JP4801945B2 - 乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法 - Google Patents

Description

本発明は、米、小麦、大麦等の米麦類、ライ麦、とうもろこし、あわ、そば等の雑穀類、大豆、小豆、そらまめ等の豆類等の穀物類を、従来公知の方法で粉末状に加工して乾燥粉末穀物類としたものを、前記穀物類の各素材の有効成分を劣化させることなく、例えばナノメーターサイズにまで、超微粒子化することにより、ビタミン等の有効成分を抽出し、該超微粒子化された粉末穀物類を食品として食する場合、人体への吸収性を高めることができる乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法に関するものである。

従来、米、小麦、大麦等の米麦類、ライ麦、とうもろこし、あわ、そば等の雑穀類、大豆、小豆、そらまめ等の豆類等の穀物類を、乾燥粉末穀物類とした加工食品が市販されている。また、穀物類を乾燥粉末とする方法につき、過去の特許文献を遡及検索すると、下記の特許文献１が公知である。

特開２００４−２４１２４号公報

前記米、小麦、大麦等の米麦類、ライ麦、とうもろこし、あわ、そば等の雑穀類、大豆、小豆、そらまめ等の豆類等の穀物類等の穀物を、従来公知の方法により乾燥粉末穀物とした加工食品は、いずれも例えばナノメーターサイズにまで超微粒子化されていないため、ビタミン等の穀物の有効成分の抽出が充分でなく、これらを所謂健康食品として食する場合、穀物が保有する有効成分の人体への吸収性が悪いという課題があった。

更に、前記特許文献１には、穀物類を乾燥粉末にする旨の記載はあるが、前記穀物類の乾燥粉末が、例えばナノメーターサイズにまで超微粒子化されていないため、該穀物類の粉末を食しても、穀物類が保有するビタミン等の有効成分の人体への吸収性が悪いという課題があった。

本発明は、前記課題を解決すべくなされたもので、例えば前記特許文献１に記載されたような、従来公知の加工方法により粉末状に加工された乾燥粉末穀物類を、超微粒子化装置により、例えばナノメーターサイズにまで超微粒子化することにより、ビタミン等の有効成分が抽出されると共に、これを食品として食した場合、超微粒子化されているので人体への吸収性を高めることができる乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法を提供しようとするものである。

本発明は、従来公知の加工方法により粉末状に加工された乾燥粉末穀物類を、粒径５０μｍ以下に微粉砕して微粒子状の粉末穀物類粒子とし、且つ該粉末穀物類粒子と、水道水、または天然水を電解して得られた塩素を含まず、ｐＨ９〜１０、酸化還元電位が２００ｍＶ以下であって、且つ活性水素を含む特性を有する電解還元水とを混合した流状物を超微粒子化装置に高圧で圧送して、前記粉末穀物類粒子を含む流状物を高圧のもとで衝突させて、粉末穀物類粒子を破砕して超微粒子化して、ビタミン等の有効成分を流状物中に抽出し、該流状物を、乾燥機により乾燥して前記流状物中の水分を蒸発させて除去し、ビタミン等の有効成分の劣化を防いで、超微粒子状の乾燥粉末穀物類として取出すという方法を採用することにより、上記課題を解決した。

本発明の乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法によれば、従来公知の加工方法により粉末状に加工された乾燥粉末穀物類を、粒径５０μｍ以下に微粉砕して微粒子状の粉末穀物類粒子とし、且つ該粉末穀物類粒子と、水道水、または天然水を電解して得られた塩素を含まず、ｐＨ９〜１０、酸化還元電位が２００ｍＶ以下であって、且つ活性水素を含む特性を有する電解還元水とを混合した流状物を超微粒子化装置に高圧で圧送して、前記粉末穀物類粒子を含む流状物を高圧のもとで衝突させて、粉末穀物類粒子を破砕して、例えばナノメーターサイズにまで超微粒子化して、ビタミン等の有効成分を流状物中に抽出し、然る後、前記流状物を乾燥機により乾燥して流状物中の水分を蒸発させて除去し、ビタミン等の有効成分の劣化を防止して、超微粒子状の乾燥粉末穀物類とすることができる。

