JPH047251B2

JPH047251B2 -

Info

Publication number: JPH047251B2
Application number: JP59208631A
Authority: JP
Inventors: Motohiko Hirotsuka; Masahiko Terajima; Hitoshi Taniguchi
Original assignee: Fuji Oil Co Ltd
Current assignee: Fuji Oil Co Ltd (fka Fuji Oil Holdings Inc)
Priority date: 1984-10-04
Filing date: 1984-10-04
Publication date: 1992-02-10
Also published as: JPS6186907A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、植物抽出液の脱塩方法に関する。更
に詳しくはオリゴ糖を含む植物抽出液の脱膜汚染
物質及び脱低分子物質の方法に関する。（従来技術）従来から、チーズホエーの脱塩方法として、特
開昭58−175438には逆浸透圧法と電気透析法を組
み合わせたチーズホエーの濃縮、脱塩方法が開示
されている。その他チーズホエーの脱塩方法に電
気透析装置を用いる方法が多く知られている（例
えば特開昭49−54568ホエーの脱塩方法、特開昭
49−116257乳類の脱塩方、特開昭51−51547乳あ
るいはホエーの脱塩方法、特開昭52−117445精製
乳糖の製造法、特開昭53−79057、特開昭53−
79060、特開昭56−65242、等）。又、各種糖液の精製法として、(a)特開昭52−
82737には、限外濾過法（分画分子量200〜
100000）と電気透析法を組み合わせる糖液の浄化
方法が開示されている。その他の糖液の精製法と
して、特開昭51−79737、特開昭52−108035、特
開昭53−69841、特開昭54−23137、特開昭57−
129700、特開昭57−159500、特開昭57−174100等
が知られている。しかし、上述したようなラクトースや砂糖等の
各種単糖類、二糖類を含む液の精製法は各種知ら
れているが、本発明のような主にオリゴ糖を含む
植物抽出液の脱塩方法は知られていない。（目的）本発明者等は、オリゴ糖を含む植物抽出液の脱
塩を目的とした。（経過）本発明者等は、オリゴ糖を含む植物抽出液の一
つとして、スタキオースやラフイノースを豊富に
含む大豆ホエーの灰分の除去を電気透析装置を用
いて試みるなかで、大豆ホエー（その製造工程に
より塩類、窒素化合物、多糖類、有機酸、着色物
質、フレーバー等の含量は異なる）が、動物性で
あるチーズホエーと異なり、容易に電気透析装置
を用いて脱塩できない問題に遭遇した。即ち電流
が流れ難くなり電気伝導度が下がらない、従い脱
塩効率が非常に悪くなるのである。かかる問題を解決すべく、原因究明、その解決
策等を鋭意研究の結果、チーズホエー等の場合と
異なり、植物抽出液はフイチン酸等の有機酸、水
溶性多糖類等種々のfouling物質（膜汚染物質）
を含有し、これらが電気透析を阻害していること
を見出した。そして、電気透析の前の工程におい
て、分画分子量1500〜17500の限外濾過膜、好ま
しくは分画分子量2500〜12500の限外濾過膜を用
いて濾過することにより、電気透析阻害物質であ
る膜汚染物質を除去でき、効率よく脱塩できるこ
とを見出し本発明を完成するに至つた。（構成）本発明は(1)植物抽出液を電気透析膜を用いて脱
塩する前の工程において、分画分子量1500〜
17500（好ましくは2500〜12500）の限外濾過膜を
用いて濾過する工程を含むことを特徴とする植物
抽出液の脱塩方法である。本件発明において用いる植物抽出液は穀類、豆
類等の植物性の抽出液で、少なくとも三炭糖以上
（通常三炭糖乃至五炭糖）のオリゴ糖を豊富に
（糖の内オリゴ糖を少なくとも30重量％以上、好
ましくは50重量％以上）含むものが好ましく、例
