高出力超音波によるマスタード製造の改善
調味料としてのマスタードは、マスタード粉と水または酢から製造されます。マスタードの超音波処理は、粉砕したマスタード種子からあらゆる風味成分を放出させる迅速かつ効率的な方法です。非加熱で穏やかなせん断を伴うプロセスにおいて、超音波キャビテーションは均一な混合を実現し、物質移動を促進します。これにより、風味成分と生理活性化合物が放出され、風味豊かでスパイシーなマスタード調味料が得られます。
超音波によるマスタード製造
マスタードは、マスタード植物の種子から作られる、広く親しまれている健康的な調味料です（白／黄マスタード、Sinapis alba；褐色／インディアンマスタード、Brassica juncea；黒マスタード、Brassica nigra）。そのままの種子、粉砕した種子、砕いた種子、または穴を開けた種子を、水、酢、レモン汁、白ワイン、その他の液体と混合します。塩を加え、必要に応じてターメリックなどの他の香辛料や蜂蜜も加えて、鮮やかな黄色から濃い褐色までのペーストやソースを作ります。マスタードの味は幅広く、甘味から辛味まで無数の側面があります。マスタード特有の風味は、粉砕したマスタード種子を水と混合することで生じます。この混合により、種子に含まれる二つの成分、すなわち酵素ミロシナーゼと、シニグリン、ミロシン、シナルビンなどの各種グルコシノレートとの間で化学反応が起こります。ミロシナーゼはグルコシノレートを、一般にマスタード油と呼ばれるさまざまなイソチオシアネート化合物に変換します。マスタード植物の品種による各種グルコシノレートの濃度の違いと、生成するイソチオシアネートの違いにより、風味やその強さが異なります。
マスタードの超音波処理： 超音波処理は、せん断力を生じさせ、十分な混合を行う機械的処理の一種です。超音波処理は強力な混合をもたらしますが、非加熱の処理方法です。つまり、温度を精密に制御でき、熱に敏感な化合物の熱分解を防ぐことができます。超音波抽出中に細胞壁が破壊されるため、超音波キャビテーションは植物細胞からの可溶性化合物の放出を促進します。超音波による微細混合は、物質移動と細胞内部への溶媒の浸透を改善します。これにより、風味成分や栄養的に価値のある物質などの生理活性化合物を完全に抽出できます。
- 超音波によるマスタード製造の利点
- 穏やかな非加熱プロセス
- 風味成分の完全な抽出
- 滑らかな食感
- 栄養成分の放出
- 迅速な処理
- 水和の改善
- 簡単で安全な操作
- 容易な設置または既存設備への後付け
- 迅速な投資回収
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高性能超音波食品処理装置
Hielscher Ultrasonicsは、食品・飲料の処理用に卓上型および本格的な産業用超音波処理装置を供給しています。機械的な非加熱処理である超音波処理は、液体中の固体を迅速かつ完全に混合する穏やかな混合技術です。音響キャビテーション – 強力な超音波によって発生する現象 – はマスタード種子の細胞壁に穴を開けて破壊し、風味成分を放出させることで、消費者の味蕾でその風味を感じられるようにします。超音波処理では、振幅、温度、圧力など、すべての重要な処理パラメーターを精密に制御できます。穏やかな処理条件は栄養成分を保持し、貴重な生理活性成分の熱分解を防ぎます。
Hielscherの超音波装置は非常に堅牢で信頼性が高く、高負荷条件や厳しい環境でも24時間・週7日の連続運転が可能です。
以下の表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力を示しています。
| バッチ容量 | 流量 | 推奨装置 |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1–20L | 0.2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 該当なし | 10–100L/min | UIP16000 |
| 該当なし | さらに大きな流量 | クラスター構成の UIP16000 |
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文献・参考資料
- Boscaro V.: Boffa L.; Binello A.; Amisano G.; Fornasero St.; Cravotto G.; Gallicchio M. (2018): Sinapis nigra L.およびSinapis alba L.抽出物の抗増殖、アポトーシス促進、抗酸化および抗微生物作用. Molecules. 2018 Nov; 23(11): 3004.
- Jeremiah Dubie, Aaron Stancik, Matthew Morra, Caleb Nindo (2013): 高強度超音波を用いたマスタード（Brassica juncea）種子粕からの抗酸化物質の抽出。Journal of Food Science, Volume 78, Issue 4, April 2013. p.E542-E548.
- Szydłowska-Czerniak A., Tułodziecka A., Karlovits G., Szłyk E. (2015): マスタード種子の各品種からの天然抗酸化物質の超音波支援抽出の最適化。J Sci Food Agric. 2015 May; 95(7). p.1445-1453.
