JPS6310983B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は茶抽出物のような植物浸出物の製造に
関する。 これまで増加する茶の部分は茶抽出物の形で、
通例乾燥粉末形で市販される。実質的研究活動は
再構成する場合、茶葉から茶をいれることにより
得られるものにできるだけ近いフレーバおよび色
を有する高品質飲料を供する乾燥粉末形で茶抽出
物を得ることの問題に向けられた。これらの方法
は茶をきびしい抽出条件にかける前に、フレーバ
成分を別に集め、取り出しておく条件の使用を含
む。次にフレーバ成分は方法の次の工程で抽出し
た水溶性茶固形物に戻される。 茶抽出物製造の別な面は可溶性固形物の収量で
ある。経済性の理由で、茶葉から水溶性固形物の
可能な最高回収を確保する方法が望まれる。 一連の向流工程を使用する茶抽出物の収得方法
は当業者に周知である。たとえばBonottoの米国
特許第3080237号明細書は、新しい水性溶媒を最
初にいくつかの前の工程で抽出された茶葉と接触
させ、新しい乾燥茶葉は最初に濃厚な茶葉水性抽
出物と接触させる方法を開示する。室温から180
℃又はそれ以上の高温までの抽出温度は、高温を
維持するに必要な高圧と共に使用された。たとえ
ば、Mishkinらの米国特許第3450823号明細書は、
第１抽出工程は110℃を超えない温度で行なつて
第１抽出物を供し、一部抽出した葉は細砕され、
水を添加してポンプ輸送のできるスラリーを形成
させ、そしてスラリーは180℃に加熱して第２抽
出物を供する、２工程抽出を開示する。２抽出物
は合せ、乾燥して生成物を供する。 高温における強い酸性条件はセルロースを含む
植物物質を糖類に加水分解することも知られる。
これはたとえばJelksの米国特許第3939286号明細
書に開示され、その方法はセルロース性植物物質
を処理して反芻動物によるそれらの消化性を増加
させるために使用される。 水溶性固形物の全体的収量の実質的改良は、伝
統的水性抽出方法の終りに得た消費された浸出物
質が高圧および低PHの双方を含む条件下で更に行
なわれる水性抽出工程にかけられる場合、浸出物
質、特に茶葉から得ることができることが本発明
によりわかつた。本発明は以下に特に茶抽出物の
製造に関し記載される。 本発明の好ましい態様では、茶葉から茶を抽出
する改良方法は、最初に水性溶媒により茶葉の抽
出を行ない、次に消費された残留茶葉を更に固形
物を抽出するのに十分な時間（一般に４分以上）、
高圧（80〜100psiが好ましい）および高温（140
〜170℃の範囲が好ましい）で約2.0〜3.0のPH範
囲の酸性条件にすることにより供される。次にス
ラリーは消費された葉および抽出物に分離され
る。消費された葉は廃棄され、高温／高圧酸性抽
出物は抽出方法の前の工程で水性溶媒として使用
されることが好ましい。 本発明の更に好ましい態様では、茶葉の最初の
抽出は大気圧および約100℃を超えない温度条件
下で複数工程向流抽出方法を使用して達成され
る。しかし、単一工程のみであるか、又は１つの
100℃以上の使用温度および高圧である最初の抽
出工程は高温／高圧／酸性抽出工程の前で有利に
使用することができ、これらの別の態様は本発明
の部分として開示される。 本発明方法は可溶性茶固形物の非常に高収量を
供する。先行技術方法は可溶性インスタント茶と
して原料茶葉固形物の33〜36％の抽出収量を与え
る。比較として本発明方法は同じ規準で47〜51％
の範囲の可溶性固形物の収量を供する。抽出収量
は抽出方法に供給された原料葉の重量で抽出され
た可溶性固形物の重量を除し100倍したものとし
てここでは規定される。 高温および高圧条件それ自体は収量にいくらか
増加を供するであろうことは認められる。しか
し、このような条件、すなわち80〜100psiおよび
140〜170℃は約20〜25％に濃縮されるとゲル化
し、インスタント茶に使用するには適さない固形
物を与える。他方200psiのオーダーおよび相当す
る高温の高温および高圧の使用は抽出生成物の分
子量を減少させ望ましい粘度を供するが、望まし
くない焦げたフレーバ成分を生ずる。更に酸の使
用は文献に記載されるが、提示された方法でこれ
らの条件の組み合せは収量のこのような実質的増
