DE2720204A1

DE2720204A1 - Verfahren zur entfernung von bestandteilen aus rohkaffeebohnen, die zum vorhandensein von reizstoffen im roestkaffee beitragen

Info

Publication number: DE2720204A1
Application number: DE19772720204
Authority: DE
Inventors: Hans-Albert Dipl Ing Kurzhals; Klaus F Dipl Chem Dr Sylla
Original assignee: DECOFA KAFFEE-BEARBEITUNGS-GESELLSCHAFT MBH; Decofa Kaffee Bearbeitungs GmbH
Current assignee: HAG GF AG 2800 BREMEN DE
Priority date: 1977-05-05
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1978-11-09
Also published as: DE2720204B2; CH634722A5; BE866197A; IT1096290B; CA1198010A; FR2389332B1; FR2389332A1; NL7804857A; DE2720204C3; US4215150A; IT7823090A0

Description

Patentanwälte
br.-lng. Walter Abu/
Dr. Dieter F. M ο rf ο

Dipl.-Phys. M. Gritschneder ^"

München 86, Pienzenauerstr. 28 2 7 2 0 2 0 A

5. Mai 1977 240177-1

decofa Kaffee-Bearbeitungs-GmbH 28ΌΟ Bremen, Fabrikenufer

Verfahren zur Entfernung von Bestandteilen aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Reizstoffen im Röstkaffee beitragen

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decofa Kaffee-Bearbeitungs-GmbH 240177-1

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Bestandteilen aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Reizstoffen im Röstkaffee beitragen.

Röstkaffee enthält Stoffe, die bei vielen Menschen zu Unverträglichkeiten des Kaffeegetränkes im Magen-Darm-Kanal führen. Es handelt sich bei diesen Reizstoffen vorwiegend um Substanzen, die aus dem Kaffeewachs stammen (vgl. U. Harms u.a., KTM, Bd. 19 (1969), Heft 6, Seiten 6 bis 9 und Heft 7, Seiten 6 bis 9). Diese Substanzen gehen bei der herkömmlichen Aufgussbereitung teilweise mit in das Kaffeegetränk über.

Durch Entfernen der Bestandteile aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein dieser Reizstoffe im Röstkaffee beitragen, kann daher die Bekömmlichkeit des Kaffeegetränkes erheblich verbessert werden. Als Indikator für die Entfernung dieser Bestandteile können die Carbonsäure-5-hydroxytryptamide (C-5-HT) angesehen werden (vgl. J. Wurziger, "Carbonsäure-5-Hydroxy-Tryptamide zur Beurteilung von frischen und bearbeiteten Kaffees". 5. ASIC-Kolloquium, Lissabon 1971).

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Die Verminderung oder der Entzug dieser Bestandteile soll nach verschiedenen Verfahren möglich sein. So lässt man nach dem "Lendrich-Verfahren" (vgl. DT-PS 576 515) Wasserdampf unter Druck und nach dem Verfahren der DT-OS 16 92 flüssiges Kohlendioxid auf die Rohkaffeebohnen einwirken. Bei diesen beiden Verfahren werden aber Bestandteile der Rohkaffeebohnen, welche zum Vorhandensein von Reizstoffen im Röstkaffee beitragen, kaum entfernt.

Es ist weiter bekannt, nicht mit Wasser behandelte Rohkaffeebohnen mit einem Halogenkohlenwasserstoff bei erhöhter Temperatur zu behandeln (vgl. DT-OSen 19 60 694 und 20 31 830). Diese Verfahren führen zwar zu einer guten Entfernung von Bestandteilen, welche zum Vorhandensein von Röstreizstoffen beitragen, jedoch müssen die bei dem Verfahren verwendeten Halogenkohlenwasserstoffe aus gesundheitlichen Gründen möglichst vollständig entfernt werden. Eine Abänderung dieses Verfahrens ist in der CH-PS 568 719 beschrieben. Hierbei wird als Lösungsmittel ein Chlorkohlenwasserstoff verwendet, welcher coffeinhaltig ist. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, dass man bevorzugt vor der Lösungsmittelbehandlung die Rohkaffeebohnen einer Quellbehandlung mit Wasser oder Wasserdampf unterwirft. Durch den Zusatz von Coffein zum Chlorkohlenwasserstoff soll verhindert werden, dass sich der Coffeingehalt der Rohkaffeebohnen vermindert.

