DE3102762C2

DE3102762C2 -

Info

Publication number: DE3102762C2
Application number: DE3102762A
Authority: DE
Inventors: Robert Paul Dumont N.J. Us Stolz; Normann Paul Goshen N.Y. Us Ouellette; Johanna Maria Yonkers N.Y. Us Linthorst; Thomas Vincent Rutherford N.J. Us Herlihy
Original assignee: General Foods Corp
Current assignee: General Foods Corp
Priority date: 1980-02-12
Filing date: 1981-01-28
Publication date: 1989-12-07
Also published as: FR2475362B1; ES499308A0; GB2069308A; CA1139979A; DE3102762A1; AU537226B2; AU6681181A; GB2069308B; US4303686A; FR2475362A1; ES8202244A1

Description

Seit langem ist es bei der Verarbeitung von Kaffee bekannt, daß eine der unerwünschten Nebenwirkungen bei einer längeren Wasserdampfbehandlung eines Bettes von gemahlenem Röstkaffee die Entwicklung von Säuren ist, die dann in den Kaffee- Extrakt übergehen, wenn der dampfbehandelte Kaffee anschließend mit Wasser extrahiert wird. In der Vergangenheit sind schon zahlreiche Versuche unternommen worden, wie man dieses Problem bewältigen kann; z. B. hat man Chemikalien verwendet, um die Säuren zu neutralisieren. In der US-PS 34 20 674 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem der wasserdampfbehandelte Kaffee einer Vakuumbehandlung unterworfen wird, um die Säuren zu verdampfen und in Dampfform zu entfernen.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Verminderung von Säuren, wie sie bei allen Verfahren anfallen, bei denen ein längliches Bett (d. h. ein Bett, daß 5mal länger als breit ist) von gemahlenem Röstkaffee bei Atmosphären- oder überatmosphärischem Druck länger als 10 Minuten einer Wasserdampfbehandlung unterworfen wird. Eine Reihe solcher Wasserdampfbehandlungsverfahren sowie auch Verfahren zum Kondensieren der dabei erhaltenen flüchtigen Bestandteile und zum Zugeben der kondensierten flüchtigen Bestandteile zu wäßrigen Kaffee-Extrakten werden in den US-Patentschriften 31 32 947, 31 48 070, 32 44 531 und 35 32 507 beschrieben.

Aus der US-PS 36 15 665 ist ein Verfahren zum Abstreifen von erwünschten flüchtigen Bestandteilen von Röstkaffee bekannt. Dabei wird der geröstete Kaffee mit trockenem Wasserdampf oberhalb Atmosphärendruck kontaktiert. Dann entspannt man, wobei die Dämpfe durch die Verminderung des Druckes entweichen und die Dämpfe werden dann in einer Kolonne kondensiert und enthalten wertvolle Aroma- und Geschmacksbestandteile. Diese können dann weiterverwendet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren aufzuzeigen, mit dem man den Säuregehalt eines Kaffee-Extrakts, das gemäß den Stufen (a) bis (e) des Anspruchs 1 erhalten wurde, zu vermindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man im Anschluß an die Wasserdampfbehandlung gemäß Stufe (a) ein Gas, das mit den flüchtigen Kaffeebestandteilen nicht regiert und das unter Eiswasserbedingungen nicht kondensiert, durch die Schicht aus Röstkaffee in gleicher Richtung wie der Wasserdampfstrom mit einer Oberflächengeschwindigkeit von mehr als 3 m pro Minute und wenigstens 5 Min. lang strömen läßt.

Der hier verwendete Ausdruck "Oberflächenge schwindigkeit" bedeutet die Fließgeschwindigkeit des Gases (ausgedrückt in Kubikmetern pro Minute) dividiert durch den Querschnitt des Kaffeebettes (ausgedrückt in Quadratmetern). Der Gasstrom strömt durch die wasserdampfbehandelte Säule während einer ausreichenden Zeit, um die unerwünschten Säuren zu entfernen, wobei bei höheren Gasgeschwindigkeiten weniger Zeit benötigt wird als bei niedrigeren Gasgeschwindigkeiten. Vorzugsweise wird das Gas durch die Röstkaffeeschicht mit einer Oberflächengeschwindigkeit von mindestens 6,55 m/Min. und wenigstens 15 Min. lang geleitet.

