FI93300C

FI93300C - Kahvi, jolla on korotettu klorogeenihappopitoisuus, ja menetelmät sen valmistamiseksi

Info

Publication number: FI93300C
Application number: FI874360A
Authority: FI
Inventors: Klaus Buchholz; Claus F Goesswein; Michael Ball; Peter Hubert; Reiner Kopsch; Henning Lutz
Original assignee: Code Kaffee Handel
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1987-10-05
Publication date: 1995-03-27
Also published as: NO169572C; FI93300B; DK523987D0; DE3760463D1; NO873962L; US5888549A; EP0256104A1; DK166559B1; NO169572B; JPS63502319A; NO873962D0; FI874360A0; WO1987004598A1; FI874360A; ATE45662T1; EP0256104B1; DK523987A

Description

93300

Kahvi, jolla on korotettu klorogeenihappopitoisuus, ja menetelmät sen valmistamiseksi

Keksintö koskee paahdettua kahvia tai pikakahvijauhetta, joilla on korotettu klorogeenihappopitoisuus, sekä menetelmiä niiden valmistamiseksi.

Klorogeenihapolla tarkoitetaan tässä, paitsi kahvin eniten sisältämää ja kirjallisuudessa "klorogeenihapoksi" nimitettyä 3-kaffeoyylikiinahappoa, myös 4- ja 5-kaffeoyylikiina-happoa sekä näistä isomeereistä muodostuneita seoksia.

Raakakahvin paahdon yhteydessä tapahtuu huomattava painon häviö; normaalisti palamishäviö on noin 12-17 paino-%. Häviö ei johdu pelkästään raakakahvissa kuivauksen jälkeen vielä jäljellä olevasta jäämäkosteudesta, joka poistuu paahdon yhteydessä. Myös raakakahvin sisältämiä erilaisia aineosia haihtuu tai hajoaa kemiallisesti paahtoprosessissa ja näin ollen ne menetetään. Niihin raakakahvin sisältämiin aineosiin, joiden pitoisuutta paahto vähentää, kuuluu myös klo-rogeenihappo. Tätä klorogeenihapon hajoamista on tähän asti pidetty selvyytenä, koska se on katsottu ei-toivotuksi aineosaksi (vrt. DE-PS 685 367, sivu 1, rivit 44-45).

Ennestään tunnetaan erilaisia kofeiiniköyhän tai kofeiinit-toman kahvin valmistusmenetelmiä, joissa kofeiini poistetaan raakakahvista. Näissä menetelmissä raakakahvi uutetaan vedellä tai muilla liuottimilla ja sen jälkeen kofeiini poistetaan uutteesta orgaanisten liuottimien tai kiinteiden ad-sorbointiaineiden avulla (DE-PS 685 367; EP-PS 8398). Kofe-iinivapaa uute voidaan haluttaessa palauttaa raakakahviin niin, että paahto kohdistuu vihreisiin kahvipapuihin, jotka sisältävät kofeiinia lukuunottamatta kaikki aineosat täydellisesti (DE-PS 685 367, s. 1, rivit 29-31). Kofeiinin poistamiseksi raakakahvista on myös esitetty menetelmä, jossa raakakahvi saatetaan kosketukseen sellaisen uutteen kanssa, _· joka on kyllästetty kaikkien muiden kahvista uuttuvien aine- 2 93300 osien, paitsi kofeiinin suhteen. Raakakahvin kofeiini siirtyy selektiivisesti tähän uutteeseen, josta se poistetaan selektiivisesti (DE-OS 31 19 277; EP-OS 78088). Tällä menetelmällä aikaansaatu kofeiiniköyhä tai kofeiiniton raakakah-vi menettää paahdon yhteydessä muita aineosia, erityisesti huomattavan osan klorogeenihaposta. Vanhemmissa menetelmissä on klorogeenihappo tarkoituksella poistettu ei-toivottuna aineosana jopa jo uuton yhteydessä (DE-PS 685 367, sivu 1, rivit 43-49).

Nyt on havaittu, että paahdetun kahvin ja pikakahvin terveellisyys tulee paremmaksi, jos ne sisältävät korkeampia raakakahvin uuttuvien aineiden, erityisesti klorogeenihapon, pitoisuuksia, ja että tällä tavalla voidaan raakakahvista lisäksi saada paahdettua kahvia suuremmalla saannolla ilman makuhaittoja. Erityisesti on yllättäen havaittu, että klorogeenihappo suojaa mahan limakalvoa ärsytykseltä ja näin parantaa ravinto-, nautinto- ja lääkeaineiden terveellisyyttä, vrt. saksalainen rinnakkaishakemus P 36 03 576.9-41.

Parempi terveellisyys voidaan osoittaa selvästi vähentyneenä haponerittymisenä. Tämä väheneminen saavutetaan ilmeisesti siten, että korkeampi klorogeenihappopitoisuus kompensoi kaikissa paahdetuissa kahveissa läsnä olevaa paahtumisen tuloksena syntyneiden aineiden osuutta, joiden vaikutus il-menee haittoina (närästys, jne.).

Näin ollen paahdetun kahvin terveellisyys riippuu liuenneen kahvin sisältämästä klorogeenihappo-paahtoainesuhteesta.

Tästä näkökulmasta katsottuna olisi toivottavaa, jos voitaisiin estää klorogeenihapon kahvin paahdon aikana tapahtuva voimakas pitoisuuden väheneminen. Normaalisti laskee kahvin luontainen klorogeenihappopitoisuus paahdon aikana noin 40-50 % niin, että paahdettu kahvi sisältää enää vain noin 2 paino-% ja enintään noin 2,4-2,6 paino-% klorogeenihappoa (määritetty HPLC-menetelmällä). Vanhemmista tutkimuksista (esim. G. Lehmann et ai., Deutsche Lebensmittel-Rundschau 63, 144-151 ja 273-275 (1967); G. Lehmann, Ernährungs- li 93300 3

Umschau 1971, 43-47) löytyy tosin tietoja oleellisesti suuremmista paahdettujen kahvien ja pikakahvijauheiden kloro-geenihappopitoisuuksista. Tuolloin käytetyt määritysmenetelmät kattavat kuitenkin myös muita fenolisia yhdisteitä ja antavat näin ollen korkeampia arvoja. Kaikki nyt esillä olevassa selostuksessa ja patenttivaatimuksissa annetut kloro-geeni-happopitoisuudet on saatu HPLC-menetelmällä (korkea-painenestekromatografia) ja ovat aiemmalla DIN-menetelmällä tai muilla vanhemmilla määritysmenetelmillä saatuja arvoja noin 50 % alempia (vrt. G. Lehmann ja B. Binkle, Deutsche Lebensmittel-Rundschau 79, 266-269 (1983); W. Schunemann ja H.G. Maier, Deutsche Lebensmittel-Rundschau 82, 73-76 (1986)) .

