(57)【要約】【課題】残渣大豆の廃棄処理のための格別な費用を要せず、環境負荷の軽減を可能にする大豆オリゴ糖製造方法の提供。【解決手段】熱水抽出工程Ｓ２では、丸大豆を水中で煮ることにより糖質を抽出する。冷蔵保存工程Ｓ７において、濃縮糖質液を２日間低温で保存することにより、オリゴ糖の濃度を高める。丸大豆のままの熱水抽出により、オリゴ糖などの糖質及び水溶性食物繊維は熱水中に溶け出すが、たんぱく質及び脂質は種皮により妨げられ、熱水中に溶け出す割合が僅かである。丸大豆のままの残渣大豆は、工程Ｓ３により容易に除去できるので、廃棄処理のための格別な費用を要せず、また環境に負荷を掛けることもほとんど無い。たんぱく質及び脂質の大部分が残っている残渣大豆は飼料または肥料として有用であり、残渣大豆の処理費用はほとんど発生しない。【選択図】  図１
2008127298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸大豆を水中で煮ることにより該丸大豆から糖質を該水中に抽出し、該糖質を含む液状体である糖質液を生成する熱水抽出工程と、
前記糖質液に処理を施すことにより、該処理前の該糖質液におけるよりも高い濃度で大豆オリゴ糖を含む大豆オリゴ糖液を生成する糖質液処理工程と
を含む大豆オリゴ糖液製造方法。
【請求項２】
前記糖質液処理工程は、
前記熱水抽出工程で前記糖質を抽出された残渣大豆を前記糖質液から除去する残渣大豆除去工程と、
前記残渣大豆除去工程で前記残渣大豆を除かれた前記糖質液を濃縮し、濃縮糖質液を生成する第１の濃縮工程と、
前記濃縮糖質液を加圧滅菌する加圧滅菌工程と、
前記加圧滅菌工程で滅菌された前記第１の濃縮糖質液をフィルターで濾過し、濾過濃縮糖質液を生成する濾過工程と、
前記濾過濃縮糖質液を０℃以上５℃以下の低温で１日以上の期間に亘って容器内に保存し、水溶性食物繊維を該容器内で沈殿させる冷蔵保存工程と、
前記冷蔵保存工程において前記水溶性食物繊維を沈殿させた前記濾過濃縮糖質液の上澄みを、前記容器内に沈殿した沈殿物から分けて取り出すデカンテーション工程と、
前記デカンテーション工程で取り出された前記上澄みを濃縮し、大豆オリゴ糖液を生成する第２の濃縮工程と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の大豆オリゴ糖液製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オリゴ糖液の製造方法に関し、特に皮付きの丸大豆から皮除去したり、丸大豆を割ったり、或いは丸大豆を粉砕したりすることなく、皮付きの丸大豆から直接にオリゴ糖を抽出し、オリゴ糖を抽出された残渣大豆を飼料や肥料として有効に利用でき、ひいては残渣大豆の廃棄処理を要せず、環境負荷の軽減を可能にする大豆オリゴ糖の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オリゴ糖は、２分子から１０分子以下の単糖類が脱水的に結合したもので、少糖類の別称である。ある種のオリゴ糖は、人の消化酵素では分解され難いので、途中で吸収されることなく、大腸まで到達し、大腸内の有用菌であるビフィズス菌の栄養となり、ビフィズス菌を増殖させ、他方ウエルシュ菌などの大腸内の悪玉菌や大腸菌では分解され難いという性質を持つ。このような消化・分解の容易性に関し選択性のあるオリゴ糖は、便秘・高脂血症の改善、老化防止や、肥満・動脈硬化の予防などのために、健康志向食用などとして利用されている。
【０００３】
大豆オリゴ糖は、大豆に含まれる各種少糖類（オリゴ糖）の総称であって、消化・分解の容易性に関し選択性のある上述のオリゴ糖の一種であり、蔗糖（砂糖）に比べ甘味度が弱く、さらっとした爽やかな甘味を感じさせる。このような性質の大豆オリゴ糖は、上述の健康志向食用として特に有用である。
