(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段非活性化プロセスを使用してリパーゼ酵素活性が低減された全粒穀物粉を提供する方法であって、
ふすまおよび胚芽を有するふすま画分から内胚乳を有する粉画分を分離し、前記ふすま画分はリパーゼ酵素活性を有するステップと、
前記ふすま画分に前記リパーゼ酵素活性の第１の部分を水和させて非活性化する効果を有する第１の処理ステップを施して水和されたふすま画分を提供するステップと、
前記水和されたふすま画分に前記リパーゼ酵素活性の第２の部分を非活性化する効果を有し、マイクロ波エネルギーを使用する第２の処理ステップを施して処理済みふすま画分を提供するステップであって、前記処理済みふすま画分中の前記リパーゼ酵素活性は、７７から１００パーセントだけ前記ふすま画分に関して低減されるステップと、
前記処理済みふすま画分を前記分離されている粉画分と組み合わせて、リパーゼ酵素活性が低減された全粒穀物粉を提供するステップと
を含み、
前記組み合わされた第１の処理ステップおよび第２の処理ステップの総時間は、６００秒未満であり、
前記第１の処理ステップは、６０秒から１８０秒までの水蒸気水和であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記組み合わせるステップは、６８から８５重量パーセントの前記粉画分と１５から３２重量パーセントの処理済みの前記ふすま画分とを組み合わせるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の処理ステップは、前記ふすま画分の水分に関して２５から４２パーセントだけ前記水和されたふすま画分の前記水分を増大することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の処理ステップは、２０から５０パーセントだけ前記ふすま画分に関して前記水和されたふすま画分中の前記リパーゼ酵素活性を低減する効果を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記第１の処理ステップの後の前記水和されたふすま画分の水分は、１３から２０パーセントであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記水和されたふすま画分は、２００から１０００μｍのサイズを有する粒子から本質的になることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記第２の処理ステップは、６０から１８０秒間に９１５ＭＨｚから２０ＧＨｚの５ｋＷから１００ｋＷのマイクロ波エネルギーを使用することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記第２の処理ステップにおける処理時間と前記第１の処理における処理時間との比は、１：０．３から１：３であり、前記比は、前記総処理時間が３６０秒未満である場合に８５から１００パーセントだけ前記ふすま画分に関して前記処理済みふすま画分における前記リパーゼ酵素活性を低減する効果を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第２の処理ステップにおける処理時間と前記第１の処理における処理時間との比は、１：１から１：２．２であり、前記比は、前記総処理時間が２４０から３６０秒までである場合に９０から１００パーセントだけ前記ふすま画分に関して前記処理済みふすま画分における前記リパーゼ酵素活性を低減する効果を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の処理ステップは、前記処理済みふすま画分の前記水分を、５から１３重量パーセントに乾燥させることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記水和されたふすま画分を処理して、前記第１の処理において形成される任意の集塊の粒子サイズを２００から１０００μｍに縮小するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記ふすま画分および前記水和されたふすま画分は、前記第１の処理ステップおよび第２の処理ステップにおいて、０．５から３ｃｍの床深さで処理されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記全粒穀物は、小麦、燕麦、大麦、メイズ、米、ライ麦、スペルト小麦、粟、キノア、ライ小麦、アマランス、テフ、トウモロコシ、そば、ブルガー小麦、ソルガム、およびこれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記全粒穀物は、小麦であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の処理ステップにおいて、前記ふすま画分は、６０から１８０秒間に１００から１５０℃の温度および２．４から４９ｐｓｉ（１６５５０から３３７９００Ｐａ）の圧力を有する蒸気に曝されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
２段非活性化プロセスを使用してリパーゼ酵素活性が低減された全粒穀物粉を提供する方法であって、
ふすまおよび胚芽を有するふすま画分から内胚乳を有する粉画分を分離し、前記ふすま画分はリパーゼ酵素活性を有するステップと、
前記ふすま画分に前記リパーゼ酵素活性の第１の部分を非活性化する効果を有する第１の非活性化ステップを施すステップと、
前記ふすま画分に前記酵素活性の第２の部分を非活性化する効果を有する第２の非活性化ステップを施して処理済みふすま画分を提供するステップと、
前記処理済みふすま画分を前記分離されている粉画分と組み合わせて、リパーゼ酵素活性が低減された全粒穀物粉を提供するステップであって、前記処理済みふすま画分中の前記リパーゼ酵素活性は、前記ふすま画分の前記リパーゼ酵素活性に関して７７から１００パーセントだけ低減されるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記第１の非活性化ステップは、前記ふすま画分の前記リパーゼ酵素活性に関して２０から５０パーセントだけ前記リパーゼ酵素活性を低減する効果を有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の非活性化ステップは、前記ふすま画分の外側部分から内向きに前記リパーゼ酵素を非活性化するように構成され、前記第２の非活性化ステップは、前記ふすま画分の内側部分から外向きに前記リパーゼ酵素を非活性化して、６００秒以内に前記７７から１００パーセントの非活性化を達成するように構成されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記全粒穀物は、小麦、燕麦、大麦、メイズ、米、ライ麦、スペルト小麦、粟、キノア、ライ小麦、アマランス、テフ、トウモロコシ、そば、ブルガー小麦、ソルガム、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記全粒穀物は、小麦であることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
短時間のうちに全粒穀物中のリパーゼ酵素を非活性化するように構成された穀物処理システムであって、
ふすまと胚芽の両方を有する製粉されたふすま画分を水和し、前記ふすま画分中のリパーゼ酵素活性の少なくとも一部を非活性化する効果を有する水蒸気水和を行って、水和されたふすま画分を形成するように配置され構成される水和室と、
前記水和されたふすま画分を乾燥させ、前記水和されたふすま画分中の前記リパーゼ酵素活性をさらに非活性化するように配置され構成される前記水和室の後のマイクロ波室と、
