(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物タンパク材料の製造方法であって、
植物タンパク材料の水性スラリーを形成する工程と、
該スラリーを、酸性ホスファターゼ酵素で、該植物タンパク材料中のリボ核酸を分解するのに有効な温度、ｐＨおよび時間、処理する工程と、
該処理した植物タンパク材料を洗浄して、分解したリボ核酸を除去する工程と、および、
該洗浄しかつ酸性ホスファターゼ処理した植物タンパクスラリーを、該スラリー中のタンパクを加水分解するのに十分な温度、ｐＨ、および時間、プロテアーゼ酵素で処理する工程
を含み、
該酸性ホスファターゼ酵素が、該植物タンパク材料中のリボ核酸の少なくとも８０％を分解することを特徴とする、上記方法。
【請求項２】
該植物タンパク材料が、大豆タンパク濃縮物または大豆タンパク分離体である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
該酵素処理したスラリーの洗浄が、該分解されたリボ核酸を除去し、少なくとも８０％のリボ核酸が除去された、植物タンパク材料を得るのに有効である、請求項２記載の方法。
【請求項４】
更に、該処理しかつ洗浄したスラリーを乾燥して、精製された植物タンパク材料を得る工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
植物タンパク材料の製造方法であって、
植物タンパク材料の水性スラリーを形成する工程と、
該スラリーを、酸性ホスファターゼ酵素およびフィターゼ酵素で、該酸性ホスファターゼ酵素およびフィターゼ酵素が、該植物タンパク材料中のリボ核酸を分解するのに有効な温度、ｐＨおよび時間処理する工程と、
該処理した植物タンパク材料を洗浄して、分解したリボ核酸を除去する工程とを含み、
該酸性ホスファターゼ酵素が、該植物タンパク材料中のリボ核酸の少なくとも８０％を分解することを特徴とする、上記方法。
【請求項６】
該植物タンパク材料が、大豆タンパク濃縮物または大豆タンパク単離体である、請求項５記載の方法。
【請求項７】
更に、該洗浄しかつ酵素処理した植物タンパクスラリーを、該スラリー中のタンパクを加水分解するのに十分な温度、ｐＨ、および時間、プロテアーゼ酵素で処理する工程をも含む、請求項５記載の方法。
【請求項８】
更に、加水分解処理したタンパクスラリーを加熱処理する工程をも含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
植物タンパク材料の製造方法であって、
植物タンパク材料の水性スラリーを形成する工程と、
該スラリーを、酸性ホスファターゼ酵素で、該植物タンパク材料中のリボ核酸を分解するのに有効な温度、ｐＨおよび時間、処理する工程と、
該処理した植物タンパク材料を洗浄して、分解したリボ核酸を除去する工程と、
該洗浄しかつ酸性ホスファターゼ処理した植物タンパクスラリーを、該スラリー中のタンパクを加水分解するのに十分な温度、ｐＨ、および時間、プロテアーゼ酵素で処理する工程と、
該植物タンパク材料を加熱処理する工程と、および
該植物タンパク材料を噴霧乾燥する工程とを含むことを特徴とする、上記方法。
【請求項１０】
該植物タンパク材料が、大豆タンパク濃縮物または大豆タンパク分離体である、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
該スラリーの該酵素による処理が、該植物タンパク材料中のリボ核酸の少なくとも８０％を分解するのに有効である、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
該酵素処理したスラリーの洗浄が、該分解されたリボ核酸を除去し、少なくとも８０％のリボ核酸が除去された、植物タンパク材料を得るのに有効である、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
植物タンパク材料の製造方法であって、
植物タンパク材料の水性スラリーを形成する工程と、
該スラリーを、酸性ホスファターゼ酵素およびフィターゼ酵素で、該酸性ホスファターゼ酵素およびフィターゼ酵素が、該植物タンパク材料中のリボ核酸を分解するのに有効な温度、ｐＨおよび時間処理する工程と、
該処理した植物タンパク材料を洗浄して、分解したリボ核酸を除去する工程と、
該植物タンパク材料を加熱処理する工程と、および
該植物タンパク材料を噴霧乾燥する工程とを含むことを特徴とする、上記方法。
【請求項１４】
該植物タンパク材料が、大豆タンパク濃縮物または大豆タンパク単離体である、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
該スラリーの該酵素による処理が、該植物タンパク材料中のリボ核酸の少なくとも８０％を分解するのに有効である、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
更に、該洗浄しかつ酵素処理した植物タンパクスラリーを、該スラリー中のタンパクを加水分解するのに十分な温度、ｐＨ、および時間、プロテアーゼ酵素で処理する工程をも含む、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精製された植物タンパク物質の製造方法、およびより詳細には高純度植物タンパク単離体および濃縮物の製造方法に関するものである。
【技術的背景】
多くの食物および飲料製品が、植物材料、例えば大豆、ソラマメ(beans)、えんどう豆(peas)、その他の豆科植物、および脂肪種子、例えば菜種由来の、タンパク補給物質を含む。植物タンパク材料、特に大豆は、幼児用のフォーミュラにおいて使用されている。幼児用フォーミュラにおけるこの植物タンパク補給物質のもつ目的は、該フォーミュラの栄養価を高め、かつ人乳のタンパク含有率に近いタンパク含有率を与えることにある。
