DE69201892T2

DE69201892T2 - Verfahren zur Herstellung von löslichem Instant-Kaffeepulver mit verbessertem Aroma.

Info

Publication number: DE69201892T2
Application number: DE69201892T
Authority: DE
Inventors: Klaus Schlecht; Olaf Wehrspann
Original assignee: Nestle SA
Current assignee: Nestle SA
Priority date: 1991-01-17
Filing date: 1992-01-09
Publication date: 1995-08-17
Anticipated expiration: 2012-01-10
Also published as: JPH04293451A; KR920014417A; ES2072631T3; PT100021A; CA2058889C; NO301208B1; IE914566A1; NO920212D0; PT100021B; MX9200174A; CN1035225C; DK0499023T3; EP0499023B1; JP2693333B2; AU9008891A; IE71212B1; CA2058889A1; AU647225B2; ATE120614T1; HK1006509A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von löslichem Instant-Kaffeepulver. Sie hat im besonderen ein Verfahren jenes Typs zum Ziel, bei dem das Kaffeeöl im Laufe des Verfahrens gewonnen und in das Kaffeepulver wieder eingearbeitet wird, um ein Produkt mit verstärktem Aroma zu erhalten, das einem Kaffee, der direkt durch Perkolieren von kochendem Wasser durch ein Bett aus geröstetem, gemahlenem Kaffee erhalten wird, nahekommt.
Das lösliche Kaffeepulver wird in klassischer Weise durch Gefriertrocknen oder Sprühtrocknen nach dem Eindampfen eines Kaffeeextraktes hergestellt, der durch Perkolation einer Extraktionsflüssigkeit durch mit gebranntem, gemahlenem Kaffee gefüllte Zellen erhalten worden ist (Sivetz - Coffee Processing Technology - Band 1 - S. 262, 263 - AVI - 1963).
Die Extraktion wird im Gegenstrom durchgeführt, d. h., daß Wasser unter Druck bei einer Temperatur, die im Bereich von 150ºC bis 180ºC liegen kann, in jene Zelle an deren Boden eingeführt wird, die die am stärksten verbrauchte Charge an gebranntem, gemahlenem Kaffee enthält, da sie N Extraktionen unterworfen war. Der flüssige Extrakt dieser Extraktionszelle wird dann durch die Extraktionszelle geführt, welche die (N- 1)mal benutzte Kaffeecharge enthält, was dann so lange wiederholt wird, bis der flüssige Extrakt jene Zelle durchläuft, welche soeben mit frischem gebranntem gemahlenem Kaffee gefüllt worden ist.
Obwohl der bei Austritt aus der Extraktionszelle, die den frischesten Kaffee enthält, erhaltene Endextrakt nur eine geringe Menge an Teilchen von gemahlenem Kaffee aufweist, ist es wünschenswert, diesen Extrakt, der noch immer Kaffeefeinteilchen mit sich führt, zu filtrieren.
Schließlich sind nach dieser Filtrierphase, die die Teilchen über etwa 1 mm ausscheidet, noch Feststoffe in Suspension vorhanden, wie Polysaccharide, die man zweckmäßig entfernt, um nach dem Konzentrieren und Gefriertrocknen oder Sprühtrocknen dieses Extraktes ein vollkommen lösliches Kaffeepulver erhalten zu können, das in der Tasse keine Feststoffe hinterläßt.
Diese Feststoffe in Suspension werden in klassischer Weise durch Zentrifugieren entfernt.
Der Endextrakt wird dann durch Verdampfen konzentriert und anschließend durch Gefriertrocknen oder Sprühtrocknen in ein Pulver übergeführt.
Eines der Hauptprobleme dieses Verfahrenstyps besteht in der Tatsache, daß das erhaltene Produkt nicht das Aroma von Röstkaffee aufweist, was im speziellen auf die Stufen des Verdampfens und Gefriertrocknens oder 5prühtrocknens zurückzuführen ist, welche unweigerlich deutliche Aromaverluste mit sich ziehen.
Es wurden verschiedene Lösungen vorgeschlagen, die einerseits im Auf sprühen eines Kaffeeöles auf das Kaffeepulver, andererseits im Zugeben eines Kaffeeöles in einen mit löslichem Kaffepulver gefüllten Behälter, beispielsweise mit Hilfe einer Spritze, bestehen.
