DE2146827A1

DE2146827A1 - Verfahren zur Übertragung des Aro mas von gemahlenem Rostkaffee auf ein Absorptionsmittel

Info

Publication number: DE2146827A1
Application number: DE19712146827
Authority: DE
Inventors: Jayantilal Mohanbhai Cin cinnati Durchholz Richard Francis Loveland Ohio Patel (V St A )
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1970-09-21
Filing date: 1971-09-18
Publication date: 1972-03-23
Also published as: FR2107831B1; FR2107831A1; IT972039B; BE772862A; CA919982A; NL7112920A; ES395060A1; GB1310852A

Description

Verfahren zur Uebertragung des Aromas von gemahlenem Röstkaffee auf ein Absorptionsmittel

Die typische Verarbeitung von Sofortkaffee umfasst im allgemeinen drei Grundschritte:

Extraktion von gemahlenem Röstkaffee im Gegenstrom mit wässriger Extraktionsflüssigkeit, Konzentrieren des gebildeten Extraktes, vorzugsweise bis zu einer Konzentration von mindestens 50 % an löslichen Anteilen, und schliesslich Trocknung des Extraktes zur Erzeugung eines trockenen Sofortkaffeeproduktes. Entsprechend den andauernden Bemühungen zur Erzeugung von Sofortkaffee mit genau gleichem Geschmack wie gemahlener Röstkaffee, wurden immer wieder Verbesserungen der erwähnten drei Grundverfahrensschritte vorgeschlagen. Einige dieser VerfahrensVerbesserungen, die besonders

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der Verbesserung des Aromas dienen sollten, sind unter anderen die Dampfdestillation von flüchtigen Anteilen aus gemahlenem Röstkaffee vor der Extraktion und Wiederzugabe des Destillates nach dem Konzentrieren des Extraktes, das Auspressen von Kaffee-OeI aus gemahlenem Röstkaffee und die Zugabe des ausgepressten Kaffee-Oels zu einem Verfahrensstrom aus Sofortkaffee sowie die kryögene Sammlung von Kaffeearomata in Form von flüssigem Kondensat und Zugabe eines solchen Kondensates zum Sofortkaffeeprodukt oder einer Vorstufe hiervon, wie dies beispielsweise in den USA Patentschriften Nrn. 3'02I¹218, 3¹406'074, 2'68O¹687 und 3¹244'533 beschrieben ist.

Obwohl der beispielsweise den oben genannten Patentschriften zu entnehmende Stand der Technik zeigt, dass das kryögene Sammeln bzw. Auffangen von Kaffeeessenz zum Stand der Technik gehört, ist 'keine der in den oben genannten Patentschriften beschriebenen Methoden vollkommen. Es zeigt sich nämlich, dass man zwar zunächst ein ausgezeichnetes Aroma erhält, aber dass ein mit den aufgefangenen Aromata aromatisierter Sofortkaffee das Aroma von gemahlenem Röstkaffee nur kurze Zeit beibehält. Dementsprechend ist das Hauptaroma von gemahlenem Röstkaffee nach ein- oder zweimaligem Gebrauch durch den Verbraucher unter entsprechendem Oeffnen der Verpackung des Sofortkaffees und Aromaaustritt so völlig erschöpft, dass der verbleibende Sofortkaffee ohne Aroma ist.

Die gegenwärtig auf den Markt gebrachten Sofortkaffees sind entweder praktisch geruchlos, besitzen kein dem Aroma von gemahlenem Röstkaffee im wesentlichen ähnliches Aroma bzw. behalten dieses Aroma nur sehr vorübergehend. Es ist anzunehmen, dass dies für die noch anzutreffende Ablehnung von Sofortkaffeeprodukten durch die Verbraucher von erheblicher Bedeutung ist. Jeder an den Gebrauch von gemahlenem Röstkaffee gewöhnte Verbraucher erwartet nämlich beim Oeffnen des Kaffeebehälters sofort das ange nehme Aroma von frisch gemahlenem Kaffee.

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Die Erfindung soll nun einen.Sofortkaffee ermöglichen/ der das Aroma von frisch gemahlenem Röstkaffee besitzt und dieses Aroma in der Verpackung des Sofortkaffees auch nach wiederholtem Oeffnen des Behälters beibehält.

Die Erfindung soll ferner ein kryogenes Verfahren zur Gewinnung des Aromas von gemahlenem Röstkaffee und zum Aufbringen dieses Aromas auf Sofortkaffee oder andere absorbierende Stoffe durch eine Methode ermöglichen, welche die Anwendung gesonderter Kaffeeessenz-Kondensationsschritte vermeidet und ein Aroma bietet, das von Sofortkaffee lange Zeit festgehalten wird.

Diese Erfindung betrifft·ein Verfahren zur Uebertragurig des Aromas von gemahlenem Röstkaffee auf Kaffeearoma-Absorptionsmittel, wie Sofortkaffee mit darauf aufgesprühten Kaffee-Oelen, Kaffee-OeI als solches, flüssige Glyceride, konzentrierte Kaffeeextrakte und Emulsionen von Kaffee-Oel mit flüssigen Glyceriden und/ oder konzentriertem Kaffeeextrakt. Bei diesem Verfahren wird das Absorptionsmittel auf eine Temperatur von mindestens -40 C, vorzugsweise mindestens -100 C, gekühlt und in diesem Zustand mit einer Zone in Verbindung gebracht, die gemahlenen Röstkaffee unter Bedingungen enthält, die einen Dampfdruck erzeugen, der höher als der Dampfdruck des gekühlten Absorptionsmittels ist, so dass ein positiver Wirkdruck in Richtung auf das Absorptionsmittel entsteht. Wegen dieses Wirkdruckes oder Druckunterschiedes wird die Aromaessenz von gemahlenem Röstkaffee auf das gekühlte Absorptionsmittel übertragen. Wichtig ist, dass bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens im Gegensatz zu bekannten kryogenen Verfahren dieses Absorptionsmittel das Aroma von gemahlenem Röstkaffee lange Zeit beibehält.

