施した。標準ポテトフレーク２ｇを金属製の乾燥パンにおいて水３５ｍｌと混合した。パンに蓋をし、１００℃で６０分間加熱した。冷却後、水５ｍｌ中のアスパラギナーゼ２５０単位を添加した。前記のアスパラギナーゼの量は、算定された必要量よりも有意に多い。酵素は活性単位で販売されている。１活性単位は以下のように定義される。１単位は、ｐＨ８．６、３７℃で１分間につきＬ−アスパラギンからアンモニア１．０μｍｏｌを遊離させる。対照に関しては、ポテトフレークと酵素を含まない水５ｍｌを混合した。アスパラギナーゼを含むポテトフレークを室温で１時間保持した。酵素処理後、ポテトフレークのスラリーを６０℃で一晩乾燥した。乾燥したポテトフレークを含むパンに蓋をし、１２０℃で４０分間加熱した。臭素化誘導体のガスクロマトグラフィー質量分析計によってアクリルアミドを測定した。対照フレークは１１，０３６ｐｐｂのアクリルアミドを含み、一方アスパラギナーゼ処理フレークは１１７ｐｐｂのアクリルアミドを含み、９８％以上の低減であった。
【０１００】
この最初の試験に続いて、酵素が有効であるために、アスパラギナーゼを添加する前にポテトフレークと水を調理する必要があるかどうかの検討を行った。これを調べるため、以下の実験を実施した。
【０１０１】
ポテトフレークを４つの方法の１つで前処理した。４つの群の各々において、ポテトフレーク２ｇを水３５ｍｌと混合した。対照前処理群（ａ）では、ポテトフレークと水を混合してペーストを形成した。（ｂ）群では、ポテトフレークを高速のＢｉｏ  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒ  Ｍ  １３３／１２８１−０において水２５ｍｌで均質化し、さらなる１０ｍｌの脱イオン水と混合した。（ｃ）群では、ポテトフレークと水を混合し、蓋をして、６０℃で６０分間加熱した。（ｄ）群では、ポテトフレークと水を混合し、蓋をして、１００℃で６０分間加熱した。各々の前処理群（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）について、フレークを分配し、前処理群の半数をアスパラギナーゼで処理して、残りの半数はアスパラギナーゼを添加せずに対照として使用した。
【０１０２】
アスパラギナーゼの溶液を、脱イオン水４０ｍｌに１０００単位を溶解することによって調製した。アスパラギナーゼは、黒脚病菌（エルウィニア・クリサンテミ、Ｅｒｗｉｎｉａ  ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｉ）、Ｓｉｇｍａ  Ａ−２９２５  ＥＣ  ３．５．１．１からであった。アスパラギナーゼ溶液５ｍｌを試験ポテトフレークスラリー（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の各々に添加した。脱イオン水５ｍｌを対照ポテトフレークスラリー（ａ）に添加した。すべてのスラリーを室温で１時間放置し、すべての試験を二重に実施した。ポテトフレークスラリーを含む、蓋をしていないパンを６０℃で一晩放置して乾燥させた。パンに蓋をした後、ポテトフレークを１２０℃で４０分間加熱した。臭素化誘導体のガスクロマトグラフィー質量分析計によってアクリルアミドを測定した。
【０１０３】
以下の表２１に示すように、アスパラギナーゼ処理は、すべての前処理に関してアクリルアミド形成を９８％以上低減した。酵素を添加する前にポテトフレークの均質化または加熱を実施しないことは、アスパラギナーゼの有効性を上昇させた。ポテトフレーク中で、アスパラギンは、細胞構造をさらに損傷するための処理なしでアスパラギナーゼを使用し得る。明らかに、ポテトフレークを処理するために使用したアスパラギナーゼの量は大きく過剰であった。ポテトフレークが１％アスパラギンを含む場合、ポテトフレーク２ｇにアスパラギナーゼ１２５単位を１時間添加することは約５０倍の酵素過剰である。
【０１０４】
【表２１】
2010525790.tif 000025
もうひと組の試験は、ポテトフレークの製造の間のアスパラギナーゼ添加が、フレークから作られる調理済製品中のアクリルアミドの低減を提供するかどうか、およびフレークを酵素活性のために好ましいｐＨ（例えばｐＨ＝８．６）にするために使用されるマッシュポテトを緩衝化することがアスパラギナーゼの有効性を高めるかどうかを評価するために設計された。緩衝化は、１０分の１モル溶液を形成するために水１Ｌに水酸化ナトリウム４ｇを添加して作製した水酸化ナトリウム溶液で実施した。
【０１０５】
ポテトフレークの２バッチを対照として作製し、１つは緩衝液を含み、１つは緩衝液を含まなかった。アスパラギナーゼを２つのさらなるバッチのポテトフレークに添加した。やはり１つは緩衝液を含み、他方は緩衝液を含まなかった。アスパラギナーゼをＳｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌより入手し、水対酵素比８：１で水と混合した。アスパラギナーゼを添加した２バッチに関しては、脱水を最小限に抑えるために蓋をした容器中で、マッシュポテトを酵素添加後４０分間、約３６℃で保持した。その後マッシュポテトをドラム乾燥機で処理して、フレークを製造した。ポテトフレークを、先に示したプロトコールに従ってポテト生地を生成するために使用し、その結果を以下の表２２に示す。
【０１０６】
【表２２】
2010525790.tif 000026
表２２に示すように、緩衝液なしでのアスパラギナーゼの添加は最終製品チップ中のアクリルアミドの生成を７６８から５４ｐｐｂに低下させ、９３％の低減であった。緩衝液の使用はアクリルアミドの形成に望ましい作用を及ぼさないと思われた。むしろ、緩衝液の使用は、対照とアスパラギナーゼ実験の両方においてより多くの量のアクリルアミドを形成させた。それでも、アスパラギナーゼはアクリルアミドのレベルを１１９９から１１１ｐｐｂに低下させ、９１％の低減であった。図１１は表２２からの結果をグラフで示す。先の図面におけるように、棒１１０２は、グラフの左側の目盛りに対応する各々の実験についてのアクリルアミドのレベルを表し、点１１０４は、グラフの右側の目盛りに対応するチップ中の水分レベルを表す。
【０１０７】
また、酵素が活性であるかどうかを判定するために遊離アスパラギンを調べるための試験を試料に関して実施した。結果を以下の表２３に示す。
【０１０８】
【表２３】
2010525790.tif 000027
非緩衝化群では、アスパラギナーゼの添加は遊離アスパラギンを１．７１から０．０６１に低下させ、９６．５％の低減であった。緩衝化群では、アスパラギナーゼの添加は遊離アスパラギンを２．５５から０．０２７に低下させ、９８．９％の低減であった。
【０１０９】
最後に、各々の群からの試料フレークをモデル系において評価した。このモデル系では、各試料からの少量のフレークを水と混合し、水に対してフレーク約５０％の溶液を形成した。この溶液を試験管中で１２０℃にて４０分間加熱した。その後試料をアクリルアミド形成に関して分析し、結果を表２４に示す。各分類についての二重の試験結果を並べて示す。モデル系において、非緩衝化フレークへのアスパラギナーゼの添加はアクリルアミドを平均９９３．５ｐｐｂから８３ｐｐｂに低下させ、９１．７％の低減であった。緩衝化フレークへのアスパラギナーゼの添加はアクリルアミドを平均８８９．５ｐｐｂから６４．５ｐｐｂに低下させ、９２．７％の低減であった。
【０１１０】
【表２４】
2010525790.tif 000028
ＸＶＩＩＩ．揚げ油に添加したローズマリー抽出物
別の試験において、加工ポテトチップ用の揚げ油にローズマリー抽出物を添加することの影響を検討した。この試験では、同じように加工したポテトチップを、添加物を含まない油（対照）または４つのレベル、５００、７５０、１，０００または１，５００ｐｐｍの１つで添加したローズマリー抽出物を含む油で揚げた。以下の表２５はこの試験の結果を示す。
【０１１１】
【表２５】
2010525790.tif 000029
対照チップにおける平均アクリルアミドレベルは１１３３．５ｐｐｂであった。揚げ油への５００ｐｐｍのローズマリーの添加はアクリルアミドを、２６％の低減である、８４０に低下させ、ローズマリーを７５０ｐｐｍに増加すると、アクリルアミドの形成はさらに７７５まで低下し、これは３１．６％の低減であった。しかし、ローズマリーを１０００ｐｐｍに増加しても影響を及ぼさず、ローズマリーを１５００ｐｐｍに増加すると、アクリルアミドの形成を１６０８ｐｐｂに増大させ、これは４１．９％の上昇であった。
【０１１２】
図１２はローズマリー実験の結果をグラフで示す。先の実施例におけるように、棒１２０２はアクリルアミドのレベルを示し、グラフの左側の区域に対応しており、一方点１２０４はチップ中の水分の量を表し、グラフの右側の区域に対応している。
【０１１３】
開示されている試験結果は、熱処理した加工食品において使用できるアクリルアミド低減剤の知識を追加した。二価および三価カチオン、酵素アスパラギナーゼおよびアミノ酸は、熱処理した加工食品におけるアクリルアミドの発生率を低減する上で有効であることが示された。これらの薬剤は個別に使用できるが、互いに組み合わせてまたはそれらの有効性を高める酸と組み合わせて使用することもできる。薬剤の組合せは、熱処理食品におけるアクリルアミドの発生率を単一薬剤によって達するよりもさらに低減するために使用できるか、または組合せは、食品の味および食感の過度の変化を伴わずにアクリルアミドの低レベルを達するために使用できる。アスパラギナーゼは、加工食品における有効なアクリルアミド低減剤として試験された。またこれらの薬剤は、加工食品用の生地に添加したときに有効であるのみならず、乾燥ポテトフレークまたは他の乾燥ポテト製品のような中間製品にも、それらの製造の間に添加できることが示された。中間製品に添加した薬剤からの利益は、生地に添加したものと同程度に有効であり得る。
【０１１４】
ＸＩＸ．遊離チオールを有するアクリルアミド低減剤のアクリルアミド形成に対する作用
本発明のもう一つの実施形態は、遊離チオール化合物を含む還元剤を調理前または熱処理の前にスナック食品生地に添加することによってアクリルアミドの生成を低減する工程を含む。ここで使用するとき、遊離チオール化合物は、遊離チオールを有するアクリルアミド低減剤である。前述のとおり、システインの遊離チオールは、アクリルアミドの二重炭素結合と反応して、メイラード反応の阻害剤として働くことができると考えられる。
