專利名稱：蛋白水解物的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蛋白水解物的新型制造方法。更詳細(xì)地說，涉及通過酶的作用將蛋白原料水解，簡便地制造調(diào)味品等有用的高品質(zhì)、高穩(wěn)定性水解物的方法。
例如已報道的有通過使堿性蛋白酶和肽酶對改性脫脂大豆進(jìn)行作用，制造調(diào)味液的方法(參照特開昭51-35461號公報)、以及通過曲霉屬菌培養(yǎng)物所含的蛋白酶和肽酶對各種蛋白進(jìn)行水解，制造調(diào)味品的方法(參照特開平6-125734號、特開平9-75032號以及特開平9-121807號公報)。
還報道了通過使用由特殊培養(yǎng)方法得到的微生物培養(yǎng)物、蛋白原料的特殊水解反應(yīng)條件，獲取高谷氨酸含量的調(diào)味品(參照特開2000-88號公報)、防止了褐變的氨基酸(參照特開2000-14394號公報)的方法。
在這樣的先有技術(shù)中，在通過酶將含固體蛋白的蛋白原料分解制造水解物時，水解步驟中發(fā)生作為酶源的微生物以外的其它微生物，即所謂雜菌的增殖，存在目標(biāo)蛋白水解物的品質(zhì)和收率降低的問題。為了解決這一問題，在歷來的方法中采取使醇、食鹽、乙酸乙酯等抑菌物質(zhì)在水解步驟中共存的方法(參照上述特開平6-125734號公報和特開平9-75032號公報)。該方法中，在水解步驟結(jié)束時必需有分離、除去抑菌物質(zhì)的附加步驟。特別是在采用食鹽共存作為抑菌手段時，不僅使所獲得的蛋白水解物的品質(zhì)降低，而且極難將食鹽除去以達(dá)到適當(dāng)?shù)臐舛纫韵?。另外，在通過抑菌物質(zhì)共存而從水解步驟獲取的蛋白水解物中，幾乎不可避免地伴隨著所謂釀造氣味、醬油氣味的發(fā)生，結(jié)果明顯限制了所獲得的蛋白水解物的利用范圍。
雖然是很自然的事，但是在過去的方法中也進(jìn)行了在除去、殺死所用含固體蛋白的蛋白原料或作為酶源的微生物培養(yǎng)物中所混入的雜菌之后進(jìn)行水解步驟的嘗試。在對蛋白原料殺菌后進(jìn)行水解反應(yīng)的方法雖然以實驗室規(guī)模實施可以說比較容易，但是當(dāng)進(jìn)行工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)時，包含殺菌處理步驟、水解步驟中的雜菌抑制對策等在其實施時極其困難的問題。
在蛋白酶分解調(diào)味液的商業(yè)生產(chǎn)過程中，雜菌控制是品質(zhì)管理上的重要控制點。雜菌污染源的例子有蛋白原料、酶劑或含酶發(fā)酵肉湯，還有制造設(shè)備也是主要的污染源。如前所述，在作為酶分解處理蛋白原料前步驟的對蛋白原料進(jìn)行殺菌的步驟中，可以采用添加醇、鹽、乙酸乙酯等抑菌劑的方法，但是這些抑菌劑混入產(chǎn)品中，限制了產(chǎn)品的用途，而且在進(jìn)行除去步驟的情況下，存在制造成本上升的問題。關(guān)于酶劑、含酶發(fā)酵肉湯，有通過微生物完全過濾膜過濾酶液以及保持酶生產(chǎn)發(fā)酵步驟的無菌性，供應(yīng)給分解步驟的方法。至于制造設(shè)備的殺菌，有與各種設(shè)備的特征相對應(yīng)的處理方法，用堿性洗滌液、酸性洗滌液進(jìn)行洗滌以及用蒸汽加熱都是有效的方法，還能降低成本。
因此，這當(dāng)中最困難的是不用鹽、醇而對蛋白原料進(jìn)行完全殺菌。特別是含有固體物質(zhì)的蛋白原料的殺菌存在許多困難之處。蛋白原料殺菌的困難之處在于下述方面。作為代表性的方法，使蛋白的粉碎物分散在水中，對有關(guān)對該分散液進(jìn)行加熱殺菌的方法進(jìn)行調(diào)查、研究。首先，分散液含有固體物質(zhì)，用通常所用的加熱方法難于確保加熱至其內(nèi)部。如果分散液中的蛋白濃度上升，則分散液的粘度將極高，需要具有超大能力的設(shè)備來輸送分散液，制造成本將上升。特別是對于小麥谷蛋白之類的蛋白原料，當(dāng)將其粉碎物分散在水中時，有具有粘結(jié)性質(zhì)的活性谷蛋白，無法分散。另外，即使可以順利地輸送分散液，但是在殺菌步驟的機器例如板式換熱器、噴嘴式加熱器等的內(nèi)部，蛋白成分將會變性、固化、堵塞。
