JPH0520471B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は低粘度澱粉糊液の調製方法に関し、さ
らに詳しくは、澱粉の水性懸濁液を加熱糊化する
に際し、酸性物質と水溶性窒素化合物とを添加す
ることを特徴とする着色及び悪臭のない低粘度化
された澱粉糊液を簡単に、且つ所望する一定の粘
度範囲の糊液を確実性をもつて調製する方法に関
するものである。 天然高分子である澱粉は、資源の枯渇が懸念さ
れる石油から誘導された合成高分子に比べて供給
が安定し、はるかに安価であることから、製紙、
段ボール、繊維等広い分野で多量に使用されてい
る。澱粉は水に不溶の粒状をなしており、製紙、
段ボール等の接着剤として使用する場合には、通
常これを水に懸濁して加熱糊化せしめた糊液の状
態で使用されている。 しかしながら、通常の低粘度化処理を受けてい
ない澱粉（以下、「通常の澱粉」という）では、
これを加熱糊化して糊液を調製した場合、粘度が
高くなりすぎ、使用に際して種々の弊害が生ず
る。そこで、従来より、通常の澱粉に予め低粘度
化処理を施した加工澱粉を使用することが行なわ
れている。この様な低粘度化処理の方法として
は、次亜塩素酸塩、過酸化水素等で酸化する酸化
処理、酸性物質で加水分解する酸処理、無水の状
態で高温にて焙焼するデキストリン化処理等種々
の方法が知られている。 しかしながら、酸化処理、酸処理にあつては、
低粘度化にかなりの量の薬品が必要とされ、洗
浄、脱水、乾燥等工程も繁雑で、コスト高とな
り、またデキストリン化処理にあつても予備乾
燥、高温加熱、冷却、調湿等の工程を要し、コス
ト高とならざるを得ないのが実状である。 そこで、近年、注目されているのが、通常の澱
粉を使用するに際し、加熱糊化と同時に酵素的処
理、化学的処理、物理的処理のいずれか又はこれ
らの処理を適宜組合せて処理することにより、低
粘度化するいわゆる自家変成による低粘度化の技
術である。 自家変性による低粘度化の方法としては、従来
次の様な方法が提案されている。 (1) 酵素変成法 この方法は、澱粉の水性懸濁液に少量の澱粉
分解酵素（通常α−アミラーゼが使用される）
と補助薬品を添加した後、加熱して糊化と同時
に加水分解を行ない、最後に酵素を失活させて
低粘度澱粉糊液を得る方法である。この方法は
非常に簡単であるが、その反面、 加水分解の速度が種々の要因で変化するた
め、出来上つた糊液の粘度が大きく変動する
こと、 微量の残存酵素により、貯蔵中に糊液の粘
度が低下すると、 膨潤澱粉、蛋白質、繊維等が集合したスラ
ツジが形成されること、 等の問題点がある。 (2) 熱機械変成法 この方法は、高温（100〜190℃）と機械的剪
断力との複合効果により、澱粉の実質的な分子
量の低下を伴わずに低粘度化する方法である。
すなわち、生の澱粉粒に存在する強固な澱粉分
子間の会合を熱・機械的な働きで破壊し、澱粉
分子の分散液とするものである。この方法で
は、澱粉分子が本来の高分子量を保持している
ため高いフイルム強度が得られ、老化もし難い
という利点があるが、その反面、得られる糊液
の粘度に下限があり、所望の粘度のものが調製
し難いという問題点がある。 (3) 化学変成法 この方法としては、澱粉の水性懸濁液に過硫
酸塩、過酸化水素等の酸化剤を加え、糊化と同
時に酸化分解を行ない、低粘度化を計る方法が
ある。この方法によると、酸化剤の添加量を加
減することにより、比較的簡単に広い範囲の粘
度の澱粉糊液を得ることができるが、その反面 生成した糊液が淡黄〜褐色に着色するこ
と、 特有の悪臭が発生すること、 反応によりPHが低下するので中和を要する
こと、 PHの低下により加水分解が起こり、加熱温
度、時間等の変動により粘度にバラツキが生
じること、 PHが低下しないように予め炭酸ソーダ等の
緩衝剤を加えると糊液の着色が著しくなるこ
と、 酸化剤が比較的不安定であること、 等の問題点がある。 化学変成法としては、この他酸加水分解を利用
した方法も考えられる。 この方法は、澱粉の水性懸濁液に酸性物質を加
えて糊化と同時に低粘度化し、適当な時期に中和
して低粘度澱粉糊液を調製しようとするものであ
るが、この方法は、低粘度澱粉糊液の調製には不
