JP2006075070A - 植物原料の処理方法およびポリフェノール含有組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】茶滓等のポリフェノールを含有する植物原料の処理時間を短縮すること。また、ポリフェノール含有量の低下を防止して雑菌の繁殖を防止できるように、植物原料を処理すること。
【解決手段】茶滓等の植物原料を耐圧容器等で構成された蒸煮処理器１１に入れ、１２０〜２２０℃程度の水蒸気を供給して、高温高圧条件で３〜３０分程度、蒸煮する。蒸煮処理により得られた高温高圧の蒸煮物は、数秒程度の短時間で急激に圧力開放して爆砕させる。爆砕された植物原料は植物組織が破壊され、取り扱いが容易なスラリ状となり、また、植物細胞に含まれるリグニンその他の高分子化合物の分解生成物を含む。このため、本発明によれば、茶カテキン等が熱分解されることによるポリフェノール含有量の低下を防止して、短時間で殺菌されたポリフェノール含有組成物を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ポリフェノールを含む茶滓等の植物原料を殺菌するために加熱する工程を含む植物原料の処理方法および前記処理により得られるポリフェノール含有組成物に関する。

従来、植物体に含まれるポリフェノールは、抗酸化作用や抗菌作用等を有することが知られており、野菜、果実および茶葉等からポリフェノールを抽出する方法や、植物体を加工したポリフェノール含有組成物が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、ポリフェノールを含むりんご搾汁を原料とし、これを１６０〜２００℃で加熱する植物原料の処理方法が開示されている。特許文献１に開示された方法によれば、りんご搾汁を所定の温度で加熱することにより、りんご搾汁に含まれる庶糖等の糖類をカラメル化してりんご搾汁のポリフェノールの含有量を増やすことができる。

ところで、茶葉には、ポリフェノールの一種であり抗酸化活性が強い茶カテキンが多く含まれている。茶カテキンは水溶性のポリフェノールであるため、茶葉を熱水に浸漬することにより茶カテキンを含む茶飲料が得られる。しかし、茶葉の熱水抽出により茶葉から抽出される茶カテキンは全体の４０％程度で、多くの茶カテキンが茶飲料を抽出した後に生じる茶滓に残留している。

そこで、茶滓を原料として、茶カテキンを含み抗酸化作用を有するポリフェノール含有組成物を得ることができると考えられるが、水分を含む茶滓中では雑菌が繁殖し易い。一方、本発明者らの研究から、茶カテキンを含む茶葉を１２０℃以上で熱処理すると、茶葉に含まれる茶カテキンの半分以上が分解されることが明らかとなった。こうした理由から、茶滓は茶カテキンを含むものの、ポリフェノール含有組成物を製造するための原料として利用することが困難であり、従来、茶滓は大半が廃棄物として処分されていた。
特開２００３−３３４０２３号公報

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、茶滓等のポリフェノールを含有する植物原料を短時間で殺菌し、しかもポリフェノール含有量が減少することを防止できるように処理する植物原料の処理方法を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、従来、廃棄物として処分されていた茶滓のような植物原料を利用して、抗酸化作用を有するポリフェノール含有組成物を得ることである。

本発明においては、茶滓等の植物原料を高温高圧条件で、所定時間加熱処理した後、急激に減圧して大気圧開放することにより、植物原料を泥状化する。より具体的には、本発明は以下を提供する。

（１） ポリフェノールを含有する植物原料を蒸煮した後、瞬時に圧力開放する植物原料の処理方法。

本明細書において「ポリフェノールを含有する植物原料」とは、植物体内で合成されたポリフェノールを含む植物の幹、枝、葉および果実であって、植物組織に由来する固形物を含む固液混合物を意味するものとする。植物原料に含まれる固形物の大きさは、３ｍｍ〜２ｃｍ程度であることが好ましい。

植物原料となる植物体の具体例としては、木本植物の葉として茶カテキンを含む茶葉、果実としてりんごおよびぶどう、並びに草本植物の葉として赤しそ等が挙げられる。植物原料には、収穫された植物体をそのまま原料とする「未利用原料」と、収穫された植物体を搾汁、溶媒抽出等して利用した後の残渣である「残渣原料」とが含まれるものとする。残渣原料は、未利用原料に比して雑菌が繁殖し易いが、安価であり特に好適に利用できる。残渣原料の具体例としては、茶滓、ぶどう搾汁滓およびりんご搾汁滓等が挙げられる。

「蒸煮」とは、加圧条件下で加熱した高温の水蒸気を用いて被処理物を加熱する処理方法を意味する。本発明では、蒸煮処理は、温度１００〜３００℃、特に１２０〜２２０℃程度の水蒸気を用い、蒸煮処理を行なう耐圧容器のゲージ圧力が０．２〜５ＭＰａ、特に１〜３Ｍｐａ程度となるように加圧して行なう。蒸煮の処理時間は、１〜６０分、特に３〜３０分間とすることが好ましい。

