JP7778302B2 - Method for inhibiting oxidation of fats and oils - Google Patents
Method for inhibiting oxidation of fats and oilsInfo
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Description
本発明は、油脂の酸化抑制方法に関するものである。 The present invention relates to a method for inhibiting oxidation of fats and oils.
油脂は、酸素と触れることで酸化しその品質が劣化していくことが知られている。特に、揚げ物に使用する食用油のように高温で加熱された油脂は、その温度変化によって酸化、重合が起こり著しく劣化が進行する。食品工業や飲食店などでは長時間の揚げ物調理を大量に行うため油脂の劣化が速く、食品の品質保持の面だけでなく経済的な面からも、油脂の酸化抑制に関する技術が重要となっている。 It is known that fats and oils oxidize when they come into contact with oxygen, causing their quality to deteriorate. In particular, fats and oils heated to high temperatures, such as cooking oils used for deep-frying, undergo oxidation and polymerization due to temperature changes, causing significant deterioration. In the food industry and restaurants, where large amounts of deep-fried food are cooked over long periods of time, fats and oils deteriorate quickly. Therefore, technology to inhibit the oxidation of fats and oils is important not only from the perspective of maintaining food quality but also from an economic perspective.
油脂の酸化抑制方法としては様々なものが提案されており、特許文献1には、揚げ油の油面に対してpHが10以上のアルカリイオン水を噴霧する方法が記載されている。また、油脂に酸化防止剤を添加する方法もあり、それらの抗酸化剤としては特許文献2に記載されているような天然のトコフェロールや、合成化合物のブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)、クエン酸イソプロピルなどが食品衛生法で食品添加物として認められている。また、特許文献3には不活性ガスを微細な気泡にして油中に混合分散させ油脂の脱酸素を促進し、油脂の酸化を防止する方法が記載されている。 Various methods have been proposed for inhibiting the oxidation of fats and oils. Patent Document 1 describes a method in which alkaline ionized water with a pH of 10 or higher is sprayed onto the surface of frying oil. Another method involves adding antioxidants to the fat and oil. These antioxidants include natural tocopherol, as described in Patent Document 2, and synthetic compounds such as butylhydroxytoluene (BHT), butylhydroxyanisole (BHA), and isopropyl citrate, which are approved as food additives under the Food Sanitation Act. Patent Document 3 also describes a method in which an inert gas is converted into fine bubbles and dispersed in the oil to promote deoxygenation of the fat and oil, thereby preventing its oxidation.
しかし、特許文献1記載の方法では強アルカリ性のアルカリイオン水を用いるので取り扱いに注意が必要なことや、油面に噴霧される量が多いと油はねが起こり危険であることなどから汎用性があるとは言い難い。また、特許文献2記載のトコフェロールまたは合成化合物の酸化防止剤は、いずれも抗酸化効果が長続きしない。 However, the method described in Patent Document 1 uses strongly alkaline ionized alkaline water, which requires careful handling, and spraying a large amount onto the oil surface can cause dangerous oil splashes, making it difficult to say that it is versatile. Furthermore, the antioxidant effects of the tocopherol and synthetic compounds described in Patent Document 2 do not last long.
特許文献3記載の方法は、油脂を調理に使用する工程において、微細気泡化させた不活性ガスを油中に混合分散させることで油脂の脱酸素を図るものである。その際、油脂を60~240℃に加熱しながら行うことを特徴としている。 The method described in Patent Document 3 aims to deoxygenate oils and fats by mixing and dispersing finely bubbled inert gas into the oil during the process of using the oils and fats for cooking. This method is characterized by the fact that the oils and fats are heated to 60 to 240°C during this process.
しかし、近年の研究により、常温の油脂を加熱して昇温させたとき、油温が120℃付近に達すると油中の溶存酸素濃度が急激に減少し、180℃付近ではほぼゼロとなり、加熱をやめ油温が60℃付近まで降下すると急激に溶存酸素濃度が上昇することが分かってきた。その後、油温が常温になるまで溶存酸素濃度は上昇し続け、常温まで降下した状態では高い溶存酸素濃度が維持される。なお、油脂を再加熱すると再び同様の挙動を示すことが明らかになっている。 However, recent research has shown that when room temperature oil is heated, the dissolved oxygen concentration in the oil drops sharply when the oil temperature reaches around 120°C, dropping to almost zero at around 180°C, and then rising sharply when heating is stopped and the oil temperature drops to around 60°C. The dissolved oxygen concentration then continues to rise until the oil temperature returns to room temperature, at which point it remains at a high level. It has also been shown that the same behavior occurs again when the oil is reheated.
油中の溶存酸素によって進行する油脂の酸化は、油脂の加熱終了後の室温放置時、油温が降下していく過程において急速に進む。油温が60℃付近まで降下したあたりから急速に大量の酸素が油脂中に溶解し始め、油脂の酸化が亢進する。 Oxidation of fats and oils, which is caused by dissolved oxygen in the oil, progresses rapidly as the oil temperature drops when the oil is left at room temperature after heating. Once the oil temperature drops to around 60°C, a large amount of oxygen begins to dissolve rapidly in the oil, accelerating the oxidation of the oil.
