JP2010284126A - コーヒー組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クロロゲン酸類の減少を最小限にとどめつつ、ヒドロキシヒドロキノン量が低減し、風味にも優れるコーヒー組成物の製法を提供する。
【解決手段】コーヒー抽出液を多孔質吸着体で処理するコーヒー組成物の製造方法において、平均粒径が２５０μm以下であり、且つよう素吸着能が１４００ｍｇ／ｇ以下である多孔質吸着体を用いる。
【選択図】なし

Description

本発明は、コーヒー組成物の製造方法に関する。

クロロゲン酸類は血圧降下作用等、各種の健康作用を有することが知られている。しかしながら、クロロゲン酸類を多量に含むコーヒー飲料では明確な血圧降下作用が認められず、その原因がコーヒー飲料に含有されるヒドロキシヒドロキノンが阻害作用を有することが見出されている。このため、コーヒー抽出液を多孔質吸着剤で処理することによりヒドロキシヒドロキノンを低減する技術が開示されている。
例えば、コーヒー抽出液から、クロロゲン酸類を残しつつヒドロキシヒドロキノンを低減するために、特定の細孔容量を有する吸着体を水性溶媒により洗浄した後にコーヒー抽出液と接触させる方法（特許文献１）や、加圧条件下にて多孔質吸着体とコーヒー抽出液を接触させるコーヒー組成物の製造方法（特許文献２）が提案されている。

特開２００７−５４０５７号公報 特開２００７−５４０５８号公報

しかしながら多孔質吸着体を用いたヒドロキシヒドロキノンの除去においては、同時にクロロゲン酸類もかなり減少してしまう場合があった。よって、クロロゲン酸類の減少を最小限にとどめつつ、脱ヒドロキシヒドロキノンを効率良く行う手法が求められていた。
また、コーヒー飲料は嗜好品として好まれるものであり、風味豊かなコーヒーが求められる。しかしながら、多孔質吸着体を用いて吸着処理を行う場合、ヒドロキシヒドロキノンと共に風味成分も同時に除去されてしまう場合があり、より風味の良好なコーヒー飲料が求められていた。

本発明者らは、特定の多孔質吸着体を用いることにより、クロロゲン酸類の減少を最小限にとどめつつ、ヒドロキシヒドロキノン量が低減し、風味にも優れるコーヒー組成物が得られることを見出した。
即ち本発明は、コーヒー抽出液を多孔質吸着体で処理するコーヒー組成物の製造方法において、平均粒径が２５０μm以下であり、且つよう素吸着能が１４００ｍｇ／ｇ以下である多孔質吸着体を用いる、コーヒー組成物の製造方法を提供する。

本発明によれば、簡易な手法により、クロロゲン酸類の減少を最小限にとどめつつ、ヒドロキシヒドロキノン量が低減し、風味にも優れるコーヒー組成物が得られる。

本発明に用いる多孔質吸着体の種類としては、吸着技術便覧―プロセス・材料・設計―（平成１１年１月１１日、エヌ・ティー・エス発行、監修者：竹内 雍）に記載されている、炭素質吸着材、シリカ・アルミナ系吸着材、高分子吸着材、キトサン樹脂などが使用できる。コーヒー風味を残存させる観点から、炭素質吸着材が好ましい。
炭素質吸着材としては、ヒドロキシヒドロキノンを高い選択性をもって吸着する観点から、活性炭が好ましく、粉末状活性炭及び粒状活性炭がより好ましい。

活性炭の由来原料としては、オガコ、石炭やヤシ殻などがあるが、ヤシ殻由来のヤシ殻活性炭が好ましく、特に、水蒸気などのガスにより賦活した活性炭が好ましい。このような水蒸気賦活活性炭の市販品としては、白鷺ＷＨ2c（日本エンバイロケミカルズ株式会社）、クラレコールＧＬ、クラレコールＧＷ（クラレケミカル株式会社）等を用いることができる。

