WO2007142306A1 - 高水溶性アガベ・イヌリン、アガベ・イヌリン含有製品、アガベ・イヌリン由来製品、副産物及びそれらの製法 - Google Patents

高水溶性アガベ・イヌリン、アガベ・イヌリン含有製品、アガベ・イヌリン由来製品、副産物及びそれらの製法 Download PDF

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inulin
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agabeinulin
soluble
plant
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Tetsuya Ogura
Celia Beltran
Yoshitane Kojima
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Agave Inc.
Universidad Autonoma De Guadalajara
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    • Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing polysaccharide inurin, and in particular, to a method for purifying and producing inulin from agabe plants, which has never been done before, and a method for recovering by-products during the purification process.
  • Inulin is a polysaccharide in which fructose (furatose) is polymerized linearly or branchedly, and glucose (glucose) is bound to the end.
  • the polymerization degree of fructose is distributed around 10-40. Both ends reach the range of 2_60.
  • Asteraceae is known as a plant containing a large amount of inurin. For example, 15-20% is contained in the root of chicory (European origin) and the root of Jerusalem artichoke.
  • garlic, Yura, onion, dahlia, burdock, thistle, etc. also contain inulin.
  • Inulin is a white, odorless, and low-calorie carbohydrate powder that is attracting attention as a dietary fiber. Inulin is also useful as a fat substitute for mayonnaise and fresh cream, as it helps to improve health, such as intestinal regulation, cholesterol-lowering action, blood sugar level-inhibiting action, mineral absorption promotion action, and bifidobacteria growth action.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-278459
  • Patent Document 2 the ability to produce a sugar alcohol of a furato-oligosaccharide by hydrolyzing a fructose polymer-containing plant such as Jerusalem artichol to produce a soluble portion and reducing it.
  • the fratose oligosaccharide has a fructose polymerization degree of 14 and it is impossible to produce inulin having a high polymerization degree by the above method.
  • JP 2003-9309 0 has established a method for producing inulin by reacting sucrose (sucrose) with inulin synthase, but it cannot produce inulin at once from a sugar raw material plant. As a result, the price of inulin increases.
  • inulin produced from asteraceae plants such as chrysanthemum chicory has low water-solubility, and thus has a weak point that some powder feel remains when made into juice. For this reason, inulin is often provided as a powder or tablet, and has a weakness that is difficult to ingest compared to juice.
  • agave plant (Ryusellan) vegetated in Mexico, away from the Asteraceae plants.
  • Mexico has a dry climate, and fleshy succulent plants similar to aloe are stably planted in the desert.
  • Alcoholic beverages such as tequila and pulque are produced by alcohol fermentation of agabe plants, and the main fermentation body is known to be high-quality inulin contained in agabe plants at high concentrations ( Non-patent document 1).
  • a large amount of agabe plants are cultivated for the production of these alcohol fermentation products, a stable supply of agaga plants and a well-developed transport network can be used.
  • Non-Patent Document 2 A commonly known tequila production method is to first heat a peony of an agave plant (a corm trimmed like pineapple) for about 30 hours with steam at 100 ° C. It hydrolyzes the inner inulin to fructose. Squeeze with a squeezing machine while adding water to the heated peiner to obtain the juice. This juice is fermented with alcohol, and the fermentation liquid is distilled twice to produce tequila.
  • a technique for extracting fructose from an eel plant has been developed.
  • agabe syrup which is a fructose syrup
  • Patent Document 4 Patent Document 5
  • Patent Document 6 Patent Document 6
  • these gabebe syrup recipes contain sugar. The purpose is to extract, and there is no idea to extract inulin from hydrolyzed plants without hydrolysis. Also, in these production methods, it is considered to squeeze the juice without adding water.
  • Patent Document 1 JP 2005-278459
  • Patent Document 2 JP-A-7-87990
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-93090
  • Patent Document 4 U.S. Pat.No. 3,928,121
  • Patent Document 5 US Pat. No. 4,138,272
  • Patent Document 6 US Pat. No. 5,846,333
  • Non-patent contribution 1 rimvasan M, Bhatia, Carbohydrates of Agave Vera Cruz. Biochem Journal 1953, 55, 286-9
  • Patent Literature 2 http://www.rikukawa.com/jyouryusyu/tequila/manufacture.html Disclosure of Invention
  • Patent Documents 4 to 6 showing a method for producing an agabe syrup will be analyzed in detail.
  • the leaves and piniya of agabe plants are separated, washed with water, then mixed and crushed to obtain a juice.
  • the juice is hydrolyzed and left to stand to extract the supernatant.
  • the supernatant is heated to promote hydrolysis, concentrated in the evaporation process and spray dried to produce a powder syrup.
  • the juice is about PH4, and hydrolysis with acid proceeds.
  • unheated ninulin degrading enzyme acts and hydrolysis of inulin proceeds at an accelerated rate.
  • acid hydrolysis is accelerated by heating the supernatant, and most of the inulin is converted to fructose, completing the powder syrup. Therefore, there is no description or suggestion of producing inulin alone.
  • Patent Document 5 is characterized in that the supernatant produced in Patent Document 4 is adjusted to pH 3-4 and maintained at 85-100 ° C for 2-3 hours to forcibly proceed with acid hydrolysis. Have Finally, the acidic supernatant is neutralized to stop hydrolysis, further heated, purified by supernatant treatment, and concentrated by evaporation to produce agabe syrup (flatatose syrup). It is characterized by the clarification of pH, temperature, and decomposition time, and these are for the purpose of forcibly hydrolyzing inulin, and there is no idea of patent document 5 to manufacture inulin alone. it is obvious.
  • Patent Document 6 juice is produced by squeezing water into a piniya, and the juice is purified by centrifugal treatment and colloid removal, and further removed with activated carbon 'cation exchange resin' anion exchange resin. Mineral. Then, inulin is forcibly hydrolyzed to fructose with inulin-degrading enzyme to produce agabe syrup (flatatose syrup).
  • Patent Document 6 The feature of Patent Document 6 is that hydrolysis proceeds with inulinase (inulinase), and no heat treatment is performed to activate inulinase. Therefore, it is clear that Patent Document 6 has no idea of manufacturing inulin alone.
  • Agabe plants are woven with fibrous materials and are very strong and difficult to squeeze.
  • inulin is stored in a vacuole surrounded by a cell wall.
  • the cell wall and the vacuolar membrane must be crushed.
  • Inulin is easily hydrolyzed because it has inulinase in the plant.
  • it has a terpene-like odor, blue odor, and bitterness because it is a chemical substance for self-defense. Accordingly, it is an object of the present invention to solve these difficulties.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the first aspect of the present invention is that an agabe plant containing inulin is shredded into plant pieces or after shredding, The vacuole containing inulin is crushed by applying force to the plant piece, squeezing the liquid juice of the vacuole from the crushed plant piece, removing impurities from the juice to obtain a highly water-soluble agabeininulin.
  • This is a method for producing a highly water-soluble agabeinulin which produces a dissolved agabeinulin solution.
  • the plant piece is kept for a desired time within a range of 5 minutes to 180 minutes.
  • This is a method for producing highly water-soluble agabeinulin heated to a temperature of 100 ° C or lower.
  • a third aspect of the present invention is a method for producing a highly water-soluble agabeinulin according to the first or second aspect, wherein the plant piece is mixed with an acid neutralizer and heated.
  • the plant piece is treated.
  • the liquid juice has a pH of 6
  • the impurity is adsorbed and removed from the juice by an adsorbent. This is a method for producing highly water-soluble arginine.
  • the impurities adsorbed on the adsorbent are eluted in a mixed solution of water and an organic solvent, and the adsorbent after elution is reused. This is a method for producing highly water-soluble agaveinulin.
  • An eighth aspect of the present invention is the process for producing a highly water-soluble agabeinulin according to the seventh aspect, wherein the eluted solution is recovered as a by-product by distilling off the mixed solution. It is.
  • a ninth aspect of the present invention provides a highly water-soluble solution for producing solid agabeinulin by removing water from the agabeinurin solution in any of the above-mentioned :! to 8 forms. It is a manufacturing method of garbage.
  • a tenth aspect of the present invention is an agabeinulin solution produced by the production method of any one of the first to eighth aspects.
  • An eleventh aspect of the present invention is a solid bag made by the manufacturing method of the ninth aspect.
  • a twelfth aspect of the present invention is a byproduct recovered by the manufacturing method of the eighth aspect.
  • a thirteenth aspect of the present invention water or hot water is added to the squeezed rice cake of the crushed plant piece from which the juice has been squeezed by the production method according to any one of the first to fourth aspects.
  • the agabeinulin extract of the eighth aspect is hydrolyzed with an acid catalyst or an enzyme to produce a sugar liquid containing fructose as a main component. It is a method for producing an alcoholic beverage that is fermented or distilled after fermentation to produce an alcoholic beverage.
