JP2019527035A - 植物性代替牛乳製造の方法とシステム（Ｓｙｓｔｅｍ ＆ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍａｋｉｎｇ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｍｉｌｋ） - Google Patents

Abstract

本発明は子牛を迅速に成長させるための牛乳を人が摂取するにあたる副作用を解消するためにキヌアやアマランスや豆を含む穀類の栄養成分と健康機能成分を調合し、純植物性代替牛乳を量産する方法やシステム装置を提供する。より詳しくは、キヌアやアマランスや豆を含む素材でミルク形態の液体を製造する際に素材の乳成分と精製水間の乳化のために科学的乳化剤を添加しなければならない問題点を解消するために、素材を拡散（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）させた後ナノ粉砕手段で微粉砕し、素材のナノ粒子と精製水の水分子間の分子結合により一切の化学剤を添加せずに牛乳のようになめらかな純植物性代替牛乳を量産する方法とシステム装置を提供する。あわせてキヌアやアマランスや豆を含む穀物の栄養成分と機能成分を調合し、各素材間の微細粒子と精製水の水分子間の分子結合で人体の健康に最も理想的な栄養成分と機能成分を含有する純度植物性代替牛乳を設計量産し、既存の牛乳による副作用を解消し人類の健康促進に寄与する純度植物性代替牛乳の製造技術を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、出願日が２０１０．３．８．出願したＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００２５９２の利用発明である。

本発明は、子牛を早く成長させるための牛乳を人が摂取するにあたる副作用を解消するために、国際食糧機構（ＦＡＯ）で栄養学的に母乳を代替することができると発表されたキヌアと同一系列のアマランス及び豆類の栄養成分と機能性成分を調合させ、各素材間の分子結合をすることにより栄養及び機能性成分面で牛乳より優秀な純植物性代替牛乳を製造する方法とシステム装置を提供する。

詳細としては、キヌアやアマランスや豆類等の素材でミルク形態の液体を製造する際には、素材の油成分と精製水間の乳化のために化学的乳化剤と安定剤を添加しなければならないのだが、動物実験により乳化剤は腸炎やメタボリックシンドロームを誘発し、安定剤「カラギーナン」は癌を誘発する事が確認されたことから、本発明は一切の化学剤を添加せずに豆やキヌアやアマランス等の穀類を拡散（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）させナノ粒子で微粉砕する産業的システムを提供することで穀物のナノ粒子と精製水の水分子を結合させ牧場の牛乳のようになめらかでありながら、栄養及び機能性成分は牛乳より優秀な植物性代替牛乳を製造するための産業的量産技術を提供する。

既存の牛乳に含有されている子牛を早く成長させるインシュリン（ＩＧＦ−１）が人体で癌細胞を増殖させるという研究結果が公開され、牛乳を多く飲む国では前立腺癌や卵巣癌の発生率が牛乳をより飲まない国に比べ３〜４倍以上高いという事実と、牛乳に含有される多量の飽和脂肪（２，２６８ｍｇ／１００ｍｌ）とコレステロールが心臓疾患を引き起こし、特に牛乳に含有される動物性タンパク質（カゼイン）は血液を酸性化させ人体の老化を促進し、人体からカルシウムを排出させ結果的に牛乳の摂取時に取り入れるカルシウムよりも排出されるカルシウムがより多くなり骨粗鬆症を誘発させるという事実がインターネットを通じて急速に拡散され（ユーチューブ Ｇｏｔ ｔｈｅ Ｆａｃｔｓ ｏｎ Ｍｉｌｋ）、人類が今まで飲んできた牛乳に対する不信感が増大している。

上記のような事実が学会で動画（ＹｏｕＴｕｂｅ）や論文で持続的に発表されるなか、一日に牛乳を３杯以上飲むと心臓病の危険性増大のみならず死亡危険率が２倍以上増加するという研究（スウェーデンウプサラ大学２０１４）がインターネットで流布され、世界的に牛乳の消費量が急速に減少しており動物性牛乳を代替できる純植物性代替牛乳の開発の必要性が増大している。

上記のような牛乳の副作用に対する研究が公開されるなり、天然の穀物を利用し牛乳の栄養成分より優秀か類似した純植物性牛乳を製造するために豆を利用した多様な豆乳（Ｓｏｙ Ｍｉｌｋ）を製造しているが、豆の乳脂肪成分と水を乳化させるため多量の化学的乳化剤と安定剤を添加せざるを得なく、また豆デンプンには消化障害や異臭を誘発する問題点がある。

乳化剤は腸で食物に含有された重金属等の有害物質まで乳化し腸に吸収され、腸炎とメタボリックシンドロームを引き起こすという事実が動物実験で確認され（Ｎａｔｕｒｅ ２０１５．３月号）、安定剤「カラギーナン」は腸での吸収が良いという特性がある反面、細胞がカラギーナンを分解できず腸で蓄積された後、自ら崩壊する過程で潰瘍が発達し潰瘍が癌を誘発するという事実が米国環境保健展望（Ｅ ｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｈｅａｌｔｈ Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ２００１．１０月号）で公開されており、結果として乳化剤や「カラギーナン」は各国で添加物として承認されているが人体の健康には害のある化学剤である。

