JP6793507B2

JP6793507B2 - 活性炭及びカフェインを含有する飲料

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Publication number: JP6793507B2
Application number: JP2016182332A
Authority: JP
Inventors: 亜紀平野; 秀貴松林; 幸枝烏谷
Original assignee: Suntory Holdings Ltd
Current assignee: Suntory Holdings Ltd
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2020-12-02
Anticipated expiration: 2036-09-16
Also published as: JP2018042536A

Description

本発明は、活性炭及びカフェインを含有する飲料に関し、特に、飲料中の活性炭の分散性が向上した飲料に関する。

口臭等の体から生じる臭いを気にする人の割合は年々高まっている。このような中で、口臭を低減又は消すための技術が開発されている。例えば、カテキン類、ビタミン類、糖類及び酵素類を含むエタノール溶液を利用する消臭剤（特許文献１）、及びα−シクロデキストリンと、水溶性植物抽出エキスと、植物芳香成分含有組成物とを含有する口臭低減飲料（特許文献２）が知られている。

活性炭は、比表面積が大きく高い吸着能を有するため、吸着剤として利用されている。一方で、活性炭は、ザラツキ感、味、色の点で経口投与に用いることは敬遠されてきた。そのため、その経口投与は積極的に行われておらず、毒性物質を吸着させる腎疾患治療又は予防剤（特許文献３）などの限定的な利用例があるだけである。

特開平１１−３５４３９号公報特開２００９−１９５１８５号公報特開２００６−１４３７３６号公報

本発明者らは、活性炭が口臭低減物質として飲料に利用できることを見出した。しかしながら、活性炭を飲料に添加するとその活性炭は飲料中で沈降する現象が見られ、この点から活性炭は飲料中では分散性が良好でないことに本発明者らは気が付いた。本発明者らはまた、特に飲料を加熱殺菌した場合には、活性炭が飲料中でさらに沈降しやすくなることにも気が付いた。

そこで本発明は、活性炭を含有する飲料において、活性炭の飲料中での分散性が向上された飲料を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、カフェインを飲料に同時配合することによって飲料中での活性炭の沈降が抑制されることを見出した。かかる知見に基づき、本発明者らは本発明を完成させた。

本発明は、以下を包含するが、これらに限定されない。
（１）活性炭及びカフェインを含有する、飲料。
（２）活性炭の含有量が０．０１ｗ／ｖ％以上である、（１）に記載の飲料。
（３）活性炭の含有量が０．２〜５ｗ／ｖ％である、（２）に記載の飲料。
（４）カフェインの含有量が０．１〜１２０ｍｇ／１００ｍＬである、（１）〜（３）のいずれか１に記載の飲料。
（５）カフェインの含有量が１０ｍｇ／１００ｍＬ以上である、（１）〜（４）のいずれか１に記載の飲料。
（６）活性炭の含有量とカフェインの含有量との関係が、Ｙ≧０．９６×ｅ^{０．９５Ｘ}（Ｘ：活性炭含有量（ｗ／ｖ％）、Ｙ：カフェイン含有量（ｍｇ／１００ｍＬ））である、（１）〜（５）のいずれか１に記載の飲料。
（７）加熱処理された飲料である、（１）〜（６）のいずれか１に記載の飲料。
（８）容器詰め飲料である、（１）〜（７）のいずれか１に記載の飲料。
（９）飲料中の活性炭の沈降を抑制する方法であって、飲料にカフェインを配合する工程を含む、前記方法。

本発明によれば、飲料中での活性炭の分散性が向上された飲料を提供することができる。活性炭の分散性が向上することにより、飲料中での活性炭の沈降を抑制することができる。その結果、保管時の飲料の外観を良好な状態で維持することができ、加えて、飲用前の飲料の撹拌操作が不要となったり、飲用後の活性炭の容器中の残存を防いだりすることができる。また、活性炭の沈降が抑制されて必要十分量の活性炭が飲用できることから、口臭抑制等の活性炭の効果が十分に発揮されることが期待される。

図１は、カフェイン水溶液中の遊離カフェイン濃度の変化を示すグラフである。グラフの縦軸は遊離カフェイン濃度（単位：ｐｐｍ（ｗ／ｖ））を示し、グラフの横軸は時間（単位：週）を示す。

