JP2023502338A - エンドウマメデンプンをアニーリングする方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、遅消化性画分（ＳＤＳ）の高い含有量を有するマメ科植物デンプンの調製方法であって、水熱処理方法であり、前記調製方法が以下の工程、すなわち、１）３０～４０重量％、好ましくは３２重量％の乾燥物含有量のデンプンミルクを調製する工程と、２）このようにして調製されたデンプンミルクを、その糊化温度よりも１０～１５℃低い温度に加熱する工程と、３）このようにして得られたデンプンミルクを、この温度で４５分～７時間、好ましくは１時間～６時間撹拌する工程と、４）このようにして処理されたデンプンミルクを回収し、濾過して乾燥させる工程と、を含むことを特徴とする方法に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、エンドウマメデンプンの遅消化性画分の含有量を増加させるための水熱方法に関する。
それはまた、このようにして得られるエンドウマメデンプンに関する。
生理学的観点からは、ヒトまたは動物において食事中に摂取される炭水化物の大部分はデンプンによって代表され、それは植物に特徴的なエネルギー貯蔵分子であり、デンプン質食品（パスタ、小麦粉、ジャガイモ）の主構成成分である。
消化の間に、デンプン分子は、それら自身消化器系によって吸収され得る単一のグルコース分子に解離される直鎖状グルカン鎖に解離する。
デンプンの消化は唾液中の酵素：唾液アミラーゼによって口の中での咀嚼中に始まる。
デンプンのこの最初の分解は胃の酸性度によって停止されるが、膵および腸アミラーゼの作用によって十二指腸（小腸の最初の部分）で再開する。
これらすべてのアミラーゼの連続的な作用によって二糖類、マルトースを生成し、それは２つの単糖、グルコースに変換される。
生化学的に合成され、炭水化物の供給源であるデンプンは、植物界に最も広く存在する有機物質の１つであり、生物の栄養素の貯蔵を構成する。
デンプンは、このように高等植物の貯蔵器官および組織、特に穀物（小麦、トウモロコシなど）、マメ科植物の粒子（エンドウマメ類、インゲンマメ類（ｂｅａｎｓ）など）、ジャガイモまたはキャッサバの塊茎、根、鱗茎、茎および果実の中に天然に存在する。
デンプンは、α－（１－４）結合および分子構造中の分岐の元となるα－（１－６）結合を介して互いに結合したＤ－グルコース単位から構成される２つのホモポリマー、アミロースとアミロペクチンの混合物である。
これらの２つのホモポリマーはその分岐の程度、およびその重合度において異なる。
アミロースは短い分岐でわずかに分岐し、１０，０００～１，０００，０００ダルトンの分子量を有する。分子は６００～１，０００個のグルコース分子で形成される。
アミロペクチンはα－（１－６）結合を介して２４～３０個のグルコース単位ごとに長い分岐を有する分岐分子である。その分子量は１，０００，０００～１００，０００，０００ダルトンの範囲であり、その分岐の程度は約５％である。全鎖では１０，０００～１００，０００個のグルコース単位を含み得る。
アミロース対アミロペクチンの比はそのデンプンの植物源に依存する。
デンプンは粒状の状態、すなわち半結晶性粒子の形態で貯蔵器官および組織に蓄えられる。
この半結晶の状態は本質的にアミロペクチン高分子によるものである。
天然の状態では、デンプン粒子は、植物起源およびそれらの抽出に使用される方法に実質的に依存して１５～４５重量％の範囲の結晶化度を有する。
したがって、偏光下に置かれた粒状のデンプンは、顕微鏡検査において、「マルタ十字」と呼ばれる特徴的な黒色の十字を有する。
正の複屈折のこの現象は粒子の半結晶組織によるものであり、ポリマー鎖の平均の配向が放射状であるためである。
粒状デンプンのより詳細な説明については、Ｇｒｏｕｐｅ Ｆｒａｎｃａｉｓ ｄ’Ｅｔｕｄｅｓ ｅｔ ｄ’Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｓ Ｐｏｌｙｍｅｒｅｓ［Ｆｒｅｎｃｈ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｇｒｏｕｐ］の２０００年の「Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ａ ｌａ ｃｈｉｍｉｅ ｅｔ ａ ｌａ ｐｈｙｓｉｃｏ－ｃｈｉｍｉｅ ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｉｒｅｓ」［「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」］の第１版、第１３巻、４１～８６ページのＳ．Ｐｅｒｅｓの表題「Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｅｔ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅ ｄｕ ｇｒａｉｎ ｄ’ａｍｉｄｏｎ」［「Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｒｃｈ ｇｒａｉｎ」］の第２章を参照することができる。