そして、前記超微粒子状に加工された乾燥粉末穀物類を錠剤状、あるいは顆粒状等とすることにより、健康食品として採取すると、従来の粒子状の乾燥粉末穀物類に比して超微粒子化されているので、人体への吸収性が高く、ビタミン等の有効成分を効率よく人体に吸収することができる。

本発明を実施するための最良の形態につき詳細に説明する。本発明は、米、小麦、大麦等の米麦類、ライ麦、とうもろこし、あわ、そば等の雑穀類、大豆、小豆、そらまめ等の豆類等の穀物類を、従来公知の方法で粉末状に加工して乾燥粉末穀物類としたものを、粒径５０μｍ以下に微粉砕して微粒子状の粉末穀物類粒子とし、且つ該粉末穀物類粒子を、塩素を含まず、ｐＨ９〜１０、酸化還元電位が２００ｍＶ以下であって、且つ活性水素を含む特性を有する電解還元水に、所定量を添加混入して粉末穀物類粒子を含む流状物とし、これを超微粒子化装置に高圧で圧送して、前記粉末穀物類粒子を含む流状物を高圧のもとで衝突させて、該粉末穀物類粒子を破砕して超微粒子化して、ビタミン等の有効成分を流状物中に抽出し、然る後、前記超微粒子化した粉末穀物類粒子を含む流状物を、乾燥機により乾燥して、前記流状物中の水分を蒸発させて除去し、超微粒子状の乾燥粉末穀物類とする。

本発明の実施例による乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法は、塩素を含まず、ｐＨ９〜１０、酸化還元電位が２００ｍＶ以下であって、且つ活性水素を含む特性を有する電解還元水を使用する乾燥穀物類の超微粒子化方法である。そして、本発明による乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法の第１工程は、米、小麦、大麦等の米麦類、ライ麦、とうもろこし、あわ、そば等の雑穀類、大豆、小豆、そらまめ等の豆類等の穀物類を、従来公知の加工方法、例えば前記特許文献１として記載した特開２００４−２４１２４号公報に開示されたような加工方法により乾燥粉末穀物類とし、且つ該乾燥粉末穀物類を流状物化する流状物化工程である。

すなわち、第1工程は、前記従来公知の方法により粉末状に加工された前記乾燥粉末穀物類を粉砕機等により粉砕して、特に限定する必要はないが、好ましくは、粒径５０μｍ以下の微粒子状の粉末穀物類粒子とし、然る後、前記粉末穀物類粒子１５〜２５重量％、好ましくは２０重量％を、水道水、または天然水を電解して得られた、塩素を含まず、ｐＨ９〜１０、酸化還元電位が２００ｍＶ以下であって、且つ活性水素を含む特性を有する電解還元水７５〜８５重量％、好ましくは８０重量％中に添加混入して混合攪拌し、該混合液の調整を行ない、前記粉末穀物類粒子が、前記電解還元水中に均等に分散するよう調整して、粉末穀物類粒子と前記電解還元水との流状物とする工程である。

なお、本発明において、前記電解還元水を使用するのは、特に水道水の場合、水道水に含まれている塩素によって酸化されて、穀物類中のビタミン等の有効成分が劣化するのを防止すると共に、不純物の混入を防止し、更に、電解還元水が保有する前記特性を、本発明加工工程において利用することにより、高品質の超微粒子化された乾燥粉末穀物類を得るためである。

本発明で使用する電解還元水としては、特に限定する必要はないが、好ましくは、例えば日本トリム株式会社製の電解還元水整水器である「トリムイオンＴＩ−８０００」を使用して水道水を電解して生成された、電解酸性水と電解還元水のうち、電解還元水を使用する。前記「トリムイオンＴＩ−８０００」により生成された電解還元水は、ｐＨ９．６程度のアルカリ性で、酸化還元電位が−２７４ｍＶ程度で、且つ活性水素を含んでいることが知られている。

