(57)【要約】      （修正有）【課題】β−グルカン製品を提供すること、およびβ−グリカンを抽出する簡単且つ効率的方法を提供すること、または公衆に有用な代替物を少なくとも提供すること。【解決手段】穀物に含まれる酵素を失活することなく、水で抽出することにより、穀物からβ−グルカンを得る方法。抽出時間を制御することにより、穀類から抽出されたβ−グルカンの分子量を制御する方法。β−グルカンの水溶液を凍結し、そして解凍し、得られた懸濁液から固体分を分離することからなるβ−グルカンの水溶液からβ−グルカンを回収する方法。これらの方法により得られたβ−グルカン。加熱されたβ−グルカンの溶液が冷却するとゲルが形成される。種々の疾病の治療、化粧品及び食品への添加剤、及びフィルム形成剤としてのβ−グルカンの使用。動物飼料として又は醸造において使用するための、β−グルカンが抽出された穀類。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
β−グルカンが穀類に含まれる一種以上の酵素によって部分的に加水分解されネイチブ（native）の状態におけるよりも小さい平均分子量を有するβ−グルカンが生成するように、穀類を水と混合して、β−グルカンの水溶液と固体残分とのスラリーを形成し、該水溶液を固体残分から分離し、水溶液からβ−グルカンを回収することからなり、一種以上の酵素の失活の工程が存在しない、ネイチブ（native）の状態におけるよりも小さい平均分子量を有するβ−グルカンを穀類から得る方法。
【請求項２】
固体残分から分離した水溶液を０−１０℃に冷却して、ゲルを形成せしめ、該ゲルからβ−グルカンを回収する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
穀物が加工されたものであるか、穀粒又は穀物植物の破砕物である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
穀物を０−８０℃の温度で水と混合する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
温度が４５−６０℃である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
１−１０のｐＨにおいて穀物を水と混合する請求項１−５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
更に、スラリー又は分離工程から得られた水溶液に一種以上の酵素を加えてβ−グルカンの部分加水分解を促進する工程を含む請求項１−６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
更に、スラリー又は分離工程から得られた水溶液に酸を加えてβ−グルカンの部分加水分解を促進する工程を含む請求項１−７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
得られたβ−グルカン中のアラビノキシラン又は澱粉不純物の量が減少するように、スラリー又は分離工程から得られた水溶液をアラビノキシラン分解酵素又は澱粉分解酵素で処理する工程を含む請求項１−８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
アラビノキシラン分解酵素がキシラナーゼである請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
澱粉分解酵素がアミラーゼである請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
β−グルカンの平均分子量が１．５×１０６より小さい請求項９−１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
β−グルカンの平均分子量が６．０×１０５より小さい請求項９−１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
β−グルカンの平均分子量が３．０×１０５より小さい請求項９−１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
β−グルカンの平均分子量が５×１０３−５×１０４の範囲内である請求項９−１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
水溶液を凍結し、つぎにこれを解凍して水中に沈殿物を形成し、水から沈殿物を分離することからなり、該沈殿物の主な非水性成分がβ−グルカンである、β−グルカンの水溶液からβ−グルカンを回収する方法。
【請求項１７】
水溶液を−２０℃−０℃の温度で凍結する請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
水溶液を１５−２５℃の温度で解凍する請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
沈殿物を濾過又は遠心分離により水から分離し、つぎに乾燥する請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
水から回収した沈殿物を水中に再溶解し、凍結、解凍及び分離工程を繰り返すことをさらに含む請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
沈殿物を再び凍結、解凍して沈殿物から水をさらに除去する請求項１６記載の方法。
【請求項２２】
β−グルカンが全沈殿物に対し３０重量％よりも多量である請求項１６−２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
β−グルカンが全沈殿物に対し７０重量％よりも多量である請求項１６−２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
β−グルカンが全沈殿物に対し９０重量％よりも多量である請求項１６−２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
水溶液を凍結する前に、β−グルカンを含有する水溶液にアラビノキシラン分解酵素又は澱粉分解酵素を加えて不要なアラビノキシラン又は澱粉を分解し、懸濁液から回収した固体中のアラビノキシラン又は澱粉不純物の量を減少させる請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
