JPH0326B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、脱脂したひまわりの種子の粉体を原
料とするひまわり発酵食品を製造する方法に係わ
る。 発酵は、食品を保存するための有効な手段であ
るとともに、微生物およびその酵素の作用によ
り、食品の元来の性質を変化させて、食品の可食
性、かおり、味および栄養価を改善する手段でも
ある。各種の発酵生成物の中でも、たんぱく質生
成物は重要である。特に西欧の国々では、これら
の生成物は主として動物性のもの（チーズ、ソー
セージ、各種肉食品）であり、一方、東洋では、
これらの生成物は植物性（特に大豆および穀類）
のものである。 たとえば、アジアでは、本来の不愉快な味およ
び非栄養フアクタの存在を発酵法を利用して改善
している。米国では、大豆の発酵法について研究
が行なわれており、従来の大豆発酵法が各種の生
成物に応用されている（Hang Y.D、Jackson
H.「Food Technol.」21、95、1967；
HesseltineC.W.ら、「Develop Ind.Microbiol.」
８、179、1967；Wang H.L.ら、「J.Nutr」96、
109、1968）。しかし、他の油性生成物について
は、発酵法はわずかに研究されたのみである（た
だし、その栄養価はこの処理によりかなり増加さ
れた）（Hamad A.M.，Fields M.L.，「J.Food
Sci.」44，456，1979；May−Gi Lay M.，
Fields M.L.「J.Food Sci.」46，1069，1981；Au
P.M.，Fields M.L.「J.Food Sci.」46、652，
1981；Sathe S.K.，Salunkhe D.K.「J.Food
Sci.」46，1374，1981；Tougnual P.ら「J.Food
Sci.」46，100，1981）。フランスにおいて数年前
に行なわれた研究は、発酵による菜種たんぱく質
の製法に係わる（Staron T.「Les Ind.de
l′aliam.anim」９、36，1974）。この方法は、そ
れまでチオグリコゾルおよびイソシアネートの如
き有毒性化合物の抽出に使用されていて技術（こ
れらの物質は発酵法により簡単に加水分解され、
減成される）を応用するものである（Staron T.
「Riv.It.Sostanze Grasse」51，225，1974）。 本発明は、新規たんぱく質（本明細書では「ひ
まわり発酵食品」を代表として述べる）の調製お
よび化学特性および栄養性の改善に係わり、これ
は水性懸濁液を酸性化して行なう脱脂粉体のヘテ
ロ乳酸発酵によつて達成される。これに関連し
て、水に懸濁した場合には、ひまわりの粉体は、
乳酸桿菌の量が極めて低いため、自然の乳酸発酵
をうけず、糸状菌および腸内細菌の発育により急
激に汚染されるようになる。これと比較して、多
くの穀類では、その粉体を水と混合した場合に
は、この粉体は乳酸桿菌の発育にともなつて自然
に発酵する（Fields M.L.ら「J.Food Sci.」46，
900，1981；Kazanas N.，Fields M.L.「J.Food
Sci.」46，819，1981；Frazier W.C.「Food Mi
crobiology」236，Mc Graw−Hill Book社、ニ
ユーヨーク、1958）。しかしながら、無機酸また
は有機酸（塩酸、クエン酸、酒石酸）を添加する
ことにより水性懸濁液のPHを4.0ないし5.5のPH範
囲内に調整し、ついで、30ないし40℃の温度範囲
内で培養することにより、驚くべきことには、酸
性雰囲気によつて誘発されて、存在する少量の乳
酸桿菌が急速に生育して乳酸発酵が行なわれ、わ
ずか24時間培養したのち、もとの粉体中に見られ
た酵母および糸状菌が徐々に消失するとともに、
乳酸桿菌が主微生物フロラとなることが観察され
た。発酵後のひまわりの粉体はもの粉体と同様の
化学組成を有しているが、栄養的には改善された
特性をもち、元来ひまわりの粉体で欠乏しがちで
あつた必須アミノ酸（リシン、シスチン、フエニ
ルアラニン）の含量が高くなり、クロロゲン酸、
主としてポリフエノール系顔料〔アルカリPH域で
粉体を着色する（Cater C.M.ら「Cereal
Chem.」49，508，1970）〕のレベルが低下し、ラ
フイノース（ひまわりの粉体中に存在する唯一の
発酵性の糖）が消失する。 アーモンドの粉体およびひまわりの粉体からク
ロロゲン酸を除去する方法として多くの方法が提
案されており、そのいくつかは70％エタノール
（Smith A.K.，Johnsen V.L.「Cereal Chem.」
25，399，1948；Joubert F.J.「Biochim.Biophys.
