熱膨潤抑制型変性澱粉の製造方法
【課題】 従来、澱粉懸濁液を加熱すると、ある温度で澱粉粒子が膨潤し、粘度上昇、粒子の崩壊に伴う粘度低下（ブレークダウン）が生じる。しかしながら、スープ、フラワーペースト、ジャムなどの食品用ペーストには、ブレークダウンが生じる澱粉は適さず、熱膨潤を抑制した澱粉が使用されてきた。一方、工業的用途で事務糊、壁紙用糊剤などの糊剤には、曵糸性を有するものは作業性が悪く、曵糸性の低いものが好まれて使用されてきた。このような粘性を変化させた澱粉としては、化学的に澱粉の膨潤を抑制した架橋澱粉、あるいは物理的に変性した乾熱処理澱粉、湿熱処理澱粉が挙げられる。
【解決方法】 澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有する極性溶媒水溶液を澱粉に分散させ、これを糊化開始温度以上１００℃未満で加熱することによる、熱膨潤抑制型変性澱粉の製造方法。
【解決方法】 澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有する極性溶媒水溶液を澱粉に分散させ、これを糊化開始温度以上１００℃未満で加熱することによる、熱膨潤抑制型変性澱粉の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱膨潤が抑制された変性澱粉に関するものであり、さらに詳しくは澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有する極性溶媒水溶液を澱粉に分散させ、これを糊化開始温度以上１００℃未満で加熱して得られることを特徴とする変性澱粉の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、澱粉の熱膨潤の抑制する方法としてはエピクロルヒドリン、グリオキザール、トリメタリン酸などの架橋剤を用いて化学的に架橋する方法があった。一方、架橋剤を用いない方法としては、乾熱処理や湿熱処理が提案されている。
【０００３】
乾熱処理としては顆粒澱粉またはフラワーを実質的に無水状態にした後に熱処理を行う方法（特表平９−５０３５４９号）や、澱粉・オリゴ糖ブレンドを実質的に無水状態にした後に熱処理を行う方法（特表２００３−５０１４９４号）があった。
【０００４】
また湿熱処理としては減圧ラインと加圧蒸気ラインとの両方を付設し、内圧、外圧共に耐圧性の密閉できる容器内に澱粉を入れ、減圧とした後、蒸気導入による加圧加熱（１２０℃以上）を行い、その後冷却する方法（特許第２９９６７０７号）や、水分割合が２５〜６０容量％のエタノール溶液中に澱粉を分散・懸濁し、これを１００℃〜１３０℃に加熱する方法（特許第３３６５６５６号）があった。
【特許文献１】特表平９−５０３５４９号公報
【特許文献２】特表２００３−５０１４９４号公報
【特許文献３】特許第２９９６７０７号公報
【特許文献４】特許第３３６５６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、澱粉懸濁液を加熱すると、ある温度で澱粉粒子が膨潤し、粘度上昇、粒子の崩壊に伴う粘度低下（ブレークダウン）が生じる。しかしながら、スープ、フラワーペースト、ジャムなどの食品用ペーストには、ブレークダウンが生じる澱粉は適さず、熱膨潤を抑制した澱粉が使用されてきた。一方、工業的用途で事務用糊、壁紙用糊剤などの糊剤には、曵糸性を有するものは作業性が悪く、曵糸性の低いものが好まれて使用されてきた。このような粘性を変化させた澱粉としては、架橋剤を用いて化学的に澱粉の膨潤を抑制した架橋澱粉、あるいは物理的に変性したものとして湿熱処理澱粉や特表平９−５０３５４９号公報、特表２００３−５０１４９４号公報などに記載されている澱粉あるいは澱粉・オリゴ糖ブレンド体を中性以上に調整した後、無水状態で加熱処理を行った乾熱処理澱粉が挙げられる。
【０００６】
