专利名称：香气成分的保存方法
技术领域：
本发明涉及含有来自食品原材料的香气成分的液体的保存方法。
背景技术：
食品香料(flavor)在饮食品等中使用以突出其香味、或赋予香味变化等，主要用于提高饮食品的嗜好性。食品香料有天然香料、合成香料以及它们组合而成的调合香料等。最近，伴随着消费者对饮食品原汁原味的需求，所使用的食品香料倾向于天然香料或接近天然香料的物质。
但是，一般天然香料中混合存在多种天然香气成分(以下称香气成分)，这些香气成分中某些成分在水溶液中的保存稳定性非常低。例如从烘焙后的食品原材料(烘焙咖啡豆、薏苡、大麦、糙米、芝麻等)得到的天然香料，其含有大量由化学上不稳定的含氮化合物、含硫化合物等组成的香气成分，在水溶液中的保存稳定性低。
以往，为提高水溶液中香气成分的保存稳定性，使用各种稳定剂(添加剂)。例如，作为一般的稳定剂(添加剂)使用的丙二醇、乙醇等有机溶剂、海藻糖、维生素C(参照专利文献1)或香豆素衍生物(参照专利文献2)等。
此外，作为提高香气成分的保存稳定性的其他方法，将含有香气成分的溶液冷藏保存或冷冻保存。
专利文献1日本特开2001-292721号公报专利文献2日本特开2001-136931号公报发明内容将上述稳定剂添加到含有香气成分的溶液中，有可能会对该香气成分所具有的独特香味产生不良影响，在渴望原汁原味的现代消费者中不受青睐。
于是，考虑不向含有香气成分的溶液中添加稳定剂而直接冷藏保存或冷冻保存的方法。
采用冷藏保存方法时，其保存稳定性比室温下保存时多少有所提高，但不稳定香气成分仍有可能达不到足够的保存稳定性。
另一方面，采用保存温度比冷藏保存低的冷冻保存方法时，香气成分作为液体回收，将回收的液体装入袋等容器后，密封(以下称密封体)，冷冻。这样，可在相当低的温度下保存，并获得足够的保存稳定性。
但是，当从烘焙食品原材料回收香气成分时，有可能将烘焙时附着在其表面的二氧化碳与香气成分一起回收。若将含有二氧化碳和香气成分的液体冷冻，则伴随着液体固化，液体中含有的二氧化碳析出，密封体的体积膨胀。如果密封体的体积膨胀，则需要为其确保较大的保管空间，使运输卡车等中可装载的密封体的数量受到限制，运输效率降低。保管场所和运输方面的成本因此增加。
鉴于上述情况完成了本发明，本发明提供下述香气成分的保存方法不添加特殊的稳定剂也可提高化学上不稳定的香气成分的保存稳定性，并且，对于含有从烘焙食品原材料回收的香气成分的密封体，可降低其在保管和运输方面的成本。
本发明的第1特征构成在于，其是含有来自食品原材料的香气成分的液体的保存方法，其在上述液体中添加pH调节剂。
根据此构成，即使不使用特殊的稳定剂，也可以提高香气成分的保存稳定性。
来自食品原材料的天然香气成分多种多样，在水溶液中的稳定性也各不相同。例如，碱性化合物在pH值相对较低的水溶液中稳定存在，而酸性化合物在pH值相对较高的水溶液中稳定存在。因此，天然香气成分的稳定性在一定程度上依赖其水溶液中的pH值。为此，若调节含有天然香气成分的液体的pH值，则即使不使用特殊的稳定剂，也可以提高香气成分的保存稳定性。
另外，pH值的改变有时影响香气成分的香味及香味释放的程度，但在容器装饮料中，有必要调节饮料的pH值，所以不易产生不利影响。
本发明的第2特征构成在于，将添加了pH调节剂的上述液体在非加热的状态下直接保存。
根据此构成，香气成分不会飞散，可得以保存。
本发明的第3特征构成在于，在上述液体中添加上述pH调节剂，使其pH为6～10。
根据此构成，例如，可将上述液体的pH调节到中性(pH7)附近，因而可以使在酸性侧或碱性侧具有不稳定性质的香气成分在化学上稳定。此外，在pH值约为6～10附近的液体中，因液体中存在的二氧化碳气体的离子化被促进，从而可以防止冻结保存时密封体体积的膨胀。
