DE2940526C2

DE2940526C2 - Schwacharomatisches, lösliches Kaffeepulver

Info

Publication number: DE2940526C2
Application number: DE2940526A
Authority: DE
Inventors: Stephen Francis Croton-on-Hudson N.Y. Hudak; Fouad Zaki Pleasantville N.Y. Saleeb
Original assignee: General Foods Corp
Current assignee: General Foods Corp
Priority date: 1978-10-10
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1986-07-10
Also published as: NO150342C; FR2438432B1; DK424179A; IE791840L; FR2536961A1; DE2940526A1; CA1142018A; LU81762A1; IE48695B1; NO793081L; NO150342B; BE879303A; SE446584B; AU529641B2; GB2034576A; GB2034576B; FI67774C; FR2438432A1; FI793111A; JPS5554872A

Description

Lösliche Getränkepulver, z. B. sprühgetrocknete Kaffeeprodukte, sind im Vergleich zu den jeweiligen Ausgangsmaterial, nämlich geröstetem und gemahlenen Kaffee, relativ aromaarm. Eine geringe Aromaintensität kommt auch bei bestimmten Arten von Röstkaffee, z. B. den meisten koffeinfreien Kaffeesorten und den 2jis den US-PS 19 03 362,3615 667 und 42 61466 bekannten Röstkaffeepreßlingen, vor. Diese aromaschwachen uetränkeprodukte 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 sehr schwaches oder überhaupt kein Aroma mehr entweicht.

Es sei daraufhingewiesen, daß im vorliegenden Falle unter »Kafieeprodukt« nicht nur ein zu 100% aus Kaffee bestehendes Produkt, sondern auch ein Kaffeeersatz oder ein gestrecktes Kaffeeprodukt, das geröstete Cerealien, Chicoree und/oder sonstige pflanzliche Materialien alleine oder in Kombination mit Kaffee enthalten kann, zu verstehen.

Bislang waren alle Versuche, Nahrungsmittelprodukte mit natürlichem Aroma zu versehen, daraufgerichtet, löslichen Kaffeesorten, z. B. sprüh- oder gefriergetrocknetem Kaffee, das Aroma von geröstetem Kaffee zuzuset-

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 arqmaangereichertem 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 3148 070) oder durch Ölinjektion (vgl. US-PS 3769032).

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 entwickelte 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 lösungsrnittelhaltiger 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 Öltröpfchen 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 Verfugung stünden, bei denen sämtlicher Kaffee oder sämtliche sonstigen pflanzlichen Materialien zum Einsatz gelangen, bei denen jedoch die Herstellung oder Verwendung von Kaffeeöl oder sonstiger Glyceridmaterialien nicht erforderlich ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Aromatisierung von Kaffeeprodukten.

Wasserlösliche Teilchen von Kaffee erhält man durch Trocknen wäßriger Lösungen von Kaffee. Gegenstand dieser Erfindung ist ein schwacharomatisches, lösliches Kaffeeoulver, das 0,1 bis 2 Gew.-% aromatisierte, mikroporöse, trockene, wasserlösliche Teilchen aus pflanzlichem Material eines durchschnittlichen Durchmessers von weniger als 200 μΐη und einer Mikroporenstruktur, bei der der Gipfel der im allgemeinen glockenförmigen Porenvolumenverteilungskurve bei einem Porenradius zwischen 0,3 und 15 nm auftritt, enthält wobei die Teilchen in ihrer Mikroporenstruktur 0,2 Gew.-% oder mehr (bezogen auf das Teilchengewicht) an flüchtigen Kaffeearomen enthalten. Die erfindungsgernäßen Teilchen werden derart hergestellt, daß sie einen durchschnittlichen Durchmesser (gewichtsprozentuale Verteilungsgrundlage) unter 200, vorzugsweise unter 150 μίτι, in der Regel zwischen etwa 50 und 150 μΐη, aufweisen und eine mikroporöse Struktur mit Mikroporen eines höchst- |j

wahrscheinlichen Porenradius von weniger als 15 nm, zweckmäßigerweise von weniger als etwa 11 nm, Vorzugs- |

weise von weniger als 5 nm, erhalten. Erfindungsgemäß bevorzugt wird ein höchstwahrscheinlicher Porenradius q

zwischen 1 und 3,5 nm. Mikroporen unter etwa 1,5 nm haben sich, obwohl sie erfindungsgemäß vorteilhaft sein |;

dürften, als nicht ohne weiteres erreichbar erwiesen. Somit stellt dieser Wert eine praktische Untergrenze fur U

den wahrscheinlichsten Radiusparameter dar. Ein Porenradius von unter etwa 0,3 nm ist unzweckmäßig, da bei |;

einer derartig geringen Größe in der mikroporösen Struktur Moleküle aromatischer Verbindungen vermutlich ΐ

nicht fixierbar sind. jj

Die feine Porenstruktur der porösen Teilchen gemäß der Erfindung ergibt sich aus einer Analyse der Adsorp- Si

tions/Desorptions-Isothermen von Kohlendioxidgas auf diesen Teilchen bei einer Temperatur von -78°C. Die Ji

