(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的な乾式処理を行う乾式処理装置を用いて、２種以上の成分を含む溶液を粒状化した粉体中に存在する１種以上の特定成分を濃縮する方法であって、
原料として前記粉体を前記乾式処理装置に供給する工程と、
前記乾式処理装置に供給された前記粉体に前記乾式処理を行って、前記粉体の粒子より前記１種以上の特定成分を多く含む表面を削り取り、微粉状の削片を生成する工程と、
生成された前記削片を含む微粉と前記粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉とを分級する工程と、
分級された前記削片を含む前記微粉を回収する工程と、を有し、
前記粉体は、溶解特性の異なる２種以上の成分を含む溶液をスプレードライ法にて粒状化したホエイパウダーであり、前記１種以上の特定成分は、タンパク質及びミネラルを含み、
前記乾式処理装置は、分級室を備える気流式分級機であり、
前記気流式分級機で、前記分級室内に供給された前記粉体を旋回気流に載せて前記粉体の粒子表面を削り取ることによって前記削片を生成し、生成された前記削片を含む前記微粉を分級することにより、前記削片の生成工程と、前記削片を含む前記微粉の分級工程とを同時に行い、
前記削片の生成工程における前記削片の生成量は、前記気流式分級機に供給される前記粉体の供給速度および風量、並びに前記気流式分級機内のロータの回転数の１つ以上を制御することにより制御されることを特徴とする濃縮方法。
【請求項２】
機械的な乾式処理を行う乾式処理装置を用いて、２種以上の成分を含む溶液を粒状化した粉体中に存在する１種以上の特定成分を濃縮する方法であって、
原料として前記粉体を前記乾式処理装置に供給する工程と、
前記乾式処理装置に供給された前記粉体に前記乾式処理を行って、前記粉体の粒子より前記１種以上の特定成分を多く含む表面を削り取り、微粉状の削片を生成する工程と、
生成された前記削片を含む微粉と前記粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉とを分級する工程と、
分級された前記削片を含む前記微粉を回収する工程と、を有し、
前記粉体は、溶解特性の異なる２種以上の成分を含む溶液をスプレードライ法にて粒状化したホエイパウダーであり、前記１種以上の特定成分は、タンパク質及びミネラルを含み、
前記乾式処理装置は、分級室を備える気流式分級機であり、
前記気流式分級機で、前記分級室内に供給された前記粉体を旋回気流に載せて前記粉体の粒子表面を削り取ることによって前記削片を生成し、生成された前記削片を含む前記微粉を分級することにより、前記削片の生成工程と、前記削片を含む前記微粉の分級工程とを同時に行い、
前記削片を含む前記微粉の分級工程における前記削片を含む前記微粉と前記粗粉とを分級する分級点は、前記気流式分級機に供給される前記粉体の供給速度および風量、並びに前記気流式分級機内のロータの回転数の１つ以上を制御することにより制御されることを特徴とする濃縮方法。
【請求項３】
前記乾式処理装置は、粉砕機と、分級機と、を含み、
前記削片の生成工程は、前記粉砕機で、前記粉体の表面を削り取って前記削片を生成する工程であり、
前記削片を含む前記微粉の分級工程は、前記分級機で、生成された前記削片を含む前記微粉と前記粗粉とを分級する工程である請求項１または２に記載の濃縮方法。
【請求項４】
前記粉砕機は、気流式粉砕機、摩砕式粉砕機、衝撃式粉砕機、およびボール式粉砕機の中から１つ以上選択される粉砕機であり、
前記分級機は、気流式分級機、および振動篩装置の中から１つ以上選択される分級機である請求項３に記載の濃縮方法。
【請求項５】
さらに、前記微粉を回収する工程で回収された前記削片を含む前記微粉を、前記原料として、再度、前記乾式処理装置に供給する工程と、
前記供給された前記削片を含む前記微粉に前記乾式処理を行って、前記微粉の粒子表面を削り取り、より微細な微粉状の削片を生成する工程と、
生成された前記より微細な微粉状の前記削片を含むより微細な微粉を、残りの表面が削り取られた微粉から分離する工程と、
分離された前記より微細な微粉を回収する工程と、
を繰り返して、前記微粉中の１種以上の特定成分を濃縮する請求項１〜４のいずれか１項に記載の濃縮方法。
【請求項６】
さらに、前記粒子表面が削り取られた粒子を含む前記粗粉を回収する工程を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の濃縮方法。
【請求項７】
さらに、前記粗粉を回収する工程で回収された前記粒子表面が削り取られた粒子を含む前記粗粉を、前記原料として、再度、前記乾式処理装置に供給する工程と、
前記供給された前記粒子表面が削り取られた粒子を含む前記粗粉に前記乾式処理を行って、前記粗粉の粒子表面を削り取り、さらに微粉状の削片を生成する工程と、
生成された前記削片を含む微粉と残りのさらに表面が削り取られた粗粉とを分離する工程と、
分離された微粉を回収する工程と、
を繰り返して、前記微粉中の１種以上の特定成分を濃縮する請求項６に記載の濃縮方法。
【請求項８】
前記２種以上の成分は、タンパク質、ミネラル及び乳糖の少なくとも１つを含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の濃縮方法。
【請求項９】
前記粉体は、ホエイパウダーであり、
前記１種以上の特定成分は、タンパク質、ミネラル及び乳糖であり、
前記粒子表面が削り取られた粒子を含む前記粗粉は、前記粒子表面が削り取られ、乳糖成分を含む粒子を含む前記粗粉である請求項６〜８のいずれか１項に記載の濃縮方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の濃縮方法によって１種以上の特定成分が濃縮された微粉からなる中間製品を原料として用い、さらに湿式操作にて１種以上の特定成分を濃縮するプロセスを含むことを特徴とする特定成分の濃縮方法。
【請求項１１】
前記１種以上の特定成分はタンパク質である請求項１０に記載の特定成分の濃縮方法。
【請求項１２】
前記１種以上の特定成分はミネラルである請求項１０に記載の特定成分の濃縮方法。
【請求項１３】
請求項６〜９のいずれか１項に記載の濃縮方法によって１種以上の特定成分が濃縮された粗粉からなる中間製品を原料として用い、さらに湿式操作にて１種以上の特定成分を濃縮するプロセスを含むことを特徴とする特定成分の濃縮方法。
【請求項１４】
前記１種以上の特定成分は乳糖である請求項１３に記載の特定成分の濃縮方法。
【請求項１５】
前記粉体は、凹凸が少なく、なめらかな表面を有する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の特定成分の濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２種以上の成分を含む溶液を粒状化した粉体における、粉体中に存在する特定成分の濃縮方法に関し、詳しくは、機械的な乾式処理装置を用いて乾燥状態のまま、粉体中に存在する少なくとも１つの特定成分を濃縮する方法、及びこうして乾燥状態のまま少なくとも１つの特定成分が濃縮された粉体をさらに湿式操作に特定成分を濃縮する特定成分の濃縮方法に関する。