上記のような既存の豆乳製造工法上の問題点を解消するために、出願人は豆を焙煎し豆デンプンの成分を水溶性デキストリンに変形後、ナノ粒子に微粉砕し精製水の水分子を結合させ全豆乳を製造するシステム技術を発明し、韓国特許第１０−１１４５１６４号として登録、ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００２５９２として出願し米国特許ＵＳ８，５１８，４６４、日本特許第５６８６３８３号、中国特許第１５２２２４４号を登録した。

しかし上記の技術では、豆の乳脂肪成分によりナノ粉砕手段において乳脂肪成分が粉砕機内部の駆動部に絡まり、穀物をナノ粒子に粉砕できない問題点があり、全ての穀類において乳脂肪（Ｆａｔ Ｏｉｌ）成分により同一の問題点が引き起こされるため、本発明は上記の源泉特許を改良（Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ）し、純植物性代替牛乳の産業的量産方法とシステム技術を提供することが目的である。

豆は食品の中で人類史上最も完璧な食品として知られており、米国の食品医薬局では１日２５ｇ以上の豆タンパク質を摂取すると心臓病発病の危険性を減らせることが公式に認められており、米国心臓協会でも心臓病発病の危険性減少のため豆タンパク質の摂取を推奨する等、豆の効能は医学的に確認されている。

豆には５つの抗癌成分が含有されており、レシチン、フィチン酸、ホワイトステロール、サポニン、イソフラボンがそれらである。このような抗癌物質以外にも豆に含有されたタンパク質、炭水化物、脂質、ミネラル等が人体の老化を遅らせ、免疫性を強化し体内で発生する発癌物質を除去する役割を果たす。

豆を長期間摂取すると大腸癌、乳癌等を予防することができ、豆に約０．２〜０．４％程含有されるイソフラボンはエストロゲンの受容体と弱めに結合することで癌細胞の増殖を減少させると同時に正常な細胞分裂を促進することで知られている。

動物実験と組織培養研究において、大豆イソフラボンは癌細胞増殖に関与する酵素の作用を阻害し、抗酸化作用で抗癌効果を発揮し、乳癌を人為的に誘発させた動物実験でイソフラボン投与群が他の群に比べ乳癌細胞の増殖が顕著に低いことが報告され、細胞培養実験でも乳癌に対するイソフラボンの抗癌効果が確認された。

豆に含有されたレシチン（Ｌｅｃｉｔｈｉｎ）は細胞膜を構成する主成分として人体の細胞の健康を維持する重要成分であり、レシチンが多く含有された食べ物を集中的に食べると脳の記憶力が２５％増加し、老人性痴呆の予防に作用する。

上記のような作用は、レシチン成分が分解されると「コリン」という物質が生成されるのだが、このコリンが痴呆患者に不足している「アセチルコリン」という神経伝達物質の量を増やすのに重要な役割を果たすと知られている。

豆にはサポニン（ソーヤサポニンＩ．ＩＩ．Ａ１，Ａ２，Ａ３）が多量に含有されており、サポニンは体内の過酸化物質を分解し老化を予防し、体内で脂肪の生成を抑止し肥満予防及び成人病発生を防止する効果や血管内のコレステロールを溶解し血液を円滑に流れるようにし、心臓病と脳卒中、動脈硬化を予防する。

特に黒豆の皮に含有される黒色を出す色素、アントシアニン（Ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎ）は抗酸化作用（活性酸素の毒性が活性化するのを抑制する作用）やコレステロールを低下させる作用や抗癌、抗潰瘍等の効果があり、アントシアニンは目の網膜で光を感知し脳へ伝達する「ロドプシン」という色素の生成を活性化させ目の健康を増進する効果がある。

上記のように豆には多様な機能性成分が含有されているが、人体は豆デンプン成分を消化するａガラクトシダーゼ酵素の欠乏状態にあるため、豆に含有される豆デンプン成分により消化障害が引き起こされ消化できなかった豆デンプン成分が腸で細菌により発酵し、ガスが誘発され、特に豆固有の生臭さと異臭が豆を主食として利用できない問題点としてあった。

一方、キヌアは３〜４千年前から南米アンデス高山地帯で穀物の母という意味のＱＵＩＮＯＡと呼ばれ自生しており、豆に比べタンパク質は２倍、カリウムは６倍、カルシウムは３倍、鉄分は４倍、カルシウムは２倍、マグネシウムは６．５倍、リン（Ｐ）は３倍、ビタミンＢ１は７倍、Ｂ２は６倍、Ｂ６は２．７倍、Ｅ は６倍以上含有されており、イギリスＢＢＣはスーパーフードとして選定し、ＮＡＳＡでは宇宙食として採択され、栄養学的価値が穀物の中で最高であり、タンパク質の質が動植物の中で最も完璧だという事実が明らかになったことで、ＵＮ食糧農業機構（ＦＡＯ）はキヌアが栄養学的に「母乳」を代替できるスーパーフードとして選定した。