本发明的第4特征构成在于，将添加了pH调节剂的上述液体冷冻保存。
根据此构成，可以延迟香气成分的经时劣化，可以进一步提高保存稳定性。而且，根据液体中含有的香气成分，还可以期待具有抑制冻结时香气成分析出的效果。
另外，虽然pH值的改变有时影响香气成分的香味及香味释放的程度，但在解冻使用时，可以根据需要加入合适的酸、碱等，使pH值恢复原值。这样，就不会对香气成分的香味及香味释放产生特别不良的影响。
本发明的第5特征构成在于，上述pH调节剂为碱性物质。
根据此构成，例如，当含有香气成分的液体显示酸性时，添加碱性物质的pH调节剂，可将其pH值调节到中性附近。这样，可以使在酸性侧具有不稳定性质的香气成分在化学上稳定。
本发明的第6特征构成在于，上述碱性物质选自氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、磷酸钠组成的群中的至少一种。
根据此构成，这些试剂一般在市场上有售，容易获得。
本发明的第7特征构成在于，上述食品原材料是烘焙食品原材料。
根据此构成，不仅可以使从烘焙食品原材料回收的香气成分在化学上稳定，而且将含有二氧化碳和上述香气成分的液体密封后得到的密封体冷冻时，还可以抑制上述密封体的体积膨胀。
即从烘焙食品原材料回收香气成分时，有可能将烘焙时附着在其表面的二氧化碳与香气成分一起回收。二氧化碳溶于含有香气成分的液体(回收液)中，由于其碳酸的作用，回收液显示酸性。因此，若用pH调节剂(碱性物质)调节回收液的pH，则可以将其pH值调节到中性附近，特别是可以使在酸性侧具有不稳定性质的香气成分在化学上稳定。
另外，若将含有二氧化碳和香气成分的液体冷冻，则伴随着液体固化，液体中含有的二氧化碳析出，将这样的液体装入袋等中密封后得到的密封体的体积有可能膨胀。但是，若在上述液体中添加碱性物质调节上述液体的pH值(提高)，则可以促进二氧化碳气体(CO2)的离子化(HCO3-或CO32-)，防止冻结时二氧化碳气体的析出。这样，密封体的体积膨胀得到抑制，可降低密封体在保管和运输方面的成本。
本发明的第8特征构成在于，上述烘焙食品原材料选自咖啡豆、茶、薏苡、大麦、糙米、芝麻组成的群。
根据此构成，这些食品原材料与饮食生活广泛相关，容易获得(廉价)，而且适于作为工业化原料。
本发明的第9特征构成在于，上述冷冻保存的温度为-50℃～-10℃。
根据此构成，不必在极端的低温环境中保存，能够人为地进行密封体存取和保管管理等操作。而且，在此温度范围，从原料的稳定供给的观点出发，可以确保不影响饮料生产的充足原料保存期间即1.5个月或半年左右的稳定性。
本发明的第10特征构成在于，添加了上述pH调节剂的上述液体可添加于容器装饮料中。
根据此构成，可以制造迎合消费者嗜好的含有来自食品原材料(烘焙食品原材料)的香气成分的容器装饮料(例如罐装咖啡等)。
本发明的第11特征构成在于，添加通过第1特征构成～第10特征构成中任一项所述的香气成分的冷冻保存方法保存的香气成分来制造的容器装饮料的制造方法。
根据此构成，可以工业化生产并提供迎合消费者嗜好的含有来自食品原材料(烘焙食品原材料)的香气成分的容器装饮料(例如罐装咖啡等)。
本发明的第12特征构成在于，通过第11特征构成所述的制造方法制造的容器装饮料。
根据此构成，该容器装饮料再现了以往的容器装饮料中难以再现的天然香气(aroma)，且嗜好性高。
本发明的第13特征构成在于，上述容器装饮料为咖啡饮料。
根据此构成，该咖啡饮料再现了以往的罐装咖啡等中难以再现的烘焙咖啡豆原有香味，且嗜好性更高。
