穀物を原料とする澱粉糖の新規製造方法
【課題】
破砕してない穀物粒を原料として短時間のアルカリ浸漬で粗蛋白濃度の低い澱粉を高収率で製造できる方法を提供する。
【解決手段】
浸漬用アルカリ性薬品溶液を循環させながら、破砕してない精白粒をそのまま原料とする浸漬工程で、浸漬液のpHがpH10.0〜12.5の範囲内の設定値を下回らないように、浸漬液に添加用アルカリ性薬品溶液を添加しながら浸漬時間3〜8時間で浸漬することで、粗蛋白濃度の低い澱粉を高収率で製造し、さらに得られた澱粉懸濁液をそのまま糖化して澱粉糖を製造する。
破砕してない穀物粒を原料として短時間のアルカリ浸漬で粗蛋白濃度の低い澱粉を高収率で製造できる方法を提供する。
【解決手段】
浸漬用アルカリ性薬品溶液を循環させながら、破砕してない精白粒をそのまま原料とする浸漬工程で、浸漬液のpHがpH10.0〜12.5の範囲内の設定値を下回らないように、浸漬液に添加用アルカリ性薬品溶液を添加しながら浸漬時間3〜8時間で浸漬することで、粗蛋白濃度の低い澱粉を高収率で製造し、さらに得られた澱粉懸濁液をそのまま糖化して澱粉糖を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は澱粉及び澱粉糖の製造方法に関し、米、コーン、小麦、ソルガム、あわ等の穀物、特に破砕工程を経ていない白米粒等から蛋白質含有率の低い澱粉を高い収率で澱粉懸濁液として分離精製する技術、及びその澱粉懸濁液から澱粉糖液を製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
穀類から澱粉を製造する方法としては、例えばコーンスターチ製造における亜硫酸浸漬法や米澱粉等におけるアルカリ浸漬法が知られている。
【０００３】
アルカリ浸漬法では、低濃度のアルカリ性薬品や石灰、草木灰等で調製したアルカリ液に穀粒を浸漬することで、穀物の組織を柔らかくし、澱粉と蛋白質の結合を解離し、穀粒から澱粉が分離精製される。
【０００４】
澱粉はコーン、小麦、米等の穀物の他、馬鈴薯、甘藷等のいも類や、タピオカ、サゴを原料にして、工業的に製造され、澱粉糖等に代表される糖化工業や製紙工業、製薬工業など広い分野で利用されている。
【０００５】
又、その他にソルガムやあわ等の穀物にも澱粉が豊富に含まれ、将来の潜在的な澱粉原料としての価値がある。
【０００６】
現在工業的に製造されている澱粉には、副成分として蛋白質が残留し、蛋白質の含有率（以下、粗蛋白濃度と称す）は、いも類を原料とする馬鈴薯澱粉及び甘藷澱粉で0.03〜0.1％であるのに対し、穀類を原料とした場合はコーンスターチで0.3〜0.4％、小麦澱粉で0.2〜1％、米澱粉で0.4〜0.5％である。
【０００７】
澱粉を加水分解してブドウ糖や異性化糖等の澱粉糖を製造する糖化工業では、蛋白質が同時に分解されアミノ酸やペプチドに加水分解されるため、澱粉の粗蛋白濃度が高い場合には、アミノ酸等が澱粉糖と反応して生成した着色物質が糖液の脱色工程の負担を増し、またイオン交換による糖液の精製工程の負担を増し、脱色、精製工程の設備能力を低下させ、工程管理上の重大なトラブルの原因になる。
【０００８】
糖化工業以外の用途でも、澱粉の粗蛋白濃度が高い場合には、製紙工業では抄紙工程での発泡や腐敗の原因となり、製薬工業や化粧品工業では、医薬品や化粧品の白度を低下させ、異臭の原因となるため、澱粉に残留する蛋白質は低濃度であることが望まれている。
【０００９】
しかし、澱粉に残留する蛋白質にはプロラミンやグルテリンと称される蛋白質等が多く、これらの蛋白質は水に不溶性で、澱粉との結合が強いため、粗蛋白濃度の低い澱粉を製造する場合には、これらの蛋白質を澱粉から効率よく分離する方法が課題であった。
【００１０】
米澱粉等については、この課題を解決し、粗蛋白濃度の低い澱粉を製造する方法として、界面活性剤法（非特許文献１）、超音波法（非特許文献２）、蛋白質分解酵素法（特許文献１）などが既に提案されているが、いずれも欠点があり、工業的な実用化に至っていないのが現状である。
【００１１】
その中で、米澱粉で広く実用化されている製造技術としては、白米を低濃度のアルカリ液で浸漬するアルカリ浸漬法（非特許文献３、非特許文献４）が知られており、この浸漬方法では米に含まれる酸性物質やアルカリ可溶性の蛋白質等が溶出されて、米澱粉が製造されている。
【００１２】
具体的にはアルカリ浸漬法では、浸漬液用の濃度約0.2％の水酸化ナトリウム水溶液を入れた浸漬槽に、白米を製粉して得られる米粉や破砕して得られる砕米等を原料として張込み、米が浸漬される。
【００１３】
米澱粉の粗蛋白濃度を下げるため、1〜2日間の長い時間浸漬することで、澱粉と蛋白質の結合が解離され、その後湿式製粉で澱粉が調製され、粗蛋白濃度の低い米澱粉が製造されるが、米を浸漬液に入れて浸漬を開始すると、時間の経過とともに浸漬液pHが徐々に低下した後、pH値の変化がなくなり落ち着く。
【００１４】
浸漬工程では1回目の浸漬の後、浸漬液のみを新たなアルカリ液に更新し、2から数回の浸漬を繰返す方法や、粒度の細かい砕米や米粉を原料とすること等で、粗蛋白濃度の低い米澱粉が製造される。
【００１５】
しかし、上記のように砕米や米粉を原料としたアルカリ浸漬法の場合、浸漬時間を長くすることで澱粉の粗蛋白濃度は低減できるが、アルカリの作用で米粉の表面や砕米の破断面からの澱粉の溶出が促進され、その結果澱粉収率が低下し、その結果澱粉あるいは可溶化した澱粉の一部が工程廃水に移るため、廃水処理設備の負担が増加することとなる（非特許文献５）。そこで浸漬時間を短くできる方法が求められていた。
【００１６】
得られる澱粉の粗蛋白濃度を低減するために、浸漬液用のアルカリ濃度を上げて、浸漬開始時のアルカリ濃度を高くすることも考えられるが、そうすると澱粉の部分的な糊化が起き、澱粉を分離、脱水、乾燥する工程で致命的なトラブルとなる可能性が高くなる。
【００１７】
一方、アルカリによる澱粉の溶出を抑制するために、原料米の形状を砕米や米粉等から、破砕してない白米粒に代えることができるが、その場合浸漬工程での澱粉の溶出は低下するが、米の表面積が小さくなるため、浸漬時間は砕米や米粉と比較して、更に長くなる。
【００１８】
故に、破砕してない白米粒から米澱粉を短い浸漬時間で効率的に直接製造できる方法があれば、澱粉を収率よく製造できるばかりか、廃水処理設備の負担が低減でき、更に砕米や米粉に加工する破砕工程や製粉工程を省略できるという大きな利点が期待できる。
【００１９】
現状では、白米粒から短時間のアルカリ浸漬で、容易に蛋白質を除去し、粗蛋白濃度の低い米澱粉を収率よく製造できる技術は知られていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開１９９２−７９８９１（中村信之、吉田雅浩）
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】福場博保、久下尚子、稲垣長典、澱粉工誌、6、27（1958）
【００２２】
【非特許文献２】堀内久弥、谷達也、農化、38、23（1964）
【００２３】
【非特許文献３】鈴木繁男、デンプンハンドブック（二国二郎監修）、p509、1965年、朝倉書店
【００２４】
【非特許文献４】島田清之助、澱粉科学の事典（不破英次、小巻利章、檜作進、貝沼圭二編集）、p371、2003年、朝倉書店
【００２５】
【非特許文献５】斉藤昭三、澱粉科学、27、295（1980）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
従来の穀物からの澱粉製造法では、破砕したり製粉した穀類をアルカリ浸漬法で浸漬して粗蛋白濃度の低い澱粉を製造するために、破砕設備又は製粉設備や長い浸漬時間が必要であり、その結果澱粉収率が低く、澱粉の一部が溶出するため廃水処理設備の負担が大きいという課題を有していた。
【００２７】
本発明の目的は、破砕してない穀物粒を原料として短時間のアルカリ浸漬で粗蛋白濃度の低い澱粉を高収率で製造できる方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
