JP2007114013A - Flavor change detector - Google Patents

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Fumiichiro Kameyama
文一郎 亀山
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  • Apparatus For Making Beverages (AREA)
  • Beverage Vending Machines With Cups, And Gas Or Electricity Vending Machines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of the confirmation of the quality of a beverage or the like, which requires various meters such as a pH meter, an electroconductivity meter, a sugar clock, a chlorine densitometer, etc., by one detector. <P>SOLUTION: A change in sugar content is subjected to linear approximation by electrolysis, so that the state of a measuring target and the state of the measuring target at the point of time of next measurement are estimated. Further, with a viewpoint to raise the precision of electroconductivity, the application condition of electrochemical potential is changed to measure individual change quantities on the basis of oxidation-reduction potential. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は飲食機器の香味変化検出に関する   The present invention relates to detection of flavor change in food and beverage equipment.

現状のシステムでは、国内で80万軒と言われる日本国内の飲食店舗、20万台以上のカップ自販機は、販売数、設置環境温度、機材使用年数、販売する銘柄等種々の使用環境が存在する。また、事業拡大に伴い、取り扱う人員のスキルに依存する現状の管理方法では限界があると言える。
これに対して従来、業務用飲料抽出装置における味の一律化を実現するために、数種類の原料レシピ、濃縮したシロップと希釈水の比率設定、保温等による貯蔵、洗浄などの衛生管理、味、臭いの設定方法を実施しなければならなかった。
In the current system, there are 800,000 restaurants in Japan, and 200,000 cup vending machines have various usage environments such as the number of sales, installation environment temperature, years of equipment used, brands to be sold, etc. . Moreover, it can be said that there is a limit to the current management method that depends on the skills of the personnel handled as the business expands.
On the other hand, in order to realize uniform taste in commercial beverage extraction devices, several types of raw material recipes, ratio setting of concentrated syrup and diluted water, storage by heat retention, hygiene management such as washing, taste, The odor setting method had to be implemented.

そこで、はじめにコーヒー液貯留容器を備えた抽出装置、ポストミックス、プリミックスの飲料供給装置を例にし、香味を一律にするための機材構造、香味確認の方法、香味を一律にする洗浄などを実施しなかった場合の問題点について整理する。   Therefore, first of all, the equipment structure to make the flavor uniform, the method of checking the flavor, the washing to make the flavor uniform, etc. are implemented using the extraction device equipped with the coffee liquid storage container, the post mix, the premix beverage supply device as an example If there is no problem, sort out the problems.

コーヒー液貯留容器を備えたコーヒー抽出装置1を例に機材の説明と香味変化の影響について述べる。図1のコーヒー注出装置は、本体1と濾過器2及びデカンタと言われるコーヒー液貯留容器3を備えている。本体1には湯沸タンク4、湯沸ヒーター5が内蔵されている。ペーパーフィルターとコーヒー粉末を入れた濾過器2が着脱可能に取り付けられる。   The explanation of the equipment and the influence of the flavor change will be described by taking the coffee brewing apparatus 1 provided with the coffee liquid storage container as an example. 1 includes a main body 1, a filter 2, and a coffee liquid storage container 3 called a decanter. The main body 1 includes a hot water tank 4 and a hot water heater 5. A filter 2 containing a paper filter and coffee powder is detachably attached.

コーヒー飲料抽出装置1はコーヒー抽出機の中で最も広く使用されているもので、1.8Lのデカンタ2に一杯当たりコーヒー粉10gを140mLのカップに13杯分一度に抽出されるものである。   The coffee beverage extractor 1 is the most widely used in the coffee extractor, and is used to extract 10 g of coffee powder per cup in a 1.8 L decanter 2 into a 140 mL cup at a time.

しかしながら,この方式はデカンタ3に所定分溜める方式である為に多くの飲食店キッチンタイマーなどにより,コーヒーが煮詰らないように時間管理をしている。コーヒー豆量,湯量,抽出する湯温などの管理が必要である。   However, since this method is a method in which a predetermined amount is stored in the decanter 3, the time is managed by many restaurant kitchen timers so that the coffee is not boiled. It is necessary to manage the amount of coffee beans, the amount of hot water, and the temperature of hot water to be extracted.

抽出したコーヒーを保温貯蔵する場合は、コーヒーを加熱保持することにより、糖の分解(アミノカルボニル反応)が始まる。この加熱による香味変化の顕著な変化は、保温温度が90℃以上の温度において、約30分程度保温貯蔵とされている。この背景において飲食店は、タイマなどにより30分測定しデカンタ内3に残ったコーヒーは廃棄し味の一律化を実現している。   When the extracted coffee is kept warm, the sugar is decomposed (aminocarbonyl reaction) by keeping the coffee heated. This remarkable change in flavor change due to heating is kept warm for about 30 minutes at a temperature of 90 ° C. or higher. In this background, the restaurant measures 30 minutes with a timer or the like and discards the coffee remaining in the decanter 3 to achieve a uniform taste.

更に自動化された機材の代表として図2に示したカップ式自動販売機や飲料ディスペンサと言われる飲料供給装置がある。飲料供給装置とは、お茶、ジュース、コーラ、コーヒー等の飲料を飲料メーカの工場で予め、缶や瓶に封入されたものではなく、機械から直接コップに調理や飲料冷却して注ぐ方式の機械のことを言う。   Further, representative examples of automated equipment include a cup-type vending machine and a beverage supply device called a beverage dispenser shown in FIG. Beverage supply equipment is a machine that pours beverages such as tea, juice, cola, coffee, etc. in a beverage maker's factory in advance by pouring them into a cup directly from the machine or by cooling the beverage. Say that.

その方式としては、大別して図2に示した水と原料(濃縮シロップ、粉末、豆)を別々に収容し飲む直前に混合、希釈、溶解、抽出するポストミックス方式、や図3に示したビールやチューハイのように予め工場で混合された状態の飲料で保冷だけを行うプレミックス方式などの機材がある。以下にプリミック方式とプレミックス方式の機材について、抽出・希釈・冷却などのメカニズムについて説明をする。   As the method, the water and raw materials (concentrated syrup, powder, beans) shown in FIG. 2 are separately stored and mixed, diluted, dissolved and extracted immediately before drinking, and the beer shown in FIG. There is equipment such as premix that only keeps cold with beverages that have been mixed in the factory in advance, like Chuhai. The following explains the mechanism of extraction, dilution, cooling, etc. for premic and premix equipment.

はじめに、ポストミックス式飲料供給装置の機材説明及び飲料品質確保方法について説明する。ポストミックス式飲料供給装置の特徴として、金銭を自販機に投入、またボタンを押した時点から、飲料を調理する方式が多く、顧客が購入する際に、一杯ずつ調理し、提供する方法を採用している。   First, the equipment description of the post-mix type beverage supply device and the beverage quality securing method will be described. As a feature of the post-mix type beverage supply device, there are many methods of cooking beverages from the time when money is put into the vending machine and the button is pressed, and a method of cooking and serving one by one when customers purchase is adopted. ing.

ポストミックス式飲料供給装置は、多くの場合水道から供給される水を使用し、濃縮シロップ希釈やコーヒー等抽出している。これらの希釈水6は、必ず殺菌効果のある塩素が含まれており、そのため水道水は安心して飲むことができる。しかしながら、水道水の香味向上として、カルキ臭やカビ臭、赤水等の除去により、おいしい飲料を提供可能な活性炭式浄水装置10が必要となる。   In many cases, the post-mix type beverage supply device uses water supplied from a water supply, and extracts concentrated syrup diluted or coffee. These dilution waters 6 always contain sterilizing chlorine, so that the tap water can be drunk safely. However, as an improvement in the flavor of tap water, an activated carbon type water purifier 10 that can provide a delicious beverage is required by removing the odor of lime, mold, red water, and the like.

活性炭式浄水装置10はおいしい水を作り出す反面、殺菌に有効な塩素を殺菌効果の無い塩素イオンに還元される。特にカップ式自動販売機は、水配管は水道法の関係より開放回路の為、シスターン11では外部から細菌が大気開放部から微生物が混入する可能性が大きく、衛生管理が問題となる。   The activated carbon type water purifier 10 produces delicious water, but reduces chlorine effective for sterilization to chlorine ions having no sterilization effect. In particular, in the cup-type vending machine, the water piping is an open circuit due to the water supply law, so in the SIS TURN 11, there is a high possibility that bacteria will be mixed from the outside into the atmosphere, and hygiene management becomes a problem.

一般に、活性炭式浄水装置10を通過した水道水には塩素が含まれていない為に、微生物が混入しやすい状態にある。これらの希釈水における衛生状態を向上させるために図3に、塩素発生器9と呼ばれる殺菌効果が無い塩素イオンを電気分解により殺菌効果の強い塩素に変換させる装置を示す。   In general, since tap water that has passed through the activated carbon water purifier 10 does not contain chlorine, microorganisms are likely to be mixed therein. In order to improve the sanitary condition in these dilution waters, FIG. 3 shows an apparatus called a chlorine generator 9 for converting chlorine ions having no sterilizing effect into chlorine having a strong sterilizing effect by electrolysis.

この装置は、容器内に2本の電極12が配置され、直流電流を流すと、陽極側で塩素イオンが塩素にかえられ殺菌効果を持ち,水道水並みの基準をもつ原水がカップ機内の希釈水6,炭酸水13を細菌の汚染から守り微生物汚染を防ぐとともにおいしい飲料を提供する基になる希釈水を提供することが可能となる。   In this device, two electrodes 12 are arranged in the container, and when direct current is passed, chlorine ions are changed to chlorine on the anode side and have a sterilizing effect, and the raw water having the same standard as tap water is diluted in the cup machine. The water 6 and the carbonated water 13 can be protected from bacterial contamination, microbial contamination can be prevented, and dilution water can be provided as a basis for providing a delicious beverage.

この希釈水6の塩素濃度管理に付随した飲料品質確保としては、塩素発生器9の電流供給時間20の設定によって実現されている。塩素発生器9とは、活性炭式浄水装置10で不活性化させた塩素を電気分解にて再活性化させる装置をいう。再活性する為には、日本国内の水道水特性(電気伝導率100〜500μs、塩素濃度5〜50ppm以下)が異なるために、地域により塩素発生器に定電流をある所定の時間通電20を変更しなければならない。従って、もし塩素発生器の設定が異なっている場合は、飲料に異臭問題を発生させる可能性があり、専門家による設定や定期的な確認が必要となる。   Assurement of beverage quality accompanying the chlorine concentration management of the dilution water 6 is realized by setting the current supply time 20 of the chlorine generator 9. The chlorine generator 9 refers to a device that reactivates chlorine deactivated by the activated carbon water purifier 10 by electrolysis. In order to reactivate, the tap water characteristics (electric conductivity 100-500μs, chlorine concentration 5-50ppm or less) in Japan are different. Must. Therefore, if the settings of the chlorine generator are different, there is a possibility of causing an odor problem in the beverage, which requires setting by an expert and periodic check.

カップ式自販機にてコーヒーを抽出するには、この希釈水6を使用して、予め温水タンク17に設置されたヒーターにより湯を沸かしておき、コーヒー粉を貯蔵していたキャニスター8によりブリューワー19と言われる抽出器にて空気でコーヒー粉を空気で攪拌しながら圧力をかけ、10秒程度で行われる。   In order to extract coffee with a cup-type vending machine, the diluted water 6 is used to boil hot water in advance with a heater installed in the hot water tank 17, and the brewer 19 and the canister 8 storing the coffee powder. A coffee powder is agitated with air in a so-called extractor, and pressure is applied for about 10 seconds.

