JPH0452745B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、植物材料を、確実に、ほとんど、ま
たは、全く劣化させないで、アロマおよびフレー
バ化合物を回収する植物材料の処理方法に関す
る。 植物材料からフレーバおよびアロマ成分を回収
するための多くの方法が、従来技術において知ら
れている。コーヒーの加工において、例えば、コ
ーヒーのアロマおよびフレーバが、蒸留および凝
縮を用いる技術により、炒られた粉砕コーヒーか
ら回収される方法が知られている。凝縮液は保存
され、一方、粉砕コーヒーは、水性抽出のような
追加の加工を受けて、インスタントコーヒー製品
に用いられる水溶性コーヒー固形物を回収する。
次に、アロマおよびフレーバ凝縮物は、可溶性コ
ーヒー固形物と混合され、付香インスタントコー
ヒー製品を形成する。アロマ／フレーバ凝縮液の
他の用途は、キヤンデイのような他の食品のフレ
ーバ付与剤とての使用、および可溶性コーヒーの
広口壜の充填空積にそれを置くことによつて初め
て開けたときに心地よいアロマを与えることを含
む。 同様に、茶の加工技術において、茶のアロマ／
フレーバは、しばしば、茶の葉から取り出され、
茶の葉は、次に、抽出されて水溶性の茶固形物を
取り出す。フレーバおよびアロマ成分は、次に、
茶固形物に戻され、改良されたフレーバおよびア
ロマを有する液体または乾燥形態のインスタント
茶を提供する。 これらの従来技術の加工は、天然のアロマおよ
びフレーバ化合物の大きな損失の原因となるか、
回収されたフレーバおよびアロマ製品に望ましく
ない変化を生じさせるか、または、天然植物成品
をそれ以上の加工に適当でないものとするように
劣化させるというような、一つまたはそれ以上の
不利益を有する。これらの従来技術の方法の大部
分は、フレーバおよびアロマ物質を追い出すため
に、水蒸気のような外部加熱を用いる。 本発明者は、植物材料からアロマおよびフレー
バ化合物をストリツプする改良方法を見出した。 したがつて、本発明によれば、水分の存在下
で、植物材料にマイクロ波放射を受けさせて、上
記水分の実質的な部分を解放し、上記アロマおよ
びフレーバ化合物は蒸気として、蒸気を凝縮液と
して収集する工程より成る、植物材料からアロマ
およびフレーバをストリツプする方法が提供され
る。 好ましくは、蒸気は、水−含有凝縮液として集
められ、それ自身、フレーバ付与剤として用いら
れるか、または、加工の後での段階で、植物材料
または、その抽出物に加え戻される。 以下では、本発明の方法を、茶から貴重なアロ
マおよびフレーバ化合物を分離する方法に関して
説明する。しかしながら、本発明の方法が、原材
料をほとんど劣化させることなく高品質のアロマ
およびフレーバ生成物を天然産の材料から回収す
ることが望まれる用途、例えば、果実、薬用植
物、ハーブ、スパイス、野菜、コーヒー、その他
の植物材料から良好なアロマおよびフレーバの組
成物を製造する用途にも適用できることは理解さ
れるべきである。 本発明の一態様によれば、茶の葉からのアロマ
および風味物質のマイクロ波ストリピング（又は
マイクロ波ストリツピング）は、茶の葉を水で湿
らせ、加熱容器中に密封した後、加湿した茶にマ
イクロ波放射を均一に受けさせることにより達成
される。マイクロ波ストリピングは、加湿段階中
に茶に加えられた水の一部を、蒸気の形態で解放
する。同時に、実質的部分のアロマおよびフレー
バ成分が取り出される。湿潤された茶によつて、
アロマおよびフレーバとともに放たれる水分は、
流出蒸気を低温で凝縮させることによつて回収さ
れる。 本発明の方法に従つて調節すべき重要な変数
は、植物材料に加えられる水分の濃度、マイクロ
波処理中に用いられる出力水準、植物材料に適用
