JP2018139554A - 水溶性食物繊維含有組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】水溶性食物繊維以外に単糖及びレボグルコサン、場合により二糖などを含有する糖加熱縮合物の水溶性食物繊維含有量を高める方法を提供する。新たな水溶性食物繊維含有組成物を提供する。【解決手段】水溶性食物繊維を含有する糖加熱縮合物(原料)をレボグルコサン資化性微生物に資化させて、原料に比べて固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が増加した水溶性食物繊維含有組成物を得る、水溶性食物繊維含有組成物の製造方法。水溶性食物繊維、単糖およびレボグルコサンを含有する糖加熱縮合物(原料)をレボグルコサン資化性微生物に資化させて、原料に含有される単糖およびレボグルコサンの量を低減する、糖加熱縮合物中の単糖およびレボグルコサン含有量を低減する方法。固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が90質量%以上であり、単糖及びレボグルコサンの含有量がそれぞれ1質量%以下である水溶性食物繊維含有組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、水溶性食物繊維含有組成物及びその製造方法に関する。より詳しくは、水溶性食物繊維含有量が固形分基準で原料である糖加熱縮合物より増加した水溶性食物繊維含有組成物及びその製造方法に関する。また、本発明は、飲食品の製造方法および糖加熱縮合物中の単糖およびレボグルコサン含有量を低減する方法に関する。
水溶性食物繊維素材は、ボディ感の付与や酸性乳飲料の安定化効果等を有し、幅広い食品に低カロリー素材として利用されている。また、水溶性食物繊維素材は整腸作用、食後血糖の急激な上昇を抑制する作用、血中の中性脂肪やコレステロールの低下作用等を有し、機能性食品素材として飲食品分野において広く利用されている（非特許文献1）。
水溶性食物繊維素材の製法として、糖質を無触媒または各種触媒存在下で加熱処理することで糖質を縮合反応させ、糖加熱縮合物を製造する方法が報告されている。例えば、澱粉に触媒として塩酸を添加し加熱縮合させることで焙焼デキストリンを製造し、更に酵素処理し必要に応じてクロマト分画することで難消化性デキストリンを製造できることが知られている（特許文献1等）。グルコースおよびソルビトールに触媒としてクエン酸を添加し加熱縮合させることでポリデキストロースを製造できることも知られている（特許文献2等）。更に、活性炭を触媒とすることで、効率良く着色度の低い糖加熱縮合物を得る手法も報告されている（特許文献3等）。
糖加熱縮合物はその反応過程で無水糖（レボグルコサンなど）やゲンチオビオースなどの苦味や甘味等の異味を持つ低分子の糖質が生成すること、またグルコースが多少残存することが知られている。前記低分子成分は重合度3以上の成分を食物繊維として算出する酵素-HPLC法においては食物繊維とみなされないため、水溶性食物繊維含有量を増加させ水溶性食物繊維素材としての価値を高めるためにクロマトグラフィー処理や膜処理により重合度2以下の低分子成分を除去する必要があった。また、異味を除去し食品添加剤としての価値を高める意味でも低分子成分を除去する必要があった。例えば、逆浸透膜で処理することでレボグルコサン等の低分子画分を除去するポリデキストロースの製造方法が報告されている（特許文献4）。
食品と開発, Vol.48, No.1, pp49-57 (2013)
上記のクロマトグラフィー処理（クロマト分画）や膜処理を工業レベルで実施するには、大規模な処理設備が必須となる。また、上記方法では、取り除かれた低分子画分を全て廃棄若しくは付加価値の低い糖質として処理することになる。すなわち既存の方法は、製造効率、製造コスト、環境負荷などの点で問題を有していた。
本発明は、水溶性食物繊維以外に単糖及びレボグルコサン、さらに場合により二糖などを含有する糖加熱縮合物の水溶性食物繊維含有量を高める新たな方法を提供することを課題とする。さらに本発明は、新たな水溶性食物繊維含有組成物を提供することも解決すべき課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、糖加熱縮合物をレボグルコサン資化性微生物に資化させることにより、単糖などの低分子成分を選択的に低減し、水溶性食物繊維含有量を著しく高められることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は以下に示すとおりである。
［1］
水溶性食物繊維を含有する糖加熱縮合物(原料)をレボグルコサン資化性微生物に資化させて、前記原料に比べて固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が増加した水溶性食物繊維含有組成物を得ることを含む、水溶性食物繊維含有組成物の製造方法。
［2］
前記原料は、水溶性食物繊維、単糖およびレボグルコサンを含有する[1]記載の製造方法。
［3］
前記水溶性食物繊維含有組成物中の単糖およびレボグルコサンの含有量が、固形分基準で前記原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量よりそれぞれ低減した量である[2]記載の製造方法。
［4］
前記水溶性食物繊維含有組成物中の単糖およびレボグルコサンの含有量が、固形分基準で前記原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量のそれぞれ50%以下に低減する、[2]または[3]記載の製造方法。
［5］
前記原料は、二糖をさらに含み、前記水溶性食物繊維含有組成物中の二糖の含有量が、固形分基準で前記原料中の二糖の含有量より低減した量である[2]〜[4]のいずれか1項に記載の製造方法。
［6］
