(57)【要約】【課題】香気成分を含有する水溶液を含む液状製品の製造方法において、水溶液から気相への香気成分の放出を抑制して液相にできるだけ香気成分を保持したままで最終的な液状製品を得る。【解決手段】香気成分を含有する水溶液を含む液状製品の製造方法であって、前記水溶液の溶媒となる水の一部又は全体を加える工程を有し、前記水として、炭酸ガス溶存量及び酸素溶存量を低減又は零としかつ窒素を溶存させた窒素溶存水を用いる。前記水に替えて、前記窒素溶存水を凍結した窒素溶存氷を用いる。前記水を加える工程が、少なくとも香気成分と水とを混合する工程である。前記水を加える工程が、香気成分を含む濃縮液を水で希釈する工程である。前記水を加える工程が、懸濁液又は乳濁液を調製するために香気成分と水と懸濁物質又は乳濁物質とを混合する工程である。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
香気成分を含有する水溶液を含む液状製品の製造方法であって、
前記水溶液の溶媒となる水の一部又は全体を加える工程を有し、
前記水として、炭酸ガス溶存量及び酸素溶存量を低減又は零としかつ窒素を溶存させた窒素溶存水を用いることを特徴とする、香気成分含有水溶液を含む液状製品の製造方法。
【請求項２】
前記水に替えて、前記窒素溶存水を凍結した窒素溶存氷を用いることを特徴とする請求項１に記載の、香気成分含有水溶液を含む液状製品の製造方法。
【請求項３】
前記水を加える工程が、少なくとも香気成分と水とを混合する工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の、香気成分含有水溶液を含む液状製品の製造方法。
【請求項４】
前記水を加える工程が、香気成分を含む濃縮液又は原液を水で希釈する工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の、香気成分含有水溶液を含む液状製品の製造方法。
【請求項５】
前記水を加える工程が、懸濁液又は乳濁液を調製するために、少なくとも香気成分と水と懸濁物質又は乳濁物質とを混合する工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の、香気成分含有水溶液を含む液状製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、香気成分を含有する水溶液を含む液状製品の製造方法において、液相中の香気成分を保持した状態で製品を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水の溶存酸素を置換して窒素ガスを溶存させた窒素水及び窒素水を凍結した窒素氷（登録商標）は、生鮮食品や水産物の鮮度を維持するために有効であることが知られている（特許文献１、２、３）。
【０００３】
また、牛乳や果汁に窒素ガスを送り込み溶存酸素濃度を低下させることにより、風味を保持する方法が知られている（特許文献４、５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５５１７２号公報
【特許文献２】特開２００７−２８２５５０号公報
【特許文献３】特許第６０２４０６０号公報
【特許文献４】特開平１０−２９５３４１号公報
【特許文献５】国際公開第２００５／１１５１５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
香気成分を含有する水溶液を含む食品、飲料、化粧品、医薬品等の液状製品においては、製造工程の一部に、香気成分を溶解させた水溶液を調製する工程を有するが、最終的な製品となるまでの間に香気成分の一部が水溶液から気相に抜け出ていくという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、香気成分を含有する水溶液を含む液状製品の製造方法において、水溶液から気相への香気成分の放出を抑制して水溶液中にできるだけ香気成分を保持した状態で最終的な液状製品を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を実現するために、本発明は、以下の構成を提供する。
・  本発明の態様は、香気成分を含有する水溶液を含む液状製品の製造方法であって、前記水溶液の溶媒となる水の一部又は全体を加える工程を有し、前記水として、炭酸ガス溶存量及び酸素溶存量を低減又は零としかつ窒素を溶存させた窒素溶存水を用いることを特徴とする。
