JP5922974B2 - 保存性に優れた天然香料の製造方法 - Google Patents
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Description
一方、植物原料に元来含まれる有機酸や、植物原料を焙煎した際に生成する有機酸は、この加水分解反応の触媒となり、天然香料の分解を促進する。従って、酸加水分解は、通常の加水分解よりも分解速度が速く、そのため、短期間で天然香料の風味劣化が発生する。
植物原料に含まれ、加水分解反応の触媒となる有機酸として、酢酸、クエン酸、酒石酸などが挙げられる。この中で、茶葉やコーヒー豆の焙煎時に発生する酢酸は刺激的な酸臭を有するため、加水分解を加速させる触媒効果以外に、香味に悪影響を与えることもある。
また、水蒸気蒸留の溶媒は水であるため、凝縮液中にも水が多量に存在している。しかし、その水自体も、凝縮液に含まれる天然香料の加水分解を誘発してしまう。
そのため、香料業界において、この対策として、有機酸の除去若しくは有機酸による低い水素イオン濃度(pH)を中和させるために様々な方法がこれまで数多く検討され報告されている。
また、焙煎香気を有する回収香の保存安定性の向上のために、トレハロース及び/又はビタミンCを添加し、それらの抗酸化効果により、保存中における香気や風味の劣化を防止する方法が提案されている(特許文献2)。
水分対策として、乾燥による香料の粉末化によっても香料中から水を除去できる。しかしながら、香料の乾燥粉末工程では、加熱が必須である。従って、熱による品質劣化が起こりやすい香料では、この方法を採用することができないので、適用可能な香料の範囲が限定されてしまう。
そのため、これまでは保存安定性の向上のため、低温或いは冷凍保管を行ってきたが、そうした方法では加水分解反応の反応速度を遅くするだけで、天然香料の風味劣化を完全に抑制することはできなかった。
〔1〕香気成分を含有する植物原料を水蒸気蒸留して得られる凝縮液を合成吸着剤に通液させ、当該合成吸着剤に吸着された成分を濃度90%以上のアルコール水溶液で溶出させて香気成分を回収することを特徴とする保存安定性に優れた天然香料の製造方法;
2)工程1の水蒸気蒸留の際に凝縮されずに排出されるガスを、工程1とは別の合成吸着剤に通気させ、当該合成吸着剤に吸着された成分を濃度が90%以上のアルコール水溶液で溶出させて非凝縮香気成分を回収する工程2;
3)工程1で回収された凝縮香気成分と工程2で回収された非凝縮香気成分を混合して香料を得る工程3;
を含むことを特徴とする保存安定性に優れた天然香料の製造方法。
また、香気成分を含有する植物原料が、茶系素材、大麦、コーヒー豆又はこれらの焙煎物であることを特徴とする。
〔4〕香気成分を含有する植物原料の抽出物に、前記製造方法で得られた同種原料の天然香料を添加することを特徴とする香料組成物の製造方法;
〔5〕前記製造方法で得られた天然香料又は香料組成物を添加したことを特徴とする飲食品。
用することで、天然香料中の水分濃度を下げることができる。
従って、冷蔵保管6か月でも安定であり、また、従来製法と比較して、揮発性の高い軽い香りが強く、対原料換算でも全体的な力価が強い。
本発明でいう水蒸気蒸留は、香料の製造において周知・慣用技術であり(特許庁公報 周知・慣用技術集(香料)第I部 香料一般 平成11年1月29日発行63p)、常圧又は減圧水蒸気蒸留や過熱水蒸気蒸留などを含み、特に限定されるものではない。
従って、通常の水蒸気蒸留装置の他、その改良型としてのスピニングコーンカラム(SCC)抽出装置(気-液向流接触装置の一種)も使用できる。
(1)水蒸気蒸留では、香気成分と共に酢酸などの低沸点の有機酸も効率よく抽出されてしまう。
(2)水蒸気蒸留の性質上、回収される成分は冷却により凝縮されるもので、それは、物質の沸点に依存しており、つまり、凝縮されにくい低沸点の成分は、水蒸気蒸留法では、なかなか回収することができず、従って得られる香気成分の種類は決まっており、低沸点成分の損失のない、力価の高い天然香料を回収することができない。つまり、一般の水蒸気蒸留においては、水蒸気とともに揮発した香気成分の大部分は冷却により液化し、留出液として得ることができるが、一部のごく軽い香気成分は液化せずに外部へ排気ガスとして放出されていたのである。
