アメリカ穀物協会ニュースレター

2023年10月

191№
世界の各地域で生産された輸出用トウモロコシのウェットミリング分画の特性評価と比較
トウモロコシのデンプン抽出性―産地の異なるトウモロコシ（２）
アメリカ穀物協会では、米国のトウモロコシが工業用デンプン製

ウモロコシのうち約1億6,400万トンのトウモロコシが食品、アルコー造の際に他の産地のトウモロコシよりも高いデンプン収量を与え〔2,3〕
ルおよび工業用としてウェットミリングにより加工された。
同時期

ることを実証する研究プロジェクトを実施しています。その中間報（2020-2021）、米国は価格にして186億3,000万USドル分、6,980万

告はNETWORK 第180号（2022年11月号）にて公表しています。

トンのトウモロコシを中国、エジプト、台湾、韓国、コロンビア、インドネ

今回は2021年産の異なる産地のトウモロコシについての検討結

シア、サウジアラビアといった国々に輸出したが、こうしたトウモロコシ果を報告します。

〔4〕の大半がウェットミリング用途である。
ウェットミリングのデンプン収なお、この記事はオリジナル文献（Characterization and

率はこうしたトウモロコシのエンドユーザーの費用対効果に貢献すComparison of Wet Milling Fractions of Export Commodity

る重要なファクターである。
しかしながら、ウェットミリングの際の主たCorn Originating from Different International Geographical

る懸念事項は輸送時の破損トウモロコシと異物（BCFM）である。

Locations. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/

BCFMやその他のトウモロコシ品質の変化は、混合、保管、荷積

epdf/10.1002/star.202200280）を仮和訳したものです。また、み、荷卸し、積み替えといった複数の取扱いの過程を含む長距離

表1、表2と参考文献リストなどはスペースの都合で割愛しましたの〔5〕輸送によって引き起こされる。
こうしたトウモロコシ品質の変化はで、オリジナル文献をご参照ください。

穀物取扱業者やエンドユーザーに経済的損失をもたらす。多様な世界市場で売買されているトウモロコシは様々な作物栽培法や気概要

象条件の下で生産され、様々な遺伝形質であるため、結果として物理特性、胚乳硬度およびウェットミリング特性が異なることになる。

軟胚乳トウモロコシはウェットミリングに適合する顕著な特性を持つが、輸送中に破損や破砕を生じやすい。本研究では世界各地で生産され様々な胚乳硬度を有するトウモロコシのサンプルの粉砕性を比較し、この粉砕性がウェットミリング用途のトウモロコシを輸入する業者に及ぼす経済的影響について考察する。軟胚乳の米国産トウモロコシの破損粒&異物（BCFM）
は1.13%から 5.57%の範囲で、他の地域から同じ国に輸出されるトウモロコシの値を上回る。世界の様々な市場に輸出される米国産トウモロコシのデンプン収率は他の地域から同じ市場に輸出されるトウモロコシのデンプン収率よりも5～8%高い。米国産
トウモロコシのデンプンの過剰分は、日産2,540MT-1のウェットミ

トウモロコシの胚乳の硬さはウェットミリングにおけるデンプン抽出性に大きな影響を及ぼす。胚乳の硬さは胚乳の構造、組成、顆粒成分の構造およびタンパク質分布と関係する。硬度が増すと保管、取り扱いおよび輸送に望ましい品質となるが、デンプンの抽出性には〔6〕
負の影響を及ぼす。
米国産トウモロコシは何十年もの間、より高いデンプン収率を目指して育種されてきた結果、デンプン抽出性が高まっている。ただし、米国中西部の気候の関係で米国産トウモロコシの収穫期間は短く、そのためトウモロコシの収穫時水分含量は通常13％を上回る。長期保管や輸出には人工的な乾燥が求めら〔7,8〕れるが、これがストレスクラックに結び付く。
そのため、概して胚乳リングプラントにとって、そのまま年813～1,300万USドルの追加収入となることを意味する。
したがって、破損率が高いにもかかわらず、軟胚乳を有する米国産トウモロコシは、比較的BCFMの値が低い世界の他の地域の硬胚乳トウモロコシを上回る優れた粉砕性と高いデンプン収率をもたらすと結論づけることができる。最初のクリーニング工程後、破損粒を分離して処理するために用いることのできる技術が存在する。の柔らかい米国産トウモロコシは運搬中や世界各地に委託輸送し〔5,9〕ている間にストレスクラックを原因とする破損が起こりやすい。
一方、例えば南米産のトウモロコシのように他の地域で生産されるトウモロコシは一般に胚乳が硬く、収穫前に圃場で乾燥させて水分含量を下げており、ストレスクラックが起こらない。
トウモロコシのウェットミリング業者は米国、南米、その他の地域からトウモロコシを輸入するが、ダストの量が多くBCFM値が高い米

