和三盆糖製造工程中の一般成分変化と熱電対による温度測定-香川大学学術情報リポジトリ

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香川大学曲学部学術報告 第83巻 第2号157∼163,1982

和三盆糖製造工程中の・一般成分変化と熱電対による温度測定

松 井 年 行

QUANTITATIVE CHANGES OF COMPONENTS TEMPERATURE

MEASURED BY A THERMOCOUPLE DURING MANUFACTURING

PROCESS OF WASANBON−・TO SUGAR

ToshiyukiMATSUI

TheShiroshita−tOSugrar Samples manufacturedby the processes of different heating conditions of

superheatedsteam andwoodfirewerecomparedinchemicalcomponentsanddegradativecompounds・

The chemicalcomponentswere determinedfrom each step ofWasanbon−tO Sugar and that of press・

offmolassesobtained by the manualprocess.In order tocompare the thermalchangeSbythediffer−

entheatingcondensations,thetemperature ofcane sugarpressed juice was measured by a copper叫

constantun thermocouple duringthe condensing processes.Colorintensities were measured after

powderingrprocesses.

Concerning・thethermalchanges,thecondensingprOCeSSOf the superheated steam tended to raise

theheating・temperature.However,the heatingtime wasconsideredto belittle different between

theprocessesofwoodfireandsuperheatedsteam・Theothercomponentsthansucrosedecreasedwith

theprogTeSSOftherefiningprocessandlto2%ofimpuritiesremainedinthe finalprocessofWa$a,

nbon−tOSugar.PowderingOftheproductto passthefiner meshwould give the L value(1ightness)

near to that ofstandard whiteness. The L、Value would notexceedthe average value owing to the

coarseparticleoftheWasanbon−tOSugarOn the market.

過熱蒸気,まきによる異なった加熱条件のエ軽から作られた白下糖の一戯成分,熱分解物を比較した。一腰成分 は“手押し〝によって得られた各工程の和三盆糖,圧搾分密から定盈したL.異なった加熱濃縮による温度変化を比 較するために,さとうきび圧搾汁の温度ほ,濃縮工程を熱電対によって測定した色度は粉砕後測定した 温度変化に関して,過熱蒸気の濃縮工橿ほ加熱温度が増加傾向であった.しかしながら,加熱時問ほまきと過熱 蒸気工程の間に,差は少ないと考えられた.ショ糖を除いた他の成分は製造工程の増大につれて減少し,不純物の

1∼2%が和三盆糖に残った より細かい飾を通して粉砕した製品は標準の白に近づいていた 市販の粉砕和三盆

糖の粗い粒度分布のために.,L値は平均値のそれを越えない 緒 官 和三盆糖は,常圧加熱によって浪縮するためにさとうきび圧搾汁に含まれているアミノ酸と還元糖によるアミノ −カルポニ・ル反応を経て着色物質を生じ(1),STRECXER分解等を経て香気成分を生成する(2)ことを明らかにした 前報(き4〉で,竹庶白下糖の3−デオキシグルコソソ(以下3DGと略す)含盈は,N:Co310(以下N:Coと略 す)白下糖の3DG含意よりも多く,同様に還元糖,遊離アミノ酸含畳も竹庶はN:Coより多いことを明らかに した.さらに.,製造条件のうちでは加熱温度,加熱時間が重要であった.従って,和三盆糖の着色が3DGを指標 として測定された場合,当然着色を左右する因子は,含有成分か製造条件であることが容易に・考えられる・・“まき, あるいは重油バーナ1一による常圧開放直火方式で濃縮すると,常圧開放過熱蒸気(以下,ボイラ1−・と略す)方式に よる場合よりも着色が著しい〝と現場で言われている.このことを確かめるために,熱電対による温度の連続測定 を行ってボイラ1一方式と直火方式によるさとうきび圧搾汁の加熱温度を比較し■た 和三盆糖に関する研究(第18報)

