JP2005052073A - γ−アミノ酪酸を富化させる方法及びその方法により得られる穀物 - Google Patents

γ−アミノ酪酸を富化させる方法及びその方法により得られる穀物 Download PDF

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Abstract

【課題】 穀物への水分添加に伴い、胴割れなどの穀粒の変性を抑えて、胚乳部のγ−アミノ酪酸を富化させることのできる方法及びそれにより得られた穀物を提供する。
【解決手段】 あらかじめ水分10〜15%に調整した乾燥穀粒を、水分20〜30%の範囲となるように水分0.5〜2.0%/hの加水速度で緩慢な加水を行い、この穀粒をタンクに投入して2〜15時間の調質を行う。
【選択図】 図1

Description

本発明は、γ−アミノ酪酸を富化させる方法及びその方法により得られる穀物に関する。
従来、米胚芽,胚芽を含む米糠,胚芽米,小麦胚芽及び小麦胚芽を含む麸の中の少なくとも1種をpH2.5〜7.5かつ50℃以下の条件で水に浸漬して得たγ−アミノ酪酸を富化した食品素材が知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記特許文献1によれば、胚芽及び米粒や小麦の表層部分にγ−アミノ酪酸の前駆物質であるグルタミン酸が高濃度に含まれており、このグルタミン酸が水の浸漬時に急激にγ−アミノ酪酸に変換されることを見出したと記載されている。
しかし、上記特許文献1の方法では、胚芽部や糠層においてのみ特異的にγ−アミノ酪酸が富化されるため搗精によってγ−アミノ酪酸が損なわれてしまう。また、胚芽などを50℃以下の水に8時間程度浸漬するため、浸漬後に微生物の繁殖が活発化して腐敗の原因となる虞(おそれ)がある。これを解決するために、玄米を溶存酸素が20ppm以上の水に浸漬してγ―アミノ酪酸を富化させるものや(例えば、特許文献2参照)、玄米を暗室内で水に浸漬することなく、温水シャワーによって間断的に50℃以下の温水を玄米にかけて湿度と温度を調節し、発芽時の発酵の悪臭を止めるものもある(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、上記特許文献2記載の玄米を溶存酸素が20ppm以上の水に浸漬してγ―アミノ酪酸を富化させるものにあっては、6時間ごとに水交換を行い溶存酸素を増やしながら、16時間浸漬するものであるから操作が煩わしいという問題がある。また、上記特許文献3記載の温水シャワーによって間断的に50℃以下の温水を玄米にかけて発芽玄米を製造する方法にあっては、米粒への吸水速度を考慮していないため、胴割れが発生する虞があった。
特許第2590423号公報 特許第3137615号公報 特開2002−291423号公報
本発明は上記問題点にかんがみ、穀物への水分添加に伴い胴割れなどの穀粒の変性を抑えて大幅にγ−アミノ酪酸を富化させることのできる方法及びそれにより得られる穀物を提供することを技術的課題とする。
上記課題を解決するため請求項1の発明は、あらかじめ水分10〜15%に水分調整した乾燥穀粒を、水分20〜30%の範囲となるように0.5〜2.0%/hの加水速度で緩慢な加水を行い、この穀粒をタンクに投入して2〜10時間の調質を行う、という技術的手段を講じた。
これにより、穀粒への水分添加に伴い、加水速度が0.5〜2.0%/hに制限され、穀粒への吸水速度が緩慢になって胴割れなど穀粒の変性を抑えながら、生理活性が高く、しかも、吸水速度が速い胚芽の諸特性の活用と、好気性を確保することにより従来の水に浸漬する方法に比較して大幅にγ−アミノ酪酸を富化させることができる。
また、前記乾燥穀粒を加水する際は、穀粒表面に粒子径が0.1mm以下の霧状の水滴を付着させて、緩慢な加水を行い、水分を表面から内部へ移動させる。
