DD291919A5

DD291919A5 - Verfahren zur qualitaetsverbesserung von geroestetem bohnenkaffee und daraus gewonnenen extraktstoffen

Info

Publication number: DD291919A5
Application number: DD33780690A
Authority: DD
Inventors: Hans-Peter Kruse; Gerhard Mieth; Juergen Kroll; Regina Kroeck
Original assignee: Adw,Zentralinstitut Fuer Ernaehrung,De
Priority date: 1990-02-13
Filing date: 1990-02-13
Publication date: 1991-07-18

Abstract

Gegenstand des erfindungsgemaeszen Verfahrens ist die Qualitaetsverbesserung von geroestetem Bohnenkaffee und daraus gewonnenen Extraktstoffen. Es handelt sich dabei um die Veredlung weniger hochwertiger Kaffeesorten hinsichtlich Sensorik und Bekoemmlichkeit. Vorzerkleinerte und geroestete Kaffeebohnen werden unter Zusatz von geringen Mengen Qualitaetsregulatoren einer mechanolytischen Behandlung durch Schwingmahlung unterworfen. Als Zusatzstoffe fungieren vorzugsweise hydrothermisch aufgeschlossene und geschaelte Leguminosensamen.{Bohnenkaffee; Kaffee-Extrakt; mechanolytische Zerkleinerung; Robustakaffeeveredlung; Qualitaetsverbesserung}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätsverbesserung von geröstetem Bohnenkaffee und daraus gewonnenen Extraktstoffen. Bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Veredlung weniger hochwertiger Kaffeesorten hinsichtlich sensorischer Merkmale und ihrer Bekömmlichkeit.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Im Patent- wie auch wissenschaftlichen Schrifttum finden sich zahlreiche Angaben über neue Verfahrensprinzipien der Qüalitätsaufwertung von Bohnenkaffee, das betrifft zum einen die Höherveredlung minderwertiger Sorten, zum anderen die sensorische Verbesserung solcher Produkte, die nach modernen Technologien einer Kurzzeiiröstung resultieren. Ein^n breiten Raum nehmen daneben Verfahrens Varianten ein, die eine Entkoffeinisierung oder Eliminierung von Reizstoffen beabsichtigen. Erstgenannte Problemstellung beinhalten beispielsweise die Patentschriften üE-OS 3130346 und DD-PS 264142, wonach eine Aromaintensivierung bzw. eine Verschiebung des Aromaprofils durch nasse oder trockene mechanische Feinstzerkleinerung auf Teilchengrößen < 100 μιτι, der sich eine Fraktionierung durch Windsichtung und/oder Extraktion anschließt. Die solchermaßen gewonnene Grundsubstanz ist Basis für die Herstellung von türkischem Kaffee oder Cappuccinogetränken. Weitere diesbezügliche Patentanmeldungen beziehen sich auf die Behandlung von Kaffee mit spezifischen Zusatzstoffen, wie Kohlenhydraten, Mineralsalzen oder Genußsäuren.

Letztgenannte Problemlösungen basieren u.a. auf einer Bindung von Koffein oder Phenolsäure an bestimmte Zusatzstoffe, wie Chitosane oder Kaffeesäure unter Bildung unlöslicher Komplexe., die bei der Herstellung von Instant-Kaffee separativ abtrennbar sind.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines ökonomischen Verfahrens zur Qualitätsverbesserung von Röstkaffee, vorzugsweise aus weniger hochwertigen Robusta-Sorten. Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, Verfahrensbedingungen einer effektiven Behandlung von gerösteten Kaffeebohnen mit einseitigem Aromaprofil sowie hohem Koffeingehalt im Hinblick auf eine Aromaharmonisierung und/oder-intensiviarung bei gleichzeitiger Erhöhung der allgemeinen Bekömmlichkeit und Magenverträglichkeit aufzuzeigen.

Darlegung dos Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß erfolgt die sensorische und physiologische Qualitätsverbesserung von Bohnenkaffee und daraus gewonnenen Extraktstoffen, vorzugsweise aus weniger hochwertigen Robusta-Sorten, durch mechanolytische Behandlung, vorzugsweise Schwingmahlung, über 0,5 bis 5h, vorzugsweise 1 bis 2h, von gerösteten vorzerkleinerten Kaffeebohnen auf Teilchengröße von 100 bis 400μιη, vorzugsweise 150 bis 250μ, unter Zusatz von Qualitätsregulatoren in Form von Leguminosensamen, vorzugsweise hydrothermisch aufgeschlossenen und geschälten, gegebenenfalls auch partiell entfetteten Ackerbohnen und Sojabohnen in Mengen von 2 bis 20, vorzugsweise 5 bis 10%.

Wie nämlich überraschenderweise gefunden wurde, führt eine derartige Behandlung nicht nur zu einer Intensivierung, sondern auch einer Harmonisierung des sensorischen Gesamteindruckes in Richtung einer Betonung dßs Qualitätsparameters „feine Säure" zu Lasten der unerwünschten „dumpfen Säure", wobei außerdem eine Abschwächung der Bitternote charakteristisch ist. Das Ausmaß der Verschiebung des Aromaprofils infolge einer gegenläufigen Freisetzung und Bindung qualitätsbestimmender Komponenten hängt dabei sowohl von den Mahl- und Röstbedingungen der Rohstoffe, als auch der Art und Konzentration der Zusatzstoffe ab.

Wie weiterhin gefunden wurde, ermöglicht die erfindungsgemäße Behandlung gleichfalls eine mehr odor weniger deutliche Reduzierung des Gehaltes an Koffein und freien Phenolsäuren durch Bildung unlöslicher Komplexo mit der Biopoivmerenmatrix, wodurch eine weitere Erhöhung der Bekömmlichkeit erzielt wird.

Verfahrensvarianten im Rahmen der Erfindung, die eine zusätzliche Qualitätsbeeinflussung ermöglichen, betreffen die gemeinsame oder separate Röstung der Roh- und Zusatzstoffe bei einem einheitlichen oder unterschiedlichen Röstregime, wobei die erfinderische Lösung die schonende Isolierung und Konzentrierung wäßriger Extraktstoffe aus den gerösteten mechanolytisch behandelten Roh- und Zusatzstoffen einschließt.

Schließlich wurde gefunden, daß sich die erfindungsgemäße Lösung auch auf qualitätsgemindertti Arabica-Sorten mit geringer Aromaintensität und/oder einseitig im Aromaprofil anwenden läßt, so daß sich ihrer Anwendungsgebiet nicht nur auf Robusta-Sorten beschränkt.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die vier Tabellen zur Untersuchung beinhalten, näher erläutert.

Ausfiihrungsbeisr' a

Beispiel 1

Gemäß dem Kurzzeittrommelröstverfahren geröstete Kaffeebohnen (Coffea canephora, Provenienz Laos) werden nach Vorzerkleinerung (Schlagkreuzmühle) gemeinsam mit geschälten, in gleicher Weise separat gerösteten (4min bei 24O⁰C), vorzerkleinerten (Schlagkreuzmühle) Ackerbohnen (Mischung aus 90 Teilen vorzerkleinerten Kaffeebohnen und 10 Teilen vorzerkleinerten Ackerbohnen) in einer Schwingmühle „Vibrüiiom,, (Siebtechnik GmbH, Mühheim/Rohr) bei einem Füllverhältnis (Gowichtsverhältnis zwischen Mahlgut und Mahlkörper) von 3%, «inern Füllgrac (Verhältnis zwischen Schüttvolumen der Kugeln und dem Gesamtvolumen des Mahlbehälters} von 70 %, bei einer Amplitude von 2,0mm und einer Winkelgeschwindigkeit von 1420 U/min in Gegenwart von Porzellankugeln mit einem Durchmesser von 10mm a) 0,5 h; b) 1 h; c) 2h; d)5h; e) 10h; f) 20h behandelt (mechanolysiert).

Jeweils aus einem Teil der resultierenden Mischungen werden durch Aufgießen von kochendem Wasser (gemäß Rezeptur 6,5 g Mischung und 150ml Wasser) Kaffeegetränke bereitet und unter Verwendung einer üblicherwei? zubereitetem Kaffeeprobe (Standard) der gleichen Röstcharge (nach Zerkleinerung der gerösteten Kaffeebohnen in einer Schlagkreuzmühle durch Aufgießen von kochendem Wasser gemäß angegebener Rezeptur) vergleichsweise sensorisch beurteilt. Darüber hinaus wurden die trocken mechanolysierten Proben hinsichtlich ihres Zerkleinerungsspektrums sowie des Koffeingehaltes analysiert.

Ergebnis	Unterschied zum Abweichung"
	Standard
a) Sensorische Beurteilung (Differenztest)-Tabelle 1 -	ja +
Mechanolysezeit	ja +
(Stunden)	ja
0,5	ja
1,0	ja
2,0	ja
5,0
10,0
20,0
1 + = Verbesserung.
- = Verschlechterung.

Durch eine unter den beschriebenen Bedingungen durchgeführten kurzzeitigen Mechanolyse (0,5 und 1,0 Stunde) einer Mischung aus vorher separat gerösteten und vorzerkleinerten Kaffeebohnen und Ackerbohnen resultiert eine Verbesserung des sensorischen Ggsamteindrucks des daraus bereiteten Kaffeegetränks. Es tritt eine Harmonisierung der „Sauer"-Note ein, wobei es zu einer für Hochlandsorten typischen Ausprägung einer „feinen" Kaffeesäure kommt. Gleichzeitig wird eine deutliche Verminderung des „metallischen" Bittergeschmacks erzielt. Mit Verlängerung der Mechanolysezeit (2,5 und 10 Stunden) der Mischung wird eine weitere Qualitätsveränderung der daraus zubereiteten Getränke festgestellt, die sich jedoch in einer zunehmenden „Leere" oder „Flachheit" des Kaffeearomas ausdrückt.

b) Zerkleinerungsspektrumsiehe-Tabello2-Teilchengrößenverteilung in Abhängigkeit von der Mechanolysezeit

Mechanolysezeit Teilchengrößenverteilung (%)

(h) >1000pm <1000pm <630pm <500pm <400pm <200pm <125pm <100μηι <50μηι

Kontrolle"	3,7	7,4	18,5	11.1	48,1	11,1	-	-
0,5	13,8	1,7	6,9	8,6	55,2	13,8	-	-
5,0	11,5	1.8	6,7	2,4	46,7	21,8	3,6	3,6
10,0	5,5	2,8	2,8	5,5	19,4	36,1	16,7	11,1
20,0	2,6			5,1	3,2	54,6	2,3	29,1

1 Zerkleinert in einer Schlagkreuzmühle.

	Kontrolle	Mechanolysezeit"	5	10	20	-3- 291919	10
c) Koffeingehalt-Tabelle 3-		(Stunden)
		0,5	3·,4	29,8	30,2	Mechanolysezeit²¹	24,5
						(Stunden)
	29,6	28,3	4,2	4,6	• 4,4	0,5	4,6
Gesamtextraktstoffe			1,3	1,4	1,3		1,1
(%i.T.)	6,0	4,9				25,2
Koffein (%i. T.)	1,8	1,4	70,4	76,6	72,6		76,6
im Extrakt			74,6	76,8	74,6	4,6	63,8
gesamt·	100	81,1				1,1
Koffeinreduzierung	100	78,0
Extraktbezug				73,9
Rohstoffbezug				61,6

1 Geröstete, vorzerkleinerte Kaffeeprobe (Standard) ohne Zusatz mechanolysiert.

2 Geröstete Mischung (90 Teile vorzerkleinerte Kaffeebohne und 10 Teile vorzerkleinerie Ackerbohne) mechanolysiert.

Beispiel 2

Eine Mischung aus 90 Teilen Kaffeebohnen und 10 Teilen geschälten, entfetteten Sojabohnen wird gemeinsam einem Röstprozeß (Trommelröstung, 3 min 22O⁰C) unterworfen, danach vorzerkleinert (Schlagkreuzmühle) und unter den im Beispiel 1 angegebenen Bedingungen behandelt (mechanolysiert).

Die sensorische Prüfung der anfallenden Muster im Vergleich zum Standard ergibt im Urteil der Fachleute wiederum eine eindeutige Bevorzugung der kurzzeitmechanolysierten (0,5h; 1 h) Proben.

Die hervorzuhebenden sensorischen Merkmale der zubereiteten Kaffeegetränke aus dieser Mischung entsprechen denen aus Beispiel 1. Auch hier ist durch die Mechanolyse von gerösteten, vorzerkleinerten Kaffeebohnen in Gegenwart von gerösteten, vorzerkleinerten Sojabohnen eine Verringerung des Koffeingehaltes der Mischung feststellbar (Tab. 4).

Koffeingehalt - Tabelle 4 -

	Kontrolle	Mechanolysezeit	10
		(Stunden)
		0,5	26,6
Gesamtextraktstoffe
(%i.t.)	29,6	26,3	4,3
Koffein (%i. T.)			1,2
im Extrakt	6,0	4,3
gesamt	1,8	1,1
Koffeinreduzierung			72,1
(% rel.)			65,5
Extraktbezug	100	70,8
Rohstoffbezug	100	63,3

Claims

1. Verfahren zur Qualitätsverbesserung von geröstetem Bohnenkaffee und daraus gewonnenen Extraktstoffen, vorzugsweise der Sorte Robusta, dadurch gekennzeichnet, daß vorzerkleinerte und geröstete Kaffeebohnen einer mechanolytischen Behandlung durch Schwingmahlung bis auf Korngrößen im Bereich von 100 bis 400 μηη, vorzugsweise 150 bis 250 μπι, unter Zusatz von Qualitätsregulatoren auf der Basis von Leguminosensamen, vorzugsweise hydrothermisch aufgeschlossenen und geschälten, gegebenenfalls auch partiell entfetteten Acker- und Sojabohnen, in Mengen von 2 bis 20%, vorzugsweise 5 bis 10%, unterzogen wurden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Roh- und Zusatzstoffe einem gemeinsamen oder separaten Röstprozeß unterworfen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Roh- und Zusatzstoffe einem unterschiedlichen Röstregime unterworfen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus den gerösteten und mechanolytisch behandelten Roh- und Zusatzstoffen mittels wäßriger Medien Extraktstoffe extrahiert und durch schonende Trocknung konzentriert werden.