JP5534590B2

JP5534590B2 - 遠赤外線焙煎茶の抽出方法

Info

Publication number: JP5534590B2
Application number: JP2010052877A
Authority: JP
Inventors: 眞悟菊地
Original assignee: 株式会社コスモバイオス
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-03-10
Also published as: JP2011182730A

Description

本発明は、笹、ボタンボウフウ、レイシから選択される植物類及びキノコ類などの茶の原料を高温の遠赤外線焙煎で焙煎したのち、圧力抽出茶器で一般栄養成分、抗酸化物質等の機能性成分を多量に抽出する遠赤外線焙煎茶の抽出方法に関する。

従来より、中国でも日本でも伝統的に茶を煎じるためには、茶ふう、急須と呼ばれる茶器を用いてきた。急須の形状、構造は中国でも日本でも古来大きな変化はない。茶は風味やうま味を味わうことが主目的で、茶の成分抽出は二の次であった。
茶製品を急須に入れて熱い湯を注ぎ数十秒程度成分抽出してそのエキスを茶として飲むのであるが、栄養成分の抽出は原材料全体からみると、すこぶる少量しか抽出されておらず、効率がよくない。
また、漢方薬や野草茶を土鍋などで煎じる手法も一部使われてきた。
しかし、１００℃（１気圧）限界の飽和熱水では、機能性の高い栄養分であるポリフェノールや多糖類などはあまり抽出できない。古来ツバキ科の「茶」と呼ばれている植物のほかに、「茶」と呼ばれている分野が世界中にある。玄米茶、はと麦茶、笹茶、ジャスミン茶、ハーブ茶などがそれにあたる。これらの茶の多くはその原材料の持つ機能性成分を健康維持のため活用することが多い。
しかし、植物の細胞壁は２気圧から３気圧に耐えられる構造になっているため、１気圧での従来の急須やなべなどでは、細胞内の大部分の栄養成分は細胞壁で保護されたままなので、十分な抽出が不可能であった。
したがって、地域特産の健康茶が販売されているが、それらの原料は良質であっても従来の抽出法ではポリフェノールや多糖類などの機能性成分を多量に抽出できないのが実態である。
なお、高品質のコーヒーを抽出するために高圧にするコーヒーメーカーは特許文献１として、１００℃程度の遠赤外線で焙煎する装置自体は、特許文献２、特許文献３としてそれぞれ公知である。

実用新案登録第３１１１７９３号公報特開平６−２０５６６０号公報特開２００５−６５５１号公報

従来の茶器は、茶製品を急須に入れて熱い湯を注ぎ数十秒程度成分抽出して、そのエキスを茶として飲んできた。香りやうま味の抽出が主であり栄養成分の抽出は原材料全体からみるとすこぶる少量しか抽出されていない。また、漢方薬や野草茶を土鍋などで煎じる手法も一部使われてきた。
しかし、従来のように、１００℃、１気圧限界の飽和熱水での焙煎茶の抽出方法では、機能性の高い栄養分である植物繊維やポリフェノールなどはあまり抽出できない。
本発明の解決しようとする問題点は、従来の急須や土鍋で煎じて抽出する成分をはるかに超える栄養成分を抽出でき、従来抽出できなかった機能性の高いポリフェノールや多糖類などの成分を多量に抽出することができる焙煎茶の抽出方法を提供するものである。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、笹、ボタンボウフウ、レイシから選択される植物類及びキノコ類を１８０℃から３５０℃の遠赤外線焙煎熱で均一に焙煎してした遠赤外線焙煎茶とし、該遠赤外線焙煎茶を完全密封容器構成にて１．５気圧から３気圧の範囲として、且つ、１１０℃から１３０℃の範囲の飽和熱水で蒸留し、遠赤外線焙煎茶のポリフェノール及び多糖類の高分子構造の成分を低分子化して抽出することを特徴する遠赤外線焙煎茶の抽出方法である。

本発明によれば、高温の遠赤外線で焙煎した後、加圧抽出するので、(１)より多種類の栄養成分を効率よく抽出できるため、健康に大きく寄与できる。また、(２)遠赤外線焙煎と圧力抽出で相互効果を高め合い、今までにない成分比率の独特の焙煎茶の抽出が可能となる。特に、(３)従来の茶器や鍋などでは抽出できなかった抗酸化力の強いポリフェノールや植物繊維が多量に抽出できる。更に、(４)今までにない、地域特産の多種類の茶の有効利用が可能になる。

