JP2019520454A - 水で戻すことができかつ水溶性のチア生成物及び関連する製造方法 - Google Patents

Abstract

本方法は、水溶液中に懸濁されたときにサブミクロンサイズに戻る、約８０〜９０ミクロンのサイズ、約６．５〜７．５のｐＨ範囲、３％の平均水分、約１，０００〜１，５００ｃｐのセンチポアズ値を有する非粘液質、非油性易流動性チア穀粒を含む、水で戻すことができかつ水溶性の易流動性粉末生成物を提供する。

Description

本発明は、一般に、穀粒及び種子を加工することに、より詳細には、水溶性のチア生成物を作製するためのシステム及び方法に関する。

必須脂肪酸は、ヒトの健康の栄養上の基礎である。このような脂肪の１つには、オメガ３が含まれ、これは、適切な健康のために必要であるため、ヒトにとって「必須」とみなされている。しかしながら、あるビタミンやミネラルに非常に似ているが、ヒトは、この脂肪酸を単独で作製する能力がない。結果として、十分な量のオメガ３が、バランスのとれた食事を通して及び／又は栄養補助食品を通して摂取されることを確実にすることが重要である。

オメガ３は、心臓血管の健康に最も一般的に関連しているが、最近の研究では、２つのオメガ３主成分であるエイコサペンタエン酸（ＥＰＡ）及びドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）が、トリグリセリド、身体の炎症、及び血圧を下げるのに役立ち得ることが示された。追加の研究では、オメガ３脂肪酸が関節リウマチ、うつ病、及び他のそのような状態にも役立つことが示された。

サルビア・ヒスパニカＬ（Ｓａｌｖｉａ ｈｉｓｐａｎｉｃａ Ｌ）は、一般的にチアとして知られ、シソ科の顕花植物の種であり、オメガ３脂肪酸が多い。広範な研究及び開発を通して、現在請求されている発明の発明者は、Ａｎｕｔｒａ（登録商標）と称されるサルビア・ヒスパニカＬの新しい市販の品種を開発した。Ａｎｕｔｒａ（登録商標）穀粒は、ＦＤＡ及びＵＳＤＡ承認されており、オメガ３、酸化防止剤、繊維、完全タンパク質、及び市場で入手可能な他の重要な植物栄養素の最高の最も安全な天然源を生み出すために、遺伝子組換え体の助けなしで作られた（Ｎｏｎ−ＧＭＯ）。

穀粒として有用であるが、Ａｎｕｔｒａ（登録商標）などのチア種子は、天然に水溶性ではない。チア種子は、液体中でその重量の最大１２倍を吸収することができるが、浸漬されたチア種子は、性質上、「砂のよう」である特有の不快な感触をもたらす粘液質のゲル様コーティングを発生させる。このように、チア、より具体的には、Ａｎｕｔｒａ（登録商標）の有益な効果を飲料に直接導入する、又はサプリメントとして飲料に加えられ得る水溶性の粉末を作る試みは成功していない。

種子全体加工及び制御された粘度生成物の分野において、様々な試みがなされてきた。１つのそのような例は、米国特許公開第２０１２／００１５０９３号を含み、その内容は、本開示のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

上記の開示は、その記載された目的に関して有用であるが、上記に特定された文献は、本明細書に記載されるような水溶性のチア生成物を作製するためのシステム又は方法を開示していない。

本発明は、水で戻すことができかつ水溶性のチア粉末生成物及びその製造方法を対象とする。

一実施形態では、方法は、約８０〜９０ミクロンのサイズ、６．５〜７．５のｐＨ範囲、３％の平均水分、及び約１，０００〜１，５００ｃｐのセンチポアズ値を有する非油性易流動性穀粒を含むチア粉末生成物を作製する。生成物が水、ジュース、又は他のそのような飲料などの水性担体と混合されたとき、組成物は、非粘液質かつ水溶性であるサブミクロンサイズに戻り得る。

別の実施形態では、この方法は、水溶液中に包装されている上記のサブミクロン穀粒を提供することを含む。

この概要は、ある概念を導入するためだけに提供され、請求された主題の重要な又は本質的な特徴を特定するために提供されていない。

現在好ましい実施形態が図面に示されている。しかしながら、本発明は、示されている正確な配置及び手段に限定されないことを理解されたい。

本実施形態に従って水で戻すことができかつ水溶性のチア粉末生成物を調製するためのプロセスフローチャートである。

本明細書は、新規とみなされる本発明の特徴を定義する特許請求の範囲で結論づけられるが、本発明は、図面と併せての説明の考察からよりよく理解されると考えられる。必要に応じて、本発明の詳細な実施形態が本明細書に開示される。しかしながら、開示された実施形態は、様々な形態で具体化され得る本発明の単なる例示であることを理解されたい。したがって、本明細書で開示される特定の構造的及び機能的詳細は、限定として解釈されるのではなく、単に特許請求の範囲の基礎として、及び当業者に実質的に任意の適切な詳細構造で本発明の配置を様々に採用することを教示するための代表的基礎として解釈される。さらに、本明細書で使用される用語及び語句は、限定することを意図するものではなく、むしろ本発明の理解可能な説明を提供することを意図している。