Es ist auch bekannt, Rohkaffeebohnen mit einem Essigsäureester zu behandeln, um die Bestandteile zu entfernen, die zum Vorhandensein von Röstreizstoffen beitragen. Hierzu nennt die DT-OS 20 31 830 Essigsäureäthylester, die CH-PS 568 719 ausserdem Essigsäureisopropylester, während

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die DT-OS 26 l8 5^5 Ester mit einem Siedepunkt zwischen 50 und 100 ⁰C nennt, die in frisch geröstetem Kaffee in Mengen über 10 ppm vorkommen. Durch die Verwendung dieser Lösungsmittel werden zwar Bestandteile aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Röstreizstoffen beitragen, extrahiert, jedoch weist ein Aufguss aus Röstkaffee, der aus so behandelten Rohkaffeebohnen hergestellt worden ist, stets einen unerwünschten Beigeschmack auf, der auch durch intensive Entfernung von Lösungsmittelresten aus den behandelten Rohkaffeebohnen nicht beseitigt werden kann. Der auftretende Beigeschmack ist so deutlich, dass er auch vom Laien im Blindversuch festgestellt wird.

Man hat auch schon eine Entfernung von Bestandteilen aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Röstreizstoffen beitragen, durch Behandeln der Rohkaffeebohnen mit solchen Ketonen mit Siedepunkten zwischen 50 und 100 ⁰C versucht, die in frisch geröstetem Kaffee natürlich in Mengen über 10 ppm vorkommen (vgl. DT-OS 26 18 5^5). Die nach diesem Verfahren behandelten Rohkaffeebohnen ergeben bei der Röstung jedoch stets helle Flecken an der Bohnenoberfläche.

Aufgabe des erfindungsgemässen Verfahrens ist es demnach, Bestandteile aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Reizstoffen im Röstkaffee beitragen, ohne Coffeinverluste durch Behandeln der gegebenenfalls getrockneten Rohkaffeebohnen bei erhöhter Temperatur mit einem Ester einer organischen Säure zu entfernen, ohne dass dadurch der Röstkaffee-Aufguss einen unerwünschten Beigeschmack aufweist.

Diese Aufgabe wird erfihdungsgemäss dadurch gelöst, dass man den Ester zusammen mit einem Keton verwendet.

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überraschenderweise weist der aus erfindungsgemäss behandelten Rohkaffeebohnen hergestellte Röstkaffee-Aufguss keinen unangenehmen Beigeschmack auf. Ebensov/enig zeigen Röstkaffeebohnen, die aus erfindungsgemäss behandelten Rohkaffeebohnen erhalten wurden, helle Flecken an der Bohnenoberfläche auf.

Als Ester von organischen Säuren kann man entweder einen einzigen Ester oder ein Estergemisch verwenden. Vorzugsweise setzt man gesundheitlich unbedenkliche Ester ein, insbesondere Ester, die im Rohkaffee oder im Röstkaffee natürlich vorkommen. Die Ester haben vorzugsweise einen niedrigen Siedepunkt, insbesondere unterhalb 100 C bei Normaldruck. Besonders bevorzugt sind Ester von niedermolekularen Alkansäuren, wie C_.-C,--Carbonsäuren, und niedermolekularen Alkanolen, wie C₁-C_c.-Alkanolen. Gut verwendbare Ester sind Ameisensäuremethylester, -äthylester und -propylester, Essigsäuremethylester, - äthylester und -propylester, Propionsauremethylester und äthylester und Buttersäuremethylester. Hiervon sind ganz besonders bevorzugt die Ester der Essigsäure, besonders Essigsäuremethylester und äthylester.

Als Keton kann man entweder ein einziges Keton oder ein Ketongemisch verwenden. Die Ketone sind bevorzugt gesundheitlich unbedenkliche Ketone. Ebenso sind bevorzugt Ketone mit niedrigem Siedepunkt, vorzugsweise unterhalb 100 ⁰C. Weiter sind bevorzugt Ketone, die in Rohkaffee oder Röstkaffee natürlich vorkommen. Gut verwendbare Ketone sind Aceton, Butanon-2, Pentanon-2, Pentanon-3 und Methylisopropylketon.

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Bevorzugte Ester-Keton-Kombinationen sind Essigsäuremethylester-Aceton, Essigsäuremethylester-Butanon-2, Essigsäureäthylester-Aceton und Essigsäureäthyle.ster-Butanon-2.

Die Konzentration der Ketone im Lösungsmittelgemisch soll vorzugsweise 0,05 bis 50 Gew.-? betragen. Bevorzugte Konzentrationsbereiche an Keton sind für

Essigsäuremethylester-Aceton: 3 bis 15 Gew.-? Keton

Essigsäuremethylester-Butanon-2: 10 bis 25 Gew.-? Keton

Essigsäureäthylester-Aceton: 7 bis 35 Gew.-? Keton

Essigsäureäthylester-Butanon-2: 20 bis 50 Gew.-? Keton.

