CN101664092B - 低咖啡因茶类提取物的制造方法 - Google Patents

低咖啡因茶类提取物的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及低咖啡因茶类提取物的制造方法，提供一种在不使茶本来的香味恶化的情况下，从含咖啡因茶类提取液中减少咖啡因的方法。该方法的特征在于，将含咖啡因茶类提取物用单宁酶进行处理之后，在单宁酶处理后的含咖啡因茶类提取物中使非酯型儿茶素类和咖啡因的混合物析出，将其分离除去。此外，本发明提供采用上述制造方法得到的低咖啡因茶类提取物。进而，本发明提供含有上述低咖啡因茶类提取物的饮食品。

Description

低咖啡因茶类提取物的制造方法
技术领域
本发明涉及茶类本来的香味没有变化而咖啡因的量减少的茶类提取物的制造方法。
背景技术
作为从茶类提取物中除去咖啡因的方法，已知吸附法(专利文献1和2)等。在这些方法中，存在虽然咖啡因被除去、但是香味也同时消失的问题。
另一方面，作为咖啡的脱咖啡因方法，提出了在120～250个大气压下，使咖啡与活性炭等咖啡因吸附剂接触的方法(专利文献3)；通过使含有咖啡因的水溶液与活性白土或酸性白土接触，由此选择性地除去咖啡因的方法(专利文献4)。然而，前者涉及超临界萃取技术，工艺上的设备负荷过大，在工业水平上的实施缺乏简易性。另一方面，后者的方法虽然仅仅通过使用活性白土或酸性白土就可以选择性地除去咖啡因，但是存在色调、风味有时会恶化等的问题。
专利文献1：日本特开平5-153910号公报
专利文献2：日本特开平8-109178号公报
专利文献3：日本特开昭53-18772号公报
专利文献4：日本特开平6-142405号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种在不使茶本来的香味恶化的情况下，从含咖啡因茶类提取液中减少咖啡因的方法。
本发明人等发现，将含咖啡因茶类提取物用单宁酶进行处理之后，使非酯型儿茶素类和咖啡因的混合物析出，将其分离除去，由此可以在不使茶本来的香味显著变化的情况下，高效地除去咖啡因。
即，本发明提供一种低咖啡因茶类提取物的制造方法，其特征在于，将含咖啡因茶类提取物用单宁酶进行处理之后，在单宁酶处理后的含咖啡因茶类提取物中使非酯型儿茶素类和咖啡因的混合物析出，将其分离除去。
此外，本发明提供一种采用上述制造方法得到的低咖啡因茶类提取物。
进而，本发明提供一种含有上述低咖啡因茶类提取物的饮食品。
已知单宁酶可以用于茶饮料的澄清化。单宁酶是作用于儿茶素与没食子酸的酯键从而水解成儿茶素和没食子酸的酶。已知茶饮料中的冷后浑(cream down，沉淀生成)是由于酯型儿茶素(与没食子酸酯型儿茶素的含义相同)和咖啡因等形成复合物而产生的。通过进行单宁酶处理，将酯型儿茶素分解成非酯型儿茶素(与非没食子酸酯型儿茶素的含义相同)，难以与咖啡因形成复合物，从而防止上述复合物的形成(《食品与开发》32(12)，1997年，p14-16)。
这样，单宁酶处理被用于如下目的：通过将酯型儿茶素类转化成非酯型儿茶素类，使儿茶素类与咖啡因的相互作用减弱、防止沉淀。对于如下的现象却完全未知：通过单宁酶处理而在降低了儿茶素类中的酯型儿茶素类比例的状态下使非酯型儿茶素类与咖啡因结合、析出，则可以高效地除去咖啡因。
根据本发明，可以在不使茶类本来的香气显著变化的情况下，从含咖啡因茶类提取物中将咖啡因简便地除去。
具体实施方式
本发明的低咖啡因茶类提取物的制造方法中使用的含咖啡因茶类提取物含有一种以上的非聚合物儿茶素类。所谓非聚合物儿茶素类，是指包括儿茶素、没食子儿茶素、儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素没食子酸酯等非表型儿茶素类以及表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯等表型儿茶素类这8种的总称。在本发明中，所谓酯型儿茶素类(与没食子酸酯型儿茶素类的含义相同)，是指上述的儿茶素类中儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯等没食子酸酯型的儿茶素类的总称。
