JP2944207B2 - 穀物粒からタンパク質、タンパク分離物および／または澱粉を回収する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （関連出願の引用） 本出願は穀物粒からタンパク質およびタンパク質分離
物を製造する方法と題した、1990年３月２日提出の係属
中の米国特許出願第487739号の一部連続出願である。

（発明の分野および背景） 本発明は一般に穀物粒からタンパク質またはタンパク
分離物および／または澱粉を製造する件に関するもので
ある。特に本発明は一方では澱粉間、かつ他方では澱粉
とタンパク質との間の結合を従来の蒸煮処理法によるよ
りもむしろ機械的処理法によって破壊する技術に関する
のである。結果として、高品質のタンパク質および高品
質の純澱粉の損なわれていない細粒が、より高い収率で
得られることが認識されている。

これまでに、とうもろこしまたはその他の穀物粒から
タンパク分離物を得ることが提案されて来た。栄養学者
によって良く知られているように、穀物粒のような農産
商品は完全またはほとんど完全に近いタンパク質を含有
しており、もしタンパク質が分離されたならば人類にと
ってバランスの取れた植物を準備することになるであろ
う。

これまでに農産商品からタンパク分離物を抽出するこ
とは商品の構成成分であるタンパク質と澱粉との間に存
在する化学的結合によって困難であるとされて来た。以
前に、とうもろこし、または穀物粒のイースト醗酵法の
ような、これらの構成成分の１つを利用する、ある種の
生化学的処理または段階を用いた公知の方法においては
澱粉／タンパク質結合は蒸煮処理による加水分解によっ
て破壊された。しかし蒸煮処理による結合の破壊は他の
用途のために用いられる澱粉および砂糖の内容を作る
が、食物として利用できる形態のタンパク質の回収の可
能性を破壊する。

米国特許第4624805号においてジェームス T.ローホ
ー（JAMES T.LAWHORN）は穀物粒をあら粉の寸法（250
から600ミクロン）に摩滅させる初期摩滅段階の後で、
エタノール醗酵工程における澱粉および砂糖の利用の前
においてタンパク質を分離することを提案した。タンパ
ク質はソニフィケーション（SONIFICATION）の有無にか
かわらずアルカリ／アルコール溶液によって抽出され
る。ローホーンはタンパク質が限外濾過によって回収さ
れ、一方滲透液中に溶解された砂糖と澱粉は逆浸透法に
よって濃縮され、アルコール製造に用いられることを教
示している。

ローホーンの方法を実験する試みによって、特許にお
いて公開された方法は商業的規模においては作用しない
ことが発見された。まず第１に、タンパク質／澱粉結合
を化学物質とソニフィケーションに頼って破壊したがご
く少量％の、利用できるタンパク質が抽出されただけで
あった。第２にローホーンによって説明された限外濾過
フィルター膜は汚れ、かつ目が詰って、要求された連続
操作が起らなかった。しかしローホーンの方法は、もし
商業規模で運転する場合には蒸煮処理を避けて、食物等
級のタンパク分離物を回収できる方法による農業商品の
タンパク質および他の生成分の分離を提案している。

乾燥状態においては、とうもろこしの胚乳は核の約83
％を組成しており、多量の澱粉を含有している。他の穀
物粒は胚乳のパーセント値において幾分劣っているが概
念的には類似している。澱粉は大ざっぱな寸法として５
から35ミクロンの粒で、その間がタンパク質によって満
たされて存在している。このタンパク質／澱粉母型は、
それぞれ澱粉またはタンパク質として、または相方共に
回収できるように破壊されなければならない。損なわれ
ないままの澱粉の細粒は、そうでない澱粉の細粒よりも
はるかに価値が高い。細粒の構造それ自身は、アミロー
ゼ（AMYLOSE）およびアミロペクチオン（AMYLOPECTIO
N）が分子間の水素結合によて組み合わされている方法
によることに注目すべきである。強力な結合は結晶領域
を作り、弱い結合は非結晶領域を作る。正規のとうもろ
こし澱粉は15から39％の範囲の結晶度を有する。

澱粉からタンパク質を分離する公知の方法において
は、タンパク質と澱粉の有用生が蒸煮処理および／また
は浸漬処理方法によって破壊されているか、またさもな
ければタンパク質がローホーンの方法によって非効率的
にしか回収されていないかのいずれかである。先願の出
願番号第487739号によれば、澱粉／タンパク質母型を機
械的に破壊する技術では澱粉細粒は一般に損なわれない
ままで残されていない。それ故、品質の良いタンパク質
を効率良く回収し、かつ損なわれていない澱粉細粒を保
有する方法はこれまでに完成されていなかった。

