特表 2022-535501 高糖含量液体の真空マイクロ波乾燥

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-09

(54)【発明の名称】高糖含量液体の真空マイクロ波乾燥

(51)【国際特許分類】

   F26B 3/347 20060101AFI20220802BHJP

   F26B 5/04 20060101ALI20220802BHJP

   F26B 25/00 20060101ALI20220802BHJP

   A23L 3/54 20060101ALI20220802BHJP

   A23L 3/40 20060101ALI20220802BHJP

   A23L 29/30 20160101ALI20220802BHJP

   A23G 3/32 20060101ALI20220802BHJP

   A23C 9/18 20060101ALI20220802BHJP

【ＦＩ】

F26B3/347

F26B5/04

F26B25/00 A

A23L3/54 A

A23L3/40 D

A23L29/30

A23G3/32

A23C9/18

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021564803

(86)(22)【出願日】2019-06-14

(85)【翻訳文提出日】2021-11-01

(86)【国際出願番号】 CA2019050850

(87)【国際公開番号】W WO2020248040

(87)【国際公開日】2020-12-17

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510089351

【氏名又は名称】エンウェイブ コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＥＮＷＡＶＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ジャン，グォポン

(72)【発明者】

【氏名】ナイツ，ブラッデン

(72)【発明者】

【氏名】アハメド，シャフィック

【テーマコード（参考）】

3L113

4B001

4B014

4B022

4B041

【Ｆターム（参考）】

3L113AA01

3L113AB07

3L113AC13

3L113AC23

3L113AC78

3L113BA16

3L113CA04

3L113CA10

3L113CB08

3L113CB15

3L113CB35

3L113DA24

4B001AC02

4B001BC04

4B001BC08

4B001BC10

4B001DC01

4B001EC09

4B014GE01

4B014GG07

4B014GP14

4B014GP23

4B014GP27

4B022LA04

4B022LB09

4B022LR05

4B022LR07

4B041LC10

4B041LD07

4B041LD08

4B041LE10

4B041LK09

4B041LK21

4B041LK22

4B041LK37

4B041LK39

4B041LP02

4B041LP08

(57)【要約】

糖度の高いハチミツや糖蜜等の食品を真空マイクロ波チャンバで乾燥させる方法に関する。当該方法は、食品を真空チャンバに装填する工程及び食品にマイクロ波を照射しながら、真空チャンバ内で食品を４５～２５０トール（６０～３３３ミリバール）の真空圧力に曝す工程を含む。当該方法により、食品が乾燥し、多孔質構造が形成される。当該方法により、発泡を最小限に抑制し、かつ、燃焼を阻止する温度で当該食品を乾燥させつつ、水分含有量を極めて低レベルにまで低下させることができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

糖含量が少なくとも２０質量％である食品を脱水する方法であって、以下の：
（ａ） 食品を真空チャンバへ装填する工程；
（ｂ） 前記食品を前記真空チャンバ内で４５～２５０トール（６０～３３３ミリバール）の真空圧力に曝す工程；
（ｃ） 工程（ｂ）で、前記食品にマイクロ波を放射して、前記食品を脱水させる工程；かつ
（ｄ） 脱水された前記食品を前記真空チャンバから搬出する工程；
を含む方法。

【請求項2】

前記食品の糖含量が、２０～８５質量％の範囲である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記食品の糖含量が、少なくとも４０質量％である、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記食品の糖含量が、４０～８０質量％の範囲である、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記工程（ｂ）の圧力は、５０～２５０トールの範囲である、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記工程（ｂ）における圧力は、５０～２００トールの範囲である、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記工程（ｂ）における圧力は、５０～１００トールの範囲である、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記脱水された食品の水分含有量は、０～１０質量％の範囲である、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記脱水された食品の水分含有量は、１～４質量％の範囲である、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記工程（ｃ）における前記食品の温度は、７５～１２５℃の範囲である、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記工程（ｃ）における前記食品の温度は、９０～１１０℃の範囲である、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記真空チャンバ内における前記食品の滞留時間は、３０～９０分の範囲である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記真空チャンバ内における前記食品の滞留時間は、４０～７０分の範囲である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記マイクロ波の放射における電力密度は、前記食品の１００～３０００ｋＷ／ｋｇの範囲である、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記工程（ａ）の前に、さらに、前記食品にマルトデキストリンを添加する工程を含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記マルトデキストリンは、前記食品の５～３０質量％の範囲である、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記方法は、連続スループットベースで行われる、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

