JP2589560B2 - 新規酵素製剤を用いる穀類の浸漬方法 - Google Patents

新規酵素製剤を用いる穀類の浸漬方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は二酸化硫黄（亜硫酸ガス）を含有する温水に
トウモロコシ又はモロコシ穀粒を浸漬する方法に関す
る。以下、本発明を便宜上トウモロコシについてのみ説
明していく。
［従来技術及びその課題］ トウモロコシ穀粒の浸漬は胚、蛋白質や澱粉などの各
種製品画分を得るために行うトウモロコシの加工処理に
おける第１工程である。この第１工程において、堅いト
ウモロコシ穀粒を浸漬して、軟らかくする。穀粒は吸水
し、膨潤する。同時に、水溶性物質がトウモロコシから
溶出し、浸漬水に移行する。浸漬水の温度はほぼ40〜55
℃である。一般に約0.2％の濃度で存在する二酸化硫黄
は細胞壁構造を破壊し、浸漬中微生物の成長を阻害す
る。浸漬過程は約48時間続く。異なる製品画分を得る以
降のすべての工程は時間がはるかに短い。得られたコー
ン・スティープ・リカー（CSL）を蒸発により濃縮す
る。生成物は主に飼料として使用されるが、微生物発酵
における栄養素としても使用できる。膨潤穀粒はさらに
異なる工程で胚、繊維、澱粉及び蛋白質に分離される。
フィチン酸、即ちミオイノシトールの六リン酸エステ
ルは、その他の多くの植物種子の場合と同様に、トウモ
ロコシ穀粒にも存在する。フィチン酸は大半は、一般に
フィチンと称されるカルシウム及びマグネシウム塩の形
で存在している。植物に存在するリンの大部分はこれら
化合物に貯えられている。浸漬過程で、フィチン酸の大
部分はCSLに溶出して、以下の理由からCSL内に望ましく
ない成分を形成する。
CSL中のフィチン酸は蛋白質及び金属イオンと共にス
ラッジを析出させる。このため、CSLの蒸発濃縮、輸送
や貯蔵に関して問題が生じる。
微生物発酵に栄養素として使用する場合、CSLは希釈
して、そのpHを４〜５に上げる。この媒体を殺菌する場
合、フィチン酸は発酵槽の内面に沈着する析出物を形成
する。この析出物は除去が難しく、発酵目的製品の精製
の邪魔になる。
飼料としてCSLを使用する場合、存在するフィチン酸
により以下の問題が生じる。フィチン酸は多価金属イオ
ンと相互作用する理由から、動物（やヒト）の体内の各
種金属の同化を妨害する。これにより、欠損症が生じる
ことがある。また、フィチン酸はペプシンなどの各種体
内酵素を阻害する。さらに、単胃動物の場合、フィチン
酸に存在するりん酸塩は利用できない。というのは、単
胃動物はフィチン酸を限られた範囲でしか消化できない
からである。
米国特許第2,515,157号公報には、CSLを処理して、抗
生発酵用の改良栄養素を得る方法が記載されている。こ
の方法では、低いpHでCSLにアルミニウムイオン供与化
合物を添加し、加熱し、そして生成したフィチン酸アル
ミニウムを分離することによってフィチン酸を除去す
る。
米国特許第2,712,516号公報には、フィチン酸をその
カルシウム塩として析出させる同様な方法が記載されて
いる。これら米国特許公報に記載されている方法は浸漬
過程後に行う。従って、フィチン酸を除去する追加工程
が必要である。
［課題を解決する手段及び作用・効果］ ところが、一種かそれ以上のフィチン減成酵素からな
る酵素製剤を存在させた状態で浸漬を実施すると、この
追加工程を省けることが見いだされた。
即ち、本発明は特に： （ａ）一種かそれ以上のフィチン減成酵素からなる酵素
製剤を存在させた状態で二酸化硫黄を含む温水にトウモ
ロコシ又はモロコシ穀粒を浸漬し、 （ｂ）穀粒から浸漬水を分離し、かつこれを濃縮し、 （ｃ）穀粒を粗砕化し、胚を分離・脱水し、 （ｄ）穀粒を微砕化し、澱粉及び蛋白質から繊維を分離
し、そして繊維画分を脱水し、そして （ｅ）澱粉及び蛋白質を相互分離し、蛋白質画分を濃縮
し、そして澱粉画分を乾燥及び／又は転換する、 連続工程からなるトウモロコシ又はモロコシの加工処理
方法を提供する。
好ましくは、酵素製剤は、穀粒に存在するフィチンを
実質的に減成するような量の一種かそれ以上のフィチン
減成酵素からなる。本開示で使用する用語『フィチン』
はフィチン酸の塩だけでなく、フィチン酸それ自体も意
味する。
フィチン減成酵素はイノシトールホスフェートを脱リ
ンして、イノシトールとオルトホスフェートを与える。
フィチン減成酵素にはフィターゼ及びホスファターゼ類
がある。フィターゼ及びホスファターゼ類はアスペルギ