キヌアは人体の組織成長に必要な９つの必須アミノ酸を含有するだけでなく「牛乳と類似したアミノ酸」を構成し植物性タンパク質の含量が豆の２倍、栄養成分が牛乳と類似しグルテンを含有しておらず消化吸収率が優秀で、牛乳に含量される多量の飽和脂肪とコレステロールが心臓疾患を引き起こすのに比べキヌアは不飽和脂肪のためコレステロールが無く、反対に心臓疾患と高血圧を治癒する多量のマグネシウムを含有しており、心臓病を誘発しないため牛乳より優秀である。

牛乳に含量される成長インシュリン（ＩＧＦ−１）が人体の癌細胞を増殖させる発癌要因であるのに比べ、キヌアには高麗人参の主成分であるサポニン、パントテン酸（ビタミンＢ２）と植物であるにも関わらずオメガ３及びオメガ９を含有しているため、抗癌抗酸化効果に優れ、キヌアにはグルテン成分もなくタンパク質、食餌繊維、カルシウム、カリウム、鉄分、亜鉛等の各種ミネラルとビタミンをムラなく含有しており、他の穀類に比べ消化吸収率が優れているため乳児期、成長期の子供、お年寄りの食品として最適の条件が揃っている。

またアマランスは、キヌアのように南米アンデス高山地隊に自生していた食物としてグルテンが全く含有されていないＧｌｕｔｅｎ−Ｆｒｅｅ穀物であり、植物性「スクアレン」、「ポリフェノール」を多量に含有しており高血圧、糖尿、高脂血症に卓越した効果があるという事実が研究を通じて明らかになり、「キヌア」とともに世界的に注目されている穀物である。

しかし、上記の素材を利用する既存の工法は上記素材を茹でて搾汁する方式で、搾汁後多量の廃棄物が発生し生産効率が低く、素材に含有されるデンプン成分により消化障害を誘発するため乳児やお年寄りには不適切であり、異臭が発生するため多量の砂糖を添加し肥満を引き起こす問題点がある。

また素材を茹でて搾汁する既存の製造方法は搾汁後に絡まる問題点を解消するために多量の化学乳化剤と安定剤を添加せざるを得なく、動物実験で乳化剤は腸炎とメタボリックシンドロームを誘発し、安定剤「カラギーナン」は癌を誘発するという事実が確認されたことで、一切の化学剤を添加しない代替牛乳の製造技術の開発が必要である。

［技術的課題］
本発明は穀物に含有される油脂肪成分により産業的に大量の穀物をナノ粒子に微粉砕できない問題点を解消し、穀物をナノ粒子に微粉砕する量産システムを提供し、素材のナノ粒子と精製水の水を結合させる効果的なシステム装置を提供する。

さらに既存の穀物をボイル（Ｂｏｉｌｉｎｇ）し搾汁する方法は、穀物のおからと皮と胚子で約４０％の廃棄物が発生するため、一切の廃棄物が発生しないように生産性を既存の工法に比べ約４０％増加させるシステムを提供する。

また既存の方法は搾汁後絡まる問題点を解消するために、多量の化学的乳化剤と安定剤を添加し、これにより動物実験でメタボリックシンドロームや癌を誘発するという事実が確認されたため、一切の化学剤を使用せず乳化させる方法とシステム技術を提供する。

上記のような課題の解決で多様な栄養成分と機能性成分を調合し、一切の乳化剤や安定剤を使用せず穀物のナノ粒子と精製水の水分子間の分子結合により栄養及び機能性成分面で理想的な植物性の代替牛乳の製造技術を提供する。

［課題解決手段］
本発明は上記のような問題点を解消するために先ず先決課題として、穀物に含有された乳脂肪成分によりナノ粉砕装置の駆動部やビーズ（Ｂｅａｄ）と穀物の乳脂肪成分が絡まり、穀物をナノ粒子に微粉砕できない問題点を解決するためにナノ粉砕装置投入前の段階で穀物をロースト（Ｒｏａｓｔｉｎｇ）したりボイル（Ｂｏｉｌｉｎｇ）したり、ロースト後ボイルするプロセスを経て穀物を粉砕した後、精製水を混合し高圧で拡散させ拡散（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）状態の懸濁液に変換し穀物の乳脂肪成分を拡散させた後、これを湿式ナノ粉砕手段に投入し微粉砕することで穀物が凝集することなく産業的ナノ粒子の大きさに量産する効果的な技術を提供する。

本発明で穀物をロースト（Ｒｏａｓｔｉｎｇ）したりボイル（Ｂｏｉｌｉｎｇ）し搾汁しないことで、おから等廃棄物発生が全くなく、特に乳化剤や安定剤を使用せず異臭除去目的に添加する砂糖の量を減らすことができ、原材料コストを約１／２に節減する画期的な技術を提供する。

