特許 7489227 マイクロ波熟成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-15

(45)【発行日】2024-05-23

(54)【発明の名称】マイクロ波熟成装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/68 20060101AFI20240516BHJP

   A23L 5/00 20160101ALI20240516BHJP

   A23L 5/30 20160101ALN20240516BHJP

   A23L 17/00 20160101ALN20240516BHJP

【ＦＩ】

H05B6/68 350B

H05B6/68 370

A23L5/00 Z

A23L5/30

A23L17/00 B

A23L17/00 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020077649

(22)【出願日】2020-04-24

(65)【公開番号】P2020184532

(43)【公開日】2020-11-12

【審査請求日】2023-04-06

(31)【優先権主張番号】P 2019085209

(32)【優先日】2019-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３０年１１月１５日～１６日に北九州国際会議場において開催された第１２回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウムにおいて公開

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３０年１１月２８日～３０日にパシフィコ横浜において開催されたＭＷＥ２０１８マイクロウェーブ展において公開

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３１年２月１９日～２２日に東京ビッグサイトにおいて開催された第４７回国際ホテル・レストラン・ショーにおいて公開

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３１年４月１７日～１９日に東京ビッグサイトにおいて開催された第４４回食肉産業展２０１９において公開

(73)【特許権者】

【識別番号】000180313

【氏名又は名称】四国計測工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123984

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 晃伸

(74)【代理人】

【識別番号】100102314

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 阿佐子

(72)【発明者】

【氏名】曽我 博文

(72)【発明者】

【氏名】國井 勝之

(72)【発明者】

【氏名】香川 英二

(72)【発明者】

【氏名】萩 春朋

【審査官】柳本 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】特許第５２８１６９１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１１－２５２６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３１４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１２５５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２４８６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２６２８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ６／６８

Ａ２３Ｌ ５／００

Ａ２３Ｌ ５／３０

Ａ２３Ｌ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

食品を収納する熟成室と、
熟成室を冷却する冷却部と、
熟成室にマイクロ波を照射するマイクロ波発振部と、
制御部と、を備えるマイクロ波熟成装置であって、
前記制御部は、熟成室内の食品の内部温度が表面温度よりも高くなるように、熟成室を冷却しながら熟成室内の食品にマイクロ波を照射する熟成モードに加え、熟成室を冷却しながら、熟成室内にマイクロ波を照射することにより、水または水溶液内の食品の温度を０～３０℃で維持して抽出をする照射モードを備えるマイクロ波熟成装置。

【請求項2】

食品を収納する熟成室と、
熟成室を冷却する冷却部と、
熟成室にマイクロ波を照射するマイクロ波発振部と、
制御部と、を備えるマイクロ波熟成装置であって、
前記制御部は、熟成室内の食品の内部温度が表面温度よりも高くなるように、熟成室を冷却しながら熟成室内の食品にマイクロ波を照射する熟成モードの実行後に、自動で、熟成室を冷却しながら熟成室内に前記熟成モードよりも弱いマイクロ波を照射することで熟成室内の食品を凍結しない過冷却状態として熟成させながら保存する照射モードを実行する、マイクロ波熟成装置。

【請求項3】

食品を収納する熟成室と、
熟成室を冷却する冷却部と、
熟成室にマイクロ波を照射するマイクロ波発振部と、
制御部と、を備えるマイクロ波熟成装置であって、
前記制御部は、前記熟成室を冷却しながら熟成室内にマイクロ波を照射することで食品の解凍を行う照射モードを実行した後に、自動で、熟成室内の食品の内部温度が表面温度よりも高くなるように、前記熟成室を冷却しながら前記熟成室内の食品にマイクロ波を照射する熟成モードを実行するマイクロ波熟成装置。

【請求項4】

前記マイクロ波発振部が、前記熟成室内の食品に５０Ｗ未満のマイクロ波を照射する半導体マイクロ波発振器を備えて構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のマイクロ波熟成装置。

【請求項5】

前記マイクロ波発振部が、半導体マイクロ波発振器を備えてなる第１発振部と、マグネトロンを備えてなる第２発振部と、を備えて構成され、
前記制御部が、第１発振部を用いて、熟成室の冷却を停止した状態で熟成室内にマイクロ波を照射することにより食品を低温調理する照射モードに加え、熟成室の冷却を停止した状態で、第２発振部を用いて熟成室内にマイクロ波を照射することにより、食品を高温調理する照射モードを備える請求項１ないし４のいずれかに記載のマイクロ波熟成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロ波を照射して食品を熟成させる、マイクロ波熟成装置およびマイクロ波熟成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、牛肉を一定期間熟成させることで牛肉のうま味などを増大させた、いわゆる熟成肉が広く知られるようになり、その需要が増大している。牛肉を熟成させる場合には、本来４０℃程度で熟成することがうま味などを引き出す点から好ましいが、菌の増殖による腐敗を抑制するために、通常は、１℃などの低温で熟成が行われている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１２３０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術では、このように低温で熟成を行うため、熟成が完成するまでに長時間（長い場合には９０～１８０日）を要してしまうという問題があった。また、熟成期間が長くなるほど、低温でも菌による腐敗が表面から進み、その分、表面をそぎ落とすトリミングの量が多くなり、歩留まりが悪くなるという問題があった。