前記水和室内で形成する前記水和されたふすま画分の任意の集塊を粉々にするように配置され構成される前記水和室と前記マイクロ波室との間に位置決めされた破壊デバイスと、
前記水和室を前記マイクロ波室に連結するコンベヤーと
を備え、
前記水和室およびマイクロ波室は６００秒未満で前記製粉されたふすま画分に関して７７から１００パーセントだけ前記リパーゼ酵素活性を低減するように構成されていることを特徴とする穀物処理システム。
【請求項２２】
前記破壊デバイスはホッパーを備え、前記ホッパーは、前記水和されたふすま画分を前記ホッパー内に受け入れるための前記ホッパーの上端の広い開口部と、前記ホッパーを出る前記水和されたふすま画分のための前記ホッパーの下端の狭い開口部であって、前記ホッパーの外形は頂部から底部へと狭まる、狭い開口部と、前記ホッパー内に、互いに近接近して位置決めされている２つのローラーであって、前記ホッパーを通過する前記水和されたふすま画分が前記ローラーの間を通らなければならないようにした２つのローラーとを備えることを特徴とする請求項２１に記載の穀物処理システム。
【請求項２３】
前記マイクロ波室における処理時間と前記水和室における処理時間との比は１：０．３から３：１であり、前記比は、前記総処理時間が３６０秒未満である場合に、８５から１００パーセントだけ前記ふすま画分に関して前記処理済みふすま画分における前記リパーゼ酵素活性を低減する効果を有することを特徴とする請求項２１または２２に記載の穀物処理システム。
【請求項２４】
前記マイクロ波室における処理時間と前記水和室における処理時間との比は１：１から１：２．２であり、前記比は、前記総処理時間が２４０から３６０秒までである場合に、９０から１００パーセントだけ前記ふすま画分に関して前記処理済みふすま画分における前記リパーゼ酵素活性を低減する効果を有することを特徴とする請求項２１〜２３のいずれかに記載の穀物処理システム。
【請求項２５】
前記コンベヤーは、前記水和室を前記マイクロ波室に連結する１または複数のコンベヤーベルトを備えることを特徴とする請求項２１〜２４のいずれかに記載の穀物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の方法およびシステムは、酵素活性を低減する全粒穀物粉の多段処理に関するものであり、より詳細には、保管寿命を延ばすためリパーゼ酵素活性（ｌｉｐａｓｅ  ｅｎｚｙｍｅ  ａｃｔｉｖｉｔｙ）を低減する全粒穀物粉の高速処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全粒穀物は、ビタミン、栄養素、および食物繊維の優れた供給源であり、多くの場合に、食品中において望ましい。全粒穀物は、天然に存在する量の穀物の粒の成分のすべてを含む穀物であると一般的にみなされている。全粒穀物を構成する成分は、内胚乳、ふすま、および胚芽である。一般に、内胚乳は大半がデンプンであり、少量の油と脂質を含む。ふすまおよび胚芽は、内胚乳に比べて比較的大量の脂質および酵素を含む。しかし、全粒穀物が製粉されて全粒穀物粉にされると、全粒穀物の保存期間が短くなる可能性がある。全粒穀物が製粉されると、ふすま、胚芽、および内胚乳を隔てる区画が壊され、穀物の脂質含有部分と酵素成分が接触する。一般に、内胚乳は大半がデンプンであり、少量の油と脂質を含む。ふすまおよび胚芽は、内胚乳に比べて比較的大量の脂質および酵素を含む。例えば、ふすまおよび胚芽中に一般的に見られる酵素は、リパーゼおよびリポキシゲナーゼを含む。穀物が製粉されると、製粉中に区画が破壊されて脂質と酵素成分が接触した結果、時間の経過とともに酸化と酸敗臭発生のレベルが高くなる。
【０００３】
白小麦粉、つまりふすまおよび胚芽の大半または全部を取り除いてしまった小麦粉は、一般的に、全粒小麦粉に比べて安定しているが、それは酵素と脂質が豊富に存在するふすまおよび胚芽部分がかなりなくなってしまっているからである。しかし、内胚乳、さらにはふすまおよび胚芽を含む、全粒小麦粉は、小麦粉に含まれる油と脂質が酵素によって分解されるため、長期間保存すると悪臭を発する傾向を有する。この結果、不快な味と臭いが形成され、さらには焼け具合と機能性品質が低下してしまう可能性がある。
【０００４】
これまでに全粒小麦粉中の酵素を非活性化することが試みられたが、これらのプロセスは時間がかかるか、または場合によっては、相当量の酵素非活性化を行おうとしたときに小麦粉のいくつかの成分を損傷する傾向を有している。一アプローチにおいて、ふすまおよび／または胚芽は、水蒸気処理を施され、ふすまおよび／または胚芽の酵素活性を非活性化することができる。しかし、このような以前の水蒸気処理プロセスは、処理に１時間以上費やし、広範にわたる高価な機器を必要とすることが多いという制限を有している。処理時間をそのように長くとっても、水蒸気処理法では、酵素を完全に非活性化することはできない。他の場合には、ふすま粒子の膨張が生じないように安定化の際に水分を維持するために蒸気処理は制限されうる。他の従来のアプローチでは、全粒が水洗いされ、次いで、マイクロ波処理を施されうる。しかし、そのような場合、全粒のマイクロ波処理は、小麦粒の内胚乳に含まれるグルテン分を低減するだけでなく、酵素を不活性化することが意図されている。しかし、そのような従来のマイクロ波処理法にも、酵素を完全に非活性化するだけの十分なロバスト性がないという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２３８９３５号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｃ．  Ｊｏｎｇ，  Ｈ．  Ｔ．  Ｂａｄｉｎｇｓ，  ”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ”  １９９０，  ”Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｒｅｅ  Ｆａｔｔｙ  Ａｃｉｄｓ  ｉｎ  Ｍｉｌｋ  ａｎｄ  Ｃｈｅｅｓｅ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，  Ｃｌｅａｎ  ｕｐ，  ａｎｄ  Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  Ｇａｓ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ａｎａｌｙｓｉｓ．”
【発明の概要】
【０００７】
高速多段非活性化プロセスを使用する、リパーゼ酵素活性が低減され安定化された全粒穀物粉を提供する方法についてここで説明する。前記方法では、まず最初に、ふすまおよび胚芽を有するふすま画分から内胚乳を有する粉画分を分離するが、前記ふすま画分はリパーゼ酵素活性を有している。次に、前記ふすま画分は、前記リパーゼ酵素活性の第１の部分を水和させて非活性化する効果を有する第１の非活性化ステップを施される。次いで、前記ふすま画分は、前記酵素活性の第２の部分を非活性化する効果を有する第２の非活性化ステップを施され、処理済みふすま画分を提供する。一アプローチによると、前記第２の非活性化ステップでは、効果的な量のマイクロ波エネルギーを使用する。次いで、前記方法は、前記処理済みふすま画分を前記分離されている粉画分と組み合わせて、リパーゼ酵素活性が低減された全粒穀物粉を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】２段全粒穀物処理システムの流れ図である。
【図２】２段全粒穀物処理システムの別の流れ図である。
【図３】例示的な水和室の側面図である。
【図４】例示的なマイクロ波室の側面図である。
【図５ａ】集塊を減らすための例示的な破壊デバイスの断面図である。
【図５ｂ】ブレーカーの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