本発明では、このような多孔質吸着体のうち、平均粒径が２５０μm以下であり、且つよう素吸着能が１４００ｍｇ／ｇ以下であるものが用いられる。

多孔質吸着体の平均粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用い、実施例に記載の条件で測定された場合のメジアン径により求められるものである。
レーザー回折散乱式粒度分布測定装置としては、例えば商品名「マイクロトラック（機種：ＭＴ３３００」（日機装製）を挙げることができる。

ヒドロキシヒドロキノンの吸着選択性の観点より、多孔質吸着体の平均粒径は５〜２５０μｍが好ましく、より好ましくは５〜２００μｍであり、さらに好ましくは１０〜１５０μｍである。
上記範囲の平均粒径の多孔質吸着体は、メッシュにより分級することで、あるいは粉砕機で微粒化した後、分級することで得ることができる。粉砕機としては、ジェットミル等の気流式粉砕機や、ボールミル、ハンマーミルのような機械式粉砕機などを用いることができる。例えば、気流式粉砕機としてはカウンタジェットミルＡＦＧを、機械式粉砕機としてはＡＣＭパルベライザ（いずれもホソカワミクロン製）を挙げることができる。

多孔質吸着体のよう素吸着能は、ＪＩＳ Ｋ−１４７４「活性炭試験方法」に記載の方法に従って測定された値を用いる。
よう素吸着能は１４００ｍｇ／ｇ以下であり、好ましくは１３００ｍｇ／ｇ以下であり、より好ましくは１２００ｍｇ／ｇ以下である。ヒドロキシヒドロキノンの吸着を確保するために、ヨウ素吸着能は５００ｍｇ／ｇ以上が好ましく、８００ｍｇ／ｇ以上がより好ましい。
上記範囲の平均粒径とよう素吸着能の範囲を有する多孔質吸着体を用いることにより、クロロゲン酸類の減少を最小限にとどめつつ、ヒドロキシヒドロキノン量が低減し、風味にも優れるコーヒー組成物が得られる。

本発明方法に用いられるコーヒー抽出液は、コーヒー豆からの抽出物、インスタントコーヒーの水溶液などから調製することができる。
＜原料コーヒー生豆＞
原料コーヒー生豆としては、例えばブラジル、コロンビア、タンザニア、モカ、キリマンジェロ、マンデリン、ブルーマウンテン等が挙げられる。コーヒー豆種としては、アラビカ種、ロブスタ種などがある。コーヒー生豆は１種でもよいし、複数種をブレンドして用いてもよい。

＜焙煎方法＞
コーヒー生豆を焙煎により焙煎コーヒー豆とする方法についても、特に制限はなく、焙煎温度、焙煎環境についても制限はないが、好ましい焙煎方法としては直火式、熱風式、半熱風式があり、回転ドラムを有している形式が更に好ましい。
焙煎コーヒー豆の焙煎度としては、ライト、シナモン、ミディアム、ハイ、シティ、フルシティ、フレンチ、イタリアン等があり、ライト、シナモン、ミディアム、ハイ、シティが好ましい。焙煎度を色差計で測定したＬ値としては、通常１０から３０、好ましくは１５から２５である。尚、焙煎度の違うコーヒー豆を混合しても良い。

＜抽出＞
抽出方法も特に限定されないが、ドリップ式、連続多塔式、ニーダー式、向流式等によって得られた抽出液を使用することが出来る。また、抽出温度に関しても特に限定はない。

