(57)【要約】　　　（修正有）【課題】従来廃棄されていたコーンコブミールを原料とする、甘味料として有用なキシロオリゴ糖の製造方法を提供する。【解決手段】コーンコブミールを、圧力密閉された複数段の連続押出機にて蒸煮した後、濾過装置にて固形物を除去した濾液にキシラナーゼを加え、加水分解処理するキシロオリゴ糖の製造方法であって、前記複数段の連続押出機における各押出機の蒸煮の条件が、最初の押出機から最後の押出機にすすむにつれて、温度及び圧力が上昇し、かつ、前記最後の押出機の蒸煮の条件が、１５０〜２５０℃及び２０〜２９ＭＰａである。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーンコブミールを１５０〜２５０℃及び２０〜２９ＭＰａの圧力容器内にて蒸煮した後、濾過装置にて固形物を除去した濾液にキシラナーゼを加え、加水分解処理することを特徴とするキシロオリゴ糖の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーンコブミールを原料とする甘味料として有用なキシロオリゴ糖の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キシロオリゴ糖は、腸内細菌の選択的な増殖促進効果を通しておなかの調子を良好に保つ機能を有する特定保健用食品として認定された乳酸菌飲料、チョコレートなどに利用される有用な糖類であり、医薬、サニタリー製品の分野おいても乳化剤、皮膚の保湿成分として利用されている。また、ヒトの食品用途だけではなく家畜の飼料の添加剤としても利用されている。
【０００３】
一般に、特定保健食品用に用いられるオリゴ糖類は、その殆どが整腸作用、即ち「腸内悪玉菌」である大腸菌や腸内腐敗発酵菌であるクロストリジウム属の菌の数を減らし、相対的に「腸内善玉菌」といわれるビフィズス菌を増加させる作用を持っている。たとえば、小麦フスマはキシランを主鎖とするヘミセルロースからなる多糖であり、難分解性の植物繊維として整腸作用を持つ食品として食品に添加されている。
【０００４】
キシロオリゴ糖の原料となるキシロースは木材中にも多量に含まれており、これら木材中のキシランを抽出し、キシロオリゴ糖を製造することも行われている。
また、パルプのヘミセルラーゼ処理工程から得られる反応ろ液から、キシロオリゴ糖を製造するのキシロオリゴ糖の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
一方、コーンコブを乾燥破砕したコーンコブミールは、キノコ栽培の菌床や豆類の研磨材あるいは動物の営巣材料などに利用されてはいるが、工業原料としての利用は極めて少なく、生産されるコーンコブの大半が廃棄物として捨てられており、その処理方法も焼却処分が中心のため環境を悪化させるなどの問題点も多く、コーンコブの有効利用も検討されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３３３６９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、従来廃棄していたコーンコブミールを原料とする、甘味料として有用なキシロオリゴ糖を製造する製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、下記の本発明により達成された。
即ち、本発明は、
コーンコブミールを１５０〜２５０℃及び２０〜２９ＭＰａの圧力容器内にて蒸煮した後、濾過装置にて固形物を除去した濾液にキシラナーゼを加え、加水分解処理することを特徴とするキシロオリゴ糖の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のキシロオリゴ糖の製造方法では、先ず、コーンコブミールを１５０〜２５０℃及び２０〜２９ＭＰａの圧力容器内にて蒸煮（以下、「蒸煮処理」という場合がある。）する。
【００１０】
本発明における蒸煮処理について説明する。
本発明における蒸煮処理はコーンコブミール（コーンコブを乾燥破砕、粉末化したもの）に水を添加し、亜臨界（超臨界一歩手前）状態である１５０〜２５０℃及び２０〜２９ＭＰａの圧力容器内にて蒸煮する工程をいう。
【００１１】
前記蒸煮処理は、温度を１５０〜２５０℃に、圧力を２０〜２９ＭＰａにする必要があり、温度を１８０〜２００℃に、圧力を２５〜２８ＭＰａにすることが好ましい。
また、水の添加量は、コーンコブミール１００質量部に対して、１０〜１０００質量部が好ましく、５０〜１００質量部がより好ましい。
前記蒸煮処理は１０〜３０分間行うことが好ましく、１５〜２０分間行うことがより好ましい。
【００１２】
更に、前記蒸煮処理では水と共に亜硫酸化合物をコーンコブミールに添加することができる。該亜硫酸化合物をコーンコブミールに添加することにより、蒸煮処理時間を短縮することができる。該亜硫酸化合物としては、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カルシウム等が挙げられる。