本発明の焙煎に使用する遠赤外線焙煎装置の稼働前の全体の断面図、図１の平面図、図１の遠赤外線焙煎装置の稼働中の全体の断面図、図１の遠赤外線焙煎装置の焙煎終了を説明する断面図、本発明の焙煎茶の抽出に使用する抽出器(茶器)の一例の断面図、図５の平面図である。

本発明は、強い細胞壁からなる植物やキノコなどを、高温の遠赤外線で焙煎して細胞壁を破壊し、この焙煎茶を高圧高温の飽和熱水が生成する茶器で抽出して、抗酸化物質等の機能性の高いポリフェノールや多糖類などの成分を多量に抽出することを実現した。

本発明は、乾燥した原材料を茶として利用できる程度にカットしてから、２００℃から３５０℃の高温の遠赤外線で焙煎して細胞壁を砕いて焙煎茶とする第１工程と、第１工程で仕上がった焙煎茶を、１.５気圧から３気圧の範囲で１１０℃から１３０℃の範囲の高圧高温の飽和熱水を生成する茶器で抽出して、抗酸化物質等の機能性の高いポリフェノールや多糖類などの成分を多量に抽出する第２工程から構成される。

[遠赤外線焙煎装置(第１工程)]
本発明の本実施例１は、乾燥した原材料を茶として利用できる程度にカットしてから細胞壁を破砕し高分子成分を低分子で抽出するために遠赤外線をベースに２２０℃の熱源で５分から１５分均一に焙煎した遠赤外線焙煎茶とする。
ここで、実施例１の遠赤外線焙煎茶を製造する遠赤外線焙煎装置１を説明する。
遠赤外線焙煎装置１は、図１、図２に示すように、大きくは、各装置を配置する架台１１と、蓋部１３(ヒータ付カバー)の天井部の内壁に設けた遠赤外線ヒーター部１２と、原料をかき混ぜる撹拌槽１４と、移動可能な移送容器１９とからなる。
前記蓋部１３の天井内壁には、ヒータ表面温度が400〜500℃の遠赤外線ヒーター部１２が昇降機構121によって上下に移動可能に設けられ、この昇降機構121は枠体124の適所(両側)に設けたスライド棒122を蓋部１３に設けたスライド孔123に貫通させた構成で、この一対の枠体124には雌ネジ部125が設けられ、雌ネジ部125はハンドル127によって回転する雄ネジが施されたネジ棒126に嵌合している。そして、スライド棒122の下端に遠赤外線ヒーター部１２が取り付けられている。
したがって、蓋部１３の上面両側に設けた昇降機構121の一対のハンドル127（図２参照）を正逆回転させることにより、枠体124とともに遠赤外線ヒーター部１２の上下方向の位置を調整できる。そして、この蓋部１３の全体は、図３に示すように、架台１１の後背部に設けた一対のスライド台111（図２参照）を使用者が把持部131を持ってスライドさせ、撹拌槽１４の上部を覆うように移動する。

撹拌槽１４の内部には、図２に示すように、回転する３本のパドル１５が横方向に平行に配置され、この３本のパドル１５の回転軸の表面には若干斜行した撹拌羽根151が配置され、パドル１５の端部にはそれぞれスプロケット152が設けられ、位置が調整可能な張力調整スプロケット153と含めてチェーン154を掛け渡すことにより、図３の矢印方向を示すように、両側のパドル１５が同方向に、中央のパドル１５が反対方向に同期回転するようにしてある。このパドル１５の内、１本(図１で右端)の端部には被駆動プーリ155が設けられ、図２に示すように、駆動モータ１６の駆動プーリ161と被駆動プーリ155とにベルト162を掛け渡して回転させる。
このように近接し互いに逆回転する３本のパドル１５と、短い幅で若干斜めの撹拌羽根151により、焙煎すべき原材料が上方へ掻き上げと落下を繰り返すことにより、循環して遠赤外線ヒーター部１２に近づき、均一に加熱させ撹拌も促進され、均一に焙煎される。

この撹拌槽１３内に焙煎対象となる植物やキノコの原料Ａを選定して、原料Ａを細かく砕いて投入し、遠赤外線ヒーター部１２と移動機構121でその位置を調整して、所定温度で、所定時間焙煎して焙煎茶Ｂとする。
本実施例１の遠赤外線焙煎での焙煎温度は、２２０℃としたが２００℃から３５０℃の範囲がよく、２００℃以下では細胞壁を砕く率が少ないと想定され、抽出実験での栄養成分等の抽出量が少なく、３５０℃以上であると炭化が進行して逆に抽出実験での栄養成分等の抽出量が低下してしまう。好ましくは、２１０℃から３００℃の範囲がよい。焙煎時間も対象物の焙煎具合をみて炭化しない程度に設定すればよく、通常、５分から１５分の範囲で均一に焙煎すればよく、余り時間をかけても、抽出効果は向上しない。