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松井年行:和三盆糖製造工程中の・−・般成分変化と熱電対による温度測定 158 圧搾汁から白下糖,白下糖から和三盆糖までの成分変化ほある程度山中(5)によって明らかにされてこいるが, 3DG,ヒドロキシメチル■フルフラ−・ル(以下HMFと略す),レダクトン,粗たん白質,滴定酸度等については検 討されていないので,これらを測定するとともに,分蜜された蜜への成分の移行についても検討を加えた最後に., 和三盆糖の粉砕後の色度変化についても測定したので報告する 実 験 方 法 1い 試料1974年12月に製造されたJl(直火式)とJ2(ボイラー方式)の工程からランダムに3検体を採集し分 析を行った.粒度分布の試料は,1977年8月■までに製造された和三盆糖Wl,W2,W3を使用した.熱電対に

Tablel.Thelist of analyzed samples of Shiroshita−tO,and

Wasanbon−tO Sugar

Shiroshita−tO

(ehemicaleomponents) Shiroshita−tO (measuring・temp.)

Faetory VaTiety

Wasanbon−tO

Cbikusha/ N:Co 7:83333 A (supeI心eated Steam) N:Co c (wood fire) N:Co F (wood fire) JlandJ2:December,1976. Tland T2:December,1978. Wl,W2and W8:March,1977. nいaい:Not available.

“Ara” “Naka” “Age”

000

“Ara” りNaka,, りAgen

Fig。1い Top and side views of caldrons Ⅰ:Cloth to center(50cm)

0:Cloth toinnerwa11(30cm) 5em from b(止tom. H:higher(21cm from bottom).

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香川大学鹿学部学術報告 第33巻 第2号(1982) 159 よる温度変化は,1978年12月産のさとうきびから白下糖までのTl(ボイラー方式)とT2(直火方式)を使用 したTablelに分析,測定に使用したさとうきび品種と,加熱法について示した 2一分析法 −・般分析は前報(8・8)と同様に,3DG,HMF,色魔の測定も前報(8)と同様に行った“色庶と粒度分布 は,各試料5検体を各20gザつ十分に梅坪して合せ,16mesb以下を除き飾別したものを前報(8)同様に反射光 を求めた.粉砕前後の平均L,a,b値は,標準館で儲別した彼等盈ずつ合せて色皮を求めた.なお,色差計は NDlOID塑仁を用い,白タイル(L91.4,aO1,b2‖6)を基準に.して各試料の反射光を求め,UCS(等色差表色 糸)のL,a,b値に.よ、つて示した 温度は銅−・コソスタンタソ熱電対(径0..5mm)により測定し,Fig.1に示すように,底から5emの所に受感 部を設置した.また,漁火釜の時は,側壁の内側5cmと10emの2個所に受感部を設置し■た.ボイラ1一式の場合 は,荒釜,上釜で底から5em.の所に,中釜では垂直温度分布を見るため,底から5em,13cm,21emの3個 所に.それぞれ受感部を設置した なお,温度の記録は自動平衡型記録計(横河電気KX製Q53)にて行った 実 験 結 果 1..圧搾汁から白下糖までの成分変化 白下糖製造法の概略をFig.2に示した−圧搾汁を荒釜で約180Brixまで浪縮し,かき殻(生石灰)を入れ泡と ともにあくを除去する.次に,澄し桶に入れ上澄液を取り,上げ釜で約850B貢Ⅹまで濃縮し結晶化させる.添加し た生石灰を除くために.フィルタ・−プレスを使用する工場もある…Jl,J2の成分変化をTable2に示した..水分の 減少にともなってショ糖\還元糖,粗たん白質,滴定酸度の上昇が見られたいpH の変化は‡∼Ⅲにかけて生石灰 の添加によ・つて上昇するが,pH の柾端な変化は見られず倣酸性を示した.3DGの上昇ほⅠから著しく,ポイラ 一方式に.よる場合の方が,増加盈が多かった..白下糖(Ⅳ)でも3DG,HMF含盈が直火方式よりもポイラ・一方 式に多かった Canesug?:l写r’eSSedjuice叫工 ̄Pres当jTl Ara=・Caldron Ⅱ−‘‘Ara’’・七aldrOn dded

l

Lime added∴

−−サ Clarifier

←\、−\

FiltereSS

T Ⅲl→Clarifier er ←

Sト

ge rO

A hi ︰ S 1 − r O d t a a t n O Ⅳ−

(Woodfire) (Superheated steam)

Fig∩2… The manufact・uring・prOCeSSOf Shiroshita・・tO COmParedwith

different processes.