えば、大豆抽出液、その他豆類の抽出液等を挙げ
ることができるが、入手の容易性、経済性、産業
副生産物有効利用等の観点より大豆抽出液がラフ
イノース、スタキオース、ベルバスコース等のオ
リゴ糖を豊富に（全オリゴ糖中70乃至90重量％以
上）含み好ましい。例えば大豆抽出液は、大豆由
来の糖を含む抽出液を言い、例えば(a)大豆蛋白製
造工程において得られる大豆ホエー、(b)大豆煮
汁、豆腐のゆ、大豆浸漬液、大豆蒸煮液、または
これらから水溶性蛋白（大豆アルブミン、β−ア
ミラーゼ、トリプシンインヒビター等）、サポニ
ン等の水溶性高分子物質（少なくとも本発明にい
うオリゴ糖より高分子の物質）等のうちの一種ま
たは二種以上を除いた大豆抽出液等を挙げること
ができる。更に具体例を挙げると、(a)に関して
は、大豆原料（脱脂大豆等）を水系下に抽出
し、大豆蛋白、オカラ成分を除去した後に得られ
る大豆ホエー、大豆原料を極性有機溶媒（例え
ばアルコール系有機溶剤等）で抽出して得られる
極性有機溶媒可溶性成分、等を挙げることができ
る。(b)に関しては、納豆、味噌等の製造工程に
おいて大豆を蒸煮した煮汁、豆腐製造工程にお
いて、豆腐凝固しない残液、大豆を水等に浸漬
したときの浸漬液等を挙げることができる。本発明において用いる電気透析装置は公知の装
置を用いることができる。電気透析装置に用いる
膜はアニオン膜及びカチオン膜のイオン交換膜が
好ましく、例えば具体例として(a)セレミオン（旭
ガラス(株)製）(b)ネオセプター（徳山曹達(株)製）、
(c)アイオニクス膜（米国アイオニクス社製）、(d)
その他のメーカー（旭化成(株)製等）の膜を挙げる
ことができる。本発明において、植物抽出液を電気透析膜を用
いて脱塩する前の工程において、分画分子量1500
〜17500の限外濾過膜を用いて濾過する工程を含
むことが重要である。好ましくは分画分子量2500
〜12500の限外濾過膜が適当である。分画分子量
1500未満では目的とする糖成分の回収率が低下し
好ましくない。分画分子量が17500を越えると膜
汚染物質を除去する効果が少なく電気透析を阻害
し脱塩効率が低下し好ましくない。更に所望により、本発明において、植物抽出液
を電気透析膜を用いて脱塩する工程の前、即ち、
分画分子量1500〜17500の限外濾過膜を用いて濾
過する工程の前又は後において、塩化ナトリウム
阻止率80％以下（好ましくは10〜70％）の逆浸透
膜を用いて逆浸透圧濾過する工程を含むことがで
きる。ここに塩化ナトリウム阻止率（％）は次式
で表される。（１−透過液中の塩化ナトリウム濃度／原液中の塩化ナ
トリウム濃度）×100 かかる逆浸透圧濾過により、植物抽出液の濃縮
と同時に分子量約200〜1000以下の脱低分子物質
（アミノ酸、有機酸、塩等）効果とオリゴ糖の濃
縮効果を奏し、植物抽出液の処理工程上好まし
い。塩等もある程度除去でき、電気透析の負荷を
軽減できるのみならず、アミノ酸等の褐変反応物
を除去でき、得られるオリゴ糖混合物の色調を白
くできる効果がある。塩化ナトリウム阻止率80％を越えると濃縮され
たオリゴ糖を含む植物抽出液の電気透析負荷が増
大し（具体的には初期電気伝導度が大きくなり）
あまり好ましくない。又、塩化ナトリウム阻止率10％未満の逆浸透膜
では電気透析負荷が減少し電気透析的には好まし
いが、反面オリゴ糖を含む植物抽出液の回収率が
低下し好ましくない。更に所望により、本発明において、分画分子量
1500〜17500の限外濾過膜を用いて濾過する工程
の前において、植物抽出液（一般に酸性が多い）
をPH7.0〜8.3に調整し、要すれば加熱して、生じ
てくるオリを除去する工程を含むことができる。
オリの除去には濾過、遠心分離等の公知の分離手
段を用いることができる。電気透析の効率をさら
に上げる効果がある。又、加熱をすることにより
殺菌効果も付加することができる。又、本発明において、植物抽出液にもよるが、
所望により、分画分子量1500〜17500の限外濾過
膜を用いて濾過する工程の前において、予め分画
