JP2017158542A - 飲料の製造方法と製造装置及び飲料 - Google Patents

Abstract

【課題】電解水である酸性水と、有効成分であるクエン酸を使用して、確実にｐＨが４．０未満となる飲料を一定の濃度で効率よく製造する飲料の製造方法と製造装置及び飲料を提供する。
【解決手段】地下水を電気分解して酸性水を生成し、電気分解されていない地下水と酸性水とを混合して酸性のｐＨ調整水Ｃを製造する。ｐＨ調整水Ｃに飲用成分とクエン酸を溶解させ、ｐＨが４．０未満に調整した飲料である経口補水液Ｄを製造する。地下水を電気分解する電解装置２２と、電解装置２２により電気分解されて生成した酸性水と電気分解されていない地下水を混合して、ｐＨが４未満のｐＨ調整水Ｃを製造するｐＨ調整機２０を備える。ｐＨ調整水Ｃに飲用成分を溶解させる溶解タンク２８と、ｐＨ調整水Ｃにクエン酸を溶解させる溶解タンク３０と、溶解タンク２８，３０で生成された水溶液Ａ，Ｂを混合して、経口補水液Ｄを生成する製品タンク３２を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、クエン酸を使用しｐＨが安定した飲料を製造する飲料の製造方法と製造装置及び飲料に関する。

近年、生活環境の変化に伴い喉の渇きを感じる人々が増え、また熱中症の予防のため水分のこまめな飲用が推奨され、それに伴い従来の水そのものの飲用の他に補水液の摂取が有効であるとされて、スポーツドリンクや経口補水液等の飲料の流通も盛んになっている。

例えば経口補水液は、体液と略等しい浸透圧の水が体内にスムースに吸収されるので、生理食塩水と同様の機能を有し、今日清涼飲料水の一角を形成している。これら補水液等の飲料は、一般にｐＨ調整剤としてリン酸を使用したり、構成成分としてリン酸化合物を使用したりしている場合も多い。また、製造工程中の多少の混合比の相違による液性（ｐＨ）の変動により、殺菌効果の差異を生じ、不良製品の発生などの不測の事態も生じる恐れがある。

また、飲料の殺菌条件は、食品衛生法により内容物のｐＨ等によって製造基準が規定されており、ｐＨ４．０未満の酸性飲料は６５℃、１０分間、又は同等以上の効力を有する方法、およびｐＨ４．０〜４．６未満の酸性飲料は８５℃、３０分間、又は同等以上の効力を有する方法、を条件とする旨記載されている。従って、ｐＨ４．０以上の製品では、ｐＨ４．０未満の製品と比較して、加熱条件が厳しくなることから、加熱処理のコストが増え、また素材本来の風味が損なわれることが懸念されている。従って、飲料のｐＨを４未満に調整した後、比較的穏やかな加熱条件で殺菌処理を行うことが多い。

そこで、ｐＨを低く調整する方法として、一般的には特許文献１に開示されているように、リン酸を加える方法がある。また、特許文献２〜４に開示されているように、クエン酸を配合して、ｐＨを下げた飲料も提案されている。

特開２０１６−１４９９４６号公報 特開２００８−１８２９７３号公報 特開２０１５−５０９６１号公報 特開２０１５−６５８４８号公報

リン酸やリン酸化合物は、食品衛生法により清涼飲料水として使用が認められているが、リン酸は直接体内のカルシウムと結合しやすく、またリン酸化合物は、飲用した場合、胃酸によりリン酸となり、体内ミネラル成分の摂取が不足している時には、骨の構成カルシウムと結合しカルシウムの体外排泄を招く。とりわけ、高齢者においてはこの傾向は明らかといわれている。リンそのものも体構成上必須成分ではあるが、食品成分構成表にも示されるように、通常の食品に多岐にわたり比較的多く含まれているため、積極的な摂取は避けるべき成分の一つである。

このような観点より、補水液には、リンの使用は避け、酸味料としてはクエン酸を使用することが適している。クエン酸は、柑橘類をはじめとする多くの自然食品に含まれ体内でもクエン酸サイクルとして生体の新陳代謝に深くかかわっている有用成分である。クエン酸は、体内で消化されリンのようにカルシウム等ミネラル分と結合し体外にミネラル分を排泄する恐れもなく、健康上全く有用な成分といえる。