具体的には、凝縮されずに外部へ排気される気体中の香気成分(非凝縮香気成分)、並びに凝縮液に含まれる香気成分を別々に疎水性の合成吸着剤で捕集した後、両者を混合することで、吸着剤に吸着されずに通過する有機酸、有機塩基、水を香気成分と分離するとともに、さらに、吸着された香気成分を脱着させるため、少量の濃度90%以上のアルコール(例えば、メタノール、エタノール、ブタノールなど、特に好ましくはエタノール)の水溶液で溶出させることで凝縮香気成分と共に非凝縮香気成分を高濃度に回収することができる。
また、香気成分を吸着剤に吸着させた後、高純度のアルコールで溶離させるため、香気成分に含まれる水をアルコールに置換することができ、香料中の水分含量を著しく下げることができる。
このようにして得られた天然香料は、酢酸などの有機酸を含まず、さらに、水も有機溶剤に置換されているためほとんど残存しておらず、保存安定性に優れ、さらに水蒸気蒸留法の従来の課題も併せて解決することができる。
図1に示すように、本工程では、香気物質を含有する植物原料、すなわち茶系素材、大麦、コーヒー又はこれらの焙煎物、特に焙煎したコーヒー豆若しくはその粉砕物を水蒸気蒸留装置で蒸留した後、凝縮器で液化し、得られた凝縮液を合成吸着剤に通液させ、吸着樹脂に吸着された成分を高純度アルコールで溶出させることで、濃縮された香気成分を回収する。
また、メタアクリル酸エステル系樹脂も、例えば、ローム・ハース社製「XAD−7(商品名)」および「XAD−8(商品名)」などの商品として入手することができる。
中でも、スチレン-ジビニルベンゼン系の合成吸着樹脂であって、イオン交換基を持たない多孔性構造の疎水性合成吸着樹脂が好ましく、例えば三菱化学社製「セパビーズ(登録商標)SP−70」を挙げることができる。
また、アルコールの濃度は、水分除去のため90%以上であることが必要であり、好ましくは90〜99%、特に好ましくは95〜99%である。
図1に示すように、本工程では、香気物質を含有する植物原料、すなわち茶系素材、大麦、コーヒー又はこれらの焙煎物、特に焙煎したコーヒー豆若しくはその粉砕物を水蒸気蒸留する際に凝縮されずに排気される非凝縮気体を合成吸着剤に通気させ、脱着のため高純度アルコールで溶出させることで、非凝縮香気成分を回収する。
本発明で回収された凝縮香気成分と非凝縮香気成分は、それぞれそのままで天然香料として使用することもできるが、両者を混合することにより、例えばコーヒー豆の場合は、より自然で淹れ立て感を有する天然香料を調製することができる。
すなわち、工程1で回収された凝縮香気成分と工程2で回収された非凝縮香気成分を混合して保存安定性に優れた香料を得ることができる。混合比については特に限定はないが、工程1で回収された凝縮香気成分と工程2で回収された非凝縮香気成分を、重量比で1:1〜1000:1が好ましい。
このようにして得られた天然香料は、酢酸などの有機酸を含まず、さらに、水もアルコールに置換されているため酸加水分解が起こりにくく保存安定性に優れ、さらに、水蒸気蒸留法の従来の課題も併せて解決することができる。
添加できる香料としては、例えば、アセト酢酸エチル、アセトフェノン、アニスアルデヒド、α−アミルシンナムサルデヒド、アントラニル酸メチル、イオノン、イソオイゲノール、イソ吉草酸イソアミル、イソ吉草酸エチル、イソチオシアン酸アリル、イソチオシアン酸3−ブテニル、イソチオシアン酸4−ペンテニル、イソチオシアン酸ベンジル、イソチオシアン酸3−メチルチオプロピル、イソチオシアネート類、イソブタノール、インドール及びその誘導体、γ−ウンデカラクトン、エステル類、2−エチル−3,5−ジメチルピラジン及び2−エチル−3,6−ジメチルピラジン、エチルバニリン、エーテル類、オイゲノール、オクタノール、オクタナール、オクタン酸エチル、ギ酸イソアミル、ギ酸ゲラニル、ギ酸シトロネリル、ケイ皮酸、ケイ皮酸エチル、
香料の添加量は特に限定されるものではないが、一般的には本発明で得られた香気成分中、0.001〜1.0質量%、好ましくは0.005〜0.5質量%、最も好ましくは0.01〜0.1質量%の添加量で用いられる。
