JP4383052B2 - 穀物のふすまの分画方法 - Google Patents

Description

本発明は，商業的に入手可能な穀物のふすまから可溶性タンパク質，非デンプン性炭水化物，及び場合により油を抽出するための方法に関する。本発明はまた，実質的に可溶性化合物を含まない穀物のふすまからの細胞壁由来物質及び，入手しにくいタンパク質の製造，上記の方法により回収される化合物並びに，それらの使用を可能にする。

ふすまは，例えば小麦，大麦，ライ麦，ライ小麦，オート麦又は米のような穀物粒の種皮と定義される。解剖学的には，ふすまには果皮−外種皮として知られている種子の外層と，しばしば胚乳の最外層として分類されるアリューロン層として知られている内層とが含まれている。しかし，実際的観点から，本明細書において，穀物のふすまを従来の方法で粉砕もしくは研磨した後に残留しており，穀物胚や胚乳の残留分画とともに主として果皮−外種皮成分及びアリューロン層成分を含有している物質と定義する。各成分の相対量は，穀物の種類及び適用された粉砕方法に依存する。

この定義の範囲内では，ふすまは，果皮−外種皮成分，アリューロン層成分，胚芽タンパク質や油を含有している胚芽成分の全部を，残留量の胚乳デンプン，グルテン及びペントサンとともに含有する。

米国特許第４，３６１，６５１号は，穀類，主としてトウモロコシから発酵性糖及び高タンパク質製品を製造するための方法を記載している。この方法では，穀類は１０〜３０時間，浸され，その後胚芽成分が粉砕及び分離され，炭水化物（主としてデンプン）が糖化され，さらに繊維が分離される。デンプンの収率は，アルコールへ発酵させるために最大化される。この特許に記載された方法の範囲内では，ふすま成分の特異的分画やタンパク質のタイプ別の分離が行われず，あるいは胚芽成分について検討されていない。

米国特許第５，３１２，６３６号は，農作物を工業用原料に分画する方法を開示している。この特許はオート穀類に焦点を置き，β−グルカン，タンパク質及び脱ガム繊維を製造するための残留したふすまのアルカリ抽出前に極性有機溶剤において脂質のようなより疎水性成分の抽出を含む分画方法を組み込んでいる。有機溶剤の使用は，この方法における重要なステップであり，分画手順中に加水分解酵素は利用されない。

関連する２件の米国特許（第４，１７１，３８３号及び第４，１７１，３８４号）は，全粒小麦を精製するための乾式及び湿式粉砕を開示している。米国−Ａ第４，１７１，３８３号では全粒穀粒の湿式粉砕に焦点を置いている。製造されたふすまは，動物用飼料を製造するために分離された（主として）胚乳タンパク分画と混合される。米国−Ａ第４，１７１，３８４号は，胚乳分画，胚芽分画及びふすまの分画を製造するための全粒穀粒の乾式粉砕を記載している。胚乳分画をその後，湿式粉砕ステップ及びデンプン富裕分画及びタンパク質富裕分画の分離ステップに付す。タンパク質富裕分画は，動物用飼料を製造するためにふすまに加えられる。どちらの特許の範囲内でも，ふすま自体の特異的湿式分画についての記載はない。

国際特許出願第ＷＯ９９／１１６７２号は，選択的酵素，様々な植物材料からのヘミセルロースの除去を促進してフェノール性エステル置換度を変化させる，例えば，アセチルキシランエステラーゼ及びフェルラ酸エステラーゼを使用する方法を開示している。高度の溶解性及びゲル化強度を備える機能性ヘミセルロースを製造できるという事実にもかかわらず，むしろ収率は低い。実際に，この出願の発明者らはアセチルキシランエステラーゼを用いて小麦のふすまを各々９０及び１８０分間処理した場合のフェルラ酸アラビノキシラン（ヘミセルロース）の収率が３及び６％であると報告している。その上，この発明は，キシラナーゼの使用あるいは報告された低収率を克服するための湿式粉砕との組合せについては何も言及していない。

米国−Ａ第５，３０８，６１８号は，水溶液中で加熱前処理を適用することにより，小麦のふすまから可溶性食物繊維であるヘミセルロースを抽出するための方法を開示している。これに続いて濾過，塩析，透析，限外濾過，逆浸透圧，ゲル濾過及び沈降のようなヘミセルロース分画から汚染物質を除去するためのさらなる加工処理が行われる。この出願の発明者らは，酵素の使用及びヘミセルロース以外の生成物流の製造に関しては何も請求していない。さらに，この発明では，元の小麦ふすま中にかつて存在していた汚染物質を除去するための費用のかかる手順の必要性を強調している。ふすまを高温及び高圧の水中（１８０〜２００℃）で抽出すると，水相中にグルコース富裕食物繊維成分が産生する。この方法は，特に食物繊維の製造を目的としており，他の生成物がおおむね無視されているため，現実的／厳密には分画手順ではない。

米国−Ａ第３，８７９，３７３号は，ヘミセルロース及びその他のふすまの成分を溶解させるためにアルカリ処理を適用し，その後にエタノール抽出によりヘミセルロースを分離する，ふすまからヘミセルロースを抽出する方法を開示している。ヘミセルロースのアルカリ（水酸化ナトリウム）抽出については，上記アルカリ抽出ヘミセルロース及び活性物質を含有する制御徐放型組成物を製造するための中間ステップとして米国−Ａ第５，１７４，９９８号においても開示されている。類似のアルカリ抽出手順は，その後不溶性食物繊維を含有するコーティング組成物に使用されるヘミセルロースを製造するための米国−Ａ第４，９２７，６４９号でも開示されている。

国際特許出願第ＷＯ００／０４０５３号は，小麦粉，トウモロコシ皮もしくはふすま由来の生成物から高収率で明るい色のゲル化ヘミセルロースを製造するために過酸化アルカリ処理を使用する化学的方法を記載している。さらに小麦ふすまからのヘミセルロースの別の化学的抽出方法が国際特許出願第ＷＯ９８／３１７１３号に開示されているが，それによると発明者らはデンプン分画を除去するための洗浄手順とその後に行うデンプンを含まない原料からヘミセルロースを抽出するための水酸化ナトリウム処理とを組合せている。

この方法は，上記のヘミセルロースのアルカリ抽出に関する先行技術から，例えばゲル化，食物繊維及び制御徐放型組成物のための不活性材料のような興味深い機能性を備えた可溶性ヘミセルロースを大量に産生させるための，旧来から実証済みの効果的な方法であると思われる。このような技術の欠点は，化学薬品を利用することに関連する問題である。第一に，化学薬品は場合によっては様々な生成物流中の汚染物質となり，そのためさらなる精製が必要になる。これは通常，費用に関して重大な意味を持つ。第二に，化学的抽出に基づいた革新的な工業的方法は，特に食品用途においては市場販売の観点からは必ずしも有益ではない。

米国−Ａ第５，０２３，１０３号には，オート麦からの不溶性食物繊維の製造について記載されており，この特許は高い保水能力及びざらざらしない口当たりを備えた不溶性食物繊維を製造するための化学的手順（アルカリ及び漂白処理）を記載している。６．９ｇ／ｇ（水／オート麦繊維）の保水能力が報告されている。

その他の参考文献は，穀物のふすまからタンパク質を抽出する方法を開示している。米国−Ａ第４，７４６，０７３号は，アリューロン(aleurone)細胞粒子及び果皮−外種皮粒子を市販の小麦ふすまから分離する物理的方法を開示している。この方法は，ふすまの粒子を特定の粒径分布に粉砕し，上記粒子に帯電させ，その後上記帯電粒子にアリューロンを果皮−外種皮粒子から分離する磁場を通過させるステップから構成される。この分離は，ふすまをハンマー粉砕し，その後，得られた粒子を分離を達成する物理的分離方式に付すことによって達成される。ここに記載された分画手順中には水性湿式処理は使用されていない。

本発明の概念は，酵素及び水性湿式粉砕の使用に基づいており，現存する他の発明とは少し相違している。

Ｗａｓｚｃｚｙｎｓｋｙｊら（１９８１）は，先行して多糖類処理を実施すると，アルカリ処理した脂肪分の高い小麦ふすまのタンパク質抽出率を３０％から３８．５％までに増加できることを証明した。上記の数字は，アルカリ処理を使用せずに６０％までのタンパク質抽出率が達成された本発明に記載した数字より有意に低い。さらに，米国特許第５，６２２，７３８号は，食物繊維源として使用するための，アルカリ消化後にキシラーゼ処理を使用して穀物のふすまを含む様々な繊維物質から可溶性ヘミセルロースを抽出する方法を開示している。他の先行技術におけると同様に，Ｗａｓｚｃｚｙｎｓｋｙｊらは抽出率を向上させるためにアルカリ消化を利用した。さらに，酵素処理のための滞留時間がむしろ長かったため（３〜９６時間），これは製造費用の観点からこの方法を非常に魅力的なものにしていない。