懸濁液から回収した固体を水に再溶解し、アラビノキシラン分解酵素又は澱粉分解酵素で処理し、次に、凍結、解凍及び分離工程を繰り返し、アラビノキシラン又は澱粉不純物の量の減少した沈殿物を生成する請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
アラビノキシラン分解酵素がキシラナーゼである請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
澱粉分解酵素がアミラーゼである請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２９】
穀物が大麦、燕麦、米、ライムギ、ライ小麦、トウモロコシ又は小麦である請求項１６−２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
請求項１−２９のいずれかに記載の方法によって得られたβ−グルカン。
【請求項３１】
４５℃より高温で水に溶解し、次に冷却した時、β−グルカンがゲルを形成する、穀物から抽出したβ−グルカン。
【請求項３２】
１．５×１０６より小さい平均分子量を有する請求項３０又は３１に記載のβ−グルカン。
【請求項３３】
６．０×１０５より小さい平均分子量を有する請求項３０又は３１に記載のβ−グルカン。
【請求項３４】
３．０×１０５より小さい平均分子量を有する請求項３０又は３１に記載のβ−グルカン。
【請求項３５】
１．５×１０６の範囲の平均分子量を有する請求項３０又は３１に記載のβ−グルカン。
【請求項３６】
水中において約０．５重量％よりも高い濃度でゲルを形成する請求項３１に記載のβ−グルカン。
【請求項３７】
水を６０℃よりも高温に加熱してβ−グルカンを溶解する請求項３１に記載のβ−グルカン。
【請求項３８】
許容し得る担体とともに請求項３０−３７のいずれかに記載のβ−グルカンを含有する、低コレステロ−ル血症治療剤として使用する組成物。
【請求項３９】
許容し得る担体とともに請求項３０−３７のいずれかに記載のβ−グルカンを含有する、便秘の治療又は予防に使用する組成物。
【請求項４０】
許容し得る担体とともに請求項３０−３７のいずれかに記載のβ−グルカンを含有する、腸の活動の調整に使用する組成物。
【請求項４１】
許容し得る担体とともに請求項３０−３７のいずれかに記載のβ−グルカンを含有する、血糖反応の調整に使用する組成物。
【請求項４２】
請求項３０−３７のいずれかに記載のβ−グルカンの、食品成分としての使用。
【請求項４３】
請求項３０−３７のいずれかに記載のβ−グルカンの、化粧品組成物への添加剤としての使用。
【請求項４４】
請求項３０−３７のいずれかに記載のβ−グルカンの、傷の手当て及び食品被覆におけるフィルム形成剤としての使用。
【請求項４５】
請求項３０−３７のいずれかに記載のβ−グルカンの、基質中に担持された薬剤を徐放するための基質としての使用。
【請求項４６】
請求項３０−３７のいずれかに記載のβ−グルカンの、冷凍食品の調製における氷晶形成の防止剤としての使用。
【請求項４７】
請求項１−２９のいずれかに記載の方法によりβ−グルカンを抽出した穀物よりなる動物飼料。
【請求項４８】
少なくとも３０％のβ−グルカンを穀物から抽出した請求項４７に記載の動物飼料。
【請求項４９】
少なくとも５０％のβ−グルカンを穀物から抽出した請求項４７に記載の動物飼料。
【請求項５０】
少なくとも８０％のβ−グルカンを穀物から除去した請求項４７に記載の動物飼料。
【請求項５１】
請求項１−２９のいずれかに記載の方法によりβ−グルカンが抽出された、醸造に使用される穀物。
【請求項５２】
少なくとも３０％のβ−グルカンが抽出された請求項５１に記載の穀物。
【請求項５３】
少なくとも５０％のβ−グルカンが抽出された請求項５１に記載の穀物。
【請求項５４】
少なくとも８０％のβ−グルカンが抽出された請求項５１に記載の穀物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、穀類から抽出する新規物質、新規な抽出方法、及び治療薬、生体適合性フィルム、食品や化粧品の添加剤としての製品用途に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
背景
穀類中に存在するβ−グルカン多糖類は、Ｄ−グルコピラノシル単位から構成される。この単位は、（１−＞３）または（１−＞４）β−結合によって、相互に結合している。この型のβ−グルカンは、オート麦と大麦穀類中に約１５％迄の量で存在する。通常、このβ−グルカンは、約２，５００，０００の分子量をもっている。
【０００３】
β−グルカンは、可溶性食用繊維として有用である。可溶性繊維は、下部腸で結腸微小菌による以外は、未消化のまま残る。これは、健康に有利な細菌の成長を高める。可溶性食用繊維は、結腸ガンを含む或る種の病気の予防と、高血清コレステロール水準に関係する病気の予防に役立つとされている。可溶性繊維は、整腸作用の向上、及び多くの物質の消化に関連するグリカエミック反応の調整を期待して、便秘の治療と予防に使われている。
【０００４】
β−グルカンは、低コレステロール血症活性をもつと考えられる。また、β−グルカンは、食品成分としても有用である。β−グルカンは、中性の風味をもち、望ましい口当たりと感触特性をもっていることに加え、量感を与える。この関係で、β−グルカンは、幾つかの食品で脂肪代替物としてよく知られている。
【０００５】
穀類からβ−グルカン抽出の報告された方法は、多くの工程を含む。先ず、粉砕した穀類を処理して、穀類に関連する酵素を不活性化する。その後に、β−グルカンを穀類から温水中に抽出し、そして固体を溶液から除去する。
【０００６】
大量の水−混和性有機溶剤を溶液に添加して、β−グルカンを、通常他の多糖類と共に沈殿させる。このβ−グルカンは、低純度かつ通常高分子量である。また、酵素不活性化工程を、最初の工程としてではなく、水抽出後に実施することが知られている。不活性化工程は、β−グルカンの加水分解を抑制し、それによりβ−グルカンの高い平均分子量を維持している。
【０００７】
既知の方法により得たβ−グルカンの水溶液は、温度に関しては最低の官能性を示す。これらのβ−グルカンは、通常高分子量のガムであり、水には容易に溶解しないが粘稠な水溶液を生成する。
【０００８】
