JPS5938B2 - 穀類澱粉の直接糖化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は穀類澱粉の直接酵素糖化方法に関し、更に詳細
には穀類澱粉を分離・精製することなく直接酵素液化及
び糖化し高濃度の粗糖化液を製造する方法に関する。

現在、穀類又は地下茎澱粉を原料として糖液を製造する
には、殆んどの場合、湿式法により澱粉を分離・精製し
た後、これを酵素液化及び酵素糖化する方法によって製
造されている。

この湿式法による澱粉の製造技術及び酵素糖化法は既に
確立された技術であるが、湿式法による製造方法、例え
ば、最も大量に生産されているとうもろこし澱粉の製造
法では多量の排液が副生ずると同時に亜硫酸ガスの発生
を伴い、その上分離・精製に多くのエネルギーを消費す
ることが大きな欠薇とされている。

一方、湿式方により澱粉を精製・分離することなく穀類
の粗製澱粉を直接糖化して水あめや糖液を製造する試み
がなされているが、粗澱粉は蛋白質を始めとする不純物
が相当量含まれていることも原因して実際には満足でき
る収率と純度が得られていない。

湿式方で分離・精製した澱粉を使用してグルコース、マ
ルトース或いは水飴等を製造するには。

通常澱粉に水を加えて３０〜４５係の澱粉スラリーを調
製し、澱粉液化酵素及び糖化酵素を作用させて作られる
が、この際澱粉の濃度が高ければ高いほど、蒸発・濃縮
コストが削減できるので望ましいが澱粉スラリーの濃度
が高くなるとスラリーの粘度が上昇し、攪拌・輸送等の
操作が困難となるため、一般に、３０〜４５チ濃度の澱
粉スラリーが用いられている。

又、各種の発酵原料として多量の糖液が使用されている
が１発酵するには殺菌工程が必要であり、この為にも出
来るだけ高濃度の方が望ましく、特にフィード法による
発酵には４０係以上の高濃度の糖液が必要とされる。

本発明者らはかかる事情に鑑み、ドライミリング処理に
よって大量に生産されているコーングリッツやコーンフ
ラワー等の穀類の粗澱粉粉末を直接酵素液化・糖化して
高濃度の糖液を製造する方法を開発すべく鋭意研究を重
ねた結果、穀類の粗澱粉粉末を１００メツシユ以下に粉
砕すると９５係以上の糖化収率が得られ、実用化の可能
性が有ることを知った。

しかしながら１００メツシュ以下に粉砕した粗澱粉粉末
は湿式法で精製した澱粉に比べると粘度が著しく高く、
３０％以上のスラリーにすると攪拌及び輸送が不可能と
なり、実用化できないことが判明した。

そこで粗澱粉スラリーの粘度の問題を解決すべく更に研
究を加え、粗澱粉スラリーに澱粉液化酵素を加え、澱粉
糊化温度を越えない温度で澱粉液化酵素を作用させつつ
、新たに粗澱粉粉末を連続的に又は回分して添加するこ
とにより３５％以上の濃度の澱粉スラリーが調整できる
ことを発見し本発明を完成するに至った。

即ち１本発明は穀類を破砕し皮部及び胚芽部を除去した
穀類の粗澱粉を１００メツシユ以下に粉砕し、これに水
を加えて粗澱粉スラリーヲ調製し、澱粉液化酵素を添加
して澱粉糊化温度を越えない温度で酵素を作用させつつ
、１００メツシユ以下の粗澱粉粉末を加えて澱粉濃度３
５係以上の低粘度粗澱粉スラリーヲ調製し次いで常法通
り酵素液化及び酵素糖化を行うことからなる。

