JP2009100705A - 炭酸飲料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶存二酸化炭素が抜けにくく、飲用時の泡が細かく感じるといった、新しい品質を持った炭酸飲料、及び当該炭酸飲料の製造方法を提供する。
【解決手段】圧力容器中で、１ｍｍ未満の二酸化炭素の微細な気泡を発生する、旋回式、エジェクター式、またはベンチュリー式のマイクロナノバブル発生装置を用いて飲料用液体中に二酸化炭素を供給し、溶存二酸化炭素量が２００乃至１２０００ｐｐｍである炭酸飲料の製造方法、及び当該方法によって製造される炭酸飲料。
【選択図】なし
【解決手段】圧力容器中で、１ｍｍ未満の二酸化炭素の微細な気泡を発生する、旋回式、エジェクター式、またはベンチュリー式のマイクロナノバブル発生装置を用いて飲料用液体中に二酸化炭素を供給し、溶存二酸化炭素量が２００乃至１２０００ｐｐｍである炭酸飲料の製造方法、及び当該方法によって製造される炭酸飲料。
【選択図】なし
Description
本発明は、炭酸水や缶チューハイなどに代表される、いわゆる炭酸飲料とその製造方法に関する。さらに詳しくは、炭酸感が長く持続し、飲用時に感じる泡の大きさが細かくかつ柔らかく感じる品質を持つ炭酸飲料とその製造方法に関する。
容器詰めされた炭酸飲料の工業的な製造方法は、ツーヘンハーゲン社のカーボネーターに代表されるような、配管中で飲料と二酸化炭素を特殊なミキサーにより混合して炭酸飲料を製造する方法が昨今の主流である（例えば、特表平７−５０９１８１号）。また特公平８−２４１５号に示されるように、二酸化炭素が充満したタンク中において飲料を噴霧し、タンク内に設置してある複数の板に飲料を塗布させて、板上に飲料の薄膜を形成させ、そこで効率よく二酸化炭素を飲料に吸収させる方法もある。従来はこれらの製造方法が主流であるが、この手法で得られた炭酸飲料の所謂炭酸感に関する品質は、製法が工業的であるが故、極めて画一的であるのが現状である。
一方、ヨーロッパにおいては、自然の湧き水、すなわち鉱泉水を採取し、これを容器に詰めた飲料の飲用が古くから定着している。これは地中奥深くから湧き出た水であるため自然由来の二酸化炭素が含まれており、口当たりも柔らかいなど特有の品質を有しており、品質の幅も実に様々である。しかしながら工業的に精製した水などを原料として、先に記述した工業的手法により製造した炭酸水の品質は、泡が大きく二酸化炭素が抜けやすいといった問題がある。
またフランスのシャンパーニュ、スペインのカヴァに代表される発泡性のワインは、瓶内二次発酵により二酸化炭素を瓶に封じ込めて製造するものであり、その炭酸品質には、特に泡の細やかさや炭酸の保持時間の長さには定評がある。先に示した手法により工業的に製造した発泡性ワイン、すなわちスパークリングワインとの炭酸に関する品質の差は、論を待たないところであるが、具体的には、工業的に製造されるスパークリングワインは、泡が大きく二酸化炭素も抜けやすいといった問題がある。
また、特開平８−３２３１７１号には、ある種の炭酸飲料の製造方法が開示されている。そして、当該方法により製造される炭酸飲料では、溶存二酸化炭素の抜けにくさが向上されたことが紹介されているものの、得られた炭酸飲料を飲用した際の泡の感じ方等には言及されていない。
特表平７−５０９１８１号公報
特公平８−２４１５号公報
特開平８−３２３１７１号公報
したがって、本発明における目的は、従来の工業的に製造される炭酸飲料とは異なり、溶存二酸化炭素が抜けにくく、飲用時の泡が細かく感じるといった、全く新しい品質を持った炭酸飲料を提供すること、及びそのような炭酸飲料を製造するための、従来の炭酸飲料製造方法とは異なる製造方法を開発することである。
