JPH10508759A - 冷凍組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は貯蔵のための冷凍組成物を製造するための方法を包含する。その方法は、貯蔵の前の硬化を必要としない。その方法は、水を含む成分の混合物を製造しそしてその成分の混合物に不凍タンパク質を添加することからなる。

Description

【発明の詳細な説明】 冷凍組成物の製造方法 発明の背景 本発明は、不凍タンパク質を利用する冷凍組成物の製造方法に関する。 アイスクリーム、冷凍ヨーグルト、メロリーン(mellorine)、シャーベット、 氷菓子、ミルクシェイク、ソルベット(sorbet)又は新型コーテッドバー等々のよ うな冷凍組成物は、工業的規模で製造するのには、挑戦的且つエネルギー集中的 製品である。これらの乳製品は、脂質含量が約０.０１ないし２０.０重量％の範 囲内にあってよい。 製造される冷凍組成物は、コンデンスミルク、クリームとコーンシュガー、ケ ーンシュガー、コーンシロップのような甘味料及び水のような成分を含有し、そ してそれら成分は一つの容器中で混和されそして殺菌、ホモジナイズされそして ３２ないし４２°Ｆの温度に冷却される。次いで混合物を３２°Ｆないし４０° Ｆで攪拌下貯蔵する。 液状の風味料(flavoring)を、殺菌した冷凍組成物に添加してもよい。果実と 木の実のような粒子を、冷凍の間にフルーツフィーダーのような装置により添加 してもよい。風味付けしたら、混合物を冷凍しそして空気混和のためにスクレー プ表面(scrape-surface)熱交換機中で 空気圧をかけて押し出しそして約１８ないし２５°Ｆで充填される。 充填した（或る場合には包装されている）後に、冷凍組成物は、−３０°Ｆな いし−６０°Ｆの温度で、硬化トンネル、硬化ボックス又は硬化冷凍機中で又は 接触プレート冷凍機(contact plate freezer)中で−３０°Ｆないし−６０°Ｆ の温度で冷凍される。硬化加工は、冷凍組成物が通気、攪拌そして部分的に冷凍 された後に、冷凍組成物中の冷凍されないで残存している水を冷凍するために使 用されるのが普通である。 硬化段階は所望の口触り(mouthfeel)を持つ冷凍組成物を得るために、組成物 を急速に冷凍することを含む。口触りは冷凍組成物内の氷結晶の径により影響さ れる。氷結晶が大きくなると、口触りがざらざらになる。従って、急速冷凍して 氷結晶を小さくしそして冷凍組成物の口触りを滑らかにする。硬化段階がないと 、冷凍組成物中の液状水は非常に遅い速度で冷凍されそして大きい氷結晶が形成 しそれが冷凍組成物の口触りを受け入れられない程にざらざらにしてしまう。 冷凍貯蔵の間に、氷結晶の大きさは時間経過と共に、力学的な過程で不均化が 起こりそして小さい結晶が融解して大きい結晶に再結晶化するので氷化が際立ち 、製品に好ましくない性質を付与する。製剤、加工、温度分布制御又は製品寿命 管理は、高品質の最終製品を保証するために、全ての冷凍組成物製造者にとって の課題である。 参考文献、フアング他の米国特許第５１７５０１３号（１９９２年１２月２９ 日公告）には、氷結晶形成の減少に関する成分を含む冷凍組成物が記載されてい る。その成分は高分子量の澱粉加水分解物である。 ヅボスの米国特許第５，３２４，７５１号（１９９４年６月２８日公告）には 、ソルビトールとマンニトールの微結晶が記載されている。 ワレン他の米国特許第５，１１８，７９２号（１９９２年６月２日公告）には 、不凍性能を持つポリペプチドが記載されている。 図面の説明 図１（Ｆｉｇ．１）は、１０°Ｆで１６時間にわたりゆっくり冷凍し次いで− ２０°Ｆで貯蔵した、不凍タンパク質のない冷凍組成物の氷結晶径分布を示す。 図２（Ｆｉｇ．２）は、１０°Ｆで１６時間にわたりゆっくり冷凍し次いで− ２０°Ｆで貯蔵した、不凍タンパク質のない冷凍組成物の氷結晶の顕微鏡写真を 示す。 図３（Ｆｉｇ．