JP2007295824A

JP2007295824A - 有機性原料のゲル状化加工方法

Info

Publication number: JP2007295824A
Application number: JP2006125168A
Authority: JP
Inventors: Shinya Abe; 真也阿部; Sakae Taneichi; 栄種市; Shiryu Tsuchimune; 志龍土棟
Original assignee: Sasaki Corp
Current assignee: Sasaki Corp
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-11-15

Abstract

【課題】有機性原料の食品加工残渣物等を次加工が行いやすく本来の成分をできるだけ保持し、原料に含まれる残留栄養成分や食物繊維を容易に有効利用できる形に変化させ、これらを連続的に低コストで可能とする方法を提供する。
【解決手段】有機性原料を温度１３０℃以上２１０℃以下、圧力５気圧以上１３気圧以下の条件で６０秒以上３６０秒以下撹拌、混練、圧縮磨り潰しを行うことで添加物を加えず一工程で連続的に餅状（ゲル状）に加工する加工方法および装置による。また、有機性原料は、含水率６０％〜８５％のおからである前記加工方法または加工装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機性原料であり比較的流動性のある食品残渣等を有効利用するために組織をわずかに変化させ本来の成分をできるだけ損なうことが無く有効利用しやすい形に加工するための加工方法および装置に関する。

有機性原料であり比較的流動性のある食品残渣等で代表されるものにおからがあり、おからの処理方法として「おからとキトサンを酸性下に混合し、次いで中和し直径０．５〜３０ｍｍの子孔より押し出してなるおから組織化物」の製法が特開平６−２２７１７号公報（特許文献１）が公知である。

また、「大豆由来の水不溶性おからを、１００℃を超える３００℃までの温度で、かつ圧力がその温度における水の蒸気圧よりも高い圧力状態にある高温高圧水と、１００ｋＤａ〜１０００ｋＤａの質量のおから分解生成物が得られるのに必要な時間接触させておからを部分分解することを特徴とする水溶性おから分解物の製造方法」が特開２００２−１１２７２４号公報（特許文献２）において開示されている。
特開平６−２２７１７号公報特開２００２−１１２７２４号公報

有機性原料である食品加工残渣として大量に発生するおからやじゃがいもの表皮部やさとうきびの絞り粕やビートの絞り粕等は、その残留栄養成分や食物繊維が豊富にあり有効な再利用が望まれているにもかかわらず活用を見出せず廃棄処分されているのが現状である。例えば前記おからは、豆腐製造副産物として古来より食用として活用されて来ましたが、近年大規模の工場生産が進むにつれて大量に発生し特に都市部ではそのおからは醗酵が早いため産業廃棄物として取り扱われて来ております。おからは食物繊維の代表格として食用及び家畜の飼料として活用がされて来ておりましたが、近年の食文化の変化により、醗酵が早く保存性が利かず食感の悪いことから食品材料としては毛嫌いされてきておるとともに、家畜の飼育環境が農村部郊外へと移り、腐敗等の品質変化が短時間で起きる為、長距離の輸送はできなく利用される量も限られたものである。

そこで、このような有機性原料である食品加工残渣物等を次加工が行いやすく本来の成分をできるだけ保持し、原料に含まれる残留栄養成分や食物繊維を容易に有効利用できる形に変化させ、これらを連続的に低コストで可能とすることを目的とするものである。

前記した特許文献１に示される装置は、おからとキトサンを酸性下に混合して中和する工程やエクストルーダーにより処理する工程があり、煩雑な作業と高価な装置が必要とされる。また、特許文献２に開示された方法は、バッチ式を前提としたものであり連続作業には不都合があり高温高圧水が必要とされ反応接触時間等の精密な管理が要求される問題がある。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、有機性原料を添加物を加えず一工程で連続的に餅状（ゲル状）に加工する加工方法を提案したものである。

また、請求項２記載の発明は、有機性原料を温度１３０℃以上２１０℃以下、圧力５気圧以上１３気圧以下の条件で６０秒以上３６０秒以下撹拌、混練、圧縮磨り潰しを行うことで添加物を加えず一工程で連続的に餅状（ゲル状）に加工する加工方法を提案したものである。

さらに、請求項３記載の発明は、ケーシング内に設けた一つのスパイラル羽根を有する回転可能な回転軸と、該スパイラル羽根の回転により被処理物が移動する流れの上流部に設けられる被処理物投入口と、被処理物がスパイラル羽根の回転により移動する流れの下流部に設けられる排出口とを有し、スパイラル羽根終端部と排出口の間には被処理物を移動させるとともに撹拌圧縮磨り潰しを行うパドル部が設けられ、排出口部は被処理物の排出隙間寸法を調整し圧力調節可能とすると共に、前記スパイラル羽根の近傍のケーシングに、温度調節可能なヒーターを設けたことを特徴とする前記０００７欄または０００８欄のいずれかに記載の加工を連続的に行う有機性原料の加工装置を提案したものである。