  • the agabeinulin extract of the eighth aspect is hydrolyzed with an acid catalyst or an enzyme to produce a sugar liquid containing fructose as a main component. concentrated Thus, a method for producing an agabe syrup is described.
  • the sixteenth and seventeenth aspects of the present invention are agabeinulin-derived products produced according to the fourteenth and fifteenth aspects, respectively.
  • the squeezed culm of the crushed plant pieces from which the juice has been squeezed by the production method according to any one of the first to ninth aspects is mixed, and at least as a dietary fiber.
  • This dietary fiber-enriched feed contains inulin.
  • the production amount of inulin increases, and stable vegetation of the agabe plant in Mexico is achieved.
  • the shape of the plant piece can be any shape such as square, granular, powder, plate, and flake, and the preferred size ranges from several centimeters to powder.
  • Various known shredders and grinders are used. it can. As will be described later, when the plant piece is heated, the heating effect increases as the size of the plant piece obtained by chopping the scallop plant becomes smaller, and the heating time can be shortened.
  • the equipment having heating means may be used when the plant pieces or the crushed plant pieces can be squeezed without heating. Therefore, it is possible to provide a relatively inexpensive, highly water-soluble argabeinulin that does not increase labor costs and energy consumption for its operation, maintenance and management.
  • force preferably twisting force
  • the two steps of crushing and squeezing the vacuole are essential, but two steps can be simultaneously performed using a known squeezer, for example, an orange squeezing machine, a press squeezing machine, a cutter, a juicer, Other juicers can be used.
  • the efficiency can be increased by using a hammer mill or a stone mill for crushing the vacuole.
  • Inulin extracted from agabe plants is much more water-soluble than inulin such as chicory cucumber, and highly water-soluble agabeinulin is dissolved in the juice.
  • the juice contains many impurities other than inulin, it is necessary to remove these impurities.
  • activated charcoal, anion exchange resin, cation exchange resin, adsorption resin, filter, separation membrane, safety Microbial flocculants and other removal means can be used. In this way, an agabeinulin solution in which the highly water-soluble agabeinulin is dissolved is produced.
  • the plant pieces are softened by heating and the heating temperature is set to 100 ° C or lower, so that it is possible to suppress enzymatic hydrolysis of inulin. Therefore, highly water-soluble agabeinulin can be produced with high efficiency.
  • the heating temperature of the plant piece is set in the range of 80 ° C to 100 ° C, the softness of the plant piece is promoted and at the same time, the plant piece is heated to a temperature of 80 ° C or higher. It can inactivate enzymes such as inurinase (inurinase) and lipooxygenase that produce blue odor, which are contained in plants.
  • the heating time is performed for a desired time within a range of 5 minutes to 180 minutes, and is appropriately adjusted according to the weight of the plant pieces to be heated and the size of the plant pieces. In less than 5 minutes, inactivation of the enzyme cannot be achieved, and the softness of the plant pieces is insufficient. Heating energy costs increase over 180 minutes, and the hydrolysis of inulin by the acidity in the body water and pulp of agabe plants is promoted, and the amount of inulin is reduced.
  • Various known heating devices can be used as the heating means.
  • a steam heating device, an electric heating device, a gas heating device, a petroleum heating device, an infrared heating device, a microwave heating device, and other heating devices can be used. You can simply burn and heat coal or wood. Even in the case of a steam heating device similar to tequila production, the energy cost does not increase so much in the case of heating for a short time, and the penetration of moisture into the banana plant is negligible.
  • the plant pieces can be mixed with the acid neutralizing agent to keep the plant pieces in a neutralized state, and the acid hydrolysis of inulin can be blocked.
  • the acid neutralizing agent alkali agents such as calcium carbonate 'calcium hydroxide' sodium carbonate 'sodium bicarbonate, ⁇ H-type anion exchange resin, and other neutralizing agents can be used.
  • An acid neutralizing agent may be added in admixture with a solvent.
  • the treatment of the plant pieces is performed under the condition in which water is not forcibly added, so the energy cost for heating the added water can be reduced, and the 'Contribute to lower price of Inulin.
  • a heating device that does not use water, steam heating devices' electric heating devices, gas heating devices, petroleum heating devices, infrared heating devices, microwave heating devices, and other dry-type heating devices can be used.
  • a microwave heating device such as a microwave oven is also simple and effective as a high-temperature heating device.
  • the juice is prepared to have a pH of 6 to 8
  • the pH of the juice can be forcibly neutralized to block acid hydrolysis of inulin. Therefore, there is an advantage that the production amount of inulin can be increased without reducing the inulin content in the juice.
  • the pH adjuster for the juice is calcium carbonate, calcium hydroxide 'sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, etc. Alkali agent, OH type anion exchange resin, etc. can be used.
  • the water-insoluble pH adjuster can be removed by filtration.
  • a high-purity agabeinulin solution that does not contain impurities such as solid substances can be produced because the impurities are adsorbed and removed from the juice by an adsorbent.
  • a porous adsorbent is suitable.
  • activated carbon, zeolite, alumina, molecular sieves, adsorbent resin and the like can be used, and among these, the adsorbent resin is particularly suitable.
  • an adsorption resin In the case of an adsorption resin, the adsorption of impurities and the desorption (regeneration) of the adsorbed impurities are easy, but other adsorbents capable of adsorption and desorption can also be used.
  • HP20 made by Mitsubishi Kasei and Amberlite XAD made by Rohm & Haas can be used as the adsorbent resin, but it goes without saying that other adsorbent resins can also be used.
  • the impurities By simply filling the adsorbent into the column and passing the juice through, the impurities can be removed and only the solution in which the agabeinulin is dissolved can be obtained.
  • Adsorption efficiency is almost the same between room temperature and less than 100 ° C, and it is difficult to be influenced by the location of the adsorption processing plant and the temperature conditions of the juice. It is effective.
  • the adsorbent can be reused. Since the same adsorbent can be used many times, there is an advantage that the processing cost is low.
  • organic solvents hydrophilic solvents such as alcohol and acetone that are compatible with water are effective. Organic substances in impurities are absorbed in organic solvents, and water-soluble substances are absorbed in water. The adsorbent can be regenerated.
  • the eighth aspect of the present invention it is possible to recover the eluted impurities as by-products by distilling off the mixed solution.
  • the impurities eluted in the mixed solution of water and organic solvent are dispersed and dissolved. If the solvent is separated, the impurities remain.
  • These impurities include saponins (nonvolatile components) and odors as bitter components, terpene aldehydes (volatile components), and the like, and substances such as saponins 'terpene' aldehydes are produced as by-products.
  • Saponins are expected to be applied to food additives, pesticides, herbicides and other agricultural chemicals.
  • volatile substances are expected to be applied to tequila-related food and drink odor components and agricultural chemicals.
  • solid agabeinulin can be produced by removing water from the agabeuinulin solution produced as described above.
  • removing means evaporation / membrane separation or other known means can be used.
  • Agave'inulin is highly water soluble and dissolves in about 1/3 of the weight of inulin and minimizes hydrolysis to yield high quality liquid and solid inulin.
  • an agabeinulin solution is provided by the production methods of the first to eighth aspects.
  • the solubility of agabeinurin is more water-soluble than inulin obtained from Asteraceae plants, and there is an advantage that a wide range and concentration of agabeinulin can be provided.
  • the water activity of the concentrated agabeininurin solution is low.
  • the water activity of the 75% aqueous solution of inulin is 0.83, the microorganisms do not grow and withstand long-term storage.
  • solid agabeinulin is provided by the production method of the ninth aspect.
  • Various forms of solid agabeinulin can be prepared depending on the application, such as powdered 'granular' Balta solid. When supplemented in tablet form, it is highly water-soluble even when ingested, so it dissolves easily in the body and contributes to the growth of bifidobacteria in the intestine.
  • the by-product of each type of ragweed plant is provided by the production method of the eighth aspect.
  • saponins and terpenes for example, saponins and terpenes can be recovered from agaga plants as byproducts, and can be used for specific uses of these byproducts.
  • the inulin contained in the agabe plant can be used with high efficiency.
  • the squeezed squeezed sap contains a significant amount of inulin, and the vacuoles are crushed.
  • the remaining inurin can be extracted simply by adding water or hot water to the squeeze and pressurizing to obtain an agabeinurin extract.
  • impurities from this extract it is possible to produce a gabeinulin solution in which highly soluble gabeinulin is dissolved, which is hydrolyzed to provide sugars and their processed foods. can do.
  • acid hydrolysis of inulin can be blocked by forcibly neutralizing the pH by dissolving a pH adjuster in the extract of gabeinulin.
  • a pH adjuster in the extract of gabeinulin.
