JP2020139721A - 動植物組織由来材料の乾燥方法および乾燥品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)パルス電界処理された動植物組織由来材料に対して乾燥処理を行うことを特徴とする、動植物組織由来材料の乾燥方法。
(2)前記動植物組織由来材料が植物組織由来の材料である、(1)に記載の方法。
(3)前記動植物組織由来材料が食品または食品廃棄物である、(1)または(2)に記載の方法。
(4)前記食品が野菜類、海藻類および果実類からなる群から選択される少なくとも1種を含んでなる、(3)に記載の方法。
(5)前記乾燥処理が熱風乾燥処理である、(1)〜(4)のいずれか一項に記載の方法。
(6)パルス電界処理された動植物組織由来材料に対して乾燥処理を行う工程を含む、動植物組織由来材料の乾燥品の製造方法。
(7)パルス電界処理された動植物組織由来材料に対して乾燥処理を行うことを特徴とする、動植物組織由来材料の乾燥処理時間を短縮する方法。
動植物組織由来材料は、動物組織または植物組織から取得しうる材料のことをいい、検体(植物体全部等)、材料又は画分を包含する。動植物組織由来材料は、好ましくは固形または半固形の構造体である。動植物組織は、動植物を構成する所望の組織の全部、またはその一部を切断処理などにより取得することができる。
一実施態様によれば、本発明の方法においてはパルス電界処理された動植物組織由来材料を準備する。パルス電界処理は、電極間に動植物組織由来材料を配置し、電極間に電圧をパルス状に印加することにより行うことができる。
一実施態様によれば、上記パルス電界処理を実施した後、パルス電界処理した動植物組織由来材料に対して乾燥処理を行う。パルス電界処理を行った後に乾燥処理を行うことは、パルス電界処理のない場合と比較して、乾燥時間を大幅に短縮する上で有利である。
図1に、SiC−MOSFETを使用した容量エネルギー蓄積型パルス生成回路の回路図を示す。この回路では直流電源 (Pulse Electronic Engineering Co., Ltd.、MODEL−600F) を用いてコンデンサCにエネルギーを蓄積させる。その後、パルス信号を周期的に発信できるようにプログラムしたマイコン(Atmel社、Atmega1248P)を使用し、ゲートドライバーを通してSiC−MOSFET(TPEC)のゲートに信号を送り、スイッチングを行う。ゲートがオン状態の時に、コンデンサに蓄積されていたエネルギーがリアクタに移行し、リアクタ内の試料に対しパルス電界が印加される。使用した各素子の値は充電抵抗Rが200kΩ、コンデンサCが0.218μF、ゲート抵抗RGが1Ωとなっている。
(供試材料)
供試材料は岩手県産のホウレンソウを量販店から入手した。ホウレンソウは入手後4℃の冷蔵庫に保管し、鮮度による品質劣化を考慮し1日以内に使用した。リアクタの大きさに合わせて、ホウレンソウの葉を一辺60mmに成形したものを試料とした。なお、105℃−24時間法(Topuz et al. /LWT-Food Science and Technology 42 (2009) 1667-1673.)で測定した試料の初期含水率は、10.8±0.8(乾量基準含水率(D.B.))(n=16)であった。
図3に示される通り、パルス電界処理装置の電極間に、一辺60mmに成形したホウレンソウの葉を隙間がないように8枚重ねてパルス電界を印加した。印加条件は印加電圧を3kV、パルス幅を1μs、周波数を1Hz、処理時間を15分とした。また、無処理区は一辺60mmに成形した葉を印加時間と同じだけ常温で放置したものを使用した。
リアクタ内での総投与エネルギーは、1パルス当たりの投与エネルギーに総パルス回数を乗じたもので算出した。総投入エネルギーの計算式を以下に示す。
式(1):P=∫V・Idt×n
式(1)の各パラメータV、I、nはそれぞれリアクタの印加電圧、リアクタに流入する電流、総パルス回数である。式(1)を使用して求めた本条件の総投入エネルギーは約50Jであった。
PEF処理後の試料 (以降、PEF処理区;PEF) とPEF処理をしていない試料 (以降、無処理区;Control) を金網(網目が角1cm)にそれぞれ3枚ずつ乗せて、乾燥機内を50℃に設定した熱風乾燥機 (ヤマト科学株式会社、DKM600) に静置させ乾燥処理を行った。乾燥中、初めの60分は10分間隔、その後30分間隔で取り出し、電子天秤を用いて質量を測定し、30分当たりの質量変化が0.01 g以下となったとき乾燥終了とした。また、減少した質量は蒸発水分量とみなし、乾量基準含水率(D.B.)に換算した。
乾燥速度(−dM/dt)は単位時間当たりに蒸発する水分量を表す。また、実測値から最小二乗法により近似式を求めた。近似式を以下の式で示す。
式(2):−dM/dt=aM+b
式(2)の各パラメータa、b、Mはそれぞれ乾燥速度定数、切片、乾量基準含水率である。
乾燥中における葉の表面積測定は、乾燥機から取り出した際に試料を上部から撮影し、画像解析ソフト (ImageJ) を用い、表面積を計算した。なお、実施例1の試験は3回反復実験を行った。
図5に、PEF処理区と無処理区の乾燥過程におけるホウレンソウの含水率変化を示す。図5より、すべての処理区において含水率が時間とともに減少していることがわかる。また、乾燥開始から含水率が平衡に達した時間は、PEF処理区では2時間後、無処理区では3.5時間後となった。したがって、本条件のPEF処理を熱風乾燥加工前に行うことで乾燥時間を1.5時間程度短縮できることが明らかとなった。このことから、PEF処理によっておよそ4〜5割程度、乾燥処理に要する時間とコストを軽減できることがわかる。
