JP4090468B2 - 大豆粉の製造方法および豆乳の製造方法 - Google Patents
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Description
そのため、例えば豆乳の製造においては、生(なま)豆腐の味(不快味、Dry Mouth Feel)が強く残存するなどの問題がある。
リポ欠種でない普通大豆においては、この不快臭、不快味は一層強く発生するため、その除去については従来から研究されてきた。例えば、
(1)熱又は溶剤処理などの物理的方法
(2)薬剤を用いる化学的方法
(3)他の香気、香味でカバーする方法
(4)蛋白質を分離する方法
などが良く知られている。中でも熱処理は操作が比較的簡便であるところから幅広く研究されてきた。普通大豆の場合、不快臭発生の最大原因はリポキシゲナーゼの酵素作用が引き金となって起こる大豆脂質の酸化反応であり、生成するn−ヘキサナールなどの化合物が原因物質とされている。熱処理は、通常、リポキシゲナーゼの活性を失わせること、既に生成してしまっている原因物質の除去を主な目的としている。加熱媒体としては、高温空気又は高温水蒸気が用いられる。高温空気では、脂質の酸化、蛋白質の副次的反応による褐変などが起こりやすいので特別な注意が必要である。他方、水蒸気は熱伝達効率が高いので、加熱用熱媒体として優れている。
しかしながら、100℃以上の十分に高温の水蒸気を使用するには、通常は、高価な耐圧設備が必要であり、操作も複雑になるという問題がある。
この加圧条件下の処理では、大豆中への水蒸気の浸透が避けられず、製品とするまでには別段の乾燥工程を経ることが不可欠となり、製品価格高騰の原因になるという問題もある。
他方、微細粉末にした大豆粉(粒子径が例えば数μmから数百μmの範囲のもの)を水に投入すると、水の大きな表面張力が働いて、水中に沈むことなく表面に浮かぶという現象が起こる。この状態を解消するため強制的な攪拌を行っても、粉末は複数の固まり(ダマ)に分かれて浮かび、粒子一つ一つ(以下、微細粒子という)を均一な分散状態にするには攪拌を長時間継続しなければならないという問題が発生する。
従来、このような問題の解決法としては、微細粒子を適度な力で相互に結着させ、これによりもとのものよりも見かけ大きな粒子になるものの、なお粉末として扱い得る大きさの粒子(以下、「顆粒」という)に成形するいわゆる造粒処理が施される。これにより、微細粒子の周囲には結着点を除いて適度な間隙が無数に作られることになり、水に触れると毛細管現象により水がその間隙に進入し、顆粒全体を速やかに水浸しにするため、顆粒は容易に沈むようになる。
この沈降の間に、適度に結びついていた微細粒子が一つ一つに解されて均一な分散状態となり、他の食材との混合が容易に行いえるようになる。
粉体の造粒方法としては、(1)転動造粒、(2)押出造粒、(3)圧縮造粒、(4)破砕造粒、(5)攪拌造粒、(6)流動層造粒、(7)噴霧造粒、(8)溶融造粒、(9)コーティング造粒、(10)カプセル化造粒など多種多様な造粒法が知られている。
いうまでもまく、原料となる粉体の性質と目的とする製品(顆粒)の性質を考慮して適切な造粒法が選択されるが、列挙した多くの方法に見られるように圧縮力、衝撃力、せん断力など何らかの機械力を適切に印加しつつ、最終的に微細粒子と微細粒子を互いに結着させて顆粒を成形する方法が広く採用されている。
機械力を用いて大豆粉を造粒して大豆顆粒を成形する場合、特に油分を天然のままに含有するいわゆる全脂大豆粉では、機械力を過度に印加すると油分の搾り出し現象が起こって粉体として扱えなくなるという問題が生じる。そのため、印加する機械力は極力小さくする必要がある。しかし、この場合は微細粒子と微細粒子の結着力が十分でなく、形状安定性の良い顆粒が得られないという問題が起こる。このため、結着剤を添加して結着を強化することが行われるが、結着剤が加わることで大豆製品としての純度が低下することや、食味が変化するなどの問題が新たに生じることになる。
