(57)【要約】【課題】簡便な操作で工業的に有利に、風味の良好な低分子食物繊維を製造する方法を提供する。【解決手段】食物繊維を８０〜１９０℃の水蒸気で加水分解処理することで水分含有量１０質量％以下の低分子食物繊維を調製する低分子食物繊維の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
食物繊維を８０〜１９０℃の水蒸気で加水分解処理することで水分含有量１０質量％以下の低分子食物繊維を調製する低分子食物繊維の製造方法。
【請求項２】
水蒸気が過熱水蒸気である請求項１記載の低分子食物繊維の製造方法。
【請求項３】
加水分解処理を大気圧以下で行う請求項１又は２記載の低分子食物繊維の製造方法。
【請求項４】
加水分解処理中に食物繊維の水分含有量が４０質量％以下である状態が１０〜２４０分間存在する請求項１〜３のいずれか１項記載の低分子食物繊維の製造方法。
【請求項５】
加水分解処理後に得られる低分子食物繊維を水に溶解又は分散し２質量％、pH７に調整したときの粘度が、２０℃で１〜３５mPa・sである請求項１〜４のいずれか１項記載の低分子食物繊維の製造方法。
【請求項６】
食物繊維が粉末、ゲル又はスラリーとして加水分解処理に供される請求項１〜５のいずれか１項記載の低分子食物繊維の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の方法により得られた低分子食物繊維。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項記載の方法により得られた低分子食物繊維を含有する飲料。
【請求項９】
食物繊維がアルギン酸又はその塩である請求項８記載の飲料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低分子食物繊維の製造方法及び該方法によって得られた低分子食物繊維並びにそれを含有する飲料に関する。
【背景技術】
【０００２】
食物繊維には、便通改善作用等があることから一定量以上摂取することが好ましいとされている。しかしながら、近年、我国では、食物繊維の摂取量が低下する傾向にあり、摂取不足になりがちである。かかる観点から日本人に不足がちな食物繊維を無理なく摂取することの要望が高まっている。食物繊維を無理なく摂取するには飲料形態が望ましいが、一般的な高分子の水溶性食物繊維を配合した飲料は粘度が高くなるという問題がある。また、一般的な高分子の水不溶性食物繊維を配合した飲料は舌触りがザラザラするという問題がある。そこで食物繊維を低分子量化し、粘性を低下させ、舌触りを滑らかにして飲みやすくすべく、食物繊維を加水分解して低分子化する技術が報告されている。
【０００３】
例えば、アルギン酸をアルギン酸リアーゼを用いて分解する方法（特許文献１）が知られているが、この方法は反応に長時間を要するだけでなく、得られるアルギン酸の風味が酵素により低下してしまうという問題がある。また、食物繊維水溶液に硫酸等を加えて加熱する酸加水分解法も知られているが、この方法では酸加水分解処理後に中和操作等で大量の水を用いるためこれら大量の水を除去し、乾燥する必要がある。また、食物繊維水溶液を加圧下で熱水処理する方法（特許文献２）、超臨界、亜臨界水を用いる方法（非特許文献１）も報告されている。しかし、これらの方法においても、処理後に大量の水が残存しているため、これを除去し、乾燥する必要がある。それだけでなく、これらの方法では特殊な高圧反応設備が必要である。
【特許文献１】特開平２−３０３４６８号公報
【特許文献２】特開平６−７０９３号公報
【非特許文献１】北海道立工業試験場報告Ｎｏ．３０５（２００６年発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のように、従来の食物繊維の低分子化手段は、食品に使用する際の風味の問題、大量の水除去の問題、設備上の問題等があり、工業的製法として充分満足できるものではなかった。