Um die Abtrennung des Lösungsmittels von den behandelten Kaffeebohnen zu erleichtern, v/erden vorzugsweise Ketone ausgewählt, die ähnliche Siedekurven aufweisen wie die eingesetzten Ester. Falls der eingesetzte Ester hohe Keton-Konzentrationen erfordert, so verwendet man insbesondere solche Ketone, die ihrerseits eine Löslichkeit für die Bestandteile aufweisen, die aus den Rohkaffeebohnen entfernt werden sollen.

Das Gewichtsverhältnis von Ester zu trockenem Rohkaffee beträgt vorzugsweise 0,2 bis 10 : 1, insbesondere 1 bis 5:1, und das Gewichtsverhältnis der Lösungsmittelkombination zu trockenem Rohkaffee beträgt vorzugsweise 0,2 bis 20 : 1, vorzugsweise 1 bis 10 : 1. Unter trockenem Rohkaffee ist der Rohkaffee in dem Zustand, wie er vor der Lösungsmittelbehandlung vorliegt, zu verstehen.

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Der bei dem erfindungsgemässen Verfahren eingesetzte Rohkaffee wird nicht vorher mit Wasser oder Wasserdampf behandelt. Man verwendet demnach den Rohkaffee entweder in der Form, in welcher er von der Anlieferung vorliegt,· oder man trocknet ihn teilweise bis auf einen Wassergehalt von mindestens 2 Gew.-£.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann unter Verwendung aller bekannten Verfahren der Fest-Flüssig-Extraktion oder bekannter Waschverfahren erfolgen. Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.

Die Dauer der erfindungsgemässen Extraktionsstufe hängt von der Provenienz der Rohkaffeebohnen, vom Verhältnis Lösungsmittelmenge zu Rohkaffeemenge, von der Löslichkeit der zu entfernenden Bestandteile in der Lösungsmittelkombination und von der Art des Behandlungsverfahrens ab. Im allgemeinen dauert das Extraktionsverfahren 0,2 bis 2 Stunden.

Die Temperatur während der Extraktionsstufe beträgt vorzugsweise 40 bis 120 ⁰C, besonders 50 bis 85 °C.

Der Druck wird während der Extraktionsstufe vorzugsweise so gewählt, dass das verwendete Lösungsmittel bei der gewählten Temperatur nicht siedet.

Nach Beendigung der erfindungsgemässen Extraktionsstufe wird das Lösungsmittel in bekannter Weise entfernt, z.B. durch Verwendung von Erhitzen, Vakuumverdampfung, Dämpfen mit Sattdampf oder Zugabe von flüssigem Wasser und anschliessende Verdampfung im Vakuum unter Wärmezufuhr. Bei Verwendung von Estern und Ketonen, die natürliche

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Bestandteile des Roh- oder Röstkaffees sind, braucht* das Lösungsmittel nur soweit entfernt zu werden, dass die nach der Röstung im behandelten Kaffee verbliebenen Mengen dieser Ester und/oder Ketone nicht grosser sind als bei einem unbehandelten Röstkaffee.

Nach der Entfernung des Lösungsmittels werden die Rohkaffeebohnen in üblicher Weise getrocknet.

B e i s ρ i e 1

500 g Rohkaffee, bestehend aus einer Mischung verschiedener Arabicas, mit einem Coffeingehalt von 1,11 Gew.-?, bezogen auf Trockengewicht, mit einer Feuchte von 10,7 Gew.-? und einem C-5-HT-Gehalt von 57O ppm wurden irr. rotierenden Kolben bei Normaldruck und einer Temperatur von 50 ⁰C mit 1000 ml einer Mischung aus 80 Gew.-? Methylacetat und 20 Gew.-? Butanon-2 20 Minuten behandelt. Danach wurden 940 ml Lösungsmittelgemisch abgezogen. Durch eine anschliessende Vakuumbehandlung von 30 Minuten bei 95 ⁰C wurden 45 ml Lösungsmittel ausgetrieben. Danach wurde der Rohkaffee mit 170 ml Wasser auf 31 Gew.-? Feuchte angefeuchtet und anschliessend bei 95 °C 5 Stunden lang im Vakuum ausgedämpft. Nach dem Dämpfen erfolgte die Trocknung bei einer Temperatur von 80 C im Vakuum. Danach betrug die Feuchte des Kaffees 10,8 Gew.-?. Der behandelte Kaffee hatte einen Coffeingehalt von 1,12 Gew.-ί, bezogen auf Trockengewicht. Sein C-5-HT-Gehalt betrug 213 ppm. Die Summe der im Rohkaffee verbliebenen Lösungsmittel lag unter 10 ppm. Der Gehalt des Rohkaffees an wasserlöslichen Stoffen wurde während der Behandlung von 28,4 Gew.-?, bezogen auf Trockengewicht, auf 27,8 Gew.-?, bezogen auf ,Trockengewicht, verringert. Im Aufguss des gerösteten Kaffees wurde kein

