JP7365605B2 - Method for producing pregelatinized starch powder - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 高分子学会予稿集67巻2号(2018),発表番号1Pe073において平成30年8月29日に発表Application of
本発明は、アルファ化デンプン粉の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing pregelatinized starch powder.
穀物に含まれるデンプンをアルファ化(非晶質化)することで、アルファ化前に対して異なる特性が発現することが一般に知られている。例えば、予めアルファ化された米粉は、長期保存が可能である一方で、蒸煮を必要とせずに水や湯を加えるだけで美味しく食することができることが知られている。また、PLA(ポリ乳酸樹脂)等の生分解性樹脂への添加剤としてデンプンを用いる場合には、水やグリセリン等の可塑剤を同時に添加して高温で処理することにより、デンプンをアルファ化することでPLA等と複合化できることが知られている。 It is generally known that by pregelatinizing (amorphizing) the starch contained in grains, different properties are developed compared to those before pregelatinization. For example, it is known that pre-gelatinized rice flour can be stored for a long time and can be deliciously eaten simply by adding water or hot water without requiring steaming. In addition, when starch is used as an additive to biodegradable resins such as PLA (polylactic acid resin), the starch is pregelatinized by adding water and a plasticizer such as glycerin at the same time and treating it at high temperature. It is known that this allows it to be combined with PLA and the like.
本発明者らは、臼式粉砕機に原料穀物を投入し、原料穀物を80℃以上、特に100~200℃の温度に加熱しながらせん断条件下にて粉砕することで、高度にアルファ化したアルファ化デンプン粉を、水を加えずに容易に製造する技術を開発した(特許文献1~3)。イースト発酵により良好に膨張し、十分な成型性、保形性を有する米粉パン生地によって高品質な成形米粉パンを製造する技術への応用等(特許文献4)、食品分野をはじめとして各種の技術分野への普及が期待され、実用化もされている。
The present inventors introduced raw material grain into a mortar-type mill and crushed it under shearing conditions while heating the raw material grain to a temperature of 80°C or higher, particularly 100 to 200°C, thereby achieving highly pregelatinized grains. We have developed a technology to easily produce pregelatinized starch powder without adding water (
本発明者らが開発した、上記アルファ化デンプン粉を製造するための従来の装置は、上臼と下臼を用いて、これらの間に形成された平面状のギャップに中央部の投入口から原料穀物を投入し、中央部から外周部へ原料穀物を移送、滞留させながら同時に加熱し上臼と下臼の相対回転によってせん断力を与えて粉砕し、外周部からアルファ化デンプン粉を排出している。相対回転する粉砕部の回転軸と材料の流れはこの場合垂直になっている。 The conventional apparatus for producing the pregelatinized starch powder developed by the present inventors uses an upper mill and a lower mill, and inserts the input port into the central part into a planar gap formed between them. Raw material grains are introduced, transferred from the center to the outer periphery, heated while being retained, and pulverized by applying shear force through the relative rotation of the upper and lower mills, and expelling pregelatinized starch powder from the outer periphery. ing. In this case, the axis of rotation of the relatively rotating grinding section and the flow of material are perpendicular.
上記従来技術では、アルファ化を達成する技術に主眼を置いていたが、更なる段階として量産化、特に高吐出化に適した技術が望まれていた。 In the above-mentioned conventional technology, the main focus was on technology to achieve alpha conversion, but as a further step, a technology suitable for mass production, especially high discharge, was desired.
このような状況に鑑みて、特許文献5ではQ=[加熱せん断粉砕機に置ける原料穀物の滞留時間(sec)]×[最大せん断速度(1/sec)]
で表されるQ値の条件を示すことで原料穀物を粉砕するアルファ化デンプン粉の製造方法を提案している。
In view of this situation, in
We propose a method for producing pregelatinized starch powder by pulverizing raw material grains by showing the conditions for the Q value expressed by .