される減圧および／または加圧の程度、および、
補助の対流または伝導加熱を含む。これらの各々
のパラメータは、植物材料の性質および望まれた
結果に依存して変化しうる。 茶葉の場合には、茶葉を水で湿らせて約25〜約
90重量％の水分含有量を有する茶葉生成物を提供
する場合に、良好な結果が得られた。目的生成
物、脱カフエイン葉茶のような乾燥茶葉製品であ
るように意図されている加工においては、良好な
結果は、約40〜60重量％の水分を有する湿潤茶葉
を用いることにより得られた。水分の濃度を高く
すればするほど、より完全にアロマおよびフレー
バ化合物を分離することができるが、得られる凝
縮液中のアロマおよびフレーバ化合物は希薄にな
る。 これらの相互関係は、添付図面に十分に示され
ている。 第１図は、減圧（０−10mmHg）マイクロ波ス
トリピング条件下でのストリピング効率と、取出
し比の関係を示す。 第２図は、取出し比と、真空マイクロ波ストリ
ピング下で得られた凝縮液の濃度の関係を示す。 第１図に要約されているように、研究した範囲
内では、取出し比とストリピング効率との間にか
なり直線的な関係が存在する。従つて、第１図に
基づいて検討を行えば、ストリピング条件を調節
して、所望のアロマ／フレーバ濃度を有する凝縮
液を最大収率で得ることができる。 また、第２図に示されているように、比較的高
い取出し比においては、回収された凝縮液が薄く
なる傾向がある。従つて、取出し比とストリピン
グ効率との間のバランスを取ることによつて、本
発明の方法以降の工程、即ち、アロマ／フレーバ
凝縮液の濃縮工程、に対する必要性を省くことも
できる。 本発明の方法に従うマイクロ波加熱は、生成物
充填量、容器の容積、および、局部加熱を避ける
ために植物材料が加熱中に均一に撹拌されるかど
うかに依存して、広範囲のエネルギー水準にわた
り変化しうる。良好な結果が、茶葉を等量の水
で、例えば、75ｇの葉を75ｇの水で湿めらせ、試
料を2450MHzの周波数を有する放射源の0.6kw水
準でマイクロ波にさらしたときに得られた。
0.1kw−200kwのエネルギー水準および715MHz
−2450MHzの周波数は、適当な操作上のパラメー
タである。 マイクロ波ストリピング操作は、非常に有効で
ある。５分程度の短時間で完結し、出発物質の茶
葉に見出されるアロマおよびフレーバ化合物の25
〜80％を取り出すことができる。更に、得られた
アロマ／フレーバは、優れた品質のものであり、
それ以上の処理なしに、完成された茶成品に加え
ることができる。更に、ストリツプされた茶葉
は、処理によつて大きく変化を受けないままであ
り、従来的方法を施すことによつて、通常の茶製
品、脱カフエイン化された茶製品、およびインス
タト茶製品を製造するための材料として使用でき
る。 本発明のマイクロ波ストリピングにおいては、
予め湿らせた茶の層中に生じる可能性のある局部
加熱を避けるように注意しなければならない。こ
の問題は、マイクロ波出力水準の適当な制御によ
り、そして、葉に対する放射の均一な適用を確保
することにより、避けることができる。回転加熱
容器を用いることができ、または、連続製造の流
動床中で茶を処理してもよい。出力源の慣用のパ
ルシング（pulsing）も便利である。 本発明は、下記の実施例により更に記述される
が、これに限定されない。 実施例 １ ステンレス綱製の沸騰石10ｇを含む塔に充填し
た30ｇの水で湿らされた30ｇの紅茶を使用して、
従来技術の大気圧水蒸気ストリピングを行つた。
アロマおよびフレーバのストリピングは、95℃で
30分間行なわれた。凝縮液は、循環プロピレング
リコールを用いて凝縮表面を冷却し、４℃で凝縮
された。 減圧水蒸気ストリピングが、同一の装置中で、