作為部分解決該課題的技術(shù)之一，提議了下述方法(參照特開平11-313693號公報)將蛋白原料粉碎成小于或等于300μm的微細(xì)粉末，通過將其分散在等于或高于80℃的熱水中，使蛋白原料的分散性得到提高，同時防止氣泡進(jìn)入分散液中。通過該方法，對于較低濃度的蛋白分散液，過去的困難之處即蛋白原料的分散成為可能，而且降低了分散液的粘度，由于氣泡未被卷入分散液中，因而在隨后的殺菌步驟中可以完全地殺菌。
但是，在商業(yè)生產(chǎn)中，為了降低制造成本，需要提高蛋白分散液的濃度，提高在隨后的酶分解步驟中的設(shè)備生產(chǎn)率，當(dāng)用這樣的高濃度蛋白分散液進(jìn)行殺菌處理時，應(yīng)用上述任何一種先有技術(shù)都是不足的。
也就是說，隨著蛋白分散液濃度的提高，難于將蛋白原料均一地分散。當(dāng)?shù)鞍自显谒越橘|(zhì)中凝集時，其中含有空氣，無法均一地加熱，在該狀態(tài)難于完全殺菌。另外，即使蛋白原料可以分散，該分散液粘度高，也難于向后續(xù)步驟輸送。理論上，可以用高性能的分散機分散蛋白原料，用對應(yīng)于高粘性液體的泵輸送分散液，但存在制造設(shè)備價格變高的問題。
關(guān)于殺菌步驟，有直接加熱方式和間接加熱方式兩種方式。直接加熱方式是使傳熱介質(zhì)與待處理物質(zhì)直接接觸，對待處理物質(zhì)進(jìn)行加熱的方式，高粘性用直接加熱式超高溫瞬間殺菌裝置是有效的。通過該方法，即使是數(shù)十萬厘泊(mPa·s)的高粘性食品，也可以通過高效率地混合加熱介質(zhì)即蒸汽，在短時間內(nèi)升高溫度，通過將該溫度保持預(yù)定的時間，可以完全殺菌。而且，通過在減壓狀態(tài)吹入加熱處理物，可以使升溫時進(jìn)入的蒸汽蒸發(fā)，瞬間冷卻至大致原來的溫度。然而，由于加熱介質(zhì)即蒸汽直接混合進(jìn)食品中，限制了在鍋爐給水中使用鍋爐防垢劑等試劑，需要另外附加可用于食品的蒸汽的制造步驟。另外也有對于混入了幾毫米左右的固體物質(zhì)的情況不適用的問題。
另一方面，間接加熱方式是由傳熱介質(zhì)經(jīng)由傳熱材料，間接對待處理物質(zhì)進(jìn)行加熱的方式。間接加熱方式由于機械構(gòu)造簡單，運轉(zhuǎn)性良好，裝置便宜，因而在歷來的食品工業(yè)中多用于高粘性食品的殺菌。其中，作為高粘性食品的間接加熱式殺菌裝置，具有代表性的有管式殺菌裝置、刮板式殺菌裝置。管式殺菌裝置是使高粘性食品從管中通過，用溫水等從管外加熱的系統(tǒng)。由于管的壓力損失引起供給壓力大幅上升，所以其長度具有一定的限度，也有將多條管并列形成多管式的情況。優(yōu)點是構(gòu)造簡單，容易組裝·拆卸，也容易洗滌等，但是另一方面，由于傳熱面易于附著燒焦物，內(nèi)部流動的液體難于混合，溫度不易均一，對于需要密切控制溫度的情況不適合。刮板式換熱器是為了彌補管式殺菌裝置的缺點，用葉片刮取傳熱面附近的食品，使焦?fàn)钗锊辉俑街慕?jīng)改善的換熱器，同時該換熱器能攪拌管內(nèi)的食品，使熱均一。但現(xiàn)狀是大部分的高粘性食品依然不能避免地在傳熱面上附著焦糊。一定的運轉(zhuǎn)時間后，對組裝狀態(tài)原樣進(jìn)行洗滌是很普通的，但是在大量附著燒焦物的情況下，必需進(jìn)行拆卸洗滌。這些間接加熱式殺菌裝置在傳熱方面還有問題，還有由于加熱時間長引起品質(zhì)的熱劣化(營養(yǎng)成分、味、色等的劣化)、由于攪拌引起機械變化(粘性等的物理變化)的情況。