Acta」16，520，1955；Milic B.ら「J.Sci.Fd.
Agr.」19，108，1958；Fan T.Y.ら「Cereal
Chem.」53，118，1976）、水性メタノール
（Smith A.K.，Johnsen V.L.「Cereal Chem.」
25，399，1948）または酸性ブタノール（米国特
許第4072671号）の如き有機溶媒を使用するもの
であり、他は亜硫酸ナトリウム（Gheyasuddin
S.ら「Food Technol.」24，242，1970）および
塩化ナトリウム（Sastry M.C.S.「M.Sc.Thesis」
Mysore大学、インド、1979）の如き塩溶液また
は酸拡散（Sosulski F.W.ら「J.Food Sci.」37，
253，1972）または限外過（Culioli J.Maubois
J.L.「Rev.Fr Corps Gras」10，521，1975）を使
用するものである。 クロロゲン酸の除去の際には、しばしばオリゴ
糖が部分的に抽出されることがあり（米国特許第
４，072，671号；Canella M.，Sodini G.「J.
Food Sci.」42，1218，1977；Lanzani A.ら
「Riv.It.Sostanze Grasse」56，48，1979）、粉体
中のラフイノースのレベルが低下する。これらの
点からみて、乳酸発酵は、クロロゲン酸含量を低
減させかつ発酵可能な成分を排除することができ
るため、ひまわりの粉体の不用成分を除去するた
めの独創的で、簡単でかつ有効な方法である。発
酵処理したひまわりの粉体は、パンおよびオーブ
ン生成物の栄養価増強剤として、たんぱく質富有
スナツクの調製および各種ダイエツト製品におい
て従来の粉体と比較して栄養物含量を高めるため
に使用される。さらに、たんぱく質の溶解度が増
加されるため、発酵後のひまわりの粉体は、高溶
解性成分を要求する製品、たとえばインスタント
スープ、ダイエツト飲料、くだもののピユーレお
よび幼児用の特殊食品に応用される。 ひまわりの粉体の発酵 飲料水を、各種の固形物／液割合で、脱脂した
ひまわりの粉体に添加し、得られた懸濁液を所望
の酸により各種のPHに酸性化し、30ないし40℃の
温度で３日間培養する。発酵の各段階における微
生物の数を計数するために、発酵開始時、発酵24
時間、48時間および72時間後の粉体のサンプルを
取出す。これらのサンプルから、わずか24時間後
のサンプル中における主細菌フロラは乳酸桿菌で
あることがわかる（マイナスの触媒作用をもつグ
ラム陽性の微好気性桿菌）。発酵を３日間行なつ
たのち、ひまわりの粉体の水性懸濁液を凍結乾燥
する。このようにして得られたものが、本明細書
でいう「ひまわり発酵食品」である。 滴定酸度 乳性の存在を測定するために、ｐ−ヒドロキシ
ジフエニルよび硫酸を使用する方法を利用し、酢
酸を同定するために硝酸ランタンおよびヨウ化ラ
ンタン試験を使用した（Feigh F.「有機分析にお
けるスポツト試験（Spot Tcsts in Organic
Analysis）」454頁、Elsevier Pub.Co.ニユーヨー
ク、1966）。 化学分析 ひまわり発酵食品および発酵していない原料粉
体のサンプルについて、A.O.A.C.（Association
Official Analytical Chemists）の標準法（12
版、1975）に従つて、水分、脂質および粗繊維を
測定する。たんぱく質含量については、ケルダー
ル窒素量×5.70として表示される。総糖含量につ
いては、Dubois M.らの方法（「Anal.Chem.」
28，350，1956）により測定する。フエノール類
およびオリゴ糖については、Sabir M.A.らの方
法（「J.Agr.Food Chem.」22，572，1974；同
23，16，1975）に従い、自動積分器5840GCを具
備するガスクロマトグラフ装置HP5840Aを使用
し、ガスクロマトグラフイーによりトリメチルシ
リル基として測定する。これらの化合物は、ガス
クロマトグラフ分析のため、Dubois M.らの方法
（「Anal.Chem.」28，350，1956）により抽出され
る。アミノ酸については、Beckman自動分析機
モード120Cを使用し、Spackman D.H.らの方法
（「Anal.Chem.」30，1190，1958）により分析す
る。シスチンおよびメチオニンについては、
