JP4787633B2 - 粉末状の食品素材とその処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉末状の食品素材とその処理方法に関し、詳しくは粉末状の食品素材を過熱蒸気で処理して特性を変換させた粉末状の食品素材とその処理方法とに関する。

従来より、澱粉を加熱処理することによってデキストリンとしたり、温水中で処理をして一部難消化性として利用したり、或いは加圧−減圧処理で難消化性澱粉としたりするように、特性を変える方法が知られている。

例えば、特許文献１には、電磁照射工程の前に、高温蒸気の短時間吹き付けによる洗い処理を施すことで澱粉の流出を防止し、かつ所要の含水とこの時の加熱に伴う一次α化とを一挙に行わせる方法が示されている。

次に、特許文献２には、少なくとも１種の微粒子澱粉及び少なくとも１種の、それ自体水分の存在下での加熱によりゲル化するセルロース・ガムの混合物である前処理粉組成物を食品に適用し、該粉ふりかけ前処理された食品に、澱粉及びそれ自体水分の存在下での加熱によりゲル化するセルロース・ガムからなるバッターを適用し、バッター付けした食品をフライし、次いでフライした製品を冷却することを特徴とするマイクロ波照射によって再加熱することのできる被覆食品の製造法が示されている。

また、特許文献３には、低圧高温過熱蒸気装置の中で、過熱蒸気を直接噴射し、油のリサイクルを促進して省油を図り、かつ、食品での過剰油の酸化を防止するばかりか、製品表面のギタギタ感を無くし、サクサク感を長期維持できることを可能にした食品素材の調理を連続的に行えるようにした方法が示されている。

さらに、特許文献４には、アミロース含有量が３０重量％以上の澱粉を減圧ラインと加圧蒸気ラインの両方を付設した耐圧性容器に入れて、減圧した後、好ましくは１００〜１４０℃で１０〜１８０分間の条件下で、蒸気を導入して加圧加熱する操作を、好ましくは複数回繰り返して行うことにより、食物繊維高含有澱粉素材を得る方法が示されている。

しかしながら、これらの方法は、工程が複雑であったり、呈色するなど製品品質としては満足できない場合があり、いずれもその方法や、得られる製品は、原料に比較して十分な優位性がないのが実状である。

特開平８−１１２０６７号公報 特表平６−５１０１８６号公報 特開２００５−２２９９８２号公報 特開平１０−１９５１０５号公報

このように、上記の従来技術によれば、複雑な工程を経なければならないし、製造できるものも限られる。
そこで、本発明の目的は、簡単な方法で、溶解性、テクスチャー、味、その他の機能が改変されていて、広く利用できる粉末状の食品素材の処理方法と、その処理法によって得られた粉末状の食品素材を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討した結果、各種の粉末状の食品素材を過熱蒸気で処理することにより、溶解性、テクスチャー、味、その他の機能を改変した粉末状の食品素材を製造しうることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

請求項１に係る本発明は、粉末状の小麦粉；米粉；又は澱粉、澱粉加水分解物、フルクトース、セルロース、セルロース分解物、キチン及びキチン分解物よりなる群から選ばれた１種の糖質素材粉体；からなる粉末状の食品素材を、分離状態を保持しながら１５０〜６００℃の過熱蒸気で、５分間〜１５分間処理することを特徴とする、特性変換された粉末状の食品素材の製造方法を提供するものである。
請求項２に係る本発明は、粉末状の食品素材に、水、糖質、糖アルコール、アルコール、アルカリ、有機酸及び油脂よりなる群から選ばれた少なくとも１種の液を噴霧しながら、粉末状の食品素材を過熱蒸気で処理することを特徴とする、請求項１に記載の方法を提供するものである。

本発明によれば、粉末状の食品素材を過熱蒸気処理することにより、溶解性、テクスチャー、味、その他の機能を改変した粉末状の食品素材を製造しうることができる。
具体的には、例えば澱粉から着色のほとんど無い可溶性澱粉素材のみならず、難消化性澱粉素材、その他各種食品素材、さらに複合体食品素材を製造することが可能となった。製造方法は極めて簡便・安全であり、製品コスト低減にもつながる。
本発明により得られる製品は、難消化性素材として健康志向食品向けに利用できる。ワキシコーンスターチからは多分岐デキストリンmulti branched dextrinを製造することができた。小麦澱粉、米澱粉、コーンスターチの処理澱粉には、発酵遅延効果があり、深みのある醸造食品製造用に利用できる。コーンスターチ、バレイショ澱粉では、難消化性率の向上、安定化されて粒構造が保持され、パリパリ感のある食品製造にも利用でき、逆に、ワキシコーンスターチでは、ソフト感、低粘性、低付着性となり、高齢者用食材としての利用ができる。この他、有機酸噴霧処理による架橋澱粉、ガム質澱粉の製造も可能である。海水処理澱粉、温泉水処理澱粉などの製造も可能である。

