JP2650899B2

JP2650899B2 - 食物処方物のための修飾された植物繊維添加物

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Publication number: JP2650899B2
Application number: JP61299774A
Authority: JP
Inventors: ジョン・マイケル・ゴールド; リー・バークス・デクスター
Original assignee: US Department of Commerce
Current assignee: US Department of Commerce
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1986-12-16
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: DE3682386D1; NO168984C; NO168984B; JPS62215366A; NO865003D0; EP0409359A2; NL8603196A; AU601705B2; AU6647186A; EP0228951A1; NO865003L; CA1290971C; DK603686A; DK603686D0; EP0228951B1; EP0409359A3

Description

【発明の詳細な説明】技術分野食物繊維は、血流に容易に吸収されることのできる低
分子量化合物を生成するように消化系によって分解され
ない食物の不溶および可溶成分の全てを含んで定義され
る。植物細胞壁材料例えばセルロース、ヘミセルロー
ス、リグニン、およびペクチンは、ゴム質（gums）、粘
液、および他のタンパク質とともに、ヒトおよび多くの
動物の食物における食物繊維の主成分である。繊維を適
当な水準に維持することは、体の適当な健康および機能
のために重要である。食物繊維は低水準であることは、
結腸−直腸ガン、不十分および不規則な内蔵機能、およ
びその他の消化系の病気の増大された危険に関係する。
繊維の多い食物は、それらのカロリーに対する高割合の
かさ（バルク bulk）の理由により、肥満制御および体
重低下プログラムにおいて有用であることが見出されて
きた。これらの理由により、食物および飼料産業は、市
場が求める繊維の要求に応ずるため、食物増量剤（fill
er）およびバルキング剤の方向に向いてきている。

背景技術食物増量剤およびバルキング剤は、溶解性によって分
類することができる。可溶性の群は、主に、ゴム質、ペ
クチン、および粘液を含む。これらの物質は、他の食物
成分の機能的性質に実質的な影響を有し、従って多くの
食物処方物において適用が制限される。この分野で主な
役割を有する不溶性増量剤は、アルファセルロースおよ
び微結晶セルロースを含む。アルファセルロースは、硬
質木材の亜硫酸法によって得られた普通のクラフト紙パ
ルプを砕いて製造される。この製品の消費者の許容は、
それの違和感のある手ざわりおよび口ざわりにより、あ
る程度限られていた。クラフトパルプのセルロース鎖
は、結晶性および非晶性領域の両者を包含している。米
国特許第3,023,104号明細書（Battistaら）に記載され
たように塩化水素酸で処理した場合、非晶性領域は加水
分解されてクリスタライト集合体の粒子、又はミクロク
リスタリンセルロースとして知られているものが残る。
米国特許第4,307,121号明細書（Thompsonら）は、比較
的非木質性のセルロース材料例えば大豆外皮を、ヒトの
消費に適した短い繊維のセルロースに変化する方法を開
示している。該方法は、これらの材料を強酸化剤例えば
塩素ガスと共に懸濁物で加熱し、アルカリ蒸解して、精
製されたセルロース生成物を得る工程を包含する。

ある食物のカロリー含量を低下し同時にそれらの食物
繊維含量を増加する要望は、カロリー濃厚成分例えば小
麦粉を部分的に、低カロリー増量剤又はバルキング剤で
単独又は種々のゴム質との組合わせで置換した食物処方
物の開発に通じる。これらの処方物は、ほとんどの部分
が焼いたもの例えばパンおよびケーキにおいて使用され
ている。例えば米国特許第3,676,150号明細書（Glicksm
anら）は、重量で１−10％のセルロースゴム、30−70％
のデンプン、および30−70％のアルファセルロースを包
含する小麦粉置換物からのイースト醗酵パンの製造を示
している。

米国特許第4,237,170号明細書（Satin）は高繊維含量
白パンの製造を示しており、小さい粒子サイズに挽かれ
た豆さやで５−20重量部の小麦粉を置換している。

米国特許第4,503,083号明細書（Glicksman）は、10％
のバルキング剤を含有する組成物からの低カロリーケー
キの製造を示しており、該バルキング剤は、かんきつア
ルベド（citrus albedo）、てんさいパルプ、および／
又はパイナップル核（core）で、単独又は種々のゴム質
例えばガラギナン（carrageenan）、グア（guar）、ア
ラビアゴム、ロカストビーンガム（locust bean gu
m）、トラガカント、カラヤ（karaya）、ヒドロキシプ
ロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキシルセ
ルロース、キサンタン、ペクチン、アルギニネート、お
よび寒天との組合わせから構成される。

パンはイースト醗酵された小麦粉ドウ（dough）から
製造される。これは、その弾性性質のためグルテン網目
の連続性に大きく頼っている。低カロリーパンの製造に
おいて、ドウに添加された増量剤は、グルテン網目又は
イースト醗酵活性のいずれをも妨げてはならない。

ケーキは、機械的撹拌（ミキシング）又は化学的醗酵
系により泡立てられたぬり粉（batter）から製造される
点でパンとは異なる。繊維性増量剤の練りものへの添加
において、焼かれた生成物の感触（texture）に対して
責任ある泡構造を維持するために、レオロジカル特性は
維持されなければならない。

増量剤はまた、低カロリー食として処方された液体又
は固体における主成分としても含有されている。これら
の調合は典型的には、香りおよび全体的消費者の許容を
増すに必要なものとしてのみカロリー成分を含む。

