DE2940526A1

DE2940526A1 - Trockene wasserloesliche teilchen aus pflanzlichem material, diese enthaltendes nahrungsmittelpulver und verfahren zur bereitstellung eines kopfraumaromas fuer ein abgepacktes loesliches nahrungsmittelpulver

Info

Publication number: DE2940526A1
Application number: DE19792940526
Authority: DE
Inventors: Stephen Francis Hudak; Fouad Zaki Saleeb
Original assignee: General Foods Corp
Current assignee: General Foods Corp
Priority date: 1978-10-10
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1980-04-24
Also published as: FR2438432B1; DE2940526C2; FI67774B; SE7907950L; FR2536961A1; NL7907457A; IE48695B1; BE879303A; IE791840L; NO793081L; GB2034576A; AU5125179A; GB2034576B; CA1142018A; DK424179A; AU529641B2; NO150342C; FI793111A; FR2438432A1; SE446584B

Description

Henkel, Kern, Feiler Cr Hänzel Patentanwälte Registered Representatives

before the

European Patent Office

294052Θ

Möhlstraße 37 D-8000 München 80

Tel.: 089/982085-67 Telex: 0529802 hnkl d Telegramme: ellipsoid

Dr.F/rm
5. OKT. 1979

GENERAL FOODS CORPORATION White Plains, N.Y., V.St.A.

Trockene wasserlösliche Teilchen aus pflanzlichem Material, diese enthaltendes Nahrungsmittelpulver und Verfahren zur Bereitstellung eines Kopfraumaromas für ein abgepacktes lösliches Nahrungsmittelpulver

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Beschreibung

Lösliche Getränkepulver, z.B. sprühgetrocknete Kaffee- oder Teeprodukte, sind Im Vergleich zu den jeweiligen Ausgangsmaterial, nämlich geröstetem und gemahlenen Kaffee und fermentierten Teeblättern, relativ aromaarm. Dieselbe schlechte Aromasituation im Vergleich zu der natürlichen Frucht, aus der der jeweilige Saft erhalten wurde, ist auch bei getrockneten Fruchtsäften, z.B. gefriergetrocknetem Orangensaft, zu verzeichnen. Eine geringe Aromaintensität kommt auch bei bestimmten Arten von Röstkaffee, z.B. den meisten koffeinfreien Kaffeesorten und den aus den US-PS 1 903 362, 3 615 667 und 4 261 466 bekannten Röstkaffeepreßlingen, vor. Diese aromaschwachen Getränkeprodukte besitzen bereits von Hause aus eine derart geringe Aromamenge, daß bereits beim ersten Öffnen des das Produkt enthaltenden Behälters durch den Verbraucher lediglich eine schwache Aromaabgabe erfolgt. Das in dem jeweiligen Produkt enthaltene Aroma wird unabhängig von dessen Menge nach dem ersten Öffnen des Behälters rasch immer schwächer, so daß nach mehrmaligem Öffnen des Behälters während eines typischen "Konsumlebens" des Produkts nur ein sehr schwaches oder überhaupt kein Aroma mehr entweicht.

Es sei darauf hingewiesen, daß im vorliegenden Falle unter "Kaffeeprodukt" und/oder "Teeprodukt" nicht nur ein zu 100% aus Kaffee und/oder Tee bestehendes Produkt, sondern auch ein Kaffee- oder Teeersatz oder ein gestrecktes Kaffeeoder Teeprodukt, das geröstete Cerealien, Chicoree und/oder sonstige pflanzliche Materialien alleine oder in Kombination mit Kaffee und/oder Tee enthalten kann, zu verstehen.

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Bislang waren alle Versuche, Nahrungsmittelprodukte mit natürlichem Aroma zu versehen, darauf gerichtet, löslichen Kaffeesorten, z.B. sprüh- oder gefriergetrocknetem Kaffee, das Aroma von geröstetem Kaffee zuzusetzen. Obwohl die vorliegende Erfindung vornehmlich mit der Aromatisierung löslicher Kaffeesorten befaßt ist, läßt sie sich jedoch auch auf die Aromatisierung anderer Nahrungsmittelprodukte anwenden.

Derzeit werden nahezu sämtliche handelsüblichen löslichen Kaffeesorten mit Kaffeeöl vereinigt. Dies geschieht beispielsweise durch Besprühen des löslichen Kaffees vor dem Verpacken mit entweder reinem oder aromaangereicherten Kaffeeöl. Auf diese Weise erhält das lösliche Kaffeeprodukt ein Aroma, das stärker dem Aroma von nicht von Koffein befreitem, geröstetem und gemahlenem Kaffee entspricht. Der Zusatz des Öls erfolgt üblicherweise durch Beaufschlagen mit dem Öl (vgl. US-PS 3 148 070) oder durch Ölinjektion (vgl. US-PS 3 769 032).