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、安価な設備、短い工程で、不快臭、不快味がなく、水中分散性のよい大豆粉の製造方法および豆乳の製造方法を提供することを目的とする。
即ち、本発明に係わる大豆粉の製造方法では、原料大豆粒に通常丸ごとの大豆が用いられるが、種皮、胚軸を除去するために大豆粒を2〜4個程度に分裂させた粗砕粒であっても何らさしつかえない。この方法によって得られる大豆粉では、蛋白質の水可溶性成分は非加熱のものと同等の比率を保持している。また、抽出油の酸価、過酸化物価も非加熱のものと同等である。一方、不快臭、不快味の除去効果は大きく、全粒豆乳及びその関連製品の製造においてその効果は最も顕著に発揮される。
本発明でいうリポ欠大豆は、大豆に通常含まれるリポキシゲナーゼL1、L2、L3の総てを欠失した品種で、日本においては「エルスター」、「いちひめ」が登録品種となって流通している。本発明では、いずれの品種も有効に用いることができる。
また、本発明でいう大豆粉とは、重量平均粒径が約10μm〜50μm、最大粒径約500μm以下の微細粒子からなる粉体をいうが、一般に大豆紛と呼ばれる製品を広く包含している。
本発明の第二の要点は、同様の加熱乾燥処理により、特別の添加物を用いることなく、食味の良好な大豆粉顆粒が得られるところにある。さらに詳しくいえば▲1▼大豆粉を過熱水蒸気にさらして微細粒子と微細粒子をあらかじめ相互に結着させておき、つぎに、▲2▼一定の間隔で対向する平板を用いて弱いせん断力を印加して、この結着を部分的に解きほぐすというものである。
本発明者らは、大豆粉の食味改善法として大豆蛋白質の熱変性処理に関する研究の傍ら造粒技術の研究を進めていたが、その途上、過熱水蒸気の作用により大豆粉の微細粒子どうしが結着して大きな塊になること、しかもこの塊状化したものは水に入れると速やか沈降し、微細粒子どうしの結着が解されて均一に分散した状態になることを見出した。
過熱水蒸気の作用でできる塊状化物は大小さまざまな大きさのものからなるため、そのままでは粉体としての取り扱いはできない。このため、大きさの整った顆粒へと再加工する必要がある。本発明では、この塊状化物を、適当な大きさに砕いた後、少なくとも一つに溝のある対向する二枚の板の間隙に入れて、適度なせん断力を印加することを特徴とする。これにより、油分の搾り出し現象も無く、微細粒子と微細粒子の結合が部分的に解されて整った大きさの顆粒が成形でき、また得られた顆粒は水中で良好な分散性を有する。ここで、板とは、対向部分が所定の間隔を維持できる構造を有する手段の意味である。したがって、臼などの厚みを持った構造物も含む趣旨である。
この方法によって得られる大豆粉顆粒は、蛋白質は大部分が変性作用を受けており、大豆中の生理的有害物質も完全に不活性化されている。このため牛乳、ジュース、スープ、ソースなどの飲料その他に添加して非加熱でも食することが可能である。
以上、第一の要点及び第二の要点で述べた処理は、十分に高温の水蒸気との接触による加熱乾燥処理といえるものである。ここでいう十分に高温の水蒸気とは、100℃の沸騰水からの水蒸気を大気圧下で再加熱して得られるもので、通常その温度は130℃〜250℃の範囲とされる。この再加熱法としては、電磁誘導加熱によって発熱した金属体を熱源とするのが、温度制御が容易であるなどの特徴から有利である。得られた高温、常圧の水蒸気は保温容器に導かれ、加熱乾燥処理の熱媒体として利用される。これによる処理時間としては30秒〜300秒の範囲で選ぶのが良い。いうまでもなく、温度が低すぎたり、時間が短すぎる場合は効果が十分でなく、逆に、温度が高過ぎたり、時間が長過すぎる場合は、目的外の副次的な反応が起こる結果、好ましい製品が得られない。
本発明の特徴を効果的に利用するには、通常、100℃をはるかに超える十分に高い温度を選択し、時間を短くするのが良い。したがって、より好ましくは温度を160℃〜230℃、時間を60秒〜180秒の範囲で選択するのが良い。