また、前記亜硫酸化合物の添加量はコーンコブミール１００質量部に対して、１〜１０質量部が好ましく、２〜５質量部がより好ましい。
【００１３】
前記蒸煮処理は図１に示すシリンダー内が圧力密閉されている押出機によって好適に実施される。図１は本発明における蒸煮処理を行う圧力容器の一例であるシリンダー内が圧力密閉されている押出機の部分断面図である。該押出機は基部に材料投入口２を有するシリンダー１と、材料投入口２から投入されたコーンコブミール及び水（以下、単に「材料」ということがある。）を混練（蒸煮）して先端側に押出しする螺旋状のフライト４を有するスクリュー３と、シリンダー１を加熱するヒーター５と、スクリュー３を回転するための電源（図示せず）に接続されたモータ７や原動歯車９及び従動歯車１０を有する減速ギア８等の駆動手段６と、蒸煮され押出しされた生成物を取出す取出口１１と、シリンダー１及びヒーター５を覆う断熱保温材１２等からなっている。なお、材料投入口２にはポンプ（図示せず）が取り付けられ、該ポンプより材料投入口２をとおしてシリンダー１内に材料が送り込まれる。また、スクリュー３の螺旋状のフライト４は、取出口１１に近ずくにつれてピッチが短くなっている。更に、シリンダー１のスクリュー３の先端部近傍には温度センサー１３及び圧力センサー１４が配設されている。
【００１４】
図１に記載の押出機による蒸煮処理は以下の手順でおこなわれる。不図示のポンプより材料投入口２をとおしてシリンダー１内に材料を投入し、ヒーター５によりシリンダー１内の温度を目的の温度に調整する。更に、モータ７側からみてモータ７の回転軸を時計回りに回転させることにより、原動歯車９を時計回りに、従動歯車１０を反時計回りに回転させ、更にスクリュー３を反時計回りに回転させコーンコブミールを蒸煮しながら取出口１１方向に押出す。スクリュー３の螺旋状のフライト４は、取出口１１に近ずくにつれてピッチが短くなっているため、コーンコブミールは取出口１１に近ずくにつれ圧縮され所定の圧力がかかる。蒸煮処理が終了したコーンコブミールは取出口１１から押出される。
本実施形態では温度センサー１３及び圧力センサー１４がシリンダー１のスクリュー３の先端部近傍に配設されているが、温度センサー１３の配設位置はシリンダー１の軸方向の中心部よりスクリュー３の先端部側であればよく、圧力センサー１４の配設位置はシリンダー１のスクリュー３の先端部側１／４の空間であればよい。
【００１５】
図１に記載の押出機による蒸煮処理を行う場合は、温度センサー１３及び圧力センサー１４で測定した温度及び圧力が、１５０〜２５０℃、圧力：２０〜２９ＭＰａの条件を満たしている必要がある。
【００１６】
更に、図１に記載の押出機を２台以上直列に連結して蒸煮処理する方法、つまり第一の押出機で蒸煮され取出口１１から押出されたコーンコブミールと水との混合物を直接第二の押出機の材料投入口２に投入し更に蒸煮する方法も好適に行われる。
図１に記載の押出機を２台以上直列に連結して蒸煮処理する場合、各押出機の蒸煮条件は、最後に連結した押出機の蒸煮条件が温度：１５０〜２５０℃、圧力：２０〜２９ＭＰａの条件を満たしていれば同一でも異なっていてもよい。各押出機の蒸煮条件が異なっている場合は、第一の押出機から最後に連結した押出機にすすむにつれて温度及び圧力が上昇していることが好ましい。
【００１７】
上述のコーンコブミールの蒸煮処理により、リグノセルロースが分解して生成したポリフェノール（リグニンから変化することにより生成）及びセルロースと、可溶性のヘミセミロース（以下、「可溶性キシラン」という。）とが得られ、これを濾過装置にて濾過（濾過処理）することにより、濾液としてポリフェノール及び可溶性キシランの混合溶液が得られる。
【００１８】
前記濾過処理により得られた可溶性キシランは、キシラナーゼによる加水分解処理（酵素処理）を行うことによりキシロオリゴ糖となる。
前記酵素処理は以下の手順で行うことができる。撹拌装置を備え保温機構を有する反応容器内で、濾過装置にて固形物を除去した濾液にキシラナーゼを添加し反応させ、得られた反応生成物から濾過装置にて懸濁物質を除去し乾燥させる。
以上の手順でキシロオリゴ糖が得られる。
【００１９】
前記酵素処理におけるキシラナーゼの添加量は濾液１００質量部に対し０．１〜５質量部が好ましく、０．５〜２質量部がより好ましい。
また、前記酵素処理はｐＨ３〜８の条件下で行うことが好ましく、ｐＨ４〜６の条件下で行うことがより好ましい。
更に、処理温度は３０〜５０℃が好ましく、４０〜４５℃がより好ましい。攪拌速度は毎分６０〜２００回転が好ましく、１００〜１５０回転がより好ましい。処理時間は１５〜３０時間が好ましく、２０〜２４時間がより好ましい。
【００２０】
