JP2000312599A - トウモロコシの浸漬方法及びこの方法から得られる、還元糖を少量でしか含まないスティープリカー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トウモロコシ浸漬方法の提供。 【解決手段】 還元糖を少量でしか含まないコーン・ス
ティープリカーを製造するためのトウモロコシ浸漬方法
であって、(a) トウモロコシに対し約1000〜約2200ppm
の濃度で二酸化硫黄を含む新鮮なスティープリカーを導
入すること、(b) このトウモロコシを、約118 °Ｆ〜約
125 °Ｆの温度で10時間を超える浸漬時間、浸漬するこ
と、(c) このトウモロコシから、トウモロコシ１ブッシ
ェル当たり２〜４ガロンの率でスティープリカーを分離
すること、(d) 上記新鮮なスティープリカーを導入した
約４時間後から上記トウモロコシからスティープリカー
を分離する約１時間前までの間の時点にpHを約4.2 〜約
5.5 に調節すること、(e) 上記分離したスティープリカ
ーを、約118 °Ｆ〜約125 °Ｆの温度に、約10〜約40時
間維持すること、及び(f) 得られたコーン・スティープ
リカーを蒸発処理すること、を含んでなる上記方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、トウモロコシから
材料を分離及び回収するためのウェットミリングプロセ
スにおける改善に関する。より詳しくは、本発明は、よ
り高い収量でデンプンを得ることを可能にする向上した
磨砕性(millibility) と、還元糖を少量でしか含まない
スティープリカー(steepwater)とを与える改善された浸
漬方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常のトウモロコシの加工方法では、高
められた温度及び酸性pH下に二酸化硫黄を含む水中に全
トウモロコシを長期間浸漬する。この浸漬工程の間、可
溶性物質がトウモロコシ穀粒から浸漬水に抽出され、こ
の水中の乳酸菌の存在により発酵する。浸漬時間、SO₂
濃度、水の除去速度、温度などの様々な可変パラメータ
が分離を促進するために使用される。得られたスティー
プリカーは、酵素、薬品などの様々な物を製造するため
の発酵媒体として使用される。このプロセスには多くの
変法があるので、市場にあるコーン・スティープリカー
の品質は様々である。

【０００３】簡単な浸漬方法の古い説明が米国特許RE 1
8,775 号に記載されている。この方法では、若干酸性に
した水を簡単な浸漬タンク中に加える。デンプンを分離
した後、水をそのプロセスに再利用する。スティープリ
カーをプロセスに再循環することを含む浸漬方法の他の
古い説明が米国特許第58,824号、同第1,655,395 号及び
同第1,960,985 号にある。

【０００４】米国特許第2,232,555 号は、トウモロコシ
を、4.5 〜6.9 のpHを有する酸性化した水中に、125 〜
145 °Ｆの温度で約５〜15時間浸漬して、水溶性炭化水
素類または糖類を実質的な量で含む抽出物を得る方法を
開示している。

【０００５】米国特許第4,359,528 号は、アミノ酸を多
量に含み、ペニシリンの製造に有用なスティープリカー
を製造する方法を開示している。この方法は、複数の一
連のサイロで段々に低く設定された温度を使用し、また
トウモロコシに対し高い循環率で水を使用する。3.95〜
4.2 のpHが報告されている。

【０００６】米国特許第4,980,282 号は、スティープリ
カーをプロセスから分離し、次いでインキュベーション
(incubation)してバイオマスを発展させそしてこの発展
したバイオマスを40℃〜約48℃の温度及び少なくとも約
3.5 のpHで処理する方法を開示している。

【０００７】有用性の面で様々なスティープリカーを製
造していたところ、デンプンを高収量で与えながらも、
発酵媒体として使用するのに必要な低い還元糖含有率を
有するスティープリカーを与える方法がここに見出され
た。

【０００８】

【本発明の要約】本発明により、 a) トウモロコシに対し二酸化硫黄を約1000〜約2200pp
m の割合で含む新鮮なスティープリカーを導入するこ
と、 b) 約118 °Ｆ〜約125 °Ｆの温度で10時間を超える浸
漬時間で上記トウモロコシを浸漬すること、 c) トウモロコシ１ブッシェル当たり２〜４ガロンの率
で、上記トウモロコシからスティープリカーを分離する
こと、 d) 上記の新鮮なスティープリカーを導入した後約４時
間から上記トウモロコシからスティープリカーを分離す
る約１時間前の間の時点に、pHを約4.2 〜約5.5 に調節
すること、 e) 上記の分離したスティープリカーを、約10〜約40時
間、約118 °Ｆ〜約125°Ｆの温度に維持すること、及
び f) このコーン・スティープリカーを蒸発処理する、 ことを含む、コーン・スティープリカーを製造する方法
が提供される。

