JP2005105241A - 加熱油脂の劣化防止の方法と改質器 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱油脂の劣化を防止できる油脂の改質器の提供。
【解決手段】 油脂の酸化劣化を水素イオンで還元することによって防御すべく、凝灰変成岩の粉末を焼成して作られる粒状セラミックを加熱油脂のなかに投じることによって油脂の酸化劣化を抑制する。使いやすくするためにセラミックを油脂が出入りできる構造の容器に収納する。また、粒状セラミックの起電力を高めるためにチタンなどの金属片をセラミックに混ぜ合わせる。
【選択図】図２

Description

発明の詳細な説明

この発明は、凝灰変成岩（学名：ホルンヘルス）の鉱石粉末を焼結して作られる粒状のセラミックの利用方法に係わるもので、焼結したセラミックを加熱状態で使われる油脂のなかへ入れることにより油脂の劣化を防ぐ方法と改質器に関する。
この発明でいう凝灰変成岩とは学名をホルンヘルスという天然鉱石のことである。この鉱石は海底が隆起した際に凝灰岩が強く圧縮されてつくられたと見なされており、珪素、ナトリウム、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、カリウム、チタン、マンガンなどの多元素から構成されている岩石である。特に、ホルンヘルスは電気石としても知られており、外部から衝撃が与えられると石の表面に静電気を発生する特性がある。昔から、この鉱石を水に浸すと水の味が良くなったり、その水で煮炊きすると味がよくなることが知られていた。その現象は、鉱石の表面から発生する微弱な電流が水の物性を変えることによるものと考えられていたが、実際に鉱石によって改質された水の分子運動を核磁気共鳴装置で測定すると水の分子運動が早まったり、水の表面張力が小さくなるなどの現象が観察されていた。
この発明の発明者らは、凝灰変成岩の効果を向上させる方法として凝灰変成岩を粉砕して微粉末にしたものを焼結して粒状のセラミックをつくる方法を発明しているが、この発明はその応用に関するものである。

調理の揚げ物用に使われる天ぷら油（油脂）は加熱温度が１７０℃以上に温められるため、油脂が熱的に酸化されて劣化する。劣化した油脂は、揚げ物の風味を損ない、過酸化脂質をつくるなど食品衛生上好ましくない状態になるため、劣化した油脂は廃油として廃棄されていた。

発明が解決しようとする課題

しかし、油脂は高価であり、廃棄される油も焼却などして処分されなければならないので、その取り扱いが厄介であった。
この発明は、揚げ物の油脂の劣化は高温下でもたらされる油の酸化にあると考えて創意工夫したものである。それを防ぐ方法を解明するために、酸化によって劣化する油脂の酸化度を測定したところ、酸化が進んだ油脂は酸価値が高くなり、酸価値が高くなった油脂は揚げ物の風味が損なわれ、油の粘性も高くなって脂ぎれが悪くなることが分かった。そこで、加熱によってもたらされる油脂の酸化を未然に防ぐことができれば油脂の酸価値が高くならず、油脂の使用期間を長く保つことができると考えた。

課題を解決するための手段

その手段として、凝灰変成岩の焦電作用によって油脂の酸化が未然に防げると予想した。凝灰変成岩の焦電作用は、凝灰変成岩に外から強い力が加わるときに起こる鉱物結晶の発電作用によるもので、鉱物の表面に数十ミリボルトの起電力が発生する。
発電状態にある凝灰変成岩の表面に水分子が触れると、凝灰変成岩から発生する微弱な電流によって水が電気分解され、水（Ｈ_２Ｏ）は水素イオン（Ｈ^＋）と水酸イオン（ＯＨ⁻）に分解されるが、このときに発生する水素イオンは還元力が強くて、赤錆などの酸化物を還元する力がある。
通常の油は水を含まないので、油のなかに凝灰変成岩を投じても水の電気分解は起こらないが、揚げ物に使われる油脂は食材に含まれる水が遊離して油と混濁した状態になっている。特に、１００℃以上に加熱された油では油に含まれる水が沸騰しているため水の電気抵抗値は低く、電気をよく通す状態になっている。
このような臨界状態にある油のなかに凝灰変成岩から作られる粒状のセラミックを投じると、セラミックの表面から発生する電流により水が電気分解され、発生ずる水素イオンによって還元され、油の酸化が未然に防げるものと想定し、次の試験を行った。

