JP2009537160A - 焼込損失(bakingloss)を減少させるための組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
カルボキシメチルセルロース(=CMC;E466)は、構造的には、植物繊維の化学修飾結晶、すなわち、灰汁(lye)あるいはクロロ酢酸で処理されたセルロースである。CMCは、とりわけ、ゲル化剤や増粘剤、そして水分貯留系としても使用され、ひいては食物が新鮮である時間を延長させるために使用される。Sidhu and Bawa (2000, Int. Journal of Food Properties, 3(3): 407-419)には、小麦粉への0.1%〜0.5%のCMC添加で、対照と比較して、吸水率の1.4%から8.6%への上昇が認められた。比容積および追加収率が0.7%〜3.3%増加して、1%超の収率が0.3%以上のCMC添加で得られた、しかし、著者によると、これはパンの品質低下を伴った(「多少ゴム状になる」)。
イナゴマメミールは、イナゴマメ木(Ceratonia siliqua)の熟した種子の胚乳を粉にすることによって得られる。小麦粉の90%以上が、ガラクトマンナンカルビン(galactomannan carubin)を含む多糖類からなる。多糖類は大量の水に結合することができ、このために医療分野でも使用される。
グアー種子ミールは、インドクラスタマメ(Indian cluster bean)の種子から得られる。これは高い水結合能を持っており、このために糖尿病に適用するためにも使用される。
大豆は大豆粉(=大豆粉末)として添加される。水結合の改良は大豆粉に起因する。小麦粉への大豆粉の添加については、とりわけ、Stauffer (2002, American Soybean Association, Europe & Maghreb)によって研究されている。彼らは、小麦粉に3%〜5%の大豆粉末を添加した際の焼込損失の0.5%〜1.5%の低下を記述している。
実施例では、以下の方法を利用した。本発明の工程を実施するためにこれらの方法を利用でき、これらは本発明の具体的な態様であるが、しかし、本発明はこれらの方法に制限されない。記載の方法を改変することにより、および/または個々の方法の部分を代わりの方法の部分で置き換えることで、同様の方法で本発明を実施することができることは、当業者には公知である。
Solanum tuberosum由来のR1遺伝子(α−グルカンウォータージキナーゼ;E.C.2.7.9.4;EMBL AC: Y09533)を発現する小麦植物(Triticum aestivum)を使用した。これらの植物の生産(使用するベクター、トランスジェニック植物の選択)については、特許出願国際公開広報第02/34923号(実施例1および2)に広範囲に記載されている。R1遺伝子のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列は、配列番号1および配列番号2に記載している。形質転換はBecker et al., 1994, Plant J. 5(2): 229-307の方法に従って進められた。これらの小麦植物(TAAB−40A−11−8株)から、熟した穀粒が収穫された。これらの穀粒、これらの穀粒から得られた粉、そしてデンプンについても化学的およびレオロジー的に研究した。使用した対照は、同じ栽培条件下で育てられた野生型品種Floridaの小麦植物であった。
事前の春化処理後に種子を戸外に植えた。
以下の通りに使用する植物を生育および栽培した:
植物保護:種子を植える前に、種子材料をイミダクロプリド(Gaucho(登録商標), Bayer)で前処理して、虫害を抑制した(種子材料100cc/100kg)。発芽前除草剤:ジフルフェニカン(Brodal)、250cc/ha;発芽後除草剤:メトスルフロンメチル(=スルフォニル尿素誘導体;塗布量:6.7g/ha;DuPont)およびジカンバ(塗布量:0.121/ha);殺菌剤:エポキシコナゾール(Allegro、塗布量:0.851/ha)。
施肥:尿素(NH2)2CO:開花まで125kg/ha;その後は100kg/ha。
Buhler-Mahlautomat(Gebr. Buhler Maschinenfabrik, Uzwill, Switzerland)を使用して、TAAB 40A−11−8株の小麦粒200kgをひいて粉にした。小麦粒200kg〜140kgの粉タイプ550が産生される(収率70%)。