しかし、市販品として入手できるタンパク濃縮物および単離体は、幼児用フォーミュラなどの製品においては望ましくない、幾分かの不純物を含んでいる。植物タンパク単離体及び濃縮物において望ましくない、具体的な不純物は、フィチン酸、フィテート、リボ核酸、灰分、およびフィチン酸、フィテートまたはリボ核酸と結合している、ヒトの同化作用にとって利用不可能な無機物、例えば燐、カルシウム、塩素、鉄、亜鉛、および銅を包含する。特に幼児用フォーミュラ等の製品において使用する、植物タンパク単離体および濃縮物における、これら不純物の濃度を減じる方法を提供することが望ましい。
【０００２】
植物タンパク材料中の、イノシトールヘキサ燐酸としても知られるフィチン酸およびフィチン酸の塩であるフィテートの濃度を低下することも、注目されている。というのは、フィチン酸およびフィテートは、タンパクおよび多価金属カチオンと錯体を形成して、該植物タンパク材料の栄養価を減じる傾向があるからである。植物タンパク材料中のフィチン酸およびフィテートの濃度を減じるために、多大な努力が払われている。例えば、メーザー(Mazer)等に付与された米国特許第5,248,765号は、フィテート含有材料の水性スラリーを、低pHにてアルミナで処理することによって、タンパクおよび食物繊維から、フィテートおよびマンガンを分離する方法を記載している。次いで、該アルミナと結合しているフィテートと共に該アルミナを、該タンパクおよび繊維材料から分離する。ボーリー(Bolley)等に付与された米国特許第2,732,395号、グッドナイト(Goodnight)等に付与された米国特許第4,072,670号、グッドナイト等に付与された米国特許第4,008,795号、グッドナイト等に付与された米国特許第4,091,120号およびデラム(deRham)に付与された英国特許第1,574,110号は、全て種々の沈殿および溶解度差分離技術による、タンパク材料からのフィチン酸およびフィテートの除去方法を教示している。
【０００３】
植物タンパク物質中のフィチン酸およびフィテートの濃度を減じるためのその他の方法は、酵素を利用して、フィチン酸またはフィテートを分解している。欧州特許出願第0380343A2号は、フィテートを含まないまたはフィテート含量の低い大豆タンパク単離体および濃縮物の製法を開示しており、この方法では、フィチン酸およびフィテート分解酵素(以下、「フィターゼ」と呼ぶ)を、温度20〜60℃およびpH2〜6にて、大豆タンパク単離体または濃縮物に添加して、該タンパク材料中のフィチン酸およびフィテートを分解している。フレンド(Friend)等に付与された米国特許第4,642,236号、マッケーブ(McCabe)に付与された米国特許第3,733,207号および日本国特開平8(1996)-214787号は、全てフィターゼを使用して、大豆タンパク中のフィチン酸およびフィテートを分解する方法を開示している。フィターゼ酵素処方物は、これらが高価ではなくまた容易に市販品として入手できるので、植物タンパク材料を生成するのに、特に有用である。
【０００４】
フィターゼ酵素は、燐酸モノエステル加水分解酵素(I.U.B.3.1.3)であり、また通常微生物または真菌源、例えばアスペルギルス(Aspergillus)およびリゾプス(Rhizopus)種由来のものであり得る。通常使用されるフィターゼ酵素組成物は、典型的に、主なフィターゼ酵素として、酵素3-フィターゼ(ミオ-イノシトール-ヘキサキスホスフェート3-ホスホヒドロラーゼ(I.U.B.3.1.3.8))を含む。全部ではないが、幾つかのフィターゼ酵素組成物は、該酵素酸性ホスファターゼ(オルト燐酸モノエステルホスホヒドロラーゼ(I.U.B.3.1.3.2))を十分な量で含み、フィチン酸およびフィテートの分解を行う。
フィターゼ酵素組成物は、最も一般的なフィターゼ、特に3-フィターゼが、リボ核酸構造を分解しないことから、植物タンパク物質中のリボ核酸物質および結合した無機物質の濃度を減じることはないものと考えられている。リボヌクレアーゼ酵素組成物は、リボ核酸を開列し、かつ分解することが知られており、また植物タンパク中のリボ核酸の濃度を減じるのに使用できるが、このような酵素組成物は、全く高価であり、しかも精製植物タンパク材料の工業的な生産に必要な規模での使用は不可能である。
植物タンパク中のリボ核酸物質および結合した無機物の濃度を、該方法の工業的規模での利用を可能とするコストにて、減じることが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題およびその解決手段】
一局面において、本発明は、植物タンパク物質中の、リボ核酸およびリボ核酸と結合した無機物の濃度を減じる方法を提供する。この方法では、植物タンパク物質を準備し、これを水性溶液中に分散させてスラリーとする。このスラリーを、酸性ホスファターゼを含む酵素処方物で、該植物タンパク物質中の該リボ核酸の濃度を実質的に減じるのに有効なpH、温度および時間、処理する。次いで、この酵素処理したスラリーを洗浄して、低濃度でリボ核酸を含む植物タンパク物質を得る。
本発明の好ましい一態様では、該植物タンパク物質の無機物含有量は、該植物タンパク物質のスラリーを、酸性ホスファターゼを含有する酵素処方物で処理することにより、減じられる。
【０００６】
本発明のもう一つの好ましい態様では、該植物タンパク物質は、大豆タンパクであり、該スラリーを該酵素処方物で処理するpHは、約3〜約6であり、該スラリーを該酵素処方物で処理する温度は、約20〜約70℃であり、また該スラリーを該酵素処方物で処理する時間は、約30分〜約4時間である。この酵素処理したスラリーを該酵素処方物で処理した後に、該スラリーを洗浄する。