Moore S.の方法（「J.Biol.Chem.」238，235，
1963）に従つて、算定する。トリプトフアンにつ
いては、Knox R.らの方法（「Anal.Biochem.」
36，136，1970）により測定する。 窒素（化合物）の溶解性 Gheyassudin S.らの方法（「Food Technol.」
24242，1970）により窒素（化合物）の溶解度を
測定する。発酵後のひまわりの粉体１ｇおよび発
酵前のひまわりの粉体１ｇでなるサンプルについ
て、PH7.0の1N NaCl溶液50mlまたはPH9.0の
NaOH水溶液50mlで、室温において１時間抽出
を行なう。抽出物を10℃において27000ｇで20分
間遠心分離し、紙Whatman No.３で過し、
ケルダール窒素分析する。 微生物学的分析 発酵前後のひまわりの粉体についての微生物学
的テストを、Mossel P.A.A.およびTamminga
S.K.により「Methoden Voor Het
Microbiologisch Onderzeck Van
Levensmiddelen」Uitgeverij B.V.，
Nordervliet P.C.，Zeist.，1973に記載された方
法に従つて行なう。乳酸桿菌（発酵後のひまわり
の粉体における主微生物フロラ）の分類について
は、「Bergey′s Manual of Determinative
Bacteriology」８版、The Williams＆Wilkins
Company，Baltimore，1974に従つて行なう。 実施例 本発明の詳細については以下の実施例により明
確になるであろう。しかしながら、これら実施例
は本発明を単に説明するものであつて、本発明の
精神を限定するものではない。 実施例 １ 実験室的に調製したひまわりの粉体の乳酸発酵 Albinia種の完全に殻を除去した種子をｎ−ヘ
キサンで抽出して油分を除去したひまわりの粉体
75ｇを飲料水300ml中に懸濁させた（割合１：４、
重量／容量）。混合物のPH（6.2）を塩酸を添加す
ることにより4.6に調整し、温度を37℃に制御し
た炉中で３日間、この懸濁液を培養した。 この操作の間に、発酵開始時、発酵24時間、48
時間および72時間の各時点でサンプルを取出し、
滴定酸度テストおよび微生物学的テストを行なつ
た。３日間発酵を行なつたところで、生成物（す
なわち発酵後のひまわりの粉体）を凍結乾燥によ
り回収した。ｐ−ヒドロキシジフエニル／硫酸よ
び硝酸ランタン／ヨウ化物によるテスト（発酵１
日目では乳酸および酢酸についてはマイナスであ
つた）では、ヘテロ乳酸発酵が進行していること
を示した。 第１表は発酵の各段階における微生物の計測を
示す。 【表】 原料（すなわち、実験室的に調製したひまわり
の粉体）について、全好気性菌の数６×10⁴／ｇ、
酵母および糸状菌の数６×10³／ｇ、大腸菌によ
る汚染なし（腸内細菌＜10／ｇ）を示したが、乳
酸桿菌は極めて少量（＜100／ｇ）で存在してい
た。 発酵24時間後のサンプルでは、全好気性菌の数
の減少（４×10³／ｇ）、酵母および糸状菌の数の
減少（２×10³／ｇ）、腸内細菌の数の増加（２×
10²／ｇ）および乳酸桿菌の著るしい発育（２×
10⁸／ｇ）（すでに主微生物フロラを示している）
が見られた。 48時間後では、全好気性菌の数は極めて減少
し、酵母、糸状菌および腸内細菌はほぼ消滅し、
乳酸桿菌のみが２×10⁹／ｇに増加していた。 72時間後のサンプルについては、乳酸桿菌の数
は３×10⁹／ｇであり、好気性菌の数はほぼゼロ
であつた。 発酵の間、懸濁液のPHは4.6から4.1に変化し
た。 ３種類の乳酸桿菌、すなわちラクトバチルス・
ブレビス（L.brevis）、ラクトバチルス・セロビ
オスス（L.cellobiosus）およびラクトバチル
ス・コプロフイルス（L.coprophilus）が発酵し
たひまわりの粉体から単離された。 この現象の最も驚くべき点は、粉体中に充分な
量の乳酸桿菌が存在するため容易に乳酸発酵が生
ずる多数の穀類に比べて、初めにはほぼ無視しう
る程度（＜100／ｇ）にしか乳酸桿菌が存在しな
いにもかかわらず、原料のひまわりの粉体の水性
懸濁液のPHを調整するだけで、ひまわりの粉体に
ついて乳酸発酵を実施できることにある（Fields
M.L.ら「J.Food Sci.」46，900，1981；Kazana
