(57)【要約】本発明は、キヌアの調理、製粉、及びアミラーゼとプロテアーゼとによるその後の酵素処理を含んだ、即席キヌア粉末の製造方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
即席キヌア粉末の製造方法であって、
ａ）キヌア粉末を提供する段階と、
ｂ）４〜９０Ｌ／ｈの速度で押出機に水を加えて、押出機内において、１７０℃の温度及び１．５〜４Ｍｐａの圧力で調理する段階と、
ｃ）空気圧システムによって、前の段階で得られたペレットを３つのゾーンの乾燥炉に輸送する段階であって、前記３つのゾーンのうち、最初の２つのゾーンは、１２０〜１６０℃の温度を有し、３つ目のゾーンでは、室温で空気循環を行い、前記３つのゾーンにおいて生成物が１０〜１５分滞留する段階と、
ｄ）前の段階で得られたペレットを、２００〜６００ミクロンの範囲の粒子サイズに減少させるように、交換可能なメッシュハンマーを有する製粉機内で製粉する段階と、
ｅ）段階ｄ）で得られたキヌア粉末を、３０分間攪拌しながら４０〜７０℃の温度で熱処理し、水溶液中に１〜１０％（ｗ／ｖ）の割合で含ませる段階と、
ｆ）酵素濃度が０．０１〜０．５％（酵素のグラム数／乾燥キヌア粉末１００グラム）の範囲で酵素を加える段階と、
ｇ）４〜８のｐＨ、及び４０〜６０℃の温度において、５時間培養を行う段階と、
ｈ）９０〜１１０℃の温度で５〜２０分熱処理を行うことで酵素を不活性とする段階と、
ｉ）段階ｈ）で得られた生成物を、０．２５ｍｂａｒ（２．５×１０−５ＭＰａ）で真空加圧して凍結乾燥する段階と、−４０℃の冷凍状態後、２５℃に達するまで毎回５℃ずつ温度を上昇させ、その際各温度を４時間ずつ維持し、前記真空加圧を４８時間維持する段階と、
ｊ）段階ｉ）で得られた生成物を梱包及び貯蔵する段階と、を備えることを特徴とする即席キヌア粉末の製造方法。
【請求項２】
段階ｆ）の前記酵素は、アミラーゼ、プロテアーゼ、又はこれらの混合物から成るグループから選択可能であることを特徴とする請求項１に記載の即席キヌア粉末の製造方法。
【請求項３】
α―アミラーゼ酵素は、ファンガミル８００Ｌ、バクテリアα―アミラーゼ、クライスターゼＳＤ８００、及びこれらの混合物から成るグループから選択可能であることを特徴とする請求項２に記載の即席キヌア粉末の製造方法。
【請求項４】
α―アミラーゼは、バクテリアα―アミラーゼであることを特徴とする請求項２に記載の即席キヌア粉末の製造方法。
【請求項５】
前記プロテアーゼは、アルカラーゼ、ニュートラーゼ、フレーバーザイム、ノボプロ、プロタメックス、及びこれらの混合物から成るグループから選択することを特徴とする請求項２に記載の即席キヌア粉末の製造方法。
【請求項６】
前記酵素は、アミラーゼ及びプロテアーゼの前記混合物を含み、前記アミラーゼは０．０２％（酵素のグラム数／押し出されたキヌア粉末１００グラム）の割合であって、前記プロテアーゼは２％（酵素のグラム数／押し出されたキヌア粉末１００グラム）の割合であることを特徴とする請求項２に記載の即席キヌア粉末の製造方法。
【請求項７】
前記生成物は、１００℃〜３２０℃の入口温度及び８０〜１３０℃の出口温度で噴霧乾燥されることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の即席キヌア粉末の製造方法。
【請求項８】
前記生成物は、１ａｔｍ（０．１ＭＰａ）未満の圧力及び１００℃未満の温度によって乾燥されることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の即席キヌア粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キヌアの調理、製粉、及びアミラーゼとプロテアーゼとによるその後の酵素処理を含んだ、即席キヌア粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
キヌアは、高い栄養価を有しており、同一の特徴を有する穀類に比してタンパク質の品質及び安定性に優れている、という栄養的特徴を有する疑似穀類である。キヌアが有するタンパク質の３７％は、必須アミノ酸で形成されている。この必須アミノ酸は、人間の体内に生成されるものでないため、食事によって摂取する必要がある。