適当である。 けだし、酸加水分解では、酸は触媒として働
き、加水分解速度は主に酸の温度と反応温度によ
つて左右され、反応は酸が中和されるまで続くた
め、澱粉の水性懸濁液に単に酸性物質を加えて糊
化と低粘度化を行なおうとするとわずかの温度の
違いや中和のタイミングのずれにより、生成した
澱粉糊液の粘度が大きく変動するからである。 以上の如く、自家変成に関する各方法にはそれ
ぞれ一長一短があるため、熱機械変成法と主とし
て過硫酸塩を使用する化学変成法とを組み合せた
熱化学変成法がもつとも有利な方法として主流に
なつているが、これとても上述の化学変成法にお
ける問題点が多少軽減はされるものの、解消され
るまでには至つていないのが実情である。この様
な状況下にあつて、最近、業界においては、前記
種々の問題点を解消し得る低粘度澱粉糊液の調製
技術、すなわち澱粉の自家変成技術の確立が強く
要望されている。 したがつて、本発明の目的は、粘度のバラツキ
が生じることなく所望する一定の粘度を有し着色
及び悪臭のない低粘度澱粉糊液を簡易に且つ経済
的有利に調製することにある。 本発明者は、上記目的をもつて鋭意研究した結
果、澱粉の水性懸濁液を加熱糊化するに際し、酸
性物質と水溶性窒素化合物を併存せしめて糊液を
調製した場合には、種々の問題点が解決されて上
記目的が達成されることを見い出し、本発明を完
成した。 すなわち、本発明は、澱粉の水性懸濁を加熱糊
化するに際し、酸性物質と酸の存在下に水溶液を
加熱した時アンモニアを生成する水溶性窒素化合
物と添加することを特徴とする低粘度澱粉糊液の
調製方法に関するものである。 まず、本発明で使用される澱粉としては、コー
ンスターチ、馬鈴薯澱粉、タピオカ澱粉、ハイア
ミローススターチ等の未加工の澱粉、これらに公
知の方法により置換基を導入したアセチル化澱
粉、ヒドロキシエチル化澱粉、陽性澱粉等の澱粉
誘導体、軽度の酸化・放射線処理・湿熱処理等を
施した澱粉、油脂界面活性剤等を添加した澱粉及
びコーンフラワー、小麦粉等澱粉を主成分とする
穀粉などいずれも用いることができ、又これら二
種以上を併用することもできる。 次に、本発明で使用される酸性物質としては、
塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、ギ酸、酢酸シユウ
酸等の有機酸、塩化アルミニウム、硫酸水素ナト
リウム等の塩、無水酢酸等の酸無水物など水に溶
けて酸性を示す物質ならばいずれも用いることが
できる。また、本発明で使用される水溶性窒素化
合物としては、尿素、ホルムアミド、アセトアミ
ド、ウレタン、カルバミン酸アンモニウム、シア
ナミド等酸の存在下に水溶液を加熱した時、アン
モニアを生成する物質ならばいずれも用いること
ができる。 本発明は、澱粉の懸濁液を加熱糊化するに際
し、上記の酸性物質と水溶性窒素化合物とを添加
するのであるが、酸性物質と水溶性窒素化合物の
添加量は、使用する原料澱粉の種類、目的とする
糊液の粘度、酸性物質の種類、水溶性窒素化合物
の種類、糊化の温度と時間、目的とする糊液のPH
等を勘案し、適宜決定されるべきものである。酸
性物質と水溶性窒素化合物の添加時期及び添加順
序についても何ら限定されるものではない。すな
わち、添加時期については、澱粉々体又は澱粉懸
濁液に予め添加し、加熱糊化するか、あるいは澱
粉水性懸濁液の加熱糊化中もしくは糊化後に添加
し、漸時高温に保持することにより、低粘度化を
はかることもできる。添加順序についても酸性物
質と水溶性窒素化合物を同時に添加してもよく、
又順次添加してもよい。加熱糊化の方法は、バツ
チ方式、シエツトクツカー、オンレーター等の連
続式糊化装置を使用した連続方式のいずれでもよ
い。 ここで、本発明による低粘度化処理のメカニズ
ムを述べれば、水溶性窒素化合物は酸とともに加
熱されると、アンモニアを発生する性質を持ち、
澱粉の糊化に際して酸性物質とともに添加してお
くと加熱により生成したアンモニアが酸を中和し
て加水分解反応を抑制あるいは停止せしめること
になる。つまり、酸加水分解反応は糊化の温度に
比例して速くなるが、一方、水溶性窒素化合物の
分解もこの温度に比例した速さを示すので、水溶