このように、所定時間が経過して、焙煎茶Ｂが焙煎し終わると、撹拌槽１３を反転機構１７によって反転させて、焙煎茶Ｂを移送容器１９に移すことになる。
図４に示すように、反転機構１７は、中央のパドル１５aと同軸の回動軸171を中心に回動するようになっており、ハンドル172を回転させることにより、ウォームギアや減速機構173を介して、回動軸を180度反転させ、撹拌槽１３内の焙煎茶Ｂを移送容器１９に落下させて収納する。
反転の際に、焙煎茶Ｂが外部にこぼれ落ちないように、撹拌槽１４の上部を覆うように弧状のシュート１８が設けられいる。また、移送容器１９は高温の焙煎茶Ｂを早急に冷却するように、容器壁面は外部の空気が進入しやすいように金網191で構成されている。移送容器１９は、図４に示すように、移動可能なキャスター192付きの移送容器１９であるので、回収された焙煎茶Ｂは移送容器１９ごと次の工程に運ばれる。

以上の作動手順を説明すると、以下のようになる。
(１)把持部131を持って蓋部１３を後方に後退させ、原料Ａを撹拌槽１４に投入する。
(２)把持部131を持って蓋部１３を手前に引き寄せ、撹拌槽１４の上部にセットする。
(３)昇降機構121のハンドル127を回転させ、原料Ａとの加熱距離を所定の距離に設定する。
(４)遠赤外線焙煎装置１の操作盤(図示せず)で焙煎温度と、焙煎時間を所定の数値にセットする。
(５)操作盤(図示せず)の遠赤外線ヒーター部１２の電源スイッチを入れ(ＯＮ)、パドルの運転の稼働スイッチを入れる(ＯＮ)。
(６)所定時間焙煎後に遠赤外線ヒーター部１２の電源が切れる(ＯＦＦ)。運転の稼働も停止する。
(７)蓋部１３を後方に後退させ、撹拌槽１４を装置の手前方向に１８０度反転させる。この時点でも焙煎茶Ｂの掻き出しを助長するためにパドル１５の運転は継続させている。
(８)シュート１８を介して、焙煎茶Ｂを下部の移送容器１９に落下させ回収する。
(９)パドル１５の稼働を停止し、反転機構１７のハンドル172を逆転させて撹拌槽を上向きの通常の位置に戻す。
以下は、上記の(１)から(９)の作動を繰り返せば、焙煎茶Ｂを製造することができ、特に、昇降機構121により適切に、遠赤外線焙煎での焙煎温度を２２０℃、及び、２００℃から３５０℃の範囲に設定することができる。

[抽出器(茶器)(第２工程)]
上記の遠赤外線焙煎装置１で焙煎した焙煎茶Ｂを抽出器２を用いてその成分を抽出するが、この抽出器２は、１.５気圧以上３気圧で１１０℃から１３０℃の飽和熱水で抽出する所謂圧力ナベであればよい。この１.５気圧以上３気圧の範囲は、１.５気圧以下では抽出効果が出にくく、３気圧以上では３気圧以下と比べて効果の向上がみられず、装置も大がかりになり経済的にも不利であるからである。また、１１０℃から１３０℃の飽和熱水で抽出するが、１１０℃以下では通常の１００℃での抽出効果と大差なく、１１０℃以上で効果が顕著になり、１３０℃以上では１３０℃以下と比べて効果の向上がみられず、装置も大がかりになり経済的にも不利であるからである。
本実施例では、業務用の圧力ガマを使用し、２気圧で１２０℃の飽和熱水を確保して、その中で遠赤外線焙煎茶の成分を抽出した。