  • inulin extracted from the squeezed rice cake is hydrolyzed using an acid catalyst or an enzyme (such as inulinase) to ferment the sugar liquid containing fructose as a main component.
  • Alcoholic beverages such as alcoholic beverages such as Purke, wine-like beverages and beer-like beverages can be provided, and inulin can be used effectively.
  • distilled liquor such as tequila can be provided by distilling the fermentation broth.
  • inulin extracted from the squeezed koji is hydrolyzed using an acid catalyst or an enzyme (such as inulinase), and a sugar liquid mainly composed of fructose is concentrated to obtain a solution. Since gabe syrup is produced, effective utilization of inurin contained in agaga plants Can do.
  • the squeezed rice cake in which the agabeinulin component remains is mixed with the animal feed, so that it is possible to supply soluble and insoluble dietary fiber to livestock and the like. it can.
  • the squeezed rice cake is sterilized, stored and dried.
  • dried or raw pomace can be used more effectively by chopping it depending on the purpose.
  • the vinegar pine was cut into two pieces with a saw and 7.5 kg of canna waste was obtained from the cutting plane using a canna.
  • a control 0.5 kg of canna waste was left in the room, and the remaining 7 kg of canna waste was divided into two groups of 3.5 kg each.
  • 17.5g of calcium carbonate is evenly applied to one group, divided into 0.5kg pieces, put into 7 polypropylene bags, air is pushed out, the mouth is closed with polypropylene string, 7 pieces of 0.5% calcium carbonate A polypropylene bag filled with was obtained.
  • the remaining group got 7 bags of 0.5kg canna waste without mixing carbonate.
  • one polypropylene bag from each group is removed from the microwave oven, and 360 minutes have passed.
  • the last polypropylene bag was removed from both gnorapes, and the heating of the 14 polypropylene bags was completed.
  • the heating time is selected from the range of 5 minutes to 180 minutes, preferably 10 minutes to The range is 60 minutes. The significance of this heating is inactivation of the enzyme and softening and sterilization of the plant pieces. Therefore, heating within a short time is effective in order to reduce energy costs within the range where these are realized.
  • Example 1 One of the peiner pieces in Example 1 was cut into 15 mm long chopped plant pieces using a cutter. Plant pieces were put in lkg each in a polypropylene bag, air was pushed out and the mouth was closed with a polypropylene string to obtain four polypropylene bags. At the same time, four of these bags were placed in a large microwave oven and heated until the bag was inflated with water vapor, and then the heating was stopped, until it was slightly deflated, and then heated until it inflated again. All four bags were heated for about 30 minutes after first inflating. These four bags were squeezed with different squeezers to test the difference in the amount of juice.
  • a heat-treated plant piece was taken out from the second bag, and the plant piece was put into a stainless steel cylinder having a movable piston, and compressed using an automobile jack. Juicy equivalent to 30% of the weight of the plant pieces was obtained from the lower liquid outlet.
  • the heat-treated plant pieces were taken out from the third bag and squeezed using a commercial juicer (Tescom Juicer TJ20-W) equipped with a cutter and a centrifugal separation function. A squeezed juice with a weight of 50% was obtained.
  • the pH and fructose concentration of the four types of juice immediately after being squeezed in Example 2 are as follows. NaOH was added to 300 ml of these juices, adjusted to pH 6-8 as follows, and the fructose concentration after 6 hours from the pH adjustment was measured while maintaining the liquid temperature at 90 ° C. If hydrolysis occurs, the fructose concentration should increase, and if hydrolysis does not occur, the fructose concentration should hardly change.
  • Example 4 Purification of inulin aqueous solution by adsorbent and inulin solid]
  • the impurities are adsorbed and removed from the squeezed juice (A liquid, B liquid, C liquid, D liquid) obtained after heating for 6 hours according to Example 3 using the following adsorbents, and a highly water-soluble agabeinulin aqueous solution Manufactured
