JPH11225706A

JPH11225706A - 大麦糠由来β−グルカンを主成分とする水溶性食物繊維の製造法

Info

Publication number: JPH11225706A
Application number: JP10035704A
Authority: JP
Inventors: Akio Ikeda; 彰男池田; Makoto Fukushima; 誠福島
Original assignee: HAKUBAKU KK
Current assignee: HAKUBAKU KK
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-24
Anticipated expiration: 2018-02-18
Also published as: JP3243559B2

Abstract

(57)【要約】【課題】付加価値の低い精麦副産物である大麦糠より、
有用性が期待されるβ−グルカンを主成分とする水溶性
食物繊維を容易かつ高含有量で抽出精製することによ
り、大麦糠を有効利用することが求められていた。【解決手段】大麦精麦工程で発生する大麦糠を熱水抽出
することを特徴とする大麦糠由来β−グルカンを主成分
とする水溶性食物繊維の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大麦精麦副産物で
ある大麦糠よりβ−グルカンを主成分とする水溶性食物
繊維を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、健康食品素材として食物繊維が注
目されている。食物繊維は、大きく２つに分類される。
その１つは、不溶性食物繊維であり、その一次作用とし
て便容積の増加、腸内容物の通過時間の短縮、腸内圧、
腹圧の低下があり、その結果、便秘、大腸ガン等各種大
腸疾患の予防、治療効果があるとされる。もう１つは、
水溶性食物繊維であり、その一次作用として消化管活動
の活性化、食事成分の消化吸収の低下、腸肝を循環する
胆汁酸の減少、腸内細菌の種類と代謝の変動があり、そ
の結果、便秘、大腸疾患、肥満、糖尿病、高脂血症等の
予防、治療効果があるとされる。

【０００３】前記の不溶性食物繊維は、その物理化学的
性質上、どんなに微細化しても、水に溶けず、口の中で
食感を大きく損なう等の欠点がある。そこでこのような
欠点のない水溶性食物繊維について、多くの植物性繊維
質原料より抽出する試みがなされている。

【０００４】これらの試みの具体例としては、トウモロ
コシ外皮を１３０〜１６０℃の熱水処理し、ヘミセルロ
ースを抽出する方法（特開昭６４−６２３０３号）ある
いは、小麦ふすまをアルカリ水溶液で処理し、ヘミセル
ロースを抽出する方法（特開平２−１７０１号）また、
燕麦粉を澱粉糊化させ、α−アミラーゼで処理し、水溶
性成分を得る方法（特表平５−５０４０６８号）が挙げ
られる。

【０００５】ところで、大麦には水溶性食物繊維として
小麦等の外皮に含まれるヘミセルロース成分であるアラ
ビノキシラン以外に特にβ−（１，３）（１，４）−Ｄ
−グルカンが多く含まれることが大きな特徴である。こ
のβ−グルカンの生理的作用は、血清コレステロールの
低下、血清インスリン濃度の低下による血糖値上昇抑制
効果が特に強いとされる。しかし近年、我が国の食生活
は以前と比較し、欧米諸国のそれと類似してきており、
植物繊維質の摂取量が大きく減少していると言われる。
国民栄養調査においても、穀類から得られる食物繊維の
摂取量が減少していることが明確であり、中でも大麦の
摂取量が減少していることが食物繊維摂取不足に起因し
ていると主張する専門家もいる。そこで大麦精麦の副産
物である糠より、特異的な生理作用を有する水溶性食物
繊維、すなわち大麦糠由来β−グルカンを分離精製する
ことが産業的にもまた副産物の有効利用という点におい
ても求められている。

