JP7375745B2 - 組織状植物性蛋白素材の製造法 - Google Patents

Description

本発明は食品素材として用いることができる、組織状植物性蛋白素材の製造法に関する。

蛋白質を主体とする食品素材である、蛋白素材には様々な形態のものが開発されている。例えば分離大豆蛋白や濃縮大豆蛋白、豆乳粉末等の粉末状大豆蛋白素材、カゼインや乳清蛋白等の乳蛋白素材、卵白等の卵蛋白素材、グルテン等の小麦蛋白素材などは粉末状蛋白素材として販売されており、様々な加工食品の製造原料として用いられている。
また従来から、肉の代替素材や菓子原料などの用途で、組織状蛋白素材が用いられている。例えば組織状大豆蛋白素材は、一般に蛋白質を含有する脱脂大豆粉や分離大豆蛋白などの食品素材と水、必要により他の原料を二軸エクストルーダーに導入し、スクリューで混練して含水生地を形成させつつ加圧加熱し、該生地をダイと呼ばれるスリット部分から常圧下に押し出して膨化させ、該膨化生地を一定の間隔でカッティングし、乾燥することにより製造されている（特許文献１～３等）。この組織状大豆蛋白素材は、肉の代替素材や菓子原料などの用途で様々な種類が製造されている。

この組織状植物性蛋白素材は特有の臭気を呈し、加工食品の風味に影響することが指摘されており、これを改善する方法として、例えば特許文献４では製造した組織状大豆蛋白素材を含水量１０～７５％の範囲に加水し、８０～１４５℃に保持した後、湿潤状態の組織状大豆蛋白素材を１０５～１６０℃の温度の過熱水蒸気の流れに１～６０分程度接触させ、青臭さや生臭さの成分を蒸散させる方法が提案されている。

また、特許文献５では、常法で得られた組織状大豆蛋白素材（水分２０％程度）を１０５～１３０℃の水蒸気気流中で１～１０分間処理する方法が提案されている。

また、特許文献６では、得られた直後の水分１２重量％以上の組織状大豆蛋白素材が放冷又は乾燥しきらないうちに、１５秒から１６分程度水蒸気と接触させる方法が提案されている。

特表２００７－５３１５３０号公報 国際公開ＷＯ２００６／９８３９９号 国際公開ＷＯ２０１４／１５６９４８号 特公昭５５－２９４０号公報 特開昭５４－３７８４５号公報 特開平１０－４８８７号公報

組織状蛋白素材は、一般に二軸エクストルーダーを用いた加圧加熱による膨化によって低密度の組織を有しており、肉の代替素材や菓子原料などの用途に利用が近年広がりつつある。その食感や風味等の品質は年々改良されており、特許文献４～６の水蒸気の接触による技術によってもある程度風味は向上しているが、依然として独特の臭気は残存している。また、従来の方法では水蒸気の接触時間が短いと臭気の除去効果が弱くなり、かなり長時間の水蒸気を接触させる必要があり、製造効率が良くなかった。また、特許文献６にも記載されているように、組織状植物性蛋白素材を一旦乾燥させてしまうと組織が硬化し内部に臭気が閉じ込められ、従来の方法では水蒸気と接触させても水蒸気が微細構造にまで達せず、脱臭効果が発揮されにくくなる。

本発明の目的は、独特の臭気が低減された組織状植物性蛋白素材を従来よりも効率良く得る方法を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題に対して鋭意研究を重ねた結果、組織状植物性蛋白素材に独特の臭気の脱臭に、気流式粉体加熱装置を適用するという新たなアプローチを見出し、本発明の技術思想を完成するに到った。