砂糖、クリーム等はキャニスター14、15よりある所定の回転で払い出しが行われる、ブリューワー19で抽出されたコーヒーとキャニスターから払い出された砂糖、クリーム等がミキシングボウル21と言われる混合装置で混合されカップにて販売することにより飲料品質の確保が実施されている。   Sugar, cream, etc. are dispensed at a predetermined rotation from the canisters 14, 15. The coffee extracted from the brewer 19 and the sugar, cream, etc. dispensed from the canister are mixed in a mixing device called a mixing bowl 21. Beverage quality is ensured by selling in cups.

カップ式自販機のコーヒーの香味設定は、予め機材管理者が入力した所定の原料量、湯量、攪拌時間、湯温などを官能検査などにより決定し、その決定した数値を自動販売機に入力することにより味の一律化をおこなっている。さらにこの設定した入力値にて、カップ式自販機が運用されているか否かは年1〜4回程度抜打ちで微生物検査、レシピ確認など商品品質検査を実施することにより確認されている。   For the coffee flavor setting of the cup type vending machine, the predetermined raw material amount, hot water amount, stirring time, hot water temperature, etc., previously entered by the equipment manager are determined by sensory inspection, and the determined values are entered into the vending machine. This makes the taste uniform. Furthermore, whether or not the cup-type vending machine is in operation with the set input value is confirmed by performing product quality inspections such as microbiological inspection and recipe confirmation about 1 to 4 times a year.

一方、清涼飲料など冷却された飲料を供給する方法としては、飲料が封入された常温貯蔵されたシロップタンク7から、希釈水6もしくは炭酸水13と濃縮したシロップが瞬時に冷却する方式が採用されている。その瞬間に冷却する仕組みとして、図4に飲料供給装置の内部の構造を示す。   On the other hand, as a method for supplying a cooled beverage such as a soft drink, a method of instantly cooling the diluted syrup 6 or the carbonated water 13 and the concentrated syrup from the syrup tank 7 stored at room temperature in which the beverage is enclosed is adopted. ing. As a mechanism for cooling at that moment, FIG. 4 shows the internal structure of the beverage supply apparatus.

この装置は、飲料や希釈水6、もしくは炭酸水13濃縮シロップ7を瞬間に冷却可能にする配管を、冷却コイル23にて瞬間に冷却される。図4に示される冷却コイル23は円柱もしくは長丸・円柱で、中空形状をした三次元配管として全長20m程度の内径5mm、外径6mm程度の電縫管(シーム管)で作成されている。機械内部の水槽内22に設置された冷却コイル23を、図に示される如く、冷却装置により冷却および着氷21された約20Lの水槽内22に埋没させ、熱交換を実施している。   In this apparatus, a cooling coil 23 instantaneously cools a pipe that enables instant cooling of a beverage, diluted water 6 or carbonated water 13 concentrated syrup 7. The cooling coil 23 shown in FIG. 4 is a cylinder or an oval / cylindrical cylinder, and is formed as a hollow three-dimensional pipe by an electric sewing tube (seam pipe) having an inner diameter of about 5 mm and an outer diameter of about 6 mm. As shown in the figure, the cooling coil 23 installed in the water tank 22 inside the machine is buried in an approximately 20 L water tank 22 cooled and iced 21 by a cooling device to perform heat exchange.

一般に使用される飲料用ステンレス鋼製により形成された冷却コイル23は、流体がコイル中を通過するのに約10秒かかり、その間流入時30℃の流体が流出時2℃程度まで急速に冷却される。また氷蓄熱は水槽内22の冷却器の周囲に販売が無い時に氷21を約6kg生成させ、水槽内の水を攪拌子(プロペラ)24により攪拌し熱交換する。   The cooling coil 23 made of stainless steel for beverages, which is generally used, takes about 10 seconds for the fluid to pass through the coil, during which time the fluid at 30 ° C. is rapidly cooled to about 2 ° C. at the time of outflow. The In addition, in the ice heat storage, when there is no sale around the cooler in the water tank 22, about 6 kg of ice 21 is generated, and the water in the water tank is agitated by a stirrer (propeller) 24 to exchange heat.

販売が無いときには水槽22の水温は氷6との共存からほぼ0℃になっているが販売が続くと飲料、冷却コイル23、水槽内に貯留されている水などの熱伝達物質であるブライン25と呼ばれる熱伝達媒体により、氷の熱移動が急になるため水槽22の水温は約2℃になり氷を溶解させる。   When there is no sale, the water temperature of the aquarium 22 is almost 0 ° C. due to coexistence with the ice 6, but if the sale continues, the brine 25 which is a heat transfer material such as beverage, cooling coil 23, water stored in the aquarium. Due to the heat transfer medium called the heat transfer of ice, the water temperature of the water tank 22 becomes about 2 ° C. and the ice is melted.

この方式により飲料供給されるコカコーラなどの濃縮シロップ、特に有糖系の飲料は、飲料品質の糖量変化に注目し測定物変化を検出する。その際に使用する品質確認装置としてBRIX計(糖度計)が知られている。BRIX計はLEDから出た光が,高い屈折率を持つクリスタルから屈折率の低い物質が、測定媒体へ入射する時に,光が全反射する最小の入射角(臨界角)が測定媒体の濃度に依存することを利用しており,反射した光の量を受光素子で計測して臨界角を求め,測定媒体の濃度に換算した数値を確認している。   Concentrated syrups such as Coca-Cola supplied by this method, particularly sugar-based beverages, pay attention to changes in the sugar amount of beverage quality and detect changes in the measured product. A BRIX meter (sugar meter) is known as a quality confirmation device used at that time. The BRIX meter has a minimum incident angle (critical angle) at which the light is totally reflected when a low-refractive-index material from a crystal with a high refractive index enters the measurement medium. The critical angle is obtained by measuring the amount of reflected light with a light receiving element, and the numerical value converted into the concentration of the measurement medium is confirmed.

同じ濃縮シロップでも無糖といわれるpHが中性域、糖分がほとんどない濃縮ウーロン茶やアイスコーヒー等は、特殊な装置により飲料供給される。図 5は、無糖系飲料を販売するシステムを示し、工場で予め濃縮したシロップをバックインボックス26と言われる容器に封入されて飲食店に供給される。その濃縮シロップをチューブポンプ27と言われるポンプによりある所定量だけしごき出し、希釈水と混合することにより販売する方式を採用している。   Concentrated oolong tea and iced coffee, etc., which have a neutral pH and are almost free of sugar, even in the same concentrated syrup, are supplied by a special device. FIG. 5 shows a system for selling sugar-free beverages. A syrup concentrated in advance in a factory is enclosed in a container called a back-in box 26 and supplied to a restaurant. A system is adopted in which the concentrated syrup is squeezed out by a predetermined amount by a pump called a tube pump 27 and mixed with diluted water for sale.

バックインボックス式飲料の品質確認は、糖度がほぼ0で有るために飲料品質の確認は図6に示したレシオカップといわれる濃縮シロップと希釈水を別々に抽出し希釈比率を確認する方法が採用されている。   The quality of back-in-box beverages is almost zero, so the beverage quality is confirmed by separately extracting the concentrated syrup and dilution water, called the ratio cup shown in Fig. 6, and checking the dilution ratio. Has been.

一方、都度調理をする方式のポストミックスと異なり、工場で予め飲料として調合され、冷却するのみのプレミックスと言われる飲料供給装置の代表例であるビール用飲料供給装置の機材説明と飲料品質確保について以下に説明する。   On the other hand, unlike the post-mix method of cooking each time, the equipment description and beverage quality assurance of the beverage supply device for beer, which is a typical example of a beverage supply device that is pre-mixed as a beverage at the factory and is said to be only cooled Is described below.

図7に示したビール用飲料供給装置29は、タンク28からサービス配管30を通り、飲料供給装置に供給されたビールは冷却コイル23を通過し水撃緩和用のテトロンホース32を通過しバルブ31に供給される。この方式は熱交換器を形成するシステムとして部品点数が少なく、コンパクトかつ販売時にごく短時間でその要求を満足させることが可能である。しかしながら、常温貯蔵されるタンク28や大気に接触するノズル31、サービス配管30などは、微生物の汚染に曝され配管内部の汚れが飲料の香味変化や衛生的な観点から考えても問題を発生させる。   The beer beverage supply device 29 shown in FIG. 7 passes through the service pipe 30 from the tank 28, the beer supplied to the beverage supply device passes through the cooling coil 23, passes through the water hammer mitigating tetron hose 32 and passes through the valve 31. To be supplied. This system has a small number of parts as a system for forming a heat exchanger, is compact and can satisfy the requirements in a very short time at the time of sale. However, the tank 28 that is stored at room temperature, the nozzle 31 that is in contact with the atmosphere, the service pipe 30, etc. are exposed to microbial contamination, and dirt inside the pipe causes problems even from the viewpoint of beverage flavor change and hygiene. .

プリミックスは、ポストミックスと異なり、飲料の調合は予め飲料メーカーの工場にて実施されている。従って、飲料品質に悪影響を与える因子としては、微生物の混入によるものが考えられる。これらの状況を鑑み、微生物の混入を前提にした飲料供給装置の飲料品質確保方法について説明する。微生物の除去方法として、日常の衛生管理法としてオートサニテーション、部品洗浄等を実施、6ヶ月に一回程度薬剤による洗浄、また年1〜4回程度抜打ちで微生物検査、レシピ確認など商品品質検査を実施することにより人的要因により味の一律化を実現している。   Unlike the postmix, the premix is prepared in advance at a beverage manufacturer's factory. Therefore, factors that adversely affect beverage quality can be attributed to contamination by microorganisms. In view of these circumstances, a beverage quality securing method for a beverage supply device on the premise of mixing of microorganisms will be described. As a method of removing microorganisms, auto sanitation, parts cleaning, etc. are carried out as daily hygiene management methods, cleaning with chemicals about once every six months, and product quality inspections such as microbiological inspection and recipe confirmation once a year or four times By implementing, the uniform taste is realized by human factors.

これらの飲料供給装置への微生物の汚染に係わる法的な規制及び、飲料品質が如何に影響を受けるのかについて言及する。一般に、飲料供給装置にて飲料を取り扱う際、水道法第四条、厚生省告示第98号で示された、「清涼飲料水」のほかに、「乳及び乳製品の成分規格等に関する省令」、東京都条例食器具に対する基準などの法律を準拠しなければならない。更にこれらの法律規制を満足させた上で、飲料の香味を満足させなければならない。   We will refer to the legal regulations related to microbial contamination of these beverage supply devices and how beverage quality is affected. In general, when handling beverages with beverage supply equipment, in addition to “soft drinks” indicated in Article 4 of the Water Supply Act, Ministry of Health and Welfare Notification No. 98, “Ministerial Ordinance on Component Standards for Milk and Dairy Products”, We must comply with laws such as the standards for the Tokyo Metropolitan Ordinance. Furthermore, after satisfying these laws and regulations, the flavor of the beverage must be satisfied.

そこで、先に述べたプレミックス用飲料供給器を例にして、香味と直結する衛生技術管理方法について説明をする。生ビール用飲料供給装置は、予めビール会社でビンや缶と同様に、ビールをタンクに封入されたものが常温で置かれているものを瞬間的に冷却するものである。この方式は、大量の販売量を瞬間に冷却可能、かつコンパクトである為に市場で9割程度使用されている。   Then, the hygiene technique management method directly linked to the flavor will be described using the premix beverage feeder described above as an example. The beverage supply apparatus for draft beer instantaneously cools a beer that has been placed in a tank in a beer company in advance, like bottles and cans, placed at room temperature. This system is used in the market about 90% because a large amount of sales can be instantly cooled and compact.