乾燥デンプンは、由来する植物に応じて１２～２０重量％の範囲にわたる含水量を有する。この含水量は明らかに媒体の残留水分に依存する（ａｗ＝１の場合、デンプンは、デンプン１グラム当たり最大０．５ｇの水をとどめることができる）。
過剰の水と共にデンプン懸濁液をその糊化温度に近い温度まで加熱すると、粒子は不可逆的に膨潤してそれは分散し、次いでそれは溶解する。
デンプンにその興味深い技術的特性を付与するのは、特にこれらの特性である。
「糊化範囲」と呼ばれる所定の温度範囲において、デンプン粒子は非常に急速に膨潤して、その半結晶構造を失う（複屈折の喪失）。
全ての粒子は約５～１０℃の温度範囲で可能な限り膨潤する。分散相を構成する膨潤粒子と水性連続相を増粘する分子（主にアミロース）で構成されたペーストが得られる。
ペーストのレオロジー特性は、これらの２つの相の相対的な割合と粒子の膨潤体積に依存する。糊化範囲は、デンプンの由来する植物に応じて変化する。
最大粘度は、デンプンペーストが多数の高膨潤粒子を含有する時に得られる。加熱を継続すると、粒子が破裂して物質が媒体中に分散するが、１００℃を超える温度でのみ溶解する。
アミロース－脂質複合体は、その組合せによってアミロースと水分子との相互作用が阻害されるために膨潤が遅くなり、（アミロメイズが脂質と複合体を形成しているため）粒子の完全な膨潤を得るためには９０℃超の温度が必要である。
粒子の消失および高分子の溶解によって粘度は低下する。
（冷却によって）デンプンペーストの温度を下げることが、高分子の不溶化およびアミロースとアミロペクチンとの間の非相溶性による相分離を引き起こして、これらの高分子の結晶化が観察される。
この現象は老化という名称によって知られている。
ペーストがアミロースを含有する場合、アミロースが老化を生じるこの最初の分子である。
それは二重らせんの形成とこれらの二重らせんの組合せで構成され、接合ゾーンを介して三次元ネットワークを生じさせる「結晶」（Ｂ型）を形成する。
このネットワークは数時間で非常に迅速に形成される。このネットワークの成長中、水素結合を介する二重らせんの互いの会合が、そのらせんと結合した水分子を置換し、著しいシネレシスが生じる。
デンプンの構造的複雑さとその物理化学的特性は、このクラスの炭水化物が、ヒトおよび動物においてさまざまな様式で吸収され、そして消化されることを意味している。
これが、デンプンをその消化性に応じて３つのカテゴリ、易消化性、遅消化性、または難消化性に分類することができる理由である。
天然に粒子／半結晶の形態で存在するデンプンは、食品加工中に熱、圧力、および／または水分に曝露して「易消化性デンプン」（ＲＤＳ）に変換され得る。
遅消化性デンプン（ＳＤＳ）は、それが依然として結晶構造を有して消化酵素に接触する可能性がより小さいため、ＲＤＳと比較して消化酵素による分解により長い時間を要する。
このＳＤＳ画分の消化によって、血液中に中程度かつ一定のグルコースが放出される。これらは低グリセミック指数（「低Ｇ．Ｉ．」）のデンプンと呼ばれる。
その結果、ＳＤＳ含有量の高い食品は、低いＳＤＳ含有量しか含まない食品よりもより低い食後の血糖応答及びより低いインスリン応答を引き起こす。
逆に、ＲＤＳはそれらのグルコースをはるかに速く血中に放出するため、栄養価の高い炭水化物である。
次にいわゆる耐性デンプン（ＲＳ）については、これらは腸の酵素によって消化され得ない繊維（トウモロコシブラン、オート麦繊維、ガムなど）と同等である。
全デンプンがその３つの成分：ＲＤＳ、ＳＤＳ、ＲＳの合計であることが先行技術で認められている。
したがって、異なるタイプのデンプンはヒト消化器系において異なる速度で消化される。
したがって、ＳＤＳはＲＤＳよりも消化速度が遅いと推測される。ＲＳは、小腸における酵素消化に耐性であるデンプンの画分である。この画分は大腸で発酵し、したがって食物繊維と見なすことができる。
したがって、ＳＤＳとＲＤＳ画分が利用可能なグルコース源である。
天然では、ＳＤＳは、いくつかの未調理の小麦、米、大麦、ライ麦、トウモロコシなどの穀物の種子中に、並びにエンドウマメ、フィールドビーン、およびレンズマメなどのマメ科植物の中に存在する。
