DE1692234B - Verfahren zur Verminderung des Gehalts an schädlichen Stoffen in Kaffeebohnen - Google Patents

Description

dem Rösten entfernt werden. Bei diesem Verfahren bleibt der Coffeingehalt des Kaffees weitestgehend erhalten.

Gegenüber den bisher bekannten Verfahren hat sich auch gezeigt, daß sich durch das Abtragen der Cutikula und der Randzellen des Endosperms auch die Rösteigenschaften des Kaffees vorteilhaft beeinflussen lassen hinsichtlich der Röstzeit, der Rösttemperatur sowie in bezug auf eine Vergrößerung des Röstkaffeevolumens. Besondere Bedeutung gewinnt dabei die Verringerung der Rösttemperatur, da der Röstprozeß in einem Temperaturbereich stattfinden kann, der nicht zur Bildungcancerogenerpolycyclischer Kohlenwasserstoffe führt. Auch werden auffallende Verschiebungen hinsichtlich einer längeren Lagerfähigkeit der Bohnen festgestellt.

Durch den Umfang der Abtragung der äußeren Rand- und Parenchym-Zellen lassen sich gewünschte Eigenschaften in der einen oder anderen Richtung beeinflussen.

Es wurde erkannt, daß es von besonderem Vorteil ist, wenn nach dem Entfernen der Silberhaut 1 bis 12 Gewichtsanteile des Endosperms durch mechanische oder chemische Behandlung abgetragen werden. Die mechanische Behandlung kann durch Schleifen erfolgen.

Die chemische Behandlung erfolgt unter Verwendung eines zelluloselösenden Mittels, wie beispielsweise Natronlauge, Kupferoxydammoniak, Mineralsäuren sowie auch organischer Säuren. Durch eine derartige Behandlung läßt es sich genau steuern, in welchem Umfang eine gleichmäßige Abtragung der Cutikula und der Parenchym-Zellen stattfindet.

Darüber hinaus besteht nach der Erfindung die Möglichkeit, die beiden vorgenannten Verfahrensweisen miteinander zu kombinieren und die Cutikula sowie zumindest die äußere Schicht der Parenchym-Zellen durch Schleifen unter zusätzlicher Verwendung chemischer Mittel, wie z. B. zelluloselösender Natronlauge, Kupferoxydammoniak, Mineralsäuren sowie auch organischer Säuren, zu entfernen.

Als Ergebnis ausgedehnter Versuche wurde es fernerhin für zweckmäßig gefunden, wenn die Kaffeebohnen unmittelbar vor oder während des Abtragens der Cutikula sowie der Parenchym-Zellen erwärmt werden, denn dadurch wird das Abtragen dieser Zellen sowie der Cutikula noch erleichtert. Ähnlich wirkt es sich aus, wenn die Kaffeebohnen unmittelbar vor oder während des Abtragens der Cutikula und der äußeren Parenchym-Zellen angefeuchtet werden, denn durch das Aufquellen der Bohnen ändern sich die physikalischen Eigenschaften der Bohnen insbesondere der äußeren Parenchym-Zellen.

Nach der Erfindung ist dazu weiterhin vorgesehen, diese beiden Verfahrensarten miteinander dahingehend zu kombinieren, daß die Kaffeebohnen unmittelbar vor oder während des Abtragens der Cutikula und der äußeren Parenchym-Zellen einem feuchten Warmluftstrom ausgesetzt werden.

Nach diesem Verfahren wird ein röstreizstoffarmer, koffeinhaltiger Rohkaffee mit verbesserten Rösteigenschaften hergestellt, aus dem ein extra mildes Kaffeegetränk von hohem Genußwert und besonderer Bekömmlichkeit zubereitet werden kann.