さらに、前記脱水された食品を粉砕して粉末を形成する工程を含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

前記食品は粘稠液を含む、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項20】

前記脱水された食品は多孔質である、請求項１～１９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項21】

前記食品は、蜂蜜、糖蜜、メープルシロップ、アガベシロップ、カラメル、コーンシロップ、デートシロップ、及び加糖コンデンスミルクからなる群より選択される、請求項１～２０のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハチミツ及び糖蜜等の糖度の高い食品を乾燥させる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

有機材料の脱水は、貯蔵用の製品を保存するか、又は脱水形態で用いられる製品、例えば乾燥ハーブ及び種々の種類のチップ、の作製のため、食品加工産業では一般的に行われる。真空マイクロ波脱水による食品の脱水が知られている。特許文献におけるこの例としては、特許文献１～５があげられる。真空マイクロ波乾燥は、空気乾燥製品及び凍結乾燥製品と比較して、生成した製品の品質を改善することができる迅速な方法である。当該乾燥は減圧下で行われるため、水の沸点及び大気中の酸素含有量が低下して、酸化及び熱分解に敏感な栄養成分を高度に保持することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００９／０４９４０９号

【特許文献2】国際公開第２００９／０３３２８５号

【特許文献3】国際公開第２０１１／０８５４６７号

【特許文献4】国際公開第２０１３／０１０２５７号

【特許文献5】国際公開第２０１４／０８５８９７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

広範囲の食品を真空マイクロ波処理によって乾燥することができるが、先行技術では、高糖含有液体食品の乾燥には成功していない。糖含量が２０質量パーセントを超える食品は、通常、粘稠液の形態である。当該食品を真空マイクロ波乾燥する場合、従来から用いられている真空圧力で印加すると、発泡や飛沫をおこしてしまう。また、真空チャンバ内で当該食品の構造が崩壊し、食品を燃焼させなければ除去できない水分が溜まる。このように、食品加工分野では、高糖含有食品を効果的に乾燥させる方法に対する要望がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明者らは、４５～２５０トール（６０～３３３ミリバール）の範囲の真空圧力を含む加工条件を用いて、真空マイクロ波乾燥を用いて高糖含有食品を乾燥させて、商業的に許容される食品を製造することができることを見出した。驚くべきことに、これは、水分含有量を非常に低いレベルにまで低減しつつ、当該食品の泡立ちを最小化するか又は防止し、当該食品の燃焼を阻止する温度で乾燥させることが見出された。

【0006】

本発明の一実施形態では、糖含量が少なくとも２０質量％である食品を脱水する方法が提供され、その方法は、以下の：（ａ）食品を真空チャンバへ装填する工程；（ｂ）前記食品を前記真空チャンバ内で４５～２５０トール（６０～３３３ミリバール）の真空圧力に曝す工程；（ｃ）工程（ｂ）で、前記食品にマイクロ波を照射して、前記食品を脱水させる工程；かつ（ｄ）脱水された前記食品を前記真空チャンバから搬出する工程；を含む。

