JP5993839B2 - アクリルアミドを低減したコーヒー加工品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、システイン類及びアルギニン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程を含む、コーヒー中のアクリルアミドを低減したコーヒー加工品の製造方法、コーヒー中のアクリルアミドの低減方法、またはアクリルアミドを低減したコーヒー加工品に関する。また本発明は、システイン類及びリジン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程を含む、コーヒー中のアクリルアミドを低減したコーヒー加工品の製造方法に関する。

発がん性を持つ可能性が指摘されているアクリルアミドは、日常的に摂取する食品や加熱加工食品に広く含まれている。２００２年にSwedish National Food Authorityがフライドポテトなどの様々な加熱処理食品にアクリルアミドが検出されたことを発表した。アクリルアミドは、国際がん研究機関（IARC：International Agency for Research on Cancer）による発がん性分類において、「ヒトに対する発がん性が疑われる」とされるグループ２Ｂに分類されている。

現在、食品中のアクリルアミドに規制を設けている国はないが、飲料水中のアクリルアミドについては世界保健機関（WHO）が０．５ｐｐｂ以下というガイドラインレベルを推奨している。

食品においては、アクリルアミドは、原材料に含まれるアスパラギン等の特定のアミノ酸と果糖やブドウ糖等の還元糖とが、揚げる、焼く、焙るなどの高温での加熱処理によりアミノカルボニル反応（メイラード反応）を起こすことで生成すると考えられている。この生成経路の他にも、アスパラギンや還元糖以外の食品成分が原因物質となっている可能性や、アミノカルボニル反応以外の経路からもアクリルアミドが生成する可能性があると考えられている。

アクリルアミドは、例えば、食品では、ポテトチップスなどのじゃがいもを揚げた食品、ビスケットなどの穀類を原料とする焼き菓子などに含まれ、飲料ではコーヒーやほうじ茶などに含まれる。コーヒーにおけるアクリルアミドの含量は高いことが知られており、1杯のコーヒーに含まれるアクリルアミドは約２μｇになると考えられている。コーヒーは世界中で最もよく飲用されている飲料の一つであり、コーヒーのアクリルアミドを低減することは世界各国共通の課題である。

これまでに、アクリルアミドの生成を抑制することでアクリルアミドを低減した焙煎コーヒー豆及びこれを含む飲食物を提供する方法が報告されている。例えば、加熱水蒸気を用いてコーヒー豆を焙煎する方法が開示されている（特許文献１）。また、アスパラギン還元酵素をコーヒー豆に作用させてアクリルアミドの前駆物質（アスパラギン）を除去する方法が開示されている（特許文献２）。

特開２００７−２８２５３７号公報 特表２００６−５０３５９２号公報

しかしながら、開示されている方法は、アクリルアミド低減率が不十分であったり、非常に複雑で長時間を要する処理（酵素の浸潤、酵素処理、酵素の除去）であったりするなど、実用化にあたっての問題点があった。実際、現在までにアクリルアミドを低減した缶コーヒーの販売例は国内外を問わずに一例もない。

本発明は、コーヒー中のアクリルアミドを、複雑な工程を要することなく低減し、安全性の高いコーヒー加工品を提供することを目的とする。

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、コーヒーにシステイン類及びアルギニン類を添加し加熱処理を行うこと、またはコーヒーにシステイン類及びリジン類を添加し加熱処理を行うことで、コーヒー中のアクリルアミドを低減し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、システイン類及びアルギニン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程を含む、コーヒー中のアクリルアミドを低減したコーヒー加工品の製造方法に関する。

また本発明は、システイン類及びアルギニン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程を含む、コーヒー中のアクリルアミドの低減方法に関する。

また本発明は、システイン類及びアルギニン類を添加したコーヒーを加熱処理することにより製造された、アクリルアミドを低減したコーヒー加工品に関する。

また本発明は、システイン類及びリジン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程を含む、コーヒー中のアクリルアミドを低減したコーヒー加工品の製造方法に関する。

前記システイン類の添加量が、コーヒーの全固形分含量を基準として、０．０４重量％〜５０重量％であり得る。

前記アルギニン類の添加量が、コーヒーの全固形分含量を基準として、０．０４重量％〜５０重量％であり得る。

前記加熱処理におけるコーヒーのpＨが、３．０〜１１．０であり得る。

本発明により、コーヒー中のアクリルアミドを、複雑な工程を要することなく低減することができ、安全性の高いコーヒー加工品が提供される。例えば、コーヒーの製造工程において、通常行われている熱殺菌工程中に本発明を組み込むことで、従来技術より省力的にコーヒー加工品を製造することができる。

