JPH0770206A - 変性澱粉の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常温での膨潤度が大きく、しかも温度を上昇
させてそれほど膨潤度が大きくならない変性澱粉を製造
する。 【構成】 水分割合が２５〜６０容量％のアルコール溶
液中に澱粉を分散・懸濁し、これを１００℃以上に加熱
することにより高分子的物理的性質を改変したことを特
徴とする変性澱粉の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種澱粉の高分子的物
理的性質（懸濁液を加熱したときに、澱粉粒が大きく膨
潤し、粘度の高い糊液となる性質）を改変して、常温
（２５℃）で吸水・膨潤性が著しく大であって、かつ温
度を上昇させても膨潤度の変化が少ない澱粉を製造する
方法に関するものであり、特に澱粉を水の割合が２５〜
６０容量％のエタノールのごときアルコール溶液中に分
散・懸濁し、これを密閉状態で加熱して少なくとも１０
０℃以上とした後、該澱粉を集めて乾燥・粉砕して変性
澱粉を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】澱粉の用途は加水分解的利用が最も多
く、その利用割合は全体の約６０％に達するが、その他
に高分子的性質の直接的な利用方法がある。後者の利用
の場合、澱粉を水と共に加熱すると、粒が著しく大きく
膨潤して糊液となるが、このときの糊液の粘性、糊化特
性、ゾルの安定性、ゾル−ゲルの転移、ゲルの性質など
の特性が特に重要である。これらの性質は澱粉の種類に
よって随分異なり、当業界ではそれぞれの用途によって
澱粉を使い分けしてきた。

【０００３】実用的な糊液は、澱粉懸濁液を加熱する間
に糊化温度付近から澱粉の一部が溶解して溶液となり大
部分の澱粉粒が原形を保ったまま大きく膨潤したもの、
膨潤した粒が原形を留めないところまで粒が崩壊したも
のなどが種々さまざまな割合で分散した状態といえる。
このような糊液の性質は特徴であると共に工業的利用の
際に逆に色々障害となることがある。このために種々の
化学的方法で誘導体などのいわゆる化工澱粉とすること
で、これらの物理的性質を改良して用いてきた。特に、
物理的性質の中で澱粉粒の膨潤と澱粉糊の高粘度は特徴
であると共に欠点であるため、当業界では低粘度の澱粉
が要求されており、実際に酸化澱粉、エステル化澱粉等
が生産されている。

【０００４】しかしながら、食品加工の面では食品衛生
及び食味の点から、これら化工澱粉の利用は好ましくな
いので、当業界でもこれを改良する手段として湿熱処理
により澱粉を変性させる工業的条件を見いだした特許出
願がされている（平成２年特許願第２５３０２９号）。
この方法は、原理的には平衡水分状態の澱粉を湿度１０
０％の雰囲気下で１００℃以上の高温度に加熱する方法
であり、減圧・加圧方式の採用により工業的に量産が容
易で、品質的に優れた変性澱粉の製造を可能にしたもの
である。この方法では、加熱温度によって澱粉の変性度
合いが異なるため、その調節が重要であり、均一な製品
を得るためには微細な工程管理が要求される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】変性澱粉の製造法にお
いて望まれることは、まず膨潤性、糊化特性、粘度、耐
熱安定性、溶解性等の澱粉の特性が連続的に変化させう
ること、また粒形の変化は少ないほうが好ましく、しか
もこれら変性の幅ができるだけ広く、かつ容易にその程
度を制御できること、そして可能なかぎり均一に変性で
きることである。さらに処理澱粉の収集と乾燥粉末化が
容易であることも望まれる。

【０００６】本発明では水とエタノールのようなアルコ
ール溶剤との混合溶液中に澱粉を分散・懸濁してこれを
加熱処理することで、澱粉が上記したような諸性質の変
化、特に膨潤性が著しく変化を受けることを見いだし、
この時の水分割合と加熱温度との組合せにより容易に澱
粉の変性度合いを制御できることを見いだした。また、
これらの処理では澱粉粒は外観的にほとんど変化が認め
られず、処理後の分離・乾燥・粉末化が容易である。本
発明の目的は、条件の選択によって、特に常温（２５
℃）での膨潤性が著しく大になり、しかも温度を上げて
もそれほど膨潤度に変化がない変性澱粉を調整すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の変性澱粉は、水分割合が２５〜６０容量％の
アルコール溶液中に澱粉を分散・懸濁し、これを１００
℃以上に加熱することにより製造される。