Das verwendete Kaffeeöl kann mit Kaffeearomen angereichert werden, die beispielsweise bei von der Gewinnung der Aromen eines gemahlenen Röstkaffees erhalten werden. Aus der US- Patentschrift 3 406 074 ist beispielsweise ein Verfahren dieser Art bekannt.
Bisher wurde das in klassischer Weise verwendete Kaffeeöl durch Pressen eines gemahlenen Röstkaffees vor dem Extrahieren erhalten, welches Verfahren beispielsweise in der GB-Patentschrift 1 532 662 beschrieben wird.
Diese Gewinnungstechnik von Kaffeeöl durch Pressen, wenn sie in effektiver Weise die Gewinnung eines aromareichen Produktes gewährleistet, zieht jedoch aufgrund der zum Pressen notwendigen Temperatur- und Druckbedingungen in mehr oder weniger deutlicher Weise einen Geruch nach Verbranntem nach sich.
Außerdem tendieren die sehr flüchtigen Aromen trotz allem zum Verflüchtigen. Das erhaltene Öl kann außerdem aufgrund des hohen Anteiles an feinen Teilchen nicht direkt verwendet werden, es ist daher notwendig, dieses Öl zu reinigen, beispielsweise durch Zentrifugieren.
Schließlich führt dieses Verfahren zur Ausbildung eines festen Rückstands, der aus gemahlenem Röstkaffe, aus dem das Öl herausgepreßt wurde, besteht.
Um diesen festen, kompakten Rückstand, der extrahiert werden kann, nicht zu verwerfen, ist es notwendig, ihn zu vermahlen, um ihn in die Kaffeeextraktionskolonne wieder einführen zu können, was übrigens unweigerlich eine Geschmacksveränderung des Endproduktes nach sich zieht, die umso merkbarer ausfällt, je größer der Anteil an rezykliertem festem Rückstand im Verhältnis zur Gesamtmenge des Röstkaffeeextraktes ist.
Es handelt es sich somit um eine komplexe Technik, zum einen durch das Material, das es voraussetzt, weiterhin um eine kostspielige, da dann, wenn der Wunsch besteht, den festen Rückstand nicht zu rezyklieren, um eine Qualitätsveränderung zu vermeiden, die Kosten für den gepreßten gerösteten Kaffee die Kosten für die Rohmaterialien belasten, und schließlich um eine nicht vollkommen befriedigende hinsichtlich des erhaltenen Öles, welches, wenngleich es im Rohzustand eine gute Oxidationsbeständigkeit aufweist, eine deutlich weniger gute Oxidationsbeständigkeit aufweist, wenn es einmal mit Dampf desodorisiert wurde. Diese Vorgangsweise ist aber gleichsam verpflichtend, einerseits wegen des entstandenen Geruchs nach Verbranntem, andererseits aufgrund der Verwendung von Robusta-Kaffee zur Senkung der Rohmaterialkosten. Anderseits ist es eindeutig, daß es nicht wünschenswert ist, direkt ein Öl aus der Pressung eines gerösteten Robusta-Kaffees für die Aromatisierung eines Pulverkaffees, der aus Arabica-Kaffee erhalten worden ist, zu verwenden.
Um einen Teil dieser Unannehmlichkeiten zu beseitigen, wurde der Vorschlag gemacht, nicht mehr den gemahlenen Röstkaffee vor dem Extrahieren zu pressen, sondern, im Gegenteil, den Kaffeesatz nach dem Extrahieren zu verwenden. Man kennt beispielsweise aus der US-Patentschrift 3 035 921 ein Verfahren dieses Typs. Selbst wenn dieses Verfahren die Verwendung von nicht-extrahiertem Röstkaffee vermeidet, ist auch hier die verwendete Technik komplex und führt überdies zu einem Öl, welches im Rohzustand nicht so stabil wie jenes direkt von Röstkaffee ausgehend ausgebildete ist.
Die Anmelderin hat sich daher das Problem gestellt, ein Aromatisierungsverfahren eines Kaffeepulvers verwenden zu können wie jenes, das in der US-Patentschrift 3 406 074 zur Verwendung eines Kaffeeöls beschrieben wird, welches einerseits noch stabiler als das durch Pressen eines nicht-extrahierten Röstkaffees ist und das andererseits einfacher zu erhalten ist und keinen Einsatz einer zusätzlichen Rohmaterialquelle notwendig macht.
Es wurde gefunden, daß der flüssige Endextrakt, der die Extraktionszellen verläßt, eine Kaffeeölmenge im Bereich von 0,2 % bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das im Extrakt vorhandene feste Material, aufweist.
