TWI463947B - 低咖啡因茶類萃取物的製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於使茶類本來的香味不變化而減少咖啡因的量之茶類萃取物的製造方法。
作為從茶類萃取物中去除咖啡因的方法,已知吸附法(專利文獻1和2)等。在此等方法中,存在雖然咖啡因被去除、但是香味也同時消失的問題。
另一方面,作為咖啡的脫咖啡因方法,提出了在120至250大氣壓下,使咖啡與活性碳等咖啡因吸附劑接觸的方法(專利文獻3);藉由使含有咖啡因的水溶液與活性白土或酸性白土接觸,而選擇性地去除咖啡因的方法(專利文獻4)。然而,前者涉及超臨界萃取技術,製程上的設備負荷過大,在工業水平上的實施缺乏簡易性。另一方面,後者的方法雖然僅藉由使用活性白土或酸性白土就可以選擇性地去除咖啡因,但是存在色調、風味有時會惡化等的問題。
專利文獻1:日本特開平5-153910號公報
專利文獻2:日本特開平8-109178號公報
專利文獻3:日本特開昭53-18772號公報
專利文獻4:日本特開平6-142405號公報
本發明的目的在於提供一種在不使茶本來的香味惡化的情況下,從含咖啡因之茶類萃取液中減少咖啡因的方法。
本發明人等發現,將含咖啡因之茶類萃取物用單寧酶(tannase)進行處理之後,使非酯型兒茶素類(catechin)和咖啡因的混合物析出,將其分離去除,由此可以在不使茶本來的香味顯著變化的情況下,高效率地去除咖啡因。
亦即,本發明提供一種低咖啡因茶類萃取物的製造方法,其特徵在於:將含咖啡因之茶類萃取物用單寧酶進行處理之後,在經單寧酶處理後的含咖啡因之茶類萃取物中使非酯型兒茶素類和咖啡因的混合物析出,將其分離去除。
此外,本發明提供一種採用上述製造方法得到的低咖啡因茶類萃取物。
進而,本發明提供一種含有上述低咖啡因茶類萃取物的飲食品。
已知單寧酶可以用於茶飲料的澄清化。單甯酶是作用於兒茶素與沒食子酸的酯鍵從而水解成兒茶素和沒食子酸的酶。已知茶飲料中的冷後渾濁(cream down,沈澱生成)是由於酯型兒茶素(與沒食子酸酯型兒茶素的含義相同)和咖啡因等形成複合物而產生的。藉由進行單寧酶處理,將酯型兒茶素分解成非酯型兒茶素(與非沒食子酸酯型兒茶素的含義相同),難以與咖啡因形成複合物,從而防止上述複合物的形成(《食品與開發》32(12),1997年,p14-16)。
如此,單寧酶處理被用於如下目的:藉由將酯型兒茶素類轉化成非酯型兒茶素類,使兒茶素類與咖啡因的相互作用減弱,防止沈澱。然而,對於如下的現象卻完全未知:在藉由單寧酶處理而降低兒茶素類中的酯型兒茶素類比例的狀態下,若使非酯型兒茶素類與咖啡因結合、析出,則可以高效率地去除咖啡因。
根據本發明,可以在不使茶類本來的香氣顯著變化的情況下,從含咖啡因之茶類萃取物中將咖啡因簡便地去除。
本發明的低咖啡因茶類萃取物的製造方法中使用的含咖啡因茶類萃取物含有一種以上的非聚合物兒茶素類。所謂非聚合物兒茶素類,是指包括兒茶素、沒食子兒茶素(gallocatechin)、兒茶素沒食子酸酯(catechin gallate)、沒食子兒茶素沒食子酸酯等非表型兒茶素類以及表兒茶素(epicatechin)、表沒食子兒茶素(epigallocatechin)、表兒茶素沒食子酸酯、表沒食子兒茶素沒食子酸酯等表型兒茶素類這8種的總稱。在本發明中,所謂酯型兒茶素類(與沒食子酸酯型兒茶素類的含義相同),是指上述的兒茶素類中,兒茶素沒食子酸酯、沒食子兒茶素沒食子酸酯、表沒食子兒茶素沒食子酸酯、表兒茶素沒食子酸酯等沒食子酸酯型的兒茶素類的總稱。
在本發明中,非聚合物兒茶素類中的酯型兒茶素類的質量比例(沒食子酸酯型的比例)是指上述4種酯型兒茶素類的質量和相對於上述8種非聚合物兒茶素類的質量和的百分率。