（発明の概略的説明） 上記の説明を前提として、本発明は澱粉からタンパク
質を溶剤によって抽出する時に、穀物の核が効率的に処
理されるような最適寸法の微粒子にする。この結果、試
験によって１から100ミクロンの範囲内の微粒子寸法
が、入手可能なタンパク質（80％以上）の向上された収
率を実現させることが判明した。さらにその後のマイク
ロ濾過によって最終製品は90％以上のタンパク質濃度を
有し、そのタンパク分離物は、すなわち乳幼児食品、老
人食品、スナック食品のための強化成分、ミルクシェー
ク、栄養飲料、ピザおよび類似品、同様にハンバーガー
ミートのイースト代用品として使用されるのに適した、
一層価値のあるタイプのタンパク質として格付けされ
た。

もしこのような粒子寸法が許容範囲の上端（35から10
0ミクロン）にあると検定されていたならば、すべての
澱粉細粒は損なわれたないままで留っていて、それらは
たとえば生化学的に分解できるプラスチック、外科手術
用の滑り剤、制汗剤スプレー、使い捨ての衛生製品、イ
ンスタント洗剤糊、およびその他の物、のような新しい
工業および商業用途に適しているので一層有用となる。
他の応用もたとえば交差結合が破裂する細粒の感受性を
克服し、かつ膨潤した細粒の強度を改善する分野で想像
することができる。

本発明の方法において、穀粒はまず微粒子寸法を第２
工程における脱脂後の湿式円盤による摩滅製粉に容易に
導入できる範囲内に小さくするように、乾式製粉工程に
投入される。澱粉／タンパク質母型が破壊されるのはこ
のこの工程においてである。摩滅式製粉機（たとえばコ
ルマ〔KORUMA〕）において、１つが定置され、１つが高
速度で回転する、２つのカーボランダム円盤が用いられ
る。乾燥され、かつ製粉された核は上部円盤の中央から
水性スラリー形態で供給され、円盤間の水平面内で摩滅
が起る。円盤間の隙間は供給速度と同様に調節すること
ができる。このようにして粒子の寸法は精密に調節され
る。製粉機の円盤間の隙間、供給速度およびポンプ圧力
は、もし得られる澱粉が澱粉細粒の分裂が要因とはなら
ないエタノールの製造に用いられるならば、１から50ミ
クロンの微粒子寸法を与えるように適切な供給圧力に関
連して調節される。しかし澱粉細粒を損なわれないまま
に保持しようと要望するならば、円盤間の間隔の配置は
最大の細粒の微粒子の寸法（35から100ミクロン）の間
で好ましくは50ミクロン）以上とすべきである。円盤間
の空間は加工される穀粒のタイプに応じて、期待される
最大の微粒子の寸法よりも少々大きくセットすることが
好ましい。

１つまたはそれ以上の溶剤が添加される従来法の抽出
局面の後で、かつ沈澱（遠心分離の有無にかかわらず）
の後で、タンパク質を含有する透明な表面浮遊物は、上
澄みを移されて澱粉ケーキが残る。澱粉ケーキはさらに
タンパク質を除去するために洗滌され、水でスラリーに
され、すべての非澱粉微粒子が分離された水和クローン
（HYDRCLONES）のセットになるように清浄化される。こ
の後でスラリーは重量比40から70％の乾燥固体となるよ
うに遠心脱水され、フラッシュ乾燥機、またはドラム乾
燥機、または他の乾燥機によって乾燥される。pHは塩
酸、または他の酸によって６から７に低下される。最終
成生物は損なわれていない細粒の高品質の純澱粉であ
る。

表面浮遊物を含有するタンパク質は無機物の膜を有す
る連続交差流マイクロフィルタを通って処理される。膜
は酸化アルミニウムまたは他の無機物の膜が好ましい。
（現在は開発中でまだ商業的には入手不可能であるが将
来入手可能となると考えられる、ある形態の有機物の膜
があることに注目すべきである）。タンパク質またはタ
ンパク分離物のpHはダイヤ濾過（DIAFILTRATION）を通
して脱イオン水によって任意に要望する値にされ、同時
にそれは純度を向上する。

タンパク分離物はタンパク質純度90％またはそれ以上
の材料である。純度90％以下のタンパク質はタンパク濃
縮物であると考えられる。たとえば、とうもろこしにお
いてはタンパク質は約10％のアルブミン（ALBUMINS）お
よびグロブリン（GLOBULINS）〔特に水および中性の塩
溶液に可溶〕、30＋％のグルテリン（GLUTELINS）〔ア
ルカリに可溶〕、および50＋％のプロラミン（PROLAMIN
S）〔主としてゼイン（ZEIN）であって、かつ高濃度の
エタノールに可溶〕である。本発明のシステムはプロラ
ミンおよびグリテリン、同様にグロブリンのある主のも
のの大部分を回収する。タンパク質の総抽出効率は80％
以上である。

