JPH04351601A - 食品における脂肪のための置換体としての短鎖アミロース - Google Patents

食品における脂肪のための置換体としての短鎖アミロース

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JPH04351601A JP3303376A JP30337691A JPH04351601A JP H04351601 A JPH04351601 A JP H04351601A JP 3303376 A JP3303376 A JP 3303376A JP 30337691 A JP30337691 A JP 30337691A JP H04351601 A JPH04351601 A JP H04351601A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、食品における脂肪のための機能
的な置換体として使用される、短鎖アミロース12〜1
00重量%を含んで成る脂肪様炭水化物に関する。
【0002】典型的な飲食物は、高い食養生脂肪と高め
られた健康危険性との間の流行病学的結合の観点から、
健康エキスパートにより推薦されるよりも複数の脂肪を
含む。典型的な飲食物はまた、類似する理由のために健
康エキスパートにより推薦されるよりも高いカロリーを
含む。高い脂肪含有率は、カロリー関連の健康危険性に
直接的に関連する。なぜならば、脂肪の熱含有率(9k
cal/g)は、他の主要な栄養物、すなわち炭水化物
及びタンパク質の熱含有率(4kcal/g)よりも高
いからである。
【0003】食品中の脂肪の置換は、独特な香料、味、
粘性及び他の機能的且つ官能的性質(脂肪含有食品に特
徴づけられる)のために困難な挑戦であることがわかっ
ている。さらに、合成脂肪の置換は、長く且つ費用のか
かる試験を受ける必要があり、そして規則機関による再
調査を受ける必要がある。天然に存在する脂肪置換体、
たとえば当業界において知られているタンパク質又は炭
水化物基材の生成物は、あるタイプの食品において、又
はある温度でのみ有用であり、そして広範な規則試験及
び再調査をまた受ける必要がある制限された機能性の生
成物である。Anon.”Fat Substitut
e Update,”  Food Technolo
gy 3月, 1990, 92〜97ページを参照の
こと。
【0004】炭水化物基材の脂肪置換体の中には、α−
アミラーゼ置換されたタピオカ及びポテトスターチ、及
び約5又はそれ以下のデキストロース同等物(DE)を
有するマルトデキストロンが存在する〔たとえばアメリ
カ特許第4,510,166号(Lenchin、など
.,)、 1985 年4月9日公開〕。約0.1〜2
.0ミクロンの楕円形及び粒度分布を有する炭水化物が
、1990年3月27日に公開されたアメリカ特許第4
,911,946号(Singer、など.,)に、水
中油エマルジョンの官能的性質を有することが報告され
ている。ガム及びポリデキストロースはまた、低められ
たカロリー又は低脂肪食品に容積及び粘性を付与するた
めに一部の脂肪置換体として使用されて来た。
【0005】本発明において脂肪置換体として使用され
る短鎖アミロースは、フィルム形成剤として〔1975
年5月6日に公開されたアメリカ特許第3,881,9
91号(Kurimoto、など.,);1975年4
月22日に公開されたアメリカ特許第3,879,21
2号(Yoshida、など.,);及び1973年5
月1日に公開されたアメリカ特許第3,730,840
号(Sugimoto、など.,)〕及び水性分散液に
おいて独特なゲル化;潤滑及びフィルム形成性質を有す
る部分的に枝切りされたスターチ組成物の必須成分とし
て〔1990年11月20日に公開されたアメリカ特許
第4,971,723号(Chiu)〕使用されて来た
。これらの枝切りされたスターチ組成物は、カゼイネー
ト置換体としてイミテーションチーズに〔1990年6
月26日に公開されたアメリカ特許第4,937,09
1号(Zallie、など.,)〕及び改良されたゲル
化剤としてジェリーガム糖薬に〔1989年12月12
日に公開されたアメリカ特許第4,886,678号(
Chiu、など.,)〕おいて有用である。短鎖アミロ
ースは好ましくは、スターチの酵素的枝切りにより調製
される。
【0006】スターチは、コンパクト顆粒構造に構成さ
れる、約20〜25%のアミロース及び約75〜80%
のアミロペクチンの混合物を典型的に含んで成る多糖で
ある。アミロースは、α−1,4−D−グルコシド結合
により結合されるD−アンヒドログルコース単位の線状
ポリマーである。アミロペクチンは、樹木のような構造
でα−1,6−D−グルコシド結合により結合されるア
ミロース鎖の大きな枝分れ鎖のポリマーである。スター
チが得られる植物の種類に依存して、アミロースは通常
、250〜12,500個のD−アンヒドログルコース
単位を含み、そしてアミロペクチンは、400,000
〜3,125,000個のD−アンヒドログルコース単
位を含む。本明細書で使用される場合、“短鎖アミロー
ス”とは、α−1,4−D−グルコシド結合により結合
される約15〜65個のアンヒドログルコース単位を含
む線状ポリマーを言及する。
【0007】多糖化し、そして枝切りする、酵素又は酵
素の混合物が、低分子量オリゴ糖及び糖顆、たとえばデ
キストロース(グルコース)の商業的な製造のためにス
ターチ転換方法に使用されて来た。スターチ転換は、酸
、酸化剤、加熱、アルカリ又はα−アミラーゼ酵素によ
る処理による低分子量成分へのスターチの分解である。 スターチの酵素的転換は、典型的には、α−1,4−D
−グルコシド結合の選択的な加水分解及び単に限定する
なら、α−1,6−D−グルコシド結合(枝分れ点)の
加水分解を包含する。
【0008】低粘性のスターチへのスターチの酵素的転
換においては、枝分れ鎖のフラグメントの加水分解が確
実である。しかしながら、糖製造のためには、スターチ
の糖への完全な転換が所望され、そして枝切り酵素が、
α−1,4−D−グルコシド結合の酵素的加水分解の後
、損なわれないで存続する枝分れ鎖のα−限界デキスト
リン(α−アミラーゼによる追加の加水分解に耐性であ
る枝分れ鎖のスターチフラグメント)を分解するために
使用されて来た。スターチを液化し、そして多糖化する
酵素であるグルコアミラーゼがこの目的のために使用さ
れて来た。グルコアミラーゼは、α−1,4−D−グル
コシド結合を急速に加水分解し、そしてα−1,6−D
−グルコシド結合をゆっくりと加水分解し、グルコース
を開放する。α−1,6−D−グルコシド結合のみを急
速に加水分解し、短鎖のアミロースを開放する枝切り酵