このようなコーヒー抽出液は、一般に、クロロゲン酸類を含有し該クロロゲン酸類量の約１質量％のヒドロキシヒドロキノンを含有している。ここで、当該クロロゲン酸類としてはモノカフェオイルキナ酸、フェルラキナ酸、ジカフェオイルキナ酸の三種が知られており、クロロゲン酸類の含有量はこれらの合計量で示される。モノカフェオイルキナ酸としては３−カフェオイルキナ酸、４−カフェオイルキナ酸及び５−カフェオイルキナ酸から選ばれる１種以上が挙げられる。またフェルラキナ酸としては、３−フェルラキナ酸、４−フェルラキナ酸及び５−フェルラキナ酸から選ばれる１種以上が挙げられる。ジカフェオイルキナ酸としては３，４−ジカフェオイルキナ酸、３，５−ジカフェオイルキナ酸及び４，５−ジカフェオイルキナ酸から選ばれる１種以上が挙げられる。
当該クロロゲン酸類の含有量は、ＵＶ−ＶＩＳ検出器を用いた高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により、実施例に記載の条件にて測定する。
当該ヒドロキシヒドロキノン含量は、電気化学検出器を用いたＨＰＬＣにより、実施例に記載の条件にて測定する。

＜吸着処理条件＞
当該多孔質吸着体の使用量は、コーヒー抽出液の固形分に対して０．０５質量倍以上が好ましく、０．１質量倍以上がより好ましい。また２質量倍以下が好ましく、１質量倍以下がより好ましく、０．８質量倍以下がさらに好ましい。なお、コーヒー抽出液の固形分とは、２０℃における糖用屈折計示度（Ｂｒｉｘ）を意味する。
接触処理手段としては、バッチ法又はカラム通液法が挙げられる。
バッチ法としては、コーヒー抽出液に、多孔質吸着体を加え−１０〜１００℃で０．５分〜５時間撹拌した後、吸着体を除去すればよい。処理時の雰囲気としては、空気下、不活性ガス下（窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、二酸化炭素）が挙げられるが、風味の観点より不活性ガス下が好ましい。
カラム通液法としては、吸着カラム内に吸着体を充填し、コーヒー抽出液をカラム下部又は上部から通液させ、他方から排出させる。吸着体の充填高さＬ及びＤ（径）の比Ｌ／Ｄは０．１〜１０が好ましい。吸着体のカラム内への充填量は、通液前に吸着カラムに充填できる量であれば良い。吸着カラムの上段又は下段の少なくとも１つにメッシュ（網）又はパンチングメタルなど有し実質的に吸着体が漏れ出さない分離構造体を有していることが好ましい。分離構造体の開口径は、吸着体の平均粒径より小さければ良く、好ましくは吸着体の平均粒径の１／２以下、特に好ましくは１／３以下の目開きが良い。具体的な開口径は、１０〜１００μｍが好ましい。

コーヒー抽出液の吸着処理温度は−１０℃〜１００℃が好ましい。吸着カラム内の吸着体量（Ｋ[ｇ]）に対するコーヒー抽出液を含む液流量（ＱＣ[ｇ／分]）の滞留時間（Ｋ/ＱＣ）は０．５〜３００分が好ましい。

当該処理により、原料コーヒー抽出液中のクロロゲン酸類に比べて、ヒドロキシヒドロキノンが顕著に除去される。従って、本発明方法により得られるコーヒー組成物は、クロロゲン酸類を０．０１〜５質量％、好ましくは０．０１〜１質量％含有するが、ヒドロキシヒドロキノン量はクロロゲン酸類量に対して０．０８質量％以下である。ヒドロキシヒドロキノン量はクロロゲン酸類量に対して、好ましくは０．０５質量％以下であり、より好ましくは０．０３質量％以下である。コーヒー組成物中のヒドロキシヒドロキノン量は０であってもよい。

＜濃縮・乾燥＞
上記のコーヒー組成物は、そのまま乾燥してインスタントコーヒーを得ることができるが、濃縮を行って固形分が２０〜６０質量％のコーヒー組成物とし、その後に乾燥することが好ましい。乾燥は、凍結乾燥あるいは噴霧乾燥する方法が例示される。凍結乾燥の場合、コーヒー組成物を−２０〜−７０℃に冷却して凍結させ、凍結したまま粉砕し、１〜１００Ｐａに減圧にすることにより乾燥させてインスタントコーヒーを得ることが出来る。噴霧乾燥の場合は、例えば、コーヒー組成物をノズルからスプレーし、通常１５０〜３１０℃、好ましくは２１０〜３１０℃の熱風中を落下させることにより、多孔質、水可溶性のインスタントコーヒーを得ることができる。水分はいずれの手法においても３％以下とすることが望ましい。