N.，Fields M.L.「J.Food Sci.」46，819，1981）。 原料のひまわりの粉体および発酵生成物の化学
組成を、PH7.0およびPH9.0における窒素の溶解度
とともに、第２表に示す。 【表】 たんぱく質、灰分および粗繊維の含量について
は、２種類のサンプルの間であまり大きな変化は
見られないが、糖類については、発酵前の粉体の
10.8％から発酵後の粉体の5.1％への低下が見ら
れる。これは、おそらく、すでに滴定酸度テスト
で示したように、乳酸および酢酸の生成を伴う乳
酸菌ヘテロ発酵によつて炭水化物が発酵されるこ
とによると思われる。 PH7.0における窒素の溶解度については、発酵
前の粉体（70.1％）よりも発酵後の粉体（83.5
％）が高く、したがつて、この事実は、ダイエツ
ト用乳製品（中性PHにおいて生成物の高い溶解度
が要求される）にひまわり発酵食品を適用できる
ことを示唆している。PH9.0における窒素の溶解
度については、原料の実験室的に調製した粉体
（78.5％）よりも発酵後の粉体（73.8％）がわず
かに劣つている。 第３表は、発酵前の粉体および発酵後の粉体に
ついてのガスクロマトグラフイーによるフエノー
ル類およびオリゴ糖の定量により得られた数値を
示す。 【表】 発酵前後の実験室的に調製したひまわりの粉体
中のフエノール系顔料についての分析では、クロ
ロゲン酸が50％以上減少していること（原料の粉
体の7.24％から発酵後の粉体の3.49％への減少）
を示した。これは、この化合物が加水分解されて
２種類の成分、すなわちコーヒー酸およびキナ酸
に変わることによるものである。実際、発酵後で
は、これらの酸は増加している（第３表）が、減
少したクロロゲン酸の量と同程度ではない。これ
は、これら２種類の酸の約1/2が乳酸菌により代
謝されたためである（Whiting G.C.「飲物および
食品における乳酸菌（Lactic Acid Bacteria in
Beverages and Food）」Carr J.C.，Cutting G.
C.編、Acad.Press.N.Y.75頁、1975）。 ひまわりの粉体中に存在するオリゴ糖は、乳酸
桿菌（糖分解性の菌として公知である）により簡
単な糖にほぼ完全に変えられた。実際、シヨ糖は
原料の6.86％から発酵後の0.06％に減少し、ラフ
イノース（ひまわりの粉体では唯一の発酵可能な
糖）は3.31％から0.08％に減少した。二糖および
三糖の加水分解により、原料粉体中におけるレベ
ルがほぼ無視できる程度であつたグルコース
（0.38％）および特にフルクトース（3.42％）が
増加していた。 クロロゲン酸の部分加水分解およびラフイノー
スの完全な減成は乳酸発酵の重要な結果である。
すなわち、化学的な溶媒を添加しない場合あるい
はゲルクロマトグラフイーおよび限外過の如き
特殊な化学的および物理的処理を行なわない場合
でも、単にひまわりの粉体に水を加え、酸性化
し、数日間培養することによつて、ひまわりの粉
体の性質を改善でき、これにより、ひまわりの粉
体を各種の食品の組成中に使用することについて
の主な障害の１つを解消できる（クロロゲン酸に
ついては一部ではあるが）。 第４表は、発酵前および発酵後のひまわりの粉
体の全アミノ酸組成を示している。 【表】 【表】 栄養的には、リシンが原料の粉体（3.5％）に
比べて若干ではあるが発酵後では増加し（4.3
％）、シスチンは原料の粉体（2.0％）よりも多い
量（2.4％）で存在する。これに対して、スルホ
ン酸塩のレベルは、メチオニンの減少（2.2％か
ら1.9％へ）のため、発酵後の粉体中ではあまり
高くない。フエニルアラニンおよびトリプトフア
ンも発酵によりプラスの影響を受けるが、他のア
ミノ酸はほぼ同程度の値に維持される。ただし、
プロリンは発酵後の方が低い。 実施例 ２ パイロツトプラントで調製したひまわりの粉体
の乳酸発酵 Nera Montoro（Terni）のパイロツトプラン
トにおいてひまわりの種子から調製したひまわり
の粉体75ｇに飲料水300ml（割合１：４重量／容
量）を添加した。混合物を塩酸でPH4.6に酸性化
し、懸濁液を37℃の炉で３日間培養した。発酵中
に滴定酸度テストおよび生物学テストを行なうた
めに、発酵開始時、発酵24時間、48時間および72
時間後に、サンプルを取出した。発酵72時間後、
懸濁液を凍結乾燥した。ｐ−ヒドロキシジフエニ
ル／硫酸および硝酸ランタン／ヨウ化物によるテ
ストはいずれもプラスであり、パイロツトプラン