また本発明は純植物性代替牛乳の製造においてキヌアやアマランスや豆を含んだ穀物素材に含有される乳脂肪成分と精製水間に乳化目的で科学的乳化剤と安定剤を添加しなければならない既存技術
の問題点を解消し、穀物のナノ粒子と精製水の水分子間に拡散（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）や分子間の結合により、一切の化学剤を添加せず乳化させ純植物性代替牛乳を製造する方法とシステムを提供する。

［発明の効果］
本発明は一切の廃棄物が発生せずに一切の科学的乳化剤や安定剤を添加する必要がなく、異臭除去目的に使用する砂糖の量を減らすことができ、生産コストを約１／２節減する効果がある。

また、科学的乳化剤と安定剤を使用しないことでメタボリックシンドロームや発癌の危険性を解消するシステム技術を提供する。

また、豆の機能性成分と「キヌア」や「アマランス」から選んだ機能性成分を選択的に調合し、消費者に合わせた機能性栄養食を提供することで人間が毎食の飲食物を通じて体の免疫力を増進し、抗酸化効果が大きい機能性成分を摂取できる効果的な方法を提供する。

また、多様な栄養成分と健康機能成分を含有した多様な穀物をナノ粒子に量産できるようになり、精製水の水分子と上記のような多様な穀物のナノ粒子を分子結合させ、一切の化学剤を添加せず既存の牧場牛乳のようになめらかで、一切の副作用のない代替牛乳を設計し製造できるようになり栄養及び健康の機能成分面で理想的な純植物性代替牛乳の製造及び量産技術を提供する。

また、豆の多様な機能性成分と「キヌア」や「アマランス」を含んだ穀物で理想的な純植物性代替牛乳を製造できるようになり、既存の牛乳をベースとするヨーグルト、アイスクリーム及び氷菓産業で牛乳を純植物性代替牛乳で代替しアップグレードする効果がある。

また、既存のコーヒーに添加される牛乳（クリーマー）を本発明の純植物性代替牛乳で代替し、牛乳による不安感を解消しコーヒー文化をアップグレードする効果がある。

また牛乳を代替し牛乳の発癌性論争を払拭し、食材そのままの栄養成分のみならず多様な癌疾患に対する抗酸化効果や、人体の免疫力を増進させる素材を混合し健康機能性食材産業をアップグレードする効果がある。

図１は本発明の代替牛乳の製造工程図である。

図２は本発明のシステム構造図である。

１．キヌア、アマランス、豆を含んだ穀物から選択された穀類を配合し穀物のナノ粒子と精製水の水分子間の分子結合で代替牛乳を製造することで、一切の乳化剤や増粘剤を添加しない純植物性の高純度代替牛乳を製造する。

２．既存のヨーグルトは牛乳をベースに多量の乳化剤や増粘剤を添加し製造することで健康のために食べるヨーグルトがかえって人体の健康に有害になるアイロニーが存在したが、本発明の上記高純度植物性代替牛乳を利用しヨーグルトを製造することで既存の製品の牛乳による障害や、多量の化学剤を添加することで引き起こされる障害を解消し、一切の化学剤を添加しない健康機能性ヨーグルトを製造する。

３．上記の高純度植物性代替牛乳を利用しアイスクリームを製造することで既存のアイスクリームの牛乳による障害や多量の科学的乳化剤、増粘剤等の添加により引き起こされる問題点を解消し、食べれば食べるほどより健康になるアイスクリームの新しいパラダイムを提供する。

４．上記の高純度植物性代替牛乳で乳児食を製造し既存の牛乳をベースにすることで引き起こされる問題点や、乳化剤、増粘剤の添加による問題点を解消し健康に有益な純植物性乳児食を提供する。

本発明の実施のための具体的な内容は添付図面を参照し、詳細説明は下記と同じである。

図１は本発明のキヌアやアマランスや豆を利用する代替牛乳の製造工程図である。図１にある通り本発明は精選洗浄した豆（１０１）やキヌア（１０２）やアマランス（１０３）を含む穀物から選んだ素材をロースト（Ｒｏａｓｔｉｎｇ）したり（１０４）、ボイル（Ｂｏｉｌｉｎｇ）し（１０５）、粉砕機で微粉砕する１次粉砕段階（１０６）と１次粉砕段階微粉砕した素材に精製水（１０８）を混合しナノ拡張装置で拡散（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）状態の懸濁液に変化し、素材の乳脂肪成分を拡散させる高圧拡散段階（１０７）と、上記の拡散状態の懸濁液を湿式ナノ粉砕装置に投入し素材の粒子をナノ粒子（１１０）に微細粉砕しながら、微粉砕された素材の粒子と精製水（１１１）の水分子間に分子結合を引き起こす分子結合段階（１１２）と、味や栄養成分を補強する食用添加剤（１１４）を混合し均一化させる均質化段階（１１３）を経て包装する包装段階（１１５）で構成される。

