WO2013191030A1 - マメ科種子多糖類コハク酸誘導体エステル及びその製造方法 - Google Patents

マメ科種子多糖類コハク酸誘導体エステル及びその製造方法 Download PDF

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WO2013191030A1
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esterified
polysaccharide
legume seed
succinic acid
seed polysaccharide
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みなみ 佐藤
靖彦 吉田
中村　彰宏
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不二製油株式会社
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    • A61K2800/10—General cosmetic use

Definitions

  • the present invention relates to a pectinic acidic polysaccharide derived from legume seeds (hereinafter, referred to as legume seed polysaccharide) containing uronic acid as a constituent sugar. More specifically, the present invention relates to a legume seed polysaccharide characterized by being superior in dispersion stability of particles such as protein molecules in an aqueous solution as compared with conventionally used dispersion stabilizers. In particular, the present invention relates to an esterified legume seed polysaccharide characterized by having a succinic acid derivative ester structure in the molecule and a dispersion stabilizer using the same, which are suitable for exhibiting high dispersion stabilizing power.
  • acidic protein foods and beverages foods that are fermented by microorganisms such as lactic acid bacteria, and foods obtained by adding fruit juice, inorganic acid or organic acid to these are called acidic protein foods and beverages.
  • Acid frozen dessert, acid dessert, etc. can be illustrated.
  • acidic protein foods and drinks especially acidic protein beverages, there is a problem that the milk protein and soy protein contained are aggregated in the vicinity of pH 4.5 which is the isoelectric point, and the protein is aggregated, precipitated or separated. The product value is greatly impaired.
  • a dispersion stabilizer is added to disperse the protein under acidic conditions close to the isoelectric point.
  • Soy polysaccharides have a protein dispersion stabilizing effect in a pH range of less than 4.2 and are characterized by providing a refreshing drink with a low viscosity (Patent Document 1).
  • Other dispersion stabilizers that disperse proteins under acidic conditions close to the isoelectric point include high methoxyl pectin (HM-pectin) and carboxymethylcellulose (CMC), which disperse proteins at pH 4.2-4.6. Can be stabilized.
  • An object of the present invention is to provide a dispersion stabilizer that suppresses aggregation and precipitation of proteins under acidic conditions, particularly in a pH range near pH 5 that is closer to neutrality than the isoelectric point of milk protein and soybean protein.
  • a pectinic acidic polysaccharide derived from legume seeds (hereinafter referred to as legume seed polysaccharide) having uronic acid as a constituent sugar, and represented by the following structural formula: succinic acid or succinic acid
  • R is a hydrogen atom or a hydrocarbon chain.
  • a legume seed polysaccharide that disperses and stabilizes a protein and suppresses aggregation and precipitation near pH 5 is obtained, and an acidic protein beverage or an acid that has not been conventionally prepared by using the legume seed polysaccharide can be obtained.
  • Protein food can be provided.
  • the new emulsifier which has high emulsification ability can also be provided.
  • the legume seed polysaccharide in the present invention represents a pectinic acidic polysaccharide derived from legume seeds containing uronic acid as a constituent sugar, soybean, pea, red bean, cowpea, kidney bean, broad bean, chickpea, It can be obtained from seeds of legumes such as lentils and peanuts by various methods.
  • soybean soybean polysaccharide as described in Japanese Patent No. 2599477 can be used.
  • soybeans An example of production using soybeans is the vicinity of the isoelectric point of soy protein under water, using tofu, soy milk, okara obtained as a by-product during production of separated soy protein, and defatted soybean meal (meal) as raw materials.
  • Soy polysaccharides can be obtained by high-temperature extraction in a weakly acidic range, preferably pH 4-6, and solid-liquid separation.
  • the extraction temperature exceeds 100 ° C, the extraction efficiency is high, and preferably 130 ° C or less.
  • the soybean polysaccharide thus obtained contains at least rhamnose, fucose, arabinose, galactose and glucose in addition to uronic acid as the main constituent sugar, preferably 1-7% by weight of rhamnose and 2-8 fucose.
  • uronic acid may include those in which the carboxyl group at the 6-position is methyl esterified, but the ratio is not particularly limited.
  • the uronic acid content of the extracted legume seed polysaccharide is preferably 2 to 50%, more preferably 5 to 35% by weight.
  • the uronic acid content is determined by a colorimetric method using the Blumenkrantz method.
  • the uronic acid is preferably galacturonic acid.
  • the extracted legume seed polysaccharide having an arbitrary molecular weight can be used for the esterification reaction with succinic acid or a succinic acid derivative, but preferably has an average molecular weight of 5,000 to 1,500,000, more preferably in the case of soybean. Is between 50,000 and 1 million. A fraction having a molecular weight of 10,000 or more is preferred. This average molecular weight is a value determined by gel filtration HPLC using TSK-GEL G-5000WXL column with standard pullulan (manufactured by Showa Denko KK) as a standard substance.
  • the esterified legume seed polysaccharide is a legume seed polysaccharide having an ester bond in the molecule between the hydroxyl group of the legume seed polysaccharide and succinic acid or a succinic acid derivative.
  • succinic acid or succinic acid derivative may be used for the esterification reaction with respect to the extract filtrate of the legume seed polysaccharide or the purified product of the extract filtrate. You may perform esterification reaction by a succinic acid or a succinic acid derivative with respect to the thing which dried the extract filtrate or its refined
  • the succinic acid or succinic acid derivative to be esterified to the legume seed polysaccharide is represented by the following structural formula.
  • R represents a hydrogen atom or a hydrocarbon chain, preferably a hydrocarbon chain having 2 to 18, more preferably 6 to 12, and most preferably 8 carbon atoms.
  • R is a hydrocarbon chain
  • the structure is not particularly limited, such as saturated, unsaturated, linear, branched, cyclic, etc., but is preferably an alkyl group or an alkenyl group, more preferably an alkenyl group.
  • Esterification with succinic acid or a succinic acid derivative can be performed by various methods. For example, an aqueous solution of legume seed polysaccharide or a mixed solution of the aqueous solution and a hydrophilic polar organic solvent such as ethanol, isopropanol, and acetone. It can be carried out by adding succinic anhydride or succinic acid derivative anhydride as a reactant and stirring and mixing. For the addition of the reactants, an addition method can be selected depending on the situation, such as addition of the whole amount or sequential addition after dividing the reactants.
  • the aqueous solution concentration of the legume seed polysaccharide is not particularly limited as long as it is a stirrable concentration, but it is not practical at low concentrations because the reaction efficiency is poor and the production cost is high, and at high concentrations it is not possible due to increased viscosity.
  • the content is preferably 1 to 30% by weight, more preferably 5 to 20% by weight.
  • the reaction can be carried out by slurrying the legume seed polysaccharide.
  • the slurry concentration of the legume seed polysaccharide is not particularly limited, but is preferably 1 to 60% by weight in order to improve workability and production efficiency.
  • the reaction is carried out with stirring while maintaining the pH of the solution from weakly acidic to alkaline.
  • the acid include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid, organic acids such as acetic acid, citric acid, lactic acid, and ascorbic acid, and alkaline agents include water.
  • Alkali metal hydroxides such as sodium oxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, alkali metal carbonates such as potassium carbonate, sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate, alkali metal organic acids such as sodium citrate and sodium oxalate
  • alkali metal organic acids such as sodium citrate and sodium oxalate
  • examples thereof include salts, inorganic acid salts of alkali metals such as trisodium phosphate, hydroxides of divalent metals such as calcium hydroxide, magnesium hydroxide and barium hydroxide, ammonia and the like. Since the pH of the reaction solution is lowered by the addition of succinic anhydride or succinic acid derivative anhydride, the above acid or alkaline agent is added during the reaction to maintain the pH.
  • the reaction pH is preferably 6 to 10, more preferably pH 7 to 10, and most preferably pH 7 to 9.
  • the reaction temperature may be appropriately adjusted to a temperature at which the reaction solution does not freeze and the succinic anhydride or succinic acid derivative anhydride dissolves, but if the temperature is too low, the reactivity of the anhydride is low, and if it is too high, the reaction temperature is anhydrous. Since rapid hydrolysis of the product is superior, it is preferable to select from 20 to 90 ° C. in consideration of manufacturing cost and production efficiency.
  • the reaction time depends on the concentration of substrate and reactant, pH, and temperature, but can be exemplified from 15 minutes to 12 hours, preferably from 30 minutes to 6 hours.
  • the esterified legume seed polysaccharide of the present invention is obtained by binding an ester of succinic acid or a succinic acid derivative to the polysaccharide.
  • the content of the succinic acid ester or succinic acid derivative ester relative to the legume seed polysaccharide is preferably one that can be appropriately selected from 0.01 to 40% by weight in terms of the desired function in terms of free acid.