Bestimmung erfolgt nach auf dem Gebiet der Oberflächenchemie anerkannten Verfahren (vgl. S. Brunauer ei

»The Adsorption of Gases and Vapors«, Band 1, Princeton University Press, 1945). Hierbei wird ein vollständig aus Glas bestehendes volumetrisches Gasadsorptionsstandardgefaß 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 in Poren und in diesem Falle kann die Kelvin-Gleichung, die die Erniedrigung des Adsorptions-(CO2)-Dampfdrucks infolge Eindeliung (Konkavität) des Flüssigkeitsmeniskus in der Pore bestimmt, angewandt werden. In ihrer einfachen Form und unter Annahme einer vollständigen Benetzung der Oberfläche (Kontakt-Winkel: 0) ergibt sich der Porenradius (r) aus der Gleichung

RTInPJP₀
In der Gleichung bedeuten:

σ die Oberflächenspannung des flüssigen Sorbats (CO₂);

V sein Molvolumen;

P_d den Druck am Desorptionszweig der Isotherme und

P₀ den Sättigbngsdampfdruck (1013 mbar für CO₂ bei -78°C).

Die Kelvin-Gleichung zeigt eine logarithmische Beziehung zwischen dem Porenradius und dem relativen Druck (Pj/Po). 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

Ar L nm

erhält man die PorenvolumenverteUungskurven. Die Form dieser Verteilungskurven entspricht der Gleichmäßigkeit der Verteilung von Poren unterschiedlicher Größen in einer gegebenen Probe. Die Porengrößenverteilung in einem gegebenen porösen Material folgt in der Regel einem Verteilungsmuster in Form einer glockenförmigen Kurve. 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 ύ ν Regel durch wäßrige Extraktion von pflanzlichem Material, z. B. Röstkaffee.

Zur Herstellung von Teilchen der gewünschten mikroporösen Struktur stehen die verschiedensten Techniken zur Verfugung. Beim üblichen Sprühtrocknen erhält man trockene Teilchen, die keine mikroporöse Struktur aufweisen. Beim üblichen Gefriertrocknen erhält man Teilchen, deren höchstwahrscheinlicher Porenradius weit über 1000 nm liegt. Poren unterhalb 15 nm werden jedoch benötigt, um flüchtige Aromastoffe, wie sie in Kaffeearomen gefunden werden, in der mikroporösen Struktur der trockenen Teilchen einzuschließen. Der Ein-Schluß von Aromastoffen 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 Dämpfe"n in den Poren. Die Aromastoffe werden in der mikroporösen Struktur festgehalten, ohne daß die Oberfläche der Teilchen beschichtet werden muß. Ein geringer Prozentsatz dieser Aromastoffe wird jedoch infolge des von den eingeschlossenen Aromastoffen ausgeübten schwachen Partialdrucks in Freiheit gesetzt, so Der Mechanismus einer Kapillarenkondensation tritt in Poren übermäßiger Größe nicht auf, so daß die betreffenden Teilchen zum Zurückhalten der Aromastoffe oberflächlich beschichtet werden müssen.

Die erfindungsgemäßen angefallenen trockenen porösen Teilchen werden nach dem Inkontaktbringen mit den gewünschten Aromastoffen dazu herangezogen, bei abgepackten aromaschwachen Kaffeeprodukten, ein Kopfraumaroma zu liefern. Diese Teilchen werden mit dem Produkt derart kombiniert, daß ihr Gewicht zweckmäßig 0,1 bis 2, vorzugsweise etwa 0,2 bis 1 Gew.-% beträgt. In typischer Weise werden die trockenen aromatisierten löslichen Teilchen gemäß der Erfindung mit einem trockenen aromaschwachen Kaffeepulver lediglich gemischt.

Zur Herstellung dieser trockenen löslichen Teilchen eines Durchmessers von unter 200 μπι mit Porenstruktur sowie einem höchstwahrscheinlichen Porenradius unter 15 nm aus wäßrigen Lösungen von Kaffee gibt es eine Reihe von Verfahren.