Näin ollen keksintö koskee kahvia, joka on joko paahdettu kahvi, jolla on tavallisen kauppalaatuisen paahdetun kahvin normaalipaahto, tai pikakahvijauhe, jolle kahville on tunnusomaista se, että sillä on korotettu 3-, 4- ja 5-kaffeo-yylikiinahappojen (klorogeenihapon) pitoisuus, ja että mainitun paahdetun kahvin klorogeenihappopitoisuutta on korotettu siten, että se on yli 2,8 paino-%, jota pitoisuutta korotetaan prosentuaalisesti ainakin saman verran kuin mitä kahvijuoman sisältämän paahtoaineen pitoisuus kasvaa (mitattuna jauhetun kahvin väriarvona) lähdettäessä klorogeenihap-popitoisuudesta noin 2,8 paino-% väriarvon ollessa noin 90, ':· tai että mainitun pikakahvi jauheen klorogeenihappopitoisuut ta on korotettu siten, että se on yli 8,5 paino-%.

Paahdetun kahvin klorogeenihappopitoisuus on edullisesti vähintään 3 paino-%, esimerkiksi 3,25 paino-% tai enemmän.

Kuten jo edellä mainittiin, on tavallisen paahdetun kahvin klorogeenihappopitoisuus vain noin 2 paino-% ja harvinaisissa tapauksissa noin 2,4-2,6 paino-%. Vain erittäin miedolla paahdolla, jolla ei enää saada aikaan maultaan moitteetonta kahvia, voitaisiin saavuttaa korkeampia klorogeenihappopi-toisuuksia.

93300 4

Se keksinnön mukaisten paahdettujen kahvien klorogeenihappo-pitoisuuksien alue, jossa voidaan osoittaa positiivinen fysiologinen vaikutus paremman terveellisyyden kannalta, alkaa yleensä noin 2,8 paino-%:ssa, jolloin pitää ottaa huomioon jo edellä mainittu klorogeenihappopitoisuuden ja paahtoaine-potentiaalin välinen suhde. Viimeksi mainittu riippuu paahdetun kahvin paahtoasteesta ja uuttuvuudesta. Tämä tarkoittaa sitä, että klorogeenihappopitoisuuden pitää prosentuaalisesti kasvaa vähintään saman verran kuin paaht©ainepitoisuus (mitataan jauhetun kahvin väriarvona) kulloinkin kasvaa. Markkinoilla olevien normaalisti paahdettujen kahvilaatujen väriarvo on noin 90. Tätä väriarvoa vastaavalle kahviin uuttuneelle paahtoainepitoisuudelle riittää keksinnön mukaisesti yleensä paahdetun kahvin sisältämä 2,8 paino-%:n suuruusluokkaa oleva klorogeenihappopitoisuus. Väriarvon laskiessa (vastaa paahtoainepitoisuuden kohoamista) pitäisi klorogeenihappopitoisuuden keksinnön mukaisesti kohota vähintään vastaavassa määrin. Jos esimerkiksi väriarvo lasketaan voimakkaammalla paahdolla arvoon 80 eli noin 12 %, pitäisi klorogeenihappopitoisuutta nostaa mielellään vähintään 12 % eli noin 3,14 paino-%:iin, jotta paahtoaineiden fysiologinen vaikutus saataisiin tehokkaasti kompensoiduksi.

Jauhetusta kahvista heijastusmittauksella määritetty väriarvo on kahvin paahtoasteen tunnustettu mitta.

»< .. 4 * ·

On havaittu, että korkea klorogeenihappopitoisuus voidaan saavuttaa keksinnön mukaisesti useilla tavoilla, jolloin klorogeenihappo voi olla paahdetussa kahvissa osittain myös suolamuodossa, erityisesti alkalimetallisuoloina, erityisesti kaliumsuoloina. Tällaisilla suoloilla on ihmisen mahassa sama vaikutus kuin vapaalla klorogeenihapolla, koska ne muuttuvat voimakkaasti happamassa mahaympäristössä vapaiksi hapoiksi lähes kokonaan.

Paahdettua kahvia voidaan keksinnön mukaisesti valmistaa siten, että raakakahvista valmistetaan liuotinkäsittelyllä uu-·· te, uutettu ja/tai uuttamaton kahvierä paahdetaan ja uute, 5 joka mahdollisesti on väkevöity, tai uutteesta eristettyä klorogeenihappoa lisätään paahdettuun kahviin joko ennen jauhamista tai sen jälkeen kokonaisuudessaan tai osittain ja kahvi kuivataan. Näin raakakahvin uuttuvat aineet välttyvät paahdolta eivätkä näin ollen hajoa lainkaan.

Liuottimena käytetään mielellään vettä. Ennen paahdetun kahvin imeyttämistä raakakahviuutteella, tämä mielellään konsentroidaan yli 15, erityisesti yli 20 paino-%:n kuiva-ainepitoisuuteen. Uute suihkutetaan tai pölytetään paahdetun kahvin eli paahdettujen papujen tai mahdollisesti jo jauhetun kahvin päälle. Sitten suoritetaan kosteuden poistamiseksi kuivaus noin 60-120°C:ssa, mielellään välillä noin 80-100°C, jotta uutteesta peräisin oleva kosteus saadaan pois.

