JP2007222158A - 大豆の磨砕加熱処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】青豆臭や渋み、えぐ味のない豆乳を製造することができる上、加熱による大豆磨砕物の焦げ付きを抑えることができ、かつ長時間の安定した温度コントロールを可能とした大豆の磨砕加熱処理方法及び装置を提供する。
【解決手段】大豆を磨砕機に投入し、水を加えて磨砕する磨砕工程と、該磨砕工程後、直ちに大豆磨砕物の昇温速度が１秒間に１℃〜７０℃となるように、該大豆磨砕物の温度を６５℃〜９０℃の温度範囲まで昇温させ、該昇温状態を１秒〜１８０秒間保持する第１加熱工程と、次いで、該大豆磨砕物の昇温速度を所定条件に設定して、該大豆磨砕物の温度を所定温度まで昇温させ、該昇温状態を所定時間保持する第２加熱工程とを直列に連結し、密封連続ラインとするようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は新規な大豆の磨砕加熱処理方法及び装置に関するものである。

近年健康飲料として大豆を原料とする豆乳が広く普及している。しかしながら、一般的にフレーバーや、喉越しに対する刺激が強く、飲み難い傾向にあるのが実情である。これは、大豆に含有される酵素群が磨砕中に作用し、新たなフレーバー成分、渋み成分、咽喉刺激成分、あるいは褐変成分等の生成が行われるからである。また、これら酵素群は加熱によって活性が失われるのであるが、一般的に大豆磨砕物の加熱が緩やかにおこなわれるため、酵素の熱失活に必要な温度域に達するまでに嫌味成分の生成が官能の閾値に到達してしまうのである。

これまでの大豆の磨砕加熱処理法は、原材料中の酵素群の熱失活を速やかに行うという最も重要な点に関しての思索が欠けていたと言わざるを得ない。何故ならば、従来の緩慢な加熱処理中に酵素によって引き起こされている品質変化こそが、伝統食品である豆乳や豆腐の品質そのものであるとの認識が一般的に認知されているからである。

一般的に食品の品質劣化に最も大きな働きをする酵素は、酸化に関与する酵素群である。これらの酸化酵素群の働きにより、脂質の酸化によるフレーバー成分の生成、ポリフェノール類の酸化による褐変化、あるいは渋みの発現等の反応が進行するのである。大豆ではこの現象が顕著で、脂質酸化酵素であるリポキシダーゼの作用により青豆臭の生成、さらには渋みの発現が起こる。その他にも、配糖体加水分解酵素であるグルコシダーゼの作用により咽喉刺激性が発現する等、大豆加工中に起こる酵素作用による品質の変化が、製品である豆乳飲料や豆腐の品質劣化を促すのである。

大豆に含有される酸化酵素、配糖体加水分解酵素等による大豆加工中の酵素作用を停止させることが出来れば、得られる豆乳は嫌なフレーバーが無く、スッキリとした後味で、まろやかな呈味を有することとなる。このような豆乳にニガリを添加して凝固させれば、甘みを有したスッキリ味の美味しい豆腐とすることが出来る。このような豆腐は後味がすっきりしているので沢山食べることができ、消費の拡大に繋がるものと期待される。

大豆に含有される酵素群は、１０℃以上で作用活性を示すが、１５℃以下では活性は弱く、３５〜５５℃の温度帯では活性が最も強い。６５℃程度までは酵素作用を示すが、７０℃近辺で停止、８０℃以上で失活することが知られている。通常の場合は、磨砕温度が１８〜２５℃で行われているので、磨砕中に酵素は働くのではあるがそれほど強くはない。

しかしながら、そのまま放置すれば時間とともに生成物は増加するので、磨砕後は可及的速やかに加熱処理を行うことが肝要である。加熱に際しては酵素作用を停止させるため、一気に６５℃以上に昇温させねば効果的とは言えない。そのためには、昇温速度が極めて重要な因子となる。

一般的に植物性原料や魚貝類を含む動物性原料に由来する酵素群は、上述した温度範囲内での性質を示すので、本発明の技術思想は大豆以外の原材料の高品質加熱処理を行うためにも応用可能である。

図１２は豆腐業界における一般的な大豆の磨砕加熱処理装置の一例を示す模式図である。図１２において、１０は大豆の磨砕加熱処理装置である。この大豆の磨砕加熱処理装置１０においては、ホッパー１２に大豆Ｂを受け入れ、これを定量供給装置１４で定量供給しながら水Ｗと共に磨砕機１６で磨り潰し、大豆磨砕物Ｂ１とする。呉と称される大豆磨砕物Ｂ１は、磨砕機１６からパイプＰ１を介し定量ポンプ１８によってパイプＰ２を経て加熱器２０に送られる。加熱器２０は複数の円筒状の加熱器単体２０Ａ〜２０Ｇを互いにパイプＰ３〜Ｐ８で連結して構成されている。加熱器２０に送られた大豆磨砕物Ｂ１は加熱器単体２０Ａ〜２０Ｇの下部より導入されるスチームＳにより昇温される。スチームＳを下部より大豆磨砕物（呉）Ｂ１と共に入れるため、スチームＳの導入量が多いとスチームＳがすっぽ抜けた状態となるので、短時間で所定の昇温を行うことは不可能である。その上、円筒状の加熱器単体２０Ａ〜２０Ｇに内部に大豆磨砕物（呉）Ｂ１が滞留するために加熱温度、時間の均一性が保証されないという大きな欠陥を有している。なお、図１２において、２２Ａ〜２２Ｇは各加熱器単体２０Ａ〜２０Ｇに対応して設けられた温度制御装置で、各加熱器単体２０Ａ〜２０Ｇの各温度を測定するとともに各測定温度に応じてスチーム供給パイプＰ１１〜Ｐ１７に設置されたバルブＶ１〜Ｖ７の開閉を行って各加熱器単体２０Ａ〜２０Ｇの温度制御を行うものである。２４は固液分離装置で、加熱器２０からパイプＰ９を経て送られてきた大豆磨砕物Ｂ１を液体（豆乳）Ｂ２及び固体（おから）Ｂ３に分離する作用を行う。Ｍは定量供給装置１４を駆動するモータである。

