(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大豆かすに界面活性剤を添加し、加熱処理を施し、次いで固液分離処理を施すことを特徴とする酵素処理を行わない大豆繊維体の製造方法。
【請求項２】
大豆かすに界面活性剤と水を添加することを特徴とする請求項１記載の大豆繊維体の製造方法。
【請求項３】
固液分離処理が、目開き４０〜１２０メッシュの濾過体を用いる固液分離処理であることを特徴とする請求項１又は２記載の大豆繊維体の製造方法。
【請求項４】
固液分離処理の後に乾燥処理を施すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の大豆繊維体の製造方法。
【請求項５】
大豆かす生重に対して、０．５〜２％の界面活性剤を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の大豆繊維体の製造方法。
【請求項６】
界面活性剤が生分解性界面活性剤であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の大豆繊維体の製造方法。
【請求項７】
大豆粕がおからであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の大豆繊維体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、界面活性剤を用いておから等の大豆かすから大豆繊維体を製造する方法や、かかる製造方法により得られる大豆繊維体等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境への影響が問題にされるようになり、資源の有効利用と環境保護の重要性が経済活動の範囲を超えて、広く一般の社会生活においても認識される様になってきた。食品工業の副産物や廃棄物も例外足り得ず、例えば、大豆を原料として豆腐を製造するに際し、絞り滓として大量に生成するおからは、一部は惣菜の「卯の花」や食品配合材料として、あるいは家畜の飼料、肥料などとして利用されているが、絞り滓としての膨大な生成量に比べて、有効に利用されている量は僅かであり、資源としての有用性を備えているにも関わらず、その大部分は廃棄され、環境汚染の一因ともなっており、環境を汚染することのない有効利用法の確立が急務とされている。食品素材としてのおからの使用量には将来にわたっても限界があり、また、栄養が豊富に含まれるために飼料としては有用であるが、その保存が難しいという問題があり、また堆肥としても有効であるが、堆肥化する際に発生する悪臭が問題となっていた。このように、豆腐や醤油等の大豆加工商品を生産することにより、副産物としておからなどの大豆かすが多量に生じ、ごく一部に関しては再利用されるが残りの大部分は産業廃棄物として処分されているのが現状である。
【０００３】
日本食品標準成分表四訂版(１９８２)によると、おから成分は、表１に示されるように、その大部分は水分であり、また乾燥体における主要成分の半分以上が炭水化物であり、夾雑物としてはタンパク質、脂質が挙げられる。かかる多量の水分と栄養分を含むおからを再利用する上での技術上の最大の問題点はその保存性にあり、保存性を向上させるためにおからを脱水しようとすると大量の重油等の燃料が必要となり、コスト面で採算がとれないという問題があった。
【０００４】
【表１】
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【０００５】
これらの問題を解決するため、従来からおから等の有効利用に関する提案が数多くなされている。例えば、特開平９−３２７６８４号公報には、米糠、おから、菜種油粕およびトウモロコシ粕から選ばれた食材加工廃棄物の少なくとも１種１００重量部、紙パルプ０．５〜５重量部および水酸化アルカリ０．５〜５重量部を含む含水混合物を加熱し、脱水した後、成形し、乾燥することを特徴とする生物分解性成形体の製造方法が記載されているが、脱水・乾燥に多くのエネルギーを必要とし、また精製時の安全性にも問題があった。
【０００６】
特開平４−２９９９５８号公報には、おからの水懸濁液に脂肪分解酵素及び蛋白分解酵素を作用させ、得られた反応物から水に不溶な画分を分離し、この水不溶画分を界面活性剤及び糖質分解酵素を含有する水溶液で洗浄し、次いで脂肪分解酵素及び蛋白分解酵素を作用させ、得られる反応物から水に不溶な画分を分離することにより、栄養学的に価値が高く、長期保存が可能であり、品質劣化を起こさない、食用の水不溶性、難消化性繊維を製造する方法が記載されているが、操作が複雑で、高価な酵素を使用しなければならないという問題があった。