加を供するであろうことは決して提案又は示唆さ
れなかつた。更に、適度の条件下で適用されるよ
りも更にきびしい抽出条件が茶葉に適用されると
はいえ、生成茶のフレーバに対しほとんど又は全
く反対の作用は認められない。 本発明方法は乾燥形の任意の原料茶葉に適用す
ることができる。緑茶、ウーロン茶又は紅茶、又
はそれらの任意の望ましい混合物は使用すること
ができる。 本発明方法の好ましい態様は溶媒として水を使
用し茶葉から可溶性固形物の向流複数工程抽出を
意図する。通例の向流抽出相は便宜上第１、第
２、および第３工程として引用される３つの大気
圧工程を含むことが更に好ましい。本発明方法に
よれば、第４工程が供され、その工程では第３工
程からの消費された茶葉は酸性化され、高圧、高
温条件下に保持され、茶固形物の実質的追加量を
抽出する。 少なくとも３つの大気圧工程は、改良収量およ
び中和又は緩衝能の準備を含む多くの理由から好
ましい。高圧／高温酸抽出工程を出る抽出物は一
般に2.4〜2.8の範囲のPHを有する。方法の大気圧
工程でこの抽出物を湿潤葉の新しいバツチと接触
させ通過させると、抽出物のPHは１工程につき約
0.5単位の割合で上昇する。こうして３工程大気
圧抽出は4.0〜4.5の範囲まで抽出物のPHを上昇さ
せる。２工程大気圧抽出は使用することはできる
が、その場合、アルカリの中和による過剰の酸の
中和が必要となる。他方、４、又はそれ以上の大
気圧工程は所望の場合使用することができる。 本発明方法の高温／高圧酸抽出工程を行なう場
合、いくつかの重要な考慮すべき問題に留意しな
ければならない。PHは食品級品質の強酸を添加す
ることにより調整することができる。塩酸HCl、
リン酸H₃PO₄、亜硫酸H₂SO₃、硫酸H₂SO₄、硝
酸HNO₃、および酢酸CH₃COOHは適する。硫酸
はすぐれた味およびフレーバを供するので好まし
い。同時に、たとえば塩酸より装置の腐食性が少
ない。 注意を要する第２の因子は茶葉スラリーのPHで
ある。PH約３以下のスラリーにPHをするために十
分な酸を添加すべきであることが確定された。PH
３以上で葉固形物を高温／高圧条件にかけると、
20〜25％固形物以上に濃縮した場合、溶液ではな
くなり又はゲル化する傾向のある茶抽出物が得ら
れる。従つてインスタント茶製造に使用するには
不適である。他方、約２以下のPHは望ましくない
フレーバおよび茶の劣化および装置の腐食問題を
起こす。 高温／高圧抽出中の茶スラリーのPH範囲は、最
終生成物を噴霧乾燥する場合重要な考慮すべき問
題である。PHが約２〜３の場合、抽出のこの工程
で得た茶固形物は通常茶抽出物中に含まれるこれ
らの嵩減少剤を補足するために供され、乾燥茶粉
末の嵩密度を減少させることを助けることがわか
つた。茶固形物の或る種の混合物はこれらの嵩減
少剤に不足している。しかし、約２以下のPH又は
約３以上のPHの使用はそれらの嵩減少特性に効果
の少ない固形物を供する。 又、本発明方法にとつて重要なことは高温／高
圧抽出工程で使用される圧力および温度条件であ
る。記載範囲内の条件は許容しうるフレーバを有
する生成物を供する。約80〜100pseおよび140〜
170℃の範囲内の圧力および温度を維持するよう
に注意を払わねばならない。これらの範囲以下の
条件は、抽出物が乾燥前に濃縮される場合、溶液
から抽出物中に固形物を沈澱させる条件を含めて
望ましくない特徴を有する生成物を供する。これ
らの範囲を超えた条件は望ましくない焦げたフレ
ーバを与える。 酸性化茶葉スラリーは少なくとも４分間高温／
高圧条件下に保持すべきであることがわかつた。
これより永い接触時間は容易に許される。12時間
までは生成物に反対の変化のないことが調査され
た。15分〜１時間の接触時間は一般に好ましい。 本発明方法はそれらの好ましい態様のフローダ
イヤグラムを示す図面を引用して記載される。 本方法の第１工程、図面の工程１は新しい乾燥
茶葉を含む容器を含む。新しい水又は他の水性溶
媒は葉に添加され、抽出が起こり、茶葉および溶
媒の混合物はライン１１を経てデカンター１０に
ポンプ輸送される。そこではライン１２を経てシ
ステムを出る生成抽出物およびライン１３を経て
供給葉として工程２に送られる湿潤葉に分離され
る。 工程２では、デカンター１０からの葉は工程３
