JPH0154040B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、澱粉から分枝デキストリン類及び直
鎖オリゴ糖類を選択分別してそれぞれを製造する
方法に関する。

従来の技術的背景 先に、本発明者らは、液化澱粉にβ−アミラー
ゼを作用させて主としてマルトースとβ−リミツ
トデキストリンから成る糖化液を生成させ、該糖
化液をOH型アニオン交換樹脂に接触させること
によつて高純度のマルトースとβ−リミツトデキ
ストリンを分別して製造する方法（特許第
1033249号）を確立した。

マルトースはＤ−グルコース２分子がα−１，
４結合した二糖類であつて、蔗糖及びグルコース
と比較して低甘味であるため、食品加工面では現
在減甘素材として広く利用されている。また一
方、β−リミツトデキストリンは分岐構造をもつ
巨大分子であつて分枝デキストリンと称せられる
ものであるが、その分子構造に起因した性質とし
て巨大分子であるにもかかわらず水に易溶であ
り、粘性が大きくしかも安定しており老化するこ
とがない。したがつて、食品加工面では弾性を賦
与し、保水性が良好であるなど食品素材として大
きく注目を浴びている。

しかしながら、最近の市場動向としては、マル
トースよりさらに低甘味が要求されており、また
分枝デキストリンについてはβ−リミツトデキス
トリンよりさらに低分子化したものへの物性に期
待が寄せられている。

澱粉は、Ｄ−グルコースがα−１，４結合で重
合した直鎖構造のアミロースと、主体がα−１，
４結合で重合し、各所でα−１，６結合でもつて
枝分かれをした樹枝状構造をもつてアミロペクチ
ンから構成されている。このような構造をもつ澱
粉の液化液にβ−アミラーゼを作用させれば、直
鎖構造のアミロースと樹枝状構造のアミロペクチ
ンの外側の枝のみが攻撃を受け、内部構造が破壊
されないため前記特許のように、マルトースと巨
大分子の分枝デキストリンが得られるが、しかし
澱粉にα−アミラーゼを作用させれば、アミロー
スのみならずアミロペクチンの内部構造のα−
１，４結合が任意に切断され、α−１，６結合は
攻撃されないため、マルトースより重合度の高い
いわゆる直鎖オリゴ糖類とβ−リミツトデキスト
リンより低分子化した分枝デキストリン類の糖化
液が得られることになる。

本発明者はらは、この点に着眼して上述した市
場要求を同時に満足させるためには、つまりマル
トースより重合度の高い直鎖オリゴ糖類とβ−リ
ミツトデキストリンよりさらに低分子化した分枝
デキストリン類から成る澱粉糖化液からそれぞれ
を選択分別し得る方法を提供することができれば
該市場要求に対応することが可能となり、したが
つて食品への応用範囲が飛躍的に拡大するものと
の見地に立つて検討を進めた結果、本発明をなす
に至つた。

而して、前記特許においては、澱粉のβ−アミ
ラーゼによるマルトースと巨大分子のβ−リミツ
トデキストリンの糖化液からOH型アニオン交換
樹脂に対するマルトースの吸着性を利用して効果
的に双方を分離し得たのであるが、澱粉のα−ア
ミラーゼによつて低分子化した分枝デキストリン
と直鎖オリゴ糖類との糖化液については、OH型
アニオン交換樹脂に対してもはや吸着性に差がな
くなり、OH型アニオン交換樹脂によつては効果
的に分別することが不可能である事がわかつた。
すなわち、上記分枝デキストリンと直鎖オリゴ糖
類とから成る糖化液からそれぞれを分別すること
が問題となる。

発明が解決しようとする問題点 本発明者らは、α−アミラーゼによる澱粉分解
物（糖化液）から分枝デキストリン類と直鎖オリ
ゴ糖類との分別法について鋭意研究した結果、こ
れら澱粉分解物が分枝構造を有しているか、直鎖
構造であるかの構造の違いによつてゲル濾過剤に
対する内部浸入あるいは表面でのすべり速度に差
異ができる事を発見し、その差異を利用する事に
よつて分枝デキストリン類と直鎖オリゴ糖類の糖
化液からそれぞれの成分に効果的に分別すること
に成功した。したがつて、本発明は、澱粉にα−
アミラーゼを作用させて得られる主として分枝デ
キストリン類と直鎖オリゴ糖類とから成る糖化液
から、それらを有効に選択分別し得る方法を提供
することを目的とする。

