(57)【要約】〔目的〕粉粒状の乾燥蛋白原材料の品質を低下させることなく、細菌胞子などの耐熱性の微生物を安定して滅菌（完全殺菌）し、食品用滅菌固体蛋白を製造する技術を開発する。〔解決手段〕上記課題は粉粒体状乾燥蛋白を、２５０〜３７０℃（品温）で１〜１５秒間加熱することを特徴とする、食品用滅菌固体蛋白の製造方法によって解決される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体状乾燥蛋白を、２５０〜３７０℃（品温）で１〜１５秒間加熱処理することを特徴とする食品用滅菌固体蛋白の製造方法。
【請求項２】
加熱処理装置がエクストルーダーであることを特徴とする請求項１記載の食品用滅菌固体蛋白の製造方法。
【請求項３】
品温を２８０〜３５０℃で２〜１０秒間加熱処理することを特徴とする請求項１又は２記載の食品用滅菌固体蛋白の製造方法。
【請求項４】
加熱処理後の食品用滅菌固体蛋白に含まれる水分含量が５％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の食品用滅菌固体蛋白の製造方法。
【請求項５】
食品用滅菌固体蛋白が発酵食品原料用滅菌固体蛋白である請求項１〜４のいずれか１項記載の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法で得られる食品用滅菌固体蛋白を酵素処理することを特徴とする酵素分解物の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の酵素分解物を更に、乾燥処理に付することを特徴とする食品素材の製造方法。
【請求項８】
請求項６記載の酵素分解物を更に、遠心分離に付すことを特徴とするアミノ酸液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大豆蛋白、脱脂大豆、小麦蛋白、カゼイン、卵白などの食品用粉粒体状の乾燥蛋白から食品用滅菌固体蛋白を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大豆蛋白、脱脂大豆、小麦蛋白、カゼイン、卵白などの粉粒体状の乾燥蛋白原材料を汚染している種々の微生物で、一般的な加熱では殺菌されない微生物の多くは耐熱性の高い細菌胞子である。また、乾燥した粉粒体は熱伝導率が低いため、粉粒状の乾燥蛋白原材料を加熱殺菌するにはかなり長時間加熱する必要がある。しかし、長時間加熱すると原材料は褐変したり、更には原材料そのものが焦げたりして、品質が大幅に低下してしまい、蛋白質として本来の機能を果たせなくなるのが殆どである。
このような粉粒体状の乾燥原材料の直接的な殺菌技術としては、従来はエチレンオキサイドガスを用いたガス滅菌が行われていたが、エチレンオキサイド自体が有害であり、残留すると発がん物質を生成するので、現在は食品への使用は禁止されている。一方、放射線殺菌は殺菌処理に伴う温度上昇がないために、蛋白質の変性が起こりにくく、また、色調に及ぼす影響も殆どないので、２０ヶ国以上で香辛料や乾燥野菜に利用されているが、食品の放射線殺菌はわが国では許可されておらず、滅菌（完全殺菌）まで至らしめるには大量の放射線を照射しなければならない。現在、粉粒状の乾燥蛋白原材料の殺菌に使用されている主な技術は過熱水蒸気を利用した殺菌である。過熱水蒸気は飽和水蒸気を１５０〜２００℃に加熱することにより乾燥状態にしたものであり、粉粒状の乾燥蛋白原材料を乾燥状態のまま極短時間に殺菌する方法であるが、耐熱性の殺菌を安定して滅菌（完全殺菌）できる技術までには至っていない。従って、乾燥蛋白原材料を乾燥状態のまま加熱滅菌（完全殺菌）し、食品用滅菌固体蛋白を製造することは不可能に近い。
一方、エクストルーダーを用いて脱脂大豆を加熱処理することは知られている（特許文献１：特開昭５８−３１９４２号公報、比較例１参照）。これは、脱脂大豆及びその２０重量％の水をスクリュー形押出機に投入し、ゲージ圧５０ｋｇ／ｃｍ２、品温１４０℃において１分の滞留時間で加熱加圧したのち、押出機から大気中に放出して膨化脱脂大豆を製造するものである。