浸漬液用の0.2％水酸化ナトリウムの浸漬液を循環させながら、破砕してない白米粒をそのまま原料とする浸漬工程で、浸漬液のpHがpH10.0〜12.5の範囲内の設定値を下回らないように、浸漬液に添加用の2％水酸化ナトリウムを添加しながら浸漬時間3〜8時間で浸漬することで、粗蛋白濃度の低い米澱粉を高収率で製造できることを見出し、更に得られた澱粉懸濁液から、澱粉を脱水、乾燥することなく、そのまま糖化して澱粉糖を製造できることを見出し、本発明を完成した。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、破砕してない白米粒から直接、短時間の浸漬時間で、粗蛋白濃度の低い米澱粉を高収率で容易に製造する方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の内容を詳細に説明する。一般的な方法や装置などについては特に制限はなく、公知の方法や装置を採用すればよい。
【００３１】
本発明において使用される原料は米、コーン、小麦、ソルガム、あわ等の澱粉を豊富に含む穀類が使用できる。
【００３２】
米澱粉の場合、使用される原料米は、うるち米又はもち米又はその混合した米のいずれでもよく、国産米に代表されるジャポニカ種の他にインディカ種、ジャワ種、又はそれらを交配した交配種、並びにそれらの混合した米のいずれでもよく、当然ながら食用米の他、サイレージ用、飼料用、油糧米や燃料エタノール用に育種された米でもよい。
【００３３】
本発明に使用する白米は、上記の玄米を精米歩留まりを例示すれば90％で精米した白米などが使用できるがこれに限定されず、より高い精米歩留まりの場合は、白米に糠等の成分が多く残留し、浸漬工程への蛋白、脂肪やミネラルの持込みが増加し、精製工程の負荷が増加し、また逆により低い精米歩留まりの場合は、原料の経済性が劣ることになり、且つ砕米の発生が増加する。
【００３４】
白米は、製粉機で米粉等に製粉したり、砕米機で破砕せず、白米粒のまま使用できるが、米は収穫時の籾から玄米に至る間に乾燥工程や脱穀工程で米の一部が自然に米粉や砕米になり、当然のこととして、その結果精米して得られた白米には、米粉や砕米がわずかに混入する場合があるが、これらは白米から分離除去せず、製粉工程や破砕工程を経ない白米粒として使用できる。
【００３５】
アルカリ性薬品としては、水酸化ナトリウムが好ましく、これ以外にも水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物や、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物が使用できる。
【００３６】
浸漬液用アルカリ性薬品の濃度としては、水酸化ナトリウムの場合は例示すれば0.2％水溶液が使用できるがこれ限定されず、一般的に濃度が高い場合は、澱粉の部分的な糊化が起きる可能性が高くなり、また逆に濃度が低い場合は、浸漬作用が緩慢になり、必要以上に時間が長くなる。
【００３７】
添加用アルカリ性薬品は、浸漬液用アルカリ性薬品と同様で、水酸化ナトリウム等が使用でき、濃度は浸漬液用の水酸化ナトリウムより高くして、例示すれば2％水溶液が使用できるがこれに限定されず、濃度が高くなるほど、澱粉の部分的な糊化が起きる可能性を避ける必要があり、また逆に濃度が低くなるほど、添加用アルカリ液量が増加し浸漬液全量が多くなる。
【００３８】
本発明のアルカリ浸漬では、浸漬槽に300ｇの米等の精白粒を入れ、上記の浸漬液用の0.2％水酸化ナトリウム水溶液を例示すれば450ｇ（固液比1/1.5）入れるがこれに限定されず、固液比は、1/1〜1/3の範囲で選択でき、浸漬温度は例示すれば25℃とするがこれに限定されずし、0℃から60℃の範囲で選択でき、又浸漬時間は例示すれば6時間とするがこれに限定されず、3時間から8時間までの範囲で選択できる。
【００３９】
課題を解決するために鋭意検討した結果、例示すれば次のような装置を使用する方法で澱粉の高い収率と粗蛋白濃度の低減が可能となったがこれに限定されず、原料量のスケールは300ｇでの浸漬を例示するが、これに限定されない。
【００４０】
槽内の液を温度調整できる容量1Lの浸漬槽において、浸漬槽の下部に設置した払出し口に米粒が流出しないように目開き1mmのスクリーンを設置し、上記の浸漬液用アルカリ性薬品液として0.2％水酸化ナトリウム水溶液450ｇを浸漬槽に入れ、浸漬中は浸漬槽の払出し口からポンプで浸漬液を例示すれば送液量900ml／hで引抜くが、これに限定されず、浸漬槽の頭部へ戻す循環配管を設置し、浸漬槽の液面にpH電極を挿入し、浸漬液のpHを検出し、pHコントローラにpH設定値として例示すれば11.8を入力するがこれ限定されず、液のpHが上記の設定値を下回った時のみ、添加用2％水酸化ナトリウム水溶液が添加ポンプで上記循環配管に添加され、浸漬液の低下したpHを上げてpH設定値まで戻すことができるpH維持浸漬装置であればよい。
【００４１】
上記pHコントローラを例示すれば、（株）日伸理化製NPH-680D のpHコントローラが使用できるがこれに限定されず、同じ機能があればよく、上記pH設定値としては、10.0〜12.5の範囲で選択でき、上記送液量は300ml/h〜2,700ml/hの範囲で選択できる。
【００４２】
恒温水槽を使用して、上記の浸漬槽に入った浸漬液450ｇを上記の浸漬温度に設定し、上記の白米粒300ｇを入れ、上記の浸漬時間、上記のpH維持浸漬装置を運転すればよい。
【００４３】
浸漬した米からの澱粉の分離精製は例示すれば次の方法で行えるがこれに限定されず、さらに商業規模の場合は、湿式粉砕ではディスクリファイナ等及びスクリーン等が使用され、澱粉洗浄精製ではノズル式遠心分離機やテーブリング装置等が使用される。
【００４４】
上記pH維持浸漬装置では、浸漬終了後、装置を停止し、浸漬槽から浸漬米全量を取出し、浸漬米に付着した浸漬液を水切りする。
【００４５】
浸漬米の約1/3量をナショナル製ミキサMX-X47（回転数10,800rpm）に入れ、300ｇの純水を加え、30秒間の粉砕を3回繰返した後、篩別試験機（Fritsch社製）に設置した目開き45㎛のJIS篩（直径250mm）に粉砕物全量を移し、この操作を3回繰返す。
【００４６】
上記篩別試験機を振動させながら、450ｇの純水を篩上の粉砕物に注ぎ、洗浄して、篩を通過した液を集め、合計2,000ｇの粗澱粉懸濁液を調製する。
【００４７】
上記粗澱粉懸濁液を撹拌しながら、5本の遠心管に400gずつとり、遠心分離試験機で1,500Ｇにて10分間遠心分離処理し、沈降層と上清に分離し、上清を捨てた後、捨てた上清と同量の純水を遠心管に加え、沈降層を撹拌洗浄し、再び同条件で遠心分離し、沈降層の下層である白色の澱粉と沈降層の上層である黄色の蛋白と上清に分ける。
【００４８】
上清を捨てた後、沈降層の黄色の上層を薬用さじでかきとり、残った澱粉層に純水を加えて200ｇとし、沈降層を撹拌し、沈降層を撹拌洗浄し、塩酸でpH5.5に調製して、1,000ｇの澱粉懸濁液を調製する。
【００４９】
上記澱粉懸濁液の一部をとり、循環式乾燥機で30℃の予備乾燥後、105℃で1夜乾燥して澱粉を調製し分析した結果、澱粉懸濁液の濃度は20.4重量％で、白米300ｇからの澱粉収率は78.4BD％（重量％対白米乾物）で、澱粉の粗蛋白濃度は、ミクロケルダル法（蛋白係数5.95）により、0.35BD％となり、高い澱粉収率で粗蛋白濃度の低い澱粉懸濁液を調製することができる。
【００５０】
分離精製された澱粉懸濁液からブドウ糖液の製造方法として、コーンスターチや馬鈴薯澱粉からブドウ糖を主成分とする糖化液を製造する酵素糖化法で例示するが、これに限定されず、酸糖化法等も選択できる。
【００５１】
即ち、上記澱粉懸濁液の一部をとり、澱粉濃度15重量％の懸濁液800ｇを調製し、Ca濃度100mg/kg懸濁液になるよう塩化カルシウム水溶液を添加し、塩酸でpH6.3に調整した後、液化酵素ターマミル（ノボ社製）を添加率0.05％（対澱粉）加え、沸騰浴でDE（Dextrose Equivalent）が12になる液化時間、攪拌しながら酵素反応し、液化液を調製する。
DEの分析方法は『澱粉糖関連工業分析法』（澱粉糖技術部会編、食品化学新聞社、平成3年）に従った。
【００５２】
上記液化液を10％蓚酸水溶液でpH4.5に調整して60℃に冷却した後、糖化酵素デキストロザイム（ノボ社製）を添加率0.1％（対澱粉）加え、60℃で48時間酵素反応し、糖化液を調製する。
【００５３】
上記糖化液に10ｇの活性炭白鷺（武田薬品製）を加え、75℃で加熱した後、5g粉末活性炭白鷺（武田薬品製）と5ｇの珪藻土ダイカライトSP（ダイカライトミネラル社製）をひいたNO.5Cろ紙（アドバンテック社製）を使用してブフナーロートで吸引ろ過し、ろ液を調製する。