３）は、１０°Ｆで１６時間にわたりゆっくり冷凍し次いで− ２０°Ｆで貯蔵した、１０ppm の不凍タンパク質を含む冷凍組成物の氷結晶径分 布を示す。 図４（Ｆｉｇ．４）は、１０°Ｆで１６時間にわたりゆっくり冷凍し次いで− ２０°Ｆで貯蔵した、不凍タンパク質１０ppm を含む冷凍組成物の氷結晶の顕微 鏡写真 を示す。 図５（Ｆｉｇ．５）は、−４０°Ｆで硬化しそして２０°Ｆで４日間にわたり 加圧した、不凍タンパク質のない冷凍ヨーグルトの氷結晶径分布を示す。 図６（Ｆｉｇ．６）は、−４０°Ｆで硬化しそして２０°Ｆで４日間にわたり 加圧した、不凍タンパク質を含まない冷凍ヨーグルトの氷結晶の顕微鏡写真を示 す。 図７（Ｆｉｇ．７）は、１０°Ｆで１６時間にわたりゆっくり冷凍しそして− ２０°Ｆで１６時間にわたり冷凍しそして−２０°Ｆで貯蔵し次いで２０°Ｆで ４日間にわたり加圧した、不凍タンパク質１０ppm を含む冷凍ヨーグルトの氷結 晶径分布を示す。 図８（Ｆｉｇ．８）は、１０°Ｆで１６時間にわたりゆっくり冷凍しそして− ２０°Ｆで貯蔵し次いで２０°Ｆで４日間にわたり加圧した、不凍タンパク質１ ０ppm を含む冷凍ヨーグルトの氷結晶の顕微鏡写真を示す。 発明の概説 本発明は、硬化段階に処していない冷凍組成物の結晶径を最小にするための方 法に関する。その方法は、水を含むデザート成分を組み合わせて混合物を製造す ることを含む。不凍タンパク質が上記混合物に添加される。次いで、その混合物 は殺菌され、ホモジナイズされそして−２０°Ｆよりは高い温度で冷凍される。 好ましい実施態様の詳細な説明 本発明の冷凍組成物の製造方法は、不凍タンパク質が冷凍組成物を製造するた めに使用される成分の混合物に添加され、その後組成物は冷凍され、貯蔵の前の 硬化段階を必要としない。かくして、本発明の方法はブラスト(blast)又はプレ ート(plate)冷凍により実施される硬化段階を除いている。本発明は、又、水濃 度が約４０ないし９０重量％でありそして１ないし１０ppm、好ましくは約５０p pm より少なく、最も好ましくは約２０ppm より少ない濃度範囲の不凍タンパク 質を含む冷凍組成物からなる。 「冷凍硬化」又は単に「硬化」により、製品が−３０ないし−６０°Ｆと低い 温度で急速に冷凍されることを意味する。不凍タンパク質の添加により、冷凍組 成物のような冷凍組成物を冷凍硬化する必要は必ずしもなく、デザートは一度押 し出されそして充填される。冷凍組成物は氷状にならずに０ないし−２０°Ｆの ような温度でゆっくりと硬化されてもよい。氷結晶が、不凍タンパク質なしに製 造された冷凍組成物中で形成されるのとほぼ同じ重量％で形成されることが見出 された。 適当な不凍タンパク質は、南極魚、北極魚、虫と昆虫の血液と筋肉組織から誘 導されるものであってよい。合成不凍タンパク質は、上述の有機体又は他の大腸 菌（Escherichia coli）又は酵母菌（Saccharomyces species ）のように至る所 にある有機体からクローンされる遺伝子 により合成されてもよい。 本発明において使用されるための適当なタンパク質は、不凍性の糖タンパク質 （ＡＦＧＰｓ）と不凍ペプチド（ＡＦＰｓ）である。ＡＦＧＰｓの初期構造は（ Ａｌａ−Ａｌａ−Ｔｈｒ）の繰り返し配列を持ちそれにガラクトシル−Ｎ−アセ チルガラクトサミンがスレオニン残基に結合しそしてアラニン残基はＣ末端に位 置している。ＡＦＧＰｓは、ゲル中の電気泳動相対的移動度によると、Ｉないし VIIIの範囲の数がラベル化されている。ＩないしＶの範囲内の数のＡＦＧＰｓは 、１０−３０ｋＤ範囲内の分子量を持ちそして同様の不凍活性を有する。数VIな いしVIIIでラベル化されたＡＦＧＰｓは、２.６−５ｋＤ範囲内の分子量を持ち 、そしてスレオニン単位に続く色々の位置にプロリンを持つ。 ＡＦＰｓは、アラニンが優性のアミノ酸残基でありそして分子が両親媒性を示 すという点で、ＡＦＧＰｓと類似している。残りの基が型と分子構造を決める。 Ｉ型ＡＦＰｓはα−ヘリックス構造を持つが、II型とIII型はβ−シーツ(sheet) 又は定義されていない２次構造を持つ。