【発明の開示】
【０００３】
そこで、発明者は粉粒状の乾燥蛋白原材料の品質を低下させることなく、細菌胞子などの耐熱性の微生物を安定して滅菌（完全殺菌）し、食品用滅菌固体蛋白を製造すべく鋭意検討した。
その結果、エクストルーダーを用いて原材料を迅速に搬送させながら混合、混練、加熱ができるスクリュウ上に粉粒体状の原材料を連続的に投入し、スクリュウの中で原材料の品温が超高温（２５０〜３７０℃）下で瞬間（１〜１５秒間）的な加熱状態で処理を行った。具体的には原材料を投入口から温度勾配をつけて加熱しながら、スクリュウ内で迅速に搬送させ、スクリュウの出口に到達した原材料は圧力をかけずに、そのまま大気（１気圧）中に放出させる方法で超高温瞬間加熱を行った。
ここで、本加熱処理において重要なポイントは、エクストルーダースクリュウ先端にあるダイ（開度調整弁）を取り付けずに開放系にして、出口先端で加熱原材料に圧力を掛けないようにすることにある。そのことによって、初めて、このような超高温（２５０〜３７０℃）での瞬間（１〜１５秒間）的な加熱が実現できる。エクストルーダーを用いる一般的な方法はスクリュウ出口にはダイ（開度調整弁）が取り付けられ、加熱された原材料がスリットを通過することで、先端圧力や滞留時間が調製され殺菌処理を行うが、先端に圧力が掛かった状態では滞留時間が長くなり、超高温（２５０〜３７０℃）下で加熱すると蛋白原材料は殆ど焦げ付いてしまい、蛋白としての機能を全く果せなくなる。
本発明は、これらの知見に基いてなされたものであり、粉粒体状乾燥蛋白を、エクストルーダーに送入し、その内部で品温を２５０−３７０℃で１〜１５秒間加熱処理することを特徴とする食品用滅菌固体蛋白の製造方法を提供するものである。即ち、本発明は以下の通りである。
（１）粉粒体状乾燥蛋白を、２５０〜３７０℃（品温）で１〜１５秒間加熱処理することを特徴とする食品用滅菌固体蛋白の製造方法。
（２）加熱処理装置がエクストルーダーであることを特徴とする（１）記載の食品用滅菌固体蛋白の製造方法。
（３）品温を２８０〜３５０℃で２〜１０秒間加熱処理することを特徴とする（１）又は（２）記載の食品用滅菌固体蛋白の製造方法。
（４）加熱処理後の食品用滅菌固体蛋白に含まれる水分含量が５％以下であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の食品用滅菌固体蛋白の製造方法。
（５）食品用滅菌固体蛋白が発酵食品原料用滅菌固体蛋白である（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法
（６）（１）〜（５）のいずれかに記載の製造方法で得られる食品用滅菌固体蛋白を酵素処理することを特徴とする酵素分解物の製造方法。
（７）（６）記載の酵素分解物を更に、乾燥処理に付することを特徴とする食品素材の製造方法。
（８）（６）記載の酵素分解物を更に、遠心分離に付すことを特徴とするアミノ酸液の製造方法。
なお、本発明の加熱処理により得られた食品用滅菌固体蛋白の食品用途は広い。例えば、蛋白アレルゲンの消失による健康食品や、発酵食品用原料として使用することができる。発酵食品用原料として使用した場合は、醸造食品製造などにおいて食塩やエタノールなどの静菌剤を用いる必要がないため、効率よく無塩味噌や無塩醤油などを製造することが可能となる。
以上、本発明では、原材料中の蛋白質の品質を低下させることなく、原材料中の一般微生物は勿論のこと、耐熱性菌を安定して滅菌（完全殺菌）することができ、食品用滅菌固体蛋白を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