【０００６】しかし、このβ−グルカンを大麦糠より抽
出するにあたり、前記の加圧熱水処理した場合、澱粉の
糊化が著しく、高粘度となって抽出操作に大きな支障を
及ぼす。また、アルカリ抽出した場合、抽出液の中和等
の操作および抽出残さの処理問題が生じる。また、α−
アミラーゼで処理すれば粘性こそ低下するものの、ヒト
の消化酵素耐性のないデキストリンの生成、混入が著し
く、得られた抽出物は、目的であるβ−グルカンの含有
量が低下してしまう。さらに、大麦糠から篩別、水洗等
の物理的処理や酵素処理等の化学的処理によりあらかじ
め澱粉質を除去した場合、これから得られる抽出物は、
β−グルカン含有量が低いものとなる。この理由は、β
−グルカンが澱粉画分やアリューロン層により多く存在
することが理由であると考えられた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような技術的およ
び産業的状況下において、付加価値の低い精麦副産物で
ある大麦糠より、有用性が期待されるβ−グルカンを主
成分とする水溶性食物繊維を容易かつ高含有量で抽出精
製することで、大麦糠の有効利用が求められていたので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、目的とするβ−グルカンを多く含む、もち
性大麦から発生する搗精歩留り８２％以下の大麦糠類を
原料とし、耐熱性α−アミラーゼを添加して熱水抽出し
た後、さらにグルコアミラーゼを添加して可溶化した消
化性デキストリンを消化することを特徴とする水溶性食
物繊維の製造法である。

【０００９】以下に本発明の詳細について好ましい態様
を挙げて、さらに説明する。

【００１０】本発明において、抽出原料として大麦糠類
を使用する。その大麦原料は表１に示したように、大別
して皮付と裸の２種類があり、それぞれうるち性ともち
性がある。さらに皮付は、小粒と大粒に分類される。そ
こで、β−グルカンを抽出する原料として、もち性大麦
が好ましく使用されるが、原料の供給事情より、さらに
好ましくは裸麦が使用される。

【００１１】

【表１】大麦糠類は、主食用の大麦を搗精することにより発生す
る。なお搗精歩留りが５５％以下の原料は、これ以下に
搗精すると糠とは呼ばなくなるが、この発明では、搗精
歩留り５５％以下の砕粒をも大麦糠に含めて、大麦糠類
と総称する。

【００１２】この搗精工程について、詳細を図１のフロ
ーチャートに基づいて説明する。

【００１３】また、発生する糠の各工程別の搗精歩留り
について表２に示す。

【００１４】

【表２】精選された大麦は、外皮（ふ皮、果皮、種皮）および一
部のアリューロン層を削り取るために研削式搗精機によ
り荒搗精を行う。この工程は通常、搗精歩留り８２％ま
で行う。このとき発生する糠を荒搗糠と称する。この糠
は、粒度が荒く、またβ−グルカン含有量も低いため抽
出原料には適さない。

【００１５】その後、荒搗精工程を終えた原料は、最終
製品形態に応じ、異なる製造工程となる。

【００１６】まず、米粒麦加工は、米粒の形態とするた
め大麦の中心線、いわゆる黒状線に沿って切断する。そ
して、アリューロン層を除くために研削式搗精機により
長工程搗精を行う。この工程は通常、搗精歩留り７４％
まで行う。このとき発生する糠を長工程糠と称する。こ
の糠には、β−グルカンが比較的多く含まれ、抽出原料
に好ましい。

【００１７】次に、蒸煮を行い、黒状線を除去するため
に研削式搗精機により仕上搗精を行う。この工程は通
常、搗精歩留り５３％まで行う。このとき発生する糠を
仕上糠と称する。この糠には、β−グルカンが多く含ま
れ、抽出原料に好ましい。

【００１８】以上の工程を終了した原料は、最後に研磨
されて製品（米粒麦）となる。

【００１９】一方、押麦加工は、荒搗精工程後、アリュ
ーロン層と一部のデンプン層を除くために研削式搗精機
により長工程搗精を行う。この工程は通常、搗精歩留り
６５％まで行う。このとき発生する糠を長工程糠と称す
る。この糠には、β−グルカンが比較的多く含まれ、抽
出原料に好ましい。