【００５４】
得られたろ液について、強酸性陽イオン交換樹脂カラムと弱塩基性陰イオン交換樹脂カラムの順に通液し、糖液を調製した後、再度同様に活性炭処理し、孔径0.45㎛のニトロセルロースメンブレンフィルタ（アドバンテック社製）でろ過し、そのろ液をエバポレータで水分25重量％（Bx75）に濃縮し、ブドウ糖液を調製する。
【００５５】
得られた糖液について、糖組成は、DP1：DP2：DP3：その他の糖＝95.7％：1.3％：1.0％：2.0％で、着色度、灰分を分析すると、着色度は0.06、灰分は0.01％以下で、高品質のブドウ糖液を調製することができる。糖組成の分析法は、液体クロマトグラフィーによる修正百分率法で行った。着色度の分析法は、『澱粉糖関連工業分析法』（澱粉糖技術部会編、食品化学新聞社、平成3年）記載の異性化液糖灰分についての着色度（試料濃度30重量％）に従った。灰分の分析法は、『澱粉糖関連工業分析法』（澱粉糖技術部会編、食品化学新聞社、平成3年）記載の異性化液糖灰分についての導電率法（試料濃度25重量％）に従った。
【００５６】
このようにしてきらら397の白米粒を使用し、浸漬温度25℃で、pH設定値が11.8で、浸漬6時間でアルカリ浸漬することで、高い澱粉収率で且つ粗蛋白濃度の低い澱粉を容易に製造でき、更に調製された澱粉懸濁液から酵素糖化法でブドウ糖液を製造することができる。
【００５７】
また、上記の方法と、pH維持浸漬装置の添加用2％水酸化ナトリウム水溶液の添加ポンプを停止した以外は同様に行う浸漬法（「成行き」と称す）とを比較すると、白米粒について成行きで行ったアルカリ浸漬では、澱粉収率は低く、且つ澱粉の粗蛋白濃度は高い。
【００５８】
また、pH設定値が範囲を超えて12.6の場合は、浸漬した米に粘性があり、澱粉が部分的に糊化して、澱粉の分離精製が不能となった。
【００５９】
以下に本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明は実施例に制限されるものではない。
【実施例１】
【００６０】
ジャポニカ種の粳米であるきらら397の玄米（平成17年北海道産1等、水分13.1％）1kgをラボ精米機RICE PAL31（（株）山本製作所製）を使用し、精米歩留まり90％のきらら397白米粒を900ｇ得た。
【００６１】
槽内の液を温度調整できる容量１Lの浸漬槽において、浸漬槽の下部に設置した払出し口に米粒が流出しないように目開き1mmのスクリーンを設置し、浸漬用アルカリ液として0.2％水酸化ナトリウム水溶液450ｇを浸漬槽に入れ、浸漬中は浸漬槽の払出し口からポンプで浸漬液を900ml／hで引抜き、浸漬槽の頭部へ戻す循環配管を設置し、浸漬槽の液面にpH電極を挿入し、（株）日伸理化製NPH-680D のpHコントローラで浸漬液のpHを検出し、上記pHコントローラのpH設定値に11.8を入力し、浸漬液のpHが上記の設定値を下回った時のみ、添加用2％水酸化ナトリウム水溶液が添加ポンプで上記循環配管に添加され、浸漬液の低下したpHを上げてpH設定値まで戻すことができるpH維持浸漬装置を準備した。
【００６２】
上記の浸漬槽内の浸漬液を浸漬温度25℃に維持しつつ、浸漬槽に上記の白米300ｇを入れ、上記のpH維持浸漬装置を浸漬時間3時間運転した。
【００６３】
浸漬終了後、pH維持浸漬装置を停止し、浸漬槽から浸漬米全量を取出し、浸漬米に付着した浸漬液を水切りした。
【００６４】
浸漬米の約1/3量をナショナル製ミキサMX-X47（回転数10,800rpm）に入れ、300ｇの純水を加え、30秒間粉砕を3回繰返した後、篩別試験機（Fritsch社製）に設置した目開き45㎛のJIS篩（直径250mm）に粉砕物全量を移し、この操作を3回繰返した。
【００６５】
上記篩別試験機を振動させながら、450ｇの純水を篩上の粉砕物に注ぎ、洗浄して、篩を通過した液を集め、合計2,000ｇの粗澱粉懸濁液を調製した。
【００６６】
上記粗澱粉懸濁液をよく撹拌しながら、5本の遠心管に400gずつとり、遠心分離試験機で1,500Gにて10分間遠心分離処理し、沈降層と上清に分離し、上清を捨てた後、捨てた上清と同量の純水を遠心管に加え、沈降層を撹拌洗浄し、再び同条件で遠心分離処理し、沈降層の下層である白色の澱粉と沈降層の上層である黄色の蛋白と上清に分けた。
【００６７】
上清を捨てた後、沈降層の黄色の上層を薬用さじでかきとり、残った澱粉層に純水を加えて200ｇとし、沈降層を撹拌し、塩酸でpH5.5に調製して、合計1,000ｇの澱粉懸濁液を調製した。
【００６８】
上記澱粉懸濁液の一部をとり、循環式乾燥機で30℃の予備乾燥後、105℃で1夜乾燥して澱粉を調製し分析した結果、澱粉懸濁液の濃度は20.2重量％で、白米300ｇからの澱粉収率は77.5BD％（重量％対白米乾物）で、澱粉の粗蛋白濃度は、ミクロケルダル法（蛋白係数5.95）により、0.47BD％であった。
【００６９】
上記澱粉懸濁液の一部をとり、澱粉濃度15重量％の澱粉懸濁液を800ｇ調製し、Ca濃度100mg/kg懸濁液になるように塩化カルシウムを添加し、塩酸でpH6.3に調整し、液化酵素ターマミル（ノボ社製）を添加率0.05％（対澱粉）加え、沸騰浴で30分間攪拌しながら酵素反応し、液化液を調製した。
【００７０】
上記液化液に蓚酸でpH4.5に調整し、60℃に冷却した後、糖化酵素デキストロザイム（ノボ社製）を添加率0.1％（対澱粉）加え、60℃で48時間酵素反応し、糖化液を調製した。
【００７１】
上記糖化液に10ｇの活性炭白鷺（武田薬品製）を加え、75℃で加熱した後、5ｇの活性炭白鷺（武田薬品製）と5ｇの珪藻土ダイカライトSP（ダイカライトミネラル社製）をひいたNO.5Cろ紙（アドバンテック社製）を使用してブフナーロートで吸引ろ過し、ろ液を調製した。
【００７２】
得られたろ液についてダイヤイオンSK1B（三菱化学製）を充填したミニカラム、ダイヤイオンWA30（三菱化学製）を充填したミニカラムに順に通液し、糖液を調製した後、上記粉末活性炭で再度同様に活性炭処理し、孔径0.45㎛のニトロセルロースメンブレンフィルタ（アドバンテック社製）でろ過し、そのろ液をエバポレータで水分25重量％（Bx75）に濃縮し、ブドウ糖液を調製した。
【００７３】
得られた糖液について、糖組成は、DP1：DP2：DP3：その他の糖＝95.7％：1.3％：1.0％：2.0％で、着色度は0.08、灰分は0.01％以下であった。糖組成の分析法は、高速液体クロマトグラフィーによる修正百分率法で行った。着色度の分析法は、『澱粉糖関連工業分析法』（澱粉糖技術部会編、食品化学新聞社、平成3年）記載の異性化液糖灰分についての着色度（試料濃度30重量％）に従った。灰分の分析法は、『澱粉糖関連工業分析法』（澱粉糖技術部会編、食品化学新聞社、平成3年）記載の異性化液糖灰分についての導電率法（試料濃度25重量％）に従った。結果を表1の実施例1に示す。
【実施例２】
【００７４】
実施例1において、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例2に示す。
【実施例３】
【００７５】
実施例1において、浸漬時間を8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例3に示す。
【実施例４】
【００７６】
実施例1において、浸漬温度を35℃、pH設定値を11.7、浸漬時間3時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例4に示す。
【実施例５】
【００７７】
実施例4において、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例5に示す。
【実施例６】
【００７８】
実施例4において、浸漬時間を8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例6に示す。
【実施例７】
【００７９】
実施例1において、浸漬温度を50℃、pH設定値を11.5、浸漬時間3時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例7に示す。
【実施例８】
【００８０】
実施例7において、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例8に示す。
【実施例９】
【００８１】
