JP4753588B2 - 澱粉分解物の製造方法及び白色デキストリン - Google Patents
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Description
近年、低DEの澱粉分解物に機能性、特に老化安定性や低粘性を付与して取扱い易くすることを目的として、種々の技術が提案されているが、必ずしも確立されてはいない。
原料澱粉を加熱分解してデキストリン化する過程において、加熱時間の経過とともに白度の低下、溶解度の上昇、及び還元糖の加熱初期における上昇とその後の低下が知られており、一般的な白色デキストリンの冷水可溶分は0〜90質量%、分岐成分は約3質量%である(非特許文献1)。このような一般的な白色デキストリンからは、低DEで老化安定性、低粘性に優れた澱粉分解物を得ることは困難である。また、非特許文献2には、難消化性デキストリン製造の前工程として、馬鈴薯原料澱粉に塩酸600ppmを添加して180℃で焙焼したときの分解度(DE)、難消化性成分量(分岐成分に相当)、白度、及び加熱時間の関係を示したグラフが開示されており、前記焙焼条件では、低DE、老化安定性を確保する分岐度、及び高白度を同時に満足する焙焼デキストリンを得ることは困難であることを示している。
このような焙焼デキストリンから、低DEで老化安定性、低粘性に優れた澱粉分解物を得ることもまた困難である。
本発明の他の目的は、上記澱粉分解物を含む食品を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、低DE、老化安定性を確保する分岐度、及び高白度を同時に満足する白色デキストリンを提供することである。
2.原料澱粉が非穀物澱粉である、上記1に記載の澱粉分解物の製造方法。
3.非穀物澱粉がタピオカ澱粉である、上記2に記載の澱粉分解物の製造方法。
4.澱粉分解物の50質量%、30℃における粘度が200mPa・s以下である、上記1〜3のいずれか1項に記載の澱粉分解物の製造方法。
5.澱粉分解物の分子量100,000を超える成分の割合が2質量%以下で、分子量10,000〜100,000成分の1,000〜10,000成分に対する比で示される分子量特性値が0.4〜0.6である、上記1〜4のいずれか1項に記載の澱粉分解物の製造方法。
6.澱粉分解物の数平均分子量、DE、及び4糖類以上の含量がそれぞれ1800〜2800、6〜8、及び90質量%以上である、上記1〜5のいずれか1項に記載の澱粉分解物の製造方法。
7.澱粉分解物が、さらに水素添加されている、上記1〜6のいずれか1項に記載の澱粉分解物の製造方法。
8.上記1〜7のいずれか1項に記載の製造方法で得られる澱粉分解物。
9.上記8記載の澱粉分解物を含む食品。
10.白度80以上、DE3〜6、冷水可溶部90質量%超、分岐成分30〜45質量%、及びたんぱく質含量0.1質量%以下の白色デキストリン。
本発明において「DE」とは、「〔(直接還元糖(ブドウ糖として表示)の質量)/(固形分の質量)〕×100」の式で表される値で、ウイルシュテッターシューデル法による分析値である。
本発明において「冷水可溶部」は、以下の方法により測定する。試料5gを純水に溶解して100mlに定容する。25℃恒温槽で30分放置後、ろ紙(5A)でろ過する。ろ液20mlを秤量瓶に量りとり、沸騰水浴上で蒸発乾固させ、110℃で約4時間減圧乾燥し、五酸化りんのデシケーター中で放冷、計量し、次式により計算する。
冷水可溶部(質量%)=(ろ液乾燥質量×5/サンプル質量)×100
分岐成分含量(質量%)=100−生成グルコース量(質量%)×0.9
カラム:TSKgelG2500PWXL、G3000PWXL、G6000PWXL(東ソー(株)製)、カラム温度:80℃、移動相:蒸留水、流速:0.5ml/min、検出器:示差屈折率計、サンプル注入量:1質量%溶液100μl、検量線:プルラン標準品(分子量788,000〜5,900の間の8種類)、及びマルトトリオース(分子量504)、グルコース(分子量180)。
