JP6808257B1 - Method for producing brown sugar with reduced acrylamide and its source - Google Patents
Method for producing brown sugar with reduced acrylamide and its source Download PDFInfo
- Publication number
- JP6808257B1 JP6808257B1 JP2020081602A JP2020081602A JP6808257B1 JP 6808257 B1 JP6808257 B1 JP 6808257B1 JP 2020081602 A JP2020081602 A JP 2020081602A JP 2020081602 A JP2020081602 A JP 2020081602A JP 6808257 B1 JP6808257 B1 JP 6808257B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brown sugar
- sugar
- acrylamide
- asparaginase
- production
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 title claims abstract description 380
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 182
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 147
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 160
- 102000015790 Asparaginase Human genes 0.000 claims abstract description 129
- 108010024976 Asparaginase Proteins 0.000 claims abstract description 129
- 229960003272 asparaginase Drugs 0.000 claims abstract description 127
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-M asparaginate Chemical compound [O-]C(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 127
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 claims abstract description 55
- 239000006188 syrup Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 24
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N Asparagine Natural products OC(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 74
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 claims description 68
- 235000009582 asparagine Nutrition 0.000 claims description 68
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 61
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 claims description 60
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 claims description 59
- 235000020374 simple syrup Nutrition 0.000 claims description 44
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 30
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 claims description 29
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 21
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 21
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 abstract description 82
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 abstract description 32
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 abstract description 32
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 description 67
- 230000008569 process Effects 0.000 description 41
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 36
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 36
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 36
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 35
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 32
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 29
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 28
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 23
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 23
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 18
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 11
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 10
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 8
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 8
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 7
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 7
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 7
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 5
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 4
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 4
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 4
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 3
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 3
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 3
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 235000019640 taste Nutrition 0.000 description 3
- 240000006439 Aspergillus oryzae Species 0.000 description 2
- 235000002247 Aspergillus oryzae Nutrition 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical class [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000209051 Saccharum Species 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000613 asparagine group Chemical group N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)* 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 235000011194 food seasoning agent Nutrition 0.000 description 2
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 235000021067 refined food Nutrition 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 description 1
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical class [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- LEVWYRKDKASIDU-IMJSIDKUSA-N L-cystine Chemical compound [O-]C(=O)[C@@H]([NH3+])CSSC[C@H]([NH3+])C([O-])=O LEVWYRKDKASIDU-IMJSIDKUSA-N 0.000 description 1
- 102000008300 Mutant Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010021466 Mutant Proteins Proteins 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 240000004155 Saccharum barberi Species 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- YEESUBCSWGVPCE-UHFFFAOYSA-N azanylidyneoxidanium iron(2+) pentacyanide Chemical compound [Fe++].[C-]#N.[C-]#N.[C-]#N.[C-]#N.[C-]#N.N#[O+] YEESUBCSWGVPCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 235000012785 bread rolls Nutrition 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012364 cultivation method Methods 0.000 description 1
- 229960003067 cystine Drugs 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 238000010362 genome editing Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000008821 health effect Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004895 liquid chromatography mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 229960002460 nitroprusside Drugs 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000006920 protein precipitation Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 238000012502 risk assessment Methods 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000010512 small scale reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 125000000185 sucrose group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
【課題】 通常の黒糖と比較して風味を低下させることなく黒糖のアクリルアミド及びその生成源を低減する技術であって、黒糖工場の製造現場において冷却工程等を要することなく容易に適用可能な技術を提供する。【解決手段】 原料サトウキビの搾汁工程、前処理加熱工程、沈殿工程、濃縮工程、及び120℃以上の仕上げ加熱工程を含む黒糖の製造方法であって、仕上げ加熱工程前である濃縮工程後のBrix値60°以上のハイシラップに対して、60〜75℃でのアスパラギナーゼ処理を行う工程、を含むことを特徴とする、アクリルアミド及びその生成源が低減された黒糖の製造方法を提供する。【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce acrylamide of brown sugar and its production source without lowering the flavor as compared with ordinary brown sugar, and which can be easily applied at a manufacturing site of a brown sugar factory without requiring a cooling step or the like. I will provide a. SOLUTION: The brown sugar production method includes a juice squeezing step, a pretreatment heating step, a precipitation step, a concentration step, and a finish heating step of 120 ° C. or higher, which is before the finish heating step and after the concentration step. Provided is a method for producing brown sugar in which acrylamide and its production source are reduced, which comprises a step of performing asparaginase treatment at 60 to 75 ° C. for high syrup having a Brix value of 60 ° C. or higher. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、アクリルアミド及びその生成源が低減された黒糖を製造する技術に関する。詳しくは、通常の黒糖と比較して風味を低下させることなく黒糖のアクリルアミド及びその生成源を低減する技術であって、黒糖工場の製造現場において冷却工程等を要することなく容易に適用可能な技術に関する。 The present invention relates to a technique for producing acrylamide and brown sugar having a reduced source thereof. Specifically, it is a technique for reducing acrylamide and its production source of brown sugar without lowering the flavor as compared with ordinary brown sugar, and is a technique that can be easily applied at the manufacturing site of a brown sugar factory without requiring a cooling process or the like. Regarding.
近年、加工食品の多くにアクリルアミドが含まれていることが明らかとなり、2016年4月には食品安全委員会からリスク評価の結果が公開された。アクリルアミドの毒性は閾値をもたない発ガン性であることに加え、日本人の摂取量は動物実験等における影響発現量に照らして健康影響の懸念がないとは言えないことから、摂取量を低減することが強く望まれている。そのため、事業者向けの指針や消費者向けのリーフレットが農水省により作成及び公開され、行政部局による積極的なリスク管理の取り組みが進められている。 In recent years, it has become clear that many processed foods contain acrylamide, and in April 2016, the Food Safety Commission published the results of the risk assessment. In addition to the fact that the toxicity of acrylamide is carcinogenic without a threshold value, it cannot be said that there is no concern about health effects in light of the amount of effects expressed in animal experiments, etc. It is strongly desired to reduce it. Therefore, guidelines for businesses and leaflets for consumers have been created and published by the Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries, and government departments are actively promoting risk management efforts.
沖縄の特産品である黒糖は、蔗汁を加熱濃縮して製造される含蜜糖の一種であり、特有の風味が好まれて菓子としてそのまま摂食される他、製菓や製パンの素材や家庭調理の調味料としても使用されている。
黒糖原料のサトウキビの搾り汁には、アクリルアミドの前駆体である還元糖とアスパラギンが含まれるため、製造工程の高温加熱によってアクリルアミドを生じており、農水省の実態調査では、含蜜糖ならびに含蜜糖を原料として含む菓子類に比較的高濃度のアクリルアミドの検出が報告されている。
食品安全委員会が取りまとめた食品健康影響評価書では、含蜜糖や含蜜糖を含む製品に由来する日本人のアクリルアミド摂取量の推定値を取りまとめており、全体の2.4%と計算されている。摂取寄与は数多くの品目に分散しており、全体摂取量の低減には個々の品目における小さな取り組みを積み重ねていくことが必要であるため、この数字は決して小さくないと考えられる。
Brown sugar, which is a special product of Okinawa, is a kind of honey-containing sugar produced by heating and concentrating sugar cane juice. It is eaten as it is as a confectionery because of its unique flavor, and it is also used as a material for confectionery and bakery. It is also used as a seasoning for home cooking.
Since sugar cane juice, which is a raw material for brown sugar, contains reducing sugar and asparagine, which are precursors of acrylamide, acrylamide is generated by high-temperature heating in the manufacturing process. According to a fact-finding survey by the Ministry of Agriculture and Fisheries, sugar-containing sugar and sugar-containing sugar It has been reported that relatively high concentrations of acrylamide are detected in confectionery containing sugar cane as a raw material.
The Food Health Impact Assessment Report compiled by the Food Safety Commission summarizes the estimated values of acrylamide intake of Japanese people derived from honey-containing sugar and products containing honey-containing sugar, and is calculated to be 2.4% of the total. ing. This figure is not considered to be small because the contribution of intake is dispersed among many items and it is necessary to make small efforts in each item to reduce the total intake.
食品中のアクリルアミドの生成要因として、原料又は中間製造物中に還元糖とアスパラギンが存在し、これらが高温条件に曝されることで、アクリルアミドが生成されると認められる。農林水産省の食品中のアクリルアミドを低減するための指針(第1版)(非特許文献1)によると、アクリルアミドの低減対策として、温度条件を下げる、加熱時間を短くすることが有効と言われている。
しかしながら、食品製造工程の加熱時に生じるアクリルアミドは、還元糖とアミノ酸が加熱により反応するアミノカルボニル反応の副生物であるところ、アミノカルボニル反応は、食品に好ましい風味を与える反応でもある。そのため、加熱を抑えた場合、食品本来の風味が損なわれ、そもそも加熱自体が必要な所望の食品を製造することができない。
It is recognized that reducing sugars and asparagine are present in raw materials or intermediate products as factors for producing acrylamide in foods, and that acrylamide is produced when these are exposed to high temperature conditions. According to the Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries' guidelines for reducing acrylamide in foods (1st edition) (Non-Patent Document 1), it is said that lowering the temperature conditions and shortening the heating time are effective measures to reduce acrylamide. ing.
However, acrylamide generated during heating in the food manufacturing process is a by-product of the aminocarbonyl reaction in which reducing sugars and amino acids react by heating, and the aminocarbonyl reaction is also a reaction that gives a food a favorable flavor. Therefore, when the heating is suppressed, the original flavor of the food is impaired, and it is not possible to produce a desired food that requires heating itself in the first place.
また、食品中のアクリルアミド低減に関して、黒糖中のアクリルアミド濃度を低減する技術として、(i)蔗汁にアスパラギナーゼを添加してアスパラギン濃度を下げる、(ii)塩化カルシウムや塩化マグネシウムの塩類を添加する、及び、(iii)グリシンやシスチンのアミノ酸を添加する、等の手法が挙げられる。
しかしながら、これらはいずれも実験室段階での検討例であり、実際の黒糖製造工程で適用することができない。詳しくは、(i)に関して、食品添加物として入手可能な通常のアスパラギナーゼは60℃以上の加熱条件では変性及び失活してしまうため、通常の加熱条件では使用することができない(例えば、特許文献1 段落0020 参照)。この点、黒糖の製造工程では、原料サトウキビからの蔗汁を含む混合液は極めて腐敗しやすい性質があるため、微生物の殺菌、分解酵素の失活等のために直ちに加熱を行う必要があるところ、風味低下防止の観点から加熱前の搾汁液に対してアスパラギナーゼ処理を行うことはできない。また、工場プラントの中間段階にて大容量のタンク等を酵素活性が担保される温度にまで冷却して温度調整を行う工程を導入することは、大量生産の現場にて適用することは現実的には難しい。また、仮に冷却による温度低下を行った場合、大容量の温度調整に要する滞留時間の増加によりショ糖分の還元糖への組成的な変化が生じる懸念があり、黒糖本体の風味等の品質が担保されないことに加え、冷却自体に加えて酵素処理後の再加熱が必要となるために著しく熱経済が悪化して製造効率が低下すること、また、蔗汁や濃縮された糖液の粘性の増加とショ糖の結晶析出による配管やタンク等での不具合が懸念される。
また、(ii)及び(iii)については、塩類やアミノ酸類の添加によって出来上がった黒糖の風味が変化又は低下してしまう問題がある。
Regarding the reduction of acrylamide in foods, as a technique for reducing the acrylamide concentration in brown sugar, (i) asparaginase is added to sugar cane juice to reduce the asparagine concentration, and (ii) salts of calcium chloride and magnesium chloride are added. And (iii) methods such as adding amino acids of glycine and cystine can be mentioned.
However, all of these are examples of studies at the laboratory stage and cannot be applied in the actual brown sugar production process. Specifically, regarding (i), ordinary asparaginase available as a food additive is denatured and inactivated under normal heating conditions of 60 ° C. or higher, and therefore cannot be used under normal heating conditions (for example, Patent Documents). 1 Paragraph 0020). In this regard, in the brown sugar manufacturing process, the mixed solution containing sugar cane juice from the raw material sugar cane has the property of being extremely perishable, so it is necessary to immediately heat it for sterilization of microorganisms, deactivation of degrading enzymes, etc. From the viewpoint of preventing flavor deterioration, asparaginase treatment cannot be applied to the juice before heating. In addition, it is realistic to introduce a process of cooling a large-capacity tank or the like to a temperature at which the enzyme activity is guaranteed and adjusting the temperature at the intermediate stage of the factory plant at the site of mass production. Is difficult. In addition, if the temperature is lowered by cooling, there is a concern that the compositional change of sucrose to reduced sugar may occur due to the increase in residence time required for large-capacity temperature adjustment, and the quality such as flavor of brown sugar itself is guaranteed. In addition to not being cooled, reheating after enzyme treatment is required in addition to cooling itself, which significantly deteriorates the thermal economy and reduces production efficiency, and increases the viscosity of sucrose and concentrated sugar solution. There is concern about problems with pipes and tanks due to the precipitation of sucrose crystals.
Further, regarding (ii) and (iii), there is a problem that the flavor of brown sugar produced by the addition of salts and amino acids is changed or deteriorated.
また、別の問題として、黒糖を原料として加熱を伴う加工品である飲食品を製造した場合、その加熱工程によって更なるアクリルアミド生成が生じ、その加工品では更にアクリルアミド含量が増加する現象が見られる。
上記の加工品の多くは、黒糖特有の風味が消費者の嗜好に訴求することを狙った製品設計がなされているため、アクリルアミド低減対策として原料の黒糖を他の糖類へ代替することは困難である。
Further, as another problem, when a food or drink which is a processed product accompanied by heating is produced from brown sugar as a raw material, a phenomenon is observed in which the heating process causes further acrylamide production, and the processed product further increases the acrylamide content. ..
Many of the above processed products are designed with the aim of appealing the flavor peculiar to brown sugar to consumers' tastes, so it is difficult to replace the raw material brown sugar with other sugars as a measure to reduce acrylamide. is there.
本発明は、上記従来技術の事情に鑑みてなされたものでありその課題とする処は、通常の黒糖と比較して風味を低下させることなく黒糖のアクリルアミド及びその生成源を低減する技術であって、黒糖工場の製造現場において冷却工程等を要することなく容易に適用可能な技術、を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances of the prior art, and a subject matter thereof is a technique for reducing acrylamide of brown sugar and its production source without lowering the flavor as compared with ordinary brown sugar. It is an object of the present invention to provide a technology that can be easily applied at a manufacturing site of a brown sugar factory without requiring a cooling process or the like.
上記従来技術の状況において本発明者は鋭意研究を重ねたところ、搾汁工程、前処理加熱工程、沈殿工程、濃縮工程、及び仕上げ加熱工程を行う通常の黒糖製造工程に関して、黒糖としての風味付与を行う仕上げ加熱工程において、黒糖に含まれるアクリルアミドの大部分が生成されることを見出した。
そこで、本発明者は、黒糖の生産プラントにて現実的に適用が可能なアスパラギナーゼ処理の可能性の検討を重ねた。そして、仕上げ加熱工程の直前の濃縮工程後の高温(60℃以上)の高糖度糖液(ハイシラップ)に対してアスパラギナーゼ処理を行う試験を行ったところ、驚くべきことに、当該ハイシラップでは通常はアスパラギナーゼの酵素活性が失われてしまう温度帯であるにも関わらず、その酵素活性が高く維持され、製造された黒糖のアクリルアミド含量が劇的に低減されることを見出した。
当該現象は、通常の黒糖製造工程では、仕上げ加熱工程前に濃縮工程が行われてハイシラップとなるため、Brix値がちょうど高くなっていたために生じた現象と考えられた。ここで、当該段階のハイシラップは、60〜75℃の高温状態にあり、Brix値が低い通常の水溶液や緩衝液中ではアスパラギナーゼの酵素活性が失われてしまう温度帯と認められた。
また、当該段階でのアスパラギナーゼ処理は、既存の工場プラントのタンク等を利用して冷却等を行うことなくそのまま行うことが可能と認められ、実際の黒糖製造現場においてアスパラギナーゼ処理を行う上で最も適した段階と認められた。さらに濃縮工程を経て処理すべき液量が減量されて基質であるアスパラギンの濃度が高まっている点でも酵素反応を速やかに進める上で適していると認められた。
As a result of intensive research in the situation of the above-mentioned prior art, the present inventor imparts flavor as brown sugar in a normal brown sugar production process in which a juice squeezing step, a pretreatment heating step, a precipitation step, a concentration step, and a finish heating step are performed. It was found that most of the acrylamide contained in brown sugar is produced in the finish heating step.
Therefore, the present inventor has repeatedly studied the possibility of asparaginase treatment that can be practically applied in a brown sugar production plant. Then, a test was conducted in which asparaginase treatment was performed on a high sugar content sugar solution (high syrup) at a high temperature (60 ° C. or higher) after the concentration step immediately before the finish heating step. Surprisingly, the high syrup usually contains asparaginase. It was found that the enzyme activity was maintained high and the acrylamide content of the produced brown sugar was dramatically reduced in spite of the temperature range in which the enzyme activity was lost.
This phenomenon was considered to have occurred because the Brix value was just high because the concentration step was performed before the finish heating step to obtain high syrup in the normal brown sugar production step. Here, it was recognized that the high syrup at this stage was in a high temperature state of 60 to 75 ° C., and the enzyme activity of asparaginase was lost in a normal aqueous solution or buffer solution having a low Brix value.
In addition, it is recognized that the asparaginase treatment at this stage can be performed as it is without cooling using the tanks of existing factory plants, etc., and is most suitable for performing asparaginase treatment at the actual brown sugar production site. It was recognized as a stage. Furthermore, it was recognized that the amount of liquid to be treated was reduced through the concentration step and the concentration of asparagine, which is a substrate, was increased, which was also suitable for promptly advancing the enzymatic reaction.