揚げ物などで繰り返し使用される油脂の品質は食品衛生上、厳重に注意をはらわなければならない。加熱された油脂の劣化度を知る方法としては風味、粘度、酸価、ヨウ素価、カルボニル価などがあるが、取り扱いやすい指標としては油の酸価値（Ａｃｉｄ Ｖａｌｕｅ：ＡＶ）を測定して、その酸価値から劣化の状態を判断することが求められている。この発明では、油脂の劣化状態を判断するために東洋濾紙株式会社から市販されている油脂劣化度判定用試験紙（ＡＶ−ＤＨＥＣＫ）を使用した。この試験紙は油脂に約３０秒間浸すことにより変色する試験紙の色調から酸価値が判断できるようになっており、試験紙の色調が青のときは、酸価値（０）、緑青（０．５）、青緑（１）、緑（２）、黄緑（３）、黄（４．０）となり、試験紙の色合いによって酸価値が読み取れる。地域食品認証制度（ミニＪＡＳ）の指導基凖では、油揚食品の品質は酸価値を３以下に保つことが決められているので、繰り返し使用される揚げ物の油は酸価値が３以上になると新しい油と交換することになっている。

そこで、本発明の効果を確認するために大豆油１０Ｌを入れて１８０℃の温度を保ちながらカボチャ、薩摩芋、ゴボウ、エビ、アジなどの食材を油揚げしている電気加熱調理鍋のなかに凝灰変成岩から作られた粒径２ｍｍの粒状セラミック１００粒を入れた状態で加熱し、油脂が劣化する状態を加熱油脂劣化度判定用試験紙で測った。
その結果、セラミックを入れない状態では品質基準とされる酸価値が３日間で３に達したが、セラミックを入れたものは６日間保たれた。すなわち、セラミックを投じたものと投じないものでは３日間の差が生じ、セラミックを投じたことによって油脂の酸化に対する延命効果が認められた。

さらに、粒径２ｍｍの粒状セラミック１００粒に対して、チタン製の金属片（径４ｍｍ、長さ１０ｍｍ）２０個を組み合わせてステンレス製の網籠に入れた状態で１８０℃に加熱した油のなかに投じたところ、酸価値が３になる日数が９日間に延びた。

この発明の発明者らは、粒状セラミックにチタン金属片を組み合わせると、セラミックの表面に発生する起電力が水に良く伝わるようになることを経験的に知っているが、その経験から油のなかでも同様の現象が起こると考えている。揚げ物に使われる油脂には、食材からしみ出る水分が混ざっているため、セラミックの表面で発生する起電力がチタンなどの金属片を伝わって、油脂のなかに含まれる水を電気分解して多くの水素イオンを発生するようになる。このことは、セラミックにチタンなどの金属片を混ぜ合わせることにより水の電気分解機能が高まる状態になり、油の抗酸化力を向上させることになると考えている。しかし、このことは水や油のなかで発生する水素イオン濃度を定量的に測定する方法がないことから現段階では仮説であるが、実際にセラミックにチタン金属片を混ぜ合わせることで油脂の酸化の延命効果が認められることから、その作用によるものと確信している。

凝灰変成岩（学名：ホルンヘルス）の鉱石粉末を焼結して作られた粒状のセラミックを揚げ物を揚げている油のなかに投じることにより、加熱油脂の酸化を防ぐことができる。さらに、その粒状のセラミックにチタンなどの導電性金属片を混ぜ合わせることによって、加熱油脂の酸化速度を遅くすることができる。

加熱油脂のなかに投じられるセラミックと金属片はバラバラの状態で投入してよいが、油脂に投じられたセラミックと金属片を回収し易くする手段として、これらを筒籠か網籠のような油脂が出入りできる構造の容器のなかに組み込むと使い勝手がよい。

セラミックと金属片を収納する容器の材質は、耐油製や耐熱製を考慮する必要があるが、それらに耐えられるものであれば、金属製や磁製など何れの材質でもよい。また、その容器は油脂が出入りできる構造であることが必要だが、その構造は網状のものでも穴をもうけることでもよく、網の形状や穴の大きさ、形、個数については限定されない。

容器のなかに収納するセラミックは、凝灰変成岩を焼結して作られる粒状のセラミックを基本とするが、その形は粒状でなくても板状や棒状でもよい。また、セラミックの材質は焦電作用があるものであれば、基本材料の凝灰変成岩に他の物質が混ぜられたものであってもよい。

容器のなかに収納する金属片の材質は電気導電性があれば、どのような金属でもよいが、耐蝕性を考慮するとチタン、ステンレス、ニクロムなどの耐蝕性金属を使う方がよい。また、容器のなかに収納する金属片の大きさ、数量についても制約されない。

次に、本発明の詳細を実施例に基づいて説明する。しかし、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されるものではない。

