JPH05176719A - 食物繊維含有デキストリン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】食物繊維含有デキストリンを開発すること。 【構成】馬鈴薯澱粉に塩酸を添加して加熱して先ず焙焼
デキストリンとなし、これを次いでα−アミラーゼとグ
ルコアミラーゼで加水分解することにより得られ、且つ
特定の関係式を満足すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は馬鈴薯澱粉を加酸熱処理
後にα−アミラーゼ及びグルコアミラーゼで加水分解し
て得られる食物繊維含有デキストリンに関する。

【０００２】

【従来の技術】焙焼デキストリンは数％の水を含む澱粉
を酸の存在下または、非存在下に加熱して得られるもの
である。その加熱条件は酸を添加しないで焙焼して得ら
れるブリティシュ・ガムでは、１３５〜２１８℃で１０
〜２０時間加熱処理するものである。白色デキストリン
は、酸を添加して７９〜１２１℃で３〜８時間加熱処理
して得られるものである。また黄色デキストリンは同様
に酸を添加して１５０〜２２０℃で６〜１８時間加熱し
て得られるものである。

【０００３】その構造としては澱粉の構成成分であるグ
ルコースが、１→４、１→６グリコシド結合したものを
主体として、微量の１→３、１→２グリコシド結合も存
在していることが知られている。

【０００４】これらのグリコシド結合の構成比率はJ.D.
Geerdes et al, J.Am.Chem.soc.,Vol.79,P.4209(1957)
とG.M.Christensen et al,J.Am.Chem.Soc.,Vol.79,P.44
92(1957)と、下記の文献に記載されているのみである
が、市販のコーンスターチの塩酸添加焙焼デキストリン
において、メチル化分析により１→４グリコシド結合区
分（2,3,6-Tri-O-Methyl-D-glucose）は５７．３％以上
であり、１→６グリコシド結合区分（2,3,4-Tri-O-Meth
yl-D-glucose）は２．６％であり、１→３グリコシド結
合区分（2,4,6-Tri-O-Methyl-D-glucose）は１．２％以
下であり、１→４及び１→６の両結合を有する区分（2,
3-Di-O-Methyl-D-glucose）は６．３％であり、これら
以外のグリコシド結合を有する区分は約２０％である。

【０００５】またR.L.Whistler & E.F.Paschall,Starch
Chemistry & Technology,Vol.1,p430(1965)にコーンス
ターチの構成成分であるアミロペクチンと、アミロース
を分画して取り出してから、両成分をそれぞれ加酸熱処
理して得たアミロペクチン熱処理物と、アミロース熱処
理物についての結合型の分析値が引用して記載されてい
る。この数値は澱粉を糊化してから２成分を分離して熱
処理したものの数値であり、熱処理時の粉末の形態が天
然の澱粉とは異なっているために直接の比較はできない
が、通常のコーンスターチの両成分の構成比が約８：２
であるところから、この数値をコーンスターチに換算す
ると、１→４グリコシド結合区分（2,3,6-Tri-O-Methl-
D-glucose）は６７％、１→３グリコシド結合区分（2,
4,6-Tri-O-Methyl-D-glucose）は２．７％、１→４及び
１→６の両グリコシド結合を有する区分（2,3-Di-O-Met
hyl-D-glucose）は７．８％に相当する。

【０００６】しかし馬鈴薯澱粉び焙焼デキストリンにつ
いては、グリコシド結合が記載された文献は全くない。

【０００７】焙焼デキストリンの製造法の従来技術とし
てはTomasik,P. & Wiejak,S.,Advance in Carbohydrate
Chemistry,Vol.47,279-343,(1990)に焙焼デキストリン
の最新の総説が記載されている。

【０００８】しかし市販のいずれの焙焼デキストリンを
分析しても食物繊維の含量は３％以下であり、これ以上
の含量を得るために加熱条件を変更すると、馬鈴薯澱粉
の場合は１５％程度まで増加することはできるが、着色
物質が増加して刺激臭も発生するために精製することが
必要になり、またその精製が甚だしく困難なために実用
には供し得ない。従って本発明が目的とするグルコース
以外の成分中の含量が１８％以上のものを得ることは不
可能である。

【０００９】焙焼デキストリンの酵素加水分解について
は、B.Brimhall,Ind,Eng.Chem.,36,72（1944年）に酸を
添加しないで焙焼した所謂ブリティッシュ・ガムを、α
−アミラーゼで加水分解した場合に、分解限界がマルト
ースとして３．５％、即ちＤＥに換算すると約７．４で
あることが記載されているのみであり、グルコアミラー
ゼによる加水分解の記載はない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】トローウェルやバーキ
ットによって唱えられた「食物繊維仮説」は、胆石症、
虚血性心疾患、大腸癌など、いわゆる非感染性疾患の発
症と食物繊維摂取の間には負の相関が存在することを疫
学的に明らかにしたものである。つまり、食物繊維摂取
の不足は西欧型疾患といわれる成人病を引き起こす一因
となっているといわれる。この食物繊維は「ヒトの消化
酵素で消化されない食物中の難消化性成分の総体」と定
義され、水に対する溶解性により不溶性食物繊維と水溶
性食物繊維とに分類される。このなかでも水溶性食物繊
維は強い生理機能を有することにより、機能性食品素材
として注目されている。

【００１１】例えば強い粘性は糖の拡散を阻害し、糖吸
収に遅延を生じさせて血糖上昇抑制が起こり、その結果
としてインシュリンの節約効果をもたらすといわれ、ま
た水溶性食物繊維による胆汁酸の糞中への排泄の促進
は、血清中のコレステロール低下をもたらし、大腸に達
したのち腸内細菌により資化されて乳酸や酢酸を生成
し、これらの有機酸が大腸内のｐＨを下げ大腸癌を予防
するとまでいわれている。

【００１２】これら水溶性食物繊維としてはグアーガ
ム、グルコマンナン、ペクチンなどの天然ガム類があげ
られるが、いずれも高粘性であり、単独で多量に摂取す
るには困難がある。また、加工食品へ添加するには食品
製造上に問題が生じテクスチャー面でも困難な点が多
い。これらと同様の生理機能を有し、しかも摂取が容易
で食品加工上も支障を生じない低粘性の食物繊維の開発
が長く待たれていた。