Die Zeichnung zeigt ein Fliessbild einer Ausführungsform des Verfahrens bzw. das Schema einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

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Im ersten Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Material, auf welches das Aroma von gemahlenem Röstkaffee übertragen werden soll, im folgenden als Absorptionsmittel bezeichnet, auf eine Temperatur von mindestens -40 C abgekühlt. Danach wird das gekühlte Absorptionsmittel mit einer Zone in Verbindung gebracht, die mit gemahlenem Röstkaffee beschickt ist, der auf höheren Absoluttemperaturen gehalten wird. Dementsprechend ist dessen Gleichgewichtsdampfdruck höher als derjenige zwischen dem gekühlten Absorptionsmittel und dessen Dampf. Dadurch wird ein positives Druckdifferential, d. h. ein Wirkdruck in Richtung auf das Absorptionsmittel erzeugt und das Aroma des gemahlenen Röstkaffees auf das Absorptionsmittel übertragen.

Bekanntlich ist der Gesamtdruck in einem geschlossenen System gleich der Summe der Partialdrücke der Komponenten in dem System. Wenn zwei verschiedene Stoffe in einem geschlossenen System gehalten v/erden und jedes Material unter verschiedenen Temperatur- und Dampfdruckbedingungen gehalten wird, wirkt eine positive Druckkraft in Richtung vom grösseren Druck zum geringeren Druck. Ferner besteht bei irgendeiner gegebenen Korabination von Temperatur- und Druckbedingungen zwischen einem festen oder flüssigen Stoff und den Gasmolekülen dieses Stoffes dynamischer Gleichgewichtszustand. Je höher die Temperatur, umso grosser ist der Dampfdruck und je höher der ausgeübte Druck umso höher ist der Partialdruck im Verhältnis zum Dampfdruck. Dementsprechend kann man durch Erhöhung des ausgeübten Druckes Kondensation einleiten. Das Verfahren der Erfindung benützt diese grundlegenden physikalischen Prinzipien in einer Weise, die das Aroma von gemahlenem Röstkaffee auf ein Kaffeearoma-Absorptionsmittel in solcher Weise überträgt, dass das auf das Absorptionsmittel übertragene Aroma überraschenderweise lange Zeit von dem Absorptionsmittel festgehalten wird;

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Wie oben erwähnt, wird zunächst das Absorptionsmittel, dem das Kaffeearoma zugesetzt werden soll, auf eine Temperatur von mindestens -40 C gekühlt. Das Absorptionsmittel muss auf eine Temperatur von mindestens -40 C gekühlt werden, damit eine für die wirkungsvolle Uebertragung des Aromas des gemahlenen Röstkaffees auf das Absorptionsmittel ausreichend niedrige Temperatur gegeben ist. Bei Temperaturen über -40 C wird dagegen wenig oder kein Aroma von gemahlenem Röstkaffee auf das Absorptionsmittel, übertragen. Vom Gesichtspunkt der Verfahrenswirksamkeit und der besten Aromaergebnisse wird bevorzugt, dass das Absorptionsmit-. tel, das mit dem Kaffeearoma zu versehen ist, auf eine Tempera- , tür von mindestens -100 C gekühlt wird.

Kühlmittel zum Erzielen der erforderlichen Mindestabkühlungstemperatur des Absorptionsmittels von -40 C bzw. für die bevorzugte Mindestkuhltemperatur von -100 C sind bekannt. Allgemein können Kühlmittel, wie flüssiger Stickstoff (-196 C), flüssiger Sauerstoff (-183°C), flüssige Luft (-194,5°C) und dergleichen verwendet werden. Aus Gründen der Zugänglichkeit wird zur Kühlung des Absorptionsmittels, dem das Kaffeearoma zugegeben werden soll, flüssiger Stickstoff als Kühlmittel bevorzugt.

In der obigen Erläuterung des zu Beginn erfolgenden Abkühlens des Materials, auf welches das Aroma von gemahlenem Röstkaffee übertragen v/erden soll, wurde der allgemeine Ausdruck "Absorptionsmittel" verwendet.. Der so definierte Ausdruck soll Stoffe der folgenden Gruppe umfassen: Sofortkaffee, der ein aufgesprühtes OeI in einer Menge von mindestens 0,05 % des Gewichts des Sofortkaffees enthält, Kaffee-Oel als solches, flüssige Glyceride, konzentrierter Kaffeeextrakt und Emulsionen von Kaffee-Oel mit flüssigen Glyceriden und/oder konzentriertem Kaffeeextrakt. Die Verwendung jedes dieser beschriebenen Stoffe als das Absorptionsmittel, auf welches das Aroma von gemahlenem Röstkaffee übertragen werden soll, bietet spezielle Vorteile, und zwar nicht nur für die gesamte Verfahrensführung, sondern auch für die Erzeu gung eines Sofortkaffeeproduktee mit dem Aroma von gemahlenem

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Röstkaffee, das beim ersten aber auch bei jedem folgenden Oeffnen des den Sofortkaffee enthaltenden Gefässes wahrnehmbar ist. Der aromatisierte Sofortkaffee zeichnet sich mit anderen Worten dadurch aus, dass er das Aroma von gemahlenem Röstkaffee auch nach mehrmaligem Oeffnen des Behälters beibehält. Im folgenden wird jedes dieser Absorptionsmittel kurz beschrieben.

