β−グルカン含有穀物糖化物、およびその製造方法
【課題】穀物β−グルカンの持つ機能性を活かし、かつ低コストで製造可能な食品素材を開発すること。
【解決手段】β−グルカンを含む穀物を原料とし、液化反応・糖化反応の前にβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のタンパク質分解酵素を用いて、タンパク質分解反応を行い、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の液化酵素、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の糖化酵素により澱粉質分解反応を行った後、固液分離、スプレードライもしくは凍結乾燥を行うことにより得られたβ−グルカンを１〜１０質量％含有し、ヨード発色テストが（一）であることを特徴とする穀物糖化物。
【解決手段】β−グルカンを含む穀物を原料とし、液化反応・糖化反応の前にβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のタンパク質分解酵素を用いて、タンパク質分解反応を行い、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の液化酵素、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の糖化酵素により澱粉質分解反応を行った後、固液分離、スプレードライもしくは凍結乾燥を行うことにより得られたβ−グルカンを１〜１０質量％含有し、ヨード発色テストが（一）であることを特徴とする穀物糖化物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、甘味素材である糖化物に機能性を付与した食品素材の提供、およびその製造法に関するものである。本発明品は、機能性成分であるβ−グルカンを１〜１５質量％含有し、かつヨード発色テストが（−）である糖化物であり、特に血清コレステロール低下作用や免疫調節作用を有する食品素材として、健康食品分野におけるサプリメント用、一般食品分野における飲料、パン、和洋菓子等に幅広く使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
近年、β−グルカンの生理機能が見出されている。β−グルカンの構造は、グルコースを構成ユニットとし、これらがβ−１，３結合、β−１，４結合する直鎖上の高分子である。例えば、β−グルカン量が異なる大麦粉を原料とするケーキ、マフィン等を摂取することにより、摂取したβ−グルカン量に依存して総コレステロール値が減少する事例が報告されている（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照。）。また、米国ＦＤＡは、大麦β−グルカンに血清コレステロール値を低下させる効果があり、ヘルスクレームとして冠状心疾患の危険を減らす表示を認めている。
【０００３】
またマウスに大麦β−グルカンを腹腔内投与することにより、腹腔内細胞中の好中球集積が観察され、マクロファージ様細胞数の増加、活性化や細胞培養液中のＩＬ−１２、ＩＦＮ−γの産生増強が観察された報告があり（例えば、非特許文献３参照。）、大麦β−グルカンによる免疫調節作用が謳われている。
【０００４】
穀物には、水溶性食物繊維であるβ−グルカンが含まれている。β−グルカンが比較的多く含まれる穀物としては、麦やオーツ麦が知られ、その含有量は６質量％とされる（例えば、非特許文献４参照。）。これら大麦やオーツ麦において、β−グルカンは、デンプン貯蔵細胞の細胞壁成分として存在する。こうした事実に鑑み、様々な大麦等穀物からのβ−グルカン製造法が考えられている。例えば、多ろう質大麦を原料とし、水抽出により製造する方法（例えば、特許文献１参照。）、あるいは、大麦、オーツ麦を原料として、アルカリ抽出、中和、アルコール沈殿により、重量平均分子量１０万〜１００万のβ−グルカンを得る方法（例えば、特許文献２参照。）、搗精歩留まり８２質量％以下の大麦糠類を原料として、８０〜９０℃の熱水にてβ−グルカンを抽出する方法（例えば、特許文献３参照。）等がある。しかし、これらの方法は基本的に大麦等穀物からβ−グルカンを抽出する方法であり、抽出効率を上げるために様々な工夫はされているものの、いずれも抽出効率は不十分である。また、大麦等穀物中のβ−グルカン量は６〜１０質量％程度と澱粉質やタンパク質等他の成分に比べると含有量が著しく低く、抽出後の残渣は製品であるβ−グルカンに比べ、著しく多い。これらは、飼料等付加価値の低い利用、または廃棄物にせざるを得ないため、製品単価が高くならざるを得ず、多くのサプリメント用、一般食品用に使用することが困難であった。
【０００５】
実際、β−グルカンの生理機能に基づいた食品素材が近年開発されている。例えば、キッコーマン社から「オーツ麦５０ＥＸ」、「オーツ麦ＥＸ」、ＡＤＥＫＡ社から「大麦β−グルカン」等が販売されている。これらは機能的には優れているものの、高価である（例えば、非特許文献５参照。）。
【０００６】
穀物を原料とする糖化物は古くから開発されている。原料としてモチゴメ、ウルチゴメ、砕米、モロコシ、トウモロコシ、アワ、サツマイモデンプン、ジャガイモデンプンが用いられ、これらを液化・糖化した後、金網等でアクを取り、自然濾過、加熱濃縮することにより麦芽飴や米飴が得られる。（例えば、非特許文献６参照。）これらの特徴は、米や麦芽に由来するビタミンやミネラル類等栄養素を含み、かつ香ばしい風味を持つ点であり、栄養強化、風味を増強する甘味料として活用されている。しかし、これらの糖化物は、微量成分としてミネラルや香気成分が含まれているものの、マルトースを主体とする糖類が主成分であり、各種菓子やつくだ煮等に利用されるが、β−グルカン等機能成分を含まず、サプリメントとして利用されることはなかった。
【０００７】
また、穀物中のタンパク質やミネラルの栄養性に着眼したものが開発されている。米を液化・糖化した後、適当なｐＨに調整しタンパク質分解酵素処理することにより、アミノ酸がリッチな米飴が製造できる（例えば、特許文献４参照。）。また、小麦を原料としたシロップ（例えば、特許文献５参照。）、大麦を原料とした水飴（例えば、特許文献６及び特許文献７参照。）があるが、いずれもタンパク質を分解したアミノ酸やミネラルの一部である亜鉛含量を増やしたものであり、β−グルカン等機能成分を含有するものではなく、やはりサプリメントとして利用されることはなかった。
【０００８】
こうした事実に鑑み、大麦等β−グルカンを含有する穀物を液化反応、糖化反応を行う前にβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のタンパク質分解酵素によりタンパク質を分解し、次にβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の液化酵素、およびβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の糖化酵素により澱粉質を分解することにより、大麦等穀物のβ−グルカンを損傷、損失することなく糖化物中に混合させることができること、本発明は抽出法に比べ、低コストで製造できることを見出し、本発明に至った。
【特許文献１】特公平４−１１１９７号公報
【特許文献２】特公平６−８３６５２号公報
【特許文献３】特開平１１−２２５７０６号公報
【特許文献４】特開２００２−１９１３１６号公報
【特許文献５】特開２００５−３２３５５６号公報
【特許文献６】特開２００６−２６２８３９号公報
【特許文献７】特開２００６−２６２８４０号公報
【非特許文献１】K.M.Behall et al, J. Amer. Coll. Nutr., 23, 55-62、2004年
【非特許文献２】K.M.Behall et al， Am. J. Clin. Nutr., 80, 1185-1193、2004年
【非特許文献３】椿和文等、アレルギーの臨床、25（13）、66-71、2005年
【非特許文献４】全国調理師養成施設協会著、「最新食品成分標準表」、全国調理師養成施設協会、１９９８年1月
【非特許文献５】食品と開発、41（10）、60−62、2006年
