当日配布資料（2.71MB）

筑波大学新技術説明会
マイクロウエットミリングによる
機能性食品の開発
〈改良型電動石臼を用いた湿式粉砕装置〉
筑波大学 生命環境系
教授 北村 豊
平成26年7月22日 JST東京本部別館ホール
玄米を液化する技術です
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玄米を液化した理由①②③
日本の稲作を元気にしたい！
コメの消費量の減退
111.7 kg（1965） → 59.5 kg (2010)
水田面積の減少
338.5 万ha （1965） → 162.5 万ha (2011)
耕作放棄地の増加
13.1 万ha （1975） → 39.6 万ha（2010）
(農林水産省 食糧需給表、耕地及び作付面積統計より)
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玄米を液化した理由①②③
新規需要米の栽培が普及！
新規需要（炊飯米以外）に用いるコメ
新規需要の例
• 飼 料
• バイオ燃料
•米
粉
小麦粉との価格差・ 品質相違，コメ粉砕の困難性
米粉利用の課題
消費の伸び悩み：40.3 千t (2011) → 34.5 千t (2012)
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玄米を液化した理由①②③
米粉以外の用途はないものか？
新規需要米は・・・
１．炊いて食べてはいけない
２．でも栄養分はたっぷり（特に玄米）
３．水に浸せば軟化して粉砕が容易
４．しかし栄養成分が水に溶ける
５．粉にするにはエネルギーを余計に消費
水を上手に活用したコメの新たな利用を提案できないか？
湿式粉砕・液状化食素材に着目！
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湿式粉砕とは？
http://h-mog.sakura.ne.jp/seihunnmyu-jiamu.php
乾式粉砕機の例（ロールミル）
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方法①②③④⑤⑥⑦
英語でWet milling
 浸漬した素材を直に，または加水しながら粉砕
 グラインダー，ボールミル，気流粉砕機を利用
Corn wet milling (HP:PVT社）
コメの湿式粉砕(HP:西村機械製作所）
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方法①②③④⑤⑥⑦
湿式粉砕の特徴
 水の力でより細かく
 エネルギー節約
 ほこりがでない
熱くならない
 うるさくない
連続操作の可能な石臼式粉砕機に着目
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方法①②③④⑤⑥⑦
石臼粉砕（Stone mill）とは？
人類が食品加工に使った最初の道具（旧石器時代）
粒子を流し込む
石と石の間で粉砕
http://store.shopping.yahoo.co.jp/e-tomo/index.html
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方法①②③④⑤⑥⑦
石臼の断面はこうなっている
石臼の横断面
擦り合わせ部
石臼の
せん断力
ふくみ部
原料同士の
摩擦力
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方法①②③④⑤⑥⑦
せん断応力を向上するには？
𝜕𝑢
τ = 𝜏0 + 𝜂
𝜕𝑦
τ :せん断応力
τ0:降伏強度
η :粘性係数
u :下臼回転数
y :間隙
上 臼
(N/m2)
(N/m2)
(Pa s)
(m/s)
(m)
要するに！
• 重い石を使う
• 石を高速で回す
𝝏𝒚:間隙
下 臼
𝝏𝒖:下臼回転数
欠点も！
• 装置が重い…
• 熱が発生…
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方法①②③④⑤⑥⑦
なぜそこまで細かくしたいのか？
美味いコメの飲料ができれば消費が増える？
★飲料（液体食品）は，さらさら感が大事
→粒子が大きいと，舌触り・のど越しが悪い
★よく混ざって，安定することが大事
→粒子が大きいと，濃淡が発生（均質性が悪化）
1. 湿式利用に適した石臼の設計・開発
2. 湿式石臼システムによる微細化ノウハウ
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方法①②③④⑤⑥⑦
マイクロウエットミリングシステム
改良型電動石臼を用いた湿式粉砕装置
①
②
M
③
④
⑥
P
⑤
⑦
①Rotary rice feeding equipment
②Motor ③Stone mill
④Pump
⑤Solution tank
⑥Rubber spatula
⑦Strage bottle
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どうやって作る？
玄米ミルク（ライススラリー）
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玄米を直に微細化する①②③
玄米ミルク加工プロセス
玄米
浸漬・殺菌
MWM粉砕
玄米ミルク
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玄米を直に微細化する①②③
マイクロウエットミリングの実際
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玄米を直に微細化する①②③
Frequency (%)
玄米試料
玄米ミルク
デンプン
最小粒径
白米由来
10
8
6
4
2
0
0
メジアン径
（μm）
75%径
（μm）
6.2
52.8
糠由来
5
10
100
Particle size (μm)
Fig: Particle size distribution
1
1000
※官能的に良好な粒径20 μm以下（井上，2011）
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さらに微細化するには？
http://jocr.jp/blog/giants.php?blogid=25&archive=2012-7-1
※これはイメージです