本発明の製造方法に用いられる装置は特に限定されない。所定の温度で加熱処理することができ、所定の被加熱時間が与えられる装置を用いることができる。好ましくは現実的な装置の一例としてエクストルーダーを挙げることができる。なお、エクストルーダーは、２５０〜３７０℃に加熱できるものであればよく、市販品をそのままあるいは改造して用いることができる。
本発明では、粉粒体状乾燥蛋白を２５０〜３７０℃程度で１〜１５秒間程度加熱するが、２５０〜３７０℃の温度は厳密には品温である。臨界水の温度が約３７５℃であるので、粉粒体状乾燥蛋白が３７５℃を越える温度にするのは好ましくない。好ましい加熱温度は２８０〜３５０℃程度である。また、好ましい加熱時間は２〜１０秒間程度である。加熱時間はエクストルーダーに装着されているヒーターを調整することにより、そして、加熱時間は、粉粒体状乾燥蛋白の投入速度とスクリューの回転速度を調整することによりコントロールできる。しかしながら、１〜１５秒間で粉粒体状乾燥蛋白をエクストルーダーを通過させることは困難である。そこで、その対策としては、エクストルーダー吐出端のダイを取外し、あるいは吐出口径の大きなものと取替えるなどして、エクストルーダー内の移送速度をはやめる。そして、さらに、エクストルーダー内部全体を２５０〜３７０℃に加熱するのではなく、一部にとどめるのがよい。この加熱部位を上流あるいは中流にした場合、その下流側を２５０℃未満に冷却する必要があるので、下流側（吐出口側）とするのがよい。
粉粒体状乾燥蛋白は、大豆蛋白、脱脂大豆、小麦蛋白、カゼイン、卵白などの粉粒体で、粉径（平均粒径）１０μｍ〜１ｃｍ程度、通常５０μｍ〜５ｍｍ程度のものである。含水量は、各粉粒体状乾燥蛋白の製法等によって異なるが、通常５〜１５重量％程度である。
この、粉粒体の乾燥蛋白をエクストルーダーで殺菌する場合、一般的には、粉粒体状乾燥蛋白中にほぼ同量の水を添加してから加熱処理しないと殺菌が効果的に行われないが、本発明の方法では滅菌（完全殺菌）するために予め水を添加する必要はない。但し、微粉状の原材料の場合はスクリュウ内での原材料の搬送がそのままではスムーズでないために、予め少量の水を微粉にスプレーして得られる混合造粒品にしてからスクリュウ内での搬送を迅速に行わせることにより安定した加熱滅菌が出来る。スプレーする水量は、粉粒体状乾燥蛋白の重量の５〜６０％、通常１０〜４０％程度でよく、粉粒体状乾燥蛋白の含水分とは、粉粒体状乾燥蛋白の表面あるいはその外面に存在する点で区別される。
滅菌（完全殺菌）の判定方法：
このようにして得られた加熱処理品が滅菌（完全殺菌）されたか否かの判定は、以下の方法で行った。まず、水３０ｍｌが入った試験管（口径２７ｍｍ、長さ１８０ｍｍ）をオートクレーブ（蒸気殺菌）にて１２０℃、３０分間加熱処理して滅菌を行う。次に、エクストルーダーによって連続的に加熱処理されて得られる粉粒体状のサンプルの約５ｇを無菌的に採取し、当該試験管内に入れて振とう培養機にて３０℃で微生物の増強培養を５日間行う。培養後の液は標準の寒天平板培地に塗りつけ更に培養を行い、平板上での微生物の生育の有無を調べる。平板上での微生物の生育コロニーが全く見られないものは、滅菌（完全殺菌）されたと判定した。例えば、サンプル中に生菌が一匹存在した場合、その微生物は培養により増殖し、培養後には細胞数は少なくとも１０の７乗から１０の９乗個／ｍｌ（未殺菌の原料で検定したときに増殖する細胞数に相当する）に達するため、完全殺菌の判定をより正確に行うことが出来る。サンプル採取量が約５ｇの根拠は次の通りである。即ち、加熱後のエクストルーダーのスクリュウ出口からは、大気中に原材料は連続的に一粒一粒の粉粒体となって排出される。その粉粒体の１個の最大の重さは約０．５ｇである。この０．５ｇの中に生菌が１匹も存在しないことを証明すればよい事になるが、ここではその１０倍量の約５ｇについて検査を行い、検出感度を上げることで滅菌（完全殺菌）が出来たか否かの判定をより厳密に行った。なお、加熱処理後の未殺菌の微生物の判定については、増強培養開始直後についても標準の寒天平板培地に塗りつけて培養を行い、平板上での微生物の生育の有無を判定した。