【非特許文献６】二国二郎編集、「デンプンハンドブック」朝倉書店、１９６１年１月１５日、ｐ５９０−５９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、大麦等穀物を原料とし、穀物が含むβ−グルカンを効率よく糖化物中に入れ込むことにより、β−グルカンの持つ機能性を活かした食品素材で、かつ低コストで製造可能な食品素材を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、β−グルカンを含む穀物を原料とし、液化反応、糖化反応を行う前に、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のプロテアーゼタンパク質分解酵素を用いてタンパク質分解反応を行い、次にβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の液化酵素、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の糖化酵素により澱粉質分解を行い、固液分離、スプレードライ、凍結乾燥法等を行うことにより得られた素材が１〜１５質量％のβ−グルカンを含有し、ヨード発色テストが（−）である穀物糖化物であり、本糖化物が上記目標を達成することを見出し、本発明を完成させたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、β−グルカンが１〜１５質量％を含有し、ヨード発色テストが（−）であることを特徴とする穀物糖化物を得ることができる。本発明品は、β−グルカンの持つ機能性を活かした糖化物であり、健康食品分野におけるサプリメント用、一般食品分野における飲料、パン、和洋菓子等に幅広く使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明を詳細に説明する。原料は、β−グルカンを含む穀物を用いる。澱粉質とβ−グルカンを含む穀物であれば本発明に使用することができるが、β−グルカン含量が高いものほど得られる糖化物中のβ−グルカン含量が高く、商品価値が高い。β−グルカンを含む穀物としては、大麦やオーツ麦があり、本発明に使用することができるが、これ以外の穀物でもβ−グルカンを含めば本発明に使用することができ、特にこれにこだわらない。なお、β−グルカンは低分子化されたものよりも分子量が１０５以上の高分子β−グルカンのほうが商品価値が高い。その理由は、大麦やオーツ麦由来の分子量が１０５以上のβ−グルカンに関しては古くから幅広くその生理機能が調べられ、多くの知見が得られているのに対し、低分子化されたものは新規に上市されたものであり、その生理機能の確認はまだまだ十分でないためである。
【００１３】
まず始めに、本糖化物を製造するにあたり、上記穀物を水に分散させる。この際、穀物の濃度として、１〜２０質量％であることが重要である。穀物の仕込み濃度が２０質量％より高い場合、十分な液化反応を行うことができず、糖化物に未分解の澱粉が残ってしまう。未分解の澱粉が残った糖化物は、老化しやすい等の理由により商品価値が著しく低い。未分解の澱粉の有無はヨード発色テストにより確認できる。また、未分解の澱粉が残った糖化液は粘度が高く、固液分離が困難である。
【００１４】
次にタンパク質分解反応を行う。市販の酵素は、主活性のみならず、他の反応を触媒する活性を持つことが多く、これを副活性という。副活性作用であるβ−グルカナーゼ活性のレベルをβ−グルカナーゼ活性度と定義する。なお、β−グルカナーゼ活性とは、β−グルカンのβ−１，３結合、β−１，４結合を切断する酵素活性である。タンパク質分解酵素は、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものを使用することが重要である。β−グルカナーゼ活性度が１０％以上のものを使用するとβ−グルカンが分解してしまい、分子量が１０５以上のβ−グルカンが１質量％以下になる。
【００１５】
タンパク質分解反応は、液化反応の前に行うことが重要である。β−グルカンはタンパク質と相互作用しているため、タンパク質分解反応を行わなければ、β−グルカンが液部に十分に遊離しない。このため、この順序で反応を行わなければ、固液分離の際に、残渣側にβ−グルカンが残ったままとなり、最終的にβ−グルカンが十分含まれない糖化物しか得られない。
【００１６】
実際には上記穀物含有の水溶液の温度をタンパク質分解酵素の反応温度まで上げて、タンパク質分解酵素を添加し、タンパク質を分解する。この際、水の温度を反応温度まで上げた後に、穀物、タンパク質分解酵素を添加してもよい。この際の反応温度とは、穀物の糊化温度よりも低く、かつタンパク質分解酵素が活性をもつ温度のことである。前処理の際の反応温度は穀物の糊化温度以上まで上げてはならない。粘度が上がりすぎ、液化反応が不十分と成るためである。また、タンパク質分解酵素はその温度に応じて活性が異なり、温度が低すぎても反応が進まない。反応温度範囲は、穀物の種類やタンパク質分解酵素の種類により異なるが、通常２０℃から６０℃で行うのが好ましい。タンパク質分解酵素の添加量は特に限定するものではないが、固形分１ｇに対して、５０〜１０００Ｕ添加する。反応ｐＨは、タンパク質分解酵素が活性をもつ範囲ならよく、特に限定する必要はない。また、反応時間も特に限定するものではないが、生産性を考慮すると通常１〜２４時間で行う。例えば、大麦５部に対し水を９５部添加し、固形分１ｇ当たりタンパク質分解酵素を３００Ｕ添加し、５５℃まで温度を上げ、３時間反応させることにより、反応を行うことができる。
【００１７】
その後、上記反応液に、液化酵素を添加して液化反応を行う。ここで言う液化とは、澱粉質をランダムに切断し、水に可溶化させることである。液化酵素は、α−アミラーゼを用いればよく、植物由来、微生物由来のものがあるが、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものであればいずれを用いても良い。β−グルカナーゼ活性度が１０％以上のものを使用すると前処理反応でβ−グルカンが分解してしまい、分子量が１０５以上のβ−グルカンが１質量％以下になる。また、液化酵素添加量は特に限定するものではないが、通常１ｇあたり１０〜１０００Ｕ添加する。液化酵素は、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％であれば特に由来に限定されるものではない。液化酵素添加後、穀物の糊化温度以上まで昇温して、液化する。液化温度は穀物の糊化温度よりも高ければよく、特に限定するものではない。例えば、上記前処理液に、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の液化酵素を固形分１ｇ当たり５０Ｕ添加し、３０分かけて８０℃まで昇温し、８０℃の状態を３０分保持することにより液化することができる。
【００１８】
さらに、上記液化液に糖化酵素を添加し、糖化反応を行う。ここで言う糖化とは、液化により生じるデキストリン類をさらに分解し、少糖類とすることである。β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものであることが重要であり、この条件さえ満たせば、糖化酵素は液化液により可溶化されたデキストリンを分解するものであれば、特に限定されるものではない。また、酵素の種類をかえることにより、目的に応じた糖組成とすることができる。なお、糖化反応の際の反応温度は、短時間で失活しない程度に低く、雑菌汚染の恐れがない程度に高い温度であれば特に問題はなく、通常は５０〜７０℃にするが、酵素の至適温度にするのがより好ましい。また、ｐＨは短時間で失活しない程度であれば特に問題はないが、酵素の至適ｐＨにするのがより好ましい。なお、ここで言う至適ｐＨとは酵素活性が最も高くなるｐＨのことであり、至適温度とは酵素活性が最も高くなる温度のことである。
【００１９】
糖化酵素としてβ−アミラーゼを用いれば、マルトースが多く含まれる糖化物を得ることができる。この際、β−アミラーゼとしては、大豆や大麦麦芽など植物由来のものやＢａｃｉｌｌｕｓ属、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属など微生物由来のものがあるが、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものであればいずれを用いてもよい。マルトースの量は、β−アミラーゼの添加量と反応時間により調整することができるが、更に、枝切酵素を使用することにより増やすことができる。枝切酵素とは、澱粉やデキストリンのα−１，６結合を切断する酵素で、種類としてプルラナーゼやイソアミラーゼがある。β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものであれば特に由来を限定するものではなく、プルラナーゼ「アマノ」（天野エンザイム、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ由来）やプロモザイム（ノボザイムズ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｃｉｄｏｐｕｌｌｕｌｙｔｉｃｕｓ由来）等が使用できる。最終的に、糖組成としてマルトース量は、液化の際の分解度にもよるが、３０〜７５質量％まで調整することができる。
