JP6745716B2 - 果皮エキスおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
(1) 5cm以下の大きさにした柑橘類果皮をヘミセルラーゼおよび/またはプロテアーゼで酵素処理して酵素処理スラリーを得る工程と、酵素処理スラリーから固液分離によって果皮エキスを得る工程と、を有する、果皮エキスの製造方法。
(2) フィルタープレスおよび/または遠心分離を用いて固液分離を行う、(1)に記載の方法。
(3) 柑橘類果皮が、レモン果皮、グレープフルーツ果皮、ピンクグレープフルーツ果皮、オレンジ果皮のうちいずれか1つまたは2つ以上を含む、(1)または(2)に記載の方法。
(4) 柑橘類果皮が、レモン果皮を含む、(1)〜(3)のいずれかに記載の方法。
(5) 酵素処理後の果皮スラリーに含まれる粒子の90%が、粒径500μm以下である、(1)〜(4)のいずれかに記載の方法
(6) (1)〜(5)のいずれかの方法によって製造した果皮エキス。
(7) (クエン酸およびリンゴ酸)/アミノ酸の重量比が10以下である、(6)に記載の果皮エキス。
(8) (1)〜(5)のいずれかに記載の方法で製造した果皮エキスを飲食品に配合することを含む、飲食品の製造方法。
(9) (クエン酸およびリンゴ酸)/アミノ酸の重量比が14以下になるように果皮エキスを飲料に配合する、(8)に記載の方法。
(10) (1)〜(5)のいずれかの方法によって果皮エキスを製造し、その果皮エキスを飲食品に配合することを含む、飲食品の呈味向上方法。
本発明は、柑橘類の果皮から得られる果皮エキスに関する。本発明の果皮エキスは、5cm以下の大きさの柑橘類果皮を所定の酵素で酵素処理する工程と、固液分離によって果皮エキスを得る工程と、を含む方法によって製造することができる。
本発明においてアミノ酸とは、タンパク質を構成する主要アミノ酸を示し、具体的には、アルギニン(Arg)、リジン(Lys)、ヒスチジン(His)、フェニルアラニン(Phe)、チロシン(Tyr)、ロイシン(Leu)、イソロイシン(Ile)、メチオニン(Met)、バリン(Val)、アラニン(Ala)、グリシン(Gly)、プロリン(Pro)、グルタミン酸(Glu)、グルタミン(Gln)、セリン(Ser)、スレオニン(Thr)、アスパラギン酸(Asp)、アスパラギン(Asn)、トリプトファン(Trp)、システイン(Cys)を挙げることができる。本発明においてアミノ酸含有量またはアミノ酸濃度というときは、特に断らない限り、これら20種のアミノ酸の合計量および合計濃度をいう。果皮エキスなどに含まれるアミノ酸は、例えば、HPLCなどを用いて定量することができる。好ましい態様において、本発明の果皮エキスに含まれるアミノ酸の濃度は1500ppm以上であり、2000ppm以上がより好ましく、2500ppm以上がさらに好ましく、3000ppm以上であってもよい。アミノ酸濃度の上限は特に制限されないが、例えば、10000ppm以下とすることができ、8000ppm以下や6000ppm以下としてもよい。
本発明の果皮エキスは、飲食品に配合することができるが、特に飲料に配合することが好ましい。飲食品中における果皮エキスの配合量は、例えば、0.1〜5w/v%の範囲から適宜選択することができる。また、好ましい態様において(クエン酸およびリンゴ酸)/アミノ酸の重量比が14以下になるように果皮エキスを飲料に配合するが、(クエン酸およびリンゴ酸)/アミノ酸の重量比が10以下や6以下となるように果皮エキスを配合することも好ましい。飲料としては、アルコールを含有するアルコール飲料であっても、アルコールを含有しない非アルコール飲料であってもよい。ここで、飲料におけるアルコールとは、特に断らない限り、エチルアルコール(エタノール)を意味する。
一つの態様において、本発明は容器詰飲料の製造方法と理解することもできる。本発明の飲料は果皮エキスを含有するが、本発明に係る飲料の製造方法は、果皮エキスを配合する工程を含むものである。容器詰飲料を製造する場合は、果皮エキスを配合した飲料を調製する工程、調製した飲料を容器に充填する工程を少なくとも備える。
