JP5818776B2 - 豆乳製造方法及び豆乳製造装置 - Google Patents
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Description
その他の方法としては、一部で、原料としてリポキシゲナーゼ遺伝子欠損大豆が用いられている。しかしながら、リポキシゲナーゼ遺伝子欠損大豆は普通の大豆に比べて3〜4割価格が高く、大幅なコスト増に繋がるという問題がある。
一方、製品の豊かな風味を出すためには、加熱装置における煮沸時間の調整が不可欠であるが、急速な加熱や緩慢な加熱に応じて、前後工程のバランス調整が必要となる。また大豆の大きさ・硬さや電圧変動などの外乱による磨砕装置の負荷変動が生じて、呉液流量が必ずしも一定ではない場合もある。たとえば2段磨砕などはその負荷変動がさらに複雑に発生する。その影響で、完全密封のシステムで連結されたシステムでは自ずと加熱への変動につながり、豆乳・豆腐の品質変動につながっていた。
また、本発明の豆乳製造装置は、大豆を挽き水とともに気密機構の磨砕部において低酸素状態の水面下で磨砕して、比重が1.00〜1.10の呉液とする液中磨砕装置と、前記液中磨砕工程で得られた呉液を15℃以下ないしは5分間以内に滞留する滞留装置と、前記滞留装置で得られた呉液を昇温する予熱装置と、その予熱工程で加熱した呉液を予熱の温度と同じか又は予熱の温度よりも高い温度で加熱を行う加熱装置とを備えて、前記加熱装置は、バッチ式蒸煮缶を使用して、大気開放下やエアレーションによる酸化条件下において呉液と空気との接触を積極的に促進させることを特徴とする。
なお、圧力調整部を前記接続パイプ上に設けることが望ましい。この圧力調整部によって、前記液中磨砕装置の吐出圧や呉液の粗さ等による微小な圧力や流量の変動を吸収することができるとともに、安定した予熱を行うことができ、長時間運転も実施しやすくなる。圧力調整部はチャッキ弁、圧力調整弁、背圧弁、ボールバルブ、バタフライバルブなどであり、バネ式や空気圧制御、油圧制御方式など、構造上や機構上、特に限定するものではない。また、移送機能を兼ね備えたポンプ類(ロータリーポンプ、ギヤポンプ、モーノポンプ等)であってもよく、これら2種類以上を組み合わせて用いてもよい。圧力調整部の取り付け位置は前記移送ポンプの手前ないしは直後、又は予熱装置の手前ないしは直後であってもよいが、前記接続パイプ上であれば特に場所的限定はない。
本発明では、特に50〜70℃の温度範囲では酸化酵素の活性が半減するが、なお緩やかな酸化作用を有する温度範囲であり、呉液と空気との接触を適度に促進させたり、気密下に調整するように制御することが容易になり、豆腐らしい風味の生成やタンパク質の酸化(即ち、SS共有結合の形成)を起こしてしっかりした食感の豆腐とする効果を有する。呉液が50〜70℃の温度範囲では、水蒸気(ないしは酸素)に空気を吸入させて供給し加熱する手段や、バッチ釜の上部空間に清浄な空気(ないしは酸素)を吹き流し、常に高濃度の酸素状態を保つことも有効な補助手段である。さらにはバッチ釜においては呉液の攪拌状態を強く激しくすることでも効果的である。
なお、予熱工程の後に分離工程を備えて、オカラを分離した半生豆乳を、同様に前記加熱工程において、密閉状態で100〜180℃の温度範囲に、所定時間、加熱または保持することでもよい。該分離工程は液中絞り機構を有することが好ましい。(図13(e)、(d))
本発明では1秒間あたり0.2〜100℃の平均昇温速度である急速加熱工程を含む急速な加熱を行い、所定の温度まで加熱することによって、前記加熱の温度帯における酸化酵素や分解酵素の作用やタンパク質の過度な熱変性等を極力抑えることができる。逆に比較的緩やかな加熱においては、それらの作用や効果を促すことができる。急速な加熱に当たっては、あまりにも急激な昇温では加熱ムラやタンパク質にダメージを与えて、凝固性が悪くなる。