さらに、前記加水した穀粒を調質する際は、タンク内に外気を取り入れて換気を行いながら調質するとよい。
そして、前記乾燥穀粒には、米、麦、トウモロコシなどのイネ科(禾本科)植物を使用することができる。
ところで、前記乾燥穀粒として玄米を使用した場合、あらかじめ水分14%前後に水分調整した玄米に対し、玄米水分17%までは0.5%/h未満の速度で加水を行い、玄米水分17%を超えた時点で0.5〜2.0%/hの速度で徐々に加水速度を上げて加水を行うとよい。
以上のように本発明によれば、あらかじめ水分10〜15%に調整した乾燥穀粒を、水分20〜30%の範囲となるように0.5〜2.0%/hの加水速度で緩慢な加水を行い、この穀粒をタンクに投入して2〜10時間の調質を行うので、穀粒への水分添加に伴い、加水速度が0.5〜2.0%/hに制限され、穀粒への吸水速度が緩慢になって胴割れなど穀粒の変性を抑えながら、胚乳部にγ−アミノ酪酸を富化させることができる。このように、胚乳部に富化されたγ−アミノ酸は搗精やその後の加工においても損なわれない。したがって、胚芽米、精白米や米粉に加工してもγ−アミノ酪酸は高濃度のままである。しかも、好気性であるので従来の水に浸漬する方法に比較して大幅にγ−アミノ酪酸を富化させることができる。これに対して、従来の技術で胚芽部や糠層にのみγ−アミノ酪酸が生成された場合は、このγ−アミノ酪酸は搗精や加工によって殆ど失われてしまう(下記表1参照)。
また、前記乾燥穀粒を加水する際は、穀粒表面に粒子径が0.1mm以下の霧状の水滴を付着させて、緩慢な加水を行うので、従来の温水シャワーの水滴よりも極めて微細な水滴を穀粒の表面に付着させて、その後、穀粒の細胞組織内へ水分が均一に吸収されるので、胴割れなど穀粒の変性を抑制することができる。
そして、前記加水した穀粒を調質する際は、タンク内に外気を取り入れて換気を行いながら調質するので、タンク内の温度上昇を抑制して穀粒の変質を防止するとともに、タンク内に発生する有毒ガスを除去することができる。
ところで、前記乾燥穀粒として玄米を使用した場合、あらかじめ水分14%前後に水分調整した玄米に対し、玄米水分17%までは0.5%/h未満の速度で加水を行い、玄米水分17%を超えた時点で0.5〜2.0%/hの速度で徐々に加水速度を上げて加水を行うので、玄米水分17%までは穀粒への吸水速度が抑えられて胴割れなど穀粒の変性を防止するとともに、玄米水分17%を超えると、吸水速度を高めて、従来よりも短時間でγ−アミノ酪酸を富化させた穀物を得ることができる。
図1はγ−アミノ酪酸(以下、「GABA」という。)を富化させる方法の一実施形態を示す工程図であり、図2は玄米水分と加水速度との関係を示す図である。
以下、図1及び図2を参照して本発明のGABAを富化させる方法を説明する。原料となる穀粒は、米、麦、トウモロコシなどのイネ科(禾本科)植物や、タンパク質を多く含む大豆などの穀類を使用することができ、例えば、穀粒として玄米を使用した場合、あらかじめ水分14%前後に調整した乾燥穀粒を使用する(図1のステップ1)。次に、この原料に水分20〜30%の範囲となるように緩慢な加水を行う(図1のステップ2)。この緩慢な加水処理は胴割れなどの穀粒の変性を生じさせないように、玄米水分17%までの加水を、1時間当たりの穀粒水分が0.5%上昇する速度(0.5%/h)で行い、水分17%を超えた時点で徐々に加水速度を上げて0.5〜2.0%/hの速度で行うとよい(図2参照)。好適な加水方法としては水を噴霧して霧状の水滴として玄米の表面に付着させ、この霧化した水滴の直径を0.1mm以下とするのが望ましい。加水終了後はタンクなどに移し換えて2〜10時間調質(テンパリング)を行う(図1のステップ3)。このテンパリング時の最適環境温度は16〜24℃であり、タンク内に外気を取り入れて換気を行えば、さらに好適な環境となる。水温は水道水の温度で、pH調整は不要である。一連の作業は20℃程度の室温で十分である。テンパリング終了後は、穀粒を通常の乾燥方法で精穀に適する水分まで乾燥し(図1のステップ4)、その後、精穀する方法(図1のステップ5)と、テンパリング終了後の高水分の穀粒を、高水分のまま精穀する方法(図1のステップ6)とがある。また、精穀を行わず、テンパリング終了後の穀粒に適宜熱を加えてパーボイル米やアルファ化米に加工してもよい。