Kaffeeöl mit oder ohne zugesetzte(n) Aromen war das zur Aromatisierung von Kaffeeprodukten bevorzugte Medium, da solche (aromatisierte) Produkte noch als reiner Kaffee bezeichnet werden können. Zur Gewinnung von Kaffeeöl entwikkelte Verfahren (vgl. Sivetz "Coffee Processing Technology", Band 2, Avi Publishing Company, 1963, Seiten 21 bis 30), z.B. eine Lösungsmittelextraktion oder ein Austreiben von Kaffeeöl aus geröstetem Kaffee, sind nicht besonders zweckmäßig, da dem Hersteller entweder lösungsmittelhaltiger gerösteter Kaffee oder ausgelaugter Kuchen, die beide entweder weiterbehandelt oder verworfen werden müssen, bleibt. Der Zusatz von Kaffeeöl zu einem Kaffeeprodukt hat sich auch deshalb als mühsam erwiesen, weil in höchst unerwünschter Weise öl-

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tröpfchen auf der Oberfläche des aus dem ölhaltigen Produkt zubereiteten flüssigen Getränks auftreten können.

Es wäre folglich von Vorteil, wenn Verfahren zum Aromatisieren von Kaffeeprodukten zur Verfügung stünden, bei denen sämtlicher Kaffee oder sämtliche sonstigei pflanzlichen Materialien zum Einsatz gelangen, bei denen jedoch die Herstellung oder Verwendung von Kaffeeöl oder sonstiger Glyceridmaterialien nicht erforderlich ist.

Ein Verfahren zum Aromatisieren von Nahrungsmittelprodukten, das nicht auf synthetische Stoffe oder chemische Modifikationen natürlich vorkommender Materialien zurückgreifen muß, könnte, abgesehen von der Herstellung von Kaffee- und Teeprodukten, auch sonst in der Nahrungsmittelindustrie zum Einsatz gelangen. Mögliche Applikationsgebiete sind die Herstellung pulverförmiger Fruchtsäfte, pulverförmiger Getränkekonzentrate mit Fruchtgeschmack und Gelatinedessertmischungen. Die Verwendung von ausgepreßten aromatischen ölen, wie Orangenöl und Zitronenöl, ist in der Nahrungsmittelindustrie üblich, die Instabilität dieser öle begrenzt jedoch ihre Verwendbarkeit. Wenn die in entweder diesen Ölen oder sonst in Nahrungsmitteln enthaltenen Aromaten in den natürlich vorkommenden pflanzlichen Materialien in stabilem Zustand gehalten werden könnten, könnten natürliche Aromen den verschiedensten Nahrungsmittelprodukten einverleibt werden.

Die folgende Beschreibung bezieht sich, jedoch ohne Beschränkung, nur auf die Aromatisierung von Kaffeeprodukten.

Wasserlösliche Teilchen eßbarer Materialien erhält man durch Trocknen wäßriger Lösungen von pflanzlichen Materialien, wie Kaffee, Tee, Chicoree, Obst und dergleichen. Diese Teil-

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chen werden derart hergestellt, daß sie einen durchschnittlichen Durchmesser (gewichtsprozentuale Verteilungsgrundlage) unter 200, vorzugsweise unter 150 um, in der Regel zwischen etwa 50 und 150 um, aufweisen und eine mikroporöse Struktur mit Mikroporen eines höchstwahrscheinlichen Porenradius von weniger als 150 Ä, zweckmäßigerweise von weniger als etwa 110 SL, vorzugsweise von weniger als 50 Ä, erhalten. Erflndungsgemäß bevorzugt wird ein höchstwahrscheinlicher Porenradius zwischen 10 und 35 Ä. Mikroporen unter etwa 15 SL haben sich, obwohl sie erfindungsgemäß vorteilhaft sein dürften, als nicht ohne weiteres erreichbar erwiesen. Somit stellt dieser Wert eine praktische Untergrenze für den wahrscheinlichsten Radiusparameter dar. Ein Porenradius von unter etwa 3 Ä ist unzweckmäßig, da bei einer derartig geringen Größe in der mikroporösen Struktur Moleküle aromatischer Verbindungen vermutlich nicht fixierbar sind.

Die feine Porenstruktur der porösen Teilchen gemäß der Erfindung ergibt sich aus einer Analyse der Adsorptlons/Desorptions-Isothermen von Kohlendloxidgas auf diesen Teilchen bei einer Temperatur von -78⁰C. Die Bestimmung erfolgt nach auf dem Gebiet der Oberflächenchemie anerkannten Verfahren (vgl. S. Brunauer "The Adsorption of Gases and Vapors", Band 1, Princeton Univentty Press, 1945). Hierbei wird ein vollständig aus Glas bestehendes volumetrisches Gasadsorptionsstandardgefäß verwendet. Normalerweise bestimmt man zunächst die Adsorptionsisothermen, indem man die Mengen an bei verschiedenen, Jedoch nach und nach steigenden Gleichgewichtsdrucken adsorbiertem CO₂ bestimmt. Dann wird der Druck entspannt, um den Desorptionszweig der Isotherme zu erhalten.