【００１３】一方、澱粉を例にとれば、澱粉や澱粉の加
工品であるα−澱粉、焙焼デキストリン、誘導体、ぶど
う糖、粉あめやマルトデキストリンなどが、食品素材と
して各種の加工食品に大量に使用されている。しかし、
これら澱粉加工品の大部分は食物繊維の含量が０．５％
以下であり、食物繊維含有デキストリンとしては、澱粉
系のなかではわずかに焙焼デキストリンが知られている
のみである。

【００１４】従って本発明が解決しようとする課題は、
食物繊維の含量が約８％以上、好ましくはグルコース以
外の成分中の食物繊維の含量が１８％以上で、着色物質
や刺激臭が少ない新規な食物繊維含有デキストリンを得
ることである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来から
焙焼デキストリンの製造法や、加水分解法、焙焼デキス
トリンを原料とする難消化デキストリンの製造法などの
研究を続けてきた。その成果に基づき「難消化デキスト
リンの製造法」などを出願し、続いてこの焙焼デキスト
リンについてその生理作用を研究し、整腸作用、高コレ
ステロール血症の改善作用、インシュリンの節約、高血
圧降下作用、低カロリー性などの食物繊維と同様の効果
を有することを発見して食品組成物として出願してき
た。

【００１６】さらにこの焙焼デキストリンの構造と食物
繊維の含量との相関関係について、研究の結果、焙焼デ
キストリンの食物繊維の含量は、焙焼デキストリン中の
グリコシド結合の内、１→４グリコシド結合の量との間
に反比例的な関係があることを見いだし、更に詳細な研
究を行うに至った。

【００１７】多種多様の焙焼デキストリンについて研究
の結果、食物繊維の含量は１→４グリコシド結合等のグ
リコシド結合の量や平均分子量と密接な関係があり、統
計的な数値解析により相関度が高い関係式が得られた。
しかし従来技術によって得られる市販の馬鈴薯澱粉の焙
焼デキストリンでは、食物繊維の含量が１〜５％と極め
て低く、高温長時間の反応を行うことにより含量の増加
を図っても、着色物質や刺激臭が発生して、実用化する
ことは到底不可能である。

【００１８】そこで更に食物繊維の含量を増加させる研
究を継続した結果、 １）焙焼デキストリンをα−アミラーゼおよびグルコア
ミラーゼで加水分解した場合に生成したグルコースなど
の単糖類（グルコースが主成分であるので、本発明では
以後グルコースと記載する）の大部分は、イオン交換樹
脂クロマトグラフィ−で分離除去できること、

【００１９】２）グルコースの１／２以上を分離除去し
て得た食物繊維区分の食物繊維の含量は約８％以上であ
ること、

【００２０】３）またグルコースの大部分を分離除去し
た場合の食物繊維区分の食物繊維の含量は１８％以上で
あること、

【００２１】４）さらにグルコースと共に、２糖類やオ
リゴ糖類を分離除去することにより、尚一層食物繊維の
含量を高めることができること、などの新知見を得て本
発明を完成するに至った。

【００２２】従ってこの課題は本発明の原料である焙焼
デキストリンの具備すべき構造上の条件を決定すること
と、焙焼デキストリンをα−アミラーゼおよびグルコア
ミラーゼで加水分解後、イオン交換樹脂クロマトグラフ
ィー法によってグルコースの区分を分離除去することに
より、食物繊維含有デキストリンを得ることで解決され
る。

【００２３】

【発明の構成並びに作用】本明細書に於いては、試料
（特に本発明で使用するデキストリン）の各分析データ
ーは固形分換算した値である。本発明の食物繊維含有デ
キストリンの原料として使用される澱粉はコーンスター
チであり、触媒として酸を添加することが必須であり、
酸としても各種のものがあるが、食品用であることから
して塩酸を使用するのが特に好ましい。このようにして
得られる製品としては、その食物繊維の含量は食品用と
しての必要性から高いほど好ましいが、約８％以上、よ
り好ましくはグルコース以外の区分の食物繊維の含量が
１８％以上のものに限定される。

【００２４】尚、焙焼デキストリンの中で従来から食品
用や医薬用に多用されている白色デキストリンでは、食
物繊維の含量が３％以下であるため食品用の食物繊維含
有デキストリンとしての用途に使用することができな
い。また食物繊維の含量が１２％以上になると、刺激性
の味が発現するので使用できない。

【００２５】本発明の原料である焙焼デキストリンは、
塩酸の添加量は１％前後の濃度の水溶液を澱粉に対して
数％程度（３〜１０％）である。加熱処理の前に酸水溶
液を添加するので、澱粉と酸を均一に混合するために、
ミキサー中で攪拌、熟成させてから従来の加酸焙焼デキ
ストリン（白色デキストリン、黄色デキストリン）の加
熱条件とは異なり、１５０〜２００℃で１０分〜１２０
分、好ましくは１５分〜６０分の加熱処理をして得るも
のである。反応時の温度は高い方が目的生成物中の食物
繊維の含量が増加するが、１８０℃付近から着色物質が
増加するので、より好ましくは１５０℃〜１８０℃であ
る。

【００２６】加熱装置を選択することによって高温短時
間の反応を行うことも可能であるので、均一な反応を行
うことができる装置を用いれば効率的に加熱処理するこ
とができる。また、粉末状態での反応であるから大規模
生産の場合は、加熱条件を変更する必要もあるので、加
熱処理後の製品の品質を検討した上で、適宜加熱条件を
変更することが望ましい。

【００２７】次いで焙焼デキストリンを水に溶解して２
０〜４５％の濃度にして、α−アミラーゼに続いてグル
コアミラーゼで加水分解する。α−アミラーゼとしては
市販品が使用できるが、ターマミル（Novo社製、Bacill
us licheniformisが産生する耐熱性α−アミラーゼ）が
最も好ましい。