【００２０】
また、糖化酵素としてグルコアミラーゼを用いれば、グルコースが多く含まれる糖化液を得ることができる。この際、グルコアミラーゼとしては、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものであれば特に由来にはこだわらない。グルコースの量は、グルコアミラーゼの量と反応時間により調整することができるが、更に、枝切酵素の使用することにより増やすことができる。市販の酵素では、プルラナーゼが配合されたグルコアミラーゼがあり、これらを用いることにより作業性を上げることができる。最終的に、糖組成としてグルコース量は、液化の際の分解度にもよるが、５０質量％以上まで調整することができる。
【００２１】
この様にして製造した糖化液から遠心分離やフィルタープレスにより固液分離をして不溶部を除くことにより、液部を得る。このまま、本液部を後工程に使用しても良いが、ケイソウ土や活性炭などを助材とするろ過を行うことにより、清澄な液を得ることができる。また、濾過は遠心分離やフィルタープレスを行わない液を直接行うこともできる。固液分離した液や濾過液でも食品素材として利用することができるが、栄養豊富なため、わずかな微生物の混入でも微生物が増殖してしまい、運送するのが困難である。
【００２２】
通常の穀物糖化物は、得られた清澄な濾過液を濃縮することにより、微生物に汚染されにくい糖化物とすることができるが、本発明品は濃縮中固形分濃度を上げるとゲル化してしまうため、微生物が増殖しないレベルまで濃縮することができない。
【００２３】
得られた清澄な濾過液を粉体とすることにより、微生物に汚染されにくい運送に適した糖化物に仕上ることができる。粉体化する方法は、特にこだわらないが、例えばスプレードライ法、凍結乾燥法がある。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００２５】
［糖組成測定、ヨード発色テスト、および水分量の測定方法］
本発明において行った一連の分析は次の方法で行った。糖組成はＨＰＬＣにより測定した。ＨＰＬＣの構成は、ポンプが日本ウォーターズ製６００コントローラ、カラムが島津製作所製ＳＣＲ−１０１Ｎ、溶媒が純水、検出器が日本ウォーターズ製示差式屈折率計２４１４である。ヨード発色テストは、澱粉化学実験法（朝倉書店、１９７９年）に基づいて行った。すなわち、１２．７ｇヨウ素、４０ｇヨードカリを純水２５ｍｌに溶解させたものを純水で５倍に希釈した溶液を、固形分１０質量％に希釈した糖化物と混合し、発色の状況を目視で確認する。黄色を（−）、青色を（＋３）とし、その青色程度に応じて、その間を（＋１）、（＋２）とする。水分量は、常圧加熱乾燥法（五訂日本食品標準成分表分析マニュアルの解説、財団法人日本食品分析センター編）による。すなわち、アルミ容器にサンプルを入れ、１０５℃乾燥後の質量変化より求めた。
【００２６】
［β−グルカンの定量方法］
β−グルカンの定量は、２通り行うことにより、低分子から高分子までのβ−グルカン全量と分子量が１０５以上の高分子β−グルカンをそれぞれ測定する。低分子から高分子を含むβ−グルカン総量は、メガザイム社のβ−グルカン測定キットを用いて、ＭｃＣｌｅａｒｙ法（酵素法）により行った。すなわち、固形分約１ｇをメスフラスコを用いて１００ｍｌに希釈する。希釈した糖化物５ｍｌを遠心管に入れ、細かく粉砕した硫酸アンモニウム２．５ｇを加え、溶解する。４℃、２０時間静置した後、４℃、３０００ｒｐｍ、１０分遠心し、上清を除去する。残ったペレットに５０質量％エタノール水溶液１ｍＬを加え、激しく攪拌してペレットを懸濁させ、さらに５０質量％エタノール水溶液１０ｍＬ加えて混合する。再び、４℃、３０００ｒｐｍ、５分遠心し、上清を除去する。再度、ペレット懸濁、エタノール添加、遠心の操作を繰り返す。ペレットを２０ｍＭ リン酸ナトリウムバッファー（ｐＨ ６．５）４．８ｍＬに再溶解し、リケナーゼ溶液２００μＬを加え、４０℃、５分インキュベーションする。２５℃、３０００ｒｐｍ、１０分遠心した上清を１００μＬずつエッペンチューブに移す。チューブにβ-グルコシダーゼ溶液１００μＬ加えて４０℃、１５分反応させる。その後、チューブにｇｌｕｃｏｓｅ ｏｘｉｄａｓｅ／ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ（ＧＯＰＯＤ）を３ｍＬずつ加え、４０℃、２０分反応させる。５１０ｎｍの吸光度を測定する。なお、β-グルコシダーゼ溶液のかわりに５０ｍＭ 酢酸バッファー（ｐＨ４．０）１００μＬを加えたものをブランクとする。β−グルカン含有量は、次式により求めた。
β−グルカン（質量％）＝△Ａ×Ｆ×９×Ｄ
ここに、
△Ａ＝サンプルの吸光度−ブランクの吸光度
Ｆ＝１００／グルコース１００μｇの吸光度
Ｄ＝糖化物をメスフラスコで希釈した際の希釈倍率
【００２７】
［分子量が１０５以上の高分子β−グルカンの定量］
分子量が１０５以上の高分子β−グルカンはコンゴレッド法（栃木農試研報、Ｎｏ４７、５７−６４、１９９８年）により行った。
【００２８】
［β−グルカナーゼ活性度の測定方法］
β−グルカナーゼ活性度は、次の方法により測定される。β−グルカンの標準（大麦由来、シグマ社）を５ｍｇ／ｍｌとなるよう純水で溶解して、β−グルカン溶液を作製する。酵素サンプルは純水で５ｍｇ／ｍｌとなるよう希釈する。β−グルカン溶液と希釈した酵素サンプルを試験管内で混ぜて、５０℃恒温槽に１４時間インキュベーションした後、氷冷する。コンゴレッド法により、溶液中の分子量１０５以上のβ−グルカンを測定する。酵素サンプルのかわりに、純水で同様の操作を行ったものをブランクとした。β−グルカナーゼ活性度は次式より求めた。
β−グルカナーゼ活性度（％）＝（１−Ｂ／Ｂ０）×１００
ここに、
Ｂ＝酵素サンプル中のβ−グルカン濃度
Ｂ０＝ブランク中のβ−グルカン濃度
【００２９】
［β−グルカナーゼ活性度の測定例］
β−グルカナーゼ活性度の測定法に基づいて、タンパク質分解酵素、液化酵素、糖化酵素のβ−グルカナーゼ活性度を測定した。タンパク質分解酵素として、スミチームＦＰ、スミチームＰ（以上、新日本化学社製 「スミチーム」（登録商標））、プロテアーゼＰアマノ３Ｇ（天野エンザイム社製）、サモアーゼＰＣ１０Ｆ（大和化成製 「サモアーゼ」（登録商標））を、液化酵素として、クライスラ−ゼＴ１０Ｓ（大和化成製 「クライスターゼ」（登録商標））、ＢＡＮ（ノボザイムズ製）を、糖化酵素として、βアミラーゼ＃１５００Ｓ（ナガセケムテックス製）、プルラナーゼ「アマノ」３（天野エンザイム製）、ハイマルトシンＧＬ（エイチビィアイ製 「ハイマルトシン」（登録商標））、シルバラーゼ（大和化成製 「シルバラーゼ」（登録商標））をそれぞれ用いた。結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
表１から、タンパク質分解酵素として、スミチームＰ、サモアーゼＰＣ１０Ｆは、β−グルカナーゼ活性度が１０％以下のため、本発明に使用することができるが、スミチームＦＰ、プロテアーゼＰアマノ３Ｇは、１０％以上のβ−グルカナーゼ活性度をもつため、本発明には用いることができない。また、液化酵素として、クライスターゼＴ１０Ｓは、β−グルカナーゼ活性度が１０％以下のため、本発明に使用することができるが、ＢＡＮは、１０％以上のβ−グルカナーゼ活性度をもつため、本発明には用いることができない。さらに、糖化酵素として、βアミラーゼ＃１５００Ｓ、プルラナーゼ「アマノ」３、シルバラーゼは、β−グルカナーゼ活性度が１０％以下のため、本発明に使用することができるが、ハイマルトシンＧＬは、１０％以上のβ−グルカナーゼ活性度をもつため、本発明には用いることができない。
【００３２】
［実施例１］
