<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaffung eines Kaffeearomas im Leerraum eines teilweise mit einem Gemisch aus trockenem löslichem Kaffee und geröstetem und gemahlenem Kaffee gefüllten Behälters, wobei zur Aromatisierung Partikeln von Kaffeeprodukten als Träger für die aus Kaffee gewonnenen Aromastoffe dienen.
Lösliche Getränkepulver, wie z. B. sprühgetrocknete Kaffeeprodukte, sind im Vergleich zu dem entsprechenden Ausgangsmaterial, nämlich geröstetem und gemahlenem Kaffee, verhältnismässig aromaarm. Eine geringe Aromaintensität beobachtet man auch bei gewissen Arten von geröstetem Kaffeematerial, z. B. bei den meisten entkoffeinierten Kaffeeprodukten und den gepressten gerösteten Kaffeeprodukten, welche in den US-PS Nr. l, 903, 362, Nr. 3, 615, 667 und Nr. 3, 801, 716 beschrieben sind.
Diese aromaarmen Getränkeprodukte enthalten ursprünglich eine geringe Menge Aroma, so dass beim erstmaligen Öffnen der Packung des Produktes durch den Verbraucher nur ein schwacher Aromaeindruck wahrgenommen wird ; unabhängig davon, wie gross die im Produkt enthaltene Aromamenge ist, wird das Aroma beim erstmaligen Öffnen des Behälters rasch abgegeben, so dass bei nachträglichem Öffnen des Behälters während der normalen Aufbrauchzeit des Produktes nur wenig oder überhaupt kein Aroma entwickelt wird.
Bisher haben sich die meisten Bemühungen, welche auf die Anreicherung von Lebensmittelprodukten mit natürlichem Aroma abzielten, auf die Zugabe von Aroma aus geröstetem Kaffee zu löslichen Kaffeeprodukten, z. B. sprüh-oder gefriergetrockneten Kaffeeprodukten, konzentriert. Es ist auch durch die DE-OS 2436130 bekannt, Geruchs- und Geschmacksstoffe aus Nahrungsmitteln und Pflanzen mit einem flüssigen Dimethyläther-Wasser-Gemisch zu extrahieren. Zu der Extraktionslösung kann vor dem Verdampfen des Dimethyläthers ein festes Adsorptionsmittel zugeführt werden, so dass nach dem Verdampfen des Äthers das Gelöste auf dem zugegebenen Mittel adsorbiert wird. Als Träger können z. B. Stärke und pulverisierte Getreidearten verwendet werden. Die Aromabestandteile können auf dem Träger aufbewahrt bzw. in der adsorbierten Form angewandt werden.
Diese Verfahrensweise hat den Nachteil, dass solche Extraktionsgemische chemisch mit dem Kaffeearoma reagieren und das Aroma nachteilig verändern. Ausserdem wirkt sich bekanntlich alleine schon Wasser schädigend auf das Kaffeearoma aus.
Gegenwärtig wird nahezu allen auf dem Markt befindlichen löslichen Kaffeeprodukten Kaffeeöl beigemischt, z. B. durch Besprühen des löslichen Kaffees vor dem Verpacken entweder mit reinem Kaffeeöl oder einem mit Aroma angereicherten Kaffeeöl. Das auf diese Weise behandelte lösliche Kaffeematerial weist ein Aroma auf, das demjenigen von nichtdekoffeiniertem geröstetem und gemahlenem Kaffee ähnlicher ist. Die Zugabe von Öl wird im allgemeinen mittels der bekannten Ölbeschichtungstechnik (beschrieben in der US-PS Nr. 3, 148, 070) oder durch Öleinspritzung (beschrieben in der US-PS Nr. 3, 769, 032) durchgeführt. Gegenwärtig enthalten die im Handel erhältlichen gerösteten Kaffeeprodukte kein zugesetztes Aroma.
Alle Versuche zur Erzeugung eines aromatischeren Produktes konzentrieren sich auf die Konservierung der in den frisch gerösteten Kaffeebohnen enthaltenen aromatischen Stoffe.
