インスタントティー
ふんまつ茶：インスタント緑茶

インスタントティーは、粉末状の混合物で、水を加えて紅茶に再構成するものです。インスタントティーの最も古い形態は、1885年にイギリスで開発されました。[ 1 ] : 538 濃縮茶葉エキス、砂糖、エバミルクをペースト状にしたものに熱湯を加えると紅茶になる特許が取得されました。しかし、スプレードライ技術によって茶葉濃縮物を製品の風味を損なわない温度で乾燥できるよう になるまで、目立った進歩はありませんでした。

構成と構造

インスタントティーパウダー自体は、お茶に含まれる風味、香り、および色素化合物が乾燥したものです。販売される際には、味付け用の砂糖、酸味料としてのクエン酸[ 2 ]、茶葉には通常含まれないラズベリーやレモンなどの他の香料など、他の成分が添加されることがあります。物理的に言えば、再構成されたお茶は主に水で、その中に特定の味を与える化合物が溶解しています。これは、お茶がニュートン流体に分類されることを意味します。水を加えたときに風味と色素化合物が均一に分散していることは、再構成されたお茶が均質な混合物であることを示しています。茶葉と熱湯を使用して入れた伝統的なお茶には不溶性化合物が含まれており、同様に懸濁液になりますが、インスタントティーは水に溶けることを目的として製造されています。

製造業

インスタントティー各種

インスタントティーの製造は、原材料の選択、抽出、香りの除去、茶クリームの加工、濃縮、乾燥の 6 つの主なステップに分けられます。

茶葉の選別は、製造業者と最終消費者双方の利益を最優先に考慮して行われます。茶生産国には一定の法的規制があるため、製造業者にとって最も費用対効果が高いのは、発酵させた未乾燥の黒茶葉を使用することです。これは、公売を経る必要がないため、価格が安価だからです。[ 1 ] : 538 品質は損なわれません。研究の結果、この種の茶葉は乾燥した黒茶葉と同等の風味を持つことが示されています。[ 3 ]

抽出は、茶葉から抽出される茶固形物の収量と抽出溶液の濃度という 2 つの目標を念頭に置いて行われます。[ 1 ] : 539 研究により、カラム抽出器内の茶葉の可溶性物質は、それぞれが一次溶解法則に従う 3 つの要素のシステムで説明できることがわかっています。[ 4 ] 可溶性化合物がこれら 3 つのカテゴリのいずれかに分類される理由の説明は、それらがどれほどアクセスしやすいかに基づいています。すぐに溶解する化合物は葉のすぐ表面にある可能性が高いため、最初に得られます。急速に溶解する成分は葉の内部にあると考えられており、そこでは壊れた細胞構造によって溶媒の進入速度と溶質の流出速度が遅くなります。最も遅い溶解性化合物は、葉の細胞マトリックスを通過するのに時間のかかる高分子量か、抽出の過程で加水分解中に形成された生成物のいずれかであると予想されます。抽出には様々な方法と機械が用いられますが、一般的な概念としては、葉を溶媒で処理し、その中の化合物を抽出するというものです。前述の研究では、抽出可能な固形分の最大収率は35%とされています。その後、抽出収率を高めるための他の化学的方法が発見され、例えば、抽出した葉に過酸化水素を加えることで固形分42%の収率が得られるようになりました。[ 5 ]抽出工程の後、溶液はデカンター、遠心分離機、またはフィルタープレス に通して清澄化されます。[ 1 ] : 544

ストリッピングとは、蒸気流を用いて液体から成分を除去する物理的な分離プロセスです。[ 6 ] ストリッピングガス（通常は蒸気、窒素、または二酸化炭素）は液体溶液を通過し、その中の芳香族化合物を溶解します。芳香族化合物は容易に空気中に揮発します。そのため、ガスを液体に通過させることで、化合物が液体から蒸発するのに好ましい条件が整います。食品と気相間の物質移動速度を求める式は次のとおりです。

dメートルdt＝2（Dc/πtc）12あグラムc[ce私（t）−ce（t）]{\displaystyle {dm \over dt}=2({{D_{c}}/\pi t_{c}})^{1 \over 2}A_{gc}[{c_{e}}^{i}(t)-{c_{e}}(t)]}または[ 7 ]dメートルdt＝hDあグラムc[ce私（t）−ce（t）]{\displaystyle {dm \over dt}=h_{D}A_{gc}[{c_{e}}^{i}(t)-{c_{e}}(t)]}

ここでh Dは総括物質移動係数であり、2（Dc/πtc）12{\displaystyle 2({{D_{c}}/\pi t_{c}})^{1 \over 2}}

変数はガス相への物質移動速度、D cはエマルジョン内の自由芳香分子の平均拡散係数、A gcはガス/食品界面の表面積、t cは表面要素が表面にさらされる時間、およびはそれぞれ界面とエマルジョン内の芳香化合物の濃度です。 dメートルdt{\displaystyle {dm \over dt}}ce私（t）{\displaystyle {c_{e}}^{i}(t)}ce（t）{\displaystyle {c_{e}}(t)}

ストリッピングに関しては、A gc が物質移動速度に最も大きな影響を与えます。物質移動のための表面積を最大化するには、ストリッピング時に可能な限り小さな気泡を使用します。気泡が球状構造であると仮定すると、表面積は、体積は で与えられます。これは、半径が増加すると、体積が表面積よりも大きな係数で増加することを意味します。これはまた、可能な限り小さな体積で、表面積と体積の比が最大になり、反応のための表面積が大きくなることを意味します。不活性ガスの使用は、酸化を防ぎ、ひいては香気化合物の劣化を防ぐため、推奨されます。[ 1 ] : 544 4πr2{\displaystyle 4\pi r^{2}}43πr3{\displaystyle {4 \over 3}{\pi r^{3}}}