本明細書全体に記載されているように、現在請求されている発明は、Ａｎｕｔｒａ（登録商標）として知られるチアの市販の品種の使用を企図している。しかしながら、説明を容易にするために、本明細書全体を通して、Ａｎｕｔｒａ及びチアという用語は、互換的に使用されることになる。さらに、チアに関して記載されているが、当業者は、本明細書に開示された発明概念が、例えば、水溶性である乾燥粉末生成物を作るために、アマなどの穀粒及び種子全体の他の形態にも適用され得ることを認識するであろう。

チアは、その天然状態では、非常に粘液質であり、高い細菌平板計数、苦いあと味を有し、等量の水と混合されたとき、１５０，０００〜２００，０００のセンチポアズ（ｃｐ）範囲を有する非水溶性暗褐色の穀粒である。本出願の発明者は、広範な調査及び研究を通じて、水溶性である、乾燥しており、水で戻すことができる粉末である物質の組成物に、チア穀粒／種子を変換するための新規な方法及びシステムを開発した。

本実施形態の組成物は、塊になっておらず、油性残留物を含有しない、約８０〜９０ミクロンのサイズを有する、非ＧＭＯチア穀粒の乾燥しており、水で戻すことができる粉末を含み得る。ＰＨ範囲は、３％の平均水分及び１，０００〜２，０００ｃｐのセンチポアズ範囲で、６．５〜７．５とすることができる。組成物が水、ジュース、又は他のそのような飲料などの水性担体と混合されたとき、組成物は、非粘液質かつ水溶性である５０〜５３ミクロンに戻り得る。

水で戻すことができかつ水溶性のチア粉末生成物を作るための方法の一実施形態は、図１のフローチャートに一般的に例示されている以下のステップを含み得る。本実施形態の他の特徴は、本実施形態の説明のために与えられており、それらを限定することは意図されていない、以下の例証の過程で明らかになるであろう。

ステップ１。適したチア穀粒を獲得／作製する。好ましい実施形態では、適したチア穀粒は、約２ｍｍの平均粒径を有するＡｎｕｔｒａ（登録商標）全粒チアを含むことになるが、チアの他の形態、型及びブランドも企図されている。どちらの場合でも、チア穀粒は、好ましくは不純物がなく乾燥していることになる。

ステップ２。特定の時間、特定の比、温度及びＰＨレベルで、水などの水性担体とステップ１からのチア全粒を混合し、攪拌する。

好ましい実施形態では、混合物比は、約８７．５％の水と１２．５％のチア穀粒を含み得、水の温度は、約１７５°Ｆとすることができ、これは、ステップ全体を通して維持され、水及び穀粒のＰＨレベルは、レモンジュース又はクエン酸などの既知の媒体に従って、例えば、６．５〜７．５の範囲が得られ、このステップを通して維持されるまで調整され得る。別の実施形態では、ビタミンＣ、ビタミンＡ、トコフェロール、ベータカロチン、及び他の酸化防止剤などの追加の成分が７５０百万分率の好ましい用量で混合物に加えられ得る。これらの物質の添加は、結果として生じる生成物の健康上の利益を増加させるように機能し得る。混合プロセスは、スチールタンク又は他の適した容器内で行うことができ、中程度の機械的攪拌を約２時間かけて行ってから排水することができる。攪拌は、任意の数の市販されている攪拌装置を利用して手動又は機械的に行われ得る。

攪拌プロセスが完了した後、生じた水和したチア穀粒は、２．５ｍｍ〜４ｍｍの平均サイズを含むことになり、５０％水溶液に基づいて１７５°Ｆの温度及び１０，０００〜２５，０００ｃｐのセンチポアズを有する。