小麦デンプンは、ICC-Standard No. 155に記載の通りに、Perten-Glutomatic machine (Perten Instruments)によって、蒸留水を使用して小麦粉から単離した。デンプンはアセトン抽出して、2日間〜3日間風乾させて、そして乳鉢内でひいて粉にした。
パンサンプルの水分を水分メーター(moisturemeter)(Sartorius, Gottingen, Germany)を使用して測定する。重量がそれ以上は減少しないようになるまで、サンプルを115℃で乾燥させる。以下の式に従って計算する:
デンプン中では、グルコース単位のC3およびC6の位置をリン酸化させることができる。デンプンのC6−Pを測定するために(Nielsen et al., 1994, Plant Physiol.105: 111-117に記載)、小麦デンプン100mgを連続振動によって、95℃の500μlの0.7M HCl中で加水分解させた。続いて、バッチを10分間13,000rpmの遠心分離にかけて、そして上精をフィルターメンブレン(0.45μM)によって浮遊物および混濁から精製させた。透明な加水分解物20μlを180μlのイミダゾールバッファー(300mMイミダゾール、pH7.4;7.5mM MgCl2、1mM EDTAおよび0.4mM NADP)と混合させた。340nmの測光器内で測定を実施した。基礎吸収の測定後、グルコース−6−リン酸脱水素酵素(Leuconostoc mesenteroides, Boehringer Mannheim)2単位を加えることによって酵素反応を開始させた。吸収の変化は、6−ホスホノ−グルコン酸とNADPHを生成するグルコース−6−リン酸とNADPの等モル反応に基づいており、NADPHの形成は、上記の波長で測定する。プラトーに達するまで、反応を追跡した。この測定の結果は、加水分解物中のグルコース−6−リン酸の含量である。同じ加水分解物から、遊離されたグルコースの含量に基づき、加水分解の程度を測定した。これを利用して、グルコース−6−リン酸含量を生重量からの加水分解されたデンプンの分画に関連付ける。このために、加水分解物10μlを10μlの0.7M NaOHによって中和させて、続いて水で1:100に希釈した。この希釈液4μlを196μlの測定バッファー(100mMイミダゾールpH6.9;5mM MgCl2、1mM ATP、0.4mM NADP)と混合させて、そして基礎吸収の測定に使用した。酵素混合液(ヘキソキナーゼ1:10;酵母からのグルコース6−リン酸脱水素酵素、測定バッファー中1:10)2μlの添加によって、340nmでプラトーまで反応を追跡した。測定原理は最初の反応に対応する。
この測定の結果は、加水分解の過程で出発材料に存在するデンプンから遊離したグルコースの量(mg)を示す。
続いて、加水分解されたデンプンの1mg当たりのグルコース−6−リン酸含量を表すために、両方の測定の結果を関連付ける。サンプルの生体重にグルコース−6−リン酸の量を関連づける場合以外に、この計算によって、グルコース−6−リン酸の量は、グルコースに完全に加水分解されたデンプンの一部にのみ基づいており、ひいてはグルコース−6−リン酸の供給源と見なす必要もある。
TAAB粉、そして野生型の小麦粉も、International Association for Cereal Science and Technology (ICC/www.icc.or.at)もしくはAmerican Association of Cereal Chemists (AACC/www.aaccnet.org)の標準方法によって分析した。それぞれの場合で使用する標準物質を括弧内に記載している。これはそれぞれのインターネットページで求めることができるため、ここでは再び記載しない。以下のパラメーターについて研究した:
1. 灰分(ICC Standard 104/1)
2. タンパク質含量(ICC Standard 105/2)
3. 湿ふ含量(ICC Standard 137/1)
4. グルテンインデックス(ICC Standard 155)
5. 沈降価(ICC Standard 116/1)
6. 損傷デンプン(AACC Method 76-31)
7. フォーリングナンバー(AACC Method 22-08)
8. ファリノグラフ(ICC Standard 115/1)