これらの問題を解決するため発明者らは、従来の手法とは異なる発想に基づいて炭酸飲料の製造方法について鋭意検討を加え、気泡を微細化する手段を用いる全く新たな炭酸飲料の製造方法を考案するに至り、本発明を完成させた。
本発明は、以下の態様を含む。
１．圧力容器中で飲料用液体中に二酸化炭素を供給することを含む炭酸飲料の製造方法であって、前記二酸化炭素の供給が、二酸化炭素の微細な気泡を発生する手段を用いて行なわれる、前記方法、
２．前記手段が、１ｍｍ未満の気泡を発生する手段である、前記１に記載の方法、
３．前記手段が、マイクロナノバブル発生装置である、前記１に記載の方法、
４．前記マイクロナノバブル発生装置が、旋回式、エジェクター式、またはベンチュリー式の装置である、前記３に記載の方法、
５．前記１に記載の方法によって製造される炭酸飲料、
６．溶存二酸化炭素量が２００乃至１２０００ｐｐｍである、前記５に記載の炭酸飲料、
７．溶存二酸化炭素の保持能が改善された、前記５に記載の炭酸飲料、及び
８．２０℃で６０分間静置後の溶存二酸化炭素の残存率が０．５以上である、前記５に記載の炭酸飲料。
１．圧力容器中で飲料用液体中に二酸化炭素を供給することを含む炭酸飲料の製造方法であって、前記二酸化炭素の供給が、二酸化炭素の微細な気泡を発生する手段を用いて行なわれる、前記方法、
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６．溶存二酸化炭素量が２００乃至１２０００ｐｐｍである、前記５に記載の炭酸飲料、
７．溶存二酸化炭素の保持能が改善された、前記５に記載の炭酸飲料、及び
８．２０℃で６０分間静置後の溶存二酸化炭素の残存率が０．５以上である、前記５に記載の炭酸飲料。
本発明により、二酸化炭素の保持能が高く、かつ泡の大きさも細やかで、従来の製造方法のものとは全く異なる品質を有する炭酸飲料、及びそのような炭酸飲料を製造するための方法を提供することができる。また、本発明により、炭酸感が長持ちし、そして喉でより泡を感じられる炭酸飲料、及びそのような炭酸飲料を製造するための方法を提供することができる。
本発明において、炭酸飲料とは、その製造工程のいずれかの段階で強制的に二酸化炭素を含有させた飲料（炭酸水、二酸化炭素を含有する清涼飲料及びアルコール性飲料等）を意味する。
本発明では、圧力容器中で、二酸化炭素の微細な気泡を発生する手段を用いて飲料用液体中に二酸化炭素を供給すること、を含む方法によって炭酸飲料が製造される。
二酸化炭素の微細な気泡を発生する手段としては、飲料用液体中に二酸化炭素の微細な気泡、例えば泡径が１ｍｍ未満の気泡、を供給することができる手段であれば、特に制限なく使用することができる。
二酸化炭素の微細な気泡を発生する手段としては、飲料用液体中に二酸化炭素の微細な気泡、例えば泡径が１ｍｍ未満の気泡、を供給することができる手段であれば、特に制限なく使用することができる。
なお、ここで、例えば、泡径が１ｍｍ未満の気泡を供給することができる手段、とは、その使用場面において、総ての気泡を１ｍｍ未満の泡径で供給することができる手段のみならず、供給される気泡の多くを、例えば、気泡の数の少なくとも５０％（または８０％）を、１ｍｍ未満の泡径で供給することができる手段をも含むものである。