発明の開示我々は、修飾された植物繊維（modified plant fiber
MPF）すなわち非木本性（nonwoody）リグノセルロー
ス系基質のアルカリ性過酸化物処理された変化生成物の
添加によって、食物組成物が拡張（extend）され、独特
に修飾されることを発見した。ヒト又はモノガストリッ
ク動物（monogastrics）による消費のために意図された
組成物への添加剤として、MPFはノンカロリー繊維源と
して機能する。食物組成物においてデンプン含有成分の
一部を置換した場合、もとの水準での該デンプン含有成
分によって与えられた機能性は、維持される又は高めら
れる。例えば小麦粉ドウのパン−泡立ち性は、重量で30
％又は容積で60−70％の小麦粉をMPFで置換した場合に
増加される。

この発見に従って、本発明の目的は、摂取可能な組成
物への混入させるための新規な天然食物繊維源を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、天然食物繊維源で食物組成物を
拡張することである。

またヒトおよびその他のモノガストリック動物によっ
て消費されるカロリーの低下された食物生成物を製造す
ることも本発明の目的である。

さらに本発明の目的は、本発明のMPF変化生成物をは
んすう動物の飼料処方物における炭水化物源として混入
することである。

本発明の他の目的は、MPFを、処方された食物組成物
において穀類の粉また他のテンプン含有物質の置換物と
して使用することである。

本発明の更に他の目的は、ドウ、練りもの、およびそ
の他の食物生成物において粉の機能性質を高めるための
食物添加物を提供することである。

この発明の他の目的および効果は、以下の説明によっ
て容易に明らかにされるだろう。

発明の好ましい態様この発明での使用のためのMPFは、“非木本性リグノ
セルロース類のアルカリ性過酸化物処理”という表題の
S.N.06/566,380の出願明細書（John Michael Gould 19
83年12月28日）に示された方法の２つの変形によって製
造することができる。これらの変形を以下に説明する。

“セルロース”、“ヘミセルロース”、および“多糖
類”についてここで用いる“利用できる”およびその派
生語は、基質のこれらの成分が直接化学的、生化学的、
または微生物的攻撃を受けやすいという点で“自由（fr
ee）”であるとの意味であると定義される。例えば、こ
れらの炭水化物は通常の条件で単糖類への酵素的加水分
解を受けやすい、および又は予めの修飾なしではんすう
動物によって容易に消化されるだろう。“木本性”（wo
ody）”の語は、ここでは植物学的に“木本を構成す
る”すなわち高木や低木において見られるような広い
（extensive）木部組織で構成されたもの、および“木
本のような”という意味の両方で使用される。

本発明において有用な生成物を製造するために効果的
に処理されることのできるリグノセルロース系基質は、
非木本性植物、特に単子葉植物、特にイネ科（Graminas
e）に属する草様種（graasy species）の葉およひ柄（s
talks）である。主な興味は、イネ科の農業残留物、す
なわち種の収穫の後に残る殻果結実草様植物の部分にあ
る。制限的でないそのような残留物の例は、小麦わら、
オート麦わら、イネわら、大麦わら、ライ麦わら、そば
わら、亜麻わら、トウモロコシ柄、トウモロコシコブ
（cobs）、トウモロコシ皮、その他である。本方法は、
農業の目的では通常栽培されないある種の草類、例えば
草原草（prairie grasses），ガマグラス（gamagras
s）、およびスズメノテッポウに適用した場合にもまた
非常に効果的である。単子葉類における天然リグニンの
化学的基礎的特質の独特な組合わせにより、本変化方法
の効力によってほぼ定量的なセルロース利用性が達成さ
れる。これに比べて、本方法を多くの双子葉類例えば高
木、低木および根粒植物などに適用した場合、自由セル
ロース増加量は比較的限られる。したがって木本双子葉
類は、本発明の範囲内では適当な原料ではないと考えら
れる。

基質はその農場収穫された状態において直接処理して
も、または場合により１またそれ以上の準備工程、例え
ば扱いを容易にするための切断又は粉砕の工程に付して
もよい。場合によっては汚れ、破片およびその他の好ま
しくない物質を除去するため、基質をふるい、洗浄その
他によって清浄する必要がある。

反応は、基質の均一湿潤を行うのに十分な量の水性媒
体中で行う。代表的には基質は約20−500g/lの範囲の濃
度で媒体中に懸濁される。

得られるスラリーの最初のpHが約11.2から約11.8の範
囲、好ましくは可能な限り11.5に近いことが重要であ
る。pH11.2以下では、脱リグニン能率が顕著に低下す
る。pH11.8以上では、脱リグニンは多少促進されるが、
糖化能率が低下する。懸濁物のpHの上記の範囲への最初
の調節は、水酸化ナトリウム又は他の強アルカリの添加
によって達成される。条件により、反応の間に、酸の添
加によって定期的に調節しない場合には、pHは上がる方
向に変動する傾向がある。pHが11.8以上まで変化した場
合は、ヘミセルロースが溶解し、これにより速やかにセ
ルロース分画から分離される。これにより得られたMPF
変化生成物を“タイプI"と呼ぶ。一方反応のほとんどを
通じてpHを11.2−11.8の範囲に維持するように調節する
ことにより、ヘミセルロースの圧倒的大部分は、セルロ
ースと共に不溶のままである。不溶分画のこれら２つの
成分の収率は理論量に近い。それらの利用率は、ほぼ定
量的なセルロースからグルコースへの酵素的変化効率と
して示されるように、100％に近い。pH調節されたMPF変
化生成物を“タイプII"と呼ぶ。

与えられた基質のための方法によって到達できる脱リ
グニンの程度又は効率は、固有の最大値に制限され、そ
して少なくとも部分的には反応媒体中のH₂O₂の濃度の関
数である。一般に過酸化物は水性媒体中に少なくとも約
0.75−１％の濃度で存在する。最大の脱リグニンを達成
するために必要な過酸化物の最小量は、当業者によって
容易に決定されることができる。

