JPH066028B2 - 香味成分の抽出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は超臨界状態又はその近傍の状態の流体を用い
る、嗜好性飲料材料からの香味成分の抽出方法に関す
る。

（従来の技術） 超臨界状態の流体を用いる抽出方法は、通常の抽出法で
は分離することが困難な成分を容易に分離することがで
きること、抽出後抽出流体の温度又は圧力をわずかに変
えることによって抽出された成分を分離することができ
エネルギーコストが低いこと等多くの利点を有し、広
く、実施されている。

特開昭４７−２８１７２には、水で加湿した紅茶又はコ
ーヒーから液体又は気体の二酸化炭素により揮発性香気
成分を抽出する方法が記載されているが、超臨界状態で
の抽出については記載されておらず、又有機溶剤の存在
下での抽出についてもなんら記載されていない。特公昭
５９−１０７７５には超臨界状態の二酸化炭素を用いて
水で加湿した紅茶からカフェインを抽出する方法が記載
されているが、有機溶剤の存在下での抽出については記
載されていない。特公昭５４−１０５３９には、超臨界
ガスによる有機物質の抽出が記載されており、特公昭５
１−３３１８５には超臨界状態の二酸化炭素による粗砕
焙煎コーヒーからのアロマ成分の抽出が記載されてお
り、さらに特公昭４５−８６２４には超臨界状態の溶剤
を用いてコーヒー、茶等から揮発性芳香成分を抽出する
方法が記載されているが、いずれにも、有機溶剤の存在
下での抽出については記載されていない。

これらの従来技術の方法は、超臨界状態を用いない常法
に比べて先に記載した特徴を有するが、抽出効率の点で
まだ十分とは言えない。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、超臨界状態又はこの近傍の状態の流体を用
いる嗜好性飲料材料中の香味成分の抽出方法であって、
従来技術の方法よりも著しく効率よく抽出できる方法を
提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題点は、超臨界状態又は近傍の状態の流体と嗜
好性飲料材料とを接触せしめることにより該材料中の香
味成分（フレーバー）を抽出する方法において、該接触
を、非毒性であり香味成分を溶解し得る有機溶剤の存在
下で行うことを特徴とする方法により解決される。

この発明の抽出方法は、超臨界流体を用いる従来技術の
方法とほぼ同様にして実施することができる。第１図に
概略のフローシートを示す。この図において、抽出剤、
例えば二酸化炭素はその貯槽１か液化槽２に移送され、
ここで冷却、液化される。液化した抽出剤は必要に応じ
て中間タンク３に一時的に貯蔵され、ポンプ４により臨
界圧より高圧に加圧され、そして熱交換器５により臨界
温度より高温に調節される。このようにして超臨界状態
となった抽出剤流体は抽出槽６に供給される。抽出槽６
には抽出させるべく材料、例えば焙煎コーヒー、葉紅茶
等が有機溶剤、例えばエタノール水溶液と共に仕込まれ
ている。この有機溶剤の存在下で前記材料と前記臨界状
態の流体が接触し、抽出が行われる。主として油成分
（オイル）と香味成分（フレーバー）とから成る抽出
物、及び有機溶剤（これらの全体を粗抽出物と称する）
を含有する抽出剤流体は抽出槽６から圧力コントロール
バルブ７に送られ、圧力が低下する。この圧力低下によ
って分離槽８において抽出物及び有機溶剤（粗抽出物）
が液体となって分離する。抽出剤は液化槽２に油砕され
再使用される。他方、抽出物及び有機溶剤は抽出物槽９
に取り出され、これが製品として使用され、あるいはそ
の後抽出物（製品）と有機溶剤が分離され（図には示し
てない）有機溶剤は必要に応じて精製された後、抽出槽
６において再使用される。

この発明の方法は、嗜好性飲料材料からその香味成分を
抽出するために使用される。嗜好性飲料としては、例え
ば紅茶、コーヒー、緑茶、ウーロン茶、ほうじ茶、麦
茶、花香茶、プーアー茶等を挙げることができる。これ
らの飲料の抽出材料としては、例えば紅茶及びコーヒー
について言えば葉紅茶、焙煎コーヒー等を使用すること
ができる。これらは、抽出流体との接触面積を大きくし
て抽出効率を高めるために小片、小粒又は粉状にして使
用するのが好ましい。この発明においては乾燥材料及び
湿潤材料のいずれも使用することができる。

