JP7244798B2 - 油吸着剤 - Google Patents
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Description
また、家庭においても、しばしば天ぷらやフライなどで揚げ物がされているが、大量の廃油が下水等に流される場合があり、環境汚染の原因にもつながる。また、垂れこぼし等による余分な油の処理も問題である。
一方、タンカー等の座礁による重油流出事故で、流出した油類による環境汚染は深刻な問題となっている。又、産業界においても含油排水の処理は深刻な問題であり、活性汚泥等の生物処理の維持管理上及び公害防止の観点から、油水混合系からの油類の除去は重要である。
例えば、結晶性アルミノ珪酸塩を主成分とする多孔質粒状物を含む成形体からなる油吸着剤に関する技術(特許文献1)、水中に脂肪族カルボン酸金属塩を完全に溶解させた後、撹拌、徐冷することによって析出形成させた繊維状集合結晶体よりなる天ぷら廃油の固形化材に関する技術(特許文献2)、難水溶性の無機及び有機多孔質体粒子から選ばれる1種に、融点40℃以上の難水溶性親油有機化合物を均質に被覆または沈着させて得られる複合粒子からなる油水系の油吸着剤に関する技術(特許文献3)が開示されている。
本発明は、食品用としても用いることができる、油吸着性に優れた新規な油吸着剤を提供することを目的とする。
(1)粉末状植物性蛋白素材を含み、下記A~Dの特徴を有する多孔質蛋白素材を有効成分として含有する油吸着剤、
A.蛋白質含量が乾燥重量あたり50重量%以上、
B.NSIが50以下、
C.嵩比重が0.2g/cm3以下、
D.吸油倍率が3倍以上
(2)多孔質蛋白素材のA、Dの要件が、
A.蛋白質含量が乾燥重量あたり75重量%以上、
D.吸油倍率が4倍以上、
である、(1)記載の油吸着剤、
(3)多孔質蛋白素材のDの要件が、
D.吸油倍率が5倍以上、
である、(1)または(2)記載の油吸着剤、
(4)粉末状植物性蛋白素材を含み、下記A~Dの特徴を有する多孔質蛋白素材を有効成分として含有する油吸着剤を油中に添加、または油を該油吸着剤に添加する、油の吸着方法、
A.蛋白質含量が乾燥重量あたり50重量%以上、
B.NSIが50以下、
C.嵩比重が0.2g/cm3以下、
D.吸油倍率が3倍以上、
である。
本発明の油吸着剤は、粉末状植物性蛋白素材を含み、下記A~Dの特徴を有する多孔質蛋白素材を有効成分として含有することを特徴とする。
A.蛋白質含量が乾燥重量あたり50重量%以上、
B.NSIが50以下、
C.嵩比重が0.2g/cm3以下、
D.吸油倍率が3倍以上。
また、本発明の油吸着剤は、有効成分として含有する多孔質蛋白素材を、必要に応じて分級したものを使用することもできる。分級の程度は特に制限されないが、例えば、試験篩い(ISO 3310-1規格準拠)に相当するものを用いて分級したときに、粒度分布が、5.5meshパス/10meshオン、10meshパス/20meshオンまたは20meshパス/42meshオン等のものを用いることができる。
本発明の油吸着剤の添加量の目安としては、本発明の油吸着剤は、後述する油吸着の試験において、吸油倍率が3倍以上という能力を有するので、この能力を基にして吸着すべき油の量に応じて、適宜添加量を設定すれば良い。
例えば、天ぷらの廃油を吸着させる場合、天ぷら廃油中に本発明の油吸着剤を適正な量を投入することで、油吸着することができる。その後、油吸着したものを回収すれば良い。
また、食品をフライした後に、油を切るためにシートや紙などにフライ品を置くことがあるが、本発明の油吸着剤を例えば、トレーなどに敷き詰めて、その上にフライ品を載せることでフライ品からたれ落ちる油を吸着することができる。
また、工場排水に含まれる油分、海洋に流出される油に対しては、本発明の油吸着剤を添加し、その後回収する。
