JP2018068153A - 食品処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】食品表面の余分な油脂等の汚れ分離性能を向上させる。【解決手段】処理水に浸漬した食品に気泡を供給して処理を行う食品処理装置を提供する。食品処理装置は、食品が処理水中に浸漬される処理槽と、気泡としてマイクロバブルを発生して食品に供給する気泡発生部とを備える。食品処理装置を用いて食品にマイクロバブルの気泡を供給する場合、マイクロバブルが食品の汚れを引き離した後に水面に浮上することによって、汚れを食品から分離し得る。【選択図】図１

Description

本発明は、気泡を供給して食品の鮮度保持、洗浄または調理等の処理を行う装置に関するものである。

生鮮品等の食品について、洗浄等を目的として処理水に食品を浸す処理が知られている。例えば、食品表面上の余分な油、壊れた細胞膜の隙間を介して食品の内部から流出するタンパク質等を含んだ汚れを分離するために、循環する処理水中に食品を浸漬する処理が存在する。

特許文献１（特開２０１３−１３５６６１）では、循環する処理水に食品を浸漬する。また特許文献１では、酸素からなるナノバブル気泡をその処理水に付加し、処理水中の溶存酸素濃度を高め、処理水の食品への浸透力を高める技術が提案されている。更に特許文献１では、この技術を用い、洗浄に加えて食品の鮮度を保持する効果が提唱されている。

特開２０１３−１３５６６１

特許文献１で使用しているようなナノバブルは、外径がナノメートルレベルの超微細な気泡であり、食品から汚れを引き離す界面活性剤の機能を有する。そのため、処理水に対するナノバブルの付加は、食品の油およびタンパク質を含んだ汚れの分離にも貢献するように思われる。しかしながら、超微細な気泡であるナノバブルは、その気泡径の小ささのため浮力が比較的小さく、処理水中の食品周辺に滞留する。したがって、引き離した汚れを保持したまま食品の周囲に長時間漂う虞があって好ましくない。

本発明は、上記のような事情を鑑みてなされたものであり、処理水に浸して食品に処理を行う場合に、気泡を供給して食品の汚れを適切に分離することができる食品処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る食品処理装置は、処理水に浸漬した食品に気泡を供給して処理を行う食品処理装置であり、食品が処理水中に浸漬される処理槽と、気泡としてマイクロバブルを発生して食品に供給する気泡発生部とを備える。

本発明の一側面によれば、処理水中の食品に与えたマイクロバブルの気泡が食品の汚れを食品から引き離し、その引き離した汚れを処理水の水面に浮上させる。そのため、気泡によって引き離された汚れが食品の周囲に長時間漂う事態を可及的に抑制することができる。したがって、食品および処理水から汚れを適切に分離し得る。

実施の形態１に係る食品処理装置の概略図である。 実施の形態１に係る食品処理装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る食品処理装置を用いた実験結果を示す図である。 実施の形態２に係る食品処理装置を用いた実験結果を示す図である。 実施の形態３に係る食品処理装置を示す概略図である。 実施の形態３に係る食品処理装置を用いた実験結果を示す図である。 実施の形態３に係る食品処理装置を用いたタンパク質量の実験結果を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願が開示する食品処理装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る食品処理装置１を示す概略図である。図１に例示する食品処理装置１は、水温調整槽２、処理槽３、分離槽４、第１仕切り板５、第２仕切り板６、汚れ排出部７、水温調整槽用ドレイン８、処理槽用ドレイン９、第１配管１０、水循環ポンプ１１、水流調整部１２、気泡発生部１３、気体供給部１４、気流調整部１５、制御部１６、および第２配管２４を含み、処理槽３の貯めた処理水中に浸した食品１７に気泡を与えて処理を行う。具体的には、食品処理装置１は、これらの構成要素等を用いて気泡２０を供給し、食品１７および処理水１８からの余分な油脂等の汚れ１９を分離する処理を実行する。

水温調整槽２、処理槽３および分離槽４を含む水槽は、天面を長方形状に開放した直方体の容器であり、水温調整槽２と分離槽４との間に第１仕切り板５を有し、処理槽３と分離槽４との間に第２仕切り板６を有しており、処理水１８を貯めることができる。水温調整槽２は、下部が分離槽４と連通している。分離槽４は、上方で処理槽３と連通している。天板の形状および容器の形状は一例であり、本発明を特に限定するものではない。天板の形状および容器の形状として、適宜設計することができる。

処理水１８は、食品１７に処理を行うための液体である。具体的には、処理水１８は水道水であり、後述のマイクロバブル２０を気泡として発生させるため、また発生させたマイクロバブル２０同士の合一を抑制するため、マイクロバブル発生用添加剤の塩が添加してある。処理水１８としての水道水の使用は一例であり、本発明を特に限定するものではない。処理水１８として他の適当な液体を使用することができる。また、マイクロバブル発生用添加剤としての塩の使用は一例であり、本発明を特に限定するものではない。マイクロバブル２０の発生を促すように、処理水にカルボン酸などの添加物を一定の条件で添加することにより、より微小な気泡を得ることができ、液面に浮上した気泡がすぐに消えるようにすることができる。例えば、カルボキシル基とアミノ基を分子内に持ち分子量をカルボキシル基の数で割った値が９４以上２８０以下の物質、分子内に水酸基を複数持ち分子量を水酸基の数で割った値が３８以上７３以下の物質、エステル基を持ち分子量をエステル基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質、またはスルホン酸基を持ち分子量をスルホン酸基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質を、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下になるように添加剤を添加してもよい。また、調味料としても知られている砂糖等を使用してもよく、前記添加剤条件に沿うように食品添加剤としても知られているクエン酸トリエチル、クエン酸イソプロピル、プロピレングリコール等を使用してもよい。