以下本発明について詳しく説明する。

発明の構成 本発明の特徴は、澱粉にα−アミラーゼを作用
させて主として分枝デキストリン類と直鎖オリゴ
糖類とから成る糖化液を生成させ、ついで得られ
る糖化液をゲル型濾過剤に接触させることによつ
て該糖化液中の分枝デキストリン類と直鎖オリゴ
糖類を選択分別することにある。

本発明においては、澱粉にα−アミラーゼを作
用させて分枝デキストリン類と直鎖オリゴ糖類か
ら成る糖化液を調製するのであるが、この際澱粉
はα−アミラーゼによつて澱粉を構成するアミロ
ースとアミロペクチンのα−１，４結合のみが任
意に攻撃を受けてα−１，６結合を含むいわゆる
分枝デキストリンとα−１，４結合のみからなる
直鎖オリゴ糖類から成る糖化液が得られる。

α−アミラーゼによる分解が進行するにつれ
て、それぞれの成分は更に低分子化されるが、α
−アミラーゼによる限界分解においては、α−リ
ミツトデキストリンと称される重合度５〜10の分
枝デキストリンとα−１，４結合のみからなる主
として重合度２〜６の直鎖オリゴ糖類からなる糖
化液が得られる。

問題点を解決するための手段 本発明においては、目的とする物性に対応して
各分解段階の糖化液を、ゲル濾過剤として例えば
イオン交換樹脂を充填したカラムに上部から流下
させ、引き続き水などに置き換えるなどして、イ
オン交換樹脂に接触させれば糖化液中の分枝デキ
ストリンと直鎖オリゴ糖の流れに差が生じて、流
出液の初流に分枝デキストリンが検出され、その
後、直鎖オリゴ糖類の流出区分が得られる。

本発明において、分枝デキストリン類と直鎖オ
リゴ糖類から成る糖化液を調製するには、まずα
−アミラーゼによる澱粉の糖化を行なう。

澱粉原料としては、一般の澱粉糖製造の原料と
なるコーンスターチ、ばれいしよ澱粉、甘薯澱
粉、タピオカ澱粉及びそれらのα化澱粉、餅澱粉
など広範囲のものが使用可能である。

澱粉の糖化には、加熱を伴なう機械液化法によ
る液化に引き続きα−アミラーゼを作用させる
か、または澱粉乳にα−アミラーゼを添加して直
接加熱して直接糖化を進める方法があり、又目的
によつてはβ−アミラーゼを共存させて糖化を進
める事もできる。

一般に上記糖化段階における澱粉の分解程度
は、目的とする製品の粘度及び甘味度などの物性
に応じて決定されるものであるが、その後の分別
処理の難易度を考慮してDE10〜35の範囲が適当
である。

α−アミラーゼによる澱粉の糖化温度はα−ア
ミラーゼの耐熱温度を上限として行なわれるが、
高温液化後、温度を下げて糖化を進めることも可
能であり、又β−アミラーゼを共存させて糖化反
応を進める場合もあり得ることなどを考慮に入れ
れば、実質的に45℃〜110℃の温度範囲、又PHは
4.5〜7.0の酵素の作用範囲が本発明の実施可能範
囲となる。

分解程度の制御は、添加する酵素量、作用温
度、作用時間によつて行なわれるが、反応途次で
目的の分解点で加熱或いは酸を添加するなどして
酵素を失活させることにより糖化反応を停止する
ことができる。

上述のようにして得られる糖化液中の分枝デキ
ストリンの含量は、澱粉の種類及び分解程度によ
つて異なるが、一般に固形分中の約25〜50％の範
囲にあり、残余が直鎖オリゴ糖となる。