Kaffeeöl mit oder ohne Zusatz von Aromastoffen stellte bisher das zur Aromatisierung von Kaffeematerial bevorzugte Mittel dar, da die so erhaltenen Produkte immer noch als reine Kaffeeprodukte bezeichnet werden können. Die zur Herstellung von Kaffeeöl entwickelten Techniken (s. Sivetz, "Coffee Processing Technology", Bd. 2, Avi Publishing Company, 1963, Seiten 21 bis 30), z. B. die Extraktion mit Lösungsmitteln oder Auspressen des Kaffeeöls aus geröstetem Kaffee, sind nicht besonders günstig, da dem Hersteller entweder lösungsmittelhaltiger gerösteter Kaffee oder Presskuchen zur Last bleiben, die beide entweder weiterverarbeitet oder verworfen werden müssen.
Die Zugabe von Öl zu Kaffeeprodukten hat sich auch insofern als lästig erwiesen, als sich auf der Oberfläche des aus dem ölhaltigen Produkt hergestellten flüssigen Getränkes Öltröpfchen bilden können. Es wäre deshalb von Vorteil, wenn Verfahren zum Aromatisieren von Kaffeeprodukten entwickelt werden könnten, bei welchen die Gesamtheit des Kaffeematerials verwendet werden und auf die Erzeugung oder Zugabe von Kaffeeöl oder anderem Glyceridmaterial verzichtet werden könnte.
Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, a) dass man Partikel von gemahlenem geröstetem Kaffee mit aus Kaffee gewonnenen flüchtigen aromatischen Verbindungen in Berührung bringt, so dass die aromatischen Verbindun-
<Desc/Clms Page number 2>
gen in einer 0, 2 Gew.-% übersteigenden Menge durch die Partikel adsorbiert werden, wobei der gemahle- ne geröstete Kaffee eine unlösliche zellulare Struktur und einen natürlichen Ölgehalt von mindestens
3 Gew.-% aufweist und vor dem Aromatisieren zu einer Teilchengrösse von weniger als 200 pm Durchmesser gemahlen wird, b) dass man die gemäss Stufe a) erhaltenen aromatisierten Partikel mit einem trockenen aromaarmen löslichen Kaffee in einer Menge von 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf den aroma- armen löslichen Kaffee,
vermischt, und c) dass man die gemäss Stufe b) erhaltene Mischung in einem dichten Behälter verpackt.
Die gemäss der Erfindung eingesetzten Partikel können aus Pressrückständen von geröstetem Kaffee oder selbst aus verbrauchtem geröstetem Kaffeegrund, z. B. dem bei der Herstellung von löslichem Kaffee anfallenden Abfall, erhalten werden. Diese Partikel werden derart mit flüchtigen aromatischen Stoffen in Berührung gebracht, dass die aromatischen Stoffe eingeschlossen oder adsorbiert werden. Obschon es theoretisch denkbar ist, aromatische Stoffe in Mengen bis zu etwa 5 Gew.-% zu adsorbieren, ist es nach dem heutigen Stand der Technik schwierig, 1 Gew.-% übersteigende Konzentrationen zu erzielen. Gewöhnliches geröstetes und gemahlenes Kaffeematerial, welchem keine aromatischen Stoffe zugesetzt worden sind, enthalten aromatische Stoffe in einer Menge von weniger als 0,05 Gew.-%.
Die erfindungsgemäss verwendeten aromatisierten Partikel enthalten aromatische Stoffe vorzugsweise in einer Menge von mehr als 0,2 oder mehr Gew.-%, normalerweise von etwa 0,5 Gew.-%. Diese aromatisierten gerösteten Partikel mischt man mit einem trockenen aromaarmen löslichen Kaffee in einer Menge von 0, 05 bis 2%, bezogen auf den aromaarmen löslichen Kaffee.
Eine Konzentration von nur 0, 1 Gew.-% an aromatischen Stoffen in den Partikeln würde normalerweise die Zugabe von mehr als 5% dieser Partikel zu einem aromaarmen Kaffeeprodukt erfordern.
Zur Herstellung von Partikeln mit Korngrössen von weniger als 200 um haben sich die Methoden der Kryopulverisierung, z. B. wie sie in der US-PS Nr. 3, 965, 267 beschrieben sind, als besonders günstig erwiesen. Gewöhnliches lösliches Kaffeematerial, z. B. sprühgetrockneter oder gefriergetrockneter Kaffee, hat sich bei Verwendung als Träger in dem erfindungsgemässen Verfahren nicht bewährt. Es wurde beobachtet, dass lösliches Kaffeepulver nicht imstande ist, aromatische Stoffe im gleichen Ausmass oder in der gleichen Weise zu adsorbieren, zurückzuhalten oder zu stabilisieren wie die erfindungsgemäss verwendeten gerösteten Kaffeematerialien.
