JPH06506361A - 褐色着色材料およびその製造方法 - Google Patents

褐色着色材料およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 砂糖および澱粉の熱分解による香味材料および褐色着色材料又逼聞願□□□照含 本出願は1990年3月26日出願の米国特許第07/498 、849号の一 部継続出願である1990年6月8日出願の同第071535.735号、19 89年10月4日出願の同第07/416.963号、および1989年5月2 6日出願の同第07/358,650号についての一部継続出願である。
電果よ二利里分野 本発明は食料品を着色、香味付けする液製品の製法およびその使用法に関し、さ らに詳しくは、砂糖、澱粉の熱分解による着色、香味付は用液製品の製造に関す る。
主型■背月 熱分解反応により化学物質の複雑多様な混合物が生成され、通常室温で液体であ る蒸気性化合物が生成される。熱分解とは有機材料(すなわち、木、植物、化石 燃料等)の熱的分解に使われる一般用語で、燃焼時または非燃焼時に行なわれる 。前者においては、有機材料の一部分の酸化すなわち燃焼によりその残余部分の 気化、分解に必要な熱がまかなわれる。燃焼によらない場合には、熱は他の熱源 (すなわち、輻射、固体または気体の伝熱媒体、反応容器壁を介しての熱伝導等 )から間接的に補充しなければならない。
有機材料またはバイオマスの熱分解の結果、その反応条件により液体(凝縮性蒸 気)、気体(非凝縮性蒸気)および固体(木炭、灰)が種々の割合で生成される 。この分解液はさらに水溶性または非水溶性凝縮蒸気(液)に別けられる。燻製 香味付けに好適で有効な原料成分がこの水溶性凝縮蒸気(液)に含まれているこ とは知られている。
燃やした木材から出る煙に直接接触させて食料品を燻製するがわりに、熱分解液 の水溶液を使用することは広く知られており産業上実施されてきた。この熱分解 液を食肉や他の蛋白質食料品の表面に塗布すると、食料品に燻製独特の香味をも たらすばかりでなく、蛋白質との反応で燻製食料品に特有の着色が施される。
このような工業用燻液の一例として、ボーレンベツクによる米国特許第3,10 6゜473号に記載の香味用水溶液がある。この香味製品は緩速熱分解、すなわ ち空気との接触を制限して木材を部分燃焼させ、続いて所望の燻煙成分を水に溶 媒和させて製造する。水溶性凝縮蒸気は燻製香味付けに使用されるが、タール、 重合体、ベンゾピレンを含む多環性芳香族炭化水素、ワックスその他が含まれる 非水溶性成分相は、食料品には適当でなく不要なものとして取り除かれる。
燻製香味食品用の溶液の製造法にはその他に、米国特許第4,876.108号 でアンダーウッドらにより開示された、木材またはセルロースを処理した急速熱 分解法がある。急速熱分解法による生成液を水で希釈し、部分的に相分離して燻 製香味溶液が得られる。
木材、セルロースを緩速熱分解法、急速熱分解法のいずれで熱分解しても、得ら れる燻製香味溶液は、食料品によっては所望された程度に燻製着色できるばかり か、消費者の嗜好以上の顕著な燻製香味性を発揮できるのである。燻製香味の極 く僅かのものから香味性のないものまでが消費者に好まれる場合でも、香味食料 品、特に食肉は燻製食料品に特有の濃い褐色を呈するのでなお選択される余地は ある。燻製香味溶液に対してこのよなニーズがあるにも拘わらず、現在これに適 応できるものが見当たらないのである。
兄酉Ω概! 本発明は砂糖、澱粉から誘導されて高い褐色着色性を有する含水組成物すなわち 液製品を提供するもので、この組成物すなわち液製品には可溶性有機物量がブリ ックス度で約50°以下含まれ、褐色指数が約30より大きく、褐色指数に対す る滴定酸度の割合が約0.06以下である。好適な組成物すなわち製品は褐色指 数が50以上で、より好適には75より大にする。本発明で好適な高い褐色着色 性を有する含水組成物はコーンシロップを熱分解して生成した液製品で、可溶性 有機物量がブリックス度で約45°、褐色指数が約104で、滴定酸度が約3. 2%である。低い酸度、高い褐色指数を有する液製品は、ソーセージその他の食 肉製品のような包装色物食料品には特に有益である。
また本発明は、砂糖、澱粉またはこれらの混合物からなる群の一つの供給原料を 熱分解して蒸気状熱分解物を生成する段階と、この蒸気状熱分解物を凝縮させて 燻製香味がほとんどないか、実質的にないような水溶性熱分解液を製造する段階 とからなる高い褐色着色性を有する液製品の製法を提供するものである。
充分量の水を添加してこの水溶性熱分解液をブリックス度約30°に希釈し、必 要な水溶性成分を不要な非水溶性成分から完全に分離することは、通常容易に実 施できることである。特にこの水溶性熱分解液のブリックス度が約30°より大 であると、水層からのベンゾピレンの分離が不充分になる。
さらに、この水溶性分解液を抽出、処理する場合はブリックス度を約42°以下 に保持することが望ましい。ブリックス度が約42°より大きい場合は、濃縮溶 液中の有機成分のrl!媒化効果が大きいため抽出、処理にはほとんど効果がな い。
得られる水溶性分解液はその充分量を例えば食肉、特にベーコン等の食料品に塗 布し、加熱して食料品を充分処理すれば、極めて濃い褐色が付与された食品を提 供することができる。さらにこの分解液で食料品を処理すれば燻製香味がほとん どないか、実質的になくてしかも褐色に着色された食料品が得られる。
前述の最初の水溶性分解液製品は、例えばブリックス度が最大値で約30”のも のを、さらに処理して改良し、液中の香味材料量を下げることが可能である。こ の処理の一例として、液製品を例えば塩化メチレン等の適当な非水溶性有機溶媒 で抽出して特に燻製香味を与える香味物質を取り除き、他方、褐色着色性を付与 する成分、好適には水溶性であるが塩化メチレン等の有機溶剤には全く不溶性で あるか、はとんど不溶性であるオキシアセトアルデヒドを確保するのである。一 般に適当な抽出溶剤は、水素結合パラメーターが固有の範囲内にあり、かつ極性 指数が適正であって、水溶性液製品中の不要な香味性有機物質を溶解するものが よい。適当な溶剤には別にクロロホルムがある。抽出後この有機溶媒を水相から 分離すれば香味性がほとんどないか、実質的になくて食品褐色着色性を有する液 製品が得られる。
