JP5143118B2 - 根菜製品の表面改質のための組成物および方法 - Google Patents
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Description
本発明は、根菜食品の表面改質のための酵素組成物および方法に関する。本発明はまた、フライドポテトなどの根菜製品を調理することにより生じるアクリルアミドを低減するための組成物および方法に関する。
フライドポテトなどの根菜製品の表面改質は、表面化学を改質して、色、食感、および味の所望の特性を得るのに重要である。表面のアミノ酸、炭水化物、および脂質が、表面改質の典型的な標的である。
本発明者らは、乾燥段階中に根菜製品に酵素を導入することによって、根菜製品の表面改質が可能となることを見出した。一例では、乾燥段階中に、フライドポテトまたは他のジャガイモ製品などの根菜製品にアスパラギナーゼを適用することにより、調理済み製品中のアクリルアミド形成を有意に減少させる。
根菜の表面を改質するために、根菜製品の表面を有効量の酵素と接触させる段階;
該表面を該酵素と接触させながら、根菜製品を乾燥させる段階
を含む、根菜製品を改質する方法に関する。
本発明は、乾燥段階中に酵素を根菜製品と接触させることによる、根菜製品の表面改質のための組成物および方法に関する。酵素は典型的に、乾燥段階の直前または乾燥段階中に製品に施与する。適用過程は簡便であり、迅速なライン速度で作動する標準的な連続した根菜加工慣行と適合する。酵素は公知の種類の設備を用いて容易に適用され、本方法は、標準的な加工慣行と適合する規定の温度および湿度条件を用いる。本発明と既存の根菜加工乾燥段階を容易に統合する能力は、酵素反応を行いながら根菜製品を保持する別の酵素インキュベーション段階を必要としないため、非常に有益である。長時間にわたる別のインキュベーション段階はライン速度を落とし、進行を妨げ、生産コストを増大させる。インキュベーションを行う保持タンクを挿入することで、資本(設備)コストもまた増大する。
部分的に加工されたジャガイモ製品を提供する段階;
アスパラギナーゼを、部分的に加工された該ジャガイモ製品と接触させる段階;
部分的に加工された該ジャガイモ製品を乾燥させる段階;
任意に該ジャガイモ製品を調理する段階であって、調理済みジャガイモ製品中のアスパラギナーゼのレベルが、アスパラギナーゼで処理していない同様の製品中のレベルと比較して低い段階
を含む、ジャガイモ製品中のアクリルアミドレベルを低減する方法を提供する。
以下の非限定的な実施例は、本発明を例証するものである。
材料
商業的なフライドポテト調製工程をシミュレートする工程で、フライドポテトを調製した。保存アスパラギナーゼ調製物は細菌発酵から得て、その後精製して、低分子量の糖、ペプチド、およびアミノ酸を除去した(25,000 U/g)。
浸漬反応
ジャガイモを洗浄し、剥皮し、湯通しした。湯通ししたジャガイモ細片(1000 g)を、緩衝液および緩衝液/酵素溶液(6 L)中でインキュベートした。酵素反応は、クエン酸緩衝液20 mM、pH 5.0中で、5000 U/Kgおよび25,000 U/Kgジャガイモの酵素活性を付与する濃度で行った。緩衝液を調整した後、酵素を反応媒体中にゆっくりと添加し、3分間混合してから細片を添加した。反応は、40℃で15分、30分、または60分間進行させた。完了した時点で、過剰な溶液を穏やかに除去し、細片を乾燥、半フライ、および凍結によってさらに加工した。凍結製品を、180℃で3分間、仕上げフライした。
図1は、15分および30分のインキュベーション後の、異なる酵素用量でのアクリルアミドレベルを示す。15分、30分、または60分(データ非表示)のインキュベーション後、アクリルアミドレベルの有意な低減は、酵素用量に依存することなく、対照緩衝溶液と比較して認められなかった。さらに、反応緩衝液中で長時間インキュベートすると、望ましくない酸味が生じた。実用的な見地から、長時間のインキュベーション時間はまた、標準的な商業的製造手順と適合しないと考えられる。
本発明は、フライドポテトの表面に酵素を直接適用して、既定の乾燥条件下で活性を生じさせる工程を提供する。
表面適用:
一連の活性(5000 U/Kg〜1000 U/Kgジャガイモ)が得られるように、保存酵素をクエン酸緩衝液、20 mM、pH 5.0で希釈した。湯通しした細片(1.0 Kg)を0.8% SAPP中に浸漬し、脱水し、16グラム(1.5〜2%捕捉に相当する)の酵素/緩衝溶液(Nalgene、cat 24300200)を噴霧した。図4に記載した処理を用いて、アスパラギナーゼ適用の前に、細片を0.35〜0.4デキストロースを含む0.8% SAPPまたは0.1〜0.15%デキストロース/0.5%グリシンを含む0.8% SAPP中に浸漬した。後者の適用は、65アグトロンの仕上げ色をもたらすように処理した。いずれの場合にも、ジャガイモ細片1 kgに対して同量のクエン酸緩衝液を適用することにより、対照を作製した。