物理的に変性した澱粉のうち、乾熱処理をした澱粉は熱による着色が起こり、これを使用した最終製品の仕上がりに影響を与える。また湿熱処理澱粉は高温で加圧加熱処理を行う関係上、構造が非常に複雑な機械を使用しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、かかる課題を解決するため、鋭意研究の結果、澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有する極性溶媒水溶液を澱粉に分散させ、これを使用する澱粉の糊化開始温度以上１００℃未満で加熱することにより、熱膨潤抑制型変性澱粉が比較的容易に製造できることを発見し、本発明を完成した。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明してきたように、本発明によれば、熱膨潤抑制型変性澱粉を、澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有する極性溶媒水溶液を澱粉に分散させ、これを使用する澱粉の糊化開始温度以上１００℃未満で加熱することにより比較的容易に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に使用できる澱粉としては馬鈴薯澱粉、コーンスターチ、甘藷澱粉、タピオカ澱粉、サゴ澱粉、米澱粉、アマランサス澱粉等の天然澱粉、それらの加工澱粉（酸分解澱粉、酸化澱粉、エーテル化、エステル化、架橋等の澱粉誘導体、乾熱処理澱粉、湿熱処理澱粉等）が挙げられる。
【００１０】
本発明で用いる極性溶媒としては、メタノール、エタノール、アセトンなどが挙げられ、これらを１種以上含有したものであればよい。
【００１１】
本発明で用いる極性溶媒水溶液の極性溶媒の含有量は澱粉に対して５〜２０質量％含有していればよい。含有量が５質量％未満では加熱処理中に澱粉が糊化してしまうので好ましくない。また２０質量％を超えた場合、加熱処理による効果があまり得られなくなる。
【００１２】
本発明で用いる極性溶媒水溶液の水の含有量は澱粉に対して１５〜３０質量％含有していればよい。含有量が１５質量％未満では加熱処理による効果があまり得られなくなり、また３０質量％を超えた場合、加熱処理中に澱粉が糊化してしまうので好ましくない。。
【００１３】
本発明で行う加熱温度は使用する澱粉の糊化開始温度以上１００℃未満であればよい。例えばコーンスターチでは糊化開始温度が約７０℃であるので、７０℃以上で反応すればよい。使用する澱粉の糊化開始温度未満では熱膨潤型（ブレークダウンが少ない）澱粉にはならず、また１００℃以上では加圧加熱処理を行う関係上、耐圧性の反応装置を使用しなければならず、構造が非常に複雑な機械を使用しなければならない。
【００１４】
本発明の熱膨潤抑制型変性澱粉を製造する方法としては以下の方法で行うことが出来る。まず、澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有する水溶液を調製し、澱粉に分散させる。この時、水溶液の分散量は澱粉に対して２０〜５０質量％であれば加熱処理時の澱粉の攪拌が比較的うまくいき、製造時の塊（いわゆるダマ）ができにくくなる。その後、ジャケット付の攪拌機やニーダーを用いて品温を糊化開始温度以上１００℃未満まで加熱すればよい。このとき攪拌機などを密閉する必要はなく、還流管などを用いて反応系に戻せばよい。加熱処理は、極性溶媒の添加量に応じて、澱粉が熱抑制されるまで適宜温度、時間を調節すればよい。
その後、乾燥、精粉、篩別など通常の処理を行い、変性澱粉を得ることができる。
【００１５】
以下、本発明を実施例にて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
コーンスターチ１００質量部（以下「部」という）に、表１に記載された量の極性溶媒および水２５部を混合した水溶液を添加し、ジャケット付攪拌機で３０分攪拌した。その後ジャケット温度を８５℃まで加温し４時間加熱処理を行った。比較としてコーンスターチ１００部に水３０部を添加し、同様の処理を行った。得られた混合物を乾燥、精粉し、ブラベンダー社製ビスコグラフを用いて粘度測定を行い、ブレークダウンの比較を行った。なお未処理のコーンスターチも同様に測定した。
粘度測定条件は以下の通りである。
測定濃度：無水８％、全量４５０ｇ 攪拌速度：７５ｒｐｍ カートリッジ感度：７００ｃｍｇ
温度条件：５０℃開始 ９５℃まで昇温（１．５℃／分） １０分保持
なおブレークダウンは（ピーク粘度）−（９５℃１０分後粘度）で表し、熱膨潤の指標とした。つまり値が小さいほど熱膨潤抑制効果があると考えられる。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
表１よりエタノールを澱粉に対して５〜２０質量％含有する水溶液を分散させ、加熱して得られた変性澱粉は熱膨潤抑制効果があった。またエタノールを含まずに水だけを添加して処理したものは未処理の澱粉と同様にブレークダウンかなり大きかった。
【実施例２】