【実施例】
【０００５】
以下に実施例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例により何ら限定されない。
（実施例１）
（株）日本製鋼所製ラボ用２軸エクストルーダー「マークＩＩ」（スクリュウサイズ：長さ４５０ｍｍ、口径３０ｍｍ）を用いて、まず、スクリュウの出口に装着してあるダイを取り外し、加熱スクリュウの全長（４５０ｍｍ）の２／３はボール形のねじをスクリュウに取り付け、８０〜１８０℃までに昇温させ予備加熱を行う。次にスクリュウの残りの１／３の１５０ｍｍにはニーディングエレメントおよび逆流ボール形のねじを取り付けて、より短時間で混練の効果を発揮させ、更に加熱昇温させ本加熱として運転した。また、スクリュウ出口の直前（３０ｍｍ）には再びボールねじを取り付け、加熱された原料がより短時間に大気中に排出されるようにし、先端の圧力はゼロで運転した。原料としては大豆レシチン（（株）Ｊ−オイルミルズ製）を１％添加したフレーク状の脱脂大豆（（株）Ｊ−オイルミルズ製）：水分含量１０重量％）を用い、これをそのままホッパーに供給し、原料の供給速度、加熱温度を変化させて加熱処理した。運転でのスクリュウ回転数は４００ｒｐｍで行った。結果は表１に示す。
【表１】
2007077954.tif 000002
注：
（着色度の分析）：下記５段階の基準に従って目視評価した。
３．０：淡い黄色、３．５：狐色、４．０：濃い狐色、４．５：褐色、５．０：焦げ茶色
（蛋白の可溶化性の定性分析）：
５０ｍｌのＦＡＬＣＯＮ製コニカルチューブに、サンプル４．０ｇを秤量し水を加えて５０ｍｌに調整後、往復振とう機で４０℃、１００ｒｐｍにて３０分間振とうした後、蛋白分解酵素粉末（プロテアーゼＭ「アマノ」；天野製薬（株）製）を０．１ｇ添加して、４０℃、１００ｒｐｍにて６０分間振とうした。蛋白分解酵素による蛋白質の可溶性の評価は、可溶化された固形分（Ｂｒｉｘ）の量で判定した。
（可溶性の評価基準）：以下の基準で評価した。
×：出来ず、△：加熱無しより不良、○：加熱無し標準、◎：標準より良好
このように、本加熱の温度が３００℃前後で短時間（５秒以内）処理することにより、着色度が少なく、しかも蛋白分解酵素による蛋白の可溶化性（加水分解性）も優れた粉粒状の滅菌（完全殺菌）脱脂大豆蛋白を得ることが出来た。
（実施例２）
原料：（１）粉末状の大豆蛋白（味の素（株）製：商品名／アジプロンＥ３、水分含量５重量％）１ｋｇを攪拌混合しながら徐々に無菌水を４００ｍｌ加え、混合造粒して得た大豆蛋白造粒品（水分３２、１重量％）。（２）粉末状の小麦蛋白（味の素（株）製：商品名／アジプロンＧ２、水分含量５重量％）１ｋｇを攪拌混合しながら徐々に無菌水を３００ｍｌ加え、混合造粒した小麦蛋白造粒品（水分２６．９重量％）。
加熱処理：上記のそれぞれの原料を、実施例１と同様にラボ用エクストルーダーで加熱温度を変化させ処理を行った。スクリュウ回転数は４００ｒｐｍ、原料の供給速度は１０ｋｇ／ｈで行った。結果は表２に示す。
【表２】
2007077954.tif 000003
このように、２５０℃（品温）以上で水分が５％以下まで低下した蛋白原料（大豆蛋白においては、Ｎｏ．２、小麦蛋白においては、Ｎｏ．４，５）が完全殺菌されていた。
（実施例３）
実施例１の加熱で実験Ｎｏ．４（完全殺菌までには至らなかった脱脂大豆）及びＮｏ．５（完全殺菌された脱脂大豆）をそれぞれ原料として、市販の蛋白分解酵素（天野製薬（株）製プロテアーゼＭ「アマノ」）を用いて蛋白の酵素分解を行った。