【0005】

本発明は、食品の熟成にかかる時間を短縮することができ、歩留まりの改善を図ることができる、マイクロ波熟成装置およびマイクロ波熟成方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るマイクロ波熟成装置は、食品を収納する熟成室と、熟成室を冷却する冷却部と、熟成室にマイクロ波を照射するマイクロ波発振部と、制御部と、を備えるマイクロ波熟成装置であって、前記制御部が、熟成室を冷却しながら熟成室内の食品にマイクロ波を照射する熟成モードに加え、下記（Ａ）～（Ｅ）のうち１つ以上の調理モードを備えるマイクロ波熟成装置である。
（Ａ）凍結温度より低い温度まで熟成室を冷却しながら、熟成室内にマイクロ波を照射することにより、熟成室内の食品を凍結しない状態とする超低温保存モード
（Ｂ）凍結温度よりも低い温度まで熟成室を冷却しながら、熟成室内にマイクロ波を照射することにより、熟成室内の食品を過冷却状態とし、次いでマイクロ波の照射を停止して急速凍結する過冷却凍結モード
（Ｃ）熟成室を冷却しながら、食品の表面温度と内部温度の温度が最小限となるように熟成室内にマイクロ波の照射出力を制御しながら解凍を行う解凍モード
（Ｄ）熟成室の冷却を停止した状態で、熟成室内にマイクロ波を照射することにより、食品を低温調理に適した温度に加熱することで低温調理を行う低温調理モード
（Ｅ）熟成室を冷却しながら、熟成室内にマイクロ波を照射することにより、食品の温度を０～３０℃で維持する抽出モード

【0007】

上記マイクロ波熟成装置において、上記（Ａ）～（Ｅ）のうち２つ以上のモードを備えているように構成することができる。

【0008】

上記マイクロ波熟成装置において、上記（Ｃ）の解凍モードを備え、さらに上記（Ｃ）の解凍モードの実行後に自動で熟成モードを実行する解凍・熟成モードを備えているように構成することができる。

【0009】

上記マイクロ波熟成装置において、前記制御部が、上記（Ａ）の超低温保存モードおよび（Ｃ）の解凍モードを備え、さらに上記（Ｃ）の解凍モードの実行後に自動で予め定められた条件の熟成モードを実行し、当該条件の終了後に自動で上記（Ａ）の超低温保存モードを実行する解凍・熟成・超低温保存モードを備えているように構成することができる。

【0010】

上記マイクロ波熟成装置において、前記マイクロ波発振部が、前記熟成室内の食品に５０Ｗ未満のマイクロ波を照射する半導体マイクロ波発振器を備えて構成されているように構成することができる。

【0011】

上記マイクロ波熟成装置において、前記マイクロ波発振部が、半導体マイクロ波発振器を備えてなる第１発振部と、マグネトロンを備えてなる第２発振部と、を備えて構成され、前記制御部が、第１発振部を用いて行う上記（Ｄ）の低温調理モードに加え、熟成室の冷却を停止した状態で、第２発振部を用いて熟成室内にマイクロ波を照射することにより、食品を高温調理に適した温度に加熱する高温調理モードを備えるように構成することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、熟成中に、食品の表面温度よりも内部温度を高くすることができるため、熟成期間を短縮することができるとともに、食品表面における菌の増殖を抑制し、トリミングの量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係るマイクロ波熟成装置の構成図である。

【図2】第２実施形態に係るマイクロ波熟成装置の構成図である。

【図3】第３実施形態に係るマイクロ波熟成装置の構成図である。

【図4】第３実施形態に係るキャビティの構成図である。

【図5】マイクロ波を連続照射した場合における、熟成日数ごとのアミノ酸含量の測定結果を示す表である。

【図6】図５の測定結果を示すグラフである。

【図7】熟成条件ごとのアミノ酸含量の測定結果を示す表である。

【図8】図７の測定結果を示すグラフである。

【図9】熟成条件ごとのグルタミン酸含量の測定結果を示すグラフである。

【図10】官能試験の試験条件を説明するための図である。

【図11】官能試験の結果を示すグラフである。

【図12】低温調理モードの試験結果を示す図である。

【図13】抽出モードの試験結果を示す図である。

【図14】解凍モードの試験結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態に係るマイクロ波熟成装置の構成図である。本実施形態に係るマイクロ波熟成装置１は、ドライエイジングおよびウェットエイジングが可能な装置であり、図１に示すように、冷却部１０、マイクロ波発振部２０、マイクロ波熟成部３０、制御部４０、およびＵＶランプ５０を備える。マイクロ波熟成装置１は、冷却部１０の内部にマイクロ波熟成部３０、制御部４０、およびＵＶランプ５０を内蔵している。本実施形態に係るマイクロ波熟成装置１において、熟成の対象となる食品は、肉類（ハムなどの加工肉食品を含む）、魚介類、チーズなどの乳製品、コーヒー豆などの豆類、野菜類、果物類、麺類、パン類、ワインなどの酒類、発酵食品（味噌や醤油などの発酵調味料を含む）などである。

【0015】

冷却部１０は、冷却部１０の内部空間を冷気により冷却する装置である。冷却部１０は、図１に示すように、冷却器１１、第１ファン１２、冷却室１３、および不図示の冷却室扉１４を有している。本実施形態では、冷却器１１が外部との熱交換を行うことで冷気を発生させ、発生した冷気を第１ファン１２により冷却部１０の内部の冷却室１３内に送風する。これにより、冷却室１３内を低温とすることがきできる。なお、後述するように、熟成させる食品の表面温度が内部温度よりも低くなるように、制御部４０により、マイクロ波発振部２０等の動作や冷却室１３内の温度が適宜制御されている。また、ユーザは、冷却室扉１４を開くことで、冷却室１３内に設置されているマイクロ波熟成部３０に、熟成させる食品を出し入れすることができる。

