(57)【要約】【課題】デンプン系農産物からの有価物の回収を容易にし、デンプン系農産物の有効利用を図ることが可能なデンプン系農産物の処理方法と、この処理方法の実施に好適なデンプン系農産物の処理装置を提供する。【解決手段】デンプン系農産物の処理装置１は、デンプン系農産物を、亜臨界水条件下の水熱反応により分解処理する水熱反応処理装置１と、分解処理された水熱反応処理物から有価物を回収する回収処理装置２とを備える。デンプン系農産物が水熱反応によって液状化することから、有価物を容易に回収することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デンプン系農産物を、亜臨界水条件下の水熱反応により分解処理する水熱反応処理工程と、分解処理された水熱反応処理物から有価物を回収する回収工程とを備えてなることを特徴とするデンプン系農産物の処理方法。
【請求項２】
分解された水熱反応処理物を、固液分離し固形分を回収する固液分離工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のデンプン系農産物の処理方法。
【請求項３】
デンプン系農産物を、亜臨界水条件下の水熱反応により分解処理する水熱反応処理装置と、分解処理された水熱反応処理物から有価物を回収する回収処理装置とを備えてなることを特徴とするデンプン系農産物の処理装置。
【請求項４】
分解された水熱反応処理物を、固液分離し固形分を回収する固液分離装置を備えることを特徴とする請求項３に記載のデンプン系農産物の処理装置。
【請求項５】
デンプン系農産物を、温度：１８０℃〜２５０℃、圧力：１．０ＭＰａ〜５．０ＭＰａの亜臨界水条件下の水熱反応により食品に適した有価物を作成するデンプン系農産物の処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかの処理装置によって処理された処理物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デンプン系農産物の処理方法及びその装置、並びにその処理物に関し、特に、デンプン系農産物から有価物を容易に回収する技術に関する。ここで、デンプン系農産物とは、米、麦などの穀類、サツマイモ、馬鈴薯などの芋類の他、デンプンを１０％以上含有する農産物と、米粉、小麦粉など、これら農産物を原料とした澱粉素材をいう。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デンプン系農産物の液化には、糖化酵素等を利用した酵素法が知られている（例えば、特許文献１参照）。デンプンを原料とする液糖の製造等は酵素法による液化の実用化の例である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−７５０５９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
デンプン系農産物のうち、サツマイモは液化の対象として困難であることが知られている。上述した酵素法を用いてサツマイモを液化した場合、流動化は可能となるものの、液中に固体分が多く残留し、その処理物の有効利用を図るのは難しい。
【０００５】
これは、サツマイモが有する澱粉粒細胞壁構造上の特異性、すなわち細胞壁がその骨格をなすセルロースにグルカン類が強固に絡み合う形で存在し、非常に強固であり透水性に欠けるという構造上の理由から生じる高い保水性のために、酵素法による糖化を行っても効率的に糖液を絞り取ることが困難であるからである。
【０００６】
このように、サツマイモは液状化の対象として困難であり、サツマイモ根塊を直接液状化できる技術は他の穀類やイモ類も液状化できると考えられている。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、サツマイモなどのこれまで液状化が困難とされたデンプン系農産物を容易に液状化可能なデンプン系農産物の処理方法と、この処理方法の実施に好適なデンプン系農産物の処理装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、デンプン系農産物からの有価物の回収を容易にし、デンプン系農産物の有効利用を図ることが可能なデンプン系農産物の処理方法と、この処理方法の実施に好適なデンプン系農産物の処理装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、デンプン系農産物から得られる有価な処理物を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のデンプン系農産物の処理方法では、デンプン系農産物を、亜臨界水条件下の水熱反応により分解処理する水熱反応処理工程と、分解処理された水熱反応処理物から有価物を回収する回収工程とを備えてなることを前記課題の解決手段とした。
【００１１】
この処理方法によれば、デンプン系農産物を、亜臨界水条件下の水熱反応により分解処理することにより、デンプン系農産物に含まれる多糖類などの固形成分が分解され、デンプン系農産物が液状化される。
【００１２】