素、たとえばプルラナーゼ及びイソアミラーゼが、高デ
キストロースシロップの製造の効率を改良するためにグ
ルコアミラーゼ及びα−アミラーゼと一緒に使用するた
めに提案されて来た。これらのシロップは、結晶性デキ
ストロース及び高フルクトースコーンシロップの製造に
おける出発材料である。Maize,  Recent
 Progress in Chemistry an
d Technology , 157〜179 ペー
ジ、Academic Press, Inc.(19
82);及びSlominska, L.,など.,S
tarch/storke,11: 386〜390(
1985) を参照のこと。
【0009】さらに、枝切り酵素(スターチから短鎖ア
ミロースを開放する酵素)が、枝分れスターチフラグメ
ントの発酵能力を改良するために低カロリーのアルコー
ル性飲料水製造に;α−アミラーゼと共にスターチから
マルトースの製造に;水性エマルジョンにおいてタンパ
ク質の凝集を誘発せしめるために低DEマルトデキスト
リン(30〜55個のグルコース単位)製造に;及び多
量の二糖類及び三糖類を有する可溶性シロップへのスタ
ーチの酵素的転換に使用するために提案されて来た。こ
れらの枝切り酵素の適用は、スターチ転換工程に続いて
、枝分れ鎖のスターチ又はデキストリンフラグメントの
存在から発生する問題に向けられる。個々の適用におい
て、枝切り酵素は、種々の低分子量フラグメント、たと
えば糖又はマルトデキストリンへのスターチの完全な転
換に使用される。スターチの増粘性、付着性及びゲル化
特徴が失なわれる。
【0010】純粋な又はアミロペクチンを含まない低分
子量アミロースを得るために、実質的にすべてのα−1
,6−D−グルコシド結合の加水分解により、スターチ
を十分に枝切るためへの枝切り酵素の使用が、アメリカ
特許第3,730,840号(Sugimoto、など
.,)、アメリカ特許第3,881,991号(Kur
imoto、など.,)及びアメリカ特許第3,879
,212号(Yoshida)に教授されている。これ
らの特許は、スターチの糖及び他の可溶性フラグメント
への転換を教授しない。これらの特許の目的は、純粋な
短鎖アミロースを製造することである。いづれかの残留
アミロペクチンの存在は、不適切であると教授する。
【0011】酵素関連のスターチ技法の背景は、食品に
おける脂肪置換体としての有用な炭水化物組成物が、ス
ターチの実質的な転換を伴って、又は伴わないで、スタ
ーチのアミロペクチン成分を枝切りし、短鎖のアミロー
スを得るために枝切り酵素を用いることによって調製さ
れ得ることを示唆していない。さらに、文献においては
、種々の炭水化物基材の脂肪置換体を製造するために商
業的に使用される方法のために、完全な又は一部の置換
体としてスターチを枝切りするための酵素的方法の利用
性は提案されていない。これらの脂肪置換体は、“天然
”の製品のための需要が接続する食品用途における他の
脂肪置換体以上の有意な利点を提供する。
【0012】従って、本発明においては、食品に使用す
るために、好ましくはスターチを酵素的に枝切りするこ
とによって製造された短鎖アミロース12〜100重量
%を含んで成る炭水化物の形での脂肪置換体が提供され
る。これらの枝切りされたスターチの水性分散体は、油
状からクリーム状又はロウ状の種々の脂肪様きめにより
特徴づけられ、そしてこれらのスターチは、高い強度の
ゲル又は熱可逆性ゲル水性分散体を供給するために選択
され得る。熱可逆性スターチゲルは、加熱より溶融し、
そして冷却により再形成するゲルである。変性されてい
ないスターチから調製されたゲルは、熱的に可逆性でな
い。
【0013】本発明は、短鎖アミロース12〜100重
量%を含んで成る脂肪様炭水化物を提供し、ここで前記
脂肪様炭水化物は食品に含まれる1又は複数の脂肪10
0重量%までのための置換体として機能するのに有効な
量で食品に使用される。典型的には、脂肪様炭水化物の
水性分散体20〜30重量%が食品において脂肪を置換
するために使用される。好ましい態様においては、短鎖
アミロースは、スターチ分子のα−1,6−D−グルコ
シド結合を特異的に分解する酵素を用いて、スターチの
酵素的枝切りにより調製される。短鎖アミロースは、長
鎖アミロース、アミロペクチン又はそれらの組合せをさ
らに含んで成る、精製された形で又は混合物として使用
され得、そしてスターチの枝切りの前又は後で、誘導体
化、転換又は架橋により変性され得る。短鎖アミロース
は、ロウ状のトウモロコシスターチ、コーンスターチ、
高アミロースコーンスターチ、トピオカスターチ、ポテ
トスターチ、小麦スターチ、米スターチ、ロウ状米スタ
ーチ、及び他のものから誘導され得る。
【0014】本発明はまた、食品に含まれる1又は複数
の脂肪100重量%までを置換する方法も提供し、ここ
で前記方法は: a)短鎖アミロース12〜100重量%を含んで成る酵
素的に枝切りされたスターチを供給し;b)食品におけ
る脂肪100重量%までが配合物から除去されるような
食品を配合し;そして c)食品における脂肪と酵素的に枝切りされたスターチ
とを交換することを含んで成り;ここで、酵素的に枝切
りされたスターチを含む食品が脂肪を含む食品の性質と
同等の機能的且つ官能的性質を示す。
【0015】また、脂肪、クリーム、油、水中油及び油
中水エマルジョン及びそれらの天然状態で食品の成分で
ある他の脂質の代わりに短鎖アミロースを含む食品が供
給される。これらの食品は、アイスクリーム、スプーン
ですくい取ることができ且つ注ぐことができるサラダド
レッシング、マーガリン、低脂肪ジャム、低脂肪チーズ
、ベークド食品、パン食品、ソース、ウィップドトッピ
ング、氷菓子、プディング及びカスタード、マヨネーズ
及びコーヒー漂白剤を包含する。
【0016】短鎖アミロースを調製するために酵素的に
処理され得るスターチは、トウモロコシ、ポテト、サツ
マイモ、小麦、米、サゴヤシ、トピオカ、ロウ状トウモ
ロコシ、サトウモロコシ及び同様のものを包含するいづ
れかの源から誘導され得る。また、上記スターチのいづ
れか、たとえば酸化、α−アミラーゼ転換、緩酸加水分
解又は加熱デキストリン化により調製された流動性又は
低粘性スターチのいづれかに由来する転換生成物も包含
される。架橋され、そして誘導体化されたスターチ、た
とえばエーテル及びエステル、及び他の変性されたスタ
ーチもまた使用され得る。
【0017】スターチは好ましくは、ゼラチン化された
スターチ(プレクックされた冷水膨潤性スターチ)であ
り、そして緩酸分解、加熱デキストリン化又は当業界に
いて良く知られているいくつかの方法のいづれかにより
転換された流動性スターチでもあり得る。たとえばM.