更に別の好ましい態様では、該スラリーを酵素処理しかつ洗浄した後に、加熱処理し、かつこの熱処理したスラリーを乾燥する。
もう一つの局面において、本発明は、植物タンパク物質中の、フィチン酸、フィテート、リボ核酸、およびフィチン酸、フィテート、およびリボ核酸と結合している無機物の濃度を減じる方法を提供する。この方法では、植物タンパク物質を準備し、これを水性溶液中に分散させてスラリーとする。このスラリーを、酸性ホスファターゼおよびフィターゼを含む酵素処方物で、該植物タンパク物質中のフィチン酸、フィテートおよび該リボ核酸の濃度を実質的に減じるのに有効なpH、温度および時間、処理する。
【０００７】
【好ましい態様の説明】
本発明は、酸性ホスファターゼ酵素が、予想外のことに、リボ核酸を開列し、従ってこれを使用して、工業的規模にて、植物タンパク物質中のリボ核酸物質を分解し、かつその濃度を減じることができ、また該リボ核酸物質と結合した無機物および灰分を除去できると言う発見に基くものである。幾つかの市販品として入手できるフィターゼ酵素処方物は、酸性ホスファターゼを含むが、これまで、酸性ホスファターゼがリボ核酸の分解において有用であり、かつ植物タンパク物質中のリボ核酸の濃度を、酸性ホスファターゼ処理により低減できることは認識されていなかった。酸性ホスファターゼは、フィチン酸、フィテートおよびリボ核酸を分解することができ、従って酸性ホスファターゼは、フィチン酸、フィテートおよびリボ核酸を分解し、かつこれらの濃度を減じるのに利用でき、あるいはその他のフィターゼとの組合わせとして利用することができる。
【０００８】
本発明の方法で使用する出発物質は、植物タンパク濃縮物または植物タンパク単離体である。本明細書で使用するように、また従来の定義に従えば、植物タンパク物質(材料)は、乾燥重量基準で、65%〜90%のタンパクを含む植物タンパク材料であり、また植物タンパク単離体は、乾燥重量基準で、少なくとも90%のタンパクを含有する植物タンパク材料である。植物タンパク濃縮物および単離体は、容易に市販品として入手することができる。例えば、本発明の方法で使用できる大豆タンパク単離体は、ミズーリー州セントルイスの、プロテインテクノロジーズインターナショナル社(Protein Technologies International, Inc.)から入手でき、商品名SUPROR 500EおよびSUPROR 620のもとで市販されている。
植物タンパク濃縮物および植物タンパク単離体は、従来の方法によって調製することができる。植物タンパク濃縮物は、通常(i) 植物タンパク物質を、該タンパクのほぼ等電点近傍のpHをもつ水性溶液により浸出させ、(ii) 植物タンパク物質を水性アルコールで抽出し、あるいは(iii) 植物タンパク物質を湿式加熱により変性し、次いで該変性された植物タンパク物質を、水で抽出することによって調製される。
【０００９】
好ましい一態様では、本発明の方法において使用するために、大豆タンパク濃縮物を調製する。市販品として入手できる脱脂大豆フレーク(脱皮し、かつ脱脂した大豆)を、大豆タンパクの等電点近傍のpHをもつ、好ましくは約4〜約5、最も好ましくは約4.4〜約4.6なるpHをもつ、水性溶液で洗浄する。この水性酸溶液は、該大豆タンパクから、水溶性の炭水化物、無機物、フェノール系物質、およびその他の非-タンパク物質を浸出する。
植物タンパク単離体は、植物タンパク物質を、水性アルカリ溶液で抽出して、タンパク物質を可溶化することにより生成される。次いで、この可溶化されたタンパク物質の抽出物を、不溶性植物物質、例えばセルロースおよびその他の植物繊維から分離する。次に、このタンパク抽出物のpHを、該タンパクのほぼ等電点近傍の値に調節して、該タンパクを沈殿させる。この沈殿したタンパクを、濾過または遠心分離によって該溶液から分離し、該タンパク物質を、該溶液中に残される水溶性の炭水化物、無機物、フェノール系物質およびその他の非-タンパク物質から分離する。次いで、この分離されたタンパクを水洗して、該タンパク単離体を得る。
【００１０】
最も好ましい態様では、本発明の方法で使用するために、大豆タンパク単離体を調製する。市販品として入手できる脱脂大豆フレークを、出発物質として使用する。好ましくは、この大豆フレークを、亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩で処理して、流動特性および抗-微生物特性を改善する。この大豆フレークを、水性アルカリ溶液、好ましくは約8〜約11のpHをもつ水性水酸化ナトリウム溶液で抽出する。好ましくは、該抽出液と該大豆フレーク材料との重量比は、約5:1〜約16:1である。濾過または遠心分離および該不溶性物質からの該上澄抽出物のデカンテーション等により、大豆繊維およびセルロース等の不溶性物質から、この抽出物を分離する。この分離された抽出物のpHを、大豆タンパクの等電点近傍の値、好ましくは約4〜約5、最も好ましくは約4.4〜約4.6に、適当な酸、好ましくは塩酸、硫酸、硝酸、または酢酸で調節し、大豆タンパク物質を沈殿させる。この沈殿したタンパク物質を、好ましくは遠心分離または濾過により、該抽出物から分離する。この分離されたタンパク物質を、水洗し、好ましくは水対タンパク物質の重量比約5:1〜約12:1にて水洗して、該大豆タンパク単離体を得る。
【００１１】
該植物タンパク濃縮物または植物タンパク単離体(以下、一般的に「タンパク物質」と言う)の水性スラリーを、該タンパク物質と水とを混合することにより形成する。好ましくは、このスラリーは、重量基準で約2%〜約30%の該タンパク物質を含むべきであり、またより好ましくは重量基準で、約5%〜約20%の該タンパク物質を含むべきであり、最も好ましくは重量基準で、約10%〜約18%の該タンパク物質を含むべきである。
