(57)【要約】【課題】脱糖処理を施さなくても、メイラード反応を抑えつつ、ゲル強度を高めることができる卵白粉末の製造方法を提供する。【解決手段】卵白粉末の製造方法は、脱糖処理を施していない卵白溶液１２を、乾燥器１内で流動化させた媒体粒子の噴流層１３に滴下して乾燥させる乾燥ステップと、乾燥ステップにおいて卵白溶液１２が乾燥して生じた卵白粉末を回収する回収ステップと、回収ステップで回収された卵白粉末を加湿しながら加熱する熱蔵ステップと、を含む。【選択図】図１
2020005564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱糖処理を施していない卵白溶液を、乾燥器内で流動化させた媒体粒子の噴流層に滴下して乾燥させる乾燥ステップと、
前記乾燥ステップにおいて前記卵白溶液が乾燥して生じた卵白粉末を回収する回収ステップと、
前記回収ステップで回収された前記卵白粉末を加湿しながら加熱する熱蔵ステップと、
を含む、卵白粉末の製造方法。
【請求項２】
前記熱蔵ステップでは、
前記卵白粉末を６０〜７０℃に加熱する、
請求項１に記載の卵白粉末の製造方法。
【請求項３】
前記熱蔵ステップでは、
前記卵白粉末を湿度４０〜６０％に保持する、
請求項１又は２に記載の卵白粉末の製造方法。
【請求項４】
前記熱蔵ステップでは、
前記卵白粉末を２〜５時間、加湿しながら加熱する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の卵白粉末の製造方法。
【請求項５】
前記卵白溶液のｐＨは、
クエン酸溶液で６．５〜６．８に調整される、
請求項１から４のいずれか一項に記載の卵白粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、卵白粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
卵白溶液を乾燥させて粉末化した卵白粉末が、ハム、ソーセージ、水産練り製品、麺類及び冷凍食品等の食品工業で利用される。市場に出ている卵白粉末は、一般的にスプレードライ法によって乾燥されている。スプレードライ法で乾燥された卵白粉末は、水で溶いた際のゲル強度が割卵後の卵白ほどでない。このため、特許文献１に開示された卵白粉末の製造方法では、ゲル強度を高めるために、スプレードライ法で得られた卵白粉末を加湿しながら加熱する熱蔵処理が行われている。
【０００３】
特許文献１に開示されたように、スプレードライ法による卵白溶液の乾燥では、送風温度１６０℃及び排風温度７０℃が用いられる。熱蔵処理の温度に関しては、数日間の熱蔵処理における好適な温度として７０〜８０℃が特許文献１に開示されている。このようなスプレードライ法及び熱蔵処理の高温下では、卵白粉末にメイラード反応（褐変反応）が発生してしまう。メイラード反応とは、還元糖とアミノ化合物とが反応してメラノイジンと呼ばれる褐色物質が生成する反応である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２０５９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
メイラード反応による卵白粉末の着色を避けるために、原料である卵白溶液に脱糖処理が施される。脱糖処理には、酵素、酵母及び細菌等が利用される。例えば、脱糖処理にパン酵母を用いた場合、脱糖処理には少なくとも数時間かかる。脱糖処理に細菌を用いた場合は、脱糖処理に数日を要する。脱糖処理に酵母又は細菌を利用した場合、脱糖処理後の殺菌にも配慮しなければならず、煩雑な殺菌工程を追加しなければならない。スプレードライ法で乾燥させた場合は、脱糖処理に加えて熱蔵処理にも時間がかかるため、卵白粉末の製造が終了するまでに長時間を要する。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、脱糖処理を施さなくても、メイラード反応を抑えつつ、ゲル強度を高めることができる卵白粉末の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の観点に係る卵白粉末の製造方法は、
