JPS63185342A - 繊維状食品素材の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 食品或いは食品材料は、人間が生存するために先ず必要
で欠くことのできない物質群である。

この食品中に占める高分子物質の割合は非常に大きく、
水と共に食品の物性に重要な影響を与えている。また食
品の栄養、味覚、風味（香りの他に物理構造いわゆるテ
クスチャーがもたらす食感を含む）を大きく左右する因
子であることが知られている。本発明はこの食品中の高
分子物質と水に着目してなされた種々の食品素材の製造
法と製造装置に関するものである。

一般に人間の生活を衣９食、住に大別すると、それぞれ
の分野で使用される材料が人体に与える影響は、食に対
して最も早く出現し、次に衣。

住の順で現われるのが通常である。しかも生命に直接関
与するから、本能的２人情的に最も保守的にならざるを
得ないのが食品であろう。このため食品においては、新
材料特に合成物を拒否しようとする。したがって新しい
素材を合成して食品素材とすることは難しい。このため
食品及び食品素材は限られた例を除いてほとんどが天然
物に由来する。食品としての高分子物質も同様で、大多
数の天然高分子と少数の天然高分子の誘導体及び僅少の
合成高分子に限られている。食料の需給関係で、給源の
種類が変わったり、加工技術の進歩かおっても材料とし
ては天然物の域を超えることは難しい。したがって現在
における開発研究は俗に加減乗除の技術といわれ、本発
明もこの域に位する。即ち各種既存の材料の物性を詳細
に調べ、これらを組合せ、転用し、添加し、抽出するこ
とが主力で、混合。

分離２分散、溶解、析出、溶融、固化、冷凍。

乳化、ゲル化、粉末化、フィルム化、繊維化。

多孔質化などの手段が用いられ、各種の食品及び食品素
材か開発されている。

本発明は繊維化された食品素材を効率よく製造するプロ
セスを見出したものであり、得られた食品素材は微妙な
食感を表現できるよう検討し、併せてその製造装置を開
発したものである。

（従来の技術〕 食品に関する研究は、既存素材特に天然物の物性研究や
、物理処理の検討が主力となっている。食品の種類は加
工食品まで数えると膨大な数となるが、その構成成分と
しての高分子物質は多糖類（５９余種〉、蛋白質（５０
余種）、核酸（２種）、炭化水素重合体（炭化水素重合
体の給源の種類：アカテラ科、アポシナシア科、マラシ
ア科、オイボルビアシア科等）のように要約できる。し
かし同じ多糖類のアミローズやアミロペクチンを主成分
とする澱粉を例にとっても、給源の種類によってそれぞ
れの割合や重合度合或いは分岐の状況が異なるから、食
感的には大きく差があり、実質的には材料の種類は非常
に多い。従来は経験的手法により、時に市場に販売され
ている各種の機器を用いて混合２分離、同化、乳化、ゲ
ル化、フィルム化、繊維化。

フレーク化されていた。−例を特開昭５３−８１６４５
号公報を引用して示せば、豆類または穀類を原料とする
繊維状の食品素材の製造法に関するものをあげることが
できる。

〔発明が解決しようとする問題点９ 食品中の高分子物質は多種多様であるが、人間のもつ酵
素によって消化吸収されるものと、はとんど消化されず
に排泄されるものとに大別される。しかし両者ともに食
品の形状９組織。

構造１食感に重大な影響を与える。その影響の一つは食
品のレオロジー的性質として現れる。

本発明はこのレオロジー的性質（粘弾性）を究明した結
果、繊維状の食品素材が良好な収率で、かつ均一な性状
で連続的に生産することができる製造装置を開発したと
ころに大きな特徴がある。高分子物質はその両端を挟ん
で引張ると伸びが生ずる。このとぎ伸びを一定に保って
おくには、ある力を必要とする。しかしこの力はいくら
時間か経過しても、いつも一定の大きざというのではな
く、徐々にその引き伸ばしに必要な力は小さくなってい
く。このように高分子体に一定のひずみを与えて放置し
てあくと、応力は時間と共に指数函数的、即ちはじめは
急激に、あとは緩やかに低下していく。この応力緩和は
＝　５− 高分子体特有の挙動である。