蒸煮処理後、高温高圧条件下にある蒸煮処理済の植物原料（以下、蒸煮物）は瞬時に圧力開放する。具体的には、蒸煮物は１秒程度の短時間で一気に大気圧（約０．１Ｍｐａ）まで減圧する。圧力開放の手段としては、植物原料を蒸煮する耐圧容器に圧力開放弁を設け、この圧力開放弁を一気に開く方法や、耐圧容器にノズルを設けてこのノズルから蒸煮物を噴出させる方法等が挙げられる。

本発明では、植物原料を高温高圧で加熱することにより、植物原料に含まれる高分子化合物の低分子化を促進するとともに植物原料を殺菌する。次いで、高温高圧条件下にある蒸煮物を瞬時に圧力開放することにより、細胞壁を破砕して蒸煮物をスラリにするとともに細胞壁内部や細胞壁間隙に保持されていたポリフェノール等の抗酸化物質の溶出を促進する。このため本発明によれば、植物原料の処理時間を短縮し、かつ、殺菌されて取り扱いが容易なスラリ状のポリフェノール含有組成物を得ることができる。本発明により植物原料が処理されて得られるスラリ状の組成物は、単なる加熱処理する場合に比して多くのポリフェノールを含み、ポリフェノールに由来する抗酸化活性を有する。

（２） 前記植物原料が茶滓である（１）に記載の植物原料の処理方法。

茶滓には、抗酸化活性が強い茶カテキンが含まれる。茶カテキンは、熱処理により分解され易いが、本発明によれば茶カテキン以外のポリフェノールを生成させて抗酸化活性の低下を防止できる。このため、本発明によれば、ポリフェノール含有量の低下を防止して茶滓を殺菌し、ポリフェノール含有組成物を得ることができる。

（３） ポリフェノールを含有する植物原料を蒸煮した後、瞬時に圧力開放して得られるポリフェノール含有組成物。

本発明に係るポリフェノール含有組成物には、タンニンやリグニン等の高分子化合物の分解により生成された未知のポリフェノール等の抗酸化物質が含まれているものと推察される。このため、本発明により得られたポリフェノール含有組成物はそのまま、または精製して食品添加物や医薬品原料として利用できる。

本発明によれば、従来は廃棄物として処分されていた茶滓等の植物原料の処理時間を短くして、抗酸化活性を示す殺菌済みのポリフェノール含有組成物を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明に係る植物原料の処理方法を実施するための処理装置１を示す模式図である。図１において、符号１０は、水蒸気発生器、符号１１は蒸煮処理器、符号１２は受器を示す。水蒸気発生器１０と蒸煮処理器１１とは、配管２１により互いに接続され、蒸煮処理器１１には配管２２を介して受器１２がさらに接続されている。蒸煮処理器１１は耐圧容器で構成され、この耐圧容器には弁３１が設けられている。

以下、上記の処理装置１により植物原料としての茶滓を処理する方法について説明する。

まず、茶滓を蒸煮処理器１１に入れ、弁３１を閉じた状態で、水蒸気発生器１０で発生させた水蒸気を配管２１から蒸煮処理器１１内に供給し、温度１００〜３００℃、好ましくは１２０〜２２０℃、ゲージ圧力０．２〜５ＭＰａ、好ましくは１〜３ＭＰａで処理時間１〜６０分、好ましくは３〜３０分、蒸煮する。

次いで、弁３１を一気に全開することにより、蒸煮処理器１１内の水蒸気を排出し、蒸煮処理器１１内を瞬時に圧力開放する。この急激な減圧により、蒸煮された茶滓のセルロース包理構造が破壊され、茶滓は泥状のスラリとなる。蒸煮処理器１１内のスラリは、配管２２を介して受器１２に送られ、所定の温度まで降温された後、抗酸化活性を有するポリフェノール含有組成物が受器１２から取り出される。なお、高温高圧条件下にある蒸煮物は、耐圧容器からノズル等により非密閉型の開放容器内に噴出させて瞬時に圧力開放してもよい。

上述した処理に要する時間は、蒸煮処理に要する時間にほぼ等しく、具体的には１０〜３０分程度で処理が完了する。このように本発明によれば、茶滓を短時間で殺菌およびスラリ化し、かつ、ポリフェノール含有量の減少を防止して抗酸化活性の低下を防止できる。

[実施例１]
図１に示した処理装置１を用い、緑茶飲料を製造する際に発生する緑茶系の茶滓を処理した。具体的には、蒸煮処理器１１に含水率８１重量％の茶滓１００ｇを供給し、水蒸気発生器１０で発生させた温度２１５℃の水蒸気を配管２１から蒸煮処理器１１に供給した。蒸煮処理器１１は、弁３１を閉じることにより、ゲージ圧力を１．８〜２．０ＭＰａに加圧した。この状態で、茶滓を４分間蒸煮した後、弁３１を一気に開いて蒸煮処理器１１を瞬時に圧力開放した。