脱糖処理を施していない卵白溶液を、乾燥器内で流動化させた媒体粒子の噴流層に滴下して乾燥させる乾燥ステップと、
前記乾燥ステップにおいて前記卵白溶液が乾燥して生じた卵白粉末を回収する回収ステップと、
前記回収ステップで回収された前記卵白粉末を加湿しながら加熱する熱蔵ステップと、
を含む。
【０００８】
この場合、前記熱蔵ステップでは、
前記卵白粉末を６０〜７０℃に加熱する、
こととしてもよい。
【０００９】
また、前記熱蔵ステップでは、
前記卵白粉末を湿度４０〜６０％に保持する、
こととしてもよい。
【００１０】
また、前記熱蔵ステップでは、
前記卵白粉末を２〜５時間、加湿しながら加熱する、
こととしてもよい。
【００１１】
また、前記卵白溶液のｐＨは、
クエン酸溶液で６．５〜６．８に調整される、
こととしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、脱糖処理を施さなくても、メイラード反応を抑えつつ、ゲル強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る製造装置の構成を示す図である。
【図２】各湿度での熱蔵後の実施例１に係るゲル試験片の破断応力とひずみとの関係を示す図である。
【図３】各熱蔵時間での熱蔵後の実施例１に係るゲル試験片の破断応力とひずみとの関係を示す図である。
【図４】走査電子顕微鏡で撮像された卵白粒子を示す図である。（Ａ）は比較例に係る卵白粒子の画像を示す図である。（Ｂ）は熱蔵後の実施例１に係る卵白粒子の画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は下記の実施の形態によって限定されるものではない。
【００１５】
本実施の形態に係る卵白粉末の製造方法について説明する。本実施の形態に係る卵白粉末の製造方法は、乾燥ステップ、回収ステップ、及び熱蔵ステップを含む。
【００１６】
図１は、上記乾燥ステップ及び回収ステップに好適な卵白粉末の製造装置１００の構成を示す。製造装置１００は、乾燥器１、コンプレッサ２、メンブレンエアドライヤー３、流量調節バルブ４、流量計５、ヒータ６、温度制御部７、タンク８、撹拌器９、供給ポンプ１０、及び円筒ろ紙のフィルタ１１を備える。
【００１７】
乾燥器１は、両端が開口した円筒部２１及び円筒部２１の下端に接続された漏斗形状の粒子接触器２２から構成される。円筒部２１の材質は、１５０℃程度の温度に耐える材質であれば特に限定されない。円筒部２１は、好適には、ポリカーボネートで形成される。
【００１８】
粒子接触器２２は、漏斗形状の一部である円錐形の底面に相当する一端が円筒部２１の下端にフランジ接続されることで、円筒部２１に連結される。粒子接触器２２は、円錐形の頂点に、一端が開口し、他端が粒子接触器２２の内部に通じるガス入口２３を有している。粒子接触器２２は、好適には、ステンレス鋼で形成される。乾燥器１の大きさは、卵白粉末の製造量に応じて適宜調整される。例えば、乾燥器１全体の高さが高さ６００〜７００ｍｍで、円筒部２１の内径５０〜５５ｍｍで、ガス入口２３の口径が１０〜１５ｍｍである。
【００１９】
