JP2007159444A - 果汁製造方法、及びバナナ濃縮果汁 - Google Patents

Abstract

【課題】果汁と果肉部の不溶性繊維質とがペクチンの働きによって強固に結合されていて、果汁を搾取することが本来困難な果実からも、果汁を得ることが可能な果汁製造方法を提供する。
【解決手段】果汁製造方法が、果実の果肉部を粉砕する工程と、粉砕した前記果肉部にペクチン分解酵素を添加して、前記果肉部に含まれるペクチンを分解する工程と、粉砕されペクチン分解された前記果肉部と、果汁とを分離して、果汁を得る工程とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、果汁製造方法、及びバナナ濃縮果汁に関する。

バナナ・アボガド・マンゴー等の果実にあっては、果肉部をミキサー等で粉砕攪拌して得られる果肉部・果実液の混合物を、ジュースとして飲用したり、食材として利用したりするのが一般的である。

一方、バナナ・アボガド・マンゴー等の果実にあっては、果汁のみを搾取することは困難であった。これは、果汁と果肉部の不溶性繊維質とが、当該果実に含まれるペクチンの働きによって強固に結合され、果汁のみを分離することが極めて困難なためである。

本発明の一目的は、果汁と果肉部の不溶性繊維質とがペクチンの働きによって強固に結合されていて、果汁を搾取することが従来困難であった果実からも、果汁を得ることを可能とする果汁製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、バナナ濃縮果汁を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、（１）果実の果肉部を粉砕する工程と、（２）粉砕した前記果肉部にペクチン分解酵素を添加して、前記果肉部に含まれるペクチンを分解する工程と、（３）粉砕されペクチン分解された前記果肉部と、果汁とを分離して、果汁を得る工程と、を備える果汁製造方法である。

本発明の他の態様は、果肉部の不溶性繊維質を含まない、バナナ濃縮果汁である。

本発明の他の特徴は、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、果汁と果肉部の不溶性繊維質とがペクチンの働きによって強固に結合されていて、果汁を搾取することが従来困難であった果実からも、果汁を得ることが可能な果汁製造方法を提供することができる。また、バナナ濃縮果汁を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、実施例を挙げながら詳細に説明する。なお、本発明の目的、特徴、利点、及びそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。以下に記載する発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。

本発明の一態様は、（１）果実の果肉部を粉砕する工程と、（２）粉砕した前記果肉部にペクチン分解酵素を添加して、前記果肉部に含まれるペクチンを分解する工程と、（３）粉砕されペクチン分解された前記果肉部と、果汁とを分離して、果汁を得る工程と、を備える果汁製造方法である。

ここで、「果汁」とは、「果実をしぼった汁」を意味する。すなわち、果実をミキサー等で粉砕攪拌して得られる果肉・果実液の混合物とは異なるものである。

また、「果肉部」とは、「果実の肉の部分」を意味する。例えば、バナナ・アボガド・マンゴーであれば、果皮を取り除いた部分にあたる。

また、「粉砕」とは、ミキサー等の粉砕機で粉砕することのほか、手作業で粉砕することも含む。

また、「分解」は、ペクチンを分解することのできる操作であればよい。なお、「分解工程」については、分解の反応時間（つまり分解の促進度合い）は、酵素添加量と反応温度の関数に基づいて定まるが、製品の熱劣化を考慮して、反応温度約４５℃、反応時間約５時間となるように分解酵素添加量を調整するのが好ましい。

また、「分離」は、果肉部と果汁とを分離することができる操作であればよく、濾過すること、遠心分離すること、果肉部を沈殿させて果汁を上澄み液として分離すること等を例示することができる。

なお、「果実」とは、一般に「植物の実」や「くだもの」と言われるものを指すが、本発明は、果汁と果肉部の不溶性繊維質とがペクチンの働きによって強固に結合されていて、果汁を搾取することが本来困難であるバナナ・アボガド・マンゴー等の果実に好ましく適用される。このうち、バナナに最も好ましく適用される。その理由は以下の通りである。