大麦（栽培品種：ＣＤＣファイバー）の粉砕物５０ｇを純水９５０ｇに分散させる。これに苛性ソーダを加えて、ｐＨを６．０に調整する。これに、スミチームＰ（新日本化学工業製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来プロテアーゼ）を１５０００Ｕ添加し、５５℃で１時間反応する。この後、クライスターゼＴ１０Ｓ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を２５００Ｕ添加した後、加熱して１時間かけて９０℃に昇温し、９０℃で１時間反応する。次に、６０℃まで冷却し、ｐＨを変えずに糖化酵素としてβアミラーゼ＃１５００Ｓ（ナガセケムテックス製、大豆由来）を５００Ｕ、プルラナーゼ「アマノ」３（天野エンザイム製、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｌ由来）を５００Ｕ添加し、６０℃で２４時間反応する。反応液を７０℃に加熱し、これをろ紙Ｎｏ．５Ｃ（東洋濾紙製）上に１０ｇの珪藻土＃８００Ｓ（昭和化学工業製）をコートしたヌッチェに通液する。このろ過液を孔径５μのニトロセルロースタイプメンブランフィルター（東洋濾紙製）に通液した後、スプレードライ試験装置Ｌ−８i（大川原化工機製）にかけた。運転条件は、原液温度８０℃、ディスクＭＣ−５０、回転数２５０００ｒｐｍ、入口温度１５０℃で行い、粉体状の糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３３】
［実施例２］
大麦（栽培品種：ＣＤＣファイバー）の粉砕物１００ｇを純水９００ｇに分散させる。これに苛性ソーダを加えて、ｐＨを６．０に調整する。これに、スミチームＰを３００００Ｕ添加し、５５℃で１時間反応する。この後、クライスターゼＴ１０Ｓ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を５０００Ｕ添加した後、加熱して１時間かけて９０℃に昇温し、９０℃で１時間反応する。次に、６０℃まで冷却し、ｐＨを変えずにβアミラーゼ＃１５００Ｓ（ナガセケムテックス製、大豆由来）を１０００Ｕ、プルラナーゼ「アマノ」３（天野エンザイム製、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｌ由来）を１０００Ｕ添加し、６０℃で２４時間反応する。その後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３４】
［実施例３］
大麦（品種：ミサトゴールデン）の粉砕物を使用し、糖化酵素としてβアミラーゼ＃１５００Ｓ（ナガセケムテックス製、大豆由来）を５００Ｕ添加するのみであることの他は、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表３に示す。
【００３５】
［実施例４］
麦として、オーツ麦（品種：ヒダカ）の粉砕物を使用し、タンパク質分解酵素として、サモアーゼＰＣ１０Ｆ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ由来プロテアーゼ）を使用する他は、実施例１と同様の処理を行うことにより、糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３６】
［実施例５］
糖化酵素としてβアミラーゼ＃１５００Ｓ、プルラナーゼ「アマノ」３の代わりに、シルバラーゼ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．およびＡｓｐｅｒｇｉｌｕｓ ｎｉｇｅｒ由来）１５００Ｕ使用する他は、実施例１と同様の処理を行うことにより、糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３７】
［比較例１］
大麦（栽培品種：ＣＤＣファイバー）の粉砕物３００ｇを純水７００ｇに分散させる。これに苛性ソーダを加えて、ｐＨを６．０に調整する。これに、スミチームＰを９００００Ｕ添加し、５５℃で１時間反応する。この後、クライスターゼＴ１０Ｓ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を１５０００Ｕ添加した後、加熱して１時間かけて９０℃に昇温し、９０℃で１時間反応した後、６０℃まで冷却し、ｐＨを変えずにβアミラーゼ＃１５００Ｓ（ナガセケムテックス製、大豆由来）を３０００Ｕ、プルラナーゼ「アマノ」３（天野エンザイム製、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｌ由来）を３０００Ｕ添加し、６０℃で２４時間反応する。その後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３８】
［比較例２］
大麦（栽培品種：ＣＤＣファイバー）の粉砕物５０ｇを純水９５０ｇに分散させる。これに苛性ソーダを加えて、ｐＨを６．０に調整する。この後、タンパク質分解酵素を添加せずに、５５℃で１時間反応する。クライスターゼＴ１０Ｓ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を２５００Ｕ添加した後、加熱して１時間かけて９０℃に昇温し、９０℃で１時間反応した後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３９】
［比較例３］
大麦（栽培品種：ＣＤＣファイバー）の粉砕物５０ｇを純水９５０ｇに分散させる。これに苛性ソーダを加えて、ｐＨを６．０に調整する。この後、タンパク質分解酵素としてタンパク質分解酵素アマノＰアマノ３Ｇ（天野エンザイム製、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｍｅｌｌｅｕｓ由来プロテアーゼ）を１００００Ｕ添加して５５℃で１時間反応した後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００４０】
［比較例４］
大麦（栽培品種：ミサトゴールデン）の粉砕物５０ｇを純水９５０ｇに分散させる。スミチームＰを１５０００Ｕ添加し、５５℃で１時間反応する。この後、ＢＡＮ（ノボザイムズ製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を２０００Ｕ添加した後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００４１】
［比較例５］
大麦（栽培品種：ミサトゴールデン）の粉砕物５０ｇを純水９５０ｇに分散させる。スミチームＰを１５０００２５００Ｕ添加し、５５℃で１時間反応する。この後、クライスターゼＴ１０Ｓ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を２５００Ｕ添加した後、加熱して１時間かけて９０℃に昇温し、９０℃で１時間反応した後、６０℃まで冷却し、ｐＨを変えずにハイマルトシン（エイチビィアイ製、小麦由来β−アミラーゼ）を５００Ｕ、プルラナーゼ「アマノ」３を５００Ｕ添加した後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２から、穀物の仕込み濃度が２０重量％より高い場合、もしくは液化反応・糖化反応を行う前にタンパク質分解酵素を用いたタンパク質分解反応を行わない場合は、ヨード発色テストが（−）にならず未分解の澱粉が残ることがわかる。また、製造に使用する液化酵素、糖化酵素、タンパク質分解酵素として１０％以上のβ−グルカナーゼ活性度をもつ酵素を用いた場合、β−グルカンが分解して十分なβ−グルカンが得られないことがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、甘味素材である糖化物に機能性を付与した食品素材の提供、およびその製造法に関するものである。本発明品は、機能性成分であるβ−グルカンを１〜１５質量％含有し、かつヨード発色テストが（−）である糖化物であり、特に血清コレステロール低下作用や免疫調節作用を有する食品素材として、健康食品分野におけるサプリメント用、一般食品分野における飲料、パン、和洋菓子等に幅広く使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