水温調整槽２は、処理水１８の温度を調整できる空間を提供する。水温調整槽２には、冷却器または加熱器等の水温調整部２１が配置してある。水温調整部２１は、後述する制御部１６と電気配線を介して接続してあり、制御部１６によって水温調整部２１の設定温度が制御される。

水温調整槽２内の処理水１８は、水温調整部２１によって、水温が０〜５℃となるように調整される。つまり、実施の形態１の食品処理装置１では、マイクロバブル発生用添加剤の塩が添加され水温０〜５℃の処理水１８が食品１７に処理されることになるため、いわゆる冷塩水処理が実行される。また水温調整槽２には、水温調整槽２内の処理水１８を処理槽３へ循環するために第１配管１０が下部の底面に接続してある。水温調整部２１によって処理水１８の水温を０〜５℃とする構成は一例であり、本発明を特に限定するものではない。水温調整部２１によって処理水１８の水温を５０℃前後に調整し、いわゆる５０度洗いの処理を実行する構成としても良い。

処理槽３は、食品１７を処理水１８中に浸漬して処理を施す空間を提供する。処理槽３には、気泡としてマイクロバブル２０を発生するための気泡発生部１３が第２配管２４を介して下部の底面に接続してある。気泡発生部１３が発生したマイクロバブル２０は、第２配管２４を介して下部の底面から処理槽３内の処理水１８に供給され、下部から処理槽３内の食品１７へと与えられる。処理槽３に接続する第２配管２４の位置は、処理水１８中に混合されたマイクロバブル２０を食品１７に接触させることができれば特に限定しないが、処理槽３の底面中心付近が好ましい。なぜなら、マイクロバブル２０を食品１７の全体に接触させ易くなるからである。

気泡発生部１３は、第１配管１０、水循環ポンプ１１、および水流調整部１２を介して水温調整槽２と接続してある。また気泡発生部１３には、気泡発生部１３へ気体を供給するための気体供給部１４が接続してある。気体供給部１４には、気泡発生部１３へ供給する気体の流量を調整する気流調整部１５が接続してある。水循環ポンプ１１、水流調整部１２、および気流調整部１５は、水循環ポンプ電源１１のＯＮ／ＯＦＦと水流調整部１２の流量調整と気流調整部１５の流量調整とを制御する制御部１６へ電気配線を介して接続してある。このような構成によって、流量が調整された気体が気泡発生部１３に供給され、水温調整槽２の処理水１８が循環すべく気泡発生部１３に供給され、供給された気体と供給された処理水１８とが気泡発生部１３で混合され、気泡が発生する。循環すべく気泡発生部１３に供給された処理水１８には、マイクロバブル発生用添加剤としての塩が含まれているため、発生した気泡はマイクロバブル２０となる。ここで気泡発生部１３における気泡の発生機構は、水と気体を乱流化し気体をせん断して気泡を生成する方式を応用したエジェクタを用いたが、例えば衝撃波や超音波による圧壊方式、過飽和析出方式、乱微細孔方式、電解方式などを用いて気泡を発生できれば特に限定はしない。

実施の形態１の食品処理装置１では、気流調整部１５を介して気泡発生部１３に空気が供給される。しかしながら、空気に代えて窒素ガス、オゾンガス等の他種のガスを供給するように構成しても良い。窒素ガスを供給する場合、処理水１８中の溶存酸素濃度が低減することによって食品１７の酸化を抑制することが可能となる。また、オゾンガス供給する場合、処理水１８の殺菌力を高めることによって食品１７の雑菌増加を抑制することが可能となる。

上述した構成では、マイクロバブル発生用添加剤の塩が添加してある処理水１８を用いていたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、マイクロバブル発生用添加剤を供給する添加剤供給部を別途設けてもよい。また、その添加剤供給部を水温調整槽２、処理槽３、分離槽４、または気泡発生部１３と制御部１６とに接続するよう構成してもよい。このような構成によって、必要に応じた量のマイクロバブル発生用添加剤を自動的に添加できるようになる。

ここでマイクロバブルとは、外径が約１マイクロメートル〜数百マイクロメートルの範囲であり、微細であるがナノバブルよりも外径が大きい気泡を意味する。ミリサイズ以上の外径を有する一般的な通常の気泡は、水中に生じた場合に浮力によって水面に上昇し、比較的短時間ではじけて崩壊する。しかしながらマイクロバブルでは、水中に生じた場合に浮力によって水面に上昇するが、比較的ゆっくりと上昇する。また、気泡の内圧が高いため、通常の気泡と比較して長時間崩壊せずに滞在する。更にマイクロバブルの表面は、一般的に疎水性で負に帯電しており、通常のミリバブル気泡と比較して比表面積が大きいため汚れ１９に対する付着能力が高いことが報告されている。そのため実施の形態１では、マイクロバブル発生用添加剤を付加した処理水１８に対し気泡発生部１３によって気泡を発生させることによって、マイクロバブル２０を生じさせ、そのマイクロバブル２０を用いて食品１７に処理を行う。したがって、実施の形態１の食品処理装置１では、食品の油およびタンパク質を含んだ汚れの引き離し能力向上がもたらされ得る。

マイクロバブル以外に、微細な気泡としてナノバブルが知られている。ナノバブルは、マイクロバブルと同様に、通常の気泡と比較して長時間崩壊せずに滞在すること、および汚れに対する付着能力が高いことが報告されている。しかしながらナノバブルは、外径がナノサイズとなっており、マイクロバブルよりも外径が小さく、浮上速度が非常に遅く、水中に長時間漂う。そのため、気泡としてナノバブルを用いて食品１７に処理を行う構成の場合には、食品の油およびタンパク質を含んだ汚れの引き離し能力向上がもたらされるかもしれないが、その引き離した汚れを有するナノバブルが水面に浮上せずに食品１７の周囲に長時間漂うことになり、好ましくない。気泡としてマイクロバブルを発生させた場合、目視で水中の白濁を確認でき、その白濁となったマイクロバブルが水面に浮上することになるが、気泡としてナノバブルを発生した場合、目視では白濁を確認できず、マイクロバブルよりも浮上速度が非常に遅くなる。そのため実施の形態１では、処理水１８にマイクロバブル発生用添加剤を付加し、その処理水１８に対し気泡発生部１３によってマイクロバブル２０を発生させ、そのマイクロバブル２０を用いて食品１７に処理を行う。したがって、実施の形態１の食品処理装置１では、マイクロバブル２０が食品１７から汚れ１９を引き離して、引き離した汚れ１９を有するマイクロバブル２０が処理槽３の上方の水面へと浮上することによって、汚れ１９が食品１７の周囲に長時間漂う事態を防止し、食品の汚れ１９を適切に分離することが可能となる。