特に、本発明は、スプレードライ法により粒状化したホエイパウダー中のタンパク質の濃縮方法に関し、詳しくは、機械的な乾式処理装置を用いて乾燥状態のままホエイパウダー中のタンパク質を濃縮する方法、及びこうして乾燥状態のままタンパク質が濃縮されたホエイの紛体をさらに湿式操作にてタンパク質を濃縮するタンパク質の濃縮方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホエイは、乳清とも呼ばれ、チーズを製造する過程で副産物として大量に発生する。チーズを製造する工程では、乳に対し菌や酸などを投入し反応させ、カゼインタンパク質の塊であるカードと呼ばれる固形分と、主にホエイタンパク質からなるタンパク質、ミネラルと乳糖などからなるホエイと呼ばれる液体部分とに分離される。
これまで、ホエイは、大部分が廃棄されてきたが、高タンパク・低脂肪で栄養価が高い優れた食品として見直されてきている。【０００３】
ホエイは、その栄養価の高さから品質が劣化しやすく、水分をなくした状態の粉末状のホエイパウダーとして流通している。
すなわち、ホエイ中のタンパク質とともに存在する乳糖等を、限外ろ過（ウルトラフィルトレーション）等により取り去って乳糖および灰分の濃度を低下させ、タンパク質を濃縮したホエイタンパク質濃縮物、またはこのホエイタンパク質濃縮物から水分をなくしたタンパク質濃縮ホエイパウダーが市販され、育児用食品の製造におけるタンパク源、各種食品の製造における原料等として利用されている。【０００４】
特許文献1には、ホエイ中のタンパク質を分画するために、ホエイまたはホエイを限外ろ過して得た濃縮ホエイを、そのｐＨを調整せずに、そのまま陰イオン交換体を充填したカラムに通液し、陰イオン交換体に吸着させ、塩溶液で吸着したβ−ラクトグロブリンを溶出させる技術が開示されている。
特許文献２には、ホエイを限外ろ過段階にかけラクトース（乳糖）をバーミエート（抽出された乳糖、ミネラル分）として除去し、限外ろ過ホエイリチンテート（残余分）を熱処理にかけて合計約５０％以上９０％以下のホエイ中のタンパク質を変性させ、熱処理したホエイを濃縮してホエイタンパク濃縮物を生成させることを含むホエイ中のタンパク濃縮物を製造する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−６２７５６号
【特許文献２】特表平６−５０７３１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示の技術を用いた場合、ホエイに対して陰イオン交換膜を使用してタンパク質の吸着、溶出を繰り返す必要があり、大変複雑であり工程が煩雑であった。
特許文献２に開示の技術を用いた場合、タンパク質は濃縮できるものの熱変性がおきるため、死活化していないタンパク質を利用する用途では適用できなかった。
さらに、これらの技術はいずれも液体状態のホエイに対して濃縮処理を行うものに過ぎず、いずれの技術によっても濃縮処理を行った後、品質の劣化を避けるため乾燥させて、パウダー状にする必要があった。【０００７】
本発明の目的は、取扱いが簡単で劣化しにくい粉末状のホエイパウダーを乾燥状態のまま処理して、ホエイパウダー中のタンパク質を濃縮する方法、及びこの方法で乾燥状態のままタンパク質が濃縮されたホエイの微粉をさらに湿式操作にてタンパク質を濃縮するタンパク質の濃縮方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、スプレードライ法で作られたホエイパウダーに機械的な乾式処理を行い、ホエイパウダーの粒子表面を削り、微粉状のホエイ削片を生成させて分級して回収することでホエイパウダー中のタンパク質を濃縮することができることを知見し、本発明に至ったものである。【０００９】
すなわち、本発明の濃縮方法は、機械的な乾式処理を行う乾式処理装置を用いて、２種以上の成分を含む溶液を粒状化した粉体中に存在する１種以上の特定成分を濃縮する方法であって、原料として粉体を前記乾式処理装置に供給する工程と、乾式処理装置に供給された粉体に乾式処理を行って、粉体の粒子より１種以上の特定成分を多く含む表面を削り取り、微粉状の削片を生成する工程と、生成された削片を含む微粉と粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉とを分級する工程と、分級された削片を含む前記微粉を回収する工程と、を有し、粉体は、溶解特性の異なる２種以上の成分を含む溶液をスプレードライ法にて粒状化したホエイパウダーであり、１種以上の特定成分は、タンパク質及びミネラルを含み、乾式処理装置は、分級室を備える気流式分級機であり、気流式分級機で、分級室内に供給された粉体を旋回気流に載せて粉体の粒子表面を削り取ることによって削片を生成し、生成された削片を含む微粉を分級することにより、削片の生成工程と、削片を含む微粉の分級工程とを同時に行い、削片の生成工程における削片の生成量は、気流式分級機に供給される粉体の供給速度および風量、並びに気流式分級機内のロータの回転数の１つ以上を制御することにより制御されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の濃縮方法は、機械的な乾式処理を行う乾式処理装置を用いて、２種以上の成分を含む溶液を粒状化した粉体中に存在する１種以上の特定成分を濃縮する方法であって、原料として粉体を乾式処理装置に供給する工程と、乾式処理装置に供給された粉体に乾式処理を行って、粉体の粒子より１種以上の特定成分を多く含む表面を削り取り、微粉状の削片を生成する工程と、生成された削片を含む微粉と粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉とを分級する工程と、分級された削片を含む微粉を回収する工程と、を有し、粉体は、溶解特性の異なる２種以上の成分を含む溶液をスプレードライ法にて粒状化したホエイパウダーであり、１種以上の特定成分は、タンパク質及びミネラルを含み、乾式処理装置は、分級室を備える気流式分級機であり、気流式分級機で、分級室内に供給された粉体を旋回気流に載せて粉体の粒子表面を削り取ることによって削片を生成し、生成された削片を含む前記微粉を分級することにより、削片の生成工程と、削片を含む前記微粉の分級工程とを同時に行い、削片を含む微粉の分級工程における削片を含む微粉と粗粉とを分級する分級点は、気流式分級機に供給される粉体の供給速度および風量、並びに気流式分級機内のロータの回転数の１つ以上を制御することにより制御されることを特徴とする。
【００１３】
また、乾式処理装置は、粉砕機と、分級機と、を含み、削片の生成工程は、粉砕機で、粉体の表面を削り取って削片を生成する工程であり、削片を含む微粉の分級工程は、分級機で、生成された削片を含む微粉と粗粉とを分級する工程であることが好ましい。【００１４】
また、粉砕機は、気流式粉砕機、摩砕式粉砕機、衝撃式粉砕機、およびボール式粉砕機の中から１つ以上選択される粉砕機であり、分級機は、気流式分級機、および篩の中から１つ以上選択される分級機であることが好ましい。なお、乾式処理装置を構成する装置や機器は、粉砕機あるいは分級機に限定されるわけではなく、表面を削り取って削片を生成する機能を持つ装置あるいはそのような操作を行う機器と、その削片を分離回収する機能を持つ装置あるいはそのような操作を行う機器であればよい。また、これらの機能を併せ持つ装置あるいはそれらの両操作を行う機器であっても良い。【００１６】