バナナは、ブドウ糖、果糖、しょ糖、多糖類としての澱粉など多様な糖類を含み、エネルギー源として利用されているほか、ミネラル類、ビタミン類、アミノ酸も豊富に含んでおり、総合食品として優れている。ミネラルとしては、特にカリウム（Ｋ）とマグネシウム（Ｍｇ）が豊富に含有されている。さらに、青バナナは抗酸化力を持ち、完熟バナナは免疫力増強効果があることが各種の研究によって確かめられている。

バナナは、上記及び上記以外の数々の優れた特徴を持った、体に良い食材として既に普及しているが、バナナの効用をより多様な形態で提供することができるように、バナナを、果汁や濃縮果汁のかたちで、健康志向食品や、飲料や、菓子・ケーキ等の原料として提供することが望まれてきた。しかしながら、バナナは、果汁と果肉部の不溶性繊維質とがペクチンの働きによって強固に結合されていて、果汁を搾取することが困難であった。

一方、本発明によれば、バナナを果汁や濃縮果汁のかたちで提供することが可能となる。これにより、ブドウ糖・果糖を中心とした糖類、ミネラル類、ビタミン類、アミノ酸等の栄養素を含んだ飲料や食材、とりわけ、スポーツ用エネルギー補給飲料・食材、ミネラル（特にカリウム・マグネシウム）補給飲料・食材、生活習慣病予防食品、家庭用シロップ、健康志向のパン・菓子・ケーキの原料、咀嚼が困難な人のための栄養補給食品等、として、バナナを有効利用することが可能となる。

なお、本発明者は、誠意研究の結果、カムワイバナナ、カイバナナ、セニョリータ（モンキーバナナ）などを中心とする糖度の高い生食用バナナが本発明に特に適していることを知見した。

さらに、上記果汁製造方法において、得られた前記果汁を脱水して、濃縮果汁を得る工程を更に備えてもよい。これにより、果汁と果肉部の不溶性繊維質とがペクチンの働きによって強固に結合されていて、果汁さえ搾取することが本来困難である果実（例えばバナナ・アボガド・マンゴー等）の濃縮果汁をも得ることができる。濃縮果汁は、果汁よりも水分量が少ないため、水分活性が低く、保存がきく。また、栄養分が凝縮されている点でも優れている。濃縮果汁の水分量は、２５重量％以下とするのが好ましい。ここで、「脱水」の方法としては、加熱して水分を蒸発させる加熱濃縮、果汁を特殊な膜に通して水を分離する膜濃縮や、果汁を凍結して水分を氷として分離する凍結濃縮等の方法が考えられる。

また、上記「脱水」は、低温減圧の加熱濃縮にて行うのが好ましい。低温で脱水を行うことにより、果汁に含まれるビタミンやアミノ酸などが熱によって分解されることを防止することができる。ここで、「低温」とは、常圧における水の沸点よりも低い温度を一般に意味するが、ビタミンやアミノ酸などの熱分解を防止することのできる８０℃以下が好ましい。一方、果汁の脱水効果及び滅菌効果が期待できる７０℃程度とするのも好ましい。なお、脱水時の加熱にあたっては、局部過熱を避けるために、熱媒体を用いた間接加熱とするのが好ましい。熱媒体としては、食品設備用作動油等、食品に対する安全性が高く、腐食性の低いものを採用するのが好ましい。

また、「減圧」とは、常圧よりも低い圧力状態を一般に意味するが、「低温」（例えば上記７０℃〜８０℃）で効率よく脱水を行うことができる程度の減圧状態であればよい。例えば、３００ｍｍＨｇ以下としてもよい。なお、脱水が進み水分量が減少すると、果汁の粘度が上昇して脱水効率が低下するが、減圧状態とすることで低温でも脱水効率を上げることができる。
なお、低温減圧の加熱濃縮を行うに際しては、図２を参照して以降詳細に説明する脱水設備を利用してもよい。