【０００８】本発明において用いる澱粉は各種の澱粉及
び小麦粉のような穀粉末が使用できるが、実用的には、
最も大量生産され、入手が容易で、かつ価格が安価なコ
ーンスターチを用いるのが適している。本発明において
は、主として澱粉膨潤度と膨潤時の溶解度を、温度を変
えて測定することにより澱粉の変性の程度を判定した。
澱粉膨潤度及び溶解度は貝沼の方法に準じて行った。

【０００９】即ち、無水物として０．２５〜０．５０ｇ
の試料を遠心分離管に精秤し、それに１０ｍｌの水を加
えて２５〜１００℃の各温度で１時間加熱した後、直ち
に４５００ｒｐｍで３０分間、遠心分離し、上澄液を除
いて沈澱物の重量を測定し、その時の上澄液中の全糖量
をフエノール硫酸法で測定して溶解量を算出し、さらに
これらの値から澱粉の膨潤度及び溶解度を算出した。生
澱粉やほとんど変性されていない澱粉は、高温になると
大きく膨潤して、使用した水が全部澱粉粒に吸収されて
上澄液がなくなり、溶解度の測定が不可能となるので試
料量を０．２５ｇとした。

【００１０】この測定条件によると、変性していない未
処理の生澱粉は、膨潤度は２５℃では１〜２％である
が、７０℃を越えると昇温と共に急速に膨潤し、１００
℃では約２５％の膨潤度となり、２５℃の値の１０倍以
上になる。また、溶解度は２５℃ではほとんど溶けず１
％以下であるが、同じく７０℃から上昇し１００℃では
溶解度は２０％以上とかなり溶解するようになる。この
ことを基準にして澱粉の変性の程度を判定した。

【００１１】また、澱粉粒の被染色性も比較した。即
ち、微量の試料を遠心分離管にとり、これへ１％サフラ
ニンＴ（塩基性赤色染料）溶液を約０．５ｍｌ加えて混
合し、約５分間放置した。それを遠心分離し上澄を捨て
て沈澱物を３回水洗して余分の染料を除いた後、赤く染
まった試料澱粉をデッキグラス上にとり、これに一滴の
１％ダイレクトスカイブルー５Ｂ（直接青色染料）を加
えて混和して顕微鏡下で観察し、青色に染まった澱粉粒
の割合を読み取った。同時に澱粉粒の大きさ及び形状の
変化を観察した。また、示差走査熱量計、粘度計の測定
も適宜行った。

【００１２】本発明で最も重要な点は澱粉の変性に適し
た水とアルコール類との混合割合と加熱温度である。本
発明で用いるアルコールとしては、食用に供する変性澱
粉を製造する観点から、安全性、味覚の条件を満足した
エタノールが最も好ましい。但し、プロピルアルコー
ル、イソプロピルアルコール等も用いることができる。
これらアルコール類と水との混合割合が本発明を構成す
る重要な因子である。エタノールの場合、水との混合割
合は、水が２５容量％以下ではほとんど変性効果がな
く、また６０容量％以上では澱粉が過剰に膨潤して粒形
が崩れて好ましくない。加熱温度は水分の割合によって
変性度合いへの影響が異なる。水分割合が５０容量％以
上では８０℃でも軽度に変性するが、水分割合が３０容
量％以下では１００℃以上に加熱しないと実質的な変性
は認められない。好ましくは、水分割合が３４〜５０容
量％で、加熱温度１１０〜１３０℃で約１０〜２０分加
熱して実施するのが良い。

【００１３】本発明において使用する澱粉の反応容器
は、間接加熱で内容を加熱することが可能であって、澱
粉の沈澱を防止することができる程度の攪拌装置を付設
した密閉型の加圧加熱が可能なものである。この反応容
器では、水−アルコール溶液に澱粉を分散させて加熱反
応させ、一定時間後に冷却して処理澱粉を濾過して集
め、これを適当な乾燥機で乾燥粉末とすれば変性澱粉が
製造される。少量の製造の場合は適当な容器に、２５〜
６０容量％の水を含んだエタノール溶液を入れて、この
中に澱粉を分散し、密栓し、この容器を沸騰水中で振り
動かしながら、容器内がエタノールの沸点より少し低い
約７０〜７５℃になるまで加熱し、直ちに十分予熱した
オートクレーブに入れて加圧加熱すれば良い。その後、
澱粉を濾過または遠心分離で集めて、エタノール、アセ
トンまたはエーテルで洗浄するなどの方法で乾燥させれ
ば良い。