巾２０ｍｍ、外寸８０ｍｍ角のステンレス製角形容器１をつくり、その開口面に２ｍｍ目の編み目を有するステンレス製の金網２、２をスポット溶接で接合する構造とし、容器１のなかに凝灰変成岩の粉末を焼結して作られた直径５ｍｍの粒状セラミック３を５０粒ほど組み込んで食材の揚げ物に使われる加熱油脂の劣化を防ぐための改質器にした。

巾２０ｍｍ、外寸８０ｍｍ角のステンレス製角形容器１をつくり、その開口面に２ｍｍ目の編み目を有するステンレス製の金網２、２をスポット溶接で接合する構造とし、容器１のなかに凝灰変成岩の粉末を焼結して作られた直径５ｍｍの粒状セラミック３を５０粒と４ｍｍ径のチタン棒を長さ１０ｍｍに切断した金属片４を２０個組み込んで食材の揚げ物に使われる加熱油脂の劣化を防ぐための改質器にした。

大豆油１０Ｌを入れて約１８０℃の温度を保ちながら、カボチャ、薩摩芋、ゴボウ、エビ、アジなどの食材を揚げている電気加熱調理鍋のなかに実施例１の構造を有する油の改質器を投じて使用し、東洋濾紙株式会社から市販されている油脂劣化度判定用試験紙（ＡＶ−ＤＨＥＣＫ）で油の酸価状態を観察したところ、改質器を入れない状態では油脂劣化の品質基準目標とされる酸価値が３に達する日数が３日間であったものが、油のなかに改質器を入れたことにより６日間も長く保たれるようになった。

大豆油１０Ｌを入れて約１８０℃の温度を保ちながら、カボチャ、薩摩芋、ゴボウ、エビ、アジなどの食材を揚げている電気加熱調理鍋のなかに実施例２の構造を有する油の改質器を投じて使用し、東洋濾紙株式会社から市販されている油脂劣化度判定用試験紙（ＡＶ−ＤＨＥＣＫ）で油の酸価状態を観察したところ、改質器を入れない状態では油脂劣化の品質基準目標とされる酸価値が３に達する日数が３日間であったものが、油のなかに実施例２の構造を有する油の改質器を入れたことにより１２日間も長く保たれるようになった。
特に改質器を使ったものは油のベトつきが少なくなり、揚げ物の風味、サクサク感、色合いがよくなって、揚げ物の食感が向上した。

発明の効果

近年、環境保全と省資源の見地から、使い捨てにされてきた油脂の再利用、資源的利用が望まれるようになってきた。動植物油脂の廃油は水添処理して再生油にしたり、石鹸材料の原料として再利用されたり、廃油にメタノールを加えたものがディーゼルエンジンの燃料油として利用されるなど、いろいろと工夫されている。これらの代替利用は省資源対策として必要なことであるが、基本的には廃棄される油脂の絶対量を少なくすることが重要である。
この発明によると、通常３〜４日間程度で使い捨てされていた揚げ物用の油脂が、この発明の改質器で油の劣化が遅くなり、油脂交換の日数が６日から１２日間も延びるので、結果的に廃油の廃棄量を２分の１から６分の１まで少なくすることができるので、この発明の効果は省資源的かつ経済的に大きいものとなる。
また、加熱で起こる油の酸化は人体に有害な過酸化脂質を形成する要因になるが、この発明の方法によれば揚げ物に含まれる過酸化脂質の量が少なくなるので、食品の健全性を高めるうえでも効果が大きいと判断される。

この発明の実施例１の改質器の構造を示す斜視図である。

符号の説明

１ 容器
２、２′ 網の蓋
３ 粒状セラミック

図２

この発明の実施例２の改質器の構造を示す斜視図である。

符号の説明

１ 容器
２、２′ 網の蓋
３ 粒状セラミック
４ 金属片

Claims (3)

1. 凝灰変成岩（学名：ホルンヘルス）の鉱石粉末を焼結して作られる粒状のセラミックを油脂が自由に出入りできる構造の容器に組み込んだ加熱油脂の劣化を防止するための油脂の改質器。
2. 請求項１の容器のなかにステンレス、チタン、鉄、銅、真鍮、亜鉛、タングステン、ニッケル、アルミニウム、錫などの導電性金属片を組み込んだ加熱油脂の劣化を防止するための油脂の改質器。
3. 請求項１および請求項２の構造をもった油脂の改質器を加熱油脂のなかへ入れることによって油脂の酸化を防ぐことを特徴とする加熱油脂の劣化防止の方法。

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