(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未調理の全粒トウモロコシを、トルティーヤ、トルティーヤチップス、トスターダなどの食用トウモロコシ製品を製造するためのマサへと変換するためのプロセスであって、
マサへ処理および変換するための穀粒のバッチを、計量する手段によって計量する工程、
穀粒の表面を、湿らせるための手段によって湿らせる工程、
穀粒の果皮および胚芽成分の部分を脱胚芽器手段によって除去する工程、
穀粒を穀粒切断手段によって製粉前粒子にスライスする工程、
粒子を製粉手段によってすりつぶして粉にする工程、
粉の量および石灰の関連する量を、計量する手段によって計量し、粉と石灰をせん断力チャンバ手段中に置く工程、
粉および石灰を、合わせるための手段によって関連する量の水と合わせる工程、
８〜１５分の時間内に４８〜５７℃の範囲の温度上昇が実現する程度まで、粉、石灰および水にせん断力を加える工程、ここで材料中でゼラチン化が生じてマサの生地が形成される、
マサ生地にフラグメンテーション力を与えることにより、サッカーボールのサイズから野球ボールのサイズに匹敵するサイズ範囲で個々のマサ片を形成する工程、ならびに
トウモロコシベースの食用製品へとさらに加工するために、それらのマサ片を伸ばして、シート状にする工程
を備えることを特徴とする、プロセス。
【請求項２】
製粉前粒子にスライスする工程が、ロータリーカッターシステムを用いて行われる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
混合物にせん断力を付与するように動作する回転自在マルチ歯付被駆動シャフトを収容する空洞を備えるせん断力を加える手段によって、せん断力が粉、石灰および水に加えられる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
ブレード付被駆動回転自在シャフトアセンブリによってフラグメンテーション力が生地に加えられる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
未調理の全粒トウモロコシを、トルティーヤ、トルティーヤチップス、トスターダなどの食用トウモロコシ製品を製造するためのマサへと変換するためのシステムであって、
マサへ処理および変換するための穀粒のバッチを計量する手段、
穀粒表面を湿らせるように動作する手段、
穀粒の果皮および胚芽成分の部分を除去するように動作する脱胚芽器手段、
穀粒を製粉前粒子にスライスするように動作する穀粒切断手段、
粒子をすりつぶして粉にするように動作する製粉手段、
粉の量および石灰の関連する量を計量し、粉と石灰をせん断力チャンバ手段中に置く手段、
粉および石灰を関連する量の水と合わせるための手段、
８分〜１５分の時間内に４８〜５７℃の範囲の温度上昇が実現する程度まで、粉、石灰および水にせん断力を加えるための手段、ここで材料中でゼラチン化が生じてマサの生地が形成される、
マサ生地にフラグメンテーション力を与えることにより、サッカーボールのサイズから野球ボールのサイズに匹敵するサイズ範囲で個々のマサ片を形成するための手段、ならびに
トウモロコシベースの食用製品へとさらに加工するために、それらのマサ片を伸ばして、シート状にするための手段
を備えることを特徴とする、システム。
【請求項６】
穀粒切断手段が、ロータリーカッターシステムを備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
せん断力を加える手段が、混合物にせん断力を付与するよう動作する、回転自在マルチ歯付被駆動シャフトを収容する空洞を備える、請求項５または６に記載のシステム。
【請求項８】
未調理の全粒トウモロコシを、食用トウモロコシ製品を製造するためのマサへと変換することが３０分未満で操作可能である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
製粉手段によって粉に粉砕された粒子が、５０μｍ未満の粒径を有する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