ステップ３では、ステップ２からの水和したチア穀粒を、各穀粒の粒径を減少させることができる工業用ミキサー／高せん断装置に移すことができる。好ましい実施形態では、工業用ミキサーは、約１７５°Ｆの温度を維持しながら、約１４０ミクロンに各チア穀粒の粒径を減少させるように、１０，０００ＲＰＭで９０分間作動するロータ／ステータワークヘッドを含み得る。適した工業用ミキサーの一例は、Ｋａｄｙ（登録商標）Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから市販されているＭｏｄｅｌ Ｌ Ｔｏｐ ｅｎｔｒｙ ｍｉｘｅｒを含む。当然、同じ結果を達成する能力がある任意の数の他のミキサーも企図される。

いったん粒径が減少されると、バッチは約３０分間静止してからステップ４に移る。この時、生じた水和したチア穀粒は、８７．５％の水と１２．５％のチア穀粒の水分比を維持することになり、温度は１７５°Ｆに維持されることになり、粒径は、約１４０ミクロンであり、センチポアズ範囲は、５０％水溶液中で１，０００〜２，０００ｃｐであることになる。

ステップ４では、ステップ３からの水和したチア穀粒を、同じ水分比、サイズ、ＰＨ、及びセンチポアズを維持しながら、正のポンプ熱交換器に通して、穀物温度を約１８０°Ｆまで上昇させることができる。

ステップ５では、ステップ４からの水和したチア穀粒を、例えば、粒径をさらに減少させ、チア穀粒の粘液質特性を除去するために、２段階ホモジナイザなどの別の高せん断装置にポンプ輸送することができる。好ましい実施形態では、いったん背圧が５０ｐｓｉに達すると、２段階ホモジナイザがリサイクルモードで開始され、エアブリードがリサイクルラインから取り出され、圧力が第２段階で約１，０００ｐｓｉまで、第１段階で約６，０００ｐｓｉまで上げられ、次いで２段階が前方流に置かれ、そこで、生じた生成物が貯蔵容器に放出され、約１時間静止される。適したホモジナイザの一例は、市販のＮｉｒｏ Ｓｏｖａｉ Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＮＳ−３０１１Ｈを含む。当然、同じ結果を達成する能力がある任意の数の他の装置も企図される。

この時、生じた水和したチア穀粒は、８７．５％の水と１２．５％のチア穀粒の水分比を維持していることになり、温度は、１８０°Ｆ又はそれに近いままであることになり、ＰＨ範囲は、６．５〜７．５のままであることになる。しかしながら、粒径は、約５０〜５３ミクロンに減少されることになり、センチポアズ範囲は、５０％含水量に基づいて１，０００〜１，５０００ｃｐであることになり、穀粒は、非粘液質であることになる。

生成物の意図された使用に依存して、生じた水和した穀粒は、現在の水和した状態で他の生成物と包装され得るかつ／又は組み合わせられ得る。これに関して、方法は、この時点で、そこに水和した穀粒が最終生成物として水性担体中に懸濁されていると結論づけることができる。

多くの他の場合では、後で再水和されることを可能にするために、水和した穀粒を完全に乾燥させることが望ましい。このように、方法は、ステップ６に進むことができ、ここで、水和した穀粒は、例えば、約２％〜３％の穀粒水分レベル、及び約３．００％までの全体的なバッチ水分を達成するために、４１Ｈｚ、１００ｐｓｉの蒸気圧、及び２０Ｈｚのドラム速度で作動するポジティブポンプなどの市販のロール乾燥機に挿入され得る。このプロセスの終わりに、生成物のバッチは、大きなシートでロール乾燥機を出ることができ、オーガ又は他のそのような装置は、生成物を直径約１〜３インチにわたるフレークに壊すことができる。次いで、プラスチックライナーを有する３０ガロンの繊維ドラム内でフレークを密閉し、典型的に７０〜７８°Ｆの周囲温度に達するまで約１〜２時間静止させることができる。

穀粒、種子、及び他のそのような物質のためのロール乾燥機は、当技術分野において極めてよく知られている。１つの適した例は、市販のＤｒｙｅｒ Ｍａｓｔｅｒ ＤＭ５１０を含み得る。当然、同じ結果を達成する能力がある、例えば、スプレー乾燥機などの任意の数の他の装置も企図される。

この時、生じた生成物は、周囲温度で、直径が１〜３インチのサイズにわたり、６．５〜７．５のＰＨ範囲を有する非粘液質の乾燥フレークを含むことになる。

ステップ７では、ステップ６からのフレークを乾式粉砕して、水で戻すことができかつ水溶性のチア粉末生成物を形成することができる。好ましい実施形態では、乾式粉砕機は、２ｍｍのスクリーンを有するコーンミルを含み得、ここで、フレークは、８０〜９０ミクロンの平均サイズを有する易流動性乾燥穀粒に壊され得る。この時、生じた生成物は、消費のために袋に入れられ、出荷され得る。