従って、本発明の目的は簡便な操作で工業的に有利に、風味の良好な低分子食物繊維を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明者は、食物繊維の加水分解条件について種々検討した結果、食物繊維に８０〜１９０℃の水蒸気を一定時間接触させることにより、水分量の少ない低分子化された風味の良好な食物繊維が効率良く得られることを見出した。
【０００６】
すなわち、本発明は食物繊維を８０〜１９０℃の水蒸気で加水分解処理することで水分含有量１０質量％以下の低分子食物繊維を調製する低分子食物繊維の製造方法を提供するものである。
また本発明は、上記の方法により得られた低分子食物繊維及びそれを含有する飲料を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明方法によれば、簡便な操作で低水分含量の低分子食物繊維が得られる。すなわち、本発明方法は、特殊な設備を必要とせず、さらに加水分解反応後に脱水、乾燥工程等の更なる工程を必要とせず低水分含量の低分子食物繊維が得られることから、工業的に極めて有利である。さらに、本発明方法により得られる低分子食物繊維は、風味が良好であり、かつ飲料に配合したときの粘度が低く、舌触りと食感が良好であり、特に飲料として用いるのに有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の方法に用いられる原料食物繊維としては、植物原料から熱水や酸・アルカリ水、溶媒により抽出・精製されたいわゆる一般的な高分子の食物繊維の粉末、そのゲル、及びそのスラリーで、純度１０％以上であれば何れのものでも良いが、好ましくは、水に溶解又は分散し２質量％、pH７に調整したときの粘度が２０℃で１００mPa・s以上の高分子の水不溶性食物繊維又は水溶性食物繊維が挙げられる。このうち、水不溶性食物繊維としては、セルロース、キチン、キトサン等が挙げられる。また、水溶性食物繊維としてはアルギン酸類、カラギーナン、グアガム、寒天、フコイダン等が挙げられる。このうち、水溶性食物繊維は飲料とした時に高分子の水不溶性食物繊維に特に顕著に感じられるざらつき感がないので好ましく、中でもアルギン酸類、カラギーナン、フコイダン等の酸性水溶性食物繊維が好ましく、さらにアルギン酸類は無味無臭であるためより好ましい。ここでアルギン酸類には、アルギン酸、アルギン酸塩（ナトリウム塩、カリウム塩など）、アルギン酸エステル（プロピレングリコールエステルなど）が挙げられる。本発明方法はアルギン酸又はその塩に適用するのが、特に好ましい。
【０００９】
本発明の方法に用いられる原料食物繊維は、粉末状でも、ゲル状、スラリー状何れでもよいが、粉末状のものは水蒸気との接触効率が良く好ましい。水分率も低い方が水蒸気との接触効率が良いため、特に、含水率４０質量％以下であるのが反応時間短縮の点で好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。すなわち、原料食物繊維の含水量が４０質量％より高いと、反応の初期段階では加水分解反応より水の蒸発にエネルギーが用いられてしまい加水分解反応は進みづらい。水の蒸発が進行し含水量が４０質量％以下となると水蒸気との接触効率が良好となるため、加水分解反応は効率的に著しく進行するようになる。このように、原料として含水率の低い食物繊維、例えば含水率が４０質量％以下の食物繊維を用いて本発明の方法により加水分解すれば、含水率が１０質量％以下の低分子食物繊維が短時間で得られるので好ましい。
【００１０】
本発明の方法に用いられる水蒸気の温度は８０〜１９０℃、好ましくは９０〜１６０℃が良い。この温度範囲内であれば、得られる低分子食物繊維にコゲ臭が発生せず飲料にしたときの風味が好ましく、加水分解処理に長時間を要する必要もなく工業的に好ましい。温度が８０℃以上であると低分子化の進行が良好であり、好ましい。さらに、温度が１００℃以上であれば、如何なる圧力状態であっても良好に加水分解反応が進行する。
