JPS61173757A - パフ化澱粉の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新しいパフ化澱粉、詳しくは非常に低比重の多
孔性発泡構造を有し、冷水に速かに溶解し、しかも低水
分量（高濃度水溶液）でより高い水分活性を有する新し
い加工澱粉の製造方法に関する。

生澱粉は水に不溶性であり、酵素作用に対する強い抵抗
性を有している。そこでこれを冷水可溶化させる変性技
術は、澱粉の利用分野を拡大させ得る面より、産業上極
めて太き、な意義を有している。即ち冷水可溶化された
澱粉はそれ自体で各種食品、医薬品その他の製品の賦形
剤、安定剤、包接剤等として有用であると共に、これを
水に溶解後、直接各種澱粉分解酵素等を作用させること
により容易にブドウ糖その他のオリゴ糖が製造可能とな
る。

従来より、上記澱粉の可溶化に関する技術は種々研究さ
れているが、未だ充分満足な冷水可溶性が付与でき、し
かもそれに伴なわれる他の不利を惹起しない技術は開発
されていない。即ち、現在研究開発されている上記澱粉
の可溶化方法としては、代表的には澱粉スラリーを熱ロ
ール上で糊化し次いで乾燥させるドラムドライ法及び澱
粉糊液を噴霧乾燥するスプレードライ法が知られている
が、２等方法ではいずれも糊化から乾燥に至る間に澱粉
が老化する弊害を回避できない。また得られた澱粉粉末
は、尚これを水に添加した際には所謂ダマ（ままこ）と
なり、その完全な溶解が困難である。しかも上記ドラム
ドライ法は大量の蒸気熱を要するため機械装置が大型化
して高価となる欠点も伴なわれる。またスプレードライ
法では原料とする澱粉糊液自体の濃度を高めると粘度が
急激に増大するため、希薄溶液を用いる必要があり、動
車が悪くなる欠点を持っている。これを回復さぜるため
に、前段で液化処理を行なっても、次の乾燥段階までに
時間がかかりすぎて、更に増大する致命的な老化を回避
できない欠点がある。

本発明者らは、上記現状に鑑み、従来技術の欠点をすべ
て解消して、特に充分な冷水可溶性、即ち水中に投入す
るのみでダマを生じることなく速やかに溶解する特性を
有する新しい加工澱粉粉末を得ることを目的として鋭意
研究を重ねた。その脱水することができれば、老化現象
を回避して所望の冷水可溶性を有する製品の収得が可能
であるとの着想から、従来米、麦、トウモロコシ等の穀
類を膨化させて菓子類製品の製造を行なっている所謂爆
裂式ふ（れ菓子製造機の原理に着目し、これを澱粉の糊
化乾燥に利用する試験を行なった。

しかしながら澱粉粉末は、これを上記製造機釜内で加圧
加熱する時には、すべて炭化してしまい処理不可能であ
った。しかるに引き続く研究において澱粉を造粒するか
又はこれに滑剤を加えておく時には、上記炭化が起らず
、しかも非常に高度に膨化して低比重で多孔質の発泡構
造を有する独特の澱粉乾燥品が得られ、該乾燥品は所望
の冷水可溶性を有するに加え、その等温吸湿曲線から、
低水分量でより高い水分活性を有する特性を見い出した
。本発明は上記知見に基づいて完成されたものである。

問題点を解決するための手段 即ち、本発明は澱粉造粒物及び該造粒物又は澱粉と滑剤
との混合物から選ばれた少なくとも１種の澱粉原料を、
耐圧容器内で回転流動させつつ加熱加圧してα化させ、
次いで圧を開放して、α化した澱粉原料を発泡膨化させ
ることを特徴とするパフ化澱粉の製造方法に係る。

本発明において澱粉としては、地上澱粉であるか地下澱
粉であるかを問わず、各種の澱粉及び化工澱粉をいずれ
も同様に用いることができる。その代表例としては、例
えばトウモロコシ、小麦、米、甘藷、馬鈴薯、タピオカ
等の澱粉及び例えばリン酸澱粉、ヒドロキシプロピル澱
粉等の各種澱粉誘導体、酸化澱粉、可溶性澱粉等の化工
澱粉等を挙げることができ、之等はその一種を単独でも
また二種以上を組み合せても用いることができる。