前記水溶性食物繊維含有組成物中の水溶性食物繊維の含有量が、固形分基準で前記原料中の水溶性食物繊維の含有量の110%以上である[1]〜[5]のいずれか1項に記載の製造方法。
［7］
前記レボグルコサン資化性微生物がレボグルコサンキナーゼを保有する微生物である、[1]〜[6]のいずれか1項に記載の製造方法。
［8］
レボグルコサン資化性微生物がスポロボロマイセス(Sporobolomyces)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、フザリウム(Fusarium)属、ニューロスポラ(Neurospora)属、ペニシリウム(Penicillium)属、リゾプス(Rhizopus)属、ロドトルラ(Rhodotorula)属またはピチア(Pichia)属の微生物である、[1]〜[7]のいずれか1項に記載の製造方法。
［9］
[1]〜[8]のいずれか1項に記載の方法で水溶性食物繊維含有組成物を製造し、得られた水溶性食物繊維含有組成物を飲食品原料に添加することを含む、飲食品の製造方法。
［10］
水溶性食物繊維、単糖およびレボグルコサンを含有する糖加熱縮合物(原料)をレボグルコサン資化性微生物に資化させて、前記原料に含有される単糖およびレボグルコサンの量を低減することを含む、糖加熱縮合物中の単糖およびレボグルコサン含有量を低減する方法。
［11］
単糖およびレボグルコサンの前記低減後の含有量は、固形分基準で前記原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量のそれぞれ20%以下である[10]記載の方法。
［12］
前記レボグルコサン資化性微生物がレボグルコサンキナーゼを保有する微生物である、[10]または[11]記載の方法。
［13］
固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が90質量%以上であり、単糖及びレボグルコサンの含有量がそれぞれ1質量%以下である水溶性食物繊維含有組成物。
［14］
単糖及びレボグルコサンの含有量がそれぞれ0.5質量%以下である[13]記載の水溶性食物繊維含有組成物。
［15］
前記水溶性食物繊維が、糖加熱縮合物由来である[13]または[14]記載の水溶性食物繊維含有組成物。
［16］
固形分基準で前記水溶性食物繊維の含有量が、95質量%以上である[13]〜[15]のいずれか1項に記載の水溶性食物繊維含有組成物。
［1］
水溶性食物繊維を含有する糖加熱縮合物(原料)をレボグルコサン資化性微生物に資化させて、前記原料に比べて固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が増加した水溶性食物繊維含有組成物を得ることを含む、水溶性食物繊維含有組成物の製造方法。
［2］
前記原料は、水溶性食物繊維、単糖およびレボグルコサンを含有する[1]記載の製造方法。
［3］
前記水溶性食物繊維含有組成物中の単糖およびレボグルコサンの含有量が、固形分基準で前記原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量よりそれぞれ低減した量である[2]記載の製造方法。
［4］
前記水溶性食物繊維含有組成物中の単糖およびレボグルコサンの含有量が、固形分基準で前記原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量のそれぞれ50%以下に低減する、[2]または[3]記載の製造方法。
［5］
前記原料は、二糖をさらに含み、前記水溶性食物繊維含有組成物中の二糖の含有量が、固形分基準で前記原料中の二糖の含有量より低減した量である[2]〜[4]のいずれか1項に記載の製造方法。
［6］
前記水溶性食物繊維含有組成物中の水溶性食物繊維の含有量が、固形分基準で前記原料中の水溶性食物繊維の含有量の110%以上である[1]〜[5]のいずれか1項に記載の製造方法。
［7］
前記レボグルコサン資化性微生物がレボグルコサンキナーゼを保有する微生物である、[1]〜[6]のいずれか1項に記載の製造方法。
［8］
レボグルコサン資化性微生物がスポロボロマイセス(Sporobolomyces)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、フザリウム(Fusarium)属、ニューロスポラ(Neurospora)属、ペニシリウム(Penicillium)属、リゾプス(Rhizopus)属、ロドトルラ(Rhodotorula)属またはピチア(Pichia)属の微生物である、[1]〜[7]のいずれか1項に記載の製造方法。
［9］
[1]〜[8]のいずれか1項に記載の方法で水溶性食物繊維含有組成物を製造し、得られた水溶性食物繊維含有組成物を飲食品原料に添加することを含む、飲食品の製造方法。
［10］
水溶性食物繊維、単糖およびレボグルコサンを含有する糖加熱縮合物(原料)をレボグルコサン資化性微生物に資化させて、前記原料に含有される単糖およびレボグルコサンの量を低減することを含む、糖加熱縮合物中の単糖およびレボグルコサン含有量を低減する方法。
［11］
単糖およびレボグルコサンの前記低減後の含有量は、固形分基準で前記原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量のそれぞれ20%以下である[10]記載の方法。
［12］
前記レボグルコサン資化性微生物がレボグルコサンキナーゼを保有する微生物である、[10]または[11]記載の方法。
［13］
固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が90質量%以上であり、単糖及びレボグルコサンの含有量がそれぞれ1質量%以下である水溶性食物繊維含有組成物。
［14］
単糖及びレボグルコサンの含有量がそれぞれ0.5質量%以下である[13]記載の水溶性食物繊維含有組成物。
［15］