報告された方法により得たβ−グルカンは、アラビノキシランと澱粉を含んでいる。これらの不純物は、粘稠な水溶液を生成する原因になり、抽出工程を困難なものにする。固体を乾燥製品として回収する時に、ガム状または粘着性固体が生じやすい。これらの製品は、たとえ高温度にしても、再溶解が困難である。
【０００９】
水溶液からβ−グルカンを回収する既知の方法には、水−混和性有機溶剤（例えばエタノール）を添加してβ−グルカンを沈殿させた後、沈殿物をろ過、スプレーまたはフリズドライする方法がある。
【００１０】
先行技術が示唆する抽出方法は、多くの工程を要し且つそのためにコスト高となる観点から工業的適応性に制約を受ける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
発明の概要
本発明の目的は、β−グルカン製品を提供すること、およびβ−グルカンを抽出する簡単且つ効率的方法を提供すること、または公衆に有用な代替物を少なくとも提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の観点では、天然の状態のものより低い平均分子量を有するβ−グルカンを穀類から得る方法を提供し、前記方法は、
・穀類を水と混合して、β−グルカン水溶液と固体残渣のスラリーを作成し、β−グルカンを穀類に関連する１種またはそれ以上の酵素の作用で部分加水分解して、その天然の状態のものより低平均分子量を有するβ−グルカンを生成させ、
・水溶液と固体残渣を分離し、そして
・水溶液からβ−グルカンを回収する
ことから成り、この工程中で１種またはそれ以上の酵素の不活性化工程は存在しない。
【００１３】
本発明の第２の観点では、β−グルカン水溶液からβ−グルカンを回収する方法を提供し、前記方法は、
・溶液を凍結させる、
・溶液を解氷して水中で沈殿を形成させ、そして
・沈殿と水を分離する
ことから成り、この沈殿物の主要な非水性成分がβ−グルカンである。
【００１４】
本発明は、発明の第１と第２の観点のすべての方法に従って製造されるβ−グルカンを提供する。
【００１５】
また、本発明は、穀類から抽出されたβ−グルカンを提供し、このβ−グルカンは加熱水に溶解した後、冷却時にゲルを形成する。
【００１６】
本発明のさらなる特徴として、低コレステロール血症剤として用途のあるβ−グルカンを含有する組成物を提供する。また、β−グルカンを含有する組成物は、便秘治療または予防用、整腸活性用またはグリカエミック反応調節用に提供される。
【００１７】
また、本発明は、患者の低コレステロール血症治療方法を提供するもので、この治療法は、必要に応じて患者に有効量のβ−グルカンを投与することを含む。
【００１８】
さらに、本発明は、便秘治療または予防方法、整腸活性化方法、およびグリカエミック反応調節を提供し、そしてこれらの各方法は、患者に対して必要に応じて有効量のβ−グルカンを投与することを含む。
【００１９】
本発明は、食品成分、化粧品組成物の添加剤、傷の包帯と食品コーテイング用のフィルム形成剤、マトリックス中に収容した薬剤の徐放性マトリックス成分、および他の多糖類の特性変成剤としての、β−グルカンの用途を提供する。
【００２０】
また、本発明は、穀類より成る動物飼料を提供するもので、この飼料から実質的には、β−グルカンが抽出されている。さらに、本発明は、醸造工程で使用する穀類を提供するもので、β−グルカンがこの穀類から抽出されている。
【００２１】
詳細な記載
この発明において使用される穀類はオオムギ、オートムギ、米、ライムギ、小麦類（ｔｒｉｔｉｃａｌｅ）、とうもろこしおよび小麦を包含するがしかしそれらに限定されない、任意のβ−グルカン含有穀物または植物材料であってよい。好ましい穀類はオオムギである。また、ろう質穀類は、でんぷん粒から抽出溶液中へのアミロースの浸出が起こるのが少ない非ろう質の穀類以上の利点を有する。
【００２２】
β−グルカン類の物理的性質はそれらの平均分子量により大きく左右される。本明細書において使用されるものとして表現“高分子量β−グルカン”は穀類に見い出されるβ−グルカンの平均分子量と実質的に同様の平均分子量（典型的には２×１０６〜３×１０６）を有するβ−グルカンを意味する。本明細書において使用されるものとして表現“低分子量β−グルカン”は穀類において見い出されるβ−グルカンの平均分子量に対して一層低い平均分子量（５×１０３〜１．５×１０６）を有するβ−グルカンを意味する。
【００２３】
穀類から抽出されたβ−グルカンの平均分子量は、β−グルカンが、穀類と組み合わさっている１種またはそれ以上の加水分解酵素と接触している時間の量の関数である。したがって、穀類が水と混合されている場合、１種またはそれ以上の加水分解酵素は、β−グルカンとの反応に関して活性化されると信じられる。β−グルカン分子の一部分が小さな単位に加水分解されて、低分子量を有する、抽出処理から回収されたβ−グルカンに導く。
【００２４】
穀類と組み合わさっている加水分解酵素は穀類に対して内因性（endogenous）の酵素そしてまた、穀類に付着している可能性がある微生物に存在するかまたはその微生物により生産された酵素を包含する。
【００２５】
加水分解酵素の不活化なしに、穀類の水性抽出により得られたβ−グルカンの平均分子量は抽出の時間を制御することにより制御されることができる。本発明の第１面の方法において、β−グルカンが穀類から溶液中に抽出されるように、穀類は水と混合されてスラリを形成する。抽出時間が長けれは長いほど、β−グルカンの加水分解の量がそれだけ一層大きくなる。したがって、酵素の不活化が起こらなければ、低分子量β−グルカンを得ることが出来る。さらに、抽出時間を予め決定することにより所定の平均分子量のβ−グルカンを得ることが出来る。
【００２６】
穀類は０〜８０℃、好ましくは３０〜７０℃、または一層好ましくは、４５〜６０℃の範囲の任意の温度で水で抽出されることが出来る。約８０℃以上の温度で、穀類と組み合わさっている酵素は不活化されると考えられる。
【００２７】
穀類から回収されるβ−グルカンの収量は抽出処理中の水の温度で変わることが認識されよう。より高い温度は一般により高い収量を提供する。
【００２８】
穀類は１〜１０、好ましくは５〜８の範囲のＰＨに調節された水と混合されてよい。
【００２９】
抽出時間を制御することによるβ−グルカンの平均分子量の制御に加えて、β−グルカンの部分的加水分解が混合物に外因性（exogenous）β−グルカン加水分解用酵素の添加によりあるいは混合物に酸の添加により助力されることが予期される。
【００３０】