  • the liquid A was purified using activated carbon, anion exchange resin and cation exchange resin, and evaporated to dryness using a mouth-tallev evaporator to obtain a white solid. There was a smell and bitterness.
  • the liquid C was passed through a column packed with an adsorption resin HP20 manufactured by Mitsubishi Kasei, and evaporated to dryness using a rotary evaporator to obtain a white solid.
  • This white solid had a light sweetness with no smell and bitterness peculiar to agabe plants, and a highly water-soluble agabeinulin solid was produced.
  • the solution D was purified using activated carbon, anion exchange resin, and cation exchange resin, passed through a column packed with adsorption resin Amberlite XAD manufactured by Rohm & Haas, spray-dried, and odor and bitterness peculiar to potato plants A white powdered solid with light sweetness was obtained. This powder is a highly water-soluble agabeinulin powder.
  • Example 1 One of the remaining peiner pieces remaining in Example 1 was cut into 15 mm long plant pieces using a cutter. 2 kg of plant pieces were put into a polypropylene bag, air was pushed out, and the mouth was closed with a polypropylene string to obtain a polypropylene bag. This bagging was put in a microwave oven and heated until the bag was swollen with water vapor, and the heating was stopped, it was waited until it was slightly swollen, and heating was repeated until it was swollen again. Heated for about 30 minutes after first inflating.
  • the hexane solution contained odorous components such as terpenes. Thus, it is recovered from the adsorbent
  • the adsorbents include non-volatile saponins, volatile terpenes, aldehydes and the like. Saponins are expected to be applied to agricultural chemicals such as food additives, insecticides and herbicides. In addition, volatile substances are expected to be applied to tequila-related food and drink odor components and agricultural chemicals.
  • agabeinurin that can be used in the squeezed squeezed liquid juice remains.
  • hot water or water
  • Nurin is extracted.
  • This agabeinulin extract is hydrolyzed using inulinase to produce a sugar solution mainly composed of fructose.
  • This sugar solution can be fermented and used for the production of alcoholic beverages, and can be concentrated to produce agabe syrup.
  • the agabeinurin component remains, it is possible to produce a dietary fiber-enriched feed supplemented with soluble and insoluble dietary fiber by mixing squeezed rice cake with feed such as domestic animals. it can.

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Abstract

　乾燥地に生育するアガベ植物に高濃度に含まれるイヌリンはもっぱらテキーラなどのアルコール飲料の製造に用いられているが、その植物から付加価値の高い、高水溶性のイヌリンを製造する。また、搾り滓からアガベシロップ、テキーラ、アルコール飲料或いは高水溶性のイヌリンを製造する。 　本発明は、アガベ植物のピーニャと呼ばれるテキーラ製造に用いられる球茎（数十ｋｇ）を細断し、常温で又は加熱して酵素類を不活化すると共に組織を軟化させた後、搾って液汁を抽出し、吸着樹脂を用いて精製したものを濃縮液として、又は乾燥させることによって粉末として製造される。

Description

明 細 書
高水溶性ァガべ 'ィヌリン、ァガべ 'ィヌリン含有製品、ァガべ 'ィヌリン由 来製品、副産物及びそれらの製法
技術分野
[0001] 本発明は、多糖類のィヌリンの製造方法に関し、特に従来全く為されなかったァガ ベ植物からのィヌリン精製及び製造方法と、精製過程での副産物の回収方法に関す る。
背景技術
[0002] ィヌリンは、果糖 (フラタトース）が直線状ないし分岐状に重合し、末端にブドウ糖 (グ ルコース）が結合した多糖類で、果糖の重合度は 10— 40を中心として分布し、分布 の両端は 2_ 60の範囲まで達する。 日本では、多量のィヌリンを含有する植物として キク科植物が知られ、例えばチコリ（ヨーロッパ原産）の根やキクイモの根に 15— 20 %含有されている。その他、ニンニク、ユラ、タマネギ、ダリヤ、ゴボウ、ァザミ等にもィ ヌリンが含有されている。
[0003] ィヌリンは白色 ·無臭の極めてカロリー値の低い炭水化物粉体で、ダイエタリーファ ィバーとして脚光を浴びている。また、ィヌリンは、整腸作用、コレステロール低下作 用、血糖値上昇抑制作用、ミネラル吸収促進作用、ビフィズス菌増殖作用など健康 増進に役立ち、マヨネーズや生クリームの脂肪代替品としても注目されている。
[0004] しかし、例えば特開 2005— 278459 (特許文献 1)では、キクイモを粉碎 '乾燥'焙 煎してィヌリン含有粉体が製造されるが、ィヌリン単体を製造するものではない。また 、特開平 7— 87990号 (特許文献 2)では、キクイモ等のフラクトースポリマー含有植 物を加水分解して可溶性部分を作製し、還元することによりフラタトオリゴ糖の糖アル コールを製造できる力 この際のフラタトオリゴ糖ではフラクトースの重合度が 1 4で あり、前記方法では高重合度のィヌリンは製造できない。そこで、特開 2003— 9309 0 (特許文献 3)では、スクロース（ショ糖）にィヌリン合成酵素を作用させてィヌリンを製 造する方法が確立されたが、砂糖原料植物から一気にィヌリンを製造できず、ィヌリ ン価格が高騰する結果となる。 [0005] 特に、キクイモゃチコリ等のキク科植物から製造されるィヌリンは、水溶性が低いた め、ジュースにすると多少の粉末触感が残留する弱点を有している。そのため、ィヌリ ンが粉末や錠剤で提供される場合が多ぐジュースと比較すると摂取しずらい弱点を 有している。
[0006] そこで、本発明者等は、キク科植物から離れて、メキシコ国に植生するァガべ植物（ リュウゼッラン）に着目した。メキシコ国は乾性気候であり、アロエに類似した多肉質 のァガべ植物は安定して砂漠に植生している。ァガべ植物のアルコール発酵でテキ ーラ、プルケなどアルコール飲料が製造されるが、その際の発酵本体はァガべ植物 に高濃度に含まれる良質のィヌリンである事が知られている（非特許文献 1)。しかも、 これらアルコール発酵製品の製造のために大量のァガべ植物が栽培されているため 、ァガベ植物の安定した供給とよく発達した運搬網が利用できる。
[0007] 通常知られているテキーラの製法（非特許文献 2)は、まずァガべ植物のピーニヤ（ パイナップノレのようにトリミングされた球茎部）を約 30時間、 100°Cの水蒸気で加熱し 、内部のィヌリンを果糖にまで加水分解する。加熱されたピーニヤに水を加えながら 圧搾機で搾り、液汁を得る。この液汁をアルコール発酵させ、発酵液を 2回蒸留して テキーラが製造される。