2い 手押し精製による白下糖から和三盆塘への成分変化

白下糖から和三盆糖までの製造工程の手順をTable3に示した.すなわち,白下糖を砕いて布に.くるんで加圧 分蜜するい 2日目は布から砂糖を取り出して水を加えて練る‖練った砂糖を再び布に・くるんで加圧分蜜しこの操作 を5日間くり返す.和三盆糖の成分変化をTable4に示した.和三盆糖の水分含盈,還元糖,灰分,粗たん白質, 滴定酸度は減少し,ショ糖浪度の上昇は明らかである.分蜜された蜜の水分舎監を見ると明らかなように,研ぎに 使用される水分盈(打水盈)は一億していないことがわかる・またpHは傲酸性が維持されていた 3い 粉砕前後の色度測定

Ta.ble5に粉砕前後のL,a,b値を示した.前報く3〉でも示したように,和三盆糖の工程の差(手押し法と遠心

分離法)を識別することは簡単ではないが,色差計によると手押し法の明度が低かった∩粉砕すると平均色度のう ちで明度(L)が9り9∼147上昇し,赤味が3・4∼39少なくなり,黄味が60∼69少なくなり全体として明る い感じに.なった

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松井年行:和三盆糖製造工程中の一腰成分変化と熱電対艦よる温度測定

Table2・ChangeSOfchemicalcomponentsduringCOndensingproces

(%on dry basis exceptmoisture)

(*mgperlOOgofdry matter)

160 Ⅰ ⅠⅠ ⅠⅠⅠ ⅠⅤ Moisture Sucrose Reducing sugar Ash Crude protein Titratable acidity pⅡ *3−Deoxyg1ueosone *Hydroxymethy)furfur・al *Reductone WF: 88.72 82.72 81..72 16..62 SS: 86.84 85…22 84,.91 21..12 WF: 74.25 82..61 83.95 85.89 SS: 80.09 83.50 83小55 86.10 WF: 10.46 8.04 7∩66 7.15 SS: 8.21 8.32 10“54 7.69 WF: 9..66 7.47 6..84 4.41 SS: 6..61 6.43 4.64 3…26 WF: 4.34 2.89 2.68 1.34 SS: 2..51 1.56 1い59 1”70 WF: 1.51 0.64 0.60 0.54 SS: 1.75 0.95 0.93 0.81 WF: 5.46 6.10 6.15 6.10 SS: 5〃48 5..70 5..76 5.60 WF: 118.1148..3 155..9 SS: 161.1159.1 256.9 Wf’: 8.1 5い5 12.O SS: 7…0 2‖7 12.6 WF: 0小1 0一.1 1小2 SS: 0.5 0.4 1.2

The number ofsamp]es analyzed was 3in everyCaSe

Ⅰ‥Pressed jujce,ⅠⅠ:“Ara”一Caldron,ⅠⅠⅠ:Clarifier,ⅠⅤ:Shiroshita−tO. (See Fig.2)

WF:WOOd fire,SS:Superheated steam

Table3.・Thelist ofanalyzedsamp)es from Shiroshita−tOtO Wasanbon−tO Sugar Shiroshita−tOSugar(pre−refined sugar).

1st day−“Ara”molasses and sugar. 2nd day−“Tsubuげ’molasses andsugar小

3rd day−“Tobu”molasses andsugar. 4th day−“Naka”mo】asses and sugar.