另外，在必須進(jìn)行培養(yǎng)基的完全殺菌步驟的發(fā)酵工業(yè)中，培養(yǎng)基的殺菌一般使用以蒸汽作為傳熱介質(zhì)的間接加熱型板式換熱器。但是，在單純將高濃度蛋白分散液通過該換熱器進(jìn)行加熱殺菌的情況下，蛋白分散液發(fā)生熱變性，發(fā)生由加熱器、冷卻器的積垢引起的傳熱效率降低，壓力損失增大，最壞的情況是無法通過液體。
從上述可知，當(dāng)將高粘度的高濃度蛋白分散液的完全殺菌以工業(yè)規(guī)模進(jìn)行實施時，需要確立不依靠特殊技術(shù)、設(shè)備的新技術(shù)。
發(fā)明的目的、課題因此，本發(fā)明的目的在于開發(fā)不需引進(jìn)特殊設(shè)備，在以工業(yè)規(guī)模通過酶制造蛋白水解物時，能使蛋白原料的水性分散液，特別是高濃度分散液容易并實際上處于無菌狀態(tài)的方法，以試圖提高設(shè)備生產(chǎn)率和產(chǎn)品品質(zhì)，以及擴大產(chǎn)品的用途范圍。
也就是說，本發(fā)明的蛋白水解物的制造方法具有下述特征在酸性條件下，用板式換熱器以液體作為傳熱介質(zhì)進(jìn)行加熱、保溫，使蛋白原料的水性分散液處于實質(zhì)上的無菌狀態(tài)，之后使蛋白水解酶對所得分散液進(jìn)行作用。本發(fā)明方法能夠以工業(yè)規(guī)模大量且簡便地生產(chǎn)蛋白水解物。
作為蛋白原料的水性分散液，優(yōu)選使用至少為10g/dL，更優(yōu)選使用為10-50g/dL左右的高濃度分散液，可以在加熱、保溫時保持在酸性條件下，但優(yōu)選不僅在加熱、保溫時，而且從制備該分散液的階段開始就保持酸性。加熱、保溫步驟中的酸性條件優(yōu)選pH值為3-6。而且，作為用于板式換熱器的傳熱介質(zhì)的液體，優(yōu)選使用120-150℃的熱水。在這樣的條件下，將蛋白原料加熱并在120-140℃(制品溫度)保持1-20分鐘，優(yōu)選保持5-15分鐘。通過本發(fā)明的這種構(gòu)成，可以抑制蛋白的變性，進(jìn)行高濃度蛋白原料分散液的完全無菌化處理。
本發(fā)明的最大特征是在上述特定的條件下，對均一分散的蛋白原料的水性分散液進(jìn)行加熱、保溫。由此即使在使用高濃度蛋白原料分散液的情況下，也可以抑制蛋白的變性，使之處于實質(zhì)上的無菌狀態(tài)，而且與生產(chǎn)率的提高和品質(zhì)的穩(wěn)定化相關(guān)。
另外，在本發(fā)明的蛋白水解物的制造方法中，在用作原料的蛋白原料中，可以使用部分水解的蛋白。通過預(yù)先使蛋白原料低分子化，制備該蛋白的高濃度分散液變得容易。
實施的方式下面，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
作為在本發(fā)明制造方法中使用的蛋白原料，可以利用植物性或動物性蛋白。植物性蛋白包括來自小麥、玉米和豆類的蛋白，動物性蛋白包括來自家畜、家禽和魚貝類的蛋白。具體例子有小麥谷蛋白、玉米谷蛋白、脫脂大豆、分離大豆蛋白、馬鈴薯分離蛋白、魚粉、明膠、骨膠原、乳清蛋白、酪蛋白、脫脂乳粉、肉類提取物、魚貝類提取物。另外，在本發(fā)明中，這些蛋白的處理物也包括在所述各種蛋白中。特別優(yōu)選用酸或蛋白酶等對這些蛋白進(jìn)行部分蛋白分解處理，將可溶化部分干燥而得的粉末。關(guān)于上述情況下的分解程度，采用縮甲醛態(tài)氮相對于從全氮中減去氨態(tài)氮后的有效態(tài)氮的比例為0.05-10％，優(yōu)選0.1-1％左右的蛋白部分水解物。這是為了在隨后的分散步驟中使高濃度分散液的調(diào)制變得容易。