さらに、上記果汁製造方法において、前記粉砕工程の前に、果実を略完熟状態とする工程を更に備えてもよい。果実の熟成度合いが進むと、果肉部に含まれるペクチンは分解され、果汁と不溶性繊維質とを結合する作用（ゲル化能力）が減退すると考えられている。そこで、熟成度合いの進んだ果実を果汁搾取に使用した方が、効率的に果汁製造を行うことができると考えられる。なお、「略完熟状態」とは、バナナの場合、表面にシュガースポットと呼ばれる黒斑がほぼ全面に現れる程度の熟成状態をいう。

さらに、上記果汁製造方法において、果肉部と果汁の分離は、濾過を複数回行うことにより実行することとしてもよい。ここで、「濾過」とは、「滓などを取り分けるために細かい目（濾過手段）を通す」ことを意味し、果汁を、自重によって濾過手段を通過させてもよいし、裏ごししながら通過させたり、圧力をかけて通過させてもよい。この「濾過手段」としては、フィルタ（例えば中空糸フィルタ）、布巾、網目の細かいザル等を例示することができる。「複数回の濾過」としては、例えば、２種類の異なる濾過手段（例えば２種類の異なるフィルタ）で、２段階で濾過を行うこととしてもよいし、同一・単一の濾過手段で複数回濾過を行うこととしてもよい。複数回濾過を行うことにより、より精度よく、果肉部の不溶性繊維質等の残渣を果汁から取り除くことができる。なお、濾過した果汁を、更に遠心分離処理して、分解されたペクチンや果肉部の不溶性繊維質等の残渣を更に高精度に取り除いてもよい。

＝＝＝果汁製造方法の実施形態＝＝＝
図１に、本実施形態に係る果汁製造方法のフローチャートを示す。以下、各工程について説明する。本実施形態では、果実として、バナナを使用する。

＜前処理工程（Ｓ１００）＞
本実施形態の前処理工程（Ｓ１００）は、熟成化工程（Ｓ１０１）、果肉部分離工程（Ｓ１０２）、粉砕工程（Ｓ１０３）、及びペクチン分解工程（Ｓ１０４）を含む。

熟成化工程（Ｓ１０１）では、カムワイバナナ、カイバナナ、モンキーバナナなどを中心とする糖度の高い生食用バナナを、表面にシュガースポットと呼ばれる黒斑がほぼ全面に現れる略完熟状態まで熟成させる。果肉部分離工程（Ｓ１０２）では、完熟バナナの皮を取り除き、バナナ果肉部を分離する。粉砕工程（Ｓ１０３）では、バナナ果肉部を粉砕機を用いてペースト状に擂り潰す。

ペクチン分解工程（Ｓ１０４）では、粉砕したバナナ果肉部に、１００〜５００重量ｐｐｍのペクチン分解酵素を添加し、局部過熱を避けるべく間接加熱によって４０〜６０℃に保って、分解反応を促進する。

＜濾過工程（Ｓ２００）＞
本実施形態の濾過工程（Ｓ２００）は、一次濾過工程（Ｓ２０１）及び二次濾過工程（Ｓ２０２）を含む。ここで、一次濾過工程で用いるフィルタとしては、細孔径が、二次濾過工程で用いるフィルタの細孔径よりも大きいものを用いる。このように、細孔径の大きいフィルタを前段で用い、細孔径の小さいフィルタを後段で用いる構成とすることにより、前段で大きな残渣を除去してから後段で細かな残渣を除去することができる。これにより、フィルタの目詰まりを防止することができ、よって、フィルタの寿命を長くすることができ、ひいては、経済性に優れた設備を提供することができる。また、濾過工程全体の濾過速度の向上を図ることができる。

一次濾過工程（Ｓ２０１）では、ペクチン分解が完了したペーストを第１次フィルタで粗絞りする。この第１次フィルタとしては、スクリュープレス脱水機のような連続圧縮・濾過が可能な装置を用いる。

二次濾過工程（Ｓ２０２）では、一次濾過工程で得られた濾液を第２次フィルタで仕上げ濾過する。第２次フィルタとしては、細孔サイズ１ミクロン以下の中空糸フィルタを用いる。濾液を２００ｋＰａ以下の圧力で第２次フィルタへ送入し、第１次フィルタへの張込量の２５〜３５重量％の果汁を得る。

