JPH0757166B2 - 大豆材料を処理する改善方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、大豆から高蛋白質の改善された食品を調製す
る方法に関するものであり、特により消化性に富む大豆
食品の製造及び望ましからぬ香味成分の実質量を低級ア
ルコールを用いて除去する方法に関する。

大豆からの油分の抽出に溶剤としてアルコール類を使用
することは、「大豆と大豆製品」（マークレイ（Markle
y）編、Interscience社、1950年）の２巻の論文に記載
されている。編者の指適する一例は、ベツケル（Becke
l）及びスミス（Smith）が「Food Industries」第16巻
第616−644頁（1944）に記載しているように、少量の水
を伴つたアルコールを圧力下で使用し、蛋白質の変性を
回避しながら油分を抽出する方法である。

更に最近では、モシヤイ（Moshy）の米国特許第3,168,4
06号が、アルコールと水を用いて大豆あらびき粉を処理
し、口あたりの良い無臭の大豆あらびき粉にする方法を
開示している。該法は、大豆粉をアルコールと混合し、
pHを大豆蛋白質の等電範囲すなわちpH4−６に調整した
スラリーを形成する。次に該スラリーを79°−100℃（1
75°−212゜F）の温度範囲に加熱し、好ましくは60分間
にわたり煮る。続いて周知の何れかの方法で上澄み液を
大豆粉から除去し、生成フイルターケーキを多数回水洗
してアルコールを除去する。フイルターケーキを真空鍋
乾燥器内43℃（110゜F）71センチメートル（28インチ）H
gの減圧下で乾燥した一例もある。

カケード（Kakade）の米国特許第4,079,155号及び同第
4,132,808号（本願譲受人に譲受されたもの）では、蛋
白性大豆材料を圧力室内にて過圧下に低級アルコール蒸
気で処理した。同時に、アルコール蒸気を徐々に連続的
に該室から除去して或る種の望ましからぬ香味成分を揮
発させ、該香味成分を逸出蒸気と共に排出する。カケー
ドの特許に開示のように、該法は、口あたりのよい無臭
の製品なる点では満足すべき製品を製造するが、可成り
の量のアルコールを使用する。特に使用大豆粉に対する
アルコールの比は、大豆粉27.2キログラム（60ポンド）
に対しアルコール15.0キログラム（33ポンド）すなわち
被処理大豆粉２部毎にアルコール約１部であつた。

本発明は、大豆材料を処理して消化性に富む大豆材料を
製造し、且つ、望ましからぬ味及び臭い成分を抽出して
大豆製品を口あたりよく無臭にする改善方法である。本
法は、大豆あらびき粉中に存在する望ましからぬ香味成
分を除去するため、他の既知方法よりも実質的に少量の
アルコールを使用し、且つ、大豆材料を最少量の蒸気で
直接処理する方法である。

簡単に述べると、本法は大豆材料を閉じた容器内に配
し、アルコールを該大豆材料に好適割合すなわち大豆材
料27.2キログラム（60ポンド）に対し少くとも約4.1キ
ログラム（９ポンド）のアルコールを添加することから
なる。容器には、大豆材料を十分に攪拌して容器内の該
材料を「流動化」させる適当な攪拌機がある。水蒸気を
大豆材料を通して容器に注入し、該材料を約104℃（220
゜F）の好適処理温度に加熱する。アルコール蒸気と大豆
材料の流動化を組合せると、大豆あらびき粉の消化性を
良好にすべく蛋白質の構造を変化させること及び大豆あ
らびき粉から望ましくない香味成分を抽出するためのア
ルコール使用の効率が最大となる。

蛋白性大豆材料が約104℃（220゜F）の温度に達したなら
ば、該材料への水蒸気流を停止し、容器内の適当な熱源
を用いて、例えば容器内部に水蒸気ジヤケツト通して該
材料を約30分にわたり約104℃（220゜F）に維持する。大
豆材料と水蒸気の直接接触を最小にすると、大豆材料の
不必要な浸出及び過度の煮沸が回避される。30分後に容
器を減圧にし、実質的に全てのアルコールを蛋白性大豆
材料から除去する。

本発明は、蛋白性大豆材料から過度煮沸することなく望
ましからぬ香味成分及び臭気を除去処理する際、最少量
の低級アルコールを用いる方法を使用するものである。
本法に有用な低級アルコールはメチルアルコール、エチ
ルアルコール及びイソプロピルアルコールであり、エチ
ルアルコールが好適である。アルコール使用量を最少に
すると、アルコールの初期購入費、使用済アルコールの
廃棄費用及び各種政府規制による使用者のアルコール保
有量の常時把握費用を含む幾つかの費用が減少する。蛋
白性大豆材料は大豆粉の形態が好ましいが、本法は粉に
粉砕する前の大豆フレークでも全く良好に機能する。