次に上述のようにして得られた糖化液を、通常
濾過して原料に含まれる糖質以外の夾雑物を除去
し、必要とあればこの段階で脱色精製し、又濃縮
するなどして次工程の分別に有効と思われる前処
理を糖化液に施すことも本発明の範囲に包含され
るものであることを理解すべきである。

本発明において、糖化液中の分枝デキストリン
類と直鎖オリゴ糖類の分別に使用されるゲル濾過
剤としては、一般に使用されているデキストラ
ン、寒天、澱粉などを母体としたものやポリスチ
レンを母体としたイオン交換樹脂などがあり、イ
オン交換樹脂については特に架橋度４〜８の範囲
のものが実用的である。

又粒径としては40〜80メツシユの範囲にあつて
均一であることが、圧損の関係から必要であり、
またイオン交換樹脂は塩型で使用する。

本発明において、糖化液をゲル濾過剤に接触さ
せるには、カラムに充填したゲル濾過剤の固定層
に糖化液を下降または上昇させて通液する動的な
処理方法によつて達成され、固定層は各種ゲル濾
過剤の混合系で形成することも可能である。

本発明によつて工業的生産を行なうには、ゲル
濾過剤を充填したカラムを多段に連結した擬似移
動床方式による連続通液が好適である。擬似移動
床の段数は４〜段を採用し、各段には糖化原液及
び水の注入口と分枝デキストリン及び直鎖オリゴ
糖の排出口が設けられ、又全段にわたつて液移動
を行なう循環系路が設けられている。

全段にわたつて糖化液を通液後、分離パターン
に対応した各段について流量制御による糖化液の
出入が行なわれるが、糖化液中の分枝デキストリ
ンと直鎖オリゴ糖の組成比に応じて排出の流量を
配分すればほぼ完全に分枝デキストリン類と直鎖
オリゴ糖類とに選択分別することができることも
本発明の特長である。

本発明で用いる糖化原液の濃度は、可及的に高
いほうが経済的に好ましいが、カラム中の圧損を
考慮して40％程度とすることが現実的であり、ま
たカラム中の圧損は通液温度とも関係し、又カラ
ム中の発酵を防止するという意味で約60℃とする
のが良い。溶出用水としては、一般に使用する水
又は蒸留水、あるいは純度の高いイオン交換水を
用い、用水温度は通液温度と同温にして用いる。

本発明によつて分別された分枝デキストリン類
は、通常の方法によつて精製濃縮して製品とする
か、あるいは噴霧乾燥して製品とし、又直鎖オリ
ゴ糖類も同様にして濃縮して製品とするか噴霧乾
燥して製品とすることができる。

以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説
明する。

実施例 １ 水分13.5％のコーンスターチを水に懸濁して
20゜ボーメとなし、PH6.2に調整後、対澱粉0.1％の
α−アミラーゼ（商品名ターマミルノボインダス
トリー社製）を添加して105℃に10分間加熱処理
して得た澱粉液化液を65℃に冷却し、更にα−ア
ミラーゼを0.1％添加して４時間保持して糖化を
進めた。

酸添加による反応停止後のDEは22.7であつた。
次いで、得られた糖化液について活性炭およびイ
オン交換樹脂による通常の脱色精製を行ない40％
の濃度になるまで濃縮した。

該糖化液の糖組成は、グルコース２％、マルト
ース５％、マルトトリオース15％、マルトテトラ
オース６％、マルトペンタオース12％、マルトヘ
キサオース20％、分枝デキストリン40％であつ
た。

一方直径と高さの比が１：２の１リツトル容カ
ラム４基から構成された擬似移動床方式装置の各
カラムにゲル型強酸性カチオン交換樹脂を充填し
た。

該イオン交換樹脂は架橋度が４であり60メツシ
ユの粒径をもち、ナトリウム型として用いた。

各カラムの内部上面には分散管が設けられ、定
量ポンプを経由して糖化原液および水の注入口と
分枝デキストリンおよび直鎖オリゴ糖の分画液の
排出口が接続されており、又各液の出入口には電
磁弁が設けられてタイマーによる開閉の制御が行
なわれ、定量ポンプを経由して全段の液移動を行
なう循環系路が設けられている。

