(57)【要約】  天然高分子系、特に多糖類系の乳化剤においては、乳化安定性は優れており、安定な乳化物は得られるが、乳化力は必ずしも強くなく、粒子径が小さな乳化物を得ることにおいては未だ充分でなかった。ここに乳化力が高く、乳化粒子径の小さな乳化物が得られるような、高分子系乳化剤を得ることを目的とする。  大豆中に含まれる、プロリンの含有量が１０％以上、分子量が５万〜８万Ｄａという特定の蛋白質と多糖類の複合体を有効成分とする乳化剤製剤とすることにより、高い乳化力の天然高分子乳化剤を得た。【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロリンが１０％以上のアミノ酸組成である大豆中に含まれる蛋白質と、大豆由来の多糖類からなる複合体。
【請求項２】
複合体をなす蛋白質の分子量が５万Ｄａから８万Ｄａの画分を主構成成分とする請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
複合体をなす蛋白質が、複合体中に３％以上含有されている請求項１に記載の複合体。
【請求項４】
複合体をなす多糖類が、構成糖としてガラクツロン酸を２０重量％以上含む酸性多糖類である、請求項１に記載の複合体。
【請求項５】
複合体の分子量が１０万Ｄａ以上である、請求項１に記載の複合体。
【請求項６】
請求項１に記載の複合体を有効成分とする乳化剤。
【請求項７】
請求項１に記載の複合体を含む乳化物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良された乳化能を有する天然物由来の乳化剤に関するものであり、詳しくは大豆由来の蛋白質と多糖類との複合体並びにこれを含む乳化剤及び乳化物に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品に利用される乳化剤としては、大豆由来のレシチン、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等の界面活性剤がある。これらの低分子乳化剤は、水相に油を分散安定化してなるO/W乳化物を作る際に広く利用され、乳化剤中の疎水領域が油相界面に吸着し、親水領域が水相に配向した形で乳化物を形成し分散安定化する。これらの乳化剤は低分子乳化剤の傾向として非常に強い乳化力を示し、乳化粒子径が小さい、良好な乳化物を作ることができる。【０００３】
これらの乳化物は、クリーム等の希釈しない条件下で使用される場合には、安定した乳化状態を保持する。しかしながら、飲料用での乳化香料に代表されるような、乳化物を高度に希釈してなる食品に利用した場合、乳化状態が破壊され易くなる上飲料用途で乳化剤に求められる、加熱安定性、酸性下での安定性が不十分であり、現実的にはあまり利用されていない。【０００４】
現在、乳化香料用の天然高分子乳化剤として、通常アラビアガムが利用されている。（非特許文献１〜２）アラビアガムは酸性糖であるグルクロン酸、及びその4-O-メチル化物を構成糖として含むアラビノガラクタン鎖に、ヒドロキシプロリンとセリンを主構成アミノ酸として含むポリペプチド鎖が結合した糖蛋白質であると言われている。（非特許文献３）【０００５】
アラビアガムは糖鎖が親水基として、糖鎖に結合したポリペプチドが疎水基として機能することにより、O/W乳化物を安定化している（非特許文献４）。アラビアガムを用いて調製した乳化物は糖鎖が油滴界面に厚い親水層を形成し、高度に希釈した場合でもアラビアガムが油滴界面に分離することが少なく、乳化香料用の優れた乳化剤として利用されている。しかしながら、Acaciaの樹液であるアラビアガムは、その産地が限定されており、気候の影響を受ける為、安定した数量と価格が維持できないという問題がある。【０００６】
一方、大豆由来の水溶性多糖類は、天然の高分子乳化剤としての機能があり（特許文献１）、アラビアガムの乳化剤としての機能を代替して、食品分野で用いられている。しかし、粒子径の小さな乳化物を得る、所謂乳化力については、合成の低分子乳化剤等に比べると未だ充分とは言えないのが実状であり、乳化の安定性のみならず乳化力も強い天然の高分子乳化剤のニーズがあった。なお蛋白質と糖質をアミノカルボニル反応により複合化させることにより乳化等の機能を向上させる方法も提案されている（特許文献２）が、製法・機能の総合で未だ実用的とは言えないものであった。【０００７】
【特許文献１】特開平６−１２１９２２号公報
【特許文献２】特開平９−１０７８８６号公報