【0016】

マイクロ波発振部２０は、食品Ｍに照射するためのマイクロ波を発振する。マイクロ波発振部２０として、マグネトロンを使用した発振器を用いることもできるが、本実施形態では、マグネトロンと比べて高い周波数および出力安定度が得られる、半導体素子を用いたソリッドステート方式の発振器（半導体マイクロ波発振器）を用いる。マグネトロンでは、４００Ｗ程度までしか出力を落とすことができないが、半導体マイクロ波発振器は熟成時の照射に好適な５０Ｗ未満のマイクロ波を安定して出力することができる。マイクロ波発振部２０は、周波数を２．４～２．５ＧＨｚの間で連続的に変化させて、マイクロ波を発振する。マイクロ波発振部２０で発振されたマイクロ波は、ケーブル２１を介して、マイクロ波熟成部３０の照射口３１から照射される。なお、マイクロ波の周波数を２．４～２．５ＧＨｚの間で連続的に変化させることでマイクロ波熟成部３０での電磁界の分布が均一化されるため、食品Ｍにも均一な分布でマイクロ波が照射され、食品Ｍの均一加熱（均一熟成）を促進することができる。

【0017】

マイクロ波熟成部３０は、図１に示すように、照射口３１、第２ファン３２、熟成室３３、および不図示の熟成室扉３４を備える。ユーザは、熟成室扉３４を開けることで、熟成を行う食品Ｍを熟成室３３に出し入れすることができる。

【0018】

熟成室３３は、内面（内壁）の全ての面にマイクロ波を反射するための反射板が設置されたキャビティである。熟成室３３の上部内面には、マイクロ波発振部２０により発振されたマイクロ波を、熟成室３３内に照射する照射口３１が設置されている。本実施形態においては、照射口３１に、小型で利得が高いパッチアンテナ（平面アンテナ）が取り付けられ、これによりマイクロ波発振部２０により発振されたマイクロ波が熟成室３３内に照射される。熟成室３３には、テフロン（登録商標）やポリプロピレンなどのマイクロ波透過性材により構成された任意の形状の棚を設置してもよい。またステンレスなどの金属材料を使用する場合は、間隔が２０ｍｍ以上の格子状の棚や、直径２０ｍｍ以上の開口部を持つパンチングメタル形状の棚を設置しても良い。

【0019】

第２ファン３２は、冷却室１３内の冷気を熟成室３３に送風する。第２ファン３２は、ドライエイジングに適した風量（たとえば０．５～１０．０m／秒）で送風を行うことができるものを採用することができる。なお、ウェットエイジングでは、第２ファン３２を停止させることも可能である。本実施形態では、図１に示すように、第２ファン３２が熟成室３３の外側に取り付けられており、第２ファン３２が取り付けられた熟成室３３の側壁には、第１微小開口３５が設けられている。第１微小開口３５は、マイクロ波の波長よりも短い大きさで開口されており、たとえば本実施形態では、第１微小開口３５の大きさを直径１０ｍｍ以下としている。第１微小開口３５により、熟成室３３内に照射されたマイクロ波は遮断され、第２ファン３２により送風された冷気のみが通過される。また、第１微小開口３５と対向する熟成室３３の側壁には、第１微小開口３５と同様の径の、第２微小開口３６が設けられている。第２微小開口３６により、熟成室３３に照射されたマイクロ波は遮断されるが、食品Ｍとの熱交換により温められた熟成室３３内の空気が、第２微小開口３６を通過して、冷却室１３内へと排出される。第１微小開口３５および第２微小開口３６を、１または複数の側壁の大部分を占める面積に設け、通気性を高めてもよい。また、熟成室３３を第１微小開口３５および第２微小開口３６が予め形成されたパンチングメタルを用いて構成することもでき、このようなパンチングメタルとして、φ１０ｍｍのステンレス板を用いることもできる。

【0020】

制御部４０には、熟成させる食品Ｍの表面温度および内部温度がそれぞれ所定の温度となるように温度制御を行う熟成モード、超低温保存モード、過冷却凍結モード、解凍モード、低温調理モードおよび抽出モードを備えたプログラムが組み込まれている。具体的には、制御部４０は、マイクロ波発振部２０、冷却器１１、第１ファン１２、第２ファン３２の動作を制御することで、マイクロ波発振部２０によるマイクロ波の出力、冷却器１１による冷気の温度、第１ファン１２および第２ファン３２の風量を制御して温度制御を行う。たとえば、熟成モードが実行された制御部４０は、マイクロ波発振部２０のマイクロ波の出力を高くすることで食品Ｍの内部温度を高くすることができ、また、冷却器１１による冷気の温度を低くし、あるいは、第１ファン１２および第２ファン３２の風量を高くすることで食品Ｍの表面温度を低くした状態で食品Ｍを熟成することができる。

【0021】

また、制御部４０は、マイクロ波発振部２０によるマイクロ波の発振を制御することができる。たとえば、制御部４０は、マイクロ波発振部２０を一定の出力値および一定の周波数に固定して発振させる固定照射に加えて、短い周期（たとえば数ミリ秒周期）でマイクロ波発振部２０に発振と停止とを繰り返させる間欠照射や、マイクロ波発振部２０の周波数を経時的に変化させる掃引照射や、マイクロ波発振部２０の出力値を経時的に変化させる連続照射を行わせることができる。また、制御部４０は、熟成モードにおいて、マイクロ波の照射のＯＮ－ＯＦＦを一定時間（たとえば数時間）ごとに切り替えるように（間欠照射の場合は、間欠照射を行う期間と間欠照射を行わない期間とを一定時間ごとに切り替えるように）、マイクロ波発振部２０を制御する構成とすることもできる。たとえば、制御部４０は、熟成モードにおいて、マイクロ波を３時間照射した後、マイクロ波の照射を３時間停止し、同様に、マイクロ波の照射と停止とを３時間ごとに、たとえば熟成期間である７日間ずっと繰り返すように、マイクロ波発振部２０を制御することができる。

