JPH0775525B2

JPH0775525B2 - 食物繊維を漂白／消毒する方法

Info

Publication number: JPH0775525B2
Application number: JP3512473A
Authority: JP
Inventors: トーマスウエイベル，アルバート
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1991-07-17
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: AU8222591A; CA2088502C; JPH05504259A; WO1992002148A1; US5069919A; BR9106734A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野漂白し消毒した生成物を提供するためのリグノセルロー
ス食物繊維を処理する方法が提供される。

背景技術ヒト及びヒト以外の系に使用される食物繊維の重要性
は、強調してもしすぎることはない。食物繊維は、健康
及び疾患への抵抗性、生理学的代謝並びに予防的薬物に
主要な役割を果たす。系において食物繊維の有利さから
利益をうるために、繊維含有食物の開発にかなりの努力
が払われている。これらの物質の多くは、反芻動物の試
料における有効な炭水化物及びエネルギー源として使用
できる。これを行うために、或る残留物は、リグニン蛋
白の多く又は全てを除くために処理されねばならず、少
ない収量及びそれに応ずる多量の廃棄物処理の問題を生
ずる。

単胃動物例えばヒトは、セルロースを炭水化物食物に転
換する能力に欠ける。そのため、有益な天然のリグノセ
ルロース繊維をセルロースに転換しさらに同時に多量の
廃棄物の流れを応ずることは、望ましくない。しかし、
もしそれが、淡色に着色した食料品例えば精白粉で作っ
たパンに配合されることになるならば、繊維を消毒する
か、又はそれを漂白するかの何れかのために、或る処理
が望ましい。

アルカリ性過酸化水素は、セルロース性物質例えば木
綿、木材バルブなどの漂白剤として長い間知られてい
る。しかし、過酸化水素による漂白は、8.5又はそれよ
り大きいpHで生ずることが良く知られている。高リグニ
ン含量を有する砕いた木材を漂白するには、最適の最初
のpHは、12％のパルプのコンシステンシーで約10.0−1
0.5である。

米国特許第4649113及び4806475号は、ウシの飼料、化学
飼料又は食物繊維をこれらの成分の分離により製造する
ために農業残留物の脱リグニンを行う方法を開示してい
る。農産物の残留物及び他の非木材リグノセルロース性
植物基材は、約11.2−11.8の範囲内のコントロールされ
たpHで過酸化水素により処理される。基材は、部分的に
脱リグニン化され、収量を低下させる。

米国特許第4842877号は、複数の工程により食品グレー
ドの繊維を製造する方法を教示している。方法は、pH1
1.5で繊維を脱リグニンし、次にヘミヤルロースを除
く。方法は、それが高い投資コストを有しそして低収量
をもたらし、さらに多量の廃棄物の流れを生成する点で
望ましくない。

米国特許第3939286号は、反芻動物による消化性を高め
るために、酸により植物有機物を処理する、低収率の方
法を教示している。

米国特許第4774096号は、繊維状生成物にマメ科植物例
えばエンドウの外側の種子の皮を転換する低収率（約65
％）の方法を請求している。方法は、処理されなければ
ならない望ましくないほど多量の廃棄物を生ずる。過酸
化水素は、工程の一つで溶いられて繊維から物質を可溶
化する。

過酸化水素及び他の過酸素は、炭水化物例えば穀粉及び
澱粉を変性するのに使用されている。米国特許第138033
4号は、過酸化水素を二酸化窒素に換えて、褐色効果を
避けつつ穀粉中のグルテンを改善する。米国特許第2777
749号は、ピロ燐酸四ナトリウムの存在下の穀粉及びと
うもろこし澱粉が漂白されそして過酸化水素蒸気により
酸化されることを開示している。

