JP2015043699A

JP2015043699A - 水飴の製造方法

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Publication number: JP2015043699A
Application number: JP2013175356A
Authority: JP
Inventors: 徹也木下; Tetsuya Kinoshita; 昌之亀山; Masayuki Kameyama
Original assignee: Kato Kagaku Co Ltd
Current assignee: Kato Kagaku Co Ltd
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-03-12

Abstract

【課題】低温で流通ないし提供される食品への使用に適した水飴を製造する方法を提供することを課題とする。
【解決手段】澱粉スラリーのｐＨを２．５〜３．０に調整後、温度１３０℃〜１６０℃で加熱処理し、ＤＥ１５〜２１の液化液を調製する酸液化工程と当該工程で得られた液化液にα−アミラーゼを添加して酵素反応させることにより、ＤＥ２１〜２９の糖化液を調製する酵素糖化工程を含む製造方法によって、分解度（ＤＥ）が２１〜３０の水飴を製造する。
【選択図】図３

Description

本発明は水飴の製造方法に関する。詳しくは、低温下での特性が改良された水飴の製造方法に関する。

澱粉の分解によって製造される水飴は各種用途に使用されている。水飴を使用すると物性の調整や甘味の付与等が可能であることから、アイスクリーム類やホイップクリーム等にも添加されることが多い。

一般に、水飴は分解度（ＤＥ：デキストロース等量）に応じてその特性が変化する。分解度の低いもの（例えばＤＥ１０〜２０）は通常、低温下で曇りや濁りを生じやすい。一方、分解度の高いものは粘性が低下し、甘味が強くなる。また、製造工程が一般に煩雑となる。

尚、これまでにも水飴の特性や製造方法の改良に関して様々な取り組みがなされている（例えば特許文献１〜４を参照）。

特公昭５３−１２９８４号公報国際公開第２００６／０４７１７６号パンフレット特開２０００−１５０２号公報特開２０１１−１３０６９６号公報

低温下で流通ないし提供される製品（例えば、アイスクリーム等の冷菓）に使用する水飴には、各製品に要求される粘度（粘性）を低温下で付与し且つ維持できることが必要である。しかしながら、このような要求に応えることは難しく、従来の水飴を使用した場合、十分な粘度を付与できなかったり、或いは、温度の低下に伴い又は低温下に置かれることで粘度が必要以上に高まり、製品の製造（特に成形、殺菌）に支障を来たすことがあった。そこで本発明の課題は、低温下で流通ないし提供される製品への使用に適した水飴、即ち、必要な粘度を付与でき、且つ低温下で製品の粘度を過度に高めない（適度な粘度を維持できる）水飴を製造する方法を提供することにある。

上記課題に鑑み鋭意検討した結果、本発明者らは、特定の条件での酸液化工程と、特定の条件での酵素糖化工程を組み合わせれば、特徴的な分解度ＤＥを有し、低温で固まりにくいという優れた特性の水飴を製造できることを見出した。以下に示す発明は、当該成果に基づくものである。
［１］以下の工程（１）及び（２）を含む、分解度（ＤＥ）が２１〜３０の水飴を製造する方法：
（１）澱粉スラリーのｐＨを２．５〜３．０に調整後、温度１３０℃〜１６０℃で加熱処理し、ＤＥ１５〜２１の液化液を調製する酸液化工程；
（２）工程（１）で得られた液化液にα−アミラーゼを添加して酵素反応させることにより、ＤＥ２１〜２９の糖化液を調製する酵素糖化工程。
［２］工程（１）で得られる液化液のＤＥが１７〜１９である、［１］に記載の製造方法。
［３］工程（２）で得られる糖化液のＤＥが２３〜２５である、［１］又は［２］に記載の製造方法。
［４］工程（１）の温度条件が１４０℃〜１５０℃である、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の製造方法。
［５］α−アミラーゼが耐熱性α−アミラーゼである、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の製造方法。
［６］工程（２）で得られた糖化液を精製・濃縮し、固形分６０〜８５％の製品にする工程を更に含む、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の製造方法。
［７］［１］〜［６］のいずれか一項に記載の製造方法で得られた、ＤＥ２１〜３０の水飴。
［８］［７］に記載の水飴を含有する冷菓。
［９］アイスクリーム類である、［８］に記載の冷菓。