更に、本発明者は検討を重ねたところ、上記製法にて製造された黒糖では、アスパラギン含量が極めて少なく、アスパラギン酸のアスパラギンに対するモル比率が極めて高い値を示す組成的特徴を示した。また、一般消費者より抽出した被験者集団に対して風味及び外観に関する官能評価を行ったところ、通常の黒糖(アスパラギナーゼ処理を行わずに製造した黒糖)と比較して同等又は同等以上の評価が得られた。
また、当該黒糖を用いて加熱を伴う加工品である黒糖シロップを製造したところ、当該加工に必要な加熱処理を行った場合であっても、黒糖加工品でのアクリルアミドの新たな生成が極めて少ないことが示された。
Furthermore, as a result of repeated studies by the present inventor, the brown sugar produced by the above-mentioned production method showed a compositional feature showing an extremely low asparagine content and an extremely high molar ratio of aspartic acid to asparagine. In addition, when a sensory evaluation of flavor and appearance was performed on a group of subjects extracted from general consumers, an evaluation equivalent to or higher than that of normal brown sugar (brown sugar produced without asparaginase treatment) was obtained. Was done.
Further, when brown sugar syrup, which is a processed product accompanied by heating, is produced using the brown sugar, new production of acrylamide in the processed brown sugar product is extremely small even when the heat treatment required for the processing is performed. Was shown.
本発明者らは上記知見に基づいて本発明を完成するに至った。本発明は具体的には以下に記載の発明に関する。
[項1]
原料サトウキビの搾汁工程、前処理加熱工程、沈殿工程、濃縮工程、及び120℃以上の仕上げ加熱工程を含む黒糖の製造方法であって、
仕上げ加熱工程前である濃縮工程後のBrix値60°以上のハイシラップに対して、60〜75℃でのアスパラギナーゼ処理を行う工程、
を含むことを特徴とする、アクリルアミド及びその生成源が低減された黒糖の製造方法。
[項2]
前記黒糖の製造方法において、前処理加熱工程以降から仕上げ加熱工程が完了するまでを60℃未満にならない温度で行う、項1に記載の黒糖の製造方法。
[項3]
前記アスパラギナーゼ処理の温度が64〜70℃である、項1又は2に記載の黒糖の製造方法。
[項4]
前記ハイシラップが、Brix値65〜75°を示すものである、項1〜3のいずれかに記載の黒糖の製造方法。
[項5]
前記温度範囲でのアスパラギナーゼ処理を、200ppm以上のアスパラギナーゼを含むようにして10分以上行う、項1〜4のいずれかに記載の黒糖の製造方法。
[項6]
前記黒糖が、下記(A)及び(B)に記載の組成的特徴を有する黒糖である、項1〜5のいずれかに記載の黒糖の製造方法:
(A)アスパラギン含量が1mmol/kg以下である、
(B)アスパラギン酸をアスパラギンに対してモル比率で3以上含有する。
[項7]
項1〜6のいずれかに記載の製造方法により黒糖を製造した後、
得られた前記黒糖及び水を含む混合物を加熱する工程を含む、黒糖加工品の製造方法。
[項8]
前記黒糖加工品が、黒糖シロップであって、下記(A’)及び(B’)に記載の組成的特徴を有する黒糖加工品である、項7に記載の黒糖加工品の製造方法:
(A’)アスパラギン含量が1mmol/kg以下である、
(B’)アスパラギン酸をアスパラギンに対してモル比率で3以上含有する。
The present inventors have completed the present invention based on the above findings. The present invention specifically relates to the invention described below.
[Item 1]
A method for producing brown sugar, which comprises a squeezing step of raw sugar cane, a pretreatment heating step, a precipitation step, a concentration step, and a finish heating step of 120 ° C. or higher.
A step of performing asparaginase treatment at 60 to 75 ° C. for high syrup having a Brix value of 60 ° or more after the concentration step before the finish heating step.
A method for producing acrylamide and brown sugar having a reduced source thereof, which comprises.
[Item 2]
Item 2. The method for producing brown sugar according to Item 1, wherein in the method for producing brown sugar, from the pretreatment heating step to the completion of the finish heating step is performed at a temperature not less than 60 ° C.
[Item 3]
Item 2. The method for producing brown sugar according to Item 1 or 2, wherein the temperature of the asparaginase treatment is 64 to 70 ° C.
[Item 4]
Item 3. The method for producing brown sugar according to any one of Items 1 to 3, wherein the high syrup exhibits a Brix value of 65 to 75 °.
[Item 5]
Item 2. The method for producing brown sugar according to any one of Items 1 to 4, wherein the asparaginase treatment in the temperature range is carried out for 10 minutes or more so as to contain 200 ppm or more of asparaginase.
[Item 6]
Item 2. The method for producing brown sugar according to any one of Items 1 to 5, wherein the brown sugar is brown sugar having the compositional characteristics according to the following (A) and (B):
(A) The asparagine content is 1 mmol / kg or less.
(B) Aspartic acid is contained in a molar ratio of 3 or more with respect to asparagine.
[Item 7]
After producing brown sugar by the production method according to any one of Items 1 to 6,
A method for producing a processed brown sugar product, which comprises a step of heating the obtained mixture containing brown sugar and water.
[Item 8]
Item 7. The method for producing a processed brown sugar product according to Item 7, wherein the processed brown sugar product is a brown sugar syrup and has the compositional characteristics described in (A') and (B') below.
(A') Asparagine content is 1 mmol / kg or less,
(B') Aspartic acid is contained in a molar ratio of 3 or more with respect to asparagine.
本発明により、風味を低下させることなく黒糖のアクリルアミド及びその生成源を低減する技術であって、黒糖工場の製造現場において冷却工程等を要することなく適用可能な技術、を提供することが可能となる。
本発明では、黒糖工場の生産プラントや製造設備等を変更することなく、アクリルアミド含量が大幅に低減された黒糖を製造することが可能となる。更に本発明においては、当該黒糖を黒糖シロップ等の加工品の原料として用いた場合においても、その後の加熱処理に伴う新たなアクリルアミド生成が抑制された黒糖加工品を製造することが可能となる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a technique for reducing acrylamide of brown sugar and a source thereof without deteriorating the flavor, which can be applied at a manufacturing site of a brown sugar factory without requiring a cooling step or the like. Become.
According to the present invention, it is possible to produce brown sugar having a significantly reduced acrylamide content without changing the production plant, production equipment, etc. of the brown sugar factory. Further, in the present invention, even when the brown sugar is used as a raw material for a processed product such as brown sugar syrup, it is possible to produce a brown sugar processed product in which new acrylamide production accompanying the subsequent heat treatment is suppressed.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明に係る技術的範囲は、下記した構成を全て含む態様に限定されるものではない。また、本発明に係る技術的範囲は、下記に記載した構成以外の他の構成を含む態様を除外するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The technical scope of the present invention is not limited to the mode including all of the following configurations. In addition, the technical scope of the present invention does not exclude aspects including other configurations other than those described below.
[用語の定義]
本明細書中、「黒糖」とは、サトウキビからの蔗汁を加熱及び濃縮して製造される「含蜜糖」の一種を指す。
より詳しくは、黒糖と認められる風味及び外観等の品質の観点から、下記基本工程を含んで製造されたものを指す。黒糖の主要な生産地域である沖縄において「黒糖」と認められる含蜜糖を製造するためには、下記基本工程を含んで製造されることを要する。
逆に、下記の基本工程を含まない手法にて製造された含蜜糖は、アクリルアミド含量が低いものであっても、本明細書中の黒糖には含まれない。例えば、仕上げ加熱工程を120℃未満の低温で行って得られた薄色調や低風味等のもの(加熱時の品温が、メイラード反応が起こりやすい120℃に到達しておらず不十分のもの)は含蜜糖ではあるところ、本明細書中の黒糖には該当しない。
[Definition of terms]
In the present specification, "brown sugar" refers to a type of "honey-containing sugar" produced by heating and concentrating sugar cane juice from sugar cane.
More specifically, it refers to a product manufactured by including the following basic steps from the viewpoint of quality such as flavor and appearance recognized as brown sugar. In order to produce honey-containing sugar recognized as "brown sugar" in Okinawa, which is a major production area of brown sugar, it is necessary to include the following basic steps.
On the contrary, the honey-containing sugar produced by the method not including the following basic steps is not included in the brown sugar in the present specification even if the acrylamide content is low. For example, those having a light color tone or low flavor obtained by performing the finish heating step at a low temperature of less than 120 ° C. (The product temperature at the time of heating does not reach 120 ° C. where the Maillard reaction is likely to occur and is insufficient. ) Is a honey-containing sugar, but does not correspond to brown sugar in the present specification.
本明細書中、実施形態の比較試料として用いられている「通常の黒糖」としては、アスパラギナーゼ処理を行わずに、下記基本工程を含んで製造された黒糖を指す。当該通常の黒糖は、アクリルアミド含量の低減は行われていないが、下記基本工程を含んで製造されるため、本明細書中の黒糖の定義に該当する。また、アスパラギナーゼ処理を行って製造した黒糖に関してその具体的な工程が特定されている場合には、アスパラギナーゼ処理を行わずに同様の工程にて製造した黒糖を「通常の黒糖」とすることができる。また、実施形態における通常の黒糖の具体的態様としては、例えば、試験例3の通常工程にて製造された黒糖を挙げることができる。 In the present specification, the "ordinary brown sugar" used as the comparative sample of the embodiment refers to brown sugar produced by including the following basic steps without asparaginase treatment. Although the acrylamide content of the ordinary brown sugar has not been reduced, it is produced by including the following basic steps, and therefore falls under the definition of brown sugar in the present specification. Further, when a specific step is specified for brown sugar produced by performing asparaginase treatment, brown sugar produced in the same step without asparaginase treatment can be referred to as "ordinary brown sugar". .. Moreover, as a specific embodiment of the normal brown sugar in the embodiment, for example, brown sugar produced in the normal step of Test Example 3 can be mentioned.
本明細書中、「低減」という用語は、文脈及び内容に応じて、「低下」、「抑制」、「阻害」等に読み替えた用語とすることも可能である。
本明細書中、「蔗汁」という用語は、サトウキビからの搾汁液及びその加工液を指す用語として用いている。蔗液や糖液と呼ぶこともできる。蔗汁のうち、搾汁工程にて得られた夾雑物を多く含む蔗汁は、特に混合汁と呼ばれることもある。濃縮工程後の高糖度溶液は特にハイシラップと呼ばれる。
本明細書中、「ハイシラップ」という用語は、高糖度溶液を指し、蔗汁に対する濃縮工程の後、Brix値が60°以上75°以下の範囲にある高濃度の糖類を含む水溶液を指す用語として用いている。
In the present specification, the term "reduction" may be read as "reduction", "suppression", "inhibition", etc., depending on the context and content.
In the present specification, the term "sugar juice" is used as a term to refer to a juice squeezed from sugar cane and a processed liquid thereof. It can also be called sugar cane or sugar solution. Of the sugar cane juice, the sugar cane juice containing a large amount of impurities obtained in the juice squeezing process is sometimes called a mixed juice in particular. The high sugar content solution after the concentration step is particularly called high syrup.
In the present specification, the term "high syrup" refers to a high sugar content solution, and refers to an aqueous solution containing a high concentration of saccharides having a Brix value in the range of 60 ° to 75 ° after a concentration step on sugar cane juice. I am using it.
1.黒糖の製造方法
本発明は、黒糖工場の生産プラントや製造設備等を変更することなく、アクリルアミド及びその生成源が大幅に低減された黒糖を製造する技術に関する。
詳しくは、本発明は、原料サトウキビの搾汁工程、前処理加熱工程、沈殿工程、濃縮工程、及び120℃以上の仕上げ加熱工程を含む黒糖の製造方法であって、仕上げ加熱工程前である濃縮工程後のBrix値60°以上のハイシラップに対して、60〜75℃でのアスパラギナーゼ処理を行う工程を含むことを特徴とする、黒糖の製造方法に関する。
本発明に係る製造方法は、黒糖製造の現場において、従来は適用が困難であると考えられていたアスパラギナーゼ処理を、既存の工場プラントのタンク等を利用して冷却等を行うことなくそのまま行うことが可能とする方法である。この点、本発明の製造方法は、規模の小さな製造設備での製造を除外するものではないが、好適には1日の原料圧搾量が5トン以上、より好ましくは30トン以上の工場等の規模の大きな製造プラントにおいて、特に好適に利用することが可能となる。
1. 1. Method for Producing Brown Sugar The present invention relates to a technique for producing brown sugar in which acrylamide and its production source are significantly reduced without changing the production plant or production equipment of the brown sugar factory.
Specifically, the present invention is a method for producing brown sugar, which comprises a juice squeezing step, a pretreatment heating step, a precipitation step, a concentration step, and a finish heating step of 120 ° C. or higher, and is concentrated before the finish heating step. The present invention relates to a method for producing brown sugar, which comprises a step of performing asparaginase treatment at 60 to 75 ° C. for high syrup having a Brix value of 60 ° or more after the step.
The production method according to the present invention is to perform asparaginase treatment, which was conventionally considered to be difficult to apply at the site of brown sugar production, as it is without cooling or the like using a tank or the like of an existing factory plant. Is the way it is possible. In this respect, the production method of the present invention does not exclude production in a small-scale production facility, but preferably a factory or the like in which the daily raw material pressing amount is 5 tons or more, more preferably 30 tons or more. It can be particularly preferably used in a large-scale manufacturing plant.
[黒糖製造方法における基本工程]
本発明に係る黒糖の製造方法は、以下に示す搾汁工程、前処理加熱工程、沈殿工程、濃縮工程、及び120℃以上の仕上げ加熱工程、を基本工程として含む。
本発明に係る黒糖の製造方法では、これらの基本工程以外の工程を含む態様も許容される。また、各基本工程間に他の工程を含む態様も許容されるが、搾汁工程より後の工程(前処理加熱工程以降から仕上げ加熱工程が完了するまで)を高温で行うことを要する。
[Basic process in brown sugar production method]
The method for producing brown sugar according to the present invention includes the following squeezing step, pretreatment heating step, precipitation step, concentration step, and finish heating step of 120 ° C. or higher as basic steps.
In the method for producing brown sugar according to the present invention, an embodiment including steps other than these basic steps is also allowed. Further, although it is permissible to include other steps between each basic step, it is necessary to perform the steps after the squeezing step (from the pretreatment heating step to the completion of the finish heating step) at a high temperature.
本発明に係る製造方法では、搾汁工程より後の工程(前処理加熱工程以降から仕上げ加熱工程が完了するまで)を60℃未満とならない温度で行うことが好適である。
一方、下記基本工程における前処理加熱工程以降から仕上げ加熱工程までのいずれかに、当該温度帯より低温となる工程(例えば、低温に温度調整して酵素処理等を行う工程等)を含む製造工程の場合は、滞留時間の増加によりショ糖分の還元糖への組成的な変化が生じる懸念があり、黒糖本体の風味等の品質が担保されない。また、濃縮工程後にこのような低温となる工程を含む場合、ハイシラップの粘度増加とショ糖の結晶析出による配管トラブル等が起こりやすくなり好適でない。
なお、各工程の間や配管移動等の際に一時的に60℃を下回った場合であっても、50〜60℃の温度帯であって短時間のうちに加熱して60℃以上に温度を回復した場合には、本発明の製造工程として許容可能である。
In the production method according to the present invention, it is preferable that the step after the squeezing step (from the pretreatment heating step to the completion of the finish heating step) is performed at a temperature not less than 60 ° C.
On the other hand, a manufacturing process including a step of lowering the temperature than the temperature range (for example, a step of adjusting the temperature to a lower temperature and performing an enzyme treatment or the like) in any of the steps from the pretreatment heating step to the finish heating step in the following basic steps. In the case of, there is a concern that the compositional change of the sucrose content to the reducing sugar may occur due to the increase in the residence time, and the quality such as the flavor of the brown sugar itself cannot be guaranteed. Further, when such a low temperature step is included after the concentration step, piping troubles due to an increase in the viscosity of high syrup and crystal precipitation of sucrose are likely to occur, which is not suitable.
Even if the temperature temporarily drops below 60 ° C during each process or when moving pipes, the temperature is raised to 60 ° C or higher by heating in a short time in the temperature range of 50 to 60 ° C. When the above is recovered, it is acceptable as the manufacturing process of the present invention.
(搾汁工程)
本発明に係る黒糖製造方法としては、原料サトウキビから蔗汁を得る搾汁工程が行われる。
本発明に係る黒糖製造の原料サトウキビとしては、イネ科のサトウキビ属(Saccharum)に属する植物の植物体を用いることができる。ここで、サトウキビ属(Saccharum)に属する植物としては、Saccharum officinarum(オフィシナルム種)、Saccharum sinense(シネンセ種)等を好適に挙げることができる。黒糖の品質等の観点から、Saccharum officinarum(オフィシナルム種)に属する植物を用いることが好適である。
また、本発明に係る黒糖製造の原料サトウキビとしては、これらに属する又はこれらから作出された品種系統を挙げることができる。また、集団として確立された系統のみならず、交配、突然変異、遺伝子導入、ゲノム編集等を行って作出された植物個体、交雑によって作出されたF1交雑体等の植物個体を用いることも可能である。より好ましくは、アクリルアミド発生低減の観点から、還元糖含量やアスパラギン含量の少ない品種系統や作出個体を原料サトウキビとして用いることが好適である。さらに収穫期において還元糖含量やアスパラギン含量が少なくなる栽培方法をとることも好適である。
(Juice process)
As a method for producing brown sugar according to the present invention, a squeezing step of obtaining sugar cane juice from raw sugar cane is performed.
As the raw material sugarcane for producing brown sugar according to the present invention, a plant of a plant belonging to the genus Saccharum of the Gramineae family can be used. Here, as a plant belonging to the genus Saccharum, Saccharum officinarum (Officinalum species), Saccharum sinense (Sinense species) and the like can be preferably mentioned. From the viewpoint of the quality of brown sugar and the like, it is preferable to use a plant belonging to Saccharum officinarum (Officinalum species).
In addition, examples of sugarcane as a raw material for brown sugar production according to the present invention include varieties that belong to or are produced from these. It is also possible to use not only strains established as a group, but also plant individuals created by mating, mutation, gene transfer, genome editing, etc., and plant individuals such as F1 hybrids created by crossing. is there. More preferably, from the viewpoint of reducing the generation of acrylamide, it is preferable to use a variety line or a produced individual having a low reducing sugar content or asparagine content as a raw material sugarcane. Furthermore, it is also preferable to adopt a cultivation method in which the reducing sugar content and the asparagine content are reduced during the harvesting period.