  • the succinic acid derivative ester content is preferably 2.0 to 10.0% by weight in terms of free acid
  • the succinic acid derivative ester content is 0.2% by weight or more in terms of free acid.
  • the content is 0.3 to 7.0% by weight.
  • the raw legume seed polysaccharide or the legume seed polysaccharide after the esterification treatment is preferably the legume seed polysaccharide after the esterification treatment, more preferably the legume seed polysaccharide subjected to neutralization after the esterification treatment.
  • the saccharide is subjected to a purification treatment as necessary. If the protein is not deproteinized in advance, it may be desirable to remove the contaminated protein because it may adversely affect the function.
  • a protein is aggregated by adjusting pH near the isoelectric point of soybean protein with acid or alkali, and the aggregate is removed by pressure filtration separation, centrifugation, filtration or membrane separation, etc.
  • Examples include a method of decomposing using a protease and a method of adsorbing and removing using activated carbon or a resin. It is desirable to remove contaminating proteins by combining one or more of these.
  • the method for desalting and purifying may be any method capable of separating and removing salts.
  • Reprecipitation method using polar organic solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, acetone, activated carbon treatment, resin adsorption treatment, ultrafiltration method, reverse osmosis method, gel filtration method, dialysis method, ion exchange resin method, electrodialysis
  • the method and the ion exchange membrane method can be exemplified, and it is desirable to carry out one kind or a combination of two or more kinds.
  • the solution of the esterified legume seed polysaccharide that has been or has not been subjected to the above purification treatment can be dried after performing a concentration treatment and a sterilization treatment such as plate sterilization or steam sterilization as necessary.
  • a sterilization treatment such as plate sterilization or steam sterilization as necessary.
  • the drying method include freeze drying, spray drying, drum dryer drying, and the like, and if necessary, pulverization can be performed after drying. These methods can be arbitrarily selected depending on the state of the legume seed polysaccharide before the treatment.
  • the degree of esterification with a succinic acid derivative is calculated as the weight% of the esterified legume seed polysaccharide by calculating the amount of free acid of the succinic acid derivative that is ester-linked to the legume seed polysaccharide as follows: .
  • Amount of succinic acid derivative (in terms of free acid) 1.4 ⁇ V2-V1 V1 in the above formula is a 5 million-ml filter solution (Amicon Ultra Ultracel-) with 5 ml of a solution prepared by dissolving the sampled esterified legume seed polysaccharide in 10 mM phosphate buffer (pH 7.2) to 1% by weight.
  • Reversed-phase chromatography is as follows: Column: CAPCELL PAK C18 (MG (Shiseido ⁇ 2.0mm ⁇ 150mm), eluent: 0.1 wt% phosphoric acid / acetonitrile mixed solution (acetonitrile concentration is 35% by volume for hexenyl succinic acid measurement, octenyl succinic acid 50 vol% for measurement, 60 vol% for dodecenyl succinic acid measurement), flow rate: 0.4 ml / min, detector: UV detector (wavelength 205 nm).
  • caprylic acid monoglyceride is used for measuring hexenyl succinic acid
  • capric acid monoglyceride is used for measuring octenyl succinic acid
  • decanoic acid is used for dodecenyl succinic acid.
  • the esterified legume seed polysaccharide of the present invention functions as a dispersion stabilizer that suppresses protein aggregation in an aqueous solution and maintains a dispersion stable state. Its function is effective in the range of pH 4.6 to 5.2, preferably pH 4.8 to 5.0, and is suitable for acidic protein foods and drinks, particularly acidic protein beverages.
  • the dispersion stabilizer of the present invention has made it possible to prepare a good acidic protein beverage in which protein does not aggregate and precipitate at pH 4.6 to 5.2, where no practical stabilizer has existed.
  • the acidic protein food / beverage product to be prepared can be used in combination with polysaccharides, proteins, various other polymers, or their hydrolysates.
  • polysaccharides include starch, modified starch, various celluloses, dextrin, inulin, agar, carrageenan, fucoidan, sodium alginate, fercelan, guar gum, locust bean gum, tamarind seed polysaccharide, tara gum, gum arabic, tragacanth gum, caraya gum, pectin
  • polysaccharides such as xanthan gum, pullulan, gellan gum, chitin, and chitosan
  • proteins such as gelatin and collagen can be exemplified.
  • the dispersion stabilizer of the present invention functions effectively in protein foods and drinks without any limitation on the lower limit of the concentration of the protein that is the dispersed phase.
  • a refreshing food or drink with a lower viscosity than other dispersion stabilizers can be provided.
  • 0.05 to 2.0% by weight, preferably 0.1 to 1.5% by weight, more preferably 0.2 to 1.0% by weight to the acidic protein food or drink, it is good in a range slightly closer to the neutral point than the isoelectric point of the protein. Shows protein dispersion stability. It is suitable for the preparation of acidic protein foods and drinks having a pH of 4.6 to 5.2, and particularly exhibits an aggregation inhibitory effect at pH 4.8 to 5.0.
  • the acidic protein food or drink in the present invention is an acidic food or drink containing an animal or vegetable protein material.
  • fruit juices such as citrus fruits, inorganic acids such as phosphoric acid, etc.
  • an organic acid such as citric acid or lactic acid, or fermentative production by a microorganism.
  • acidic dairy products such as dairy products acidified milk beverages, acidified ice confections such as ice cream or frozen yogurt, pudding, Examples include acidic desserts obtained by adding fruit juice to gelled foods such as bavarois, coffee drinks, live or sterilized lactic acid bacteria drinks, and solid or liquid fermented milk.
  • Fermented milk refers to fermented milk that has been fermented by adding lactic acid bacteria or starter after sterilizing the animal or plant protein, and may be further powdered or added with sugar as desired.
  • Animal and vegetable protein materials are protein materials derived from animal milk, soy milk, etc., specifically, milk, goat milk, skim milk, soy milk, powdered whole milk powder, skim milk powder, Powdered soymilk, sweetened milk added with sugar, concentrated concentrated milk, processed milk enriched with minerals such as calcium, vitamins and the like.
  • the esterified legume seed polysaccharide of the present invention emulsifies a larger amount of a hydrophobic substance with a smaller amount compared to gum arabic, processed starch, or conventional soybean polysaccharide, which is most often used as a polymer emulsifier, An oil-in-water (O / W type) emulsion can be formed.
  • the emulsion has excellent ability to prevent dispersion of emulsions and coalescence of emulsions and stabilize dispersion, and has high resistance to changes in pH, temperature, salt concentration, dilution, protease treatment, etc. Therefore, in addition to the food field, it can be used as an emulsifier in pharmaceuticals, quasi drugs, cosmetics, and the like.
  • foods include soft drinks, milk drinks, fruit juice drinks, teas, sports drinks, diet drinks, powder drinks, alcoholic drinks, candy, gummi, jelly, Use as emulsifier for emulsification of confectionery such as chewing gum, frozen dessert such as ice cream, dressing, mayonnaise, bakery products, processed fishery products, processed livestock products, retort foods, frozen foods, oily flavors and oily pigments Can do.
  • Applications other than the food field include cosmetics such as facial cleansers, moisturizing creams, lotions, foundations, hair care products such as shampoos, coloring agents and styling agents, and pharmaceutical and pharmaceutical coatings such as paints and anticancer agents. It can be used for emulsification of daily necessities such as chemicals, bathing agents, clothing detergents, residential detergents, agricultural chemicals such as insecticides and herbicides, and processing agents such as paints, inks and waxes.
  • esterified legume seed polysaccharide of the present invention can be used as an emulsifier in a solution or powder state, but it can also be mixed with other carriers and additives to form an emulsified preparation.
  • the carrier and additive to be used can be appropriately selected depending on the type and use of the product using the emulsifier.
  • esterified legume seed polysaccharides can be used by mixing with polyhydric alcohols such as glycerin, sugars such as dextrin or lactose, antioxidants such as ascorbic acid, or additives such as preservatives. is there.
  • the emulsifier of the present invention is preferably used in an amount of 4 to 200% by weight, more preferably 10 to 100% by weight, based on the oil phase. In use, it is preferable to dissolve or disperse the emulsifier in advance in the aqueous phase and then mix the oil phase to carry out an emulsification treatment.
  • the pH of the emulsion is preferably pH 2-9, more preferably pH 3-7.
  • the esterified legume seed polysaccharide of the present invention can be used in combination with other emulsifiers as necessary.
  • emulsifiers that can be used in combination include anionic surfactants such as fatty acid soaps, cationic surfactants such as quaternary ammonium, nonionic surfactants such as glycerin fatty acid esters and sugar esters, and amphoteric surfactants such as lecithin.