之等各澱粉は通常澱粉粒の大きさが約５〜４５μｍの範
囲にあも、その水分含量は約１８〜１８％である。

本発明では上記澱粉を、造粒して澱粉原料とするか、或
は澱粉（又はその造粒物）に滑剤を添加混合した混合物
を澱粉原料として利用することが重要であって、これに
より始めて引き続く操作により所期のパフ化澱粉を収得
できる。ここで澱粉の造粒物は、適当なバインダーを用
いて製造される。該バインダーとしては常法に従い調製
された澱粉糊液の他、デキストリン、天然ガム等が使用
できるが、一般には造粒すべき澱粉と同一の澱粉の糊液
が有利に用いられる。該澱粉糊液及びデキストリンは、
通常的０．１〜８％の濃度とされるのが適当である。そ
の澱粉に対する使用割合は、該澱粉の造粒が充分に行な
い得ることを前提として任意に決定でき、通常乾物重量
基準で約０．１〜２直量％とされるのが好ましい。また
天然ガム等をバインダーとして用いる場合、その濃度及
び使用量は、上記澱粉糊液よりかなり低濃度及び少量と
することができ、通常澱粉糊液の約０．１倍重量前後と
すればよい。上記造粒は通常の造粒機、例えば流動層式
造粒機等を用いて実施することができるが、特にこれに
限定されることなく、例えば適当な容器内で澱粉とバイ
ンダーとを混線後、網目等を押圧通過させることによっ
ても行ない得る。

かくして得られる造粒物は、通常１００メツシユ以下（
粒度的１５０　ａｍ以上）、好ましくは８〜１００メツ
シュ程度の粒度とするのがよく、この造粒により、引き
続く耐圧容器内での回転流動に際し、容器壁への付着が
なく、均一に加熱α化される澱粉原料を得ることができ
る。

また本発明方法において他方の澱粉原料として利用され
る澱粉と滑剤との混合物は、単に澱粉に滑剤を添加混合
することにより調製される。ここで用いられる滑剤とし
ては、医薬品等の製剤分野で利用されている滑剤乃至は
食品添加用滑剤として公知の各種のもの、例えば第８リ
ン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素
カルシウム、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム等を
例示できる。２等滑剤は通常へ澱粉（乾物重量）に対し
て約０．０２〜０．５重量％、好ましくは０．１重量％
前後使用され、この滑剤の混合により、得られる粉末混
合物は、何ら造粒を行なわずとも、上記へ澱粉造粒物と
同様に容器内壁に付着するおそれがなく、所望のパフ化
を可能ならしめる。

上記澱粉造粒物及び生澱粉と滑剤との混合物は、これを
本発明方法に従う澱粉原料として用いるに当っては、特
にその水分含量を調節せずとも澱粉自体の保有する水分
のみで充分なパフ化が行ない得るが、例えば乾燥澱粉等
を利用するときなどでは必要に応じて上記澱粉原料の水
分量を約１０〜４５％、好ましくは約１５〜８０％に調
節するのが好ましい。この澱粉原料の含水量は特に引き
続くパフ化条件との関連において重要な意味があり、こ
れが約１０％よりあまりに下回る時には、引き続く耐圧
容器内での加熱加圧条件を過酷なものとしても良好なパ
フ化は行なわれず、所期の製品は収得できない。また水
分含量を４５％を上回るものとすれば、パフ化は良好に
行なわれるが、得られるパフ化澱粉自体に尚かなりの水
分を残存するために、その排出後の品温の低下に棹って
、収縮してしまい、せっかく得られた多孔質形状が崩壊
されて固化するため、冷水可溶性も損なわれることとな
る。