昇温速度について記述されている唯一の報告である特許文献１は、大豆に水を加えた大豆磨砕物を加圧下に昇温速度が１秒間に０．４〜５０℃で、２秒から１８０秒以内に１０５℃以上に加熱するという。しかしながら、２５℃程度の大豆磨砕物を一挙に１０５℃以上に昇温するためには、温度差が大き過ぎるので蒸気を熱源とする場合の蒸気圧は０．４ＭＰａを必要とする。このため、内圧が上がるので大豆磨砕物のようにオカラのような繊維質を多く含み不均一なものでは、温度の均一性を確保することが極めて困難である。

また、余りにも高温の蒸気を導入するので、蒸気発射管に焦げ付きが生じるので加熱臭を生成し、さらには、大豆磨砕物の粘度が上昇してゲル化力が低下し、豆腐製造においては大きな欠点となる。特に、大豆磨砕物のように焦げ付きやすい物では、蒸気発射管部の焦げ付きにより長時間稼動ができないという致命的な問題を抱えている。

一段加熱の欠点を解消するための二段加熱法については、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５等が報告されている。しかしながら、これらの特許文献では昇温速度について全く触れていない。さらに、特許文献２では、大豆を加水磨砕し、４０〜１１５℃で４〜１０分間保持するとなっており、先に述べた大豆含有酵素作用が最も高い温度域（３５〜５５℃）を含む条件となっている。同じように特許文献３では、１次加熱は、９０℃以下の温度とするとあるので、酵素作用の高い温度域を含む条件となっている。また、特許文献４は、大豆に水を加えて磨砕した後、５０〜６０℃に昇温して５〜２０分間放置とあるので、大豆中の酵素作用の最も強い領域に保持するという条件となっている。特許文献５では、生呉を第１工程で６０℃乃至８０℃で所定時間加熱するとあるが、６０℃では大豆含有酵素は十分働くので風味の劣化が起こるのである。特に特許文献５の実施例で、第１工程での加熱処理装置としてチューブ式連続間接加熱装置を使用しているが、チューブ式連続間接加熱装置では、本発明で必須要件としている１秒間に１℃〜７０℃の昇温効果を得ることができないのである。このようにこれまでの報告では、可及的速やかに大豆磨砕物を加熱して酵素の作用温度域外とすることにより、大豆含有酵素の働きを抑えようとする意図は全く見当たらないのである。

また、予め間接加熱により内容物の温度を高めておき（予備加熱）、その後に蒸気を吹き込み所定の温度帯にするという間接加熱機構を備えたタイプの機種がある。しかしながら、このような間接タイプの加熱器では、予備加熱部での本発明者の目的とする昇温速度が得られず、大豆磨砕物が酵素作用の停止温度に達するまでに各種の反応が進行してしまう。さらには、間接加熱部の配管内部に焦げ付きが生じるので、徐々に温度低下が起こり長時間の安定した温度コントロールが極めて困難であるという致命的欠陥を有している。
特開２００５−３０４４７４ 特開昭５１−６１６５８ 特開昭６２−２６２９６１ 特開平２−２７９５７ 特開平２−４９５５６

本発明者は、上述した従来技術の間題点を解決すべく、鋭意検討の結果、大豆に水を加えて磨砕する場合に、その後の加熱処理での昇温速度が、豆乳の品質を大きく左右することを発見した。特に、磨砕後可及的速やかに６５℃以上９０℃以下の範囲の温度帯にし、その後、１００℃以上１５０℃以下とする多段加熱法は、豆乳の風味だけでなく物性に与える影響が極めて大きく、高品質豆乳製造のための必須要件であることを見出した。

本発明者は、大豆の磨砕後の加熱処理の過程で、大豆に含有される酵素群の作用至適温度域を、可及的速やかに通過するように加熱し、最終的に酵素群を熱失活させ、加熱による大豆磨砕物の焦げ付きを抑え、安定したシステムコントロールを確保する目的を総合的に考慮した多段加熱システムを完成させた。

本発明は、青豆臭や渋み、えぐ味のない豆乳を製造することができる上、加熱による大豆磨砕物の焦げ付きを抑えることができ、かつ長時間の安定した温度コントロールを可能とした大豆の磨砕加熱処理方法及び装置を提供することを目的とする。

即ち、本発明の好ましい態様においては、昇温速度が１秒間に１℃〜７０℃、好ましくは１０℃〜６０℃、となるように大豆磨砕物（以下呉と言う）中に蒸気を直接吹き込み、呉の温度を６５℃〜９０℃、好ましくは７０℃〜８５℃、まで昇温させ、この昇温状態を１秒〜１８０秒間、好ましくは５秒〜６０秒間、保持する第１加熱工程と、次いで、該呉の昇温速度が１秒間に０．１℃〜７０℃、好ましくは１０℃〜６０℃、となるように呉の中に蒸気を直接吹き込み、該呉の温度を１００℃〜１５０℃、好ましくは１０６℃〜１３０℃、まで昇温させ、この昇温状態を１秒〜９００秒、好ましくは５秒〜３００秒間、保持する第２加熱工程を連続的に行うのである。さらに、高温にある呉を、１００℃未満、好ましくは９８℃以下に冷却する冷却工程を連結し、これを連続密封ラインとするのである。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法は、大豆を磨砕機に投入し、水を加えて磨砕する磨砕工程と、該磨砕工程後、直ちに大豆磨砕物の昇温速度が１秒間に１℃〜７０℃、好ましくは１０℃〜６０℃、となるように、該大豆磨砕物の温度を６５℃〜９０℃、好ましくは７０℃〜８５℃、の温度範囲まで昇温させ、該昇温状態を１秒〜１８０秒間、好ましくは５秒〜６０秒間、保持する第１加熱工程と、次いで、該大豆磨砕物の昇温速度を所定条件に設定して該大豆磨砕物の温度を所定温度まで昇温させ、該昇温状態を所定時間保持する第２加熱工程と、さらに、該大豆磨砕物を１００℃未満に冷却する冷却工程とを直列に連結し、密封連続ラインとすることを特徴とする。しかしながら、呉の温度低下がライン中での温度降下により、所定の温度以下に冷却されるのであれば、冷却器を設置することなく自然冷却による冷却を冷却工程として利用することができる。