前述のことを考慮して、穀物粒から、食物とする価値
のあるタンパク質と澱粉を、他の有用な副製品を最高度
に回収しながら分離することが本発明の目的である。こ
の目的を実現するために澱粉構成成分はタンパク質構成
成分から２段階の摩滅処理によって機械的に分離され
る。第１の段階において核は直径5/64インチまたはそれ
以下のオーダーの微粒子寸法に粉砕される乾式製粉作用
にもたらされる。その後に商品の微粒子寸法を非常に細
かい範囲にまで低下させる、湿式製粉工程が続く。この
作用の期間中、タンパク質／澱粉母型は破壊され、一層
効果的なタンパク質抽出物となる。

本発明の他の目的は、細菌またはイースト醗酵法のよ
うな、有用な副製品を産出する工程によって、とうもろ
こしまたは他の穀粒の残りの構成成物の利用を可能にし
ながらタンパク分離物を製造することにある。本発明の
この目的を現実化するために、タンパク質および他の構
成成分の分離が商品の有用生を制限しかねない農産物商
品の蒸煮を避けながら逐行される。

本発明のさらに他の目的は、穀物粒のタンパク質およ
び澱粉の構成成分を澱粉細粒の一体性を破壊することな
く、タンパク質の回収を最高にするような手法で分離す
ることである。

とうもろこしの場合、従来法によって処理された現行
の変種は通常、リジン（LYSINE）およびトリプトファン
（TRYPTOPHAN）が不足している。高リジンとうもろこし
は（クローのオパキュ２号）〔CROW′Ｓ OPAQUE2〕と
して知られているが、トリプトファンが少々不足してい
る。しかしタンパク質含有率が高く、人間の成長に必要
な８種類のアミノ酸をすべて十分な量で含み、FAO/WHO
（食糧農業機構／世界保健機構）の標準に合致する、新
しいとうもろこしの変種はまもなく入手可能となりつつ
ある。以降に説明される方法は、どのような変種のとう
もろこしについても有効であるが、高率でタンパク質を
含有している、本質的に完全なタンパクとうもろこしに
関してもっとも有効なものとして企画されている。

（図面の簡単な説明） 本発明の目的のいくつかを説明したので、他の目的は
後述の説明が進むにつれて、本発明の方法の略図的な流
れ図である添付図面を参考とした時に明らかになるであ
ろう。

（発明の詳細な説明） 本発明はその好ましい実施態様が示されている添付図
面を参考として以降十分に説明されるが、当関係技術の
熟達者がここに説明された本発明を改変しても本発明の
好ましい結果に到達できるであろうことは説明の出発に
おいて理解されるべきである。したがって以下の説明は
当関係技術の熟達者を対象として広範かつ教育的な開示
を目的とするものであって、本発明を制限するためのも
のではないことが理解されなければならない。

本発明による穀物粒のような農産商品からタンパク質
を分離する方法は、国際連合の食料および農産物機構の
標準によって理解される、完全なタンパク質を準備する
のに十分な量の８種類の基本的なアミノ酸をすべて含ん
だ適当な商品によって始められるのが好ましい。このよ
うな商品は全とうもろこし、またはいくつかの他の穀物
粒、また植物性物質であっても良い。このような植物性
物質または適当な穀粒は、図の10で示された、方法の第
１段階で準備される。この方法は少々不完全なタンパク
しか供給しないかも知れない他の商品によっても実行可
能であるように企画されている。しかし最高の便利性は
使用される商品が完全なタンパク質を備えた場合に得ら
れ、かつそれが本発明の好ましい実施態様である。理解
されるであろうが、この方法は全とうもろこしから出発
しても良いが、その場合タンパク質は胚および胚乳の相
方から製造され、または脱胚とうころこしを加えたもの
から製造される。一般的に胚だけから製造されたタンパ
ク分離物は一層良い品質の分離物となる。