Das Inberührungbringen der gerösteten Partikel mit aromatischen Stoffen zwecks Einschliessung von Aroma in den Partikeln kann nach zahlreichen und mannigfaltigen Methoden durchgeführt werden. Man kann hohe Drücke und/oder niedere Partikeltemperaturen verwenden, um eine maximale Aromaaufnahme zu erzielen oder die zur Erzielung der gewünschten Aromakonzentration erforderliche Zeit zu verkürzen ; diese Bedingungen sind jedoch nicht unumgänglich. Es ist jedoch normalerweise zweckmässig, die Menge der vor, während oder nach der Aromatisierung mit den Partikeln in Berührung kommenden Feuchtigkeit so niedrig wie möglich zu halten.
Der Feuchtigkeitsgehalt der gerösteten Partikel und die Menge des Materials, welches den gerösteten Partikeln aromatische Stoffe zuführt, sollten derart geregelt werden, dass der Feuchtigkeitsgehalt der Partikel unter etwa 15 Gew.-% gehalten wird. Zur Trennung der in den aromatragenden Gasströmen, Aromagefrierprodukten oder flüssigen Aromakondensaten enthaltenen Feuchtigkeit und aromatischen Stoffe können verschiedene Methoden, wie Kondensation, Verdampfung, Ausspülen und/oder andere Trennmethoden, angewendet werden. Es kann auch zweckmässig sein, die aromatischen Stoffe von einem Trägergas (z. B. CO2), in welchem sie mitgeführt werden, abzutrennen.
Unter den zur Adsorption von aromatischen Stoffen an die gerösteten Partikel geeigneten Methoden sind zu nennen : (l) Man füllt ein Gemisch der gerösteten Partikel und eines kondensierten CO2 enthaltenden Aromagefrierproduktes in einen mit einer Entgasungsöffnung versehenen Behälter ein, vorzugsweise bei Temperaturen über - 40 C, und lässt den CO2-Anteil des Gefrierproduktes absublimieren, (2) man füllt die gerösteten Partikel und ein Aromagefrierkondensat in einen oder zwei miteinander verbundene Druckbehälter ein und lässt dann in dem das Gefrierkondensat enthaltenden Behälter die Temperatur steigen, um das Gefrierkondensat zur Verdampfung zu bringen und einen erhöhten Druck zu erzeugen, (3) man vermischt ein hochkonzentriertes wässeriges Aromakondensat mit den gerösteten Partikeln in einem Mengenverhältnis,
bei welchem die Partikel nicht übermässig befeuchtet werden, (4) man kondensiert aromatische Stoffe auf tiefgekühlten gerösteten Partikeln, und (5) man leitet einen feuchtigkeitsarmen aromatragenden Gasstrom durch ein Bett oder eine Kolonne von gerösteten Partikeln hindurch.
<Desc/Clms Page number 3>
Die zur Ausführung der Erfindung geeigneten aromatischen Stoffe stammen aus Kaffee. Je nach der Methode, die zum Inberührungbringen angewendet wird, können die Aromen in Form einer Komponente eines Gases, eines flüssigen Kondensates oder eines kondensierten Gefrierproduktes verwendet werden.
Unter den verwendbaren Aromen sind zu nennen : Die Kaffeeölaromen, wie sie in der US-PS Nr. 2, 947, 634 beschrieben sind, die während des Röstens von grünem Kaffee erhaltenen Aromen, wie sie in der US-PS Nr. 2, 156, 212 beschrieben sind, die während des Mahlens von geröstetem Kaffee erhaltenen Aromen, wie sie in der US-PS Nr. 3, 021, 218 beschrieben sind, die aus geröstetem und gemahlenem Kaffee durch Wasserdampfdestillation erhaltenen flüchtigen Aromen, wie sie in den US-PS Nr. 2, 562, 206, Nr. 3, 132, 947, Nr. 3, 244, 521, Nr. 3, 421, 901, Nr. 3, 532, 507 und Nr. 3, 615, 665 beschrieben sind, und die aus geröstetem und gemahlenem Kaffee durch Vakuumdestillation erhaltenen Aromen, wie sie in den US-PS Nr. 2, 680, 687 und Nr. 3, 035, 922 beschrieben sind.
