JP2009268449A

JP2009268449A - 人工知能型発酵製造機及びこれを用いた食品加工方法

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Publication number: JP2009268449A
Application number: JP2008137492A
Authority: JP
Inventors: Jong Boo Kim; 鍾富金; Bong Soon Kwak; 鳳淳郭; Kitaku Sai; 基卓蔡; Hokun Kim; 保君金; Seigen Tei; 盛元鄭; Soon Moon Kim; 鶉▲ムン▼ 金; Sie Young Choi; 時永崔
Original assignee: Nuc Electronics Co Ltd
Current assignee: Nuc Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】食品材料が所望の状態に発酵されるように制御することができ、センサー部の故障時にも食品の発酵過程を制御することができる人工知能型発酵製造機及びこれを用いた食品加工方法の提供。
【解決手段】加工する食品材料を選択するためのスイッチと、内部に所定空間の収容部が形成された本体１２と、前記本体の収容部に選択的に収納され、加工する食品材料を保管する容器と、前記本体に設置され、前記加工する食品材料が発酵されるように加熱する温度調節部と、前記食品材料の発酵時に発生するガスの濃度を感知するセンサー部と、前記センサー部によって測定されたガスの濃度値によって前記温度調節部の作動を制御する制御部とを含んで人工知能型発酵製造機１０を構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、食品材料を加熱して発酵させる人工知能型発酵製造機（人口知能型発酵装置）及びこれを用いた食品加工方法に関するもので、より詳細には、食品材料の発酵時に発生するガスの濃度を測定し、これを用いて食品の発酵状態を判断できるようにし、食品材料の発酵時に発生するガスの濃度による発酵状態を予めデータ化し、このデータによって食品の発酵条件を制御する発酵パターンの保存機能を備えた人工知能型発酵製造機及びこれを用いた食品加工方法に関するものである。

従来技術に係る発酵製造機１１０の断面図である図１を参考にすると、従来の発酵製造機１１０は、本体１１２の内部に収容部１１４が形成され、前記本体１１２の前面には、使用者の操作命令を入力するための操作部１４０が設けられる。また、前記収容部１１４には、発酵される食品材料が保存されるウィッカートレイ１３０からなる容器が装着される。また、前記本体１１２には、食品材料が発酵されるように適切な温度及び時間条件で加熱する発熱部１５０が装着される。そして、前記本体１１２には、前記収容部１１４を覆う蓋１２０が設けられる。

上記のように構成された発酵製造機１１０は、適切な発酵温度と時間条件を維持させると、前記容器に保存された食品材料が微生物によって発酵される。発酵は、栄養素を吸収されやすい状態にし、新陳代謝を円滑にする特性がある。韓国の場合、食物を長期間保管するために食物を発酵させる調理法が広く実施されており、このような発酵食物としては、主に、キムチ、ヨーグルト、味噌、清麹醤などがある。このような発酵食物は、特有の風味によって味が優秀であり、非常に豊富な栄養素を有しているので、健康にも有益な食物である。

従来技術に係る食品加工方法を示したフローチャートである図２を参考にすると、上記のように構成された発酵製造機を用いた食品加工方法は、食品材料を用意して容器に載せる段階（Ｓ１１及びＳ１２を参照）と、前記容器に載せられた食品材料を発酵製造機に入れて、前記食品材料が発酵されるように加熱する段階とを有する（Ｓ１３及びＳ１４を参照）。このような食品材料は、発酵に適した温度及び時間条件で加熱して発酵を進行した後、発酵を終了する段階からなる。通常、食品材料の発酵に適した温度は４０〜４２℃であり、上記の温度で約８時間の間加熱して発酵を進行する（Ｓ１５を参照）。

しかしながら、従来の発酵製造機及びこれを用いた食品加工方法は、ヨーグルトまたは清麹醤などの発酵食品を製造するにおいて、予め定められた温度及び時間条件のみで制御されており、内・外的な環境要因の変化によって品質に大きな差が生じる。すなわち、従来には、外部環境と発酵環境との差を考慮せずに発酵温度（４０〜４２℃）と時間のみで発酵を誘導するので、微生物の発酵に必要な最上の条件を導き出すことができなく、使用者ごとに発酵品質が一定に反復されなく、結果的に所望の発酵品質を再現することが難しいという問題がある。

さらに、微生物は、誘導期、対数期、停滞期、死滅期を経て成長するが、微生物の数は、停滞期になると最高潮に達し、以後には急激に減少するようになる。すなわち、対数期は、ほぼ初期発酵段階と見ることができ、停滞期は、発酵完了段階と見ることができる。しかし、微生物がそれぞれの段階に到達するまでにかかる時間は、外部環境及び発酵環境によって大いに変わる。すなわち、発酵環境の内・外部的要因が最上の発酵状態を維持すると、微生物の発酵が最適の条件で進行され、結果的に、発酵が完了段階に到達するまでにかかる時間が短縮される。一方、発酵環境の内・外部的要因が悪い場合、初期発酵段階または発酵完了段階までにかかる時間が長くなる。