【００１４】加熱温度を１３０℃と高くすると水分割合
３０％でも２５℃の膨潤度が６となり、１００℃での膨
潤度は約２，３倍となる。加熱温度を１２０℃、加熱時
間を２０分としたときのアルコール溶液の水の割合が、
２０容量％以下では実質的に膨潤度が生澱粉とほとんど
変化がなく、常温の膨潤度に対して１００℃のそれは約
１０〜１３倍になる。しかし、示差走査熱量計の測定結
果では、糊化時の吸熱量が生澱粉より約１０〜３０％低
下する。また、粘度的にも最高粘度到達温度が約１０℃
低くなり、明らかに変化を受けていることが認められ
る。澱粉の膨潤度の変化は水分割合が２５容量％を越え
る点から変化し、３４％以上では常温での膨潤度が大き
くなるが、逆に高温度での膨潤度は常温でのそれの１．
２から数倍程度にしかならなく、温度による膨潤度の差
が少なくなる。しかもこの傾向はアルコール溶液中の水
分割合が高くなるほど大きくなり、３４〜６０容量％の
水分割合では２５℃における膨潤度は約４〜１０の値に
なる。このことは澱粉１ｇが３〜９ｇの水分を吸水して
膨潤したことを意味し、この性質は錠剤製造時の崩壊剤
として充分利用できるものである。その一方で、１００
℃に加熱したときの膨潤度がわずかに２５℃の時の１．
５〜２．３倍にしかならないことも見いだした。

【００１５】澱粉の溶解度の点では、常温（２５℃）で
は未処理のものは、０．１％以下と極めて少なくほとん
ど溶けないが、７０℃から溶解度は急激に上昇する（表
２参照）。生澱粉及びアルコール溶液中の水分割合が２
０容量％以下での処理澱粉は１００℃では溶解度は約２
５％前後になるが、水分割合を２５容量％以上で処理す
ると高温度での溶解度は逆に小さくなる傾向を示した。
高温度で溶出した澱粉の沃素定色反応による青価は高
く、沈澱部分の澱粉の約２．８倍、元の澱粉の２倍弱で
あった。

【００１６】また、アルコール溶液中の水分割合が３０
容量％を越えると１２０℃加熱処理でも４０℃でのα−
アミラーゼによる澱粉消化の初速度が、急激に水分割合
に対応して大になる傾向を示した。水分割合が４０〜６
０容量％になると澱粉粒がやや膨潤して大きくなるが、
まだ原形を保っており、ほとんどの澱粉が染色されるよ
うになる。これらのことから澱粉粒に隙間が生じたもの
と推察される。水分割合が７０容量％になると膨潤し過
ぎて粒の崩壊が認められ、部分糊化澱粉のようになる。
このようになると処理澱粉の乾燥がやや困難になる。処
理澱粉の乾燥粉末化の点では、水分割合５０容量％以下
の方が操作が容易である。

【００１７】先に説明したごとく澱粉の変性度合いは、
処理温度が一定であれば、アルコール溶液の水分割合に
よって連続的に変化する。また、水分割合を一定にし、
処理温度を変化させることでも、連続的に変性度合いが
変化する。膨潤性について明らかに変性が認められたの
は、エタノールと水の容量比が７５：２５くらいから水
分比が多くなったときであった。高温に加熱したときの
膨潤度が低い点と、常温での高吸水・高膨潤性、後処理
の容易さの両面性を考えると、加熱温度１１０〜１２０
℃、加熱時間２０分で水分割合が３０〜５０容量％であ
ることが好ましい。

【００１８】本発明において澱粉懸濁液を調整するとき
の澱粉に対するアルコール溶液の使用割合は、３〜５倍
容量が好ましい。但し、アルコール溶液中の水分割合が
少ない時（２５〜３５容量％）には澱粉の２倍容量でも
可能である。アルコールを澱粉の５倍容量使用したとし
て、水分割合が４０容量％のとき、澱粉：水：エタノー
ルの比は１：２：３となる。