1.緒言

国産トウモロコシは、ダストやBCFMが少なく保管や輸送に最適で一般に、トウモロコシ穀粒（Zea mays L.）はデンプン、タンパク質、〔9〕ある南米産のトウモロコシに劣ると考えられることが多い。
破損ト

油分、糖、粗繊維から構成される。
トウモロコシのウェットミリングは、こウモロコシやダストは浸漬時に浸漬タンクのスクリーンの汚れや浸うした成分の分画化と、デンプンや、グルコース、デキストロース、高漬液のチャネリングといった問題を引き起こし（結果として不十分な果糖コーンシロップ等の価値の高い産物、コーングルテンミールや、浸漬となる）、浸漬液中の可溶分を増加させる。
このため、ウェットミ〔1〕
コーングルテンフィード、胚芽等の併産物の生産につながる。
デンリング業者は破損トウモロコシやダストの取り扱いという問題に直面

プンとデンプン加水分解物はウェットミリングの主要産物で、主に食〔10〕し、クリーニングのために余分な労力が必要になる。
こうした処理品、飲料、燃料アルコールおよび工業バイオテクノロジーの分野で上の問題を回避するため、クリーニング後の破損トウモロコシをコー用いられる。

ングルテンフィード（CGF）と直接混ぜ合わせることで浸漬およびミリ

2021年には米国で生産された合計3億5,800万メートルトンのトング工程を省略することも多いが、これはCGF中のデンプン損失や1全体的なデンプン収率の減少という結果をもたらす。
こうした理由から、
ウェットミリング用として米国産トウモロコシを好まない輸入業者も世界には存在する。
ウェットミリングではトウモロコシの物理的品質に基づいてトウモロコシ積送品が承認されるからである。
しかしながら、ウェットミリング工程の経済的妥当性はこの方法で得られるデンプン収率に大いに依存することから、評価すべきはトウモロコシのウェットミリング特性である。デンプン収率が1年に1パーセント増加するとトウモロコシのウェットミリングプラントの追加収入は相当額にのぼる可能性がある。そのため、ウェットミリング用トウモロコシを選択する際の主たる根拠は物理特性ではなく、主にデンプン収率を意味するウェットミリング収率とすべきである。
様々なトウモロコシサンプルのウェットミリング特性はラボでのウェットミリング試験によって確認することができる。
〔11〕

この試験は筆者らのグループが2019年に地理的に異なる地域（コロンビア、台湾およびチュニジア）から入手した米国産および南米産（ブラジルとアルゼンチン）のトウモロコシの粉砕性の評価を公表した前回の試験を〔12〕引き継いだものである。
今回の試験では、前穀物年度と比較した場合のウェットミリング特性の変化を評価するため、2020年に収穫したトウモロコシの粉砕性を評価した。
産地については3か所（ウクライナ、セルビア、インドネシア）を追加し、収集地については、4か所、すなわ
ちエジプト、韓国、インドネシア、サウジアラビアを、台湾とコロンビアに追加した。
2.結果と考察

図1. トウモロコシのウェットミリングによるデンプン収率の比較。a）
各サンプルのデンプン収率（%, w/w）b）
各産地のサンプルの平均デンプン収率（%, w/w）。
トウモロコシサンプルのIDは米国
（USA）
、ブラジル
（BRA）、ウクライナ（UKR）、アルゼンチン（ARG）、セルビア（SRB)から輸出先国であるエジプト（EGY）、台湾（TWN）、韓国（KOR）
、
コ
ロンビア
（COL）
、インドネシア（IDN）
およびサウジアラビア（SAU）に輸出されたトウモロコシであることを示している。

