【手続補正書】
【提出日】平成21年8月3日(2009.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀粒を、８０℃以上の温度に加熱しながら、剪断条件下に粉砕することを特徴とするα化穀粉の製造方法。
【請求項２】
前記粉砕を１００〜２００℃の温度で実施することを特徴とする請求項１に記載のα化穀粉の製造方法。
【請求項３】
前記粉砕を加熱された２枚の臼の間で実施することを特徴とする請求項１又は２に記載のα化穀粉の製造方法。
【請求項４】
臼間のギャップを３〜０．５mm、剪断速度９０〜６００sec-1とすることを特徴とする請求項３に記載のα化穀粉の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法で製造されたことを特徴とするα化穀粉。
【請求項６】
上臼と下臼の２枚の臼を有する穀粉の製造装置であって、当該臼を８０℃以上の温度に加熱可能な臼加熱用ヒータを有することを特徴とする穀粉の製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】α化穀粉の製造方法及び製造装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、α化穀粉の製造方法及び製造装置に関し、更に詳しくは米、小麦、蕎麦、小豆等のでん粉を主成分とする穀粒を加熱剪断粉砕して、簡単かつ安価にα化穀粉を製造することができるα化穀粉の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
α化穀粉は、蒸煮することなく加水して適度に練るだけで食することができるため、その応用範囲が広いことはよく知られている。でん粉に水と熱を加えて糊化することをα化と呼び、α化でん粉は冷水で糊液となって高分子特性が得られるという特徴を有する（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、従来のα化穀粉の製造は、生穀粒（β穀粒＝結晶性）に水と熱を加えてα化（α穀粒＝非結晶性）し、その後乾燥してから製粉するので、その製造工程が長く複雑で、生産コストが高くなるという問題があった。そのため、α化穀粉は一般の穀粉に比べて価格が高く、市場での競争力が十分ではなかった。このようなことから、生産コストの低いα化穀粉の製造法を開発できれば、その波及効果が大きいことは明らかである。すなわち、安価なα化穀粉ができれば、一度穀粉を蒸煮する工程が必要な食品（例えば、パン、菓子、麺、餡、味噌、酒造等）の分野に利用することができ、しかもこれにより蒸煮工程を省略又は簡略化することができて、これら食品の生産コストを一層低減できるものと考えられる。
【０００４】
【非特許文献１】高橋禮治著「でん粉製品の知識」（１０６頁〜１０９頁）（１９９６年５月幸書房発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、前述の従来のα化穀粉の製造における問題を解決して、α化穀粉を簡単かつ安価に製造する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従えば、穀粒を、８０℃以上の温度に加熱しながら、剪断条件下に粉砕するα化穀粉の製造方法が提供される。
【０００７】
また、本発明に従えば、上臼１、下臼２、臼加熱用のヒータ３、穀粒投入口４、穀粉取出口５、臼の回転数コントローラ６及び温度コントローラ７を含んでなり、穀粒を８０℃以上の温度に加熱しながら剪断条件下に粉砕するようにしたα化穀粉の製造装置が提供される。
【０００８】
ここで、「剪断条件下に粉砕する」とは、単に圧縮して粉砕するというものではなく、物体内部にある面に沿って両側部分を互いにずれさせるような作用をもって粉砕することをいう。以下において、このことを単に「剪断粉砕する」という場合もある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法及び製造装置によれば、穀粒を加熱しながら剪断条件下に粉砕して、簡単かつ安価にα化穀粉を製造（言わばα化製粉）することができる。これによって得られるα化穀粉は、従来の市販のα化穀粉と同様の広角Ｘ線回折結果を示し、水に対する膨潤性も従来のα化穀粉に対して全くひけをとらず、水に膨潤した際の粘度は粉砕温度により制御でき、さらに従来の方法と比較して短時間で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明者らは前記課題を解決すべく研究を進めた結果、α化穀粉の新しい製造方法と製造装置を開発することに成功した。具体的には、従来までは、米などのでん粉を含む穀粒の粉砕に際しては、品質の変化（蛋白質や風味の劣化等）を防ぐため、いかに熱をかけないで粉砕するかということが重要であった。実際、この分野の研究開発は、粉砕過程において熱を極力かけないことに終始している。然るに、本発明者らは、従来の常識に反して、穀粒の粉砕過程で高温下（８０℃以上）に剪断履歴を与えることによって穀粉のα化を粉砕のみで達成できることを見出した。
【００１１】