特許文献3記載の方法では、追い出すべき酸素が実際はほぼ含まれていない高温状態で不活性ガスを注入することに加え、前記注入処理のためにわざわざ油脂を再加熱することになるので、前記注入処理の運転コストが必要以上にかかり、無駄が多く非効率である。また、加熱しながら前記注入処理を行うので、仮に工場や飲食店において一日の調理が終了したあとに前記注入処理を行う場合、油が高温状態のままとなってしまい安全性に問題がある。 The method described in Patent Document 3 not only injects the inert gas at a high temperature that actually contains almost no oxygen to be expelled, but also requires the oil or fat to be reheated for the injection process, resulting in unnecessary operating costs, waste, and inefficiency. Furthermore, because the injection process is performed while heating, if the injection process is performed after the day's cooking has finished in a factory or restaurant, the oil will remain at a high temperature, posing safety issues.
本件の発明者は、これらの問題について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、酸化による油脂の劣化を効果的に抑制することが可能な効率の良い油脂の酸化抑制方法を提供することである。 The present inventors have intensively studied these problems and have attempted to solve them. The problem that the present invention aims to solve is to provide an efficient method for inhibiting the oxidation of fats and oils, which can effectively inhibit the deterioration of fats and oils due to oxidation.
上記課題を解決するため、加熱され昇温した油脂の加熱終了後に、前記油脂を60℃より低い温度帯まで降温させる工程において、前記油脂を冷却しつつ、冷却過程にある前記油脂中に不活性ガスのウルトラファインバブルを送り込み、冷却により前記油脂が前記温度帯まで降温したあとも前記不活性ガスのウルトラファインバブルの送り込みを継続し、温度低下に伴う油脂中の溶存酸素濃度の上昇を防止することを特徴とする油脂の酸化抑制方法とする。 In order to solve the above problems, a method for inhibiting oxidation of fats and oils is provided, which comprises, after completion of heating of heated fats and oils, a step of lowering the temperature of the fats and oils to a temperature range lower than 60°C, while cooling the fat and oil, feeding ultrafine bubbles of an inert gas into the fat and oil during the cooling process, and continuing to feed the ultrafine bubbles of inert gas into the fat and oil during the cooling process even after the fat and oil have been cooled to the temperature range by cooling, thereby preventing an increase in the dissolved oxygen concentration in the fat and oil due to the decrease in temperature.
また、油脂の温度が60℃から降下する前に、不活性ガスのウルトラファインバブルの送り込みを開始することが好ましい。また、前記冷却が、冷却手段による強制冷却であることが好ましい。 It is also preferable to start feeding ultra-fine bubbles of an inert gas before the temperature of the oil or fat drops from 60° C. It is also preferable that the cooling is forced cooling by a cooling means.
前記加熱され昇温した油脂が、調理後に回収されて保管用のオイルタンクに移送された高温の油脂であり、冷却過程にある油脂中に不活性ガスのウルトラファインバブルを送り込む手段として、前記オイルタンクに接続したウルトラファインバブル発生装置を用いる油脂の酸化抑制方法とする。 The heated oil and fat is high-temperature oil and fat that has been recovered after cooking and transferred to an oil tank for storage, and the method for inhibiting oxidation of oil and fat uses an ultra-fine bubble generator connected to the oil tank as a means for injecting ultra-fine bubbles of an inert gas into the oil and fat during the cooling process.
前記ウルトラファインバブル発生装置が、気液混合用のポンプ及び静止型混合装置を備えていることが好ましい。 It is preferable that the ultra-fine bubble generator is equipped with a pump for mixing gas and liquid and a static mixer.
前記ウルトラファインバブル発生装置に、油脂を適正温度まで冷却する冷却機構を設けることが好ましい。 It is preferable that the ultra-fine bubble generator be equipped with a cooling mechanism that cools the oil or fat to an appropriate temperature.
回収した油脂が保管されている前記オイルタンク内の空間に不活性ガスを供給することが好ましい。 It is preferable to supply an inert gas to the space within the oil tank where the recovered oil and fat is stored.
油脂を融点以上の温度に調温しながら不活性ガスのウルトラファインバブルを送り込むことが好ましい。 It is preferable to feed ultra-fine bubbles of inert gas into the oil while adjusting the temperature of the oil to above its melting point.
加熱中または加熱後の油脂に、投げ込み式のウルトラファインバブル発生装置によって不活性ガスのウルトラファインバブルをさらに送り込むことが好ましい。 It is preferable to further inject ultra-fine bubbles of inert gas into the oil or fat during or after heating using a throw-in type ultra-fine bubble generator.