特許文献5では、相対回転する粉砕部の回転軸と材料の流れが垂直な場合の実施例があった。特許文献5には相対回転する粉砕部の回転軸と材料の流れが平行となる場合は特許文献5の方法の適用を類推想起できるものとして記述されているが、相対回転する粉砕部の回転軸と材料の流れが平行となる代表的な機構である2軸押出機のニーダー部分による粉砕を試みたところ、上記Q値による範囲の特定では良好な粉砕物が得られないことが分かった。
In
上記をまとめると、従来のパラメータ範囲では、2軸押出機に代表される粉砕部の回転軸と材料の流れが平行となる場合には従来技術では対応できないという課題がある。 To summarize the above, within the conventional parameter range, there is a problem that the conventional technology cannot cope with the case where the rotation axis of the crushing section and the material flow are parallel, as typified by a twin-screw extruder.
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、2軸押出機に代表される、粉砕機構の回転軸と原料穀物の流れが平行になる構造を有する加熱せん断粉砕機を用いた場合において、良好な粉砕物が得られるアルファ化デンプン粉の製造方法を提供することを課題としている。 The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and uses a heated shear pulverizer, typically a twin-screw extruder, which has a structure in which the rotating axis of the pulverizer mechanism and the flow of raw material grain are parallel to each other. It is an object of the present invention to provide a method for producing pregelatinized starch powder that can yield a good pulverized product in cases where the powder is pregelatinized.
上記の課題を解決するために本発明者は鋭意検討した結果、2軸押出機に代表される、粉砕機構の回転軸と原料穀物の流れが平行になる構造を有する加熱せん断粉砕機を用いた場合には、特許文献5のQ値ではなく下記に定義されるQE値を用いることで良好な粉砕物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor conducted intensive studies and found that a heated shear crusher, typically a twin-screw extruder, has a structure in which the rotating axis of the crushing mechanism and the flow of the raw grain are parallel to each other. In some cases, the inventors have discovered that a good pulverized product can be obtained by using the Q E value defined below instead of the Q value of
すなわち、本発明のアルファ化デンプン粉の製造方法は、粉砕機構の回転軸と原料穀物の流れが平行になる構造を有する加熱せん断粉砕機を用いたアルファ化デンプン粉の製造方法であって、次式: That is, the method for producing pregelatinized starch powder of the present invention is a method for producing pregelatinized starch powder using a heated shear mill having a structure in which the rotation axis of the milling mechanism and the flow of raw material grain are parallel to each other, and includes the following steps. formula:
本発明によれば、量産化に絶大な効果が見込める2軸押出機を利用し、加熱せん断粉砕による良好なアルファ化米粉の製造が可能となる。 According to the present invention, it is possible to produce good pregelatinized rice flour by heating and shearing and crushing using a twin-screw extruder, which is expected to be extremely effective in mass production.
以下に、本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below.
なお、最大せん断速度は次の記号: The maximum shear rate is indicated by the following symbol:
本発明のアルファ化デンプン粉の製造方法は、粉砕機構の回転軸と原料穀物の流れが平行になる構造を有する加熱せん断粉砕機を用いたアルファ化デンプン粉の製造方法である。 The method for producing pregelatinized starch powder of the present invention is a method for producing pregelatinized starch powder using a heated shear mill having a structure in which the rotating shaft of the milling mechanism and the flow of raw material grain are parallel to each other.
なお、本明細書において原料穀物の流れとは、局所の流れではなく全体の平均の流れである。従って局所的な流れは粉砕機構のスクリュウ等により螺旋に沿っているため粉砕機構の回転軸と平行ではない場合でも、全体の平均の流れが粉砕機構の回転軸と平行な場合には本発明に含まれる。 Note that in this specification, the flow of raw material grains is not a local flow but an overall average flow. Therefore, even if the local flow is not parallel to the rotational axis of the crushing mechanism because it follows a spiral due to the screw of the crushing mechanism, the present invention applies if the overall average flow is parallel to the rotational axis of the crushing mechanism. included.
また本明細書において粉砕機構の回転軸と原料穀物の流れが平行とは、粉砕機構の回転軸と、原料穀物の流れ(上記した全体の平均の流れ)とが成す角度が40°以内であることを指し、特に30°以内が好ましい。 Furthermore, in this specification, the term "parallel between the rotation axis of the crushing mechanism and the flow of the raw material grains" means that the angle formed between the rotation axis of the crushing mechanism and the flow of the raw material grains (the above-mentioned overall average flow) is within 40 degrees. In particular, it is preferably within 30°.