・  上記態様において、前記水に替えて、前記窒素溶存水を凍結した窒素溶存氷を用いることが、好適である。
・  上記態様において、前記水を加える工程が、少なくとも香気成分と水とを混合する工程であることが、好適である。
・  上記態様において、前記水を加える工程が、香気成分を含む濃縮液又は原液を水で希釈する工程であることが、好適である。
・  上記態様において、前記水を加える工程が、懸濁液又は乳濁液を調製するために、少なくとも香気成分と水と懸濁物質又は乳濁物質とを混合する工程であることが、好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、香気成分含有水溶液の溶媒として窒素溶存水を用いることにより、通常の水を溶媒として用いる場合に比べて水溶液に溶解している香気成分が気相に放出され難くなり、より多くの香気成分が水溶液中に保持される。従って、窒素溶存水を加えてから最終的な液状製品となるまでの製造工程の間に水溶液から失われる香気成分の量を低減できる。また、液状製品が使用される局面においても、例えば、飲料の風味や化粧品の香りがより長く持続することになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ウィスキーについてのクラスター解析の結果を示す図である。
【図２】図２は、ウィスキーについての主成分分析の結果を示す図である。
【図３】図３は、ドリップコーヒーについてのクラスター解析の結果を示す図である。
【図４】図４は、ドリップコーヒーについての主成分分析の結果を示す図である。
【図５】図５は、リンゴ果汁についてのクラスター解析の結果を示す図である。
【図６】図６は、リンゴ果汁についての主成分分析の結果を示す図である。
【図７】図７は、グレープフルーツ果汁についてのクラスター解析の結果を示す図である。
【図８】図８は、グレープフルーツ果汁についての主成分分析の結果を示す図である。
【図９】図９（ａ）は各気体の水における溶解度を示している。（ｂ）は水溶液中の気体分子に対する水分子の水和状態を模式的に示している。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｄ）は、図９で説明した原理に基づいて、香気成分含有水溶液（液相）とその表面上の気相とを模式的に示した図である。
【図１１】図１１は、各気体溶存水をそれぞれ溶媒とする香気成分含有水溶液について、１−オクタノールの気相中の量を計測した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を説明する。
本明細書中において、「窒素溶存水」とは、大気圧下において温度により決まる水の酸素溶存量及び炭酸ガス溶存量を極力低減又はほぼ零とし、窒素を可能な限り溶存させた、好ましくは飽和溶存量まで溶存させた水を意味する。酸素溶存量については、好ましくは、温度に関係なく０．３ｍｇ／Ｌ以下とする。
「窒素溶存氷」とは窒素溶存水を凍結させた氷を意味する。窒素溶存氷が融解したものは、凍結前と同じく窒素溶存水と称する。
【００１１】
本発明は、香気成分を含有する水溶液を含む液状製品の製造方法である。このような液状製品には、例えば、酒・コーヒー・果汁等の飲料、化粧水・乳液等の化粧品、シャンプー・リンス等の洗髪剤、洗濯用洗剤、医薬品等、多様な製品が含まれる。香気成分は、天然物質の場合と合成物質の場合のいずれも含まれる。水溶液は、これらの液状製品中の主要部を構成しており、例えば５０質量％以上を占める。なお、液状製品は、その水溶液中に固体又は油性液体を含んでいてもよい。例えば、果肉入りの果汁、水溶液中に固体の懸濁物質（リポソーム等）が分散した懸濁液、水溶液中に油性粒子が分散した乳濁液等である。
【００１２】
上記のような液状製品の製造工程には、水溶液の溶媒としての水を準備したり加えたりする工程（まとめて「水を加える工程」と称する）が含まれる。一般的に用いられる通常の水は、水道水、井戸水、湧水、ミネラルウォーター等の真水、又は、海水等の塩分を含んだ水である。
【００１３】
本発明では、液状製品の製造中における水を加える工程において、通常の水に替えて窒素溶存水を用いる。例えば、原酒や濃縮果汁を希釈するための水、各成分を混合撹拌して溶解させるための水のように、製造工程の中で加えられる加工用の水として窒素溶存水を用いる。また、ウィスキーやビール等の製造に用いる水として窒素溶存水を用いてもよい。なお、海水等の塩分を含んだ水に置き替える場合は、窒素溶存水に対し海水等と同等の塩分を添加する。
【００１４】