国際特許出願第ＷＯ０１／６０１８０号は，適切な粒径を有するふすまが，スラリー中で酵素処理の対象となり，さらに特定脂質を単離する目的で油相を回収するために酵素処理したスラリーを分離させる，ふすまから油を分離する方法に関する。この方法は，相当に長い時間，通常は１５時間アルカリ性条件下で実施される。入来するふすまの約１５％を占めるデンプンの分解が起らないため，いかなる最終生成物もデンプンで重度に汚染される。

上記の先行技術が，湿式粉砕と組合せてキシラナーゼ及び／又はβ−グルカナーゼを使用して，化学薬品を含まない上に様々な食品用分画を産生させ，同時にアリューロンタンパク質，オリゴ糖及びヘミセルロースを産生させ，さらに事前に精製，すなわち実質的に可溶性成分を含まない穀物のふすまから不溶性食物繊維を産生させる穀物のふすまの分画方法へ到達するのに成功していないことは明白である。

本発明の主要な目的は次のとおりである：
１． 胚芽富裕分画，胚乳富裕分画及びアリューロン富裕分画，グルコース，可溶性ヘミセルロース，可溶性オリゴ糖，不溶性繊維，及び場合により油を穀物のふすまから抽出かつ産生させるための効率的かつ費用効果的な工業用湿式方法に到達すること。
２． 工業的方法における抽出及び分離の効率を改良するために酵素処理の使用を湿式粉砕と組合せること。
３． 分画方法において別個の物理的特性及びその結果として機能性を備えたタンパク分画が得られることを保証すること。
４． 中間繊維原料が，最終生成物中の上記可溶物による汚染が最小限に維持されるように，最小量の容易に抽出できる成分，すなわち可溶物を含有していることを保証すること。
５． この方法を，化学的抽出手順の使用を回避するように，及び好ましくは，最終生成物のための市販の機会を拡張するために食品用及び遺伝子的に変えられていない（非ＧＭＯ）キシラーゼ及び／又はβ−グルカナーゼを使用するような方法で実施する。

本明細書において，実質的に可溶性化合物を含まない穀物のふすま，もしくは「精製したふすま」という用語は，水又は低極性溶剤によって抽出される実質的な量の可溶性成分を除去できるように，従来型の粉砕もしくは研磨ステップ後に何らかの手段によって加工処理されているあらゆる穀物のふすまを意味する。得られた，以後は精製したふすまと呼ぶ物質は，むしろ限定された量の可溶性糖，デンプン及びグルテン（１％未満）を含有しているが，それでもまだ入手しにくい，及び／又は可溶性である一部のタンパク質及び脂肪を含有している。精製したふすまは，ヘミセルロースが最も豊富である主として細胞壁成分で構成される。

本発明は，穀物のふすまを２種のタンパク質富裕分画へ湿式分画するための方法，手順及び工業的方法に関し，それらの分画の１つは胚種油及び関連成分，アリューロンタンパク質の大部分を保持している繊維分画，及び糖シロップ分画を含有している。

本発明は，ａ）アミラーゼ及びアミログルコシダーゼの群のデンプン分解酵素，及び場合によりｂ）非デンプン性多糖類分解酵素（多糖類分解酵素(polysaccharases)）及び場合によりフィターゼの酵素の存在下で，５０〜９０℃，より好ましくは，５０〜７５℃の適切な温度，及び４〜７．５のｐＨの適切な条件下での穀物のふすまの湿式粉砕に焦点を置いている。この後には，主として遠心分離法を使用して水性懸濁液から上記に列挙した成分の分離が行われる。αアミラーゼを使用した場合のｐＨは通常は約７であり，アミログルコシダーゼを使用した場合は約４．５である。これらの酵素は通常，２００〜１５００ＩＵ／ｇの基質を含有するカクテル中で使用されるが，少なくとも１ＩＵ／ｇの基質を含有していなければならない。

本発明はさらにまた，主としてアリューロン細胞からのタンパク質，可溶性ヘミセルロース富裕分画，可溶性オリゴ糖分画及び不溶性繊維分画を含有する１つのタンパク質富裕分画内への精製したふすまの湿式分画のための方法，手順及び工業的方法に関する。

本発明は，さらに，例えば３５〜８０℃，より好ましくは，４０〜５０℃，及び４〜７，好ましくは，４．５〜５．５のｐＨのような十分に制御された温度条件下で，湿式粉砕と特別には食品等級のキシラナーゼ及び／又はβ−グルカナーゼを用いた酵素加水分解とを組合せることによって精製したふすまの分画を目的としている。

アルカリ加水分解は，分画及び最終生成物に有害な影響を及ぼすと思われるため，ふすま及びふすまの成分の分解中のいつでもｐＨが７．５を超えることはない。

本発明のさらなる作用は，最終生成物がデンプン加水分解酵素処理を使用した一次加水分解のためにデンプン，デンプン誘導体又はデンプン断片を含有していない，又は実質的に含有していないことである。

このステップの後には，遠心分離法を使用して不溶性繊維分画及びタンパク分画の水性懸濁液からの分離が行われ，その間に可溶性ヘミセルロース富裕分画及びオリゴ糖分画が，例えば限外濾過のようなサイズ排除法によって分離される。

現在，上記の分画を抽出できる穀物のふすまの湿式分画のための市販の酵素に基づく方法は存在しない。

現在では驚くべきことに，本発明における，ふすまがデンプン加水分解酵素を用いた第１酵素処理と，該酵素処理中における水性湿式粉砕との組合せに付され，その後，場合により湿式加熱処理による酵素不活性化のステップが行われ，及びそれによって合成された加水分解物が不溶性繊維分画と可溶性分画に分離され，前記可溶性分画が更に遠心分離力によって２つの相；胚芽富裕分画と高濃度の糖を含有する胚乳富裕分画に分離されると共に，この胚乳富裕分画に含まれたタンパク分画と糖類分画とに分離され，
更に；前記不溶性繊維分画が果皮分画とアリューロン分画の双方から成る精製したふすまを含み，前記不溶性繊維分画がさらに少なくとも１種の非デンプン性多糖類分解酵素を用いた第２酵素処理と，該酵素処理中における水性湿式粉砕の組合せによって加水分解され，その後，場合により湿式加熱処理による酵素不活性化のステップが行われ，及びそれによって合成された加水分解物が不溶相と可溶相に分離されることを特徴とする手段によって，上記の課題を解決して目的を達成することが可能であることが示される（請求項１〜３）。

一つの好適な実施形態において，前記第１酵素処理に使用するデンプン加水分解酵素がアミラーゼ及び／又はアミログルコシダーゼである（請求項４）。

一つの好適な実施形態において，前記第２酵素処理が，ペントサナーゼ及びヘミセルラーゼを使用して実施される（請求項５）。

一つの好適な実施形態において，前記第１酵素処理が４〜７．５のｐＨ，及び５０〜９０℃の温度，少なくとも１ＩＵ／ｇの基質，好ましくは，２００〜１５００ＩＵ／ｇの基質の酵素活性で３時間未満の間実施される（請求項６）。

一つの好適な実施形態において，前記第２酵素処理が４〜７のｐＨ，好ましくは，４．５〜５．５のｐＨ，及び３５〜８０℃の温度，少なくとも１ＩＵ／ｇの基質，好ましくは，２００〜１５００ＩＵ／ｇの基質の酵素活性で３時間未満の間実施される（請求項７）。

一つの好適な実施形態において，前記第２酵素処理によって得られた加水分解物をセルロース，リグニン，ヘミセルロース，残留アリューロン細胞及び細胞壁結合タンパク質を含有する前記不溶相と，可溶性ヘミセルロース，オリゴ糖，糖及びタンパク質を含有する前記可溶相とに分画し，前記可溶相を更にアリューロン細胞タンパク質を含む重量相と可溶性ヘミセルロース形態のヘミセルロースとオリゴ糖を含む軽量相に分離し，前記軽量相をさらにサイズ排除法によって可溶性ヘミセルロース富裕分画（中分子サイズ）とオリゴ糖富裕分画（小分子サイズ）とに分離される（請求項８）。

一つの好適な実施形態において，酵素処理はセルラーゼ，主としてキシラナーゼ，β−グルカナーゼ，及びペクチナーゼのようなヘミセルラーゼ及び場合によりフィターゼの形態での少なくとも一種の非デンプン分解性多糖類を使用して実施される。

一つの好適な実施形態において，酵素処理は，高いβ１−４−キシラナーゼ（ペントサナーゼ）及び／又はβ−グルカナーゼ活性を有するキシラナーゼを使用することによって達成される。