実施例7において、浸漬時間を8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例9に示す。
【比較例１】
【００８２】
実施例1において、浸漬温度を35℃、浸漬時間を6時間として、pH維持浸漬装置の添加用の2％水酸化ナトリウム水溶液の添加ポンプを停止しpH設定を無効にした以外は同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例1に示す。
【００８３】
この結果、得られた澱粉の収率は77.3BD％であったが、粗蛋白濃度は1.22BD％と高く、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例２】
【００８４】
実施例1において、浸漬時間を2時間として、同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例2に示す。
【００８５】
この結果、得られた澱粉の収率は77.2BD％であったが、粗蛋白濃度は0.95BD％と高く、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例３】
【００８６】
実施例1において、浸漬温度を50℃、pH設定値を11.5、浸漬時間を9時間として、同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例3に示す。
【００８７】
この結果、得られた澱粉の粗蛋白濃度は0.31BD％であったが、澱粉収率は72.5BD％と低かったので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例４】
【００８８】
実施例1において、浸漬温度を35℃、pH設定値を9.8、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例4に示す。
【００８９】
この結果、得られた澱粉の収率は76.8BD％であったが、粗蛋白濃度は1.13BD％と高く、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例５】
【００９０】
実施例1において、浸漬温度を35℃、pH設定値を12.6、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例5に示す。
【００９１】
この結果、浸漬した米に粘性があり、澱粉が部分的に糊化して、澱粉の分離精製が不能となったため澱粉の精製は行わなかった。
【比較例６】
【００９２】
実施例1において、浸漬温度を35℃、pH設定値を12.6、浸漬時間を6時間として、きらら397の玄米粒を使用して同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例6に示す。
【００９３】
この結果、得られた澱粉の粗蛋白濃度は1.27BD％と高く、澱粉収率は47.2BD％対玄米であったが、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例７】
【００９４】
実施例1において、浸漬時間を6時間として、きらら397の白米粒をサイクロンサンプルミル（UDY Corp.社製、目開き１mm）で製粉した白米粉を使用して同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例7に示す。
【００９５】
この結果、得られた澱粉収率は72.7BD％と低く、粗蛋白濃度は0.59BD％と高かったため、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【実施例１０】
【００９６】
実施例1において、カリフォルニア産インディカ米（白米粒、水分11.3％）を、精米機を使用することなく、そのまま使用し、pH設定値を12.0として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例10に示す。
【実施例１１】
【００９７】
実施例10において、浸漬時間8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例11に示す。
【実施例１２】
【００９８】
実施例10において、浸漬温度を50℃、pH設定値を11.7として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例12に示す。
【実施例１３】
【００９９】
実施例12において、浸漬時間を8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例13に示す。
【実施例１４】
【０１００】
実施例10において、浸漬温度を35℃、浸漬時間3時間、pH設定値を11.9として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例14に示す。
【実施例１５】
【０１０１】
実施例14において、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例15に示す。
【実施例１６】
【０１０２】
実施例14において、浸漬時間を8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例16に示す。
【比較例８】
【０１０３】
実施例10において、浸漬温度を35℃、浸漬時間6時間として、pH維持浸漬装置の添加用の2％水酸化ナトリウム水溶液の添加ポンプを停止しpH設定を無効にした以外は同様に浸漬を行い、その結果を表3の比較例8に示す。
【０１０４】
この結果、得られた澱粉の収率は74.2BD％であったが、粗蛋白濃度は2.06BD％と高く、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例９】
【０１０５】
実施例10において、浸漬温度を35℃、pH設定値を12.6、浸漬時間を６時間として、同様に浸漬を行い、その結果を表3の比較例9に示す。
【０１０６】
この結果、浸漬した米に粘性があり、澱粉が部分的に糊化して、澱粉の分離精製が不能となったため澱粉の精製は行わなかった。
【実施例１７】
【０１０７】
実施例1において、テキサス産ホワイトソルガム（精白粒、水分12.5％）を、製粉機を使用することなく、そのまま使用し、pH設定値を12.0、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表4の実施例17に示す。
【実施例１８】
【０１０８】
実施例17において、浸漬温度を35℃として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表4の実施例18に示す。
【実施例１９】
【０１０９】
実施例17において、浸漬温度を50℃、pH設定値を11.5として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表4の実施例19に示す。
【比較例１０】
【０１１０】
実施例17において、浸漬温度を35℃として、pH維持浸漬装置の添加用の2％水酸化ナトリウム水溶液の添加ポンプを停止しpH設定を無効にした以外は同様に浸漬を行い、その結果を表4の比較例10に示す。
【０１１１】
この結果、得られた澱粉の収率は66.8BD％であったが、粗蛋白濃度は2.37BD％と高く、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例１１】
【０１１２】
実施例17において、浸漬温度を35℃、pH設定値を12.6として、同様に浸漬を行い、その結果を表4の比較例11に示す。
【０１１３】
この結果、浸漬したホワイトソルガムに粘性があり、澱粉が部分的に糊化して、澱粉の分離精製が不能となったため澱粉の精製は行わなかった
【０１１４】
【表１】
【０１１５】
【表２】
【０１１６】
【表３】
【０１１７】
【表４】
【技術分野】
【０００１】
本発明は澱粉及び澱粉糖の製造方法に関し、米、コーン、小麦、ソルガム、あわ等の穀物、特に破砕工程を経ていない白米粒等から蛋白質含有率の低い澱粉を高い収率で澱粉懸濁液として分離精製する技術、及びその澱粉懸濁液から澱粉糖液を製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