後述する試験で示されるように、香気成分含有水溶液の溶媒として窒素溶存水を用いることにより、通常の水を溶媒とする場合に比べて、水溶液に溶解している香気成分が気相に放出され難くなり、より多くの香気成分が水溶液中に保持されることが判明した。従って、本発明の製造方法によれば、窒素溶存水を加えてから最終的な液状製品となるまでの製造工程の間に、水溶液から失われる香気成分の量を低減できる。また、液状製品が使用される局面においても、例えば、飲料の風味や化粧品の香りがより長く持続することになる。
【００１５】
窒素溶存水の製造方法は、例えば特許文献１〜３等に記載されている。窒素溶存水生成システムは、例えば、水タンクと窒素ガス置換装置との間で水を循環させることにより、水に溶存する炭酸ガス及び酸素を脱気させてこれらのガスの溶存量を低減させると共に、窒素の溶存量を高める。窒素ガス置換装置は、ポリイミド中空糸膜からなる窒素分離膜を設けた圧力容器の一端に圧縮空気を取り込み、炭酸ガスと酸素をパージすると共に、圧力容器の多端から窒素を取出す窒素ガス抽出器と、窒素を噴出する注入ノズルを具備する窒素ガス注入器とを備えている。このような窒素ガス置換装置としては、例えば、脱気装置「リプレル」（登録商標：（株）片山化学工業研究所製）がある。
【００１６】
なお、窒素溶存水の製造工程自体は、本発明の製造方法の一部に含まないものとする。本発明は、上記の窒素溶存水生成システム等により製造された窒素溶存水を用いて実施することができる。もちろん、本発明の製造方法を実施するシステムと、窒素溶存水生成システムを組み合わせたシステムとすることもできる。
【００１７】
香気成分は、揮発性の有機化合物であり、多様な化学構造を有する。香気成分は、水溶液中に溶解している。香気成分を含有する水溶液を調製するために、水を加える工程において、例えば、固体又は液体の香気成分に窒素溶存水を注ぎ込み、全体を混合撹拌することができる。逆に、容器内の窒素溶存水に固体又は液体の香気成分を投入し、全体を混合撹拌することもできる。目的とする液状製品に応じて、水溶液には香気成分以外の各種成分を混合してもよい。
【００１８】
別の例として、水を加える工程において、窒素溶存水を用いて第１の水溶液と第２の水溶液をそれぞれ調製した後にそれらを混合することもできる。その場合、香気成分は、第１と第２の水溶液のいずれか又は双方に添加してもよく、あるいは、混合水溶液に添加してもよい。
【００１９】
別の例として、水を加える工程において、香気成分を含有する既存の液体に窒素溶存水を加えてもよい。例えば、水を加える工程が、香気成分を含む濃縮液又は原液を水で希釈する工程であって、水に替えて窒素溶存水で希釈してもよい。濃縮液は、例えば濃縮果汁などである。原液は、例えば蒸留酒などである。
【００２０】
別の例として、水を加える工程が、懸濁液又は乳濁液を調製する工程であって、その場合、少なくとも香気成分と水と懸濁物質又は乳濁物質とを混合する。
【００２１】
上記例以外にも、香気成分含有水溶液を含む液状製品の製造工程の一部である窒素溶存水を加える工程として、多様な工程を想定することができる。なお、窒素溶存水は、香気成分含有水溶液の溶媒全体又は主要部分、例えば溶媒全体の５０質量％以上を占めるように用いることが好適である。しかしながら、窒素溶存水が、溶媒全体の５０質量％未満である場合も本発明に含まれるものとする。
【００２２】
香気成分の例としては、次のようなものが知られている。ウィスキーの香気成分としては、カルビトール、エチルミリステート、１−オクタノール、エチルサクシネート、１−ドデカノール、アズレン、１−テトラデカノール、エチルベンゾエート、カプリン酸、カプリル酸等がある。コーヒーの香気成分としては、ジブロモクロロメタン、アセトアルデヒド、エチルアセテート、２−ブタノン、メチルアセテート、イソバレルアルデヒド等がある。リンゴ果汁の香気成分としては、アミルアセテート等がある。グレープフルーツ果汁の香気成分としては、カラメネン、グアニルアセテート等がある。
【００２３】
液状製品の製造工程における水を加える工程において、窒素溶存水に替えて窒素溶存氷を加えてもよい。これは、窒素溶存氷の方が市販品として窒素溶存水よりも入手し易い、保存しやすい、取り扱い易い等の理由による。水を加える工程において窒素溶存氷を加えた場合、いずれ融解して窒素溶存水と同じものとなり、水溶液の溶媒となる。
【実施例】
【００２４】
香気成分含有水溶液の溶媒として窒素溶存水（窒素溶存氷が融解した窒素溶存水を含む）を用いた場合の、水溶液中における香気成分の保持効果について以下の試験を行った。