W.Rutenberg, ”Starch and 
Its Modifications”  22 〜3
6ページ、Handbook of Water−So
luble Gums and Rosins ,R.
L.Davidson出版、McGraw Hill,
 Inc., New York, New York
, 1980 を参照のこと。所望により、スターチは
、アメリカ特許第4,726,957号(Lacour
se、など.,)に開示される態様で流動性スターチを
製造するためにα−アミラーゼによる処理により転換さ
れ得る。1又は複数のこれらの転換技法の組合せが使用
され得る。転換は典型的には、誘導体化又は架橋の前に
行なわれるが、しかし酵素処理の前又は後でも行なわれ
る得る。高粘度の枝切りされたスターチが所望される場
合、スターチを転換することは所望されない。
【0018】低粘度のスターチが所望される場合、約6
0までの水流動性(WF)に転換されたスターチ、たと
えばロウ状トウモロコシスターチが好ましい。水流動性
は、0〜90の尺度に基づいての粘度の実験的な測定で
あり、ここで流動性は粘度の逆数である。
【0019】他の生成物に関しては、所望する粘度及び
機能的な特徴をもたらす置換の程度又は転換のレベルへ
の誘導体化が、酵素的枝切りの前、又はそれに続いて使
用され得る。たとえば、枝切りされたスターチが食品に
おける乳化剤として使用される場合、オクテニル琥珀酸
誘導体(OSAスターチ)が好ましい。スターチはオク
テニル琥珀酸無水物により処理され、オクテニルスクシ
ネート0.25〜3.0重量%を含むスターチエステル
誘導体が形成される。
【0020】好ましい態様において、スターチ誘導体を
調製した後の次の段階は、誘導体化されたスターチをゲ
ル化するために誘導体化されたスターチの水性分散体を
加熱することである。ゲル化方法は、原料スターチ顆粒
内のスターチ分子の会合結合を全体的に又は一部破壊し
、それによって分子の酵素への接近を可能にし、そして
酵素のスターチ分子のより容易且つ均等な枝切りを可能
にする。スターチのスラリーがゲル化された後、その分
散体の温度及びpHが調節され、最適な酵素活性を提供
される。酵素活性のための最適なパラメーターは、種々
の要因、たとえば酵素温度、基質温度、pH、温度、イ
ンヒビターの存在又は不在及び他の要因に依存して変化
するであろう。酵素のタイプ又はその源に依存して、種
々のパラメーターが調節され、最適な枝切り速度が達成
され得る。一般的に、酵素枝切りは、スターチの続く乾
燥を促進せしめるために、最適な枝切り速度を維持しな
がら、最高の実施可能な固形分で実施される。たとえば
、脂肪置換体として使用するために適切なスターチを製
造するために本発明で使用されるプルラナーゼに関して
は、28%までの固形分のプレクックされたスターチ分
散体が好ましい。
【0021】実施者は、高い固形分スターチシステム(
たとえば50%以上の固形分)が、スターチが酵素及び
スターチを高い固形分で均等にブレンドするために適切
な混合を生む方法によりゲル化される場合に使用され得
ることを理解するであろう。実施者はまた、酵素枝切り
方法の温度、処理時間及び他のパラメーターが高い固形
分に調節されるべきであることを理解するであろう。 高い固形分のスターチ分散体を用いる方法は、本発明の
範囲内に存在し、そして短鎖アミロースを調製するため
に使用され得る。
【0022】短鎖アミロースの調製は、酵素としてプル
ラナーゼ(E.C.3.2.1.41;プルラン6−グ
ルカノヒドロラーゼ)を使用するが、他のエンド−α−
1,6−グルカノヒドロラーゼ、たとえばイソアミラー
ゼ(E.C.3.2.1.68)又はスターチ分子の1
,6−結合の分解において選択性を示し、1,4−結合
を実質的に損なわれないままに保持し、そして短鎖アミ
ロースを開放するいづれか他のエンド−酵素が使用され
得る。
【0023】好ましい態様において、使用される酵素は
、バシラス(Bacillus)の新規種から得られた
熱安定性プルラナーゼである。このプルラナーゼは、側
鎖に少なくとも2つのグルコース単位が存在する場合、
プルラン及びアミロペクチンにおけるα−1,6−結合
の加水分解を触媒するであろう。プルラナーゼは、α−
1,6結合により結合されるD−グルコピラノシル  
トリオース単位から実質的に成る線状ポリマーである。
【0024】酵素及び基質の最適濃度は、酵素源、酵素
供給者及び市販のバッチで供給される酵素の温度に依存
して異なるであろう酵素活性のレベルにより支配される
。本発明の方法は溶液で酵素を使用するが、固体支持体
上に固定された酵素を使用する方法も、本発明の範囲内
である。
【0025】反応は、pHが分解を通して最適レベルで
存在することを確保するために緩衝液の存在下で進行す
る。緩衝液、たとえば酢酸塩、クエン酸塩又は他の弱酸
の塩が許容できる。他の物質も、酵素活性を最適化する
ために使用され得る。反応は、約3.0〜7.5のpH
範囲で行なわれ、そして好ましい範囲は4.4〜5.5
の間であり、そして最適pHは、温度が60℃であり、
そして酵素がバシラス  プルラナーゼである場合、5
.0である。
【0026】水性スターチ分散体は、酵素枝切りの間、
約25〜100℃の温度で維持されるべきであり、好ま
しい範囲は、55〜65℃であり、そして最適温度は、
バシラス  プルラナーゼに関して、pH5.0で60
℃である。しかしながら、より短い処理時間が所望され
る場合、60〜65℃の温度範囲又はより高い酵素濃度
が使用され得る。他方、スターチから短鎖アミロースを
生成する熱安定性枝切り酵素が選択される場合、より高
い温度が使用され得る。酵素反応の他のパラメーターに
よくあることだが、好ましく且つ最適な温度範囲は、他
のパラメーター、たとえば基質濃度、pH及び酵素活性
に影響を及ぼす他の要因の変化に伴って変化し、そして
実施者により決定され得る。
【0027】酵素処理は、所望する量の短鎖アミロース
が生成されるまで、続けられる。酵素処理の進行は、種