ＳＤＳの含有量は後続の食品加工中のデンプンの糊化によって主に影響される。
実際、この加工の間、温度、圧力、および水分への曝露により、ＳＤＳ画分がＲＤＳに変換されて、デンプンを酵素消化により多く接触可能にする。
調理条件を制御してデンプンの糊化を抑制することによって、この変換を最小化することができる。
したがって、組成物または食品中のＳＤＳの最初の含有量は、その調製が行われた方法に依存する。
したがって、通常はほとんど含まれていない膨化させた朝食用のシリアルまたはパンとは異なり、ＳＤＳの含有が多い食品はある種のパスタ、パーボイルドライス、パール大麦、およびある種のクッキーであることが知られている。
食品のＳＤＳ含有量は、従来、Ｈ．Ｎ．ＥＮＧＬＹＳＴおよび彼の共同研究者によって開発されたインビトロの方法（１９９２年に刊行されたＥｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ，ｖｏｌｕｍｅ ４６，Ｓ３３～Ｓ５０ページ）を使用して決定される。
この説明の残りの部分では、「ＥＮＧＬＹＳＴに従った」この１９９２年の方法について申し述べる。
この方法は、小腸で生じる酵素消化をシミュレーションするために開発された。
消化酵素の存在下で、製品またはデンプンの試料をチューブに入れて、グルコースの放出を１２０分間の反応の間に測定する。
この方法によって、
－ 迅速に利用可能なグルコース（ＲＡＧ）を測定すること、この場合、０～２０分の間に放出されたグルコースを測定することによるＲＤＳ画分と、
－ 徐々に利用可能なグルコース（ＳＡＧ）を測定すること、この場合、２０～１２０分の間に放出されたグルコースを測定することによるＳＤＳ画分と、
－ １２０分後に放出されないグルコースに対応するＲＳ画分を区別することができ、ここでＲＳ画分はＥＮＧＬＹＳＴ法に従って、次の式：ＴＳ－（ＲＤＳ＋ＳＤＳ）によって計算され、式中、ＴＳ＝総デンプンである（分析をそのようなデンプンについて行なう場合、総デンプンは１００％に等しいと考えられる）。
デンプンからの５０重量％超の利用可能な炭水化物を含有する炭水化物を豊富に含む食品で、その少なくとも４０重量％がＳＤＳである食品は、従来、ＳＤＳが高い食品であると考えられている。
したがって、それらはＳＤＳ含有量がより低い食品と比較して、グリセミック指数およびインスリン産生を抑制するために推奨される。
これらの食品用途で従来使用されているすべてのデンプンの中で、マメ科植物デンプン、より具体的にはエンドウマメデンプンは主要な候補である。
実際、エンドウマメの種子は、それらのデンプン含有量が高く（乾燥物の５５～７０重量％）、またそれらのグリセミック指数が低いことが知られている（Ｒａｔｎａｙａｋａら，２００２，Ｐｅａ ｓｔａｒｃｈ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ－Ａ ｒｅｖｉｅｗ，Ｓｔａｒｃｈ／Ｓｔａｒｋｅ，５４、２１７～２３４）。
ＥＮＧＬＹＳＴに従って従来２７～３８重量％のＳＤＳ含有量を示す天然のエンドウマメデンプンは、したがって栄養的利用において興味深い。
しかしながら、ＳＤＳ含有量の高い食品を調製するためには、遅消化性炭水化物画分がより多いデンプンを使用する必要がある。
アニーリングタイプの熱処理によって、デンプン粒子の結晶構造を変化させることができることが先行技術で知られている。
より具体的には、アニーリングとは、結晶領域を成長させ、結晶を完成させ、またより安定な結晶構造に変化させるための、ポリマーをそれらの融点未満の温度に加熱することによる結晶化の最適化を説明するためにポリマー科学で使用される用語である。
デンプンに使用される場合、アニーリングとは、デンプン粒子を過剰の水の中でガラス転移温度よりも高いが糊化開始温度よりも低い温度に加熱することを含む水熱プロセスとして定義される。
アニーリングのプロセスの間、デンプン粒子は、粒状構造および分子構造、またはデンプンポリマー分子の可溶化を失うことなく、限定的だが可逆的に膨潤すると想定される。
アニーリングは、デンプン鎖とアミロペクチン二重らせんの再組織化に関連し、それにより、デンプン鎖の間の相互作用が増大し、二重らせんの間の秩序が向上すると一般に考えられている。
アニーリングのプロセスは、デンプン粒子の結晶および分子の整列には大きな影響を与えないが、デンプン粒子の物理化学的特性を著しく改変することができる。
物理化学的改変には一般に、膨潤力と溶解度（アミロースの浸出）の低下、糊化とエンタルピー変化温度の上昇を伴う熱転移の範囲の狭まり、接着塊の安定性の増大、および酵素消化に対する感受性の増大が含まれる。
