JP2006051004A

JP2006051004A - にがり飲料水の製造方法

Info

Publication number: JP2006051004A
Application number: JP2004259006A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Toda; 勝彦戸田; Shoko Iwasaki; 照皇岩崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-11
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2006-02-23

Abstract

【課題】「にがり」特有の苦味を出来るだけ消して飲みやすくし、他の成分との相溶性を改善し、製造工程の簡素化及び製造時間の短縮化を図らせるにがり飲料水製法の提供。
【解決手段】主成分としてのにがり液を原水中に含有する飲料水に天然ミネラル群液、オリゴ糖及び香料を添加した後に、この飲料水に超音波振動エネルギーを付与して液中の溶存ガス成分を減少させ、その直後に密封容器内に封入させて、風味を改善したにがり飲料水を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、飲用し易いように風味が改善されるとともに製造時間の短縮が果たされるにがり飲料水の製造方法に関する。

健康飲料水として最近になり広く利用されてきているにがり水は、含有成分のにがりを飲み易い濃度にしたものでもにがり（苦汁）特有の苦味や微かな臭気が残っているので飲み難いところから味の改善が消費者から強く望まれている。ところで、ドリンク剤としてにがり液を含ませたものは従来からある（例えば、特許文献１参照。）。また、食用塩中ににがりを含有させたものも従来からある（例えば、特許文献２参照。）。
前者は、微量元素を含むミネラルを液中に含ませるために工夫された発明であり、後者は「やわらかくまろやかな味」を呈するために成されたものであって、何れの場合も主たる成分が他にあってにがり成分を副次成分として用いる範疇のものに過ぎない。
特開２００２−１１９３６３号公報（特に５，６頁、［００２６］，［００２６］）。特開平６−１５３８５４号公報（特に第２，３頁、［０００７］〜［００１６］）。

この種の健康飲料水について科学的に検討してみると、水中に溶存している各種の元素成分は多くがイオン化しているが、中にはイオン化しないで溶けている成分も多いことが判っている。本発明に係るにがり健康飲料水においても、にがりの主成分であるマグネシウム塩類、カルシウム塩類は２価イオンとして水中に存在するが、本来これらの塩類は水に溶けにくい性質を持つために、他の糖類、香料とは馴染みにくいという性質がある。

健康飲料水としてのにがり水を製品化する場合に、問題点はにがり特有の苦味を出来るだけ消して飲みやすくすることと、他の成分との相溶性を改善して製造工程を短縮したいことの２点が挙げられる。

ところで、水を主体とする溶液に種々の加工手段を加える際、一つの手段として超音波を付与することを考察すると、この超音波振動の付与によって水中では超微細気泡の発生があり、この超微細気泡の発生による液の急速な流れ圧力やキャビテーション減少の効果に基づき、溶液中に置かれた機材表面の洗浄を可能としたことは一般に知られているところでる。
機材類の洗浄原理は機材表面の汚れ成分を超音波の振動作用で機材から剥離させる力が働くということで説明されているが、最近では水分子の振動によるエネルギーの効果も含めて優れた効果が奏されると言われている。

本発明者らは、超音波の持つ微小なエネルギーが洗浄操作の過程において水分子に顕著な影響を与える点に着目して、これを撹拌、混合の技術分野に応用・発展させることで、にがり水中に溶存する複数の分子的成分の相互溶解に有効に利用し得ることを開発するに至ったものである。

しかして本発明は健康飲料水としてのにがり水を製品化するに際し、超音波の利用によって「にがり」特有の苦味を出来るだけ消して飲みやすくするとともに、他の成分との相溶性を改善し、しかも製造工程の簡素化並びに製造に要する時間の短縮化を図らせようとする点を解決すべき主たる課題とするものである。

上記課題を解決するべく、本発明に係る請求項１の発明は、主成分としてのにがり液を原水中に含有する飲料水に天然ミネラル群液、オリゴ糖及び香料を添加した後に、この飲料水に超音波振動エネルギーを付与して液中の溶存ガス成分を減少させ、その直後に密封容器内に封入させて、風味を改善したにがり飲料水を得ることを特徴とするにがり飲料水の製造方法を提供するものである。