また、従来の発酵製造機及びこれを用いた食品加工方法は、周辺環境によって時間的な差が発生しうる憂いがあるが、定められた時間で発酵を誘導するので、発酵された食品の発酵品質が低下し、使用者ごとに品質の差が大きく、同一の使用者であっても使用時ごとに食品の発酵品質に差が発生しうる。

すなわち、発酵環境が最上の条件である状態で一定の発酵時間をおいて発酵させた場合、予め定められた発酵時間以前に既に初期発酵段階になることもある。このときは、定められた発酵時間がまだ残っているので、発酵時間の終了時まで継続的に発酵が進行され、使用者が望んでいた発酵でなく、既に発酵熟成が盛んに進行された状態となることもある。

その反対に、発酵環境の悪い状態で予め定められた発酵時間をおいて発酵した場合、定められた発酵時間内に初期発酵段階が進行されないこともある。すなわち、発酵が十分に進行される前に発酵機の発酵が停止し、使用者が望む発酵でなく、未熟な発酵に終わることがある。

このように、従来には、食品材料の発酵が単純に定められた条件によって進行されるので、内・外的な環境要因によって発酵品質が変わる問題を解決できないという限界がある。また、従来には、ガスの濃度を測定して発酵状態を判断することができなく、これによって、制御部の処理速度を増加させて一層迅速な作業を行う試みはもちろんで、使用者が望む発酵パターンを保存して食品材料を発酵させる試みがなされていない。

本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解決するためのもので、食品材料の発酵加工時に発生するガスの濃度を判断し、発酵程度を把握することで、内・外的な環境要因が変わるとしても、常に一定の発酵品質の食品を加工することができ、食品材料の発酵時に発生したガスの濃度による発酵状態を予め保存し、保存されたデータを通して発酵が迅速に制御されるようにし、使用者が望む発酵パターンを保存し、食品材料が所望の状態に発酵されるように制御することができ、センサー部の故障時にも食品の発酵過程を制御することができる人工知能型発酵製造機及びこれを用いた食品加工方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る人工知能型発酵製造機は、加工する食品材料を選択するためのスイッチが備わり、内部に所定空間の収容部が形成された本体と、前記本体の収容部に選択的に収納され、加工する食品材料を保管する容器と、前記本体に設置され、前記加工する食品材料が発酵されるように加熱する温度調節部と、前記食品材料の発酵時に発生するガスの濃度を感知するセンサー部と、前記センサー部によって測定されたガスの濃度値によって前記温度調節部の作動を制御する制御部とを含む。

ここで、前記センサー部は、前記食品材料の発酵時に発生するアンモニア（ＮＨ_３）ガスを測定するセンサーを含むことが好ましい。また、前記センサー部は、前記食品材料の発酵時に発生する二酸化炭素（ＣＯ_２）ガスを測定するセンサーを含むことができる。また、前記制御部は、前記センサー部で感知されたガスの濃度によって予め入力されたパターンによって前記温度調節部の作動温度及び時間条件を制御することができる。併せて、前記センサー部は、前記食品材料の発酵時に発生するガスの濃度によって可変される電圧値を測定し、ガスの濃度を感知することができる。また、前記制御部は、食品材料の発酵時に発生するガスの濃度による発酵パターンが予め発酵マップデータとして保存された保存部を含み、前記制御部は、前記保存部に保存された発酵マップデータによって前記発熱部の作動を制御することができる。また、前記発酵マップデータは、前記センサー部によって測定されたガスの濃度値によって前記制御部が前記発熱部の作動を制御して得られる発酵パターンのうち、使用者によって選択された発酵パターンを得るためのデータを含むことができ、前記発酵マップデータは、前記センサー部によって測定されたガスの濃度によって前記温度調節部の作動を制御して得られる発酵パターンを保存する過程を所定の回数繰り返して平均発酵パターンを得るためのデータを含むことができる。

また、上記の目的を達成するための本発明に係る食品加工方法は、発酵される食品材料を用意し、発酵に適した容器に保存する段階と、前記容器に保存された食品材料を発酵製造機に入れて加熱し、初期発酵を進行させる段階と、前記加熱された食品材料から発生するガスの濃度を測定する段階と、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガスの濃度が発酵基準値に到達するかどうかを判断する段階と、前記ガスの濃度が発酵基準値に到達したと判断されると、予め設定された発酵パターンによって発酵が進行されるように制御する段階とを含む。