一つの好適な実施形態において，上記方法で得られるタンパク分画は胚芽富裕分画由来であり，乾燥物質ベースで少なくとも３５％のタンパク質及び１０％の胚芽油を含有し，乳化力及び元のふすま（出発物質）と比較して高い酸化への抵抗性を持ち，さらに上記タンパク分画が５％未満の繊維しか含有していない（請求項９）。

一つの好適な実施形態において，上記方法で得られるタンパク分画は胚乳富裕分画由来であり，少なくとも，
２５％のタンパク質，
１０％の糖，
３％未満の油，
３％の繊維，及び
大麦とオート麦についてはβ−グルカン，小麦，米，ライ麦，ライ小麦についてはアラビノキシランの群の少なくとも２５％の可溶性非デンプン性多糖類を含有する（請求項１０）。

一つの好適な実施形態において，液状乳漿は胚乳富裕分画由来の上記タンパク分画内に乾燥物質ベースによる算出で２０〜８０重量％で変化する濃度で組み込まれ，最終混合物は乾燥させられる（請求項１１）。

本発明のさらに別の態様は，製造された不溶性繊維分画が，ふすま（＞８５％）及びアリューロンタンパク質（＞１０％）の細胞壁成分から構成され，実質的にグルテン及びデンプンを含んでおらず，高い保水能力〔 ＞６ｇ／ｇ（水／乾燥生成物） 〕を備えている（請求項１２）。

本発明のさらに別の態様は，製造された糖分画が，サイズ排除法を使用して胚乳タンパク質から分離されたものであり，乾燥物質ベースによる算出で６５％を超える糖であるグルコース，マルトース及びマルトトリオースを含有している（請求項１３）。

本発明のさらに別の態様は，重量相内のアリューロン細胞由来のタンパク分画が，乾燥物質ベースによる算出で少なくとも３５％のタンパク質及び１０％の油，５％未満の不溶性繊維を含有しており，実質的にグルテン及びデンプンを含んでおらず，乳化力を有する（請求項１４）。

本発明のさらに別の態様は，製造された不溶性繊維分画が，元の精製した穀物のふすまと比較して相対的に低いヘミセルロース含量を有する細胞壁成分から構成され，前記不溶性繊維分画が実質的にグルテン及びデンプンを含んでおらず（乾燥物質ベースによる算出で＜１％），高い保水能力〔 ＞６ｇ／ｇ（水／乾燥生成物） 〕を有する（請求項１５）。

本発明のさらに別の態様は，製造された可溶性ヘミセルロース富裕分画が，小麦，ライ麦，米及びライ小麦からのアラビノキシラン，及びオート麦及び大麦からのβ−グルカンの群の，２０ｋＤａ（＞４０％）を超える中分子量ヘミセルロースから構成され，さらにタンパク質（＜１０％）及び単糖類（＜１０％）を含んでおり，実質的にグルテン及びデンプンを含まない（乾燥物質ベースによる算出で＜１％）（請求項１６）。

本発明のさらに別の態様は，製造されたオリゴ糖富裕分画が，小麦，ライ麦，米及びライ小麦からのアラビノキシラン，及びオート麦及び大麦からのβ−グルカンの群の２０ｋＤａ（＞４０％）より低い低分子量ヘミセルロースサブユニットから構成され，さらにタンパク質（＜１０％）及び単糖類（＜２０％），リグナン及びフェノール（＜５％）を含んでおり，実質的にグルテン及びデンプンを含まない（乾燥物質ベースによる算出で＜１％）（請求項１７）。

本発明のさらに別の態様は，製造された胚芽富裕分画由来のタンパク分画は，油を従来の有機溶剤抽出によって，又は，超臨界二酸化炭素抽出によって除去した脱脂タンパク分画とすることができる（請求項１８）。

本発明のさらに別の態様は，製造された重量相内のアリューロン細胞由来のタンパク分画は，油を従来の有機溶剤抽出によって，又は，超臨界二酸化炭素抽出によって除去した脱脂タンパク分画とすることができる（請求項１９）。

本発明のさらに別の態様はセルロース，ヘミセルロース，リグニン及びリグナンを回収するために使用される不溶性繊維分画に関する（請求項２０）。

本発明のさらに別の態様は，胚芽富裕分画由来のタンパク分画の胚芽油が，ヒトにおけるコレステロール取り込みを減少させることが知られているステロール及び完全ビタミンＥ複合体，ステロール，レシチン，リン脂質及び糖脂質を含有する（請求項２１）。

本発明のさらに別の態様は，前記重量相内のアリューロン細胞由来のタンパク分画が，プロテアーゼによる処理によって得られるタンパク質加水分解物が溶解性，乳化力及び乳化安定性において強化される（請求項２２）。

本発明のさらに別の態様は，飼料及び食品用途における植物源及び動物源からの他のタンパク質生成物に代用するための上記重量相内のアリューロン細胞由来のタンパク分画の使用に関する（請求項２３）。

本発明のさらに別の態様は，食品用途における結着剤，乳化剤，脂肪結合剤及び脂肪代替品としての上記胚乳富裕分画由来のタンパク分画の使用に関する（請求項２４）。

本発明のさらに別の態様は，前記胚乳富裕分画由来のタンパク分画を食品用途における気泡安定剤，起泡剤，水結合剤，ゲル化剤として，及びコレステロール低下作用を備えた可溶性食物繊維β−グルカン及びアラビノキシランを含む栄養補助食品としての使用に関する（請求項２５）。

本発明のさらに別の態様は，例えば焼成製品，加工肉，乳製品，ソース，高タンパク質飲料及び健康ドリンク剤のような食品中の添加物又は成分としての上記胚乳富裕分画由来のタンパク分画の使用に関する（請求項２６）。

本発明のさらに別の態様は，飼料及び食品用途における，例えば特に肉製品のような加工食品中の結着剤及び水結合添加物として，及び朝食用シリアル，焼成製品及び健康食品中の食物繊維源として，他の不溶性繊維製品に代用するための上記の不溶性繊維分画の使用に関する（請求項２７）。

本発明のさらに別の態様は，飼料及び食品用途におけるゲル化剤，増粘剤，気泡安定剤，乳化剤，水結合剤として，及び可溶性食物繊維が富裕な栄養補助食品としての上記の可溶性へミセルロース富裕分画の使用に関する（請求項２８）。

本発明のさらに別の態様は，例えば焼成製品，加工肉，乳製品，スープ及びソース，高タンパク質飲料中の添加物又は成分としての上記の可溶性へミセルロース富裕分画の使用に関する（請求項２９）。

本発明のさらに別の態様は，飼料及び食品用途における機能性可溶性食物繊維もしくは低カロリー甘味料として，又は，例えばリグナン及びフェルラ酸を抽出するためのさらなる加工処理用の原料として，又は，工業的発酵用の原料油としての上記の可溶性オリゴ糖富裕分画の使用に関する（請求項３０〜３２）。

本発明のさらに別の態様は，製菓用配合物におけるグルコースもしくはその他の糖シロップと組合せる上記の可溶性オリゴ糖富裕分画の使用に関する（請求項３３）。

本発明のさらに別の態様は，食品用途における例えばリグナンを活性の癌緩和剤であるエンテロラクタンへ転換させるための，リグナンと発酵性オリゴ糖の供給源としての請求項１７に記載の可溶性オリゴ糖富裕分画の使用を含んでいる（請求項３４）。

本発明のさらに別の態様は，飼料，食品及び工業的発酵用途におけるエネルギー源，香味料及び結合剤としての上記の糖分画の使用に関する（請求項３５）。

穀物が粉を製造する目的で粉砕されたときに穀粒の最も栄養のある部分が副産物，すなわち穀物のふすまへ回ることは広く知られて容認されている。穀物のふすまは，タンパク質，油，ビタミン及びミネラルが富裕であるという事実にもかかわらず，食品産業及び高価値飼料産業における使用はむしろ限定的である。

現在では，様々な穀物のふすまから種々の性質を有する部分の分離を可能にし，高価値タンパク質，可溶性非デンプン性炭水化物，及び場合により油分画を産生させ，さらに実質的に個別分画として全不溶性繊維を抽出する工業的方法が開発されている。結果として生じる低繊維タンパク質及び糖分画並びに不溶性繊維分画は，元のふすまよりはるかに広範囲の市場用途及び大きな価値を有している。

これまでに，穀物のふすまからヘミセルロースを抽出及び分画する様々な方法が開発されてきた。同様に，穀物のふすまから価値の高いタンパク質及び不溶性食物繊維を抽出するための様々な方法が開示されてきた。問題は，デンプン，可溶性タンパク質，ペントサン，油等のような大量の可溶性成分を含有する市販の穀物のふすまの使用と単純な抽出方法を組合せると，このような可溶物が最終的には主産物流の汚染物質となるため，したがって除去しなければならないということにある。これは費用のかかる手順であり，多くの場合に非ヘミセルロース成分の市場価値を脅かす。