全粒穀物の少なくとも一部の高速処理を通じて全粒穀物の流れを安定化し、酵素活性を低減しその保管寿命を改善するための方法を提供する。このプロセスは、比較的短時間のうちに高レベルの非活性化を達成するように構成された高速処理の組み合わせの後に始まりのリパーゼ酵素活性に関して全粒穀物粉の少なくともリパーゼ酵素活性を低減するように構成されている。
【００１０】
一態様において、このプロセスは、リパーゼ酵素活性を低減するための総処理時間が約６００秒以下である酵素の非活性化のための多段処理を含む。このような短い時間内であっても、このプロセスは、始まりの原料に関して約５０パーセントから約１００パーセント、いくつかの場合において、約７７から約１００パーセント、また他の場合には、約９０から約１００パーセントと高レベルの酵素非活性化を達成する効果を有する。別の態様では、このプロセスは２つの処理ステップを含み、この処理ステップの１つは全粒穀物の少なくとも一部を水和させ、それと同時に酵素の少なくとも一部を非活性化する効果を有する短時間の水蒸気水和である。次いで、この第１の処理ステップの後にマイクロ波エネルギーを使用する第２の処理ステップが続き、第１のステップからの水和された画分は効果的な量のマイクロ波エネルギーでさらに非活性化されうる。両方の処理ステップの総時間は、約６００秒以下、いくつかの場合に約１２０から約３６０秒、また他の場合に約２４０から約３６０秒であり、非常に短い時間で高レベルの酵素非活性化を提供する。非活性化する複数の処理ステップの独自の組み合わせを使用することによって、このプロセスは、より小型のあまり複雑でない機器を使用することができ、これにより、プロセスは比較的少ない設備投資で安定した全粒穀物を生産することが可能になるため、有利である。
【００１１】
別の態様では、２段非活性化を使用して全粒穀物粉の酵素活性を短時間のうちの低減する方法が提供される。このアプローチでは、全粒穀物のふすま画分は、第１の非活性化ステップを施され、その後、第２の非活性化ステップを施して酵素活性を順次非活性化する。次いで、処理済みふすま画分を分離されている粉画分と再度組み合わせて、リパーゼ酵素活性が低減された全粒穀物粉を提供する。
【００１２】
一般に、本明細書で説明されているように処理の少なくとも２つの分離した順次的段階に通されたときにリパーゼ酵素活性が低減された全粒穀物粉が短時間のうちに提供されうることが発見されている。特に、２段階は相乗的に働き、組み合わせにより全粒穀物粉の酵素活性の水和および非活性化、さらに所望の水分の選択に関係するさまざまな機能を果たす効果を有する。
【００１３】
さらに別の態様では、短時間で全粒穀物中のリパーゼ酵素の高速非活性化を行うための穀物処理システムが提供される。一アプローチによれば、システムは、ふすまと胚芽の両方を含む製粉されたふすま画分を水和する効果を有する水和蒸気を供給するように配置され構成された水和室を備える。水和蒸気は、ふすま画分のリパーゼ活性の少なくとも一部を非活性化する効果も有する。このシステムは、水和室の後に設けられたマイクロ波室も備える。マイクロ波室は、ふすまと胚芽の両方を含む水和されたふすま画分を乾燥させ、水和されたふすま画分中のリパーゼ酵素活性をさらに非活性化するように配置され、構成される。
【００１４】
いくつかのアプローチでは、システムは、水和室とマイクロ波室との間に破壊デバイスも備えることができる。破壊デバイスは、水和室内で形成しうる水和されたふすま画分の集塊を粉々にするように配置され、構成される。システム内にはさらに、水和室をマイクロ波室に連結する１または複数のコンベヤーも備えられる。１または複数のコンベヤーは、ふすま画分を少なくとも水和室からマイクロ波室まで運ぶように構成される。水和室およびマイクロ波室は、ふすまのリパーゼ酵素活性を、約６００秒未満の時間内に製粉ふすま画分に関して約５０から約１００パーセント、いくつかの場合に約７７から約１００パーセント、さらに他の場合に約９０から約１００パーセントほど低減するように構成される。
【００１５】
明細をさらに詳しく見ると、高速酵素非活性化プロセス１００の一例が、図１に掲載されている流れ図に示されている。一般に、プロセス１００は、粉砕または製粉セクション１０、スケーリングおよび分離セクション２０、および高速安定化セクション３０を備える。プロセス１００は、初期リパーゼ酵素活性を有する全粒穀物１０５から始めることができる。始まりの全粒穀物１０５は、内胚乳、ふすま、および胚芽を含む穀物のすべての部分を含む。次に、全粒穀物１０５が粉砕または製粉セクションに送られ、そこで、所望の粒子サイズに粉砕または製粉される１１０。製粉後、粉砕された全粒穀物は、スケーリングまたは分離セクション２０に送られ、そこで、内胚乳１２４を含む粉画分１１４がふすまと胚芽とを含むふすま画分１２２から分離される。ふすま画分、および特に、それのふすまは、全粒穀物に由来するリパーゼの大部分を含む。分離した後、ふすま画分１２２は高速安定化セクションを通じて処理され、ふすま中にふつうに存在する酵素を非活性化する。
【００１６】
このプロセス１００の一態様では、多段を利用し、一アプローチでは、２段処理１３０を利用して、一部は順次的処理ステップにおける処理時間および条件の実効的な比により、比較的短い処理時間内に、全粒穀物のふすま画分中に含まれる初期リパーゼ酵素活性の大部分の、およびいくつかの場合に、実質的にすべての高速非活性化を達成する。一アプローチでは、ふすま画分１２２は、最初に、ふすま画分を水和することと、酵素活性の第１の部分を非活性化することとの両方に効果を有する条件を使用して第１のステップまたは前処理ステップ１４０を施される。次いで、水和されたふすま画分は、処理済みふすま画分中の酵素活性をさらに非活性化する効果を有する条件の下でマイクロ波エネルギーを使用する第２の処理ステップ１５０を施される。一アプローチによれば、この２段水和／非活性化は選択された条件および非常に短い時間内に始まりのふすま画分に関して処理済みふすま画分において約５０から約１００パーセント、いくつかの場合に約７７から約１００パーセント、また他の場合に約９０から約１００パーセントの非活性化を行う効果を有する処理時間の比を有する。２段処理では、第１の処理ステップと第２の処理ステップとを組み合わせた総時間は、約６００秒未満（いくつかの場合に約１２０秒から約３６０秒、また他の場合に約２４０から約３６０秒）であり、高レベルの酵素非活性化を提供する。次いで、処理済みふすま画分をすでに分離されている粉画分１１４と再度組み合わせて１７０、リパーゼ酵素活性が低減された全粒穀物粉１８０を提供する。
【００１７】
一アプローチによれば、この方法によって非活性化された酵素は、リパーゼ、リポキシゲナーゼ、ペルオキシダーゼ、および全粒穀物中に天然に存在する他の酵素を含みうる。別のアプローチでは、本明細書で説明されている方法は、高レベルのリパーゼ酵素低減をもたらす効果を有する。リパーゼに関しては、２段処理プロセスは、ふすま画分中の酵素を、約５０から約１００パーセント、いくつかの場合に約７７から約１００パーセント、他のアプローチでは約９０から約１００パーセント、さらに他のアプローチでは約９５から約１００パーセント、さらに他のアプローチでは約１００パーセントだけ非活性化する効果を有する。
【００１８】
本発明のプロセスおよびシステムで使用されうる全粒穀物としては、例えば、小麦、燕麦、大麦、メイズ、米、ライ麦、スペルト小麦、粟、キノア、ライ小麦、アマランス、テフ、トウモロコシ、そば、ブルガー小麦、ソルガム、およびこれらの混合物が挙げられる。一アプローチにより、プロセスは、あらゆる種類の全粒小麦に適用可能である。これらに限定されないけれども、小麦粒を軟質／軟質および軟質／硬質小麦粒から選択することができる。これらは、白小麦粒または赤小麦粒、硬質小麦粒、軟質小麦粒、秋まき小麦粒、春まき小麦粒、デュラム小麦粒、またはこれらの組み合わせを含みうる。
【００１９】