すなわち本発明は、以下の発明を包含するものである。
（１）水分１０重量％以下の乾燥状態の組織状植物性蛋白素材を、気流式粉体加熱装置に導入し、加圧下で１００℃を超える過熱水蒸気と３０秒以下の時間接触させることを特徴とする、組織状植物性蛋白素材の製造法、
（２）気流式粉体加熱装置が、組織状植物性蛋白素材を垂直方向に落下させつつ、水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理する方式である、前記（１）記載の組織状植物性蛋白素材の製造法、
（３）加圧下の圧力が０．２～０．９ＭＰaである、前記（１）記載の組織状植物性蛋白素材の製造法、
（４）加圧下の圧力が０．２～０．９ＭＰaである、前記（２）記載の組織状植物性蛋白素材の製造法、
（５）接触時間が０．００００１～１０秒である、前記（１）～（４）の何れか１項に記載の組織状植物性蛋白素材の製造法、
（６）接触時間が０．００００１～０．５秒である、前記（１）～（４）の何れか１項に記載の組織状植物性蛋白素材の製造法、
（７）常法により押出成型機で加圧加熱して得た組織状植物性蛋白素材を、水分１０重量％以下の乾燥状態において、気流式粉体加熱装置に導入し、加圧下で１００℃を超える過熱水蒸気と３０秒以下の時間接触させることを特徴とする、組織状植物性蛋白素材の脱臭方法、
（８）気流式粉体加熱装置が、組織状植物性蛋白素材を垂直方向に落下させつつ、水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理する方式である、前記（７）記載の組織状植物性蛋白素材の脱臭方法、
（９）加圧下の圧力が０．２～０．９ＭＰaである、前記（７）記載の組織状植物性蛋白素材の脱臭方法、
（10）加圧下の圧力が０．２～０．９ＭＰaである、前記（８）記載の組織状植物性蛋白素材の脱臭方法、
（11）接触時間が０．００００１～１０秒である、前記（７）～（９）の何れか１項に記載の組織状植物性蛋白素材の脱臭方法、
（12）接触時間が０．００００１～０．５秒である、前記（７）～（９）の何れか１項に記載の組織状植物性蛋白素材の脱臭方法、
（13）常法により押出成型機で加圧加熱して得た組織状植物性蛋白素材を脱臭するための、加圧下で１００℃を超える過熱水蒸気を３０秒以下の時間接触させる機構を有する気流式粉体加熱装置の使用、
（14）気流式粉体加熱装置が、組織状植物性蛋白素材を垂直方向に落下させつつ、水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理する方式である、前記（13）記載の気流式粉体加熱装置の使用、
（15）加圧下の圧力が０．２～０．９ＭＰaである、前記（13）記載の気流式粉体加熱装置の使用、
（16）加圧下の圧力が０．２～０．９ＭＰaである、前記（14）記載の気流式粉体加熱装置の使用、
（17）接触時間が０．００００１～１０秒である、前記（13）～（16）の何れか１項に記載の組織状植物性蛋白素材の脱臭方法、
（18）接触時間が０．００００１～０．５秒である、前記（13）～（16）の何れか１項に記載の組織状植物性蛋白素材の脱臭方法。

本発明により、臭気が効率良く低減された組織状植物性蛋白素材を提供することができる。また、本発明によれば、製造直後の組織状植物性蛋白素材を高水分のままで長時間脱臭処理する必要がなく、市販品のような乾燥されて製造後時間が経過した組織状植物性蛋白素材であっても簡便に脱臭効果を得ることができる。

本発明の組織状植物性蛋白素材の製造法は、水分１０重量％以下の乾燥状態の組織状植物性蛋白素材を、気流式粉体加熱装置に導入し、加圧下で１００℃を超える過熱水蒸気と３０秒以下の時間接触させることを特徴とする。以下、本発明について具体的に説明する。

（組織状植物性蛋白素材）
組織状植物性蛋白素材は、常法により二軸エクストルーダー等を用いたエクストルージョンクッキングによって製造されるものが挙げられ、例えば蛋白質、澱粉や食物繊維を含む押出材料と水を二軸エクストルーダー等の押出機に導入し、加圧加熱して押出機の先端のダイより押出すことによって、内部組織が膨化されたものである。例えば大豆粉、脱脂大豆、粉末状大豆蛋白などの大豆原料が使用された組織状大豆蛋白素材が挙げられる。市販品では、「フジニック」、「ニューフジニック」、「ソヤパフ」、「アペックス」、「ベジテックス」、「ベジプラス」（いずれも不二製油(株)製）等の製品群や他の類似製品群が挙げられる。組織状植物性蛋白素材の粒径は、気流式粉体加熱装置の種類にも寄るが、該装置の入口から出口までに支障なく移送ができる程度の粒度であれば、加熱処理ができる。特に限定されないが、例えば粒径が1～20ｍｍ程度、好ましくは1～16ｍｍ程度のものは容易に加熱処理ができる。

組織状植物性蛋白素材は、種々の植物性原料から得ることができ、例えば大豆、エンドウ、緑豆、ヒヨコ豆、落花生、アーモンド、ルピナス、キマメ、ナタ豆、ツル豆、インゲン豆、小豆、ササゲ、レンズ豆、ソラ豆、イナゴ豆などの豆類や、ナタネ種子（特にキャノーラ品種）、ヒマワリ種子、綿実種子、ココナッツ等の種子類や、小麦、大麦、ライ麦、米、トウモロコシ等の穀類などの全粒物やその粉砕物が挙げられ、これらから油脂や澱粉を工業的に抽出した粕を用いることもできる。