本発明の加熱乾燥処理を終えた第一の要点でいう大豆粒、第二の要点でいう微細粉末には、水蒸気の浸透がなく、逆に乾燥が進んだ状態で取り出されるので、冷却後直ちに粉砕又は造粒工程に移すことができる。粉砕は、大豆粒に対して圧縮力、衝撃力、せん断力などの機械力を作用させて行われるが、大豆粒の粉砕では脂質(油分)の分離、脂質の酸化劣化に特別の注意が必要である。脂質分離を防止する上からは圧縮力が主体の方法は避けることが望ましい。一方、衝撃力やせん断力による場合は温度上昇による脂質の酸化劣化を防ぐための工夫が不可欠である。発明者らの経験では、せん断力を主体にした回転臼に冷却機構を取り付けることで、十分に微細で良質な粉末を得ることができる。
顆粒を成形するための装置も回転臼の原理を応用したものであるが、本発明の方法は、表面に溝のある二枚の板(臼の対抗面)を一定の間隙を保って、相互に接触させること無く対向させるところに特徴がある。一方を回転させる(または二枚の板の回転速度を変えることも含め相対的に回転状態にする)ことによって、間隙に入れた塊状物にせん断力を伝達しようとするものである。平板の間隔と回転平板の回転速度によってせん断力の大きさを調節することができる。顆粒の大きさは、主に対向平板の間隔に大きく依存するが、せん断力の大きさと、平板に彫った溝の深さ、ピッチなどによっても影響を受ける。通常、溝の深さは0.20〜0.25mm、ビッチは、1.5〜2.5mmの範囲とされる。なお、臼に彫られた溝はせん断力の伝達や、顆粒の排出用の通り道として利用される。
このように、本発明には、加熱乾燥処理の温度、時間に大きな違いがないにもかかわらず、原料の形態を変えるだけで性質が大きく異なる大豆粉が得られる特徴がある。本発明の方法により得られる大豆粉は、従来大豆があまり使われていない分野、例えば、パン、麺、ケーキ、クッキー、チップスなどの製造に栄養バランスの良い食品素材として広く利用することができる。
また、本発明の豆乳の製造方法は、本発明に係る製造方法により得られる大豆粉を材料として豆乳を製造するものである。特に顆粒にしたものは水に溶かすだけで不快臭、不快味のない豆乳として飲むことができる。
第2図は、本発明の実施形態による臼の構成図(斜視図)である。
第3図は、第2図の上臼と下臼を装着したときの説明図である。
第4図は、下臼の平面図である。
第5図は、上臼の底面図である。
第6図は、第2図のA部の拡大図である。
第7図は、エタノール中に分散させて測定した場合の原料大豆粉の粒度分布図である。
第8図は、空気中に分散させて測定した場合の原料大豆粉の粒度分布図である。
第9図は、造粒後の粒度分布図である。
第10図は、第9図よりも臼の開度を広くしたときの造粒後の粒度分布図である。
過熱水蒸気は、過熱水蒸気配管3を通って貯留部4に導かれ、さらに穴明きプレートを通過して処理部5に入り、原料と接触する。使用済みの過熱水蒸気は水蒸気排出口7を通って装置の外に排気される。処理時間としては30秒〜300秒の範囲で選ぶのが良い。いうまでもなく、温度が低すぎたり、時間が短すぎる場合は効果が十分でなく、逆に、温度が高過ぎたり、時間が長過ぎる場合は、目的外の副次的な反応が起こる結果、好ましい製品が得られない。本発明の特徴を効果的に利用するには、通常、十分に高い温度を選択し、時間を短くするのが良い。したがって、より好ましくは温度を160℃〜190℃、時間を60秒〜180秒の範囲で選択するのが良い。
第1図の装置による処理は、大気圧下で、装置の内外差圧が極めて小さい条件で行われる。このため、水蒸気の装置内滞留には特段の注意が必要である。特に、貯留部4には滞留現象が起こり易い。滞留中に温度が低下すると水蒸気の乾燥度が低下するのでこれを防止する必要がある。対策としては、滞留が起こらないように流動を誘起するため、例えば、水蒸気を強制的に排気するなどの措置が必要である。図に示した装置の水蒸気排気口6は、いわゆる自然の煙突効果を利用したものであるが、排気効果を確実にするためにそれぞれに電動式の排気ファンを傭えた強制排気口となっている。
開放型装置による処理は工程の連続化に適している。即ち、原料は原料供給台7から連続的にコンベア8に移され、搬送されながら処理され、製品受け台9に移送されて冷却される。製品への水蒸気の浸透はなく、原料が微細粒子の場合は相互の結着による塊状化が進行する。