Die Desorptionsisothermen sind in der Regel das Ergebnis einer üblichen mehrschichtigen Adsorption und Kondensation

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in Poren und In diesem Falle kann die Kelvin-Gleichung, die die Erniedrigung des Adsorbats-(CO₂)-Dampfdrucks infolge Eindellung (Konkavität) des Flüssigkeitsmeniskus in der Pore angewandt werden. In ihrer einfachen Form und unter Annahme einer vollständigen Benetzung der Oberfläche (Kontaktwinkel: 0) ergibt sich der Porenradius (r) aus der Gleichung:

+) bestimmt,

„ -2 C V

RT la P_d/P₀

In der Gleichung bedeuten:

€ die Oberflächenspannung des flüssigen Sorbats (CO₂);

V sein Molvolumen;

P. den Druck am Desorptionszweig der Isotherme und

P₀ den Sättigungsdampfdruck (1013 mbar für CO₂ bei -78°C),

Die Kelvin-Gleichung zeigt eine logarithmische Beziehung zwischen dem Porenradius und dem relativen Druck (P^/Pq)· Engere Poren füllen sich bei niedrigeren Relativdrucken, weitere Poren bei höheren Drucken. Der gesamte Porenraum ist bei Sättigungsdruck gefüllt.

Die Kelvin-Gleichung wurde auch bereits bereinigt, um eine Korrektur für die Gasadsorption, die gleichzeitig mit der Gaskondensation stattfindet, einzuführen (vgl. E.P. Barrett, L.G. Joyner und P.P. Halenda in "J. Amer. Chem. Soc", Band 73, Seite 373 (1951)). Danach erfolgt eine Berechnung, um die Relativdrucke und folglich die entsprechend dem (den) Porenradius (Porenradien) adsorbierten Gasvolumina (v) zu erhalten. Beim Auftragen von Aj[⁰J^] gegen r (Ä) erhält

man die Porenvolumenverteilungskurven. Die Form dieser Ver-

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teilungskurven entspricht der Gleichmäßigkeit der Verteilung von Poren unterschiedlicher Größen in einer gegebenen Probe. Für den Fachmann dürfte es selbstverständlich sein, daß die Porengrößenverteilung in einem gegebenen porösen Material in der Regel einem Verteilungsmuster in Form einer glockenförmigen Kurve folgt. Somit ist unter dem Ausdruck "höchstwahrscheinlicher Radius" derjenige Radius zu verstehen, der dem Gipfel der Porenvolumenverteilungskurve entspricht.

Die zur Herstellung der trockenen Teilchen verwendeten wäßrigen Lösungen erhält man in der Regel durch wäßrige Extraktion von pflanzlichem Material, z.B. Röstkaffee oder fermentiertem Tee, oder durch Auspressen eines Safts aus einem pflanzlichen Material, z.B. Orangen, Äpfeln, Trauben und dergleichen.

Zur Herstellung von Teilchen der gewünschten mikroporösen Struktur stehen die verschiedensten Techniken zur Verfügung. Beim üblichen Sprühtrocknen erhält man trockene Teilchen, die keine mikroporöse Struktur aufweisen. Beim üblichen Gefriertrocknen erhält man Teilchen, deren höchstwahrscheinlicher Porenradius weit über 1OOOO ft liegt. Poren unterhalb 150 % werden jedoch benötigt, um flüchtige aromatische Verbindungen, wie sie in Kaffee- und Teearomen gefunden werden, in der mikroporösen Struktur der trockenen Teilchen einzuschließen. Der Einschluß von Aromaten durch die trockenen Teilchen gemäß der Erfindung beruht vermutlich sowohl auf einer Adsorption als auch (was noch wichtiger ist) durch eine Kapillarenkondensation, d.h. eine Verflüssigung von Dämpfen in den Poren. Die Aromaten werden in der mikroporösen Struktur festgehalten, ohne daß die Oberfläche der Teilchen beschichtet werden muß. Ein geringer Prozentsatz dieser Aromaten wird jedoch infolge des von den einge-

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schlossenen Aromaten ausgeübten schwachen Partialdrucks in Freiheit gesetzt. Der Mechanismus einer Kapillarenkondensation tritt in Poren übermäßiger Größe nicht auf, so daß die betreffenden Teilchen zum Zurückhalten der Aromaten oberflächlich beschichtet werden müssen.

Die erfindungsgemäß angefallenen trockenen porösen Teilchen werden nach dem Inkontaktbringen mit den gewünschten Aromaten dazu herangezogen, bei abgepackten aromaschwachen Nahrungsmittelprodukten, wie löslichen Kaffee- oder Teeprodukten, ein Kopfraumaroma zu liefern. Diese Teilchen werden mit dem Nahrungsmittelprodukt derart kombiniert, daß ihr Gewicht zweckmäßigerweise 0,1 bis 2, vorzugsweise etwa 0,2 bis 1 Gew.-96 beträgt. In typischer Weise v/erden die trockenen aromatisierten löslichen Teilchen gemäß der Erfindung mit einem trockenen aromaschwachen pulverförmigen Nahrungsmittelprodukt lediglich gemischt.