各種のアミノ酸（記号はアミノ酸記号による、以下同じ）を添加して加熱処理した場合のコーヒー加工品中のアクリルアミド残存率を示した図である。 システインと各種のアミノ酸とを、併用して添加した場合のコーヒー加工品中のアクリルアミド残存率を示した図である。 添加した物質によるｐＨが、コーヒー加工品中のアクリルアミド残存率に与える影響を示した図である。 システインとアルギニン類またはリジン類とを、併用して添加した場合のコーヒー加工品における官能評価を示した図である。

以下、本発明を詳細に説明する。本明細書中において使用される用語は、特に他に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられている。

本発明の、コーヒー中のアクリルアミドを低減したコーヒー加工品の製造方法は、システイン類及びアルギニン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程を含むものである。

コーヒー加工品の製造工程においては、主にコーヒー豆を焙煎する工程で、豆の温度が約２００℃程度にまで高まることでメイラード反応が起き、焙煎されたコーヒー豆中に多量のアクリルアミドが生成するものと考えられる。アクリルアミドは水に溶けやすい性質を有しているため、焙煎されたコーヒー豆からのコーヒーの抽出工程で、コーヒー中にアクリルアミドが溶け出す。一旦形成されたアクリルアミドを、抽出工程において溶出しないよう抑制することや、抽出工程において除去することは難しく、缶コーヒー等コーヒーの加工品中には多量のアクリルアミドが認められる。アクリルアミドの生成メカニズムとしては、メイラード反応が知られているが、一旦形成されたアクリルアミドを低減するためのメカニズムは未だ明らかではない。

本発明者らは、システイン類と、アルギニン類またはリジン類とを添加したコーヒーを加熱処理することによって、コーヒー中の一旦形成されたアクリルアミドを低減することができることを見出した。

本発明において、「コーヒー」とは、コーヒー豆を焙煎した後、挽き粉としたもの、または挽き粉から抽出したコーヒー抽出液を意味する。

本発明において、コーヒーの原料であるコーヒー豆としては、コーヒーの木から得られるものであり、通常に飲用として用いられているものであればコーヒーの種類に限定はされない。例えば、アラビカ種、ロブスタ種等のコーヒーの木から得られる豆が挙げられる。これらのコーヒー豆は、コロンビア、ブラジル、エチオピア、メキシコ等の産地から容易に入手が可能である。これらのコーヒー豆は、１種でも複数種によるブレンドコーヒー豆でもよい。

コーヒー豆を焙煎し、その後粉砕し、挽き粉とする場合には、粉砕したコーヒー豆の大きさは加工品の用途に合わせて適宜選択することができる。

コーヒー豆を粉砕する場合の粉砕サイズは、溶媒に吸収・捕集される香気成分の量とその後の抽出操作の容易性等により適宜決定することができる。例えば、粒度が細かい場合、単位時間当たりの水に対する香気成分の捕集量は多くなる。一般的な工業用のドリップ抽出機を用いた場合、粉砕コーヒー豆の粒度は、１．７ｍｍ（１０ｍｅｓｈ）以上が４〜６０％、好ましくは５〜５０％、より好ましくは５〜１５％が適している。

コーヒー抽出液とした場合、コーヒー成分の固形分含量は、コーヒー加工品の用途にもよるが、通常は０．９５重量％〜５．７０重量％程度である。コーヒー成分の固形分含量は、コーヒー抽出液から水分を蒸発させ、残った固形分の重量を測定することで求めることができる。

本発明において、「アクリルアミドを低減する」とは、コーヒー中のアクリルアミドの含有量を減少させることをいう。アクリルアミドの低減効果は、後述のアクリルアミド残存率を算出することにより数値化することができる。限定はされないが、コーヒーに含まれる元のアクリルアミド含量を基準として、アクリルアミド残存率が６０％以下であることが好ましく、４０％以下であることがさらに好ましく、３０％以下であることがさらにより好ましい。

本発明に使用することができるシステイン類には、システインまたはシステイン誘導体、並びにそれらの薬学的または食品衛生学的に許容し得る塩が含まれる。システインにはＬ−システイン及びＤ−システインの光学異性体が存在するが、本発明では、いずれの光学異性体を用いることも可能であり、これらの混合物またはラセミ体を用いることも可能である。また、システイン類は天然に由来するものであっても、化学的に合成されたものであってもよい。