また、前記発酵が進行されるように制御する段階が完了すると、前記発酵された食品材料が低温熟成されるように冷却する段階を含むことができる。また、前記発酵基準値は、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガス濃度が最高潮に到達した後、落ちる時点のガス濃度であることが好ましい。また、前記発酵基準値は、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガス濃度の増減曲線の勾配が逆転される時点のガス濃度であることが好ましい。前記発酵基準値は、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガス濃度の増減曲線の一定区間を測定し、予測した最高潮到達時点のガス濃度であることがさらに好ましい。

また、上記の目的を達成するための本発明に係る食品加工方法は、発酵される食品材料を用意し、発酵に適した容器に保存する段階と、前記容器に保存された食品材料を発酵製造機に入れて加熱し、初期発酵を進行させる段階と、食品材料の発酵時に発生するガスの濃度による発酵パターンを得るための予め保存されたデータを含む発酵マップデータを呼び出す段階と、前記呼び出された発酵マップデータに予め設定されたパターンによって発酵が進行されるように制御する段階とを含む。

ここで、前記発酵マップデータは、使用者によって選択された発酵パターンを得るためのデータを含むことが好ましい。また、前記発酵マップデータは、前記発酵製造機の作動時、前記センサー部によって測定されたガスの濃度による発酵パターンの保存過程を所定の回数反復して得られた平均発酵パターンを得るためのデータを含むことがさらに好ましい。前記発酵マップデータは、使用地域の発酵環境に対する発酵パターンを得るためのデータを含むことも可能である。

本発明に係る人工知能型発酵製造機及びこれを用いた食品加工方法は、食品材料の発酵状態によって発生したガスの濃度を測定し、食品材料の発酵状態を判断することができるので、周辺環境の変化または食品材料の発酵状態に合う発酵条件の設定が可能であり、食品材料の発酵状態を正確に制御することができ、食品材料の発酵時、食品材料の状態によって正確な温度調節が可能であり、同一の食品材料を発酵する場合に常に一定の風味を出すことができ、結果的に製品の信頼度を向上させることができる。

また、本発明は、発酵時に発生したガスの濃度を通して発酵状態を判断する多様なアルゴリズムによって発酵状態を正確かつ迅速に判断することができる。

また、本発明は、食品材料の発酵状態を発酵時に発生したガスの濃度を通して測定するので、食品材料の発酵進行程度を正確に判断することができ、これを通して初期発酵段階を解析することで、最初の発酵段階での外部環境条件に拘束されず、発酵の品質を高めて一定に維持させることができる。

また、本発明は、初期発酵段階以後の発酵熟成段階を段階別に調節することができ、使用者の趣向によって薄い清麹醤味と伝統の濃い清麹醤味を得ることができ、初期発酵段階で清麹醤発酵の品質が決定されると、以後、発酵熟成がそれに基づいて進行されるので、使用者の趣向に合う豊富で深い味を得ることができる。

また、本発明は、食品材料の発酵時に発生したガスの濃度によって保存された発酵パターンのうち、使用者の嗜好に適した発酵パターンを選択して食品の発酵を制御することで、毎度ガスの濃度を測定して発酵状態を把握しなくてもよいので、処理速度が速くなり、常に使用者の趣向に合せて食品材料を発酵させることができる。また、本発明は、発酵時に発生したガス濃度の平均値を保存して発酵状態を制御することができ、センサー部のガス濃度測定値の誤差による発酵偏差を解消することができる。また、ガスセンサー部の誤作動または故障時にも、予め保存されたデータを通して発酵過程を制御することができる。

以下、本発明の実施例を、添付された図面を参照して詳細に説明する。

図３は、本発明の実施例に係る発酵製造機の斜視図で、図４は、本発明の実施例に係る発酵製造機の内部を示した斜視図で、図５は、本発明の実施例に係る発酵製造機の断面図で、図６は、本発明に係る発酵製造機の一部を示したブロック図である。

本発明に係る発酵製造機１０には、図３乃至図６に示すように、電源供給装置及び各種の電子部品を含む本体１２が設けられ、前記本体１２の前面上部には、これらを制御するための操作部４０が備わる。また、前記本体１２の内部には、所定空間の収容部１４が形成され、前記収容部１４には、食品材料を保管するための容器が収納される。

前記本体１２の前面部には、前記容器を収納できるように開閉可能なカバー２０が設置される。前記カバー２０の内側には、前記本体１２の前面に密着されるパッキング部材２２が設けられる。前記パッキング部材２２は、断熱性を向上させ、食品の発酵時に発生する臭いが外部に拡散されることを遮断する。