[0008] この水蒸気加熱法では、水蒸気発生に大量の重油が必要になり、しかも 30時間と レ、う長時間の加熱によりエネルギーコストが高騰する原因となっていた。また、近年の 重油価格の急激な高騰はエネルギーコストの急騰を招来する悪循環となっている。 テキーラというメキシコ固有の高価なブランド酒であるから、エネルギーコストを吸収で きるに過ぎない。また、加熱前の生のピーニヤ液汁でも約 pH5であり、水蒸気加熱に よってピーニヤ内部が pH4_4. 5になるため、酸と水分によりィヌリンが加速的に加 水分解される。し力も、約 30時間という長時間の加水分解により、殆どのィヌリンが果 糖にまで加水分解され尽くす。この糖分をアルコール発酵することになるから、テキ ーラ製法の中には、ァガべ 'ィヌリンを単体として抽出する思想は全く存在しない。
[0009] また、ァガべ植物から果糖を抽出する技術も開発されている。即ち、ァガべ液汁を 加水分解することにより果糖シロップであるァガべシロップが製造されている（特許文 献 4、特許文献 5、特許文献 6)。しかし、これらのァガべシロップの製法では、糖分を 抽出することが目的であり、ァガべ植物からィヌリンを加水分解せずに抽出する思想 はない。また、これらの製法では、水を加えないで汁液を搾ることは考えられてこなか つに。
特許文献 1 :特開 2005— 278459号
特許文献 2：特開平 7— 87990号
特許文献 3 :特開 2003— 93090号
特許文献 4 :米国特許第 3, 928, 121号
特許文献 5 :米国特許第 4, 138， 272号
特許文献 6 :米国特許第 5, 846， 333号
非特許乂献 1： rimvasan M， Bhatia ， Carbohydrates of Agave Vera Cruz. Biochem Journal 1953， 55， 286-9
^^特許文献 2： http://www.rikukawa.com/jyouryusyu/tequila/manufacture.html 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] ァガべシロップの製法を示す特許文献 4一 6を詳細に分析しておく。特許文献 4で は、ァガべ植物の葉とピーニヤを分離し、水洗した後に両者を混合して破砕し、液汁 を得る。この液汁を加水分解し、静置して上澄液を抽出する。この上澄液を加熱して 加水分解を促進させ、蒸発工程で濃縮してスプレー乾燥すると、パウダーシロップが 製造される。
前記液汁は約 PH4であり、酸による加水分解が進行し、その段階では未加熱のた めィヌリン分解酵素が作用して、ィヌリンの加水分解が加速的に進行する。し力も、上 澄液の加熱により酸加水分解が促進され、殆どのィヌリンは果糖に変化し、パウダー シロップが完成される。従って、ィヌリン単体を製造することは記載も、示唆もされてい ない。
[0011] 特許文献 5では、特許文献 4で製造した上澄液を pH3— 4に調製し、 85— 100°C で 2— 3時間保持して酸加水分解を強制的に進行させる点に特徴を有する。最終的 に、前記酸性上澄液を中和して加水分解を停止させ、更に加熱して上澄処理により 精製し、蒸発濃縮してァガべシロップ (フラタトースシロップ）を製造する。 pH、温度、分解時間を明確にした点に特徴があり、これらはィヌリンを強制的に加 水分解することを目的としており、特許文献 5にィヌリン単体を製造する思想が全く存 在しないことは明らかである。
[0012] 特許文献 6は、ピーニヤに水をカ卩えながら搾って液汁を製造し、この液汁を遠心処 理とコロイド除去により精製し、更に活性炭'陽イオン交換樹脂'陰イオン交換樹脂で 脱ミネラルィ匕する。その後、ィヌリン分解酵素でィヌリンを強制的に果糖にまで加水分 解し、ァガべシロップ（フラタトースシロップ）を製造する。
特許文献 6の特徴は、加水分解をィヌリン分解酵素 (ィヌリナーゼ）により進行させる ことであり、ィヌリン分解酵素を活性化するために加熱処理は実施されていなレ、。従 つて、特許文献 6にィヌリン単体を製造する思想が全く存在しないことは明らかである
[0013] 上述の如ぐテキーラ製法や特許文献 4_6は、ァガべ植物から、アルコール飲料 やァガべシロップを製造することを目的としており、ァガべ植物力 ィヌリン単体を抽 出する技術は全く開示されておらず、ィヌリン抽出の示唆さえ存在しないのが現状で ある。
[0014] ァガべ植物にィヌリンが高濃度に含有されていることが知られながら、ァガべ植物か らィヌリン単体を抽出する発想は、従来全く想到されることは無かった。しかし、安定 に栽培されるァガべ植物からィヌリンを抽出できれば、ィヌリンを安定的に安価に供 給できるはずである。
[0015] ィヌリンの効能を再度認識しておきたい。体内で最も不潔になりがちな腸は、食物 に含まれる栄養成分を吸収するための大役を引き受けており、ビフイドバクテリアなど のプロピオチック菌叢によって有害菌の繁殖を防いでいる事がよく知られている。人 類を始めとしてほとんどの動物はィヌリンをカ卩水分解するィヌリナーゼを持たないので 、食物中のィヌリンは消化されずに腸に達し、ィヌリナーゼを分泌するビフイドバタテリ ァが増殖することになり、プレビォチックとして近年とみに注目を集めていて、ィヌリン の世界的需要も急成長してレ、る。
[0016] 他方、世界の水需要は逼迫しており（例えば、国土交通省、世界の水問題と日本、 深刻化する世界の水問題）、 2050年までに 90億人に達すると予想される人口を養う ために、人類が使用する真水のうち 80%を占める農業の増産が最重要問題とみなさ れる。砂漠地帯で収穫されるァガべ植物は、今後、その重要性を増していくものと推 定される。ところが乾燥地に生育する植物は強固な防御機構が発達しており、ァガべ の場合は植物の外側を鋭い棘で取り囲み、内側は固い繊維質の物質をすきこんだ 上、シユウ酸カルシュゥムの針状結晶（ラフアイド）を坦め込んでいるので触ると皮膚 炎を起こし、とてもそのままで食用に供することはできず、ァガべ植物からィヌリンを抽 出して、ィヌリンとして市場に提供する必要にせまられる。
[0017] ァガべ植物は繊維状物質が編みこまれていて非常に強固になっており、搾り難い。
その上、ィヌリンは細胞壁で囲まれた液胞の中に蓄えられているので、ィヌリンを抽出 するためには細胞壁と液胞膜を破砕しなければならなレ、。また、植物内にィヌリナ一 ゼを持っためィヌリンが加水分解され易い。その上、 自己防衛のための化学物質の 為、テルペン様の匂いや青臭さ、及び苦味がある。従って、これらの難点を解決する ことが本発明の課題である。
課題を解決するための手段
[0018] 本発明は上記課題を解決するために為されたものであり、本発明の第 1の形態は、 ィヌリンを含有するァガべ植物を植物片に細断しながら又は細断後に、前記植物片 に力をカ卩えて前記ィヌリンを含む液胞を破砕し、この破砕植物片から前記液胞の液 汁を搾り、前記液汁から不純物を除去して高水溶性ァガべ 'ィヌリンが溶解したァガ ベ'ィヌリン溶液を製造する高水溶性ァガべ 'ィヌリンの製造方法である。
[0019] 本発明の第 2の形態は、前記第 1形態において、前記ァガべ植物の細断中及び/ 又は細断後に、前記植物片を 5分〜 180分の範囲内の所望時間だけ 100°C以下の 温度に加熱する高水溶性ァガべ 'ィヌリンの製造方法である。
[0020] 本発明の第 3の形態は、前記第 1又は 2形態において、前記植物片を酸中和剤と 混合して加熱する高水溶性ァガベ'ィヌリンの製造方法である。
[0021] 本発明の第 4の形態は、前記第 1、 2又は 3の形態において、前記植物片の処理が
、水を強制添加しない条件下で実施される高水溶性ァガべ 'ィヌリンの製造方法であ る。
[0022] 本発明の第 5の形態は、前記第 1〜4の形態のいずれかにおいて、前記液汁が pH6 〜8に調製される高水溶性ァガべ 'ィヌリンの製造方法である。
[0023] 本発明の第 6の形態は、前記第：!〜 5の形態のいずれかにおいて、前記不純物は 前記液汁から吸着材により吸着除去される請求項：!〜 5のいずれかに記載の高水溶 性ァガべ 'ィヌリンの製造方法である。
[0024] 本発明の第 7の形態は、前記第 6の形態において、前記吸着材に吸着された前記 不純物を水と有機溶媒の混合溶液中に溶離し、溶離後の前記吸着材を再使用する 高水溶性ァガベ'ィヌリンの製造方法である。
[0025] 本発明の第 8の形態は、前記第 7の形態において、前記混合溶液を留去することに より、溶離した前記不純物を副産物として回収する高水溶性ァガべ 'ィヌリンの製造 方法である。
[0026] 本発明の第 9の形態は、前記第:!〜 8の形態のいずれかにおいて、前記ァガベ'ィ ヌリン溶液から水分を除去して固体ァガべ 'ィヌリンを製造する高水溶性ァガべ 'ィヌ リンの製造方法である。
[0027] 本発明の第 10の形態は、前記第 1〜8の形態のいずれかの製造方法により製造さ れるァガべ ·ィヌリン溶液である。
[0028] 本発明の第 11の形態は、前記第 9の形態の製造方法により製造される固体ァガべ
•ィヌリンである。
[0029] 本発明の第 12の形態は、前記第 8の形態の製造方法により回収される副産物であ る。
[0030] 本発明の第 13の形態は、前記第 1〜4の形態のいずれかの製造方法により前記液 汁が搾られた前記破砕植物片の搾り滓に水又は熱水を加えてィヌリンを抽出させて 得られるァガべ 'ィヌリン抽出液である。
[0031] 本発明の第 14の形態は、前記第 8の形態のァガベ'ィヌリン抽出液を酸触媒又は 酵素により加水分解して、フラクトースを主成分とした糖液を生成し、前記糖液を発酵 させて又は発酵させた後に蒸留してアルコール飲料を製造するアルコール飲料の製 造方法である。