Bei Verwendung von Sofortkaffee als Absorptionsmittel ist die Art des Sofortkaffees nicht kritisch. Wie oben erwähnt, wird Sofortkaffee allgemein durch Extraktion von gemahlenem Röstkaffee, Konzentration des Extraktes und Trocknung des Extraktes hergestellt. Der Sofortkaffee kann entweder.ein sprühgetrocknetes, schaumgetrocknetes oder gefriergetrocknetes Produkt sein. Bei Verwendung von Sofortkaffee als Absorptionsmittel hat es sich als wichtig erwiesen, dass der Sofortkaffee mindestens 0,05 %, 'bezogen auf das Gewicht des Sofortkaffees, eines auf den Sofortkaffee aufgesprühten OeIs enthalten muss, damit das auf den Sofortkaffee übertragene Röstkaffeearoma so zurückgehalten wird, dass der Verbraucher bei wiederholtem Oeffnen der Sofortkaffeepackung immer wieder einen intensiven Geruchseindruck von gemahlenem Röstkaffee wahrnehmen kann. Eine praktische obere Grenze der Menge des auf dem Sofortkaffee, der als ein Absorptionsmittel im Verfahren der Erfindung dienen soll, vorhandenen OeIs beträgt 1,5 % des Gewichts des Sofortkaffees. Ein bevorzugter Bereich des Oelanteils liegt zwischen 0,1 und 0,8 % des Gewichts des als Absorptionsmittel dienenden Sofortkaffees. Das bevorzugte OeI ist Kaffee-Oel, jedoch sind auch die weiter unten eingehender erläuterten flüssigen Glyceride geeignet und können ebenfalls als OeI dienen.

Gerösteter Kaffee enthält etwa 10-12 % Kaffee-Oel. Dieses Kaffee-Oel kann, wie oben erwähnt, beim erfindungsgemässen Verfahren als absorbierendes Material wirken. Wenn Kaffee-Oel als solches verwendet wird, kann dieses entweder durch Lösungsmittelextraktion oder durch Verwendung eines sogenannten Expellers für Kaffee-Oel

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erhalten werden. Die ExpeHermethode ist die üblichere Methode und beruht auf der Behandlung von gemahlenem Röstkaffee unter sehr hohen Drücken, so dass das Kaffee-Oel ausgepresst oder ausgetrieben, gesammelt und zur Verwendung für die Rückaromatisierung bei der Herstellung von Sofortkaffee verwendet werden kann. Vorzugsweise ist das Kaffee-Oel gereinigtes Kaffee-Oel, das durch Raffinieren von rohem Kaffee-Oel erhalten wird, z. B. wie in der USA Patentschrift Nr. 2'542'119 beschrieben. Weitere Einzelheiten über Verfahren zur Gewinnung von Kaffee-Oel sind der Veröffentlichung von Sivetz, Coffee Processing Technology, Band 2, Avi Publishing Co., 1963, Seiten 23-32, zu entnehmen.

Flüssige Glyceride, die sich zur Verwendung als Absorptionsmittel im erfindungsgemässen Verfahren eignen, sind bekannt und umfassen allgemein alle flüssigen oder halbflüssigen Glycerid-Fettstoffe, die von tierischen, vegetabilischen bzw. aus der Meereswelt stammenden Fetten und Oelen abgeleitet sind, einschliesslich von synthetisch hergestellten Speisefetten. Diese Glyceride können gesättigte oder ungesättigte "langkettige" Acylreste mit etwa 12 bis etwa 22 C-Atomen enthalten, z. B. Lauryl-, Lauroleyl-, Myristyl-, Myristoleyl-, Palraityl-, Palmitoleyl-, Stearyl-, Oleyl-, Linoleyl-, Linolenyl-, Arachidyl-', Arachidinyl-, Behenyl- oder Erucylreste oder dergleichen Säurereste, und werden allgemein aus essbaren Fetten und Oelen, wie Baumwollsamenöl, Sojabohnenöl, Kokosnussöl, Rüböl, Erdnussöl, Olivenöl, Palmöl, Palmkernöl, Sonnenblumenöl, Reisschalenöl, Maisöl, Sesamsamenöl, Safloröl, Cheiranthusöl, Kressesamenöl, Walöl, Sardinenöl, Heringsöl, Menhadenöl, Schweineschmalz, Talg und dergleichen, erhalten.

Diese Glyceride können zum Teil auch eine oder zwei kurzkettige Acylgruppen mit 2 bis etwa 6 C-Atomen enthalten, wie Acetyl-, Propionyl-, Butyryl-, Valeryl- und Caprylgruppen. Diese können durch statistische oder bei niederen Temperaturen ablaufende Zwischenveresterungsreaktionen von Fett-triglyceride enthaltenden Oelen und Fetten hergestellt werden, wie z. B. zwischenverester-

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tes oder umgelagertes Baurawollsamenöl oder Schweineschmalz. Ferner können sie nach verschiedenen organischen Syntheseverfahren' erhalten werden.

Ein weiteres Material, das im erfindungsgemässen Verfahren als Absorptionsmittel für Kaffeearoma verwendet v/erden kann, ist konzentrierter Kaffeeextrakt, der bei der oben erwähnten Sofortkaffeeherstellung anfällt. Bei Verwendung von Kaffeeextrakt als Absorptionsmittel ist es wesentlich/dass der Extrakt konzentriert ist, damit nach der Wiederzugabe zu Sofortkaffee ein zufriedenstellender Aromaretentxonsgrad gewährleistet ist. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn der Extrakt bis zu einer Konzentration von mindestens 40 % an löslichen Anteilen und vorzugsweise bis zu einer Konzentration von mindestens 60 % an löslichen Anteilen konzentriert ist. Wenn konzentrierter Extrakt als Absorptionsmittel dient, wird er dem trockenen Sofortkaffee vorzugsweise wieder in Anteilen von 5-15 %, bezogen auf 'das Gewicht des trockenen Sofortkaffees, zugegeben.-

Ein weiteres Absorptionsmittel sind Emulsionen von Kaffee-Oel mit flüssigen Glyceriden und/oder konzentriertem Kaffeeextrakt. Der gegebenenfalls als Emulsionsanteil- verwendete konzentrierte Extrakt hat die oben im Zusammenhang mit der Verwendung von konzentriertem Kaffeeextrakt selbst als Absorptionsmittel angegebenen Konzentrationswerte an löslichen Anteilen. Bei Verwendung solcher Emulsionen als Absorptionsmittel· werden sie dem trockenen Sofortkaffee vorzugsweise wieder in Anteilen von 2-10 %, bezogen auf das Gewicht des Sofortkaffees, zugegeben.