【０００７】
特開平５−３３６９１５号公報には、おからとゴマ油とを、最終的に得られる油含有おから（脱水状態）中の粗脂肪が２０〜８５ｗｔ％となるような割合で水性溶媒中に分散した後、溶媒を除去することにより、口当たりがソフトで、鮮度保持性、風味に優れた、食品加工用、健康食品用等に好適な油含有おからの製造方法が記載されており、また、おからと油とを分離する前にこれらに界面活性剤を加えることが好ましい旨が記載されている。
【０００８】
特開平１０−１５８０８３号公報には、生分解物質のポリ乳酸、ポリビニールアルコールを主成分に酢酸ビニール、でんぷん、廃棄物であるイモガラ、おから、おが屑などの植物系物資を使用し、窒素、燐酸、カリウム、マグネシウム等の肥料を微粉末状にし、プロピレングリコールと界面活性剤を混合化剤として添加し、８０℃で練合せてペレットを製造し、その後射出成型器により杭型に成型し製品とすることにより得られる、最大８０％程度の肥料分が混合でき保存性も良い、生分解性プラスチック杭型植物用肥料兼固定杭が記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、きわめて腐敗しやすいおから等の大豆かすを、非常に簡便な処理で、長期保存が可能な紙素材や土壌改良材にすることができる大豆繊維体やその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、おからに酵素等を用いることなく、単に界面活性剤を用いることにより、簡便に良質の大豆繊維分が得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち本発明は、大豆かすに界面活性剤を添加し、加熱処理を施し、次いで固液分離処理を施すことを特徴とする酵素処理を行わない大豆繊維体の製造方法（請求項１）や、大豆かすに界面活性剤と水を添加することを特徴とする請求項１記載の大豆繊維体の製造方法（請求項２）や、固液分離処理が、目開き４０〜１２０メッシュの濾過体を用いる固液分離処理であることを特徴とする請求項１又は２記載の大豆繊維体の製造方法（請求項３）や、 固液分離処理の後に乾燥処理を施すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の大豆繊維体の製造方法（請求項４）や、大豆かす生重に対して、０．５〜２％の界面活性剤を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の大豆繊維体の製造方法（請求項５）や、界面活性剤が生分解性界面活性剤であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の大豆繊維体の製造方法（請求項６）や、大豆粕がおからであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の大豆繊維体の製造方法（請求項７）に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の大豆繊維体の製造方法としては、おから等の大豆繊維質を含む大豆かすに界面活性剤を添加し、次いで固液分離処理を施すことを特徴とする方法であれば特に制限されるものではなく、上記大豆かすとしてはおから、醤油かす等の大豆繊維を多量に含む食品製造かすを挙げることができ、ここで、大豆繊維体とは、主として大豆繊維、例えば１００％近くが大豆繊維からなる定型又は非定型の乾燥後又は乾燥前の固形物やスラリーをいうが、この大豆繊維からなる固形物やスラリーの水分散体も便宜上本発明の大豆繊維体に含まれる。かかる大豆繊維からなる固形物やスラリー及びそれらの水分散体は、他の成分が実質的に含まれていないことから良好な保存性を示す。
【００１４】
添加する界面活性剤の量は、大豆かすの種類や使用する界面活性剤の種類等により一概にはいえないが、通常おから等の大豆かす生重に対して０．５〜２％の界面活性剤を用いることが好ましい。界面活性剤の添加量がこれより少ないと得られる大豆繊維体の保存性が不十分となる可能性があり、必要以上に多すぎても経済的に不利である。また、大豆かすがおからの場合など、界面活性剤に加えて水を添加することが好ましい場合が多く、添加する水の量としては特に制限されないが、通常おから等の大豆かす生重に対して、５０〜１５０％、好ましくは１００％程度の量を例示することができる。