【０１１５】
遊離チオールがおそらくアクリルアミド低減の原因であることを確認するために試験を実施した。５つの遊離チオール化合物を等モルベースで調製し、各々の化合物は、０．４％アスパラギン（３０．３ｍｍｏｌ）および０．８％グルコース（４４．４ｍｍｏｌ）と、７．０のｐＨを有する０．５ｍｏｌのリン酸ナトリウム緩衝液中、６．４８ｍｍｏｌ／Ｌの濃度を有していた。遊離チオール化合物を含まない対照試料も調製した。６つの溶液を各々１２０℃で４０分間加熱した。次に溶液をアクリルアミド濃度に関して測定した。結果を以下の表２６に示す。
【０１１６】
【表２６】
2010525790.tif 000030
上記の実験は、アクリルアミドを低減するのが遊離チオール基であることを確認する。保護されたアミノ基を有するＮ−アセチル−Ｌ−システインはシステインとほぼ同程度に有効であるので、システインの遊離アミノ基はアクリルアミドの低減に寄与しない。カルボキシル基を持たないＮ−アセチル−システアミンは、アクリルアミドの低減においてシステインとほぼ同程度に有効であるので、システインのカルボキシル基はアクリルアミドの低減に寄与しない。中央位置にシステインを有するトリペプチドであるグルタチオンは、システインと同等であった。ジチオスレイトールは２個のチオール基を有するが、ジチオスレイトールに関するアクリルアミドは１個のチオール基を有する化合物と同様であった。ジチオスレイトール中の２個のチオール基は反応してジスルフィドを形成し得るので、ジチオスレイトールは、等モルベースでその他のチオール含有化合物より有効ではなかった。
【０１１７】
上記の表２６に例示する実験は、アクリルアミドの低減が、システインのような添加する遊離チオールの濃度に概ね比例することを示した。しかし、システインなどの遊離チオール化合物の添加からの、最終製品の色、味および食感のような特徴への付随する作用を考慮しなければならない。高レベルのシステインは、例えば、最終製品に望ましくない不快なにおいを与え得る。それ故、システインなどの遊離チオール化合物の有効性を高めるまたは増大することができる添加物は、より低い濃度のチオール化合物で同じレベルのアクリルアミド低減を可能にし得るので、望ましい。還元剤をシステインなどの遊離チオール化合物に添加したとき、アクリルアミド低減が増強されることが発見された。還元剤が、酸化還元化学において、電子供与体である化合物であることは公知であり、酸化剤が電子受容体であることは公知である。
【０１１８】
ＸＸ．アクリルアミド分解に対するシステイン＋還元剤の作用
還元剤の添加による遊離チオール化合物の有効性増強を試験するために簡単なモデル系が使用できる。遊離チオール（システイン１．１１４ｍｍｏｌ）およびアクリルアミド（０．０３５２ｍｍｏｌ）を含む対照試料溶液を、７．０のｐＨを有する０．５ｍｏｌリン酸ナトリウム緩衝液中で調製した。溶液を１２０℃で４０分間加熱した。添加したアクリルアミドの回収率は２１％であった。それ故、還元剤を含まない対照試料についてのアクリルアミド低減の量は７９％であった。システイン対アクリルアミドのモル比は３０以上であったが、必ずしもすべてのアクリルアミドがシステインと反応したわけではなかった。
【０１１９】
次に、遊離チオール化合物と還元剤に関する試験を実施した。遊離チオール化合物１３５ｐｐｍ（システイン１．１１４ｍｍｏｌ）、アクリルアミド２５００ｐｐｂ（０．０３５２ｍｍｏｌ）および還元剤約３０５ｐｐｍ（塩化第一スズ二水和物１．３５ｍｍｏｌ）を含む溶液を、７．０のｐＨを有する０．５ｍｏｌリン酸ナトリウム緩衝液中で調製した。１２０℃で４０分間加熱した後、添加したアクリルアミドの回収率は４％未満と測定された。それ故、還元剤を含む試料に関するアクリルアミド低減の量は９６％以上であり、遊離チオール単独または対照試料よりもさらに１７％の低減であった。
【０１２０】
ＸＸＩ．アクリルアミド分解に対するシステイン＋酸化剤の作用
次に、還元剤の代わりに酸化剤を添加して試験を実施した。遊離チオール１３５ｐｐｍ（システイン１．１１４ｍｍｏｌ）、アクリルアミド２５００ｐｐｂ（０．０３５２ｍｍｏｌ）および酸化剤２３５ｐｐｍ（デヒドロアスコルビン酸１．３５ｍｍｏｌ）の溶液を、７．０のｐＨを有する０．５ｍｏｌリン酸ナトリウム緩衝液中で調製した。１２０℃で４０分間加熱した後、添加したアクリルアミドの回収率は約２７％と測定された。それ故、酸化剤を含む試料に関するアクリルアミド低減の量は約７３％であり、これはシステイン対照試料によって達成された低減を下回る。それ故、アクリルアミド分解は酸化剤の添加によって悪化した。
【０１２１】
約２５００ｎｇ／ｍｌまたは２５００ｐｐｂのアクリルアミドを有するアクリルアミド溶液と他の酸化剤および還元剤によるさらなる試験を実施した。結果を以下の表２７に示す。
【０１２２】
【表２７】
2010525790.tif 000031
図１３は、アクリルアミド低減剤への酸化剤または還元剤の添加の理論化された作用をグラフで示す。理論に縛られることなく、還元剤１３０４は、システインを還元型チオール１３０６形態に保持することによってシステインの有効性を高めるまたは増大すると考えられる。上記で論じたように、システインの遊離チオールはアクリルアミドの二重結合と反応する。デヒドロアスコルビン酸のような酸化剤１３０２は、おそらくシステインチオール１３０６を不活性なシステインジスルフィド（シスチン）１３０８に変換する。本発明の一つの実施形態では、約＋０．２から−２．０ボルトの標準還元電位（Ｅ°）を有する還元剤が使用される。
【０１２３】
ＸＸＩＩ．ポテトフレークに関する還元剤とチオールの増強作用
ポテトフレークの存在下で還元剤を伴う場合と伴わない場合の遊離チオールによるアクリルアミドの低減を比較する試験を実施した。脱イオン水３ｍＬと混合したポテトフレーク３ｇを含む６つのバイアルを調製した。システインを８００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、２００ｐｐｍおよび１００ｐｐｍの濃度で（μｇシステイン／ｇポテトフレーク）バイアルに添加した。潜在的遊離チオール源であるカゼインを１％レベルでバイアルに添加した。６つの試料の各々を１２０℃で４０分間加熱した。その後溶液をアクリルアミド濃度に関して測定した。結果を以下の表２８に示す。
【０１２４】
【表２８】
2010525790.tif 000032
データはやはり、システインの濃度が上昇すると共にアクリルアミド低減も上昇することを確認する。上記試験はまた、還元剤を伴わない１％カゼインがアクリルアミドを低減しないことを示す。
【０１２５】
上記の表２７に示すように、亜硫酸ナトリウム（還元剤）は、添加アクリルアミドを減少させる上でのシステインの有効性を高め、遊離チオールまたは対照試料に比べてさらに１８％低下させた。ポテトフレーク中のアクリルアミドレベルを低下させる上でのシステインおよびカゼインの有効性に対する亜硫酸ナトリウムの作用を測定するための試験を実施した。脱イオン水３ｍＬと混合したポテトフレーク３ｇを含む５つのバイアルを調製した。システインを４００ｐｐｍ（μｇシステイン／ｇポテトフレーク）の濃度で２つのバイアルに添加した。カゼインを１％レベルでバイアルに添加した。亜硫酸ナトリウムを４８３ｐｐｍ（μｇ二酸化硫黄／ｇポテトフレーク）の濃度でカゼインバイアルおよびシステインバイアルの１つに添加した。試料を各々１２０℃で４０分間加熱した。その後溶液をアクリルアミド濃度に関して測定した。結果を以下の表２９に示す。
【０１２６】
【表２９】
2010525790.tif 000033
表２８は、１％カゼインの添加が、還元剤なしではポテトフレーク中のアクリルアミドレベルを低減できなかったことを示す。表２９は、しかし、還元剤（亜硫酸ナトリウム４８３ｐｐｍ）の添加が亜硫酸ナトリウム単独に比べてさらに１０％のアクリルアミド低減を生じさせることを明らかにする。
【０１２７】
チオールと還元剤は、ポテトフレーク試料中のアクリルアミドレベルを低減させる上で（表２８および２９）非ポテトフレーク溶液におけるほど有効ではなかった。これを説明するいくつかの潜在的理由がある。例えば、非ポテトフレーク試料にはアクリルアミドを添加されたが、ポテトフレーク試料ではアクリルアミドが形成されねばならなかった。それ故、アクリルアミドの形成はおそらく分解よりも重要であった。さらに、ポテトフレークに関しては条件が最適化されなかった。ポテトフレークのｐＨは、アクリルアミドとシステインの反応性を上昇させるｐＨ７に調整されなかった。
【０１２８】
一つの実施形態では、遊離チオール化合物１３０６は、システイン、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトール、カゼイン、およびそれらの組合せから成る群より選択される。一つの実施形態では、還元剤１３０４は、塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオン、およびそれらの組合せから成る群より選択される。
【０１２９】
本発明の１つの利点は、遊離チオール化合物を還元剤と混合したとき、アクリルアミドの同じ低減がより少ない遊離チオールを使用することによって達成され得ることである。それ故、望ましくない不快なにおいが低減または除去され得る。アクリルアミドの低減は、生地に基づくスナック食品において遊離チオール化合物と還元剤を使用することによって達成され得る。本発明のもう１つの利益は、いくつかの還元剤に関連する固有の栄養的恩恵である。アスコルビン酸は、例えば、ビタミンＣとしても一般的に知られる。
【０１３０】
ＸＸＩＩＩ．加工スナック食品におけるアスパラギナーゼの使用の付加的な実施例
出願人は以前に、加工食品に関するアクリルアミド低減剤としての酵素アスパラギナーゼの使用を論じ、実施例を開示した。以下は、このアプローチの有用性と柔軟性を説明するそのような実施の付加的な例である。
【０１３１】