キシロオリゴ糖は虫歯を予防したり腸内細菌のバランスを整えて健康を増進する作用があることから各種の食品に利用されており、今後も需要は大きく伸びることが予想される。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
コーンコブミールの蒸煮を図１に示す圧力密閉された押出機と同様の押出機が直列に４基連なっているものにより行った。前記直列に４基連なっている押出機は第一の押出機の取出口１１と第二の押出機の材料投入口２が連結され、以下同様に第四の押出機まで連結されており、第一の押出機により蒸煮された混練物が直接第二の押出機の材料投入口２を通してシリンダー１内に投入され、同様に第四の押出機の材料投入口２まで達する仕組みとなっている。
【００２２】
コーンコブミール１００質量部に亜硫酸カルシウム５質量部及び水５０質量部を添加し、それを図１に示す圧力密閉された押出機の材料投入口２よりシリンダー１内に投入した。次に第一の押出機の温度・圧力を表１に記載の値に設定し、モーターを駆動しスクリュー３を回転させ５分間混練（蒸煮）した後、取出口１１から押出す。取出口１１から押出された混練物は直接第二の押出機の材料投入口２を通してシリンダー１内に投入され、同様に第四の押出機まで混練（蒸煮）を行った。各押出機の設定条件及び混練（蒸煮）時間は表１に示すとおりである。尚、表１に記載の温度及び圧力は、温度センサー１３及び圧力センサー１４で測定した値である。
【００２３】
【表１】
2004024234.tif 000002
【００２４】
前記蒸煮したコーンコブミールを濾過装置にて濾過することにより得られた濾液を、攪拌装置を備えた保温機構を有する反応容器内に投入し、更に濾液１００質量部に対して、キシラナーゼ３質量部、水酸化ナトリウム０．１質量部を前記反応容器内に投入した後、温度４５℃、攪拌速度毎分１５０回転で２４時間反応させ、キシロオリゴ糖を得た。
【００２５】
【発明の効果】
本発明により、従来廃棄されていたコーンコブミールを原料とする、甘味料として有用なキシロオリゴ糖の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における蒸煮処理を行う圧力容器の一例であるシリンダー内が圧力密閉されている押出機の部分断面図である。
【符号の説明】
１　シリンダー
２　材料投入口
３　スクリュー
４　螺旋状のフライト
５　ヒーター
６　駆動手段
７　モーター
８　減速ギア
９　原動歯車
１０　従動歯車
１１　取出口
１２　断熱保温材
１３　温度センサー
１４　圧力センサー
【図１】
2004024234.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月16日(2003.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーンコブミールを、シリンダー内が圧力密閉された複数段の連続押出機にて蒸煮した後、濾過装置にて固形物を除去した濾液にキシラナーゼを加え、加水分解処理するキシロオリゴ糖の製造方法であって、
前記複数段の連続押出機における各押出機の蒸煮の条件が、最初の押出機から最後の押出機にすすむにつれて、温度及び圧力が上昇し、
かつ、前記最後の押出機の蒸煮の条件が、１５０〜２５０℃及び２０〜２９ＭＰａであることを特徴とするキシロオリゴ糖の製造方法。
【請求項２】
前記コーンコブミールを蒸煮する際に、亜硫酸化合物を添加することを特徴とする請求項１に記載のキシロオリゴ糖の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、下記の本発明により達成された。
即ち、本発明は、
＜１＞　コーンコブミールを、シリンダー内が圧力密閉された複数段の連続押出機にて蒸煮した後、濾過装置にて固形物を除去した濾液にキシラナーゼを加え、加水分解処理するキシロオリゴ糖の製造方法であって、前記複数段の連続押出機における各押出機の蒸煮の条件が、最初の押出機から最後の押出機にすすむにつれて、温度及び圧力が上昇し、かつ、前記最後の押出機の蒸煮の条件が、１５０〜２５０℃及び２０〜２９ＭＰａであることを特徴とするキシロオリゴ糖の製造方法である。
＜２＞　前記コーンコブミールの蒸煮に際し、亜硫酸化合物を添加することを特徴とする＜１＞に記載のキシロオリゴ糖の製造方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のキシロオリゴ糖の製造方法では、先ず、シリンダー内が圧力密閉された複数段の連続押出機にて蒸煮する（以下、「蒸煮処理」という場合がある。）。本発明においては、前記複数段の連続押出機における各押出機の蒸煮の条件は、最初の押出機から最後の押出機にすすむにつれて、温度及び圧力が上昇し、かつ、前記最後の押出機の蒸煮の条件が、１５０〜２５０℃及び２０〜２９ＭＰａであることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明における蒸煮処理について説明する。