Durch die Verwendung eines Hochgeschwindigkeitgasstromes zum Entsäuern von wasserdampfbehandeltem Kaffee wird Säure-beladene Flüssigkeit aus dem Kaffee in Form eines Nebels weggefegt, während die Flüssigkeit in flüssigem Zustand bleibt. Wird auf die dampfbehandelte Säule ein Vakuum einwirken gelassen, um die flüssigen Säuren abzuziehen, so bedeutet dies, daß man die Säure-beladene Flüssigkeit verdampft. Da die Konzentration der flüchtigen Säuren in der Flüssigkeit nicht groß ist, und die Verdampfung der Säuren eine Funktion des Partialdruckes der Säuren ist, ist die Entfernung der Säuren durch Verdampfen durch die Menge des Vakuums, welches man wirtschaftlich an das System anlegen kann, begrenzt.

Die flüchtigen Bestandteile, die aus dem Kaffeebett während der Dampfbehandlung entfernt werden, werden durch Kondensation in üblicher Weise gesammelt. Typischerweise wird die Kondensation bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 20°C in einem eiswassergekühlten Kühler vorgenommen, jedoch kann man auch niedrigere Temperaturen und/oder eine Mehrfachkondensation anwenden. Die aus dem Kaffeebett während der Reinigungsmethode entfernten Komponenten sind nicht dazu bestimmt, zu dem löslichen Kaffeeprodukt zurückgegeben zu werden, und deshalb ist es nicht erforderlich, diese Komponenten aufzutrennen oder in anderer Form zu sammeln.

Im Anschluß an die Renigungsmethode wird der Kaffee in üblicher Weise mit einer wäßrigen Flüssigkeit extrahiert. Dieses Extrakt wird dann mit wenigstens einem Teil der kondensierten flüchtigen Bestandteile, die man bei der Wasserdampfbehandlung gewonnen hat, kombiniert und das die flüchtigen Bestandteile enthaltende Extrakt wird dann getrocknet. Vorzugsweise wird die Trocknung so durchgeführt, daß nur ein minimaler Verlust an flüchtigen Bestandteilen eintritt. Die bekannten Verfahren für das Gefriertrocknen oder das Sprühtrocknen sind hierzu gut geeignet.

Aus dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten löslichen Kaffee kann man ein Kaffeegetränk bereiten, das ein verhältnismäßig hohes Niveau an geschmackvollen flüchtigen Bestandteilen aufweist, was sowohl organoleptisch als auch durch gaschromatographische Analyse bestätigt wurde, wobei man keinerlei Anstieg an sauren Geschmacksstoffen bemerkte.

Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens unter Verwendung eines Gases wird ersichtlich, wenn man zunächst eine längliche Säule von verhältnismäßig dunkel gerösteten und auf für Filterkaffee geeignete Größe zerkleinerten kolumbianischen Kaffee mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 7 Gew.-% mit Wasserdampf behandelt. Die Säure wird mit aufsteigendem Wasserdampf während etwa 17 Minuten bei einem Dampfdruck von 210 bis 250 g/cm² behandelt und das Kondensat (bei 10°C gesammelt) wurde dabei in einer Menge von 6,08 cm³ pro kg des in der Säule enthaltenen Kaffees erhalten. Diese Wasserdampfbehandlung wurde in gleicher Weise mit fünf identischen Kaffeesäulen durchgeführt, wobei anschließend vier dieser Säulen mit einem aufsteigenden Stickstoffstrom mit einer Geschwindigkeit von 6,55 und 13,1 m/Min. während 15 Minuten und während 30 Minuten behandelt wurden. Nach Beendigung dieser Reinigungsperiode wurden alle fünf der wasserdampfbehandelten Säulen und eine nicht mit Wasserdampf behandelte Säule mit Wasser einer Temperatur von 93,3°C extrahiert, wobei die Wassermenge gleich der halben Gewichtsmenge des in der Säule vorhandenen Röstkaffees und die Zykluszeit 20 Minuten betrug. Die Beurteilung durch Geschmacksexperten ergab, daß die vier mit Stickstoff behandelten Säulen ein Extrakt ergaben, das nach Gefriertrocknung und Zubereitung eines Kaffeegetränkes weniger Säure enthielt als die wasserdampfbehandelte Kontrollprobe. Die titrierbare Acidität (TA) der jeweiligen Extrakte wird nachfolgend angegeben. Die titrierbare Acidität gibt die meßbare Menge der gesamten, in dem Extrakt enthaltenen Säure an, und wird in den Tabellen I und II in Milliäquivalenten pro g des gerösteten Röstkaffees, von dem das Extrakt erhalten wurde, angegeben, um die Wirkung, die durch unterschiedliche Extraktionsausbeuten eintreten könnte, zu eliminieren.