Die bevorzugten Absorptionsmittel vom Gesichtspunkt der besten Aromaretention sind OeIe als solche, Kaffee-Oel und flüssige GIyceride, sowie Sofortkaffee mit mindestens 0,1 Gew.% an auf den Sofortkaffee aufgesprühtem OeI.

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Wenn das Absorptionsmittel, auf welches das Aroma von gemahlenem Röstkaffee übertragen werden' soll, eine Flüssigkeit ist, wie im Fall der Verwendung von Kaffee-Oel als solchem bzw. der Verwendung von flüssigen Glyceriden, konzentrierten Kaffeeextrakten und Emulsionen von Kaffee-Oel und flüssigen Glyceriden und/oder konzentriertem Extrakt, wird das Absorptionsmittel vorzugsweise durch Eingiessen desselben direkt in das Kühlmittel, wie flüssigen Stickstoff, abgekühlt. Hierdurch gefriert die als Absorptionsmittel zu verwendende Flüssigkeit augenblicklich. Häufig wird sie dadurch auch gekörnt und besitzt dann eine grössere Oberfläche, was natürlich für die Absorption von möglichst viel Aroma durch eine gegebene Menge Absorptionsmittel günstig ist. Wenn das Absorptionsmittel Sofortkaffee mit darauf aufgesprühtem Kaffee-Oel ist, hat der Sofortkaffee von sich aus eine grosse Oberfläche. Dementsprechend wird der Sofortkaffee vorzugsweise dadurch auf die erforderliche Temperatur abgekühlt, dass man ihn in ein mit dem Kühlmittel in Kontakt stehendes Gefäss bringt.

Um das Aroma von gemahlenem Röstkaffee auf das Kaffeearoma-Absorptionsmittel zu übertragen, wird das auf die oben angegebenen Temperaturen gekühlte Absorptionsmittel mit einer Zone in Verbindung gebracht, die mit gemahlenem Röstkaffee beschickt ist. Da der gemahlene Röstkaffee nicht wie das gekühlte Absorptionsmittel auf niedrige Temperaturen gekühlt ist, liegt der Dampfdruck der flüchtigen Anteile des gemahlenen Röstkaffees, die sich im Gleichgewichtszustand mit dem gemahlenen Röstkaffee befinden, höher als der Dampfdruck der flüchtigen Anteile über dem gekühlten Absorptionsmittel, die sich mit diesem im Gleichgewichtszustand befinden. Hierdurch wird eine positive Drucktreibkraft in Richtung auf das Absorptionsmittel erzeugt. Der hier verwendete Ausdruck "in Verbindung mit" bedeutet, dass der. gemahlene Röstkaffee, aus welchem das Aroma zu übertragen ist, und das gekühlte Absorptionsmittel, auf welches das Aroma zu übertragen ist, beide innerhalb des gleichen geschlossenen Sy stems in solcher Art angeordnet sind, dass zwischen ihnen ein

freier Dampfaustausch erfolgen kann.

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Natürlich ist. die treibende Kraft in Richtung auf die Uebertragung flüchtiger Aromata von gemahlenem Röstkaffee auf das Absorptionsmittel umso grosser, je grosser der Gleichgewichtsdampfdruck über dem gemahlenen Röstkaffee und je geringer der Dampfdruck über dem Absorptionsmittel ist. Die Uebertragung von flüchtigen Aromakomponenten auf das Absorptionsmittel ist somit umso stärker, je grosser der Druckunterschied zwischen dem hohen Dampfdruck der im Gleichgewicht mit dem gemahlenen Röstkaffee befindlichen flüchtigen Anteile und dem niedrigen Dampfdruck der im Gleichgewicht mit dem Absorptionsmittel stehenden flüchtigen Anteile ist.

Wie weiter unten noch eingehender erläutert, kann durch Verwendung eines Kompressors, der in der Verbindungsleitung in der Mitte zwischen dem gemahlenen Röstkaffee und dem Absorptionsmit-'tel angeordnet ist, der einwirkende Druck über dem Absorptionsmittel zusätzlich erhöht werden/ was natürlich den Partialdruck über dem Absorptionsmittel weiter erhöht und daher die Treibkraft für die Aromaübertragung auf das Absorptionsmittel noch vergrössert. Die Verwendung eines Kompressors ist vom Gesichtspunkt der Verfahrenswirksamkeit vorteilhaft, weil dadurch die Verarbeitungszeit vermindert wird·, und wird daher bevorzugt. Bei Anwendung von Druck liegt dieser vorzugsweise zwischen 0,07 und 35 atü, insbesondere im Bereich von 0,35-3,50 atü. Der Druckunterschied zwischen dem Partialdruck über dem gemahlenen Röstkaffee und dem Partialdruck über dem Absorptionsmittel, auf welches das Aroma des gemahlenen Röstkaffees übertragen werden soll, kann zusätzlich durch vorsichtiges Erwärmen des gemahlenen Röstkaffees erhöht werden. Wie dem Fachmann der Kaffeeverarbeitung aber bekannt, wird durch Erwärmung von gemahlenem Röstkaffee die Neigung der flüchtigen Aromabestandteile zur Verschlechterung durch induzierte chemische Reaktion verstärkt. Deswegen wird der gemahlene Röstkaffee vorzugsweise unter Umgebungsbedingungen gehalten. Wenn erwärmt werden soll, ist es wichtig, den gemahlenen Röstkaffee nicht auf Temperaturen über 82°C zu erwärmen, da sich gezeigt hat, dass Temperaturen über 82 C die Neigung zur Aroma-

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Verschlechterung stark erhöhen. Vorzugsweise wird bei Anwendung einer Erwärmung der gemahlene Röstkaffee auf Temperaturen von nicht über 66 C erwärmt.