接下來，蛋白原料的分散通過使固體成分在水性溶劑(水、以水為主的溶劑等)中均一分散為10g/dL或以上的濃度來進(jìn)行。此時，水性溶劑的溫度以不引起蛋白變性的溫度范圍為準(zhǔn)，優(yōu)選等于或低于80℃，更優(yōu)選等于或低于70℃。如果引起蛋白變性，則分散液的粘度上升，液體輸送困難，因而是不優(yōu)選的。另一方面，為了在隨后的無菌化步驟中不提高加熱·保溫設(shè)備的規(guī)格(板傳熱面積)，減少設(shè)備費用，希望該分散液的溫度較高。另外，在低溫的情況下雖然不變性，但是粘性高。因此，分散時的溫度范圍優(yōu)選40-80℃左右，更優(yōu)選50-70℃左右，可以進(jìn)行分散。另外，使用高分散動力，優(yōu)選具有等于或大于0.2kwh/1kL處理液量的攪拌動力的攪拌混合裝置進(jìn)行分散有利于提高分散步驟的效率。
本發(fā)明中，雖然至少要在加熱、保溫蛋白原料的水性分散液的階段將其調(diào)節(jié)至酸性pH值范圍，但是從提高分散性，且使分散中的粘度不易上升考慮，優(yōu)選從配制該分散液的階段開始就將其調(diào)節(jié)為酸性。由此，可以抑制加熱殺菌時蛋白變性、粘性上升。適當(dāng)?shù)膒H值范圍隨蛋白原料的種類而不同，為加熱處理后液體的粘性上升少的范圍，優(yōu)選等于或小于pH6，從防止設(shè)備腐蝕的觀點出發(fā)，更優(yōu)選pH值為3-6。pH調(diào)節(jié)劑可以使用檸檬酸、乳酸、鹽酸、磷酸和硫酸等。可以對應(yīng)于最終產(chǎn)品的性質(zhì)來選擇pH調(diào)節(jié)劑。另外，當(dāng)?shù)鞍自媳旧硪押兴嵝晕镔|(zhì)，其分散液已經(jīng)處于優(yōu)選的pH值范圍時，不需要添加pH調(diào)節(jié)劑。
接下來，將由此配制而成的蛋白原料的水性分散液通過板式換熱器進(jìn)行加熱處理(加熱步驟)。優(yōu)選適用于高粘性液體的板。例如，優(yōu)選使用作為食品專用而開發(fā)的稱為コルゲ一ト型板或自由流動板的板。通過使用這類板，使板之間的接觸點極少，通過將板之間的接觸點變?yōu)榻佑|線，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)板之間的間隙，從而可以進(jìn)行從含固體物質(zhì)的產(chǎn)品到高粘性飲料、調(diào)味品的處理。另外，加熱步驟的溫度優(yōu)選120℃-140℃左右(制品溫度)?？梢酝ㄟ^使加熱后的蛋白分散液流經(jīng)設(shè)置在板式換熱器之后的滯留管或配管，來進(jìn)行保溫步驟。保溫步驟的保溫時間可以通過調(diào)節(jié)滯留管或配管的直徑和長度，對應(yīng)于原料特性、原料中的雜菌數(shù)進(jìn)行變化。例如，在蛋白原料易于變性的情況下，可以將溫度降低、保溫時間縮短；而在雜菌數(shù)多的情況下，可以將溫度升高、保溫時間延長。加熱時間優(yōu)選1-20分鐘左右，更優(yōu)選5-15分鐘左右。加熱步驟中所用傳熱介質(zhì)優(yōu)選為高溫的熱水。熱水溫度優(yōu)選采用120-150℃。當(dāng)用水蒸氣代替熱水作為傳熱介質(zhì)時，易于發(fā)生蛋白的變性，處理液側(cè)的板表面附著結(jié)垢，發(fā)生堵塞，液體流通變得困難。在用于冷卻經(jīng)過加熱·保溫步驟的蛋白分散液的冷卻步驟中也與在加熱步驟中一樣，希望使用高粘性流體用板。
在上述先有技術(shù)中，用與本發(fā)明相同的板式換熱器進(jìn)行了小麥谷蛋白乳化分散液的殺菌(參照特開平11-313693號公報、實施例2)。但是，該方法雖然對于蛋白原料的水性分散液濃度較低的情況沒有問題，但當(dāng)用于本發(fā)明這樣高濃度的蛋白原料水性分散液時，則存在發(fā)生蛋白的變性、處理液側(cè)的板堵塞，殺菌步驟實施困難的問題。另外，在該先有技術(shù)(參照特開平11-313693號公報、實施例2)中記載著“谷蛋白濃度50g/dL”，但本領(lǐng)域人員從該說明書的全文可知，這是“谷蛋白濃度50g/L”之誤。
