JP5896280B2 - 茶の加工方法およびその製造方法により作られた機能性のある茶及びその茶を使用した機能性食品 - Google Patents

Description

この発明は、茶の加工方法に関し、茶葉より製造した茶に含まれる機能性成分であるカフェインを保持し、好まれない渋味成分のカテキンを重合ポリフェノールに転換し渋味を改善し、糖尿病治療の指標であるグリコヘモクロビン（GHb）を安定させ、腎臓の機能の指標であるクレアチニン値を改善する効果のある香味豊な茶を作る製造方法およびその方法により製造した茶および食品に関するものである。

茶は、機能性を有するカフェインを含む飲料である。カフェインを含む嗜好飲料は茶およびコーヒー、コーラなど、清涼飲料の三大カテゴリーを形成している。カフェインを摂取することにより、人間はリフレッシュすることができ、特に高地、寒冷地で生活する民族にとってカフェインは生活の必需品である。
茶に含まれるカフェインを保持し、渋味成分、および好ましくない香り成分を除去した茶の加工方法の開発が望まれている。

美味な茶を作るには、カフェインの多い、渋味の少ない春先の茶葉を利用する。成長の盛んな夏の茶葉は茶の機能性成分のカフェインは含まれるが、渋味が強く、評価が低い。
この市場評価の低い夏茶を高温で加熱処理し、ほうじ茶を作り、庶民の茶として愛好されてきた。茶を高温で処理すると、渋味成分は加熱により分解あるいは重合により除去され、加熱によりカフェインは昇華し減少する。カフェインの摂取が好ましくない婦人、幼児用の茶飲料としては良いが、茶の機能性成分のカフェインは保持できない。

中国では春先の一芯を摘み、製造する雀舌茶が称揚される。茶の新芽にはカフェインを多量に含み、渋味成分のカテキン特にカテキンのガレートは少ないが、その収穫量は極めて少なく、茶の有効な利用法ではない。

中国のプーアール茶は夏茶を堆積発酵させ、渋味成分のカテキン類を微生物により分解させ、軽やかな風味の機能性のある茶を作る。プーアール茶の製造法は伝統的な中国茶の製茶法であるが、堆積発酵の特有のカビ臭さのため、日本人には受け入れられない。

日本では春先、茶を日光制限した覆い下園で栽培し、多量のカフェインを含み、渋味成分の少ない茶葉を作り、この茶葉を摘採し玉露を生産する。

中国の唐時代の薬物書「本草綱目」に茶の効能は「脂肪の代謝抑制とカフェインの覚醒作用にあり」と記載されている。糖尿病の治療に茶を利用する方法が提案されている（特許第１１８４５号）。この特許は茶を有機溶剤で抽出した製剤であるが、初期の研究で実用性は無い。茶カテキンのグリコシターゼ阻害作用、膵臓リパーゼ阻害作用についての動物実験の研究報告はあるが、茶の糖尿病の治療に有効であるとの臨床報告は殆どない。

通常荒茶の青臭い好ましくない香りは火入れ処理して青臭さを除去し、渋味成分を低減させる仕上げ茶工程が行われる。この改良法に湿度６０〜９０％、温度２５０−３９０℃の高湿度熱風で処理を行なうことが提案されている（特開平９-２３３９９７）。
湿度の高い高温の熱風で、青臭さは蒸散除去できると提案しているが、均一に加熱処理が行われず、高温処理によりカフェインは昇華減少し、カフェインは保持できない。
常圧下で加熱蒸気（湿度６０〜９０％、温度２５０〜３９０℃）処理を行う、加熱蒸気の熱容量は高いが、熱伝達が均一に行われず、処理温度を正確に設定し難い欠点がある。

茶を亜臨界水処理し、ほうじ茶様機能性飲料を製造する研究がある。この製品（１４０、１５０、１６０、１７０、１８０℃加工したもの）の官能検査の分析を行っている。アミノ酸は著しく減少し、抗酸化活性は高い活性を示し、カフェインの量には大きな変化は見られなかった。亜臨界で加熱処理を行うことは特殊な装置を必要とし実用性に乏しい。
（第２４回茶学術研究会講演要旨：第２６回茶学術研究会講演要旨）

特許第１１１８４８号 特開平９-２３３９９７

第２４回茶学術研究会講演要旨、平成２１年３月１７日 第２６回茶学術研究会講演要旨、平成２３年３月９日

この発明は、茶葉を加熱処理加工して製造した茶に含まれる機能性成分であるカフェインを保持し、好まれない青臭い香気成分を除去し、渋味成分のカテキンを重合ポリフェノールに転換させ、糖尿病治療の指標であるグリコヘモクロビン（GHb）を安定させ腎臓機能を改善する効果のある香味豊な茶を作る製造方法およびその茶に関するものである。