アニーリング中に生じるこれらの物理化学的変化を説明するために、粒子の安定性の向上、粒子の構造の再組織化、または自由エネルギーの減少などのある種の分子現象が提案されている。
デンプンのアニーリングは、トウモロコシ、ジャガイモ、小麦、米、サゴ、ソルガム、大麦、およびエンドウマメなどの様々な植物に由来するデンプンを用いた詳細な研究の対象となってきた。
エンドウマメデンプンは、他の多くの天然デンプンのそれよりもアミロース含有量が大きく、Ａ型とＢ型の多形構造の混合物を含有することから積極的に評価されている。
Ｗａｎｇらは彼らの２０１３年の論文（Ｆｏｏｄ Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ，ｖｏｌ．６，３５６４～３５７５ページのレビューに掲載）に、アニーリングはエンドウマメデンプン粒子の粒状構造および結晶構造をわずかに変化させるが、その機能性は大幅に改変することを示した。
彼らの研究で使用された条件下（アニーリング温度は糊化温度よりもかなり低かった－４℃で２４～７２時間）では、全体的な結晶化度は大きくは変化しなかったが、アニーリングは、ある種のアミロース分子の浸出を伴ってエンドウマメデンプン粒子のわずかな不可逆的膨潤を誘発した。
このことから著者らは、アニーリングは主にデンプン粒子のアモルファス領域で作用し、デンプン粒子の結晶領域にはほとんど影響を与えないと結論付けた。
しかしながら、彼らは、水熱処理によって誘発されたより多くの水分子によるＡ型の微結晶子中の二重らせん空間の充填に起因するＡ型からＢ型への多形の遷移を示した。
次いで、アミロペクチンクラスターの間のある種のアミロース分子の除去によって、デンプン粒子の全体的な安定性が弱くなり、したがって、アニーリングされたデンプンの機能的特性が実質的に改変される。
アニーリングされたエンドウマメデンプンの消化性の変化について、著者らはＥＮＧＬＹＳＴ法（１９９２）を用いて、エンドウマメデンプンの酵素加水分解のパーセンテージが４時間のインキュベーション中に時間と共に徐々に増加したことを示した。
したがって彼らは、彼らのアニーリング処理によって、エンドウマメデンプン粒子のインビトロの消化性が増大することを示した。
彼らは、アニーリング処理がＲＳ含有量を減らしてＳＤＳに変化して、次いでＲＤＳに変化することによって、ＲＤＳ含有量をより高くすると結論付けた。
したがって、従来技術において通常行なわれているアニーリング方法は、マメ科植物デンプン、特にエンドウマメデンプンをより消化性にすることを主な目的としているので、さらに、この観察は他の著者たちによって受け入れられている（ＣＨＵＮＧらのＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２００９、ｖｏｌ．７５，ページ４３６～４４７の論文を参照）。
しかしながら、この技術的先入観とは矛盾するが、本出願人の会社は、マメ科植物デンプン、特にエンドウマメデンプンのＲＤＳ画分を増やすためではなく、ＳＤＳ含有量を増加させるために、この目的に特に適したアニーリングプロセス条件を探索することにより、このアニーリング技術を最適化することを選択した。
したがって、本発明は、遅消化性画分（ＳＤＳ）の高い含有量を有するマメ科植物デンプン、好ましくはエンドウマメデンプンの調製方法であって、水熱処理方法であり、調整方法が、以下の工程、すなわち、
１）３０～４０重量％、好ましくは３２重量％の乾燥物含有量のデンプンミルクを調製する工程と、
２）このようにして調製されたデンプンミルクを、その糊化温度よりも１０～１５℃低い温度に加熱する工程と、
３）このようにして得られたデンプンミルクを、この温度で４５分～７時間、好ましくは１時間～６時間撹拌する工程と、
４）このようにして処理されたデンプンミルクを回収し、濾過して乾燥させる工程と、を含むことを特徴とする方法に関する。
本発明の意味において、「遅消化性画分の高い含有量」とは、それが調製されるデンプンの重量によるＳＤＳ含有量に対して１０～２０重量％、好ましくは１２～１７重量％のＳＤＳ含有量の増加を意味すると理解される。
本発明の目的において、「マメ科植物」とは、ジャケツイバラ亜科、ネムノキ亜科またはマメ亜科（papilionaceae）に属する任意の植物、特にマメ亜科に属する任意の植物、例えばエンドウマメ、インゲンマメ（bean）、ソラマメ、フィールドビーン（field bean）、レンズマメ、アルファルファ、クローバー又はルパンマメ（lupin）を意味する。
Ｒ．ＨＯＯＶＥＲらの表題Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅｇｕｍｅ ｓｔａｒｃｈｅｓの論文：カナダで発刊されたレビュー，Ｊ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．１９９１，６９ページ７９～９２）には、特にその表に様々なマメ科植物が開示されている。