システイン誘導体としては、限定されないが、例えばシステインのアルキルエステル、アシル誘導体などが挙げられる。システインのアルキルエステルとしては、例えば、メチルエステルまたはエチルエステルが例示され、アシル誘導体としては、例えば、アセチル誘導体、ベンゾイル誘導体などが例示される。

システインまたはシステイン誘導体の薬学的または食品衛生学的に許容し得る塩としては、限定されないが、例えば塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の鉱酸塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはフマル酸塩などの有機酸塩が例示される。

本発明において、システイン類の含有量は、香味バランス、アクリルアミドの効率的除去の観点から、コーヒーの全固形分含量を基準として、０．０４重量％〜５０重量％、好ましくは０．２０重量％〜３０重量％、より好ましくは０．４０重量％〜２０重量％、さらに好ましくは１重量％〜１２重量％とすることができる。システインは反応性が高く、様々な物質と結合して硫黄化合物を生成する。硫黄化合物にはイモ臭等の独特の硫黄臭があり、コーヒーの風味に好ましくない影響を与えるため、システイン類の含有量を低くすることが好ましい。

本発明に使用することができるアルギニン類には、アルギニンまたはアルギニン誘導体、並びにそれらの薬学的または食品衛生学的に許容し得る塩が含まれる。アルギニンにはＬ−アルギニン及びＤ−アルギニンの光学異性体が存在するが、本発明では、いずれの光学異性体を用いることも可能であり、これらの混合物またはラセミ体を用いることも可能である。また、アルギニン類は天然に由来するものであっても、化学的に合成されたものであってもよい。

アルギニン誘導体としては、限定されないが、例えばアルギニンのアルキルエステル、アシル誘導体が挙げられる。アルギニンのアルキルエステルとしては、例えば、メチルエステルまたはエチルエステルが例示され、アシル誘導体としては、例えば、アセチル誘導体、ベンゾイル誘導体などが例示される。

アルギニンまたはアルギニン誘導体の薬学的または食品衛生学的に許容し得る塩としては、限定されないが、例えば塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の鉱酸塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはフマル酸塩などの有機酸塩が例示される。

本発明において、アルギニン類の含有量は、香味バランス、アクリルアミドの効率的除去の観点から、コーヒーの全固形分含量を基準として、０．０４重量％〜５０重量％、好ましくは０．２０重量％〜３０重量％、より好ましくは０．４０重量％〜２０重量％、さらに好ましくは１重量％〜１２重量％とすることができる。

システイン類と、アルギニン類とをコーヒーに添加する場合の配合重量比は、香味バランスの観点から１：０．１〜５０、好ましくは１：０．５〜１０、より好ましくは１：１〜５、さらに好ましくは１：１〜３とすることができる。

本発明に使用することができるリジン類には、リジンまたはリジン誘導体、並びにそれらの薬学的または食品衛生学的に許容し得る塩が含まれる。リジンにはＬ−リジン及びＤ−リジンの光学異性体が存在するが、本発明では、いずれの光学異性体を用いることも可能であり、これらの混合物またはラセミ体を用いることも可能である。また、リジン類は天然に由来するものであっても、化学的に合成されたものであってもよい。

リジン誘導体としては、限定されないが、例えばリジンのアルキルエステル、アシル誘導体が挙げられる。リジンのアルキルエステルとしては、例えば、メチルエステルまたはエチルエステルが例示され、アシル誘導体としては、例えば、アセチル誘導体、ベンゾイル誘導体などが例示される。

リジンまたはリジン誘導体の薬学的または食品衛生学的に許容し得る塩としては、限定されないが、例えば塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の鉱酸塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはフマル酸塩などの有機酸塩が例示される。

本発明において、リジン類の含有量は、香味バランス、アクリルアミドの効率的除去の観点から、コーヒーの全固形分含量を基準として、０．０４重量％〜５０重量％、好ましくは０．２０重量％〜３０重量％、より好ましくは０．４０重量％〜２０重量％、さらに好ましくは１重量％〜１２重量％とすることができる。

システイン類と、リジン類とをコーヒーに添加する場合の配合重量比は、香味バランスの観点から１：０．１〜５０、好ましくは１：０．１〜１０、より好ましくは１：０．５〜５、さらに好ましくは１：０．５〜２、さらにより好ましくは１：１〜２とすることができる。