分離槽４は、上方が連通した状態で第２仕切り板６を介して処理槽３に隣接し、下部が連通した状態で第１仕切り板５を介して水温調整槽２に隣接する。分離槽４は、処理水１８が処理槽３から分離槽４へオーバーフローするように構成してある。そのため、汚れ１９が付着した処理槽３の水面のマイクロバブル２０が、処理水１８と共に分離槽４へ移行し得る。したがって、処理槽３内の汚れ１９が分離槽４に移行し、食品の汚れの更なる適切な分離が可能となる。

汚れ１９が付着したマイクロバブル２０が処理槽３から分離槽４へオーバーフローした場合、マイクロバブル２０の浮力によって、汚れ１９はマイクロバブル２０と共に分離槽４の上方の水面に分離されることになる。分離槽４は、下部が水温調整槽２と連通しており、分離槽４の処理水１８が水温調整槽２へ移動し、水温調整槽２の処理水１８が処理槽３へ循環される。そのため、汚れ１９が分離槽４の水面に分離されることになり、汚れ１９が再び食品１７の周囲に漂う事態を防止することが可能となる。したがって、食品の汚れの更なる適切な分離が可能となる。

水温調整槽２には、下部に第１配管１０が接続してあり、この下部の第１配管１０を介して処理水１８が循環するように構成してある。そのため、汚れ１９が付着したマイクロバブル２０が分離槽４へ移行する際、オーバーフローによってマイクロバブル２０が水温調整槽２にまで到達した場合においても、浮力によって水温調整槽２の上方へとそのマイクロバブル２０が汚れ１９とともに浮上することになる。したがって、汚れ１９が循環によって再び食品１７の周囲に漂う事態を防止することが可能となる。ここで汚れ１９とは、食品１７の表面に付着している脂肪酸、雑菌類等を含み、塵、埃などのゴミ類も含む。

水温調整槽２には、下部に水温調整槽用ドレイン８が接続してあり、処理槽３には、下部に処理水槽用ドレイン９が接続してある。食品処理装置１で使用する処理水１８は、水温調整槽用ドレイン８および処理水槽用ドレイン９のうちの一方を介して食品処理装置１に供給することができ、水温調整槽用ドレイン８および処理水槽用ドレイン９のうちの一方を介して食品処理装置１から排出することができる。

処理槽３と分離槽４との間に設置した第２仕切り板６は、処理槽３の底部から食品処理装置１の天面未満までの高さを有する。オーバーフローによって処理槽３から分離槽４へ処理水１８および汚れ１９が移動できるよう、また、分離槽４から処理槽３へは処理水１８および汚れ１９の移動が生じないように、水温調整槽２に接続した水温調整槽用ドレイン８と第１配管１０とを介して水温調整槽２中の処理水１８を減少させ、分離槽４の水位が処理槽３の水位よりも低くなるように調整してある。

分離槽４は、分離槽４の水面上に滞留させている汚れ１９を食品処理装置１の外へ排出する汚れ排出部７を上方に備える。汚れ排出部７は、吸引によって、分離槽４の水面上にある汚れ１９を排出する。このような構成によって、汚れ１９が循環して再び食品１７の周囲に漂うことになる事態をより効果的に防止することができる。本発明はこの構成例に限定されるものではなく、分離槽４の水面付近の側面に汚れ排出部７を設けて排出してもよい。

汚れ１９が処理槽３の水面に残留する場合、食品１７を処理槽３から引き上げる際に汚れ１９が食品１７に再付着する虞がある。そこで食品処理装置１は、処理槽３の水面に残留する汚れ１９を強制的に分離槽４へと移動させるために、第２仕切り板６に対向する処理槽３の側面に送風機（不図示）を備え得る。必要に応じてこの送風機を駆動して風を処理槽３から分離槽４に向かって送ることによって、引き上げる際の汚れ１９再付着を防止することが可能となる。

水温調整槽２、処理槽３、分離槽４、第１仕切り板５、第２仕切り板６、汚れ排出部７、水温調整槽用ドレイン８、処理槽用ドレイン９、第１配管１０、第２配管２４等の食品処理装置１を構成する構成要素は、処理水１８に添加した添加剤に対する耐食性を有する材料で作製してある。また、０〜５０℃の水温に対する耐性を有する材料で作製してある。例えば、ステンレス３０４、ステンレス３１６、銅、チタン等の金属材料で作成してある。また例えば、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリテトラフルオロエチレン４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）等の樹脂材料で作製してある。

制御部１６は、水温調整槽用ドレイン８、処理槽用ドレイン９、水循環ポンプ１１、水流調整部１２、気泡発生部１３、水温調整部２１等に直接的または間接的に接続してあり、これらの構成要素の動作を制御する。制御部１６は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算処理装置であり、食品処理装置１の動作を自動化する。しかしながら、本発明はこの一例に限定されるものではなく、制御部１６を省き、ユーザが手動で個別にこれらの構成要素の動作を制御する構成としても良い。制御部１６を省くことによって、コスト削減を図ることが可能となる。