Zur Herstellung trockener löslicher Teilchen aus eßbarem Material eines Durchmessers von unter 200 um mit Porenstruktur sowie einem höchstwahrscheinlichen Porenradius unter 150 % aus wäßrigen Lösungen von pflanzlichen Materialien gibt es eine Reihe von Verfahren.

Beim Einsprühen einer wäßrigen Lösung, vorzugsweise einer solchen eines Feststoffgehalts von unter 40 Gew.-96, in typischer Weise von 25 bis 35 Gew.-#, in ein kryogenes fließfähiges Material einer Temperatur von unter -100⁰C, vorzugsweise in flüssigen Stickstoff, und anschließenden Gefriertrocknen der gefrorenen Lösungsteilchen erhält man trockene mikroporöse Teilchen eines höchstwahrscheinlichen Porenradius von unter 50 SL Beim Einsprühen sollten Teilchen einer durchschnittlichen Teilchengröße von unter 200 um

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(Durchmesser) hergestellt werden, so daß das gesamte Teilchen augenblicklich beim Inkontaktgelangen mit dem kryogenen fließfähigen Medium gefroren wird. Vermutlich führt ein augenblickliches Gefrieren zur Bildung von lediglich sehr kleinen Eiskristallen in dem Teilchen. Sollten die Spraytröpfchen einen durchschnittlichen Durchmesser von über 200 um aufweisen, bilden sich selbst bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff gefrorene Teilchen, die die gewünschten sehr kleinen Eiskristalle lediglich an ihrer Oberfläche und nicht durch und durch enthalten. Die Sublimation dieser sehr kleinen Eiskristalle liefert offensichtlich die erfindungsgemäß gewünschte mikroporöse Struktur. Bei Verwendung eines kryogenen fließfähigen Mediums einer Temperatur oberhalb von -100°C erreicht man offensichtlich keinen höchstwahrscheinlichen Porenradius von weniger als 150 &, und zwar unabhängig vom Durchmesser der Spraytröpfchen.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung der trockenen mikroporösen Teilchen besteht im Einsprühen der wäßrigen Lösung in ein wasserfreies organisches Lösungsmittel, z.B. 100#iges Äthanol, das sowohl den Extrakt entwässert als auch poröse Kugelchen löslicher Feststoffe bildet. Auf diese Weise hergestellte lösliche Kaffeeteilchen besitzen, wie es sich gezeigt hat, einen höchstwahrscheinlichen Porenradius von weniger als 50 ft. Es ist ferner möglich, mit gemahlenen, sprühgetrockneten Teilchen, z.B. löslichem Kaffee, zu beginnen und diese Teilchen in einem genießbaren organischen Lösungsmittel, z.B. Äthanol, zu sieden. Vorzugsweise erfolgt dies nach dem Vermählen. Hierbei wird die Oberfläche der Teilchen "angeätzt" bzw. angelöst und die gewünschte poröse Struktur gebildet. Wiederum ist es zweckmäßig, Teilchen eines durchschnittlichen Durchmessers unter 200 um

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herzustellen oder von solchen Teilchen auszugehen, damit für das Lösungsmittel zur Atzung bzw. zum Anlösen eine ausreichende Oberfläche zur Verfügung steht und damit eine ausreichende Anzahl von gewünschten Ilikroporen gebildet wird.

Die erfindungsgemäß erhaltenen mikroporösen Teilchen können bis zu etwa 2 Gew.-^ flüchtige aromatische Verbindungen einschließen. In der Praxis bereitet es Schwierigkeiten, Aroma tenmengen über 1% zu erreichen. Der Einschluß von Aromaten in einer Menge von weniger als etwa 0,1 Gew.-% erfordert einen Zusatz an aromatisieren Teilchen zu dem löslichen IJahrungsmittelprodukt in einer Menge von 5% oder mehr. Vorzugsweise sollten die aromatisierten Teilchen in einer Menge von weniger als 2 Gew.-% zugesetzt werden. Insbesondere enthalten die aromatisierten Teilchen gemäß der Erfindung 0,2% oder mehr, in typischer Weise etwa 0,5% an Aromaten.

Der Einschluß von Aroma in den erfindungsgeraäß bereitgestellten mikroporösen Teilchen kann auf vielfältige Weise geschehen. Die Anwendung hoher Drucke und/oder niedriger Teilchentemperaturen kann (können) die Aromaaufnahme optimieren oder die bis zum Erreichen des gewünschten Aromatisierungsgrades erforderliche Zeit verkürzen. Solche Bedingungen müssen jedoch nicht eingehalten werden. Es ist jedoch zweckmäßig, die mit den löslichen porösen Teilchen vor, während und nach der Aromatisierung in Berührung gelangende Feuchtigkeit auf ein Mindestmaß zu senken. Zur Trennung der Feuchtigkeit von den in aromahaltigen Gasströmen, gefrorenen Aromen oder flüssigen Aromakondensaten enthaltenen Aromaten kann man sich geeigneter Kondensations-, Verflüchtigungs-, Sprüh- und/oder sonstiger Trenntechniken bedienen. Es kann auch zweckmäßig sein, die Aromaten von jeglichem

