JPH0791322B2 - 酵素的方法によって製造された部分的に枝切りされたでんぷん - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、酵素的枝切りによって製造された部分的に枝
切りされたでんぷんからなる物質の組成物および枝切り
されたでんぷん類を酵素的に製造する方法に関するもの
である。

（従来技術および発明が解決しようとする課題） でんぷんは、約20〜25％アミロースと圧縮顆粒でんぷん
に由来する約75〜80％のアミロペクチンの混合物から代
表的に構成されるポリサッカライドである。アミロース
は、α−1,4−Ｄ−グルコシド結合によって結合された
グルコピラノシル単位の直鎖ポリマーである。アミロペ
クチンは、木状の構造においてα−1,6−Ｄ−グルコシ
ド結合によって結合されたアミロース鎖の巨大枝別れポ
リマーである。でんぷんが得られる植物の変種により、
アミロースは、元来250〜12,500個のＤ−アンヒドログ
ルコース単位を有し、アミロペクチンは、40,00〜3,15
0,00のロペクチンＤ−アンヒドログルコース単位を有す
る。

でんぷんを糖化し、且つ枝切りする酵素類および酵素の
混合物は、デキストロース（グルコース）等の低分子量
オリゴサッカライドおよび蔗糖の工業的製造のためので
んぷん転換プロセスに使用されている。でんぷん転換
は、酸、酸化剤、熱、アルカリ或いはアルファ−アミラ
ーゼ酵素類での処理による低分子量成分へのでんぷんの
転換である。でんぷんの酵素的転換として、具体的に
は、α−1,4−Ｄ−グルコシド結合の優先的加水分解が
あり、そして限定されるとしてもα−1,4−Ｄ−グルコ
シド結合の加水分解が挙げられる。

でんぷんの低沸点（thin−boiling）（低粘度）でんぷ
んへの酵素的転換において、枝分かれフラグメントの加
水分解は、不完全であり得る。しかしながら、蔗糖製造
に関して、でんぷんの蔗糖への転換が望ましく、そして
枝切り酵素を使用してα−1,4−Ｄ−グルコシド結合の
酵素的加水分解の後に完全さが残りる枝分かれアルファ
−制限テキストリン類アミラーゼ（アルファ−アミラー
ゼによる更なる加水分解に対して耐性である枝分かれで
んぷんフラグメント）を分解している。でんぷんを液化
し、且つ糖化する酵素であるグルコアミラーラゼ（gluc
oamylase）がこの目的に使用されている。グリコアミラ
ーゼは、α−1,4−Ｄ−グルコシド結合を直ちに加水分
解し、α−1,6−Ｄ−グルコシド結合をよっくりと加水
分解する。α−1,6−Ｄ−グルコシド結合をよっくりと
加水分解し、短鎖アミロースを放出するプルラナーゼ
（pullulanase）またはイソアミラーゼ（isoamylase）
等の枝切り酵素は、高デキストロースシロップの製造の
効率を改良するためにグルコアミラーゼおよびアルファ
−アミラーゼ（alpha−amylase）と併用して使用するこ
とが提案されている。これらのシロップは、結晶デキス
トロースおよび高フルクトースコーンシロップの製造に
おける出発物質である。Maize,Recent Progress in Che
mistry and Technology,第157〜179頁,Academic Press,
Inc.（1982年）；およびSlominska,L,等,Starch/Stark
e,11:第386〜390頁（1985年）を参照のこと。

加えて、枝切り酵素類（でんぷんから短鎖アミロースを
放出する酵素）は、枝分かれでんぷんフラグメントの醗
酵を改良する低カロリーアルコール性飲料に；ベータ−
アミラーゼと併用してでんぷんからマルトースの製造
に；蛋白質を水性エマルジョンにおける凝集させる低DE
マルトデキストリン（30〜50グルコース単位）製造に；
および高品質のジサッカライド類およびトリサッカライ
ド類を有する溶解性シロップへのでんぷんの酵素的転換
に使用することが提案されている。これらの枝切り酵素
適用は、でんぷん転換プロセスに伴う枝分かれでんぷん
またはデキストリンフラグメントから生じる問題を導
く。各適用において、枝切り酵素は、でんぷんを蔗糖ま
たはマルトデキストリン等の種々の低分子量フラグメン
トにでんぷんを完全に転換するのに利用される。でんぷ
んの増粘、接着およびゲル化特性が失われる。

枝切り酵素を使用して実質的に全てのα−1,6−Ｄ−グ
ルコシド結合の加水分解により充分にでんぷんを枝切り
し、純粋なまたはアミロペクチンのない低分子量アミロ
ースを得ることは、Sugimoto等の米国特許第3,730,840
号明細書、Kurimoto等の米国特許第3,881,991号明細書
およびYoshida等の米国特許第3,879,212号明細書に教示
されている。上記特許明細書は、でんぷんを蔗糖および
その他の可溶性のフラグメントに転換することは教示し
ていない。上記特許の目的は、短鎖アミロースを提供す
ることである。いかなる残渣アミロペクチンの存在も反
対していると考えられる。