アルカリ性過酸化物のリグノセルロース系基質との反
応は、室温（25℃）で比較的高速度で進行し、エネルギ
ー入力の必要を小さくする。５℃の温度範囲で他の温
度、少なくとも60℃まで、も可能て、もちろん脱リグニ
ンの速度の一定の変化を伴う。最適な過酸化物水準、pH
11.5、そして25℃で、小麦わらの分解は４−６時間で完
了する。基質の物理的分解は、従来の撹拌装置によって
提供されるような機械的剪断の適用によって容易にされ
る。

反応の完了後、部分的に脱リグニンされた不溶分画を
ろ過により回収し、水で洗い、場合により乾燥する。溶
解されたリグニン分解生成物を含有するろ液は、必要に
応じての補足のH₂O₂の添加およびpHの再調節のときの循
環に適用である。典型的には基質の本来の約40−60％の
リグニン成分が不溶成分から除去され、上澄みに入る。
連続的に循環される媒体中の液体リグニンの生成の、反
応物の脱リグニン効能に対する影響は無視できる。最初
の基質と比較して、回収された残留物は、水吸収の顕著
な増加を示し、全セルロースの高結晶構造に含まれる割
合が対応して低下したこと、および非晶構造に含まれる
ものが増加したことを示唆している。この分野で既知の
セルロース結晶性を低下する他の処理と反対に、アルカ
リ過酸化物処理による結晶構造の変化は不可逆であるこ
とが驚くことに見出され、高められた水吸収性は乾燥後
も持続した。特別な作用の理論に結びつけることは望ま
ないけれども、観察されたセルロースの性質変化は、例
えば鎖の間を水素結合様式を分解し、それにより高く開
いた（highly open）構造を維持するような、グルコー
ス単位の小部分（＜５％）の修飾の結果であると考えら
れる。

本発明の目的は、タイプＩ又はタイプIIのMPFを、ヒ
トおよび動物の食物組成物を含めた広い範囲の摂取可能
な処方物に混入することによって達成されることが見出
された。ある態様において、MPFは、残りの成分の相対
的割合を変えないという意味で添加物として混入するこ
とができる。この点でこれは希釈剤としてはたらく。又
は、処方物の単一成分のための置換剤又は拡張剤として
又は食物生成物の主成分として使用することができる。

“摂取可能処方物”の語は、食されたときに摂取有機
体に対して栄養物を供給する又は空腹感を満たすような
点で、その有機体の食物系において好ましい効果を有す
る、基質の混合物を含有するものを意味する。“食
物”、“食物組成物”および“食物処方物”の語は、時
々説明するように、ここでは一般的な意味で、栄養的な
ヒトの食物および動物の食料の両者を含む意味で使用さ
れる。“ドウ粉”の表現は、“ドウ−形成粉”と同義で
あり、ドウを形成するのに有用な任意の粉を意味するこ
とを意図している。ドウ粉は、典型的には弾性、張力強
度、その他ほとんどのドウに特徴的な性質を与えるのに
十分な量のグルテンを含有する。“パン用粉（bread fl
our）”の表現は勿論パンを製造するのに有用なドウ粉
を指す。同様に“練りもの粉（batter flour）”は、
“練りもの形成粉”と同義語であり、練りものを形成す
るのに有用な粉を指すことが意図される。ケーキ粉およ
びパンケーキ粉は、練りもの粉の例であり、通常ドウ粉
で見られる比較的高水準のグルテンを有していない。上
記の種々の種類の粉は、殻類粒又は塊茎の粉の語におい
て互いに区別する必要はないが、それぞれの種類の粉
は、その各々の用途に特に適した添加成分を包含するこ
とができることが理解される。

MPFは、精製又はさらに処理することなく、はんすう
動物の飼料における炭水化物源として非常に適合する。
潜在的に消化可能な物質の100％が、実際はんすう動物
によって消化される。該生成物は、任意の添加量で、均
衡（balanced）食料に必要な他の食物成分と共に適当に
混合される。

前記のように、ヒトおよびモノガストリック動物のた
めの摂取処方物において、MPFは、不活性な食物繊維と
して機能する。従来技術で既知のアルファセルロースお
よび微結晶セルロースと同様に、タイプＩおよびタイプ
IIの材料は、血流への吸収のために十分消化されないと
いう意味で実質的に非栄養的である。このため、添加の
水準はいくらか任意であり、食物繊維の消化系への影響
に関する知識に基づくことができる。本発明により修正
された機能的性質に関しない食物および他の摂取処方物
は、約0.1から約95％のMPFを包含することができること
が予想される。そのような処方物の例は、分散可能な固
体、例えば即席飲料混合物、水性液体例えばミルクセー
キ、及びゲル又はゲル形成物（gel formers）を含む。
MPFをデンプン様の成分すなわちデンプン又は小麦粉分
のための置換剤又は拡張剤として使用する場合、置換の
最大量はその成分に起因する機能性質の保持力の程度に
よる。驚くべきことに、体積で65％までの置換水準にお
いて、デンプン様成分の機能的性質は、維持されるだけ
でなく、多くの場合、以下に詳細を記載するように増加
することが見出された。

タイプＩおよびタイプIIのMPFの両者のバルク濃度
は、市販の小麦粉の約10−30％で変化する。等量の小麦
粉と置換した場合、増加された体積を有する処方された
食物が得られる。MPFはまた小麦粉に比べて高い水吸収
性を有するから、増加された膨脹体積をもたらす。この
効果はドウおよび練りもの処方物において特に明らかで
あり、最終生成物の体積量は、重量基準で1:1置換から
予想されるより以上に拡張された。この性質は、より低
い固体含量であっても、ドウおよび練りものがMPFなし
のものと同じ密度を有することを可能にする。この効果
の利点は、与えられた生成物の体積および重量のための
成分の節約に帰する。