近年、β−グルカンの生理機能が見出されている。β−グルカンの構造は、グルコースを構成ユニットとし、これらがβ−１，３結合、β−１，４結合する直鎖上の高分子である。例えば、β−グルカン量が異なる大麦粉を原料とするケーキ、マフィン等を摂取することにより、摂取したβ−グルカン量に依存して総コレステロール値が減少する事例が報告されている（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照。）。また、米国ＦＤＡは、大麦β−グルカンに血清コレステロール値を低下させる効果があり、ヘルスクレームとして冠状心疾患の危険を減らす表示を認めている。
【０００３】
またマウスに大麦β−グルカンを腹腔内投与することにより、腹腔内細胞中の好中球集積が観察され、マクロファージ様細胞数の増加、活性化や細胞培養液中のＩＬ−１２、ＩＦＮ−γの産生増強が観察された報告があり（例えば、非特許文献３参照。）、大麦β−グルカンによる免疫調節作用が謳われている。
【０００４】
穀物には、水溶性食物繊維であるβ−グルカンが含まれている。β−グルカンが比較的多く含まれる穀物としては、麦やオーツ麦が知られ、その含有量は６質量％とされる（例えば、非特許文献４参照。）。これら大麦やオーツ麦において、β−グルカンは、デンプン貯蔵細胞の細胞壁成分として存在する。こうした事実に鑑み、様々な大麦等穀物からのβ−グルカン製造法が考えられている。例えば、多ろう質大麦を原料とし、水抽出により製造する方法（例えば、特許文献１参照。）、あるいは、大麦、オーツ麦を原料として、アルカリ抽出、中和、アルコール沈殿により、重量平均分子量１０万〜１００万のβ−グルカンを得る方法（例えば、特許文献２参照。）、搗精歩留まり８２質量％以下の大麦糠類を原料として、８０〜９０℃の熱水にてβ−グルカンを抽出する方法（例えば、特許文献３参照。）等がある。しかし、これらの方法は基本的に大麦等穀物からβ−グルカンを抽出する方法であり、抽出効率を上げるために様々な工夫はされているものの、いずれも抽出効率は不十分である。また、大麦等穀物中のβ−グルカン量は６〜１０質量％程度と澱粉質やタンパク質等他の成分に比べると含有量が著しく低く、抽出後の残渣は製品であるβ−グルカンに比べ、著しく多い。これらは、飼料等付加価値の低い利用、または廃棄物にせざるを得ないため、製品単価が高くならざるを得ず、多くのサプリメント用、一般食品用に使用することが困難であった。
【０００５】
実際、β−グルカンの生理機能に基づいた食品素材が近年開発されている。例えば、キッコーマン社から「オーツ麦５０ＥＸ」、「オーツ麦ＥＸ」、ＡＤＥＫＡ社から「大麦β−グルカン」等が販売されている。これらは機能的には優れているものの、高価である（例えば、非特許文献５参照。）。
【０００６】
穀物を原料とする糖化物は古くから開発されている。原料としてモチゴメ、ウルチゴメ、砕米、モロコシ、トウモロコシ、アワ、サツマイモデンプン、ジャガイモデンプンが用いられ、これらを液化・糖化した後、金網等でアクを取り、自然濾過、加熱濃縮することにより麦芽飴や米飴が得られる。（例えば、非特許文献６参照。）これらの特徴は、米や麦芽に由来するビタミンやミネラル類等栄養素を含み、かつ香ばしい風味を持つ点であり、栄養強化、風味を増強する甘味料として活用されている。しかし、これらの糖化物は、微量成分としてミネラルや香気成分が含まれているものの、マルトースを主体とする糖類が主成分であり、各種菓子やつくだ煮等に利用されるが、β−グルカン等機能成分を含まず、サプリメントとして利用されることはなかった。
【０００７】
また、穀物中のタンパク質やミネラルの栄養性に着眼したものが開発されている。米を液化・糖化した後、適当なｐＨに調整しタンパク質分解酵素処理することにより、アミノ酸がリッチな米飴が製造できる（例えば、特許文献４参照。）。また、小麦を原料としたシロップ（例えば、特許文献５参照。）、大麦を原料とした水飴（例えば、特許文献６及び特許文献７参照。）があるが、いずれもタンパク質を分解したアミノ酸やミネラルの一部である亜鉛含量を増やしたものであり、β−グルカン等機能成分を含有するものではなく、やはりサプリメントとして利用されることはなかった。
【０００８】
こうした事実に鑑み、大麦等β−グルカンを含有する穀物を液化反応、糖化反応を行う前にβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のタンパク質分解酵素によりタンパク質を分解し、次にβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の液化酵素、およびβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の糖化酵素により澱粉質を分解することにより、大麦等穀物のβ−グルカンを損傷、損失することなく糖化物中に混合させることができること、本発明は抽出法に比べ、低コストで製造できることを見出し、本発明に至った。
【特許文献１】特公平４−１１１９７号公報
【特許文献２】特公平６−８３６５２号公報
【特許文献３】特開平１１−２２５７０６号公報
【特許文献４】特開２００２−１９１３１６号公報
【特許文献５】特開２００５−３２３５５６号公報
【特許文献６】特開２００６−２６２８３９号公報
【特許文献７】特開２００６−２６２８４０号公報
【非特許文献１】K.M.Behall et al, J. Amer. Coll. Nutr., 23, 55-62、2004年
【非特許文献２】K.M.Behall et al， Am. J. Clin. Nutr., 80, 1185-1193、2004年
【非特許文献３】椿和文等、アレルギーの臨床、25（13）、66-71、2005年
【非特許文献４】全国調理師養成施設協会著、「最新食品成分標準表」、全国調理師養成施設協会、１９９８年1月
【非特許文献５】食品と開発、41（10）、60−62、2006年
【非特許文献６】二国二郎編集、「デンプンハンドブック」朝倉書店、１９６１年１月１５日、ｐ５９０−５９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、大麦等穀物を原料とし、穀物が含むβ−グルカンを効率よく糖化物中に入れ込むことにより、β−グルカンの持つ機能性を活かした食品素材で、かつ低コストで製造可能な食品素材を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、β−グルカンを含む穀物を原料とし、液化反応、糖化反応を行う前に、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のプロテアーゼタンパク質分解酵素を用いてタンパク質分解反応を行い、次にβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の液化酵素、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の糖化酵素により澱粉質分解を行い、固液分離、スプレードライ、凍結乾燥法等を行うことにより得られた素材が１〜１５質量％のβ−グルカンを含有し、ヨード発色テストが（−）である穀物糖化物であり、本糖化物が上記目標を達成することを見出し、本発明を完成させたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、β−グルカンが１〜１５質量％を含有し、ヨード発色テストが（−）であることを特徴とする穀物糖化物を得ることができる。本発明品は、β−グルカンの持つ機能性を活かした糖化物であり、健康食品分野におけるサプリメント用、一般食品分野における飲料、パン、和洋菓子等に幅広く使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明を詳細に説明する。原料は、β−グルカンを含む穀物を用いる。澱粉質とβ−グルカンを含む穀物であれば本発明に使用することができるが、β−グルカン含量が高いものほど得られる糖化物中のβ−グルカン含量が高く、商品価値が高い。β−グルカンを含む穀物としては、大麦やオーツ麦があり、本発明に使用することができるが、これ以外の穀物でもβ−グルカンを含めば本発明に使用することができ、特にこれにこだわらない。なお、β−グルカンは低分子化されたものよりも分子量が１０５以上の高分子β−グルカンのほうが商品価値が高い。その理由は、大麦やオーツ麦由来の分子量が１０５以上のβ−グルカンに関しては古くから幅広くその生理機能が調べられ、多くの知見が得られているのに対し、低分子化されたものは新規に上市されたものであり、その生理機能の確認はまだまだ十分でないためである。
【００１３】