作為上述含咖啡因之茶類萃取物,可以列舉例如茶葉的萃取物或其濃縮物等。作為茶葉,可以舉出由從作為山茶科常綠樹的茶樹(學名:Camellia sinensis(L)O. Kuntze)得到的茶葉進行製茶而得到的煎茶、粗茶、玉露茶、碾茶、炒茶等屬於不發酵茶的綠茶;由上述茶葉經過半發酵或發酵步驟進行製茶而得到的烏龍茶、紅茶、黑茶、普洱茶等。以使用綠茶為佳。作為茶葉的萃取物,可以例示在水或水溶性有機溶劑中將上述的茶葉在例如10至100℃下進行3分鐘至6小時的攪拌或管柱萃取,並採用離心分離等適當的分離方法將萃取液分離而得到的萃取物。此外,作為茶葉萃取物的濃縮物,可以例示將茶葉萃取物用有機溶劑、減壓濃縮、膜濃縮等進行濃縮而得到的濃縮物(例如,採用日本特開昭59-219384號公報、日本特開平4-20589號公報、日本特開平5-260907號公報、日本特開平5-306279號公報等中記載的方法製備的濃縮物)。
在本發明中,作為上述含咖啡因之茶類萃取物,可以使用將茶萃取物的濃縮物在水中溶解或稀釋者,也可以將源自茶葉的萃取液和茶萃取物的濃縮物併用。
作為上述含咖啡因之茶類萃取物,使用在固體成分中含有非聚合物兒茶素類20至90質量%、特別是20至70質量%、進一步為20至40質量%的綠茶萃取物時,由於非聚合物兒茶素類以外的顯味成分殘留而為較佳。其中,所謂固體成分,是指將含咖啡因之茶類萃取物予以乾燥固化時得到的含咖啡因之茶類萃取物的質量。
作為上述含咖啡因之茶類萃取物,也可以使用市售的TOKYO FOOD TECHNO公司製“POLYPHENON”、伊藤園公司製“TEAFURAN”、太陽化學公司製“SUNPHENON”等粗兒茶素製劑。
上述含咖啡因之茶類萃取物,可以在萃取時或萃取後進行酶處理,以提高風味。例如,為了增強美味,可以用蛋白酶、麩醯胺酶(glutaminase)進行處理;為了增強甜味,可以用α-澱粉酶、葡萄糖澱粉酶、轉化酶(invertase)進行處理;為了提高萃取效率,可以用果膠酶(pectinase)、原果膠酶(propectinase)、木聚糖酶、纖維素酶、半纖維素酶、甘露聚糖酶(mannanase)、脂肪酶等進行處理。
在本發明的低咖啡因茶類萃取物的製造方法中,用單寧酶對上述含咖啡因之茶類萃取物進行處理。本發明中使用的單寧酶,只要是具有分解非聚合物兒茶素類的沒食子酸酯鍵的活性者就都可以使用。例如,可以使用將麴菌(Aspergillus)屬、青黴菌屬(Penicillium)、根黴菌(Rhizopus)屬等的單寧酶生產菌進行培養而得到的單寧酶。其中,以源自米麴菌(Aspergillas oryzae)的單寧酶為特佳。
單寧酶在含咖啡因之茶類萃取物中的添加量按每1mg非聚合物兒茶素類的量換算,為約0.01至約1.0單位(unit),較佳為約0.01至約0.1單位。其中,1單位係用在30℃的水中、在1分鐘內將單寧酸所含的酯鍵予以水解1微莫耳所用的酶的量進行定義。作為單寧酶處理條件,其水溶液的pH為4.0至7.0,較佳為4.5至6.0。單寧酶處理的溫度係以設為獲得單寧酶之最佳酶活性的30至40℃是適合的。反應時間沒有特別限定,但沒食子酸酯型的比例多時,非酯型兒茶素類和咖啡因的混合物的析出速度變慢而不佳,因此,沒食子酸酯型的比例較佳為在4質量%以下,更佳為在3.5質量%以下,特佳為在2.5質量%以下。
經單寧酶處理後,根據情況可以進行濃縮。濃縮方法沒有特別限定,可舉例如減壓濃縮、膜濃縮、冷凍濃縮等。
接著,在本發明的低咖啡因茶類萃取物的製造方法中,在經單寧酶處理後的含咖啡因之茶類萃取物中使非酯型兒茶素類和咖啡因的混合物析出。較理想的是藉由在低溫下攪拌而進行非酯型兒茶素類和咖啡因的混合物的析出,溫度範圍在0至25℃,較佳為0至15℃。此外,析出係以進行1至43小時為佳,以1至24小時為更佳。為了促進析出,可以加入預先已析出混合物的萃取物作為核、或者加入將析出物進行分離精製而得到的物質作為核,來促進析出。