2.1.ウェットミリングのデンプン収率
トウモロコシのウェットミリングにおいてデンプン収率が最も重要なファクターであると考えられている。地理的に異なる地域で栽培され(異なる産地)、世界の様々な場所から収集したトウモロコシのサンプルを用いたラボ
スケールの100gウェットミリング試験では、処理されたデンプン収率は61.61% から68.11% w/wの範囲となり、米国産トウモロコシサンプルのみが66.64% から69.11%w/wの範囲となった（図1a）。産地別のトウモロコシのデンプン収率の平均値を図1bに示した。
デンプン含有率とデンプン収率のデータに基づくと、いずれのトウモロコシサンプルもデンプン含有率はほぼ同じ（70.57%- 72.60%）（表１、示さず）であるにも関わらず、ウェットミリングのデンプン収率に61.61-69.11%のばらつきがあるということは明らかである。
この結果は、トウモロコシサンプルの粉砕性はデンプン含有率に依存するのではなく、遺伝形質、栽培条件および収穫後の作業に依存することを示〔5,13〕している。
米国トウモロコシサンプルの高いデンプン収率は、米国から輸出された軟胚乳トウモロコシの粉砕性が優れていることを示唆している。

図2. 異なる産地のトウモロコシサンプルの（a）
フローテーションインデックス平均値とBCFM平均値（b）
ウェットミリングデンプン収率平均値とフローテーションインデックス平均値（c）
ウェットミリングデンプン収率平均値とBCFM平均値（d）
ウェットミリングデンプン収率平均値と容積重平均値との間の相関関係図。IDN、BRA、ARG、USA、UKR、およびSRBで表示されるトウモロコシサンプルIDは、パラメータ値が、それぞれ、同産地であるインドネシア、ブラジル、アルゼンチン、米国、ウクライナ、およびセルビアのトウモロコシの平均値であることを示している。これらは地理的に異なる地域から収集された。

あり胚乳硬度を示すものである。米国産トウモロコシサンプルはい
2.2.トウモロコシサンプルの物理特性

ずれもフローテーションインデックスの範囲が87.33から99.00%で、容積重のみならずフローテーションインデックスと破損トウモロコ他のサンプル（21.33から72.33%の範囲）よりも高いが、EGY（UKR）

シ（BCFM）
もトウモロコシサンプルすべてについて評価される物（98.33%）とKOR（SRB）（95.67%）のサンプルのフローテーション理特性である。
フローテーションインデックスは穀粒密度の指標でインデックスとは同程度であった。
フローテーションインデックスのば

2

らつきが大きい（21.33-99.00%）ということは、胚乳硬度に差のあることを示している（表2、示さず）。胚乳硬度は穀粒の破損し易さを求める際役に立ち、破損しやす〔9〕さは胚乳の柔らかさと相関関係にある。
このように、
フローテーションインデックスの値が高いトウモロコシサン
プルはより破損し易いことを示しているが、これはサンプルのBCFM値との相関試験によってより一層確実なものとなる（図2a）。
しかしながら、高温での人工乾燥も、突然大幅な水分損失を発生させ、ストレスクラックを作り出すことにより、フローターの数を増加させる要因となる。
〔7,14〕

米国産トウモロコシのBCFM（1.13% から5.57%の範囲）は異なる産地の他のトウモロコシの値（0.33%から3.33%の範囲）を上回った（表2、示さず）。
さらに、
米国産トウモロコシの容積重（56.12から58.07lb bu-1の範囲） 図3. ウェットミリングでの胚芽回収率と胚芽油含有率の比較。トウモロコシサンプルのIDは米国（USA）、ブラジは他のトウモロコシサンプルの値（54.52から60.23lb bu-1の範囲)を下回った。容積重も穀粒密度と相関関係にあル（BRA）、ウクライナ（UKR）、アルゼンチン
（ARG）
、セルビア
（SRB）
から輸出先国であるエジプト
（EGY）
、台湾
（TWN）
、韓国
（KOR）
、
コロンビア
（COL）、インドネシア（IDN）、およびサウジアラビア（SAU）に輸出されたトウモロコシであることを示している。

り、水分含量、形状、BCFM、人工乾燥、取り扱いといったその他のファクターもトウモロコシの梱包やブッシェル〔15〕当たりの重量に影響を及ぼす。

様々なトウモロコシサンプルで確認された物理特性（フローテーションインデックス、BCFMおよび容積重）とそれらのウェットミリングによるデンプン収率とを比較すると、驚くべき傾向が見いだされた。米国産トウモロコ
シは密度が低くストレスクラックや損傷が発生しやすいが、他の産地のトウモロコシサンプルよりもデンプン収率が高い（図1）。
さらに、米国産トウモロコシは他の国で生産されるトウモロコシと比較すると胚乳が柔らかいという結果から明らかなように、胚乳の硬さはデンプン収率と、すなわちトウモロコシの粉砕性と負の相関関係にあると述べることができる。
こうした観察結果については、（地理的に異なる地域で収集した）特定産地のトウモロコ
シサンプルについて、ウェットミリングで得たデンプン収率