次いで、このスラリーを、酸性ホスファターゼ(オルト燐酸モノエステルホスホヒドロラーゼ(I.U.B.3.1.3.2))を含む酵素処方物で、該タンパク物質中のリボ核酸の濃度を実質的に減じるのに有効な酸性ホスファターゼ濃度、温度、pHおよび時間処理する。酸性ホスファターゼを含むこの酵素処方物は、微生物または真菌源、例えばアスペルギルスおよびリゾプス種由来のものである。本発明の方法で有用なこの酸性ホスファターゼの好ましい源は、真菌アスペルギルスニガー(Aspergillus niger)である。アスペルギルスニガーを由来とし、かつ酸性ホスファターゼを含む、フィターゼ酵素処方物は、市販品として入手できる。
【００１２】
この酵素処方物を十分な量で該スラリーに添加して、該タンパク物質中に存在するリボ核酸を分解し、かつその濃度を実質的に減じるのに有効な、酸性ホスファターゼ濃度を達成する。好ましくは、該初期植物タンパク材料中に存在するリボ核酸の少なくとも大部分を、該酸性ホスファターゼ酵素により分解する。ここで、用語「大部分」とは、50%以上であるものと定義する。より好ましくは、該酸性ホスファターゼは、該植物タンパク物質中の少なくとも60%のリボ核酸、より一層好ましくは該タンパク物質中の少なくとも70%のリボ核酸、より一層好ましくは該タンパク物質中の少なくとも80%のリボ核酸および最も好ましくは該タンパク物質中の実質的に全てのリボ核酸を分解する。
該タンパク物質中のリボ核酸を効果的に分解し、かつその濃度を効果的に減じるためには、該酵素処方物は、十分な量の酸性ホスファターゼまたは酸性ホスファターゼと、もう一つのフィターゼ、例えば3-フィターゼ(ミオ-イノシトール-ヘキサキスホスフェート3-ホスホヒドロラーゼ(I.U.B.3.1.3.8))との組合わせを含み、かくして該リボ核酸を分解し、かつ実質的にその濃度を減じるものであるべきである。好ましくは、この酵素処方物は、該酸性ホスファターゼが、該スラリー中に、乾燥重量基準で、該タンパク物質の約0.1%〜約10%、より好ましくは乾燥重量基準で、該タンパク物質の約0.3%〜約5%、および最も好ましくは乾燥重量基準で、該タンパク物質の約0.5%〜約3%なる量で存在する。
【００１３】
本発明の最も好ましい態様では、該酵素処方物は、フィチン酸およびフィテート並びにリボ核酸を分解し、かつその濃度を減じる。好ましくは、この酵素処方物は、該フィチン酸およびフィテートの少なくとも大部分を分解し、ここで大部分とは、該フィチン酸およびフィテートの少なくとも50%、より好ましくは少なくとも75%として定義され、より一層好ましくは該フィチン酸およびフィテートの少なくとも85%が分解され、また最も好ましくは該フィチン酸およびフィテートの実質的全てがこの酵素処方物により分解される。
該タンパク物質中のリボ核酸、フィチン酸およびフィテートを効果的に分解し、かつその濃度を効果的に減じるためには、該酵素処方物は、十分な量の酸性ホスファターゼ、または酸性ホスファターゼともう一つのフィターゼ、例えば3-フィターゼ(ミオ-イノシトール-ヘキサキスホスフェート3-ホスホヒドロラーゼ(I.U.B.3.1.3.8))との組合わせを含み、該リボ核酸、フィチン酸およびフィテートを分解するものである必要がある。最も好ましい態様では、該酵素処方物は、該酸性ホスファターゼおよび3-フィターゼが、該スラリー中に、乾燥重量基準で、該タンパク物質の約0.1%〜約10%なる量、より好ましくは乾燥重量基準で、該タンパク物質の約0.3%〜約5%なる量および最も好ましくは乾燥重量基準で、該タンパク物質の約0.5%〜約3%なる量で存在するように添加される。
【００１４】
この酵素処方物の活性は、リボ核酸、フィチン酸およびフィテートを分解し、かつその濃度を実質的に減じるのに有効なものであるべきである。この酵素処方物は、好ましくはタンパク固形分1kg当たり約400〜約1400キロフィターゼ単位(KPU/kgタンパク固形分)なる範囲の活性を有し、より好ましくは約600〜約1200 KPU/kgタンパク固形分なる範囲の活性を持ち、および最も好ましくは約1000 KPU/kgタンパク固形分なる活性を持つ。1キロフィターゼ単位は、1000フィターゼ単位に等しく、ここで1フィターゼ単位は、標準的な条件下(40℃、pH 5.5、および15分間のインキュベート)で、1分間に、フィチン酸ナトリウムから無機燐酸1nMを放出する酵素の量に等しい。この酵素処方物の活性は、該酵素処方物中に含まれる、酸性ホスファターゼ活性と任意の他のフィターゼ酵素活性を含む。
【００１５】
該酵素処方物で処理される該スラリーのpHは、該酵素処方物が、効果的にリボ核酸を分解するpHであり、また好ましくは該酵素処方物が、またフィチン酸およびフィテートをも分解するpHである。酸性ホスファターゼ酵素が、約4.5なるpHにて、極めて効果的にリボ核酸を分解することが分かっており、またフィターゼ酵素が、約5.3なるpHにて、フィチン酸およびフィテートを極めて効果的に分解することは、当分野において公知である。好ましい一態様では、この酵素処方物で処理された該スラリーのpHは、約3〜約6、より好ましくは約3.5〜約5.5、およびより一層好ましくは約4〜約5、および最も好ましくは約4.4〜約4.6である。このスラリーのpHは、所定のpHを達成するために必要に応じて、塩酸、硫酸、硝酸または酢酸等の適当な酸性試薬、あるいは水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムまたは水酸化アンモニウムなどの適当な塩基性試薬により調節できる。
【００１６】