以下、本発明の多孔質蛋白素材の特徴を具体的に説明する。
なお、「多孔質」とは、木炭やゼオライトのように多数の細孔を持つことをいう。
本発明の多孔質蛋白素材は、蛋白質を乾燥重量あたり50重量%以上含有することが特徴である。該蛋白質含量は、下限として乾燥重量あたり55重量%以上、60重量%以上、65重量%以上、70重量%以上、特に75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上、又は90重量%以上であることができる。また該含量は、乾燥重量あたり99重量%以下、95重量%以下、90重量%以下、85重量%以下又は80重量%以下であることができる。
なお、蛋白質の含量は、ケルダール法により分析される窒素量に6.25の窒素換算係数を乗じて求めるものとする。
本発明の多孔質蛋白素材は、低水溶性を示す。その水溶性の指標としては、水溶性窒素指数(Nitrogen Solubility Index:NSI)を用いることができ、NSIが低いほど低水溶性である。低水溶性の指標として、本発明の多孔質蛋白素材は、NSIが50以下、好ましくは45以下、40以下、好ましくは35以下、より好ましくは30以下が適当である。
すなわち、試料3gに60mlの水を加え、37℃で1時間プロペラ攪拌した後、1400×gにて10分間遠心分離し、上澄み液(I)を採取する。次に、残った沈殿に再度水100mlを加え、再度37℃で1時間プロペラ撹拌した後、遠心分離し、上澄み液(II)を採取する。(I)液および(II)液を合わせ、その混合液に水を加えて250mlとする。これを濾紙(NO.5)にて濾過した後、濾液中の窒素含量をケルダール法にて測定する。同時に試料中の窒素量をケルダール法で測定し、濾液として回収された窒素量(水溶性窒素)の試料中の全窒素量に対する割合を重量%として表したものをNSIとする。
本発明の多孔質蛋白素材は、嵩比重が小さいことが特徴であり、具体的には0.2g/cm3以下であり、好ましくは0.15g/cm3以下、より好ましくは0.12g/cm3以下、さらに好ましくは0.1g/cm3以下、最も好ましくは0.1g/cm3未満である。
本発明の多孔質蛋白素材は、吸油性が従来の組織状大豆蛋白と比較して高いことも特徴である。吸油性の高さを表す指標として、吸油倍率を用いることができる。本発明の多孔質蛋白素材は、吸油倍率が3重量倍以上であり、特に4重量倍以上が好ましく、5重量倍以上又は6重量倍以上であることもできる。これに対して従来の市販の組織状大豆蛋白では約0.8~1.7重量倍程度で、あまり吸油性は高くなかったが、本発明の多孔質蛋白素材は、従来の組織状大豆蛋白よりも3倍以上の吸油倍率を示しうる。なお、吸油倍率は以下の方法により測定する。
試料10gに80℃のパーム油100gを加える。20分間吸油後、30meshのザルで水を切り、吸油後の試料の重量(Xg)を測定する。そして次の式により吸油倍率(Z)を求める。
Z=(X-10)/10
本発明の多孔質蛋白素材は、典型的には、顆粒状である。本発明において「顆粒」とは粉末よりも粒径の大きい粒を意味する。
顆粒の大きさは特に限定されないが、国際規格「ISO 3301-1」に準拠した篩いにより、全顆粒重量の90重量%以上が、42メッシュにオンするものであることが適当である。ただし、本発明の多孔質蛋白素材は適宜粉砕して用いることもでき、その場合はより細かい顆粒状ないし粉末状となる。
本発明の多孔質蛋白素材は、吸水性が従来の組織状大豆蛋白と比較して高いことも特徴となり得る。吸水性の高さを表す指標として、吸水倍率を用いることができる。本発明の多孔質蛋白素材は、吸水倍率が7.5重量倍以上であり、特に8重量倍以上が好ましく、8.5重量倍以上又は9重量倍以上であることもできる。これに対して従来の市販の組織状大豆蛋白では約3.3~7.4重量倍程度である。なお、吸水倍率は以下の方法により測定する。