【００１９】
コーンスターチ１００部に、エタノール１０部および水２５部を混合した水溶液を添加し、表２記載の加熱温度以外は実施例１と同様の方法で加熱処理を行った。得られた混合物を精粉し、ブラベンダー社製ビスコグラフを用いて実施例１と同様の条件で粘度測定を行い、ブレークダウンの比較を行った。なお未処理の澱粉についても同様に測定した。結果を表２に示す。表中、ピークが存在しない時には「ＮＩＬ」とした。
【００２０】
【表２】
【００２１】
表２より、糊化開始温度以上である７０℃からブレークダウンの減少が始まっているが、７５℃以上で熱膨潤抑制効果が顕著に出てくるのがわかった。また９８℃では９５℃１０分後の粘度が濃度に対して低くなりすぎることがわかった。
【実施例３】
【００２２】
表３記載の澱粉１００部に、エタノール１０部および水２５部を混合した水溶液を添加し、実施例１と同様の方法で加熱処理を行った。得られた混合物を精粉し、ブラベンダー社製ビスコグラフを用いて、表３記載の濃度で実施例１と同様の条件で粘度測定を行い、ブレークダウンの比較を行った。なお未処理の澱粉についても同様に測定した。結果を表３に示す。
【００２３】
【表３】
表中上段：未処理澱粉 下段：加熱処理後の澱粉
【００２４】
表３より、ワキシコーンスターチを除く澱粉では熱膨潤抑制効果が出てくるのがわかった。ワキシコーンスターチを用いたものは未処理の澱粉に比べるとブレークダウンは小さくなるが、他の澱粉に比べると大きくなってしまう。
【実施例４】
【００２５】
＜耐酸性試験＞
実施例１で作成したエタノール１０部添加したものを用いて、無水８％懸濁液を調製し、各ｐＨに調整後、８５℃以上１０分間加熱した。水分補正後、糊液を３０℃まで冷却し、Ｂ型粘度計３０ｒｐｍで粘度を測定した。比較として未処理のコーンスターチを同様の条件で粘度測定を行った。結果を表４に示す
【００２６】
【表４】
【００２７】
表４より、原料澱粉にはない低ｐＨでの粘度安定性が付与されているのが分かった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱膨潤が抑制された変性澱粉に関するものであり、さらに詳しくは澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有する極性溶媒水溶液を澱粉に分散させ、これを糊化開始温度以上１００℃未満で加熱して得られることを特徴とする変性澱粉の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、澱粉の熱膨潤の抑制する方法としてはエピクロルヒドリン、グリオキザール、トリメタリン酸などの架橋剤を用いて化学的に架橋する方法があった。一方、架橋剤を用いない方法としては、乾熱処理や湿熱処理が提案されている。
【０００３】
乾熱処理としては顆粒澱粉またはフラワーを実質的に無水状態にした後に熱処理を行う方法（特表平９−５０３５４９号）や、澱粉・オリゴ糖ブレンドを実質的に無水状態にした後に熱処理を行う方法（特表２００３−５０１４９４号）があった。
【０００４】
また湿熱処理としては減圧ラインと加圧蒸気ラインとの両方を付設し、内圧、外圧共に耐圧性の密閉できる容器内に澱粉を入れ、減圧とした後、蒸気導入による加圧加熱（１２０℃以上）を行い、その後冷却する方法（特許第２９９６７０７号）や、水分割合が２５〜６０容量％のエタノール溶液中に澱粉を分散・懸濁し、これを１００℃〜１３０℃に加熱する方法（特許第３３６５６５６号）があった。
【特許文献１】特表平９−５０３５４９号公報
【特許文献２】特表２００３−５０１４９４号公報
【特許文献３】特許第２９９６７０７号公報
【特許文献４】特許第３３６５６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、澱粉懸濁液を加熱すると、ある温度で澱粉粒子が膨潤し、粘度上昇、粒子の崩壊に伴う粘度低下（ブレークダウン）が生じる。しかしながら、スープ、フラワーペースト、ジャムなどの食品用ペーストには、ブレークダウンが生じる澱粉は適さず、熱膨潤を抑制した澱粉が使用されてきた。一方、工業的用途で事務用糊、壁紙用糊剤などの糊剤には、曵糸性を有するものは作業性が悪く、曵糸性の低いものが好まれて使用されてきた。このような粘性を変化させた澱粉としては、架橋剤を用いて化学的に澱粉の膨潤を抑制した架橋澱粉、あるいは物理的に変性したものとして湿熱処理澱粉や特表平９−５０３５４９号公報、特表２００３−５０１４９４号公報などに記載されている澱粉あるいは澱粉・オリゴ糖ブレンド体を中性以上に調整した後、無水状態で加熱処理を行った乾熱処理澱粉が挙げられる。