本発明において「加熱処理」とは、コーヒーに対し、焦がすことなく適度な加熱温度により、熱することを指す。

加熱装置としては、熱水スプレー式、熱水貯湯式、蒸気式等、適宜の装置を使用することが可能であり、限定はされないが、例えば熱水貯湯式レトルト殺菌機、オートクレーブ等を使用することができる。加熱時の装置内の雰囲気は、大気雰囲気であっても、窒素等の不活性ガス雰囲気でもよい。

加熱装置でコーヒーを加熱処理する場合には、例えばコーヒーを密閉容器に入れて密閉して、加熱装置に密閉容器を投入して行うことができる。

本発明において「加熱時間」とは、装置内の温度が予め所望の加熱温度に達している場合には、装置内にコーヒーを入れた密閉容器を投入した時からの経過時間を指す。また、装置内にコーヒーを入れた密閉容器を投入した後に温度を高める場合には、所望の加熱温度に達した時からの経過時間を指す。

加熱処理における加熱温度は、限定はされないが、高いアクリルアミド低減効果を得るために、システイン類と、アルギニン類とが効果的にアクリルアミドに対して作用する観点から、例えば１００℃〜１５０℃、好ましくは１０５℃〜１４０℃、より好ましくは１１０℃〜１３０℃、さらに好ましくは１１５℃〜１２５℃とすることができる。また、加熱処理における加熱時間は、限定はされないが、高いアクリルアミド低減効果を得るために、システイン類と、アルギニン類とが効果的にアクリルアミドに対して作用する観点から、例えば１秒〜１２０分間、好ましくは５秒〜６０分間、より好ましくは１分〜１５分間、さらに好ましくは５分〜１０分間とすることができる。加熱温度と加熱時間の組合せは、例えば、１００℃〜１５０℃の温度で１秒〜１２０分間、好ましくは１０５℃〜１４０℃の温度で５秒〜６０分間、より好ましくは１１０℃〜１３０℃の温度で１分〜１５分間、さらに好ましくは１１５℃〜１２５℃の温度で５分〜１０分間であり得る。

加熱処理における加熱温度は、限定はされないが、高いアクリルアミド低減効果を得るために、システイン類と、リジン類とが効果的にアクリルアミドに対して作用する観点から、例えば１００℃〜１５０℃、好ましくは１０５℃〜１４０℃、より好ましくは１１０℃〜１３０℃、さらに好ましくは１１５℃〜１２５℃とすることができる。また、加熱処理における加熱時間は、限定はされないが、高いアクリルアミド低減効果を得るために、システイン類と、リジン類とが効果的にアクリルアミドに対して作用する観点から、例えば１秒〜１２０分間、好ましくは５秒〜９０分間、より好ましくは１分〜６０分間、さらに好ましくは５分〜３０分間とすることができる。加熱温度と加熱時間の組合せは、例えば、１００℃〜１５０℃の温度で１秒〜１２０分間、好ましくは１０５℃〜１４０℃の温度で５秒〜９０分間、より好ましくは１１０℃〜１３０℃の温度で１分〜６０分間、さらに好ましくは１１５℃〜１２５℃の温度で５分〜３０分間であり得る。

加熱装置として、熱水貯湯式レトルト殺菌機を用いる場合の加熱処理条件は、１１５℃〜１２５℃の温度で５分〜３０分間が好ましい。

加熱装置として、オートクレーブを用いる場合の加熱処理条件は、１１５℃〜１２５℃の温度で５分〜３０分間が好ましい。

コーヒー加工品の製造に際しては、限定はされないが、コーヒー豆を約２００℃で１０分〜２０分間加熱する焙煎工程、適宜の焙煎されたコーヒー豆を選択するブレンド工程、抽出前に行われる粉砕工程、およびドリップ式抽出法、浸漬抽出法、カラム抽出法、エスプレッソ式抽出法等による抽出工程がある。

さらに、缶コーヒーやペットボトル、紙パックコーヒー等の容器詰めコーヒー飲料を提供する場合には、コーヒー抽出液をボトリングする前またはボトリングした後に、熱殺菌工程を経てコーヒー加工品を製造する。

加熱処理は、コーヒーを製造する工程における熱殺菌工程中に含めることが可能である。これにより、コーヒーの製造工程において、追加の工程及び装置が必要なくなり有利である。コーヒーを熱殺菌処理するために適切な加熱温度及び加熱時間を採用することができる。

本発明において「コーヒー加工品」とは、コーヒーを加熱処理することで加工されたコーヒーを示す。コーヒー加工品には、コーヒー飲料等の液体状のものも、食料品等の固体状のものも含まれる。

