(57)【要約】【課題】材料の乾燥時間の短縮、表面硬化の抑制、微生物増殖の抑制の同時達成を図ること【解決手段】乾燥庫内の相対湿度と材料の含水率との相関関係から乾燥庫内での細菌の増殖挙動を４個の領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶに区画して細菌の増殖を抑制できる細菌非増殖領域を設定する。材料の乾燥工程は前期と後期に区分し、材料の乾燥工程前期及び同後期すべてを細菌非増殖領域に維持する。細菌非増殖領域を設定する基準は乾燥庫内の相対湿度を７０％程度とし、含水率１２０％−ｄ．ｂ．程度とする。含水率１２０％−ｄ．ｂ．はまた乾燥工程前期及び同後期を区分する基準ともする。例えば、乾燥工程前期が領域Ｉ（低湿度高含水率領域）にあり、同後期が領域ＩＩ（低湿度低含水率領域）とすると、乾燥工程すべてを細菌非増殖領域に維持することができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥庫内にて材料を乾燥する方法において、乾燥庫内の相対湿度と材料の含水率との相関関係から乾燥庫内での細菌の増殖挙動を４個の領域に区画して細菌の増殖を抑制できる細菌非増殖領域を設定し、材料の乾燥工程を前期と後期に区分し、材料の乾燥工程前期及び同後期すべてを細菌非増殖領域に維持することを特徴とする材料の乾燥方法。
【請求項２】
請求項１記載の材料の乾燥方法において、上記細菌非増殖領域を設定する基準が乾燥庫内の相対湿度７０％±５％であることを特徴とする材料の乾燥方法。
【請求項３】
請求項１記載の材料の乾燥方法において、上記細菌非増殖領域を設定する基準が材料の含水率１２０％±１０％−ｄ．ｂ．であることを特徴とする材料の乾燥方法。
【請求項４】
請求項１記載の材料の乾燥方法において、乾燥工程前期及び同後期を区分する基準は材料の含水率が１２０％−ｄ．ｂ．に達することであることを特徴とする材料の乾燥方法。
【請求項５】
請求項４記載の材料の乾燥方法において、乾燥工程前期が上記細菌非増殖領域の低湿度高含水率領域であり、乾燥工程後期が上記細菌非増殖領域の低湿度低含水率領域であることを特徴とする材料の乾燥方法。
【請求項６】
請求項４記載の材料の乾燥方法において、乾燥工程前期が上記細菌非増殖領域の低湿度高含水率領域であり、乾燥工程後期が上記細菌非増殖領域の高湿度低含水率領域を経て、上記細菌非増殖領域の低湿度低含水率領域であることを特徴とする材料の乾燥方法。
【請求項７】
請求項４記載の材料の乾燥方法において、乾燥工程前期が上記細菌非増殖領域の低湿度高含水率領域であり、乾燥工程後期が上記細菌非増殖領域の低湿度低含水率領域であり、かつ後期の乾燥工程中にあん蒸操作を挿入することを特徴とする材料の乾燥方法。
【請求項８】
請求項７記載の材料の乾燥方法において、上記あん蒸操作を複数回行なうことを特徴とする材料の乾燥方法。
【請求項９】
請求項１記載の材料の乾燥方法において、材料の含水率が１２０％−ｄ．ｂ．以上の場合、乾燥庫内の相対湿度を７０％以下に維持することを特徴とする材料の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は材料の乾燥方法に係り、温風あるいは冷風を利用して例えば水産物を乾燥させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水産物を例にして説明すると、水産物の乾燥操作は、被乾燥物から水分を除去（脱水）し含水率を低下させるために行なう。水産物を乾燥することにより、例えば保存性の向上（腐敗や微生物増殖の抑制、変色等の防止）、輸送性の向上、新たな食感や食味の発現を実現できる。
【０００３】