本法は、全脂肪大豆、低脂肪大豆又は脱脂ひび割れ大
豆、砂状物（grit）又は粉末に適用可能である。もつと
もその最大使用分野は、脱脂粉状物の処理であると思わ
れる。予備処理及び部分変性された大豆材料、例えば抽
出、調質（tempering）、フレーク化又は粉砕時に加熱
処理されたものも、部分変性によりPDI（蛋白分散度指
数、protein dispersability index）が20乃至30程度に
低下した材料を含めて、本発明にて改善される。

大豆粉のPDIは、約90が好ましい。本発明の方法は、こ
のPDIを約10未満に減少させる。PDIは、粉末の大豆蛋白
中で生起し、大豆材料を一層消化性にするよう蛋白質分
子の構造を変える変性の尺度として有用である。大豆粉
のPDIが減少するにつれて蛋白の変性度は増大する。大
豆の分子構造が、消化系の酵素及び微生物により一層容
易に攻撃されるように変化するものと思われる。

大豆材料を、攪拌機付き密閉容器内に収納する。該材料
は、床（bed）内で「流動化」するように連続攪拌され
る。

以下の実施例で詳細に議論するように好適方法では「DV
T」（米国ケンタツキー州フローレンスのLittleford Br
os.,Inc.製）として知られている市販の反応器が、大豆
あらびき粉の処理に使用される。この反応器には、スキ
（plough）型ブレード付の中央シヤフトと、該容器の内
壁上に配置してスキ型ブレード付中央シヤフトよりも高
速で回転する少くとも１個の追加攪拌機がある。攪拌機
とスキの組合せ回転及びそれらの回転速度が、大豆材料
を反応器内で「流動化」させるのである。

大豆材料の処理時の容器内圧力は、約103kpa（15PSI）
乃至179kpa（26PSI）である。好適系に於ては、少量の
水と共にエチルアルコールがはじめから大豆材料と共存
する。適当な方法で生水蒸気を容器内に導入し、蛋白性
大豆材料を加熱してアルコールと水を蒸発させ、大豆材
料をアルコール蒸気と緊密に接触させる。十分量の生水
蒸気を容器内に注入して蛋白性大豆材料の温度を好まし
くは104℃（220゜F）となし、続いて水蒸気の注入を停止
する。

実験により、望ましいアルコールの使用量は大豆材料2
7.2キログラム（60ポント）当りアルコール4.1キログラ
ム（９ポンド）なることが決定された。例えば2.72キロ
グラム（６ポンド）にアルコール量を実質的に低下させ
ると、大豆材料の処理は十分でなくなる。大豆材料27.2
キログラム（60ポンド）に対し4.1キログラム（９ポン
ド）のアルコールが好適比であるが、それ以上のアルコ
ールを使用しても満足に大豆材料を処理することがで
き、それ以上のアルコール比も本発明に含まれる。しか
しながら、アルコール比を大にすると、大豆材料の処理
費用は増大する。

蛋白性大豆材料を収納する容器は、適当な加熱媒体を有
するジヤケツト付容器、例えばジヤケツトに水蒸気を供
給した容器が好ましい。ジヤケツトからの熱は、蛋白性
大豆材料をアルコール蒸気で処理する過程で該材料を約
104℃（220゜F）に維持し、しかも大豆材料と水蒸気の直
接接触を最少にする。蛋白性大豆材料は、アルコールが
望ましからぬ香味成分を大豆材料から抽出し且つ消化性
大豆材料にするために十分な時間すなわち少くとも約30
分にわたり104℃（220゜F）に維持される。

前記の要求は、大豆材料をアルコールで処理する温度及
び時間によつて多少変化する。例えば、115℃（240゜F）
で大豆材料を処理する際には、約115℃（240゜F）に５分
間保持される。大豆材料に悪影響を与えずに、その処理
に使用できる最高温度は、保持時間なしで約138℃（280
゜F）であると判明した。ひとたび温度が138℃（280゜F）
に達したならば、下記実施例２で議論するように、アル
コール処理を停止する。この温度及び時間の制限を超え
ると、一般に粒状且つカツ色の焼け製品となる。88℃
（190゜F）では幾ら時間をかけても、蛋白性大豆材料は
許容できる製品とはならぬことも判明した。許容される
製品は、約93℃（200゜F）でやつと達成され、少くとも1
02℃（215゜F）の処理温度、少くとも30分の処理時間で
得られる好適品質を有する。しかしながら全ての場合、
プロセスパラメーターは、PDIが初期値より十分低くな
るよう且つ、一般に最終値が10を越えないように選択さ
れる。

