特開 2024-74 植物性蛋白食品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024000074

(43)【公開日】2024-01-05

(54)【発明の名称】植物性蛋白食品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   A23J 3/16 20060101AFI20231225BHJP

   A23J 3/00 20060101ALI20231225BHJP

   A23L 11/00 20210101ALI20231225BHJP

【ＦＩ】

A23J3/16

A23J3/00 501

A23L11/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022098603

(22)【出願日】2022-06-20

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】593012310

【氏名又は名称】菱熱工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000126115

【氏名又は名称】エア・ウォーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107928

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正則

(74)【代理人】

【識別番号】110003362

【氏名又は名称】弁理士法人ｉ．ＰＡＲＴＮＥＲＳ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】近藤 勢

(72)【発明者】

【氏名】山口 浩幸

(72)【発明者】

【氏名】竹内 心

(72)【発明者】

【氏名】加藤 貞一郎

(72)【発明者】

【氏名】松尾 和重

(72)【発明者】

【氏名】荻野 友保

【テーマコード（参考）】

4B020

【Ｆターム（参考）】

4B020LB19

4B020LB27

4B020LC05

4B020LG01

4B020LK09

4B020LP02

4B020LP03

4B020LP16

4B020LP22

4B020LP30

(57)【要約】

【課題】搾油していない大豆を主原料とする植物性蛋白食品を製造可能な技術を提供する。
【解決手段】搾油されていない未搾油大豆を液体に所定時間浸漬し、浸漬された前記未搾油大豆を主原料とする投入物をエクストルーダーに投入して加熱混錬すると共に押出成形した。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搾油されていない未搾油大豆を液体に所定時間浸漬し、
浸漬された前記未搾油大豆を主原料とする投入物をエクストルーダーに投入して加熱混錬すると共に押出成形する
ことを特徴とする植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項2】

前記浸漬された未搾油大豆は、浸漬後の重量を浸漬前の重量で除することにより算出される浸漬計数が２．５以下である
ことを特徴とする請求項１記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項3】

浸漬される前の前記未搾油大豆は、乾燥された挽割大豆である
ことを特徴とする請求項１記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項4】

前記投入物は、前記浸漬された未搾油大豆と脱脂大豆粉とを含む
ことを特徴とする請求項１記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項5】

前記投入物は、更に米粉を含む
ことを特徴とする請求項４記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項6】

前記浸漬された未搾油大豆は、前記投入物中に６０重量％以上含まれる
ことを特徴とする請求項１記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項7】

前記加熱混錬及び押出成形された投入物を冷却する
ことを特徴とする請求項１～請求項６のいずれか一項記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項8】

前記エクストルーダーの吐出口側に設けられた冷却ダイに冷却媒体を供給し、該冷却媒体と前記加熱混錬及び押出成形された投入物との熱交換により、該投入物を冷却し、
前記冷却ダイに供給する冷却媒体の供給量は、毎分２リットル以上、８リットル以下であり、該冷却媒体の温度は、５℃以上、４０℃以下である
ことを特徴とする請求項７記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、押出機を用いた植物性蛋白食品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、動物性蛋白の代替物として植物性蛋白からなる蛋白食品が製造されている。このような植物性蛋白食品は、植物性蛋白を主成分とする大豆粉末等を原料とし、押出機（エクストルーダー）を用いて高熱高圧下で混錬を行うことにより製造する手法が広く実施されている。この手法によれば、繊維状の組織を有して肉様の食感を実現することができ、多様な用途に供することができる。

【0003】

この種の技術として、下記特許文献１に示される処理方法が知られている。この処理方法は、原料を、水とともにエクストルーダーを用いて加圧加熱下に混捏し、これを先端ダイから円周方向に押出成型したのち、この成型物を押出方向に対して平行方向に切断することを特徴としている。この方法によれば、繊維状構造に優れた食品素材を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６１－１０８３３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、搾油していない大豆を主原料とする植物性蛋白食品を製造可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、搾油されていない未搾油大豆を液体に所定時間浸漬し、浸漬された前記未搾油大豆を主原料とする投入物をエクストルーダーに投入して加熱混錬すると共に押出成形し、前記エクストルーダーから押し出された投入物を冷却することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、搾油していない大豆を主原料とする植物性蛋白食品を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係るエクストルーダーの構成を模式的に示す縦断面図である。