【０００４】
従来、大豆オリゴ糖を製造する方法としては、豆腐の製造工程で不要な残滓として生成されるおからに水を加え、水中に溶出した各種の大豆成分の中からオリゴ糖成分を抽出する方法が知られている。また、おからに代えて粉砕大豆を用い、粉砕大豆からオリゴ糖成分を水に溶出させ、水に溶出したオリゴ糖成分を分離するオリゴ糖製造方法が知られている。更には、大豆の種皮を除去し、種皮の除去された大豆を２つから４つ程度に割り、半割〜４つ割れの割れ大豆を温水に漬け、オリゴ糖を温水に溶出させ、オリゴ糖が溶出した温水を濃縮し、大豆オリゴ糖液を製造する特開２００４−５１４９３（特許文献１）記載の方法が知られている。その他の方法として、丸大豆を圧搾し、大豆油を搾り取ると、圧片化した脱脂大豆が搾油の残渣として生成されるので、特許文献１における割り大豆に代えて、この脱脂大豆からオリゴ糖を抽出する方法も知られている。
【特許文献１】特開２００４−５１４９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の従来の大豆オリゴ糖の製造方法では、大豆オリゴ糖を抽出されたおから、粉砕大豆、割り大豆または脱脂大豆は不要な残渣となり、廃棄処分される。特に、おから又は粉砕大豆からオリゴ糖を抽出した残渣では粒子が微細であり、ヘドロ状を呈し、廃棄物として処理するための費用が相当にかかり、廃棄処理のために環境に大きな負荷を掛ける。また、オリゴ糖を抽出された割り大豆である残渣も、種皮を除かれているので、オリゴ糖抽出工程で次第に微細化されており、飼料や肥料としての利用は困難となる。また、脱脂大豆は、搾油工程で圧片化される際に種皮を破壊されているので、オリゴ糖抽出工程で次第に微細化され、温湯中に分散する。そこで、脱脂大豆のオリゴ糖抽出工程で残る残渣は、やはりヘドロ状を呈し、廃棄物として処理するための費用が相当にかかり、廃棄処理のために環境に大きな負荷を掛ける。
【０００６】
その上、おから、粉砕大豆、割り大豆または脱脂大豆から大豆オリゴ糖を抽出する従来の方法では、種皮が除かれているか又は種皮が破壊されている大豆からオリゴ糖を抽出するので、大豆オリゴ糖を抽出する工程において、大豆からたんぱく質及び脂質の成分がほとんどオリゴ糖と共に抽出され、残渣に残る栄養成分は少ない。そこで、栄養価の点でも、従来のオリゴ糖液製造方法で生成される残渣は、飼料や肥料としての利用は困難であり、廃棄物として処分せざるを得ない。しかし、大豆の残渣の廃棄物としての処分にはかなりの費用を要するし、その廃棄処理は環境に大きな負荷を掛ける。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、皮付きの丸大豆から種皮除去したり、丸大豆を割ったり、或いは丸大豆を粉砕したりすることなく、皮付きの丸大豆から直接にオリゴ糖を抽出し、オリゴ糖を抽出された残渣大豆を飼料や肥料として有効に利用でき、ひいては残渣大豆の廃棄処理のための格別な費用を要せず、環境負荷の軽減を可能にする大豆オリゴ糖液製造方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の課題を解決するために本発明は次の手段を提供する。
【０００９】
（１）丸大豆を水中で煮ることにより該丸大豆から糖質を該水中に抽出し、該糖質を含む液状体である糖質液を生成する熱水抽出工程と、
前記糖質液に処理を施すことにより、該処理前の該糖質液におけるよりも高い濃度で大豆オリゴ糖を含む大豆オリゴ糖液を生成する糖質液処理工程と
を含む大豆オリゴ糖液製造方法。