次に、本明細書記載のこれらの方法のそれぞれのプロセスステップは、図１〜５を参照することによって詳しく説明される。製粉および粉砕セクション１０において、全粒穀物１０５を製粉機器２１０内で製粉するか、粉砕するか、または細かく砕いて、粉砕全粒穀物を得ることができる。全粒穀物は、水洗いで洗浄されうる。いくつかのアプローチにより、約１１重量パーセントから約１５重量パーセントまでの水分は、製粉または粉砕の目的に効果を有するものとしてよいが、いくつかの場合において約１２パーセントの水分が適している。小麦粒などの天然全粒穀物は、一般的に、約１０重量パーセントから約１５重量パーセントまでの水分を有する。したがって、小麦粒が使用される場合、製粉または粉砕の前に適度の水分を得るために全粒に水分を加えたり、または調合したりする必要はないと思われる。
【００２０】
製粉されるか、粉砕されるか、または細かく砕かれた全粒穀物は、スケーリングおよび分離セクション２０において分離するか、またはスクリーニング操作を施され、所望の粒径の粉画分およびふすま画分を得ることができる。一アプローチにより、製粉された全粒穀物を一連のスクリーン２１２、２１４、２１６に通し、製粉された全粒穀物の粒径に基づき製粉された全粒穀物を篩いにかけて粉画分およびふすま画分を得ることができる。一例により、一連の篩いスクリーンを使用して、粉画分とふすま画分とを分離することができる。分離を完了するために、第１のスクリーン２１２は、約１０００μｍの開口サイズを有し、その後、第２のスクリーン２１４が約２００μｍの開口サイズを有し、その後、第３のスクリーン２１６が約１６０μｍの開口サイズを有するものとしてよい。適宜、他のスクリーンサイズが使用されうる。一般的に、製粉の後により大きな粒径を有する傾向がある、ふすま画分はふすまと胚芽とを豊富に含んでおり、少量の内胚乳を含むこともある。一アプローチにより、ふすま画分は、ふすまおよび胚芽のみを含む。ふすま画分は、より大きな篩いスクリーン内に保持される。粉画分は、もっぱら、内胚乳であるが、少量のふすまおよび胚芽も含みうる。一アプローチにより、粉画分は、内胚乳のみを含む。粉画分は、より大きなスクリーンを通過する。
【００２１】
他の実施形態では、全粒穀物は、最初に製粉し、次いで、第１の一組のスクリーンに通すことができる。より大きな粒子は、一般的に、ふすまおよび胚芽を含むふすま画分を含み、より小さな粒子は、内胚乳を含む粉画分を含む。次いで、これらの画分を別々に製粉し、次いで、得られる全粒穀物粉の最終使用に応じてスクリーニングして所望の粒径を得ることができる。
【００２２】
スクリーニングの結果、個別の画分が分離され２２０、ふすま画分から内胚乳２２４を含む粉画分が分離されうる。図２に示されているように、ふすまおよび胚芽を含むふすま画分２２２は、粉画分から隔てられている第２のプロセスラインを通る。粉画分は、高速または多段処理セクション１３０を通らず、ふすま画分２２２は、本明細書で説明されているように処理される。ふすま画分２２２は、スケール２３０、ホッパー２３４、およびフィーダー２３８に通され、これにより、ふすまと胚芽の両方を含む一定量のふすま画分をプロセス１００の多段処理セクション１３０に投与することができる。
【００２３】
必要ならば、ふすま画分を秤量して２３０、製粉作業で製粉された全粒穀物からふすま画分が効果的に取り除かれているかどうかを判定することができる。例えば、小麦の穀粒は、約６８から約８５パーセント（いくつかの場合に約８３パーセント）の内胚乳と、約１．５から約３．５パーセントの胚芽およびふすまからなる残り部分を含みうる約１５から約３２パーセントのふすま画分とを含みうる。例えば、小麦の穀粒は、約１４重量パーセントのふすまと、約３重量パーセントの胚芽とを含みうる。したがって、第１の処理ステップの前のふすま画分のスケーリングのときに、ふすま画分は、全粒穀物の始まりの重量の約１７パーセントである重量を有するものとしてよい。上で説明されている製粉およびスクリーニングプロセスを調整することによって、ふすま画分の目標重量からの逸脱を考慮することができる。
【００２４】
次いで、ふすま画分２２２内のふすまおよび胚芽をホッパー２３４内に入れて、処理を待つ過剰なふすま画分を保持することができる。ホッパー２３４は、一列に並ぶ、またはそれに取り付けられたフィーダー２３８を備え、ふすま画分を多段処理セクション１３０にメーターで計った量だけ、所望の床深さまで供給する効果を有し、以下でさらに説明するが、処理および非活性化を行う効果を有するものとしてよい。ホッパー２３４および／またはフィーダー２３８は、より効果的に一貫した均等な床深さを処理セクション１３０に形成するために振動するように構成されうる。
【００２５】
処理セクション１３０は、多段処理の第１の処理ステップまたは前処理２４０を含みうる。第１の処理は、ふすま画分２２２を水和し、ふすま画分２２２中のリパーゼ酵素活性の第１の部分を非活性化するように構成される。一アプローチにより、水和および非活性化は水和室２４０内で行われ、ふすま画分において水分の少なくとも一部をふすま画分粒子中に吸収するようにふすま画分を高水分環境に曝す。水和室２４０は、それぞれ処理され、処理後に室から出る、室に入るふすま画分に対して用意されている入口と出口を有する囲まれた構造であるものとしてよい。室２４０では、コンベヤーベルト２４６または他の輸送デバイスを使用して、ふすま画分２２２を室に通すことができる。あるいは、水和室２４０は、第１の処理ステップが行われるプロセスライン上にある場所であるものとしてよい。水和室２４０は、水蒸気、蒸気、および同様のものの形態の水分を水和室に供給し、高水分環境を発生させるための水分源２４４に連結されうる。一アプローチにより、水和は、蒸気によって供給される。
【００２６】
図３に示されているように、例示的な水和室２４０が図示されている。室２４０はエンクロージャ３１０を備え、エンクロージャ３１０はそれに対する入口３２０および出口を有し、コンベヤーベルト２４６はその中を通過する。フィーダー２３８は、ふすま画分をコンベヤー上に堆積するためにコンベヤーの一端に位置決めされる。一アプローチにより、水和室は、３つの連続するゾーンなどの複数のセクションまたはゾーン３４０、３４４、３４８を有する。一アプローチにおいて、すべてのゾーン、つまりゾーン１  ３４０、ゾーン２  ３４４、ゾーン３  ３４８は、室を通過するふすま２２２への再循環ファン３５０を介して直接水蒸気水和または間接水蒸気水和を行うことも可能である。ふすまの床が水和室２４０を通過するときに、それは順次水和ゾーンのそれぞれを通過する。
【００２７】
一アプローチにより、水和ゾーン３４０、３４４、３４８のそれぞれは、コンベヤーベルト２４６の上に位置決めされた水和多岐管を備える。例えば、ゾーン１  ３４０、ゾーン２  ３４４、ゾーン３  ３４８は、それぞれ、コンベヤーベルト２４６の上に位置決めされた水和多岐管３６０を有し、これにより、コンベヤーベルト２４６上に堆積されたふすま画分床３６４の頂部に水和水蒸気を送る。したがって、水和水蒸気は、その上側表面にそってふすま画分床３６４と接触する。一アプローチにより、ふすま画分の床深さは、ふすま画分の深さ全体が処理されうるように選択される。次に、ふすまがゾーン３  ３４８を通過して、さらなる水和および非活性化を行う。
【００２８】
コンベヤーベルト２４６は、ベルトが蒸気透過性メッシュであるように備えることができる。コンベヤーベルトのメッシュのサイズは、ふすま画分粒子がベルト２４６を通って落ちないようなサイズで、しかも、蒸気がベルト２４６を自由に通過できる十分なサイズであるべきである。したがって、上で説明されているように、蒸気は、頂部から底部へふすま画分床を通過し、必要に応じてコンベヤーベルトを通過してふすまを効果的に水和することができる。
【００２９】