水溶性分解液はまた、塩化メチレンその他の適当な有機溶媒で事前に抽出しても 、しなくてもよいが、非イオン樹脂、陽イオン樹脂またはこれらの樹脂を組み合 わせたもので処理することにより、不要な不純物および香味成分を取り除(こと ができる。木材の緩速熱分解で生成される分解液水溶液の樹脂による処理は、米 国特許第4,959,232号に記載されている。そこに開示されている条件は 、911゜澱粉またはその混合物から得られる水溶性分解液を事前に有機溶媒で 抽出しても、しなくてもよいが、さらに処理するには適当な方法であって、得ら れた食品褐色着色液製品には香味性がほとんどないか、実質的になかった。
適当に処理した後、褐色薯色液製品を処理される食料品の種類と採用した処理法 により水で希釈するかまたは濃縮すれば、燻製特有の食品褐色着色性を発揮する ことができる。
発明の詳細な説明 本発明は砂糖、澱粉の熱分解により得られて香味性と褐色着色性を有する有用な 製品の製法を提供するものである。
本発明の熱分解に適する砂糖には単糖類、三糖類および三糖類がある。熱分解可 能な砂糖、破着製品にはグルコース(葡萄W)、サッカロース(蔗*>、デクス トロース(右旋糟)、転化糖、 ガラクトース、ラクトース(乳糖)、コーンシ ロップ、麦芽シロップおよび糖蜜 がある。特に牛乳は公知のラクトースの原料であり、ホエー中のラクトースはチ ーズ製造工程で得られる比較的豊富な副産物である。このようにラクトースは植 物資源に由来しないもので容易に利用可能な唯一の砂糖である。入手可能性とコ ストの点から、右旋糟、ラクトースおよびコーンシロップは本発明で使用できる ものでは目下好適な砂糖である。
熱分解可能な澱粉には、とうもろこし澱粉、じゃがいも澱粉、小麦澱粉、からす むぎ澱粉、タピオカ澱粉および米澱粉がある。
これらの砂糖、澱粉は急速熱分解が好ましいが緩速熱分解でも可能である。
緩速熱分解は適度の温度でなされる比較的緩慢な熱的反応であることに特徴があ る。代表的な緩速熱分解の反応器温度はおよそ420℃である。加熱方法による が、反応器内の温度勾配は熱伝達面の600℃から、供給材料表面の200℃ま での範囲である。緩速熱分解における反応器内の固体の滞留時間は約1分から1 0分である。
急速熱分解法は砂糖、澱粉の熱分解温度を比較的短い滞留時間保持できるととも に、最短時間内に非常な高温が達成できるように設計されている。高温下で滞留 時間を短くするには種々の方法があるが、砂糖、澱粉の急速熱分解において、適 当な液製品を高置率で製造するための最も効果的なパラメータは以下に列挙する とおりである。
1)砂糖、澱粉の供給原料を高速加熱(1,000℃/sec、)する。
2)蒸気の滞留時間(すなわち気相/蒸気相の反応器内の平均滞留時間)は、0 .05秒より長く、1.0秒より短くし、好ましくは0.6秒以内とする。
3)等温反応を約400℃から800℃の間のとする。
4)液体/蒸気製品の冷却温度は、0.6秒以内に300℃以下とする。
第一の急速熱分解法すなわち真空熱分解法は、熱分解の一次製品をこれがさらに 反応して二次製品を生成する前に、真空状態の反応器から引き出すことがかでき るという原理に基づくものである。この真空熱分解法は、Tバイオマスの熱化学 的転換の基礎J (編集者;オベレントら、発行者;エルセピール)のロイらに よるご真空条件下でのポプラ−の熱分解」に記載されており、その内容を参考ま でに掲載する。この製法では砂糖、澱粉の供給固体原料が完全に反応するまで反 応器内に保持されており、そしてその加熱速度は高速加熱法、流動層熱分解法( 両者については後程記載する。)よりも緩慢である。しかし分解二次製品を生成 する一次製品の反応は、この−次分解蒸気を素早く取り除き冷却することにより 軽減できる。このように二次反応が制限できるので加熱速度はあまり問題になら ない。
第二の急速熱分解法は、しばしば!瞬間=熱分解と言われているが、通常400 ℃と600℃の間の高温で操作する流動層反応器を使用する。特に好適な反応器 内滞留時間は約0.5秒から3秒である5(例えば「バイオエネルギー;第3巻 84号バイオマス転換 (1984 年)の、スコツトらによる!連続急速熱分解によるバイオマスからの分解液の製 造−の内容を参考に記載した。) 第三の急速熱分解法は高速加熱法と言われているが、加熱固体粒子および/また は不活性ガスを使用して、反応装置内の供給原料に高速で熱伝達する急速熱分解 法である。
これらの急速熱分解法は緩速熱分解法、低温熱分解法に比較して液製品の取置お よび液性が良い。
熱分解法は種々の砂糖、澱粉原料に効果的に採用することができる。溶液、シロ ップ、または溶媒、液体を媒体にしだや糖、澱粉の懸濁液の熱分解ばかりでなく 、固体のや糟、澱粉の熱分解もすべて採用可能である。供給原料の形状は、でき ればその熱分解装置の供給システム、インゼクターが使用できるものを選択すべ きである。さらに、供給原料は同質のものにする必要はない。追加する成分、不 純物がその熱分解、分解液製品の分離の妨げにならず、また熱分解装置に問題を 生じることもなければ、不純物を含む砂糖、澱粉組成の混合物でも使用可能であ る。特に、ラクトースを含む低窒素分のウェー溶液はチーズ製造時の他の副産物 と同様に熱分解が可能である。
広範囲な種類の砂糖が熱分解できて、食品褐色着色剤であるオキシアセトアルデ ヒド(HAA)を含有する分解液が生成される。例えば、第1表に記載した砂糖 をいずれも水に添加して5wt、/vo1.%の破着水溶液を調製した。水溶液 をいずれもパリアンのガスクロマトグラフィーに注入点の温度を250℃で注入 し、オキシアセトアルデヒドを含有する熱分解物を生成した。記載した各砂糖か ら生成されたオキシアセトアルデヒド量を第1表に示しである。