瞬間に冷却する方式は、先に述べたコンパクトかつ簡便に機材を使うことが利点であるのに対して、課題はタンクなどを交換する際に糖度が5%程度あるビールへ空中に浮遊する野生酵母などが配管内に侵入し飲料の香味を劣化させる恐れが挙げられる。   The instant cooling method has the advantage of using compact and simple equipment as described above, but the problem is that when replacing tanks, beer with a sugar content of about 5% is suspended in the air. There is a risk that yeast or the like may enter the pipe and deteriorate the flavor of the beverage.

ビールは、pH4程度で低く、炭酸ガス により嫌気性に保持され、ホップ樹脂が多少の抗菌性を持つ為、配管内に混入した微生物は、人体に対しての影響として考えられる病原菌、有胞子細菌、黴等は成育しないため問題は生じない。   Beer is low at about pH 4 and is kept anaerobic by carbon dioxide, and the hop resin has some antibacterial properties. No problem arises because pupae, etc. do not grow.

しかしながらホップ耐性のある嫌気性、通性嫌気性細菌、野生酵母による汚染の可能性が存在し、繁殖した菌体と代謝産物によるビールに、濁り、異臭、異味が発生させる場合がある。これら繁殖しうる有害菌の代表としては乳酸菌などのグラム陽性、桿菌 lactobacillus属、球菌 Pediococcus属(ビール中で発育する唯一の球菌)は炭酸ガス環境下においても嫌気性、ホップ耐性を獲得しやすくビールの混濁、異味(酸味)、異臭、多糖質を生産し粘液状にする。他方酢酸菌であるAcetobacter属、Acetomonas属などは嫌気性を保っている限り繁殖しないと言われている。   However, there is a possibility of contamination by hop-resistant anaerobic, facultative anaerobic bacteria, and wild yeast, and turbidity, off-flavors, and off-flavors may be generated in the beer by the propagated cells and metabolites. Representative of these harmful germs that can be propagated are gram-positive, such as lactic acid bacteria, and the genus Lactobacillus and Cocci Pediococcus (the only cocci that grow in beer) are easy to acquire anaerobic and hop resistance even in a carbon dioxide environment. It produces turbidity, off-flavor (acidity), off-flavor, and polysaccharides. On the other hand, the genus Acetobacter and Acetomonas, which are acetic acid bacteria, are said to not reproduce as long as they remain anaerobic.

これらのビールに混入する微生物で、ビール内で最も繁殖し易いのが野生酵母であり、その80%はSaccharomyces属と言われている。この酵母はビール内の栄養分である糖分を資化し、繁殖した野生酵母は、粘着性を持つため配管内部に付着し異臭、濁りの原因となる。   Of these microorganisms mixed in beer, wild yeast is the easiest to breed in beer, 80% of which is said to be of the genus Saccharomyces. This yeast assimilate sugars, which are nutrients in beer, and the propagated wild yeast is sticky and adheres to the inside of the pipes, causing off-flavors and turbidity.

微生物の影響として、実際に市場で稼動している機材に対しての微生物の混入、増殖の影響を受ける部品は汚れ部分を比較した条件を表1に示した。   Table 1 shows the conditions under which the contaminated parts of parts that are affected by microbial contamination and proliferation of equipment actually operating in the market are compared.

これはビールが通過する接液部分を図7に示した、ディスペンスヘッド33:内容量約3.5ml、サービス配管30:内容量約35ml、冷却コイル23:内容量約350ml、ノズル31を各々組み合わせで洗浄する部品と洗浄しない部品を比較し、微生物汚染状況を確認したものである。 This shows the liquid contact part through which beer passes, as shown in FIG. 7. Dispense head 33: internal capacity about 3.5 ml, service pipe 30: internal capacity about 35 ml, cooling coil 23: internal capacity about 350 ml, and nozzle 31 are combined. This compares the parts that are cleaned with and parts that are not cleaned, and confirms the status of microbial contamination.

この使用した機材は、幅250mm、高さ480mm、奥行き480mm程度の機材を使用した例である。この結果によると、最も微生物の汚染を受ける箇所としてサービス配管2であると言える。   The used equipment is an example in which equipment having a width of 250 mm, a height of 480 mm, and a depth of about 480 mm is used. According to this result, it can be said that the service pipe 2 is the most subject to microbial contamination.

サービス配管30が多く微生物の汚染を受けるという理由は、貯留容量が大きく、常温下に置かれていること、飲料がタンク28を交換する際にディスペンスヘッド33から混入した微生物が配管内に堆積することによると考えられる。これらの影響を軽減するために、サービス配管30に使用される樹脂製ホースは接液部分にオレフィン系やフッ素系の樹脂が接液部分に使用され一ヶ月程度で交換、廃棄される。   The reason that many service pipes 30 are contaminated with microorganisms is that they have a large storage capacity and are placed at room temperature, and microorganisms mixed from the dispense head 33 are accumulated in the pipes when the beverage replaces the tank 28. It is thought that. In order to reduce these influences, the resin hose used in the service pipe 30 is replaced and discarded in about one month because olefinic or fluororesin is used in the wetted part.

一方、当然サービス配管30に付着した堆積物は下流にある冷却コイル23を通過するが、冷却コイル23を廃棄する事は、コスト等を考慮した場合困難である。図2に示した冷却槽内22に設置された冷却コイル23の内側には、通過する流体が急激な温度差により飽和溶解度差等を生じる。   On the other hand, naturally, deposits adhering to the service pipe 30 pass through the cooling coil 23 located downstream, but it is difficult to discard the cooling coil 23 in consideration of cost and the like. Inside the cooling coil 23 installed in the cooling tank 22 shown in FIG. 2, a saturated solubility difference or the like occurs due to a rapid temperature difference of the fluid passing therethrough.

それにより図8に示すように、配管内面に動脈硬化の如く析出物(酒石等)34が付着する。これらの析出物34は冷却コイル23の入口と出口を比較した場合出口部分に多く見られる。これは、常温に放置された飲料が、冷却されたブライン25と急激に熱交換をする為、冷却コイル23入口部付近に付着物が析出しやすいことを意味する。   As a result, as shown in FIG. 8, precipitates (tartar or the like) 34 adhere to the inner surface of the pipe like arteriosclerosis. These precipitates 34 are often seen at the outlet when the inlet and outlet of the cooling coil 23 are compared. This means that since the beverage left at room temperature rapidly exchanges heat with the cooled brine 25, deposits are likely to deposit near the inlet of the cooling coil 23.

これらの析出物34は酒石と言われ、分子内に2個のカルボキシル基をもつジカルボン酸にカリウム塩やカルシウム塩が結合した蓚酸カルシウム等無機物であると言われている。サービス配管30から流入した微生物に加え、冷却コイル23での熱交換により析出した無機物が、その微生物の温床になりビールの味を損ねる。従って定期的に、サービス配管30を交換するように冷却コイル23の内部に付着した堆積物を確認する必要がある。   These precipitates 34 are said to be tartar and are said to be inorganic substances such as calcium oxalate in which a potassium salt or a calcium salt is bound to a dicarboxylic acid having two carboxyl groups in the molecule. In addition to the microorganisms flowing in from the service pipe 30, the inorganic substance deposited by heat exchange in the cooling coil 23 becomes a hotbed of the microorganisms and impairs the taste of beer. Therefore, it is necessary to periodically check the deposits adhering to the inside of the cooling coil 23 so as to replace the service pipe 30.

具体的にはビール用飲料供給装置にて、飲料品質低下を軽減する為に、飲料メーカーにより推奨されている毎日の洗浄方法を表2に示す。   Specifically, Table 2 shows daily cleaning methods recommended by beverage manufacturers in order to reduce the deterioration of beverage quality in a beverage supply device for beer.

これら推奨されている方法に従い、飲料供給装置の洗浄をしない場合は、種々の問題を呈する。図9は、洗浄を実施されていない場合における微生物数を表している。図9の結果は、約二週間で飲料品質が低下するが、二週間、三週間洗浄を実施しない場合においても、数杯飲料を販売した場合、微生物数は格段に下がり飲料品質の劣化が問題なくなると言える。 If the beverage supply apparatus is not cleaned according to these recommended methods, it presents various problems. FIG. 9 shows the number of microorganisms in the case where cleaning is not performed. The result of FIG. 9 shows that the beverage quality deteriorates in about two weeks. However, even when not washing for two weeks or three weeks, if several cups of beverages are sold, the number of microorganisms is drastically reduced and the beverage quality is deteriorated. It can be said that it will disappear.

一方、洗浄を定期的に規格マニュアルに従って実施した場合の課題について次に説明する。図9は洗浄後の飲食店で提供される一杯目と数杯目の品質についても調査をしている。これによると35%程度の飲食店で、配管内に洗浄水が残留し販売すべき飲料の品質を著しく悪化する恐れがあること示している。   On the other hand, problems when the cleaning is periodically performed according to the standard manual will be described below. FIG. 9 also investigates the quality of the first and several cups provided at the restaurant after washing. According to this, in about 35% of restaurants, washing water remains in the piping, and there is a possibility that the quality of beverages to be sold may be significantly deteriorated.

このように、様々な規定に基づき飲食店舗と飲料店舗が飲料供給装置を取り扱う為に様々な知識が必要である。また味の一律化に対しては、今までの経験に基づき、運営面での規定を設けて機材を取り扱い、絶えずその使用環境を監視可能な状態を作り出すことは困難であった。   As described above, various knowledge is necessary for the restaurant and the beverage store to handle the beverage supply device based on various regulations. In addition, for uniform taste, it was difficult to create a condition where the operating environment could be constantly monitored based on the experience so far, with provisions in terms of management and handling of equipment.

その理由として考えられるのは、洗浄を行う際に、飲料供給器に残留しているビールなどの中身飲料を廃棄しなければならないことにある。具体的には、飲料供給器内の冷却コイル23内に貯留している1.5杯分程度(約600mL)を、飲食店舗の利益ロスとして廃棄しなければならないことが挙げられる。特に一日の販売量が少ない飲食店舗はその実施を躊躇することが多い。   A possible reason for this is that the content beverage such as beer remaining in the beverage feeder must be discarded when washing is performed. Specifically, it is mentioned that about 1.5 cups (about 600 mL) stored in the cooling coil 23 in the beverage feeder must be discarded as profit loss of the restaurant. In particular, restaurants that have a small daily sales volume often hesitate to do so.

また、飲料メーカによる飲料品質の確認は不定期的に実施されており、自動販売機や飲食店舗に設置している飲料供給機の日常運用状況を監視することは困難であった。   In addition, beverage quality confirmation by a beverage maker is performed irregularly, and it is difficult to monitor the daily operation status of vending machines and beverage supply machines installed in restaurants.

以上の理由により、日常運用状況を監視し、基準原料設定の確認、貯蔵時の香味低下度の確認、塩素濃度の最適化、衛生状態の確認を簡便に実施するシステムが求められている。   For these reasons, there is a need for a system that monitors the daily operation status, easily confirms the reference raw material settings, confirms the degree of flavor reduction during storage, optimizes the chlorine concentration, and confirms the sanitary condition.

これらの要望に対して、コーヒーを始めとする飲料を測定対象物とした香味状態変化を検知する方法としては特許文献1が知られている。特許文献1による飲料の品質判定装置は,抽出機によって原料に水を通すことにより抽出した抽出液を,搬送通路を介して搬送することにより調理される飲料の品質を判定する飲料の品質判定装置である。   In response to these demands, Patent Document 1 is known as a method for detecting a change in flavor state using a beverage such as coffee as a measurement object. The beverage quality determination device according to Patent Document 1 is a beverage quality determination device that determines the quality of a beverage that is cooked by transporting an extract extracted by passing water through a raw material by an extractor through a transport passage. It is.