【非特許文献１】Ray et al., Food Hydrocolloids, 9 (2), 123-131, 1995
【非特許文献２】Trubiano, Flavor Technology: ACS Symposium Series 610. Washington D.C.: American Chemical Society. P 198-209, 1995
【非特許文献３】Williams, P.A. et al., Gum arabic. In Handbook of hydrocolloids
【非特許文献４】Glicksman, Food Hydrocolloids. Boca Raton, Fla.: CRC Press. P 7-30, 1983
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
天然の高分子系乳化剤は、乳化を長期間安定させる乳化安定性には優れているものの、乳化粒子径を小さくするいわゆる乳化性に関しては、なお向上の余地がある。そこで本発明は、乳化粒子径を小さな乳化物を得る、所謂「乳化性」の改善された天然の高分子系の乳化剤を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決すべく、天然の高分子乳化剤である、水溶性大豆多糖類に関し、乳化性を向上さすことを鋭意研究した結果、大豆の中の多糖類と、特定の蛋白質とが複合体を形成した画分を得、水溶性大豆多糖類の乳化機能の発現にこのプロリン含有量の多い特定の蛋白質と多糖類との複合体が関与していることを見出し、本発明の完成に至った。即ち本発明は、大豆中に含まれる、プロリンが１０％以上のアミノ酸組成である蛋白質と、多糖類からなる大豆由来の複合体であり、さらに言えば、複合体をなす蛋白質の分子量が５万Ｄａから８万Ｄａの画分を主構成成分である複合体であり、当該蛋白質が複合体中に３％以上含有されている複合体であり、複合体をなす多糖類が、構成糖としてガラクツロン酸を20重量％以上含む酸性多糖類であるところの複合体であり、複合体としての分子量が10万Ｄａ以上である複合体である。また本発明はこの複合体を有効成分とする乳化剤であり、複合体を含む乳化物である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、天然の高分子系化合物の組成物で、乳化粒子径の小さな乳化物を作ることが可能な、乳化力が改善された乳化剤が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の蛋白質と多糖類との複合体とは、多糖類と蛋白質の２成分より構成される。ここでいう多糖類とは、大豆を起源とする種々の多糖類が好ましく用いる事ができるが、特にその原料起源を限定される訳ではない。また、これら多糖類は主たる構成糖として20重量％以上のガラクツロン酸を持つ酸性多糖類である事が好ましく、糖蛋白質複合体としての分子量は10万Ｄａ以上が好ましい。分子量が小さい場合は高分子乳化剤としての機能が劣る傾向にあり、また構成糖に酸性糖が少ないと、乳化物粒子間の静電反発が少なくなり、乳化性が劣る傾向にある。【００１２】
複合体を構成する一方の成分である蛋白質は、大豆中に存在する特定の画分の蛋白質であり、蛋白質を構成するアミノ酸のうち、プロリンの含量が１０重量％以上、より好ましくは１５％以上含むものが用いられる。通常大豆中の蛋白質には全体として５〜６％のプロリンが含まれており、よく知られている大豆中の蛋白成分でも１１Ｓグロブリンや塩基性７Ｓグロブリンで７％程度のプロリン含量であり、プロリンを１０％以上も含む大豆中の蛋白質は知られていない。
また蛋白質の分子量が５万Ｄａ〜８万Ｄａである事が好ましい。プロリンは蛋白質の立体構造に大きな変化を与えるアミノ酸であり、このプロリン含量が高いことで、通常の蛋白質とは異なる立体構造が、強い乳化性を発現していると推察する。従ってプロリン含量が少ない場合は乳化性の向上が充分でない、或いは蛋白質分子量が小さ過ぎる場合は高分子乳化剤としての機能が劣る傾向にある。【００１３】
ここでいう複合体あるいは多糖類の分子量は、ゲル濾過HPLCを用い、標準物質プルラン（昭和電工（株））を標準物質として測定することができる。ガラクツロン酸の測定はShodex SH-1821カラム（昭和電工（株））により、中性糖の測定はアルジトールアセテート化した後GLCにより測定した。また蛋白質の分子量はSDS-ポリアクリルアミド電気泳動により、アミノ酸組成はアミノ酸分析装置（L-8500A；日立製作所）により分析を行なった。【００１４】