【００１５】
本発明において用いられる界面活性剤としては、大豆かすに単独あるいは水と共に添加した後の固液分離処理により、大豆かすの保存性を向上することができるものであればどのようなものでもよく、例えば、従来から知られている各種のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及びそれらの混合物を挙げることができる。上記アニオン界面活性剤としてはアルキルベンセンスルホン酸ナトリウム、硫酸ドデシルナトリウム等を、カチオン界面活性剤としてはドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ジドデシルジメチルアンモニウムクロリド等を、非イオン性界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノラート、ソルビタン、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、モノグリセリド等を、両性界面活性剤としてはＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムベタイン等を、それぞれ具体的に例示することができる。
【００１６】
上記のごとき従来から使用されている界面活性剤の多くは化学的に合成されたものであり、これら合成界面活性剤は目、皮膚や粘膜への刺激の強いものが多く、安全性に問題がないとはいえず、またその排水は公害の原因となっている。例えば、家庭で用いられる代表的な合成アニオン界面活性剤であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの急性経口毒性（ＬＤ５０）は１２６０ｍｇ／ｋｇであり安全であるといわれているが、目や皮膚への刺激は強く、また魚毒性の問題など環境汚染の原因の一つとなっていることから、微生物により容易に分解される生物系界面活性剤が最近注目されるようになっている。このような観点からして、本発明において使用する界面活性剤としても、人体への影響がなく、生分解性のある天然界面活性剤を用いることが特に好ましい。かかる生分解性界面活性剤としては、例えば分子内に親水性部位と疎水性部位とをもつ生物系物質、分子内にエステル基等の加水分解性の基を含有している物質、アミノ酸等の生物由来の原料を利用した物質を挙げることができ、具体的には、リン脂質、親水性の糖と疎水性の脂肪酸が結合しているグリコリピド、糖と疎水性であるイソプレン骨格からなる物質とが結合した、例えば大豆種子中に含まれるサポニンに代表されるような界面活性能を示す化合物、特開２０００−１９２０７６号公報記載のケタール基及びポリオキシアルキレン基を含有する生分解性非イオン性界面活性剤、特開平１０−２９８１９３号公報記載の特定の位置（３′位又は６′位）に選択的に硫酸エステル基を導入したラクトース化合物からなる硫酸化オリゴ糖化合物などを例示することができる。
【００１７】
本発明の大豆繊維体の製造方法においては、おから等の大豆繊維質を含む大豆かすに界面活性剤を単独あるいは水と共に添加した後、固液分離処理を施すことが必要とされるが、かかる固液分離処理の前に加熱処理を施すことが、得られる大豆繊維体の保存性をより高める点で好ましい。かかる加熱処理としては、７０〜１００℃で５〜３０分間の加熱処理、好ましくは１００℃で１０分間程度の加熱処理を例示することができ、加熱処理後は、通常室温まで放冷した後、固液分離処理が施される。かかる固液分離処理としては、界面活性剤処理後の大豆かす中の大豆繊維分を溶液から分離することができる処理であればどのような処理でもよく、濾剤による常圧濾過や限外濾過、遠心分離等を具体的に例示することができるが、かかる固液分離処理後の大豆繊維体（おからパルプ）の精製度を高めるために水洗浄処理を施すことが好ましい。次いでおからパルプには乾燥処理が施されるが、このおからパルプは腐敗しにくく、腐敗した場合であっても悪臭を発生しないことから、おからの短期間での腐敗を防止するために通常採用されている重油等の燃料を用いた費用のかかる乾燥処理を施す必要がなく、天日乾燥等の簡便な乾燥方法を用いることができる。また、生分解性の大豆繊維からなるおからパルプは、乾燥処理を施すことなくそのまま土壌改良材として用いることができる。
【００１８】