応力緩和の生する原因は次のように考えられる。即ち高
分子体中にはゴムのように伸縮自在な弾性的な部分と、
ズルズルと互いに滑ってしまう粘性的な部分とが共存し
ていると考えることができるが、応力が緩和されるのは
、とりもなおさす、粘性か共存している結果というわけ
である。一方粘弾性という見地から高分子体を見ると、
十分に分子運動かできるような温度下にある高分子体は
、外力を与えると分子は永久的に相対位置を変える。即
ち粘性流動を起こす。

しかしそれとともに、長い分子鎖に特有な絡み合いとが
、化学的、物理的架橋など存在する結果、弾性的な変化
も示す。このにうな性質を粘弾性という。高分子物質は
、すべてある適当な条件下では粘弾性挙動を示し、粘弾
性体の大きな特徴の一つは応力とかひずみなどが時間と
ともに指数函数的に変化することである。

上記のような理論に基づき多くの食品素材を開発する過
程で、発明者は食品中に占める部分−６＝ 子物質の物理・化学的な挙動の基礎研究を踏まえ、食品
中の高分子物質の粉状形態及びその性状と含有する水分
量と温度との三者が、所定の条件下で混成したとき、外
部より加える所定の力、即ち融砕機の構造と装置の組合
せから任意な形状の食品素材を作り出す条件を見出した
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨とする所は全水分量を３５〜４５％程度に
調整された蛋白質含有の食品素材原料を上部のポリマー
で複合化した固定砥石と下部の同じくポリマーで複合化
した回転砥石とが円周部の平坦面で相接触され、この円
周平坦面に続く内周部の中窪み面に放射方向に対して豆
に反対方向に傾斜する摩砕突条並びに凹溝を上下面では
さみ状に交叉するように配設してなる融砕機の固定砥石
と回転砥石間の中央部に供給し、上記回転砥石の回転に
伴う遠心力と上下砥石の摩砕突条との接触とによって食
品゛素材原料に剪断と摩砕を与えて上記砥石間の外周吐
出口より繊維状食品を得ることを特徴とする繊維状食品
素材の製造法に存するものである。

〔作　用〕

食品には、流動する液状のものから乾燥固体まで多種多
様の形状がある。しかし液状であっても単純な溶液系の
ものは特殊な例、例えば純度の高い砂糖水、塩水などし
かなく、すべて複合系であり、分散系であり、複雑多相
系の状態をとっている。この分散系の分散媒は水が基本
であり、バター、マーガリンなど特殊な例に限って油脂
か分散媒となっている。また含有水分の少ない固形食品
の場合は水が分散質である。

一般に１μＴｒＬ〜１ｍμ程度の微粒子が他の物質中に
均一に分散したものをコロイドと呼び、液体が液体中に
分散したものをエマルジョン、固体が液体中に分散した
ものをサスペンションと称している。コロイドはまたゾ
ルとゲルとに分類される。分散媒が液体で系全体が流動
性を保っているコロイドをゾル、流動性を失ったものを
ゲルと呼んでいる。このゾルとゲルとは食品の形状基本
であり、はとんどの食品がどちらかに分類できる。前者
の代表として牛乳、スープ類があげられ、後者の代表と
してトラフをあげることができる。これらは構成成分と
して分散している高分子物質の性質と架橋の種類（水素
結合、イオン結合、共有結合などを指す）によって決ま
ってくる。食品材料として通常用いられているものはゲ
ルとみなすことができる。しかし処理（または加工）工
程により蛋白質などは変性し、粘弾性的（レオロジー）
挙動も大きく変化するので食感も多様となる。このよう
に食品は多種多様ではあるが、基本的には高分子物質を
中心とした複雑な複合体であるとして本発明は取り扱い
に対処している。本発明は下記フローチャートに示す大
豆（タンパク）加工食品フローシートに示す※印（おか
ら）の食品素材化を主体としたものであるが、食品植物
粉体全てに応用される可能性が秘められている。