ドウおよび練りものの性質は、小麦粉の部分をアルフ
ァセルロースで置換した場合には失活するが、それらは
本発明のMPF変化生成物で置換した場合は改善される。
例えばドウの製造において小麦粉をMPFで重量で10％置
換した場合、ミソグラフ（mixograph）ピーク高さは、2
0％ほど増加する。その高水吸収性の長所により、変化
生成物はまた水のドウへの吸収を容易にし、これにより
混合時間を短縮する。

以下の例は本発明をさらに説明することのみを意図し
ており、特許請求の範囲で定めれる本発明の範囲を制限
しようとするものではない。

例１本発明に従って使用するためのMPF変化生成物を、い
くつかの非木本性リグノセルロース系作物残留物から製
造した。試料を、2mmのふるいを通過するようにウィレ
イ（Wiley）ミルで粉砕するか又は長さおよそ２−4cmの
破片に切ることによって、処理のために準備した。比較
の目的のために、２種の木本性材料、砕いたケナフおよ
びオークの削りくずを同様に前処理した。それらの蒸溜
水を数回変えて全部で数時間、前抽出することにより可
溶な物質を粒子試料から除去した後、残留物を乾燥しポ
リエチレン容器に入れた。

試料を、処理される1gの基質を１％（w/v）H₂O₂を含
有する50mlの蒸溜水中に置くことにより、アルカリ性過
酸化物で処理した。懸濁物をNaOHでpH11.5に調整し、室
温（25℃）で18−24時間、穏やかに撹拌した。反応進行
中pHを更に調整することはなかった。これらの条件で、
反応pHは、約12.1の最終値にゆっくり上がるまで、数時
間ほぼ一定に維持された。不溶の残留物をろ過で集め、
ろ液のpHが中性になるまで蒸溜水で洗浄し、そして110
℃で乾燥した。試料の第２の組はH₂O₂を用いない他は同
様に処理した。

リグノセルロース性試料のセルラーゼによる消化に対
する感じやすさを、0.2gの乾燥残留物を、50mMクエン
酸、0.1M NaHPO₄、0.05％チモール、および40mgトリコ
デルマレセイセメラーゼ（Trichoderma reesei Cel
lulase）を含有する4mlの溶液（pH4.5）で24時間培養す
ることにより決定した。セルラーゼ消化後に残った残留
固体を、水性グルコース濃度を高速液体クロマトグラフ
ィ（HPLC）で決定する前に、遠心分離およひびミリポア
ろ過により除去した。

アルカリ性処理（H₂O₂あり及びなし）の前および後の
セルロース系物質の分析は、材料にもともと存在するセ
ルロースは、前処理中には可溶化されないことを示し
た。セルラーゼが与えられた残留物に存在するセルロー
スを加水分解する効力（糖化効率）は、理論的最大グル
コース収率（Gt）と測定されたグルコース収率（Gm）と
から次の関係に従って計算した。

糖化効率＝100（Gm/Gt）与えられた0.2−ｇの試料のためのGt値は、試料のセ
ルロースの割合に依存し、これに前処理中に溶解された
リグニンおよびヘミセルロースの量によって決定した。
セルロースが溶解されなかった理由により、Gtは次式で
求めた。

Gt＝［（0.2）（1.1）（Co）］/Ri 式中0.2はセルラーゼで処理されている試料の重量、
1.1はセルロースのグルコースへの重量変化当量、Coは
未処理（ネイティブ）基質におけるセルロースのパーセ
ント、そしてRiは前処理後に残留した不溶な最初の基質
のパーセントである。

結果を表Ｉに示す。

例２粉砕して洗浄した小麦わら試料（1.0g）を１％w/vH₂O
₂を含む又は含まない50mlの水中に懸濁した。懸濁物をN
aOHでpH11.5に調整し、６又は24時間穏やかに撹拌し
た。pH調節反応においては、pHを必要によりHCl又はNaO
Hを添加することにより11.5に維持した。残りの懸濁物
のpHは、さらに調整しなかった。各反応の完了において
不溶性の残留物を回収し、例１で説明した方法によって
糖化効率を計算した。結果を表IIに示す。

例３小麦わら（90kg）、水（2270 ｌ）および１％の溶液
を製造するのに必要なH₂O₂［68 ｌの35％（w/v）H
₂O₂）をシャフト駆動スターラーを備えた3785−ｌステ
ンレス鋼バットで一緒に混合した。約32 ｌの50％（w/
v）NaOHを、懸濁物をpH11.5に調整するために添加し
た。該混合物は、初めは室温であり、終夜撹拌し、その
間温度は最高37℃に維持した。処理されたわらのスラリ
ーを、固体の収集および循環のため液体分画の分離のた
めに、ステンレス鋼スクリーニングタンクに注入した。
水力プレスで脱水を行ない、圧縮固体を破片に壊し、強
制空気循環乾燥器で79℃で１−２時間乾燥した。約45mg
の乾燥した処理した小麦わらが該工程から回収され、ア
ッベ（Abbe）ミルで6mmふるいを通るまで砕いた。この
方法を、必要により水、H₂O₂及びNaOHで補足した循環さ
れたろ液を使用して５回繰返した。混合された６工程の
生成物は、乾燥重量を基準として、粗タンパク含量0.48
％、セルロース含量72.8％、そしてヘミセルロース含量
17.9％であった。