具体实施例方式
对从天然食品原材料获得天然香气成分的方法进行说明。
在本发明中，作为天然食品原材料，优选例举咖啡、茶、薏苡、糙米、芝麻等的烘焙食品原材料。
上述天然食品原材料可以直接使用，但通常采用在食品制造等中使用的装置实施切断·粉碎·磨碎等前处理后，提供给香气回收手段，进一步促进香气成分的馏出，非常有效。该香气回收手段不受特殊限制，例如，可以是水蒸气蒸馏法、气-液逆流接触提取法这些公知方法中使用的手段。
水蒸气蒸馏法，即在原料中通入水蒸气、将伴随水蒸气馏出来的香气成分与水蒸气一起冷凝的方法。根据原料的食品原材料的种类等，可以采用加压水蒸气蒸馏·常压水蒸气蒸馏·减压水蒸气蒸馏中任一蒸馏手法。
具体而言，例如，从装有上述烘焙食品原材料的水蒸气蒸馏釜的底部吹入水蒸气，在与上部的馏出侧连接的冷却器中将馏出蒸汽冷却。这样，作为冷凝物，含有挥发性香气成分的馏出液被收集。若根据需要在香气成分收集装置的前端，连接使用了致冷剂的冷阱，则可切实收集沸点更低的挥发性香气成分。
气-液逆流接触提取法可以用其已知的各种方法来实施。例如，可以采用使用日本特公昭61-274705号公报所述的装置进行提取的方法。对用该装置回收香气成分的手段进行具体说明。
首先，在具有旋转圆锥和固定圆锥相互组合的结构的气-液逆流接触提取装置的旋转圆锥上，使液状或糊状天然食品原材料从上部流下。然后，从下部使蒸气上升，可回收天然食品原材料中原本存在的香气成分。该气-液逆流接触提取装置的操作条件，可以根据该装置的处理能力·天然食品原材料的种类以及浓度·香气的强度等任意选择。具体例子如下所示。
原料供给速度300～700L/Hr蒸气流量5～50Kg/Hr蒸发量3～35Kg/Hr柱底部温度40～100℃柱上部温度40～100℃真空度大气压～-100Kpa若根据需要，在该装置的前端连接使用了致冷剂的冷阱，则可切实收集沸点更低的挥发性香气成分。
本发明涉及含有通过上述香气回收手段从天然食品原材料获得的天然香气成分(有时含有二氧化碳)的水溶液的保存方法。
在含有香气成分的水溶液中配合的pH调节剂的种类，不受特殊限制，可以根据原料中使用的天然食品原材料的种类等相应地改变。由于含有香气成分的水溶液多为酸性，所以pH调节剂优选碱性物质，例如氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、磷酸钠等。
pH调节剂的添加量参考pH值。pH值为6～10，优选7～9。
含有香气成分的经pH调节后的水溶液保存在盒中袋、铝袋等具有密封性的容器内。
此时，虽然在填充前加热杀菌有利于抑制微生物的繁殖，但另一方面，会造成香气成分和二氧化碳的飞散。因此，可以适当判断是否进行含有香气成分的水溶液的加热杀菌等的加热操作。
另外，关于通过加热操作降低了二氧化碳的含有香气成分的水溶液，冻结时体积膨胀的程度减轻，本发明更优选适用于非加热的场合。
保存温度可以根据保存期间等适宜设定，优选-50～-10℃左右。在该温度下实施本发明的技术，从原料的稳定供给的观点出发，可以确保不影响饮料生产的充足原料保存期间即1.5个月或半年左右的稳定性。
另外，以咖啡等经烘焙的食品原材料为原料时，在含有香气成分的水溶液中含有大量二氧化碳。将其在密封容器中冻结时，由于二氧化碳在水中的溶解度与在冰中的溶解度的差异，饱和的二氧化碳析出，密封容器的体积增大。根据本发明，冻结前调节pH至6～10、优选7～9，则析出的二氧化碳量减少，可以抑制密封容器的体积膨胀。
上述冷冻保存的香气成分可在用作饮料的原料前解冻并添加到通常的容器装饮料中，从而可以提供富有天然风味的饮料。