【0022】

超低温保存モードにおいて、制御部４０は、食品Ｍの凍結温度よりも低い温度（たとえば－２～－１０℃）まで熟成室３３を冷却しながら、熟成室３３内にマイクロ波を照射することにより、熟成室３３内の食品Ｍを凍結しない状態として保存する。たとえば、牛肉は通常は－２℃で凍結するが、冷却部１０による冷却能力を超えない範囲の加熱が生じるようにマイクロ波発振部２０の出力を制御することで、食品Ｍの温度が凍結温度（たとえば牛肉では－２℃）となっても凍らない過冷却状態とすることができ、このような状態で保存することにより食品Ｍの表面を微生物が成育しない温度に保ちながら凍らせずに美味しく保存することが可能となる。また、超低温保存モードでは、食品Ｍの内部温度は、表面温度とほぼ同程度の、微生物が生育しない凍結温度よりも低い温度となっているが、微弱な（たとえば数Ｗ程度の）マイクロ波を継続的に照射することで、微生物が生育しない温度で肉全体を保持したまま、食品を美味しく熟成する効果も期待することができる。

【0023】

過冷却凍結モードにおいて、制御部４０は、凍結温度よりも低い温度（たとえば－５～－１０℃）まで熟成室３３を冷却しながら、熟成室３３内にマイクロ波を照射することにより、熟成室３３内の食品Ｍを過冷却状態とし、次いでマイクロ波の照射を停止して急速凍結することにより食品Ｍの鮮度保持性を高める。この際、マイクロ波の照射停止と共に冷却器１１の出力を高め、熟成室３３内をより低温（たとえば－１５℃以下）とすることで凍結速度を短縮するようにしてもよい。

【0024】

解凍モードにおいて、制御部４０は、熟成室３３に冷気を送風して冷却しながら、食品Ｍの表面温度と内部温度の温度が最小限となるように熟成室３３内にマイクロ波の照射出力を制御しながら解凍を行うことでドリップレス解凍を行う。解凍モード時にも熟成室３３に冷気を送風して冷却するのは、食品Ｍの表面や端部が先行して解凍され、解凍した部分にマイクロ波が集中的に吸収され、温度ムラが生じることを防ぐためである。解凍モードによる解凍後に、自動で熟成モードに移行する解凍・熟成プログラム、さらには解凍モードによる解凍後に、自動で熟成モードに移行し、熟成後に自動で超低温保存モードに移行する解凍・熟成・超低温保存プログラムを制御部４０に設けてもよい。

【0025】

低温調理モードにおいて、制御部４０は、熟成室３３の冷却を停止した状態で、熟成室３３内にマイクロ波を照射することにより、食品Ｍの表面温度を低温調理に適した温度（たとえば５７～８０℃）とすることで低温調理を行う。なお、低温調理モードにおいて、食品Ｍの内部温度は表面温度よりも低くすることができ、たとえば４０～８０℃として低温調理することができる。また、凍結状態にある食品Ｍに対し、解凍モードを経ずに低温調理モードを実行してもよい。

【0026】

抽出モードにおいて、制御部４０は、熟成室３３に冷気を送風して冷却しながら、熟成室３３内にマイクロ波を照射することにより、被抽出物（食品Ｍ）の温度を０～３０℃として抽出を行う。たとえば、コーヒーの抽出では、コーヒー豆を１０℃の冷却水で抽出することで、香り成分が多く溶け出す一方、苦みや渋みのもととなる成分が溶け出しにくいため、全体として雑味の少ないまろやかな味わいとなることが知られている。しかしながら、１０℃という低温で抽出する場合、抽出に時間がかかってしまうという問題があった。これに対して、本実施形態に係る抽出モードでは、食品Ｍであるコーヒー豆および水にマイクロ波照射することで、コーヒー豆の内部まで均等に加熱することができ、１０℃という低温下においても、コーヒーの抽出速度を速めることができる。

【0027】

また、マイクロ波発振部２０を、半導体マイクロ波発振器を備えてなる第１発振部およびマグネトロンを備えてなる第２発振部を備えて構成し、第１発振部を用いた低温調理モードおよび第２発振部を用いたとする高温調理モード（たとえば２５０～３５０℃）を制御部４０で実行可能にしてもよい。かかる構成によれば、高温調理モードで食品Ｍの表面を焼き固め、次いで低温調理モードでじっくりと調理することも可能となる。裏面にマイクロ波を吸収して発熱するグリル皿（たとえば、フェライト系素材からなるグリル皿）を配置し、裏面側からは第１発振部からのマイクロ波を照射し、直接食品Ｍが載置される表面側からは第２発振部からのマイクロ波を照射するように構成してもよい。

【0028】

また、制御部４０は、食品Ｍの内部温度や表面温度を測定する温度センサ（例えば、マイクロ波環境下においても接触式で温度計測が可能な蛍光式光ファイバー温度計（安立計器株式会社製）や、非接触により赤外線や可視光線の強度を測定する放射型温度センサ）と接続し、温度センサの計測結果に基づいて、適宜温度制御を行う構成とすることもできる。
さらに、制御部４０は、予め試験により、食品Ｍの重量および水分量と、食品Ｍの表面温度および内部温度を所定の温度とするための、マイクロ波発振部２０のマイクロ波の出力、冷却器１１による冷気の温度、第１ファン１２および第２ファン３２の風量との関係を記憶しておき、熟成室３３内に設置された重量計や非接触式の水分計から得た食品Ｍの重量や水分量に応じて、マイクロ波発振部２０のマイクロ波の出力、冷却器１１による冷気の温度、第１ファン１２および第２ファン３２の風量を制御する構成とすることもできる。この場合、制御部４０は、操作ボタンやタッチパネル等の入力装置を備えており、食品の種類（たとえば、牛肉、豚肉、鶏肉）や大きさなどの熟成対象食品情報を入力することで食品の表面温度が内部温度よりも高くなるような制御を自動で行うことが開示される。