好ましくは、マメ科植物はエンドウマメ、インゲンマメ、ソラマメ、およびフィールドビーンを含む群から選択される。
有利にはは、それはエンドウマメであり、「エンドウマメ」という用語は本明細書においてその最も広い意味で考慮され、具体的には、
－ 「ｓｍｏｏｔｈ ｐｅａ」のすべての野生型品種、および
－ 当該品種の一般に意図されている用途（ヒト食品、動物飼料および／または他の用途）に関係なく、「ｓｍｏｏｔｈ ｐｅａ」と「ｗｒｉｎｋｌｅｄ ｐｅａ」の全ての変異品種が含まれる。
当該変異品種は具体的には、Ｃ－Ｌ ＨＥＹＤＬＥＹらの表題「Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｎｏｖｅｌ ｐｅａ ｓｔａｒｃｈｅｓ」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９６，７７～８７ページの論文に記載された「ｍｕｔａｎｔｓ ｒ」、「ｍｕｔａｎｔｓ ｒｂ」、「ｍｕｔａｎｔｓ ｒｕｇ３」、「ｍｕｔａｎｔｓ ｒｕｇ４」、「ｍｕｔａｎｔｓ ｒｕｇ５」および「ｍｕｔａｎｔｓ ｌａｍ」と命名されたものである。
別の有利な変異株では、マメ科植物（例えば、エンドウマメまたはフィールドビーンの品種）は少なくとも２５重量％、好ましくは少なくとも４０重量％のデンプン（乾燥／乾燥）を含有する穀粒を与える植物である。
「マメ科植物デンプン」とは、任意の手段によって、マメ科植物から、特にマメ亜科から抽出される任意の組成物を意味することを意図し、そのデンプン含有量は、４０％超、好ましくは５０％超、さらにより優先的には７５％超であり、ここでこれらのパーセンテージは、当該組成物の乾燥重量に対する乾燥重量として表される。
有利には、このデンプン含有量は９０％超（乾燥／乾燥）である。具体的には９５重量％超である場合があり、９８重量％超を含む。
「天然」デンプンとは、化学的または酵素的に改変されていないデンプンを意味する。好ましい方法では、本発明のデンプンは天然デンプンである。
本発明の一実施形態では、方法はデンプンを酵素的に処理する工程を含まない。
それらのベースとなるＳＤＳ画分の含有量を決定するために、本発明の、またはそうではないエンドウマメデンプンを、Ｈ．Ｎ．Ｅｎｇｌｙｓｔらの「Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｔａｒｃｈ ｆｒａｃｔｉｏｎ」，Ｅｕｒ．Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｎｕｔｒ．，４６（Ｓｕｐｐ．２），Ｓ３３～Ｓ５０（１９９２）の方法のインビトロの消化プロセス条件に従って分析する。
方法は、食品に含有される易消化性デンプン（ＲＤＳ）、遅消化性デンプン（ＳＤＳ）および難消化性（耐性）デンプン（ＲＳ）の画分を測定することからなる。
これらの画分をパンクレアチン、アミログルコシダーゼおよびインベルターゼを用いた酵素消化後に決定する。
放出されたグルコースを、ＤｉａＳｙｓ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｆｒａｎｃｅ Ｓａｒｌ社によって市販されている参照１ ２５００ ９９ １０ ９２３のＧｌｕｃｏｓｅ ＧＯＤ ＦＳグルコースオキシダーゼキットを使用して、当該キットのプロトコルに従って比色分析によって測定する。
Ｅｎｇｌｙｓｔによって消化を測定するために実施する方法の詳細は以下のとおりである。
使用試薬：
－ 無水酢酸ナトリウム（参照番号：７１１８４、シグマ社）
－ 安息香酸（参照番号：２４２３８１、シグマ社）
－ ＣａＣｌ２（参照番号：１．０２３７８．０５００、メルク社）
－ ０．１Ｍ酢酸（参照番号：３３２０９、シグマ社）
－ ブタパンクレアチン８ｘＵＳＰ（参照番号：Ｐ７５４５、シグマ社）
－ アミログルコシダーゼＥＣ３．２．１．３（シグマ社、活性≧２６０Ｕ／ｍｌ／≒３００ＡＧＵ／ｍｌ、カタログ（Ｃａｔ．）番号Ａ７０９５）
－ インベルターゼＥＣ３．２．１．２６（シグマ社、活性≧３００ユニット／ｍｇ－固体、カタログ番号Ｉ－４５０４）
－ グアー（参照番号：Ｇ４１２９、シグマ社）
－ ６６％エタノール
手順
飽和安息香酸溶液の調製
４ｇの安息香酸を１Ｌの逆浸透水中に量り取って混合する。溶液は室温で１ヶ月間保存することができる。
１Ｍ／ＬのＣａＣｌ２溶液の調製。
１．１０９８ｇのＣａＣｌ２を１０ｍＬの逆浸透水中に量り取って混合する。溶液は室温で１ヶ月間保存することができる。
