JP2002528062A - オートムギからβ−グルカン組成物を分離する方法及びそれから得られた生成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 オートムギの粉末部分に含まれる澱粉を５０重量％以上、好ましくは６５重量％以上マルトースに変えるために十分な量でβ-アミラーゼを使用することからなる高いβ-グルカン／グルコース重量比、好ましくは１５：１またはそれ以上の重量比をもつ水溶性β-グルカン組成物をオートムギ粉末部分から製造する方法。β-アミラーゼと組み合わせてプルラナーゼ及び/又はプロテアーゼ酵素を使用しても良い。更に加工できる対応する組成物及びそれから得られる食品生成物も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明はオートムギから水溶性の天然β−グルカン組成物を分離する方法、当
該組成物及びこの組成物から作られる生成物に関する。

【０００２】 発明の背景 水溶性の天然β−グルカンは栄養上大きな興味がある。それは“可溶性食物繊
維”の化学成分、ＳＤＦであり、オートムギ生成物と冠状心臓疾患の危険性を減
少させることとの間の関連性について責任をもつものであると考えられている。
この関係において“天然”という語は、その分離中に炭水化物が、実質的な程度
に酵素的に分解されていないということを示す。最近では種々のＳＤＦ豊富な健
康食品生成物が市販されている。大麦及びオートムギはＳＤＦが豊富である。オ
ートムギのＳＤＦは特に健康によいと記載されている。

【０００３】 オートムギからＳＤＦを作る方法は、米国特許第４，９９６，０６３号（Ingl
ett）に開示されている。イングレットの方法は、製粉したオートムギ基体を、
実質的な量のグルコースを生成するα−アミラーゼで処理する前にゼラチン化す
ることからなる。加水分解した混合物から水不溶性物質を分離することにより水
性ＳＤＦ留分を回収する。しかしながら、この米国特許第４，９９６，０６３号
の方法により生成されたβ−グルカン生成物の食品添加物としての有用性は、そ
の高いグルコース含有量によって減少される。高いグルコース含有量は、アミノ
酸の存在下で加熱すると好ましくない、即ち着色した苦い生成物の形成を促進す
る（Maillard反応）。その上、マイラード反応は人間にとって必須アミノ酸であ
るリジンを優先的に消費する。又、グルコースの甘さのために、多くの用途にお
いて高いグルコース含有量は不利である。

【０００４】 ＳＤＦの生成及びその後の処理に関連して、栄養価値の損失を確実にするであ
ろうβ−グルカン分解を回避するために、存在するであろうβ−グルカナーゼの
働きを抑えることが重要である。また、β−グルカナーゼを実質的に含まないβ
−グルカン生成物を提供することも重要である。純粋で安定したＳＤＦをオート
ムギから製造することは、そのかなり高い脂肪、蛋白質及び特にβ−グルカナー
ゼの含有量によって妨げられている。

【０００５】 発明の目的 本発明の目的は、オートムギから安定した高い収量でβ−グルカン組成物を生
成することのできる前記の種類の方法を提供することである。

【０００６】 本発明の別の目的は、甘味が少なく、食品製造及び食品加工の条件下で高温に
対して安定である水溶性β−グルカン組成物を安定して高い収量でオートムギか
ら製造する方法を提供することである。

【０００７】 更に本発明の別の目的は、対応する組成物及びそれから作られる生成物を提供
することである。

【０００８】 発明の概要 本発明によれば、オートムギ粉末部分から、高いβ−グルカン／グルコース重
量比、好ましくは１５：１またはそれ以上の重量比を有する水溶性β−グルカン
組成物を製造する方法を開示し、該方法は、オートムギ粉末部分中に含まれる澱
粉の５０重量％以上、好ましくは６５重量％以上をマルトースに変形させるのに
十分な量でβ−アミラーゼを使用することからなる。更に、実質的な量の水溶性
オリゴ糖類が生成される。

【０００９】 本発明による方法では、β−アミラーゼの使用に加えて、β−アミラーゼの作
用を“促進する”プルラナーゼ（pullulanase）の使用を含むことが好ましい。
プルラナーゼは澱粉を切断する酵素で、グルコースの形成を促進せずに、オリゴ
糖類と支配的な単糖類としてマルトースへの糖化を助ける酵素であもある。