【0029】

ここで、マイクロ波は誘電加熱により食品内部まで加熱するため、マイクロ波熟成部３０でマイクロ波を照射した場合、食品Ｍの表面に加えて食品Ｍの内部まで加熱することができる。食品Ｍの内部を温めることで食品Ｍの熟成を促進することができるが、食品Ｍの表面を温めることは食品Ｍの表面に付着した菌の増殖を促すこととなる。これに対して、本実施形態に係るマイクロ波熟成装置１では、冷却機構、すなわち、冷却部１０および第２ファン３２の動作により食品Ｍの表面を冷却することで、食品Ｍの表面に付着した菌の増殖を抑制することができる。

【0030】

特に、本実施形態に係るマイクロ波熟成装置１では、加熱機構（マイクロ波発振部２０およびマイクロ波熟成部３０）による食品Ｍの加熱と、冷却機構（冷却部１０および第２ファン３２）による食品Ｍの表面の冷却とを同時に行い、かつ、制御部４０の制御により、食品Ｍの内部温度が表面温度よりも高くなるように、加熱機構および冷却機構の動作が制御されている。より具体的には、制御部４０は、食品Ｍの内部温度が５℃以上、かつ、食品Ｍの表面温度が５℃未満となるように、温度制御を行い、より好適には、食品Ｍの内部温度と表面温度との差が３℃以上となるように、マイクロ波発振部２０の出力、冷却器１１による冷気の温度、第１ファン１２および第２ファン３２による風量を制御する。これにより、マイクロ波熟成装置１では、食品Ｍの熟成時に、食品Ｍの熟成を促進することができるとともに、食品Ｍの表面の菌の増殖を抑制することができる。食品Ｍを熟成している間中、マイクロ波を連続して照射する必要はなく、少なくとも１時間以上（好ましくは３時間以上、より好ましくは５時間以上）、マイクロ波の照射が行なわれる構成とすることができる。

【0031】

ＵＶランプ５０は、紫外線を発生させる装置である。本実施形態では、冷却室１３や熟成室３３を循環する冷気に紫外線を照射することで、冷気中に浮遊する菌を殺菌することができ、食品Ｍの表面や冷却室１３や熟成室３３に存在する菌の増殖をより抑制することができる。また、熟成室３３の一部（少なくともＵＶランプ５０側の一部）の壁部において紫外線が通過する構成としたり、ＵＶランプを熟成室３３に直接設置したりすることもでき、その場合は、食品Ｍの熟成中に、ＵＶランプ５０で発生させた紫外線を、熟成室３３内に置かれた食品Ｍの表面に直接照射することができる。このように、熟成中に、紫外線を食品Ｍの表面に照射することで、食品Ｍの表面に存在する菌の増殖をより抑制することができる。なお、制御部４０は、ＵＶランプ５０の動作も制御することができる。たとえば、制御部４０は、熟成を開始したタイミングまたは熟成室扉３４を（開けた後に）閉じたタイミングから、一定時間（たとえば数時間）、ＵＶランプ５０に紫外線を照射させるように制御を行うことができる。

【0032】

以上のように、本実施形態に係るマイクロ波熟成装置１では、マイクロ波発振部２０から照射されたマイクロ波による食品内部の加熱と、冷却部１０および第２ファン３２による食品表面の冷却とを同時に行い、食品Ｍの表面温度よりも内部温度を高くして、食品Ｍの熟成を行うことで、食品Ｍの表面に存在する菌の増殖を抑制しながら、食品Ｍの熟成を促進することができる。すなわち、従来では、食品Ｍを低温下（たとえば１℃）において熟成させることで、食品Ｍの表面に存在する菌の増殖を抑制しながら熟成を行っていたが、マイクロ波を照射していないため、食品Ｍの内部温度も表面温度と同じ温度となり、熟成に時間がかかってしまう（たとえば３０日～１８０日程度）という問題があった、また、低温でも菌による腐敗が表面から進むため、熟成に時間がかかるとその分、表面をそぎ落とすトリミングの量が多くなり、歩留まりが悪くなるという問題があった。しかしながら、本実施形態に係るマイクロ波熟成装置１では、食品Ｍにマイクロ波を照射しながら熟成することで、食品Ｍの内部を表面と同じく均一に加熱することができるため、マイクロ波発振部２０による食品内部の加熱と、冷却部１０および第２ファン３２による食品表面の冷却とを同時に行うことで、食品Ｍの表面温度を低くしたまま、食品Ｍの内部温度だけを高くすることができる。これにより、従来と比べて、食品Ｍの表面に存在する菌の増殖を抑制することができるとともに、食品の熟成を促進することができる。

【0033】

また、本実施形態に係るマイクロ波熟成装置１では、熟成室３３を冷却しながら熟成室３３内の食品Ｍにマイクロ波を照射する熟成モードに加え、（Ａ）凍結温度より低い温度まで熟成室３３を冷却しながら、熟成室３３内にマイクロ波を照射することにより、熟成室３３内の食品Ｍを凍結しない状態とする超低温保存モード、（Ｂ）凍結温度よりも低い温度まで熟成室３３を冷却しながら、熟成室３３内にマイクロ波を照射することにより、熟成室３３内の食品を過冷却状態とし、次いでマイクロ波の照射を停止して急速凍結する過冷却凍結モード、（Ｃ）熟成室３３を冷却しながら、食品Ｍの表面温度と内部温度の温度が最小限となるように熟成室３３内にマイクロ波の照射出力を制御しながら解凍を行う解凍モード、（Ｄ）熟成室３３の冷却を停止した状態で、熟成室３３内にマイクロ波を照射することにより、食品を低温調理に適した温度に加熱することで低温調理を行う低温調理モードを行うことができる。このように、本実施形態に係るマイクロ波熟成装置１では、食品Ｍの熟成に加えて、食品Ｍを表面から加熱するのではなく、内部も均一に加熱することができるという、マイクロ波の特徴を利用して、従来にはない食品Ｍの保存、凍結、解凍、および調理を行うことができる。