Wie der Fachmann ohne weiteres einsehen wird, bewirkt die Zugabe von flüchtigen aromatischen Stoffen zu Kaffeeprodukten ausser der gewünschten Verstärkung des Aromas auch einen zusätzlichen Aromaeffekt im Zeitpunkt des Gebrauchs des Produktes.
Gemäss einer der Ausführungsformen der Erfindung wird ein Kaffeearomagas mit einem hohen Kohlendioxydgehalt, vorzugsweise von mehr als 80 Gew.-%, aus einer industriellen Kaffeemahlanlage gewonnen. Dieses Gas wird vorzugsweise durch einen ersten Kühler hindurchgeleitet, in welchem
EMI3.1
Wärmeaustauscher, zugeführt, in welchem das Gas zu einem kohlendioxydhaltigen Gefrierprodukt kondensiert wird.
Das Gefrierprodukt wird dann in ein Druckgefäss verbracht, in welchem es auf mindestens - 29 C, vorzugsweise auf Temperaturen von etwa 2 bis 65 C, erwärmt wird, z. B. mittels eines Wassermantels. Die Menge an Gefrierprodukt und die Ausmasse des Druckgefässes sind so bemessen, dass ein Gasdruck von mindestens 6, 8 bar im Gefäss oder den Gefässen entsteht. Nach Massgabe der Erhöhung der Temperatur über etwa-56, 6'C verwandelt sich das im Gefrierprodukt enthaltene feste Kohlendioxyd in eine aromahaltige flüssige Phase und/oder gesättigte Dampfphase.
Man lässt dann den aromahaltigen Kohlendioxyddampf mit dem gerösteten Kaffeematerial in Berührung kommen, entweder im gleichen Gefäss, in welchem das Gefrierprodukt verdampft, oder in einem zweiten Gefäss, welches mit dem aromahaltigen Kohlendioxyddampf gespeist wird. Wenn zwei oder mehrere Gefässe verwendet werden, so ist, wie der Fachmann leicht einsehen wird, das Gesamtinhaltvolumen aller Gefässe und der Verbindungsleitungen dem im System entwickelten Druck umgekehrt proportional.
Am Ende der gewünschten Berührungszeit wird das das aromaarme geröstete Adsorbens enthal-
EMI3.2
bewirkt eine zusätzliche Adsorption von Kaffeearoma infolge des Adsorptionsvermögens des Adsorbens (d. h. der kapillaren Kondensation mit der mikroporösen Struktur). Es wäre natürlich möglich, diese zusätzliche Adsorption durch Kühlung auf eine Temperatur, bei welcher sich wieder ein Gefrierprodukt bilden würde, maximal zu erhöhen. In diesem Zeitpunkt würde der Druck im Gefäss angenähert dem atmosphärischen Druck entsprechen. Es ist dann normalerweise zweckmässig, das Gefäss zu erwärmen und zu entgasen, um das Kohlendioxyd zu entfernen und die Temperatur des Inhalts über 0 C zu erhöhen.
Wenn für das Gefrierprodukt und adsorbierende Material getrennte Gefässe verwendet werden, so ist es möglich, einen Teil der aromatischen Stoffe, die gegebenenfalls zusammen mit dem Kohlendioxyd aus dem das Adsorbens enthaltenden Gefäss abgeführt werden, zurückzugewinnen. Man kann dies dadurch bewerkstelligen, dass man das Gefriergefäss absondert und kühlt, um das Kohlendioxyd erneut zu einem Gefrierprodukt zu kondensieren. Wenn dieses gekühlte Gefriergefäss an die Abgasleitung des Adsorbiergefässes angeschlossen wird, so entweichen die abgegebenen Dämpfe in das Gefriergefäss, in welchem sie sich kondensieren und zum Aromatisieren weiterer Mengen gerösteten Kaffeematerials zur Verfügung stehen.
Ein Ölgehalt der gerösteten Partikel von mindestens 3% verbessert die Fähigkeit der zellularen
<Desc/Clms Page number 4>
Partikel, aromatische Stoffe einzuschliessen. Diese Verbesserung zeigt sich darin, dass eine grössere Menge aromatischer Stoffe und/oder ein breiteres Spektrum von aromatischen Stoffen adsorbiert wird.
Es wurde ferner festgestellt, dass diese Ölkomponente einen nützlichen Zweck erfüllen kann, wenn ein gemäss der Erfindung erzeugtes aromatisiertes gepulvertes Lebensmittelmaterial in Glasbehältern verpackt wird, indem selbst kleinste Mengen von in dem verpackten Produkt enthaltenem Öl die feinen Materialpartikel daran hindern, an der Innenseite des Glasbehälters anzuhaften, was möglicherweise einen unansehnlichen Eindruck erwecken könnte.
