JP4429550B2 - 粉末飲食品の製造法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉末飲食品の製造に関する。すなわち、本発明は、粉末飲料、又は粉末食品を形成する粉末粒子を加工する製造方法に関するものである。詳しくは噴霧乾燥によって得られた粉末粒子を粉砕、又は破砕、又は圧縮して、粉末中空構造を破壊し、必要に応じて造粒した粉末飲料、又は粉末食品の製造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体飲料を粉末状にするには、抽出や搾汁などにより得られた液体飲料に賦形剤を添加し、噴霧乾燥を行う方法が一般的手法である。噴霧乾燥が瞬時に行われるため、飛散しやすい香り成分が保持できる点と、連続的にポーラスな粒子を効率的に生産できる点などの利点があるため頻繁に用いられている。また、噴霧乾燥だけでは湯、水に溶解したとき、ままこ（溶け残り）になることもあるため、造粒を行い粉末飲料、又は粉末食品を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
噴霧乾燥、または噴霧乾燥後整粒した粉末飲料、又は粉末食品を湯や水で溶解すると、泡が発生し、溶解液表面を覆うことがしばしば見受けられるが、そのため、復元時の外観が低下するだけでなく、香り立ちが悪く、風香味も劣化し、また、溶解不良も招来され、この点の解決が希求されている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。従来より泡の発生を押さえるために乳化剤やシリコン等の消泡剤を用いる方法もあるが、泡の発生を抑える効果はなく、破泡速度を速めるにすぎず、発泡という原因根本を解決したわけではない。さらには、近年、消費者の食品添加物への関心度・知識度が上がり、食品添加物未使用食品が市場で広がりつつある。こういった背景より、消泡剤を使用しない方法の検討が必要であった。
【０００５】
本発明は、消泡剤を使用することなく発泡を抑制、防止する新規技術を開発するため、各方面から鋭意検討の結果、液体飲食品に賦形剤を添加し、常法にしたがって噴霧乾燥した後、生成した粒子を粉砕したとき、全く予期せざることに、得られた粒子は、これを水に溶解して復元したとき、液表面にできる気泡の発生が大幅に抑制されるという新規にしてきわめて有用な知見を得、この有用新知見に基づき更に検討、研究の結果、遂に完成されたものである。
以下、本発明について詳述する。
【０００６】
本発明は、液体飲食品の粉末化に関するものであって、飲食品には、飲料及び食品の双方を包含するものであり、ここで粉末化を行う液体飲料は、コーヒー飲料、茶飲料、乳飲料、果汁飲料、野菜飲料などの一般的な清涼飲料であり、そのまま或いは濃縮したものあるいはペーストを用いる。
【０００７】
コーヒー飲料や茶飲料とは、従来の製法を用いて抽出した抽出液、又はこの抽出液に砂糖などの甘味料や牛乳など添加した飲料などであり、ブラックコーヒー、カフェ・オ・レ、フレーバーコーヒーなどのコーヒー飲料、緑茶、麦茶、ほうじ茶、ウーロン茶、ストレートティー、ミルクティー、レモンティー、フレーバーティ、ブレンド茶などの茶飲料が挙げられる。
【０００８】
果汁飲料や野菜飲料は、これらの搾汁液、これらの濃縮果汁、ピューレやペーストなどを用いて作られた液体飲料などであり、レモンジュース、オレンジジュース、グレープフルーツジュース、アップルジュース、フルーツミックスジュース、プルーンジュース、トマトジュース、キャロットジュース、野菜ミックスジュース、又はこれらのミックスジュースなどが挙げられる。
【０００９】