【0034】

≪第２実施形態≫
続いて、第２実施形態に係るマイクロ波熟成装置１ａについて説明する。図２は、第２実施形態に係るマイクロ波熟成装置１ａの一例を示す構成図である。第２実施形態に係るマイクロ波熟成装置１ａでは、図２に示すように、熟成室３３の熟成室扉３４がチョーク構造を有し、外部から開閉可能となっていること以外は、第１実施形態に係るマイクロ波熟成装置１と同様である。第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、説明を割愛する。

【0035】

図２に示すように、第２実施形態に係るマイクロ波熟成装置１ａでは、熟成室３３の熟成室扉３４が直接外部から開閉できるようになっている。また、第２実施形態では、マイクロ波が外部に漏洩することを防止するために、熟成室３３の熟成室扉３４は、チョーク構造を有している。なお、チョーク構造は公知の構造とすることができる。

【0036】

このように、第２実施形態に係るマイクロ波熟成装置１ａでは、外部から直接、熟成室３３内に食品Ｍの出し入れを行うことができる。また、第２実施形態では、熟成室扉３４にチョーク構造を備えることで、外部へのマイクロ波の漏洩を有効に防止することができる。

【0037】

≪第３実施形態≫
続いて、第３実施形態に係るマイクロ波熟成装置１ｂについて説明する。図３は、第３実施形態に係るマイクロ波熟成装置１ｂの一例を示す斜視図であり、図４は、第３実施形態に係るマイクロ波熟成部３０ａの一例を示す斜視図である。図３に示すように、冷却部１０は２つの冷却室１３を有し、各冷却室１３内にはマイクロ波熟成部３０ａ（熟成室３３）がそれぞれ設置されている。

【0038】

マイクロ波熟成部３０ａは、図４（Ａ）に示すように、網皿３７により熟成室３３が上下に分かれた二段構造となっており、食品Ｍを上下それぞれ載置することができる。また、第３実施形態に係るマイクロ波熟成部３０ａでは、図４（Ｂ）に示すように、各段の背面に第２ファン３２が取り付けられており、第２ファン３２の動作により冷却室１３内の冷気が熟成室３３内に送風される。また、マイクロ波熟成部３０ａの両側面の大部分には微小開口３６が開けられており、冷却室１３から熟成室３３の内部に送風され食品Ｍと熱交換を行った空気が、微小開口３６から冷却室１３へと排出されることで、食品Ｍの表面温度を効率良く低くすることができる。

【0039】

また、第３実施形態において、マイクロ波熟成部３０ａの前面は開口となっており、開口の縁部には、チョーク構造３８が形成されている。図３に示すように、冷却室１３の冷却室扉は、熟成室３３の熟成室扉３４と兼用されており、チョーク構造３８によりマイクロ波が外部に漏洩することを有効に防止することができる。扉面をパンチングメタル板と透明な板の２重構造とする事で、マイクロ波の漏洩防止と断熱機能を有したまま、熟成室３３内部の食品Ｍの熟成進行度等を、扉を開けずに確認できる構造にしても良い。透明な板の材質は特に制限はなく、例えばガラスやポリカーボネイト樹脂等が良い。また、透明な板を空気層ができるように、２枚重ねた構造にすることで断熱機能が向上した構造とすることができる。

【0040】

第３実施形態においては、マイクロ波熟成部３０ａの上面に、照射口３１と照明部３９とが配置されている。照射口３１は、第１実施形態と同様に、熟成室３３内にマイクロ波を照射する。また、照明部３９は、熟成室３３内を照明するＬＥＤ光源を有し、たとえば熟成室扉３４が開かれた場合に、熟成室３３内を照明する。

【0041】

以上のように、第３実施形態に係るマイクロ波熟成装置１ｂは、冷却室１３および熟成室３３をそれぞれ２つずつ有するため、一度に熟成できる食品Ｍの量を多くすることができる。また、熟成室３３は上下二段に分かれており、各段について第２ファン３２を備えることで、熟成させる食品Ｍの量が多い場合でも、食品Ｍの表面温度を適切に低くすることができる。さらに、第３実施形態では、市販の冷蔵庫を冷却部１０として利用することができるため、製造コストを低減することもできる。

【0042】

≪試験例≫
発明者は、本発明に係るマイクロ波熟成装置による食品の熟成効果を確認するために、以下の試験を行った。具体的には、第１実施形態に係るマイクロ波熟成装置１と同様の構成の試作機を製作し、各試験を行った。なお、以下の試験例１～３では、牛モモ肉約３００ｇ（試験例４では約７００ｇ）をマイクロ波熟成部に入れて１００Ｗ以下のマイクロ波により照射して試験を行った。また、冷却部１０の内部の温度は－２℃、牛モモ肉表面の温度は－１～＋２℃、牛モモ肉内部の温度は＋８℃となるように、マイクロ波発振器のマイクロ波の出力、冷却器の冷気の温度、第１ファンおよび第２ファンの風量を制御して試験を行った。第２ファンの風量は、０．５～１．０m／秒の範囲で制御した。

【0043】

（試験例１）
まず、マイクロ波を熟成９日目まで連続して照射し、熟成日数ごとにアミノ酸含有量を測った。その計測結果を図５および図６に示す。図５は、試験例１における熟成日数ごとのアミノ酸含有量の測定結果であり、図６は、図５に示す測定結果のグラフである。アミノ酸総量に着目すると、当初（０日）のアミノ酸総量は３７５．４ｍｇ／１００ｇであり、熟成６日目のアミノ酸総量は７４５．９ｍｇ／１００ｇであり、熟成９日目のアミノ酸総量は１１２８．１ｍｇ／１００ｇとなった。これらの結果から分かるように、マイクロ波を牛モモ肉に照射することで、アミノ酸総量が、熟成６日間で約２倍、熟成９日間で約３倍まで増加した。