々の方法により測定され得る。すべての臨界的パラメー
ターが特定のスターチ組成物を達成するために確立され
る場合、その処理は、予定された相対的エンドポイント
への進行を可能にされる。エンドポイントは、スターチ
分散体の粘度の変化により、ゲル透過クロマトグラフィ
ーにより、還元基含有率により、沃素反応により又はス
ターチ分子の酵素的枝切りの程度を測定するために当業
界において知られているいづれか他の方法により決定さ
れ得る。
【0028】好ましい態様において、枝切りのエンドポ
イントは、下記例1で示される漏斗粘度法を用いて、7
2°F(22℃)でスターチ分散体の粘度を決定するこ
とによって測定される。その漏斗粘度法は、粘度を測定
するための早く且つ単純な方法であり、ここで標準の大
きさの漏斗を通してスターチスラリーの標準量が流れる
ために必要とされる時間が記録される。
【0029】第2の好ましい態様においては、スターチ
枝切りの程度は、ゲル透過クロマトグラフィーにより測
定される。スターチをその異なった分子量画分に分離し
た後、短鎖アミロースの百分率が、一部枝切りされたス
ターチの低分子量画分の重量%を計算することによって
決定される。これらの百分率は、枝切り酵素によりアミ
ロペクチンから生成された短鎖アミロースの量にほぼ等
しいことが実施者により理解されるであろう。ゲル透過
クロマトグラフィーにおける実験誤差(たとえば、酵素
又はスターチと共に導入される糖又はデキストラン、酵
素溶液、緩衝液又は他の工程の成分による汚染による)
は、スターチサンプルの%短鎖アミロースよりも5%高
いか又は低い範囲である%低分子量画分をもたらす。
【0030】特定の適用のために必要とされる短鎖アミ
ロースの百分率は、使用されるスターチのタイプ、いづ
れかの置換基の存在及び性質及びもしあるなら、転換の
程度に依存する。高い百分率の短鎖アミロースは一般的
に、食品においてより良好な脂肪様性質を提供する。実
施者は、適切なスターチを選択でき、そして最少の実験
により、特定の最終使用のために必要な枝切りを決定す
ることができる。
【0031】いづれかのアミロペクチン含有スターチが
使用され得るが、酵素枝切りの効果は、スターチのアミ
ロペクチン含有率が低下するにつれて、より劇的になる
であろう。従って、すべての市販のスターチが本発明に
おいて使用され得るが、約100%のアミロペクチンを
含むロウ状トウモロコシが好ましい。
【0032】好ましい態様においては、ロウ状トウモロ
コシスターチ又はいくつかの他のロウ状スターチ(たと
えばロウ状米又は大麦スターチ)が枝切りされ、短鎖ア
ミロース12〜100重量%及び好ましくは短鎖アミロ
ース35〜100重量%を含んで成る混合物を製造する
ために十分な短鎖アミロースが生成される。ロウ状スタ
ーチの枝切りのこの程度が、水性スターチ分散体におけ
る脂肪様潤滑きめを創造するために好ましい。転換され
た、枝切りされたロウ状スターチ(たとえば50WF酸
転換されたロウ状トウモロコシ又はロウ状米)がまた、
熱可逆性ゲルを調製し、そして水性スターチ分散体に脂
肪様品質を付与するために好ましい。
【0033】高い強度のスターチゲルにより特徴づけら
れる脂肪置換体を調製するためには、短鎖アミロース1
0〜45重量%及び好ましくは短鎖アミロース15〜4
0重量%を含んで成る部分的に枝切りされたコーンスタ
ーチが好ましい。
【0034】所望する程度のスターチ枝切りが達成され
た後、酵素は不活性化され得る。プルラナーゼは約70
℃以上の温度で急速に不活性化され、従って、その反応
は、約15分間、少なくとも75℃にスターチ分散体の
温度を上げることによって便利に止められ得る。
【0035】スターチの酵素枝切り以外の技法が、食品
における脂肪置換体として使用するために適切な短鎖ア
ミロースの製造に適用され得る。たとえば、天然のアミ
ロースが天然のスターチから単離され、そして既知の転
換方法により分解され、短鎖アミロースを含んで成る低
分子量フラグメントが生成される。次に、転換されたス
ターチフラグメントが、短鎖アミロースを生成するため
に分離され得る。天然の又は分解されたスターチ混合物
はまた、遠心分離、濾過又は他の方法によりそれらの種
々の分子画分に分離され、それによって短鎖アミロース
が生成される。炭水化物成分を分別するために当業界に
おいて知られているいづれかの方法を用いて、多糖類か
ら短鎖アミロースを生成することができる。酵素技法(
たとえばホスホリラーゼ、E.C.2,4.1.1を用
いて)を用いて、グルコース又は他の糖を重含し、そし
てそれによって短鎖アミロースを生成することができる
。B.Pfannemueller,  Die Sf
aerke ,20:351(1968) 及び31:
288(1979) を参照のこと。
【0036】食品における使用がスターチ又は短鎖アミ
ロースの精製を必要とする場合、反応不純物及び副生成
物は、透析、濾過、イオン交換方法、遠心分離又はスタ
ーチを単離し、そして回収するために当業界において知
られているいづれか他の方法により除去され得る。
【0037】乾燥されたスターチが食品用途のために所
望される場合、スターチは、当業界において知られてい
るいづれかの方法により脱水され得る。
【0038】本発明は、短鎖アミロース12〜100重
量%を含むスターチブレンドを包含することが理解され
るべきである。従って、本発明は、枝切りされたスター
チ及び他の成分、たとえば化学的に変性されたスターチ
及び他のポリマーのブレンドを包含し、そして酵素がス
ターチを枝切りするために1段階で使用される複数段階
工程を包含する。たとえば、本発明は、複数段階工程及
びスターチブレンドを包含し、ここでスターチは、酵素
的枝切りにゆだねられ、又は短鎖アミロースと共にブレ
ンドされる他に、転換され、誘導体化され、架橋され、
又は変性される。
【0039】短鎖アミロースは、脂肪置換体として食用
の配合物に単独で使用され得る。食用配合物の性質は、
本明細書に開示される材料から適切な短鎖アミロース含