ルス（Aspergillus）spp、リゾープス（Rhizopus）spp
などの各種微生物及び酵母（Appl.Microbiol16（1968）
1348〜1357;Enzyme Microb.Technol.5（1983）、377〜
382）が産生する。また、フィターゼは発芽時にコムギ
などの各種植物種子も産生する。フィチン減成酵素は浸
漬水の低いpHで非常に活性が高い。公知方法に従って、
酵素製剤を上記微生物から得ることができる。なお、ト
ウモロコシ中のフィチンはアスベルギルスspp.が産生す
る酵素を用いた場合に最も効率よく減成する。従って、
同じ酵素使用量では、アスペルギルス・ニゲル（nige
r）酵素製剤のほうがコムギ・フィターゼよりも効率が
高い。微生物産生酵素製剤はセルラーゼ、ヘミセルラー
ゼ及び／又はペクチナーゼ活性をもつ酵素などの他の植
物減成酵素を含んでいてもよい。これら他の活性も本発
明の方法によって得られる利点に寄与する。適当な酵素
製剤は、例えば、Alko社に製造されているエコナーゼ
（Econase）EP43系列の酵素である。
本発明による浸漬方法における温度は20〜60℃、一般
には約50℃である。酵素製剤の使用量は使用する製剤、
トウモロコシ穀粒のフィチン含量及び反応条件に応じて
変わってくる。適正量は当業者ならば容易に決定できる
はずである。
本発明による方法には、追加工程が必要ないというほ
かに、各種の重要な利点がある。第１に、酵素製剤を配
合することによって、浸漬過程を促進して、浸漬時間を
かなり短縮できる。浸漬過程はトウモロコシの全処理に
おける最も長い工程であるため、この工程の短縮は経済
的に非常に重要である。従って、浸漬工程をわずか12時
間に短縮しても、主生成物画分の収量の低下はない。好
ましくは、浸漬時間は12〜18時間であるが、48時間まで
の長い浸漬時間も可能である。
第２に、本発明による浸漬工程後の分離工程が改善さ
れ、収量がより高くなる。酵素製剤を存在させた状態で
浸漬を例えば16時間行う場合、澱粉の収量は、従来の浸
漬法に比較して高くなる。
第３に、フィチン減成酵素を存在させた状態でトウモ
ロコシを浸漬すると、フィチンを含まないコーン・ステ
ィープ・リカーが得られる。この結果、CSLの濃縮が容
易になり、得られる製品も飼料や微生物発酵に対する適
性が非常にすぐれたものになる。
浸漬工程を二段にわけて、即ち４〜10時間浸漬してか
らトウモロコシ穀粒を粉砕し、そして次に粉砕トウモロ
コシ穀粒をさらに３〜６時間浸漬して行うと、浸漬時間
を更に短縮することができる。好ましくは、第二段浸漬
工程を二酸化硫黄を含まない水中で行う。
実施例において、標準Pelshenke及びLindemann法によ
って本発明の方法を実験室規模で行う。期待したよう
に、改善された分離法のため、本発明方法を行って得た
結果は工業的にも同等かそれ以上である。
実施例Ｉ 所定量のエコナーゼEP434を存在させた状態で、ある
いは存在させない状態で、0.2％の二酸化硫黄を含む50
℃の水に50gのトウモロコシ穀粒を浸漬する多数の試験
を行う。この酵素製剤は主活性としてフィチン及びセル
ロース減成活性を示し、副活性としてヘミセルラーゼ及
びペクチナーゼ活性を示す。表Ａに示すように、試験の
浸漬時間は12〜48時間である。酵素の使用量はトウモロ
コシ1gに対するフィチン減成単位で示す。１フィチン減
成単位（1PU）は、標準条件（40℃、pH5.5）において１
分間にフィチン酸ナトリウムから無機リン1nmolを放出
する酵素の量である。浸漬後、穀粒をさらに処理して、
表Ｂに記載した生成物画分を得る。
表Ｂから、酵素製剤を存在させた状態で単段浸漬を実
施した16時間又は48時間後の澱粉収量は酵素製剤を使用
しない従来の浸漬の場合よりも高く、また酵素製剤を存
在させた状態で浸漬を行った12時間後、澱粉収量は酵素
製剤を使用しない従来の浸漬の場合とほぼ同じくらい高
いことがわかる。
実施例II 0.2％の二酸化硫黄を含有し、トウモロコシ1gにつき1
35PUを付与するエコナーゼEP434を含む50℃の水に50gの
トウモロコシ穀粒を６時間浸漬する。手で胚を除いた
後、生成物を粗砕化する。次に、胚をスラリーに加え直
す。この後、トウモロコシ1gにつき135PUを付与するエ
コナーゼEP434を含有する50℃の新しい水を用いて浸漬
の第２段を４時間行う。得られた懸濁液をさらに処理し
て、表Ｃに記載する生成物画分を得る。