搾汁工程の原料としては、上記サトウキビの植物体を用いる。具体的には、植物体の地上部を用いることが好ましく、植物体地上部の梢頭部と葉を除いた茎を用いることが好ましい。特に、搾汁した時の糖度と純糖率が高くなった登熟期の茎を用いることが好ましい。
搾汁工程では、植物体から蔗汁を得る処理を行う。具体的には、植物体に対して細断や粉砕等の処理を行い、これを圧搾することによって効率的に蔗汁を得る操作が行われる。得られた蔗汁は、植物体の搾汁滓(バガス)から分離して回収することが望ましい。
また、搾汁工程では、搾汁率を高めるため、搾汁滓に水を加えて更に圧搾して蔗汁を得る操作を行うことも好適である。
なお、搾汁工程にて得られた蔗汁は、バガス片等の各種夾雑物や注加水が含まれているため、他の工程での蔗汁と区別する意味で、混合汁という用語で呼ばれることがある。
As a raw material for the juice squeezing process, the sugarcane plant is used. Specifically, it is preferable to use the above-ground part of the plant body, and it is preferable to use the stem excluding the treetop head and leaves of the above-ground part of the plant body. In particular, it is preferable to use stalks in the ripening period in which the sugar content and the pure sugar content at the time of squeezing are high.
In the juice squeezing process, sugar cane juice is obtained from the plant body. Specifically, the plant body is subjected to a treatment such as shredding or crushing, and the operation of squeezing the plant body is performed to efficiently obtain sugar cane juice. It is desirable that the obtained sugar cane juice be separated and recovered from the squeezed residue (bagasse) of the plant body.
Further, in the juice squeezing step, in order to increase the juice squeezing rate, it is also preferable to add water to the juice slag and further squeeze it to obtain sugar cane juice.
Since the sugar cane juice obtained in the squeezing process contains various impurities such as bagasse pieces and water injection, it is called a mixed juice in order to distinguish it from the sugar cane juice in other processes. Sometimes.
本発明の黒糖製造方法では、搾汁工程を行った直後の混合汁に対してアスパラギナーゼ処理を行うことは好ましくない。当該段階の混合汁は、品温がアスパラギナーゼの活性温度である室温であることから、一見、アスパラギナーゼ処理に適しているように思われる。しかしながら、当該混合汁にはショ糖を還元糖に分解する転化酵素等の酵素類や腐敗を促す各種微生物が存在するため、殺菌を行う前処理加熱工程までの滞留時間を非常に短くする必要がある。一方でアスパラギナーゼの基質であるアスパラギン濃度が希薄であるため、混合汁に対してアスパラギナーゼを添加してからの滞留時間を増やす必要があり、腐敗による蔗汁の大幅な品質低下を伴う。そのため、搾汁工程後の混合汁は、黒糖製造におけるアスパラギナーゼ処理には適さない。 In the brown sugar production method of the present invention, it is not preferable to perform asparaginase treatment on the mixed juice immediately after the juice squeezing step. At first glance, the mixed juice at this stage seems to be suitable for asparaginase treatment because the product temperature is room temperature, which is the active temperature of asparaginase. However, since the mixed juice contains enzymes such as conversion enzymes that decompose sucrose into reducing sugars and various microorganisms that promote putrefaction, it is necessary to extremely shorten the residence time until the pretreatment heating step for sterilization. is there. On the other hand, since the concentration of asparagine, which is a substrate of asparaginase, is dilute, it is necessary to increase the residence time after adding asparaginase to the mixed juice, which is accompanied by a significant deterioration in the quality of sugar cane juice due to putrefaction. Therefore, the mixed juice after the squeezing step is not suitable for asparaginase treatment in brown sugar production.
(前処理加熱工程及び沈殿工程)
本発明に係る黒糖製造方法としては、前記搾汁工程で得られた混合汁(各種夾雑物を含む蔗汁)に対して、前処理加熱工程及び沈殿工程が行われる。
ここで、前処理加熱工程から仕上げ加熱後の冷却攪拌に至るまでの工程は、高温状態を維持して行われる必要がある。また、各工程間で配管での通液を行う場合でも、高温状態を維持して行われる必要がある。これらの工程及び工程間の配管通液を含めて60℃以上にて(一時的に50〜60℃になった場合は迅速に60℃以上に回復して)行われることが好適である。当該温度が低すぎる場合、雑菌の繁殖等による蔗汁の腐敗や品質低下が起こりやすくなり、また、蔗汁の粘度増加による配管トラブルが起こりやすくなり好適でない。
(Pretreatment heating process and precipitation process)
In the brown sugar production method according to the present invention, a pretreatment heating step and a precipitation step are performed on the mixed juice (sugar cane juice containing various impurities) obtained in the juice squeezing step.
Here, the steps from the pretreatment heating step to the cooling and stirring after the finish heating need to be performed while maintaining a high temperature state. Further, even when the liquid is passed through the pipe between each process, it is necessary to maintain the high temperature state. It is preferable to carry out the process at 60 ° C. or higher (when the temperature temporarily reaches 50 to 60 ° C., the temperature is quickly restored to 60 ° C. or higher) including these steps and piping liquid flow between steps. If the temperature is too low, the sugar cane juice is likely to spoil or deteriorate in quality due to the propagation of various germs, and piping troubles due to an increase in the viscosity of the sugar cane juice are likely to occur, which is not suitable.
前処理加熱工程の実施態様としては、上記混合汁に対して目的の異なる2段階の加熱処理を行う工程が好適である。また、pH調整を伴う工程とすることもできる。
当該態様における第1段階目の加熱処理(第1次加熱処理)としては、上記混合汁に含まれている転化酵素の失活及び微生物の殺菌が行われる。当該加熱処理としては、65℃以上での加熱処理を挙げることができるが、糖類自体の分解を抑える観点から65〜95℃、好ましくは68〜85℃、より好ましくは70〜80℃で行うことが好適である。
第2段階目の加熱処理(第2次加熱処理)としては、第1段階目よりもさらに高温に加熱して混合汁の粘性を下げるとともに沈殿の生成を促すことにより、次の沈殿工程を容易に行うことが可能となる。当該加熱処理としては、100〜110℃の範囲を挙げることができるが、好ましくは102〜105℃で行うことが好適である。混合汁はポンプ送液により圧送されて配管内が陽圧となっているため、特別な加圧操作を行うことなく沸点を超える温度にて蔗汁の短時間の加圧加熱を行う態様とすることが可能である。当該加圧加熱処理を付加的に行った場合、次の沈殿工程での大気圧への減圧時にバガス片等の微粒子に含まれている空気の除去が可能となり、微粒子の沈殿をより確実に行うことが可能となる。
As an embodiment of the pretreatment heating step, a step of performing a two-step heat treatment for different purposes on the mixed juice is preferable. Further, the step may be accompanied by pH adjustment.
As the first-stage heat treatment (first heat treatment) in this embodiment, inactivation of the converting enzyme contained in the mixed juice and sterilization of microorganisms are performed. Examples of the heat treatment include heat treatment at 65 ° C. or higher, but from the viewpoint of suppressing decomposition of the saccharide itself, the heat treatment is carried out at 65 to 95 ° C., preferably 68 to 85 ° C., more preferably 70 to 80 ° C. Is preferable.
As the second stage heat treatment (second heat treatment), the next precipitation step is facilitated by heating to a higher temperature than the first stage to reduce the viscosity of the mixed juice and promote the formation of a precipitate. It becomes possible to do it. The heat treatment may be in the range of 100 to 110 ° C., but is preferably performed at 102 to 105 ° C. Since the mixed juice is pumped by pumping to create a positive pressure inside the pipe, the sugar cane juice is pressurized and heated for a short time at a temperature exceeding the boiling point without performing a special pressurizing operation. It is possible. When the pressure heat treatment is additionally performed, the air contained in the fine particles such as bagasse pieces can be removed when the pressure is reduced to the atmospheric pressure in the next precipitation step, and the fine particles are more reliably precipitated. It becomes possible.
ここで、混合汁は、糖が分解しやすい酸性域のpH(pH4.5〜5.7)を示す。そのため、当該前処理加熱工程では、酸性域にある蔗汁のpHを中性域から弱アルカリ性に調整することが望ましい。pH調整の手段としては、pHを上昇させる手段であれば特に制限はないが、黒糖製造にて通常に用いられる手段としては、例えば、石灰乳(水酸化カルシウムを水に溶解する以上に加えて懸濁したもの)等を添加する手段を挙げることができる。石灰乳の添加は混合タンクで行っても流路の途中の配管で注入しても良い。調整後のpHとしては、pH6.8〜8、好ましくはpH7〜7.6に調整することが好適である。
当該工程でのpH調整は、ライミング工程とも呼ばれる。ここで、ライミング工程は、前処理加熱工程の一部として第1段階目加熱の前で行う方式(コールドライミング)、第1段階目加熱と第2段階目加熱の中間で行う方式(中間ライミング)、第2段階目加熱の後で行う方式(ホットライミング)のいずれかで行うことが可能であるが、黒糖の製造においては、品温を常に高温に保つことができる中間ライミングまたはホットライミングが好適である。
Here, the mixed juice shows a pH (pH 4.5 to 5.7) in an acidic range where sugar is easily decomposed. Therefore, in the pretreatment heating step, it is desirable to adjust the pH of sugar cane juice in the acidic range from the neutral range to weakly alkaline. The means for adjusting the pH is not particularly limited as long as it is a means for raising the pH, but as a means usually used in the production of brown sugar, for example, lime milk (in addition to dissolving calcium hydroxide in water) Means for adding (suspended) or the like can be mentioned. The lime milk may be added in the mixing tank or in the pipe in the middle of the flow path. The adjusted pH is preferably adjusted to pH 6.8 to 8, preferably pH 7 to 7.6.
The pH adjustment in this step is also called a liming step. Here, the rimming step is a method performed before the first stage heating (cold rimming) as a part of the pretreatment heating process, and a method performed between the first stage heating and the second stage heating (intermediate rimming). , It is possible to carry out by any of the methods (hot rimming) performed after the second stage heating, but in the production of brown sugar, intermediate rimming or hot rimming that can always keep the product temperature high is preferable. Is.
前処理加熱工程後の蔗汁は、高温状態を維持したまま静置することで、夾雑物を沈殿させることが可能である。当該沈殿工程では、上記加熱処理にて生成された凝集タンパク質及び微粒子が沈殿する。当該沈殿工程は、連続式沈殿槽(クラリファイヤー)で行われ、クラリファイヤー工程とも呼ばれる。
沈殿工程では、長時間の静置によって沈殿を促す必要があるため、上清を清澄化させる点で高温状態を維持して行うことが好適である。例えば、80〜100℃、好ましくは90〜96℃の高温を維持して静置を行うことが好適である。静置時間としては、例えば、クラリファイヤーの平均滞留時間として1.5〜6.5時間、より好ましくは2〜3時間を挙げることができる。
沈殿工程後は、清澄化した上清と沈殿物との分離が行われる。当該分離手段としては、フィルター濾過や遠心での沈殿除去等の手段を除外するものではないが、大規模な工場プラント等での処理を想定すると、沈殿工程を行う容器の側壁に配管を配設し、当該配管を介して上清を次の工程を行う容器に通液させることで、清澄化した蔗汁(上清)の分離を行う態様が好適である。
By allowing the sugar cane juice after the pretreatment heating step to stand at a high temperature, it is possible to precipitate impurities. In the precipitation step, aggregated proteins and fine particles produced by the above heat treatment are precipitated. The settling step is performed in a continuous settling tank (clarifier) and is also called a clarifier step.
In the precipitation step, it is necessary to promote the precipitation by allowing it to stand for a long time. Therefore, it is preferable to maintain a high temperature state in terms of clarifying the supernatant. For example, it is preferable to maintain a high temperature of 80 to 100 ° C., preferably 90 to 96 ° C. for standing. As the standing time, for example, the average residence time of the clarifier may be 1.5 to 6.5 hours, more preferably 2 to 3 hours.
After the precipitation step, the clarified supernatant and the precipitate are separated. The separation means does not exclude means such as filter filtration and centrifugation removal of sediment, but assuming processing in a large-scale factory plant or the like, piping is arranged on the side wall of the container in which the precipitation process is performed. Then, it is preferable to separate the clarified sugar cane juice (supernatant) by passing the supernatant through the pipe through the container for the next step.
(濃縮工程)
本発明に係る黒糖製造方法は、前記工程で得られた清澄化した蔗汁に対して、濃縮工程が行われる。濃縮工程後の蔗汁は、糖度が大幅に高められたハイシラップとなる。
濃縮工程では、上記清澄化した蔗汁に更に加熱処理を行って蔗汁中の水分を蒸発させる。当該加熱処理としては、効率的な水分蒸発と過加熱によるショ糖分の分解を防ぐ観点から減圧加熱条件にて行うことが好適である。即ち、当該濃縮工程としては、減圧濃縮工程として行われることが好適である。
工場プラント等では、加熱式減圧容器(減圧蒸発缶等)を用いて当該濃縮工程を行うことが可能である。また、当該態様では、蒸発缶を直列に配管接続して段階的に減圧度を高め、最上流の蒸発缶にボイラー蒸気を送り、下流の蒸発缶の熱源として上流の蒸発缶から蒸発した蒸気を用いる多缶式の減圧濃縮の態様(多重効用蒸発)にて好適に行うことが可能である。
濃縮工程としては、蔗汁の品温が60℃以上、好ましくは64℃以上となるようにして行うことが好適である。また、アクリルアミド発生を抑えるために、温度を100℃以下、好ましくは90℃以下にすることが好適である。減圧条件としては特に制限はないが、4重効用缶の場合、標準的な圧力として、例えば、1号缶で0kPa、2号缶で−13.6kPa、3号缶で−50.7kPa、4号缶で−88.0kPa等の段階的に減圧する圧力条件を挙げることができるが、特にこの条件に限定されるものではない。
濃縮工程を行った後の蔗汁は、その糖類濃度が大幅に高められたハイシラップ(高糖度糖液)となる。当該ハイシラップのBrix値としては、アスパラギナーゼ処理での酵素活性が高く維持される観点から、Brix値が60°以上を示すものが好適である。より好適には、Brix値が65〜75°、より好ましくは68〜73°を示す溶液が好適である。
(Concentration process)
In the brown sugar production method according to the present invention, a concentration step is performed on the clarified sugar cane juice obtained in the above step. After the concentration step, the sugar cane juice becomes a high syrup with a significantly increased sugar content.
In the concentration step, the clarified sugar cane juice is further heat-treated to evaporate the water content in the sugar cane juice. The heat treatment is preferably carried out under reduced pressure heating conditions from the viewpoint of efficient water evaporation and prevention of decomposition of sucrose due to overheating. That is, it is preferable that the concentration step is performed as a vacuum concentration step.
In a factory plant or the like, the concentration step can be performed using a heated vacuum vessel (vacuum distillation can or the like). Further, in this embodiment, the evaporation cans are connected in series by pipes to gradually increase the degree of decompression, the boiler steam is sent to the most upstream evaporation can, and the steam evaporated from the upstream evaporation can is used as a heat source for the downstream evaporation can. It can be suitably carried out in the mode of multi-can type vacuum concentration (multi-effect evaporation) to be used.
The concentration step is preferably carried out so that the product temperature of the sugar cane juice is 60 ° C. or higher, preferably 64 ° C. or higher. Further, in order to suppress the generation of acrylamide, it is preferable that the temperature is 100 ° C. or lower, preferably 90 ° C. or lower. The decompression conditions are not particularly limited, but in the case of a quadruple-effect can, the standard pressure is, for example, 0 kPa for No. 1 can, -13.6 kPa for No. 2 can, and -50.7 kPa, 4 for No. 3 can. A pressure condition such as −88.0 kPa for stepwise depressurization can be mentioned, but the pressure condition is not particularly limited to this condition.
After the concentration step, the sugar cane juice becomes high syrup (high sugar content sugar solution) in which the sugar concentration is significantly increased. As the Brix value of the high syrup, one having a Brix value of 60 ° or more is preferable from the viewpoint of maintaining high enzyme activity in asparaginase treatment. More preferably, a solution having a Brix value of 65 to 75 °, more preferably 68 to 73 ° is preferable.
(仕上げ加熱工程)
本発明に係る黒糖製造方法では、ハイシラップに対して常圧条件で更なる加熱を行い、水分を蒸発させて品温が120℃以上となるようにする仕上げ加熱工程が行われる。
仕上げ加熱工程における加熱処理では、水分含量が大幅に減少して品温が120℃以上となるため、当該濃縮されたハイシラップである高粘性液では、メイラード反応等によって黒糖らしい風味付けと色調付与が生じる。仕上げ加熱での加熱は、炊き上げとも呼ばれる。
仕上げ加熱工程の温度としては、ハイシラップが低水分状態となった後、その高粘性液の品温が120〜140℃、より好ましくは128〜135℃となるように加熱を行うことが好適である。当該品温の温度帯での加熱により、風味付けと色調付与が好適に行われる。
また、仕上げ加熱工程は、攪拌又は混合を伴って行われることが好適である。攪拌又は混合を伴う加熱を行った場合、反応温度が一部で高温になり過ぎることが防止され、アクリルアミドの生成低減の点で好適である。当該攪拌又は混合は、連続的又は断続的に行うことが可能である。仕上げ加熱工程の加熱処理の手段としては、具体的には、工場プラント等を想定した場合、回分式のオープンパン、または連続式のロートサームあるいはエバオレーター等を用いて行うことが可能である。当該仕上げ加熱後、ハイシラップは高い粘性を有する液状物となる。
(Finish heating process)
In the brown sugar production method according to the present invention, a finishing heating step is performed in which the high syrup is further heated under normal pressure conditions to evaporate the water content so that the product temperature becomes 120 ° C. or higher.
In the heat treatment in the finish heating step, the water content is significantly reduced and the product temperature becomes 120 ° C. or higher. Therefore, in the highly viscous liquid which is the concentrated high syrup, the flavor and color tone like brown sugar are imparted by the Maillard reaction or the like. Occurs. Heating with finish heating is also called cooking.