本発明の一態様は、活性炭及びカフェインを含有する飲料である。

（活性炭）
活性炭とは、やし殻などの炭素物質から高温での活性化反応を経て製造される、多孔質の、炭素を主な成分とする物質である。

本発明において用いられる活性炭の形態は限定されないが、その摂取を容易にするために、粉末活性炭であることが好ましい。粉末活性炭の粒子サイズはレーザー回折式粒子径分布測定装置により測定することができるが、その粒子径は好ましくは全粒子の９０％以上が０．１〜３０μｍであり、摂取時の違和感を感じさせないために５０％粒径が７μｍ以下（全粒子の半分が粒径７μｍ以下）であることがより好ましい。

また本発明の目的で使用する活性炭粉末は臭気成分をより効率的に吸着するという観点から、重量あたりの比表面積（ｍ^２／ｇ）が５００以上であることが好ましく、１０００以上であることがさらに好ましい。また、同じ観点から平均細孔径が０．３〜１０ｎｍであることが好ましく、０．５〜２．５ｎｍであることが好ましい。比表面積および平均細孔径は自動比表面積／細孔分布測定装置（島津製作所、トライスターII-３０２０）により測定することができる。

本発明において用いられる活性炭の由来は特に限定されず、例えば、やし殻由来活性炭、木由来活性炭、竹由来活性炭、もみ殻由来活性炭などから選択することができる。中でも、もみ殻由来活性炭、やし殻由来活性炭、又は竹由来活性炭が好ましい。一種類の活性炭だけを用いてもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明の飲料における活性炭の含有量は、特に限定されないが、例えば０．０１ｗ／ｖ％以上であり、好ましくは０．２ｗ／ｖ％以上、より好ましくは０．５ｗ／ｖ％以上、さらに好ましくは１ｗ／ｖ％以上である。活性炭の含有量が０．０１ｗ／ｖ％以上であると、飲料中での活性炭の沈降が目立ちやすくなる傾向にある。本発明の飲料における活性炭の含有量の上限値は、特に限定されるわけではないが、例えば５ｗ／ｖ％以下であり、好ましくは４ｗ／ｖ％以下、より好ましくは３ｗ／ｖ％以下、さらに好ましくは２．５ｗ／ｖ％である。当該含有量が５ｗ／ｖ％を超える場合は、飲料中の活性炭の味覚や食感（舌触り）が悪くなる傾向にある。本発明の飲料における活性炭の含有量は、典型的には、０．０１〜５ｗ／ｖ％、好ましくは０．２〜４ｗ／ｖ％、より好ましくは０．５〜３ｗ／ｖ％、さらに好ましくは１〜２．５ｗ／ｖ％である。

（カフェイン）
本発明の飲料は、カフェインを含有する。本発明におけるカフェインは、食品添加物として使用できる精製品（カフェイン含量９８．５％以上の精製品）や、食品として使用できる粗精製品（カフェイン含量５０〜９８．５％）等が使用できる。また、本発明においてカフェインは、カフェインを含有する植物（茶葉、コーラの実、コーヒー豆、ガラナ等）の抽出物又はその濃縮物の形態でも用いることができる。特に限定されるわけではないが、本発明の飲料においては、呈味等の観点から粗精製品または精製品を用いることが好ましく、特に精製品を用いることが好ましい。

本発明の飲料におけるカフェインの含有量は、例えば０．１ｍｇ／１００ｍＬ以上、好ましくは１ｍｇ／１００ｍＬ以上、より好ましくは１０ｍｇ／１００ｍＬ以上である。また、本発明の飲料におけるカフェインの含有量は、例えば０．１〜１２０ｍｇ／１００ｍＬである。当該含有量が０．１ｍｇ／１００ｍＬに満たない場合は、活性炭の沈降を十分に抑制できなくなる可能性があり、他方、当該含有量が１２０ｍｇ／１００ｍＬを超える場合は、カフェインに由来する苦味から飲料の味覚が損なわれる可能性がある。ここで、本明細書において「本発明の飲料におけるカフェインの含有量」とは、飲料の液中に遊離しているカフェインの量を意味する。後述の実施例の通り、飲料の液中に遊離しているカフェインの量は、飲料保管によって配合時の量から約１／２〜約１／５に減少するため、このような予備実験を通じて減少後の比率を求め、当該比率から逆算して飲料へのカフェインの配合量を適宜設定することができる。

