JPH0445146B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、水溶性食物繊維の製造方法に係り、
さらに詳しく述べると本発明の第１の発明は、植
物繊維質をそのまま或いはこれを精製したものに
繊維素分解酵素を酵素による分解をうけた後の状
態についてヘミセルロースが30％以上となるよう
に条件を選択して作用させることにより、植物繊
維中のヘミセルロース区分の分解を抑えつつ、セ
ルロースをセロオリゴ糖に分解することを特徴と
する水溶性食物繊維の製造方法に関するものであ
る。 また、本発明の第２の発明は、上記方法により
調製したヘミセルロース区分、セロオリゴ糖及び
単糖類からなる分解物液中の単糖類のみを膜分
画、クロマト分画等による分画分離する方法又
は／及び酵母もしくはグルコース酸化酵素で資化
する方法等公知の方法により除去することを特徴
とするヘミセルロース区分とセロオリゴ糖とから
なる水溶性食物繊維の製造方法に関するものであ
る。 さらに本発明の第３の発明は、前記方法により
調製したヘミセルロース区分、セロオリゴ糖及び
単糖類からなる分解液又はヘミセルロース区分と
単糖類とからなる分解液を調製した後、該分解液
からセロオリゴ糖及び単糖類を結晶析出法、酵母
もしくはグルコース酸化酵素による処理方法、膜
分画・クロマト分画法等公知の方法のいずれかに
より除去し、該分解液中からヘミセルロース区分
を回収することを特徴とするヘミセルロース区分
からなる水溶性食物繊維の製造方法に関するもの
である。 従来栄養学的にはそれほど重要視されていなか
つた繊維質が最近、肥満・糖尿病の予防、中垂
炎・大腸ガンの予防、食品中の毒性物質の排除促
進、血清コレステロール上昇抑制等の生理活性を
有することが明らかになるに至り、食物繊維の摂
取の重要性が認識されてきている。 食物繊維としては、現在のところ、木材、野
菜、果物、穀物から調製された各種のものが一般
食品向として市販されており、本発明者等におい
ても、先に穀類、特にとうもろこしの外皮（コー
ンフアイバー）から一定の処理を施して調製した
食物繊維には生理活性（特に血清コレステロール
上昇抑制作用）が認められることを見い出し、こ
れについて特許出願を行なつた（特開昭57−
21323号）。 しかしながら、従来の水不溶性の食物繊維は粒
度を細かくしても口の中におけるザラツキなど食
感に悪影響を及ぼすので食品に多量添加すること
ができず、特に飲料に添加使用しがたいという欠
点があつた。 一方、コンニヤクマンナン、ペクチン、アルギ
ン酸ソーダ等の水溶性の食物繊維は、一般に粘度
が高く、食品に多量添加することができないとい
う欠点があつた。 また、最近においては、水不溶性のセルロース
を主体とした食物繊維は便秘改善には役立つが、
生理活性として注目されている血清コレステロー
ルの上昇抑制作用はないことが学会の定説になり
つつある。本発明者等は、先に、とうもろこしの
外皮、小麦のふすまからアルカリにより抽出した
ヘミセルロースを主成分とした抽出物がきわめて
少量で顕著な血清コレステロール上昇抑制効果を
発揮することを見い出した（特開昭58−10050号、
特開昭58−41824号）が、上記のアルカリ抽出法
では、その精製や回収法にコストがかかる等の問
題があつた。 そこで、本発明者等は植物性繊維中に含まれ、
生理活性に寄与するとされるヘミセルロース区分
を残したまま植物繊維を全体として水溶性にする
ことにつき、鋭意研究を行なつた結果、植物繊維
質に繊維素分解酵素を酵素による分解をうけた後
の状態についてヘミセルロースが30％以上となる