およびライン１７を経てデカンター１５から回収
された水性抽出物と混合される。適当な接触時間
後に、混合物はデカンター１４にポンプ輸送さ
れ、そこではライン１８を経て工程１に溶媒とし
て供給される抽出物、およびライン１９を経て工
程３に供給葉として供給される湿潤葉に分離され
る。 工程３は、使用溶媒がライン２０およびデカン
ター１６を経て高圧／高温酸抽出工程から受けた
抽出物であることを除いて、工程１および２のよ
うに操作する。工程３からの消費した葉はデカン
ター１５で分離され、ライン２７を経て釜４Ａに
供給される。他の工程からの茶抽出物は第１、第
２、又は第３工程のいずれかに導入することがで
きる。好ましい方法では、工程１，２および３は
大気圧および85〜99℃の温度で行なわれる。 密封カラムは各抽出工程中茶葉を入れるために
使用することができるが、開放釜を含む配列が好
ましい。有利な１方法は、後の工程から溶媒およ
び新しい葉源を受け、これらの材料を所望温度に
加熱する上部又は「Ａ」、および釜「Ａ」から完
了したバツチを受け、葉および水混合物をデカン
ト遠心分離機に移送するスラリーポンプに対する
サージ（surge）として作用する下部又は「Ｂ」
釜、の２つの釜を各工程に対し使用する。遠心分
離機は液相および固相を分離し、葉は後の工程又
は消費葉廃棄システムに、溶媒は前の工程又は方
法の次のユニツト操作に対し移送される。 「Ａ」および「Ｂ」釜は第４工程について図に
示される。第４工程を行なう場合、酸は「Ａ」釜
に入る葉および溶媒に添加され、次に酸性化スラ
リーとして加熱される「Ｂ」釜に落とされる。次
にスラリーポンプは蒸気注入ヒーター２１、加圧
保留カラム２２、初めの冷却および所要稀釈を供
する加圧水追加容器２３、最終冷却を供する熱交
換器２４、および圧力調整システム２５を通し
て、最終デカント遠心分離機１６への供給体とし
て供する釜２６への通過前に、シリーズに混合物
を通過させるために使用される。 第４工程に葉、水および酸の添加はバツチ添加
が好ましい。一方、工程１〜３中の溶媒、葉およ
びスラリーの移送は連続的であることが好まし
い。これは１バツチの内容物は次のバツチがこれ
らの釜に落とされる時に、正確に下部の釜から完
全にポンプで排出されるようにスラリーポンプの
速度を設定することにより達成される。 蒸気注入による酸性茶葉スラリーの加熱は図の
２１で示されるが、他の加熱方法は使用できるこ
とがわかつた。これらは商品名Votatorとして販
売されるように表面かき取り熱交換器を含む。同
様にVotator装置および他の熱交換装置はデカン
ター供給釜２６に供給する前に沸点以下の温度に
酸抽出物を冷却するために２４で使用することが
できる。 先行技術方法におけるように、茶アロマは抽出
物からストリツプし、回収し、そして方法の後の
工程で戻すことができる。アロマ ストリツピン
グは任意の特徴であり、使用する場合、生成物と
してデカンター１０を出る抽出物に適用するのが
有利である。 本発明により製造した茶抽出物は濃縮し、噴霧
乾燥によるように乾燥して粉末にすることができ
る。しかし、一般にこれらの水性抽出物は所望の
場合乾燥前に通例の曇り除去およびクリーム除去
処理することが好ましい。更に緑茶抽出物は更に
処理して紅茶に変換し、各種抽出物の混合物は乾
燥前又は後のいずれかで乾燥生成物を再構成する
ことにより製した茶に所望のフレーバ又は色を得
るように製造することができる。 本発明方法で有力な酸性条件のために、耐腐食
性材料を使用装置の製造に使用すべきである。タ
イプ316ステンレス鋼は本方法の工程４の部分に
適するが、一方タイプ304ステンレス鋼は工程３
に溶媒を供給する遠心分離流２０の酸度に耐え
る。 本発明は更に以下の操作例に記載される。 例 １ 一連のインスタント茶抽出方法を溶媒として水
を用い、茶葉から可溶性固形物の向流４工程抽出
を使用して、パイロツトプラント規模で行なつ
た。初めの３工程は大気圧および沸点に近い温度
で行なつた。高温および高圧条件を強酸性葉スラ
リーに適用する第４相は次に使用した。 方法の開始前に第４工程に対する保留カラムは
110psi蒸気を使用して約300〜310〓に蒸気で予め
加熱した。初めの抽出の３工程は、第４抽出工程
を開始するために十分な消費葉が第３工程から入