（水分）
本発明において以下の加熱処理に供される組織状植物性蛋白素材は、低水分の乾燥状態になっているものである。「低水分の乾燥状態」の意味は、気流式粉体加熱装置に導入して装置内に付着せずに問題なく加熱処理される領域まで移送される程度に流動性を維持できる水分まで乾燥した状態をいい、具体的な態様としては、水分が１０量％以下、８重量％以下、６重量％以下又は５重量％以下に乾燥した状態である。

（気流式粉体加熱装置）
本発明の組織状植物性蛋白素材では、上記の組織状植物性蛋白素材を水分が高い状態ではなく、低水分の乾燥状態で気流式粉体加熱装置に導入し、加圧下で１００℃を超える過熱水蒸気と接触させることが特徴である。気流式粉体加熱装置は、一般的には小麦粉などの穀物粉や、茶葉などの不溶性の粉末の加熱殺菌に用いられている。しかし、これまで組織状植物性蛋白素材のような粒状物に適用しようという発想はなかった。
かかる工程により、植物性組織状蛋白素材に独特に臭気が効率良く低減され、各種の加工食品に用いたときの風味に起因する品質への影響を極小化できる。

本発明に用いられる気流式粉体加熱装置は、加圧下で１００℃を超える過熱水蒸気と対象物である粉体を接触させる、直接加熱方式が採用される。かかる加圧加熱処理を行うことができる気流式粉体加熱装置としては、「KPU」（(株)大川原製作所）、「SKS-50」（(株)セイシン企業）、「Sonic Stera」（(株)フジワラテクノアート製）やこれらの改良タイプ等を用いることができる。

本発明に用いられる気流式粉体加熱装置は、ある好ましい態様では、直接加熱方式の加圧加熱処理の中で、植物性組織状蛋白素材を垂直方向に落下させつつ、水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理する方式が採用される。このような加熱方式を実施するための加熱加圧装置は、装置内に導入された粉体が垂直方向に落下できる閉鎖系の加熱空間が備えられており、その空間内を粉体が落下する間に加圧状態で水蒸気を接触させる機構を有する装置が好ましい。本発明においては、このような加圧加熱装置を「縦型タイプ」と称する。縦型タイプの態様として、国際公開WO2009/145198号に開示されるような粉粒体の殺菌装置を加圧加熱装置に応用することができ、具体的には市販の「Sonic Stera」（(株)フジワラテクノアート製）を用いることができる。
これにより、装置内部に組織状植物性蛋白素材が張り付くことなく、極短時間で加熱処理を行うことができる。

（圧力）
本発明における気流式粉体加熱装置の加圧時の圧力は、組織状植物性蛋白素材が所望の品質となるように適宜設定することができるが、通常０．２～０．９ＭＰａが好ましく、より好ましくは下限を０．３ＭＰａ以上又は０．４ＭＰａ以上とすることができる。また該圧力の上限は０．８ＭＰａ以下、０．７ＭＰａ以下、０．６ＭＰa以下、０．５ＭＰa以下又は０．４ＭＰa以下とすることができる。さらに一つの好ましい態様として、０．３～０．７ＭＰaの範囲を選択できる。

加圧加熱処理における温度は、圧力に応じて変化するものであり、加圧状態であるため１００℃を超える温度、態様によっては１２０℃以上、１３０℃以上、１４０℃以上、１５０℃以上、１６０℃以上又は１７０℃以上となり得る。温度の上限は設定されないが、通常は２５０℃以下である。

（接触時間）
気流式粉体加熱装置における過熱水蒸気と対象物との接触時間は、組織状植物性蛋白素材が所望の品質となるように、加熱温度との組合せを考慮して適宜設定することができるが、短時間の方が好ましく、３０秒以下、２０秒以下、１０秒以下、５秒以下、２秒以下、１秒以下、０．５秒以下又は０．３秒以下とすることができる。また該接触時間は０．００００１秒以上、０００１秒以上又は０．００１秒以上とすることができる。さらに一つの好ましい態様として、０．００００１～２秒や０．０００１～１秒、０．００１～０．５秒の範囲を選択できる。
気流式粉体加熱装置にてこのように加圧下で過熱水蒸気を短時間で一気に接触させることにより、乾燥されて硬化した組織となっている組織状植物性蛋白素材から瞬時に臭気を脱臭することができる。