７４開口Ｕ６３−１８５３４２　　（４）本発明の特徴
は、食品素材加工工程において、組成の設計が可能であ
ることから、主要成分を任意の割合で調整する食品素材
の製造法が発明の構成となっている。発明者が今までの
開発研究及び特許を申請した業績を前記のフローチャー
トに基づいて説明すると、大豆タンパク加工食品の出発
はトラフである。大豆タンパクを熱抽出し、カルシウム
、塩などでｉ疑問させたトラフを水分７０〜８０％に調
整し、ミキサーなどで混練するとペースト状の大豆タン
パクカードができる。このカードのタンパク質純度は固
形分の７０％程度である。このタンパクカードの不純物
（不溶物、多糖類など）を溶液ｐＨを変えて精製し、タ
ンパク含有量を９０％以上にすると乳化性、ゲル化性、
起泡性などが向上し、ソーセージなどに添加した場合、
肉の結着性脂肪の分散性が改善される。しかしこれら大
豆タンパクには、大豆特有の臭気が残存しており、香味
の点で使用できない食品である。このため更に改良が加
えられ、エタノール処理方法が見出されている。この方
法により、大豆特有の臭気及びその前駆物質が除去され
る。このように作られた大豆タンパクからのゲルはほと
んど無臭であり、滑らかで起泡性も良好なので、アイス
クリームの品質改良剤としても利用できる。大豆タンパ
クの利用は更に進み、単なるゲルではなく、紡糸によっ
てタンパク繊維を作り出すこともできる。本発明におい
ては該フローチャート中※印で示したようにおからをベ
ースとし、繊維状食品素材を作り出す方法と装置に関す
るものである。前項で記述したように食品のレオロジー
的性質（粘弾性特性）を支配するのは、原料中の高分子
物質の形態とその組成と含有水分量であり、これによっ
て粘弾性挙動は異なるとの知見に基いて、本発明ではこ
の素材に所定の温度と所定の衝撃と回転を伴う遠心力で
剪断と摩砕力を与えることにより、繊維状食品素材が連
続的に製造できることを見出したものである。原料のお
からは８０〜１５０％程度の水分を含み、手で軽く握っ
た状態で不安定な固形物となるが、この保持力は弱く、
外部より少しの力を加えたらすぐに壊れる。水分が４０
％を割るとパサパサした状態で、手で握った程度では固
形化しない。

そこでこのおからに一定量の水を霧状で吹きつけ、更に
脱脂大豆粉或いはそば粉、そば表皮屑粉、グルテンなど
を所定量軽く撹拌しながら均一にまぶし、全乾物粉状重
量に対して全氷水量が３５〜４５％程度となるように処
方する。これを食品素材原料と呼称する。−見パサパサ
した状態の食品素材原料が、次に記す装置を通過すると
前述の物理作用により繊維化する。次に装置について述
べる。