乾燥器１の内部には、乾燥器１内で流動化する媒体粒子が入っている。媒体粒子としては、任意の材質の粒子を用いることができる。媒体粒子は、例えば、セラミックボール及びジルコニアビーズである。好ましくは、媒体粒子は、ガラスビーズである。媒体粒子の粒径は、任意であるが、例えば、０．１〜１．５ｍｍ、好ましくは０．５〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．７〜１．０ｍｍである。乾燥器１における媒体粒子の密度は、適宜調整され、例えば、２０００〜３０００ｋｇ／ｍ３、好ましくは２３００〜２７００ｋｇ／ｍ３である。
【００２０】
乾燥器１内には、コンプレッサ２によって空気が供給される。ガス入口２３を通って乾燥器１内に供給された空気によって、乾燥器１内で媒体粒子が流動化し、媒体粒子の噴流層１３となる。コンプレッサ２によって乾燥器１に供給される空気は、メンブレンエアドライヤー３によって除湿される。流量調節バルブ４は、乾燥器１内に供給される空気の流量を制御する。供給される空気の流量は、流量計５で測定される。乾燥器１内に供給される空気は、ヒータ６によって加熱される。
【００２１】
温度制御部７は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、外部記憶装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、温度センサと、を備える。ＣＰＵが外部記憶装置に記憶されたソフトウェアプログラムをＲＡＭに読み出し、ソフトウェアプログラムを実行制御することで、温度制御部７は、次の各機能を実現する。温度制御部７は、温度センサを介して、乾燥器１内のガス入口２３近傍、噴流層１３、乾燥器１上部、及びヒータ６の温度を検出する。温度制御部７は、ヒータ６を介して、乾燥器１内に供給される空気の温度を８０〜１５０℃、９０〜１３０℃、好ましくは１００〜１２０℃に制御する。
【００２２】
タンク８は、原料である卵白溶液１２を貯留する。タンク８内に貯留された卵白溶液１２は、タンク８内に配置された撹拌子１４を介して、撹拌器９によって撹拌される。これにより、卵白溶液１２は均一に維持される。供給ポンプ１０は、タンク８に貯留された卵白溶液１２を噴流層１３に滴下する。
【００２３】
卵白溶液１２は、例えば、割卵後、卵黄を除去した卵白と水とを混合及び撹拌することで調製される。卵白溶液１２は、脱糖処理を施さずに乾燥ステップで乾燥される。卵白溶液１２のｐＨは、塩酸及びクエン酸等で調整されてもよい。卵白溶液１２のｐＨは、クエン酸溶液で好ましくは６．５〜６．８、より好ましくは６．６〜６．７に調整される。
【００２４】
卵白溶液１２は、遠心分離することで、網目状タンパク質であるオボムシン等が除去されてもよい。卵白溶液１２における卵白の濃度は、卵白粉末を効率よく製造するために高いほうがよいが、媒体粒子の流動を維持できる範囲で調整される。例えば、卵白溶液１２における卵白の濃度は、４０重量％以上で、５０重量％以下又は６０重量％以下である。
【００２５】
また、卵白溶液１２は、食品添加物を含んでもよい。食品添加物は、卵白粉末の品質等の維持のために使用される公知の食品添加物であれば特に限定されない。例えば、食品添加物は、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム及び二酸化ケイ素等である。好適には、食品添加物は、二酸化ケイ素である。二酸化ケイ素は、微粒二酸化ケイ素であってもよい。
【００２６】
卵白溶液１２における食品添加物の濃度は、噴流層１３の粒子の流動化を維持できる範囲であれば特に限定されない。例えば、卵白溶液１２における食品添加物の濃度は、０．１〜０．１５重量％、好ましくは０．１〜０．１２重量％、より好ましくは０．１〜０．１１重量％である。好適には、卵白溶液１２における食品添加物の濃度は、フィルタ１１によって回収される卵白粉末における食品添加物の濃度に応じて決定される。例えば、食品添加物として二酸化ケイ素を用いる場合、回収される卵白粉末に含まれる二酸化ケイ素の濃度が２．０重量％以下になるように卵白溶液１２における食品添加物の濃度を調整してもよい。