＜インスタントコーヒー＞
本発明方法により得られるインスタントコーヒーは、ヒドロキシヒドロキノンが低減されており、好ましくはクロロゲン酸類量を０．１〜３００ｍｇ／ｇ含有する。クロロゲン酸類の含有量は５ｍｇ／ｇ以上が好ましく、１０ｍｇ／ｇ以上がより好ましく、２０ｍｇ／ｇ以上がさらに好ましい。
ヒドロキシヒドロキノン量は、クロロゲン酸類量に対して０．０８質量％以下である。ヒドロキシヒドロキノン量はクロロゲン酸類量に対して、好ましくは０．０５質量％以下であり、より好ましくは０．０３質量％以下である。インスタントコーヒー中のヒドロキシヒドロキノン量は０であってもよい。

得られたインスタントコーヒーに香料を付加し、風味をさらに向上させてもよい。また、糖成分、乳成分、乳化剤を配合してもよい。

本発明のインスタントコーヒーは、１ｇあたり２５〜５００ｍＬの水又はお湯に溶解してコーヒー飲料を得ることができる。また得られたコーヒー飲料には、糖成分、乳成分、乳化剤を配合してもよい。
糖成分としては、グラニュー糖、上白糖、マルトース、スクラロース等が挙げられる。乳成分としては、生乳、牛乳、全粉乳、脱脂粉乳、生クリーム、濃縮乳、脱脂乳、部分脱脂乳、練乳等が挙げられる。乳化剤としては、ショ糖脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル及びポリグリセンリン脂肪酸エステルなどが挙げられる。上記乳化剤は、キサンタンガム、カラギーナンなどの多糖類、カゼイン蛋白質と組み合わせることができる。

（よう素吸着能の測定方法）
ＪＩＳ Ｋ−１４７４：２００７「活性炭試験方法」（6.1.1.1 よう素吸着性能）に記載の方法に従って測定する。

（多孔質吸着体の平均粒径の測定方法）
レーザー回折散乱式粒度分布測定装置として商品名「マイクロトラック（機種：ＭＴ３３００」（日機装製）を用い、下記条件でメジアン径を測定し、平均粒径とした。
・分散媒：水＋界面活性剤
・分散媒の屈折率：１．３３３
・界面活性剤の種類と濃度：ＳＤＳ（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム）を０．５％
・粒径分布の測定基準：体積基準

（クロロゲン酸類の分析法）
コーヒー飲料のクロロゲン酸類の分析法は次の通りである。分析機器はＨＰＬＣを使用した。装置の構成ユニットの型番は次の通り。ＵＶ−ＶＩＳ検出器：Ｌ−２４２０（（株）日立ハイテクノロジーズ）、カラムオーブン：Ｌ−２３００（（株）日立ハイテクノロジーズ）、ポンプ：Ｌ−２１３０（（株）日立ハイテクノロジーズ）、オートサンプラー：Ｌ−２２００（（株）日立ハイテクノロジーズ）、カラム：Ｃａｄｅｎｚａ ＣＤ−Ｃ１８ 内径４．６ｍｍ×長さ１５０ｍｍ、粒子径３μm（インタクト（株））。
分析条件は次の通りである。サンプル注入量：１０μＬ、流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ、ＵＶ−ＶＩＳ検出器設定波長：３２５ｎｍ、カラムオーブン設定温度：３５℃、溶離液Ａ：０．０５Ｍ 酢酸、０．１ｍＭ １−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、１０ｍＭ 酢酸ナトリウム、５（Ｖ／Ｖ）％アセトニトリル溶液、溶離液Ｂ：アセトニトリル。