第1表 破着 炭素原子数 HAA生成量 (PPM) グリセリンアルデヒド 3 6,366トレオース 4 9,784 エリトロース 4 12.303 リボース 5 3.632 アラビノース 5 2,000 キシロース(木精) 5 4,266 リクソース 5 18 、895 アロース 6 1.000 アルドロース 6500 グルコース(葡萄liり 6 900 イドース 6 5.318 ガラクトース 6 lO〉 タロース 6 1.829 ソルボース 6 3.447 フルクトース(果糖’) 6 1.959七ロビオース 12 1(1> ラクトース(乳糖) 12 10> vル)−ス(麦芽り 12 10> スクロース(蔗糖) 12 10> 各砂糖からそれぞれの量のオキシアセトアルデヒドが生成されるが、第1表記載 の結果から、これらの測定取置は、砂糖の熱的安定度と関連することが立証され る。インゼクターロの温度を250°Cに制限した本実験によれば、リフソース のみが単糖類単位あたりの炭素数で割られた理論最高Ll!2率に近い値であり 、リフソースの暇率は38%である。簡単な構造の砂糖のほとんど全部が約25 0℃で熱分解されて、それぞれの量のオキシアセトアルデヒドが得られることが 解る。
アルドースおよびケトース(フラクトースとソルボースはケトース類に、その他 の砂糖 はアルドース類に属する2)は熱分解してオキシアセトアルデヒドが生成される 。
ガラクトースとマンノースは、その他の砂糖よりもオキシアセトアルデヒドへの 熱分解に対する熱的抵抗性がある。両者共に本実験の温度条件250℃以下では 熱分解が不可能である。さらにまた、セロビオース、ラクトース、マルトースお よびスクロースのデータに見られるように、熱的安定性は熱分解分子中の2種類 以上の簡単な構造の砂糖の組み合わせに起因するのである。
グルコースとガラクトースのデータから、これらを個別に熱分解した場合、食品 褐色着色剤として知られるオキシアセトアルデヒドのラクトースからの増量は、 質量基準でグルコースの取量の約半分であろうことが予測できた。驚くことに、 オキシアセトアルデヒドは、ラクトースのグルコース部分からばかりでなくラク トースのガラクトース部分からも生成されるでいるのである。ラクトースのエビ 異性体のα型、β型はいずれも取量が二糖類の結合形式とは無関係であるので適 用できる。
炭水化物における熱分解の機構の限界を意味するものでないが、ラクトースを炭 素数が2個か3個のものに分裂させる熱力学的偏寄が存在し、2個の炭素のオキ シアセトアルデヒドを生成させものと思われる。このような偏奇の存在を示唆す る機構について、ビスコルツらがr J、 Anal、 Appl、 Pyro l、、+ 9.121−137頁(1986年)に報告しである。熱分解生成物 の観察された取量は、他の別の経路による脱水の場合とは対照的に、この経路に あづかる熱分解の速度に見合う充分高速の熱伝達が可能かどうかの問題であると 確信する9蒸気の滞留時間が短いのは不要な二次反応を制限するためであると確 信する。また酸素は存在させるべきでない。
本発明で所望の分解液製品は液燻製法で公知の技術、方法を使用して食料品に直 接塗布される。たとえば、浸漬、吹き付け、ポンピング、ソーキング等の塗布法 はいずれもこのような液で食料品を褐色着色するに適した方法である。
本発明の分解液製品には、液中のオキシアセトアルデヒドが爵低の濃度であって も食料品を褐色着色する性能がある。食肉を電子レンジで調理する場合、濃い金 褐色を着色させるに要する液中のオキシアセトアルデヒドの適当な濃度が第2表 に記載しである。着色のためソーセージ(Swift Premium Bro vtn and 5erve社→9を2秒から3秒間浸漬して溶液を表面に付着 させた。このソーセージを標準対象としての非処理ソーセージと一緒に1分間電 子レンジにかけた結果、ソーセージは魅力のある色調を呈した。このように、溶 液はオキシアセトアルデヒド濃度が0,05wt、/vol 、%程度であるが ソーセージに顕著な金褐色を付与することができる。
第2表 溶液中HAA濃度 表面被覆濃度 比装填量 色調(wt、/vo1.%) ( HA、A1.Lg/cm ) ()lAAμg/食品g)2.0 184 35 0 極褐色 1.0 92 175 極褐色 0.5 46 88 金褐色 0.1 9 18 薄い金褐 色 0.05 5 9 極薄0褐 HAA−オキシアセトアルデヒド 包装材へ塗布することにより、加工業者の手である食料品4こ間接的(こ褐色を 付与でも採用できる。例えば、米国特許第3.330,669号および第4,5 04,500号Gこ開示された方法が参照できる。また、分解液製品の包装材へ の適当な付着方法力(1989年10月4日出願の米国特許出願第07/416 ,963号にも記載されて(するので、そのジエチルセルロース等の再生セルロ ース、セルロースエーテルで作られ、通常非繊維質で可撓性があり、肉薄で継ぎ 目がなく、種々の直径のものが作られる。また、筒状セルロース製で繊維質の補 強用織物が包装材に埋め込まれた、通常、繊維質食品包装材と言われれているも のが好適である。
液製品は包装材をこの着色液槽中を潜らせることにより包装材の外表面に付着さ せることができる。この液製品を包装材に滲み込ませた後、包装材に所望の液量 が付着され余分の液を絞り出すため、充分な時間をかけて包装材を圧搾ロールま たはワイパーに通す。
分解液製品はまた浸漬以外の方法例えば散布、ブラシかけ、またはロールコーテ ィング等の方法で外部から包装材に付着させることができる。
本発明の液製品で包装材を処理するその他の方法は、平たくじた筒状のセルロー ス製ソーセージ包装材を、この液を入れた浸漬槽に通して案内ロールにかける。
包装材は浸漬槽を離れ案内ロール上を通過した後、さらに圧搾ロール間を通して 余分な液の持ち出しを最小限におさえる。この包装材と浸漬槽内の液との接触時 間、および圧搾ロールにかける以前の案内ロール上を通過する包装材上の液と包 装材との接触時間の総和により、包装材に付着する液中の褐色着色成分、香味成 分の量が基本的に決定される。包装材はさらに必要により加湿およびシャーリン グ等の従来の処理工程に送られる。