上記の構成で、分子結合段階（１１２）前に１次粉砕段階（１０６）で粉砕した素材の粉末と精製水（１０８）を混合し、高圧拡散装置で拡散状態（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）の懸濁液を製造する高圧拡散段階（１０７）を構成することで、素材に含有される乳脂肪成分と精製水間に拡散を引き起こすもので、その後拡散した懸濁液を湿式ナノ粉砕装置に投入し粉砕すると素材の乳脂肪成分は拡散された状態であるため、ナノ粉砕装置で絡まる問題点を解消することができ、懸濁液に含有される穀物素材の粒子を効果的に微粉砕することができ、これにより多量の穀物を産業的にナノ粒子に微粉砕できる技術を提供する。

本方法では豆やキヌアやアマランスの粒子はサイズが小さいほど分子結合が効果的であるため、湿式ナノ粉砕装置を多数のビーズミルで構成し、ビーズの粒子が大きいビーズミルからビーズの粒子が小さいビーズミルへと懸濁液を順次循環させ粒子の大きさを順番に微細化する方法で構成することができる。

上記のシステムで豆やキヌア、アマランス以外にも多様な栄養成分と多様な健康機能成分を含有した多様な穀物を利用することができ、穀物素材の選択や皮除去の可否や精製水を混合する構成比や、食用添加剤を混合する比率は製造する純植物性代替牛乳の成分設計により決定される。

懸濁液を製造する拡散装置は超音波分散機や、Ｒｏｔｏｒ／Ｓｌａｔｏｒ分散機やＨｉｇｈ Ｓｈｅａｒ ＭｉｘｅｒやＭｉｃｒｏｆｌ ｕｉｄｉｚｅｒ等の高圧ナノ拡散機や、高圧均質機、コロイドミル（Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｍｉｌｌ）やディスクミルから選ばれた１つ以上の組み合わせで構成され、Ｉｎ−ｌｉｎｅ Ｐｏｗｄｅｒ／Ｌｉｑｕｉｄ Ｍｉｘｅｒで各素材の粉末と精製水を一定の比率で混合した後、Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｚｅｒやコロイドミルで高圧で拡散するよう構成することが望ましい。

懸濁液に含有される素材の微細粒子と精製水の水分子間に分子結合を引き起こすのは、懸濁液をビーズミル（Ｂｅａｄ Ｍｉｌｌ）等の湿式ナノ粉砕機に投入し懸濁液の固形素材をナノ粒子に微粉砕する過程で、微粉砕された粒子が粉砕機の高圧で精製水の水分子と結合し分子結合を引き起こすものだ。

粉砕する過程で粒子の大きさが小さい粒子は水分子との分子結合が簡単に起こり、比較的大きな粒子は水分子に吸収され拡散状態になり、反復的に湿式ナノ粉砕機を通過しながら拡散状態の粒子が微粉砕され、分子結合状態へとつながる。

本発明は、上記のようなプロセスで素材の粒子サイズによって一部分子結合が引き起こらなくとも、拡散状態の粒子と分子結合状態の粒子が共存しファンデルワールス力で凝集力が生まれ、一切の沈殿が発生しないことで、代替牛乳製造の障害にならない。

分子結合の効果を増進させるために分子結合装置をビーズミル（Ｂｅａｄ Ｍｉｌｌ）や高圧バルブ装置、高圧高速攪拌装置、高圧均質装置、コロイドミルやディスクミルを含むナノ粉砕装置から選択された多数の装置を直列構成し、懸濁液を順次循環させる効果的な分子結合装置を構成することができる。

本発明において、豆やキヌアやアマランサスや天然食材をナノ粒子に微粉砕し水と高圧で混合する際に水分子間に結合現象が発生することは、電気的に中性である分子間にファンデルワールス力（ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ ｆｏｒｃｅ）が発生し分子間の引力により凝集が生まれるというファンデルワールス（Ｊ ｏｈａｎｎｅｓ Ｄｉｄｅｒｉｋ ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ）の理論により証明されたものである。

より詳しい内容は、物体をナノスケールに割ると表面的増大、飲料容易、沈殿減少、吸収率向上、溶解度増加、匂い除去、非加熱殺菌効果、性質の変化が起こる自然の方式（Ｎａｎｏ Ｅｆｆｅｃｔ）により素材の粒子をナノクラスにまで超微細粉砕するというものである。

全ての物質は粒子の大きさが小さいほど表面の原子が占める比率が高くなり、表面を構成する原子は内部に位置する原子よりエネルギーが高い。よって、ナノ粒子はバルク状態の物質より単位原子当たりに高いエネルギーを持ち熱膨張係数がとても大きく、拡散に必要な活性エネルギーが低くなり溶解度が増加してエネルギー節減効果が生まれるため、素材をナノ粒子に割り表面積を極大化することによりナノ粒子の表面に占める原子の比率が高くなれる粒子が開構造になるため、精製水の水分子との結合率が増加し高圧で密着すると常温で簡単に分子間の結合が引き起こされ、沈殿物が発生しない代替牛乳を製造することができる。