酵素−関連でんぷん技術の背景は、有効なでんぷん組成
物がでんぷんのアミロペクチン成分を部分的に枝切りす
るために枝切り酵素を利用し、実質的なでんぷんの転換
を伴い或いは伴わず短鎖アミロース、アミロペクチンお
よび部分的に枝切りされたアミロペクチンを得ることに
よって製造することができるということを提案していな
い。いかなる文献においても全て或いは一部分置換体と
して部分的にでんぷんを枝切りし、種々の化工でんぷん
類を製造する酵素的方法の利用を提案しておらず、或い
は本発明の部分的に枝切りされたでんぷんの機能的性質
を提案するものでもない。この酵素的方法は、その他の
方法を越えて著しい利益、特に「天然」生成物に対する
需要がある食品および化粧品用途における利益をもたら
す。

（課題を解決するための手段） 従って、本発明は、部分的に酵素枝切りされ、未処理枝
分かれでんぷんが保持しない種々の性質を有するでんぷ
んを提供するものである。上記の性質は、でんぷん類が
元来使用される予期される流動学的性質（即ち、増粘性
および接着力である）に加えられている。これらの性質
として、以下に制限されるものではないが、水性分散液
におけるオイル状〜クリーム状〜蝋状の範囲の脂肪状の
組織、安定な曇り形成、冷水不溶性フィルム形成、高強
度ゲル形成および熱可逆的ゲル形成が挙げられる。熱可
逆的でんぷんゲルは、加熱した際に融解し、且つ冷却し
た際に再形成するものである。未化工でんぷんから製造
されたゲルは、熱可逆的ではない。

また、本発明は、プルラナーゼ、イソアミラーゼまたは
アミロ−1,6−グルコシダーゼ等のアルファ−1,6−Ｄ−
グルカノヒドラーゼを利用してこれらのでんぷん類を酵
素的に製造する方法を提供するものである。

酵素的に枝切りされたでんぷんは、80重量％までの短鎖
アミロースおよび少なくとも20重量％の部分的に枝切り
されたアミロペクチンからなり、そして多くの用途にお
いて水性分散液に対して脂肪状組織を与え、熱可逆的ゲ
ルを形成し、強力なゲルを形成し、フィルムを形成し、
安定な曇を形成し、化工或いはその他の変性でんぷんを
増粘させ、接着し、安定化させ、そして置換するのに使
用することができる。

酵素的に枝切りされたでんぷんは、枝切りの程度をコン
トロールし、でんぷんソースを選択することにより特定
の用途のために調整された割合の部分的に枝切りされた
アミロペクチン、短鎖アミロースおよび場合によりアミ
ロペクチンからなる。長鎖アミロースを含有するコーン
等の多くのソースからのでんぷんは、酵素処理に従って
それらの長鎖アミロース含有量を保持する。あらゆるソ
ースからのでんぷん類を本発明に利用することができ
る。最終使用および選択されるでんぷんにより、でんぷ
んは、80重量％のでんぷんが短鎖アミロースに枝切りさ
れるまで、アルファ−1,6−Ｄ−グルカノヒドラーゼで
処理することによって枝切りすることができる。

本発明の方法に利用される酵素処理は、アルファ−1,6
−Ｄ−グルコシド結合を含有する予備糊化されたいかな
るでんぷんにおいても行うことができる。部分的に枝切
りされたでんぷんの製造において、でんぷんは、好適な
ソースから選択され、水中にスラリー化される。次い
で、混合物を蒸煮して、でんぷんを糊化する。所望によ
り、でんぷんを顆粒形態で使用してもよいが、しかし顆
粒でんぷんの酵素分解は、ゆっくりと進行する。この混
合物の温度およびpHは、使用される特定の酵素に最適に
調整され、次いでこのスラリーを酵素と接触させる。

酵素は、でんぷん分子のアルファ−1,6−Ｄ−グルコシ
ド結合を加水分解することができ、そして著しい度合い
のアルファ−1,4−Ｄ−グルコシド結合を加水分解しな
いエンド−酵素でなければならない。好ましい酵素であ
るプルラナーゼは、その作用によってアルファ−1,4−
Ｄ−グルコシド結合の鎖の近傍に位置するアルファ−1,
6−Ｄ−グルコシド結合のみとの反応複合体を形成し得
る極めて特異なエンド−酵素である。このエンド−酵素
がでんぷん分子の1,6−結合を加水分解することができ
るが、しかし1,4−結合を加水分解することができない
ので、係る枝切り操作の残部は、出発物質より高い直鎖
分子と枝分かれ鎖分子との割合を不変に含む複合体混合
物である。従って、部分的に枝切りされたでんぷんの組
成および性質は、転換されたでんぷんのもの（即ち、低
沸点でんぷん類、オリゴサッカライド、蔗糖およびデキ
ストリンである）と一致せず、充分に枝切りされたでん
ぷんのもの（即ち、短鎖および長鎖アミロースである）
とも一致しない。

酵素は、約80重量％のでんぷんが短鎖アミロースにまで
枝切りされるか或いは所望の終点（即ち、所望の機能的
性質を与えるに充分な枝切り）に到達するまででんぷん
を消化することを認める。この生成物は、少なくとも20
重量％の部分的に枝切りされたでんぷんを含有する。元
来、分解は、温度、酵素および基質濃度並びにその他の
製造変数により24時間までの範囲の時間或いはそれ以上
の間行われる。次いで、酵素分解を熱、化学薬品添加或
いは酵素を不活性化する技術分野において公知のその他
の方法によって停止させる。部分的に枝切欠されたでん
ぷん組成物を噴霧乾燥、ドラム乾燥することができ、或
いはその所期の使用に適当な形態で回収することができ
る。