液化液のＨＰＬＣチャート。糖化液のＨＰＬＣチャート。実施例の水飴のＨＰＬＣチャート。

本発明は分解度（ＤＥ）が２１〜３０の水飴を製造する方法に関する。水飴の分解度は一般的にＤＥ（デキストロース等量）で表される。ＤＥは、ブドウ糖を１００としたときの液糖のもつ還元力を固形分あたりで表したものであり、（直接還元糖／固形分）×１００で計算される。ＤＥは公定法であるレインエイノン法により求めることができる。一般に、ＤＥ値が高いほど粘度が低く、甘味が強い。

本発明の製造方法では、以下の工程（１）及び（２）を行う。
工程（１）：澱粉スラリーのｐＨを２．５〜３．０に調整後、温度１３０℃〜１６０℃で加熱処理し、ＤＥ１５〜２１の液化液を調製する酸液化工程
工程（２）：工程（１）で得られた液化液にα−アミラーゼを添加して酵素反応させることにより、ＤＥ２１〜２９の糖化液を調製する酵素糖化工程

＜工程（１）＞
工程（１）は澱粉中の高分子を切断する工程である。この工程ではまず、用意した澱粉スラリーのｐＨを２．５〜３．５、好ましくは２．６〜２．８に調整する。ｐＨの調整には適当な酸（例えばシュウ酸、塩酸、硝酸）を使用することができる。澱粉スラリーの固形分は例えば１０重量％〜６０重量％、好ましくは２３重量％〜３５重量％、最も好ましくは３２％前後である。原料となる澱粉としては様々なものを使用可能である。例えば、コーンスターチ、ワキシーコーンスターチ、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、小麦澱粉、米澱粉、タピオカ澱粉を使用することができる。

ｐＨ調整後の澱粉スラリーは、所定の温度条件下での加熱処理に供される。本発明では、温度条件として１３０℃〜１６０℃、好ましくは１４０℃〜１５０℃を採用する。この加熱処理にはジェットクッカーなどの連続式液化装置を利用するとよい。ジェットクッカーとは、澱粉スラリーにスチームジェットを直接あてて瞬時に加熱すると同時に、急速に膨潤する澱粉をミキシングする装置である。ジェットクッカーによる処理（連続式クッキング）は、バッチ式クッキングに比較して、より均一な分解が可能である、処理効率がよい、消費電力が少ない等の利点がある。特に、均一な分解が可能である点は、老化し難い水飴を製造する上で重要である。

上記温度条件下、例えば２０分〜６０分、好ましくは３０分〜５０分の処理を行い、所望のＤＥの液化液を得る。液化液のＤＥは例えば１５〜２１、好ましくは１７〜１９である。一方、酸液化のグルコース（Ｇ１）含量については、例えば６％以下、好ましくは５％以下、更に好ましくは３．５％以下となるようにする。

＜工程（２）＞
工程（２）は、適切なＤＥになるように酵素で更に分解する工程である。この工程では、工程（１）で得られた液化液に分解酵素であるα−アミラーゼを添加し、酵素反応を行わせる。通常は、使用する酵素に適したｐＨになるように液化液のｐＨを調整した後、酵素を添加する。最適なｐＨは使用する酵素によって異なるが、例えばｐＨ５．０〜７．０、好ましくはｐＨ５．５〜６．０である。ここでのｐＨ調整には例えば炭酸カルシウムや水酸化カルシウムを使用すればよい。

分解酵素にはα−アミラーゼを使用する。各種α−アミラーゼを使用可能であるが、好ましくは耐熱性のα−アミラーゼを使用する。好ましいα−アミラーゼとしてバチルス・ステアロサーモフィルス（Bacillus stearothermophilus）由来（野生株又は変異株）のものを例示することができる。本発明において好ましいα−アミラーゼの具体例として、ノボザイム社の「ターマミルＳＣ」、大和化成社の「クライスターゼＹ７」を挙げることができる。尚、２種類以上のα−アミラーゼを併用することにしてもよい。