キシラナーゼのようなアラビノキシラン分解用酵素またはアミラーゼのようなでんぷん分解用酵素を用いての水性混合物の処理は改良された純度のβ−グルカン生成物に導ぐことがまた予期される。
【００３１】
約０〜１０℃の温度にβ−グルカンの水溶液を冷却するとゲルの形成に導くことが出来るであろう。
【００３２】
水溶液からβ−グルカンを回収するための既知の方法またはこの発明の第２の面の方法のいずれかは低分子量β−グルカンを回収するために使用出来る。
【００３３】
全粒、ぬか（bran）、ポラルド（pollard）、粉末または所望の粒子寸法に粉砕された他の粉末は、所望量のβ−グルカンが溶液中に抽出されるまで、例えば４８時間まで、好ましくは１０時間まで、さらに好ましくは３時間まで、約５０℃で水とかき混ぜられることが出来る。
【００３４】
次に、水性相は遠心分離、その次に傾瀉またはろ過によりすべての残留固体物質から分離されることが出来る。水溶液中に存在するβ−グルカンは、次に好ましくこの発明の第２の面の方法により、回収される。
【００３５】
回収される低分子量β−グルカンの平均分子量は１，５００，０００まで、好ましくは６００，０００まで、さらに好ましくは３００，０００まで、例えば５，０００〜５０，０００の範囲にあることが出来る。回収されるβ−グルカンの平均分子量は穀類ごとに変化する可能性がありそして穀類の形に依存して変化する可能性があることが認識されよう。したがって、一定の混合時間について生成物の平均分子量を予め決定するために多少の実験が必要であろう。
【００３６】
本発明の第２の面の方法は、溶液を凍結−解凍することによる、β−グルカンの水溶液からのβ−グルカンの回収に関する。
【００３７】
この方法において、水溶液はこの発明の第１の面の方法によりあるいは低分子量β−グルカン生成物を生ずる任意の既知の方法により形成されることが出来る。既知の方法は一般に、β−グルカンの水性抽出の前に穀粒に存在する酵素の不活化を必要とする。次にβ−グルカンは酵素的にあるいは酸を用いての処理により部分的に加水分解されて低分子量β−グルカンを提供する。
【００３８】
水溶液は０℃以下の温度、好ましくは−２０℃〜−１０℃の温度で凍結される。溶液をどのぐらいの長さの時間凍結状態に維持するかは重要であるとは思われない。凍結された溶液は、次に好ましくは室温（１５℃〜２５℃）で放置することにより解凍させる。
【００３９】
β−グルカン生成物は、溶液から沈殿した白色がかった固体粒子、ゼラチン状または繊維質の物質として回収される。これは水性相からろ過または他の手段により分離されそして冷水中に本質的に不液性である。次にβ−グルカン生成物は乾燥される。乾燥は沈殿物を凍結させそして次にそれを放置して解凍することにより助力される。この方法は固体物質から水をさらに除去する。
【００４０】
沈殿物は、空気乾燥、プレス、アルコールを用いての洗浄、加熱または凍結乾燥を包含する任意の既知の手段により乾燥されてもよい。
【００４１】
得られたβ−グルカン生成物は、高い純度、一般に全固形分の７０重量％またはそれより高い純度のものであることが分かった。β−グルカン含有生成物を水中に再溶解し、次に凍結および解凍工程を繰り返すと、一層高い純度、例えば９０％より高い純度のβ−グルカン生成物を提供する。
【００４２】
その方法が高い純度のβ−グルカン生成物を提供する一方で、キシラナーゼのようなアラビノキシラン分解酵素および（または）アミラーゼのようなでんぷん分解酵素の使用は、容易に溶解出来るオリゴ糖として、望ましくないアラビノキシランおよびでんぷんを除去するのをそれが一層容易にすることによりβ−グルカンの純度を改良することが予期される。分解用酵素は凍結および解凍工程のまえに使用されてよくあるいは凍結および解凍工程の後に回収されたβ−グルカン生成物は水中に再溶解されそして１種またはそれ以上のそのような分解用酵素で処理されてもよい。
【００４３】
そのようにして単離されたβ−グルカンは新規な機能的な性質を有する。既知の方法により得られた生成物は、０〜１００℃の温度範囲にわたって構造をほとんど有しないかまたは全く有しない粘稠な溶液を形成する。本発明により生成されたβ−グルカンは注目すべき構造に発展出来る自由流動性の溶液を形成する。約６０℃以下の温度および約０．５％（重量／重量）以上、好ましくは１％（重量／重量）以上の濃度でゲルが形成出来る。
【００４４】
本発明の好ましい態様において、約０．５％（重量／重量）以上の濃度で軟質ゲルを形成するβ−グルカン生成物が提供される。
【００４５】
好ましくは、β−グルカン生成物は、水が約６０℃以上に加熱されたとき、溶解される。その溶液を冷却したときにゲルが形成する。
【００４６】
一般に、一層低い分子量のβ−グルカンは迅速にゲルを形成する。例えば、３０，０００の分子量のβ−グルカンは約１５分後に固化しはじめることが出来るのに対して、４００，０００の分子量のβ−グルカンはゲルを形成するのに約２時間かかる可能性がある。これらのβ−グルカン類の中で、一層高い分子量を有するβ−グルカンは、典型的には一層堅いゲルを形成する。
【００４７】
本発明の他の特徴は、他の多糖類、例えば他の高分子量β−グルカン類の性質を変性するための低分子量β−グルカンの使用である。
【００４８】
この発明のβ−グルカン生成物は血中コレステロール低下剤として使用されることが出来る。それはまた、便秘症を治療または予防するためにそして腸活動の調節のために有用である。また、β−グルカン生成物は血糖症的応答、即ち或る種の食品の消化後の、増大し血糖値を調節するために使用されることが出来る。
【００４９】
本発明の治療薬は、錠剤、カプセル、溶液、懸濁液または他のタイプの組成物として利用されるための組成物形で造られることが出来る。これらの組成物は任意の既知の方法により形成されることが出来る。
【００５０】
本発明の低分子量β−グルカンは血中コレステロール低下薬として以外の目的のために使用されることが出来る。そのユニークな機能的性質は、特に加工食品において種々の用途を有する。食品にβ−グルカンを単に加えることが本発明に従って好ましい。β−グルカン類は天然の食品成分であるので、変性されたまたは非天然の食品添加剤に対する消費者の抵抗性は広がらないと信じられる。
【００５１】