また、前記本体１２において、前記収容部１４の上部には、内部を加熱するための温度調節部５０が設けられる。

前記温度調節部５０は、前記収容部１４の上部に設置され、前記収容部１４内部の空気を加熱または冷却することができる。このために、前記温度調節部５０は、前記収容部１４の上部に向かって下方に対面するように設置される第１熱交換器５２と、前記本体１２の上部に向かって上方に対面するように設置される第２熱交換器５４とを含み、前記本体の上側には、前記第２熱交換器５４の熱交換効率が増加するように大気と連通する多数の通風ホール１９が形成される。前記通風ホール１９の内側には、熱交換効率を増加させるためのファン１８が設置されることが好ましい。

前記第１熱交換器５２と前記第２熱交換器５４との間には、熱電素子５３が設置される。前記熱電素子５３は、印加される電圧の極性差によって温度差を発生させる。すなわち、前記熱電素子５３は、印加される電圧によって前記第１熱交換器５２と隣接した部分が加熱され、前記第１熱交換器５２を通して前記収容部１４内部の空気が加熱される。これと同時に、前記熱電素子５３は、前記第２熱交換器５４と隣接した部分が冷却され、前記第２熱交換器５４を通して大気との熱交換がなされる。

このように、前記温度調節部５０は、食品材料の発酵モード時、前記収容部１４内部を加熱し、食品材料の発酵に適した温度に維持させる。

一方、前記温度調節部５０に供給される電源の極性を転換すると、前記熱電素子５３は、前記第１熱交換器５２と隣接した部分が冷却され、前記第２熱交換器５４と隣接した部分は加熱される。

前記温度調節部５０は、発酵過程が完了した食品材料を冷却させ、発酵された食品を熟成させることができる。

また、前記温度調節部５０の下部には送風ファン５６が設置され、前記送風ファン５６は、前記収容部１４内部の空気を循環させて内部温度を均一に維持させることができる。本発明の実施例において、前記温度調節部５０及び前記送風ファン５６が前記収容部１４の上部に設置された例を説明しているが、それらの設置位置は限定されるものでなく、前記収容部１４の側面などにも設置可能である。

一方、前記収容部１４に収容される容器は、加工される食品材料によって異なった形状に形成される。例えば、前記容器は、ウィッカートレイ３０からなり、前記ウィッカートレイ３０は、前記収容部１４に位置するように前記本体１２の上端に据え置かれる。前記ウィッカートレイ３０には、保管された食品材料の円滑な通気のために多数の通気ホール３４が形成される。また、前記ウィッカートレイ３０には、上側に集まる水分が食品材料に流入することを遮断するための突出部３８と、上側に集まる水分を前記収容部１４に排出するための複数の穴３９が形成される。

また、前記本体１２の内部には、前記温度調節部５０の作動を制御する制御部６０が備わる。前記制御部６０は、前記本体１２の前面に設置された操作部４０から入力された食品加工モードによって適切な発酵が進行されるように、前記温度調節部５０の作動温度及び時間を制御する。

このために、前記操作部４０は、発酵製造機１０の作動状態を表示する表示部４２と、前記本体１２に供給される電源を調節する電源オンオフスイッチ４３とを含むことができ、保存された食品によって発酵条件を選択するためのメニュー選択スイッチ４４及び発酵段階選択スイッチ４５を含むことができる。また、前記本体１２には、前記発酵製造機１０の作動状態によって使用者が容易に確認できるように、音響信号を出力する音響出力部（図示せず）がさらに設置される。

また、前記温度調節部５０は、前記操作部４０のメニュー選択スイッチ４４を押した後、所定時間が経過すると、前記制御部６０によって作動を進行させるためのアルゴリズムを通して作動が制御される。

また、前記本体１２には、前記食品材料の発酵時に発生するガスの濃度を感知するセンサー部５８が設置される。

前記センサー部５８は、前記食品材料の発酵時に発生するガスの濃度を測定し、前記制御部６０は、前記センサー部５８で測定されたガスの濃度値によって予め設定されたパターンによって前記温度調節部５０の作動温度及び時間条件を制御することができる。

ここで、前記センサー部５８は、前記食品材料の発酵時に発生するアンモニア（ＮＨ_３）ガスを測定するセンサーを含み、前記センサーによって測定されるアンモニア（ＮＨ_３）ガスの濃度を通して発酵が進行中である程度を判断することができる。

前記センサー部５８で測定されたガスの濃度によって、前記制御部６０は、発酵状態を制御し、これをデータ化して前記保存部６２に保存する。

すなわち、前記制御部６０は、前記センサー部５８によって測定されたガスの濃度値によって前記温度調節部５０の作動を制御し、食品材料を発酵する過程を制御する。このように、食品材料の発酵過程が反復される間、使用者は、嗜好に合う発酵状態の発酵パターンを選択し、これによる制御条件と関連した発酵マップデータを前記保存部６２に保存する。そして、前記制御部６０は、以後の食品材料の発酵加工時に、前記保存部６２に保存された発酵マップデータを呼び出し、これに基づいて温度調節部５０の作動温度または時間を制御する。