【００２８】焙焼デキストリンの溶液は焙焼時に添加し
た酸のために酸性になっているので、使用するアミラー
ゼの至適ｐＨに調整する必要がある。一般のアルカリが
いずれも使用可能であるが、水酸化ナトリウムが溶液で
市販されていることから最も効果的に使用できる。ｐＨ
は５．５〜６．５が好ましく、この範囲より低い場合は
反応速度が低下し、高い場合は着色が顕著になる。ｐＨ
調整後にα−アミラーゼを添加するが、添加量は通常は
０．０５〜０．２％程度である。

【００２９】反応温度はマルトデキストリンの製造のよ
うに特に高温度である必要はなく、むしろ高温では着色
が促進されるので、８０〜９０℃が好ましい。反応時間
は通常１時間程度で十分である。

【００３０】次にグルコアミラーゼで加水分解するが、
このグルコアミラーゼは市販品の何れもが効果的に使用
できる。また、一般のグルコアミラーゼには若干のα−
アミラーゼが混在しているのが通常であり、このためグ
ルコアミラーゼの単独使用でもα−アミラーゼとグルコ
アミラーゼの併用作用を発揮できるが、この混在量が少
ない場合には本発明の効果に比して若干低下する場合が
あり、最も好ましいのはα−アミラーゼとグルコアミラ
ーゼの併用である。グルコアミラーゼ作用時のｐＨは
４．０〜６．０が好ましい。グルコアミラーゼの添加量
も同様に０．０５〜０．２％程度である。反応温度は５
５〜６０℃程度であり、分解時間は通常２４〜４８時間
程度である。

【００３１】尚アミラーゼの添加量は両アミラーゼとも
に前記の範囲に限定されるものではなく、アミラーゼの
力価に応じて同等の量を添加すればよい。また添加量を
増減することによって反応時間を自由に調整することも
できる。またα−アミラーゼで加水分解した後に加水分
解液を１１５〜１３５℃で加圧蒸煮処理をした後に再度
α−アミラーゼを作用させてから、グルコアミラーゼを
作用させることによって、精製時の濾過速度を高めるこ
ともできる。

【００３２】グルコアミラーゼを作用させた後に、ｐＨ
を３．５前後に低下させ、次に液温を８０℃前後まで上
昇し、以後は通常の活性炭脱色、瀘過、イオン交換樹脂
による脱塩、脱色を行う。次に５０％程度の濃度まで濃
縮してから、連続イオン交換樹脂クロマトグラフィーに
よって、生成したグルコースを分離除去する。この場合
に市販の強酸性陽イオン交換樹脂が広く使用できる。

【００３３】その好ましい具体例としては、アンバーラ
イトＩＲ−１１６、同ＩＲ−１１８、同ＩＲ１２０−
Ｂ、同ＸＴ−１０２２Ｅ、同ＸＴ−４７１Ｆ（以上商品
名、オルガノ社製）、ダイヤイオン２Ｋ−１Ｂ、同ＳＫ
Ｋ−１０２、同ＳＫ−１０４、同ＳＫ−１０６、同ＳＫ
−１１０、同ＳＫ−１１２、同ＳＫ−１１６、同ＦＲ−
０１（以上商品名、三菱化成社製）、ＸＦＳ−４３２８
１．００、同４３２８０．００、同４３２７９．００、
同４３２７８．００（以上商品名、ダウケミカル日本社
製）、Ｉｏｎｐａｃｋ Ｓ−２００６（商品名、昭和電
工社製）を例示することができる。

【００３４】そしてこれらの樹脂は通常使用前にアルカ
リ金属型又はアルカリ土類金属型として用いることが好
ましい。食物繊維区分とグルコース区分の分離を良くす
るために、使用樹脂に応じてカラム通液時の流速を調整
することが好ましいが、流速はＳＶ＝０．１〜０．６、
好ましくはＳＶ＝０．２〜０．４である。この流速範囲
外では作業性や分離が悪くなる傾向がある。通液の時の
温度は２０〜７０℃、好ましくは５０〜７０℃である。
これより温度が低いと分離が悪くなり、液の粘度が上が
って樹脂に障害を与えることがある。また、これより高
温になると液が褐変したり、その他の品質が悪くなるこ
とがある。

【００３５】この分離処理によってグルコースの含量を
０．５％程度まで低下することができるが、分離の条件
を変更することによってグルコースの含量は任意に調整
できる。従ってグルコースを甘味源などに利用したい場
合は、グルコースの含量を高めた製品を得ることも可能
である。例えばグルコアミラーゼ処理後のグルコース含
量が５０％の場合に、その１／２の２５％を分離するこ
とによって全体のグルコース含量が約３３％の製品を得
ることができる。

【００３６】さらに分離処理時にグルコースと共に、オ
リゴ糖などの中程度の分子量の区分も分離することによ
って、食物繊維の含量を８５％程度まで高めることもで
きる。次に本発明の特徴をより明瞭にするために実験デ
ータについて詳記する。

【００３７】

【実験例】

１．食物繊維含量の定量方法 食物繊維の定量は、下記のプロスキー法（Prosky,L et
al,J.Assoc.Off.Anal.Chem.,68,(2),399,1985)により定
量する。

【００３８】［試薬］ １）０．０５Ｍ・リン酸緩衝液：Ｎａ₂ＨＰＯ₄（特級）
０．８７５ｇ（２水塩の場合は、１．１０ｇ、１２水塩
の場合は２．２１ｇ）と、ＮａＨ₂ＰＯ₄・Ｈ₂Ｏ（特
級）６．０５ｇ（２水塩の場合は６．８４ｇ）を水に溶
かし、ｐＨを６．０に調整して１０００ｍｌとする。

【００３９】２）熱安定α−アミラーゼ溶液：ターマミ
ル１２０Ｌ（NovoLaboratories製）を用いる。冷蔵す
る。

【００４０】３）プロテアーゼ溶液：プロテアーゼ（Si
gma社製、Ｎｏ．Ｐ−５３８０）を５０ｍｇ／ｍｌとな
るように０．０５Ｍリン酸緩衝液に溶解する。用時調
整。

