DE2110837B2 - Verwendung eines Gemisches aus einem Hemimercaptal und Henümercaptol des Methylmercaptans als Kaffee-Mahlgasaroma - Google Patents

Description

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Wenn frischer Röstkaffee gemahlen wird, ist normalerweise ein Aroma vorhanden, welches als »Mühlengas« oder »Mahlgas« bekannt ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines künstlichen Gemisches von Reagenzien als Kaffee-Mahlgasaroma. Das synthetische Aroma kann entweder in einem Träger oder in löslichen Kaffee eingearbeitet oder in konzentrierter Form zur Steigerung des Aromas von Kaffeeprodukten verwendet werden.

Auf dem Gebiet der Steigerung von Geschmack und Aroma ist es allgemein üblich, synthetische und isolierte natürliche Verbindungen und Gemische als aromasteigernde Mittel zu verwenden. Die Steigerung des Geschmacks und Aromas, insbesondere des Kaffeegeschmacks und -aromas, ist außerordentlich kompliziert, da einzelne Aroma- und Geschmackstoffe buchstäblich hunderte von Verbindungen enthalten, von denen jede in einem gewissen Grade einen organoleptischen Einfluß hat. Im allgemeinen ermöglicht die Kenntnis einer bestimmten Aromamischung oder -verbindung nicht die Voraussage anderer brauchbarer Verbindungen und Kombinationen, da Verbindungen mit stark unterschiedlicher Struktur den gleichen Geschmacksund Aromacharakter hervorbringen können, während Verbindungen von ähnlicher Struktur sich häufig erheblich im Geschmack und Aroma unterscheiden. Seit vielen Jahren bemühen sich die Kaffeetechnologen, ein Aroma zu finden, das die Steigerung des Geschmacks und Aromas von Kaffee ermöglicht und das Aroma hervorbringt, das normalerweise wahrgenommen wird, wenn frischer Röstkaffee gemahlen wird. Dieses Aroma ist allgemein als »Mühlengas« oder »Mahlgas« bekannt

Viele der heute verwendeten Geschmacks- und Aromastoffe werden unmittelbar aus Kaffee gewonnen, z. B. Röstkaffeeöl und mit Wasserdampf abgetriebene to flüchtige Aromafraktionen von Röstkaffee. Diese Substanzen steigern zwar den Geschmack von löslichem Kaffee und verleihen ihm ein erwünschtes Aroma, jedoch gehören sie nicht zu dem Typ, der als Mahlgas gekennzeichnet werden könnte. Synthetisches Kaffeearoma, z.B. das in der US-Patentschrift 16 96419 beschriebene Aroma, wird ebenfalls verwendet, um den Gesamtgeschmack und das Gesamtaroma von Kaffee zu steigern und zu verbessern, wobei Verbindungen gemischt werden, von denen bekannt ist, daß sie im Kaffee vorliegen. Ebenso wie im Falle der oben genannten Patentschrift könnten jedoch diese Aromastoffe nicht als Mahlgasaroma bezeichnet werden, vielmehr stellen sie einen Versuch dar, den Gesamtgeschmack und das Gesamtaroma von Kaffee durch Verwendung eines einzelnen Zusatzstoffs zu steigern und zu verbessern.

Die Erfahrung hat gelehrt, daß es bei dem Versuch, den Geschmack und das Aroma von Kaffee mit natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Aroma- und Geschmacksstoffen zu steigern, besser ist, ganz bestimmte Verbindungen zu verwenden, um ein bestimmtes Ergebnis zu erzielen, anstatt sie zu einem Mittel zur Steigerung des Gesamtgeschmacks und Gesamtaromas von Kaffee zu kombinieren. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Kombination verschiedener Aroma- und Geschmacksstoffe im allgemeinen eine schlechte Lagerbeständigkeit hat Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Kaffeeprodukt verzehrt wird, haben die Aromastoffe sich entweder chemisch und/oder physikalisch in einem solchen Maße verändert, daß entweder keine Verbesserung erzielt wird oder in gewissen Fällen eine Verschlechterung des Anreizes auf den Verbraucher festzustellen ist

Die Kompliziertheit der Aromatisierung von Kaffee und die Schwierigkeiten, ein stabiles Aroma zu erzielen, veranlaßten die Forscher, eine einzelne Verbindung zu suchen, die dem Kaffee zur Erzeugung eines Mahlgasaromas zugemischt werden kann. Versuche, natürliches Mahlgas bei tiefen Temperaturen zu gewinnen oder aufzufangen, waren erfolglos, bedingt durch die hohen Kosten der Kondensationsapparaturen und die schlechte Beständigkeit des kondensierten Mahlgases. Ähnliche Versuche wurden unternommen, das Mahlgasaroma synthetisch zu reproduzieren. Auch bei diesen Versuchen traten ernste Probleme in bezug auf die Lagerbeständigkeit auf.