また、上記課題を解決するためとして、本発明に係る請求項２の発明は、上記の請求項１記載のにがり飲料水の製造方法に関して、超音波振動エネルギーは、振動数が２８ｋＨ２〜４０ｋＨｚの範囲であり、放射出力が１Ｗ〜１００Ｗの範囲であり、放射時間が３０秒〜２４０秒の範囲である構成としたことを特徴とする。

さらに、上記課題を解決するためとして、本発明に係る請求項３の発明は、上記の請求項１記載のにがり飲料水の製造方法に関して、天然ミネラル群液は、天然鉱物から抽出したミネラルで、微量有効元素を２０種類以上含有するものであることを特徴とする。

さらに又、上記課題を解決するためとして、本発明に係る請求項４の発明は、上記の請求項１、２又は３に記載のにがり飲料水の製造方法に関して、超音波振動エネルギーの付与下にある前記飲料水を同時に真空ポンプの抽気による減圧雰囲気下に導かせることによって、液中の溶存ガス成分を速やかにかつ確実に減少させてなる構成としたことを特徴とする。

本発明によれば、超音波振動エネルギーの付与によりにがり飲料水の水溶液中の溶存ガス成分が減少すると同時に、にがり、天然ミネラル群液、オリゴ糖及び香料における相互の溶解度が向上する結果、にがり特有の苦味が和らいで「まろやかさ」及び「やわらかさ」が増して風味がより改善し飲み易くなる効果が奏される。

また本発明によれば、最も長時間を要する超音波振動エネルギー付与工程が精々２４０秒以下と短時間であることから、製造工程の簡素化に加えて製造時間の短縮化が有効に果たされる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る製造方法を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るにがり飲料水製造装置の概要図である。
本発明の実施の形態に係る製造方法は、苦味を緩和するためとしての副成分添加工程と、撹拌・混合するための超音波照射工程と、溶存酸素などを迅速に抜かせるべく必要に応じて行わせる減圧工程と、大気と遮断させる密封工程からなり、更に必要に応じて炭酸ガス添加工程が追加される。それらの各工程を順序的に行わせるためのにがり飲料水製造装置は以下に述べる構成を有する。

容器本体１Ａ及び上蓋１Ｂを備えて気密容器に形成される減圧容器１と、装置本体３及び複数個の超音波発振子４を備えて減圧容器１内の底部に設置される超音波発生装置２と、外底壁部及び側壁部を超音波発振子４に接して減圧容器１内に横置きされる頂部が開口した超音波付与箱５と、頂部に注水口を有する容器本体７及び前記注水口を密栓する密封キャップ８を備えて製品である所定量のにがり飲料水（試料）１２が充填され、前記超音波付与箱５内に収容されるにがり水容器６と、排気口に排気配管１１が接続され、抽気口が抽気配管１０により減圧容器１の内部に接続される真空ポンプ９の各要素部材により上記にがり飲料水製造装置が構成される。

上記装置を用いてにがり飲料水を製造する方法を説明すると、主成分としてのにがり液を原水中に含有する飲料水を密封キャップ８が外された注水口からにがり水容器６内に適当量充填し、続いて該容器６内に少量の天然ミネラル群液、オリゴ糖及び香料を投入により添加してにがり飲料水１２としての試料を作る。他方、超音波付与箱５内に規定の満水線まで純水１３を入れて、後で収容するにがり水容器６のにがり飲料水１２液面に合わせるようにする。そして、この超音波付与箱５内の中心部に前記にがり水容器６を収容し定置させる。なお、超音波付与箱５内に入れる水を純水１３とするのは、超音波の波動を伝播する重要な媒体である点で不純物を有しない水であることが好ましいからである。

この状態で、容器本体１Ａに上蓋１Ｂをして密封した後、超音波発生装置２に通電して発振作動させる。なお、必要とされる場合には、超音波発生装置２の発振作動に合わせて同時に真空ポンプ９を抽気運転させる。発振される超音波は、超音波付与箱５内の中央部に配設された試料１２に対し底部及び側周部の各方向から照射（付与）される。この場合、超音波発振子４は超音波付与箱５に対して底部では中心部に、側部では少なくとも２個所で胴周上に沿って中心軸に回転対称位置に、かつ液相の高さ方向略中央部位置にそれぞれ対応して設けることが望ましく、しかも超音波エネルギーの損失を出来るだけ防ぐ点から超音波付与箱５の壁面に接して装着することが望ましい。一方、にがり水容器６としては内部の資料２に対して超音波エネルギーが有効に作用し得る点からＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂製又は薄いグラス製のボトルが好ましい。