一般的に食品素材をナノ粒子に割る時、１００ｎｍ以下では微細に割るほど素材固有の味や風味が減少し、１０ｎｍ以下では味や風味が完全に消える特性があり、２０ｎｍクラスでは人体の細胞組織及び血管における吸収の問題点があるため、本発明の代表牛乳製造のキヌアやアマランサスや豆類の粒子サイズは小さいほど表面積が増加し分子結合が迅速に引き起こされる効果があるが、過度に小さい粒子は人体有害性に対する論争があるため、５００〜１０００ｎｍクラスの粒子に粉砕することが望ましく、本発明では粒子の大きさを制限しないとする。

本発明において豆やキヌアやアマランスを焙煎せず茹で（Ｂｏｉｌｉｎｇ）、微粉砕し分子結合する方法は既存の搾汁方式に比べ一切の乳化剤や安定剤を添加せず、素材の皮まで利用することで生産効率を約４０％増加させる長所があるが、この場合デンプン成分による異臭が残り匂いに敏感な消費者には適格でなく、消化障害問題が解消できない消化力の弱い乳児やお年寄りには相応しくない。

本発明において豆やキヌアやアマランスをロースト（Ｒｏａｓｔｉｎｇ）した後、微粉砕し分子結合する方法は既存の搾汁方式に比べ一切の乳化剤や安定剤を添加せず、素材の皮まで利用することで生産効率を約４０％増加させる長所があり、この場合素材に応じて素材に含有されたデンプン成分の糊精化（デキストリン）温度が相違するが、豆は１６０℃以上の温度で豆デンプン成分が水溶性デキストリンに変化され、消化障害や異臭発生問題が解消される効果がある。

本発明において豆やキヌアやアマランスをロースト（Ｒｏａｓｔｉｎｇ）した後、これを再びボイルし粉砕すると、粉砕が容易になりロースト過程で素材に含有されたデンプン成分が水溶性デキストリンに既に変化しデンプン成分による消化障害の問題が解消され、異臭が消える効果のみならずナノ粉砕を容易にする効果がある。

本発明において素材を粉砕する前に素材の皮を除去し、それから微粉砕し精製水と混合しコロイドミルで拡散状態の懸濁液に製造して、高圧均質手段で代替牛乳を製造すると素材の一部は分子結合、一部は拡散され同一の効果を得られる。

本発明の食用添加剤（１１４）は製造する純度植物性代替牛乳の成分設計に応じて決定され、多様な種類の果汁や香辛料を添加し美味しい代替牛乳を製造し、コーヒーの場合は焙煎したコーヒー豆の粉末やインスタントコーヒーや液状コーヒーから選択された素材を混合添加し、コーヒー風味の代替牛乳を製造する。

食用添加剤を食品の機能性素材で構成する際は、（１）緑茶の葉、高麗人参の葉、松葉、桑の葉、笹の葉、麦の葉、ハスの葉、よもぎ、ニラ、セリ及びほうれん草等を含む蔬菜類群や（２）高麗人参、紅参、蔓人参、ニホントウキ、アマドコロ、蓮根、ごぼう、葛、にんにく、玉ねぎ、人参、キキョウからなる球根類群や（２）ケンポナシの実、山茱萸、クコの実、ナツメ、紅花の種、木いちご、胡桃、ザクロ、グアバ、五味子、コーヒー、カカオ、ノニ、ノコギリヤシの実等を含む果実類群や（４）ブロッコリー、キャベツ、茄子、トマト、レモン、ピーマン、マンゴー、ドリアン、トウガラシ、かぼちゃ、えごまの葉、人参、ニラ、ケール等を含む果菜類群や（５）メシマコブ、カバノアナタケ、万年茸、松露、コウタケ、椎茸、イワタケ、クワタケ、アカゲタケ、マツタケ等からなる茸類群や（６）海苔、わかめ、昆布、ヒジキ、アオノリ、カプサアオノリ、クロレラ、ミル、テングサ等を含む海藻類群や（７）ビタミン、カルシウム、キトサン、ミネラルからなるミネラル群から選択された素材の粉末やエキスを含む機能性素材群や、（８）ブドウ糖、加糖、麦芽糖、オリゴ糖、アスパルテーム、ステビオシド、エリスリトール、ソルビトール、キシリトールを含む甘味料群や（９）牛乳風味の香料や天然果汁香やハーブ香を含む香料群の粉末や汁やエキスを選択的に添加し、成分の配合比率を好みに合わせ調節することができ、上記のような機能性素材以外にも健康機能性素材の種類は数千種に上り、新しい素材が発見され続けているため本発明においては添加剤として使用する機能性素材の種類を制限しないこととする。