該酵素処方物で処理されるスラリーの温度は、該酵素処方物中の該酵素がリボ核酸を効果的に分解し、および好ましくはフィチン酸およびフィテートをも分解する温度とすべきである。好ましくは、該スラリーの温度は、該リボ核酸、フィチン酸およびフィテートの酵素分解を最大にするのに十分に高くすべきであるが、該酵素を不活性化し、もしくは該スラリー中の該タンパク物質を分解するほどに十分に高くすべきではない。好ましい一態様では、該スラリーを、該酸性ホスファターゼ含有酵素処方物で処理する温度は、約20〜約70℃、より好ましくは約30〜約60℃、および最も好ましくは約40〜約55℃である。
【００１７】
該スラリーを該酵素処方物で処理する時間は、該酵素が、リボ核酸を効果的に分解し、かつその濃度を効果的に減じ、および好ましくはまた該植物タンパク材料中のフィチン酸およびフィテートをも分解しかつその濃度を減じることを可能とするのに、十分な値とすべきである。好ましくは、該スラリーを、有効pHおよび温度にて、約30分〜約4時間、より好ましくは約45分〜約3時間および最も好ましくは約1時間〜約2時間、該酵素処方物で処理する。
該酵素処方物による該植物タンパク物質の処理に引き続き、該植物タンパク物質を洗浄して、該分解された物質、灰分および無機物を除去する。好ましくは、該植物タンパク物質を水で希釈し、該希釈したスラリーを遠心分離することにより、該物質を洗浄する。より好ましくは、該植物タンパク物質を、例えば該植物タンパク物質スラリーを水で希釈し、該希釈されたスラリーを、ディスク型遠心機で遠心分離し、次いで該スラリーをボール型遠心機で遠心分離することにより、二度洗浄する。
【００１８】
最も好ましくは、この洗浄段階における該スラリーのpHを、該リボ核酸、フィチン酸およびフィテートの分解後に、該植物タンパク物質のほぼ等電点近傍の値として、該洗液へのタンパク物質の喪失を最小にする。該リボ核酸、フィチン酸およびフィテートの分解は、該タンパク物質の等電点のシフトを生じる可能性がある。例えば、リボ核酸、フィチン酸およびフィテートを含む大豆タンパクは、約pH 4.5なる等電点をもつが、これら物質の酵素分解後には約pH 5.1なる等電点をもつ。このスラリーのpHは、必要ならば、該タンパク物質を洗浄する前に、適当な酸性または塩基性物質で、該タンパク物質の等電点近傍に調節することができる。
【００１９】
この洗浄は、十分な量の洗浄水、好ましくは該タンパクのほぼ等電点に調節されたpHを有する洗浄水で実施して、該分解されたリボ核酸、および好ましくは該分解されたフィチン酸およびフィテートを、該植物タンパク物質から除去する。好ましい一態様では、該初期植物タンパク物質中に存在する、該分解されたリボ核酸、フィチン酸およびフィテートの少なくとも大部分を、本発明の方法により除去する。ここで、用語「大部分」とは、50%以上として定義される。より好ましくは、本発明の方法は、該植物タンパク物質中に存在する、該分解されたリボ核酸、フィチン酸およびフィテートの少なくとも60%を除去するのに有効であり、より好ましくは該植物タンパク物質中に存在する、該分解されたリボ核酸、フィチン酸およびフィテートの少なくとも70%、およびより一層好ましくは該植物タンパク物質中に存在する、該分解されたリボ核酸、フィチン酸およびフィテートの少なくとも80%、および最も好ましくは該植物タンパク物質中に存在する、該分解されたリボ核酸、フィチン酸およびフィテートの実質的全てを除去する。
【００２０】
洗浄後、精製された植物タンパク物質を、乾燥することにより回収することができる。好ましい一態様では、公知の噴霧乾燥技術に従って、該精製された植物タンパク物質を噴霧乾燥することにより回収する。
低濃度のリボ核酸および好ましくは低濃度のフィチン酸およびフィテートを含む該植物タンパク物質を、必要に応じて、更に処理して、改善された機能特性を持つ、精製されたタンパク物質を得ることも可能である。この精製されたタンパク物質のスラリーを、熱処理して該タンパクを変性し、かつ該タンパク物質を滅菌することも可能である。好ましくは、公知のジェット調理技術に従って、ジェット調理によりこのスラリーを熱処理し、かつジェット調理器から真空チャンバーへの排出により、フラッシュ冷却する。最も好ましくは、精製されたタンパク物質のこのスラリーを、加圧下にて、約140〜約160℃の温度にて、約1〜15秒間熱処理する。最も好ましい態様では、該タンパクスラリーを熱処理する前に、そのpHを、pH約6〜約8に、適当な塩基性試薬、好ましくは水性水酸化ナトリウム/水酸化カリウム溶液で、中和して、該熱処理されるタンパク物質の処理を補助する。
【００２１】
熱処理されたまたは熱処理されていない、該精製されたタンパク物質を、酵素加水分解に付して、該タンパク物質の粘度を下げることもできる。酵素加水分解は、特に該タンパク物質の熱処理後に行うことが望ましい。というのは、該変性タンパク物質は、熱処理に掛けられていない同様なタンパク物質よりも粘性が高いからである。該精製されたタンパク物質のスラリーを、公知の市販品として入手できる酵素によって、該タンパク物質を加水分解するのに有効なpH、温度、酵素濃度および活性、並びに時間処理できる。
該酵素加水分解を実施するpHは、使用した特定のプロテアーゼ酵素に依存する。プロテアーゼ酵素は、該酵素がタンパクを加水分解するのに有効な、既知のpH範囲を持つ、該加水分解を行うように選択すべきであり、また該精製されたタンパク物質の該加水分解は、該酵素の既知の有効pH範囲内で行うべきである。好ましい一態様では、プロテアーゼ酵素ブロメライン(Bromelain)を、約4〜約9なるpHにて使用する。
【００２２】
該プロテアーゼの濃度および活性は、該タンパクの所定の加水分解度を達成するのに十分な値とすべきである。好ましくは、このプロテアーゼが乾燥重量基準で該タンパク物質の約0.1%〜約10%、およびより好ましくは乾燥重量基準で該タンパク物質の約0.5%〜約5%なる量で存在するように、該プロテアーゼを、該精製されたタンパク物質のスラリーに添加する。更に、好ましくは、このプロテアーゼは、1g当たり約1000〜4000チロシン単位(TU/g)、およびより好ましくは約2000〜約3000 TU/gなる活性をもつべきであり、ここで1 TU/gは、タンパク物質の加水分解を行うための、該プロテアーゼの最適のpHにて15分間インキュベートした後、30℃にて1分当たり1μMのチロシンを遊離する酵素活性に等しい。