紅茶には溶解度の低い化合物が含まれており、これらは互いに結合しやすい傾向があります。溶液は濁って薄茶色に変わります。この現象はティークリーミングとして知られています。研究によると、このクリームは紅茶の色と風味に貢献する多くの化合物を含むコロイド状物質であり、全固形分の30％まで含まれることがあります。[ 8 ]クリーム形成の原動力は、ガロイル基の相互作用により一緒に会合するテアフラビンとポリフェノールの不溶性です。[ 9 ]テアフラビンは酸性の性質を持つため、紅茶の pH である約 4.9 で負に帯電します。[ 8 ]通常、これにより分子間に静電反発が生じ、コロイドが安定化します。しかし、カルシウムイオン (Ca 2+ )が存在するとこれらの電荷を中和し、凝集が促進されます。マグネシウムやアルミニウムなどの他の荷電金属イオンも茶葉に高濃度で含まれていますが、どちらのイオンもカルシウムほど茶葉に浸透しません。また、溶液のグリコシル化によってポリフェノールの溶解度が上昇し、自己会合が弱まることもわかっています。 [ 8 ]提案されている説明は、砂糖の大きさ自体が他の分子が相互作用しにくいというものです。アメリカ市場では、インスタントティーは戻したときに透明であることが消費者に期待されているため、クリームは溶液の一部として受け入れられません。工業的には、この問題に対処するために、タンナーゼを使用してクリームを可溶化するなど、さまざまな方法が特許を取得しています。[ 10 ]開発された別の方法は、クリームを2つのクラス、つまり風味に寄与するポリフェノールなどの低分子量化合物と、多糖類、ポリペプチド、タンパク質などの高分子化合物に分類することに基づいています。[ 11 ]このプロセスでは、限外濾過、吸収クロマトグラフィー、またはオイル濾過によって高分子化合物が除去されます。風味成分はそのまま残り、クリーム状になりません。

抽出と茶葉のクリーミング工程の後でも、茶葉溶液はまだ薄すぎるため、乾燥機を通過できません。この時点で乾燥させると、利益がほとんどなく資本が多すぎ、また、噴霧乾燥や凍結乾燥の種類を問わず、得られる粉末の密度が低くなりすぎます。解決策は、まず溶液を通常 40% の固形分まで濃縮してから乾燥することです。これには蒸発による水分の除去が含まれます。[ 1 ] : 547 茶葉の濃縮は通常、圧力を下げることによって行われます。高温では、溶液中のテアフラビンはテアルビジンに変換され、炭水化物はカラメル化します。強制蒸発システムにはホットスポットがあり、煮込んだような、焦げたような風味など、望ましくない官能特性につながりました。プレート熱交換器は約 45 °C で目的の蒸発を引き起こすことができ、滞留時間が短いため熱による損傷のリスクが減ります。この方法により、固形分 45% の抽出物を製造できます。アロマ除去は濃縮前に行われます。これらの化合物は蒸発中に失われる危険があるためです。

スプレードライは、管理点や包装を除けば、インスタントティーの製造における最終工程です。品質を犠牲にすることなくコストを削減できるため、凍結乾燥よりも好ましい乾燥方法です。スプレードライの原理は、アロマストリッピングの原理に似ており、粒子が小さいほど表面積比が大きくなります。液体抽出物をノズルから押し出すことで、溶液は霧状、つまり非常に微細な液滴になります。これらの液滴は高温ガスの向流と接触し、蒸発して固形物のみを残します。液滴は通常3～5%程度まで乾燥されます。これより低いと焦げ付きリスクが高まり、これより高いと水分活性の上昇により保存期間が短くなる可能性があります。[ 1 ]：550

参考文献

  1. ^ a b c d e f gウィルソン、KC (1992). 『お茶：栽培から消費まで』ロンドン: チャップマン＆ホール.
  2. ^ 「EthicalFoods.com | クエン酸について知っておくべきこと」 ethicalfoods.com 2016年12月16日閲覧。
  3. ^ Millin, DJ (1981). 「水性懸濁液中での茶葉の発酵」. Journal of the Science of Food and Agriculture . 32 (9): 905– 919. Bibcode : 1981JSFA...32..905M . doi : 10.1002/jsfa.2740320909 .
  4. ^ Long, VD (1979). 「紅茶葉の水抽出III - 撹拌カラムを用いた実験」. International Journal of Food Science & Technology . 14 : 449–462 . doi : 10.1111/j.1365-2621.1979.tb00889.x .
  5. ^ Pintauro, ND (1977). 「お茶と水溶き茶の製造」.食品技術レビュー. 38 .
  6. ^ 「TEGの脱水：リーンTEG再生におけるストリッピングガスの作用」。Campbellの今月のヒント。 2016年12月16日閲覧。
  7. ^レイネチウス、ゲイリー (2006).フレーバーの化学と技術. テイラー＆フランシス. pp.  39–41 . ISBN 9781566769334。
  8. ^ a b c Jöbstl, Elisabeth (2005). 「紅茶へのクリーミング」. Journal of Agricultural and Food Chemistry . 53 (20): 7997– 8002. doi : 10.1021/jf0506479 . PMID 16190662 . 
  9. ^ Liang, YR (2002). 「紅茶と緑茶（Camellia sinensis）のクリーム抽出液における比較研究」International Journal of Food Science & Technology . 37 : 627– 634. doi : 10.1046/j.1365-2621.2002.00589.x .
  10. ^ BP 1,380,135 (1975) ユニリーバ社、冷水可溶性茶
  11. ^ Wickremasinghe, RL, BP 1,432,078 (1976) 冷溶解性茶濃縮物および粉末の製造におけるまたはそれに関連する改良。
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