この発明の低分子量β−グルカン類の１つの品質はそれらが良好な口内感触を有することである。これは食品の脂肪模擬品としてこれらを適当なものとする。食べることが出来るフイルムを形成するそれらの能力は、食品コーテイング、例えばつや出し加工としてこれらを濳在的に有用なものにする。β−グルカン類のフイルム形生性の性質はまた、創傷包帯のためのフイルムとしてこれらを有用であるようにすることが出来る。β−グルカン類は凍結された食品において氷結晶の形成を防止すると思われる。したがって、それらは滑らかな口内感触が所望される凍結食品、例えばアイスクリームにおいて有用である。
【００５２】
さらに、この発明のゲル化または乾燥されたβ−グルカン生成物の固体構造中の細孔は医薬品のための遅延化放出剤としてそして例えば食品中の着香料のために、β−グルカン類が使用されることが出来るようにすることが予期される。
【００５３】
β−グルカンを含有する穀類は原料飼料として、特に飼鳥類または豚の飼料として使用される。それらは、β−グルカン類の抗栄養活性の点からみて、栄養物ほどは有効でない。β−グルカンを抽出することにより、その残っている固形材料は動物飼料として高められた価値を有するであろう。これは特に、オオムギを用いた場合であろう。
【００５４】
本発明はさらに、β−グルカン類を水溶液中に溶解化しそして動物飼料として固形材料を取り出すことを包含する方法により、β−グルカンが取り除かれてしまった穀類を含有する動物飼料を提供する。固形材料はまた、処理中に溶液からのβ−グルカン類の沈殿により生じた、詰まった導管のような問題を減少させるために醸造方法において使用されることが出来る。典型的には少なくとも３０％のβ−グルカンが穀類から取り除かれた。好ましくは少なくとも５０％が取り除かれた。さらに好ましくは少なくとも８０％のβ−グルカンが取り除かれた。
【００５５】
以下の実施例は本発明を説明するものであって、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【実施例】
【００５６】
実施例１：
モミガラ粉末部分に加工仕上げされた大麦１キログラムを、５リットルの水で、５５℃で３時間静かに撹拌した。固形分を遠心分離しそして上澄み液を−２０℃で凍らせた。溶液を解かし、解かした溶液中に残っているβ−グルカン固形分を濾過しそして乾燥した。得られたβ−グルカンの収量は２６ｇであった。
生成物の特性を１３Ｃ溶液ＮＭＲで測定した（表１）。
【表１】
2009144165.tif 000002
＊β−グルカン生成物の１３Ｃ  ＮＭＲスペクトルは、７０℃でＤ２Ｏ中に記録された。ピークの位置は水中のＤＭＳＯとして示される（＝３９．４７ｐｐｍ）。
【００５７】
実施例２：
３．９％のβ−グルカンを含む、モミガラ粉末部分に加工仕上げされた大麦５グラムを、５５℃で２５ｍｌの水と混合した。混合物を時折撹拌した。２時間後、固形分を遠心分離して除去し、そして上澄み液を１２時間の間、−２０℃で凍らせた。凍った溶液を室温で解かし、そして沈殿したβ−グルカン生成物を濾過し、８０℃でオーブン乾燥した。β−グルカン生成物の総収量は０．１９ｇであった。
【００５８】
実施例３：
５グラムの大麦のぬか粉末部分を、５５℃で２５ｍｌの水と混合した。混合物を時々撹拌した。２時間後、固形分を遠心分離、そして上澄み液を−２０℃で１２時間凍らせた。凍らせた溶液を室温で解かし、そして沈殿したβ−グルカン生成物を濾過しそして８０℃でオーブン乾燥した。β−グルカン生成物の総収量は０．０６５ｇであった。
【００５９】
実施例４
モミガラ粉末部分の大麦５ｇを５５℃で２５ｍｌの水と混合した。混合物を時折撹拌した。２時間後、固形分を遠心分離し、そして上澄み液を−２０℃で１２時間凍らせた。凍らせた溶液を室温で解かしそして沈殿したβ−グルカン生成物を濾過し、そして８０℃でオーブン乾燥した。遠心分離後に残った固形分を第一の抽出手順と同一の他の抽出手順で処理した。回収されたβ−グルカン生成物の総収量は０．１９ｇであった。
【００６０】
実施例５
５グラムの加工仕上げされたモミガラ大麦粉末部分を２５ｍｌの蒸留水中で時折撹拌しつつ５５℃で１／２時間加熱した。固形分を遠心分離し、上澄み液を−１０℃で凍らせた。凍らせた溶液を解かし沈殿したβ−グルカン生成物を濾過し、そして乾燥した。β−グルカン生成物の収量は、約０．１６ｇであった。生成物の分子量はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定した。結果は、この生成物の平均分子量が約５６０、０００であることを示唆している。
【００６１】
実施例６
１４０グラムの大麦のモミガラ粉末部分を、時折撹拌しつつ７００ｍｌの水中で５０℃に加熱した。０．５時間後、固形分を遠心分離で除去した。回収上澄み液をその後−１０℃で凍らせた。１日後に凍らせた上澄み液を室温で解かした。解けた溶液は、遠心分離で除去されたβ−グルカン生成物のゼラチン状沈殿物から成っている。ゼラチン状β−グルカン生成物は洗浄されそれから二回目の凍結、解凍にさらされて、更に繊維質のβ−グルカン生成物を与える。この生成物は過剰の水が押し出され、エタノールで洗浄され、それから空気中で乾燥されて更に脱水する事ができる。繊維質のβ−グルカン生成物の収量は約３ｇであった。
【００６２】
実施例７
非常に純粋なβ−グルカン生成物は次の如くに調製される。１００ｇのモミガラ粉末部分の大麦を５５℃で５００ｍｌの水と混合する。２時間後、固形分を遠心分離しそして上澄み液をその後−１０℃で１日凍らせる。凍らせた上澄み液を解かし、そして沈殿したβ−グルカン生成物を濾過して取り除いた。回収された物質をそれから８０℃で水中に溶解する。β−グルカン溶液を再び−１０℃で１日間凍らせ、そして解かした。β−グルカン生成物が溶液から濾過することによって回収され、そして水で洗浄される。濾過物はそれからオーブン乾燥される。β−グルカン生成物の収量は３ｇであり、そしてＭｃＣｌｅａｒｙの分析結果［１］は純度が９５％であることを示した。
【００６３】
実施例８
一連の実験において大麦のモミガラ部分は、異なる温度及び色々な時間で抽出された。抽出温度は室温（２５℃）から５５℃に変化させ、そして抽出時間は０．５時間から５時間の間に変化させた。分子量はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定された。それぞれの実験において、β−グルカンを５ｇの大麦のモミガラ部分から時間と抽出温度を変えて２５ｍｌの水中に抽出した。固形分は遠心分離され、そして上澄み液はそれから−１０℃で１日間凍らせた。その後溶液を室温で解かした。沈殿したβ−グルカンを濾過し乾燥した。収量を記録しそして分子量プロフィールをＧＰＣで測定した。結果を表２に示す。表２に与えられた収量パーセントは、乾燥大麦モミガラ［１］中の総β−グルカン含有量（６．８％）を基準にしている。収量は、遠心分離後固形分中に残っている液体の量に対し、そして凍結／溶解沈殿物のβ−グルカンの含有量が８０％であると推測することによって（さもなければ実際に測定して）補正されている。