以上の方法で加熱処理加工され、改質されて臭気が低減され、風味が良好となった組織状植物性蛋白素材は、肉の代替素材や菓子原料など、従来の組織状植物性蛋白素材と同様の食品用途として用いることができる。

以下、実施例により本発明の実施態様をより具体的に説明する。なお、実施例中の「％」と「部」は特記しない限り「重量％」と「重量部」を示す。

（試験）
以下の通り、乾燥状態の組織状植物性蛋白素材を気流式粉体加熱装置に導入し、加圧下で過熱水蒸気を接触させ、臭気の脱臭効果を確認した。
組織状植物性蛋白素材のサンプルとして、市販の粒状大豆蛋白「ニューフジニック５１」（不二製油(株)製、水分６．９％、粒径約5ｍｍ）を用意した。
気流式粉体加熱装置としては、市販の「Sonic Stera」（(株)フジワラテクノアート製）を用いた。本装置は、加熱空間内において粉体を垂直方向に落下させつつ水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理ができる、縦型タイプの装置である。
加熱処理条件は表１の通りとし、粒状大豆蛋白を気流式粉体加熱装置に導入し、加圧下で過熱水蒸気を瞬間接触させ、処理物を得た（実施例１，２）。比較例として、上記の未処理の粒状大豆蛋白と比較して、得られた処理物の風味評価を行った。また、参考例として特許文献６に記載の方法に準じ、上記の市販の粒状大豆蛋白の製造時に水蒸気で脱臭処理したサンプルの風味評価も行った。

○風味評価
社内で組織状大豆蛋白素材の風味評価についての熟練パネラー５名に依頼し、比較例１をコントロールとし、各組織状植物性蛋白素材をそのまま口に入れたときの風味を相対評価してもらい、下記の評価基準により、合議によりＡ～Ｅの判定をしてもらった。
○評価基準
Ａ：Ｂよりも臭気がさらに少なく、より風味が良好
Ｂ：コントロールよりも臭気が少なく、風味が良好
Ｃ：コントロール、及びコントロールと同等の臭気を有する
Ｄ：コントロールよりも臭気が多く、風味が悪い
Ｅ：Ｄよりも臭気がさらに多く、より風味が悪い

（表１）

以上の通り、組織状植物性蛋白素材を気流式粉体加熱装置に導入し、加圧下で過熱水蒸気を接触させると、低水分の乾燥した状態の組織状植物性蛋白素材でも極めて短時間の処理時間で独特の臭気が脱臭され、風味が良好な組織状植物性蛋白素材に改質された。
一方、気流式粉体加熱装置ではなく、二軸エクストルーダーから押し出された直後の組織状植物性蛋白素材を含水状態のまま水蒸気に接触させた参考例と比較すると、実施例１，２では臭気が極短時間でも同等以上に低減される傾向にあった。

Claims (7)

1. エクストルージョンクッキングにより製造された、水分１０重量％以下の乾燥状態の膨化された組織状植物性蛋白素材を、気流式粉体加熱装置に導入し、加圧下で１００℃を超える過熱水蒸気と３０秒以下の時間接触させることを特徴とする、組織状植物性蛋白素材の製造法。
   ここで、気流式粉体加熱装置が、組織状植物性蛋白素材を垂直方向に落下させつつ、水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理する方式である。
2. 接触時間が０．００００１～２秒である、請求項１項記載の組織状植物性蛋白素材の製造法。
3. 接触時間が０．００００１～０．５秒である、請求項１項記載の組織状植物性蛋白素材の製造法。
4. 該水分が８重量％以下である、請求項２記載の組織状植物性蛋白素材の製造法。
5. 加圧下の圧力が０．２～０．９ＭＰaである、請求項１～４の何れか１項記載の組織状植物性蛋白素材の製造法。
6. エクストルージョンクッキングにより製造され、膨化された組織状植物性蛋白素材を、水分１０重量％以下の乾燥状態において、気流式粉体加熱装置に導入し、加圧下で１００℃を超える過熱水蒸気と３０秒以下の時間接触させることを特徴とする、組織状植物性蛋白素材の脱臭方法。
   ここで、気流式粉体加熱装置が、組織状植物性蛋白素材を垂直方向に落下させつつ、水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理する方式である。
7. エクストルージョンクッキングにより製造され、膨化された組織状植物性蛋白素材を脱臭するための、加圧下で１００℃を超える過熱水蒸気を３０秒以下の時間接触させる機構を有する気流式粉体加熱装置の使用。
   ここで、気流式粉体加熱装置が、組織状植物性蛋白素材を垂直方向に落下させつつ、水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理する方式である。