以上、大豆粒または大豆粉の加熱乾燥処理について説明した。次に、大豆粉の造粒処理について説明する。
大豆粉を造粒して、顆粒状にする場合は、装置20へ供給する原料として大豆の微細粒子を用いる。この微細粒子は、図2に示す臼10を用いて製造する。
この臼10は、上臼11および下臼12からなり、下臼12は、平行な溝13を有する部分と、突起部14を有する部分を備えている。
第3図は、上臼11と下臼12を重ね合わせた図である。上臼11は、点線で示している。なお、図示していないが、臼には回転用駆動装置が備えられている。
また、第4図は、下臼12の平面図である。下臼12は平行な溝13を有する複数のセグメント(B部)に分かれている。第5図は、上臼11の底面図である。下臼12と同様に、複数の平行な溝13を有する複数のセグメントに分かれている。なお、溝の中心軸に対する角度は、上臼と下臼で異なっている。
第6図は、第2図のA部の拡大図である。溝の深さ(H)は、約0.25mm、ピッチ(L2)は、約2.0mmである。
過熱乾燥処理を施すことによって得られる塊状物は、臼10に投入される。このときの上臼11と下臼12の間隔Lを所定の値に保ち回転させる。なお、間隔Lは、製造する顆粒の大きさによって異なる。通常、数十μm〜数mmの間であるが、これに限定されるものではない。
以上の造粒処理(工程)により、顆粒状の大豆粉を得る。
<大豆粉の水分散性に関する実施例>
(比較例1)
先ず、原料大豆粉の粒度分布を測定した。第7図はエタノール中に分散させて測定した場合、第8図は空気中に分散させて測定した場合の結果である。エタノール中に分散させた場合は、粒径22μm付近に大きなピークを持つほぼ単一の分布構造が得られた。一方、空気中に分散させて測定した場合は、それぞれ55μm、185μm、517μmにピークを持ち、複数の分布構造が重なっていると思われるものが得られた。これらのことから、大豆紛の微細粒子はエタノール中ではそれぞれが個々の粒子に分離、独立した状態で存在しているが、空気中では複数の微細粒子が互いに付着しあっており、この付着によってできる粒子もさらに互いに付着しあって存在していると推測された。
(比較例2)及び(実施例3〜4)
原料大豆粉及び実施例1と2で得られた顆粒の各1gを、ビーカの水中に投入し、完全に沈降するまでの時間を測定した。
原料大豆粉では、投入から5分経過後も水にはじかれて水面に残留したものがあったのに対して(比較例2)、造粒処理したものは実施例1及び2のいずれの場合も10秒以内に総てが沈降した(それぞれ実施例3及び実施例4とする)。このことから、本発明の方法により得られる顆粒は、極めて親水性に優れていることが明らかである。
<大豆粉または豆乳の食味に関する実施例>
つぎに、比較例および実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はそれらに限定されるものではない。
次の3通りの方法で製造した大豆粉を用いてそれぞれ評価試験を行った。
第1の製造方法
リポキシゲナーゼ完全欠失種の大豆粒またはその粗砕粒を、130℃〜250℃の温度範囲にある水蒸気をもって大気圧下で加熱乾燥処理した後に、機械粉砕により微細粉末にする。
第2の製造方法
リポキシゲナーゼ完全欠失種の大豆粒を機械粉砕により、まず微細粉末とした後に、130℃〜250℃の温度範囲にある水蒸気をもって大気圧下で加熱乾燥処理を行う。
第3の製造方法
リポキシゲナーゼ完全欠失種の大豆粒を機械粉砕により微細粉末とした後に、130℃〜250℃の温度範囲にある水蒸気をもって大気圧下で加熱乾燥処理した後、臼を所定の間隔で対向させてできる間隙に、過熱乾燥処理によって塊状化された大豆粉を挿入することにより造粒を行う。
(実施例No.1〜No.5)
第1の製造方法で得た大豆(エルスター)粉を水に浸し、水が大豆粉に十分に吸収されるまで(約16時間)放置した。水の量は大豆粉重量1に対して10の程度とした。これを布濾してから湯浴上で30分間加熱処理して豆乳を得た。