【００１０】 本発明の有利な態様によれば、本発明の方法のために、更にプロテアーゼの使
用を含むことが好ましい。この方法は、本発明のβ−グルカン組成物の精製によ
り水溶性β−グルカンの含有量を増加させようとするならば特に有利である。

【００１１】 本発明のもう１つの有利な態様によれば、本発明の方法のためには、澱粉分解
工程を促進することができるが実質的な量のグルコースを形成しないような量の
α−アミラーゼ（β−アミラーゼに関する酵素活性に対して）の使用を含むこと
が好ましい。β−アミラーゼに関する酵素活性についてα−アミラーゼを０ない
し１０％、更に好ましくは１ないし５％の量で添加するのが好ましい。当業者は
、この目的のために必要とするα−アミラーゼの量が反応条件（時間、温度、そ
の他）によって変わるであろうが、簡単な実験によって容易に決めることができ
るということを理解するであろう。特に本発明の方法は下記の工程からなる： −β−グルカン豊富で、任意に脂肪の少ないオートムギの種類を選ぶこと； −該オートムギの種類の乾式製粉によってオートムギ粉末を生成すること； −篩分けまたは他の粒径／重量分別手段によってβ−グルカン豊富なオートムギ
粉末部分を選択すること； −水性媒体中に、熱処理された粉末部分をそのまま、または熱処理されたオート
ムギ種類から製造された粉末部分、または熱処理されたオートムギ粉末とβ−ア
ミラーゼ及び任意にプルラナーゼとから製造された粉末部分を添加すること； −水性媒体中に、このように処理された粉末部分、β−アミラーゼ及び任意にプ
ルラナーゼを添加すること； −このようにして生成した懸濁液を３０℃以上の温度で実質的に澱粉を分解する
のに十分な時間加熱すること； −懸濁液を更に加熱することにより、及び／又は他の手段により添加した酵素を
失活させること； −水に不溶の物質を除去することにより水溶性β−グルカン組成物を形成するこ
と； −任意に、該β−グルカン組成物を濃縮及び／又は乾燥させること。

【００１２】 大部分の澱粉と蛋白質を分解するために懸濁液を加熱する温度は５２℃ないし
６５℃、特に約５５℃であるのが好ましい。

【００１３】 添加した酵素を失活させるために懸濁液を加熱する温度は約８０℃ないし約９
５℃であるのが好ましい。

【００１４】 遠心分離及び／又は濾過によって水に不溶性の物質を除去して水溶性β−グル
カン組成物を形成するのが好ましい。

【００１５】 本発明のβ−グルカン組成物は、高濃度では室温でゲルに変る水溶液の形態で
、またはβ−グルカン組成物の水溶液を、例えば凍結乾燥またはスプレー乾燥し
て得られた粉末の形態で使用することができる。

【００１６】 本発明のβ−グルカン組成物は食品添加物として、例えばソフトドリンク及び
ビールの添加物として使用することができ、後者の使用は特に好ましい。

【００１７】 本発明のβ−グルカン組成物は、その有利な対応によれば蛋白質をペプチド及
びアミノ酸に分解するためにプロテアーゼ、特にアルカラーゼ^{（登録商標）}で処
理することができる。低分子量物質、例えば分子量２００以下の化合物を除去し
ようとするならば、この方法は特に有利である。低分子量成分の除去のために適
する方法は、限外濾過法、逆浸透法及びゲル濾過法を含む。本発明のβ−グルカ
ン組成物を形成中に、またはその前に、例えば本発明方法の澱粉分解工程中にそ
のような酵素を添加することもまた、本発明の範囲内に含まれる。

【００１８】 本発明はまた、本発明のβ−グルカン生成物で強化された食品生成物をも開示
する。強化液体生成物は、フルーツジュース、ビール、マッシュ、ミルク及び醗
酵させた液状及び半液状の乳製品、ミルク及びクリーム代替品、ソフトドリンク
、シロップ、液状蜂蜜などを含む。