ｐＨ５．２の０．１Ｍ酢酸緩衝液の調製。
－ ８．２０３ｇの無水酢酸ナトリウムを２５０ｍＬの飽和安息香酸溶液中に量り取り、
－ ５００ｍＬの逆浸透水を加えて混合し、
－ ０．１Ｍ酢酸を用いてｐＨを５．２＋／－０．５に調整し、
－ メスフラスコ中で逆浸透水を補充し１０００ｍＬにして、
－ １ＭのＣａＣｌ２溶液４ｍＬを１Ｌの調製した緩衝液に添加し、
－ 混合してｐＨをチェックする。
溶液は４℃で１ヶ月間保存することができる。
酢酸緩衝液中のグアーガム溶液の調製
－ ７５０ｍｇのグアーガムを３００ｍＬの酢酸緩衝液中に正確に量り取り
－ 継続的に撹拌する
分析する試料の調製および使用する酵素
試料の調製
試験する乾燥デンプン０．８ｇを正確に秤量し、
ｐＨ５．２の０．１Ｍ酢酸緩衝液＋グアーガム２０ｍＬを加え、
撹拌しながら、バイアルを３７℃の水浴中に１５分間置き、
Ｔ＝０分で得られる０．１ｍＬの溶液を採取して、０．９ｍｌの６６％エタノールを加え（すなわち、１：１０希釈）、
時間Ｔ＝０分における比色分析によるグルコースアッセイ（％として）を行なう。
ブランクおよび標準（０．５ｇの無水デキストロースを秤量）を試料の調製と同じ条件下で作成する。
酵素カクテルの調製
酵素カクテルは１２個の試料を試験することを意図する。以下のプロトコルに従って同じ日に調製しなければならない。
ブタパンクレアチン８×ＵＳＰの調製
５４ｍＬの上清を得るためにパンクレアチンの４つの溶液を調製する。
これを行うために、
－ ２．５ｇのブタパンクレアチン８ｘＵＳＰを秤量し、
－ ２０ｍＬの逆浸透水を加えて１０分間混合し、
－ 溶液を１５００ｇで１０分間遠心分離して、
－ １３．５ｍＬの上清を回収する。
アミログルコシダーゼの調製
－ ３．７ｍＬのアミログルコシダーゼ溶液ＥＣ３．２．１．３を４．３ｍｌの逆浸透水で希釈して１０分間混合し、
－ ６ｍＬの新しい溶液を取り、次いで、それを５４ｍｌのパンクレアチンの上清に加えて混合する。
インベルターゼの調製
－ ５０ｍｇのインベルターゼＥＣ３．２．１．２６を秤量し、
－ ６ｍＬの逆浸透水を加えて１０分間混合し、
－ ４ｍＬの溶液を取り、次いでそれを５４ｍｌのパンクレアチンの上清に加えて混合する。
消化プロトコル
－ ５ｍＬの酵素カクテルを試料調製物に添加し、
－ 撹拌した熱制御浴中３７℃で１２０分間インキュベートし、
－ Ｔ＝２０分およびＴ＝１２０分で得られる０．１ｍＬの溶液を採取して、それを０．９ｍｌの６６％エタノールに加え（すなわち、１：１０希釈）、
－ 混合した後、試料を１５００ｇで３分間遠心分離し、
－ 時間Ｔ＝２０分およびＴ＝１２０分における比色分析によるグルコースアッセイ（％として）を行なう。
遊離グルコースレベル（Ｆｇ）および総グルコースレベル（Ｔｇ）の決定
遊離グルコースレベル（ＦＧ）は時間０分で行われた測定に対応する。
総グルコースレベル（ＴＧ）は以下のように測定する。
－ Ｔ＝１２０分で得られる０．２５ｍＬの溶液を取り、それを「エッペンドルフ」タイプのチューブに入れ、
－ ０．２５ｍＬの４Ｎ塩酸を加えて、混合し、
－ チューブを１００℃のドライウォーターバス中に４５分間置き、室温まで冷却し、
－ ０．２５ｍＬの４Ｎ重曹溶液で加水分解した溶液を中和し、
－ ０．２５ｍＬの逆浸透水を加えて、混合し、
－ 逆浸透水で１：１０希釈液を作成する（０．９ｍＬ中に０．１ｍＬ）。すなわち、１：４０の最終希釈液である。
ＲＤＳ、ＳＤＳ、およびＲＳレベルの決定
異なる時間における遊離グルコースを決定する。
－ Ｔ＝０分（初期グルコース含有量）、
－ Ｔ＝２０分（２０分後の遊離グルコース含有量）および
－ Ｔ＝１２０分（１２０分後の遊離グルコース含有量）。
Ｅｎｇｌｙｓｔ法に従って、
Figure 2023502338000001
 式中、
－ Ａｔ＝吸光度（試料）－吸光度（ブランク）
－ Ｖｔ＝総体積（ｍＬでの試料）
－ Ｃ＝標準濃度（ｍｇ／ｍｌでのグルコース）
－ Ｄ＝希釈係数
－ Ａｓ＝吸光度（標準）－吸光度（ブランク）
－ Ｗｔ＝乾燥重量（ｍｇでの試料）
式中、
－ Ａｔ＝吸光度（試料）－吸光度（ブランク）
－ Ｖｔ＝総体積（ｍＬでの試料）
－ Ｃ＝標準濃度（ｍｇ／ｍｌでのグルコース）
－ Ｄ＝希釈係数
－ Ａｓ＝吸光度（標準）－吸光度（ブランク）
－ Ｗｔ＝乾燥重量（ｍｇでの試料）
ＲＤＳ、ＳＤＳ、およびＲＳ画分は以下のように決定される。
－ ＲＤＳ＝（Ｇ２０－ＦＧ）×０．９
－ ＳＤＳ＝（Ｇ１２０－Ｇ２０）×０．９
－ ＲＳ＝（（ＴＧ－ＦＧ）×０．９）－（ＲＤＳ＋ＳＤＳ）
この方法によれば、天然のエンドウマメデンプンは通常、１３～１６重量％のＲＤＳ含有量、２７～３８％のＳＤＳ含有量、および４５～５６重量％のＲＳ含有量を有する。これらの値は、Ｅｎｇｌｙｓｔ酵素試験中の固有変動性を考えると、＋／－２％の標準偏差で与えられる。