前記水溶性食物繊維が、糖加熱縮合物由来である[13]または[14]記載の水溶性食物繊維含有組成物。
［16］
固形分基準で前記水溶性食物繊維の含有量が、95質量%以上である[13]〜[15]のいずれか1項に記載の水溶性食物繊維含有組成物。
本発明によれば、単糖などの低分子成分の含有量を低減し、結果として水溶性食物繊維含有量が増加した水溶性食物繊維含有組成物を提供することができる。また、本発明によればレボグルコサンに由来する味質が改善された水溶性食物繊維含有組成物を提供することができる。
本発明は、水溶性食物繊維を含有する糖加熱縮合物(原料)をレボグルコサン資化性微生物に資化させて、前記原料に比べて固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が増加した水溶性食物繊維含有組成物を得ることを含む、水溶性食物繊維含有組成物の製造方法である。
本発明において原料として用いる糖加熱縮合物とは、糖質を、無触媒下または各種触媒存在下で加熱処理して糖縮合反応させた糖の重合体である。糖加熱縮合物は、二糖以上の重合度の糖質であればその構造や構成糖、分子量等は特に限定されない。ここで、「糖縮合反応」とは、糖質同士を縮合させて糖縮合物を得る反応をいう。前記縮合反応により得られる糖加熱縮合物は、その糖残基の結合様式がランダムであるため、消化酵素により加水分解を受けにくく、食物繊維としての機能を有する。また、加熱処理により得られるため、糖加熱縮合物には副産物として無水糖(レボグルコサンなど)や糖加熱分解物などが含まれることが知られている。
本発明における糖加熱縮合物としては、例えば、塩酸存在下で澱粉を加水分解・縮合反応させて得られる「焙焼デキストリン」、前記焙焼デキストリンを酵素処理し、分画することで得られる「難消化性デキストリン」、グルコースおよびソルビトールをクエン酸存在下で縮合させて得られる「ポリデキストロース」、DE70〜100の澱粉分解物を加熱縮合させて得られる「難消化性グルカン」等が挙げられる。「難消化性グルカン」は例えば、WO2012/093564に記載のものであることができる。糖加熱縮合物は、上記に挙げられた、グルコース、グルコース重合体およびその誘導体から選ばれる１種または２種以上の糖質の糖加熱縮合物であることが、本発明の方法を適用して所望の水溶性食物繊維含有組成物を得ることが容易であるという観点から好ましい。
本発明の糖加熱縮合物の原料となる糖質は、特に制限はなく、単糖（グルコース、ガラクトース、マンノース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、エリトロース、フラクトース、プシコース等）、オリゴ糖（マルトース、セロビオース、トレハロース、ゲンチオビオース、イソマルトース、ニゲロース、ソホロース、コージビオース、スクロース、ツラノース、ラクトース、キシロビオース、マルトオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、シクロデキストリン等）、多糖（澱粉、デキストリン、プルラン、デキストラン、セルロース、アラビノキシラン、ペクチン、イヌリン、フラクタン、ガラクタン、マンナン等）、糖誘導体（糖酸などの酸化物、糖アルコールなどの還元物、アミノ糖、エーテル化糖、ハロゲン化糖、リン酸化糖などの修飾物等）を用いることができる。前記糖質は1種を用いても良く、2種以上を適宜混合した糖質組成物を用いてもよい。本発明で得られる水溶性食物繊維含有組成物を飲食品へ添加する場合は、飲食品へ用いることのできる糖質を用いるのが好ましい。本発明の効果の点から、構成糖としてグルコースを含む糖質（グルコース、マルトオリゴ糖、デキストリン、澱粉、スクロース等）を用いるのが好ましい。
本発明の製造方法に原料として用いる糖加熱縮合物は、上記原料糖質を常法に則って加熱縮合して得られる糖重合体である。加熱縮合方法は周知であり、例えば、常圧または減圧条件下で100℃〜300℃で1〜180分間加熱することができる。加熱機器も制限はなく、例えば、棚式熱風乾燥機、薄膜式蒸発器、フラッシュエバポレーター、減圧乾燥機、熱風乾燥機、スチームジャケットスクリューコンベヤー、ドラムドライヤー、エクストルーダー、ウォームシャフト反応機、ニーダーなどが挙げられる。
加熱縮合に用いることのできる触媒は特に制限はなく、例えば、無機酸（塩酸、リン酸、硫酸、硝酸等）、有機酸（クエン酸、フマル酸、酒石酸、コハク酸、酢酸等）、鉱物性物質（珪藻土、活性白土、酸性白土、ベントナイト、カオリナイト、タルク等）および活性炭（水蒸気炭、塩化亜鉛炭、スルホン化活性炭、酸化活性炭）等を用いることができる。得られる水溶性食物繊維素材の着色や安全性、更には味・臭いを考慮すると、触媒として活性炭を用いることが好ましい。また、前記各触媒は2種以上を組み合わせて使用することもできる。また、当然ながら触媒を用いずに加熱縮合を行っても良い。
本発明の製造方法においては、糖加熱縮合物をそのまま本発明の微生物による資化工程に用いてもよく、すなわち、触媒の残存下やイオン成分の残存下で資化工程を行ってもよい。あるいは、常法により触媒の除去やイオン成分の除去を行った後に微生物による資化工程を行っても良い。さらに、常法により酵素処理や還元処理を施した後に微生物による資化工程を行ってもよく、酵素処理と同時に微生物による資化工程を行ってもよい。