第１の実施例では、トウモロコシを４５％の水分レベルに調理する。水分レベルを５０％にするため、対照試料を除いて、水および酵素アスパラギナーゼを添加してトウモロコシを摩砕する。以下の表３０の「説明」の欄に詳述される条件下で各々の試験操作のためのマサを形成した。「説明」の欄に列記される条件に従ってマサを調製した後、試料を取り、３、６または９分間放置した後アルコール溶液で急冷却した。このアルコール溶液はアスパラギナーゼ酵素を不活性化し、それ故混合後のマサ中の酵素についてのドウェル時間をシミュレートする。各々の試験操作に関してシミュレートした滞留時間を表３０の「設定時間」の欄に反映している。急冷却後、各々の試料をアスパラギナーゼのレベルに関して試験し、これらの試験の結果も表３０に示している。試験操作を実施した後、マサをチップに形成し、チップを揚げて１．１％の水分レベルにして、各チップ中で認められるアクリルアミドのレベルを測定した。この水分レベルまで揚げた後に検出されたアクリルアミドのレベルは、先に述べた各々の試験操作後に測定されたアスパラギンの量に直線的に対応することが認められた。以下の表３０は、各々の試験操作についてのプロトコールと結果を示す。
【０１３２】
【表３０】
2010525790.tif 000034
表３０は、コーンマサへのアスパラギナーゼの添加の有効性に対するｐＨと温度の影響を示す。試験２〜４と試験１１〜１３の比較によって示されるように、アスパラギンの低減はｐＨ８．５よりもｐＨ６でより大きい。さらに、アスパラギナーゼは、試験５〜７によって明らかにされるように、対照と比較したときアスパラギンレベルを低減する上で１６℃（６０°Ｆ）のようなより低い温度で有効であったが、アスパラギンの低減は、試験２〜４によって明らかにされるようにより暖かい周囲温度でより有効であった。試験２〜４と試験８〜１０を比較することによって示されるように、ｐＨは８．５のままで温度を３８℃（１００°Ｆ）に上昇させることはアスパラギンの低減を増大させないと思われる。
【０１３３】
同様の実施例が以下の表３１によって示される。最初に、トウモロコシを４５％の水分レベルに調理した。次にこのトウモロコシを１分間摩砕し、その間に、様々な周波数で運転される酵素添加ポンプによって酵素アスパラギナーゼを水溶液に添加する。先の試験と同様に、３、６および９分目に採取した試料において生じたマサを急冷却する。次に、そのような試料において認められるアスパラギンのレベルを測定する。試験２〜４と試験５〜７を比較することによって示されるように、高温にすることの影響は、試験５と試験２を比較することによって指示されるように低い滞留時間に関してはあまり大きくないと考えられる。しかし、６分および９分の滞留時間では、高温にすることの影響は、コーンマサ中のアスパラギン低減を上昇させる。さらに、試験８〜１６によって明らかにされるように、様々な周波数での酵素ポンプの運転はアスパラギン低減に影響を及ぼし得る。
【０１３４】
【表３１】
2010525790.tif 000035
同様のコーンチップ実施例を以下の表３２に示す。この試験では、原料トウモロコシを５３％の水分レベルに調理する。次に約３０ｌｂのコーンをトレーに広げ、酵素アスパラギナーゼを含む水溶液を噴霧する。この噴霧したコーンを５分または１５分間休ませ（「休止時間」）、その後１分間摩砕する。次にマサの試料を採取し、先に述べたように３、６および９分間急冷却する。その後各々の試料についてアスパラギンのレベルを測定する。
【０１３５】
【表３２】
2010525790.tif 000036
表３０、３１および３２に示す試験は、製粉または生地形成の間の添加によって、あるいは製粉または生地形成の前に原料食品成分を処理することによって、アスパラギナーゼが加工食品において有効に使用できるというさらなる出願人の開示を明らかにする。
【０１３６】
ＸＸＩＶ．アスパラギナーゼと他のアクリルアミド低減剤の組合せ
アスパラギナーゼを、熱処理食品中のアクリルアミドを低減する唯一の手段として使用することに加えて、アスパラギナーゼはまた、最終製品中のアクリルアミドを低減するために、二価および三価カチオンおよび様々なアミノ酸のような他の化合物と組み合わせることができる。このアプローチの一例は、アスパラギナーゼ溶液によるポテトスライスの処理と組み合わせた、ポテトスライスの水酸化カルシウム（二価カチオン）を含む石灰浸漬液の使用を含む。
【０１３７】
この実施例では、実施した各々の試験について、最初にポテト６００ｇを剥皮し、１．３ｍｍ（０．０５３インチ）の厚さにスライスした。次にこれらのポテトスライスを、各々の個別試験のパラメータに従って水１７Ｌに浸漬した。浸漬工程後、湿潤スライスを収集し、ナプキン上で乾燥して、その後アスパラギンのレベルに関して試験する。第１の試験操作では、スライスを４９℃（１２０°Ｆ）で２分間浸漬する。第２の試験操作では、スライスをアスパラギナーゼ酵素１，０００単位の存在下にて４９℃（１２０°Ｆ）で２分間浸漬する。第３の試験操作では、スライスをｐＨ９の石灰溶液中にて４９℃（１２０°Ｆ）で２分間浸漬する。第４の試験操作では、スライスをアスパラギナーゼ酵素１００，０００単位の存在下でｐＨ９の石灰溶液中にて４９℃（１２０°Ｆ）で２分間浸漬する。この試験の結果を以下の表３３に示す。
【０１３８】
【表３３】
2010525790.tif 000037
表３３からわかるように、アスパラギナーゼまたは石灰浸漬液単独の使用はポテトスライス中に認められるアスパラギンの量を低減し、その結果として、最終的なアクリルアミドの生成を低減する。しかし、浸漬液中でのアスパラギナーゼと石灰の両方の使用の組合せはこれらに関してさらに一層有効であった。それ故石灰は、ポテトスライスの細胞壁を加水分解し、アスパラギナーゼのような酵素が遊離アスパラギンと反応するためにまたは石灰がアスパラギンと複合化合物を形成するために十分なほど細胞壁を脆弱化するために使用できる。いずれの状況においても、アクリルアミドの生成のために残存するアスパラギンレベルが低減され得る。石灰を使用した実験からの付加的なデータを以下の表３９に提示する。
【０１３９】
熱処理食品中のアクリルアミドを低減することへの良好な作用はまた、アミノ酸リシンとリン酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムのようなナトリウム塩の組合せを使用して認められた。また、アクリルアミドを低減するために個別に開示するアプローチのいずれの使用および順序も改善された結果を生じ得ることに注目すべきである。例えば、１工程の間に両方の物質を組み合わせて使用することに加えて、食品成分をアミノ酸で処理し、続いてアスパラギナーゼで処理すること、あるいはその逆もまた可能である。同様に、食品成分を、アスパラギナーゼによる処理の前、後または同時に多価カチオンで処理することができる。従って、少なくとも１つの他のアクリルアミド低減剤と組み合わせたアスパラギナーゼの使用により、熱処理食品におけるアクリルアミドの形成を低減することができる。そのような１つの他のアクリルアミド低減剤は、遊離アミノ酸、少なくとも２の原子価を有するカチオン、食品等級の酸、食品等級の塩基、および還元剤と組み合わせた遊離チオール化合物から成る群より選択され得る。そのようなアクリルアミド低減剤は、より詳細には、ここで先に開示された薬剤であり得る。例えば使用されるアミノ酸は、システイン、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリン、アルギニン、およびそれらの混合物から成る群より選択され得る。その結果として、様々なアクリルアミド低減剤の群を参照して、そのいずれか１つが熱処理食品中のアクリルアミド形成を低減するためにアスパラギナーゼと組み合わせて使用できる、それらの群の一部として先に開示された個々の化合物のすべてをこの新規アプローチに組み込むことが意図されている。
【０１４０】
ＸＸＶ．ｐＨの作用
ポテトスライスと石灰浸漬液を使用した上記実施例はまた、アクリルアミドの形成に対するｐＨの潜在的作用を明らかにする。食品を高ｐＨまたは低ｐＨ溶液のいずれかに曝露すると、最終的にアクリルアミド形成の量を低減できることが認められた。表３０および表３３に認められる上記実施例に加えて、この実施例では、酢酸浸漬液によるアクリルアミドの低減を明らかにする。最初の試験操作では、ポテト４００ｇを剥皮し、１．３ｍｍ（０．０５３インチ）にスライスする。次にこれらのスライスを揚げて１．１重量％の水分レベルにし、アクリルアミドに関して分析する。第２の試験操作では、ポテト８００ｇを同様にスライスし、水４．９Ｌと氷酢酸７５ｍｌ中に室温で６０分間浸漬する。次のこれらのスライスを取り出し、乾燥して、第１の試験操作と同様に揚げる。第２の試験操作は、ポテトスライス８００ｇを水４．８５Ｌと氷酢酸１５０ｍｌ中に室温で６０分間浸漬することを含む。その後、再びスライスを取り出し、乾燥して、揚げ、アクリルアミド形成に関して分析する。第４の試験操作では、スライスしたポテト８００ｇを水４．９Ｌと氷酢酸７５ｍｌ中に４９℃（１２０°Ｆ）で１５分間浸漬する。その後、スライスを取り出し、乾燥して、揚げ、分析する。最後に、第５の試験操作では、ポテトスライス８００ｇを水４．８５Ｌと氷酢酸１５０ｍｌ中に４９℃（１２０°Ｆ）で６０分間浸漬する。やはり、スライスを取り出し、乾燥して、揚げ、分析する。この実験の結果を以下の表３４に示す。
【０１４１】
【表３４】
2010525790.tif 000038
表３４の試験２および３は、より多くの酢酸は、周囲温度であっても、他の因子がすべて等しい場合、アスパラギンのより大きな低減を生じさせることを示す。それ故、表３０は、低いｐＨが加工食品中のアスパラギンレベルの低減を生じさせ得ることを明らかにするが、表３４は、低いｐＨを有する酸性溶液中にポテトスライスを浸漬すると、アスパラギナーゼの添加なしでも、アスパラギンのレベルを有意に低下させ得ることを明らかにする。さらに、試験３と５の比較は、酸の存在下での高温がポテトスライス中のアスパラギン低減を有意に低下させ得ることを明らかにする。さらに、試験２と４の比較は、高温が、短い滞留時間であっても、アスパラギンのより大きな低減を生じさせ得ることを明らかにする。
【０１４２】
上記表３３および表３４に示すような実施例は、ｐＨを中性から離れて変化させることが、加工の前に酸性または塩基性溶液に曝露した製品において生成されるアクリルアミドの量に影響を及ぼし得ることを明らかにする。リン酸ナトリウム緩衝液中でアスパラギンとグルコースを組み合わせて１５０℃で加熱し、アクリルアミド形成を測定したとき、同様の事実が認められた。リン酸ナトリウム緩衝液のｐＨが低いほど、特にｐＨが５以下であるとき、より少ない量のアクリルアミドが生成された。同様の結果が、試料のｐＨを低下させるために塩化カルシウム、リン酸またはクエン酸を添加したときのポテトフレーク中のアクリルアミド形成に対するｐＨの作用について認められた。