【０００９】

【本発明の詳細な説明】本方法を行うにあたっては、サ
イロに入れたトウモロコシ穀粒を、トウモロコシに対し
約1000〜約2200ppm の割合で二酸化硫黄を含むスティー
プリカーと接触させる。このトウモロコシは、約118 °
Ｆ〜約125 °Ｆの温度下に、10時間を超える時間、好ま
しくは約20〜約48時間の間、浸漬する。浸漬処理はバッ
チプロセスで行ってもよいし、また図１に示すように連
続して行ってもよい。連続して行う場合は、連結した各
サイロに新鮮なスティープリカーを順次導入する。

【００１０】通常の浸漬方法では、pHは3.8 〜4.1 であ
る。本発明方法においては、最初に新鮮なスティープリ
カーを導入した約４時間後からトウモロコシからスティ
ープリカーを分離する約１時間前までの間の時間にpHを
約4.2 〜約5.5 に調節し、次いで分離したスティープリ
カーを約118 °Ｆ〜約125 °Ｆの温度に約10〜約40時間
維持することによって、還元糖を少量でしか含まないス
ティープリカーが得られることが見出された。このよう
な特徴は、このスティープリカーを商工業的に非常に魅
力あるものとする。更に、デンプンの収量が高いという
別の利点がある。なぜならば、発酵媒体品質のスティー
プリカーを製造する際にはしばしばデンプンの収量が低
くなるからである。最後に、上記スティープリカーは蒸
発処理して市販製品とする。

【００１１】本発明の好ましい態様の一つでは、pHは、
新鮮なスティープリカーを導入した約８時間後から約16
時間後の間の時間に調節される。

【００１２】pHの調節はスティープリカー製造プロセス
の間に行うことができるが、本発明の他の態様では、ス
ティープリカーをプロセスから取り出し、そのpHを調節
しそしてこのスティープリカーを再びプロセスに戻すこ
ともできる。

【００１３】以下の例は本発明の実施の態様を例示する
ものである。

【００１４】

【実施例】例１ きれいな黄色デント種No.2トウモロコシの浸漬を、同じ
揃いの二つの浸漬サイロ群（装置Ａ及び装置Ｂ）を用い
て以下に記載の異なる条件下に工業用プラント中で行っ
た。これらの装置の一つを図１に示す。この装置は、総
容積67,800ガロン、直径18フィートの、濾過基底部Ｂを
有するステンレス製の８つのサイロA1〜A8からなり、こ
れらは以下の要素を含む： 管11； 共通の排出管C2及び共通の導入管C3を介して、
サイロの基底部をそのサイロの頂部及び他の７つのサイ
ロの頂部に連結し、そのサイロもしくは他のサイロへス
ティープリカーを再循環させる管であり、またこの管
は、所定の時間で、図１に示した共通の管路を介して浸
漬水を貯槽タンク（図示せず）に回収する働きもする。

【００１５】トウモロコシを排出するための底部弁14； 循環ポンプP-1 を有する管／鞘構造の熱交換器16； 前
記循環ポンプは、熱交換器16中の加熱管を介する他のサ
イロ頂部への液流を制御する。

【００１６】管路11上に配置された、８つの電磁(solen
oid operated) 排水弁V2； 装置中にいきわたるスティ
ープリカーの動きを可能とする共通の排出管路C2から各
々のサイロを隔離するもの。

【００１７】管路12上に配置された、８つの電磁水導入
弁V1；装置中にいきわたるスティープリカーの動きを可
能とする共通の導入管路C3から各々のサイロを隔離する
もの。

【００１８】インキュベーションタンク（図示せず）に
接続された出口管C1及び弁V3； 前記インキュベーショ
ンタンクは、24〜40時間のインキュベーション時間を与
えるのに十分に大きい容積を持って、粉砕されたトウモ
ロコシ１ブッシェル当たり２〜４ガロンの量のバッチの
スティープリカーを収容し、管C2及び11を介して各々の
サイロに連結される。この際、弁V2は各サイロ間でのリ
カーの隔離を保証する。