ように条件を選択して作用させて得られた分解物
には水溶性のセルロース分解物であるセロオリゴ
糖（Ｂ−１、４−グルカン）と共に高分子のヘミ
セルロースがほとんど分解されずに残存している
ことを見い出し、本発明を完成するに至つた。 以下、本発明の詳細に説明する。 本発明の第１の発明は、植物性繊維質をそのま
ま或いは、これを精製したものに繊維素分解酵素
を酵素による分解をうけた後の状態についてヘミ
セルロースが30％以上となるように条件を選択し
て作用させることにより、植物繊維中のヘミセル
ロース区分の分解を抑えつつ、セルロースをセロ
オリゴ糖に分解することにより水溶性食物繊維と
するものである。 本発明でいうヘミセルロース区分とは、ヘミセ
ルロースの他に若干量の窒素化合物、無機質等を
含むものを意味するものである。 本発明で使用される植物繊維としては、とうも
ろこしの外皮、米・小麦・大麦・ライ麦・ハト麦
のふすま、大豆・小豆等豆類の外皮等をそのまま
或いはこれを精製したもののいずれでも用いるこ
とができる。精製方法としては特開昭57−21323
号に記載されている如く化学的（酸又はアルカリ
処理）・物理的（粉砕など）・酵素的（アミラー
ゼ、プロテアーゼ処理など）処理のいずれか又は
これらの処理を適宜組合せて行なえばよい。本発
明は、上記の植物性繊維質に繊維素分解酵素を作
用させるのであるが、作用させるに当つては、繊
維質の種類に応じ、酸・アルカリ・放射線処理等
の前処理を施すことが望ましく、本発明において
は、アルカリ処理が好ましい。 本発明で使用される繊維素分解酵素はセルロー
スを分解することができる酵素であり、例えば、
Tricoderne vivideの生産する酵素、Asp・niger
の生産する酵素などの市販の酵素を用いることが
できる。従来、繊維素分解酵素（セルラーゼ）
は、その分解物を動物の飼料、微生物蛋白の原
料、発酵原料とすることに主体がおかれていたた
め、繊維質の可溶化よりも、グルコースなど単糖
類への分解力がより強いものが中心に開発されて
いたが、本発明においては、可溶化力が強く、グ
ルコースの生成をできる限り抑えセロビオース以
上のセロオリゴ糖にとどめ、且つヘミセルロース
区分を分解しないで抽出する能力の高い酵素が要
求されるのである。また、市販酵素を精製するこ
とにより、できる限りグルコースの生成やヘミセ
ルロース分解力の弱いものを選択することが望ま
しい。基質に対する酵素の添加量、反応時間、反
応時のpHなどの作用条件については、市販の酵
素の種類と上記単糖類の副生とヘミセルロース分
解抑制という本発明の要件とを考え合せ酵素によ
る分解をうけた後の状態についてヘミセルロース
が30％以上となるように適宜選択されるものであ
る。 上記の如く、植物性繊維質にセルラーゼを作用
させて得られる分解液は非消化性のヘミセルロー
ス区分とセロオリゴ糖を主成分としてなるが、セ
ルラーゼの分解作用により少量の消化性の単糖類
（グルコース、アルビノース、キシロース等）の
副性は避けがたい。少量の単糖類の存在はさして
問題はないが、使用する目的あるいは用途によつ
ては、単糖類を除去することが要求される。 そこで本発明の第２の発明は、上記調製された
ヘミセルロース区分、セロオリゴ糖及び単糖類か
らなる分解液中の単糖類のみを膜分画、クロマト
分画等による分画分離する方法又は／及び酵母も
しくはグルコース酸化酵素で資化する方法等公知
の方法により除去することを特徴とするヘミセル
ロース区分とセロオリゴ糖とからなる水溶性植物
繊維を製造することにある。 この様に本発明はアルカリ抽出法によることな
く、水溶性で且つ非消化性の食物繊維を工業的有