食品処理装置１の動作について説明する。図２は、実施の形態１に係る食品処理装置１の動作を示すフローチャートである。具体的には、制御部１６を用いた制御動作を示すフローチャートである。説明の都合上、マイクロバブル発生用添加剤として塩が３％濃度となるように添加された処理水１８が水温調整槽２、処理槽３、および分離槽４に供給された後の動作について記載する。

制御部１６は、水温調整部２１を制御し、水温調整槽２における処理水１８の水温を所望の０〜５℃に導く（ステップＳ１）。また制御部１６は、水循環ポンプ１１および水流調整部１２を制御し、水温調整槽２の処理水１８を処理槽３へと循環させる（ステップＳ２）。食品処理装置１は、このような制御を介し、食品処理装置１全体の処理水１８の水温を所望の０〜５℃で維持する。その後、所望の０〜５℃が維持された処理槽３の処理水１８に食品１７が浸漬され、食品１７に対する冷塩水処理が実行される。

制御部１６は、水循環ポンプ１１および水流調整部１２に加えて気泡発生部１３を制御し、第２配管２４内の処理水１８に気体を供給し（ステップＳ３）、第２配管２４から処理槽３へマイクロバブル２０を発生させる（ステップＳ４）。そのため、気泡としてマイクロバブル２０が食品１７に接触し、余分な油脂等の汚れ１９を吸着し、汚れ１９を食品１７から引き離す。また、汚れ１９を吸着したマイクロバブル２０は、自身の浮力によって水面へと移動する。したがって、汚れ１９が食品１７から分離され、汚れ１９が食品の周囲に長時間漂う事態を可及的に抑制することができる。

ステップＳ３において、制御部１６は、マイクロバブル発生用添加剤の塩が添加された処理水１８に気体を供給する。マイクロバブル発生用添加剤の添加によって、処理水１８内でマイクロバブル２０とマイクロバブル２０とが合一してミリサイズ以上の外径を有する一般的な通常の気泡となる事態を抑制し、多数のマイクロバブル２０を比較的容易に生成できるようになる。更に、マイクロバブル発生用添加剤として塩を用いた場合、食品１７と塩水との浸透圧差によって食品１７からドリップとなる液体の排出を促すことが容易となる。したがって、実施の形態１に係る食品処理装置１は、食品の汚れを適切に分離することが可能となる。

ステップＳ３において、制御部１６は、気泡発生部１３における気流と水流との混合比（Ｇ／Ｌ）を制御し、ステップＳ４で処理槽３に供給するマイクロバブル２０の量およびマイクロバブル２０のサイズを調整する。例えば制御部１６は、Ｇ／Ｌとして０．０１と０．５と間で適当な値を選択する制御を行う。Ｇ／Ｌ＝０．０１の場合、Ｇ／Ｌ＝０．５の場合と比較し、供給するマイクロバブル２０の量は少なくなるが、生成するマイクロバブル２０の外径サイズを小さくすることができる。Ｇ／Ｌ＝０．５の場合、Ｇ／Ｌ＝０．０１の場合と比較し、生成するマイクロバブルの外径サイズは大きくなるが、供給するマイクロバブル２０の量は多くなる。Ｇ／Ｌ＝０．０１程度の混合比を適用して食品１７表面の汚れ１９に対しサイズが小さいマイクロバブル２０を付着させた後、Ｇ／Ｌ＝０．５程度の混合比を適用して大きなたくさんのマイクロバブル２０を与えることで、浮力を向上させて汚れ１９を水面へと促す対応が考えられる。したがって、気泡によって引き離された汚れが食品の周囲に長時間漂う事態を可及的に抑制することができ、泡を供給して食品の汚れを適切に分離することが可能となる。

制御部１６は、ステップＳ４の開始後に所定の時間が経過した場合に、水循環ポンプ１１および水流調整部１２を制御し、水温調整槽２の処理水１８を処理槽３へと更に循環させ、水面の汚れ１９をオーバーフローによって分離槽４に流入させる（ステップＳ５）。したがって、気泡によって引き離された汚れが食品の周囲に長時間漂う事態を更に抑制することができ、気泡を供給して食品の汚れを適切に分離することが可能となる。

ステップＳ５の後、制御部１６は水循環ポンプ１１および水流調整部１２を制御し、水温調整槽２の処理水１８を処理槽３へと更に循環させることによって、比重差を用いて汚れ１９が分離された処理水１８を分離槽４の下部から水温調整槽２へと移動させる（ステップＳ６）。

ステップＳ６の後、制御部１６は、上述したステップＳ３〜６を所定回数繰り返したか否か判断する（ステップＳ７）。所定回数繰り返したと判断しなかった場合（Ｓ７：ＮＯ）、制御部１６は、ステップＳ３に戻る。所定回数繰り返したと判断した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、食品１７が処理槽３から引き上げられ、制御部１６は処理を終了する。

上述した制御部１６の制御動作は、本発明の一例であり、食品の汚れを適切に取り除くことが可能な範囲において様々な変更が可能である。例えば、水温を所望の０〜５℃に導く前に水温調整槽２の処理水１８を処理槽３へと循環させてもよい。第２配管２４から処理槽３へのマイクロバブル２０供給を開始した後に水温を所望の０〜５℃に導く工程を開始してもよい。必要に応じ、適当な時間に制御部１６が汚れ排出部７を制御し、分離槽４の水面にオーバーフローした汚れ１９を食品処理装置１から外部へ排出してもよい。図２で示した制御部１６の制御動作について、ステップＳ７の判断工程を省き、動作開始から動作停止までを時間に基づいて設定される構成としてもよい。そのため、実施の形態１の食品処理装置１では、制御部１６の制御動作の最適化を図ることが可能となる。