性窒素化合物の添加は酸加水分解の程度、即ち低
粘度化の程度を緩衝することになるのである。し
たがつて、酸性物質と水溶性窒素化合物の添加量
を一定にすれば、糊化の温度や時間が変動しても
一定の粘度の糊液が得らえることになるのであ
る。 この様に、本発明によれば、酸性物質と水溶性
窒素化合物の添加量を一定に設定することによ
り、所望する一定の粘度の糊液を容易に調製する
ことができ、また、酸性物質と水溶性窒素化合物
の添加量を変えることにより任意の粘度範囲を有
する糊液を容易に得ることがきる。又、得られた
糊液には着色が全く見られず、悪臭もなくPHも中
性近くなつているため、貯蔵中の低粘度化が起こ
る虞れはない。 なお、本発明の実施に当つては、澱粉懸濁液に
PVA、PAM、CMC、グアーガム等の水溶性高
分子、サイズ剤、消泡剤、スライムコントロール
剤など他の添加物を加えても何らさしつかえな
い。 以下に本発明を実施例をもつて説明する。 実施例 １ コーンスターチ100ｇ（無水物換算）、塩酸0.2
ｇ（無水物換算）及び尿素３ｇに蒸溜水を加え、
全量1000ｇの澱粉懸濁液（PH2.3）を調製し、こ
れを撹拌装置つきのオートクレーブに入れ、撹拌
しながら95℃で20分間反応させて糊化と低粘度化
を行ない本発明による低粘度澱粉糊液を調製し
た。次に、反応時間と温度を種々変えて上記と同
様にして糊液を調製した。 なお、比較例としてコーンスターチ100ｇ（無
水物換算）を含む水性懸濁液1000ｇを上記と同様
に操作して糊液を調製した。得られた各糊液につ
いて粘度とPHを測定した。結果は表１に示す。

【表】 上記表１の数値からも明らかの如く、糊液の粘
度はほぼ一定であり、本発明の効果、すなわち、
水溶性窒素化合物である尿素を併用添加した効果
が明らかである。さらに、糊液のPHをみると実質
上低粘度化が進行しないまでに中和されており、
しかも糊液には着色が全くみられず悪臭もなかつ
た。 これに対し、比較例では、糊化等の温度と時間
に応じて粘度が大きく変動していることがわか
る。 以上のことから、本発明によれば、酸性物質と
しての塩酸と水溶性窒素化合物としての尿素の添
加量され一定にしておけば、糊化の温度や時間が
多少変動しても一定の粘度範囲を有する糊液が再
現性をもつて調製することができることが明らか
である。 実施例 ２ コーンスターチ20％濃度水性懸濁液を調製し、
これに表２に記載の添加率（対澱粉固形分当たり
の固形分百分率）で各薬品を添加した。これのジ
エツトクツカーに33.3／minの流量で連続的に
供給し、ジエツトヒーターに高圧蒸気を通じて懸
濁液を瞬間的に140℃まで加熱した。更にこれを
カラム内に約２分間保持して低粘度化を進めた。
得られた糊液をフラツシユチヤンバーを用いて回
収し粘度、PH着色度及び臭いを調べた結果を表２
に記す。

【表】

【表】 本発明による試料６〜８は糊液に全く着色がみ
られず悪臭もなかつた。またPHも中性付近にまで
上がつており中和の必要はなかつた。比較例６〜
７は全も普及している過硫酸アンモニウムを変性
剤として用いた例である。比較例６では糊液のPH
が低く、しかも淡黄色に着色した。また糊液のPH
を希苛性ソーダ液でPH7.0まで上げたところ着色
が著しくなつた。比較例７はPHの低下を抑えるた
め炭酸ソーダを緩衝剤として添加した例である
が、糊液の着色が比較例６よりも更に強くなつ
た。 以上のことから本発明によれば、着色や悪臭が
全くなくPHが中性付近の低粘度澱粉糊液が連続的
に調製できることが判明した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 澱粉の水性懸濁液を加熱糊化するに際し、酸
   性物質と酸の存在下に水溶液を加熱した時アンモ
   ニアを生成する水溶性窒素化合物とを添加するこ
   とを特徴とする低粘度澱粉糊液の調製方法。 ２ 前記水性懸濁液の加熱糊化がバツチ方式によ
   り行なわれることからなる特許請求の範囲第１項
   記載の低粘度澱粉糊液の調製方法。 ３ 前記水性懸濁液の加熱糊化がジエツトクツカ
   ー、オンレーター等連続糊化装置を用いて行なわ
   れることからなる特許請求の範囲第１項記載の低
   粘度澱粉糊液の調製方法。