利に製造することを可能にしたものである。前記
の如く血清コレステロール上昇抑制作用などの生
理効果に寄与するのは食物繊維中に含まれるヘミ
セルロースであるといわれているため、ヘミセル
ロース区分とセロオリゴ糖からなる本発明の食物
繊維には十分生理活性があると思われるが、さら
にヘミセルロースのみを抽出すれば、飲食品製造
において少量の添加で顕著な生理活性を付与する
ことが可能となる。 したがつて、本発明の第３の発明は、植物繊維
をそのまま或いはこれを精製したものに繊維素分
解酵素を作用させることにより、植物繊維中のヘ
ミセルロースの分解を抑えつつ、セルロースをセ
ロオリゴ糖もしくは単糖類に分解し、ヘミセルロ
ース区分と単糖類又は／及びセロオリゴ糖からな
る分解物を調製した後、該分解液からセロオリゴ
糖又は／及び単糖類を結晶析出法、酵母もしくは
グルコース酸化酵素による処理方法、膜分画・ク
ロマト分画法等公知の方法のいずれかにより又は
これらの方法を適宜組合せて行なうことにより除
去し、該分解液中からヘミセルロース区分を回収
することを特徴とするヘミセルロース区分からな
る水溶性食物繊維を製造することにある。 上記、第３の発明におけるヘミセルロース区分
を回収する方法の態様としては次の様な方法が考
えられる。 (1) 第１の発明により調製されたヘミセルロース
区分、セロオリゴ糖及び単糖類からなる分解液
から前記した公知の方法によりオリゴ糖及び単
糖類を除去し、ヘミセルロース区分を回収す
る。 (2) 第１の発明により調製されたヘミセルロース
区分、セロオリゴ糖及び単糖類からなる分解液
にさらに繊維素分解酵素を作用させてセロオリ
ゴ糖を単糖類にまで分解した後、前記した公知
の方法により単糖類を除去し、ヘミセルロース
区分を回収する。 (3) 第２の発明により調製されたヘミセルロース
区分とセロオリゴ糖からなる分解液から前記し
た公知の方法によりセロオリゴ糖を除去しヘミ
セルロース区分を回収する。 (4) 第２の発明により調製されたヘミセルロース
区分とセロオリゴ糖からなる分解液にさらに繊
維素分解酵素を作用させて、セロオリゴ糖を単
糖類に分解した後、前記した公知の方法により
単糖類を除去し、ヘミセルロース区分を回収す
る。 (5) 植物性繊維質に繊維素分解酵素を作用させ
て、ヘミセルロース区分の分解をできる限り抑
えつつ、セルロースを単糖類まで分解した後、
該分解液から単糖類を前記した公知の方法によ
り除去し、ヘミセルロース区分を回収する。 第３の発明においては、上記のいずれの方法を
も採用できるが、経済性を考慮した場合は最後の
方法が好ましい。この場合、セルラーゼとして
は、セルロースを単糖類にまで分解しうる能力の
強いものが用いられる。第１の発明及び第２の発
明においては、ヘミセルロース区分の他にセロオ
リゴ糖を残存させておくため、セルロースの分解
をセロオリゴ糖にとどめておく必要があるため、
セルラーゼとしては、可溶化力が強く、単糖類の
生成をできる限り抑え、セロビオース以上のセロ
オリゴ糖にとどめる能力の高い酵素を選択して使
用することが要求されるのに対し、第３の発明は
ヘミセルロース区分のみを回収するものであるた
め、ヘミセルロース区分以外のセルロースを単糖
類にまで分解してしまう方が回収操作が容易とな
るので好ましいのである。 本発明においては、この様にして得られたヘミ
セルロース区分とセロオリゴ糖を主成分とする分
解液、実質的にヘミセルロース区分とセロオリゴ
糖からなる分解液、又はヘミセルロース区分抽出
液から遠心分離、過等常法に従い水不溶性の残
渣を除き、必要により脱色、脱塩等の精製処理を