【０００３】
ここ数十年、生理活性ペプチドの生成など、この種が有する様々な性質についての研究が進められている。キヌアは、アスリート、高齢者、子供、及び特別な食事療法が必要な人々に向けた付加価値の高い食品を入手できる可能性を開くことに、特に関係する。
【０００４】
従来技術として、WO 2013 026785 には、押出機内において少なくとも１種類のアミラーゼ酵素を用いることにより、炭水化物が豊富な、製粉された配合飼料（mezlca alimenticia molida）から加水分解する方法が開示されている。この文献には、その製粉された混合物は少なくとも炭水化物を５０％有することが記述されている。また、原料の例として、異なる穀類及び疑似穀類が開示されており、キヌアはその中に含まれる。
【０００５】
この従来技術の酵素加水分解の工程で用いられる酵素は、α―アミラーゼ、β―アミラーゼ(EC 3.2.1.1)、プルラナーゼ(EC 3.2.1.41)、及びグルコアミラーゼである。
【０００６】
また、この従来技術には、酵素/製粉された配合飼料の比率（ｐ／ｐ）が0.05〜0.00005であることが開示されている。すなわち、酵素/基質の比率（重量比）は、配合飼料100gあたり酵素5gと、製粉された配合飼料100gあたり酵素0.005gとの間である。
【０００７】
WO 2013 026785に報告されている、押出機内の酵素加水分解を実現する条件には、60〜80℃の温度、30分未満、及び押出機に加えられる水溶液のpHが5〜8であることが含まれている。
【０００８】
従来技術を報告する他の文献である特許出願WO2012CL73には、粒子径が100μm未満となるように予め製粉されたキヌア粉末と、水と、に基づく水溶液であって、pHを6に調整した後、α―アミラーゼを加え、定速で攪拌しながら1時間で55℃まで昇温した水溶液から、酵素加水分解を行う例が示されている。その後、85℃まで昇温すると、還元糖が増加する。
【０００９】
これは、酵素加水分解を20分以上延長しても、そのような還元糖の量の結果（増加）を達成できない旨を示唆している。
【００１０】
ペルー出願PE20130604には、加水分解されたキヌア飲料の製造が教示されている。加水分解されたキヌア飲料の原料は、製粉してふるいにかけられたキヌア穀物であり、このキヌア穀物から懸濁液を生成する。この懸濁液は、酵素加水分解などを開始する前に熱処理され、その後状態調節及び酵素補完が行われた後、加水分解物が遠心分離され、不溶性画分が濾過されて、最終的に、濃縮、熱処理、及び梱包の段階を経る。
【００１１】
キヌアには、タンパク質が１３ｇ含まれている。これは、玉蜀黍より45％多く、オート麦より27％多く、米の約２倍であり、小麦と同等である。キヌア粉末約50ｇの一部により、大人が一日に必要とするたんぱく質（５６ｇ）の１０％以上がカバーされる。キヌア粉末１０〜１５ｇの一部（タンパク質１．３〜２ｇ）により、一歳から八歳までの子供が一日に必要とするたんぱく質の１０％以上がカバーされる。キヌアに含まれるタンパク質は、すべての必須アミノ酸の良好な摂取源であるとみなされるほどすべての必須アミノ酸を十分に含んでおり、品質が良い。
【００１２】
大量に消費される穀物とは異なり、キヌアにはリジンが不足しているわけではない。例えば、キヌアは、この必須アミノ酸を、小麦と比べて５０％多く含んでいる。動物や人間についての研究において、キヌアのタンパク質の品質は、カゼイン（乳タンパク質）と同等であることが示されている。
【００１３】
製粉されたキヌア（キヌア粉末）の栄養素は、穀物状態のキヌアより良好に吸収される。キヌアにはグルテンが含まれていないため、セリアック病患者が食事制限の中でも食べ物の選択肢を増やすことを助け得る。
【００１４】
キヌアは、パン、麺、フレーク、及びクッキーの製造に使用され、人口の約１％に相当するセリアック病患者に対するこれらの食べ物の提供は増加する。
【００１５】