図4. ウェットミリングでのグルテン回収率とタンパク質含有率の比較。
トウモロコシサンプルのIDは米国
（USA）
、ブラジル
（BRA）
、ウクライナ（UKR）、アルゼンチン
（ARG）
、セルビア
（SRB）
から輸出先国であるエジプト
（EGY）
、台湾
（TWN）
、韓国
（KOR）
、コロンビア（COL）、インドネシア（IDN）、およびサウジアラビア（SAU）に輸出されたトウモロコシであることを示している。の平均値とフローテーションインデックス、BCFMおよびKOR
（BRA）
、KOR
（SRB）のいずれのサンプルでも胚芽回収率容積重の平均値との間の相関試験を実施することで更なる検証を行った（図2b-d）。米国産トウモロコシの粉砕性を地理的に異なるは5.50%程度であった。残りのサンプルの胚芽回収率は3.79から世界の地域で収集したトウモロコシと比較した別の試験でも、同様5.33%の範囲となった。

〔12〕の観察結果となっている。
従って、トウモロコシの物理特性は粉胚芽回収率に有意な差はみられなかったが、軟胚乳トウモロコ砕性を反映するものではなく、デンプン収率はラボでウェットミリング

シで胚芽回収率が高くなることが裏付けられ、この結果は過去のを実施することによって十分に見極めることが可能であると述べる〔12,17〕
試験の所見と一致している。
グルテンの回収率はウェットミリンことができる。

グを実施した全トウモロコシでおおよそ4.01-6.52% w/wとなった。
軟胚乳トウモロコシのグルテン収率は硬胚乳トウモロコシの収率を下回ると考えられる。
調査対象のトウモロコシの大半で、テーブリング

2.3.ウェットミリング分画収率（比重式分離）後に回収されたグルテンのタンパク質含有率は乾

胚芽、グルテン、繊維、浸漬水といった他のウェットミリング成分の物ベースで約45%であったが、いずれのトウモロコシサンプルでもば収率についてもその値を求めた（図3-6）。

らつきの幅が33.16-53.33%と大きかった。粗繊維分画と細繊維分それぞれのサンプルのウェットミリングでの総固形分回収率は97-99%の範囲であった。ウェットミリングの胚芽中の油分含有率

画とを併せると回収物質の大半を占めるが、これらの値は米国産トを推定し、グルテンからはタンパク質も回収して比較した。回収率

ウモロコシ（13.68% から16.29%の範囲）
が他のトウモロコシサンプルの記録値は100g単位のラボでのウェットミリング試験を実施した（14.91-18.65% w/w）を有意に下回った。

〔12,16〕
過去の試験のものと良好な同一性がみられた。
回収された

これは粉砕性に劣る硬胚乳サンプルに含まれる未回収デンプン

胚芽は粉砕して油分含有率を分析し、乾物ベースでの重量比がによるもので、この未回収デンプンが繊維質量に追加され、繊維分29.96から50.00%の範囲となった。胚芽は回収された総固形分の画を押し上げたと考えられる。

およそ3-6%を占めていた。胚芽回収率が最も高かったのはCOL分離させた残りの物質は回収された浸漬液固形分により構成さ（ARG）（6.06%）
で、これにTWN（BRA）が続き、KOR（USA）、れていた。BCFMと浸漬液の特性を調べた過去の調査によれば、

3軟胚乳トウモロコシはより高温で乾燥させるとより多くの可溶性固形分とタンパク質を浸漬液中に遊離させる可〔18〕能性がある。
同様の観察結果は今回の試験でも記録されていて、グルテン回収率は、大半の軟胚乳トウモロコシサンプル、すなわち米国産トウモロコシで有意に低下し、こうしたトウモロコシサンプルの浸漬液固形分の値はわずかに上昇している。
2.4.経済的影響と破損トウモロコシの処理技術
この試験の結果から、米国産トウモロコシのデンプン収率は比較的高いため、他の地域で生産されたトウモロコシよりも粉砕性に優れていることは明らかである。
ウェットミリングにより抽出されるデンプン収率が1パーセント増加すると、製品の販売価格とプラント生産能力によって異なってくるものの、1ブッシェル当たりおおよそ4-6