在本发明中，非聚合物儿茶素类中的酯型儿茶素类的质量比例(没食子酸酯型的比例)是指上述4种酯型儿茶素类的质量和相对于上述8种非聚合物儿茶素类的质量和的百分率。
作为上述含咖啡因茶类提取物，可以列举例如茶叶的提取物或其浓缩物等。作为茶叶，可以举出由从作为山茶科常绿树的茶(学名：Camellia sinensis(L)O.Kuntze)得到的茶叶进行制茶而得到的煎茶、粗茶、玉露茶、碾茶、炒茶(釡入り茶)等属于不发酵茶的绿茶；由上述茶叶经过半发酵或发酵工序进行制茶而得到的乌龙茶、红茶、黑茶、普洱茶等。优选使用绿茶。作为茶叶的提取物，可以例示在水或水溶性有机溶剂中将上述的茶叶在例如10～100℃下进行3分钟～6小时的搅拌或柱提取，并采用离心分离等适当的分离方法将提取液分离而得到的提取物。此外，作为茶叶提取物的浓缩物，可以例示将茶叶提取物用有机溶剂、减压浓缩、膜浓缩等进行浓缩而得到的浓缩物(例如，采用特开昭59-219384号公报、特开平4-20589号公报、特开平5-260907号公报、特开平5-306279号公报等中记载的方法制备的浓缩物)。
在本发明中，作为上述含咖啡因茶类提取物，可以使用将茶提取物的浓缩物在水中溶解或稀释而得到的提取物，也可以将源自茶叶的提取液和茶提取物的浓缩物并用。
作为上述含咖啡因茶类提取物，使用在固体成分中含有非聚合物儿茶素类20～90质量％、特别是20～70质量％、进一步为20～40质量％的绿茶提取物时，由于非聚合物儿茶素类以外的显味成分残留而优选。其中，所谓固体成分，是指将含咖啡因茶类提取物干燥固化时得到的含咖啡因茶类提取物的质量。
作为上述含咖啡因茶类提取物，也可以使用市售的TOKYO FOODTECHNO公司制“POLYPHENON”、伊藤园公司制“TEAFURAN”、太阳化学公司制“SUNPHENON”等粗儿茶素制剂。
上述含咖啡因茶类提取物，可以在提取时或提取后进行酶处理，以提高风味。例如，为了增强美味，可以用蛋白酶、谷酰胺酶进行处理；为了增强甜味，可以用α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、转化酶(invertase)进行处理；为了提高提取效率，可以用果胶酶、原果胶酶、木聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶、甘露聚糖酶、脂肪酶等进行处理。
在本发明的低咖啡因茶类提取物的制造方法中，用单宁酶对上述含咖啡因茶类提取物进行处理。本发明中使用的单宁酶，只要是具有分解非聚合物儿茶素类的没食子酸酯键的活性的，就都可以使用。例如，可以使用对曲霉属、青霉属、根霉属等的单宁酶生产菌进行培养而得到的单宁酶。其中，特别优选源于米曲霉的单宁酶。
单宁酶在含咖啡因茶类提取物中的添加量按每1mg非聚合物儿茶素类的量换算，为约0.01～约1.0单位(unit)，优选约0.01～约0.1单位。其中，1单位用在30℃的水中、在1分钟内将单宁酸所含的酯键水解1微摩尔所用的酶的量进行定义。作为单宁酶处理条件，其水溶液的pH为4.0～7.0、优选4.5～6.0是适合的。单宁酶处理的温度设为获得单宁酶最佳酶活性的30～40℃是适合的。反应时间没有特别限定，但没食子酸酯型的比例多时，非酯型儿茶素类和咖啡因的混合物的析出速度变慢而不优选，因此没食子酸酯型的比例优选在4质量％以下，更优选在3.5质量％以下，进一步优选在2.5质量％以下。
单宁酶处理后，根据情况可以进行浓缩。浓缩方法没有特别限定，作为例子可以举出减压浓缩、膜浓缩、冷冻浓缩等。
接着，在本发明的低咖啡因茶类提取物的制造方法中，在单宁酶处理后的含咖啡因茶类提取物中使非酯型儿茶素类和咖啡因的混合物析出。较理想的是通过在低温下搅拌来进行非酯型儿茶素类和咖啡因的混合物的析出，温度范围在0～25℃，优选0～15℃。此外，析出优选进行1～43小时，更优选1～24小时。为了促进析出，可以加入预先已析出混合物的提取物作为核、或者加入将析出物进行分离精制而得到的物质作为核，来促进析出。
析出的非酯型儿茶素类和咖啡因的混合物接着通过过滤、离心分离等适当的方法进行分离除去。
在分离除去前或分离除去后添加碱，将pH调整到4～7，更优选将pH调整到5.5～6.5。作为其中使用的碱，可以列举碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠等。pH调整可以在混合物的析出工序之前进行。