Vihreiden kahvipapujen kuiva-aineesta voidaan periaatteessa uuttaa noin 25-28 paino-%, mutta keksinnön mukaisesti uutetaan yleensä vain noin 5-8 paino-%. Koko uutetta ei ole välttämätöntä myöhemmin lisätä paahdettuun kahviin. Pikemminkin voidaan tätä varten valita vain osa raakakahviuut-teestä ja/tai vain tietyt uuttuneet aineosat. Esimerkiksi raakakahviuutteesta voidaan erottaa vain tietyt valitut uuttuneet aineosat, jotka lisätään kahviin takaisin paahdon jälkeen, kun taas 0-100 % jäljelle jääneestä uutteesta lisätään raakakahviin ennen paahtoa. Tämä tarkoittaa toisin sanoen sitä, että uutteesta valitaan tietyt uuttuneet aineet ja ne lisätään paahdettuun kahviin, kun taas muut uuttuneet aineet lisätään kokonaisuudessaan tai osittain raakakahviin ja ne joutuvat näin ollen paahtoprosessiin tai nämä viimeksimainitut aineosat erotetaan kokonaan ja heitetään pois.

Klorogeenihapon erottamiseen raakakahviuutteista voidaan käyttää geelipermeaatiokromatografiaa, jossa käytetään esimerkiksi modifioituja polysakkarideja, jotka ollessaan yhteydessä veden kanssa muodostavat heterohuokoisen, turvonneen verkon, jolla on vaihteleva huokoskokojakautuma. Liuenneiden aineiden fraktiointi tapahtuu tavallisesti molekyyli- koon mukaan. Klorogeenihapon tapauksessa on kuitenkin ilmen- 93300 6 nyt, että muun mekanismin täytyy olla kyseessä, sillä happo pysyy kiinni paljon pitempään, kuin sen molekyylikoon perusteella olisi odotettavissa. Täten se ilmestyy vasta viimeisissä eluaattijakeissa. Klorogeenihapottomat sekä klorogee-nihappopitoiset eluaatit otetaan talteen erikseen ja konsentroidaan. Ensimmäiset lisätään haluttaessa raakakahviin ja jälkimmäiset näin saadusta raakakahvista valmistettuun paahdettuun kahviin. Näin ollen paahdetun kahvin klorogeenihap-popitoisuudet johtuvat vain raakakahvin uuttoasteestä ja ne voidaan näiden raamien sisällä säätää halutulla tavalla. Samalla saavutetaan määrällistä etua, kuten jo alussa mainittiin, koska paahdettuun kahviin jälkeenpäin lisätty materiaali ei joudu alttiiksi lämmön aiheuttamalla hajoamiselle.

Vielä eräs menetelmä paahdetun kahvin klorogeenihapon kohottamiseen on se, että raakakahvista valmistetaan uute liuotinkäsittelyllä, uutettu kahvi kuivataan takaisin keskimääräiseen kosteuspitoisuuteen, kahvi imeytetään uudestaan väkevöidyllä uutteella, kuivataan takaisin paahtoon soveltuvaan kosteuteen ja sen jälkeen paahdetaan. Tällöin raakakahvin liukoisista aineosista uutetaan edullisesti noin 5-10 paino-%, saatu uute haihdutetaan esimerkiksi 20 % kuiva-ainepitoisuuteen ja lisätään ilman jatkokäsittelyä osittain uutettuun, keskimääräiseen vesipitoisuuteen takaisinkuivat-tuun raakakahviin. Näin saatu materiaali pitää vielä kuivata sellaiseen kosteuspitoisuuteen, joka sallii seuraavan paahtamisen. Tällöin saadaan yllättäen sellaista paahdettua kahvia, jonka klorogeenihappopitoisuus on jopa 0,5 paino-% korkeampi kuin käsittelemättömän kahvin, mikä luultavasti johtuu siitä, että uute on raakakahvin imeytyksessä jakautunut epätasaisesti pavun poikkileikkauksen alueelle.

• • ..

Vielä eräs mahdollisuus on se, että jo uuton aikana menetelmää ohjataan niin, että raakakahvista poistuvat vain ne aineosat, jotka myöhemmin halutaan lisätä paahdettuun kahviin. Tämä voi tapahtua esimerkiksi siten, että raakakahvin uut-toon käytetään kierrätettyä uutetta, joka on kyllästymätöntä vain niiden uuttuvien aineosien suhteen, jotka myöhemmin on 93300 7 tarkoitus lisätä paahdettuun kahviin. Näin ollen vain nämä uuttuvat aineosat siirtyvät pavuista liuokseen. Ne erotetaan sopivilla erotusmenetelmillä liuoksesta, poistetaan kierrosta ja lisätään paahdettuun kahviin myöhemmin.

Raakakahvin uutto keksinnön mukaisen menetelmän raameissa tapahtuu sinänsä tunnetuilla menetelmillä, joita on selostettu esimerkiksi julkaisussa DE-OS 31 19 277.

Paahdettua kahvia voidaan keksinnön mukaisesti myös valmistaa siten, että tiettyä alkuperää ja/tai tiettyä laatua olevia raakakahveja ja/tai eri klorogeenihappopitoisuuksia sisältäviä raakakahveja paahdetaan eriasteisesti ja niistä valmistetaan seos, jonka klorogeenihappopitoisuus on selvästi korkeampi kuin yhtenäisen paahtoerän vastaava pitoisuus olisi, ja sen jälkeen tarvittaessa pitoisuus nostetaan yli 2,8 paino-%:iin eristettyä klorogeenihappoa lisäämällä.

Tämä menettelytapa antaa siis yllättäen suhteellisen korkealla väriarvolla (matala paahtoaste) tuotteen, joka aistinvaraisesti arvosteltuna vastaa tavallisen paahtoasteen omaavaa kahvia. Raakakahvien valinta voidaan jo alun perin suorittaa lähtömateriaalin suurta klorogeenihappopitoisuutta silmälläpitäen.

• ,' Eriasteisesti paahdettujen komponenttien sekoitusmenetelmää voidaan pitää klorogeenihappopitoisuuden optimointiin tähtäävänä seoksen optimointina. Näin päästään klorogeenihappo-pitoisuuksiin, joita keksinnön mukaisen klorogeenihappopitoisuuden saavuttamiseksi tarvitsee täydentää vain lisäämällä pieniä klorogeenihappomääriä ulkoisista lähteistä. Tarvittavat pitoisuudet voidaan kuitenkin myös saavuttaa yhdistämällä seosten optimointi sopivalla tavalla yhteen tai useampiin edelläkuvatuista menetelmävaihtoehdoista.