未調理の全粒トウモロコシを、食用トウモロコシ製品を製造するためのマサへと変換することが３０分未満で操作可能である、請求項５に記載のシステム。
【請求項１１】
製粉手段によって粉に粉砕された粒子が、５０μｍ未満の粒径を有する、請求項５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生で未調理の全粒トウモロコシである出発材料からのトウモロコシベースの製品の製造、それら穀粒のマサへの処理、マサのシート作製およびそれらからの調理済み製品の形成に関する。トウモロコシのニシュタマリゼーションは、外部熱を加えることなくまたは調理することなく、石灰の存在下で引き起こされる。最終製品として、トルティーヤ、トルティーヤチップス、コーンチップス、タコシェル、および様々な形状のスナック製品が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
この発明は、トウモロコシ、メイズ等を食用で消化の良い食品に変換する古くからの方法に由来する。この方法は、ヨーロッパ探検家の到来前に、中央アメリカに住む先住民に知られていた。
ニシュタマリゼーションとは、トウモロコシをアルカリ水中で調理することおよび浸すことを意味するナワ語の単語である。より初期の時代における浸し液は、単に地域の下水道システムに捨てられていたが、これは現代では環境的に許容されない。
浸漬水（ｎｅｊａｙｏｔｅ）として知られているこの液体は、プロセスが完了した後に排出され、残っているトウモロコシが洗浄されることにより、その皮の一部および余分なアルカリが除去される。この時点のトウモロコシのバッチはニシュタマルとして知られており、このニシュタマルをすりつぶして、マサとして知られる生地を生産し、この生地からトルティーヤ、タマーレ、トゥラコーヨ等を製造することができ、またはこのニシュタマルを全粒のままにし、再度煮立たせて、ポソレで使用される膨らんだ茹でトウモロコシを生産することができる。
【０００３】
ニシュタマリゼーションは、現在のメキシコおよび中央アメリカである古代メソアメリカにおいて、３５００年以上前に発明された。この地域において最適なアルカリは、水酸化カルシウム（消石灰）である。ニシュタマリゼーションはトウモロコシ文化と共にアメリカ南西部へ広がった。ここでは、ニシュタマはアメリカ先住民の単語であるひき割りトウモロコシとして知られ、炭酸カリウム（カリ）および苛性アルカリが一般的な塩基である。ニシュタマリゼーションにより、トウモロコシをすりつぶす過酷な労働を行うことを担当する女性の作業負荷が解消された。未処理のトウモロコシを、特に伝統的なメソアメリカの下臼（ｍｅｔａｔｅ）および上臼（ｍａｎｏ）、石テーブルおよび麺棒を使用して手動ですりつぶすことは、極めて困難である。
ニシュタマリゼーションのアルカリ水は、トウモロコシの硬い皮（茎）を一部溶解させることで、穀粒がはるかに素早く水を吸い上げ、はるかに容易にすりつぶされることを可能にする。この基本的な利益の他に、ニシュタマリゼーションによりさらに多くが行われる。
【０００４】
ニシュタマリゼーションが施されたトウモロコシは驚くべき香りおよび風味を有し、このことはトルティーヤがあっさりしたコーンミールのような味がしない理由である。
ニシュタマリゼーションが施されたトウモロコシにより、トルティーヤ、タマーレ、トゥラコーヨ等に理想的な素晴らしいマサが作られる。未処理のトウモロコシでは作られない。その理由については後でわかるであろう。
青トウモロコシおよびスイートコーンとは対照的に、成熟したトウモロコシは、利用可能なナイアシンが不足している。成熟したトウモロコシは、（タンパク質と結合しているグリコシドとして）多量の結合ナイアシンを含有し、アルカリ処理によりナイアシンが放出される。ヨーロッパ探検家は、トウモロコシを主要穀物として手に入れた際、この重大な事実を認識していなかった。
西洋の製粉技術がかなり進歩していたため、探検家はニシュタマリゼーションの必要性に気付いていなかった。結果として、ナイアシン欠乏によって引き起こされる恐ろしい疾患であるペラグラにより、主にトウモロコシを消費した貧しい欧州人および欧米人が苦しめられ、ときには死に至った。