有炭水化物材料の選択に向けるであろう。好ましい態様
において、食用配合物は、脂肪、クリーム、水中油又は
油中水エマルジョン、又はその転換形又は食品の天然の
状態で配合物に存在する他の脂質成分の代わりに短鎖ア
ミロースを含む。食用配合物は、液体又は乾燥状態で存
在し、加熱処理又は凍結又は冷蔵処理され得、そして適
切な脂肪置換性添加剤(たとえば粘度と高めるためのガ
ム)を含むことができる。短鎖アミロースは、温度、酸
素含有、酵素活性及び食品の製造及び貯蔵において通常
観察されるpH条件、医薬及び他の食用配合物に対して
安定している。
【0040】好ましい態様において、食用配合物は、ア
イスクリーム、スプーンですくい取ることができ且つ注
ぐことができるサラダドレッシング、マーガリン、低脂
肪ジャム、低脂肪チーズ、ベークド食品、パン食品、ソ
ース、ウィップドトッピング、氷菓子、プディング及び
カスタード、マヨネーズ及びコーヒー漂白剤から選択さ
れる。
【0041】短鎖アミロースは、短鎖アミロース20〜
30重量%を含んで成る粉末として又は液体分散体、好
ましくは水性分散体として食用配合物に添加され得る。 その分散体は、特定の食品適用に依存して、クッキング
と共に又はクッキングを伴わないで使用され得、そして
そのクッキング手段は、食品を配合するために必要とさ
れる他の段階の前、その間又はその後に実施される。次
の例は本発明の態様を十分に例示するであろう。これら
の例において、すべての部及び百分率は乾量基礎により
与えられ、そしてすべての温度は、特にことわらない限
り、度Cで示される。
【0042】
【実施例】
例  1 この例は、本発明の方法による代表的な一部枝切りされ
たスターチの調製を例示する。スターチは、適用可能な
場合、プルラナーゼによるゲル化及び処理の前、転換さ
れ、誘導体化され又は架橋された。スターチを転換する
ために、水150部中、スターチ100部のスラリーを
52℃に加熱し、塩酸(1.75%)の示された量を添
加し、そしてその混合物を52℃で16時間攪拌した。 加水分解を、アルカリ(3%水酸化ナトリウム溶液)に
より前記混合物を5.5のpHに中和することによって
停止した。転換されたスターチを、濾過により回収し、
洗浄し、そして乾燥せしめた。
【0043】スターチ誘導体化 オクテニルスクシネート誘導体を調製するために、スタ
ーチ100部を水150部中にスラリーし、pHを水酸
化ナトリウムにより7.5に調整し、そして無水オクテ
ニル琥珀酸の指示量を、そのpHをアルカリにより7.
5に維持しながら、ゆっくりと添加した。反応は、追加
のアルカリの添加が必要でない場合、完結した。pHを
4.0〜6.5に調整し、そして得られた誘導体を濾過
により回収し、洗浄し、そして乾燥せしめた。
【0044】アセテート誘導体を調製するために、スタ
ーチ100部を水150部中にスラリーし、3%水酸化
ナトリウム溶液によりpHを8.3に調整し、そして上
記アルカリによりpHを8.3に維持しながら、指示量
の無水酢酸をゆっくりと添加した。反応は、追加のアル
カリの添加が必要でない場合、完結した。pHを4.0
〜6.5に調整し、そして得られた誘導体を上記のよう
にして回収した。
【0045】架橋されたスターチを、水150部にスタ
ーチ100部をスラリーし、水酸化ナトリウム0.8部
及び塩化ナトリウム1.0部を添加し、そして次に指示
量のオキシ塩化リンを添加することによって調製した。 そのスラリーを室温で3時間攪拌した。反応が完結され
た場合、pHを酸により5.5に調整した。スターチを
濾過により回収し、洗浄し、そして乾燥せしめた。
【0046】スターチ枝切り 水性スラリー(20〜30%の固形分)を、所望するス
ターチを用いて調製した。その水性スターチスラリーを
約300°F(149℃)でジェットクックし、スター
チをゲル化せしめた。クックされたスターチ分散体を、
一定の攪拌下で58〜60℃で一定温度の槽に配置した
。そのpHを3%塩酸により5に調整した。
【0047】使用されるスターチのタイプ及びそのアミ
ロペクチン含有率に依存して、スターチ100g当たり
プルラナーゼ0.5〜10.0モルを、クックされたス
ターチ分散体に添加した。使用されるプルラナーゼ(E
.C.3.2.141、ブルラン6−グルカノ−ヒドロ
ラーゼ)は、バシラスの新規種により製造される。 この酵素(PromozymeR ) はデンマークの
Novo  IndustriA/Sから得られた。1
.25g/mlの溶液におけるPromozyueの酵
素活性を、200PUN /mlの溶液で標準化する。 1PUN(プルラナーゼUnit  Novo)は、標
準の条件下で、プルランを加水分解し、1μモルのグル
コース/分に相当する還元力を有する還元炭水化物を生
成する酵素の量である。PUNを決定するための方法は
、Novo  Industri  A/Sから入手で
きる。
【0048】従って、コーンスターチを使用するスター
チ分散体において、コーンスターチ100g当たり12
5PUN のプルラナーゼがその分散体に添加された。 ロウ状トウモロコシスターチのスラリーに関しては、ロ
ウ状トウモロコシスターチ100g当たり750PUN
 のプルラナーゼが分散体に添加された。枝切りの量は
、まず漏斗粘度試験により及び続いて、ゲル透過クロマ
トグラフィーにより測定された。
【0049】漏斗粘度測定 19%固形分で漏斗粘度を測定するために、スターチ(
無水基礎)38gを、温度計を含む250mlのビーカ
ー(ステンレス鋼)中に入れ、そして蒸留水により合計
重量を200gにした。サンプルを、すべてのかたまり
を溶解するために混合し、そして加熱し又は72°F(
22℃)に冷却した。合計100mlのクックドスター
チ分散体をメスシリンダーで測定した。次に、オリフィ
スを閉じるために指を用いて、それを目盛を定められた
漏斗中に注いだ。少量がその計量容器中に流れ、すべて
の閉じ込められた空気を除去し、そしてその計量容器に
残存する完全な残りを漏斗中に注ぎ戻した。タイマーを
用いて、100mlのサンプルが漏斗の先端を通して流