超臨界状態又はその近傍の状態において使用する抽出剤
としては、臨界温度が比較的低く、臨界状態において香
味成分と接触した場合に該香味成分を実質上変質せしめ
ないものであればよい。抽出剤の例として、例えば二酸
化炭素（臨界温度３１．６℃；臨界圧力７４．３気
圧）、エチレン（９．２℃；４９．７気圧）エタン（３
２．２℃；４８．２気圧）、プロピレン（９１．８℃；
４５．６気圧）、プロパン（９６．６℃；４１．９気
圧）等を挙げることができる。これらの内、臨界温度が
比較的低く、しかも人体に対して毒性を有しない二酸化
炭素が最も好ましい。

これらの抽出剤は超臨界状態、又はその近傍の状態（臨
界状態もしくは準臨界状態）において使用する。超臨界
状態とは、例えば二酸化炭素については３１．６℃より
高温で且つ７４．３気圧より高い圧力の状態を意味し、
超臨界状態の近傍の状態とは例えば圧力が臨界圧力より
高く温度が約２５℃〜３１．６℃の状態を言う。このよ
うな状態においても、超臨界状態とほぼ同様の抽出効果
が得られる。

香味成分の高い抽出効率を得るためには、３０容量％
（含水率７０％）〜７０容量％（含水率３０％）のエタ
ノール水溶液を抽出槽内に存在せしめる事が好ましい。
このような濃度のエタノールを抽出槽内に存在せしめる
には、抽出材料として乾燥材料を使用する場合には、上
記の濃度範囲のエタノールを使用すればよい。また、抽
出材料として湿潤材料を使用する場合には、その水分含
量を考慮して、やや高濃度のアルコール水溶液を使用す
るのが好ましい。

有機溶剤の使用量は、抽出材料の種類、抽出剤の種類等
によって異るが、一般に抽出材料１００重量部に対して
約１０〜１００重量部、そして好ましくは約１０〜３０
重量部である。

有機溶剤を抽出槽に導入する方法として、例えば有機溶
剤及び抽出材料を別々に抽出槽に入れる方法、有機溶剤
と抽出材料とをあらかじめ均一に混合しておき、一度に
抽出槽に入れる方法、抽出槽に導入される抽出剤に一定
の速度で連続的に注入混合する方法等を用いることがで
きる。

抽出槽から取り出される抽出剤はなお超臨界状態又は、
その近傍の状態にあり、そして主として油成分（オイ
ル）と香味成分とからなる抽出物、及び有機溶剤を随伴
している。これを抽出物及び有機溶剤（粗抽出物）と、
抽出剤とに分離するためには、超臨界抽出に常用されて
いる方法、例えば圧力を低下せしめる方法、温度を変化
せしめる方法等を用いることができる。圧力を低下せし
める場合には圧力コントロールバルブを使用し、例えば
圧力を臨界圧以下に低下せしめる。こうして減圧された
抽出剤を分離槽に導入し、ここで液状の粗抽出物と気体
状の抽出剤とを分離し、抽出剤は液化槽に輸送して再利
用する。

抽出剤から分離された粗抽出物は、そのまま使用し、又
は有機溶剤を除去して抽出物の状態で使用する。この抽
出物は主として油成分（オイル）と香味成分（フレーバ
ー）とから成る通常はこの両者を分離する必要はない。
例えば、有機溶剤としてエタノールを使用した場合には
エタノールは毒性を全く有さないから、これを除去する
ことなく粗抽出物の状態で使用するのが便利である。例
えば、紅茶から抽出した粗抽出物をインスタント紅茶と
混合した後、香味成分を吸着せしめた状態でエタノール
を蒸発除去することにより香味成分が富化されたインス
タント紅茶が得られる。

（発明の効果） 超臨界状態又はその近傍の状態の流体を用いて抽出を行
う場合に有機溶剤を存在せしめることを特徴とするこの
発明の方法においては、従来技術の超臨界抽出法に比べ
て香味成分及び油成分の抽出速度が速く、短時間の内に
完全な抽出を行うことができ、しかも低、中沸点揮発成
分を含む多様な成分を抽出することができ、高い品質の
香味成分が得られる。

（実施例） 次に実施例により、この発明をさらに具体的に説明す
る。

例１．（参考例） １００ｇのセイロン産葉紅茶に９９．９容量％（含水率
０．１％）のエタノール２０ｇを加え、これを超臨界ガ
ス用抽出装置に充填した。この抽出装置に４０℃、３０
０気圧の超臨界状態の二酸化炭素を５０〜６０ｇ／分の
速度で通して抽出を行なった。対照として、上記のエタ
ノールの代りに同量の水を加えた場合、及び無添加の場
合について、上記と同一条件で抽出を行った。それぞれ
の試験につき、抽出前後の葉紅茶に含まれている油成分
を測定し、その差から抽出された油成分を量を求めた。
この結果を次の第１表に示す。