【０００５】
水酸化カルシウムをアルカリとして使用する場合、トウモロコシのカルシウム含有量が急増する。ニシュタマリゼーションが施されたトウモロコシは、主食としてトルティーヤを消費する多くの人々にとって、主要カルシウム源である。
「ニシュタマリゼーション」は、石灰液中でメイズ粒を調理し、それを浸漬し、洗浄し、「ニシュタマル」を得る方法である。次いで、このニシュタマルを石臼でひくことにより、ニシュタマル生地またはマサを得る。マサからは様々な製品（たとえば、トルティーヤおよびコーンチップス、タマーレ、トスターダ、タコス、エンチラーダ、アトレ等）が得られ、トルティーヤが最も人気の製品である。コーントルティーヤの製造においてトウモロコシ穀粒の全粒が使用されるが、その際トルティーヤを作るために使用するマサ粉は、ニシュタマリゼーションと称される伝統的な方法によって調製される。
【０００６】
ニシュタマリゼーションプロセスでは、トウモロコシ穀粒のカルシウム含有量が、トウモロコシ穀粒の浸漬時間に応じて著しく増大する。ニシュタマリゼーションプロセスでは、水の拡散とカルシウムの拡散の同時プロセスが起こり、最終製品の物理化学的特性に影響を及ぼす。
用語ニシュタマリゼーションとは、トウモロコシを、トルティーヤおよびスナック食品（コーンチップス、トルティーヤチップスおよびタコス）などの食品に変換するアルカリ調理方法を指す。
このアルカリ調理技法により果皮が柔らかくなり、また胚乳の吸水が可能となるため、その製粉が容易となる。ニシュタマルを数回洗浄して、余分な石灰、メイズ種皮および他の固体を除去する。次いで、この材料をすりつぶして生地（マサ）とし、この生地（マサ）からトルティーヤおよび他の食品が作られる。ニシュタマルをまた、すりつぶし、脱水することにより、トルティーヤ（Sahai et al., 2001）を作るため使用する粉が得られる。しかしながら一方で、伝統的なニシュタマリゼーションプロセスにより、廃液が大規模に生じ、長い浸漬時間（１２〜１６時間）および高い液体廃棄物排出量（３〜１０Ｌの汚染廃液／トウモロコシｋｇ）が必要となる。
【０００７】
熱伝達の効率が低いため、伝統的なニシュタマリゼーションにはまた、顕著なエネルギー費がかかる。これらの因子にはすべて、経済的および商業的意味合いがある。このプロセスの別の欠点は、調理および浸漬（ｓｏａｋｉｎｇ）（浸す（ｓｔｅｅｐｉｎｇ））段階のために設備の様々な部品が必要とされることであり、これら部品は高価で、またトルティーヤ／スナック生産者の施設において大きな室内空間を必要とする。
許容可能なマサ粘稠度（ｍａｓａ  ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）への最適条件の確立は、依然として経験および科学的洞察に基づく技術であると考えられている。トウモロコシの物理的特性が、ニシュタマリゼーションプロセスに影響を及ぼす重要な因子であると一般的に認識されている。
【０００８】
トルティーヤを生産するために適切なマサを生産するためにトウモロコシ穀粒を全粒使用することは新規ではない。Ｖａｑｕｉｅｒｏ（１９８６）は、殻画分と胚乳−胚芽画分とを形成するために穀粒から殻を分離すること、アルカリ溶液中で加熱することによってなど、殻画分のみにニシュタマリゼーションを施すこと、その後ニシュタマリゼーションを施こした殻画分を未処理胚乳−胚芽画分と混合することを含む，選択的ニシュタマリゼーションプロセスにおいてトウモロコシ穀粒を全粒使用することによる方法（米国特許第４，５９４，２６０号）を開発した。この混合物は、トルティーヤを生産するために適した良質のトウモロコシ粉の生産に適している。
より最近の努力により、ニシュタマリゼーションに先立ってトウモロコシ穀粒を分別することにより、廃液廃棄物の量を減少させる効果が検討されてきた。たとえば、Ｍａｒｔｉｎｅｚ−Ｍｏｎｔｅｓら、２００１（米国特許第６，２６５，０１３号）およびＳａｎｃｈｅｚ  ｙ  ｄｅ  ｌａ  Ｃａｍａｒａ、２００２（米国特許第６，３５８，５５０号）を参照されたい。しかしながら、これらの努力では、果皮画分のニシュタマリゼーションに焦点が合わせられていた。
【０００９】