施すことにより本発明の水溶性食物繊維を得るこ
とができ、さらにこれを乾燥、粉砕することによ
り粉末状の食物繊維とすることができる。 以上の如くして得られる食物繊維は、水溶性で
且つ非消化性のヘミセルロース区分とG₂以上の
セロオリゴ糖からなり、甘味がほとんどなく、口
中でのザラツキ感もないという特性を有するた
め、各種飲食品に多量添加しても何ら支障は生せ
ず、従来使用されがたかつた飲料にも有効に使用
することが可能となる。さらに、本発明の水溶性
食物繊維には血清コレステロール上昇抑制等生理
活性に寄与するとされているヘミセルロース区分
がその生理活性効果を失うことなく含有されてい
るため、これを使用して飲食品を製造した場合に
は低カロリーにして生理活性が付与された飲食品
とすることができ、近年の健康食品志向に合致
し、広い範囲にわたり利用することが可能となる
のである。 次に本発明により得られた水溶性食物繊維の生
理活性付与効果を確認するために行なつた動物試
験の結果を以下に示す。 生理活性の効果確認試験 生理活性の効果の一例として血清コレステロー
ル上昇抑制効果をみるため、本発明の水溶性食物
繊維を配合した飼料を用いてラツトによる試験を
行なつた。 (1) 水溶性食物繊維 本試験に使用した水溶性食物繊維Ａ〜Ｃは、
後述の実施例１〜３にてそれぞれ調製したもの
である。 (2) 動物実験 供与した飼料の配合組成（重量％）は第１表
の通りである。なお表中の対照区、試験区のコ
レステロール１％、コール酸ナトリウム0.25％
を含む飼料に対しては、添加する砂糖の量で調
製を行なつた。

【表】 実験動物としては、体重約65〜75ｇのSpragne
−Dawly系雄ラツトを用い、標準飼料で７日
間予備飼育したのち、一群８匹づつ三群に分
け、第一表に示した各飼料を夫々投与して８日
間飼育した（飼育中は自由に水をとらせた）。
実験終了日の翌日（一夜絶食）、安全カツター
を使用して断首、採血して血清コレステロール
を測定した。この測定はデミタナーTC（協和醗
酵工業(株)）を用いる酵素方法によつた。摂取コ
レステロール量は、投力した飼料に含まれるコ
レステロール含量から計算した。実験結果は第
２表に示す通りである。

【表】 上記第２表の如く、対照区の血清コレステロー
ル409mg／100mlにし、試験区（本発明品）では
Ａ区が288mg／100ml、Ｂ区が284mg／100ml、Ｃ
区が281mg／100mlといずれも顕著な血清コレス
テロール上昇抑制効果を示すことがわかつた。
又、試験区Ａ〜Ｃの数値から、ヘミセルロース
区分の量と生産活性効果とが相関関係を有する
ことが明らかになつた。 なお、試験期間中、本発明品を投与した試験
区Ａ〜Ｃのラツトの糞は、いずれも軟便であつ
たので便秘への作用効果も十分に認められる。 以下本発明を実施例をもつて説明する。 実施例 １ トウモロコシ外皮（コーンフアイバー）の粉砕
品100ｇを0.5Nカセイソーダ溶液１中に浸漬
し、一夜室温で振盪し、過して得られた残渣を
中和、水洗したのち、１の水を加え、pH4.0の
懸濁液とした。次にこの懸濁液に、予めpH2.5、
40℃で30分間処理した繊維素分解酵素メイセラー
ゼ（商品名）、明治製菓(株)製）16ｇを加えて45℃、
17時間反応を行なつた。得られた反応液（ヘミセ
ルロース42.9％、セロオリゴ糖46.4％、グルコー
ス20.7％）を加熱失活後、過、脱色し、限外
過膜（UH05、東洋科学産業(株)製）にて処理し、
ヘミセルロース48％とセロオリゴ糖52％からなる
本発明の水溶性食物繊維区分を得た。 得られた水溶性食物繊維区分を濃縮した後、ス
プレードライヤーにより乾燥して白色粉末品12.6