本発明における酵素分解されたでんぷんの製造に使用す
ることができるでんぷんは、コーン、ジャガイモ、サツ
マイモ、小麦、米、サゴ、タピオカ、蝋状トウモロコ
シ、モロコシ等のいかなるソースからも誘導することが
できる。酸化、アルファ−アミロース転換、穏やかな酸
加水分解或いは熱デキストリン化（heat dextrinizatio
n）によって製造された流動性または低沸点でんぷん類
を含む上記でんぷん類のいずれかから誘導された転換生
成物も含まれる。エーテル類およびエステル類並びにそ
の他の変性でんぷん類等の誘導でんぷんを利用すること
もできる。

でんぷんは、糊化されたでんぷん（予備蒸煮された、冷
水膨潤性のでんぷん）が好ましく、穏やかな酸加水分
解、熱デキストリン化或いは当該技術分野において公知
の幾つかの方法のうちの一つによって転換された流動性
でんぷんであってもよい。例えば、M.W.Rutenberg,“St
arch and Its Modifications"第22〜36頁,in Handbook
of Water−Soluble Gums and Resins,R.L.Davidson編,M
cGraw Hill,Inc.,New York,1980年を参照すること。所
望により、Lacourse等による米国特許第4,726,957号明
細書に開示された方法によりでんぷんをアルファ−アミ
ラーゼにより転換して流動性でんぷんを製造することが
できる。これらの転換技術の一種類まはそれ以上の組み
合わせを利用してもよい。転換は、代表的に誘導化或い
は架橋の後に行われるが、酵素処理の前後に行うことも
できる。高粘度の枝切りされたでんぷんが望ましい場合
は、でんぷんを転換するのは望ましくない。

低粘度の枝切りされたでんぷんが望ましい場合は、約60
までの水流動度（WF）にまで転換された蝋状トウモロコ
シ等のでんぷんが好ましい。水流動度は、流動度が粘度
の反比例である０〜90のスケールの経験的尺度である。

その他の生成物に関して、いかなる程度への置換或いは
所望の粘度および機能的性質となる転換のレベルを酵素
的枝切りの前或いは続いて利用することができる。例え
ば、枝切りされたでんぷんを食品における乳化剤として
使用する場合、オクテニル琥珀酸誘導体（OSAでんぷ
ん）が好ましい。でんぷんを無水オクテニル琥珀酸で処
理して0.25〜3.0重量％のオクテニルサクシネートを含
有するでんぷんエステル誘導体を形成する。

本発明の好ましい実施態様において、でんぷん転換の後
の段階は、誘導でんぷんを糊化するために該誘導でんぷ
んの水性分散液を加熱することである。この糊化プロセ
スは、でんぷん顆粒内におけるでんぷん分子の会合を完
全にまたは部分的に破壊し、該分子をより酵素に適用可
能とし、そして酵素をでんぷん分子をより容易に且つ均
一に枝切りさせる。でんぷんのスラリーが糊化された
後、分散液の固形分、温度およびpHを調整し、最大酵素
活性を与える。

酵素活性に関する最適パラメータは、使用される酵素に
よって異なる。従って、酵素的枝切り速度は、酵素濃
度、基質濃度、pH、温度、抑制剤の存在または不存在等
の因子およびその他の因子によって異なる。酵素の型ま
たはそのソースにより、種々のパラメータは、最適な枝
切り速度を達成するために調整する必要があるであろ
う。一般に、酵素的枝切りは、最適反応速度を維持しつ
つ、引き続きのでんぷん組成物の乾燥を促進するための
最も高い実現可能な固形分含有量で行われる。例えば、
脂肪置換物として使用するのに適するでんぷんを製造す
るために本発明において使用されるプルラナーゼ（pull
ulanase）に関しては、28％固形分までの範囲の予備蒸
煮されたでんぷん分散液が好ましい。

当業者は、より高い固形分のでんぷんシステム（例え
ば、約50％固形分）を高い固形分で酵素とでんぷんとを
均一に混合するための充分な混合を与えるプロセスにお
いて糊化する場合に、上記のより高い固形分のでんぷん
システムが利用されるということを認識するであろう。
更に当業者は、酵素的枝切りプロセスにおける温度、処
理時間および他のパラメータがより高い固形分含有量に
調整されなければならないということも認識するであろ
う。高い固形分の分散液を利用するプロセスは、本発明
の範囲内に入るものであり、これを使用して本発明の変
性でんぷんを製造することができる。

本発明の方法が酵素成分としてプルラナーゼ（E.C.3.2.
1.41,プルプラン（pullulan）６−グルカノヒドロラー
ゼ）を利用して説明されるが、イソアミラーゼ（isoamy
lase,E.C.3.2.E.68）等のでんぷん分子の1,6−結合の分
解における選択性を示し、1,4−結合を実質的に完全に
脱離し、そして短鎖アミロース与えるその他のエンド−
α−1,6−Ｄ−Ｇグルカノヒドロラーゼ類を使用して本
発明の枝切りされたでんぷん製造することができる。

好適な実施態様において、使用される酵素は、バシラス
（Bacillus）の新種から得られた熱的に安定な枝切り酵
素であるプルラナーゼである。このプルラナーゼは、側
鎖において少なくとも２つのグルコース単位があるとい
う条件でプルランにおけるα−1,6−結合の加水分解を
触媒する。プルランは、α−1,6−結合によって結合さ
れたＤ−グルコピラノシルトリオース単位から本質的に
なる直線状のポリマーである。