【００２７】
噴流層１３に滴下された卵白溶液１２は、媒体粒子との接触によって卵白溶液１２が乾燥して卵白粉末が生じる。フィルタ１１は、卵白粉末を回収する。
【００２８】
続いて、本実施の形態に係る製造装置１００を用いた卵白粉末の製造方法について詳細に説明する。
【００２９】
乾燥ステップでは、脱糖処理を施していない卵白溶液１２を、乾燥器１内で流動化させた媒体粒子の噴流層１３に滴下して乾燥させる。
【００３０】
乾燥ステップにおける噴流層１３への卵白溶液１２の供給速度は、適宜調整される。例えば、乾燥器１が内径５０〜５５ｍｍ、高さ６００〜７００ｍｍの大きさの場合、噴流層１３への卵白溶液１２の供給速度は、好ましくは３．０ｇ／分以下、より好ましくは２．２ｇ／分以上３．０ｇ／分以下である。卵白溶液１２が食品添加物を含む場合、噴流層１３への卵白溶液１２の供給速度を拡張できる。食品添加物を含む卵白溶液１２の噴流層１３への供給速度は、４．０ｇ／分以下、好ましくは３．５ｇ／分以下、より好ましくは２．２ｇ／分以上３．５ｇ／分以下である。
【００３１】
乾燥ステップにおいて、温度制御部７は噴流層１３内の温度を７５〜８５℃、好ましくは８０℃に制御する。例えば、温度制御部７は、乾燥器１のガス入口２３近傍の温度を１１０〜１２０℃に制御する。これにより、噴流層１３の温度を９０℃に制御できる。ここで、乾燥器１内に水を滴下供給することで、噴流層１３の温度を８０℃に制御できる。ここで、噴流層１３へ卵白溶液１２を供給すると、噴流層１３の温度は６０〜７０℃、好ましくは６５℃となる。
【００３２】
回収ステップでは、乾燥ステップにおいて卵白溶液１２が乾燥して生じた卵白粉末を回収する。回収ステップでは、気流とともに飛散してくる卵白粉末がフィルタ１１に回収される。
【００３３】
熱蔵ステップでは、回収ステップで回収された卵白粉末を加湿しながら加熱する。卵白粉末の熱蔵には、例えば、電機湿温蔵庫が用いられる。熱蔵ステップでは、卵白粉末を６０〜７０℃に加熱する。好ましくは、サルモネラ菌を死滅させるために、熱蔵ステップにおいて、卵白粉末を６５℃に加熱する。
【００３４】
熱蔵ステップでは、卵白粉末を湿度４０〜６０％、好ましくは４５〜５５％、より好ましくは４８〜５２％、特に好ましくは５０％に保持する。熱蔵ステップの時間は、卵白粉末の量に応じて適宜調整される。例えば、熱蔵ステップでは、卵白粉末を２〜５時間又は２．５〜４時間、好ましくは２．５〜３．５時間、より好ましくは２．８〜３．２時間、特に好ましくは３時間、加湿しながら加熱する。
【００３５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る卵白粉末の製造方法によれば、下記実施例に示すように、脱糖処理を施さなくても、乾燥ステップにおける加熱によるメイラード反応を抑制することができる。当該卵白粉末は、熱蔵ステップにおける加熱によるメイラード反応も抑制できる。このため、脱糖処理を施さなくても、メイラード反応を抑えつつ、ゲル強度を高めることができる。
【００３６】
また、本実施の形態に係る卵白粉末の製造方法によれば、熱蔵ステップにおいて、卵白粉末を６０〜７０℃に加熱してもよいし、卵白粉末を２〜５時間、加湿しながら加熱してもよいこととした。下記実施例に示すように、本実施の形態に係る卵白粉末は、脱糖処理を施さなくても水分活性が極めて低いため、スプレードライ法によって乾燥させた卵白粉末の熱蔵条件と比較して低温化及び短時間化が実現できる。
【００３７】