前記第２加熱工程において、前記大豆磨砕物の昇温速度が１秒間に０．１℃〜７０℃、好ましくは１０℃〜６０℃、前記大豆磨砕物の温度が１００℃〜１５０℃、好ましくは１０６℃〜１３０℃、及び前記昇温状態の保持時間が１秒〜９００秒、好ましくは５秒〜３００秒間、とするのが好ましい。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法においては、前記冷却工程の後に、固液分離機を用いる固液分離工程を連結するのが好適である。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法においては、前記固液分離工程の後に真空脱気槽を用いる真空脱気工程を連結するのが好ましい。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法においては、前記真空脱気工程の後に１１０℃〜１５０℃の温度帯を有する加熱殺菌機を用いる加熱殺菌工程、あるいは滅菌機を用いる滅菌工程を連結するのが好適である。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法においては、前記冷却工程の後に、真空脱気槽を用いる真空脱気工程と、次いで固液分離機を用いる固液分離工程を連結するのが好ましい。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法においては、前記固液分離工程の後に、１１０℃〜１５０℃の温度帯を有する加熱殺菌機を用いる加熱殺菌工程、あるいは滅菌機を用いる滅菌工程を連結するのが好適である。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法においては、前記磨砕時に加えられる水の温度を１５℃以下とするのが好ましい。この水の温度の下限値は特にないが、下限値としては２℃程度とすればよい。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法においては、前記磨砕時に加えられる水のｐＨが８〜１２である場合も可能である。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法においては、前記磨砕を水封状態で行うのが好ましい。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法においては、前記第１加熱工程及び第２加熱工程での加熱システムとして、前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式が最適であるが、ジュール加熱器を用いることもできる。また、前記第１加熱工程及び第２加熱工程のいずれか一方を前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式とし、他方の工程に対してジュール加熱器を用いる構成とすることもできる。さらには、第２加熱工程をマイクロウエーブ加熱システム、あるいは、間接加熱（二重管、シェルアンドチューブ等）システムとすることも可能である。

本発明の大豆の磨砕加熱処理装置は、上記した本発明の大豆の磨砕加熱処理方法を実施するための装置であって、原料大豆を磨砕する磨砕機と、該磨砕機からの大豆磨砕物を加熱する第１加熱器と、該第１加熱器で加熱された大豆磨砕物をさらに加熱する第２加熱器と、該第２加熱器で加熱された大豆磨砕物を豆乳とおからに分離する固液分離機とを有することを特徴とする。

前記第１加熱器と前記第２加熱器の間に温度保持手段を設置し、また前記第２加熱器と前記固液分離機の間に温度保持手段及び／又は冷却器を設置する構成とするのが好ましい。

前記第１加熱器及び第２加熱器として、前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器を用い、又はジュール加熱器を用いるのが好適である。さらに、 前記第１加熱器及び第２加熱器のいずれか一方の加熱器として、前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器を用い、他方の加熱器として、ジュール加熱器を用いる構成を採用することもできる。

前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器としては、大豆磨砕物を通過させるための主導管と、該主導管に隣接して設けられた蒸気分配管と、該蒸気分配管から前記主導管に延出され該主導管内に蒸気を導入する１本又は複数本の蒸気導入管とを有する構成を採用するのが好ましい。

前記蒸気分配管と前記主導管と平行に設置されているか、又は前記蒸気分配管と前記主導管が装置設置水平床に対して角度αだけ上方に傾斜している構成を採用することができる。前記角度αは２°〜４５°、好ましくは５°〜２０°である。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法及び装置によれば、青豆臭や渋み、さらにはえぐ味のない豆乳を製造することができる上、加熱による大豆磨砕物の焦げ付きを抑えることができ、従って、長時間の安定した温度コントロールが可能となる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、これらは例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。

図１は本発明の大豆の磨砕加熱処理方法の工程順の１例を示すフローチャートである。図２は図１の工程順における装置の設置の１例を示すブロック図である。図３は本発明の大豆の磨砕加熱処理方法の工程順の他の例を示すフローチャートである。図４は図３の工程順における装置の設置の１例を示すブロック図である。図５は本発明の大豆の磨砕加熱処理装置の一つの実施形態を示す模式図である。図６は本発明の大豆の磨砕加熱処理装置の他の実施形態を示す模式図である。図７は本発明の大豆の磨砕加熱処理装置の別の実施形態を示す模式図である。図８は本発明の大豆の磨砕加熱処理装置のさらに別の実施形態を示す模式図である。図９は大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器の一例を示す断面的説明図である。図１０は大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器の他の例を示す断面的説明図である。図１１は大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器の別の例を示す断面的説明図である。

本発明に用いられる原料大豆は、一般的に豆乳飲料及び豆腐製造に用いられる大豆であればどのような銘柄のものでも良い。原料大豆の種皮はそのままでも取り除いても良く、原料大豆を予め水に浸漬して用いても、無浸漬でそのまま、あるいは種皮を取り除いて用いても良い。

図１及び図２に示したように、原料大豆に水を加えながら磨砕機２００で磨砕し（ステップ１００）、その磨砕した呉を、送液ポンプを用いて第１加熱器２０２に送り、加圧蒸気を吹き込み６５℃〜９０℃に加熱する（ステップ１０２：第１加熱工程）。この時の昇温速度は、１秒間に１℃〜７０℃の範囲で行い、１秒〜１８０秒間保持した後に連結された第２加熱器２０４に送る。第１加熱工程での昇温速度は好ましくは１秒間に１０℃〜６０℃、呉の温度は好ましくは７０℃〜８５℃、保持時間は好ましくは５秒〜６０秒である。