本発明に用いるレボグルコサン資化性微生物とは、レボグルコサン（1,6-アンヒドロ-β-D-グルコピラノース）を資化する性質を有する微生物であれば特に制限はなく、レボグルコサンキナーゼによりレボグルコサンをグルコース−１−リン酸へ変換する微生物やレボグルコサンをイタコン酸へ変換する微生物、レボグルコサンデヒドロゲナーゼによりレボグルコサンを加水分解する微生物が挙げられるが、好ましくはレボグルコサンキナーゼを有する微生物である。前記微生物としては例えば、スポロボロマイセス(Sporobolomyces)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、フザリウム(Fusarium)属、ニューロスポラ(Neurospora)属、ペニシリウム(Penicillium)属、リゾプス(Rhizopus)属、ロドトルラ(Rhodotorula)属またはピチア(Pichia)属に属する微生物から、上記の特性を有する微生物を選択して用いることができる。より具体的には、例えばアスペルギルス(Aspergillus)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属またはニューロスポラ(Neurospora)属の微生物を用いることができる。本発明に用いることのできる微生物は、当業者であれば既知のレボグルコサンキナーゼに関する塩基配列やアミノ酸配列の情報を基にデーターベース等を用いて適宜探索・選択することができる。例えば、FEMS Microbiology Letters 251(2005)313-319にはレボグルコサンキナーゼを有する微生物が記載され、本発明では、以下の微生物をレボグルコサン資化性微生物として例示できる。スポロボロマイセス・サルモニカラー（Sporobolomyces salmonicolor）、クリプトコッカス・アルビダス（Cryptococcus albidus）、アスペルギルス・テレウス（Aspergillus terreus）、アスペルギルス・アワモリ（Aspergillus awamori）、アスペルギルス・フォンセケア（Aspergillus fonsecaeus）、アスペルギルス・ルチウェンシス（Aspergillus luchuensis）、アスペルギルス・ニガー（Aspergillus niger）、アスペルギルス・オリゼ（Aspergillus oryzae）、アスペルギルス・ソーヤ（Aspergillus sojae）、フザリウム・ソラニ(Fusarium solani)、ニューロスポラ・クラッサ(Neurospora crassa)、ペニシリウム・シトリヌム(Penicillium citrinum)、ペニシリウム・シクロピウム(Penicillium cyclopium)、ペニシリウム・イクパンサム(Penicillium expansum)、ペニシリウム・グラニュラツム(Penicillium granulatum)、ペニシリウム・グリセオルム）(Penicillium griseolum)、ペニシリウム・イタリカム(Penicillium italicum)、リゾプス・ニベウス(Rhizopus niveus)、リゾプス・オリゼ(Rhizopus oryaze)、ロドトルラ・グルチニス(Rhodotorula glutinis)。
なお、本発明の製造方法で得られる水溶性食物繊維含有組成物を飲食品用途に用いることを考慮すると、食品製造で使われている実績のあるスポロボロマイセス(Sporobolomyces)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属、ロドトルラ(Rhodotorula)属の微生物を用いることが好ましい。
本発明において上記微生物を用いて糖加熱縮合物を資化する方法は、液体でも固体でも特に制限はなく、用いる微生物の性質に合わせた条件で常法の通り実施すればよい。例えば、固形分濃度1〜75質量%、好ましくは10〜40質量%の糖加熱縮合物溶液に培地成分(例えば、0.2%ペプトン、0.2%yeast extract、0.1%NaNO3、0.05%MgSO4・7H2O、0.01%KCl等（いずれの濃度も培地における質量％）)を添加し必要に応じて酸またはアルカリによりpH4.0〜10.0、好ましくはpH5.0〜9.0に調整した後、微生物を添加し25〜30℃で1〜400時間培養することができる。糖加熱縮合物を資化することで得られる水溶性食物繊維含有組成物中の水溶性食物繊維含量が85〜100質量%（固形分基準）となる程度に資化するのが好ましく、90〜100質量％とするのがより好ましく、95%〜100質量%とするのがさらに好ましい。また、常法により、微生物は固定化菌体化した物を用いてもよい。さらに、資化させる方法は2種以上のレボグルコサン資化性微生物を併用しても良く、発酵力の強いビール酵母やパン酵母等のレボグルコサンを資化しない微生物を併用しても良い。
なお、本発明において、水溶性食物繊維含量および水溶性食物繊維含有組成物（原料となる糖加熱縮合物を含む）中の各成分含量は、特に断りが無い限り固形分基準（固形分あたり）の質量％を意味する。
本発明において、水溶性食物繊維含量は、酵素-HPLC法で分析した値を意味し、酵素-HPLC法は、平成２８年１１月１７日消食表第７０６号（食品表示基準について）に記載の手法に則って行うことができる。この方法は実施例において詳細に記載する。また、本発明においては、特に言及の無い限り、水溶性食物繊維含量は、固形分基準の値を意味する。
原料である糖加熱縮合物は、少なくとも水溶性食物繊維、単糖およびレボグルコサンを含有する。この原料をレボグルコサン資化性微生物により資化することで、原料中の単糖およびレボグルコサンが優先的に微生物により資化される。その結果、資化後に得られる水溶性食物繊維含有組成物中の単糖およびレボグルコサンの含有量は、固形分基準で原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量よりそれぞれ低減した量になる。具体的には、例えば、水溶性食物繊維含有組成物中の単糖およびレボグルコサンの含有量は、固形分基準で原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量のそれぞれ50%以下に低減することができる。好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下、さらに好ましくは20%以下、特に好ましくは10％以下とすることができる。