上記の結果の通り、エタノールの添加により、従来法の
水添加及び無添加に比べて、約３倍の油成分が抽出され
た。

粗抽出物（香味成分、油成分及びエタノールを含有す
る）を０〜６０分及び６０〜３６０分の時間において分
取し、それぞれのサンプルをガスクロマトグラフィーに
より分析し、香味成分のうち紅茶の品質判定の重要な指
標となるリナロールおよびリナロールオキサイドに相当
するピーク面積を測定し、その合計値と粗抽出物量とか
ら抽出されたリナロール及びリナロールオキサイドを任
意単位として算出した。この結果を次の第２表に示す。

上記の結果から明らかな通り、エタノールを添加した場
合、６時間に抽出されたリナロール及びリナロールオキ
サイドのうち約６０％が最初の１時間に抽出され、抽出
速度が極めて速かった。これに対して水添加の場合には
抽出速度が遅く、６時間後の合計抽出量も少なかった。

この例により得られた粗抽出物は、グリーンノートのさ
わやかな香りが強く、インスタント紅茶に添加した場
合、顕著な添加効果が生じ、インスタント紅茶の香りが
著しく改善される。

例２． 実施例１と同様と方法で抽出を行った。但し抽出材料と
してケニア産紅茶を使用し、有機溶剤として（Ａ）（参
考例）９９．９容量％（含水率０．１％）のエタノー
ル、（Ｂ）（実施例）７０容量％（含水率３０％）のエ
タノール水溶液、及び（Ｃ）（実施例）５０容量％（含
水率５０％）のエタノール水溶液を使用した。結果を次
の第３表に示す。

抽出された油性分の量はエタノールの濃度によって大き
な差はなかったが、リナロール及びリナロールオキサイ
ドの抽出量は５０〜７０容量％エタノール水溶液におい
て非常に多かった。

例３．（参考例） １００ｇのセイロン産葉紅茶に９９．９容量％（含水率
０．１％）のエタノール２０ｇを加え、これを超臨界ガ
ス用抽出装置に充填した。この抽出装置に６０℃，３０
０気圧にした超臨界状態の二酸化炭素を１時間通して抽
出を行なった。抽出された粗抽出物について香味成分量
を分析した。対照として，１００ｇのセイロン産葉紅茶
のエタノール１５０ｇを加えたものを冷却管付きのフラ
スコで６０℃に撹拌しながら加温して、１時間抽出し
た。粗抽出物についても同様の分析を行なった。その結
果を第４表に示す。

フラスコ抽出による粗抽出物のガスクロマトグラフィー
の結果は、高沸点部に数ピークを示すのみで、低、中沸
点部にはエタノールの他にはほとんどピークを示さなか
った。これに対して、超臨界ガスによる粗抽出物では、
低、中、高沸点部にまんべんなく極めて多種のピークが
認められ、官能的にも後者の方がさわやかなグリーンノ
ートの香りを有していて優れていた。また、フラスコ抽
出により得られた粗抽出物中のリナロール及びリナロー
ルオキサイドの濃度は極めてうすく、粗抽出物をさらに
濃縮しなければフレーバーとしては使用不可能である。

例４．（参考例） １００ｇのセイロン産葉紅茶に９９．９容量％（含水率
０．１％）のエタノール２０ｇを加え、これを超臨界ガ
ス抽出装置に充填した。この抽出装置に３０℃，１５０
気圧にした準臨界状態の二酸化炭素を１時間通して抽出
を行なった。粗抽出物１７ｇを得た。この粗抽出物には
原料葉紅茶中の油成分の４８％が抽出されてでてきた。
またリナロール及びリナロールオキサイドの量は９５で
あった。（実施例１における９９．９％エタノールで抽
出されたリナロール及びリナロールオキサイドを１００
として） 例５．（参考例） １００ｇのセイロン産葉紅茶に９９．９容量％（含水率
０．１％）のエタノール１０ｇを加え、これを超臨界ガ
ス抽出装置に充填した。この抽出装置に４０℃，３００
気圧にした超臨界状態の二酸化炭素を５時間通して抽出
を行なった。粗抽出物８ｇを得た。リナロール及びリナ
ロールオキサイドの量は７７であった。（実施例１にお
ける９９．９％エタノールで抽出されたリナロール及び
リナロールオキサイドを１００として） 例６． １００ｇの粉砕焙煎コーヒーに９９．９容量％（含水率
０．１％）（参考例），５０容量％（含水率５０％）
（実施例）及び５容量％（含水率９５％）（参考例）の
エタノール水溶液２０ｇを加え、それぞれを超臨界ガス
用抽出装置に充填した。この装置に４０℃，３０気圧の
超臨界状態の二酸化炭素を通して抽出を行なった。対照
としてエタノール水溶液の代りに２０ｇの水を加えた場
合、及び無添加の場合についても上記と同一条件で抽出
を行なった。抽出前後の焙煎コーヒー中の油成分量を測
定し、その差を抽出された油成分量として求めた。また
香味成分の量をガスクロマトグラフィーにより分析し、
同一条件の分析で得られたピークの内エタノールを除く
すべての香味成分のピーク面積を測定し、その合計値と
粗抽出物量とから抽出された香味成分量を任意の単位と
して算出した。この結果を次の第５表に示す。