5thday−“Age”molassesandsugrar(Wasanbon−tOSug・ar). 4.熟電対による温度測定 でable6に直火方式とポイラ一方式の白下糖までの温度変化を示した∴直火方式の場合,荒釜,上げ釜の釜壁に 近い部分と,中心に近い部分では2∼40C金壁に近い位償で液温は高かったが,沸騰後の温度差はほとんどなか った、荒釜でTl(ボイラー方式)とT2(直火方式)の温度を比較すると,1000Cを越えてから紛20分間その温度 が維持され,TlとT2に大きな差はなかった‖Tl,T2とも上げ釜での加熱時間は,18∼23分,13∼19分で両者 の差も5分前後と少なく,加熱時間差はそれ程大きくないと考えられるいTlの中釜での表面に近い部分と下部で の温度差は最大でも80Cとなったが,糖汁が煮詰まるまでの温度差はあまりなかった.最大温度はTlでlOC高 かった

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香川大学盈学部学術報告 第83巻 第2号(1982)

Table4.Changes ofchemica】components duringtherefiningbymanualprocess (%on dry basis except moisture)

161 days

Is七 2nd 3rd 4th 5th

Moisture Suerose ReducingSugar Ash Crude protein Titratable acidity S; 13“6110.72 7.58 6.36 3.92 M: 33.74 83.44 82.71 38.17 35.68 S: 85.87 93.62 91.30 95.59 97.21 M: 65.20 68.00 65.50 70.50 80.10 S: 7.65 4.58 3.68 2.50 1.04 M: 21.10 19.65 20.2117.69 11.44 S: 2.81 2.27 1.36 1.70 0.90 M: 6.01 5.44 6.36 5.61 3.82 S: 1.75 1.52 0.63 0小28 0.09 M: 6.26 6.87 6.60 6.19 2..66 S: 0..35 0.25 0.16 0.11 0.08 M: 0日97 0.92 0.89 0.82 0.36 M: 5.6き 5.76 5.78 5.70 5.70

The number ofsamples analyzedwas8in everycase.

S:Sugar,M:PreSS−Offmolasses.

Table5。Relation between colorintensi七y and particle distribution

actory

actory

Mesh Eactory㌔(Wlも

a a 20・4)苫謬(77・9 −3・916・1) 18・9 急ぎ 76・1−・4‖816・7

17.1巧¢ 78.2 −3..9 15..0

13.6 義 82.5 −2.911.6

(80.2 −2.6 14..8) 79.3 −2.6 14。3 80ゆ8 −2.6 13..66 88仙8 −2.1 11.9 (73.1・−3.6 35< 73.5 −3..6 65< 76.7 −3.2 <65 80.3 −3.2 (90.2 0 8.9)(90‖1 −0‖8 8..8) POWdering ヽ−ノ 5 5 0 7 9 ウリ l山 8 5 1 1 2 1 1 1 2 4 1 0 6 0 1 1 ﹁⊥ 0 一一一一一 (87.8 100く 76.5 150く 82..1 200く 84..9 <200 89.1 83.6 −0い9 11.9 86..9 −1.3 10い4 87小1 一仇7 101.4 90..5 −08 7い9 84.6 −1.8 12..2 86.9 −1.3 10..4 89.8 −1.0 9.0 91.0 −0.9 6..6

():Averag・e before particle dist,ribution.

White standard p王ate L,a,b(91。4,0.1,2.6)。

考 察 1,.一般成分の蛮への移行 手押し精製による3DG,HMFの消長はすでに前報ぐ7)で報告しているので,手押し精製法による−・般成分の蜜 への移行について考察した.ショ糖の蜜への移行は,糖浪皮の上昇に従って多くなっていたけ上げ研ぎ終了での還 元糖,灰分,粗たん白賀,滴定酸度での蜜への各成分の移行は.,砂糖に含まれている各成分盈より多いことから, ショ糖濃度を上げてそれ以外の成分盈を下げるという所期の目的を達していると考えられる. 2..加熱法と成分差が3−デオキシグルコソン生成に与える影響 Table2の成分変化から判断すると,J2(N:Co,WOOdfire)よりもJl(N:Coと竹庶を8:1に混合,Su− perheatedsteam)の3DG含量が高かった。これは直火方式製造の白下糖が,ボイラ1一方式のものよりも着色が 著しいと言われていることと一・致しなかったい製造条件のうちで,ポイラ・一方式の方が,直火方式よりも温度が高