本発明の多糖類と蛋白質の複合体の調製方法は特に限定されないが、大豆原料、とりわけ大豆の水抽出残渣（オカラ）から酸性域で高温抽出される水溶性大豆多糖類を調製（特許文献１）し、これから低分子成分や多糖類と複合体を構成していない不純物の蛋白質を除くことにより得ることができる。こうして得られた多糖類と蛋白質は強く複合化し、安定な糖蛋白質複合体を形成している。一般的に、糖質と蛋白質の間の結合については、水素結合による弱い結合から、セリンの水酸基と糖質の還元末端との間のグリコシド結合の様な強い結合まで、種々の結合が知られている。本発明品の結合様式は、後述する変性剤存在下でも複合化が維持されていることからも、相応に強固な結合で存在していると考えられる。この複合体により、従来にない強い乳化性と乳化安定性を併せ持つ事が可能となったと推察する。【００１５】
多糖類と蛋白質について更に説明すると、大豆の蛋白質がそのまま多糖類中に混在しているようでは乳化性は上がらず、むしろ蛋白質は不純物であり乳化剤としての品質を低下さす。プロリンの多い特定の蛋白質が多糖類と複合化していることが重要である。この蛋白質は既述のようにプロリンがアミノ酸組成として蛋白質中に１０％以上含有されるものであるが、多糖類と蛋白質の量比を考えると、蛋白質量が少な過ぎては乳化性向上の効果が弱く、複合体中の蛋白質が３％以上あることが好ましい。また複合体中の蛋白質比率に特に上限はないが、多過ぎても効果が上がるわけではなく、５０％を越えるような量までと含むことは実用上無駄となる。【００１６】
複合体の分子量については、ある程度の高分子であれば乳化力は得られるが、分子量が小さいと強い乳化力が得られず、さらに乳化の安定性が劣ることとなる。分子量として通常数万〜１００万程度が使用可能であるが、乳化力の高い用途では分子量１０万を越えるものが好適となる。【００１７】
この複合体を有効成分とする乳化剤は、アラビアガムを代替して乳化香料に好適に用いることができるが、これのみでなくホイップクリームやコーヒーホワイトナーのようなクリーム類、またマヨネーズやドレッシング類の乳化剤として使用できる。【００１８】
乳化物に用いる油脂類としては、大豆油、コーン油、綿実油、ヒマワリ油、紅花油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、ナタネ油、落花生油、米糠油、カカオ脂バター、乳脂肪、牛脂、ラード、バター等の動植物性油脂及びそれらの硬化、エステル交換、分別等の処理を施して得られる加工油脂等、更には各種のオレンジオイルやレモンオイル、ミルクフレーバー等の油溶性香料やワックス等が用いられる。また、既存の乳化剤と併用する事により効果がさらに上がる事がある。併用される乳化剤としては、レシチン、酵素処理レシチン、脂肪酸グリセリンエステル及びその誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステル（シュガーエステル）のうち１種又は２種以上組み合わせたものが使用される。 これら複合物の添加量は油脂に対して0.01〜2倍、好ましくは0.02〜1倍添加する。添加量が少なすぎると充分な乳化が得られ難くなり、多すぎると粘度が上がり食感が損なわれる。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例示によって制限されるものではない。なお、例中の部及び％は何れも重量基準を意味する。【００２０】
＜水溶性大豆多糖類の調製（対照）＞
分離大豆蛋白の製造工程において得られたオカラ100部（水分80％）に２倍量の水を加え、塩酸にてpHを3.0に調整し、120℃で1.5時間加熱抽出した。冷却後にpHを5.0に調整し遠心分離（10,000G×30分）して上澄と沈澱部に分離した。こうして得た沈澱部に更に等量の水を加えて水洗し、再度遠心分離した。この上澄と先の上澄とを一緒にした抽出液を電気透析による脱塩処理、活性炭カラムによる精製処理を施した後、噴霧乾燥して水溶性大豆多糖類Ａを得た。【００２１】
＜水溶性大豆多糖類の分画（発明の複合体の調製１）＞
水溶性大豆多糖類Ａの10％水溶液20mLを50mM酢酸緩衝液（pH4.5）を移動相に用いたゲル濾過カラム（Sephacryl S-400HR；5.0cm×65cm）にアプライして分子量分画を行ない、分子量30万Ｄａのピーク前後を回収し、透析した後、凍結乾燥して水溶性大豆多糖類分画物Ｂを得た。この画分について糖質はRIで、蛋白をUV（280nm）でそれぞれ検出され、この画分は蛋白質〜多糖類の複合体であった。またこの画分の収量は水溶性大豆多糖類Ａに対して25％だった。このゲルろ過のチャートを（図１）に示す。【００２２】