(供試材料および試験条件)
岩手県内の量販店で購入したバジル、リンゴおよびワカメに対し例1と同様にパルス電界処理および乾燥処理を行った。供試材料とパルス電界処理の条件を表1に示す。
図8A〜図8Cに、PEF処理区(PEF)と無処理区(Control)の乾燥処理工程における各供試材料の含水率変化を示す。いずれの材料においてもPEF処理区では無処理区と比較して短時間で含水率が減少していることがわかる。このことから、様々な動植物組織において、PEF処理を予め行うことにより乾燥処理に要する時間とコストを軽減できることがわかる。
(供試材料および試験条件)
量販店で購入した岩手県産ホウレンソウ(8g)を熱湯浸漬(100℃、60秒)し、水気を拭き取った後に、処理時間を3分とした他は例1と同条件でパルス電界処理を行った(HW+PEF区)。同様に熱湯浸漬し、水気を拭き取った後に3分間室温で放置したHW区、および、他の区と同じ時間室温で放置した無処理区を比較対象とした。乾燥処理は例1と同様に行った。
図9Aに、各処理区の乾燥処理工程における含水率変化を示し、図9Bに各処理区の乾燥処理工程における乾燥速度を示す。HW+PEF区(湯煎後電解処理)はHW区(湯煎のみ)および無処理区(処理なし)と比較して含水率がより短時間で減少した。また、乾燥速度は全ての試験区で含水率減少に伴い低下したが、HW+PEF区は他の試験区と比較して常に高い数値を示していることがわかる。これらのことから、ブランチング(熱湯浸漬)と併用した場合もPEF処理の効果が確認された。
例1で得られたPEF処理区の乾燥品に関して、アスコルビン酸、Brix糖度及びカリウムについて、無処理の場合と比較した残存率を以下の手順に従い測定した(各群N=3)。
例1で得られたPEF処理区の乾燥品、及び無処理試料をそれぞれ約0.5g用意し、メタリン酸(2%)で希釈倍率が約20倍になるように調整した。得られた溶液をホモジナイズ(8,000rmp,10 min)した。ホモジナイズ後,濾紙を使用して濾過を行い,ろ過後の液体におけるアスコルビン酸量をRQフレックス(関東化学株式会社)を用いて測定した。さらに、各PEF処理区の乾燥品のアスコルビン酸量を無処理試料のそれと除してアスコルビン酸残存比(%)として算出した。
例1で得られたPEF処理区の乾燥品、及び無処理試料をそれぞれ約0.15g用意し、蒸留水で希釈倍率が約120倍になるように調整した。得られた溶液をホモジナイズ(8,000rmp,10 min)した。ホモジナイズ後,濾紙を使用して濾過を行い,ろ過後の液体におけるアスコルビン酸量をRQフレックス(関東化学株式会社)を用いて測定した。さらに、各PEF処理区の乾燥品のカリウム量、Brix値をそれぞれ、無処理試料のそれと除してカリウム残存比(%)、Brix糖度残存比(%)として算出した。
Claims (7)
- パルス電界処理された動植物組織由来材料に対して乾燥処理を行うことを特徴とする、動植物組織由来材料の乾燥方法。
- 前記動植物組織由来材料が植物組織由来の材料である、請求項1に記載の方法。
- 前記動植物組織由来材料が食品または食品廃棄物である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記食品が、野菜類、海藻類および果実類からなる群から選択される少なくとも1種を含んでなる、請求項3に記載の方法。
- 前記乾燥処理が熱風乾燥処理である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- パルス電界処理された動植物組織由来材料に対して乾燥処理を行う工程を含む、動植物組織由来材料の乾燥品の製造方法。
- パルス電界処理された動植物組織由来材料に対して乾燥処理を行うことを特徴とする、動植物組織由来材料の乾燥処理時間を短縮する方法。
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JP2008107065A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Hokkaido | 電界を利用した溶媒の気化促進方法 |
JP2010268711A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Toyokazutada Kk | 食用炭化物およびその製造方法、並びに、該食用炭化物またはその抽出物を含む食品組成物およびその製造方法 |
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JP2017518039A (ja) * | 2014-04-14 | 2017-07-06 | ビーケーバイオ カンパニー リミテッドBkbio Co.,Ltd. | スルフォラファン含有量が増大されたブロッコリを生成する方法及びこの方法で生成したブロッコリの利用方法 |
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2019
- 2019-03-01 JP JP2019038025A patent/JP7340339B2/ja active Active
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