【００１０】
（２）前記糖質液処理工程は、
前記熱水抽出工程で前記糖質を抽出された残渣大豆を前記糖質液から除去する残渣大豆除去工程と、
前記残渣大豆除去工程で前記残渣大豆を除かれた前記糖質液を濃縮し、濃縮糖質液を生成する第１の濃縮工程と、
前記濃縮糖質液を加圧滅菌する加圧滅菌工程と、
前記加圧滅菌工程で滅菌された前記第１の濃縮糖質液をフィルターで濾過し、濾過濃縮糖質液を生成する濾過工程と、
前記濾過濃縮糖質液を０℃以上５℃以下の低温で１日以上の期間に亘って容器内に保存し、水溶性食物繊維を該容器内で沈殿させる冷蔵保存工程と、
前記冷蔵保存工程において前記水溶性食物繊維を沈殿させた前記濾過濃縮糖質液の上澄みを、前記容器内に沈殿した沈殿物から分けて取り出すデカンテーション工程と、
前記デカンテーション工程で取り出された前記上澄みを濃縮し、大豆オリゴ糖液を生成する第２の濃縮工程と
を含むことを特徴とする前記（１）に記載の大豆オリゴ糖液製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、残渣大豆の廃棄処理のための格別な費用を要せず、また環境負荷の軽減を可能にする大豆オリゴ糖製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を挙げ、本発明を一層詳しく説明する。図１は、本実施の形態である大豆オリゴ糖製造方法を示す工程図である。この大豆オリゴ糖製造方法は図１における水洗い・水浸漬工程Ｓ１から濃縮工程Ｓ９までの９工程よりなっている。
【００１３】
水洗い・水浸漬工程Ｓ１では、種皮の付いたままの丸大豆を水で洗うことにより、種皮に付着した汚れを洗い流し、水洗いされた丸大豆を容器に入れ、重量比５倍の水をその容器に加え、丸大豆を常温で１２時間に亘って水に漬け、重量比で約４倍に膨らむまで丸大豆を膨潤させる。水浸漬温度によって、丸大豆が膨潤程度は相違するので、その温度に応じて水浸漬時間を調整し、水浸漬では重量比で約４倍に膨らむまで丸大豆を膨潤させる。
【００１４】
熱水抽出工程Ｓ２では、水洗い・水浸漬工程Ｓ１で膨潤させた丸大豆を重量比で５倍の水とともに鍋に入れ、大気圧下で約235分煮沸し、オリゴ糖を含む糖質の熱水抽出をする。本実施の形態は、種皮の付いたままの丸大豆に熱水抽出工程Ｓ２を施すことを大きな特徴としている。丸大豆のまま熱水抽出することにより、オリゴ糖などの糖質及び水溶性食物繊維は熱水中によく溶け出すが、大豆のたんぱく質及び脂質は種皮により妨げられ、熱水中に溶け出す割合が僅かである。そして、オリゴ糖等の糖質及び水溶性食物繊維を抽出されることにより残渣となった大豆は、種皮を付けたままの丸大豆である。このことから、残渣は次の残渣大豆除去工程Ｓ３により容易に除去できるので、残渣大豆の廃棄処理のための格別な費用を要せず、また残渣が環境に負荷を掛けることもほとんど無い。その上、残渣大豆にはたんぱく質及び脂質の大部分が残っているので、残渣大豆は飼料または肥料として有用であり、この点からも残渣大豆の処理費用はほとんど発生しない。
【００１５】
熱水抽出工程Ｓ２の終了時の圧力釜内には、オリゴ糖等の糖質および水溶性食物繊維が含まれる水と糖質および水溶性食物繊維を抽出された大豆（残渣大豆）とが混在する。残渣大豆除去工程Ｓ３では、そのオリゴ糖等の糖質および水溶性食物繊維を含有する水と残渣大豆との混在物を笊（ざる）に移し、残渣大豆を除いたオリゴ糖等の糖質および水溶性食物繊維含有水を得る。
【００１６】
濃縮工程Ｓ４では、残渣大豆除去工程Ｓ３で得たオリゴ糖等の糖質および水溶性食物繊維含有水を減圧釜で５倍に濃縮する（液体容量が５分の１に減少するまでの濃縮）。
【００１７】