Keksinnön mukaisia menetelmiä voidaan myös käyttää kofe-iinittoman tai osittain kofeiinittomaksi tehdyn paahdetun 93300 8 kahvin valmistukseen siten, että lähdetään raakakahvista, josta kofeiini on poistettu osaksi tai kokonaan.

Keksinnön mukaisesti voidaan myös valmistaa jauhemaista liukenevaa kahvia tai pikakahvia. Markkinoilla olevien pikakahvi jauheiden klorogeenihappopitoisuudet ovat noin 3,5-5,0 paino-%, mikä tavallisella annostuksella antaa klorogeeni-happopitoisuudeksi 51-72 mg/100 ml kahvia. Normaalista paahdetusta kahvista saadaan tavallisilla suodatinkahvinvalmis-tusmenetelmillä kahvia, joka sisältää noin 130 mg klorogee-nia/100 ml kahvia, eli pikakahvijauheiden klorogeenihappopi-toisuus on erityisen alhainen. Keksinnön mukaista paahdettua kahvia käyttämällä saadaan juomia, joiden klorogeenihappopitoisuudet ovat yli 160 mg/100 ml kahvia. Näin ollen lisätään siis keksinnön mukaisesti sopivassa pikakahvin valmistusvaiheessa tai valmiiseen pikakahvijauheeseen niin paljon kloro-geenihappoa, että saadaan klorogeenihappopitoisuudeltaan riittävän korkeaa kahvia. Tätä varten pitää pikakahvijauheeseen tavallisesti lisätä noin 5-7, erityisesti noin 6 paino-% klorogeenihappoa, jotta pitoisuudeksi tulee vähintään 8,5 paino-%.

Keksintöä valaistaan, mutta ei rajoiteta seuraavilla esimerkeillä. Kaikki prosentit ovat painoprosentteja. Saadut klorogeenihappopitoisuudet on mitattu korkeapainenestekromato-grafialla (HPLC) käyttämällä Waters-yhtiön laitteita (pumput, spektrofotometri, erotuspylväs) ja Shimadzu-yhtiön in-tegraattoria seuraavissa olosuhteissa:

Pylväs: Patruuna 8 C 1810 μ Näytteen tilavuus: 20 μΐ

Havaitseminen: aallonpituudella 280 nm

Virtausnopeus: 1-4 ml/min

Eluentti: 20 ml tetrahydrofuraania + 1 ml jääetikkaa tislattua vettä 1000 ml:aan asti Mitattava liuos valmistettiin uuttamalla jauhettu lähtöaine 93300 9 ultraäänikylvyssä vedellä ja suodattamalla se 45 μ:η suodattimen läpi. Vertailuliuoksena käytettiin liuosta, jossa oli 5 mg 3-kaffeoyylikiinahappoa 100 ml:ssa vettä. Pitoisuuksien laskemiseksi verrattiin 3-, 4- ja 5-kaffeoyylikiinahapon piikkien pinta-aloja vertailuaineen piikin pinta-alaan.

Väriarvot mitattiin Lange-Industriemessgeräte-yhtiön valmistamalla tyyppiä Tricolor LFM 3 olevalla värinmittauslait-teella. Mittausta varten säteilytetään kyvetissä olevaa, standardijauhatusasteeseen jauhettua kahvia 45°:n kulmassa valonlähteestä ja heijastunut hajavalo mitataan samanaikaisesti kolmella fotometrillä. Kahvin värinintensiteetin mittana käytetään vaalea-tumma-akselilta mitattua L*-arvoa (DIN 6174, CIE-LAB 1976). L*-arvot muunnetaan lineaarisen regression avulla väriarvoiksi, jotka annetaan asteikkoyksikköinä. Regressioarvot saatiin seuraavista kolmesta arvoparista: L* 19,69/ 75 asteikkoyksikköä, L* 22,30/90 asteikkoyksikköä, L* 25,77/ 110 asteikkoyksikköä. Tavallisesti paahdetun kahvin väri on kuvatulla mittausmenetelmällä mitattuna 90 asteikkoyksikköä. Vaaleammaksi paahdetulle kahville saadaan vastaavasti korkeampia arvoja.

Esimerkki 1 7 kg raakakahvia uutettiin 6,1 litralla vettä 1,5 tuntia 80°C:ssa jatkuvasti liikutellen. Uuteliuoksen erottamisen , · : jälkeen pavuista poistettiin kiinnittyneenä oleva mehu vesi- huuhtelulla ja sen jälkeen pavut kuivattiin noin 12,5 %:n kosteuspitoisuuteen ja paahdettiin kuumassa ilmassa 240°C-ssa. Huuhteluvesi ja uuteliuos yhdistettiin ja haihdutettiin miedoissa olosuhteissa noin 20 %:n kuiva-ainepitoisuuteen ja saatu konsentraatti suihkutettiin kiertokolviin sijoitetulle kahville. Pavut imivät liuoksen ja sen jälkeen ne kuivattiin lämminilmavirrassa 90°C:ssa noin 3 %:n kosteuteen. Lähtömateriaalista otettu uuttamaton vertailunäyte paahdettiin suoraan edellä kuvatulla tavalla. Molemmat kahvit paahdettiin samaan paahtoasteeseen aistinvaraisen arvostelun vuoksi käyttämällä väriarvonmittausta paahtoasteen mittana. Saadut analyysitulokset on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1

Klorogeenihappo- Uuttuvan ai- Väriarvo pitoisuus % kui- neen pitoisuus va-aineesta % kuiva-aineesta 10 93300

Paahdettu kahvi, keksinnön mukaisesti käsitelty 3,19 27,1 92

Paahdettu kahvi, käsittelemätön 2,08 26,8 90

Keksinnön mukaisesti käsitellyn tuotteen klorogeenihappopi-toisuus oli noin 50 % korkeampi kuin käsittelemättömän ver-tailunäytteen ja korkeammasta happopitoisuudestaan huolimatta kahvi maistui yllättävän miedolta ja oli aistinvaraisesti arvosteltuna verrattavissa käsittelemättömään näytteeseen.