ステップ７の終わりに、水で戻すことができかつ水溶性のチア粉末生成物は、約８０〜９０ミクロンのサイズ、約６．５〜７．５のＰＨ範囲、３％の平均水分、５０％水溶液で約１，０００〜１，５００ｃｐのセンチポアズを有する非粘液質、非油性易流動性穀粒を含むことになる。生成物が水、ジュース、又は他のそのような飲料などの水性担体と混合されたとき、個々の穀粒は、サイズが５０〜５３ミクロンに戻り得る。

生成物の低温殺菌のための２つの別個の加熱ステップを含むものとして上述したが、記載された方法の異なる段階での他の多くの形態の低温殺菌も企図される。この目的のために、水和したチア穀粒は、乾燥プロセスの前にいつでも有害な細菌を除去するために低温殺菌され得る。低温殺菌は、高温短時間、数分間のバット中での加熱、紫外線低温殺菌、高圧低温殺菌及び／又は放射線ベース低温殺菌などの任意の数の既知の方法論及び機構を利用して実施され得る。

低温殺菌及びマイクロ加工のために、最終生成物は、ゼロ平板計数を有する。栄養は、正常な逸脱基準内に維持され、バイオアベイラビリティは全粒の８５％をはるかに超えて増加される。生じた生成物は、ここで、温かい又は冷たい液体によく溶け合い、乾燥又は半乾燥生成物とよく混合する。生成物は、ほとんどすべての食品、飲料、又はサプリメント適用に使用され得、砂のような感触を含有しないことになる。

上記に加えて、例えば、生じた生成物を保存し、貯蔵寿命及び酸化を改善するために、穀粒が炭水化物を介してマイクロカプセル化される他の実施形態もまた企図される。本明細書に記載されるように、カプセル化は、当技術分野で既知であるような任意の適切な機械装置及び方法論を利用して実施され得る。

水で戻すことができかつ水溶性のチア粉末生成物は、水和又は消費されたとき、約５０〜５３ミクロンに戻ると上記に記載されているが、これは、上記の方法によって達成される能力がある１つの好ましいサイズに過ぎない。しかしながら、水で戻すことができかつ水溶性のチア粉末生成物が、水性担体に懸濁されたとき、サブミクロンサイズを含み得る他の実施形態も企図される。

これに関して、上記の方法の別の実施形態は、上記のステップ３と４との間で実施され得るステップ３．５をさらに含み得る。このように、ステップ３．５において、ステップ３からの水和したチア穀粒は、例えば、穀粒の粒径を第１のサブミクロンサイズまで減少させるように機能し得る、例えば、複数の２ｍｍのガラスビーズを有するビーズミルなどの別の高せん断装置を通過させることができる。好ましい実施形態では、このステップによって達成される第１のサブミクロンサイズは、例えば、約０．５〜０．９ミクロンとすることができる。生じた生成物は、最終的に低温殺菌され、水溶液中に包装され得るか、又はステップ６に直接進んで乾燥かつ粉砕され得る。

加えて、又は上記の代替物として、ステップ３．５から生じた溶液は、上記のようにステップ４〜７を通ることができる。結果として、ステップ５に記載された高せん断装置をその後通過すると、ステップ７の乾燥した水で戻すことができかつ水溶性のチア粉末生成物は、水性担体中に懸濁されたとき、約０．１ミクロン〜０．５ミクロンの第２のサブミクロンサイズに戻り得る。当然、他のサブミクロンサイズも企図されている。どちらの場合でも、そのような小さいサイズで生成物を提供する能力は、例えば、完全な穀粒栄養を維持しながら、生成物を医薬品及び／又は経静脈栄養における使用に適したものになることを可能にする。

特定の順序で特定の機械装置及び／又はステップを利用するものとして上で説明したが、これは説明のためだけのものである。この目的のために、当業者は、上記のように、水で戻すことができかつ水溶性のチア粉末生成物を作るために任意の数の異なるタイプの機械装置が利用され得ることを認識するであろう。さらに、上述のステップは、上述したものと異なる順序でも実施され得る。このように、本発明は限定するものとして解釈されるべきではない。

最終的には、当業者は、例えば、最終生成物の味、粘度、及び／又は健康上の利益を増大させるために、コーヒー、紅茶、ハーブ、果物、野菜、根、砂糖、スパイス、タンパク質、炭水化物、脂質、ビタミンミネラル、及び繊維を含むが、これらに限定されない品目である、任意の数の添加物を生成物内で組み合わせることもできることを理解することになろう。これらの品目のうちの１つ又は複数が製造技術に従って、製造プロセスのいずれかのステップで導入され得る。