前記「電解還元水」は、チタンに白金焼成した電極板を用いて水道水を電気分解して得られた水であって、還元力を持つ活性水素を豊富に含む水で、その結果さまざまな活性酸素を消去する力を持った水である。

通常、水素原子（Ｈ）が２個結合して水素分子（Ｈ_２）として存在しているのが普通であるが、水素が分子として存在せず、原子で存在しているのが活性水素である。

一方、活性酸素は、様々な病気を引き起こすと考えられ、その強い酸化力から清浄な細胞を破壊し、病気や老化の原因となる。活性酸素は通常の酸素より電子が１つ少ない電気的に不安定な状態となり、正常な細胞から電子を奪おう（酸化）とする。このように、電子を奪われた細胞は、酸化され死滅する。

そして、活性水素は、前記のように、水素が原子状態となることによって、電気的に不安定であるが、該活性水素が様々な病気の原因となる電気的に不安定な活性酸素と結びつき、無害な（Ｈ＋Ｏ＝Ｈ_２Ｏ）となって体外へ排出されることとなる。すなわち、活性水素は活性酸素を消去する能力がある。

本発明加工方法の第２工程は、粉末穀物類粒子の超微粒子化工程である。すなわち、第２工程は、前記工程で得られた前記粉末穀物類粒子と前記電解還元水との流状物を、従来公知の超微粒子化装置により前記流状物中の粉末穀物類粒子全体を、ナノメーターサイズにまで超微粒子化する工程である。

前記超微粒子化装置としては、従来公知の装置を使用することができる。本発明においては、特に限定する必要はないが、好ましくは、例えば図１〜図８に示す、特許第２７８８０１０号として従来公知の「乳化装置」を、本発明加工方法の超微粒子化装置として使用することが推奨される。

すなわち、超微粒子化装置Ｍは、図１に示すように、前記流状物の供給タンク１１と、該流状物を加圧する高圧ポンプ１２と、該高圧ポンプ１２より圧送された流状物を高圧のもとで衝突させて粉末穀物類粒子を破砕して、ナノメーターサイズにまで超微粒子化する超微粒子化部材１３と、該超微粒子化部材１３から排出された超微粒子化された粉末穀物類成分を含む流状物を貯留する貯留槽１４とにより構成されている。

前記超微粒子化部材１３は、ケーシング１５内において、第１円板１６、第２円板１７が密着固定して収納されており、これらの円板１６・１７には、板面に前記流状物が通過可能な幅の透孔１６ａ・１６ｂおよび１７ａ・１７ｂと、該透孔１６ａ・１６ｂおよび１７ａ・１７ｂを連結するスリット状の案内溝１６ｃ・１７ｃがそれぞれ形成され、これらによって後述する流入路１８、案内路１９、混合室２０および流出路２１が形成される。

前記第１・第２円板１６・１７を図２〜図６を参照しつつ説明すると、各円板１６・１７は焼結ダイヤ、単結晶ダイヤ等の耐摩耗性に富む材料によって同径に形成されている。

前記第１円板１６は、図２、図３および図６に示すように、板面中心に対して上下対称位置に同径の流入用の透孔１６ａ・１６ｂが貫通形成され、また、第２円板１７との密着面に前記透孔１６ａ・１６ｂの対面する端部側を連通する第１案内溝１６ｃが刻設されている。

前記第２円板１７は、図３〜図７に示すように、前記第１円板１６との密着対向面に、該第１円板１６の前記第１案内溝１６ｃと直交するよう第２案内溝１７ｃが刻設されると共に、該第２案内溝１７ｃの両端に同径の流出用の透孔１７ａ・１７ｂが貫通形成されている。

前記構成より成る第１・第２円板１６・１７は、第１案内溝１６ｃと第２案内溝１７ｃとが十字状に直交するように密に重合して、第１円筒体２２と第２円筒体２３とをボルト２４により一体に連結して形成されたケーシング１５内に収納固定されて、超微粒子化部材１３が形成される。そして、前記ケーシング１５を構成する第１円筒体２２の一方側の開口部２２ａが前記高圧ポンプ１２に連結されると共に、第２円筒体２３の他方側の開口部２３ａが前記貯留槽１４に連結されている。