この装置は、図10、図11に示した通り、搬送通路に設けられ搬送通路を流れる抽出液の濃度を検出する濃度センサと,この濃度センサにより,互いに異なる複数のタイミングで検出された抽出液の濃度に基づき,濃度の変化状態を表すパラメータを算出するパラメータ算出手段と,算出されたパラメータを所定の基準値と比較することによって,飲料の品質を判定する即ち電気伝導率の差異品質判定手段を備えていることを特徴としている。   As shown in FIG. 10 and FIG. 11, this apparatus is provided with a concentration sensor that detects the concentration of the extract liquid that is provided in the transfer path and flows through the transfer path, and the extract solutions that are detected at a plurality of different timings by the concentration sensor. A parameter calculating means for calculating a parameter representing a change state of the concentration based on the concentration of the beverage, and determining the quality of the beverage by comparing the calculated parameter with a predetermined reference value, that is, a difference quality determining means for the electrical conductivity It is characterized by having.

しかしながら、この装置において電気分解による状態変化を測定する場合は,印加する電圧が高く、不要な電気化学的な反応が生じない範囲外であるためにコーヒー以外の不要な電気化学的な反応を生じる問題がある。   However, when measuring the state change due to electrolysis in this device, the applied voltage is high, and it is outside the range where unnecessary electrochemical reaction does not occur, so unnecessary electrochemical reaction other than coffee occurs. There's a problem.

例えば、この影響を受けないためには、作用極と対極に白金極を用いる場合、水分子の電気分解や、緩衝液中の成分、支持電解質の酸化還元反応が生じない印加電位範囲−0.5V〜+1.3Vに設定が必要である。しかしながら、この装置においては5V、12Vを使用している為に不要な電気分解の影響を受けることは明らかである。また、この香味変化検出器は、飲料の貯蔵、抽出条件の最適化,微生物汚染,洗浄時期、廃棄時期の検出等について検証をなされていない。   For example, in order not to be affected by this, when a platinum electrode is used as the working electrode and the counter electrode, an applied potential range in which electrolysis of water molecules, components in the buffer solution, and redox reaction of the supporting electrolyte does not occur. Setting is required from 5V to + 1.3V. However, since this apparatus uses 5V and 12V, it is obvious that it is affected by unnecessary electrolysis. In addition, this flavor change detector has not been verified for storage of beverages, optimization of extraction conditions, detection of microbial contamination, cleaning time, disposal time, and the like.

一方図12に特許文献2に紹介されている、短い電気パルスを電極に与え、特定の回数のパルスに対する電流もしくは電圧、もしくは電流および電圧の過渡応答を記録する方法が紹介されている。香味成分を検出する方式が試験シーケンスのそれぞれに対して、電圧が相異なる複数のパルスが用いられる。得られた信号は次いで、例えばビールまたはミルクのような液体物質が設定された品質限界内にあるか否かを調べるために、コンピュータのパターン認識プログラムにより認識または比較される。   On the other hand, FIG. 12 shows a method of introducing a short electric pulse to an electrode and recording a current or voltage, or a transient response of current and voltage for a specific number of pulses, which is introduced in Patent Document 2. A plurality of pulses having different voltages are used for each of the test sequences for detecting the flavor component. The resulting signal is then recognized or compared by a computer pattern recognition program to see if the liquid material, for example beer or milk, is within set quality limits.

この方式によれば、(1)情報(過渡応答曲線)を得る為のパルス電圧計測法
(2)過渡応答を変動させる様々な化学反応を得るための様々な電極材料または
修飾電極またはパルス電圧の使用(3)得られた過渡応答から情報を抽出する、またはサンプリングするための曲線フィッティング法の使用、(4)得られた情報を解釈するための様々な多変量解析信号処理方法の使用が挙げられる。
According to this method, (1) a pulse voltage measurement method for obtaining information (transient response curve), (2) various electrode materials or modified electrodes or pulse voltages for obtaining various chemical reactions that vary the transient response. Use (3) Use of curve fitting methods to extract or sample information from the obtained transient response, (4) Use of various multivariate analysis signal processing methods to interpret the obtained information. It is done.

しかしながら、この方式は、電気分解による化学的反応についての解析がなされていないこと、更には得られる情報をバッチ処理により実施する方法であるために、システムの線形性について議論がなされていない為、多変量解析などの複雑な処理が必要になり、簡易的な装置で香味検出することは困難であるといえる。   However, since this method has not been analyzed for chemical reaction by electrolysis, and furthermore, since the obtained information is a method of performing batch processing, the linearity of the system has not been discussed. Complex processing such as multivariate analysis is required, and it can be said that it is difficult to detect flavor with a simple device.

そこで、コーヒー,紅茶,日本茶,ビールなどの飲料を測定対象別に抽出条件の最適化,微生物汚染,洗浄時期の検出等,その測定対象と検出目的に照らし合わせた対応について以下に説明をする。一般に、食品の品質形成や劣化等の最も重要な成分間反応について、糖が複雑に関与すると言え、例えば、食品がその加工や保存中に着色し褐変されてくる現象が挙げられる。   Therefore, the following will explain how to measure beverages such as coffee, tea, Japanese tea, beer, etc. according to the measurement object and detection purpose, such as optimization of extraction conditions for each measurement object, microbial contamination, and detection of washing time. In general, it can be said that sugar is involved in the most important reaction between components such as quality formation and deterioration of food, for example, a phenomenon in which food is colored and browned during its processing and storage.

紅茶などの場合タンニンなどのポリフェノール成分が酸化酵素の作用によって酸化され,重合して褐変する。必須脂肪酸の酸化としてリノール酸などの必須脂肪酸は酵素リポキシゲナーゼの作用によって過酸化物となり,これが分解して生ずるアルデヒドが褐変の原因となると言われている。   In the case of black tea, polyphenol components such as tannin are oxidized by the action of oxidase and polymerize to brown. It is said that essential fatty acids such as linoleic acid are converted into peroxides by the action of the enzyme lipoxygenase as an essential fatty acid oxidation, and aldehydes produced by the decomposition thereof cause browning.

一方分解酵素の場合と異なり,非酵素的褐変として糖類,フェノール類,油脂,アスコルビン酸,アミノ酸,ペプチド,タンパク質などほとんど主要食品成分が関係する。油の加熱による酸化分解と重合による褐変,脱水による分解反応, 砂糖やブドウ糖を加熱すると褐色化すると同時に甘い香りを発生するカラメル反応, ブドウ糖や果糖などの還元糖は食品中に共存しているアミノ酸,ペプチド,タンパク質などと反応しグルコースが解糖し褐変するメイラード反応(アミノカルボニル反応)が挙げられる。これらの理論的なアプローチから考えた場合、飲料の基準原料設定、貯蔵時の香味低下度については糖の消費が関連していると言え、この糖分を一つの指標としてシステム形成が可能であることを示唆している。   On the other hand, unlike the case of degrading enzymes, non-enzymatic browning involves almost all major food components such as sugars, phenols, fats and oils, ascorbic acid, amino acids, peptides, and proteins. Oxidative decomposition by heating of oil and polymerization, browning by dehydration, decomposition reaction by dehydration, caramel reaction that browns when sugar or glucose is heated and at the same time a sweet aroma, reducing sugars such as glucose and fructose coexist in food , Maillard reaction (aminocarbonyl reaction) in which glucose reacts with peptides, proteins, etc. to cause glycolysis and browning. Considering these theoretical approaches, it can be said that sugar consumption is related to the setting of standard ingredients for beverages and the degree of flavor reduction during storage, and it is possible to form a system with this sugar content as one index. It suggests.

次に具体的な例として飲料別に、茶,コーヒーを例にして抽出,保存(貯蔵),洗浄時期の関係について糖の変化量と香味変化量に対して以下に説明する。茶や紅茶の茶葉は、カフェイン,テアニン,タンニンまたはポリフェノール(カテキン,その他カテキン誘導体も含めて総称される)が含まれている。これらの成分が製造工程中にカテキン類が酸化重合して減少する性質があり生茶葉は強い苦味を呈する。   Next, as a specific example, the relationship between extraction, storage (storage), and washing time for tea and coffee as an example will be described below with respect to the amount of change in sugar and the amount of change in flavor. The tea leaves of tea and black tea contain caffeine, theanine, tannin or polyphenol (generically including catechin and other catechin derivatives). These components have the property that catechins are reduced by oxidative polymerization during the production process, and fresh tea leaves exhibit a strong bitter taste.

一方紅茶の色については、発酵させた紅茶葉の赤褐色はカテキンが酸化生成されたテアフラビン,テアルビジンに因るものである。例えば紅茶の水色はテアフラビン,テアルビジンの含有比率で決まりテアフラビンが多い場合は橙赤色,テアルビジンが多い場合は褐色が濃くなる。紅茶の品質劣化については製造から3ヶ月以上で品質が低下し,特に吸湿すると,味と色を特徴づけているカテキン,テアフラビン,テアルビジン,アミノ酸が減少し色も味が劣化し,香りも揮発し成分が減少する。   On the other hand, with regard to the color of black tea, the reddish brown color of fermented black tea leaves is due to theaflavin and thearvidin in which catechin is oxidized. For example, the light blue color of black tea is determined by the content ratio of theaflavin and thealvidin, and orange-red when there is a lot of theaflavin, and brown when it is abundant. Regarding the deterioration of tea quality over 3 months after production, especially when it absorbs moisture, catechin, theaflavin, thearvidin, amino acids that characterize the taste and color decrease, the color and taste deteriorate, and the aroma also volatilizes. Ingredients decrease.

日本茶については、茶の浸出液中の全窒素やアミノ酸,特にテアニンやアルギニン含量は品質との相関が高いと言われている。(茶研報78:53 〜60、1993)茶浸出液では,カテキンやアスコルビン酸等還元性物質が多く含まれる為,溶存酸素濃度が低いことが特徴として言える。即ち、酸化還元反応によりこれらの飲料抽出度が確認できる。   For Japanese tea, it is said that the total nitrogen and amino acids, especially theanine and arginine content in tea exudate are highly correlated with quality. (Teaken 78: 53-60, 1993) Since tea infusion contains a large amount of reducing substances such as catechin and ascorbic acid, it can be said that the dissolved oxygen concentration is low. That is, the degree of beverage extraction can be confirmed by a redox reaction.

次にコーヒーの香味形成要素は、苦味,酸味,甘味,香り,コク,雑味,フミン酸による凝集,混濁のそれぞれにより呈され、その成分に対しての関係を図13に説明する。   Next, the flavor-forming elements of coffee are exhibited by bitterness, sourness, sweetness, aroma, richness, miscellaneous taste, aggregation due to humic acid, and turbidity, and the relationship to the components will be described with reference to FIG.

苦味の主成分は、糖類がカラメル化したもの、糖類を含めた有機物が炭化したものである。タンパク質やセルロースなどは、アミノ酸化合物とブドウ糖や果糖などのカルボニル化合物が熱によって脱水されメイラード反応を起す。コーヒー酸味の主成分はクエン酸、リンゴ酸、乳酸、カフェー酸やキナ酸等有機酸の酸味で,加熱することによって生成される。   The main components of bitterness are those obtained by caramelizing saccharides and carbonizing organic substances including saccharides. For proteins and cellulose, amino acid compounds and carbonyl compounds such as glucose and fructose are dehydrated by heat to cause Maillard reaction. The main component of coffee acidity is the acidity of organic acids such as citric acid, malic acid, lactic acid, caffeic acid and quinic acid, and is produced by heating.