As the temperature of the finish heating step, it is preferable to heat the high syrup so that the product temperature of the highly viscous liquid becomes 120 to 140 ° C., more preferably 128 to 135 ° C. after the high syrup is in a low water state. .. By heating in the temperature range of the product temperature, flavoring and color tone addition are preferably performed.
Further, the finish heating step is preferably performed with stirring or mixing. When heating with stirring or mixing is performed, it is possible to prevent the reaction temperature from becoming too high in some parts, which is preferable in terms of reducing the production of acrylamide. The stirring or mixing can be performed continuously or intermittently. As a means of heat treatment in the finish heating step, specifically, assuming a factory plant or the like, it is possible to use a batch type open pan, a continuous type rototherm, an evaporator or the like. After the finish heating, the high syrup becomes a highly viscous liquid.
(その他の工程)
本発明に係る黒糖製造方法では、上記仕上げ加熱工程の後、上記粘性液状物に対して非加熱条件にて攪拌を行う攪拌冷却工程を含むことが好適である。当該工程以降は、微生物の増殖や腐敗が生じ難い組成及び物性となるため、品温を60℃以上に維持する必要はなく、所望の製品形態にしつつ品温を室温以下に冷却することが可能となる。
攪拌冷却工程では、攪拌操作を行い続けることで高粘性液状物の品温が低下して糖分の結晶が析出し、ショ糖の微結晶と蜜分が混じり合った状態となる。この時、ショ糖の結晶化熱が放出されるため、品温の低下速度が減速して一時的な上昇を示すが、このことが更に水分の蒸発を促して、高い粘性の泥状物から柔らかい半固形状物を経て、そのまま攪拌を続けると最終的には粉状物となる。攪拌冷却工程は、ショ糖の結晶が析出後に水分の蒸発の程度が異なる任意の性状で終了して成型工程に移ることで、所望の製品形態に加工することが可能である。例えば、攪拌冷却工程にて柔らかい半固形状物となるまで攪拌を続けた後、枠型等に入れて室温まで冷却することで、成形された黒糖の製品形態とすることが可能である。また、十分に攪拌を続けて得られる粉状物はそのまま袋詰めした製品とすることができる。また、粉状物を篩って分級することで粒度の異なる粉糖製品とすることもできる。
このように当該製法にて製造された黒糖は、成型された板状、かち割りした塊状、粉砕状、粉状、等の各種形状の製品形態とすることが可能である。
(Other processes)
The brown sugar production method according to the present invention preferably includes a stirring and cooling step of stirring the viscous liquid material under non-heating conditions after the finishing heating step. After this step, the composition and physical properties are such that the growth and putrefaction of microorganisms are unlikely to occur. Therefore, it is not necessary to maintain the product temperature at 60 ° C. or higher, and the product temperature can be cooled to room temperature or lower while maintaining the desired product form. It becomes.
In the stirring and cooling step, by continuing the stirring operation, the product temperature of the highly viscous liquid material is lowered, sugar crystals are precipitated, and sucrose microcrystals and honey are mixed. At this time, since the heat of crystallization of sucrose is released, the rate of decrease in the product temperature slows down and shows a temporary increase, which further promotes the evaporation of water and causes the highly viscous mud. After passing through a soft semi-solid substance, if stirring is continued as it is, it finally becomes a powdery substance. The stirring and cooling step can be processed into a desired product form by ending the sucrose crystals with arbitrary properties having different degrees of evaporation of water after precipitation and moving to the molding step. For example, it is possible to obtain a molded brown sugar product form by continuing stirring until it becomes a soft semi-solid substance in a stirring and cooling step, and then placing it in a frame or the like and cooling it to room temperature. In addition, the powdery product obtained by continuing sufficient stirring can be used as it is in a bag. Further, powdered sugar products having different particle sizes can be obtained by sieving and classifying the powdered material.
The brown sugar produced by the production method in this way can be in various forms such as a molded plate shape, a cracked lump shape, a crushed shape, and a powder shape.
[アスパラギナーゼ処理工程]
本発明に係る黒糖の製造方法は、上記した黒糖の基本工程を含む製造工程において、仕上げ加熱工程前である濃縮工程後のハイシラップに対してアスパラギナーゼ処理を行う工程を含むことを特徴とする。
[Asparaginase treatment process]
The method for producing brown sugar according to the present invention is characterized in that, in the production process including the above-mentioned basic process for brown sugar, a step of performing asparaginase treatment on high syrup after the concentration step, which is before the finish heating step, is included.
本発明に係るアスパラギナーゼ処理は、濃縮工程後に得られるハイシラップに対して行われる。
黒糖の製造工程では、黒糖としての風味付与を行う仕上げ加熱工程において、黒糖に含まれるアクリルアミドの大部分が生成される。一方、黒糖製造の仕上げ加熱工程の直前の濃縮工程後の高温(60〜75℃)のハイシラップでは、通常ではアスパラギナーゼの酵素活性が失われてしまう温度帯であるにも関わらず、アスパラギナーゼの酵素活性が高く維持され、製造された黒糖のアクリルアミド含量の大幅な低減が可能となる。
ここで、黒糖の製造工程では、前処理加熱工程以降の工程を60℃以上で行う必要があるところ、当該段階でのアスパラギナーゼ処理では、冷却工程等を伴うことなくそのまま実行することが可能となる。
これらの知見は、本発明者が行った本実施例にて初めて明らかになった知見である。
The asparaginase treatment according to the present invention is carried out on the high syrup obtained after the concentration step.
In the brown sugar production process, most of the acrylamide contained in brown sugar is produced in the finish heating step of imparting the flavor as brown sugar. On the other hand, in the high temperature (60 to 75 ° C.) high syrup after the concentration step immediately before the finish heating step of brown sugar production, the enzymatic activity of asparaginase is usually lost even though the enzymatic activity of asparaginase is lost. Is kept high, and the acrylamide content of the produced brown sugar can be significantly reduced.
Here, in the brown sugar production step, it is necessary to carry out the steps after the pretreatment heating step at 60 ° C. or higher, but the asparaginase treatment at this step can be carried out as it is without a cooling step or the like. ..
These findings are the first findings revealed in this example conducted by the present inventor.
本発明に係るアスパラギナーゼ処理の対象となるハイシラップとしては、Brix値が60°以上の高糖度溶液であることを要する。当該溶液は、ショ糖を高濃度で含む溶液である。当該アスパラギナーゼ処理は、60℃以上の温度条件にてアスパラギナーゼの反応を行うことを可能とするために、通常の反応条件では想定されていない程度にまで大幅に糖度が高められた高糖度溶液中にて当該酵素反応が行われる。
ここで、アスパラギナーゼ処理の対象となるハイシラップのBrix値としては、60°以上、65°以上、66°以上、67°以上、又は68°以上を好適に挙げることができる。Brix値が高いほどアスパラギナーゼ酵素活性が高く維持される観点で好適となる。特に好ましくは、Brix値65°以上、68°以上、又は68.3°以上を好適に挙げることができる。一方、Brix値が所定より低い場合、高温条件でのアスパラギナーゼ活性を担保することができず、本発明の酵素処理対象とすることができない。
Brix値の上限としては、75°以下又は73°以下を好適に挙げることができる。特には72°以下を好適に挙げることができる。Brix値が所定より高い場合、ハイシラップでの結晶析出や粘度増加による配管や容器への不具合が発生するため、本発明の酵素処理対象としては望ましくない。
The high syrup to be treated with asparaginase according to the present invention needs to be a high sugar content solution having a Brix value of 60 ° or more. The solution is a solution containing a high concentration of sucrose. In order to enable the asparaginase reaction to be carried out under a temperature condition of 60 ° C. or higher, the asparaginase treatment is carried out in a high sugar content solution in which the sugar content is significantly increased to a degree not expected under normal reaction conditions. The enzymatic reaction is carried out.
Here, as the Brix value of high syrup to be treated with asparaginase, 60 ° or more, 65 ° or more, 66 ° or more, 67 ° or more, or 68 ° or more can be preferably mentioned. The higher the Brix value, the more suitable it is from the viewpoint that the asparaginase enzyme activity is maintained high. Particularly preferably, a Brix value of 65 ° or more, 68 ° or more, or 68.3 ° or more can be preferably mentioned. On the other hand, when the Brix value is lower than a predetermined value, the asparaginase activity under high temperature conditions cannot be ensured, and the enzyme treatment target of the present invention cannot be used.
As the upper limit of the Brix value, 75 ° or less or 73 ° or less can be preferably mentioned. In particular, 72 ° or less can be preferably mentioned. If the Brix value is higher than the predetermined value, problems occur in the piping and the container due to crystal precipitation and an increase in viscosity in the high syrup, which is not desirable as the enzyme treatment target of the present invention.
本発明に係るアスパラギナーゼ処理は、品温が60〜75℃であるハイシラップを酵素処理の対象とすることを要する。当該アスパラギナーゼ処理は、前処理加熱工程以降の黒糖製造の工程に関して、温度低下による粘性増加とショ糖の結晶析出による不具合の回避及び大容量溶液を扱う際の冷却と再加熱による熱経済の悪化防止の観点から、所定温度の範囲にて酵素反応が行われることが好適である。また、大容量溶液の温度調整に要する滞留時間の増加によるショ糖分の還元糖への組成的な変化(結晶化阻害による製糖不良により風味等の製品品質低下)を防止する観点からも、所定温度よりも低い温度になるような温度低下を伴うことなく酵素反応を行うことが好適である。
ここで、アスパラギナーゼ処理を行う温度条件としては、60℃以上、61℃以上、62℃以上、63℃以上、又は64℃以上を挙げることができる。当該温度が高いほど黒糖製造工程に適合した温度条件となり好適となる。特に好ましくは、65℃以上を好適に挙げることができる。一方、当該温度が所定より低い場合、上記不具合を回避することができず、本発明の酵素処理対象とすることには適さない。
当該アスパラギナーゼ処理の温度条件の上限としては、75℃以下を挙げることができるが、ハイシラップにおけるアスパラギナーゼ活性が維持される観点から72℃以下、好ましくは70℃以下を好適に挙げることができる。
The asparaginase treatment according to the present invention requires that high syrup having a product temperature of 60 to 75 ° C. be treated with an enzyme. The asparaginase treatment avoids problems due to increased viscosity due to temperature decrease and crystal precipitation of sucrose, and prevents deterioration of the thermal economy due to cooling and reheating when handling large volumes of solution in the process of brown sugar production after the pretreatment heating step. From the above viewpoint, it is preferable that the enzymatic reaction is carried out within a predetermined temperature range. In addition, from the viewpoint of preventing the compositional change of sucrose to reducing sugar due to the increase in residence time required for temperature adjustment of the large-volume solution (deterioration of product quality such as flavor due to poor sugar production due to crystallization inhibition), the predetermined temperature It is preferable to carry out the enzymatic reaction without causing a temperature drop that results in a lower temperature.
Here, as the temperature condition for performing the asparaginase treatment, 60 ° C. or higher, 61 ° C. or higher, 62 ° C. or higher, 63 ° C. or higher, or 64 ° C. or higher can be mentioned. The higher the temperature, the more suitable the temperature conditions are for the brown sugar production process. Particularly preferably, 65 ° C. or higher can be preferably mentioned. On the other hand, when the temperature is lower than the predetermined temperature, the above-mentioned problem cannot be avoided and it is not suitable for the enzyme treatment target of the present invention.
As the upper limit of the temperature condition of the asparaginase treatment, 75 ° C. or lower can be mentioned, but from the viewpoint of maintaining the asparaginase activity in high syrup, 72 ° C. or lower, preferably 70 ° C. or lower can be preferably mentioned.
ここで、当該温度帯(60〜75℃)は、Brix値が低い通常の水溶液や緩衝液においては、アスパラギナーゼが失活して活性が大幅に失われる温度帯に相当する。例えば、70℃では、Brixを高めていない通常の水溶液や緩衝液等においては、アスパラギナーゼの活性が最大活性の10〜30%程度に低減される温度と認められる。活性の低下は酵素タンパク質の不可逆的な変性に起因するものであるため、反応時間の延長及び/又は酵素量の増量によっても実用性は期待できない。例えば、先行技術文献である含蜜糖のアクリルアミド低減に関する特許文献1では、60℃以上にてアスパラギナーゼの活性が失われる旨が記載されている。 Here, the temperature zone (60 to 75 ° C.) corresponds to a temperature zone in which asparaginase is inactivated and its activity is significantly lost in a normal aqueous solution or buffer solution having a low Brix value. For example, at 70 ° C., it is recognized that the activity of asparaginase is reduced to about 10 to 30% of the maximum activity in a normal aqueous solution or buffer solution in which Brix is not increased. Since the decrease in activity is due to irreversible denaturation of the enzyme protein, practicality cannot be expected even by extending the reaction time and / or increasing the amount of the enzyme. For example, Patent Document 1 relating to the reduction of acrylamide in honey-containing sugar, which is a prior art document, describes that the activity of asparaginase is lost at 60 ° C. or higher.
本発明に係るアスパラギナーゼ処理は、規模の小さな反応スケールでの処理を除外するものではないが、好適には、一定以上の液重を有するハイシラップに対して行うことが好適である。例えば、液重が0.1トン以上、0.3トン以上、又は0.5トン以上のハイシラップに対して、当該アスパラギナーゼ処理を行うことが好適である。
本発明においては、大容量を想定した黒糖製造である程、温度低下を行った場合に想定される製造工程上の不具合及び品質低下を回避する利点が得られ易くなり、当該アスパラギナーゼ処理工程が奏する効果の点で好適態様となる。
The asparaginase treatment according to the present invention does not exclude treatment on a small-scale reaction scale, but is preferably performed on high syrup having a liquid weight of a certain level or more. For example, it is preferable to perform the asparaginase treatment on high syrup having a liquid weight of 0.1 ton or more, 0.3 ton or more, or 0.5 ton or more.
In the present invention, the more the brown sugar is produced assuming a large capacity, the easier it is to obtain the advantage of avoiding the expected defects in the production process and the deterioration of quality when the temperature is lowered, and the asparaginase treatment step is achieved. This is a preferred embodiment in terms of effect.
当該アスパラギナーゼ処理に用いるアスパラギナーゼとしては、高温耐性を有する等の特別な変異酵素等を用いる必要はなく、食品の製造において使用が認められている通常のアスパラギナーゼを利用することが可能である。
アスパラギナーゼ(Asparaginase)は、アスパラギンのアスパラギン酸への加水分解反応を触媒する酵素である。例えば、麹菌(Aspergillus oryzae、Aspergillus niger等のAspergillus属)由来のものを好適に用いることができる。また、上記ハイシラップでの酵素活性が担保される限りにおいては、他の生物由来のものや変異タンパク質等の使用も許容される。
市販のアスパラギナーゼ製剤としては、例えば、ノボザイムズ社のAcrylaway L、DSM社のPreventASe M、等を好適に使用することができるが、特にこれらに制限されない。
As the asparaginase used for the asparaginase treatment, it is not necessary to use a special mutant enzyme or the like having high temperature resistance, and it is possible to use ordinary asparaginase approved for use in the production of foods.
Asparaginase is an enzyme that catalyzes the hydrolysis reaction of asparagine to aspartic acid. For example, those derived from Aspergillus oryzae (Aspergillus genus such as Aspergillus oryzae, Aspergillus niger) can be preferably used. In addition, as long as the enzyme activity in the above high syrup is guaranteed, the use of those derived from other organisms, mutant proteins, etc. is also permitted.
As the commercially available asparaginase preparation, for example, Acrylaway L of Novozymes, PresentASE M of DSM, and the like can be preferably used, but the present invention is not particularly limited thereto.
アスパラギナーゼ処理におけるアスパラギナーゼの添加量又は含有量としては、反応時間等との関係で適宜設定することが可能であるが、例えば、ハイシラップの液重に対して50ppm以上、100ppm以上、200ppm以上、又は300ppm以上の濃度(w/w)となるように添加する又は含有させる態様が好適である。当該添加量又は含有量が多く酵素濃度が高いほどアスパラギンの低減効率が高くなり好適である。特に好ましくは400ppm以上を好適に挙げることができる。
当該アスパラギナーゼ処理の添加量又は含有量の上限としては、1000ppm以下を挙げることができるが、酵素添加量の至適化の観点から500ppmを好適に挙げることができる。
アスパラギナーゼ処理におけるアスパラギナーゼの反応時間としては、当該酵素の添加量又は含有量等との関係で適宜設定することが可能であるが、例えば、5分以上、又は10分以上となるように反応を行う態様が好適である。ハイシラップ中に反応基質であるアスパラギンが存在する限りにおいて、当該反応時間が長いほどアスパラギンの低減効率が高くなり好適である。特に好ましくは15分以上を好適に挙げることができる。
当該アスパラギナーゼ処理の反応時間の上限としては、特に制限はないが、長時間の放置による組成への悪影響を回避する観点から、基質分解が十分に完了していると認められる6時間以内、2時間以内、又は40分以内を好適に挙げることができる。
The amount or content of asparaginase added in the asparaginase treatment can be appropriately set in relation to the reaction time and the like. For example, 50 ppm or more, 100 ppm or more, 200 ppm or more, or 300 ppm with respect to the liquid weight of high syrup. It is preferable to add or contain the mixture so as to have the above concentration (w / w). The higher the added amount or content and the higher the enzyme concentration, the higher the asparagine reduction efficiency, which is preferable. Particularly preferably, 400 ppm or more can be preferably mentioned.
The upper limit of the addition amount or content of the asparaginase treatment can be 1000 ppm or less, but 500 ppm can be preferably mentioned from the viewpoint of optimizing the addition amount of the enzyme.
The reaction time of asparaginase in the asparaginase treatment can be appropriately set in relation to the addition amount or content of the enzyme, and the reaction is carried out so as to be, for example, 5 minutes or more, or 10 minutes or more. Aspects are preferred. As long as asparagine, which is a reaction substrate, is present in the high syrup, the longer the reaction time, the higher the efficiency of asparagine reduction, which is preferable. Particularly preferably, 15 minutes or more can be preferably mentioned.