【００２５】
＜試料＞
窒素溶存水の原料として窒素溶存氷（株式会社昭和冷凍プラント製のプレート状のもの）を用いた。比較例として、市販氷（アイス缶製氷）と水道水氷（水道水を汎用製氷機により凍結）を用いた。各氷を砕き、３ｇずつ３０ｍｌのスクリューバイアルに加え、−３０℃で保管した。
市販のウィスキー、小売店のドリップコーヒー、リンゴ果汁、グレープフルーツ果汁をそれぞれ２ｍｌずつ窒素溶存氷、市販氷、水道水氷のスクリューバイアルに加え、３０℃で３０分間インキュベートし、分析試料とした。
【００２６】
＜試験方法＞
香気成分の分析は、ＳＰＭＥ法（CAR/PDMS Fiber）を用いてＧＣ／ＭＳ（Agilent Technologies GC : 7890/MS:5977A; column ; DB-WAX 30m×0.25mm）にて測定した。得られたＧＣ／ＭＳデータの多変量解析は、Agilent Mass Profiler Professionalを使用して解析を行った。香気成分の特定は、マススペクトルとＲＩにより行った。
【００２７】
＜測定結果＞
図１及び図２はウィスキーについての、図３及び図４はドリップコーヒーについての、図５及び図６はリンゴ果汁についての、図７及び図８はグレープフルーツ果汁についての、それぞれＧＣ／ＭＳ及び多変量解析の結果を示している。
【００２８】
図１に示すウィスキーについてのクラスター解析によれば、窒素溶存氷、市販氷、水道水氷を用いた各試料において、１３種の香気成分が有意に変化していることが判る。すなわち、窒素溶存氷を用いた場合、市販氷又は水道水氷を用いた場合に比べて気相における香気成分が少ない。そのうち３種の香気成分は、２倍以上有意に変化している。また、図２に示す多変量解析によれば、窒素溶存氷、市販氷、水道水氷を用いた各試料において、気相における特徴的な香気成分が全く異なることが判る。
【００２９】
図３及び図４に示すドリップコーヒーについての結果では、クラスター解析から９種の香気成分が有意に変化しており、そのうち５種の成分は２倍以上有意に変化している。すなわち、窒素溶存氷を用いた場合、市販氷又は水道水氷を用いた場合に比べて気相における香気成分が少ない。
【００３０】
同様に、図５及び図６はリンゴ果汁についての結果、並びに、図７及び図８はグレープフルーツ果汁についての結果からも、水溶液の溶媒として窒素溶存氷（その融解した窒素溶存水）を用いた場合、市販氷又は水道水氷を用いた場合に比べて気相における香気成分が少ないことが明らかとなった。
【００３１】
これらの結果は、水溶液の溶媒として窒素溶存氷（その融解した窒素溶存水）を用いた場合、市販氷又は水道水氷（その融解した水）を用いた場合に比べて、より多くの香気成分が液相中に留まり保持されることを示している。
【００３２】
図９は、上記結果の理由付けとなる原理仮説を説明するための図である。図９（ａ）は、窒素、酸素、二酸化炭素（炭酸ガス）の構造、極性、水への溶解度を示している。水への溶解度は二酸化炭素が突出して大きく、窒素が最も溶解度が小さい。
【００３３】
図９（ｂ）は、水溶液中の気体分子に対する水分子の水和状態を示している。水に溶解している気体分子の周囲には、水素結合により水和した水分子が存在する。窒素では２個の水分子が、酸素と二酸化炭素では４個の水分子が水和している。一方、図示しないが、水溶液中に溶解した香気成分も、その周囲に水分子が水和することで安定に存在することができる。
【００３４】
ここで、図９（ｂ）に示す気体分子を水和している水分子は、香気成分を水和するために寄与することができない。従って、水溶液中に溶存する気体分子が少なくなれば、気体分子を水和する水分子が減り、その分逆に、香気成分を水和することができる水分子が増えることになる。その結果、香気成分の溶存量が増し、気相へ放出される香気成分が減ると考えられる。言い換えると、香気成分含有水溶液における香気成分の液相と気相への平衡分配係数は、溶媒に溶存するガスによって異なり、溶媒が窒素溶存水の場合に香気成分が液相中に最も多く存在することになる。
【００３５】
窒素は、二酸化炭素及び酸素と比べて溶解度が小さい上に、気体分子１個当たりの水和する水分子の数も少ない。従って、窒素溶存水は、二酸化炭素や酸素が溶存する水に比べて、香気成分を水和し安定化することができる水分子が豊富に存在する。これにより、香気成分含有水溶液の溶媒として通常の水に替えて窒素溶存水を用いることにより、香気成分を液相に保持して気相に放出させない効果を高めることができる。
【００３６】