これらとは相違して、分解液製品を公知の種々の手順により包装材の内表面に付 着させることもできる。これにはスラッギング、泡コーティング、吹き付けおよ びシャーリング中のコーティングがある。包装材の内側をコーティングするスラ ップ法は、コーティング材料を包装袋に一部分入れて、スラップすなわちコーテ ィング材料を包装袋U形状の底部に留めておき、そしてコーティング材料のスラ ップを包装袋内に閉じ込められたまま包装袋の長さを連続的に適宜伸び縮みさせ る。包装袋は中のスラップと擦れ合いコーティング材料で包装袋の内側がコーテ ィングされる。
さらに包装袋は、従来の方法でシャーリングにかけるか、またはシャーリング前 にシャ ーリングその他の処理に適する水分量にまで乾燥または加湿される。包装袋外面 の液処理後の乾燥、加湿が必要かどうかは処理後の包装袋の水分量および包装袋 の型式によるのである。包装袋が非繊維質の場合、水分量がシャーリング直前で 約8wt、%から18 wt、%の範囲であれば代表的な数値であり、これが繊 維質の場合は、水分量がシャーリング直前で11 wt、%から35 at、% の範囲が代表的な数値である。ここでwt、%は水分を含めた包装袋の総重量を 基準にした。
褐色着色液製品中に存在するオキシアセトアルデヒドは、この二官能性を有する オキシアセトアルデヒドが有効な橋かけ結合剤であるので、コラーゲン包装材に 使用すると特に好適な薬剤である。このようにコラーゲン包装材の物理的性質は オキシアセトアルデヒドが提供する橋かけ結合により改善される。
液製品をソーセージなどの食品用包装材に間接的に採用する場合、強いまたは不 要な香味がなければ、それはさらに注目に値する利点である。従来の燻液製品で は通常、包装食料品に充分な色調、すなわち褐色を着色するには高濃度で使用し なければならない。けれどもこのような高濃度は往々にして所望するより強い香 味を付与することになる。本発明の液製品を食料品の包装材に使用すれば、加工 業者は燻製特有の香味なしに食品に所望する褐色を着色させることができる。
X皿■亘単久脱肌 本発明の実施態様の詳細を添付図面を参照して説明する。
第1図は、高速熱処理である急速熱分解法に有用な装置の略図である。
第2図は第1図の熱分解装置の反応器の平面図である。
第3図は第2図のI I I−4I I線に沿う断面図である。
第4図は上向流反応器を含む高速熱分解装置の略図である。
X匡ρ詳縄f逸朋 以下の説明において、図面中の各図に示した同等要素には同じ参照番号をつける 。
添付図面の第1図から第3図およびこれらについての説明は高速熱処理に関する が、同様な分解液製品は、限られた滞留時間に高温で処理する他のシステムによ るばかりでなく、 真空熱分解、瞬間熱分解を含めた他の急速熱分解装置および処理法を使用しても 製造できる。
高速熱処理で使用する装置の主要部分が第1図に図示されである。高速混合およ び高速伝熱が2基の容器内で遂行される。第一容器すなわち加熱混合器1では、 加熱された不活性固体粒子、気体窒素等の不活性ガスまたはその混合物から砂糖 、澱粉等の供給原料に熱が伝達される。第二容器すなわち急速冷却器2では反応 生成物を急速冷却して一次熱分解生成物が二次反応を受けないようにする。
第2図、第3図に示すとおり、加熱混合器1には、加熱された不活性固体粒子用 の投入口3群が相互に対向して取束状に取り付けられている。このようなシステ ムにより、激しい乱流の原因となる熱媒体粒子の放射状運動量が効果的に相殺さ れる。粒子状原料は加熱混合器1の上部から冷却管4を介して混合作用をする乱 流域に注入され、ここで30m、sec、間混合される。
加熱および混合した後、原料と一次分解蒸気とが0.03秒から2秒間反応温度 に保持される。この−次分解蒸気は原料が分解反応を開始するまで充分加熱され 生成される。加熱されたガス状生成物は、極低温窒素5を接線方向から単一流で 注入して急速に冷却(すなわち、30m、sec、以内)される5原料を反応シ ステムに供給するには機械的テーブルフィーダが使用される。原料固体粒子が密 封ホッパー6から一対の漏斗を通り、回転テーブル上で計量される。2枚の固定 アーマチユアが回転テーブル付近に据えてあって、固体粒子が外周方向に排呂さ れる。この固体粒子はこのテーブルから円錐状容器内に落下し、そこで集められ て窒素ガスによる搬送ラインに運ばれる。砂糖、澱粉の固体粒子の供給速度は下 方の漏斗とテーブルの隙間を設定することにより制御される。またその微調整は テーブルの回転速度で行われる。
不活性固体粒子で熱を供給する必要があるときは、反応温度で操作される機械− 造でない高温用バルブを介し、フィーダー7により加熱した不活性固体粒子を′ 送り込む。この加熱不活性固体粒子はそれから加熱混合器1に送り込まれる。
固体粒子原料(または砂糖、澱粉液の微粒子)は水冷または空冷式冷却管4を介 して加熱混合器1の乱流域に注入され、低くとも400℃で有効な混合と急速加 熱とが0.10秒以内、好適には0.03秒以内行われる。
砂糖、澱粉の急速熱分解は移送反応器9内でも続けられる。この反応器は電気オ ーブン10を使用して間接加熱するか、天然ガスかプロパンを燃焼させて直接加 熱できるような長さの管体である。加熱ガスと原料の混合物は加熱反応器1から 移送反応器9を介して急速冷却器2、固体分離機23の順に通される。反応器容 量を変えるか、不活性加熱担体/原料の流速を操作することにより、滞留時間を 30m、SeC,から3秒の間で変えることができる。
また2、反応器温度は400℃から1 、000°Cの範囲で調節できる。好適 な反応器温度は400°Cから800℃の間、より好適には500℃と600℃ の間であればよい。この装置で達成可能な加熱速度は10,000°C7’Se C,以上である。
取集する液製品の取量を増すために効率的なサイクロン式凝縮器25を使用する 。
加えて、 電気集塵器24を下向流配管中に組み込んでさらに液製品を同項する。