一方、異味を呈する酸味は蟻酸、酢酸、シュウ酸等有機酸の他、脂質が酸化したものである。甘味 はブドウ糖や果糖などの単糖類、ショ糖や麦芽糖などの二糖類(小糖類)によるものである。香り成分はカフェー酸のような芳香族化合物や芳香族脂肪酸である。渋みやエグ味の成分タンパク質やアルカロイド、金属イオンと結合し、難溶性の塩を作る性質を持つタンニン(クロロゲン酸類の総称)による。クロロゲン酸、タンニンは全てポリフェノールに含まれる。コーヒー抽出液における各成分量について、図14に示した。   On the other hand, a sour taste with an off-flavor is a result of oxidation of lipid in addition to organic acids such as formic acid, acetic acid and oxalic acid. Sweetness is derived from monosaccharides such as glucose and fructose, and disaccharides (small sugars) such as sucrose and maltose. The scent component is an aromatic compound such as caffeic acid or an aromatic fatty acid. It is based on tannin (generic name for chlorogenic acids) that binds protein, alkaloids and metal ions of astringency and astringency, and forms a sparingly soluble salt. Chlorogenic acid and tannin are all contained in polyphenols. Each component amount in the coffee extract is shown in FIG.

これらコーヒーは,コーヒー酸とキナ酸から構成され,キナ酸の水酸基(-OH)と,コーヒー酸の持つカルボン酸(-COOH)がエステル結合した5-カフェオイルキナ酸(5-caffeoylquinic acid)等のクロロゲン酸が存在したものである。   These coffees are composed of caffeic acid and quinic acid, such as 5-caffeoylquinic acid in which the hydroxyl group (-OH) of quinic acid and the carboxylic acid (-COOH) of caffeic acid are ester-bonded. Chlorogenic acid was present.

クロロゲン酸は焙煎中の熱によってカフェー酸とキナ酸に加水分解され減少する。クロロゲン酸が加水分解されて生じるカフェー酸とキナ酸はコーヒーの味や香りに大きく関与し苦味や渋み、酸味を持ち、少量ならば甘味を増感させる。   Chlorogenic acid is hydrolyzed and reduced to caffeic acid and quinic acid by heat during roasting. Caffeic acid and quinic acid produced by hydrolyzing chlorogenic acid are greatly involved in the taste and aroma of coffee and have bitterness, astringency and sourness.

その他香味に対する影響としてフミン酸が挙げられる。フミン酸はたんぱく質の加水分解で生じ、特に炭水化物を含み酸で加水分解を行うと著しい。フミン酸の分子量は2000〜数万で官能基として水酸基[-OH]やカルボキシル基[-COOH]を多数持つ。   Another effect on flavor is humic acid. Humic acid is produced by the hydrolysis of proteins, especially when it contains carbohydrates and is hydrolyzed with acids. Humic acid has a molecular weight of 2000 to tens of thousands, and has many hydroxyl groups [—OH] and carboxyl groups [—COOH] as functional groups.

以上コーヒーについても、酸化反応であるアミノカルボニル反応が関与しており、糖の分解により適正量の場合は芳醇なコーヒーの香味を呈する。しかしながら、その適正量から逸脱した場合は、その品質が劣化することを意味する。   As described above, the aminocarbonyl reaction, which is an oxidation reaction, is also involved in coffee, and it exhibits a rich coffee flavor in the case of an appropriate amount due to the decomposition of sugar. However, deviating from the proper amount means that the quality is deteriorated.

更に、例えばコーヒー豆を抽出した際に冷めるとコーヒー液が混濁する現象についてもフミン酸の特性による不要な錯塩生成により説明可能である。具体的には、質量、構造的、形状的に非常に不均質で特性が散逸するが、酸に不溶で中性〜アルカリに可溶、また水溶液は褐色〜暗色を呈する。フミン酸の特性として2価以上の金属(Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+など)と結合して水に不溶な錯塩を作る。   Furthermore, for example, the phenomenon that the coffee liquor becomes turbid when it is cooled when coffee beans are extracted can be explained by the generation of unnecessary complex salts due to the characteristics of humic acid. Specifically, it is very inhomogeneous in mass, structure, and shape, and its characteristics are dissipated, but it is insoluble in acid and soluble in neutral to alkali, and an aqueous solution is brown to dark. As a characteristic of humic acid, it forms complex salts that are insoluble in water by combining with divalent or higher metals (Fe2 +, Fe3 +, Ca2 +, Mg2 +, etc.).

以上香味の形成に対して、またコーヒー等の冷却時の液混濁、保存中のpH低下などについて糖が密接に関与していることが言える。更に保存時においてもコーヒーは、アミノ酸+糖−>アルデヒド+エナミノール[ストレッカー分解(アミノ−カルボニル反応)]エナミノール−>ピラジン[環化反応]を起こし、糖が分解することにより保存中にpHが低下、香味に悪影響を与える。   As described above, it can be said that sugar is closely involved in flavor formation, liquid turbidity during cooling of coffee, etc., pH reduction during storage, and the like. Furthermore, even during storage, coffee causes amino acid + sugar-> aldehyde + enaminol [strecker decomposition (amino-carbonyl reaction)] enaminol-> pyrazine [cyclization reaction], and the pH is reduced during storage due to decomposition of the sugar. Reduces and adversely affects flavor.

一方微生物の増殖による香味変化ついても、増殖時に必要となるエネルギー源である糖量が関与すると言える。微生物は炭水化物を代謝し,脂肪酸,アミノ酸,その他の代謝と相互に関係し栄養分として様々な重要な機能を果す。   On the other hand, it can be said that the amount of sugar, which is an energy source required for growth, is also involved in the flavor change due to the growth of microorganisms. Microorganisms metabolize carbohydrates and interact with fatty acids, amino acids and other metabolism to perform various important functions as nutrients.

図15は、ビールのアルコール発酵を伴う酵母のサイクルについて示している。ビルピン酸デカルボキシラーゼがビルピン酸を脱炭酸しアルデヒドに変化させ,更にアルコールデヒドロゲナーゼの存在下エタノールを生成する。   FIG. 15 shows a cycle of yeast with beer alcohol fermentation. Virpinate decarboxylase decarboxylates and converts it to aldehyde, and further produces ethanol in the presence of alcohol dehydrogenase.

ビールの劣化についてはビール中で高分子メラノイジンの活性カルボニル基が電子受容体となって高級アルコールをアルデヒドへと酸化させ,褐変,香味の劣化を引き起こし,イソフムロンの酸化物質と結合して酸化臭が発生する。先に述べた通り,酵母による汚染は発酵の過程ですべての酵母で産生され,図15にしめしたダイアセチルの生成と分解の過程へ進む。   Regarding the deterioration of beer, the active carbonyl group of high molecular weight melanoidin becomes an electron acceptor in beer and oxidizes higher alcohols to aldehydes, causing browning and flavor deterioration. appear. As described above, contamination by yeast is produced in all yeasts during the fermentation process, and proceeds to the process of production and decomposition of diacetyl shown in FIG.

ダイアセチルは酵母の細胞内でアセトアルデヒドとピルビン酸によりα-アセト乳酸が生成される。このαアセト乳酸が酵母の外に出て,酸化して,ダイアセチルとなる。乳酸菌,酵母は共にブドウ糖1分子を2分子のピルビン酸に代謝し,酵母はピルビン酸をMg++の存在のもとアセトアルデヒドに代謝しZn++の存在のもとエチルアルコールに代謝する。   Diacetyl produces α-acetolactic acid by acetaldehyde and pyruvic acid in yeast cells. This α-acetolactic acid goes out of the yeast and is oxidized to diacetyl. Both lactic acid bacteria and yeast metabolize one glucose molecule into two molecules of pyruvate, and yeast metabolizes pyruvate into acetaldehyde in the presence of Mg ++ and metabolizes into ethyl alcohol in the presence of Zn ++.

これにより1分子のブドウ糖より2分子のエチルアルコールが生成される。その際酵母がもたらす香味(バター臭,スコッチバター臭,漬け物臭)としては(1)アルコール ,(2)アセトアルデヒド ,(3)エステル :アルコールと酸とが合体したものである。   As a result, two molecules of ethyl alcohol are generated from one molecule of glucose. In this case, the flavor (butter odor, scotch butter odor, pickle odor) brought about by yeast is (1) alcohol, (2) acetaldehyde, (3) ester: a combination of alcohol and acid.

一方、酵母以外の微生物汚染としては、乳酸菌汚染の場合は,発酵の終わりにダイアセチルが生成され,ダイアセチルのみが高濃度に残る。乳酸菌汚染があれば,熟成したビールにダイアセチルが発生し,汚染が進むと酸度の増加がみられ,ビールに濁りが現れる。乳酸菌とは,消費糖あたり50%以上の乳酸(lactic acid)を産生する細菌を総称して乳酸菌と呼ばれている。形状から分類すると球菌,桿菌,芽胞菌に分類され,Lactobacillus.,Pediococcus.が代表的例である。   On the other hand, as microbial contamination other than yeast, in the case of lactic acid bacteria contamination, diacetyl is produced at the end of fermentation, and only diacetyl remains at a high concentration. If there is lactic acid bacteria contamination, diacetyl is generated in the aged beer, and as the contamination progresses, the acidity increases and turbidity appears in the beer. Lactic acid bacteria are collectively called bacteria that produce 50% or more of lactic acid per consumed sugar. If classified according to shape, it is classified into cocci, bacilli and spore bacteria, with Lactobacillus and Pediococcus as representative examples.

これら微生物による栄養源として糖の資化の推定が正しいか否かについて、更に、その資化によって香味成分が以下に変化について、試験検体としてSPOILED BEER酵母のSaccharomyces cerevisiae NBRC 1439株を,YM液体培地(グルコース 1%,ペプトン 0.5%,酵母エキス 0.3%,麦芽エキス 0.3%,pH5.6)10 ml を入れた2本に酵母を接種,30℃で2日間培養(途中で一度培地を交換)を実施した。   Regarding whether or not the estimation of sugar utilization as a nutrient source by these microorganisms is correct, and further about the change in the flavor component as a result of the utilization, the Saccharomyces cerevisiae NBRC 1439 strain of SPOILED BEER yeast was used as a test sample, and the YM liquid medium (Glucose 1%, Peptone 0.5%, Yeast extract 0.3%, Malt extract 0.3%, pH 5.6) Inoculate yeast into 2 mls and culture at 30 ° C for 2 days The medium was changed once).

一本はYM液体培地に入れ替え,他方は,ビールを入れ,一晩(約19時間)30℃で培養,菌体を遠心して集め,滅菌蒸留水に懸濁,洗浄を2回行った後,洗浄菌体を全量40 ml のビールに懸濁した。   One is replaced with YM liquid medium, the other is filled with beer, cultured overnight (about 19 hours) at 30 ° C, the cells are collected by centrifugation, suspended in sterile distilled water, washed twice, The washed cells were suspended in 40 ml of beer.

1晩ビールに慣らした酵母を用いた試料(酵母のビール懸濁液)をBeer試料,YM液体培地のみで培養した酵母を用いた酵母のビール懸濁液試料(以下YM試料と呼ぶ)を30℃で培養した。   30 samples of yeast beer suspension samples (hereinafter referred to as YM samples) using yeast cultivated only in a YM liquid medium (yeast beer suspension) using yeasts accustomed to beer overnight. Incubated at 0 ° C.