10ｇのステンレススチール ボイリングチツプを
有する塔に充填された30ｇの紅茶葉を用いて、10
−25mmHg減圧で、60±５℃の水蒸気温度で、凝
縮を避けるためにベツド温度を65±５℃に維持し
て行なわれた。この場合は、凝縮液を収集するた
めに、液体窒素が用いられた。 マイクロ波加熱を用いる方法においては、
CEMコーポレーシヨン、インデイアントレイル
（Indian Trail）、NC28079により販売された
CMEモデルMD5−81マイクロ波乾燥／温浸装置
（drying／digestion system）が用いられた。こ
の装置は、１％増加分中に全出力（600ワツト）
の０−100％を提供する。この場合は、水30ｇで
予め湿められた茶葉の30ｇが、二つの120mlテフ
ロン加熱容器に、等量で移され、しつかりと密封
された。これらの二つの容器の出口は、プロピレ
ングリコール冷却コンデンサー（４℃）および／
または、直列に連結された２個の液体窒素トラツ
プに連結された。大気圧および減圧ストリピング
が、下記のように行なわれた。 各々の場合に、凝縮液が収集され、ガスクロマ
トグラフ分析および官能評価のためにアリコート
か採取された。ストリツプされた葉は、秤量し残
存水を計算した。アロマ／フレーバ質量収支を研
究するために、処理された葉はは、直ちに分析さ
れた。 キヤピラリ−ガスクロマトグラフ分析を用い
て、アロマ／フレーバ収支を研究するために、リ
ケンス−ニケルソン（Likens−Nickerson）蒸留
により試料が調製された。凝縮液の定量のため
に、５mlの凝縮液が、１：１（ｖ／ｖ）のメチレ
ンクロライド：ヘキサン混合物で分配され、有機
相がガスクロマト分析に用いられた。試料は、１
ミリミクロンのフイルム厚を有するDB−５ 60
ｍ×0.32mmの溶融シリカカラムでクロマトグラフ
にかけられた。最初のカラム温度は40℃であつ
た。40℃に２分間保持し後に、温度は、毎分４℃
で250℃まで上昇するように設定された。感度を
最大にするために、スプリツトレスインジエクシ
ヨンモード（splitless injection mode）が用い
られた。データは、分析されたアリコートごとに
GC面積カウントとして報告される。 官能評価は、熟練した茶の食味検査員の非公式
の食味検査パネルを用いて行なわれた。慣用の従
来技術の水蒸気ストリピング技術により処理さ
れ、乾燥された紅茶の葉が対照として用いられ
た。評価を受けるアロマ／フレーバ凝縮液を添加
したのと添加しない２ｇのストリツプされた紅茶
の葉がテイバツクに詰められた。テイーバツグ
は、次に、３分間茶を入れ、出発のストリツプさ
れない紅茶の葉から調製された浸出液に対して食
味された。インスタント茶食味のために、アロマ
凝縮液が、茶固形物の重量に基づいて５％水準
で、インスタント茶製品に添加された。標準の商
業的技術により回収された紅茶アロマ凝縮液が比
較のために用いられた。 実施例 ２ 本発明のマイクロ波ストリピングと、従来技術
の水蒸気ストリピングとの比較 実施例１に記載された条件を用いて、大気圧下
および減圧下の両方で、二つのアロマストリピン
グ法のストリピング効率を比較した。これらの試
験の結果は、第１表に示す。取出し比（DOR）
は、収集された凝縮液の容積を、用いられた茶葉
の乾燥重量で除いたものとして定義される。それ
故に、DORが小さければ凝縮液の濃度は一層高
い。 いくつかのストリピング方法間の効率を比較す
るために、全効率指数（TEI）と呼ばれるより一
般的な用語を用いた。TEIは、DORで割り100を
掛けたストリツプされたアロマ／フレーバの百分
率として定義される。より高いTEIは、より濃縮
された凝縮液のみならず、全工程のためのより良