Beim Einsprühen einer wäßrigen Lösung, vorzugsweise einer solchen eines Feststoffgehalts von unter 40 Gew.-%, 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 5 nm. Beim Einsprühen sollten Teilchen einer durchschnittlichen Teilchengröße von unter 200 μπι (Durchmesser) hergestellt werden, so daß das gesamte Teilchen augenblicklich beim Inkontaktgelangen mit dem kryogenen fließfähigen Medium gefroren wird. Vermutlich führt ein augenblickliches Gefrieren zur BiI-

dung von lediglich sehr kleinen Eiskristallen in dem Teilchen. Sollten die Spraytröpfchen einen durchschnittlichen Durchmesser von über 200 μπι 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 S gewünschte mikroporöse Struktur. Bei Verwendung eines kryogenen fließfähigen Mediums einer Temperatur oberhalb von -100⁰C erreicht man offensichtlich keinen höchstwahrscheinlichen Porenradius von weniger als 15 um, 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 Kügelchen löslicher Feststoffe bildet. Auf diese Weise hergestellte lösliche Kaffeeteilchen besitzen, wie es sich gezeigt hat, einen höchstwahrscheinlichen Porenradius von weniger als 5 nm. 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 Vermähle;!. 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 μΐη herzustellen oder von solchen Teilchen auszugehen, damit für das Lösungsmittel zur Ätzung bzw. zum Anlösen eine ausreichende Oberfläche zur Verfugung steht und damit eine ausreichende Anzahl von gewünschten Mikroporen gebildet wird.
Die erfindungsgemäß erhaltenen mikroporösen Teilchen können zu etwa 2 Gew.-% flüchtige Aromastoffe einschließen. In der Praxis bereitet es Schwierigkeiten, Aromastoffmengen über 1% zu erreichen. Der Einschluß von Aromastoffen in einer Menge von weniger als etwa 0,1 Gew.-% erfordert einen Zusatz an atOmatisierten Teilchen zu dem löslichen Nahrungsmittel? »odukt 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 aromatischen Teilchen gemäß der Erfindung 0,2% oder mehr, in typischer Weise etwa 0,5% an Aromastoffen.

Der Einschluß von Aroma in den erfindungsgemäß bereitgestellten mikroporösen Teilchen kann auf vielfaltige Weise geschehen. Die Anwendung hoher Drucke und/odei 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 Aromastoffen kann man sich geeigneter Kondensations-, Verflüchtigungs-, Sprüh- und/oder sonstiger Trenntechniken bedienen. Es kann auch zweckmäßig sein, die Aromastoffe von jeglichem Trägergas (beispielsweise CO₂), in dem sie eingeschlossen sind, zu trennen. Geeignete Techniken zum Adsorbieren vom Aromastoffen 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 verbunder.en 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 Aromastoffe werden auf gekühlten porösen Teilchen kondensiert.

(5) Ein Strom eines aromaführenden und einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt aufweisenden Gases wird durch ein Bett oder eine Säule άατ porösen Teilchen geleitet.

Die erfindungsgemäß verwendeten Aromastoffe stammen aus 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 29 47 634), beim Rösten von grünem Kaffee erhaltene Aromen (vgl. US-PS 2 Z 56 212), beim Mahlen von Röstkaffee gev/onnene Aromen (vgl. US-PS 2021218), dampfdestillierte flüchtige Aromen aus Röstkaffee und gemaiilenem Kaffee (vgl. US-PS 25 62 206,3132 947,32 44 521. 34 21901,35 32 507 und 3615 665) und durch Vakuumdestillation aus Röstkaffee und gemahlenem Kaffee erhaltene Aromen (vgl. US-PS 2680687 und 3035922).

Selbstverständlich können auch flüchtige synthetische chemische Verbindungen, die von Hause aus in Röstkaffee vorkommende Aromastoffe verstärken oder simulieren, verwendet werden.

Die erfindungsgemäß auf den mikroporösen Teilchen absorbierten Aromen haben sich auch bei längerer Lagerung unter inerten Bedingungen, wie dies normalerweise 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, könen sie auch die jeweiligen gewünschten Geschmackswirkungen herbeiführen.
Dir folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Durch Wiederaufbereiten von sprühgetrockneten Kaffeefeststoffen wird ein wäßriger Kaffeeextrakt mit einem Gehalt an löslicher, "eststoffen von 33 Gew.-% zubereitet. Dieser Extrakt wird in ein offenes Gefäß mit flüssigem Stickstoff gesprüht, wobei die Extraktteilchen augenblicklich gefrieren und dispergiert werden. Der Extrakt