数平均分子量は次式により計算する。
数平均分子量(Mn)=ΣHi/Σ(Hi/Mi)
(Hi:ピーク高さ、Mi:分子量)。
分子量分布は、積分分子量分布曲線から求めるべき分子量の積分分布値(%)を読み取ることにより、また、分子量特性値は、一方の分子量分布値と他方の分子量分布値の比を計算することにより、それぞれ求める。
本発明で使用する分子量特性値は、分子量10,000〜100,000成分の1,000〜10,000成分に対する比であり、分子量1,000〜100,000成分の分散の指標となる。好ましい特性値は0.4〜0.6である。
カラム:MCI GEL CK04SS(三菱化成(株)社製)、カラム温度:80℃、移動相:蒸留水、流速:0.3ml/min、検出器:示差屈折率計、サンプル注入量:5質量%溶液10μl
原料澱粉中のたんぱく質含量はセミミクロケルダール法により、また脂質含量はソックスレー抽出法により測定する。
原料澱粉中の澱粉含量は、原料澱粉を加水分解して還元糖とし、この還元糖量の測定値に0.9を乗じることにより求められる。
これらの原料澱粉は澱粉含量、たんぱく質含量及び脂質含量が上記範囲内となるものであれば混合して使用しても良い。
白度が80より低いと、澱粉分解物の精製工程で脱色に多大の労力を要し、また、着色度が高く焙焼臭を有する風味となるために好ましくない。冷水可溶部が90質量%以下であると、得られる澱粉分解物が老化による白濁を生じ易く、粘性が高く糊っぽい食感となるために好ましくない。また、DEが3〜6、及び分岐成分が30質量%〜45質量%の範囲を外れると、得られる澱粉分解物が老化による白濁を生じ易く、粘性が高く糊っぽい食感となるか、反対に、老化による白濁を起こさず粘性は低いが、着色度が高く焙焼臭を有する食感となるために好ましくない。さらに、たんぱく質含量が0.1質量%を超えると澱粉分解物の脱色が困難となる。
本発明の白色デキストリンの上記特性は、従来の一般的な白色デキストリンの特性とは明らかに異なる。例えば一般的な白色デキストリンは、水分1−5%で、95〜120℃の加熱によって製造されている(非特許文献1)が、この白色デキストリンの冷水可溶部は0〜90質量%、分岐成分は約3質量%である。
この液化型α−アミラーゼとしては市販品がいずれも使用できるが、例えばクライスターゼKD(大和化成(株)社製)やターマミル120L(ノボザイムズジャパン社製)などがある。酵素の失活に酸を用いた場合は、炭酸カルシウムなどの中和剤でpHを5〜7に調整する。
本発明の製造方法により得られる上記特性を有する澱粉分解物は、菓子類、粉末化基材、飲料、デザート類、調味料類、蓄肉製品等の広範な食品に使用できる。添加量は目的により異なるが、通常は、固形分換算で30〜70質量%、好ましくは40〜60質量%である。
実施例1
市販のタピオカ澱粉(澱粉含量86.63質量%、たんぱく質含量0.08質量%、脂質含量0.09質量%)5kgをパドルドライヤー((株)奈良機械製作所製NPD−1.6W型)に入れ、攪拌しながら1質量%塩酸を250gスプレーし、60分間攪拌して均質化した。次いで、熱媒の温度を110℃に設定し、40分間加熱を続け水分6質量%に予備乾燥した後、熱媒の温度を140℃に昇温し、60分間加熱して白色デキストリン4.5kgを得た。得られた白色デキストリンは、白度88、DE5.23、冷水可溶部96.8質量%、分岐成分33.5質量%、たんぱく質含量0.03質量%であった。
この白色デキストリンに水9Lを加えて溶解し、炭酸カルシウムを加えてpHを6.0に調整し、オートクレーブを用いて120℃で10分間加熱した。85℃に冷却後、炭酸カルシウムを用いて再度pHを6.0に調整し、クライスターゼKD(α−アミラーゼ、大和化成株式会社製)を0.15質量%添加して85℃で30分間加水分解した後、シュウ酸を加えてpHを3.5に調整して反応を終了した。炭酸カルシウムを加えて中和した後、活性炭を加えて珪藻土ろ過して脱色し、さらにイオン交換樹脂による脱塩を行い精製した。このときのろ過時間やイオン交換樹脂に対する負荷は、通常原料澱粉から澱粉分解物を製造する場合とほとんど変わらず良好であり、非常に効率的であった。
