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Verfahren zur Herstellung eines Kaffeefilters
Es ist bekannt, zum Aufgiessen von Kaffee Filtertüten aus Filterpapier zu verwenden, in welche das trockene Kaffeemehl eingeschüttet und mit heissem Wasser übergossen wird ; das Filterpapier ist hiebei so dicht, dass es zwar die heisse Kaffeebrühe bzw. den heissen Aufguss durchlässt, das Kaffeepulver bzw. den Kaffeesatz aber zurückhält.
Diese Filter haben bisher also lediglich die Aufgabe der Feststofftrennung.
Es ist nun bekannt, dass es auch bei Filterkaffee zu verschiedenen Unverträglichkeitsreaktionen von Seiten der Verdauungsorgane und des Zentralnervensystems kommen kann. Von medizinischer Seite gibt es heute noch keine einheitliche fachliche Beurteilung dieses Problemkomplexes ; fest steht lediglich, dass weder der Entzug von Coffein noch der Entzug der sogenannten Röstreizstoffe einen Kaffee herzustellen gestattet, der die extrem hohe Bekömmlichkeit des Kaffees in türkischer Zubereitung erreicht.
Die Zubereitung von Kaffee nach türkischer Art hat die Herstellung von puderfein gemahlenem Kaffee, sein Ansetzen mit kaltem Zuckerwasser und anschliessendem längerem Kochen zur Vorausset-
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Geschmacksgewohnheiten entspricht.
Versuche zeigten, dass verschiedene bisherige Erklärungsversuche bezüglich der extrem guten Bekömmlichkeit des nach türkischer Art zubereiteten Kaffeegetränkes wissenschaftlich nicht haltbar sind.
So wird z. B. die Bekömmlichkeit unter anderem auf den geringen Gehalt an Extraktionsstoffen zurückgeführt, der seine Ursache in der Adsorptionskraft des staubfeinen Kaffeerückstandes haben soll.
Versuche zeigten dagegen, dass ein konventionell zubereiteter Kaffee nicht dadurch bekömmlicher wird, dass er mit entsprechenden Mengen von Filterkohlepuder versetzt wird. Jede Verringerung von Extraktivstoffen führt zwangsläufig zu einem Qualitätsverlust. Da jedoch türkischer Kaffee diesen Mangel nicht zeigt, kann die Adsorptionskraft der Kaffeetrübe auch nicht die Ursache für seine bisher unnachahmliche Bekömmlichkeit sein.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Filter herzustellen, welches einerseits die bekannte Feststofftrennung zwischen Kaffeesatz und Kaffeeaufguss vornimmt und den Kaffeeaufguss veredelt bzw. dessen unangenehme Nebenwirkungen beseitigt.
Ein mit einem nach der Erfindung hergestellten Filter aufgegossener Kaffee soll frei von Feststoffen, im übrigen aber so bekömmlich sein wie der nach türkischer Art zubereitete Kaffee.
Dies lässt sich nach der Erfindung erreichen, wenn das Filterpapier, das zur Feststoffabtrennung benutztwerdensoll, mit einem Wirkstoff versehen wird, der aus natürlichen oder künstlichen Melanoidinsäure besteht, wobei es nebensächlich ist, ob das Filterpapier mit trockenem oder nassem Wirkstoff versehen oder imprägniert wird.
Wie Enders (Kolloidzeitschrift 85, Heft 1, S. 74 bis 87) berichtet, findet man Melanoidine als ubiquitäre Bestandteile der verschiedensten Nahrungsmittel des täglichen Lebens, so z. B. im Bier, in der
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u. ähnLAuch stark ligninhaltige Naturprodukte können als Ausgangsprodukt zur Herstellung der zur Filterimprägnation geeigneten Melanoidinsäuren verwendet werden.
Der gewonnene Wirkstoff kann nun als Pulver oder als Extrakt in das Filterpapier eingearbeitet werden. Als Pulver kann er eingewalzt oder eingepresst werden, als Extrakt wird er im Wege der Tränkung in das Filterpapier bzw. in die Filtertüte eingearbeitet. Bei Filtertüten ist es besonders vorteilhaft, wenn im unteren Teil der Tüte ein stärkerer Auftrag des Wirkstoffes vorhanden ist als im oberen Teil der Tüte.
Es ist schliesslich auch möglich, den Wirkstoff auf das Filterpapier aufzudrucken (Siebdruck), wobei ein leichtflüchtiges organisches Lösungsmittel, wie Äthanol, benutzt werden kann.
Obzwar sich die Erfindung am sinnvollsten bei Filtertüten anwenden lässt, ist es auch möglich, einfache Scheiben aus Filterpapier, die in bekannter Weise auf einem Sieb aufliegen, nach der Erfindung mit dem neuen Wirkstoff zu versehen.