実施の形態１に係る食品処理装置１は、オーバーフローによって処理水１８と汚れ１９とを処理槽３から分離槽４に流出させる。分離槽４に流入した汚れ１９は、分離槽４の水面に浮上し滞留した後、汚れ排出部７によって処理水１８から分離して排出される。そのため、汚れ１９が処理水１８とともに再循環する事態を回避し、食品１７に対する汚れ１９の再付着を抑制することができる。したがって、油脂等の汚れ１９に起因した食品１７の酸化を抑制でき、鮮度保持期間の延長が可能となる。また、処理水１８の水質の清浄度を維持することができ、処理水１８の交換頻度を減らすことが可能となる。例えば、１日１回交換していた処理水を２日に１回、または３日に１回だけ交換することにより、水質の清浄度を維持しつつ交換頻度を削減することができる。

実施の形態１に係る食品処理装置１を用いた実験結果を示す。実験に用いた食品処理装置１は、水温調整槽２、処理槽３、および分離槽４を組み合わせた水槽として、縦３０ｃｍ、幅５０ｃｍ、高さ３５ｃｍのアクリル樹脂容器を使用した。このアクリル樹脂容器内に、容器の底面と第１仕切り板５の底面との空間が４ｃｍとなるよう、第１仕切り板５を配置した。またこのアクリル樹脂容器内に、容器の天面と第２仕切り板６の天面との空間が５ｃｍとなるよう、第２仕切り板６を配置した。処理槽３は、処理水１８で満水にした。水温調整槽２の水位は、第２仕切り板６の天面から２ｃｍ下がる位置に調整した。また分離槽４の水位も、第２仕切り板６の天面から２ｃｍ下がる位置に調整した。

実験に用いた食品処理装置１では、マイクロバブル発生用添加剤として食塩を使用し、水温４℃となる処理水１８に対して塩分濃度が３％となるように調整した。気泡供給部１３としてエジェクタを用い、Ｇ／Ｌとして０．１を適用した。水流と気流との総供給流量１１．５Ｌ／ｍｉｎとした。食品１７として、数ｃｍ角の牛肉片を３つ用意し、ステンレス製の網カゴに入れ処理槽３に浸漬させた。食品１７の浸漬時間は２０分とした。この食品処理装置１および処理条件を用いて処理を施した食品１７を実施例１とし、気泡を供給せずに水流のみ供給する装置構成に変更して処理を施した食品１７を比較例１とし、実験結果を以下に説明する。

図３は、実施の形態１に係る食品処理装置１を用いた実験結果を示す図である。具体的には、上述した実施例１および比較例１に対する処理後の汚れ量を示す棒グラフである。この汚れ量とは、食品１７の余分な油脂等を含む汚れ１９の量であり、分離槽４から回収された汚れ１９の量を紫外光域（波長２８０ｎｍ）の吸光度で評価した値を示す。比較例１のときに分離槽４から回収された汚れ量を１とし、実施例１のときに分離槽４から回収された汚れ量を相対値で記している。

図３に示してあるように、マイクロバブル２０を発生させた実施例１のときに分離槽４から回収された汚れ量は、マイクロバブル２０無しの比較例１のときに分離槽４から回収された汚れ量の約２．１倍であった。つまり、マイクロバブル２０を発生させることによって、マイクロバブル２０を発生させない場合と比較し、約２．１倍の汚れ１９を食品１７および処理水１８から分離させることができた。

処理後、実施例１および比較例１の食品１７を処理槽３から引き上げ、牛肉である食品１７の表面の水気を拭き取り、トレイ上で冷蔵保管しながら定期的に牛肉表面の色調の変化を色度計で評価した。具体的には、食品１７の鮮赤色が酸化され赤黒色に至る色度変化率を測定した。その結果、同じ時間で比較した場合、実施例１の色度変化率は比較例１の色度変化率よりも小さかった。また、食品１７である牛肉の鮮赤色が酸化されて赤黒色に到達するまでの到達時間を測定した場合、実施例１の到達時間は比較例１の到達時間よりも約６時間長かった。このような実施例１の鮮度保持期間延長結果から、実施の形態１に係る食品処理装置１では、マイクロバブル２０の発生等によって、食品１７の表面に付着している雑菌類を含んだ汚れ、壊れた細胞膜の隙間を介して食品の内部から流出する液汁のドリップ等の汚れ等を食品１７から適切に引き離すことができただけでなく、引き離した汚れが食品１７へ再付着する事態も適切に抑制することができた、と考えられる。

上述したように、実施の形態１に係る食品処理装置１は、マイクロバブル２０を用いることによって、食品１７表面および処理水１８から余分な油脂等の汚れ１９をより多く引き離して分離することができる。そのため、気泡によって引き離された汚れ１９が食品の周囲に長時間漂う事態を可及的に抑制することができる。したがって、気泡を供給して食品の汚れを適切に分離することが可能となる。

実施の形態１のように水温調整部２１によって水温を常温より低温にした場合、気泡発生部１３から生成されるマイクロバブル２０の外径サイズは、同じＧ／Ｌであるが常温の場合に気泡発生部１３から生成されるマイクロバブル２０の外径サイズと比較して小さくなる。そのため、水温が０〜５℃となる場合は、同じ気流量であるが常温の場合と比較し、小さなマイクロバブル２０が多量に生成され、食品１７および処理水１８からより多くの汚れ１９を分離できる。そのため、鮮度保持期間の延長が可能となり、処理水１８の水質の清浄度を維持することが可能となる。また、食品１７の品温を低温に管理できるため、細菌の繁殖、酵素によるタンパク質の分解（自己消化）および蒸散作用による目減りや萎れの抑制も可能となる。

実施の形態１とは異なり水温調整部２１によって水温が５０℃前後とする場合、常温の場合と比較し、処理水１８の粘度が下がり、汚れ１９に含まれる油脂等の粘度が下がる。そのため、水温が５０℃前後とする場合、常温の場合と比較し、汚れ１９を食品１７および処理水１８から分離する分離性能が向上し得る。また、５０℃洗いによる鮮度向上効果が期待できる。