The upper limit of the reaction time of the asparaginase treatment is not particularly limited, but within 6 hours or 2 hours when it is recognized that the substrate decomposition is sufficiently completed from the viewpoint of avoiding adverse effects on the composition due to being left for a long time. Within, or within 40 minutes can be preferably mentioned.
2.製造された黒糖の組成的特徴
上記した黒糖の製造方法では、アクリルアミド生成の大部分(実施例では70%以上)を占める仕上げ加熱工程に由来するアクリルアミド生成量の大幅な低減が可能となる。即ち、上記にて製造された黒糖では、アクリルアミド含量が低減された組成的特徴を備えた黒糖となる。
なお、当該黒糖製造において添加したアスパラギナーゼは、仕上げ加熱工程で品温が120℃を超える加熱を受けることで不可逆的に変性するため、製造された黒糖ではその酵素活性が完全に消失したものとなる。
ここで、上記にて製造された黒糖のアクリルアミド含量は、原料サトウキビの種類、製造工程での加熱処理の温度及び時間等によって最終的な生成量(絶対値)が異なる場合がある。但し、上記にて製造された黒糖は、同様の条件にてアスパラギナーゼ処理の有無の相違でのアクリルアミド含量を比較すると、その値は大幅に低減された値を示す。
即ち、本発明に係る黒糖では、アクリルアミド含量に関して以下の組成的特徴を示す:
通常の黒糖(アスパラギナーゼ処理を行わずに上記工程にて同様に製造した黒糖)のアクリルアミド含量と比較して、50%以下のアクリルアミド含量を示す。特に好ましくは、当該値が45%以下、又は40%以下のものを、本発明に係るアクリルアミド低減黒糖として好適に挙げることができる。また、当該値としては、表4又は5に示された数値以下である態様を挙げることもできる。
2. 2. Compositional Characteristics of Produced Brown Sugar In the above-mentioned method for producing brown sugar, it is possible to significantly reduce the amount of acrylamide produced from the finish heating step, which accounts for most of the acrylamide production (70% or more in the examples). That is, the brown sugar produced above is a brown sugar having a compositional feature with a reduced acrylamide content.
The asparaginase added in the production of brown sugar is irreversibly denatured when the product temperature exceeds 120 ° C. in the finish heating step, so that the enzyme activity of the produced brown sugar is completely lost. ..
Here, the acrylamide content of the brown sugar produced above may differ in the final production amount (absolute value) depending on the type of raw sugar cane, the temperature and time of heat treatment in the production process, and the like. However, when the acrylamide content of the brown sugar produced above is compared with and without asparaginase treatment under the same conditions, the value shows a significantly reduced value.
That is, the brown sugar according to the present invention exhibits the following compositional characteristics with respect to the acrylamide content:
Compared with the acrylamide content of normal brown sugar (brown sugar produced in the same manner in the above step without asparaginase treatment), the acrylamide content is 50% or less. Particularly preferably, those having a value of 45% or less or 40% or less can be preferably mentioned as the acrylamide-reduced brown sugar according to the present invention. Further, as the value, an embodiment having a value equal to or less than the value shown in Table 4 or 5 can be mentioned.
また、上記にて製造された黒糖は、アクリルアミド含量が単に低減されていることに加えて、その後に加熱を行った場合においてもそのアクリルアミド生成能が大幅に低減された特性を示す。当該特性は、上記のアスパラギナーゼ処理を行った場合に発揮される組成的特徴であり、通常の黒糖製造では示され得ない組成的特徴である。
即ち、本発明に係る黒糖は、そのアクリルアミド生成源の低減に関して、アミノ酸に関する以下の組成的特徴を示す:
アスパラギン含量が1mmol/kg以下である、及び、アスパラギン酸をアスパラギンに対してモル比率で3以上含有する。
Further, the brown sugar produced as described above exhibits the property that the acrylamide content is simply reduced and the acrylamide producing ability is significantly reduced even when the brown sugar is subsequently heated. This characteristic is a compositional characteristic exhibited when the above-mentioned asparaginase treatment is performed, and is a compositional characteristic that cannot be exhibited by ordinary brown sugar production.
That is, the brown sugar according to the present invention exhibits the following compositional characteristics regarding amino acids with respect to the reduction of its acrylamide production source:
The asparagine content is 1 mmol / kg or less, and aspartic acid is contained in a molar ratio of 3 or more with respect to asparagine.
ここで、通常の黒糖では、そのアスパラギン含量として10〜100mmol/kgの範囲が一般的と認められるところ、一方、本発明に係る黒糖では、そのアスパラギン含量が通常の黒糖と比較して著しく低い値を示す。
即ち、本発明に係る黒糖のアスパラギン含量としては、製造された黒糖の質量に対して1mmol/kg以下のアスパラギン含量であるものが好適である。特に好ましくは、当該値が0.8mmol/kg以下、又は0.6mmol/kg以下のアスパラギン含量であるものを好適に挙げることができる。当該値が低い程、アクリルアミド生成源であるアスパラギンが少ないことを示し、その後の加熱によるアクリルアミド生成能が低減されている組成的特徴を示す。また、当該値としては、表6に示された数値である0.57mmol/kg以下を好適に挙げることもできる。
なお、通常の黒糖では、原料サトウキビに含まれていたアスパラギン含量の点で、10mmol/kg以下(試料のバラつきを考慮しても5mmol/kg以下)の値を示すことは想定されない。
Here, it is generally recognized that the asparagine content of ordinary brown sugar is in the range of 10 to 100 mmol / kg, whereas the asparagine content of the brown sugar according to the present invention is significantly lower than that of ordinary brown sugar. Is shown.
That is, as the asparagine content of brown sugar according to the present invention, it is preferable that the asparagine content is 1 mmol / kg or less with respect to the mass of the produced brown sugar. Particularly preferably, those having an asparagine content of 0.8 mmol / kg or less or 0.6 mmol / kg or less can be preferably mentioned. The lower the value, the less asparagine, which is the source of acrylamide, and the compositional feature that the ability to produce acrylamide by subsequent heating is reduced. Further, as the relevant value, 0.57 mmol / kg or less, which is the numerical value shown in Table 6, can be preferably mentioned.
It should be noted that ordinary brown sugar is not expected to show a value of 10 mmol / kg or less (5 mmol / kg or less even considering the variation of the sample) in terms of the asparagine content contained in the raw sugar cane.
また、本発明に係る黒糖では、そのアミノ酸比率に関して、アスパラギン酸の含量値が通常の黒糖では含まれ得ない値を示す。当該組成的特性は、アスパラギンに対するアスパラギン酸のモル比率として示すことができる。
即ち、本発明に係る黒糖では、アスパラギン酸含量のモル比率として、製造された黒糖のアスパラギンに対してモル比率で3以上を示すものが好適である。特に好ましくは、当該値が3.2以上、又は3.5以上を示すものが好適である。当該値が高い程、その後の加熱によるアクリルアミド生成能が低減されている組成的特徴を示す。また、当該値としては、表6に示された数値である3.8以上を好適に挙げることもできる。
なお、通常の黒糖では、原料サトウキビにおけるアスパラギン酸がアスパラギンと同等又はそれ以下となる組成を示すため、当該モル比率が1以上(試料のバラつきを考慮しても2以上)の値となることは想定されない。
Further, in the brown sugar according to the present invention, the content value of aspartic acid shows a value that cannot be contained in ordinary brown sugar with respect to the amino acid ratio. The compositional properties can be shown as the molar ratio of aspartic acid to asparagine.
That is, in the brown sugar according to the present invention, it is preferable that the molar ratio of the aspartic acid content is 3 or more with respect to the asparagine of the produced brown sugar. Particularly preferably, the value having a value of 3.2 or more or 3.5 or more is preferable. The higher the value, the more the compositional feature that the ability to produce acrylamide by subsequent heating is reduced. Further, as the value, 3.8 or more, which is the numerical value shown in Table 6, can be preferably mentioned.
In addition, since ordinary brown sugar has a composition in which aspartic acid in the raw sugar cane is equal to or less than that of asparagine, the molar ratio may be 1 or more (2 or more even considering the variation of the sample). Not expected.
また、上記にて製造された黒糖は、風味成分や外観等において、通常の黒糖と同等又は同等以上の特性を示すものが好適である。
この点、本発明に係る黒糖としては、一般消費者を想定して十分な人数からなる被験者集団に対し嗜好型官能評価を行った場合において、通常の黒糖と比較して同等又は同等以上と評価されるものを好適に挙げることができる。このような評価が得られた場合、上記にて製造された黒糖では、アクリルアミド、アスパラギン、及びアスパラギン酸に関する特性は通常の黒糖とは異なる値を示すところ、一方、これら以外の組成的特徴(風味及び外観等に関する組成的特徴)に関しては、通常の黒糖と同等又は同等以上の組成的特徴を有する黒糖と判断することが可能となる。
Further, the brown sugar produced above is preferably one that exhibits characteristics equal to or higher than those of ordinary brown sugar in terms of flavor components, appearance and the like.
In this respect, the brown sugar according to the present invention is evaluated to be equal to or higher than that of ordinary brown sugar when a preference-type sensory evaluation is performed on a group of subjects consisting of a sufficient number of people assuming general consumers. Those to be given can be preferably mentioned. When such an evaluation is obtained, in the brown sugar produced above, the properties related to acrylamide, asparagine, and aspartic acid show different values from those of ordinary brown sugar, while other compositional characteristics (flavor). And compositional characteristics related to appearance, etc.), it can be determined that brown sugar has a compositional characteristic equal to or higher than that of ordinary brown sugar.
即ち、本発明に係る黒糖は、風味及び外観に総合的な評価に関して以下の特徴を示す:
一般消費者より抽出した被験者集団に対し、風味及び外観に関する官能評価を行った場合において、通常の黒糖(アスパラギナーゼ処理を行わずに上記工程にて同様に製造した黒糖)と比較して、70%以上が同等又は同等以上の評価を示す。
当該官能評価では、被験者集団が大きい程、その組成を反映した評価が可能になると認められる。そのため、当該被験者集団としては官能評価訓練がなされていない被験者であれば50人以上、より好ましくは100人以上にて行うことが好適である。
また、当該官能評価では、通常の黒糖と比較して同等又は同等以上との評価が、70%以上、72%以上、75%以上、78%以上、又は80%以上である場合、風味及び外観の総合評価として好適と判断できる。特に好ましくは、当該官能評価を示す値が85%以上であるものが好適である。
当該官能評価の値が高い程、風味及び外観に関する組成的特徴が、通常の黒糖と同等又は同等以上の組成の黒糖であると判断できる。
That is, the brown sugar according to the present invention exhibits the following characteristics in terms of comprehensive evaluation of flavor and appearance:
When a sensory evaluation of flavor and appearance was performed on a group of subjects extracted from general consumers, 70% was compared with normal brown sugar (brown sugar produced in the same manner in the above step without asparaginase treatment). The above indicates the same or higher evaluation.
In the sensory evaluation, it is recognized that the larger the subject group, the more the evaluation that reflects the composition becomes possible. Therefore, as the subject group, it is preferable that the subject group is 50 or more, more preferably 100 or more, if the subject has not been subjected to sensory evaluation training.
Further, in the sensory evaluation, when the evaluation of equality or equality or higher with that of ordinary brown sugar is 70% or higher, 72% or higher, 75% or higher, 78% or higher, or 80% or higher, the flavor and appearance. It can be judged that it is suitable as a comprehensive evaluation of. Particularly preferably, the value indicating the sensory evaluation is 85% or more.
The higher the value of the sensory evaluation, the more it can be determined that the compositional characteristics related to flavor and appearance are brown sugar having a composition equal to or higher than that of ordinary brown sugar.
ここで、上記に示した黒糖製造の各製造工程において、他の工程にてアスパラギナーゼ処理を行った場合、上記組成的特徴を示す黒糖を得ることはできない。
i)例えば、搾汁工程後の混合汁に対して、アスパラギナーゼ処理を行った場合、アクリルアミド生成を低減すること自体は可能となるところ、転化酵素による分解と微生物による腐敗が進行する。そのため、風味等の品質が大幅に低下した組成を有する黒糖となる。あるいは、ショ糖の結晶化を阻害する還元糖の比率が増える組成の変化により、通常どおりの黒糖製造の工程を経ても結晶化しなくなり、黒糖の製造を行い得なくなる。
ii)また、前処理加熱工程以降で濃縮工程より前の蔗汁は、糖度の低いBrix値を示すものであるため、60℃以上の高温条件にてアスパラギナーゼ処理を行うことができない。これらの段階でアスパラギナーゼを添加しても、アスパラギンからアスパラギン酸への反応は進行せず、その後の仕上げ加熱工程でのアクリルアミド生成を抑制することができない。
iii)また、仮に、前処理加熱工程以降の工程のいずれかで60℃未満への温度低下を行ってアスパラギナーゼの活性が担保される低温にて酵素処理を行った場合、大容量の温度調整に要する滞留時間の増加によりショ糖分の還元糖への組成的な変化が生じる懸念があり、黒糖本体の風味等の品質が担保されない。また、冷却と再加熱に要する熱経済が大幅に悪化して製造効率が低下し、製糖産業として成立し得ない。
Here, in each of the production steps for producing brown sugar shown above, when asparaginase treatment is performed in another step, brown sugar exhibiting the above compositional characteristics cannot be obtained.
i) For example, when asparaginase treatment is applied to the mixed juice after the squeezing step, it is possible to reduce the production of acrylamide itself, but decomposition by a converting enzyme and putrefaction by microorganisms proceed. Therefore, the brown sugar has a composition in which the quality such as flavor is significantly reduced. Alternatively, due to a change in the composition in which the ratio of the reducing sugar that inhibits the crystallization of sucrose increases, the brown sugar cannot be produced even after the usual brown sugar production process.
ii) Further, since the sugar cane juice after the pretreatment heating step and before the concentration step shows a Brix value having a low sugar content, the asparaginase treatment cannot be performed under high temperature conditions of 60 ° C. or higher. Even if asparaginase is added at these stages, the reaction from asparagine to aspartic acid does not proceed, and acrylamide production in the subsequent finish heating step cannot be suppressed.
iii) In addition, if the temperature is lowered to less than 60 ° C. in any of the steps after the pretreatment heating step and the enzyme treatment is performed at a low temperature at which the activity of asparaginase is guaranteed, a large amount of temperature can be adjusted. There is a concern that the compositional change of the sucrose content to the reducing sugar may occur due to the increase in the required residence time, and the quality such as the flavor of the brown sugar itself cannot be guaranteed. In addition, the thermal economy required for cooling and reheating is significantly deteriorated, and the production efficiency is lowered, so that the sugar industry cannot be established.
3.黒糖加工品の製造
本発明では、上記にて製造された黒糖を用いた黒糖加工品の製造に関する発明が含まれる。
上記にて製造された黒糖は、当該黒糖を原料として用いて加熱処理を伴う加工品の製造工程を行ったとしても、アクリルアミドの新たな生成が大幅に低減される特性を示す。即ち、上記にて製造された黒糖は、アクリルアミド含量自体が低減されていることに加えて、その後に加熱を行った場合においても当該加熱時のアクリルアミド生成が大幅に低減又は抑制された特性を示す。即ち、上記にて製造された黒糖は、アクリルアミド生成源が低減された特性、アクリルアミド生成能が低減された特性を示す。
この点、本発明では、上記に記載の製造方法により黒糖を製造した後、得られた前記黒糖及び水を含む混合物を加熱する工程を含む、黒糖加工品の製造方法に関する発明が含まれる。ここで、混合物としては、液状物、粘性液状物、ゲル状物、泥状物、粘土状物、半固形物、固形物、固形物と水の混合状態等、飲食品の製造過程において想定されるあらゆる形状又は状態のものを挙げることが可能である。
また、本発明に係る黒糖加工品の製造方法は、原料黒糖として上記にて製造されたアクリルアミド低減黒糖を用いることを除いては、通常の黒糖加工品の製造方法と同様の工程にて製造することが可能となる。
3. 3. Production of Processed Brown Sugar Product The present invention includes an invention relating to the production of a processed brown sugar product using the brown sugar produced above.
The brown sugar produced as described above exhibits a characteristic that new production of acrylamide is significantly reduced even if the brown sugar is used as a raw material to carry out a manufacturing process of a processed product accompanied by heat treatment. That is, the brown sugar produced above exhibits the property that the acrylamide content itself is reduced and the acrylamide production during the heating is significantly reduced or suppressed even when the brown sugar is subsequently heated. .. That is, the brown sugar produced as described above exhibits a property in which the acrylamide production source is reduced and a property in which the acrylamide production ability is reduced.
In this respect, the present invention includes an invention relating to a method for producing a processed brown sugar product, which comprises a step of producing brown sugar by the production method described above and then heating the obtained mixture containing brown sugar and water. Here, the mixture is assumed to be a liquid substance, a viscous liquid substance, a gel-like substance, a muddy substance, a clay-like substance, a semi-solid substance, a solid substance, a mixed state of a solid substance and water, etc. in the manufacturing process of food and drink. Any shape or condition can be mentioned.
Further, the method for producing a processed brown sugar product according to the present invention is produced in the same process as a normal method for producing a processed brown sugar product, except that the acrylamide-reduced brown sugar produced above is used as the raw material brown sugar. It becomes possible.
本発明に係る黒糖加工品としては、黒糖を原料として製造される飲食品を好適に挙げることができる。また、製造工程において加熱処理を伴う飲食品の製造に有効に使用することが可能となる。
例えば、本発明に係る黒糖加工品としては、調味料や二次加工品原料としても利用可能な黒糖シロップ等を好適に挙げることができる。また、同じ飲食品であっても原料として含蜜糖を使用した場合の方が使用しない場合に比べてアクリルアミド濃度が高い飲食品(特に菓子類、パン類等)を好適に挙げることができる。内閣府の食品安全委員会が行なった日本人のアクリルアミド摂取量の推定における例示としては、当該加工食品として、かりんとう(含蜜糖使用)、ロールパン(含蜜糖使用)、まんじゅう(含蜜糖使用)、飴(含蜜糖使用)等が記載されている。本発明により製造された黒糖は含蜜糖の一種であるため、これらの食品が属する菓子類、パン類、饅頭類、飴類に使用されている含蜜糖を代替することで大幅なアクリルアミドの低減が可能となる。また、他の飲食品の製造に使用した場合においてもアクリルアミド低減効果は同様に発揮される。
As the processed brown sugar product according to the present invention, foods and drinks produced from brown sugar as a raw material can be preferably mentioned. In addition, it can be effectively used in the production of foods and drinks that are heat-treated in the production process.