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Trägergas (beispielsweise CO₂), in dem sie eingeschlossen sind, zu trennen. Geeignete Techniken zum Adsorbieren von Aromaten auf porösen Substraten sind: (1) die porösen Teilchen und ein kondensierter CO₂-Aromafrost, die gründlich miteinander gemischt sind, werden in ein belüftetes Gefäß vorzugsweise bei einer Temperatur oberhalb von -40⁰C gefüllt, worauf der CO₂-TeU des Frosts wegsublimieren gelassen wird. (2) Das Adsorptionsmittel und ein kondensierter Aromafrost werden in einem oder zwei miteinander verbundenen Druckgefäß(en) eingeschlossen, worauf die Temperatur in dem das Trockeneis enthaltenden Gefäß zur Verflüchtigung des Trockeneises und zur Druckerhöhung erhöht wird. (3) Ein stark konzentriertes wäßriges Aromakondensat wird in einer solchen Menge mit den porösen Teilchen vereinigt, daß diese nicht unangemessen feucht werden. (4) Die Aromaten v/erden auf gekühlten porösen Teilchen kondensiert. (5) Ein Strom eines aromaführenden und einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt aufweisenden Gases wird durch ein Bett oder eine Säule der porösen Teilchen geleitet.

Die erfindungsgemäß verwendeten Aromaten stammen von irgendwelchen dem Fachmann bekannten Quellen. Je nach der Art und Weise des Inkontaktbringens können die Aromen als Komponente eines Gases, eines flüssigen Kondensats oder eines kondensierten Trockeneises (Frosts) vorhanden sein. Verwendbare Aromen sind Kaffeeölaromen (vgl, US-PS 2 947 634), beim Rösten von grünem Kaffee erhaltene Aromen (vgl. US-PS

2 156 212), beim Mahlen von Röstkaffee gewonnene Aromen (vgl. US-PS 3 021 21d), dampfdestillierte flüchtige Aromen aus Röstkaffee und gemahlenem Kaffee (vgl. US-PS 2 562 206,

3 132 947, 3 244 521, 3 421 901, 3 532 507 und 3 615 665) und durch Vakuumdestillation aus Röstkaffee und gemahlenem

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Kaffee erhaltene Aromen (vgl. US-PS 2 680 6cT/ und 3 035 922), Selbstverständlich können auch flüchtige synthetische chemische Verbindungen, die von Hause aus in Röstkaffee, fermentiertera Tee oder sonstigen aromatischen liahrungsmittelprodukten vorkommende aromatische Verbindungen verstärken oder simulieren, verwendet werden.

Die erfindungsgemäß auf den mikroporösen Teilchen absorbierten Aromen haben sich auch bei längerer Lagerung unter inerten Bedingungen, wie dies normal erweise bei abgepackten löslichen Kaffeeprodukten der Fall ist, als stabil erwiesen. Die absorbierten Aromen vermögen in den verpackten Produkten ein erwünschtes Kopfraumaroma zu liefern. Wenn in ausreichender Menge vorhanden, können sie auch die jeweils gewünschten Geschmackswirkungen herbeiführen.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Durch Wiederaufbereiten von sprühgetrockneten Kaffeefeststoffen wird ein wäßriger Kaffeextrakt mit einem Gehalt an löslichen Feststoffen von 33 Gew.-^a zubereitet. Dieser Extrakt wird in ein offenes Gefäß mit flüssigem Stickstoff gesprüht, wobei die Extraktteilchen augenblicklich gefrieren und dispergiert werden. Der Extrakt wird mittels Druckluft mit Hilfe einer Doppelstrahl-Atomisierdüse in den flüssigen Stickstoff gesprüht. Der flüssige Stickstoff und das Teilchengemisch v/erden dann in Gefriertrocknerschalen gegossen, worauf der flüssige Stickstoff abrauchen gelassen wird. Hierbei bleibt ein flaches Bett gefrorener

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Teilchen einer Stärke von etwa 1,6 bis 3,2 mm zurück. Danach v/erden die Schalen in einen Gefriertrockner gestellt und 13 h lang einem Vakuum von 13 η bar (10 Mikron Ilg-Säule) und einer Plattentemperatur von 50 C ausgesetzt. Das Vakuum im Gefriertrockner wird durch CXX,-Trockeneis aufgehoben, worauf die trockenen Teilchen eines Feuchtigkeitsgehalts unter etwa 1,5/S aus dem Gefriertrockner entnommen und außer Feuchtigkeitskontakt gehalten werden. Es zeigt sich, daß die trockenen Teilchen eine mikroporöse Struktur mit Poren eines wahrscheinlichsten Radius von etwa 24 bis 2ö % aufweisen. Eine Siebanalyse ergibt folgendes:

Siebung auf einem Sieb

einer Iiaschenweite Gew.-°o

auf 0,175 mm 7,5

auf 0,147 mm 15,0

auf 0,074 ram 67,3

Pfanne 10,2

Danacii v/erden die trockenen Teilchen in einer trockenen Atmosphäre in Trockeneis abgeschreckt und mit gefrorenen Gas aus einer Kaffeemühle eines Feuchtigkeitsgehalts zwischen 10 und 15 Gew.-Ja im Gewichtsverhältnis 0,2 Teil gefrorenes Gas pro Teil Teilchen gemischt. Das erhaltene Gemisch wird in ein vorgekühltes Gefäß mit einer Lochbelüftung gefüllt, worauf das Gefäß über !lacht bei einer Temperatur von -17,3⁰C stehen gelassen wird. Hierbei entweicht COp. Die abgekühlten Teilchen eines Feuchtigkeitsgehalts unter 6 Gew.-^ werden dann mit nicht-beschichteten, verbackenen, sprühgetrockneten Kaffeefeststoffen in einer Menge von 0,75 Gew.-J6 der sprühgetrockneten Feststoffe in Glasbehälter abgepackt. Die gefüllten Glasbehälter v/erden 8 Wochen lang bei

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einer Temperatur von 35⁰C gelagert. Beim ersten öffnen und während eines 7-tägigen Gebrauchs läßt sich ein angenehmes Kopfraumaroma feststellen. Dieses wird als zumindest ebenso gut wie das Kopfraumaroma von in vergleichbarer Weise gelagerten Behältern mit aromatisiertem, verbackenen sprühgetrockneten Kaffee, der mit einem mit Gas aus einer Kaffeemühle angereicherten Kaffeeöl beschichtet ist, bewertet. Diese mit Öl beschichtete Kaffeeprobe wird nach dem in der US-PS mit der Serial No. 643 432 vom 22.12.1975 beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei pro jede Gewichtseinheit des löslichen Produkts eine solche Menge gefrorenes Kaffeemühlengas verwendet wird wie bei der Zubereitung der erfindungsgemäßen Kaffeeprobe.

Beispiel 2

100 ml eines Kaffeextrakts mit 50 Gew.-% an löslichen Feststoffen werden mittels einer Glaschromatographiedüse in ein großes Becherglas mit 3,785 1 reinen Äthanols gesprüht. Das Äthanol wird bei Raumtemperatur gehalten und während des Sprühvorgangs gerührt. Danach werden aus dem Äthanol Teilchen von löslichem Kaffee abfiltriert. Die erhaltenen Teilchen werden über Nacht in einen Vakuumofen (Druck: 846,5 mbar; Temperatur: etwa 90⁰C) gelegt, um restlichen Äthanol zu entfernen. Die aus dem Vakuumofen entnommenen Teilchen zeigen eine mikroporöse Struktur mit einem höchstwahrscheinlichen Porenradius von 33 Ä. Die Teilchen werden außer Feuchtigkeitskontakt gehalten und in einer Parr-Bombe einer Temperatur von etwa 20°C mit gefrorenem Kaffeemühlengas in einer Menge von 2 Gewichtsteilen auf 1 Gewichtsteil Teilchen kontaktiert. Die hierbei erhaltenen aromatisierten Teilchen werden in einer Menge von etwa 0,5 Gew.-% mit

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nicht-beschichtetem und nicht-aromatisiertem, sprühgetrocknetem Kaffeeagglomerat vereinigt und verpackt. Das "Glasaroma", das diese Probe nach einer eine Woche dauernden Lagerung bei Raumtemperatur aufweist, hat sich zu dem "Glasaroma¹¹ eines eine Woche alten, mit Kaffeemühlengas angereicherten und mit Öl beschichteten Agglomerate als vergleichbar erwiesen.

Beispiel 3

Agglomerierter sprühgetrockneter Kaffee wird gemahlen, worauf die ein Sieb einer Maschenweite von 0,295 mm passierenden Teilchen abgetrennt werden. 150 g dieser Teilchen v/erden in 2000 ml 100%igen Äthanols eingetragen. Danach wird das Gemisch 24 h lang in einem mit einem Dampfmantel versehenen Kessel mit Überkopfrückflußkühler und einem Rührstab am Sieden gehalten. Schließlich werden die Kaffeeteilchen von dem Äthanol abfiltriert und 24 h lang bei einer Temperatur von 80⁰C in einem Vakuum von etwa 839 mbar getrocknet. Die trockenen Teilchen wiegen insgesamt etwa 90 g (etwa 60 g Kaffeefeststoffe sind in dem Äthanol in Lösung gegangen). Sie besitzen eine poröse Struktur mit einem höchstwahrscheinlichen Porenradius von etwa 102 %. 2 Gewichtsteile dieser Teilchen werden mit 1 Teil gefrorenen Kaffeemühlengases in der im Beispiel 1 geschilderten Weise in Kontakt gebracht. Die hierbei erhaltenen aromatisierten Teilchen werden in einer Menge von etwa 0,5 Gew.-% mit agglomeriertem sprühgetrocknetem Kaffee abgepackt. Das "Glasaroma" dieser Probe nach einer eine Woche dauernden Lagerung bei Raumtemperatur hat sich zum "Glasaroma" eines eine Woche alten, mit Kaffeemühlengas angereicherten und mit Öl beschichteten Agglomerate als vergleichbar erwiesen.