本発明に従ったα化穀粉の製造装置は、典型的な基本構造としては、例えば図１に示すように、固定された上臼１と、該上臼１との間に僅かなギャップ１２を有して回転する下臼２とから構成される。上臼１には該上臼１を加熱するヒータ３が付設されている。下臼２には該下臼２を上下動するギャップ調整部１３を介在して下臼２を回転させるモータ９が連結されている。上臼１とヒータ３の中心にはギャップ１２に連通する穀粒投入口４が形成されている。両臼１，２の下方部には受け皿１０が設けられており、該受け皿１０の底隅に穀粉取出口５が形成されている。
【００１２】
温度コントローラ７は、ヒータ３にヒータコード１１と熱電対８を介して接続されており、上臼１を所定の温度に加熱すべく、該上臼１の温度を熱電対８により検出しながら制御するように構成されている。また、回転数コントローラ６は、モータ９に接続されたインバータであり、下臼２の回転数を設定できるように構成されている。なお、穀粒の剪断速度はこの下臼２の回転数とギャップ１２により定まる。
【００１３】
この装置の使用に際しては、まずギャップ調整部１３によりギャップ１２を３〜０．５mm、好ましくは１〜０．５mmに調整する。次に、上臼１を温度コントローラ７によって所定の温度（８０℃以上、好ましくは１００〜２００℃）に加熱する。その後、下臼２を回転数コントローラ６によって所定の回転数（穀粒の剪断速度が９０〜６００sec-1、好ましくは２８０〜６００sec-1に相当）で回転させる。
【００１４】
この状態で、穀粒を穀粒投入口４から投入すると、穀粒はギャップ１２に送給され、上臼１によって加熱されながら、上臼１と下臼２とによって剪断条件下に粉砕され、所望のα化穀粉となって臼間のギャップ１２から外周に放出される。このα化現象は、剪断と熱の相乗効果によるものである。放出された穀粉は、受け皿１０内に落下し、穀粉取出口５から取り出される。
【００１５】
このように、本発明の装置によれば、一般の穀粒（米、小麦、蕎麦、小豆等）を、前もって煮炊したり乾燥したりすることもなく、単に加熱しながら剪断条件下に粉砕するだけで、簡単かつ短時間にα化製粉することができ、生産コストも相当低く抑えられる。
【００１６】
なお、本発明では穀粒を加熱しながら剪断粉砕するが、これによる穀粉の品質の劣化はさほど大きくはなく、支障はなかった。また、本発明では穀粒として米、小麦、蕎麦、小豆を例示しているが、これらに限らずでん粉を主成分とする穀粒全般を含んでいる。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。
【００１８】
広角Ｘ線回折の実験
広角Ｘ線回折とは、試料（穀粉）にＸ線を照射し、結晶の格子面によって回折（散乱）された回折線の回折角度及びその回折強度から試料の結晶構造等を特定するものである。
【００１９】
図２〜図１３は、各種穀粉（米、小麦、蕎麦、小豆）の広角Ｘ線回折結果を示すグラフで、シャープなピークのある曲線が結晶性のβ穀粉であることを示し、滑らかな曲線が非結晶性のα化穀粉であることを示している。なお、回折角度が大きいほど試料の結晶が小さいことを示している。
【００２０】
図２〜図５は、各種穀粒をオーブンで熱処理（１００℃で０〜１０時間）した後に、一般の石臼粉砕機で剪断粉砕した穀粉のグラフで、全ての曲線が回折角度１５°、１８°、２３°付近でシャープなピークを呈し、α化していないことが分かる。また、穀粉をオーブンで熱処理（１００℃で０〜１０時間）したものも、図２〜図５と同じ広角Ｘ線回折結果を示した。
【００２１】
図６〜図９は、各種穀粒を常温冷却しながら一般の石臼粉砕機で剪断粉砕（臼を水冷しながら１〜５回繰返して粉砕）した穀粉のグラフで、これも全ての曲線が回折角度１５°、１８°、２３°付近でシャープなピークを呈し、α化していないことが分かる。
【００２２】
図１０〜図１３は、本発明の装置により各種穀粒を加熱（６０〜２００℃）しながら剪断粉砕した穀粉のグラフである。グラフ表示の中で、例えば「米１００」とは米粒を１００℃の温度で加熱しながら剪断粉砕した米粉を示している。この回折結果、８０〜２００℃の温度で加熱したものが滑らかな曲線を呈し、α化していることが分かる。８０℃のものは、僅かながらシャープ気味のピークを呈しているので、α化はしているものの、好ましくは１００℃以上で加熱するのがよい。６０℃以下のものは、シャープなピークを呈し、α化が不十分であることが分かる。２００℃を超えるもの（図示せず）は、α化は十分しているが、過熱気味で褐色化し焦げ臭くなり食味も悪くなる。従って、８０℃以上、好ましくは１００〜２００℃の温度で加熱するのがよい。
【００２３】
また、市販されているα化穀粉（前記従来の高価なα化穀粉）のうち、米粉と小麦粉について測定したところ、米粉は１２０℃で加熱したものとほぼ同じ曲線を呈し、小麦粉は１４０℃で加熱したものとほぼ同じ曲線を呈した。このことから、本発明によれば、市販のα化穀粉と同程度にα化した穀粉を、簡単かつ安価に作ることができる、といえる。なお、米粉と小麦粉以外のα化穀粉は市場にはなく、実験することができなかった。
【００２４】
上記広角Ｘ線回折の実験仕様は、次の通りである。
・測定機器……理学電気製ＲＩＮＴ２０００
・測定条件……スキャンスピード４°／min、測定角度５〜３５°、管電圧３０kv、管電流２０mA
・試料……米は平成１６年産はえぬき（山形県庄内産）、小麦・蕎麦・小豆は一般市販品
市販のα米粉は日の本穀粉（株）製、α小麦粉は一般市販品