【００４１】４）アミログルコシダーゼ溶液：アミログ
ルコシダーゼ（Sigma社製、Ｎｏ．Ａ−３０４２）を用
いる。冷蔵する。

【００４２】５）０．１７Ｎ・ＮａＯＨ溶液：ＮａＯＨ
（特級）６．４ｇを水に溶かして１０００ｍｌとする。

【００４３】６）０．２１Ｎ・Ｈ₃ＰＯ₄溶液：８５％Ｈ
₃ＰＯ₄ ３．６ｇを水に溶かして１０００ｍｌとする。

【００４４】７）セライト：酸洗浄されたものを、５２
５±５℃で１時間加熱して用いる。

【００４５】［器具および装置］ １）るつぼ型ガラスろ過器：耐熱性るつぼ型ガラスろ過
器（Ｇ−２）をよく洗浄し、５２５±５゜で加熱する。
セライト約０．５ｇを入れ、水２０ｍｌで３回、さら
に７８％エタノール２０ｍｌで３回洗浄して風乾した
後、１３０±５℃で１時間加熱して恒量を０．１ｍｇま
で測定する。使用前までデシケーター中で保存する。

【００４６】［定量操作］ １）熱安定α−アミラーゼによる消化：乾燥した試料
１．０００±０．００１ｍｇを０．１ｍｇまで２回秤量
し、それぞれを４００ｍｌビーカーに入れ、一方をタン
パク質測定用（Ｓ１ｍｇ）、他方を灰分測定用（Ｓ２ｍ
ｇ）とする。それぞれのビーカーに０．０５Ｍ・リン酸
緩衝液５０ｍｌと熱安定α−アミラーゼ溶液０．１ｍｌ
を加え、アルミ箔でおおい、沸騰水浴中に入れ、５分毎
に攪拌し、内部の温度が９５℃以上になってから３０分
間放置する。

【００４７】２）プロテアーゼによる消化：冷却後、
０．１７Ｎ・ＮａＯＨ溶液約１０ｍｌを加えて、ｐＨ
７．５±０．１に調整する。プロテアーゼ溶液０．１ｍ
ｌを加え、ビーカーをアルミ箔でおおい、６０℃の水浴
中で振とうしながら３０分間反応させる。

【００４８】３）アミログルコシダーゼによる消化：冷
却後０．２１Ｎ・Ｈ₃ＰＯ₄溶液約１０ｍｌを加え、ｐＨ
４．５±０．２に調整する。アミログルコシダーゼ溶液
０．１ｍｌを加え、ビーカーをアルミ箔でおおい、６０
℃の水浴中で振とうしながら３０分間反応させる。

【００４９】４）沈澱の生成：室温において酵素反応液
の４倍量に相当するエタノールを、６０℃に加温してか
ら酵素反応液に加え、室温に正確に６０分間放置して、
食物繊維を沈澱させる。

【００５０】５）ろ過：７８％エタノールによってセラ
イトをるつぼ型ガラスろ過器の底に均一にしておく。吸
引しながら食物繊維を含む酵素反応液をろ過器に流し込
み、ろ過する。７８％エタノール２０ｍｌで３回、エタ
ノール１０ｍｌで２回、アセトン１０ｍｌで２回順次洗
浄する。

【００５１】６）乾燥・秤量：残渣を含むろ過器を一夜
１０５±５℃で乾燥し、デシケーター中で冷却後０．１
ｍｇまで秤量する。それぞれの重量をＲ1ｍｇおよびＲ2
ｍｇとする。

【００５２】７）残渣中のタンパク質の定量：タンパク
質測定用の残渣はセライトとともにかきとり、セミミク
ロケルダール法によって残渣中の窒素含量を定量する。
窒素係数６．２５を乗じてタンパク質含量（Ｐｍｇ）を
求める。

【００５３】８）灰化・秤量：灰化測定用の残渣は、５
２５±５℃で５時間灰化する。デシケーター中で冷却
後、０．１ｍｇまで秤量し、残渣中の灰分含量（Ａｍ
ｇ）を求める。

【００５４】９）空試験：空試験は試料を含まずに、以
下同様に操作し、それぞれ乾燥・秤量後の残渣（ＲB１
ｍｇ、ＲB２ｍｇ）、残渣中のタンパク質含量（ＰBｍ
ｇ）、灰 分含量（ＡBｍｇ）を求める。

【００５５】１０）計算：

【００５６】 Ｗ＋Ｆ生試料中の食物繊維含量（ＴＤＦ％）＝Ｄ（１−
───）１００

【００５７】２．グリコシド結合形式の定量方法 測定方法は下記の「箱守のメチル化法」（S.Hakomori,
J.Biochem.,55,205(1964)）でメチル化し、加水分解後
にガスクロマトグラフィにより各グリコシド結合形式の
組成の定量を行った。

【００５８】１）メチル化 脱水した試料（１００〜２００μｇ）をネジ付試験管
（１５ψ×１００ｍｍ）に入れ、０．３ｍｌのＤＭＳＯ
を加えて溶解する。これにＮａＨを２０ｍｇ加え、直ち
に０．１ｍｌのヨウ化メチルを加える。タッチミキサー
で６分間攪拌後氷水中で冷却して水２ｍｌを加える。２
ｍｌのクロロホルムを加えて十分に振とうする。上層
（水層）をピペットで採り捨てる。２ｍｌの水を加えて
同様に洗浄する。この操作を６回繰り返す。パスツール
ピペットの底に綿を敷いて、無水硫酸ナトリウムを４〜
５ｃｍの層になるように詰めて、溶液を通過させて脱水
してからクロロホルムで洗う。次にロータリー・エバポ
レーターで濃縮・乾固する。

【００５９】２）加水分解 メチル化物に０．５ｍｌのトリフルオロ酢酸を加えて１
００℃で４時間加水分解し、ロータリー・エバポレータ
ーで６０℃で濃縮・乾固する。

【００６０】３）還元 加水分解物を０．５ｍｌの水で溶解し、１０ｍｇのナト
リウム・ボロ・ハイドライドを加えて室温で２時間放置
する。酢酸を数滴、発泡が止まるまで加えて反応を停止
する。次に室温で乾燥してから、生成したホウ酸を除く
ために、１ｍｌのメタノールを加え室温で乾燥する。こ
の操作を６回繰り返す。

