JPH0678362B2 - デンプン分離方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、デンプンの製造方法、特に小麦デンプンの製
造方法に関する。

小麦粒からデンプンを製造するには、まず小麦粒を製粉
してふすまおよび繊維を分離し、そして次に得られた小
麦フラワーをデンプン区分およびグルテン（タンパク
質）区分を単離するのが通常の手段である。この後者の
分離のために多数の方法が提案されているが、そのうち
で特に２つの方法を選りぬいて言及することができる。
第１の方法は、フラワーを水と混合してこね粉または練
り粉を形成しそして水を使用して、しばしば遠心分離作
用を含む物理的分離によつてグルテンを抽出することか
らなる。しかしながら、この方法は、複雑な分離システ
ム、例えば一群のハイドロサイクロンを使用する多段階
式分離システムを使用した場合においてさえ、デンプン
とグルテンとの明確な分離が得られないという欠点を伴
なう。一般に、得られたデンプンの一部は、品質が劣つ
ており、従つてオリゴ糖類およびグルコースのような単
糖類まで加水分解するための原料として使用するために
は不適当である。

デンプンおよびグルテンの分離のために提案された第二
の方法は、グルテンがアルカリ溶液中に分散または溶解
され、次にそこから酸性化により遊離されるという化学
的処理法である。使用されうる代表的なアルカリには、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム
および水酸化バリウムが包含されるが、水酸化ナトリウ
ムが好ましい。そのような方法においては、小麦フラワ
ーは、典型的には水酸化ナトリウムでスラリ化され、そ
してこのスラリは、タンパク質溶液から固体のデンプン
を分離するために遠心処理にかけられる。このようにし
て得られたデンプンは、フラワーのすべてのアルカリ不
溶性の固形物、例えばセルロースの細胞壁の断片および
ふすまを含有する。更に、製粉によつて破れた粒から生
ずる若干の糊化したデンプンが存在する。このデンプン
は、次に例えば遠心分離により、または“テーブリング
（tabling）（デカンテーシヨンの１種）により処理し
て、最上の品質のデンプンおよび並の品質のデンプンが
得られる。しかしながら、この方法によつて得られるグ
ルテンは、水洗法によつて得られるものに比較して品質
が劣つており、そして両方の品質のデンプンが得られ
る。

米国特許第3790553号においては、デンプンのアルカリ
処理に関連してグルテンの水による抽出を用いることも
また提案されている。この米国特許において記載された
方法においては、小麦の全粒が粉砕され、そして低分子
量のタンパク質を溶解する水を用いてスラリ化される。
デンプンを含有する第１工程からの残留物は、次に温和
な塩基、好ましくは水酸化アンモニウムと共にスラリ化
され、そして相分離を得るために遠心分離される。この
分離によつて得られる上部液は、高分子量のタンパク質
を含有し、一方残留物は、デンプンおよびその他の残存
するアルカリ不溶性生成物を含有する。強塩基性のアル
カリは、上記の米国特許の方法において使用するために
は推奨されない。何故ならば、それらは、得られるタン
パク質の品質に悪影響を及ぼすといわれているからであ
る。米国特許第3,790,553号に記載された方法は、主と
して小麦の全粒から高品質のタンパク質を得るために用
いられており、デンプンの品質についてはあまり関心が
もたれない。

水性デンプン／タンパク質分離法のもう一つの変法は、
デンプンを全部回収するための酵素的処理を用いる。こ
の方法は、カナデイアン・ジヤーナル・オブ・テクノロ
ジー（Canadian Journal of Technology）第33巻第33−
40頁の、“デンプンおよびグルテンの分離VII、小麦フ
ラワーよりのデンプンの回収への細菌ベントサナーゼの
応用”と題する論文に記載されている。この論文に記載
された方法においては、小麦フラワーはグルテンおよび
スターチミルクを得るために水で抽出される。このスタ
ーチミルクは、次いで遠心分離にかけられて、ハードス
ターチ（hard starch）およびこのハードスターチの上
部の品質の劣つた“スクイージ・スターチ（squeegee s
tarch）”からなる遠心分離機内の生成物が得られる。
後者は、ハードスターチをかき取られ、そしてデンプン
粒子、窒素質物質および繊維が埋込まれている強く水和
されたベントサン塊からなる。上記の方法は、注意深く
管理された条件下でベントサンを加水分解して、埋込ま
れたデンプン粒子を放出させるために細菌ベントサナー
ゼを使用する。上記のカナダの雑誌に記載された方法
は、単に実験室規模において検討されたのみであつて、
酵素の不活性化、酵素の色およびデンプンおよびグルテ
ンへのありうる酵素の影響については述べられていな
い。

本発明者らは、この度、高品質のグルテン（いわゆる
“活性グルテン（vital gluten）”）すなわち上記の小
麦フラワーのアルカリ処理によつて製造されたものより
も品質において高級なグルテンを製出するデンプンおよ
びグルテンの分離方法を見出した。この方法は、また次
の変換方法の供給原料として使用されうる実質的にすべ
ての高品質のデンプンをも製出する。その上、この方法
は、容易に工業的規模で操作することができ、そしてベ
ントサナーゼを使用した場合に伴なう不確実性が避けら
れる。