Diese Ölquelle hat sich als sehr interessant erwiesen, obwohl sie scheinbar sehr unergiebig ist.
Tatsächlich ist es durch Anbringen einer einfachen Entölungszentrifuge nach der Zentrifuge, die die suspendierten Stoffe aus dem flüssigen Extrakt nach der Filtrationsphase abtrennt, möglich, etwa 90 % der in diesem Extrakt vorhandenen Gesamtölmenge zurückzugewinnen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform können diese beiden Vorgänge in einer einzigen Vorrichtung durchgeführt werden, welche die suspendierten Materialien, das Öl und den flüssigen Extrakt voneinander trennt.
Dieses Öl, das schließlich leicht gewonnen werden kann, bietet den Vorteil, daß es viel stabiler als alle bisher bekannten Kaffeeöle und außerdem sehr aromatisch ist.
Die vorliegende Erfindung hat also ein Verfahren zur Herstellung von löslichem Instant-Kaffeepulver zum Ziel, worin eine Extraktionsflüssigkeit im Gegenstrom durch Extraktionszellen im Kreislauf geführt wird, der erhaltene flüssige Extrakt filtriert und danach zentrifugiert wird, bevor er konzentriert und anschließend in ein Pulver übergeführt wird, wobei während dieser Phase des Zentrifugierens das im flüssigen Extrakt enthaltene Öl abgetrennt wird, um in das lösliche Kaffeepulver wieder eingebracht zu werden.
Dank der Ausnützung des im flüssigen Extrakt enthaltenen Öles ist es möglich, sich von der Verwendung einer zusätzlichen Röstkaffeequelle zu befreien, weiters benötigt dieses einfache Verfahren, welches sich im normalen Produktionskreislauf von Kaffeepulver bewegt, ein Minimum an zusätzlichen Stufen, und schließlich ist das erhaltene Öl bemerkenswert stabiler als alle bisher bekannten Kaffeeöle.
Es ist also möglich, durch dieses Verfahren ein Öl mit einer Reinheit im Bereich von 96 % bis 99 % zu erhalten, welches die Notwendigkeit einer Durchführung einer abschließenden Reinigung vermeidet, beispielsweise durch Zentrifugieren, im Gegensatz zu dem, was im Falle eines durch Pressen eines gemahlenen gebrannten Kaffees gebildeten Öls geschieht.
Außerdem hat man festgestellt, daß es eine optimale Temperatur zur Erreichung einer maximalen Gewinnung des im Extrakt enthaltenen Öls gibt. Genauer gesagt wird die Optimalausbeute mit einem Extrakt bei einer Temperatur im Bereich von 50ºC bis 80ºC erzielt. Gemäß einem Kennzeichen der Erfindung wird der flüssige Extrakt daher vor dem Durchlaufen der Entölungszentrifuge auf diese Temperatur wiedererwärmt.
Es wurde übrigens gefunden, daß in bestimmten Fällen das erhaltene Öl, wenn es einmal auf das Kaffeepulver aufgesprüht oder mittels Spritze in einen das Kaffeepulver enthaltenden Behälter injiziiert wurde, nach einigen Monaten im Behälter, der das Kaffeepulver enthält, einen Geruch nach Kaffeesatz hervorrufen könnte.
Es kann daher wünschenswert sein, dieses Öl zu desodorisieren. Diese Behandlung kann in ein oder zwei Stufen durchgeführt werden.
Wenn sie in einer einzigen Stufe verwirklicht wird, wird das Öl durch Destillation mit Wasserdampf desodorisiert.
In dieser Stufe wird vorzugsweise ein Gewichtsverhältnis Dampf/Öl von 50:1 und eine Verweilzeit des Öls von einer Stunde in einer Zehnboden-Destillationskolonne angewendet. Diese Behandlung ermöglicht die Gewinnung eines organoleptisch neutralen Öles. Der Anteil an kondensiertem Wasser im Öl wird dann durch Zentrifugieren abgetrennt.
Es wurde jedoch gefunden, daß sich bei direkter Geruchsbefreiung des Zentrifugationsrohöls manchmal im Gerät ein Niederschlag ausbildete, und davon ausgehend die Notwendigkeit, vorher in diesem Falle zu entgummieren.