手できるまで供給水による向流抽出方法を通常方
法で行なつた。 初めの抽出の３工程は工程１の上部釜に25.7ガ
ロンの水を満たすことによつて出発し、水は206
〜210〓に加熱した。新しい葉は5.5％水分で、１
時間につき120ポンドの割合で１バツチにつき15
ポンドの量で釜に落した。各バツチに対し7.5分
サイクルを使用した。これは茶葉が各抽出工程で
7.5分の名目接触時間を有することを意味した。
第２および第３工程のそれぞれは同じ方法で出発
し、第１から第２へ、そして第２から第３へ上部
釜への供給物として消費葉を移動させた。同時に
第２からの抽出物は第１の次のサイクルに対する
供給溶媒として使用した。第３からの抽出物は第
２の次のサイクルに対する供給溶媒として使用し
た。３工程システムが正常操作を確定した後、茶
可溶性固形物の抽出収量は26〜33重量％の範囲に
あることがわかつた。 第４工程を出発させ、第３工程からの葉および
抽出物をデカントおよび分離した。清澄化抽出物
は第２工程に対する抽出溶媒として第２工程の釜
にポンプで戻した。工程３から集めた葉は第４工
程の釜に加えた。この４工程方法では１バツチに
つき約37.2〜51.8ポンドの葉を使用した。190〓
の十分な水、１バツチにつき15.2ガロンを釜にポ
ンプで入れ、2.4〜3.4：１の水対葉スラリーを形
成させた。 93.17〜94.0％、66゜ボーメ濃度の硫酸を湿潤葉
重量規準で0.75％レベルで葉スラリーに加えた。
完了したバツチの合せた重量は164.8〜179.2ポン
ドに変化し、１時間につき1318〜1435ポンドの割
合を供した。 この時点で、酸スラリーの温度は180〓であつ
た。次に釜「Ｂ」に落し、約155℃の温度を維持
するために蒸気注入機により100psigの蒸気で加
熱しながらシステムの高圧部分にポンプで送つ
た。１時間につき1513〜1653ポンドの酸スラリー
プラス蒸気凝縮水の合せた重量をこうして供し
た。 酸スラリーは各茶粒子を約155℃の最高温度に
15分間かける保留カラムに蒸気注入により流し
た。その後、スラリーは保留カラムから出し密閉
稀釈混合ポツトに流しこみ、そこで約13.3：１の
全体の水対葉の比率を供するに十分な16℃の水と
混合した。これは約132〜134℃に混合物の温度を
減少させた。混合ポツトからスラリーは熱交換器
を通し、稀釈スラリー温度を99℃まで、63psigの
背圧バルブセツトまで減少させた。背圧バルブを
通過後、スラリーを集め、デカンターを通した。
デカンターからの分離抽出物は工程３に移し、そ
の工程に対する供給水性溶媒として使用した。デ
カンターからの消費葉は廃棄した。 次の表は原料として乾燥緑茶葉を使用し上記
の４工程抽出方法を行なうことによつて得た収量
を示す：

【表】 例 ２ 例１の規模で一連の茶抽出パイロツト プラン
ト方法を図の概説方法に従つて次のパラメーター
を使用して行なつた： 工程４に対し： (a) 水対湿潤消費葉の重量比３：１ (b) 湿潤消費葉重量規準で15％の50％H₂SO₄ (c) 約155〜160℃、100〜120psig蒸気 (d) 所望温度で４〜５分。 工程４では、消費葉は水でスラリーにし、所要
酸を添加し、バツチは所望温度に加熱し、沸点以
下に冷却し、残留圧を抜き、分離するためにデカ
ンター１６にポンプで送つた。 工程１〜３条件は10：１の水対新しい葉比率、
約98℃の抽出温度、および約7.5〜８分のサイク
ル時間を含んだ。１例では水対新しい葉比率は13
1/3：１に増加した。紅茶を使用した。 下記表は数回の分離試験の結果を要約する：

【表】 ３
例 ３ 例１の規模で一連のパイロツトプラント抽出方
法を２工程のみを使用して行なつた。 工程２： (a) ３：１の水対湿潤消費葉重量比 (b) 湿潤消費葉重量規準で1.5％の37％HCl又は
1.5％の50％H₂SO₄ (c) 155〜160℃抽出温度、100〜120psig蒸気 (d) 所望温度で４〜５分 (e) 消費葉は水でスラリーにし、所要酸を添加
し、スラリーは蒸気注入による温度に加熱し
た。次にスラリーは沸点以下に冷却し、残留圧
を抜き、次にスラリーは蒸発のためデカンター
１６にポンプで送つた。葉は廃棄し、一方抽出
物は工程１に対し溶媒として使用した。 工程１は10：１水対新しい乾燥葉比、98℃の抽