れるのに必要な時間を記録した。
【0050】漏斗は標準58°の厚い壁の耐性ガラス漏
斗であり、その先端直径は約9〜10cmであり、ステ
ムの内径は約0.381cmであった。漏斗は、上記方
法を用いて、水100mlの6秒での流れを可能にする
ように目盛を定められた。
【0051】コーンスターチ(苛性アルカリ)漏斗粘度
コーンスターチを用いる場合に生じるスターチの劣化の
ために、漏斗粘度測定は、枝切りされたコーンスターチ
のために次のように改良された:1.スターチサンプル
重量を15g(無水基礎)に減じ;2.十分な熱水(少
なくとも90℃)をスターチに添加し、それを全体の重
量150gにし;3.25%(w/v)の水酸化ナトリ
ウム溶液15gを熱いスターチスラリーに添加し;そし
て4.攪拌しながら、そのスラリーを72°F(22℃
)に冷却し、そして測定を上記のようにして行なった。
【0052】ゲル透過クロマトグラフィー分析のための
スターチを、0.03Mの硝酸ナトリウムを含むジメチ
ルスルホキシド(“DMSO”)溶液4ml中にスター
チ5mgをスラリーし、そしてそのスラリーを少なくと
も30分間80℃に加熱し、そのスターチを溶解するこ
とによって調製した。サンプル(200μl)を、AL
C/GPC−150Cクロマトグラフ(Waters 
Associates, Milford, Mass
achusetts) 〔Nelson 3000 S
eries Chromatography Data
 System 及び移動相として0.03Mの硝酸ナ
トリウムを含むDMSOを用いる2つのPLゲル混合1
0μmカラム(Polymer Laboratory
, Amherst, Massachusetts 
から得られた)を備える〕中に注入し、そして1ml/
分の速度で溶出した。カラムを、デキストラン対照(2
,000;20,000;80,000;500,00
0 ;及び2,000,000 の分子量を有し;Ph
armacia Fine Chemicals, P
iscatway,New Jersey から得られ
た)を用いて検量した。%短鎖アミロースを、500〜
20,000の分子量範囲内に得られたピークの相対面
積から計算した。
【0053】枝切りされたOSAロウ状トウモロコシス
ターチの調製 上記方法を用いて、OSAスターチ誘導体を、1%無水
オクテニル琥珀酸とロウ状トウモロコシスターチとを反
応せしめることによって調製した。次にスターチをpH
5.0でジェットクックし、23%のスターチ分散体を
得た。プルラナーゼ(80ml) を、攪拌しながら5
8℃でその分散体に添加した。24時間後、漏斗粘度は
19%固形分及び72°F(22℃)で35秒であった
【0054】枝切りを、追加の80mlのプルラナーゼ
を58℃で添加し、そしてさらに3時間その分散体を攪
拌することによって続けた。プルラナーゼを、分散体を
約80℃に加熱することによって不活性化した。漏斗粘
度は、19%固形分及び72°F(22℃)で12秒で
あった。スターチ分散体を、200〜210℃の入口温
度及び80〜90℃の出口温度で噴霧乾燥せしめた。噴
霧乾燥されたスターチを#40のメッシュスクリーンを
通してスクリーンした。
【0055】OSAロウ状トウモロコシスターチの第2
サンプル(4,000g)を調製し、そして上記第1サ
ンプルと同じ方法で枝切りし、但し、20mlのプルラ
ナーゼが1回の添加で使用された。枝切りを2時間続け
た後、漏斗粘度は10%固形分及び72°F(22℃)
で50秒であった。このサンプルを、第1サンプルと同
じ方法で噴霧乾燥せしめた。
【0056】例  2 この例は、酵素イソアミラーゼ(グリコーゲン6−バル
カノ−ヒドロラーゼ;E.C.3.2.1.68)を用
いての一部枝切りされたスターチの調製を例示する。ロ
ウ状トウモロコシスターチのクックドされ、24%の固
形分の水性分散体(2,500g)を、プソイドモナス
  アミロデラモサ(Pseudomonas   a
myloderamosa )イソアミラーゼ(Sig
ma Chemical Company, St.L
ouis, Missouri から得られた)により
処理した。このイソアミラーゼ1単位は、基質として米
スターチを用いて1時間で0.1の吸光度(A610)
の上昇を引き起こす。
【0057】スターチ分散体をpH4.0で45℃に加
熱し、酵素を添加し、そして混合物を26時間攪拌した
。 その混合物の一部を取り出し、酵素を不活性化するため
に80℃に加熱し、そして噴霧乾燥せしめ、そして例1
におけるようにしてスクリーンした。残るスターチ混合
物の部分を合計43時間、酵素処理し、この時点で、酵
素は不活性化され、そしてスターチを上記のようにして
乾燥せしめ、そしてスクリーンした。
【0058】イソアミラーゼ加水分解から得られた短鎖
アミロースの量を、ゲル透過クロマトグラフィーにより
測定した。その26時間サンプルは短鎖アミロース21
.9%を含み、そして43時間サンプルは28.4%を
含んだ。
【0059】例  3 この例は、本発明のスターチの処理時間、漏斗粘度(又
はWater  Fluidity)及び%短鎖アミロ
ースの間の関係を例示する。
【0060】例1の部分酵素枝切り方法を、表1に列挙
されるスターチに対して行なった。漏斗粘度及び%短鎖
アミロースを、上記のような方法により測定した。結果
は表1に示される。
【0061】
【表1】
【0062】その結果は、反応時間が長くなるにつれて
、%短鎖アミロースが上昇し、そして漏斗粘度が非直線
的に低下することを一般的に示す。従って、1又は複数
回のこれらの測定を用いて、酵素的枝切りの進行を測定
することができる。
【0063】例  4 この例は、本発明のスターチが水性スターチ分散体にお
いて潤滑性及び脂肪様きめを創造するために使用され得
ることを例示する。
【0064】ロウ状トウモロコシスターチを、72°F
(22℃)で10〜12秒の漏斗粘度及び10%の固形
分(約50%の短鎖アミロース)を有するように例1の