まず始めに、本糖化物を製造するにあたり、上記穀物を水に分散させる。この際、穀物の濃度として、１〜２０質量％であることが重要である。穀物の仕込み濃度が２０質量％より高い場合、十分な液化反応を行うことができず、糖化物に未分解の澱粉が残ってしまう。未分解の澱粉が残った糖化物は、老化しやすい等の理由により商品価値が著しく低い。未分解の澱粉の有無はヨード発色テストにより確認できる。また、未分解の澱粉が残った糖化液は粘度が高く、固液分離が困難である。
【００１４】
次にタンパク質分解反応を行う。市販の酵素は、主活性のみならず、他の反応を触媒する活性を持つことが多く、これを副活性という。副活性作用であるβ−グルカナーゼ活性のレベルをβ−グルカナーゼ活性度と定義する。なお、β−グルカナーゼ活性とは、β−グルカンのβ−１，３結合、β−１，４結合を切断する酵素活性である。タンパク質分解酵素は、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものを使用することが重要である。β−グルカナーゼ活性度が１０％以上のものを使用するとβ−グルカンが分解してしまい、分子量が１０５以上のβ−グルカンが１質量％以下になる。
【００１５】
タンパク質分解反応は、液化反応の前に行うことが重要である。β−グルカンはタンパク質と相互作用しているため、タンパク質分解反応を行わなければ、β−グルカンが液部に十分に遊離しない。このため、この順序で反応を行わなければ、固液分離の際に、残渣側にβ−グルカンが残ったままとなり、最終的にβ−グルカンが十分含まれない糖化物しか得られない。
【００１６】
実際には上記穀物含有の水溶液の温度をタンパク質分解酵素の反応温度まで上げて、タンパク質分解酵素を添加し、タンパク質を分解する。この際、水の温度を反応温度まで上げた後に、穀物、タンパク質分解酵素を添加してもよい。この際の反応温度とは、穀物の糊化温度よりも低く、かつタンパク質分解酵素が活性をもつ温度のことである。前処理の際の反応温度は穀物の糊化温度以上まで上げてはならない。粘度が上がりすぎ、液化反応が不十分と成るためである。また、タンパク質分解酵素はその温度に応じて活性が異なり、温度が低すぎても反応が進まない。反応温度範囲は、穀物の種類やタンパク質分解酵素の種類により異なるが、通常２０℃から６０℃で行うのが好ましい。タンパク質分解酵素の添加量は特に限定するものではないが、固形分１ｇに対して、５０〜１０００Ｕ添加する。反応ｐＨは、タンパク質分解酵素が活性をもつ範囲ならよく、特に限定する必要はない。また、反応時間も特に限定するものではないが、生産性を考慮すると通常１〜２４時間で行う。例えば、大麦５部に対し水を９５部添加し、固形分１ｇ当たりタンパク質分解酵素を３００Ｕ添加し、５５℃まで温度を上げ、３時間反応させることにより、反応を行うことができる。
【００１７】
その後、上記反応液に、液化酵素を添加して液化反応を行う。ここで言う液化とは、澱粉質をランダムに切断し、水に可溶化させることである。液化酵素は、α−アミラーゼを用いればよく、植物由来、微生物由来のものがあるが、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものであればいずれを用いても良い。β−グルカナーゼ活性度が１０％以上のものを使用すると前処理反応でβ−グルカンが分解してしまい、分子量が１０５以上のβ−グルカンが１質量％以下になる。また、液化酵素添加量は特に限定するものではないが、通常１ｇあたり１０〜１０００Ｕ添加する。液化酵素は、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％であれば特に由来に限定されるものではない。液化酵素添加後、穀物の糊化温度以上まで昇温して、液化する。液化温度は穀物の糊化温度よりも高ければよく、特に限定するものではない。例えば、上記前処理液に、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％の液化酵素を固形分１ｇ当たり５０Ｕ添加し、３０分かけて８０℃まで昇温し、８０℃の状態を３０分保持することにより液化することができる。
【００１８】
さらに、上記液化液に糖化酵素を添加し、糖化反応を行う。ここで言う糖化とは、液化により生じるデキストリン類をさらに分解し、少糖類とすることである。β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものであることが重要であり、この条件さえ満たせば、糖化酵素は液化液により可溶化されたデキストリンを分解するものであれば、特に限定されるものではない。また、酵素の種類をかえることにより、目的に応じた糖組成とすることができる。なお、糖化反応の際の反応温度は、短時間で失活しない程度に低く、雑菌汚染の恐れがない程度に高い温度であれば特に問題はなく、通常は５０〜７０℃にするが、酵素の至適温度にするのがより好ましい。また、ｐＨは短時間で失活しない程度であれば特に問題はないが、酵素の至適ｐＨにするのがより好ましい。なお、ここで言う至適ｐＨとは酵素活性が最も高くなるｐＨのことであり、至適温度とは酵素活性が最も高くなる温度のことである。
【００１９】
糖化酵素としてβ−アミラーゼを用いれば、マルトースが多く含まれる糖化物を得ることができる。この際、β−アミラーゼとしては、大豆や大麦麦芽など植物由来のものやＢａｃｉｌｌｕｓ属、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属など微生物由来のものがあるが、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものであればいずれを用いてもよい。マルトースの量は、β−アミラーゼの添加量と反応時間により調整することができるが、更に、枝切酵素を使用することにより増やすことができる。枝切酵素とは、澱粉やデキストリンのα−１，６結合を切断する酵素で、種類としてプルラナーゼやイソアミラーゼがある。β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものであれば特に由来を限定するものではなく、プルラナーゼ「アマノ」（天野エンザイム、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ由来）やプロモザイム（ノボザイムズ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｃｉｄｏｐｕｌｌｕｌｙｔｉｃｕｓ由来）等が使用できる。最終的に、糖組成としてマルトース量は、液化の際の分解度にもよるが、３０〜７５質量％まで調整することができる。
【００２０】
また、糖化酵素としてグルコアミラーゼを用いれば、グルコースが多く含まれる糖化液を得ることができる。この際、グルコアミラーゼとしては、β−グルカナーゼ活性度が０〜１０％のものであれば特に由来にはこだわらない。グルコースの量は、グルコアミラーゼの量と反応時間により調整することができるが、更に、枝切酵素の使用することにより増やすことができる。市販の酵素では、プルラナーゼが配合されたグルコアミラーゼがあり、これらを用いることにより作業性を上げることができる。最終的に、糖組成としてグルコース量は、液化の際の分解度にもよるが、５０質量％以上まで調整することができる。
【００２１】
この様にして製造した糖化液から遠心分離やフィルタープレスにより固液分離をして不溶部を除くことにより、液部を得る。このまま、本液部を後工程に使用しても良いが、ケイソウ土や活性炭などを助材とするろ過を行うことにより、清澄な液を得ることができる。また、濾過は遠心分離やフィルタープレスを行わない液を直接行うこともできる。固液分離した液や濾過液でも食品素材として利用することができるが、栄養豊富なため、わずかな微生物の混入でも微生物が増殖してしまい、運送するのが困難である。
【００２２】
通常の穀物糖化物は、得られた清澄な濾過液を濃縮することにより、微生物に汚染されにくい糖化物とすることができるが、本発明品は濃縮中固形分濃度を上げるとゲル化してしまうため、微生物が増殖しないレベルまで濃縮することができない。
【００２３】
得られた清澄な濾過液を粉体とすることにより、微生物に汚染されにくい運送に適した糖化物に仕上ることができる。粉体化する方法は、特にこだわらないが、例えばスプレードライ法、凍結乾燥法がある。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００２５】
［糖組成測定、ヨード発色テスト、および水分量の測定方法］