い効率を示す。 第１表に示されるように、マイクロ波ストリプ
ングは、大気圧下および減圧下の両方の水蒸気ス
トリピングよりも、より効果があつた。回収され
たアロマ／フレーバに関して、大気圧ストリピン
グは、マイクロ波または従来技術の水蒸気ストリ
ピングが用いられようとも、減圧ストリピングよ
りも一層効果があることは明らかであつた。

【表】 実施例 ３ 大気圧および減圧下でストリツプされたアロ
マ／フレーバの比較 大気圧および、実施例１で概略を述べた０−10
mmHgおよび65−120mmHgの二組の減圧条件下で
ストリツプされたアロマの比較を第２表に示す。
分析された凝縮液は、その他の点では同一の条件
で、30ｇの水で予め湿らせた乾燥重量30ｇの紅茶
の葉を用い、かつ実施例１に記載したCEM装置
を３分間0.6kwのマイクロ波出力水準で用いて得
られた。出発物質の葉に存在する全アロマ／フレ
ーバに基いて、大気圧マイクロ波ストリピング
は、65％のアロマ／フレーバをストリツプして52
％を回収し、減圧マイクロ波ストリピングは両方
とも、40〜52％をストリツプし、31％を回収し
た。この二つの減圧条件下で、ストリツプされた
アロマの量は、適用された減圧と関係はなかつ
た。大気圧マイクロ波ストリピングは、減圧下で
調整された試料のいずれよりも20％多くの葉の中
に最初に存在したアロマ／フレーバを回収した。

【表】 実施例 ４ マイクロ波ストリピングによるアロマ／フレー
バ質量収支 減圧および流出蒸気の不充分な冷却が、測定さ
れた低い回収の原因であつたかどうかを理解する
試みとして、アロマ／フレーバ質量収支の研究が
行なわれた。大気圧および減圧条件下の両方にお
けるマイクロ波加熱ストリピング単位操作の前後
のアロマ／フレーバ質量収支が研究された。操作
条件は、実施例１に記載されたものであつた。結
果は、第３表に記載されている。ガスクロマトグ
ラフイーによつて定量された利用できる全アロ
マ／フレーバに基いて、大気圧および減圧ストリ
ピングの両方の研究は、同一レベルのアロマ／フ
レーバ量、すなわち、86−88％を示した。葉中に
存在するアロマ／フレーバの12〜14％は、効果的
なトラツプ装置（trapping system）を用いるに
もかかわらず、その方法にとつて失われた。この
損失は、大気圧および減圧下の両方で観察され、
同程度であつた。 一般に、かなり良い質量収支が、同定された大
部分の化合物について観察された。しかしなが
ら、ヘキサノールおよびフエニルアセトアルデヒ
ドについての、特に大気圧ストリピングの条件下
での100％を越える回収は、わからない。いくら
かのアロマ／フレーバは、グリコシドおよび／ま
たはシアノグリコシド結合によつて前駆体の形態
で存在しうることが可能である。ストリピング工
程は、これらの共有結合を開裂して、これらの化
合物を生じさせるかもしれない（J.Chrom.33183
−90，1985）。これらの化合物の発生の他のメカ
ニズムも、また可能である。

【表】 実施例 ５ 茶葉からのアロマ／フレーバのストリピング
が、減圧ストリピングよりも大気圧においてより
有効であることが証明されたので、収率を最大に
するために大気圧におけるストリピング条件が研
究された。第４表に示すように、一定のマイクロ
波出力の下で、葉のより高い水分含有量および長
いマイクロ波放射時間は、増大したストリピング
効率をもたらす。しかしながら、これは、アロ
マ／フレーバを一層希釈するという代償の上に達
成された。それ故に、乏しいTEIに終わつた。 葉のより低い湿潤と、より短いマイクロ波は放
射時間は、より高いTEIに帰着し、より経済的の
方法であることを示す。 実施例 ６ ストリピング効率に関するマイクロ波出力の効
果 大気圧ストリピング条件下のアロマストリピン