For example, as the processed brown sugar product according to the present invention, brown sugar syrup that can be used as a seasoning or a raw material for a secondary processed product can be preferably mentioned. Further, even for the same food and drink, foods and drinks (particularly confectionery, bread, etc.) having a higher acrylamide concentration when honey-containing sugar is used as a raw material can be preferably mentioned as compared with the case where it is not used. As an example of the estimation of acrylamide intake by Japanese people conducted by the Food Safety Commission of the Cabinet Office, the processed foods include karinto (using sugar-containing sugar), bread rolls (using sugar-containing sugar), and manju (using sugar-containing sugar). ), Candies (using honey-containing sugar), etc. are described. Since the brown sugar produced by the present invention is a kind of honey-containing sugar, a large amount of acrylamide can be obtained by substituting the honey-containing sugar used in confectionery, bread, buns, and candy to which these foods belong. It can be reduced. In addition, the acrylamide reducing effect is similarly exhibited when used in the production of other foods and drinks.
本発明では、上記にて製造された黒糖(アクリルアミド低減黒糖)を原料として用いて、加熱処理が必要な黒糖加工品を製造した場合、原料である黒糖に含まれているアクリルアミド自体が少ないことに加えて、その後の黒糖加工品の製造時の加熱工程においても、アクリルアミドの新たな生成が低減又は抑制される。
当該特性は、原料黒糖の製造時のアスパラギナーゼ処理によって、原料黒糖中のアクリルアミド生成源となるアスパラギン含量が大幅に低減された組成的特徴を有することに起因する特性である。
また、当該特性は、ここで製造した黒糖加工品(例えば、黒糖シロップ等)を用いて、更に加熱処理が必要な二次加工品又はそれ以上の加工品を製造した場合にも、同様に発揮される特性である。
なお、仕上げ加熱工程の品温上昇でアスパラギナーゼは活性を不可逆的に失っているため、上記にて製造された黒糖中にアスパラギナーゼ活性は残存していない。そのため、黒糖加工品の黒糖以外の原材料としてアスパラギンを含む原料を加えた場合、その原材料由来のアスパラギンによるアクリルアミドは生成される。一方、上記にて製造された黒糖(アクリルミド低減黒糖)を原料とすることで、黒糖由来のアスパラギンは確実に減らせるため、多種多様な黒糖加工品においても少なくとも黒糖に由来するアクリルアミド生成量は低減されたものとなる。同様に黒糖シロップを原料として製造される黒糖加工品についてもアクリルアミド低減黒糖から製造された黒糖シロップを原料として代替することで同様の効果が得られる。
In the present invention, when a processed brown sugar product that requires heat treatment is produced using the brown sugar (acrylamide-reduced brown sugar) produced above as a raw material, the amount of acrylamide itself contained in the raw material brown sugar is small. In addition, the new production of acrylamide is reduced or suppressed in the subsequent heating step during the production of the processed brown sugar product.
This characteristic is due to the fact that the content of asparagine, which is a source of acrylamide in the raw brown sugar, is significantly reduced by the asparaginase treatment during the production of the raw brown sugar.
In addition, the characteristics are similarly exhibited when a secondary processed product or a higher processed product that requires further heat treatment is produced using the brown sugar processed product (for example, brown sugar syrup, etc.) produced here. It is a characteristic to be manufactured.
Since asparaginase irreversibly loses its activity due to the rise in product temperature in the finish heating step, the asparaginase activity does not remain in the brown sugar produced above. Therefore, when a raw material containing asparagine is added as a raw material other than brown sugar in a processed brown sugar product, acrylamide due to asparagine derived from the raw material is produced. On the other hand, by using the brown sugar (acrylic mid-reduced brown sugar) produced above as a raw material, asparagine derived from brown sugar can be surely reduced. Therefore, even in a wide variety of processed brown sugar products, at least the amount of acrylamide derived from brown sugar is reduced. It will be reduced. Similarly, for processed brown sugar products produced from brown sugar syrup as a raw material, the same effect can be obtained by substituting brown sugar syrup produced from acrylamide-reduced brown sugar as a raw material.
本発明に係る黒糖加工品として特には、黒糖を水に浸漬した状態にして加熱処理を行って製造する黒糖シロップの態様を好適に挙げることができる。
黒糖シロップの製造に関する実施形態の一例としては、上記にて製造されたアクリルアミド低減黒糖と水とを混合して加熱溶解させ、これを攪拌又は混合しながら加熱して風味付け及び色調付与を行って、黒糖シロップを製造する手法を挙げることができる。また、本発明に係る黒糖シロップとしては、原料黒糖として上記にて製造されたアクリルアミド低減黒糖を用いる限りは、他の製法によって製造することも可能である。
ここで、当該黒糖シロップは、上記にて製造された黒糖を原料として製造されるため、アクリルアミド(通常品に対する低減率)、アスパラギン(含量)、及びアスパラギン酸(アスパラギンとのモル比率)の組成的特徴は、上記した黒糖の組成的特徴と同様の特徴を示す。また、風味及び外観の組成的特徴に関しても、上記した黒糖の組成的特徴と同様の特徴を示す。
As the processed brown sugar product according to the present invention, a mode of brown sugar syrup produced by immersing brown sugar in water and performing heat treatment can be preferably mentioned.
As an example of the embodiment relating to the production of brown sugar syrup, the acrylamide-reduced brown sugar produced above and water are mixed and dissolved by heating, and this is heated while stirring or mixing to add flavor and color. , A method for producing brown sugar syrup can be mentioned. Further, the brown sugar syrup according to the present invention can be produced by another production method as long as the acrylamide-reduced brown sugar produced above is used as the raw material brown sugar.
Here, since the brown sugar syrup is produced using the brown sugar produced above as a raw material, the composition of acrylamide (reduction rate with respect to the normal product), asparagine (content), and aspartic acid (molar ratio with aspartic acid). The characteristics are similar to the above-mentioned compositional characteristics of brown sugar. In addition, the compositional characteristics of flavor and appearance are similar to those of brown sugar described above.
4.方法の発明
本発明では、上記した黒糖の製造工程においてアスパラギナーゼ処理を行うことを特徴とする、黒糖製造に関する各種方法の発明が含まれる。
本発明としては、例えば、黒糖又は黒糖加工品の製造におけるアクリルアミド生成を低減又は抑制する方法、黒糖又は黒糖加工品の製造におけるアクリルアミド含量を低減する方法、黒糖又は黒糖加工品におけるアクリルアミド生成源を低減する方法、等に関する発明が含まれる。
これらの各種方法の発明に関する各種工程、条件、手法、手段等に関しては、上記段落に記載を参照又は引用して用いることが可能である。また、本発明の特徴部分以外の各種工程、条件、手法、手段等に関しては、常法や公知の手法等を採用することが可能である。
4. Invention of Method The present invention includes the invention of various methods relating to brown sugar production, which comprises performing asparaginase treatment in the above-mentioned brown sugar production process.
The present invention includes, for example, a method for reducing or suppressing acrylamide production in the production of brown sugar or processed brown sugar, a method for reducing the acrylamide content in the production of brown sugar or processed brown sugar, and a method for reducing the source of acrylamide in brown sugar or processed brown sugar. Inventions relating to methods, etc. are included.
Various steps, conditions, methods, means, etc. relating to the invention of these various methods can be used by referring to or quoting the description in the above paragraph. Further, with respect to various processes, conditions, methods, means and the like other than the featured portion of the present invention, it is possible to adopt a conventional method or a known method.
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明の範囲はこれらにより限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
[試験例1]『黒糖製造における各工程のアクリルアミド生成への寄与』
黒糖製造の現場にて行われる各工程に関して、各工程がアクリルアミド生成にどのように関与するかを調べた。
[Test Example 1] "Contribution to acrylamide production in each step in brown sugar production"
Regarding each process performed at the brown sugar production site, how each process is involved in acrylamide production was investigated.
(1)黒糖の製造
沖縄県下の3つの黒糖生産工場プラントにおいて、以下の工程を経て黒糖の製造を行った。また、当該工程の概略を図1に示した。ここで、沖縄県黒砂糖協同組合において「黒糖」と認められる含蜜糖を製造するためには、所定の工程を経て製造される必要があるところ、本例の製造工程はこれに合致する製法である。
(1) Production of brown sugar Brown sugar was produced at three brown sugar production plant plants in Okinawa Prefecture through the following steps. The outline of the process is shown in FIG. Here, in order to produce honey-containing sugar recognized as "brown sugar" by the Okinawa Prefecture Brown Sugar Cooperative, it is necessary to produce it through a predetermined process, but the production process of this example is a production method that matches this. Is.
1)搾汁工程
原料サトウキビの圧搾を行って混合汁(各種夾雑物を含む蔗汁)を得る工程を行った。本例では搾汁率を高めるため、4重圧搾機を用いて当該工程を行い、3号ミルと最終ミルの間でバガスに注加水を行いながら搾汁を行った。
2)第1次加熱工程(第1次ジュースヒーター:前処理加熱工程の一部)
上記混合汁には、ショ糖を還元糖に分解する転化酵素等の酵素類や腐敗を促す各種微生物が含まれているため、酵素失活や殺菌のための加熱を行う工程を行った。当該工程では、蒸気を熱源とする多管式加熱器により糖類の分解を抑えるために品温が約75℃になる加熱を行った。
3)pH調整工程(ライミング:前処理加熱工程の一部)
上記混合汁は、糖が分解しやすい酸性域のpHを示すため、石灰乳(水酸化カルシウムを水に溶解する以上の量加えて懸濁したもの)の添加により、pH値を中性〜アルカリ性に調整する工程を行った。当該工程では、品温を約75℃に保った状態でpH5.5〜5.7の蔗汁をpH7〜7.4に調整した。
4)第2次加熱工程(第2次ジュースヒーター:前処理加熱工程の一部)
上記pH調整したライミング後の混合汁を、蒸気を熱源とする多管式加熱器により沸点より数度高い温度まで加熱する工程を行った。当該工程は、次工程の沈殿工程(クラリファイヤー)でのタンパク質等の沈殿除去を確実にするために必要な工程である。当該工程では、大気圧下の沸点より高い103〜105℃での加熱を行うことによって、次工程での減圧時にバガス片等の微粒子に含まれている空気の除去を可能とし、これらの微粒子が沈殿することを確実にしている。
5)沈殿工程(クラリファイヤー工程)
上記の加圧加熱した蔗汁をフラッシュタンクで大気圧まで減圧した後、連続式沈殿槽(クラリファイヤー)に静置して夾雑物の沈殿を行って蔗汁の清澄化を行う工程を行った。当該工程では90℃以上での静置を行うことで、凝集タンパク質及び微粒子等の沈殿除去を行った。
6)減圧濃縮工程
上記沈殿工程を行った蔗汁の清澄液を回収し、減圧タンク内にて蔗汁を濃縮する工程を行った。本例の工場では、缶内に配置された伝熱管を介して蒸気で加熱することで缶内部の蔗汁の加熱が可能な減圧蒸発缶(加熱式減圧濃縮タンク)を4つ直列に設置し、四重効用蒸発による段階的な減圧濃縮を行った。当該工程の最終段階のタンクでは、品温が約60℃、Brix70°のハイシラップとなった。
7)仕上げ加熱工程
上記減圧濃縮工程を行った後、ハイシラップを加熱しながら水分を蒸発させる仕上げ加熱工程を行った。当該工程では、オープンパンまたはロートサームを用いて水分を蒸発させながら品温が135℃に達するまで加熱するため、当該工程の生成物に黒糖特有の風味及び色調等が付与される。加熱後の生成物は、粘性を有する液状物となった。
8)冷却攪拌工程
上記高粘性液状物に対して攪拌を行って、更なる水分蒸発及び結晶析出をさせる冷却攪拌工程を行った。当該工程により、当該処理物の水分が蒸発してショ糖の微結晶と蜜分が混じり合った柔らかい高粘性泥状物となった。品温は80℃となった。
9)固化工程
上記の高粘性泥状物を板状にした後、完全に固化させてから粗く砕いて固形糖を得た。
1) Juice squeezing step A step of squeezing the raw material sugar cane to obtain a mixed juice (a vine juice containing various impurities) was performed. In this example, in order to increase the squeezing rate, the process was carried out using a quadruple squeezing machine, and squeezing was performed while injecting water into bagasse between the No. 3 mill and the final mill.
2) Primary heating process (primary juice heater: part of the pretreatment heating process)
Since the mixed juice contains enzymes such as conversion enzymes that decompose sucrose into reducing sugars and various microorganisms that promote putrefaction, a step of heating for enzyme inactivation and sterilization was performed. In this step, a multi-tube heater using steam as a heat source was used to heat the product to a temperature of about 75 ° C. in order to suppress the decomposition of sugars.
3) pH adjustment process (riming: part of pretreatment heating process)
Since the above mixed juice shows a pH in an acidic range where sugar is easily decomposed, the pH value is set to neutral to alkaline by adding lime milk (suspended by adding an amount of calcium hydroxide that is more than dissolved in water). The process of adjusting to was performed. In this step, the sugar cane juice having a pH of 5.5 to 5.7 was adjusted to pH 7 to 7.4 while the product temperature was maintained at about 75 ° C.
4) Second heating process (second juice heater: part of the pretreatment heating process)
The pH-adjusted mixed juice after rimming was heated to a temperature several degrees higher than the boiling point by a multi-tube heater using steam as a heat source. This step is a step necessary for ensuring the removal of precipitation of proteins and the like in the precipitation step (clarifier) of the next step. In this step, by heating at 103 to 105 ° C., which is higher than the boiling point under atmospheric pressure, it is possible to remove the air contained in the fine particles such as bagasse pieces when the pressure is reduced in the next step, and these fine particles can be removed. It ensures that it will settle.
5) Precipitation process (clarifier process)
After decompressing the above-mentioned pressurized and heated sugar cane juice to atmospheric pressure in a flash tank, the process was performed to clarify the sugar cane juice by allowing it to stand in a continuous settling tank (clarifier) to settle impurities. .. In this step, the precipitated protein, fine particles, etc. were removed by allowing the mixture to stand at 90 ° C. or higher.
6) Decompression and concentration step A step of collecting the clarified solution of the sugar cane juice that had undergone the above precipitation step and concentrating the sugar cane juice in a decompression tank was performed. In the factory of this example, four decompression evaporation cans (heated decompression concentration tanks) that can heat the sugar cane juice inside the can by heating with steam via a heat transfer tube arranged inside the can are installed in series. , Gradual decompression concentration by quadruple effect evaporation was performed. In the tank at the final stage of the process, the product temperature was about 60 ° C. and Brix 70 ° C. was high syrup.
7) Finish heating step After performing the above decompression concentration step, a finish heating step of evaporating water while heating the high syrup was performed. In this step, since the product is heated until the product temperature reaches 135 ° C. while evaporating the water content using an open pan or Roththerm, the product of the step is imparted with a flavor and color tone peculiar to brown sugar. The product after heating became a viscous liquid.
8) Cooling and stirring step A cooling and stirring step was performed in which the highly viscous liquid material was stirred to further evaporate water and precipitate crystals. By this step, the water content of the treated product was evaporated to form a soft, highly viscous mud-like product in which fine crystals of sucrose and honey were mixed. The product temperature was 80 ° C.
9) Solidification Step The highly viscous mud-like substance was formed into a plate, completely solidified, and then coarsely crushed to obtain solid sugar.
(2)アクリルアミド生成の分析
上記各工程を行った後における試料を採取し、アクリルアミド生成に関する分析を行った。各試料中に含まれるアクリルアミドの定量は、LC−MS/MS装置(4000QTrap、サイエックス社製)を用いて行った。当該分析においては、検出限界は0.005mg/kg以下、定量限界は0.010mg/kg以下であった。
当該分析にて得られた定量値を基に、最終製造物に含まれるアクリルアミド量に対する各工程のアクリルアミド生成への寄与率を算出した。結果を下記表に示した。
なお、当該表において、工場Aの寄与率の合計が3%分不足しているが、これは冷却撹中の余熱による生成分と推測された。また、工場Cでは、第2次加熱から減圧濃縮を1つの操作工程として試料を採取して寄与率を算出した。
(2) Analysis of acrylamide production A sample was collected after each of the above steps was performed, and analysis of acrylamide production was performed. The quantification of acrylamide contained in each sample was performed using an LC-MS / MS apparatus (4000QTrap, manufactured by SIEX). In this analysis, the detection limit was 0.005 mg / kg or less and the quantification limit was 0.010 mg / kg or less.
Based on the quantitative values obtained in the analysis, the contribution rate of each step to acrylamide production with respect to the amount of acrylamide contained in the final product was calculated. The results are shown in the table below.
In the table, the total contribution rate of Factory A is insufficient by 3%, but it is estimated that this is the amount generated by the residual heat during cooling stirring. Further, in Factory C, a sample was collected from the secondary heating and concentrated under reduced pressure as one operation step, and the contribution rate was calculated.
その結果、調査した3つの黒糖製造工場のいずれにおいても、仕上げ加熱工程での加熱処理の際にアクリルアミドの大部分が生成されることが示された。特に工場Aでは、最終製造物に含まれるアクリルアミドの90%が仕上げ加熱工程にて生成されることが示された。一方、仕上げ加熱より前の工程では、第2次加熱工程から減圧濃縮工程の間にアクリルアミド生成が確認されたが、その生成量は全量の1/4程度以下と認められ、特に工場Aでは7%と僅かな値であった。
以上の結果から、黒糖の製造工程におけるアクリルアミドの発生要因としては、第1次加熱や第2次加熱等の前段階の加熱処理ではなく、還元糖とアミノ酸が高濃度で存在し且つ120℃以上の加熱条件が行われる仕上げ加熱での寄与が最も大きいことが示された。
従って、黒糖製造工程において、アスパラギナーゼ処理を利用したアクリルアミド低減を行う場合には、仕上げ加熱より前の工程にてアスパラギナーゼ処理を行う必要があることが示された。
As a result, it was shown that most of the acrylamide was produced during the heat treatment in the finish heating step in all of the three brown sugar manufacturing plants investigated. In particular, in Factory A, it was shown that 90% of the acrylamide contained in the final product is produced in the finish heating step. On the other hand, in the step prior to the finish heating, acrylamide formation was confirmed between the second heating step and the vacuum concentration step, but the amount of acrylamide produced was found to be about 1/4 or less of the total amount, and especially in factory A, 7 It was a small value of%.