本発明では、酸化酵素の活性が半減ないしは失活した呉液に対して、食品用の酸化剤を作用させて、その添加量を制御することによってタンパク質の酸化(即ち、SS共有結合の形成)状態を調整して、商業上、風味に支障のない範囲で、豆乳粘度を下げて、硬さがあり、しっかりした食感の豆腐することができる。また調整によっては黄色色素の脱色も起こり、鮮やかな白色の豆乳・豆腐にする効果も期待できる。単に滞留工程で空気に晒すだけの工程も含まれる。特に生の呉液であれば、酸化酵素活性が高い温度範囲(15℃〜50℃)よりも、該酵素活性が半減する温度範囲の15℃未満、ないし50℃以上℃未満である方が上記品質を制御しやすい。70℃以上、特に80℃以上の温度範囲においても、非酵素的酸化反応を制御することが可能である。
なお、上記酸化剤とは食品(大豆製品)に使用可能な酸化剤であって、例えば、空気、酸素ガス、次亜塩素酸ソーダ水、次亜塩素酸水、過酸化水素水、オゾン水、マイクロ・ナノバブル水、高酸素濃度水、デヒドロアスコルビン酸(ビタミンCの酸化型)を含む食品原材料等である。
本発明は、液中磨砕装置と、接続装置と、加熱装置を連結し、連続的かつ気密に構成された豆乳製造装置である。本装置によって、青臭みが少なく、風味・食感ともバランスがとれた豆乳ないしは豆腐前記の豆乳製造方法を実施できる。加熱装置の後に、冷却装置、脱気装置、分離装置、凝固装置など、通常の豆乳、豆腐製造に使われる装置が任意に連結される。該液中磨砕装置は、たとえば、特許文献3,6,11〜13に開示されている装置であり、大豆を挽き水とともに水面下で、安定して磨砕できる機構を有する液中磨砕方法および装置であれば特に限定しない。該加熱装置は、たとえば、呉液を連続的に、段階的に加熱器を備えて、温度設定や温度調節制御システムを有する連続煮沸装置が好ましい。該接続装置は気密なパイプで構成されていることが好ましいが、これに限定するものではない。
本発明では、加熱装置が滞留工程を兼ねるバッチ釜であることが好ましい。例えば、液中磨砕された呉液を一旦、連続式に予熱(第1段階加熱)した後に、バッチ釜に一定量送液して貯留した後、第2段階以降(第2や第3や第4や第5段階加熱等)の加熱を行なってもよい。また、液中磨砕された未加熱の呉液をバッチ釜に受けてもよく、この場合、温度設定や温度調節制御システムを備えたバッチ釜であることが好ましい。呉液を空気に晒すことを避ける場合は予め釜内を水蒸気(ないしは不活性ガス等)で充満させて、低酸素状態にしておいてもよく、加熱中も同様に上部空間に水蒸気を充満させることも効果的である。
本発明の前記加熱装置(予熱装置も含む)における各加熱器は、高温高圧水蒸気を熱媒とする直接加熱方式で、パイプを流れる呉液に蒸気を吹き込む蒸気インジェクション、蒸気雰囲気下に呉液を噴霧して加熱する蒸気インフュージョン、または呉液に蒸気を吹き込む蒸気インジェクションであって、蒸気流による吸引移送機能を有する蒸気エジェクタであることが好ましい。また180℃近い加熱を行う場合は熱水混合(高温高圧水;例えば10MPaの高圧環境下で、300℃の熱水を呉液ないし豆乳に注入・混合する直接急速加熱。)や、間接加熱を組み合わせてもよい。
本発明では、酸化酵素の活性が半減ないしは失活した呉液に対して、食品用の酸化剤である空気、酸素ガス、次亜塩素酸ソーダ水、次亜塩素酸水、過酸化水素水、オゾン水、ナノバブル水、高酸素濃度水等の食用酸化剤液を注入する供給装置を、前記加熱装置に備える点にある。空気、酸素のように気体である場合は、コンプレッサやボンベから加圧供給する形態をとる。液体である場合は容積式ポンプを用いて所定量を注入する形態でもよい。たとえば、加熱熱媒である高温高圧水蒸気の供給配管に蒸気エジェクタ等を備えて、清浄な空気を吸引させて、蒸気とともに空気を呉液に吹き込む形態でもよく、エアレーションによる攪拌効果も期待できる。