しかしながら、溶解性改善に伴うキヌア粉末を製造するための工程、特に即席キヌア粉末の工程に関連した満たされない欲求がいまだに存在している。
【００１６】
このことについて、本発明における工程にしたがって得られたキヌア粉末は、特に、本発明の工程における押出中でのキヌアの調理段階とその後の酵素を用いた加水分解段階との組み合わせで与えられる、水内での生成物の溶解性という点において、従来のキヌア粉末よりも利点を有していることがわかる。最終生成物における溶解性の上記改善は、その後、消費者の消化性の改善をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にしたがった工程の概要である。
【図２】同一の濃度及び５時間の培養期間後において、本発明の工程に用いられる異なる酵素における、加水分解されたデンプン、残留デンプン、及び放出されたグルコースの量を表すグラフを示す。
【図３】α―アミラーゼ酵素を用いて濃度を変更した場合における、本発明の工程にしたがった５時間の培養の結果を示す。
【図４】クライスターゼＳＤ８０（Kleistasa SD80）を用いて濃度を変更した場合における、本発明の工程にしたがった５時間の培養の結果を示す。
【図５】二種類のキヌア粉末から入手された、加水分解されたデンプン、残留デンプン、及び放出されたグルコースの結果の比較を示す。二種類のキヌア粉末には、加水分解段階でα―アミラーゼが用いられており、一方は従来の方法を経ており、他方は本発明の工程を経ている。
【図６】二種類のキヌア粉末から入手された、加水分解されたデンプン、残留デンプン、及び放出されたグルコースの結果の比較を示す。二種類のキヌア粉末には、加水分解段階でクライスターゼＳＤ８００（Kleistasa SD800）が用いられており、一方は従来の方法を経ており、他方は本発明の工程を経ている。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、キヌア粉末の調理及び製粉の工程によって得られる即席キヌア粉末の開発に関する。この工程によって、その後の酵素加水分解の対象となる生成物が得られる。加水分解に用いられる酵素は、アミラーゼ及びプロテアーゼに限られない。
【００１９】
本発明における前記工程の前の段階には、入力（キヌア粉末）の受容が含まれる。この受容において、輸送手段の衛生状況と、キヌア粉末及びそれらを収容するコンテナの品質特性と、を検査及び確認する。
【００２０】
その後、準備されたロットにしたがってキヌア粉末の重さを量る。続いて、その粉末をふるい選択器及び保護磁石を用いた振動ふるいに注ぐことにより状態調節が行われ、空気圧輸送により、押出機の出口にある、コンダクタを有するタンクに運ばれる。
【００２１】
本発明の工程は、上述した前段階を備えてよく、さらに、押出機内の高温及び圧力の効果を利用した調理工程を備える。押出機のキャノン（canon）内で機械エネルギーを熱に変換すること、及び適切な摩擦条件とせん断条件とが確保される構成とすることにより、温度が上昇する。
【００２２】
この段階において、２つの既存のねじでそれぞれ構成されている要素の機械的作用によって、温度は１７０℃、好ましくは１１０〜１４０℃に到達し、圧力は１５〜４０バール（１．５〜４ＭＰａ）に到達する。必要な加水が、４〜９０リットル／ｈで押出機に対して行われる。工程内において、機内での材料の平均滞留時間は、１分〜３分まで様々である。押出機のノズルを通じて生成物が出ていく間に、温度変化及び圧力変化によって水が蒸発し、自らの表面を増加させて湿度を０〜８％としながらキヌアが膨張する。この押出工程により、所与のサイズの単位質量粒子（ペレットと称す）が得られる。
【００２３】
続いて、ペレットは、空気圧システムによって、３つのゾーンの乾燥炉に輸送される。最初の２つのゾーンでは、１２０〜１６０℃に到達する温度まで熱を加える。一方、最後のゾーンでは、空気循環によって冷却を行う。この段階の工程における生成物の滞留時間は、概ね１０〜１５分である。
【００２４】