標準方法に従って、ベーキング実験をBayer BioScience GmbH (Potsdam, Germany)で、そしてAmerican Institute of Baking International (= AIBI; Kansas, USA)でも実施した。これについては、遺伝子組み換え小麦植物由来の粉だけでなく、対照として野生型の小麦植物由来の粉も使用した。
7.1 ホワイトパンブレッド(WPB)用のスターターおよび生地
ミキサー:McDuffeeボウルおよびフォーク混練付属品を伴うHobart A-120 Mixer (Hobart Corporation/OH/USA)
スターター:速度1(=104rpm)で1分間原料を混合させる。
さらに速度1で1分間混合させる。混合後の生地温度:26℃±1℃
発酵:発酵はホイルで覆われた20℃の容器内で4時間にわたり進む。
生地:生地原料は生地ボウル内において速度1(=104rpm)で30秒間混合させる。
スターターの添加および速度1(=104rpm)でさらに30秒間の混合
最適なグルテン変化(指の間で生地をぎゅっとつかむことで認識可能)まで速度2(194rpm)で生地を混合させる。
理想的な生地温度は26℃±1℃である。
試験時間:覆われた29℃の容器内で20分間生地を試験する。
1バッチ当たり2個の塊(塊1個当たり524g)に分ける。
中間発酵:室温で10分間にわたる生地片(524g)試験
成形:ローラー成形機
大きさ:トップロール:0.87cm;ボトムロール:0.67cm;
プレスプレート:3.1cm;プレスプレート幅:23cm。発酵:成形させた塊を43℃および相対湿度81.5%の発酵キャビネ内のパン型中に置く。
生地はパン型の上部縁より上に最高1.5cm超まで膨張しなければならない。
ベーキング:215℃で20分間
パン型の大きさ:
上部(内部):25×10.8cm(推定)
下部(外部):24.1×7.6cm
深み(内部):7cm
ミキサー:McDuffeeボウルおよびフォーク混練付属品を伴うHobart A-120 Mixer (Hobart Corporation/OH/USA)
生地の混合:速度1(104rpm)で1分間原料を混合させる。
さらに速度1(104rpm)で1分間混合させる。
混合後、混合生地の温度を26℃±1℃にする必要がある。
発酵:発酵はホイルで覆われた29℃の容器内で3.5時間にわたり進む。
パン生地:生地原料は生地ボウル内において速度1(104rpm)で30秒間混合させる。
混合生地の添加および速度1でさらに30秒間の混合
最適なグルテン変化まで速度2(194rpm)で生地を混合させる。理想的な生地温度は26℃±1℃である。
試験時間:覆われた29℃の容器内で10分間にわたり完全に混合させた生地を試験する。
中間段階:生地を56g片に分けて、丸平形にする。
片試験:成形させた塊をパン型中に置いて、そして43℃および相対湿度90%の発酵キャビネ内に入れる。
生地を3.6cmまで膨張させる必要がある。
ベーキング:224℃で11分間
パンの大きさ:重量(g)および容積(cc);測定はベーキング後30分間にわたり進む。
ミキサー:螺旋型ミキサー(Diosna, 221 - Diosna Dierks & Sohne GmbH, Osnabruck/Germany)
混合:速度1(100rpm)で2分間
速度2(200rpm)で3分間
所望の生地温度は24℃である。
試験:20分間
分割:生地を115gの生地片に分けて、手で丸めて、そして長さを整える。
片試験:成形させた塊をパン型中に置いて、そして24℃および相対湿度87%の発酵キャビネ内で90分間にわたり発酵させる。
ベーキング:240℃で30秒間
210℃で2分間
200℃で15.5分間
ベーキング工程中、バケットに80mlのH2Oをスプレーした。
冷凍:プレベーキングしたバケットを−70℃で1時間冷凍させて、その後、−18℃のディープフリーザー内で保存する。
ベーキングアウト:1週間の保存後、プレベーキングしたバケットを215℃で12分間エンドベーキングする。
混合:速度1(100rpm)で2分間
速度2(200rpm)で3分間 所望の生地温度=27℃
試験:20分間
スケール:生地を成形プレート上に置いて、目盛・丸め機械を使用して30個の生地片に分ける。
片試験:成形させた塊をパン型中に置いて、そして32℃および相対湿度87%の発酵キャビネ内で35分間にわたり発酵させる。
ベーキング:240℃で30秒間、210℃で2分間、200℃で15.5分間
ベーキング工程中、ロールに80mlのH2Oをスプレーする。