表1は、リポ欠大豆粉の加熱乾燥処理条件を示す。No.1からNo.5の5種類のサンプルを用いた。また、比較例には、リポ欠大豆粒を加熱乾燥処理せずに微細粉末としたものを用いた。
第1の製造方法において、加熱乾燥処理の温度を170℃、時間を90secとして実施例No.6の大豆粉を得た。また、第2の製造方法において、加熱乾燥処理の温度を230℃、時間を90secとして実施例No.7の大豆粉を得た。加熱乾燥処理を行わずに得られた大豆粉を比較例として、それぞれの抽出油の酸価及び過酸価物価を求めた。
表3は、加熱乾燥処理の酸価、過酸化物価への影響を示す表である。本実施例の方法によれば、表3に示したように加熱乾燥処理をほどこしても酸価、過酸化物価は有意の変化を起こしていないことが明らかである。
第1の製造方法において実施例No.6の試料を実施例No.8とし、他方、第2の製造方法において実施例No.7の試料を実施例No.9とし、さらに加熱乾燥処理の温度を170℃、時間を120secの条件で得られた大豆粉を実施例No.10とした。
加熱乾燥処理を行わずに得られた大豆粉を比較例として、それぞれのトリプシンインヒビター活性を測定してその結果を表4に示した。なお、比較例のトリプシンインヒビター活性は、57.8TIU/mgであった。
これらの結果から、第1の製造方法による大豆粉は依然半生(なま)状態にあるが、第2の製造方法による大豆粉は、トリプシンインヒビター活性は十分に低く、完全に可食状態にあることが明らかである。
第3の製造方法による大豆粉を下表の条件により製造した。比較例では、リポキシゲナーゼ含有の普通大豆(品種名:フクユタカ)を原料とした。一方、実施例ではリポ欠大豆(品種名:エルスター)を原料とした。いずれも平均粒径約15μm、最大粒径約108μmの微細粉とし、下表に示す温度の水蒸気を常圧下で、同じく下表に示す時間にわたって作用させた後、顆粒処理(造粒処理)により粒度を調整して評価試料とした。
さらに、本発明の大豆粉の造粒方法は、残留する添加物も無く、処理操作が簡単で、一方、粒度に関して単一化された分布構造を持ち、親水性に優れ、水に速やかに分散する顆粒を生成することができる。
Claims (7)
- リポキシゲナーゼ完全欠失種の大豆粒またはその粗砕粒を、130℃〜250℃の温度範囲にある水蒸気をもって大気圧下で加熱乾燥処理した後に、機械粉砕により微細粉末にすることを特徴とする大豆粉の製造方法。
- リポキシゲナーゼ完全欠失種の大豆粒を機械粉砕により微細粉末とした後に、130℃〜250℃の温度範囲にある水蒸気をもって大気圧下で加熱乾燥処理することを特徴とする大豆粉の製造方法。
- リポキシゲナーゼ完全欠失種の大豆粒を機械粉砕により微細粉末とした後に、130℃〜250℃の温度範囲にある水蒸気をもって大気圧下で加熱乾燥処理した後、略平行で複数の溝を少なくとも一方の表面にもつ二枚の板を、相対的に回転状態に保ちつつ所定の間隔で対向させてできる間隙に、前記過熱乾燥処理によって塊状化された大豆粉を挿入することにより、調整された大きさの顆粒を成形することを特徴とする大豆粉の製造方法。
- 前記加熱乾燥処理は30秒〜300秒の範囲で行うことを特徴とする請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか一に記載の大豆粉の製造方法。
- 請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか一に記載の製造方法により得られる大豆粉を材料とする豆乳の製造方法。
- 平行で複数の溝を表面にもつ二枚の板を、少なくともその一方を回転状態に保ちつつ所定の間隔で対向させてできる間隙に、過熱水蒸気により塊状化処理された大豆粉を挿入することにより、調整された大きさの顆粒を成形することを特徴とする大豆粉の製造方法。
- 前記溝は、1.5〜2.5mmのピッチ、0.20〜2.5mmの深さを有することを特徴とする請求の範囲第6項記載の大豆粉の製造方法。
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