濃度勾配条件
時間 溶離液Ａ 溶離液Ｂ
０．０分 １００％ ０％
１０．０分 １００％ ０％
１５．０分 ９５％ ５％
２０．０分 ９５％ ５％
２２．０分 ９２％ ８％
５０．０分 ９２％ ８％
５２．０分 １０％ ９０％
６０．０分 １０％ ９０％
６０．１分 １００％ ０％
７０．０分 １００％ ０％

ＨＰＬＣでは、試料１ｇを精秤後、溶離液Ａにて１０ｍＬにメスアップし、メンブレンフィルター（ＧＬクロマトディスク２５Ａ，孔径０．４５μｍ，ジーエルサイエンス（株））にて濾過後、分析に供した。
クロロゲン酸類の保持時間（単位：分）
（Ａ¹）モノカフェオイルキナ酸：５．３、８．８、１１．６の計３点（Ａ²）フェルラキ
ナ酸：１３．０、１９．９、２１．０の計３点（Ａ³）ジカフェオイルキナ酸：３６．６
、３７．４、４４．２の計３点。ここで求めた９種のクロロゲン酸類の面積値から５−カ
フェオイルキナ酸を標準物質とし、質量％を求めた。

（ヒドロキシヒドロキノンの分析方法）
分析機器はＨＰＬＣ−電気化学検出器（クーロメトリック型）であるクーロアレイシステム（モデル５６００Ａ、米国ＥＳＡ社製）を使用した。装置の構成ユニットの名称・型番は次の通りである。
アナリティカルセル：モデル５０１０、クーロアレイオーガナイザー、クーロアレイエレクトロニクスモジュール・ソフトウエア：モデル５６００Ａ、溶媒送液モジュール：モデル５８２、グラジエントミキサー、オートサンプラー：モデル５４２、パルスダンパー、デガッサー：Ｄｅｇａｓｙｓ Ｕｌｔｉｍａｔｅ ＤＵ３００３、カラムオーブン：５０５．カラム：ＣＡＰＣＥＬＬ ＰＡＫ Ｃ１８ ＡＱ 内径４．６ｍｍ×長さ２５０ｍｍ 粒子径５μｍ（（株）資生堂）。

分析条件は次の通りである。
サンプル注入量：１０μＬ、流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ、電気化学検出器の印加電圧：０ｍＶ、カラムオーブン設定温度：４０℃、溶離液Ｃ：０．１（Ｗ／Ｖ）％リン酸、０．１ｍＭ １−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、５（Ｖ／Ｖ）％メタノール溶液、溶離液Ｄ：０．１（Ｗ／Ｖ）％リン酸、０．１ｍＭ １−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、５０（Ｖ／Ｖ）％メタノール溶液。

溶離液Ｃ及びＤの調製には、高速液体クロマトグラフィー用蒸留水（関東化学（株））、高速液体クロマトグラフィー用メタノール（関東化学（株））、リン酸（特級、和光純薬工業（株））、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸（６０％水溶液、東京化成工業（株））を用いた。

濃度勾配条件
時間 溶離液Ｃ 溶離液Ｄ
０．０分 １００％ ０％
１０．０分 １００％ ０％
１０．１分 ０％ １００％
２０．０分 ０％ １００％
２０．１分 １００％ ０％
５０．０分 １００％ ０％

試料５ｇを精秤後、０．５（Ｗ／Ｖ）％リン酸、０．５ｍＭ １−ヒドロキシエタン
−１，１−ジホスホン酸、５（Ｖ／Ｖ）％メタノール溶液にて１０ｍＬにメスアップし、この溶液について遠心分離を行い、上清を分析試料とした。この上清について、ボンドエルートＳＣＸ（固相充填量：５００ｍｇ、リザーバ容量：３ｍＬ、ジーエルサイエンス（株））に通液し、初通過液約０．５ｍＬを除いて通過液を得た。この通過液について、メンブレンフィルター（ＧＬクロマトディスク２５Ａ，孔径０．４５μｍ，ジーエルサイエンス（株））にて濾過し、速やかに分析に供した。

