JPH0671431B2

JPH0671431B2 - 難消化性多糖類及びその製造法

Info

Publication number: JPH0671431B2
Application number: JP2150485A
Authority: JP
Inventors: 司吉田; 昌樹松平; 正巳青地; 光雄上島
Original assignee: 参松工業株式会社
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH03163101A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、人体内で消化され難い、いわゆる低カロリー
の多糖類及びその製造法に関する。この多糖類は低カロ
リーであるため、摂取カロリーや糖質の摂取を制限する
人の食餌療法に用いられ、また食物繊維として健康維持
のための食品素材として利用される。

従来技術とその問題点従来、低カロリーの難消化性多糖類を得るには、グルコ
ース、マルトースもしくはその混合物のいずれかを、ポ
リカルボン酸触媒の存在下に減圧下で加熱重合させて、
いわゆるポリテキストロースとすること（特公昭53−47
280号）が提案されている。この方法は、出発物質とし
てのグルコース、マルトースまたはその混合物に対して
10モル％以下のポリカルボン酸の存在下に、所望に応じ
て全反応物に対して約５〜20重量％の糖アルコールを添
加して、これら糖類の分解点以下の温度で減圧下に加熱
重合させることからなるものである。

そして、この公知方法では、グルコースまたはマルトー
ス等の分子間の各種結合方式の可能性のうち、１−６結
合を優勢とする脱水縮合反応が行われて重合体を形成
し、その際、触媒として用いたポリカルボン酸はグルコ
ース重合体にエステル結合し、さらに重合体間をエステ
ル結合によって架橋して大分子の重合体を形成するに至
る。なお、糖アルコールを用いた場合には糖アルコール
はグルコース重合体の還元末端基と脱水縮合して重合体
に組込まれる。

しかし、上記方法において出発物質としてグルコースを
用いた場合、上記の各種結合のうちでβ１−６結合であ
るゲンチビオース等の苦味物質が生成して製品の呈味を
損なうという問題があり、またエステル結合したポリカ
ルボン酸による低pHのため食品に利用する範囲も限られ
ている。

さらにマルトースを出発物質として用いた場合は、苦味
物質の生成が少なくなるものの、重合体の末端に位置す
るマルトース残基はアミラーゼの作用によりグルコース
を遊離するようになり、その結果グルコースを出発物質
とした場合に比べ製品のカロリーが上昇するという問題
が起こる。

従って、このようにして得られた難消化性多糖類も苦味
が混在していて呈味性を損ったり、着色したり、あるい
は低カロリーになり得ないという問題があった。また、
場合によっては低pHのため食品に利用する範囲も限られ
るという問題があった。

本発明者らは、叙上の問題を解消する目的で、グルコー
スやマルトースを弱無機酸との存在下に加熱重合させて
得られた反応混合物から苦味物質および消化性物質を除
去することから成る難消化性多糖類の製造法をさきに開
発した（特願昭63−316489号）。

しかし、この方法は、前述した公知方法と同様に主原料
として糖類を用いるため、重合反応が溶融状態で行われ
るようになり、反応の進行とともに反応物の粘性が上昇
して熱伝達が悪くなって、局部的な過熱による着色を生
ずるとともに重合の度合いも自ずと制限を受けることに
なるという問題がみられる。

発明が解決しようとする課題本発明は、低カロリー食品素材としての難消化性多糖類
及びその製造にみられる叙上の諸問題を解決すべく検討
した結果、焙焼テキストリンを原料として用い、その水
溶液に糖化型アミラーゼを作用され、それによって生成
する消化正多糖類を除去することにより、呈味性等の改
善された、重合度の大きい難消化性多糖類を得ることに
成功した。

したがって、本発明は苦味等のない呈味性良好な、大き
な重合度を有する難消化性多糖類及びそれを効率よく製
造するための方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段本発明の主要な特徴は、焙焼テキストリンを水溶液にし
て中和した後、該水溶液に糖化型アミラーゼを直接作用
させることにより、難消化性多糖類を得ることにある。

ここでいう“難消化性多糖類”とは、単一の物質の重合
体でなく、グルコース残基が各種の結合をなし、かつ種
々の重合度を有する重合体を意味する。しかしこのよう
な難消化性多糖類は、理化学的性質からみると分岐度５
〜30％、比施光度▲〔α〕²⁰ _D▼100〜150、平均分子量1
000〜2000を有する難消化性多糖類である。

本発明において、出発原料として用いる焙焼デキストリ
ンは、各種の澱粉、例えばかんしょ澱粉、ばれいしょ澱
粉、コーンスターチ、タピオカ澱粉、ワキシースターチ
等を、反応触媒としては無機酸、特に塩酸の存在下に焙
焼して得られる。なお、この場合、澱粉としてタピオカ
澱粉ならびにワキシースターチを用いるのが特に好まし
く、他の澱粉に比べて反応の進行や反応程度等の反応性
の点で優れている。