さらにまた、請求項４記載の発明は、有機性原料は、豆腐製造過程において発生する含水率６０％〜８５％のおからである前記０００７欄、０００８欄、０００９欄いずれかに記載の加工方法または加工装置を提案したものである。

この発明の加工方法によれば、有機性原料である食品加工残渣物等を添加物を加えずに加工するため、添加物を加える工程が不要であるとともに、原料の本来の成分を損なうことや変化させることが少なく、容易に安価な加工が可能である。また、一工程で連続的に加工するため、食品加工残渣物が発生する加工ライン上に組み込み可能であり、餅状（ゲル状）に加工するため後工程での取り扱い性が向上する。

また、請求項３の発明の加工装置によると、ケーシング内に設けたスパイラル羽根を有する回転軸により、投入口より投入された被処理物が連続的に移動されるとともに、排出口部は隙間を調節することで被処理物が通過する抵抗力が変化しケーシング内に発生する圧力を調整可能であり、スパイラル羽根の回転数を調整することと共用するとさらに精密な圧力調整が可能である。さらにスパイラルのピッチや内径を被処理物の種類や調整目的等に合わせて変更することでさらに対応範囲が広くなる。

さらに、スパイラル羽根近傍のケーシングに温度調節可能なヒーターを設けたことで、スパイラル羽根により圧縮混錬されることにより発生する発熱のみに頼ることなく正確に温度管理が可能である。さらにスパイラル羽根により被処理物がケーシング内を適度に混錬されるとともに移動することで、満遍なくヒーターの温度を被処理物に伝導させることができる。

また、スパイラル羽根終端部と排出口の間に被処理物を移動させると共に撹拌磨り潰しをするパドル部が設けられたことにより、スパイラル羽根によりある程度圧縮混錬された被処理物をさらに混錬磨り潰しして均一にでき、パドル部の長さや径を変更することで被処理物の装置内に滞留する時間や温度を調節することが可能である。また、パドル部の撹拌羽根を変更することで、排出量や排出抵抗等を変更することが可能である。

このような構成とすることで、装置全体をコンパクトに構成することができる。これにより既存の製造ラインに容易に組み込み可能となり、被処理物を一時保管や移動等をすることがなく効率的に処理が可能となった。また、バッチ式ではなく一工程で処理ができるため工程が単純化され、ランニングコストも低く抑えることができる。

請求項４の発明において、有機性原料は含水率６０％〜８５％のおからである場合、前記方法で加工することで、水を加えることなくおからが含有する大豆蛋白質及び食物繊維が加水分解及びα化により可溶化され粘性を持った餅状（ゲル状）となるため、可溶化成分が向上することで水に溶けやすく、食品の添加物や増量剤として活用が図れるとともに水不溶性多糖類が減少することでおから特有のざらざらした食感がソフトで口当たりの良い食感となる。また、ｐＨが６．５前後の中性で乾物糖度が向上するため、多種多様な食品等に利用可能となり、乾燥させ利用時に水で戻すことも可能で保存性の良い栄養価の高い食物繊維を有した食材料として利用範囲が飛躍的に拡大し、廃棄物扱いされていたおからが有効利用できる。

本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。図１はこの発明を行うための一実施例を示す装置の断面図である。

有機性原料であり食品加工残渣として大量に発生するおからやじゃがいもの表皮部、さとうきびの絞り粕、ビートの絞り粕、果物類の絞り粕等は、その残留栄養成分や食物繊維が豊富にあり有効な再利用が望まれているにもかかわらず活用を見出せず廃棄処分されているのが現状であった。

有機性原料である食品加工残渣には、蛋白質や食物繊維を多く含むものが多数ある。本発明は、これら蛋白質や食物繊維を原料以外の添加物を加えずに水分調整のみで加水分解により、糖度及び可溶化成分を増やして、それら食品の機能性を向上させるもので、原料に含まれる残留栄養成分や食物繊維を容易に有効利用できる形態に変化させるものである。そして、これらが容易に生産ラインに組込みできるように連続作業が可能で、低コストでの導入ができるようにしたものである。

また、有機性原料であり食品加工残渣の代表格であるおからは、様々な加工方法が提案されてきているが、添加物が必要であったり高額なエクストルーダーを基本とした加工方法であるため実用化が浸透していない現状である。