発明の開示本発明は、ａ）過酸化水素含有水溶液を未処理のリグノセルロース
繊維基材に均一に散布して乾燥基準で該リグノセルロー
ス繊維基材当り５〜15重量％の過酸化水素を含有し且つ
反応混合物当り40〜70重量％のリグノセルロース繊維基
材を含有する反応混合物を調製し、ｂ）該反応混合物のpHを３−７の間に維持し、そしてｃ）反応混合物中の過酸化水素の量を少なくとも50％減
少させるのに充分な時間20℃−100℃に反応混合物を維
持し、高収率の消毒されしかも漂白されたリグノセルロ
ース繊維基材を得ることを特徴とするリグノセルロース繊維基材の高収率処
理方法当業者は、天然多糖類繊維のリグニン成分が、繊維の色
の一因となる発色団又はカラーボディーを含むことを認
識しているだろう。リグニンの除去は、色を薄くするだ
ろうが、その結果、実際に純粋なセルロースにするには
収率は低下する。本発明の目的のため、高い収率の方法
とは、始めの繊維基材飼料がカラスムギの穀皮、米糠又
はダイズの皮であるとき、洗浄後50℃以下で75％−95％
の収率の消毒したしかも漂白されたリグノセルロース繊
維基材を有するものと規定される。望ましくは、収率
は、少なくとも80％であろう。

しかしながら、本発明は、方法における洗浄工程に限定
されず、最後の洗浄工程は、ときには望ましいが、従来
の技術のコントロールと収率の意味のある比較をする例
で必要であった。収率は、洗浄工程なしでも高いだろ
う。従来の技術の方法とは異なり、本発明は、洗浄工程
が方法に必須ではないように、繊維上に実質的な化学的
残留物例えばナトリウム化合物などを残さない。

本発明は、又多量のエネルギーを消費しない利点を有す
る。それは、収率を低下させる高い温度を要求しない、
又他の従来の方法におけるように、多量の水を蒸発させ
ることを要求していない。それは、簡単な且つ安価な装
置を使用する本質的な「ドライな」方法である。

本発明において未処理のリグノセルロース繊維とは本発
明の処理を受けていないリグノセルロース繊維を云い、
好ましくは、任意の好都合な源例えば野菜、果物及び穀
物の皮、穀及びパルプから得ることができる。特に望ま
しいのは、カラスムギの殻、米糠、ダイズの皮及び砂糖
ダイコンパルプ又は残留物である。

過酸化水素は、好ましくは、混合を容易に行うために希
釈溶液のスプレイとして反応混合物中に配合される。し
かし、もしリグノセルロース繊維が既に実質的な量の水
を含むならば、過酸化水素は、さらに濃い溶液として加
えることができる。反応熱又は触媒化された分解の熱の
ために、焦げたり又は混合物を点火さえする可能性があ
るとの理由で、50重量％よりさらに濃縮された過酸化水
素を乾燥リグノセルロースに加えることは、勧められな
い。

本発明方法で用いる過酸化水素水溶液の濃度は、約10％
から約50％に変化でき、望ましくは約20％−約35％であ
る。過酸化水素水溶液は単独で用いてもよいが、水と併
用することが望ましい。これらの添加量は、反応混合物
当り乾燥基準のリグノセルロース繊維基材が40−70重量
％の濃度で存在し且つリグノセルロース繊維基材当り過
酸化水素（H₂O₂）が５〜15重量％存在するに足る量であ
る。過酸化水素及び水は、ともに好都合には、細かいス
プレイとして反応混合物中に配合でき、一方実質的に乾
燥した基材は、低温ブレンダー又は混合手段例えばリボ
ンミル、バドルミキサーなどによりかき回される。過酸
化水素及び水は、リグノセルロース繊維上に撤かれて、
反応混合物を形成する。一般に、反応混合物の乾燥リグ
ノセルロース基材100部当り約５−25重量部の水をもた
らすのが望ましい。

市販の過酸化水素は、通常、反応混合物を約３−約７の
pHに調節且つ維持するのに充分な程酸性である。所望な
らび、pHが所望の範囲に維持されることを確実のするた
めに、充分な酸、アルカリ又は緩衝液が、反応混合物中
に配合できる。この酸、アルカリ又は緩衝液は、最初に
過酸化水素、水に配合できるか、又は直接リグノセルロ
ース繊維に配合できる。