本発明の飲料におけるカフェインの含有量は、好ましくは１〜１２０ｍｇ／１００ｍＬであり、より好ましくは１０〜９０ｍｇ／１００ｍＬであり、さらに好ましくは１５〜７０ｍｇ／１００ｍＬである。カフェインが水和物等の形態にある場合は、これを遊離体（フリー体）に換算した上で前記の含有量を算出するものとする。

本発明の飲料におけるカフェインの含有量は、当業者に公知の方法で測定することができる。例えば、ＨＰＬＣ法、ＬＣ−ＭＳ法、ＧＣ−ＭＳ法、ＬＣ法、ＧＣ法、近赤外線法などの分光法などを用いてカフェインの含有量を測定することができる。より具体的には、活性炭の粒径に応じた孔径のフィルターを用いて飲料を濾過し、その濾液を用いてカフェインの含有量を測定することができる。

本発明の飲料において、活性炭の含有量とカフェインの含有量との関係は、Ｙ≧０．９６×ｅ^{０．９５Ｘ}であることが好ましく、Ｙ≧４．７４×ｅ^{１．０６Ｘ}であるのがより好ましい（ここで、Ｘは活性炭含有量（ｗ／ｖ％）を示し、Ｙはカフェイン含有量（ｍｇ／１００ｍＬ）を示す）。活性炭の含有量とカフェインの含有量とが前記の関係にある場合は、特に効果的に飲料中の活性炭の沈降抑制を行うことができる。

（加熱処理）
上述した通り、本発明者らは、活性炭を含有する飲料を加熱処理した場合、活性炭の飲料中での分散性がさらに悪くなることを見出している。そのため、本発明の飲料が加熱処理された飲料である場合は、特に飲料中の活性炭の沈降抑制効果を十分に発揮することが求められる。この点から、本発明の飲料は、加熱処理された飲料であるときに特に有用である。

加熱処理における加熱温度は、６０℃以上、好ましくは６５℃以上、より好ましくは８０℃以上、より好ましくは９０℃以上である。本発明の効果との関係では加熱温度の上限値は存在しないが、加熱温度は好ましくは１４０℃以下である。水の蒸発が著しいと処理が困難となること、１００℃以上で加熱する場合は高圧になること、などから、加熱温度はより好ましくは１００℃未満である。なお、本明細書において加熱処理に関して記載される温度は液温を意味する。

加熱処理における加熱時間は、加熱時間（分）をｔ、加熱温度（℃）をＴとしたとき、式（１）Ｔ≧−０．２４ｔ＋６６（ただし、ｔ＞０かつＴ＞６０）を満たす条件であればいずれでもよいが、好ましくは１分以上である。加熱時間の上限値は存在しないが、加熱時間は好ましくは１時間以下、より好ましくは３０分未満、より好ましくは１５分以下である。

加熱処理の際には撹拌をしてもよいし、撹拌をしなくてもよいが、撹拌をする場合には、本発明の飲料は、粘性が低いことが好ましい。このため、本発明の飲料中に溶存している不揮発性の溶質濃度は、好ましくは４０ｗ／ｖ％以下、より好ましくは３０ｗ／ｖ％以下、好ましくは２０ｗ／ｖ％以下、より好ましくは１０ｗ／ｖ％以下である。

（他の成分）
本発明の飲料には、上記した各種成分に加えて、通常の飲料に用いられる香料、酸化防止剤、保存料、ｐＨ調整剤、品質安定剤などを、本発明の効果を損なわない範囲で添加することができる。

（飲料）
本発明の飲料の種類は特に限定されないが、例えば、清涼飲料のような非アルコール飲料や、アルコール飲料等が挙げられる。本発明の飲料は、炭酸ガスを含んでいても、含んでいなくてもよい。炭酸ガスを含まない飲料として、例えば、コーヒー飲料や緑茶、烏龍茶、紅茶、ブレンド茶、穀物茶、ハーブティー、マテ茶、麦茶等の茶飲料等が挙げられる。