このようにして得られた穀粒は、精米歩留90%の場合の胚乳内のGABA含有量及びマグネシウム含有量が、普通精白米に比べ著しく増加するのである。
次に、GABAを富化させる方法を実施するための装置の一例を図3及び図4を参照して説明する。図3はGABAを富化させる方法を実施するための装置の概略正面図であり、図4は噴霧加水装置の概略側面図である。
図3において、符号1は噴霧加水装置であって、該噴霧加水装置1は、機枠2内に立設された揚穀機3と、該揚穀機3に揚穀された穀粒を貯留する複式の貯留タンク4,5と、該貯留タンク4,5から排出される穀粒を層状に移送するベルトコンベア6と、該ベルトコンベア6により移送された穀粒を加水する回転ドラム7とを主要構成とする。
揚穀機3の下部には、原料となる穀粒を供給する原料供給ホッパー8を設けるとともに、揚穀機3の上部には、2方向弁を内蔵した流下樋9を設ける。該流下樋9には、貯留タンク4へ臨ませる供給パイプ10と、貯留タンク5へ臨ませる供給パイプ11とをそれぞれ設ける。貯留タンク4,5底部には開閉シャッタ12,13を設け、穀粒を適宜流量で流下させることができる。ベルトコンベア6は一対のスプロッケット6a,6bの間に無端コンベアベルト6cを巻回してあり、該ベルトコンベア6の搬送終端部に穀粒を回転ドラム7内に供給する供給樋14が設けられている。該供給樋14内には、回転ドラム7内に供給される前の穀粒の水分を検知する水分センサー42が設けられる。該水分センサー42は電気抵抗式、静電容量式、近赤外線式など、穀粒の水分が正確に測定できるものであればいずれの方式でもよい。
前記回転ドラム7はその周面を複数のモーターローラ15により回転可能に支持するとともに、穀粒の供給側を高位に、穀粒の排出側を低位にそれぞれ配置する。回転ドラム7の穀粒の排出側には、穀粒を次工程に排出するか、又は、穀粒を噴霧加水装置1に循環するための切換弁16を備えた排出樋17を設ける。
図4を参照すると、前記回転ドラム7はその内周面に複数の攪拌羽根18がドラム7の長手方向に沿って設けられており、回転ドラム7内に穀粒が供給されると、ドラム7の回転により穀粒が攪拌羽根18によって持ち上げられ、上方に至る直前に落下して穀粒の攪拌が行われる。そして、ドラム7内方には霧化機19が設けられる。この霧化機19は圧搾空気などの高速の流れを利用して液体を微粒化する2流体ノズルや、液体を超音波発振によって直径が0.1mm以下の微粒子状態に霧化し、送風機によって空気の気流中に霧状に浮遊させるものを採用することもできる。本実施形態では、霧化機19として平均粒子径10〜50μmの微霧を発生するような2流体ノズル(例えば、株式会社いけうち製、型式BIMV02)を使用した。
図3において、符号20はテンパリングタンクであって、タンク部21と、該タンク部21上部に設けた供給バルブ22と、該供給バルブ22に連絡する供給ホッパー23と、タンク部21の下部に設けた排出バルブ24と、該排出バルブ24に連絡する排出樋25と、タンク部21内に外気などの新鮮な空気を取り入れる通風装置26とから構成される。タンク部21には、空気取入口27及び空気排出口28が設けられ、それぞれ循環経路29,30を介して前記通風装置26と連絡される。通風装置26は、外気から塵埃を除去する除塵フィルタ31と、新鮮な外気を吸引してタンク部21に送給する送風ファン32とを備えた簡単な構成であり、例えば、6m/ton・hの風量でタンク部21内の換気を行うことができる。符号33は前工程の噴霧加水装置1とテンパリングタンク20とを連絡する搬送手段である。