穀類から澱粉を製造する方法としては、例えばコーンスターチ製造における亜硫酸浸漬法や米澱粉等におけるアルカリ浸漬法が知られている。
【０００３】
アルカリ浸漬法では、低濃度のアルカリ性薬品や石灰、草木灰等で調製したアルカリ液に穀粒を浸漬することで、穀物の組織を柔らかくし、澱粉と蛋白質の結合を解離し、穀粒から澱粉が分離精製される。
【０００４】
澱粉はコーン、小麦、米等の穀物の他、馬鈴薯、甘藷等のいも類や、タピオカ、サゴを原料にして、工業的に製造され、澱粉糖等に代表される糖化工業や製紙工業、製薬工業など広い分野で利用されている。
【０００５】
又、その他にソルガムやあわ等の穀物にも澱粉が豊富に含まれ、将来の潜在的な澱粉原料としての価値がある。
【０００６】
現在工業的に製造されている澱粉には、副成分として蛋白質が残留し、蛋白質の含有率（以下、粗蛋白濃度と称す）は、いも類を原料とする馬鈴薯澱粉及び甘藷澱粉で0.03〜0.1％であるのに対し、穀類を原料とした場合はコーンスターチで0.3〜0.4％、小麦澱粉で0.2〜1％、米澱粉で0.4〜0.5％である。
【０００７】
澱粉を加水分解してブドウ糖や異性化糖等の澱粉糖を製造する糖化工業では、蛋白質が同時に分解されアミノ酸やペプチドに加水分解されるため、澱粉の粗蛋白濃度が高い場合には、アミノ酸等が澱粉糖と反応して生成した着色物質が糖液の脱色工程の負担を増し、またイオン交換による糖液の精製工程の負担を増し、脱色、精製工程の設備能力を低下させ、工程管理上の重大なトラブルの原因になる。
【０００８】
糖化工業以外の用途でも、澱粉の粗蛋白濃度が高い場合には、製紙工業では抄紙工程での発泡や腐敗の原因となり、製薬工業や化粧品工業では、医薬品や化粧品の白度を低下させ、異臭の原因となるため、澱粉に残留する蛋白質は低濃度であることが望まれている。
【０００９】
しかし、澱粉に残留する蛋白質にはプロラミンやグルテリンと称される蛋白質等が多く、これらの蛋白質は水に不溶性で、澱粉との結合が強いため、粗蛋白濃度の低い澱粉を製造する場合には、これらの蛋白質を澱粉から効率よく分離する方法が課題であった。
【００１０】
米澱粉等については、この課題を解決し、粗蛋白濃度の低い澱粉を製造する方法として、界面活性剤法（非特許文献１）、超音波法（非特許文献２）、蛋白質分解酵素法（特許文献１）などが既に提案されているが、いずれも欠点があり、工業的な実用化に至っていないのが現状である。
【００１１】
その中で、米澱粉で広く実用化されている製造技術としては、白米を低濃度のアルカリ液で浸漬するアルカリ浸漬法（非特許文献３、非特許文献４）が知られており、この浸漬方法では米に含まれる酸性物質やアルカリ可溶性の蛋白質等が溶出されて、米澱粉が製造されている。
【００１２】
具体的にはアルカリ浸漬法では、浸漬液用の濃度約0.2％の水酸化ナトリウム水溶液を入れた浸漬槽に、白米を製粉して得られる米粉や破砕して得られる砕米等を原料として張込み、米が浸漬される。
【００１３】
米澱粉の粗蛋白濃度を下げるため、1〜2日間の長い時間浸漬することで、澱粉と蛋白質の結合が解離され、その後湿式製粉で澱粉が調製され、粗蛋白濃度の低い米澱粉が製造されるが、米を浸漬液に入れて浸漬を開始すると、時間の経過とともに浸漬液pHが徐々に低下した後、pH値の変化がなくなり落ち着く。
【００１４】
浸漬工程では1回目の浸漬の後、浸漬液のみを新たなアルカリ液に更新し、2から数回の浸漬を繰返す方法や、粒度の細かい砕米や米粉を原料とすること等で、粗蛋白濃度の低い米澱粉が製造される。
【００１５】
しかし、上記のように砕米や米粉を原料としたアルカリ浸漬法の場合、浸漬時間を長くすることで澱粉の粗蛋白濃度は低減できるが、アルカリの作用で米粉の表面や砕米の破断面からの澱粉の溶出が促進され、その結果澱粉収率が低下し、その結果澱粉あるいは可溶化した澱粉の一部が工程廃水に移るため、廃水処理設備の負担が増加することとなる（非特許文献５）。そこで浸漬時間を短くできる方法が求められていた。
【００１６】
得られる澱粉の粗蛋白濃度を低減するために、浸漬液用のアルカリ濃度を上げて、浸漬開始時のアルカリ濃度を高くすることも考えられるが、そうすると澱粉の部分的な糊化が起き、澱粉を分離、脱水、乾燥する工程で致命的なトラブルとなる可能性が高くなる。
【００１７】
一方、アルカリによる澱粉の溶出を抑制するために、原料米の形状を砕米や米粉等から、破砕してない白米粒に代えることができるが、その場合浸漬工程での澱粉の溶出は低下するが、米の表面積が小さくなるため、浸漬時間は砕米や米粉と比較して、更に長くなる。
【００１８】
故に、破砕してない白米粒から米澱粉を短い浸漬時間で効率的に直接製造できる方法があれば、澱粉を収率よく製造できるばかりか、廃水処理設備の負担が低減でき、更に砕米や米粉に加工する破砕工程や製粉工程を省略できるという大きな利点が期待できる。
【００１９】
現状では、白米粒から短時間のアルカリ浸漬で、容易に蛋白質を除去し、粗蛋白濃度の低い米澱粉を収率よく製造できる技術は知られていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開１９９２−７９８９１（中村信之、吉田雅浩）
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】福場博保、久下尚子、稲垣長典、澱粉工誌、6、27（1958）
【００２２】
【非特許文献２】堀内久弥、谷達也、農化、38、23（1964）
【００２３】
【非特許文献３】鈴木繁男、デンプンハンドブック（二国二郎監修）、p509、1965年、朝倉書店
【００２４】
【非特許文献４】島田清之助、澱粉科学の事典（不破英次、小巻利章、檜作進、貝沼圭二編集）、p371、2003年、朝倉書店
【００２５】
【非特許文献５】斉藤昭三、澱粉科学、27、295（1980）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
従来の穀物からの澱粉製造法では、破砕したり製粉した穀類をアルカリ浸漬法で浸漬して粗蛋白濃度の低い澱粉を製造するために、破砕設備又は製粉設備や長い浸漬時間が必要であり、その結果澱粉収率が低く、澱粉の一部が溶出するため廃水処理設備の負担が大きいという課題を有していた。
【００２７】
本発明の目的は、破砕してない穀物粒を原料として短時間のアルカリ浸漬で粗蛋白濃度の低い澱粉を高収率で製造できる方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
浸漬液用の0.2％水酸化ナトリウムの浸漬液を循環させながら、破砕してない白米粒をそのまま原料とする浸漬工程で、浸漬液のpHがpH10.0〜12.5の範囲内の設定値を下回らないように、浸漬液に添加用の2％水酸化ナトリウムを添加しながら浸漬時間3〜8時間で浸漬することで、粗蛋白濃度の低い米澱粉を高収率で製造できることを見出し、更に得られた澱粉懸濁液から、澱粉を脱水、乾燥することなく、そのまま糖化して澱粉糖を製造できることを見出し、本発明を完成した。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、破砕してない白米粒から直接、短時間の浸漬時間で、粗蛋白濃度の低い米澱粉を高収率で容易に製造する方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の内容を詳細に説明する。一般的な方法や装置などについては特に制限はなく、公知の方法や装置を採用すればよい。
【００３１】
本発明において使用される原料は米、コーン、小麦、ソルガム、あわ等の澱粉を豊富に含む穀類が使用できる。
【００３２】
米澱粉の場合、使用される原料米は、うるち米又はもち米又はその混合した米のいずれでもよく、国産米に代表されるジャポニカ種の他にインディカ種、ジャワ種、又はそれらを交配した交配種、並びにそれらの混合した米のいずれでもよく、当然ながら食用米の他、サイレージ用、飼料用、油糧米や燃料エタノール用に育種された米でもよい。
【００３３】
本発明に使用する白米は、上記の玄米を精米歩留まりを例示すれば90％で精米した白米などが使用できるがこれに限定されず、より高い精米歩留まりの場合は、白米に糠等の成分が多く残留し、浸漬工程への蛋白、脂肪やミネラルの持込みが増加し、精製工程の負荷が増加し、また逆により低い精米歩留まりの場合は、原料の経済性が劣ることになり、且つ砕米の発生が増加する。
【００３４】