しかしながら、特許文献２〜４に開示されているような、クエン酸を含有させてｐＨを低くした飲料は、本来酸性の飲料である柑橘類やタピオカ、トマト等にクエン酸を混合してｐＨを低く調節しているものであり、中性の飲料水のｐＨを低くして飲料を製造するものではない。従って、味覚上の大きな変化を抑えて効果的にｐＨを下げることができる製造法方が求められていた。

この発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、電解水である酸性水と、有効成分であるクエン酸を使用して、確実にｐＨを下げた飲料を一定の濃度で効率よく製造することができる飲料の製造方法と製造装置及び飲料を提供することを目的とする。

この発明は、地下水を電気分解して酸性水を生成して酸性のｐＨ調整水を製造し、前記ｐＨ調整水に飲用成分とクエン酸を溶解させ、ｐＨが４．０未満に調整した飲料を製造し、ボトルに充填する飲料の製造方法である。

前記ｐＨ調整水は、前記地下水にクエン酸又はクエン酸化合物を加えて電気分解して得られた前記酸性水に、電気分解されていない前記地下水を混合してｐＨを４．０未満に調整するものである。さらに、前記ｐＨ調整水にクエン酸とクエン酸３ナトリウムを溶解させ、ｐＨを４．０未満、好ましくはｐＨ３．８以下に調整するものである。さらに、好ましくはｐＨ３．５未満でｐＨ３．０以上に調整するものである。

またこの発明は、地下水を電気分解する電解装置と、前記電解装置により電気分解されて生成した酸性水と、電気分解されていない前記地下水とを混合して、ｐＨが４．０未満のｐＨ調整水を製造するｐＨ調整機を備え、前記ｐＨ調整機の下流には、前記ｐＨ調整水に飲用成分を溶解させる溶解タンクと、前記ｐＨ調整水にクエン酸を含むその他の成分を溶解させる他の溶解タンクと、前記各溶解タンクで生成された各水溶液を混合して製品を生成する製品タンクが設けられ、前記製品タンクの下流には、前記製品タンクで生成された経口補水液をボトルに充填するボトル充填機が設けられている飲料の製造装置である。

前記製品タンクには、前記ｐＨ調整機が接続され、前記ｐＨ調整機から前記ｐＨ調整水が供給され、前記製品タンクで前記各水溶液の混合液が所定の濃度に希釈される。

前記電解装置には、電気分解に使用するクエン酸又はクエン酸化合物を供給するクエン酸タンクが接続されていると良い。

またこの発明は、電解水である酸性水とクエン酸を含み、ｐＨが４．０未満で、リン酸を含まない経口補水液である。さらに、前記酸性水に、前記クエン酸とクエン酸３ナトリウムの溶液を含むものでも良い。

この発明の飲料の製造方法と製造装置は、確実にｐＨが４．０未満となる飲料を、一定の濃度及びｐＨで効率よく製造することができる。この発明により製造された飲料は、ｐＨが安定して低いものであり、加熱殺菌の条件が穏やかであり、殺菌処理のコストを抑えることができ、また飲料の風味や外観に与える影響を大幅に抑えることができる。また、長期保存にも耐えるものである。ｐＨ調整には、水を電気分解した無害な電解水である酸性水と、有効成分であるクエン酸が使用され、飲用に好適なものである。

この発明の一実施形態である経口補水液製造装置の概略図である。 この実施形態の経口補水液製造装置の各溶解タンクと製品タンクの設備を示す概略配管図である。

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１はこの発明の一実施形態の飲料の製造装置である経口補水液製造装置１０の概略図である。経口補水液製造装置１０は、原料となる地下水を取水する井戸１２が設けられている。井戸１２で取水した地下水をろ過する５μｍフィルター１４と、活性炭フィルター１６と、２μｍフィルター１７と、ろ過した地下水を貯蔵する貯蔵タンク１８が順に設けられている。

貯蔵タンク１８の下流には、２μｍフィルター１９を通過して、ｐＨ調整機２０が設けられ、ろ過した地下水が導入されている。また、貯蔵タンク１８の下流の他方には、別の２μｍフィルター２１を通過して、ろ過した地下水が導入され電気分解する電解装置２２が設けられている。電解装置２２の下流には電気分解されたアルカリ水を収容するアルカリタンク２４と、電気分解された電解水である酸性水を収容する酸性タンク２６が設けられている。