またさらに、微粉を回収する工程で回収された削片を含む微粉を、原料として、再度、乾式処理装置に供給する工程と、供給された削片を含む微粉に乾式処理を行って、微粉の粒子表面を削り取り、より微細な微粉状の削片を生成（製造）する工程と、生成されたより微細な微粉状の削片を含むより微細な微粉を、残りの表面が削り取られた微粉から分離する工程と、分離されたより微細な微粉を回収する工程と、を繰り返して、微粉中の１種以上の特定成分を濃縮することが好ましい。【００１７】
さらに、粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉を回収する工程を有することが好ましい。【００１８】
またさらに、粗粉を回収する工程で回収された粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉を、原料として、再度、乾式処理装置に供給する工程と、供給された粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉に乾式処理を行って、粗粉の粒子表面を削り取り、さらに微粉状の削片を生成（製造）する工程と、生成された削片を含む微粉と残りのさらに表面が削り取られた粗粉とを分離する工程と、分離された微粉を回収する工程と、を繰り返して、微粉中のタンパク質を濃縮することが好ましい。
【００１９】
上記２種以上の成分は、タンパク質、ミネラル及び乳糖の少なくとも１つを含むことが好ましい。
上記粉体は、ホエイパウダーであり、上記１種以上の特定成分は、タンパク質、ミネラル及び乳糖であり、上記粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉は、粒子表面が削り取られ、乳糖成分を含む粒子を含む粗粉であることが好ましい。
【００２０】
またさらに、本発明の特定成分の濃縮方法は、上記粒状化した粉体中に存在する１種以上の特定成分を濃縮する方法によって１種以上の特定成分が濃縮された微粉からなる中間製品を原料として用い、さらに、湿式操作にて１種以上の特定成分を濃縮するプロセスを含むものである。
上記１種以上の特定成分は、タンパク質であることが好ましい。
上記１種以上の特定成分は、ミネラルであることが好ましい。
また、さらに、本発明の特定成分の濃縮方法は、上記粒状化した粉体中に存在する１種以上の特定成分を濃縮方法によって１種以上の特定成分が濃縮された粗粉からなる中間製品を原料として用い、さらに、湿式操作にて１種以上の特定成分を濃縮するプロセスを含むものである。
上記１種以上の特定成分は乳糖であることが好ましい。
上記粉体は、凹凸が少なく、なめらかな表面を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、取扱いが簡単で劣化しにくい粉末状のホエイパウダーに機械的な乾式処理を行い、乾燥状態のままタンパク質を濃縮することができる。
また、本発明によれば、乾式処理により、乾燥状態のままホエイパウダーよりミネラル成分を濃縮することができる。
また、本発明によれば、乾式処理により、乾燥状態のままホエイパウダーより乳糖成分を濃縮することができる。
さらに、本発明によれば、乾式工程でタンパク質を濃縮したホエイパウダーを湿式濃縮操作での原料として用いることで、運搬コストや湿式工程での処理コストを低減することができる。
また、本発明によれば、乾式工程でミネラルを濃縮したホエイパウダーを湿式濃縮操作での原料として用いることで、運搬コストや湿式工程での処理コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るホエイパウダー中のタンパク質の濃縮方法の一例のフローを示すフローチャートである。
【図２】（ａ）は、本発明法に用いられるホエイパウダー中のタンパク質の乾式濃縮装置の一実施例の模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す乾式濃縮装置の乾式処理装置である気流式分級機においてホエイパウダー粒子に作用する力を説明する説明図である。
【図３】本発明法に用いられる乾式処理装置の他の一例の模式図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるタンパク質の濃縮方法の実施の結果として分離される微粉および粗粉サンプルの割合、並びにそれらのサンプルにおけるタンパク質の含有割合を表した図である。
【図５】（ａ）は原料として使用したホエイパウダーをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した図面代用写真であり、（ｂ）は（ａ）を更に拡大したものである。
【図６】（ａ）は乾式処理装置で処理を行ったホエイパウダーのうち、微粉側で回収された微粉（Ｆ）のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した図面代用写真であり、（ｂ）は（ａ）を更に拡大したものである。
【図７】（ａ）は乾式処理装置で処理を行ったホエイパウダーのうち、粗粉側で回収された粗粉（Ｃ）のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した図面代用写真であり、（ｂ）は（ａ）を更に拡大したものである。
【図８】（ａ）は乾式処理装置で処理を行ったホエイパウダーのうち、微粉側で回収された微粉（Ｆ）をさらに乾式処理装置で処理して微粉側で回収された微粉（ＦＦ）のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した図面代用写真であり、（ｂ）は（ａ）を更に拡大したものである。
【図９】（ａ）は乾式処理装置で処理を行ったホエイパウダーのうち、粗粉側で回収された粗粉（Ｃ）をさらに乾式処理装置で処理して粗粉側で回収された粗粉（ＣＣ）のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した図面代用写真であり、（ｂ）は（ａ）を更に拡大したものである。
【図１０】（ａ）はホエイパウダーの断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した図面代用写真であり、（ｂ）は、そのＥＤＳスペクトルを示す図である。
【図１１】（ａ）はホエイパウダーの断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した図面代用写真であり、図１０（ａ）を更に拡大したものであり、（ｂ）は、そのＥＤＳスペクトルを示す図である。
【図１２】図１１に示すホエイパウダーの断面のＥＤＳマッピング像であり、（ａ）は、Ｎａの元素マッピング図を示し、（ｂ）は、Ｋの元素マッピング図を示し、（ｃ）は、Ｃａの元素マッピング図を示す。
【図１３】実施例における各サンプルの粒度分布の測定結果を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の溶解特性の異なる２種以上の成分を含む溶液を粒状化した粉体中に存在する特定成分を濃縮する方法の好適な一実施形態である、ホエイパウダー中のタンパク質を濃縮する方法の一例について、添付の図面の好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
なお、本発明における溶解特性の異なる２種以上の成分を含む溶液を粒状化した粉体とは、溶解特性の異なる２種以上の成分を含む溶液を乾燥粉体状にしたものであれば特に限定されない。このような粉体としては、例えば、スプレードライ法や真空乾燥法により粒状化した粉体があげられるが、その中でも、スプレードライ法により粒状化した粉体を用いるのが好ましい。スプレードライ法により粒状化した粉体は、粒子内での成分分布の偏りが大きいからである。