本発明は、粉末状の食品素材を過熱蒸気処理により処理して、粉末状の食品素材の特性を改良、改質する方法と粉体中で各種素材を混合して食品素材などを製造する方法である。
反応の場は還元雰囲気であり、酸化防止をすると同時に、素材の加水分解、条件により複合体形成反応も促進され、食品、化粧品、医薬など各種素材を製造することができる。
以下、本発明の実施の形態を示す。
請求項１に係る本発明は、粉末状の食品素材の処理方法に関し、粉末状の食品素材を過熱蒸気で処理することを特徴とするものである。

請求項１に係る本発明は、粉末状の食品素材の処理方法に関する。
請求項１に係る本発明の対象とされる原料は、粉末状の食品素材であればよく、特に制限されない。

粉末状の食品素材としては、穀類粉末、蛋白質素材粉末、糖質素材粉末などが挙げられる。
ここで粉末の粒径は特に限定されないが、通常、１〜１００μｍ程度のものが用いられる。
穀類粉末としては、例えば小麦粉、米粉などが挙げられる。
次に、蛋白質素材としては酵母、カゼイン、ゼインなどの粉末が挙げられ、これらの粉末が用いられる。
また、糖質素材としては、単糖、オリゴ糖、多糖類等が挙げられ、これらの粉末が用いられる。ここで単糖としては、食品素材として利用されているものなら何れでもよいが、過熱蒸気中でガラス転移をしない素材が望ましい。特に担体として利用する場合には、粉末状の食品素材としては、このように過熱蒸気中でガラス転移をしない特性を持つことが望ましい。
糖質素材として具体的には、例えばグルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、アミノ糖、アセチルアミノ糖などが挙げられる。さらに、これらの重合体、多糖類もあり、五単糖もこれに準じて用いることができる。これら糖質素材は混合しても用いられる。マルトースなどマルトオリゴ糖、セロビオースなどのセロオリゴ糖、アセチルグルコサミン重合体のキチン、グルコサミン重合体のキトサン、寒天、ペクチン、グルコマンナンなどの増粘多糖などのポリマーも利用することができる。但し、ハイアミロースコーンスターチは除かれる。

粉末状の食品素材としては、請求項３に記載したように、小麦粉、米粉又は糖質素材粉体が好ましい。
ここで糖質素材粉体としては、前記したものが上げられるが、特に請求項４に記載したように、澱粉、澱粉加水分解物、フルクトース、セルロース、セルロース分解物、キチン及びキチン分解物よりなる群から選ばれた１種の粉末が好ましい。

過熱蒸気処理温度は、請求項５に記載したように、１５０〜６００℃が好ましく、特に１５０〜３５０℃がより好ましい。過熱蒸気処理温度が１５０℃未満であると反応が進行せず、一方、過熱蒸気処理温度が６００℃を超えると糖が分解してしまうので、いずれも好ましくない。

過熱蒸気処理の際には、請求項２に記載したように、粉末状の食品素材の分離状態を保持しながら行うことが好ましい。
ここで分離状態を保持しながら行う方法としては、例えば粉末状の食品素材を振盪しながら行う方法や超音波で振動しながら行う方法が挙げられる。
振盪しながら行う場合の振盪方法は特に限定されない。振盪装置を用いてもよいし、振盪装置が装備されていない場合には、手動によって振盪することもできる。この場合、例えば粉末状の食品素材をフライパンなどの容器に入れて手で振って振盪処理すればよい。なお、粉末状の食品素材の層を薄くすれば振盪などをしないでも処理することができるが、十分な効果は得られない。

なお、過熱蒸気処理を行う際には、請求項６に記載したように、液を噴霧しながら、粉末状の食品素材を過熱蒸気で処理することにより、特性を変換した粉末状の食品素材を製造することができる。

ここで噴霧する液としては、食品用として用いることの液体であれば特に限定されないが、請求項７に記載したように、水、糖質、糖アルコール、アルコール、アルカリ、有機酸及び油脂よりなる群から選ばれた少なくとも１種のものを用いると良い。
例えば、糖アルコールと酢酸、酪酸などの有機酸を噴霧することにより、界面活性効果を有するものを得ることができる。
なお、噴霧量など、噴霧条件は利用法によって適宜選択すればよく、例えば、難消化性澱粉を製造する場合は、噴霧量は多めに数回に分けて行えばよい。