本発明と使用する装置は引き臼式衝撃力を利用した融砕
機であるが、発明者はこの融砕機に改良を加え、本発明
の製造装置として最良な形式としたところに本発明の特
徴がある。詳しく記述すると、上部の砥石は固定されて
いて、下のみが回転する。上部のフィーダーから入った
原料は、砥石中央に落下し、回転に伴う遠心力で剪断・
摩砕される。この摩砕時の摩耗熱が原料のレオロジー的
な性質に大きく作用する。砥石の目はいくつかに分画さ
れ、それぞれに溝が彫っである。満の数と深さ及び上下
の砥石のクリアランスや周縁部の巾の大小は繊維化する
ための大きな因子である。発明者はこの装置の心臓部と
なる砥石をポリマーで複合化した新しい商品グラインデ
ルを用いている（特開昭６１−１５９３７５号「融砕機
用砥石ポリマー複合体及びその製造法」）。グラインデ
ルは表面からの吸水がほとんど無いことが大きな特徴と
なっている。砥石表面の溝等については実公昭５３−４
９０９１号公報に示されているように、内側端が外側端
より放射方向にり前方に傾斜するようにした摩砕突条を
設けたものが、砥石面に順次並べて設けられている関係
上、これを上下または左右にぞの摩砕面を対向圧搾して
摩砕する場合、砥石の回転中、対向する双方突条同志が
常に接触していることとなり、連続して摩砕活動が続行
することができる機構となっている融砕ａ（商品名マス
ロロイダー　）ＩＡＳＳ　Ｃ０ＬＬＯＩＤＥＲ）を用い
る。

前述の食品素材原料を上下砥石間の中央のフィーダーか
ら投入する。この時クリアランスを０、０２ｍ／ｍ　ｘ
　８　＝　０．１６ｍ／ｍに調整し、グラインデルの回
転数を７５０叩ｍにセットし稼動させるとパサパサした
状態の食品素材原料は繊維状となり、連続的に装置の吐
出口より出てくる。これを簡単に示すと次の通りである
。

この基本形からさまざまな変形が生み出され、前述の設
計食品素材が製造される。例えばおからに添加する穀物
粉も市販のものはそのほとんどが使用することかできる
か、本発明では脱脂大豆粉やそば粉、そば表皮屑粉、グ
ルテンなどが良好である。

更に設計食品素材としては目的とする効果を設定し、あ
らかじめ所定量必要補助物質を添加することができる。

例えば栄養素を考えたビタミン類の添加、無機質の添加
を設計に基づき加減することが本発明の特徴となってい
る。

この技術を開発している過程で、脱脂大豆粉のみに所定
量の水分を均一に分散させ、繊維状食品素材を製造する
こともてきた。この時水分量と得られる繊維の長さに相
関性があることも見出した。

〔実施例〕

本発明の実施に使用される融砕機を添付図面第１図ない
し第７図によって説明すると、先ず第１図および第２図
において（Ａ）は砥石をポリマーで複合した融砕機用ポ
リマー複合体よりなる超硬度の摩砕面（ａ）を有する回
転摩砕砥石で、摩砕面（ａ）は、中央には回転軸挿込用
穴（１）。

回転軸への締付用凹部（２）を設けた金属台（３）に超
高温用エポキシ接着剤（例えばエマーソンカミング社製
エコボンド等）で接着されていて、その円周に一定幅の
平坦面（Ｗ）を設け、該平坦面に連続して内側に中窪み
状の截頭円錐形状部（４）を設けである。そして該截頭
円錐形状部（４）には、次に説明するように摩砕凹溝群
（ｂ）か設けられている。即ち、中心Ｃより放射状の分
割線Ｃ−ａｌ、Ｃ−ａ２・・・により等分に分割した砥
石の各区画面ｇ１．ＣＩ２・・・に、放射状分割線ｃ−
ａｊ、ｃ−ａ２・・・を横座標軸とし、該横座標軸と砥
石面外周Ｒとの交点ａ１　、ａ２・・・より砥石の小中
心円ｒに接する直線上に摩砕凹溝１１を設けこれを基準
として回転方向に該摩砕凹溝にそれぞれ平行に適宜間隔
をおいて摩砕凹溝１２．１３・・・を設は各区画面の境
界において、一つの区画面に凹設した凹溝Ａｎ　＋　Ｉ
ｎ′・・・の端末ｄ、、ｄ２・・・を次の区画側凹溝、
ｉ！１　と交叉接続せしめたものである。そして中心円
ｒは、放射状分割線ｃ−ａ４を横座標軸×１とし、該横
座標軸と砥石外周円Ｒとの交点ａ１より摩砕物質放出角
度θの傾きθの直線が砥石面中心を通る縦座標軸ｙ１　
と交わる交点ｂ１の中心距離ｃ−ｂ１を半径とするもの
である。そして摩砕凹溝１１．１２・・・の内側端が外
側の端よりも回転方向に対して放射状方向より前方に出
るようにずらされている角θ、即ち摩砕物質を砥石の回
転によって放出する角度は摩砕物質により異なるが燃料
、インキ原料等の摩砕には２〜５°が好ましい。