【００１９】1000〜2200ppm 濃度に調節された含SO₂ ス
ティープリカー用の注入管19； 弁V5及びV1を開けるこ
とによってこの管19から含SO₂ リカーが回分的に加えら
れ、回収されたスティープリカーと置き換わる。

【００２０】pHを4.2 〜5.5 の範囲に調節するためのア
ルカリ添加用の注入管18； 同一のサイロの弁V4、V₂及
びV₁並びにスタートポンプP-1 を開けることによってこ
の管18からアルカリがC2に加えられる。これにより、浸
漬サイクルのいかなる時点及びどのサイロ中においても
スティープリカーのpH調節が可能となる。

【００２１】スティープリカーのpHを測定するためのpH
測定器Z-1 ； pH値が所望とするセットポイントに到達
した時点で、このZ-1 が機能して弁V-4 を閉める。

【００２２】各サイロはトウモロコシＭで満たし、そし
てプロセス水を浸漬サイロ中に向流で移動させ、この
際、最も古いトウモロコシが最も新しいリカーと接触す
るようにする。この系では、トウモロコシは各浸漬サイ
ロ間を移動せず、スティープリカーだけが各サイロ間を
渡り進む。24〜40時間のインキュベーション時間の後、
そのスティープリカーは蒸発器（図示せず）に移し、そ
して85℃未満の温度で減圧下に50％乾量分まで蒸発処理
する。

【００２３】同じ揃いの二つのサイロ群を、118 °Ｆ〜
125 °Ｆの浸漬温度、1000〜2200ppm のSO₂ 濃度及び１
ブッシェル当たり2.0 〜4.0 ガロンのスティープリカー
回収率で操業した。Ｂ装置は対照例であり、一方、Ａ装
置は所定の時間に浸漬中にpHの調節を行った。きれいな
黄色のデント種No.2トウモロコシのサンプル100 ｇを1.
2 インチ×1.2 インチのサイズのチーズクロース中に封
入し、そしてサイロをトウモロコシで満たした後に各々
の装置の各々のサイロ中に入れた。チーズクロース中の
トウモロコシサンプルを、各々の装置中で浸漬されてい
るトウモロコシと同じ浸漬条件に曝した。浸漬サイクル
の間に規定の時間が過ぎたら、サンプルをそれぞれの装
置から取り出し、浸漬が更に進むのを防ぐために冷却
し、そしてCereal Chem. 70:732-727 に記載の手順に従
いその磨砕性について試験した。

【００２４】Ａ装置では、スティープリカーのpHを、以
下の表Ｉに示されるように浸漬サイクルの間の様々な時
点で4.6 に調節し、一方、Ｂ装置は3.8 〜4.1 のpHの標
準のpH条件に維持した。このpHの調節は30％の水酸化ナ
トリウム水溶液を添加することによって行った。浸漬サ
イクルの間のpHを調節する時点は、注入管18を通して浸
漬プロセスに含SO₂ スティープリカーを導入した８時間
後から最後のスティープリカーを回収する１時間前まで
の間で変えた。

【００２５】表１は、浸漬プロセス中様々な時点での、
Ｂ装置対照サンプルとＡ装置サンプルとでのデンプンの
収率を比較した結果を示す。図２に示したこのデータの
グラフは、pH調節時間及び浸漬時間とそれのデンプンの
収率に対する影響との関係を示す。ここで、最も効果的
なpH調節時期は、浸漬プロセスに含SO₂ スティープリカ
ーを導入してから８〜16時間の間にあることに注目する
べきである。但し、スティープリカーをインキュベーシ
ョンタンクに移す１時間前に第二のpH調節を行った。 表１ デンプンの収率（トウモロコシの重量に対する％） 浸漬時間 （対照） (h^* ) ０時間 ８時間 12時間 16時間 18時間 12 - 59.48 62.31 61.37 - 16 59.46 62.25 64.92 63.93 62.56 20 63.21 62.18 66.18 64.64 62.93 24 64.60 64.63 67.01 65.16 60.83 28 65.95 - 68.15 - - ^* 浸漬プロセスに含SO₂ リカーを導入した後の経過時間例２ 含SO₂ スティープリカーを浸漬プロセスに導入した８時
間後にpHの調節を行ったＡ装置から回収した最終のステ
ィープリカーから１ガロンのサンプルを得た。このサン
プルから200mL のアリコートを取り出し、そのpHを4.9
〜5.0 に調節しそして実験室で110 °Ｆ〜131 °Ｆの範
囲の様々な温度でインキュベーションした。インキュベ
ーションする間、Corn Industries Research Foundatio
n Division of Corn Refiners Association, Inc., Sta
ndard Analytical Method,第６版，D-52, J-58, （ワシ
ントン）に従い還元糖含有率を試験した。この方法は、
サンプル中の還元糖の含有率（乾量基準で重量％単位）
を測定するものである。