本発明において、加熱処理におけるコーヒーのｐＨは、限定はされないが、高いアクリルアミド低減効果を得るために、システイン類と、アルギニン類とが効果的にアクリルアミドに対して作用する観点から、例えば３．０〜１１．０、好ましくは４．０〜１０．０、より好ましくは４．５〜９．０、さらに好ましくは５．０〜８．０、さらにより好ましくは６．５〜７．５であり得る。

本発明において、加熱処理におけるコーヒーのｐＨは、限定はされないが、高いアクリルアミド低減効果を得るために、システイン類と、リジン類とが効果的にアクリルアミドに対して作用する観点から、例えば３．０〜１１．０、好ましくは４．０〜１０．０、より好ましくは４．５〜９．０、さらに好ましくは５．０〜８．０、さらにより好ましくは６．５〜７．５であり得る。

加熱処理におけるコーヒーのｐＨは、添加するアミノ酸の含有量及び含有量比によって、調整することが可能であるが、これに限定されず、飲食料品として許容し得るｐＨ調整剤を添加することで調整することも可能である。飲食料品として許容し得るｐＨ調整剤としては、限定はされないが、例えば炭酸カリウム、重曹等を用いることができる。

コーヒー中のアクリルアミドを低減し、コーヒー加工品を製造するための製造工程において、システイン類及びアルギニン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程、またはシステイン類及びリジン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程は、任意の製造工程に組み込むことが可能である。限定はされないが、例えば、コーヒーを熱殺菌する工程において、コーヒーにシステイン類及びアルギニン類を添加しておき、熱殺菌に適する加熱温度と加熱時間により加熱処理を行うことができる。熱殺菌に適する加熱温度と加熱時間としては、コーヒーに含まれる蛋白の変性を起こさない温度であって、保存中の微生物の増殖を抑制できる殺菌効果とアクリルアミド低減効果をともに奏しうる範囲であれば限定はされないが、例えば１００℃〜１５０℃の温度で１秒〜１２０分間、好ましくは１０５℃〜１４０℃の温度で５秒〜９０分間、より好ましくは１１０℃〜１３０℃の温度で１分〜＿６０分間、さらに好ましくは１１５℃〜１２５℃の温度で５分〜３０分間であり得る。

また、焙煎されたコーヒー豆にはアクリルアミドが含まれているため、焙煎されたコーヒー豆を粉砕した後、抽出工程において、システイン類及びアルギニン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程、またはシステイン類及びリジン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程を組み込むことも可能である。限定はされないが、例えば、コーヒーの抽出に用いる熱水にシステイン類及びアルギニン類を添加しておき、コーヒーの抽出に適する加熱温度と加熱時間により加熱処理を行うことができる。コーヒーの抽出に適する加熱温度と加熱時間としては、効率的なコーヒーの抽出とアクリルアミド低減効果をともに奏しうる範囲であれば限定はされないが、例えば１００℃〜１５０℃の温度で１秒〜１２０分間、好ましくは１０５℃〜１４０℃の温度で５秒〜９０分間、より好ましくは１１０℃〜１３０℃の温度で１分〜６０分間、さらに好ましくは１１５℃〜１２５℃の温度で５分〜３０分間であり得る。また、抽出工程の直後に、システイン類及びアルギニン類を添加して、またはシステイン類及びリジン類を添加して、コーヒーを加熱処理することも可能である。

システイン類及びアルギニン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程、またはシステイン類及びリジン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程は、コーヒーの挽き粉等の固体の状態で行うことも可能である。限定はされないが、コーヒーの挽き粉にシステイン類及びアルギニン類を添加する、またはコーヒーの挽き粉にシステイン類及びリジン類を添加した後、恒温器に静置することにより、アクリルアミドを低減することも可能である。この場合の加熱温度は、アクリルアミド低減効果を奏しうる範囲であれば限定はされないが、例えば６０℃〜１５０℃、好ましくは７０℃〜１４０℃、さらに好ましくは８０℃〜１３０℃で行うことができる。

本発明において、加熱処理後のコーヒー加工品は、人体に害のない範囲でシステイン類と、アルギニン類またはリジン類とを含有しているため、アクリルアミドを低減させた安全なコーヒー飲料としてそのまま用いることが可能である。また、加熱処理後のコーヒー加工品を、乾燥させることにより、食料品に加工することも可能である。