ＳＤＳレベルを増加させるために、出願人の会社によって開発された本発明のアニーリング法は正確な水熱アプローチを使用する。
したがって、本発明は、遅消化性画分（ＳＤＳ）の高い含有量を有するマメ科植物デンプン、好ましくはエンドウマメデンプンの調製方法であって、水熱処理方法であり、調製方法が以下の工程、すなわち、
１）３０～４０重量％、好ましくは３２重量％の乾燥物含有量のデンプンミルクを調製する工程と、
２）このようにして調製されたデンプンミルクを、その糊化温度よりも１０～１５℃低い温度に加熱する工程と、
３）このようにして得られたデンプンミルクを、この温度で４５分～７時間、好ましくは１時間～６時間撹拌する工程と、
４）このようにして処理されたデンプンミルクを回収し、濾過して乾燥させる工程と、を含むことを特徴とする方法に関する。
本発明の当該方法の第１の工程はマメ科植物デンプンミルクを調製することからなり、エンドウマメのこの具体的な場合においては、３０～４０重量％、好ましくは３２重量％の乾燥物含有量を有する。
本発明の方法の第２の工程は、マメ科植物デンプンミルクをその糊化温度よりも１０～１５℃低い温度に、エンドウマメデンプンのこの具体的な場合においては、４８～５３℃の温度、好ましくは約５０℃の温度に加熱することからなる。
出願人の会社は、その温度が５５℃を超えない熱交換器の使用を推奨する。本発明の一実施形態では、方法は糊化の工程を含まず、すなわち、デンプンミルクは「糊化範囲」の最低温度以上の温度にはさらされない。
本発明の方法の第３の工程は、デンプンミルクを撹拌しながら、４５分～７時間、好ましくは１時間～６時間、さらにより好ましい様式では１時間、当該温度に維持することからなる。
反応媒体の撹拌は、反応媒体中でのデンプンの懸濁を保つように調整される。これは、アンカー、プロペラ、またはタービンタイプの運動体を使用した機械式撹拌によって行なうことができる。
したがって、出願人の会社は、前述の先行技術において推奨されるものとは反対に、デンプンの糊化温度よりも１０～１５℃低い温度で２４～７２時間の高い乾燥物含有量のデンプン（最大で６０重量％のＤＭが開示されている）でのアニーリングアプローチに頼る必要がなく、むしろ比較的低い乾燥物含有量（約３０重量％）のデンプンでの短時間（６時間以下）が好ましいことを見出した。
このアプローチによって、処理したデンプンのＳＤＳレベルを増加させることができる。
したがって、本発明の方法の第４および最終の工程は、以下に例示するように、このようにして処理したデンプンミルクを回収し、濾過して乾燥させることからなる。
得られた乾燥デンプンの残留水分含有量は、１０重量％～１５重量％であり、約１３重量％である。
これらの生成物のＥｎｇｌｙｓｔの消化性の測定で、当初のデンプンに対してＳＤＳ値が１０～２０重量％、好ましくは１２～１７重量％増加する。
下に示すように、エンドウマメデンプンのこのＳＤＳ値は、４０重量％超であり、好ましくは４０～５０重量％である。
その結果、ＳＤＳ含有量の高いこれらのデンプンは、食品（特にスポーツ選手を対象）または医薬（スペシャリストの栄養）に関連する用途の分野で有利に使用される。
本発明は以下の実施例を読むことでより良好に理解されるが、それらは例示を意図するものであり、本発明の特定の実施形態および特定の有益な特性のみを記載し、限定するものではない。
実施例１：エンドウマメデンプンのアニーリングに最も効果的な条件の決定
実験室で、出願人の会社から商品名Ｎ７３５で市販されている天然のエンドウマメデンプンを室温、穏やかな撹拌下で脱塩水に取り入れて、３２重量％の乾燥物の水中におけるエンドウマメデンプンミルクを調製する。
このミルクの温度を５０℃～９５℃（５０℃、６０℃、６５℃、６８℃、７０℃、および８０℃）のさまざまな値に上昇させて、得られるＳＤＳ含有量に対する熱処理の影響を検討する。
この最終温度で反応混合物を１時間撹拌する。
この時間の終わりに、デンプンミルクを回収し、焼結ガラスフィルターで濾過して乾燥させる。その結果、それは約１３重量％の残留水分含有量を有する。
図１に当該温度で決定されたＥｎｇｌｙｓｔの消化性プロファイル（１９９２）を示す。
≧６０℃の値のアニーリング温度での処理は、デンプンの糊化プロセスの開始と同時に起こるＲＤＳ画分含有量の増加をもたらすことが観察される。
５０℃での処理は、天然のエンドウマメデンプンにおける３３重量％の値から熱水処理されたデンプンにおける４４重量％の値へのＳＤＳ含有量の増加をもたらし、したがって、１１重量％の顕著な増加をもたらす。