また別の態様において本発明は、果皮エキスを配合することによる飲料の呈味向上方法と理解することもできる。
下記の4種類の柑橘類果皮について、アミノ酸組成を分析した。各果皮中のアミノ酸組成は「日本食品標準成分表2015年版(七訂)アミノ酸成分表編」に記載の方法によって定量した。具体的には、過ギ酸および塩酸(メチオニン測定時)、水酸化バリウム(トリプトファン測定時)、塩酸(その他アミノ酸測定時)によって柑橘類果皮を加水分解してから、加水分解物のアミノ酸を定量した。
・レモン果皮
・グレープフルーツ果皮
・ピンクグレープフルーツ果皮
・オレンジ果皮
定量結果を下表に示すが、加水分解処理をしているため、グルタミン酸はグルタミン、アスパラギン酸はアスパラギンを含む値であり、シスチンはシステイン含量を示すものである。
(2−1)種々の酵素による酵素処理
高速粉砕機(MICRO-MISTER 3M7-40、増幸産業)を用いてレモン果皮を2mmの大きさにしてから、水を添加してスラリーを調製した(濃度:22%)。次いで、種々の酵素を添加し、40℃で2時間、撹拌しながら酵素処理した。その後、反応液を湯浴で加熱して酵素を失活させ、遠心分離により固液分離して上清として果皮エキスを得た。この実験においては、下記の酵素製剤を、スラリーあたり4w/w%の濃度になるように添加したが、ペクチナーゼとヘミセルラーゼを併用する場合はそれぞれ2w/w%ずつ添加した。
・ペクチナーゼ(スクラーゼN、三栄源FFI)
・セルラーゼ(セルラーゼT「アマノ」4、天野エンザイム)
・ヘミセルラーゼ(ヘミセルラーゼ「アマノ90」、天野エンザイム)
・ペクチナーゼ(スクラーゼN、三栄源FFI)およびヘミセルラーゼ(ヘミセルラーゼ「アマノ90」、天野エンザイム)
酵素処理後のスラリーを一晩静置した後の外観写真を図1に示す(左から、ヘミセルラーゼとペクチナーゼ併用、ヘミセルラーゼ単独、ペクチナーゼ単独、セルラーゼ単独で酵素処理したスラリーである)。ペクチナーゼ単独処理やセルラーゼ単独処理のスラリーは混濁していた一方、ヘミセルラーゼで酵素処理したスラリーは混濁しておらず、遠心分離などによる固液分離が比較的短時間で終了することが予想された。
・HPLC装置:Waters アミノ酸分析装置2695
・カラム:AccQ−Tagカラム(3.9mm×150mm)
・カラム温度:40℃
・移動相A:AccQ−TagA(pH5.8)
・移動相B:アセトニトリル
・移動相C:水/メタノール=9/1
・検出:EX250nm EM395nm Gain100
・標準物質:各種アミノ酸
・注入量:5μL
・グラジエントプログラム
果皮エキスのプロテアーゼ処理についても検討した。具体的には、下記のように酵素処理した以外は、実験2−1と同様にして果皮エキスを製造した。
(サンプル1) 果皮重量に対し0.1w/w%のペクチナーゼ(スクラーゼN、三栄源FFI)を果皮スラリーに添加して、40℃で2時間、撹拌しながら酵素処理を実施した。
(サンプル2) 果皮重量に対し0.1w/w%のペクチナーゼ(スクラーゼN、三栄源FFI)および1w/w%のプロテアーゼ(プロテアーゼアマノA、天野エンザイム)を果皮スラリーに添加し、40℃で2時間、撹拌しながら酵素処理を実施した。
ヘミセルラーゼとプロテアーゼを併用して酵素処理を行った。具体的には、下記のように酵素処理した以外は、実験2−1と同様にして果皮エキスを製造した。
(サンプル3) 果皮重量に対し1w/w%のヘミセルラーゼ(ヘミセルラーゼ「アマノ90」、天野エンザイム)を果皮スラリーに添加して、40℃で2時間、撹拌しながら酵素処理を実施した。
(サンプル4) 果皮重量に対し1w/w%のヘミセルラーゼと1w/w%のプロテアーゼ(オリエンターゼAY、エイチビィアイ)を果皮スラリーに添加して、40℃で2時間、撹拌しながら酵素処理を実施した。
(サンプル5) 果皮重量に対し1w/w%のヘミセルラーゼ(ヘミセルラーゼ「アマノ90」、天野エンザイム)を果皮スラリーに添加して、40℃で2時間、撹拌しながら酵素処理した後、さらに1w/w%のプロテアーゼを添加して、40℃で2時間、撹拌しながら酵素処理を実施した。