本発明において加熱せん断粉砕機は、特に限定されないが、加熱装置と粉砕機構を有しスクリュウ式の押し出し機構を備え、送りながら加熱と同時に粉砕し吐出する押し出し式粉砕装置が挙げられる。その他に、例えばコニカルカッターを備えたミルに温度制御装置を実装したものや、内側の円柱部材と外側の円筒部材を備えた粉砕機等が挙げられる。ここで内側の円柱部材と外側の円筒部材を備えた粉砕機は、上下に延びる円筒部材と、この円筒部材に挿入された上下に延びる円柱部材とを備え、臼式構造の上部には、円筒部材と円柱部材との間で原料穀物の投入口が形成される。円筒部材の内周面と円柱部材の外周面との間で、投入口から上下に連続するギャップが形成され、臼式構造の下部には、円筒部材と円柱部材との相対的な回転により、ギャップにおいて原料穀物を粉砕およびアルファ化して生成したアルファ化デンプン粉の排出口がギャップから連続して形成された構造を有する。そして相対的に回転する臼式構造のギャップに原料穀物を投入し、加熱下にせん断力を与えることにより原料穀物を粉砕およびアルファ化する。 In the present invention, the heating shear pulverizer is not particularly limited, but includes an extrusion-type pulverizer that includes a heating device and a pulverizer, has a screw-type extrusion mechanism, and pulverizes and discharges at the same time as heating while feeding. Other examples include mills equipped with a conical cutter equipped with a temperature control device, mills equipped with an inner cylindrical member and an outer cylindrical member, and the like. Here, the crusher equipped with an inner cylindrical member and an outer cylindrical member includes a cylindrical member that extends vertically, and a cylindrical member that extends vertically and is inserted into this cylindrical member. An input port for raw grain is formed between the member and the cylindrical member. A gap is formed between the inner circumferential surface of the cylindrical member and the outer circumferential surface of the cylindrical member, and a gap is formed that continues vertically from the input port. It has a structure in which an outlet for pregelatinized starch powder produced by crushing and pregelatinizing raw material grains in the gap is formed continuously from the gap. Then, the raw grain is introduced into the gap between the relatively rotating mortar-type structures, and the raw grain is crushed and pregelatinized by applying shearing force while heating.
このような加熱せん断粉砕機として、具体的には、2軸押出機が代表的なものとして挙げられる。その他に、例えば一軸式の連続式固相せん断混練機等が挙げられる。 A typical example of such a heating shear crusher is a twin-screw extruder. Other examples include, for example, a uniaxial continuous solid phase shear kneader.
加熱せん断粉砕機におけるニーディング部の構造は、図1のようにニーディングの歯を外周部に備えたニーディングユニットを回転軸の方向に複数設け、シリンダー部1の内周面との間で原料穀物をせん断する構造や、その他に、石臼状の特殊ブレードを備えた一軸混練機等が挙げられる。ただし、本発明のニーディング部の構造はこれに限るものではなく、せん断により粉砕される機構のものであればよい。 The structure of the kneading section in a heated shear crusher is as shown in Fig. 1, in which a plurality of kneading units with kneading teeth on the outer periphery are provided in the direction of the rotation axis, and a Examples include a structure for shearing raw grain, and a single-shaft kneader equipped with a special millstone-shaped blade. However, the structure of the kneading part of the present invention is not limited to this, and any structure that can be pulverized by shearing may be used.
本明細書においては、少なくともシリンダー部に投入されニーディング部を通過するまでの穀物を、「原料穀物」と称する。少なくとも加熱せん断粉砕機から本発明の方法に従ってシリンダー部を経て排出された穀物粉を「アルファ化デンプン粉」と称する。 In this specification, at least the grain that is fed into the cylinder section and passes through the kneading section is referred to as "raw material grain." The grain flour discharged from at least the heated shear mill through the cylinder section according to the method of the invention is referred to as "gelatinized starch flour".