本发明的香气成分的保存方法，也可以与以往通过添加乙醇、丙二醇、海藻糖、维生素C、香豆素衍生物这样的稳定剂来提高香气成分稳定性的方法组合实施。
实施例下面，列举实施例，具体说明本发明，但本发明不限于此。
(实施例1)将10kg烘焙咖啡豆以及纯水按1∶9混合，同时粉碎至粒径为1mm左右。取该液体，用气-液逆流接触提取装置的一种即FLAVOURTECH公司的SCC(Spinning Cone Column)，在以下条件下运行，将挥发成分与水蒸气一起回收。得到的挥发成分直接冷却到20℃以下，得到5升含有香气成分的水溶液。
原料供给速度350L/Hr蒸气流量17.5Kg/Hr蒸发量17.5Kg/Hr柱底部温度98℃柱上部温度98℃真空度大气压发明品(1)在得到的含有香气成分的水溶液中，用氢氧化钠(关东化学(株)制)作为pH调节剂，调pH值为7.2，在-80℃、-20℃冷冻保存1.5个月。
发明品(2)在得到的含有香气成分的水溶液中，用碳酸氢钠(关东化学(株)制)作为pH调节剂，调pH值为7.2，在-80℃、-20℃冷冻保存1.5个月。
对象品(1)将得到的含有香气成分的水溶液冷冻，在-80℃、-20℃冷冻保存1.5个月。
<评价1感官评价>
感官评价，由5名经训练的专业评委，对香气成分的香味释放分以下5个等级进行评价。明显感觉到香味释放5分，感觉到香味释放4分，稍稍感觉到香味释放3分，几乎感觉不到香味释放2分，完全感觉不到香味释放1分，算出平均分。感官试验时样品的温度为20℃。
对保存开始时及保存后于常温解冻的样品进行了感官评价。结果见表1。
感官评价结果
由表1的结果可知，长期冷冻保管时，在-20℃保存中，pH调节具有改善稳定性的效果。
<评价2成分分析>
对于在感官评价结果中具有差异的发明品1和对象品1，用-20℃保存的样品进行成分分析。即，测定作为咖啡香味成分(低沸点的挥发成分)之一的2-甲基丙醛·2-甲基丁醛·3-甲基丁醛的浓度。
将上述样品10mL装入20mL的玻璃容器中，密塞，利用顶空进样器(Agilent公司制)导入样品，以及用气相色谱(Agilent公司制)进行分析。气相色谱的运行条件如下所示。
顶空进样器(Agilent公司制HP7694)样品环1mL温箱条件60℃15分钟气相色谱(Agilent公司制HP6890)柱DB-Wax(长度60m、内径0.32mm、膜厚0.25μmAgilent公司制)导入条件进样口温度200℃、分流比7∶1
检测器FID(检测器温度250℃、氢30mL/分钟、空气400mL/分钟)温箱温度40℃保持5分钟，以2℃/分升温后，230℃保持20分钟结果见表2。由表2的结果可知，发明品1的各成分的量比对象品1多。即，长期冷冻保管后，与通常的冷冻保存相比，调节pH后的样品即发明品1的各成分的量比对象品1多，防止了保存中的劣化。
<评价3色调的评价>
对保存中颜色的变化进行评价。
对保存开始时以及保存后的各样品，评价外观变化(固体成分的有无)以及浊度的变化。
外观观察，将各样品400mL装入500mL烧杯中，目视确认有无析出物，从而进行评价。浊度的变化用吸光光度计进行评价。吸光光度计采用岛津制作所(株)岛津紫外可见分光光度计UV-160A，用长1cm的玻璃吸收池，测定440nm的吸光度。计算保存开始时的值与保存后的样品的值之差，作为浊度变化的指标。结果见表3和表4。
外观观察
○无析出物、×有析出物 色差的评价结果
从这些结果可知，在-20℃保存中，pH调节具有改善香气成分稳定性的效果。
由上可知，本发明的技术改善含有香气成分的水溶液冷冻保存时的稳定性。
