JP4635144B2

JP4635144B2 - 食用精製微粉炭の製造方法

Info

Publication number: JP4635144B2
Application number: JP2005096984A
Authority: JP
Inventors: 正樹長谷川; 洋子谷口; 剛日比野; 一男野田; 好弘世古
Original assignee: Mie Prefecture
Current assignee: Mie Prefecture
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: JP2006273674A

Description

本発明は羊羹やクッキー等の食品、或いは錠剤やカプセルといった医薬品,保健機能食品などに添加される食用精製微粉炭の製造方法に関する。

炭には人体の腸内ガスや有毒物質の吸着作用があり、体のなかに蓄積された不純物を吸着して体外に便と一緒に排出する働きがある。第１４改正日本薬局方にも止しゃ剤,整腸剤に「薬用炭」の薬品名が存在し、下痢症、消化管の異常発酵によるガス生成の吸着に用いられ、胃疾患には０.６〜１.０ｇ、腸疾患には４〜６ｇ又はそれ以上用いられるとしている。また、竹炭は食品衛生法の既存添加物(平成8年厚生省告示120号)として使用が認められている化学的合成品以外の添加物４８９品目のうちの一つになっており、食用炭及びこれを配合した食品等の発明技術が提案されている(例えば特許文献１,２参照。)。

特開２００４−１２１２３８公報登録実用新案公報３０９２８５４号公報

特許文献１には「食品に添加する食用炭であって、自然乾燥させた竹を５０〜６０℃で燻製処理した未炭化材を得る燻製処理工程と、該未炭化材を着火し窯内温度８００〜１１００℃で精練して炭化させた後、徐冷して原料炭を得る精練工程と、得られた原料炭を粗粉砕して粒径２〜５ｍｍの粉末を得る粗粉砕工程と、この粉砕工程で得られた粉末を、乾式振動ミルを用いて粉砕し、この粉砕物を、粒度上限を設定した第１メッシュフィルタに通し、さらに粒度下限を設定した第２メッシュフィルタで取り除いて得られた粒径１０〜３０μ、２０〜４０μｍの微粉末を得る微粉末工程を経て得られたことを特徴とする食用炭」が開示され、特許文献２には「自然乾燥させた略５０〜６０℃で燻製熱処理した未炭化材を得、該未炭化材を着火し窯内温度略８００〜１１００℃で精練して炭化させた後、徐冷して、原料特性に合わせて窯出し、それを衝撃,剪断,気流の働きで粉砕して、原料特性に合わせて略０.５ミクロン〜５ミリメートルの粒度に加工してなることを特徴とする食用炭」が開示されている。

しかし、特許文献１,２には以下のような問題があった。特許文献１,２に基づいて微粉末の食用炭を製造しても、食品に混ぜて均一化させるのが困難になる場合があった。食品を作る場合、食用炭は原材料と共に水に混ぜ合わせるのが一般的であるが、食用炭の粒度を整えても水への分散性が悪かった。特許文献１,２も含めて、これまでの食用炭の微粉末は水などに入れ十分撹拌しても、うまく分散せずに所々に粒状の塊(通称「ダマ」)ができてしまう不具合があった。その結果、食品が出来上がった際にも微粒状の食用炭が部分的に凝集した塊が出来てしまい品質が低下した。さらに炭の均一分散がなされても、炭の粒度が粗いと食したときにザラザラ感があり、食感を悪くする問題があった。