例えば、４０〜１２０メッシュ程度の網等の目開き４０〜１２０メッシュの濾過体を用いて漉しとる固液分離処理を行い、さらに水で洗浄することにより、精製された本発明のおからパルプからなる未乾燥状態のシート状大豆繊維体（未乾燥大豆繊維シート体）を得ることができる。この未乾燥状態のシート状大豆繊維体を適宜方法で乾燥することにより、大豆繊維からなる紙シート（乾燥大豆繊維シート体）を得ることができるが、おからパルプ中の大豆繊維は短く、おからパルプのみでは紙シートとしての形態を保持しにくいことから、紙質改良材として、長い繊維を持つ牛乳パック等の古紙や、食品添加物として用いられている増粘多糖類を添加することが好ましい。かかる増粘多糖類としては、β−１，３グリカンの一種であるシゾフィラン、β−１，４グリカンの一種であるキシログルカン、β−１，４マンナンの一種であるローカストビーンガムを例示することができ、これらはセルロースに対して吸着することが本発明者らにより報告されている（T.Mishima, M.Hisamatsu, W.S.York, K.Teranishi, and T.Yamada, Adhesion of β-D-glucans to cellulose, Carbohydr. Res., 308, 389-395(1998)）。
【００１９】
本発明の大豆繊維体としては、上述の本発明の大豆繊維体の製造方法により得られるものであれば特に制限されるものではなく、前記のように、主として大豆繊維、例えば１００％近くが大豆繊維からなる定型又は非定型の乾燥後又は乾燥前の固形物やスラリー、例えば前記のおからパルプや紙シート等や、かかる大豆繊維からなる固形物やスラリーの水分散体を例示することができる。本発明の大豆繊維体は、天然物に由来することから生分解性の物質であるが腐敗しにくく、さらに腐敗した場合にも悪臭を発生することがなく、製紙原料として有用である。また、植物に悪影響を及ぼすことがないことから、紙マルチ栽培（紙で表土を覆い日光を遮蔽することにより、作物以外の雑草の生育を阻害する栽培）用の農業資材等として有利に用いることができる。この場合、使用する界面活性剤として種々のｐＨの界面活性剤、例えばアルカリ性のラウリル硫酸ナトリウム等を用いることにより、栽培土壌のｐＨを改質することができる。
【００２０】
【実施例】
以下に、実施例を揚げてこの発明を更に具体的に説明するが、この発明の範囲はこれらの例示に限定されるものではない。
実施例１（未乾燥大豆繊維体の調製）
豆乳搾汁後の１ｋｇのおから（水分約８０重量％）に、１０ｇのラウリル硫酸ナトリウム（和光純薬製「ラトリウム硫酸ナトリウム」）を添加し、次いで１ｋｇの水を加えて攪拌しながら加熱し、１００℃で１０分間維持した後室温まで放冷した。次いで、放冷後の大豆繊維を含む処理液を目開き８０メッシュの網（IIDA SAKUSEISYO「THE IIDA TESTING SIEVE」）を用いて漉した後、１ｋｇの水で５回洗浄した。この洗浄後の精製されたおからパルプ（未乾燥大豆繊維シート体）の光学顕微鏡像（×２７倍）を図１に、その電子顕微鏡像を図２にそれぞれ示す。また参考までに、豆乳搾汁後の界面活性剤処理前のおからの光学顕微鏡像（×２７倍）を図３に、その電子顕微鏡像を図４にそれぞれ示す。図１及び図２の光学顕微鏡等による観察からわかるように、精製されたおからパルプはほぼ１００％が繊維からなり、精製後には微生物もほとんど見い出せなかった。また、繊維自体の長さは非常に短かいこともわかった。
【００２１】
実施例２（乾燥大豆繊維シート体の調製）
実施例１で得られた精製おからパルプ（未乾燥大豆繊維シート体）に２通りの乾燥処理を施した。すなわち、一方は天日乾燥、もう一方は電熱器（６０℃）を用いた乾熱乾燥をそれぞれ施した。電熱器により乾熱乾燥した場合、僅かな褐変化が見られた。この褐変化はメイラード反応（極微量含まれているタンパク質のアミノ基と繊維中の遊離還元末端の反応）によるものと推察された。また、図５に示されるように、電熱器を用いた乾熱乾燥により、広い面積を有する紙シート（乾燥大豆繊維シート体）を作ることができたが、紙シートが湾曲してしまうという傾向が見られた。一方、図６に示されるように、天日乾燥の場合は、褐変化のない平らな紙シートを作ることができたが、紙シートが崩れていくために広い面積のものが作れないことがわかった。
【００２２】
実施例３（乾燥大豆繊維シート体の耐久性）