Esimerkki 2 7 kg raakakahvia uutettiin vedellä esimerkin 1 mukaisesti.

Saatu uuteliuos käsiteltiin H+-muodossa olevalla kationin-vaihtimella, jolloin sen pH-arvoksi tuli 2,3. Liuos väkevöi-tiin noin 20 %:n uutepitoisuuteen ja sen jälkeen siitä erotettiin klorogeenihappo geelipermeaatiokromatografisesti.

Tässä tapauksessa käytettiin erotusaineena suhteellisen vähäisessä määrin verkkoutunutta dekstraania, jonka tavaramerkki oli "Sephadex G 25" (Pharmacia A.B.). Ensin näyte-liuos lisättiin geelikerrokseen niin, että näytteen ja gee-litilavuuden suhteeksi tuli 1:5. Eluointi suoritettiin vedellä, josta oli poistettu suolat ja kaasu, ja jonka syöttö-.< nopeus oli 1 1 H20/1 geelikerrosta x h geelikerroksen tila vuuden ollessa 15 1.

Johtuen siitä, että klorogeenihapon affiniteetti dekstraani-matriisiin on odottamattoman voimakas - kuten edellä on mainittu - se eluoituu hitaammin kuin molekyylikoon perusteella olisi odotettavissa ja jättää pylvään vasta lähes kaikkien 93300 11 muiden uutteen aineosien jälkeen. Näin ollen viimeksi mainitut aineosat otettiin talteen ensimmäisenä jakeena, kun taas toinen jae sisälsi pääasiassa klorogeenihappoisomeerit. Toisen jakeen sisältämän isomeeriseoksen puhtausaste oli noin 80 %.

Molemmat jakeet väkevöitiin miedoissa olosuhteissa noin 20-%:siksi.

Osittain uutettu raakakahvi kuivattiin takaisin noin 12-15 % vesipitoisuuteen ja imeytettiin ensimmäisestä jakeesta saadulla, lähes klorogeenihapottomalla konsentraati11a kierto-kolvissa 50°C:ssa imeyttämällä. Pavut imivät uuteliuoksen noin 1 tunnissa. Tämän jälkeen suihkutettiin vielä 0,5 litraa vettä noin 0,5 tunnissa, jotta ulkopintaan jäänyt uute imeytyi papuihin sisälle. Sitten pavut kuivattiin kuumalla ilmalla noin 90°C:ssa 14 %:n kosteuteen ja sen jälkeen ne paahdettiin kuumailmavirrassa 240°C:ssa väriarvoon 90 aste ikkoyksikköä. Vielä lämpimiin, paahdettuihin papuihin lisättiin sitten konsentroitua klorogeenihappoliuosta kierto-kolvissa suihkuttamalla ja pavut kuivattiin takaisin kuumailmavirrassa 90°C:ssa. Taulukossa 2 on esitetty saadut tulokset vertaamalla niitä käsittelemättömään, suoraan paahdettuun kahviin.

• 12

Klorogeenihappo- Uuttuvan ai- Väriarvo pitoisuus % kui- neen pitoisuus va-aineesta % kuiva-aineesta 93300

Taulukko 2

Paahdettu kahvi, keksinnön mukaisesti käsitelty 3,30 27,8 93

Paahdettu kahvi, käsittelemätön 2,08 26,8 91

Esimerkki 3 1,1 kg raakakahvia, jonka klorogeenihappopitoisuus oli 5,5 % kuiva-aineesta, uutettiin kolmesti 80°C:ssa käyttämällä kussakin uutossa 4,1 1 vettä ja saatu uuteliuos konsentroitiin miedoissa olosuhteissa klorogeenihapon talteenottoa varten, pH säädettiin suolahapolla arvoon 2, suodatettiin ja kroma-tografoitiin 20-%:isena liuoksena geelipermeaatiokromatogra-fialla, kuten edellä esimerkissä 2 on selostettu. Koska kloridi-ionit esiintyivät ensimmäisessä eluaatissa, joka tässä tapauksessa heitettiin pois, voitiin happamuudensäätö suorittaa suolahapolla. Klorogeenihappojae otettiin talteen erikseen ja haihdutettiin noin 20 %:n kuiva-ainepitoisuu-teen. 280 ml tätä liuosta, jonka klorogeenihappopitoisuus oli noin 18 %, suihkutettiin muuten käsittelemättömälle paahdetulle kahville ja saatu materiaali kuivattiin takaisin kuumailmavirrassa noin 3 %:n vesipitoisuuteen. Lisätty klo-rogeenihappomäärä oli noin 1,3 % käytetystä paahdetun kahvin määrästä. Taulukossa 3 on esitetty analyysitulokset vertaa-. maila paahdettuun kahviin, johon ei oltu tehty lisäystä.

• H

II

Taulukko 3 13

Paahdettu kahvi, keksinnön mukaisesti käsitelty 3,28 28,4 91

Paahdettu kahvi, käsittelemätön 2,10 27,1 92

Esimerkki 4

Kolumbiasta, Tansaniasta ja Keniasta peräisin olevat kahvit paahdettiin kukin eri paahtoasteeseen, jolloin niiden kloro-geenihappopitoisuus oli vastaavasti erilainen, ja saaduista kahveista valmistettiin taulukossa 4 esitetty seos A. Seos H valmistettiin vastaavalla tavalla, mutta nyt käytettiin pelkästään eri asteisiin paahdettua kolumbialaista kahvia.

Sitten seokset A ja H, 4 kg kutakin, imeytettiin esimerkin 3 mukaisesti 20-%:isella klorogeenihappoliuoksella ja kuivattiin takaisin. Taulukossa 4 on esitetty kulloinkin lisätyt kloro-geenihappomäärät ja saavutetut eli analyyttisesti löydetyt prosentuaaliset pitoisuudet.

Lisätty klorogeenihappomäärä käytetyn paahdetun kahviseoksen perusteella laskettuna oli 0,5 % seoksessa A ja noin 0,4 % seoksessa H. Sarakkeessa "havaittu lisäys" ilmoitetut prosenttiluvut on kussakin tapauksessa laskettu vertailunäytteenä ·. käytetyn kolumbialaisen kahvin perusteella.