酵素および基質の最適濃度は、酵素のソースおよび型並
びに市販バッチにおける酵素の濃度によって異なる酵素
活性のレベルおよび酵素ソースによって決定される。本
発明のプロセスが溶液における酵素を利用するが、固形
の支持体上に固定化された酵素を利用するプロセスは、
本発明の範囲内である。

この反応は、緩衝液の存在下に進行して、pHが分解の間
中、最適pHレベルであることを確実とする。アセテー
ト、シトレートまたはその他の弱酸の塩類の緩衝液が適
用可能である。その他の薬剤を使用して、酵素活性を最
適化することができる。この反応は、温度が60℃であり
酵素がバシラス（Bacillus）プルラナーゼである場合、
3.0〜7.5のpH範囲、好ましくは、4.5〜5.5、最適には5.
0で行われる。

水性でんぷん分散液は、pH5.0においてバシラス（Bacil
lus）に対して25〜100℃、好ましくは55〜65℃、最適に
は60℃の温度で酵素的枝切りの間保持されるべきであ
る。しかしながら、より短い処理時間が所望の場合に、
60〜65℃の温度範囲またはより高い酵素濃度を使用する
ことができる。別に、でんぷんから短鎖アミロースを与
える熱的に安定な酵素を本発明に使用するために選択し
た場合、より高い温度を利用してもよい。酵素活性を規
定する他のパラメータに関して、好ましいおよび最適の
温度範囲は、基質濃度、pH等の他のパラメータおよび他
の因子によって変化し、そして当業者によって決定する
ことができる。

酵素処理は、枝切りの所望のレベルが達せられるまで続
けられる。酵素処理の進行は、種々の方法で測定するこ
とができる。全ての臨界的パラメータが特定のでんぷん
組成物を達成することに関して確立されている場合、こ
の処理は、やがて予め決定された相対的終点に進行す
る。この終点は、粘度の変化によって、ゲル透過クロマ
トグラフィーによって、還元基の含有量、ヨウ素反応に
よって或いはでんぷん分子の酵素的枝切りの程度を測定
するその他の当該技術分野に公知の方法によって測定す
ることができる。

好ましい実施態様において、枝切り終点は、以下の実施
例１に記載される漏斗（funnel）粘度法を使用して22℃
（72°Ｆ）においてでんぷん分散液の粘度を測定するこ
とによって測定される。この漏斗粘度法は、標準量ので
んぷんスラリーが標準寸法の漏斗を流動するのに要する
時間の量を記録する粘度を測定する迅速で簡単な方法で
ある。

第２の好ましい実施態様において、でんぷんの枝切りの
程度は、ゲル透過クロマトグラフィーで測定される。で
んぷんをゲル透過クロマトグラフィーで異なる分子量の
フラクションに分離した後に、短鎖アミロース％を、低
分子量フラクション中に溶離された部分的に枝切りされ
たでんぷんの重量％を計算することによって決定する。
これらのパーセンテージが枝切り酵素によってアミロペ
クチンから脱離された短鎖アミロースの量と略等しいと
いうことが当業者によって理解されるであろう。ゲル透
過クロマトグラフィーにおける実験的な誤差（例えば、
酵素によるまたはでんぷんとともに導入された蔗糖或い
はデキストリン、酵素溶液、緩衝液または他のプロセス
成分による汚染による）は、でんぷんサンプルにおける
短鎖アミロースよりも約５％まで大きい短鎖アミロース
となる。

特定の用途に必要とされるでんぷん枝切りの程度は、利
用されるでんぷんの型、置換基の存在並びに性質および
ある場合には転換の程度に依る。当業者は、好適なでん
ぷんを選択し、最小の経験で特定の最終使用に必要な枝
切りを決定することができるであろう。

いかなるアミロペクチン−含有でんぷんを利用すること
もできるが、部分的酵素枝切りの効果は、アミロペクチ
ン含有量が増加するに従って激しくなる。従って、全て
の市販でんぷんを本発明に利用することができるが、約
100％のアミロペクチンを含有する蝋状トウモロコシが
好ましい。80％までの蝋状トウモロコシを短鎖アミロー
スにまで枝切りすることができる。その他のでんぷんの
80％未満を枝切りすることができ、そして枝切りは、少
なくとも20％の部分的に枝切りされたアミロペクチンが
残るようにコントロールしなければならない。

好ましい実施態様において、蝋状トウモロコシ或いはそ
の他の蝋状でんぷん（例えば、蝋状米または大麦でんぷ
ん）を部分的に枝切りし、水性でんぷん分散液において
熱可逆性ゲルを形成するのに充分な短鎖アミロースを得
る。このでんぷんは、25〜70％の短鎖アミロース、好ま
しくは、35〜65％の短鎖アミロースからなる。蝋状でん
ぷん類の同程度の枝切りは、脂肪状で、潤滑な組織を水
性でんぷん分散液に付与するのに好ましい。転換された
蝋状でんぷん類（例えば、50WF酸転換蝋状トウモロコシ
または蝋状米）も水性でんぷん分散液において熱可逆的
ゲルを製造し且つ脂肪状性質を提供するのに好ましい。

高強度でんぷんゲルを製造するために、10〜45％の短鎖
アミロース、好ましくは、15〜40％の短鎖アミロースか
らなる部分的に枝切りされたでコーンスターチが望まし
い。