第２加熱器２０４に送られた呉は、加圧蒸気を吹き込み１００℃〜１５０℃に加熱する（ステップ１０４：第２加熱工程）。この時の昇温速度は、１秒間に０．１℃〜７０℃の範囲で行う。この第２加熱器２０４で二次加熱された呉は１秒〜９００秒間保持された後、連結された冷却器２０６に送られる。第２加熱工程での昇温速度は好ましくは１秒間に１０℃〜６０℃、呉の温度は好ましくは１０６℃〜１３０℃、保持時間は好ましくは５秒〜３００秒である。

冷却器２０６に送られた呉は、１００℃未満に冷却するが、好ましくは９８℃以下、さらに好ましくは４０〜９０℃とする（ステップ１０６：冷却工程）。なお、ここで冷却器２０６は必ずしも設置する必要はなく、自然冷却による冷却を冷却工程として利用することも可能である。次いでスクリュープレスやスクリューデカンター等の固液分離機２０８に送り豆乳とオカラに分ける（ステップ１０８：固液分離工程）。そして、豆乳は常法により真空脱気槽２１０を用いて真空脱気され（ステップ１１０：真空脱気工程）、さらに１１０℃〜１５０℃の温度帯を有する加熱殺菌機又は滅菌機２１２を用いて加熱殺菌処理又は滅菌処理される（ステップ１１２：加熱殺菌工程又は滅菌工程）。

ステップ１０８、１１０、１１２で得られた豆乳は、それぞれそのまま飲料として用いても良く、ニガリ等の凝固剤を加えて豆腐、あるいは厚揚げ、油揚げ等の豆腐加工品として用いても良い。呉は磨砕機に直結した送液ポンプにより直接加熱器に送ってもよく、送液ポンプの手前で一度滞留させた後に送ってもよい。

図１及び図２に示した例では、呉を固液分離機２０８にかけて豆乳とオカラに分けた場合を示したが、図３及び図４に示すように真空脱気槽２１０を用いて真空脱気した後に固液分離機２０８にかけて豆乳とオカラに分け、この分離された豆乳に対して、さらに１１０℃〜１５０℃の温度帯を有する加熱殺菌機又は滅菌機２１２を用いて加熱殺菌処理又は滅菌処理を行うように構成することもできる。

本発明に用いられる磨砕機２００としては、コロイドミルタイプのものでも、カッティングタイプのものでも、石臼タイプのものでも良く、大豆を効率良く磨砕するタイプのものであれば良い。また、縦型でも横型でも良く、微細化を必要とする場合には、例えばトリゴナル湿式微粉砕機（三井三池化工機株式会杜製）とか横型ミル（特殊機化工業株式会社製）、超精密カッター（増幸産業株式会社製）等が好ましい。また、これらの磨砕機を複数台組み合わせて用いても良い。例えば、縦型の磨砕機の後に横型の磨砕機を接続して、磨砕効率を高めることも可能である。さらには、磨砕機の前に、大豆、或いは、大豆と水を定量的に供給するための押し込みポンプを直結してもよい。

呉の送液手段としては、ロータリーポンプ、モーノポンプ、モノフレックスポンプ、ギアポンプ等シール性の高いものであれば、どのようなタイプのポンプであっても用いることができる。

第１加熱器２０２及び第２加熱器２０４は、呉が流れている配管内に直接蒸気を吹き込む機構のものであればどのようなタイプのものでも良いが、本発明の目的とする昇温スピードを保証するものでなくてはならない。そのためには、蒸気の吹き込み口は１本でも複数本でも良く、呉の処理量に応じて設定すれば良い。加熱部には大豆磨砕物に蒸気を効率良く混合するために、スタティクミキサーの様な混合機を組み込んでも良く、その方式は固定式でも可動式でも良いが、それらを組み合わせたものでも良い。

冷却器２０６は、二重管タイプやプレートタイプの間接熱交換タイプのものでも良いが、減圧された槽内に加熱された呉を送り込み、温度を下げるタイプのものでも良い。二重管熱交換方式の場合には、熱交換の効率を高めるためにスタティクミキサーの様な混合機を組み込んでも良い。

また、呉に直接発熱作用を起こさせるジュール加熱は、配管内でのスケール発生が抑えられるので、呉の昇温速度が目的に合致していれば、本発明に十分使用可能である。

ジュール加熱は設備コストが高く、採算性が悪いのであるが、直接蒸気吹き込み加熱とジュール加熱を組み合わせて用いることにより、採算性を高めることが可能である。特に、第２加熱をジュール加熱に置き換えることは、蒸気吹き込みによる加水を避け、高濃度製品を製造するのには効果的である。第２加熱工程に限っては、マイクロウエーブ加熱システム、あるいは、間接加熱（二重管、シェルアンドチューブ等）システムであっても、本発明の目的とする昇温スピードの許容される下限の範囲（０．１℃以上１℃未満）を実現できるので、これらを採用することも可能である。

本発明は、果実、野菜ピューレの加熱処理、これらピューレを配合した調味液の加熱殺菌処理に使用することも可能である。またさらに、ミートエキス、魚介類エキスや酵母エキス類等の加熱殺菌処理に使用することもできる。このような場合、蒸気混入による濃度変化を避けるためにジュール加熱システムが効果的である。いずれにしても１段目の加熱での昇温速度が１秒間に１℃〜７０℃、好ましくは１０℃〜６０℃、となるように加熱し、６５℃〜９０℃、好ましくは７０℃〜８５℃、まで昇温させることがポイントである。

その後第２加熱を組み合わせ、昇温速度が１秒間に０．１℃〜７０℃、好ましくは１０℃〜６０℃、となるように加熱し、１００℃〜１５０℃、好ましくは１０６℃〜１３０℃、まで昇温させれば良い。勿論２段以上の多段加熱システムを採用しても良い。

続いて、図５を用いて、本発明装置の一つの実施形態について説明する。図５は本発明装置の第１の実施形態１０Ａを示すものである。本発明の大豆の磨砕加熱処理装置１０Ａは図１２に示した従来の大豆の磨砕加熱処理装置１０と構成的に重複する部分があるが、図５によって再度説明する。