液製品を取集して模本を添加し、相分離させて液中のベンゾピレン、タールの濃 度を下げる。効果的な相分離を遂行するに必要な量以上の水を添加するが、これ は適宜選択すればよい5しかし一般的には、最高比重がブリックス度で約30’ の水溶性液製品を生成するに充分な量の水で製品原液を希釈することが望ましい 。
第4図には高速熱処理法により砂糖、澱粉を急速熱分解するに有用な他の装置を 図示する。ビン40には供給される粉状または粒状の砂糖、澱粉原料を貯蔵する 。
供給原料はオーガー42でビン40から、風箱101および格子板43の上方に ある反応器44下部に供給される。オーガー42は投入口から反応器44まで水 冷してタール物質が生成されるかも知れない早期の熱分解を防止する。ついで、 炭水化物を含有する液体原料の溶液、シロツプが公知の適当なインゼクターを使 用して反応器内に注入される。加熱された貯留槽110には液体原料が貯蔵され る。この液体原料はポンプ112により貯留槽110からジャケット付き導管1 14を介して移送される3液体原料は注入ノズル116を介して反応器44に注 入される。注入ノズル116は水冷ジャケット118により反応器内の入口で冷 却されるので、注入ノズル内での液体原料の早期熱分解を防止できる。
再循環ガス移送流体は、導管100により格子板43を介して風箱101に、そ して砂45などの伝熱媒体を含む反応器44内の下部に供給される。高速攪拌、 および砂45から砂糖、澱粉原料への伝導伝熱が反応器44内で行なわれる。供 給原料の原料蒸気への熱分解的転化が開始され、上向流内で反応器からmへサイ クロン分離器48まで続けられる。砂45と熱分解蒸気とからなる熱分解流は導 管46を介して反応器44から移送され、−次サイクロン分離器48に供給され る。加熱砂45は蒸気流から離れて分離器48内に取り除かれ、導管50を介し て反応器具まで再循環される。
再循環された砂45は格子板43上部箇所の反応器44下部に再び導入される。
木炭を含有する生成蒸気は導管52を介してmへサイクロン分離器48から引き 抜かれ、さらにこれとは反対流のサイクロン分離器であって高効率を発揮できる 二次サイクロン分離器54に供給される。木炭と砂の微粉は二次サイクロン分離 機で取り除かれ、そこから木炭入れ56に移されて処分するか、またはさらに記 述するようにして処理される。
高温生成物の流れは導管58を介して二次分離器54の上部から抜き出される。
この導管58によって凝縮性、非凝縮性成分および残余の木炭、灰の微粉を含む 蒸気を邪魔板付き凝縮器60に送られ、蒸気は即座に冷却される。この凝縮器6 0にはその冷却器として液製品が使用される。
凝縮された液製品は導管62を介して凝縮器60の底部から抜き出され、ポンプ 64を介し熱交換器66に移送されて水により間接冷却される。冷却後の液製品 は熱交換器66から導管68を介して移送され、注入用として凝縮器60の上部 に返送される。
凝縮器60の低い箇所には従来の透明な垂直型サイトグラス61が取り付けられ ている。サイトグラスには高、低液面の2個のマークが付されている。凝縮器6 0内の液量が高液面のマークにくれば原料分解液は液面が低液面にくるまで導管 63を介して引き抜かれる。このように原料分解液が繰り返し引き抜かれるとき は、凝縮器60内の分解液は高液面に達するまで溜められる5非凝縮性生成蒸気 は、導管70を介して凝縮器60の上部から引き抜かれ、二次充填凝縮塔72に 供給されてからさらに冷却される5液は導管74を介し二次充填凝縮、@72の 底部から引き抜かれ、ポンプ76によって水冷式の熱交換器78に送り込まれる 。冷却液製品は導管80を介して熱交換器78から取り除かれ、二次充填凝縮塔 72の上部に供給される。二次凝縮器72の低い箇所には従来の透明な垂直型サ イトグラス73が取り付けられている。サイトグラスには高、低液面の2個のマ ークが付されている。凝縮器内で高液面のマークにくれば、原料分解液は液面が 低液面に(るまで導管75を介して引き抜かれる。
蒸気流は導管82を介して二次充填凝縮塔72の上部から移送され、水冷式熱交 換器84を通して、蒸気をミスト分離器88に供給する導管86に供給される。
蒸気はミスト分離器88からこの蒸気を濾過器92に引き継ぐ導管90に供給さ れる。分解液は導管102により濾過器92の底部から移送され、塔内液面の上 方にある二次凝縮塔72の底部位置に再循環される。その結果得られる副生成ガ ス流の一部は導管94を介し濾過器92から移送されて廃棄され、他方その他の ガス流部分は導管94から導管96を通し、さらにガス再循環送風機98に供給 する。再循環ガスは送風機98から導管100を介し反応器44の底部に供給さ れる。
下記実施例は本発明をさらに説明するため記述するものである。各実施例中に記 載した液中の有機成分の濃度はブリックス度°で示しである。このブリックス度 の測定値は砂糖業界ではよく知られているこれまでの標準的な技術を使用してめ たものである。オキシアセトアルデヒドの体積あたりの重量パーセント値(wt 、jvol 、%)はガスクロマトグラフィフィーを使用し、かつ液試料(必要 により希釈)のビート面積と、水中オキシアセトアルデヒド濃度1−5%の一連 の水溶液から得た標準応答曲線のピーク面積とを比較して得られたものである。
ガスクロマトグラムはパリアンのガスクロマトグラフィー(型式3300 ;型 式4290のパリアン積分器を装備する6)を使用した。融解石英製毛細管カラ ム(0、25+n+n X 60ro J & W DB−1701カラム、0 .25mmX30m J & W DB−Waxカラム)を備える。注入器温度 は220’C,検出器温度は300℃であった。
このような条件でオキシアセトアルデヒドのJ & W DB−1701コラム における滞留時間は2.85分、J & W DB −Wax:Iラムでは4. 70分であった。
寒愚豊1 第4図に示す装置を使用し、圧力1〜1.5 Psi、、蒸気の滞留時間を0. 7秒でデクストロ ース(右!11)を約550℃で急速熱分解した。蒸気は20℃の再循環水に直 接接触させて凝縮した。約51bのデクストロースを20分間以上かけて装置に 供給した。