【0007】

本発明の当該及び他の態様及び特徴は、特定の実施形態の以下の説明から明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の方法を実施するのに適する真空マイクロ波脱水装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の方法は、真空マイクロ波装置を用いて高糖含有食品を脱水する。一般的には、これは、食品を選択した真空圧力に曝し、選択した滞留時間の間真空チャンバ内でマイクロ波の放射に曝し、それによって当該食品を加熱し、水分を所望のレベルに低下させることにより、行われる。一実施形態では、当該プロセスは、連続スループットベースで行われ、この場合、当該食品は、真空チャンバに供給され、選択した滞留時間において、入力端から出力端まで真空チャンバを通って搬送され、その間、マイクロ波発生器は、当該食品にマイクロ波を照射する。他の実施形態では、当該プロセスは、当該真空チャンバを装填し、当該食品を処理した後、当該真空チャンバを開いて乾燥食品を搬出することにより、バッチベースで行われる。所望であれば、当該乾燥食品を粉砕して粉末を形成することもできる。

【0010】

本発明による加工に適した食品の糖含量は、２０～８５質量％の範囲、又は４０～８０質量％の範囲の高糖含量である。例えば、蜂蜜及び糖蜜は、約８０質量％、コーンシロップは約７５質量％、及び加糖コンデンスミルクは、約５０質量％の糖含量である。これは、真空マイクロ波乾燥を用いて加工される他のほとんどの食品は、通常１０質量％未満の糖類であるが、それよりも糖含量がはるかに高い。本発明による加工用高糖含有食品は、通常粘稠液の形態である。当該プロセスでは、真空チャンバ内で約４５～２５０トール（６０～３３３ミリバール）、あるいは５０～２５０トール（６６．７～３３３ミリバール）、あるいは５０～２００トール（６６．７～２６７ミリバール）、あるいは５０～１００トール（６６．７～１３３ミリバール）の真空圧力を用いる。本発明者らは、約４５トール未満、又は５０トール未満で高糖含有食品を加工すると、当該食品を乾燥させるのに適したいかなるマイクロ波電力密度における真空マイクロ波乾燥中で、制御不能な発泡が生じること；かつ、２５０トールを超える真空圧力で加工する場合、粘稠液を好ましい多孔質構造になるように乾燥させることができないと判断した。４５～２５０トールの範囲の圧力により、高糖含有食品の泡立ち及び飛散が制御され、当該食品構造の崩壊が防止され、乾燥すると当該食品の水分含有量が低くなり、最終製品を均一に形成するのに適することが見いだされた。当該食品は、当該真空チャンバ内で、当該食品を燃焼させるのに十分ではないが、適当な乾燥を確実にするのに十分な温度で乾燥する。例えば、乾燥中の当該食品の適当な温度は、７５～１２５℃、あるいは９０～１１０℃の範囲である。

【0011】

適当なマイクロ波電力密度は、食品１ｋｇ当たり１００～３０００ｋＷの範囲である。電力密度がより低い場合、最終的には当該食品は乾燥するものの、商業的に実用的になるまでに必要な乾燥時間は極めて長い。電力密度がより高い場合、乾燥中に高糖含有液体の過剰な泡立ち又は飛沫を引き起こすことが測定されている。

【0012】

ある実施形態では、マルトデキストリンは、乾燥前に食品に添加される。例えば、５～３０質量％が添加されてよい。これは、乾燥プロセスを補助し、かつ、細孔分布がより均一で、より多孔質の均一に乾燥された生成物を生成するために判断されている。

【0013】

高糖含有材料を乾燥に最も適する真空チャンバ内における滞留時間は、３０～９０分の範囲、あるいは４０～７０分であることが見いだされた。脱水工程後、乾燥した生成物は真空チャンバから排出される。乾燥材料の最終水分レベルは、０～１０質量％の範囲でありえ、あるいは１～４質量％の範囲でありえる。

【0014】

一の実施形態では、脱水プロセスは、圧力が大気圧未満である連続スループット真空マイクロ波乾燥装置を用いて行われ、マイクロ波発生器は、一定又は可変エネルギー出力で当該食品に照射するように配置される。乾燥される食品は、その入力端で真空チャンバ内に装填され、真空チャンバを通ってその出力端まで移動する。その後、脱水された当該食品は、真空チャンバの出力端から排出される。