本発明の方法は還元雰囲気中での反応であることから、中鎖脂肪酸、オレイン酸などの可燃性素材であっても燃焼せず、分解も起こりにくい。
噴霧する液としては、水又は可溶性素材を含む溶液が望ましいが、分散液でも粉末状の食品素材と混合できれば適用可能である。例えば、アミノ酸、炭酸カルシウム＋有機酸はカルシウム強化用、アントシアン＋各種金属イオン溶液は色素の色調変換、などにできる可能性があり、利用の方法は極めて多い。化粧品、医薬品などの製造をする場合でも本発明の方法を適用可能である。

このようにして、特性変換された粉末状の食品素材を得ることができる。
即ち、請求項１乃至７のいずれかの方法により得られた、特性変換された粉末状の食品素材を提供するのが、請求項８記載の本発明である。
このようにして処理された粉末状の食品素材は、溶解性が向上したり、低分子化したり、難消化性になるなど、その特性が変換されたものとなっている。

なお、本発明の実施例では、直本工業株式会社製の過熱蒸気発生装置を用いたが、この装置では、過熱蒸気を室内に充満させることができるので、大気中の酸素の関わりを断つことができ、エタノールでさえも１５０℃で燃焼しない。また、酸化反応を起こさないので、粉体が変色など品質劣化の変化をしない条件で、高温で反応させることができる。

そして、このようにして処理して得られた素材は新規素材であるので、我々は、これをシスツ粉体（super heated steam treated powder=SHST-P）と、その製造法をSHST（シスツ）法と、それぞれ命名した。粉末状の食品素材として澱粉を用いた場合にはシスツ澱粉とする。

次に、請求項９に係る本発明は、香味液に澱粉を浸漬して香味成分を含ませた澱粉を過熱蒸気で処理することを特徴とする、香味含有澱粉の処理方法である。
香味液は粘性があるものもあり、この場合は噴霧することができないので、澱粉に浸漬してケーキ状にして処理するか、或いは湿潤状態でも処理することが可能である。
このように香味液に澱粉を浸漬してケーキ状になったものを、過熱蒸気で処理することにより香味成分が長続きする粉体が得られる。
以上述べた如き請求項１〜９に係る本発明は、基本的に粉体全体を食品素材化するものである。
これに対して、以下に述べる請求項１〜１０に係る本発明は、粉体を担体（反応の場）とするものである。生成したものを取り出して製品化するか、或いは担体込みで製品化することもできる。

また、請求項１０に係る本発明は、粉体を担体として、食品素材を混合して噴霧し処理することを特徴とする食品素材の処理方法である。
これにより、粉体中で各種食品成分が反応したり粉体自体と結合し、目的に応じた食品素材とすることができる。
請求項１１に記載したように、粉体として、粉末セルロース、粉末キチン、ガラスビーズ又は粉炭を用いた場合には、各種食品成分が反応し、目的に応じた食品素材とすることができる。

さらに、請求項１２に係る本発明は、澱粉を担体として、食品素材を混合して噴霧し処理することを特徴とする食品素材の処理方法である。
これにより、澱粉中で各種食品成分が反応したり澱粉自体と結合し、目的に応じた食品素材とすることができる。
なお、請求項１０〜１２に記載された方法を用いる場合は、担体としては、容易に加水分解されない素材が望ましい。この要件を満たした素材としては各種ある。セルロース、キチンなどは一部加水分解を受けるが分解し難い条件下で用いればよい。

また、担体として利用する場合、特に噴霧器使用の際、粘性の高い液、例えばミリンなどは、水流が広がらず線状に押し出されるので、澱粉にしっとりとした状態で添加することができない。
このように粘性の高い液の場合は、過熱により団子状にならない素材、例えばセルロース、キチンなどが利用できる。グラスビーズなどの微粉末に混合付着させてから反応し、反応後、抽出して製品化することもできる。例えば、耐熱ガラスまたはステンレス管にこれらの担体を詰めて、混合液を流して付着させ、過熱蒸気で処理した後、熱水または温水で溶出させて製品化することもできる。反応が不十分な場合は固形の触媒、例えばラネイニッケルなどを加えてもよい。
このようにして製造された素材は混合物としても、また必要に応じて分離利用することも可能である。