【０００６】
物理的に変性した澱粉のうち、乾熱処理をした澱粉は熱による着色が起こり、これを使用した最終製品の仕上がりに影響を与える。また湿熱処理澱粉は高温で加圧加熱処理を行う関係上、構造が非常に複雑な機械を使用しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、かかる課題を解決するため、鋭意研究の結果、澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有する極性溶媒水溶液を澱粉に分散させ、これを使用する澱粉の糊化開始温度以上１００℃未満で加熱することにより、熱膨潤抑制型変性澱粉が比較的容易に製造できることを発見し、本発明を完成した。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明してきたように、本発明によれば、熱膨潤抑制型変性澱粉を、澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有する極性溶媒水溶液を澱粉に分散させ、これを使用する澱粉の糊化開始温度以上１００℃未満で加熱することにより比較的容易に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に使用できる澱粉としては馬鈴薯澱粉、コーンスターチ、甘藷澱粉、タピオカ澱粉、サゴ澱粉、米澱粉、アマランサス澱粉等の天然澱粉、それらの加工澱粉（酸分解澱粉、酸化澱粉、エーテル化、エステル化、架橋等の澱粉誘導体、乾熱処理澱粉、湿熱処理澱粉等）が挙げられる。
【００１０】
本発明で用いる極性溶媒としては、メタノール、エタノール、アセトンなどが挙げられ、これらを１種以上含有したものであればよい。
【００１１】
本発明で用いる極性溶媒水溶液の極性溶媒の含有量は澱粉に対して５〜２０質量％含有していればよい。含有量が５質量％未満では加熱処理中に澱粉が糊化してしまうので好ましくない。また２０質量％を超えた場合、加熱処理による効果があまり得られなくなる。
【００１２】
本発明で用いる極性溶媒水溶液の水の含有量は澱粉に対して１５〜３０質量％含有していればよい。含有量が１５質量％未満では加熱処理による効果があまり得られなくなり、また３０質量％を超えた場合、加熱処理中に澱粉が糊化してしまうので好ましくない。。
【００１３】
本発明で行う加熱温度は使用する澱粉の糊化開始温度以上１００℃未満であればよい。例えばコーンスターチでは糊化開始温度が約７０℃であるので、７０℃以上で反応すればよい。使用する澱粉の糊化開始温度未満では熱膨潤型（ブレークダウンが少ない）澱粉にはならず、また１００℃以上では加圧加熱処理を行う関係上、耐圧性の反応装置を使用しなければならず、構造が非常に複雑な機械を使用しなければならない。
【００１４】
本発明の熱膨潤抑制型変性澱粉を製造する方法としては以下の方法で行うことが出来る。まず、澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有する水溶液を調製し、澱粉に分散させる。この時、水溶液の分散量は澱粉に対して２０〜５０質量％であれば加熱処理時の澱粉の攪拌が比較的うまくいき、製造時の塊（いわゆるダマ）ができにくくなる。その後、ジャケット付の攪拌機やニーダーを用いて品温を糊化開始温度以上１００℃未満まで加熱すればよい。このとき攪拌機などを密閉する必要はなく、還流管などを用いて反応系に戻せばよい。加熱処理は、極性溶媒の添加量に応じて、澱粉が熱抑制されるまで適宜温度、時間を調節すればよい。
その後、乾燥、精粉、篩別など通常の処理を行い、変性澱粉を得ることができる。
【００１５】
以下、本発明を実施例にて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
コーンスターチ１００質量部（以下「部」という）に、表１に記載された量の極性溶媒および水２５部を混合した水溶液を添加し、ジャケット付攪拌機で３０分攪拌した。その後ジャケット温度を８５℃まで加温し４時間加熱処理を行った。比較としてコーンスターチ１００部に水３０部を添加し、同様の処理を行った。得られた混合物を乾燥、精粉し、ブラベンダー社製ビスコグラフを用いて粘度測定を行い、ブレークダウンの比較を行った。なお未処理のコーンスターチも同様に測定した。