[比較例１]
比較例１として、実施例１に用いたものと同じ茶滓を処理装置１の蒸煮処理器１１に入れ、実施例１と同様にして温度２１５℃の水蒸気で１０分間処理した。比較例１では、蒸煮処理後、蒸煮処理器１１の弁３１を閉じた状態で５０分間放置して徐々に圧力を低下させ、耐圧容器内の圧力が約０．１Ｍｐａまで降下した時点で処理物を取り出した。処理物は、セルロース包理構造が破壊されておらず、原形をとどめていた。また、蒸煮処理の開始から、処理物の取出しまでは６０分を要した。

このように実施例１では、茶滓の処理時間は約４分であったのに対し、比較例１では処理に６０分を要し、本発明によれば、植物原料の処理時間を著しく短縮できることが示された。

さらに、実施例１により得られた泥状の茶滓のスラリと、比較例１の処理により得られた茶滓の処理物について、ポリフェノール含有量を測定した。ポリフェノール含有量は、Ｆｏｌｉｎ−Ｃｉｏｃａｌｔｅｕ法により測定し、測定対象物の乾燥重量あたりの乾燥重量比（％）で示す。結果を表１に示す。

［実施例２］
実施例２として、水蒸気の温度を１２０℃とした他は実施例１と同じ条件で茶滓を処理してスラリを得た。

［実施例３］
実施例３として、水蒸気の温度を１４０℃とした他は実施例１と同じ条件で茶滓を処理してスラリを得た。

［実施例４］
実施例４として、水蒸気の温度を１６０℃とした他は実施例１と同じ条件で茶滓を処理してスラリを得た。

［実施例５］
実施例５として、水蒸気の温度を１９０℃とした他は実施例１と同じ条件で茶滓を処理してスラリを得た。

［実施例６］
実施例６として、水蒸気の温度を２２０℃とした他は実施例１と同じ条件で茶滓を処理してスラリを得た。実施例２〜６で得られたスラリにつき、茶カテキンおよびポリフェノール含有量とラジカル捕捉能を測定した。

茶カテキン類としては、エピガロカテキン、エピカテキン、エピガロカテキンガレート、およびエピカテキンガレートを測定し、これらの総量を茶カテキンの含有量とした。茶カテキンの測定には、高速液体クロマトグラフィーを用い、測定対象のスラリを、溶液（水：エタノール比が１：１のもの）に浸漬して得た抽出液を測定に供した。高速液体クロマトグラフィーでの測定条件としては、カラムとしてＣａｐｃｅｌｌ Ｃ−１８ ＡＧ−１２０Ｓ−５ ＯＤＳ（４．６Ｉ．Ｄ．×２５０ｍｍ）を用い、紫外線の波長を２８０ｎｍとした。

また、ラジカル捕捉能は、ＤＰＰＨ法により測定した。具体的には、０．１Ｍの１,１−ｄｉｐｈｎｅｙｌ−２−ｐｉｃｒｙｌｈｙｄｒａｚｙｌ（ＤＰＰＨ）のエタノール溶液（エタノール濃度５０％）に、測定対象のスラリの抽出物（５０％エタノール溶液での抽出物）を加えるときに、ＤＰＰＨラジカルをどの程度消去できるかを、吸光光度法（測定波長５２０ｎｍ）で評価した。ラジカル捕捉能は、以下の式で表される。

ラジカル捕捉能（％）＝１００−（スラリの抽出物添加後の吸光度÷スラリの抽出物添加前の吸光度）×１００

ポリフェノール含有量およびラジカル捕捉能は、実施例１と同様にして測定した。また、茶カテキン含有量は、茶滓１００重量ｇ（質重）を処理して得られた各測定対象に含まれる重量（質重）で示す。結果を表２に示す。

表１に示す通り、蒸煮後に急速減圧を行なった本発明の実施例で得られたスラリは、蒸煮後に急速減圧することなく、徐々に圧力降下させた比較例の処理物よりポリフェノール含有量が多かった。また、表２に示す通り、本発明によれば茶カテキン量は減少してもポリフェノール含有量は減少せず、抗酸化活性の低下を防止できた。

本発明は、従来は廃棄物として処分されていた茶滓等の植物原料の再利用技術として利用できる。また、本発明は、食品添加物等として利用できるポリフェノール含有組成物を得るために用いることができる。

本発明に用いる処理装置を示す模式図である。

符号の説明

１ 処理装置
１０ 水蒸気発生器
１１ 蒸煮処理器
１２ 受器
３１ 弁

Claims (3)

1. ポリフェノールを含有する植物原料を蒸煮した後、瞬時に圧力開放する植物原料の処理方法。
2. 前記植物原料が茶滓である請求項１に記載の植物原料の処理方法。
3. ポリフェノールを含有する植物原料を蒸煮した後、瞬時に圧力開放して得られるポリフェノール含有組成物。

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