また、原料は、水溶性食物繊維、単糖およびレボグルコサンに加えて、二糖をさらに含有することがある。原料が二糖をさらに含む場合には、レボグルコサン資化性微生物による資化により、単糖およびレボグルコサンのみならず、水溶性食物繊維含有組成物中の二糖の含有量も、原料中の二糖の含有量より減少することがある。二糖含有量の減少は、資化の条件や微生物の種類により変化する。
本発明の製造方法により得られる水溶性食物繊維含有組成物中の水溶性食物繊維の含有量は、単糖およびレボグルコサン、場合によってはさらに二糖が微生物により資化されることで、固形分基準で、原料中の水溶性食物繊維の含有量の110%以上となることがある。水溶性食物繊維含有組成物中の水溶性食物繊維の含有量の増加の程度は、原料となる糖加熱縮合物の種類、レボグルコサン資化性微生物の種類、資化の条件などにより変化し、110%未満であることもあり得るが，好ましくは110%以上であり、より好ましくは115%以上、さらに好ましくは120%以上である。
上記資化工程の後、遠心分離や濾過等の手法により微生物（菌体）やその他不溶物を除去することができる。その後、脱塩、脱臭、脱色処理などの通常の精製処理を施した後に供しても良い。また、上記精製処理の前または後に、常法により酵素処理や還元処理を施しても良い。さらに、得られた水溶性食物繊維含有組成物は、濃縮・希釈をおこない液体状としてもよく、スプレードライヤー等により粉末化して粉末状としてもよい。なお、発明の製造方法において、クロマト分画や膜分画等の通常の低分子成分除去手法を併用して用いることもできる。
本発明は、糖加熱縮合物中の単糖およびレボグルコサン含有量を低減する方法を包含する。この方法は、水溶性食物繊維、単糖およびレボグルコサンを含有する糖加熱縮合物(原料)をレボグルコサン資化性微生物に資化させて、前記原料に含有される単糖およびレボグルコサンの量を低減することを含む。原料となる糖加熱縮合物及びレボグルコサン資化性微生物は、前記水溶性食物繊維含有組成物の製造方法で説明した物と同様である。また、資化の方法及び条件も、前記水溶性食物繊維含有組成物の製造方法で説明した方法及び条件と同様である。
本発明の方法によれば、単糖およびレボグルコサンの前記低減後の含有量は、固形分基準で原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量のそれぞれ20%以下とすることができる。単糖およびレボグルコサンの低減の程度は、原料となる糖加熱縮合物の種類や組成、レボグルコサン資化性微生物、資化の方法及び条件などにより適宜調整することができる。
本発明は上記本発明の方法で水溶性食物繊維含有組成物を製造し、得られた水溶性食物繊維含有組成物を飲食品原料に添加することを含む、飲食品の製造方法を包含する。上記手法により水溶性食物繊維含有組成物を製造した後、飲食品原料に添加する飲食品の製造方法を提供することもできる。飲食品へ水溶性食物繊維含有組成物を添加するタイミングは、特に制限が無く、飲食品の製造（加工・調理）前、製造中、製造後のいずれでもよい。本発明の方法で得られた水溶性食物繊維含有組成物を添加して製造される飲食品にも特に制限はないが、ビールやチューハイなどアルコール系飲料が好ましい。
本発明の飲食品は、通常の飲食品に加え、健康食品（特定保健用食品、栄養機能食品、栄養補助食品等）、機能性食品、病者用食品等でもよく、その形態としては、錠剤、液剤、カプセル（軟カプセル、硬カプセル）、粉末、顆粒、スティック、ゼリーなどが挙げられる。このような製剤化は、通常、食品の製造に用いられる方法に従って、製造することができる。なお、「特定保健用食品」とは、機能等を表示して食品の製造または販売等を行う場合に、保健上の観点から法上の何らかの制限を受けることがある食品をいう。
＜水溶性食物繊維含有組成物＞
本発明は、固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が90質量%以上であり、単糖及びレボグルコサンの含有量がそれぞれ1質量%以下である水溶性食物繊維含有組成物に関する。この水溶性食物繊維含有組成物は、上記本発明の製造方法を用い、条件を適宜調整することにより製造される。
本発明は、固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が90質量%以上であり、単糖及びレボグルコサンの含有量がそれぞれ1質量%以下である水溶性食物繊維含有組成物に関する。この水溶性食物繊維含有組成物は、上記本発明の製造方法を用い、条件を適宜調整することにより製造される。
本発明の水溶性食物繊維含有組成物は、好ましくは単糖及びレボグルコサンの含有量がそれぞれ0.5質量%以下である。さらに本発明の水溶性食物繊維含有組成物は、水溶性食物繊維が、糖加熱縮合物由来であることができる。糖加熱縮合物は、前記本発明の水溶性食物繊維含有組成物の製造方法で説明したものと同様である。本発明の水溶性食物繊維含有組成物は、好ましくは固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が、92質量%以上であり、より好ましくは95質量%以上であり、さらに好ましくは96質量%以上である。
以下に実施例を挙げて本発明の詳細を説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
食物繊維含量の測定
平成28年11月17日消食表第706号（食品表示基準について）に記載されている高速液体クロマトグラフ法（酵素-HPLC法）により測定する。具体的には以下のように行った。