従来の材料の乾燥方法は乾燥空気の温度制御が主体であった。乾燥温度が高い条件で乾燥させると、乾燥初期においては乾燥材料の含水率が高く乾燥速度も速いため乾燥材料から抜けた水分が充分除湿や換気されず、乾燥庫内が高湿度条件になる。このような条件が数時間継続すると乾燥材料の表面に一般細菌が増殖する。また比較的高温条件で低含水率まで乾燥を継続すると、表面硬化等の不具合を生じる。
【０００４】
かかる場合、従来は、予め乾燥する水産食品に微生物抑制用の添加物を用いたり、乾燥後の製品を加熱処理する等していた。
【０００５】
しかし、前者の方法は乾燥による食品の保存性という本来の目的とは相反するものであり、後者の方法は乾燥物の風味や味、色などの劣化を招く。
【０００６】
水産物の乾燥工程の大部分は、内部の水分の表面への移動が乾燥速度や乾燥時間を支配する減率乾燥期間である。
【０００７】
この減率乾燥期間は比較的乾燥速度が遅く、乾燥時間が長期化するとともに、乾燥材料の表面ばかりが乾燥してしまう表面硬化現象を起こしやすい。
【０００８】
表面硬化現象を起こすと、乾燥材料表面にヒビ状のクラックを生じたり、乾燥速度の低下を招いたりする。
【０００９】
この表面硬化の防止のためには乾燥材料表面の急激な乾燥を抑制するために、低温条件や高湿度条件での乾燥が望ましいが、このような条件では乾燥時間が長期化する。
【００１０】
また高湿度条件で乾燥操作を行った場合、乾燥材料表面において一般細菌等の微生物増殖を起こしやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本願発明は上記背景において同時に達成することが困難であった上記各課題、即ち、材料の乾燥時間の短縮、表面硬化の抑制、微生物増殖の抑制の同時達成を図ることを目的とする。
【００１２】
また本願発明の他の目的は、最近嫌われている食品添加物を利用することなく、風味や味、色などの劣化を招かずに、迅速に材料の乾燥を行なうことである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的達成のため、本願発明による材料の乾燥方法は、乾燥庫内にて材料を乾燥する方法において、乾燥庫内の相対湿度と材料の含水率との相関関係から乾燥庫内での細菌の増殖挙動を４個の領域に区画して細菌の増殖を抑制できる細菌非増殖領域を設定し、材料の乾燥工程を前期と後期に区分し、材料の乾燥工程前期及び同後期すべてを細菌非増殖領域に維持することを特徴とする。
また、請求項１記載の材料の乾燥方法において、上記細菌非増殖領域を設定する基準が乾燥庫内の相対湿度７０％±５％であることを特徴とする。
また、請求項１記載の材料の乾燥方法において、上記細菌非増殖領域を設定する基準が材料の含水率１２０％±１０％−ｄ．ｂ．であることを特徴とする。
また、請求項１記載の材料の乾燥方法において、乾燥工程前期及び同後期を区分する基準は材料の含水率が１２０％−ｄ．ｂ．に達することであることを特徴とする。
また、請求項４記載の材料の乾燥方法において、乾燥工程前期が上記細菌非増殖領域の低湿度高含水率領域であり、乾燥工程後期が上記細菌非増殖領域の低湿度低含水率領域であることを特徴とする。
また、請求項４記載の材料の乾燥方法において、乾燥工程前期が上記細菌非増殖領域の低湿度高含水率領域であり、乾燥工程後期が上記細菌非増殖領域の高湿度低含水率領域を経て、上記細菌非増殖領域の低湿度低含水率領域であることを特徴とする。
また、請求項４記載の材料の乾燥方法において、乾燥工程前期が上記細菌非増殖領域の低湿度高含水率領域であり、乾燥工程後期が上記細菌非増殖領域の低湿度低含水率領域であり、かつ後期の乾燥工程中にあん蒸操作を挿入することを特徴とする。
また、請求項７記載の材料の乾燥方法において、上記あん蒸操作を複数回行なうことを特徴とする。