また、本願における溶解特性とは、例えば、溶媒中に溶かすことができる成分の量（溶解度）や、異なる２種以上の成分間における混合または分離のしやすさ（親和性）や、同一成分が集まりやすいか、分散しやすいか等、液相が乾燥して固相になるときに生じる性質をいう。
【００２４】
本実施形態においては、スプレードライ法により粒状化したホエイパウダーを使用し、ホエイパウダー中のタンパク質を濃縮する方法を説明するが、２種以上の成分を含む溶液を粒状化した粉体であれば、これに限定されず、スプレードライ粉体として、例えば、脱脂粉乳、インスタントコーヒー等にも用いることができる。
【００２５】
まず、本発明の一実施形態に係るホエイパウダー中のタンパク質を濃縮する方法（以下、単にタンパク質の濃縮方法ともいう）を説明するに先立ち、本発明の一実施形態にかかる方法において原料として用いられるホエイパウダーについて説明する。
本実施形態に原料として用いられるホエイパウダーは、ホエイを乾燥させて粉末状にしたもので、スプレードライ法で作られたものを用いる。また、このようなホエイパウダーの粒子の形状や粒径は、限定されるものではなく、特に、スプレードライ法で作られたものであれば、どのようなものでも構わないが、好ましくは表面に凹凸が少なく、なめらかな形状をしている方が良い。例えば、原料としては、図５（ａ）および（ｂ）に示すようなホエイパウダーを用いるのが好ましい。
【００２６】
スプレードライ法で作られたホエイパウダーは、その製造時において、ホエイパウダーに含まれる複数種類の成分の溶解特性の違いから、成分ごとに偏析が生じる。そのため、乳糖はホエイパウダーの中心部近くに、タンパク質が多い部分はホエイパウダーの表面近くに偏析する傾向にある。つまり、このホエイパウダーの表面は、中心部近くに偏析する乳糖を取り囲むように存在するタンパク質の濃度が高い傾向がある。
したがって、ホエイパウダーの表面を削り、削り取られた微粉を回収することで、ホエイパウダー中のタンパク質を濃縮することができる。
【００２７】
図１は、本実施形態に係るホエイパウダー中のタンパク質の濃縮方法の一例のフローを示すフローチャートである。
本実施形態のホエイパウダー中のタンパク質の濃縮方法は、図１に示すように、ホエイパウダー等の原料を供給するステップ（工程）Ｓ１０と、ホエイパウダー等の原料粒子からタンパク質を多く含む粒子表面を削り取り微粉状のホエイ削片を生成するステップＳ１２と、微粉状のホエイ削片からなる微粉とのこりの粒子からなる粗粉とに分級するステップＳ１４と、分級した微粉を回収するステップＳ１６と、回収された微粉をさらに濃縮するか否かを判断するステップＳ１８と、分級した粗粉を回収するステップＳ２０と、回収された粗粉からタンパク質を回収するか否かを判断するステップＳ２２とからなり、これらのステップを実施するものである。
【００２８】
本実施形態においては、まず、ステップＳ１０の原料を供給する工程において、原料としてホエイパウダーを、乾燥状態のまま、機械的な乾式処理を行う乾式処理装置に供給する。ここで、供給方法は、特に限定的ではなく、どのようなものでも良いが、スクリューフィーダ、振動フィーダ等を用いた供給のように、原料としてのホエイパウダーが一定速度で供給されることが好ましい。
【００２９】
次に、ステップＳ１２のタンパク質を多く含む粒子表面を削り取り微粉状のホエイ削片を生成する工程では、乾燥状態のまま、機械的な乾式処理を行う乾式処理装置で処理を行い供給された原料であるホエイパウダー粒子表面を削り、ホエイ削片を生成させる。
ここで、表面を削り取りホエイ削片を生成させる方法は、ホエイパウダーを粉砕せず、表面を削り取る方法であれば、特に限定されないが、ホエイパウダーに気体を当て、粒子と気体との間に発生する剪断力や粒子同士や粒子と壁面の衝突による摩擦による方法（例えば、気流式分級機、気流式粉砕機など）、ホエイパウダーを容器にいれてかき回し、粒子同士や粒子と壁面、同時に投入した撹拌子との摩擦による方法（例えば、摩砕式粉砕機、衝撃式粉砕機、およびボール式粉砕機など）などがあげられる。
【００３０】
ステップＳ１４の粗粉と微粉とに分級する工程では、タンパク質を多く含む微粉状のホエイ削片を含む微粉と、粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉とを分級することで、微粉と粗粉に分ける。この時、気流式分級機のように分級機能を持っているものであれば、ステップＳ１２の微粉状のホエイ削片を生成する工程とステップＳ１４の粗粉と微粉とに分級する工程を同時に行うことができるが、そうでない場合には、独立して粒子の大きさによって分級できる装置（気流式分級機、振動篩装置など）を使用してもよい。
【００３１】
ステップＳ１６の分級した微粉を回収する工程では、ステップＳ１４の粗粉と微粉とに分級する工程で分離した微粉を回収する。
なお、本実施形態においては、ステップＳ１６で微粉を回収して、ホエイパウダー中のタンパク質の濃縮方法を終了してもよいが、タンパク質の濃縮度を上げるために、例えば、目標値（目標濃縮度）まで上げるために、ステップＳ１８の濃縮の要否の判断工程を設けて、更にタンパク質の濃縮方法を繰り返してもよい。
また、本実施形態においては、ステップＳ１４で微粉と分離された粗粉を回収するステップＳ２０とを設け、粗粉を積極的に回収して利用するようにしてもよいし、ステップＳ２２のタンパク質の回収の要否の判断工程を設けて、回収された粗粉を原料として更にタンパク質の濃縮方法を繰り返してもよい。
【００３２】
すなわち、回収された微粉について、ステップＳ１８のさらに濃縮が必要であるか判断する工程において判断を行い、回収された微粉がさらなる濃縮が不要であると判断された場合には、本実施形態の濃縮方法を終了し、ステップＳ１６で回収された微粉は、そのまま製品とすることができる。なお、こうして回収された微粉は、タンパク質が濃縮されたホエイパウダーであるので、この濃縮ホエイパウダーを溶解し、従来技術のような湿式法に適用してタンパク質を更に種々の種類に分画するために用いても良い。
一方、ステップＳ１８の判断工程で、さらに濃縮が必要であると判断された場合には、ステップＳ１０の原料を供給する工程に戻り、回収された微粉（１次微粉）を原料として乾式処理装置に供給し、ステップＳ１２において乾式処理装置に供給された１次微粉に再度機械的な乾式処理を行って、さらに微細な微粉状のホエイ削片（２次ホエイ削片）を生成し、ステップＳ１４において２次ホエイ削片からなる微粉（２次微粉）と、この２次微粉に対する粗粉となる残りの表面が削り取られた１次微粉とを分離し、ステップＳ１６において分離された２次微粉を回収することを、ステップＳ１８において濃縮が不要と判断されるまで繰り返す。
【００３３】
一方、ステップＳ２０の分級した粗粉を回収する工程では、ステップＳ１４の粗粉と微粉とに分級する工程で分離した粗粉を回収する。回収された粗粉には、乳糖成分が多く含まれているので、乳糖成分を抽出するために用いることができる。
なお、本実施形態においては、ステップＳ２０で粗粉を回収して、ホエイパウダー中のタンパク質の濃縮方法を終了してもよいが、回収された粗粉には、乳糖成分が多く含まれているが、まだ、タンパク質も含まれているので、ホエイパウダー中のタンパク質の回収率を上げるために、ステップＳ２２のタンパク質の回収の要否の判断工程を設けて、回収された粗粉を原料として更にタンパク質の濃縮方法を繰り返してもよい。