図２は本発明のシステム構造図である。

図２にある通り、本発明はキヌア（２０２）やアマランス（２０３）や豆を選別し、高温で焙煎するロースト手段（２０４）とボイルするボイル手段（２０５）と、ローストしたりボイルした後に素材を１次微粉砕する粉砕手段（２０６）と粉砕した素材に精製水を混合し拡散（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）状態の懸濁液に変換させ、素材に含有された乳脂肪成分を拡散する高圧拡散手段（２０７）と、上記の拡散された懸濁液を湿式ナノ粉砕手段（２０９）で素材の粒子サイズをナノクラスに微粉砕しながら微粉砕された素材のナノ粒子（２１０）と精製水（２１１）の水分子間に分子結合を引き起こす分子結合手段（２１２）で構成され、製造する植物性代替牛乳の成分設計に応じて添加剤（２１４）を混合するための均質手段（２１３）によって付加構成される。

先に説明した通り、懸濁液を製造する拡散装置は超音波分散機やＲｏｔｏｒ／Ｓｌａｔｏｒ分散機やＨｉｇｈ Ｓｈｅ ａｒ ＭｉｘｅｒやＭｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｚｅｒ等の高圧ナノ拡散機や高圧均質機やコロイドミル（Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｍｉｌｌ）から選んだ１つ以上の組み合わせで構成され、Ｉｎ−ｌｉｎｅ Ｐｏｗｄｅｒ／Ｌｉｑｕｉｄ Ｍｉｘｅｒから各素材の粉末と精製水を一定の比率で混合した後Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｚｅｒやコロイドミルで高圧で拡散するよう構成することが望ましい。

懸濁液の微細粒子と精製水の水分子間に分子結合を引き起こす装置はビーズミル（Ｂｅａｄ Ｍｉｌｌ）等の湿式ナノ拡散機や高圧均質機であり、懸濁液の固形素材をナノ粒子に微粉砕し、同時に精製水の水分子と高圧で結合させ分子結合を引き起こす。

湿式ナノ拡散機で粒子を粉砕する過程で、粒子の大きさが小さい粒子は水分子と分子結合を簡単に引き起こし、大きい粒子は水分子に吸収され拡散状態になり、反復的に湿式ナノ拡散機を通過する中で拡散状態の粒子が微粉砕しながら分子結合状態になるよう構成される。

分子結合へ迅速に誘導するために多数の湿式ナノ拡散機を直列に構成しビーズミル（Ｂｅａｄ Ｍｉｌｌ）と高圧バルブ装置と高圧高速攪拌と高速均質装置とコロイドミルから選択した多数の装置を直列にすなぎ効果的な分子結合装置を構成することができるため、上記のシステムで懸濁液を反復的に循環するよう構成すると装置の数を減らすことができる。

本発明において拡散した懸濁液の１００％が分子結合しないとしても、拡散状態の分子結合状態が共存する状態でお互いが凝集し沈殿が発生しないため、乳化剤や安定剤を添加する必要がなく良質の代替牛乳を製造することができる。

本発明において素材の皮除去手段を付加構成し、皮を除去した素材をローストしたりボイルし、微粉砕した後、これをコロイドミルで懸濁液を製造し高圧均質手段で分子結合や拡散させ代替牛乳を製造しても同一の効果を得られる。

本発明の代替牛乳の製造において豆は大豆、インゲン豆、タンキリ豆、小豆、緑豆、エンドウ、黄大豆、インゲン、ソリテ（黒豆）、黒大豆、レンズ豆、ひよこ豆、チアシードを含む豆類から選択した最小１種以上の豆を皮ごと利用したり皮を剥き選択的に利用する。

栄養成分を補充するために１次粉砕段階で玄米、発芽玄米、麦、キュリー、トウモロコシ、粟、蕎麦、キビを含む穀類やまたは胡桃、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、ピーカン、マカダミア、ヘーゼルナッツ、ブラジルナッツ、朝鮮松の実、ヘンプシード（Ｈｅａｍｐ Ｓｅｅｄ）、落花生、ひまわりの種、かぼちゃの種、アマニン、銀杏を含む素材から選択的に混合し微粉砕することができ、本発明において混合する食用素材の種類は制限しないこととする。

上記のように本発明のシステム装置はキヌアやアマランスに豆類の栄養成分と機能性成分を補強し、最も理想的な代替牛乳を製造する効果的で経済的なシステム装置を提供することで、この分野産業の活性化に大きく寄与できる技術を提供する。

このように本発明の詳細では、具体的な実施例を説明したが本発明の技術的思想や重要な特徴から逸脱しない範囲内でその他の形態に利用できるため、本発明の範囲は特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

本発明は子牛を早く成長させるための牛乳を人が摂取するにあたる副作用を解消し、多様な穀物の多様な栄養成分と健康機能成分を集め、栄養及び機能成分面において既存の牛乳を代替できる理想的な純植物性代替牛乳の設計及び量産技術を提供し代替牛乳産業に利用できる。

既存のヨーグルトは牛乳をベースにするため牛乳により発生する全ての問題点をそのまま含有するため、本発明の純植物性代替牛乳をベースにするヨーグルトを産業に利用できる。