図５において、１０Ａは本発明の大豆の磨砕加熱処理装置である。この大豆の磨砕加熱処理装置１０Ａにおいては、ホッパー１２に大豆Ｂを受け入れ、これを定量供給装置１４で定量供給しながら水Ｗと共に磨砕機２００で磨り潰し、大豆磨砕物Ｂ１とする。呉と称される大豆磨砕物Ｂ１は、磨砕機２００からパイプＰ１を介し定量ポンプ１８によってパイプＰ２を経て第１加熱器２０２に送られる。

本発明の特徴の一つは前述したように加熱工程を２段階にした点にあるが、本発明の大豆の磨砕加熱処理装置１０Ａにおいては、この２段階の加熱工程を実施するために加熱工程を二台の加熱器、即ち、第１加熱器２０２と第２加熱器２０４によって構成し、これらの加熱器を直列に配置したものである。この第１加熱器２０２及び第２加熱器２０４として用いる加熱器としては、大豆磨砕物Ｂ１中に蒸気Ｓを直接吹き込む方式の加熱器が好適に用いられるが、特に後述する図７〜図９に示した構造の加熱器が好適である。

第１加熱器２０２に送られた大豆磨砕物Ｂ１は導入されるスチームＳにより昇温される。第１加熱器２０２で加熱された大豆磨砕物Ｂ１はパイプＰ３を経てホールドパイプ等の第１温度保持手段２０３に送られて一定時間温度保持される。

上記第１温度保持手段２０３で一定時間保持された大豆磨砕物Ｂ１は、ついでパイプＰ４を経て第２加熱器２０４に送られる。第２加熱器２０４で加熱された大豆磨砕物Ｂ１はパイプＰ５を経て第２温度保持手段２０５に送られて一定時間保持される。その後、大豆磨砕物Ｂ１は固液分離機２０８に送られ、液体（豆乳）Ｂ２と固体（おから）Ｂ３に分離される。なお、この温度保持手段２０３及び２０５は必要に応じて設置されるもので必須の構成ではなく、その設置を省略することもできる。

図５において、２２Ｘ、２２Ｙは第１加熱器２０２及び第２加熱器２０４に対応して設けられた温度制御装置で、各加熱器２０２、２０４の各温度を測定するとともに各測定温度に応じてスチーム供給パイプＰ１１、Ｐ１２に設置されたバルブＶ１、Ｖ２の開閉を行って第１及び第２加熱器２０２、２０４の温度制御を行うものである。Ｍは定量供給装置１４を駆動するモータである。

つまり、図５に示した大豆の磨砕加熱処理装置１０Ａは、大豆磨砕物Ｂ１中に蒸気Ｓを直接吹き込む方式の２台の加熱器、即ち第１加熱器２０２及び第２加熱器２０４を直列に接続した例であるが、第１段加熱で所定の温度まで昇温させた後に、第２段加熱でさらに高温域への加熱を行ものである。第１段加熱後にホールドパイプ等の第１温度保持手段２０３により一定時間温度保持を行っても良く、また速やかに第２段加熱に移行しても良い。第２段加熱後はホールドパイプ等の第２温度保持手段２０５により一定時間保持した後に固液分離機２０８に送ってもよいし、直接固液分離機２０８に送ってもよいものである。

図５の例では、大豆磨砕物Ｂ１はパイプＰ５を経て第２温度保持手段２０５に送られて一定時間保持され、その後、大豆磨砕物Ｂ１は固液分離機２０８に送られる構成となっているが、図６に示したように、大豆磨砕物Ｂ１をパイプＰ５を経て第２温度保持手段２０５に送り、ついでパイプＰ６を経て冷却器２０６に送り、冷却器２０６において大豆磨砕物Ｂ１の温度を適温まで下げて、固液分離機２０８に送る構成を採用することもできる。

つまり、図６に示した大豆の磨砕加熱処理装置１０Ｂは、図５と同様に、大豆磨砕物Ｂ１中に蒸気Ｓを直接吹き込む方式の２台の加熱器、即ち第１加熱器２０２及び第２加熱器２０４を直列に接続した例であるが、第２段加熱後はホールドパイプ等の第２温度保持手段２０５により一定時間保持を行った後に、速やかに冷却器２０６を通して適温まで下げ固液分離機２０８に送るシステムの一例である。また、第１段加熱後にホールドパイプ等の第１温度保持手段２０３により一定時間温度保持を行っても良く、第２段加熱後のホールドパイプ等の第２温度保持手段２０５を省略し、直接冷却器２０６に送液してもよい。

上記第１加熱器２０２及び第２加熱器２０４として好適に用いられる大豆磨砕物Ｂ１中に蒸気Ｓを直接吹き込む方式の加熱器の構造について図７によって説明する。図７において、加熱器Ｈは、大豆磨砕物Ｂ１を通過させるための主導管３００と、該主導管３００に隣接して設けられた蒸気分配管３０２と、該蒸気分配管３０２から前記主導管３００に延出され該主導管３００内に蒸気Ｓを導入する１本又は複数本の蒸気導入管３０４とを有している。３０６は該主導管３００の内部に配設されたスタティックエレメントで、主導管３００内に導入される大豆磨砕物Ｂ１の撹拌効果を高める作用を有している。このスタティックエレメント３０６は固定式が好ましいが、回転式としてもよい。また、このスタティックエレメント３０６の設置を省略することも可能である。３０８は蒸気分配管３０２に蒸気Ｓを吹き込むための蒸気導入口である。