粉末状態のままスリガラスに貼り付けて測定
・粉砕機……上記一般の石臼粉砕機は（有）ウエスト製Ｇ−０１５、本発明装置はそれの改良ギャップ０．５mm、下臼回転数１８０rpm、剪断速度６００sec-1に設定
【００２５】
レオロジー測定
レオロジー測定は、本発明によって得られるα化穀粉の定常流粘度を調べる目的で行う。一般に、高粘度穀粉は膨潤性が高く、パンや菓子、その他の多くの食品素材として好適である。
【００２６】
図１４〜図１７は、本発明の装置により各種穀粒（米、小麦粉、蕎麦、小豆）を加熱（６０〜２００℃）しながら、剪断粉砕した穀粉のレオロジー測定結果を示すグラフである。この測定結果、８０〜２００℃で加熱したもの（即ち、α化したもの）が高粘度であることが分かる。６０℃加熱したもの（即ち、α化しないもの）は低粘度であることが分かる。従って、α化穀粉は高粘度で膨潤性が高く、食品の素材として好適であるといえる。
【００２７】
また、市販されているα化穀粉（前記従来の高価なα化穀粉）のうち、米粉と小麦粉について測定したところ、何れも８０〜２００℃で加熱したものとほぼ同じ高粘度を示した。このことから、本発明によって得られるα化穀粉は、市販のα化穀粉にひけをとらない高粘度・高膨潤性を有している、といえる。
【００２８】
さらに、各図からも分かるように、穀粉の粘度は穀粒の粉砕時の加熱温度によって異なっていることが分かる。従って、水で膨潤した際の粘度は、粉砕時の加熱温度によって制御することができ、任意の粘度を得ることができる。
【００２９】
上記レオロジー測定の仕様は、次の通りである。
・測定機器……レオメトリクス社製ＡＲＥＳ
・測定条件……直径５０mmのパラレルプレート、剪断速度（ひずみ速度）０．０１〜０．５sec-1、室温２５℃で測定
なお、この剪断速度と前記粉砕の剪断速度とは内容が異なる。
・試料……穀粉とイオン交換水を１：３の割合で混合し、５分間攪拌した後に測定
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によって得られるα化穀粉は、安価であり、しかも蒸煮を省略又は簡略化して食することができるため、従来のα化穀粉が用いられていた分野は勿論のこと、価格の問題で使用できなかった用途にも使用可能となる。例えば、非常食、離乳食、パン、菓子、麺、餡等の原料又はそれらの粘度調整剤として利用できる。また、味噌や酒造の麹原料としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に従ったα化穀粉の製造装置の基本構造図。
【図２】米粒を熱処理した後に剪断粉砕した米粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図３】小麦粒を熱処理した後に剪断粉砕した小麦粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図４】蕎麦粒を熱処理した後に剪断粉砕した蕎麦粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図５】小豆粒を熱処理した後に剪断粉砕した小豆粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図６】米粒を冷却しながら繰返し剪断粉砕した米粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図７】小麦粒を冷却しながら繰返し剪断粉砕した小麦粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図８】蕎麦粒を冷却しながら繰返し剪断粉砕した蕎麦粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図９】小豆粒を冷却しながら繰返し剪断粉砕した小豆粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図１０】米粒を加熱しながら剪断粉砕した米粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図１１】小麦粒を加熱しながら剪断粉砕した小麦粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図１２】蕎麦粒を加熱しながら剪断粉砕した蕎麦粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図１３】小豆粒を加熱しながら剪断粉砕した小豆粉の広角Ｘ線回折グラフ。
【図１４】米粒を加熱しながら剪断粉砕した米粉のレオロジー測定グラフ。
【図１５】小麦粒を加熱しながら剪断粉砕した小麦粉のレオロジー測定グラフ。
【図１６】蕎麦粒を加熱しながら剪断粉砕した蕎麦粉のレオロジー測定グラフ。
【図１７】小豆粒を加熱しながら剪断粉砕した小豆粉のレオロジー測定グラフ。
【符号の説明】
【００３２】
１    上臼
２    下臼
３    ヒータ
４    穀粒投入口
５    穀粉取出口
６    回転数コントローラ
７    温度コントローラ
８    熱電対
９    モータ
１０    受け皿
１１    ヒータコード
１２    ギャップ
１３    ギャップ調整部