本発明は上記問題点を解決するもので、水への分散性を良好にして食品に均一に混ぜ合わせ、さらに食品の中に炭が配合されても歯ざわりの良い食用精製微粉炭の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明の要旨は、微粉炭を強酸性電解水中に浸漬し、撹拌後、該微粉炭のうち強酸性電解水に沈降する沈殿物のみを取出し、これを乾燥させて食用精製微粉炭にすることを特徴とする食用精製微粉炭の製造方法にある。ここで、「微粉炭を強酸性電解水中に浸漬」に係る「強酸性電解水」とは、原水(原則として日本国内の水道水)に食塩(塩化ナトリウム純度９９％以上、かつ添加物を含まない)を微量添加した食塩水(NaCl ０.１％以下)を有隔膜式電解槽内で電気分解して、陽極側から得られる次亜塩素酸を主生成成分とする酸性の水溶液であって、且つ陽極側に生成されるpH３以下の酸性の水溶液をいう。
請求項２の発明たる食用精製微粉炭の製造方法は、請求項１で、強酸性電解水のpHが２.２〜２.４の範囲内であることを特徴とする。
請求項３の発明たる食用精製微粉炭の製造方法は、請求項２で、微粉炭を、竹炭が原材料でこれを粉砕且つ篩過して粒径が３０μｍ以下のものとしたことを特徴とする。

請求項１の発明のように、微粉炭を強酸性電解水中に浸漬し、撹拌後、該微粉炭のうち強酸性電解水に沈降する沈殿物のみを取出し、これを乾燥させて食用精製微粉炭にすると、水への分散性が良好な精製微粉炭となる。食品に精製微粉炭を均一に混ぜ合わせて、微粉炭の塊ができない品質良好な商品を容易に作ることができる。
請求項２の発明のように、強酸性電解水のpHが２.２〜２.４の範囲内であると、水への分散性が良好な精製微粉炭を安定して確保できる。
請求項３の発明のように、微粉炭を、竹炭が原材料でこれを粉砕且つ篩過して粒径が３０μｍ以下のものとすると、炭の粒度が細かいので、食したときにザラザラ感がなくなる。また竹炭からなる微粉炭とすると、腸内の有害物質,中性脂肪等を吸着し、また便通改善機能等を図れるので、そのような病状を改善する食品,医薬品等の添加物に用いることができる。

本発明の食用精製微粉炭の製造方法は、水への分散性を良好にして食品に均一に混ぜ合わせ、さらに食品に炭が配合されても粒度が細かいことから食したときのザラザラ感がなく、炭のもつ優れた薬効成分等を確保しながら歯ざわりが良好な食品に仕上げることができるなど優れた効果を発揮する。

以下、本発明に係る食用精製微粉炭(以下、「精製微粉炭」という。)の製造方法について詳述する。図１〜図６は本発明の精製微粉炭の製造方法の一形態で、図１はその製造方法のフローチャート、図２は微粉炭の粒度累積曲線グラフ、図３は排便臭臭気度の経時変化図、図４は排便回数の経時変化図、図５は排便臭臭気濃度の経時変化図、図６はマウスの血清脂質成分の変化図である。

精製微粉炭の製造方法はまず粗砕炭を生産する。竹や木材等の炭原料の炭化を公知の方法で行い、続いて粗砕工程で予備的粉砕して粗砕炭を造る(図１)。本実施形態は、竹(三年生以上の孟宗竹)の炭原料を７００℃で５０時間炭化処理した後、これを粗砕処理して粒径が０.２ｍｍφ〜２.０ｍｍφの範囲にある粗砕炭とする。さらに本実施形態は次の洗浄工程で、強アルカリ性電解水を用いて超音波洗浄し、次いで加熱殺菌工程で１０５℃の飽和蒸気による加熱殺菌処理し、これを乾燥させた粗砕炭とする。強アルカリ性電解水を用いて超音波洗浄するのは、予備的粉砕された竹炭表面に付着する表皮の炭化物やタール分,アクを剥離除去するためである。強アルカリ性電解水は殺菌の温床になる脂質,蛋白質等の汚れ洗浄に威力を発揮し、また殺菌効果もある。このように洗浄工程,加熱殺菌工程を経た粗砕炭は食用に用いることができる。