ここで、コーヒー飲料とは、コーヒー分を原料として使用し、加熱殺菌工程を経て製造される飲料製品のことをいう。製品の種類は特に限定されないが、１９７７年に認定された「コーヒー飲料等の表示に関する公正競争規約」の定義である「コーヒー」、「コーヒー飲料」、「コーヒー入り清涼飲料」が主に挙げられる。また、コーヒー分を原料とした飲料においても、乳固形分が３．０重量％以上のものは「飲用乳の表示に関する公正競争規約」の適用を受け、「乳飲料」として取り扱われるが、これも、本明細書においてはコーヒー飲料である。

また、茶飲料は、典型的には、茶樹（学名：Ｃａｍｅｌｌｉａｓｉｎｅｎｓｉｓ）の主に葉や茎などのカフェインを含む茶原料を用いて製造された茶飲料であり、例えば、緑茶、紅茶、ウーロン茶、及びマテ茶であるが、ブレンド茶、穀物茶、ハーブティー、麦茶等も好適な茶飲料である。

炭酸ガスを含まない本発明の飲料の他の態様としては、コーヒー飲料でない飲料や、茶飲料でない飲料、例えば、果汁飲料、乳飲料、スポーツドリンク等が挙げられるが、これらに限定されない。

また、炭酸ガスを含む飲料としては、例えば、コーラ、ダイエットコーラ、ジンジャーエール、サイダー、及び果汁風味が付与された炭酸水等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本発明の飲料のｐＨは特に限定されないが、３．０〜８．０であってもよいし、３．０以上４．５未満、又は４．５〜７．０であってもよい。本発明の飲料が酸性飲料である場合は、本発明の飲料のｐＨは、典型的に３．０以上４．５未満である。本発明の飲料が中性飲料である場合は、本発明の飲料のｐＨは、典型的に４．５〜７．０である。

本発明の飲料は、好ましくは容器詰めの形態で提供される。容器の形態には、缶等の金属容器、ペット（ＰＥＴ）ボトル、紙パック、瓶、パウチなどが含まれるが、これらに限定されない。本発明の飲料は、経口摂取した直後にカプセルが溶解して速やかに内溶液が放出される易溶性カプセルの形態で提供されてもよいが、これは容器詰飲料の一種と考えることができる。

容器に充填される飲料の容量は１回摂取量であってもよいし、複数回、例えば１０回分が充填されていてもよい。そのような場合は摂取時に、口臭抑制等の活性炭の効果の程度に応じて容量を任意に変えて摂取量を調整することができる。

本発明の飲料は、上述した成分を適宜配合することにより製造することができる。また、本発明の飲料は、必要に応じて殺菌等の工程を経て、容器詰め飲料とされる。例えば、飲料を容器に充填した後に加熱殺菌等を行う方法や、飲料を殺菌してから無菌環境下で容器に充填する方法により、殺菌された容器詰め飲料を製造することができる。

容器の種類は特に制限されず、例えば、ペットボトルなどの樹脂製容器、紙パックなどの紙容器、ガラス瓶などのガラス容器、アルミ缶やスチール缶などの金属製容器、アルミパウチなど、通常、飲料に用いられる容器であればいずれも用いることができる。

（飲料中の活性炭の沈降を抑制する方法）
本発明の別の側面によれば、飲料中の活性炭の沈降を抑制する方法が提供される。本発明の方法は、飲料中の活性炭の沈降を抑制する方法であって、飲料にカフェインを配合する工程を含む、前記方法である。

本発明の方法では、特に限定されないが、活性炭及びカフェインは、飲料中の含有量が上記に示した量となるように飲料に配合することができる。活性炭とカフェインの配合順序は特に限定されるものではなく、活性炭が先に配合され、次いでカフェインが配合されてもよいし、その逆であってもよいし、或いは活性炭とカフェインとが同時に配合されてもよい。また、本発明の方法は、上記に示した成分及び材料を配合する工程やそれらの含有量を調整する工程も含むことができる。本発明の方法において、飲料中の成分の種類やその含有量等の各種要素については、本発明の飲料に関して上記した通りであるか、それらから自明である。

（数値範囲）
明確化のために記載すると、本明細書において下限値と上限値によって表されている数値範囲、即ち「下限値〜上限値」は、それら下限値及び上限値を含む。例えば、「１〜２
」により表される範囲は、１及び２を含む。