【００２３】
該プロテアーゼで処理される該スラリーの温度は、該プロテアーゼが該精製されたタンパク物質を効果的に加水分解する温度とすべきである。好ましくは、該スラリーの温度は、該タンパク物質の酵素加水分解を最大にするのに十分に高いが、該酵素を失活するのに十分高い温度であってはならない。好ましい一態様では、該スラリーを該プロテアーゼで処理する温度は、約15〜約75℃、より好ましくは約30〜約65℃、および最も好ましくは約40〜約55℃である。
該スラリーを該プロテアーゼで処理する時間は、該酵素が該タンパク物質を、所定の加水分解度まで加水分解することを可能とするに十分な値とすべきである。好ましくは、該スラリーを、有効pHおよび温度にて、約15分〜約2時間、より好ましくは約30分〜約1.5時間、および最も好ましくは約45分〜約1時間、該プロテアーゼで処理する。この酵素加水分解が完了した後、該スラリーを該プロテアーゼの失活温度に加熱することにより、例えば該スラリーを、75℃を越える温度にて加熱することによって、この反応を停止する。
【００２４】
この加水分解され精製された植物タンパク物質を、必要ならば熱処理して、該タンパク物質を滅菌し、かつ該タンパク物質が前に熱処理されていない場合には、この加水分解されたタンパク物質を変性することができる。好ましくは、このスラリーを、公知のジェット調理技術に従って、ジェット調理により熱処理し、またジェット調理器から真空化チャンバーへの排出により、フラッシュ冷却する。最も好ましくは、この加水分解され精製されたタンパク物質を、加圧下にて約140〜約160℃で、約1〜15秒間熱処理する。
酵素加水分解および場合によっては熱処理した後、該加水分解し精製したタンパク物質を、該タンパク物質の乾燥により、該スラリーから回収する。好ましい一態様では、該加水分解し精製した植物タンパク物質を、公知の噴霧乾燥技術に従って、該タンパク物質を噴霧乾燥することにより回収する。
【００２５】
【実施例】
以下の実施例は、本発明の方法を例示するために与えられるが、本発明がこれら例示の方法に制限されるものと理解すべきではない。
実施例１
本発明の方法に従って、精製された植物タンパク単離体を製造する。243 lbの大豆タンパク単離体を、2959 lbの水に添加して、7.6%の固形分を含む大豆タンパク単離体スラリーを形成する。このスラリーのpHを、塩酸により4.5に調節し、かつ該スラリーの温度を50℃に高める。酸性ホスファターゼおよび一種のフィターゼを含み、かつ1000 KPU/kgカード固形分なる活性を持つ酵素処方物を、このスラリーに添加する。このスラリーを該酵素処方物で2時間処理し、その後該スラリーのpHを、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムを含むアルカリ混合物で、5.1に調節する。次に、このスラリーを水で4.2%固形分まで希釈し、ボール型遠心分離器で洗浄する。この洗浄スラリー275 lbを、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムを含むアルカリ混合物で中和する。この中和した物質を、150℃にてジェット調理により熱処理し、かつ圧力約26トールをもつ真空チャンバーに排出することにより、53℃に冷却する。次に、熱処理したスラリーを噴霧乾燥して、15.5 lbの精製大豆タンパク単離体を回収する。
実施例2
加水分解され精製された植物タンパク単離体を、本発明の方法に従って形成する。1015 lbの、15.5%の固形分(約157 lbの精製大豆タンパク物質)を含む精製大豆タンパク単離体を、1400mlの水酸化ナトリウム/水酸化カルシウム混合物で、pH 7.4に調節する。このスラリーを、150℃にて9秒間ジェット調理し、真空チャンバーに排出することにより、フラッシュ冷却する。725 lbの該スラリーを、プロテアーゼ酵素ブロメラインで処理する。この酵素は、活性2500 TU/gを有し、これを、乾燥重量基準で、該スラリー中の該タンパク物質の0.29%なる濃度で、該スラリーに添加する。この酵素処理スラリーの温度を、該酵素処理期間中約50℃に維持する。該処理期間は40分である。この酵素処理後、該スラリーを16℃に冷却し、更に190mlの水酸化ナトリウム/水酸化カルシウム混合物を、該スラリーに添加する。次いで、このスラリーを、150℃にて9秒間ジェット調理し、かつ真空チャンバーに排出することにより、フラッシュ冷却する。次に、このスラリーを乾燥して、75 lbの加水分解され精製された大豆タンパク単離体を回収する。
実施例3
酵素活性が、大豆タンパク単離体中の、リボ核酸濃度およびフィチン酸濃度に及ぼす効果を検討する。ここで、該大豆タンパク単離体は、本発明に従って行われる方法で精製される。大豆タンパク単離体スラリーを、大豆タンパク単離体と、塩酸でpH 4.5に調節された水とを混合することにより形成する。ここで、該スラリー中の全固形分は、重量基準で、該スラリーの約8.5%の量で存在する。このスラリーを50℃の温度にて加熱する。