まず、サンプル1 gを精密に測り、0.08 mol/lリン酸緩衝液50 mlを加え、pH6.0±0.5であることを確認する。これに熱安定性α-アミラーゼ（Sigma社：EC3.2.1.1 Bacillus licheniformis由来）溶液0.1 mlを加え、沸騰水中に入れ、5分ごとに撹拌しながら30分間放置する。冷却後、水酸化ナトリウム溶液（1.1→100）を加えてpHを7.5±0.1に調整する。プロテアーゼ（Sigma社：EC.3.4.21.62 Bacillus licheniformis由来）溶液0.1 mlを加えて、60±2℃の水浴中で振とうしながら30分間反応させる。冷却後、0.325 mol/l塩酸を加え、pHを4.3±0.3に調整する。アミログルコシダーゼ（Sigma社：EC3.2.13 Aspergillus niger由来）溶液0.1 mlを加え、60±2℃の水浴中で振とうしながら30分間反応させる。以上の酵素処理終了後、直ちに沸騰水浴中で10分間加熱した後、冷却し、グリセリン（10→100）を内部標準物質として5 ml加え、水で100 mlとし酵素処理液とする。酵素処理液50 mlをイオン交換樹脂（OH型：H型＝1：1）50 mlを充填したカラム（ガラス管20 mm×300 mm）に通液速度50 ml/時で通液し、さらに水を通して流出液の全量を200 mlとする。この溶液をロータリー・エバポレーターで濃縮し、全量を水で20 mlとする。孔径0.45μｍのメンブレンフィルターでろ過し、検液とする。
平成28年11月17日消食表第706号（食品表示基準について）に記載されている高速液体クロマトグラフ法（酵素-HPLC法）により測定する。具体的には以下のように行った。
まず、サンプル1 gを精密に測り、0.08 mol/lリン酸緩衝液50 mlを加え、pH6.0±0.5であることを確認する。これに熱安定性α-アミラーゼ（Sigma社：EC3.2.1.1 Bacillus licheniformis由来）溶液0.1 mlを加え、沸騰水中に入れ、5分ごとに撹拌しながら30分間放置する。冷却後、水酸化ナトリウム溶液（1.1→100）を加えてpHを7.5±0.1に調整する。プロテアーゼ（Sigma社：EC.3.4.21.62 Bacillus licheniformis由来）溶液0.1 mlを加えて、60±2℃の水浴中で振とうしながら30分間反応させる。冷却後、0.325 mol/l塩酸を加え、pHを4.3±0.3に調整する。アミログルコシダーゼ（Sigma社：EC3.2.13 Aspergillus niger由来）溶液0.1 mlを加え、60±2℃の水浴中で振とうしながら30分間反応させる。以上の酵素処理終了後、直ちに沸騰水浴中で10分間加熱した後、冷却し、グリセリン（10→100）を内部標準物質として5 ml加え、水で100 mlとし酵素処理液とする。酵素処理液50 mlをイオン交換樹脂（OH型：H型＝1：1）50 mlを充填したカラム（ガラス管20 mm×300 mm）に通液速度50 ml/時で通液し、さらに水を通して流出液の全量を200 mlとする。この溶液をロータリー・エバポレーターで濃縮し、全量を水で20 mlとする。孔径0.45μｍのメンブレンフィルターでろ過し、検液とする。
次に、検液20μlにつき、液体クロマトグラフィーを行い、検液のグリセリンおよび食物繊維画分のピーク面積値を測定する。液体クロマトグラフィーの分析条件は以下の通りであった。
検出器：示差屈折計
カラム：ULTRON PS-80N（φ8.0×300 mm、島津ジーエルシー）を二本連結
カラム温度：80℃
移動相：純水
流速：0.5 ml/分
検出器：示差屈折計
カラム：ULTRON PS-80N（φ8.0×300 mm、島津ジーエルシー）を二本連結
カラム温度：80℃
移動相：純水
流速：0.5 ml/分
食物繊維成分含量は以下の式から算出した。
食物繊維成分含量（%）＝［食物繊維成分のピーク面積／グリセリンのピーク面積］×f1×［内部標準グリセリン重量（mg）／秤取資料重量（mg）］×100
（上記式中、f1はグリセリンとブドウ糖のピーク面積の感度比（0.82）である。）
食物繊維成分含量（%）＝［食物繊維成分のピーク面積／グリセリンのピーク面積］×f1×［内部標準グリセリン重量（mg）／秤取資料重量（mg）］×100
（上記式中、f1はグリセリンとブドウ糖のピーク面積の感度比（0.82）である。）
＜比較例1＞
グルコースシラップを活性炭触媒存在下で加熱処理して得られた糖縮合物である難消化 性グルカン（フィットファイバー＃８０、日本食品化工社製）をα−アミラーゼ及びグ ルコアミラーゼで加水分解処理し精製濃縮することで糖縮合物の溶液（固形分濃度72質 量%、水溶性食物繊維含量78.0%[無水物換算]）を得た。固形分濃度20質量%に希釈し た上記糖縮合物溶液をリン酸水素二ナトリウムにてpHを約5.7に合わせ滅菌した。200 ml容三角フラスコに100 ml分注し、レボグルコサンキナーゼを有さない微生物であるパ ン酵母(Saccharomyces cerevisiae)を糖固形分に対して1質量%添加し、振 とう培養機(30℃、140rpm)で一定期間培養（資化処理）を行った。処理後の各溶液の 糖組成（各成分のHPLCのArea値に基づく）および食物繊維含量（酵素-HPLC法）を測定 した結果を表1に示した。なお、試料溶液は、0.45μmフィルター濾過、脱塩後にHPLC 分析に供した。HPLC条件は以下の通り。なお、以降の試験も全て同条件で分析した。
グルコースシラップを活性炭触媒存在下で加熱処理して得られた糖縮合物である難消化 性グルカン（フィットファイバー＃８０、日本食品化工社製）をα−アミラーゼ及びグ ルコアミラーゼで加水分解処理し精製濃縮することで糖縮合物の溶液（固形分濃度72質 量%、水溶性食物繊維含量78.0%[無水物換算]）を得た。固形分濃度20質量%に希釈し た上記糖縮合物溶液をリン酸水素二ナトリウムにてpHを約5.7に合わせ滅菌した。200 ml容三角フラスコに100 ml分注し、レボグルコサンキナーゼを有さない微生物であるパ ン酵母(Saccharomyces cerevisiae)を糖固形分に対して1質量%添加し、振 とう培養機(30℃、140rpm)で一定期間培養（資化処理）を行った。処理後の各溶液の 糖組成（各成分のHPLCのArea値に基づく）および食物繊維含量（酵素-HPLC法）を測定 した結果を表1に示した。なお、試料溶液は、0.45μmフィルター濾過、脱塩後にHPLC 分析に供した。HPLC条件は以下の通り。なお、以降の試験も全て同条件で分析した。