【００６１】４）アセチル化 還元物に０．５ｍｌの無水酢酸を加えて、１００℃で４
時間加熱してアセチル化して、１ｍｌのトルエンを加え
てロータリー・エバポレーターで濃縮・乾固する。

【００６２】５）脱塩 アセチル化物を１ｍｌのクロロホルムに溶解し、１ｍｌ
の水を加えて振とう後に水層を捨てる。この操作を５回
繰り返し、最後にクロロホルムをロータリー・エバポレ
ーターで蒸発させる。

【００６３】６）溶解 脱塩物を０．５ｍｌのクロロホルムに溶解してガスクロ
マトグラフで分析する。

【００６４】 ７）ガスクロマトグラフィーの条件 カラム DB-1 fused silica capillary column 60mX0.255mmID,1.0μm film カラム温度 50℃で1分、280℃まで10℃／分で昇温、保持 試料気化室温度 300℃ 検出温度 300℃ 流速 2.5ｍｌ/分、ヘリウム 検出器ユニット 水素炎イオン化検出器

【００６５】３．グルコースの定量方法 １ｇの試料を１００ｍｌのメスフラスコに精秤し、蒸留
水で溶解してメスアップする。この溶液についてピラノ
ースオキシダーゼ（共和メデック社製：デターミナーＧ
Ｌ−Ｅを使用）法により定量する。

【００６６】４．平均分子量の測定法 グルコースの定量に用いた溶液を混床式イオン交換樹脂
のカラムにＳＶ１．０で通液して脱塩し、溶出液をロー
タリーエバポレーターを用いて５％濃度まで濃縮して試
料液とする。この試料２０μｌを下記の条件で液体クロ
マトグラフィーを行い測定する。

【００６７】 カラム Shodex Ionpak S-802・S-804・S-805・S-806 溶離液 1 ｍｌ/min. 水 カラム圧力 40 ｋｇ/ｃｍ² カラム温度 60 ℃ 検出器 RI データ処理装置 日立D-2000型ＧＰＣデータ処理装置 標準試料 グルコース、プルラン（分子量既知）

【００６８】測定結果から下式を用いて平均分子量を求
めた。

【００６９】Ｈｉ・・・ピーク高さ Ｍｉ・・・プルランの分子量 ＱＦ・・・Ｑファクター（Ｍａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋ係
数）

【００７０】

【実験例１】市販の馬鈴薯澱粉１５ｋｇに１％塩酸溶液
１１２５ｍｌを噴霧し、さらにミキサーで均一に混合
後、アルミパットにいれ、乾燥機で１２０℃で１時間予
備乾燥し、次いで１６５℃で１８０分加熱処理した。こ
の加熱処理の途中で１５分、３０分、６０分、１２０
分、１８０分経過時に各２ｋｇの試料を採取して計５点
の試料を得た。 この試料についてグルコース、各種の
グリコシド結合の含量と食物繊維の含量、及びグルコー
ス以外の区分の平均分子量を分析した結果、非還元性末
端のグルコース残基、１→４結合を有するグルコース残
基、１→６結合を有するグルコース残基、１→３結合を
有するグルコース残基および、同一グルコース残基内に
１→４結合と１→６結合を有するグルコース残基、１→
３結合と１→４結合を有するグルコース残基および、１
→２結合と１→４結合を有するグルコース残基と、その
他の結合を有するグルコース残基が検出された。なおこ
の定量法ではグルコースが非還元性末端のグルコース残
基として定量されるので、この数値からグルコースの数
値を差し引いて非還元末端のグルコース残基とした。こ
れらの数値を表１に示す。

【００７１】尚この定量法は複雑な方法であり、通常の
誤差は±５％程度であり、最低でも±２％はやむを得な
いものと考えられる。

【００７２】

【表１】

【００７３】表１において食物繊維の含量は加熱時間に
比例的に増加しており、各種のグリコシド結合を有する
グルコース残基の量は、１→６グリコシド結合、同一グ
ルコース残基中に１→４および１→６と、１→２および
１→４の２つのグリコシド結合を有するものが加熱時間
に比例的に増加している。また１→４結合のみが加熱時
間に反比例して減少している。また平均分子量は加熱に
より１５分では減少したものが、３０分後では再び増加
し以後は加熱時間に比例的に減少している。これらの加
熱時間と各種のグリコシド結合および平均分子量の変化
は、本実験により初めて得られた新知見である。

【００７４】

【実験例２】次に実験例１の６種類の試料の各１ｋｇに
対して、２Ｌの水を加えて溶解し、２０％水酸化ナトリ
ウムでｐＨ６．０に調整し、α−アミラーゼ（ターマミ
ル６０Ｌ、ノボ社製）を０．２重量％添加して８５℃で
１時間加水分解した。次にその液を温度５５℃に冷却し
てからｐＨ５．５に調整し、グルコアミラーゼ（大和化
成（株）製）を０．２重量％添加して３６時間加水分解
した。ここでｐＨ３．５に調整してグルコアミラーゼの
作用を停止した。この液を活性炭による脱色濾過、イオ
ン交換樹脂による脱塩などの精製を行った。この試料液
について平均分子量を除いて実験例１と同様の分析を行
った。この分析値を表２に示す。

【００７５】

【表２】

【００７６】表２における最大の特徴は、 １）１→４グリコシド結合区分が顕著に減少している
が、尚約１０〜２０％は分解されていないことである。
このことは、グルコアミラーゼにより殆ど完全に分解さ
れる筈の１→４グリコシド結合の内、分解されないもの
が１０〜２０％も存在していることであり、