【0044】

（試験例２）
次いで、試験例２では、（Ａ）熟成前の牛モモ肉、（Ｂ）マイクロ波を照射せずに７日間熟成させた牛モモ肉、（Ｃ）７日間の熟成においてマイクロ波を熟成開始から６時間だけ照射した牛モモ肉、（Ｄ）７日間の熟成においてマイクロ波を熟成開始から２０時間だけ照射した牛モモ肉について、７日間熟成後のアミノ酸含有量（（Ａ）については熟成前の牛モモ肉のアミノ酸含有量）を測定した。図７は試験例２における上記（Ａ）～（Ｄ）のアミノ酸含有量の測定結果であり、図８は、図７に示す測定結果のグラフである。

【0045】

アミノ酸総量に着目した場合、図７および図８に示すように、（Ａ）熟成前の牛モモ肉に対して、（Ｂ）マイクロ波を照射せずに７日間熟成させた牛モモ肉では、アミノ酸総量が４４．９ｍｇ／１００ｇ増加した。一方、（Ａ）熟成前の牛モモ肉に対して、（Ｃ）７日間の熟成においてマイクロ波を６時間だけ照射した牛モモ肉では、アミノ酸総量が９６．５ｍｇ／１００ｇ増加し、（Ｄ）７日間の熟成においてマイクロ波を２０時間だけ照射した牛モモ肉では、アミノ酸総量が２３２．５ｍｇ／１００ｇ増加した。このように、（Ｂ）マイクロ波を照射せずに７日間熟成させた場合と比べて、（Ｃ）７日間の熟成においてマイクロ波を６時間だけ照射した場合、および（Ｄ）７日間の熟成においてマイクロ波を２０時間だけ照射した場合では、それぞれ、アミノ酸総量が大幅に増加することが分かった。また、マイクロ波の照射時間が長いほど、アミノ酸総量が大きくなる傾向にあることが分かった。

【0046】

（試験例３）
次に、マイクロ波を照射しない通常の熟成方法と、マイクロ波を照射した本発明に係る熟成方法とにおける、グルタミン酸の含有量を、７日間熟成させた場合の熟成日数ごとに測定した測定結果を、図９に示す。グルタミン酸は、うま味に関連するアミノ酸であり、牛肉のうま味を示す指標ともなる。なお、通常の熟成方法において熟成させた牛肉と、本実施形態に係るマイクロ波を照射させて熟成させた牛肉とは、肉の種類が異なるため、図９に示すように、熟成当初のグルタミン酸の含有量は異なっている。

【0047】

図９に示すように、マイクロ波を照射した場合には、マイクロ波を照射しない場合と比べて、グルタミン酸の含有量は大幅に増加した。具体的には、マイクロ波を照射しない従来の熟成方法では７日間熟成でグルタミン酸の含有量が１．５２倍となったが、マイクロ波を照射した本実施形態に係る熟成方法では７日間熟成でグルタミン酸の含有量が２．６０倍と大幅に増加した。また、マイクロ波を照射した場合には、熟成期間が経つほど、グルタミン酸の増加量（増加幅）が多くなる傾向にあることが分かった。

【0048】

（試験例４）
次に、（Ｅ）マイクロ波を連続照射して７日間熟成させた牛モモ肉と、（Ｆ），（Ｇ）マイクロ波を照射せずに７日間熟成させた牛モモ肉とについて、官能試験を行った。図１０は、試験例４における各サンプルの熟成条件を説明するための図である。図１０に示すように、（Ｅ）マイクロ波を連続照射して７日間熟成させた牛モモ肉では、冷却室の温度が－２℃、牛モモ肉の表面温度が２℃、牛モモ肉の内部温度が８℃となるように温度制御して熟成を行った。また、マイクロ波を照射せずに７日間熟成させた牛モモ肉のうち、（Ｆ）は、冷却室の温度が－２℃、牛モモ肉の表面温度が－２℃、牛モモ肉の内部温度が－２℃となるように温度制御して熟成を行い、（Ｇ）は、冷却室の温度が８℃、牛モモ肉の表面温度が８℃、牛モモ肉の内部温度が８℃となるように温度制御して熟成を行った。

【0049】

図１１に、試験例４の官能試験の結果を示す。なお、当該官能試験は、一般社団法人 食肉科学技術研究所において専門家３名により実施した。また、当該官能試験においては、熟成させていない牛モモ肉を基準（ゼロ点）とし、不快臭、異味、熟成風味、コク、うま味、ジューシーさ、やわらかさ、総合の各項目について、－３点から＋３点の７段階評価を行った。

【0050】

その結果、熟成をしていない牛モモ肉（基準）に比べて、（Ｅ）マイクロ波を連続照射して７日間熟成させた牛モモ肉、および、（Ｆ），（Ｇ）マイクロ波を照射せずに７日間熟成させた牛モモ肉において、熟成風味、コク、うま味、ジューシーさが高くなり、総合評価も高くなった。また、（Ｅ）マイクロ波を連続照射して７日間熟成させた牛モモ肉と、（Ｆ），（Ｇ）マイクロ波を照射せずに７日間熟成させた牛モモ肉とを比べると、（Ｅ）マイクロ波を連続照射して７日間熟成させた牛モモ肉では、コク、うま味、ジューシーさ、軟らかさがより高く評価され、総合評価もより高くなった。特に、（Ｅ）マイクロ波を連続照射して７日間熟成させた牛モモ肉では、熟成をしていない牛モモ肉（基準）に比べて、コクやうま味が、大幅に高い評価となった。