微細な気泡を発生する手段としては、例えば、マイクロナノバブル発生装置として知られている、泡径が１ｍｍ未満の微細な気泡を発生することができる装置を使用することができる。マイクロナノバブル発生装置には、その気泡の発生原理により、旋回式、エジェクター式及びベンチュリー式等の装置があるが、本発明においては、そのいずれをも使用することができる。
マイクロナノバブル発生装置としては、例えば、株式会社オーラテック製の「Aurajet」（商品名）が市販されている。また、そのような装置については、特開２００３−１２６６６５号、特開２００１−５８１４２号、特開２００３−１１７３６８号及び特開２００３−１８１２５８号等に記載されている。本発明においては、このようなマイクロナノバブル発生装置から適宜選択して、例えば製造する炭酸飲料の量、品質（ガス圧等）及び種類等に応じて選択して、使用することができる。
また、飲料用液体中に供給される二酸化炭素の圧力、供給速度及び供給量等は、例えば製造する炭酸飲料の量、品質（ガス圧等）及び種類等に応じて適宜、設定することができる。
本発明において使用することのできる飲料用液体としては、飲料用に適した液体であれば特に制限はない。飲料用液体としては、例えば、水、並びに、甘味料、酸味料、香料及びアルコール等の材料を含有する水等を使用することができる。また、ウイスキー、焼酎、スピリッツ類、ワイン及びビールなどの酒類、及びその中間原料液なども使用することができる。
本発明の一態様として、本発明の製造方法は、例えば、図１に模式図として示した装置を用いて実施することができる。図１中、（１）は二酸化炭素ボンベ、（２）はマイクロナノバブル発生装置、（３）は圧力容器、（５）は耐圧ポンプ、である。そして、（４）は飲料用液体であり、圧力容器中、（Ａ）の高さまで液体が入っていることを示している。また、ＰＩ、ＦＩ、ＴＩ及びＶはそれぞれ、圧力計、流量計、温度計及びバルブを表す。二酸化炭素ボンベからバルブ１（Ｖ１）乃至バルブ４（Ｖ４）を経てマイクロナノバブル発生装置に連結されている配管（Ｌ１）を通して、マイクロナノバブル発生装置に二酸化炭素が供給される。圧力容器の底部からバルブ６（Ｖ６）、耐圧ポンプ及びバルブ５（Ｖ５）を経てマイクロナノバブル発生装置に連結されている配管（Ｌ２）は飲料用液体を循環させるためのものであり、耐圧ポンプにより、バルブ６からバルブ５の方向に飲料用液体が循環される。圧力容器内の圧力は、圧力計４（ＰＩ４）により測定できる。また、飲料用液体の温度は、配管（Ｌ２）に設置された温度計（ＴＩ）を介して測定することができる。図１には示していないが、飲料用液体の温度を調節するための手段、例えば冷却用ジャケット及び熱交換器等、を圧力容器及び／または配管（Ｌ２）に設置することができる。
図１の装置は、本発明の製造方法を実施するための装置の一例であり、本発明の方法の実施が、当該装置に限定されるものではない。また、図１に示された圧力計、流量計及び配管等の数及び位置等も一例であり、必要に応じて、適宜変化させることができる。
次に、図１の装置を用いた炭酸飲料の製造方法についてその形態を説明する。
まず、圧力容器内に飲料用液体を注入し、蓋を閉めて容器を密封する。飲料用液体は予め、例えば２℃乃至５℃に冷却しておくことができる。また、冷却していない液体を圧力容器内に注入後、冷却用ジャケット等により２℃乃至５℃に冷却することもできる。
まず、圧力容器内に飲料用液体を注入し、蓋を閉めて容器を密封する。飲料用液体は予め、例えば２℃乃至５℃に冷却しておくことができる。また、冷却していない液体を圧力容器内に注入後、冷却用ジャケット等により２℃乃至５℃に冷却することもできる。