グ効率についてのマイクロ波出力の効果が、上記
実施例１に記載された材料および手順を用いて研
究された。マイクロ波出力とストリピング効率の
間に逆の関係があることが見出された。これらの
試験結果は、第５表に要約されている。しかしな
がら、全効率を考慮したとき、マイクロ波の全出
力の50％におけるストリピングは、より経済的な
方法である。

【表】

【表】

【表】 実施例 ７ マイクロ波加熱を用いて得られたアロマ／フレ
ーバの官能評価 本発明の方法に従つて茶葉から得られたアロ
マ／フレーバ凝縮液が、茶葉およびインスタント
茶固形物のそれぞれに対する添加剤として評価さ
れた。0.76の取出し比で、マイクロ波アロマ／フ
レーバ凝縮液の22.8ｇが、30ｇの乾燥紅茶の葉か
ら、実施例５の試験番号１に記載された方法に従
い、調製された。ストリツプされた茶葉は、次
に、室温で、安定な水分含有量まで乾燥された。 葉 茶 上記で得られたストリツプされ、乾燥された茶
葉を二つの部分に分割した。最初の部分Ａは、バ
ツグ当り２ｇの茶葉の量でテイバツグに充填され
た。第２の部分Ｂは、上記で得られたマイクロ波
アロマ／フレーバ凝縮液と、乾燥葉の各２ｇに対
し1.52ｇの凝縮液の量で混合された。混合物は、
次に、室温で安定な水分含有量まで乾燥させ、バ
ツク当り２ｇの量でテイバツグに充填された。部
分ＡおよびＢからのテイバツグ、並びに、部分Ａ
およびＢの調製に出発物質として用いられた最初
の紅茶の葉、部分Ｃの２ｇの含有するテイバツグ
を、テイカツプ中に注がれた沸騰水中で３分間、
茶を入れ、次に、熟練した食味検査員により評価
された。 部分ＡおよびＢのマイクロ波放射された葉は、
出発物質の葉、部分Ｃよりも、わずかに出が遅か
つたことが見出された。しかしながら、３分のせ
んじ期間の終りで、三つの部分のすべてから調製
された浸出液は、同じに見えた。アロマを添加し
ない、マイクロ波放射葉（部分Ａ）から得られた
浸出液は、よりにがく、きつく粗く、かつ、渋い
味を感じ、許容できなかつた。アロマを添加した
葉（部分Ｂ）からの浸出液は、十分に、まろやか
であり、フレーバとアロマは、出発物質の葉、部
分Ｃから調製された浸出液に非常に酷似してい
た。 脱カフエイン葉 乾燥紅茶葉の別の30ｇを上記のようにして、取
出し比0.76で処理し、マイクロ波アロマ／フレー
バ凝縮液の22.8ｇを得た。ストリツプされた葉
は、実質的に乾燥しないで、次に、米国特許第
4167589号の実施例１の第２段階に記載されたス
テツプおよび条件に従い、超臨界
（Supercritical）CO₂で脱カフエインされた。更
に、最初の乾燥紅茶葉の30ｇを、30ｇの水を加え
ることによつて加湿し、次に、同一の脱カフエイ
ン工程を受けさせた。脱カフエイン工程が完結す
ると同時に、両方にバツチの茶葉は、室温で、安
全な水分含有量まで乾燥され、各２ｇを含有する
テイバツグに充填された。 テイバツグは、テイカツプ中のバツグに沸騰水
を加えることにより茶を入れ、浸出液を３分間放
置した。熟練した食味検査員は、脱カフエインし
たマイクロ液ストリツフ葉が、同じ方法により脱
カフエインされた、せんじられた脱カフエインさ
れた最初の茶葉よりも味およびアロマに優れた浸
出液を生じたことを確認した。 インスタント茶 上記で用いられた乾燥紅茶葉を、抽出し、出発
物質の茶葉の固形分の35％を含有する水性抽出液
を回収した。水性抽出液は、多段階抽出法を用
い、新鮮な葉に、最初に３段階が大気圧およびほ
ぼ沸点の温度である、水性抽出の四つの向流段階
を受けさせることにより得られた。第４段階は、
155℃、100−110p.s.i.g.の高温高圧の水蒸気で、
滞留時間は４分であつた。段階４の終結で、水性
抽出液のアロマおよびフレーバーを、液体窒素の