好適な原料として事前に精製したふすまを利用することによって，発明者らは多くの重要な製造上の制約を克服し，穀物のふすまから新規成分を抽出かつ分離するために有益な機会を作り出した。その上，発明者らは湿式粉砕に食品用の市販のキシラナーゼ及び／又はβ−グルカナーゼを使用する酵素処理と安価な工業用分離方法とを組合せた単純な方法を開発した。

本質的に，本発明は，実質的に胚芽，胚乳及びアリューロン細胞，ヘミセルロース，オリゴ糖及び不溶性食物繊維由来の分画を経済的に製造することを可能にする。

本試験では，短時間粉砕（ＳＭＢ）及び従来型粉砕（ＣＭＢ）方法から製造した小麦ふすまを使用した。ふすまの試料２５ｋｇを混合用タンクへ移し，引き続いてαアミラーゼを用いた第１段階の７０℃からアミログルコシダーゼを用いた第２段階の６０℃まで温度を変化させながら３時間の総加水分解時間で連続的に加水分解した。この時間の間，反応混合物を間欠的に湿式粉砕して表面積及び可溶性成分の分散を増加させた。反応混合物のｐＨは，最初は中性に設定し，その後は第２段階で酢酸を用いて４．５に低下させた。酵素活性を最大化することに加えて，酸性ｐＨはふすま中に存在するフィチン酸塩の部分的可溶化を可能にした。

酵素加水分解及び湿式粉砕ステップの終了時に，反応混合物中に含有された酵素を熱交換を通しての湿式加熱によって不活性化し，室温へ迅速に冷却した。

加水分解したふすまの溶液は，その後，二相式デカンターを通過させて可溶性分画から不溶性繊維分画（繊維分画及びアリューロン分画）を分離した。

可溶性分画は，胚芽成分のほとんどを含有する重い相である胚芽富裕分画を，ふすま内で見いだされる残留している胚乳からの主要成分を含有する軽い相である胚乳富裕分画から分離できるように分離器へ給送した。高濃度の糖を含有している胚乳富裕分画は，低分子量糖（糖分画）とタンパク分画とを分離するために，５０ｋＤａ膜を備える限外濾過装置内で処理した。

すべての可溶性タンパク分画，すなわち重い相（胚芽富裕分画）のタンパク分画及び軽い相（胚乳富裕分画）のタンパク分画を一緒に混合し，最終的に噴霧乾燥により処理した。糖分画は，７５％の糖濃度が達成されるまで穏やかな温度（４０〜６０℃）での真空蒸着によって濃縮した。不溶性繊維分画は，従来の実験室用オーブンで乾燥させたが，工業的方法では，これは，多数の様々な乾燥機，すなわちタンブラー乾燥機，環状乾燥機，細粉砕機等によって実施できる。

ふすま及びそれらの各分画の平均的化学組成を下記の表１に示す。

従来の粉砕により製造した小麦ふすまを，実施例１に記載の酵素処理（第１酵素処理）及び湿式粉砕に付した。加水分解したふすまを二相式デカンターを使用して不溶性繊維分画（繊維とアリューロンの組合せ）及び可溶性分画に分画した。

可溶性分画を，遠心分離力を使用して分画のための分離器に通し，二相（胚芽富裕分画及び胚乳富裕分画）を産生させた。得られた胚芽富裕分画を水で洗浄し，再び分離器へ給送して過剰な可溶物を除去した。得られたタンパク分画は，それ自体で保持するか，又は蒸発させた液状乳漿と１：１（乾燥物質ベース）の比率で混合した。

高濃度の糖を含有していた小麦の胚乳富裕分画を，低分子量糖とタンパク分画とに分離するために限外濾過装置で加工処理した。

すべての可溶性タンパク分画，すなわち胚芽富裕分画由来のタンパク分画及び胚乳富裕分画由来のタンパク分画は，個別に噴霧乾燥させた。糖分画を真空蒸着により穏和な温度（ｔ＝６０℃）によって７５°ブリックス(Brix)が達成されるまで濃縮させた。不溶性繊維分画はオーブン乾燥させた。

胚芽富裕分画由来のタンパク分画及び不溶性繊維分画の両方について実施した追加の洗浄は，各分画からの軽い可溶性汚染物質の量を減少させるため，相対量の貴重な成分を増加させるために極めて有効であった。

組成データは，胚芽富裕分画由来のタンパク分画及び胚乳富裕分画由来のタンパク分画が様々な相対含量のタンパク質及び油を有していることを示している。前者からのタンパク質及び油含量は，各々４８．６及び１８．６％であり，後者からのタンパク質及び油含量は，各々２８．７％及び１．５％であった。主としてふすまの果皮（繊維）及びアリューロンタンパク質を含有する不溶性繊維分画は，８６．４％の繊維及び１２．６％のタンパク質を有していた。胚芽富裕分画−乳漿混合物の化学組成は，タンパク質３１．５％，油９．８％及びラクトース３７％であった。

さらに別の重要な観察結果は，噴霧乾燥させた１８．６％の油を含有する胚芽富裕分画由来のタンパク分画が元の小麦ふすま（出発物質）に比較して実質的に酸化（酸敗化）に対してより高い抵抗性を示すことであった。元の小麦ふすまは，貯蔵３週間後には酸敗化し始めた。外来酸化防止剤が胚芽富裕分画に添加されなかったという事実にもかかわらず，これは貯蔵１２週間後に初めて腐敗し始めた。

上記の実施例では，デンプン加水分解酵素及び湿式ミリングの使用，並びにその後にタンパク質，糖及び不溶性繊維分画のいずれも産生させるための種々の分離ステップの使用を例示しているが，後者の不溶性繊維分画は，まだ実質的に多量のアリューロンタンパク質を含有している。同一用途のためにふすまの果皮（繊維）からアリューロンタンパク質を少なくとも部分的に分離し，同一分画におけるそのようなタンパク質を例えば胚乳富裕分画として回収できれば興味深いであろう。

高度のセルラーゼ活性及びキシラナーゼ活性の両方を含有する多糖類分解酵素のカクテルをアミログルコシダーゼと一緒に加えて３時間作用させたこと以外は実施例２に記載した方法と同一方法で試験を構成した。温度及びｐＨ条件は，変更せずに維持した。得られた混合物は，その後正確に実施例２に記載したとおりに処理した。

加水分解ステップ中に多糖類分解酵素を含めたことは，アリューロンタンパク質の抽出及び質量平衡とタンパク質含量とによって測定したタンパク質回収率に関してプラスの効果をもたらした。胚乳富裕分画中のタンパク質含量は，２８．７％（多糖類分解酵素の添加なし）から３４．７％（多糖類分解酵素の添加あり）へ増加し，総タンパク質回収率は，多糖類分解酵素を加えると３５％増加した。

タンパク質成分の色は，特に一部の食品及び飼料用途では重要な可能性がある。カゼイン塩，乳漿粉末及び乳漿タンパク質濃縮物のような乳製品は，明るい色を備えており，大豆タンパク質濃縮物は，淡褐色を備えている。これらの製品は，例えば牛乳代替物のような高価値飼料における主要成分である。しかし，例えばソーセージやハンバーガーのような同一食品用途では，包含濃度がはるかに低いという事実にもかかわらず，色は，現在でも製品受容性において重要な役割を果たす可能性がある。

胚芽富裕分画を漂白することについての技術的実現性を，２つの手段によって評価した。１．単にアルカリ及び過酸化水素だけを使用する漂白，及び２．アルカリ無含有ペルオキシダーゼ及び過酸化水素を使用する漂白。

１． 胚芽富裕分画の試料１０ｇを，１００ｍＬの水を含有する１Ｌ入りビーカーで培養した。撹拌によってサンプルを分散させ，ｐＨ１２に到達するまで約０．２５ｍＬのＮａＯＨを添加した。この溶液を５０℃に加温し，別々のフラスコへ３．５，５及び１０ｍＬの３０％Ｈ_２Ｏ_２を加え，胚芽富裕分画の重量ベースで１０，１５及び３０％Ｈ_２Ｏ_２の取り込みレベルを入手した。これらの混合物を１時間撹拌し，酢酸で中和した。

完全漂白は，１５及び３０％Ｈ_２Ｏ_２を用いて達成された。１０％Ｈ_２Ｏ_２で処理した試料は，部分的にしか漂白されなかった。全アルカリ漂白試料は，乾燥させると暗色になった。