次に（Ｂ）（第３・４図）は前記回転摩砕砥石（Ａ）と
全く同質材料の超硬度の摩砕面（ａｏ）を有する固定砥
石で、その摩砕面（ａｏ）は、中央に材料供給用孔（５
）を有する金属台（６）に超高温用エポキシ剤で接着さ
れているとともに、円周には一定幅の平坦面（Ｗｏ）を
設け、該平坦面に連続して内側に中窪み状の截頭円錐形
状部（７）を設【ブ、該截頭円錐形状部には前記回転摩
砕砥石（Ａ）の摩砕凹溝群（ｂ）と同一構成の摩砕凹溝
群（ｂ゛）が設けられているものとする。

そしてこれらの回転砥石（Ａ）と固定摩砕砥石（Ｂ）と
を例えば立型摩砕装置（Ｄ）（第６図）の摩砕室（８）
内に取付ける場合には、固定摩砕砥石（Ｂ）をその摩砕
面を下向きにして、上方の７ランジ状突縁（６°）をこ
れに係合するリング状フック金具（９）を介して摩砕室
上板（１０）に取付は固定し、又回転摩砕砥石（Ａ）を
その摩砕面を上向きにして下方のモータ（ｍ）に連動す
る縦型回転軸（１１）に皿板（１２）、螺子（１３）等
を介して取付けるものとする。なお（１４）はホッパー
、　（１５）は掻羽根、　（ｉｅ）は軸受、　（１７）
は排出口、（ｅ）は固定回転両砥石（１・３図）の平坦
面と中窪み状の截頭円錐形状部との境界円である。

このようにして、各区画摩砕面Ｃ１ｌ　、　ｑ２・・・
に内側端が外側端より前方に傾斜するようにした摩砕凹
溝を設けたものが、砥石面に順次並へて設けられている
関係上、これを上下にその摩砕面を対向圧接して摩砕す
る場合、第７図に示すように、砥石の回転中対向する双
方凹溝同志が常にその基部から先端まで固定回転両砥石
の各凹溝が豆にはさみ状に交差し、凹溝の鋭利なエツジ
によって剪断と摩砕を繰り返し、次いで密接する外周平
坦面で更に微粒にすり潰すことができ、かつ傾斜凹溝が
砥石の中心をセンターとして回転するため接線方向より
外方へθ度の向きに向う放出角をとり摩砕物質を該放出
角方向に放出するから摩砕材料の移動即ち送入送出が順
調に行われることとなり、材質の硬さと摩砕面の円周平
坦面と相俟って、本発明の食品素材原料を極めて超微粒
子に摩砕すると共にこれを繊維化することができるとい
う効果を有するものである。

実施例（１） 市販おからの含水率を約４０％前後としたもの１５０ｇ
に対し、含水率４％前後の脱脂大豆粉５０９を均一に添
加し静かに撹拌すると、パサパサ状の食品素材原料が得
られる。この原料を商品名マスコロイダーの投入口に連
続的に入れる。

この時マスコロイダーの調整は先ずクリアランスを０．
０２ｍ／ｍ　ｘ　８　＝　０．１６ｍ／ｍとし、次いで
回転数を約７５０ｒｐｍにセットし稼動させる。原料が
マスコロイダーの摩砕面を通過するとき、摩擦熱で原料
中の温度は約７５℃前後となっている。所定の速度て摩
砕面を通過した原料は最短で５ｍ／ｍ　、最長で７０ｍ
／ｍ程度の繊維状食品素材が連続的に吐出する。これを
所定の温度に調整された室内に保存する。