wird mitteis Druckluft mit Hilfe einer Doppelstrahl- Atomisierdüse in den flüssigen Stickstoff gesprüht. Der flüssige Stickstoff und das Teilchengemisch werden dann in Gefriertrocknerschalen gegossen, worauf der flüssige Stickstoff abrauchen gelassen wird. Hierbei bleibt ein flaches Bett gefrorener Teilchen einer Stärke von etwa 1,6 )

bis 3,2 mm zurück. Danach werden die Schalen in einen Gefriertrockner gestellt und 18 h lang einem Vakuum von 13 fibar und einer Piattentemperatur von 5O⁰C ausgesetzt. Das Vakuum im Gefriertrockner wird durch CO₂- 5 _:

Trockeneis aufgehoben, worauf die trockenen Teilchen eines Feuchtigkeitsgehalts unter etwa 1,5% 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 2,4 bis 2,8 nm aufweisen. Eine Siebanalyse ergibt folgendes:

ίο ;;,;

Siebung auf einem Sieb Oew.-%

einer Maschenweite

auf 0,175 mm 7,5

auf 0,147 mm 15,0

auf 0,074 mm 67,3

Pfanne 10,2

Danach werden die trockenen Teilchen in einer trockenen Atmosphäre in Trockeneis abgeschreckt und mit gefrorenem Gas aus einer Kaffeemühle eines Feuchtigkeitsgehalts zwischen 10 und 15 Gew.-% 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 Nacht bei einer Temperatur von - 17,8°C stehen gelassen wird. Hierbei entweicht CO₂. Die abgekühlten Teilchen eines Feuchtigkeitsgehalts unter 6 Gew.-% werden dann mit nicht-beschichteten, verbackenen, sprühgetrockneten Kaffeefeststoffen in einer Menge von 0,75 Gew.-% der sprühgetrockneten Feststoffe in Glasbehälter abgepackt. Die gefüllten Glasbehälter werden 8 Wochen lang bei einer Temperatur von 35°C gelagert. Beim ersten Öffnen und während eines 7tägigen Gebrauchs läßt sich ein angenehmes Kopfraumaroma feststellen. DieLis 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 Nr. 643432 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 Kaffeeextrakts mit 50 Gew.-% an löslichen Feststoffen werden mittels einer Glaschromatographiedüse in ein großes Bechergias 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 3,3 nm. Die Teilchen werden außer Feuchtigkeitskontakt gehalten und in einer Parr-Bombe einer Temperatur von etwa 20⁰C 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 nicht-beschichtetem und nicht-aromatisiertem, sprühgetrockneten Kaffeeagglomerat vereinigt und verpackt. Das »Glasaroma«, das diese Probe nach einer eine Woche dauernden Lagerung bei Raumtemperatur aufweist, hat sich zu dem »Glasaroma« eines eine Woche alten, mit Kaffeemühlengas angereicherten und mit Öl beschichteten Agglomerats als vergleichbar erwiesen.

Beispiel 3

Agglomerisierter sprühgetrockneter Kaffee wird gemahlen, worauf die ein Sieb einer Maschenweite von 0,295 mm passierenden Teilchen abgetrennt werden. 150 g dieser Teilchen werden 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 10,2 nm. 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 Kaffesmühlengas angereicherten und mit Ö! beschichteten Agglomerate als vergleichbar os erwiesen.

Wie bereits ausgeführt, wurde bisher das »Glasaroma« bzw. »Dosenaroma« handelsüblichen löslichen Kaffeeprodukten dadurch verliehen, daß man ein lösliches Pulver mittels »Ölbeschichtung« mit einem aromatragen-

den Glycerid, ζ. B. Kaffeeöl, überzieht; es wurde auch bereits versucht, Kaffeearomen von mit Öl überzogenem U löslichen Kaffee absorbieren zu lassen (vgl. US-PS 38 23 241). Es wurde jedoch bisher niemals für möglich gehal- || ten, große Mengen an Aromastoffen direkt derart auf löslichen Kaffeefeststoffen zu ab- oder adsorbieren, daß die Aromastoffe von den Kaffeefeststoffen festgehalten werden. In der US-PS 3823241 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 38 23 241 behandelten, sprühgetrockneten, schaumgerockneten und gefriergetrockneten Produkten. Dieselben Nachteile existieren jedoch bei porösen löslichen Kaffeeteilchen eines höchstwahrscheinlichen Porenradius von weniger als 15 nm nicht. Wie bereits ausgeführt,

ίο besitzen übliche sprühgetrocknete Kaffeesorten eine mikroporöse Struktur, bei üblichen gefriergetrockneten Kaffeesorten liegt dagegen der höchstwahrscheinliche Porenradius in der Größenordnung von 1000 nm.