これらを鑑みて本発明は行われており、発明者は最も効率よく有機性原料の機能性を向上させ有効利用できる形態に変化させることに適した条件であると共に、低コストで実現可能な条件を設定したもので、処理温度１３０℃以上２１０℃以下、圧力を５気圧以上１３気圧以下の条件で保持時間を６０秒以上３６０秒以下の各条件で被処理物を撹拌、混練、圧縮磨り潰しを行う。これにより有機性原料が含有する蛋白質及び食物繊維の一部が加水分解及びα化（膨軟化）により可溶化され粘性を持った餅状（ゲル状）に加工される。この際有機性原料の水分は６０％〜８５％に調節されていると加水分解に有効であり保持時間を調整することで加水分解率を調整することができる。

図１において、前記条件で処理できる装置の一例を説明する。１は装置を駆動するモータであり、モータ１の出力軸に固着された駆動プーリ１０から、Ｖベルト１２を介して装置の入力軸１３に固着された従動プーリ１１に伝達され装置は作動する。

伝達された動力は、スパイラル羽根２が固着されて回転可能に設けられた回転軸３に伝達される。被処理物がスパイラル羽根２の回転により移動する流れの上流部には被処理物を投入する投入口４０が設けられていて、被処理物がスパイラル羽根２の回転により移動する流れの下流部には被処理物が排出される排出口６が設けられている。

回転可能に設けられた回転軸３のスパイラル羽根２は、被処理物投入口４０側が一定外径の円筒状で形成された第１搬送部４１と、これに連続して排出口６側の中間部は排出口６に向かってテーパー状に外径が漸減した形状に形成された第２搬送部４２と、さらにこれに連続して投入口４０側のスパイラル羽根２外形より小径の一定外形である撹拌羽根７０が形成されたパドル部７で構成されている。これらを覆うケーシング４内壁はスパイラル羽根２外径に沿うように近接して形成されている。

投入口４０より投入された被処理物は、投入口４０下方の回転するスパイラル羽根２により排出口６側へ送られるとともに、スパイラル羽根ピッチの変化や排出口６に向かってテーパー状に外径が漸減した形状のスパイラル羽根により順次圧縮されると共に混錬・圧縮され排出口６側へ移動される。

スパイラル羽根２近傍のケーシング４内に設けたヒーター５は、温度調節可能に制御されていて、移動する被処理物を通過中に所定の温度に加温する。スパイラル羽根２の作用により被処理物は、軸方向に平行にのみ移動することなく回転しながら移動するような作用をなすため、ヒーター５の熱が均一に作用することになる。

前記排出口６部分は、ケーシング４側がパドル部７内径から回転軸３側にテーパー状に減径された部分を有し、さらに連続して回転軸３とわずかの隙間を持たせた一定外径部分と、これに連続してテーパー状に増径された形状に形成され、回転軸３側もこれに添うように形成されている。パドル部７の出口側の回転軸３とわずかの隙間を持たせた一定外径部分手前には、流量調整プレート６１が回転軸３に挿入されて設けられ、該流量調整プレート６１内径部分円周には複数の処理物通過溝が設けられていて、該溝の数や大きさをそれぞれの条件に合った圧力や流量の調節のために設定すると良い。出口側に設けた掻き出し羽根６３は、回転軸３の排出口６部分の外周に放射状に設けてあり、排出された被処理物をケーシング４内から掻き飛ばすためのものである。

処理圧力は、前記流量調整プレート６１で調節可能であるとともに排出口６部分の隙間調節やスパイラル羽根２の回転数を調節することで容易に調整でき、スパイラル羽根のピッチの異なるものに変更することでも可能である。

本例では、スパイラル羽根の形状を第１搬送部４１と第２搬送部４２のような異形形状としたが、同径のスパイラル羽根のみの形状でも良く、被処理物の所定の圧力と温度および保持時間が確保できる構成であれば良い。前記のように被処理物の種類により異なる処理条件の調整は、通過時間や通過量及び圧力を調節すると共にヒーターの温度を調節しながら排出させ処理を行う。

排出口６直前の被処理物を混錬撹拌するパドル部７は、被処理物を混錬撹拌するための撹拌羽根７０が回転軸芯を中心に放射状に且つ回転軸線方向に螺旋状に取付けてある。該撹拌羽根７０の形状や配置位置を任意に選択することで、被処理物の種類による条件に合った混錬撹拌を行うとともに被処理物の排出抵抗を調節することで内部圧力の調節も可能である。また、パドル部７のケーシング４にはヒーター５が設けてあり、混錬撹拌されながら被処理物が均一に設定温度に保持される。