好ましい実施態様において、とうもころしまたは他の
ものは、第１にハンマー製粉機または同様なものによっ
て約1/16インチから約3/16インチの公称直径を持つ微粒
子寸法に乾式摩滅される。摩滅されたとうもろこしは次
いで脱脂される。一体に結合されているタンパク質と澱
粉とを含む、摩滅され脱脂されたとうもろこしまたは他
の微粒子化された植物性物質は、水と混合されて、植物
性物質が重量比でスラリーの少なくとも約35％を構成す
るようなスラリーを形成する。スラリーはそれから澱粉
とタンパク質構成成分の間の結合を機械的に破壊するよ
うに微粒子寸法を１から100ミクロンの範囲内の寸法に
する特殊な摩滅製粉機へ、湿式摩滅するために供給され
る。適当な製粉機はドイツ連邦共和国のコルマ機械製作
所（KORUMA MASHINENBAU）で製造されて化粧品および
薬品工業で使用するために販売されている。このような
製粉機はまた出発の植物性物質に含有されている、とう
もろこし油のような植物油を分散させ、もし除去しない
と以下説明する次の工程において膜にちょっとした汚れ
が発生する。湿式および乾式の製粉機は本質的に大気の
室温において行われる。澱粉構成成分がエタノールの製
造に用いられる場合には、製粉機の円盤の間の間隔、ポ
ンプ圧、および供給速度は約１から10ミクロンの範囲内
の微粒子をもたらす様に調節される。損なわれていない
澱粉細粒が要望されるとするならば指標は35から100ミ
クロンの範囲内の微粒子をもたらすように調節される。

湿式製粉の後でスラリーはタンパク質抽出へ向けられ
る。タンパク質抽出段階の特別な順序は出発植物性物質
の本質によって異なっていても良く、本発明を実行す
る、この技術の熟達者は、出発原料がここに説明された
もっとも好ましいものから変化しても、少なくともある
方法の変数が収率を最大にするために変化させられるだ
けで良い。注意は以降の事情のあるものに向けられる。

本発明の好ましい形態においてスラリーの温度は以下
説明する抽出段階のために約125゜Fに上昇される。この
加熱は湿式製粉の側面効果および／またはスラリーの熱
供給によって完成される。125゜Fを大きく越える温度は
タンパク質を変質させ、方法が良好な機能を保って高品
質のタンパク質を回収するには非効率になる。

好ましい方法においては、抽出の第１段階はグルテリ
ンの溶解を含んでいる。この段階ではスラリーのpHを適
当なアルカリを添加することによって約９から約12の範
囲に調節することを含んでいる。pH調節の段階は少なく
とも水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムの１つをス
ラリーのpHを特定の範囲内に調節するのに十分な量だけ
添加することから成っている。そこで低ナトリウムの最
終製品が得られることが重要であり、水酸化カリウムが
好ましい薬剤である。スラリーはpH調節水酸化物の添加
期間中、振動させられる。

pHを調節されたアルコール／水／とうもろこし、のス
ラリーはタンパク質を溶解させるためにあらかじめ決め
られた時間、振動され続ける。30分から60分の持続時間
で一般的には十分である。

スラリーはそれから撹拌され、エタノールが重量比で
少なくともスラリーの約50％を構成する溶液に達するま
で、十分なアルコールが添加される。アルコール容量の
上限は重量比で80％以上でないことが好ましい。

アルコール／水／とうもろこし、から成るスラリーは
それからタンパク質を溶解させるために、あらかじめ決
められた時間、振動を続けられる。方法のこの時点でタ
ンパク質を含んだプロラミンまたはゼインは溶液中に入
る。30分から60分の滞留時間が一般的に適当である。

プロラミンおよびグリテリンおよびグロブリンを抽出
する、これらの２つの段階はある植物性物の出発原料に
ついては、順序を逆にすると一層高い最終製品の収率を
もたらす。上記に説明した高リジンとうもろこしに対す
る好ましい順序は、もし第１抽出がグルテリン、第２抽
出がプロミランのためならば他の出発原料に対して高い
収率を得ることができるかも知れないことを企図してい
る。さらにここで２つに分離され順序付けられて説明さ
れている段階は、ある材料については２つの処理段階を
本質的に組み合わせ、全タンパク質の抽出のための滞留
または停止をただ１つの期間にさせることが可能かも知
れない。

いずれにしても抽出段階はスラリーを高固形分の内容
部分および高液体の内容部分の２つに分離する段階によ
って続けられる。２つの部分は見分けがつかない程、混
合していると説明されているので、単一の段階で液体部
分と固体部分とに完全に分離するのは容易ではない。こ
のようにスラリーから固形分を分離しようとするどのよ
うな試みも少量の液体を一緒に持ち出さなければならな
い必然性があり、逆もまた同じである。分離は、沈澱、
可能ならば生化学的ポリマーおよび急速沈澱装置、およ
びさらに遠心分離のような装置の援助によって行われ
る。高液体部分、または表面浮遊分は分離工程に従って
引き抜かれる。