ここで粉末化を行う液体食品は、液状を呈する食品をすべて包含するものであって、そのまま或いは濃縮したもの或いはペースト状物も使用することができる。したがって、本発明によれば、これらの液体食品を原料として、水などの液体に溶解させたときに泡の発生が抑制され、溶解性及び風味がすぐれた各種粉末液体が製造でき、その例としては次のものが非限定的に挙げられる：粉末おもゆ、粉末マッシュポテト、粉末スープ（インスタントスープ：コンソメ、ポタージュ）、粉末ラーメンスープ、粉末ダシ、粉末ツユ、粉末醤油、粉末酢、粉末味噌汁（インスタント味噌汁）、その他。
【００１０】
上記した液状を呈する飲食品は、噴霧乾燥を行う。噴霧乾燥は、常法、例えば粉末飲料の製造の常法にしたがって、行えばよく、噴霧乾燥を行う際、粉末化基材、増量材、呈味成分や芳香成分の保護を目的とし、必要に応じて賦形剤を用いる。用いられる賦形剤は、デキストリン、乳糖、デンプン、ガム類（例えば、グアーガム）などの多糖類等が挙げられる。液体中の固形分含量がブリックス５０以下になるように、賦形剤を必要に応じて添加して、液体中の固形分含量の調整を行う。好ましくは、ブリックス２０〜３０に調整し噴霧乾燥を行う。
【００１１】
噴霧乾燥は、圧力ノズル法、回転円板法、２流体ノズル法の３方法に大別され、いずれも使用できるが、液体原料のレオロジー特性、製品の物質を考慮して決定される。
加圧ノズル噴霧の場合、液体を３〜２０ＭＰａ程度に加圧し、ノズル先端の円形オリフィスより流出させ微粒化する。
回転円板の場合、液体を回転円板の中心部に供給し、５０００〜６０００ｒｐｍの回転円板の遠心力を利用して円板周辺へ流動した後、極めて細い糸状、または、薄膜状になって微粒化する。
２流体ノズルの場合、供給液とともに圧縮空気または水または水蒸気を送り、液と気体とのせん断力を利用して噴霧、微粒化する。
【００１２】
これらの特徴として、高粘性液体の噴霧に際しても、液滴径の小さい噴霧滴が得られる。一般的には、粒子径１０〜５００μｍの噴霧乾燥物が得られる。
【００１３】
本発明においては、このようにして得られた噴霧乾燥物を、粉砕処理、破砕処理、圧縮処理の少なくともひとつの処理にて処理することが必要である。これらの処理には、噴霧乾燥によって得られた粉末粒子を、微粉砕〜粉砕〜細砕〜粗砕〜破砕等のこれらを適宜の大きさにまで破壊するすべての処理が包含され、更にまた、該粉末粒子を圧縮、圧潰ないし磨砕する処理も包含される。これら破壊処理は、単独で行ってもよいし、２つ以上適宜組み合わせて行ってもよいし、同一処理を２回以上くり返して行ってもよいし、これらを適宜組み合わせて行ってもよい。
【００１４】
乾燥粒子の破壊処理を行うには、既知の破壊装置が適宜使用することができるが、実用性の面からして、粉砕機や圧縮系造粒機を使用すると良い。
【００１５】
粉砕機のうち代表的なものとして、微粉砕機、摩砕機、凍結粉砕機が挙げられ、これらが適宜使用される。
【００１６】
微粉砕機は、主に衝撃式粉砕機とジェット粉砕機に分かれる。衝撃式粉砕機は一般にはスクリーン型、回転盤型、軸流型に大別される。具体的には、ハンマーミル、アトマイザ、ジェットマイザである。
【００１７】
摩砕機は、主に回転式石臼、擂潰機に分かれる。回転式石臼として、マスコロイダーが挙げられる。擂潰機は、乳鉢と同等で摩砕と圧縮により粉砕、混練を行う装置である。
【００１８】
凍結粉砕機は、常温において機械的粉砕操作が困難な原料を粉砕する方法である。その１つとして液化天然ガス（ＬＮＧ）の冷熱を利用して、原料を凍結させて粉砕する低温粉砕システムがある。