本発明で利用されるパフ化装置は、澱粉原料を回転流動
させつつ加熱加圧するための加熱加圧部と、装蓋内圧を
急激に解放するための圧解放部とを有する限り特に制限
はなく、従来のバッチ法による爆裂式ふくれ菓子製造機
等の回転式パフガンをそのまま利用することもでき、ま
た連続法によ熱加圧部と、スライドピストン式や回転バ
ルブ式等の圧解放部とを適宜組み合せた連続式パフ化装
置を利用するとともできる。該パフ化装置の運転条件（
加熱加圧条件）は、適宜決定されるが、通常缶外部より
ガスバーナや炭団等の適当な加熱手段により釜内澱粉原
料を回転流動させつつ、釜内圧が自生圧（水蒸気圧）に
より約５〜２０　ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは約７〜１５
　ｋｇ／ｃｍ２に達するまでの時間（通常数分〜数十分
）加熱するのがよい。また上記加熱加圧後の圧の開放は
、例えばパフガンを利用する場合は、その蓋を開放する
ことにより、回転バルブ式の場合はバルブを脈動回転さ
せることにより、スライドピストンの場合は、ピストン
をスライドさせることにより、夫々行ない得る。但しこ
の圧の開放は、できるだけ速やかに行なうのが好ましい
。

かくして本発明方法によれば、加熱加圧後の急激な庄の
解故に上り一α什六れたｍ粉層ムが慶什すると共に、該
原料中に存在する水分が揮散し、瞬間的に多孔性発泡構
造を有する所期の冷水可溶性に優れたパフ化澱粉乾燥固
体を収得できる。得られるパフ化澱粉の原料に対する膨
張率は、パフ化条件等により若干具なるが、一般に約１
０倍以上に及んでおり、その乾燥固体の断面形態は、走
査型電子顕微鏡で観察の結果、°中空のハチの巣状で底
部が袋状をなし、その中空部分は球形に近く、該空隙部
分をとりまく隔壁の厚さは、通常非常に薄く、これは澱
粉原料中の水分量が少なくなると厚くなる傾向がある。

またパフ化澱粉は一般に白色を呈し、そのＤＥはパフ化
条件に応じて１〜１０である。更にその粘度は、例えば
ＤＥｌ、５のものの場合、１０％、２５℃において２０
　ｃｐｓ前後であった。しかもこれは冷水（１５℃）中
に投入しても、ダマにならず、瞬時に溶解する優れた冷
水可溶性を有していた。尚通常この種の低ＤＨに液化し
て、スプレードライ法に従い得られるデキストリンは、
冷水に投入した場合、ダマを作り、その完全溶解は困難
である。更に本発明方法に従って得られるパフ化澱粉の
粉末は、かさ比重が高く、後記実施例に示した等温吸湿
曲線で示される通り、より低い水分含量（％で高い水分
活性を有している。

従ってこれは各種食品、医薬品その他の製品の製造原料
として有用であると共に、高濃度基質での酵素反応が容
易であるためアミロース、グルコース、マルトース、サ
イクロデキストリン等やその他、のオリゴ糖の製造のた
めの糖化原料としても非常に有益である。

以下、本発明の実施例を挙げる。

実施例１ 脱水馬鈴薯澱粉（含水量２％以下）６０００Ｆを流動層
式造粒乾燥機（大川原製作所製）に入れ、８％馬鈴薯澱
粉糊液８８２０ｍＮ（馬鈴薯澱粉１１５Ｆ）を、室温下
ｉ　ｏ　ｏ　ｍｌｌＺ分の速度で噴霧しつつ造粒して、
平均粒度８５メツシユ（５００、＃Ｉｍ）の造粒物を得
た。このものの含水率は、赤外線水分計（Ｋｅｔｔ　、
　Ｓａｎｗａ　Ｅｌｅｃ、、　Ｌａｂ、）による測定の
結果１２．０％であった。これに所定量の水を噴霧して
水分含量１２０　ｍｌｌ　（含水率２２．７％）とした
。

上記で調湿した生澱粉造粒物５１７Ｆ（約１．４１の容
積を占める）を、内容積２．８１（直径１２ｃｍＸ長さ
２５．４ｃｍ）の回転式ハブガンの釜内に入れ、密閉後
、釜を回転（６０ｒ、ｐ、ｍ　）させつつ外部よりガス
バーナーで加熱した。加熱開始２４分後、釜内圧は１０
　ｋｌ／ｃｍ２（１８０℃）に達した。この時点で瞬間
的に蓋を開けて、釜内圧を解放し、生成物を捕集した。

得られた生成物は発泡スチロール状を呈しており、容易
に機械的に粉砕することができ、この粉末は、これを静
置した冷水中に投入するのみで、ていた。

上記で得られたパフ化澱粉の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ
）写真をｔｇ１図及びｗｘ２図に示す。尚ＳＥＭ観察条
件は次の通りである。