本発明における蒸煮処理は、コーンコブミール（コーンコブを乾燥破砕、粉末化したもの）に水を添加し、前記最後の押出機においては、亜臨界（超臨界一歩手前）状態である１５０〜２５０℃及び２０〜２９ＭＰａにて蒸煮する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記蒸煮処理は、前記最後の押出機においては、温度を１５０〜２５０℃に、圧力を２０〜２９ＭＰａにする必要があり、温度を１８０〜２００℃に、圧力を２５〜２８ＭＰａにすることが好ましい。
また、水の添加量は、コーンコブミール１００質量部に対して、１０〜１０００質量部が好ましく、５０〜１００質量部がより好ましい。
前記蒸煮処理は１０〜３０分間行うことが好ましく、１５〜２０分間行うことがより好ましい。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
前記蒸煮処理は図１に示すようにシリンダー内が圧力密閉されている押出機を、２台以上直列に連結した複数段の連続押出機によって好適に実施される。図１は本発明における蒸煮処理に用いられるシリンダー内が圧力密閉されている押出機の部分断面図である。該押出機は基部に材料投入口２を有するシリンダー１と、材料投入口２から投入されたコーンコブミール及び水（以下、単に「材料」ということがある。）を混練（蒸煮）して先端側に押出しする螺旋状のフライト４を有するスクリュー３と、シリンダー１を加熱するヒーター５と、スクリュー３を回転するための電源（図示せず）に接続されたモータ７や原動歯車９及び従動歯車１０を有する減速ギア８等の駆動手段６と、蒸煮され押出しされた生成物を取出す取出口１１と、シリンダー１及びヒーター５を覆う断熱保温材１２等からなっている。なお、材料投入口２にはポンプ（図示せず）が取り付けられ、該ポンプより材料投入口２をとおしてシリンダー１内に材料が送り込まれる。また、スクリュー３の螺旋状のフライト４は、取出口１１に近づくにつれてピッチが短くなっている。更に、シリンダー１のスクリュー３の先端部近傍には温度センサー１３及び圧力センサー１４が配設されている。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図１に記載の押出機による蒸煮処理は以下の手順でおこなわれる。不図示のポンプより材料投入口２をとおしてシリンダー１内に材料を投入し、ヒーター５によりシリンダー１内の温度を目的の温度に調整する。更に、モータ７側からみてモータ７の回転軸を時計回りに回転させることにより、原動歯車９を時計回りに、従動歯車１０を反時計回りに回転させ、更にスクリュー３を反時計回りに回転させコーンコブミールを蒸煮しながら取出口１１方向に押出す。スクリュー３の螺旋状のフライト４は、取出口１１に近づくにつれてピッチが短くなっているため、コーンコブミールは取出口１１に近づくにつれ圧縮され所定の圧力がかかる。蒸煮処理が終了したコーンコブミールは取出口１１から押出される。
本実施形態では温度センサー１３及び圧力センサー１４がシリンダー１のスクリュー３の先端部近傍に配設されているが、温度センサー１３の配設位置はシリンダー１の軸方向の中心部よりスクリュー３の先端部側であればよく、圧力センサー１４の配設位置はシリンダー１のスクリュー３の先端部側１／４の空間であればよい。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図１に記載の押出機による蒸煮処理は、最後の押出機において、温度センサー１３及び圧力センサー１４で測定した温度及び圧力が、１５０〜２５０℃、圧力：２０〜２９ＭＰａの条件を満たしている必要がある。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明における蒸煮処理は、図１に記載の押出機を２台以上直列に連結して蒸煮処理する方法、つまり第一の押出機（最初の押出機）で蒸煮され取出口１１から押出されたコーンコブミールと水との混合物を直接第二の押出機の材料投入口２に投入し更に蒸煮する方法により行われる。
図１に記載の押出機を２台以上直列に連結して蒸煮処理する場合、各押出機の蒸煮条件は、最後に連結した押出機（最後の押出機）の蒸煮条件が温度：１５０〜２５０℃、圧力：２０〜２９ＭＰａの条件を満たし、かつ、第一の押出機から最後に連結した押出機にすすむにつれて温度及び圧力が上昇している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上述のコーンコブミールの蒸煮処理により、リグノセルロースが分解して生成したポリフェノール（リグニンから変化することにより生成）及びセルロースと、可溶性のヘミセルロース（以下、「可溶性キシラン」という。）とが得られ、これを濾過装置にて濾過（濾過処理）することにより、濾液としてポリフェノール及び可溶性キシランの混合溶液が得られる。