蛋白性大豆材料をアルコール蒸気で十分処理したあと、
容器を真空ポンプで、好ましくは63−66センチメートル
（25−26インチ）Hgの真空環境まで排気する。Hg柱63−
66センチメートル（25−26インチ）では、水は約52℃
（126゜F）で沸騰する。蛋白性大豆材料を好ましくは約5
4℃（130゜F）に且つまた57℃（135゜F）以下の温度に保
ち、該蛋白性大豆材料をカツ色化させずにアルコールを
除去する。排気により蛋白性大豆材料からアルコールを
除去する間の好適温度範囲は、約52℃乃至54℃（125゜F
乃至130゜F）である。

本発明に従つて処理された大豆材料のPDIは10未満の低
値となるが、斯かる低PDI値は、蛋白価の損失を最小に
した高蛋白濃縮物の調製を可能とする。水溶性の非栄養
炭水化物の除去には、単純な水抽出が使用され、蛋白質
の損失もたいしたことはない。乾燥後に得られる製品
は、全蛋白質を少くとも約70％含有する濃縮物である。
（Association of Official Analytical Chemists,方法
2.057,1980第13版のケルダール窒素分析による。）高蛋
白含量で且つ望ましからぬ香味成分が実質的に存在せぬ
と、特に食料補充物として魅力ある製品を与える。この
食料補充物は、単胃消化する反すう性やその他の若年家
畜、例えば子牛の飼料として特に有用である。本発明の
方法により得られた製品を、その他の材料と混ぜてミル
ク状にし、すなわち大豆粉とその他材料の水性流動混合
物にしてそれを子牛その他の若年家畜に与えると、家畜
の成長速度は、従来法で加熱処理した大豆製品から調製
したミルク代替物での速度と比べて著るしく増大する。

以下の実施例は説明のためにのみ示すものであり、本発
明の限定を意図するものではない。これら実施例は、本
発明の方法を更に明確に示す。

実施例1. パイロツトプラントプロセスにて、PDI約90の工業的に
脱脂した大豆粉27.2キログラム（60ポンド）を、「DVT
−130−（１−Ｚ）多相反応器（Polyphase Reacto
r）」、として知られている市販の反応器に装填する。
該反応器は米国ケンタツキー州フローレンスのLittlefo
rd Bros.,Inc.社製で、スキ型ブレードを有する一般に
水平型の攪拌機と「チヨツパー」と称される少くとも１
個の別なる攪拌機を有する。大豆粉を反応器内で、3A型
アルコール（特別に変性したエチルアルコール−エタノ
ール90％、メタノール５％及び水５％）4.1キログラム
（９ポンド）及び水2.7キログラム（６ポンド）と混合
する。次に反応器を密閉し、反応器の攪拌機を用いてこ
のアルコール及び水を大豆粉と混合する。反応器内の攪
拌機を回転し、混合物を約５分間にわたり混合する。５
分後に水蒸気を反応器のジヤケツトに導入し、製品温度
を約52℃（125゜F）にする。反応器内の攪拌機は、該材
料をアルコールとよく接触するように「流動化」させ
る。約52℃（125゜F）で弁を開き、大豆粉／アルコール
の温度が104℃（220゜F）に達するまで水蒸気を「流動
化」大豆粉／アルコール混合物に直接注入する。約104
℃（220゜F）で水蒸気の注入を停止し、大豆粉／アルコ
ール混合物を反応器内に約30分間保持する。該大豆粉／
アルコール混合物を、反応器内で103kPa乃至179kPa（15
乃至26psi）の圧力範囲で保持する。大豆粉／アルコー
ル混合物の温度が低下し始めたならば、反応器のジヤケ
ツトに水蒸気を再度導入して温度を約104℃（220゜F）に
30分間維持する。逆に大豆粉／アルコール混合物温度が
上昇したならば、ジヤケツトに冷水を導入して温度を10
4℃（220゜F）に低下させる。約29分後に攪拌機を停止
し、大豆粉／アルコール混合物を放置−沈降させる。そ
の30分後に、通常の真空ポンプで反応器を63−66センチ
メートル（25−26インチ）Hgまで徐々に排気する。ゆつ
くり排気すると、製品が真空ラインに過度に吸引される
のを防止する。排気後、スキ型ブレード付攪拌機を回転
させ、温度を約54℃（130゜F）まで放置−低下させる。
水銀柱約66センチメートル（26インチ）では、水の沸点
は52℃（126゜F）であり、エチルアルコールの沸点は35
℃（95゜F）である。反応器温度を52−54℃（125−130゜
F）に維持すると、アルコールは全て製品から除去さ
れ、水も大部分除去される。約25−30分間乾燥したあ
と、スキ付き攪拌機並びに真空吸引を停止し、製品を反
応器から取り出して更に動物用食料補充物に加工する。
この粉末は一般に、大豆臭を実質的に伴なわずに口あた
りの良い味を有し、一般に白色の非粒状外観を呈し、保
水性を有する。