Der Feuchtigkeitsgehalt des als Ausgangsmaterial verwendeten gerösteten Kaffeematerials sollte unter etwa 7% liegen, um Schwierigkeiten bezüglich der Beständigkeit der fixierten Aromastoffe zu vermeiden, insbesondere während der Zeitspanne, die dem Vermischen des aromatragenden Adsorbens mit aromaarmem Kaffeeprodukt vorangeht. Nach erfolgter Vermischung wandert die überschüssige Feuchtigkeit, die gegebenenfalls im aromatragenden Adsorbens enthalten ist, in das aromaarme Produkt ab, welches vorgängig bis zur Erzielung eines stabilen Feuchtigkeitsgehaltes getrocknet worden ist. Da das aromatisierte Adsorbens in einer Menge von weniger als etwa 2% des Gewichtes des aromaarmen Materials zugesetzt werden kann, kann die Gesamtmenge der übertragenen Feuchtigkeit als unbedeutend bezeichnet werden.
Die Erfindung ist in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen eingehender erläutert.
Beispiel 1 : 300 g gerösteter und auf eine Teilchengrösse unter 200 um gemahlener Kaffee wur-
EMI4.1
einen Maximaldruck von etwa 62,2 bar zu erzeugen. Unter Verwendung einer Hochdruckrohrverbindung wurden die beiden Parr-Bomben dann während 3 h bei Raumtemperatur gehalten. Die den gerösteten und gemahlenen Kaffee enthaltende Bombe wurde abgesondert und dann während 10 h auf etwa -70C gehalten. Anschliessend wurde die Bombe entgast und auf 0 C erwärmt. Der auf diese Weise erhaltene aromatisierte geröstete und gemahlene Kaffee wies ein intensives Aroma von frisch geröstetem Kaffee auf und wurde mit einem trockenen aromaarmen löslichen Kaffee in einer Menge von 1, 5 Gew.-%, bezogen auf den aromaarmen Kaffee, vermischt. Diese Mischung wurde in einem dichten Behälter verpackt.
Beispiel 2 : Verbrauchter Kaffeesatz mit einer Teilchengrösse unter 200 um wurde getrocknet, bis er einen Feuchtigkeitsgehalt von 7 Gew.-% aufwies. 300 g des Kaffeesatzes wurden in eine Parr-Bombe von 2 l Inhalt, welche eine Bodenschicht von 200 g Mahlgasgefrierkondensat und eine darüber angeordnete Lage von Papiertuch enthielt, eingefüllt. Die Bombe wurde dann verschlossen und auf Raumtemperatur erwärmt (etwa 59 bar). Nach 3 h wurde die Bombe mittels Trockeneis gekühlt, um den Innendruck auf den atmosphärischen Druck zu reduzieren. Die Bombe wurde dann in ein Eisbad eingestellt, auf 0 C erwärmt und entgast. Der aromatisierte Kaffeesatz wurde dann in einer Menge von 0, 5% mit löslichem Kaffeepulver gemischt.
Nach Lagerung unter inerten Bedingungen zeichnete sich das erhaltene Produkt durch ein ausgeprägtes und angenehmes kaffeeähnliches Aroma aus.
Beispiel 3 : Dunkelgeröstete kolumbianische Kaffeebohnen wurden einer Kryopulverisierung unter Verwendung von flüssigem Stickstoff als kryogene Flüssigkeit unterworfen. Die gemahlenen Partikel, welche eine mittlere Teilchengrösse von 125 pm aufwiesen, wurden in einer trockenen Atmosphäre gehalten. Die Partikel wurden dann mit Kaffeemahlgas-Gefrierkondensat im Masseverhältnis von 1, 2 : 1 gut gemischt. Die Mischung wurde dann in ein vorgekühltes Gefäss, das eine nadellochartige Gasablassöffnung aufwies, verbracht und über Nacht bei-8 C gelagert. Die aromatisierten Partikel wurden dann in einer Menge von 0,2 Gew.-% mit sprühgetrocknetem Kaffeeagglomerat vermischt.
Die Mischung wurde in einer inerten Atmosphäre in Glasbehälter verpackt. Nach längerem Lagern wiesen die Behälter ein angenehmes Leerraumaroma auf.