14 93300 η fä 3 3 I (Ο P 3 JÖ -P „ cm -P to > to o n •H -H *r-| <L> O * (O o 3 φ I - en -d > -P M δ ro

G S -H *H

<j> Ä (0 S' μ to tn

Q

S "to I CM 00 -H \ CM *— c-Π Ö"1 3

-M

+j to in cm •H >i - - in (0 äo I *— in B > to en en B «rl + πιο £ H # I ---- n. 3 3 -P en o oo 51 -P > in t— oo oo Q. +J ·Η J) * *> *

E 3 3 Φ CM CM CM

«f -p X G

g ^ dP ίβ ö 3 I (0

μ -P JO -P

O -P > to cm in pi <d -p φ oo σ>

3 Ä 3 $ I

tn X e CM CM

(0 Ή rH <#> (0 O’ _____________ o M o a; G > 3

3 φ y -P

,-j tn io -P in cm *— ^ X -h (0 σ o en I m___:_^ to3 fe.a

> x :0 > x äD

[|S£ en o id σ in S ή S σι »- «- id ή S cm c~ in -H 0) τΠ ' ^— -H Q) -H ' t~ μ -P to μ -p to to to x TO to x > 10 >i > 10 t>i

5 JS

in to to to S ä| B 3j i to e i to e

-H -H -H -H -H -H

e O lö e O (0 m -P l m m oo φ -P i r- to co I n t) r- n οι φ -h (0 to r-~ &iCU> *· * - &>Qj> - - - n n ή cm en cm p u-H en t— m Q SÄ O 5,3

S JH <#> S .3 dP

•P

| * s lii « | « S fί x SS s

3 g dP <*> dP Q dP dP dP

TO o ω m o in .¾ omin 2 tn cnmcnuj m cm cm 15 93300

Fysiologiset kokeet

Erilaisten kahvinäytteiden vaikutusta ihmisen mahahaponeri-tykseen tutkittiin koesarjalla. Jokainen kokeeseen osallistuva sai noin 250 ml yksittäistä kahvinäytettä satunnaisissa ristikkäisissä kaksoissokkokokeissa. Koehenkilöt olivat terveitä ja heidän joukossaan oli sekä mies- että naissukupuolen edustajia ikäalueella 19-35 vuotta. 12-tuntisen paaston jälkeen sijoitettiin koehenkilöiden mahaan aamuisin nenä-maha-sondi, jonka kautta otettiin ensin koko mahaneste ajankohtana t^. Haponerittymisen perustason määrittämiseksi otettiin seuraavien 60 minuutin aikana, t , muodostunut uusi ma- 0-60 haneste 15 minuutin välein kokonaan. 5:nä eri koepäivänä, joiden välissä oli vähintään 2 vuorokautta, saivat koehenkilöt kukin 250 ml jotakin kahvilaaduista 1-5 tai I-IV. Ennen kuin koehenkilöt joivat kahvinsa 10 minuutin kuluessa, vietiin ajankohtana 0 otettu mahaneste takaisin mahaan. 10. ja 30. minuutin kuluessa kahvinjuonnin alkamisesta laskien otettiin kulloinkin 5 ml mahanestettä. 30. ja 150. minuutin välillä otettiin taas mahaneste kokonaan 15 minuutin välein.

Näistä näytteistä määritettiin titrattavissa oleva suolahappo 0,1 N natriumhydroksidilla, ja taulukoissa 6 ja 7 on esitetty saadut arvot NaOH-millilitroina. Saadun mahahapon tilavuus on esitetty taulukoissa 6 ja 7.

Σ Tulosten tulkintaa silmälläpitäen käytettiin ajanjaksoja t tai t , koska tunnetusti ensimmäisten 60 mi- 60-150 60-210 nuutin kuluessa syömisestä on erilaisilla muilla tekijöillä päällekkäisvaikutusta. Saadut tulokset tulkittiin yksilöiden-välisesti laskemalla keskiarvojen hajonta seuraavan kaavan mukaan.

, I T

Keskiarvon Ί Σ (x -x ) x = havaittu arvo . —i- .1 keskivirhe yN(N-l) x » keskiarvo N = havaittujen arvojen lukumäärä 16 93300

Kahvinäytteiden 1-5 paahtoaste oli sama ja ne erosivat toisistaan vain kohoavien klorogeenihappopitoisuuksien perusteella (taulukko 5) niin, että näytteet 3-5 olivat keksinnön mukaisia. Kuten taulukossa 6 esitetyt tulokset osoittavat, saa kahvi 1 aikaan suurimman haponstimuloitumisen, mutta klo-rogeenihappopitoisuuden kohotessa mahahapon erittyminen vähenee huomattavasti. Myös erittyneen mahanesteen tilavuus pienenee kahvilajien numerojärjestyksessä 1-5. Klorogeeniha-pon vähentävä vaikutus kahvin paahtoaineiden stimuloimaan ihmisen mahahapon erittymiseen on ilmeinen.

Kahvilajeissa I-IV olivat kyseessä eri paahtoasteet (väriarvo), uutepitoisuudet ja klorogeenihappopitoisuudet (taulukko 5). Yksittäisten näytteiden sisältämä uutemäärä määritettiin haihduttamalla 100 ml kutakin kahvijuomaa (valmistettu samoin kuin koehenkilöille annettu) kuiviin. Saatu kuiva-ainejäännös on ilmoitettu arvona g uutetta/100 ml kahvia. Taulukossa 7 esitetyistä tuloksista ilmenee, että kahvinäyte IV saa aikaan vähäisimmän mahahapon erittymisen. Kahvinäytteeseen IV verrattuna saavat kahvinäytteet III, II ja I aikaan huomattavasti suuremman mahahaponerittymisen ja näyte III, joka ei ole keksinnön mukainen, erottuu näistä epäedullisimpana. Tulokset ilmentävät selvästi, että toisaalta paahtoasteen ja uutemää-rän välillä on yhteys ja toisaalta paahtoasteen ja klorogee-nihappopitoisuuden välillä on yhteys niin, että kahvijuoman sisältämää korkeata paahtoainepitoisuutta pitää olla vastaamassa korkeampi klorogeenihappopitoisuus, jotta mahahapon-erittyminen olisi mahdollisimman vähäistä ja kahvin siedettävyys olisi parempi.