本発明によるコーヒー加工品を飲料とする場合には、例えば、清涼飲料、乳飲料、栄養ドリンク、炭酸飲料、アルコール飲料等として提供することができる。

本発明によるコーヒー加工品を飲料とする場合には、必要に応じて種々の添加剤を含有させることができる。添加物としては、例えば、乳成分、甘味料、香料、苦味抑制剤、酸化防止剤、無機酸類、無機塩類、無機酸塩類、有機酸類、有機酸塩類、色素類、乳化剤、保存料、安定剤、酸味料、調味料、ビタミン、アミノ酸、ｐＨ調整剤等を挙げることができる。

本発明によるコーヒー加工品を食料品とする場合には、例えば、クッキーやキャンディ、ガム等の菓子、パン、シリアル等として提供することができる。

コーヒー飲料または食料品として提供する場合には、特定保健用飲食料品、サプリメント等の栄養補助用飲食料品、機能性飲食料品などとすることが可能である。

次に、製造例、試験例等により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の製造例や試験例に限定されるものではない。

（ガスクロマトグラフ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）を用いたアクリルアミド残存率の分析）
加熱処理後の缶コーヒーサンプル中のアクリルアミド含量をＧＣ−ＭＳを用いて以下の方法で測定した。

この方法では、アクリルアミド（ＡＡ）を臭素化し、酢酸エチルに転溶、濃縮後、ＧＣ−ＭＳで検出した。内部標準物質として、^１３Ｃ_３−アクリルアミドを使用した。

試薬
ＧＣ−ＭＳに用いた試薬は以下のとおりである。アクリルアミドとしては特級アクリルアミド‐ＨＧ（和光純薬工業製）を用いた。^１３Ｃ_３‐アクリルアミド（内部標準）としては、１０００ｍｇ／Ｌ ^１３Ｃ_３‐アクリルアミド／メタノール溶液（和光純薬工業製）を用いた。臭化カリウム、臭化水素、０．０５ M 臭素溶液はいずれも和光純薬工業社製の特級試薬を用いた。メタノール、ヘキサン、酢酸エチル、アセトンはいずれもナカライテスク社製の特級試薬を用いた。

抽出操作
下記に記載の各サンプルまたはコントロールのコーヒー液１００ｇとアクリルアミド１００ｐｐｍ内部標準溶液５μＬとを１００ｍＬビーカーに加えたサンプル溶液を用意した。これをＣ１８カラムに供して通過したサンプルを回収した。さらに、この通過液を活性炭カラムに供し、カラムに吸着したアクリルアミド画分をアセトンで溶出して回収した。この回収液の溶媒であるアセトンを、エバポレーターを用いて除去し、水１ｍＬに溶媒交換を行った。次に、この溶液をＳｔｒａｔａ−Ｘ−Ｃカラムに供し、サンプル溶液中のアクリルアミドを抽出した。臭化カリウム、臭化水素および臭素溶液の混合液を用いてアクリルアミドの臭素化反応を１時間行った。１Ｍチオ硫酸ナトリウム水溶液を黄色が消失するまで滴下し、過剰のＢｒ_２を分解し、臭素化反応を停止した。次に、この水溶液をヘキサンと混合し振り混ぜ、適宜遠心分離し、ヘキサン層を捨てた。残った水層部に酢酸エチルを加えて振り混ぜ、適宜遠心分離を行い、酢酸エチル層をスピッツ管に採取した。ヒートブロックにスピッツ管を置き、窒素パージにより乾固させないで濃縮した。アクリルアミドの精製物を得た。

ＧＣ−ＭＳ条件
以下の条件でガスクロマトグラフ質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を行った。
ＧＣＭＳ ＱＰ２０１０（島津製作所製）
キャピラリーカラム ＺＢ−１（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ社製）
長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚１μｍ
キャリアガス ヘリウム
注入口温度 ２７０℃
注入法 スプリットレス
オーブン昇温 ＺＢ−１：７０℃，１分→１２℃／分→１２０℃→５℃／分→１６０℃→２０℃／分→３００℃，５分
イオン化法 ＥＩ（７０ｅＶ）
イオン源温度 ２３０℃
インターフェース温度 ２７０℃

解析方法
標準溶液の濃度に対し、標準溶液と内部標準溶液のピーク面積比からなる検量線を作成し、サンプル中のアクリルアミド濃度（ｎｇ／ｇ）を求めた。
標準 ：ｍ／z １５０、１０６
内部標準 ：ｍ／ｚ１５５、１１０