代替的に、または上側多岐管３６０に加えて、ゾーンは、ふすま画分より下に、またコンベヤーベルト２４６の上側部分より下に位置決めされた水和多岐管３７０を有することができる。この多岐管からの水和水蒸気は、底部から頂部へふすま画分床３６４を通過し、コンベヤーベルト２４６を通過する。例えば、下方に向かう蒸気は、ゾーン１  ３４０およびゾーン２  ３４４内に供給することが可能であり、上方に向かう蒸気は、ゾーン３  ３４８（またはこれらの組み合わせ）内に供給することが可能である。ゾーン２  ３４４およびゾーン３  ３４８は、水和水蒸気と水分とを、再循環ファン３５０を介して、必要に応じて、ゾーンのいずれかに再配向し、間接水和水蒸気を補いかつ／または供給する再循環管路３８０を有することもできる。例えば、第１のゾーン３４０では、ふすまに対して、それが最初に水和室に入るときに間接蒸気または水和を与えることができる。このような再循環設計では、エネルギーを節約し時間を短縮することができ、実際、結果として製造コストが低減されうる。
【００３０】
一アプローチでは、コンベヤーベルトは、約１から約５ｍ／分で、あるいは他の場合に約１から約３ｍ／分で動作するように構成される。いくつかの場合において、ふすま画分中に存在しうる少量の内胚乳は、蒸気に曝されたときに粘着性を持ち、ふすま画分がベルトに粘着する望ましくない状態に至る可能性がある。したがって、いくつかの態様では、コンベヤーベルト２４６、２４８は、処理セクション１３０を通過するふすま画分に粘着しない材料で作られる。ベルトは、コーティングまたは他の非粘着性表面を有するものとしてよい。さらに、上で説明されているように、コンベヤーは、適宜、蒸気がベルトを通過することを許すが、ふすま画分をベルト上に保持する細孔サイズを有するメッシュ材料から形成することができる。このような配置構成は、高レベルの水和および非活性化を水和装置２４０を通過するふすま画分に施すことができる。
【００３１】
ふすま画分１２２の水蒸気処理は、液体水中にふすま画分を沈めることに比べてより効果の高い水和および非活性化を行うと判断されている。蒸気は、ふすま画分粒子を貫通することにより、比較的短い時間内に粒子全体に選択的水和を効率的に行うことがわかっている。液体水は、説明されている水蒸気処理によって行われるレベルの高速非活性化を行うこともわかっていない。それに加えて、ふすま画分を液体水と接触させると、結果として、ふすま画分の高レベルの集塊を生じさせることがわかっている。集塊が形成すると、その結果、後のマイクロ波処理の効果が低下し、ふすま画分の均一な乾燥が妨げられうる。
【００３２】
一アプローチにより、水和室２４０では、第１の処理ステップ２４０で蒸気を使用して、ふすま画分を水和することとリパーゼ酵素活性の一部を非活性することとを両方同時に行うことができる。蒸気は、蒸気源２４４から水和室２４０に供給されうる。一アプローチでは、水和室内の蒸気は、約１００から約１５０℃、他のアプローチでは約１１０から約１３０℃、さらに他のアプローチでは約１１５から約１２０℃の温度を有する。蒸気は、約２．４ｐｓｉから約４９ｐｓｉ（約１６５５０Ｐａから約３３７９００Ｐａ）の圧力で供給することもできる、いくつかの事例では、蒸気は、約８４から約１００パーセント、いくつかの場合に約９０から約９５パーセントの相対湿度を室内にもたらす。
【００３３】
示されているように、第１の処理ステップは、ふすま画分を水和して水和されたふすま画分を供給する効果を有する。第１の処理ステップの前に、ふすま画分は、典型的には、約１０重量パーセントから約１５重量パーセントの水分、いくつかの場合に約１２重量パーセントの水分を有する。第１の処理ステップの後、水和されたふすま画分の水分は、約１３から約２０パーセントであり、いくつかの場合に約１３から約１９パーセントであり、他の場合に約１５から約１７パーセントである。別のアプローチにより、水和室２４０は、ふすま画分２２２の水分が始まりのふすま画分の水分に関して約２５パーセントから約４２パーセントだけ高くなるように構成され、そのようになる効果を有する。
【００３４】
一アプローチにより、第１の処理ステップ２４０におけるふすま画分に対する処理時間は、約６０秒から約３００秒であり、いくつかの場合に約６０から約１８０秒であり、他の場合に約１８０秒である。以下でさらに説明されているように、ごく短い時間で高レベルの安定化を達成するために、水和処理時間は、有効比で、第２の処理ステップ１５０における処理時間に関連しているものとしてよい。
【００３５】
いくつかの場合において、水蒸気処理とマイクロ波処理との間の選択されたバランスが、最終的な処理済みふすま画分において所望の量の水和も行いながらガーゼ酵素活性の所望の量の非活性化をもたらすことがわかっている。本明細書で説明されているように、ふすま画分は、一般的に、約６０から約３００秒以内、いくつかの場合に約１８０秒以内で水蒸気処理されるべきである。水蒸気処理時間を延ばすと、酵素の非活性化をさらに行えるが、ふすま画分の水和レベルも増大する傾向を有する。水蒸気処理ステップで水和がこのように増大すると、その結果として、ふすま画分を乾燥させて最終的な望ましい水分にするためにより多くのマイクロ波エネルギーが必要になり、また結果として、プロセスに対してエネルギーコストが増大し時間が長くなるという望ましくない状況が生じる。それに加えて、水蒸気処理が長引くと、一般的に、結果として、ふすま画分中の集塊の出現が高まる。集塊の増大は、所望の非活性化および乾燥を達成するためにマイクロ波処理ステップに必要なエネルギーの消費にも影響しうる。しかし、本明細書で説明されているふすま画分中の選択されたレベルの水和では、短時間のうちにマイクロ波処理ステップにおいて非活性化が高まる。したがって、リパーゼ活性を非活性化し、水和を増大させてマイクロ波処理ステップを有利にするうえで必要な水和のバランスは、マイクロ波処理中にふすま画分を乾燥させ非活性化するのに必要な時間およびエネルギーの消費と一致する。
【００３６】
多段処理で高レベルの非活性化を達成するために、第１の処理ステップ１４０は、始まりのふすま画分に関して水和されたふすま画分において約２０から約５０パーセント、他の場合に約２５から約４８パーセントの水和されたふすま画分中のリパーゼ酵素の部分的非活性化を行う効果を有するように構成される。
【００３７】
第１の処理ステップの後、水和されたふすま画分は、第２の処理ステップ１５０に進むが、これは一アプローチにおいて図２に示されているようなマイクロ波安定化装置２５０である。マイクロ波安定化装置２５０は、水和室２４０からの水和されたふすま画分２２２中のリパーゼ酵素活性の第２の部分を非活性化する効果を有する。図４に示されているように、マイクロ波室２５０は、それぞれ処理され、マイクロ波処理後に室から出る、室に入るふすま画分に対して用意されている入口４２０と出口４３０を有する囲まれた構造４１０であるものとしてよい。あるいは、マイクロ波室２５０は、単純に、第２の処理ステップが行われるプロセスライン上にある場所であるものとしてよい。マイクロ波安定化装置２５０は、水和されたふすま画分の水分を所望の水分まで乾燥させるためにも利用することができる。
【００３８】
マイクロ波室２５０は、第２の処理ステップで約５から約１００ｋＷ、いくつかの場合に約５から約１０ｋＷのマイクロ波エネルギーを水和ふすま画分に供給するように構成される。マイクロ波エネルギーは、約９１５ＭＨｚから約２０ＧＨｚ、いくつかの場合に約２４５０ＭＨｚの周波数を有するものとしてよい。
【００３９】
マイクロ波室２５０は、一般的に、室に均一なマイクロ波エネルギーを供給する効果を有する１または複数のマグネトロン４４０を備える。マグネトロンのレイアウトは、マイクロ波室の形状およびサイズ、ならびに選択された波長に基づいて決定される。一般的に、１または複数のマグネトロンが、１２．２ｃｍの波長を有する２４５０ＭＨｚのマイクロ波エネルギーを供給する効果を有することができる。いくつかの場合において、室から漏れるマイクロ波エネルギーは、送水管を組み込み、および／またはステンレス製ゲートデバイス４６０、４７０をマイクロ波室２５０の入口および出口に組み込むことによって低減かつ／または防止することができる。マイクロ波室は、通常動作時にマグネトロンの過熱を防ぐために冷却ファン４５０を備えることもできる。例えば、冷却ファンは、一般的に、マグネトロンの通電前にオンにされる。１または複数のマグネトロン４４０および１または複数の冷却ファン４５０をマイクロ波イニシエータケース４８０内に備えることができる。マイクロ波室は、それに加えて、処理プロセスを見るための１または複数の窓４９０を備えることができる。