すなわち、回収された粗粉について、ステップＳ２２のさらにタンパク質の回収が必要であるか判断する工程において判断を行い、回収された粗粉からタンパク質の回収が不要であると判断された場合には、本実施形態の濃縮方法を終了しても良いし、タンパク質が濃縮されたホエイパウダーに対して、従来技術のような湿式法、例えば、水に溶かし、イオン交換膜や限外ろ過膜を使用した方法を適用してタンパク質を更に種々の種類に分画するために用いても良い。
【００３４】
一方、ステップＳ２２の判断工程で、さらにタンパク質の回収が必要であると判断された場合には、ホエイパウダー中のタンパク質の回収率を上げるために、ステップＳ１０の原料を供給する工程に戻り、回収された粗粉（１次粗粉）を原料として乾式処理装置に供給し、ステップＳ１２において乾式処理装置に供給された１次粗粉に再度機械的な乾式処理を行って、さらに表面を削り、微粉状のホエイ削片を生成し、ステップＳ１４においてホエイ削片からなる微粉（粗微粉）と、残りのさらに表面が削り取られた粗粉（２次粗粉）とを分離し、ステップＳ１６においてステップＳ１４で分離された粗微粉を回収するとともに、ステップＳ２０においてステップＳ１４で分離された２次粗粉を回収することを、ステップＳ２２においてタンパク質の回収が不要と判断されるまで繰り返す。
なお、ステップＳ１６において回収された粗微粉は、上述した２次微粉と同様に、タンパク質の濃縮度を上げるために、例えば、目標値（目標濃縮度）まで上げるために、ステップＳ１８において濃縮が不要と判断されるまで本実施形態のタンパク質の濃縮方法を繰り返してもよい。
【００３５】
例えば、本実施形態の濃縮方法においては、図４に示すように、タンパク質を１３．２ｗｔ％含有するホエイパウダー原料（ＲＭ）（図５（ａ）および（ｂ）参照）に対して１回目の乾式処理を行って、タンパク質含有量２１．６ｗｔ％の微粉（１次微粉Ｆ）２８．７ｗｔ％と、タンパク質含有量９．９ｗｔ％の粗粉（１次粗粉Ｃ）７１．３ｗｔ％とを分離して得ることができる。
こうして得られたタンパク質含有量２１．６ｗｔ％の１次微粉（Ｆ）に対して、２回目の乾式処理を行って、タンパク質含有量３２．１ｗｔ％の微粉（２次微粉ＦＦ；図８（ａ）および（ｂ）参照）３４．３ｗｔ％と、タンパク質含有量１５．３ｗｔ％の粗粉（微粗粉ＦＣ）６５．７ｗｔ％とを分離して得ることができる。
一方、１回目の乾式処理で得られたタンパク質含有量９．９ｗｔ％の１次粗粉（Ｃ）に対して、２回目の乾式処理を行って、タンパク質含有量１１．３ｗｔ％の微粉（粗微粉ＣＦ）４９．３ｗｔ％と、タンパク質含有量８．８ｗｔ％の粗粉（２次粗粉ＣＣ；図９（ａ）および（ｂ）参照）５０．７ｗｔ％とを分離して得ることができる。
【００３６】
なお、本実施形態において、ステップＳ１２のホエイパウダーに乾式処理を行って、タンパク質を多く含む表面を削り取り、微粉状のホエイ削片を生成するとは、原料としてのホエイパウダーの粒子表面を削り取りまたは剥がし取り、微粉状のホエイ削片またはホエイ剥片を含む微粉（例えば、図８（ａ）および（ｂ）参照）が生成することをいう。また、その結果、ホエイパウダーの粒子表面が削り取られた粒子（例えば、図９（ａ）および（ｂ）参照）を含む粗粉も同時に生成される。
【００３７】
本実施形態において、タンパク質の濃縮とは、タンパク質を多く含む表面を削り取った微粉状のホエイ削片を含む微粉を生成し、粗粉と分離して回収することであるので、タンパク質を多く含む表面を削り取る強さ、すなわち微粉状のホエイ削片を生成する強さと、微粉と粗粉を分級する分級点を変化させることにより、タンパク質の濃縮（濃縮度）を制御することができる。
【００３８】
ところで、本発明の発明者らがさらに鋭意研究を重ねたところ、本実施形態の機械的な乾式処理にかかる濃縮方法によれば、タンパク質とともに複数種のミネラルも濃縮することができることを知見した。
【００３９】
図１０（ａ）は、スプレードライ法により製造されたホエイパウダー（ＲＭ）の断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した図面代用写真であり、図１０（ｂ）は、ＥＤＳ（日本電子株式会社製  ＪＥＤ−２３００Ｆ型）により検出した、そのＥＤＳスペクトルを示す図である。図１１（ａ）は、図１０（ａ）を拡大した図であり、図１１（ｂ）は、ＥＤＳ（日本電子株式会社製  ＪＥＤ−２３００Ｆ型）により検出した、そのＥＤＳスペクトルを示す図である。図１２は、図１１に示すホエイパウダーの断面のＥＤＳマッピング像であり、（ａ）は、Ｎａの元素マッピング図を示し、（ｂ）は、Ｋの元素マッピング図を示し、（ｃ）は、Ｃａの元素マッピング図を示す。図中、黄はＮａを示し、赤はＫを示し、青はＣａを示す。
【００４０】
図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示すＥＤＳスペクトル分析から、ホエイパウダーに、複数種のミネラルが含まれることがわかる。また、図１２から、ミネラルが、ホエイパウダーの内側に少なく、外側に多く存在し、パウダー表面を覆うように偏析していることがわかる。
したがって、スプレードライ法により粒状化されたホエイパウダーの表面を削り、削り取られた微粉を回収すれば、ホエイパウダー中のミネラルを濃縮することができることがわかる。
【００４１】
例えば、図４に示す本実施形態の濃縮方法によれば、表１に示すように、複数のミネラルを４．１ｗｔ％含有するホエイパウダー原料（ＲＭ）に対して、上記の本実施形態に係る乾式処理を同様に行って、ミネラル含有量９．５ｗｔ％の微粉（２次微粉ＦＦ）を分離して得ることができる。
また、同様に、ホエイパウダー原料（ＲＭ）および２次微粉ＦＦの各ミネラルの含有量も測定したところ、表１に示されるように、Ｋ、Ｃａ、ＣｌおよびＰの結果に有意差が認められ、これらミネラルが濃縮されていることがわかる。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
なお、本実施形態の機械的な乾式処理にかかる濃縮方法により濃縮されたミネラルは、上述したタンパク質と同様に、従来技術の湿式法を利用して、さらに濃縮することもできる。
【００４４】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明を実施する装置の一実施形態を詳細に説明する。
図２（ａ）は、本発明の一実施形態に係るホエイパウダー中のタンパク質（及びミネラル）を濃縮する方法を実施するタンパク質（及びミネラル）の乾式濃縮装置の一実施例の模式図である。
乾式濃縮装置１０は、原料フィーダ２０、気流式分級機３０、バグフィルタ４０、およびファン（吸引ブロア）５０から構成される。また、乾式濃縮装置１０は、さらに、バグフィルタ４０から微粉を回収する微粉回収器１００と、気流式分級機３０において分級された粗粉を回収する粗粉回収器２００を備える。
【００４５】
原料フィーダ２０は、図１のステップＳ１０の原料供給工程を実施するためのもので、原料であるホエイパウダーを気流式分級機３０に供給する。本発明においては、原料フィーダ２０は、所定量のホエイパウダーを気流式分級機３０に供給することができれば、特に制限的ではなく、公知の原料フィーダを用いることができるが、例えば、一定量の原料を供給することができる容積型フィーダであるのが好ましい。すなわち、原料フィーダ２０としては、図示例のように、原料フィーダモータ２２によって回転駆動されるスクリュー２４によってホッパ２６内の原料粉末（ホエイパウダー）を一定量ずつ切り出して、排出口２８から一定量のホエイパウダーを気流式分級機３０に供給するスクリューフィーダを用いることが好ましい。