試料10gに80℃の水100gを加える。20分間吸水後、30meshのザルで水を切り、吸水後の試料の重量(Xg)を測定する。そして次の式により吸水倍率(Y)を求める。
Y=(X-10)/10
ちなみに、従来の二軸エクストルーダーで製造される組織状大豆蛋白の製品「フジニックPT-FL」(不二製油(株)製)の色調を一つ例示すると、L値が70.3、a値が2.4、b値が18.8であり、色調は明度が低く、褐色度の強い、本発明品とは格段に異なるものである。一方、粉末状分離大豆蛋白の製品「フジプロE」(不二製油(株)製)の色調を一つ例示すると、L値が83.4、a値が-0.64、b値が15.8であり、本発明の顆粒状蛋白素材は粉末状分離大豆蛋白と同等かそれ以上に明るく、褐色度が低いものとなり得る。なお、色調を測定するときのサンプルの粉砕物は、平均粒子径が60~70μmとなるまで粉砕したものを用いる。
以下、本発明の多孔質蛋白素材の製造態様について、具体的に説明する。
本発明において「粉末状植物蛋白素材」は、原料である植物性原料から、蛋白質以外の成分、すなわち脂質、可溶性糖質、澱粉、不溶性繊維(オカラ)、ミネラルなどの一部又は全部を除去し、蛋白質の含量がより濃縮されたものを粉末化した蛋白素材をいう。その蛋白質含量は固形分中50重量%以上のものを用いることが好ましく、60重量%以上、70重量%以上、特に75重量%以上、80重量%以上又は90重量%以上のものを用いることもできる。
また、粉末状植物性蛋白素材以外の他の食品素材を適宜混合することもでき、これらの食品素材は粉末であることが好ましいが、粉体加圧加熱の操作において影響がない範囲であれば液状で混合してもよい。例えば、澱粉、水溶性食物繊維、糖類、塩類、調味料、酸味料、甘味料、苦味料、油脂、乳化剤、抗酸化剤、ビタミン類、微量栄養素、色素等が挙げられる。
I)抽出工程
大豆原料として脱脂大豆を使用し、これに加水し攪拌等して懸濁液(スラリー)とし、蛋白質を水で抽出する。水は中性~アルカリ性のpHとすることができ、塩化カルシウム等の塩を含むこともできる。これを遠心分離等の固液分離手段でオカラを分離し、蛋白質抽出液(いわゆる豆乳)を得る。この段階で加熱殺菌し、噴霧乾燥したものが、いわゆる脱脂豆乳粉末であり、これを粉末状植物性蛋白素材として用いることもできる。
II)酸沈殿工程
次に蛋白質抽出液に塩酸やクエン酸等の酸を添加し、該抽出液のpHを大豆蛋白質の等電点であるpH4~5に調整し、蛋白質を不溶化させて酸沈殿させる。次に遠心分離等の固液分離手段により酸可溶性成分である糖質や灰分を含む上清(いわゆるホエー)を除去して、酸不溶性成分を含む「酸沈殿カード」を回収する。この段階で噴霧乾燥したものが、いわゆるカードパウダーであり、これを粉末状植物性蛋白素材として用いることもできる。
III)中和工程
次に酸沈殿カードに再度加水し、必要により該カードを水で洗浄後、「カードスラリー」を得る。そして該スラリーに水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリを加えて中和し、「中和スラリー」を得る。
IV)殺菌・粉末化工程
次に中和スラリーを加熱殺菌し、スプレードライヤー等により噴霧乾燥し、必要により流動層造粒を経て分離大豆蛋白を得る。
ただし、本発明における分離大豆蛋白は上記製造例にて製造されるものには限定されるものではない。大豆原料としては脱脂大豆の代わりに全脂大豆や部分脱脂大豆などの種々の大豆原料を用いることもできる。抽出手段も種々の抽出条件や装置を適用できる。蛋白質抽出液からホエーを除去する方法として酸沈殿を行う代わりに限外濾過膜等による膜濃縮を行うこともでき、その場合は中和工程は必ずしも必要ではない。さらに、大豆原料から予め酸性水やアルコールにより洗浄してホエーを除去した後に、中性ないしアルカリ性の水で蛋白質を抽出する方法を適用して製造することもできる。また、上記の何れかの段階にて蛋白質の溶液にプロテアーゼを作用させ、蛋白質を部分加水分解することもできる。