子牛を用いて給餌試験を実施し、その際子牛に３種のミ
ルク代替物を給餌した。第１種（Ａ）は、蛋白源が乳漿
及びカゼインである全ミルク代替物であつた。第２種
（Ｂ）は、従来の大豆粉熱処理法を用いて調製し、PDI
が約20の大豆材料を含有した。第３種（Ｃ）は、本発明
に従つて加工した大豆材料を含有した。各ケース共、蛋
白源をその他の一般養分、例えば乳漿、動物又は植物脂
肪、ビタミン及びミネラルと混合した。蛋白源は、およ
そ蛋白源26−27％、脂肪質粉末22−23％、乳漿45−48
％、ビタミン及びミネラル の範囲で諸栄養素と混合した。次にこの混合物を水と混
合してミルク状物となし、それを動物に給餌した。各ケ
ース共、試験は28日間にわたつて実施した。

下表１は試験期間での重量増加（ポンド、カツコ内はキ
ログラム）を示す。各列は、１回の28日試験の結果を示
し、「総合」なる最後の列は各種代替物５試験の平均を
示す。最後の列のカツコ内には正準化百分率を示すもの
であり、総合結果を比較するために全ミルク代替物を基
準の100％としている。表から判るように、本発明に従
つて加工した蛋白材料を用いた代替物は、全ミルク代替
物に極めて近い。

表２は、表１で実施した試用に於ける子牛当り28日間の
代替物消費を示すものであり、初験子牛はほぼ同量のミ
ルク代替物を食べたことを示している。

表３は、３種のミルク代替物試用の際の子牛の健康に対
する影響を示す。各列の数字は、28日間の下痢スコアを
表わすものであり、正常＝１、下痢性（loose）＝２、
水性（watery）＝３、血液性又は粘液性（blood,mucu
s）＝４である。総合平均で示すように、本発明に従つ
て製造した大豆材料を用いた代替物は、他種の代替物よ
りも子牛を正常且つ健康な状態にする。

実施例２ 大豆粉／アルコール混合物が138℃（280゜F）に達するま
で反応器へ水蒸気を注入したことを除き、実施例１の手
順を繰り返した。その時、水蒸気注入を攪拌と共に停止
し、容器を排気した。大豆粉／アルコール混合物の温度
を乾燥のために放置してほぼ54℃（130゜F）に低下させ
た。実質的に大豆臭がない一般に口あたりの良い味、及
び一般に白色で非粒状の外観を有する、保水性をもつ粉
状物を製造した。

実施例３ 大豆粉／アルコール混合物が約116℃（240゜F）に達する
まで反応器への水蒸気注入を継続したことを除き、実施
例１の手順に従つた。約116℃（240゜F）で水蒸気の注入
並びにチヨツパーを停止し、製品を約５分間保持し、ス
キ型ブレード攪拌機で製品を５分間混合した。５分の滞
留終期に、実施例１のような反応器を排気し、約54℃
（130゜F）まで放置・冷却した。一般に口あたりの良い
味を有して実質的に大豆臭が無く、且つ一般に白色で非
粒状の外観並びに保水性を有する粉状物が得られた。

実施例４−８ 実施例１の条件並びに手順を用い、大豆材料に対するア
ルコールの比率を種々変更してみた。試用アルコール量
は、大豆粉27.2キログラム（60ポンド）に対し、1.4キ
ログラム（３ポンド）、2.7キログラム（６ポンド）、
4.1キログラム（９ポンド）、8.2オログラム（18ポン
ド）及び12.3キログラム（27ポンド）であつた。大豆材
料27.2キログラム（60ポンド）に対してアルコール4.1,
8.2及び12.3キログラム（9,18及び27ポンド）で処理し
た試用大豆粉は、実施例１の材料と同様なゲル電気泳動
バンド特性を示した。アルコール1.4及び2.7キログラム
（３及び６ポンド）を用いた試用処理大豆粉のゲル電気
泳動バンド特性は、実施例１の被験材料と同様ではなか
つた。