水蒸気蒸留設備に植物原料として焙煎したコーヒー豆(市販品)7.5kgを仕込んだ後、蒸気速度7.5kg/h、槽内圧力大気圧で凝縮液が7.5kg得られるまで水蒸気蒸留した。
次いで、水蒸気蒸留して得られる凝縮液を連続的に1.5Lの合成吸着剤(三菱化学社製「セパビーズSP−70(商品名)」に、溜出速度と同じ速度になるように通液して、香気成分を吸着させた。
ここで、「セパビーズ(登録商標)SP−70)」は、スチレン−ジビニルベンゼン系合成吸着剤であり、見掛密度680g/L−R、粒度分布(250μm以上)90以上、有孔径0.25mm以上、均一係数1.6以下、真比重1.01、細孔容積1.6mL/g、比表面積870m2/g、最頻度半径71Åの非イオン性多孔質重合体樹脂である。
水蒸気蒸留設備に焙煎したコーヒー豆7.5kgを仕込んだ後、蒸気速度7.5kg/h、槽内圧力大気圧で凝縮液が7.5kg得られるまで水蒸気蒸留した。次いで、水蒸気蒸留して得られた凝縮液を合成吸着樹脂に通液しないで、99.5v/v%エタノールを2.5kg加えただけの評価用サンプルとした。
Brix値が10のシロップ(ショ糖溶液)に実施例1及び比較例1で得られた香料を添加して評価品を作成し、それを6人のパネラーが官能評価した。
評価方法は、比較例1の評価品をコントロールとしたときの7段階評価である。 顕著に風味に優れる :7ポイント
風味に優れる :6ポイント
やや風味に優れる :5ポイント
コントロール :4ポイント
弱い異味異臭がある :3ポイント
異味異臭がある :2ポイント
強い異味異臭がある :1ポイント
実施例1及び比較例1の評価品の製造直後、6℃冷凍保存6か月後、及び−20℃冷蔵保存6か月後の状態を評価した。
顕著に全体的な香味が強い :7ポイント
全体的な香味が強い :6ポイント
やや全体的な香味が強い :5ポイント
コントロールと同等 :4ポイント
やや全体的な香味が弱い :3ポイント
全体的な香味が弱い :2ポイント
顕著に全体的な香味が弱い :1ポイント
香質が劇的に良い方向に変化している :7ポイント
香質が良い方向に変化している :6ポイント
香質がやや良い方向に変化している :5ポイント
製造直後の品質と同等 :4ポイント
やや劣化が進んでいるが、香質は維持している :3ポイント
劣化がすすんでおり、香質が若干変化している :2ポイント
劣化がかなり進んでいて、香質を維持できていない :1ポイント
これらの結果からも、実施例1の評価品の安定性は従来の水蒸気蒸留製品に比べ非常に高いことが分かった。
つまり、保存時に、水と有機酸を排除することにより、香料の保存安定性が向上することが明らかとなった。
ガスクロマトグラフ質量分析計(GC−MS)を使用して、実施例1、比較例1の香気成分分析を行った。
分析条件
(A)香気成分の分析
試料の調製方法
実施例1、比較例1で得られたサンプルを対原料収率が同じになるように95%エタノールで調整して分析用試料とした。
ついで、GC−MSによるTIC(トータルイオンクロマトグラム)分析を行った。
実施例1(図2上段)は、比較例1(図2下段)に比べて、酢酸(有機酸で、図では◆で示している)及びピリジン(有機塩基類で、図では●で示している)が明らかに減少していることが分かった。
水蒸気蒸留設備に焙煎したコーヒー豆7.5kgを仕込んだ後、蒸気速度7.5kg/h、槽内圧力大気圧で凝縮液が7.5kg得られるまで水蒸気蒸留した。
次いで、水蒸気蒸留して得られた凝縮液を連続的に1.5Lの合成吸着剤(三菱化学社製「セパビーズSP−70」)に留出速度と同じ速度になるように通液した。
一方、水蒸気蒸留時に凝縮されずに排気された非凝縮気体を連続的に0.15Lの有機合成吸着剤(三菱化学社製「セパビーズSP−70」)に蒸気速度と同じ速度になるように通気した。
所定量の凝縮液を通液した吸着剤に2.25kgの99.5v/v%エタノール水溶液を3回に分けて4.5kg/hで通液して凝縮香気成分を回収した。このとき、初期に留出する水はできるだけ除去した。
一方、非凝縮気体側の吸着剤に0.45kgの99.5v/v%エタノール水溶液を3回に分けて0.9kg/hで通液して非凝縮香気成分を回収した。
最後に、凝縮香気成分と非凝縮香気成分を、質量比で5:1になるように混合して香料を得た。