これら澱粉の焙焼に用いる無機酸、好ましくは塩酸を、
濃塩酸として澱粉に対して0.2〜0.5重量％用い、特に精
製澱粉では0.3重量％程度用いると良い。この焙焼の実
施に際しては、例えばコーンスターチ（水分12％）を使
用する場合、対澱粉0.3重量％に相当する濃塩酸を含浸
させた珪藻土を澱粉に添加して均一に分散するように混
合し、常圧下で加熱して120℃の温度まで昇温し、その
温度に維持して反応を進行させる。反応の進行程度は経
時的に反応物を採取し、それを水に溶解して中和後、こ
の水溶液に糖化型アミラーゼ、例えばグルコアミラーゼ
を限界まで作用させて生成するグルコース量を測定し、
その減少量を調べることによりわかる。その測定法によ
ると、一般に対澱粉約50％のグルコース生成レベルが上
記焙焼反応の限界にあると思われ、それ以上に反応を進
める場合は急激に着色が起こるようになる。前記の120
℃の温度での反応時間は約30分以内で終了する。

このようにして得られた焙焼デキストリンは粉体であっ
て、水に易溶性であるので、水に注加して攪拌すると濃
厚水溶液（酸性を呈する）が得られる。

本発明では、この焙焼デキストリンの水溶液を中和した
後、該水溶液に糖化型アミラーゼを添加してその作用条
件下に限界まで作用させて分解（糖化）を進める。

糖化型アミラーゼには、グルコアミラーゼ、β−アミラ
ーゼ、α−グルコシターゼ等が用いられる。また、β−
アミラーゼ等によりデキストリンが充分分解されない場
合には、α−アミラーゼのような液化型アミラーゼを併
用して未分解の消化性糖類を分解してもよい。

このようにして得られた糖化液には、使用した糖化型ア
ミラーゼの種類に対応した消化性糖類と難消化性多糖類
が混在している。例えば、グルコアミラーゼを作用させ
た場合には、消化性糖類としてグルコースを、α−アミ
ラーゼとβ−アミラーゼを共存させて作用させた場合は
マルトースを主体とし、少量のグルコースとマルトトリ
オースとを生成し、これらの消化性糖類と難消化性多糖
類とが混在した液化液が得られる。

焙焼デキストリンには、変性の程度によって白色デキス
トリン、微黄色デキストリン、黄色デキストリンがある
が、焙焼条件である酸量、焙焼温度、焙焼時間により異
なる。焙焼による変性程度は経時的に採取したサンプル
にグルコアミラーゼを作用させて、その限界分解におけ
るグルコースの生成量を測定すればよい。一般にグルコ
ース生成量が50％に達した時点から反応の進行が低下
し、着色が急激に増加する。また、焙焼の反応程度は過
沃素酸酸化法（R.W.Kerr,F.C.Cleveland,Die Starke 5,
261−266（1953））による分岐度の測定によっても分
る。過沃素酸酸化により焙焼デキストリンの各非還元末
端基から１モルの蟻酸と各還元末端基から２モルの蟻酸
を生成するので非還元末端基の多い、つまり分岐度が大
きくなる程焙焼による変性程度が大きいことになる。第
１表はコーンスターチを用いて焙焼した反応条件を示し
た。第２表には、市販の焙焼デキストリンも併せてその
結果を示した。焙焼条件が向上する程分岐度が上昇する
ことが分る。第３表には上記サンプルについて、グルコ
アミラーゼを用いて糖化した際のグルコースの生成量を
示した。澱粉の焙焼程度が進む程グルコースの生成量が
低下することが分る。また、当該糖化液から難消化性多
糖類とグルコースとに分別する擬似移動床の分離装置を
用いて分別して得た難消化性多糖類の分岐度、比施光度
および平均分子量を併記した。焙焼による転移反応の結
果生じた分岐成分が殆んど難消化性多糖類に存在してい
ることが分る。上記表に記載のDEとはSchool法にもとず
いて澱粉分解物中の還元糖をグルコース量としてその百
分率として表したものであり、澱粉の分解程度の指標と
なる。

本発明では、特に低カロリーの難消化性多糖類を得るこ
とを目的とするので、液化液中に混在している消化性糖
類を除去することが必要であり、そのためには上記糖化
液を例えばゲル型イオン交換樹脂を用いたゲル濾過層に
通して分画することにより、消化性糖類を分別除去する
とよい。

この糖化液から消化性糖類を分別除去した難消化性多糖
類の分別液は、活性炭及びイオン交換樹脂を用いて脱
色、脱塩して精製し、濃縮してシラップにして製品とす
るか、もしくはさらに噴霧乾燥して粉末化して製品とす
る。

本発明の前記した分岐度５〜30％、比施光度▲〔α〕²⁰
_D▼100〜150、平均分子量1000〜2000を有する難消化性
多糖類は、上記製法において焙焼条件の酸量、焙焼温
度、焙焼時間あるいは糖化条件等を規定することによっ
て得ることができる。

このようにして得られた難消化性多糖類は殆んど甘味が
なく、かつアミラーゼにより分解されず体内で難消化性
であるので、低カロリーの糖質食品素材として種々の用
途に供し得る。