使用ＳＥＭ、日本電子社製、ＪＳＭ−８５型試料；イオ
ンスパターを用い、金−パラジウムを蒸着（１，２ＫＶ
、　６　ｍＡ、　１５分）　させた。

条件；加速電圧１０ＫＶで、倍率８０倍（第１図）及び
１５０倍（第２図）とした。

上記各図より、パフ化澱粉は中空ハチの巣状の断面形態
を有し、その底部が袋状であり、内部中空は球形に近い
構造の発泡状態となっていることが判る。

また得られたパフ化澱粉の各種特性を調べた結果は、次
の通りであった。

嵩比重；１８．２ 膨張率↓１２．６倍（対原料馬鈴薯澱粉）ＤＥ；１．５ 白皮ｉ８１．５ 回転粘度；１０％水溶液（ｐＨ６，０５）の２５゛Ｃに
おける粘度は２０．　Ｏｃｐｓであるう更に上記パフ化
澱粉の水分活性（Ａｗ）を調べた結果（２０℃における
等温吸湿曲線）を、第８図に曲線（１１として示す。第
３図において縦軸は水分（至）を、横軸は水分活性を示
す。ここで水分活性（Ａｗ）とは、ある一定温度におけ
る試料の示す水蒸気圧（Ｐ）と最大水蒸気圧（ＰＱ）と
の比、即ちＡＷ＝Ｐ／ＰＯとして定義されるものであり
、該Ａｗは試料を無水状態とした後、徐々に吸湿させつ
つ各水分含量での値を水分活性測定装置（ＪＡＮ−２７
、Ｎｏｎａ　−５ｉｎａ社製）により測定することによ
り求められる。第８図には、また後記５Ｉ７！施例２で
得たパフ化澱粉についての結果を曲線（２）として、比
較のため原料とした馬鈴薯澱粉についての第８図よりパ
フ化澱粉は、比較とする澱粉に比し、同一水分量でより
高い水分活性を有し、より低水分量で同一水分活性とす
ることができることが判る。このことから該パフ化澱粉
は、低水分量（高濃度基質）で酵素反応等を行なわせ得
る特長を有することが判る。

更に得られたパフ化澱粉の高速液体クロマトグラフィー
（ＨＰＬＣ，Ｓ−８０４カラム使゛用）分析結果を第４
図に曲線（１１として示す。第４図中横軸は保持時間（
分）を示し、図には相当する分子量を矢印を付して示し
た。また図中曲線（２）は後記実施例２で得たパフ化澱
粉の分析結果を併記する。

第４図より得られたパフ化澱粉は、分限分子量（５０万
）以上のボイド画分にその主な分子量ピークが認められ
、他に約８万の分子量ピークが若干認められることが判
る。

実施例２ 実施例１で得た馬鈴薯澱粉造粒物（平均粒度３５メツシ
ユ）の含水率を２０％に調湿し、その８６１Ｆ（約１／
！、水分量７２．２ｍｌ＞を、同一回転式パフガンの釜
内に装入し、同条件下に回転流動させつつ外部加熱し、
２５分を要して釜内圧を１５　ｋｆ／ｃｍ２とし、この
時点で瞬間的に蓋を開け、釜内圧を解放し、生成物（パ
フ化澱粉）を得た。

得られたパフ化澱粉は、含水率約７．５％であｈ、ＤＥ
が約９で、若干茶褐色がかつている以外は、略々＊ｍ例
１と同様の形状及び特性を有するものであり、優れた冷
水可溶性を有していた。そのＳＥＭ写真（倍率６０倍）
をａ［５図に示す。

実施例８〜５ 馬鈴薯澱粉（含水率約１８％）を、ＩＩ！施例１と同様
にして造粒して、平均粒度８５メツシユ（５００、＃７
７ｊ）の造粒物を得た。これをデシケータ−内で所定含
水量となるよう調湿後、その所定量を、同一回転式パフ
ガンを利用して下記第１表に示す条件下に同様にパフ化
して、パフ化澱粉を得た。