本発明では、業務用の圧力ガマは、一般家庭では使用が不便であるので、簡易には次に示すような茶器２でよく、業務用圧力ガマと同等の結果が得られるので、これを、図５、６に示して説明する。
先ず、抽出器(茶器)２の本体２１の素材は、２気圧に耐え得ること、加工しやすいことを理由にステンレスとした。また、抽出器２の本体２１の上部には蓋部２２を設け、この蓋部２２の外周近傍には抽出器２内を気密にするためパッキン２２１が設けられ、３カ所の蓋止め部材２１１で蓋部２２が圧力で外れないように蓋部２２を本体２１に強固に固着し、この蓋止め部材２１１は焙煎茶Ｂの高圧高温の飽和熱水での抽出後には簡単に蓋部２２が外れるような構造である。なお、本体２１の適所には把持部２１２が設けられている。
抽出器２の本体２１の蓋部２２の適所には、内気圧調整の蒸気弁２３と設定圧力を超えた時に蒸気が開放される安全弁２４を設置しており、所定の圧力を維持するようになっている。また、抽出器(煎じ器)２の蓋部２２の内側には茶葉などが蒸気弁２３や安全弁２４をふさがないように蓋部２２から３cm以上の間隔を保って防網２５を底部に配設して空間部を構成している。
抽出器２の本体２１の外側底部には厚いセラミック等をコーティングした熱板２１３が施され、ヒーター等の熱源３に直接置くことが可能である。本体２１の内側底部には多数の遠赤外線セラミックボール２６が網板２７を隔て載置されている。
使用に際しては、本体２１内に焙煎茶Ｂと水とを投入し、蓋部２２を蓋止め部材２１１で気密に固着して、熱源３に熱板２１３を載せて、所定時間加熱する。

[実施例１での抽出方法]
（１）実施例１での前処理
[原材料]：笹（禾本科）、レイシ（きのこ）、ボタンボウフウ（セリ科）
上記原材料を、それぞれ乾燥しカットして、前述した遠赤外線焙煎装置１に投入し、下記の条件において遠赤外線焙煎をした。
[遠赤外線焙煎時間]５分から１５分
[遠赤外線焙煎機による温℃]摂氏２２０℃
（２）実施例１での抽出器での抽出方法
遠赤外線焙煎茶Ｂを、抽出器２に相当する圧力ナベに１５００ｍｌの水を入れて、それぞれの焙煎茶１５ｇを投入する。その後、蓋をして機密性を保持したのち、電気やガスを熱源として中火程度で水を沸かす。
約２０分後飽和熱水温度１２０℃、２気圧になると蒸気弁から水蒸気が漏れ出した時に熱源を切ってそのまま１５分程度置いた抽出水が８０℃になる頃、蓋を開封して、エキスを圧力ナベから取り出す。
開放ナベは１５００ｍｌの水を入れて、それぞれの未焙煎茶１５ｇを投入する。蓋をして電気やガスを熱源として中火程度で水を沸かし沸騰した後、熱源を止めて抽出水が８０℃になるころ開放ナベから取り出す。

[比較例１での抽出方法]
（１）比較例１での前処理
[原材料]：笹（禾本科）、レイシ（きのこ）、ボタンボウフウ（セリ科）
上記原材料を、それぞれ乾燥してカットしているが、未焙煎である。
（２）比較例１での抽出器による抽出方法
開放ナベは１５００ｍｌの水を入れて、それぞれの未焙煎茶１５ｇを投入した。蓋をして電気やガスを熱源として中火程度で水を沸かし沸騰した後、熱源を止めて抽出水が８０℃になるころ開放ナベから取り出す。

[実施例１と比較例１での抽出成分の比較検討]
（１）[表１]は、実施例１と比較例１でのレイシ（きのこ）抽出主要成分量の測定値である。

この[表１]から、レイシはきのこの中ではとても堅牢な形状であるが、比較例１の開放ナベと比較して、本発明の実施例１の遠赤外線焙煎と２気圧ナベの組み合わせによる抽出方法では、植物繊維４４０％、ポリフェノール３６０％もの割合で抽出量が増加しており、本発明の焙煎茶の抽出方法が非常に有効であるかが判る。

（２）[表２]は、実施例１と比較例１での笹(禾本科）の抽出主要成分量の測定値である。

この[表２]から、乾燥笹(禾本科)もレイシ同様植物繊維の強い植物だが、比較例１の開放ナベ抽出方法と比較して、本発明の実施例１の遠赤外線焙煎と２気圧ナベの組み合わせによる抽出方法は、植物繊維２６０％、ポリフェノール２２０％もの割合で抽出量が増加しており、本発明の焙煎茶の抽出方法が非常に有効であるかが判る。