電解装置２２には、電解質であるクエン酸を供給するクエン酸タンク２７が接続されている。クエン酸タンク２７内のクエン酸濃度は、例えば２５％である。電気分解で得られたアルカリ水は不要であり、アルカリタンク２４から廃液処理機へ送られて廃棄される。電気分解で得られた酸性水は、酸性タンク２６に貯蔵され、ｐＨ調整機２０に導入され、ｐＨの調整に使用される。ｐＨ調整機２０は、フィルター１９によりろ過した地下水も導入され、ｐＨを４．０未満に調整して、ｐＨ調整水Ｃとして下流側に送出する。なお、クエン酸タンク２７には、クエン酸の他クエン酸３ナトリウム等のクエン酸化合物を収容して、電気分解に用いても良い。また、他の無害なリン酸以外の食品用の電解質を溶解して電解装置２２に供給可能にしても良い。

ｐＨ調整機２０の下流には、ｐＨ調整機２０で調整されたｐＨ調整水Ｃに、甘味料等を含む所定の成分を溶解する溶解タンク２８と、ｐＨ調整水Ｃにクエン酸を含むその他の所定の成分を溶解する溶解タンク３０が設けられている。溶解タンク２８と溶解タンク３０は、ｐＨ調整機２０に、各々直接連結されている。溶解タンク２８と溶解タンク３０の下流には、溶解タンク２８で作られた水溶液Ａと溶解タンク３０で作られた水溶液Ｂを混合して経口補水源液を生成する製品タンク３２が設けられている。製品タンク３２は、ｐＨ調整機２０にも連結され、ｐＨ調整水Ｃを導入して、収容している経口補水源液を、適切な濃度に希釈し経口補水液Ｄとする。溶解タンク２８と溶解タンク３０、製品タンク３２は、高クリーン保持室３６に設置されている。

図２は、溶解タンク２８と溶解タンク３０、製品タンク３２、及び配管系統を示すもので、各タンクのｐＨ調整水Ｃの供給路には、記号で示す各々電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と流量設定付積算流量計Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が設けられ、各タンク２８，３０，３２に流入するｐＨ調整水Ｃの流量を調整することにより、一定の濃度の水溶液Ａ、水溶液Ｂ、経口補水液Ｄを連続的に製造可能としている。製品タンク３２にはｐＨ等を測定する品質チェックセンサーＳが設けられ、ｐＨ等の品質を確認する。溶解タンク２８，３０と製品タンク３２の下流側の配管には、タンク内の液体を下流側に供給するポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が設けられている。溶解タンク２８と溶解タンク３０、製品タンク３２内には、モータＭで駆動される攪拌用のスクリューが設けられ、収容した液体の成分を均一にする。なお、溶解タンク３２には、溶解タンク２８と溶解タンク３０からの水溶液Ａ水溶液Ｂと、ｐＨ調整機２０からのｐＨ調整水Ｃがパイプミクサー３３で混合されて流入するように配管されている。

製品タンク３２の下流で高クリーン保持室３６の外には、製品タンク３２で作られた経口補水液Ｄをペットボトルに充填するボトル充填機３４が設けられている。ここで、オゾン水により洗浄済みのペットボトルに経口補水液Ｄを充填する。充填は、８５℃のホットフィルで行い、その後密封して製品が完成する。

次に、この実施形態の経口補水液製造方法について、図１、図２に基づいて説明する。この実施形態の経口補水液製造方法は、ろ過した地下水を電解装置２２に導入し、クエン酸タンク２７からクエン酸等の電解質を加えて、電気分解し、電解液の酸性水を得る。電気分解で得られた酸性水は、酸性タンク２６に一旦貯蔵して、ｐＨ調整機２０に導入される。ｐＨ調整機２０にはフィルター１９によりろ過した地下水も導入され、ｐＨが４．０未満に調整されたｐＨ調整水Ｃを、下流側に送出する。

ｐＨ調整機２０の下流では、ｐＨ調整水Ｃを溶解タンク２８，３０に導入し、甘味料等を含む所定の成分を溶解タンク２８で溶解し、クエン酸を含むその他の所定の成分を溶解タンク３０で溶解する。溶解タンク２８で作られた水溶液Ａと溶解タンク３０で作られた水溶液Ｂは、製品タンク３２に送られるとともに、製品タンク３２にはｐＨ調整水Ｃも導入して、適切な濃度に希釈した経口補水液Ｄとする。このときのｐＨは、４．０未満、好ましくはｐＨ３．８〜３．０、より好ましくはｐＨ３．５〜３．２である。調整した経口補水液は、８５℃のホットフィルでボトルに充填する。