酵素反応の際の条件は、使用するα−アミラーゼが良好に作用する限り、特に限定されない。最適な条件は、使用するα−アミラーゼによって異なるものの、耐熱性α−アミラーゼを使用する場合の温度条件は例えば６０℃〜９０℃、好ましくは７５℃〜８５℃である。酵素反応時間は、この工程での所望のＤＥ（例えば２１〜２９、好ましくは２３〜２５）が達成されるように、例えば２時間〜２４時間、好ましくは４時間〜８時間とする。

酵素添加量は、十分な酵素分解が生ずるように適宜設定すればよい。例えば、乾燥重量基準で原料澱粉の０．００１％〜０．１％の範囲の添加量とすることができる。一般に、効率的な反応、即ち短時間での処理が必要な場合には酵素添加量を増大させればよく、製造コストの低減を望む場合には酵素添加量を制限しつつ処理時間を延長すればよい。

酵素反応を終了させるためには、酸（例えばシュウ酸、塩酸、硝酸）を添加し、例えばｐＨ３．０〜４．５、好ましくはｐＨ３．５〜４．０に調整すればよい。

尚、工程（２）の最適な処理条件は、当業者であれば予備実験等を通して容易に決定することができる。

上記の通り、工程（２）では所望のＤＥの糖化液を調製するが、以下の基準を満たす糖化液が得られるように酵素処理を実施するとよい。
Ｇ１：６％以下（好ましくは４．５％以下）
Ｇ２：１５％以下（好ましくは１０％以下）
Ｇ４以上：８０％以下（好ましくは７８％以下）
以上の基準に関する分析は、例えば、糖分析用カラム（例えばＭＣＩＧＥＬＣＫ−０８ＳやＳｈｏｄｅｘＫＳ−８０２）を用いたＨＰＬＣによって行うことができる。尚、ヨード反応性も試験し、高分子が残存していないことも確認するとよい。

工程（２）によって得られた糖化液は、典型的には、精製・濃縮されてＤＥ２１〜３０の最終製品となる。精製・濃縮は従来の方法を採用することができる。精製として例えば濾過、イオン交換樹脂による処理、脱色、遠心分離等を行うことができる。

好ましくは、以下の基準を満たす最終製品が得られるように精製・濃縮される。
Ｇ１：７％以下（好ましくは６％以下）
Ｇ２：１５％以下（好ましくは１２％以下）
固形分値：６０％〜８５％

本発明の製造方法で製造した水飴は様々な食品に添加することができる。適用可能な食品は限定されないが、その特性を十分に活かすことができる食品は、低温や粉末で流通ないし提供される食品である。該当する食品の例を挙げると、冷凍食品、冷菓、ホイップクリーム、乳製品、介護食、離乳食、幼児食である。冷菓にはアイスクリーム類（アイスクリーム、ジェラート、フローズンヨーグルト、サンデー、スムージー、ソフトクリームなど）、ゼリー、ムース、ババロア、プリン、杏仁豆腐、水羊羹、葛餅、わらび餅が含まれる。本発明の製造方法で製造した水飴を含有した冷菓やホイップクリーム等では、特有の粘度が付与されるとともに、固くなりすぎず、製品の製造が容易となる（固くなりすぎて製造装置の運転に支障を来すことなどの問題が改善され得る）。

１．水飴の製造
以下の工程に従って水飴を製造した。
（１）コーンスターチスラリーの調整
固形分３２％（ｗ／ｗ）前後のコーンスターチスラリーを水及びシュウ酸でｐＨ２．７に調整した。

（２）酸液化工程
クッカーを使用し、１４０℃〜１５０℃（蒸気ＰＩＣ３．６〜４．８ｋｇｆ／ｃｍ^２）、４０分保持の条件でコーンスターチスラリーを処理した。処理後、液化液をサンプリングし、ＨＰＬＣ（ＫＳ−８０２カラム）を使用して、高分子が切断されていることとＧ１が３．５％以下であることを確認した。尚、ＨＰＬＣによる液化液の分析結果（チャート）を図１に示す。