＜脱水工程（Ｓ３００）＞
本実施形態の脱水工程（Ｓ３００）は、低温減圧脱水工程（Ｓ３０１）及び急冷工程（Ｓ３０２）を含む。Ｓ２０２で得られる果汁の水分含有量は６０〜７０重量％であるが、本実施形態では、濃縮果汁を得るために、図２に示す脱水設備５０を利用して、低温減圧脱水工程（Ｓ３０１）及び急冷工程（Ｓ３０２）を行う。

＜脱水設備５０＞
脱水設備５０は、脱水塔１と、脱水塔抜出部２と、ミストキャッチャー３と、バキュームポンプ４と、デミスター５ａ、５ｂと、果汁供給ライン６と、原料ヒータ７と、多孔分散板８と、内部ヒータ９と、製品抜き出しポンプ１０と、製品クーラー１１と、製品抜き出しライン１２と、リサイクルライン１３と、フラッシュ板１４とを備える。

脱水塔１は、塔内構造物も含め、ステンレス製とする。脱水塔１の底部には、脱水塔抜出部２を設ける。本脱水設備５０では、果汁をバッチ処理するが、バッチ処理の際に塔内の滞留物を最小限とするために、脱水塔抜出部２は略逆円錐形とする。

脱水塔１を減圧するために、塔頂にミストキャッチャー３とバキュームポンプ４を設ける。また、同伴液を回収するために、脱水塔塔頂部にデミスター５ａ、５ｂを設ける。

脱水塔１の側部に原料供給部（不図示）を設ける。この原料供給部に通ずる果汁供給ライン６を設け、ライン６の途中に原料ヒータ７を設ける。原料ヒータ７により、脱水塔１への原料供給温度が６０〜７０℃となるように果汁を加熱する。

脱水塔１の原料供給部の近辺に、塔断面方向へ果汁が均一に分散されるようにするための多孔分散板８を設ける。多孔分散板８を用いて断面方向への液体表面積を大きくすることにより、脱水効率の向上を図る。

脱水塔１の塔底部には、脱水に必要な熱を供給する内部ヒータ９を設ける。ヒータ９は、螺旋コイル型又は均一加熱が可能な平面スパイダーコイル型が望ましい。

塔底部の脱水塔抜出部２に、製品抜き出しライン１２を連結する。製品抜き出しライン１２の途中に、製品抜き出しポンプ１０と、劣化を防ぐために製品を急冷するための製品クーラー１１を設ける。

また、上記製品抜き出しライン１２の途中にリサイクルライン１３の一端を連結し、ライン１３の他端を脱水塔１の側部に連結する。このリサイクルライン１３を使って、果汁を循環させる。果汁は、脱水が進むと、全体の粘度が上昇するだけでなく、脱水塔１底部に溜まった果汁の表層部において水分の蒸発が進んでそこに粘度の高い「膜」が形成され、下層部の粘度の低い（すなわち、水分量の多い）部分からの水分蒸発が阻害されて、脱水効率が低下する。果汁を循環させることで、表層部の「膜」の形成を防止して、果汁の粘度を均一化させることができて、脱水効率の向上を図ることができる。また、循環させることで、果汁の局部過熱を防止して、果汁を均一に加熱することができる。

リサイクルライン１３が脱水塔１に連結される部分（リサイクル液（果汁）が塔内に戻る部分）にフラッシュ板１４を設け、リサイクル液を塔内へ戻す際に、フラッシュ板１４にぶつけ、液を飛沫化させる。飛沫化させることにより、脱水効率の更なる向上を図ることができる。また、液を塔内へ戻す際にフラッシュ板１４に接触させることにより、液がフラッシュ板１４表面を薄膜状に流れるので、液の表面積が大きくなり、このことによっても脱水効率の向上を図ることができる。