【図2】実施形態に係る植物性蛋白食品の製造方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0010】

本実施形態に係る植物性蛋白食品の製造方法は、搾油されていない未搾油の大豆（以後、未搾油大豆と称する）を主原料とし、これをエクストルーダーを用いて加熱加圧下で混錬し、押出成形することにより、繊維状の組織を有する肉様の植物性蛋白食品、所謂大豆ミートを得るものである。

【0011】

図１は、本実施形態に係る製造方法において用いられるエクストルーダーを模式的に示す縦断面図である。なお、図１は、エクストルーダー１の押出方向（スクリュ４０の延在方向）に直交する側方から見た縦断面図となっている。

【0012】

本実施形態におけるエクストルーダー１は、上流側の上部にホッパ２０が設けられた中空のシリンダ（バレル）３０を有し、シリンダ３０内に一対のスクリュ４０を有する二軸型となっている。なお、図１では、エクストルーダー１を側方から見た断面図が示されていることから、一対のスクリュ４０における一方のみが示されている。一対のスクリュ４０それぞれの外周面には螺旋状の翼が形成されており、この一対のスクリュ４０が回転することによりホッパ２０に投入された主原料とシリンダ３０内に注入される水との混合物をシリンダ３０内において加熱混錬し、上流から下流にかけて搬送する。なお、二軸型でなく、一軸型のエクストルーダーを用いてもよいが、主原料から繊維状の組織を得るためには、高い剪断力により強く組織化を行うことができる二軸型エクストルーダーを用いることが好ましい。

【0013】

シリンダ３０は、上流から下流にかけて直列状に第１シリンダブロック３１０、第２シリンダブロック３２０、第３シリンダブロック３３０、及び第４シリンダブロック３４０を有しており、これらシリンダブロックは個別に不図示のヒータにより温度調節可能となっている。第１シリンダブロック３１０の上流側には、ホッパ２０が設けられたシリンダブロックが連結されており、当該シリンダブロックも温度調節可能とすることが好ましい。なお、当該シリンダブロックは、本実施形態において加熱温度調節がなされない。しかしながら、第１シリンダブロック３１０の温度が伝達されることから、ある程度第１シリンダブロック３１０の温度に近い温度にまで上昇することとなる。

【0014】

第１シリンダブロック３１０には、原料として水を注入可能な注入孔３１１が設けられており、ホッパ２０への原料投入に応じて適宜水の注入が可能となっている。第４シリンダブロック３４０の下流部分にはアダプタ５０が設けられている。アダプタ５０は、後述する冷却ダイ６０とシリンダ３０とを連結する連結部材であり、内部にスクリュ４０の先端を収容すると共に、シリンダ３０の内径よりも小径に形成されてシリンダ３０内の加熱混錬された混合物である混錬物を冷却ダイ６０に吐出する吐出口５１０が設けられている。

【0015】

冷却ダイ６０は、内部に平板状の空間が画成された中空部材であり、当該空間が吐出口５１０と連通することで加熱混錬されスクリュ４０により押し出される混錬物を受容し、吐出口６１０から外部に吐出する。冷却ダイ６０は、不図示のポンプより冷却媒体が流入可能な流路が形成されており、当該流路は冷却ダイ６０の内部空間に近接するよう設けられている。アダプタ５０から押し出された冷却ダイ６０内の混錬物は、流路内の冷却媒体と熱交換を行うことにより冷却されることとなる。本実施形態においては、冷却媒体として水が用いられる。

【0016】

次に、本実施形態に係る植物性蛋白食品の製造方法を詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る植物性蛋白食品の製造方法を示すフローチャートである。図２に示されるように、本実施形態に係る植物性蛋白食品の製造方法は、先ずエクストルーダー１に主原料を含む混合物を投入するに先立って、主原料に対して浸漬処理を施す（Ｓ１０１）。

【0017】

本実施形態においては、上述したとおり主原料として未搾油大豆を用いる。浸漬処理は、この未搾油大豆を浸漬液体、好ましくは水に浸漬する処理である。具体的には、適度な深さを有する第１容器に水を溜め、第１容器に収容可能な笊等の水捌けの良い第２容器に未搾油大豆を収容し、第２容器ごと未搾油大豆を第１容器に収容させることで浸漬させる。浸漬処理により、浸漬後の未搾油大豆の浸漬計数ｉ（＝浸漬後重量／浸漬前重量）を、２．５以下とするが好ましく、２．０以下とすることがより好ましく、１．５程度とすることが特に好ましい。浸漬計数ｉを上記の数値範囲に収めることにより、極めて良質な肉様の植物性蛋白食品を得ることが可能となる。