Brix値が10のシロップ(ショ糖溶液)に実施例2で得られた香料を添加して評価品を作成し、それを6人のパネラーが官能評価した。
評価方法は、実施例1(非凝縮香気成分を添加する前の凝縮香気成分のみ)の評価を4としたときの7段階相対評価である。
顕著に風味に優れる :7ポイント
風味に優れる :6ポイント
やや風味に優れる :5ポイント
コントロール :4ポイント
弱い異味異臭がある :3ポイント
異味異臭がある :2ポイント
強い異味異臭がある :1ポイント
顕著に全体的な香味が強い :7ポイント
全体的な香味が強い :6ポイント
やや全体的な香味が強い :5ポイント
コントロールと同等 :4ポイント
やや全体的な香味が弱い :3ポイント
全体的な香味が弱い :2ポイント
顕著に全体的な香味が弱い :1ポイント
水蒸気蒸留法で製造される香料の保存安定性を向上させるために、エタノール濃度がどの程度まで必要か(水分がどれだけ許容できるか)を決めるため、合成吸着剤から香気成分を回収する際のエタノール濃度(若しくは水分濃度)に関する実験を行い、評価した。
合成吸着剤から香気成分を回収した際のエタノール濃度が90%と分かっている実施例1の凝縮香気成分と水を混合して、種々の水分濃度の試作品を作り、40℃で6日間(冷蔵で6か月の保存期間に相当)の虐待試験を行った。
保存安定性の効果は、力価、品質で判断した。特に、品質は、着色と沈殿の有無に着目し、6名の官能評価者の合議で決めた。
評価の指標は、それぞれの水分濃度に調整した保管前のサンプルを対象として7段階の評価を行った。
6:コントロールに比べて高い。
5:コントロールに比べてやや高い。
4:コントロールと同じ
3:コントロールに比べてやや低い。
2:コントロールに比べて低い。
1:コントロールに比べて著しく低い。
Claims (6)
- コーヒー豆焙煎物を水蒸気蒸留して得られるコーヒー香料の安定化方法であって、
(1)コーヒー豆焙煎物を水蒸気蒸留して得られる凝縮液を合成吸着剤に通液させ、当該合成吸着剤に吸着された成分を濃度90%以上のアルコール水溶液で溶出させて香気成分を回収する工程1、及び
(2)回収された香気成分を濃度90%以上のエタノール水溶液中で保存する工程2、
を含むことを特徴とするコーヒー香料の安定化方法。 - コーヒー豆焙煎物を水蒸気蒸留して得られる、力価が増加されたコーヒー香料の安定化方法であって、
(1)コーヒー豆焙煎物を水蒸気蒸留して得られる凝縮液を合成吸着剤に通液させ、当該合成吸着剤に吸着された成分を濃度90%以上のアルコール水溶液で溶出させて凝縮香気成分を回収する工程1;
(2)工程1の水蒸気蒸留の際に凝縮されずに排出されるガスを、工程1とは別の合成吸着剤に通気させ、当該合成吸着剤に吸着された成分を濃度が90%以上のアルコール水溶液で溶出させて非凝縮香気成分を回収する工程2;
(3)工程1で回収された凝縮香気成分と工程2で回収された非凝縮香気成分を混合してコーヒー香料を得る工程3;及び
(4)工程3で得られたコーヒー香料を濃度90%以上のエタノール水溶液中で保存する工程4、
を含むことを特徴とする、力価が増加されたコーヒー香料の安定化方法。 - 溶出に用いるアルコール水溶液が、濃度95〜99%のエタノール水溶液であり、溶出初期に留出する水を排除することで水の混入を防ぐことを特徴とする、請求項1又は2に記載の安定化方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法で安定化されたコーヒー香料に、既存の香料を0.001〜1.0質量%添加することを特徴とするコーヒー香料組成物の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法で安定化されたコーヒー香料を、飲食物の加
工段階で、0.001〜10質量%添加することを特徴とする飲食物の製造方法。 - 飲食物の加工段階で、請求項4に記載の製造方法で得られたコーヒー香料組成物をコーヒー香料基準で0.001〜10質量%添加することを特徴とする飲食物の製造方法。
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