前記蒸気導入管３０４は、１本から複数本まで自由に選択することが可能である。また、図７の例では、前記蒸気分配管３０２と前記主導管３００とを含む加熱器Ｈが、支柱３０７を介して加熱器Ｈを設置する水平な床Ｆに対して平行に設置されている場合を例示したが、図８に示すように、前記蒸気分配管３０２と前記主導管３００とを含む加熱器Ｈ１を、加熱器Ｈ１を設置する水平な床Ｆに対して角度αだけ送液方向上方に傾斜した状態を採用することができる。前記角度αとしては０〜９０°とすることができるが、好ましくは２°〜４５°、さらに好ましくは５°〜２０°である。このように、加熱器Ｈ及びＨ１は、水平から垂直までの間で自由に選択すればよいが、送液方向に高くなるように傾斜を付けることにより、前記主導管３００中の空気層を排除することが容易になり、大豆磨砕物（呉）Ｂ１と蒸気Ｓの混合をより均一にする効果、さらには、蒸気導入時の衝撃音を減らす効果等が期待できる。この場合には、蒸気分配室３０２に蒸気ドレーン抜き３０９を設置すると、常にドライな蒸気を呉Ｂ１に導入できるので好ましい。

本発明装置において好適に用いられる大豆磨砕物Ｂ１中に蒸気Ｓを直接吹き込む方式の加熱器の構造は図７及び図８の他に図９に示した構造の加熱器も適用可能である。図９に示した加熱器Ｈ２は、図７及び図８に示した加熱器Ｈ，Ｈ１よりも単純な構造で、大豆磨砕物Ｂ１を通過させるための主導管３００と、該主導管３００内に蒸気Ｓを導入する蒸気導入管３０４とを有している。３０６は該主導管３００の内部に配設されたスタティックエレメントで、主導管３００内に導入される大豆磨砕物Ｂ１の撹拌効果を高める作用を有している。このスタティックエレメント３０６は固定式が好ましいが、回転式としてもよい。また、このスタティックエレメント３０６の設置を省略することも可能である。

図５及び図６に示したように、第１加熱器２０２及び第２加熱器２０４としてはともに大豆磨砕物Ｂ１中に蒸気Ｓを直接吹き込む方式の加熱器を適用するのが好ましいが、第１加熱器２０２を大豆磨砕物Ｂ１中に蒸気Ｓを直接吹き込む方式の加熱器（図７，８，９）とし、図１０及び図１１に示したように、第２加熱器を従来の一般的な加熱器を適用する構成とすることも可能である。

図１０は、大豆磨砕物Ｂ１中に蒸気Ｓを直接吹き込む方式の加熱器（第１加熱器２０２）と図１２に示した豆腐業界における一般的な呉加熱装置の一例である筒型の加熱器２０の一部を第２加熱器２０４Ａとして組み合わせた構成例を示す。該第２加熱器２０４Ａは、図１２の加熱器２０の円筒状加熱器単体の本数を減らして後半部分２０Ｄ〜２０Ｇのみを残した形となっている。図１０に示したように、必要に応じて、第１加熱器２０２及び第２加熱器２０４Ａのそれぞれの後に第１温度保持手段２０３及び第２温度保持手段２０５を設けてもよいし、第２加熱器２０４Ａの後半部分をそのまま加熱機構と温度保持機構の兼用手段として使用してもよい。

図１１は、大豆磨砕物Ｂ１中に蒸気Ｓを直接吹き込む方式の加熱器（第１加熱器２０２）と従来型のチューブタイプの加熱器を第２加熱器２０４Ｂとして組み合わせた構成例を示す。図１１に示したように、必要に応じて、第２加熱器２０４Ｂの後に加熱された呉を一定時間保持する第２温度保持手段２０５設けてもよい。さらに、第１加熱器２０２の後に第１温度保持手段２０３により一定時間温度保持を行っても良く、また速やかにチューブタイプの第２加熱器２０４Ｂに送ってもよい。チューブタイプ加熱器は、管内に直接スチームを導入して直接加熱するタイプでも、二重管加熱器で間接的に加熱するタイプのどちらでもよい。

図５、図６、図１０及び図１１の構成において、第１加熱器２０２及び第２加熱器２０４、２０４Ａ、２０４Ｂの後で呉を一定温度で保持する温度保持手段としては、円筒状、パイプ状あるいはその他いずれの形状であろうとその目的を達成するものであれば使用可能である。

図７に示した形状の加熱器（名称：ノリタケクッカー、（株）ノリタケカンパニーリミテド製）は、豆乳及び豆腐製造において未だ用いられたことは無く、本発明者が豆乳製造における理想的な呉加熱を行うために選択したものである。従って、上記加熱器を組み込んだ本発明の加熱システムは、豆乳、豆腐製造における理想的な加熱システムとして、本発明者によって初めて提案されるものである。

以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。

実験例１：水に１６時間浸漬した全粒大豆に１８℃の新しい水を加えながら石臼タイプの磨砕機で磨砕し、得られた呉（２３℃）を呉移送ポンプ（ロータリーポンプ）で第１加熱器に送り（１５００Ｌ／ｈ）、１０秒後に蒸気を吹き込んで２秒間で６８℃とした。これを５秒間保持した後に第２加熱器で蒸気を吹き込み２秒間で１０６℃とし、２４０秒間保持後に二重管冷却器で８５℃まで冷却した。これをスクリュープレスでオカラと豆乳に分離し、得られた豆乳を実験例１品とした。

実験例２：水に１６時間浸漬した全粒大豆に、７℃の新しい水を加えながら石臼タイプの磨砕機で磨砕し、得られた呉（１５℃）を呉移送ポンプ（ロータリーポンプ）で第１加熱器に送り（１５００Ｌ／ｈ）、１０秒後に蒸気を吹き込んで２秒間で７０℃とした。第２加熱器以降の処理は実験例１と同様に行い得られた豆乳を実験例２品とした。

比較実験例１：実験例１と同様に浸漬大豆を磨砕し、得られた呉（２３℃）を同様に呉移送ポンプで連続釜に送り（１５００Ｌ／ｈ）、６本の縦型の筒（２５Ｌ）の中に順番に下方から上方へと通過させながら蒸気を下方より吹き込んだ。呉移送ポンプ通過後５０秒後に４０℃、８０秒後に６０℃、１２０秒後に７０℃、１６０秒後に９０℃、１８０秒後に１００℃、２４０秒後に１０６℃であった。そのまま２４０秒間保持した後、スクリュープレスでオカラと豆乳に分離し、得られた豆乳を比較実験例１品とした。