噴霧により酵素を適用し、その後1分置いてから、卓上乾燥機またはデュアルゾーン工業用連続式乾燥機のいずれかを用いて、この工程の乾燥段階に進めた。卓上乾燥機を用いる場合には、細片を45℃で20分間乾燥させた。工業用乾燥機では、一連の温度および湿度パラメータを用いた(45℃/40%、45℃/70%、60℃/40%、60℃/70%)。各条件について用いる保持時間は、必要とされる7%の減量が達成されるように調整した。
アスパラギナーゼ表面濃度の効果
乾燥前に、5000〜1000 U/kgの活性を有する酵素溶液を湯通しした細片の表面に適用/噴霧することにより、表面酵素反応を用いることの実現可能性の評価を行った。45℃、20分間に設定した卓上乾燥機を使用して、最初のインキュベーション試験を行った。図2aは、クエン酸緩衝液のみを噴霧した細片と比較した、各用量濃度に関するアクリルアミド低減率(緩衝液のみに対する)を示す。1000 U/Kgジャガイモ程度の低い用量レベルにおいて、44%〜57.5%というアクリルアミドの有意な低減が達成され得る(図2a)。
工場規模で製品の品質を維持しながら酵素反応を増大させるため、乾燥/インキュベーションパラメータを変動させた。乾燥段階中に必要な減量を達成し、その一方で酵素に対して所望の温度および時間条件をもたらすパラメータを確立した。これらのパラメータの決定方法の例として、温度と湿度の両方を設定して維持することができるデュアルゾーン工業用乾燥機を使用した。図3は、異なる条件下で乾燥させた、緩衝液のみまたはアスパラギナーゼ/緩衝液の溶液(2000 U/Kgジャガイモ)で処理した細片の異なるアクリルアミドレベルを示す。乾燥機内での保持時間は、所望の減量率が達成されるように、各条件によって異なった。図3に示したように、アクリルアミド低減は2つの要因、温度および湿度に依存し、19〜67%の範囲であった。45℃、70%相対湿度で14分間という乾燥パラメータにより、アクリルアミドの実質的な67%の低減および標的減量が起こり、酵素反応適用が連続した工場工程において有用であることが示される。
典型的な商業的加工条件では、仕上げフライ後の所望色を達成するのを助けるために、ジャガイモ細片の表面にデキストロースを添加する。アスパラギナーゼ処理およびその後のアクリルアミアド低減がデキストロースの存在下で達成され得ることを確認するため、65アグトロンの仕上げフライ色をもたらすデキストロース溶液(反応緩衝液では0.4%;酵素溶液中では0.35%)中に浸漬した後に、酵素適用処理を行った。乾燥条件は、図3から決定された通りであった(45℃、70 Rh)。図4に認められるように、この場合65アグトロンである特定の色に加工した場合にも、表面アスパラギナーゼ処理によってアクリルアミドレベルが低減した。この結果から、本発明に概説したアスパラギナーゼ適用が、標準的なフライドポテト製造手順と適合することが示される。化合物は、60〜70アグトロンなど、他の色を得るために容易に調整することができる。
グリシンなどの別のアクリルアミド低減剤が、アスパラギナーゼと相乗的に作用することが示された。湯通し後、グリシン(0.5%)およびデキストロースを、浸漬によってジャガイモ細片に適用した。次に、細片を記載通りにアスパラギナーゼ適用に供した。グリシンで処理したジャガイモ細片の表面に緩衝液を適用すると、グリシンで処理しなかった細片と比較して、アクリルアミドレベルが実質的に減少した(図4)。グリシン処理後にアスパラギナーゼを適用した場合には、デキストロースでのみ処理した細片と比較して、アクリルアミドのさらなる〜30%の低減が達成された。このことから、フライドポテトにおけるアクリルアミド形成を低減する場合に、アスパラギナーゼとグリシンが相乗的に機能することが示される。アクリルアミドを低減するためにグリシンを使用することを一般的に記載している特許出願には、WO2005/025330、WO2005/018339、WO2004/075655、US2004/0109926、およびUS2005/0058757が含まれる。
Claims (35)
- 根菜の表面を改質するために、根菜製品の表面を有効量の酵素と接触させる段階であって、乾燥段階の直前または乾燥段階中に酵素を表面上に噴霧することによって酵素を表面と接触させる段階;
該表面を該酵素と接触させながら、根菜製品を乾燥させる段階であって、
i) 根菜製品の乾燥、および