  • anionic surfactants such as fatty acid soaps
  • cationic surfactants such as quaternary ammonium
  • nonionic surfactants such as glycerin fatty acid esters and sugar esters
  • amphoteric surfactants such as lecithin.
  • examples include low molecular weight emulsifiers, gum arabic, sodium caseinate, propylene glycol alginate, modified starch, carboxymethylcellulose and the like.
  • agar, carrageenan, pectin, karaya gum, guar gum, locust bean gum, xanthan gum, gellan gum, sodium alginate, gelatin, starch and the like can be used in combination as an emulsion stabilizer.
  • the remaining 300 g of the supernatant was adjusted to pH 8.0 using sodium hydroxide, stirred for 1 hour while maintaining pH 8.0 and 40 ° C., adjusted to pH 5 by adding hydrochloric acid to the solution, and 600 g of ethanol Was added to precipitate the polysaccharide.
  • the isolated precipitate was washed twice with 300 g of ethanol and then air-dried to obtain soybean polysaccharide Z (alkali-treated soybean polysaccharide).
  • the supernatant was obtained by centrifugation (11,000 ⁇ g, 30 min). A part of the obtained supernatant was freeze-dried to obtain pea polysaccharide Y (untreated pea polysaccharide). The remaining 300 g of the supernatant was adjusted to pH 8.0 using sodium hydroxide, stirred for 1 hour while maintaining pH 8.0 and 40 ° C., adjusted to pH 5 by adding hydrochloric acid to the solution, and 600 g of ethanol Was added to precipitate the polysaccharide. The isolated precipitate was washed twice with 300 g of ethanol and then air-dried to obtain pea polysaccharide Z (alkali-treated pea polysaccharide).
  • Example 1 Evaluation 1 of dispersion stability of acidic milk beverage by esterified legume seed polysaccharide 1 ⁇
  • Preparation of acidic milk beverage protein concentration 1.0% by weight, stabilizer concentration 0.2% by weight
  • Esterified soybean polysaccharide A, B, G, I, M Esterified pea polysaccharide C, esterified kidney bean polysaccharide A, esterified mung bean polysaccharide A, one selected from skim milk powder, granulated sugar .
  • Water was mixed on ice with the composition shown in Table 2, adjusted to an arbitrary pH using a 50% lactic acid solution, and then homogenized by high-pressure homogenizer treatment (150 kgf / cm 2).
  • the prepared beverage was stored overnight at 4 ° C.
  • Precipitation rate The acidic milk drink was centrifuged at 750 ⁇ g for 20 minutes and the supernatant was removed by decanting. The weight of precipitation was measured and the precipitation rate was calculated
  • Precipitation rate (%) Precipitation weight / Weight of prepared acidic milk beverage x 100 [Agglomeration] The presence or absence of aggregation of the protein in the solution was visually confirmed, and was set as follows:-: no aggregation to very little, +: presence of aggregation.
  • Example 1 Comparison with unesterified legume seed polysaccharide, pectin and esterified gum arabic
  • the esterified legume seed polysaccharide of Example 1 was converted to unesterified soybean polysaccharide Z, unesterified pea polysaccharide.
  • Z unesterified kidney bean polysaccharide Z, unesterified mung bean polysaccharide Z, HM-pectin (SM-666: manufactured by San-Ei Gen FFI Co., Ltd.), and octenyl succinic esterified gum arabic
  • Ticamulsion An acidic milk beverage was prepared and evaluated in exactly the same manner except that it was replaced with TIC Gums.
  • esterified soybean polysaccharides A, B, G, I, M, esterified pea polysaccharide C, esterified kidney bean polysaccharide A, and esterified mung bean polysaccharide A are used, the protein is within a pH range of 4.6 to 5.2. Dispersion was stabilized and a good beverage could be prepared without agglomeration. Proteins are completely aggregated and precipitated with soybean ester Z, pea polysaccharide Z, kidney bean polysaccharide Z, and mung bean polysaccharide Z, which are unesterified products, and with HM-pectin, stabilization at pH 4.6 and pH 4 Although weak stabilization was observed at .8, it could not be stabilized at a higher pH. Gum arabic does not have the ability to stabilize protein dispersion, but was the same for octenyl succinic esterified gum arabic and was not stabilized at any pH.
  • Example 2 Evaluation 2 of dispersion stability of acidic milk beverage by esterified legume seed polysaccharide 2 ⁇
  • Preparation of acidic milk beverage (protein concentration 2.5% by weight, stabilizer concentration 0.4% by weight) 1 type selected from esterified soybean polysaccharide A, esterified pea polysaccharide C, esterified kidney bean polysaccharide A, esterified mung bean polysaccharide A, skim milk powder, granulated sugar, and water in the combination shown in Table 4
  • the mixture was mixed on ice, adjusted to an arbitrary pH using a 50% lactic acid solution, and then homogenized by a high-pressure homogenizer treatment (150 kgf / cm 2).
  • the prepared beverage was stored overnight at 4 ° C.
  • the prepared acidic milk drinks were evaluated for stability based on the precipitation rate and the presence or absence of aggregation. In addition, the viscosity was measured as an index of drinking mouth.
  • viscosity The viscosity of the prepared acidic milk drink at 10 ° C. was measured with a BM type viscometer (No. 1 rotor, 60 rpm).
  • Precipitation rate The acidic milk drink was centrifuged at 750 ⁇ g for 20 minutes and the supernatant was removed by decanting. The weight of precipitation was measured and the precipitation rate was calculated
  • Precipitation rate (%) Precipitation weight / Weight of prepared acidic milk beverage x 100 [Agglomeration]
  • the presence or absence of aggregation of the protein in the solution was visually confirmed, and was set as follows:-: no aggregation to very little, +: presence of aggregation. Even when aggregation was not observed, the state in which the protein dissolved and the emulsion of the solution disappeared was described as (dissolved) and judged to be defective. A case where the precipitation rate was 6% or less and agglutination was evaluated as ⁇ : good, and a case other than that was evaluated as x: poor.
  • Example 2 Comparison with pectin and esterified gum arabic
  • HM-pectin SM-666: manufactured by Saneigen FFI Co., Ltd.
  • Acidic milk beverages were prepared and evaluated in exactly the same manner except that they were replaced with modified gum arabic (Ticamulsion: manufactured by TIC Gums).
  • esterified soybean polysaccharide A When esterified soybean polysaccharide A, esterified pea polysaccharide C, esterified kidney bean polysaccharide A, or esterified mung bean polysaccharide A is used, the protein is dispersed and stabilized within a pH range of 4.6 to 5.2. The viscosity was as low as 11-23 cp. Beverages using HM-pectin were stabilized at pH 4.4-4.6, and had a heavy drinking mouth with a viscosity 3 to 6 times that when using esterified legume seed polysaccharides. Octenyl succinic esterified gum arabic was not stabilized at any pH.
  • emulsion composition 1 type selected from esterified soybean polysaccharides B to E, G, J, O, esterified pea polysaccharide C, esterified kidney bean polysaccharide B, esterified mung bean polysaccharide B, pH 4 buffer (100 mM) Sodium citrate buffer pH 4.0), an aqueous phase composed of glycerin, and an oil phase obtained by mixing lemon oil, medium chain fatty acid triglyceride, and sucrose acetate isobutyric acid fatty acid ester in a ratio of 2: 3: 5 (weight ratio). Each of them was premixed in the following formula. The oil phase was added on top of the aqueous phase and emulsified by sonicating twice for 30 seconds on ice. The resulting emulsion was stored at 4 ° C. overnight.
  • Emulsion Composition The median particle diameter of the emulsion obtained in Example 3 was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer (SALD-2000A: manufactured by Shimadzu Corporation). Further, the median particle diameter of the emulsion after storage for 7 days at 4 ° C. was also measured, and the stability was judged to be good when there was no significant change in the emulsion particle diameter.
  • SALD-2000A laser diffraction particle size distribution analyzer
  • Example 3 Comparison with unesterified legume seed polysaccharides and gum arabic etc.
  • the esterified legume seed polysaccharides of Example 3 were mixed with unesterified soybean polysaccharide Z, unesterified pea polysaccharide Z, Esterified kidney bean polysaccharide Z, unesterified mung bean polysaccharide Z, commercially available gum arabic (Arabic Coal SS: Sanei Pharmaceutical Trading Co., Ltd.), octenyl succinic esterified gum arabic (Ticamulsion: made by TIC Gums) and processed starch
  • An emulsified composition was prepared and evaluated in exactly the same manner except that it was replaced with (Emulstar 500A: Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.).