加圧滅菌工程Ｓ５では、濃縮工程Ｓ４で得た濃縮液を高圧釜に入れ、高圧釜内温度を120℃に設定し（高圧釜内圧力：約２気圧）、７分間加圧加熱し、濃縮液の滅菌をする。
【００１８】
濾過工程Ｓ６では、加圧滅菌工程Ｓ５で得た滅菌濃縮液を呼び口径0.2ミクロンのフィルターで濾過し、工程Ｓ１乃至Ｓ３で丸大豆の表面から剥げ落ちたり、或いは工程Ｓ４，Ｓ５の処理において液中に凝集して生じた0.2ミクロン以上の固形物を除去する。
【００１９】
冷蔵保存工程Ｓ７では、濾過工程Ｓ６で濾過して得た濃縮液を容器に入れて2±0.5℃の温度に冷却し、約２日間保存し、濃縮液中の重い成分を沈殿させる。沈殿した成分には、水溶性食物繊維が多く含まれる。水溶性食物繊維成分は、沈殿し、低温下で保存されている間にゲル化し、ゼリー状となる。オリゴ糖は少糖類であり分子量が小さく、でんぷんや水溶性食物繊維は多糖類であり、分子量が大きく重いので、冷蔵保存中にオリゴ糖は次第に浮き上がり、水溶性食物繊維は次第に沈殿する。そこで、冷蔵保存工程Ｓ７により、オリゴ糖と水溶性食物繊維とは容器内で上澄み成分と沈殿成分に分離され、オリゴ糖は上澄み液に含まれ、食物繊維は沈殿物に含まれる。冷蔵保存することは、濃縮液における雑菌の増殖を防止する点でも意義がある。
【００２０】
デカンテーション工程Ｓ８では、冷蔵保存工程Ｓ７で濃縮液を低温で保存し、濃縮液の重い成分が容器の底に沈殿状態にあるときに、その容器を静かに傾け、上澄み液だけを他の容器に流し出す。なお、デカンテーションとは、化学分野の用語であり、沈殿物を容器の底の方に沈ませたあと、容器を静かに傾けて上澄み液だけを流し出す操作をいう。工程Ｓ７で冷蔵保存された濃縮液において沈殿した成分には、上述のように、水溶性食物繊維が多く含まれ、水溶性食物繊維成分が冷蔵保存中にゼリー状となっているので、デカンテーションでは、液状の上澄みだけを容易に取り出せ、上澄みと一緒に沈殿物が流れ出すことはない。本実施の形態では、冷蔵保存工程Ｓ７とデカンテーション工程Ｓ８とにより、高い収率で安価にオリゴ糖を水溶性食物繊維から分離して取り出すことができる。
【００２１】
濃縮工程Ｓ９では、デカンテーションＳ８で得た上澄み液を減圧釜により約５倍に濃縮し、本実施形態の大豆オリゴ糖液を得る。濃縮工程Ｓ９で得られた濃縮液を分析したところ、濃縮液はオリゴ糖成分を12.5％含有し、糖度75％であった。オリゴ糖成分の内訳は、ラフィノース2.7％、スタキオース9.8％であった。
【００２２】
以上には、理解を容易にするために実施の形態を挙げ、本発明を詳細に説明したが、本発明がこの実施の形態に限定されるものでないことは勿論である。例えば、工程Ｓ１の水浸漬工程を省略しても本発明は実施できる。水浸漬を省略し、丸大豆を膨潤させることなく、水洗い工程の後に直ぐに熱水抽出工程Ｓ２に移行しても、熱水抽出工程Ｓ２においてオリゴ糖成分を熱水中に抽出できる。また、上記実施の形態では、各工程における温度、時間、濃度、フィルターの呼び口径などを具体的な値で示したが、本発明の方法はこれらの値に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、熱水抽出工程Ｓ２において、まず大気圧下で235分間の煮沸によるオリゴ糖の抽出をしたが、その煮沸時間は235分より長くても、短くても差し支えない。煮沸時間が長いほど、オリゴ糖の収率は向上する。また、その熱水抽出工程Ｓ２は、大気圧下ではなく、加圧下で行っても差し支えない。熱水抽出工程Ｓ２を加圧下で行うには、例えば、水洗い・水浸漬工程Ｓ１で得た膨潤大豆を圧力鍋に入れ、重量比５倍の水を加え、圧力鍋内の温度が105.5±0.5℃となる圧力下で約90分間の熱水抽出をする。