加熱せん断粉砕機におけるニーディング部のギャップは、原料とされる穀粒や処理後に得るべき所望の穀粉の大きさなどを考慮し、特に限定されないが、例えば0.4~0.1mm程度、特に0.2mm程度以下の範囲内で調整される。 The gap in the kneading part of the heated shear crusher is not particularly limited, taking into account the grains used as raw materials and the desired size of flour to be obtained after processing, but for example, it is about 0.4 to 0.1 mm, especially about 0.2 mm. Adjusted within the following range.
図1には本発明を実施するための粉砕機構の一例を示す。この粉砕機構は、加熱せん断粉砕機として2軸押出機を用いたものであり、粉砕機構の全体または部分の温度を調整する機構を備えたものである。原料穀物は投入口側から吐出口側に向かって図1の7の矢印の方向に流れていく。1はシリンダー部で、第一スクリュウ2、第二スクリュウ3が回転中心4、5が平行となるように設置されている。第一スクリュウ2は、上流側より下流側へ投入口側フルフライト部2a、ニーディング部(開始点2bから終了点2cまで)、吐出口側フルフライト部2dが設置され、第二スクリュウ3は、上流側より下流側へ投入口側フルフライト部3a、ニーディング部(開始点3bから終了点3cまで)、吐出口側フルフライト部3dが設置されている。ニーディング部は、ニーディングの歯を外周部に備えたニーディングユニットが回転軸の方向に複数設けられ、シリンダー部1の内周面との間でクリアランス6を形成し、原料穀物をせん断するようになっている。
FIG. 1 shows an example of a crushing mechanism for implementing the present invention. This pulverization mechanism uses a twin-screw extruder as a heated shear pulverizer, and is equipped with a mechanism for adjusting the temperature of the entire or part of the pulverization mechanism. The raw material grains flow in the direction of arrow 7 in Figure 1 from the input port side to the discharge port side. 1 is a cylinder part, and a
ここで、アルファ化に関わる因子をいくつか検討する。その一つは最大せん断速度γ[・](1/sec) である。せん断歪みが生じることで材料は仕事を受ける。材料が粉砕機内で受ける仕事の総量は、総せん断歪み量として評価することができる。総せん断歪み量は、加熱せん断粉砕機における原料穀物の滞留時間τ(sec)との積で定義される次のQに関係する。 Here, we will consider some factors related to alpha conversion. One of them is the maximum shear rate γ[・](1/sec). Work is applied to the material by shear strain. The total amount of work that the material undergoes in the mill can be evaluated as the total shear strain. The total amount of shear strain is related to the following Q, which is defined as the product of residence time τ (sec) of the raw grain in the heated shear crusher.
検討の結果、その原因は、図1の粉砕機構と図2(特許文献5に対応する参考例)の粉砕機構の違いにあることが分かった。一つの原因は、図2(特許文献5に対応する参考例)においては、上下の平板の臼間の数ミクロン程度のギャップの間で粉砕が行われるのに対し、図1(本発明)においては、2b~2c間、3b~3c間のニーディング部で行われることにある。二つ目の原因は原料穀物の流れの方向である。図2の機構では、上臼8と下臼9の間にギャップ14が形成され、上臼8の投入口10より原料穀物が投入されて回転中心11を軸として下臼が回転し、図2の12および13に代表される回転軸と垂直の方向に材料は送られながら粉砕される。
As a result of investigation, it was found that the cause was the difference between the crushing mechanism in FIG. 1 and the crushing mechanism in FIG. 2 (reference example corresponding to Patent Document 5). One reason is that in FIG. 2 (reference example corresponding to Patent Document 5), pulverization is performed between the gaps of several microns between the upper and lower flat plate dies, whereas in FIG. This is done at the kneading section between 2b and 2c and between 3b and 3c. The second cause is the direction of flow of raw material grain. In the mechanism shown in FIG. 2, a
一方で図1の場合は、スクリュウ軸の回転軸に平行となる矢印7の方向に材料が送られながら粉砕される。これらの違いを鑑みた結果、式(1)のQ値において考慮されていなかった因子であるニーディング部での材料の充填率φが重要であることが分かってきた。検討の結果、図1に代表される回転軸と材料の流れが平行な場合には、式(1)のQ値ではなく次で定義されるQE値を用いることが妥当であることが分かった。 On the other hand, in the case of FIG. 1, the material is pulverized while being fed in the direction of arrow 7, which is parallel to the rotation axis of the screw shaft. As a result of considering these differences, it has been found that the filling rate φ of the material in the kneading part, which is a factor that was not considered in the Q value of equation (1), is important. As a result of the study, it was found that when the rotation axis and the material flow are parallel, as shown in Figure 1, it is appropriate to use the QE value defined below instead of the Q value in equation (1). Ta.