經(jīng)此加熱、保溫配制而成的蛋白原料水性分散液處于實質(zhì)上的無菌狀態(tài)?！皩嵸|(zhì)上的無菌狀態(tài)”是指至少通過平常所用的檢出法無法從殺菌后的處理液檢測出雜菌的狀態(tài)。將該蛋白原料水性分散液在實施無菌管理的分解槽內(nèi)，與含有實質(zhì)上未被微生物污染的蛋白分解酶劑或蛋白水解酶的微生物培養(yǎng)物混合，進(jìn)行水解。這里，“實質(zhì)上未被微生物污染”是指實質(zhì)上不含生產(chǎn)蛋白水解酶的微生物以外的微生物(雜菌)。其結(jié)果，水解中不受雜菌污染，可以穩(wěn)定地制造具有目標(biāo)品質(zhì)的蛋白水解物。
作為蛋白水解酶生產(chǎn)能力高的微生物，不論其在分類學(xué)上的位置如何，各種微生物都可以利用，但是考慮到目標(biāo)制品用于食品，所以采用歷來食品領(lǐng)域或釀造領(lǐng)域所用的微生物是適當(dāng)?shù)?。?yōu)選絲狀菌，更優(yōu)選曲霉屬菌或食品制造用枯草桿菌。曲霉屬菌中優(yōu)選以米曲霉、大豆曲霉(アスペルギルス·ソ一ヤ)為代表的黃曲霉。
這樣的微生物可以使用市場上出售的米曲霉或醬油釀造用曲霉、或納豆或從納豆制造用接種物新分離的固定了菌株特性的菌株。另外，也可以使用這些微生物的保藏菌株。此外，在任何情況下，都需要在使用之前確認(rèn)所用菌株中未混有雜菌。當(dāng)混有雜菌時，通過單菌落分離將菌株純粹分離，使之處于實質(zhì)上無微生物污染的狀態(tài)再使用。
當(dāng)使用微生物培養(yǎng)物作為水解反應(yīng)所用的蛋白水解酶時，通?？梢砸砸后w曲霉的形態(tài)添加、混合到實質(zhì)上無菌狀態(tài)的蛋白原料分散液中。用于配制液體曲霉的原料可以與待水解蛋白原料相同或不同，盡量使配制而成的液體曲霉中不混入雜菌。因此，對于液體曲霉用的蛋白原料的殺菌，需要特別注意盡量不混入雜菌。
用于配制液體曲霉的培養(yǎng)基，只要是上述微生物能夠生長的物質(zhì)即可，通常是含有碳源、氮源、輔因子等的物質(zhì)。可以將葡萄糖、麥芽糖、果糖、蔗糖、淀粉水解物、乳糖、甘露醇、山梨糖等單獨或者多種混合用作碳源。氮源的適當(dāng)例子有硝酸鈉、亞硝酸鈉、氯化銨、硫酸銨等無機氮源；酪蛋白氨基酸、聚胨、細(xì)菌用蛋白胨(バクトペプトン)、大豆蛋白質(zhì)、分離大豆蛋白質(zhì)、脫脂大豆、酪蛋白等有機氮源；L-谷氨酸鈉、L-天冬氨酸鈉、L-脯氨酸、L-丙氨酸、甘氨酸、L-谷氨酰胺等氨基酸類，這些物質(zhì)可以單獨或多種混合使用。而且，輔因子可以適當(dāng)選用硫酸鎂七水合物、磷酸氫二鈉、磷酸氫鈉、磷酸氫鉀、磷酸氫二鉀、肉類提取物、氯化鉀、玉米漿等。培養(yǎng)基成分可以在培養(yǎng)之初加入，也可以在培養(yǎng)過程中適當(dāng)添加。
培養(yǎng)條件可以是通常的需氧培養(yǎng)條件，合適的pH為4.5-9.0，優(yōu)選pH5.5-8.5，溫度為15-40℃，優(yōu)選25-35℃。關(guān)于攪拌數(shù)和通氣量，只要是可保持培養(yǎng)環(huán)境需氧的條件，則任何條件都可以。
另外，也可以用市場上出售的蛋白分解酶劑進(jìn)行水解反應(yīng)，此時，加上對酶劑進(jìn)行過濾除菌等步驟，盡量使反應(yīng)體系中不混入雜菌。
水解反應(yīng)可以采用任何反應(yīng)裝置，但在使用含有蛋白水解酶的微生物培養(yǎng)液的情況下，優(yōu)選采用可充分控制反應(yīng)體系內(nèi)的溫度、通氣、攪拌等諸要素的裝置。因此，選擇深培養(yǎng)發(fā)酵槽型反應(yīng)裝置作為適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)裝置。作為優(yōu)選的例子，可以將蛋白分解酶以相對于蛋白分散液為1/20-2/1的液量比進(jìn)行混合，在20-60℃的溫度范圍、10-100小時的反應(yīng)時間內(nèi)進(jìn)行分解處理，以使蛋白濃度達(dá)到5-30g/dL的范圍。