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松井年行‥和三盆糖製造工程中の−・般成分変化と熱電対による温度測定 162 ?○へへ¢如亘ミ ︵∧00望t︶ .u州2叩N ∽IO h−○ ..ひ如句−. のOt のOt ぐ0 寸t ▼寸l ⊂〉 く=lく⊃ ▼−」 T・」 ▼・」 ¢ldnOUO己↑ぷ︸雲召雲∽已○?h邑d00dLぷ竃∽∽苫○誌加点の宕p宍石加点hnp∽巴n︸空鼠∈β℃∽亀白虎占U.∽る︷qdト .如月占S⋮u⋮叫等 長−○ヘヘ¢如司−, ︵∧00∽01︶ .仁叫2∞︻ ニ ーて l・・」 ・引 の く=〉 T・」

∽−O hlO SlO h−○

ヘヘdぷd拓こ へh東レ司こ 己dβのpβ虚む占h¢dn∽ 001 001 l羽 l羽 り廿 『M ■寸 r」 十l・十卜十】 0〇 ∞ (X〉 くっ く.P (X〉 の く⊃ ▼・」 L(つ ⊂) 亡・一 Lr) ∞ の l・・」 +t Oつ 3 讐月︸空事︰− 、p百OUむ∽⋮∽ ∽−O h冠h司こ ︵∧00001︶ . 雇一日寸朗 .眉j︻l朗 ∽01 ・..︰一、 .︹︰ く⊃ N ぐQ ∽ く⊃ (=) く⊃ ⊂> ▼−1†−」 r■ †・・」 ○∽ ⊂⊃ ・⊂〉 く= ⊂) く=〉 ⊂⊃ ▼・」 丁■ I−」 く⊃ ⊂⊃⊂⊃ く⊃ ⊂⊃ く⊃ T■ ナ■ 1」 ⊂⊃ (=〉 くっ く⊃ ⊂)(=⊃⊂〉 (= 丁・■ ▼・」 †−1 ▼」 く> ⊂⊃ ⊂⊃ (=〉 くっ くっ く=〉 ⊂〉 ▼■ ▼・■ t} ▼・■ く⊃ (:⊃ ⊂⊃ く⊃ ⊂〉 ⊂> ▼・■ ▼・」 T■ ▼−」 ⊂⊃ ▼■ T■ ⊂〉 I・・」 ▼−−1 (=〉 ▼・・1 ▼・・」 く⊃ ▼・■ く⊃ ▼・■ く⊃ ⊂⊃ ▼・」 ▼・・」 ▼・・」 (=) 丁・■ くっ く⊃ T・」 く⊃ ▼−べ ▼・■ く⊃ ⊂> ▼・」 I・・」 ま顔Th ▲看⊆ ?Hも如司; ︵∧UOの01︶ .已岬∈のl hO叫 l・■ N 勺1 (こ> (=〉 ⊂) 「■ 丁・」 T−1 r」 ▼」 寸 ⊂> ⊂) ⊂> rJ I−」 †」 ∽ ⊂⊃ の ⊂⊃ ▼・・」 ミ⊆ 零 h¢仁美○︸占]b︻0︰〇.訣羊祭器 h−iへれじ如司ミ ︵∧UO誓l︶ .u叫∈のl hO叫 ! の 勺l くっ く⊃ ▼■ ▼・・」 ㌔薫虐㌢ ¢h⋮叫p00﹂芦 く⊃ く⊃ ⊂> ⊂⊃ ⊂⊃ ▼」 ⊂⊃ く⊃ ⊂〉 1・・} r} 1−1 ▼」 「ポ 卜 ▼■ ⊂> く⊃ uつ CO く> ⊂) 「■ l・・」 ∞ ぐつ eq の ∞ L(つ 【■− の ○︸占︸○︻0︰I h−○へ冠h司、、 ︵∧U0001︶ .已⋮已一朗00hO叫 hIO h−H へへd↑司こ