このようにして超音波の発信作動と必要に応じ並行する抽気運転とが所定時間成されると、両運転を止めた後に上蓋１Ｂを外してにがり水容器６を取出し密封キャップ８を封栓して密封し、これにより一連の製造工程が終了する。取り出したにがり水容器６内には、風味が改善されたまろやかな味のにがり飲料水が満たされているのである。

ところで、超音波の水中での挙動は次のように説明されている。即ち、超音波の作用としては洗浄、撹拌、乳化、混合、熟成、抽出、浸透、霧発生、細胞破壊などが知られている。これらの作用は従来の電気的、熱的な作用とは異なるもので、微小エネルギーで大きな効果が得られるという可能性を秘めているものである。超音波は液中を音の性質にて音速で伝播する過程において、液体中に溶解しているイオンやミネラルと衝突した際、水分子の振動と共に液体成分の混合撹拌という現象が起こり、同時にキャビテーション現象により気泡の発生、圧縮、崩壊なども発生すると考えられる。

かかる現象は液体の性状、濃度、組成など溶解しているイオンやミネラルの成分によっても異なることも知られているが、未だ統一的な解明は進んでいないのが実状である。超音波を液体中に照射（付与）すると液体中には周波数に応じて定在波が生じて波長の１／２（λ／２）の整数倍ごとに共振する部分があり、そこでは強い反応が起こることも知られている。例えば、装置の大きさや液体によって次のような式で示される。
波長の長さ＝音速 ÷ 周波数 ……（Ａ）
４０ｋＨｚの周波数の場合には上記Ａ式により、
１，５００，０００ｍｍ／ｓｅｃ÷４０，０００Ｈｚ＝３７．５ｍｍ（１波長）であり、
従って、定在波の共振部間隔は３７．５÷２＝約１９ｍｍになる。

上記の計算結果から、１９ｍｍごとに強いエネルギーが共振して発生することになるので、にがり水製造装置の超音波付与箱５の設計では照射（付与）する超音波の周波数によって最も効率が良いとされる形状になるように考慮すればよい。
この場合、強いエネルギーはキャビテーション現象を強く起こすので、あまり強い超音波はにがり水の成分を破壊して逆に風味を損なうことにもなるので、溶液の成分、濃度に応じた周波数、照射時間の管理が重要であり、つまり、キャビテーション現象の管理が大切であるのである。

にがり水の場合には、溶液中の成分は下記表１に記載のように、マグネシウム、カルシウムなどの塩化物（化合物）であり、通常用いられる濃厚にがりは硫酸マグネシウム（▲２▼欄）と塩化マグネシウ厶（▲４▼欄）が主要な成分である。一般的な製造法は海水などの塩分を含んだ「かん水」から食塩（塩化ナトリウム）を覗いた残液を精製してにがり液として採取するのである。

このように溶け難い成分を含むにがり水は飲料水としては苦味が強く残ったり刺激味が出たりして風味を損なうものであるから、オリゴ糖、天然ミネラル成分や、さらに、香料を加えるのであるが、それぞれの成分は相互に溶解し難いために却って複雑な味を呈することとなる。
このにがり飲料水に対して、本発明は適切な照射量と照射時間の下で超音波振動エネルギーを付与してなることにより、液中に含有する各分子成分聞の混合度、溶解度を高めることが可能となり、その結果として甘み成分と苦味成分とが協同的に舌の味覚に作用して苦味を低減し、かつ、まろやかさを感じさせることができるのである。

かかる苦味低減作用は、各分子成分聞の混合度、溶解度を高めるだけでなく、超音波振動エネルギーの付与に伴って液中に溶存する空気成分である酸素及び窒素を液外に放出させる現象にも少なからぬ影響が及ぼされるものと思料される。なお、この液中の溶存酸素を抜く作用は、超音波発生装置２の発振作動に合わせて同時に真空ポンプ９を抽気運転させる挙動に基づいてより一層促進されることは明らかである。

本発明において、にがり水に添加させる微量ミネラル成分は、保健面でにがり成分に不足するものを補強するためとして使用されるものであって、下記の表２及び表３に示されるような、天然鉱物から抽出したミネラルで微量有効元素を２０種類以上含有する天然ミネラル群液が有効なものとして挙げられる。