（３）[表３]は、実施例１と比較例１でのボタンボウフウの抽出主要成分量を測定値である。

ボタンボウフウ（長命草）は沖縄中心の浜の岩場に自生している植物だが、この[表３]から、比較例１の開放ナベ抽出方法と比較して、本発明の実施例１の遠赤外線焙煎と２気圧ナベの組み合わせによる抽出方法は、植物繊維８１０％、ポリフェノール５３０％もの割合で抽出量が増加しており、本発明の焙煎茶の抽出方法が非常に有効であるかが判る。

（４）[表４]は、実施例１と比較例１でのボタンボウフウの水溶性植物繊維、鉄、カルシウム、マグネシウム、ビタミンＢ₂等の機能性成分抽出量の測定値である。

この[表４]から、ボタンボウフウ（長命草）の水溶性植物繊維とミネラル、ビタミン等が、従来の比較例１の開放ナベ抽出方法と比較して、本発明の実施例１の遠赤外線焙煎と２気圧ナベの組み合わせによる抽出方法では、各機能性成分が飛躍的に抽出されていることが判る。

（５）[表５]は、実施例１と比較例１でのボタンボウフウのパーオキシラジカル消去能(抗酸化力）の測定値である。

この表５から、比較例１の従来の開放ナベ抽出方法と比較して、本発明の遠赤外線焙煎と２気圧ナベの組み合わせによる抽出方法は、植物繊維、ポリフェノールの抽出量の増加に比例して、抗酸化力の指標である比活性、全活性、アスコルビン酸、trolox、キャノロールの数値が格段に向上していることが判る。

（６）[表６]は、抽出器として、(1)従来の急須、(2)比較例１の従来の開放ナベ、(3)実施例１の遠赤外線焙煎と２気圧ナベの組み合わせの抽出器を用いた場合のボタンボウフウの抽出固形分量比較の測定値である。

この[表６]から、(1)従来の急須による抽出方法や、(2)従来の比較例１の開放ナベ抽出方法に比較して、本発明の(3)実施例１の遠赤外線焙煎と２気圧ナベの組み合わせによるボタンボウフウの抽出固形分量は、極めて多いことが判る。

以上のように、本発明の実施例によれば、(1)種々のオリジナル茶を高温の遠赤外線焙煎した後、加圧抽出することにより多種類の栄養成分を効率よく抽出できるため、健康に大きく寄与できる。(2)遠赤外線焙煎と圧力抽出で相互効果を高め合いオリジナル茶の抽出効率が格段に向上する。(3)従来の急須等の茶器や鍋などでは抽出できなかった抗酸化力の強いポリフェノールや植物繊維が多量に抽出できる。(4)地域特産の多種類のオリジナル茶の有効利用が可能になり、特産茶の消費拡大が望める等の利点がある。
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論である。

１・・遠赤外線焙煎装置、１１・・架台、111・・スライド台、
１２・・遠赤外線ヒーター部、121・・昇降機構、122・・スライド棒
123・・スライド孔、124・・枠体、
125・・雌ネジ部、126・・ネジ棒、127・・ハンドル、
１３・・蓋部、131・・把持部、
１４・・撹拌槽、
１５・・パドル、１５a・・中央のパドル、151・・撹拌羽根、
152・・スプロケット、153・・張力調整スプロケット、
154・・チェーン、155・・被駆動プーリ、
１６・・駆動モータ、161・・駆動プーリ、162・・ベル、
１７・・反転機構、171・・回動軸、172・・ハンドル、173・・減速機構、
１８・・シュート、
１９・・移送容器、191・・金網、192・・キャスター
２・・抽出器(茶器)、２１・・本体、２１１・・蓋止め部材、２１２・・把持部
２１３・・熱板、
２２・・蓋部、２２１・・パッキン、
２３・・蒸気弁、２４・・安全弁、２５・・防網、
２６・・遠赤外線セラミックボール、２７・・網板、
３・・熱源(ヒーター、ガス等)
Ａ・・植物やキノコの原料、Ｂ・・焙煎茶

Claims

笹、ボタンボウフウ、レイシから選択される植物類及びキノコ類を１８０℃から３５０℃の遠赤外線焙煎熱で均一に焙煎してした遠赤外線焙煎茶とし、
該遠赤外線焙煎茶を完全密封容器構成にて１.５気圧から３気圧の範囲として、且つ、１１０℃から１３０℃の範囲の飽和熱水で蒸留し、
遠赤外線焙煎茶のポリフェノール及び多糖類の高分子構造の成分を低分子化して抽出することを特徴する遠赤外線焙煎茶の抽出方法。