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Wie bereits ausgeführt, wurde bisher das "Glasarona" bzw. "Dosenaroma" handelsüblichen löslichen Kaffeeprodukten dadurch verliehen, daß man ein lösliches Pulver mittels ^WÖ1-beschichtung" mit einem aromatragenden Glycerid, z.B. Kaffeeöl, überzieht; es wurde auch bereits versucht, Kaffeearomen von mit Öl überzogenem löslichen Kaffee absorbieren zu lassen (vgl. US-PS 3 823 241). Es wurde jedoch bisher niemals für möglich gehalten, große Mengen an Aromaten direkt derart auf löslichen Kaffeefeststoffen zu ab- oder adsorbieren, daß die Aromaten von den Kaffeefeststoffen festgehalten werden. In der US-PS 3 823 241 wird auf die Kritizität des Öls hingewiesen, damit der Verbraucher bei mehrmaligem Öffnen des den löslichen Kaffee enthaltenden Behälters (Glas, Dose und dergleichen), d.h. beim Gebrauch, laufend ein "Glasaroma" wahrnimmt. Dies ist in der Tat die Situation bei üblichen, gemäß den Lehren der US-PS 3 823 241 behandelten, sprühgetrockneten, schaumgetrockneten und gefriergetrockneten Produkten. Dieselben Nachteile existieren jedoch bei porösen löslichen Kaffeeteilchen eines höchstwahrscheinlichen Porenradius von weniger als 150 Ä nicht. Wie bereits ausgeführt, besitzen übliche sprühgetrocknete Kaffeesorten eine mikroporöse Struktur, bei üblichen gefriergetrockneten Kaffeesorten liegt dagegen der höchstwahrscheinliche Porenradius in der Größenordnung von 10000 SL

Aus der folgenden Tabelle I ist die Geschwindigkeit, mit der das Aroma aus aromatisierten Teilchen von gemäß den Beispielen 1 bis 3 zubereitetem löslichen Kaffee im Vergleich zu aromatisierten Teilchen eines sprühgetrockneten Kaffees, der durch Vermählen mit Trockeneis auf eine vergleichbare Teilchengröße gebracht wurde, ersichtlich. Die

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Aromafreigabeeigenschaften der verschiedenen aromatisierten löslichen Kaffeesubstrate lassen sich aus der Menge an organischem Kohlenstoff (in Mikrogramm), der aus dem Substrat als Punktion der Auslaugdauer ausgelaugt wird, vorhersagen. Die Kohlenstoffwerte erhält man durch Auslaugen

von

eines bekannten Gewichts/Kaffee (0,5 g) mit einem Stickstoffstrom (30 ml/min) bei einer Temperatur von 30⁰C wäh

rend 2000 s. Die entfernten

^Feststoffe

werden alle 200 s

ermittelt. Die Tabelle I zeigt die, auf die Gesamtmenge bezogen, prozentuale Menge an freigegebenem Aroma (gesammelt) als Funktion der Auslaugzeit. Das in 2000 s freigegebene Aroma entspricht 100Jo.
+) (flüchtigen)

Tabelle I

Auslaug- dauer in s	% freigegebenes Aroma (μ g Kohlenstoff/g Kaffee) in einer bestimmten Auslaugzeit χ 100 (ng Koh lenstoff/g Kaffee) in 2000 s ' Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Vergleichs beispiel	36	55	69
200	51	56	74	87
400	74	67	82	94
600	82	76	87	96
800	88	82	91	97
1000	92	87	93	98
1200	94	91	96	98
1400	97	94	97	99
1600	98	97	98	99
1800	99	100	100	100
2000	100

Aus Tabelle I geht hervor, daß das sprühgetrocknete Vergleichsmaterial, das keine mikroporöse Struktur aufweist,

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das Aroma am raschesten abgibt und folglich zur Bereitstellung eines "Glasaromas" beim Gebrauch ungeeignet ist.

Beispiel 4

Nach folgenden Verfahren werden verschiedene Sorten poröser Teilchen hergestellt:

1) Sprühgetrocknetes agglomeriertes Kaffeepulver wird auf 3396 lösliche Feststoffe wiederaufbereitet. Der erhaltene Extrakt wird mit Hilfe einer aus Glas bestehenden Chromatographiedüse in flüssigen Stickstoff gesprüht. Die erhaltenen gefrorenen Teilchen werden während 16 h bei 13,3 mbar und einer Temperatur von 25°C gefriergetrocknet. Teilchen einer Teilchengröße über 0,295 mm werden ausgesiebt.

2) Entsprechend 1), das Pulver wird jedoch auf einen Gehalt an löslichen Feststoffen von 50% wiederaufbereitet.

3) Sprühgetrocknetes agglomeriertes Kaffeepulver wird auf einen Gehalt an löslichen Feststoffen von 33% wiederaufbereitet und in 100%iges Äthanol gesprüht. Die hierbei erhaltenen Teilchen werden gesammelt und 16 h lang bei einer Temperatur von 100°C und einem Druck von 846 mbar in einem Vakuumtrockner getrocknet.