本發(fā)明中，由水解反應(yīng)得到的蛋白水解物可以原樣作為調(diào)味品原料被廣泛利用，但在多數(shù)情況下，進(jìn)一步對其進(jìn)行除菌、脫色、脫臭處理，例如經(jīng)過活性炭處理制成產(chǎn)品。另外，與使用目的相對應(yīng)，可以加工成濃縮糊狀、細(xì)屑狀粉末、噴霧干燥粉末、顆粒、方塊狀的產(chǎn)品。另外，蛋白水解物液中實質(zhì)上不含醇、鹽、醋、乙酸乙酯等抑菌劑可以擴大產(chǎn)品的通用性，是對容易并且有效地實施精制處理和加工處理極為有效的特性。
通過將本發(fā)明的蛋白水解物添加到各種食品(小麥面粉使用食品、速食食品類、農(nóng)產(chǎn)、畜產(chǎn)、水產(chǎn)加工品、乳制品、油脂類、冷凍食品、基礎(chǔ)和復(fù)合調(diào)味品、糕點類、嗜好飲料類、其它食品)中，具有強化鮮味、強化甜味、賦予濃厚感·延長性(伸び)、賦予甘美度、增強風(fēng)味、緩和成味·酸味、遮蔽異味等效果。特別是具有較強的賦予存在醬油時的甜味、甘美度、濃厚感；遮蔽肉制品的異味以及增強肉味；增強豬肉、雞肉、牛肉、魚貝、蔬菜提取物并用時的風(fēng)味；增強存在香辛料時的香辛料風(fēng)味以及增強辛辣味的效果。最佳實施方式以下通過實施例和比較例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。(實施例1)小麥谷蛋白水解物和調(diào)味液的制造(1)小麥谷蛋白分散液的配制和殺菌向裝配有高攪拌動力攪拌器的分散槽中導(dǎo)入60℃的水(市水)。向其中加入經(jīng)蛋白分解酶部分分解的小麥谷蛋白(縮甲醛態(tài)氮相對于有效態(tài)氮的比例約為0.6％)的干燥粉末，使其濃度達(dá)到約30g/dL。本谷蛋白成分中含有檸檬酸，加入后，攪拌、混合1小時左右，pH達(dá)到4-5的范圍。另外，分散液的粘度為0.1Pa·s左右，幾乎沒有變化。
用板式換熱器(使用板自由流動板N40、株式會社イズミフ一ド マシ一ナリ一的產(chǎn)品)和滯留管，在板內(nèi)線速度為0.3-0.5m/s、加熱溫度為130℃的條件下，通過以130-150℃的熱水作為傳熱介質(zhì)的間接加熱和6分鐘的保溫，對上述分散液進(jìn)行連續(xù)殺菌處理。在該連續(xù)殺菌處理步驟中，完全沒有發(fā)生板內(nèi)的堵塞、壓力損失的大幅上升等故障，可以順利地將該步驟進(jìn)行、完成。將6分鐘殺菌處理后的分散液無菌地等量添加到由0.2g/dL葡萄糖和經(jīng)氮換算為0.01g/dL的脫脂大豆鹽酸水解物所組成的已殺菌的培養(yǎng)基(pH7.0)中，在34℃振蕩培養(yǎng)48小時，用顯微鏡觀察培養(yǎng)液，未發(fā)現(xiàn)有微生物存在，確認(rèn)進(jìn)行了完全的殺菌。另外，殺菌處理后，確認(rèn)在所用板的表面沉積有若干結(jié)垢，但該結(jié)垢用通常的除垢劑可以極容易地除去。(2)液體曲霉的配制在120-140℃的溫度范圍內(nèi)對將脫脂大豆粉エスサンプロテイン-F(味の素制油(株)制造)配制為1.5g/dL并進(jìn)一步加入了約0.5g/dL谷氨酸的培養(yǎng)基進(jìn)行殺菌處理。接下來，將曲霉屬菌米曲霉(Aspergillus oryzae ATCC11494)的接種物培養(yǎng)液以15％的量接種到經(jīng)加熱殺菌的上述培養(yǎng)基中，所述米曲霉的接種物培養(yǎng)液是在以1.5％濃度預(yù)先分散了脫脂大豆粉的殺菌培養(yǎng)基中由分離孢子生長而成的。接種后，在通氣和攪拌條件下，在30℃培養(yǎng)48小時，獲得無雜菌污染的曲霉菌。所獲得的液體曲霉的蛋白酶活性約為300單位/mL。(3)小麥谷蛋白分散液的水解將用板式換熱器進(jìn)行了無菌化處理的谷蛋白分散液(淤漿)導(dǎo)入已完全殺菌的發(fā)酵槽中，添加(2)中配制的包含不存在曲霉菌以外的微生物的蛋白分解酶的曲霉菌培養(yǎng)液，添加量為上述小麥谷蛋白分散液的1/2容量。在通氣和攪拌條件下，將液溫控制在36℃，進(jìn)行72小時通過酶反應(yīng)的水解處理。