引き抜かれた表面浮遊物は次の工程で分離されるタン
パク質を含有しており、次に無機質または有機質の膜に
よる交差流マイクロ濾過段階で精製される。現在では無
機質の膜、とりわけ酸化アルミニウムが好ましい。この
マイクロ濾過は高精製タンパク質を含有した保留物をも
たらし、進行するダイア濾過（DIAFILTRATION）は90％
を越える純度のタンパク分離物をもたらす。酸化アルミ
ニウム膜のゼータポテンシャル（ZETA−POTENTIAL）はp
H8から９の付近でゼロであり、pH9から12で高い効果を
表わし、膜もタンパク質もマイナスに荷電されるので互
いに反撥し合って製品として保留物をもたらす。保留物
は次いで食用材料または食用補助材料として有用な乾燥
粉末分離物をもたらすことができるように、噴霧乾燥ま
たは他の乾燥手法に受け入れられる濃縮度まで濃縮され
る。濃縮液体タンパク質または分離物は、たとえば栄養
飲料または薬剤応用品に使用するために製造されても良
い。

マイクロ濾過の前または後においてエタノール溶剤を
回収した後、濃縮または再使用のためにスラリーの高固
形分の内容部分は濃縮され、エタノールが要求される最
終製品などで供給原料として醗酵工程へ引き渡される。
醗酵方法は応用される技術の熟達者にとって知られてい
る、ブタノール製造のための細菌培養法、またはブタノ
ール製造のためのイースト醗酵法を含んだ任意のもので
あっても良いが、他の公開された公知のこのような方
法、およびそれらによって作られた他の副製品について
はここで長々と議論しない。醗酵工程は要求される製品
の流れをもたらす滲透蒸発のような、蒸溜または他の分
離手段によって完結されることもできる。

代って、要求される最終製品が損なわれない澱粉細粒
の場合には、スラリーの高固形分の内容部分は洗滌さ
れ、清浄化され、乾燥され、pHは約６に低下される。

もし使用されたとうもろこしまたは他の出発原料が不
完全なアミノ酸バランスを持っているならば、もちろん
最終製品を適当なバランスにするために不足しているタ
イプのいくらかの天然または合成アミノ酸を添加してや
ることができる。このような添加は流動性、取り扱い性
または類似のことを与えるために必要または適当なら
ば、他の任意の材料と一緒に乾燥分離粉末に対して行わ
れても良い。正規のとうもろこしにおいて、エタノール
に可溶のタンパク質分溜物はアルカリ可溶の分溜物より
も多く、相方合わせてとうもろこしの総タンパク質の80
％から90％に達する。高リシンとうもろこし、オパク
２（OPAQUE ２）において遺伝因子はこれのタンパク質
分留物の比率も、いろいろなタンパク質群の内のリシン
含有量も同様に変化させる。いろいろな出発原料および
いろいろな工程に対する指標は、特定の出発原料から得
られる収率を最適にするように調節されなければならな
いのはこの理由による。

（例１） 本発明の発展においてクロー（CROW）の高リジンとう
もろこしはローラ製粉機で約1/16インチの微粒子寸法に
製粉され、６ポンドのこの乾燥されたとうもろこし粉が
スラリーを形成するように5.1リッターの純水に混合さ
れた。とうもろこしは9.5％の水分および8.56％のタン
パク質を含有しており、スラリー中に233グラムのタン
パク質を含有する例として出発した。スラリーはそれか
ら、とうもろこしの澱粉／タンパク質母型の間の結合が
破壊されるような十分に小さい微粒子寸法（約１から50
ミクロン）までさらに摩滅する摩滅製粉機を通過する。
そのスラリーは撹拌され125゜Fに加熱され、苛性ソーダ
によってpH11.4に調節され全容積が18リッターになるよ
うに、十分なエタノールが添加される。そのスラリーは
タンパク質抽出のために35分間振動され、２時間15分沈
澱させられる。注意深く上澄みを移すことによって18.9
g/のタンパク質（82％抽出）を含んだ10リッター以上
の浮遊物を得て、それをマイクロ濾過モジュールに供給
する。マイクロ濾過モジュールは0.2ミクロンの酸化ア
ルミニウム膜を備えている。濾過の期間中、温度は123
゜F、供給ポンプの圧力は約psigに保たれる。交差速度
は8.36m/秒、平均膜通過圧は約60psigであった。４分毎
に18秒間、120度の水でpH12において逆洗滌された。得
られた流量は170リッター／平方メートル／時であっ
た。工程による保留物は純度75％のタンパク質5.8g/
を含んでいた。残留した不純物は鉱物質と油脂であり、
それらはダイアリシス（DIALYSIS）によって除去されて
タンパク質純度を90.4％となった。保留物は回転真空蒸
発器によって約50g/に濃縮され、噴霧乾燥され水分約
12％で純度90％を越える粉末分離物を形成した。少量の
シリカを基礎とする静電防止剤が噴霧乾燥を容易にする
ために添加された。工程が完了した後で濾過膜は、説明
された工程の前の状態におけると同じ流量に到達するよ
うに水を使用して再生される。