次いで、濃度を50質量%まで濃縮した後、噴霧乾燥により粉末化して4kgの澱粉分解物を得た。得られた澱粉分解物の分析値を表1に記載した。この澱粉分解物の粘度(117mPa・s)は市販の澱粉分解物の粘度(270mPa・s)よりも低粘度であり、且つ、後述の実施例3に示すごとく、老化安定性に優れていた。
市販のワキシーコーンスターチ(澱粉含量86.57質量%、たんぱく質含量0.15質量%、脂質含量0.18質量%)5kgを用いて、実施例1と同じ方法により白色デキストリン4.4kgを得た。得られた白色デキストリンは、白度84、DE4.74、冷水可溶部99.0質量%、分岐成分41.1質量%、たんぱく質含量0.06質量%であった。
この白色デキストリンに水9Lを加えて溶解し、4質量%水酸化ナトリウム溶液を加えてpHを5.8に調整し、ターマミル120L(α−アミラーゼ、ノボザイムズジャパン社製)0.1質量%添加して95℃で20分間加水分解した後、120℃まで昇温して反応を終了した。その後、実施例1と同様に精製を行い、濃度を65質量%に濃縮して澱粉分解物の液状品6kgを得た。実施例2においても製造工程上何ら問題がなく、非常に効率的であった。得られた澱粉分解物の分析値を表1に記載した。この澱粉分解物の粘度(125mPa・s)は市販の澱粉分解物の粘度(270mPa・s)よりも低粘度であり、且つ、後述の実施例3に示すごとく、老化安定性に優れていた。
市販のコーンスターチ(澱粉含量85.95質量%、たんぱく質含量0.35質量%、脂質含量0.60質量%)5kgを用いて、実施例1と同じ方法により白色デキストリン4.5kgを得た。得られた白色デキストリンは、白度82、DE5.48、冷水可溶部99.8質量%、分岐成分42.7質量%、たんぱく質含量0.34質量%であった。
実施例1と同様に加水分解、精製を行ったところ、実施例1および2と比較してろ過時間が長く、また、ろ液に可溶化したたんぱく質が漏れて白濁しており、イオン交換樹脂への負荷も多く生産性が悪かった。得られた澱粉分解物の分析値を表1に記載した。この澱粉分解物は、着色度が高値(0.51)を示し、後述の実施例3における凍結融解による老化安定性の低下傾向はわずかであったが、製造当初の濁度(0.08)及び着色度(0.51)において低品質であった。
市販のタピオカ澱粉(澱粉含量86.63質量%、たんぱく質含量0.08質量%、脂質含量0.09質量%)5kgを用いて、加熱温度を180℃とする以外は実施例1と同じ方法でデキストリン4.5kgを得た。得られたデキストリンは白度78、DE6.82、冷水可溶部97.7質量%、分岐成分48.1質量%、たんぱく質含量0.04質量%であった。
実施例1と同様にして澱粉分解物を試作したところ、活性炭、及びイオン交換樹脂の量を増やしても脱色できず、着色度が高値(0.65)を示し、生産性、商品価値ともに低下した澱粉分解物が得られた。分析値を表1に記載した。
2:分子量10,000〜100,000成分の分子量1,000〜10,000成分に対する質量比
*3:50質量%水溶液、30℃のB型粘度計による測定値(mPa・s)
*4:30質量%水溶液、420nmと720nmの吸光度差
*5:30質量%水溶液、720nmの吸光度
表1に記載した5種類の澱粉分解物の50質量%水溶液を調製してプラスチック容器に入れ、−15℃の冷凍庫での凍結と室温での解凍操作(凍結融解)を繰り返し、720nmの吸光度を測定して、老化による白濁に対する安定性の評価を行った。結果を表2に記載した。
実施例2で製造した澱粉分解物1kgに水を加えて50質量%に調整した後、2Lの還元用反応容器に入れ、触媒としてラネーニッケルR239(商品名:日興理化社製)20gを添加し、水素ガスを100kg/cm2の圧力に達するまで充填し、400〜600rpmで攪拌しながら130℃で3時間還元反応を行った。次いで還元物をろ過して触媒を分離後、活性炭で脱色ろ過、及びイオン交換樹脂で脱塩して精製した。その後、濃度50質量%に濃縮した後、噴霧乾燥により粉末化して約600gの還元澱粉分解物を得た。