表Ｃ 収量−乾燥重量％ CSLの乾燥物質 2.19 胚 8.80 繊維（澱粉含量） 9.64（20.99） 澱粉（蛋白質含量） 65.53（0.37） グルテン（蛋白質含量） 6.8（56.74） 上澄み液中の乾燥物質 5.45 澱粉回収率 96.5 全乾燥物質回収率 98.41 注：この試験では、使用するミルが胚を傷つける恐れが
ある理由から、粉砕前に胚を除く必要がある。二段浸漬
を工業的に行う場合、胚を傷つけないミルを使用する。
この場合には、胚の除去は必要ない。
実施例III CSLを1:10で希釈し、pHを5.0に調節する。トウモロコ
シ粉を0.2Mクエン酸緩衝液（pH:5.0）で1:10で希釈す
る。0.02％の濃度でナトリウムアジドを加えて、微生物
の成長を抑制する。フィチン減成活性を示すアスペルギ
ルスspp.酵素製剤又はコムギ・フィターゼ（Sigma Ｐ
−1259）をフィチン1gにつき7000PUの量（CSL希釈液1ml
につき300PU及びトウモロコシ2gにつき150PU）で加え
る。
懸濁液を50℃で振盪（250rpm）培養する。一定の間隔
をおいて、等容量の６％（w/v）H2SO4を用いて反応を停
止する。室温で30分間、酸性液体を用いてフィテートを
抽出する。次に、塩化鉄（III）を用いてフィチン酸を
澄明な上澄み液から析出させる。第二鉄イオンを水酸化
ナトリウムで析出除去する。基準としてフィチン酸ナト
リウムを使用するHPLCによってフィテートを定量する。
表Ｄは、フィチン減成酵素培養後のCSL及びトウモロ
コシ粉の残留フィチン含量を示す。実験ａ）では、アス
ペルギルスspp.酵素製剤を使用して培養を行い、実験
ｂ）では、コムギ・フィターゼを使用して培養を行う。
表Ｄから、上記二種類のフィチン減成酵素を使用する
と、フィチン酸含有量が著しく減少することがわかる。
酵素使用量が同じ場合、アスペルギルスspp.酵素製剤の
効率はコムギ・フィターゼより高い。
0.2％の二酸化硫黄を含有する50℃の水50mlに25gのト
ウモロコシ穀粒を浸漬する。対照では、酵素製剤を加え
ない。また、本発明による試験では、トウモロコシ1gに
つき135PUの量でアスペルギルスspp.を加える。浸漬時
間は24時間ないし48時間である。
浸漬した後、室温で等容量の６％（w/v）H2SO4を用い
てCSLを30分間抽出する。塩化鉄（III）を用いて、フィ
チン酸を澄明な上澄み液から析出させる。水酸化ナトリ
ウムを用いて、第２鉄イオンを析出により取り除く。基
準としてフィチン酸ナトリウムを使用するHPLCによりフ
ィテートを定量する。
表Ｅに、CSL中のフィチン酸量を示す。実験（ａ）で
は、フィチン減成酵素を使用しない従来の浸漬を行い、
実験（ｂ）では、上記酵素製剤を存在させた状態で浸漬
を行う。
表Ｅから、フィチン酸減成酵素を存在させた状態でト
ウモロコシ穀粒を浸漬した場合、CSLがフィチン酸を含
まないことがわかる。
実施例Ｖ エコナーゼEP434及び無視できるフィチン減成活性を
もつ植物細胞壁減成酵素製剤を一段及び二段浸漬法で試
験する。
一段浸漬法では、0.2％二酸化硫黄を含有する50℃の
水にトウモロコシ穀粒50gを浸漬する。エコナーゼEP434
の量はトウモロコシ1gにつき135PUである。無視できる
フィチン減成活性を示す等容量の植物細胞壁減成酵素製
剤を適用する。浸漬時間は20時間である。さらに、Pels
henke及びLindemann法に従って、穀粒を処理する。
二段浸漬法では、0.2％の二酸化硫黄及びトウモロコ
シ1gにつき135PUを与えるエコナーゼEP434かあるいは無
視できるフィチン減成活性をもつ等容量の植物細胞壁減
成酵素製剤を含む50℃の水に６時間トウモロコシ穀粒50
gを予め浸漬する。手で胚を取り除いた後、粗砕化す
る。次に、スラリーに胚を加え直す。この後、トウモロ
コシ1gにつき135PUを与えるエコナーゼEP434かあるいは
無視できるフィチン減成活性をもつ等容量の植物細胞壁
減成酵素製剤を含む50℃の新しい水を用いて、第二段の
浸漬を行う。Pelshenke及びLindemann法に従ってスラリ
ーをさらに処理する。

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一種かそれ以上のフィチン減成酵素からな
    る酵素製剤を存在させた状態で浸漬を行うことを特徴と
    する二酸化硫黄を含有する温水でトウモロコシ又はモロ
    コシを浸漬する方法。
  2. 【請求項２】酵素製剤が、トウモロコシに存在するフィ