未処理の小麦わらをアッベミルで3mmふるいを通るま
で砕いた。処理されたMPFおよび未処理の試料をそれぞ
れ表IIIに示す２つの水準でヒツジ食料へと処方した。
各食料の６つの複製物を任意摂取（ad libitum intak
e）下15％の水準に調整して試験ヒツジに与えた。飼育
試験の結果を表IVに示す。

例４ヘミセルロースの減った小麦わらMPF（タイプＩ）を
以下のように製造した。小麦わら（90kg）をシャフト駆
動スターラーを備えた3800−ｌのステンレス鋼タンク内
の2270 ｌの水中に懸濁した。過酸化水素（68 ｌの35
％w/v）を撹拌された懸濁物に添加し、NaOH［およそ32
ｌの50％（w/v）］を使用してpHを11.5に調整した。
懸濁物を室温で18時間撹拌した。反応進行の間、わらは
小さな高水吸収繊維の濃い懸濁物へと分解し、懸濁物の
pHは12.2に上がり、わらのヘミセスロールの大部分の可
溶化が生じた。懸濁物の中和（およそ30 ｌの濃HClを
使用、最終pH＝７）の後、わら繊維を洗い、スプレーシ
ャワーを備えた変形されたフォードリナー（Fourdrine
r）可動ワイヤろ過装置を使用して部分的に脱水した。
洗浄され、処理されたわらを、強制空気乾燥器で70℃で
８−12時間、乾燥した。

例５その最初のヘミセルロース含量のほとんどを維持して
いる小麦わらMPF（タイプII）を以下のようにして製造
した。小麦わらをハンマーミルで1cmふるいを通るまで
砕いた。およそ90gの砕いたわらを、シャフト駆動スタ
ーラーを備えた3800−ｌステンレス鋼タンク内の2270
ｌの水へ加えた。68リットルの35％（w/v）過酸化水素
を撹拌された懸濁物に加え、その後、直ちにおよそ32
ｌの50％（w/v）NaOHを使用してpHを11.5に調整した。
反応pHを30−60分毎に監視し、必要により濃HClを加え
ることによりpH11.5±0.2に維持した。5.5時間後、約15
ｌの濃HClでpHを7.0±0.5に下げることにより反応を
終了した。処理されたわらスラリーを洗浄し、４つのス
プレーシャワーを備えた変形フォードリナーワイヤろ過
装置を使用して部分的に脱水した。洗浄されたわらをそ
の後強制空気乾燥器で少なくとも４時間70℃で乾燥し
た。

例６種々のセルロース系繊維物質およびパン用粉の水吸収
力を、1gの物質を100mlの蒸溜脱イオン水中に懸濁し、3
0分間穏やかに混合することにより決定した。非常に細
かいメッシュのふるいを通すろ過により、該スラリーか
ら過剰の水を除いた。このふるいは固体粒子の＞95％を
残すものである。水飽和された物質の部分をふるいから
集め、重量を測り、定重量まで乾燥器乾燥（110℃）
し、再び重量測定した。水吸収性を、試料の湿ったもの
と乾燥したものとの重量の差を試料の乾燥重量で割るこ
とにより決定した。

試験した材料の脹れた容積を、試験される材料を目盛
り付きシリンダ中の100mlの蒸溜脱イオン水に懸濁する
ことにより決定した。試料を平衡のために30分穏やかに
混合した後、放置して材料をシリンダの底に沈ませた。
沈澱が完了した後（通常１時間以内）、水飽和された材
料が占める容積を記録した。結果を表Ｖに示す。

例７重量で10％の粉を種々のセルロース系繊維材料で置換
したことによる粉ベースのドウのレオロジカル性への影
響を、ミクソグラフ（National Manufacturing Co.,Li
ncoln,NE）で測定した。小麦粉（“Pillsbury's Best"
パン用粉）およびセルロース系繊維材料の乾燥試料を、
ミクソグラフボールに入れる前に注意深く測り必要によ
り混合した。（全試料乾燥重量＝10g）。ミクソグラフ
ボール内の小麦粉ベース混合物の中央に穴を形成し、注
意深く測定した水を添加した。ミクソグラフを15−25分
動作し、ミクソグラフの偏りの程度をストリップチャー
トレコーダーに記録した。偏りの最大点（ピーク）は、
最適ドウの性質の点に対応する。ミクソグラフピークの
高さを表VIに示す。

例８種々の量の粉をトウモロコシ柄（stalk）MPFで置換し
たことによる小麦粉ベースドウのレオロジカル性に対す
る影響をミクソグラフ（National ManufacturingCo.,Li
ncoln,NE）で測定した。混合および測定は、例７に概要
を示した方法と同様に行った。ミクソグラフピークの高
さおよびピーク高までの混合時間をそれぞれ表VIIおよ
び表VIIIに示す。

例９生後８日のひな鳥（New Hampshire X Columbian chi
ck）を完全に無作為な方法で各々食料試験のための５羽
の３つの囲いに分配した。ひな鳥は、室温制御された部
屋（23℃）に置かれた電気的に加熱された保育箱（33
℃）で育てられ、任意の試験食料および水が与えられ
た。食料の組成を表IXに示す。試験した繊維源［アルフ
ァセルロース（クルード）、アルファセルロース（精製
したもの）、および小麦わらMPF、タイプＩおよびII］
で、該食料中のトウモロコシデンプンノ０−30％を置換
した。ひな鳥に試験食料を14日間与え、その間、各囲い
で食べられた食料の量および生体重の増加を記憶した。
小麦粉MPFは、例４および５で説明したように製造し
た。結果を表Ｘに示す。