２． 胚芽富裕分画の試料１０ｇを，１００ｍＬの水を含有する１Ｌ容ビーカーで培養した。撹拌によって試料を分散させ，約０．２５ｍＬのＮＳ ５１００４ノボザイム・ペルオキシダーゼを加えた。この溶液を５０℃に加温し，フラスコへ３．５ｍＬの３０％Ｈ_２Ｏ_２，すなわち胚芽富裕分画の重量ベースで１０％Ｈ_２Ｏ_２を加え，この混合液を２時間撹拌した。

ペルオキシダーゼ−過酸化水素による漂白は，有効で，化学薬品の消費量が少なく，乾燥後にサンプルの暗色化は，観察されなかった。

実施例１〜４の胚芽富裕分画の様々な最終用途の中でも，特に例えばハンバーガー，ソーセージ及びミートボールのような肉製品を挙げることができよう。このような最終用途では，胚芽富裕分画は肉，大豆タンパク濃縮物及び単離体だけではなくほんの一部を挙げるとミルク・カゼインやカゼイン塩に代用することができよう。このため，胚芽富裕分画の総合的性能を乳化力及び結合能力，風味等に関して試験することが重要である。

小麦ふすまから抽出した様々な胚芽富裕分画を肉，ガーリック，プレミックス及び水から構成される伝統的なミートボールの調理法に組み込む実現可能性を調査する試験を構成した。

下記の噴霧乾燥させた分画について試験した：
− 短時間粉砕により小麦ふすまから抽出した胚芽富裕分画−（Ｉ）
− 従来の粉砕により小麦ふすまから抽出した胚芽富裕分画−（ＩＩ）
− 乾燥物質ベースで，乳漿とＩＩとの１：１混合物−（ＩＩＩ）
ミートボールの調理法は，胚芽富裕分画を含有しない（対照調理法）又は試料Ｉ，ＩＩもしくはＩＩＩを２．５％含有するものを試験した。ミートボールを，フライ後の重量損失，風味，質感及び色について分析した。結果を下記の表２に記載する。

試料がミートボールの調理法の中の添加物として良好に機能し，それら全部がフライ後の重量損失を低下させたため特に興味深いというのが総合的な結論であった。

キシラナーゼ処理を使用した場合の抽出率を試験するために，精製した小麦ふすまについて実験室規模の試験を実施した。原料として使用した精製した小麦ふすまは，１％未満のデンプンを含有しており，出発原料中で最初に見出された少なくとも各々５０％及び７０％のタンパク質及び油が除去されていた。

精製したふすま１０ｇを水１５０ｍＬ中で培養し，酢酸を用いてｐＨを５．５に調整し，ペントサナーゼ及びヘミセルラーゼを含有する酵素カクテルを次の濃度で添加した：０（対照），０．１，０．２５，０．５，１及び２％（ｗ／ｗベース）。反応混合物を１２０分間，４０℃で維持した。この処理は，８０℃で３０分間かけて酵素を不活性化させることにより終了させた。

結果は，使用した酵素の量にかかわらず対照処理（酵素の添加なし）と比較して相当に高い抽出率を示した。各々３．１，３２．０，３２．８，３３．１，３３．８及び３４．２％の抽出率が各々対照，０．１，０．２５，０．５，１及び２％処理から得られた。

上記記載の試験と類似の試験を２種の包含濃度で精製エンド１，４−βキシラナーゼ（ペントサナーゼ）を用いて実施した：０．２５及び０．５％（ｗ／ｗベース）。

抽出率も高く，各々０．２５及び０．５％ペントサナーゼを加えると，３．１（対照処理−酵素の添加なし）から各々２８．６及び２６．１％へ増加した。

実施例６及び７に記載のものと同一仕様を備える精製したふすまを大規模試験で使用した。この試験の目的は，標準的な工業用装置を使用した方法の妥当性を確認し，方法パラメーターを定量し，様々な分画の抽出率を測定し，さらに最終的に最終製品を特徴付けることであった。

精製したふすま（８０ｋｇ）を，水５００Ｌを含有する加水分解タンク内で培養した。ｐＨを５．５に調整し，精製エンド１，４−βキシラナーゼ（ペントサナーゼ）を０．５％（ｗ／ｗベース）で添加した。この反応混合物を連続的に撹拌し，９０分間，４０℃で維持しながら間欠的に湿式粉砕した。加水分解／湿式粉砕処理を，この反応混合物を熱交換装置内で２分間，９０℃に加熱することによって終了させた。

不活性化した加水分解液を，市販の二相式デカンターを通過するようにポンプで汲み出し，そこで不溶相（不溶性食物繊維）を可溶相から分離した。不溶相を乾燥させ，さらに間接加熱を使用しながら市販の再粉砕機でさらに粉砕した。

可溶相をその後，別の二相式デカンターを通過するようにポンプで汲み出し，重量相（アリューロンタンパク質が富裕な分画）を，可溶性ヘミセルロース及びオリゴ糖の両方の形態での抽出された可溶性ヘミセルロースを含有する軽量相から分離した。タンパク質が富裕な前記分画（重量相）を噴霧乾燥させた。

ヘミセルロースを含有する軽量相を，さらに限外濾過装置を使用してサイズ排除法により分離し，それによって大分子サイズ分画（可溶性ヘミセルロース富裕分画）を小分子サイズ分画（糖を含むオリゴ糖分画）から分離した。得られた分画を，さらに噴霧乾燥によって微粉に処理するか，あるいは２５％の含水率が達成されるまで過剰な水を蒸発させた。

精製した小麦ふすま（不溶性繊維分画）から，次の収率で不溶性食物繊維，ヘミセルロース，オリゴ糖及びタンパク質富裕分画を得た：各々５１．０，２６．１，１７．３及び７．７％。

実施例８に記載の手順により抽出した不溶性繊維分画を，食品用途における食物繊維源又は結着剤としての可能性のある使用に焦点を置いて特徴付けした。

典型的組成は，次のとおりであった：乾燥物質９５％，細胞壁成分７５％，タンパク質１１％，可溶性糖３％（そのうち少なくとも７５％がグルコース），脂肪４％及びミネラル１．５％。

上記の生成物の，不溶性食物繊維の有用性を評価する際に最も重要である保水能力（ＷＨＣ）は，乾燥物質ベースによる算出で８．６ｇ／ｇ（水／サンプル）であった。比較のために，小麦ふすまのＷＨＣは，３．５ｇ／ｇの範囲内にあり，精製した小麦ふすまのＷＨＣは，７．５ｇ／ｇであった。これは，細胞壁成分を分画的に除去した後は繊維の吸水率が向上することを示している。小麦わら及び甜菜から抽出された他の市販の食物繊維は，各々６．３及び７．９ｇ／ｇのＷＨＣを有している。

実施例８に記載したとおりに製造した実質的な量のアリューロンタンパク質を含有するタンパク分画は，極めて有益な化学組成及び機能性を備えており，さらなる加工処理を行うために理想的な原料である。

タンパク分画の典型的組成は，次のとおりである：乾燥物質９８％，タンパク質４０％，糖３％，脂肪１８％，非糖炭水化物３２％及びミネラル５％。

プロテアーゼ処理がタンパク分画の機能性に及ぼす作用を測定するために，タンパク質試料を穏和なプロテアーゼ処理に付し，その試料を乾燥物質及びタンパク質可溶性，乳化力及び乳化安定性について分析した。

結果を表３に示すが，明らかにタンパク分画の一部の重要な機能性をさらに改善できる可能性があることを示している。

特性解析及び最終用途
胚芽富裕分画
胚芽富裕分画のタンパク質含量は高いため，動物起源及び植物起源から得られる現行の高価なタンパク質の代替品として理想的である。さらに，胚芽富裕分画は，そのタンパク質の性質，高品質の油，リン脂質及びステロールの存在のために同様に例えば乳化，質感及び結合のような興味深い機能性，及びヒトにおけるコレステロール管理に関連する健康上の利益を示す。

例として，食品産業において胚芽富裕分画に代用することのできる次の現行製品を挙げることができる：
動物性タンパク質：カゼインやカゼイン塩，血漿タンパク質及び卵白。

植物性タンパク質：大豆タンパク濃縮物及び単離体，特殊処理大豆，グルテン加水分解物及びポテトプロテイン。

一般に，上記の製品は，一部を挙げるとハンバーガー，ソーセージ及びミートボールの製造において肉増量剤及び結着剤成分として使用できる。これらの製品は，ソーセージ，スプレッド，ドレッシング等の製造におけるカゼイン代替品としても同様に使用できる。

飼料産業では，胚芽富裕分画は，例えば仔牛用の牛乳代替品，仔牛，仔豚及び雛鳥用の初期飼料，魚用飼料及びペットフードのような高価値飼料のための理想的成分である。食品用途では，これは実質的に大豆タンパク質（特殊処理大豆，濃縮物及び分離体），ポテトプロテイン，グルテン加水分解物，高品質魚粉，血漿タンパク質，及び乳漿タンパク濃縮物，乳漿及びスキムミルクのような粉乳製品の使用に代用することができる。