好ましくは、５５アミノ酸残基を持つＩ 型ＡＦＰが使用される。不凍タンパク質の他の型も有効であると信じられている 。 本発明の方法では、常用の成分が冷凍組成物を製造するために提供される。例 えば、冷凍組成物の場合には、コンデンススキムミルク、クリーム、コーンシュ ガー、 ケーンシュガー、コーンシロップ、ガム、乳化剤と水が通常の濃度で提供される 。成分は、当業者に知られてい通常の方法で、混和され、殺菌されそしてホモジ ナイズされる。殺菌そしてホモジナイズされると、混合物は３２ないし４０°Ｆ で熟成されて(aged)もよい。 好ましい実施態様では、不凍タンパク質は成分混合物の殺菌の後に添加される 。不凍タンパク質は殺菌の前に混合物に添加されてもよい。 冷凍組成物処方の或る特徴が、不凍タンパク質に影響すると信じられている。 特に、成分のｐＨは不凍タンパク質活性に影響するだろうと信じられている。好 ましくは、ｐＨは２次又は３次構造変化により又は電荷反発によるようにタンパ ク質活性に悪影響を与えないｐＨであることが好ましい。ｐＨは不凍タンパク質 の効果を最大にするために約３より大であるべきであると信じられている。 不凍タンパク質を含有する冷凍組成物又は他のデザートが熟成される(aged)と 、風味(flavor)とフルーツと木の実のような固形材料が添加され、不凍組成物は 約１８ないし２５°Ｆで冷凍そして充填されてよくそして約−１０°Ｆないし− ２０°Ｆで貯蔵されてもよい。不凍タンパク質を含んでいると、冷凍組成物を約 −３０ないし−６０°Ｆの温度で硬化する必要はない。アイスクリーム又は他の 冷凍製品は、これらの製品が不凍タンパク質を含有する場合は、冷凍硬化工程を 通過させることによ り、約１０°Ｆの高さの温度で貯蔵されてよい。 好ましい実施態様では、約１０ppm の不凍タンパク質の濃度、即ち１００万部 当たり１０部の不凍タンパク質が冷凍組成物のような冷凍組成物混合物に添加さ れる。しかし、１００万部当たり約１〜５部の低い濃度でも、硬化段階を除くの に有効である。 不凍タンパク質を含有する冷凍組成物のような冷凍組成物は、冷凍硬化段階な しに製造されるというものの、不凍タンパク質なしであるが、硬化段階を伴って 製造される製品の氷結晶と比較して、同様の氷結晶を持つ。不凍タンパク質が存 在し又は存在しないで製造された冷凍組成物の具体例をここに記載する。実施例 は、特定の製品の特徴を記載しただけであって、本発明の方法又は製品を限定す るためのものではない。 実施例１ 一つの実施態様では、脂質１７重量％のクリームを下記の成分から製造する： これらの成分からアイスクリームを常法により製造したが、硬化段階を省き、 そして１０°Ｆで貯蔵した。１０°Ｆで１６時間の後、氷結晶の平均径は約５４ ミクロンであった（図１と２）。結晶径測定の方法は実施例３に記載されている 。 同じ混合物から、不凍タンパク質を１０ppm の濃度になるまで添加する以外は 、同じ条件下で加工されそして貯蔵されたアイスクリームは平均値約３４ミクロ ンの氷結晶の径を持っていた（図３と４）。この氷結晶径は、硬化工程を経そし て約−２０°Ｆで貯蔵して製造された通常の冷凍組成物中に見出される氷結晶の 典型である。 実施例２ 別の実施態様では、冷凍ヨーグルトは下記の成分から製造される： ヨーグルトを、上述の成分を使用して、分析の前に４日にわたり２０°Ｆで加 圧する以外は、ブラスト（blast）冷凍による硬化を含む常法により製造した。 氷結晶は平均値約８９ミクロンの径に達した（図５と６）。 同じバッチから製造されたが不凍タンパク質を１０ppm の濃度に到達するまで 添加しそして硬化段階のないヨーグルト中の氷結晶は、ＡＦＧＰのないヨーグル トと同じ加圧条件下で貯蔵された場合は、径が平均２７ミクロンになった（図７ と８）。不凍タンパク質中で処理されたヨーグルト中の小さい氷結晶は、ＡＦＰ のないヨーグルトの場合より肌理と口触りをより滑らかにした。 