酵素は栄養素の発達に貢献できます

この記事/プレスリリースは、Nofima ノルウェー食品・漁業・水産養殖研究所によって費用が支払われ、提供されています - 続きを読む

ノルウェー南東部にある Nortura Hærland では、毎日最大 100,000 羽の鶏を処理しています。 その結果、胸肉、もも肉、ひき肉、もも肉、胸肉が入ったパックが大量に残り、大量に残ります。

枝肉にはかなりの量の肉が残っています。 これは残り原料または残存バイオマスと呼ばれ、主に動物の飼料として使用されます。

Bioco、Nofima、Norilia、Nortura、SINTEF の専門家は、これらの残りの原材料をより有効に活用するために協力しています。 この原料にはさまざまな食品に利用できる栄養成分が含まれているため、人間が消費できる原料の開発が目標です。

新しい原材料の開発と生産は、ハーランドにあるノーチュラの鶏屠殺場のすぐ隣で行われています。 この会社はビオコといいます。 鶏肉と七面鳥の原材料を高品質の原材料に変換するノルウェー唯一の施設です。

屠殺場の屋根の真下から道路を越えてビオコにつながる 2 本の平行なパイプがこの原料を運びます。

残りの原材料の組成は異なる場合があります。 七面鳥の残り原料と鶏肉の残り原料では栄養素に違いがあります。 枝肉に残された肉とは対照的に、皮膚にも同じことが当てはまります。

毎日同じ品質の製品を作るためには、原料混合物の品質ができるだけ安定していることが重要です。 生産者は違いを認識し、一貫した品質を達成するにはどのようなプロセスが必要かを知る必要があります。

そのため研究者らは、残りの原材料をミンチに粉砕する粉砕機のすぐ後ろにNIRセンサーを設置した。 とりわけ、センサーは、継続的に通過する混合物中の脂肪、タンパク質、骨の含有量を測定します。

「このようにして、原材料が実際にどの程度変動するのか、そしてその変動がプロセスや最終製品にどのような影響を与えるのかをより詳しく知ることができます」とノフィマのシニアエンジニア、カティンカ・ダンケル氏は言う。

彼女は、博士研究員の Bijay Kafle および Marco Cattaldo とともに、Bioco で勤務日数をかけて NIR 測定を追跡し、プロセスと製品からさらに多くのデータを収集してきました。

NIR (近赤外) 分光法は、光を食品サンプルに透過させて、さまざまな波長で吸収される光の量を測定する技術です。 この測定方法では、脂肪、水分、タンパク質、炭水化物、色素など、食品のさまざまな特性を迅速に評価できます。

粉砕された原料は水と酵素と混合され、いわゆる加水分解プロセスが行われます。

これは、酵素が大きなタンパク質分子を小さなペプチドやアミノ酸に分解する、体の消化器系で起こっていることを模倣したものです。

体はタンパク質を構築するためにペプチドを必要とします。 ペプチドはアミノ酸の鎖で構成されています。 それらはすべての生きた細胞の構成要素として機能し、体内の成長と組織の修復に重要な役割を果たします。

約 1 時間後にこのプロセスは終了し、混合物は脂肪、水溶性タンパク質、ミネラルが豊富な沈殿物の 3 つの異なる部分に分離されます。

「このプロセスのユニークな点は、すべての原材料が価値ある製品に変換されることです。無駄なものは何もありません。現在のテストでは、タンパク質の部分に焦点を当てています」と、Nofima の上級科学者 Nils Kristian Afseth 氏は言います。

このプロセスで得られる水溶性タンパク質は加水分解物と呼ばれます。 これは主にペプチドとアミノ酸を含む物質です。

Bioco にとっては、原材料中のタンパク質ができるだけ多く最終的に加水分解物に含まれることが重要です。 これにより、高い収率が得られます。 さらに、加水分解物が正しい栄養組成を持ち、味が良いことも重要です。 専門家は現在、さまざまな酵素をテストして、それらが組成と収量の両方に影響を与えるかどうか、またどのように影響するかを確認しています。

「私たちが現在実施している試験の目的は、原材料と酵素の両方の変化が加水分解物にどのような影響を与えるかを分析することです」と、Nofima の上級科学者でデータ アナリストの Ingrid Måge 氏は述べています。

彼女は、テストから得られたすべてのデータの編集と分析を担当しています。 Marco Cattaldo もデータ分析チームの一員です。 彼は DigiFoods の博士研究員であり、加水分解物が常に適切な品質であると同時に収率が高くなるように、NIR 測定を使用してプロセスを調整する方法を研究しています。

数週間にわたる大規模なテストが進行中です。 毎週、新しい酵素がテストされ、その一方でプロセスオペレーターは原材料と水の添加を制御しながら変更します。

加水分解物がこれらの変化によってどのような影響を受けるかを確認するには、プロセスからサンプルを抽出する必要があります。 つまり、Bioca または Nofima の誰かが防護服を着て、タンクのハッチを開け、小さなプラスチックのチューブに湯気が立つ熱い液体を満たさなければなりません。

テスト週間中、これは毎日数回、24 時間行われます。 期間によっては、10 分ごとに発生する場合もあります。

サンプルはノフィマの研究室に運ばれ、タンパク質組成とその他の特性の両方を特徴付けるために、さまざまな測定方法を使用して徹底的に分析されます。

タンパク質の品質の測定に適していることが証明されている測定法の 1 つは、フーリエ変換赤外分光法 (FTIR) です。 この赤外線を利用することで、研究者は分子を識別することができます。 放射線は分子間の化学結合に特定の振動を引き起こします。

サンプルを外部の研究室に運ぶのは面倒であるため、SINTEF と Nofima の科学者は、工場内でタンパク質の品質を直接測定するために使用できるポータブル FTIR 装置の開発に取り組んでいます。

このような機器により、業界は今日では不可能な、製品の品質管理を迅速かつ簡単に行うことが可能になります。 これがビジェイ・カフレ氏の博士論文の目標の 1 つです。

噴霧乾燥後、加水分解物はタンパク質粉末になります。 ニュートラルな味を実現するのは困難でした。

酵素、プロセス、原材料の組成など、味に影響を与える要因はいくつかあります。 粉末は苦い味や焦げた味がすることがあります。 目標は、プロテインパウダーが中立的な味を持つことです。

さまざまなバッチすべてのプロテインパウダーは、ノフィマのプロの官能審査員による数回の味評価を受けます。

Bioco のスタッフは、Nofima の感覚研究所を訪問し、味覚評価のトレーニングを受けました。

彼らは現在、1 ～ 9 の評価スケールを使用してプロテイン パウダーの品質に関する独自の一連の評価を実施しています。7 ～ 9 は良好な品質を表します。

さまざまな酵素が加水分解プロセスに与える影響には大きな違いがあります。 現在進行中の試験では、どの酵素を使用するかに関係なく、加水分解プロセスは同じプロセス条件で実行されます。

Bioco と Nofima の両方の専門家にとって、テストは新しい知識を得る良い機会となります。

「私たちは、さまざまな酵素が収率、味、プロセス条件の観点からどのように機能するかを学びます。次のステップは、私たちが進めるために選択した酵素にとって最適なプロセス条件は何かを分析することです。たとえば、これには加水分解の延長が含まれる可能性があります。」プロセスです」と、Bioco の運用マネージャー、Jonathan Fjällman 氏は言います。

このコンテンツは、このプラットフォームを使用して科学を伝え、研究結果を一般の人々と共有する Nofima のコミュニケーション スタッフによって作成されています。 Nofima は、ScienceNorway.no の 80 社以上の所有者の 1 つです。 詳細はこちらをご覧ください。