【０１４３】
図１４は、ｐＨを低下させる多価カチオンのアクリルアミドレベルの作用をグラフで示す。塩溶液（３ｍｌ）をガラスバイアル中のポテトフレーク３ｇに添加した。塩化カルシウムの量は、ポテトフレーク３ｇに対して０．０３７５ｇであった（１．２５％）。カルシウム塩と塩化マグネシウムの濃度は、同じモル数の二価カチオンがポテトフレークに添加されるように調整した。塩化ナトリウムについては、ナトリウムのモル数を２倍にした。ポテトフレークスラリーのｐＨ１４０４を測定した後、ガラスバイアルを密封し、１２０℃で４０分間加熱した。加熱後のアクリルアミド１４０２をＧＣ−ＭＳによって測定した。対照試料は、脱イオン水３ｍｌを含むポテトフレーク３ｇであった。
【０１４４】
図１４に示されるように、溶液のｐＨ１４０４を低下させる多価カチオンは、アクリルアミド１４０２を低減するのに特に有効である。溶液のｐＨに対する多価カチオンの作用は、カチオン／アニオン対が添加される溶液へのカチオン／アニオン対の溶解度に関連する。図１５は、０．５Ｍリン酸および０．５Ｍ酢酸緩衝液への塩化カルシウムまたは塩化ナトリウム添加のｐＨに対する作用をグラフで示す。アルカリ形態のリン酸カルシウムは可溶性ではないので、塩化カルシウムのモル濃度が上昇すると共に低下するｐＨを示す直線１５０２によって指示されるように、溶液はより酸性になる。同様に、塩化カルシウムを酢酸緩衝液に添加したとき、酢酸カルシウムは可溶性であるので、直線１５０４によって指示されるようにｐＨの低下はより小さかった。塩化ナトリウムを、直線１５０６によって指示されるように酢酸緩衝液に、または直線１５０８によって指示されるようにリン酸緩衝液に添加したとき、酢酸ナトリウムおよびリン酸ナトリウムの両方が可溶性であるので、ｐＨのごく小さな低下だけが生じた。
【０１４５】
さらに、多価カチオン塩のアニオン部分もｐＨに影響を及ぼし得る因子である。塩素のような強く解離したアニオンは、以下の反応を右の方へシフトさせることによってｐＨをよりアルカリ性にし得る、酢酸塩のような弱く解離したアニオンよりもｐＨへの影響がより少ない。
【０１４６】
ＣＨ３ＣＯＯ−＋Ｈ２Ｏ⇔ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＯＨ−
図１４を参照して、以下の表３５は塩アニオンのｐＫａ値を示す。
【０１４７】
【表３５】
2010525790.tif 000039
図１４および上記表３５に提示されるカルシウム塩についてのデータに基づき、アニオン酸についてのより高いｐＫａ値は溶液をよりアルカリ性にし、ｐＨを低下させることへのカルシウムの作用を妨げると思われる。アクリルアミドを最も有意に低下させた塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウムおよびグルコン酸カルシウムは、４未満のｐＫａ値のアニオンを有していた。６．３９のアニオンｐＫａ値を有するクエン酸カルシウムの添加は、塩を添加せずに生じるポテトフレーク中のレベル、例えば「水」試料中で認められるレベルよりも高いアクリルアミドレベルを生じさせた。その結果、本発明の一つの実施形態では、ｐＨ低下性の塩がアクリルアミドを低減するために使用される。一つの実施形態では、ｐＨ低下性塩は約６．０未満のｐＫａを有する。そのような塩は、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、第一リン酸カルシウム、酢酸カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ステアロイル乳酸カルシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム六水和物、塩化アルミニウム、アンモニウムミョウバン、カリウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、グルコン酸第一鉄、フマル酸第一鉄、乳酸第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第二銅、グルコン酸第二銅、硫酸第二銅、グルコン酸亜鉛および硫酸亜鉛を含むが、これらに限定されない。
【０１４８】
【表３６】
2010525790.tif 000040
種々の食品は、食品にそれらの独自の特徴を与えるために、そのような食品を製造する工程の種々の時点で種々のｐＨレベルを必要とする。例えばソフトプレッツェルは一般に、ソフトプレッツェルのような味がするためにアルカリ浴を必要とする。その結果、当業者は、処理する食品の各々についての必要条件の中で様々なｐＨレベルを使用する必要がある。従って、食品等級の酸および食品等級の塩基の使用は、これらの用語は当技術分野において公知であるので、アクリルアミド低減剤である。
【０１４９】
ＸＸＩＶ．アクリルアミド低減剤と細胞破壊の組合せ
酵素アスパラギナーゼはアスパラギンと反応し、それ故ポテトからアスパラギンを選択的に除去するために利用できる。１つの課題は、塊茎の構造的完全性を破壊せずにポテトの細胞壁の内部に位置するアスパラギンにアクセスすることである。その結果、本発明の多くの実施形態は、アスパラギンを含む植物性食品の細胞壁を脆弱化することを対象とする。細胞壁は、本発明の様々な実施形態に従って、１つ以上の細胞脆弱化機構によって脆弱化することができる。ここで使用するとき、「細胞脆弱化機構」は、細胞壁の脆弱化または細胞壁への浸透を生じさせ、それによってアクリルアミドまたはアスパラギン低減剤が細胞壁に浸透する能力を増強する任意の物理的または化学的機構と定義され、例えば酵素アスパラギナーゼがスライスに浸透し、アスパラギンを低減して、熱処理食品中のアクリルアミドの量の低減を導き得るために使用することができる。細胞壁の脆弱化はアスパラギナーゼの細胞内へのより容易な浸透を可能にし、従ってアスパラギナーゼは、アクリルアミドの公知の前駆体であるアスパラギンを不活性化することができる。一つの実施形態では、細胞壁の脆弱化は約３８℃（約１００°Ｆ）〜約１００℃（約２１２°Ｆ）の高温で起こる。
【０１５０】
上記範囲のより高い方の温度が、加工食品を製造するために使用される生地において細胞壁を脆弱化するために使用できる。上記範囲の低い方の温度、例えば約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）、より好ましくは約３８℃（約１００°Ｆ）〜約４９℃（約１２０°Ｆ）は、スライスされたポテトのような、丸ごと全体の食品または非加工食品の細胞壁を脆弱化するために使用できる。
【０１５１】
細胞壁を脆弱化するまたは細胞壁に浸透する１つの方法は、細胞壁を脆弱化して、酵素が細胞壁の内部に浸透するのを助ける超音波エネルギーの力でポテトスライスを処理することである。一つの実施形態では、超音波エネルギーは少なくとも３０秒間適用される。一つの実施形態では、超音波エネルギーは約３０秒間から約６０分間適用される。言うまでもなく、これらの範囲は例示のために提供されるものであり、限定ではない。超音波エネルギーの任意の相乗作用的有効量を食品に適用することができる。
【０１５２】
相乗作用的有効量は、（ａ）任意の種類のアクリルアミド低減剤を単独で使用して食品中で達成されるよりも大きなパーセンテージのアクリルアミドまたはアスパラギンの低減を達成する量、または（ｂ）製造工程へのアクリルアミドまたはアスパラギン低減剤の添加から生じる最終製品の特徴（色、味および食感など）へのより少ない付随的作用を伴って、単一アクリルアミド低減剤またはアスパラギン低減剤と同等の量だけアクリルアミド濃度またはアスパラギン濃度を低減する量である。
【０１５３】
様々な操作条件下で超音波エネルギーによって処理したポテトスライス中のアスパラギン低減の関係を評価するためにいくつかの試験を実施した。各々の超音波試験において、ポテト６００ｇを剥皮し、約１．３ｍｍ（約０．０５３インチ）の厚さにスライスして、４つの異なる試験条件下で約４９℃（約１２０°Ｆ）に保持した約１７Ｌの水に約４０分間浸漬した。各試験から３つのポテトスライスをアスパラギンに関して分析し、各々の試験についての平均を報告した。
【０１５４】
対照試料、試験１は、剥皮して約１．３ｍｍ（約０．０５３インチ）にスライスしたポテト約６００ｇを約２６℃（約７８°Ｆ）の水に約２分間浸す工程から成った。３つのスライスをアスパラギンに関して試験し、約１．９６重量％の平均アスパラギン濃度が明らかにされた。異なる指示がない限り、アスパラギン濃度に関するすべての単位は重量パーセントである。試験２では、ポテトスライスを約４９℃（約１２０°Ｆ）の水に約４０分間浸漬し、約０．７７重量％のアスパラギン濃度が明らかにされ、対照に比べて約６１％の低減であった。試験３は試験２を反復し、さらに、水中に約１００，０００単位のアスパラギナーゼを含んだ。これは約０．４４重量％のアスパラギン濃度を示し、対照に比べて約７８％の低減であった。試験４は、約６８ｋＨｚの超音波浸漬装置（Ｂｒａｎｓｏｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐ  ｏｆ  Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔより入手可能）においてポテトスライスに適用した超音波エネルギーを伴って、試験３を反復し、約０．１０重量％のアスパラギン濃度が明らかにされ、対照に比べて約９５％の低減であった。表５は、約６８ｋＨｚの代わりに約１７０ｋＨｚの超音波エネルギーをスライスに適用したことを除いて試験４を反復し、約０．１１重量％の平均アスパラギン濃度が明らかにされ、対照に比べて約９４％の低減であった。試験結果を以下の表３７に要約する。
【０１５５】
【表３７】
2010525790.tif 000041
表３７のデータは、ポテトスライスへの超音波エネルギーの適用がアスパラギン濃度をさらに低下させ得るという理論を明瞭に裏付ける。試験４は、試験３よりも２２％大きいアスパラギンの低減（［７８％−９５％］／７８％）があった。試験２に例示されるように、高温の水中への浸漬も細胞壁をより多孔性にすることができる。
【０１５６】