既存のアイスクリーム、シャーベット等は牛乳をベースに製造されるため牛乳により発生する全ての問題点をそのまま含有するため、本発明の代替牛乳をベースにする氷菓産業に利用できる。

既存の製菓及びベーカリー製品は全て牛乳を含有しているため牛乳の代わりに本発明の代替牛乳を含有する製菓及びベーカリー産業に利用できる。

本発明の代替牛乳はデンプン成分による消化障害がなく、一切の化学剤を添加しないため既存の牛乳をベースにする離乳食やＲＴＥ（Ｒｅａｄｙ Ｔｏ Ｅａｔ）食品産業に利用できる。

本発明の代替牛乳は消化障害がなく、素材の多様な栄養成分と機能性成分により人体の健康を増進させ、一切の有害化学剤を添加しないため炭酸飲料を代替する飲料（Ｓｏｒ Ｄｒｉｎｋ）産業に利用できる。

本発明の代替牛乳に多様な機能性素材を添加できるため、人体の健康を増進させる健康補助産業に利用できる。

Claims (11)

1. 植物性代替牛乳の製造方法において、
   （１）キヌア、アマランス、豆を含む穀物素材から選択された素材をロースト（Ｒｏａｓｔｉｎｇ）、ボイル（Ｂｏｉｌｉｎｇ）、またはロースト後ボイルするプロセスから選択されたプロセスを経た後、粉砕機に投入し微細粉砕する粉砕段階と、
   （２）上記の粉砕された素材に精製水を混合し高圧拡散装置で拡散（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）状態の懸濁液に製造し、素材の油脂肪成分を拡散させる高圧拡散段階と、
   （３）上記の拡散状態の懸濁液を湿式ナノ粉砕手段で微粉砕すると同時に微粉砕された素材の粒子と精製水の水分子間を結合させる分子結合段階を含む方法を特徴とする植物性代替牛乳の製造方法。
2. 請求項１において、上記の粉砕段階以前に素材の皮除去可否を選択的にプロセッシング（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）する段階を付加構成することを特徴とする植物性代替牛乳の製造方法。
3. 請求項１において、上記の拡散段階以前に異種の穀物素材の粉末を混合する混合段階を付加構成することを特徴とする植物性代替牛乳の製造方法。
4. 請求項１において、上記の分子結合段階以前に拡散段階を経た異種の懸濁液を混合する段階を付加構成することを特徴とする植物性代替牛乳の製造方法。
5. 請求項１において、上記の湿式ナノ粉砕手段をビーズミル（Ｂｅａｄ Ｍｉｌｌ）、ディスクミル（Ｄｉｓｋ Ｍｉｌｌ）、コロイドミル、高圧均質機から選択された手段や上記の手段を２つ以上結合構成し、素材の懸濁液を数回反復的に循環させ素材の粒子を順次縮小粉砕するように構成することを特徴とする植物性代替牛乳の製造方法。
6. 純植物性代替牛乳を製造するシステム装置において、
   （１）キヌア、アマランス、豆を含む穀物素材から選択された素材をロースト、ボイルまたはローストした後ボイルするプロセスから選択されたプロセスを経た後、粉砕（Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）する１次粉砕手段と
   （２）１次粉砕手段で粉砕された素材を精製水と混合し高圧で拡散させ拡散（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）状態の溶液に製造し、素材の乳脂肪成分を拡散させる高圧拡散手段と
   （３）上記の拡散状態の溶液を注入し溶液に含有される素材の粒子を２次微粉砕しすると同時に微粉砕した素材の微細粒子と精製水の水分子間に結合を引き起こす最小１つ以上の湿式ナノ粉砕装置から構成される分子結合手段を含む植物性代替牛乳の製造システム装置。
7. 請求項６において、異種の穀物粉末や懸濁液を混合する混合手段を付加構成することを特徴とする植物性代替牛乳の製造システム装置。
8. 請求項６において、上記の分子結合手段をビーズミル（Ｂｅａｄ Ｍｉｌｌ）、高圧バルブ手段、高速攪拌手段、高圧ホモジナイジング手段、コロイドミル（Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｍｉｌｌ）から選択された手段または上記の手段を２つ以上結合構成したことを特徴とする植物性代替牛乳の製造システム装置。
9. 請求項６において、均質化手段を付加構成し、製造する代替牛乳の設計比率に応じて添加する素材の微細粉末や汁やエキスまたは異種の飲料から選択的に混合し、均質化するよう構成したことを特徴とする植物性代替牛乳の製造システム装置。
10. 請求項６において、上記の分子結合手段を多数のビーズミルで構成し、ビーズ粒子のサイズが大きいビーズミルからビーズ粒子のサイズが小さいビーズミルへと素材の懸濁液を循環させ、素材の粒子を順次縮小粉砕するよう構成したことを特徴とする植物性代替牛乳の製造システム装置。
11. 請求項６において、上記の１次粉砕手段で粉砕する前に素材の皮除去手段を付加構成したことを特徴とする植物性代替牛乳の製造システム装置。

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