脱脂された（例IIにおいて説明される）とうもろこし
についての後の研究において、２段抽出工程（60分間12
5゜F、およびpH11.6において;60分間125゜F、および重
量比68％のエタノールによって）によって、元来とうも
ろこし中に存在していたタンパク質の83.4％を抽出し
た。浮遊物を沈澱させ遠心脱水を（15100xgで15分間）
して純度68.2％の純タンパク質が得られた。次の0.2ミ
クロンの酸化アルミニウム膜によるマイクロ濾過および
圧縮空気による逆洗滌に加えて、供給水の元の容積の5.
6倍の脱イオン水（DI−WATER）の供給によるダイア濾過
によって、保留物はpH6.9において98％の一層純水なタ
ンパク分離を得た。噴霧乾燥によって水分7.1％、純度9
8％のタンパク分離物が得られた。

（例II） 8.5％のタンパク質（重量比）を含有する13ポンドの
全とうもろこし〔クロウのハイーリー オパキュ ２
（hi−ly OPAQUE ２ from CROW）〕は5/64インチの
ふるいを備えたハンマー式製粉機で製粉された。利用で
きるタンパク質の総量は502グラムであった。

とうもろこしはｎ−ヘキサンを使用して、改変された
クラウン鉄工所（CROWN IRON WORKS）製の機械で52℃
（125.6゜F）を越えない温度でタンパク質を変質させな
いように脱脂された。エタノールまたは他の溶剤も脱脂
操作のために使用しても良い。摩滅され脱脂されたとう
もろこしは脱イオンされた水と混合され、重量比31％の
スラリーにされ、コルマ製粉機によって50ミクロンから
100ミクロンの微粒子寸法に粉砕される。このようにす
ることによって、タンパク質／澱粉母型は破壊された。

次に125゜Fを越えない温度において連続撹拌され、タ
ンパク質は２段階工程によって抽出される。第１の段階
においてpHは水酸化ナトリウムによって11.3に上昇さ
れ、45分間抽出が続けられた。第２段階においてエタノ
ールは容積比60％に濃縮された最終濃縮物に添加され、
他の45分間濃縮が続けられた。混合物は２時間沈澱され
浮遊物が除去された。

溶液中に容量82.1％の利用できるタンパク質が得られ
た。浮遊物については12.0リッターが17000xg.で遠心分
離された。遠心分離物は10.97g/kgの総タンパク質を含
んだ17.43g/kgの総固形分を含んでいた。（総ケルダー
ル窒素定量法によって検定されて6.25倍）。その純度は
62.9％であった。次の0.2ミクロンの酸化アルミニウム
膜〔アルコア（ALCOA）〕を用いた交差流濾過およびダ
イアリシスによって15.58g/kgの総固形分および14.08g/
kgのタンパク質を含んだ6.5リッターの保留物（この場
合には製品）が得られた。ここで純度は90.4％であっ
た。保留物のpHは63.6リッターの脱イオン水がダイアリ
シスに用いられた後で7.3であった。この製品は218゜F
の出口温度で並行して噴霧乾燥され、水分8.0％のさら
さらした粉末となった。

滲透液中のタンパク質はここでは回収されなかった
が、さらに小さい寸法の孔を備えた膜によって回収する
ことも可能である。100オングストロームの酸化アルミ
ニウムの膜を利用して供給液中のタンパク質の総量の約
85％が回収された。タンパク質の容量およびとうもろこ
し中のタンパク質の組成によって、１ブッシェル当り３
から４ポンドを越えるタンパク分離物製品が製造可能で
ある。製品のpHは中性またはその近辺であっても良い。
適切なpHが得られるまで（ほとんど直線関係）ダイア濾
過を通過する純度を調節するととによって、異った機能
性を備えた製品を製造することができる。粘度、水およ
び油の吸収性、ゲル強度、エマルジョン形性性、可溶
性、湿潤性等の機能特性はこの方法で変化させることが
できる。