Als weiteres Mittel zur Vermeidung einer oxydativen Verschlechterung des Aromas des gemahlenen Röstkaffees und als ein Mittel zur weiteren Erhöhung des Partialdruckunterschiedes zwischen dem gemahlenen Röstkaffee und dem Partialdruck über dem absorbierenden Material wird bevorzugt, dass die Zone, innerhalb welcher die Verbindung zwischen gemahlenem Röstkaffee und Absorptionsmittel Zustandekommen soll, luftfrei gemacht-wird. Ein solcher Luftausschluss ist jedoch nicht kritisch, sondern nur bevorzugt. Ausserdem kann ein inertes Trägergas, wie Stickstoff, durch das System zirkuliert werden, um die Uebertragung des Aromas des gemahlenen Röstkaffees auf das Absorptionsmittel weiter zu begünstigen. Die Verwendung eines solchen Trägergases wird bevorzugt, weil sich dadurch die Verarbeitungszeit erheblich vermindern lässt.

Im Zusammenhang mit der Verarbeitungszeit sind inbezug auf die genaue Zeitspanne, während welcher der gemahlene Röstkaffee in Verbindung mit dem Absorptionsmittel gehalten wird, keine kritischen Bedingungen zu beachten, da die genaue Zeitdauer von der für das Absorptionsmittel gewünschten Aromaintensität abhängt. Im allgemeinen werden innerhalb von 0,5-45 min und vorzugsweise innerhalb von 1-10 min zufriedenstellende Aromaintensitäten erhalten. Gewünschtenfalls können jedoch Zeitspannen von mehr als 45 min angewendet v/erden, d. h. die obere zeitliche Begrenzung von 45 min ist nur durch praktische Erwägungen bedingt.

Inbezug auf die Menge an verwendetem gemahlenem Röstkaffee im Verhältnis zur Menge des verwendeten Absorptionsmittels bestehen keine kritischen Bedingungen. Natürlich verändern sich die optimalen Anteile in Abhängigkeit davon, was als Absorptionsmittel verwendet wird. Wenn als Absorptionsmittel Kaffee-Oel als solches, flüssiges Glycerid, konzentrierter Kaffeeextrakt

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oder eine Emulsion von Kaffee-Oel mit flüssigen Glyceriden und/ oder konzentriertem Extrakt verwendet wird, liegt das Gewichtsverhältnis von gemahlenem Röstkaffee zu Absorptionsmittel vorzugsweise im Bereich von 1000:1 bis 10:1, insbesondere zwischen 200:1 und 500:1..Wenn jedoch als Absorptionsmittel Sofortkaffee mit bereits darauf aufgesprühtem OeI verwendet wird und sofort nach der Aromatisierung zur Abfüllung bereit sein soll, kann das Gewichtsverhältnis von gemahlenem Röstkaffee zu Absorptionsmittel erheblich kleiner sein und muss aus praktischen Gesichtspunkten auch erheblich kleiner sein. In diesem Fall liegt das Gewichtsverhältnis von gemahlenem Röstkaffee zu Absorptionsmittel im Bereich von 0,5:1 bis 5:1, mit einer bevorzugten Obergrenze von 3:1.

Die Teilchengrösse des hier zu verwendenden gemahlenen Röstkaffees ist nicht kritisch und es kann Röstkaffee mit normaler, mittlerer oder feiner Mahlgutfeinheit oder aber auch mit Expresso-Mahlgutfeinheit verwendet werden, wobei bezüglich der Definition dieser Mahlgutfeinheit auf die 19 48 erschienenen vereinfachten praktischen Empfehlungen des U.S. Handelsministeriums Bezug genommen wird (siehe "Coffee Brewing Workshop Manual", Seite 33, veröffentlicht von dem toffee Brewing Center of the Pan American Coffee Bureau). Es wurde jedoch gefunden, dass die Aromaübertragung umso wirksamer ist, je feiner das Mahlgut ist. Daher wird feines Mahlgut oder ein solches mit Expresso-Mahlgutfeinheit bevorz'ugt. Das entweichende Aroma von Kaffee mit zerstörten Zellen, d. h. geflocktem Kaffee mit einer nahezu 100 %igen Zellzerstörung, hat sich vom Gesichtspunkt der Verwendung einer hoch wirksamen Aromaquelle als ebenfalls bevorzugt erwiesen. Auch die Abluft von Mahlanlagen kann als Aromaquelle verwendet werden.

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Kaffeearoma kann nach zwei unterschiedlichen Charakteristika, d. h. Intensität und Charakter, beurteilt v/erden. Die Aromaintensität ist für den ersten Eindruck und die Aromastärke bei der ersten Geruchswahrnehmung eines Aromas massgeblich. Sie ist inbezug auf diese Erfindung tatsächlich eh Mass dafür, wie gut das Aroma von gemahlenem Röstkaffee auf das Absorptionsmittel übertragen ist und von diesem festgehalten wird. Die Aromaintensität darf nicht mit dem Aromacharakter verwechselt v/erden, der beim erfindungsgemässen Verfahren durch die hierfür verwendete gemahlene Röstkaffeemischung bestimmt wird. Wenn die Mischung beispielsweise hauptsächlich "Robusta"-Kaffeesorten enthält, wird der Aromacharakter des Absorptionsmittels nach der Aromaübertragung hauptsächlich die typischen Aromanoten der "Robusta"-Sorten haben und bezüglich der Aromanoten durch Bezeichnungen, wie "erdig" und "verschwommen" zu charakterisieren sein. Wenn anderseits Her gemahlene Röstkaffee, dessen Aroma auf das Absorptionsmittel übertragen werden soll, eine hauptsächlich aus hochwertigen "Arabica"-Kaffeesorten bestehende Mischung ist, wird das aromatisierte Absorptionsmittel einen Aromacharakter haben, der durch Bezeichnungen, wie "süss", "aromatisch" und "fruchtig" zu charakterisieren ist. Meistens ist der gemahlene Röstkaffee eine Mischung aus hochwertigen, geringwertigen und mittelwertigen Kaffeesorten. Gewünschtenfalls kann der gemahlene Röstkaffee jedoch auch durchwegs aus Kaffee einer einzigen Güteklasse bestehen, z. B. nur aus hochwertigen Bohnen.