【0051】

このように、（Ｅ）マイクロ波を連続照射して７日間熟成させた牛モモ肉では、（Ｆ），（Ｇ）マイクロ波を照射せずに７日間熟成させた牛モモ肉と比べて、官能的にも、コク、うま味、ジューシーさ、軟らかさが増し、牛モモ肉が美味しくなることが分かった。

【0052】

なお、試験例４で熟成させた（Ｅ）～（Ｇ）の牛モモ肉については、細菌検査が行われ、Ｅ．Ｃｏｌｉ数が３０未満（１００ｇ当り）、腸内細菌科菌群数が１０未満（ｃｆｕ／ｇ）であることが確認された。

【0053】

（試験例５）
試験例５では、低温調理モードによるサーモンの低温調理を行った。図１２（Ａ）は、試験例５における低温調理モードでの温度制御方法を説明するための図であり、（Ｂ）は、試験例５において低温調理したサーモンの写真を示す図である。試験例５では、図１２（Ａ）に示すように、サーモンの内部温度を測定するための内部温度センサを設置した。なお、内部温度センサは、マイクロ波の影響を抑制するために、シース部（熱電対）のシース長さは４８ｍｍ未満とし、シース径はφ２．５ｍｍ未満とした。そして、サーモンの内部温度が４０℃となるように、熟成室３３の冷却を停止した状態で、熟成室３３内にマイクロ波を照射した。その結果、図１２（Ｂ）に示すように、サーモンを低温で調理することができた。

【0054】

（試験例６）
試験例６では、抽出モードによるコーヒーの抽出を行った。具体的に、試験例６では、コーヒー豆１６ｇを２５％エタノール水溶液５０ｍｌに浸漬させ、２５％エタノール水溶液を溶媒として、７２時間、コーヒーの抽出を行った。ここで、図１３（Ａ）は、本実施形態における抽出モードにより、熟成室３３を冷却しながら、熟成室３３内にマイクロ波を連続照射することで、熟成室３３の温度（外部温度）を０℃とし、コーヒー豆を含む２５％エタノール水溶液の温度を１０℃で維持して抽出を行った例を示す。また、図１３（Ｂ）は、マイクロ波を照射せずに、熟成室３３の温度を１０℃として（コーヒー豆を含む２５％エタノール水溶液の温度も１０℃として）抽出を行った例を示す。図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、本実施形態における抽出モードにより抽出した（Ａ）の例では、マイクロ波を照射せずに抽出を行った（Ｂ）の例と比べて、コーヒーの抽出速度が速いことがわかる。また、実施例６では、コーヒー豆を用いて抽出モードの試験を行ったが、抽出モードはコーヒーの抽出に限定されず、たとえば茶葉や果実酒の抽出にも使用することができる。

【0055】

（試験例７）
試験例７では、解凍モードにより、冷凍した魚肉（スズキ）の解凍を行った。具体的には、生魚のスズキの刺身約１５０ｇを２分割し、－２０℃で凍結した後、それぞれ解凍を行った。ここで、図１４（Ａ）は、本実施形態における解凍モードにより、熟成室３３の温度（外部温度）を－５℃に冷却しながら、熟成室３３内に１Ｗのマイクロ波を連続照射して解凍を行った場合の解凍後の写真を示し、図１４（Ｂ）は、マイクロ波を照射せずに、チャック付きのビニール袋に入れ、熟成室３３の温度を０℃として１日かけて解凍を行った場合の解凍後の写真を示す。また、表１には、解凍前後のスズキの重量および流れ出たドリップの量を示す。

【表1】

【0056】

表１に示すように、本実施形態における解凍モードにより解凍した実施例では、マイクロ波を照射せずに解凍を行った比較例と比べて、解凍速度が速く、また、ドリップの量が少ないことがわかった。具体的には、熟成室３３の温度を０℃として解凍した場合には解凍に１日程度かかったのに対して、本実施形態に係る解凍モードにより解凍した場合には６．５時間程度でスズキを解凍できた。また、表１に示すように、熟成室３３の温度を０℃として解凍した場合のドリップ量は０．７ｇとなり、全体重量の約１％がドリップとして流出した。一方、本実施形態に係る解凍モードにより解凍した場合のドリップ量は０．１ｇとなり、全体の約０．１％の流出に抑えられた。なお、本実施形態における解凍モードでは、凍結したスズキをチャック付きのビニール袋に入れずに実施しており、スズキに含まれる余分な水分を蒸発させる効果も併せ持っている。

【0057】

以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。

【0058】

たとえば、上述した実施形態に加えて、活性炭フィルターを熟成室３３または冷却室１３内にさらに備える構成とすることができる。活性炭フィルターにより熟成室３３または冷却室１３の臭いを除去することができる。

【0059】

また、上述した実施形態に加えて、熟成室３３に載置された食品Ｍの重量を測定する測定器を、熟成室３３の下部に備える構成としてもよい。この場合、食品の重量変化に基づいて、食品の熟成度合を判断し、ユーザに提示する構成としてもよい。また、非接触式の水分計をさらに備え、食品の重量変化および食品の水分量変化に応じて、食品の熟成度合を判断する構成とすることもできる。

【0060】

さらに、上述した実施形態では、マイクロ波の周波数を２．４～２．５ＧＨｚ（ＩＳＭ周波数帯）とする構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば３００ＭＨｚ～３００ＧＨｚの範囲の周波数を用いることも可能である。

【符号の説明】

【0061】

１，１ａ，１ｂ…マイクロ波熟成装置
１０…冷却部
１１…冷却器
１２…第１ファン
１３…冷却室
２０…マイクロ波発振部
２１…ケーブル
３０,３０ａ…マイクロ波熟成部
３１…照射口
３２…第２ファン
３３…熟成室
３４…熟成室扉
３５…第１微小開口
３６…第２微小開口
３７…網皿
３８…チョーク構造
３９…照明部
４０…制御部
５０…ＵＶランプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】