組み換え粉と添加剤(ベーキング剤)との所与の併用で期待される効果(焼込損失の低下)を以下の通りに計算できる(Kaiser 2006, 私信):
x0は、添加剤なしの標準的な粉(トランスジェニックではない)の機能性を表し、そして
y0が組み換え粉の機能性を表す場合、
次に標準的な粉+ベーキング剤の効果、添加剤zの効果はX(z)と記載され、ここで
z=0のとき、X(z)=x0であり、
そして
組み換え粉+ベーキング剤、添加剤zはY(z)と記載され、ここで
z=0のとき、Y(z)=y0である。
Y’(z)=X(z)+y0−x0
として挙動する場合、当業者は、標準的な粉と比較して組み換え粉が使用された場合での改善を期待する。
max{Y(z):z>0}>max{X(z):z>0}、
max{Y(z):z>0}−max{X(z):z>0}>y0−x0の場合に一層優れた効果が期待される。
Y(z’)>=X(z)−x0+y0、ここで0<z’<z。
実施例1:遺伝子組み換え小麦植物の生産
小麦植物の形質転換に使用したpUbiR1ベクターは、国際公開広報第02/034923号(実施例1)に記載の通りに生産した。同様に、国際公開広報第02/034923号(実施例2)には、ジャガイモ(Solanum tuberosum)由来のR1遺伝子を有する遺伝子組み換え小麦植物の生産について記載されている。本発明の工程では、TAAB 40A−11−8株の遺伝子組み換え小麦植物を使用した。この株、そして非組み換え小麦「Florida」(以下「野生型」と呼ぶ)の種子材料をアルゼンチンに植えて、そして収穫した。
ICCもしくはAmerican Association of Cereal Chemists(AACC)の標準方法に従って、小麦粉の分析を実施した。以下のパラメーターについて研究した:
1. 灰分(ICC104/1)
2. タンパク質含量(ICC105/2)
3. 湿ふ含量(ICC137/1)
4. グルテンインデックス(ICC155)
5. 沈降価(ICC116/1)
6. 損傷デンプン(AACC76-31)
7. フォーリングナンバー(AACC22-08)
8. ファリノグラフ(ICC115/1)
焼込損失は、水蒸発に起因するベーキング中の重量損失である。パーセントでの焼込損失は、基本的に生地重量に基づいており、これは以下のように計算される:
Claims (15)
- 2μmol未満のデンプンC−6−P/gのリン酸含量を有する小麦粉を含む組成物よりも大幅に焼込損失を減らす量の少なくとも1つのベーキング剤と組み合わせて、少なくとも2μmolのデンプンC−6−P/gのリン酸含量を有する小麦粉を含む組成物。
- 相乗的に焼込損失を減らす、請求項1記載の組成物。
- ベーキング剤が、キサンタン、カルボキシメチルセルロース、ペクチン、イナゴマメミール、乳化剤、グアー種子ミールまたは大豆粉から選択される、請求項1または2記載の組成物。
- ベーキング剤が、キサンタンである、請求項1または2記載の組成物。
- ベーキング剤が、カルボキシメチルセルロースである、請求項1または2記載の組成物。
- ベーキング剤が、ペクチンである、請求項1または2記載の組成物。
- ベーキング剤が、イナゴマメミールである、請求項1または2記載の組成物。
- ベーキング剤が、乳化剤である、請求項1または2記載の組成物。
- ベーキング剤が、グアー種子ミールである、請求項1または2記載の組成物。
- 小麦粉のデンプンが、遺伝子工学的方法を利用してリン酸化された、請求項1〜9のいずれか1項記載の組成物。
- 焼込損失を減らすための、請求項1〜10のいずれか1項記載の組成物の使用。
- ベーキングにおいて、少なくとも1つのベーキング剤と組み合わせて、少なくとも2μmolのデンプンC−6−P/gのリン酸含量を有する小麦粉を使用することを含む、焼込損失の減少において相乗効果達成するための方法。
- ベーキング剤が、キサンタン、カルボキシメチルセルロース、ペクチン、乳化剤、イナゴマメミール、グアー種子ミールまたは大豆粉から選択される、請求項12記載の方法。
- 小麦粉のデンプンが、遺伝子工学的方法を利用してリン酸化された、請求項12または13に記載の工程。
- ベーキング後の水分損失による焼込損失が、2μmol未満のデンプンC−6−P/gのリン酸含量を有する小麦粉から製造したベークド商品よりも10〜20%少ない、請求項14記載の方法。
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