粘度測定条件は以下の通りである。
測定濃度：無水８％、全量４５０ｇ 攪拌速度：７５ｒｐｍ カートリッジ感度：７００ｃｍｇ
温度条件：５０℃開始 ９５℃まで昇温（１．５℃／分） １０分保持
なおブレークダウンは（ピーク粘度）−（９５℃１０分後粘度）で表し、熱膨潤の指標とした。つまり値が小さいほど熱膨潤抑制効果があると考えられる。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
表１よりエタノールを澱粉に対して５〜２０質量％含有する水溶液を分散させ、加熱して得られた変性澱粉は熱膨潤抑制効果があった。またエタノールを含まずに水だけを添加して処理したものは未処理の澱粉と同様にブレークダウンかなり大きかった。
【実施例２】
【００１９】
コーンスターチ１００部に、エタノール１０部および水２５部を混合した水溶液を添加し、表２記載の加熱温度以外は実施例１と同様の方法で加熱処理を行った。得られた混合物を精粉し、ブラベンダー社製ビスコグラフを用いて実施例１と同様の条件で粘度測定を行い、ブレークダウンの比較を行った。なお未処理の澱粉についても同様に測定した。結果を表２に示す。表中、ピークが存在しない時には「ＮＩＬ」とした。
【００２０】
【表２】
【００２１】
表２より、糊化開始温度以上である７０℃からブレークダウンの減少が始まっているが、７５℃以上で熱膨潤抑制効果が顕著に出てくるのがわかった。また９８℃では９５℃１０分後の粘度が濃度に対して低くなりすぎることがわかった。
【実施例３】
【００２２】
表３記載の澱粉１００部に、エタノール１０部および水２５部を混合した水溶液を添加し、実施例１と同様の方法で加熱処理を行った。得られた混合物を精粉し、ブラベンダー社製ビスコグラフを用いて、表３記載の濃度で実施例１と同様の条件で粘度測定を行い、ブレークダウンの比較を行った。なお未処理の澱粉についても同様に測定した。結果を表３に示す。
【００２３】
【表３】
表中上段：未処理澱粉 下段：加熱処理後の澱粉
【００２４】
表３より、ワキシコーンスターチを除く澱粉では熱膨潤抑制効果が出てくるのがわかった。ワキシコーンスターチを用いたものは未処理の澱粉に比べるとブレークダウンは小さくなるが、他の澱粉に比べると大きくなってしまう。
【実施例４】
【００２５】
＜耐酸性試験＞
実施例１で作成したエタノール１０部添加したものを用いて、無水８％懸濁液を調製し、各ｐＨに調整後、８５℃以上１０分間加熱した。水分補正後、糊液を３０℃まで冷却し、Ｂ型粘度計３０ｒｐｍで粘度を測定した。比較として未処理のコーンスターチを同様の条件で粘度測定を行った。結果を表４に示す
【００２６】
【表４】
【００２７】
表４より、原料澱粉にはない低ｐＨでの粘度安定性が付与されているのが分かった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有す極性溶媒水溶液を澱粉に分散させ、これを使用する澱粉の糊化開始温度以上１００℃未満で加熱して得られることを特徴とする熱膨潤抑制型変性澱粉の製造方法。
【請求項２】
該極性溶媒が、メタノール，エタノール，アセトンから選ばれる1種以上の溶媒であることを特徴とする請求項１記載の熱膨潤抑制型変性澱粉の製造方法。
【請求項１】
澱粉に対して５〜２０質量％の極性溶媒、１５〜３０質量％の水を含有す極性溶媒水溶液を澱粉に分散させ、これを使用する澱粉の糊化開始温度以上１００℃未満で加熱して得られることを特徴とする熱膨潤抑制型変性澱粉の製造方法。
【請求項２】
該極性溶媒が、メタノール，エタノール，アセトンから選ばれる1種以上の溶媒であることを特徴とする請求項１記載の熱膨潤抑制型変性澱粉の製造方法。
【公開番号】特開２００６−１３１７７２（Ｐ２００６−１３１７７２Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２２８８２（Ｐ２００４−３２２８８２）
【出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【出願人】（０００２２７２７２）日澱化學株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【出願人】（０００２２７２７２）日澱化學株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
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