本発明の方法では、式(2)のQE値が400以上の条件、好ましくは500以上の条件で原料穀物を粉砕する。QE値が400以上の条件であれば、加熱せん断粉砕機による粉砕後における穀物の結晶化度が、例えば15%程度まで下げられたアルファ化デンプン粉を得ることができ、結晶性米粉や増粘多糖類などを混ぜなくてもグルテンフリー食品の加工と製品化が可能となる。また、水や湯を加えるだけで食料とできる程度までアルファ化されたデンプン粉をはじめとして、非常に高い程度までアルファ化されたデンプン粉も得ることができ、アルファ化の程度を結晶化度の低い範囲で様々にコントロールしたアルファ化デンプン粉を得ることができる。 In the method of the present invention, raw material grains are crushed under conditions such that the Q E value of formula (2) is 400 or more, preferably 500 or more. If the QE value is 400 or more, it is possible to obtain pregelatinized starch powder in which the crystallinity of the grain after milling with a heated shear mill has been lowered to about 15%, for example, and crystalline rice flour and It becomes possible to process and commercialize gluten-free foods without mixing mucopolysaccharides. It is also possible to obtain starch powder that has been pregelatinized to the extent that it can be used as food by simply adding water or hot water, as well as starch powder that has been pregelatinized to a very high degree. Various controlled pregelatinized starch powders can be obtained in a low range.
結晶化度の低いアルファ化デンプン粉を得る点を考慮すると、上記QE値が600以上の条件で原料穀物を粉砕することが好ましく、上記QE値が800以上の条件で原料穀物を粉砕することが特に好ましい。このような条件であれば、結晶化度がより低いアルファ化デンプン粉を得ることができ、加熱せん断粉砕機による粉砕後における穀物の結晶化度が、例えば5%未満のアルファ化デンプン粉を得ることもできる。 Considering the point of obtaining pregelatinized starch powder with a low degree of crystallinity, it is preferable to crush the raw material grain under conditions where the above Q E value is 600 or more, and the raw material grain is crushed under conditions where the above Q E value is 800 or more. It is particularly preferable. Under these conditions, it is possible to obtain pregelatinized starch powder with a lower degree of crystallinity, and obtain pregelatinized starch powder in which the crystallinity of the grain after milling with a heated shear mill is, for example, less than 5%. You can also do that.
加熱せん断粉砕機からの穀物の吐出量が50kg/時間以上のような条件では、上記QE値が105以下の条件で原料穀物を粉砕することが好ましく、104以下の条件で原料穀物を粉砕することがより好ましい。 Under conditions where the grain discharge rate from the heated shear crusher is 50 kg/hour or more, it is preferable to crush the raw material grain under conditions where the above QE value is 10 5 or less; It is more preferable to crush it.
加熱せん断粉砕機に原料穀物を投入し、原料穀物を所定の温度においてせん断条件下に粉砕する。アルファ化の程度を結晶化度の低い範囲で様々に制御したアルファ化デンプン粉を得ることができる点、つまり精密な結晶化度制御もQE値で制御できる点などを考慮すると、粉砕時の温度は、特に限定されないが、例えば常温以上とするか、あるいは40℃以上、好ましくは80℃以上に加熱しながらせん断条件下に粉砕する。粉砕時の温度上限は、特に限定されないが、200℃以下が好ましい。原料穀物の含水率は、特に限定されないが、10%以上が好ましい。 The raw grain is put into a heated shear crusher, and the raw grain is crushed under shear conditions at a predetermined temperature. Considering that it is possible to obtain pregelatinized starch powder with various degrees of pregelatinization controlled within a low crystallinity range, that is, precise crystallinity control can be controlled by the QE value, Although the temperature is not particularly limited, it may be, for example, at room temperature or higher, or it may be pulverized under shearing conditions while being heated to 40°C or higher, preferably 80°C or higher. The upper limit of the temperature during pulverization is not particularly limited, but is preferably 200°C or lower. The moisture content of the raw material grain is not particularly limited, but is preferably 10% or more.