物理的機構に関して、一つの実施形態では、スライスへの真空の適用によって細胞壁が脆弱化される。一つの実施形態では、スライスを石灰で処理し、その後真空下で酵素溶液に浸漬する。理論に縛られることなく、真空が解放されたとき細胞壁が拡大し、この時点で酵素が細胞壁に浸透できると考えられる。石灰または超音波処理のような他の介入による事前処理はスライスを脆弱化することができ、真空下で、これらの処理されたスライスはさらに一層容易に脆弱化し得る。
【０１５７】
一つの実施形態では、アスパラギナーゼのようなアクリルアミド低減剤をポテト内に侵入させるために差圧が使用される。ここで使用するとき差圧は、大気圧とは異なる圧と定義され、差圧は陽圧または陰圧（真空）を与えることができる。例えばポテトを、アスパラギナーゼ溶液または他のアクリルアミド低減剤の存在下で１３８〜４１３７ｋＰａ（２０〜３０ｐｓｉｇ）の真空に曝露することができる。純粋な真空を含むより高レベルの真空適用は細胞壁の破裂を生じさせ得る。理論に縛られることなく、より低いレベルの真空適用は、アクリルアミド低減剤をポテトスライスに浸透させるのに十分なほどポテト細胞内の間質腔を拡大させないと考えられる。
【０１５８】
一つの実施形態では、差圧は、細胞壁が多回の拡大と収縮を経験して細胞表面を脆弱化するかまたは破裂させ、それによって細胞壁内への酵素浸透の可能性を改善するように、何度も真空を作出して開放するためのパルス差圧あるいは陽圧または陰圧のサイクルを含む。一つの実施形態では、差圧は少なくとも２サイクル適用される。
【０１５９】
様々なユニット操作条件下において真空で処理したポテトスライスにおけるアスパラギン低減の関係を評価するためにいくつかの試験を実施した。各々の試験において、ポテト４２０ｇを剥皮し、約１．３ｍｍ（約０．０５３インチ）の厚さにスライスした。指示がない限り、各試験から４つのポテトスライスをアスパラギンに関して分析し、各々の試験についての平均を報告した。各試験はポテトスライス約２１０ｇと水約７Ｌを使用した。試験は、２つの温度の水、約２４℃（約７５°Ｆ）の周囲温度と約４９℃（約１２０°Ｆ）の高温の水において実施した。浸漬時間は、溶液へのアスパラギナーゼの添加と同様に様々であった。さらに、一部の試料は真空注入ユニットに入れ、−１３８ｋＰａ（−２０ｐｓｉ）に保持した。使用できる真空注入ユニットは、Ｂｉｒｏ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ｏｆ  Ｍａｒｂｌｅｈｅａｄ，ＯＨから入手可能な真空タンブラーＶＴＳ−４２型である。試験条件と結果を以下の表に要約する。
【０１６０】
【表３８】
2010525790.tif 000042
試験１では、ポテトスライスを４９℃（１２０°Ｆ）で６分間浸漬した。試験２では、ポテトスライスを、酵素７０００単位を含む水１４Ｌに４９℃（１２０°Ｆ）で６分間浸漬した。試験３では、ポテトスライスを、真空注入ユニットにおいて１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で、水１４Ｌに４９℃（１２０°Ｆ）で６分間浸漬した。試験４では、ポテトスライスを、真空注入ユニットにおいて１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で、酵素７０００単位を含む４９℃（１２０°Ｆ）の水１４Ｌに６分間浸漬した。試験５では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で４９℃（１２０°Ｆ）の水１４Ｌに、個別に２分間隔で３回浸漬した。各々の２分間隔の中間に、真空を解放し、再適用した。試験６では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む４９℃（１２０°Ｆ）の水１４Ｌに２分間隔で３回浸漬した。やはり、各々の間隔の間に真空を解放し、再適用した。試験７では、ポテトスライスを周囲温度で６分間浸漬した。試験８では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で水１４Ｌに周囲温度で６分間浸漬した。試験９では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む周囲温度の水１４Ｌに６分間浸漬した。試験１０では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で水１４Ｌに周囲温度で、２分間隔で３回浸漬した。やはり、各々の間隔の間に真空を解放し、再適用した。試験１１では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む周囲温度の水１４Ｌに２分間隔で３回浸漬した。各々の間隔の間に真空を解放し、再適用した。試験１２では、ポテトスライスを周囲温度で１２分間浸漬した。試験１３では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で水１４Ｌに周囲温度で１２分間浸漬した。試験１４では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む周囲温度の水１４Ｌに１２分間浸漬した。試験１５では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で水１４Ｌに周囲温度で、２分間隔で６回浸漬した。各々の間隔の間に真空を解放し、再適用した。試験１６では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む周囲温度の水１４Ｌに２分間隔で６回浸漬した。やはり、各々の間隔の間に真空を解放し、再適用した。
【０１６１】
表３８のデータは、ポテトスライスへの真空の適用がアスパラギン濃度をさらに低下させ得るという理論を明瞭に裏付ける。例えば真空を使用した試験３は、試験２よりも１２％大きいアスパラギンの低減（［２５％−２８％］／２５％）があった。同様に、試験８は試験７よりも１００％以上大きいアスパラギンの低減があった。この結果は、試験試料の間のもともとのアスパラギンレベルの差のために誇張されている可能性がある。試験１３は真空を使用したにもかかわらず、試験１２よりも高いアスパラギンレベルを有していた試験１３に使用したポテトは、おそらく試験１２において使用したポテトよりもはるかに高いもともとのアスパラギンレベルを有していた。
【０１６２】
さらに、試験６によって指示されるように、パルス方式で真空を適用したとき、または３つの異なる時点で真空を解放し、再適用して、解放したとき、溶液中で酵素を使用した試験４においてアスパラギン低減は１９％から３８％に上昇した。さらに、試験１４と試験１６を比較すると、パルス真空の使用はアスパラギンの１０％以上大きい低減を生じさせた（［８１％−９０％］／８１％）。それ故、ポテトスライス中のアスパラギンの量を有効に低減するために真空がパルス方式使用できることは明らかである。
【０１６３】
一つの実施形態では、ポテトスライスを他の適切なキレート化剤、またはアスパラギンがもはやアクリルアミド反応のために使用可能でないようにアスパラギンと複合する薬剤で洗浄することができる。
【０１６４】
様々なユニット操作条件下において石灰で処理したポテトスライスの関係を評価するためにいくつかの試験を実施した。結果を以下の表３９に列記する。
【０１６５】
【表３９】
2010525790.tif 000043
各々の試験について、ポテト８４０ｇを剥皮し、約１．３ｍｍ（約０．０５３インチ）の厚さにスライスして、水２８Ｌに浸漬した。試験１では、ポテトスライスを周囲温度で２分間水に浸漬した。試験２では、ポテトスライスを４９℃（１２０°Ｆ）の水に６分間浸漬した。アスパラギンのもともとのレベルの変動が、おそらく試験１と試験２における同様のアスパラギン濃度の原因である。試験３では、ポテトスライスを、２％石灰溶液を含む４９℃（１２０°Ｆ）の水に６分間浸漬した。試験４では、ポテトスライスを１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で２％石灰溶液に４９℃（１２０°Ｆ）で６分間浸漬した。その後スライスを洗浄し、酵素１４，０００単位を含む４９℃（１２０°Ｆ）の水２８Ｌに１０分間浸漬した。試験５では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素１４，０００単位を含む水２８Ｌに４９℃（１２０°Ｆ）で６分間浸漬した。試験６では、ポテトスライスを４９℃（１２０°Ｆ）の２％石灰溶液に６分間浸漬した。次にポテトスライスを５分間洗浄し、その後１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素１４，０００単位を含む４９℃（１２０°Ｆ）の水２８Ｌに１０分間浸漬した。試験７では、ポテトスライスを１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で２％石灰溶液に４９℃（１２０°Ｆ）で６分間浸漬した。スライスを５分間洗浄し、酵素１４，０００単位を含む４９℃（１２０°Ｆ）の水２８Ｌに１０分間浸漬した。試験３によって示されるように、水単独の代わりに２％石灰溶液に浸漬することは、有意により高いアスパラギン低減を生じさせる。上記に開示する石灰のレベルは例示のためであり、限定ではない。一つの実施形態では、０．１重量％〜約２重量％の石灰溶液にスライスを浸漬することができる。２重量％より高い石灰濃度も使用できるが、そのようなレベルは最終製品の風味に影響を及ぼし始め得る。
【０１６６】
細胞壁に浸透するためのもう１つの方法は、スライスの内部から除去された水分が（マイクロ波は製品の表面ではなくその内部から水分を選択的に除去する）、処理したスライスを酵素溶液に浸漬したとき酵素浸透のために利用され得る通路またはチャネルを作出するように、マイクロ波エネルギーによって原料スライスを予備加熱することである。一つの実施形態では、天然の約８０％水分を約６０％の含水量に低減するために、丸ごとのポテトにマイクロ波を照射する。ポテト内部からの水分の喪失は、スライスを酵素溶液に浸漬したときアスパラギナーゼが塊茎の内部に浸透するために利用できるチャネルを作出し得る。
【０１６７】