4) 300 g des sprühgetrockneten Agglomerate werden vermählen und in 2000 ml 100%igen Äthanols ausgekocht. Die erhaltenen Teilchen werden 16 h lang bei einer

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Temperatur von etwa 9O°C und einem Druck von 846 mbar (Unterdruck) getrocknet.

Ein Teil der vier erhaltenen Proben wird durch Inkontaktbringen mit gefrorenem Kaffeemühlengas im Verhältnis 0,4 Gewichtsteil pro Gewichtsteil Substrat aromatisiert. Das Inkontaktbringen erfolgt durch Vermischen des gefrorenen Gases mit dem Substrat in einem mit Trockeneis gekühlten Gefäß. Die aromatragenden Teilchen werden in getrennte gekohlte Behälter mit einer Belüftung gefüllt und über Nacht in einen -17,8°C kalten Gefrierschrank überführt. Danach wird jeweils 0,2 g der verschiedenen aromatisierten Proben in einen mit einem Stopfen versehenen 250-al-Kolben gefüllt. 1 ml des in dem Kolben enthaltenen KopfrauBtaromas wird durch übliche Kohlenstoffgaschromatographie untersucht. Ein Teil sämtlicher aromatragender Teilchen wird ferner dem geschilderten Stickstoffauslaugtest (2000 s bei 30⁰C) unterworfen, um die Mengen an darin enthaltenen Aromaten zu bestimmen. Dieser Stickstoffauslaugtest wird auch mit den nicht-aromatisierten Proben durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen finden sich in der folgenden Tabelle II.

Tabelle II

Probe Nr.

Porosität

(Ä)

freigesetztes Aroma ( 4 ng Kohlenstofx/g Kaffee)

Kopfraum (gaschromatographische Zahlvorgänge in Millionen)

1-aromatisiert

2-aromatisiert

23 bis 28

über 140

28,5
1790

6,75
458

1,375 0,304

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	33	2,11	2940526
3	Il	2055	0,84
3-aromatisiert	100	3,06
4	Il	723
4-aromatisiert		0,44:

Tabelle II zeigt die Menge an von den porösen Teilchen gemäß der Erfindung absorbiertem Aroma im Vergleich zur Aromamenge in den nicht-aromatisierten Teilchen. Ferner zeigt die Tabelle II die Fähigkeit dieser Teilchen zur Schaffung eines Kopfraumaromas, das hinsichtlich seiner Menge mit dem durch Kaffeemühlengas angereicherten Kaffeeöl (vgl. US-Patentanmeldung mit der Serial Nr. 643 432) erzeugten Kopfraumaroma vergleichbar ist.

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Claims

Patentansprüche i

1./Trockene wasserlösliche Teilchen aus einem pflanzlichen _/ Material mit mikroporöser Struktur, wobei der wahrscheinlichste Porenradius unter 150 % beträgt.

2. Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Porenradius zwischen 3 und 50 Ä liegt.

3. Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Porenradius zwischen 20 und 35 % liegt.

4. Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der mikroporösen Struktur etwa 0,1 bis 2 Gew.-96 der Teilchen an flüchtigen aromatischen Verbindungen eingeschlossen ist (sind).

5. Teilchen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aromatengehalt 0,2 bis *\% beträgt.

6. Lösliches Nahrungsmittelpulver, dem 0,1 bis 2 Gew.-96 des Pulvers an aromatiaierten Teilchen gemäß Anspruch 4 zugesetzt ist (sind).

7. Produkt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Nahrungsmittelpulver und die aromatisierten porösen Teilchen von demselben pflanzlichen Material stammen.

8. Produkt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das pflanzliche Material aus geröstetem Kaffee besteht.

9. Verfahren zur Gewinnung eines Kopfraumaromas für ein abgepacktes lösliches Nahrungsmittelpulver, dadurch gekennzeichnet, daß man

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a) Teilchen eines trockenen, wasserlöslichen pflanzlichen Materials mit mikroporöser Struktur eines wahrscheinlichsten Porenradius von weniger als 150 8. herstellt,

b) die in Stufe a) erhaltenen porösen Teilchen derart mit flüchtigen aromatischen Verbindungen kontaktiert, daß die Aromaten in den Teilchenporen eingeschlossen werden,

c) die aromatisierten Teilchen mit dem löslichen Nahrungsmitte lpulver in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.-96 des Pulvers mischt und

d) die in Stufe c) erhaltene Mischung in einem fest verschließbaren bzw. abzudichtenden Behälter abpackt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die porösen Teilchen derart mit den Aromaten kontaktiert, daß diese in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.-96 in der mikroporösen Struktur eingeschlossen werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die porösen Teilchen mit aromatragendem Kohlendioxidtrockeneis bei einer Temperatur oberhalb von -40⁰C kontaktiert .

12. Verfahren nach Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die porösen Teilchen durch Einsprühen einer wäßrigen Lösung eines Feststoffgehalts unter 40 Gew.-96 in ein kryogenes fließfähiges Medium einer Temperatur unter -100⁰C und anschließendes Gefriertrocknen der gefrorenen Teilchen herstellt.

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