【００２０】次に、加水調整を行い、精白するために粒
々摩擦式搗精機により横式搗精を行う。この工程は通
常、搗精歩留り５５％まで行う。このとき発生する糠を
横式糠と称する。この糠には、β−グルカンが多く含ま
れ、抽出原料に好ましい。

【００２１】以上の工程を終了した原料は、最後に圧扁
機にて麦圧１ｍｍ程度に圧扁され、製品（押麦）とな
る。

【００２２】このように大麦精麦工程で多岐に渡り、糠
が発生する。β−グルカンを抽出する原料は、β−グル
カン含有量の高い糠、すなわち搗精歩留り８２〜５３％
で発生する糠、いわゆる荒搗糠以外の糠が好ましい。さ
らに好ましくは、米粒麦加工における搗精歩留り７４〜
５３％で発生する糠、いわゆる仕上糠、もしくは押麦加
工における搗精歩留り６５〜５５％で発生する糠、いわ
ゆる横式糠のいずれか一方、もしくは両者混合である。

【００２３】本発明における大麦糠からのβ−グルカン
の抽出方法は、大麦糠１００重量部に、８０〜９５℃の
熱水を５００〜１５００重量部、さらに耐熱性α−アミ
ラーゼを原料１ｋｇに対し、３，０００〜３０，０００
単位加え、８０℃〜９０℃にて１〜１２時間撹拌しなが
ら抽出することが望ましい。その後、さらに、可溶化し
た消化性デキストリンを消化するためグルコアミラーゼ
を原料１ｋｇに対し、４００〜４，０００単位加え、４
０℃〜６０℃にて３〜２４時間攪拌しながら消化するこ
とが好ましい。このように酵素を添加した抽出および反
応という単純な操作のみで、デンプン質の多い大麦糠よ
り可溶化した成分に含まれる消化性デキストリンは、単
糖にまで分解され、その結果、可溶化画分中に含まれる
多糖類は、難消化性であるβ−グルカンの含有率が高く
なるわけである。また、同時に粘性が極度に下がるた
め、固液分離の操作が容易となるという利点も生じる。

【００２４】ここでいう耐熱性α−アミラーゼとは、糊
化澱粉やグリコーゲンなどのα−１，４グリコシド結合
を任意の位置で加水分解し、分解生成物として可溶性デ
キストリンやオリゴ等と少量のグルコースを生ずるもの
である。また、グルコアミラーゼとは、可溶性デンプン
のα−１，４グリコシド結合を非還元末端より順次グル
コース単位で分解するものである。

【００２５】なお、耐熱性α−アミラーゼの力価の測定
は、馬鈴薯澱粉を基質としてヨード呈色によるＢｌｕｅ
Ｖａｌｕｅの減少％から糊精化力を求める。すなわ
ち、１％澱粉溶液のＢｌｕｅＶａｌｕｅを４０℃、１
分間に１％低下させる酵素量を１単位として行う。ま
た、グルコアミラーゼの力価の測定は、可溶性デンプン
を基質としてｐＨ４．５、４０℃の反応条件下で、３０
分間に１０ｍｇのグルコースを生成する酵素量を１単位
として行う。

【００２６】この耐熱性α−アミラーゼとしては、例え
ば、天野製薬（株）製の「アミラーゼＡＨアマノ」や三
井物産（株）の「ターマミル」、長瀬産業（株）の「ス
ピターゼＨＳ」等の市販の食品添加用の酵素製剤を使用
できる。また、このグルコアミラーゼとしては、例え
ば、三共（株）製の「コクラーゼ」シリーズやヤクルト
薬品工業（株）製の「ユニアーゼ」シリーズ、天野製薬
（株）製の「グルクザイム」シリーズ、新日本化学工業
（株）製の「スミチーム」シリーズ等の市販の食品添加
用の酵素製剤を使用できる。