その後、粉砕工程で、前記粗砕炭をジェットミルに供給すると共に除電装置からのコロナ放電により発生させたイオンをジェットミルへ導入して該粗砕炭を粉砕し微粉炭にする。ジェットミルに送り込む圧縮空気の供給路又はジェットミルの粉砕部本体へ、前記除電装置でコロナ放電を起こし生成したプラスとマイナスのイオンを導入する。流体粉砕機たるジェットミルによる粗砕炭の相互間及び粗砕炭とジェットミル器壁の衝突や摩擦の作用で粗砕炭は微粉炭に粉砕される。粉砕過程で微粉炭が静電気を帯び帯電するようになるが、除電装置からのコロナ放電により発生させたイオンを導入することによって、微粉炭の帯電物に反対極性のイオンが吸引されて静電気が中和された微粉炭が得られる。孟宗竹を用いた該微粉炭(竹炭粉末)の性状を図２に、またその他の物性を表１に示す。該微粉炭の諸化学的性質を表２に示す。

ここで、食品等の添加用に微粉炭を用いる場合は、歯ざわりを良くするため粒径３０μｍ以下のものが好ましく、本実施形態は、続いて乾式分級たる篩分工程で、篩過し粒径３０μｍ以下の微粉炭にする。微粉炭が除電処理されているので篩分け操作が円滑に進む。孟宗竹を原料にした微粉炭は、表２に示すごとく薬用炭や活性炭と比較しても遜色ない物性を有する。灰分が豊富(特に鉄分,カリウム)で、羊羹やクッキー等の食品、或いは錠剤やカプセルといった医薬品,保健機能食品などに添加される食用微粉炭として有益である。微粉炭への粉砕処理時に除電処理を併用するので、該微粉炭は静電気障害を受けることなく楽に篩分け処理でき、食用微粉炭の製法上極めて優れたものになっている。

しかし、前記微粉炭は篩過してその粒度を整えても、食用炭として水に混ぜ合わせるとうまく分散しない。除電処理した前記微粉炭は乾式分級の篩分け操作に有効であるが、そのままでは難分散性物質で、粉末状であるにもかかわらず水への分散性が悪い。強い撹拌、さらに撹拌操作を長い時間かけても該微粉炭を水に均一分散させるのが難しい。水の中で微粉炭の粉末の塊が部分的に凝集しダマが出来易くなっている。その結果、食品が出来上がった際、微粉炭の粉末が部分的に凝集した塊ができる。凝集部分は微粉炭だけの塊であって、食べたときに食感を悪化させその食品を不良品にしてしまう。

そこで、本発明は水への分散性の悪い前記微粉炭を分散性の良い精製微粉炭へと変化させる。受槽内に前記微粉炭を投入すると共に該受槽内に強酸性電解水を注入して、該微粉炭を強酸性電解水中に浸漬し、撹拌後、所定時間静置し、しかる後、該微粉炭のうち強酸性電解水に沈降する沈殿物のみを受槽から取出し、これを乾燥させて水への分散性が良好な精製微粉炭にする。強酸性電解水のpHを２.２〜２.４の範囲内とすると、より良好な精製微粉炭が得られより好ましくなる。詳しくは、受槽内にpHが２.２〜２.４の範囲内にある強酸性電解水を注入すると共に、前述のごとく竹炭が原材料でこれを粉砕且つ篩過して粒径が３０μｍ以下の微粉炭を投入し、該微粉炭を強酸性電解水中に沈めて撹拌操作を所定時間加えた後、一日程度放置し、該撹拌によって浮上する物や強酸性電解水に浮遊,溶解する物を分離して沈殿物のみを取り出す。次いで、乾燥工程で該沈殿物を乾かして所望の精製微粉炭にする。