Daher wird in diesem Fall in einer fakultativen vorhergehenden Stufe die Menge der vorhandenen Gummen im Öl durch Einspritzen von Wasserdampf mit großer Geschwindigkeit reduziert. In dieser Stufe wird Wasserdampf bei 140ºC unter 3-4 bar in das Öl injiziiert, was zu einem unmittelbaren Temperaturanstieg des Öls führt, der zwei bis drei Minuten aufrechterhalten wird. Das Öl wird dann rasch auf 900-100ºC abgekühlt, und die ausgefällten Gummen sowie das Wasser werden abgetrennt, beispielsweise durch Zentrifugieren. Das Öl wird dann der oben erwähnten Desodorisierung unterzogen.
Das gegebenenfalls nach dem oben beschriebenen Verfahren desodorisierte Öl aus dem flüssigen Extrakt wird dann auf ein Kaffeepulver aufgesprüht oder in einen Kaffeepulver enthaltenden Behälter injiziert, nachdem es - bei Bedarf - mit Kaffeearomen angereichert worden war.
Auf diese Weise wird ein lösliches Kaffeepulver erhalten, auf dem ein Aromaöl fixiert worden ist, welches dem erhaltenen Produkt organleptisch stabile Eigenschaften verleiht.
Die nachstehenden Beispiele erläutern die Eigenschaften des Öls sowie dessen Eigenschaften im Vergleich zu den bisher existierenden Kaffeeölen.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Stabilität des erzeugten Öls im Vergleich zu anderen bekannten Kaffeeölen. Es handelt sich um einen Oxidationsbeständigkeitsversuch gemäß der Rancimatmethode bei l30ºC. Gemäß diesem Test durchsetzt eine bestimmte Menge sehr reiner Luft die auf eine gewünschte Temperatur erhitzten Ölmuster. Die flüchtigen Oxidationsprodukte wie organische Säuren und Aldehyde werden mit dem Luftstrom in eine mit destilliertem Wasser gefüllte Vorrichtung geführt, worin sie sich in Wasser lösen. In dieser Vorrichtung wird die Leitfähigkeit von Wasser, die eine Funktion der Menge der gelösten Oxidationsprodukte ist, gemessen und fortlaufend verzeichnet. Die Kurve der Leitfähigkeitssteigerung ermöglicht die Bestimmung eines Stabilitätsfaktors, ausgedrückt in Stunden für eine gegebene Temperatur.
Es wurden gleichzeitig Messungen an den Rohölen und an den mit Dampf desodorisierten Ölen vorgenommen. Öl Stabilität (in Stunden) Öl der Erfindung Desodorisiertes Öl der Erfindung Kaffeesatzöl Desodorisiertes Kaffeesatzöl Öl aus getrocknetem, gepreßtem Kaffeesatz Öl aus getrockneteml gepreßtem, desodorisiertem Kaffeesatz Öl aus gepreßtem Röstkaffee Öl aus gepreßtem desodorisiertem Röstkaffee

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert den Gehalt an organischem Gesamtkohlenstoff (ausgedrückt in mg je 100 g Trockenmaterial) der mit Wasserdampf destillierten und kondensierten flüchtigen Fraktion der verschiedenen Öle.
Der Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff ist eine Funktion des Gehalts an Aromen und zeigt daher den Aromareichtum eines Öls an. Öl Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff Öl der Erfindung Öl des Kaffeesatzes Röstkaffeeöl
Es erscheint also klar, daß dieses Öl, wenngleich es nicht das aromatischste ist, trotz allem ein sehr aromareiches ist.

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert den Einf 1uß der Temperatur des behandelten flüssigen Extraktes auf die Menge an wiedergewonnenem Öl im Vergleich zur Menge des im Extrakt erhaltenen Öls. Temperatur Prozent an wiedergewonnenem Öl

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von löslichem Instant-Kaffeepulver, worin eine Extraktionsflüssigkeit im Gegenstrom durch Extraktionszellen im Kreislauf geführt wird, der erhaltene Extrakt filtriert und danach zentrifugiert wird, bevor er konzentriert und anschließend in ein Pulver übergeführt wird, wobei während dieser Phase des Zentrifugierens das im flüssigen Extrakt enthaltene Öl abgetrennt wird, um in das lösliche Kaffeepulver wieder eingebracht zu werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der flüssige Extrakt nach dem Filtrieren und vor dem Zentrifugieren wieder erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin das erhaltene Öl desodorisiert wird, bevor es wieder in das lösliche Kaffeepulver eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin das erhaltene Öl zunächst einem Entgummieren unterzogen wird und anschließend durch Wasserdampfdestillation desodorisiert wird.