本発明では、酸化による油脂の劣化を効果的に抑制することが可能な効率の良い油脂の酸化抑制方法を提供することが可能となる。 The present invention makes it possible to provide an efficient method for inhibiting oxidation of fats and oils, which can effectively inhibit deterioration of fats and oils due to oxidation.
以下に発明を実施するための形態を示す。図1に示すように、本発明の実施形態では食用油脂による揚げ調理工程において、加熱終了後の冷却過程にある油脂に不活性ガスのウルトラファインバブルを送り込むことで油脂の酸化を抑制する。実施形態で用いる油脂はパーム油であるが、油脂の種類はこれに限定されない。また、揚げ調理される食材の種類も種々のものを用いることができる。 The following describes an embodiment of the invention. As shown in Figure 1, in an embodiment of the present invention, in a deep-frying process using edible oils and fats, oxidation of the oils and fats is suppressed by injecting ultrafine bubbles of inert gas into the oils and fats during the cooling process after heating. The oil and fat used in this embodiment is palm oil, but the type of oil and fat is not limited to this. In addition, various types of ingredients can be used for deep-frying.
(ウルトラファインバブルについて)
ここで、ウルトラファインバブルについて説明する。国際標準化機構の定義によると、直径が100μm未満の気泡をファインバブルという。さらに、ファインバブルのうち気泡の直径が1μm以上100μm未満のものをマイクロバブル、1μm未満のものをウルトラファインバブルという。
(About ultra-fine bubbles)
Here, we will explain ultrafine bubbles. According to the definition of the International Organization for Standardization, bubbles with a diameter of less than 100 μm are called fine bubbles. Furthermore, among fine bubbles, bubbles with a diameter of 1 μm or more but less than 100 μm are called microbubbles, and bubbles with a diameter of less than 1 μm are called ultrafine bubbles.
ウルトラファインバブルを発生させる技術としては、静止型混合装置(例えば特開2020-163241号公報)を用いることができるが、その他の微細孔方式、旋回液流式、ベンチュリー式、スタティックミキサー方式、加圧溶解式、超音波式などいずれの方法を用いてもよい。 A static mixer (e.g., JP 2020-163241 A) can be used to generate ultrafine bubbles, but any other method, such as a micro-hole type, swirling liquid flow type, Venturi type, static mixer type, pressurized dissolution type, or ultrasonic type, can also be used.
(不活性ガスのウルトラファインバブルについて)
不活性ガスをウルトラファインバブル化することにより、分散媒である油中に多量の不活性ガスを含有させることができる。不活性ガスのウルトラファインバブルは、その気泡粒径の小ささから気泡と油との接触面積が非常に大きくなるため、油中に溶存している酸素を速やかに取り込んで除去することができ、低酸素状態の油とすることができる。本発明の不活性ガスのウルトラファインバブルを含有させた油脂の溶存酸素量は2mg/L以下であることが好ましい。
(Ultra-fine inert gas bubbles)
By converting an inert gas into ultrafine bubbles, a large amount of the inert gas can be contained in the oil, which is the dispersion medium. The ultrafine bubbles of the inert gas have a very large contact area with the oil due to their small particle size, so they can quickly absorb and remove oxygen dissolved in the oil, resulting in a low-oxygen oil. The amount of dissolved oxygen in the oil or fat containing the ultrafine inert gas bubbles of the present invention is preferably 2 mg/L or less.
また、ウルトラファインバブルの特性として、分散媒中に長期間とどまることができる長期安定性がある。この長期安定性はウルトラファインバブルに特有のもので、ウルトラファインバブルは受ける浮力が小さいので浮上せず、ブラウン運動で移動し数か月単位の長期間にわたって分散媒中に滞留することができる。また、ウルトラファインバブルの表面がマイナスに帯電しており、ウルトラファインバブル同士が互いに反発し合うので凝集せず、個数濃度が減少しにくい。したがって、不活性ガスのウルトラファインバブルは、溶存酸素量を低下させるだけでなく、溶存酸素量の再上昇を抑制し無酸素状態を長く保つことができる。 Another characteristic of ultrafine bubbles is their long-term stability, which allows them to remain in the dispersion medium for long periods of time. This long-term stability is unique to ultrafine bubbles; because they are subjected to little buoyancy, they do not rise to the surface, but move by Brownian motion and can remain in the dispersion medium for long periods of time, measured in months. Furthermore, the surfaces of ultrafine bubbles are negatively charged, causing them to repel each other, so they do not aggregate and their number concentration is unlikely to decrease. Therefore, ultrafine bubbles of inert gas not only reduce the amount of dissolved oxygen, but also suppress the re-rise of dissolved oxygen, allowing an anoxic state to be maintained for a long period of time.