黒酢(酸度4.5%、タマノイ酢株式会社製)18kgを、減圧濃縮により3kgに濃縮した後、実施例1で製造した澱粉加水分解物600gを添加混合してスプレー供給液を調製した。次にこの供給液を、スプレードライヤー(型式:ニロPM−10型、ニロジャパン株式会社製)を用いて、入口温度160℃、出口温度90℃、アトマイザー回転数16500rpmの条件で噴霧乾燥を行い、約900gの粉末黒酢を得た。得られた粉末黒酢を水に溶かしたところ、すばやく溶解し、酢酸の刺激臭はマスキングされていたが、黒酢の風味は十分に残っていた。
こいくち醤油(水分68.8%、キッコーマン株式会社製)5kgに、実施例1で製造した澱粉加水分解物1kgを添加混合してスプレー供給液を調製した。次にこの供給液を、スプレードライヤー(型式:ニロPM−10型、ニロジャパン株式会社製)を用いて、入口温度160℃、出口温度95℃、アトマイザー回転数16500rpmの条件で噴霧乾燥を行い、約2.2kgの粉末醤油を得た。得られた粉末醤油を水に溶かしたところ、すばやく溶解して醤油独特のさわやかな風味が立ち上がった。また、砂糖、食塩、アミノ酸などの他の原料とともにアルミ製の袋に入れて30℃で1週間保存したところ、固結を起こすことなく、風味も維持されていた。
Claims (9)
- 澱粉分解物の製造方法において、
澱粉含量80質量%以上、たんぱく質含量0.20質量%以下、及び脂質含量0.20質量%以下の原料澱粉であって、タピオカ澱粉及びワキシーコーンスターチからなる群から選ばれる少なくとも1種の原料澱粉を、
酸存在下で予備乾燥して水分含量を6〜7質量%に減少させた後、130〜150℃で20〜60分加熱処理して白度80以上、DE3〜6、冷水可溶部90質量%超、分岐成分30〜45質量%、及びたんぱく質含量0.1質量%以下の白色デキストリンとなし、次いでα−アミラーゼを作用させる工程を含むことを特徴とする、澱粉分解物の製造方法。 - 原料澱粉がタピオカ澱粉である、請求項1に記載の澱粉分解物の製造方法。
- 澱粉分解物の50質量%、30℃における粘度が200mPa・s以下である、請求項1又は2に記載の澱粉分解物の製造方法。
- 澱粉分解物の分子量100,000を超える成分の割合が2質量%以下で、分子量10,000〜100,000成分の1,000〜10,000成分に対する比で示される分子量特性値が0.4〜0.6である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の澱粉分解物の製造方法。
- 澱粉分解物の数平均分子量、DE、及び4糖類以上の含量がそれぞれ1800〜2800、6〜8、及び90質量%以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の澱粉分解物の製造方法。
- 澱粉分解物が、さらに水素添加されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の澱粉分解物の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法で得られる澱粉分解物。
- 請求項7記載の澱粉分解物を含む食品。
- 澱粉含量80質量%以上、たんぱく質含量0.20質量%以下、及び脂質含量0.20質量%以下の原料澱粉であって、タピオカ澱粉及びワキシーコーンスターチからなる群から選ばれる少なくとも1種の原料澱粉を、
酸存在下で予備乾燥して水分含量を6〜7質量%に減少させた後、130〜150℃で20〜60分加熱処理して得られる、白度80以上、DE3〜6、冷水可溶部90質量%超、分岐成分30〜45質量%、及びたんぱく質含量0.1質量%以下の白色デキストリン。
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