水の量は重要な役割を果たし、水が存在しない場合、いかなる方法でもエンドウマメデンプンの消化性プロファイルに変化を及ぼさないことが確認される。
ＤＳＣ分析もまた、これらの異なる温度でのアニーリング反応生成物について実施された。
Figure 2023502338000002
水が存在しない場合、変化は観察されない（５０℃の対照オーブン）。
アニーリング処理は、１時間のみの処理の後開始温度の約５℃の上昇、ピークｔ°の＋２℃のわずかな上昇、及び最大ｔ°の実質的に変化しないことと共に５０℃で１時間の処理が最も効果的であることを示している。
したがって、水熱処理はミルク相中の処理されるエンドウマメデンプンに迅速に作用する。
実施例２：ＲＤＳ画分を３５重量％未満の値に制御することによるＳＤＳ含有量の増加の最適化。
アニーリングの方法は前述のように維持する。温度を～５０から６０℃の間の範囲を詳細化するために図１に示したものについて詳細化する。
図２は異なる温度で得られたＥｎｇｌｙｓｔの消化性プロファイルを示す。
この実験で、我々は、アニーリング処理の温度を変化させてＲＤＳ画分を３５重量％未満に制御することにより、ＳＤＳ画分を実質的に増加させることができることを観察している。
したがって、５０℃の温度は、目標を達成することを可能にすると同時に、方法を使いこなすための完全な妥協点であることが観察され得る。
図３は異なる乾燥物含有量で得られたＥｎｇｌｙｓｔの消化性プロファイルを示す。
乾燥物の量を相当な値まで増加させることが、より多くのＳＤＳ画分を生成する能力を低下させたことが観察される。
上で説明したように、アニーリング温度は５０℃に設定する。
下の表２に、ＥＮＧＬＹＳＴ法に従って計算されたＲＤＳ、ＳＤＳ、ＲＳ、およびＴＳの重量パーセントとして含有量を示す。
Figure 2023502338000003
２０分のアニーリング処理の後でさえ、エンドウマメデンプンの消化性プロファイルが変化することが観察され得る。
最良のバランスはアニーリング処理の１～６時間で見られる。
この方法を使用することにより、我々は、天然エンドウマメデンプンの２つのバッチによって下に示すように、ＲＤＳ画分の増加を制御しながら（＜３５重量％）、ＳＤＳ画分を大幅に増加させる（＋１０～１５重量％）ことができる。
図４はＲＤＳ画分の増加を制御しながらのＳＤＳ画分のこの大幅な増加を示す。

Claims (7)

  1. 遅消化性画分（ＳＤＳ）の高い含有量を有するマメ科植物デンプンの調製方法であって、前記調整方法が以下の工程、すなわち、
    １）３０～４０重量％、好ましくは３２重量％の乾燥物含有量のデンプンミルクを調製する工程と、
    ２）このようにして調製されたデンプンミルクを、その糊化温度よりも１０～１５℃低い温度に加熱する工程と、
    ３）このようにして得られたデンプンミルクを、この温度で４５分～７時間、好ましくは１時間～６時間撹拌する工程と、
    ４）このようにして処理されたデンプンミルクを回収し、濾過して乾燥させる工程と、を含むことを特徴とする、方法。
  2. 前記マメ科植物デンプンが、エンドウマメ、インゲンマメ、ソラマメ、フィールドビーン、レンズマメ、アルファルファ、クローバー、およびルパンマメデンプンの群から選択され、特にエンドウマメデンプンであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 前記遅消化性画分（ＳＤＳ）の高い含有量が、当初のデンプンの重量によるＳＤＳ含有量に対して１０～２０重量％、好ましくは１２～１７重量％の増加に相当することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
  4. エンドウマメデンプンの場合、前記デンプンミルクが４８～５３℃の温度、好ましくは約５０℃の温度に加熱されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記エンドウマメデンプンミルクがこの温度で１時間～６時間、好ましくは１時間維持されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
  6. 前記ＳＤＳの含有量が、４０重量％超、好ましくは４０～５０重量％であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の方法に従って調製された遅消化性画分の高い含有量を有する、エンドウマメデンプン。
  7. 食品および医療の適用分野における、特にスポーツ選手またはスペシャリストの栄養のための食品用の請求項６に記載のデンプンの使用。
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