(实施例2)评价pH调节对冷冻时体积变化的影响。
发明品(3)在实施例1中得到的含有香气成分的水溶液中，用氢氧化钠(关东化学(株)制)作为pH调节剂，调pH至7.2，向具有密闭性的200L盒中袋中填充72L，在-20℃下冷冻。
对象品(2)将72L实施例1中得到的含有香气成分的水溶液直接填充到具有密闭性的盒中袋中，在-20℃下冷冻。通过向带刻度的桶中塞入来测定冻结后的盒中袋的体积。
结果见表5。可知，调节pH，使盒中袋的体积膨胀得到抑制。由此可知，其有利于含有香气成分的水溶液冻结后的处理操作。
(实施例3)测定调节至各种pH值后的水溶液在冷冻时的膨胀率。作为pH调节剂，分别使用碳酸氢钠或氢氧化钠。将实施例1中得到的含有香气成分的液体调节至pH4.5～7.2，将其100mL装入圆筒形塑料容器中，在-20℃下冷冻。用向盛有适量水的量筒中投入冰块的方法，测定冻结后的体积。由冻结前后的体积算出液体的膨胀率。结果见表6。
当pH值为4.5时，膨胀率高为1.33。这是因为冷冻时溶解的二氧化碳析出到气相中，在液体内形成较大空隙并固化而造成的。实际上，从观察冰得到的结果可知，低pH值的样品中具有较多空隙。
与pH值为4.5时相比，pH值在6.0～7.2的范围时，冻结时的体积膨胀率得到抑制。特别是在中性附近(pH6.6～7.2)，其效果显著。尤其用氢氧化钠作为pH调节剂时，可以抑制膨胀率，使其达到与纯水的膨胀率(约1.1)相比毫不逊色的程度。
由此可知，调节pH，不仅具有减少二氧化碳产生量的效果，还有助于抑制液体冻结时体积的膨胀。
(实施例4)对于用各种pH调节剂调节后的水溶液，测定冷冻时液体的膨胀率，探讨体积膨胀的减少效果。
用氢氧化钾(NACALAI TESQUE公司)或磷酸钠(NACALAI TESQUE公司)作为pH调节剂。对于实施例1中得到的含有香气成分的液体，用上述pH调节剂调pH值至6.5～9.8。将其80mL装入100mL三角烧瓶中，用Parafilm封住三角烧瓶的瓶口，在-20℃下冷冻。作为对照，将不添加pH调节剂的液体按同样方法调制。
关于冻结后的固体的体积，从事先已正确记录了刻度的三角烧瓶的刻度读取。由冻结前后的体积算出冻结时液体的膨胀率。其结果见表7。
用氢氧化钾或磷酸钠调节pH值，证实具有降低冷冻时液体膨胀率的效果。结合实施例3的结果，证实无论何种pH调节剂，本发明的技术均有效。
(实施例5)用实施例2的发明品3制造容器装咖啡饮料。将实施例2的发明品3在-10℃下保管2个月或在-50℃下保管6个月。将它们在室温下溶解后，容积均减少到与保存开始时大致相等。打开盒中袋，分别得到各为72L的含有香气成分的水溶液。
另一方面，常法制造罐装咖啡饮料时，加热灭菌前，分别添加该含有香气成分的水溶液，加热灭菌后，密封，制得2种罐装咖啡饮料。试饮制得的咖啡饮料，结果发现均为具有咖啡豆原有香味的优良饮料。
(实施例6)用本发明的香气成分调制咖啡饮料。
将50kg烘焙咖啡豆(混合巴西、哥伦比亚以及危地马拉产的咖啡豆)以及纯水按1∶9混合，同时粉碎至粒径为1mm左右。取该液体，用气-液逆流接触提取装置的一种即FLAVOURTECH公司的SCC(Spinning Cone Column、M1,000型)，在以下条件下运行，分别获得挥发成分和提取液。
原料供给速度350L/Hr
蒸气流量17.5Kg/Hr蒸发量17.5Kg/Hr柱底部温度100℃柱上部温度100℃真空度大气压其中，挥发成分与水蒸气一起回收。得到的挥发成分直接冷却到20℃以下，得到25L含有香气成分的水溶液(香味提取物Brix0.2)。其用氢氧化钠作为pH调节剂，调节pH至6.5，用盒中袋于-10℃下保存。保存2个月后，室温下溶解，含有香气成分的水溶液为澄清溶液。