本装置を用いた分別操作の通液条件は次のとお
りであつた。

今仮に液の流れの方向に向かつて各カラムに番
号を付し、No.１，No.２，No.３，No.４、とした場合
No.１のカラムに40％分枝デキストリンを含む40％
濃度の糖化原液100ミリリツトル、No.３のカラム
に水150ミリリツトルを正確に10分間にわたつて
同時に通液し、その間No.２とNo.４のカラムからは
糖化原液の成分比に従つて流量制御比を４：６と
して糖液の排出を行なつた。分枝デキストリン液
についてはNo.２から排出され、直鎖オリゴ糖液に
ついてはNo.４のカラムから排出された。

ついで、正確に30分間にわたつて循環径路によ
つて630ミリリツトルの液移動を行ない、各カラ
ム内の分離パターンを１ステツプ前進させた後、
前回と同様に液の出入を１ステツプ前進した各カ
ラムの位置で操作し、引き続き循環操作を行なう
などの繰り返しを連続して行なつた。

通液温度および用水温度は60℃に保ち、分別集
液については、それぞれを精製し、濃縮してシラ
ツプとなし、又一部は噴霧乾燥した。

分析の結果、分画分枝デキストリンの糖組成は
分枝デキストリン89％、マルトヘキサオース３
％、マルトペンタオース２％、マルトテトラオー
ス１％、マルトトリオース２％、マルトース２％
であつた。

分枝デキストリン部分の平均分子量はG.P.C.法
による測定で25000であつた。

一方、直鎖オリゴ糖の糖組成は、グルコース３
％、マルトース７％、マルトトリオース25％、マ
ルトテトラオース10％、マルトペンタオース20
％、マルトヘキサオース33％、分枝デキストリン
２％、であつた。

実施例 ２ 実施例１と同様にして得た澱粉糖化液に対澱粉
１％のα−アミラーゼを添加し、65℃で10時間糖
化した。

糖化後のDEは34.5を示し、糖組成はグルコー
ス７％、マルトース12％、マルトトリオース21
％、マルトテトラオース８％、マルトペンタオー
ス27％、分枝デキストリン25％、であつた。

次いで糖液の分別に当つては実施例１と同様に
操作した。

糖化原液中の分枝デキストリン含量は25％であ
つたので、糖液の組成比に従い、糖液の排出比を
25：75になるように制御した以外は実施例１と同
様であつた。

分別した集液については精製濃縮してシラツプ
とし、分枝デキストリンは噴霧乾燥した。

分析の結果分画分枝デキストリンの糖組成は分
枝デキストリン85％、マルトペンタオース10％、
マルトトリオース３％、マルトース２％であつ
た。

一方直鎖オリゴ糖の糖組成はグルコース９％、
マルトース15％、マルトトリオース27％、マルト
テトラオース11％、マルトペンタオース33％、分
枝デキストリン５％であつた。

分枝デキストリン部分の平均分子量はG.P.C.法
による測定で10000であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 澱粉にα−アミラーゼを作用させて主として
   分枝デキストリン類と直鎖オリゴ糖類とから成る
   糖化液を生成させ、ついで得られる糖化液をゲル
   型濾過剤に接触させることによつて該糖化液中の
   分枝デキストリン類と直鎖オリゴ糖類を選択分別
   することを特徴とする分枝デキストリン類及び直
   鎖オリゴ糖類の製造方法。 ２ α−アミラーゼによる澱粉の分解率DEを10
   〜35の範囲とする特許請求の範囲第１項記載の製
   造方法。 ３ ゲル型濾過剤としてイオン交換樹脂の架橋度
   を４〜８の範囲としたものを用いる特許請求の範
   囲第１項記載の製造方法。 ４ 分枝デキストリン類と直鎖オリゴ糖類の選択
   分別を擬似移動床方式により行なう特許請求の範
   囲第１項記載の製造方法。 ５ 擬似移動床方式による分別に当つて分別流量
   比を分枝デキストリン含量に対応して決定する特
   許請求の範囲第４項記載の製造方法。