前記ケーシング１５内において、密に重合固定された第１円板１６と第２円板１７の第１案内溝１６ｃと第２案内溝１７ｃは十字状に直交して、前記第１・第２円板１６・１７の中心部に混合室２０を形成する。また、前記流入用の透孔１６ａ・１６ｂは流入路１８を、第１案内溝１６ｃは中心に向かう案内路１９を、更に第２案内溝１７ｃと流出用の透孔１７ａ・１７ｂは流出路２１をそれぞれ形成する。従って、図８に示すように、流入路１８、案内路１９、混合室２０および流出路２１の順序で、前記流状物が流れる液体通路が形成される。

なお、図中、１６ｄ・１７ｄは、それぞれの第１・第２円板１６・１７に設けた位置決め用透孔であって、該第１・第２円板１６・１７を密着重合して固定するときに、前記各位置決め用透孔１６ｄ・１７ｄを貫通できるように重合して、図示していないピン等を該各位置決め用透孔１６ｄ・１７ｄに貫通固定することにより、前記第１・第２案内溝１６ｃ・１７ｃは、正確に十字状に直交して、該第１・第２円板１６・１７を固定することができる。

前記構成より成る超微粒子化装置Ｍの作用について説明すると、供給タンク１１内に投入された前記粉末穀物類粒子を含む流状物を、１３０Ｍｐａ程度の圧力で、高圧ポンプ１２により超微粒子化部材１３を構成するケーシング１５の一方側の開口部２２ａに圧送する。前記一方側の開口部２２ａに圧送された流状物は、第１円板１６の２個の流入用の透孔１６ａ・１６ｂより高速となって流入し、更に、前記流入用の透孔１６ａ・１６ｂと第１案内溝１６ｃの両端部とで形成される流入路１８に高速流となって流れ、次いで、前記第２円板１７の板面と第１案内溝１６ｃとで形成された、圧送方向が対向する案内路１９・１９へとそれぞれ流れ方向が変換する。

前記流れ方向が変換した流状物は、第１案内溝１６ｃと第２案内溝１７ｃとの直交する中心部に形成された混合室２０において、圧送方向が対向する前記流状物の２つの流れが激しく衝突し、十字状に直交した第２案内溝１７ｃに９０度方向を変える際、該流状物が衝突、乱流し、更に前記第２案内溝１７ｃの壁面に衝突して、キャビテーション（空洞化現象）が発生する。

そして、このキャビテーションの空洞部が崩壊すると共に、局所的に非常に高い圧力差が引き起こされ、前記流状物中の固体粒子（粉末穀物類粒子）を破砕する。この固体粒子破砕現象は、数マイクロ秒という極めて短い時間内に生じ、流状物に瞬時に強大なエネルギーが加わり、このエネルギーにより粉末穀物類粒子全体を、例えばナノメーターサイズにまで超微粒子化して、粉末穀物類粒子中のビタミン等の有効成分の抽出が行われる。

前記粉末穀物類粒子を含む流状物が高圧で衝突して、流状物に瞬時に強大なエネルギーが加わると、水分子が分解してＯＨラジカルのような強力な活性酸素が発生し、該活性酸素が粉末穀物類粒子中のビタミン等の有効成分と反応して、これら有効成分が劣化してしまう。そこで、本発明においては、活性水素を含む電解還元水を使用しているので、前記超微粒子化作業で発生した活性酸素を活性水素で消去することにより、ビタミン等の有効成分の劣化を防止して、高品質の乾燥粉末穀物類を得ることができる。

前記のように、粉末穀物類粒子全体を超微粒子化することにより、有効成分が抽出された流状物は、第２案内溝１７ｃと第１円板１６の板面および流出用の透孔１７ａ・１７ｂとで形成された流出路２１に、前記ケーシング１５の他方側の開口部２３ａを経て無理なく排出され、貯留槽１４に貯留される。前記流出路２１を通過する間にも流状物は、第２案内溝１７ｃの壁面、すなわち混合室２０と対向する部位の壁面および流出用の透孔１７ａ・１７ｂと連通する端部壁面に衝突して超微粒子化が更に進行する。