次に実験に際して8時間まで2時間ごとに1 ml 懸濁液を,2日5時間後にサンプリング接種した。接種した液を遠心後,0.45μmのポアサイズの膜でろ過したものを高速液クロマトグラフィーはカラム:Shodex Asahipak NH 2P−504E、移動相:アセトニトリル/水=6/4(v/v)、流量:0.8ml/min、温度:40℃、検出:示差屈折計(RI)条件とした。   Next, in the experiment, 1 ml suspension was sampled and inoculated every 2 hours up to 8 hours after 5 hours. Centrifugation of the inoculated liquid and filtration through a 0.45 μm pore size membrane is performed using high-performance liquid chromatography column: Shodex Asahipak NH 2P-504E, mobile phase: acetonitrile / water = 6/4 (v / v), flow rate : 0.8 ml / min, Temperature: 40 ° C., Detection: Differential refractometer (RI) conditions.

図16は、上記の条件下微生物汚染により資化された糖分の変化量を高速液クロマトグラフィーにて検出したものを示している。高速液クロマトグラフィーの溶出パターン対照のビールの溶出パターンと比較したとき,beer、YM のいずれの試料についても8時間後については,その溶出パターンに変化は認められず,両試料の間で比べてもほとんど差は認められなかった。   FIG. 16 shows that the amount of change in the sugar content assimilated by microbial contamination under the above conditions was detected by high performance liquid chromatography. Elution pattern of high performance liquid chromatography When compared with the elution pattern of beer as a control, no change was observed in the elution pattern after 8 hours for either sample of beer or YM. There was almost no difference.

一方他のピークは,元のビール,8時間後の試料とほとんど変化が認められないのにも拘らず,2日5時間後の試料の分析ではこの溶出時間の10.45min のピークは明らかに減少,元のビールのピ−クの4分の1程度に変化している。   On the other hand, the peak at 10.45 min of this elution time is clearly reduced in the analysis of the sample after 5 hours in 2 days, although the other peaks are almost the same as the original beer and the sample after 8 hours. , It changes to about a quarter of the original beer peak.

以上の条件下、ビールの発酵過程において糖量7以上の多糖類は直鎖の物は酵母により資化されているが,側鎖の酵母は資化できないことが判る。一般に微生物は、資化しやすい糖から分解を始める性質があり、この結果は糖量7未満で直鎖の物ヘキサオースから解糖のプロセスが始まることを意味している。   Under the above conditions, it can be seen that in the beer fermentation process, polysaccharides having a sugar amount of 7 or more are assimilated by yeast, but side chain yeasts cannot be assimilated. In general, microorganisms have a property of starting to decompose from a sugar that is easily assimilated, and this result means that the process of glycolysis starts from a linear substance hexaose with a sugar content of less than 7.

この結果を香味成分とpH、電気伝導率、色差計、それぞれの物性値等について、開封直後のビールと微生物により汚染されたビールを比較したものを図17に示す。この結果、微生物汚染による飲料の香味変化としてはコハク酸、酢酸、酢酸臭、エタノール臭が増加していることがわかる。   FIG. 17 shows a comparison of beer immediately after opening and beer contaminated with microorganisms with respect to the flavor component, pH, electrical conductivity, color difference meter, physical property values, and the like. As a result, it can be seen that succinic acid, acetic acid, acetic acid odor, and ethanol odor are increasing as flavor changes of the beverage due to microbial contamination.

このように微生物汚染により、ビールの香味成分を変化が生じる理由は、開封直後のビールと微生物により汚染されたビールの変化量はヘキサソースが約78%、ブドウ糖量が9.3%、BRIXが9.25%となり、微生物により糖分が分解され栄養供給されていることが明らかになった。更に、微生物に汚染されたビールの液体特性として電気伝導率、pH、色差は、電気伝導率21%、pH14.6%、色差L値2%程度の変化を生じる。   The reason why the flavor component of beer changes due to microbial contamination is as follows. The amount of change between beer immediately after opening and beer contaminated with microorganisms is about 78% for hexasauce, 9.3% for glucose, and BRIX. It became 9.25%, and it became clear that sugar was decomposed by microorganisms and nutrition was supplied. Further, as the liquid characteristics of beer contaminated with microorganisms, the electrical conductivity, pH, and color difference change with electrical conductivity of 21%, pH of 14.6%, and color difference L value of about 2%.

以上、糖分量の分析により様々な飲料品質劣化を測定することが可能なことを説明した。次に具体的に糖分に着目し飲料品質の劣化について検出可能な装置について説明する。   As described above, it has been explained that various beverage quality degradations can be measured by analyzing the sugar content. Next, an apparatus capable of detecting the deterioration of beverage quality by specifically focusing on the sugar content will be described.

一般的に飲料品質の劣化度を測定する場合、検出装置としては有糖系飲料の品質確認方法に使用している屈折率を用いた糖度計が想像される。しかしながら、屈折率を使用した糖度計はブドウ糖,異性化糖,異性化糖,転化糖,乳糖,麦芽糖,クエン酸,酢酸等が複合して検出される為に様々な因子が絡み合う。これに対して、糖量が少ないコーヒーや微生物の栄養源として糖分を使用する場合は、微小変化、かつ糖類全体を総体にて捉える必要がある。換言すれば糖度計では、様々な糖分が複合して測定される為に、その数値変化が埋没する可能性が高い。   In general, when measuring the degree of deterioration of beverage quality, a sugar meter using a refractive index used in a quality confirmation method for a sugar-based beverage can be imagined as a detection device. However, since the sugar content meter using refractive index is detected in combination with glucose, isomerized sugar, isomerized sugar, invert sugar, lactose, maltose, citric acid, acetic acid, etc., various factors are intertwined. On the other hand, when sugar is used as a nutrient source for coffee or microorganisms with a small amount of sugar, it is necessary to capture the entire saccharide as a whole with minute changes. In other words, in the sugar content meter, since various sugar contents are measured in combination, there is a high possibility that the numerical change is buried.

そこで食品・飲料生産設備では、褐変の原因の一つである,食品中の糖とアミノ酸との反応(アミノカルボニル反応)により生成されるHMFの存在に着目しているシステムが特許文献3に報告されている。HMFは,食品の加熱,加工,貯蔵等の間に生成され増加し,特に,貯蔵温度が高いとHMFは増加し,食品の褐変を生じさせるとともに食品の品質を劣化させることに着目をしたシステムである。しかしながら、指標としてのHMFを確認するには、高速液クロマトグラフィーなどの大型装置を使用するのが一般的で、飲食店舗にて簡便に品質確認を実施することは困難である。   Therefore, in food / beverage production facilities, Patent Document 3 reports a system that focuses on the presence of HMF produced by the reaction of sugar and amino acids in food (aminocarbonyl reaction), which is one of the causes of browning. Has been. HMF is generated and increased during the heating, processing, storage, etc. of food, especially when the storage temperature is high, HMF increases, causing browning of food and degrading the quality of food. It is. However, in order to confirm HMF as an index, it is common to use a large apparatus such as high performance liquid chromatography, and it is difficult to easily confirm the quality at a restaurant.

これに対して、(1)選択性が優れている。(ある糖を特異的に測定する。)(2)着色,濁り等の影響を受けない(3)常温,中性近辺の温和な条件で作動(4)簡単な操作(5)迅速測定(15秒程度)で測定可能である。(6)直接電気信号にて結果が得られる(7)小型携帯可能でパーソナルユース可能なセンサとして、図18に示した酵素を固定化したバイオセンサの使用を紹介した特許文献4に示した血糖値計,尿糖計,乳酸計等が知られている。   On the other hand, (1) selectivity is excellent. (Specifically measures a certain sugar.) (2) Not affected by coloring, turbidity, etc. (3) Operates under mild conditions at normal temperature and near neutrality (4) Simple operation (5) Rapid measurement (15 Can be measured in seconds). (6) The result can be obtained by direct electrical signals. (7) The blood glucose shown in Patent Document 4 that introduced the use of a biosensor in which the enzyme shown in FIG. 18 is immobilized as a small portable and personal use sensor. A value meter, urine sugar meter, lactic acid meter, etc. are known.

血糖値形などは,酵素の作用によりグルコースが酸化された時に過酸化水素が生成する,尿中もしくは血液中の糖(グルコース)を測定する酵素反応と電極反応により測定を実施している。酵素反応としてグルコース+酸素⇒グルコノラクトン+H2O2、更に,過酸化水素が電極上で酸化されるときに電子が生成され、電極反応としてH2O2⇒水素イオン+酸素+電子電極反応の測定原理は,作用極,対極においては電極反応,参照極においては溶液の電位を検出する。 The blood glucose level and the like are measured by an enzyme reaction and an electrode reaction for measuring sugar (glucose) in urine or blood, in which hydrogen peroxide is generated when glucose is oxidized by the action of an enzyme. Glucose + oxygen ⇒ gluconolactone + H 2 O 2 as an enzyme reaction, and electrons are generated when hydrogen peroxide is oxidized on the electrode, and H 2 O 2 ⇒ hydrogen ion + oxygen + electron electrode reaction as an electrode reaction. The measurement principle is to detect the electrode reaction at the working electrode and the counter electrode, and the potential of the solution at the reference electrode.

更に参照極に対して作用極が一定の電圧(例えば700mV)を印加すると,作用
極上で過酸化水素の酸化反応が起こり,酸化電流が発生し,作用極から対極に電
流が流れる。その際,作用極-参照極間の電位を一定になるように制御される。
Furthermore, when a constant voltage (for example, 700 mV) is applied to the working electrode with respect to the reference electrode, an oxidation reaction of hydrogen peroxide occurs on the working electrode, an oxidation current is generated, and a current flows from the working electrode to the counter electrode. At that time, the potential between the working electrode and the reference electrode is controlled to be constant.

しかしこの方式は測定目的に対して必要となる因子、例えば血統値計の場合は、グルコースを選択的(特異的)に測定する方法である。一方、本発明の目的である、例えば微生物増殖により影響を受ける香味変化は、資化される糖分が様々に異なること、また測定対象が様々であることを考慮した場合、選択性を持つ方式は、使用範囲を阻害する可能性が高い。   However, this method is a method that selectively (specifically) measures glucose required for the measurement purpose, for example, in the case of a pedometer. On the other hand, for example, the flavor change that is affected by the growth of microorganisms, which is the object of the present invention, is a method with selectivity when considering the fact that the sugars to be assimilated differ in various ways and the measurement target is different. , Likely to inhibit the use range.

特開2004−46714公報JP 2004-46714 A 特表2001−516052公報Special table 2001-516052 gazette 特開2000−4867公報JP 2000-4867 A 特開2004−233294公報JP 2004-233294 A 茶研報78:53 〜60、1993Tea Research Bulletin 78: 53-60, 1993

本発明は,上記の事柄を鑑みたもので,その目的は飲料や食の貯蔵、抽出条件の最適化,微生物汚染,洗浄時期,廃棄時期の検出等の課題を解決する技術を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above matters, and its purpose is to provide a technology for solving problems such as storage of beverages and foods, optimization of extraction conditions, detection of microbial contamination, cleaning time, and disposal time. is there.

データのルール化により前もって特定した変化する因子を、常に基準値があるものに対して、比較し、閾値を超えた変化が発生したと考え、香味変化が生じたと判断することを課題とする。   It is an object to compare the changing factors specified in advance by the rule of data against those having a reference value, to determine that a change exceeding the threshold value has occurred, and to determine that a flavor change has occurred.

また、血糖値計などに用いられる酵素固定化膜の様に、糖のある変化量(選択性を有するもの)のみを拡大して抽出する方法でなく、様々な販売対象に対して個別の酵素を固定化した膜選択性を必要としないことを課題とする。   In addition, it is not a method of expanding and extracting only a certain amount of change in sugar (those having selectivity) like an enzyme-immobilized membrane used in a blood glucose meter, etc. It is an object of the present invention to not require the membrane selectivity in which is immobilized.