水蒸気供給量は、食物繊維１kgあたり０．５〜５００kg／ｈであると生産性がよく、設備コストも安くできるので好ましい。１パス供給のほか、排出された水蒸気を再加熱して循環供給しても良い。
【００１１】
本発明の加水分解処理時間は特に限定されないが、通常５〜３００分程度でよい。また、塩型に比べて酸型食物繊維の場合は短時間で十分である。酸型食物繊維の場合は３０〜２４０分、さらに３０〜１８０分が好ましい。塩型食物繊維の場合は４０〜３００分、さらに５０〜２４０分が好ましい。温度が高い場合や原料食物繊維の含水量が少ない場合や水蒸気供給量が多い場合には短時間で十分である。原料の水分含量が高いと時間がかかる。特に、処理中食物繊維の含水率が４０質量％以下である状態が１０〜２４０分間、好ましくは２０〜１８０分間存在するようにすると、着色を抑えて効率よく低分子化できるので好ましい。
【００１２】
水蒸気としては不飽和水蒸気、飽和水蒸気、過熱水蒸気の何れも利用できるが、不飽和の水蒸気は酸素を含んでおり、高温下処理で酸化による着色が起こる傾向にあること、過熱水蒸気は処理後の食物繊維の含水率を低くすることができることから、過熱水蒸気が特に望ましい。
本発明の加水分解処理は加圧条件、大気圧条件、減圧条件のいずれでも行えるが、大気圧以下（大気圧下及び減圧下）であれば特殊な高圧設備が不要なので望ましい。特に、大気圧下では、バッチ処理に加えて、原料を連続的に供給しながら、低分子食物繊維を排出する連続処理も工業的規模で容易にできるので望ましい。ここで、大気圧とは、ゲージ圧（大気圧基準圧力）が０MPaの状態をいう。
【００１３】
本発明において、加水分解を行う装置としては８０から１９０℃の水蒸気が食物繊維に接触するような装置であって、水蒸気発生装置、加熱ヒーター、水蒸気導入装置、反応チャンバーを備えたものであれば如何なるものを用いても良く、例えば開放系であっても閉鎖系であっても良い。特に、上述のとおりの条件、加水分解処理中に食物繊維の水分含量が４０質量％以下である状態を１０〜２４０分間、好ましくは２０〜１８０分間存在させることが可能な装置が好ましい。例えば流動層乾燥機、トレイ式乾燥機などを利用することができる。また、水蒸気が過熱水蒸気の場合は、市販の過熱水蒸気発生装置を用いることができる。
【００１４】
本発明の加水分解処理後に得られる低分子食物繊維の含水率は、０〜１０質量％、特に０〜３質量％である。
【００１５】
本発明の加水分解処理後に得られる低分子食物繊維は、２質量％、ｐＨ７の水溶液にして２０℃で測定したときの粘度が、好ましくは１〜３５mPa・s、より好ましくは１〜１７mPa・sである。また、この低分子食物繊維の平均分子量は、好ましくは１×１０4〜２５×１０4、より好ましくは２×１０4〜１８×１０4である。従って、本発明によって得られる食物繊維は飲料として配合したときの食感が良好であり、飲用しやすい。すなわち、本発明方法により得られる低分子食物繊維は、粘度が低く、水分含有量が低いので、そのまま種々の食品にあるいは飲料に配合することができる。
【００１６】
本発明の飲料には、上記の如くして得られた低分子食物繊維を０．５〜６質量％、特に１．５〜５質量％含有するのがのど越しの軽さとボディ感（コク）のバランスの点から好ましい。
【００１７】
本発明の飲料には、上記低分子食物繊維以外に、野菜汁及び／又は果汁を配合するのが好ましく、形態として野菜汁及び／又は果汁含有飲料とするのがより好ましい。
【００１８】
本発明の飲料に含有される野菜汁及び／又は果汁は、代表的には、野菜汁として野菜の搾汁、果汁として果物の搾汁からなる。野菜の搾汁に使用される野菜としては、トマト、ニンジン、ホウレンソウ、キャベツ、メキャベツ、ブロッコリー、カリフラワー、セロリ、レタス、パセリ、クレソン、ケール、かぼちゃ、赤ピーマン、ピーマン、ダイコン等が挙げられるが、本発明の野菜の搾汁としては特にトマト、ニンジン、ホウレンソウ、パセリ、セロリ、キャベツのものが好ましい。また野菜の搾汁としてアロエの搾汁も使用できる。これらの野菜汁は単独で使用しても良く、複数を混合して使用しても良い。