【００４０】
水和されたふすま画分のマイクロ波処理は、水和されたふすま画分の乾燥を行う効果も有する。例えば、マイクロ波処理から得られた処理済みふすま画分は、約５から約１３パーセント、いくつかの場合に約６から約１２パーセント、他の場合に約８パーセントの水分を第２の処理ステップの後に供給されうる。
【００４１】
一実施形態において、第２の、またはマイクロ波処理ステップにおける水和されたふすま画分に対する処理時間は、約６０から約３００秒であり、いくつかの場合に約６０から約１８０秒であり、他の場合に約１８０秒である。水和ステップの時間を制御することに関する上記の説明と同様に、マイクロ波処理ステップでふすま画分が処理される時間の長さを制御することも重要である。水和されたふすま画分がマイクロ波処理に曝されている時間の長さを制御することによって、リパーゼ酵素活性の水分および最終的な非活性化を制御することができる。しかし、マイクロ波処理にかかる時間が長いほど、結果として、ふすま画分は焼けるか、または望ましくない焼け焦げの風味が付く可能性がある。
【００４２】
ふすま画分のマイクロ波安定化の後に、処理済みふすま画分は、始まりのふすま画分におけるリパーゼ酵素活性に関して約５０から約１００パーセントだけ低下したリパーゼ酵素活性を有する。いくつかの場合において、リパーゼ酵素活性は、約９０から約１００パーセント低減され、他の場合において、リパーゼ酵素活性は、約９５から１００パーセント低減され、さらに他の場合において、リパーゼ酵素活性は、処理済みふすま画分中で完全に非活性化される。この高レベルの非活性化は、約６００秒以内に、いくつかの場合に約３６０秒以内に達成される。
【００４３】
ふすま画分の２段非活性化の後に、処理済みふすま画分は、粉画分２２４と再度組み合わされ２７１、リパーゼ酵素活性が低減された全粒穀物粉２８０を提供する。この処理済み全粒穀物粉２８０は、未処理の全粒穀物粉に比べて保管寿命が長くなっている。いくつかの実施形態において、処理済み全粒穀物粉の保管寿命は、少なくとも約４週間、いくつかの場合に少なくとも約８週間、他の場合に少なくとも約９カ月である。
【００４４】
いくつかの場合において、第２の処理ステップ（マイクロ波）における処理時間と第１の処理ステップ（水蒸気水和）における処理時間との比は、ごく短時間のうちに高レベルの非活性化を達成するように注意深く制御される。例えば、一アプローチでは、第２の処理ステップにおける処理時間と第１の処理ステップにおける処理時間との比は、約１：０．３から約１：３である。一アプローチにより、処理時間のこの比は、第１の処理および第２の処理の組み合わせた処理時間が約３６０秒未満である場合に約８５から約１００パーセントだけ始まりのふすま画分に関して処理済みふすま画分における酵素活性を低減する効果を有する。例えば、別のアプローチでは、第２のステップにおける処理時間と第１のステップにおける処理時間との比は、約１：１から約１：２．２であり、この比は、第１の処理および第２の処理の組み合わせた処理時間が約２４０から約３６０秒である場合に約９０から約１００パーセントだけ始まりのふすま画分に関して処理済みふすま画分における酵素活性を低減する効果を有する。
【００４５】
理論による制限を受けることは望まないが、第１の処理ステップおよび第２の処理ステップは、適切に構成された場合に、相乗的に働き、ふすま画分中のリパーゼ活性の高速な、徹底した非活性化を行うと確信されている。上で説明されているように、ふすま画分の水分を増やすことによって、第２の処理ステップにおいてふすま画分を通過するマイクロ波エネルギーは、ふすま画分粒子をより効率的に加熱し、これによりリパーゼ酵素の非活性化が増大し、非活性化がより効率よくなされる。したがって、ふすまにマイクロ波エネルギーを当てる前に測定された量の水和をふすま画分に施すことが望ましい。ふすま画分中に存在する可能性のあるデンプンは、水蒸気および／またはマイクロ波処理ステップの下でゲル化し、その結果、集塊の発生率が高まる可能性があるが、デンプンのゲル化は、本明細書で説明されている条件および処理時間を選択することによって最小限度に抑えられ、いくつかの場合に回避される。それに加えて、水和ステップで加えられる水分が多すぎると、その結果、マイクロ波ステップにおける十分な乾燥を達成しようとしてエネルギーの消費が増大しうる。
【００４６】
第１の処理ステップで蒸気を使用することによって、蒸気の条件および露出時間を制御することによって測定された量の水和をふすま画分に施すことができる。したがって、蒸気は、ふすま画分の水分を増やしてマイクロ波処理の品質を改善するとともに、部分的な量のリパーゼ酵素非活性化を行うという二重の利点を有する。それに加えて、第２の処理ステップにおけるリパーゼ酵素のさらなる非活性化に対して、マイクロ波エネルギーは、付加的な水分を追い出す働きもする。第１の処理ステップと同様に、第２の処理ステップは、マイクロ波エネルギーおよび時間の変数を操作して所望の非活性化を達成し、さらには処理済みふすま画分の所望の水分を得ることによって制御されうる。
【００４７】
さらなる一実施形態において、第１の処理ステップおよび第２の処理ステップは、第１の非活性化ステップがふすま粒子の外側部分から内向きにリパーゼ酵素を非活性化するように構成され、第２の非活性化ステップがふすま粒子の内側部分から外向きにリパーゼ酵素を非活性化するように構成されるようにふすま画分に施すことができる。例えば、水蒸気水和は、ふすまの断面を通りふすま粒子の外側部分から内向きに中心の方へ酵素を最初に非活性化するように構成される。次いで、マイクロ波エネルギーは、断面を通りふすま粒子の内側部分から外向きに表面の方へ酵素を非活性化することによって非活性化を完了する。断面、内向き、および外向きの非活性化のこのような独特の組み合わせが相乗的に組み合わさって、短時間のうちに高レベルの非活性化を達成する。この構成は、約６００秒以内に始まりのふすま画分に関して処理済みふすま画分中のリパーゼ酵素の約５０から約１００パーセントの非活性化を達成することができる。
【００４８】
上述のように、ふすま画分をさまざまな段階に通し、また水和室２４０をマイクロ波室２５０に連結するコンベヤー２４６、２４８が備えられうる。コンベヤー２４６、２４８は、プロセスラインにおいて水和されたふすま画分を少なくとも水和室２４０からマイクロ波室２５０まで移動する効果を有する。図２に示されているように、コンベヤーは、水和室２４０およびマイクロ波室２５０を連結する１または複数のコンベヤーベルト２４６、２４８とすることができる。図示されているように、フィーダー２３８は、コンベヤーベルト２４６の先端部の上に位置決めされ、次いでベルト２４６上に堆積されたふすま画分を移動して水和装置２４０に通す。コンベヤーベルトの速度は、水和装置２４０内のふすま画分の滞留時間が所望の時間となるように調整することができる。同様に、コンベヤーベルト２４８は、ベルトがベルト２４８上に堆積された水和されたふすま画分を移動してマイクロ波室２５０に通すように構成されうる。同様に、コンベヤーベルト２４８の速度は、マイクロ波室２５０内のふすま画分の滞留時間が所望の時間となるように調整することができる。説明されている配置構成は、ふすま画分および／または水和されたふすま画分が、ふすま画分および／または水和されたふすま画分が第１の処理ステップおよび第２の処理ステップにおいて一貫した移動をするように処理される連続動作で使用されうる。あるいは、ベルト２４６、２４８は、処理中に停止され、次いで、これらの画分の個別の処理の完了後に前進することができる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、ふすま画分は、第１の処理ステップにおいて、約０．５から約３ｃｍの床深さに設けられる。それに加えて、水和されたふすま画分は、いくつかの実施形態では、第２の処理ステップにおいて、約０．５から約３ｃｍの床深さに設けられる。さらに、第１の処理ステップにおいて、ふすま画分に供給される水分の増大によりふすま画分が集塊を形成することがあることが観察されている。特に、水和後の、ただしマイクロ波処理の前の、水和されたふすま画分の所望の粒子サイズは、約２００μｍから約１０００μｍである。つまり、いくつかの場合において、高レベルの非活性化を達成するために約０．５ｃｍから約３ｃｍの床深さで約２００μｍから約１０００μｍの粒子サイズを有するふすま画分をマイクロ波処理することが望ましいということである。したがって、追加の実施形態において、水和されたふすま画分は、第２の処理の前の第１の処理において形成されている可能性のある任意の集塊の粒子サイズを縮小するように処理されうる２６０。この処理は、図５ａおよび図５ｂにさらに詳しく示されている。