図5. ウェットミリングでの繊維回収率の比較。
トウモロコシサンプルのIDは米国（USA）、ブラジル(BRA）、ウクライナ（UKR）、アルゼンチン
（ARG）
、セルビア
（SRB）
から輸出先国であるエジプト
（EGY）
、台湾
（TWN)、韓国（KOR）
、
コ
ロンビア
（COL）
、
インドネシア（IDN）、およびサウジアラビア（SAU）に輸出されたトウモロコシであることを示している。

〔19〕
セント増になる。
米国産トウモロコシのデンプン収率は他のトウモロコシサンプルの値を5–8%上回っているため、大規模なウェットミリングプラントでは米国産トウモロコシの使用による価値増加は莫大なものとなる可能〔20性がある。酵素を用いたウェットミリング（E-Milling）〔24-27〕あるいは間欠ミリング・ダイナミック浸漬（IMDS）

23〕

といった技術を使用して、クリーニング後に破損トウモロコシを別途処理することで、より高いデンプン収率の達成が可能となる。破損トウモロコシは、E-Millingプロセ
スではタンパク質分解酵素を、IMDSプロセスでは硫黄水を用いて、短時間別途浸漬することができる。短時間の浸漬後、破損トウモロコシを粉砕し（完全粒の）メインプロセスから得られるコーンスラリーと混合することができる。破損トウモロコシだけを別に処理することで浸漬

図6. ウェットミリングでの浸漬液固形分回収率の比較。
トウモロコシサンプルのIDは米国（USA)）、ブラジル（BRA）、ウクライナ（UKR）、アルゼンチン
（ARG）
、セルビア
（SRB）
から輸出先国であるエジプト
（EGY）
、台湾
（TWN）
、韓国
（KOR）
、
コロンビア
（COL）
、インドネシア（IDN）、サウジアラビア（SAU）に輸出されたトウモロコシであることを示している。

液タンクのスクリーンの目詰まり、浸漬タンク内の水のチャネリングおよび浸漬液中の可溶分の損失に関わる処理上の問題をウェットミリングプロセスでは粉状デンプンの方が回収しやすいため回避することになるが、同時に破損トウモロコシに含まれるデンプンである。の回収も可能となる。年間330日稼働する日産100,000ブッシェルの輸送中の破損率が上昇する結果となる軟胚乳トウモロコシの好生産能力を持つウェットミリングプロセスのプラントでは、デンプン収ましからざる物理的性質上の制限があるものの、ウェットミリングプロ〔28〕
率が1パーセント増加すると収入は約165万USドル増加する。
米セスでは軟胚乳トウモロコシの方が抽出性の高いデンプンが得られ国産トウモロコシのデンプン収率は他のトウモロコシを5-8%上回るる。効率的なウェットミリングプロセスに軟胚乳の米国産トウモロコシため、原材料に米国産トウモロコシを用いるウェットミリングプラントのを用いた場合には、世界の他の産地の硬胚乳トウモロコシを使用1年あたりの追加収入は813万-1,300万USドルに及ぶことになる。
さするプラントと比較して、年間813-1,300万ドルの収入増が達成されらに、経済的恩恵はウェットミリングの効率やデンプン回収率にも左ることとなる。

右される。米国産のトウモロコシは軟胚乳であることから、BCFMを除去して単独処理したり、輸送中の取扱いを丁寧にして破損を最ネットワークに関するご意見、ご感想をお寄せ下さい。

小限に抑えたりするための追加の単位操作が必要になるが、こうした追加コストは高デンプン収率による収入増加によって十分賄うことができる。結果として、ウェットミリング用のトウモロコシの輸入業者にとって、米国産トウモロコシは他の産地のトウモロコシよりも優れたアメリカ穀物協会価値を提案することができるものとなる。

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E-mail: Japan@grains.org

3.結論
世界の他の地域から輸入されるトウモロコシと比較して、デンプン収率が実質66–69%得られる米国産トウモロコシのウェットミリングは収入増に結び付く。軟胚乳トウモロコシ、すなわち本試験の米国産本部ホームページ（英語）:https://www.grains.org
日本事務所ホームページ（日本語）:https://grainsjp.org/

トウモロコシから得られるデンプンの粉状はその性質ゆえに、ウェットミリングでは他の硬胚乳のトウモロコシよりも好まれるが、それは4