実施例２で得られた紙シート（乾燥大豆繊維シート体）の耐久性について調べた。乾熱乾燥による紙シート及び天日乾燥による紙シートを水中で３ヶ月の間２５℃でインキュベートしたときの形態の写真を図７及び図８としてそれぞれ示す。上記２種類の紙シートを水中に浸漬して２５℃で３ヶ月間インキュベートしたところ、浸漬後の紙シートは浸漬前の固い形態を１週間程度保っていたが、１ヶ月以上経つともろく崩れていく傾向が見られた。また、紙シート自体はやはり若干腐る傾向があったが、それでも３ヶ月という長期間にわたり完全に腐敗することはなく、腐敗臭もほとんど感じられなかった。これに対し、未処理のおから自体を同条件にさらしたところ、浸漬後３日目ぐらいから強烈な腐敗臭と微生物の旺盛な繁殖が見られた。
【００２３】
実施例４（乾燥大豆繊維シート体の紙マルチ栽培への応用）
実施例１で得られた精製されたおからパルプ（未乾燥大豆繊維シート体）の紙マルチ栽培への応用について検討した。植木鉢に入れた土の表面に上記おからパルプを被さるように敷き、あらかじめ播種したレンゲに対する影響について調べた。実験後１ヶ月の植木鉢表層の写真を図９として示す。図９からわかるように、おからパルプ真下に播種されていたレンゲ種子は、播種後のおからパルプによる物理的な日光遮蔽効果により生育しなかった（図９の丸内）。このことから、本発明のおからパルプは紙マルチ栽培へ利用しうることがわかった。また一端おからパルプが乾燥して紙シート（天日乾燥）となった場合、潅水によりある程度変形するものの、１ヶ月程度ならば形態もさほど崩れることなく、もちろん腐敗臭等もほとんどなかった。
【００２４】
実施例５（紙質改良剤を用いた大豆繊維シート体の調製）
実施例１で得られた精製おからパルプ（生重量１００ｇ）に対して、紙質改良剤としてキシログルカン（大日本製薬株式会社製「グアパック」）を５ｇ加え、ガラス板上に厚さ約２〜３ｍｍ程度に広げたものを、天日にて一昼夜乾燥させた。得られた紙質改良剤を用いた大豆繊維シート体の写真を図１０として示す。紙質改良剤を用いない場合の大豆繊維シート体のみでは湿った状態で５ｍｍ以上、乾燥時に数ミリの厚さがない限り平面状の形態を保持できず、ガラス板上で天日乾燥すると変形が見られるが、図１０に示すように、キシログルカンを加えることにより薄いシート体の形態に形成することができ、またガラス板上で天日乾燥してもほとんど変形しないことがわかった。さらに、上記キシログルカンを混合した紙を水中に浸漬した場合、大豆繊維体のみで作製した紙シートと同様に一日経過するまでに十分水を吸収し、容易に細かく粉砕できることもわかった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によると、費用のかかる重油等の燃料を用いる乾燥法以外の方法により、おから等の大豆かすから非常に簡便な方法により純度の高い大豆繊維体を得ることができる。本発明の大豆繊維体は、天然物に由来することから生分解性の物質であるものの腐敗しにくく、さらに腐敗した場合にも悪臭を発生することがなく、製紙原料として有用である。また、植物に悪影響を及ぼすことがないことから、紙マルチ栽培用の農業資材等として有利に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の精製されたおからパルプ（未乾燥大豆繊維シート体）の光学顕微鏡像（×２７倍）を示す図である。
【図２】本発明の精製されたおからパルプ（未乾燥大豆繊維シート体）の電子顕微鏡像を示す図である。
【図３】豆乳搾汁後の界面活性剤処理前のおからの光学顕微鏡像（×２７倍）を示す図である。
【図４】豆乳搾汁後の界面活性剤処理前のおからの電子顕微鏡像を示す図である。
【図５】本発明の乾熱乾燥による紙シート（乾燥大豆繊維シート体）を示す図である。
【図６】本発明の天日乾燥による紙シート（乾燥大豆繊維シート体）を示す図である。
【図７】本発明の乾熱乾燥による紙シート（乾燥大豆繊維シート体）を水中で３ヶ月の間２５℃でインキュベートしたときの形態を示す図である。
【図８】本発明の天日乾燥による紙シート（乾燥大豆繊維シート体）を水中で３ヶ月の間２５℃でインキュベートしたときの形態を示す図である。
【図９】本発明のおからパルプを紙マルチ栽培への応用した結果を示す図である。
【図１０】本発明の紙質改良剤を用いた天日乾燥による紙シート（乾燥大豆繊維シート体）を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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