【００５０】
上で説明されているように、ふすま画分の集塊は、第１の処理ステップにおいて形成しうる。いくつかの場合において、第２の処理ステップで高レベルの酵素非活性化を達成するために、水和されたふすま画分中に形成する可能性のある集塊を第２の処理ステップの前に粉砕するとよい。これを達成するために、破壊デバイス２６０を第１の処理ステップと第２の処理ステップとの間に設けてこの目的を遂行することができる。例示的な実施形態が図５ａおよび図５ｂに示されているが、縮尺通りではない。
【００５１】
破壊デバイス５００は、開放上端５５０と開放下端５６０とを有するホッパーを備えることができる。横から見ると、上端５５０は、下端５６０より幅が広く、デバイス５００の本体部は、頂部から底部へ徐々に狭くなる外形を有する。破壊デバイス５００には、第１のローラー５１０と第２のローラー５２０があり、それぞれ飛び飛びの部分または歯５１２および５２２を備える。第１のローラー５１０は、第１の軸５３０を中心として回転可能であり、第２のローラー５２０は、第２の軸５４０を中心として回転可能である。これらのローラーは、ローラーまたは軸に連結された１または複数のモーター（図示せず）によって回転され、互いの方へ（または反対方向に）駆動されうる。ローラー５１０、５２０は、破壊デバイス５００の頂部５５０に入る水和されたふすま画分がローラー５１０、５２０の間を通ってから、破壊デバイスの下端５６０を通過しなければならないように位置決めされる。ローラーの位置決めおよび回転は、第１の処理ステップにおいて形成しうる集塊を粉々にし、水和されたふすま画分を水和の前のふすま画分粒子のサイズに近い粒子サイズにするように制御される。水和を行っているときふすま画分粒子はある程度膨らむことがあり、ローラーを位置決めするときにそのようなものとして考慮されるべきであることに留意されたい。
【００５２】
コンベヤーベルト２４６、２４８は、適宜、振動デバイスまたは他の操作デバイスを備え、これにより、ベルト上のふすま画分を、これがさまざまな段階を通るときに移動または攪拌し、処理中に一貫した床深さを維持することができる。
【００５３】
図２を再び参照すると、第２の処理ステップに続き、プロセス１００は処理済みふすま画分を冷却する効果を有する冷却デバイス２７０を備えうることがわかる。例えば、冷却デバイス２７０を直列にマイクロ波安定化装置２５０を備えることで、水和されたふすま画分をマイクロ波エネルギーに曝した後、処理済みふすま画分を室温まで高速冷却することができる。別の実施形態では、冷却は、コンベヤー上で保持期間を長くとって行うことができる。例えば、コンベヤーベルトの長さを、一定時間の間処理済みふすま画分がベルト２４８上に置かれ処理済みふすま画分が冷温を達成するように決めることができる。いくつかの実施形態では、処理済みふすま画分を冷却するのに十分なベルト上の滞留時間は約５分であるものとしてよい。一アプローチにより、処理済みふすま画分は、マイクロ波処理ステップの後に約５０から約７０℃の温度にあり、冷却ステップにおいて約２０から約２５℃、またはほぼ周囲温度に冷却することができる。それに加えて、冷却時間は、所望の水分およびリパーゼ酵素非活性化が達成されたときに処理済みふすま画分から追い出された水分の量が制御され停止されるような時間とすることができる。
【００５４】
前の方で説明されているように、処理済みふすま画分および粉画分を再度組み合わせて全粒穀物粉２８０を形成することができる。これを遂行するために、システムは、粉画分およびふすま画分が所望の比で再度組み合わされるように内胚乳２２４を含む粉画分を秤量するためのスケーリングデバイス２７８および／または処理済みふすま画分を秤量するためのスケーリングデバイス２７４を備えることができる。このようなスケーリングデバイスは、全粒穀物粉２８０に再度組み合わされる粉画分および処理済みふすま画分の相対的量を制御するために使用されうる。いくつかの実施形態では、粉画分および処理済みふすま画分の量は、説明されているプロセスに通されていない標準的な全粒穀物粉における量を近似したものとなっている。例えば、処理済み全粒穀物粉の組成は、約６８から約８５重量パーセントの粉画分と約１５から約３２重量パーセントの処理済みふすま画分とである。
【００５５】
本明細書で説明されているプロセスの利点および実施形態は、以下の実施例でさらに説明される。しかし、これらの実施例において引用されている特定の条件、処理方式、材料、およびその量は、他の条件および詳細とともに、この方法を過度に制限するものと解釈すべきでない。すべてのパーセンテージは、断りのない限り重量パーセントである。
【００５６】
実施例
【００５７】
比較実験１
比較実験のため、上で説明されているようなふすま画分は、全粒軟質赤小麦を製粉し、その後スクリーニングしてふすまおよび胚芽を含むふすま画分を分離することによって、製粉されたＵＳＡ軟質赤小麦から得られた。ふすま画分の初期リパーゼ活性は、約１２６３Ｕ／ｇと判定され、ふすま画分は約１２．２パーセントの水分を有していた。この実験では、追加の水蒸気水和が完了されなかった。そのため、ふすま画分にマイクロ波エネルギーを照射する前にふすま画分に水分をさらに加えることはしなかった。
【００５８】
ふすま画分は、以下の表１に示されている約３分間にわたるさまざまな強度のマイクロ波エネルギーに曝された。マイクロ波処理の後のリパーゼ活性が決定された。結果も、表１に示されている。リパーゼ活性を決定するための一試験方法は、参照により本明細書に組み込まれ、また以下で説明されている特許文献１に記載されている。
【００５９】
ふすま画分約０．１ｇを冷却アッセイ緩衝液約２０ｍＬ（０．２Ｍのトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン塩酸塩、ＰＨ７．４）に入れて、試料を渦攪拌して溶解させ、混合物を氷浴中で３０分間揺り動かすことによってそれぞれの試料のリパーゼ活性が測定された。次いで、混合物が約１０分間約５℃の温度で約３１２９ｇにより遠心分離された。上清が取り除かれ、分析に使用される。最初に４−メチルウンベリフェリルヘプタノアート約０．０７２５ｇを２−メトキシエタノール約１５ｍＬ中で混合し、原液を形成することによって、基質溶液が形成される。次いで、原液約１．５ｍＬが脱イオン水約２３．５ｍＬで希釈され、基質溶液を形成する。上清約５０μＬが、アッセイ緩衝液約２９５０μＬと基質溶液約１０μＬとともにキュベットに入れられる。次いで、蛍光スペクトロメーターで蛍光励起発光分析を使用して試料が測定される（Ｅｍ：４４０ｎｍ、Ｅｘ：３３０ｎｍ、カットオフ：  ３９０ｎｍ、スリット幅：ＥｍとＥｘの両方に対して５ｎｍ、持続時間：５分、データ間隔：０．００１分）。結果が標準曲線と比較され、リパーゼ活性をｍＵ／ｍＬ単位で決定する。以下の式が、ｍＵ／ｍＬをＵ／ｇに変換するために使用される。
【００６０】
［リパーゼ活性］ｓａｍｐｌｅＵ／ｇ＝１．２０４×（［活性］ｓａｍｐｌｅｍＵ／ｍＬ／Ｗｓａｍｐｌｅ（ｇ）