任意に、添加物が使用されて、不十分な漂白に導く過酸
化水素の接触分解を最小にするか、又は過剰の溶解性を
生じさせるリグノセルロースへの攻撃を最小にする。

反応混合物は、リグロセルロース繊維を漂白及び消毒す
るのに充分な時間約20℃−約100℃で反応する。本発明
で使用される乾燥繊維の重量に基づいて最小５％の濃度
が、たとえ室温以下でも充分であるので、約0.1％より
高い濃度の過酸化水素が多くの最近を死滅させること
は、周知である。しかしながら、漂白の速度は、温度と
ともに増加し、そしてカラスムギの皮では、所望の度の
漂白は、50℃で約16−20時間後に達成されることが観察
された。当業者は、不当な実験なしに、任意の特別のリ
グノセルロース繊維サンプルを漂白するために、最適の
時間及び温度を容易に決めることができる。望ましく
は、温度は、約20℃−約70℃に維持されるだろう。

しかし、反応混合物の局所的加熱を避けることが重要で
ある。リグノセルロース繊維の層は、有効な熱絶縁材で
あり、そのため、反応又は分解のすべての熱は、厚い層
の内部をして外部より実質的に高い温度にせしめて、焦
げ又は繊維を点火させるほど充分に高くさせる。

所望の組成物から変化させるに充分な水を反応混合物か
ら蒸発することを避けることが又重要である。これは、
反応混合物と接触する大気中に約100％の湿度を維持す
ることにより予防できる。

実施例本発明は、以下の実施例により、そして以下の実験的処
理及びやり方に従ってさらに説明される。実施例１、
５、６、７、８、９、12、13及び14は本発明外の比較実
施例である。

明るさを決定するためのサンプルの製造 50℃で乾燥されたサンプルは、0.55mmふるいを付けたWi
leyミル中で砕く。約5gを、Elrepho反射率メーターによ
り使用されるようにデザインされた4.4cmハンドプレス
を使用してペレット化する。

明るさの決定ハンドプレスされたペレットの明るさ（ISO）は、Zeiss
2000Elrepho反射率メーターにより測定された。黄色の
価は、明るさの測定と同時に測定された。

過酸化水素の分析分析は、標準のヨード測定法を使用して行われた。表に
報告された分析は、存在するオーブンで乾燥したカラス
ムギの皮の重量の重量％として表示される。

「含湿」漂白のやり方約160gの水及び25gのオーブンで乾燥した砕いた皮を含
むスラリーを、蓋をした広口ビーカーに入れ、電子レン
ジで80℃に加熱した。濃い漂白液（25mL）を、１−２分
間Hobartミキサーで予熱したパルプと混合した。混合物
を次に蓋をしたビーカーに戻し、1.5時間70℃で温度を
コントロールする浴に入れた。

第一の段階で、pH11.5の漂白液濃縮物は、3.8mLの35％H
₂O₂、0.025gのMgSO₄、0.5gの40℃Be珪酸ナトリウム及び
3.1mLの6N NaOHの混合物を25mLに希釈することにより
作られた。

段階１の漂白後、サンプルを、脱イオン水により２％の
コンシステンシーに希釈した。生成物を次に漉紙を付け
たBuchner漏斗により漉過した。

第一の段階の生成物の少ないサンプルの乾燥物含量は、
電子レンジにおける乾燥の前及び後に重量を比較するこ
とにより決定された。含湿の固体を適切量の水と混合
し、電子レンジで80℃に加温し、次にHobartミキサー中
で安定剤濃縮物と混合した。この第二の段階の漂白濃縮
物は、前記のように作られたが、但しより少ないNaOH
が、所望のpH10.5を達成するのに必要とされた。

合わせた混合物を、上記の第一の段階におけるように反
応させた。溶液の洗浄前に、pHを、希釈H₃PO₄により約
5.5に調節した。洗浄した生成物を、強制送風オーブン
中で50℃に乾燥した。この方法は、工業上の破砕木材漂
白法に似ている。