澱粉は清浄化され乾燥される。（噴霧乾燥）。処理条
件が穏やかなので澱粉細粒は依然として損なわれていな
い。これは電子顕微鏡、Χ線回折、ディジタル走査型熱
量計、顕微鏡下のサンプルへの電子顕微鏡およびコンゴ
ーレッド（CONGO RED）の応用によって検定される。こ
のような損なわれていない澱粉の細粒は75％までの澱粉
を含んだ新しい生化学的に劣化するプラスチックの粗原
料として適当なものである。それはピロデキストリン
（PYRODEXTRIN）を製造するのに利用することができ
る。それは膨潤した細粒の強度を改善するので細粒の破
裂に対する感受性を克服するようにクロスリンクさせて
も良い。この方法によってそれは外科手術用の粉末、使
い捨て衛生製品、制汗剤スプレー等に利用することがで
きる。それはまたインスタント洗濯糊を製造するために
押し出したり、特殊な食品応用物のためにあらかじめゼ
ラチン化しておくこともできる。

理解されるように、本発明はタンパク分離物、損なわ
れていない澱粉細粒、および他の副製品を製造すること
ができる方法を公開した。その他の製品はブタノール、
エタノール、とうもろこし油、食餌療法用の繊維等を含
み、さもなければ公知の技術を応用して製造される。図
面および明細書において本発明の好ましい実施態様が発
表され、特定の用語が用いられているが、与えられた説
明は一般的および説明的な意味においてだけ専門語を使
用したのであって制限の目的で用いたのではない。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A23J 1/12 A23L 1/10 C08B 30/00 C07K 1/14 C07K 14/415