知っておきたい情報
マスタード
アブラナ科（Cruciferae）には、白／黄マスタード（Sinapis alba）、褐色／インディアンマスタード（Brassica juncea）、黒マスタード（Brassica nigra）など、さまざまな種類のマスタードがあります。マスタード植物自体には鋭く、熱く感じる刺激的な風味があり、そのため調味料製造の原料として非常に価値のある作物となっています。
従来のマスタード製造
収穫して洗浄した後、マスタード種子を乾燥させ、加工するまで保管します。マスタード調味料を製造する際には、必要に応じて前処理として種子を浸漬できます。水または酢に浸漬すると種子が柔らかくなり、その後の種皮の除去が容易になります。石臼または三本ロールミルで種子を粉砕することは、マスタード製造の主要な工程です。マスタード種子を粉砕してマスタード粉にした後、その粉をふるいにかけて種皮とふすまを分離します。次に、純粋なマスタード粉を水、酢、白ワインおよび／またはその他の液体と混合し、きめ細かく均一なペーストにします。続く工程で、香辛料、香味料および／または蜂蜜を加え、特定の風味特性を持つマスタードに仕上げます。瓶詰めまたは包装の前に、マスタード調味料を所定の温度まで加熱し、所定の時間、穏やかに煮ます。この温度と時間はいずれもマスタードのレシピによって決まります。マスタードの種類によっては、風味特性を発達させるため、大型の貯蔵容器内で調味料を熟成させる追加工程が必要です。
マスタードに含まれる生理活性化合物
マスタードには、その特性が知られている生理活性化合物が豊富に含まれています。
アリルイソチオシアネートと4-hydroxybenzyl isothiocyanateは有機硫黄化合物であり、マスタードに鋭く、熱く感じる刺激的な味を与えます。これらの物質は、西洋わさび、わさび、ニンニクにも含まれています。
スルフォラファン、フェネチルイソチオシアネート、ベンジルイソチオシアネートは、より穏やかで刺激の少ない味覚や風味をもたらし、マスタードのほか、ブロッコリー、芽キャベツ、クレソン、キャベツにも含まれています。スルフォラファンのスルホキシド基は、タマネギやニンニクのような臭いを生じさせるチオールと似た化学構造を持っています。
グルコシノレートとイソチオシアネートは、マスタードの特性に寄与する、さらに二つの化合物です。グルコシノレートは、酵素ミロシナーゼによって分解され、イソチオシアネートを生成する化合物の一種です。イソチオシアネートは、がん細胞の増殖および形成を阻害することで、がんのリスクの低減に役立つ可能性があります。
シニグリンはマスタード種子に含まれるグルコシノレートの一種であり、抗がん、抗菌、抗真菌、抗酸化、抗炎症の特性を持っています。研究者は、シニグリンが創傷治癒を助ける可能性も見いだしています。
食用マスタード油
食用マスタード油は、マスタード種子を機械的に圧搾して得られます。マスタード油（食用油）には、約60%の一価不飽和脂肪酸（42%のエルカ酸と12%のオレイン酸）、約21%の多価不飽和脂肪（6%のomega-3 alpha-linolenic acidと15%のomega-6 linoleic acid）、約12%の飽和脂肪が含まれています。発煙点が254◦C（489◦F）であるため、調理、炒め物、揚げ物、サラダドレッシング、ソースに使用できます。大豆油やヒマワリ油などの食用植物油と比較して、マスタード油は発煙点が高いため、最も安定しています。
エルカ酸は、アブラナ科（Cruciferae）とノウゼンハレン科（Tropaeolaceae）の種子油に広く含まれる、主要かつ特徴的な成分です。cis–13-docosenoic acidとも呼ばれるエルカ酸は、炭素鎖長が22で、omega-9位に単一の二重結合を持つ、分岐のない一価不飽和脂肪酸です。
マスタード精油
マスタードから精油を抽出する際には、粉砕したマスタード種子を水、酢、その他の液体と混合します。マスタード種子を液体に混ぜると、酵素ミロシナーゼが活性化され、シニグリンと呼ばれるグルコシノレートをアリルイソチオシアネートに変換します。その後の蒸留工程で、非常に刺激の強い味を持つ精油が分離されます。マスタード精油はマスタード揮発油とも呼ばれ、92%を超えるアリルイソチオシアネートを含んでいます。アリルイソチオシアネート含有量が高いため、この種類のマスタード油には毒性があり、皮膚や粘膜を刺激します。食品産業では、ごく少量を香味添加剤として使用することがよくあります。