数年後には、Ｂｒｕｂａｃｈｅｒ（２００４）が、すりつぶしたトウモロコシ穀粒を使用した、粉および生地の生産のための方法（米国特許第６，８１８，２４０号）を開発した。すりつぶす前にトウモロコシ穀粒から殻およびチップキャップ（ｔｉｐ  ｃａｐ）を除去し、すりつぶしたトウモロコシにより胚乳／胚芽粉を生産する。次いで、胚乳／胚芽粉を湿らせ、直接的および間接的加熱により調理して、粉中のデンプンの約１０〜約５０質量パーセントをゼラチン化する。
【００１０】
Ｅｃｋｈｏｆｆら（２００６）は、基礎原料としてコーンミールを使用することにより、高品質マサを形成するために必要な水および石灰の量を低減させるニシュタマリゼーションプロセス（米国特許第７，７４０，８９５号）について記載した。このプロセスでは、トウモロコシ穀物の代わりに、乾式製粉の画分（ひき割りトウモロコシ、コーンミールおよびトウモロコシ粉）を利用する。これらの画分のいずれも、別々にニシュタマリゼーションを施して、トルティーヤ、チップス等向けの高品質マサ、または消費者売上向け即席マサ粉を形成することができる。さらに、検討した特許すべてにおいて、すりつぶしたトウモロコシ画分、石灰および水の混合物を、熱を加えることによって調理することが、マサを生産するための方法の主要段階として含まれている。
Ｓａｂｒｉｔａｓ、２００７年５月２２日に発行された米国特許第７，２２０，４４３号および２０１２年２月７日に発行された米国特許第８，１１０，２３９号には、粉、水、石灰の混合物に熱を加えてゼラチン化を実現し、マサを大きくすることが教示されている。押出機などの設備要件およびそれらの使用の結果、比較的遅い生産プロセスが得られる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、全粒トウモロコシを出発原原料として使用して、マサおよび他のトウモロコシベースの製品を生産するためのシステムを開示する。このシステムは、２０分程度の短時間で出発原料を最終製品に変換するように操作可能である。システムの機能的構成成分は、トウモロコシ計量器、穀粒果皮および他の穀粒分画を除去する働きをする穀粒製粉前処理手段を含む、そのシステムの制御装置である。さらに、穀粒事前切断手段により、製粉前に穀粒を切断してより小さくする働きをすることにより、より迅速な製粉作業により好ましい粒子分布の粉を生産することが可能となる。ニシュタマリゼーションを実現することで、マサ生地が作り出されるように混合されている構成物質の回転速度、持続時間および温度について操作可能に制御されているミキサ装置手段への堆積のために、システム内の別の計量手段が、粉、石灰および水の適切な量を測る働きをする。手段によってマサ生地は生地細断機に移され、その結果生地の塊は小片へと小さくなり、その結果所望の製品を生産するためのシート状にすることまたは他の処理が容易になる。
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の全般的な目的は、出発物質として特殊な調製済みトウモロコシ粉ではなく生のトウモロコシ穀粒を使用してトウモロコシマサを生産するための大規模な商業規模で操作可能なシステムを作製し、それにより原材料使用量の節約と、生産の全体的な迅速性をすることである。
この発明の別の目的は、連続システムにおいて、最終製品におけるより優れた味覚プロファイル（ｔａｓｔｅ  ｐｒｏｆｉｌｅ）の調整を可能にすることである。
本発明のさらなる目的は、トウモロコシベースの製品の商業的生産者がトウモロコシ穀粒出発材料の分野において自給自足できるようにすることである。
【００１３】
この発明の別の目的は、トウモロコシ穀粒出発材料の品質に関係なく、一貫したマサの生産を可能とすることである。
本発明のさらに別の目的は、穀粒浸漬および調理時間の必要なくマサを生産する際、徹底的なゼラチン化およびニシュタマリゼーションを実現することである。
さらに、この発明のさらなる目的は、地域廃棄物処理システムへのいかなる廃棄物排出も回避される限りは地域環境基準に適合するマサ生産を可能にすることである。