ｇを得た。 上記本発明品は、水溶性で、粘度も少なく、味
にくせもないことから、各種の食品にボデイー
剤、低カロリー素材として広く使用され得ると考
えられる。 実施例 ２ 市販の小麦ふすまの精製品（NDF52％）20ｇ
を１％NaOH溶液中で50℃３時間処理したのち、
塩酸でpH3.0に調製した。ついであらかじめ
pH2.5の水溶液中で40℃30分処理したメイセラー
ゼ（商品名）５ｇを添加し45℃24時間反応させ
た。過により不溶物をとりのぞいた反応後の硫
酸分解前後をそれぞれ液体クロマトグラフイーで
分析し、反応後の組成を算出したところキシロー
ス１％、グルコース11.3％、セロオリゴ糖（D₂以
上のセルロース分解物）52％、ヘミセルロース36
％であつた。 実施例 ３ とうもろこし外皮（コーンフアイバー）100ｇ
を１％カセインーダ溶液1000mlに懸濁し、40℃で
３時間振盪したのち、過して得られた残渣を再
度水に懸濁させた。ついで懸濁液のpHを5.0に調
整し、繊維素分解酵素（セルラーゼオノヅカ、近
畿ヤクルト(株)製）20ｇを加えて45℃で48時間反応
させた。得られた反応液を常法により脱色、過
し水溶区分を集めたのち、カラム（トヨパール
HW−40、東洋ソーダ(株)製）にかけてヘミセルロ
ース区分を分画した。得られたヘミセルロース区
分を濃縮後凍結乾燥して白色粉末品４ｇを得た。 上記ヘミセルロースの純度をSouthgato法に従
い検定した結果、92％であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 植物性繊維質をそのまま或いはこれを精製し
   たものに繊維素分解酵素を酵素による分解をうけ
   た後の状態についてヘミセルロースが30％以上と
   なるように条件を選択して作用させることによ
   り、植物繊維中のヘミセルロース区分の分解を抑
   えつつ、セルロースをセロオリゴ糖に分解するこ
   とを特徴とする水溶性食物繊維の製造方法。 ２ 植物性繊維質をそのまま或いはこれを精製し
   たものに繊維素分解酵素を酵素による分解をうけ
   た後の状態についてヘミセルロースが30％以上と
   なるように条件を選択して作用させることによ
   り、植物繊維中のヘミセルロース区分の分解を抑
   えつつ、セルロースをセロオリゴ糖に分解し、ヘ
   ミセルロース区分、セロオリゴ糖及び単糖類から
   なる分解物を調製した後、該分解液中の単糖類を
   膜分画、クロマト分画等による分画分離する方法
   又は／及び酵母もしくはグルコース酸化酵素で処
   理する方法等公知の方法により除去することを特
   徴とするヘミセルロース区分とセロオリゴ糖とか
   らなる水溶性食物繊維の製造方法。 ３ 植物繊維をそのまま或いはこれを精製したも
   のに繊維素分解酵素を酵素による分解をうけた後
   の状態についてヘミセルロースが30％以上となる
   ように条件を選択して作用させることにより、植
   物繊維中のヘミセルロース区分の分解を抑えつ
   つ、セルロースをセロオリゴ糖もしくは単糖類に
   分解し、ヘミセルロース区分と単糖類又は／及び
   セロオリゴ糖からなる分解物を調製した後、該分
   解液からセロオリゴ糖及び単糖類を結晶析出法、
   酵母もしくはグルコース酸化酵素による処理方
   法、膜分画・クロマト分画法等公知の方法のいず
   れかにより又はこれらの方法を適宜組合せて行な
   うことにより除去し、該分解液中からヘミセルロ
   ース区分を回収することを特徴とするヘミセルロ
   ース区分からなる水溶性食物繊維の製造方法。