【0015】

図１は、連続スループットベースでプロセスを実行する装置を概略的に示す。真空マイクロ波脱水機１０は、材料を導入する入力端１４と、乾燥生成物を搬出する出力端１６と備える真空チャンバ１２を備える。第１のエアロック１８が入力端に配置され、第２のエアロック２０が出力端に配置されて、当該食品を搬入及び搬出する。コンベア２２が、通常一定の速度で、トレイ上の材料を、真空チャンバの入力端から出力端まで搬送するように設けられる。マイクロ波源２４は、マイクロ波エネルギーを真空チャンバ内に照射するように構成される。真空源２６は、真空チャンバ内の圧力を大気圧以下に低下させるために真空チャンバに動作可能に接続されている。

【0016】

乾燥装置１０は、コンデンサ、冷却ユニット、真空ポンプ、水負荷システム、及びコンベア駆動モータ、マイクロ波発生器、真空ポンプ、冷媒ポンプ、及びエアロックの制御を含む、システムの動作を制御するプログラマブルロジックコントローラを含む、真空マイクロ波脱水機に通常必要な構成要素を含む。

【0017】

本発明の方法の実施に適する真空マイクロ波脱水器の例は、商標ｑｕａｎｔＡＲＥＶの下でカナダブリティッシュコロンビア州デルタのエンウェーブ社から市販されている、特許文献３に開示される進行波型装置である。当該装置を用いて、高糖含有食品をトレイ上の真空チャンバに供給し、真空圧力及びマイクロ波の放射に曝し、コンベヤベルト上のマイクロ波透過性ウインドウを横切って搬送する。

【0018】

本発明の方法による脱水に適した食品としては、蜂蜜、糖蜜、メープルシロップ、アガベシロップ、カラメル、コーンシロップ、デートシロップ及び加糖コンデンスミルク、ならびに他の糖質粘稠液が含まれる。

【実施例1】

【0019】

対照として、初期水分含有量が約２５質量％である１３３グラムのデートシロップの試料を、真空圧力２５トール及びマイクロ波電力レベル１２００Ｗの真空マイクロ波装置中で処理した。３０秒以内に発泡が始まり、皿があふれた。完成品になるまで乾燥できなかった。

【実施例2】

【0020】

重さ６９ｇで、初期水分含有量が２０質量％の蜂蜜の試料をバッチ式マイクロ波乾燥器で処理した。真空圧力は６０±２トールであった。マイクロ波出力電力は１２００Ｗで一定であった。滞留時間は５２分であった。生成物の泡立ちや燃焼（焦げ付き）は観察されなかった。当該食品の最終温度は１００℃であった。最終生成物質量は５６．５ｇであり、最終水分含有量は２．３質量％であった。当該食品を均一な多孔質構造に乾燥すると、粉末状に容易に粉砕することができた。

【実施例3】

【0021】

質量７，８５５ｇで、初期水分含有量が約１５～２０質量％の蜂蜜（マヌカ）の試料を、パーチメントで裏打ちしたトレイに注ぎ、連続スループット真空マイクロ波乾燥器（エンウェーブ社製クオンタＲＥＶ機）で処理した。真空圧力は９０±５トールであった。マイクロ波出力電力は４ｋＷで一定であった。滞留時間は４０分であった。生成物の泡立ちや燃焼は観察されなかった。当該食品の最終温度は１０４℃であった。最終生成物質量は６，５８２ｇであり、最終水分含有量は２．５質量％であった。生成物を乾燥して均一な多孔質構造にした。