サンプル3(ヘミセルラーゼ単独処理)とサンプル4(ヘミセルラーゼとプロテアーゼの併用)を比較すると、ヘミセルラーゼとプロテアーゼを併用したほうが得られるアミノ酸が多いことが分かる。また、サンプル4(ヘミセルラーゼとプロテアーゼで同時に酵素処理)とサンプル5(ヘミセルラーゼとプロテアーゼで逐次に酵素処理)を比較すると、ヘミセルラーゼとプロテアーゼを使用する場合、同時に処理したほうが同程度のアミノ酸を得るまでの酵素処理時間をトータルで短縮できることが分かる。すなわち、サンプル5は、120分ヘミセルラーゼで処理した後に30分プロテアーゼ処理して合計150分の処理でアミノ酸濃度が4000ppm以上に到達しているのに対して、サンプル4(ヘミセルラーゼとプロテアーゼで同時に酵素処理)は、30分の酵素処理でアミノ酸濃度が44000ppm以上に達していた。
(3−1)果皮厚の検討
レモン果実から果皮を取得する際の果皮厚について、検討を行った。サンプルのレモン果実について、搾汁機を用いて果汁を回収して測定したところ、果汁の重量割合は約65%、果皮の重量割合は約35%だった。
実験2−1と同様にして、ヘミセルラーゼ(ヘミセルラーゼ「アマノ90」、天野エンザイム)を用いて果皮エキスを製造した。
得られた果皮エキスは流動性が極めて高く、遠心分離後のスラリーについて、レーザー回折により粒度分布を測定したところ、100〜700μmの範囲に粒子が分布しており、特に90%(累積体積%)の粒子が500μm以下に分布していた(図2、縦軸:体積%、横軸:粒子径μm)。
また、参考のため、実験2−1において高速粉砕機に代えて石臼磨砕(増幸産業株式会社製、MKZA10−15JIV)を使用し、酵素処理をせずに製造した果皮スラリーについて、粒度分布を測定した結果も図に示す。石臼磨砕で得られたスラリーは、1〜3mmの範囲に粒子が分布していた。
原料である果皮の添加方法について、下記の検討を行った。
(A)1段添加による酵素処理
果皮スラリーの濃度を70%とした以外は、実験2−1と同様にしてレモン果皮スラリーを調製した。次いで、ヘミセルラーゼを添加して、40℃で1時間、撹拌しながら酵素処理を行った。
(B)多段添加による酵素処理
実験Aで使用した果皮の7分の5を使用して、濃度が50%のレモン果皮スラリーを調製し、ヘミセルラーゼを添加して、40℃で30分間、撹拌しながら酵素処理を行った。次いで、残りの7分の2の果皮を添加して、さらに40℃で30分間、撹拌しながら酵素処理を行った。
実験Aの1段添加では、スラリー中の果皮固形分がブリッジを形成してしまうため酵素反応が十分に進まず、1時間後の段階でも流動性が低いままであった(図3左)。
種々の濃度のレモン果皮スラリーを用いた以外は、実験2−1と同様にして果皮エキスを調製した。ただし、この実験では、果皮重量に対し1w/w%のヘミセルラーゼ(ヘミセルラーゼ「アマノ90」、天野エンザイム)と1w/w%のペクチナーゼ(スクラーゼN、三栄源FFI)を果皮スラリーに添加して酵素反応を行った。
果皮重量の2w/w%のプロテアーゼ(プロテアーゼA、天野エンザイム)を使用した以外は、実験2−1と同様にして果皮エキスを製造した。ただし、この実験では、酵素処理の際の温度を、20〜60℃に振って酵素反応を行った。
粉砕した柑橘類果皮を酵素処理するため、酵素の残存活性が果皮エキスの品質に影響を及ぼす可能性がある。そこで、酵素の失活条件について、検討を行った。
(A) 実験2−2(サンプル2)と同様にしてプロテアーゼとペクチナーゼによる酵素処理物を得た後、遠心分離により固液分離し、上清を湯浴により加熱して酵素を失活させて果皮エキスを得た。湯浴による加熱は、95℃、5分間行った。
(B) 実験2−2(サンプル2)と同様にしてプロテアーゼとペクチナーゼによる酵素処理物を得た後、遠心分離により固液分離し、上清をスピニングコーンカラム(SCC)に通して向流接触中の加熱により酵素を失活させて果皮エキスを得た。SCC装置内での滞留条件は、100℃、1分間程度である。
本発明品の果皮エキスは果汁が混入しないため、飲料に添加することでアミノ酸のみを増強させることができる。本実験では、市販の飲料、レモン果汁(Gan-Shmuel Foods社)本発明の果皮エキス(実験3−5で得られたレモン果皮エキス)について、アミノ酸濃度および有機酸濃度を測定した。