本発明では、ウルトラファインバブル化させる不活性ガスとして、窒素を用いることが好ましい。窒素は、食品の酸化を防ぐためのガス充填包装に利用される食品添加物である。本発明の実施形態では不活性ガスとして窒素を使用している。なお、窒素のほかにアルゴンまたは窒素とアルゴンの混合ガスを用いてもよい。アルゴンは窒素と同様、食品の酸化による品質劣化を防ぐために有効な物質として、米国では果実・野菜ジュース及びワインへの使用が認められ、欧州連合では原則全ての食品への使用が認められており、日本でも2019年に食品添加物として認可されたガスである。なお、発明者が行った実験では、窒素よりアルゴンを用いた方が油中の溶存酸素量の再上昇を抑制する効果が高いことを示唆する結果が得られた。しかし、両者には価格差があることから、どちらを用いるかはコストなどを考慮して適宜決定することができる。 In the present invention, nitrogen is preferably used as the inert gas used to create ultrafine bubbles. Nitrogen is a food additive used in gas-filled packaging to prevent food oxidation. In embodiments of the present invention, nitrogen is used as the inert gas. In addition to nitrogen, argon or a mixture of nitrogen and argon may also be used. Like nitrogen, argon is an effective substance for preventing food deterioration due to oxidation. It is approved for use in fruit and vegetable juices and wine in the United States, and is generally approved for use in all foods in the European Union. It was also approved as a food additive in Japan in 2019. Experiments conducted by the inventors suggest that using argon is more effective than nitrogen in suppressing the re-elevation of dissolved oxygen in oil. However, there is a price difference between the two, so the choice of which to use can be made based on factors such as cost.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について、本発明で用いられる酸化抑制装置の概略図をもとに説明する。図2に示すように、第1の実施形態では、油槽1に入れられた油脂は任意の加熱手段によって加熱され、適温まで昇温したら揚げ調理に供される。調理の適温は食材によって異なるが、一般的に約180℃であることが多い。所定量の調理が終了すると加熱が停止される。加熱停止後は速やかに油脂を濾過器2で濾過して揚げかすなどを除去する。なお、油脂の濾過は、例えば油槽1内に濾過器を設けるなどして、揚げ調理中に並行して行ってもよい。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to a schematic diagram of an oxidation suppression device used in the present invention. As shown in FIG. 2, in the first embodiment, oil placed in an oil tank 1 is heated by an optional heating means and, once heated to an appropriate temperature, is used for deep-frying. The appropriate cooking temperature varies depending on the food material, but is generally about 180°C. Heating is stopped once a predetermined amount of cooking has been completed. After heating is stopped, the oil is promptly filtered through a filter 2 to remove fried debris and the like. Note that filtering of the oil may be performed in parallel with deep-frying, for example, by providing a filter within the oil tank 1.
濾過器2で濾過された油脂は、およそ100℃を下回らない高温の状態で油脂保管用の貯蔵タンク3へ送られる。なお、調理後の油脂を油槽1内に放置せず、回収して貯蔵タンク3内で保管する理由のひとつは、油脂が空気に接触する範囲を減らし油脂の酸化を抑制するためである。 The oil filtered by the filter 2 is sent to the storage tank 3 for storing the oil at a high temperature of approximately 100°C or less. One of the reasons why the oil is not left in the oil tank 1 after cooking but is instead collected and stored in the storage tank 3 is to reduce the area where the oil comes into contact with air and prevent oxidation of the oil.
第1の実施形態では、加熱終了後に回収されて貯蔵タンク3に送られた油脂中に不活性ガスのウルトラファインバブルを送り込み、油中の溶存酸素濃度の上昇を抑制する。前述したように、加熱停止後、回収した油脂の温度が低下していく過程においては、図4に示すように50~60℃に達したあたりから油中の溶存酸素濃度が急上昇してしまう。したがって、本発明では油脂の温度が60℃を下回る前に、油脂中への窒素ウルトラファインバブルの送り込みを開始する。 In the first embodiment, ultrafine bubbles of inert gas are pumped into the oil recovered and sent to the storage tank 3 after heating is complete, suppressing an increase in the dissolved oxygen concentration in the oil. As mentioned above, as the temperature of the recovered oil decreases after heating is stopped, the dissolved oxygen concentration in the oil rises sharply once it reaches around 50-60°C, as shown in Figure 4. Therefore, in the present invention, the pumping of ultrafine nitrogen bubbles into the oil begins before the temperature of the oil falls below 60°C.
第1の実施形態における窒素ウルトラファインバブルの噴入方法について説明する。第1の実施形態では、貯蔵タンク3に接続された油脂供給ライン41と、油脂供給ライン41に接続された窒素供給ライン46と、気液混合用のポンプ48と、静止型混合装置49とを備えたウルトラファインバブル発生装置を用いる。 The method for injecting ultra-fine nitrogen bubbles in the first embodiment will be described. In the first embodiment, an ultra-fine bubble generator is used, which includes an oil supply line 41 connected to the storage tank 3, a nitrogen supply line 46 connected to the oil supply line 41, a pump 48 for gas-liquid mixing, and a static mixer 49.