アスパラギン低減に対するマイクロ波エネルギーの付加的な作用を分析するためにポテトスライスに関していくつかの試験を実施した。各々の試験において、ポテト４２０ｇを剥皮し、約１．３ｍｍ（約０．０５３インチ）の厚さにスライスした。指示がない限り、各試験から４つのポテトスライスをアスパラギンに関して分析し、各々の試験についての平均を報告した。各試験は、約７Ｌの溶液に浸漬したポテトスライス約２１０ｇを使用した。試験は、２つの温度の溶液、約２４℃（約７５°Ｆ）の周囲温度と約４９℃（約１２０°Ｆ）の高温の溶液において実施した。浸漬時間は、溶液へのアスパラギナーゼの添加と同様に様々であった。さらに、一部の試料は真空注入ユニットに入れ、−１３８ｋＰａ（−２０ｐｓｉ）に保持した。試験条件と結果を以下の表に要約する。
【０１６８】
【表４０】
2010525790.tif 000044
対照試験である試験１では、ポテトスライスを周囲温度で２分間浸漬した。試験２では、ポテトスライスを周囲温度で６分間浸漬した。試験３では、ポテトスライスを、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む周囲温度の水１４Ｌに６分間浸漬した。試験４では、ポテトスライスにマイクロ波を１０秒間照射し、その後水１４Ｌに周囲温度で６分間浸漬した。試験５では、ポテトスライスにマイクロ波を３０秒間照射し、水１４Ｌに周囲温度で６分間浸漬した。試験６では、ポテトスライスにマイクロ波を１分間照射し、その後水１４Ｌに周囲温度で６分間浸漬した。試験７では、ポテトスライスにマイクロ波を１０秒間照射し、その後１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む水１４Ｌに周囲温度で６分間浸漬した。試験８では、ポテトスライスにマイクロ波を３０秒間照射し、その後１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む水１４Ｌに周囲温度で６分間浸漬した。試験９では、ポテトスライスにマイクロ波を１分間照射した。前記スライスを１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む水１４Ｌに周囲温度で６分間浸漬した。試験１０では、ポテトスライスにマイクロ波を１０秒間照射した。前記ポテトスライスを１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む水１４Ｌに４９℃（１２０°Ｆ）で６分間浸漬した。試験１１では、ポテトスライスにマイクロ波を３０秒間照射し、その後１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む水１４Ｌに４９℃（１２０°Ｆ）で６分間浸漬した。試験１２では、ポテトスライスにマイクロ波を１分間照射し、その後１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で酵素７０００単位を含む水１４Ｌに４９℃（１２０°Ｆ）で６分間浸漬した。
【０１６９】
マイクロ波の使用も、ポテトスライス中のアスパラギンの低減を増強することができる。例えば試験４〜６と試験２を比較すると、他のすべての因子が等しい場合、ポテトスライスをマイクロ波で１０秒間前処理することはほとんどまたは全く影響を及ぼさないと思われる。しかし、マイクロ波での３０秒間の前処理とそれに続く室温で６分間の浸漬で、ポテトスライスはアスパラギンの６９％の低減を示し、これはマイクロ波の前処理なしで達成される６６％の低減よりも良好である。
【０１７０】
マイクロ波での１分間の前処理はアスパラギンの６８％低減を生じさせた。加えて、試験７〜９と試験３を比較すると、マイクロ波での前処理はアスパラギンの有意に大きい低減を生じさせる。例えば、１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の真空下で室温にてアスパラギナーゼ溶液に６分間浸漬したポテトスライスについての試験３に関して、スライスはアスパラギンの６２％低減を示した。しかし、ポテトスライスを試験３の同じ処理の前にマイクロ波で１０秒間前処理したとき、アスパラギン低減は６８％であり、１分間のマイクロ波前処理は、試験９によって指示されるようにアスパラギンの７８％低減を生じさせた。従って、マイクロ波前処理はポテトスライスにおけるアスパラギンの低減を促進し得る。
【０１７１】
一つの実施形態では、アスパラギナーゼのような大きな酵素分子が細胞構造に侵入して、スライスの内部のアスパラギンと反応できるように、ポテトスライスを「漏出性」にする。注射器または他の機械的補助具による微細な穴でスライスの表面をつなぐ（ドッキングする）（ドッキングについては米国特許第４，８８９，７３３号および同第４，８８９，７３７号参照）ことによって機械的に通路を作出することができる。
【０１７２】
あるいは、一つの実施形態では、細胞脆弱化機構は１つ以上の細胞脆弱化酵素を含む。細胞壁内の通路を、酵素、例えばデンプン顆粒の細胞壁を攻撃するセルラーゼまたはヘミセルラーゼによって作出することができる。細胞壁は、セルラーゼ、エンドグルカナーゼ、エンド−１，４−β−グルカナーゼ、カルボキシメチルセルロース、エンド−１，４−β−Ｄ−グルカナーゼ、β−１，４−グルカナーゼ、β−１，４−エンドグルカンヒドロラーゼ、セルデキストリナーゼ、アビセラーゼ、キシラナーゼおよびヘミセルラーゼを含むがこれらに限定されない、１つ以上の細胞脆弱化酵素を細胞壁と接触させることによって脆弱化され得る。一つの実施形態では、細胞脆弱化酵素溶液を作製するために１つ以上の細胞脆弱化酵素を一緒に添加し得る。細胞脆弱化酵素溶液を、次に、植物性食品の細胞壁を脆弱化するために植物性食品と接触させることができる。細胞脆弱化酵素で細胞壁を脆弱化することにより、細胞壁内へのアスパラギナーゼの浸透がより容易になる。アスパラギン低減への、細胞壁を攻撃する酵素の付加的な作用を分析するために、ポテトスライスに関していくつかの試験を実施した。各々の試験において、ポテト８４０ｇを剥皮し、１．３ｍｍ（０．０５３インチ）の厚さにスライスした。各試験は、約２８Ｌの溶液に浸漬したポテトスライス約８４０ｇを使用した。試験は、１０分間の浸漬時間について約４９℃（約１２０°Ｆ）の高温で実施した。試験条件と結果を以下の表に要約する。
【０１７３】
【表４１】
2010525790.tif 000045
対照試験である試験１では、ポテトスライスを４９℃（１２０°Ｆ）の水に２分間浸漬した。浸漬後、スライスを５分間洗浄し、アスパラギンに関して試験した。試験２では、ポテトスライスを４９℃（１２０°Ｆ）の水に１０分間浸漬した。浸漬後、スライスを５分間洗浄し、アスパラギンに関して試験した。試験３では、ポテトスライスを、クエン酸の添加によるｐＨ４の水２８Ｌに１０分間浸漬した。浸漬後、スライスを５分間洗浄し、アスパラギンに関して試験した。試験４では、ポテトスライスを、クエン酸の添加でｐＨ４にした、ビスコザイム０．８４ｇを含む水２８Ｌに１０分間浸漬した。ビスコザイムは、アラバナーゼ、セルラーゼ、β−グルカナーゼ、ヘミセルラーゼおよびキシラナーゼを含む一連のカルボヒドラーゼを有する酵素カクテルである。ビスコザイムはＮｏｖｏｚｙｍｅｓ  ｏｆ  Ｄｅｎｍａｒｋより入手可能である。浸漬後、スライスを５分間洗浄し、アスパラギンに関して試験した。試験５は、約６８ｋＨｚの超音波エネルギーをポテトスライスに適用して、試験４を反復した。試験６は、試験５を反復し、続いてアスパラギナーゼ１４，０００単位を含む溶液２８Ｌにポテトスライスを１０分間浸漬した。
【０１７４】
表４１のデータは、アスパラギナーゼと併用した細胞脆弱化酵素の適用がポテトスライス中のアスパラギンのレベルを実質的に低下させ得るという理論を明瞭に裏付ける。細胞脆弱化装置（例えば試験５に示すように細胞脆弱化酵素と同時に超音波エネルギー）を併用したとき、アスパラギンのさらに一層大きな低減が起こり得る。試験５は、例えば、試験３よりも２０％大きいアスパラギンの低減（［６２．２％−７４．７％］／６２．２％）があった。試験６に例示されるように、超音波エネルギーと併用した細胞脆弱化酵素の適用は、アスパラギナーゼが残存するアスパラギンのレベルを有効にさらに一層低減できるように、細胞壁をより多孔性し得る。例えば試験６における後ほどのアスパラギナーゼの使用は、アスパラギナーゼを使用しなかった試験５で達成されたよりも２１％大きいアスパラギンの低減（［７４．７％−９５．５％］／７４．７％）を示した。
【０１７５】
一つの実施形態では、ニワトリを丸ごとマリネするのに使用されるのと同様の方法で、必要量のアスパラギナーゼをポテトに「ポンプで送り込む」ためにノズルまたはプローブをポテトに挿入することができる。
【０１７６】
本発明を詳細に示し、いくつかの実施形態を参照して説明したが、２つ以上のアクリルアミド低減剤添加物の使用による熱処理食品中のアクリルアミドの低減への様々な他の取り組みが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく実施され得ることは当業者に了解される。例えば主としてジャガイモとトウモロコシ製品に関する工程を特に開示したが、前記工程はまた、オオムギ、コムギ、ライムギ、オートムギ、キビおよび他のデンプン性穀物から作られる食品、並びにサツマイモ、タマネギおよび他の野菜のようなアスパラギンと還元糖を含む他の食品を加工するときにも使用できる。さらに、前記工程はポテトチップとコーンチップにおいて明らかにされたが、他の種類のスナックチップ、シリアル、クッキー、クラッカー、ハードプレッツェル、パンおよびロールパン、パン粉をまぶした肉類のためのパン粉のような、多くの他の加工食品の加工において使用できる。本発明は、アスパラギンを含有する、すべての「加工スナック食品」、「加工食品」および「熱処理食品」に適用でき、それらの用語はここで定義され、説明されたとおりである。
【図１】
2010525790.tif 000046
【図２】
2010525790.tif 000047
【図３Ａ】
2010525790.tif 000048
【図３Ｂ】
2010525790.tif 000049
【図４】
2010525790.tif 000050
【図５】
2010525790.tif 000051
【図６】
2010525790.tif 000052
【図７】
2010525790.tif 000053
【図８】
2010525790.tif 000054
【図９】
2010525790.tif 000055
【図１０】
2010525790.tif 000056
【図１１】