Kahvinäytteet A-D (taulukko 5) eroavat toisistaan joko paahtoasteen, tai paahtoasteen ollessa sama, klorogeenihappopitoi-suuden suhteen. Näytteitä A ja D verrattaessa voidaan havaita, että korkeammasta paahtoainepitoisuudesta (pienempi väriarvo, joka vastaa korkeampaa paahtoastetta ja suurempaa uutemäärää) seuraa samalla klorogeenihappopitoisuudella haponerittymisen n 17 93300 kohoaminen. Toisaalta osoittavat näytteet B ja C, että kahvien paahtoasteen ollessa sama, johtaa korkeampi klorogeeni-happopitoisuus selvästi vähäisempään mahahaponerittymiseen.

Taulukko 5

Kahvi Klorogeenihappo- Uutepitoisuus Paahtoaste nro pitoisuus (g/100 mg kahvia) (väriarvo) mg/100 ml kahvia 1 110,0 2 134,3 3 156,8 4 178,1 5 188,1 I 193 1,51 84 II 149 1,41 110 III 105 1,32 85 IV 194 1,63 87 A 124 1,36 90 B 98 1,37 75 C 124 1,38 75 ; D 124 1,49 60 18 93300 to c

30 3 -H

r-H 3 -H (O

i—i > > C

-h <o x: 3

rH rH <0 -P

- äo c -h a: -p >Φ ^ μ <** <#> <#> c#> C -P CdP»H 0 u-, •Htn φ ~ ω ^ ° ^ -P Φ Φ >

3 C -PM

3 (O tn >,in ex: o» 30 •h to e w o e e « -h m λ pj e • e «o o o) ε tn φ t- e e >1 Φ to -P Φ

*n x» C

•H

O V t> S +1 +l +1 _ +1 .

VO -H r- σι VO CO x I

UI CO fM OO to (NM VO 00

10 ” .. .. .. ^ VO r- (N

-ΓΊ W O ^ ^ ^ ^ (0 vo c^oo r-°o n- <- o ^ χ)β χ) vo co τ— (Ti o GO *“ •H o,

Ai 3 •h x: 3 to -p x: to

e E

φ cc e •H φ “r| VO rH 0; -rl (0

30 C > C

o > >, x: 3 a: e jj 3 -p a: <d -p o Ai -p 3 Ό “rl Λ (0

rH -HP Οι — P

3 to Φ <0 t*> p „ ^ t0 rH SZ '—· φ VOdPdPjjp h -h ^ to > ~ tn m JZ tn ^ |£) Λί I 3 >,in m τι< t^ >1 r- E 30 “ tn o to -P -h n

30 -rl t>1 1-1 C

rH > C

rH JZ >1

3D fO -P

rH ,* -p ^ rH P S +l +l +l +1 +| e· e m _ o t— σι _, ^ i . _ φΒ l vo r- -τσν oh- tM 3

£ o O

ojlo vd vovocrivor-oororoTjim

Ocn -P 00 00 1/1 tn»- vo

Ai ~

•P

30 fO Φ (U

H 4J fl ΧίΦΦΦφ rH tn 3 P XS X5 £ Φ Φ 3 ’d H H M e

Φ m > -S > > > V

p> *H ^ ·Η ·Η Ή ,£j Φ -h 3 % % % % % 303-P BcCCr rH t0 3 O 5 S 5 Q 8 rHCtJP h > rr >

φ -H C <g P H h L

e e o 3 -3 -3 -3 3

φ-rlrH-rl V MM V

E > 3 > .. φ IB IB tn -¾ e sz ε jz ix v φ φ φ m .- >,(03 to < * a: ixa: ixa: ,¾ v; v v >5 tn ·* x ro cm 19 93300 m c 30 3 rl « r—1 33 -P c ι—I > > 3

-H 0 Λ -P

»n h

30 c -H Λί (O

> Q) +J P <#> dP dP

OI Λ P

c+j C <#> 0 O ^ CO

-H 0) 0» —' > *- -P 0 0 .

0 p -P 0) > + + +

p ta to >. H

C X (1) 30

-H (0 C to O

Cg Id Tl ^

•C ι-l G

• c <5 o a> g in 0 »- C c >i a» (0 -u a)

•n jj C

-H >i | • P -PO +| +| +| +1 o 0 -P m vo -h t— (ΝΐηΓ^Γ-ττοτ-ιη (Q U I ^ ·> ^ ^ ^ ·* * s

Wo oo vo m φ r- σ\ -rr 00 (0 vo n- oo oo oo

-PC -P

C O

•H Cli Λί 10 H JC.

33 (0 -P Λ (0

C E

0)

I CC G

-H 0 -H O

O i—i 0 -H 3 .* 30 C >3

-X > >1 Λ P

3 C 4J (0-P <#><#>(#> H 0 +J O Λ «3

3 Ό -H Qj P 00 in fN

(0 -HP Qj ~ P ro i- »- Επ :θ 0 (0 d(> 0 rH Λ ~ > + + + H ^ <0 m > Λ to >

Ji I (0 >1 H

>1 H E 30

— 01 O

(0 -P -H P

30 -H >1 1-1 G

r-l > C

H -HO

v r-ι pm mo r-o ro o o _

Cg W τ“ V - ·-·. ·.·. «-'-ς 0 i oor~ ie oi tn oo 'Tr-' x; o o o tn m 0 m vo

O rs -P

-P 0^0 so io 0 x: j-ι £ 0

•H -P Ό P -H P -C

Ή tO 33 -P > Τ’ H

. 0 0 33 .2 rj .< ‘Γ

0 to > · d ^ id -S

> -H (0 T33 0 Ίθ ,id P E ή 0 Λί 0 w 0 -h -h -X „ .X g [ 1 S Λ

30 3 -P > P > B

.H 0 3 O p H P >

1—1 3 Ό P 2 'd .3 B

C C n C S -¾ Λ -3 5 5 S ^ 1 mj S « E > 3 > IX is IX .X 0 . e λ e λ h ix -x

.. >1030 >MH

X X X X, H H H H

20 93300 tn d _ 3 -h

“5 3 -h (O

^ > > c ^ m £ 3

Il H ¢+) t c 3 -

c «{ C <#> M

•HIO ^ ^ ™ ij ® ® m > " ' 3 S w >ic g JS « « 5 H c w o

CC id -H P

ε ε .d PI C

- *ö • c e O 0) c

»- <U H

^ c g >1 Π)

rd -P C

•m -i-i •h jj o +1 +1 +1 +1 • p Tj το Cl ,,_|(Ν ττιχ) TT τ— TT VO VO C4 VD }_; I v ' ' ' ' ' ' ' (0 £ 0 r~rr w in r^-Ln in —. -n »— r- T- m m «— id jj t— t— t— »—