  • Esterified soybean polysaccharides B to E, G, J, O, esterified pea polysaccharide C, esterified kidney bean polysaccharide B, and esterified mung bean polysaccharide B have a hydrophobic substance 2 to 8 times their own weight.
  • the emulsion had high emulsifying activity capable of forming an oil-in-water emulsion having a median particle size of 1.0 ⁇ m or less. Moreover, even after storage for 7 days, it had high emulsification dispersion stability with almost no change in particle size.
  • All the esterified legume seed polysaccharides have significantly improved emulsifying activity compared to the unesterified legume seed polysaccharides, and the emulsifying ability is particularly excellent in high oil systems compared to gum arabic and processed starch. It was.
  • the gum arabic which is a sap-derived polysaccharide, was not significantly improved in emulsifying ability even after being converted to octenyl succinate, unlike the esterified legume seed polysaccharide.
  • a uniform particle size distribution of the emulsified composition was not obtained with the polymer emulsifier of the comparative example, whereas a uniform particle size distribution was obtained with the esterified legume seed polysaccharide of the present invention.
  • the particle size distribution and the emulsified particle size remained unchanged after storage at 4 ° C. for 30 days, and the storage stability was good.
  • the present invention provides a legume seed polysaccharide that disperses and stabilizes protein particles at about pH 5 and suppresses aggregation and precipitation.
  • pH 4.6 that has not been conventionally prepared can be obtained.
  • An acidic protein beverage or an acidic protein food of ⁇ 5.2 can be prepared.

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Abstract

　酸性下、特に蛋白質の等電点付近よりも中性に近いpH５付近のpH域で蛋白質の凝集沈殿を抑える分散安定剤を提供することを目的とする。　コハク酸の２位の炭素に炭化水素鎖が結合したコハク酸誘導体またはコハク酸によってエステル化されたマメ科種子多糖類を用いると、pH５付近において蛋白質粒子を分散安定化し、酸性蛋白食品を調製することができる。コハク酸誘導体の炭化水素鎖は、炭素数２～18であることが好ましく、オクテニル基が最も好ましい。また、エステル化マメ科種子多糖類は、併せて高い乳化能も有する。

Description

マメ科種子多糖類コハク酸誘導体エステル及びその製造方法
　本発明は、ウロン酸を構成糖とする、マメ科植物種子由来のペクチン性酸性多糖類（以下、マメ科種子多糖類という）に関する。詳細には、従来用いられてきた分散安定剤と比べて、水溶液中での蛋白質分子等の粒子の分散安定力に優れることを特徴とするマメ科種子多糖類に関する。特に本発明は、高い分散安定化力を発揮するのに適した、分子内にコハク酸誘導体エステル構造を有することを特徴とするエステル化マメ科種子多糖類並びにそれを用いた分散安定剤に関する。
　牛乳または豆乳等の蛋白質飲料について、これらを乳酸菌等の微生物により発酵させる食品、並びに、これらに果汁，無機酸または有機酸を添加してなる食品等は酸性蛋白飲食品と呼ばれ、酸性蛋白飲料，酸性冷菓，酸性デザート等が例示できる。これら酸性蛋白飲食品、特に酸性蛋白飲料では、含まれる乳蛋白質や大豆蛋白質が、その等電点であるpH4.5付近において凝集するという問題があり、蛋白質が凝集して沈殿、又は分離した飲料は商品価値が大きく損なわれる。
　そこで、等電点に近い酸性条件下で蛋白質を分散させるために分散安定剤が添加される。大豆多糖類は、4.2未満のpH域において蛋白質分散安定化効果を示し、粘度の低いすっきりとした飲み口の飲料を与えることを特徴とする（特許文献１）。等電点に近い酸性条件下で蛋白質を分散させる他の分散安定剤としては、高メトキシルペクチン（HM-ペクチン）やカルボキシメチルセルロース（CMC）等があり、これらはpH4.2～4.6において蛋白質を分散安定化することができる。
　一方、等電点よりも高いpH5付近においては、例えばイモ類由来のペクチンや（特許文献２）、微生物由来ポリグルタミン酸の添加（特許文献３）が提案されている。しかし、イモ類由来ペクチンは共存する澱粉の分離が難しく、また、微生物由来ポリグルタミン酸は調製した飲料の加熱安定性が低く、食品加工上非常に重要な加熱殺菌工程に耐えないことがあり、どちらも実用性が低い。現在のところ、pH５付近で良好な酸性蛋白飲料を調製できる実用的な分散安定剤は存在していない。
　ところで、単糖，オリゴ糖，多糖類や澱粉といった糖類をコハク酸誘導体エステル化する技術が知られているが、最もよく用いられるものがオクテニルコハク酸澱粉である。これは加工澱粉の一種であり、オクテニルコハク酸エステル化によって疎水度が増し界面活性が向上することから、乳化剤や油分の多い食品での粘度安定剤等として用いられる（非特許文献１）。コハク酸誘導体エステル化された他の糖類も、高い界面活性能を生かして洗浄剤や起泡安定剤等の用途で用いられるが（特許文献４）、コハク酸誘導体エステル化した糖類を蛋白質同士の凝集沈殿を防ぐ目的で使用することは知られていない。
特開平７－５９５１２号公報 特開２００４－４１２３９号公報 特開２００７－２５９８０７号公報 特開平６－７２８２３号公報
工業技術会編「食品乳化剤と乳化技術」（1995年）　264頁-273頁
　本発明は、酸性下、特に乳蛋白質や大豆蛋白質の等電点よりも中性に近いpH５付近のpH域で蛋白質の凝集沈殿を抑える分散安定剤を提供することを目的とした。
　本発明者らは、上記の課題に対して鋭意研究を重ねた結果、エチレン基に炭化水素鎖が結合したコハク酸によってエステル化したマメ科種子多糖類が、pH５付近において乳蛋白質粒子を分散安定化できることを見出し、更に検討を重ねる中で、最適な炭化水素鎖の鎖長や含量を特定した。また、得られたエステル化マメ科種子多糖類は、乳蛋白質の分散能に留まらず、高い乳化能をも有することを見出し、本発明を完成させた。
　即ち、本発明は、
（１）ウロン酸を構成糖とする、マメ科植物種子由来のペクチン性酸性多糖類（以下、マメ科種子多糖類という）であって、以下の構造式で表される、コハク酸またはコハク酸誘導体のエステルを分子内に含む、エステル化マメ科種子多糖類。但し、式中Ｒは水素原子または炭化水素鎖である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （２）Ｒの炭素数が2から18である、（１）に記載のエステル化マメ科種子多糖類。