貯蔵タンク3から油脂供給ライン41を通って送られてきた油脂は、窒素供給ライン46を通じて窒素が混合され、気液混合用のポンプ48で加圧されるとともに静止型混合装置49に送り込まれる。静止型混合装置49は、複数枚の有孔平板を積層した積層構造体をケーシングの内部に収納し、その片側から供給した液体を積層構造体の内部をジグザグに通過させる間に、液体中に含有された気泡を微細化する装置である。静止型混合装置49を通過する間に油脂中の窒素気泡は微細化されてウルトラファインバブル化し、窒素ウルトラファインバブルを含有した油脂は貯蔵タンク3へ戻される。油脂を循環させてウルトラファインバブル発生装置を複数回通過させれば、気泡径をさらに微細化することができる。 Oils and fats sent from the storage tank 3 through the oil and fat supply line 41 are mixed with nitrogen through the nitrogen supply line 46, pressurized by the gas-liquid mixing pump 48, and sent to the static mixer 49. The static mixer 49 is a device that houses a laminated structure made up of multiple perforated flat plates inside a casing, and micronizes the air bubbles contained in the liquid as the liquid supplied from one side passes through the laminated structure in a zigzag pattern. As the liquid passes through the static mixer 49, the nitrogen bubbles in the oil and fat are micronized to form ultrafine bubbles, and the oil and fat containing the nitrogen ultrafine bubbles is returned to the storage tank 3. The bubble diameter can be further reduced by circulating the oil and fat and passing it through the ultrafine bubble generator multiple times.
なお、本発明で用いられるウルトラファインバブル発生装置は、上記した循環形式に限定されない。窒素ウルトラファインバブルを含有させた後の油脂を貯蔵タンク3へ戻さず、任意の場所へ排出するワンパス形式とすることもできる。 The ultra-fine bubble generator used in the present invention is not limited to the circulation type described above. It can also be a one-pass type in which the oil or fat that has been infused with nitrogen ultra-fine bubbles is not returned to the storage tank 3 but is instead discharged to a location of your choice.
また、冷却過程にある油脂中に窒素ウルトラファインバブルを送り込む際、油脂は自然冷却によって降温させてもよいが、図2に示すように、ウルトラファインバブル発生装置に設けた冷却手段42によって強制冷却して降温させるとさらに好ましい。強制冷却の手段は、図2に示すように冷却水供給ライン43を備えた水冷式の熱交換器とすることができるが、ファンによる空冷など他のどのような手段を用いてもよい。油脂を強制冷却することで、酸素が油中に急速に吸収されやすい60℃~常温までの温度帯をできるだけ早く通過させることができ、溶存酸素濃度の上昇及び酸化の進行をさらに抑制することができる。なお、冷却手段42は油槽1と貯蔵タンク3との間に設けてもよい。 When nitrogen ultrafine bubbles are injected into the oil or fat during the cooling process, the oil or fat may be cooled naturally, but it is more preferable to use forced cooling using a cooling means 42 installed in the ultrafine bubble generator, as shown in Figure 2. The forced cooling means can be a water-cooled heat exchanger equipped with a cooling water supply line 43, as shown in Figure 2, but any other means, such as air cooling using a fan, can also be used. Forced cooling of the oil or fat allows it to pass as quickly as possible through the temperature range of 60°C to room temperature, where oxygen is easily absorbed into the oil, and further suppresses the increase in dissolved oxygen concentration and the progression of oxidation. The cooling means 42 may also be installed between the oil tank 1 and the storage tank 3.
第1の実施形態において窒素ウルトラファインバブルを油脂中に含有させるときの油温は、高い場合でおよそ100~180℃前後であり、この温度帯の場合は常温時と比較して油脂の粘性が低く窒素ウルトラファインバブルを含有させやすい。したがって、本発明によれば、例えばパーム油やヤシ油のように常温で固体化する油脂であっても、窒素ウルトラファインバブルを十分に含有させることができる。 In the first embodiment, the oil temperature when incorporating ultrafine nitrogen bubbles into fats and oils is approximately 100 to 180°C at the highest. At this temperature range, the viscosity of the fats and oils is lower than at room temperature, making it easier to incorporate ultrafine nitrogen bubbles. Therefore, according to the present invention, even fats and oils that solidify at room temperature, such as palm oil and coconut oil, can be sufficiently filled with ultrafine nitrogen bubbles.
なお、油温が低下して100℃以下の低温となり粘度が上昇した場合でも、実施形態のウルトラファインバブル発生装置は油脂が気液混合用のポンプ48で加圧され静止型混合装置49に送り込まれる構造なので、効率よく窒素ウルトラファインバブルを送り込んで油脂中の溶存酸素量を低下させることができる。 Even if the oil temperature drops to a low temperature of 100°C or below and the viscosity increases, the ultra-fine bubble generator of this embodiment is designed so that the oil is pressurized by the gas-liquid mixing pump 48 and sent to the static mixer 49, allowing nitrogen ultra-fine bubbles to be sent efficiently and the amount of dissolved oxygen in the oil to be reduced.