経口補水液製造装置１０で製造された経口補水液Ｄは、電解水の酸性水でｐＨを調整され、クエン酸とクエン酸３ナトリウムによりｐＨ調整され、ｐＨが４．０未満、好ましくはｐＨ３．８〜３．０であり、より好ましくはｐＨ３．５〜３．２であり、例えばｐＨ３．２程度に調整される。これにより、食品衛生法の規定に従い、ｐＨ４未満であることから６５℃１０分間加熱またはこれと同等以上の殺菌で良く、穏やかな加熱条件で殺菌処理され、出荷が可能である。特に、経口補水液ＤをｐＨ３．５〜３．２とすると、保存性が高いものとなる。

各タンクの容量、ポンプの種類、能力の一例を以下の表１に示す。

溶解タンクＡ２８では、ブドウ糖、スクラロース、香料がｐＨ調整水Ｃに溶解される。溶解タンクＢ３０では、食塩、クエン酸、クエン酸３ナトリウム、乳酸カリウム、硫酸マグネシウム、グルタミンがｐＨ調整水Ｃに溶解される。なお、これ以外の有効成分等を溶解してもよい。

各成分の濃度と浸透圧、１日に５０ｍ³製造する際の重量と、溶解に使用するタンクの例を、以下の表２に示す。

表２で示した配合で製造した経口補水液ＤのｐＨは３．２である。また、クエン酸が６２ｍｍｏｌ、クエン酸３ナトリウムが１７ｍｍｏｌを、水１ｌに溶解したものとなり、ｐＨは３．１７のｐＨ緩衝液と同等となる。経口補水液Ｄの浸透圧は２９３．９ｍＯｓｍ／ｌであり、人体の血漿浸透圧３１０ｍＯｓｍ／ｌよりやや低いものである。これにより、腸管からの速やかな水分、電解質成分の吸収が可能である。

この実施形態の経口補水液製造方法及び経口補水液製造装置１０によれば、一定の濃度の経口補水液Ｄを連続的に効率よく製造することができる。経口補水液製造装置１０で作られた経口補水液Ｄは、電解水の酸性水で効果的にｐＨを低く調整され、さらにｐＨ緩衝液となるクエン酸とクエン酸３ナトリウムが含まれているため、ｐＨが４．０以下となり、穏やかな加熱条件で殺菌処理が可能であり、殺菌処理のコストを抑えることができる。また、経口補水液Ｄの風味や外観に与える影響を大幅に抑えることができる。しかも、生産時状況の変化があったとしても常にｐＨが３．５未満に保持される。ｐＨが３．５未満に低く安定していることから、長期保存にも耐えることができる。

さらに、この実施形態により製造した経口補水液は、電解装置２２で生成した酸性水を使用してｐＨ調整した無害なｐＨ調整水Ｃを使用して、人体に有効な成分であるクエン酸を溶解して経口補水液Ｄを作ることができ、ｐＨ降下剤にリン酸等、摂取量に注意が必要な物質を用いることがなく、安全である。食用の酸を用いて酸性にｐＨ調整しても、経口補水液のように味の薄い飲料の場合、酸っぱくて飲用に適さないものになってしまうが、電気分解した電解水の酸性水を用いることにより、食用の酸の濃度が薄くてもｐＨの低い酸性の強い飲料を製造することができる。その他、クエン酸は、柑橘類をはじめとする多くの自然食品に含まれ体内でもクエン酸サイクルとして生体の新陳代謝に深くかかわっている有用成分であり、クエン酸は体内で消化され、リンのようにカルシウム等ミネラル分と結合し体外にミネラル分を排泄する恐れもなく、健康上全く有用な成分である。電気分解の際にもクエン酸を使用するため、食用に適した酸性水を製造することができ、安全な経口補水液Ｄを作ることができる。

なお、この発明の飲料の製造方法と製造装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。取水した地下水をろ過するフィルターの種類は自由に変更可能である。甘味料を含む所定の成分を溶解する溶解タンク２８と、クエン酸を含むその他の所定の成分を溶解する溶解タンク３０で溶解する水溶性の成分は、適宜変更可能である。製造する飲料は、いわゆるスポーツドリンクでも良く、炭酸飲料等の清涼飲料水でも良く、経口摂取により水分補給等を行う飲料全般に適用可能なものである。