[0032] 本発明の第 15の形態は、前記第 8の形態のァガベ'ィヌリン抽出液を酸触媒又は 酵素により加水分解して、フラクトースを主成分とした糖液を生成し、前記糖液を濃縮 してァガべシロップを製造するァガべシロップ製造方法である。
[0033] 本発明の第 16及び第 17の形態は、それぞれ、前記第 14及び前記第 15の形態に より製造されたァガべ 'ィヌリン由来製品である。
[0034] 本発明の第 18の形態は、前記第 1〜9の形態のいずれかの製造方法により液汁が 搾られた前記破砕植物片の搾り滓が混合され、食物繊維として少なくともァガべ 'ィヌ リンを含む食物繊維増強飼料である。
発明の効果
[0035] 本発明の第 1の形態によれば、ァガべ植物としてィヌリンを高濃度に含有するピー ニヤを用いると、ィヌリンの製造量が大きくなり、メキシコ国におけるァガべ植物の安定 植生によりィヌリンの低価格 ·安定 ·大量供給が可能になる。植物片の形状は角状、 粒状、粉体状、板状、薄片状など任意であり、好適なサイズは数 cm〜粉体の範囲に 亘り、各種の公知の細断機 ·粉砕機が利用できる。後述するように、前記植物片を加 熱する場合には、ァガべ植物を細断した植物片のサイズが小さいほど加熱効果が高 くなり、加熱時間を短縮できる。尚、本発明では、後述の第 2形態及びこれを用いた 形態を除き、前記植物片又は破砕植物片を加熱せずに搾汁しても良ぐ非加熱の場 合、加熱手段を有する設備、その操作、保守及び管理等を行うための人件費やエネ ルギー消費によるコストの増大が無ぐ比較的安価な高水溶性ァガべ 'ィヌリンを提供 すること力 Sできる。
前記植物片から液汁を作製するために、力、好ましくは捻り力を加えてァガべ植物 の液胞を破砕するから、前記破砕植物片を搾り、液汁を高効率に得ることができる。 本発明では、液胞の破砕および圧搾の 2工程が必須であるが、公知の搾汁機を利用 して同時に 2工程をこなす事もでき、例えばオレンジ搾り機、プレス搾り機、カッター、 ジューサー、その他搾汁機が利用できる。特に液胞破砕のためにハンマーミル、石 臼などを使用すると効率を上げる事が出来る。ァガべ植物から抽出されるィヌリンは、 チコリゃキクイモ等のィヌリンと比較して遥かに高水溶性であり、前記液汁に高水溶 性ァガべ 'ィヌリンが溶解している。しかし、前記液汁には、ィヌリン以外の不純物を 多数含有しているから、この不純物を除去する必要がある。この除去手段として、活 性炭、ァニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂、吸着樹脂、フィルター、分離膜、安全 な微生物凝集剤、その他の除去手段が利用できる。このようにして、高水溶性ァガべ •ィヌリンが溶解したァガべ 'ィヌリン溶液が製造される。
[0036] 本発明の第 2の形態によれば、加熱により植物片を軟化させると共に、加熱温度が 100°C以下に設定されるから、ィヌリンが酵素加水分解されることを抑制することがで き、高水溶性ァガべ 'ィヌリンを高効率に製造することができる。特に、植物片の加熱 温度を 80°C〜： 100°Cの範囲に設定すれば、植物片の軟ィ匕が促進されると同時に、 8 0°C以上の温度に加熱されることによりァガべ植物中に含有されるィヌリン分解酵素（ ィヌリナーゼ)や青臭さを作るリポオキシゲナーゼなどの酵素を不活化することが出来 る。即ち、加熱中にィヌリンが酵素加水分解されることを防止し、ァガべ植物の自己 防衛作用によるテルペン様の匂い ·青臭さ ·強レ、苦味などを発生させる酵素作用を潰 すのである。同時に、この加熱によってァガべ植物中の微生物を殺し、また微生物の 繁殖を防止する。
加熱時間は、 5分〜 180分の範囲内の所望時間だけ行われ、加熱される植物片の 重量や植物片サイズに応じて適宜調整される。 5分以下では酵素の不活化が達成で きず、し力も植物片の軟化が不十分である。 180分以上では加熱エネルギーコストが 増大し、ァガべ植物が保有する体内水と果肉中の酸性によるィヌリンの酸加水分解 が促進され、ィヌリン量が低減する。加熱手段は公知の各種加熱装置が利用でき、 例えば、スチーム加熱装置 ·電熱加熱装置 ·ガス加熱装置 ·石油加熱装置 ·赤外線加 熱装置'マイクロ波加熱装置、その他の加熱装置が利用できる。単に石炭や木材の 燃焼加熱でも構わない。テキーラ製造と同様の水蒸気加熱装置であっても、短時間 加熱の場合には、エネルギーコストがそれほど増大せず、また水分のァガべ植物体 内への浸透も無視できる程度である。
[0037] 本発明の第 3形態によれば、植物片を酸中和剤と一緒に混合して、植物片を中和 状態に保持でき、ィヌリンの酸加水分解を遮断できる。その結果、植物片内のィヌリン 量の低減を防止でき、ィヌリン製造効率を向上できる効果を有する。酸中和剤として は、炭酸カルシュゥム '水酸化カルシュゥム '炭酸ナトリウム '重炭酸ナトリウムなどのァ ルカリ剤、〇H型ァニオン交換樹脂、その他の中和剤が利用できる。酸中和剤を溶媒 と混合して添加してもよい。 また、植物片の軟化を促進する軟化促進剤や、他の添加剤を混合して加熱するこ とも可能である。
[0038] 本発明の第 4の形態によれば、植物片の処理が、水を強制添加しない条件下で実 施されるから、添加水を加熱するためのエネルギーコストを低減でき、ァガべ 'ィヌリン の低価格化に貢献できる。同時に、水を添加しないから、ァガべ植物体内への水の 浸透もなぐ余分な水が無い分だけ、高濃度のァガベ'ィヌリン溶液を製造できる利 点もある。従って、水を使用しない加熱装置としては、スチーム加熱装置'電熱加熱 装置 ·ガス加熱装置 ·石油加熱装置 ·赤外線加熱装置 ·マイクロ波加熱装置、その他 の乾燥型加熱装置を利用でき、例えば短時間の高温加熱装置として、電子レンジの ようなマイクロ波加熱装置も簡便で効果的である。
[0039] 本発明の第 5の形態によれば、前記液汁が pH6〜8に調製されるから、液汁の pH は強制的に中性化され、ィヌリンの酸加水分解を遮断することが可能になり、液汁中 のィヌリン含有量の低減が無ぐィヌリンの製造量を増加できる利点がある。加熱後の ピーニヤの液汁（搾り汁）の pHが 4— 4· 5であることを考慮すると、液汁の pH調製剤 として、炭酸カルシュゥム、水酸化カルシュゥム '水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、重 炭酸ナトリウムなどのアルカリ剤、 OH型ァニオン交換樹脂などが使用できる。水不溶 性の pH調製剤は、ろ過等で除くことができる。
[0040] 本発明の第 6の形態によれば、前記不純物が前記液汁から吸着材により吸着除去 される力 、固体物などの不純物を含まない高純度ァガべ 'ィヌリン溶液が製造でき る。前記吸着材としては多孔性吸着材が好適で、例えば活性炭、ゼォライト、アルミ ナ、モレキュラーシーブス、吸着樹脂などが利用でき、この中でも特に吸着樹脂が一 層好適である。吸着樹脂の場合には、不純物の吸着と、吸着された不純物の脱離（ 再生）が容易であるが、吸着と脱離が可能な他の吸着材も利用することができる。吸 着樹脂として、具体的には、三菱化成製の HP20、 Rohm&Haas社製の Amberlite XADなどが利用できるが、その他の吸着樹脂を利用できることも云うまでもなレ、。前 記吸着材をカラム中に充填し、液汁を通水するだけで、不純物が除去され、ァガベ- ィヌリンが溶解した溶液だけを得ることができる。また、吸着効率は室温〜 100°C未 満でほぼ同様であり、吸着処理工場の場所や、液汁の温度条件に左右され難いから 効果的である。
[0041] 本発明の第 7の形態によれば、吸着材に吸着された不純物を、水と有機溶媒の混 合溶液中に溶離すれば、前記吸着材を再使用することが可能になり、同一の吸着材 を多数回使用できるので、処理費用が安価になる利点がある。有機溶媒としては、水 と相溶性のあるアルコール ·アセトンなどの親水性溶媒が効果的であり、不純物中の 有機物は有機溶媒中に吸収され、水溶性物質は水中に吸収されるため、効率的に 吸着材を再生できる。
[0042] 本発明の第 8の形態によれば、混合溶液を留去することにより、溶離した前記不純 物を副産物として回収することが可能になる。水と有機溶媒の混合溶液に溶離され た不純物が分散溶解しており、溶媒を分離すれば、不純物が残留する。この不純物 中には、苦味成分のサポニン (不揮発成分)や匂レ、成分のテルペン'ァノレデヒド (揮 発成分)などが含まれ、これらサポニン 'テルペン'アルデヒドなどの物質が副産物とし て生成される。サポニンは食品添加物、殺虫剤、除草剤などの農薬などへの応用が 期待される。更に、揮発性物質はテキーラ関連の飲食物の匂い成分、農薬などへの 応用が期待できる。
[0043] 本発明の第 9の形態によれば、前述の様に製造されたァガべ 'ィヌリン溶液から水 分を除去すれば、固体ァガべ 'ィヌリンを製造することができる。除去手段は、蒸発 · 膜分離その他の公知手段が利用できる。ァガベ'ィヌリンは高水溶性であり、ィヌリン 重量の約 1/3の水に溶解し、加水分解を最小にすることにより、高品質の液体及び 固体ィヌリンが得られる。
[0044] 本発明の第 10の形態によれば、前記第 1〜第 8形態の製造方法により、ァガベ'ィ ヌリン溶液が提供される。前述したように、ァガべ 'ィヌリンの溶解度はキク科植物から 得られるィヌリンよりも高水溶性であり、幅広レ、濃度のァガべ ·ィヌリン溶液を提供でき る利点がある。しかも、濃厚ァガべ 'ィヌリン溶液の水分活性が低レ、。 75%ィヌリン水 溶液の水分活性は 0. 83で、微生物は増殖せず、長期保存に耐える。ァガベ'ィヌリ ン水溶液の場合には、他の植物エキスとの混和が自在に行えるので、ァガベ'ィヌリ ンをジュースとして市場に大量に提供でき、良好な効能を有するィヌリンの普及に最 適である。 [0045] 本発明の第 11の形態によれば、前記第 9形態の製造方法により、固体ァガべ 'ィヌ リンが提供される。固体ァガべ 'ィヌリンの形態は、粉状 '粒状'バルタ固体状など用 途に応じて各種の形状が用意できる。錠剤形態でサプリメントとすれば、摂取しても 高水溶性のため体内で容易に溶解し、腸でビフィズス菌の増殖に貢献するなど、ィヌ リン効果を最大限に発揮できる。