また、パーム油やヤシ油のように常温で凝固する油脂を用いる場合は、油脂の固化を防ぐために融点以上の温度を保持する調温装置を設けることが好ましい。融点は油脂の種類によって異なるが、例えばパーム油の場合は37℃前後で固化してしまうので、油温が約40℃を下回らないよう調温する。融点以上の温度を保持して油脂を液状に保つことで、油脂の詰まりを防ぎ、加熱終了時から時間が経過しても継続して窒素ウルトラファインバブルを送り込むことができる。 Furthermore, when using oils and fats that solidify at room temperature, such as palm oil or coconut oil, it is preferable to install a temperature control device that maintains the temperature above the melting point to prevent the oil and fat from solidifying. The melting point varies depending on the type of oil and fat, but for example, palm oil solidifies at around 37°C, so the oil temperature is controlled so that it does not fall below approximately 40°C. Maintaining a temperature above the melting point and keeping the oil and fat in a liquid state prevents the oil and fat from clogging, and allows nitrogen ultrafine bubbles to be continuously pumped in even after some time has passed since heating ended.
窒素ウルトラファインバブルが送り込まれて十分に溶存酸素濃度が低下し、油温が常温まで降下した油脂は、貯蔵タンク3内で次回の加熱調理工程まで保管される。このとき、貯蔵タンク3内の空間に窒素などの不活性ガスを供給して貯蔵タンク3内を不活性ガス雰囲気下とすると、油脂の表面が酸素に触れることを防ぎ、油脂の酸化をさらに抑制することが可能となる。 Oils and fats that have had their dissolved oxygen concentration sufficiently reduced by the ultrafine nitrogen bubbles introduced and their temperature lowered to room temperature are then stored in storage tank 3 until the next cooking process. At this time, supplying an inert gas such as nitrogen into the space inside storage tank 3 to create an inert gas atmosphere inside storage tank 3 prevents the surface of the oil and fat from coming into contact with oxygen, further suppressing oxidation of the oil and fat.
貯蔵タンク3内への不活性ガスの供給は、タイマー制御により定期的かつ自動で行うことが好ましい。また、貯蔵タンク3内の油脂の溶存酸素濃度を計測し、その計測値によって不活性ガスの供給を制御してもよい。 It is preferable that the supply of inert gas into the storage tank 3 be carried out periodically and automatically using a timer. Alternatively, the dissolved oxygen concentration of the oils and fats in the storage tank 3 may be measured, and the supply of inert gas may be controlled based on this measurement.
貯蔵タンク3に保管された油脂は、次回の加熱調理工程に用いられる。次回の加熱調理が開始される前に、再度窒素ガスのウルトラファインバブルを油脂中に送り込んでもよい。次回の加熱前に再度窒素ウルトラファインバブルを含有させることで、油脂を油槽1に充填する際に空気に触れて溶存酸素濃度が上昇することを抑制することが可能となり、油脂の酸化抑制の観点から好ましい。 The oil stored in storage tank 3 will be used in the next cooking process. Before the next cooking process begins, ultrafine nitrogen gas bubbles may be introduced into the oil again. By introducing ultrafine nitrogen bubbles again before the next heating process, it is possible to prevent the oil from coming into contact with air when being filled into oil tank 1, thereby preventing an increase in the dissolved oxygen concentration, which is preferable from the perspective of preventing oxidation of the oil.
(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、窒素ウルトラファインバブルを油脂に含有させる手段として、図3に示すように、貯蔵タンク3内に浸漬型の微細孔式バブル発生器5を設置して窒素ウルトラファインバブルを発生させる方法を採る。なお、加熱終了後の油脂を濾過して貯蔵タンク3へ送る工程までは、第1の実施形態と同様である。
Second Embodiment
A second embodiment will now be described. In the second embodiment, as a means for incorporating ultrafine nitrogen bubbles into fats and oils, a method is adopted in which ultrafine nitrogen bubbles are generated by installing an immersion-type micropore bubble generator 5 in a storage tank 3, as shown in Figure 3. Note that the process up to the step of filtering the fats and oils after heating and sending them to the storage tank 3 is the same as in the first embodiment.