得られた熱分解原液はブリックス度が約4°、オキシアセトアルデヒドを約0゜ 5 wt、/ vol、%含有していた。この溶液を温度50℃、水アスビテー タによる約−28゜5inchHgの減圧下で余剰水を除去し濃縮した結果、溶 液はブリックス度が約63°、オキシアセトアルデヒドヒの濃度は約29wt、 jvol、%であった。
太施且旦 伝熱媒体に砂を使用して下向流式移送反応器(第1図)内で粉末状デクストロー スを熱分解した。反応器温度は600℃、反応器内の蒸気滞留時間は75 m、 sec。
であった。熱分解液の取量は83.5%、非凝縮性ガスの取量が14%で、木炭 の取量は2.5%であった。凝縮分解原液の組成は下記のとおりである。
ブリックス度 64.7゜ 水 34.3% オキシアセトアルデヒド 25.5% アセトール 2.6% 酢酸 1.6% その他の有機物 36.0% (オキシメチルフルフラールを含む。)実施透旦 実施例1で得られたブリックス度4°の分解液を減圧下で蒸発させて濃縮し、ブ リックス度が18°、オキシアセトアルデヒドを約5 wt、jvol、%含有 する溶液を得た。この溶液の一部分(60ml)を食品用塩化メチレン(20m l)で抽出して香味成分を除去した。この抽出された溶液をさらに2種類の食品 用樹脂で回分処理した。最初は非イオン樹脂XAD−4(6g )で、それから 陽イオン樹脂IR−120(3g)で処理して香味成分を除去した。得られた溶 液(ブリックス度約12.9°)を蒸発させてブリックス度を約50°とし、低 分子揮発性成分と残留塩化メチレンを除去した。濃縮溶液は約32wt、jvo l、%のオキシアセトアルデヒドを含有していた。
続いてこの濃縮溶液を水で希釈して食料品への直接塗布に適した濃度であるブリ ックス度13°まで戻した。
このブリックス度13°の溶液はオキシアセトアルデヒドを5wt、jvol  、%含有しており、これをソーセージ(スイット・エリソヒ社製)の表面に塗布 したつこのソーセージを対照標準としての未処理ソーセージと並べて電子レンジ にかけた。電子レンジにかけると、褐色着色溶液で処理したソーセージは、処理 しない対照品が灰白色であるのと比較して、素晴らしい金褐色を呈した。この二 種類のソーセージには香味に関しおいしさの点で差異はなかった。このことから 、香味成分を除いた褐色着色溶液はソーセージに認知できる程の香味を付与する ことなく褐色着色できることが解った。
大塵ガ生 本実施例では、香味成分を含まず高い褐色着色性を有する液製品のデクストロー スからの製法とその有用性について記述する。
デクストロースを、第4図に示した上向流循環式流動層反応器を使用して約55 0’Cで急速熱分解をした。蒸気の滞留時間は約0.7秒、圧力は1−1.5P si、とじ、熱分解蒸気を20’Cの循環水に直接接触させて凝縮し、溶液化し た。得られた濃縮溶液は、屈折率で測定して全有機性固体をブリックス度で約4 °含有し、ガスクロマトグラフィーで測定するとオキシアセトアルデヒドを約0 .5%含有していた。
この溶液を回転蒸発法で有機性固体がブリックス度18°に濃縮するとオキシア セトアルデヒドは約6 wt、、”vol、%含まれていた。この溶液の一部分 (60ml)を食品用塩化メチレン(20ml)で抽出し香味成分を除去した。
この溶液をさらに有機性固体がブリックス度50°まで濃縮し、低分子量の香味 成分を除去した6ガスクロマトグラフイーで測定すると、この溶液にはオキシア セトアルデヒドが23wt、、jvol、%含まれることが解った。またガスク ロマトグラフィーの分析によれば、上記抽出と蒸発で除去した香味主要成分はフ ルフラール、石炭酸類およびピラジンであることが解った。さらに、水を添加し て溶液をオキシアセトアルデヒド5wt。
vol、%まで希釈すると、有機性固体量がブリックス度で12°含まれること が解った。
香味成分が除去され食料品褐色着色性を有するこの希釈溶液をソーセージの表面 に塗布した。このソーセージを対照標準としての未処理のソーセージと一緒に2 分間電子レンジにかけた。電子レンジにかけると、褐色着色溶液で処理したソー セージは処理しな力じた対照品が灰白色であるのと比較して素晴らしい金褐色に 着色されていた。この二種類のソーセージには香味に関しおいしさの点で差異は なかった。このことから、香味成分を除いた褐色着色溶液はソーセージに認知で きる程の香味を付与することなく褐色着色できることが解る。
叉鳳凹互 本実施例では、香味成分を含まず高い褐色着色性を有する液製品のラクトースか らの製法について記述する。
第4図に関連して記載した上向流循環式流動層反応器を使用し−て、固体原料を 500℃で約1001bs/hr処理できる反応器でラクトースを熱分解した。
反応器中の蒸気滞留時間を0.7秒、圧力は約1−1.5 Psi、とじ、熱分 解蒸気を実施例1で記載したと同様にして、20℃の循環水に直接接触させて凝 縮した。得られた濃縮溶液すなわち分解原液は、屈折率で測定して全有機性固体 がブリックス度で約4°であった。ガスクロマトグラフィーで測定すると、オキ シアセトアルデヒドの濃度が約0.11wt、jvol 、%、酢酸含有量が約 0.01wt、jvol 、%以下、アセトール含有量が約0.06 wt、j vol、%であった。この水溶液を50℃、−29inchHgの真空下で蒸発 させて濃縮し、有機性固体がブリックス度で26°、オキシアセトアルデヒドが 約4 wt、jvol、%含まれていた。この濃縮溶液の一部分(60ml)を 食品用塩化メチレン(20ml)で抽出し、フルフラール、石炭酸類、ピラジン 等の香味成分を除去した。この抽出液をさらに有機性固体がブリックス度50゛ まで濃縮して低分子量の香味成分を除去した。この溶液にはオキシアセトアルデ ヒドが11 wt、jvol。
%含まれていた。この溶液をさらに水でオキシアセトアルデヒドが5wt、jv ol、%まで希釈すると、有機性固体がブリックス度19°含まれていた。