Es wurde nun gefunden, daß die Steigerung von Geschmack und Aroma durch Zusatz einer kleinen, aber wirksamen Menge eines Reaktionsgemisches, das Hemimercaptale und Hemimercaptole enthält, die gegebenenfalls in einen Träger eingearbeitet sind, erreicht werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß die Verwendung des beim Umsatz von 1 Mol Methylmercaptan mit einem Gemisch von 3 bis 90 Mol Carbonylverbindungen, enthaltend Aceton, Acetaldehyd, ein Butyraldehyd und niedere Alkan-oc-diketone erhaltenen Gemisch aus einem Hemimercaptal und Hemimercaptol des Methylmercaptans als Kaffee-Mahlgasaroma.

Das erfindungsgemäß verwendete Gemisch wird vorzugsweise durch Zusammenführen von Methylmercaptan mit einem molaren Überschuß eines Gemisches von Carbonylverbindungen hergestellt. Um die beste Wirkung zu gewährleisten, muß das Gemisch offensichtlich Aceton, Acetaldehyd, Butyraldehyd und ein niederes Alkan-a-diketon enthalten.

Die einzelnen Verbindungen werden gemischt und dann der Gleichgewichtseinstellung in einer begrenzten Zeit überlassen, wobei das das Hemimercaptal und das Hemimercaptol enthaltende gewünschte Aroma gebildet wird. Methylmercaptan ist das einzige Mercaptan, das das gewünschte Mahlgasaroma bildet, wenn es mit den obengenannten Carbonylverbindungen umgesetzt

Die Aiomastoffe gemäB der Erfindung werden nach dem folgenden Verfahren hergestellt:

C=O + CH₃SH

Aldehyde und Ketone

OH

CH₃SH

SCH₃

Wie bereits erwähnt, ist Methylmercaptan das einzige Mercaptan, das das gewünschte Mahlgasaroma bildet, wenn es mit den oben genannten Carbonylverbindungen umgesetzt wird. Die höheren Mercaptale reagieren in einem nicht katalysierten System nicht in nennenswertem MaBe mit Carbonylen. Die Anwesenheit von nicht umgesetztem Mercaptan führt zu einem widerlich schmeckenden Gemisch, das in jeder Konzentration unerwünscht ist Durch Verwendung von sauren Katalysatoren zur Beschleunigung der Reaktion werden in wenigen Fällen Produkte gebildet, die im Kaffee erwünscht sind, jedoch wird hierbei in keinem Fall das gewünschte Mahlgasaroma erhalten. Die Anwesenheit des Katalysators begünstigt die Bildung des Mercaptals und Mercaptols, die gewöhnlich ein gewürzartiges oder minzeartiges Aroma haben.

Schwefelwasserstoff in winzigen Mengen kann zunächst zu einem erwünschten Mahlgasaroma beitragen, jedoch beeinträchtigt er stark die Lagerbeständigkeit des Aromas und kann aus diesem Grunde nicht verwendet werden.

Das Mengenverhältnis der Reaktionsteilnehmer muß so gewählt werden, daß die Bildung der gewünschten Hemimercaptale und Hemimercaptole begünstigt und sowohl eine Zersetzung zu den Ausgangsmaterialien als auch die Bildung des Mercaptals oder Mercaptols verhindert wird. Die Zersetzung ist unerwünscht, weil das freie Methylmercaptan ein widerliches, sehr unangenehmes Aroma hat und mit dem verbleibenden Hemimercaptal oder Hemimercaptol unter Bildung des unerwünschten Mercaptals oder Mercaptols reagiert. Die gewünschten Ergebnisse werden erhalten, wenn die Carbonylverbindungen im molaren Überschuß über das Mercaptan verwendet werden. Die gewünschte Lagerbeständigkeit kann gewöhnlich mit einem Verhältnis von 3 :1 erreicht werden. Zur Bildung eines wohlausgewogenen Geschmacks und Aromas ist es jedoch im allgemeinen vorteilhaft, im Bereich von 20:1 bis 50 :1 zu arbeiten. Interessant ist die Feststellung, daß die Konzentration an Gesamtaroma, die pro Tasse des Getränks erforderlich ist, im allgemeinen direkt proportional diesem Verhältnis ist.