Schliesslich ist es möglich, den Wirkstoff in flüssiger Form in porenreiche, wasserunlösliche Kunststoffe, z. B. Polyäthylenschaum einzubringen und solche getrocknete, mit Wirkstoffen beladene Schaumstoffe in der Filtertüte zu fixieren bzw. in diese einzusetzen.
Beispiel l : 5 kg Kaffeesatz, der beispielsweise als Rückstand bei der Gewinnung von Instantkaffee (Ausbeute etwa 300/0) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 48% anfällt, wurden mit 4, 51 0, In- - NaOHunterRührenbeiRaumtemperatur50 min lang behandelt (die Temperatur kann bis etwa 500e gesteigertwerden). Danach erfolgte die Feststofftrennung in einer Zentrifuge (1200 Umdrjmin) i der ablaufende Extrakt hatte einen pH-Wert von 8, 8. Nach Zugabe von 31, 6 g Kationenaustauscher stellte sich nach 10 min ein pH-Wert von 5, 2 ein. Der Kationenaustauscher wurde abdekantiert ; die erhaltene Extraktmenge betrug 5, 0 I bei einem Feststoffgehalt von weniger als 3%.
Dieser Extrakt konnte bereits zur Imprägnierung des Filterpapiers benutzt werden.
Es war aber vorteilhaft, den abgetrennten Satz noch einmal zu behandeln, um alle im Satz noch vorhandenen Melanoidine herauszulösen.
Der abgetrennte Satz (Feuchtigkeitsgehalt 52,5go) wurde also nochmals mit 4, 5 I 0, 1n- NaOH aufgeschlämmt und unter Rühren bei Raumtemperatur etwa 30 min lang behandelt. Auch danach wurde die Festkörpertrennung in der Zentrifuge durchgeführt. Der nunmehr übrigbleibende Satz wurde weggeworfen.
Der abgelaufene Extrakt hatte einen pH-Wert von 11, 5.
Nach Zugabe von 43 g Kationenaustauscher stellte sich innerhalb von 10 min ein pH-Wert von 5, 15 ein. Nach Abdekantieren des Kationenaustauschers betrug die Extraktmenge 4, 2 kg bei einem Feststoffgehalt von knapp 1%.
Beide Extrakte wurden vereinigt, das Gemisch von 9, 2 kg hatte einen Festkörpergehalt von l, 33%.
Mit einem solchen Extrakt oder einem eingedickteren, der einen Feststoffgehalt von etwa 2% aufweist, wird das Filterpapier bzw. werden die Filtertüten handelsüblicher Art vollkommen getränkt. Die Trocknung des Filterpapiers kann bei beliebiger Temperatur (bis etwa 110 C) erfolgen.
Danach ist das Filterpapier versand-und gebrauchsfertig.
Die pH-Werte bei der Extraktion zum Zweck der Gewinnung der Melanoidinsäure können schwanken zwischen 8, 5 und 12, 5 ; bevorzugt ist ein pH-Wert zwischen 9 und 10.
Der pH-Wert der zur Imprägnierung des Filterpapiers verwendeten Melanoidinsäure wird, je nach
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entstehen, wenn man das instantisierte Melanoidinsäurepulver in Wasser auflöst.
Beis piel 2 : lOg Glycokoll und 40 g Glukose werden mit 60 cmdestilliertem Wasser 10 h unter Rückfluss auf dem Sandbad gekocht. Schon nach kurzem Erwärmen tritt Gelbfärbung auf, die sich nach einiger Zeit zu einem dunklen Rotbraun vertieft.
Nach Beendigung der Reaktion erstarrt der flüssige, jedoch hochzähe Kolbeninhalt beim Abkühlen zu einer gelatinösen Masse. Diese wird mit der mehrfachen Menge Alkohol auf der Schüttelmaschine 10 min lang geschüttelt und hierauf abzentrifugiert bzw. abgesaugt.
Nach zweimaligem Wiederholen dieses Dehydrationsvorganges, einmal mit Alkohol und einmal mit Aceton, wird das jetzt körnig gewordene Melanoidin mit Äther verrührt, abgesaugt und im Vakuum von den letzten Resten organischer Flüssigkeiten befreit.
Dieses halbsynthetische Melanoidin wird anschliessend mit 0, 2n-NaOH gelöst und mit hochsaurem Kationenaustauscher auf den pH-Wert von 5, 2 gebracht. Diese Lösung wird nach Aufkonzentrierung auf 2, 10/0 Feststoffgehalt zur Imprägnierung des Filterpapiers verwendet.