析出的非酯型兒茶素類和咖啡因的混合物,接著係藉由過濾、離心分離等適當的方法進行分離去除。
在分離去除前或分離去除後添加鹼,將pH調整到4至7,更佳係將pH調整到5.5至6.5。作為其中使用的鹼,可以列舉碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉等。pH調整亦可以在混合物的析出步驟前進行。
分離去除後,進行酶的失活。應說明的是,酶失活可以在混合物的析出步驟前進行。酶的失活可藉由pH調整、加熱處理來進行,但一般使用加熱殺菌法,在45至140℃左右進行10秒至30分鐘。
所得到的低咖啡因茶類萃取物由於苦味和澀味少而可以在去除不溶物之後直接添加到飲食品中,但也可以藉由減壓蒸餾濃縮、冷凍濃縮或膜濃縮等方法進行濃縮後使用。進而,還可以用活性碳、酸性白土、活性白土處理、合成吸附劑等將殘留的咖啡因去除。此外,藉由用合成吸附劑對低咖啡因茶類萃取物進行精製處理,可以得到使不需要的雜味成分等被更進一步去除的純正風味的低咖啡因茶類萃取物。此外,也可以根據需要添加糊精、加工澱粉、環糊精、阿拉伯膠等賦形劑或者不添加上述賦形劑,藉由採用噴霧乾燥、真空乾燥、冷凍乾燥等合適的乾燥方法進行乾燥,而製成粉末狀。
如此,可以得到咖啡因/非聚合物兒茶素類的質量比為0至0.2的低咖啡因茶類萃取物。
另外,根據需要,可以在製造步驟中、或者在製造之後,在本發明的低咖啡因茶類萃取物中添加各種副原材料。例如,可以添加作為苦澀味抑制劑的環糊精、作為抗氧化劑的抗壞血酸等。
根據本發明,可以提供含有苦味少的低咖啡因茶類萃取物的飲食品類、香妝品類、保健‧衛生‧醫藥品類等。作為該等的例子,可以列舉例如茶類飲料、運動飲料、碳酸飲料、果汁飲料、乳飲料、酒類等飲料類;冰淇淋類、雪泥(sherbet)類、冰棒類等冰製點心類;日本‧西洋點心、口香糖類、巧克力類、麵包類、咖啡、紅茶等嗜好品類;各種小吃(snack)類等。
以下,舉出實施例和比較例,進一步具體說明本發明。
為了研究在去除咖啡因方面有效的酯型兒茶素類的濃度,實施以下的操作。
將藉由蒸製方法製造的綠茶7.4kg填充到管柱中,將70℃的離子交換水從管柱的下部通入,並從管柱的上部回收萃取液,得到Brix(布里度)為5.7%的萃取液46kg。
將該萃取液用濾紙(ADVANTEC東洋股份公司製,No. 2)過濾之後,在95℃加熱30秒進行殺菌。
將殺菌後的萃取液用RO膜濃縮裝置(日東電工製)濃縮,在95℃加熱30秒進行殺菌,得到Brix為10%、pH為5.9的綠茶萃取物A。
向該綠茶萃取物中添加相對於液體量為0.003質量%(0.062單位)的單寧酶FKT50(Kikkoman公司製,Industrial Grade,50000U/g以上),在30℃進行反應直至酯型兒茶素類的濃度達到檢測極限以下。反應後,用碳酸氫鈉將pH調整到6.0,在80℃加熱10分鐘進行酶的失活。
將經進行該單寧酶處理後的綠茶萃取物B和未進行該處理的綠茶萃取物A以表1和2中示出的比例進行混合,製備作為目標之酯型兒茶素類比例的綠茶萃取物。
接著,將此等綠茶萃取物在4℃攪拌20小時,藉由離心分離將產生的兒茶素和咖啡因的析出物去除,在80℃加熱10分鐘進行殺菌。用HPLC測定所得到的綠茶萃取物的咖啡因濃度。
用精製水將綠茶萃取物稀釋20倍,用0.45μm的膜濾器(ADVANTEC)進行過濾之後,在以下的條件下進行測定。裝置:agilent 1100系列(Agilent Technologies股份公司)
流動相:A液為0.05體積%磷酸水溶液,B液為甲醇柱:Inertsil ODS-3(5μm,4.6mm×150mm)(GL SCIENSE股份公司)