この際、多糖類が分解されて、グルコースなどの単糖類、マルトースなどの２糖類からオリゴ糖及び酢酸などの旨味成分、あるいは抗癌性を有する成分などが生成されることから、これらの有価物を回収することにより、デンプン系農産物の有効利用化を図れる。
【００１３】
また、デンプン系農産物を蒸したり焼いたりする場合にはデンプン系農産物の香り成分が気体として飛散してしまうのに対し、上記処理により液状化されたデンプン系農産物には香り成分が留まっている。そのため、この液状化されたデンプン系農産物は食品あるいは食品成分として有効利用が可能である。
【００１４】
また、分解された水熱反応処理物を、固液分離し固形分を回収する固液分離工程を備えてもよい。この場合、回収される固形分は、カリウム、カルシウム、リンなどの無機物を含むことから、肥料として利用することが可能である。
【００１５】
本発明のデンプン系農産物の処理装置では、デンプン系農産物を、亜臨界水条件下の水熱反応により分解処理する水熱反応処理装置と、分解処理された水熱反応処理物から有価物を回収する回収装置とを備えてなることを前記課題の解決手段とした。
【００１６】
この処理装置によれば、上記の処理方法を実施できることから、サツマイモなどのこれまで液状化が困難とされたデンプン系農産物を容易に液状化可能である。
また、デンプン系農産物から有価物を容易に回収することができ、デンプン系農産物の有効利用化を図れる。
【００１７】
また、分解された水熱反応処理物を、固液分離し固形分を回収する固液分離装置を備えることにより、カリウム、カルシウム、リンなどの無機物を含む固形分を回収することができる。
【００１８】
また、例えば、デンプン系農産物を、温度：１８０℃〜２５０℃、圧力：１．０ＭＰａ〜５．０ＭＰａの亜臨界水条件下の水熱反応により、食品に適した有価物が作成される。
【００１９】
上記処理装置によって処理された処理物は、旨味成分、抗癌成分などとして有効利用が可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明のデンプン系農産物の処理装置の一実施形態例を説明するための概略構成図であり、図１中符号１はデンプン系農産物の処理装置である。このデンプン系農産物の処理装置１は、デンプン系農産物を破砕処理する前処理装置２と、破砕されたデンプン系農産物を亜臨界水条件下の水熱反応により液状化する水熱反応処理装置３と、液状化された水熱反応処理物を固液分離する固液分離装置４と、固液分離された液体分から有価物を回収する回収処理装置５とを具備してなるものである。
【００２１】
前処理装置２は、原料となるデンプン系農産物を破砕する破砕手段を有し、必要に応じて水を加えつつ、装置内に投入されたデンプン系農産物を、高圧ポンプで連続供給が可能なまでにスラリー化するものである。スラリー化されたデンプン系農産物は、ポンプ１０を介して水熱反応処理装置３の反応室内に送られる。
【００２２】
水熱反応処理装置３は、ポンプ１０によって反応室内に送られてきたデンプン系農産物を、亜臨界水条件下、具体的には例えば１８０〜２５０℃、及びその温度に応じた飽和蒸気圧程度（例えば、１．０〜５．０ＭＰａ程度）の高温高圧条件下で水熱反応処理し、組成分解するものである。水熱反応処理装置３は、デンプン系農産物を昇圧して反応室に送る昇圧手段としてのポンプ１０、デンプン系農産物の流量を制御するための流量制御装置、水熱反応を促進させるために反応室内のデンプン系農産物を攪拌する攪拌装置、誘導過熱方式などにより反応室内を加熱する加熱装置、分解処理した水熱反応処理物を下流側に排出可能な温度にまで冷却する熱交換器などの冷却装置（いずれも不図示）等を含んで構成されている。水熱反応の処理時間は、処理物の特性に応じて設定され、例えば１０分程度である。
【００２３】
固液分離装置４は、水熱反応処理後の処理物を固体処理物と液体処理物とに分離し、ポンプ等によって液体処理物（液体分）を下流の回収処理装置５に送るとともに、残りの固体処理物（固形分）を回収可能な構成となっている。固形分の回収手段としては、例えば、膜分離装置、デカンター、濾過装置などの公知のものが用いられる。
【００２４】
回収処理装置５は、液状化された水熱反応処理物から有価物を回収するためのものであり、本例においては抗癌性を有する成分を抽出するものとなっている。すなわち、この回収処理装置５は、抽出操作や蒸留操作等の化学的手法が組合わされることにより、デンプン系農産物の液状物から抗癌成分を高濃度に抽出可能となるように構成されたものである。なお、回収処理装置５において、抗癌成分の他に、グルコースなどの単糖類、マルトースなどの２糖類からオリゴ糖及び酢酸などの旨味成分など、他の有価物を回収するように構成してもよい。
【００２５】
次に、このような構成の処理装置１による処理方法に基づき、本発明のデンプン系農産物の処理方法を説明する。ここでは、原料としてサツマイモを用いる場合について説明する。なお、サツマイモはそのまま処理装置１に投入してもよく、蒸した後に投入してもよい。蒸すことにより後段の破砕処理が容易となる。
【００２６】