    チンが減成するような量の一種かそれ以上のフィチン減
    成酵素を含有することを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の方法。
  3. 【請求項３】酵素製剤がフィターゼ及び／又は酸ホスフ
    ァターゼからなることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の方法。
  4. 【請求項４】酵素製剤が、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ
    及び／又はペクチナーゼ活性を有する酵素をさらに含む
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
    いずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】フィチン減成酵素製剤をコムギ又はアスペ
    ルギルスspp.、あるいは他の植物源又は微生物源から得
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
    のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】浸漬水の温度が20〜60℃であることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに
    記載の方法。
  7. 【請求項７】トウモロコシ又はモロコシ穀粒を12〜48時
    間浸漬することを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
    し第６項のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】穀粒を12〜18時間浸漬することを特徴とす
    る特許請求の範囲第７項記載の方法。
  9. 【請求項９】（ａ）一種かそれ以上のフィチン減成酵素
    からなる酵素製剤を存在させた状態で二酸化硫黄を含む
    温水にトウモロコシ又はモロコシ穀粒を浸漬し、 （ｂ）穀粒から浸漬水を分離し、かつこれを濃縮し、 （ｃ）穀粒を粗砕化し、胚を分離・脱水し、 （ｄ）穀粒を微砕化し、澱粉及び蛋白質から繊維を分離
    し、そして繊維画分を脱水し、そして （ｅ）澱粉及び蛋白質を相互分離し、蛋白質画分を濃縮
    し、そして澱粉画分を乾燥及び／又は転換する、 連続工程からなるトウモロコシ又はモロコシの加工処理
    方法において、 工程（ａ）の浸漬を特許請求の範囲第１項ないし第８項
    のいずれかに記載の方法で実施することを特徴とする上
    記方法。
  10. 【請求項１０】浸漬を二段工程で行い、第１段工程で４
    〜10時間で浸漬してから、穀粒を粉砕し、そして第２段
    工程で粉砕穀粒をさらに３〜６時間浸漬することを特徴
    とする特許請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】第２段の浸漬工程を二酸化硫黄を含まな
    い水中で行うことを特徴とする特許請求の範囲第10項記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】水及び二酸化硫黄及びフィチン減成酵素
    からなる穀粒用浸漬水溶液。
  13. 【請求項１３】フィチン減成酵素成分をフィターゼ及び
    アシッドホスファターゼからなる群から選択する特許請
    求の範囲第12項に記載の水溶液。 を含まない水中で行うことを特徴とする特許請求の範囲
    第11項記載の方法。
  14. 【請求項１４】さらに、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ及
    び／又はペクチナーゼ活性を有する酵素をさらに含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第12項又は第13項に記載
    の水溶液。
JP63286917A 1987-11-17 1988-11-15 新規酵素製剤を用いる穀類の浸漬方法 Expired - Lifetime JP2589560B2 (ja)

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