(4)小麥谷蛋白水解物的后處理過濾所獲得的小麥谷蛋白水解物的菌株，添加活性炭，進(jìn)行脫色、脫臭處理。進(jìn)一步在減壓干燥下濃縮，之后噴霧干燥。(5)小麥谷蛋白水解物的噴霧干燥物的評價所獲得的小麥谷蛋白水解物的噴霧干燥物大致是無臭的淡黃色、均一粉末，具有濃厚的希望的鮮味。分析結(jié)果，食鹽為10％或10％以下。另外，用標(biāo)準(zhǔn)瓊脂培養(yǎng)基(榮研化學(xué)(株)制造；酵母抽提物2.5g/L、胰蛋白胨5g/L、葡萄糖1g/L、瓊脂15g/L)測定一般活菌數(shù)，結(jié)果實質(zhì)上沒有檢測出有混入菌。綜合評價是本小麥谷蛋白水解物的噴霧干燥物具有適于作為各種用途的鮮味調(diào)味品原料、鮮味食品原料的良好特性。所以由此得到的水解物或其成分可以以各種調(diào)味品的形態(tài)使用。(比較例)小麥谷蛋白分散液的對照殺菌用板式換熱器(使用板自由流動板N40、株式會社イズミフ一ドマシ一ナリ一的產(chǎn)品)和滯留管，在板內(nèi)線速度為0.3-0.5m/s、加熱溫度為130℃的條件下，通過以130-150℃的水蒸氣作為傳熱介質(zhì)的間接加熱和約1分鐘的保溫，對用與實施例1(1)相同的方法配制成約20g/dL濃度的小麥谷蛋白分散液進(jìn)行連續(xù)殺菌處理。在該連續(xù)殺菌處理步驟中，通液開始后15分鐘左右，發(fā)生板內(nèi)的堵塞、壓力損失大幅上升，未能完成該步驟。
從以上的結(jié)果可以理解，通過使用熱水而不是水蒸氣作為傳熱介質(zhì)，可以防止蛋白的急速變性。(實施例2)脫脂大豆粉分散液的配制和殺菌向裝配有高攪拌動力攪拌器的分散槽中導(dǎo)入60℃的水。向其中加入脫脂大豆粉エスサンプロテイン-F(味の素制油(株)制造)，使其濃度達(dá)到約20g/dL。加入后，攪拌、混合1小時左右，pH達(dá)到6-7的范圍。另外，分散液的粘度為0.1Pa·s左右，幾乎沒有變化。向該分散液中加入鹽酸，使pH為4.5。
用板式換熱器(使用板自由流動板N40、株式會社イズミフ一ドマシ一ナリ一的產(chǎn)品)和滯留管，在板內(nèi)線速度為0.3-0.5m/s、加熱溫度為130℃的條件下，通過以130-150℃的熱水作為傳熱介質(zhì)的間接加熱和約1分鐘的保溫，對上述分散液進(jìn)行連續(xù)殺菌處理。在該連續(xù)殺菌處理步驟中，完全沒有發(fā)生板內(nèi)的堵塞、壓力損失的大幅上升等故障，可以順利地將該步驟進(jìn)行、完成。另外，殺菌處理后，確認(rèn)在所用板的表面沉積有若干結(jié)垢，但該結(jié)垢用通常的除垢劑可以極容易地除去。(比較例2)脫脂大豆粉分散液的對照殺菌與實施例2一樣配制脫脂大豆粉分散液。只是不進(jìn)行添加鹽酸調(diào)節(jié)pH的操作。
用板式換熱器(使用板自由流動板N40、株式會社イズミフ-ドマシ一ナリ一的產(chǎn)品)和滯留管，在板內(nèi)線速度為0.3-0.5m/s、加熱溫度為130℃的條件下，通過以130-150℃的熱水作為傳熱介質(zhì)的間接加熱和約1分鐘的保溫，對上述分散液進(jìn)行連續(xù)殺菌處理。在該連續(xù)殺菌處理步驟中，通液開始后，隨著時間的進(jìn)行發(fā)生板內(nèi)的堵塞、壓力損失大幅上升，未能完成該步驟。
從上述結(jié)果可以理解，與蛋白原料水性分散液的pH為6-7的情況相比，通過將pH調(diào)節(jié)至6或6以下，可以控制蛋白的變性。
發(fā)明的效果如上所述，通過本發(fā)明的方法，即使是使用高濃度蛋白原料水性分散液的情況，也不會引起蛋白的熱變性，可以使該分散液處于實質(zhì)上的無菌狀態(tài)，通過使實質(zhì)上未被微生物污染的蛋白水解酶對其進(jìn)行作用，可以簡便且有效地得到不含食鹽等抑菌劑的蛋白水解物。這一結(jié)果使得無需引入特殊設(shè)備，即能以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)率、產(chǎn)品品質(zhì)高的蛋白水解物，并且還可以擴大產(chǎn)品的用途。