にがり添加量と超音波振動付与時間とを変えたことによる味の変化については、長音波振動を与えるとにがり成分とミネラル成分等とがよく混合されて風味の改善に寄与することは明らかであるが、超音波振動付与時間が長過ぎると逆に風味が悪くなる傾向にあることも実験の結果判ったことである。即ち、にがり濃度と超音波振動付与時間とには正比例的関係があり、濃度が高ければ超音波振動付与時間を長くし、低ければ短くすればよくて、一般に使用されるにがり水のにがり濃度の範囲内では放射時間を３０秒〜２４０秒の範囲にすることが風味上、コスト上で好ましいものである。また、超音波振動エネルギーに関して、種々の実験を重ねたところによれば、振動数が２８ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの範囲であり、放射出力が１Ｗ〜１００Ｗの範囲であれば実用的装置として最善の結果が得られるものである。

本発明に係る製造の過程において、試料１２に溶け込んでいる空気（酸素、窒素など）を十分に少なくしておくことは風味の改善に有効であるだけでなく、爾後の工程である炭酸ガス添加工程においても炭酸ガス溶解効果を高める点でより有効となるものである。そこで、減圧度を変えてにがり水中の溶存酸素量の変化を測定したところ、
減圧度が−０ＭＰａ（１気圧）で残存酸素量は７．５であり、同様に−０．０２ＭＰａで６．５、−０．０４ＭＰａで６．０、−０．０６ＭＰａで５．０である、
のそれぞれの結果が得られた。減圧度を強めることで、液中の溶存酸素量は確実に減少するが、製造コスト及び工程短縮効率を考慮すると、減圧度は−０．０５〜０．１ＭＰａの間、減圧時間は超音波振動付与時間と略同じく６０秒〜２４０秒の範囲が最適とされる。

超音波の発信作動と必要に応じ並行する抽気運転とを主要な製造工程としてなる本発明方法において、更ににがり飲料水を飲みやすくするためとして炭酸を付与する後工程を追加することは好ましい手段である。この場合、試料１２が充填されているにがり水容器６を超音波の発信作動中から冷却装置によって５℃程度まで冷却しておいて、超音波の発信停止後に予め４℃以下まで冷却させている高濃度の炭酸水の適量をにがり水容器６内に注水すればよい。その際、試料１２内の溶存酸素が十分に減少されているので、炭酸ガス注入が効果的に行われることはいうまでもない。

以上述べる如く、本発明によればにがり水の独特の苦味、風味を改善して飲みやすくすることができる。又、糖分、ミネラル分の添加によって溶解度の向上と相俟って風味が向上し、さらに、炭酸ガスの効率の良い添加により一段と風味及びまろやかさが改善されるなど優れた効果が奏される。

本発明の実施の形態に係るにがり飲料水製造装置の概要図である。

符号の説明

１…減圧容器１Ａ…容器本体１Ｂ…上蓋２…超音波発生装置
３…装置本体４…超音波発振子５…超音波付与箱６…にがり水容器
７…容器本体８…密封キャップ９…真空ポンプ１０…抽気配管
１１…排気配管１２…にがり飲料水１３…水（純水）

Claims

主成分としてのにがり液を原水中に含有する飲料水に天然ミネラル群液、オリゴ糖及び香料を添加した後に、この飲料水に超音波振動エネルギーを付与して液中の溶存ガス成分を減少させ、その直後に密封容器内に封入させて、風味を改善したにがり飲料水を得ることを特徴とするにがり飲料水の製造方法。
超音波振動エネルギーは、振動数が２８ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの範囲であり、放射出力が１Ｗ〜１００Ｗの範囲であり、放射時間が３０秒〜２４０秒の範囲である請求項１記載のにがり飲料水の製造方法。
天然ミネラル群液は、天然鉱物から抽出したミネラルで、微量有効元素を２０種類以上含有するものである請求項１記載のにがり飲料水の製造方法。
超音波振動エネルギーの付与下にある前記飲料水を同時に真空ポンプの抽気による減圧雰囲気下に導かせることによって、液中の溶存ガス成分を速やかにかつ確実に減少させてなる請求項１、２又は３に記載のにがり飲料水の製造方法。