分离除去后，进行酶的失活。应说明的是，酶失活可以在混合物的析出工序之前进行。酶的失活可以通过pH调整、加热处理来进行，但一般使用加热杀菌法，在45～140℃左右进行10秒～30分钟。
所得到的低咖啡因茶类提取物由于苦味和涩味少而可以在除去不溶物之后直接添加到饮食品中，也可以通过减压蒸馏浓缩、冷冻浓缩或膜浓缩等方法进行浓缩后使用。进而，还可以用活性炭、酸性白土、活性白土处理、合成吸附剂等将残留的咖啡因除去。此外，通过用合成吸附剂对低咖啡因茶类提取物进行精制处理，可以得到不需要的杂味成分等进一步被除去的纯正风味的低咖啡因茶类提取物。此外，也可以根据需要添加糊精、加工淀粉、环糊精、阿拉伯胶等赋形剂或者不添加上述赋形剂而通过采用喷雾干燥、真空干燥、冷冻干燥等合适的干燥方法进行干燥，由此制成粉末状。
如此，可以得到咖啡因/非聚合物儿茶素类的质量比为0～0.2的低咖啡因茶类提取物。
另外，根据需要，可以在制造工序中、或者在制造之后，在本发明的低咖啡因茶类提取物中添加各种副原材料。例如，可以添加作为苦涩味抑制剂的环糊精、作为抗氧化剂的抗坏血酸等。
根据本发明，可以提供含有苦味少的低咖啡因茶类提取物的饮食品类、香妆品类、保健·卫生·医药品类等。作为它们的例子，可以列举例如茶类饮料、运动饮料、碳酸饮料、果汁饮料、乳饮料、酒类等饮料类；冰激凌类、果子露冰激凌类、冰棍类等冰制食品类；日本·西洋点心、口香糖类、巧克力类、面包类、咖啡、红茶等嗜好品类；各种小吃类等。
以下，举出实施例和比较例，进一步具体说明本发明。
实施例
(实施例1～3和比较例1～3)
为了研究在除去咖啡因方面有效的酯型儿茶素类的浓度，实施了以下的操作。
将通过蒸制方法制造的绿茶7.4kg填充到柱中，将70℃的离子交换水从柱的下部通入，并从柱的上部回收提取液，得到Brix为5.7％的提取液46kg。
将该提取液用滤纸(ADVANTEC东洋株式会社制、No.2)过滤之后，在95℃加热30秒进行杀菌。
将杀菌后的提取液用RO膜浓缩装置(日东电工制)浓缩，在95℃加热30秒进行杀菌，得到Brix为10％、pH为5.9的绿茶提取物A。
向该绿茶提取物中添加相对于液体量为0.003质量％(0.062单位)的单宁酶FKT50(Kikkoman公司制、Industrial Grade、50000U/g以上)，在30℃进行反应直至酯型儿茶素类的浓度达到检测限以下。反应后，用碳酸氢钠将pH调整到6.0，在80℃加热10分钟进行酶的失活。
将进行了该单宁酶处理的绿茶提取物B和未进行该处理的绿茶提取物A以表1和2中示出的比例进行混合，制备目标酯型儿茶素类比例的绿茶提取物。
接着，将这些绿茶提取物在4℃搅拌20小时，通过离心分离将产生的儿茶素和咖啡因的析出物除去，在80℃加热10分钟进行杀菌。用HPLC测定所得到的绿茶提取物的咖啡因浓度。
<HPLC测定条件>
样品制备方法
用纯水将绿茶提取物稀释20倍，用0.45μm的膜滤器(ADVANTEC)进行过滤之后，在以下的条件下进行测定。
装置：agilent 1100系列(Agilent Technologies公司)
流动相：A液0.05体积％磷酸水B液甲醇
柱：Inertsil ODS-3(5μm 4.6mm×150mm)(GL SCIENSE公司)
流速：0.8ml/分钟
梯度：以A/B＝80/20通液15分钟后，用10分钟使A/B＝75/25，然后用5分钟使A/B＝60/40，以60/40通液20分钟。
[表1]
表1
*ND：未检出
[表2]
Figure G200910165236XD00081
由结果可知，通过进行单宁酶处理之后在低温下进行搅拌，使咖啡因和儿茶素析出，由此可以高效地除去咖啡因。此时，酯型儿茶素类的浓度越低，效率越高。在没有进行单宁酶处理的比较例1中显示，处理后随着Brix的降低咖啡因大量残留，对显味而言重要的其他成分被除去。
下面，将现有的咖啡因除去技术与本发明进行比较。
(实施例5)
将通过蒸制方法制造的绿茶6.0kg填充到柱中，将70℃的离子交换水从柱的下部通入，并从柱的上部回收提取液，得到Brix为5.0％的提取液36kg。
将该提取液用滤纸(ADVANTEC东洋株式会社制、No.2)过滤之后，在95℃加热30秒进行杀菌。