上記の条件における分析において、ヒドロキシヒドロキノンの保持時間は、６．３８分であった。得られたピークの面積値から、ヒドロキシヒドロキノン（和光純薬工業（株））を標準物質とし、質量％を求めた。

（固形分の測定法）
コーヒー中の可溶性固形分は２０℃における糖用屈折計示度（Ｂｒｉｘ）で表され、Atago RX-5000（Atago社製）にて分析した。

（風味の評価方法）
風味は専門パネラー５人で試飲し、アロマ、ノーズ、テイストを総合的に判断し、下記に示す４段階の基準で評価した。
◎ 良好
○ やや良好
△ やや悪い
× 非常に悪い

実施例１
市販インスタントコーヒー（ネスカフェ エクセラ）１０ｇを７００ｍＬの水に溶解してコーヒー水溶液を得た。コーヒー水溶液中の固形分（Ｂｒｉｘ）は１．６８％であり、クロロゲン酸類含有量は４１０ｍｇ／ｋｇ、ヒドロキシヒドロキノン含有量は７．２ｍｇ／ｋｇであった。ヒドロキシヒドロキノン／クロロゲン酸類質量比は１．８％であった。
コーヒー水溶液に活性炭（白鷺ＷＨ2ｃＳＳ、日本エンバイロケミカルズ製、平均粒径１６３μｍ、よう素吸着能１，１７０ｍｇ／ｇ）を固形分に対して０．５質量倍相当添加し、２０℃で３０分間攪拌した後、遠心分離（３，０００×ｇ，１０分）により活性炭を分離し、コーヒー組成物を得た。このコーヒー組成物の各種分析を行い、さらには風味評価を行った。

実施例２〜３、比較例１〜３
活性炭として、表１に記載の平均粒径及びよう素吸着能を有するものを用いた以外は実施例１と同条件で処理を行った。尚、活性炭の平均粒径は、粉砕機で微粒化した後、分級することにより調整した。
実施例１〜３、比較例１〜３のコーヒー抽出液の組成、活性炭処理コーヒー組成物の組成を表１に示す。なお、表中、「ＣＧＡ」はクロロゲン酸類、「ＨＨＱ」はヒドロキシヒドロキノンを表す。

実施例４（インスタントコーヒー）
実施例３で得られたコーヒー組成物を減圧濃縮機にてＢｒｉｘ２５％まで濃縮した後、噴霧乾燥機にて２２０℃の熱風中を落下させることでインスタントコーヒーを得た。得られたインスタントコーヒー２ｇを１４０ｍＬの水に溶解してコーヒー水溶液としたところ、その固形分（Ｂｒｉｘ）は１．７１％、クロロゲン酸類含有量は４４０ｍｇ／ｋｇであり、ヒドロキシヒドロキノンの含有量は０．０２ｍｇ／ｋｇ、ヒドロキシヒドロキノン／クロロゲン酸類質量比は０．００５％であった。
得られたインスタントコーヒーは、クロロゲン酸類に富み、ヒドロキシヒドロキノン量が低減し、かつ風味にも優れていた（◎の良好）。

Claims (5)

1. コーヒー抽出液を多孔質吸着体で処理するコーヒー組成物の製造方法において、平均粒径が２５０μm以下であり、且つよう素吸着能が１４００ｍｇ／ｇ以下である多孔質吸着体を用いる、コーヒー組成物の製造方法。
2. 多孔質吸着体が活性炭である、請求項１記載のコーヒー組成物の製造方法。
3. 請求項１又は２記載の方法により得られる、クロロゲン酸類を０．０１〜５質量％含有し、且つヒドロキシヒドロキノンの含量が該クロロゲン酸類量の０．０８質量％以下であるコーヒー組成物。
4. 請求項１又は２記載の方法により得られるコーヒー組成物を、噴霧乾燥又は凍結乾燥してなるインスタントコーヒー。
5. クロロゲン酸類量が０．１〜３００ｍｇ／ｇである、請求項４記載のインスタントコーヒー。