・使用機器:コントローラー(SCL−10A)、送液ポンプ(LC−10AD)、デガッサー(DGU−14A)、カラム槽(CTO−10AC)、オートサンプラー(SIL−10AD)、電気伝導度検出器(CDD−6A)、クロマトパック(C−R7Aplus)、カラム(Shim−pack SCR−102H(8mmI.D×300mmL)を2本直列)、ガードカラム(SCR−102H、6mmI.D×50mmL)
・移動液:p−トルエンスルホン酸4.8gを1Lのメスフラスコに量り採り蒸留水にて定容し、それを使用時に5倍希釈し、0.45μmのメンブレンフィルターで濾過したものを移動液とした。
・反応液:カラムを通した後に反応させる液として、p−トルエンスルホン酸4.8gおよびEDTA150mgとBis−Tris20.9gを1Lのメスフラスコに量り採り蒸留水にて定容し、それを使用時に5倍希釈し、0.45μmのメンブレンフィルターを用いて濾過したものを用いた。
・流量:1.6ml/分
・検出:電気伝導度(Polarityは+に設定)
・サンプル注入量:10μl
・分析時間:30分
(4−1)容器詰飲料の製造1
市販のレモンフレーバー炭酸水(無糖、サントリー食品インターナショナル、アミノ酸含量:19ppm)に実験3−5の反応温度20℃で得られた果皮エキス(Brix:12.6、アミノ酸含量:3200ppm)を添加して、容器詰炭酸飲料を製造した。
4:味の厚みを強く感じる
3:味の厚みを感じる
2:味の厚みを若干感じる
1:味の厚みを感じない
市販のレモン透明果汁(7倍濃縮品、酸度31.5、Brix42、Gan−Shmuel Foods Ltd)を水に添加して、レモン果汁をストレート果汁換算で1%または3%含有する容器詰飲料を製造した。グラニュー糖と果糖を添加して飲料のBrixを4.5に調整し(グラニュー糖と果糖の重量比=1:1)、無水クエン酸とクエン酸三ナトリウムを添加して飲料のpHを3.5に調整した。
Claims (10)
- 0.5mm〜5cmの大きさにした柑橘類果皮をヘミセルラーゼおよび/またはプロテアーゼで酵素処理して酵素処理スラリーを得る工程と、
フィルタープレスおよび/または遠心分離を用いて酵素処理スラリーから固液分離によって果皮エキスを得る工程と、
を有する、果皮エキスの製造方法であって、
柑橘類果皮が、レモン果皮、グレープフルーツ果皮、ピンクグレープフルーツ果皮、オレンジ果皮から選択される1つまたは2つ以上を含む、上記方法。 - 柑橘類果皮が、レモン果皮を含む、請求項1に記載の方法。
- 酵素処理後の果皮スラリーに含まれる粒子の90%が、粒径500μm以下である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記果皮エキスにおける(クエン酸およびリンゴ酸)/アミノ酸の重量比が10以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記酵素処理スラリーの濃度が5重量%以上である、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 原料である柑橘類果皮を複数回に分けて添加して酵素処理を行う、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 請求項1〜6のいずれかの方法によって製造した果皮エキス。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の方法で製造した果皮エキスを飲食品に配合することを含む、飲食品の製造方法。
- (クエン酸およびリンゴ酸)/アミノ酸の重量比が14以下になるように果皮エキスを飲料に配合する、請求項8に記載の方法。
- 請求項1〜6のいずれかの方法によって果皮エキスを製造し、その果皮エキスを飲食品に配合することを含む、飲食品の呈味向上方法。
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