また、請求項１記載の材料の乾燥方法において、材料の含水率が１２０％−ｄ．ｂ．以上の場合、乾燥庫内の相対湿度を７０％以下に維持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明によれば、乾燥庫内の相対湿度を材料の含水率との相関関係から制御し、乾燥工程のすべての区間にわたり細菌非増殖領域に維持するから、細菌増殖を抑制することができる。
【００１５】
また、材料内部の水分移動に注目し、乾燥速度を著しく低下させる表面効果や材料内部の含水率勾配などを起こしづらい相対湿度に制御するから、乾燥工程中の乾燥速度の低下を防ぐことができる。
【００１６】
よって、乾燥時間の短縮を図ることができる。
【００１７】
加えて減率乾燥期間に起こりやすい、乾燥材料表面の著しい含水率低下に起因する表面効果を抑制するため、乾燥材料表面の割れやヒビ等の品質劣化も防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、図面を参照して本願発明による材料の乾燥方法を詳しく説明する。図１は本願発明による含水率と相対湿度の関係を示す概念図である。図１に示す実施の形態において、乾燥庫（図示せず）内の相対湿度を７０％とし、材料の含水率１２０％−ｄ．ｂ．を基準としたときの乾燥庫内での細菌の増殖挙動を４個の領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶに区画する。領域Ｉは低湿度高含水領域、領域ＩＩは低湿度低含水領域、領域ＩＩＩは高湿度低含水領域、領域ＩＶは高湿度高含水領域である。領域Ｉ乃至領域ＩＩＩは一般細菌が増殖しない細菌非増殖領域であり、領域ＩＶは一般細菌が増殖する領域である。また乾燥工程を材料の含水率１２０％−ｄ．ｂ．を基準とし、これより含水率の高い領域Ａを乾燥工程前期、低い領域Ｂを乾燥工程後期と区分する。そして、材料の乾燥工程前期及び同後期すべてを細菌非増殖領域に維持する。  
【００１９】
ここで「含水率」について述べる。食品の成分を［水］と［水以外＝固体］に分けて考えた場合、食品重量＝［水］＋［固体］となる。本願発明の含水率は乾燥基準含水率（ｄｒｙ−ｂａｓｅ  ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｃｏｎｔｅｎｔ；単位％−ｄ．ｂ．）であるから、
乾燥基準含水率＝［水］／［固体］×１００
である。これは最小０％で最大は無限大となる。
【００２０】
細菌非増殖領域の設定と材料の含水率の基準を１２０％−ｄ．ｂ．とするのは次の知見に基づく。
【００２１】
まず、材料の含水率に関しては、乾燥特性と一般細菌数の増殖挙動の両面からアプロ−チした。前者（乾燥特性）に関しては、材料内部の水分の移動性及び材料内部の水分状態を解析し、これにより乾燥の効率化を考える。
【００２２】
例えばイカを乾燥してするめを製造する場合、材料内部の水分の移動性は水分の有効拡散係数（Ｄｅ）値が有効な指標となる。このＤｅ値は、水分の移動のしやすさの指標となる値で、大きなＤｅ値は水分が移動しやすいこと、小さなＤｅ値は水分が移動しにくいことを示す。
【００２３】
図２に示すように含水率が１２０％−ｄ．ｂ．より高い領域Ａでは、大きなＤｅ値ａ、ｂ、ｃでほぼ一定値になり、一方含水率が１２０％−ｄ．ｂ．より低い領域Ｂでは、含水率の低下に伴い徐々に小さなＤｅ値ｄ〜ｉとなる。このことは、含水率１２０％−ｄ．ｂ．を境界にして、含水率の高い領域Ａと低い領域Ｂで水分の移動機構が異なることを意味し、前者Ａでは水分は移動しやすく、後者Ｂでは移動し難くなる。
【００２４】