2010525790.tif 000057
【図１２】
2010525790.tif 000058
【図１３】
2010525790.tif 000059
【図１４】
2010525790.tif 000060
【図１５】
2010525790.tif 000061
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月21日(2008.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）内部にアスパラギンを含む細胞壁を有する植物性食品を提供する工程と、
ｂ）脆弱化した細胞壁を作生するために細胞壁を１つ以上の細胞脆弱化機構と接触させ、前記細胞壁を脆弱化する工程であって、前記細胞脆弱化機構が、前記植物性食品に相乗作用的有効量の超音波エネルギーを適用すること、前記植物性食品に有効量のマイクロはエネルギーを適用すること、前記植物性食品に差圧を適用すること、前記植物性食品を石灰溶液に浸漬すること、および前記植物性食品を細胞脆弱化酵素溶液中に浸漬することから選択される工程と、
ｃ）前記の脆弱化した細胞壁を少なくとも１つのアクリルアミド低減剤と接触させる工程と、
ｄ）前記食品を加熱し、熱処理食品を形成する工程と
からなる、熱処理食品中のアクリルアミドを低減する方法。
【請求項２】
前記植物性食品がさらに食品のスライスからなる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
コメ、コムギ、トウモロコシ、オオムギ、ダイズ、オートムギ、焙煎コーヒー豆および焙煎カカオ豆から選択される１つ以上の植物性食品をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記植物性食品がジャガイモからなる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程ｂ）における前記細胞壁の脆弱化が、前記植物性食品に相乗作用的有効量の超音波エネルギーを適用することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
工程ａ）における前記植物性食品がスライスした植物性食品からなり、かつ、さらに工程ｂ）とｃ）とが同時に行われる請求項５に記載の方法。
【請求項７】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項５に記載の方法。
【請求項９】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに１つ以上のｐＨ低下性の塩を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに少なくとも１つのｐＨ低下性の塩を含み、前記塩が、さらに約６未満のｐＫａ値を有するアニオン酸を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記アクリルアミド低減剤が、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、第一リン酸カルシウム、酢酸カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ステアロイル乳酸カルシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム六水和物、塩化アルミニウム、アンモニウムミョウバン、カリウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、グルコン酸第一鉄、フマル酸第一鉄、乳酸第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第二銅、グルコン酸第二銅、硫酸第二銅、グルコン酸亜鉛および硫酸亜鉛から選択される１つ以上の塩を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記アクリルアミド低減剤が、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンから選択される１つ以上の遊離アミノ酸を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記アクリルアミド低減剤がシステインを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記アクリルアミド低減剤が、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトールおよびカゼインから選択される１つ以上の遊離チオール化合物を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオンから選択される１つ以上の還元剤をさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
工程ｂ）における前記脆弱化が、さらに約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の高温の溶液中に前記植物性食品を浸漬する工程を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１７】
工程ｂ）における前記脆弱化が、前記植物性食品に有効量のマイクロ波エネルギーを適用する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記マイクロ波エネルギーを少なくとも３０秒間適用する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
工程ａ）における前記植物性食品が、スライスした植物性食品からなり、かつ、さらに工程ｂ）とｃ）とが同時に行われる請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
工程ｂ）における前記脆弱化がさらに差圧を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
工程ｂ）で前記マイクロ波エネルギーを適用した後、さらに浸漬工程を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに１つ以上のｐＨ低下性の塩を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに少なくとも１つのｐＨ低下性の塩を含み、前記塩が、さらに約６未満のｐＫａ値を有するアニオン酸を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記アクリルアミド低減剤が、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、第一リン酸カルシウム、酢酸カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ステアロイル乳酸カルシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム六水和物、塩化アルミニウム、アンモニウムミョウバン、カリウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、グルコン酸第一鉄、フマル酸第一鉄、乳酸第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第二銅、グルコン酸第二銅、硫酸第二銅、グルコン酸亜鉛および硫酸亜鉛から選択される１つ以上の塩を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記アクリルアミド低減剤が、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンから選択される１つ以上の遊離アミノ酸を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
前記アクリルアミド低減剤がシステインを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記アクリルアミド低減剤が、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトールおよびカゼインから選択される１つ以上の遊離チオール化合物を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項３０】
塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオンから選択される１つ以上の還元剤をさらに含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
工程ｂ）における前記脆弱化が、さらに約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の高温の溶液中に前記植物性食品を浸漬する工程を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項３２】
工程ｂ）における前記脆弱化が、前記植物性食品に差圧を適用する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記差圧を少なくとも１０秒間適用する請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記差圧がさらにパルス差圧を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
工程ａ）における前記植物性食品がスライスした植物性食品からなり、かつ、さらに工程ｂ）とｃ）とが同時に行われる請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
工程ｂ）で前記差圧を適用した後、さらに浸漬工程を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに１つ以上のｐＨ低下性の塩を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