【００６４】
一般に、収量は抽出過程の温度にのみ依存するのに反し、最大ＧＰＣピークでの分子量は抽出時間のみに依存することが見いだされた。
【表２】
2009144165.tif 000003
１．計算は大麦モミガラのβ−グルカン総含有量を基準
２．β−グルカン［１］に対するＭｃＣｌｅａｒｙの分析評価結果
［１］ＭｃＣｌｅａｒｙ，Ｂ．Ｖ．及びＣｏｄｄ，Ｒ．（１９９１）Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｆｏｏｄ  ａｎｄ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，５５，３０３・３１２．
【００６５】
実施例９
５ｇの大麦の加工済みモミガラ粉末を０．０２モル／リットルの塩酸溶液と混合し、そして混合物を０．５時間放置した。それから酸を遠心分離除去しそして残った粉末を２回に分けて水で洗浄した。任意の残余の水を遠心分離で除去する。湿った粉末をそれから２５ｍｌの水と混合し、そして水粉末混合物を５５℃に２時間加熱した。固形分を遠心分離で除去し、上澄み液を−１０℃で１２時間凍らせた。凍った溶液をそれから解かし、そしてゼラチン状沈殿物を集め、乾燥した。β−グルカン生成物の収量は０．０７ｇであった。
【００６６】
実施例１０
モミガラ粉末仕上げされた大麦５ｇを２５ｍｌの水と混合した。混合物を、炭酸ナトリウム溶液でｐＨ＝１０に調節した。混合物をそれから４５℃に２時間加熱した。固形分を遠心分離除去し、そして上澄み液をその後−１０℃で１２時間凍らせた。凍らせた溶液をその後、解かしそして繊維状の沈殿物を集めそして乾燥した。β−グルカン生成物の収量は０．１５ｇであった。
【００６７】
実施例１１
高品質β−グルカン生成物は７工程パイロットプラント抽出によって作られた。
１．抽出
７８．９ｋｇの黒色大麦のモミガラを４００．２ｋｇの水道水と５０℃で混合した。大麦／水のスラリーを５０℃に３０分間保った。
２．固形分の除去
その後、スラリーを２．９６ｋｇ／分の速度でＡＰＶスクロールデカンター遠心分離機を通して供給した。
３．透明化
スクロールデカンターからの上澄み液は、１．９ｋｇ／分の速度でＷｅｓｔｆａｌｉａ  ＳＡＯＨ  Ｄｉｓｃ  Ｓｔａｃｋ遠心分離機を通して供給された。３０３．２ｋｇの上澄み液が集められた。
４．凍結溶解１
透明にされた上澄み液を凍らせそして−１８℃で２日間保つ。凍らせた上澄み液はそれから室温で３日間かけて解かされた。
５．凍結溶解１から沈殿したβ−グルカンの濃度
ぜん動ポンプを用いて上澄み液をデカントした。６０ｋｇの沈殿物スラリーがデカント後に残った。
６．再溶解したβ−グルカンの透明化
沈殿スラリーを８０℃に３０分間加熱して、沈殿したβ−グルカン生成物を再溶解した。溶液をその後８０℃でＷｅｓｔｆａｌｉａ  ＳＡＯＨ遠心分離機に通して、微粒子を除去した。５６．１ｋｇの透明な上澄み液が得られた。
７．凍結溶解２
再溶解したβ−グルカンを−１８℃で２日間凍らせた。凍結β−グルカンを室温で３日間かけて解かした。β−グルカン生成物のスラリー及び第２の凍結溶解からの上澄み液をその後、１リットル／分の速度でＳｈａｒｐｉｅｓ  ｂａｓｋｅｔ遠心分離機を通過させた。ゼラチン質のβ−グルカン生成物をその後凍結−乾燥して残った水分を除去した。
８．収量
この方法によるβ−グルカン生成物の収量は、１．６４ｋｇであった。
【００６８】
実施例１２
次の通り、実施例６で調製されたβ−グルカン生成物からフィルムを形成した。１７ｍｇのβ−グルカン生成物を０．５ｍｌの水に８０℃で溶解し、透明な溶液を形成した。それから２．５ｃｍ丸の溶液の水たまりを、ポリエチレン型板上で乾燥した。グルカン生成物の乾燥フィルムは良好な透明性と引っ張り強さを有していることが分かった。
【００６９】
実施例１３
湿気を与えるクリームを、以下の成分及び実施例１１で調製したβ−グルカン生成物から製造した。
混合物Ａ
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
成分                              量
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
小麦胚芽オイル                    ５ｍｌ
ツイーン６５                      １．５ｇ
ソルビトールステアレート          １．５ｇ
セチルアルコール                  １ｇ
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
混合物Ｂ
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
成分                              量
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
ポリエチレングリコール            ５ｍｌ
β−グルカン                      ０．７５ｇ
水                                ３５ｍｌ
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
混合物Ｂを、全てのβ−グルカン生成物が溶解するまで、７０℃に加熱した。その後、０．２ｇのｎ−プロピル−４−ヒドロキシベンゾエートと一緒に混合物Ｂを、７０℃で混合物Ａと素早く撹拌した。調合物をその後放冷し、湿気を与えるクリームを与えた。
【００７０】
実施例１４
イタリアンスタイルのドレッシングを以下の成分及び実施例１１で得られたβ−グルカン生成物から調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
成分                          量
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
水                            ６０ｍｌ
白ワインビネガー              ４０ｍｌ