バッチ処理の最終段階で、得られたバナナ濃縮果汁を製品クーラー１１で急冷し、最終製品としてバナナ濃縮果汁を得る。最終製品の水分量は、２５重量％以下とする。

＜得られたバナナ濃縮果汁について＞
上記処理によって得られるバナナ濃縮果汁の成分表を表１に示す。なお、表１中、「バナナ濃縮果汁」の成分は、「日本食品分析センター」による分析結果であり、「食用バナナ」の成分は、「五訂日本食品標準成分表」による。

また、本実施形態に係るバナナ濃縮果汁のカリウム（Ｋ）及びマグネシウム（Ｍｇ）の含有量を、りんご果実、ミカン果実、イチゴ果実、及びバナナ果実のそれと比較した結果を図３に示す。なお、図３中、果実のカリウム、マグネシウム含有量は、「五訂日本食品標準成分表」による。

上記表１から分かるように、本実施形態によるバナナ濃縮果汁は、即効性エネルギー源としてのブドウ糖を２５重量％以上含有し、且つ、単糖類、二糖類を５０重量％以上含有する。また、表１及び図３から分かるように、ミネラル成分として、カリウム（Ｋ）を１００ｇあたり１，２００ｍｇ、マグネシウム（Ｍｇ）を１００ｇあたり８９．９ｍｇ、含有する。これらのことから、本実施形態によるバナナ濃縮果汁が、糖類・ミネラル類・ビタミン類・アミノ酸等の栄養素を含んだ飲料・食材（とりわけ、スポーツ用エネルギー補給飲料・食材、ミネラル（特にカリウム・マグネシウム）補給飲料・食材、生活習慣病予防食品、家庭用シロップ、健康志向のパン・菓子・ケーキの原料、咀嚼が困難な人のための栄養補給食品等）として大変優れたものとなり得ることが理解できよう。

なお、本発明者は、本発明にしたがってバナナ濃縮果汁を得る実験を複数回行ったが、いずれの場合においても、得られたバナナ濃縮果汁は、カリウム（Ｋ）を１００ｇあたり８００ｍｇ以上、マグネシウム（Ｍｇ）を１００ｇあたり６０ｍｇ以上、含有するものであった。このことからも、本発明によれば、栄養価に優れたバナナ濃縮果汁を得ることができることが理解されよう。

本実施形態に係る果汁製造方法のフローチャートである。 本実施形態に係る脱水設備５０を示す概念図である。 本実施形態に係るバナナ濃縮果汁のカリウム（Ｋ）及びマグネシウム（Ｍｇ）の含有量を、りんご果実、ミカン果実、イチゴ果実、及びバナナ果実のそれと比較した結果を表すグラフである。

符号の説明

１ 脱水塔
２ 脱水塔抜出部
３ ミストキャッチャー
４ バキュームポンプ
５ａ、５ｂ デミスター
６ 果汁供給ライン
７ 原料ヒータ
８ 多孔分散板
９ 内部ヒータ
１０ 製品抜き出しポンプ
１１ 製品クーラー
１２ 製品抜き出しライン
１３ リサイクルライン
１４ フラッシュ板
５０ 脱水設備

Claims (7)

1. 果実の果肉部を粉砕する工程と、
   粉砕した前記果肉部にペクチン分解酵素を添加して、前記果肉部に含まれるペクチンを分解する工程と、
   粉砕されペクチン分解された前記果肉部と、果汁とを分離して、果汁を得る工程と
   を備える果汁製造方法。
2. 得られた前記果汁を脱水して、濃縮果汁を得る工程を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の果汁製造方法。
3. 前記脱水は、低温減圧の加熱濃縮にて行うことを特徴とする、請求項２に記載の果汁製造方法。
4. 前記粉砕工程の前に、果実を略完熟状態とする工程を更に備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の果汁製造方法。
5. 前記果肉部と前記果汁の分離は、濾過を複数回行うことにより実行することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の果汁製造方法。
6. 前記果実は、バナナであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の果汁製造方法。
7. 果肉部の不溶性繊維質を含まない、バナナ濃縮果汁。
   
   

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