次に、上記の結果を基に水分拡散係数の活性化エネルギ−（ＥD）について検討する。このＥD値は、水分移動を開始するのに必要なエネルギ−に対応し、大きなＥD値の場合は水分移動を開始するのに大きなエネルギ−を要し、小さなＥD値の場合は水分移動を開始するのに小さなエネルギ−しか要しないことを示す。
【００２５】
図３に示すように、ＥD値も含水率１２０％−ｄ．ｂ．を境界として、含水率の高い領域Ａと低い領域Ｂで異なる。１２０％−ｄ．ｂ．より含水率の高い領域Ａでは、ＥD＝１９±２ｋＪ／ｍｏｌであり、この値は自由水の拡散の活性化エネルギ−値（１８ｋＪ／ｍｏｌ）に比較的近い値である。一方、１２０％−ｄ．ｂ．より含水率の低い領域Ｂでは、含水率の低下に伴い徐々に大きなＥDとなる。このことは、含水率１２０％−ｄ．ｂ．を境界として、水分の移動機構や材料内部の水の状態が異なることを意味する。また、含水率１２０％−ｄ．ｂ．より高い領域Ａでは、材料内部の水分は自由水に近い状態、含水率が１２０％−ｄ．ｂ．より低い領域Ｂでは材料内の水分は自由に動き難い（材料中のタンパク質や炭水化物などの材料構造体などからの束縛が強い）状態に変化していることがわかる。
【００２６】
よって材料の含水率に関し、「１２０％−ｄ．ｂ．」を基準として領域を設定する。
なお、含水率「１２０％−ｄ．ｂ．」自体は測定誤差が±１０％程度あるため、領域Ａとも領域Ｂとも定義し難い。
【００２７】
次に、細菌非増殖領域の設定と乾燥庫内の相対湿度を７０％とするのは次の知見に基づく。
【００２８】
図４はイカの乾燥工程を一例とした乾燥庫内の温度、湿度と一般細菌の増殖状況を測定した結果である。この場合材料として解凍イカを用いている。乾燥前の材料は１gあたりの一般細菌数が２.２×１０2（ＣＦＵ／ｇ）であり、この乾燥材料を異なる温度・湿度の条件で４時間乾燥操作させたときの一般細菌数の増加挙動を示してある。相対湿度５５％の場合、３０〜５０℃の一般細菌数の平均は６.８×１０2（ＣＦＵ／ｇ）であり、ほとんど増加しない。相対湿度６５％及び７０％の場合もほぼ同様である。なお、相対湿度６５％のとき、４０℃の方が５０℃より一般細菌数が多いが、これは測定誤差の範囲である。
【００２９】
しかし相対湿度７５％では一般細菌数の明らかな増加がみられ、相対湿度が８５％の場合は５.５×１０4（ＣＦＵ／ｇ）となり、１００倍以上の大きな数となる。よって相対湿度が乾燥工程中の一般細菌数の増加に強い影響を与えることになる。
【００３０】
図５はイカの乾燥途中の異なる含水率の乾燥品を相対湿度８５〜９５％の高湿度環境下に２４時間保管したときの一般細菌数の変化を示したものである。この場合材料として解凍イカを用いている。一般細菌数が比較的増加しない乾燥温度４０℃、相対湿度３０％の乾燥用空気を用いてイカを乾燥操作途中に異なる含水率の時点の乾燥材料を取り出し、保管前の試料とした。この保管前の試料は「○」のプロットで示した。この試料を相対湿度８５〜９５％の高湿度環境下に２４時間保管したときの一般細菌数を「△」のプロットで示した。
【００３１】
保管後の一般細菌数の変化は試料の含水率が１２０％−ｄ．ｂ．より高い場合と低い場合とで大きく異なる。１２０％−ｄ．ｂ．より高い含水率では一般細菌は１０4〜１０7倍となるが、１２０％−ｄ．ｂ．以下の含水率では高湿度環境で２４時間保管しても一般細菌数の増加は殆ど見られない。
【００３２】
よって乾燥庫内の相対湿度「７０％」を基準として領域を設定する。
【００３３】