水不溶性フィルムを製造するために、好適な量の枝切り
酵素は、でんぷんの長鎖アミロースの含有量が増加する
のに従って減少する。ジャガイモでんぷんに関しては、
少なくとも20％短鎖アミロースが提供されなければなら
ない。タピオカでんんぷんに関しては、少なくとも25％
短鎖アミロースおよび蝋状トウモロコシでんぷんに関し
ては、少なくとも25％短鎖アミロースが好ましい。

でんぷん分散液における安定な不透明な曇りを製造する
ために、未化工または転換された枝切り蝋状でんぷん類
が好ましい。蝋状トウモロコシでんぷんに関しては、20
〜65％、好ましくは、30〜65％の短鎖アミロースが製造
されるまで枝切りを続ける。酸−転換蝋状トウモロコシ
でんぷんに関しては、枝切りして30〜55％の短鎖アミロ
ースを製造するのが好ましい。

所望の程度のでんぷん枝切りに達した後、酵素は、不活
性化することができる。プルラナーゼ（pullulanase）
は、約70℃以上の温度で直ちに不活性化し、従って、こ
の反応は、でんぷん分散液の温度を少なくとも75℃に約
15分間上昇させることによって便利に停止することがで
きる。

最終使用用途がでんぷんの精製を必要とする場合、反応
不純物および副生成物を透析、濾過、イオン交換法、遠
心或いはでんぷんを単離し、回収する技術分野において
公知のその他の方法によって除去することができる。

乾燥でんぷんが最終使用用途に望まれる場合、でんぷん
を当該技術分野において公知のいかなる方法によって脱
水することができる。

本発明が部分的に枝切りされたでんぷんを含有するいか
なるでんぷんをも含むことを理解するべきである。従っ
て、本発明は、部分的に枝切りされたでんぷんと化学的
に変性されたでんぷん類およびその他のポリマー類等の
ブレンドを包含し、また酵素を一段階において使用して
でんぷんを部分的に枝切りする他段階プロセスをも包含
するものである。例えば、本発明は、部分的に酵素枝切
りが施されるのに加えてでんぷんが転換され、誘導化さ
れ、架橋され或いはその他の変性を施される他段階プロ
セス並びにでんぷんブレンドを包含するものである。

（実施例） 以下の実施例は、本発明の実施態様をより詳しく説明す
るものである。以下の実施例において、他に断りのない
限り、全ての部およびパーセンテージは、ドライ重量ベ
ースで与えられ、全ての温度は、摂氏で与えられてい
る。

実施例１ この実施例は、本発明の方法による代表的な部分的に枝
切りされたでんぷんの製造を説明するものである。

でんぷんを、糊化およびプルラナーゼによる処理に先立
って適用可能に転換し、誘導し、或いは架橋した。でん
ぷんを転換するために、150部の水中の100部のスラリー
を52℃に加熱し、表示された量の塩酸（1.75％）を加え
て、そしてこの混合物を52℃で16時間攪拌した。この混
合物をアルカリ（３％水酸化ナトリウム溶液）でpH5.5
に中和することによって加水分解を停止した。転換され
たでんぷんを濾過により回収し、そして洗浄して乾燥し
た。

でんぷん誘導化 オクテニルサクシネート誘導体を製造するために、100
部のでんぷんを150部の水にスラリー化して、pHを水酸
化ナトリウムで7.5に調整し、そしてpHをアルカリで7.5
に保ちながら、ゆっくりと表示された量の無水オクテニ
ル琥珀酸を添加した。この反応は、更にアルカリの添加
が必要でなくなった際に完結した。pHを4.0〜6.5に調整
し、そして得られた誘導体を濾過により回収し、洗浄
し、そして乾燥した。

アセテート誘導体を製造するために、100部のでんぷん
を150部の水にスラリー化して、pHを水酸化ナトリウム
で8.3に調整し、pHを上記アルカリで8.3に保ちながら、
ゆっくりとそして表示された量の無水酢酸を添加した。
この反応は、更にアルカリの添加が必要でなくなった際
に完結した。pHを4.0〜6.5に調整し、そして得られた誘
導体を上記の如く回収した。

100部のでんぷんを150部の水にスラリー化して、0.8部
の水酸化ナトリウム、1.0部の塩化ナトリウムを加え、
次いで表示された量のオキシ塩化燐を加えることによっ
て架橋でんぷんを製造した。このスラリーを室温にて３
時間攪拌した。反応が完結した際、pHを酸で5.5に調整
した。このでんぷんを、濾過により回収し、洗浄し、そ
して乾燥した。

でんぷん枝切り 水性スラリー（20〜30固形分）を所望のでんぷんを利用
して製造した。この水性でんぷんスラリーを約149℃（3
00°Ｆ）でジェット蒸煮して上記でんぷんを糊化した。
蒸煮されたでんぷん分散液を常に攪拌しながら58〜60℃
で恒温浴に配置した。pHを３％塩酸で５に調整した。

使用するでんぷんの型およびそのアミロペクチン含有量
により、100gのでんぷんに対して0.5〜10.0mlのプルラ
ナーゼをこの蒸煮されたでんぷん分散液を加えた。使用
されたプルラナーゼ（E.C.3.2.2 41 プルプラン６−グ
ルカノヒドロラーゼ）は、バシラス（Bacillus）の新種
から製造されるでんぷん枝切り酵素である。この酵素
（Promozyme^TM）は、デンマークのNOVO Industri A/Sよ
り得られる。Promozymeの1.25g/ml溶液の酵素活性は、2
00PUN/mlの溶液において標準化される。1PUN（プルラナ
ーゼ単位NOVO）は、標準条件において、プルランを加水
分解し、１分間につき１マイクロモルのグルコースに等
しい還元力で還元性炭化水素を脱離する酵素の量であ
る。PUNを測定する方法は、NOVO Industri A/Sより得ら
れる。