飲料用液体の温度が低いほど二酸化炭素の溶解度が高いことから、飲料用液体に二酸化炭素を供給している間、飲料用液体の温度を２℃乃至５℃に保っておくことが好ましい。
次に耐圧ポンプ（５）を起動させて飲料用液体の循環を開始し、同時に二酸化炭素を配管（Ｌ１）より供給する。これによって、マイクロナノバブル発生装置（２）より二酸化炭素の微細な気泡が飲料用液体中に供給される。供給された二酸化炭素は飲料用液体に移行し、加圧されているため、一定の時間を経過すると炭酸飲料が製造される。
次に耐圧ポンプ（５）を起動させて飲料用液体の循環を開始し、同時に二酸化炭素を配管（Ｌ１）より供給する。これによって、マイクロナノバブル発生装置（２）より二酸化炭素の微細な気泡が飲料用液体中に供給される。供給された二酸化炭素は飲料用液体に移行し、加圧されているため、一定の時間を経過すると炭酸飲料が製造される。
二酸化炭素の供給量、飲料用液体の循環量、圧力容器内の圧力及び装置の運転時間等は、目的とする炭酸飲料の種類及びそのガス圧力等に応じて、適宜調節することができる。また、二酸化炭素の供給量、飲料用液体の循環量、圧力容器内の圧力及び装置の運転時間等を選択することによって、多様な範囲のガス圧を有する炭酸飲料を製造することができる。
本発明の方法により、当初の溶存二酸化炭素量として様々な濃度（例えば、２００乃至１２０００ｐｐｍ）を有する炭酸飲料を製造することができる。そして、本発明の方法により製造された炭酸飲料では、開放系で静置した場合の飲料からの二酸化炭素の損失量が、従来技術の炭酸飲料での損失量に比して小さく、溶存二酸化炭素の保持能に優れているものである。例えば、当初の溶存二酸化炭素量が５０００乃至１２０００ｐｐｍである本発明の方法により製造された炭酸飲料の場合、２０℃で６０分間静置後の溶存二酸化炭素の残存率は、例えば０．４以上、または０．５以上である。なお、残存率は、例えば、以下の実施例（溶存二酸化炭素量の経時変化の測定）に記載の方法によって求めることができる。
以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［実施例１］
図１に示した装置を用いて、炭酸飲料を製造した。
（ｉ）装置
冷却用ジャケットを有する円筒形の圧力容器（内容量２０Ｌ、高さ４２ｃｍ、直径２４ｃｍ）の内部にマイクロナノバブル発生装置（製品名：Aurajet、製造会社：株式会社オーラテック）を設置した。この際、二酸化炭素ボンベに連結されている配管を有する面の反対面にあるバブル発生口（直径１ｃｍの円形状）が、圧力容器の内部底面から約１９ｃｍの高さとなるように設置した。
（ｉｉ）炭酸飲料の製造
圧力容器に、飲料用液体としてイオン交換水１５Ｌを加えた。次いで冷却用ジャケットに冷却用ブライン（３℃）を循環し（０．５時間）、イオン交換水を５℃に冷却した。
［実施例１］
図１に示した装置を用いて、炭酸飲料を製造した。
（ｉ）装置
冷却用ジャケットを有する円筒形の圧力容器（内容量２０Ｌ、高さ４２ｃｍ、直径２４ｃｍ）の内部にマイクロナノバブル発生装置（製品名：Aurajet、製造会社：株式会社オーラテック）を設置した。この際、二酸化炭素ボンベに連結されている配管を有する面の反対面にあるバブル発生口（直径１ｃｍの円形状）が、圧力容器の内部底面から約１９ｃｍの高さとなるように設置した。
（ｉｉ）炭酸飲料の製造
圧力容器に、飲料用液体としてイオン交換水１５Ｌを加えた。次いで冷却用ジャケットに冷却用ブライン（３℃）を循環し（０．５時間）、イオン交換水を５℃に冷却した。