本発明において、アルファ化デンプン粉は、デンプンが主成分である穀物類、たとえば米、小麦、大豆、小豆、そば、芋類、豆類、とうもろこし類などのすべてを対象としており、本発明により簡便かつ短時間でこれらをアルファ化製粉することができる。 In the present invention, the pregelatinized starch powder is intended for all grains whose main ingredient is starch, such as rice, wheat, soybeans, adzuki beans, buckwheat, potatoes, beans, and corn. These can be pregelatinized and milled in a short time.
従来のアルファ化手法は加水し加熱によるアルファ化の後に乾燥させ粉砕するというものである。この手法によれば加水時の高温処理により、原料澱粉が脂質分子を含む場合には脂質分子がアミロースと複合化しアミロース脂質複合体を形成することが知られている。本発明で製造するアルファ化澱粉は加熱時に加水なしで進行する非晶質化により製造されるため、アミロースが脂質分子を包摂するための十分な分子運動が発生しない。そのため、脂質分子の存在下でもアミロースが脂質分子を包摂していない材料を得ることができる。具体的には、X線の回折強度において回折角20度付近における脂質複合体の回折ピークの割合が0%以上1%以下、さらには0%以上0.7%以下である前記アルファ化デンプン粉が得られる。
<実施例>
以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
The conventional pregelatinization method involves adding water, pregelatinization by heating, and then drying and pulverizing. According to this method, it is known that when raw starch contains lipid molecules, the lipid molecules are complexed with amylose to form an amylose-lipid complex due to high temperature treatment during water addition. Since the pregelatinized starch produced in the present invention is produced by amorphization during heating without adding water, sufficient molecular movement for amylose to encapsulate lipid molecules does not occur. Therefore, it is possible to obtain a material in which amylose does not include lipid molecules even in the presence of lipid molecules. Specifically, the pregelatinized starch powder is obtained in which the ratio of the diffraction peak of the lipid complex around the diffraction angle of 20 degrees in the X-ray diffraction intensity is 0% or more and 1% or less, and further 0% or more and 0.7% or less. It will be done.
<Example>
EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples.
本発明を実現するための装置と実験手法、およびパラメータについて述べると以下の通りとなる。
[1] 使用した押出機
テクノベル社製2軸押出機KZW-30を用いて図1に相当する投入口側フルフライト部、ニーディング部、吐出口側フルフライト部からなる2つのスクリュウで構成される装置を用いた。押出機吐出口側に15mmの右回り45°のニーディングの歯5個で構成されるニーディングユニットを5個設置し、他の部分をフルフライト部とした。
[2] 製造した米粉
上記[1]の押出機を用いて原料米を粉砕することで米粉を製造した。特許文献1~3にもとづき、加熱と同時に粉砕を行った。投入口の温度を80℃、ニーディング部の温度を130℃とし両者をつなぐ部分の温度は温度勾配をつけるために100℃に設定した。米を投入口から投入し押出機内を流すことで粉砕し米粉を製造した。回転数Nr(rpm)、投入量M(g/sec) をパラメータとして表1にまとめた。原料米は平成28年度産はえぬきとした。
[3] 結晶化度
広角X線回折の測定結果よりピークを結晶反射と非晶反射に分離した。得られた非晶散乱によるピークの積分値をSa、結晶反射によるピークの積分値をScとする。次の関係式から粉砕した米粉の結晶化度を求めた。
The apparatus, experimental method, and parameters for realizing the present invention will be described below.
[1] The extruder used was a twin-screw extruder KZW-30 manufactured by Technovel Co., Ltd., which was constructed with two screws consisting of a full-flight part on the input side, a kneading part, and a full-flight part on the discharge side, as shown in Figure 1. A device was used. Five kneading units consisting of five 15 mm clockwise 45° kneading teeth were installed on the extruder outlet side, and the other parts were made into full-flight parts.