【００４６】
気流式分級機３０は、本発明のホエイパウダーの乾式処理装置を構成し、図１のステップＳ１２のホエイ削片の生成工程および図１のステップＳ１４の分級工程を実施するためのものである。
気流式分級機３０としては、ホエイ削片の生成と分級とを同時に行うもので、分級対象となる原料粉末に対して作用する気流の剪断力や原料粉末同士の摩擦力が大きく、粒子表面を削り取りが可能なものであればどのようなものでも良く、例えば、公知の気流式分級機を用いることができる。なお、後述するように、気流式分級機３０の代わりに、図１のステップＳ１２の乾式処理工程を実施する粉砕機と、図１のステップＳ１４の分級工程を実施する分級機とを有していても良い。
【００４７】
図２（ａ）に示す気流式分級機３０には、気流式分級機モータ３２により回転するロータ３４が内蔵されている。
気流式分級機３０では、図２（ｂ）に示すように、供給されたホエイパウダーの粒子５００に、ロータ３４の回転およびファン５０の吸引によって発生した旋回する気流を当て、粒子５００を旋回する気流の流れ５１０に載せて旋回させるので、粒子５００の流れ５２０は、旋回流となる。この時、粒子５００と旋回気流との間に発生する剪断力や粒子同士や粒子と装置内壁面との接触や衝突による摩擦力によりタンパク質（及びミネラル）を多く含む粒子表面を削り取り、微粉状のホエイ削片を生成し、ホエイ削片を含む微粉と粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉とが混合されたものが生成される。
【００４８】
すなわち、気流式分級機３０内において、旋回気流により原料粉末（ホエイパウダー）が受ける衝撃力や、原料粉末間の接触等や、原料粉末と装置内壁面との接触等によって原料粉末が受ける剪断力で、原料であるホエイパウダー粒子の表面が削られ、ホエイ削片が生成される。
こうして、まず、図１に示すステップＳ１２のホエイ削片の生成工程が実施される。
【００４９】
ところで、図２（ｂ）に示すように、ホエイパウダーの粒子５００（ホエイ削片を含む微粉や粒子表面が削り取られた粒子を含む粗粉をも含む）は、この回転によりロータ３４の回転軸から見て外側向きの力である遠心力５５０を受ける。さらに、ファン５０によって発生する吸引気流による抗力５６０は、ロータ３４の回転軸へ向かう方向の力になるように設計されている。この時、粒子５００は、質量が大きいほど、遠心力５５０を大きく受け、断面積が大きいほどファン５０によって発生する気流による抗力５６０の影響を大きく受ける。
したがって、ホエイパウダーの供給速度（単位時間当たりの供給量）と風量（単位時間当たりの供給気流量）、並びに気流式分級機内のロータ３４の回転数のうち１つ以上を制御することでホエイ削片を含む微粉や粒子表面を削り取られた粒子を含む粗粉の受ける力を変化させることができる。
【００５０】
その結果、微粉状のタンパク質（及びミネラル）を多く含むホエイ削片を含む微粉は、ファン５０の発生する気流に乗りバグフィルタ４０へ移動する。一方、粗粉は、ファン５０の発生する気流に乗り切れず、気流式分級機３０から排出される。
こうして、気流式分級機３０内において、図１に示すステップＳ１４の分級工程が実施される。
【００５１】
バグフィルタ４０は、気体と共に流入した粉体を気体から分離して粉体を回収するためのもので、特に制限的ではなく、公知のバグフィルタを用いることができる。バグフィルタ４０に気流と共に移動した微粉は、バグフィルタ４０の中で、図示しないフィルタにより、微粉と気体に分離される。バグフィルタ４０内で気体と分離された微粉は、バグフィルタ４０の下方に設けられた微粉回収バルブの開放により微粉回収器１００に回収される。こうして、図１に示すステップＳ１６の微粉回収工程が実施される。
一方、気流式分級機３０から排出された粗粉は、粗粉回収器２００に回収される。こうして、図１に示すステップＳ２０の粗粉回収工程が実施される。
なお、微粉回収器１００および粗粉回収器２００も、特に制限的ではなく、公知の粉体回収容器を用いることができる。
【００５２】
本発明においては、微粉の回収後、図１に示すステップＳ１８の判断工程で微粉中のタンパク質のさらなる濃縮が必要であると判断された場合には、微粉回収器１００に回収された微粉を、原料粉末として原料フィーダ２０のホッパ２６に充填するのが良い。
一方、粗粉の回収後、図１に示すステップＳ２２の判断工程で粗粉からタンパク質（及びミネラル）の回収が必要であると判断された場合には、微粉回収器１００に回収された粗粉を、原料粉末として原料フィーダ２０のホッパ２６に充填するのが良い。
【００５３】
上述した例では、本発明の乾式処理装置として、ホエイ削片の生成と分級とを同時に行う気流式分級機３０を用いているが、本発明はこれに限定されず、それぞれを異なる装置で行うようにしても良い。
図３は、本発明における、別の構成によるホエイパウダー中のタンパク質（及びミネラル）の乾式濃縮装置の一実施例の模式図である。
タンパク質（及びミネラル）の乾式濃縮装置１０００は、原料フィーダ２０、粉砕機１０６０、振動篩機１０３０、バグフィルタ４０、およびファン５０から構成され、さらに、バグフィルタ４０から微粉を回収する微粉回収器１００と、振動篩機１０３０において篩い分けられた粗粉を回収する粗粉回収器２００を備える。
なお、図３に示す乾式濃縮装置１０００と、乾式濃縮装置１０と、気流式分級機３０の代わりに、粉砕機１０６０および振動篩機１０３０を有している以外は、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を割愛する。
【００５４】
まず、原料フィーダ２０は、原料であるホエイパウダーを粉砕機１０６０に供給して、図１のステップＳ１０の原料供給工程を実施する。
粉砕機１０６０は、図１のステップＳ１２のホエイ削片の生成工程を実施するためのもので、供給された原料を粉砕せず表面を削り取る程度の軽度の機械的処理を行うことにより、タンパク質（及びミネラル）を多く含む粒子表面を削り取り、微粉状のホエイ削片を生成し、ホエイ削片を含む微粉と粒子表面を削り取られた粒子を含む粗粉とが混合されたものとなる。
この後、混合された粉体は、振動篩機１０３０に供給される。
【００５５】
振動篩機１０３０は、図１のステップＳ１４の分級工程を実施するためのもので、図示しない振動源を内蔵し、供給された混合粉体を載せた篩（図示せず）を振動させることによって、篩の篩目によって微粉状のタンパク質（及びミネラル）を多く含むホエイ削片を含む微粉と粒子表面を削り取られた粒子を含む粗粉とをそれぞれ篩下と篩上とに分級する。こうして、振動篩機１０３０によって、図１のステップＳ１４の分級工程が実施される。
この後、振動篩機１０３０の篩目を通り抜けた篩下の微粉は、微粉回収器１００に回収され、篩を通り抜けできず、篩の上に残った篩上の粗粉は、粗粉回収器２００に回収される。
【実施例】
【００５６】
本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
先ず、原料サンプル（ＲＭ）として調整した、タンパク質の割合（含有量）１３．２ｗｔ％、平均粒子径（粒度）（Ｄ５０）７７．７μｍ（図１３（ａ）参照）であるホエイパウダー（図５（ａ）、（ｂ）参照）０．８５ｋｇを用い、図４に示すように、本実施形態のホエイパウダー中のタンパク質（及びミネラル）の濃縮方法を繰り返し実施し、それぞれ微粉と粗粉とに分級した。