香味成分を除去し食料品褐色着色性を有するこの希釈溶液中にいソーセージを2 .3秒間浸没してから30秒間液を滴らせて乾かし、ソーセージの表面に溶液を 塗布した。このソーセージを、対照標準としての未処理のソーセージと並べて2 分間電子レンジにかけた。電子レンジにかけると、褐色着色溶液で処理したソー セージは処理しなかった対照品が灰白色であるのと比較して、素晴らしい金褐色 に着色された。この二種類のソーセージには香味に関しおいしさの点で差異はな かった。このことから、香味成分を除いた褐色着色溶液はソーセージに認知でき る程の香味を付与することな(褐色着色できることが解る。
大鼻透旦 本実施例は、香味成分が除去され高い褐色着色性を有する成製品をデクストロー スから製造する第2の方法と、電子オーブンで調理する食料品の着色処理への有 用性につき記述する7 デクストロースを実施例4の方法により熱分解し、得られた水溶液を濃縮して有 機性固体をブリックス度で18°、オキシアセトアルデヒド6wt、/vol  、%の溶液にした。この水溶液の一部分(60ml)を二種類の食品用樹脂で回 分処理した。最初は非イオン樹脂XAD−4 (6g)で、それから陽イオン樹脂IR−120(3g)で処理して香味成分を 除去した。樹脂処理後の水溶液は1、屈折率によると有機性固体がブリックス度 で約13°含まれていた。これをさらに蒸発させてブリックス度約50°まで濃 縮し、低分子香味成分を除去した。ガスクロマ!・グラフィーで分析するとこの 水溶液にはオキシアセトアルデヒドが20 wt、/vo1.%含まれており、 かつ上記抽出、蒸発で除去された香味主要成分がフルフラール、石炭酸類および ピラジンであることが解ったっこの水溶液をさらに水で希釈してオキシアセトア ルデヒドを5wt、/vo1.%にすると、有機性固体量によるブリックス度は 12゛であった。
香味成分を除去し食料品褐色着色性を有するこの希釈溶液をソーセージの表面に 塗布した。このソーセージを、対照標準としての未処理のソーセージと並べて電 子レンジにかけた。電子レンジにかけると、褐色着色溶液で処理したソーセージ は処理しなかった対照品が灰白色であるのと比較して素晴らしい金褐色に着色さ れていた。この二種類のソーセージには香味に関しおいしさの点で差異はなか、 った。このことから、香味成分を除いた褐色着色溶液はソーセージに認知できる 程の香味を付与することなく褐色着色できることが解る。
夾鼻ガヱ 本実施例は、塩化メチレン抽出によりラクトースの生成液から不要な香味成分を 除去する方法につき記述する。
ラクトースは実施例5の方法により急速熱分解した。得られた生成液の水溶液は 屈折率によると全有機性固体がブリックス度2°含まれていた。この水溶液を5 0°C1−291nchHHの真空で蒸発させて濃縮し、有機性固体のブリック ス度を約26°にした後これを二分割した。分液(100ml)の一方を食品用 塩化メチレン(3回X30m1)で抽出し、他方の分液は対照標準として使うた め抽出処理しなかった。
抽出分液中の有機性固体はブリックス度で26゛から22°に低下した。各水溶 液を蒸留水で有機性固体で150pp+aまで希釈した。下記の3個の試料を3 点香味試験パネルのため準備した。
A;抽圧し希釈した試料 B=油抽出ず希釈した試料 C=油抽出ず希釈した試料 10人の香味パネリストが依頼されて試料を選び、香味につき解答した。パネリ ストの内の7人が試料Aを確認した。この試料Aを指摘したパネリストの意見は 、ともに穏やかな燻製香味を有する試料B、Cと比較して事実上回の香味もない ということであった。このことからラクトースの熱分解液からの香味成分の除去 には塩化メチレンが有効であることが立証できた。
大鳳且旦 本実施例では澱粉からの成製品の製法について記述する。
試料FRO−DEX−24−D (アマイゾ社製)は水分を6%、デクストロー スを26%相当含む粉状澱粉を、第4図に示したような上向流循環式流動層反応 器中550°Cで急速熱分解した。蒸気の滞留時間は約200 m、sec、で 、熱分解蒸気は冷水凝縮器で凝縮し、水溶液化した。
得られた凝縮水溶液は、屈折率で測定して有機性固体のブリックス度が約51” 、ガスクロマトグラフィーで測定するとオキシアセトアルデヒド濃度が約24w t、/v。
1、%であった。このようにオキシアセトアルデヒド濃度は濃縮水溶液の有機製 固体の約50%であった。
火施舅旦 本実施例は澱粉から成製品を製造する他の方法について記述した。
水分を約12%含む粉状澱粉試料PF (アマイゾ社製)を、上向流循環式流動 層反応器中550℃で急速熱分解した。蒸気の滞留時間は約200m、sec、 、熱分解蒸気は冷水凝縮器により凝縮し、水溶液化した。得られた凝縮液は屈折 率で測定して有機性固体がブリックス度56°、ガスクロマトグラフィーで測定 するとオキシアセトアルデヒド濃度が約29wt 、 /VOl 、%であった 。このように、オキシアセトアルデヒド濃度は濃縮液の有機製固体の約50%で あった。
X1虜り匹 本実施例は、香味を除去し高い褐色着色性を有する成製品のコーンシロップから の製法について記述する。
全固形物量を83.7%、水分が16.3%で、デクストロースの含有量の高い コーンシロップを約150°Fまで加熱し、蒸気加熱導管を介して第4図に示し た上向流循環式流動層反応器中に送り込んだ。
加熱されたコーンシロップを口径3/32inchのノズルから反応器内に送り 込む。
反応器温度は約550℃、蒸気滞留時間は約700m5ec、圧力は約1.5P si、であった。
熱分解蒸気は20℃の循環水と直接接触させて凝縮し、水溶液化したが、この生 成液のブリックス度が30゛であった。成製品の組成は下記のとおりである。
オキシアセトアルデヒド 16.1% アセトール 0.81% 酢酸 16% シクロテン 0.06% フルフラール 0.41% メタノール/酢酸メチル 0,83% マルトール 0.10% ギ酸 0.1%〉 ブリックス度30°の溶液を塩化メチレン(溶液10部に塩化メチレン1部)で 抽出し、減圧(−28、5inchHg)下、約50℃で蒸発して濃縮し、ブリ ックス度が約45゜の成製品を得た。
因1虜L■ コーンシロップから誘導した実施例1Oの生成液を水で希釈してブリックス度を 約23°とし、別の4個の熱分解液試料と比較した; 1)緩速熱分解し塩化メ チレン抽圧した工業用燻製液で、ニコルソンによる米国特許第4,717,57 6号に記載の手順により製造したもの。
