JPS61205494A - 分枝デキストリン類及び直鎖オリゴ糖類の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産呈上坐且里立互 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。

従米至孜玉迫宜呈 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−リミットデキストリン
から成る糖化液を生成させ、該糖化液を０１（型アニオ
ン交換樹脂に接触させることに　′よって高純度のマル
トースとβ−リミットデキストリンを分別して製造する
方法（特許第１，０３３，２４９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
た三糖類であって、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せ素材として広く
利用されている。また一方、β−リミットデキストリン
は分枝構造をもつ巨大分子であっ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。

したがって、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−リミッ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結合でもって枝分かれをした樹枝状
構造をもつ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−リミットデキ
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。

本発明者はらば、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−リミットデキストリンよ
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、
したがって食品への応用範囲が飛躍的に拡大するものと
の見地に立って検討を進めた結果、本発明をなすに至っ
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−リミットデキストリン
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−アミラーゼによって低分子化した分枝
デキストリンと直鎖オリゴ￥ＦＭ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、０■型アニオン交換樹脂によっては効果的
に分別することが不可能である事がわかった。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。

が　ンしようとする。　占 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
よっ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
る事によっ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。したがって、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。

皇皿■盪底 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っ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ｔＪｉ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
によっ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−リミッ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Ｉ
！類からなる糖化液が得られる。

。　占を”ンするための 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
が生して、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、一般の殻粉糖製造の原料となるコー
ンスターチ、ばれいしょ澱粉、せ薯澱粉、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、又目的によっては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
ｏＥｉｏ〜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℃〜１）０℃の
温度範囲、又ｐｉ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
間によって行なわれるが、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って異なるが
、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って均一
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って達成
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。

本発明によっ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像移動床方式による
連続通液が好適である。擬似移動床の段数は４〜６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
トリン及沙直鎖オリゴ糖の排出口が設けられ、又全段に
わたって液移動を行なう循環系路が設けられている。

全段にわたって糖化液を通液後、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。

本発明によって分別された分枝デキストリン類は、通常
の方法によっ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。

大墨輿上 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であった。

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％であった。

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っ
た。

今仮に液の流れの方向に向かって各カラムに番号を付し
、Ｎａ１．ｍ２．Ｎ１３．ｌ’ｈ４．とした場合隘１の
カラムに４０％分技分枝ストリンを含む４０％濃度の糖
化原液１００ミリリツトル、１ｌｈ３のカラムに水１５
０ミリリットルを正確に１０分間にわたって同時に通液
し、その間阻２と磁４のカラムからは糖化原液の成分比
に従って流量制御比を４：６として糖液の排出を行なっ
た。分枝デキストリン液についてはｌ１ｈ２から排出さ
れ、直鎖オリゴ糖液については磁４のカラムから排出さ
れた。

ついで、正確に３０分間にわたって循環径路によって６
３０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
った。

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、濃縮してシラツブとなし、
又一部は端圧乾燥した。

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％、マルトヘキサオ一ス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％であった。

分枝デキストリンの平均分子量は浸透法により２５０．
０００であった。

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％、であった。

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

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％、であった。

次いで糖液の分別に当っては実施例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％であったの
で、糖液の組成比に従い、糖液の排出比を２５７７５に
なるように制御した以外は実施例１と同様であった。

分別した集液については精製濃縮してシラツブとし、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％であった。

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１）％、マルトペンタオース３３％、分枝デキストリ
ン５％、であった。

分子デキストリンの平均分子量は浸透圧法により２，５
００であった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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. （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. （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. （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. （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。