【００７７】２）１→４グリコシド結合と１→６グリコ
シド結合以外の区分については顕著な分解が起きていな
いことと、

【００７８】３）理由は不明であるが、１→３グリコシ
ド結合が増加していることである。これらの結果は本実
験によって初めて得られた新知見である。

【００７９】さらに１例として１５分間加熱の試料につ
いて、グルコースの１／２を除去したとすれば食物繊維
の含量は７．８％に相当する。

【００８０】

【実験例３】次に実験例２の６種類の試料液をそれぞれ
濃縮して５０％溶液約１．５Ｌを得た。この溶液１Ｌを
アルカリ金属型にした強酸性陽イオン交換樹脂であるＸ
ＦＳ−４３２７９．００（ダウケミカル日本社製）１０
Ｌを充填したカラムに、液温６０℃、ＳＶ＝０．２５で
通液し、次いで水を通水して食物繊維区分を採取（グル
コース区分を分離除去）した。この試料液について実験
例１と同様の分析を行った結果と、平均分子量の分析値
などを表３に示す。但し表３では、数値をグルコース以
外の成分に対する％で表現した。尚グルコース以外の成
分の食物繊維の含量（％）は測定した食物繊維の含量
を、１００からグルコース含量（％）を減じた数値で除
して１００を乗じた値である。また理論収率は１００か
ら表２のグルコース量を減じた数値である。

【００８１】

【表３】

【００８２】表３において、食物繊維の含量はいずれも
大差はないが、理論収率は食物繊維の生成率に相当する
ものであり、平均分子量に比例的に増加していることが
明らかになった。このことはイオン交換樹脂によるグル
コース区分を分離処理する前の、加水分解物中の食物繊
維の含有率が高いことを示すものである。（尚、グルコ
ースを含めた全体の食物繊維の含量は表の含量に、１０
０からグルコース含量（％）を減じた数値を乗じて１０
０で除することで容易に求められる。）そこでこの重要
な平均分子量と各グリコシド結合形式の関係を、変数間
の相関を求めることができる回帰分析によって解析して
相関式と相関係数を得た。回帰分析は５種類の試料の、
各グリコシド結合を有するグルコース残基の量を説明変
数とし、平均分子量を目的変数として分析した。得られ
た８種類の関係式と相関係数を表４に示す。

【００８３】Y=A0+An・Xn 但しY ・・・グルコース以外の成分の平均分子量 X1・・・非還元性末端のグルコース残基の量（％） X2・・・１→４グリコシド結合を有するグルコース残基
の量（％） X3・・・１→６グリコシド結合を有するグルコース残基
の量（％） X4・・・１→３グリコシド結合を有するグルコース残基
の量（％） X5・・・１→４と１→６グリコシド結合を有するグルコ
ース残基の量（％）

【００８４】X6・・・１→３と１→４グリコシド結合を
有するグルコース残基の量（％） X7・・・１→２と１→４グリコシド結合を有するグルコ
ース残基の量（％） X8・・・上記以外のグリコシド結合を有するグルコース
残基の量（％）

【００８５】

【表４】

【００８６】この結果、平均分子量は８種類のグリコシ
ド結合の内でX5（１→４グリコシド結合と１→グルコシ
ド結合の両結合を有するグルコース残基の量）との相関
が最も高い（表４のNo.５の相関係数が０．９４５）関
係式が得られた。この関係式（以後は式１と記載する）
から１→４グリコシド結合と１→６グリコシド結合の両
結合を有するグルコース残基の量が多いほど、平均分子
量が大となること、即ち食物繊維の含有率が高いとの新
知見を得たのである。

【００８７】

【実験例４】市販の馬鈴薯澱粉３００ｋｇに対して３％
塩酸を５．８Ｌ添加し、実験例１と同様の処理をしてか
ら、１８０℃で３０分間加熱処理をしたほかは実験例１
と同様に処理し、続いて実験例２と実験例３と同様に処
理して試料液を得た。これを実験例３と同様に分析を行
った。

【００８８】

【実験例５】市販の馬鈴薯澱粉３００ｋｇに対して２％
塩酸を９Ｌ添加し、実験例１と同様の処理をしてから、
１５０℃で６０分間加熱処理を行い、実験例４と同様に
処理して試料液を得た。これを実験例３と同様に分析を
行った。実験例４と実験例５の分析結果と、平均分子量
については式１による計算値との対比を併せて表５に示
す。

【００８９】

【表５】

【００９０】計算値の実測値からの変動幅は実験例４で
−１７．４％、実験例５では＋８．９％であった。

【００９１】

【実験例６】次に実験例２の３０分加熱した試料液を濃
縮して５０％溶液約１．５Ｌを得た。この溶液１００ｍ
ｌをナトリウム型にして、プルランにより分子量補正を
行ったスチレン・ジビニル・ベンゼン共重合体であるＩ
ｏｎｐａｃｋ Ｓ−２００６（昭和電工社製）１６０ｍ
ｌを充填したカラムに、カラム温度を６０℃に保持して
ＳＶ＝０．２５で通液し、次いで水を通水して４区分を
分取（グルコースとオリゴ糖の区分を分離）した。この
各試料液について食物繊維の含量を測定した結果を表６
に示す。

【００９２】

【表６】

【００９３】表３においては、食物繊維の含量が２３．
１％であったものが表６においては、最大８５．８％ま
で増加した結果を得た。

【００９４】

【比較例１】市販のコーンスターチ３００ｋｇに対して
１％塩酸を２２．５Ｌ添加し、実験例１と同様の処理を
してから、１６５℃で１時間加熱処理を行い、実験例４
と同様に処理して、試料液を得た。これを実験例４と同
様に分析を行い、式１により平均分子量の計算値を求め
た。

【００９５】

【比較例２】市販の甘藷澱粉３００ｋｇに対して１％塩
酸を２２．５Ｌ添加し、実験例１と同様の処理をしてか
ら、１６５℃で１時間加熱処理を行い、実験例４と同様
に処理して、試料液を得た。これを実験例４と同様に分
析を行い、式１により平均分子量の計算値を求めた。比
較例１と比較例２の結果を表７に示す。

【００９６】

【表７】

【００９７】表７においては、平均分子量の計算値の実
測値からの変動幅は、比較例１では−３６．５％であり
比較例２では−３６．２％といずれの試料についても極
端に大きく、式１による１→４グリコシド結合と１→６
グリコシド結合の両結合を有するグルコース残基の含量
と平均分子量の間に相関性が認められないことが明かで
あり、これは同一条件で加熱処理を行っても原料澱粉の
種類が異なると、生成物の構造が大きく異なっているこ
とを示している。