Wird Glukose allein als Rohstoff verwendet, so ist diese in bekannter Weise mit Schwefelsäure ther-
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misch umzusetzen, wobei sich aus der Lösung ein dunkler Niederschlag abscheidet, der durch Zentri- fugieren gewonnenwerden kann. Die Niederschläge werden durch mehrmaliges Zentrifugieren mit Salz- säure von nichtumgesetzter Glukose befreit. Wenn die Säure-Konzentrationen dabei zu einem pH-Wert von 2, 0 bis 2, 5 führen, setzt starke Peptisation ein. Der peptisierte Teil wird gesammelt, stark angesäuert und stehen gelassen. Nach 12 h wird der Niederschlag dekantiert und gereinigt, z. B. durch Elek- trodialyse.
Das Aufdrucken des Wirkstoffes erfolgt nach den Prinzipien des Siebdruck-Verfahrens. Im vorliegenden Fall wird dabei Melanoidinsäurepuder mit einem lebensmittelrechtlich zulässigen Bindemittel (z. B. Rübenzucker, Melasse, Dextrin, inerte Klebstoffe auf Zellulosebasis od. ähnl.) versetzt, zusammen mit einem möglichst leicht flüchtigen Lösungsmittelgemisch (z. B. Alkohol-Wasser-Gemisch) zu einer in Siebdruckmaschinen verwendbaren Siebdruckpaste verarbeitet und das Filterpapier in herkömmlicher Weise bedruckt. Die Tränkung des Filterpapiers kann nach einem der auf andern Gebieten bekannten Verfahren durchgeführt werden.
Im Mittel werden etwa 50 mg des Wirkstoffes/Tasse Fertigkaffee auf ein Filter aufgebracht ; diese Menge kann sich je nach Sorte des Kaffees ändern. Bei einigen Kaffeesorten können bereits 20 mg ausreichen, bei ändern können bis zu 100 mg benötigt werden.
Wird ein ebenes Filterpapier verwendet, dann ist der Wirkstoff vorzugsweise gleichmässig aufzubringen. Bei tütenartigen Filtern, die in eine Filtertasse eingesetzt werden, ist es vorteilhaft, wenn im unteren Teil der Tüte mehr Wirkstoff aufgebracht wird als im oberen Teil.
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Method of making a coffee filter
It is known to use filter bags made of filter paper for pouring coffee into which the dry ground coffee is poured and hot water is poured over it; the filter paper is so dense that it allows the hot coffee stock or the hot infusion to pass through, but holds back the coffee powder or the coffee grounds.
So far, these filters have only had the task of separating solids.
It is now known that filter coffee can lead to various intolerance reactions on the part of the digestive organs and the central nervous system. From a medical point of view, there is still no uniform professional assessment of this complex of problems; The only thing that is certain is that neither the removal of caffeine nor the removal of the so-called roasting irritants allows a coffee to be produced that achieves the extremely high digestibility of coffee in Turkish preparation.
The preparation of coffee the Turkish way requires the production of powder-fine ground coffee, preparing it with cold sugar water and then boiling it for a long time.
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Corresponds to taste habits.
Tests have shown that various attempts to explain the extremely good digestibility of the Turkish-style coffee drink are scientifically unsustainable.
So z. B. the digestibility attributed to the low content of extraction substances, which is said to have its cause in the adsorption power of the dusty coffee residue.
Experiments, on the other hand, have shown that conventionally prepared coffee does not become more digestible by adding appropriate amounts of filter carbon powder. Any reduction in extractive substances inevitably leads to a loss of quality. However, since Turkish coffee does not show this deficiency, the adsorptive power of the coffee cloudiness cannot be the cause of its hitherto inimitable digestibility.
The object of the invention is to produce a filter which, on the one hand, performs the well-known separation of solids between coffee grounds and coffee infusion and refines the coffee infusion or eliminates its unpleasant side effects.
A coffee made with a filter made according to the invention should be free of solids, but otherwise be as digestible as coffee made in the Turkish way.
According to the invention, this can be achieved if the filter paper which is to be used for the separation of solids is provided with an active ingredient which consists of natural or artificial melanoidic acid, it being irrelevant whether the filter paper is provided or impregnated with dry or wet active ingredient.
As Enders (Kolloidzeitschrift 85, Issue 1, pp. 74 to 87) reports, melanoidins are found as ubiquitous components of the most diverse foods in daily life, e.g. B. in beer, in the
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u. Similarly, natural products with a high content of lignin can also be used as the starting material for the production of melanoidic acids suitable for filter impregnation.