Mit den Substanzen der Cutikula und den am äußeren Rand liegenden Gewebezellen werden in jedem Falle die phenolischen Kaffeewachskomponenten der Cutikula entfernt, deren Analyse nach neuester Forschung ein Gemisch aus Carbonsäure-5-Hydroxy-Tryptamiden (C-5-HT) aufweist. Danach steht auch die Menge der C-5-HT in direktem Verhältnis zur gesamten Menge der wachsartigen Substanzen, so daß die Entfernung der Röstreizstoffe analytisch nachweisbar ist.

Bei einer Versuchsreihe wurde davon ausgegangen, daß die Bekömmlichkeit des nach dem »Thumschen Verfahren« hergestellten Kaffees nicht auf der Beseitigung des Coffeins beruht, sondern daß beim Bürstprozeß, wenn auch nur geringe Mengen, Cutikulasubstanz entfernt werden. Auf Grund der Tatsache des analytischen Nachweises der C-5-HT konnte ermittelt werden, daß trotz intensivster Bearbeitung je nach Kaffeesorte nur 5 bis 25% der Substanzauflagerungen bei diesem Verfahren beseitigt werden konnten.

Ein technischer Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der Gehalt an Carbonsäure-5-hydroxy-tryptamiden wesentlich weiter herabgesetzt wird, nämlich auch auf Werte um 145 ppm, insbesondere dann, wenn außer der Cutikula die äußeren Randzellen des Endosperms (Parenchym-Zellen) mit entfernt werden. Ein weiterer Fortschritt des beanspruchten Verfahrens liegt darin, daß es wesentlich schneller und billiger durchzuführen ist.

Für die Durchführung der vorgenannten Verfahren können verschiedenartige Vorrichtungen zur Anwendung gebracht werden. Als besonders geeignet hat sich eine Trommel gezeigten der rotierende Rührwerkzeuge für die Kaffeebohnen angeordnet sind, welche auf ihren den Kaffeebohnen zugewandten Seiten mit aufgerauhten Reibflächen versehen sind. Durch Drehen dieser Rührwerkzeuge werden die Kaffeebohnen so stark gerieben, daß die Cutikula sowie die darunterliegenden Zellschichten abgelöst werden. Durch die Dauer dieser Behandlung sowie die Umlaufgeschwindigkeit der Werkzeuge kann dieser Prozeß so genau gesteuert werden, daß ein Abtragen von beispielsweise 3,3 Prozent Gewichtsanteilen der Kaffeebohnen herbeigeführt wird. Diese Wirkung wird noch beschleunigt erzielt, wenn die Trommel Trennwände mit aufgerauhten Reibflächen zur Ausbildung von Kammern aufweist, an deren Außenseiten sich die Kaffeebohnen bei einer Rotation der Rührwerkzeuge abreiben, da in einer solchen Vorrichtung der Abrieb nicht ausschließlich unmittelbar durch die Werkzeuge herbeigeführt wird, sondern in einem wesentlichen Umfang gleichzeitig durch die Wände der Trommel. Das gilt besonders dann, wenn die Trommel selber in eine Umlaufbewegung versetzt wird, welche vorzugsweise der Drehrichtung der Werkzeuge entgegengesetzt ist.

Die Abführung der abgeriebenen Kaffeebohnenbestandteile kann bei der beschriebenen Vorrichtung durch öffnungen in dem Trommelmantel erfolgen.

Um die Kaffeebohnen zusätzlich zu der mechanischen Behandlung gleichzeitig auch einer chemischen Behandlung zu unterwerfen, die darauf gerichtet ist, durch zelluloselösende Mittel die Abtragung der äußeren Parenchym-Zellen zu beschleunigen, sieht die Erfindung vor, daß die Rührwerkzeuge auf einer Hohlwelle angeordnet sind, die innerhalb der Trommel mit mindestens einer öffnung für die Einleitung eines chemischen (celluloselösenden) Mittels oder einer Flüssigkeit oder von Luft in die Trommel vorgesehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

5 6

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Trommel zum Ab- die Hohlwelle wird ein Warmluftstrom von etwa 9O⁰C

reiben von Kaffeebohnen und mit relativer Luftfeuchte von 95% etwa 5 bis 10 Mi-

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Anordnung nuten geleitet. Die gesamte Bearbeitungszeit sowie

gemäß Fig. 1. relative Luftfeuchte und Temperatur richten sich nach

Die in der Zeichnung wiedergegebene Vorrichtung 5 den physikalischen Eigenschaften der äußeren Schich-

zum Veredeln von Kaffeebohnen besteht aus einer im ten des Zellgewebes, die je nach Art, Sorte und Alter

Querschnitt vieleckigen Trommel 1, welche drehbar des Kaffees recht unterschiedlich sein können, aber

gelagert ist und einen eigenen, nicht dargestellten An- durch vorheriges Anfeuchten und Aufquellen der

trieb besitzt. Die Trommel ist an ihren beiden Stirn- Bohnen dem Arbeitsprozeß angepaßt werden. Auch

Seiten von jeweils einer Stirnwand 2 bzw. 3 abge- io richtet sich die Bearbeitungszeit nach den angestrebten

schlossen, durch welche eine Hohlwelle 4 verläuft, auf Eigenschaften des Kaffeegetränks oder den angestreb-

der die Rührwerkzeuge 5 angeordnet sind. ten Rösteigenschaften des Rohkaffees.

Der Innenraum der Trommel 1 ist durch mehrere Bei besonders hartem Zellgewebe wird statt des ringförmige und radial ausgerichtete Trennwände 6 Luftstroms Feuchtdampf angewendet, um in einer in Kammern unterteilt. Zwischen den Trennwänden 6 15 Bearbeitungszeit von 5 bis 20 Minuten eine ausreichensind in der zylinderförmigen Wandung der Trommel 1 de Verminderung des Gehalts an wachsartigen Stoffen öffnungen 7 angeordnet, welche der Abführung von zu erreichen. Auch hier ist die Bearbeitungszeit ababgeriebenen Kaffeebohnenbestandteilen dienen. Die hängig von den physikalischen Eigenschaften der beiden Seiten der Trennwände 6 sowie die Innen- äußeren Schichten des Zellgewebes, die durch Anfeuchwandung der Trommel 1 sind mit einem Reibbelag 20 ten und Aufquellen der Bohnen dem Arbeitsprozeß versehen, durch den ein Abreiben der Kaffeebohnen 9 angepaßt werden. Anschließend erfolgt eine Trocknung beschleunigt wird, wenn die Trommel 1 entsprechend im Luftstrom.

dem Pfeil 10 und die Rührwerkzeuge 5 auf der Hohl- Bei einem Einsatz von z. B. zwei Ballen = 120 kg

welle 4 in gegenläufige Drehrichtung versetzt werden. rundbohnigem, zweijährigem Kenia-Rohkaffee beträgt

Die Rührwerkzeuge 5 weisen jeweils an ihrem äuße- as der Abrieb 2,8 bis 3% vom eingesetzten Rohkaffeeren Ende ein Paar von Flügeln 11 auf, welche eben- gewicht. Die Größe des Gehalts an C-5-HT vor dem falls mit dem Reibbelag versehen sind, um den Abrieb Arbeitsprozeß ist ohne Bedeutung und kann z. B. mehr der Kaffeebohnen 9 zu fördern. als 1000 ppm betragen. Nach dem Abrieb von Cuti-

In der Hohlwelle 4 sind im Bereich jeder Kammer kula- und Epidermissubstanz sind auf der sichtbaren

zwischen zwei Trennwänden 6 öffnungen 12 angeord- 30 Oberfläche der Kaffeebohnen keine Restspuren an

net, durch welche den Kaffeebohnen 9 während einer C-5-HT zu finden.

Rotation der Werkzeuge 5 oder auch während ihres Bei der Bearbeitung eines flachbohnigen, einjährigen Stillstehens ein chemisches Mittel zugeführt werden Columbia-Kaffees mit einem Gehalt an C-5-HT über kann, durch welches der Veredelungsprozeß zu be- 1200 ppm werden 3,6 bis 4,5% vom eingesetzten Rohschleunigen ist. Statt dessen kann durch die öffnungen 35 kaffeegewicht als Cutikula- und Epidermissubstanz 12 in der Hohlwelle 4 auch ein feuchter Luftstrom in entfernt. Auch hier sind auf der sichtbaren Kaffeedie Trommel 1 eingeblasen werden, durch den der bohnenoberflache nach der Bearbeitung keine Rest-Veredelungsprozeß gefördert wird. spuren an C-5-HT zu finden.

Praktisch läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren Auf diese Weise wird ein besonders röstreizstoff-

folgendermaßen anwenden: 40 armer, coffeinhaltiger Kaffee hergestellt, aus dem ein

Die zu veredelnden Rohkaffeebohnen werden in die mildes Kaffeegetränk von hohem Genußwert und be-

oben beschriebene Lochtrommel eingebracht. Durch sonderer Bekömmlichkeit zubereitet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Patentansprüche· brennen, Druck im Bereich der Gallenblase, Schlafstörungen und Brechreiz.

1. Verfahren zur Verminderung des Gehaltes an Für lange Zeit wurde als Ursache für die beim schädlichen Stoffen in Kaffeebohnen, dadurch Kaffeegenuß auftretenden Beschwerden das im Kaffee gekennzeichnet, daß nach Entfernen der 5 enthaltene Coffein angesehen. Es wurden deshalb Silberhaut die unter dieser liegende, das Endo- verschiedene Verfahren entwickelt, die allein dem sperm umgebende Cutikula sowie zumindest die Ziel dienen, das Coffein aus dem Kaffee zu entäußere Schicht von Parenchym-Zellen des Endo- fernen. Ein bekanntes Verfahren ist das »Thumsche sperms mechanisch und/oder chemisch mit Hilfe Verfahren« zum Reinigen und Veredeln von Rohzelluloselösender Mittel von den Kaffeebohnen vor io kaffee (schweizerische Patentschrift 42 507). Nach dem Rösten entfernt werden. diesem Verfahren werden die Kaffeebohnen in einem

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- feststehenden Doppelbehälter einem von Hand ausgezeichnet, daß 1 bis 12 Gewichtsanteile des Endo- führten Bürstprozeß unter Berührung mit Wasser unsperms durch mechanische oder chemische Be- terworfen. Dabei werden fest anhaftende Unreinighandlung abgetragen werden. 15 keiten entfernt. Hierbei soll das unter der Oberfläche

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch und besonders im Schnitt der Kaffeebohne befindliche gekennzeichnet, daß die Cutikula und die Paren- Coffein zum Teil gelöst und entzogen werden.
chym-Zellen durch Schleifen der Kaffeebohnen Das im Jahr 1927 entwickelte »Lenderich-Verfahren« abgetragen werden. (deutsche Patentschrift 576 515) beruht auf der Annah-

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vor- 20 me, daß der schlechte Kaffeegeschmack auf die in dem hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Kaffee vorhandene Chlorogensäure zurückzuführen daß die Kaffeebohnen unmittelbar vor oder wäh- ist. Die Kaffeebohnen werden dabei in einem Druckrend des Abtragens der Cutikula sowie der Paren- gefäß der Einwirkung von Wasserdampf mindestens chym-Zellen erwärmt werden. 1 Stunde unter einem Überdruck von 1 bis 3 Atm bis

5. Verfahren nach einem oder mehreren der 25 zur Aufnahme einer Wassermenge von 6 bis 10% vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- ausgesetzt.

net, daß die Kaffeebohnen unmittelbar vor oder Im Laufe der Zeit ergaben Untersuchungen und

während des Abtragens der Cutikula sowie der Forschungen in den einschlägigen Gebieten, daß die

Parenchym-Zellen angefeuchtet werden. Kaffeebekömmlichkeit nicht ausschließlich eine Frage

6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, }o der Coffein- bzw. der Chlorogensäurewirkung sein dadurch gekennzeichnet, daß die Kaffeebohnen kann, sondern daß das Coffein für die anregende unmittelbar vor oder während des Abtragens der physiologische Wirkung des Kaffeegetränks von hoher Cutikula sowie der Parenchym-Zellen einem feuch- Bedeutung ist. Bekanntlich unterscheidet man bei der ten Warmluftstrom ausgesetzt werden. Frucht des Kaffeebaumes, die als Kaffeekirsche ge-

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 35 erntet wird, morphologisch die folgenden Bestandteile: nach einem oder mehreren der vorhergehenden 1. Exokarp = Hülle, 2. Mesokarp = Fruchtfleisch, Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Trommel 3. Endokarp = Hülse, 4. Tegument = Silberhaut, (1), in der rotierende Rührwerkzeuge (5, 11) für 5. Cutikula = Oberflächenschicht, die aus äußerst fest die Kaffeebohnen (9) angeordnet sind, welche auf anhaftenden, wachsartigen Auflagerungen besteht, ihren den Kaffeebohnen (9) zugewandten Seiten 40 6. Endosperm = Nährgewebe, dessen Zellen an dem mit aufgerauhten Reibflächen versehen sind. äußeren Rand zu einer verdickten Oberhaut anein-

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- andergereiht sind = Epidermis.

kennzeichnet, daß die Trommel (1) Trennwände (6) Zur Gewinnung der Kaffeebohnen werden die mit aufgerauhten Reibflächen zur Ausbildung von Kaffeekirschen im Erzeugerland nach bekannten VerKammern aufweist. 45 fahren entweder trocken oder naß aufbereitet, wobei

9. Vorrichtung nach einem oder beiden der vor- auch die unerwünschte Silberhaut möglichst weithergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, gehend entfernt wird. Die darunterliegende Cutikula daß im Trommelmantel (1) öffnungen (7) für die sollte jedoch nach jüngeren Erkenntnissen voll erhalten Abführung der abgeriebenen Kaffeebohnenbe- bleiben, denn die gefundenen antioxydativen Eigenstandteile vorgesehen sind. 50 schäften der Cutikulasubstanzen vermögen die emp-

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der findlichen Sameninhaltsstoffe vor oxydativen Verändevorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- rungen zu schützen. Im Verlauf des nachfolgenden net, daß die Rührwerkzeuge (5,11) auf einer Hohl- Röstprozesses bilden sich auf der Kaffeebohnenoberwelle (4) angeordnet sind, die innerhalb der Trom- fläche Umsetzungsprodukte aus den Cutikulasubstanmel (1) mit mindestens einer öffnung (12) für die 55 zen, an denen auch die Substanzen der darunterlie-Einleitung eines gasförmigen oder flüssigen Be- genden Parenchym-Zellen des Endosperms beteiligt handlungsmittels versehen ist. sind.

Es wurde gefunden, daß diese Umsetzungsprodukte

die wesentliche Ursache der beschwerdeauslösenden

60 Röstreizstoffe im Kaffeegetränk sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermin- Im Gegensatz zu bisher bekannten Verfahren für

derung des Gehaltes an schädlichen Stoffen in Kaffee- die Herstellung von bekömmlichem Röstkaffee besteht

bohnen. das Wesentliche der Erfindung darin, daß nach Ent-

Seit längerer Zeit wünschen sich die Kaffeever- fernen der Silberhaut die unter dieser liegende, das

braucher ein Kaffeegetränk mit größerer Bekömmlich- 65 Endosperm umgebende Cutikula sowie zumindest

keit bei hohem Genußwert. Grund dafür sind die nach die äußere Schicht von Parenchym-Zellen des Endo-

einem Kaffeegenuß häufig auftretenden Beschwerden, sperms mechanisch und/oder chemisch mit Hilfe

wie Herzklopfen, Magenschmerzen, Koliken, Sod- zelluloselösender Mittel von den Kaffeebohnen vor