本発明で使用する温度調整は、圧力容器内の圧力を微細に調整することにより処理温度を設定する。加圧下の、加熱水蒸気は熱容量が高く、速やかに被加熱体に熱を伝道することができ、均一に熱処理が行われる。常法により作られた荒茶を圧力容器に入れ、圧力容器に蒸気を吹き込み、荒茶に含まれる空気を蒸気と置換し加熱を行い、荒茶に含まれる好ましくない成分を蒸発させ排除する。

好ましくない香気成分を排除後、排気弁を閉じ、所定の圧力、温度で加熱処理を行い、茶の強い渋味を構成する成分のカテキンガレートのエステル結合を分解させ、没食子酸を解離させ、EGC、GCに転換し爽やか風味の茶を作る。

さらに処理圧力を調整し加熱すると、カテキンは熱分解ならびに重合し、渋味成分のカテキンは重合ポリフェノールに転換し渋味を減少させる。カフェインは加圧、飽和水蒸気下の加熱で、昇華、あるいは熱分解することなく保持される。この加工方法を香煎茶加工と称する。

荒茶に炭酸カルシュウムを添加し圧力容器に入れ、（００１３）（００１４）と同様の手法により、蒸気を吹き込み、炭酸カルシュウム共存下で加圧加熱処理を行う、渋味成分のカテキンの重合反応は促進され、重合ポリフェノールに転換し、二次的に生成する加熱焙煎香気は保持される。

この発明によれば荒茶に含まれる好ましくない香気を除去し、渋味成分のカテキンを重合ポリフェノールに転換させ、カフェインを保持し糖尿病治療の指標であるグリコヘモクロビン（GHb）を安定させる効果のある茶を作る。

本発明によれば、茶を耐圧容器で加湿加熱処理すると、一般生菌、耐熱性細菌を完全に除菌するので、衛生的な茶に加工することができる。原料茶には、耐熱性土壌細菌が存在するので、茶飲料の加工には茶抽出物を高温高圧処理し、耐熱性微生物の完全除去を行う必要がある。この処理により茶抽出物の品質を劣化させるが、本発明による茶は耐熱性細菌を含まないので、茶抽出物の処理条件を緩和に設定でき、良質の茶飲料を作ることができる。

上質の茶はカフェインを多量に含み、渋味の少ない春先の新芽を利用する。成長の盛んな夏の茶は渋味が多く、夏茶特有の香りを有し利用されない。しかし、評価の低い夏茶にも春茶と同量のカフェインが含まれており、前項と同様の処理を行うことにより、渋味成分のカテキンを分解、重合させ、爽やかな風味の茶に加工することができる。

茶に含まれる機能性成分のカフェインは閉鎖容器内で湿熱加圧加熱するので、カフェインの昇華は抑えられ保持される。処理前処理後のカフェイン含量は分析の結果変化無く、保持されていることを確認している。

研究の結果、香ばしい香りは弱酸性のフェノール性化合物と弱アルカリ性のピラジン化合物からなるが、水分が存在すると、これらが結合し香ばしい香気が失われる。加圧加熱処理中に共存するカルシウムイオンが酸性の化合物と結合固定化し、弱アルカリ性のピラジン類香気成分はフリーで香ばしい香りは保持される。

茶に含まれる渋味成分のカテキン類は、設定温度（１００℃）処理により茶の強い渋味成分のカテキンガレートのエステル結合を分解し没食子酸を解離し、EGC、GCに転換し爽やか風味の茶を作る。設定温度を上げると、カテキン類は重合ポリフェノールに転換する。重合ポリフェノールの色調は低温度（１００℃）で処理されたものは黄金色で、中温度（１１５℃）処理では紅茶のテアフラビン様の色調で、高温度（１３０℃）処理になると紅褐色になる。
香煎茶加工処理前後のカテキン、重合ポリフェノールの分析の結果を図１に示す。重合ポリフェノールは多数の重合ポリフェノールの混合物で、それは直接分析できないので、全ポリフェノール類をフォーリンチオカルト法により分析し、高速液体クロマトグラフにより個々のカテキン８種、没食子酸を測定し、差し引き計算により算出する。図１の香煎茶加工処理条件は１２５℃３０分処理である。
表１に示すようにカテキン類は処理により重合ポリフェノールに転換し増加する。