The active ingredient obtained can now be incorporated into the filter paper as a powder or as an extract. As a powder it can be rolled or pressed in, as an extract it is worked into the filter paper or filter bag by way of impregnation. In the case of filter bags, it is particularly advantageous if there is a stronger application of the active ingredient in the lower part of the bag than in the upper part of the bag.
Finally, it is also possible to print the active ingredient onto the filter paper (screen printing), using a volatile organic solvent such as ethanol.
Although the invention can be applied most sensibly with filter bags, it is also possible, according to the invention, to provide simple disks made of filter paper, which lie on a sieve in a known manner, with the new active ingredient.
Finally, it is possible to use the active ingredient in liquid form in pore-rich, water-insoluble plastics such. B. to bring in polyethylene foam and to fix such dried, loaded with active ingredients foams in the filter bag or use it.
Example 1: 5 kg of coffee grounds, which is obtained, for example, as a residue in the production of instant coffee (yield approx. 300/0) with a moisture content of approx. 48%, were treated with 4.51% In- - NaOH with stirring at room temperature for 50 minutes (the temperature can can be increased to about 500e). The solids were then separated in a centrifuge (1200 rpm). The extract running off had a pH of 8.8. After adding 31.6 g of cation exchanger, a pH of 5.2 was established after 10 minutes. The cation exchanger was decanted off; the amount of extract obtained was 5.0 l with a solids content of less than 3%.
This extract could already be used to impregnate the filter paper.
However, it was advantageous to treat the separated sentence again in order to remove all melanoidins still present in the sentence.
The set separated off (moisture content 52.5 g) was thus slurried again with 4.5 I 0.1 N NaOH and treated with stirring at room temperature for about 30 minutes. The solids separation was then also carried out in the centrifuge. The sentence that remained was thrown away.
The expired extract had a pH of 11.5.
After adding 43 g of cation exchanger, a pH of 5.1 was established within 10 minutes. After decanting off the cation exchanger, the amount of extract was 4.2 kg with a solids content of just under 1%.
Both extracts were combined, the mixture of 9.2 kg had a solids content of 1.33%.
The filter paper or the filter bags are completely saturated with such an extract or one that is thickened and has a solids content of about 2%. The filter paper can be dried at any temperature (up to about 110 C).
The filter paper is then ready for dispatch and use.
The pH values during extraction for the purpose of obtaining melanoidic acid can vary between 8.5 and 12.5; a pH value between 9 and 10 is preferred.
The pH of the melanoidic acid used to impregnate the filter paper will, depending on
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arise when the instantized melanoidic acid powder is dissolved in water.
Example 2: 100 g of glycocolla and 40 g of glucose are refluxed on a sand bath with 60 cm of distilled water for 10 h. After a short warming up, the skin turns yellow, which turns into a dark red-brown after a while.
After the reaction has ended, the liquid, but highly viscous contents of the flask solidify to a gelatinous mass on cooling. This is shaken with a multiple amount of alcohol on the shaking machine for 10 minutes and then centrifuged or sucked off.
After repeating this dehydration process twice, once with alcohol and once with acetone, the now granular melanoidin is stirred with ether, sucked off and freed from the last remains of organic liquids in a vacuum.
This semi-synthetic melanoidin is then dissolved with 0.2N NaOH and brought to a pH of 5.2 with a highly acidic cation exchanger. This solution is used to impregnate the filter paper after it has been concentrated to a solids content of 2.10/0.
If glucose is used alone as a raw material, it is thermally treated with sulfuric acid in a known manner.
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mixed to react, whereby a dark precipitate separates out of the solution, which can be obtained by centrifugation. The precipitates are freed from unreacted glucose by centrifuging them several times with hydrochloric acid. If the acid concentrations lead to a pH of 2.0 to 2.5, strong peptization sets in. The peptized part is collected, strongly acidified and left to stand. After 12 h the precipitate is decanted and purified, e.g. B. by electrodialysis.
The active ingredient is printed on according to the principles of the screen printing process. In the present case, melanoidic acid powder is mixed with a binding agent permitted by food law (e.g. beet sugar, molasses, dextrin, inert cellulose-based adhesives or similar), together with a solvent mixture that is as volatile as possible (e.g. alcohol-water mixture ) processed into a screen printing paste that can be used in screen printing machines and the filter paper is printed in a conventional manner. The filter paper can be impregnated by one of the methods known in other fields.
On average, about 50 mg of the active ingredient / cup of finished coffee is applied to a filter; this amount can change depending on the type of coffee. With some types of coffee, 20 mg may be sufficient, with others up to 100 mg may be required.
If a flat filter paper is used, the active ingredient should preferably be applied evenly. In the case of bag-like filters that are inserted into a filter cup, it is advantageous if more active ingredient is applied in the lower part of the bag than in the upper part.