本実施の形態に係る卵白粉末の用途は特に限定されず、食品加工及び化粧品等の材料として用いることができる。具体的には、菓子類、麺類、洗顔剤及びパック剤等に利用することができる。
【実施例】
【００３８】
以下の実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
【００３９】
原料液となる水様性卵白希釈液を以下の手順で調製した。割卵後の卵白に水を質量比で１：１になるように加え、撹拌しながら０．０５Ｍのクエン酸溶液を滴下してｐＨを６〜７に調整した。続いて、遠心分離機（ｈｉｍａｃＣＴ６Ｄ、日立製作所製）を用いて５０００ｒｐｍで１０分間、水様性卵白希釈液を遠心分離にかけ、網目状タンパク質のオボムシンを分離し、原料液を得た。
【００４０】
原料液を、図１に示す構成と同様の構成である噴流型粉粒流動層（ＰＰＳＢ）乾燥装置で乾燥した。ＰＰＳＢに使用する媒体粒子には、ガラスビーズ（中心径８５０μｍ、粒径０．７１０〜０．９９０ｍｍ、密度２５００ｋｇ／ｍ３）を用いた（８０℃における最小流動化速度及び最小噴流速度の計算値はそれぞれ０．９３８ｍ／ｓ、０．４９５ｍ／ｓ）。
【００４１】
ＰＰＳＢ本体は全長０．６５０ｍ、内径０．０５２ｍ、粒子接触器の円錐形の頂角４５°、ガス入口の口径０．０１３ｍであり、円筒部はポリカーボネート製、粒子接触器はステンレス鋼製である。粒子接触器はフランジ接続により円筒部に連結した。
【００４２】
原料液の乾燥粉末化は以下の手順で行った。乾燥空気２００Ｌ／分をあらかじめヒータで加熱し、ガス入口近傍温度で１１０〜１２０℃となるようにして平均粒径８３０μｍのガラスビーズ（使用量１３５ｇ、静止層高０．０７５ｍ）を媒体粒子として噴流層を形成させた。続いて、円筒部の上部より、蒸留水を所定の供給速度（２．８〜５．３ｇ／分）で供給ポンプ（ＭＰ−３、ＥＹＥＬＡ社製）を用いてシリコンチューブ（３×５ｍｍ）を通して噴流層内の中心に滴下供給した。噴流層内の温度が８０℃で一定になったところで供給液を原料液に切り替えた。気流とともに飛散してくる乾燥卵白粉末を円筒ろ紙製フィルタ（６８×７５×２１０、ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）で回収した。
【００４３】
熱蔵は、電気湿温蔵庫（ＨＩＳ−９０ＡＧ、ニチワ電機社製）を用いて行った。４ｇの粉体試料をシャーレ（直径７１ｍｍ×高さ１７ｍｍ）に薄く広く分散させ、サルモネラ菌を死滅させるために熱蔵温度を６５℃に設定し、庫内関係湿度２０、５０又は８０％で１、３又は６時間熱蔵した。熱蔵後の卵白粉末の色の変化を目視観察した。
【００４４】
水分活性（Ａｗ）は、水分活性測定装置（ＳＰ−Ｗ、ＡＳ  ＯＮＥ社製）により３回測定し、その平均値とした。なお、水分活性は、同一条件下における試料の水蒸気圧を純水の水蒸気圧で除した値である。含水量については、赤外線水分計（ＦＤ−７２０、Ｋｅｔｔ社製）を用い、１２０℃で重量の変化がなくなるまで加熱することにより測定した。
【００４５】
卵白粉末と水とを質量比１：７で混合し、スターラーで２時間撹拌後、溶液を内径７ｍｍのシリコンチューブに充填した。溶液がシリコンチューブの両端から漏れないようラップでシリコンチューブの両端を覆い輪ゴムで留めた後、シリコンチューブの湾曲をなるべく避けるために試験管内に入れた。試験管とシリコンチューブとの間の空間を水で満たし、この試験管を４０分間、８０℃で湯浴して得られるゲル棒をシリコンチューブから取り出し、カッターで長さ８ｍｍにカットして直径７ｍｍ、高さ８ｍｍのゲル試験片を作製した。
【００４６】