【００９８】

【実験例６】実験例１、４、５で得られた焙焼デキスト
リンの試料合計８点について、着色の程度をケット光電
白度計で青フィルターを用いて、酸化マグネシウムの白
度を１００％として、試料の白度を測定した。この結果
を表８に示す。

【００９９】

【表８】

【０１００】白度は加熱時間及び加熱温度に反比例的に
減少していることを示している。

【０１０１】

【実験データの解析結果の要約】前記の実験データの解
析結果を要約すると、本発明による焙焼デキストリンを
α−アミラーゼおよび、グルコアミラーゼにより分解し
て得た生成物は、従来公知の焙焼デキストリンとは次の
点で大きく異なっている。即ち、グルコース以外の成分
については、

【０１０２】１）食物繊維の含量が最大２６．５％であ
り、

【０１０３】２）平均分子量が従来の焙焼デキストリン
の１４５０以上に対して約５００〜１０００であり、

【０１０４】３）１→４グリコシド結合を有するグルコ
ース残基の含量が公知の焙焼デキストリンの約５３％以
上に対して約３０〜３５％であり、

【０１０５】４）１→６グリコシド結合を有するグルコ
ース残基の含量が公知の焙焼デキストリンの約６％以下
に対して約１０％〜１１％であり、

【０１０６】５）１→３グリコシド結合を有するグルコ
ース残基の含量が公知の焙焼デキストリンの約２％以下
に対して、約６〜１４％であり、

【０１０７】６）さらに式１に表されるように、１→４
グリコシド結合と１→６グリコシド結合の両結合を有す
るグルコース残基の含量と、グルコース以外の成分の平
均分子量が密接な相関関係を有している。このことはと
りもなおさず、１→４グリコシド結合と１→６グリコシ
ド結合の両結合を有するグルコース残基の含量と、食物
繊維の生成率とが密接な相関関係を有していることを示
すものである。

【０１０８】７）また生成したグルコースの１／２以上
を除去した場合の食物繊維の含量は７．８％以上であ
る。

【０１０９】８）馬鈴薯澱粉以外の澱粉として、コーン
スターチと甘藷澱粉を、馬鈴薯澱粉と同条件で処理し、
得られた生成物の１→４グルコシド結合と１→６グリコ
シド結合の両結合を有するグルコース残基の含量を、式
１に代入して計算して得た平均分子量は、実測値とは約
３６％の大きな差異があり、この関係式は馬鈴薯澱粉の
みに特定して適用される関係式であることが明らかであ
る。

【０１１０】以上の実験結果から本発明の生成物は、従
来の焙焼デキストリンに比較すると、食物繊維の含量が
きわめて高いことと共に、その構造が大きく異なった新
規な物質であることが明かとなった。

【０１１１】また実験データから加熱時間に反比例的に
白度が低下していることが明らかになったが、白度が低
下することは加熱処理によって着色物質が増加したこと
を示している。多量の着色物質が生成すると、分離処理
前の精製が困難になり、そのため分離処理用のイオン交
換樹脂の効率が低下するので、白度として３０％以上で
あることが必要であり、より好ましくは４０％以上であ
る。従って加熱条件は表７から明らかなように、加熱温
度が１５０℃の場合には６０分以下、１６５℃の場合は
約４５分以下、１８０℃の場合は３０分以下が好まし
い。

【０１１２】さらに反応の進行は添加する酸の量を増減
することで、調整することが可能であるが、酸の量を極
端に増加することは、装置の腐食や摩耗を招くので、原
料澱粉に対して３０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１
０００ｐｐｍ前後が至適条件である。

【０１１３】

【実施例】次に本発明の実施例を記す。

【０１１４】

【実施例１】市販の馬鈴薯澱粉２５００ｋｇをリボン式
ミキサーに入れ、ミキサーを回転しながら１％塩酸溶液
１８８Ｌを加圧空気を用いてスプレーし、続いて解砕機
を通して均一化した後、さらにリボン・ミキサー中で８
時間熟成した。この混合物をフラッシュ・ドライヤーで
水分約４％に予備乾燥した後、ロータリー・キルン式焙
焼機に連続投入し、１６５℃で４０分間焙焼して焙焼デ
キストリンを得た。この焙焼デキストリン２０００ｋｇ
に４０００Ｌの水を加えて溶解し、２０％水酸化ナトリ
ウム水溶液でｐＨ６．０に調整し、α−アミラーゼ（タ
ーマミル６０Ｌ、ノボ社製）を０．１重量％を添加して
９０℃で１時間加水分解した。次にその液を１２５℃で
１０分間加圧蒸煮してから大気圧中に排出し、温度５７
℃に冷却して、ｐＨ５．５に調整し、グルコアミラーゼ
（大和化成(株)製）を０．１重量％添加して４０時間加
水分解した。ここでｐＨ３．６に調整してグルコアミラ
ーゼの作用を停止した。この分解液を活性炭による脱色
瀘過、イオン交換樹脂による脱塩を行った後に濃縮して
５０％溶液を得た。この溶液２０Ｌをナトリウム型にし
た強酸性陽イオン交換樹脂であるＸＦＳ−４３２７９．
００（ダウケミカル日本社製）１０Ｌを充填した連続ク
ロマトグラフ装置のカラムに６０℃、ＳＶ＝０．２５で
通液し、次いで水を通水してグルコース区分を分離除去
して食物繊維区分を得た。この液を濃縮して濃度７０％
の液状食物繊維含有デキストリン約７ｋｇを得た。

【０１１５】

【実施例２】市販の馬鈴薯澱粉２５００ｋｇをリボン式
ミキサーに入れ、ミキサーを回転しながら２％塩酸溶液
１２５Ｌを加圧空気を用いてスプレーし、続いて解砕機
を通して均一化した後、さらにリボン・ミキサー中で１
０時間熟成した。この混合物をフラッシュ・ドライヤー
で水分約３％に予備乾燥した後、ロータリー・キルン式
焙焼機に連続投入し、１５０℃で５５分間焙焼して焙焼
デキストリンを得た。