このスラリーの2種のサンプルを、リボ核酸およびフィチン酸の酵素分解のために、該タンパク単離体スラリーから調製する。その第一のサンプルは、1530 lbであり、重量基準で8.66%の全固形分を含み、また第二のサンプルは1510 lbであり、重量基準で8.66%の全固形分を含んでいる。酸性ホスファターゼおよび1種のフィターゼ酵素を含む酵素処方物を、各スラリーサンプルに添加する。800 KPU/kgカード固形分なる活性を持つ酵素処方物を、第一のサンプルに添加する。1400 KPU/kgカード固形分なる活性を持つ酵素処方物を、第二のサンプルに添加する。これらサンプルを、1時間該酵素処方物と反応させる。これらサンプルの酵素処理に引き続き、これらサンプルを、十分に洗浄し、また該酵素を、温度150℃にてジェット調理することにより、熱的に失活させる。これらサンプルを、真空チャンバーに排出することにより、50℃までフラッシュ冷却する。次いで、これら冷却したサンプルを、噴霧乾燥する。
【００２６】
全固形分含量7.6%のコントロールサンプルを、比較の目的で、最初のタンパクスラリーから調製する。このコントロールサンプルを、50℃にて1時間か熱し、次いで十分に洗浄する。この洗浄したコントロールサンプルを、150℃にてジェット調理し、次に真空チャンバー内で52℃までフラッシュ冷却する。次いで、このコントロールサンプルを乾燥する。
これらサンプルを分析して、該サンプルのリボ核酸含有量およびフィチン酸含有量を決定する。この分析の結果を以下の表1に示す。
【００２７】
【表１】
0003813055.tif 000002
【００２８】
これらの結果は、明らかに、酸性ホスファターゼおよびフィターゼを含み、活性800および1400 KPU/kgカード固形分をもつ該酵素処方物が、大豆タンパク単離体中のリボ核酸含有率を、実質的に減じるのに有効であることを示している。これらの結果は、また該酵素処方物が、該タンパク単離体のフィチン酸含有率を減じる上でも全く有効であることをも示している。
実施例4
酸性ホスファターゼおよび1種のフィターゼ酵素を含む酵素処方物による、大豆タンパク単離体中の、リボ核酸およびフィチン酸の酵素分解に及ぼす、pHの効果を検討する。ここで、該大豆タンパク単離体は、本発明に従って精製されたものである。十分な大豆タンパク単離体と、塩酸でpHを4.5に調節した水とを混合して、重量基準で約8%の大豆タンパク単離体を含むスラリーを形成することにより、大豆タンパク単離体のスラリーを形成する。このスラリーを温度50℃に加熱する。
【００２９】
重量基準で、8%の全固形分含量を持つスラリーの2種のサンプルを、リボ核酸およびフィチン酸の酵素分解のために、該タンパク単離体スラリーから調製する。第一のサンプルのpHを、水酸化カリウム/水酸化ナトリウム混合物で、5.1に調節する。第二のサンプルのpHは、4.5のままにする。次いで、これらサンプルを、酸性ホスファターゼ酵素および1種のフィターゼ酵素とを含み、かつ1400 KPU/kgカード固形分なる活性を持つ酵素処方物で、2時間処理する。これらサンプルの該酵素処理に引き続き、該サンプルを十分に洗浄し、かつ該酵素を、150℃の温度にてジェット調理することにより、熱的に失活させる。これらサンプルを、真空チャンバーに排出することにより、50℃までフラッシュ冷却する。次いで、この冷却したサンプルを、噴霧乾燥する。
【００３０】
全固形分含有率7.6%を有するコントロールサンプルを、比較のために、該最初のタンパクスラリーから調製する。このコントロールサンプルを、50℃にて1時間加熱し、次いで十分に洗浄する。この洗浄したコントロールサンプルを、150℃にてジェット調理し、次いで真空チャンバー内で52℃までフラッシュ冷却する。次に、このコントロールサンプルを、噴霧乾燥する。
これらサンプルを分析して、該サンプルのリボ核酸含有率およびフィチン酸含有率を決定する。これら分析結果を、以下の表2に示す。
【００３１】
【表２】
0003813055.tif 000003
【００３２】
これらの結果は、酸性ホスファターゼおよびフィターゼを含む酵素処方物が、pH 4.5およびpH 5.1において、大豆タンパク単離体中のフィチン酸およびリボ核酸含有率両者を、実質的に減じるのに有効であることを示している。該タンパク単離体中のリボ核酸含有率における減少は、特にpH 4.5において有効である。
実施例5
酸性ホスファターゼおよびフィターゼ酵素を含む酵素処方物による、大豆タンパク単離体中の、リボ核酸およびフィチン酸の酵素分解に及ぼす、酵素処理時間の効果を検討する。ここで、該大豆タンパク単離体は、本発明に従って精製する。十分な大豆タンパク単離体と、塩酸でpH4.6に調節した水とを混合することにより、重量基準で該大豆タンパク単離体約8%を含むスラリーを形成することにより、大豆タンパク単離体のスラリーを形成する。このスラリーを50℃なる温度にて加熱する。
【００３３】
該リボ核酸およびフィチン酸の酵素分解のために、該スラリーの2種のサンプルを調製する。第一のスラリーサンプルは3202 lbであり、また重量基準で7.6%の全固形分を含む。第二のサンプルの重量は1530 lbであり、また重量基準で8.6%の全固形分を含む。酸性ホスファターゼおよびフィターゼ酵素を含み、かつ1400 KPU/kgカード固形分なる活性を持つ酵素処方物を、該第一のサンプルおよび該第二のサンプルに添加する。該第一のサンプルは、該酵素処方物で1時間処理し、また該第二のサンプルは、該酵素処方物で2時間処理する。これらサンプルの該酵素処理に引き続き、これらサンプルを十分に洗浄し、かつ該酵素を、これらサンプルを、150℃にてジェット調理することにより熱的に失活させる。これらサンプルを、真空チャンバー内に排出することにより、50℃までフラッシュ冷却する。次いで、この冷却したサンプルを、噴霧乾燥する。
【００３４】
全固形分含有率7.6%のコントロールサンプルを、比較の目的で、該最初のタンパクスラリーから調製する。このコントロールサンプルを、50℃にて1時間加熱し、次いで十分に洗浄する。この洗浄したコントロールサンプルを、150℃にてジェット調理し、次に真空チャンバー内で52℃までフラッシュ冷却する。次いで、このコントロールサンプルを、噴霧乾燥する。