アクリルアミドの残存率は、下記式に基づいて算出した。
アクリルアミド残存率（％）＝（各サンプルのアクリルアミド含量／コントロールのアクリルアミド含量）×１００

［試験例１］
市販の缶コーヒー１９０ｇ（コーヒー固形分量：２．７ｇ）を容器に移し、システイン１００ｍｇ及びアルギニン２００ｍｇを添加して撹拌溶解した後、蓋により容器を巻き締めした。次に、この缶コーヒーサンプルを１２１℃で６分間、レトルト殺菌機で加熱処理を行った。

別途、市販の缶コーヒー１９０ｇ（コーヒー固形分量：２．７ｇ）を容器に移し、システイン１００ｍｇ及びリジン（ナカライテスク社製）５０ｍｇ、または１００ｍｇを添加して撹拌溶解した後、蓋により容器を巻き締めした。次に、この缶コーヒーサンプルを１２１℃、６分間、ホールドに条件設定したレトルト殺菌機で加熱処理を行った。

その他、図１に記載の各種のアミノ酸について同様の操作を行い、各缶コーヒーサンプルを調製した。

市販の缶コーヒーに何も物質を添加せず、同様の操作により加熱処理したものを、比較サンプルとして調製した。

市販の缶コーヒーに何も物質を添加せず、加熱処理も行っていないものを、コントロール（イニシャル）として用いた。

各サンプルのアクリルアミド含量を、上記ＧＣ−ＭＳ分析方法に従って測定し、アクリルアミド残存率は、下記式に基づいて算出した。
アクリルアミド残存率（％）＝（各サンプルのアクリルアミド含量／コントロールのアクリルアミド含量）×１００

これらのアクリルアミド残存率を図１に示す。システイン１００ｍｇを単独で缶コーヒーに添加した場合は、約３８％のアクリルアミド残存率であったが、システイン１００ｍｇとアルギニン２００ｍｇとを併用した場合には、約４％のアクリルアミド残存率となり、約９６％のアクリルアミド低減効果が認められた。システイン１００ｍｇとアルギニン２００ｍｇとを併用した場合には、アクリルアミドの残存量は０．２ｐｐｂであり、世界保健機関（ＷＨＯ）が定める飲料水中のアクリルアミドのガイドラインレベル（０．５ｐｐｂ）を下回る結果となった。

システイン１００ｍｇとリジン１００ｍｇとを併用した場合には、約７％のアクリルアミド残存率となり、約９３％のアクリルアミド低減効果が認められた。

アルギニン単独、またはリジン単独では、ほとんどアクリルアミド低減効果が得られなかったが、システインと併用することにより、相乗的なアクリルアミド低減効果が認められた。

アクリルアミドを生成するためのメイラード反応では、アスパラギンとグルコースが反応するため、他の遊離アミノ酸等の存在により、メイラード反応が阻害され、アクリルアミドの生成量が低下することが予想される。しかし、コーヒーに既に形成されたアクリルアミドを低減させるためには、単に遊離アミノ酸等の存在では十分な効果を得ることができず、特定のアミノ酸を組み合わせて添加し、加熱処理する必要があることが示された。システインを単独で缶コーヒーに添加した場合でも、一定のアクリルアミド低減効果が認められるが、システインは反応性が高く、様々な物質と結合して硫黄化合物を生成する。硫黄化合物にはイモ臭等の独特の硫黄臭があり、コーヒーの風味に好ましくない影響を与える。システインの添加量を抑えて、特定のアミノ酸を組み合わせて添加することにより、高いアクリルアミド低減効果を得られるとともに、コーヒーの風味を損なわないコーヒー加工品を製造することができる。

［試験例２］
市販の缶コーヒー１９０ｇを容器に移し、システイン５０ｍｇ及び各種の物質を添加して撹拌溶解した後、蓋により容器を巻き締めした。次に、この缶コーヒーサンプルを１２１℃、６分間、ホールドに条件設定したレトルト殺菌機で加熱処理を行った。

市販の缶コーヒー１９０ｇにシステイン５０ｍｇを単独で添加して、同様の操作により加熱処理したものを、比較サンプルとして調製した。

市販の缶コーヒーに何も物質を添加せず、加熱処理も行っていないものを、コントロール（イニシャル）として用いた。

各サンプルのアクリルアミド含量を、上記ＧＣ−ＭＳ分析方法に従って測定し、アクリルアミド残存率は、下記式に基づいて算出した。
アクリルアミド残存率（％）＝（各サンプルのアクリルアミド含量／コントロールのアクリルアミド含量）×１００