白米は、製粉機で米粉等に製粉したり、砕米機で破砕せず、白米粒のまま使用できるが、米は収穫時の籾から玄米に至る間に乾燥工程や脱穀工程で米の一部が自然に米粉や砕米になり、当然のこととして、その結果精米して得られた白米には、米粉や砕米がわずかに混入する場合があるが、これらは白米から分離除去せず、製粉工程や破砕工程を経ない白米粒として使用できる。
【００３５】
アルカリ性薬品としては、水酸化ナトリウムが好ましく、これ以外にも水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物や、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物が使用できる。
【００３６】
浸漬液用アルカリ性薬品の濃度としては、水酸化ナトリウムの場合は例示すれば0.2％水溶液が使用できるがこれ限定されず、一般的に濃度が高い場合は、澱粉の部分的な糊化が起きる可能性が高くなり、また逆に濃度が低い場合は、浸漬作用が緩慢になり、必要以上に時間が長くなる。
【００３７】
添加用アルカリ性薬品は、浸漬液用アルカリ性薬品と同様で、水酸化ナトリウム等が使用でき、濃度は浸漬液用の水酸化ナトリウムより高くして、例示すれば2％水溶液が使用できるがこれに限定されず、濃度が高くなるほど、澱粉の部分的な糊化が起きる可能性を避ける必要があり、また逆に濃度が低くなるほど、添加用アルカリ液量が増加し浸漬液全量が多くなる。
【００３８】
本発明のアルカリ浸漬では、浸漬槽に300ｇの米等の精白粒を入れ、上記の浸漬液用の0.2％水酸化ナトリウム水溶液を例示すれば450ｇ（固液比1/1.5）入れるがこれに限定されず、固液比は、1/1〜1/3の範囲で選択でき、浸漬温度は例示すれば25℃とするがこれに限定されずし、0℃から60℃の範囲で選択でき、又浸漬時間は例示すれば6時間とするがこれに限定されず、3時間から8時間までの範囲で選択できる。
【００３９】
課題を解決するために鋭意検討した結果、例示すれば次のような装置を使用する方法で澱粉の高い収率と粗蛋白濃度の低減が可能となったがこれに限定されず、原料量のスケールは300ｇでの浸漬を例示するが、これに限定されない。
【００４０】
槽内の液を温度調整できる容量1Lの浸漬槽において、浸漬槽の下部に設置した払出し口に米粒が流出しないように目開き1mmのスクリーンを設置し、上記の浸漬液用アルカリ性薬品液として0.2％水酸化ナトリウム水溶液450ｇを浸漬槽に入れ、浸漬中は浸漬槽の払出し口からポンプで浸漬液を例示すれば送液量900ml／hで引抜くが、これに限定されず、浸漬槽の頭部へ戻す循環配管を設置し、浸漬槽の液面にpH電極を挿入し、浸漬液のpHを検出し、pHコントローラにpH設定値として例示すれば11.8を入力するがこれ限定されず、液のpHが上記の設定値を下回った時のみ、添加用2％水酸化ナトリウム水溶液が添加ポンプで上記循環配管に添加され、浸漬液の低下したpHを上げてpH設定値まで戻すことができるpH維持浸漬装置であればよい。
【００４１】
上記pHコントローラを例示すれば、（株）日伸理化製NPH-680D のpHコントローラが使用できるがこれに限定されず、同じ機能があればよく、上記pH設定値としては、10.0〜12.5の範囲で選択でき、上記送液量は300ml/h〜2,700ml/hの範囲で選択できる。
【００４２】
恒温水槽を使用して、上記の浸漬槽に入った浸漬液450ｇを上記の浸漬温度に設定し、上記の白米粒300ｇを入れ、上記の浸漬時間、上記のpH維持浸漬装置を運転すればよい。
【００４３】
浸漬した米からの澱粉の分離精製は例示すれば次の方法で行えるがこれに限定されず、さらに商業規模の場合は、湿式粉砕ではディスクリファイナ等及びスクリーン等が使用され、澱粉洗浄精製ではノズル式遠心分離機やテーブリング装置等が使用される。
【００４４】
上記pH維持浸漬装置では、浸漬終了後、装置を停止し、浸漬槽から浸漬米全量を取出し、浸漬米に付着した浸漬液を水切りする。
【００４５】
浸漬米の約1/3量をナショナル製ミキサMX-X47（回転数10,800rpm）に入れ、300ｇの純水を加え、30秒間の粉砕を3回繰返した後、篩別試験機（Fritsch社製）に設置した目開き45㎛のJIS篩（直径250mm）に粉砕物全量を移し、この操作を3回繰返す。
【００４６】
上記篩別試験機を振動させながら、450ｇの純水を篩上の粉砕物に注ぎ、洗浄して、篩を通過した液を集め、合計2,000ｇの粗澱粉懸濁液を調製する。
【００４７】
上記粗澱粉懸濁液を撹拌しながら、5本の遠心管に400gずつとり、遠心分離試験機で1,500Ｇにて10分間遠心分離処理し、沈降層と上清に分離し、上清を捨てた後、捨てた上清と同量の純水を遠心管に加え、沈降層を撹拌洗浄し、再び同条件で遠心分離し、沈降層の下層である白色の澱粉と沈降層の上層である黄色の蛋白と上清に分ける。
【００４８】
上清を捨てた後、沈降層の黄色の上層を薬用さじでかきとり、残った澱粉層に純水を加えて200ｇとし、沈降層を撹拌し、沈降層を撹拌洗浄し、塩酸でpH5.5に調製して、1,000ｇの澱粉懸濁液を調製する。
【００４９】
上記澱粉懸濁液の一部をとり、循環式乾燥機で30℃の予備乾燥後、105℃で1夜乾燥して澱粉を調製し分析した結果、澱粉懸濁液の濃度は20.4重量％で、白米300ｇからの澱粉収率は78.4BD％（重量％対白米乾物）で、澱粉の粗蛋白濃度は、ミクロケルダル法（蛋白係数5.95）により、0.35BD％となり、高い澱粉収率で粗蛋白濃度の低い澱粉懸濁液を調製することができる。
【００５０】
分離精製された澱粉懸濁液からブドウ糖液の製造方法として、コーンスターチや馬鈴薯澱粉からブドウ糖を主成分とする糖化液を製造する酵素糖化法で例示するが、これに限定されず、酸糖化法等も選択できる。
【００５１】
即ち、上記澱粉懸濁液の一部をとり、澱粉濃度15重量％の懸濁液800ｇを調製し、Ca濃度100mg/kg懸濁液になるよう塩化カルシウム水溶液を添加し、塩酸でpH6.3に調整した後、液化酵素ターマミル（ノボ社製）を添加率0.05％（対澱粉）加え、沸騰浴でDE（Dextrose Equivalent）が12になる液化時間、攪拌しながら酵素反応し、液化液を調製する。
DEの分析方法は『澱粉糖関連工業分析法』（澱粉糖技術部会編、食品化学新聞社、平成3年）に従った。
【００５２】
上記液化液を10％蓚酸水溶液でpH4.5に調整して60℃に冷却した後、糖化酵素デキストロザイム（ノボ社製）を添加率0.1％（対澱粉）加え、60℃で48時間酵素反応し、糖化液を調製する。
【００５３】
上記糖化液に10ｇの活性炭白鷺（武田薬品製）を加え、75℃で加熱した後、5g粉末活性炭白鷺（武田薬品製）と5ｇの珪藻土ダイカライトSP（ダイカライトミネラル社製）をひいたNO.5Cろ紙（アドバンテック社製）を使用してブフナーロートで吸引ろ過し、ろ液を調製する。
【００５４】
得られたろ液について、強酸性陽イオン交換樹脂カラムと弱塩基性陰イオン交換樹脂カラムの順に通液し、糖液を調製した後、再度同様に活性炭処理し、孔径0.45㎛のニトロセルロースメンブレンフィルタ（アドバンテック社製）でろ過し、そのろ液をエバポレータで水分25重量％（Bx75）に濃縮し、ブドウ糖液を調製する。
【００５５】
得られた糖液について、糖組成は、DP1：DP2：DP3：その他の糖＝95.7％：1.3％：1.0％：2.0％で、着色度、灰分を分析すると、着色度は0.06、灰分は0.01％以下で、高品質のブドウ糖液を調製することができる。糖組成の分析法は、液体クロマトグラフィーによる修正百分率法で行った。着色度の分析法は、『澱粉糖関連工業分析法』（澱粉糖技術部会編、食品化学新聞社、平成3年）記載の異性化液糖灰分についての着色度（試料濃度30重量％）に従った。灰分の分析法は、『澱粉糖関連工業分析法』（澱粉糖技術部会編、食品化学新聞社、平成3年）記載の異性化液糖灰分についての導電率法（試料濃度25重量％）に従った。
【００５６】
このようにしてきらら397の白米粒を使用し、浸漬温度25℃で、pH設定値が11.8で、浸漬6時間でアルカリ浸漬することで、高い澱粉収率で且つ粗蛋白濃度の低い澱粉を容易に製造でき、更に調製された澱粉懸濁液から酵素糖化法でブドウ糖液を製造することができる。
【００５７】
また、上記の方法と、pH維持浸漬装置の添加用2％水酸化ナトリウム水溶液の添加ポンプを停止した以外は同様に行う浸漬法（「成行き」と称す）とを比較すると、白米粒について成行きで行ったアルカリ浸漬では、澱粉収率は低く、且つ澱粉の粗蛋白濃度は高い。