ここで、「電解水とは水道水や薄い食塩水などを弱い直流電圧で電解処理して得られる水溶液の総称である」(岡山県工業技術センター・技術情報・No.456)。電解水には強酸性電解水と強アルカリ性電解水の二種類があり、機能水研究振興財団：機能水(http://www.fwf.or.jp/kinousuinituite.htm)によれば，強酸性電解水は『原水(原則として日本国内の水道水)に食塩(塩化ナトリウム純度９９％以上、かつ添加物を含まない)を微量添加した食塩水(NaCl ０.１％以下)を有隔膜式電解槽内で電気分解して、陽極側から得られる次亜塩素酸を主生成成分とする酸性の水溶液』をいい、pH２.２〜２.７、有効塩素濃度２０〜６０ｐｐｍ、酸化還元電位＋１.１Ｖ以上という物理化学的性状を示すとしている。また強酸性電解水は、MICJ院内感染防止委員会2001.10の第１章付「強酸性電解水について」によれば、「陽極と陰極がイオン交換膜により仕切られた二槽式の電解槽の中に０.１％程度の食塩水を電気分解したときに陽極側にできるpH３以下の酸性の水」をいう。強酸性電解水は2002年6月に「人の健康を損なう虞れがない」ことから食品添加物に指定されている。
本発明でいう強酸性電解水も、前記機能水研究振興財団の強酸性電解水と同様、原水(原則として日本国内の水道水)に食塩(塩化ナトリウム純度９９％以上、かつ添加物を含まない)を微量添加した食塩水(NaCl ０.１％以下)を有隔膜式電解槽内で電気分解して、陽極側から得られる次亜塩素酸を主生成成分とする酸性の水溶液であって、陽極側に生成されるpH３以下の酸性の水溶液とする。より好ましくはpHが２.２〜２.４の範囲内のものである。

強酸性電解水には殺菌力があり、新しい殺菌料として「次亜塩素酸水」という名称で食品添加物に認可されている。強酸性電解水が対象菌に接触するとこれを破壊し、役目を終えた強酸性電解水はただの水に戻る。化学薬品の消毒薬と違って、対象菌に作用し殺菌効果を発揮した後は速やかに失効するので、残留毒性がない。本発明の食用精製微粉炭の製造方法に打ってつけとなっている。またその高酸化力により優れた消臭効果を発揮するのが知られている。
しかるに、強酸性電解水が水への分散性を高める改良剤(液)になることは知られていない。本発明者等は強酸性電解水が粉炭の水への分散性を高めるのに有効な分散改良剤になることを見出した。すなわち、強酸性電解水中に微粉炭を浸漬、撹拌後、強酸性電解水に沈降する沈殿物のみを取出せば、微粉炭が水に対する難水分散性物質から良好な分散性物質に変化することを突き止めた。

本実施形態では、微粉炭を受槽内に投入後、微粉炭と強酸性電解水との重量比を１対２の割合とする強酸性電解水の所定量を受槽内に注入し、該微粉炭を強酸性電解水中に沈める。次いで、受槽内の微粉炭を撹拌して所定時間(ここでは約一日)放置する。その後、強酸性電解水に浮上する浮上物や該電解水に溶解する溶解物質或いは該電解水に浮遊する浮遊物を分離して、該微粉炭のうち強酸性電解水に沈降する沈殿物のみを受槽から取出し、これを乾燥させて所望の精製微粉炭としている。受槽内に投入される本微粉炭の重量に対し、精製微粉炭として回収される割合は７５〜８０重量％であった。微粉炭から精製微粉炭を得る製造過程で、分離除去される大半は強酸性電解水に浮上する浮上物であった。

[性能比較試験：微粉炭の水への分散性について]
(１)従来品の水への分散性
微粉炭の水への分散性(濡れ)は、加工食品の製造時やヒトが食したときの効力や食感にとって重要な要素である。表３に強酸性電解水処理前微粉炭(従来品)の「濡れ」を測定し、ロット間の差として示した。いずれのロットにあっても濡れが充分とはいえず、改良が必要と考えられた。

試験方法は、５０ｍＬのビーカーに精製水５０ｍＬをとり、竹炭粉末(強酸性電解水処理前微粉炭)１００ｍｇを水面上に静置し、沈むときの状態を観察した。すなわち、竹炭粉末の試料を静置後、竹炭粉末の一部又は全部が沈降し始める時間を測定した。なお、浮上したままの粉末量を３００秒後まで観察し、おおよその嵩を目安に残存量として表した。