図４は、実施例にかかわる原料サンプルから機械的な乾式処理による微粉と粗粉の生成と分級の繰り返し、およびその時のタンパク質の割合を示す図である。【００５７】
先ず、原料サンプル（ＲＭ）のタンパク質の含有量は、１３．２ｗｔ％であった。タンパク質の含有量は、ＴｒｕＭａｃ  Ｎ（Ｌｅｃｏジャパン社製）にて、原料サンプル中の窒素元素の質量を測定し、五訂食品成分表２００４（女子栄養大学出版部  ２００４年１月）Ｐ．１４  表７  窒素―たんぱく質換算係数  １３乳類記載の換算係数６．３８を採用して換算をおこなった。また、本明細書中では、特に断りのない限り、含有割合（含有量）は、水分の影響を排除した乾燥重量基準の質量割合である。
また、原料サンプル（ＲＭ）のミネラルの含有量は、４．１ｗｔ％であった。ミネラルの含有量は、電気炉を用いて、試料を高温で燃焼し、燃焼前後の重量差から算出した。また、上述のタンパク質の含有量と同様に、含有量は、水分の影響を排除した乾燥重量基準の質量割合である。
また、原料サンプル（ＲＭ）の各ミネラルの含有量は、Ｋの含有量は１．９ｗｔ％、Ｃａの含有量は０．９ｗｔ％、Ｃｌの含有量は０．５ｗｔ％、Ｐの含有量は０．３ｗｔ％であった。各ミネラル成分の含有量は、走査型蛍光Ｘ線分析装置（株式会社リガク製  ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ）により、試料中の元素の質量を測定し、上述のミネラル全含有量から算出した。上述と同様に、含有量は、水分の影響を排除した乾燥重量基準の質量割合である。
原料サンプル（ＲＭ）の平均粒度（Ｄ５０）は、７７．７μｍであり、図１３（ａ）のような粒度分布を示すものであった。【００５８】
このような原料サンプル（ＲＭ）０．８５ｋｇに対し、気流式分級機ターボクラシファイアＴＣ−１５（日清エンジニアリング社製）を機械的な乾式処理を行う本発明の乾式処理装置として利用して、機械的な乾式処理を行い、本実施形態のホエイパウダー中のタンパク質（及びミネラル）の濃縮方法を実施した。【００５９】
本実施形態のホエイパウダー中のタンパク質（及びミネラル）の濃縮方法の第１回目の実施では、図５（ａ）、（ｂ）に示す原料サンプル（ＲＭ）に対して機械的な乾式処理を行って濃縮処理し、図６（ａ）、（ｂ）に示す微粉（１次微粉）（Ｆ）を０．２３ｋｇ（２８．７ｗｔ％）、図７（ａ）、（ｂ）に示す粗粉（１次粗粉）（Ｃ）を０．５８ｋｇ（７１．３ｗｔ％）得た。この時のターボクラシファイアＴＣ−１５の運転条件は、原料供給速度が５．８ｋｇ／ｈ、回転数が１５００ｒｐｍ、風量が２．５ｍ３／ｍｉｎであった。
その結果、１次微粉（Ｆ）のタンパク質の含有量は２１．６ｗｔ％、１次粗粉（Ｃ）のタンパク質の含有量は９．９ｗｔ％であった。また、１次微粉（Ｆ）の平均粒度（Ｄ５０）は、３０．６μｍであり、図１３（ｂ）のような粒度分布を示し、１次粗粉（Ｃ）の平均粒度（Ｄ５０）は、８０．３μｍであり、図１３（ｃ）のような粒度分布を示すものであった。【００６０】
次に、第１回目の実施で作成した１次微粉（Ｆ）と１次粗粉（Ｃ）とのそれぞれに対して、さらにターボクラシファイアＴＣ−１５を利用して、機械的な乾式処理を行い、第２回目のタンパク質（及びミネラル）の濃縮方法を実施した。【００６１】
１次微粉（Ｆ）に対して、再度、機械的な乾式処理を行って第２回目の濃縮方法を実施した。この時のターボクラシファイアＴＣ−１５の運転条件は、原料供給速度が５．８ｋｇ／ｈ、回転数が４０００ｒｐｍ、風量が２．５ｍ３／ｍｉｎであった。
その結果、図８（ａ）、（ｂ）に示す微粉（２次微粉）（ＦＦ）０．０６ｋｇ（３４．３ｗｔ％）と粗粉（粗微粉）（ＦＣ）０．１１ｋｇ（６５．７ｗｔ％）を得た。この時の２次微粉（ＦＦ）のタンパク質の含有量は、３２．１ｗｔ％、粗粉（ＦＣ）のタンパク質の含有量は、１５．３ｗｔ％であった。また、２次微粉（ＦＦ）のミネラルの含有量は、９．５ｗｔ％であった。また、２次微粉（ＦＦ）の各ミネラルの含有量は、それぞれ、Ｋの含有量は４．６ｗｔ％、Ｃａの含有量は２．１ｗｔ％、Ｃｌの含有量は１．３ｗｔ％、Ｐの含有量は０．７ｗｔ％であった。
また、２次微粉（ＦＦ）の平均粒度（Ｄ５０）は、７．８μｍであり、図１３（ｄ）のような粒度分布を示し、粗微粉（ＦＣ）の平均粒度（Ｄ５０）は、３５．６μｍであり、図１３（ｆ）のような粒度分布を示すものであった。
１次微粉（Ｆ）中のタンパク質の含有量よりも２次微粉（ＦＦ）中のタンパク質の含有量が多くなっていることから、繰り返しの処理の実施によりタンパク質がさらに濃縮されることがわかる。
また、原料サンプル（ＲＭ）中のミネラルの含有量よりも２次微粉（ＦＦ）中のミネラルの含有量が多くなっていることから、繰り返しの処理の実施によりミネラルが濃縮されることがわかる。【００６２】
一方、１次粗粉（Ｃ）に対して、再度、機械的な乾式処理を行って第２回目の濃縮方法を実施した。この時のターボクラシファイアＴＣ−１５の運転条件は、原料供給速度が５．４ｋｇ／ｈ、回転数が１２００ｒｐｍ、風量が２．５ｍ３／ｍｉｎであった。
その結果、微粉（微粗粉）（ＣＦ）０．２８ｋｇ（４９．３ｗｔ％）と図９（ａ）、（ｂ）に示す粗粉（２次粗粉）（ＣＣ）０．２９ｋｇ（５０．７ｗｔ％）を得た。この時の微粉（ＣＦ）のタンパク質の含有量は１１．３ｗｔ％、２次粗粉（ＣＣ）のタンパク質の含有量は８．８ｗｔ％であった。
また、微粗粉（ＣＦ）の平均粒度（Ｄ５０）は、５８．５μｍであり、図１３（ｅ）のような粒度分布を示し、２次粗粉（ＣＣ）の平均粒度（Ｄ５０）は、９１．３μｍであり、図１３（ｇ）のような粒度分布を示すものであった。
１次粗粉（Ｆ）中のタンパク質の含有量よりも、微粗粉（ＣＦ）中のタンパク質の含有量が多いことから、第１回目の処理でとりきれなかったタンパク質を、繰り返しの処理の実施により回収することができることがわかる。【００６３】
また、上記に示される原料サンプル（ＲＭ）、２次微粉（ＦＦ）及び２次粗粉（ＣＣ）１００ｇ中に含まれる乳糖量をそれぞれ高速液体クロマトグラフィーを用いて測定したところ、乾式処理前の原料サンプル（ＲＭ）の乳糖含有量は、７１．１ｇであり、乾式処理後の２次微粉（ＦＦ）の乳糖含有量は、３５．６ｇであり、乾式処理後の２次粗粉（ＣＣ）は、７８．２ｇであった。つまり、原料サンプル（ＲＭ）中の乳糖量よりも２次微粉（ＦＦ）中の乳糖量が減少しているのに対して、２次粗粉（ＣＣ）中の乳糖量は増加していた。
この結果から、本実施形態の機械的な乾式処理にかかる濃縮方法繰り返しの処理の実施により、粗粉側に乳糖が濃縮することがわかる。【００６４】
ここで、図５（ａ）は、原料として使用したホエイパウダー（ＲＭ）のＳＥＭ写真であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すホエイパウダー（ＲＭ）をさらに拡大したものである。粒子表面は、なめらかで欠損はほとんどないことがわかる。【００６５】
図６（ａ）は、１次微粉（Ｆ）のＳＥＭ写真であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す１次微粉（Ｆ）をさらに拡大したものである。図５（ａ）と図６（ａ）、図５（ｂ）と図６（ｂ）とは、それぞれ、同じ拡大率であるが、図６（ａ）および（ｂ）には、図５（ａ）および（ｂ）でみられた種々のサイズの粒子の内の、大きな粒子の粒子表面から削り取られた破片であるホエイパウダー表面微粉と、微細粒子と、微細粒子よりすこし大きく、削り取られて粒子表面が残る微粒子破片とを含む微粉であることがわかる。