従って、コンスターチを利用するでんぷん分散液におい
て、100gのコーンスターチにつき125PUNのプルラナーゼ
を該分散液に加える。蝋状トウモロコシでんぷんスラリ
ーに関しては（より高いアミロペクチン含有量を示
す）、100gの蝋状トウモロコシでんぷんにつき750PUNの
プルラナーゼを該分散液に加える。

枝切りの量を最初に漏斗粘度試験で続いてゲル透過クロ
マトグラフィーで測定した。

漏斗粘度測定 19％固形分における漏斗粘度を測定するために、38gの
でんぷん（無水ベース）を温度計を含む250mlの秤量ビ
ーカ（ステンレス鋼製）に秤り採り、そして蒸留水で20
0gの総重量とした。このサンプルを混合して全ての塊を
溶解させ、そして72°Ｆ（22℃）に加熱または冷却し
た。総量100mlの蒸煮されたでんぷん分散液を配量的に
メスシリンダーに添加した。次いで、これを指を使用し
て細孔を塞ぎながら目盛り付漏斗に注いだ。少量を目盛
り容器まで流動させ捕捉された（trapped）空気を除
き、目盛り容器に残存する全ての残りを漏斗に戻した。
タイマーを使用して、漏斗の先端から100mlサンプルが
流動するに要する時間を記録した。

この漏斗は、頂部の直径が９〜10cmであり、胴部の内径
が0.381cmである標準58°、肉厚、耐熱性ガラス漏斗で
あった。この漏斗を上記の方法を使用して100mlの水が
６秒間で流れるように測定した。

コーンスターチ（苛性）漏斗粘度 コーンスターチを使用した際に生じるでんぷんの破壊に
より、上記の漏斗粘度測定は、枝切りされたコーンスタ
ーチに関しては以下のように修正した。

1.でんぷんサンプル重量を15g（無水ベース）に減少
し； 2.充分に熱い（少なくとも90℃）水をこのでんぷんに加
えて総量150gとし； 3.15gの25w/v％の水酸化ナトリウム溶液をこの熱でんぷ
んスラリーに加え；そして 4.攪拌しながらこのスラリーを22℃（72°Ｆ）に冷却
し、そして測定を前記の如く行った。

ゲル透過クロマトグラフィー 分析のために0.3Mの硝酸ナトリウムを含有する4mlのジ
メチルスルホキシド（“DMSO"）中に5mgのでんぷんをス
ラリー化し、このスラリーを少なくとも30分間80℃に加
熱することによってでんぷんを調製した。サンプル（20
0ul）をALC/GPC−150Cクロマトグラフ（Water Associat
es,Milford,Massachusetts州）（Nelson3000シリーズク
ロマトグラフィーデータシステムおよびPLゲル混合10ul
カラム（Polymer Laboratory,Amherst,Massachusetts
州）を付された）に移動相として、0.03M硝酸ナトリウ
ム含有DMSOを利用して注入して、1m1/分の速度で溶離さ
せた。このカラムを、デキストラン標準（Pharmacia Ch
emicals,Piscataway,New Jersey州製、分子量2,000;20,
000;80,000;500,000;および2,000,000）を使用して測定
した。短鎖アミロース％を、約500〜200,000の分子量範
囲内で得られたピークの相対的面積から計算した。

枝切りされたOSA蝋状トウモロコシでんぷんの製造 上記の方法を利用してOSAでんぷん誘導体を4000gの蝋状
トウモロコシと１％無水オクテニル酢酸と反応させるこ
とによって製造した。次いでこのでんぷんをpH5.0でジ
ェット蒸煮して23％でんぷん分散液を得た。プルラナー
ゼ（80mls）を攪拌しながら58℃でこの分散液に加え
た。24時間後、漏斗粘度は、19％固形分および22℃（72
°Ｆ）で35秒であった。

58℃で更に80mlsのプルラナーゼを添加し、更に３時間
分散液を攪拌することによって枝切りを続けた。約80℃
にこの分散液を加熱することによってプルラナーゼを不
活性化させた。漏斗粘度は、19％固形分および22℃（72
°Ｆ）において12秒であった。このでんぷん分散液を入
口温度200〜210℃および出口温度80〜90℃で噴霧乾燥し
た。噴霧乾燥されたでんぷんを40メッシュスクリーンで
篩分けした。

OSA蝋状トウモロコシ（4000g）の第２のサンプルを製造
し、20mlsのプルラナーゼを一回の添加で利用した以外
は第１のサンプルと同様な方法で枝切りした。枝切りを
２時間続け、その際漏斗粘度が10％固形分および22℃
（72°Ｆ）で50秒となった。このサンプルを第１のサン
プルと同様な方法で噴霧乾燥した。

実施例２ この実施例は、酵素イソアミラーゼ（グリコゲン６−グ
ルカノ−ヒドラーゼ;E.C.3.2.68）を利用して部分的に
枝切りされたでんぷんを製造することを説明するもので
ある。