（３）Ｒがオクテニル基である、（１）に記載のエステル化マメ科種子多糖類。
（４）コハク酸エステルまたはコハク酸誘導体エステル量が、エステル化マメ科種子多糖類に対する遊離酸の重量%として0.01～40%である、（１）に記載のエステル化マメ科種子多糖類。
（５）マメ科種子多糖類と、コハク酸無水物またはコハク酸誘導体無水物を反応させる、（１）に記載のエステル化マメ科種子多糖類の製造方法。
（６）（１）に記載のエステル化マメ科種子多糖類を用いた分散安定剤。
（７）（６）に記載の分散安定剤を用いることを特徴とする、酸性蛋白飲食品。
（８）（１）に記載のエステル化マメ科種子多糖類を用いた乳化剤。
（９）（８）に記載の乳化剤を用いることを特徴とする、食品、化粧品及び化成品。
である。
　本発明によれば、pH５付近において蛋白質を分散安定化し凝集沈殿を抑制するマメ科種子多糖類を得るとともに、当該のマメ科種子多糖類を用いることで、従来調製できなかった酸性蛋白飲料又は酸性蛋白食品を提供することができる。また、高い乳化能を有する新たな乳化剤を提供することもできる。
（マメ科種子多糖類）
　以下、本発明を具体的に説明する。本発明におけるマメ科種子多糖類とは、ウロン酸を構成糖とするマメ科植物種子由来のペクチン性酸性多糖類を表し、大豆、エンドウ豆、小豆、ササゲ、インゲン豆、ソラ豆、ヒヨコ豆、レンズ豆、落花生等のマメ科植物の種子から、種々の方法で得ることができる。
　大豆の例を挙げれば、特許第2599477号に記載された様な大豆多糖類を用いることができる。大豆を用いた製造の一例を示せば、豆腐や豆乳、分離大豆蛋白質の製造時に副産物として得られるオカラや、脱脂大豆粕（ミール）を原料として、水系下で大豆蛋白質の等電点付近である弱酸性域、好ましくはpH４～６で高温抽出し、固液分離により大豆多糖類を得ることができる。油分,蛋白質が共に少ない、分離大豆蛋白質製造時のオカラが原料に好ましい。抽出温度は100℃を超えると抽出効率が高いために好ましく、130℃以下が更に好ましい。
　この様に得られた大豆多糖類は、主要な構成糖としてウロン酸の他に少なくともラムノース，フコース，アラビノース，ガラクトース，グルコースを含むものであり、好ましくはラムノース１～７重量%、フコース２～８重量%、アラビノース15～50重量%、キシロース２～10重量%、ガラクトース25～60重量%の組成を有するものが適当である。ウロン酸は6位のカルボキシル基がメチルエステル化されたものを含むことがあるが、その割合は特に制限されない。
（マメ科種子多糖類のウロン酸）
　抽出されたマメ科種子多糖類のウロン酸含量は、重量当たり２～５０％が好ましく、５～３５％が更に好ましい。なお、ウロン酸含量はBlumenkrantz法を用いた比色定量法によって求める。ウロン酸は、ガラクツロン酸であることが好ましい。
（マメ科種子多糖類の分子量）
　抽出されたマメ科種子多糖類は、任意の分子量のものをコハク酸またはコハク酸誘導体によるエステル化反応に用いることができるが、好ましくは平均分子量が５千～150万、大豆の場合ではより好ましくは５万～100万である。なお、分子量１万以上の画分が好ましい。この平均分子量は、標準プルラン（昭和電工(株)製）を標準物質としてTSK-GEL G-5000WXLカラムを用いたゲル濾過HPLCによって求めた値である。
（エステル化マメ科種子多糖類）
　本発明においてエステル化マメ科種子多糖類とは、上記のマメ科種子多糖類の水酸基と、コハク酸またはコハク酸誘導体とのエステル結合を分子内に有するマメ科種子多糖類である。エステル化マメ科種子多糖類の調製方法としては、マメ科種子多糖類の抽出濾液又は抽出濾液の精製物に対して、以下のコハク酸またはコハク酸誘導体によるエステル化反応を行っても良いし、抽出濾液又はその精製物を更に乾燥した物に対して、コハク酸またはコハク酸誘導体によるエステル化反応を行っても良い。
（コハク酸またはコハク酸誘導体の構造）
　本発明においてマメ科種子多糖類にエステル化させるコハク酸またはコハク酸誘導体は、以下の構造式で表される。なお、式中Ｒは水素原子または炭化水素鎖であるが、好ましくは炭素数２から18、より好ましくは６から12、最も好ましくは８の炭化水素鎖である。Ｒが炭化水素鎖の場合、その構造は、飽和、不飽和、直鎖、分岐、環状等特に限定されないが、好ましくはアルキル基あるいはアルケニル基、より好ましくはアルケニル基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
（コハク酸またはコハク酸誘導体によるエステル化）
　コハク酸またはコハク酸誘導体によるエステル化は、種々の方法で行うことができるが、例えば、マメ科種子多糖類の水溶液又は同水溶液とエタノール，イソプロパノール，アセトン等の親水性極性有機溶媒の混合溶液に、コハク酸無水物またはコハク酸誘導体無水物を反応剤として添加し、攪拌混合することで行うことができる。反応剤の添加は、全量の添加や反応剤を分割した上での逐次添加等、状況に応じて添加方法を選択できる。マメ科種子多糖類の水溶液濃度は攪拌可能な濃度であれば特に限定されるものではないが、低濃度では反応効率が悪く製造コストが高くなるため実用的でなく、高濃度では粘度上昇により作業性が悪化することから、１～30重量%が好ましく、５～20重量%がより好ましい。また、親水性極性有機溶媒と水の混合溶液であって、マメ科種子多糖類が溶解し難い場合に於いても、マメ科種子多糖類をスラリー化させて反応を行うこともできる。この場合のマメ科種子多糖類のスラリー濃度は特に限定されるものではないが、作業性と生産効率を上げるためには１～60重量%が好ましい。
　反応は、溶液のpHを弱酸性からアルカリ性に維持しながら攪拌下に行われる。pH調整に用いる酸やアルカリ剤に特に制限はなく、酸としては、塩酸，硫酸，リン酸等の無機酸、酢酸，クエン酸，乳酸，アスコルビン酸等の有機酸等、アルカリ剤としては、水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸カリウム，炭酸ナトリウム，炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、クエン酸ナトリウム，シュウ酸ナトリウム等のアルカリ金属の有機酸塩、リン酸三ナトリウム等のアルカリ金属の無機酸塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム等の２価金属の水酸化物、アンモニア等を例示できる。コハク酸無水物またはコハク酸誘導体無水物の添加によって反応溶液のpHは低下するため、反応中に上記の酸あるいはアルカリ剤を添加してpHを維持する。反応pHは6から10が好ましく、pH7から10がより好ましく、pH7から9が最も好ましい。反応温度は、反応溶液が凍結せず且つコハク酸無水物またはコハク酸誘導体無水物が溶解する温度に適宜調整すれば良いが、温度が低すぎると無水物の反応性が低く、高すぎると無水物の急激な加水分解が優位となるため、製造コストや生産効率を考慮した上で20～90℃から選択するのが好ましい。反応時間は、基質や反応剤の濃度，pH，温度によるが、15分～12時間、好ましくは30分～6時間が例示できる。
　本発明のエステル化マメ科種子多糖類は、多糖類にコハク酸またはコハク酸誘導体のエステルが結合したものである。マメ科種子多糖類に対するコハク酸エステルまたはコハク酸誘導体エステルの含量は遊離酸換算すると、所望する機能によって0.01～40重量%から適宜選択できるものが好ましい。分散安定剤としての使用においてはコハク酸誘導体エステル含量が遊離酸換算で2.0～10.0重量%であることが好ましく、乳化剤としての使用においては、コハク酸誘導体エステル含量が遊離酸換算で0.2重量%以上であることが好ましく、0.3～7.0重量%であることが更に好ましい。
（精製処理）
　原料のマメ科種子多糖類またはエステル化処理後のマメ科種子多糖類は、好ましくはエステル化処理後のマメ科種子多糖類は、更に好ましくはエステル化処理後に中和を行ったマメ科種子多糖類に、必要に応じて精製処理を施す。予め原料の除蛋白を行っていない場合、夾雑蛋白質が機能に悪影響を及ぼす場合があるため、これを除去することが望ましい。除蛋白の方法として、酸やアルカリで大豆蛋白質の等電点付近にpH調整することで蛋白質を凝集させ、凝集物を圧濾分離，遠心分離，ろ過や膜分離等によって除去する方法、任意のプロテアーゼを用いて分解する方法、活性炭や樹脂を用いて吸着除去する方法等が挙げられる。これらの１種、あるいは２種以上を組み合わせて夾雑蛋白質を除去するのが望ましい。