【００２７】得られたβ−グルカン粗抽出液は、公知の
方法で精製することができる。例えば、上記の粗抽出液
を遠心分離等の手段により固液分離し、清澄濾過し、必
要に応じて濃縮を行う。なお、この場合の濃縮は、液の
ｐＨが酸性でない限り、沸騰するまで加熱することがで
きる。この加熱により、可溶化している夾雑タンパク質
やペプチドが変性し、不溶化する。これらを遠心分離等
の手段によって固液分離することで除去することができ
る。そして、イオン交換処理により脱塩後、アルコール
沈殿法により、単糖、少糖類などの非繊維性物質を除去
し、これを乾燥することでβ−グルカンを主成分とする
水溶性食物繊維を得ることができる。

【００２８】また、得られたβ−グルカン粗抽出液を固
液分離し、清澄濾過した後、限外濾過処理による低分子
夾雑物を除去し、乾燥する手法によっても同等の水溶性
食物繊維を得ることができる。

【００２９】こうして得られたβ−グルカンを主成分と
する水溶性食物繊維は、純度が高く、生理的機能にも特
に期待ができる。また無味無臭のため、例えば清涼飲
料、ゼリー、プリン、スープをはじめ、クッキー、ハン
バーグ等、色々な飲食品に添加することが可能であり、
大麦糠由来の水溶性食物繊維を充分に摂取することがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】β−グルカンを大麦糠より抽出するにあ
たり、加圧熱水処理した場合、澱粉の糊化が著しく、高
粘度となり抽出操作に大きな支障を及ぼす。また、アル
カリ抽出した場合、抽出液の中和等の操作および抽出残
さの処理問題が生じる。また、α−アミラーゼのみの処
理では粘性こそ低下するものの、ヒトの消化酵素耐性の
ないデキストリンの生成、混入が著しく、得られた抽出
物は、目的であるβ−グルカンの含有量が低下してしま
う。さらに、大麦糠から篩別、水洗等の物理的処理や酵
素処理等の化学的処理によりあらかじめ澱粉質を除去し
た場合、これから得られる抽出物は、β−グルカン含有
量が低いものとなる。この理由は、β−グルカンが澱粉
画分やアリューロン層により多く存在することが理由で
あると考えられた。

【００３１】本発明の水溶性食物繊維の製造法によれ
ば、上記の場合と比較して、容易な操作で高純度なβ−
グルカンを得ることが可能となる。

【００３２】

【実施例１】大麦精麦により得られたもち性裸大麦の横
式糠（搗精歩留り６５〜５５％で発生：水分１３．６
％）１ｋｇに対して、９０℃の熱水を１０Ｌ、耐熱性α
−アミラーゼ（アミラーゼ「アマノ」ＡＨ：天野製薬
（株）製）１０，０００単位添加し、撹拌しながら９０
℃で３時間の抽出を行なった。５０℃まで冷却後、グル
コアミラーゼ（グルクザイムＮＬ４．２：天野製薬
（株）製）を２，０００単位添加し、攪拌しながら５０
℃で１２時間処理した。これを遠心分離（５，０００Ｇ
１０分）により固液分離、清澄濾過後、抽出液が２Ｌと
なるまで濃縮した。そして遠心分離（１０，０００Ｇ
１０分）により不溶物を除去後、イオン交換樹脂（アニ
オン、カチオン）により脱塩後、２倍量のエタノールを
加え、生成した沈殿物を遠心分離（１，０００Ｇ１
分）により回収した。これを乾燥して８９ｇの乾燥粉末
を得た。

【００３３】

【比較例１】グルコアミラーゼの添加を省略した以外
は、［実施例１］と同様に処理したところ１５０ｇの抽
出乾燥物を得た。

【００３４】

【比較例２】抽出原料をもち性裸大麦の荒搗糠（搗精歩
留り１００〜８２％で発生：水分１１．０）として、以
降［実施例１］と同様に処理したところ６１ｇの抽出乾
燥物を得た。