蝋状トウモロコシでんぷん（2,500g）の蒸煮された24％
固形分の水性分散液を5,000単位のPseudomonas amylode
ramosaイソアミラーゼ（isoamyalase）（Sigma Chemica
l Company,St.Louis,Missouri社製）で処理した。１単
位のこのイソアミラーゼは、基質として米でんぷんを使
用して、１時間において0.1の吸光度（A₆₁₀）の増加を
引き起こす。

このでんぷん分散液を、pH4.0で45℃に加熱して、この
酵素を加え、そしてこの混合物を26時間攪拌した。混合
物の一部分を除き、80℃に加熱して、この酵素を不活性
化し、そして噴霧乾燥し、実施例１の如く篩分けした。
このでんぷん混合物の残りの部分を総計43時間酵素処理
をし、その際酵素を不活性化し、そしてでんぷんを上記
の如く乾燥および篩分けした。

イソアミラーゼ加水分解から得られた短鎖アミロースの
量をゲル透過クロマトグラフィーで測定した。26時間サ
ンプルは、21.9％および43時間サンプルは、28.4％の短
鎖アミロースを含有していた。

実施例３ この実施例は、本発明のでんぷんの処理時間、漏斗粘度
（または水流動度）および短鎖アミロース％の関係を説
明するものである。

実施例１の部分的酵素的枝切りプロセスを第１表に記載
したでんぷんに対して行った。

漏斗粘度および短鎖アミロース％を上述の方法で測定し
た。結果を第Ｉ表に示す。

この結果は、反応時間が増加するのに従って、短鎖アミ
ロース％が増加しそして漏斗粘度が非線型関係で減少す
ることを一般に示している。従って、これらの測定の一
種類またはそれ以上を利用して、酵素的枝切りの進行を
測定することができる。

実施例４ この実施例は、本発明のでんぷんを利用して潤滑性であ
り脂肪状の組織を水性でんぷん分散液において作製する
ことができることを説明するものである。

蝋状トウモロコシでんぷんを実施例１の方法によって22
℃（72°Ｆ）および10％固形分（約50％短鎖アミロー
ス）において10〜12秒の漏斗粘度までに部分的に枝切り
した。

でんぷんの脂肪状或いは潤滑性質を、25g無水のでんぷ
んを75gの蒸留水に分散させることによって評価した。
この分散液を20分間スチームバス上で加熱し、ペトリ皿
に注ぎ、１時間冷蔵しそして主観的に評価した。この部
分的に枝切りされたでんぷんゲルを、手の平で広げて、
そして潤滑性であり且つクリーミーなタッチであること
を観察した。このゲルは、光沢があり且つ不透明であっ
た。

実施例５ この実施例は、本発明のでんぷんをフィルム形成用途に
使用することができることを説明するものである。

蝋状トウモロコシでんぷんを実施例１の方法によって22
℃（72°Ｆ）および19％固形分（約50％短鎖アミロー
ス）において10秒の漏斗粘度にまで部分的に枝切りし
た。酸転換（85WF）蝋状トウモロコシでんぷん（この枝
切りされたでんぷんとほぼ等しい粘度）をこの枝切りさ
れたでんぷんと比較した。

フィルムを２″×８″ガラスプレートを枝切りされた蝋
状トウモロコシでんぷんの水性分散液（25％固形分）に
含浸することによってフィルムを上記ガラスプレート上
に形成することによって製造した。このガラスプレート
を分散液から除き、一晩室温で乾燥させた。不透明のフ
ィルムが形成され、これを室温で再び浸したところ、穏
やかに擦っても溶解しなかった。

同様なフィルムを85WF酸転換蝋状トウモロコシから製造
した。乾燥した後、このフィルムは、透明であった。水
に再び浸したところ、このフィルムは、溶解した。

実施例６ この実施例は、本発明のでんぷんを使用して水性媒体に
分散した際に安定な、不透明または半透明の曇りを形成
することができることを説明するものである。

蝋状トウモロコシでんぷんおよび酸−転換された（50W
F）蝋状トウモロコシでんぷんを実施例１の方法により
第II表に示す漏斗粘度にまで枝切りした。

加えて、タピオカでんぷんを54秒の漏斗粘度（10％固形
分）にまで枝切りした。このタピオカ分散液を透過率を
測定する前にハンドホモジナイザーに通した。比較の目
的で、米国特許第3,730,840号明細書に特許請求された
方法によって製造された充分に枝切りされた結晶短鎖ア
ミロースを1.0％固形分で蒸留水に分散させ、そしてこ
の分散液の透過率を測定した。

蒸留水中の１％固形分でんぷん分散液の光透過率（タピ
オカに関しては0.2％固形分）を最初におよび24時間後
にBrinkman P.C.800Colorimeterを使用して測定した。
結果を第II表に示す。でんぷんの曇り形成能が改良され
るのに従って、光透過率％が減少した。24時間後の著し
い光透過率％の減少は、でんぷん曇りが安定でないこと
を示している。

枝切りされて20〜60％短鎖アミロースを得た蝋状トウモ
ロコシでんぷん類が最も安定な曇りを製造した。充分に
枝切りされたでんぷん（米国特許第3,730,840号明細
書）は、曇りを形成しなかった。