權(quán)利要求
1.蛋白水解物的制造方法，該方法包括下述步驟在酸性條件下，用板式換熱器，以液體為傳熱介質(zhì)對蛋白原料的水性分散液進(jìn)行加熱、保溫，使其處于實質(zhì)上的無菌狀態(tài)的步驟；和用蛋白水解酶對該水性分散液進(jìn)行作用的步驟。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述蛋白原料的水性分散液的濃度至少為10g/dL。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述酸性條件為pH3-6。
4.權(quán)利要求1-3中任一項的方法，其中所述液體為120-150℃的熱水。
5.權(quán)利要求1-4中任一項的方法，其中所述加熱、保溫條件為120-140℃、1-20分鐘。
6.權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其中所述蛋白水解酶實質(zhì)上未被微生物污染。
7.權(quán)利要求1-6中任一項的方法，其中所述蛋白原料包括被部分水解的蛋白。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述被部分水解的蛋白以縮甲醛態(tài)氮相對于有效態(tài)氮的比例為0.05-10％的程度被水解。
9.權(quán)利要求1-8中任一項的方法，其中所述蛋白原料包括植物性蛋白。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述植物性蛋白為來自小麥、玉米或豆類的蛋白。
11.權(quán)利要求1-8中任一項的方法，其中所述蛋白原料包括動物性蛋白。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述動物性蛋白為來自家畜、家禽或魚貝類的蛋白。
13.權(quán)利要求1-12中任一項的方法，其中所述水解酶為來自微生物的酶。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述微生物為曲霉屬菌。
15.權(quán)利要求1的方法，該方法包括下述步驟(1)將蛋白原料以至少為10g/dL的濃度分散于水性溶劑中，得到蛋白原料的水性分散液的步驟；(2)當(dāng)該水性分散液的pH值不為3-6時，將該水性分散液的pH值調(diào)節(jié)至3-6之間的步驟；(3)用以熱水作為傳熱介質(zhì)的板式換熱器對該水性分散液進(jìn)行加熱、保溫，使之處于實質(zhì)上的無菌狀態(tài)的步驟；(4)向該水性分散液中添加實質(zhì)上無微生物污染的蛋白水解酶的步驟；和(5)通過該蛋白水解酶進(jìn)行蛋白原料的水解的步驟。
全文摘要
在酸性條件下，用板式換熱器以液體作為傳熱介質(zhì)對蛋白原料的水性分散液加熱、保溫，使之處于實質(zhì)上的無菌狀態(tài)，之后通過使蛋白水解酶對所得分散液進(jìn)行作用，制造可用于調(diào)味品等的蛋白水解物。根據(jù)該方法，在不引入特殊設(shè)備，以工業(yè)規(guī)模通過酶生產(chǎn)蛋白水解物的過程中，由于可以容易并實際上使作為原料的蛋白水性分散液，特別是高濃度蛋白水性分散液處于無菌狀態(tài)，因而可以嘗試提高設(shè)備生產(chǎn)率和產(chǎn)品品質(zhì)，并且擴大產(chǎn)品用途的范圍。
文檔編號A23L1/226GK1413259SQ00817786
公開日2003年4月23日 申請日期2000年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月30日
發(fā)明者山本興, 石井俊昌, 小山稻雄, 關(guān)光義, 中澤英次, 小島淳一郎 申請人:味之素株式會社