課題を解決するために本発明は、電気分解により糖量変化を線形近似し、測定対象の状態と次の計測時点の状態を推測することを特徴とする。更に電気伝導率をより精度を上げるという観点で、電気化学の電位の印加条件を変化させ酸化還元電位により個別の変化量を測定することを特徴とする。   In order to solve the problem, the present invention is characterized by linearly approximating a change in the amount of sugar by electrolysis and estimating the state of the measurement target and the state at the next measurement time point. Furthermore, from the standpoint of increasing the accuracy of electrical conductivity, it is characterized by changing the application condition of the electrochemical potential and measuring the individual change amount by the oxidation-reduction potential.

本発明は、pH計、電気伝導計、糖時計、塩素濃度計など様々な計器を必要としていた品質確認を一つの検出器で実施可能なことを特徴とする。更に特定の糖量に着目し選択性を持たせる酵素固定化でなく、食の貯蔵、抽出条件の最適化,微生物汚染,洗浄時期,廃棄時期の検出等の課題を解決するものである。   The present invention is characterized in that a single detector can perform quality confirmation that required various instruments such as a pH meter, an electric conductivity meter, a sugar clock, and a chlorine concentration meter. Furthermore, it is not an enzyme immobilization that gives attention to a specific amount of sugar, but also solves problems such as food storage, optimization of extraction conditions, detection of microbial contamination, washing time, and disposal time.

微生物汚染を香味変化により検出することを特徴とし、微生物による糖類の資化により栄養源として増殖するため、資化される糖分量の変位を測定し、香味変化量として捉える。これらの定量化により微生物汚染による品質劣化と判断し洗浄時期が検知可能である。   It is characterized by detecting microbial contamination by flavor change, and it grows as a nutrient source by assimilation of saccharides by microorganisms. Therefore, the change in the amount of sugar to be assimilated is measured and taken as a flavor change amount. Based on these quantifications, it is judged that the quality has deteriorated due to microbial contamination, and the cleaning time can be detected.

飲料全体の品質を眺めることにより銘柄の特定、オペレーションの異常などを検知、予め用意されたレシピの分量に従って調理されているかについての確認が可能となる。   By looking at the quality of the whole beverage, it is possible to detect the identification of brands, abnormal operation, etc., and check whether the food is cooked according to the amount of recipes prepared in advance.

更にアミノカルボニル反応に起因する加熱や貯蔵時間などに関与する酸化度を糖量にて測定することにより香味変化を検知することが可能になる。この他、電気分解により塩素発生濃度を確認も可能になり希釈水の飲料品質を向上させることも可能となる。   Furthermore, it is possible to detect a change in flavor by measuring the degree of oxidation related to heating, storage time, etc. due to the aminocarbonyl reaction by the amount of sugar. In addition, the chlorine generation concentration can be confirmed by electrolysis, and the beverage quality of the diluted water can be improved.

以下、発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings.

第一の実施例として 図19に示した三極セル方式の香味変化検出装置を説明する。この方式は、第三の電極として補助電極を用い、作用電極の電位は基準電極に対して測定制御を行い、電位の正確さを確保する為に、基準電極には電流が殆ど流さない。作用電極で酸化反応が起こった場合は、作用電極が受け取った電子を補助電極で還元反応を起こす方法である。   As a first embodiment, a three-electrode cell type flavor change detection apparatus shown in FIG. 19 will be described. In this system, an auxiliary electrode is used as the third electrode, and the electric potential of the working electrode is measured and controlled with respect to the reference electrode, and in order to ensure the accuracy of the electric potential, almost no current flows through the reference electrode. This is a method in which when an oxidation reaction occurs at the working electrode, an electron received by the working electrode is reduced at the auxiliary electrode.

はじめに、図20に大手コーヒー店舗で販売されるコーヒーを採取し、ある糖量と電気伝導率を測定した結果を示す。この結果によると、コーヒー抽出の基準値に対して45%程度電気伝導率が低くなっており現状の運用方法では限界が在ることが判る。その理由としては、大手コーヒー店舗の多くは、コーヒー抽出などの店舗運営は予め定められたマニュアルに従い行われる。その設定が合っているとして運用されるために、今回測定をした事例のように、コーヒー購入者がクレームをつけるまではそのまま大量に販売される可能性が高い。   First, FIG. 20 shows the results of collecting coffee sold at a major coffee store and measuring a certain amount of sugar and electrical conductivity. According to this result, the electrical conductivity is about 45% lower than the reference value for coffee extraction, and it can be seen that there is a limit in the current operation method. The reason for this is that in many major coffee stores, store operations such as coffee extraction are performed according to a predetermined manual. In order to operate as if the setting is correct, it is highly likely that the coffee purchaser will sell in large quantities until the customer makes a complaint, as in the case of the measurement conducted this time.

図21の結果、コーヒー溶液の特性は、溶出した糖量と電気伝導率はほぼ双対の特性を示し、抽出による糖量の溶出は、電気伝導率の測定により代用可能であると考えられる。   As a result of FIG. 21, the characteristics of the coffee solution show that the eluted sugar amount and electric conductivity are almost dual, and the elution of the sugar amount by extraction can be substituted by measuring the electric conductivity.

以上の前提を基にして、図19に示した三極セル装置に、図22に示したクロノアンペロメトリーと言われる電位ステップ印加し、電流の過渡応答を測定した。測定条件として、T1=10秒の電流値を測定、使用電極はカーボン電極で溶液との接触面積は7.07mm2である。これによるとコーヒーなどの抽出条件を測定する場合、電気伝導率にて抽出条件は測定可能であることが判る。   Based on the above premise, a potential step called chronoamperometry shown in FIG. 22 was applied to the triode cell apparatus shown in FIG. 19 and the transient response of the current was measured. As measurement conditions, a current value of T1 = 10 seconds was measured, the electrode used was a carbon electrode, and the contact area with the solution was 7.07 mm 2. According to this, when measuring extraction conditions such as coffee, it can be seen that the extraction conditions can be measured by electrical conductivity.

図23は銘柄別およびコーヒー濃度が異なる対象に対して三極セル装置、クロノアンペロメトリーにて測定したものである。図23中の(1)は電気伝導率2000μs、銘柄Aについて飲料特性を示している。一方、(2)は電気伝導率2111μs、銘柄B、銘柄Bで最適に抽出されたものである。一方、(3)は電気伝導率1767μsで、(2)と比較しやや薄いコーヒーである。   FIG. 23 is a measurement using a triode cell device and chronoamperometry for different brands and different coffee concentrations. (1) in FIG. 23 shows the beverage characteristics for the electrical conductivity 2000 μs and the brand A. On the other hand, (2) is optimally extracted with electrical conductivity 2111 μs, brand B and brand B. On the other hand, (3) has an electric conductivity of 1767 μs, which is a slightly thinner coffee than (2).

始めに図23中の(2)について、印加電圧と電流値は線形の関係になっており、R−2乗値は0.9923であり、電流値=傾き×印加電圧+切片の一次関数で表せることを示している。更に(1)、(2)、(3)は、抽出の濃淡は切片にて推定可能(傾きがほぼ同じ)、飲料,豆品種は傾きが変化すると言えることを示している。   First, with respect to (2) in FIG. 23, the applied voltage and the current value have a linear relationship, the R-2 power value is 0.9923, and the current value = slope × applied voltage + intercept linear function. It can be expressed. Furthermore, (1), (2), and (3) show that the shade of extraction can be estimated by an intercept (the slope is almost the same), and that the slopes of beverages and bean varieties can be said to change.

一般に電気伝導率は温度補正が必要であると言われている。そこで、図24に電気伝導率と温度の特性を示し、温度と電気伝導率の線形性についてR−2条値は0.9629となり、近似式により温度補正が可能なことを示している。   In general, it is said that the electrical conductivity needs to be corrected for temperature. Therefore, FIG. 24 shows the characteristics of electric conductivity and temperature, and the R-2 value for the linearity of temperature and electric conductivity is 0.9629, which indicates that temperature correction can be performed using an approximate expression.

抽出条件以外に微生物によるビールの香味変化について、pHと電気伝導率を管理指標として求めたものを図25に示す。図26は、時間経過した際のビール銘柄Aと銘柄Bの電気伝導率とpHについて示したものである。更に、図
27に、電気伝導率とpHの変化率を示している。これによると、二つの管理パラメータがある時間、この場合は、80時間(三日間)を越えた時点から大きく変化することが判る。従って、ある微生物による飲料の香味が変化についてもコーヒー抽出の場合と同様にある閾値を超えると香味に対して悪影響を与えていると判断することが可能である。
FIG. 25 shows the changes in beer flavor caused by microorganisms other than the extraction conditions, with the pH and electrical conductivity as management indices. FIG. 26 shows the electrical conductivity and pH of beer brand A and brand B over time. In addition, the figure
27 shows the rate of change in electrical conductivity and pH. According to this, it can be seen that the two management parameters change greatly from a point in time exceeding a certain time, in this case, 80 hours (three days). Therefore, as for the change in the flavor of the beverage due to a certain microorganism, it is possible to determine that it has an adverse effect on the flavor if it exceeds a certain threshold as in the case of coffee extraction.

これらの概念に基づき、システム構築をしたフローチャートを図28に示す。このフローチャートに従って制御システムを構築した場合、予め設定された銘柄から、それぞれの飲料や豆などの種類によって異なる傾きを呼び出し、初回販売のみ傾き算出に使用だけで、次販売のデータをオンラインでかつ、逐次推定することが可能になる。この推定された値と実際に得る値の差異により、香味変化に対して異常診断が可能になり、顧客に提供される飲料の品質が向上させることが可能である   FIG. 28 shows a flowchart of system construction based on these concepts. When a control system is constructed according to this flowchart, the slopes that differ depending on the types of beverages and beans, etc., are called from preset brands, and only the initial sales are used to calculate the slope. It becomes possible to estimate sequentially. Due to the difference between the estimated value and the actually obtained value, it is possible to diagnose abnormality with respect to flavor change and improve the quality of beverages provided to customers.

図28のフローチャートに従って制御信号を検出し、制御する対象としては、先に述べた、抽出条件の最適化,微生物汚染,微生物汚染や汚染物などによる洗浄時期の検出が可能である。更に、図29に示したコーヒー抽出の保温による劣化についても、電気伝導率とpHが有効な指数であり、食の貯蔵、廃棄時期の検出等の課題についても第一の実施例にて検出可能である。   The control signal is detected and controlled according to the flowchart of FIG. 28, and the above-described extraction conditions can be optimized, and the cleaning time due to microbial contamination, microbial contamination, contaminants, and the like can be detected. Furthermore, the electrical conductivity and pH are also effective indexes for the deterioration of the coffee extraction due to heat retention shown in FIG. 29, and it is possible to detect problems such as storage of food and detection of disposal time in the first embodiment. It is.

本発明では、主に三極セル装置による検出方法について説明をしたが、現在pHの測定については従来のガラス電極を用いたものから、MOSFETの一種であるISFETを併用して検出することも可能である。   In the present invention, the detection method using the triode cell device has been mainly described. However, the current pH measurement can be performed by using a conventional glass electrode together with an ISFET which is a kind of MOSFET. It is.

第一の実施例は、簡便に香味変質を確認可能である一方、過渡応答から定常状態になる時間を要する。そこで、過渡応答性の向上、即ち電位印加条件を最適化することにより充電電流の時間を短縮し、充電電流の寄与を少なく(微量分析精度の向上)、電流のサンプリング時間を変更し電極反応を精密解析する方法として第二の実施例を示す。   In the first embodiment, flavor alteration can be easily confirmed, but it takes time to transition from a transient response to a steady state. Therefore, the transient response is improved, that is, the charging current time is shortened by optimizing the potential application conditions, the contribution of the charging current is reduced (improvement of microanalysis accuracy), the current sampling time is changed and the electrode reaction is changed. A second embodiment will be described as a method for precise analysis.