本発明は、前記加熱装置における熱媒混合や添加物(消泡剤、pH調整剤、酸化剤など)の混合を促進させる攪拌混合装置を設けることにある。パイプ上であれば、通常の静止型ミキサーや高速回転するロータと固定ステータを有する回転型ミキサーが好ましい。バッチ式装置の場合、前記回転型ミキサーや回転羽根型の攪拌機であればよい。
なお、予熱工程ないしは加熱工程後に分離工程でオカラと分離した半生豆乳ないしは豆乳を減圧脱気するように構成してもよい。この場合、特に、半生豆乳を扱う場合は液中分離工程であることが望ましい。当然ながら、脱気と共に水蒸気が蒸発し、揮発性の不快臭を除去する効果もある。
本発明では、特に液中磨砕によって得た豆乳であって、前記液中磨砕から前記加熱工程の間の工程によって、タンパク質の酸化(SH基によるS−S架橋の生成)を促したことによって、20℃以下に冷却した場合でも、粘度を2,000mPa・s(cP)以下に抑えた、飲用としてサラッと飲みやすい豆乳である。
一般に普通に液中磨砕して定法通り煮沸して得た豆乳は、風味は確かにあっさりするが、豆腐にすると、特に物足りない印象を持たれるのが実状である。過去の文献には触れられてない点であるが、同一濃度・pHで、磨砕以外同一製造条件の場合では、液中磨砕した豆乳は、得られる豆乳の大豆固形分濃度が特に14%を超える場合であると、通常磨砕よりも粘りが20%以上、場合によっては、数倍も粘りやすく、同条件で調製した豆腐も、10〜50%程、柔らかく、べチャッとした食感になる特徴(豆腐製品としては通常はマイナス要素)がある。
そこで、本発明では、液中磨砕した場合であっても、前記豆乳製造方法または、前記豆乳製造装置によって、例えば、急速短時間の加熱条件だけでなく、風味付与の面から低温長時間の条件や酸化条件下での加熱条件によって、大豆固形分14〜17%w/wの濃厚な豆乳であっても、粘度を少なくとも2000mPa・s(cP)以下、望ましくは1000mPa・s(cP)以下、最も好ましくは1〜200mPa・s(cP)に調製したことを特徴とする豆乳である。なお、本発明は前記予熱工程後に得た半生豆乳についても同様である。
本発明は、前記豆乳製造方法または、前記豆乳製造装置によって、例えば、酸化条件下での加熱条件によって得た豆乳であっても、対照区に比べてb値が0.2以上黄色を強く呈することを特徴とした豆乳である。色の表示法における色相を表すLab表示系(ハンターの表色法)において、色差0.1以上あると肉眼でも差が十分識別できる程度を示す。対照区は液中磨砕で得た生の呉液に十分空気を抱き込ませた場合で、実験区と同様に加熱、分離、脱気等の工程を経て得た豆乳を20℃以下に冷却して、色彩色差計でb値(+側が黄色、−側が青色を示す)を測定し、その差を色差とし0.2以上である場合、本発明の豆乳とする。
図2は、従来の豆乳製造装置を模式的に示したものである。従来の豆乳製造装置は、液中磨砕装置Mと、種箱Bと、移送ポンプPpと、バッチ式蒸煮缶Nと、絞り装置Sと豆乳タンクTとを備え、種箱Bの排出口Bjと移送ポンプPpとを接続する接続パイプP1と、移送ポンプPpと蒸煮缶Nとを接続する接続パイプP2と、蒸煮缶Nと絞り装置Sとを接続する接続パイプP3とを備える。液中磨砕装置Mは、原料大豆と挽き水とを投入するためのホッパー部Mhと、原料大豆と挽き水を送る送り装置Mmと、原料大豆を磨砕するグラインダ部Mgとから構成される。
従来の豆乳製造方法は、上記のように1バッチ分(1蒸煮缶分)の呉液を種箱Bに貯めてから蒸煮缶Nに送液されるため、液中磨砕されてから蒸煮缶Bに送液されて加熱開始されるまでに1バッチ分の呉液を種箱Bに貯めるだけの時間を要する。また、種箱Bにて呉液が大気に触れることから、大豆中に含まれる酸化分解酵素が働く余地があり、不快臭が発生していた。
図1は、本発明の豆乳製造装置Z1を模式的に示したものである。本実施の形態の豆乳製造装置Z1は、液中磨砕装置Mと、移送ポンプPpと、予熱装置Y1と、圧力調整部Hb1と、攪拌混合装置K1と、バッチ式蒸煮缶Nと、絞り装置Sと豆乳タンクTとを備え、液中磨砕装置Mの排出口Mjと移送ポンプPpとを接続する接続パイプP1と、移送ポンプPpから蒸煮缶Nまでを接続する接続パイプP2と、蒸煮缶Nと絞り装置Sとを接続する接続パイプP3とを備える。ここで、液中磨砕装置Mとバッチ式蒸煮缶Nと絞り装置Sと豆乳タンクTとは、従来の装置を使用した。