[0046] 本発明の第 12の形態によれば、前記第 8形態の製造方法により、ァガべ植物の各 種の副産物が提供される。ァガべ植物からは、ィヌリンだけでなぐ例えばサポニンや テルペンなどが副産物として回収でき、これら副産物に固有の用途に利用できること は云うまでもない。
[0047] 本発明の第 13の形態によれば、前記破砕植物片の搾り滓からァガベ'ィヌリンを抽 出するから、ァガべ植物に含有されるィヌリンを高効率に利用することができる。液汁 を搾った搾り滓には、ィヌリンがかなり残存しており、その上、液胞は破砕されている。 その搾り滓に、水又は熱水を加えて加圧するだけで残りのィヌリンを抽出し、ァガべ' ィヌリン抽出液を得ることができる。この抽出液から不純物を除去すれば、高水溶性 ァガべ 'ィヌリンが溶解したァガべ 'ィヌリン溶液を製造することができ、これを加水分 解して糖類やそれらの加工食品等を提供することができる。また、ァガべ 'ィヌリン抽 出液に pH調製剤を溶解させて pHを強制的に中性化すれば、ィヌリンの酸加水分解 を遮断することができる。更に、前述のように、植物片の加熱温度を 80°C〜100°Cの 範囲に設定すれば、植物片の軟化が促進されると同時に、ァガべ植物中に含有され るィヌリン分解酵素や青臭さを作る酵素を不活化することができる。
[0048] 本発明の第 14の形態によれば、搾った絞り滓から抽出したィヌリンを酸触媒や酵素（ ィヌリナーゼなど）を用いて加水分解し、フラクトースを主成分とした糖液を発酵させ てアルコール飲料であるプルケ、ぶどう酒様飲料、ビール様飲料などアルコール飲 料を提供することができ、ィヌリンの有効利用を図ることができる。更に、発酵液を蒸 留することにより、テキーラ等の蒸留酒を提供することができる。
[0049] 本発明の第 15の形態によれば、前記搾り滓から抽出したィヌリンを酸触媒や酵素（ ィヌリナーゼなど）を用いて加水分解し、フラクトースを主成分とした糖液を濃縮してァ ガべシロップを製造するから、ァガべ植物に含有されるィヌリンの有効利用を図ること ができる。
[0050] 本発明の第 16及び第 17の形態によれば、前記搾り滓を利用して製造された種々 のアルコール飲料やァガべシロップが提供されるから、ァガべ植物の有効利用がで きると共に、廃棄物の発生を低減化することができる。
[0051] 本発明の第 18の形態によれば、ァガベ'ィヌリン成分が残留する前記搾り滓が動物 の飼料に混合されるから、家畜などに対する可溶性及び不溶性の食物繊維を補給さ せること力 Sできる。この際、搾り滓はそのまま滅菌保管 '乾燥して用いる。また、乾燥ま たは生の搾り滓は目的に応じて、更に細断して用いることで、搾り滓を有効利用する こと力 Sできる。
発明を実施するための最良の形態
[0052] 以下の実施例は、この発明を説明するために示したものであり、本発明はこれらの 実施例に限定されるものではない。
[0053] [実施例 1：加熱時間と酸加水分解の関係]
ァガべ植物のピーニヤを鋸で 2分割し、カンナを用いて切断平面からカンナ屑 7. 5 kgを得た。カンナ屑 0. 5kgをコントロールとして室内に放置し、残りのカンナ屑 7kgを 3. 5kgずつ 2グループに分けた。 1グループに 17. 5gの炭酸カルシュゥムを均等に まぶし、 0. 5kgずつに分けて 7枚のポリプロピレン袋に入れ、空気を押し出して口を ポリプロピレンのひもで閉じ、 7個の 0. 5%炭酸カルシュゥムを混ぜたポリプロピレン 袋詰を得た。また、残りのグループは炭酸カルシュゥムを混ぜないカンナ屑 0. 5kgの 袋詰 7個を得た。
[0054] 14個のポリプロピレン袋詰を大型電子レンジに入れて、スィッチを入れるとポリプロ ピレン袋が蒸気で膨張し、かなり膨張するとスィッチを切ってポリプロピレン袋が収縮 するのを待ち、収縮すると再びスィッチを入れて加熱するというように、スィッチのオン オフを繰り返して電子レンジで加熱した。カンナ屑の温度はサーミスタ温度計で計測 され、加熱の全過程の平均温度は約 90°Cであった。この温度では、ィヌリナ一ゼゃリ ポオキシゲナーゼ等の酵素は不活化されており、ィヌリンの酵素加水分解はない。加 熱を始めてから、 5分、 10分、 60分、 90分、 180分、 270分経過する各時点で両グ ループから各 1個のポリプロピレン袋詰を電子レンジから取り出し、 360分経過時点 で両グノレープから最後のポリプロピレン袋詰を取り出し、 14個のポリプロピレン袋詰 の加熱を終了した。
[0055] 各経過時点のポリプロピレン袋から取り出された加熱済みのカンナ屑は、軟化度が 測定され、その後、オレンジ搾り器で搾られた。得られた各時点の搾汁の果糖濃度が 測定され、結果を表 1にまとめた。 5分では軟化度は小さいが、未加熱と比較すると搾 汁がやや容易になり、加熱時間の経過と共に搾汁容易性が増加した。搾汁の観点か ら 5分以上の加熱時間が必要であり、 10分以上が好ましいことが分かった。また、カロ 熱時間が 5分〜 60分では果糖濃度は約 2— 3 %であり、コントロール (未加熱）でさえ 約 2%であったから、 5分〜 60分では、酸加水分解は進行していないことが分かった
[0056] [表 1]
表 1. ピーニヤのカンナ屑中に生成したフラク I ^一スに及ぼす CaCOaの効果
(Wはカンナ屑中のフラクトースパーセントを表す） 加熱時間 （分） ― 0 90 1 80 270 360
CaC03なし 2% 4% 6% 8% 10%
CaC03含有 2% 2. 3% 2. 6% 2. 9% 3. 1 %
[0057] 表 1から分かるように、炭酸カルシュゥムが加えられていない場合、加熱前のピーニ ャ内部の pHは 5であったが、加熱時間が長くなると、ピーニヤ内部の pHが約 4.5と なり、加熱によりィヌリンの酸加水分解が促進され、果糖濃度は次第に増加すること 力 S分力つた。 90分で ίま 40/0、 180分で ίま 60/0、 270分で ίま 80/0、 360分で ίま 10ο/οにな つた。一方、不溶性の炭酸カルシュゥムを添加すると、 pHがほぼ 6.5に保たれ、カロ 水分解は余り進行しなレ、ことが実証された。
[0058] 以上から、 5分〜 60分の加熱時間では酸加水分解は進行していないことが確認され た。加熱時間と共に果糖濃度が増加する現象は、ィヌリンが酸加水分解を受けてい ることを示してレ、る。ィヌリンの回収率を高める観点から、 180分が加熱時間の上限と 判断した。従って、加熱時間は 5分〜 180分の範囲から選択され、好適には 10分〜 60分の範囲である。この加熱の意義は、酵素の不活化と植物片の軟化及び滅菌で あるから、これらが実現される範囲内で、エネルギーコストを抑えるためにも、短時間 加熱が効果的である。
他方、テキーラの製造では、 100°Cの水蒸気でピーニヤを約 30時間蒸し上げる力 30時間の加熱によってィヌリンの約 90%が果糖にまで加水分解されてしまう。本実 施例では、ィヌリンの分解を防止するために、加熱時間を極端に短縮する点に特徴 があり、この点でテキーラ製造とは全く技術思想を異にしている。
[0059] [実施例 2 :搾り機による絞汁量の違レ、]
実施例 1のピーニヤ分割片の一つをカッターを用いて 15mm長の角切りの植物片 にした。植物片を lkgずつポリプロピレン袋に入れて、空気を押し出して口をポリプロ ピレンのひもで閉じ、 4個のポリプロピレン袋詰を得た。この袋詰 4個を同時に大型電 子レンジに入れて袋が水蒸気で膨らむまで加熱し、加熱を止めて少ししぼむまで待 ち、再び膨らむまで加熱する事を繰り返した。 4袋とも、最初に膨らんでから約 30分 間加熱した。これら 4個の袋詰を異なった搾り機で搾り、絞り汁量の相違を実験した。
[0060] 第 1の袋詰から加熱処理した植物片を取り出し、オレンジ搾り機を用いて手動で圧 搾ハンドル操作して搾った。植物片重量の 55%の重量に当たる搾汁が得られた。
[0061] 第 2の袋詰から加熱処理した植物片を取り出し、可動式ピストンを持つステンレス鋼 製円筒に前記植物片を入れ、 自動車用ジャッキを用いて圧縮した。下部の液体出口 から、植物片の 30%の重量に当たる搾汁が得られた。
[0062] 第 3の袋詰から加熱処理した植物片を取り出し、カッターと遠心分離機能を備えた 巿販ジューサー（テスコムジューサー TJ20—W)を用いて搾汁した。角切りの 50% の重量に当たる搾汁が得られた。
[0063] 第 4の袋詰から加熱処理した植物片を取り出し、自家製の手動式スクリュープレス（ スクリュー長 約 30cm)を用いて、前記植物片を圧縮した。下部の液体出口から、植 物片の 40%の重量に当たる搾汁が得られた。
[0064] 以上から分かるように、搾り機の種類により、搾り汁の量が変化することが明らかに なった。搾り汁量が多いほど、ィヌリン取出量が多いと考えられる。上記 4種の搾り機 では、オレンジ搾り機が 55%と最も多くなることが分かった。従って、公知の各種搾り 機の中から搾り汁の量の多い搾り機を任意に選択して使用することが可能になる。
[0065] [実施例 3 :搾り汁の pH調製]
実施例 2で搾られた直後の 4種類の搾り汁の pH及び果糖濃度は次の通りである。 これらの搾り汁 300mlに Na〇Hを添加して下記の如く pH6〜8に調製し、液温を 90 °Cに保持しながら、 pH調製時から 6時間経過後の果糖濃度を測定した。加水分解が 起これば、果糖濃度が増加するはずであるし、加水分解が生じなければ果糖濃度は 殆ど変化しないはずである。