【0018】

未搾油大豆としては、効率よく水分を吸収可能な乾燥挽割大豆を用いると良い。浸漬処理前の乾燥挽割大豆の水分量は、９～１６重量％であることが好ましく、１０～１４重量％であることがより好ましく、１１～１３重量％であることが特に好ましい。また、乾燥挽割大豆の粒形は、１～７ｍｍであることが好ましく、２～６ｍｍであることがより好ましく、２～５ｍｍであることが特に好ましい。なお、乾燥挽割大豆に限定するものではなく、丸大豆を主原料としてもよい。

【0019】

良好な浸漬計数ｉを得るには、浸漬液体の温度と、浸漬時間とを調節する必要がある。例えば未搾油大豆として乾燥挽割大豆を用いる場合は、浸漬液体の温度を３～５０℃とすることが好ましく、５～２０℃とすることがより好ましく、１０～１５℃とすることが特に好ましい。また、浸漬時間は、５～６０分間とすることが好ましく、５～３０分間とすることがより好ましく、５～１５分間とすることが特に好ましい。

【0020】

浸漬処理後、第２容器を第１容器から取り出して余分な浸漬液体を除去する所謂水切りを行った浸漬後の未搾油大豆（以後、浸漬大豆と称する）に対し、脱脂大豆粉及び米粉を混合する（Ｓ１０２）。混合には、よく乾燥された容器を用い、当該容器内に浸漬大豆と脱脂大豆粉と米粉とを投入して均一状態となるまで攪拌することが好ましい。なお、混合に先立って、水切りを行った浸漬大豆は常温保管してもよいが、半日以上の長時間保管は避け、混合直前に浸漬処理を行うことが好ましい。

【0021】

本実施形態においては未搾油大豆を主原料とする。つまり浸漬大豆と脱脂大豆粉との合計重量に対し、浸漬大豆は少なくとも５０重量％を超える量が混合物に含まれることとなる。特に、浸漬大豆は、混合物中に６０重量％含まれることが好ましい。また、米粉は、浸漬大豆と脱脂大豆粉との合計重量に対して１０重量％程度含まれることが好ましい。例えば浸漬大豆７０重量％を主原料とする混合物では、浸漬大豆と脱脂大豆粉との重量比は７：３となるものの、浸漬大豆、脱脂大豆粉、米粉の混合比率（重量比）は６４：２７：９となる。

【0022】

なお、混合物に対して米粉を含めなくても肉様の植物性蛋白食品を製造することは可能である。しかしながら、米粉を含めることにより、食感をより向上させることが可能となる。これは、製造された植物性蛋白食品を一時的に常温水または湯に浸す工程が行われるが、この際に米粉が水分を吸収するためであると考えられる。したがって、米粉に代わり、小麦粉や玄米粉等を用いるようにしてもよい。

【0023】

混合後、エクストルーダー１を起動し、運転条件を設定する（Ｓ１０３）設定する運転条件としては、混合物の送り出し量を決定する一対のスクリュ４０の回転数の他、シリンダ３０の温度、アダプタ５０の温度、冷却ダイ６０への冷却水の供給量、冷却水の温度が挙げられる。

【0024】

一対のスクリュ４０の回転数は、毎分１２０回転～１８０回転の範囲に設定することが好ましく、毎分１５０回転に設定することがより好ましい。

【0025】

シリンダ３０は、上述したとおり、４つのブロックに分割されて個別に温度設定可能となっており、上流から下流にかけて温度が上昇するように温度設定することが好ましい。具体的には、第１シリンダブロック３１０については、４０℃～８０℃の温度範囲に設定することが好ましく、６０℃に設定することがより好ましい。第２シリンダブロック３２０については、６０℃～１２０℃の温度範囲に設定することが好ましく、９０℃に設定することがより好ましい。第３シリンダブロック３３０については、１２０℃～１８０℃の温度範囲に設定することが好ましく、１４５℃に設定することがより好ましい。第４シリンダブロック３４０については、１４０℃～１８０℃の温度範囲に設定することが好ましく、１６５℃に設定することがより好ましい。

【0026】

アダプタ５０は、８０℃～１２０℃の温度範囲に設定することが好ましいが、第４シリンダブロック３４０が１４０℃～１８０℃の温度範囲にある場合、アダプタ５０を加熱しない（ヒータＯＦＦ）とするとよい。これは第４シリンダブロック３４０の熱が伝達されることにより、好ましい温度範囲にアダプタ５０が収まるためである。