[2] Produced rice flour Rice flour was produced by crushing raw rice using the extruder described in [1] above. Based on
[3] Crystallinity Based on the measurement results of wide-angle X-ray diffraction, the peak was separated into crystalline reflection and amorphous reflection. Let S a be the integral value of the peak due to the obtained amorphous scattering, and S c be the integral value of the peak due to crystal reflection. The crystallinity of the ground rice flour was determined from the following relational expression.
上記広角X線回折の実験仕様は次の通りである。
・測定機器 Rigaku社製 Ultima V
・測定条件
スキャンスピード 10°/min
測定角度 5~35°
X線源 Cu-Kα線
管電圧 40kV
管電流 40mA
図3には、表1の条件1、条件5、および、参考例として加熱せん断粉砕機を用いず粗粉砕によって得た米粉の広角X線回折強度の回折角依存性を示す。
[4] アミロース/脂質複合体が占める割合
上記広角X線回折の仕様で得た広角X線回折強度から、回折角度が約20度付近に現れるアミロース/脂質複合体による反射のピークの積分値をSLとして、
The experimental specifications for the wide-angle X-ray diffraction described above are as follows.
・Measuring equipment Ultima V manufactured by Rigaku
・Measurement conditions Scan
Measuring
X-ray source Cu-Kα ray Tube voltage 40kV
Tube current 40mA
FIG. 3 shows the diffraction angle dependence of the wide-angle X-ray diffraction intensity of rice flour obtained under
[4] Percentage occupied by amylose/lipid complex From the wide-angle X-ray diffraction intensity obtained with the above wide-angle As S.L.
図3で広角X線回折の結果を示した表1の条件1、条件5、条件17については、アミロース/脂質複合体が占める割合は、それぞれ、0.3%、0.5%、0.3%であった。この結果を表2に記した。X線回折実験の実験仕様は上記[3]に記載のものとした。
[5] 最大せん断速度γ[・]
スクリュウの回転数Nr(rpm)、図1の符号6で示されるギャップh、図1のシリンダー径Dから、最大せん断速度γ[・]を、
Regarding
[5] Maximum shear rate γ[・]
From the screw rotation speed N r (rpm), the gap h shown by the
[6] 滞留時間τ
滞留時間は、ニーディング部を通り過ぎる原料穀物の速さとして、
[6] Residence time τ
Residence time is defined as the speed of raw grain passing through the kneading section.
ィングの螺旋構造が送り出す原料穀物の回転軸方向の最大進行距離を表す。ニーディング部に螺旋構造がない装置の場合には、その装置の送り出し機構に応じてニーディング部で
の滞留時間を計算すればよい。
[7] 充填率φ
理論的な充填率φ*は、シリンダー中空部の単位長さあたりの体積vc(cm2)と、第一および第二スクリュウを合わせたニーダー部の単位長さあたりの体積vn(cm2)、また、材料の
投入量M(g/min)、材料の密度ρ(g/cm3)によって、
[7] Filling rate φ
The theoretical filling rate φ * is the volume per unit length of the cylinder hollow part v c (cm 2 ) and the volume per unit length of the kneader part including the first and second screws v n (cm 2 ), and depending on the material input amount M (g/min) and the material density ρ (g/cm 3 ),
で与えられる。vc(cm2)は、例えば図1のようにシリンダー中空部の断面が2つの円が重なった形状をしている時には、シリンダー径Dとシリンダー間距離Eで与えられる次式 is given by For example, when the cross section of the cylinder hollow part has the shape of two overlapping circles as shown in Figure 1, v c (cm 2 ) is calculated by the following formula given by the cylinder diameter D and the distance between cylinders E.
[8] ニーディングの歯の数 n
nは、ニーディングの歯の数であるが、同じ角度で連続して配置された歯の数は1つとして計算することとした。
[9] QE値
式(2)、(3)、(4)、(7)より得られる式(8)で与えられるQEを用いる。
[8] Number of kneading teeth n
n is the number of kneading teeth, but the number of teeth consecutively arranged at the same angle was calculated as one.
[9] Q E value Use Q E given by equation (8) obtained from equations (2), (3), (4), and (7).