　脱塩精製の方法は、塩類が分離除去できるいずれの方法でも構わない。メタノール，エタノール，イソプロパノール，アセトン等の極性有機溶媒を用いて行う再沈殿法、活性炭処理、樹脂吸着処理、限外濾過法、逆浸透法、ゲル濾過法、透析法、イオン交換樹脂法、電気透析法およびイオン交換膜法が例示でき、これらの一種あるいは二種以上を組み合わせて行うことが望ましい。
　上記の精製処理を行った、あるいは行っていないエステル化マメ科種子多糖類の溶液は、必要に応じて濃縮処理、並びにプレート殺菌または蒸気殺菌等の殺菌処理を行った後、乾燥することができる。乾燥方法としては、凍結乾燥，スプレードライ，ドラムドライヤー乾燥等が例示でき、必要によって乾燥後に粉砕することもできる。これら方法は、処理前のマメ科種子多糖類の状態によって任意に選択できる。
（コハク酸誘導体エステルの定量方法）
　コハク酸誘導体によるエステル化の程度は、マメ科種子多糖類にエステル結合しているコハク酸誘導体の遊離酸としての量を以下の式により計算し、エステル化マメ科種子多糖類に対する重量%として求める。

　　コハク酸誘導体量（遊離酸換算） = 1.4×V2－V1

　上式中のV1は、試料であるエステル化マメ科種子多糖類を10mMリン酸緩衝液（pH7.2）に1重量%となるよう溶解した溶液５mlを分子量１万カットフィルター（Amicon Ultra Ultracel-10メンブレン：メルク(株)製）に通過させた液に含まれる遊離のコハク酸誘導体量を逆相クロマトグラフィーによって定量した値である。またV2は、同試料を10mMリン酸緩衝液（pH7.2）に1重量%となるよう溶解した溶液５mlに0.5N水酸化ナトリウム１mlを加え、40℃，20分間エステル加水分解処理を行った後0.5N塩酸１mlを添加して中和し、分子量1万カットフィルター（同）に通過させた溶液に含まれるコハク酸誘導体量を同様に定量した値である。
　逆相クロマトグラフィーは、カラム：CAPCELL PAK C18 MG（資生堂製 φ2.0mm×150mm）、溶離液：0.1重量%リン酸/アセトニトリル混合溶液（アセトニトリル濃度はヘキセニルコハク酸測定の場合35体積%、オクテニルコハク酸測定の場合50体積%、ドデセニルコハク酸測定の場合60体積%）、流速：0.4ml/min、検出器：UV検出器（波長205nm）の条件にて行う。内部標準物質として、ヘキセニルコハク酸測定の場合カプリル酸モノグリセリド、オクテニルコハク酸測定の場合カプリン酸モノグリセリド、ドデセニルコハク酸の場合デカン酸を用いる。
（分散安定剤）
　本発明のエステル化マメ科種子多糖類は、水溶液中での蛋白質の凝集を抑制し、分散安定状態を維持する分散安定剤として機能する。その機能は、pH4.6～5.2、好ましくはpH4.8～5.0の範囲で効果的であり、酸性蛋白飲食品、特に酸性蛋白飲料に好適である。
　本発明の分散安定剤は、従来実用的な安定剤が存在しなかったpH4.6～5.2において、蛋白質が凝集沈殿することない良好な酸性蛋白飲料の調製を可能にした。調製する酸性蛋白飲食品の物性や性質に応じて、多糖類，蛋白質，その他の各種高分子あるいはそれらの加水分解物等と併用することができる。これら併用物としては、澱粉，加工澱粉，各種セルロース，デキストリン、イヌリン、寒天，カラギーナン，フコイダン、アルギン酸ナトリウム、ファーセラン，グアーガム，ローカストビーンガム，タマリンド種子多糖類，タラガム，アラビアガム，トラガントガム，カラヤガム，ペクチン，キサンタンガム，プルラン，ジェランガム、キチン、キトサン等の多糖類の他、ゼラチン，コラーゲン等の蛋白質の内の１種あるいは２種以上の組み合わせが例示できる。
　本発明の分散安定剤は、分散相である蛋白質の濃度の下限に制限なく、蛋白飲食品において効果的に機能する。蛋白質濃度が2.5%以上の時は、十分な安定化に加え他の分散安定剤に比べて粘度の低いさっぱりとした飲食品を提供できる。酸性蛋白飲食品に対して0.05～2.0重量%、好ましくは0.1～1.5重量%、より好ましくは0.2～1.0重量%添加することにより、蛋白質の等電点よりやや中性に近い範囲で、良好な蛋白質分散安定性を示す。pH4.6～5.2の酸性蛋白飲食品の調製に好適であり、特にpH4.8～5.0では凝集抑制効果を良く示す。
（酸性蛋白飲食品）
　本発明における酸性蛋白飲食品とは、動植物性蛋白素材を含有する酸性の飲食品であって、動植物性蛋白素材を使用した飲食品に、柑橘類等の果汁、もしくはリン酸などの無機酸、その他の酸を添加するか、クエン酸，乳酸などの有機酸を添加もしくは微生物により発酵生産することで得られる。具体的には、乳製品等の動植物性蛋白素材水溶液を酸性にした酸性乳飲料、アイスクリームなどの乳蛋白成分入りの冷菓に果汁等を加えた酸性アイスもしくはフローズンヨーグルトなどの酸性冷菓、プリン，ババロア等のゲル化食品に果汁等を加えた酸性デザート、コーヒー飲料、生菌タイプもしくは殺菌タイプの乳酸菌飲料、並びに固体状もしくは液体状の発酵乳等が例示できる。なお、発酵乳は上記動植物性蛋白を殺菌後、乳酸菌やスターターを加えて発酵させた発酵乳を指すが、所望によりさらに粉末化し、又は糖を加えたものであっても良い。
　また、動植物性蛋白素材とは、獣乳や豆乳等を由来とする蛋白素材であり、具体的には、牛乳，山羊乳，脱脂乳，豆乳、これらを粉末化した全脂粉乳，脱脂粉乳，粉末豆乳、さらに糖を添加した加糖乳、濃縮した濃縮乳、カルシウム等のミネラル，ビタミン類等を強化した加工乳を指す。
（乳化剤）
　本発明のエステル化マメ科種子多糖類は、高分子乳化剤として最も良く用いられるアラビアガム，加工澱粉，または従来の大豆多糖類に比べて、少ない配合量でより多くの疎水性物質を乳化し、水中油型（O/W型）乳化物を形成することができる。また、乳化物の破壊や乳化物同士の合一を防ぎ分散安定化する力に優れ、pH，温度，塩濃度等の変化、希釈、およびプロテアーゼ処理等に対して高い耐性を有した乳化物を与えるため、食品分野以外にも医薬品，医薬部外品，化粧品等において、乳化剤として使用することができる。
　本発明のエステル化マメ科種子多糖類の用途として、食品としては、清涼飲料，乳飲料，果汁飲料，お茶，スポーツ飲料，ダイエット飲料，粉末飲料，アルコール飲料等の飲料、キャンディー，グミ，ゼリー，チューイングガム等の菓子、アイスクリーム等の冷菓、ドレッシング，マヨネーズ，ベーカリー製品，水産加工品，畜産加工品，レトルト食品，冷凍食品等の飲食品、油性香料ならびに油性色素等の乳化について、乳化剤として用いることができる。
　また、食品分野以外の用途としては、洗顔料，保湿クリーム，化粧水，ファンデーション等の化粧品、シャンプー，カラーリング剤，スタイリング剤等のヘアケア用品、塗り薬，抗がん剤等の医薬品や医薬品のコーティング剤、入浴剤，衣料用洗剤，住居用洗剤等の日用品、殺虫剤，除草剤等の農薬、塗料，インキ，ワックス等の加工剤等の乳化について用いることができる。
　本発明のエステル化マメ科種子多糖類は、溶液又は粉末状態で乳化剤として用いることもできるが、他の担体や添加剤を配合して乳化製剤とすることも可能である。この場合、使用する担体や添加剤は乳化剤を用いる製品の種類や用途により、適宜選択できる。例えば、エステル化マメ科種子多糖類を、グリセリン等の多価アルコール、デキストリンもしくは乳糖等の糖類、アスコルビン酸等の酸化防止剤、または防腐剤等の添加物と混合して使用することも可能である。
　本発明の乳化剤は、油相に対して４～200重量%で用いることが好ましく、10～100重量%で用いると更に好ましい。使用に際しては、当該乳化剤を予め水相に溶解もしくは分散させた上で、油相を混合し乳化処理を行うことが好ましい。乳化物のpHはpH２～９が好ましく、pH３～７が更に好ましい。
　本発明のエステル化マメ科種子多糖類は、必要に応じて、他の乳化剤と併用することもできる。併用できる乳化剤としては、脂肪酸石鹸等のアニオン性界面活性剤，四級アンモニウム等のカチオン性界面活性剤、グリセリン脂肪酸エステル，シュガーエステル等のノニオン性界面活性剤、レシチン等の両性界面活性剤等の低分子乳化剤、アラビアガム，カゼインナトリウム，アルギン酸プロピレングリコールエステル，加工澱粉，カルボキシメチルセルロース等の高分子乳化剤が例示できる。また、寒天，カラギーナン，ペクチン，カラヤガム，グアーガム，ローカストビーンガム，キサンタンガム，ジェランガム，アルギン酸ナトリウム，ゼラチン，澱粉等を、乳化安定剤として併用することも可能である。
　以下に実施例を記載することで本発明を説明するが、本発明の技術思想がこれらの例示によって限定されるものではない。