From the above results, the factors that generate acrylamide in the brown sugar production process are not the heat treatment in the previous stage such as primary heating and secondary heating, but the presence of reducing sugars and amino acids in high concentrations and 120 ° C. or higher. It was shown that the contribution of the finish heating under the heating conditions of is the largest.
Therefore, it was shown that when acrylamide is reduced by using asparaginase treatment in the brown sugar production step, it is necessary to carry out the asparaginase treatment in the step prior to the finish heating.
[試験例2]『黒糖製造の各工程に対するアスパラギナーゼ処理の検討』
黒糖製造の現場にて行われる各工程に関して、アスパラギナーゼ処理を利用したアクリルアミド低減の可能性を検討した。
[Test Example 2] "Examination of asparaginase treatment for each step of brown sugar production"
The possibility of reducing acrylamide by using asparaginase treatment was investigated for each process performed at the brown sugar production site.
(1)搾汁工程後の混合汁
搾汁工程を行った直後の混合汁(各種夾雑物を含む蔗汁)に対してアスパラギナーゼ処理を行うことを検討した。当該工程では、品温が室温であるため、アスパラギナーゼの酵素活性の点でアクリルアミド低減効果が期待された。
しかし、当該段階の混合汁には、ショ糖を還元糖に分解する転化酵素等の酵素類や各種微生物が存在するため、蔗汁を滞留させる必要があるアスパラギナーゼ処理を行った場合に蔗汁の品質低下を伴う。そのため、黒糖製造工場の現場におけるアスパラギナーゼ処理には適さない工程と認められた。
(1) Mixed juice after the squeezing process It was examined to treat the mixed juice (sugar cane juice containing various impurities) immediately after the squeezing process with asparaginase treatment. In this step, since the product temperature was room temperature, an acrylamide reducing effect was expected in terms of the enzymatic activity of asparaginase.
However, since the mixed juice at this stage contains enzymes such as conversion enzymes that decompose sucrose into reducing sugars and various microorganisms, sugar cane juice is treated with asparaginase, which requires retention of sugar cane juice. Accompanied by quality deterioration. Therefore, it was recognized that the process was not suitable for asparaginase treatment at the site of the brown sugar manufacturing factory.
(2)第1次加熱工程後の蔗汁
第1次加熱工程から仕上げ加熱工程前までの工程ではアクリルアミド生成率は低いことから、アスパラギナーゼ処理によるアクリルアミド低減効果が期待された。
しかし、黒糖製造工場のプラントでは、第1次加熱工程以降の工程が60℃以上の高温で行われるところ、これらの段階は蔗汁の品温は、アスパラギナーゼが失活する60℃を大きく超えた75〜105℃の高温に達するため、そのまま酵素処理を行うことができない。この点、当該アスパラギナーゼ処理を行うためには、工場プラントの大容量タンク等に冷却設備等を導入する必要が生じるため、実際の製造現場では適さない工程と認められた。また、仮に大容量溶液である蔗汁に対し冷却による温度低下を行った場合、冷却と再加熱に要する熱経済の悪化による製造効率の大幅低下が懸念された。また、大容量溶液の温度変化のための滞留時間の増加によりショ糖分の還元糖への組成的な変化が生じる懸念された。更に、減圧濃縮後のハイシラップにおいては、冷却を行うと粘性の増加とショ糖の結晶析出により配管等への不具合の発生が懸念された。
(2) Sugar cane juice after the first heating step Since the acrylamide production rate was low in the steps from the first heating step to before the finish heating step, the acrylamide reduction effect by the asparaginase treatment was expected.
However, in the plant of the brown sugar manufacturing factory, the steps after the first heating step are performed at a high temperature of 60 ° C or higher, and in these steps, the product temperature of the sugar cane juice greatly exceeds 60 ° C in which asparaginase is inactivated. Since the temperature reaches a high temperature of 75 to 105 ° C., the enzyme treatment cannot be performed as it is. In this respect, in order to carry out the asparaginase treatment, it is necessary to introduce a cooling facility or the like into a large-capacity tank or the like of a factory plant, and thus it is recognized that the process is not suitable at an actual manufacturing site. In addition, if the temperature of sugar cane juice, which is a large-volume solution, is lowered by cooling, there is a concern that the production efficiency will be significantly reduced due to the deterioration of the thermal economy required for cooling and reheating. In addition, there was a concern that the compositional change of sucrose to reducing sugar would occur due to the increase in residence time due to the temperature change of the large-volume solution. Further, in the high syrup after concentration under reduced pressure, there is a concern that when cooling is performed, a problem may occur in the piping or the like due to an increase in viscosity and crystal precipitation of sucrose.
(3)減圧濃縮後のハイシラップ
上記(2)にて検討したように、黒糖製造工程では、中間段階で冷却工程を導入することが技術的及び製造効率の点で難しく、仕上げ加熱工程を行う直前の減圧濃縮工程後のハイシラップに関しても、品温が60℃以上に維持される必要がある。
しかし、本発明者が、減圧濃縮工程後のタンクから採取したハイシラップに対してアスパラギナーゼの活性試験を行ったところ、通常ではアスパラギナーゼが失活する温度帯である60〜70℃において、アスパラギナーゼ活性が発揮されることが示された。詳しい試験結果は以下の通りである。
(3) High syrup after concentration under reduced pressure As discussed in (2) above, it is difficult to introduce a cooling process in the intermediate stage in the brown sugar production process in terms of technical and production efficiency, and immediately before the finish heating process is performed. It is also necessary to maintain the product temperature at 60 ° C. or higher for the high syrup after the vacuum concentration step.
However, when the present inventor conducted an asparaginase activity test on high syrup collected from the tank after the vacuum concentration step, the asparaginase activity was exhibited at 60 to 70 ° C., which is a temperature range in which asparaginase is normally inactivated. It was shown to be done. The detailed test results are as follows.
試験例1の減圧濃縮工程後のハイシラップ(Brix 68.3°、アスパラギン濃度19.5mmol/L)を採取し、500ppm(w/w)の濃度にてアスパラギナーゼを添加し、各種温度における基質であるアスパラギンの分解速度を測定した。本例で用いたアスパラギナーゼとしては、市販の2種類のアスパラギナーゼ(Acrylaway L ノボザイムズ社製、PreventASe M DSM社製)を用いた。また、アスパラギンの分解速度の測定は、フェノールニトロプルシドによる発色吸光度からアスパラギンの分解によって生成されたアンモニア量の経時変化を測定し、当該測定値からアスパラギンの分解速度を算出した。結果を下記表に示した。 High syrup (Brix 68.3 °, asparagine concentration 19.5 mmol / L) after the vacuum concentration step of Test Example 1 was collected, asparaginase was added at a concentration of 500 ppm (w / w), and it was a substrate at various temperatures. The decomposition rate of asparagine was measured. As the asparaginase used in this example, two commercially available asparaginases (manufactured by Acrylaway L Novozymes and manufactured by PreventASe M DSM) were used. In addition, the asparagine decomposition rate was measured by measuring the change over time in the amount of ammonia produced by the decomposition of asparagine from the color absorbance of phenol nitroprusside, and calculating the asparagine decomposition rate from the measured values. The results are shown in the table below.
その結果、2種類のアスパラギナーゼ(酵素1、酵素2)のいずれにおいても、Brix 68.3°のハイシラップでは、60℃においてアスパラギナーゼの反応速度が最大となり、70℃においてもその活性が失われずに最大活性の60〜72%の反応速度が維持されることが示された。
ここで、70℃という温度は、Brixを高めていない通常の水溶液や緩衝液等においては、アスパラギナーゼの活性が最大活性の10〜30%程度に低減される温度と認められる。この点、先行技術文献である含蜜糖のアクリルアミド低減に関する特許文献1においては、60℃以上においてアスパラギナーゼは活性を失う旨が記載されている。
当該結果から、黒糖製造工程における減圧濃縮後(仕上げ加熱の直前)のハイシラップでは、その温度が60〜70℃にある場合であっても、冷却を行うことなくアスパラギナーゼ処理を行うことが可能であることが示された。
As a result, in both of the two types of asparaginase (enzyme 1 and enzyme 2), the reaction rate of asparaginase was maximized at 60 ° C. and the maximum activity was not lost even at 70 ° C. in the high syrup of Brix 68.3 °. It has been shown that a reaction rate of 60-72% of activity is maintained.
Here, the temperature of 70 ° C. is recognized as a temperature at which the activity of asparaginase is reduced to about 10 to 30% of the maximum activity in a normal aqueous solution or buffer solution in which Brix is not increased. In this regard, Patent Document 1 relating to the reduction of acrylamide in honey-containing sugar, which is a prior art document, describes that asparaginase loses its activity at 60 ° C. or higher.
From the results, it is possible to perform asparaginase treatment without cooling in the high syrup after decompression concentration (immediately before finish heating) in the brown sugar production process even when the temperature is 60 to 70 ° C. Was shown.
以上の知見を鑑みると、黒糖の製造工程では減圧濃縮後で仕上げ加熱直前のハイシラップはその品温が60〜70℃となるため、当該段階においてアスパラギナーゼ処理を行う場合、温度調整のための冷却等の必要がないものと認められた。この点、当該段階でのアスパラギナーゼ処理は、既存の工場プラントのタンク等を利用してそのまま行うことが可能と認められ、実際の黒糖製造現場においてアスパラギナーゼ処理を行う上で最も適した段階であると認められた。 In view of the above findings, in the brown sugar manufacturing process, the product temperature of high syrup after concentration under reduced pressure and immediately before finish heating is 60 to 70 ° C. Therefore, when asparaginase treatment is performed at this stage, cooling for temperature adjustment, etc. It was recognized that there was no need for. In this respect, it is recognized that the asparaginase treatment at this stage can be performed as it is using the tanks of existing factory plants, etc., and it is the most suitable stage for performing asparaginase treatment at the actual brown sugar production site. Admitted.
(4)酵素の反応時間
減圧濃縮後の約65℃のハイシラップが充填されたタンクに、アスパラギナーゼ(Acrylaway L ノボザイムズ社製)を添加し、攪拌しながら経時的に5分間隔にて40分間の試料採取を行い、アスパラギンの分解によって生成されるアンモニア量を測定し、当該値から試料液中のアスパラギン濃度を算出した。各種実験条件及び測定操作は、上記(3)と同様にして行った。
その結果、反応開始から15分後までアスパラギン濃度は急速に低下し、その後の低下は確認されなかった。当該結果から、ハイシラップ(Brix 68.3°、アスパラギン濃度19.5mmol/L、温度65℃)に500ppmの濃度でのアスパラギナーゼを添加した条件では、15分程度で大部分(85〜97.6%)のアスパラギンが消失することが示された。
(4) Enzyme reaction time Asparaginase (manufactured by Acrylaway L Novozymes) was added to a tank filled with high syrup at about 65 ° C after concentration under reduced pressure, and the sample was stirred for 40 minutes at 5-minute intervals over time. The sample was collected, the amount of ammonia produced by the decomposition of asparagine was measured, and the asparagine concentration in the sample solution was calculated from the value. Various experimental conditions and measurement operations were carried out in the same manner as in (3) above.
As a result, the asparagine concentration decreased rapidly from the start of the reaction until 15 minutes later, and no subsequent decrease was confirmed. From the results, under the condition that asparaginase at a concentration of 500 ppm was added to high syrup (Brix 68.3 °, asparagine concentration 19.5 mmol / L, temperature 65 ° C.), most (85-97.6%) took about 15 minutes. ) Was shown to disappear.
[試験例3]『黒糖製造工場におけるアスパラギナーゼ処理の実証試験』
黒糖製造工場の現場において、仕上げ加熱工程前である減圧濃縮工程後のハイシラップにアスパラギナーゼ処理を行い、そのアクリルアミド低減効果を検証した。
[Test Example 3] "Demonstration test of asparaginase treatment in brown sugar manufacturing factory"
At the site of the brown sugar manufacturing plant, asparaginase treatment was applied to the high syrup after the vacuum concentration process before the finish heating process, and its acrylamide reduction effect was verified.
(1)アスパラギナーゼ処理を行った黒糖製造
沖縄県下の黒糖生産工場プラントにおいて、減圧濃縮工程後の60〜70℃のハイシラップにアスパラギナーゼ処理を行ったこと以外は試験例1と同様にして黒糖の製造を行って、黒糖(本発明品)を得た。当該アスパラギナーゼ処理では、仕上げ加熱工程前である減圧濃縮工程後の0.5トンのハイシラップ(Brix値 70〜72°)に、400ppm(w/w)の濃度になるようにアスパラギナーゼ(Acrylaway L ノボザイムズ社製)を200g添加し、反応タンクを約65℃に維持して攪拌しながら40分間のアスパラギナーゼ処理を行った。
また、比較例として、アスパラギナーゼ処理を行わずに試験例1と同様にして黒糖の製造を行って、黒糖(比較品)を得た。当該実証試験は、製造ロットを変えて2回実施した。
(1) Production of brown sugar treated with asparaginase At a brown sugar production plant in Okinawa Prefecture, brown sugar was produced in the same manner as in Test Example 1 except that high syrup at 60 to 70 ° C. after the vacuum concentration step was treated with asparaginase. To obtain brown sugar (the product of the present invention). In the asparaginase treatment, asparaginase (Acrylaway L Novozymes) has a concentration of 400 ppm (w / w) in 0.5 tons of high syrup (Brix value 70 to 72 °) after the vacuum concentration step before the finish heating step. (Manufactured) was added, and the reaction tank was maintained at about 65 ° C. and treated with asparaginase for 40 minutes while stirring.
Further, as a comparative example, brown sugar was produced in the same manner as in Test Example 1 without asparaginase treatment to obtain brown sugar (comparative product). The verification test was carried out twice with different production lots.
(2)アクリルアミド含量の測定
仕上げ加熱工程前である減圧濃縮工程後のハイシラップ、及び、オープンパンでの仕上げ加熱工程後の黒糖の一部を試料として採取し、アクリルアミド濃度の定量を行った。各試料中に含まれるアクリルアミドの定量は、試験例1と同様にして行った。結果を下記表及び図2に示した。ここで、当該結果におけるハイシラップのアクリルアミド濃度は、ハイシラップ中の可溶性固形分の重量当たりに換算した値として示している。また、アクリルアミド合計は黒糖中のアクリルアミド濃度を示している。仕上げ加熱工程での生成分はこれらの差として算出した値である。
その結果、製造ロットを変えて実施した2回の黒糖製造のいずれにおいても、減圧濃縮工程後の60〜70℃のハイシラップに対してアスパラギナーゼ処理を行った場合(本発明品)、酵素処理を行っていない黒糖(比較品)と比較してアクリルアミド生成量が大幅に低減されることが示された。詳しくは、酵素処理を行っていない黒糖と比較して、試験3−1では38.7%にまで、試験3−2では34.2%にまで、アクリルアミド含量が低減されることが示された。
(2) Measurement of acrylamide content High syrup after the vacuum concentration step before the finish heating step and a part of brown sugar after the finish heating step in an open pan were collected as samples and the acrylamide concentration was quantified. The quantification of acrylamide contained in each sample was carried out in the same manner as in Test Example 1. The results are shown in the table below and FIG. Here, the acrylamide concentration of high syrup in the result is shown as a value converted per weight of the soluble solid content in high syrup. In addition, the total acrylamide indicates the acrylamide concentration in brown sugar. The amount produced in the finish heating step is a value calculated as the difference between them.
As a result, in both of the two brown sugar productions carried out in different production lots, when asparaginase treatment was performed on high syrup at 60 to 70 ° C. after the vacuum concentration step (the product of the present invention), enzyme treatment was performed. It was shown that the amount of acrylamide produced was significantly reduced as compared with the non-brown sugar (comparative product). Specifically, it was shown that the acrylamide content was reduced to 38.7% in Test 3-1 and to 34.2% in Test 3-2 compared to untreated brown sugar. ..
(3)製造された黒糖の外観等
上記の仕上げ加熱工程の後、最終製品である黒糖を製造した。写真像を図3に示した。その結果、上記のアスパラギナーゼ処理を経て製造されたアクリルアミド低減黒糖(本発明品)は、その外観及び色調において、酵素処理を行っていない通常の黒糖(比較品)と同等の特性を示した。
(3) Appearance of the produced brown sugar, etc. After the above finish heating step, the final product, brown sugar, was produced. The photographic image is shown in FIG. As a result, the acrylamide-reduced brown sugar (the product of the present invention) produced through the above-mentioned asparaginase treatment showed the same characteristics as the normal brown sugar (comparative product) that had not been subjected to the enzyme treatment in its appearance and color tone.
(4)小括
以上の結果から、黒糖の製造工程では、減圧濃縮後で仕上げ加熱直前の60〜70℃のハイシラップに対して冷却を行わずにそのままアスパラギナーゼ処理を行うことが可能であることが示された。そして、当該処理を行うことによって、仕上げ加熱工程におけるアクリルアミド生成が抑制され、アクリルアミド含量が大幅に低減された黒糖が製造できることが示された。
また、アスパラギナーゼ処理を行った場合でも、黒糖に適した外観及び色調を備えた製品として製造可能であることが示された。
(4) Summary From the above results, it is possible to perform asparaginase treatment on high syrup at 60 to 70 ° C. after concentration under reduced pressure and immediately before finish heating without cooling in the brown sugar production process. Shown. Then, it was shown that by carrying out this treatment, acrylamide production in the finish heating step was suppressed, and brown sugar having a significantly reduced acrylamide content could be produced.
It was also shown that even when asparaginase treatment is performed, it can be produced as a product having an appearance and color tone suitable for brown sugar.