実施例７ この実施例は、本発明のでんぷんを使用して熱不可逆性
ゲルを形成することを示すものである。

蝋状トウモロコシでんぷんおよび酸−転換された（50W
F）蝋状トウモロコシでんぷんを実施例１の方法により
第III表に示す漏斗粘度にまで枝切りした。

以下のでんぷん類も以下に示す漏斗粘度にまで実施例１
の方法により枝切りした。

K:酸転換（50WF）タピオカ−43.1秒（10％固形分）； L:タピオカ−54.2秒（10％固形分）；および M:蝋状トウモロコシ／タピオカ80/20混合物−137秒（10
％固形分）。

加えて、比較の目的で、充分に枝切りされた、結晶短鎖
アミロース生成物を米国特許第3,730,840号明細書に特
許請求された方法によって製造した。

これらの熱可逆性ゲル形成性質を、25g無水のでんぷん
を75gの蒸留水に分散することによって評価した。この
分散液をスチームバス上で25分間加熱し、ペトリ皿に注
ぎ、１時間冷蔵しそして主観的にゲル形成について評価
した。得られたゲルは、スチームバス上で再加熱した際
に流動化し、室温に放置した際に再びゲルを形成した場
合に、熱可逆性である。

ゲル評価の結果を第III表に記載する。米国特許第3,37
0,840号に記載された方法によって製造された物質は、
ゲルを形成しなかった。約30〜64％の短鎖アミロースを
含有する枝切りされた蝋状トウモロコシサンプルは、熱
可逆性ゲルを形成した。同様なゲルは、酸転換（50WF）
蝋状トウモロコシでんぷん、酸転換（50WF）タピオカで
んぷんおよび80/20蝋状トウモロコシ／タピオカブレン
ドの枝切りから得られた。タピオカでんぷんは、熱可逆
的でないゲルを形成した。

実施例８ この実施例は、本発明のゲルを使用して高い強度のゲル
を形成することができることを説明するものである。

コーンスターチを第IV表に記載された漏斗粘度にまで実
施例１の方法で枝切りし、このでんぷん分散液を５また
は10％固形分に調整した。未化工コーンスターチスラリ
ーを製造し、実施例１の方法によりジェット蒸煮した。
蒸煮した後、このでんぷん分散液を５または10％固形分
に調整した。比較サンプル（未化工コーンスターチ）お
よびでんぷんＡから製造されたサンプルを60時間冷蔵し
た。枝切りされたでんぷんＢおよびＣを１時間冷蔵し
た。ゲル強度（グラム）を0.5mm/秒の速度で1/2″直径
シリンダー（Probe TA−５）を利用してStevensL.F.R.
A.Texture Analyzerで測定した。結果を第IV表に示す。

未化工コーンスターチは、５％固形分でゲルを形成しな
かった。10％固形分サンプルは、弱いゲル（９グラム）
を形成した。これに対して、全ての部分的に枝切りされ
たコーンスターチサンプルは、ただ１時間の冷蔵の後に
も10％固形分で非常に強いゲル（175〜550グラム）、５
％固形分で強いゲル（40〜250グラム）を形成した。

実施例９ この実施例は、種々のでんぷんを本発明に利用すること
ができることを説明するものである。

実施例１の部分的に酵素的枝切りプロセスを以下のでん
ぷん類について行った。

A.13PUNのプルラナーゼ/gでんぷんで0,1.0,5.0および2
4.0時間枝切りされたコーンスターチ；および12秒（22
℃（72°Ｆ）において10％固形分）の漏斗粘度にまで枝
切りされたコーンスターチ。

B.13PUNのプルラナーゼ/gでんぷんで0,0.25,1.0,2.0お
よび5.0時間枝切りされたタピオカでんぷん（21％固形
分）。

C.13PUNのプルラナーゼ/gでんぷんで0,0.25,1.0,4.0お
よび16.0時間枝切りされたジャガイモでんぷん（18％固
形分）。

漏斗粘度および短鎖アミロース％を上述の方法で測定し
た。でんぷん特性の主観的観察を上述の実施例４〜７に
記載した方法で行った。酸転換（32WF）タピオカも比較
の目的で観察した。結果を第Ｖ表に示す。

実施例10 この実施例は、種々の部分的に枝切りされたでんぷん誘
導体を本発明の方法によって製造することができること
を説明するものである。

誘導化反応および部分的枝切りプロセスを第VI表に記載
したでんぷんについて実施例１の如く行った。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）予備糊化されたでんぷんを提供する工
   程、 ｂ）上記でんぷんが80重量％までの短鎖アミロースおよ
   び少なくとも20重量％の部分的に枝切りされたアミロペ
   クチンからなるまで上記でんぷんのアルファ−1,6−Ｄ
   −グルコシド結合をプルラナーゼ（pullulanase）およ
   びイソアミラーゼ（isoamylase）から選ばれるアルファ
   −1,6−Ｄ−グルカンヒドラーゼ（alpha−1,6−gluacnh
   ydlase）で加水分解する工程、および ｃ）生成された80重量％までの短鎖アミロースおよび少
   なくとも20重量％の部分的に枝切りされたアミロペクチ
   ンからなるでんぷんを回収する工程 からなる方法によって製造され、 水性分散液中で、熱可逆的ゲルまたは高強度ゲルあるい
   は安定な、不透明で曇り、あるいは潤滑性脂肪状組織あ
   るいはこれらの組み合せ形成することができる80重量％
   までの短鎖アミロースおよび少なくとも20重量％の部分
   的に枝切りされたアミロペクチンからなる酵素的に枝切
   りされたでんぷん。