以下に、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用した。
表１に示す各種澱粉を粒径１〜１００μｍの粉末としたものをフライパンに適当量（５０〜１００ｇ）入れ、表１の条件で、振盪しながら過熱蒸気処理を行った。振盪はフライパンを手で振って行った。なお、表１中、クエン酸は１％クエン酸溶液を指す。

このようにして得られた澱粉を10％溶液になるよう水に懸濁し沸騰浴中で加熱したところ、サンプルＮｏ．4、7、8、9は透明に溶解した。サンプルＮｏ．1、2、3、5、6も過熱蒸気処理前と比較して粘度が低下し、同様に溶解した。サンプルＮｏ．4、7、8、9は溶解性の良いシスツ澱粉に変換された。
本結果は、加水分解の程度が、澱粉、温度、時間等の条件によって異なるが、澱粉は加水分解を受け低分子化したことを示した。

実施例２
（１）過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用した。
バレイショ澱粉を粒径１〜１００μｍの粉末としたものをフライパンに適当量（５０〜１００ｇ）入れ、１８０−２００℃にて１０分間の条件で、振盪しながら過熱蒸気処理を行った。振盪はフライパンを手で振って行い、過熱蒸気処理サンプルNo．10を得た。

（２）市販可溶性澱粉、バレイショ澱粉（No.4の原料、つまり未処理のもの）、及び上記（１）にて得られた過熱蒸気処理サンプルNo．10をそれぞれ2.0ｇ秤量し、約40ｍｌの純水に懸濁し、澱粉の塊が生じないように沸騰水約40ｍｌに加え、熱いうちに100ｍｌにフィルアップした。50ｍＭリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ6.8）0.4ｍｌに0.5ｍｌ澱粉溶液を加え、37℃に保温した。15.5U/mlに調製したα-アミラーゼ（α−amylase Type VI-B from Porcine Pancreas、Sigma製）溶液0.1ｍｌを加え反応した。反応液を経時的に200μL採取し、純水3.8ｍｌを加え、ヨウ素試液10μL加えた。吸光度が2.0以下になるよう適宜希釈して吸光スペクトルを測定し、反応1時間後と反応18時間後の最大吸光波長を求めた。併せて、反応前の波長も表２に示した。
ヨウ素試液は、次の通り調製した。ヨウ素14gを量り、ヨウ化カリウム溶液（２→５）100mlを加えて溶解し、塩酸（１→４）1mlおよび水を加えて1000mlとする。遮光して保存した。
α−アミラーゼの活性は、２０℃、ｐＨ６．９で、澱粉から３分間に1.0mgのマルトースを遊離する量を１単位と定義した。

反応１８時間後でも、過熱蒸気処理サンプルNo．10の紫色が濃く、α−アミラーゼの作用を受けても高分子が残存していた。過熱蒸気処理サンプルNo.10は部分的に難消化性になっている結果が得られ、難消化性のシスツ澱粉に変換されたことが分かる。

実施例３
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０２０Ｃ（直本工業（株）製）を使用した。ワキシコーン澱粉（粒径１〜１００μｍ）をフライパンに適当量入れ、１８０℃で１０分間の条件にて、振盪しながら過熱蒸気処理を行った。振盪はフライパンを手で振って行った。

得られた澱粉を10％溶液になるよう水に懸濁し沸騰浴中で加熱したところ、透明に溶解した。ワキシーコーンは溶解性の良いシスツ澱粉に変換されたことが分かる。

実施例４
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、ワキシコーン澱粉（粒径１〜１００μｍ）を振盪しながら２００℃で１０分間処理して、溶解性がよいシスツ澱粉を得た。しかし僅かに着色した。

実施例５
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、ワキシコーン澱粉（粒径１〜１００μｍ）を振盪しながら３５０℃で５分間処理して、溶解性がよいシスツ澱粉を得た。着色はかなり進んだが溶解性は極めて優れていた。

実施例６
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、市販アビセルセルロース（粒径１〜５００μｍ）を振盪しながら２００℃で１０分間処理したところ、一部が溶解した。同条件で１モル濃度のクエン酸溶液を噴霧して処理したところさらに溶解成分が増加した。

実施例７
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、アビセルセルロース（粒径１〜５００μｍ）を振盪しながら、これにクエン酸とエリスリトールの等量混合物を噴霧して２００℃１０分間処理し、熱水抽出した結果、複合体と予想されるものが生成した。なお、分析はＯＤＳカラム、リン酸含有メタノールで溶出するＨＰＬＣで行った。何れかの成分が担体のアビセルセルロースにも結合している可能性もある。