実施例４−８から、本発明の方法を用いて大豆材料を満
足に処理するためには、27.2キログラム（60ポンド）の
大豆材料に対し、少くとも約4.1キログラム（９ポン
ド）のアルコールを使用せねばならぬと理解される。2.
7キログラムと4.1キログラム（６ポンドと９ポンド）の
間のアルコール水準は特に試験しなかつたが、大豆材料
27.2キログラム（60ポンド）当り2.7乃至4.1キログラム
（６乃至９ポンド）量のアルコールで処理した大豆材料
で実施例１の被験材料と同様なゲル電気泳動のバンド特
性を示すものも、本発明の範囲内であると理解される。

本発明は、大豆材料を消化性となし且つ最少量のアルコ
ールを用いて大豆材料から望ましからぬ味臭を抽出する
ことにより大豆材料を処理する改善方法を提供する。本
法は大豆材料を最少量の水蒸気に直接露出し、しかも大
豆材料の不必要な浸漬及び蒸煮を回避する。大豆材料の
処理に用いられた実質的に全てのアルコールは、大豆材
料をカツ色にせぬ昇温下でアルコールを大気圧以下にす
ることにより、容易且つ効果的に除去される。

本発明を好適実施態様と共に説明したが、当業者には、
本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び
細部での変更の可能なることが認められよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−135250（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−158067（ＪＰ，Ａ) 米国特許4132808（ＵＳ，Ａ)

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】大豆材料27.2キログラム（60ポンド）当た
   り少くとも約4.1キログラム（９ポンド）のアルコール
   の比率にて、低級アルコールと蛋白性大豆材料を閉じた
   容器内で、水の存在下に又は水の非存在下に混合して該
   蛋白性大豆材料／アルコール混合物を流動化させるこ
   と； 該蛋白性大豆材料／アルコール混合物に水蒸気を直接導
   入して該材料を93〜138℃（200〜280゜F）の範囲の処理
   温度に加熱すること； 該処理温度に達したあと該蛋白性大豆材料／アルコール
   混合物への水蒸気供給を停止すること； 該大豆材料／アルコール混合物を、該大豆材料と直接接
   触する水蒸気を更に導入することなく、約30分以下の
   間、閉じた容器内で加圧下に、93〜138℃（200〜280゜
   F）の温度範囲に保持すること； 該蛋白性大豆材料の温度を大気圧未満の圧力での該低級
   アルコールの沸点以上に保持しながら、該閉じた容器か
   ら低級アルコール蒸気を大気圧未満の圧力まで排気し、
   それにより実質的に全ての該低級アルコールを該蛋白性
   大豆材料から除去すること からなる、一般に白色でPDIが10未満の大豆材料を製造
   するための、大豆の処理方法。
2. 【請求項２】処理温度が104℃（220゜F）に達するまで、
   蛋白性大豆材料／アルコール混合物に水蒸気を導入する
   請求の範囲第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】蛋白性大豆材料を30分間にわたり104℃（2
   20゜F）に保持する請求の範囲第２項に記載の方法。
4. 【請求項４】閉じた容器のジャケットに水蒸気を導入す
   ることにより、蛋白性大豆材料を30分間にわたり104℃
   （220゜F）に保持する請求の範囲第３項に記載の方法。
5. 【請求項５】低級アルコールが実質的に全てエタノール
   である請求の範囲第１項に記載の方法。
6. 【請求項６】低級アルコールがエタノール90％、メタノ
   ール５％及び水５％の混合物である請求の範囲第１項に
   記載の方法。
7. 【請求項７】103kPa（15psi）乃至179kPa（26psi）の圧
   力範囲で蛋白性大豆材料を低級アルコール蒸気にて処理
   する請求の範囲第１項に記載の方法。
8. 【請求項８】閉じた容器を63〜66センチメートル（25〜
   26インチ）Hgの圧力範囲まで排気する請求の範囲第１項
   に記載の方法。
9. 【請求項９】排気後、蛋白性大豆材料の温度を最高54℃
   （130゜F）に維持する請求の範囲第８項に記載の方法。
10. 【請求項１０】容器内に配置された複数の攪拌機により
    蛋白性大豆材料を流動化させる請求の範囲第１項に記載
    の方法。