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 Aromafreigabeeigenschaften der verschiedenen aromatisierten löslichen Kaffeesubstrate lassen sich aus der Menge an organischem Kohlenstoff (in Mikrogramm), der aus dem Substrat als Funktion der Auslaugdauer ausgelaugt wird, vorhersagen. Die Kohlenstoffwerte erhält man durch Auslaugen eines bekannten Gewichts von Kaffee (0,5 g) mit einem Stickstoffstrom (30 ml/min) bei einer Temperatur von 30⁰C während 2000 s. Die entfernten (flüchtigen) Feststoffe werden alle 200 s ermittelt. Die Tabelle! zeigt die, auf die Gesamtmenge bezogen, prozentuale Menge an freigegebenem Aroma (gesammelt) als Funktion der Auslaugzeit. Das 2000 s freigegebene Aroma entspricht 100%.

Tabelle I

Auslaugdauer % freigegebenes Aroma (^g Kohlenstoff/g Kaffee) in einer bestimmten

in s Ausiaugzeit x 100 ^g Kohlenstoff/g Kaffee) in 2000 s

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Vergleichs

beispiel

200 51 36 55 69

400 74 56 74 87

600 82 67 82 94

800 88 76 87 96

1000 92 82 91 97

1200 94 87 93 98

1400 97 9! 96 98

1600 98 94 97 99

1800 99 97 98 99

2000 100 100 100 100

Aus Tabelle I geht hervor, daß das sprühgetrocknete Vergleichsmaterial, das keine mikroporöse Struktur aufweist, 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 agglomerisiertes Kaffeepulver wird auf 33% 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 agglomerisiertes 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 Temperatur von etwa 90⁰C 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 gekühlte Behälter mit einer Belüftung gefüllt und über Nacht in einem -17,8°C kalten

Gefrierschrank überführt. Danach wird jeweils 0,2 g der verschiedenen aromatisierten Proben in einen mit einem Stopfen versehenen 250-ml-Kolben gefüllt. 1 ml des in dem Kolben enthaltenen Kopfraumaromas wird durch übliche Kohlenstoffgaschromatographie untersucht. Ein Teil sämtlicher aromatragender Teilchen wird ferner dem geschilderten Stickstoffauslaugtest (2000 s bei 30°C) unterworfen, um die Mengen an darin enthaltenen Aromastoffe zu bestimmen. Dieser Stickstoffauslaugtest wird auch mit den nicht-aromatisierten Proben 5 durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen finden sich in der folgenden Tabelle II.

Tabelle II

Probe Nr. Porosität Freigesetztes Kopfraum (gaschroma- 10

nm x 10 Aroma (4 ug tographische Zähl-

KohlenstolT/g vorgänge in Millionen Kaffee)

1 23 bis 28 28,5 _{ ^₅ ¹⁵ 1-aromatisiert 23 bis 28 1790

2 über 140 6,75

über 140 458

-', 3 33 2 11 ²⁰

f! 0 847

g 3-aromatisiert 33 2055

I ^{4 10}° ³'⁰⁶ 0 448

Ί 4-aromatisiert 100 723

I 25

:.| Tabelle II zeigt die Menge an von den porösen Teilchen gemäß der Erfindung absorbiertem Aroma im Ver-

I gleich 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

4 angereicherten Kaffeeöl (vgl. US-Patentanmeldung mit der Serial Nr. 643 432) erzeugten Kopfraumaroma ver-

% gleichbar ist. 30

I Die Verwertung der Erfindung kann durch gesetztliche Bestimmungen, insbesondere durch das Lebensmit-

I telgesetzt, beschränkt sein.

' 55

Claims

Patentansprüche:

1. Schwacharomatisches, lösliches Kaffeepulver, das 0,1 bis 2 Gew.-% aromatisierte, mikroporöse, trockene, wasserlösliche Teilchen aus pflanzlichem Material eines durchschnittlichen Durchmessers von weniger als 200 μΐη und einer Mikroporenstruktur, bei der der Gipfel der im allgemeinen glockenförmigen Porenvolumenverteilungskurve bei einem Porenradius zwischen 0,3 und 15 mn auftritt, enthält und die Teilchen in ihrer Mikroporenstruktur 0,2 Gew.-% oder mehr (bezogen auf das Teilchengewicht) an flüchtigen Kaffeearomen enthalten.

2. Kaffeepulver nach Anspruch 1, bei dem die mikroporösen Teilchen aus löslichen Kaffeefeststoffen bestehen.