将杀菌后的提取液用RO膜浓缩装置(日东电工制)浓缩，在95℃加热30秒进行杀菌，得到Brix为12.3％、pH为6.0的绿茶提取物C(固体成分中的非聚合物儿茶素类的含量为24.3质量％)。
向5kg该绿茶提取物C中添加相对于液体量为0.003质量％(0.050单位)的单宁酶FKT50(Kikkoman公司制、Industrial Grade、50000U/g以上)，在15℃搅拌1小时使之反应。对该单宁酶反应后的液体用碳酸氢钠将pH调整到6.0，在15℃搅拌14小时。通过离心分离将析出的咖啡因和非没食子酸酯型儿茶素类的不溶物除去。离心分离后，在95℃加热30秒进行杀菌。
(比较例5)
在实施例6中不添加单宁酶，除此之外同样地进行处理，得到绿茶提取物。
(比较例6)
向5kg绿茶提取物C中添加活性炭(粒状白鹭：Japan EnviroChemicals公司制)1kg，不时地搅拌并在40℃保持30分钟，然后进行离心分离。接着，在95℃加热30秒进行杀菌。
(比较例7)
向5kg绿茶提取物C中添加活性白土(NACALAI TESQUE公司制)1kg，不时地搅拌并在40℃保持30分钟，然后进行离心分离。用碳酸氢钠将pH调整到6.0之后，在95℃加热30秒进行杀菌。
[表3]
表3
  绿茶提取物C   实施例5   比较例5   比较例6   比较例7
  非聚合物儿茶素类(质量％)   2.99   1.21   2.37   2.24   2.63
  酯型儿茶素类(质量％)   1.47   ND   1.00   1.19   1.23
  非酯型儿茶素类(质量％)   1.52   1.21   1.37   1.06   1.40
  非聚合物儿茶素类中的酯型儿茶素类的比例(质量％)   49.3   0.0   42.3   63.1   46.9
  咖啡因(质量％)   0.82   0.09   0.56   0.41   0.29
  Brix(％)   12.3   9.9   10.7   10.4   10.7
  咖啡因/非聚合物儿茶素类(质量比)   0.27   0.07   0.24   0.18   0.11
  咖啡因残存率(质量％)   1.5   0.2   1.1   0.8   0.5
<感官评价>
比较在实施例5以及比较例6和7中得到的绿茶提取物的香气和味道。将各提取物的Brix稀释到0.3％，由5名经良好培训的品评员，对于香气、苦味、美味度，以绿茶提取物C为3，分为5个等级进行评价。记录其平均分。各基准如下。
香气：5非常强，4强，3不强不弱，2弱，1非常弱
苦味：5非常强，4强，3不强不弱，2弱，1非常弱
美味度：5非常美味，4美味，3不好不坏，2难吃，1非常难吃
[表4]
表4
  香气   苦味   美味度   注释
 绿茶提取物C   3   3   3
 实施例5   3.4   1.6   3.4   容易饮用
 比较例6   2.6   3   2   香气弱
 比较例7   3   3.6   1.8   涩口、辣嗓、难闻
如表4的结果所示，实施例5的本发明的评价为，香气良好、苦味少且美味。

Claims (6)

1.一种低咖啡因茶类提取物的制造方法，其特征在于，将含咖啡因茶类提取物用单宁酶进行处理之后，在单宁酶处理后的含咖啡因茶类提取物中使非酯型儿茶素类和咖啡因的混合物析出，将其分离除去，
单宁酶处理后的非聚合物儿茶素类中的酯型儿茶素类的比例即没食子酸酯型的比例为4质量％以下，
在0～25℃的温度范围和1～43小时的范围的条件下进行冷却，由此进行非酯型儿茶素类和咖啡因的混合物的析出。
2.如权利要求1所述的低咖啡因茶类提取物的制造方法，其中，低咖啡因茶类提取物中的咖啡因/非聚合物儿茶素类的质量比为0～0.2。
3.如权利要求1或2所述的低咖啡因茶类提取物的制造方法，其中，在30～40℃的温度范围的条件下进行单宁酶处理。
4.如权利要求1或2所述的低咖啡因茶类提取物的制造方法，其中，茶类是绿茶。
5.一种低咖啡因茶类提取物，采用权利要求1～4中任一项所述的制造方法得到。
6.一种饮食品，含有权利要求5所述的低咖啡因茶类提取物。
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