＜水溶性大豆多糖類分画物の変性剤存在下での分画（発明の複合体の調製２）＞
水溶性大豆多糖類分画物Ｂの2％水溶液15mLを1％SDSを移動相に用いたゲル濾過カラム（Sepharose CL-6B；2.5cm×80cm）にアプライして分画物を得た。糖質をRIで、蛋白質をUV（280nm）でそれぞれ検出したところ、高分子画分にのみ蛋白質が認められたので、高分子画分を回収し、水に対して透析することで変性剤を除去したものを水溶性大豆多糖類分画物Ｃとした。この変性剤存在下分子量分画でのゲルろ過チャートを（図２）に示す。【００２３】
＜大豆多糖類組成物中の蛋白質のアミノ酸組成＞
（表１）水溶性大豆多糖類組成物（分画物Ｂ）のアミノ酸組成
――――――――――――――――――――――――――
存在量（％）
アミノ酸  ――――――――――――――――――――
大豆多糖類Ａ    分画物Ｂ    分画物Ｃ
――――――――――――――――――――――――――
Asx        １０．７      ８．１      ６．３
Thr          ５．５      ５．０      ４．２
Ser          ６．０      ５．４      ４．２
Glx        １８．４    １７．０    １４．９
Gly          ７．９      ５．２      ３．８
Ala          ９．２      ４．８      ３．４
Val          ５．３      ４．０      ３．２
Cys          ０．５      １．０      １．１
Met          １．０      ２．１      １．６
Ile          ３．２      ３．５      ２．８
Leu          ５．１      ５．２      ４．４
Tyr          １．８      ２．９      ２．７
Phe          ２．６      ３．３      ３．０
Lys          ７．０      ７．４      ９．４
His          ３．２      ３．９      ５．２
Arg          ４．８      ８．０      ７．５
Pro          ７．０    １２．１    ２２．３
――――――――――――――――――――――――――【００２４】
＜多糖類または多糖類複合体の乳化性＞
水溶性大豆多糖類Ａおよび水溶性大豆多糖類分画物Ｂ、Ｃを用いて、以下の方法で乳化物を調製した。大豆油（不二製油株式会社製；大豆白絞油）25部に、5％になるように20mMクエン酸ナトリウム緩衝液（pH4）に溶解しておいた各試料溶液75部をそれぞれ加え、超音波破砕機（カイジョウ社5281型超音波破壊装置）にて、０℃１分間乳化を行なった。１時間後に乳化粒子径をレーザー粒度分布計（島津製作所製「SALD-2000」）にて測定した。【００２５】
＜比較例＞
＜その他高分子系乳化剤の乳化性評価＞
前記の多糖類または多糖類複合体での乳化物の調製と同様の方法にて、多糖類をカゼインナトリウム（DMV社製「EM-LV」）、ホエー蛋白質（NZMP社製「精製WPI」）、アラビアガム（長谷川香料：HPグレード品）に置き換えて乳化物を得た。これら乳化物を前記同様、調製から１時間後に乳化粒子径をレーザー粒度分布計（SALD-2000・島津製作所）にて測定した。結果を以下の（表２）に示す。【００２６】
（表２）乳化物の評価結果
―――――――――――――――――――――――
試料                      乳化粒子径（μm）
―――――――――――――――――――――――
水溶性大豆多糖類Ａ          １.３３
水溶性大豆多糖類分画物Ｂ    ０.９０
水溶性大豆多糖類分画物Ｃ    ０.７６
カゼインナトリウム        ３１．３２
ホエー蛋白質                ３．５１
アラビアガム                １．９０
―――――――――――――――――――――――【００２７】
プロリン含量が多い水溶性大豆多糖類分画物Ｂ，Ｃは他の高分子系乳化剤よりはるかに優れて乳化力が高く、また従来知られている大豆の水溶性多糖類Ａよりも粒子径の小さな、良好な乳化物を調製することが確認できた。なお、乳化粒子径は同じ乳化剤、乳化組成物であっても乳化の条件によって異なってくる。従い、同じ乳化条件での乳化粒子径の比較は乳化剤の乳化性の比較として判断できる。【００２８】