【０１１６】この焙焼デキストリン２０００ｋｇに３０
００Ｌの水を加えて溶解し、２０％水酸化ナトリウム水
溶液でｐＨ６．０に調整し、α−アミラーゼ（ターマミ
ル６０Ｌ、ノボ社製）を０．２重量％を添加して８５℃
で４０分間加水分解した。続いて１３０℃で１０分間加
圧蒸煮し、大気圧中に排出してから８６℃に冷却し、同
α−アミラーゼを０．０５％添加して２０分間加水分解
した。この液を温度５５℃に冷却して、ｐＨ５．５に調
整し、グルコアミラーゼ（大和化成(株)製）を０．２重
量％添加して３６時間加水分解した。ここでｐＨ３．５
に調整してグルコアミラーゼの作用を停止した。分解液
を実施例１と同様に精製し、次に強酸性イオン交換樹脂
としてカリウム型にしたアンバーライトＩＲ−１１８
（オルガノ社製）を使用した以外は、実施例１と同様に
処理して食物繊維区分を得た。これを濃度５０％に濃縮
してからスプレードライして食物繊維含有デキストリン
約４．５ｋｇを得た。

【０１１７】

【実施例３】市販の馬鈴薯澱粉２５００ｋｇをリボン式
ミキサーに入れ、ミキサーを回転しながら３％塩酸溶液
１００Ｌを加圧空気を用いてスプレーし、続いて解砕機
を通して均一化した後、さらにリボン・ミキサー中で１
０時間熟成した。この混合物をフラッシュ・ドライヤー
で水分約３％に予備乾燥した後、ロータリー・キルン式
焙焼機に連続投入し、１８０℃で２５分間焙焼して焙焼
デキストリンを得た。

【０１１８】この焙焼デキストリン２０００ｋｇに５０
００Ｌの水を加えて溶解し、２０％水酸化ナトリウムで
ｐＨ５．８に調整し、α−アミラーゼ（ターマミル６０
Ｌ、ノボ社製）を０．１５重量％を添加して８６℃で１
時間加水分解した。次にこの液を温度５５℃に冷却し
て、ｐＨ５．６に調整し、グルコアミラーゼ（大和化成
(株)製）を０．１重量％添加して３６時間加水分解し
た。次にｐＨ３．５に調整してグルコアミラーゼの作用
を停止した。以後は実施例２と同様に処理して食物繊維
含有デキストリン約４ｋｇを得た。

【０１１９】

【実施例４】市販の馬鈴薯澱粉２５００ｋｇをリボン式
ミキサーに入れ、ミキサーを回転しながら０．５％塩酸
溶液３７６Ｌを加圧空気を用いてスプレーし、続いて解
砕機を通して均一化した後、さらにリボン・ミキサー中
で８時間熟成した。この混合物をフラッシュ・ドライヤ
ーで水分約４％に予備乾燥した後、ロータリー・キルン
式焙焼機に連続投入し、１６５℃で１５分間焙焼して焙
焼デキストリンを得た。 この焙焼デキストリン２００
０ｋｇに４０００Ｌの水を加えて溶解し、２０％水酸化
ナトリウムでｐＨ６．０に調整し、α−アミラーゼ（タ
ーマミル６０Ｌ、ノボ社製）を０．１重量％を添加して
８２℃で１時間加水分解した。次にその液を１２５℃で
１０分間加圧蒸煮してから大気圧中に排出し、温度５７
℃に冷却して、ｐＨ５．５に調整し、グルコアミラーゼ
（大和化成(株)製）を０．１重量％添加して３６時間加
水分解した。ここでｐＨ３．６に調整してグルコアミラ
ーゼの作用を停止した。この分解液を実施例１と同様に
精製した後に濃縮して５２％溶液を得た。この溶液２０
Ｌをナトリウム型にした強酸性陽イオン交換樹脂である
ダイヤイオンＳＫＫ−１１６（三菱化成社製）１０Ｌを
充填した連続クロマトグラフ装置のカラムに６０℃、Ｓ
Ｖ＝０．３で通液し、次いで水を通水して生成したグル
コースの５２％を分離除去して食物繊維区分を得た。こ
の液を濃縮して濃度７０％の液状食物繊維含有デキスト
リン約８ｋｇを得た。

【０１２０】実施例１〜実施例４について、分離処理前
のグルコース量と分離処理後に得られた食物繊維含デキ
ストリンについて、同様にグルコース量、グルコースの
除去率、「箱守のメチル化法」による各種のグリコシド
結合の含量、全体の食物繊維の含量、グルコース以外の
成分中の食物繊維の含量、グルコース以外の成分の平均
分子量の実測値と式１による計算値、計算値の実測値か
らの変動幅および焙焼デキストリンの白度を一括して表
９に示す。

【０１２１】

【表９】

【０１２２】計算値の実測値からの変動幅は＋９．３％
から−１６．９％の間であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝田 康夫 兵庫県川西市久代４−３−７ 松谷化学独 身寮内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）グルコース以外の成分中の食物繊維
   の含量が１８％以上であり、 （Ｂ）グルコース以外の成分中の１→４グリコシド結合
   を有するグルコース残基の量が３０〜３５％であり、 （Ｃ）グルコース以外の成分の平均分子量が５１０〜９
   ６５であり、 （Ｄ）且つ次式で計算して求められる平均分子量の計算
   値Yの、実測値からの変動範囲が２０％以下であり、 【数１】 但しY・・・グルコース以外の成分の平均分子量 X・・・「箱守のメチル化法」によって定量した１→４
   グリコシド結合と１→６グリコシド結合の両結合を有す
   るグルコース残基の量（グルコース以外の成分中の％） （Ｅ）馬鈴薯澱粉に塩酸を添加して加熱処理して得た焙
   焼デキストリンを、α−アミラーゼとグルコアミラーゼ
   で加水分解した後、生成したグルコースの１／２以上を
   分離除去することにより得られたものであることを特徴
   とする、 食物繊維含有デキストリン。
2. 【請求項２】グルコースの含量が３５％以下であり、全
   体の中の食物繊維の含量が７．８％以上であることを特
   徴とする、請求項１に記載する食物繊維含有デキストリ
   ン。