本発明において行った一連の分析は次の方法で行った。糖組成はＨＰＬＣにより測定した。ＨＰＬＣの構成は、ポンプが日本ウォーターズ製６００コントローラ、カラムが島津製作所製ＳＣＲ−１０１Ｎ、溶媒が純水、検出器が日本ウォーターズ製示差式屈折率計２４１４である。ヨード発色テストは、澱粉化学実験法（朝倉書店、１９７９年）に基づいて行った。すなわち、１２．７ｇヨウ素、４０ｇヨードカリを純水２５ｍｌに溶解させたものを純水で５倍に希釈した溶液を、固形分１０質量％に希釈した糖化物と混合し、発色の状況を目視で確認する。黄色を（−）、青色を（＋３）とし、その青色程度に応じて、その間を（＋１）、（＋２）とする。水分量は、常圧加熱乾燥法（五訂日本食品標準成分表分析マニュアルの解説、財団法人日本食品分析センター編）による。すなわち、アルミ容器にサンプルを入れ、１０５℃乾燥後の質量変化より求めた。
【００２６】
［β−グルカンの定量方法］
β−グルカンの定量は、２通り行うことにより、低分子から高分子までのβ−グルカン全量と分子量が１０５以上の高分子β−グルカンをそれぞれ測定する。低分子から高分子を含むβ−グルカン総量は、メガザイム社のβ−グルカン測定キットを用いて、ＭｃＣｌｅａｒｙ法（酵素法）により行った。すなわち、固形分約１ｇをメスフラスコを用いて１００ｍｌに希釈する。希釈した糖化物５ｍｌを遠心管に入れ、細かく粉砕した硫酸アンモニウム２．５ｇを加え、溶解する。４℃、２０時間静置した後、４℃、３０００ｒｐｍ、１０分遠心し、上清を除去する。残ったペレットに５０質量％エタノール水溶液１ｍＬを加え、激しく攪拌してペレットを懸濁させ、さらに５０質量％エタノール水溶液１０ｍＬ加えて混合する。再び、４℃、３０００ｒｐｍ、５分遠心し、上清を除去する。再度、ペレット懸濁、エタノール添加、遠心の操作を繰り返す。ペレットを２０ｍＭ リン酸ナトリウムバッファー（ｐＨ ６．５）４．８ｍＬに再溶解し、リケナーゼ溶液２００μＬを加え、４０℃、５分インキュベーションする。２５℃、３０００ｒｐｍ、１０分遠心した上清を１００μＬずつエッペンチューブに移す。チューブにβ-グルコシダーゼ溶液１００μＬ加えて４０℃、１５分反応させる。その後、チューブにｇｌｕｃｏｓｅ ｏｘｉｄａｓｅ／ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ（ＧＯＰＯＤ）を３ｍＬずつ加え、４０℃、２０分反応させる。５１０ｎｍの吸光度を測定する。なお、β-グルコシダーゼ溶液のかわりに５０ｍＭ 酢酸バッファー（ｐＨ４．０）１００μＬを加えたものをブランクとする。β−グルカン含有量は、次式により求めた。
β−グルカン（質量％）＝△Ａ×Ｆ×９×Ｄ
ここに、
△Ａ＝サンプルの吸光度−ブランクの吸光度
Ｆ＝１００／グルコース１００μｇの吸光度
Ｄ＝糖化物をメスフラスコで希釈した際の希釈倍率
【００２７】
［分子量が１０５以上の高分子β−グルカンの定量］
分子量が１０５以上の高分子β−グルカンはコンゴレッド法（栃木農試研報、Ｎｏ４７、５７−６４、１９９８年）により行った。
【００２８】
［β−グルカナーゼ活性度の測定方法］
β−グルカナーゼ活性度は、次の方法により測定される。β−グルカンの標準（大麦由来、シグマ社）を５ｍｇ／ｍｌとなるよう純水で溶解して、β−グルカン溶液を作製する。酵素サンプルは純水で５ｍｇ／ｍｌとなるよう希釈する。β−グルカン溶液と希釈した酵素サンプルを試験管内で混ぜて、５０℃恒温槽に１４時間インキュベーションした後、氷冷する。コンゴレッド法により、溶液中の分子量１０５以上のβ−グルカンを測定する。酵素サンプルのかわりに、純水で同様の操作を行ったものをブランクとした。β−グルカナーゼ活性度は次式より求めた。
β−グルカナーゼ活性度（％）＝（１−Ｂ／Ｂ０）×１００
ここに、
Ｂ＝酵素サンプル中のβ−グルカン濃度
Ｂ０＝ブランク中のβ−グルカン濃度
【００２９】
［β−グルカナーゼ活性度の測定例］
β−グルカナーゼ活性度の測定法に基づいて、タンパク質分解酵素、液化酵素、糖化酵素のβ−グルカナーゼ活性度を測定した。タンパク質分解酵素として、スミチームＦＰ、スミチームＰ（以上、新日本化学社製 「スミチーム」（登録商標））、プロテアーゼＰアマノ３Ｇ（天野エンザイム社製）、サモアーゼＰＣ１０Ｆ（大和化成製 「サモアーゼ」（登録商標））を、液化酵素として、クライスラ−ゼＴ１０Ｓ（大和化成製 「クライスターゼ」（登録商標））、ＢＡＮ（ノボザイムズ製）を、糖化酵素として、βアミラーゼ＃１５００Ｓ（ナガセケムテックス製）、プルラナーゼ「アマノ」３（天野エンザイム製）、ハイマルトシンＧＬ（エイチビィアイ製 「ハイマルトシン」（登録商標））、シルバラーゼ（大和化成製 「シルバラーゼ」（登録商標））をそれぞれ用いた。結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
表１から、タンパク質分解酵素として、スミチームＰ、サモアーゼＰＣ１０Ｆは、β−グルカナーゼ活性度が１０％以下のため、本発明に使用することができるが、スミチームＦＰ、プロテアーゼＰアマノ３Ｇは、１０％以上のβ−グルカナーゼ活性度をもつため、本発明には用いることができない。また、液化酵素として、クライスターゼＴ１０Ｓは、β−グルカナーゼ活性度が１０％以下のため、本発明に使用することができるが、ＢＡＮは、１０％以上のβ−グルカナーゼ活性度をもつため、本発明には用いることができない。さらに、糖化酵素として、βアミラーゼ＃１５００Ｓ、プルラナーゼ「アマノ」３、シルバラーゼは、β−グルカナーゼ活性度が１０％以下のため、本発明に使用することができるが、ハイマルトシンＧＬは、１０％以上のβ−グルカナーゼ活性度をもつため、本発明には用いることができない。
【００３２】
［実施例１］
大麦（栽培品種：ＣＤＣファイバー）の粉砕物５０ｇを純水９５０ｇに分散させる。これに苛性ソーダを加えて、ｐＨを６．０に調整する。これに、スミチームＰ（新日本化学工業製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来プロテアーゼ）を１５０００Ｕ添加し、５５℃で１時間反応する。この後、クライスターゼＴ１０Ｓ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を２５００Ｕ添加した後、加熱して１時間かけて９０℃に昇温し、９０℃で１時間反応する。次に、６０℃まで冷却し、ｐＨを変えずに糖化酵素としてβアミラーゼ＃１５００Ｓ（ナガセケムテックス製、大豆由来）を５００Ｕ、プルラナーゼ「アマノ」３（天野エンザイム製、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｌ由来）を５００Ｕ添加し、６０℃で２４時間反応する。反応液を７０℃に加熱し、これをろ紙Ｎｏ．５Ｃ（東洋濾紙製）上に１０ｇの珪藻土＃８００Ｓ（昭和化学工業製）をコートしたヌッチェに通液する。このろ過液を孔径５μのニトロセルロースタイプメンブランフィルター（東洋濾紙製）に通液した後、スプレードライ試験装置Ｌ−８i（大川原化工機製）にかけた。運転条件は、原液温度８０℃、ディスクＭＣ−５０、回転数２５０００ｒｐｍ、入口温度１５０℃で行い、粉体状の糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３３】
［実施例２］
大麦（栽培品種：ＣＤＣファイバー）の粉砕物１００ｇを純水９００ｇに分散させる。これに苛性ソーダを加えて、ｐＨを６．０に調整する。これに、スミチームＰを３００００Ｕ添加し、５５℃で１時間反応する。この後、クライスターゼＴ１０Ｓ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を５０００Ｕ添加した後、加熱して１時間かけて９０℃に昇温し、９０℃で１時間反応する。次に、６０℃まで冷却し、ｐＨを変えずにβアミラーゼ＃１５００Ｓ（ナガセケムテックス製、大豆由来）を１０００Ｕ、プルラナーゼ「アマノ」３（天野エンザイム製、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｌ由来）を１０００Ｕ添加し、６０℃で２４時間反応する。その後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３４】
［実施例３］
大麦（品種：ミサトゴールデン）の粉砕物を使用し、糖化酵素としてβアミラーゼ＃１５００Ｓ（ナガセケムテックス製、大豆由来）を５００Ｕ添加するのみであることの他は、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表３に示す。