胚芽富裕分画のタンパク質は，特にライ麦の場合は主としてライ麦胚芽油を含有しているために，機能性食品成分として極めて有益である。

胚乳富裕分画
このタンパク分画は，主として穀物のふすま中の残留胚乳タンパク質由来である。これは２５〜４０％のタンパク質を含有しており，その大部分は，高度に溶解性である。これもまた可溶性食物繊維であるペントサン中で特に富裕であり（＞３５％），高い保水力及び明るい色を有している。

胚乳富裕分画は，食品産業においては焼成製品，加工肉，乳製品，スープやソース，高タンパク質飲料及びドリンク剤において使用できる。これは優れた可溶性の食物繊維及び水結合物質である非デンプン性多糖類の貴重な起源である。飼料用途においては，仔牛用の牛乳代替品，仔豚用の初期飼料及び魚用飼料の成分としてグルテン，大豆及び牛乳タンパク質に部分的に代用することができる。

乳化，水結合及び気泡安定化特性は，カゼイン塩，大豆タンパク濃縮物及び改良小麦グルテンのような他の市販のタンパク質の特性と同等以上である。胚乳富裕分画のタンパク質は，代用粉ミルク（ヒト及び仔牛のどちらのためにも），ソース，マヨネーズ，ドレッシング等における成分として使用するのに極めて適している。

これは大量のペントサン及び関連フェルラ酸を含有しているため，極めて大きな健康上及び機能上の利点がある。化粧品産業では，安定化，乳化及び水結合特性が理想的である。

胚乳富裕分画のタンパク質と可溶性ヘミセルロースの組合せは，多数の食品及び生物医学的用途において興味深いが，それは胚乳富裕分画のタンパク質と可溶性ペントサンの乳化作用及び可溶性ヘミセルロースの増粘作用のためである。

胚乳富裕分画の含量は，ライ麦及び小麦中では主としてアラビノキシラン，又はオート麦や大麦中ではβ−グルカンであるペントサンヘミセルロース中で高度である。このためここで主張する健康上の利点は，アラビノキシラン及びβ−グルカンについて記載したとおりである（下記参照）。

アリューロン富裕分画（重量相）
これは主としてアリューロン細胞層から得られるタンパク質であり，必須アミノ酸中で富裕な機能性かつ栄養的に貴重な物質である。

食品分野では，これは乳化剤，気泡安定剤及び結着剤として使用されよう。さらに，タンパク質補助食品としても高い潜在性がある。

不溶性繊維分画
不溶性繊維分画は，食品用途における興味深い繊維源として使用できる。食品としての主要な最終使用は，特に肉製品のような加工食品中の結着用及び水結合用添加物として，さらに朝食用シリアル，焼成製品及び健康食品中の食物繊維源としてであろう。特に高い水結合能力及び腸の機能への有益な作用のために，これは生物医学市場にとって有益な製品である。

これは可溶性成分（第１ステップの方法）及びある比率のヘミセルロース（第２ステップの方法）が穀物のふすまから除去された後に残っている繊維である。不溶性繊維分画は，低濃度のフィチン酸を含有する精製した穀物繊維である。この繊維は，既に酵素によって部分的に「消化」されているため，腸が細胞壁から得られる多数の有益な化合物を吸収するために役立つ。

不溶性繊維は，高い，すなわち典型的には，ふすまの水結合能力より１００％高い水結合能力を有している。これは，腸通過（消化物流量）の増加を提供する。残っているペントサンは，分画方法のために腸壁（コレステロール低減）により到達し易い。

繊維内のリグニンタイプの物質及びその他の酸化防止剤の高い利用率のおかげで，様々な健康上の有益性を主張できる。特にライ麦からのリグナン及びポリフェノールは，エストロゲン（女性ホルモン）に類似した作用を示すことが知られており，近年では，様々なタイプの癌を予防するのに役立つことが見いだされている。これは，ライ麦製品について実証されている。

さらに不溶性繊維は，また，天然酸化防止剤及び潜在的抗癌剤であるリグニン，フェルラ酸，リグナン等のさらなる抽出（酵素的）のための優れた原料でもある。これらは例えばローション剤，クリーム剤及びモイスチャライザーのような多数の生物医学的及び「美容薬学的」用途において使用できる。フェルラ酸は，有効なＵＶ（紫外線）吸収剤であるため日焼け止め剤にＵＶ吸収剤として使用できる。

不溶性食物繊維には，利用し易いリグナン及び残留ペントサン／ヘミセルロースが富裕である。結腸内に存在する細菌は，発酵媒体としてヘミセルロースを使用して植物性リグナンを哺乳類リグナンであるエンテロラクトンへ転換する。これらの化合物は，エストロゲンに類似した作用を示し，例えば乳癌，卵巣癌及び前立腺癌のようなホルモン関連癌の抑制に明確で証明可能な作用を及ぼすと思われる。ライ麦の不溶性食物繊維は，詳細にはリグナンのセコイソラリシレシノール（ＳＥＣＯ）及びマタイレシノール（ＭＡＴ）を含有しており，これらはエンテロラクトンの既知の前駆物質である。小麦からの不溶性食物繊維もまたこれらのリグナンを含有しているが，小麦ではこの作用は証明されていない。この部分では，細胞壁が既に繊維上に残留しているアラビノキシランヘミセルロースであるそれらの天然相乗作用パートナーと一緒に酵素により消化されているため，リグナンが利用し易い形態で供給されることを言及しておくことが重要である。

糖分画
これは，ふすまの残留デンプンの酵素分解から産生するグルコースであり，糖蜜に比較してより純粋な生成物である。これは，飼料及び食品用途において，エネルギー源，香味料及び結合剤として使用できる。あるいは，また，工業的発酵用の原料油として理想的であるが，それは，産生する廃棄物が少ないためである。このためエタノール及びクエン酸産業は，このような生成物の極めて大量の理想的消費者である。飼料及び食品市場のための単細胞タンパク質の製造もまた考慮することができる。

可溶性ヘミセルロース富裕分画
これは，穀物のふすま中の主要な細胞壁非セルロース多糖である。これは，１種の媒体を用いて高分子量及び高溶解性へ製造することができる（これら２種の特性の組合せは強力な態様である）。この生成物は，ペントサン（アラビノキシラン）であるため，低カロリーで腸の健康にとって有益である。この生成物は，フェルラ酸塩側鎖もしくは遊離フェルラ酸及びその他の酸化防止剤を含めて，又は，含めずに製造することができ，易流動性のクリームパウダーである。

その組成及び高い水結合能力のために，これは，増粘剤，ゲル化剤，安定剤，可溶性食物繊維及び脂肪代替品として使用するのに理想的である。可溶性ヘミセルロースの非ゲル化形もまた製造できる。増粘剤及びゲル化剤として，これは，食品産業では，スープ，マーガリン，デザート，パテ，ソース等における添加物として有益である。安定剤としては，改質デンプン（小麦，トウモロコシ等から作られる），改質セルロース，ガム（グアールガム及びカラギーナンガム），アルギン酸塩（海藻），ゼラチン（安価だがＢＳＥの問題がある）及びペクチン（果物の皮及び甜菜）の安価な代替品である。最後に，これは，安定化特性とともに可溶性食物繊維の優秀な供給源であるため，飲料における優れた可能性がある。

フェルラ酸塩側鎖を備えるペントサンを供給することは可能で，この形態ではこの物質が酸素及び酵素と結合してゲル化するであろう。したがって，これは皮膚を水和した状態に保持し，治療薬を添加することができるため，例えば創傷ドレッシング材用の有益な材料である。

ライ麦及び小麦を起源とするものは，そのほとんどがアラビノキシラン（ペントサン）ヘミセルロースである。これは，結腸で容易に発酵し，ヒトにとって低カロリーで，発酵後には短鎖脂肪酸（ＳＣＦＡ）最終生成物として酪酸塩を生成すると報告されている。これは，近年の研究によれば，結腸の内側を覆っている内皮細胞にとって好適なエネルギー源であるため，最も「健康的」なＳＣＦＡである。食品にアラビノキシランの栄養強化入手源を添加することの健康上の利点は，広範囲に及ぶ可能性がある。

この分画は，付随するすべての健康上の利点とともに完全な可溶性食物繊維である。アラビノキシランは，さらにまた，分子鎖の分画の剛性の結果及びポリマー上の相当に疎水性領域の結果として，二次胆汁酸にとって優秀な結合部位であると思われる。これは，何らかの潜在的発癌作用を低下させると思われる。さらにこの分画は，付随する遊離基安定化特性及び酸化防止特性とともにポリマーの分画へのフェルラ酸エステル側鎖を含有している。