粉砕機を利用する場合、粒子の大きさは５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下に調整する必要がある。
【００１９】
圧縮系造粒機のうち代表的なものとして、押し出し造粒機、乾式破砕造粒機が挙げられこれらが適宜使用される。
【００２０】
押出し造粒機には、スクリュー押し出し式と回転バスケット式がある。どちらの方式も粉末状になった原料に粉体間の結合力を調整するための適量の水分または賦形剤を加え混合捏和する。大体において水分は１０−２０重量％のものが多いが、中には１０重量％以下であったり、極端なものには７０−８０重量％のものもある。次に圧縮工程を行い、空隙を最小にし、さらに粒に成形するなんらかの形状の穴から押出し、カッターで０．１〜３ｍｍに切断することにより空洞の少ない粉末飲料を得ることができる。
【００２１】
乾式破砕造粒機で行う場合、噴霧乾燥原料を圧縮し、これをグラニュレータ、アトマイザなどにより粉砕して５０μｍ〜３ｍｍの必要に応じた大きさに整粒する。これにより空洞を減少させることが可能である。
圧縮圧力は、高ければ高いほど脱泡作用が強くなるが、それに反比例して溶解性が悪化する。溶解性が悪化した場合は、必要に応じて粉砕工程、造粒工程を行っても良い。
【００２２】
上記のように加工して完成した粉末飲料をそのまま湯又は水で溶解させても良いが、粉砕粉末の粒度が低いため、溶解時にままこを生じる場合もある。その場合、流動層造粒機等を用いて造粒、整粒を行うとよい。造粒する場合は、造粒後のかさ比重が０．２０〜０．５０ｇ／ｍｌ、好ましくは０．３０〜０．４０ｇ／ｍｌになるようにすると良い。
【００２３】
このようにして製造された粉末飲料は、適量の湯、水、又は牛乳などを添加して溶解する。このような製造方法により、消泡剤を使用することなく、泡の発生が少なく且つ溶解性の良い粉末飲食品（粉末飲料、粉末食品が包含される）を得ることができる。
【００２４】
本発明によれば、噴霧乾燥、又は噴霧乾燥後整粒した粉末飲食品を粉砕、圧縮等の破壊処理に供することによって、これを湯や水に溶解して復元した際、泡の発生を抑制ないし防止するだけでなく、溶解性や風味の劣化や低下は生じないすぐれた新規粉末飲食品が製造される。
【００２５】
その作用メカニズムについては今後の研究をまたねばならないが、泡の発生防止のメカニズムについては、現時点では、一応次のように考えられる。すなわち、噴霧乾燥物粒子は、これを復元すると泡が発生し、溶解液表面を覆うことがしばしばであるが、これは、噴霧乾燥後の粒子が中空構造になっており、湯や水に溶解したときに水分が粒子に浸透し、粒子内の空洞がなくなり、空洞中の空気が細かい多数の泡を発生させ、更に、この細かい泡は互いに集まり、溶解液の表面に無数の泡の層を形成し、粉末飲食品の外観の悪化にもつながるものと考えられるところ、本発明においては、噴霧乾燥後の粒子を粉砕、圧縮したりすることにより、泡の原因のひとつとなっている該粒子中の中空構造が破壊され、その結果、起泡が抑制ないし完全に防止されるものと考えられる。
【００２６】
しかしながら、噴霧乾燥物の易溶解性は、それが有する中空構造、つまり多孔性に依存するところが大きいことから、起泡防止のためにこの中空構造を破壊したにもかかわらず、本発明によって製造された粉末飲食品は卓越した溶解性を有しており、この点のメカニズムについては今後の研究をまたねばならない。ましてや、中空構造の破壊によっても、風味や品質が変化や劣化することなく維持される点のメカニズムについては更に今後の研究にまたねばならない。
【００２７】
本発明は、上記したように、噴霧乾燥と粉砕ないし圧縮処理とを有機的に結合することにより、泡の防止だけでなく、泡の防止とは矛盾するとも考えられる溶解性の改良、維持のほか、風味や品質、食感の劣化防止等の著効が奏されるが、このような知見は従来知られておらず、新規である。