（３）酵素糖化工程
炭酸カルシウム及び水酸化カルシウムを用いて液化液のｐＨを５．５〜６．０に調整した。その後、ターマミルＳＣ（ノボザイム社）を澱粉原料（乾燥重量基準）に対して０．０１％の添加量で液化液に添加し、８０℃で５時間、反応させた。シュウ酸でｐＨ３．５〜４．０に調整し、酵素を失活させた。得られた糖化液をサンプリングし、レインエイノン法でＤＥが２３％〜２５％の範囲内であることを確認した。また、ＨＰＬＣ（ＫＳ−８０２カラム）を使用して、以下の基準を満たしていることを確認した。尚、ＨＰＬＣによる糖化液の分析結果（チャート）を図２に示す。
Ｇ１：４．５％以下
Ｇ２：１０％以下
Ｇ４以上：７８％以下

（４）精製・濃縮
真空吸引濾過した後、脱色濾過、イオン交換樹脂による処理、前濃縮、イオン交換樹脂による処理、及び濃縮を順に行い、固形分値が６５〜６６％の水飴を得た。

２．水飴の特性評価
実施例の方法で製造した水飴のＤＥ値は約２５％であった。また、Ｇ１の含有量は約３．６％、Ｇ２の含有量は約８．１％であった。尚、ＨＰＬＣによる水飴の分析結果（チャート）を図３に示す。

一方、低温下での粘度特性を以下の方法で評価した。水飴サンプルを６５％に調整し、５℃に冷却した。このときの流動性、粘性の変化を目視とＢ型粘度の測定により確認した。比較対象として、以下の製造方法で製造した従来品を用いた。
（従来品の製造方法）
約２５％（ｗ／ｗ）のコーンスターチスラリーのｐＨを５〜６に調整後、耐熱性αアミラーゼを澱粉原料（乾燥重量基準）に対して０．０３％添加し、クッカー処理した。処理後、液化液を９０℃〜９８℃で反応させ、ＤＥが２２％〜２７％に達した後、ｐＨ調整して酵素を失活させた。以降は、上記実施例と同様の工程で精製・濃縮し、ＤＥ値が約２５の水飴（従来品）を得た。

比較評価の結果、実施例の水飴は、従来品に比較して低温下で粘度が上がりにくく（Ｂ型粘度は、従来品14300cPに対して実施例は6000cP）、固まることなく長期間の保存が可能であった。また、実施例の水飴を添加したホイップクリームを製造したところ、適度な粘性が付与され、且つ過度に固くなることがなく、成形性が良好であった。

以上のように、実施例の水飴は低温でも粘度が上がりにくく、固まらない性質をもつことが確認された。

本発明の製造方法によれば、低温でも粘度が上がりにくく、固まらない性質をもつ水飴が得られる。当該水飴は、低温や粉末で流通ないし提供される食品（例えば各種冷凍食品、冷菓（特にアイスクリーム類）、ホイップクリーム、乳製品、介護食、離乳食、幼児食等）への使用に好適である。

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

Claims

以下の工程（１）及び（２）を含む、分解度（ＤＥ）が２１〜３０の水飴を製造する方法：
（１）澱粉スラリーのｐＨを２．５〜３．０に調整後、温度１３０℃〜１６０℃で加熱処理し、ＤＥ１５〜２１の液化液を調製する酸液化工程；
（２）工程（１）で得られた液化液にα−アミラーゼを添加して酵素反応させることにより、ＤＥ２１〜２９の糖化液を調製する酵素糖化工程。
工程（１）で得られる液化液のＤＥが１７〜１９である、請求項１に記載の製造方法。
工程（２）で得られる糖化液のＤＥが２３〜２５である、請求項１又は２に記載の製造方法。
工程（１）の温度条件が１４０℃〜１５０℃である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
α−アミラーゼが耐熱性α−アミラーゼである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
工程（２）で得られた糖化液を精製・濃縮し、固形分６０〜８５％の製品にする工程を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法で得られた、ＤＥ２１〜３０の水飴。
請求項７に記載の水飴を含有する冷菓。
アイスクリーム類である、請求項８に記載の冷菓。