この分画で濃縮したアラビノキシランは，通常の食品の一部として存在する場合，又は従来のふすまからでさえ，腸や結腸には通常は利用できないことを強調しておくことが重要である。

オート麦及び大麦では，この分画は，この多糖の証明済みの有益な作用すべてを備えたβ−グルカンが富裕である。オート麦を通常に摂取しても全作用を実現するために十分な物質が供給されないため，この性質をもつ濃縮β−グルカンを供給することには明確な利益がある。精製β−グルカンは，購入できるが，広範囲に及ぶ精製方式のために極めて高価である。抽出方法で利用された化学薬品を除去するために高度の精製が必要であることを明確に理解することが重要である。このような方法で天然相乗作用パートナー化合物が除去されると推測されているが，現在の方法の分画では，これらの物質がまだ存在しているはずである。

オリゴ糖シロップ
これは，ヘミセルロース分画由来で，低分子量かつ低粘度の１００％可溶性食物繊維である。オリゴ糖シロップは，リグナン，フェルラ酸及びその他の酸化防止剤を含めて製造することができ，極めて溶解性があり吸湿性である。

オリゴ糖シロップは，低粘度を有しているために飲料産業において高い将来性があり，優れた食物繊維源であり，良好な口当たり及び質感を与える。

グルコースシロップと組合せると，飲料，シリアルバー等の甘味料やエネルギー源として使用できよう。オリゴ糖シロップは，フェルラ酸，ペントサン及び可溶化リグナンが富裕なため，関連した健康上の利益を主張することもできる。完全な癌予防作用があると明示して実現しなければならない場合は，ペントサンオリゴマーの存在下でリグナンを供給することが極めて重要である；この分画にまさにぴったりの状態である。

グルコースシロップとオリゴ糖シロップとの組合せは，さらにまた高い食物繊維含量と，増粘を伴わない高い水結合能力とが要求される用途においても理想的である。可溶性オリゴ糖は，またグルコースや他の糖シロップと組合せて菓子配合物において使用することができ，さらに濃縮して水分安定化製品を製造することもできる。

オリゴ糖シロップは，細胞壁から溶解させた他の低分子量成分とともに溶解させたアラビノキシランの低分子量分画である。これには溶解リグニン分画，例えばフェルラ酸のようなフェノール化合物及びリグナンが含まれる。不溶性食物繊維と同様に，アラビノキシランとともにリグナンが存在するために，ライ麦及び小麦から得られる分画については癌予防の役割があると主張できる。この場合には，アラビノキシランはオリゴマーとして存在し，リグナンは，腸が潜在的に高度に利用し易いシロップから高度に入手できる。これは，植物性リグナンから癌予防への潜在的により大きな作用を備えたエンテロラクトンへの転換率を増加させるはずである。

さらに，高濃度のオリゴマーアラビノキシランの存在は，ヘミセルロース分画について記載した利益とともに，例えば酪酸塩のような有益なＳＣＦＡｓを産生させるのに容易である発酵基質を提供する。

この分画は，特にライ麦の場合，関連する相乗作用性パートナー化合物と一緒に極めて利用し易い形態でのアラビノキシラン，リグナン及びフェノール性酸化防止剤の優秀な起源である現在の状況において最も興味深い。オート麦及び大麦では，これは，低分子量β−グルカン分画の優れた起源である。

胚芽油
胚芽油は，胚芽富裕分画のタンパク質から得られ，高品質食用油及び食品用成分である。胚芽油は，溶剤を全く使用せずに抽出することができ，保存料も添加物も含有していない。これは，ポリ及びモノ不飽和脂肪の優れた入手源であり，良好な香りを有しており，ビタミンＥが富裕で，容易に懸濁させることができる。胚芽油は，香料成分として，小麦もしくはライ麦をベースとする生成物（シリアル，焼成製品，ビスケット等），デザート，アイスクリーム等において優れている。これは，さらにまた天然ビタミンＥを含む脂肪及び油配合物，ジュース等における成分としても有用な可能性がある。

ライ麦胚芽油は，特に天然型βシトステロール，コレステロール低下化合物及びコレステロール「燃焼剤」であるトコトリエノールが富裕である。これらの物質は，機能性食品領域における重要な因子である「天然相乗作用パートナー」に分類できる。これは，例えばマーガリンやスプレッドのような食品中の付加価値栄養補助食品成分としての油の可能性を増加させる。

胚芽油は，さらにまた優れたＵＶブロッカーであるため，このためフェルラ酸と一緒にすると日焼けローションの成分として理想的な可能性がある。乳化特性のため，胚芽油は，乳液安定剤として，及びスキンクリーム用の皮膚軟化成分として極めて適切である。

脱脂タンパク分画
脱脂タンパク分画は，油を全脂肪胚芽富裕分画及び重量相のアリューロン細胞から抽出した後に残っているタンパク質で，少なくとも６０％のタンパク質含量を有している。脱脂タンパク分画は，さらに優れた機能性タンパク質であり，極めて高度の脂肪結合能力を有し，溶解性，乳剤及び気泡安定化特性を増加させるために酵素により容易に性能を高めることができる。

この生成物は，油中水型乳剤のための優れた安定剤であり，ソーセージ，バーガー，パテ等における肉結着剤もしくは増量剤として重要である。脱脂タンパク分画は，大豆タンパク質に容易に代用する機能性タンパク質で，リン脂質，天然レシチン及び糖脂質を含有している。

脱脂タンパク分画は，天然レシチンを含有しているため，乳剤安定剤として化粧品配合物中で高度の潜在能力がある。

穀物のふすまについて本発明を実施するための工場の一つの好適な実施形態を添付の図面に示す。

図１は，本発明の一つの好適な実施形態を実施するための設備を示し，図２は，穀物のふすまの分画の概観図である。

穀物のふすま，又は，精製した穀物のふすまの分画に関連する本発明を実施するための工場の１つの好適な実施形態を添付の図面に示したが，図１において，１は，湿式ミル２が接続されている懸濁液及び加水分解容器を示す。反応混合物は，ポンプにより間欠的に湿式ミル２を通過するように汲み出される（１〜３回）。加水分解物は，その後，場合により熱交換装置３で不活性化させられ，二相式デカンター４へ移されるが，このデカンター４は，不溶相（不溶性繊維）を可溶相から分離する。約３５％の乾燥物質含量を有する不溶相は，環状乾燥機５で乾燥物質量が約９５％になるまで乾燥させられる。約３％の乾燥物質含量を有する可溶相は，ポンプで別の二相式デカンター７，又は，場合により保持タンク６を経由して分離装置を通過させられ，その二相式デカンター７ではタンパク分画が分離される。タンパク分画は，場合により加水分解容器８において機能性を向上させるために酵素処理され，その後噴霧乾燥機９で乾燥物質含量が約９５％になるまで乾燥させられる。二相式デカンター７からの，約３％の乾燥物質含量を有する可溶性（液状）相は，様々な製品要求条件に左右される２０〜１００ｋＤ，好ましくは，２０〜５０ｋＫの分子量カットを生じさせる限外濾過フィルター１０を通過させられる。限外濾過フィルター１０からの濃縮水（限外濾過フィルター内に保持された分画）は，場合により加水分解容器１１において機能性を向上させるために酵素処理され，その後噴霧乾燥機１２内で乾燥物質含量が約９５％になるまで乾燥させられ，又は，場合により蒸発装置で固形分が少なくとも７５％のシロップ濃度まで蒸発させられる。限外濾過フィルター１０からの透過液分画（限外濾過フィルター内に保持されていない分画）は，好ましくは，蒸発装置１３内で固形分が少なくとも７５％のシロップ濃度まで蒸発させられる。

無し 無し

Claims (35)