実施例1(豆乳2)として平成17年度産の国産大豆(長野県産ナカセンナリ;中粒)を20時間、15℃の流水に浸け、大豆に吸水させた(吸水倍率2.3倍)。吸水後の漬大豆を3.5俵/時間の能力で、挽き水流量10L/分で3分間、液中磨砕方法で磨砕して得た呉液(比重1.04;15℃;生大豆で10.5kg分)約54kgと、比較例1(豆乳1)として、従来の磨砕方法で同大豆を空気を噛み込みながら磨砕して、同様に得た呉液(比重0.85;15℃;生大豆で10.5kg分)約54kgを、各々予熱を行わずに直接に加熱装置(高井製作所製豆乳製造プラント型式NS2000−S;バッチ式蒸煮缶、攪拌装置付き)に送り、15〜103℃まで最大100℃/分の昇温速度で約2分間加熱(第1段階加熱のみ)し、103℃到達後直ちに、搾り装置S(商品名;(株)高井製作所製シリウス)にて豆乳とオカラを分離し、約13%brixの豆乳1、豆乳2を得た。呉液の加熱時間と温度との関係を図9に示す。
比較例1と同様の大豆を用いて、比較例1と同様の豆乳プラントで呉液の輸送手段に蒸気エジェクタY1を用いて、それ以外は比較例1と同様として豆乳を調製し、得られた豆乳(豆乳5)について、前記豆乳3、4と共に臭い識別試験を行った。
次に、図2に示すように、浸漬した大豆を液中(水中、水温15℃)下で磨砕し、スラリー状の呉液を種箱(呉液タンク)Bに1バッチ分(1釜分)を貯め、種箱Bに貯められた呉液に豆乳濃度調整のために適量(大豆吸水率、粉砕水量、豆乳濃度設定値、一釜当たりの大豆量等の値から計算される)を加水し(さらに消泡剤が添加されることが多いが実施例では無添加)、送液ポンプPpにて加水された呉液を蒸煮缶Nへ送液した。蒸煮缶Nに送液した呉液は5分以内に106℃にまで達するように蒸気圧と蒸気インジェクションのバルブ開度を調整して加熱し、加熱後直ちに搾り装置Sにて豆乳(豆乳6)とオカラに分離した。蒸煮缶Nにおける呉液の加熱時間と温度との関係を図6に示す。
図1に示すように、浸漬した大豆を液中(水中、水温15℃)下で磨砕し、スラリー状の呉液をポンプPpで蒸煮缶Nへ送液した。送液ポンプPpの出口には予熱を行うために蒸気インジェクションY1が取り付けられており、送液ポンプPpの通過後直ちに呉液を80℃に予熱した。呉液が磨砕されてから予熱されるまでは数秒程度である。また、予熱を均一にするために蒸気インジェクションY1の後に静止型ミキサーK1を取り付けており、呉液が静止型ミキサーの内部を通過するときに攪拌・混合される。予熱した呉液をさらにバッチ式蒸煮缶Nで加熱し、比較例3と同様に5分以内で106℃に達するように蒸気インジェクションにより加熱した。加熱終了後、直ちに搾り装置Sにて豆乳(豆乳7)とオカラに分離した。蒸煮缶Nにおける呉液の加熱時間と温度との関係を図6に示す。
前記実施例3を参考に、同様の製法および装置を用いて、豆乳を得た。即ちH18年度産米国大豆(オハイオ、小粒)を用いて、12時間、13℃の流水に浸け、大豆に吸水させた(吸水倍率2.14倍)。吸水後の漬大豆を3.7俵/時間の能力で、挽き水流量8.0L/分で3分間、液中磨砕方法で磨砕して得た呉液(比重1.05;14℃;生大豆で11.1kg分)約48kgを得て、予熱を行わずに直接に加熱装置(高井製作所製豆乳製造プラント型式NS2000−S;バッチ式蒸煮缶、攪拌装置付き)に送り、液体消泡剤(花王製クレトンワイドLV)50gを注入した後、呉液温度15℃から約25℃まで約2分間で約5℃/分の緩慢な昇温速度で加熱(第1段階加熱)後、80℃まで約1分間で約50℃/分の急速な昇温速度で加熱(第2段階加熱)し、次いで、90℃まで約1分間で約10℃/分の昇温速度で加熱(第3段階加熱)し、その後、約94〜95℃まで約4分間で約1℃/分の極緩慢な昇温速度で追い炊き(第4段階加熱)して、加熱工程を終了させて、直ちに、搾り装置S(商品名;(株)高井製作所製シリウス)にて豆乳とオカラを分離し、約16%brixの豆乳1、豆乳2各約42kgを得た。