これらの、また他の目的は、以下の図面および本明細書中に開示する有効な特徴についての完全な説明を考慮して、本発明を完全に理解することから当業者に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の原理に従って製造されたマサ製造業者システム（ｍａｓａ  ｍａｋｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ）の排出側の立面図である。
【図２】図１と同様であるが、マサ製造業者システムの供給側を示す図である。
【図３】特に本発明のシステムにおける使用に適合しているミキサ装置を示す一群の１０枚の図である。
【図４】特に本発明のシステムにおける使用に適合しているマサ生地破砕機または粉砕機を示す一群の４枚の斜視図である。
【図５】図４に示すマサ生地破砕機−粉砕機の一群の９枚の図である。２枚は斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
生のトウモロコシ穀粒からマサまた関連するトウモロコシベースの製品を３０分未満の時間で作るための、本発明の原理に従って構成されているシステム１０を、図面に、特に図１および図２に示す。すなわち、システム１０は、未調理の全粒トウモロコシを、食用トウモロコシ製品を製造するためのマサへと変換するために３０分未満の時間で操作可能である。これら図面に示すコントロールセンターステーション１１が、ソフトウェアおよびファームウェアとして、システムを操作させるためのステップを容易にするコントロールを色々と採用する。
より具体的には、このシステム１０は、統合された部品設備一式であるため、その自動制御は、人間の継続的な介入なしで個々の部品の機能を融合するように動作する。以下は、システム操作および総合的機能により生のトウモロコシ穀粒からマサを生産することが可能となるコントロール計画である。
【００１６】
コントロール１：トルティーヤ、トルティーヤチップ、コーンチップまたはタコス、および類似の製品の群から、結果として得られる最終製品を選択する。
コントロール２：トウモロコシ種を選択する。その中から選択することができる以下の表１〜表７を参照し、トウモロコシの特性を評価する。
コントロール３：システムに投入するトウモロコシ量を計量する。
コントロール４：穀粒を浸漬し、削ることで果皮を除去し、事前切断してさらなる果皮、芯、茎または他のトウモロコシ画分の除去を可能にすることによって、製粉前トウモロコシ穀粒を処理する；ここで、製粉前粒子に切断（スライス）することは、７５〜９５個の切断要素を有するロータリーカッターシステムを用いて行われる。
コントロール５：果皮除去量および残存トウモロコシ分画量を評価する。
コントロール６：残存トウモロコシ分画を、所望の粒子分布を有する粉へと製粉する／すりつぶす。すなわち、粒径を最も望ましい範囲に制御する（好ましい態様において、粒径は５０μｍ未満である）。
コントロール７：図３に示すようなマルチ歯ミキサ（ｍｕｌｔｉ  ｔｉｎｅ  ｍｉｘｅｒ）１２に、選択した量の粉と石灰を適正比率で投入する；ここで、粉、石灰および水にせん断力を加えるマルチ歯ミキサ１２は、回転自在空洞ハウジングおよび１５０〜２５０ｒｐｍの範囲で駆動するマルチ歯付シャフトを備える。
コントロール８：好ましい水温の水を選択した分量で、ミキサ１２内の粉材料（ｄｒｙ  ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ）に水を供給する。
コントロール９：混合物が４８〜５７℃の範囲の事前に選択した温度に到達し、ニシュタマリゼーションが生じて、所望のゼラチン化度および含水率で形成されたマサ生地の本体が形成されるまで、乾燥成分である粉、石灰を、水と８分〜約１５分に及ぶ選択した期間混合する。
【００１７】
コントロール１０：ミキサ１２から、マサ生地の本体を取り出した後、図４および図５のマサ粉砕機１３へと生地を移動させて、サッカーボールのサイズから野球ボールのサイズに匹敵するサイズ範囲の一部分にその大きさを低減することにより、マサの冷却およびニシュタマリゼーションの停止を可能にする。
コントロール１１：マサ部分をシート状にして、事前に選択した厚さの成形片とする。
コントロール１２：オーブン、湯槽等の中で成形片を調理して、選択した最終製品を得る。
【００１８】