【００１９】
また、果物の搾汁に使用される果物としては、レモン、りんご、みかん、オレンジ、グレープフルーツ、スウィーティ、もも、メロン、スイカ、ウメ、キウィ、グアバ、プルーン等が挙げられるが、本発明の果物の搾汁としては特にレモン、りんご、みかん、オレンジ、グレープフルーツ、もも等が好ましい。これらの果汁は単独で使用しても良く、複数を混合して使用しても良い。
【００２０】
本発明の飲料の水分含有量は７５質量％以上が好ましく、さらに好ましくは８５質量％以上、よりさらに好ましくは９０質量％以上が飲料として好ましい。なお、水分量の測定法は、例えば、常圧にて、１０５℃、２時間の加熱乾燥法によって測定することができる。
【００２１】
本発明の飲料のpHは、保存安定性及び飲み易さの点からpH３．５〜５、好ましくは３．７〜４．６、さらに好ましくは３．８〜４．５、もっとさらに好ましくは３．９〜４．３が良い。pHが上記範囲内であると保存安定性及び飲み易さの点で好ましい。pHの調整は、通常、本発明の飲料の製造工程において加熱殺菌を施す前に行う。pHの調整には、野菜汁や果汁由来の有機酸に加え、有機酸類、有機酸塩類、無機酸類、無機酸塩類、無機塩類、pH調整剤などの添加剤を単独、あるいは併用して用いることができる。このとき、これらの添加剤を直接、又は適当な濃度に希釈した水溶液として適量加えて調整する。このときpHメーターなどによりpHを確認しながら加えても良い。これらの添加剤には、例えば、アジピン酸、クエン酸、グルコン酸、コハク酸、酢酸、酒石酸、乳酸、フマル酸、リンゴ酸、アスコルビン酸又はそれらの塩などが挙げられる。加熱殺菌の前後でpHが変化する場合は、予め変化分を考慮して加熱殺菌前のpHを調整すると良い。
【００２２】
その他、本発明の飲料には、糖質、ビタミン類、各種エステル類、色素類、酸化防止剤、香料、甘味料、乳化剤、保存料、調味料、品質安定剤などの食品添加物を単独、あるいは併用してさらに適宜配合しても良い。
【実施例】
【００２３】
（食物繊維の含水量測定法）
食物繊維の含水量は、乾燥機（ヤマト科学ＡＤＰ３００）にて１０５℃、２時間、加熱乾燥しデシケータ内で３０分静置、室温に戻した後の重量と、乾燥前の重量との変化量から測定した。
（粘度測定法）
粘度は、測定試料を炭酸ナトリウムでpHを７に調整した後、コーンローター式回転粘度計（東機産業（株）製ＲＥ−８５Ｌ）を使用し、標準ローター（１°３４’×Ｒ２４）、回転速度０．５〜１０rpmの条件で測定した。すなわち、粘度が６０mPa・s以上の場合は適宜回転速度を１０rpmから０．５rpmまでの間で下げて粘度計の測定レンジ内で測定した。
（平均分子量測定法）
ゲルパーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により以下の装置と条件で測定した。
カラム                Super AW 4000 及びSuper AW 2500 (東ソー株式会社)
オンラインデガッサ    SD-8022 (東ソー株式会社)
デュアルポンプ        DP-8020 (東ソー株式会社)
カラムオーブン        CO-8020 (東ソー株式会社)
示差屈折計            RI-8020 (東ソー株式会社)
カラム温度；４０℃
移動相；０．２mol／Ｌ硝酸ナトリウム
流速；０．６mL／min
注入量；１００L
平均分子量既知のプルラン標準試料を用いて検量線を作成して用いた。
【００２４】
実施例１