次の段階において、乾燥したペレットは、バケットエレベーター及び輸送ベルトによって、交換可能なメッシュハンマーを有する製粉機（molino de martillos de malla intercambiable）に輸送され、２００〜６００ミクロンの粒子サイズに減少させる、最後の製粉が行われる。
【００２５】
前の段階で得られた生成物は、濃度１〜１０％（ｗ／ｖ）、好ましくは濃度５％で水に溶解している。続いて、その水溶液を３０分間攪拌しながら、温度を４０〜７０℃、好ましくは６５℃に到達させる。
【００２６】
３０分経過後、酵素濃度が０．０１〜０．５％（酵素のグラム数／乾燥粉末１００グラム）の範囲で酵素加水分解を行うために、酵素を加える。この酵素は、アミラーゼ又はプロテアーゼから成るグループから選んでよい。アミラーゼは、ファンガミル８００Ｌ（Fungamil 800L）、バクテリアα―アミラーゼ（Bacterial α-amylasa）、クライスターゼＳＤ８００、アミログルコシダーゼ（Amiloglucosidasa）、アミラーゼＡＧ３００Ｌ（Amilasa AG300L）、サクザイム（Saczyme）及びこれらの混合物から成るグループから選択してよい。プロテアーゼは、アルカラーゼ（Alcalasa）、ニュートラーゼ（Neutrasa）、フレーバーザイム（Flavourzyme）、ノボプロ（NovoPro）、プロタメックス（Protamex）、及びこれらの混合物から成るグループから選択してよい。本発明における一の実施形態では、酵素は、アミラーゼ０．０２％（酵素のグラム数／押し出されたキヌア粉末１００グラム）及びプロテアーゼ２％（酵素のグラム数／押し出されたキヌア粉末１００グラム）の割合において、アミラーゼ及びプロテアーゼの混合物を含んでよい。
【００２７】
その後、４０〜６０℃の温度において、４〜８の間から選択されたｐＨ値で５時間培養を行う。
【００２８】
培養時間が経過すると、９０〜１１０℃の温度で５〜２０分熱処理を行うことによって、酵素が不活性となる。
【００２９】
一度酵素が不活性となると、生成物は凍結乾燥を行う最後の段階に移動する。この段階では、その生成物が０．２５ｍｂａｒ（２．５×１０−５ＭＰａ）で真空加圧され、−４０℃の冷凍状態になった後、２５℃に達するまで毎回５℃ずつ温度が上昇する。その際、各温度が４時間ずつ維持される。全工程には４８時間を要し、その間真空加圧は維持される。
【００３０】
任意選択で、１００〜３２０℃の入口温度及び８０〜１３０℃の出口温度で、又は、他の乾燥工程によって、生成物を噴霧乾燥してよい。この、他の乾燥工程は、１ａｔｍ（０．１ＭＰａ）未満の圧力及び１００℃未満の温度を用いたものであり、タンパク質及びペプチドに変性をもたらさないものである。
【００３１】
得られた粉末生成物はその後、梱包されて貯蔵される。
【実施例】
【００３２】
放出されるグルコースの量が少なく溶解性が高い加水分解物を製造するために、異なる酵素を用いて異なる試験を行った。
【００３３】
分量、温度、ｐＨ、及び各酵素の培養時間を決定するために、アミラーゼとプロテアーゼとを個別に評価した。
【００３４】
アミラーゼにおける最適なパラメーターは、加水分解されたデンプンの量（ｇ／Ｌ）及び加水分解によって放出されたグルコースの量（ｇ／Ｌ）を評価することで決定される。
【００３５】
プロテアーゼにおける最適なパラメーターは、加水分解された生成物におけるペプチド濃度（ｍｇ／ｍｌ）を評価することで決定される。
【００３６】
１．温度及びｐＨの最適化：
プロテアーゼにおける温度及びｐＨの最適な値は、これらの酵素を用いて行われた以前の実験に基づいて定められている。
【００３７】
【表１】
2017538406.tif 000003
【００３８】
アミラーゼの場合には、以下の一定のパラメーターを考慮しつつ、最適な温度及びｐＨを決定するために試験を行った。
反応体積：１．５ｍｌ
培養時間：３０分
基質：予め、攪拌しながら６５℃で３０分間培養されたキヌア粉末５％（ｗ／ｖ）
酵素の分量：０．５％（酵素のグラム数／基質１００グラム）ただし、分量が０．１％まで減少したバクテリアα―アミラーゼ及びクライスターゼＳＤ８０を除く
【００３９】