これらサンプルを分析して、該サンプルのリボ核酸含有率およびフィチン酸含有率を決定する。これらの分析結果を、以下の表3に示す。
【００３５】
【表３】
0003813055.tif 000004
【００３６】
大豆タンパク単離体の、酸性ホスファターゼおよびフィターゼ酵素を含む酵素処方物による、1時間または2時間の処理は、該タンパク単離体中のリボ核酸含有率およびフィチン酸含有率を、実質的に減じるのに有効である。2時間の処理は、1時間の処理に比して、該タンパク単離体中のフィチン酸含有率の減少率を高めるが、該タンパク中のリボ核酸含有率の減少率における大幅な増加は示さない。
実施例6
酸性ホスファターゼおよびフィターゼ酵素を含む酵素処方物による、大豆タンパク単離体中のリボ核酸およびフィチン酸の酵素分解に及ぼす温度の効果を検討する。ここで、該大豆タンパク単離体の精製は、本発明に従って行う。十分な大豆タンパク単離体と、塩酸でpHを4.5に調節した水とを混合することにより、重量基準で該大豆タンパク単離体を約8%含有するスラリーを形成することにより、大豆タンパク単離体のスラリーを調製する。
【００３７】
重量基準で8%の全固形分を含む該スラリーの第一のサンプルを、リボ核酸およびフィチン酸の酵素分解のために、該タンパク単離体スラリーから調製する。この第一サンプルは、温度50℃に調節する。重量基準で4%の全固形分を含む、該スラリーの第二サンプルを、該タンパク単離体スラリーから調製する。この第二のサンプルは、温度38℃に調節する。次いで、これらサンプルを、2時間、酸性ホスファターゼ酵素およびフィターゼ酵素を含み、1400 KPU/kgカード固形分なる活性を持つ酵素処方物で処理する。これらサンプルの酵素処理に引き続き、該サンプルを十分に洗浄し、かつ該酵素を、温度150℃にてジェット調理することによって、熱的に失活させる。これらサンプルを、真空チャンバー内に排出することにより、53℃までフラッシュ冷却する。これら冷却したサンプルを、次に噴霧乾燥する。
【００３８】
全固形分含有率7.6%のコントロールサンプルを、比較のために、該最初のタンパクスラリーから調製する。このコントロールサンプルを、50℃にて1時間加熱し、次いで十分に洗浄する。この洗浄したコントロールサンプルを、150℃にてジェット調理し、次に真空チャンバー内で52℃までフラッシュ冷却する。次いで、このコントロールサンプルを、噴霧乾燥する。
これらサンプルを分析して、該サンプルのリボ核酸含有率およびフィチン酸含有率を決定する。これらの分析結果を、以下の表4に示す。
【００３９】
【表４】
0003813055.tif 000005
【００４０】
酸性ホスファターゼおよびフィターゼを含む酵素処方物による、38℃および50℃での大豆タンパク単離体の処理は、該タンパク単離体中のリボ核酸含有率およびフィチン酸含有率を、実質的に減じるのに有効である。50℃での処理は、38℃における処理に比して、リボ核酸含有率およびフィチン酸含有率の減少率を高める。
実施例7
酸性ホスファターゼ酵素およびフィターゼ酵素を含む酵素処方物による、大豆タンパク単離体中のフィチン酸およびリボ核酸の酵素分解が、該タンパク中の無機物含有率に及ぼす作用を検討する。特に、大豆タンパク単離体中の、カルシウム、鉄、マグネシウム、ナトリウム、亜鉛、銅、カリウム、マンガン、および燐濃度に及ぼす、該酵素分解の作用を検討する。
【００４１】
十分な大豆タンパク単離体と、塩酸でpHを4.6に調節した水とを混合して、重量基準で該大豆タンパク単離体を約8%含むスラリーを形成する。このスラリーから、フィチン酸およびリボ核酸の酵素分解のために、サンプルを調製する。ここで、該サンプルの重量は3202 lbであり、全固形分濃度7.6重量%を有する。このサンプルを、温度50℃に加熱する。酸性ホスファターゼ酵素およびフィターゼ酵素を含み、1400 KPU/kgカード固形分なる活性を持つ酵素処方物を、該サンプルに添加し、およびこのサンプルを1時間に渡りこの酵素処方物で処理する。このサンプルの酵素処理に引き続き、該サンプルを十分に洗浄し、かつ該酵素を、150℃にて該サンプルをジェット調理することにより、熱的に失活させる。このサンプルを、真空チャンバーに排出することにより、53℃までフラッシュ冷却する。次に、この冷却したサンプルを噴霧乾燥する。
【００４２】
全固形分含有率7.6%のコントロールサンプルを、比較のために、該最初のタンパクスラリーから調製する。このコントロールサンプルを、50℃にて1時間加熱し、次いで十分に洗浄する。このコントロールサンプルを、150℃にてジェット調理し、次に真空チャンバー内で52℃までフラッシュ冷却する。次いで、このコントロールサンプルを、噴霧乾燥する。
これらサンプルを分析して、該サンプルのカルシウム、鉄、マグネシウム、ナトリウム、亜鉛、銅、カリウム、マンガン、および燐の含有率を決定する。これらの分析結果を、以下の表5に示す。
【００４３】
【表５】
0003813055.tif 000006
0003813055.tif 000007
【００４４】
酸性ホスファターゼおよびフィターゼを含む酵素処方物による、大豆タンパク単離体の処理は、該タンパク単離体中のカルシウム、鉄、マグネシウム、ナトリウム、亜鉛、銅、カリウム、マンガン、および燐含有率を、減じるのに効果的である。この酵素処理は、特に該タンパク材料中のナトリウム、カリウム、および燐含有率を低下させるのに有効である。
当業者には、開示された本発明に対して、本発明の精神を逸脱することなしに、種々の変更が可能であることを理解するであろう。本発明は、記載された態様に特定されるものではなく、該態様は例示の目的でのみ与えられたものであり、寧ろ本発明は、上記の特許請求の範囲およびその等価なものによってのみ限定されるものである。