Das Aroma wird hergestellt, indem Methylmercaptan mit einem molaren Überschuß der speziellen Carbonylverbindungen, nämlich Aceton, Acetaldehyd, Butyraldehyd und niederem Alkan-a-diketon, zusammengeführt wird. Isovaleraldehyd ist zwar für ein stabiles Mahlgasaroma mit kräftiger Geschmacksfülle nicht erforderlich, kann jedoch zugesetzt werden, um dem Mahlgas eine bessere ausgewogene Kombination von Geschmack und Aroma zu verleihen. Andere Aldehyde und Ketone mögen zwar reagieren, ergeben jedoch offensichtlich keine Verbesserung gegenüber dem Mahlgasaroma gemäß der Erfindung und verschlechtern in gewissen

H₂O + C

SCH₃

Gewünschte Hemimercaptale und Hemiirercaptole SCH₃ Mercaptale und Mercaptole

Fällen den Geschmack, das Aroma und die Stabilität Bevorzugt als Butyraldehyd für das Aroma gemäB der Erfindung wird Isobutyraldehyd.

Im Aromastoff gemäß der Erfindung muß ein niederes Alkan-tx-diketon, das im allgemeinen eine niedere C-Zahl hat, z. B. 23-Butandion oder 2,3-Pentan dion, verwendet werden. Gemische von Diketonen können verwendet werden, jedoch ist ein einzelnes

Diketon, insbesondere 2,3-Butandion, vorzuziehen. Andere Zusatzstoffe, z. B. Dimethylsulfid und Pyridin,

können gegebenenfalls dem Gemisch zugesetzt werden, nehmen jedoch an der Reaktion nicht teil und sind nicht entscheidend wichtig für die Ausbildung des Mahlgasaromas. Das endgültige Reaktionsgemisch wird verschlossen bei niedrigen Temperaturen aufbewahrt, um eine Oxydation des freien Methylmercaptans, der Ketone und Aldehyde, die nicht umgesetzt worden sind, zu verhindern. Falls gewünscht, kann das Aroma in jedem beliebigen Träger, in dem das Aroma stabil ist, gelagert

werden. Die Lagerung kann in ölen, z. B. Kaffeeöl, trockenen Trägern, z. B. löslichem Kaffee, aprotonischen Lösungsmitteln, z. B. Triacetin, und in flüssigem Kohlendioxyd oder in anderen anerkannten eßbaren Trägern erfolgen.

Das endgültige Reaktionsgemisch oder Mahlgasaroma wird den Kaffeeprodukten in einer Menge von etwa 0,1 bis 10 mg pro Tasse löslichen Kaffee mit 135% Feststoffen zugesetzt Im allgemeinen genügen etwa 0,5 bis 6 mg Aroma pro Tasse. Die Wahl einer guten Aromakonzentration für den jeweiligen Kaffee, dessen Aroma und Geschmack zu steigern sind, ist eine Routineangelegenheit für den Fachmann.

Zur anfänglichen experimentellen Bewertung wird das Aroma dem Aufguß zugesetzt jedoch kann es

so handelsüblichen Kaffeeprodukten, z. B. gemahlenem Röstkaffee, gefriergetrocknetem Kaffee, zerstäubungsgetrocknetem Kaffee und dem Aufguß, gleichgültig ob sie von Koffein befreit worden sind, nach beliebigen geeigneten Verfahren zugesetzt werden. Beispielsweise kann das Aroma in Kaffeeöl oder andere eßbare Träger eingearbeitet und auf löslichen Kaffee vor dem Verpacken gesprüht werden. Es kann in löslichen Kaffee eingearbeitet werden, indem das Aroma mit Kaffee-Extrakt gemischt wird, worauf das Produkt zerstäubungsgetrocknet gefriergetrocknet oder das Aroma in anderer Weise in einem Teil oder in der Gesamtmenge des gewonnenen trockenen Kaffeeprodukts fixiert oder gebunden wird. Das Aroma kann auch in ein verflüssigtes Gas, z. B. Kohlendioxyd oder Fluorkohlenstoff, eingearbeitet und in das den löslichen Kaffee einhaltende Gefäß oder in die den regulären Kaffee enthaltende Büchse kurz vor dem Verschließen gegeben werden. Die zuietzt beschriebene Methode ist

zweckmäßig, wenn ein starkes Mahlgasaroma sofort beim öffnen der Packung gewünscht wird.