[試験例4]『黒糖におけるアスパラギン及びアスパラギン酸の比率』
上記にて製造した黒糖に含まれるアスパラギン及びアスパラギン酸の含量を測定し、その含有比率を算出した。
[Test Example 4] "Ratio of asparagine and aspartic acid in brown sugar"
The contents of asparagine and aspartic acid contained in the brown sugar produced above were measured, and the content ratios were calculated.
沖縄県下の黒糖生産工場プラントにおいて、試験例3に記載の方法と同様にしてアクリルアミド低減黒糖(本発明品:アスパラギナーゼ処理あり)及び通常黒糖(比較品:アスパラギナーゼ処理なし)の製造を行った。
製造直後の黒糖の一部を分析試料に供し、全自動アミノ酸分析計を用いて黒糖に含まれるアスパラギンとアスパラギン酸の含量を測定した。得られた測定値から黒糖中に含まれるアスパラギンに対するアスパラギン酸のモル比率を算出した。結果を下記表及び図4に示した。
At a brown sugar production plant in Okinawa Prefecture, acrylamide-reduced brown sugar (product of the present invention: with asparaginase treatment) and normal brown sugar (comparative product: without asparaginase treatment) were produced in the same manner as in Test Example 3.
A part of brown sugar immediately after production was used as an analysis sample, and the contents of asparagine and aspartic acid contained in brown sugar were measured using a fully automatic amino acid analyzer. From the obtained measured values, the molar ratio of aspartic acid to asparagine contained in brown sugar was calculated. The results are shown in the table below and FIG.
その結果、アスパラギナーゼ処理を行わずに製造した通常の黒糖(比較品)には、平均14.35mmol/kgのアスパラギンが含まれていることが示された。また、通常の黒糖製造にて得られた黒糖の組成では、アスパラギン酸/アスパラギンのモル比率が平均0.211を示した。当該値は、アスパラギンに比べてアスパラギン酸の含有比率が大幅に少ない組成であることを示す値であった。 As a result, it was shown that the ordinary brown sugar (comparative product) produced without asparaginase treatment contained an average of 14.35 mmol / kg of asparagine. Moreover, in the composition of brown sugar obtained by ordinary brown sugar production, the molar ratio of aspartic acid / asparagine showed an average of 0.211. The value was a value indicating that the composition had a significantly smaller content ratio of aspartic acid than that of asparagine.
それに対して、アスパラギナーゼ処理を行って製造したアクリルアミド低減黒糖(本発明品)には、0.57mmol/kgのアスパラギンが含まれていることが示された。この点、アスパラギナーゼ処理を行って製造した黒糖(アクリルアミド低減黒糖)の組成では、アスパラギン酸/アスパラギンのモル比率が3.8を示した。当該値は、アスパラギンに比べてアスパラギン酸の含有比率が大幅に多量であることを示す値であった。 On the other hand, it was shown that the acrylamide-reduced brown sugar (the product of the present invention) produced by asparaginase treatment contained 0.57 mmol / kg of asparagine. In this regard, in the composition of brown sugar (acrylamide-reduced brown sugar) produced by asparaginase treatment, the molar ratio of aspartic acid / asparagine was 3.8. This value was a value indicating that the content ratio of aspartic acid was significantly larger than that of asparagine.
以上の結果から、アスパラギナーゼ処理を行って製造した黒糖(本発明品)では、通常の黒糖(比較品)と比較してアスパラギン含量が著しく低く且つアスパラギン酸含量が大幅に高い値を示していた。このことから、本発明に係るアクリルアミド低減黒糖は、アクリルアミド含量が低減されている組成的特徴に加えて、アスパラギンとアスパラギン酸のモル比率に関する組成的特徴によって、通常の黒糖と組成的に明確に区別できることが示された。 From the above results, the brown sugar (the product of the present invention) produced by the asparaginase treatment showed a significantly lower asparagine content and a significantly higher aspartic acid content as compared with the normal brown sugar (comparative product). From this, the acrylamide-reduced brown sugar according to the present invention is clearly distinguished from ordinary brown sugar by the compositional characteristics regarding the molar ratio of asparagine and aspartic acid in addition to the compositional characteristics in which the acrylamide content is reduced. It was shown that it can be done.
[試験例5]『アクリルアミド低減黒糖からの黒糖シロップ(黒糖加工品)の製造』
アクリルアミド低減黒糖を原料として用いて黒糖シロップを製造し、各種評価を行った。
[Test Example 5] "Production of brown sugar syrup (processed brown sugar) from acrylamide-reduced brown sugar"
A brown sugar syrup was produced using acrylamide-reduced brown sugar as a raw material and evaluated in various ways.
(1)黒糖シロップの製造
試験例3に記載の方法と同様にして、アスパラギナーゼ処理を経たアクリルアミド低減黒糖を製造した。また、比較品として、アスパラギナーゼ処理を行わないこと以外は同様にして通常の黒糖を製造した。
得られた原料黒糖に水を加えて加熱して、黒糖シロップを製造した。詳しくは、黒糖10kgと仕込み水5Lを回転釜に入れて加熱して煮溶かし、全体を沸騰させた。回転釜にて約40分の加熱処理を行って風味付け及び色調の付与を行い、約14.5kgの黒糖シロップを得た。
(1) Production of brown sugar syrup An acrylamide-reduced brown sugar that had been treated with asparaginase was produced in the same manner as in Test Example 3. In addition, as a comparative product, ordinary brown sugar was produced in the same manner except that asparaginase treatment was not performed.
Water was added to the obtained raw material brown sugar and heated to produce a brown sugar syrup. Specifically, 10 kg of brown sugar and 5 L of charged water were placed in a rotary kettle and heated to boil and dissolve, and the whole was boiled. Heat treatment was carried out in a rotary kettle for about 40 minutes to add flavor and color to obtain about 14.5 kg of brown sugar syrup.
(2)アクリルアミド含量の測定
黒糖が溶解した時の加熱工程中間品及び最終製品について、釜の中のシロップの一部を試料として採取し、アクリルアミド濃度の定量を行った。各試料中に含まれるアクリルアミドの定量は、試験例1と同様にして行った。なお、黒糖原料由来のアクリルアミド量は、黒糖シロップ製造工程時の加熱による水分量の蒸発を考慮して、溶解時のアクリルアミド濃度の測定値を最終製品と同じBrix値に換算した値(溶解時のBrix値65°を最終製品のBrix値70°に換算した値)として示した。結果を下記表及び図5に示した。
(2) Measurement of acrylamide content A part of the syrup in the kettle was taken as a sample for the intermediate product and the final product in the heating process when brown sugar was dissolved, and the acrylamide concentration was quantified. The quantification of acrylamide contained in each sample was carried out in the same manner as in Test Example 1. The amount of acrylamide derived from the brown sugar raw material is a value obtained by converting the measured value of the acrylamide concentration at the time of dissolution into the same Brix value as the final product in consideration of the evaporation of the amount of water due to heating during the brown sugar syrup manufacturing process (at the time of dissolution). The Brix value of 65 ° is converted into the Brix value of 70 ° of the final product). The results are shown in the table below and FIG.
その結果、通常の黒糖を原料として黒糖シロップ(比較品)を製造した場合、最終製品の黒糖シロップでのアクリルアミド含量は670μg/kgであった。ここで、原料黒糖の溶解時のアクリルアミド含量(原料黒糖の製造時に生成した分)である452μg/kg分に加えて、218μg/kg分のアクリルアミドが黒糖シロップ製造時の加熱工程にて新たに発生することが示された。
一方、アクリルアミド低減黒糖を原料として黒糖シロップ(本発明品)を製造した場合、最終製品の黒糖シロップでのアクリルアミド含量は180μg/kgであり、上記通常の黒糖シロップのアクリルアミド含量の26.9%にまでアクリルアミド含量が低減されていることが示された。
ここで、原料黒糖の溶解時のアクリルアミド含量(原料黒糖の製造時に生成した分)である151μg/kg分に加えて、黒糖シロップ製造時の加熱工程にて新たに発生したアクリルアミドは僅か29μg/kg分であることが示された。
As a result, when a brown sugar syrup (comparative product) was produced using ordinary brown sugar as a raw material, the acrylamide content of the final product brown sugar syrup was 670 μg / kg. Here, in addition to 452 μg / kg, which is the acrylamide content at the time of dissolving the raw brown sugar (the amount produced during the production of the raw brown sugar), 218 μg / kg of acrylamide is newly generated in the heating step at the time of producing the brown sugar syrup. It was shown to do.
On the other hand, when brown sugar syrup (the product of the present invention) is produced using acrylamide-reduced brown sugar as a raw material, the acrylamide content of the final product brown sugar syrup is 180 μg / kg, which is 26.9% of the acrylamide content of the above-mentioned normal brown sugar syrup. It was shown that the acrylamide content was reduced.
Here, in addition to 151 μg / kg, which is the acrylamide content when the raw brown sugar is dissolved (the amount produced during the production of the raw brown sugar), only 29 μg / kg of acrylamide newly generated in the heating step during the production of brown sugar syrup. It was shown to be minutes.
以上の結果から、アクリルアミド低減黒糖を原料として黒糖シロップ等の黒糖加工品を製造した場合、原料である黒糖に含まれているアクリルアミド自体が少ないことに加えて、その後の黒糖シロップ等の黒糖加工品の製造時の加熱工程においても、アクリルアミドの新たな生成が低減されることが示された。
当該結果は、原料黒糖の製造時のアスパラギナーゼ処理によって、アクリルアミド生成源であるアスパラギン含量が大幅に低減されていることに起因する結果と認められた。
From the above results, when a processed brown sugar product such as brown sugar syrup is produced using reduced acrylamide brown sugar as a raw material, in addition to the small amount of acrylamide itself contained in the raw material brown sugar, the subsequent processed brown sugar product such as brown sugar syrup It was shown that the new production of acrylamide was also reduced during the heating process during the production of.
It was recognized that this result was due to the fact that the content of asparagine, which is an acrylamide producing source, was significantly reduced by the asparaginase treatment during the production of raw brown sugar.
(3)官能評価
上記にて製造した黒糖シロップに関する官能評価を行った。通常黒糖を使用して製造した黒糖シロップ(比較品:通常の黒糖シロップ)とアクリルアミド低減黒糖を使用して製造した黒糖シロップ(本発明品:アクリルアミド低減黒糖シロップ)とをブラインド条件で約100名のテスターに渡し、下記の評価項目に関する回答を得た。結果を下記表に示した。また、総合評価に関しては図6にもその結果を示した。
(3) Sensory evaluation The functional evaluation of the brown sugar syrup produced above was performed. About 100 brown sugar syrups produced using normal brown sugar (comparative product: normal brown sugar syrup) and brown sugar syrup produced using acrylamide-reduced brown sugar (invention product: acrylamide-reduced brown sugar syrup) under blind conditions. I handed it over to the tester and got answers about the following evaluation items. The results are shown in the table below. The results of the comprehensive evaluation are also shown in FIG.
(色、香り、及び味の好ましさ)
黒糖シロップとしての色、香り、及び味の好ましさに関する評価について、アクリルアミド低減黒糖シロップの方が通常の黒糖シロップより良い、両者の違いに差が無い、及び両者の違いが気にならないとの回答が、それぞれ約95%、約88%、約72%を占めていた。
(Color, aroma, and taste preference)
Regarding the evaluation of the color, aroma, and taste preference of brown sugar syrup, acrylamide-reduced brown sugar syrup is better than normal brown sugar syrup, there is no difference between the two, and the difference between the two is not noticeable. Answers accounted for about 95%, about 88%, and about 72%, respectively.
(総合評価)
黒糖シロップの製品としての総合評価について、アクリルアミド低減黒糖シロップの方が通常の黒糖シロップより良い、両者の違いに差が無い、及び両者の違いが気にならないとの回答が約85%を占めていた。
以上の結果から、アクリルアミド低減黒糖を原料として製造した黒糖シロップは、黒糖シロップとしての色調及び風味の点で、通常の黒糖シロップと同等以上の製品として、大多数の需要者に受け入れられ得る製品であることが示された。
(Comprehensive evaluation)
Regarding the overall evaluation of brown sugar syrup as a product, about 85% of the respondents answered that acrylamide-reduced brown sugar syrup is better than normal brown sugar syrup, there is no difference between the two, and the difference between the two is not noticeable. It was.
From the above results, brown sugar syrup produced from acrylamide-reduced brown sugar is a product that can be accepted by the majority of consumers as a product equal to or better than ordinary brown sugar syrup in terms of color tone and flavor as brown sugar syrup. It was shown to be.
本発明は、食品産業分野への利用が期待される。黒糖製造におけるアクリルアミド低減に関する課題は、黒糖を扱う食品事業者の全てにおける重要な課題であるところ、本発明に係る技術は、従来の黒糖製造工場の設備等を利用してそのまま使用できる技術である。そのため、本発明に係る技術は、黒糖生産事業者及び黒糖を利用した黒糖加工事業者等において、直ちに利用できる技術になることが期待される。 The present invention is expected to be used in the food industry field. The problem of reducing acrylamide in brown sugar production is an important issue for all food business operators that handle brown sugar, and the technique according to the present invention is a technique that can be used as it is by using the equipment of a conventional brown sugar manufacturing factory. .. Therefore, the technique according to the present invention is expected to become a technique that can be immediately used by a brown sugar producer, a brown sugar processing company using brown sugar, and the like.
Claims (6)
仕上げ加熱工程前である濃縮工程後のBrix値68〜72°を示す高糖度のショ糖を含む水溶液であるハイシラップに対して、65〜70℃でのアスパラギナーゼ処理を行う工程、
を含むことを特徴とする、アクリルアミド及びその生成源が低減された黒糖の製造方法。 A method for producing brown sugar, which comprises a squeezing step of raw sugar cane, a pretreatment heating step, a precipitation step, a concentration step, and a finish heating step of 120 ° C. or higher.
A step of performing asparaginase treatment at 65 to 70 ° C. on high syrup, which is an aqueous solution containing sucrose having a high sugar content showing a Brix value of 68 to 72 ° after the concentration step before the finish heating step.
A method for producing acrylamide and brown sugar having a reduced source thereof, which comprises.
(A)アスパラギン含量が1mmol/kg以下である、
(B)アスパラギン酸をアスパラギンに対してモル比率で3以上含有する。 The method for producing brown sugar according to any one of claims 1 to 3 , wherein the brown sugar is brown sugar having the compositional characteristics according to the following (A) and (B):
(A) The asparagine content is 1 mmol / kg or less.
(B) Aspartic acid is contained in a molar ratio of 3 or more with respect to asparagine.
得られた前記黒糖及び水を含む混合物を加熱する工程を含む、黒糖加工品の製造方法。 After producing brown sugar by the production method according to any one of claims 1 to 4 ,
A method for producing a processed brown sugar product, which comprises a step of heating the obtained mixture containing brown sugar and water.
(A’)アスパラギン含量が1mmol/kg以下である、
(B’)アスパラギン酸をアスパラギンに対してモル比率で3以上含有する。 The method for producing a processed brown sugar product according to claim 5 , wherein the processed brown sugar product is a brown sugar syrup, which is a processed brown sugar product having the compositional characteristics according to the following (A') and (B'):
(A') Asparagine content is 1 mmol / kg or less,
(B') Aspartic acid is contained in a molar ratio of 3 or more with respect to asparagine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020081602A JP6808257B1 (en) | 2020-05-02 | 2020-05-02 | Method for producing brown sugar with reduced acrylamide and its source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020081602A JP6808257B1 (en) | 2020-05-02 | 2020-05-02 | Method for producing brown sugar with reduced acrylamide and its source |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6808257B1 true JP6808257B1 (en) | 2021-01-06 |
JP2021175385A JP2021175385A (en) | 2021-11-04 |
Family
ID=73993010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020081602A Active JP6808257B1 (en) | 2020-05-02 | 2020-05-02 | Method for producing brown sugar with reduced acrylamide and its source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6808257B1 (en) |
-
2020
- 2020-05-02 JP JP2020081602A patent/JP6808257B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021175385A (en) | 2021-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI434660B (en) | Add a high degree of scent of ornithic acid without alcohol malt beverages | |
JP2021526861A (en) | A method for growing mycelium of fungi and then forming edible products | |
JPWO2020171106A1 (en) | Prevention of agglutination of vegetable milk | |
EP4029947A1 (en) | Method for producing plant protein concentrate | |
JP6470099B2 (en) | Starch decomposition product, and powdered rice cake, syrup and food and drink using the starch decomposition product | |
WO2013051461A1 (en) | Method for producing zinc-rich yeast extract, zinc-rich yeast extract, and green-retaining/-restoring agent for food and vegetables | |
CN102573522A (en) | Low-salt soy sauce and process for producing same | |
WO2022045152A1 (en) | Vegetable milk treated with protein deamidase | |
CN101803734A (en) | Method for preparing puffing ginseng grains | |
JP4020914B2 (en) | Sterilized amazake | |
JP6808257B1 (en) | Method for producing brown sugar with reduced acrylamide and its source | |
JP2008104408A (en) | Distilled liquor rich in flavor of roasted plant | |
WO2006080334A1 (en) | Method of processing oligosaccharide-rich coffee beans | |
JP2001149049A (en) | Oyster extract having high mineral content and method for producing the same | |
JP5946610B2 (en) | Makgeolli flavored beverage | |
JP4483590B2 (en) | Soymilk production method | |
JP6114743B2 (en) | Method for producing high copper content yeast extract, method for producing food, and method for producing vegetable green color retention / restoration agent | |
JP2011000050A (en) | Sparkling liquor and method for producing the same | |
JPS591472B2 (en) | Manufacturing method of honey drink containing fruit juice | |
KR20060030448A (en) | Method for production of phellinus linteus and beverage thereof | |
Hashem et al. | The Effect of Extraction Method, Bleaching and Clarification Processes on Quality Second Grade Siwi Date Dibs | |
JP2003250485A (en) | Method for producing saccharification liquid of rice | |
JP2009055874A (en) | Rice-based refreshing beverage and method for producing the same | |
US1262472A (en) | Non-alcoholic carbonated beverage. | |
KR102572606B1 (en) | Method of manufacturing distilled liquor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200519 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200519 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200713 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200925 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201124 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201202 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6808257 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |