具体实施方式
本发明的无咖啡因咖啡(也称为脱咖啡因咖啡豆(Decaffeinated CoffeeBeans))是指进行了脱咖啡因处理的咖啡,不在乎是豆(生豆、烘焙豆)、提取液(包含浓缩液)、速溶咖啡(粉末咖啡)等的形态。与速溶咖啡、罐咖啡相比,咖啡的风味更注重普通咖啡的风味,即使用滤纸冲泡、虹吸式咖啡壶、咖啡机等的器具直接从咖啡豆中提取的咖啡的风味,作为本发明的优选方式,可例举无咖啡因的咖啡豆(以下称为无咖啡因咖啡豆)的形态。
(无咖啡因咖啡豆)
以下,对作为本发明的优选方式的无咖啡因咖啡豆的制造方法进行详细叙述,但不限定于此。
作为成为增强风味的对象的无咖啡因咖啡豆的制造方法,可使用从精制后的咖啡生豆中去除咖啡因的脱咖啡因法和制备从最初开始即不含咖啡因的无咖啡因·咖啡树的方法中的任一种,从制造的容易度来看,优选使用将生豆浸入有机溶剂·水·超临界流体化的二氧化碳等溶剂中选择性地提取咖啡因的脱咖啡因法。无咖啡因咖啡豆的种类无特别限制,可使用阿拉比卡种、罗巴斯达种等的任一种,咖啡的产地(巴西、危地马拉、哥伦比亚、洪都拉斯、哥斯达黎加、坦桑尼亚、肯尼亚、印度尼西亚、越南等)也无限制。
本发明的无咖啡因咖啡豆可通过在上述无咖啡因咖啡豆中混合异戊酸乙酯或含有异戊酸乙酯的咖啡豆来制造。具体地说,可例示在无咖啡因咖啡豆的制造过程中(例如脱咖啡因工序)及/或制造后,将异戊酸乙酯喷雾或添加而混合在咖啡豆中的方法、在无咖啡因咖啡豆中配合含有异戊酸乙酯的咖啡豆的方法等。
异戊酸乙酯(Ethyl Isovalerate)(别名也表示为:3-甲基丁酸乙酯(Butanoic acid 3-methyl-ethyl ester)、3-甲基丁酸乙酯(Butyric acid3-methyl-ethyl ester)、异戊酸乙酯(Isovaleric acid ethyl ester))是下式(I)表示的化合物,
是存在于菠萝、草莓、柑橘类等果实中的化合物。作为添加的异戊酸乙酯,可直接使用从上述含有异戊酸乙酯的植物中用包括公知方法在内的任意方法提取的含有异戊酸乙酯的植物提取物,也可使用将该提取物中的异戊酸乙酯浓缩或精制后得到的异戊酸乙酯的浓缩物或精制物。但是,因将果实提取物直接添加到咖啡豆中,将其咖啡烘焙豆用热水等提取而得到咖啡饮料时,有时果实的风味会影响咖啡饮料,所以,将异戊酸乙酯作为果实提取物使用时,优选使用异戊酸乙酯的浓缩物或精制物、或使用合成品。
将异戊酸乙酯在无咖啡因咖啡豆的制造过程中(例如脱咖啡因工序)及/或制造后添加时,咖啡豆总量中异戊酸乙酯以重量标准添加,使其添加量为1ppb以上,优选为2ppb以上,更优选为5ppb以上,特别优选为10ppb以上。异戊酸乙酯的添加量越多,增强咖啡的味道和香味的作用也越高,所以,其上限实质上不存在,但从使味道和香味接近未进行脱咖啡因处理的咖啡(通常的咖啡)的观点来看,为100ppb以下,优选为50ppb以下,更优选为30ppb以下的程度。在得到无咖啡因咖啡的烘焙豆的情况下,可在无咖啡因咖啡豆(生豆)中添加异戊酸乙酯后进行烘焙,也可在无咖啡因咖啡的烘焙豆中添加异戊酸乙酯,使其达到上述规定浓度而制造。烘焙的程度进行到L值为17~25,优选为18~22左右。在L值低于17的烘焙中,由于存在伴随烘焙而生成的环状二肽等,所以有时会抑制作为本发明的有效成分的异戊酸乙酯的效果。
本发明者确认出异戊酸乙酯是在通常咖啡生豆、咖啡烘焙豆中不含有的成分,但可通过实施发酵处理而特异性生成,可得到含有异戊酸乙酯的咖啡生豆及其烘焙豆。在此,实施了发酵处理的咖啡豆(以后称为“发酵咖啡豆”)是指对收获的咖啡果实实施基于利用微生物作用的某种发酵的加工而得到的咖啡豆,是含有可用以下方法检测出浓度的异戊酸乙酯的咖啡豆(包括烘焙咖啡豆)。
(咖啡豆中的异戊酸乙酯的检测方法)
首先,将5g咖啡生豆进行中度研磨粉碎后,加入蒸馏水50ml进行水蒸气蒸馏,得到镏液100ml,将该镏液加入分液漏斗,加入氯化钠25g和二乙醚50ml,振荡20分钟。回收二乙醚层,仅将水层加入分液漏斗,再次加入二乙醚50ml,振荡20分钟后,仅回收二乙醚层。将所得到的二乙醚层共计100ml重新倒回分液漏斗,用蒸馏水50ml预洗分液漏斗后,仅回收二乙醚层,加入硫酸钠30g进行脱水,通过KD(Kuderna-Danish)浓缩法浓缩至1ml后,导入气相色谱质谱联用仪(GC-MS)内检测异戊酸乙酯。气相色谱质谱联用仪(GC-MS)条件如下所述。
<气相色谱质谱联用仪(GC-MS)条件>
■装置:Agilent公司制6890N(GC)+5973inert(MS)
■色谱柱:GERSTEL公司制MACH HP-INNOWAX(10m*0.20mm*0.20μm)
■柱温:40℃(3min)-50℃/min-250℃(10min)
■载气:He
■进样口温度:250℃
■传输线:250℃
■离子源温度:230℃
■扫描参数(Scan Parameter):m/z=35~350
■SIM参数(SIM Parameter):m/z=70,88,102
发酵咖啡豆,例如可利用以下任一种方法得到。
1)使微生物与收获后的咖啡果实接触而发酵后,进行水洗式或非水洗式脱壳(精制)的方法。
2)将收获后的咖啡果实进行日晒或利用机械干燥后,使其接触微生物进行发酵,进行水洗式或非水洗式脱壳(精制)的方法。
3)将收获后的咖啡果实进行日晒干燥的同时进行微生物发酵、脱壳(精制)的方法。
4)将收获的咖啡果实放入果肉去除机内去除果肉后,放入水槽内去除附着在内果皮(parchment)上的粘液,同时添加可分解成分进行微生物发酵,然后进行日晒或利用机械进行干燥脱壳的方法。
与微生物的接触可通过人工添加来进行,也可利用附着在果实表面等上的微生物来进行。人工与微生物接触时,作为该微生物,可列举葡萄酒发酵用酵母(例如酵母属(Saccharomyces)酿酒酵母种(Cerevisiae)的Lalvin L2323株(SCETI公司)、CK S102株(Bio Springer公司)、酵母属(Saccharomyces)的贝酵母种(bayanus)的酵母等)、啤酒发酵用酵母、面包用发酵酵母等酵母、乳杆菌属(Lactobacillus)、片球菌属(Pediococcus)、酒球菌属(Oenococcus)等的乳酸菌、清酒用曲霉菌、烧酒用曲霉菌、豆酱用曲霉等的曲霉(曲霉菌)、属于地霉属(Geotrichum)的微生物(半知菌亚门真菌)等。作为属于地霉属的微生物,可例示白地霉(Geotrichum candidum)、Geotrichum rectangulatum、克氏地霉(Geotrichum klebahnii)、地霉菌(Geotrichum sp.),特别优选地霉菌(Geotrichum sp.)SAM2421(国际保藏号:FERM BP-10300)(该微生物为在独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心(日本国茨城县筑波市东1丁目1番地1中央第6)于2005年3月22日受托)或其突变株。这些属于地霉属的微生物可从咖啡果实中分离得到。
与微生物的接触可通过在咖啡果实上喷雾或散布微生物来进行,或者也可在含有微生物的悬浮液中浸渍咖啡果实来进行。发酵条件可根据选择的微生物来适当选择。
如上所述,因为咖啡果实中可存在属于地霉属的微生物、属于酵母属的微生物,因此即使不进行微生物接触等的人工微生物发酵,也可通过控制属于地霉属、属于酵母属的微生物的作用来进行发酵,从而得到发酵咖啡豆。
咖啡果实的产地有也门、巴西等收获时期为旱季、不需担心下雨的地区,和中南美、非洲、亚洲等湿度高,日晒干燥需要时间的地区。在也门、巴西等地,可利用上述1)2)4)等(优选上述1)或2))的方法人工制造发酵咖啡豆,在中南美、非洲、亚洲等地,不仅可人工制造发酵咖啡,还可如上述3)所述,在日晒干燥收获后的果实的同时,利用附着在果实表面的微生物进行发酵,从而制造发酵咖啡豆。但是,本发明中所述的“发酵”,重要的是要控制上述微生物的繁殖条件,以便不产生“腐败”的状态,即不产生硫化物、氨等的恶臭。在上述3)的情况下,为了不引起腐败,重要的是采取以下措施以不产生腐败,在日晒干燥(即进行微生物发酵)时,要使果实垄的厚度为一定值以下(例如10cm以下),刚开始干燥时要铺成薄层(例如5cm以下),随着果实中的水分减少而加厚(例如5~10cm),并定期翻搅果实垄(例如1小时1次左右)等。
发酵咖啡豆除了含有异戊酸乙酯以外,还含有乙酸乙酯及/或乙醇,与异戊酸乙酯相加或协同地增强咖啡的风味,所以,作为异戊酸乙酯,使用含有异戊酸乙酯的发酵咖啡豆为优选方式。
本发明的无咖啡因咖啡豆(烘焙豆)可以进行在无咖啡因咖啡的生豆中混合发酵咖啡豆(生豆)后进行烘焙的混合烘焙(前混合(preblend)),也可以进行将无咖啡因咖啡豆和发酵咖啡豆分别烘焙后进行混合的后混合(afterblend),但因已确认出前混合可更加发挥异戊酸乙酯的风味增强作用且可制造品质稳定的无咖啡因咖啡烘焙豆,所以,特别优选前混合。特别是将在生豆状态下混合的咖啡豆保管一定时间后进行烘焙时,可更加发挥异戊酸乙酯的风味增强作用。即在无咖啡因咖啡的生豆中混合发酵咖啡的生豆得到混合生豆,混合烘焙后得到的烘焙无咖啡因咖啡也为本发明的优选方式的一个例子。在此,发酵咖啡生豆的混合比例为占混合生豆总量中的1~50重量%,优选为3~15重量%,更优选为6~10重量%左右。在该范围内混合时,可实现作为本发明的优选方式的异戊酸乙酯的比例(相对于咖啡豆的总量为1ppb以上,优选为2ppb以上,更优选为5ppb以上,特别优选为10ppb以上,上限为100ppb以下,优选为50ppb以下,更优选为30ppb以下的程度)。将混合生豆混合烘焙、即优选前混合的理由尚不明确,但与后混合相比,认为可保护烘焙工序产生的咖啡的香气成分,可更提高咖啡豆香气的效价。此外,还认为通过进行前混合并保持一定时间,异戊酸乙酯会很好地吸附在多孔质的咖啡豆上,更提高其效果(烘焙香等香气成分的保护、咖啡风味的增强)。在此,进行前混合并保持一定时间,是指密闭容器内保持至少6小时以上,优选为12小时以上,更优选为18小时以上,特别优选为24小时以上。密闭容器除了塑胶、铝袋等容器以外,还包括烘焙滚筒等的工业罐(tank)(具有盖部)。
将保存咖啡生豆称为熟成(也称为aging),也有作为熟成豆流通的情况。但是,已知通过熟成,咖啡豆具有的个性会缓慢形成,特别是为无咖啡因咖啡的情况下,因咖啡豆的香味会消失或减少,所以,通常无咖啡因咖啡不进行熟成。本发明中,通过将发酵咖啡生豆与无咖啡因咖啡的生豆混合接触,使异戊酸乙酯发挥包裹咖啡生豆的香气成分的作用,所以,通过上述保持,不仅不会使咖啡生豆的香味减少,还具有使烘焙后的香味更突出的效果。由该理由可知,无咖啡因咖啡生豆与发酵咖啡生豆的接触(保持)时间只要在不促进氧化的温度(10℃以下,优选为5℃以下),实质上无上限。本发明者将在冰箱(5℃)内保存1个月及2个月的混合生豆进行烘焙并确认其风味时,确认出其为无咖啡因咖啡豆原本的香味和风味突出的烘焙咖啡豆,其提取液的香气效价高,风味浓郁。
在前混合、后混合的任一方法中,发酵咖啡豆烘焙以用色差计测定烘焙度而得到的L值为指标,使L值为16~30,优选为18~22左右来进行烘焙即可。L值为16以下的烘焙由于存在伴随烘焙而生成的环状二肽等,所以有时会抑制作为本发明的有效成分的异戊酸乙酯的效果。另外,本说明书中所述的L值是烘焙程度的指标。L值的测定为将烘焙咖啡豆的50%粉碎成粒径0.8~1.2mm,将0.5mm以下的粒径的量调整到5%以下,2mm以上的粒径的量调整到5%以下,适当去除皮壳,将粉碎豆放入比色皿,充分轻敲后,用分光色差计测定。作为分光色差计可使用日本电色工业株式会社制SE-2000等。
另外,与异戊酸乙酯相加或协同地增强咖啡风味的乙酸乙酯及/或乙醇的含量相对于无咖啡因咖啡豆(烘焙豆)总量,乙酸乙酯含量以重量标准计为3ppm以上,优选为5ppm以上,更优选为10ppm以上,乙醇含量以重量标准计为10ppm以上,优选为30ppm以上,更优选为50ppm以上。
在此,乙酸乙酯及乙醇含量为如下值,即在不粉碎发酵烘焙咖啡豆的情况下以原来的形状放入气相色谱仪(GC)用样品管中,对顶空气体进行成分分析而得到的值,气相色谱仪(GC)的分析条件如下。
(气相色谱(GC)分析条件)
·装置:Agilent 7694 HeadspaceSampler(Agilent Technologies公司制)Agilent 6890 GC System(Agilent Technologies公司制)
·色谱柱:HP-INNOWAX(60mm×内径0.25mm×膜压0.25μm)
·温度:在40℃保持4分钟,以3℃/分钟升温至220℃,在230℃保持30分钟
·检测器:MSD,FID
本发明以将异戊酸乙酯配合在无咖啡因咖啡中为特征。如前所述,因在咖啡豆总量中配合以重量标准计为1ppb以上的异戊酸乙酯时,可得到本发明的风味增强作用,所以,无论是生豆、烘焙豆,均要使异戊酸乙酯的比例在上述范围内来配合发酵咖啡豆。发酵咖啡豆的配合比例,通常相对于咖啡豆的总量为1~10重量%左右。
本发明的无咖啡因咖啡豆具体地说可如下确认,在使咖啡因相对于咖啡豆的总量为0.2重量%以下(优选为0.18重量%以下,更优选为0.16重量%以下)的比例来去除咖啡因的咖啡烘焙豆中,可得到具有与去除咖啡因前的咖啡豆同等以上的味道和香味的咖啡提取液。在此,咖啡因可用例如实施例中记载的HPLC法等测定。
(无咖啡因咖啡(除豆以外))
本发明的无咖啡因咖啡,其提取液形态的咖啡通过将上述含有异戊酸乙酯的无咖啡因咖啡豆烘焙、粉碎、提取而得到。此外,可通过从经过烘焙的无咖啡因咖啡豆中得到提取液并在其中添加异戊酸乙酯而得到,或分别得到经过烘焙的无咖啡因咖啡豆的提取液和发酵咖啡烘焙豆的提取液后将其混合等的方法得到。
提取液中的异戊酸乙酯的比例如下,作为咖啡饮料饮用时,使在饮料中配合的异戊酸乙酯以重量标准计为0.1ppb~10ppb,优选为0.15ppb~5ppb,更优选为0.2ppb~2ppb。换算成单位咖啡提取液中的固体成分的量时,相对于咖啡固体成分1,异戊酸乙酯为5ppb~1ppm,优选为10ppb~600ppb左右。通过为上述范围内,可得到无咖啡因咖啡饮料中的风味增强作用。
另外,本发明的无咖啡因咖啡为速溶咖啡的情况下,也可通过以与提取液同样的比例添加异戊酸乙酯,将其喷雾干燥等来制造。
实施例2 无咖啡因咖啡豆的制造(1)
作为成为风味增强的对象的咖啡豆,使用巴西产阿拉比卡种的咖啡豆。将该咖啡生豆使用水处理,进行脱咖啡因处理,使生豆中的咖啡因含量从1.42%降低至0.04%。将该脱咖啡因处理后的生豆和实施例1制造的发酵咖啡豆(生豆)以表1所示的比例混合后,使用水平(横)滚筒式烘焙机(热风式),以中深度烘焙(L值:19.5)进行烘焙处理。将所得到的烘焙咖啡豆(无咖啡因咖啡豆)的香味进行感官评价,同时测定烘焙咖啡豆(混合豆)中的异戊酸乙酯含量及咖啡因含量。异戊酸乙酯含量及咖啡因含量通过以下方法测定。
(异戊酸乙酯的测定方法)
将烘焙咖啡豆进行中度研磨粉碎后,用约10倍质量的沸水进行提取、过滤得到提取液。将在所得到的提取液50mL中添加5滴硅胶的提取液加温至60℃,吹入氮气,使其在吸附管(Tenax GR 35/60)上吸附20分钟后,加热导入气相色谱质谱联用仪(GC-MS)进行测定。HS条件、加热脱附条件及气相色谱质谱联用仪(GC-MS)条件如下。
<HS条件※顶空法(吹扫与捕集法)>
■吸附剂 :Tenax-GR 35/60
■吹扫气体流量 :100mL/min
■吹扫时间 :20min
■试样量 :50mL
■硅胶添加量:用蒸馏水将消泡硅胶稀释至25倍的液体5滴
<加热脱附条件>
■装置:GERSTEL公司制Thermo Desorption System(TDS)
<气相色谱质谱联用仪(GC-MS)条件>
■装置 :Agilent公司制6890N(GC)+5973inert(MS)
■色谱柱 :GERSTEL公司制MACH HP-INNOWAX(10m*0.20mm*0.20μm)
■柱温 :40℃(3min)-50℃/min-250℃(10min)
■载气 :He
■扫描参数(Scan Parameter):m/z=35~350
■SIM参数(SIM Parameter):m/z=70,88,102
(咖啡因的测定方法)
将烘焙咖啡豆进行中度研磨粉碎后,用约10倍质量的沸水进行提取、过滤,得到提取液。将所得到的提取液用流动相A稀释(w/w)10倍后,用膜滤器(ADVANTEC制Cellulose Acetate 0.45μm)过滤,注入HPLC中进行定量。HPLC的测定条件如下。
<HPLC测定条件>
■色谱柱:TSK-gel ODS-80TsQA(4.6mmφx150mm、东曹株式会社)
■流动相:A:水:三氟乙酸=1000:0.5
B:乙腈:三氟乙酸=1000:0.5
■流速:1.0ml/min
■柱温:40℃
■梯度条件;从分析开始到5分钟后A液保持100%、
从5分钟到10分钟B液7.5%、
从10分钟到20分钟B液10.5%、
从20分钟到32分钟B液保持10.5%、
从32分钟到45分钟B液26.3%、
从45分钟到46分钟B液75.0%、
从46分钟到51分钟B液保持75.0%、
从51分钟到52分钟B液0%
从52分钟到58分钟B液保持0%、
■进样量:5.0Ml
■检测波长:咖啡因(280nm)
■保留时间:19.3分钟
■标准物质:咖啡因(无水)(Nacalai Tesque株式会社)
此外,从各个烘焙咖啡豆中得到咖啡提取液,进行杯测。咖啡提取液用市售的咖啡磨(商品名“BONMAC”、型号“BM570N”)中度研磨(将咖啡磨的刻度调到“中”进行粉碎)后,在5g粉碎咖啡粉(粉末咖啡)中使用65g沸水根据通常方法提取。
结果如表1所示。与不含有异戊酸乙酯的无咖啡因咖啡(非发酵咖啡豆100%w/w)相比,含有异戊酸乙酯的混合咖啡豆、即配合了发酵处理咖啡豆的混合咖啡豆随着异戊酸乙酯的含量增高,咖啡原本的味道(浓醇、质感)及香味(咖啡风味)得到了增强。与未进行脱咖啡因处理的咖啡(通常的咖啡)相比,相对于咖啡豆总量配合10ppb以上异戊酸乙酯时,咖啡豆的香味比通常的咖啡强,咖啡提取液的味道和香味(浓醇·质感·风味的强度)为通常咖啡的同等以上。
[表1]