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l−」 ▼・■ ▼■ いか,使われたさとうきび圧搾汁によるものかのいずれかである‖同一原料を使用して各工場で白下糖を製造すれ ば,加熱法の差による着色は明らかとなるい しかし,さとうきび収掟期のずれ,産地の差異,各社の都合上同一原 料の使用は不可能であった.品種を変えて同一桑件で白下糖を製造すると竹庶のさとうきびの方がN:Coのもの よりも着色が著しかったく8〉 さらに,アミノ酸含盈が竹庶に多いことも明らかにした前報く8)で,温度差の影響についてL27直交配列に.割り 付けて検討した結果,温度830C±10C,時間115分±5分,アスパラギソとアス/ミラギソ酸の差,グルコ−スと フラクトースの差では,還元糖,アミノ酸,時間の順に3DG生成に影響を与えていた。この結果も■アミノ酸含意 の高い竹庶白下糖がN:Co白下糖よりも3DG含急が高いことを支持していたN:Coと竹庶に含有される遊

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香川大学虔学部学術報告 第33巻 第2号(1982) 163 離アミノ酸のうらで有意差のあったものは,His,Thr,Ⅴal,Leu,Ala,Asnの6田子であった”その他にpH, Gle,FT・u,加熱温度(820C±10C),加熱時間(120分±15分)の5因子を加えた11因子を独立変数とし,従属 変数として8DG生成盈をとり,66実験を行ない,多変畳解析法の−・手法である段階的重回帰分析を行なった(9)1 3DG生成に対する敢献度は,Fru,温度,GIc,時間,Asnの順であった(相関係数R=0924,決定係数R= 0.853)(10)小今回の熱電対による最高温度は,ポイラ一方式でlOC高かった‖ 開放直火方式とポイラ・一方式での 加熱温度の比較では,特に上釜での最終渡縮時間が重要であると考え.られるい両方式とも1030C以上維持時間は, 直火方式で13一−19分,ポイラ一方式で18∼23分であり,両方式の差よりもむしろ各ロットでのくり返し時間に・差 があると考えられる前報(10〉で820C±lOC,115分±15分で有意差のあることから上げ釜の加熱時問1030C以 上で,22分±3分でも充分着色に影響することが考えられるい白下糖で,C社とF社には有意差はなかったので, JlとTl,J2とT2(1978年F社はすでにポイラ・一方式に変わった.)とを同一・系列と考えたぃ前報のN:Coと 竹庶の比較から考えると,加熱時間,加熱温度の差よりもむしろ晶衝こよる成分差が大きいと考えられる・ 3い 粉砕後の色度について 前報(3〉で粉砕後の粒度分布は,各工瀞で使われている粉砕機に・よって異なることを示した.また,現在までの粒 度分布の測定で最も粒度の細かい工場でも,200meshより細かい分布は40%で,Table4の平均値の色度を越え ることはなか、つた 本研究を行うにあたり試料の提供,温度測定の便宜をお願いした香川県大川郡引田町青田の黒川幸雄氏,同町相 生の三谷友義氏,大川郡津田町の山田琢三氏に感謝致しますり また,熱電対に.よる温度測定に際し,御教示,多大な御助力をお願いした香川大学濃学部,襲輪雅好氏,校閲を お願いした香川県明善短期大学,川村信一・郎教授,終始御指導を賜った大阪府立大学農学部,北岡正三郎教授に感 謝致します.なお,本報告の−・部は1975年11月,日本栄養・食塩学会,第8回中国,四国支部大会(愛媛県湿泉郡 重信町,愛媛大学医学部)に.て講演発表を行い,その後,追加実験を行ってまとめたものであるい 文 献 :香川大鹿学報,33,59(1981). , Analysis,163,New York,John Son,Ine.(1966) :農化54年慶大会,講演要旨集,435 (1981年11月30日受理) (8)松井年行 (9)DRAPER greSSlOn Wiley& (10)松井年行 (1979), (1)松井年行:農化,51,668(1977) (2)MATSUI,T.and KITAOKA,S:Jl肋t,Sci, m舌α彿宜彿0ヱ.,27,563(1981) (3)松井年行:食品工誌,26,32(1979) (4)松井年行:食品工誌,27,307(1980) (5)山中啓:食品工誌,21,488(1974). (6)松井年行,山田勝治:栄養と食棍,28,371(1975) (7)松井年行:食品工誌,23,3a9(1976)

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参照

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