HPLC条件：カラム Ultron PS-80N・L (φ8.0 mm×500 mm)
カラム温度：80℃
流速 0.5：ml/min
移動相：H2O
検出器：Refractive index
注入量：10μl (糖組成)
カラム温度：80℃
流速 0.5：ml/min
移動相：H2O
検出器：Refractive index
注入量：10μl (糖組成)
糖縮合物（酵素処理した難消化性グルカン）を、パン酵母(Saccharomyces cerevisiae)で資化処理した結果、パン酵母(Saccharomyces cerevisiae)によってグルコース（DP1）が資化されたものの、二糖（DP2）やレボグルコサンは資化されず、最終的な食物繊維含量は８６％までしか増加しなかった。
＊酵母に資化させることでグルコース等を除去する技術は公知技術であり、例えば、特開昭60-27365号公報に類似する技術が開示されている。
＜実施例1＞
固形分濃度40質量%に希釈し、リン酸水素二ナトリウムにてpHを約6.0に合わせた以外は比較例１と同様に難消化性グルカン溶液を調整し、当該溶液および液体培地(0.4%ペプトン、0.4%yeast extract、0.2%NaNO3、0.1%MgSO4・7H2O、0.02%KCl（いずれの成分の濃度も培地における質量％）)をそれぞれ滅菌し、20mlずつ200ml底十字三角フラスコに混合し、プレートに前培養したレボグルコサンキナーゼを有する微生物であるアスペルギルス・オリゼ（Aspergillus oryzae）を植菌した。その後、恒温槽（30℃、180rpm）で一定期間培養（資化処理）を行った。処理後の各溶液の糖組成および食物繊維含量を測定した結果を表2に示した。なお、試料溶液は、0.45μmフィルター濾過、脱塩後にHPLC分析に供した。
固形分濃度40質量%に希釈し、リン酸水素二ナトリウムにてpHを約6.0に合わせた以外は比較例１と同様に難消化性グルカン溶液を調整し、当該溶液および液体培地(0.4%ペプトン、0.4%yeast extract、0.2%NaNO3、0.1%MgSO4・7H2O、0.02%KCl（いずれの成分の濃度も培地における質量％）)をそれぞれ滅菌し、20mlずつ200ml底十字三角フラスコに混合し、プレートに前培養したレボグルコサンキナーゼを有する微生物であるアスペルギルス・オリゼ（Aspergillus oryzae）を植菌した。その後、恒温槽（30℃、180rpm）で一定期間培養（資化処理）を行った。処理後の各溶液の糖組成および食物繊維含量を測定した結果を表2に示した。なお、試料溶液は、0.45μmフィルター濾過、脱塩後にHPLC分析に供した。
酵素処理した難消化性グルカンを、アスペルギルス・オリゼ（Aspergillus oryzae）で資化処理した結果、アスペルギルス・オリゼ（Aspergillus oryzae）によってグルコース（DP1）に加え、レボグルコサンが資化され、処理373〜397時間後でレボグルコサン含量を0.3〜0.6 %まで減じることが可能であった。また、比較例と異なり二糖含量も大きく減少した。これは、レボグルコサン及びそのオリゴ糖も資化されたためと推察される(レボグルコサンのオリゴ糖が資化されることは知られていない)。一方で、水溶性食物繊維自体は殆ど資化されず、最終的に水溶性食物繊維含量を91.2質量%まで高めることが可能であった。
＜実施例2＞
アスペルギルス・オリゼ（Aspergillus oryzae）の代わりに表3に示された微生物［ニューロスポラ・クラッサ(Neurospora crassa)、クリプトコッカス・アルビダス（Cryptococcus albidus）、スポロボロマイセス・サルモニカラー（Sporobolomyces salmonicolor）、アスペルギルス・ソーヤ（Aspergillus sojae）］を用いる以外は実施例1と同様の手法で、資化処理を行った。その結果を表3に示した。なお、実施例2にて使用した微生物は、いずれもレボグルコサンキナーゼを有することが報告されている。
アスペルギルス・オリゼ（Aspergillus oryzae）の代わりに表3に示された微生物［ニューロスポラ・クラッサ(Neurospora crassa)、クリプトコッカス・アルビダス（Cryptococcus albidus）、スポロボロマイセス・サルモニカラー（Sporobolomyces salmonicolor）、アスペルギルス・ソーヤ（Aspergillus sojae）］を用いる以外は実施例1と同様の手法で、資化処理を行った。その結果を表3に示した。なお、実施例2にて使用した微生物は、いずれもレボグルコサンキナーゼを有することが報告されている。
表3に示された通り、いずれの微生物を用いた試験においても、各微生物によって二糖（DP2）やグルコース（DP1）に加え、レボグルコサンが資化された。さらに、水溶性食物繊維自体は殆ど資化されず、最終的に水溶性食物繊維含量を94.4〜97.7質量%まで高めることが可能であった。
＜実施例3＞
クリプトコッカス・アルビダス（Cryptococcus albidus）を用い、表4に示す糖加熱縮合物を用いる以外は実施例1と同様の手法で、資化処理を行った。その結果を表4に示した。なお、焙焼デキストリンはコーンスターチに1質量%塩酸を添加し、160℃で1時間反応させたものを、焙焼デキストリン酵素処理品は前記の焙焼デキストリンをpH4.5〜5.0に調整後、α-アミラーゼやグルコアミラーゼ製剤で加水分解処理したものを使用した。また、その他の糖加熱縮合物は、以下の市販品を用いた。難消化性デキストリン：ニュートリオース（ロケットジャパン社製）、還元難消化性デキストリン：ファイバーソル2H（松谷化学工業社製）、ポリデキストロース：ライテスII（デュポンニュートリション＆ヘルス社製）、難消化性グルカン：フィットファイバー＃８０（日本食品化工社製）。