以下、本発明の実施例について述べる。
【００２８】
【実施例１】
煎茶の茶葉１ｋｇを１０Ｌの湯で抽出し、ブリックス ５．０の茶抽出液を得た。抽出した茶抽出液中の茶固形分に対し４倍量のデキストリンを添加し、ブリックス ２５に調整した。その調整液を噴霧乾燥で粉末化した。その粉末のかさ比重が０．３５〜０．５０ｇ／ｍｌの範囲になるように衝撃式粉砕機で粉砕し、その後、流動層造粒機にてかさ比重が０．３０ｇ／ｍｌになるように造粒を行った。
【００２９】
（比較例１）
実施例１と同様の配合で噴霧乾燥し、できた粉末を流動層造粒機でかさ比重が０．３０ｇ／ｍｌになるように造粒を行った。
【００３０】
実施例１で得られた粉末と比較例１で得られた粉末を各１ｇずつを１００ｍｌの湯（９５℃）、及び冷水（２℃）を投入し、６０ｒｐｍにて１０回転の攪拌溶解させた。湯、及び冷水投入から５分間『外観』、『気泡』、『溶解性』を比較し、得られた結果を、下記表１に示す。なお、外観については、◎非常によい、○よい、×悪いで表わし、気泡については、◎気泡の発生が全く認められない、△気泡の発生が認められるが破泡する、×気泡が発生し、破泡もしない、で表示した。
【００３１】
（表１）
湯（９５℃）溶解

冷水（１℃）溶解（写真参照）

【００３２】
なお、冷水溶解の場合において、実施例１及び比較例１のそれぞれについて、冷水投入を後から攪拌１分後〜５分後までの間、１分ごとに溶解性などを確認したもの（写真）を、実施例１については、図面代用写真（図１〜図６）に示し、比較例１については、図面代用写真（図７〜図１２）に示した。
【００３３】
これらの図面代用写真から、溶解性などについて次のことが確認された。
（実施例１：冷水溶解）
図１（冷水投入直後）：大きい泡は発生するが、溶け残り（ままこ）はほとんど認められない。
図２（攪拌してから１分後）：泡の発生は認められない。すべてが溶解しており、見た目が非常に良く、良好である。
図３（攪拌してから２分後）：１分後の場合と状態に変化は認められず、良好である。
図４（攪拌してから３分後）：１分後の場合と状態に変化は認められず、良好である。
図５（攪拌してから４分後）：１分後の場合と状態に変化は認められず、良好である。
図６（攪拌してから５分後）：１分後の場合と状態に変化は認められず、良好である。
【００３４】
（比較例１：冷水溶解）
図７（冷水投入直後）：小さい泡、大きい泡が発生し、溶け残り（ままこ）も多く浮遊しており、やや「だま」の形成が感じられる。
図８（攪拌してから１分後）：多数の泡が認められるが、大きい泡は減少している。容器の壁面に細かい泡が集まり、クリーム状の泡の集団の形成の開始が認められた。
図９（攪拌してから２分後）：容器の壁面には、泡の集合体により白いリングの形成が認められ、見た目に非常に悪いことが確認された。
図１０（攪拌してから３分後）：容器の壁面に形成された白いリング（泡の集合体）は、なかなか消滅しないことが確認された。
図１１（攪拌してから４分後）：上記と変化は認められず、クリーム状の泡はなかなか破泡しないことが確認された。
図１２（攪拌してから５分後）：５分経過後においても、結局、白いリングの消滅は認められなかった。
【００３５】
【実施例２】
コーヒー豆１ｋｇを１２Ｌの熱湯で抽出し、ブリックス ４．０のコーヒー抽出液を得た。抽出したコーヒー抽出液中のコーヒー固形分が５倍になるよう濃縮を実施し、最終的にブリックス２０のコーヒー濃縮液を調整した。このコーヒー調整液を噴霧乾燥し、乾燥粉末を圧縮造粒機にて、ロール圧１００〜１５０ｋｇ／ｃｍ²、ロール回転３ｒｐｍ、スクリュー回転５〜１０ｒｐｍでスクリューの電流が１〜１．５Ａとなるような条件化で圧縮成形した。さらにアトマイザーにて微粉化を行い、流動層造粒機にて造粒を行った。