コントロール１３：味覚パネル（ｔａｓｔｅ  ｐａｎｅｌ）により味覚、バリバリ感（ｃｒｕｎｃｈ）および外観について最終製品を試験し、必要に応じて、上記制御において必要な調整を行って完全な製品を実現する。
上記１３種のコントロールを、命令事項（ｍａｔｔｅｒ  ｄｉｃｔａｔｅ）として追加し、拡大し、または削除し、決定することができる。しかしながら、これらのコントロールはすべて、タッチスクリーンによりマスター／プライムコントロール（Ｍａｓｔｅｒ／Ｐｒｉｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）に接続することになる。このマスターコントロールをプログラムすることで、製品によって、トウモロコシ種によって迅速に切り替えることが可能となる。
【００１９】
トウモロコシ穀粒を発芽させないようにする、したがって果皮および胚芽の除去を可能にするための適切な装置は、ブラジルの会社、Ｉｎｄｕｓｔｒａｉａｓ  Ｍａｃｈｉｎａ  Ｚａｃｃａｒｉａ  Ｓ／Ａ，１３４８４−０１６  Ｌｉｍｅｉｒａ／ＳＰ−Ｂｒａｓｉｌから入手可能である。
トウモロコシ穀粒の事前切断を実現するための適切な装置が、Ｕｒｓｃｈｅｋ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｏｆ  Ｖａｌｐａｒｉｓｏ，Ｉｎｄｉａｎａ，４８３８４から入手可能である。この機能を実行するためには、Ｃｏｍｉｔｒｏｌプロセッサモデル  １７００および３６００が適切である。
なお本発明は以下の態様も好ましい。
［１］未調理の全粒トウモロコシを、トルティーヤ、トルティーヤチップス、トスターダなどの食用トウモロコシ製品を製造するためのマサへと変換するための、３０分未満の時間で操作可能なシステムであって、
マサへ処理および変換するための穀粒のバッチを計量する手段、
穀粒表面を湿らせるように動作する手段、
穀粒の果皮および胚芽成分の部分を除去するように動作する脱発芽器手段、
穀粒を製粉前粒子にスライスするように動作する穀粒切断手段、
粒子をすりつぶして粒径約５０μｍ未満の粉にするように動作する製粉手段、
粉の量および石灰の関連する量を計量し、粉と石灰をせん断力チャンバ手段中に置く手段、
粉および石灰を関連する量の水と合わせるための手段、
４分〜約１１分の時間内に５０〜約５５℃の範囲の温度上昇が実現する程度まで、粉、石灰および水にせん断力を加えること、ここで材料中でゼラチン化が生じてマサの生地が形成される、
マサ生地にフラグメンテーション力を与えることにより、りんごのサイズに近いサイズからメロンのサイズに近いサイズの範囲で個々のマサ片を形成すること、ならびに
トウモロコシベースの食用製品へのさらに加工するために、それらのマサ片を伸ばして、シート状にすること
を備える、システム。
［２］穀粒切断手段が、７５〜９５個の切断要素を有するロータリーカッターシステムを備える、［１］に記載のシステム。
［３］せん断力を加える手段が、１５０〜２５０ｒｐｍの範囲で駆動し、混合物にせん断力を付与するよう動作する、回転自在マルチ歯付被駆動シャフトを収容する空洞を備える、［１］に記載のシステム。
［４］ブレード付被駆動回転自在シャフトアセンブリによってフラグメンテーション力が生地に加えられる、［１］に記載のシステム。
【００２０】
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【表４】
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【表５】
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【表６】
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【表７】
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【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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