浸漬型の微細孔式バブル発生器5は、筒型の多孔質セラミックス管51と、多孔質セラミックス管51の内面に窒素を供給する窒素供給ライン52とを備えている。多孔質セラミックス管51は、多数のμm~nmサイズの細孔を有し、管内面に供給された窒素が前記細孔を通過して管の外面に放出されることで微細気泡化し、ウルトラファインバブルを発生させるものである。貯蔵タンク3に送られた加熱終了後の油脂に、微細孔式バブル発生器5を用いて窒素ウルトラファインバブルを含有させることで、冷却過程において油脂中の溶存酸素濃度が上昇することを抑制し、油脂の酸化を防ぐことができる。 The immersion-type micropore bubble generator 5 comprises a cylindrical porous ceramic tube 51 and a nitrogen supply line 52 that supplies nitrogen to the inner surface of the porous ceramic tube 51. The porous ceramic tube 51 has numerous micropores ranging in size from μm to nm, and nitrogen supplied to the inner surface of the tube passes through these pores and is released to the outer surface of the tube, converting it into microscopic bubbles and generating ultrafine bubbles. By using the micropore bubble generator 5 to add ultrafine nitrogen bubbles to the heated oil sent to the storage tank 3, the increase in dissolved oxygen concentration in the oil during the cooling process is suppressed, preventing the oil from oxidizing.
第2の実施形態においても、冷却過程にある油脂中に窒素ウルトラファインバブルを送り込む際、自然冷却によって油温を降温させてもよいが、図3に示すように冷却水供給ライン43を備えた水冷式の冷却手段を用いて強制冷却を行い降温させるとさらに好ましい。なお、強制冷却の手段はほかの方法を用いてもよい。また、貯蔵タンク3内の空間に窒素などの不活性ガスを充填すると、油脂の表面が酸素に触れることを防ぎ、さらに油脂の酸化を抑制することが可能となる。さらに、次回の加熱調理に供される前に、再度窒素ガスのウルトラファインバブルを油脂中に送り込んでもよい。 In the second embodiment, when ultrafine nitrogen bubbles are injected into the oil during the cooling process, the oil temperature can be lowered by natural cooling, but it is more preferable to use a water-cooled cooling means equipped with a cooling water supply line 43 as shown in Figure 3 to lower the temperature by forced cooling. However, other forced cooling methods may also be used. Furthermore, filling the space inside the storage tank 3 with an inert gas such as nitrogen prevents the surface of the oil from coming into contact with oxygen, further suppressing oxidation of the oil. Furthermore, ultrafine nitrogen gas bubbles may be injected into the oil again before the oil is used for the next cooking.
本発明の油脂の酸化防止方法では、油中の溶存酸素濃度が上昇し酸化が進行する油温降下のタイミングに的を絞って窒素ウルトラファインバブルを送り込むので、運転コストの無駄がなくなり効率的に油脂の酸化を抑制することが可能となる。 In the method for preventing oxidation of fats and oils of the present invention, ultrafine nitrogen bubbles are injected precisely at the time when the oil temperature is dropping, when the concentration of dissolved oxygen in the oil increases and oxidation progresses, thereby eliminating unnecessary operating costs and making it possible to efficiently suppress the oxidation of fats and oils.
以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、実施形態1及び2において、加熱中または加熱後の油脂に、投げ込み式のウルトラファインバブル発生装置によって不活性ガスのウルトラファインバブルをさらに送り込んでもよい。油槽1や濾過器2に投げ込み式のウルトラファインバブル発生装置を入れるだけなので特別な工事が不要で、さらなる酸化抑制を簡易に行うことができる。 The present invention has been described above using exemplary embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments and can be implemented in various forms. For example, in embodiments 1 and 2, ultra-fine bubbles of an inert gas may be further introduced into the oil or fat during or after heating using a throw-in type ultra-fine bubble generator. Simply placing the throw-in type ultra-fine bubble generator in the oil tank 1 or filter 2 requires no special construction work and further oxidation suppression can be easily achieved.
以下に本発明の実施例を示すことにより、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in detail below by showing examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples in any way.
(実施例1)
実施例1では、キャノーラ油を加熱し、油温が50℃に達した段階で油中への窒素ウルトラファインバブルの送り込みを開始した。その後も油温が50~60℃の状態を維持しながら30分間加熱を継続するとともに、窒素ウルトラファインバブルを送り込み続けた。加熱を停止した後も窒素ウルトラファインバブルを送り込みながら、油温が40℃に低下するまで冷却した。なお、窒素ウルトラファインバブルの送り込みには静止型混合方式のウルトラファインバブル発生装置を用いた。油温が測定開始時の60℃から測定終了時の40℃まで低下する間の溶存酸素量の変化を計測し、結果を図5に示した。
Example 1
In Example 1, canola oil was heated, and the injection of ultrafine nitrogen bubbles into the oil was initiated when the oil temperature reached 50°C. Heating was continued for 30 minutes while maintaining the oil temperature at 50-60°C, and ultrafine nitrogen bubbles were also continuously injected. After heating was stopped, the oil was cooled until the temperature dropped to 40°C, with ultrafine nitrogen bubbles still being injected. A static mixing ultrafine bubble generator was used to inject the ultrafine nitrogen bubbles. The change in the amount of dissolved oxygen was measured as the oil temperature dropped from 60°C at the start of measurement to 40°C at the end of measurement, and the results are shown in Figure 5.