ii) 根菜製品表面を改質するための酵素活性
に適した適用加熱空気温度および適用相対湿度で根菜製品を乾燥させる段階
を含み、接触段階と乾燥段階が部分的に同時に起こるか、または完全に同時に起こる、根菜製品を改質する方法。 - 接触段階と乾燥段階が部分的に同時に起こる、請求項1記載の方法。
- 接触段階と乾燥段階が完全に同時に起こる、請求項1記載の方法。
- 噴霧段階で酵素が根菜製品に1秒未満適用され、接触段階が噴霧後も持続する、請求項1〜3のいずれか一項記載の方法。
- 乾燥段階が乾燥機内で風乾によって行われる、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
- 酵素がアスパラギナーゼ、グルコース酸化酵素、リパーゼ、またはペクチン分解酵素を含む、請求項1〜5のいずれか一項記載の方法。
- 根菜製品がジャガイモ製品、任意にフライドポテトを含む、請求項1〜6のいずれか一項記載の方法。
- 酵素がアスパラギン低減酵素を含み、改質がアスパラギンの低減を含む、請求項1〜5または7のいずれか一項記載の方法。
- アスパラギン低減酵素が、アスパラギンを低減しそれによって根菜製品の加熱中のアクリルアミド形成を低減するための有効量のアスパラギナーゼを含む、請求項8記載の方法。
- アスパラギン低減酵素が脱アミノ酵素を含む、請求項8記載の方法。
- 根菜製品を、根菜製品の加熱中のアクリルアミド形成を低減するための有効量のグリシンと接触させる段階をさらに含む、請求項9記載の方法。
- 製品の湯通し後に酵素を製品と接触させる、請求項1〜11のいずれか一項記載の方法。
- 製品の半フライ後に酵素を製品と接触させる、請求項1〜12のいずれか一項記載の方法。
- アスパラギナーゼが500 U/Kg〜25,000 U/Kgジャガイモの活性を含む、請求項9記載の方法。
- 30℃〜65℃の温度および20%〜80%の相対湿度で根菜製品を乾燥させる、請求項1〜14のいずれか一項記載の方法。
- 4〜12%の減量を得るための温度および相対湿度で根菜製品を乾燥させる、請求項1〜15のいずれか一項記載の方法。
- 根菜製品が湯通ししたジャガイモ製品を含む、請求項9〜16のいずれか一項記載の方法であって、ジャガイモ製品をアスパラギナーゼと接触させる前に、ジャガイモ製品を酸性ピロリン酸ナトリウム(SAPP)と接触させる段階をさらに含む、方法。
- 根菜製品が湯通ししたジャガイモ製品を含む、請求項9〜17のいずれか一項記載の方法であって、ジャガイモ製品をアスパラギナーゼと接触させる前に、ジャガイモ製品をデキストロース溶液と接触させる段階をさらに含む、方法。
- グリシンが0.1%(W/W)〜1.0%(W/W)の重量%グリシン、任意に0.5重量%グリシンを含む、請求項11〜18のいずれか一項記載の方法。
- 酵素がpH 5〜7を有する緩衝液中に存在する、請求項1〜19のいずれか一項記載の方法。
- 酵素がクエン酸緩衝液またはリン酸緩衝液を含む緩衝液中に存在する、請求項1〜19のいずれか一項記載の方法。
- 接触段階と乾燥段階の前に湯通し機内で製品を湯通しする段階、連続して湯通し機から乾燥機に製品を運ぶ段階、運ぶ段階の間に製品に酵素を適用する段階をさらに含む、請求項1〜21のいずれか一項記載の方法。
- 酵素が、乾燥機の注入口にあるか、またはその近傍にある製品に適用され、該製品が酵素の適用後5秒未満で乾燥機に入る、請求項1〜22のいずれか一項記載の方法。
- 製品が酵素の適用後1秒未満で乾燥機に入る、請求項23記載の方法。
- 製品の表面を改質するために、酵素活性の少なくとも90%が乾燥機内で生じる、請求項5記載の方法。
- アスパラギナーゼが500 U/Kg〜1000 U/Kgの活性を含む、請求項6記載の方法。
- 有効量のアスパラギナーゼが、未処理の根菜製品と比べて、少なくとも40%アクリルアミド形成を低減するために効果的である、請求項6記載の方法。
- 乾燥機が衝突乾燥機を含む、請求項5記載の方法。
- ジャガイモ製品が薄く切ったジャガイモ細片を含む、請求項7記載の方法。
- ジャガイモ製品が部分的に加工されたジャガイモ製品である、請求項1〜29のいずれか一項記載の方法。
- 接触段階と乾燥段階が製品の最終調製の前である、請求項1〜30のいずれか一項記載の方法。
- 相対湿度が40%〜80%である、請求項16記載の方法。
- 温度が30℃〜50℃である、請求項16記載の方法。
- 酵素がpH 5〜7を有する溶液中に存在する、請求項1〜33のいずれか一項記載の方法。
- 乾燥段階の間全体で酵素活性が持続する、請求項1〜34のいずれか一項記載の方法。
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