得られたパフ化澱粉は、いずれも発泡スチロール状を呈
しており、第１図及び第２図と略々同様の多孔質発泡（
中空ハンカム状）構造を有しており、優れた冷水可溶性
を具備していた。

第１表 実施例６ 馬鈴薯澱粉（含水率約１７％）に、該澱粉重量の０．５
Ｎ量％に相当する１、０％馬鈴薯澱粉糊液を加え、て混
線し、混線物を８メツシユの網目に押圧通過させて造粒
して、平均粒度８メツシユの造粒物を得た。これをデシ
ケータ−内で含水率１７％になるように調湿した。次い
でその４５（１（水分含量７６．５ｍｇ）を、同様にし
てパフ化処理（１０ｋｆ／ｃｍ２．１７分）して、所望
の冷水可溶性を有するパフ化澱粉（ＤＥ約１）を得た。

このもののＳＥＭ写真（倍率１５０倍）を第６図に示す
。

実施例７及び８ 馬鈴薯澱粉に代えコーンスターチ（含水率１８％、実施
例７）及びタピオカ澱粉（含水率１７％、実施例８）を
用い、実施例１と同様にして造粒物（平均粒度２０メツ
シユ、８４０ＩＩｊ＊）を得た。

之等の含水率を夫々２７．２％に調湿後、夫々４００ｆ
（水分量ｔｏｇ、５ｍ１ｌ）を、実施例１と同様にパフ
化処理（１０ｋｆ／ｃｍ２．１９分）して、所望の冷水
可溶性を有するパフ化澱粉を得た。

実施例９及び１０ 澱粉誘導体として置換度が０．１のにドロキＶ、Ａ／プ
ロピル馬鈴薯澱粉（含水率１７％、実施例９）及びＢ型
粘度計による粘度が５０　ｃｐｓ　（２０％、５０　’
Ｃ）の次亜塩素酸ソーダによる酸化馬鈴薯澱粉（含水率
１７％、実施例１０）の夫々を用い、これらの夫々を実
施例６と同様にして造粒して澱粉造粒物（平均粒度８メ
ツシユ）を得た。

之等の夫々の澱粉原料につき、実施例１と同一のパフ化
処理を繰返して、所望の冷水可溶性を有するパフ化澱粉
を得た。

実施例１１ 馬鈴薯澱粉（含水率１８％、平均粒度４０　、ｇｍ）に
、該澱粉重責の０．１重量％の食品添加用ｗＸ８リン酸
カルシウムを粉体混合した。得られた混合物６６７Ｎ（
水分量１２０ｍ１りを、実施例１と同一の回転式パフガ
ンの釜内に装入し、回転流動させつつ外部加熱し、２５
分を要して内圧１０ｋｆ／ｃｍ２に至らせ、この時点で
瞬間的に開蓋して、釜内圧を屏放し、生成物（パフ化澱
粉）を回収した。

得られたパフ化澱粉は、若干茶褐色を呈する以外は、略
々実施例１で得られたそれと同様の形状及び特性を有し
ていた。

実施例１２ 第８リン酸カルシウムに代え、炭酸マグネシウムを用い
て得られた粉体温合物の８８８ｇ（水分量１５０Ｆｆｆ
＃）を用い、実施例９と同様（但し内圧１０　ｋｊｌ／
ｃｍ２　　に至るのに２９分を要した）にパフ化して、
実施例１及び９と同様に冷水可溶性を有する所望のパフ
化澱粉を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図、ＩＥＺ図、第５図及び第６図は、本発明で得ら
れるパフ化澱粉の走査型電子顕微鏡写真であり、第８図
及び第４図は、実施例１及び２で得たパフ化澱粉の等温
吸湿曲線及び高速液体クロマトグラフィー分析結果を夫
々示すグラフである。 Ｃ以上） 第３図 水冷５ｆｉ斗生 Ｗ＆４　　凶 イＪ肢Ｊ’ＤＴ　間　　（多ケ） 第５図 第６　　ｍｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）澱粉の造粒物及び該造粒物又は澱粉と滑剤との混
   合物から選ばれた少なくとも１種の澱粉原料を、耐圧容
   器内で回転流動させつつ加熱加圧してα化させ、次いで
   圧を開放してα化した澱粉原料を発泡膨化させることを
   特徴とするパフ化澱粉の製造方法。