ｐＨを６として、温度の最適化を行った。一方、温度を６０℃として、ｐＨの最適化を行った。
【００４０】
アミラーゼにおける温度の最適化：
【００４１】
【表２】
2017538406.tif 000004
【００４２】
アミラーゼにおけるｐＨの最適化：
【００４３】
【表３】
2017538406.tif 000005
【００４４】
上記結果に従うと、アミラーゼの温度及びｐＨは以下の値が選択される。
【００４５】
【表４】
2017538406.tif 000006
【００４６】
２．酵素分量の最適化：
酵素の最適分量を決定するために、３０分間の培養を行う。
【００４７】
プロテアーゼにおける酵素分量の最適化：
【００４８】
【表５】
2017538406.tif 000007
【００４９】
アミラーゼにおける酵素分量の最適化：
【００５０】
【表６】
2017538406.tif 000008
【００５１】
各酵素の最適分量：
【００５２】
【表７】
2017538406.tif 000009
【００５３】
３．培養時間の最適化：
前の段階において選択した分量を用いて、各酵素における培養時間の最適化を図る。
【００５４】
プロテアーゼにおける培養時間の最適化：
【００５５】
【表８】
2017538406.tif 000010
【００５６】
【表９】
2017538406.tif 000011
【００５７】
アミラーゼにおける培養時間の最適化：
【００５８】
【表１０】
2017538406.tif 000012
【００５９】
最適条件の要約：
【００６０】
【表１１】
2017538406.tif 000013
【００６１】
（実施例１）
加水分解のために、２種類のアミラーゼ：バクテリアα―アミラーゼとクライスターゼを選択した。
【００６２】
本発明の工程に従うことで得られた、押し出されたキヌア粉末を基質として使用して、選択したアミラーゼを用いてさらなる加水分解を行うことで、予想外の結果が知見された。これは、押し出されたキヌア粉末を用いた方が、同じ培養条件下（５時間、６０℃）で従来のキヌア粉末を用いるより、加水分解において放出されるグルコースが少ないためである。
【００６３】
【表１２】
2017538406.tif 000014
【００６４】
押し出されたキヌア（本発明の工程により生成されたもの）の加水分解を、選択した酵素とともに分析すると、驚くべきことに、予想外の結果が知見された。これは、押出工程が含まれない従来の他の工程から得られたキヌア粉末の加水分解に比べて、放出されたグルコースが少ないためである。
【００６５】
（実施例２）
混合した酵素による加水分解を行うために、２種類のプロテアーゼ及び１種類のアミラーゼを選択した。
【００６６】
加水分解１と称す、選択した酵素（バクテリアα―アミラーゼ）を用いた加水分解、バクテリアα―アミラーゼ及びノボプロの混合物を用いた他の加水分解（加水分解２）、及び、加水分解３と称す、バクテリアα―アミラーゼ及びプロタメックスの混合物を用いたさらに他の加水分解を行った。
【００６７】
以下の表に、生成物の特徴を、デンプン、グルコース、及びペプチドに着目して示す。
【００６８】
【表１３】
2017538406.tif 000015
【００６９】
加水分解後、溶解性試験において、３種類の加水分解された生成物と５％溶液中の未処理キヌア粉末を５０ミリリットルの試料の中に配置し、２４時間放置すると、粉末沈殿物が、未処理キヌアでは１９ｍｌ、加水分解１では４ｍｌ、加水分解２では６ｍｌ、加水分解３では５ｍｌ観察された。
【００７０】
これらのデータは、本発明の工程に従った加水分解１、２、３において、生成物における沈殿した材料の体積が、それぞれ７９％、６８％、７４％削減されていることを示している。これにより、本発明における工程が、未処理の元の粉末に関して得られる生成物の溶解性を大幅に改善することが確認される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2017538406.tif 000025
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