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JO

Beigeschmack festgestellt. Das Röstbild des Kaffees zeigte keine Abweichungen von dem Röstbild eines unbehandelten Kaffees,

Beispiel

22 kg Rohkaffee j bestehend aus einer Mischung verschiedener Arabicas, mit einem Coffeingehalt von 1,06 Gew.-%_s bezogen auf Trockengewicht, mit einer Feuchte von 10,2 Gew.-? und einem C-5-HT-Gehalt von 760 ppm, wurden bei Normaldruck und einer Temperatur von 70 °C mit 60 1 einer Mischung aus 55 Gew.-Ji Äthylacetat und ^5 Gew".-% Butanon-2 30 Minuten behandelt. Danach wurde 6 Stunden lang mit Sattdampf bei einer Temperatur von 105 C gedämpft. Die Trocknung erfolgte im Vakuumtrommeltrockner bei 80 ⁰C und dauerte ^ Stunden. Danach betrug die Feuchte des Kaffees 9,7 Gew.-?. Der behandelte Kaffee hatte einen Coffeingehalt von 1,08 Gew.-S, bezogen auf Trockengewicht, und einen C-5-HT-Gehalt von 195 ppm. Im Rohkaffee wurde ein Gesamtrestlösungsmittelgehalt von weniger als 10 ppm festgestellt. Der Verlust des Rohkaffees an wasserlöslichen Substanzen betrug 0,5 Gew.-JS, bezogen auf das Rohkaffeegewicht. Der geröstete Kaffee zeigte sowohl im Röstbild als auch im Geschmack keine Abweichungen von einem unbehandelten Kaffee.

Beispiel

HO kg Rohkaffee, bestehend aus einer Mischung verschiedener Arabicas, mit einem Coffeingehalt von 1,13 Gew.-Ϊ, bezogen auf Trockengewicht, und einem C-5-HT-Gehalt von 685 ppm wurden in einem Vakuumtrommeltrockner bei 80 C auf eine Feuchte von 3,8 Gew.-? getrocknet. Danach erfolgte eine

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Behandlung bei einem Druck von 2,6 bar und einer Temperatur von 80 ⁰C mit 60 1 einer Mischung aus 95 Gew.-% Methylacetat und 5 Gew.-% Aceton. Die Behandlung dauerte 1 Stunde. Danach wurden 58,5 1 des Lösungsmittels abgezogen und k Stunden lang mit Sattdampf von 105 ⁰C gedämpft. Die Trocknung erfolgte in einem Vakuumtrommeltrockner bei 80 ⁰C und dauerte 3,5 Stunden. Danach betrug die Feuchte des Kaffees 10,8 Gew.-%. Der behandelte Kaffee hatte einen Coffeingehalt von 1,15 Gew.-Ϊ, bezogen auf Trockengewicht. Sein C-5-HT-Gehalt betrug IIO ppm. Im Rohkaffee wurde ein Gesamtrestlösungsmittelgehalt unter 10 ppm gefunden. Der Verlust des Rohkaffees an wasserlöslichen Substanzen betrug 0,4 Gew.-?, bezogen auf das Rohkaffeegewicht. Der Aufguss des gerösteten Kaffees wurde von Fachleuten als besonders !Wohlschmeckend und frei von Beigeschmack beurteilt. Das Röstbild des Kaffees zeigte keine Abweichungen im Vergleich zu einem unbehandelten Kaffee.

Ende der Beschreibung.

Claims

decofa Kaffee-Bearbeitungs-GmbH 2ΊΟ177-Ι

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Patentanspruch

Verfahren zur Entfernung von Bestandteilen aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Reizstoffen im Röstkaffee beitragen, wobei der ursprüngliche Coffeingehalt nicht verändert wird, durch Behandeln der gegebenenfalls getrockneten Rohkaffeebohnen bei erhöhter Temperatur mit einem Ester einer organischen Säure, dadurch gekennzeichnet, dass man den Ester zusammen mit einem Keton verwendet.

809845/0402 ORIGINAL INSPECTED