（製造例１）未処理またはアルカリ処理・大豆多糖類の調製
　分離大豆蛋白製造時に副産物として生じる乾燥オカラを原料とし、固形分8.0重量%となるように加水し、pH5.0に調整後に120℃，90分間加熱抽出した。その後遠心分離（11,000×g，30min）して上清を得た。得られた上清の一部を凍結乾燥し大豆多糖類Ｙ（未処理・大豆多糖類）を得た。上清の残余300gについて水酸化ナトリウムを用いてpH 8.0に調製し、pH8.0，40℃を保持した状態で1時間攪拌を続けた後に溶液に、塩酸を加えてpH5に調整し、エタノール600gを加えて多糖類を沈殿させた。単離した沈殿物をエタノール300gで2回洗浄した後風乾し、大豆多糖類Ｚ（アルカリ処理・大豆多糖類）を得た。
（製造例２）オクテニルコハク酸エステル化・大豆多糖類の調製（１）
　大豆多糖類Ｙの10重量%溶液を300g調製し、40℃に加温した。水酸化ナトリウム溶液を用いてpH8.0に調整し、40℃を保持した状態で攪拌混合しながら対大豆多糖類30重量%のオクテニルコハク酸無水物（2-オクテニルコハク酸無水物：東京化成工業(株)製）を1/3量ずつ30分毎に添加した後、１時間攪拌を続けエステル化反応させた。反応中は水酸化ナトリウムの添加によってpH8.0を維持した。溶液に塩酸を加えてpH5に調整し、エタノール600gを加えて多糖類を沈殿させた。単離した沈殿物をエタノール300gで2回洗浄した後風乾し、エステル化大豆多糖類Ａを得た。
（製造例３）オクテニルコハク酸エステル化・大豆多糖類の調製（２）
　製造例２の大豆多糖類Ａの製造において、オクテニルコハク酸無水物の添加量を対大豆多糖類10，6.0，3.0，1.5重量%とする以外はエステル化大豆多糖類Ａと同様の手順で、エステル化大豆多糖類Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを得た。
（製造例４）ヘキセニルコハク酸エステル化・大豆多糖類の調製
　製造例２～３のエステル化大豆多糖類Ａ，Ｂ，Ｄの製造において、オクテニルコハク酸無水物をヘキセニルコハク酸無水物（2-ヘキセン-1-イル-コハク酸無水物：東京化成工業(株)製）とした以外同様の手順で、エステル化大豆多糖類Ｆ，Ｇ，Ｈを得た。
（製造例５）ドデセニルコハク酸エステル化・大豆多糖類の調製（１）
　製造例２のエステル化大豆多糖類Ａの製造において、反応温度を80℃とし、オクテニルコハク酸無水物をドデセニルコハク酸無水物（2-ドデセン-1-イル-コハク酸無水物：東京化成工業(株)製）とし、添加量を対大豆多糖類40重量%とし、更に反応時間を６時間とした以外同様の手順で、エステル化大豆多糖類Ｉを得た。
（製造例６）ドデセニルコハク酸エステル化・大豆多糖類の調製（２）
　製造例２～３のエステル化大豆多糖類Ａ，Ｂ，Ｄの製造において、反応温度を80℃とし、オクテニルコハク酸無水物をドデセニルコハク酸無水物とした以外同様の手順で、エステル化大豆多糖類Ｊ，Ｋ，Ｌを得た。
（製造例７）n-オクチルコハク酸エステル化・大豆多糖類の調製
　製造例２～３のエステル化大豆多糖類Ａ，Ｂ，Ｄの製造において、反応温度を70℃とし、オクテニルコハク酸無水物をn-オクチルコハク酸無水物（東京化成工業(株)製）とした以外同様の手順で、エステル化大豆多糖類Ｍ，Ｎ，Ｏを得た。
（製造例８）未処理またはアルカリ処理・エンドウ豆多糖類の調製
　一晩水に浸漬したエンドウ豆の子葉部に4倍重量の水を加え、水酸化ナトリウムを加えてpH8.5に調整した。ホモミキサーを用いて7000rpm、30分間撹拌粉砕した後、溶液をろ布で絞って繊維を分離した。繊維に4倍重量の水を加え、同様の撹拌・分離を更に2回行い、エンドウ豆三回抽出繊維を得た。エンドウ豆三回抽出繊維に対し固形分8.0重量%となるように加水し、pH5.0に調整後に120℃，90分間加熱抽出した。その後遠心分離（11,000×g，30min）して上清を得た。得られた上清の一部を凍結乾燥しエンドウ豆多糖類Ｙ（未処理・エンドウ豆多糖類）を得た。上清の残余300gについて水酸化ナトリウムを用いてpH 8.0に調製し、pH8.0，40℃を保持した状態で1時間攪拌を続けた後に溶液に、塩酸を加えてpH5に調整し、エタノール600gを加えて多糖類を沈殿させた。単離した沈殿物をエタノール300gで2回洗浄した後風乾し、エンドウ豆多糖類Ｚ（アルカリ処理・エンドウ豆多糖類）を得た。
（製造例９）オクテニルコハク酸エステル化・エンドウ豆多糖類の調製
　製造例３のエステル化大豆多糖類Ｃの製造において、大豆多糖類Ｙをエンドウ豆多糖類Ｙとした以外同様の手順で、エステル化エンドウ豆多糖類Ｃを得た。
（製造例１０）未処理またはアルカリ処理・インゲン豆多糖類の調製
　製造例８のエンドウ豆多糖類Ｙ、Ｚの製造において、エンドウ豆をインゲン豆とした以外同様の手順で、インゲン豆多糖類Ｙ、Ｚを得た。
（製造例１１）オクテニルコハク酸エステル化・インゲン豆多糖類の調製
　製造例２～３のエステル化大豆多糖類Ａ、Ｂの製造において、大豆多糖類Ｙをインゲン豆多糖類Ｙとした以外同様の手順で、エステル化インゲン豆多糖類Ａ、Ｂを得た。
（製造例１２）未処理またはアルカリ処理・緑豆多糖類の調製
　製造例８のエンドウ豆多糖類Ｙ、Ｚの製造において、エンドウ豆を緑豆とした以外同様の手順で、緑豆多糖類Ｙ、Ｚを得た。
（製造例１３）オクテニルコハク酸エステル化・緑豆多糖類の調製
　製造例２～３のエステル化大豆多糖類Ａ、Ｂの製造において、大豆多糖類を緑豆多糖類とした以外同様の手順で、エステル化緑豆多糖類Ａ、Ｂを得た。
（比較製造例１）オクテニルコハク酸エステル化・アラビアガムの調製（１）
　製造例３の大豆多糖類Ｄの製造において、大豆多糖類をアカシア・セネガル種のアラビアガム（アラビックコールSS：三栄薬品貿易(株)製）とした以外同様の手順で、アラビアガムＡを得た。しかし、オクテニルコハク酸エステル化は認められなかった。
（比較製造例２）オクテニルコハク酸エステル化・アラビアガムの調製（２）
　製造例３の大豆多糖類Ｄの製造において、大豆多糖類をアカシア・セイヤル種のアラビアガム（Gum Acacia 386A：Alland & Robert製）とした以外同様の手順で、アラビアガムＢを得た。しかし、オクテニルコハク酸エステル化は認められなかった。
　製造例１～１３、比較製造例１～２で得られた各種多糖類、アラビアガム（アラビックコールSS、Gum Acacia 386A）、及びオクテニルコハク酸エステル化アラビアガム（Ticamulsion：TIC Gums製）を、前述の逆相クロマトグラフィーにて分析した値を表１に示した。各種エステル化マメ科種子多糖類にはコハク酸誘導体エステルが導入された。一方、アラビアガムＡ，Ｂにおいてはコハク酸誘導体エステルが導入されなかった。
表１：各種多糖類の分析値
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
（実施例１）エステル化マメ科種子多糖類による酸性乳飲料の分散安定能の評価１
○酸性乳飲料の調製（蛋白質濃度1.0重量%、安定剤濃度0.2重量%）
　エステル化大豆多糖類Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｉ，Ｍ，エステル化エンドウ豆多糖類Ｃ，エステル化インゲン豆多糖類Ａ，エステル化緑豆多糖類Ａの中から選ばれる1種，脱脂粉乳，グラニュー糖，水を表２の配合で氷上にて混合し、50%乳酸溶液を用いて任意のpHに調整した後、高圧ホモジナイザー処理（150kgf/cm2）によって均質化した。調製した飲料は、４℃で一晩保存した。
表２：酸性乳飲料の配合（蛋白質濃度1%）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
○酸性乳飲料の評価
　調製した酸性乳飲料について、沈殿率と凝集の有無による安定性評価を行った。
[沈殿率]
　酸性乳飲料を750×gで20分間遠心し、上清をデカントによって除去した。沈殿の重量を測定し、以下の計算式で沈殿率を求めた。
沈殿率(%) ＝ 沈殿重量 ／ 調製した酸性乳飲料の重量　× 100
[凝集]
　溶液中の蛋白質の凝集の有無について目視で確認し、－：凝集無し～極僅か、＋：凝集有り　とした。凝集が見られない場合であっても、蛋白質の溶解が生じ溶液の乳濁性が消失した状態は （溶解）と記し、不良と判断した。
沈殿率が１%以下で且つ凝集－の場合を○：良好、それ以外の場合を×：不良として評価した。
（比較例１）未エステル化マメ科種子多糖類、ペクチン及びエステル化アラビアガムによる対比