【００５８】
また、pH設定値が範囲を超えて12.6の場合は、浸漬した米に粘性があり、澱粉が部分的に糊化して、澱粉の分離精製が不能となった。
【００５９】
以下に本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明は実施例に制限されるものではない。
【実施例１】
【００６０】
ジャポニカ種の粳米であるきらら397の玄米（平成17年北海道産1等、水分13.1％）1kgをラボ精米機RICE PAL31（（株）山本製作所製）を使用し、精米歩留まり90％のきらら397白米粒を900ｇ得た。
【００６１】
槽内の液を温度調整できる容量１Lの浸漬槽において、浸漬槽の下部に設置した払出し口に米粒が流出しないように目開き1mmのスクリーンを設置し、浸漬用アルカリ液として0.2％水酸化ナトリウム水溶液450ｇを浸漬槽に入れ、浸漬中は浸漬槽の払出し口からポンプで浸漬液を900ml／hで引抜き、浸漬槽の頭部へ戻す循環配管を設置し、浸漬槽の液面にpH電極を挿入し、（株）日伸理化製NPH-680D のpHコントローラで浸漬液のpHを検出し、上記pHコントローラのpH設定値に11.8を入力し、浸漬液のpHが上記の設定値を下回った時のみ、添加用2％水酸化ナトリウム水溶液が添加ポンプで上記循環配管に添加され、浸漬液の低下したpHを上げてpH設定値まで戻すことができるpH維持浸漬装置を準備した。
【００６２】
上記の浸漬槽内の浸漬液を浸漬温度25℃に維持しつつ、浸漬槽に上記の白米300ｇを入れ、上記のpH維持浸漬装置を浸漬時間3時間運転した。
【００６３】
浸漬終了後、pH維持浸漬装置を停止し、浸漬槽から浸漬米全量を取出し、浸漬米に付着した浸漬液を水切りした。
【００６４】
浸漬米の約1/3量をナショナル製ミキサMX-X47（回転数10,800rpm）に入れ、300ｇの純水を加え、30秒間粉砕を3回繰返した後、篩別試験機（Fritsch社製）に設置した目開き45㎛のJIS篩（直径250mm）に粉砕物全量を移し、この操作を3回繰返した。
【００６５】
上記篩別試験機を振動させながら、450ｇの純水を篩上の粉砕物に注ぎ、洗浄して、篩を通過した液を集め、合計2,000ｇの粗澱粉懸濁液を調製した。
【００６６】
上記粗澱粉懸濁液をよく撹拌しながら、5本の遠心管に400gずつとり、遠心分離試験機で1,500Gにて10分間遠心分離処理し、沈降層と上清に分離し、上清を捨てた後、捨てた上清と同量の純水を遠心管に加え、沈降層を撹拌洗浄し、再び同条件で遠心分離処理し、沈降層の下層である白色の澱粉と沈降層の上層である黄色の蛋白と上清に分けた。
【００６７】
上清を捨てた後、沈降層の黄色の上層を薬用さじでかきとり、残った澱粉層に純水を加えて200ｇとし、沈降層を撹拌し、塩酸でpH5.5に調製して、合計1,000ｇの澱粉懸濁液を調製した。
【００６８】
上記澱粉懸濁液の一部をとり、循環式乾燥機で30℃の予備乾燥後、105℃で1夜乾燥して澱粉を調製し分析した結果、澱粉懸濁液の濃度は20.2重量％で、白米300ｇからの澱粉収率は77.5BD％（重量％対白米乾物）で、澱粉の粗蛋白濃度は、ミクロケルダル法（蛋白係数5.95）により、0.47BD％であった。
【００６９】
上記澱粉懸濁液の一部をとり、澱粉濃度15重量％の澱粉懸濁液を800ｇ調製し、Ca濃度100mg/kg懸濁液になるように塩化カルシウムを添加し、塩酸でpH6.3に調整し、液化酵素ターマミル（ノボ社製）を添加率0.05％（対澱粉）加え、沸騰浴で30分間攪拌しながら酵素反応し、液化液を調製した。
【００７０】
上記液化液に蓚酸でpH4.5に調整し、60℃に冷却した後、糖化酵素デキストロザイム（ノボ社製）を添加率0.1％（対澱粉）加え、60℃で48時間酵素反応し、糖化液を調製した。
【００７１】
上記糖化液に10ｇの活性炭白鷺（武田薬品製）を加え、75℃で加熱した後、5ｇの活性炭白鷺（武田薬品製）と5ｇの珪藻土ダイカライトSP（ダイカライトミネラル社製）をひいたNO.5Cろ紙（アドバンテック社製）を使用してブフナーロートで吸引ろ過し、ろ液を調製した。
【００７２】
得られたろ液についてダイヤイオンSK1B（三菱化学製）を充填したミニカラム、ダイヤイオンWA30（三菱化学製）を充填したミニカラムに順に通液し、糖液を調製した後、上記粉末活性炭で再度同様に活性炭処理し、孔径0.45㎛のニトロセルロースメンブレンフィルタ（アドバンテック社製）でろ過し、そのろ液をエバポレータで水分25重量％（Bx75）に濃縮し、ブドウ糖液を調製した。
【００７３】
得られた糖液について、糖組成は、DP1：DP2：DP3：その他の糖＝95.7％：1.3％：1.0％：2.0％で、着色度は0.08、灰分は0.01％以下であった。糖組成の分析法は、高速液体クロマトグラフィーによる修正百分率法で行った。着色度の分析法は、『澱粉糖関連工業分析法』（澱粉糖技術部会編、食品化学新聞社、平成3年）記載の異性化液糖灰分についての着色度（試料濃度30重量％）に従った。灰分の分析法は、『澱粉糖関連工業分析法』（澱粉糖技術部会編、食品化学新聞社、平成3年）記載の異性化液糖灰分についての導電率法（試料濃度25重量％）に従った。結果を表1の実施例1に示す。
【実施例２】
【００７４】
実施例1において、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例2に示す。
【実施例３】
【００７５】
実施例1において、浸漬時間を8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例3に示す。
【実施例４】
【００７６】
実施例1において、浸漬温度を35℃、pH設定値を11.7、浸漬時間3時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例4に示す。
【実施例５】
【００７７】
実施例4において、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例5に示す。
【実施例６】
【００７８】
実施例4において、浸漬時間を8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例6に示す。
【実施例７】
【００７９】
実施例1において、浸漬温度を50℃、pH設定値を11.5、浸漬時間3時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例7に示す。
【実施例８】
【００８０】
実施例7において、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例8に示す。
【実施例９】
【００８１】
実施例7において、浸漬時間を8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表1の実施例9に示す。
【比較例１】
【００８２】
実施例1において、浸漬温度を35℃、浸漬時間を6時間として、pH維持浸漬装置の添加用の2％水酸化ナトリウム水溶液の添加ポンプを停止しpH設定を無効にした以外は同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例1に示す。
【００８３】
この結果、得られた澱粉の収率は77.3BD％であったが、粗蛋白濃度は1.22BD％と高く、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例２】
【００８４】
実施例1において、浸漬時間を2時間として、同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例2に示す。
【００８５】
この結果、得られた澱粉の収率は77.2BD％であったが、粗蛋白濃度は0.95BD％と高く、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例３】
【００８６】
実施例1において、浸漬温度を50℃、pH設定値を11.5、浸漬時間を9時間として、同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例3に示す。
【００８７】
この結果、得られた澱粉の粗蛋白濃度は0.31BD％であったが、澱粉収率は72.5BD％と低かったので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例４】