クリプトコッカス・アルビダス（Cryptococcus albidus）を用い、表4に示す糖加熱縮合物を用いる以外は実施例1と同様の手法で、資化処理を行った。その結果を表4に示した。なお、焙焼デキストリンはコーンスターチに1質量%塩酸を添加し、160℃で1時間反応させたものを、焙焼デキストリン酵素処理品は前記の焙焼デキストリンをpH4.5〜5.0に調整後、α-アミラーゼやグルコアミラーゼ製剤で加水分解処理したものを使用した。また、その他の糖加熱縮合物は、以下の市販品を用いた。難消化性デキストリン：ニュートリオース（ロケットジャパン社製）、還元難消化性デキストリン：ファイバーソル2H（松谷化学工業社製）、ポリデキストロース：ライテスII（デュポンニュートリション＆ヘルス社製）、難消化性グルカン：フィットファイバー＃８０（日本食品化工社製）。
表4に示された通り、いずれの糖加熱縮合物を用いた試験においても、クリプトコッカス・アルビダス（Cryptococcus albidus）によってグルコースやソルビトール（DP1）、レボグルコサンが資化された。さらに、水溶性食物繊維自体は殆ど資化されず、最終的に水溶性食物繊維含量を70.3〜99.3質量%まで高めることが可能であった。
尚、難消化性デキストリンのDP3以上は、難消化性（食物繊維）部分だけでなく、澱粉由来の消化性部分も有している。よって、消化性の成分が資化されることで食物繊維含量が大幅に増加している(DP3以上は、0時間と120時間共に99.0%で、食物繊維含有量は86.7質量%から95.2質量%に大幅に増大)。また、表4に示す難消化性グルカンは、酵素加水分解処理を施していないものであるのに対して、表1及び2に示す難消化性グルカンは酵素で加水分解処理したものである。
本発明は、水溶性食物繊維含有組成物に関連する分野、及びその製造分野において有用である。
Claims (16)
- 水溶性食物繊維を含有する糖加熱縮合物(原料)をレボグルコサン資化性微生物に資化させて、前記原料に比べて固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が増加した水溶性食物繊維含有組成物を得ることを含む、水溶性食物繊維含有組成物の製造方法。
- 前記原料は、水溶性食物繊維、単糖およびレボグルコサンを含有する請求項1記載の製造方法。
- 前記水溶性食物繊維含有組成物中の単糖およびレボグルコサンの含有量が、固形分基準で前記原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量よりそれぞれ低減した量である請求項2記載の製造方法。
- 前記水溶性食物繊維含有組成物中の単糖およびレボグルコサンの含有量が、固形分基準で前記原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量のそれぞれ50%以下に低減する、請求項2または3記載の製造方法。
- 前記原料は、二糖をさらに含み、前記水溶性食物繊維含有組成物中の二糖の含有量が、固形分基準で前記原料中の二糖の含有量より低減した量である請求項2〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記水溶性食物繊維含有組成物中の水溶性食物繊維の含有量が、固形分基準で前記原料中の水溶性食物繊維の含有量の110%以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記レボグルコサン資化性微生物がレボグルコサンキナーゼを保有する微生物である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。
- レボグルコサン資化性微生物がスポロボロマイセス(Sporobolomyces)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、フザリウム(Fusarium)属、ニューロスポラ(Neurospora)属、ペニシリウム(Penicillium)属、リゾプス(Rhizopus)属、ロドトルラ(Rhodotorula)属またはピチア(Pichia)属の微生物である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法で水溶性食物繊維含有組成物を製造し、得られた水溶性食物繊維含有組成物を飲食品原料に添加することを含む、飲食品の製造方法。
- 水溶性食物繊維、単糖およびレボグルコサンを含有する糖加熱縮合物(原料)をレボグルコサン資化性微生物に資化させて、前記原料に含有される単糖およびレボグルコサンの量を低減することを含む、糖加熱縮合物中の単糖およびレボグルコサン含有量を低減する方法。
- 単糖およびレボグルコサンの前記低減後の含有量は、固形分基準で前記原料中の単糖およびレボグルコサンの含有量のそれぞれ20%以下である請求項10記載の方法。
- 前記レボグルコサン資化性微生物がレボグルコサンキナーゼを保有する微生物である、請求項10または11記載の方法。
- 固形分基準で水溶性食物繊維の含有量が90質量%以上であり、単糖及びレボグルコサンの含有量がそれぞれ1質量%以下である水溶性食物繊維含有組成物。
- 単糖及びレボグルコサンの含有量がそれぞれ0.5質量%以下である請求項13記載の水溶性食物繊維含有組成物。
- 前記水溶性食物繊維が、糖加熱縮合物由来である請求項13または14記載の水溶性食物繊維含有組成物。
- 固形分基準で前記水溶性食物繊維の含有量が、95質量%以上である請求項13〜15のいずれか1項に記載の水溶性食物繊維含有組成物。
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