そして、前記制御部６０は、前記発酵マップデータによって初期発酵条件を達成すると、使用者の嗜好によって発酵過程を段階別にさらに進行できるようにする。

このように、前記発酵マップデータは、使用者が任意に選択した発酵パターンによって構築されるか、製品の生産時、最適の条件で実験された発酵パターンによる制御条件を保存部６２に保存して提供される。

さらに、前記発酵マップデータが保存部６２に保存された状態で製造・販売される場合、別途にガスの濃度を測定するためのシステムを構築しなくてもよいので、製造費用を節減することができる。併せて、前記発酵製造機１０は、使用者が使用する地域によって最適の発酵マップデータを入力することができ、インターネットまたは別途の保存手段によって提供されるファームウエアなどを通して発酵マップデータを変更することができる。

また、前記発酵マップデータは、前記センサー部５８で測定されたガスの濃度によって前記温度調節部５０の作動を制御して得られる発酵パターンを得るための作動条件を保存する過程を所定の回数反復して平均化した条件を前記保存部６２に保存して構築することも可能である。

すなわち、前記保存部６２には、製品の生産時、最適の条件で実験された発酵パターンによる制御条件と関連した発酵マップデータが保存されており、前記制御部６０は、前記保存部６２に保存された発酵マップデータを通して初期発酵過程を制御する。そして、前記制御部６０は、このような過程を所定の回数反復して実施し、食品材料の発酵時に発生したガスの濃度による発酵状態を前記保存部６２に保存し、これを平均化して発酵マップデータを構築することができ、このように構築された発酵マップデータを最終的に前記保存部６２に保存し、以後の発酵過程では、保存された発酵マップデータを呼び出して発酵パターンを制御するようになる。

また、前記制御部６０は、このような過程を所定の回数反復して実施し、食品材料の発酵時に発生したガスの濃度による発酵パターンを保存して発酵マップデータを構築する。

このように、前記発酵製造機１０が前記発酵マップデータを構築する過程では、所定の回数の間反復して実施した発酵パターンのうち使用者が最も好む発酵パターンを発酵マップデータとして保存する。

一方、前記発酵製造機１０が前記発酵マップデータを構築する過程は、製品の購入後、所定の回数が反復される間に蓄積されたデータを平均化して構築することができ、使用者が任意の時点で所定の回数反復される間に蓄積されたデータを平均化して構成することも可能である。

図７は、本発明に係る発酵製造機によって製造される食品材料の発酵状態を表示したグラフで、図８は、本発明に係る発酵製造機の発酵状態による発酵ガスの濃度を表示したグラフで、図９は、本発明に係る発酵製造機の発酵状態によるアンモニアガスの濃度を表示したグラフである。

図７乃至図９を参考にすると、発酵製造機１０によって食品材料を発酵すると、食品材料の微生物の数が増加し、結果的に酵素の活性度が上昇する。そして、酵素から発生する発酵ガスが増加するようになる。

ここで、図７に示したグラフは、食品材料の微生物成長曲線を表し、食品材料が発酵条件に維持されると、微生物が増加するようになる。このように微生物の数及び活性度が増加する時期を‘対数期’という。そして、所定の時間が経過すると、微生物の数及び活性度の増加率が低下する。このように微生物の数及び活性度の増加率が低下する時期を‘停滞期’という。また、前記停滞期以後、時間がさらに経過すると、微生物の数及び活性度が減少し、このように微生物の数及び活性度が減少する時期を‘死滅期’という。死滅期は、微生物の発酵が完了した時期で、‘死滅期’に到達した食品材料を熟成させることで発酵食品が完成される。

上述したように、食品材料の発酵状態は図７に示す通りであるが、家庭では、微生物の成長状態を測定して発酵状態を制御することができない。一方、図８は、前記発酵製造機の発酵状態による発酵ガスの濃度を示し、図９は、前記発酵製造機の発酵状態によるアンモニアガスの濃度を示している。

図８及び図９を参考にすると、微生物の成長曲線は、発酵ガスの濃度曲線と類似した特性を有し、このような発酵ガス、例えば、アンモニアガスの発生濃度を測定することで、食品材料の発酵状態を判断することができる。ここで、前記発酵ガスは、アンモニア及び他の多様なガスを含むガスをいう。

このように、前記センサー部５８によって測定されるガスの濃度曲線を観察すると、微生物の成長曲線での変曲点を求めることができる。このように、アンモニアガスの濃度曲線での変曲点に対応する時期から、初期発酵時期を知ることができる。また、前記発酵製造機は、初期発酵時期以後、使用者の嗜好によって食品材料の発酵を段階的にさらに進行することができ、使用者の趣向によって発酵進行程度を調節することができる。