Inbezug auf Aromaintensität ist noch zu bemerken, dass die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens dem Absorptionsmittel und einem damit in den oben angegebenen Anteilen aromatisierten Sofortkaffee eine anfängliche Intensität des Aromas von gemahlenem Röstkaffee verleihen kann, die höher als die Aromaintensität des gemahlenen Röstkaffees selbst ist.

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Wie oben erwähnt, ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren nicht nur die Uebertragung einer ausgezeichneten Aromaintensität von gemahlenem Röstkaffee auf das Absorptionsmittel, sondern bewirkt auch ein noch ungeklärtes Phänomen, welches bewirkt, dass der aromatisierte .Sofortkaffee das Aroma lange Zeit behält. Dieser hohe Retentionsfaktor ist sehr v/ichtig. Da der Verbraucher den Sofortkaffee während eines Zeitraumes von Tagen oder Wochen verwendet und bei jeder Verwendung den Sofortkaffee-Behälter öffnet, entweicht mehr und mehr Aroma und wenn der Sofortkaffee keinen hohen Aromaretentionsfaktor besitzt, ist der Sofortkaffee schon nach ein- oder zweimaligem Oeffnen des Behälters praktisch geruchlos. Tatsächlich sind die gegenv/ärtig auf dem Markt befindlichen Sofortkaffees nach drei- bis fünfmaligem Oeffnen des Behälters im wesentlichen ohne Geruch von gemahlenem Röstkaffee bzw. -ohne einen, dem Geruch von gemahlenem Röstkaffee ähnlichen Geruch.

Sowohl die anfängliche Aromaintensität als auch der Aromaretentionsfaktor des Absorptionsmittels oder eines mit aufgesprühtem Absorptionsmittel versehenen Sofortkaffees können durch einen Offen-Alterungstest gemessen werden. Bei diesem Test werden Behälter mit aromatisiertem Sofortkaffee in einem Versuch, v/elcher der normalen Verwendung durch den Verbraucher angenähert ist, etwa drei Tage lang täglich viermal geöffnet. Nach jedem Oeffnen des Behälters wird von einer Gruppe von Kaffeearoma-Bewertungsexperten eine Geruchsprüfung durchgeführt und die Aromaintensität entsprechend einer Skala von 0-10 angegeben. Der Wert Null stellt die Aromaintensität eines üblichen sprühgetrockneten Sofortkaffees (100 % Sofortkaffee) dar, während der Wert 10 die anfängliche Aromaintensität (d. h. die Aromaintensität beim ersten Oeffnen des Behälters) einer vakuumverpackten gemahlenen Röstkaffeemischung darstellt (100 % Vakuum-Kaffee). Der Wert 8 entspricht der anfänglichen Aromaintensität einer Mischung, die zu zwei Drittel aus Vakuumkaffee und zu einem Drittel aus Sofortkaffee besteht. Der Wert 5 entspricht der anfänglichen Aromaintensität einer zu ein Drittel aus Vakuumkaffee und zu zwei Drittel aus Sofortkaffee bestehenden Mischung, während der Wert 3

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die anfängliche Aromaintensität einer zu 5 % aus Vakuumkaffee und zu 95 % aus Sofortkaffee bestehenden Mischung darstellt. Die in den Beispielen angegebenen Werte stellen die Mittelwerte dar, die von einer aus vier Aroma-Analyseexperten bestehenden Prüfergruppe ermittelt wurden.

Sofern nicht anders vermerkt, beziehen sich in den folgenden Beispielen alle Verhältniswerte auf das Gewicht und alle Temperaturen auf die Temperaturwerte des■gemahlenen Röstkaffees und/oder des Absorptionsmittels selbst und nicht auf die Temperaturen des Gefässes oder Wärmeaustauschmittels.

In den Beispielen wird auf das in der Zeichnung dargestellte Fliessbild Bezug genommen, das zwei Behälter 10 und 12 -umfasst, die durch die Verbindungsleitung, d. h. die Leitungen 14 und 16, miteinander in Verbindung gebracht werden. In der Mitte zwischen den Behältern 10 und 12 ist die Leitung 14 durch den Kompressor 18 unterbrochen. Der Kompressor 18 und das Druckregelventil 20 werden zusammen mit dem Druckmesser 22 zur Steuerung des Druckes im Behälter 12 verwendet. Der das Absorptionsmittel enthaltende Behälter 12 wird in einem Kühlbad 24 angeordnet, das ein Kühlmittel, z. B. flüssigen Stickstoff, enthält. Die Leitungen 26 und dienen zum Evakuieren des das Absorptionsmittel enthaltenden Behälters 12 bzw. des den gemahlenen Röstkaffee enthaltenden Behälters 10. Gewünschtenfalls kann das geschlossene System ein inertes Trägergas, wie Stickstoff, enthalten, das kontinuierlich vom Behälter 10 in die Leitung 14, durch die Leitung 16 und wieder in den Behälter 10 zirkuliert wird. Wegen des extrem niedrigen Dampfdruckes über dem im Behälter 12 vorliegenden Absorptionsmittel wird ein positiver Druckunterschied (Wirkdruck) derart gebildet, dass das Aroma von gemahlenem Röstkaffee den Behälter 10 verlässt, in die Leitung 14 und durch die Leitung 16 auf das Absorptionsmittel gelangt.