方法により部分的に枝切りした。
【0065】スターチの脂肪様又は潤滑性質を、蒸留水
75g中に無水スターチ25gを分散することによって
評価した。その分散体を蒸気槽上で20分間加熱し、ペ
トリ皿中に注ぎ、1時間冷蔵に入れ、そして主観的に評
価した。部分的に枝切りされたスターチゲルを、手のひ
ら上に広げ、そして潤滑性のクリーム状感触を有するこ
とが観察された。そのゲルは光沢があり且つ不透明であ
った。
【0066】追加のスターチ及びスターチブレンドを、
水性分散体における脂肪様性質について同じ方法により
試験した。これらのスターチ及びスターチブレンドの試
験結果は下記表2に示される。すべてのサンプル、たと
えば枝切りされたロウ状トウモロコシとタピオカ  マ
ルトデキストリン又は転換されたロウ状トウモロコシ又
は転換されたタピオカとのブレンドは、脂肪様性質を示
した。枝切りされたロウ状トウモロコシスターチの短鎖
アミロース含有率は、15〜75重量%の範囲であった
【0067】
【表2】
【0068】例  5 この例は、脂肪置換として、短鎖アミロースを用いて脂
肪を含まない冷凍乳製品デザートの調製を例示する。冷
凍乳製品デザートを、次の脂肪を含まない配合物及び方
法により調製した。
【0069】
【表3】
【0070】冷凍乳製品デザート配合物を調製するため
に、安定剤をスキムミルクに添加し、そして実験用ミキ
サー(Talboys Engineering, E
merson, New Jersey から得られた
T Line Lab攪拌機)により5分間混合した。 非脂肪ドライミルク及び脂肪置換体と糖とのブレンドを
、それぞれの添加の後、5分間の混合を伴って別々に添
加した。コーンシロップを約130°F(54℃)に暖
め、そしてミルク混合物に添加した。その配合物を、被
覆された容器におけるその配合物を蒸気槽上で30分間
160°F(71℃)に加熱することによって低温殺菌
した。
【0071】その低温殺菌された配合物を、2,500
psi の圧力で、Maton−Gaulinホモジナ
イザー(Maton−Gaulin, Everett
, Massachusetts から得られたMod
el No.15M)により均質化した。
【0072】その配合物の粘度を、#2 Zahn C
up(Boekel Viscometer, Phi
ladelphia, Pennsylvaniaから
得られたCVPタイプのBoekel Viscome
ter, 44cc の容量)を用いて測定した。45
mlのサンプルの粘度を、最初に〔160°F(71℃
)で〕;低温殺菌後30分で〔160°F(71℃)で
〕;均質後;及び冷却後〔40°F(4℃)に〕測定し
た。冷却の後、その配合物を、Taylor Mate
 Ice Cream Freezer(Taylor
 Freezer, Rockton, Illino
isから得られた)で凍結した。その配合物の8オンス
の流動容量サンプルを、凍結の前及び後で重量を計り、
そして%オーバーランをそれらの重量から計算した。冷
凍乳製品デザートに使用される脂肪置換体、及びその対
応する配合物の粘度及び%オーバーランが表4に示され
る。
【0073】
【表4】 a.脂肪置換体は、上記冷凍乳製品デザート配合表Iに
示されるように、配合物の1.44%でよりもむしろ配
合物(転換されたタピオカのために)の1.75%で及
び配合物(枝切りされたロウ状トウモロコシのために)
の1.23%で使用された。 b.アメリカ特許第4,510,166号(Lechi
n、など.)に開示されるタイプのα−アミロース転換
の予備ゲル化されたタピオカスターチ。 c.National Starch and Che
mical Companyから得られた安定化された
架橋ロウ状トウモロコシスターチ。 d.National Starch and Che
mical Companyから得られた、約1%の無
水オクテニル琥珀酸(OSA)を含むロウ状トウモロコ
シスターチ誘導体。 e.Grain Processing Corpor
ation, Muscatine, Iowa から
得られたMaltrin 10。 f.すべての枝切りされたスターチは例1の方法により
調製され、そして%短鎖アミロースはゲル透過クロマト
グラフィーにより測定された。
【0074】これらの結果は、すべての枝切りされたス
ターチ(12.2〜89.2%の短鎖アミロースを含む
)が、商業的に使用される脂肪を含まない配合物(すな
わち、転換され、予備ゲル化されたタピオカスターチ、
たとえば脂肪置換体又はマルトデキストリンのいづれか
を充填剤として含む配合物)の性質に都合良く比較でき
る許容できる粘度及び%オーバーランを有する冷凍乳製
品デザート配合物の配合を可能にすることを示す。 従って、本明細書に開示される短鎖アミロース材料は、
デザート配合物においてクリーム又はいくつかの他の脂
肪を用いることによって通常達成される機能的な加工利
益の損失を伴わないで、冷凍乳製品デザートに含まれる
脂肪の100%を置換するために使用され得る。
【0075】いくつかの短鎖アミロース含有デザート配
合物を、トライアングル試験における味覚パネルにより
官能的に評価した。その味覚パネルは、実験サンプルの
きめ、冷たさ及びクリーム性質とマルトデキストリン含
有サンプルの同じ性質とを比較するように指図された。 そのパネル結果は、マルトデキストリンサンプルと3種
の実験サンプルのうち2種のサンプル:十分に枝切りさ
れたポテトスターチ及び転換されたタピオカスターチと
の間に存在する有意な差異を示した。60%の短鎖アミ
ロース(配合物の1.44%でロウ状トウモロコシスタ
ーチから調製された)を含むサンプルは、マルトデキス
トリンサンプルと有意に異ならないように思われた。従
って、冷凍乳製品デザートにおける脂肪の100%を置
換するために使用される場合、枝切りされたスターチは
、許容できる官能性質を提供した。
【0076】例  6 この例は、部分的な脂肪置換体として短鎖アミロースを