一方、本発明に係る食品加工方法では、上記のように構成された発酵製造機を用いることができる。図１０は、本発明に係る食品加工方法を示したフローチャートである。

図１０を参考にすると、本願発明は、まず、発酵される食品材料を用意する（Ｓ２１を参照）。そして、前記食品材料を発酵に適した容器に保存する段階を有する（Ｓ２２を参照）。このとき、前記食品材料としては、ヨーグルトまたは清麹醤などのように発酵加工する食品を全て含むことができ、それぞれの食品は、その形態によって通風のよいウィッカートレイや複数個からなる密閉用容器に載せて発酵させる。

このように、食品材料が発酵に適した容器に保存されると、前記容器に保存された食品材料を発酵製造機１０に入れて加熱し、初期発酵を進行させる段階を有する（Ｓ２３及びＳ２４を参照）。

このとき、前記操作部４０で設定された発酵モードは制御部６０に伝送され、前記制御部６０は、設定された発酵モードによって温度調節部５０の作動を制御する。そして、前記温度調節部５０の作動が開始されると、中央部の空気が暑くなり、この空気は、送風ファン５６の作動によって外郭部に循環される。そして、外郭部には下降気流が形成され、再び空気が上昇する自然的な対流が起き、食品材料が加熱されるようになる。ここで、対流速度は、前記送風ファン５６を作動させて制御することが好ましい。

前記食品材料が約４０〜４２℃の温度で加熱されると、微生物による初期発酵が進行される。このとき、微生物は、食品材料を発酵させながらガスを発生する。このようなガスの一例として、アンモニア（ＮＨ_３）ガス、二酸化炭素（ＣＯ_２）ガスなどがあり、食品材料の種類または微生物の種類によって他のガスも発生しうる。

このように初期発酵が進行されると、前記加熱された食品材料から発生するガスの濃度を測定する段階が行われる（Ｓ２５）。このとき、前記発酵製造機１０のセンサー部５８を用いて、発酵時に発生するガスの一例であるアンモニア（ＮＨ_３）ガスの濃度を測定する。

そして、次の段階として、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガスの濃度が発酵基準値に到達するかどうかを判断する段階を経る（Ｓ２６）。

ここで、前記アンモニアガスの増減曲線は、微生物の活性曲線と類似した特性を有する。すなわち、微生物は、誘導期、対数期、停滞期、死滅期を経て成長するが、微生物の数は、対数期の完了時点まで活発に増加する。微生物の数は、停滞期になると最高潮に達し、以後に急激に減少するようになる。

このとき、対数期には、微生物の数が飛躍的に増加すると同時に、発生するガスの濃度が増加する。このように微生物の成長によって発生したガスの濃度を判断すると、食品材料の発酵が進行されている状態を判断することができる。

すなわち、対数期の完了時点は、初期発酵の完了時点と判断することができる。このように対数期の完了時点から、発酵の完了時点を知ることができ、使用者の嗜好によって食品材料をより発酵させることができる。

ここで、前記発酵基準値は、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガス濃度が最高潮に到達した後、落ちる時点のガス濃度であることが好ましい。前記発酵製造機のセンサー部５８は、発酵時に発生したガスの量によって変動される電圧を測定し、発酵ガスの濃度を測定するようになる。すなわち、前記センサー部５８によって測定される電圧が最高点から落ちる時点を、発酵ガスの濃度が最高潮に到達した時点と見なし、この時点を発酵基準値と判断する。

本発明の実施例において、前記発酵基準値を判断する方法は、限定されておらず、多様な方法で発酵基準値を判断することができる。一例として、前記発酵基準値は、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガス濃度の増減曲線を微分して判断することもできる。すなわち、前記ガス濃度の増減曲線を微分すると、前記増減曲線の勾配を知ることができる。そして、前記増減曲線の勾配が増加した後、順次的に減少して逆転される時点を判断することができる。このように増減曲線の勾配が逆転される時点を、発酵ガスの濃度が最高潮に到達した時点と見なし、この時点を発酵基準値と判断することができる。

前記発酵基準値を判断する他の方法としては、カーブフィッティング（ｃｕｒｖｅｆｉｔｔｉｎｇ）を通した判断方法がある。前記カーブフィッティングは、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガス濃度の増減曲線の一定区間を測定し、ガス濃度の増減曲線の進行状況を予測し、予測された増減曲線が最高潮に到達する時点を発酵基準値と判断する。