冷却後、耐圧ポンプを運転させイオン交換水を循環し（流量：１８Ｌ／分）、同時にマイクロナノバブル発生装置に二酸化炭素を供給した（流量：２Ｌ／分、圧力０．１ＭＰａ）。これにより、二酸化炭素の微細気泡をイオン交換水中に供給した。圧力容器の内圧（容器上部に設置した圧力計ＰＩ４の数値）が０．１ＭＰａに達した時点（０．５時間後）で耐圧ポンプの運転及び二酸化炭素の供給を停止した。なお、この間、液温（循環用の配管Ｌ２に設置した温度計ＴＩの値）が５乃至７℃に保たれるように調節した。
このようにして、本発明の炭酸飲料（ここでは炭酸水）を製造した。次いで圧力容器から耐圧ポンプをはずし、加圧状態を保ったまま２００ｍｌのガラス製の瓶に入れて、密封した。得られた炭酸水のガス圧は０．２ＭＰａ（２．３ｋｇ／ｃｍ2）（２０℃）であった。
［比較例１］
スタティックミキサー（（株）ノリタケカンパニーリミテド製）を３本直列で備えた装置にイオン交換水及び二酸化炭素を供給して（イオン交換水１０Ｌ／分、二酸化炭素流量２５Ｌ／分）、５０Ｌの炭酸飲料（炭酸水）を製造し、加圧状態を保ったまま２００ｍｌのガラス製の瓶に入れて、密封した。得られた炭酸水のガス圧は０．２ＭＰａ（２０℃）であった。
［評価］
１．溶存二酸化炭素量の経時変化の測定
以下の操作は、２０℃の条件で行なった。
［比較例１］
スタティックミキサー（（株）ノリタケカンパニーリミテド製）を３本直列で備えた装置にイオン交換水及び二酸化炭素を供給して（イオン交換水１０Ｌ／分、二酸化炭素流量２５Ｌ／分）、５０Ｌの炭酸飲料（炭酸水）を製造し、加圧状態を保ったまま２００ｍｌのガラス製の瓶に入れて、密封した。得られた炭酸水のガス圧は０．２ＭＰａ（２０℃）であった。
［評価］
１．溶存二酸化炭素量の経時変化の測定
以下の操作は、２０℃の条件で行なった。
実施例１及び比較例１で製造した炭酸水入りのガラス製瓶を２０℃の恒温槽に１時間浸漬して炭酸水の温度を一定とした後、それぞれのガラス製瓶を開封し、炭酸水５０ｍｌをプラスチック製カップ（円筒形、口径５０ｍｍ）に静かに加えた。
カップに加えた時（０分）、並びに、２分、４分、８分、１６分、３０分、４５分及び６０分が経過した時点で、ピペットを用いてカップから炭酸水２．８ｍｌを採取し、０．２ｍｌの６Ｍ水酸化ナトリウム水溶液（１２ｇの水酸化ナトリウムと５０ｍｌの超純水から調製した）の入ったファルコンチューブに静かに加え、そして、チューブを２回静かに振盪した。この操作により、炭酸水に溶存している二酸化炭素をＮａ2ＣＯ3及びＮａＨＣＯ3に変換した。
次いで、得られた溶液（１０μｌ）を下記条件の高速液体クロマトグラフィーに導入してＮａ2ＣＯ3及びＮａＨＣＯ3をＨ2ＣＯ3に変換し、Ｈ2ＣＯ3量を測定した。
＜高速液体クロマトグラフィーの条件＞
使用機材：Shimadzu社製、有機酸分析システム
使用カラム：Shimadzu社製、製品名ＳＰＲ−Ｈ
カラム温度：４０℃
分析時間：１８分
移動相：４ｍＭのｐ−トルエンスルホン酸水溶液
緩衝液：４ｍＭのｐ−トルエンスルホン酸水溶液と１００μＭのＥＤＴＡを含む
１６ｍＭのBis-Tris水溶液との混合溶液
移動相流速：０．８ｍＬ／分
緩衝液流速：０．８ｍＬ／分
検出器：電気伝導度測定器
これにより、炭酸水中の溶存二酸化炭素量を間接的に定量した。定量は、０ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍ、４０００ｐｐｍ、６０００ｐｐｍ及び８０００ｐｐｍの炭酸水素ナトリウム水溶液を用いて予め作成した検量線を用いて行なった。
＜高速液体クロマトグラフィーの条件＞
使用機材：Shimadzu社製、有機酸分析システム