ここで、表２で示した配合で製造した経口補水液Ｄに、苛性ソーダを添加してｐＨ安定性について試験を行った結果について説明する。試験方法は、強電解アルカリ剤である苛性ソーダ溶液を１．０５ｇ／１００ｍｌで作り、飲料１０の１ｌに、前記の苛性ソーダ溶液を添加し、ｐＨを測定した。苛性ソーダ溶液の添加量は、３．５ｍｌ〜１００ｍｌの範囲の６種類の量で試験を行った。その試験の結果を、以下の表３に示す。

この表から、この経口補水液Ｄは、ｐＨ安定性が非常に高いことを示している。通常、１ｌ（リットル）の水に苛性ソーダ溶液を３ｍｇ加えた時はｐＨ１０．０になり、１００ｍｇ加えた時はｐＨ１１．５、４００ｍｇ加えた時はｐＨ１２．１になる。それと比較してこの経口補水液Ｄは、苛性ソーダ溶液を３．５ｍｌ〜１００ｍｌ加えた時はｐＨ３．２０〜ｐＨ４．００であり、苛性ソーダを１０５ｍｇ加えてもｐＨ４．００であり、変動することがなく安定して酸性となり、ｐＨ安定性が高いことが分かった。ｐＨが４．０以下で安定しているため、食品衛生法の規定による穏やかな加熱条件で殺菌処理が可能である。

１０ 経口補水液製造装置
１２ 井戸
１４ ５μｍフィルター
１６ 活性炭フィルター
１７，１９，２１ ２μｍフィルター
１８ 貯蔵タンク
２０ ｐＨ調整機
２２ 電解装置
２４ アルカリタンク
２６ 酸性タンク
２７ クエン酸タンク
２８ 溶解タンク
３０ 溶解タンク
３２ 製品タンク
３４ ボトル充填機
Ａ，Ｂ 水溶液
Ｃ ｐＨ調整水
Ｄ 経口補水液

Claims (9)

1. 地下水を電気分解し酸性水を生成して酸性のｐＨ調整水を製造し、前記ｐＨ調整水に飲用成分とクエン酸を溶解させ、ｐＨが４．０未満に調整した飲料を製造し、ボトルに充填することを特徴とする飲料の製造方法。
2. 前記ｐＨ調整水は、前記地下水にクエン酸又はクエン酸化合物を加えて電気分解して得られた前記酸性水に、電気分解されていない前記地下水を混合してｐＨを４．０未満に調整する請求項１記載の飲料の製方法。
3. 前記ｐＨ調整水に前記クエン酸とクエン酸３ナトリウムを溶解させて、ｐＨを４．０未満に調整する請求項２記載の飲料の製方法。
4. 前記飲料は、ｐＨが３．５以下に調整する請求項１、２又は３記載の飲料の製方法。
5. 地下水を電気分解する電解装置と、前記電解装置により電気分解されて生成した酸性水と、電気分解されていない前記地下水とを混合して、ｐＨが４．０未満のｐＨ調整水を製造するｐＨ調整機を備え、前記ｐＨ調整機の下流には、前記ｐＨ調整水に飲用成分を溶解させる溶解タンクと、前記ｐＨ調整水にクエン酸を含むその他の成分を溶解させる他の溶解タンクと、前記各溶解タンクで生成された各水溶液を混合して製品を生成する製品タンクが設けられ、前記製品タンクの下流には、前記製品タンクで生成された飲料をボトルに充填するボトル充填機が設けられていることを特徴とする飲料の製造装置。
6. 前記製品タンクには前記ｐＨ調整機が接続され、前記ｐＨ調整機から前記ｐＨ調整水が供給され、前記製品タンクで前記各水溶液の混合液が所定の濃度に希釈される請求項５記載の飲料の製造装置。
7. 前記電解装置には、電気分解に使用するクエン酸又はクエン酸化合物を供給するクエン酸タンクが接続されている請求項５記載の飲料の製造装置。
8. 電解水である酸性水とクエン酸を含み、ｐＨが４．０未満で、リン酸を含まないことを特徴とする飲料。
9. 前記酸性水に、前記クエン酸とクエン酸３ナトリウムの溶液を含む請求項８記載の飲料。

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