各豆乳は直ちに10℃以下まで冷却し、豆乳流量323L/h、ニガリ液(赤穂化成製「ソフトウェハー」、塩化マグネシウム含量13%w/w)を6.5L/hで連続的に静止型ミキサーで混合し、耐熱性豆腐容器に密封し、80℃45分間ボイル加熱後、冷却して充填豆腐を調製した。
前記加熱装置において、バッチ釜に付属している攪拌装置の回転数について、通常どおり終始20rpm(ゆっくりした攪拌状態)の場合で得た豆乳8(比較例)と、50〜℃の範囲において釜内の上部空間を常に清浄な空気を充満させながら40rpm(かなり強い攪拌状態で気泡を噛み込む状態)にして得た豆乳9(実施例)と、50〜70℃の範囲において釜内の上部空間を常に水蒸気を吹き流して充満させながら40rpmにして得た豆乳10(実施例)及び、50〜70℃の範囲で20rpm(ゆっくりした攪拌状態)にして蒸気配管に蒸気エジェクタを取り付けて空気を吸い込ませた空気混合蒸気を用いて得た豆乳11(実施例)について、前記実施例1同様の豆乳・豆腐の品質比較を行い、結果を表5に示した。
Claims (7)
- 大豆を挽き水とともに気密機構の磨砕部において低酸素状態の水面下で磨砕して、比重が1.00〜1.10の呉液とする液中磨砕工程と、前記液中磨砕工程で得られた呉液を15℃以下ないしは5分間以内に滞留する滞留工程と、滞留工程で得られた呉液を昇温する予熱工程と、その予熱工程で加熱した呉液を予熱の温度と同じか又は予熱の温度よりも高い温度で加熱を行う加熱工程とを備えて、前記加熱工程は、バッチ式蒸煮缶を使用して、大気開放下やエアレーションによる酸化条件下において呉液と空気との接触を積極的に促進させることを特徴とする豆乳製造方法。
- 前記予熱工程では、前記滞留工程で得られた呉液を15℃以上かつ50℃未満まで昇温し、前記加熱工程において、呉液を70〜100℃の温度範囲に、又は、100〜180℃の温度範囲に、所定時間、加熱または保持することを特徴とする請求項1記載の豆乳製造方法。
- 前記滞留工程は、呉液と空気を接触させることを特徴とする請求項1または2記載の豆乳製造方法。
- 前記液中磨砕工程に、溶存酸素を不活性ガスに置換した水、溶存酸素濃度1ppm以下の脱気水、又は、0〜10℃の清水を挽き水に用いることによって各種酵素反応を抑制することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項記載の豆乳製造方法。
- 前記呉液から得た豆乳から、大豆固形分濃度10〜17%w/w、pH6.5〜7.5、20℃以下に冷却した状態での粘度が2,000mPa・s以下である豆乳を得ることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項記載の豆乳製造方法。
- 大豆を挽き水とともに気密機構の磨砕部において低酸素状態の水面下で磨砕して、比重が1.00〜1.10の呉液とする液中磨砕装置と、前記液中磨砕装置で得られた呉液を15℃以下ないしは5分間以内に滞留する滞留装置と、前記滞留装置で得られた呉液を昇温する予熱装置と、前記予熱装置で加熱した呉液を予熱の温度と同じか又は予熱の温度よりも高い温度で加熱を行う加熱装置とを備えて、前記加熱装置は、バッチ式蒸煮缶を使用して、大気開放下やエアレーションによる酸化条件下において呉液と空気との接触を積極的に促進させることを特徴とする豆乳製造装置。
- 前記滞留装置は、大気開放のタンクや通気口を有するタンクであり、呉液と空気を接触させることを特徴とする請求項6記載の豆乳製造装置。
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