【００３５】

【比較例３】抽出原料をうるち性皮付大麦の横式糠（搗
精歩留り６５〜５５％で発生：水分１２．５％）とし
て、以降［実施例１］と同様に処理したところ６２ｇの
抽出乾燥物を得た。

【００３６】

【実施例２】大麦精麦の押麦加工で得られた砕粒（搗精
歩留り５５％以下）を微粉砕（水分１１．１％）して得
た粉砕物を抽出原料に供試し、以降［実施例１］と同様
に処理したところ９５ｇの抽出乾燥物を得た。

【００３７】

【実施例３】大麦精麦の押麦加工で得られたもち性裸大
麦の長工程糠（搗精歩留り８２〜６５％で発生：水分
１１．４％）１０ｋｇに対して、蒸留水を５０Ｌ、耐熱
性α−アミラーゼ（ターマミル：三井物産（株））３
０，０００単位添加し、９５℃に加温し、撹拌しながら
３時間の抽出を行なった。５０℃まで冷却後、グルコア
ミラーゼ（ユニアーゼ３０：ヤクルト薬品工業（株）
製）を４０，０００単位添加し、攪拌しながら５０℃で
１２時間処理した。これを遠心分離（５，０００Ｇ１０
分）により固液分離、清澄濾過後、抽出液が２０Ｌとな
るまで濃縮した。そして遠心分離（１０，０００Ｇ１
０分）により不溶物を除去後、イオン交換樹脂（アニオ
ン、カチオン）により脱塩後、２倍量のエタノールを加
え、生成した沈殿物を遠心分離（１，０００Ｇ１分）
により回収した。これを乾燥して１０７０ｇの乾燥粉末
を得た。

【００３８】「実施例１〜３」および「比較例１〜３」
で得られた乾燥粉末の成分分析結果を表３に示す。な
お、水分、粗タンパク質、灰分は定法にしたがい、総食
物繊維量（ＴＤＦ）はＡＯＡＣ法９９５．１６、β−グ
ルカンはＡＡＣＣ法３２−２３、消化性多糖はＡＡＣＣ
法７６−１２で測定した。

【００３９】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】抽出原料である大麦糠発生に関する搗精工程に
ついて示すフローチャートである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大麦精麦工程で発生する大麦糠を熱水抽
出することを特徴とする大麦糠由来β−グルカンを主成
分とする水溶性食物繊維の製造法。
【請求項２】搗精歩留り８２％以下の大麦糠類を原料
とする請求項１に記載する大麦糠由来β−グルカンを主
成分とする水溶性食物繊維の製造法。
【請求項３】大麦原料としてもち性皮付き大麦または
／およびもち性裸大麦を用いる請求項１または２に記載
の大麦糠由来β−グルカンを主成分とする水溶性食物繊
維の製造法
【請求項４】大麦糠を熱水抽出する際、耐熱性α−ア
ミラーゼを添加する請求項１ないし３のいずれかに記載
の大麦糠由来β−グルカンを主成分とする水溶性食物繊
維の製造法。
【請求項５】大麦糠および粗抽出液の混合物をグルコ
アミラーゼ処理する請求項１ないし４のいずれかに記載
の大麦糠由来β−グルカンを主成分とする水溶性食物繊
維の製造法。
【請求項６】請求項１ないし５で得られる水溶性食物
繊維含有の抽出液を乾燥物とすることを特徴とする大麦
糠由来β−グルカンを主成分とする水溶性食物繊維の製
造法。
【請求項７】抽出液を乾燥物とする前に、抽出液を次
に記載する〜の１以上の工程により処理する請求項
６に記載の大麦糠由来β−グルカンを主成分とする水溶
性食物繊維の製造法。濃縮工程脱塩工程エタノール沈殿および沈殿物回収工程