(実施例2)
実施例2では、キャノーラ油に対する実施例1の処理を、窒素ではなくアルゴンのウルトラファインバブルを用いて行った。実施例1と同様に、油温が測定開始時の60℃から測定終了時の40℃まで低下する間の溶存酸素量の変化を計測し、結果を図5に示した。
Example 2
In Example 2, the treatment of canola oil as in Example 1 was carried out using ultrafine argon bubbles instead of nitrogen. As in Example 1, the change in the amount of dissolved oxygen was measured while the oil temperature decreased from 60°C at the start of the measurement to 40°C at the end of the measurement, and the results are shown in Figure 5.
(比較例)
比較例では、キャノーラ油を加熱し、油温が50~60℃の状態を維持しながら30分間加熱した。加熱を停止した後、油温が40℃になるまで冷却した。なお、比較例では不活性ガスの送り込みを行わなかった。油温が測定開始時の60℃から測定終了時の40℃まで低下する間の溶存酸素量の変化を計測し、結果を図5に示した。
(Comparative Example)
In the comparative example, canola oil was heated for 30 minutes while maintaining the oil temperature at 50 to 60°C. After heating was stopped, the oil was cooled until the oil temperature reached 40°C. In the comparative example, no inert gas was introduced. The change in the amount of dissolved oxygen was measured while the oil temperature decreased from 60°C at the start of the measurement to 40°C at the end of the measurement, and the results are shown in Figure 5.
図5に示すように、窒素ウルトラファインバブルの送り込みを行わない比較例では油温が55℃前後まで低下した時点から溶存酸素量が急上昇し、油温40℃の時点で2mg/Lまで増加したのに対し、実施例1及び実施例2では0.4mg/L以下の値を維持した。特に、アルゴンを用いた比較例2では、油温40℃の時点でも0.03mg/Lの低い値を示し、溶存酸素量の増加を抑制する効果が非常に高い。 As shown in Figure 5, in the comparative example in which ultrafine nitrogen bubbles were not fed, the amount of dissolved oxygen rose sharply once the oil temperature dropped to around 55°C, reaching 2 mg/L at an oil temperature of 40°C, whereas in Examples 1 and 2, values of 0.4 mg/L or less were maintained. In particular, in Comparative Example 2, in which argon was used, the amount remained low at 0.03 mg/L even at an oil temperature of 40°C, demonstrating a very high effect in suppressing the increase in dissolved oxygen.
上記の実験結果から、油脂中に不活性ガスのウルトラファインバブルを送り込むことで、油中の溶存酸素濃度の上昇を抑制することができることがわかった。また、60℃以下の低温状態で不活性ガスのウルトラファインバブルを送り込んでも、十分に溶存酸素量を低減させ、再上昇を抑制する効果が得られることがわかった。したがって、本発明の方法を用いることで効率良く効果的に油脂の酸化劣化を抑制できるといえる。 The above experimental results demonstrate that by injecting ultrafine bubbles of inert gas into fats and oils, it is possible to suppress an increase in the dissolved oxygen concentration in the oil. Furthermore, it was found that even when ultrafine bubbles of inert gas are injected at low temperatures of 60°C or less, the amount of dissolved oxygen is sufficiently reduced and the effect of suppressing a re-rise can be achieved. Therefore, it can be said that the oxidative deterioration of fats and oils can be efficiently and effectively suppressed by using the method of the present invention.
1 油槽
2 濾過器
3 貯蔵タンク
41 油脂供給ライン
42 冷却手段
43 冷却水供給ライン
44 吸込圧力調整弁
45 圧力計
46 窒素供給ライン
47 風量計
48 気液混合用のポンプ
49 静止型混合装置
5 微細孔式バブル発生器
51 多孔質セラミックス管
52 窒素供給ライン
1 Oil tank 2 Filter 3 Storage tank 41 Oil supply line 42 Cooling means 43 Cooling water supply line 44 Suction pressure regulating valve 45 Pressure gauge 46 Nitrogen supply line 47 Air flow meter 48 Gas-liquid mixing pump 49 Static mixer 5 Micropore bubble generator 51 Porous ceramic tube 52 Nitrogen supply line
Claims (9)
前記油脂を冷却しつつ、冷却過程にある前記油脂中に不活性ガスのウルトラファインバブルを送り込み、
冷却により前記油脂が前記温度帯まで降温したあとも前記不活性ガスのウルトラファインバブルの送り込みを継続し、温度低下に伴う油脂中の溶存酸素濃度の上昇を防止することを特徴とする油脂の酸化抑制方法。 After the heating of the heated fats and oils is completed, the temperature of the fats and oils is lowered to a temperature range lower than 60 ° C.
While cooling the oil or fat , ultrafine bubbles of an inert gas are sent into the oil or fat during the cooling process,
A method for inhibiting oxidation of fats and oils, comprising continuing to send ultrafine bubbles of the inert gas even after the temperature of the fats and oils has been lowered to the temperature range by cooling, thereby preventing an increase in the dissolved oxygen concentration in the fats and oils due to a decrease in temperature.
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