表IX ひな鳥の基礎的試料の組成食物成分重量％トウモロコシデンプン：デキストロース（2:1） 61.4 カゼイン 23.4 dl−メチオニン 0.35 アルギニン 1.5 グルシン 1.0 トウモロコシ油 5.0 ミネラル混合物^ａ 5.4 ビタミン混合物^ｂ 0.2 塩化コリン 0.2 エトキシキン 0.2 （Ethoxyquin） 125mg/kg炭酸水素ナトリウム 1.5 ａ以下の各々のものからなる（全食料の重量％）;CaC
O₃,0.3;Ca₃（PO₄）,2.8;K₂HPO₄,0.9;NaCl,0.9;MgSO₄・7
H₂O,0.4;MnSO₄・H₂O,0.7;Fe citrate,0.05;ZnCO₃,0.0
1;CuSO₄・5H₂O,0.002;H₃BO₃,0.009;Na₂MoO₄・2H₂O,0.00
09;KI,0.004;CoSO₄・7H₂O,0.0001;Na₂SeO₃,0.00002。

ｂ以下の各々のものからなる（mg/全食料kg）：ビタ
ミンＡパルチメイト（250,000IU/g,40.0）；コレカルシ
フェロール（400,000IU/g,1.5）;dl−アルファトコフェ
ロール酸酸サクシネート,20.0;メナジオン,5.0;リボフ
ラビン,16.0;パントテン酸カルシウム,20.0;ナイアシ
ン,100.0;ビタミンＢ−12 トリチュレイト（triturat
e）,0.02;葉酸,4.0;ビオチン,0.6;アスコルビン酸,250.
0;ピリドキシン.HCl,6.0;チアミン.HCl,100.00;デンプ
ン粉,1334.9。

例10 離乳した、雄の体重50±5gのネズミ（Sprague−Dawle
y rat）を別々に金網床の、糞および尿を完全に集める
ことが可能なケージに入れた。ケージを一定の温度（23
℃）、湿度および光サイクルの部屋に維持した。実験の
開始前に、ネズミに標準的な市販の実験室食料を与え
た。実験期間は14日の適応段階、その後５日の消化／代
謝実験からなるものであった。試験される各食物は、７
匹のネズミに与えた。ネズミは、それらの各試験食物を
適応段階の最初の７日は15g/日受け、残りの７日は20g/
日受けた。この段階の終わりでは、全てのネズミに１日
に与える食料の量を、適応段階の最後の２日で平均消費
量の最も少ない試験群の任意の摂取の90％に減らした。
低下した量の摂取に適合するための２日の後、各試験食
物の摂取量および消化性を５日間測定した。全食料乾燥
物質消化性を、各動物群によって食べられ、および排せ
つされた乾燥物の量から決定した。

試験試料は、０−30％のトウモロコシデンプン：デキ
ストロースが小麦わらMPF（タイプII）で置換された、
基本の食餌（表XI）を包含するものであった。小麦わら
MPFはわら（４−6g/l）を、NaOHでpH11.5に調整した過
酸化水素の溶液（１％w/v）中に懸濁することにより製
造した。懸濁物を６時間穏やかに混合し、その間pHは必
要によりNaOH又はHClを添加することにより11.5±0.2に
維持した。処理されたわらをろ過により集め、蒸溜水で
洗浄し、強制空気乾燥器で24時間90℃で乾燥し、1mmの
ふるいを通るまで砕いた。

消化性の分析の結果を表XIIに示す。

表XI ネズミの基礎的試料の組成食物成分重量％トウモロコシデンプン：デキストロース（2:1） 73.0 カゼイン 15.1 dl−メチオニン 0.2 トウモロコシ油 6.0 ミネラル混合物^ａ 5.37 ビタミン混合物^ｂ 0.2 塩化コリン 0.1 MgSO₄ 0.03 ａ以下の各々のものからなる（全食料の重量％）:CaC
O₃,0.3;Ca₃（PO₄）,2.8;K₂HPO₄,0.9;NaCl,0.9;MgSO₄・7
H₂O,0.4;MnSO₄・H₂O,0.07;Fe citrate,0.05;ZnCO₃,0.0
1;CuSO₄・5H₂O,0.002;H₃BO₃,0.0009;Na₂MoO₄・2H₂O,0.0
009;KI,0.004;CoSO₄・7H₂O,0.0001;Na₂SeO₃,0.00002。

ｂ以下の各々のものからなる（mg/全食料kg）：ビタ
ミンＡパルチメイト（250,000IU/g,40.0）；コレカルシ
フェロール（400,000IU/g,1.5）;dl−アルファトコフェ
ロール酸サクシネート,20.0;メナジオン,5.0;リボフラ
ビン,16.0;パントテン酸カルシウム,20.0;ナイアシン,1
00.0;ビタミンＢ−12 トリチュレイト（triturate）,
0.02;葉酸,4.0;ビオチン,0.6;アスコルビン酸,250.0;ピ
リドキシン.HCl,6.0;チアミン.HCl,100,00;デンプン粉,
1334.9。

例11 ショートブレッド（shortbread）を以下のようにして
製造した。1/4カップ（59ml）の砂糖を3/4カップ（177m
l）のバターと混合した。そして1.6カップ（379ml）の
万能（all−purpose）小麦粉、および0.4カップ（94.7m
l）の0.5−mmまでウィレイミルで砕いた小麦わらMPF
を、前記の混合物に混ぜた。得られたドウを粉打ちした
板で１−cm厚さに延ばし、四角形に切った。ドウを177
℃で20分焼いて、容認できる口ざわり（mouthfeel）お
よび香りを有するショートブレッドを製造した。

例12 １カップ（237ml）の万能小麦粉および１カップ（237
ml）の小麦わらMPFを使用して上記のようにして、同様
の処方物を製造した。得られたショートブレッドは、例
11のものとは香りの点で区別できなかった。