比較実験例２：実験例２と同様に浸漬大豆を磨砕し、得られた呉（１５℃）を同様に呉移送ポンプで連続釜に送り（１５００Ｌ／ｈ）、６本の縦型の筒（２５Ｌ）の中に順番に下方から上方へと通過させながら蒸気を下方より吹き込んだ。呉移送ポンプ通過後５０秒後に３０℃、８０秒後に４５℃、１２０秒後に６０℃、１６０秒後に７５℃、１８０秒後に９０℃、２００秒後に１００℃、２４０秒後に１０６℃であった。そのまま２４０秒間保持した後、スクリュープレスでオカラと豆乳に分離し、得られた豆乳を比較実験例２品とした。

比較実験例３：実験例１と同様に浸漬大豆を磨砕し、得られた呉（２３℃）を同様に呉移送ポンプで二重管式間接加熱器に送り（１５００Ｌ／ｈ）、７０秒後に５０℃、１２０秒後に７０℃、１８０秒後に８６℃であった。これに蒸気を吹き込み１０６℃とし、２４０秒間保持後に二重管冷却器で８５℃まで冷却した。これをスクリュープレスでオカラと豆乳に分離し、得られた豆乳を比較実験例３品とした。

比較実験例４：実験例１と同様に浸漬大豆を磨砕し、得られた呉（２５℃）を同様に呉移送ポンプで加熱器に送り（１５００Ｌ／ｈ）、１０秒後に蒸気を吹き込んで５秒間で１０６℃とした。２４０秒間保持後に二重管冷却器で８５℃まで冷却した。これをスクリュープレスでオカラと豆乳に分離し、得られた豆乳を比較実験例４品とした。

得られた夫々の豆乳は１０℃に冷却後、凝固剤として塩化マグネシウム製剤０．２５％を混合、ポリプロピレン容器に密封し、８５℃、４５分間の加熱凝固を行った。豆乳、豆腐それぞれは、２０℃で１時間放置後、１３名の専門パネルによって官能評価を行った。

結果を表１〜３にまとめて示したが、実験例品は、豆乳粘度が極めて低く、ゲル化力も高い。これに対して比較実験例品は何れも粘度が高く、ゲル化力も実験例品に比べ低い。総合的に実験例品が比較実験例品を上回る結果であった。官能検査の結果は、豆乳、豆腐共に実験例品が比較実験例品を上回り、好評であった。

（実施例１）
水に１５時間浸漬した全粒大豆を縦型の磨砕機のホッパー部に水をキープして空気の混入を防いだ状態で、連結した送液ポンプ（モーノポンプ）の回転数は一定として浸漬大豆と磨砕水の供給量をコントロールしてホッパー部の水位を一定レベルに維持した。

得られた呉（２１℃）を第１加熱器に送り（１２００Ｌ／ｈ）、１２秒後に蒸気を吹き込んで４秒間で７５℃とした。これを６０秒間保持した後に第２加熱器で蒸気を吹き込み４秒間で１０３℃とし、９０秒間保持後に二重管冷却器で７５℃まで冷却した。

これをスクリュープレスでオカラと豆乳に分離し、得られた豆乳を脱気槽に導入した。この豆乳を１２０℃で殺菌後冷却し、天然ニガリを添加混合した後にプラスチック容器に充填密封して８５℃、４５分間加熱凝固させ、１０℃まで冷却した。

得られた豆腐は、豆の香りがし、渋み、えぐ味の無い、甘く美味しいものであった。

（実施例２）
脱皮大豆を新鮮な水を供給しながら横型の磨砕機で磨砕し、連結した送液ポンプで、得られた呉（２３℃）を第１加熱器に送り（１５００Ｌ／ｈ）、１０秒後に蒸気を吹き込んで５秒間で８５℃とした。これを１０秒間保持した後に第２加熱器でジュール加熱により３０秒間で１２０℃とし、３０秒間保持後に二重管冷却器で８０℃まで冷却した。

これをスクリューデカンターでオカラと豆乳に分離し、得られた豆乳を脱気槽に導入した。この豆乳を１４５℃、５秒間の滅菌処理をした後に１０℃まで冷却し、無菌的条件下で無菌のポリプロピレン容器に充填した。

この豆乳はさらりとして、渋み、えぐ味の無い後味のすっきりした飲みやすいものであった。

（実施例３）
水に１５時間浸漬した全粒大豆を新鮮な冷水（５℃）を供給しながら横型の磨砕機で磨砕し、連結した送液ポンプで、得られた呉（１６℃）を第１加熱器に送り（１５００Ｌ／ｈ）、１０秒後に蒸気を吹き込んで５秒間で９０℃とした。これを８秒間保持した後に第２加熱器で蒸気を吹き込んで１３０℃とし、１０秒間保持後に二重管冷却器で７５℃まで冷却した。

これをスクリューデカンターでオカラと豆乳に分離し、得られた豆乳を脱気槽に導入した。この豆乳を１２５℃、１０秒間の殺菌処理をした後に８０℃まで冷却し、天然ニガリを添加混合してそのまま加温しながら３０分間静置して固めた。