前記超微粒子化装置Ｍは、流状物の流路に２つの円板１６・１７を密に重合固定して配設し、該各円板１６・１７の重合面に形成したスリット状の案内溝１６ｃ・１７ｃに流状物を通過させて、その流れの方向を変えつつ、壁面との衝突および流状物同士の衝突を行うようにして、粉末穀物類粒子を破砕すると共に、該粉末穀物類全体を超微粒子化し、ケーシング１５外へ排出して貯留槽１４に貯留するよう形成されている。

前記超微粒子化装置Ｍに投入された粉末穀物類粒子の超微粒子化が、所定の粒径、例えば、ナノメーターサイズにまで達しない場合、一旦貯留槽１４に貯留された流状物を、前記高圧ポンプ１２により開口部１２ａに圧送して、複数回超微粒子化装置Ｍに投入して、超微粒子化工程を繰返すことにより、所定の粒径にまで超微粒子化された粉末穀物類粒子を得ることができる。

なお、複数回に亘って超微粒子化工程を繰返す場合、超微粒子化されて行くに従って粉末穀物類粒子全体の表面積が大きくなることにより、水分比率が減少するため、スムーズに前記開口部１２ａに圧送できず目詰まりを起こす虞れもあり、更に、前記活性水素は短時間で消滅してしまうので、必要であれば、新たに前記電解還元水を少量、例えば２〜１０重量％、好ましくは５重量％程度を前記流状物中に追加混入して、水分比率を高めて前記開口部１２ａへのスムーズな圧送を図ると共に、新たに追加混入された電解還元水の活性水素で、新たな超微粒子化工程により再度発生した活性酸素を消去するようにして超微粒子化してもよい。

更に、前記超微粒子化された粉末穀物類粒子は、前記電解還元水がｐＨ９〜１０程度のアルカリ性である場合、更にビタミン等の有効成分の抽出効率が高められ、前記粉末穀物類粒子中の有効成分がほとんど流状物中に抽出される。

本発明加工方法の第３工程は、乾燥工程である。すなわち、第３工程は、前記第２工程で、超微粒子化された粉末穀物類粒子から有効成分を抽出した流状物を、乾燥機により乾燥して、前記流状物中の水分を蒸発して除去し、前記抽出された有効成分を含む塊状の乾燥粉末穀物類として取出す工程である。

本発明加工方法においては、前記乾燥機による乾燥は、スプレードライヤーや焙煎機等を用いた加熱乾燥、低温乾燥機による低温乾燥、またはフリーズドライによる凍結乾燥等、前記乾燥機を用いてのいずれの乾燥方法も使用することができるが、ビタミン等の有効成分の劣化を防止するためには、好ましくは低温乾燥機による低温乾燥、またはフリーズドライによる凍結乾燥が推奨される。

本発明加工方法の第４工程は、乾燥粉末穀物類の解砕工程である。すなわち、第４工程は、前記第３工程の乾燥工程を経た水分が蒸発した後の乾燥粉末穀物類は塊状となっているので、該乾燥粉末穀物類を粉末状の最終製品、あるいは打錠して錠剤状等の最終製品とするため、前記塊状の乾燥粉末穀物類を細かくする解砕は、粉砕機等を用いて所定の粒径とする。

前記第４工程終了後は、例えば、前記超微粒子化された乾燥粉末穀物類１００%の健康食品とする場合は、超微粒子化された乾燥粉末穀物類をそのまま包装したり、あるいは、超微粒子化された乾燥粉末穀物類に他の成分を添加混入して健康食品とする場合、例えば、打錠機により打錠して錠剤状の製品とする。