ここで相対湿度を７０％「以下」とする理由を説明する。水産物等の乾燥に関し、乾燥期間の大部分は「減率乾燥期間」であることが一般に知られている。この減率乾燥期間では、乾燥材料表面の水分の乾燥は比較的早いが、内部水分の表面への移動が遅い状況にある。このため、乾燥の進行に伴い、乾燥材料表面の含水率が著しく低下する。水産物乾燥工程での相対湿度に対する乾燥挙動の変化の一例を図６に示す。この図は解凍イカの乾燥を異なる乾燥庫内の相対湿度で行ったときのものである。図６から判るように、相対湿度７５％以上では相対湿度の増加に伴い乾燥時間は長期化する。これは、乾燥材料表面の水分の乾燥が充分進行せず、相対湿度の違いにより乾燥材料表面の含水率が異なってくることを表している。一方、乾燥庫内の相対湿度が７０％以下の場合には、相対湿度が低下しても乾燥時間はほぼ同じような挙動を示す。かかる結果は、乾燥材料表面は充分乾燥が早く、乾燥庫内の相対湿度のさらなる低下は乾燥時間の短縮に寄与しないこと、乾燥材料表面の含水率が相対湿度７０％以下では略同一であることを示す。
【００３４】
また相対湿度４０％以下では一般細菌は増殖しないことが知られている。
【００３５】
よって相対湿度を７０％「以下」として領域を設定する。
【００３６】
次に図７乃至図１０を参照して本願発明による３個の実施の形態を説明する。図７は第１の実施の形態を示し、乾燥工程前期が領域Ｉ（低湿度高含水率領域）にあり、同後期が領域ＩＩ（低湿度低含水率領域）にある場合である。図８は第２の実施の形態を示し、乾燥工程前期が領域Ｉ（低湿度高含水率領域）にあり、同後期が領域ＩＩＩ（高湿度低含水率領域）を経て、領域ＩＩ（低湿度低含水率領域）にある場合である。図９及び図１０は第３の実施の形態を示し、乾燥工程前期が領域Ｉ（低湿度高含水率領域）にあり、同後期が領域ＩＩ（低湿度低含水率領域）にある場合であり、かつ後期の乾燥工程中にあん蒸操作を挿入する。より詳細な説明を実施例数値を用いて以下に述べる。
【実施例１】
【００３７】
これは乾燥工程前期が領域Ｉ（低湿度高含水率領域）にあり、同後期が領域ＩＩ（低湿度低含水率領域）にある場合である。ここでは、イカの通風乾燥を乾燥温度４０℃にて行った場合を示す。材料の解凍イカは乾燥前含水率が３４０％−ｄ．ｂ．のものを用い、乾燥開始時より乾燥材料の含水率が１２０％−ｄ．ｂ．までは乾燥庫内の相対湿度を６５％に制御した。乾燥庫内の相対湿度の調整には、冷却式除湿器を用いた。乾燥温度が４０℃で相対湿度６５％の場合は、約４乃至６時間で乾燥材料の含水率は１２０％−ｄ．ｂ．となる。その後は効率面を考慮し、徐々に乾燥庫内の相対湿度を低下させ、スルメの製品含水率２０％−ｄ．ｂ．まで乾燥を行った。
【００３８】
実施例１によれば、乾燥初期の乾燥材料表面での一般細菌の増殖は抑制され、乾燥製品の一般細菌数は１０-3ＣＦＵ／ｇにすることができる。
【００３９】
湿度制御を行わない乾燥方式の場合と比較をした結果は次の通りである。比較には除湿器等を用いないで、外気をガスバ−ナ−や電気ヒ−タを用いて４０℃に加熱し乾燥装置に導入し乾燥庫内に循環させる方式の乾燥装置を用いた。この場合には、乾燥初期には材料イカより放出される水分により乾燥庫内の相対湿度が増加し、乾燥初期には約９５％ととなり、その後乾燥材料の含水率の低下に伴い、乾燥材料からの水分の放出量が減少し、乾燥庫内の相対湿度値は徐々に低下する。この場合、乾燥初期において乾燥材料表面の一般細菌が増加し、乾燥製品の一般細菌数は１０-6ＣＦＵ／ｇとなる。よって本例による製品と比較例による製品との乾燥の程度差は約１０００倍である。
【実施例２】
【００４０】
これは乾燥工程前期が領域Ｉ（低湿度高含水率領域）にあり、同後期が領域ＩＩＩ（高湿度低含水率領域）を経て、領域ＩＩ（低湿度低含水率領域）にある場合である。ここでは、イカの通風乾燥を乾燥温度４０℃にて行った場合を示す。材料の解凍イカは乾燥前含水率が３４０％−ｄ．ｂ．のものを用い、乾燥開始時より乾燥材料の含水率が１２０％−ｄ．ｂ．までは乾燥庫内の相対湿度を６５％に制御した。乾燥温度が４０℃で相対湿度６５％の場合は、約４乃至６時間で乾燥材料の含水率は１２０％−ｄ．ｂ．となる。その後は乾燥庫内の相対湿度を一旦８０％まで上昇させ、乾燥材料の表面硬化を抑制しながら徐々に乾燥させ、その後庫内相対湿度を４０％まで低下させ仕上げ乾燥を行った。この実施例では、効率面を考慮し徐々に乾燥庫内の相対湿度を低下させ、スルメの製品含水率２０％−ｄ．ｂ．まで乾燥させた。