さらに、図3の符号34は精穀機であって、主軸(図示せず)に軸着し、かつ研削ロールを有する精白転子35と、該精白転子35の周囲に設けた多孔壁の除糠精白筒36とからなり、精白転子35と除糠精白筒36との間隙を精白室37となすとともに精白室37の終端部には排出口(図示せず)を設け、この排出口に向けて押圧する抵抗板及び分銅からなる外部抵抗38が付設されている。なお、符号39は精穀機34の供給ホッパーであり、符号40は精穀機34の精品排出樋であり、符号41は前工程のテンパリングタンク20と精穀機34とを連絡する搬送手段である。
以下、図3及び図4に示す装置の作用を説明する。原料となる穀粒はあらかじめ水分14%前後に調整されたものが原料供給ホッパー8から供給され、揚穀機3により揚穀されたた後、貯留タンク4,5に貯留される。貯留タンク4,5から排出される穀粒は、ベルトコンベア6により層状に移送され、供給樋14を介して回転ドラム7内に供給される。該回転ドラム7は6〜12回転/分の速度で回転して穀粒を攪拌するとともに、霧化機19により平均粒子径10〜50μmの微霧による加水が行われる。このとき、供給樋14内に設けられた水分センサー42により穀粒の水分を検知しながら加水が行われる。すなわち、揚穀機4を介して穀粒を循環しながら加水を行い、穀粒には水分が17%となるまでの加水速度を0.5%/hで行い、水分が17%を超えた時点で徐々に加水速度を上げて0.5〜2.0%/hで行う。水分20〜30%の範囲になると、穀粒の循環を停止して加水を終了し、排出樋17から穀粒を排出する。
水分20〜30%の範囲に加水した穀粒は、搬送手段33によりテンパリングタンク20の供給ホッパー23に供給される。供給ホッパー23に供給された穀粒は供給バルブ22を開くことによりタンク部21内に堆積収容される。そして、堆積収容された穀粒は2〜15時間調質(テンパリング)が行われる。このテンパリング時の最適環境温度は16〜24℃であり、タンク部21内に外気を取り入れるため、通風装置26を作動して換気を行ってもよい。すなわち、送風ファン32を作動すると、除塵フィルター31により除塵された外気が取り込まれ、循環経路29を介してタンク部21に外気が送給され、タンク部21からの排気は、循環経路30を介してタンク外に排風される。このときの風量は、例えば、6m/ton・h以下である。調質が終了した穀粒は、排出バルブ24により排出樋25を介してテンパリングタンク20から排出される。
テンパリングタンク20内で調質された穀粒は、搬送手段41により精穀機34の供給ホッパー39に供給され、搗精加工が施される。すなわち、図3に示す実施形態は、調質終了後の高水分(水分20〜30%)の穀粒をそのまま精穀する方法(図1のステップ6参照)であるが、これに限定されることはなく、精穀機34の前工程に市販の穀粒乾燥機を設けてもよい。調質された高水分の穀粒は精穀機34の精白室37に送られ、精白転子35によって研削作用を受ける。また、精白室37の排出口が外部抵抗38によって押圧されているので、精白室37内が適度の高圧状態になり、糠層や胚芽が剥離されて搗精が行われる。
このようにして得られる穀粒は,例えば,精米歩留90%の場合の胚乳内のGABA含有量及びマグネシウム含有量が、普通精白米に比べ著しく増加する。