用いての冷凍乳製品デザートの調製を例示する。冷凍乳
製品デザートは、次の配合及び方法に従って調製された
【0077】
【表5】
【0078】冷凍乳製品デザート配合物を例5の方法に
従って調製した。但し、ウィッピングクリームは、他の
成分の添加の前、スキムミルクに添加された。%オーバ
ーラン及びZahn  cup粘度測定を、下記表6に
列挙されるサンプルについて、例5におけるようにして
行なった。結果は下記表6に示される。
【0079】
【表6】
【0080】これらの結果は、短鎖アミロースが、商業
的な加工システムに使用するために適切な減じられた脂
肪デザート配合物の配合を可能にしたことを示す。
【0081】冷凍デザートの官能的性質の味覚パネル評
価を、表6の対照及び実験サンプルにより行なった。3
1.7%の短鎖アミロース(例1の方法により調製され
た)を含む枝切りされたロウ状トウモロコシスターチを
含む減じられた脂肪サンプルをまた、対照と比較した。 大多数の解答者は、対照よりも表6の実験サンプルを好
んだ。対照及び両実験サンプルの風味、クリーム性及び
きめは許容できた。1(最悪)〜10(最良)の規模に
基づいて等級される場合、78%の解答者が、12.2
%の短鎖アミロースサンプル、風味及びきめについて、
8又はそれ以上の評点を与えた。好ましい試験において
、他の減じられた脂肪サンプル(31.7%の短鎖アミ
ロース)及び対照は、味覚パネルにより平等に提供され
た。
【0082】例  7 この例は、脂肪置換体として短鎖アミロースを用いての
砂糖クッキーの調製を例示する。砂糖クッキーを、次の
配合表及び方法に従って調製した。
【0083】
【表7】
【0084】バターは、滑らかになるまでウィップされ
た。乾燥成分を、Mixmasterミキサーによりバ
ターと共にブレンドし、そして混合した。水及び他の液
体成分を、前記バター混合物に添加し、そして均質のド
ウが得られるまで混合した。クッキーをベーキングシー
ト上に置き、そして375°F(191℃)で10〜1
5分間焼いた。
【0085】クッキーを、外観、きめ及びかみ具合につ
いて味覚パネルにより評価し、そして大多数の解答者は
、減じられた脂肪クッキーが許容できることを見出した
【0086】例  8 この例は、脂肪置換体として短鎖アミロースを用いての
注ぐことができるフレンチサラダドレッシングの調製を
例示する。注ぐことができるサラダドレッシングを、次
の配合及び方法に従って調製した。
【0087】
【表8】 a.例1の方法により調製された60%短鎖アミロース
を含有する枝切りされたロウ状トウモロコシスターチ。 b.ICI Speciality Chemical
s, Wilmington, Delawareから
得られた乳化剤。 c.Kelco Division of Merck
 & Company, Inc., Chicago
, Illinoisから得られたキサントガム。 d.例1の方法により調製された78%短鎖アミロース
(結晶化された)を含む枝切りされたロウ状トウモロコ
シスターチ。
【0088】ガムを除くすべての乾燥成分を一緒にブレ
ンドした。ガムを、一部の油中でスラリーし、そしてH
obart Mixer(Hobart, Tray,
 Chio から得られたCl00 Model)によ
り#1速度で3分間、水と共に混合した。前記乾燥ブレ
ンドをガム混合物に添加し、#2速度で湿潤し、そして
#1速度で3分間混合した。トマトペースト、残る油及
び酢を、別々の段階で添加し、そして個々の添加の後、
混合した。その混合物の粘度を、10rpm で“C”
バーを用いて、Brookfield Viscome
ter により測定した。その混合物を、30個の穴で
設定されたコロイドミル(Chemicolloid 
Labs, Inc., Garden City P
ark, New Yorkから得られたND1 Ch
arlotte Colloid Mill)に通した
【0089】サンプルAの粘度は1500cps であ
り;サンプルBの粘度は1440cps であり;そし
て対照1の粘度は4400cps であった。ドレッシ
ングを、味覚パネルにより、注ぎ適性、外観及びきめに
ついて評価した。8人のパネルのうち7人が、減じられ
た脂肪サンプルA及びBが許容できることを見出した。 2回目の味覚パネル試験においては、12人のパネルの
うち11人が、外観、口に含んだ時の感覚及びクリーム
性において、減じられた脂肪サンプルCが許容できるこ
とを見出した。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  短鎖アミロース12〜100重量%を
    含んで成る脂肪様炭水化物であって、前記脂肪様炭水化
    物がスターチのα−1,6−D−グルコジド結合を特異
    的に分解する酵素を用いて、スターチの酵素的枝切りに
    より調製され、そして前記脂肪様炭水化物が食品に含ま
    れる1又は複数の脂肪100重量%までの置換体として
    機能するのに有効な量で食品に使用されることを特徴と
    する脂肪様炭水化物。
  2. 【請求項2】  従来の量の脂肪により配合される食品
    の品質と同等の機能的且つ官能的品質を提供するのに有
    効な量で脂肪置換体としての脂肪様炭水化物により配合
    された食品であって、前記脂肪様炭水化物が短鎖アミロ
    ース12〜100重量%を含んで成ることを特徴とする
    食品。
  3. 【請求項3】  前記食品が、アイスクリーム、スプー
    ンですくい取ることができ且つ注ぐことができるサラダ
    ドレッシング、マーガリン、低脂肪ジャム、低脂肪チー
    ズ、ベークド食品、パン食品、ソース、ウィップドトッ
    ピング、氷菓子、プディング及びカスタード、マヨネー
    ズ及びコーヒー漂白剤から実質的に成る群から選択され
    る請求項2記載の食品。
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