茶を炭酸カルシウム共存下で香煎茶処理すると、同一条件で処理した茶の抽出液色調は深く、香気はより香ばしい。炭酸カルシウムはカテキンの重合反応を促進する。

香煎茶加工した茶には原料茶には少量しか存在しなかった没食子酸が検出され、渋味成分のカテキンが減少し、重合ポリフェノールが生成する。研究の結果、処理条件の設定により色調が異なる。加工圧力を微細に調整することにより希望する色調の製品を作り出すことができる。

重合ポリフェノールは多数の混合物であるが、その機能性について詳細な研究が行われ、重合ポリフェノールには膵臓リパーゼ阻害作用があり、人が摂取した脂肪の小腸での分解および吸収を阻害し、体外に排出する、茶の重合ポリフェノールにはカフェインの機能性と協力作用があり、痩身作用に関与している。

香煎茶加工した茶を糖尿病治療中の患者に飲用させた時のグリコへモクロビン（GHb）の変化の事例を図２に示す。香煎茶飲用後体重は減少し、飲用後３ヶ月よりGHbの値は顕著な効果が見られ、GHb7.7が6.6に安定している。この効果は香煎茶重合ポリフェノールによる効果と認められ、糖尿病治療の臨床例で糖尿病治療に有用であることを見出した。

糖尿病が進行し、インシュリンをGHb6.5程度に調整するように注射を行なっている患者に香煎茶１０ｇの抽出液を毎日摂取させた。腎臓機能の指標のクレアチニン値が正常範囲を超え人工透析を要請されていたが、飲用開始１ヶ月後クレアチニン値は正常の範囲になり、人工透析の治療を行なわなくてよい程度に腎臓機能は改善された。

香煎茶の痩身作用は香煎茶に含まれる重合ポリフェノールの膵臓リパーゼ阻害作用の効果で、食事と共に摂取する必要がある。このため香煎茶を粉末にして錠剤（０．３ｇ）に整形し携行する。これを毎食時、４錠摂取する。食事で摂取した脂肪分は小腸で分解吸収さ
れずに体外に排出され、体重の減少をみることができた。 香煎茶は茶の渋味成分のカテキンが重合ポリフェノールになり、渋味が低減され摂取しやすい。

香煎茶の粉末あるいは抽出物を製菓材料、あるいは飲料に混合し、パン、菓子類、飲料を作る事が出来る。覚醒作用、痩身作用、糖尿病治療、腎臓病機能改善等に有用な機能をもつ食品を製造することができる。

重合ポリフェノールの分析の結果の図である GHbA１cの香煎茶加工茶飲用後の変化の図である GHb値と過去の血糖値の関係の図である

本発明は茶を原料とする。茶の種類は緑茶、紅茶、および烏龍茶その他の茶を利用することが出来る。その種類を限定するものではない。
使用する耐圧加熱装置は殺菌機、レトルト装置を利用することができ、限定するものではない。

原料の茶を層状に展開して耐圧加熱装置に挿入する。必要に応じて、事前に原料茶を加湿、あるいは炭酸カルシウムを添加混合調整する。

原料茶を圧力装置の処理温度（第一段温度：第二段温度）を設定した耐圧加熱装置に挿入する。温度調整は圧力調整弁を設定することにより微細に調整できる。
圧力容器に蒸気を吹き込み、荒茶に含まれる空気を蒸気と置換し、荒茶に含まれる好ましくない成分を蒸発分離し、この好ましくない香気物質を容器外に排除する。

好ましくない香気成分を排除後、排気弁を閉じ、第二設定温度で加熱処理を行い、茶の強い渋味を構成する成分のカテキンガレートのエステル結合を分解し、没食子酸を解離させ、EGC、GCに転換し機能性のある重合ポリフェノールを含む爽やか風味の茶を作る。

第一段温度１００℃、第二段温度１２５℃、第二段加熱時間３０分に設定した耐圧加熱装置に、原料茶１０ｋｇを層状に展開し、５段に重ね挿入する。圧力容器の扉をロックし、加圧蒸気を吹き込む、加圧加湿蒸気は各段の原料茶に均一に散布され、均一加熱される。排気口より原料茶に含まれる好ましくない香気物質を過剰の蒸気と共に排除する。品温が第一段温度に到達すると、排気弁を閉じ、第二段温度１２５℃に加熱する。容器内蒸気圧力設定を調節することにより、温度制御を行うので、常圧の茶火入れと異なり、各段の茶は１２５℃で均等に加熱処理される。第二段の加熱が終了し加熱蒸気の弁を閉じ、排気弁を開き耐圧容器を常圧にし、容器の扉を開く、挿入した茶を取り出し、乾燥装置に移し、加工した茶の乾燥を行う。
処理茶の分析の結果、一般生菌数は０、耐熱性菌数は０であった。カフェイン含量は原料茶１．０％：処理茶１・０％で保持され、カテキンは重合ポリフェノールに転換し、原料茶には少量しか存在しなかった没食子酸は分解により生成し検出された。
渋味を構成するカテキンのガレートは分解し、重合ポリフェノールに転換する。カフェインを保持した爽やかな風味の茶を作ることができた。