【００１９】 本発明のβ−グルカン生成物はまた種々の食品生成物中のゲル化添加剤として
も使用できる。凍結乾燥した生成物は固体または実質的に固体の食品生成物、例
えばパン、ビスケット、チップスなどへの添加物として特に適している。

【００２０】 本発明の更に有利な点は特許請求の範囲に開示されておりそして、本発明の方
法を説明する工程を示している単一の図面を参照して、下記に更に詳細に記載さ
れた本発明の好ましい実施例からも明らかであろう。但し、これは本発明を限定
するものではない。

【実施例】

【００２１】 材料 市販のβ−グルカン豊富な熱処理されたオートムギ粉末部分“ハヴレムイエル
C45”をスケネ モラン社（テガルプ, スウエーデン）から得た。β−グルカン
豊富なオートムギ粉末部分は米国特許５,０６３,０７８（Frohse）中の教示をオ
ートムギに適用することによっても得られる。β−アミラーゼはGenencor Inter
national社（Rochester, NY. USA）から得た。α−アミラーゼ、プルラナーゼ及
びプロテアーゼ、例えばアルカラーゼ^{（登録商標）}はNovo Nordisk社（Valby、
デンマーク）から得られた。

【００２２】 澱粉、及び任意に蛋白質の酵素による分解 サーモスタットでコントロールされた加熱用被覆をもち、効率のよい攪拌機を
備えた１００ lのステンレススチール製タンク１に３０lの水を入れ、５５℃で
β−アミラーゼ５４g及びプルラナーゼ１８gを添加する。その後、熱処理したオ
ートミール６kgをスクリュー式供給機２によって２０分間以内に添加し、剪断速
度６９７ｓ^-１で１２８mPas以下の粘度を保つようにする。懸濁液を攪拌しなが
ら５５℃に加熱する。懸濁液の濃度をBohlin粘度計８８によってモニターする。
このようにして得た懸濁液の乾燥物質含量は約２０％に達する。２時間後、粘度
は剪断速度６９７ｓ^-１で４０mPasまで低下する。その後アルカラーゼ５gを加え
５５℃での加熱を更に３０分間続ける。バランス容器３を通して懸濁液をスチー
ム噴射機４へポンプで移し、ここで添加した酵素を失活させるためにその温度を
９０℃まで上げる。その後、懸濁液を好ましくは４０℃以下の温度まで、例えば
熱交換機５を通してポンプで移すことにより冷却し、そこで室温まで冷却した後
、残存する固形物（１３；開始時固形物重量の約１/3）を分離するためにデカン
ター遠心分離機６（5,000rpm）まで移す。この固形物は、例えば動物用飼料の製
造のために使用される。