【００１９】

【実施例】本発明を以下の実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例 １ まず、市販コーンスターチを水−エタノール混合液中に
分散し、オートクレーブ中で１２０℃で２０分間加熱処
理した。次に、共栓付き三角フラスコ（３００ｍｌ）に
市販コーンスターチ２０ｇを入れ、これへ表１に記載の
容積比のエタノールと水の混合溶液１００ｍｌを各々加
えて振とう攪拌して分散液とした。これを沸騰水バス中
で揺り動かしながら加熱して、内容物が約７０℃に達し
た時、予熱をしておいたオートクレーブ中に入れて密閉
し、１２０℃で２０分間加圧加熱した。そして、直ちに
冷却して遠心分離し、沈澱部を無水エタノールで洗浄
し、さらにエーテルで洗浄した。これを４０℃で真空乾
燥して乾燥澱粉とした。この水−エタノール２成分系で
の水分割合の影響による処理澱粉の変性度を表１に示し
た。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１から明らかなように、エタノールで処
理した水分割合０〜２０容量％の澱粉は、未処理の生澱
粉とほとんど変わらなかった。また、水分割合７０容量
％では明らかに澱粉粒が崩壊し、低温度でもよく膨潤
し、部分糊化澱粉とよく似た状態となり、１００℃の溶
解度は生澱粉とほとんど変わらなかった。さらに、水分
割合３０〜６０容量％でも明らかに、低温度での膨潤度
が大きく、特に４０〜６０容量％では２５℃の膨潤度が
約７〜１０倍となり、逆に高温になってもさほど膨潤度
は変化しなかった。このことは本発明の変性澱粉製造法
の特徴を示している。

【００２２】上述したエタノール：水の容積比が６：４
における１２０℃、２０分処理の各温度での澱粉の変性
度（膨潤度及び溶解度）を表２に示した。

【００２３】

【００２４】実施例 ２ 共栓付きプラスチック壜（２０００ｍｌ）に、表３に記
載の容積比のエタノールと水の混合溶液を各々１０００
ｍｌを入れて、約９０℃のバス中に付けて内容物の温度
を約７０℃とした。そして直ちに３００ｇの市販コーン
スターチを分散し共栓をして、同じバス中でしばらく振
り動かしながら加熱し、予め蒸気を発生させて室温を上
昇させておいてからオートクレーブに入れて密閉し、２
０分間、１２０℃で加圧加熱した。そして直ちに冷却し
濾過した後、得られた湿澱粉ケーキをエタノール液で洗
浄した。その後、圧搾して脱水してから薄く広げて４５
℃で通風乾燥して乾物澱粉を得た。これらの水−エタノ
ール２成分系（水分割合３０〜３６容量％）の処理澱粉
の変性度を表３に示す。

【００２５】

【００２６】表３から明らかなように、１００℃におけ
る膨潤度は水分割合が３０〜３６容量％では大差がない
が、２５℃における膨潤度では３４％から容積比が増え
るにつれて大になる傾向を示した。実施例１と合わせて
この実施例２で考えられることは、変性の目的に応じて
水分割合を変えて、所望の澱粉を実施することが可能な
ことである。

【００２７】

【発明の効果】本発明の変性澱粉は、特定の水分割合を
有するアルコール溶液中に分散・懸濁し、特定の温度ま
で加熱することにより製造されているので、水分割合及
び加熱温度の選択により、所望の変性澱粉が容易に得ら
れる。特に、常温（２５℃）での膨潤度が大であり、し
かも温度を上昇させてもそれほど膨潤度に変化がない変
性澱粉を簡単に調整できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水分割合が２５〜６０容量％のアルコー
   ル溶液中に澱粉を分散・懸濁し、これを１００℃以上に
   加熱することにより高分子的物理的性質を改変したこと
   を特徴とする変性澱粉の製造法。
2. 【請求項２】 前記アルコールがエタノールであること
   を特徴とする請求項１記載の変性澱粉の製造法。
3. 【請求項３】 水分割合が３４〜５０容量％のアルコー
   ル溶液中で、加熱温度１１０〜１３０℃で処理すること
   を特徴とする請求項１又は２記載の変性澱粉の製造法。