(A液)オレンジ搾り機： pH5. 2、果糖 2% → pH6. 0
(B液）自動車用ジャッキ： pH5. 0、果糖 2% → pH6. 5
(C液）巿販ジューサー： pH5. 1、果糖 2。/。 → pH7. 5
(D液）スクリュープレス： pH5. 0、果糖 2% → pH8. 0
[0066] これらの 4液の加熱開始から 1時間後、 3時間後、 6時間後の果糖濃度は以下のよう になった。
1時間 3時間 6時間
(A液）オレンジ搾り機 ： 2% 2. 2% 2. 4%
(B液）自動車用ジャッキ： 2% 2. 2% 2. 4%
(C液）巿販ジューサー ： 2% 2. 2% 2. 4%
(D液）スクリュープレス： 2% 2. 2% 2. 4%
[0067] 以上の結果から、 pHを 6〜8に調製しておけば、搾り汁（ィヌリン溶液）中で加水分 解は殆ど進行せず、ィヌリンの果糖への転換が阻止されていることが分かった。この p H調製により、ィヌリンが溶液中で安定に保持されることが実証された。ィヌリンを大量 製造する場合には、微生物の繁殖を防止するために、搾汁、ろ過、精製などの工程 を加熱下で行う必要がある。その際に、加熱によっても加水分解が生起しないことが 、ィヌリンの大量製造に必要であり、搾り汁を pH6〜8に調製することにより実現でき ることが実証された。
[0068] [実施例 4：吸着材によるィヌリン水溶液の精製とィヌリン固体]
実施例 3により 6時間加熱後に得られた搾り汁 (A液、 B液、 C液、 D液）から、下記の 吸着材により不純物を吸着除去して、高水溶性のァガべ 'ィヌリン水溶液を製造した [0069] 前記 A液を活性炭、ァニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂を用いて精製し、口 一タリーェヴアポレータを用いて蒸発、乾固して白色固体を得たが、ァガべ植物特有 の匂いと苦味があった。
[0070] 前記 B液を三菱化成製、吸着樹脂 HP20を充填したカラムに通し、ロータリーェヴァ ポレータを用いて濃縮すると、ァガべ植物特有の匂レ、と苦味がなぐ軽い甘味を持ち 、淡黄色の、 80%のィヌリンを含む高水溶性ァガべ 'ィヌリン水溶液を得た。
[0071] 前記 C液を三菱化成製、吸着樹脂 HP20を充填したカラムに通し、ロータリーェヴァ ポレータを用いて蒸発、乾固して、白色固体を得た。この白色固体はァガべ植物特 有の匂いと苦味がなぐ軽い甘味を有しており、高水溶性のァガベ'ィヌリン固体が製 造された。
[0072] 前記 D液を活性炭、ァニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂を用いて精製し、 Ro hm&Haas製吸着樹脂 Amberlite XADを充填したカラムに通し、スプレイドライし て、ァガべ植物特有の匂いと苦味のない、軽い甘味を持った白色粉末固体を得た。 この粉末は高水溶性のァガべ 'ィヌリン粉末である。
[0073] [実施例 5：吸着材の再生とァガべ副産物の回収]
実施例 1で残ったピーニヤ分割片の一つをカッターを用いて 15mm長の角切りの 植物片にした。植物片 2kgをポリプロピレン袋に入れて、空気を押し出して口をポリプ ロピレンのひもで閉じ、ポリプロピレン袋詰を得た。この袋詰を電子レンジに入れて袋 が水蒸気で膨らむまで加熱し、加熱を止めて少ししぼむまで待ち、再び膨らむまで 加熱する事を繰り返した。最初に膨らんでから約 30分間加熱した。
[0074] この袋詰から取り出された植物片 2kgをオレンジ搾り機により搾って、 1Lの搾り汁を 作製した。吸着樹脂 HP20を充填したカラムに前記搾り汁 lOOOmLを通して、不純 物を吸着樹脂 HP20に吸着させた。このカラムを 200mLの純水で洗浄し、 50mLの エタノールと 50mLの純水との混合液で洗う事により、カラムに吸着された着色成分 が溶出し、もとの白色に戻った。溶出液を蒸発させたものをへキサンで洗レ、、乾燥さ せた固体（50mg)には苦味を持つサポニンが大量に含まれていた。また、へキサン 溶液にはテルペンなどの匂い成分が含まれていた。このように、吸着材から回収され る吸着物は不揮発性のサポニンや揮発性のテルペン、アルデヒドなどを含む。サボ ニンは食品添加物、殺虫剤、除草剤などの農薬への応用が期待される。更に、揮発 性物質はテキーラ関連の飲食物の匂い成分、農薬などへの応用が期待できる。
[0075] [実施例 6 :搾り滓の利用]
液汁を搾った搾り滓に利用可能なァガベ'ィヌリンが残留することが確認されており 、搾り滓に、熱水（水でも良い）を加えて加圧すると、搾り滓中に残存するァガベ'ィヌ リンが抽出される。このァガべ 'ィヌリン抽出液は、ィヌリナーゼを用いて加水分解され 、フラクトースを主成分とした糖液が生成される。この糖液は、発酵させてアルコール 飲料の製造に用いることがきると共に、濃縮してァガべシロップを製造することができ る。また、ァガベ'ィヌリン成分が残留することが確認されていることから、搾り滓を家 畜等の飼料に混合して、可溶性及び不溶性の食物繊維を補給する食物繊維増強飼 料を製造することができる。
[0076] [結果と考察]
前記の加熱後圧搾で、非加熱の角切り植物片と比べ 10〜50%多く搾り汁が得ら れ、また加熱後得られた搾り汁は非加熱で得られたものに比べ明らかに着色が少な ぐ甘味も少なかった。搾り汁の苦味と執拗な匂いは活性炭では十分には除く事がで きなかったが、吸着材でうまく除く事ができた。その上、吸着材に吸着された苦味成 分と匂い成分、着色成分が水一有機溶媒の混合液で回収でき、吸着材が再使用で きた。力べして得られたィヌリンはィヌリン重量の約 4分の 1以下の水に溶け、僅かな甘 味を持つ、淡褐色、無臭の低粘度水溶液になった。この溶解度の高さはァガベ'ィヌ リンが高い重合度を持つにもかかわらず、ラミフィケーシヨンの多さによるものと考えら れる。
産業上の利用可能性
[0077] 現在、巿場に出回っているィヌリンの大部分はキク科のチコリから製造されたもので 、溶解度が低い。溶解度を上げる為に部分的加水分解を施し、オリゴフルクトースと 名称を変えて巿場に出されている。本発明のァガべ 'ィヌリンはオリゴフルクトースと 比べても、なお溶解度が高ぐこの非常に優れた水溶性はジュース、ドリンク市場を始 め、水溶性が求められる産業製品の中に新しいニッチを開く事になるものと期待され る。また、高い水溶性を持つィヌリンは、腸内のビフィズス菌にとって加水分解し易い ので、低水溶性ィヌリンと比べて利用効率が高ぐプレバイオティックとしてより有効で あると期待される。

Claims

請求の範囲
[I] ィヌリンを含有するァガべ植物を植物片に細断しながら又は細断後に、前記植物片 に力をカ卩えて前記ィヌリンを含む液胞を破砕し、この破砕植物片から前記液胞の液 汁を搾り、前記液汁から不純物を除去して高水溶性ァガべ 'ィヌリンが溶解したァガ ベ'ィヌリン溶液を製造することを特徴とする高水溶性ァガベ'ィヌリンの製造方法。
[2] 前記ァガべ植物の細断中及び/又は細断後に、前記植物片を 5分〜 180分の範囲 内の所望時間だけ 100°C以下の温度に加熱する請求項 1に記載の高水溶性ァガべ •ィヌリンの製造方法。
[3] 前記植物片及び/又は前記破碎植物片を酸中和剤と混合する請求項 1又は 2に記 載の高水溶性ァガベ'ィヌリンの製造方法。
[4] 前記植物片の処理は、水を強制添加しない条件下で実施される請求項 1〜3のいず れかに記載の高水溶性ァガべ 'ィヌリンの製造方法。
[5] 前記液汁が pH6〜8に調製される請求項 1〜4のいずれかに記載の高水溶性ァガべ
•ィヌリンの製造方法。
[6] 前記不純物は前記液汁から吸着材により吸着除去される請求項 1〜5のいずれかに 記載の高水溶性ァガべ 'ィヌリンの製造方法。
[7] 前記吸着材に吸着された前記不純物を水と有機溶媒の混合溶液中に溶離し、溶離 後の前記吸着材を再使用する請求項 6に記載の高水溶性ァガベ'ィヌリンの製造方 法。
[8] 前記混合溶液を留去することにより、溶離した前記不純物を副産物として回収する請 求項 7に記載の高水溶性ァガべ ·ィヌリンの製造方法。
[9] 前記ァガべ 'ィヌリン溶液から水分を除去して固体ァガベ'ィヌリンを製造する請求項
：!〜 8のいずれかに記載の高水溶性ァガベ'ィヌリンの製造方法。
[10] 請求項:!〜 8のいずれかに記載の製造方法により製造されることを特徴とするァガべ
•ィヌリン溶液。
[II] 請求項 9に記載の製造方法により製造されることを特徴とする固体ァガべ 'ィヌリン。
[12] 請求項 8に記載の製造方法により回収されることを特徴とする副産物。
[13] 前記請求項 1〜9のいずれかに記載の製造方法により前記液汁が搾られた搾り滓に 水又は熱水を加えてィヌリンを抽出させて得られることを特徴とするァガべ 'ィヌリン抽 出液。
[14] 請求項 13に記載のァガベ'ィヌリン抽出液を酸触媒又は酵素により加水分解して、フ ラタトースを主成分とした糖液を生成し、前記糖液を発酵させて又は発酵させた後に 蒸留してアルコール飲料を製造することを特徴とするアルコール飲料製造方法。
[15] 請求項 13に記載のァガべ 'ィヌリン抽出液を酸触媒又は酵素により加水分解して、フ ラタトースを主成分とした糖液を生成し、前記糖液を濃縮してァガべシロップを製造 することを特徴とするァガべシロップ製造方法。
[16] 請求項 14に記載されるアルコール飲料製造方法により製造されることを特徴とする アルコール飲料。
[17] 請求項 15に記載されるァガべシロップ製造方法により製造されることを特徴とするァ 力'ベシロップ。
[18] 前記請求項:!〜 9のいずれかに記載の製造方法により前記液汁が搾られた前記破砕 植物片の搾り滓が混合され、食物繊維として少なくともァガべ 'ィヌリンを含む食物繊 維増強飼料。
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