<比較例>
[1] Q値
式(1)で与えられるQ値は特許文献5で示されているものである。実施例と同一の実験に対してこのQ値を計算したものを比較例とし、表1に記載した。その際、最大せん断速度γ[・]は式(3)を用いた。その際、滞留時間τ[sec]としては、
<Comparative example>
[1] Q value The Q value given by equation (1) is shown in
[2] アミロース/脂質複合体の割合
本発明による方法によらず、加水と加熱により糊化させた後に乾燥させ粉砕することで製造されたアルファ化米粉の代表としてアルファ化米粉J(フライスター社製)の広角X線回折の実験結果を図6に示す。上記<実施例>[4]に記載の方法でこのX線回折の実験結果から求めたアミロース/脂質複合体の割合は1.3%であった。この結果を表2に実施例、参考例、とともにまとめた。
<参考例>
参考例として、粗粉砕した原料米を加熱せん断型粉砕機による処理前の原料米として考え評価した。結晶化度は上記[3]に記載の方法で求めた。アミロース/脂質複合体の割合は上記[4]に記載の方法で求めた。それぞれの結果を、表1、表2に記載した。
[2] Proportion of amylose/lipid complex Pregelatinized rice flour J (Frystar Co., Ltd. Figure 6 shows the experimental results of wide-angle X-ray diffraction of The proportion of amylose/lipid complex determined from the results of this X-ray diffraction experiment using the method described in <Example> [4] above was 1.3%. The results are summarized in Table 2 together with Examples and Reference Examples.
<Reference example>
As a reference example, coarsely ground raw rice was considered and evaluated as raw rice before being processed by a heated shear type pulverizer. The crystallinity was determined by the method described in [3] above. The amylose/lipid complex ratio was determined by the method described in [4] above. The respective results are shown in Tables 1 and 2.
また、加熱せん断型粉砕による本手法で得た低結晶性米粉が、従来手法で製造されたものに比べアミロース/脂質複合体の割合が低いことが表2の結果から分かる。このことは、本手法によれば加熱時に十分な水が存在せず、複合体を作るための分子運動が十分に起こらないことに起因しており、本手法で製造する材料の構造上の大きな特徴といえる。 Furthermore, it can be seen from the results in Table 2 that the low crystallinity rice flour obtained by this method using heat-shear type pulverization has a lower proportion of amylose/lipid complexes than that produced by the conventional method. This is due to the fact that, according to this method, there is not enough water during heating, and the molecular movement to form a composite does not occur sufficiently. It can be said to be a feature.
1 シリンダー部
2 第一スクリュウ
2a 第一スクリュウの投入口側フルフライト部
2b 第一スクリュウのニーディング部開始点
2c 第一スクリュウのニーディング部終了点
2d 第一スクリュウの吐出口側フルフライト部
3 第二スクリュウ
3a 第二スクリュウの投入口側フルフライト部
3b 第二スクリュウのニーディング部開始点
3c 第二スクリュウのニーディング部終了点
3d 第二スクリュウの吐出口側フルフライト部
4 第一スクリュウの回転中心
5 第二スクリュウの回転中心
6 ニーディング部と1のシリンダーの間のクリアランス
7 原料の流れる方向
8 上臼
9 下臼
10 投入口
11 下臼の回転中心
12 材料の流れ方向の一例を示す矢印
13 材料の流れ方向の一例を示す矢印
14 ギャップ
1 Cylinder part
2 First screw
2a Full flight part of the first screw on the inlet side
2b Starting point of the kneading part of the first screw
2c End point of the kneading part of the first screw
2d Full flight part of the first screw on the discharge port side
3 Second screw
3a Full flight part of second screw inlet side
3b Starting point of the kneading part of the second screw
3c End point of second screw kneading part
3d Full flight part of the second screw on the discharge port side
4 Center of rotation of the first screw
5 Center of rotation of the second screw
6 Clearance between kneading part and
7 Direction of raw material flow
8 Upper mill
9 Lower mill
10 Inlet
11 Center of rotation of lower mill
12 Arrows indicating an example of material flow direction
13 Arrows showing an example of material flow direction
14 gap
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