工程ｃ）における前記アクリルアミド低減剤が、さらに少なくとも１つのｐＨ低下性の塩を含み、前記塩が、さらに約６未満のｐＫａ値を有するアニオン酸を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４１】
前記アクリルアミド低減剤が、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、第一リン酸カルシウム、酢酸カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ステアロイル乳酸カルシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム六水和物、塩化アルミニウム、アンモニウムミョウバン、カリウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、グルコン酸第一鉄、フマル酸第一鉄、乳酸第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第二銅、グルコン酸第二銅、硫酸第二銅、グルコン酸亜鉛および硫酸亜鉛から選択される１つ以上の塩を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４２】
前記アクリルアミド低減剤が、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンから選択される１つ以上の遊離アミノ酸を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４３】
前記アクリルアミド低減剤がシステインを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４４】
前記アクリルアミド低減剤が、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトールおよびカゼインから選択される１つ以上の遊離チオール化合物を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４５】
塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオンから選択される１つ以上の還元剤をさらに含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４６】
工程ｂ）における前記脆弱化が、さらに約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の高温の溶液中に前記植物性食品を浸漬する工程を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４７】
工程ｂ）における細胞壁の前記脆弱化が、前記植物性食品を石灰溶液に浸漬する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４８】
前記石灰溶液が約０．１重量％〜約２重量％の石灰を含む請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記浸漬を少なくとも３０秒間実施する請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記浸漬を約３０秒間〜約５分間実施する請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
工程ａ）における前記植物性食品がスライスした植物性食品からなり、かつ、さらに工程ｂ）とｃ）とが同時に行われる請求項４７に記載の方法。
【請求項５２】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
前記アクリルアミド低減剤が、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンから選択される１つ以上の遊離アミノ酸を含む請求項４７に記載の方法。
【請求項５５】
前記アクリルアミド低減剤がシステインを含む請求項４７に記載の方法。
【請求項５６】
前記アクリルアミド低減剤が、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトールおよびカゼインから選択される１つ以上の遊離チオール化合物を含む請求項４７に記載の方法。
【請求項５７】
塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオンから選択される１つ以上の還元剤をさらに含む請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記石灰溶液が約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６度（約１５０°Ｆ）の高温である請求項４７に記載の方法。
【請求項５９】
工程ｂ）における細胞壁の前記脆弱化が、細胞脆弱化酵素溶液中に前記植物性食品を浸漬する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６０】
前記細胞脆弱化酵素溶液が、セルラーゼ、エンドグルカナーゼ、エンド−１，４−β−グルカナーゼ、カルボキシメチルセルロース、エンド−１，４−β−Ｄ−グルカナーゼ、β−１，４−グルカナーゼ、β−１，４−エンドグルカンヒドロラーゼ、セルデキストリナーゼ、アビセラーゼ、キシラナーゼおよびヘミセルラーゼから選択される１つ以上の細胞脆弱化酵素を含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記浸漬を少なくとも３０秒間実施する請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
前記浸漬を約３０秒間〜約５分間実施する請求項５９に記載の方法。
【請求項６３】
工程ａ）における前記植物性食品がスライスした植物性食品からなり、かつ、さらに工程ｂ）とｃ）とが同時に行われる請求項５９に記載の方法。
【請求項６４】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
工程ｃ）におけるアクリルアミド低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６６】
前記アクリルアミド低減剤が、リシン、グリシン、ヒスチジン、アラニン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、プロリン、フェニルアラニン、バリンおよびアルギニンから選択される１つ以上の遊離アミノ酸を含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６７】
前記アクリルアミド低減剤がシステインを含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６８】
前記アクリルアミド低減剤が、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−システアミン、還元型グルタチオン、ジチオスレイトールおよびカゼインから選択される１つ以上の遊離チオール化合物を含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６９】
塩化第一スズ二水和物、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、イソアスコルビン酸（エリソルビン酸）、アスコルビン酸誘導体の塩、鉄、亜鉛、第一鉄イオンから選択される１つ以上の還元剤をさらに含む請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記石灰溶液が約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の高温である請求項５９に記載の方法。
【請求項７１】
ａ）アスパラギンを含むデンプン性食品の細胞壁を脆弱化する工程であって、前記脆弱化する工程が、前記デンプン性食品を約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の温度の溶液中に浸漬する工程、前記デンプン性食品に有効量の超音波エネルギーを適用する工程、前記デンプン性食品に有効量のマイクロ波エネルギーを適用する工程、前記デンプン性食品にパルス差圧を適用する工程から選択される工程と、
ｂ）前記デンプン性食品に第１のアスパラギン低減剤を添加して混合物を形成する工程とを含む、食品中のアスパラギン濃度を低下させる方法。
【請求項７２】
前記脆弱化工程が、約３８℃（約１００°Ｆ）〜約６６℃（約１５０°Ｆ）の温度の溶液中に前記デンプン性食品を浸漬する工程を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記溶液が石灰を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７４】
前記脆弱化する工程が、前記デンプン性食品に有効出力量の超音波エネルギーを適用する工程を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
前記脆弱化する工程が、前記デンプン性食品に有効量のマイクロ波エネルギーを適用する工程を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７６】
前記脆弱化する工程が差圧を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７７】
前記差圧がパルス差圧を含む請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記第１のアスパラギン低減剤がアスパラギナーゼを含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７９】
工程ｂ）における前記細胞壁の脆弱化が、超音波エネルギー、マイクロ波エネルギー、１つ以上の細胞脆弱化酵素、差圧およびパルス差圧から選択される１つ以上の細胞脆弱化機構を含む請求項７１に記載の方法。
【国際調査報告】
2010525790.tif 000062