本発明の方法は、この明細書の最初に述べた水抽出法の
変法である。その方法に関連して述べたように、工業的
規模においてデンプンおよびグルテンの明確な分離を達
成することは不可能であり、採用された分離法およびそ
の操作方法に応じて、グルテン区分が若干のデンプンを
含有しまたデンプン区分が若干のグルテンを含有する。
両方の場合において、純粋なデンプンまたは純粋なグル
テンを得るために次に分離工程が必要であり、また両方
の場合において、副生成物は、典型的にはデンプン75〜
95重量％を若干のグルテンと共に含有するのみならず、
またペントサンおよびヘキセルロースのような他の不純
物をも含有する。前出のカナデイアン・ジヤーナル・オ
ブ・テクノロジーに記載された方法においては、遠心分
離機中に一緒に高品質のデンプンおよび低品質の、すな
わち“スクイージデンプン”が得られ、そして後者は次
に物理学に、例えばスクレーバーによつて分離される。
本発明者らは、デンプンおよびグルテンがハイドロサイ
クロン群の中で分離される方法においては、若干のデン
プンがグルテンと一緒に選ばれ、それは次の工程におい
て例えばフルイを使用することによつてグルテンから分
離されうることを見出した。このようにしてグルテンか
ら分離される残留デンプンは、その性質上“スクイージ
デンプン”に類似する。便宜上、すぐれた品質を有する
主要デンプン生成物は、‘A'デンプンと呼ぶことがで
き、一方“スクイージ”または低品質のグルテンは、
‘B'デンプンと呼ぶことができる。

本発明の対象は、小麦または類似の穀粒から、この穀
粒、好ましくはフラワーの形の穀粒を水による抽出にか
けてデンプン区分およびグルテン区分を得ることを包含
するデンプンおよびグルテンの製造方法において、前記
のように定義された‘B'デンプンをデンプン区分かまた
はグルテン区分から分離しそして上記‘B'デンプンをpH
8.5ないし12.5の水性アルカリと接触させることを特徴
とする上記デンプンおよびグルテンの製造方法である。

好ましくは、上記アルカリは、水酸化ナトリウムまたは
水酸化カリウム、特に水酸化ナトリウムのような強アル
カリであり、そしてpHは好ましくは10ないし11である。
‘B'デンプンは、デンプンの糊化温度以下のいかなる温
度においてアルカリに接触せしめてもよいが、周囲温度
で充分であり、一方接触時間は、臨界的ではないが、適
当な時間は、２分間ないし３時間の範囲内、例えば10分
間ないし60分間である。所望のpHをもたらすためには、
アルカリ水溶液は、固体アルカリ0.5ないし20重量％、
例えば２ないし10重量％を含有する。

‘B'デンプンを水性アルカリと接触せしめる過程におい
て、デンプンは、ペントサンから分離されるのみなら
ず、また残留タンパク質およびその他の不純物からも分
離される。グルテンは、すでにデンプンから分離されて
いるので、このグルテンの品質は、影響を受けず、活性
グルテンのままである。アルカリによつて、‘B'デンプ
ンから抽出された物質は、小麦またはその他の穀粒より
の所望の成分の回収をあまり減少せしめない。得られる
デンプンは、例えば酵素加水分解によつて低級多糖類ま
たは単糖類に変換させるための供給原料として使用され
るのに十分な高品質のものである。本発明に従つてアル
カリ処理を行なわないと、‘B'デンプンは、そのような
用途には不適当なものとなる。

小麦または類似の穀粒よりのデンプン区分とグルテン区
分との分離に係る方法の局面は、通例のものである。す
なわち、穀粒は、好ましくはフラワー、例えばこね粉ま
たは練り粉を形成するために水と混合される小麦フラワ
ーである。こね粉または練り粉は、次に若干の公知の方
法のうちの一つである水抽出に、そして次いでデンプン
およびグルテンの分離にかけられる。例えば、こね粉
は、保持タンク内で水と共に撹拌され、そしてデンプン
およびグルテンは、ふるいの使用によつて分離されう
る。あるいは、分離は、一群なハイドロサイクロン内で
行なわれ、その中でグルテンは上方流としてそしてデン
プンは下方流として分離される。ハイドロサイクロン内
で分離されるグルテン区分は、また水および若干のデン
プンを含有していることもあり、次に通例の相分離法、
例えばふるい分けによつてグルテンと‘B'デンプンが分
離される。水性アルカリによる処理にかけられるのは後
者である。

デンプン区分またはグルテン区分から分離された‘B'デ
ンプンは、撹拌が行なわれる混合タンク内で水性アルカ
リと接触せしめられるのが有利である。水性アルカリに
よるこの処理は、バツチ式かまたは連続式に操作でき、
後者の方がより容易に連続的に操作される穀粒処理プラ
ントに適合されうる。分離後、デンプンは、水および／
または酸洗いによつて最終的に精製されてもよい。