使用カラム：Shimadzu社製、製品名ＳＰＲ−Ｈ
カラム温度：４０℃
分析時間：１８分
移動相：４ｍＭのｐ−トルエンスルホン酸水溶液
緩衝液：４ｍＭのｐ−トルエンスルホン酸水溶液と１００μＭのＥＤＴＡを含む
１６ｍＭのBis-Tris水溶液との混合溶液
移動相流速：０．８ｍＬ／分
緩衝液流速：０．８ｍＬ／分
検出器：電気伝導度測定器
これにより、炭酸水中の溶存二酸化炭素量を間接的に定量した。定量は、０ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍ、４０００ｐｐｍ、６０００ｐｐｍ及び８０００ｐｐｍの炭酸水素ナトリウム水溶液を用いて予め作成した検量線を用いて行なった。
測定は３回行なった。測定結果（３回の平均値）を表１及び図２に示す。
図２のグラフ１は溶存二酸化炭素量の経時変化を示したものであり、グラフ２は溶存二酸化炭素の残存率の経時変化を示したものである。
表１及び図２のグラフから明らかなように、本発明の方法により製造した炭酸水（実施例１）は、従来技術により製造した炭酸水（比較例１）に比べて、時間経過後も、より多くの二酸化炭素を含んでいた。すなわち、本発明の方法により製造した炭酸水は、その溶存二酸化炭素の保持能に優れていることが判った。
２．官能評価
実施例１及び比較例１で製造した炭酸水について、官能評価をパネラーにより行なった。結果を表２に示す。本発明の製造方法により、泡が細かく、炭酸感が長持ちし、そして喉でより泡を感じられる炭酸水が得られた。
表１及び図２のグラフから明らかなように、本発明の方法により製造した炭酸水（実施例１）は、従来技術により製造した炭酸水（比較例１）に比べて、時間経過後も、より多くの二酸化炭素を含んでいた。すなわち、本発明の方法により製造した炭酸水は、その溶存二酸化炭素の保持能に優れていることが判った。
２．官能評価
実施例１及び比較例１で製造した炭酸水について、官能評価をパネラーにより行なった。結果を表２に示す。本発明の製造方法により、泡が細かく、炭酸感が長持ちし、そして喉でより泡を感じられる炭酸水が得られた。
（１） 二酸化炭素ボンベ、（２） マイクロナノバブル発生装置、（３） 圧力容器、（４） 飲料用液体、（５） 耐圧ポンプ、（Ａ） 飲料用液体の液面、Ｖ１ バルブ１、Ｖ２ バルブ２、Ｖ３ バルブ３、Ｖ４ バルブ４、Ｖ５ バルブ５、Ｖ６ バルブ６、ＰＩ１ 圧力計１、ＰＩ２ 圧力計２、ＰＩ３ 圧力計３、ＰＩ４ 圧力計４、ＰＩ５ 圧力計５、ＦＩ１ 流量計１、ＦＩ２ 流量計２、ＴＩ 温度計、Ｌ１ 配管１、Ｌ２ 配管２
Claims (8)
- 圧力容器中で飲料用液体中に二酸化炭素を供給することを含む炭酸飲料の製造方法であって、前記二酸化炭素の供給が、二酸化炭素の微細な気泡を発生する手段を用いて行なわれる、前記方法。
- 前記手段が、１ｍｍ未満の気泡を発生する手段である、請求項１に記載の方法。
- 前記手段が、マイクロナノバブル発生装置である、請求項１に記載の方法。
- 前記マイクロナノバブル発生装置が、旋回式、エジェクター式、またはベンチュリー式の装置である、請求項３に記載の方法。
- 請求項１に記載の方法によって製造される、炭酸飲料。
- 溶存二酸化炭素量が２００乃至１２０００ｐｐｍである、請求項５に記載の炭酸飲料。
- 溶存二酸化炭素の保持能が改善された、請求項５に記載の炭酸飲料。
- ２０℃で６０分間静置後の溶存二酸化炭素の残存率が０．５以上である、請求項５に記載の炭酸飲料。
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