本装置において被処理物が処理される過程を説明すると、投入口４０より投入された被処理物は、スパイラル羽根２を有する回転軸３が回転することで排出口６側へ送られる。送られる際には、排出口側に移動するに従いスパイラル羽根２のピッチが漸減しているため徐々に圧縮されるとともに混練される。また、テーパー状に外径が漸減した形状に形成された第２搬送部４２によりさらに圧力が上昇できる。この搬送過程において、被処理物はスパイラル羽根２により混練されながら周方向にも移動するため、スパイラル羽根２外周のケーシング４に設けたヒーター５により、満遍なく温度調節される。そして温度１３０℃〜２１０℃、圧力５気圧〜１３気圧の条件に達すると蛋白質や食物繊維が含有する水分により加水分解をおこし糖度及び可溶化成分が増えていく。さらにスパイラル羽根２の終端に連続して設けたパドル部７に移動し、撹拌、混練、圧縮磨り潰しが行われ被処理物はさらに均一な成分となる。そして、前記スパイラル羽根２による押出し圧力とパドル部７の撹拌羽根７０の作用により排出口６より排出される。排出される際には、パドル部７終端部の流量調整プレート６１の内径部に設けた複数の溝の通過抵抗や回転軸３とケーシング４側との隙間通過抵抗によりケーシング４内の圧力が保持させる。これにより排出された有機性原料は、含有する蛋白質及び食物繊維が加水分解及びα化（膨軟化）により可溶化され粘性を持った餅状（ゲル状）に加工される。

次に示す表1は、有機性原料である豆腐製造過程において発生する含水率６０％〜８５％のおからを本発明装置で加工したデーターを示したもので、おからには蛋白質や食物繊維等の栄養成分が豊富に含まれていることは知られている。

表１から、１３０℃においてやや飴色に変化するとともに食感はややマイルドとなる。この時の可溶化成分と糖度はやや減少しているが温度上昇とともに上昇していく。１６０℃前後においてはおから色から飴色に変色するものの糖度が１．８倍程度に上昇し、食感は非常にマイルドとなる。また、２１０℃域では食感がマイルドであるが変色が進行し褐色となる。この間ｐＨは中性域または弱酸性程度で推移する。尚、処理圧力は６気圧から９気圧、滞留時間は２４０秒から３６０秒の範囲で実施したものである。

このように、おから本来の蛋白質や食物繊維を加水分解させ、おからの可溶化成分を向上させマイルドで口当たりのよい食感とおからの特性を向上させた新おから食材としての活用を図ることができる。従来のおからのようなザラザラ感が無く、大豆本来の風味を生かしたまろやかな食感となり、ｐＨも中性域であるため多方面の食材への利用の可能性がある。すなわち各食材のつなぎ材や増量材、またおから本来の高蛋白質食品素材としてや菓子類の原料としての利用等を図る事が可能となる。

この発明の一実施例を示す装置断面図。

符号の説明

１モータ
１０駆動プーリ
１１従動プーリ
１２Ｖベルト
１３入力軸
２スパイラル羽根
３回転軸
４ケーシング
４０投入口
４１第１搬送部
４２第２搬送部
５ヒーター
６排出口
６１流量調整プレート
６３掻き出し羽根
７パドル部
７０撹拌羽根

Claims

有機性原料を添加物を加えず一工程で連続的に餅状（ゲル状）に加工する加工方法。
有機性原料を温度１３０℃以上２１０℃以下、圧力５気圧以上１３気圧以下の条件で６０秒以上３６０秒以下撹拌、混練、圧縮磨り潰しを行うことで添加物を加えず一工程で連続的に餅状（ゲル状）に加工する加工方法。
ケーシング内に設けた一つのスパイラル羽根を有する回転可能な回転軸と、該スパイラル羽根の回転により被処理物が移動する流れの上流部に設けられる被処理物投入口と、被処理物がスパイラル羽根の回転により移動する流れの下流部に設けられる排出口とを有し、スパイラル羽根終端部と排出口の間には被処理物を移動させると共に撹拌圧縮磨り潰しを行うパドル部が設けられ、排出口部は被処理物の排出隙間寸法を調整し圧力調整可能とするとともに、前記スパイラル羽根の近傍のケーシングに、温度調節可能なヒーターを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の加工を行う有機性原料の加工装置。
有機性原料は、豆腐製造過程において発生する含水率６０％〜８５％のおからである請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加工方法または加工装置。