原料として玄米を使用する場合、あらかじめ水分14%前後に調整したものを使用し、これに水分20〜30%の範囲となるように緩慢な加水を行った。この緩慢な加水処理は胴割れを生じさせないように、水分17%までの加水を0.5%/hの速度で行い、水分17%を超えた時点で徐々に加水速度を上げて0.5〜0.9%/hの速度で行った。この加水に使用する水としては、水道水、蒸留水、井戸水、酸性水、電解食塩水等の食用品のものがよく、特に殺菌目的も兼ねる場合には有効塩素濃度が0.1ppm以上50ppm未満の次亜塩素酸イオン溶液を用いてもよい。好適な加水方法としては水を噴霧して霧状の水滴として玄米の表面に付着させ、この霧化した水滴の径を0.1mm以下とした。加水終了後はタンクなどに移し換えて2〜10時間調質(テンパリング)を行った。このテンパリング時の最適環境温度は16〜24℃とし、タンク内に外気を取り入れて換気を行った。水温は水道水の温度で、pH調整は不要とした。一連の作業は20℃程度の室温で行った。テンパリング終了後は、玄米又は籾を通常の乾燥方法で籾摺・精米に適する水分まで乾燥し、その後、籾摺・精米した。
このようにして得られた精米は、歩留90%の場合の胚乳内のGABA含有量が普通精白米の約20倍に増加し(図5参照)、歩留90%の場合の胚乳うちのマグネシウム含有量が普通精白米の約3倍に増加していることがわかる(図6参照)。
原料として、玄米(ほしのゆめ又はきらら)を使用する場合、あらかじめ水分14%前後に調整したものを使用し、これに水分20〜30%の範囲になるように緩慢な加水を行った。この緩慢な加水処理は胴割れを生じさせないように、水分17%までの加水を0.5%/hの速度で行い、水分17%を超えた時点で徐々に加水速度を上げて0.5〜0.9%/hの速度で行った。この加水に使用する水としては水道水、蒸留水を使用するとよく、あるいは殺菌目的も兼ねて有効塩素濃度が0.1ppm以上50ppm未満の次亜塩素酸イオン溶液を用いてもよい。好適な加水方法としては水を噴霧して霧状の水滴として玄米の表面に付着させ、この霧化した水滴の径を0.1mm以下とした。加水終了後はタンクなどに移し換えて2〜3時間調質(テンパリング)を行った。このテンパリング時の最適環境温度は16〜24℃とし、タンク内に外気を取り入れて換気を行った。水温は水道水などの温度で、pH調整は不要とした。一連の作業は20℃程度の室温で行った。テンパリング終了後は、玄米又は籾を130℃、3分間過熱蒸気処理し、通常の乾燥方法で籾摺・精米に適する水分まで乾燥し、その後、籾摺・精米した。
このようにして得られた精米は、歩留90%の場合は4.3倍、胚芽部では4.4倍、糠層部は1.2倍、それぞれ富化処理のない場合に比較して胚乳内のGABA含有量が増加する(表1参照)。得られた玄米を水に24時間浸漬した時の米粒の崩壊率について、本製法と水に浸漬して富化させる従来製法とを比較すると、従来製法が79%であるのに対し本製法は10%であった。したがって、本製法を用いることによって、炊飯時にも米の形状が保たれ、澱粉の溶出の少ない、視覚的にも味覚的にも優れた玄米が得られる。
Figure 2005052073
原料として小麦粒を使用する場合、あらかじめ水分12%前後に水分調整したものを使用し、これに水分21〜25%の範囲となるように緩慢な加水を行った。この緩慢な加水処理は小麦粒に変性を生じさせないよう、上述の噴霧法により1.0〜2.0%/hの加水速度で水分21〜30%の範囲まで加水を行った。この加水に使用する水としては水道水を使用した。加水終了後はタンクなどに移し換えて3〜10時間調質(テンパリング)を行った。このテンパリング時の最適環境温度は7〜13℃とし、タンク内に外気を取り入れて換気を行った。テンパリング終了後は、小麦粒を通常の乾燥方法で製粉に適する水分まで乾燥して製粉を行った。
このようにして得られた小麦粉は、市販のF小麦粉と比較してGABA含有量が約3.8倍以上に増加した(図7参照)。