分子量20000〜100000の限外濾過膜を用いて濾過
する工程を含むことができる。予め蛋白質等の高
分子物質を除去することにより分画分子量1500〜
17500の限外濾過膜の寿命を延ばす効果がある。又、かかる限外濾過膜による以外の除蛋白の方
法として、100℃以上で10分以上相当の熱履歴を
かける（好ましくはカルシウムイオンの存在下）
ことによつて蛋白を不溶化させ公知の手段を用い
て除去することもできる。かかる方法により脱塩されたオリゴ糖を含む植
物抽出液は、そのオリゴ糖の種類にもよるが、広
く産業上利用することができる。例えば大豆抽出
液の内大豆ホエーは一般に乾燥固形分は10％未満
（通常２〜５％）で、該乾燥固形分中糖成分を約
50％余、粗蛋白を約21％余、灰分約25％程度を含
み、本発明の方法を用いて脱塩することにより、
乾燥固形分中糖成分が少なくとも80％以上（通常
95％以上）、灰分が約８％以下（通常５％以下）
にすることができ、且つ糖成分中スタキオースが
通常45％以上、ラフイノースが通常10％以上即ち
糖成分の内オリゴ糖が少なくとも30％以上（通常
55％以上）の大豆抽出液（オリゴ糖混合物）とす
ることができる。（実施例）以下実施例により本発明の実施態様を説明す
る。実施例１脱脂大豆10Kgを150Kgの温水（50℃）で抽出し、
遠心分離してオカラを除去し、豆乳130Kgを得た。
次いでPHを4.5に調整してカードを分離して大豆
ホエー100（Ａとする）を得た。この大豆ホエ
ーは乾燥固形分2.4Kg（糖分1.3Kg、祖蛋白0.5Kg、
灰分0.6Kg）であつた。次いで、分画分子量20000の限外濾過膜（ダイ
セル社製DUY−Ｍ）を用い除蛋白を行いパーミ
エイト（瀘液）90（Ｂとする）を得た。次いで、塩化ナトリウム阻止率15％（分画分子
量約200）の逆浸透膜（ダイセル社製DRS−10）
を用い、圧力15Kg／cm²、10℃で５倍濃縮し18の
濃縮液（Ｃとする）を得た。次いで5NのNaOHを用いPHを7.8に調整して
120℃で10分間加熱して生じたオリを遠心分離
（2000ｇ）して除去し、16の上清（Ｄとする）
を得た。次いで、分画分子量5000の限外濾過膜（ダイセ
ル社製DUY−HH）を用い、20℃、７Kg／cm²の
圧力で脱膜汚染物質と濃縮を同時に行い13のパ
ーミエイト（Ｅとする）を得た。次いで、電気透析装置（ユアサアイオニツクス
社製スタツクパツク）を用い、流速1.4ｍ／sec、
10あたり2.2dm²のアニオン膜とカチオン膜より
なる電気透析膜20対を用い、電圧30V、90分で液
の電気伝導度が初期電気伝導度13200μS／cm²の10
分の１以下の1020μS／cm²になるまで処理し、脱
塩してオリゴ糖混合液（Ｆとする）を得た。このときの電気伝導度と電気透析処理時間の関
係を第１図に示す。得られた液Ｆは乾燥固形分5.1重量％で、乾燥
固形分中、糖分97重量％、灰分３重量％であり、
糖のうちシユクロースが38重量％、スタキオース
が49重量％、ラフイノースが13重量％、ベルバス
コースは微量であつた。比較例１実施例１と同様にして得た16の上清Ｄを、分
画分子量5000の限外濾過膜で処理することなく電
気透析処理した。液伝導度が初期電気伝導度13800μS／cm²の10分
の１以下の1300μS／cm²になるのに270分を要し
た。しかし、アニオン膜が汚染されており、続け
て電気透析を行うと電気透析処理時間が更に大幅
に長引くことが明らかであつた。このときの電気伝導度と電気透析処理時間の関
係を第１図に示す。実施例２実施例１と同様にして脱脂大豆10Kgから大豆ホ
エー100（Ａとする）を得、次いで、分画分子
量20000の限外濾過膜（アブコア社製HFA−20）
を用い除蛋白を行いパーミエイト（瀘液）90
（Ｂとする）を得、次いで、塩化ナトリウム阻止
率15％（分画分子量200）の逆浸透圧膜（ダイセ
ル社製DRS−10）を用い、圧力15Kg／cm²、10℃
で５倍濃縮し18の濃縮液（Ｃとする）を得、次
いで、分画分子量4000の限外濾過膜（テイジン
PBIL膜TL−215）を用い脱膜汚染物質と濃縮を