トで調製したひまわりの粉体のサンプルについて
ヘテロ乳酸発酵が進行していることを示した。 第５表は各種サンプルについての生物学的計測
を示す。 【表】 パイロツトプラントで調製したひまわりの粉体
については、全好気性菌の数６×10⁴／ｇ、酵母
および糸状菌の数10³／ｇ、大腸菌による汚染あ
り（腸内細菌９×10²／ｇ）を示し、これに対し、
乳酸菌はひまわりの粉体の各種サンプルに共通し
て見られるように一般に非常に低いレベル（＜
100／ｇ）で存在する。発酵の最初の24時間では、
酵母および糸状菌の数が減少し（８×10²／ｇ）、
腸内細菌の数が増加し（２×10³／ｇ）、乳酸桿菌
の数が増加する（10⁴／ｇ）。発酵２日後では、全
好気性菌の数は減少し（８×10²／ｇ）、酵母およ
び糸状菌は変化せず、腸内細菌はほぼ消滅し、乳
酸桿菌は７×10⁸／ｇに達する。最後のサンプル
（72時間後のサンプル）では、全好気性菌の数は
９×10²／ｇであり、乳酸桿菌は実施例１のひま
わりの粉体のサンプルと同じレベル（３×10⁹／
ｇ）で存在していた。この場合、乳酸発酵では、
２日目までに一時的に増加したのち、発酵48時間
内には腸内細菌が除去され、したがつて、パイロ
ツトプラントで調製したひまわりの粉体に対する
浄化作用が生ずるといえる。懸濁液のPHは発酵中
に4.6から4.2に変化した。発酵生成物から３種類
の乳酸菌、すなわちラクトバチルス・ブレビス、
ラクトバチルス・セロビオススおよびラクトバチ
ルス・コプロフイルスが単離された。 パイロツトプラントで調製したひまわりの粉体
について、発酵前および発酵後における化学組成
およびPH7.0および9.0における窒素の溶解度を第
６表に示した。 【表】 発酵前の粉体と発酵生成物の化学組成について
はあまり差がない。 PH7.0における窒素の溶解度については、発酵
後では発酵前のもの（68.7％）に比べかなり増加
している（87.1％）。同様に、PH9.0における窒素
の溶解度も発酵後は増加している（81.5％に対し
て89.1％）が、実験室的に調製した粉体（実施例
１）では若干の減少が観察された。 第７表は、パイロツトプラントで調製したひま
わりの粉体についての発酵の前後におけるフエノ
ール類およびオリゴ糖に係わるガスクロマトグラ
フイー分析の結果を示している。 【表】 【表】 発酵後の粉体のフエノール系化合物の分布で
は、クロロゲン酸の4.84％から2.19％への減少、
コーヒー酸の増加（原料の粉体の0.28％から発酵
生成物の0.99％へ）、キナ酸の増加（0.08％から
1.11％へ）およびイソフエルラ酸の増加（0.32％
から2.07％へ）を示した。同様に、グルコースの
増加（0.08％から1.27％へ）およびフルクトース
のかなりの増加（0.18％から5.59％へ）ととも
に、シヨ糖の激減（6.99％から0.04％へ）および
ラフイノースの消失（発酵前では2.98％）が観察
された。 第８表は、パイロツトプラントにより調製され
たひまわりの粉体および相当する発酵後の粉体の
全アミノ酸組成を示す。 【表】 【表】 パイロツトプラントで調製した粉体について発
酵後では、リシン含量の増加（発酵前の粉体の
3.3％から5.0％へ）およびシスチン含量の増加
（1.8％から2.8％へ）が見られ、同時にメチオニ
ンの減少（2.0％から1.3％へ）およびフエニルア
ラニンの若干の増加（4.1％から4.8％へ）が見ら
れた。トリプトフアン含量も増加した（発酵前が
1.5％であるのに対して1.8％）が、発酵後の生成
物についての重要な減少はプロリン、グルタミン
酸およびアスパラギン酸についてであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 脱脂したひまわりの種子の粉体を水に懸濁さ
   せ、この水性懸濁液のPHを4.0ないし5.5に調整し
   て、ヘテロ乳酸発酵させることを特徴とする、ひ
   まわり発酵食品の製法。 ２ 前記水性懸濁液のPHの調整を無機酸または有
   機酸を添加することにより行なう特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３ 前記酸が好ましくは塩酸、クエン酸および酒
   石酸の中から選ばれるものである特許請求の範囲
   第２項記載の方法。 ４ 前記ヘテロ乳酸発酵を温度30℃ないし40℃で
   行なう特許請求の範囲第１項記載の方法。