本発明で使用される穀類としてはとうもろこし。

高梁（マイロ）、小麦等が用いられ、穀類はまず破砕し
、夾雑不純物、胚芽部等を除去した後１００メツシユ以
下に粉砕する。

とうもろこしの場合にはドライミリング法で製造されて
いる市販のコーングリッツやコーンスラリを用いれば良
く、これ’１１ｏＯメツシュ以下に粉砕して使用される
。

粗澱粉粉末の粒度と糖化率の関係を以下、実験例にて示
す。

実験例 市販のコーングリッツを奈良式粉砂機を用いて４０メツ
シュ程度の大きさに粉砕し、４０メツ′／ユの篩で篩分
した。

同様に再に２〜６回粉砕して１００メツシユ、２００メ
ツシユ及び３２５メツシユパスの粉末を調製した。

夫々の粒度の粉末を水に投入し、３１ｇ／ｄｌの粗澱粉
スラリーヲ調製した。

スラリーのｐＨｋ７０に調節し、クライスターゼ（大和
化成社製細菌液化酵素：商標）を澱粉１ｇ当り１００単
位（ＡＵ）になるように添加し９３° Ｃで４５分液化
し１次いで１３０° Ｃ１１Ｏ分間加熱した後放冷し、
クライスターゼを澱粉１．ｇ当り４０単位（ＡＵ）補添
し、９３° Ｃ３０分二次数化を行い、１２０’Ｃで１
０分間加熱した後放冷し、粗デキストリン液を調製した
。

粗デキストリン液のｐＨ’に４８に調節した後、グルク
アミラーゼを澱粉１ｇ当り７単位（ＡＵ ）添加し５６
’Ｃで６０時間糖化した。

得られた糖化液の糖化率を測定し１粒度と糖化率の関係
を調べた。

その結果は下表に示す如くであり、９５係以上の糖化率
を得るには１００メツシユ程度に粉砕することが必要で
あることがわかる。

第１表 粒度と糖化率の関係 粒 度（メツシュ・パス）４０６０１００２００３２５
糖化率（ＤＥ、 ％ ） ８７９２９５９５．５９６
第６表に示すように４０メツシュ以上の大きさでは糖化
率は９０係未満に止まり、実用的ではなく９５係以上の
糖化率を得るにば１００メツ・／ユ以下にすることが望
ましい。

粒径は小さいほど糖化率は高くなるが逆に粒度が小さく
なると粗澱粉スラリーの粘度が急激に高くなり、粗澱粉
スラリーの調製が物理的に不可能となるので２００メツ
シユ以下に細かくする必要はない。

ちなみに、上記実験例で調製した１００メツシユ・パス
の粉末ヲ５０° Ｃの温水に投入した粗澱粉スラリーの
粘度は粗澱粉濃度が２３係（重量）のときには２０ｃｐ
３１．７％では５８０ｃｐ、３８係（澱粉としては３２
％）では３８００ｃｐであるが、２００メツシユ・パス
の粉末は１００メツシユ・パスの約７〜８倍の粘度を示
す。

上記のように、細かく粉砕すれば、糖化は可能であるが
、澱粉濃度３５ｇ／ｄ１以上の粗澱粉スラリーヲ調製す
ることは物理的に不可能である。

本発明の方法では１００メツシユ程度の大きさに粉砕し
た粗澱粉粉末に水又は温水を加えて３０〜３５ｇ／ｄｌ
（澱粉として２０〜３０係）の粗澱粉スラリーヲ調製し
、これに澱粉化酵素全澱粉１ｇ当り５０〜１００単位（
ＡＵ）添加し、澱粉の糊化温度を越えない温度で３０〜
９０分間攪拌する。

この際糊化温度を越えると澱粉の糊化が起り、急激に粘
度が上昇し攪拌が不可能となってしまう。

この原因については糊化した澱粉は澱粉液化酵素の作用
により加水分解されるため、粘度は低下する・はずであ
るが、糊化による粘度の増加速度の方がはるかに大きい
ためと考えられる。

従って酵素を作用させる温度は澱粉糊化温度以下、即ち
６５〜６８° Ｃ以下の温度で行われる。

一方温度が２０° Ｃ程度では粗澱粉スラリーの粘度は
比較的低いが、酵素が殆んど作用しないので４０〜５０
° Ｃで作用させることが望ましい。

最初の粗澱粉スラリーの粗澱粉の濃度は３０〜３５係（
澱粉として２０〜３０係）で粘度は４００〜６００ｃｐ
であるが、酵素作用により粘度は時間の経過と共に低下
し、２０〜３０分後には約１００ｃｐに低下する。