この結果から、本発明の機械的な乾式処理は、ホエイパウダー粒子、特に大きい粒子を粉砕するものではなく、タンパク質の凝集や偏析などが生じてタンパク質（及びミネラル）の含有量が大きい粒子表面を削り取ったホエイ削片、若しくは剥がし取ったホエイ剥片を生成し、これらのホエイ削片やホエイ剥片を、微細粒子及び微粒子破片と共に分級するものであることがわかる。
なお、図６（ａ）には、大きな穴状の形状が数箇所見受けられるが、ＳＥＭ写真を撮影する際に、微粉（ＦＦ）粒子を固定するために使用した固定材の表面形状によるものである。【００６６】
次に、図７（ａ）は、１次粗粉（Ｃ）のＳＥＭ写真であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す１次粗粉（Ｃ）をさらに拡大したものである。図７（ａ）および（ｂ）から、粒子表面は欠損が見受けられるものの、原料である図５（ａ）および（ｂ）と大きく粒子構成が変わらないことがわかる。
この結果からも、本発明の機械的な乾式処理は、ホエイパウダー粒子を粉砕するものではなく、タンパク質（及びミネラル）の含有量が大きい粒子表面を削り取ったホエイ削片、若しくは剥がし取ったホエイ剥片を生成し、これらのホエイ削片やホエイ剥片を、微細粒子及び微粒子破片と共に分級するものであることがわかる。【００６７】
また、図８（ａ）は、２次微粉（ＦＦ）のＳＥＭ写真であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す２次微粉（ＦＦ）をさらに拡大したものである。原料（ＲＭ）を示す図５（ａ）および１次微粉（Ｆ）を示す図６（ａ）と図８（ａ）、図５（ｂ）および図６（ｂ）と図８（ｂ）とは、それぞれ、同じ拡大率であるが、図８（ａ）および（ｂ）には、図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）および（ｂ）でみられた粒子は、ほとんどなく、ほぼ破片であるホエイパウダー表面微粉を含む微粉であることがわかる。
この結果から、本発明の機械的な乾式処理は、ホエイパウダー粒子を粉砕するものではなく、タンパク質（及びミネラル）の凝集や偏析などが生じてタンパク質（及びミネラル）の含有量が大きい粒子表面を削り取ったホエイ削片、若しくは剥がし取ったホエイ剥片を生成して、分級するものであることがわかる。
なお、図８（ａ）にも、図６（ａ）と同様に、大きな穴状の形状が数箇所見受けられるが、ＳＥＭ写真を撮影する際に、微粉（ＦＦ）粒子を固定するために使用した固定材の表面形状によるものである。【００６８】
次に、図９（ａ）は、２次粗粉（ＣＣ）のＳＥＭ写真であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す２次粗粉（ＣＣ）をさらに拡大したものである。図９（ａ）および（ｂ）から、粒子表面は欠損が見受けられるものの、原料である図５（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）および（ｂ）と大きく粒子構成が変わらないことがわかる。
この結果からも、本発明の機械的な乾式処理は、ホエイパウダー粒子を粉砕するものではなく、タンパク質（及びミネラル）の含有量が大きい粒子表面を削り取ったホエイ削片、若しくは剥がし取ったホエイ剥片を生成して、分級するものであることがわかる。【００６９】
図１３（ａ）〜（ｇ）は、それぞれの原料、微粉および粗粉の各サンプルの粒度分布を示すものである。本明細書において、粒度分布は、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００（日機装社製）にて、レーザ回折・散乱法にて測定を行った。
図１３(ａ)は、原料サンプル（ＲＭ）の粒度分布を示し、図１３（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ第１回目の機械的な乾式処理して分級した１次微粉（Ｆ）および１次粗粉（Ｃ）の粒度分布を示す。図１３（ａ）と図１３（ｃ）を比べると、最頻粒径は、ほとんど変わっていないことから、ほとんど粉砕されず、表面だけ削り取られていることがわかる。【００７０】
次に、図１３（ｄ）および（ｆ）は、１次微粉（Ｆ）に対して、それぞれ、再度、すなわち第２回目の機械的な乾式処理して分級した２次微粉（ＦＦ）および粗微粉（ＦＣ）の粒度分布を示す。図１３（ｂ）と図１３（ｆ）とを比べると、１次微粉（Ｆ）に対する第２回目の機械的な乾式処理においても、第１回目の機械的な乾式処理と同様に、第２回目の機械的な乾式処理前の微粉（Ｆ）と第２回目の機械的な乾式処理後の粗粉（ＦＣ）の最頻度粒径は、変わっておらず、ほとんど粉砕されずに、表面だけ削り取られていることがわかる。【００７１】
次に、図１３（ｅ）および（ｇ）は、１次粗粉（Ｃ）に対して、それぞれ、再度、すなわち第２回目の機械的な乾式処理して分級した微粗粉（ＣＦ）および２次粗粉（ＣＣ）の粒度分布を示す。図１３（ｃ）と図１３（ｇ）とを比べると、１次粗粉（Ｃ）に対する第２回目の機械的な乾式処理においても、第１回目の機械的な乾式処理と同様に、第２回目の機械的な乾式処理前の粗粉（Ｃ）と第２回目の機械的な乾式処理後の２次粗粉（ＣＣ）の最頻度粒径は、変わっておらず、ほとんど粉砕されずに、表面だけ削り取られていることがわかる。【００７２】
以上の結果から、本実施形態のホエイパウダー中のタンパク質の濃縮方法においては、乾式処理装置の機械的な乾式処理として、ホエイパウダーの粒子表面を削りまたは剥がすことによって発生したホエイ削片やホエイ剥片等のホエイパウダーの表面微粉を回収することで、ホエイパウダー中に存在するタンパク質を乾式のまま濃縮することができる。
また、本実施形態のホエイパウダー中のタンパク質の濃縮方法においては、乾式処理装置の機械的な乾式処理として、ホエイパウダーの粒子表面を削りまたは剥がすことによって発生したホエイ削片やホエイ剥片等のホエイパウダーの表面微粉を回収することで、ホエイパウダー中に存在するミネラルも乾式のまま濃縮することができる。
また、本実施形態のホエイパウダー中のタンパク質の濃縮方法においては、乾式処理装置の機械的な乾式処理として、ホエイパウダーの粒子表面が削りまたは剥がされたホエイパウダーの粗粉を回収することで、ホエイパウダー中に存在する乳糖も乾式のまま濃縮することができる。【００７３】
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の一実施形態であるホエイパウダー中のタンパク質の濃縮方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態や実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７４】
１０  タンパク質（及びミネラル）の乾式濃縮装置
２０  原料フィーダ
２２  原料フィーダモータ
２４  スクリュー
２６  ホッパ
２８  排出口
３０  気流式分級機
３２  気流式分級機モータ
４０  バグフィルタ
４２  微粉回収バルブ
５０  ファン
１００  微粉回収器
２００  粗粉回収器
５００  粒子（原料、微粉、粗粉）
５１０  気体の流れ
５２０  粒子の流れ
５５０  遠心力
５６０  気流による抗力
１０００  乾式処理装置
１０３０  振動篩機
１０６０  粉砕機
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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