【００３５】
［実施例４］
麦として、オーツ麦（品種：ヒダカ）の粉砕物を使用し、タンパク質分解酵素として、サモアーゼＰＣ１０Ｆ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ由来プロテアーゼ）を使用する他は、実施例１と同様の処理を行うことにより、糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３６】
［実施例５］
糖化酵素としてβアミラーゼ＃１５００Ｓ、プルラナーゼ「アマノ」３の代わりに、シルバラーゼ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．およびＡｓｐｅｒｇｉｌｕｓ ｎｉｇｅｒ由来）１５００Ｕ使用する他は、実施例１と同様の処理を行うことにより、糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３７】
［比較例１］
大麦（栽培品種：ＣＤＣファイバー）の粉砕物３００ｇを純水７００ｇに分散させる。これに苛性ソーダを加えて、ｐＨを６．０に調整する。これに、スミチームＰを９００００Ｕ添加し、５５℃で１時間反応する。この後、クライスターゼＴ１０Ｓ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を１５０００Ｕ添加した後、加熱して１時間かけて９０℃に昇温し、９０℃で１時間反応した後、６０℃まで冷却し、ｐＨを変えずにβアミラーゼ＃１５００Ｓ（ナガセケムテックス製、大豆由来）を３０００Ｕ、プルラナーゼ「アマノ」３（天野エンザイム製、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｌ由来）を３０００Ｕ添加し、６０℃で２４時間反応する。その後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３８】
［比較例２］
大麦（栽培品種：ＣＤＣファイバー）の粉砕物５０ｇを純水９５０ｇに分散させる。これに苛性ソーダを加えて、ｐＨを６．０に調整する。この後、タンパク質分解酵素を添加せずに、５５℃で１時間反応する。クライスターゼＴ１０Ｓ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を２５００Ｕ添加した後、加熱して１時間かけて９０℃に昇温し、９０℃で１時間反応した後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００３９】
［比較例３］
大麦（栽培品種：ＣＤＣファイバー）の粉砕物５０ｇを純水９５０ｇに分散させる。これに苛性ソーダを加えて、ｐＨを６．０に調整する。この後、タンパク質分解酵素としてタンパク質分解酵素アマノＰアマノ３Ｇ（天野エンザイム製、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｍｅｌｌｅｕｓ由来プロテアーゼ）を１００００Ｕ添加して５５℃で１時間反応した後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００４０】
［比較例４］
大麦（栽培品種：ミサトゴールデン）の粉砕物５０ｇを純水９５０ｇに分散させる。スミチームＰを１５０００Ｕ添加し、５５℃で１時間反応する。この後、ＢＡＮ（ノボザイムズ製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を２０００Ｕ添加した後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００４１】
［比較例５］
大麦（栽培品種：ミサトゴールデン）の粉砕物５０ｇを純水９５０ｇに分散させる。スミチームＰを１５０００２５００Ｕ添加し、５５℃で１時間反応する。この後、クライスターゼＴ１０Ｓ（大和化成製、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来α−アミラーゼ）を２５００Ｕ添加した後、加熱して１時間かけて９０℃に昇温し、９０℃で１時間反応した後、６０℃まで冷却し、ｐＨを変えずにハイマルトシン（エイチビィアイ製、小麦由来β−アミラーゼ）を５００Ｕ、プルラナーゼ「アマノ」３を５００Ｕ添加した後、実施例１と同様の操作を行うことにより糖化物が得られた。結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２から、穀物の仕込み濃度が２０重量％より高い場合、もしくは液化反応・糖化反応を行う前にタンパク質分解酵素を用いたタンパク質分解反応を行わない場合は、ヨード発色テストが（−）にならず未分解の澱粉が残ることがわかる。また、製造に使用する液化酵素、糖化酵素、タンパク質分解酵素として１０％以上のβ−グルカナーゼ活性度をもつ酵素を用いた場合、β−グルカンが分解して十分なβ−グルカンが得られないことがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１〜１５質量％のβ−グルカンを含有し、ヨード発色テストが（−）であることを特徴とする穀物糖化物
【請求項２】
分子量が１０５以上のβ−グルカンがβ−グルカン全体の５０質量％以上であることを特徴とする請求項１記載の穀物糖化物
【請求項３】
糖化原料として麦類、特に大麦もしくはオーツ麦を使用することを特徴とする請求項１乃至２記載の穀物糖化物
【請求項４】
製品形態として水分が１０質量％未満である粉体であることを特徴とする請求項１乃至３記載の穀物糖化物
【請求項５】
糖組成として、マルトースの割合が３０〜７５質量％であることを特徴とする請求項１乃至４記載の穀物
【請求項６】
糖組成として、グルコースの割合が５０質量％以上であることを特徴とする請求項１乃至４記載の穀物糖化物
【請求項７】
製造に使用するタンパク質分解酵素、液化酵素、糖化酵素のβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％であることを特徴とする請求項１乃至６記載の穀物糖化物の製造方法
【請求項８】
液化反応を行う前に、タンパク質分解反応を行うことを特徴とする請求項７記載の穀物糖化物の製造方法
【請求項９】
穀物の仕込み配合比として、穀物１〜２０質量％、水８０〜９９質量％であることを特徴とする請求項７乃至８記載の穀物糖化物の製造方法
【請求項１】
１〜１５質量％のβ−グルカンを含有し、ヨード発色テストが（−）であることを特徴とする穀物糖化物
【請求項２】
分子量が１０５以上のβ−グルカンがβ−グルカン全体の５０質量％以上であることを特徴とする請求項１記載の穀物糖化物
【請求項３】
糖化原料として麦類、特に大麦もしくはオーツ麦を使用することを特徴とする請求項１乃至２記載の穀物糖化物
【請求項４】
製品形態として水分が１０質量％未満である粉体であることを特徴とする請求項１乃至３記載の穀物糖化物
【請求項５】
糖組成として、マルトースの割合が３０〜７５質量％であることを特徴とする請求項１乃至４記載の穀物
【請求項６】
糖組成として、グルコースの割合が５０質量％以上であることを特徴とする請求項１乃至４記載の穀物糖化物
【請求項７】
製造に使用するタンパク質分解酵素、液化酵素、糖化酵素のβ−グルカナーゼ活性度が０〜１０％であることを特徴とする請求項１乃至６記載の穀物糖化物の製造方法
【請求項８】
液化反応を行う前に、タンパク質分解反応を行うことを特徴とする請求項７記載の穀物糖化物の製造方法
【請求項９】
穀物の仕込み配合比として、穀物１〜２０質量％、水８０〜９９質量％であることを特徴とする請求項７乃至８記載の穀物糖化物の製造方法
【公開番号】特開２００９−５０２２６（Ｐ２００９−５０２２６Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２１９２１（Ｐ２００７−２２１９２１）
【出願日】平成１９年８月２９日（２００７．８．２９）
【出願人】（０００１６５０００）群栄化学工業株式会社 (108)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２９日（２００７．８．２９）
【出願人】（０００１６５０００）群栄化学工業株式会社 (108)
【Ｆターム（参考）】
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