このように、測定されたガス濃度が前記発酵基準値に到達したと判断されると、以後、食品加工モードによって予め設定されたパターンで発酵状態が進行されるように制御する段階を進行する（Ｓ２７）。すなわち、発酵状態が進行されるように制御する段階では、使用者が設定した食品加工モードを得るための発酵過程が進行される。前記食品加工モードは、発酵パターンと連係した作動温度及び時間を決定する。前記食品加工モードは、食品材料の発酵が段階別に進行されるように制御することが好ましい。すなわち、初期発酵の完了後、使用者によって選択された食品加工モードによって発酵熟成程度を調節することができる。したがって、使用者の趣向によって薄い清麹醤味と伝統の濃い清麹醤味を得ることができ、初期発酵段階で清麹醤発酵の品質が決定されると、以後、これに基づいて発酵熟成が進行されるので、使用者の趣向に合う豊富で深い味を得ることができる。

さらに、本発明は、前記段階別に発酵状態が進行されるように制御する段階が完了すると、前記発酵された食品材料が低温熟成されるように冷却する段階を有する（Ｓ２８）。

このように、本願発明は、発酵が完了した食品材料を冷却させることで、発酵された食品を熟成させることができ、発酵された食品を低温で保管して長時間保管できるようになる。

本発明の他の実施例に係る食品加工方法を説明すると、食品加工方法は、上述した過程を通して食品材料を発酵させる。

一方、発酵製造機１０は、初期作動後、所定の回数の間には、センサー部５８を通して食品材料の発酵時に発生したガス、一例としてアンモニアガスの濃度を測定する。そして、前記制御部６０は、前記センサー部５８によって測定されたガスの濃度を通して前記温度調節部１１６の温度及び時間条件を制御する。そして、前記制御部６０は、食品材料の発酵状態に対するデータを保存部６２に保存する。

このように、前記発酵製造機１０は、前記センサー部５８によって測定されるガスの濃度によって食品材料の発酵を制御する。

一方、前記発酵製造機１０は、所定の回数反復されて得られた発酵パターンのうち、使用者の趣向に適した発酵パターンを得るための作動条件を発酵マップデータとして設定し、これを前記保存部６２に保存する。そして、前記制御部６０は、食品材料の次回の発酵時、前記保存部６２に保存された発酵マップデータを通して食品の発酵過程を制御する。

このように、本発明の発酵製造機１０は、前記制御部６０が前記発酵マップデータを通して食品の発酵過程を制御するので、食品材料の発酵を迅速に制御することができる。

また、本発明の発酵製造機１０は、前記センサー部５８の誤作動及び故障などによって正常な発酵過程を制御できない場合、前記制御部６０に保存された発酵マップデータを通して発酵過程を継続的に進行することができる。

このように、前記発酵マップデータに保存されたデータには、使用者の好む発酵パターンが保存され、次回の食品発酵時、前記発酵マップデータに発酵パターンを呼び出し、このパターンによって温度調節部の作動時間及び温度を制御することができる。したがって、本発明に係る食品加工方法は、常に使用者が好む状態で食品材料を発酵させることができる。

さらに、前記発酵マップデータは、前記発酵製造機の作動時、前記センサー部によって測定されたガスの濃度による発酵パターンを得るための作動条件のデータを含むか、使用地域の発酵環境に対する発酵パターンを得るための作動条件の予め保存されたデータを含む。

以上、本発明に係る発酵製造機を図面に基づいて説明したが、本発明は、以上説明された実施例と図面によって限定されるものでなく、特許請求の範囲内で本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって多様な修正及び変形が可能である。また、本発明において、発酵の意味は、ヨーグルト、清麹醤などの発酵のみならず、玄米などの穀類の発芽をも含む概念であり、ウィッカートレイ３０などの容器に、水にふやかした玄米を保管した後、発芽に適した温度と時間で加熱して発芽作用を行うこともできる。また、このために、それぞれの食料品によって適当な形態の容器を選択することができる。一例として、ヨーグルトの製造時、複数個からなる密閉型の容器を使用することができ、穀類の発芽または他の食品材料の乾燥のために、ウィッカートレイなどの容器を複数層に積層して使用することもできる。

従来技術に係る発酵製造機の断面図である。従来技術に係る食品加工方法を示したフローチャートである。本発明の実施例に係る発酵製造機の斜視図である。本発明の実施例に係る発酵製造機の内部を示した斜視図である。本発明の実施例に係る発酵製造機の断面図である。本発明に係る発酵製造機の一部を示したブロック図である。本発明に係る発酵製造機によって製造される食品材料の発酵状態を表示したグラフである。本発明に係る発酵製造機の発酵状態による発酵ガスの濃度を表示したグラフである。本発明に係る発酵製造機の発酵状態によるアンモニアガスの濃度を表示したグラフである。本発明に係る食品加工方法を示したフローチャートである。

符号の説明

１０発酵製造機
１２本体
１４収容部
１８ファン
１９通風ホール
２０カバー
３０ウィッカートレイ
４０操作部
５０温度調節部
５２第１熱交換器
５４第２熱交換器
５６送風ファン
５８センサー部
６０制御部

Claims

加工する食品材料を選択するためのスイッチが備わり、内部に所定空間の収容部が形成された本体と、
前記本体の収容部に選択的に収納され、加工する食品材料を保管する容器と、
前記本体に設置され、前記加工する食品材料が発酵されるように加熱する温度調節部と、
前記食品材料の発酵時に発生するガスの濃度を感知するセンサー部と、
前記センサー部によって測定されたガスの濃度値によって前記温度調節部の作動を制御する制御部と、を含むことを特徴とする人工知能型発酵製造機。
前記センサー部は、前記食品材料の発酵時に発生するアンモニア（ＮＨ_３）ガスを測定するセンサーを含むことを特徴とする請求項１に記載の人工知能型発酵製造機。
前記センサー部は、前記食品材料の発酵時に発生する二酸化炭素（ＣＯ_２）ガスを測定するセンサーを含むことを特徴とする請求項１に記載の人工知能型発酵製造機。
前記制御部は、前記センサー部で感知されたガスの濃度によって予め入力されたパターンによって前記温度調節部の作動温度及び時間条件を制御することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の人工知能型発酵製造機。
前記センサー部は、前記食品材料の発酵時に発生するガスの濃度によって可変される電圧値を測定し、ガスの濃度を感知することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の人工知能型発酵製造機。
前記制御部は、食品材料の発酵時に発生するガスの濃度による発酵パターンが予め発酵マップデータとして保存された保存部を含み、
前記制御部は、前記保存部に保存された発酵マップデータによって前記温度調節部の作動を制御することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の人工知能型発酵製造機。
前記発酵マップデータは、前記センサー部によって測定されたガスの濃度値によって前記温度調節部の作動を制御して得られる発酵パターンのうち、使用者によって選択された発酵パターンを得るためのデータを含むことを特徴とする請求項６に記載の人工知能型発酵製造機。
前記発酵マップデータは、前記センサー部によって測定されたガスの濃度によって前記温度調節部の作動を制御して得られる発酵パターンの保存過程を所定の回数反復して平均発酵パターンを得るためのデータを含むことを特徴とする請求項６に記載の人工知能型発酵製造機。
発酵される食品材料を用意し、発酵に適した容器に保存する段階と、
前記容器に保存された食品材料を発酵製造機に入れて加熱し、初期発酵を進行させる段階と、
前記加熱された食品材料から発生するガスの濃度を測定する段階と、
前記ガス濃度の測定段階で測定されたガスの濃度が発酵基準値に到達するかどうかを判断する段階と、
前記ガスの濃度が発酵基準値に到達したと判断されると、予め設定された発酵パターンによって発酵が進行されるように制御する段階と、を含むことを特徴とする食品加工方法。
前記発酵が進行されるように制御する段階が完了すると、前記発酵された食品材料が低温熟成されるように冷却する段階を含むことを特徴とする請求項９に記載の食品加工方法。
前記発酵基準値は、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガス濃度が最高潮に到達した後、落ちる時点のガス濃度であることを特徴とする請求項９に記載の食品加工方法。
前記発酵基準値は、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガス濃度の増減曲線の勾配が逆転される時点のガス濃度であることを特徴とする請求項９に記載の食品加工方法。
前記発酵基準値は、前記ガス濃度の測定段階で測定されたガス濃度の増減曲線の一定区間を測定し、予測した最高潮到達時点のガス濃度であることを特徴とする請求項９に記載の食品加工方法。
発酵される食品材料を用意し、発酵に適した容器に保存する段階と、
前記容器に保存された食品材料を発酵製造機に入れて加熱し、初期発酵を進行させる段階と、
食品材料の発酵時に発生するガスの濃度による発酵パターンを得るための予め保存されたデータを含む発酵マップデータを呼び出す段階と、
前記呼び出された発酵マップデータに予め設定されたパターンによって発酵状態が進行されるように制御する段階と、を含むことを特徴とする食品加工方法。
前記発酵マップデータは、前記発酵製造機の作動時、前記センサー部によって測定されたガスの濃度による発酵パターンのうち、使用者によって選択された発酵パターンを得るためのデータを含むことを特徴とする請求項１４に記載の食品加工方法。
前記発酵マップデータは、前記発酵製造機の作動時、前記センサー部によって測定されたガスの濃度による発酵パターンの保存過程を所定の回数反復して得られた平均発酵パターンを得るためのデータを含むことを特徴とする請求項１４に記載の食品加工方法。
前記発酵マップデータは、使用地域の発酵環境に対する発酵パターンを得るためのデータを含むことを特徴とする請求項１４に記載の食品加工方法。