Vorzugsweise wird das Mahl|asaroma wie folgt hergestellt: Das Methylmercaptan und die Carbonylverbindungen, d.h. Aceton, Acetaldehyd, Butyraldehyd und niederes Alkan-ac-diketon, werden bei einer Temperatur von etwa 5 bis 40⁰C gemischt Die Temperatur ist nicht entscheidend wichtig Ein gutes Aroma wird innerhalb dieses Temperaturbereichs erhalten. Das Reakticnsgemisch wird innerhalb des Temperaturbereichs während einer genügenden Zeit gehalten, um das Gleichgewicht einzustellen und das Aroma auszubilden. Diese Zeit beträgt im allgemeinen wenigstens 10 Minuten. Die Reaktion kann gegebenenfalls in einem polaren oder nichtpolaren Lösungsmittel durchgeführt werden.

Die Erfindung wird durch das folgende spezielle Beispiel erläutert

Menge der Komponenten in Mol

Bei spiel

Die einzelnen Bestandteile werden aus dem Gefrierraum, in dem sie gelagert wurden, entfernt, und die gewünschte Menge jedes Bestandteils wird mit einer Pipette in eine Flasche gegeben, die mit Trockeneis oder einem anderen Kältemittel gekühlt wird Nach Einführung aller Bestandteile wird die Flasche geschlossen, geschüttelt und das Gemisch in einem Tiefkühlschrank gelagert

Das Aroma des Gemisches wird geprüft, indem einige Tropfen des Gemisches zu Mineralöl gegeben und das Aroma bewertet wird, und/oder indem das Aroma dem Kaffeegetränk zugesetzt wird, dessen Geschmack dann geprüft wird.

Typische Mahlgaszusammensetzungen gemäß der Erfindung sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt

Beispiel	Aceton	Acet	Isobutyr-	Niederes	Methyl	Isovaler-	Methyl	Pyridin	>c=o	Verhältnis	1-90:1
		aldehyd	aldehyd	Alkan-o·- diketon	mercaptan	aldehyd	sulfid		insge samt	>C=O zu MeSH
1	0,62	1,05	0,06	0,11*)	0,08	_	—	_	1,84	23:
II	0,62	1,05	0,03	0,11*)	0,08	0,03	-	-	1,84	23:
III	0,33	1,43	0,01	0,09*)	0,04	0,03	0,08	0,002	1,89	47:
IV	0,53	0,91	0,02	0,15*)	0,07	0,04	1,24	0,004	1,65	24:
V	0,48	1,27	0,01	0,08*)	0,04	0,02	0,07	0,002	1,86	46:
VI	0,56	0,96	0,02	0,06*)	0,08	0,04	1,31	0,004	1,64	20:
VII	0,75	1,07	0,04	0,06**)	0,08	0,03	0,01	0,005	1,95	24:
Bereich	0,6-30	2-50	0,02-3	0,2-5	1,0	0,02-0,04	-	-	3-90	3:
*) 2,3-Bu*andion.
**) 2,3-Pentandion.

Das Mahlgas gemäß der Erfindung ist beständig und hat ein Aroma ähnlich dem von frisch gemahlenem Röstkaffee. Es hat keinen unerwünschten schlechten Geruch und Geschmack und ist ein ausgezeichnetes Mittel zur Steigerung des Geschmacks, Geruchs und Aromas von Kaffeeprodukten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verwendung des beim Umsatz von 1 Mol Methylmercaptan mit einem Gemisch von 3 bis 90 Mol Carbonylverbindungen enthaltend Aceton, Acetaldehyd, ein Butynüdehyd und niedere Alkan-ecdiketone erhaltenen Gemisch aus einem Hemimercaptal und Hemimercaptol des Methylmercaptans als Kaffee-Mahlgasaromastoff.

2. Verwendung eines Gemisches nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch an Carbonylverbindungen 0,6 bis 30 Mol Aceton, 2 bis 50 Mol Acetaldehyd, 0,02 bis 3 Mol Isobutyraldehyd, 0,2 bis 5 MoI 23-Butandion oder 23-Pentadion pro Mol Methylmercaptan enthält

3. Verwendung des Gemisches nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0,02 bis 0,04 Mol IsovaleralaJdehyd, 0,01 bis Ul Mol Methylsulfid und 0,002 bis 0,005 Mol Pyridin enthält