温度における蒸気の凝縮を含む慣用手段によりス
トリツプし、抽出液は、慣用技術によりクリーム
および曇りを分離した後、乾燥し、インスタント
茶粉末を得た。 本発明のマイクロ波アロマ／フレーバ凝縮液の
品質を、インスタント茶の慣用の製造中に得られ
たものと比較した。両方のアロマ／フレーバ凝縮
液が、インスタント茶固形物の溶液に加えられ
た。上に記載されたインスタント茶粉末の0.7ｇ
を、200mlの水に溶解し、プロセスイールドバリ
ユーに基いて、代表的な浸出液として飲むのにふ
さわしく適合された茶を提供した。この溶液に、
上記のように得られたマイクロ波アロマ／フレー
バ凝縮液の1.52ｇを加えてインスタント茶成品Ａ
を提供した。同様に、慣用の抽出法から得られた
アロマ／フレーバの、熟練した茶食味検査員によ
り決定されたマイクロ波アロマ／フレーバ凝縮液
の1.52ｇに等しい量を、インスタント茶粉末0.7
ｇを含有する200mlの水に加え戻し、対照試料、
成品Ｂを提供した。 成品ＡおよびＢは、アイステイとして、熟練の
茶食味検査員により評価された。マイクロ波アロ
マ／フレーバ凝縮液を含有する成品Ａは、成品Ｂ
よりも、より茶に類似するものと判断された。こ
の測定は、マイクロ波／フレーバ凝縮液が、慣用
の茶アロマ／フレーバ凝縮液よりも高割合の茶−
類似成分（43％に対して57％）を含み、50倍も少
ない熱誘導アルデヒド成分を含むという分析測定
と一致した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、減圧（０〜10mmHg）マイクロ波ス
トリピング条件下でのストリピング効率と、取出
し比の関係を示グラフである。第２図は、取出し
比と、減圧マイクロ波ストリピング下で得られた
凝縮液の濃度の関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アロマおよびフレーバ化合物を前記化合物を
   含む植物材料からストリツプする方法であって、
   植物材料に水分の存在下でマイクロ波放射を施し
   て25乃至80％の前記アロマおよびフレーバ化合物
   を放出させかつ前記水分の大部分を蒸発させる工
   程、前記アロマおよびフレーバ化合物並びに形成
   した水蒸気をストリツプした植物材料から取り出
   す工程、および前記アロマおよびフレーバ化合物
   並びに水蒸気を凝縮液として回収する工程を含
   み、0.1乃至200kwのマイクロ波エネルギー水準
   で均一な放射線暴露を植物材料に施し、マイクロ
   波が715乃至2450MHzの周波数を有する、方法。 ２ 植物材料が加湿された茶葉である、特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ３ 茶葉の処理方法であって、 (a) 25乃至90重量％の水分を有する茶葉調製物を
   提供する工程、 (b) 茶葉調製物にマイクロ波放射を施しアロマお
   よびフレーバ化合物の大部分を水分とともに放
   出させる工程、 (c) 前記アロマおよびフレーバ化合物並びに蒸発
   した水分を茶葉から取り出す工程、および (d) 前記アロマおよびフレーバ化合物並びに蒸発
   した水分を凝縮させて凝縮液を形成させる工
   程、 を含む方法。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の茶葉の処理方
   法であつて、さらに、 (a) 湿つた茶葉に、脱カフエイン化、乾燥、およ
   び水抽出から成る群から選択される工程を施し
   お茶生成物を形成する工程、 (b) お茶に凝縮液を添加して改良されたアロマお
   よびフレーバを有するお茶生成物を形成する工
   程、を含む方法。