実施例（２） 脱脂大豆粉２００　（Ｊに対し、８０ｇの水を霧状に徐
々に吹き付けながら静かに撹拌し、脱脂大豆粉に均一に
水分を吸着させるとバラバラした状態の食品素材原料が
得られる。商品名マス］ロイダー（特に繊維用）複合グ
ラインダーのクリアランスを０．１２ｍ／ｍに調整し、
回転数をａｏｏｒｐｍにセットし装置に食品素材原料を
投入すると、摩砕面で発熱し原料内部温度か７０℃前後
となりながら通過し、吐出により連続的に繊維状食品素
材が出てくる。この時の繊維の長さは最短で４順、最長
で１２ｍ程度であった。製品は所定の条件下に調整した
貯蔵庫にしまう。

実施例３ 実施例１の食品素材原料にビタミン類を添加し、同様に
実施してビタミン強化の繊維状食品素材を得た。

実施例４ 実施例１の食品素材に青粉を添加して同様に実施し、カ
ルシウム強化の繊維状食品素材を得た。

実施例５ 実施例１の食品素材に骨ペースト（全体の水分を３５％
に調整する）を添加して同様に実施して繊維状食品素材
を得た。

〔発明の効果〕

現在の日本人の食生活は非常に豊かになったが、これを
支える一つの柱が加工食品の発展であろう。この加工食
品の研究も、結局は食品の基本である高分子物質の加工
法の検討が中心となっている。また加工食品の研究の中
で、欠乏の時代の代用食品とは別の意味で他の素材を利
用して、本物に似せて作る「もどき食品」が要求される
ことが多い。この「もどき食品」は、加工技術の進歩に
より本物に近づき、いわゆるコピー食品と呼ばれるよう
になった。このコピー食品はやがて本物と関係なく独特
の風味をもった食品として通用するようになることがあ
る。

これらの食品加工の進歩した時代に、本発明の食品素材
を提供することは、この食品素材をベースとして新しい
加工食品を生み出すことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転摩砕砥石の平面図、第２図は第１図のＩ−
１線（ａ＋　　−１：ｚ　　−ｂ４−８４　）断面図、
第３図は固定摩砕砥石の平面図、第４図は第３図のｎ−
ｎ線（ａｌ　・ｂｌ　・ｂ４・ａ４〉断面図、第５図は
固定摩砕砥石と回転摩砕砥石との摩砕面同志を重ね合せ
た状態の断面図、第６図は摩砕装置に両砥石を取付けた
状態の断面図、第７図は固定摩砕砥石の凹溝と回転摩砕
砥石の凹溝との重ね合せ状態を示す図で、実線は固定摩
砕砥石、点線は回転摩砕砥石を示す。 （Ａ）・・・回転摩砕砥石 （Ｂ）・・・固定摩砕砥石 （ａ）（ａ“）・・・摩砕面 （ｊｈ　）＜１２＞・・・（ｉ。）（ｉ、’　”）・・
・凹溝（Ｗ）　（Ｗ’　）・・・平坦面 （４）　（７）・・・截頭円錐形状部 ＝　　２４　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 全水分量を３５〜４５％程度に調整された蛋白質含有の
   食品素材原料を上部のポリマーで複合化した固定砥石と
   下部の同じくポリマーで複合化した回転砥石とが円周部
   の平坦面で相接触され、この円周平坦面に続く内周部の
   中窪み面に放射方向に対して互に反対方向に傾斜する摩
   砕突条並びに凹溝を上下面ではさみ状に交叉するように
   配設してなる融砕機の固定砥石と回転砥石間の中央部に
   供給し、上記回転砥石の回転に伴う遠心力と上下砥石の
   摩砕突条との接触とによって食品素材原料に剪断と摩砕
   を与えて上記砥石間の外周吐出口より繊維状食品を得る
   ことを特徴とする繊維状食品素材の製造法。