実施例３ 氷結晶分析は、１００ミクロンより小さい氷結晶を測定するために設計された 試験方法により実施された。 その試験方法を実施するのに必要な装置は、ニューヨークのＴｈｏｒｎｗｏｏ ｄのツワイス顕微鏡（カールツワイス・インコーポレイション製）に、温度制御 した冷却台（ニュージャーシー、ＨｉｇｈｔｏｗｎのＭｅｔｔｌｅｒ Ｉｎｓｔ ｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｒｐ．製）が付けてある。熱電気台が好ましい。 冷凍組成物の試料を、−２０℃までに平衡化させる。それより冷たい試料はそ れらが破断してしまうおそれがあるので望ましくない。スライド、カバースリッ プ、鉱油と用具も−２０℃に平衡化させる。 冷凍組成物試料を、デザートの冷凍したパイントから 集めた。試料をデザート表面から下１インチ容器の中心から集めた。 −２０℃の冷凍室中で、少量の試料を冷スバチュラを使用して冷顕微鏡スライ ド上に置いた。鉱油の一滴を試料上に置きそしてカバースリップを鉱油上に置い た。冷ペンシルエレイザー(eraser)を使用してカバースリップ上に圧力をかける ことにより、デザート試料を油中へ分散した。 顕微鏡と冷却台を液体窒素で冷却した。湿気が顕微鏡のレンズ上又は試料スラ イド上で凍結するのを防ぐために、装置をプラスチック袋中に封入した。倍率を 下記のようにして決定した： 倍率 １０ｘ 対物 １６ｘ カメラ対レンズ ０.８ｘ カメラ理論係数 １２８ｘ 実際 １３０.７ｘ 台が−２０℃に平衡化されたら、スライドをフリーザーから顕微鏡台に素早く 移した。試料を氷結晶の代表的分散を示すフィールド(field)について検査した 。氷結晶が均等に分散しそして分離している領域は、イメージ解析又は計数化に より解析するのにより容易である。試料と解析を重複（２回）して実施した。 等価円状直径についての分散は、写真のイメージ解析により決められた。オー トメ化したプログラムを、フィ ールド内の各々の氷結晶を検出しそして測定するのに使用した。イメージ解析フ ィールドは、写真より僅かに小さかった。重なった氷結晶はこの方法により測定 できなかった。イメージ解析機は、氷結晶を区分しているコントラスト環(contr ast ring)の外端を測定した。性能制御検査は、倍率検査、計数検査、正確度検 査と精度検査を包含する。 本発明は、好ましい実施態様を参考にして記述されたが、当業者は本発明の精 神から乖離することなしに、様式と詳細において変更がなされてもよいと認識す るであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローゼンワルド，ダイアン，アール. アメリカ合衆国，ミネソタ 55126，ショ レビュー，ダンラップ アベニュー エ ヌ．5620 (72)発明者 フアング，ビクター，ティ. アメリカ合衆国，ミネソタ 55112，マウ ンズスビュー，パークビュー ドライブ 7309

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．デザートを、華氏−２０°より高い温度での貯蔵の前に華氏−２０°より 低い温度にすることなしに冷凍組成物中の氷結晶径を最小にするための方法であ って： 水を含有する成分の混合物を調製し；そして 不凍タンパク質をその成分混合物に添加することからなる方法。 ２．約２０ppm より多くない濃度の不凍タンパク質を添加する請求項１記載の 方法。 ３．不凍タンパク質の添加の前に混合物を殺菌することを更に含む請求項１記 載の方法。 ４．不凍タンパク質の添加の後に混合物を殺菌することを更に含む請求項１記 載の方法。 ５．冷凍組成物が冷凍組成物である請求項１記載の方法。 ６．冷凍組成物が冷凍ヨーグルトである請求項１記載の方法。 ７．不凍タンパク質を含有する冷凍組成物製品。 ８．不凍タンパク質が１００ppm より多くない濃度で存在する請求項７記載の 組成物。 ９．請求項１記載の方法により製造された製品。