同時に行い13のパーミエイト（Ｅとする）を得
た。次いで、PH処理することなく電気透析膜（旭ガ
ラス社製セレミオン）を用い、流速1.4ｍ／secに
て、10あたり2.2dm²のアニオン膜とカチオン膜
よりなる電気透析膜20対を用い、電圧30V、150
分で液伝導度が初期電気伝導度13500μS／cm²の10
分の１以下の1200μS／cm²になるように脱塩して
オリゴ糖混合液（Ｆとする）を得た。このときの電気伝導度と電気透析処理時間の関
係を第１図に示す。得られた液Ｆは乾燥固形分5.3重量％で、乾燥
固形分中、糖分93重量％、灰分５重量％であり、
糖のうちシユクロースが40重量％、スタキオース
が47重量％、ラフイノースが13重量％、ベルバス
コースが微量であつた。比較例２実施例２と同様にして得た18の濃縮液Ｃを分
画分子量4000の限外濾過膜で処理することなく電
気透析処理した。液伝導度が初期電気伝導度13500μS／cm²の10分
の１以下の1300μS／cm²になるのに400分を要し、
且つアニオン膜の汚染が甚だしく続けて電気透析
処理することも困難であつた。このときの電気伝導度と電気透析処理時間の関
係を第１図に示す。実施例３丸大豆20Kgを水200Kgに一夜浸漬後水を切り、
再び水200Kgを加えて摩砕し呉を得た。次いで90
℃で５分加熱し、３号濾布（140メツシユ）で濾
過し、豆乳160Kgを得た。次いで硫酸カルシウム
を加えて豆腐を製造した際に得られた所謂ゆ120
を塩化ナトリウム阻止率15％の逆浸透圧膜（テ
イジンTL−230）を用い、圧力15Kg／cm²、10℃で
５倍濃縮し24の濃縮液を得た。次いで、分画分子量5000の限外濾過膜（ダイセ
ル社製DUY−HH）を用い脱膜汚染物質と濃縮
を同時に行い19のパーミエイトを得た。次いで、電気透析装置（ユアサアイオニツクス
社製スタツクパツク）を用い、流速1.4ｍ／secに
て、10あたり2.2dm²の電気透析膜20対を用い、
電圧30V、250分で液伝導度が初期電気伝導度
28000μS／cm²の10分の１以下の1600μS／cm²になる
ように脱塩してオリゴ糖混合液を得た。得られた液は乾燥固形分中、糖分83重量％、灰
分５重量％であつた。実施例４脱脂大豆10Kgに70％エタノール150Kgを加え、
撹拌・抽出して大豆ホエー120を得た。エバポ
レーターを用いて脱エタノールを行い、大豆ホエ
ー45（乾燥固形分2.8Kg、糖分1.9Kg）を得た。次いで、分画分子量5000の限外濾過膜（ダイセ
ル社製DUY−HH）を用い脱膜汚染物質を行い
38のパーミエイトを得た。次いで、電気透析装置（ユアサアイオニツクス
社製スタツクパツク）を用い、実施例１と同様に
して脱塩処理を行い、凍結乾燥して粉末オリゴ糖
混合物（1.7Kg）を得た。糖分91％、灰分７％で
あつた。実施例５

【表】実施例１と同様にして、得られた大豆ホエーＡ
を限外濾過して得たパーミエイトＢを逆浸透膜処
理して濃縮液Ｃを得、PHを7.8に調整して生じた
オリを除去した後、限外濾過膜の分画分子量を次
の表のように変えて得たパーミエイトを電気透析
したときの、糖回収率と電気伝導度が初期電気伝
導度の10分の１になるまでに要する時間（分）
（時間※とする）を示した。表より明らかなように、限外濾過膜の分画分子
量が1500未満では電気伝導度が初期電気伝導度の
10分の１になるまでに要する時間が短い（換言す
れば電気透析効率が良い）が、糖回収率が低下し
好ましくなくなる。又、限外濾過膜の分画分子量
が17500を越えると糖回収率は良くなる反面、電
気伝導度が初期電気伝導度の10分の１になるまで
に要する時間が長くなり・（換言すれば電気透析
効率が悪くなり）、膜汚染がひどくなり、電気透
析が困難となつて好ましくない。ここに糖回収率は次式で表される。糖回収率＝パーミエイトの糖濃度／限外濾過前の液糖濃
度×100％実験例１実施例１と同様にして得た大豆ホエー(A)を限外
濾過して得たパーミエイト(B)を逆浸透圧濾過処理
したときに逆浸透膜の塩化ナトリウム阻止率を次