【0027】

冷却ダイ６０への冷却水の供給量は、毎分２リットル～８リットルに設定することが好ましく、毎分３リットル～５リットルに設定することがより好ましい。また、冷却水の温度は、５℃～４０℃に設定することが好ましく、５℃～２５℃に設定することがより好ましい。

【0028】

運転条件の設定後、不図示のヒータによりシリンダ３０の各ブロックがステップＳ１０３において設定した温度に加熱され、一対のスクリュ４０が回転駆動する状態において、ステップＳ１０２にて混合した混合物（投入物）をホッパ２０に投入する（Ｓ１０４）。この時、混合物の供給量は、毎分１２０グラム～４００グラムとすることが好ましく、毎分２００グラム～４００グラムとすることがより好ましく、毎分２３０グラム～３９０グラムとすることが特に好ましい。また、ホッパ２０または注入孔３１１から注入する注入水（原料水）の供給量は、混合物の供給重量に対して５～２０重量％とすることが好ましく、５～１５重量％とすることがより好ましく、５～１０重量％とすることが特に好ましい。

【0029】

投入後、エクストルーダー１により混合物が加熱混錬され冷却され（Ｓ１０５）、吐出口６１０から板状の植物性蛋白食品が吐出され（Ｓ１０６）、本製造方法は終了となる。エクストルーダー１による処理を簡単に説明する。ホッパ２０内に投入された混合物は、シリンダ３０内においてスクリュ４０が回転することにより加熱加圧、つまり高温高圧下において混錬される。この混錬により高い剪断力が混合物に加わることとなる。スクリュ４０の回転に応じて上流から下流（図１中右側から左側）に搬送混錬された混錬物は、シリンダ３０からアダプタ５０に搬送され、その吐出口５１０から冷却ダイ６０内に流入し、冷却ダイ６０により冷却された後にその吐出口６１０から吐出される。得られた板状の植物性蛋白食品は適宜カットされ、常温水や湯に浸されることで適宜水分を吸収させることが好ましい。

【0030】

以上に説明した本実施形態によれば、未搾油大豆を主原料とした場合であっても、繊維状の組織を有する肉様の植物性蛋白食品を製造することができる。特に、浸漬処理を行わない場合、未搾油大豆を主原料として一般的なエクストルーダーの処理を行うと、混錬物の押出時に水蒸気と共に溶融状態の混錬物が吹き出すこととなり、繊維化がなされずに肉様の植物性蛋白食品を得ることができない。一方、浸漬処理を行うことにより、繊維化を促進することが可能となり、肉様の植物性蛋白食品を得ることが可能となる。さらに、冷却ダイ６０による混錬物の冷却工程を組み込むことにより、冷却により吐出された混錬物の膨化が抑えられると共に、緻密でかつ方向性に優れた組織を有する良好な植物性蛋白食品を得ることができる。

【0031】

本発明は、その要旨または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の各実施形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。

【符号の説明】

【0032】

１ エクストルーダー
６０ 冷却ダイ

【図1】

【図2】

【手続補正書】

【提出日】2023-03-07

【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】

搾油されていない未搾油大豆を３℃以上、３０℃未満の液体に５分以上、６０分以下浸漬し、
浸漬された前記未搾油大豆を主原料とする投入物をエクストルーダーに投入して加熱混錬すると共に押出成形し、
浸漬された前記未搾油大豆は、浸漬後の重量を浸漬前の重量で除することにより算出される浸漬計数が２．５以下である
ことを特徴とする植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項2】

浸漬される前の前記未搾油大豆は、乾燥された挽割大豆である
ことを特徴とする請求項１記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項3】

前記投入物は、前記浸漬された未搾油大豆と脱脂大豆粉とを含む
ことを特徴とする請求項１記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項4】

前記投入物は、更に米粉を含む
ことを特徴とする請求項３記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項5】

前記浸漬された未搾油大豆は、前記投入物中に６０重量％以上含まれる
ことを特徴とする請求項１記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項6】

前記加熱混錬及び押出成形された投入物を冷却する
ことを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか一項記載の植物性蛋白食品の製造方法。

【請求項7】

前記エクストルーダーの吐出口側に設けられた冷却ダイに冷却媒体を供給し、該冷却媒体と前記加熱混錬及び押出成形された投入物との熱交換により、該投入物を冷却し、
前記冷却ダイに供給する冷却媒体の供給量は、毎分２リットル以上、８リットル以下であり、該冷却媒体の温度は、５℃以上、４０℃以下である
ことを特徴とする請求項６記載の植物性蛋白食品の製造方法。