原料としてトウモロコシ粒を使用する場合、あらかじめ水分14%前後に水分調整したものを使用し、これに水分15〜30%の範囲となるように緩慢な加水を行った。この緩慢な加水処理はトウモロコシ粒に変性を生じさせないよう、上述の噴霧法により1.2〜2.0%/hの加水速度で行った。この加水に使用する水としては水道水を使用した。加水終了後はタンクなどに移し換えて5〜15時間調質(テンパリング)を行った。このテンパリング時の最適環境温度は10〜30℃とし、タンク内に外気を取り入れて換気を行った。テンパリング終了後は、トウモロコシ粒を通常の乾燥方法で脱皮・脱芽・製粉・挽砕に適する水分まで乾燥し、その後、脱皮・脱芽・製粉・挽砕した。
このようにして得られたトウモロコシ粒は、連続浸漬した場合のトウモロコシ粒に比べてGABA含有量が約1.9〜2.3倍に増加した(図8参照)。
GABAを富化させる方法の一実施形態を示す工程図である。 玄米水分と加水速度との関係を示す図である。 GABAを富化させる方法を実施するための装置の概略正面図である。 噴霧加水装置の概略側面図である。 精米歩留90%の場合の胚乳内のGABA含有量を普通精白米と本発明の機能性白米とで比較した図である。 精米歩留90%の場合の胚乳内のマグネシウム含有量を普通精白米と本発明の機能性白米とで比較した図である。 GABA含有量を市販のF小麦粉と本発明の小麦粉とを比較した図である。 GABA生成量をトウモロコシ粒を浸漬処理した場合とトウモロコシ粒を噴霧処理した場合とを比較した図である。
符号の説明
1 噴霧加水装置
2 機枠
3 揚穀機
4 貯留タンク
5 貯留タンク
6 ベルトコンベア
7 回転ドラム
8 原料供給ホッパー
9 流下樋
10 供給パイプ
11 供給パイプ
12 開閉シャッタ
13 開閉シャッタ
14 供給樋
15 モーターローラ
16 切換弁
17 排出樋
18 攪拌羽根
19 霧化機
20 テンパリングタンク
21 タンク部
22 供給バルブ
23 供給ホッパー
24 排出バルブ
25 排出樋
26 通風装置
27 空気取入口
28 空気排出口
29 循環経路
30 循環経路
31 除塵フィルタ
32 送風ファン
33 搬送手段
34 精穀機
35 精白転子
36 除糠精白筒
37 精白室
38 外部抵抗
39 供給ホッパー
40 精品排出樋
41 搬送手段
42 水分センサー

Claims (7)

  1. あらかじめ水分10〜15%に調整した乾燥穀粒を、水分20〜30%の範囲となるように0.5〜2.0%/hの加水速度で緩慢な加水を行い、この穀粒をタンクに投入して2〜15時間の調質を行うことを特徴とする穀粒中にγ−アミノ酪酸を富化させる方法。
  2. 前記乾燥穀粒に加水する際は、穀粒表面に粒子径が0.1mm以下の霧状の水滴を付着させて、緩慢な加水を行ってなる請求項1記載のγ−アミノ酪酸を富化させる方法。
  3. 前記加水した穀粒を調質する際は、タンク内に外気を取り入れて換気を行いながら調質してなる請求項1又は2に記載のγ−アミノ酪酸を富化させる方法。
  4. 前記乾燥穀粒は、米、麦、トウモロコシなどのイネ科(禾本科)植物を使用してなる請求項1〜3のいずれかに記載のγ−アミノ酪酸を富化させる方法。
  5. 前記乾燥穀粒として玄米を使用した場合、あらかじめ水分14%前後に水分調整した玄米に対し、玄米水分17%までは0.5%/h未満の速度で加水を行い、玄米水分17%を超えた時点で0.5〜2.0%/hの速度で徐々に加水速度を上げて加水を行ってなる請求項1〜4のいずれかに記載のγ−アミノ酪酸を富化させる方法。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の方法によって穀粒中にγ−アミノ酪酸を富化させ、その後、この穀粒を精穀して得られるγ−アミノ酪酸を富化させた穀物。
  7. 胚乳部にγ−アミノ酪酸を8mg/100g以上含有することを特徴とする穀物。
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