【００３６】
（比較例２）
実施例２と同様の配合で噴霧乾燥し、できた粉末を流動層造粒機でかさ比重が０．３０ｇ／ｍｌになるように造粒を行った。
【００３７】
（比較例３）
実施例３と同様の配合で噴霧乾燥し、粒径８０μｍ、かさ比重０．２０ｇ／ｍｌの噴霧乾燥粉末が得られた。
【００３８】
実施例２で得られた粉末と比較例２及び３で得られた粉末を各１ｇずつを１００ｍｌの湯、及び牛乳に溶解させて溶解状態を比較した。得られた結果を、下記表２に示す。なお外観、気泡における記号の意味は、表１の場合と同じである。
【００３９】
（表２）
湯（９５℃）溶解

牛乳（１０℃）溶解

【００４０】
【発明の効果】
粉末飲食品は、従来、主としてスプレードライ方式で製造されているが、得られた粉末を溶解すると、発泡して、外観、風味、食感等が低下し、もとの液状の飲食品には復元し難いという欠点がある。
【００４１】
本発明は、この欠点を、消泡剤等を使用しない全く新しい方式で解決したものであって、噴霧乾燥粉末を更に破壊して内部構造を崩壊するという溶解性を低下せしめることが充分に予測される方法をあえて採用し、泡の発生防止のほか、溶解性や風味、品質、食感については何ら影響を受けないという全く新規にして予測できない効果を確認し、図面代用写真からも明らかなようにそれを実証したものである。
【００４２】
したがって、本発明によれば、復元すればもとの液状飲食品にそのままもどすことのできる従来製造し得なかった質の高い粉末飲食品を効率的、工業的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で製造した粉末茶を冷水に投入して溶解した際、冷水投入直後の状態を示す図面代用写真である
【図２】同じく攪拌してから１分経過後の状態を示す図面代用写真である。
【図３】同じく２分経過後の図面代用写真である。
【図４】同じく３分経過後の図面代用写真である。
【図５】同じく４分経過後の図面代用写真である。
【図６】同じく５分経過後の図面代用写真である。
【図７】比較例１で製造した粉末茶を冷水に投入して溶解した際、冷水投入直後の状態を示す図面代用写真である。
【図８】同じく攪拌してから１分経過後の状態を示す図面代用写真である。
【図９】同じく２分経過後の図面代用写真である。
【図１０】同じく３分経過後の図面代用写真である。
【図１１】同じく４分経過後の図面代用写真である。
【図１２】同じく５分経過後の図面代用写真である。

Claims (3)

1. 液状のコーヒー飲料又は液状の茶飲料を噴霧乾燥した後、粉末粒子に対して粉砕、破砕処理の少なくともひとつを行い、更にかさ比重が０．３０〜０．４０ｇ／ｍｌとなるよう流動層造粒処理すること、を特徴とする復元に際して泡立ちが少なく且つ溶解性にすぐれた粉末コーヒー又は粉末茶の製造法。
2. 液状のコーヒー飲料又は液状の茶飲料を噴霧乾燥した後、粉末粒子に対して圧縮処理を行い、粉砕処理、更にかさ比重が０．３０〜０．４０ｇ／ｍｌとなるよう流動層造粒処理を行うこと、を特徴とする復元に際して泡立ちが少なく且つ溶解性にすぐれた粉末コーヒー又は粉末茶の製造法。
3. 請求項１又は２に記載の製造法により粉末コーヒー又は粉末茶を製造すること、を特徴とする易溶解性の粉末コーヒー又は粉末茶の復元時の泡立ちを抑制ないし防止する方法。

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