実施例８
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、コーンスターチ（粒径１〜１００μｍ）を振盪しながら、これに有機酸として酢酸を３モル、グリセリン１モルを水に溶解したものを噴霧して１７０℃で１５分間処理した。この全体は溶解性になり、脂溶性成分、アスタキサンチンを一部溶解性にすることができた。本製品は食品素材として広く利用することができる。

実施例９
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、有機酸として酪酸を３モル、グリセリン１モルを水に溶解した以外は実施例８と同様にして類似の製品を得た。

実施例１０
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、有機酸として乳酸を３モル、グリセリン１モルを水に溶解した以外は実施例８と同様にして類似の製品を得た。

実施例１１
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、有機酸としてクエン酸を１モル、グリセリン１モルを水に溶解した以外は実施例８と同様にして類似の製品を得た。

実施例１２
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、アビセルセルロース（粒径１〜５００μｍ）を振盪しながら、これに有機酸として酪酸を４モル、糖質としてエリスリトール１モルを水に溶解したものを噴霧して１７０℃で１５分間処理した。この全体を熱水で抽出して液状製品を得た。本製品は水溶性で脂溶性成分、DHAを一部溶解性にすることができた。本製品は食品素材として広く利用できる。

実施例１３
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、アビセルセルロース（粒径１〜５００μｍ）を振盪しながら、これに有機酸として酪酸を６モル、糖質としてソルビトール１モルを水に溶解したものを噴霧して１７０℃で１５分間処理した。この全体を熱水で抽出して液状製品を得た。本製品は、水溶性で脂溶性成分、ＤＨＡを一部溶解性にすることができた。本製品は食品素材として広く利用することができる。

実施例１４
過熱蒸気発生装置として３５０スチームＤＣオーブンＮＦ−５０５０C−Ｗ（直本工業（株）製）を使用し、茶抽出物を含む香味液を澱粉に浸漬し、１７０℃で１５分間処理した。茶の色と香りが保持された粉末を得た。本製品は食品素材として広く利用することができる。

このように、従来のような高温加熱による呈色をせず、複雑な工程を必要としないで、簡便な方法でシスツ澱粉、シスツ粉体、その他の食品素材を製造することができる。
さらに、このように本発明の方法では、高温・還元性雰囲気中での反応であるので、大気中では燃焼するような条件でも、有機化合物間の反応を行うことができることが特徴であり、有機酸とアルコールを混合して反応すればエステルも産生させることができ、香りを付与することも可能である。

本発明によれば、粉体を過熱蒸気処理、処理条件により、澱粉から着色のほとんど無い可溶性澱粉素材のみならず、難消化性澱粉素材、その他各種食品素材、さらに複合体食品素材を製造することが可能となった。製造方法は極めて簡便・安全で製品コスト低減にもつながる。製造された製品は、難消化性素材として健康志向食品向けに利用できる。ワキシコーンスターチからは多分岐デキストリン（multi branched dextrin）を製造することができた。小麦澱粉、米澱粉、コーンスターチの処理澱粉には、発酵遅延効果があり、深みのある醸造食品製造用に利用できる。コーンスターチ、バレイショ澱粉では、難消化性率の向上、安定化されて粒構造が保持され、パリパリ感のある食品製造にも利用でき、逆に、ワキシコーンスターチでは、ソフト感、低粘性、低付着性となり、高齢者用食材としての利用ができる。この他、有機酸噴霧処理による架橋澱粉、ガム質澱粉の製造も可能である。海水処理澱粉、温泉水処理澱粉などの製造も可能である。

さらに、本発明の方法は、化粧品、医薬品製造にも適用され、これらに含まれる成分の改良・安定化にも利用できるものと期待される。

Claims (2)

1. 粉末状の小麦粉；米粉；又は澱粉、澱粉加水分解物、フルクトース、セルロース、セルロース分解物、キチン及びキチン分解物よりなる群から選ばれた１種の糖質素材粉体；からなる粉末状の食品素材を、分離状態を保持しながら１５０〜６００℃の過熱蒸気で、５分間〜１５分間処理することを特徴とする、特性変換された粉末状の食品素材の製造方法。
2. 粉末状の食品素材に、水、糖質、糖アルコール、アルコール、アルカリ、有機酸及び油脂よりなる群から選ばれた少なくとも１種の液を噴霧しながら、粉末状の食品素材を過熱蒸気で処理することを特徴とする、請求項１に記載の方法。