プロセスは、新しい分子並びにタンパク質（アミノ酸植物又は動物）、ビタミン、ミネラル、脂質、繊維、糖、炭水化物、酵素、細菌、ウイルス、真菌、原虫、プリオンなどの食品、サプリメント、及び医薬品において使用されるすべての及び任意の品目を含む既存の分子の組合せであるＡｎｕｔｒａ（すべてのチア型）生成物の混合物を作製するためにも使用され得る。

本発明の様式及び使用のさらなる説明に関して、同じことが上記の説明から明らかである。したがって、使用法及び操作の様式に関するさらなる考察は、提供されないことになる。

本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明する目的のためのみのものであり、本発明を限定することは、意図されていない。本明細書では、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が他に明白に示さない限り、複数形も含むことが意図されている。本明細書で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／又は「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、述べられた特徴、整数、ステップ、操作、要素及び／又は構成要素の存在を特定するが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、及び／又はその群の存在又は追加を排除しないことがさらに理解されることになる。

以下の特許請求の範囲におけるすべての手段又はステップ及び機能要素の対応する構造、材料、動作、及び均等物は、具体的に請求された他の請求されたエレメントと組み合わせて機能を実施するための任意の構造、材料又は行為を含むことが意図されている。本発明の説明は、例示及び説明のために提示されているが、網羅的であること、又は開示された形態の本発明に限定されることは意図されていない。本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、多くの変更及び変形が当業者には明らかであろう。この実施形態は、本発明の原理及び実際の適用を最もよく説明し、当業者が意図された特定の使用に適した様々な修正を有する様々な実施形態について本発明を理解できるように選択及び記載された。

Claims (13)

1. 水溶性のチア組成物を調製する方法であって、
   チア穀粒を提供するステップ、
   前記チア穀粒を水性担体と組み合わせて、混合物を作るステップ、
   前記混合物を第１の期間攪拌するステップ、
   前記混合物を第１の高せん断装置を通して加工して、前記混合物中の前記穀粒の粒径を約１４０ミクロンに減少させ、前記穀粒の粘液質特性を除去するステップ、
   前記混合物を第２の高せん断装置を通して加工して、前記混合物中の前記穀粒の前記粒径を第１のサブミクロンサイズにさらに減少させるステップ、
   を含む、方法。
2. 混合物を低温殺菌するステップ
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 低温殺菌された混合物を包装するステップ
   をさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 低温殺菌された混合物を乾燥させて、約２％〜３％の水分レベルを有する乾燥フレークを作るステップ
   をさらに含む、請求項２に記載の方法。
5. フレークを粉砕して、約８０〜９０ミクロンのサイズを有する乾燥穀粒を作るステップ
   をさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 乾燥穀粒が水性担体中に懸濁されたとき、第１のサブミクロンサイズに戻る、請求項５に記載の方法。
7. 第１のサブミクロンサイズが約０．５〜０．９ミクロンである、請求項６に記載の方法。
8. 混合物を第３の高せん断装置を通して加工して、前記混合物中の穀粒の粒径を第２のサブミクロンサイズに減少させるステップであって、
   前記第２のサブミクロンサイズが第１のサブミクロンサイズよりも小さく、
   前記混合物を第３の高せん断装置を通して加工することが前記低温殺菌された混合物を乾燥させるステップの前に行われる、ステップ
   をさらに含む、請求項５に記載の方法。
9. 乾燥穀粒が水性担体中に懸濁されたとき、第２のサブミクロンサイズに戻る、請求項８に記載の方法。
10. 第２のサブミクロンサイズが約０．１〜０．５ミクロンである、請求項９に記載の方法。
11. 第１の高せん断装置、第２の高せん断装置、及び第３の高せん断装置が、それぞれ、ロータ／ステータワークヘッド、ビーズミル、及び２段階ホモジナイザの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
12. 請求項１に記載の方法によって作製された、水で戻すことができかつ水溶性のチア組成物であって、
    水性担体と混合されたときに約０．１〜０．９ミクロンのサイズに戻る、約８０〜９０ミクロンのサイズを有する乾燥非油性易流動性穀粒
    を含む、チア組成物。
13. 水で戻すことができかつ水溶性のチア組成物であって、
    水性担体と混合されたときに約０．１〜０．９ミクロンのサイズに戻る、約８０〜９０ミクロンのサイズを有する乾燥非油性易流動性穀粒
    を含む、チア組成物。