図１０は、図９で説明した原理に基づいて、香気成分含有水溶液（液相）とその表面上の気相とを模式的に示した図であり、（ａ）は通常の水、（ｂ）は窒素溶存水、（ｃ）は酸素溶存水、（ｄ）は炭酸ガス溶存水を、それぞれ水溶液の溶媒とした場合を示す。酸素溶存水及び炭酸ガス溶存水は、例えば、通常の水にそれぞれ酸素、炭酸ガスをバブリングするなどして調製することができる。
【００３７】
図１０（ａ）〜（ｄ）では、液相に溶存する気体分子を水和している水分子を符号Ｗｇで、液相に溶存する香気成分の水和に利用可能な実質的な水分子を符号Ｗで、気相中に放出された香気成分を符号Ｆで示している。各図の横に、液相の水分子Ｗ、Ｗｇ及び各気体分子Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２の量的関係を模式的に示している。これは説明のための図であり、実際の量を示すものではない。図１０（ｂ）の窒素溶存水の場合、気体分子を水和する水分子Ｗｇが最も少なく、香気成分を水和するために利用できる水分子Ｗが最も多いことから、香気成分が液相中に最も多く安定に溶存することができると考えられる。
【００３８】
図１１は、炭酸ガス溶存水、酸素溶存水、窒素溶存水をそれぞれ溶媒とする香気成分含有水溶液について、香気成分の一つである１−オクタノールの気相中の量を計測した結果を示すグラフである。括弧付き数字は計測回数である。この計測においても、溶媒が窒素溶存水の場合に、気相の香気成分が最も少ないことが有意の差をもって示された。
【符号の説明】
【００３９】
Ｗ  水分子
Ｗｇ  気体分子に水和する水分子
Ｆ  香気成分
【図１】
2019041725.tif 000003
【図２】
2019041725.tif 000004
【図３】
2019041725.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019041725.tif 000012
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月21日(2017.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
香気成分を含有する水溶液を含む飲用以外の液状製品の製造方法であって、
前記水溶液の溶媒となる水の一部又は全体を加える工程を有し、
前記水として、炭酸ガス溶存量及び酸素溶存量を低減又は零としかつ窒素を溶存させた窒素溶存水を用いることを特徴とする、香気成分含有水溶液を含む液状製品の製造方法。
【請求項２】
前記液状製品が、化粧品、整髪剤、洗濯用洗剤又は医薬品であることを特徴とする請求項１に記載の液状製品の製造方法。
【請求項３】
前記水を加える工程が、少なくとも香気成分と水とを混合する工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の、香気成分含有水溶液を含む液状製品の製造方法。
【請求項４】
前記水を加える工程が、香気成分を含む濃縮液又は原液を水で希釈する工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の、香気成分含有水溶液を含む液状製品の製造方法。
【請求項５】
前記水を加える工程が、懸濁液又は乳濁液を調製するために、少なくとも香気成分と水と懸濁物質又は乳濁物質とを混合する工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の、香気成分含有水溶液を含む液状製品の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を実現するために、本発明は、以下の構成を提供する。
・  本発明の態様は、香気成分を含有する水溶液を含む飲用以外の液状製品の製造方法であって、前記水溶液の溶媒となる水の一部又は全体を加える工程を有し、前記水として、炭酸ガス溶存量及び酸素溶存量を低減又は零としかつ窒素を溶存させた窒素溶存水を用いることを特徴とする。
・  上記態様において、前記液状製品が、化粧品、整髪剤、洗濯用洗剤又は医薬品であることが、好適である。
・  上記態様において、前記水を加える工程が、少なくとも香気成分と水とを混合する工程であることが、好適である。
・  上記態様において、前記水を加える工程が、香気成分を含む濃縮液又は原液を水で希釈する工程であることが、好適である。
・  上記態様において、前記水を加える工程が、懸濁液又は乳濁液を調製するために、少なくとも香気成分と水と懸濁物質又は乳濁物質とを混合する工程であることが、好適であ