(CHAR5OL C−12500m1、ブリックス度28°、滴定酸度12% 、褐色指数12 レツドアロウ社製、塩化メチレン50m1で抽出したブリック ス度約23°の燻液)2)Avicel PH101セルロースの急速熱分解液 で、1989年lO月4日出穎の米国特許呂律第07/’416,963号の実 施例8に記載の手順により製造したもの。 3)サトウカエデののこくずの急速 熱分解液を非イオン樹脂XAD−4で接触処理したもので、1989年10月4 日出願の米国特許出願第07/416,963号の実施例6に記載の手順により 製造した。 4)デクストロースの急速熱分解液で、数値はブリックス度に正比 例させて上記特許出願の実施例2のデータから算出した。
上記5個の分解液の比較の対象となる物理的性質を第3表に説明した。
第3表 分解液 ブリックス度 滴定酸度 褐色指数 滴定酸度/褐色指数 包装付着、 /cm ) *CHAR3OL C−122311,710,31,14で抽出 ) AVICEL 23 1.0 16.3 0.061 0.0H101 堅木 23 4.5 19.4 0.23 0.0(XAD−4樹脂 で抽出) デクストロース 23 1.0 47゜6 0.021 0.0コーンシロップ  23 1.6 53.0 0.030 0.0(塩化メチレン で抽出) 本 数値はニコルソンの米国特許第4,717,576号に記載の手順により算 出した。
実施例10により調製した成製品は、ニコルソンの開示した方法で処理した工業 用燻液と比較して包装材着色密度がかなり高い。加えて、破着、澱粉による分解 前述の詳細な説明は理解を明瞭にするためにのみしたものであり、変形例は当業 者には自明のことであるが、この説明に限定されるものではない。
同件収 月中茨 FIG、 1 フロントページの続き (72)発明者 ストラダール、 ジョン、 ニー。
アメリカ合衆国 54220 ウイスコンシンマニトウオク マデイソン スト リート

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.砂糖、澱粉またはこれらの混合物の熱分解製品の製法であって、砂糖、澱粉 またはこれらの混合物からなる群の一つを熱分解して蒸気状熱分解物を生成し、 そしてこの蒸気状熱分解物を凝縮して水溶性熱分解液を生成し、香味性がほとん どないか実質的にない褐色着色液製品を製造する。
  2. 2.第1項に記載の製法であって、デクストロースを熱分解する。
  3. 3.第1項に記載の製法であって、ラクトースを熱分解する。
  4. 4.第1項に記載の製法であって、充分量の水を添加して水溶性熱分解液の比重 がプリックス度30°よりそれ程高くない値にする。
  5. 5.第1項に記載の製法であって、水溶性熱分解液を本質的に非水溶性の有機溶 媒に接触させて香味物質を抽出し、さらにこの有機溶媒から抽出液を分離して香 味性がほとんどないか実質的にない褐色着色液製品を製造する。
  6. 6.第1項に記載の製法であって、水溶性熱分解液を、陽イオン交換樹脂、非イ オン交換樹脂およびこれらの混合物からなる群の一つと接触させて香味物質を抽 出し、香味性がほとんどないか実質的にない褐色着色液製品を製造する。
  7. 7.第5項に記載の製法であって、被抽出液製品を陽イオン交換樹脂、非イオン 交換樹脂およびこれらの混合物からなる群の一つと接触させて香味物質を抽出し 、本質的に香味性がないが食料品を褐色着色する褐色着色液製品を製造する。
  8. 8.第5項に記載の製法であって、被抽出液製品を濃縮して比重をあげ食料品の 褐色着色性能を改善する。
  9. 9.第8項に記載の製法であって、褐色着色液製品を濃縮してプリックス度を低 くとも40°にする。
  10. 10.第6項に記載の製法であって、被抽出液製品を濃縮して比重を上げ食料品 の褐色性能を改善する。
  11. 11.第10項に記載の製法であって、褐色着色液製品を濃縮してプリックス度 を低くとも40°にする。
  12. 12.第5項に記載の製法であって、有機溶剤がオキシアセトアルデヒドを極少 量しか溶解しないものである。
  13. 13.第12項に記載の製法であって、有機溶剤が塩化メチレンである。
  14. 14.食料品に実質的な香味を付与することなく褐色着色する方法であって、第 1項に記載の処理工程で製造した褐色着色液製品を、満足できる褐色を発揮させ るに充分な量だけ食料品に塗布する。
  15. 15.第14項に記載の製法であって、食料品がベーコンである。
  16. 16.第1項に記載の製法であって、蒸気状熱分解物をより冷たい液体に接触さ せることにより直接凝縮して水溶性熱分解液を製造する。
  17. 17.第16項に記載の製法であって、より冷たい液体が水である。
  18. 18.第17項に記載の製法であって、より冷たい液体が褐色着色液製品と水と の混合物である。
  19. 19.第1項に記載の方法で製造されて、食料品を着色し香味付けする液製品で ある。
  20. 20.高い褐色着色性を有する含水組成物であって、砂糖または澱粉から誘導さ れ、可溶性有機物量をプリックス度50°以下、褐色指数が約30より大で、褐 色指数に対する滴定酸度の割合が約0.06以下である。
  21. 21.第20項に記載の高い褐色着色性を有する含水組成物であって、コーンシ ロップから誘導され、滴定酸度が約3.2%、褐色指数が約104、可溶性有機 物量のプリックス度が約45°である。
  22. 22.第20項に記載の高い褐色着色性を有する含水組成物であって、褐色指数 が約50より大である。
  23. 23.第22項に記載の高い褐色着色性を有する含水組成物であって、褐色指数 が約75より大である。
  24. 24.高い褐色着色性を有する含水組成物であって、砂糖または澱粉から誘導さ れ、包装材褐色着色密度が0.03より大である。
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