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前記穀粒の微粒子を澱粉とタンパク質との
   間の結合を破壊するのに十分な小さい寸法まで湿式摩滅
   法で製粉し、それから 少なくとも１種類の溶剤によって澱粉から、結合を破壊
   されたタンパク質を抽出し、それから 澱粉を含有する得られた高固形分の内容部分から、抽出
   されたタンパク質を含有する、得られた高液体分の内容
   部分を分離し、かつそれから 抽出されたタンパク質の高液体分の内容部分を、タンパ
   ク質構成物を分離するための無機質の膜を備えた連続交
   差流マイクロ濾過へもたらし、 タンパク質を乾燥粉末に濃縮する段階から成る、 母型に結合されている澱粉とタンパク質とを含有する穀
   物粒からタンパク質を分離する方法。
2. 【請求項２】植物性物質がスラリーの重量比約35％まで
   を構成するスラリーを構造するために、一体に結合され
   たタンパク質と澱粉とを含んだ前記穀物粒から得られ
   た、製粉された、関与する植物性物質に水を添加し、 スラリーを摩滅製粉機に通して特殊化された植物性物質
   を、その澱粉とタンパク質母型内のタンパク質と澱粉と
   の間の結合を物理的作用によって破壊するのに効果的な
   微粒子寸法まで摩滅させ、 アルコールがスラリーに対し重量比で少なくとも約50％
   を構成するようにアルコールを添加し、 スラリーのpHを約９から約12の範囲内に調節し、 タンパク質を溶解させるのに十分な時間だけスラリーを
   滞留させ、それから スラリーを高固形分内容および高液体分内容部分とに分
   離し、 溶解されたタンパク質を含有するスラリーの高液体の内
   容部分を、タンパク質構成成分を分離するための無機質
   の膜を備えた連続交差流マイクロ濾過に供給し、それか
   ら タンパク分離物を濃縮し乾燥する段階から成ることを特
   徴とする、穀物粒からタンパク質を分離する方法。
3. 【請求項３】公称直径が約1/16インチから約3/16インチ
   の範囲内の微粒子寸法のとうろもろこしを製粉し、それ
   から スラリーの重量比において約30％から約35％を構成する
   とうもろこしを含有するスラリーを作るために、製粉さ
   れたとうもろこしの微粒子に水を添加し、 スラリーを湿式摩滅製粉機に通して物理的作用によって
   とうもろこし内のタンパク質と澱粉との間の結合を破壊
   するのに効果的な微粒子寸法までとうもろこし微粒子を
   粉砕し、それから アルコールがスラリーに対し少なくとも50％重量比にな
   るようにスラリーにアルコールを添加し、 スラリーのpHを約９から約12の範囲内に調節し、 タンパク質を可溶化させるのに十分な時間だけスラリー
   を滞留させ、 スラリーを高固形分の内容部分および高液体の内容部分
   に分離し、 不溶性の部分を含有するスラリーの高液体の内容部分を
   タンパク質構成成分を分離するためにマイクロ濾過に向
   け、かつそれから タンパク分離物を濃縮し乾燥する段階から成ることを特
   徴とする、とうもろこしからタンパク質を分離するタン
   パク質製造方法。
4. 【請求項４】プロラミン、グルテリン、砂糖および澱粉
   構成成分を有する高リジンとうもろこしを約1/16インチ
   から約3/16インチの範囲の寸法の公称直径を有する微粒
   子に製粉し、それから スラリーの重量比において約30％から約35％を構成する
   とうもろこし微粒子を有するスラリーを作るために、製
   粉されたとうもろこし微粒子に水を添加し、 スラリーを摩滅製粉機に通して通過させ、物理的作用に
   よって、プロラミンおよびグルテリンおよび澱粉構成成
   分間の化学的結合を機械的に破壊するのに十分な細かい
   微細粒寸法にとうもろこし微細粉を粉砕し、それから 細かく粉砕された微粒子から溶液中へとうもろこしのプ
   ロラミンおよびグルテリン構成成分を抽出し、それから スラリーを砂糖および澱粉を含有する高固形分の内容部
   分と、とうもろこしの抽出されたプロラミンおよびグル
   テリン構成成分を含有する高液体の内容部分とに分離
   し、 スラリーの高液体の内容部分をタンパク質構成成分を分
   離するための無機質の膜を備えた連続交差流のマイクロ
   濾過に供給し、 タンパク分離物を形成するようにタンパク構成成分を濃
   縮し乾燥する段階から成ることを特徴とする、高リジン
   とうもろこしからタンパク分離物を製造する方法。
5. 【請求項５】前記穀物粒の微粒子を澱粉とタンパク質と
   の間の結合を破壊するのに十分小さい寸法、かつすべて
   の澱粉細粒を実質的に損なわないで保つに十分な大きい
   寸法に湿式法で製粉し、 少なくとも１種類の溶剤で結合を破壊されたタンパク質
   を抽出し、 抽出されたタンパク質を含有する得られた高液体の内容
   部分および澱粉細粒を含有する得られた高固形分の内容
   部部とを分離し、かつ澱粉細粒を清浄し乾燥する段階か
   ら成る方法において、 母型として結合された澱粉とタンパク質を含有する穀物
   粒から、損なわれていない澱粉細粒を回収する方法。
6. 【請求項６】公称直径が約1/16インチから約3/16インチ
   の範囲内の微粒子寸法を有する穀物粒を製粉し、 穀粒が重量比で約25％から約35％のスラリーを構成する
   スラリーを作るように製粉された穀粒の微粒子に水を添
   加し； スラリーを湿式摩滅製粉機に通し、さらに物理的作用に
   よって澱粉とタンパク質との間の結合を破壊するのに十
   分小さい微粒子寸法、かつ実質的にすべての澱粉細粒を
   損なわれないで保つのに十分な大きさに、破壊された穀
   粒の微粒子を製粉し； アルコールが少なくともスラリーの重量比で約50％を構
   成するようにスラリーにアルコールを添加し； スラリーのpHを約９から約12の範囲内に調節し； スラリーをプロテインの可溶化をもたらすように十分な
   時間滞留させ； 抽出タンパク質を含有する得られた高液体の内容部分
   と、澱粉細粒を含有する得られた高固形分の内容部分と
   を分離し； 可溶性タンパク質を含有するスラリーの高液体の内容部
   分を、タンパク質構成成分を分離するための無機質の膜
   を備えた交差流のマイクロ濾過に供給し、 タンパク質分離物を濃縮し、かつ澱粉細粒を清浄し、乾
   燥する段階より成ることを特徴とする、穀物粒からタン
   パク質および損なわれないままの澱粉細粒を製造する方
   法。
7. 【請求項７】公称寸法が約1/16インチから約3/16インチ
   の範囲内の寸法にとうもろこしを製粉し； 製粉されたとうもろこしの微粒子を脱脂し； 約10から約35重量％のスラリーを構成するとうもろこし
   を含有するスラリーを作るように、粉砕されたとうもろ
   こしの微粒子に水を添加し； スラリーを湿式摩滅製粉機に通して通過させ、物理的作
   用によってとうもろこし中のタンパク質と澱粉との間の
   結合を破壊するのに効果的な微粒子寸法にとうもろこし
   微粒子を粉砕し； アルコールがスラリーに対し重量比約50％を構成するス
   ラリーを作るように、スラリーにアルコールを添加し； スラリーのpHを約９から約12の範囲内となるように調節
   し； タンパク質を可溶性とするのに十分な時間、スラリーを
   滞留させ； スラリーを高固形分内容と高液分内容部分とに分離し； 可溶化されたタンパク質を含有するスラリーの高液内容
   部分をタンパク質構成成分を分離するためのマイクロ濾
   過およびダイア濾過に供給し； タンパク質分離物を濃縮し、かつ乾燥する段階から成る
   方法において、 母型として結合された澱粉およびタンパク質を含有する
   穀物粒からタンパク分離物を製造する方法。