(２)処理ｐＨと濡れ時間の関係
本実施形態に基づき、強酸性電解水のｐＨを変化させて精製微粉炭(竹炭微粉末)を処理し、表３と同様に濡れ時間を測定した。その結果を表４に示す。強酸性電解水のｐＨが２.４以下のｐＨとしたとき、速やかな沈降が観察された。

(３)強酸性電解水処理した精製微粉炭の濡れ特性について
ｐＨ２.２〜２.４で処理した精製微粉炭(竹炭微粉末)を圧縮成形し、錠剤表面に精製水一滴を滴下し、液滴の錠剤表面からの消失時間を測定した。測定結果は、本発明の精製微粉炭からなる成形物の表面水滴は１秒で消失した。これに対し、表３のロットＡでは３２１秒、ロットＢでは６００秒以上でも消失は見られなかった。

このように構成した精製微粉炭の製造方法によって得られた精製微粉炭は、水に混ぜ合わせてたやすく分散させることができた。従来の食用炭の微粉末は水などに入れ十分撹拌しても、分散せずに所々に粒状のダマができてしまっていたが、該精製微粉炭は均一分散した。さらに、粒径が３０μｍ以下の精製微粉炭とすることによって(図２)、これが混ざった食品を食した際、歯ざわりの良いものに仕上げることができた。実際、該精製微粉炭を原料にした羊羹、落雁、クッキーを試作し、試食してみたところ、炭の粒度が粗いときのザラザラ感がなくなり歯ざわりが良く、しかも従来品ではどうしてもできてしまうダマが見られなくなった。精製微粉炭を食品の中にうまく均等分散させて、炭の優れた薬効を発揮させることができた。

図３〜図５は本精製微粉炭を配合したクッキー又は羊羹を、６０〜９０歳代の被験者(寝たきりで介護を要する約８０名)に４週間反復投与(炭摂取量２ｇ／日)した試験結果で、被験者は誰もがクッキー又は羊羹をおいしく食してくれた。図３は被験者のオムツ交換時に介護者の排便臭の臭気評価をグラフ化したものである。摂食日数に対する臭気強度が漸次低下した。図４は排便回数の経時変化を示すもので、精製微粉炭が便通改善機能があることが判る。図５は排便臭臭気濃度の経時変化を示す。排便臭の臭いも低下するのが判る。
また、生後５週齢のddy-雄性マウスを使用して、該精製微粉炭５％含有餌投与群と精製微粉炭未投与群の２群(各４匹)で、総コレステロール(ＴＣ),トリグリセライド(ＴＧ)について比較試験した。飼育８週後のマウスより血清を採取し、ＴＣ,ＴＧについて測定した結果を図６に示す。精製微粉炭が中性脂肪の低下に有効であるのが判る。
かくのごとく、本精製微粉炭の製造方法によれば、炭(竹炭)の優れた有効成分による便通改善機能等を有しつつ、水への分散性が高い精製微粉炭が得られるので、ダマができなくなって食べておいしいクッキー等の食品、錠剤等の医薬品,保健機能食品などを作ることができ優れた効果を発揮する。

尚、本発明においては前記実施形態に示すものに限らず、目的，用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。

本発明の食用精製微粉炭の製造方法の一形態で、その製造方法のフローチャートである。微粉炭の粒度累積曲線グラフである。排便臭臭気度の経時変化図である。排便回数の経時変化図である。排便臭臭気濃度の経時変化図である。マウスの血清脂質成分の変化図である。

Claims

微粉炭を強酸性電解水中に浸漬し、撹拌後、該微粉炭のうち強酸性電解水に沈降する沈殿物のみを取出し、これを乾燥させて食用精製微粉炭にすることを特徴とする食用精製微粉炭の製造方法。
前記強酸性電解水のpHが２.２〜２.４の範囲内である請求項１記載の食用精製微粉炭の製造方法。
前記微粉炭を、竹炭が原材料でこれを粉砕且つ篩過して粒径が３０μｍ以下のものとした請求項２記載の食用精製微粉炭の製造方法。