【００２３】 このようにして得た透明な溶液は約２％の可溶性天然β-グルカンを含む。β-
グルカン溶液を収集タンク７中に集め、そこから分割して排出し殺菌部所まで移
送する。部所を通過した後、熱交換機９中で室温まで冷却し貯蔵タンク１０中に
保管し、更に処理するために、例えば蒸発器１１中での蒸発により高粘度のゲル
を生成すること、またはβ-グルカンを１７重量％含む多孔質の粉末を生成する
ために凍結乾燥することのためにそこから取り出すことができる。それとは別に
、殺菌された溶液を貯蔵タンク１０から包装部１２へ排出し、そのままで使用す
るために別の場所へ運搬することもできる。所望により、主として澱粉及び蛋白
質の加水分解生成物である低分子量成分を限外濾過によって除去することにより
、この溶液を精製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明方法を説明する工程図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１２Ｐ 19/12 Ａ２３Ｌ 2/00 Ｆ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オートムギ粉末部分に含まれる澱粉の重量で５０％以上、好
   ましくは６５％以上をマルトースに変換するために十分な量のβ−アミラーゼを
   使用することからなる、高いβ−グルカン／グルコース重量比、好ましくは１５
   ：１またはそれ以上の比を有する水溶性β−グルカン組成物をオートムギ粉末部
   分から製造する方法。
2. 【請求項２】 プルラナーゼ及び／又はプロテアーゼを使用することを特徴
   とする請求項１の方法。
3. 【請求項３】 β−アミラーゼの作用を促進しながら、グルコースの生成を
   実質的に回避するような量でα−アミラーゼを使用することを特徴とする請求項
   １または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 α−アミラーゼの量が添加されたβ−アミラーゼの酵素活性
   の０ないし１０％、好ましくは１ないし５％に相当するものであることを特徴と
   する請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 オートムギから、高いβ−グルカン／グルコース重量比をも
   つ水溶性β−グルカン組成物を製造する方法であって、下記の工程： −（ａ）β−グルカンが豊富で、好ましくは脂肪分の少ないオートムギの種類、 （ｂ）該オートムギ種類を乾式製粉して得られるオートムギ粉末、 （ｃ）該オートムギ粉末のβ−グルカン豊富な部分、 からなるグループから少なくとも１つの素材を選択すること； −該選択された素材中の炭水化物分解酵素を不活性化すること； −該不活性化された素材を乾式製粉すること； −該乾式製粉された素材を水性媒体、β−アミラーゼ及び任意にプルラナーゼと
   混合して懸濁液を作ること； −このようにして作られた懸濁液を３０℃以上の温度で、澱粉をオリゴ糖類及び
   大部分の二糖類としてのマルトースに実質的に分解するために十分な時間加熱す
   ること； −該β−アミラーゼ及び、存在する場合にはプルラナーゼ酵素を不活性化するこ
   と； −水不溶性物質を除去して水溶性β−グルカン組成物を形成すること； からなることを特徴とする方法。
6. 【請求項６】 大部分の澱粉及び蛋白質を分解するために懸濁液を加熱する
   温度が５２℃ないし６５℃、好ましくは約５５℃であることを特徴とする請求項
   ５に記載の方法。
7. 【請求項７】 添加された酵素を不活性化するために懸濁液を加熱する温度
   が約８０℃ないし約９５℃である請求項５又は６に記載の方法。
8. 【請求項８】 遠心分離法及び／又は濾過法によって水不溶性物質を除去し
   て水溶性β−グルカン組成物を分離することを特徴とする請求項５ないし７のい
   ずれの１項に記載の方法。
9. 【請求項９】 β−グルカン組成物をスプレーまたは凍結乾燥する請求項５
   ないし８のいずれか１項に記載の方法。
10. 【請求項１０】 限外濾過法によって、アミノ酸及び糖類のような低分子量
    化合物を除去することを特徴とする請求項５ないし９のいずれか１項に記載の方
    法。
11. 【請求項１１】 オートムギからの水溶性β−グルカンを１０重量％または
    それ以上含む凍結乾燥された水溶性β−グルカン組成物。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法によって
    製造された水溶性β−グルカン組成物。
13. 【請求項１３】 水溶性β−グルカンの含有量が１５重量％またはそれ以上
    である請求項１２に記載の組成物。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法によって
    得られたβ−グルカン組成物で強化された食品生成物。
15. 【請求項１５】 請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載のβ−グルカ
    ン組成物で強化された食品生成物。
16. 【請求項１６】 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法によって
    得られたβ−グルカン組成物で強化された、例えばソフトドリンク及びビールの
    ような飲料。
17. 【請求項１７】 請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載のβ−グルカ
    ン組成物で強化されたビールまたはマッシュ。
18. 【請求項１８】 請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載のβ−グルカ
    ン組成物を多糖類及びオリゴ糖類のマルトースへの分解を促進する酵素、例えば
    プルラナーゼで処理し、及び／又は蛋白質をペプチド及びアミノ酸に分解するプ
    ロテアーゼ、例えばアルカラーゼ^{（登録商標）}で処理することにより得られたβ
    −グルカン生成物。
19. 【請求項１９】 ２００より小さい分子量を持つ成分を除去するために１回
    または数回の逆浸透、限外濾過及びゲル濾過により精製した請求項１８の生成物
    。
20. 【請求項２０】 多糖類及びオリゴ糖類のマルトースへの分解を促進する酵
    素がプルラナーゼである請求項１８の生成物。