この約90分間の熱水抽出では、なお残渣大豆にオリゴ糖がかなり残存するので、収率の一層の増大を図るには、第１回目の加圧下の熱水抽出の後、圧力鍋の内容を笊（ざる）によりオリゴ糖溶出液と大豆とに分け、大豆だけを再び圧力鍋に入れ、第１回目と同じ条件で第２回目の熱水抽出をする。この２回の加圧下の熱水抽出により、丸大豆に含まれていたオリゴ糖は大部分抽出される。なお、加圧下の熱水抽出は圧力釜内温度が105℃となる圧力を例として挙げたが、この圧力を一層高い値として熱水抽出することは、抽出効率を高め点で有効であるが、圧力が高い程、オリゴ糖の他にたんぱく質が多く溶出するので、オリゴ糖の純度が低下するという問題もある。
【００２３】
また、加圧滅菌工程Ｓ５は、圧力釜内温度が120℃となる約２気圧の圧力下で７分間の加熱処理であったが、圧力および加熱時間はこれに限定されない。尤も、７分の加熱時間は滅菌には十分な長さであるし、加熱時間が長すぎると濃縮液が圧力釜に焦げ付くので、実験により７分程度が好適であることが判明した。また、濾過工程Ｓ６において用いるフィルターの呼び口径を0.2ミクロンとしたが、呼び口径はこの値に限られない。フィルターの呼び口径をより大きくすると、濾過の所要時間を短縮できるが、最終的に得られるオリゴ糖の口当たりが次第に粗くなり、逆にフィルターの呼び口径をより小さくすると、濾過の所要時間は長くなるが、最終的に得られるオリゴ糖の口当たりは滑らかになる。なお、濾過工程Ｓ６は、ある程度の量の滅菌濃縮液を一度に濾過することが、効率的であるが、工程Ｓ１から工程Ｓ６までの処理における減圧釜や加圧釜の容量などの都合で、１回分の工程Ｓ１から工程Ｓ６までの処理で得られる滅菌濃縮液の寮が濾過工程Ｓ６で濾過するには不足するときは、濾過工程Ｓ６の直前に滅菌濃縮液を冷蔵して保存する工程を設け、次回の工程Ｓ１から工程Ｓ６までの処理で得られた滅菌濃縮液を冷蔵保存しておいた前回の滅菌濃縮液に加え、２回分の工程Ｓ１から工程Ｓ６までの処理で得られた滅菌濃縮液を濾過するようにしてもよい。この際、冷蔵保存しておいた滅菌濃縮液は一旦常温に戻して、保存中に沈殿した食物繊維などの沈殿部と上澄みとを混ぜ、後から生成された滅菌濃縮液と混合することが必要である。
【００２４】
また、冷蔵保存工程Ｓ７では、２℃の温度で２日間保存するとしたが、その温度は−１℃〜５℃の範囲であれば、沈殿物である水溶性食物繊維のゲル化が可能であり、また雑菌の増殖も防止できるので、本発明は実施できる。その冷蔵保存の期間は、水溶性食物繊維のゲル化のためには２日で足りるが、一層長期の期間、例えば５日でも差し支えない。
【００２５】
本発明で用いる丸大豆は、黄大豆でも黒大豆でも差し支えない。黒大豆は、抗酸化物質として知られるポリフェノールの一種のアントシアニンを含み、健康増進に好ましいと言われているが、原料を黒大豆とすると、工程Ｓ９で得られるオリゴ糖液が黒味を帯びた色となり、黄大豆から得られる薄い黄色の透明感のあるオリゴ糖液とは相違する。そこで、原料として黒大豆を用い、透明感のあるオリゴ糖液を求めるときは、工程Ｓ９に続いて活性炭による脱色工程を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態である大豆オリゴ糖製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ｓ１  水洗い・水浸漬工程
Ｓ２  熱水抽出工程
Ｓ３  残渣大豆除去工程
Ｓ４  濃縮工程
Ｓ５  加圧滅菌工程
Ｓ６  濾過工程
Ｓ７  冷蔵保存
Ｓ８  デカンテーション工程
Ｓ９  濃縮工程
【図１】
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