例13 以下の方法でパンケーキを製造した。１個の卵をワー
リング（Waring）ブレンダーで泡立てた。１カップ（23
7ml）のバターミルク、テーブルスプーン２杯（30ml）
のサラダオイル、テーブルスプーン１杯（15ml）の砂
糖、ティースプーン１杯（5ml）のベーキングパウダ
ー、ティースプーン1/2杯（2.5ml）のソーダ、およびテ
ィスプーン1/2杯（2.5ml）の塩をブレンダに加えて混合
した。この混合物に対して１カップ（237ml）の133gの
万能小麦粉を加え混合した。得られた練りものの内の測
定した体積分を、厚い鉄板（griddle）上で調理し、全
重量329gでパンケーキの重ねの高さ72mmが得られた。

1/2カップ（118ml）のピンミル（pin−milled）した
小麦わらMPFで1/2カップ（118ml）の小麦粉を置換した
他は上記と同様にして、パンケーキの第２のバッチを製
造した。得られた粉−MPF混合物は重量が75.0gで、全重
量321gのパンケーキ重ねの高さ67mmが得られた。これら
のパンケーキは軽くふわふわで、第１のバッチの全粉パ
ンケーキとは感触（texture）および香りでは区別でき
なかった。

１カップ（237ml）のピンミルした小麦わらMPFで1/2
カップ（118ml）の小麦粉を置換した他は上記と同様に
して、パンケーキの第３のバッチを製造した。得られた
粉−MPF混合物は重量が83.9gで、全重量315gでパンケー
キ重ね高さ89mmが得られた。これらのパンケーキは、軽
くふわふわで、第１のバッチの全粉パンケーキとは感触
および香りでは区別でなかった。

例14 オートミールスパイスケーキを以下のようにして製造
した。１カップ（237ml）の万能小麦粉、1/2カップ（11
8ml）の小麦わらMPF（0.5−mm粒子サイズ）、１カップ
（237ml）の即席オーツ、１カップ（237ml）のブラウン
シュガー、1/2カップ（118ml）のグラニュー糖、ティー
スプーン１−1/2杯（75ml）のソーダ、ティースプーン
１杯（5ml）のシナモン、ティスプーン1/2杯（2.5ml）
の塩、ティースプーン1/2杯（2.5ml）のナツメグ、1/2
カップ（118ml）のショートニング、１カップ（237ml）
の水、卵２個、およびテーブルスプーン２杯（30ml）の
濃い（dark）糖みつを、混合ボールに加え、ミキサーで
低速1/2分混合した。混合物を３分間高速で泡立て、そ
の後、該練りものをオーブンで177℃で35分焼いた。得
られたケーキは軽く、感触および香りが優れていた。

例15 イーストロールを以下の方法で製造した。２カップ
（473ml）の沸騰水を、大きなボール内の１カップ（237
ml）のショートニングおよび１カップ（37ml）の砂糖の
上に注いだ。この混合物を放冷した。２個のイースト
を、テーブルスプーン４杯（60ml）の温水で柔らかく
し、冷えた混合物に加えた。４カップ（948ml）の万能
小麦粉を該液体混合物に加え、手で混合した。よく泡立
てた４個の卵を加え、手で混合した。得られたドウに体
して１−3/4カップ（414ml）の小麦わらMPF（0.5−mm粒
子サイズ）および２−1/4カップ（532ml）の追加の小麦
粉を加え、手で混ぜた。ドウを粉打ちした板に出して、
こねた。そしてこれを油塗りしたボールに置き、覆いを
して２時間立ち上がら（rise）せた。ドウを10時間冷蔵
した。冷蔵の後、ドウを小麦粉打ちした板上で厚さ0.5c
mにロールし、バター塗りして、三角形に切った。三角
形をロールにたたんで、オーブンで10分間200℃で焼い
た。ドウは普通に立ち上がり、得られたロールは、選れ
た香りを有した。

例16 スイートマフィンを以下のようにして製造した。1/2
カップ（118ml）の牛乳および1/4カップ（59ml）のオイ
ルを、泡立てた卵１個に加えた。1.5カップ（118ml）の
砂糖、ティスプーン２杯（30ml）のベーキングパウダ
ー、およびティスプーン杯1/2（2.5ml）の塩を該混合物
に加え、電気ミキサーで混合した。万能小麦粉（0.9カ
ップ、213ml）および0.6カップ（142ml）の小麦わらMPF
（0.5mm−粒子サイズ）を、該練りものに混ぜた。マフ
ィンをオーブンで25分間200℃で焼き、これは非常に良
い香りおよび感触であった。

例17 ケーキドーナツを以下の方法で製造した。1.65カップ
（390ml）の万能小麦粉および1.65カップ（390ml）の小
麦わらMPF（0.5−mm粒子サイズ）からなる混合物を製造
した。この混合物の1.5カップ（355ml）を、１カップ
（237ml）の砂糖、ティスプーン３杯（45ml）のベーキ
ングパウダー、ティスプーン1/2杯（2.5ml）の塩、ティ
スプーン1/2杯（2.5ml）のシナモン、ティスプーン1/4
杯（1.3ml）のナツメグ、テーブルスプーン２杯（30m
l）のショートニング、卵２個、および3/4カップ（177m
l）の牛乳と共に混合ボールに入れた。上記の成分を電
気ミキサーで低速で1/2分間、中位の速度で２分間、混
合し、この間、残りの粉MPF混合物を加えた。該ドウを
バター塗りしたボール内で延ばし、粉打ちした板に出し
て、1cm厚さのドーナツに切った。これらのドーナツを
良く揚げた。ドーナツは、普通の感触で、良い香りであ
った。それらは普通の小麦粉ドーナツと区別できなかっ
た。