原料茶５０ｋｇに水１ｋｇと炭酸カルシウム５００ｇを加え均一に攪拌する。第一段温度１００℃、第二段温度１１５℃、第二段加熱時間３０分に設定した耐圧加熱装置に、処理した原料茶１０ｋｇを層状に展開し、５段に重ね挿入する。圧力容器の扉をロックし、加
圧蒸気を吹き込む、加圧加湿蒸気は各段の原料茶に均一に散布され、加熱され、排気口より原料茶に含まれる好ましくない香気物質は過剰の蒸気と共に排除する。品温が第一段温度に到達すると、排気弁を閉じ外部と隔離する、第二段温度１１５℃に加熱する。容器内蒸気圧力を調節することにより、温度制御を行うので、常圧の茶火入れと異なり各段の茶は１１５℃で均等に加熱処理される。第二段の加熱が終了し加熱蒸気の弁を閉じ、排気弁を開き耐圧容器を常圧にし、容器の扉を開く、段状に挿入した茶を取り出し、乾燥装置に移し、加工した茶の乾燥を行う。処理茶の分析の結果、一般生菌数は０、耐熱性菌数は０であった。原料茶を炭酸カルシウム共存下で処理を行うことにより、カルシウムが渋味成分のカテキンの分解重合を促進する。渋味を構成するカテキンのガレートは分解して没食子酸を分離し、渋味を低減し、さらに重合ポリフェノールに転換し紅色を呈し、カフェインを保持した爽やかな風味の茶を作ることができた。カテキンは重合ポリフェノールに転換し、原料茶には少ししか存在しなかった没食子酸が検出された、分析の結果、カフェインの含量は原料茶１．０％：処理茶１．０％で保持され、香ばしい香気成分のピラジンは弱アルカリ性の化合物であり、弱酸性のフェノール性化合物と結合して香気を失うが共存するカルシウムがこれと結合し香ばしい香気のピラジン化合物をフリーに保持する。

下記の製菓材料を用意する。
薄力小麦粉 ２００ｇ
砂糖 １００ｇ
バター（無塩） ２０ｇ
香煎茶末 ３０ｇ（実施例１で製造した香煎茶を粉末にしたもの）
ベーキングパウダー 小さじ１杯
水(又は牛乳) １００ｇ
上記材料を混合し水を加え攪拌する。練り上げたクッキー材料をカップに絞込み、１５０℃に調整したオーブンで８分焼く。このケーキは従来緑茶末を加え作ったものに比べ、渋味は少なく、香煎茶の有する機能性成分を保持したクッキーを製造することが出来た。

本発明について補足をする。
圧力容器の第一段、第二段の温度設定、第二段の保持時間は加工した茶の希望する風味（たとえばライト、ミドル、ヘイビー）に応じて調整が可能であり、使用する圧力容器の耐圧性を強化することにより、常圧の加熱では発火し実行出来なかった温度で処理することを選択できる。炭酸カルシウムは無味無臭、無害であり、必要に応じて使用する。

グリコヘモクロビン(GHb)はヘモクロビンがブドウ糖と結合したものであり、GHbは過去１~３ヶ月の平均血糖値を示し（図３）、糖尿病診断に近年利用されている。糖尿病治療効果の判定に極めて有用である。

Claims (4)

1. 茶を圧力容器に入れ、加熱蒸気を吹き込み、飽和水蒸気下１００℃の閉鎖系で加圧加熱した後、空気を蒸気と置換し、次いで、飽和水蒸気下１１５〜１３０℃の閉鎖系で加圧加熱して、カテキンを機能性の重合ポリフェノールに転換させ、カフェインを保持した茶の製造方法。
2. 茶に炭酸カルシウムを添加し、圧力容器に入れ、加熱蒸気を吹き込み、飽和水蒸気下１００℃の閉鎖系で加圧加熱した後、空気を蒸気と置換し、次いで、飽和水蒸気下１１５〜１３０℃の閉鎖系で加圧加熱して、カテキンを機能性の重合ポリフェノールに転換させ、カフェインを保持した茶の製法。
3. 前記茶が緑茶である請求項１記載の茶の製造方法。
4. 前記茶が緑茶である請求項２記載の茶の製造方法。