さとう                        ８ｇ
塩                            ２ｇ
ガーリック                    ２ｇ
乾燥パプリカ                  １ｇ
乾燥マヨナラ                  ０．２ｇ
乾燥バジル                    ０．２ｇ
β−グルカン生成物            ２ｇ
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
β−グルカン生成物を８０℃の温度で水に溶解した。全ての成分を直接に混ぜ合わせ、ブレードアタッチメントが取りつけられたフードプロセッサー中で３分間混合した。それから混合物を放冷し、４℃の温度でゼリー状にしてドレッシングを与える。
【００７１】
実施例１５
次の成分、及び実施例１１で調製したβ−グルカン生成物を用いてアイスクリームを製造した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
成分                          量
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
水                            ６０ｍｌ
濃厚なクリーム                ２０ｍｌ
砂糖                          １２ｇ
脱脂ミルク粉末                １５ｇ
バニラ                        ２ｍｌ
β−グルカン生成物            ５ｇ
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
β−グルカン生成物を８０℃で水に溶解し、それからブレードアタッチメントが取りつけられたフードプロセッサー中で他の成分と共に直接混合した。混合物を５分間処理した。処理した混合物をその後−１５℃の温度で凍らせて、氷の結晶の形成が殆どない或いは全くないアイスクリームを製造した。
【００７２】
実施例１６
添加脂肪を含まないオレンジケーキを、次の成分及び実施例１１で調製したβ−グルカン生成物から製造した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
成分                                  量
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
ケーキ小麦粉末                        １８０ｇ
卵（サイズ７）                        ２
砂糖                                  ８５ｇ
新鮮に絞り出したオレンジジュース      ２５ｍｌ
水                                    ６０ｍｌ
ベーキングソーダ                      １ｇ
酒石酸                                １ｇ
β−グルカン生成物                    ５ｇ
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
オレンジジュースと水を混ぜ合わせ、それから８０℃の温度に加熱した。その後、β−グルカン生成物を８０℃の温度で水とオレンジの混合物中に溶解する。それから、混合物を約２０分間放置して、冷却、そしてゼリー状にする。卵、及び砂糖をケーキミキサー中で５分間混ぜ合わせる。乾燥成分を一緒にしそして卵と砂糖の混合物と混ぜ合わせる。ゼリー状のオレンジと水の混合物を、それからこの混合物に混ぜ合わせる。得られたこれらの混合物を１６０℃、２０分間、オーブン中で焼く。
【００７３】
本発明を実施例として記載したけれども、特許項目に定義した如く、本発明の範囲から逸脱することなしに、これに各種変形及び修正を行うことができることを認識すべきである。更に、ここに与えられた特定の特徴が存在する公知の均等物、このような均等物はここに明確に明らかであるかのように組み入れられる。
【００７４】
本発明は下記を含む。
1.  β−グルカンが穀類に含まれる一種以上の酵素によって部分的に加水分解されネイチブ（native）の状態におけるよりも小さい平均分子量を有するβ−グルカンが生成するように、穀類を水と混合して、β−グルカンの水溶液と固体残分とのスラリーを形成し、該水溶液を固体残分から分離し、前記一種以上の酵素を失活せしめることなく、水溶液からβ−グルカンを回収することからなる、ネイチブ（native）の状態におけるよりも小さい平均分子量を有するβ−グルカンを穀類から得る方法。
2.  穀類を水と混合し、水性成分と固体残分とのスラリーを形成し、β−グルカンを穀類から抽出してβ−グルカンの水溶液を形成し、β−グルカンが穀類に含まれる一種以上の酵素によって部分的に加水分解され所定の平均分子量を有するβ−グルカンが得られるように抽出時間を制御し、該水溶液を固体残分から分離し、水溶液からβ−グルカンを回収することからなる、所定の平均分子量を有するβ−グルカンを穀類から得る方法。
3.  固体残分から分離した水溶液を約０−１０℃に冷却して、ゲルを形成せしめ、該ゲルからβ−グルカンを回収する項目１又は２項に記載の方法。
4.  穀物が加工されたものであるか、穀粒又は穀物植物の破砕物である項目１又は２項に記載の方法。
5.  穀物を約０−８０℃の温度で水と混合する項目１又は２項に記載の方法。
6.  温度が約４５−６０℃である項目１又は２項に記載の方法。
7.  約１−１０のｐＨにおいて穀物を水と混合する上記項目のいずれかに記載の方法。
8.  更に、スラリー又は分離工程から得られた水溶液に一種以上の酵素を加えてβ−グルカンの部分加水分解を促進する工程を含む上記項目のいずれかに記載の方法。
9.  更に、スラリー又は分離工程から得られた水溶液に酸を加えてβ−グルカンの部分加水分解を促進する工程を含む上記項目のいずれかに記載の方法。
10. 得られたβ−グルカン中のアラビノキシラン又は澱粉不純物の量が減少するように、スラリー又は分離工程から得られた水溶液をアラビノキシラン分解酵素又は澱粉分解酵素で処理する工程を含む上記項目のいずれかに記載の方法。
11. アラビノキシラン分解酵素がキシラナーゼである項目１０項に記載の方法。
12. 澱粉分解酵素がアミラーゼである項目１０項に記載の方法。