例18 以下の方法で白パンを製造した。２カップ（473ml）
の万能小麦粉、１カップ（237ml）のトウモロコシ茎MPF
（ピンミルしたもの）、テーブルスプーン３杯（45ml）
の柔らかいバター、テーブルスプーン２杯（30ml）の砂
糖、およびテーブルスプーン１杯（5ml）の塩を、フー
ドプロセッサで５秒間混合した。1/4カップ（59ml）の
温水で培養した１パックの乾燥活性イースト、および卵
１個を該フードプロセッサに加え、ドウが球を形成する
まで混合した。ドウを油塗りした鍋へに移し、ここで１
−1/2時間立ち上がらせた。パンチダウンし、続いて再
び15分間立ち上がらせた後、ドウを成形し、パン鍋内で
１時間立ち上がらせた。ドウをオーブンで190℃で40分
間焼いた。得られた塊は、容認できる感触および香り
で、小麦粉をトウモロコシ柄MPFで置換していない同様
の塊とは区別できなかった。

上記の詳細な説明は単に説明の方法により与えられて
いること、およびここで本発明の概念および見地を逸脱
することなく修飾および変形をすることができることが
理解される。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】食物物質と、非木本性、リグノセルロース
系基質のアルカリ性過酸化物処理により製造された修飾
された植物繊維とを包含する処方された食物組成物。
【請求項２】上記食物物質はドウ粉である特許請求の範
囲第１項記載の処方された食物組成物。
【請求項３】上記食物物質は練りもの粉である特許請求
の範囲第１項記載の処方された食物組成物。
【請求項４】上記食物物質は分散可能な固体である特許
請求の範囲第１項記載の処方された食物組成物。
【請求項５】上記食物物質は水性液体である特許請求の
範囲第１項記載の処方された食物組成物。
【請求項６】上記食物物質はゲル又はゲル形成物である
特許請求の範囲第１項記載の処方された食物組成物。
【請求項７】上記食物物質はヒトの食物である特許請求
の範囲第１項記載の処方された食物組成物。
【請求項８】上記食物物質はモノガストリック動物の飼
料である特許請求の範囲第１項記載の処方された食物組
成物。
【請求項９】上記食物物質は、はんすう動物の飼料であ
る特許請求の範囲第１項記載の処方された食物組成物。
【請求項１０】ドウ粉または練りもの粉改良物におい
て、体積で約２％から約65％の非木本性、リグノセルロ
ース系基質のアルカリ性過酸化物処理により製造された
修飾された植物繊維とを包含する改良物。
【請求項１１】ドウ粉または練りもの粉がパン用粉であ
る特許請求の範囲第10項記載の改良物。
【請求項１２】ドウ粉または練りもの粉がケーキ粉であ
る特許請求の範囲第10項記載の改良物。
【請求項１３】ドウ粉または練りもの粉がパンケーキ粉
である特許請求の範囲第10項記載の改良物。
【請求項１４】特許請求の範囲第10項記載の粉を包含す
る処方された食物組成物。
【請求項１５】摂取可能な組成物において、約0.1％か
ら約95％の非木本性、リグノセルロース系基質のアルカ
リ性過酸化物処理により製造された修飾された植物繊維
とを包含する改良物。
【請求項１６】１）食物物質と、２）非木本性、リグノ
セルロース系基質の初期pH約11.2から約11.8の範囲のア
ルカリ性過酸化物処理により製造され、部分的脱リグニ
ンおよび最初の基質に比較して顕著な水吸収増大を特徴
とする修飾された植物繊維とを包含する処方された食物
組成物。
【請求項１７】上記食物物質はドウ粉である特許請求の
範囲第16項記載の処方された食物組成物。
【請求項１８】上記食物物質は練りもの粉である特許請
求の範囲第16項記載の処方された食物組成物。
【請求項１９】上記食物物質は分散可能な固体である特
許請求の範囲第16項記載の処方された食物組成物。
【請求項２０】上記食物物質は水性液体である特許請求
の範囲第16項記載の処方された食物組成物。
【請求項２１】上記食物物質はゲル又はゲル形成物であ
る特許請求の範囲第16項記載の処方された食物組成物。
【請求項２２】上記食物物質はヒトの食物である特許請
求の範囲第16項記載の処方された食物組成物。
【請求項２３】上記食物物質はモノガストリック動物の
飼料である特許請求の範囲第16項記載の処方された食物
組成物。
【請求項２４】上記食物物質は、はんすう動物の飼料で
ある特許請求の範囲第16項記載の処方された食物組成
物。
【請求項２５】改良された食物組成物において、体積で
約２％から約65％の、非木本性、リグノセルロース系基
質の初期pH11.2以上のアルカリ性過酸化物処理により製
造され、部分的脱リグニンおよび最初の基質に比較して
顕著な水吸収増大を特徴とする修飾された植物繊維を包
含する改良された食物組成物。
【請求項２６】食物がパン用粉である特許請求の範囲第
25項記載の改良された食物組成物。
【請求項２７】食物がケーキ粉である特許請求の範囲第
25項記載の改良された食物組成物。
【請求項２８】食物がパンケーキ粉である特許請求の範
囲第25項記載の改良された食物組成物。
【請求項２９】食物がドウ粉または練りもの粉を包含す
る特許請求の範囲第25項記載の改良された食物組成物。
【請求項３０】摂取可能な組成物において、約0.1％か
ら約95％の、非木本性、リグノセルロース系基質の初期
pH約11.2から約11.8の範囲のアルカリ性過酸化物処理に
より製造され、部分的脱リグニンおよび最初の基質に比
較して顕著な水吸収増大を特徴とする修飾された植物繊
維を包含する改良物。