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コメとヌカを分離して粉砕！①②③
別々に粉砕後，混合する
玄米
玄米ミルク
混合スラリー
メジアン径
（μm）
75%径
（μm）
6.2
20 μm52.8
以下
分離
白米
白米スラリー
微細化
+
糠
糠スラリー
分離粉砕
微細化
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分離粉砕法①②③
分離粉砕法のフロー
精米
玄米
糠
白米
湿熱殺菌
浸漬
加水
マイクロウエットミリング
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分離粉砕法①②③
更なる微細化を達成
Particle size （μm）
100
80
60
Mixed rice slurry
Brown rice slurry
分離粉砕＋混合スラリー
40
• メジアン径5.0 μm
20
• 75%径16.1 μm
0
D50
D75
Fig: Comparison of mixed and
brown rice slurry
目標値20 μm以下を達成
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玄米がミルクのようになれば
色々な食品への加工が可能！
有名なGABAも
富加しやすくなります
http://www.satakejapan.co.jp/ja/about/gabarice.html
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GABAとは？
玄米中の酵素が水で活性化してGABAが生成
グルタミン酸脱炭酸酵素
（GAD）
ピリドキサルリン酸
(補酵素)
グルタミン酸
＋CO₂
GABA
参考： http://www.fumu-fumu.com/
降圧効果・ストレス低減作用
GABAを有する発芽玄米
( Gamma-aminobutyric acid )
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GABAの作り方
従来のGABA生成：固体反応
提案：液体反応
玄米ミルク
玄米
水
長時間の
浸漬・温度管理が必要
良好な混合・均質化
酵素-基質反応の促進
GABA生成の高速化
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玄米ミルクでGABAを作ると
＜知見＞
 スラリー化によるGABA生成
速度の上昇
 GABA生成に適した温：33℃
 GABA生成に適した品種（北
陸胚240号）
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微細化により広がる
農産物の高付加価値化
玄米ミルクは一例です
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新たなMWMは２段粉砕です
糠の粉砕からヒントを得ました
②
予め粗砕したジュースを
MWMに供給すると…
 生産量・効率の向上
 コメ以外の農産物にも使
えます
M
③
④
⑤
P
①
⑥
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微細化でできること ①②③
１．官能性と機能性の両立
種子・果皮・繊維質（機能性成分が豊富）
・・・原形のままでは官能性を悪化させます
➡微粒化により食材への包含が容易になります
➡健康とおいしさが両立できます
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微細化でできること①②③
２．酵素・微生物反応の活性化
続く低分子化・変換を容易にします
➡健康機能成分を増やします，新たに作ります
➡消化・吸収をよくします
例）
・青果物中リン脂質の分解・合成
・薬用植物中の高分子の低分子化
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微細化でできること ①②③
粉砕，分離，混合，攪拌，加熱，分離などの
機械的・熱的操作の活用
酵素・微生物（バイオケミカル）反応の活性化
メカノバイオケミカル反応
農産物の高付加価値化を実現
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メカノバイオケミカルによる農産物加工
健康・食料・環境問題を解決できます
➡食品の保健機能を高めます
➡種子・果皮の資源化で廃棄物を減らします
➡可食部を増やし，食料自給率を改善します
➡フードロス問題にも対応します
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玄米ミルクの商品化事例
ブディーノ・デ・リーゾ
（イタリア※語でライスプリン）
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※EU圏でTOPの150万トンのコメ生産（日本は1100万トン弱）2010FAO
お問い合わせ先
筑波大学 国際産学連携本部
技術移転マネージャー
柿本茂八
ＴＥＬ：０２９－８５３ －５８５４
ＦＡＸ：０２９－８５３ －６５６５
e-mail：kakimoto＠ilc.tsukuba.ac.jp
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実用化に向けた課題
• 石臼粉砕速度（生産量）の向上
• 粗粉砕（1段目）機構の開発
• 石の摩耗に関する問題の解決
➡ 食品機械メーカーとの共同研究
• 機能性農産物の探索
• MWMの用途開発
• スラリーを食材とする食品開発
➡ 農業生産法人・食品加工との共同研究
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本技術に関する知的財産権
• 発明の名称 ：γ‐アミノ酪酸含有の食
品素材およびその製造方法
• 出願番号 ：特願2011-245885
• 出願人 ：筑波大学 外１
• 発明者 ：北村 豊 外１名
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ご清聴ありがとうございました
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