上述した実施の形態１に係る食品処理装置１では、食品１７である生鮮食品をテンレス製の網カゴに入れ処理槽３に浸漬させていた。具体的には、食品１７よりも大きな寸法の網カゴを処理槽３に配置し、その配置した網カゴ中に食品１７を入れて処理を行った。マイクロバブル２０は浮力が比較的大きいため、網カゴがない場合には、食品１７が水面から部分的に浮上して好ましくないためである。また、網カゴを有することにより、マイクロバブル２０の浮力によって食品１７が網カゴ内で回転し、全面にマイクロバブル２０が接触することになり、気泡を用いた処理性能が向上するからである。

実施の形態２．
実施の形態１に係る食品処理装置１は、水温調整部２１によって水温が０〜５℃となるように冷水され、食品１７に対して冷塩水処理を実行していた。実施の形態２に係る食品処理装置１は、実施の形態１に係る食品処理装置１と同様の構成を備える。しかしながら実施の形態２に係る食品処理装置１は、水温調整部２１によって水温が室温となるように温水され、処理を実行する。

実施の形態２に係る食品処理装置１を用いた実験結果を示す。水温条件が０〜５℃から室温へと変更された以外は実施の形態１と同様の食品処理装置１および処理条件を用いて処理を施した食品１７を実施例２とし、気泡を供給せずに水流のみ供給する装置構成に変更して処理を施した食品１７を比較例２とし、実験結果を以下に説明する。

図４は、実施の形態２に係る食品処理装置１を用いた実験結果を示す図である。具体的には、上述した実施例２および比較例２に対する処理後の汚れ量を示す棒グラフである。この汚れ量とは、食品１７の余分な油脂等を含む汚れの量であり、分離槽４から回収された汚れ１９の量を紫外光域（波長２８０ｎｍ）の吸光度で評価した値を示す。比較例２のときに分離槽４から回収された汚れ量を１とし、実施例２のときに分離槽４から回収された汚れ量を相対値で記している。

図４に示してあるように、水温が室温となる場合、マイクロバブル２０を発生させた実施例２のときに分離槽４から回収された汚れ量は、マイクロバブル２０無しの比較例２のときに分離槽４から回収された汚れ量の約１．８倍であった。つまり、マイクロバブル２０を発生させることによって、マイクロバブル２０を発生させない場合と比較し、約１．８倍の汚れを食品１７および処理水１８から分離させることができた。また、水温が室温の状態でマイクロバブル２０を発生させた場合、水温が室温の状態でマイクロバブル２０を発生させない場合と比較し、より多くの汚れ１９を分離させることができた。

処理後、実施例２および比較例２の食品１７を処理槽３から引き上げ、牛肉である食品１７の表面の水気を拭き取り、トレイ上で冷蔵保管しながら定期的に牛肉表面の色調の変化を色度計で評価した。具体的には、食品１７の鮮赤色が酸化され赤黒色に至る色度変化率を測定した。その結果、同じ時間で比較した場合、実施例２の色度変化率は比較例２の色度変化率よりも小さかった。また、食品１７である牛肉の鮮赤色が酸化されて赤黒色に到達するまでの到達時間を測定した場合、実施例２の到達時間は比較例２の到達時間よりも約４時間長かった。このような実施例２の鮮度保持期間延長結果から、実施の形態２に係る食品処理装置１では、マイクロバブル２０の発生等によって、食品１７の表面に付着している雑菌類を含んだ汚れ、壊れた細胞膜の隙間を介して食品の内部から流出する液汁のドリップ等の汚れ等を適切に引き離すことができただけでなく、引き離した汚れが食品１７へ再付着する事態も適切に抑制することができた、と考えられる。

上述したように、実施の形態２に係る食品処理装置は、マイクロバブル２０を用いることによって、食品表面および処理水から余分な油脂等の汚れをより多く引き離して分離することができる。そのため、気泡によって引き離された汚れが食品の周囲に長時間漂う事態を可及的に抑制することができる。したがって、気泡を供給して食品の汚れを適切に分離することが可能となる。

実施の形態３．
実施の形態１に係る食品処理装置１では、処理槽３の底面に第２配管２４が接続してあり、処理槽３の底面からマイクロバブル２０を与えるように構成されていた。しかしながら実施の形態３に係る食品処理装置１では、マイクロバブル２０を処理槽３の底面からだけでなく、処理槽３の側面、分離槽４からでも与えられるように構成してある。

図５は実施の形態３に係る食品処理装置１を示す概略図である。図５に例示する食品処理装置１は、循環処理水１８およびマイクロバブル２０を供給する流路を切り替えるため、流路切替手段２２a、２２b、２２c、配管２４ａ、１０b、１０c、水質検知部２３を備える。その他の構成については、実施の形態１に係る食品処理装置１と同様であるため、同様な構成の詳細な説明は省略し、異なる構成を中心として以下に説明する。

実施の形態３に係る食品処理装置１は、処理槽３と分離槽４との間でマイクロバブル２０の供給の切替制御を行う。実施の形態３に係る食品処理装置１は、切替制御を介して食品１７へのマイクロバブル２０供給の有無を変化させることによって、食品１７および処理水１８から汚れ１９を分離する分離性能を向上させるとともに、マイクロバブル２０の供給過多に起因して食品１７からタンパク質等の旨味成分が過剰に流出する事態を抑制する。

実施の形態３に係る食品処理装置１は、図１に記載した実施の形態１に係る食品処理装置１の構成に加えて、水循環ポンプ１１と気泡発生部１３との間に流路を切り替える流路切替手段２２ａを備え、第２配管２４とは別に流路切替手段２２ａと処理槽３の底面とを接続する第２配管２４ａを備える。

第２配管２４ａと処理槽３との接続位置は、処理槽３の底面であって処理槽３に対する処理水１８の循環とマイクロバブル２０の供給とが可能であれば特に限定しないが、処理槽３から分離槽４へ処理水１８が速やかにオーバーフローする水流を発生させるために、処理槽３の底面の中央付近、もしくは第２仕切り板６との対向面となる処理槽３側面と処理槽３の底面の中央付近との間に配設される構成が好ましい。

図１に記載した実施の形態１に係る食品処理装置１にも設けてあった第２配管２４は、流路を切り替える流路切替手段２２ｂおよび２２ｃを備える。流路切替手段２２ｂは、第２配管２４ｂを介して分離槽４の底面に接続してある。流路切替手段２２ｃは、第２配管２４ｃを介して処理槽３の側面上部に接続してある。

第２配管２４ｂと分離槽４との接続位置は、分離槽４に対する処理水１８の循環とマイクロバブル２０の供給とが可能であれば特に限定せず、分離槽４の底面に連結されていれば良いが、発生させたマイクロバブル２０が水温調整槽２に流出してしまい分離槽４への供給量が減少しないように、分離槽４の底面を貫通して上方へ延設している構成が好ましく、延設した端部が第１仕切り板５の下方端部近傍に位置する構成がより好ましい。

第２配管２４ｃと処理槽３との接続位置は、処理槽３の側面であって処理槽３に対する処理水１８の循環とマイクロバブル２０の供給とが可能であれば特に限定しないが、第２配管２４ｃからのマイクロバブルが食品１７に極力接触しないように、食品１７の最上面の高さに対応する位置に配設する構成が好ましい。

流路切替手段２２ａは、第２配管２４ａへ向かう流路と気泡発生部１３へ向かう流路とを切り替える手段であり、三方バルブおよびボールバルブなどが適用可能である。流路切替手段２２ａは、制御部１６によって自動で流路を切り替えるように構成されている。しかしながら、ユーザによって手動で流路を切り替えるように構成されてもよい。手動で切り替える構成とすることによって、食品処理装置１の製造コストの抑制、製造負荷の軽減が期待される。

流路切替手段２２ｂは、同様に、第２配管２４ｂへ向かう流路と流路切替手段２２ｃへ向かう流路とを切り替える手段であり、流路切替手段２２ｃは、第２配管２４へ向かう流路と第２配管２４ｃへ向かう流路とを切り替える手段であり、三方バルブおよびボールバルブなどが適用可能である。

実施の形態３に係る食品処理装置１は、図１に記載した実施の形態１に係る食品処理装置１の構成に加えて更に、制御部１６へ水質検知結果を送信できる水質検知部２３を処理槽３に備える。食品処理装置１は一例として、吸光度および光散乱度合い等を検知できる水質検知部２３を処理槽３の水面に備える。

食品１７を処理水１８に浸漬した場合、旨味成分が食品１７から流出する虞がある。水質検知部２３は、旨味成分であるタンパク質の紫外光域での吸光度を検出できる。また水質検知部２３は、油脂成分である脂肪酸の赤外域での吸光度、付着物粒子といった濁度の光散乱度合いなどを検出することができる。

上述したように、実施の形態３に係る食品処理装置１では、マイクロバブル２０を供給する経路を切り替えることができる。そのため、食品１７表面からの汚れ１９分離に注力するだけでなく、処理水１８中からの汚れ１９分離にも注力することも可能となり、汚れ１９を分離しつつも食品１７からの旨味成分の流出を抑制することも可能となる。

処理槽３に浸漬中の食品１７から旨味成分であるタンパク質の流出を水質検知部２３が検知した場合、制御部１６は、旨味成分流出抑制モードの制御を行うことができる。具体的には、流路切替手段２２ａ、２２ｂ、２２ｃを開閉して第２配管２４ｂ、２４ｃからマイクロバブル２０を供給するが、第２配管２４ａからは供給しない制御を行うことができる。この制御によって、マイクロバブル２０が食品１７と接触する機会を可及的に抑制することができ、食品１７に対する過剰な油脂の引き離しによる旨味成分の流出を抑制することも可能となる。

処理槽３の処理水１８から基準値を超えた濁度の光散乱度合いを水質検知部２３が検知した場合、制御部１６は、汚れ分離促進モードの制御を行うことができる。具体的には、流路切替手段２２ａ、２２ｂ、２２ｃを開閉して第２配管２４ｂから分離槽４へ供給するマイクロバブル２０を増加する制御を行うことができる。この制御によって、分離槽４へ供給されるマイクロバブルの気泡２０の量が増大し、分離槽４内における汚れ１９の浮上分離能力が大きくなり、分離槽４の処理水１８から汚れ１９を分離する性能が向上する。

上述したように、実施の形態３に係る食品処理装置１では、水質検知部２３の検知結果に基づいて制御部１６が気泡供給の切替制御を行っている。しかしながら、本発明はこの例示内容に限定されるものではない。水質検知部２３の検知結果ではなく、予め設定した切替時間に基づいて制御部１６が気泡供給の切替制御を行う構成としてもよい。この変形例の場合、水質検知部２３が不要となるため、製造コストを抑制しつつも比較的容易な技術で食品処理装置１を製造し得る。

実施の形態３に係る食品処理装置１を用いた実験結果を示す。実施の形態１で示した実施例１を実施の形態３における比較例３とした。また、実施の形態１と異なり、分離槽４には常時マイクロバブル２０の気泡供給を行いながら、食品１７の浸漬時間２０分のうち初めの１０分間は第２配管２４ａおよび２４ｃから気泡供給を行わずに、第２配管２４から気泡供給を行い、処理槽３の流量比が２／３および分離槽４の流量比が１／３となるようにし、残りの１０分間は第２配管２４から気泡供給を行わずに、第２配管２４ａおよび２４ｃから気泡供給を行い、第２配管２４ａの流量比１／３、第２配管２４ｂの流量比１／３、第２配管２４ｃの流量比が１／３となるようにし、食品１７を実施例３とした。その他の条件は、実施の形態１における条件と同じであるため省略する。

図６は、実施の形態３に係る食品処理装置１を用いた実験結果を示す図である。具体的には、上述した実施例３および比較例３に対する処理後の汚れ量を示す棒グラフである。この汚れ量とは、食品１７の余分な油脂等を含む汚れの量であり、分離槽４から回収された汚れ１９の量を紫外光域（波長２８０ｎｍ）の吸光度で評価した値を示す。比較例３のときに分離槽４から回収された汚れ量を１とし、実施例３のときに分離槽４から回収された汚れ量を相対値で記している。

図６に示してあるように、食品１７にマイクロバブル２０を供給するだけでなく分離槽４に常時気泡供給を行った場合に分離槽４から回収された汚れ量は、分離槽４に対して底面から気泡を供給しない比較例３のときに分離槽４から回収された汚れ量の約１．３倍であった。つまり、分離槽４に常時気泡供給を行うことによって、分離槽４に気泡供給を行わない場合と比較し、約１．３倍の汚れを食品１７および処理水１８から分離させることができた。この結果は、分離槽４にも常時気泡を供給したことで、汚れの分離性能が向上したことを示している。

図７は、実施の形態３に係る食品処理装置１を用いたタンパク質量の実験結果を示す図である。具体的には、実施例３の場合および比較例３の場合に処理槽３の処理水１８中から定量されたタンパク質量を示す図である。タンパク質の定量は、ＢＣＡ（ｂｉｃｉｎｃｈｏｎｉｃ ａｃｉｄ）法を用いて行った。

図７に示すように、食品１７にマイクロバブル２０を供給するだけでなく分離槽４に常時気泡供給を行った場合に処理槽３の処理水１８中から回収されたタンパク質量は、分離槽４に対して底面からマイクロバブル２０を供給しない比較例３のときに処理槽３の処理水１８中から回収された汚タンパク質量の約０．５倍であった。つまり、食品１７に対するマイクロバブル２０を供給する量を切り替えることによって、食品１７からタンパク質が流出される事態を抑制できた。

上述したように、本発明に係る食品処理装置１の一例は、食品１７の表面および処理水１８から余分な油脂等の汚れ１９を適切に分離することができる。そのため、油脂等による食品１７の酸化を抑制することができ、鮮度保持期間を延長することができる。このような汚れ１９の分離性能によって、循環する処理水１８中の清浄度を維持することができ、処理水１８の交換頻度を減らすことが可能となる。さらに、汚れ１９を分離するマイクロバブル２０の供給経路を切り替えることによって、食品１７に対する過剰な油脂の分離を抑制し、旨味成分の流出を抑え、食品１７の品質を維持することが可能となる。マイクロバブル２０の供給経路の切替を調整することによって、汚れ除去に重点をおいた運転、旨味成分維持に重点をおいた運転、汚れ除去と旨味成分維持との両立に重点をおいた運転等、多用な運転方式が実現可能となる。

本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細、および代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことのできる変形例、および効果も発明に含まれる。したがって、特許請求項の範囲、およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 食品処理装置、２ 水温調整槽、３ 処理槽、４ 分離槽、５ 第１仕切り板、６ 第２仕切り板、７ 汚れ排出部、８ 水温調整槽用ドレイン、９ 処理槽用ドレイン、１０ 第１配管、１１ 水循環ポンプ、１２ 水流調整部、１３ 気泡発生部、１４ 気体供給部、１５ 気流調整部、１６ 制御部、１７ 食品、１８ 処理水、１９ 油脂等の汚れ、２０ 気泡、２１ 水温調整部、２２ 流路切替手段、２３ 水質検知部、２４ 第２配管

Claims (10)

1. 処理水に浸漬した食品に気泡を供給して処理を行う食品処理装置において、
   前記食品が前記処理水中に浸漬される処理槽と、
   前記気泡としてマイクロバブルを発生して前記食品に供給する気泡発生部と
   を備えることを特徴とする食品処理装置。
2. 前記マイクロバブルは、前記食品の汚れを前記食品から引き離して前記処理水の水面に浮上する
   ことを特徴とする請求項１に記載の食品処理装置。
3. 前記処理水は、前記マイクロバブルの発生を補助するマイクロバブル発生用添加剤を含む
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の食品処理装置。
4. 前記食品は生鮮食品である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の食品処理装置。
5. 前記処理槽中に配置した網カゴを備え、
   前記網カゴは、前記食品よりも寸法が大きく、前記食品を収容可能である
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の食品処理装置。
6. 前記処理槽からオーバーフローした処理水を受ける分離槽と、
   下部が前記分離槽と接続してあり、前記分離槽からの処理水を受けて水温を調節する水温調節槽と、
   前記水温調節槽の処理水を前記処理槽へ循環させる配管とを備え、
   前記気泡発生部は、前記マイクロバブルを前記配管に与えることによって、前記食品に供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の食品処理装置。
7. 前記処理槽からオーバーフローした処理水を受ける分離槽と、
   下部が前記分離槽と接続してあり、前記分離槽からの処理水を受けて水温を調節する水温調節槽と、
   前記水温調節槽の処理水を前記処理槽へ循環させる配管と、
   前記マイクロバブルが前記食品から引き離して前記処理水の水面に浮上させた前記食品の汚れを前記分離槽から外部へ排出する汚れ排出部と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の食品処理装置。
8. 前記マイクロバブルを前記処理槽の底面に供給する配管と、
   前記マイクロバブルを前記処理槽の側面であって前記食品の上方に供給する配管と
   を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の食品処理装置。
9. 前記マイクロバブルを前記処理槽の底面に供給する配管と、
   前記マイクロバブルを前記処理槽の側面であって前記食品の上方に供給する配管と、
   前記マイクロバブルを前記分離槽の底面から供給する配管と
   を備えることを特徴とする請求項６または７に記載の食品処理装置。
10. 前記処理槽の処理水の水質を検知する水質検知部と、
    前記水質検知部が検知した水質に基づいて、前記マイクロバブルを供給する配管を切り替える制御部と
    を備えることを特徴とする請求項８または９に記載の食品処理装置。

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