【実施例4】

【0022】

質量１３６．５ｇで、初期水分含有量が約２２～２５質量％である白色コーンシロップの試料を、パーチメントで裏打ちしたトレイに注ぎ、バッチ式真空マイクロ波乾燥器で処理した。真空圧力は８０±２トールであった。マイクロ波出力電力は１２００Ｗで一定であった。滞留時間は６０分であった。生成物の泡立ちや燃焼は観察されなかった。当該食品の最終温度は７７℃であった。最終生成物質量は１０６．９ｇであり、最終水分含有量は２．６質量％であった。生成物を乾燥して均一な多孔質構造にした。

【実施例5】

【0023】

白色コーンシロップ試料を２０質量％のマルトデキストリンと混合した。混合試料の質量は９５．２ｇであり、初期水分含有量は約２０質量％であった。それをパーチメントで裏打ちしたトレイに注ぎ、バッチ式真空マイクロ波乾燥器で処理した。真空圧力は８０±２トールであった。マイクロ波出力電力は、１６００Ｗで一定であった。滞留時間は５０分であった。生成物の泡立ちや燃焼は観察されなかった。当該食品の最終温度は７７℃であった。最終生成物質量は７６．４ｇであり、最終水分含有量は１．５質量％であった。当該食品を発泡スチロールの構造に類似するケーキに乾燥させた。マルトデキストリンは、より均一な細孔分布をもたらす当該構造形成を促進するように観察された。

【実施例6】

【0024】

１３３ｇの質量で、初期水分含有量が約２５質量％であるデートシロップの試料を、バッチ式真空マイクロ波乾燥器で処理した。真空圧力は５０±２トールであった。マイクロ波出力は、２０分間は８００Ｗ、その後の２５分間は１６００Ｗ、その後の１０分間は２４００Ｗであった。生成物の燃焼は観察されなかった。当該食品の最終温度は１０５℃であった。最終生成物質量は１０１．１ｇであり、最終水分含有量は１．６質量％であった。生成物を乾燥して均一な多孔質構造にした。

【実施例7】

【0025】

質量が１２７．９ｇで、初期水分含有量が約２０質量％の糖蜜の試料を、パーチメントで覆ったトレイに注ぎ、バッチ式マイクロ波乾燥器で処理した。真空圧力は８０±２トールであった。マイクロ波出力電力は６０分間１２００Ｗであり、続いて７００秒間２０００Ｗであった。発泡及び当該食品の燃焼は観察されなかった。当該食品の最終温度は１１０℃であった。最終生成物質量は１０３．９ｇであり、最終水分含有量は１．５質量％であった。生成物を乾燥して均一な多孔質構造にした。

【実施例8】

【0026】

糖蜜の試料を２０質量％のマルトデキストリンと混合した。混合試料の質量は９２．５ｇで、初期水分含有量は約１８質量％であった。それをパーチメントで裏打ちしたトレイに注ぎ、バッチ式真空マイクロ波乾燥器で処理した。真空圧力は８０±２トールであった。マイクロ波出力電力は、１６００Ｗで一定であった。滞留時間は５０分であった。生成物の泡立ちや燃焼は観察されなかった。当該食品の最終温度は１００℃であった。最終生成物質量は７６．５ｇであり、最終水分含有量は０．８質量％であった。マルトデキストリンは最終生成物構造の形成を促進するように観察された。

【実施例9】

【0027】

質量５６．９ｇ、初期水分含有量約２５質量％のイーグル・ブランド（商標）加糖コンデンスミルクの試料を、バッチ式真空マイクロ波乾燥器で処理した。真空圧力は６０±２トールであった。マイクロ波出力電力は、１０分間は１２００Ｗであり、その後の３０分間は２０００Ｗであった。発泡及び当該食品の燃焼は観察されなかった。当該食品の最終温度は９０℃であった。最終生成物質量は４３．２ｇであり、最終水分含有量は１．２質量％であった。生成物を乾燥して均一な多孔質構造にした。
上記開示に照らして当業者に明らかなように、本発明の範囲から逸脱しないように、本発明の実施において多くの変更及び修正が可能である。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲に従って解釈される。

【図1】

【国際調査報告】