用该含有香气成分的水溶液调制咖啡饮料。另外，对与上述操作同样地用SCC得到的提取液(Brix值3.4)，通过离心分离机进行处理以除去剩余固体成分，进而，用减压薄膜式浓缩机浓缩至Brix值29.9，得到浓缩咖啡液。
将该浓缩咖啡液供于作为错流过滤的一种即振动式错流过滤机(日本PALL公司、商品名PallSep；型式PS-10、膜细孔径0.45μm、膜面积0.9m2、过滤流量13.3L/m2/hr、过滤温度50℃)，得到过滤后的浓缩咖啡液(高度澄清咖啡提取液)。进而，加水稀释以调整浓度，得到Brix20的高度澄清咖啡提取液。
此外，按常法另行制得通常浓度的咖啡提取液。即，将咖啡烘焙豆(混合巴西、哥伦比亚以及危地马拉产的咖啡豆)经中研磨后得到的410kg粉碎品用95℃热水提取，得到约3000L咖啡提取液(通常浓度咖啡提取液Brix3.5)。
在上述高度澄清咖啡提取液480kg中，添加6倍量咖啡提取液(通常浓度咖啡提取液)并混合。进一步添加适量奶油、砂糖、乳化剂、碳酸氢钠，同时添加约2.5重量％上述高度澄清咖啡提取液。混合后，升温至70℃，通过匀质机以20MPa进行匀质。将其填充于190g容量的罐中，于125℃、杀菌20分钟，调制咖啡饮料。对本咖啡饮料进行感官评价，结果发现本咖啡饮料的咖啡香味良好，并且是咖啡感强、无杂味的纯味饮料。
本发明可在含有来自食品原材料的天然香气成分的液体的保存方法中利用。
权利要求
1.香气成分的保存方法，其是含有来自食品原材料的香气成分的液体的保存方法，其中，在所述液体中添加pH调节剂。
2.根据权利要求1所述的香气成分的保存方法，其中，将添加了pH调节剂的所述液体在非加热的状态下直接保存。
3.根据权利要求1～2任一项所述的香气成分的保存方法，其中，在所述液体中添加所述pH调节剂，使其pH为6～10。
4.根据权利要求1～3任一项所述的香气成分的保存方法，其中，将添加了pH调节剂的所述液体冷冻保存。
5.根据权利要求1～4任一项所述的香气成分的保存方法，其中，所述pH调节剂是碱性物质。
6.根据权利要求5所述的香气成分的保存方法，其中，所述碱性物质是选自氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、磷酸钠组成的群中的至少一种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的香气成分的保存方法，其中，所述食品原材料是烘焙食品原材料。
8.根据权利要求7所述的香气成分的保存方法，其中，所述烘焙食品原材料选自咖啡豆、茶、薏苡、大麦、糙米、芝麻组成的群。
9.根据权利要求4所述的香气成分的保存方法，其中，所述冷冻保存的温度是-50℃～-10℃。
10.根据权利要求1～9任一项所述的香气成分的保存方法，其中，添加了所述pH调节剂的所述液体可添加于容器装饮料中。
11.容器装饮料的制造方法，其添加通过权利要求1～10任一项所述的香气成分的保存方法保存的香气成分来制造。
12.容器装饮料，其通过权利要求11所述的制造方法制造。
13.根据权利要求12所述的容器装饮料，其中，所述容器装饮料是咖啡饮料。
全文摘要
本发明涉及含有来自食品原材料的香气成分的液体的保存方法，其是在上述液体中添加pH调节剂的香气成分的保存方法。
文档编号A23F5/24GK101076257SQ20058004261
公开日2007年11月21日 申请日期2005年12月12日 优先权日2004年12月13日
发明者有田哲也, 横尾芳明 申请人:三得利株式会社