この豆腐は、大豆の香りが高く、甘くて渋み、えぐ味の無い後味のすっきりしたものであった。

本発明の大豆の磨砕加熱処理方法の工程順の１例を示すフローチャートであ る。 図１の工程順における装置の設置の１例を示すブロック図である。 本発明の大豆の磨砕加熱処理方法の工程順の他の例を示すフローチャートで ある。 図３の工程順における装置の設置の１例を示すブロック図である。 本発明の大豆の磨砕加熱処理装置の一つの実施形態を示す模式図である。 本発明の大豆の磨砕加熱処理装置の他の実施形態を示す模式図である。 大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器の一例を示す断面的説明図である。 大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器の他の例を示す断面的説明図である。 大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器の別の例を示す断面的説明図である。 本発明の大豆の磨砕加熱処理装置の別の実施形態を示す模式図である。 本発明の大豆の磨砕加熱処理装置のさらに別の実施形態を示す模式図である。 従来の大豆の磨砕加熱処理装置の一例を示す模式図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ：磨砕加熱処理装置、１２：ホッパー、１４：定量供給装置、１６，２００：磨砕機、１８：定量ポンプ、２０：従来の加熱器、２０Ａ〜２０Ｇ：加熱器単体、２０２：第１加熱器、２０３：第１温度保持手段、２０４，２０４Ａ，２０４Ｂ：第２加熱器、２０５：第２温度保持手段、２０６：冷却器、２０８：固液分離機、２１０：真空脱気槽、２１２：加熱殺菌機又は滅菌機、３００：主導管、３０２：蒸気分配管、３０４：蒸気導入管、３０６：スタティックエレメント、３０７：支柱、３０８：蒸気導入口、３０９：ドレーン抜き、Ｂ：大豆、Ｂ１：大豆磨砕物、Ｈ，Ｈ１，Ｈ２：本発明の加熱器、Ｐ１〜Ｐ９：パイプ、Ｐ１１〜Ｐ１７：スチーム供給パイプ、Ｓ：スチーム、蒸気、Ｖ１〜Ｖ７：バルブ、Ｗ：水。

Claims (24)

1. 大豆を磨砕機に投入し、水を加えて磨砕する磨砕工程と、該磨砕工程後、直ちに大豆磨砕物の昇温速度が１秒間に１℃〜７０℃となるように、該大豆磨砕物の温度を６５℃〜９０℃の温度範囲まで昇温させ、該昇温状態を１秒〜１８０秒間保持する第１加熱工程と、次いで、該大豆磨砕物の昇温速度を所定条件に設定して、該大豆磨砕物の温度を所定温度まで昇温させ、該昇温状態を所定時間保持する第２加熱工程とを直列に連結し、密封連続ラインとすることを特徴とする大豆の磨砕加熱処理方法。
2. 前記第２加熱工程において、前記大豆磨砕物の昇温速度が１秒間に０．１℃〜７０℃、前記大豆磨砕物の温度が１００℃〜１５０℃及び前記昇温状態の保持時間が１秒〜９００秒である請求項１記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
3. 前記第２加熱工程の後に、前記大豆磨砕物を１００℃未満に冷却する冷却工程を連結する請求項１又は２記載の磨砕加熱処理方法。
4. 前記冷却工程の後に、固液分離機を用いる固液分離工程を連結する請求項３記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
5. 前記固液分離工程の後に、真空脱気槽を用いる真空脱気工程を連結する請求項４記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
6. 前記真空脱気工程の後に、１１０℃〜１５０℃の温度帯を有する加熱殺菌機を用いる加熱殺菌工程、あるいは滅菌機を用いる滅菌工程を連結する請求項５記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
7. 前記冷却工程の後に、真空脱気槽を用いる真空脱気工程と、次いで固液分離機を用いる固液分離工程を連結する請求項３記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
8. 前記固液分離工程の後に、１１０℃〜１５０℃の温度帯を有する加熱殺菌機を用いる加熱殺菌工程、あるいは滅菌機を用いる滅菌工程を連結する請求項７記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
9. 前記磨砕時に加えられる水の温度を１５℃以下とする請求項１〜８のいずれか１項記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
10. 前記磨砕時に加えられる水のｐＨが８〜１２である請求項１〜９のいずれか１項記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
11. 前記磨砕を水封状態で行う請求項１〜１０のいずれか１項記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
12. 前記第１加熱工程及び第２加熱工程での加熱システムとして、前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式を用いる請求項１〜１１のいずれか１項記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
13. 前記第１加熱工程及び第２加熱工程での加熱システムとして、ジュール加熱機を用いる請求項１〜１１のいずれか１項記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
14. 前記第１加熱工程及び第２加熱工程のいずれか一方の工程での加熱システムとして、前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式を用い、他方の工程の加熱システムとして、ジュール加熱機を用いる請求項１〜１１のいずれか１項記載の大豆の磨砕加熱処理方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項記載の大豆の磨砕加熱処理方法を実施するための装置であって、原料大豆を磨砕する磨砕機と、該磨砕機からの大豆磨砕物を加熱する第１加熱器と、該第１加熱器で加熱された大豆磨砕物をさらに加熱する第２加熱器と、該第２加熱器で加熱された大豆磨砕物を豆乳とおからに分離する固液分離機とを有することを特徴とする大豆の磨砕加熱処理装置。
16. 前記第１加熱器と前記第２加熱器の間に温度保持手段を設置する請求項１５記載の大豆の磨砕加熱処理装置。
17. 前記第２加熱器と前記固液分離機の間に温度保持手段及び／又は冷却器を設置する請求項１５又は１６記載の大豆の磨砕加熱処理装置。
18. 前記第１加熱器及び第２加熱器として、前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器を用いる請求項１５〜１７のいずれか１項記載の大豆の磨砕加熱処理装置。
19. 前記第１加熱器及び第２加熱器として、ジュール加熱機を用いる請求項１５〜１７のいずれか１項記載の大豆の磨砕加熱処理装置。
20. 前記第１加熱器及び第２加熱器のいずれか一方の加熱器として、前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器を用い、他方の加熱器として、ジュール加熱機を用いる請求項１５〜１７のいずれか１項記載の大豆の磨砕加熱処理装置。
21. 前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器が、大豆磨砕物を通過させるための主導管と、該主導管に隣接して設けられた蒸気分配管と、該蒸気分配管から前記主導管に延出され該主導管内に蒸気を導入する１本又は複数本の蒸気導入管とを有する請求項１８又は２０記載の大豆の磨砕加熱処理装置。
22. 前記蒸気分配管が前記主導管と平行に設置されている請求項２１記載の大豆の磨砕加熱処理装置。
23. 前記大豆磨砕物中に蒸気を直接吹き込む方式の加熱器が、当該加熱器を設置した水平床面に対して角度αだけ送液方向上方に傾斜している請求項２１記載の大豆の磨砕加熱処理装置。
24. 前記角度αが２°〜４５°である請求項２３記載の大豆の磨砕加熱処理装置。

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