米国特許第4649113号の方法 20g（100％に基づいて）のH₂O₂を含む1600mLの溶液を製
造した。砕いた基材（50℃のオーブンで乾燥した重量の
80g）を、オーバーヘッドの機械的攪拌によりこの溶液
に懸濁した。pHをNaOHにより11.5に調節し、溶液の容積
を2Lにした。反応物を室温（RT）で24時間攪拌した。24
時間後、基材を、H₃PO₄を使用してpH約5.5に中和した。

スラリーを次に細かいふるい（約100メッシュ）を通し
て乾燥し、そして押し出して過剰の水を除いた。含湿の
パルプを次に1600mLに希釈し、攪拌し、そして再び細か
いふるいを通して乾燥した。生成物を、強制送風オーブ
ンで50℃で乾燥した。

本発明の「乾燥」漂白法乾燥カラスムギの皮をHobartミキサー中で攪拌し、35％
H₂O₂及び脱イオン水を、所望の過酸化物のレベル及び水
分量が達成されるまでプラスチックハンドスプリヤーに
より加えられた。混合は、15分間続け、次に湿った固体
を、特定の時間及び温度で反応物に移した。反応は、強
制送風オーブン中の特にシールされたプラスチックバッ
グ中で、又は上記の「含湿」法に記載されたように水浴
中に浸漬したビーカー中での何れかで生じた。

任意の洗浄段階反応の完了後、生成物を水により５％のコンシステンシ
ーに希釈した。pHをNaOH又はH₃PO₄により約5.5に調節
し、スラリーを、上記のやり方におけるように、細かい
メッシュふるいを通して水分を切った。洗浄を２回繰返
し、そして生成物を単離し、上述のように乾燥した。

実施例実施例１−６サンプルを、表Ｉに示されるように上記のやり方に従っ
てカラスムギの殻から製造した。実施例１は、米国特許
第4649113号の方法によりなされた。実施例２、３及び
４は、本発明の「乾燥漂白」法により行われた。実施例
は、繰り返され、そして次の例の明るさ及び黄色さの決
定は、かっこで示される。実施例５の「含湿」漂白は、
代表的な２段階含湿漂白法であった。実施例６は、未処
理カラスムギ殻の明るさ及び黄色さを示した。

実施例７−11 米糠を上記のように処理した。条件及び結果は表IIとし
て提供される。明るさ及び黄色さ並びに実施例10及び11
（本発明の方法）の収率は、実質的により低いH₂O₂の適
用速度で従来の方法より優れていた。

実施例 12−16 ダイズの皮を上記のようにして処理した。結果を表III
として提供する。

実施例 17−21 砂糖ダイコンのパルプを上記のように処理した。結果を
第IVとして提供する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ）過酸化水素含有水溶液を未処理のリグ
ノセルロース繊維基材に均一に散布して乾燥基準で該リ
グノセルロース繊維基材当り５〜15重量％の過酸化水素
を含有し褐つ反応混合物当り40〜70重量％のリグノセル
ロース繊維基材を含有する反応混合物を調製し、ｂ）該反応混合物のpHを３−７の間に維持し、そしてｃ）反応混合物中の過酸化水素の量を少なくとも50％減
少させるのに充分な時間20℃−100℃に反応混合物を維
持し、高収率の消毒されしかも漂白されたリグノセルロ
ース繊維基材を得ることを特徴とするリグノセルロース繊維基材の高収率処
理方法。
【請求項２】リグノセルロース繊維基材は、カラムスギ
の殻、米糠、砂糖ダイコンの繊維及びダイズの皮よりな
る群から選ばれることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】段階ｃからの漂白された反応混合物は洗浄
されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項４】段階ｃからの漂白された反応混合物は洗浄
されることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項５】温度は、20℃−70℃の間に維持されること
を特徴とする請求項１の方法。
【請求項６】温度は、20℃−70℃の間に維持されること
を特徴とする請求項２の方法。
【請求項７】温度は、20℃−70℃の間に維持されること
を特徴とする請求項３の方法。
【請求項８】温度は、20℃−70℃の間に維持されること
を特徴とする請求項４の方法。
【請求項９】反応混合物は、リグノセルロース基材当り
５−25重量部％の水を含むことを特徴とする請求項１の
方法。