出温度、および約7.5〜８分のサイクル時間を使
用する通例の大気圧抽出であつた。下記表はこ
れらの試験の結果を要約する：

【表】 例 ４ 例１の規模で一連のパイロツトプラント茶抽出
方法を３工程を使用して行なつた。第３工程は高
温／高圧／酸抽出工程であつたが、一方工程１お
よび２は大気圧で行なつた。３工程のそれぞれで
使用した条件は次のとおりであつた： 工程３−上記例３の工程２に記載のものと同じ、
HClおよびH₂SO₄の双方を試験した。 工程１−上記例３の工程１に記載のものと同じ。 工程３−工程１に対し記載したものと同じ、溶媒
として工程３からの酸性抽出物を使用する。必
要量の追加水を添加し、10：１の新しい葉重量
比にする。 この試験から得たデータは下記表に示す。追
加工程の天然緩衝能は平均0.9PH単位の増加を証
明することに留意。

【表】 【図面の簡単な説明】

図面は本方法の工程図を示す。図中１，２およ
び３は工程、４Ａは上部釜、４Ｂは下部釜、１
０，１４，１５および１６はデカンター、１１，
１２，１３，１７，１８，１９，２０および２７
はライン、２１は蒸気注入ヒーター、２２は加圧
保留カラム、２３は加圧水追加容器、２４は熱交
換器、２５は圧力調整システムおよび２６はデカ
ンター供給容器を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 茶葉から可溶性固形物を抽出する方法におい
   て (a) 茶葉を水性溶媒と接触させて、可溶性固形物
   を抽出し、 (b) 水性抽出液を消費した茶葉から分離し、 (c) 消費した茶葉に酸を加えて、PHを2.0−3.0に
   し、 (d) この酸性化した茶葉をさらに水性溶媒で552
   −689kPa（80−100psig）の圧力および140−
   170℃で少なくとも４分間抽出し、ついで (e) 残りの茶葉を水性溶媒から分離して、高温／
   高圧水性抽出液を得ることを特徴とする、上記
   抽出方法。 ２ 工程(a)を大気圧および100℃以下で行う、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 工程(d)から得た高温／高圧水性抽出液を工程
   (a)の水性溶媒として使用する、特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ４ 工程(a)は少なくとも２段階による向流抽出操
   作であり、および工程(d)から得た高温／高圧水性
   抽出液を少なくとも１段階で水性溶媒として使
   う、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 工程(a)は少なくとも２段階の向流抽出操作で
   あり、および工程(d)からの高温／高圧水性抽出液
   を前記段階の最後に水性溶媒として使う、特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ６ 工程(a)は少なくとも２段階を使う向流抽出操
   作であり、その第１段階は操作の後の段階の水性
   茶抽出液に生の茶葉を接触させるものであり、そ
   してその第２段階は一部抽出した茶葉を新たな水
   性溶媒と接触させるものであり、第２段階で使用
   する新たな水性溶媒は工程(d)から得られる高温／
   高圧水性抽出液である、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ７ 使用する酸はHCl、H₃PO₄、H₂SO₃、
   HNO₃、CH₃COOHおよびH₂SO₄から選んだ食品
   規格の酸である、特許請求の範囲第１項−第６項
   の何れか１項に記載の方法。 ８ 工程(c)で使う酸はH₂SO₄である、特許請求
   の範囲第７項記載の方法。 ９ (a)は３段階を使う向流抽出操作であり、その
   第１段階は操作の終わりの段階の水性茶抽出液と
   生の茶葉を接触させるものであり、その第３段階
   は一部抽出した茶葉を新たな水性溶媒と接触させ
   るものであり、第３段階で使用する新たな水性溶
   媒は工程(d)から得た高温／高圧水性抽出液であ
   る、特許請求の範囲第１項記載の方法。