の表のように変えて処理して得た５倍濃縮液Ｃの
糖回収率（濃縮液中の糖分のパーミエイト中の糖
分に対する百分率）と、この液を、実施例１と同
様の条件で電気透析装置にかけたときの初期電気
伝導度（μS／cm²）を次の表に示す。

【表】但し、塩化ナトリウム阻止率100％はエバポレ
ーターを用いて５倍濃縮した。又、同阻止率３〜
10％はテイジンYBIL膜TL−215、同阻止率５〜
20％はテイジンYBIL膜−230、同阻止率50〜70
％は日東電工NTR−7250、同阻止率95％はダイ
セルDRS−95を各々用いた。この結果より、逆浸透膜の塩化ナトリウム阻止
率が大きくなる（換言すれば低分子のもが透過し
にくくなる）と５倍濃縮液Ｃの電気透析処理にお
ける初期電気伝導度が高くなり、電気透析処理に
負担がかかり、電気透析処理時間が長引くので、
塩化ナトリウム阻止率は大きくないほうが適当で
あり、好ましくは80％以内のほうが適当である。又、逆浸透膜の塩化ナトリウム阻止率が10％未
満では、５倍濃縮液Ｃの糖分の回収率が低下する
ので、次の電気透析処理後のオリゴ糖混合物の収
率が低下し好ましくない。又得られた乾燥オリゴ糖混合物の色調は塩化ナ
トリウム阻止率が小さくなるほど白くなる傾向を
示した。実験例２実施例１と同様にして、大豆ホエーＡを得、限
外濾過して得たパーミエイトＢを逆浸透膜処理し
て５倍濃縮液Ｃを得、この液を5NのNaOHを用
いPHを6.0〜8.6に調整して120℃で10分加熱して
生じたオリを遠心分離（2000ｇ）して除去して得
た上清（Ｄとする）を実施例１と同様にして電気
透析したときの電気伝導度と処理時間との関係を
第２図に示す。この図から、PH調製したほうがより効率的に電
気透析を行うことができることが分かる。好適に
はPH7.0〜8.3が適当であることが分かる。（効果）以上詳述したように、本発明（即ち、電気透析
の前の工程において、分画分子量1500〜17500の
限外濾過膜、好ましくは分画分子量2500〜12500
の限外濾過膜を用いて濾過することにより、電気
透析阻害物質である膜汚染物質を除去でき、効率
よく脱塩できる）により、オリゴ糖を含む植物抽
出液の脱膜汚染物質及び脱低分子物質が容易にな
つたものである。又、本発明の方法は、電気透析
膜等の膜汚染物質を含むオリゴ糖液であれば、例
えば微生物抽出液等にも応用できるものであり、
得られる低灰分、高純度のオリゴ糖混合物は甘味
を抑えた甘味剤として広く食品分野に応用できる
のみならず微生物成長促進因子等として広く産業
上利用できるものであり、本発明は産業の発達に
大いに寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は植物抽出液の電気透析処理における電
気伝導度と電気透析処理時間の関係を表す図であ
る。１……実施例１、２……実施例２、３……比
較例１、４……比較例２、第２図はPH処理した植
物抽出液の電気透析処理における電気伝導度と電
気透析処理時間の関係を表す図である。１……PH
7.7、２……PH7.2、３……PH8.6、４……PH6.0。

Claims

【特許請求の範囲】１植物抽出液を電気透析膜を用いて脱塩する前
の工程において、分画分子量1500〜17500（好まし
くは2500〜12500）の限外濾過膜を用いて濾過す
る工程、及び該濾過工程の前又は後において塩化
ナトリウム阻止率80％以下の逆浸透膜を用いて逆
浸透圧濾過する工程を含むことを特徴とする植物
抽出液の脱塩方法。２更に、PH7.0〜8.3に調整し、オリを除去する
工程を含む特許請求の範囲第１項記載の脱塩方
法。３脱塩された植物抽出液が乾燥固形分中80重量
％以上の糖を含み、糖の内三単糖以上のオリゴ糖
が30重量％以上である特許請求の範囲第１項又は
第２項記載の脱塩方法。４オリゴ糖がラフイノースとスタキオースを主
成分とする特許請求の範囲第３項記載の脱塩方
法。５植物抽出液が大豆抽出液である特許請求の範
囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の脱塩方
法。