【００６１】
次いで、試料１および２で与えられたふすま画分が全粒穀物の天然組成に関する量の粉画分と組み合わされた。周囲温度２５℃で保管してから５０日後、試料が損なわれていたり、酸敗臭を発したりすることはなかった。酸敗臭は、試料中の遊離脂肪酸（ＦＦＡ）の量を分析することによって決定された。ＦＦＡが２５００ｐｐｍを超える結果を有する試料は、酸敗臭があるとみなされる。試料１および２は、保管してから５０日後、ＦＦＡが２５００ｐｐｍ未満であった。
【００６２】
粉の遊離脂肪酸含有量は、非特許文献１に記載の方法からとられた。食品から酸性化した有機溶媒で抽出することによって遊離脂肪酸を含む、脂質抽出物が得られる。無水脂質抽出物を弱アニオン交換ＳＰＥカートリッジに通して、共抽出物質、特に中性のグリセリドから遊離脂肪酸が単離される。ＦＦＡ含有量を決定するための試験方法は、参照により本明細書に組み込まれている特許文献１に記載されている。
【００６３】
最初に試料抽出を実行することによってＦＦＡが決定された。４５  ｍＬガラス試験管内に、成分１）試料約１．０ｇ、２）内部希釈標準溶液約１．０ｍＬ（例えば、純度９９パーセントのウンデカン酸）、３）エタノール約１．０ｍＬ、および４）２．５  Ｍ  Ｈ２ＳＯ４約０．３ｍＬの順に入れて組み合わせる。混合物が渦攪拌し、珪藻土約４．５ｇが加えられ、この組み合わせは約１０分間で平衡状態にされた。平衡状態になった後、この組み合わせは＃１ワットマン紙に通してろ過され、濾過液はスクリューキャップチューブ内に捕集される。
【００６４】
次いで、最初に、試料抽出物約３ｍＬを固相抽出（ＳＰＥ）カートリッジ内に装填することによって遊離脂肪酸が単離され、試料は完全に排出させられる。スクリーニングプロセスを通じて、ＦＦＡをすべて溶離するのに必要な溶液の最適な量が決定されうる。この場合、試料は、塩化メチレン：２−プロパノール溶液約２ｍＬで２回洗浄され、中性のグリセリドを取り除き、完全に排出させた。２パーセント酢酸のメチル第３ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）溶液約２．５ｍＬが加えられ、溶出液が捨てられる。ＳＰＥカートリッジが試料捕集バイアルに移され、その後、２回目として、例えば、２パーセント酢酸−ＭＴＢＥ溶液約２．５ｍＬを加える。ＦＦＡを含む溶出液が、４ｍＬのバイアルに捕集され混合される。
【００６５】
次いで、水素をキャリアガスとして使用してオンカラム注入できるガスクロマトグラフで試料が分析され、その際に流量は注入量１μＬで１０．０ｍＬ／分、温度プログラムは約６０℃約０．５分保持、約５０℃／分で約１００℃まで、約１０℃／分で約２５０℃まで、約１分保持、および水素炎イオン化検出器＠２６０℃、範囲０である。
【００６６】
５から２００ｐｐｍに対して５点較正曲線範囲上で試料が分析される。５つのレスポンスファクターが平均され、次いで、平均レスポンスファクターが、それぞれの化合物がその自レスポンスファクターを有する未知のＦＦＡを計算するために使用される。レスポンスファクターは、以下の式を使用して決定される。
【００６７】
レスポンスファクター（ＲＦ）：ＲＦｘ＝（ＡｘＣiｓ）／（ＡiｓＣｘ）
【００６８】
平均レスポンスファクター（ＲＦａｖｇ）：ＲＦｘａｖｇ＝（ＲＦＸ１＋ＲＦＸ２＋ＲＦｘ３＋ＲＦＸ４＋ＲＦＸ５）／５
【００６９】
ただし、ＲＦＸ＝化合物Ｘのレスポンスファクター、ＡＸ＝化合物Ｘのピーク面積、Ｃｉｓ＝添加された内部標準の合計（μｇ）、Ａｉｓ＝内部標準のピーク面積、ＣＸ＝化合物Ｘの合計（μｇ）、ＲＦＸａｖｇ＝５点較正から導出される化合物Ｘに対する平均レスポンスファクター。
【００７０】
最後にＦＦＡ濃度が、試料濃度（ｐｐｍ）＝（Ａｘ×Ｃｉｓ）／（Ａｉｓ×ＦＲＸａｖｇ×試料の重量（ｇ））を使用して計算される。
【００７１】
【表１】
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【００７２】
比較実験２
【００７３】
別の比較実験では、実験１と同様の方法でふすま画分が得られた。ふすま画分の初期リパーゼ活性は、約２７６６．２Ｕ／ｇと判定され、ふすま画分は約１２．２パーセントの水分を有していた。この実験では、水蒸気処理のみがふすまを処理するために使用された。したがって、ふすま画分は、マイクロ波エネルギーに曝されなかった。
【００７４】
ふすま画分は、表２に示されているように６０秒から１８０秒までの範囲内のさまざまな時間について蒸気に曝された。蒸気は、約１１５℃の温度、約２４．８ｐｓｉ（約１７１０００Ｐａ）の圧力であった、それぞれの試料のリパーゼ活性は、比較実験１と同様に決定され、結果が表２にまとめられている。
【００７５】
【表２】
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【００７６】
実験３
【００７７】
実験１と同様の方法で２つの異なるロットからのふすま画分が得られた。これらの試験に使用されたふすま画分は、約１１１７および約２７６６．２Ｕ／ｇの初期リパーゼ酵素活性を有するものと決定され、処理前のふすま画分の水分量は、約１２パーセントおよび約１２．２パーセントであると決定された。次いで、試料が、表３ａおよび３ｂで説明されている方法により説明通りに処理された。表３ａのデータは、米国の軟質赤小麦からのものであり、表３ｂのデータは、中国の軟質赤小麦からのものであった。水和ステップでは、約１１５℃の温度および約２４．８ｐｓｉ（約１７１０００Ｐａ）の圧力を有する蒸気を使用した。使用したマイクロ波エネルギーは約１０ｋＷであり、周波数は約２４５０ＭＨｚであった。水和ステップの後のふすま画分の水分は、表に示されているように約１５〜１８パーセントであった。
【００７８】
【表３】
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【００７９】
【表４】
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【００８０】
表３ａからわかるように、試行５および試行６で、最大量の非活性化がなされ、試行６は約１００パーセントの非活性化と望ましい水分量をもたらした。試行５におけるマイクロ波対水和の時間の比は約１：２．２であり、試行６におけるマイクロ波対水和の時間の比は約１：０．７であった。表３ｂにおいて、試行１４および試行１５で、最大量の非活性化がなされた。さらに、試行１５におけるプロセスパラメータの組み合わせで、約９７．７パーセントの非活性化が得られたが、それと同時に、長期保管に対して全粒穀物粉を生成することに関して好ましい水分量のふすま画分が得られた。試行１４におけるマイクロ波対水和の時間の比は１：１．５であり、試行１５におけるマイクロ波対水和の時間の比は１：１であった。試料１５は、上で説明されているように粉を作るために使用され、次いで、全粒ビスケットを作るために使用された。このビスケットは、約９ヶ月よりも長い保管寿命を有すると確信されている。
【００８１】
比較実験４
【００８２】
比較として、全粒小麦粒（無製粉の米国軟質赤小麦）は、実験３の試料と同様の方法を用い、表３ｂに示されている実験で使用したのと似た時間で処理された。これらの結果は、表４にまとめられている。
【００８３】
【表５】
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【００８４】
本方法および結果として得られる安定化された全粒穀物の特質を説明するために本明細書に記述され、例示されている、これらのプロセス、配合組成、および原材料の細部、材料、および部品の配置構成のさまざまな変更は、付属の請求項に明示されているような具現化された方法の原理および範囲内で、当業者によってなされうることは理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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