Säule
TA
6,55 m/Min. während 15 Minuten
0,046
6,55 m/Min. während 30 Minuten	0,054
13,1 m/Min. während 15 Minuten	0,048
13,1 m/Min. während 30 Minuten	0,051
Nicht-wasserdampfbehandelte Kontrollprobe	0,057
wasserdampfbehandelte Kontrollprobe	0,073

Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß das Getränk aus der mit Wasserdampf behandelten Kontrollprobe die meiste Säure enthielt und daß die Geschmacksbewertung bei diesem Extrakt auch die meiste Säure feststellt.

Beispiel

Gleiche Säulen von gemahlenem Röstkaffee (100% kolumbianisch) wurden in gleicher Weise wie in US-PS 31 32 947 beschrieben (18 Minuten bei 210 g/m²) wasserdampfbehandelt und von jeder Säule wurde eine äuivalente Fraktion an kondensierten, Wasserdampf-flüchtigen Bestandteilen erhalten. Nach einem ersten Verfahren wurde der in einer der Säulen vorhandene gemahlene Röstkaffee entfernt und entdampft und danach wurde frischer gemahlener Röstkaffee zugegeben und anschließend wurde extrahiert. Beim zweiten Verfahren wurde die Säule mit dem wasserdampfbehandelten gemahlenen Röstkaffee mit einem Luftstrom mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 131, m/Min. während 30 Minuten gereinigt und unmittelbar darauf extrahiert. Bei einem dritten Verfahren wurde die wasserdampfbehandlete Säule unmittelbar nach Beendigung des Wasserdampfbehandlungszykluses extrahiert. Alle Extraktionsverfahren wurden im gleichen mehrstufigen, gegenströmigen Filtrationssystem in einer Versuchsanlage durchgeführt, wobei jede der frischen Kolonnen in einer der drei vorerwähnten Behandlungsweisen behandelt wurde. Die Perkolation wurde bis zur Einstellung von Gleichgewichtsbedingungen durchgeführt, bis man das Extrakt zur Bewertung entnahm. Extrakte aus jedem der drei Extraktionsverfahren wurden mit standardisierten Mengen von kondensierten, wasserdampfdestillierten flüchtigen Bestandteilen kombiniert und dann zu einem Pulver mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 1 und 3 Gewichtsprozent getrocknet. Aus drei Proben wurden Kaffeegetränke hergestellt und auf titrierbare Säure untersucht und durch ein Expertengremium von Kaffeegeschmacksprüfern bewertet.

Tabelle II

Die ersten und die dritten Proben wurden ungefähr qualitativ gleich bewertet und besser bewertet als die zweite Probe, die aus einem nicht gereinigten gemahlenen Röstkaffee erhalten worden war.

Claims

1. Verfahren zur Verringerung des Säuregehaltes von Kaffee-Extrakt, der erhalten wurde, indem man
(a) zur Entfernung von flüchtigen Bestandteilen ein längliches Bett von Röstkaffee bei Atmosphären- oder überatmosphärischem Druck länger als 10 Minuten mit Wasserdampf behandelt,
(b) die aromahaltige Kondensatfraktion gewinnt,
(c) aus dem wasserdampfbehandelten Röstkaffee einen wäßrigen Extrakt herstellt, gegebenenfalls
(d) die Kondensatfraktion gemäß Stufe (b) zu dem Extrakt gemäß Stufe (c) gibt und
(e) den wäßrigen Extrakt trocknet,
dadurch gekennzeichnet, daß man im Anschluß an die Wasserdampfbehandlung gemäß Stufe (a) ein Gas, das mit den flüchtigen Kaffeebestandteilen nicht reagiert und das unter Eiswasserbedingungen nicht kondensiert, durch die Schicht aus Röstkaffee in gleicher Richtung wie der Wasserdampfstrom mit einer Oberflächengeschwindigkeit von mehr als 3 m pro Minute und wenigstens 5 Min. lang strömen läßt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadruch gekennzeichnet, daß das Gas durch die Röstkaffeeschicht mit einer Oberflächengeschwindigkeit von mindestens 6,55 m/Min. und wenigstens 15 Min. lang geleitet wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-reaktive Gas Stickstoff ist.