これらのアクリルアミド残存率を図２に示す。システインを単独で缶コーヒーに添加した比較サンプルでは、アクリルアミド残存率が約６０％であった。システイン５０ｍｇとアルギニン２００ｍｇとを併用して缶コーヒーに添加した場合には、アクリルアミド残存率が約２０％であった（図２中、「＋Ａｒｇ ２００ｍｇ」と表記、他も同様）。また、システイン５０ｍｇとリジン２００ｍｇとを併用して缶コーヒーに添加した場合には、アクリルアミド残存率が約２０％であった。一方、システインとその他の物質とを併用して缶コーヒーに添加した場合には、アクリルアミドの低減効果が見られないか、あるいはアクリルアミド残存率が増加した。

［試験例３］
試験例２で調製した各コーヒーサンプルのｐＨを下記の手順でガラス電極法により測定した。２０℃に設定したウオーターバス内に各サンプル溶液を入れ、各サンプル溶液の温度を２０℃にした。堀場製作所製のｐＨメーター（LAQUA pH/Ion Meter F-73）を用いて、各サンプル溶液のｐＨを測定した。

表１に示すとおり、システイン及びアルギニン、またはシステイン及びリジンの併用により添加した場合は、コーヒー中のｐＨが他のサンプルに比較すると高く、アクリルアミド残存率が低い結果となった。

表１の結果に基づき、縦軸にアクリルアミド残存率（％）、横軸にｐＨをとってグラフ化をすると、図３に示すとおり、ｐＨとアクリルアミド残存率とは一定の相関性があることが示された。
［試験例４］
官能評価試験
市販の缶コーヒー１９０ｇ（コーヒー固形分量：２．７ｇ）と、市販の缶コーヒー１９０ｇ（コーヒー固形分量：２．７ｇ）にシステイン５０ｍｇを添加したもの、通常のコーヒーにシステイン１５０ｍｇを添加したもの、通常のコーヒーにシステイン５０ｍｇ及びアルギニン２００ｍｇを添加したもの、通常のコーヒーにシステイン５０ｍｇ及びリジン１００ｍｇを添加したものを、１２１℃で６分間レトルト殺菌機にて加熱処理を行った。専門パネラー５名で通常のコーヒーを対照に、各サンプルの官能試験を実施した。図４から明らかなように、システインを単独したサンプルでは、いずれも硫黄化合物によるイモ臭等の異臭があり、コーヒーの風味に好ましくない影響があった。しかし、システイン及びアルギニンを添加したもの、システイン及びリジンを添加したものは、コーヒーの苦味感が向上し、それによりシステインによる好ましくない風味が軽減されており、風味改善の面でも効果的であることが示された。

Claims (8)

1. システイン類及びアルギニン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程を含み、該コーヒーが、焙煎コーヒー豆又はそのコーヒー抽出液であり、
   該システイン類の添加量が、該コーヒーの全固形分含量を基準として、０．０４重量％〜５０重量％であり、
   該アルギニン類の添加量が、該コーヒーの全固形分含量を基準として、０．０４重量％〜５０重量％であり、
   該システイン類と該アルギニン類との配合重量比が、１：１〜５である、
   コーヒー中の形成されたアクリルアミドを低減したコーヒー加工品の製造方法。
2. 前記加熱処理におけるコーヒーのｐＨが、３．０〜１１．０である、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記加熱処理における加熱温度が、６０℃〜１５０℃である、請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 前記加熱処理における加熱時間が、１秒〜１２０分間である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
5. システイン類及びアルギニン類を添加したコーヒーを加熱処理する工程を含み、該コーヒーが、焙煎コーヒー豆又はそのコーヒー抽出液であり、
   該システイン類の添加量が、該コーヒーの全固形分含量を基準として、０．０４重量％〜５０重量％であり、
   該アルギニン類の添加量が、該コーヒーの全固形分含量を基準として、０．０４重量％〜５０重量％であり、
   該システイン類と該アルギニン類との配合重量比が、１：１〜５である、
   コーヒー中の形成されたアクリルアミドの低減方法。
6. 前記加熱処理におけるコーヒーのｐＨが、３．０〜１１．０である、請求項５に記載の低減方法。
7. 前記加熱処理における加熱温度が、６０℃〜１５０℃である、請求項５又は６に記載の低減方法。
8. 前記加熱処理における加熱時間が、１秒〜１２０分間である、請求項５〜７のいずれか１項に記載の低減方法。

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