1. 穀物のふすまが，デンプン加水分解酵素を用いた第１酵素処理と，該酵素処理中における水性湿式粉砕との組合せに付され，その後，合成された加水分解物が不溶性繊維分画と可溶性分画に分離され，前記可溶性分画が更に遠心分離力によって２つの相；胚芽富裕分画と高濃度の糖を含有する胚乳富裕分画に分離されると共に，この胚乳富裕分画に含まれたタンパク分画と糖分画とに分離され，
   更に；前記不溶性繊維分画が果皮分画とアリューロン分画の双方から成る精製したふすまを含み，前記不溶性繊維分画がさらに少なくとも１種の非デンプン性多糖類分解酵素を用いた第２酵素処理と，該酵素処理中における水性湿式粉砕の組合せによって加水分解され，その後，合成された加水分解物が不溶相と可溶相に分離されることを特徴とする，穀物のふすまの成分の湿式分画方法。
2. 前記第１酵素処理と水性湿式粉砕との組合せから成る処理後に，湿式加熱処理による酵素不活性化処理を行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記第２酵素処理と水性湿式粉砕との組合せから成る処理後に，湿式加熱処理による酵素不活性化処理を行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記第１酵素処理に使用するデンプン加水分解酵素がアミラーゼ及び／又はアミログルコシダーゼである請求項１記載の方法。
5. 前記第２酵素処理が，ペントサナーゼ及びヘミセルラーゼを使用して実施される請求項１記載の方法。
6. 前記第１酵素処理が４〜７．５のｐＨ，及び５０〜９０℃の温度，少なくとも１ＩＵ／ｇの基質の酵素活性で３時間未満の間実施される請求項１記載の方法。
7. 前記第２酵素処理が４〜７のｐＨ，及び３５〜８０℃の温度，少なくとも１ＩＵ／ｇの基質の酵素活性で３時間未満の間実施される請求項１記載の方法。
8. 前記第２酵素処理によって得られた加水分解物をセルロース，リグニン，ヘミセルロース，残留アリューロン細胞及び細胞壁結合タンパク質を含有する前記不溶相と，可溶性ヘミセルロース，オリゴ糖，糖及びタンパク質を含有する前記可溶相とに分画し，前記可溶相を更にアリューロン細胞タンパク質を含む重量相と可溶性ヘミセルロース形態のヘミセルロースとオリゴ糖を含む軽量相に分離し，前記軽量相をさらにサイズ排除法によって可溶性ヘミセルロース富裕分画（中分子サイズ）とオリゴ糖富裕分画（小分子サイズ）とに分離する請求項１記載の方法。
9. 請求項１記載の方法によって製造されるタンパク分画であって，前記タンパク分画が，乾燥物質ベースで少なくとも３５％のタンパク質及び１０％の胚芽油を含有し，乳化力及び元のふすま（出発物質）と比較して高い酸化への抵抗性を持ち，さらに上記タンパク分画が５％未満の繊維しか含有していない，胚芽富裕分画由来であるタンパク分画。
10. 請求項１記載の方法によって製造されるタンパク分画であって，前記タンパク分画が少なくとも，
    ２５％のタンパク質，
    １０％の糖，
    ３％未満の油，
    ３％の繊維，及び
    大麦とオート麦についてはβ−グルカン，小麦，米，ライ麦，ライ小麦についてはアラビノキシランの群の少なくとも２５％の可溶性非デンプン性多糖類，
    を含有する，胚乳富裕分画由来であるタンパク分画。
11. 液状乳漿が上記タンパク分画内に乾燥物質ベースによる算出で２０〜８０重量％の範囲の濃度で組み込まれ，最終混合物が乾燥させられる請求項１０記載のタンパク分画。
12. 請求項１記載の方法によって製造される不溶性繊維分画であって，
    上記不溶性繊維分画が少なくとも８５％の量のふすま及び少なくとも１０％の量のアリューロンタンパク質の細胞壁成分から構成され，グルテン及びデンプンを含まず，少なくとも６ｇ／ｇ（水／乾燥生成物）の高い保水力を備えている不溶性繊維分画。
13. 請求項１記載の方法によって製造される糖分画であって，
    上記分画がサイズ排除法を使用して胚乳タンパク質から分離されたものであり，乾燥物質ベースによる算出で６５％を超える糖であるグルコース，マルトース及びマルトトリオースを含有している糖分画。
14. 請求項８記載の方法によって製造されるタンパク分画であって，
    上記タンパク分画が乾燥物質ベースによる算出で少なくとも３５％のタンパク質及び１０％の油，５％未満の不溶性繊維を含有しており，グルテン及びデンプンを含まず，乳化力を備えている，前記重量相内のアリューロン細胞由来であるタンパク分画。
15. 請求項８記載の方法によって製造される不溶性繊維分画であって，
    上記不溶性繊維分画が元の精製した穀物のふすまと比較して相対的に低いヘミセルロース含量を有する細胞壁成分から構成され，前記不溶性繊維分画がグルテン及びデンプンの含有量を乾燥物質ベースによる算出で１％未満とし，水／乾燥生成物において６ｇ／ｇ未満の高い保水力を有する不溶性繊維分画。
16. 請求項８記載の方法によって製造される可溶性ヘミセルロース富裕分画であって，
    上記可溶性ヘミセルロース富裕分画が小麦，ライ麦，米及びライ小麦からのアラビノキシラン，及びオート麦及び大麦からのβ−グルカンの群の少なくとも４０％の量，２０ｋＤａを超える中分子量ヘミセルロースから構成され，さらに１０％未満の量のタンパク質及び１０％未満の量の単糖類を含んでおり，乾燥物質ベースによる算出でグルテン及びデンプンが１％未満である可溶性ヘミセルロース富裕分画。
17. 請求項８記載の方法によって製造されるオリゴ糖富裕分画であって，
    上記オリゴ糖富裕分画が小麦，ライ麦，米及びライ小麦からのアラビノキシラン，及びオート麦及び大麦からのβ−グルカンの群の少なくとも４０％の量で，２０ｋＤａより少ない低分子量ヘミセルロースサブユニットから構成され，さらに１０％未満の量のタンパク質，２０％未満の量の単糖類，５％未満の量のリグナン及びフェノールを含んでおり，乾燥物質ベースによる算出でグルテン及びデンプンが１％未満であるオリゴ糖富裕分画。
18. 油を従来の有機溶剤抽出によって，又は超臨界二酸化炭素抽出によって除去して脱脂タンパク分画とした請求項９記載のタンパク分画。
19. 油を従来の有機溶剤抽出によって，又は超臨界二酸化炭素抽出によって除去して脱脂タンパク分画とした請求項１４記載のタンパク分画。
20. セルロース，ヘミセルロース，リグニン及びリグナンを回収するために使用される請求項１５記載の不溶性繊維分画。
21. 前記胚芽油が，ヒトにおけるコレステロール取り込みを減少させることが知られているステロール及び完全ビタミンＥ複合体，ステロール，レシチン，リン脂質及び糖脂質を含有する請求項９記載のタンパク分画。
22. プロテアーゼによる処理において結果として生じるタンパク質加水分解物の溶解性，乳化力及び乳化安定性が強化された請求項１４記載のタンパク分画。
23. 飼料及び食品用途における植物起源及び動物起源からの他のタンパク質生成物に代用するための請求項１９記載のタンパク分画の使用。
24. 食品用途における結着剤，乳化剤，脂肪結合剤及び脂肪代替品としての請求項１０記載のタンパク分画の使用。
25. 前記タンパク分画を食品用途における気泡安定剤，起泡剤，水結合剤，ゲル化剤として，及びコレステロール低下作用を備えた可溶性食物繊維であるβ−グルカン及びアラビノキシランを含む栄養補助食品として使用する，請求項１０記載のタンパク分画の使用。
26. 焼成製品，加工肉，乳製品，スープ及びソース，高タンパク質飲料及び健康ドリンク剤中の添加物又は成分としての請求項１０記載のタンパク分画の使用。
27. 飼料及び食品用途における，加工食品中の結着剤及び水結合添加物として，朝食用シリアル，焼成製品及び健康食品中の食物繊維源として他の不溶性繊維製品に代用するための請求項１２記載の不溶性繊維分画の使用。
28. 飼料及び食品用途におけるゲル化剤，増粘剤，気泡安定剤，乳化剤，水結合剤として，可溶性食物繊維が富裕な栄養補助食品としての請求項１６記載の可溶性へミセルロース富裕分画の使用。
29. 焼成製品，加工処理肉，乳製品，スープ及びソース，高タンパク質飲料中の添加物又は成分としての請求項１６記載の可溶性へミセルロース富裕分画の使用。
30. 飼料及び食品用途における機能性可溶性食物繊維としての請求項１７記載のオリゴ糖富裕分画の使用。
31. 飼料及び食品用途における低カロリー甘味料として，又はリグナン及びフェルラ酸を抽出するためのさらなる加工処理用の原料としての請求項１７記載のオリゴ糖富裕分画の使用。
32. 飼料及び食品用途における工業的発酵用の原料としての請求項１７記載のオリゴ糖富裕分画の使用。
33. 製菓用配合物におけるグルコースもしくはその他の糖シロップと組合せる請求項１７記載のオリゴ糖富裕分画の使用。
34. 食品用途における，リグナンを活性の癌緩和剤であるエンテロラクトンへ転換させるための，リグナンと発酵性オリゴ糖の供給源としての請求項１７記載のオリゴ糖富裕分画の使用。
35. 飼料，食品及び工業的発酵用途におけるエネルギー源，香味料及び結合剤としての請求項１３記載の糖分画の使用。

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