ゲル試験片に対して、テンシロン万能材料試験機（ＲＴＣ−１２１０Ａ、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製）を用いて荷重スケール３Ｎ、押し付け速度１ｍｍ／分にて圧縮試験を行い、その破断応力とひずみとの関係を調べることでゲル強度を評価した。粒子形状については、低真空走査電子顕微鏡（Ｑｕａｎｔａ４００、ＦＥＩ社製）を用いて観察した。なお、市販の乾燥卵白（Ｗタイプ、キューピータマゴ社製）を比較例とした。
【００４７】
（結果）
得られた卵白粉末（実施例１及び実施例２）に関して、原料液の組成、ＰＰＳＢの運転条件、水分活性及び含水量を表１に示す。
【００４８】
【表１】
2020005564.tif 000003
【００４９】
ゲル強度を測定するために、実施例１に係る卵白粉末を熱蔵し、上記のようにゲル化させ、ゲル試験片のゲル強度を測定し、比較例と比較した。表２に熱蔵（６５℃で１時間）時の湿度の違いによる卵白粉末の水分活性及び含水率を示す。
【００５０】
【表２】
2020005564.tif 000004
【００５１】
熱蔵における湿度が高いほど卵白粉末の含水率は増加した。図２は、ゲル試験片の破断応力とひずみとの関係を示す。熱蔵における湿度が高いほどより右上にプロットされ、ゲル強度が高くなった。しかし、湿度８０％では菌が繁殖する水分活性の値（０．６５以上）となり、熱蔵湿度５０％までが保存における限界条件であることがわかった。
【００５２】
図３は、６５℃、湿度２０％又は５０％を熱蔵条件として、１、３及び６時間の熱蔵後の卵白粉末から作製したゲル試験片の破断応力とひずみとの関係を示す。熱蔵時間が長いほど、ゲル強度は高くなった。これは熱蔵によりゲル内でタンパク質分子が複雑な構造を持つ高分子になり、これによって骨格となる成分が増えたためと考えられる。熱蔵時間が６時間を超えると比較例のゲル強度を上回るものの、メイラード反応が若干生じることが目視で確認された。よって、熱蔵の最適条件として、６５℃、湿度５０％、３時間が好ましいことがわかった。
【００５３】
本実施例の原料液は比較例と異なり、乾燥前に脱糖処理を実施していない。酵母等を利用して脱糖を施す場合、メイラード反応は抑制できるものの、菌数が高くてそのままでは使用できないため、熱蔵において高温及び長時間（７５〜８５℃、１０〜１５日）が必要となる。本実施例では脱糖処理を施さなくても水分活性の極めて低い卵白粉末が得られるため、熱蔵条件の低温化及び短時間化（６５℃、湿度５０％、３時間）が実現でき、メイラード反応を抑制しつつ、ゲル強度の向上という機能改変も同時に達成できる。
【００５４】
図４に走査電子顕微鏡で撮像した比較例及び熱蔵後の実施例１に係る卵白粉末の画像を示す。比較例は球状であるのに対し、実施例１に係る卵白粉末は非球形の粒子が観察された。比較例はスプレードライ法で製造されており、原料液を霧状に散布して乾燥させるため球状の粒子となる。一方、本実施例では流動している媒体粒子の表面に形成される原料液の液膜を乾燥させて剥離及び飛散によって回収するため、実施例１に係る卵白粉末は角ばった形状をしていた。
【００５５】
上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、卵白粉末の製造に好適である。
【符号の説明】
【００５７】
１  乾燥器
２  コンプレッサ
３  メンブレンエアドライヤー
４  流量調節バルブ
５  流量計
６  ヒータ
７  温度制御部
８  タンク
９  撹拌器
１０  供給ポンプ
１１  フィルタ
１２  卵白溶液
１３  噴流層
１４  撹拌子
２１  円筒部
２２  粒子接触器
２３  ガス入口
１００  製造装置
【図１】
2020005564.tif 000005
【図２】
2020005564.tif 000006
【図３】
2020005564.tif 000007
【図４】
2020005564.tif 000008