具体的には、まず、滅菌したステンレス製容器（８００ｍｌ）を２個準備する。それぞれの容器には蛋白分解酵素プロテアーゼＭの１０％水溶液をミリポアフィルターにて無菌ろ過した酵素液の１．０ｇと無菌水４９ｇを入れ混合しておく。次にその容器には無菌的にサンプリングした原料Ｎｏ．４及びＮｏ．５をそれぞれ５０ｇずつ投入して、十分に混合した後、４５℃にて、６６時間静置反応を行った。その結果、完全殺菌できなかった脱脂大豆（Ｎｏ．４の原料）の酵素分解は雑菌が繁殖し腐敗臭が生じており、食品としての機能を欠いていた。一方、完全殺菌された脱脂大豆（Ｎｏ．５の原料）の酵素分解では、酵素分解終了後も雑菌の増殖は全く検出されず、不溶化している蛋白質から加水分解物のペプチド及びアミノ酸を遊離したエキス分の豊富な（エキス化率６１％）酵素分解物を食塩などの静菌剤を添加すること無しで得ることが出来た。次にこのようにして得られた酵素分解物をそのまま流動乾燥機で乾燥し、保存性の極めて高い食品素材４４ｇを得た。このように、完全殺菌された脱脂大豆の酵素分解は一般的に用いられている静菌剤である食塩を必要としないので、得られた乾燥食品素材は乾燥無塩味噌（調味料）や、アミノ酸を多く含む健康食品素材などに利用が可能である。
（実施例４）
実施例２の加熱で得られた大豆蛋白を完全殺菌した乾燥粉末（サンプルＮｏ．２）をプロテアーゼ、ペプチダーゼを生産するＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｏｒｙｚａｅ（ＡＴＣＣ  １１４９４）の酵素培養液（４００ｍｌ）にグルタミナーゼ（大和化成（株）製）の１０％水溶液をミリポアフィルターにて無菌濾過した酵素液の１．０ｍｌを加えた容器内に少量ずつ連続的に添加し、３６℃にて攪拌（１０００ｒｐｍ）しながら蛋白質の酵素分解反応を１２０時間行った。その結果、エキス化した固形分の濃度が３２６ｇ／Ｌ（エキス化率８２％）、エキス化全窒素分の濃度が４３ｇ／Ｌ（エキス化率８１％）、遊離したＬ−グルタミン酸の濃度が２７ｇ／Ｌと極めてエキス濃度の高い蛋白質からの酵素分解液が得られた。原料は完全殺菌されているため、酵素分解中での雑菌の増殖は全く認められなかった。次に本酵素分解液中の残渣は遠心分離機にて除き、薄茶色で透明なアミノ酸液を得た。本アミノ酸液は官能評価でうま味、コク味が強いことが確認された。このように、完全殺菌された脱脂大豆の酵素分解は一般的に用いられている静菌剤である食塩を必要としないので、得られたアミノ酸液は、無塩醤油などに利用が可能である。なお、一方で完全殺菌されていなかったサンプルＮｏ．１での同様な酵素分解反応では雑菌の増殖が激しく強い腐敗臭があり、食品としての機能が欠落していた。
（実施例５）
実施例２の加熱で得られた小麦蛋白を完全雑菌した乾燥粉末（サンプルＮｏ．４）を、実施例４で用いたグルタミナーゼが添加されたＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｏｒｙｚａｅの酵素培養液での酵素分解と同様の条件で、少量ずつ連続添加しながら７６時間酵素分解反応を行った。その結果、エキス化した固形分の濃度が３４０ｇ／Ｌ（エキス化率８３％）、エキス化全窒素分の濃度が４５ｇ／Ｌ（エキス化率８５％）、遊離したＬ−グルタミン酸の濃度が７２ｇ／Ｌと極めてエキス濃度が高く、かつ、うま味、コク味の強い酵素分解液が得られた。また、予め、代表的な静菌剤である食塩を１５０ｇ／Ｌになるように酵素培養液に添加してから酵素分解反応を行うと、７６時間反応でのエキス化した固形分の濃度は２７ｇ／Ｌと極めて低く、分解反応が食塩によって強く阻害されていることが判った。
【産業上の利用可能性】
【０００６】
本発明の加熱処理により得られた食品用滅菌固体蛋白の食品用途は広い。例えば、蛋白アレルゲンの消失による健康食品や、発酵食品用原料として使用することができる。発酵食品用原料として使用した場合は、醸造食品製造などにおいて食塩やエタノールなどの静菌剤を用いる必要がないため、効率よく無塩味噌や無塩醤油などを製造することが可能となる。
【国際調査報告】
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