水を添加した場合とエタノール水溶液を添加した場合と
で抽出された油成分の量には差がなかったが、香味成分
の抽出量は水を加えた場合に比べてエタノール水溶液を
加えた場合に明らかに多かった。またこの実施例で用い
たエタノール水溶液の内では５０％エタノールを使用し
た場合に香味成分の抽出量が最も多く、この結果は実施
例２の結果とよく一致した。

なお、５０％エタノール添加（実施例）、水添加（参考
例）、及び無添加（参考例）の場合については、粗抽出
物を０〜６０分と６０〜３００分に分けて採取し、抽出
量の経時変化をみた。この結果を次の第６表に示す。

この結果から明らかな通り、５０容量％エタノール水溶
液を添加した場合には、水添加の場合及び無添加の場合
に比べて、香味成分の抽出総量が多いのみならず、抽出
速度も明らかに速かった。

例７．（参考例） １００ｇの粉砕・焙煎コーヒーに９９．９容量％（含水
率０．１％）のエタノール１０ｇを加え、これを超臨界
ガス抽出装置に充填した。この充填装置に４０℃，５０
０気圧にした超臨界状態の二酸化炭素を６時間通して抽
出を行なった。粗抽出物２２ｇを得た。この粗抽出物に
は原料コーヒー中の油成分のすべてが抽出されてでてき
た。香味成分量は５９１であった（第５表で９９．９％
エタノール添加で抽出した香味成分量を１００とし
た）。

例８．（実施例） １００ｇの粉砕・焙煎コーヒーに５０容量％（含水率５
０％）のエタノール水溶液１００ｇを加え、これを超臨
界ガス抽出装置に充填した。この抽出装置に４０℃，３
００気圧にした超臨界状態の二酸化炭素を５時間通して
抽出を行なった。粗抽出物５６ｇを得た。この粗抽出物
には原料コーヒー中の油成分のすべてが抽出されてでて
きた。香味成分量は２３７であった。（第５表で９９．
９％エタノール添加で抽出した香味成分量を１００とし
た）。

例９．（実施例） １００ｇの粉砕・焙煎コーヒーに５０容量％（含水率５
０％）のエタノール水溶液３０ｇを加え、これを超臨界
ガス抽出装置に充填した。この抽出装置に４０℃，３０
０気圧にした超臨界状態の二酸化炭素を１時間通して抽
出を行なった。粗抽出物２０ｇを得た。この粗抽出物に
は原料コーヒー中の油成分の７６％が抽出されてでてき
た。香味成分量は１８０であった（第５表で９９．９％
エタノール添加で抽出した香味成分量を１００とし
た）。

例10．（実施例） １００ｇの粉砕・焙煎コーヒーに３０容量％（含水率７
０％）のエタノール水溶液２０ｇを加え、これを超臨界
ガス抽出装置に充填した。この抽出装置に４０℃，３０
０気圧にした超臨界状態の二酸化炭素を１時間通して抽
出を行なった。粗抽出物９ｇを得た。この粗抽出物には
原料コーヒー中の油成分の６５％が抽出されてでてき
た。香味成分量は１１８であった（第５表で９９．９％
エタノール添加で抽出した香味成分量を１００とし
た）。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法において使用される装置の１
例のフローシートである。図中１は抽出剤貯槽、２は液
化槽、３は中間槽、４はポンプ、５は熱交換器、６は抽
出槽、７は圧力コントロールバルブ、８は分離槽、９は
抽出物槽を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−54003（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−10775（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超臨界状態又はその近傍の状態の流体と嗜
   好性飲料材料とを接触せしめることにより該材料中の香
   味成分を抽出する方法において、該接触を、30〜70容量
   ％のエタノール水溶液の存在下で行うことを特徴とする
   方法。
2. 【請求項２】前記嗜好性飲料材料が葉紅茶、緑茶、焙煎
   コーヒー、ウーロン茶、ほうじ茶、麦茶、花香茶、又は
   プーアー茶である特許請求の範囲第１項記載の方法。