【００２６】図３に示した結果は、インキュベーション
サイクルの期間の間にスティープリカー中の還元糖が低
減したことを示す。インキュベーションの間、115 °Ｆ
以下の温度に維持されたサンプルは、発酵品質のスティ
ープリカーの製造プロセスにとっては不都合な、アルコ
ール発酵の官能属性を示し始めた。更に、123 °Ｆを超
えるインキュベーション温度の結果は、還元糖含有率が
十分に低減されないことを示した。それゆえ、これらの
結果に基づいて、インキュベーションの間にスティープ
リカー中の還元糖の量を低減するための最適な温度範囲
は、約118 °Ｆ〜約123 °Ｆあたりであると考えられ
る。例３ 実験室データの確証を得るための方法にて、追加の還元
糖試験を行った。表II及び図４は、実際の浸漬プロセス
で生じた、pH調節前の実際の還元糖含有率について得ら
れたデータを示す。３ヶ月６日の間、サンプルをそれぞ
れ採取した。乾量基準で還元糖の重量％は一貫して10％
を超え、平均で12％を超えた。このようなレベルの還元
糖含有率は、有効な発酵媒体に対し一般的に要求される
許容可能なレベルを十分に超えるものである。表III 及
び図５は、含SO₂ スティープリカーを導入した８〜16時
間後の浸漬プロセスでpHを4.5 〜4.8 に調節し、そして
スティープリカーをインキュベーションに移す１時間前
にスティープリカーに第二のpH調節を行った際の実際の
還元糖の含有率を示す。全てのプロセスにおいてスティ
ープリカー温度は118 〜123 °Ｆであった。５ヶ月間の
間、サンプルをそれぞれ採取した。その結果は、このス
ティープリカーが、乾量基準で平均で５重量％未満の還
元糖含有率を有していたことを示している。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【図面の簡単な説明】

本発明をより完全に理解するためには、添付の図面と関
連して上記の詳細な説明を参照すべきである。

【図１】図１は、コーン浸漬プロセスに使用したサイロ
群からなる装置を側面から見た立面図である。

【図２】図２は、浸漬時間及びpH調節時間に対するデン
プンの収率を示す図である。

【図３】図３は、様々な温度下でインキュベーションし
た結果を示す曲線図である。

【図４】図４は、スティープリカーのpHを調節する前及
び後のインキュベーションタンク中でのスティープリカ
ー中の還元糖の含有率を示すグラフである。

【図５】図５は、スティープリカーのpHを調節する前及
び後のインキュベーションタンク中でのスティープリカ
ー中の還元糖の含有率を示すグラフである。

【符号の説明】

図１中の各符号は、例１に記載の意味を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リン・ドウ アメリカ合衆国、イリノイ州60440 、ボ ーリングブルック、デルマール・ドライ ブ、188

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 還元糖を少量でしか含まないコーン・ス
   ティープリカーを製造するためのトウモロコシ浸漬方法
   であって、(a) トウモロコシに対し約1000〜約2200ppm
   の濃度で二酸化硫黄を含む新鮮なスティープリカーを導
   入すること、(b) このトウモロコシを、約118 °Ｆ〜約
   125 °Ｆの温度で10時間を超える浸漬時間、浸漬するこ
   と、(c) このトウモロコシから、トウモロコシ１ブッシ
   ェル当たり２〜４ガロンの率でスティープリカーを分離
   すること、(d) 上記新鮮なスティープリカーを導入した
   約４時間後から上記トウモロコシからスティープリカー
   を分離する約１時間前までの間の時点にpHを約4.2 〜約
   5.5 に調節すること、(e) 上記分離したスティープリカ
   ーを、約118 °Ｆ〜約125 °Ｆの温度に、約10〜約40時
   間維持すること、及び(f) 得られたコーン・スティープ
   リカーを蒸発処理すること、を含んでなる上記方法。