そして、前記した分岐度、比施光度及び平均分子量の特
定された難消化性多糖類はその傾向が強く、低カロリー
糖質食品として有用に利用される。

例えば、このようにして得られた難消化性多糖類は、食
物繊維等に用いられる。

デキストリンにα−アミラーゼを作用させて低D.E澱粉
分解物を得ることが従来知られている（米国特許第3,97
4,032号明細書）。

しかし、この澱粉分解物は、α−アミラーゼのような液
化型アミラーゼで分解された消化性糖類との混合物であ
るので本発明の難消化性多糖類と本質的に相違する。

以下実施例を示して本発明を具体的に説明する。実施例
中の％は特記しない限り重量を表わす。

実施例１直火型回転ドラム形式の焙焼器に、1kgのタピオカスタ
ーチ（水分12％）を入れ、これに濃塩酸3mlを均一に添
加し、反応器を回転させながら直火で加熱した。品温が
120℃にまるまで30分間を要した。その後20分間その温
度を維持しながら焙焼した。

次いで、２の水に反応物を徐々に注加し、撹拌しなが
ら濃厚水溶液を得た。これに苛性ソーダを加えてPH5.5
に調整した後、グルコアミラーゼ（ノボ社製）を固形分
に対して100単位/gを添加して、55℃で一夜放置して糖
化を進めた。糖化後の糖組成は次のとおりであった。

グルコース:46％、マルトース:2％、難消化製糖類：約5
0％であった。

得られた糖化液から消化製糖類を除去する目的をもっ
て、下記の手順に従い分別除去を行った。

分離装置としては直径と高さの比が1:2の１容カラム
４基から構成された擬似移動床方式の分離装置を用い
た。各カラムにはゲル型カチオン交換樹脂をNa型として
充填した。交換樹脂の架橋度は４、粒径は60メッシュと
した。操作は原液と水の注入と分画液の排出および全液
を１ステップ移動させるための循環操作が組合わされて
おり、すべての操作はシーケンサーによる自動制御によ
った。

原液濃度は30％（W/W）とし、分別比はほぼ排除すべく
成分量に従って50:50とした。通液温度および用水温度
は60℃に保った。目的とする難消化性多糖類の分別集液
については、これは精製してシラップ（水分40％）とな
し、噴霧乾燥した。得られた製品のDEは11.1％であり、
難消化性多糖類の純度はほぼ100％であった。分岐度は2
6.5％、比施光度は115、平均分子量は約1500であった。

実施例２実施例１と同様にして得た焙焼デキストリン2kgを４
の水に溶解し、苛性ソーダを加えてPH5.5に調整した
後、大麦β−アミラーゼ（フィンシュガー社製）とα−
アミラーゼ（ノボ社製）それぞれを対固形分0.1％添加
して55℃で16時間反応させた。反応後の糖組成は次のと
おりであった。

グルコース:4％、マルトース:25％、マルトリオース:8
％、難消化性多糖類:63％であった。次いで該糖化液を
分別処理し、分画した難消化性多糖類の集液は脱色脱塩
して精製し、噴霧乾燥した。得られた製品の分岐度は2
1.5％、比施光度130、平均分子量は約1800であった。

実施例３実施例１と同様にして得た焙焼デキストリン2kgを４
の水に溶解し、苛性ソーダを加えてPH5.5に調整した
後、ファンガーミル（α−グルコシダーゼ：ノボ社製）
を対固形分0.1％添加して55℃で16時間反応させた。反
応後の糖組成は次のとおりであった。

グルコース:12％、マルトース:29％、その他の消化性糖
類:9％、難消化性多糖類：約50％であった。

次いで該糖化液を分別処理し、分画した難消化性多糖類
の集液は脱色脱塩して精製し、噴霧乾燥した。得られた
製品の分岐度は25.5％、比施光度116、平均分子量は約1
500であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献米国特許3974032（ＵＳ，Ａ) Ｓｔａｒｃｈ／Ｓｔａｒｋｅ，39 （1987），Ｎｒ３，Ｓ．88〜93頁Ｊ．ＡＳＳＯＣ．ＯＦＦ．ＡＮＡＬ．ＣＨＥＭ．第68巻第４号第677〜679頁（1985 年)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焙焼デキストリンに糖化型アミラーゼを直
接作用させて糖化して得られる次の性質を示す難消化性
多糖類。１）分岐度５％〜30％２）比施光度▲〔α〕²⁰ _D▼100〜150 ３）平均分子量1000〜2000
【請求項２】焙焼デキストリンを水溶液にして中和した
後、該水溶液に糖化型アミラーゼを直接作用させて難消
化性多糖類と消化性糖類に糖化し、得られる糖化液から
消化性糖類を分別により除去し、次の性質を示す難消化
性多糖類を得ることを特徴とする難消化性多糖類の製造
法。１）分岐度５％〜30％２）比施光度▲〔α〕²⁰ _D▼100〜150 ３）平均分子量1000〜2000
【請求項３】分別をゲル型イオン交換樹脂を用いたゲル
濾過層に糖化液を通して分画することにより行なう請求
項（２）記載の難消化性多糖類の製造法。
【請求項４】分画を擬似移動圧式の分離装置を用いて行
なう請求項（３）記載の難消化性多糖類の製造法。