-PC C O

•H CP

M id H Ä 3 id

-P A

id

C E

Φ c oo d C 4h _ iJ ή «

Ο Η Φ > C

λ; MO C r· 5

.* > >1 (5 +J

3C+J ο X+I «* «*· <* Ή φ -P Qj Id 3 Ό -H ϊν ^ £ Ό «Ν 1^1 id -HP id<#>p * * *

Eh«<U h ~ m "* fN VO

-H Id >

•H — £ UJ

3 Q « >,< i. E :id

>i 1¾ to O

^ 4-> -H p

<5 >i PI C

Ιίΰ -H £ ii > >, H ^ jj

O (0 4J

3 * Tj ® +l +1 +1 +l

Μ Ή ω tN

β g I mn ojo eri o Φ o ' K ' ' ' ' ^ ' ,C o vo ^finincNin^— vorn Φ m ij r^T— oo»— r^T— oot—

O <N

•P (1) ad id ω £ aj ω φ

•h -p ό y -f A A

ή to 3 r .¾ h .H

<u <d p .¾ £ £ £ φ to > 3 -P -3 -2 > -h Id ω v χ x p g iH <u to Ίο to

S -H -H ·* S S S

4-1 -P -P — h- ·* t: ^ bees

ad 3 -P ο > P P P

•—i id 3 p p > > > rH e X» S 3 y y y 3 -π 3-5-3 -3 cco.p m M x tu-HHi, tuts in tn

E>3 _C IXrV d) QJ QJ

: I a E φ ix λ; ix ix >1 Id 3 x; rti _

XXX CQ U Q

Claims

93300

1. Kahvi, joka on joko paahdettu kahvi, jolla on tavallisen kauppalaatuisen paahdetun kahvin normaalipaahto, tai pikakahvijauhe, tunnettu siitä, että sillä on korotettu 3-, 4- ja 5-kaffeoyylikiinahappojen (klorogeenihapon) pitoisuus, ja että mainitun paahdetun kahvin klorogeenihappopitoisuutta on korotettu siten, että se on yli 2,8 paino-%, jota pitoisuutta korotetaan prosentuaalisesti ainakin saman verran kuin mitä kahvijuoman sisältämän paahtoaineen pitoisuus kasvaa (mitattuna jauhetun kahvin väriarvona) lähdettäessä klo-rogeenihappopitoisuudesta noin 2,8 paino-% väriarvon ollessa noin 90 tai että mainitun pikakahvijauheen klorogeenihappopitoisuutta on korotettu siten, että se on yli 8,5 paino-%.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kahvi, tunnettu siitä, että se sisältää klorogeenihappoa ainakin osittain suolamuo-dossa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kahvi, tunnettu siitä, että se sisältää klorogeenihappoa ja muita aineosia, jotka on poistettu raakakahvista ja lisätty paahdettuun kahviin.

4. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaisen kahvin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että raakakahvista valmistetaan liuotinkäsittelyllä uute, uutettu ja/tai uuttama- : - r ton kahvierä paahdetaan ja uute, joka mahdollisesti on väke- vöity, tai uutteesta eristettyä klorogeenihappoa lisätään paahdettuun kahviin joko ennen jauhamista tai sen jälkeen kokonaisuudessaan tai osittain ja kahvi kuivataan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuottimena käytetään vettä.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raakakahviuute konsentroidaan yli 15 paino-%:n kuiva-ainepitoisuuteen. « t 93300

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivaus suoritetaan 60-120°C:ssa.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raakakahviuutteesta erotetaan ne uuttuneet aineosat, jotka halutaan palauttaa paahdettuun kahviin, kun taas 0-100 % jäljelle jääneestä uutteesta palautetaan raaka-kahviin ennen paahtoa.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raakakahvin uuttoon käytetään kierrätettyä uutetta, joka ainoastaan on kyllästymätön niiden uuttuvien aineosien suhteen, jotka myöhemmin halutaan lisätä paahdettuun kahviin, ja uuttuneet aineosat erotetaan sen jälkeen sinänsä tunnetulla tavalla.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 4-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmistetaan klorogeenihappopitoinen uute ja ainakin osa uuttuneesta klorogeenihaposta lisätään paahdettuun kahviin.

11. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaisen kahvin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että raakakahvista valmistetaan uute liuotinkäsittelyllä, uutettu kahvi kuivataan takaisin keskimääräiseen kosteuspitoisuuteen, kahvi imeyte- V tään uudestaan väkevöidyllä uutteella, kuivataan takaisin paahtoon soveltuvaan kosteuteen ja sen jälkeen paahdetaan.

12. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaisen kahvin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että tiettyä alkuperää ja/tai tiettyä laatua olevia raakakahveja ja/tai eri kloro-geenihappopitoisuuksia sisältäviä raakakahveja paahdetaan eriasteisesti ja niistä valmistetaan seos, jonka klorogee-nihappopitoisuus on selvästi korkeampi kuin yhtenäisen paah-toerän vastaava pitoisuus olisi, ja sen jälkeen tarvittaessa pitoisuus nostetaan yli 2,8 paino-%:iin eristettyä klorogee-nihappoa lisäämällä. n 93300

13. Patenttivaatimuksen 4 tai 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa klorogeenihaposta lisätään paahdettuun kahviin suolamuodossa.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 4-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähtömateriaalina käytetään raakakah-via, josta kofeiini on poistettu osaksi tai kokonaan, tai että kofeiini myös poistetaan uuttamalla raakakahvista osittain tai kokonaan.