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Gewünschtenfalls können Mittel (in der Zeichnung nicht dargestellt) zur Bewegung beider Behälter 10 und 12 vorgesehen v/erden. Vom Gesichtspunkt der Verfahrenswirksamkeit wird bevorzugt, dass beide Behälter 10 und 12 während des Aromatisierungsverfahrens kontinuierlich bewegt werden.

Beispiel 1

3,63 kg Sofortkaffee, der mit 18,1 g Kaffee-Oel (0,5 Gew.%) besprüht worden war, wird in den Behälter 12 gebracht. Der im Behälter 12 vorgelegte Sofortkaffee wird durch das flüssigen Stickstoff enthaltende B.ad 24 .auf -157 C abgekühlt.. Der Druck im Behälter 12 nach dem Abkühlen betrug -711 mm Hg absolut. In den Behälter 10 wurden 9,1 kg normalfeiner gemahlener Röstkaffee aus einer Mischung von 25 % hochwertigen "Arabica"-Sorten, 43,75 % "Brazil"-Sorten, 6,25 % geringwertige "Arabica"-Sorten und 25 % " ^>"Robusta"-Sorten gebracht. Der Behälter 10 wurde bei Umgebungstemperatur (annähernd 20 C) gehalten und durch die Leitung 28 bis zu einem Absolutdruck von 483 mm Hg zur Entfernung von Luft aus dem System evakuiert. Der Behälter 10 wurde 15 min kontinuierlich gedreht, um eine Regeneration des Druckes im Behälter 10 zu ermöglichen. Das Gewichtsverhältnis von gemahlenem Röstkaffee zu dem als Absorptionsmittel dienenden Sofortkaffee betrug 5:2. Der Kompressor 18 und das Druckregelventil 20 wurden zur Erzeugung eines Druckes von 0,35 atü im Behälter 12 eingestellt. Der gemahlene Röstkaffee und der als Absorptionsmittel verwendete Sofortkaffee wurden 5 min 'lang in Verbindung belassen'. Die Menge Aromadampf, die zu dem im Behälter 12 vorliegenden, als Absorptionsmittel verwendeten Sofortkaffee übertragen wurde, betrug 0,0718 m³/kg Sofortkaffee.

Danach wurde der aromatisierte Sofortkaffee unter Inertgas bei -40°C in kleine Behälter abgefüllt, dii Offen-Alterungstests verwendet wurden.

-40 C in kleine Behälter abgefüllt, die zur Durchführung des

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— IT _

Der Offen-Alterungstest wurde wie oben erläutert durchgeführt. Die Ergebnisse dieses Tests sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

Vergleichsmaterial

Intensität-

100 % VAC ^χ) 10
9
2/3 VAC 8
7
6
1/3 VAC 5
4
5 Ji VAC 3
2
1
100 £ Sofortkaffee ³^ 0

15

11

8

6

5

4

5 6 7 8 Öffnungsvorgänge

10 11

³¹^VAC bezeichnet gemahlenen Röstkaffee aus der in Beispiel 1 beschriebenen Mischung

100 % sprühgetrockneter Sofortkaffee mit 0,5 Gew.-^ Kaffee-Öl besprüht

Oq

CD rs"

12

CJl
OO
N)

2U6.827

V7ie aus der Tabelle zu ersehen, wurde die Anfangsaroma-Intensität des nach dem erfindungsgemässen Verfahren aromatisierten Sofortkaffees tatsächlich als grosser bewertet, als-die Anfangsaroma-Intensität von gemahlenem Röstkaffee. Auch beim zweiten Oeffnen des Behälters zeigte sich eine grössere Aroma-Intensität als bei gemahlenem Röstkaffee. Nach fünfmaligem Oeffnen des Behälters stabilisierte sich die Aroma-Intensität bei einem Vert von 4, was noch immer erheblich stärker ist, als das Aroma von üblichem Sofortkaffee..

Beispiel 2 . - -

45,4 kg des in Beispiel 1 beschriebenen gemahlenen Röstkaffees wurden in den Behälter 10 gebracht und dieser durch die Leitung 28 zur Entfernung von Luft aus dem System bis zu einem Absolutdruck von 127 mm Hg evakuiert. Der Behälter wurde 16 Std. bei Raumtemperatur (etwa 24 C) gehalten. Der Behälter 12 wurde in einem Bad 24 mit flüssigem Stickstoff angeordnet. Nun wurden 0,23 kg Kaffee-Oel, das durch direktes Eintropfen des Kaffee-OeIs in flüssigen Stickstoff gefroren und gekörnt worden war, in den Behälter 12 gebracht. Die Temperatur des Kaffee-Oels betrug -184 C. Das Gev/ichtsverhältnis von gemahlenem Röstkaffee zu dem als Absorptionsmittel verwendeten Kaffee-Oel betrug 200:1. Der Kompressor 18 und das Druckregelventil 20 wurden so eingestellt, dass der Druck im Behälter 12 0,35 atü betrug. Die Behälter 10 und 12 mit darin enthaltenem gemahlenem Röstkaffee bzw. Kaffee-Oel wurden 6 min in Verbindung gebracht. Danach wurde das flüssige Stickstoffbad 24 entfernt und der Behälter 12 auf Umgebungsbedingungen kommen gelassen. Das im Behälter 12 enthaltene Kaffee-Oel wurde in einem Anteil von 0,5 Gew.% auf Sofortkaffee, bezogen auf dessen Gewicht, aufgetropft. Der aromatisierte Sofortkaffee wurde v/ie in Beispiel 1 beschrieben abgefüllt.