第二の実施例として、方形波ボルタンメトリーと言われる、毎回少しずつ異なるパルス状の電位を周期的に与え、一定時間ごとに電流を測る手法にて実施した。この方式は、溶液の充電電流の寄与が少ないために微小量分析が可能となり、ファラデー電流成分を抽出可能である為に電極反応が精密に実施できる。   As a second example, the method was called square wave voltammetry, in which a pulse-like potential slightly different each time was periodically applied, and the current was measured at fixed time intervals. In this method, since the contribution of the charging current of the solution is small, a minute amount analysis is possible, and since the Faraday current component can be extracted, the electrode reaction can be performed precisely.

図30は、ビール微生物汚染と糖濃度変化を方形波ボルタンメトリーにて測定した結果を示している。電極はカーボン電極(GC)、使用したビールは開封直後(良)、及び二日間放置(悪)を比較したものである。良はBRIX 5.5%、pH4.22、電気伝導率1429μs、悪はBRIX 5.5%、pH4.27、電気伝導率1514μsの溶液物性を使用した。一方、方形波ボルタルメトリーの電圧印加条件は方形波の振幅=0.025V、ステップ電位=0.004V、パルス幅=30Hzである。   FIG. 30 shows the results of measuring beer microbial contamination and sugar concentration change by square wave voltammetry. The electrode is a carbon electrode (GC), and the used beer is compared immediately after opening (good) and left for two days (bad). The good property was BRIX 5.5%, pH 4.22, electric conductivity 1429 μs, and the bad was BRIX 5.5%, pH 4.27, electric conductivity 1514 μs. On the other hand, the voltage application conditions of square wave voltammetry are: square wave amplitude = 0.025V, step potential = 0.004V, and pulse width = 30 Hz.

この方式は走査時間が2秒で、システム全域を測定しA部、B部で基質濃度差、即ち顕著に酸化還元反応が発生し、図30中に示した(1)、(2)にてその成分を検出することにより、特異的な変化や微少量に対しても推測可能になると言える。   In this method, the scanning time is 2 seconds, the entire system is measured, and substrate concentration difference, that is, significant redox reaction occurs in A part and B part. In (1) and (2) shown in FIG. By detecting that component, it can be said that it can be estimated even for a specific change or a minute amount.

なお、第一および第二の実施例を具現化するセンサのブロック図を、図31に示す。   A block diagram of a sensor embodying the first and second embodiments is shown in FIG.

第一および第二の実施例に、図32に示す印加電圧―0.1V付近で拡散電流が平坦になるプラトー領域部分を使用し、印加電圧が変化しても濃度に依存した拡散電流が変化しない特性を使用したポーラログラム法を使用した塩素濃度測定を実施することも可能である。   In the first and second embodiments, the plateau region where the diffusion current becomes flat near the applied voltage of −0.1 V shown in FIG. 32 is used, and the diffusion current depending on the concentration changes even if the applied voltage changes. It is also possible to carry out a chlorine concentration measurement using a polarogram method using characteristics that do not.

以上、主に飲料供給装置を例に説明をして来たが、本発明品は油の劣化や汁等の調理等、食品関連への応用使用が可能である。日本そば汁のかえしを例にして説明をする。そば汁の材料である醤油、砂糖、みりんは、いずれもかなり強い特性を持っているため、そのまま使うと、それぞれの持つクセを残す為に、これらを混合して熟成させると、化学反応が成分間に起こり、香味のよい汁を作ることができる。   As mentioned above, although the drink supply apparatus has been mainly described as an example, the product of the present invention can be applied to food-related applications such as oil deterioration and cooking of juice. The explanation is based on the example of Japanese buckwheat soup. Soy sauce, sugar, and mirin, which are ingredients for buckwheat soup, all have quite strong properties. It happens in between and can make a savory juice.

かえしにおける醤油糖類の役割としては、まず、醤油に含まれるアミノ酸と、砂糖やみりんに含まれている糖類の間に化学反応が起こり、メラノイジンが生成される。   As the role of soy saccharides in the maple, first, a chemical reaction occurs between the amino acids contained in soy sauce and the saccharides contained in sugar or mirin, and melanoidin is produced.

醤油に含まれるグルタミン酸は、イノシン酸のうま味と相乗的に働いて、味覚
に対して強く、独特のうま味のきいた味を出す。特に、濃口醤油は、大豆に由
来する多量のグルタミン酸を含むので、これがカツオ節に含まれるイノシン酸
のうま味と相乗的に働きうま味を作り出す。
Glutamic acid contained in soy sauce works synergistically with the umami taste of inosinic acid, is strong against taste, and produces a unique umami taste. In particular, since rich soy sauce contains a large amount of glutamic acid derived from soybeans, this produces a umami that works synergistically with the umami of inosinic acid contained in bonito.

一方、かえしにおけるみりんの役割には、糖分の他に、生臭みを消す作用がある。みりんは、タンクに焼酎を張って、それに麹と蒸した餅米を加え熟成させて作る。この際に、麹菌が自己消化といって、自体の持つ酵素で菌体を分解するが、そのとき魚の生臭みを消す力のある物質を作り出す。   On the other hand, the role of mirin in maple has an action of eliminating the raw odor in addition to sugar. Mirin is made by adding shochu to the tank, ripening it and adding steamed rice. At this time, gonococcus is called self-digestion and decomposes the microbial cells with its own enzyme, but at that time it creates a substance that has the power to quench the fishy odor.

更に、本がえしは醤油を加熱して作るが、熱し方や砂糖の加え方、加熱時間により種々の状態のかえしにある。醤油と糖類は、温度が80℃以上になると急速に化学反応が起こり、メラノイジンが生成する。かえしを作るときに80℃程度に温度調整、加熱時間が重要な理由は、メラノイジンの生成反応が進みすぎて、強い褐色になるのを防止するためである。   In addition, the booklet is made by heating soy sauce, but it is in various states depending on how it is heated, how sugar is added, and the heating time. Soy sauce and sugars rapidly undergo a chemical reaction when the temperature reaches 80 ° C. or higher, and melanoidin is produced. The reason why the temperature adjustment and the heating time are important at the time of making the maple is to prevent the formation reaction of melanoidin from proceeding excessively and becoming strong brown.

このように飲食の基本になる糖量に着目することにより、様々な食への展開が可能になる。例えば、昨今チェーン型のレストラン等で採用されているセントラルキッチンと言われる調理方法への展開を例にした場合、各店舗で加熱調理、保存などが実施されている場所への展開により食に対して香味の一律化が図れる。更に国内ではBSE発生以降、偽装表示や添加物、農薬などの問題・不祥事が頻発し、消費者の食に対する不安感が高まっている。外食産業は食の信頼回復のため、企業の法令遵守をはじめ、食材調達におけるトレーサビリティや衛生管理の徹底、表示・情報開示にリンクも可能となる。   By paying attention to the amount of sugar that is the basis of food and drink in this way, development into various foods becomes possible. For example, in the case of deployment to a cooking method called a central kitchen, which is currently used in chain-type restaurants, etc. And uniform flavor. Furthermore, since BSE occurs in Japan, problems and scandals such as camouflage labeling, additives, and agricultural chemicals have frequently occurred, and consumers are increasingly worried about food. In order to restore food trust, the restaurant industry can link to legal compliance of companies, thorough traceability and hygiene management in food procurement, and display and information disclosure.

溜め置き式コーヒー抽出器の構造Structure of the storage type coffee extractor ポストミックのカップ式自販機の構造Postmic cup vending machine structure 塩素発生器及び定電流通電条件Chlorine generator and constant current conduction conditions 飲料供給器における冷却システムCooling system in beverage dispenser バックインボックス式ポストミックス飲料供給装置Back-in-box postmix beverage supply device レシオカップRatio cup プレミックス式飲料供給装置Premix beverage supply device 冷却コイル内の無機堆積物Inorganic deposits in cooling coils 洗浄実施、未実施の微生物数比較Comparison of the number of microorganisms with and without washing 従来技術における香味検出装置Prior art flavor detection apparatus 従来技術における香味検出装置のフローチャートFlow chart of flavor detection apparatus in the prior art 従来技術における香味検出装置の電圧印加条件Voltage application condition of flavor detection device in the prior art コーヒーの香味変化過程Coffee flavor change process コーヒーの成分量Amount of coffee ingredients ビールにおける微生物発酵過程Microbial fermentation process in beer 高速液クロマトグラフィーによる微生物増殖時の糖分量測定Measurement of sugar content during microbial growth by high-performance liquid chromatography 微生物増殖による香味成分の変化量Changes in flavor components due to microbial growth 血糖値計の固定化酵素膜センサチップImmobilized enzyme membrane sensor chip for blood glucose meter 3極セル装置3-pole cell device 大手コーヒーチェーンにおけるコーヒー飲料の品質確認Quality check of coffee drinks in a major coffee chain コーヒーにおける糖量と電気伝導率の関係Relationship between sugar content and electrical conductivity in coffee 本発明の一実施例によるクロノアンペロメトリーの電圧印加条件Voltage application conditions for chronoamperometry according to an embodiment of the present invention 本発明の一実施例によるクロノアンペロメトリーにて測定たコーヒーの品質確認Quality confirmation of coffee measured by chronoamperometry according to one embodiment of the present invention 本発明の一実施例による温度と電気伝導率確認Temperature and electrical conductivity confirmation according to an embodiment of the present invention 市場におけるビール品質確認Beer quality check in the market 本発明の一実施例による微生物汚染によるビール品質劣化 確認Confirmation of beer quality deterioration due to microbial contamination according to an embodiment of the present invention 本発明の一実施例による微生物汚染によるビール品質劣化度(%)確認Confirmation of beer quality deterioration degree (%) due to microbial contamination according to one embodiment of the present invention 本発明の一実施例によるクロノアンペロメトリー装置の フローチャート1 is a flowchart of a chronoamperometry apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例によるコーヒーの保温時間と飲料品質Insulation time and beverage quality of coffee according to one embodiment of the present invention 本発明の一実施例による方形波パルスボルタンメトリーSquare wave pulse voltammetry according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による方形波パルスボルタンメトリー装置Square wave pulse voltammetry apparatus according to one embodiment of the present invention ポーラログラム法による塩素濃度測定装置Chlorine concentration measuring device by polarogram method

Claims (2)

糖量変化に対し、選択性を持たずに測定対象の変化を検出することを特徴とする判定装置。     A determination apparatus that detects a change in a measurement target without having selectivity with respect to a change in sugar amount. 糖量変化を線形近似することにより、測定対象の状態と次の計測時点の状態を予め推測することを特徴とする判定装置。
A determination apparatus characterized by preliminarily estimating a state of a measurement target and a state at the next measurement time point by linearly approximating a sugar amount change.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013521986A (en) * 2010-03-19 2013-06-13 コンコーディア・コーヒー・カンパニー、インコーポレイテッド Method and apparatus for controlling brewed beverage quality
JP2015096056A (en) * 2013-10-07 2015-05-21 アサヒ飲料株式会社 Coffee drink
JP2017112911A (en) * 2015-12-24 2017-06-29 キリン株式会社 Unfermented beer-taste beverage having beer-like bitterness
CN113238008A (en) * 2020-06-17 2021-08-10 华标(天津)科技有限责任公司 Fluid food shelf life detection process flow

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