高分子アルギン酸ナトリウム（紀文フードケミファ製ダックアルギン：固形粉末状、含水量０．２％、２０℃pH７水に２質量％溶解状態の粘度２１３．４mPa・s）１０ｇを容量２０Ｌの加水分解反応容器に入れ、１５０℃大気圧の過熱水蒸気を水蒸気供給量０．６kg／ｈにて１２０分間導入し加水分解処理した。排出水蒸気は再加熱して循環供給した。処理条件と処理後の分析結果を表１に示す。
【００２５】
実施例２
過熱水蒸気の温度を１７０℃、処理時間を６０分とした以外は実施例１と同条件で処理した。処理条件と処理後の分析結果を表１に示す。
【００２６】
実施例３
実施例１で使用した高分子アルギン酸ナトリウムを１０質量％水溶液にして、０．１規定塩酸を滴下しながら攪拌することによって酸型のゲルを得た。pHは３であった。これをろ過・脱水して含水率７０％の高分子アルギン酸を得た。これを１０ｇとり、実施例１と同様に１５０℃大気圧の過熱水蒸気で３０分処理した。処理中、含水率が４０質量％以下である状態は２５分であった。処理条件と処理後の分析結果を表１に示す。
【００２７】
実施例４
実施例３で得た含水率７０％の高分子アルギン酸を用いて、過熱水蒸気の温度を１２０℃、処理時間を６０分とした以外は実施例１と同条件で処理した。処理中、含水率が４０質量％以下である状態は４５分であった。処理条件と処理後の分析結果を表１に示す。
【００２８】
実施例５
高分子アルギン酸カリウム（紀文フードケミファ製：固形粉末状、含水量０．２％、２０℃ｐＨ７水に２質量％溶解状態の粘度２０６．０mPa・s）を用いた以外は実施例１と同条件で処理した。処理条件と処理後の分析結果を表１に示す。
【００２９】
比較例１
過熱水蒸気の温度を２００℃、処理時間を６０分とした以外は実施例１と同条件で処理した。処理条件と処理後の分析結果を表１に示す。
【００３０】
比較例２
水蒸気処理をしない高分子アルギン酸ナトリウム（紀文フードケミファ製ダックアルギン；実施例１で用いたものと同じ）。
【００３１】
実施例６
実施例３で得た含水率７０％の高分子アルギン酸を凍結乾燥して含水率０．５％の高分子アルギン酸を得た。これを１０ｇとり、実施例１と同様に１００℃大気圧の飽和水蒸気で１５０分処理した。処理条件と処理後の分析結果を表１に示す。
【００３２】
実施例７
カラギーナン（ＭＲＣポリサッカライド製ソアギーナＭＬ２０１、固形粉末状、含水量０．１％、２０℃ｐＨ７水に２質量％溶解状態の粘度１２００mPa・s以上）５ｇを実施例１と同様に１３０℃大気圧の過熱水蒸気で３０分処理した。処理条件と処理後の分析結果を表１に示す。
【００３３】
比較例３
水蒸気処理をしないカラギーナン（ＭＲＣポリサッカライド製ソアギーナＭＬ２０１；実施例１で用いたものと同じ）。
【００３４】
【表１】
2009060890.tif 000002
【００３５】
実施例８
実施例１で使用した高分子アルギン酸ナトリウムを１０質量％水溶液にして、１規定塩酸を滴下しながら攪拌することによって酸型のゲルを得た。pHは１．６であった。これをろ過・凍結乾燥して含水率０．８％の高分子アルギン酸を得た。これを１０ｇとり、実施例１と同様に１６０℃大気圧の過熱水蒸気で３０分処理した。処理中、含水率が４０質量％以下である状態は３０分であった。処理条件と処理後の分析結果を表２に示す。
【００３６】
実施例９
実施例８で得た含水率０．８％の高分子アルギン酸を用いて、過熱水蒸気の温度を１７０℃、処理時間を４５分とした以外は実施例８と同条件で処理した。処理中、含水率が４０質量％以下である状態は４５分であった。処理条件と処理後の分析結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
2009060890.tif 000003
【００３８】
（飲料の製造）
表３の配合にしたがってトマト飲料を調製した。食物繊維には実施例１〜２、及び比較例２のアルギン酸ナトリウムを使用した。実施例１及び２を使用した飲料はのど越しが良好でボディ感もあって飲みやすかった。比較例２を使用した飲料は口の中がべたつき、常飲に耐えなかった。
【００３９】
【表３】
2009060890.tif 000004