以下に実施例に基づいて本発明の説明をするが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（試験例１）
竹由来の粉末活性炭（全粒子の９０％以上の粒子径が０．１〜３０μｍ）の配合量を１又は２ｇ／１００ｍＬ、カフェインの配合量を２２０ｍｇ／１００ｍＬとして、竹由来の粉末活性炭及びカフェインをそれぞれ水に添加し、２種類のカフェイン水溶液（容量１００ｍＬ）を調製した。また、コントロールとして、カフェインのみを２２０ｍｇ／１００ｍＬ含むカフェイン水溶液（容量１００ｍＬ）を調製した。いずれの水溶液も８５℃で１０分間加熱処理を行った。

各種カフェイン水溶液を容器に入れて、２０℃で２週間放置した。１週間後及び２週間後のカフェイン水溶液について、水溶液中に遊離しているカフェインの濃度をＨＰＬＣによって測定した。具体的な方法は以下のとおりである。
ＨＰＬＣ装置：ＴＯＳＯＨＨＰＬＣシステムＬＣ８０２０ modelII
カラム：TSKgel ODS80T sQA（４．６ｍｍ×１５０ｍｍ）
カラム温度：４０℃
移動相Ａ：水−アセトニトリル−トリフルオロ酢酸（９０：１０：０．０５）
移動相Ｂ：水−アセトニトリル−トリフルオロ酢酸（２０：８０：０．０５）
検出：ＵＶ２７５ｎｍ
注入量：２０μＬ
流速：１ｍＬ／ｍｉｎ．
グラジエントプログラム：
時間（分）％A ％B
0 100 0
5 92 8
11 90 10
21 90 10
22 0 100
29 0 100
30 100 0
標準物質：カフェイン（和光純薬工業）

その結果を図１に示す。活性炭の含有量が１ｇ／１００ｍＬのカフェイン水溶液では、１週間後にカフェイン濃度が約４８％減少し、活性炭の含有量が２ｇ／１００ｍＬのカフェイン水溶液では、１週間後にカフェイン濃度が約８０％減少した。いずれのカフェイン水溶液も、２週間後のカフェイン濃度は１週間後の濃度とほとんど変わらなかった。本試験の結果に基づいて、以下の試験の水溶液中のカフェイン濃度を調整した。

（試験例２）
試験例１で用いた粉末活性炭及びカフェインを、下表に示した含有量となるようにそれぞれ水に添加し、飲料サンプル（容量１００ｍＬ）を調製した。各種飲料サンプルはクエン酸及びクエン酸三ナトリウムを用いてｐＨ調整を行い、試作品１〜１５のｐＨは６．０とし、試作品１６のｐＨは３．５とした。全ての飲料サンプルについて、８５℃で１０分間加熱処理を行った。なお、下表のカフェイン含有量は、飲料サンプルを２０℃で２週間放置した後の飲料サンプル中の遊離カフェイン濃度を表す。

飲料サンプルについて目視で活性炭の分散性を評価した。活性炭の分散性については、静置していた飲料サンプルを天地逆転させ、その際に容器底面に付着している活性炭の量に基づいて評価を行った。活性炭の分散性は、訓練されたパネラーにより、以下の基準に基づいてスコア０〜３の４段階のスコアで評価した。
スコア０：活性炭が容器底面に沈殿しており、容器を軽く振っただけでは分散しない。
スコア１：スコア０と比較して、容器底面に沈殿している活性炭の量がやや少なくなった。
スコア２：スコア０と比較して、容器底面に沈殿している活性炭の量が少なくなった。
スコア３：スコア０と比較して、容器底面に沈殿している活性炭の量が非常に少なくなった。

活性炭の分散性の評価結果を下表に示す。

Claims

活性炭及びカフェインを含有する、加熱処理された容器詰め飲料であって、カフェインの含有量が１０〜１２０ｍｇ／１００ｍＬである、上記飲料。
活性炭の含有量が０．０１ｗ／ｖ％以上である、請求項１に記載の飲料。
活性炭の含有量が０．２〜５ｗ／ｖ％である、請求項２に記載の飲料。
活性炭の含有量とカフェインの含有量との関係が、Ｙ≧０．９６×ｅ^{０．９５Ｘ}（Ｘ：活性炭含有量（ｗ／ｖ％）、Ｙ：カフェイン含有量（ｍｇ／１００ｍＬ））である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の飲料。
飲料中の活性炭の沈降を抑制する方法であって、飲料にカフェインを配合する工程を含む、前記方法。