そこでこれに粉砕した粗澱粉粉末を連続的に又は回分し
て添加してスラリー中の澱粉濃度を上げ、澱粉濃度を３
５係以上にする。

粗澱粉粉末を添加すると、特に回分して添加する場合に
は粗澱粉スラリーの粘度は急激に上昇しするが、スラリ
ーの粘度が３０００ｃｐｋ越えるとスラリーの攪拌が不
可能になるので３０００ｃｐを越えないようにして添加
することが必要である。

スラリー中の澱粉の濃度が３５係以上に達した後、再に
澱粉糊化温度を越えない範囲で攪拌すると酵素作用によ
り粘度が５００ｃｐ以下に低下するのでコンバータ一方
式等通常の方法に従って液化することができる。

一般に、澱粉の液化は液化酵素を含んだ澱粉スラリーヲ
細かいノズルから噴出すと同時にスチームで瞬間的に液
化アミラーゼの耐熱限界温度（８５〜９５° Ｃ）に加
熱して液化するコンバーター塔方式が多く採用されてい
るが、細かいノズルから澱粉スラリーを噴出するために
はスラリーの粘度’１５００ｃｐ以下にする必要が有る
ので。

この方法を採用するためには澱粉濃度が３５係以上の澱
粉スラリーの粘度１５００ｃｐ以下に低下させることが
必要とされる。

しかるに本発明の方法では粗澱粉スラリーの粘度は４０
０〜５００ｃｐであるから、コンバータ一方式を採用し
て液化することができる。

酵素液化及び酵素糖化は常法通り行えば良く。

糖化率は９５係以上に達する。

得られる糖化液中には相当量の粗蛋白質等が含まれてい
るのでこれを分離することが必要であるが、本発明の場
合。

圧搾濾過等により粕を分離することができ、濾過性につ
いても特に問題はなく、圧搾ケーキの剥離性も良好であ
る。

濾過により不純物を除去して得られる糖液は不純物は少
なく、これからグルコース、フラクトース、マルトース
等の糖が容易に製造される他、各種の発酵原料として好
適に使用できるものである。

又、粕はコーングルテン等の蛋白質を主成分とするもの
で、食品素材、アミノ酸原料あるいは飼料として利用価
値の高いものがある。

上述の如く１本発明は穀類澱粉を分野・精製することな
く直接酵素液化・糖化し、かつ高濃度の糖化液全製造す
る方法を提供するものである。

以下、実施例にて詳細に説明する。

実施例 １ 市販のコーングリッツ（水分６．６％、澱粉８３．９％
、粗蛋白７．２ ％ ） を奈良式粉砕機で１００メツ
シユ程度の大きさに粉砕し、１００メツシユの篩いて篩
分し、■００メツシュ・パスの粉末５７ｋｇを５０’Ｃ
の温水１１４１中に投入し。

２係苛性ソーダ溶液でｐＨ１６，９に調節して粗澱粉ス
ラリーヲ調製した。

このスラリー中の澱粉濃度は２７．８係で粘度は６００
ｃｐ’！ｚ示した。

このスラリーにクラ・イスターゼＦ−５（大和化成社製
の細菌澱粉液化酵素：商標）１１８ｇ添加し、温度ヲ５
０° Ｃに保ちつつ攪拌した。

時間と共に粘度は低下し、３０分後には約１００ｃｐに
低下した。

ここで、再び１００メツシユ・パスの粉砕コーングリッ
ツ粉末３８ｋｇｋ添加しｐＨ１７，０に調節した。

スラリーの粘度は瞬間的に１５００ｃｐまで上昇するが
５０°Ｃで攪拌を続けると粘度は急激に低下し６０分後
には４００ｃｐｔで低下した。

粗澱粉スラリー中には澱粉が３８係含まれており、その
大部分は糊化していない生澱粉である。

この澱粉スラリーをジェット・クツカーを用いて瞬間的
に９０° Ｃまで加熱し、同温度で５０分間保持して一
次液化全行い、１３０° Ｃで１０分間高温加熱処理し
て難容性澱粉ミセルを間外せしめた後。