【実施例３】
【００４１】
これは乾燥工程前期が領域Ｉ（低湿度高含水率領域）にあり、同後期が領域ＩＩ（低湿度低含水率領域）にある場合であり、かつ後期の乾燥工程中にあん蒸操作を挿入する。
【００４２】
具体的には、乾燥工程前期（１２０％−ｄ．ｂ．以上）は乾燥温度４０℃、庫内相対湿度を６５％とし、乾燥工程後期は乾燥温度４０℃、庫内相対湿度を５５％で乾燥を行い、乾燥工程後期の乾燥期間中にあん蒸操作をそれぞれ１時間ずつ３回挿入した。
【００４３】
あん蒸操作というのは、乾燥工程中に乾燥材料の表面と内部との含水率分布を均一にする操作である。このあん蒸操作では、乾燥庫内の風速を微風速状態、乾燥空気の温度を１０〜４０℃の比較的高い温度（本実施例では２０℃）に設定し、庫内相対湿度も７０％以上（同８５％）の高湿度環境とした。
【００４４】
図１０に示すように、あん蒸操作中は乾燥材料を高湿度環境にする（相対湿度を８５％−ＲＨに増加させる）ため乾燥が進行せず、含水率はほぼ一定となる。
【００４５】
かかるあん蒸操作により、乾燥工程中に乾燥材料表面に形成する表面硬化層（硬い乾燥した皮膜）を除去することができ、また表面と内部との含水率の違いのない含水率分布のより均一な高品質乾燥製品の製造が可能となる。
【００４６】
さらに、このあん蒸操作により、材料の内部水分の均一化が図られ、あん蒸操作後の再乾燥時は乾燥速度が増加する。よって乾燥操作が効率的となる効果がある。
【００４７】
本願発明は上記した実施の形態に限定して解釈すべきでない。例えば、上記説明で述べた相対湿度「７０％」は測定機器の誤差が５％であるので、「±５％」の範囲で許容される。同様に、材料の含水率「１２０％」についても測定機器の誤差が１０％であるので、「±１０％」の範囲で許容される。よって、相対湿度及び材料の含水率の基準は夫々「７０％±５％」、「１２０％±１０％」として理解すべきである。
【００４８】
また材料として、水産物関連製品だけでなく、農産物の乾燥品についても適用可能である。
【００４９】
あん蒸操作の回数は適宜に変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本願発明は水産物等材料を乾燥して乾燥製品を製造するのに活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本願発明方法による含水率と相対湿度の関係を示す概念図である。
【図２】含水率に対する有効拡散係数（Ｄｅ）を示すグラフである。
【図３】含水率に対する水分拡散係数の活性化エネルギー（ＥD）を示すグラフである。
【図４】乾燥工程中の相対湿度と一般細菌数の関係を示すグラフである。
【図５】乾燥工程中の含水率と一般細菌数の関係を示すグラフである。
【図６】水産物乾燥工程での相対湿度に対する乾燥挙動の変化の例を示すグラフである。
【図７】本願発明による材料の乾燥方法の実施例１を示すグラフである。
【図８】本願発明による材料の乾燥方法の実施例２を示すグラフである。
【図９】本願発明による材料の乾燥方法の実施例３を示すグラフである。
【図１０】図９の補足図であり、横軸に時間を示した場合の乾燥庫内相対湿度と乾燥材料含水率の概念図である。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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