本発明乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法において使用する超微粒子化装置の全体的システム図である。 本発明乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法において使用する超微粒子化装置の概略縦断面図である。 本発明乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法において使用する超微粒子化装置を構成する第１円板の右側面図である。 図３のＡ−Ａ縦断面図である。 本発明乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法において使用する超微粒子化装置を構成する第２円板の左側面図である。 図５のＢ−Ｂ縦断面図である。 本発明乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法において使用する超微粒子化装置を構成する第１円板と、第２円板の斜視図である。 本発明乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法において使用する超微粒子化装置の要部の縦断面図である。

Ｍ： 超微粒子化装置
１３： 超微粒子化部材
１６： 第１円板
１６ａ・１６ｂ： 透孔
１６ｃ： 第１案内溝
１７： 第２円板
１７ａ・１７ｂ： 透孔
１７ｃ： 第２案内溝
３６： 第１円板
３６ａ： 透孔
３６ｃ： 案内溝
３７： 第２円板
３７ａ： 透孔
３７ｃ： 案内溝

Claims (2)

1. 従来公知の加工方法により粉末状に加工された乾燥粉末穀物類を、粒径５０μｍ以下に微粉砕して微粒子状の粉末穀物類粒子とし、然る後、前記粉末穀物類粒子１５〜２５重量％を、水道水、または天然水を電解して得られた、塩素を含まず、ｐＨ９〜１０、酸化還元電位が２００ｍＶ以下であって、且つ活性水素を含む特性を有する電解還元水７５〜８５重量％中に添加混入して混合攪拌し、混合液の調整を行い、前記粉末穀物類粒子が、前記電解還元水中に均等に分散するよう調整して、粉末穀物類粒子と前記電解還元水との流状物とする第１工程と、
   前記第１工程で、前記電解還元水中に粉末穀物類粒子を分散した流状物を、超微粒子化装置に投入して高圧で衝突させて、前記粉末穀物類粒子を破砕して粉末穀物類粒子全体を超微粒子化することにより、前記超微粒子化された粉末穀物類粒子から有効成分を前記流状物中に抽出する第２工程と、
   前記第２工程で、超微粒子化された粉末穀物類粒子から有効成分を抽出した流状物を、乾燥機により乾燥して前記流状物中の水分を蒸発させて除去し、前記抽出された有効成分を含む塊状の乾燥粉末穀物類として取出す第３工程と、
   前記第３工程で、塊状として取出された乾燥粉末穀物類を解砕して、所定の粒径とする第４工程とにより加工することを特徴とする乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法。
2. 従来公知の加工方法により粉末状に加工された乾燥粉末穀物類を、粒径５０μｍ以下に微粉砕して微粒子状の粉末穀物類粒子とし、然る後、前記粉末穀物類粒子１５〜２５重量％を、水道水、または天然水を電解して得られた、塩素を含まず、ｐＨ９〜１０、酸化還元電位が２００ｍＶ以下であって、且つ活性水素を含む特性を有する電解還元水７５〜８５重量％中に添加混入して混合攪拌し、混合液の調整を行い、前記粉末穀物類粒子が、前記電解還元水中に均等に分散するよう調整して、粉末穀物類粒子と前記電解還元水との流状物とする第１工程と、
   前記第１工程で、前記電解還元水中に粉末穀物類粒子を分散した流状物を、超微粒子化装置に投入して高圧で衝突させて、前記粉末穀物類粒子を破砕する超微粒子化工程を、所定の粒径に達するまで、複数回前記流状物中に新たに前記電解還元水２〜１０重量％を追加混入して繰返して行い、粉末穀物類粒子全体を超微粒子化することにより、前記超微粒子化された粉末穀物類粒子から有効成分を前記流状物中に抽出する第２工程と、
   前記第２工程で、超微粒子化された粉末穀物類粒子から有効成分を抽出した流状物を、乾燥機により乾燥して前記流状物中の水分を蒸発させて除去し、前記抽出された有効成分を含む塊状の乾燥粉末穀物類として取出す第３工程と、
   前記第３工程で、塊状として取出された乾燥粉末穀物類を解砕して、所定の粒径とする第４工程とにより加工することを特徴とする乾燥粉末穀物類の超微粒子化方法。

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