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Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 2 wurde mit folgenden Aenderungen wiederholt: anstelle des in Beispiel 2 als Absorptionsmittel verwendeten Kaffee-Oels wurde raffiniertes gebleichtes und deodorisiertes Sojabohnenöl mit einem Jodwert von 107 verwendet. Sojabohnenöl ist ein flüssiges Glycerid.

Beispiel 4

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei als Absorptionsmittel Sofortkaffee verwendet wurde, der mit 0,5 %, bezogen auf das Gewicht- des Sofortkaffees, des Sojabohnenöls von Beispiel 3 besprüht worden war.

Beispiel 5

Es wurde nach den Bedingungen von Beispiel 3, jedoch mit folgenden Aenderungen gearbeitet: das Absorptionsmittel war ein konzentrierter Kaffeeextrakt mit einer Konzentration an löslichen Anteilen von 50 %. Der aromatisierte konzentrierte Extrakt wurde auf Sofortkaffee in einer Menge von 5,0 % des Gewichtes des trockenen Sofortkaffees aufgetropft.

Beispiel 6

Es wurde nach dem in Beispiel 3 beschriebenen Verfahren mit folgenden Aenderungen gearbeitet: das Absorptionsmittel war eine Emulsion von 50 % lösliche Anteile enthaltendem konzentriertem Extrakt und Kaffee-Oel. Das Gewichtsverhältnis von Extrakt zu Kaffee-Oel betrug 1:1-und die Menge der als Absorptionsmittel verwendeten Emulsion, die dem Sofortkaffee wieder zugeführt wurde, betrug 5 % des Gewichtes des Sofortkaffees.

Bei den Arbeitsweisen der obigen Beispiele wurden im wesentlichen ähnliche Ergebnisse erhalten, wenn das durch die Behälter 10 und 12 und die Leitung 14 dargestellte geschlossene System Stickstoff als Trägergas enthielt. Hierbei verringert sich die Verfahrensdauer aber etwa um 20 %. Identische Ergebnisse v/erden erzielt, wenn die Emulsion von Beispiel 6 durch eine Emulsion aus Sojabohnenöl, einem flüssigen Glycerid, und Kaffee-Oel ersetzt wird.

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In jedem der Beispiele 2-6 ergaben die Offen-Alterungstests nahezu gleiche Ergebnisse wie in'Beispiel 1. Es zeigte sich jedoch, dass die Aroma-Intensität bei Verwendung von konzentriertem Extrakt oder Emulsionen von Kaffee-Oel und Extrakt oder Emulsionen von Kaffee-Oel und flüssigen Glyceriden als Absorptionsmittel schneller abfiel und sich bei einem etwas geringeren Wert stabilisierte, als bei Verwendung von Sofortkaffee mit darauf aufgesprühtem OeI oder Kaffee-Oel als solchem oder flüssigen Glyceriden als solchen als Absorptionsmittel.

dt —. Λ Α Λ A Ι Λ 4 Λ Ρ

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Uebertragung des Aromas von gemahlenem Rost-kaffee auf ein Absorptionsmittel für Kaffeearoma, dadurch gekennzeichnet, dass als Absorptionsmittel Sofortkaffees mit darauf in einer Menge von mindestens 0,05 % des Gewichts des Sofortkaffees aufgesprühtem OeI, Kaffee-Oele, flüssige Glyceride, konzentrierte Kaffeeextrakte oder Kaffee-Oel-Emulsionen mit konzentriertem Extrakt und/oder flüssigen Glyceriden verwendet werden, dass das Absorptionsmittel auf eine Temperatur von mindestens -40 C gekühlt und mit einer gemahlenen Röstkaffee enthaltenden Zone in Verbindung gebracht wird, der unter einem Dampfdruck gehalten wird, welcher höher ist als der Dampfdruck des gekühlten Absorptionsmittels, so dass in Richtung auf das Absorptionsmittel ein positiver Wirkdruck der flüchtigen Komponenten erzeugt und die Aromaessenz des gemahlenen Röstkaffees auf das gekühlte Absorptionsmittel übertragen und von diesem festgehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Absorptionsmittel Sofortkaffee, mit auf diesen in einer Menge von 0,05-1,5 %, vorzugsweise 0,1-0,8 %, bezogen auf das Gewicht des Sofortkaffees, aufgesprühtem Kaffee-Oel verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von gemahlenem Röstkaffee zu Absorptionsmittel im Bereich von 0,5:1 bis 5:1, vorzugsweise 0,5:1 bis 3:1, liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Absorptionsmittel gefrorenes gekörntes Kaffee-Oel verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von gemahlenem Röstkaffee zu Kaffee-Oel 1000:1 bis 10:1, vorzugsweise 200:1 bis 500:1, beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Absorptionsmittel ein normalerweise flüssiges Glycerid in gefrorener und gekörnter Form verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von gemahlenem Röstkaffee zu flüssigem Glycerid 1000:1 bis 10:1, vorzugsweise 200rl bis 500:1, beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,.dass als Absorptionsmittel konzentrierter Kaffeeextrakt mit einer Konzentration an löslichen Anteilen von mindestens 40 %, vorzugsweise mindestens 6 0 %, verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gemahlene Röstkaffee bei einer Temperatur von weniger als 82 C, vorzugsweise weniger als 66 C, gehalten wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gemahlene Röstkaffee bei Raumtemperatur gehalten wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmittel unter einem einwirkenden Druck von 0,07-35 atü, vorzugsweise 0,35-3,50 atü, gehalten wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den gemahlenen Röstkaffee enthaltende Zone luftfrei gemacht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zone, in v/elcher das gekühlte Absorptionsmittel mit dem gemahlenen Röstkaffee in Verbindung gebracht wird, mit einem Trägergas beschickt wird.

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14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gekühlte Absorptionsmittel während 0,5-45 min, vorzugsweise 1-10 min, in Verbindung mit dem gemahlenen Röstkaffee gehalten wird.

R/Ni 8.9.1971

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