まず、サツマイモに必要に応じて水を加え（例えば、固液比２／１〜１／９（原料／水）、本例では固液比１／１程度）、前処理装置２において破砕処理を行い、破砕されたサツマイモを、水熱反応処理装置３に導入する。水熱反応処理装置３においては、亜臨界水条件下、例えば１８０〜２５０℃およびその温度に応じた飽和蒸気圧程度（例えば、１．０〜５．０ＭＰａ程度）の高温高圧条件下で水熱反応処理を行い、上記サツマイモを水熱反応により分解処理する。
【００２７】
上記水熱反応処理により、サツマイモに含まれる多糖類などの固形成分が分解され、サツマイモが液状化される。この際、多糖類が分解されて、グルコースなどの単糖類、マルトースなどの２糖類からオリゴ糖及び酢酸などの旨味成分、あるいは抗癌性を有する成分などが生成される。なお、水熱反応の処理時間は例えば２〜１０分程度である。
【００２８】
次に、このようにして大部分が液状化された水熱反応処理物（液体サツマイモ）を固液分離装置４に導入し、水熱反応処理物を固液分離して固体状の処理物を回収する。回収される固体処理物は、例えばカリウム、カルシウム、リンなどの無機物を含む。
【００２９】
次に、固液分離装置４で分離された液体処理物（液体分）を回収処理装置５に導入し、その処理物から有価物として抗癌性を有する成分を高濃度の状態で抽出する。例えば、上記液体処理物を蒸留することにより、有価物を濃縮して回収することができる。なお、蒸留処理は、処理温度が高くなると蒸気側に抗癌性成分が揮発することから、減圧蒸留が好ましい。また、回収処理装置５において、上記抗癌成分の他に、グルコースなどの単糖類、マルトースなどの２糖類からオリゴ糖及び酢酸などの旨味成分など、他の有価物を回収してもよい。また、固液分離装置４で分離された液体分を、食品あるいは食品成分として利用される有価物としてそのまま回収してもよい。
【００３０】
ここで、図２は、上述した処理方法に基づき、サツマイモを処理して得られた液体サツマイモ（液状化サツマイモ）の抗癌性について調べた結果を示すグラフ図である。試験は、水熱反応処理における処理温度が２００℃及び２５０℃のそれぞれについて行った。その結果、図２から明らかなように、本例の処理方法に基づき処理された処理物である液体サツマイモ（液状化サツマイモ）には、抗癌性成分が含まれていることが確認された。
【００３１】
以上説明したように、本例のデンプン系農産物の処理装置１とこれを用いてなる処理方法にあっては、亜臨界水条件下の水熱反応によって、サツマイモに含まれる多糖類などの固形成分を分解することにより、サツマイモから、抗癌性を有する成分を回収することができる。またこの他に、グルコースなどの単糖類、マルトースなどの２糖類からオリゴ糖及び酢酸などの旨味成分、などの有価物を回収することも可能である。
【００３２】
また、水熱反応によって液状化されたサツマイモの処理物は、そのまま食品あるいは食品成分として有効利用することも可能である。例えば、食品添加物（焼酎、サツマイモの風味付け、または酢など）として利用できる。また、この処理物は、液状であるため保管も容易である。
【００３３】
しかも、本例では、処理中にサツマイモに含まれる香り成分が気体に飛散することがほとんどないため、水熱反応によって液状化されたサツマイモは、加工後の食品劣化（風味などの劣化）が少なく、元来の香り成分を含んだ状態を維持している。この点からもこの処理物は利用価値が高い。
【００３４】
すなわち、本例のデンプン系農産物の処理装置１では、デンプン系農産物を水熱反応によって液状化することにより、有価物を容易に回収することができる。そして、この有価物は、例えば食品分野あるいは医薬品分野において有効利用が可能である。
【００３５】
また、本例のデンプン系農産物の処理装置１において、水熱反応処理後に残る固形処理物は、カリウム、カルシウム、リンなどの無機物を含んでおり、例えば肥料として有効利用することができる。
【００３６】
なお、上述した実施例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のデンプン系農産物の処理方法及びその処理装置によれば、サツマイモなどのこれまで液状化が困難とされたデンプン系農産物を、亜臨界水条件下の水熱反応により、容易に液状化することができる。
【００３８】
また、本発明のデンプン系農産物の処理方法及びその処理装置は、デンプン系農産物を、亜臨界水条件下の水熱反応によって液状化することにより、デンプン系農産物から有価物を容易に回収することができ、デンプン系農産物の有効利用化を図ることができる。
【００３９】
また、本発明の処理物は、旨味成分、抗癌成分などとして有効利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデンプン系農産物の処理装置の一実施形態例の、概略構成を説明するための図である。
【図２】液体サツマイモ（液状化サツマイモ）の抗癌性について調べた結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１…デンプン系農産物の処理装置、２…前処理装置、３…水熱反応処理装置、４…固液分離装置、５…回収処理装置。
【図１】
2004267119.tif 000003
【図２】
2004267119.tif 000004