13. β−グルカンの平均分子量が約１．５×１０６より小さい上記項目のいずれかに記載の方法。
14. β−グルカンの平均分子量が約６．０×１０５より小さい上記項目のいずれかに記載の方法。
15. β−グルカンの平均分子量が約３．０×１０５より小さい上記項目のいずれかに記載の方法。
16. β−グルカンの平均分子量が約５×１０３−５×１０４の範囲内である上記項目のいずれかに記載の方法。
17. 水溶液を凍結し、つぎにこれを解凍して水中に沈殿物を形成し、水から沈殿物を分離することからなり、該沈殿物の主な非水性成分がβ−グルカンである、β−グルカンの水溶液からβ−グルカンを回収する方法。
18. 水溶液を約−２０℃−０℃の温度で凍結する項目１７項記載の方法。
19. 水溶液を約１５−２５℃の温度で解凍する項目１７項記載の方法。
20. 沈殿物を濾過又は遠心分離により水から分離し、つぎに乾燥する項目１７項記載の方法。
21. 水から回収した沈殿物を水中に再溶解し、凍結、解凍及び分離工程を繰り返すことをさらに含む項目１７項記載の方法。
22. 沈殿物を再び凍結、解凍して沈殿物から水をさらに除去する項目１７項記載の方法。
23. β−グルカンが全沈殿物に対し約３０重量％よりも多量である項目１７−２２項のいずれかに記載の方法。
24. β−グルカンが全沈殿物に対し約７０重量％よりも多量である項目１７−２２項のいずれかに記載の方法。
25. β−グルカンが全沈殿物に対し約９０重量％よりも多量である項目１７−２２項のいずれかに記載の方法。
26. 水溶液を凍結する前に、β−グルカンを含有する水溶液にアラビノキシラン分解酵素又は澱粉分解酵素を加えて不要なアラビノキシラン又は澱粉を分解し、懸濁液から回収した固体中のアラビノキシラン又は澱粉不純物の量を減少させる項目１７項に記載の方法。
27. 懸濁液から回収した固体を水に再溶解し、アラビノキシラン分解酵素又は澱粉分解酵素で処理し、次に、凍結、解凍及び分離工程を繰り返し、アラビノキシラン又は澱粉不純物の量の減少した沈殿物を生成する項目１７項に記載の方法。
28. アラビノキシラン分解酵素がキシラナーゼである項目２６又は２７項に記載の方法。
29. 澱粉分解酵素がアミラーゼである項目２６又は２７項に記載の方法。
30. 穀物が大麦、燕麦、米、ライムギ、ライ小麦、トウモロコシ又は小麦である上記項目のいずれかに記載の方法。
31. 上記項目のいずれかに記載の方法によって得られたβ−グルカン。
32. 加熱水に溶解し、次に冷却した時、β−グルカンがゲルを形成する、穀物から抽出したβ−グルカン。
33. 約１．５×１０６より小さい平均分子量を有する項目３１又は３２に記載のβ−グルカン。
34. 約６．０×１０５より小さい平均分子量を有する項目３１又は３２に記載のβ−グルカン。
35. 約３．０×１０５より小さい平均分子量を有する項目３１又は３２に記載のβ−グルカン。
36. 約１．５×１０６の範囲の平均分子量を有する項目３１又は３２に記載のβ−グルカン。
37. 水中において約０．５重量％よりも高い濃度でゲルを形成する項目３２項に記載のβ−グルカン。
38. 水を約６０℃よりも高温に加熱してβ−グルカンを溶解する項目３２項に記載のβ−グルカン。
39. 許容し得る担体とともにβ−グルカンを含有する、低コレステロール血症治療剤として使用する組成物。
40. 許容し得る担体とともにβ−グルカンを含有する、便秘の治療又は予防に使用する組成物。
41. 許容し得る担体とともにβ−グルカンを含有する、腸の活動の調整に使用する組成物。
42. 許容し得る担体とともにβ−グルカンを含有する、血糖反応の調整に使用する組成物。
43. 有効量のβ−グルカンを患者に投与することよりなる、必要時に患者の低コレステロ−ル血症を治療する方法。
44. 有効量のβ−グルカンを患者に投与することよりなる、必要時に患者の便秘の治療又は予防方法。
45. 有効量のβ−グルカンを患者に投与することよりなる、必要時に患者の腸の活動を調整する方法。
46. 有効量のβ−グルカンを患者に投与することよりなる、必要時に患者の血糖反応を調整する方法。
47. 項目３１−３８項のいずれかに記載のβ−グルカンの、食品成分としての使用。
48. 項目３１−３８項のいずれかに記載のβ−グルカンの、化粧品組成物への添加剤としての使用。
49. 項目３１−３８項のいずれかに記載のβ−グルカンの、傷の手当て及び食品被覆におけるフィルム形成剤としての使用。
50. 項目３１−３８項のいずれかに記載のβ−グルカンの、基質中に担持された薬剤を徐放するための基質としての使用。
51. 項目３１−３８項のいずれかに記載のβ−グルカンの、他の多糖類の性質を変えるための使用。
52. 項目３１−３８項のいずれかに記載のβ−グルカンの、冷凍食品の調製における氷晶形成の防止剤としての使用。
53. β−グルカンを抽出した穀物よりなる動物飼料。
54. 少なくとも約３０％のβ−グルカンを穀物から抽出した項目５３項に記載の動物飼料。
55. 少なくとも約５０％のβ−グルカンを穀物から抽出した項目５３項に記載の動物飼料。
56. 少なくとも約８０％のβ−グルカンを穀物から除去した項目５３項に記載の動物飼料。
57. β−グルカンが抽出された、醸造に使用される穀物。
58. 少なくとも約３０％のβ−グルカンが抽出された項目５７項に記載の穀物。
59. 少なくとも約５０％のβ−グルカンが抽出された項目５７項に記載の穀物。
60. 少なくとも約８０％のβ−グルカンが抽出された項目５７項に記載の穀物。
61. 実施例１−１１のいずれかに実質的に記載された、穀物からβ−グルカンを得る方法。
62 実施例１−１１のいずれかに実質的に記載された、β−グルカンの水溶液からのβ−グルカンの回収方法。
63. 実施例１−１１のいずれかに実質的に記載された項目１−２９項の方法によって得られたβ−グルカン生成物。
64. 実施例１２−１６のいずれかに実質的に記載された、β−グルカンの使用。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
工業的な適応性
本発明のβ−グルカン生成物は各種の用途を有している。そのゲルを形成する特質によって食品や化粧品の添加剤として有用である。β−グルカンはフィルムを形成し、例えば、食品用の食べられるフィルムや包帯に用いるフィルムとして生体適合性を有するフィルムとして有用であることを意味する。β−グルカン生成物はまた、医薬品として、特にコレステロール低下剤としての適用性を有している。