　実施例１のエステル化マメ科種子多糖類を、未エステル化大豆多糖類Ｚ、未エステル化エンドウ豆多糖類Ｚ、未エステル化インゲン豆多糖類Ｚ、未エステル化緑豆多糖類Ｚ、HM-ペクチン（SM-666：三栄源エフ・エフ・アイ(株)製）、及びオクテニルコハク酸エステル化アラビアガム（Ticamulsion：TIC Gums製）に置き換える以外は全く同様の方法で酸性乳飲料を調製し、評価した。
表３： 酸性乳飲料（蛋白質濃度1%）の安定性
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　エステル化大豆多糖類Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｉ，Ｍ，エステル化エンドウ多糖類Ｃ，エステル化インゲン多糖類Ａ，エステル化緑豆多糖類Ａを用いた場合、pH4.6～5.2の範囲で蛋白質が分散安定化し、凝集もなく良好な飲料を調製できた。未エステル化処理品である大豆多糖類Ｚ、エンドウ豆多糖類Ｚ、インゲン豆多糖類Ｚ、緑豆多糖類Ｚでは蛋白質が完全に凝集沈殿し、HM-ペクチンではpH4.6での安定化とpH4.8での弱い安定化が見られたが、それ以上のpHでは安定化することができなかった。アラビアガムは蛋白質の分散安定化能を有するものではないが、オクテニルコハク酸エステル化アラビアガムでも同様であって、いずれのpHでも安定化しなかった。
（実施例２）エステル化マメ科種子多糖類による酸性乳飲料の分散安定能の評価２
○酸性乳飲料の調製（蛋白質濃度2.5重量%、安定剤濃度0.4重量%）
　エステル化大豆多糖類Ａ、エステル化エンドウ豆多糖類Ｃ、エステル化インゲン豆多糖類Ａ、エステル化緑豆多糖類Ａの中から選ばれる１種、脱脂粉乳，グラニュー糖，水を表４の配合で氷上にて混合し、50%乳酸溶液を用いて任意のpHに調整した後、高圧ホモジナイザー処理（150kgf/cm2）によって均質化した。調製した飲料は、４℃で一晩保存した。
表４：酸性乳飲料の配合（蛋白質濃度2.5%）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
○酸性乳飲料の評価
　調製した酸性乳飲料について、沈殿率と凝集の有無による安定性評価を行った。また、飲み口の指標として粘度を測定した。
[粘度]
　調製した酸性乳飲料の10℃における粘度を、BM型粘時計（No.1 ローター、60rpm）で測定した。
[沈殿率]
　酸性乳飲料を750×gで20分間遠心し、上清をデカントによって除去した。沈殿の重量を測定し、以下の計算式で沈殿率を求めた。

沈殿率(%) ＝ 沈殿重量 ／ 調製した酸性乳飲料の重量　× 100

[凝集]
　溶液中の蛋白質の凝集の有無について目視で確認し、－：凝集無し～極僅か、＋：凝集有り　とした。凝集が見られない場合であっても、蛋白質の溶解が生じ溶液の乳濁性が消失した状態は （溶解）と記し、不良と判断した。
沈殿率が６%以下で且つ凝集－の場合を○：良好、それ以外の場合を×：不良として評価した。
（比較例２）ペクチン及びエステル化アラビアガムによる対比
　実施例２のエステル化マメ科種子多糖類を、HM-ペクチン（SM-666：三栄源エフ・エフ・アイ(株)製）及びオクテニルコハク酸エステル化アラビアガム（Ticamulsion：TIC Gums製）に置き換える以外は全く同様の方法で酸性乳飲料を調製し、評価した。
表５： 酸性乳飲料（蛋白質濃度2.5%）の安定性
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　エステル化大豆多糖類Ａ、エステル化エンドウ豆多糖類Ｃ、エステル化インゲン豆多糖類Ａ、エステル化緑豆多糖類Ａを用いた場合では、pH4.6～5.2の範囲で蛋白質が分散安定化し、飲料粘度は11～23cpと低いものであった。HM-ペクチンを用いた飲料はpH4.4～4.6で安定化し、エステル化マメ科種子多糖類を用いた場合に比べ3倍から6倍の粘度を有する重い飲み口のものであった。オクテニルコハク酸エステル化アラビアガムは、いずれのpHでも安定化しなかった。
（実施例３）エステル化マメ科種子多糖類による乳化能の評価
○乳化組成物の調製　
　エステル化大豆多糖類Ｂ～Ｅ，Ｇ，Ｊ，Ｏ，エステル化エンドウ豆多糖類Ｃ，エステル化インゲン豆多糖類Ｂ、エステル化緑豆多糖類Ｂの中から選ばれる1種，pH4緩衝液（100mMクエン酸ナトリウム緩衝液pH4.0），グリセリンからなる水相と、レモンオイル，中鎖脂肪酸トリグリセリド，ショ糖酢酸イソ酪酸脂肪酸エステルを2：3：5（重量比）で混合した油相を表６の配合でそれぞれ予め混合した。油相を水相の上に加え、氷上で30秒の超音波処理を２回行って乳化した。得られた乳化物は、４℃で一晩保存した。
表６：乳化組成物の配合（重量部）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
○乳化組成物の評価
　実施例３で得られた乳化物について、レーザー回折式粒度分布測定装置（SALD-2000A：島津製作所(株)製）を用いて、メディアン粒子径を測定した。また調製から４℃で７日保存した後の乳化物のメディアン粒子径も併せて測定し、乳化粒子径に大きな変化がない場合安定性が良好と判断した。
（比較例３）未エステル化マメ科種子多糖類およびアラビアガム等による対比
　実施例３のエステル化マメ科種子多糖類を、未エステル化大豆多糖類Ｚ、未エステル化エンドウ豆多糖類Ｚ、未エステル化インゲン豆多糖類Ｚ、未エステル化緑豆多糖類Ｚ、市販のアラビアガム（アラビックコールSS：三栄薬品貿易(株)製）、オクテニルコハク酸エステル化アラビアガム（Ticamulsion：TIC Gums製）及び加工澱粉（エマルスター500A：松谷化学工業(株)製）に置き換える以外は全く同様の方法で乳化組成物を調製し、評価した。
表７： 乳化組成物のメディアン粒子径
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　エステル化大豆多糖類Ｂ～Ｅ，Ｇ，Ｊ，Ｏ，エステル化エンドウ豆多糖類Ｃ，エステル化インゲン豆多糖類Ｂ、エステル化緑豆多糖類Ｂは、自重の２～８倍の疎水性物質を乳化し、メディアン粒子径1.0μm以下の水中油型乳化物を形成できる高い乳化活性を有していた。また、７日保存後にも粒子径が殆ど変化しない高い乳化分散安定性を有していた。いずれのエステル化マメ科種子多糖類も未エステル化マメ科種子多糖類に比べて乳化活性が著しく改善されており、アラビアガム，加工澱粉と比べても特に高油分系における乳化能が大きく優れていた。樹液由来の多糖類であるアラビアガムは、オクテニルコハク酸エステル化された後も、エステル化マメ科種子多糖類のように著しく乳化能が向上することはなかった。また、比較例の高分子乳化剤では乳化組成物の均一な粒度分布が得られないことに対し、本発明のエステル化マメ科種子多糖類では均一な粒度分布が得られた。粒度分布と乳化粒子径は４℃で30日保存した後においても変化なく、保存安定性は良好であった。
　本発明は、pH５付近において蛋白質粒子を分散安定化し凝集沈殿を抑制するマメ科種子多糖類を提供するものであり、当該のマメ科種子多糖類を用いることで、従来調製できなかったpH4.6～5.2の酸性蛋白飲料又は酸性蛋白食品を調製することができる。

Claims (9)

  1. ウロン酸を構成糖とする、マメ科植物種子由来のペクチン性酸性多糖類（以下、マメ科種子多糖類という）であって、以下の構造式で表される、コハク酸またはコハク酸誘導体のエステルを分子内に含む、エステル化マメ科種子多糖類。但し、式中Ｒは水素原子または炭化水素鎖である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  2. Ｒの炭素数が2から18である、請求項１に記載のエステル化マメ科種子多糖類。
  3. Ｒがオクテニル基である、請求項１に記載のエステル化マメ科種子多糖類。
  4. コハク酸エステルまたはコハク酸誘導体エステル量が、エステル化マメ科種子多糖類に対する遊離酸の重量%として0.01～40%である、請求項１に記載のエステル化マメ科種子多糖類。
  5. マメ科種子多糖類と、コハク酸無水物またはコハク酸誘導体無水物を反応させる、請求項１に記載のエステル化マメ科種子多糖類の製造方法。
  6. 請求項１に記載のエステル化マメ科種子多糖類を用いた分散安定剤。
  7. 請求項６に記載の分散安定剤を用いることを特徴とする、酸性蛋白飲食品。
  8. 請求項１に記載のエステル化マメ科種子多糖類を用いた乳化剤。
  9. 請求項８に記載の乳化剤を用いることを特徴とする、食品、化粧品及び化成品。
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