＜水溶性大豆多糖類分画物Ｂの組成＞
水溶性大豆多糖類分画物Ｂの組成を以下の（表３）に示す。【００２９】
（表３）水溶性大豆多糖類分画物Ｂの組成
―――――――――――――――――――
成分            乾物中存在量（％）
―――――――――――――――――――
糖質              ８１．６
蛋白質              ３．１
その他            １５．３
―――――――――――――――――――
糖成分          糖中存在量（％）
―――――――――――――――――――
ラムノース        １０．５  
フコース            １．８
アラビノース      １９．３
ガラクトース      ４０．６ 
キシロース          ２．６
グルコース          ２．０
ガラクツロン酸    ２３．２
―――――――――――――――――――【００３０】
＜参考実験＞
更に以下の参考実験を行なうことで、多糖類と蛋白質の複合体の特性を明確にした。【００３１】
＜水溶性大豆多糖類分画物Ｂのプロテアーゼ分解と乳化性＞
水溶性大豆多糖類Ｂの５％水溶液80gにトリプシン水溶液（牛膵臓由来、Sigma社）0.5ml（13.6kunits）を加え、pH7，30℃で反応させた。1，３，６，２４時間後に、90℃で20分間加熱する事で酵素を失活させ、大豆油20gを添加し、Power Gen125で5分間予備乳化させた後、ホモジナイザー（EmulsiFlex-C5，Avestin社）により40Mpaで乳化させた。乳化物の粒径をMastersizer X（Malvern Instruments Ltd）により測定した結果を（表４）に示す。トリプシンを添加した水溶性大豆多糖類Ａは経時的に粒径が大きくなり乳化性を喪失することが明らかとなった。この結果より、水溶性大豆多糖類の乳化性の発現には蛋白質が重要な関与をしていることが言える。【００３２】
（表４）
―――――――――――――――――――――
酵素処理時間（h）    乳化粒子径（μm）
―――――――――――――――――――――
０                ０.５２
１                ０.８１
３                ２.１５
６                ４.４９
２４                ９.８３
―――――――――――――――――――――【００３３】
＜水溶性大豆多糖類分画物ＣのSDS-ポリアクリルアミド電気泳動＞
水溶性大豆多糖類分画物Ｃの糖鎖を酵素（「ヘミセルラーゼＭ」：田辺製薬製）を用いて分解し、水溶性大豆多糖類分解物Ｄを得た。分画物Ｃ及び分解物ＤをSDS-ポリアクリルアミド電気泳動にアプライした所、分画物Ｃは全くゲルに入らない高分子成分であり、一方の分解物Ｄは52,200Ｄａ、60,400Ｄａ、78,500Ｄａの３つの蛋白質バンドが認められた。これを（図３）に示す。【００３４】
水溶性大豆多糖類分画物Ｃは非常に強い乳化性を持つ一方で、SDS存在下のゲル濾過でも、複合体の構成因子である多糖類と蛋白質は解離せずに同じ高分子画分として挙動していること、SDS-電気泳動でゲルにも入らない程の高分子であること、更に多糖類を酵素分解した分解物Ｄは３種の明確な蛋白質バンドが認められた事から、分画物Ｃおよびこれを主成分とする分画物Ｂは乳化性の本体であり、多糖類と蛋白質が強く結びついた複合体であると結論した。更に、分画物Ｂの糖組成としてガラクツロン酸が多いことから、極性の強い糖鎖が静電的な反発を高め、乳化をより安定にしていると考えられた。【００３５】
またこの蛋白質の構成アミノ酸はプロリンが特徴的に多く、ヒドロキシプロリンおよびセリンに富むアラビアガムの構成蛋白質とは、大きく異なっている事が判る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】水溶性大豆多糖類Ａのゲルろ過チャートを示した説明図である。
【図２】水溶性大豆多糖類分画物Ｂの変性剤存在下分子量分画でのゲルろ過チャートを示した説明図である。
【図３】水溶性大豆多糖類分画物Ｃの電気泳動を示した説明図である。
【図１】
2006006521.tif 000002
【図２】
2006006521.tif 000003
【図３】
2006006521.tif 000004
【国際調査報告】
2006006521.tif 000005
2006006521.tif 000006
2006006521.tif 000007
2006006521.tif 000008