流速:0.8ml/分鐘
梯度:以A/B=80/20通液15分鐘後,用10分鐘使A/B=75/25,然後用5分鐘使A/B=60/40,以60/40通液20分鐘。
由結果可知,在進行單寧酶處理後,在低溫下進行攪拌,使咖啡因和兒茶素析出,藉此可以高效率地去除咖啡因。此時,酯型兒茶素類的濃度越低,效率越高。在沒有進行單寧酶處理的比較例1中顯示,處理後隨著Brix的降低,咖啡因大量殘留,對顯味而言重要的其他成分被去除。
其次,將現有的咖啡因去除技術與本發明進行比較。
將藉由蒸製方法製造的綠茶6.0kg填充到管柱中,將70℃的離子交換水從管柱的下部通入,並從管柱的上部回收萃取液,得到Brix為5.0%的萃取液36kg。
將該萃取液用濾紙(ADVANTEC東洋股份公司製,No.2)過濾之後,在95℃加熱30秒進行殺菌。
將殺菌後的萃取液用RO膜濃縮裝置(日東電工製)濃縮,在95℃加熱30秒進行殺菌,得到Brix為12.3%、pH為6.0的綠茶萃取物C(固體成分中的非聚合物兒茶素類的含量為24.3質量%)。
向5kg該綠茶萃取物C中添加相對於液體量為0.003質量%(0.050單位)的單寧酶FKT50(Kikkoman公司製,Industrial Grade,50000U/g以上),在15℃攪拌1小時使之反應。對該單寧酶反應後的液體用碳酸氫鈉將pH調整到6.0,在15℃攪拌14小時。藉由離心分離將析出的咖啡因和非沒食子酸酯型兒茶素類的不溶物去除。離心分離後,在95℃加熱30秒進行殺菌。
在實施例5中不添加單寧酶,除此之外同樣地進行處理,得到綠茶萃取物。
向5kg綠茶萃取物C中添加活性碳(粒狀白鷺:Japan Enviro Chemicals公司製)1kg,不時地攪拌並在40℃保持30分鐘,然後進行離心分離。接著,在95℃加熱30秒進行殺菌。
向5kg綠茶萃取物C中添加活性白土(NACALAI TESQUE公司製)1kg,不時地攪拌並在40℃保持30分鐘,然後進行離心分離。用碳酸氫鈉將pH調整到6.0之後,在95℃加熱30秒進行殺菌。
比較在實施例5以及比較例6和7中得到的綠茶萃取物的香氣和味道。將各萃取物的Brix稀釋到0.3%,由5名經良好培訓的品評員,對於香氣、苦味、美味度,以綠茶萃取物C為3,分為5個等級進行評價。記錄其平均分數。各基準如下。
香氣:5非常強,4強,3不強不弱,2弱,1非常弱苦味:5非常強,4強,3不強不弱,2弱,1非常弱美味度:5非常美味,4美味,3不好不壞,2難吃,1非常難吃
如表4的結果所示,實施例5的本發明的評價為香氣良好、苦味少且美味。
Claims (6)
- 一種低咖啡因茶類萃取物的製造方法,其特徵在於:將含咖啡因之茶類萃取物用單寧酶進行處理,使經單寧酶處理後的非聚合物兒茶素類中的酯型兒茶素類的比例(亦即沒食子酸酯型的比例)為4質量%以下之後,在0至25℃的溫度範圍和1至43小時的範圍的條件下進行冷卻,藉此使經單寧酶處理後的含咖啡因之茶類萃取物中之非酯型兒茶素類和咖啡因的混合物析出,將其分離去除。
- 如申請專利範圍第1項之低咖啡因茶類萃取物的製造方法,其中,低咖啡因茶類萃取物中的咖啡因/非聚合物兒茶素類的質量比為0至0.2。
- 如申請專利範圍第1項之低咖啡因茶類萃取物的製造方法,其中,在30至40℃的溫度範圍的條件下進行單寧酶處理。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之低咖啡因茶類萃取物的製造方法,其中,茶類是綠茶。
- 一種低咖啡因茶類萃取物,係採用申請專利範圍第1至4項中任一項之低咖啡因茶類萃取物的製造方法而得到。
- 一種飲食品,含有申請專利範圍第5項之低咖啡因茶類萃取物。
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