【００８８】
実施例1において、浸漬温度を35℃、pH設定値を9.8、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例4に示す。
【００８９】
この結果、得られた澱粉の収率は76.8BD％であったが、粗蛋白濃度は1.13BD％と高く、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例５】
【００９０】
実施例1において、浸漬温度を35℃、pH設定値を12.6、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例5に示す。
【００９１】
この結果、浸漬した米に粘性があり、澱粉が部分的に糊化して、澱粉の分離精製が不能となったため澱粉の精製は行わなかった。
【比較例６】
【００９２】
実施例1において、浸漬温度を35℃、pH設定値を12.6、浸漬時間を6時間として、きらら397の玄米粒を使用して同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例6に示す。
【００９３】
この結果、得られた澱粉の粗蛋白濃度は1.27BD％と高く、澱粉収率は47.2BD％対玄米であったが、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例７】
【００９４】
実施例1において、浸漬時間を6時間として、きらら397の白米粒をサイクロンサンプルミル（UDY Corp.社製、目開き１mm）で製粉した白米粉を使用して同様に浸漬を行い、その結果を表2の比較例7に示す。
【００９５】
この結果、得られた澱粉収率は72.7BD％と低く、粗蛋白濃度は0.59BD％と高かったため、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【実施例１０】
【００９６】
実施例1において、カリフォルニア産インディカ米（白米粒、水分11.3％）を、精米機を使用することなく、そのまま使用し、pH設定値を12.0として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例10に示す。
【実施例１１】
【００９７】
実施例10において、浸漬時間8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例11に示す。
【実施例１２】
【００９８】
実施例10において、浸漬温度を50℃、pH設定値を11.7として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例12に示す。
【実施例１３】
【００９９】
実施例12において、浸漬時間を8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例13に示す。
【実施例１４】
【０１００】
実施例10において、浸漬温度を35℃、浸漬時間3時間、pH設定値を11.9として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例14に示す。
【実施例１５】
【０１０１】
実施例14において、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例15に示す。
【実施例１６】
【０１０２】
実施例14において、浸漬時間を8時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表3の実施例16に示す。
【比較例８】
【０１０３】
実施例10において、浸漬温度を35℃、浸漬時間6時間として、pH維持浸漬装置の添加用の2％水酸化ナトリウム水溶液の添加ポンプを停止しpH設定を無効にした以外は同様に浸漬を行い、その結果を表3の比較例8に示す。
【０１０４】
この結果、得られた澱粉の収率は74.2BD％であったが、粗蛋白濃度は2.06BD％と高く、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例９】
【０１０５】
実施例10において、浸漬温度を35℃、pH設定値を12.6、浸漬時間を６時間として、同様に浸漬を行い、その結果を表3の比較例9に示す。
【０１０６】
この結果、浸漬した米に粘性があり、澱粉が部分的に糊化して、澱粉の分離精製が不能となったため澱粉の精製は行わなかった。
【実施例１７】
【０１０７】
実施例1において、テキサス産ホワイトソルガム（精白粒、水分12.5％）を、製粉機を使用することなく、そのまま使用し、pH設定値を12.0、浸漬時間を6時間として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表4の実施例17に示す。
【実施例１８】
【０１０８】
実施例17において、浸漬温度を35℃として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表4の実施例18に示す。
【実施例１９】
【０１０９】
実施例17において、浸漬温度を50℃、pH設定値を11.5として、同様に浸漬を行い、澱粉収率と粗蛋白濃度は良好な結果となり、また調製されたブドウ糖液も良好な結果となり、その結果を表4の実施例19に示す。
【比較例１０】
【０１１０】
実施例17において、浸漬温度を35℃として、pH維持浸漬装置の添加用の2％水酸化ナトリウム水溶液の添加ポンプを停止しpH設定を無効にした以外は同様に浸漬を行い、その結果を表4の比較例10に示す。
【０１１１】
この結果、得られた澱粉の収率は66.8BD％であったが、粗蛋白濃度は2.37BD％と高く、これを使用した場合は酵素糖化の工程に負担がかかるので、ブドウ糖液の調製は行わなかった。
【比較例１１】
【０１１２】
実施例17において、浸漬温度を35℃、pH設定値を12.6として、同様に浸漬を行い、その結果を表4の比較例11に示す。
【０１１３】
この結果、浸漬したホワイトソルガムに粘性があり、澱粉が部分的に糊化して、澱粉の分離精製が不能となったため澱粉の精製は行わなかった
【０１１４】
【表１】
【０１１５】
【表２】
【０１１６】
【表３】
【０１１７】
【表４】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀物のアルカリ浸漬による澱粉製造方法において、浸漬液のｐＨが設定値を下回らないように、添加用アルカリ性薬品を添加する浸漬工程から得られた澱粉懸濁液を糖化する澱粉糖の製造方法。
【請求項２】
穀物が米、コーン、小麦、ソルガム、あわであることを特徴とする請求項１の製造方法。
【請求項３】
設定値がpH10.0〜12.5の範囲であることを特徴とする請求項１の製造方法。
【請求項４】
浸漬方法が3〜8時間であることを特徴とする請求項1の製造方法。
【請求項５】
米が破砕工程を経ない白米粒であることを特徴とする請求項1の製造方法。
【請求項１】
穀物のアルカリ浸漬による澱粉製造方法において、浸漬液のｐＨが設定値を下回らないように、添加用アルカリ性薬品を添加する浸漬工程から得られた澱粉懸濁液を糖化する澱粉糖の製造方法。
【請求項２】
穀物が米、コーン、小麦、ソルガム、あわであることを特徴とする請求項１の製造方法。
【請求項３】
設定値がpH10.0〜12.5の範囲であることを特徴とする請求項１の製造方法。
【請求項４】
浸漬方法が3〜8時間であることを特徴とする請求項1の製造方法。
【請求項５】
米が破砕工程を経ない白米粒であることを特徴とする請求項1の製造方法。
【公開番号】特開２０１０−２４２０３８（Ｐ２０１０−２４２０３８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９５４４６（Ｐ２００９−９５４４６）
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００１２２２４３）王子コーンスターチ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００１２２２４３）王子コーンスターチ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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