本発明の粉末状植物性蛋白素材では、上記の粉末状植物性蛋白素材を、水系下ではなく、粉末状態で水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理することが特徴である。かかる工程により、粉末状植物性蛋白素材が顆粒化され、本発明の多孔質蛋白素材を製造することができる。
これにより、吸油性に優れる多孔質蛋白素材の製造を可能とする。
以下の通り、粉末状植物性蛋白素材を粉末状態で、水蒸気による直接加熱方式の加圧加熱処理を行った。
粉末状植物性蛋白素材のサンプルとして、市販の分離大豆蛋白「フジプロF」(不二製油(株)製)を用いた。本サンプルは、蛋白質含量が91.2%であり、NSIは98.6の高水溶性タイプであった。
加圧加熱装置としては、市販の「Sonic Stera」((株)フジワラテクノアート製)を用いた。本装置は、加熱空間内において粉体を垂直方向に落下させつつ水蒸気による直接加熱方式で加圧加熱処理ができる、縦型タイプの装置である。
表1の加熱処理条件により分離大豆蛋白に対して粉体加圧加熱処理を行い、得られた処理物の水分、NSI、嵩比重を測定し、表1にまとめた(試験品1~4)。品質比較のため、上記分離大豆蛋白と、市販の組織状大豆蛋白A~D(不二製油(株)製、二軸エクストルーダーで製造)についての各種データを掲載した。
これに対して組織状大豆蛋白は二軸エクストルーダーの出口で一定の間隔でカッティングして成形されるため、形状が「略定形」の顆粒であり、嵩比重が試験品4よりも大きい傾向であった。
試験品3,4および原料の分離大豆蛋白について、卓上顕微鏡「Miniscope TM-1000」((株)日立ハイテクノロジーズ製)で観察を行った。図1に各サンプルを100倍と300倍で観察した粒子の写真を示した。写真でも明らかな通り、分離大豆蛋白と試験品3はほとんど変わらない粒子形状であったが、試験品4は粒子集まって不定形に粗大化していた。
試験1で得られた試験品3,4、分離大豆蛋白、組織状大豆蛋白A~Dと、パン粉の吸水性と吸油性を調べた。結果を表2に示した。
試験1で得られた試験品4、分離大豆蛋白、組織状大豆蛋白Dの色調(Hunter-Lab表色系)を色差計で測定し、明度(L値)、褐色度(a値)、黄色度(b値)を調べた。試験品4と組織状大豆蛋白Dは予め粉砕機「ミクロパウダーKGW G-015」(槇野産業(株)製)を用いて平均粒子径が60~70μmとなるように微粉砕して分析に供した。結果を表3に示した。
試験品4を試験篩い(ISO 3310-1規格準拠)を用いて分級し、粒度分布を測定した。また、各分級品についての吸水倍率と吸油倍率を測定した。結果を表4に示した。
他の吸油性のある素材について、吸油性を調べた。各素材と吸油性の結果を表5に示した。
Claims (4)
- 粉末状植物性蛋白素材を含み、下記A~Dの特徴を有する多孔質蛋白素材を有効成分として含有する油吸着剤。
A.蛋白質含量が乾燥重量あたり50重量%以上、
B.NSIが50以下、
C.嵩比重が0.2g/cm3以下、
D.吸油倍率が3倍以上 - 多孔質蛋白素材のA、Dの要件が、
A.蛋白質含量が乾燥重量あたり75重量%以上、
D.吸油倍率が4倍以上、
である、請求項1記載の油吸着剤。 - 多孔質蛋白素材のDの要件が、
D.吸油倍率が5倍以上、
である、請求項1または2記載の油吸着剤。 - 粉末状植物性蛋白素材を含み、下記A~Dの特徴を有する多孔質蛋白素材を有効成分として含有する油吸着剤を油中に添加、または油を該油吸着剤に添加する、油の吸着方法。
A.蛋白質含量が乾燥重量あたり50重量%以上、
B.NSIが50以下、
C.嵩比重が0.2g/cm3以下、
D.吸油倍率が3倍以上
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