以下の各例の参照の下に、本発明を更に詳細に説明す
る。

例１ 小麦フラワーを水と約1:1の重量比で混合し、このよう
にして作られたこね粉を熟成および最適のグルテン形成
のために放置した。この材料を次に希釈タンクにポンプ
で送り、その後でハイドロサイク群の中間段階に供給し
た。グルテン、水および若干のデンプンが上方流区分と
してサイクロン群から分離され、そしてデンプンの大部
分は、下方流区分として分離された。

グルテン区分は、次に残留デンプンおよびその他のペン
トサンのような不純物からグルテンを分離するためにふ
るいにかけられた。残りの、または‘B'デンプン流は、
遠心分離され、そして下方流、17.7重量％の懸濁された
または溶解された固形物を含有するスラリは、ミキサー
を経て撹拌機を備えた緩衝タンク内に400/hrの割合で
連続的に供給された。水酸化ナトリウムの５重量％溶液
をミキサーに連続的に添加して、緩衝タンク内のpH値を
11.0に維持した。上記タンク内のスラリの体積は、必要
な速度でデカンターにスラリを通すことによつて100
に維持された。従つて、緩衝タンク内のスラリの通常の
滞留時間は、約15分間であり、温度は周囲温度であつ
た。

デカンターからの固形物下方流は、混合ポンプに通すこ
とによつて、200/hrの割合で供給された新鮮な水の中
に分散された。得られたスラリは、次に第２のデカンタ
ー中で分離され、デンプンを含有する下方流は、希塩酸
でpH6.2に中和された。

グルテン区分よりの‘B'デンプンから得らられるデンプ
ンの76.5重量％は、回収され下記の組成を有していた。
比較のために、処理前の‘B'デンプンの組成もまた示
す。百分率は、乾物基準で重量／重量である。

例２ ‘B'デンプンよりのグルテンの分離がある限り、例１に
記載された方法を繰返した。‘B'デンプン流をデカンテ
ーシヨンにかけ、そして23.8重量％の懸濁されまたは分
解された固形物スラリを、撹拌機を備えた緩衝タンクに
約875/hrの割合で供給した。緩衝タンク内のpH値を10
に保つために必要な割合で、水酸化ナトリウムの８重量
％の溶液もまたこのタンクに供給した。上記タンク内の
液面は、スラリをこのタンクから第一のデカンターに約
1150/hrの割合で供給するポンプによつて30分間の最
小滞留時間となるように調節された。第一のデカンター
よりの下方流は、290/hrの割合で供給される新鮮な水
と混合され、混合ポンプ内で分散された後に、第二のデ
カンターに供給された。第二のデカンターを溢流する洗
滌水は、緩衝タンクに戻され、一方デンプン下方流は、
希塩酸でpH6.2まで中和された。デンプン抽出物の温度
は、周囲温度であつた。

本発明方法により処理された‘B'デンプンは、未処理の
‘B'デンプンに比較して、下記の性質を有する： 例１と同様に、百分率は、乾物基準で重量／重量であ
る。

例３ 例２において記載された方法を下記の変更を加えて繰返
した： 緩衝タンクへのスラリの供給速度は、約1600/hrであ
つた。

緩衝タンク内のpHは、10.5に維持された。

新鮮な水の温度は、周囲温度の代りに45℃であり、この
方法の温度を40゜ないし45℃に保つた。

残留デンプンおよび処理デンプンの比較分析は、下記の
とおりであつた： 前記と同様、百分率は、乾物基準で重量／重量である。

例４ 慣用の技術を用いて、例１ないし３の生成物を酵素によ
り加水分解して、それぞれ18DEのマルトデキストリンお
よび42DEのシロツプを得た。比較の目的で、ハイドロサ
イクロン（洗滌および乾燥後）から得られた高品質の
‘A'デンプンおよびグルテンのふるい分けから得られた
未処理の‘B'デンプンから類似の生成物を作つた。過
速度、生成物の色および透明度を下記の表に示す： 透明度は、光学濃度法によつて測定された。

過は、標準プレコートフイルターを用いて行なわれ
た。

色は、“トウモロコシ精製者協会の標準分析法（Standa
rd Analytical Methods of the Corn Refiners Associa
tion）”による方法E16によつて測定された。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小麦または類似の穀粒から、この穀粒、好
   ましくはフラワーの形の穀粒を水による抽出にかけてデ
   ンプン区分およびグルテン区分を得ることよりなるデン
   プンおよびグルテンの製造方法において、‘B'デンプン
   をデンプン区分かまたはグルテン区分から分離しそして
   上記‘B'デンプンをpH8.5ないし12.5の水性アルカリと
   接触させることを特徴とする上記デンプンおよびグルテ
   ンの製造方法。
2. 【請求項２】アルカリが水酸化ナトリウムである特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】pHが10ないし11である特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の方法。
4. 【請求項４】‘B'デンプンが水性アルカリに接触せしめ
   られる時間が２分間から３時間までの範囲内である特許
   請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の方法。
5. 【請求項５】水性アルカリが固定アルカリ0.5ないし20
   重量％を含有する特許請求の範囲第１項〜第４項記載の
   いずれかに記載の方法。