再び９０° Ｃに温度を下げ、クライスターゼ４７ｇを
補添し一９０° Ｃで３０分間液化し、ＤＥＩＯ〜１２
の粗デキストリン液を調製した。

次に、粗デキストリン液のｐＨ”（ｒ６Ｎ ＨＣｌで
５．０に調節し、グルクザイムＦ−６（大野製薬社製糸
状菌澱粉糖化酵素：商標）１０４ｇ’！ｆ添加し、５６
°Ｃで６０時間酵素糖化を行った。

糖化率は９５係であった。

この粗糖化液を圧搾濾過し、わずかに黄色を帯びた透明
な糖液１２７１と濾過粕２１ｋｇ分離した。

濾過性には特に問題は無くケーキの剥離性も良好であっ
た。

得られた糖液中の全乾物量は３８．９ｇ／ｄｌで直糖は
３６、．６．９ ／ｄｌ 、グルコースは３６ ｇ／ｄ
ｌであり、粗蛋白量は０．２５係と少く。

従来法によるコーンスターチを糖化して得られる糖化液
と比べて遜色のないものである。

例えば。糖液中の全固形物に対するグルコース量はコー
ンスターチの糖化液では９３係であるのに対し、本発明
の糖化液は９２．３であり、殆んど差がない。

一方、得られた軸中には糖液が付着しているからこれを
水洗して回収すれば、糖の収率は９２係以上であった。

水洗した粕はコーングルテンを主成分（約８０係）とす
るもので１食品素材、アミノ酸の原料あるいは飼料添加
物として利用できるものであった。

実施例 ２ 精製マイロを金鋼ロールを使用して粉砕し皮部を除去し
、粉砕機で粉砕して１００メツシユの篩で篩分しマイロ
粗澱粉粉末を調製した（水分１３係、澱粉７５．１ ％
、粗蛋白１１．０％）。

このマイロ粉末１０ｋｇを２０１の水に投入し、 １
．３ｇ／ｄｌの苛性ソーダを添加してｐ Ｈ’ｉ ７．
０に調節し。

３．６６ｇのクライスターゼを添加して５０° Ｃで３
０分間攪拌した。

この粗澱粉スラリーに上記マイロ粗澱粉粉末を再に８．
５ｋｙ添加しｐＨ’ｉ７．０に調節し５０° Ｃで６０
分間攪拌し、粘度５００ｃｐ。

澱粉濃度３６係の粗澱粉スラリーヲ調製した。

次にスラリーの温度ヲ９０°Ｃに上げ、同温度で３０分
間液化し、１２０’Ｃで１０分間加熱し。

温度ヲ９０° Ｃに下げ、クライスターゼ３．６６ｇを
補添し再び９０° Ｃで３０分間液化した。

液化終了後１２０°Ｃで１０分間加熱し、放冷して粗デ
キストリン液を得た。

次に６Ｎ−硫酸でｐＨ全４．８に調節し、２０．３ｇの
グルコース量を添加して５５° Ｃで７２時間糖糖化性
′つた。

糖化率は９８係であり、濾過性も特に問題はなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 穀類を破砕して皮部、胚芽部を除き、１００メツシ
   ユ以下に粉砕した後、水を加えて粗澱粉スラリーを調製
   し、これに澱粉液化酵素を加え、澱粉の糊化温度を越え
   ない温度で該酵素を作用させつつ、該粗澱粉粉末を添加
   して実質的に３５％以上の澱粉を含む低粘度の粗澱粉ス
   ラリーヲ調製し。 次いで常法通り酵素液化並びに酵素糖化を行うことを特
   徴とする穀類澱粉の直接糖化方法。 ２ 穀類がとうもろこし又はマイロである特許請求範囲
   第１項記載の穀類澱粉の直接糖化方法。 ３ 粗澱粉スラリーの粘度が３０００ｃｐｋ越えない範
   囲で粗澱粉粉末を連続的に又は回分して添加すること全
   特徴とする特許請求範囲第１項記載の穀類澱粉の直接糖
   化方法。