JP2003144051A - コーヒー抽出液の濃縮方法 - Google Patents

コーヒー抽出液の濃縮方法

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JP2003144051A
JP2003144051A JP2001341992A JP2001341992A JP2003144051A JP 2003144051 A JP2003144051 A JP 2003144051A JP 2001341992 A JP2001341992 A JP 2001341992A JP 2001341992 A JP2001341992 A JP 2001341992A JP 2003144051 A JP2003144051 A JP 2003144051A
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coffee
concentration
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osmosis membrane
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Osamu Kashiwai
治 柏井
Hiroshi Hisamori
博 久守
Yoshiyuki Kitajima
義之 北島
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UCC Ueshima Coffee Co Ltd
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UCC Ueshima Coffee Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 逆浸透膜を用いてコーヒー抽出液を濃縮する
際、連続的に使用してもファウリングを抑制し、効率良
く濃縮する方法を提供すること。 【解決手段】 コーヒー抽出液にコーヒー固形分当たり
1〜50unitsのガラクトマンナン分解酵素を添加
し、コーヒー抽出液を酵素処理する工程、および酵素処
理されたコーヒー抽出液を逆浸透膜を用いて濃縮する工
程を含むコーヒー抽出液の濃縮方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コーヒー抽出液の
濃縮方法に関する。詳しくは、逆浸透膜を用いたコーヒ
ー抽出液の濃縮方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コーヒー抽出液の濃縮方法には、減圧加
熱濃縮、凍結濃縮等が行われているが、前者の方法では
加熱による品質の劣化および後者の方法では経済性が悪
いという問題点がある。
【0003】これに対して、逆浸透膜による濃縮方法
は、加熱による揮発成分の損失や分解が起こらないた
め、コーヒーの品質面で有利である。さらに、濃縮の際
の経済性に関しても、凍結濃縮と比較すると有利であ
る。
【0004】しかし、逆浸透膜によるコーヒー液の濃縮
方法では、連続使用によりファウリングが生じ、透過流
束が低下し、濃縮効率が低下するという問題点がある。
ファウリングとは、膜表面に溶質が吸着し、ゲル層が形
成される現象である。この問題点を解決するため、特開
平2−131543号公報では、コーヒー抽出液にコー
ヒー抽出粕粉末を添加して、濃縮時の透過流束の低下を
防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コーヒ
ー抽出粕粉末を使用して逆浸透膜で濃縮した場合、濃縮
倍率を上げて連続使用すると逆に負荷が増大して、透過
流束の低下につながる恐れがある。特に、コーヒー抽出
液が高温高圧抽出液を主原料とする場合、抽出液に含ま
れる不溶性成分が多く、透過流束の顕著な低下が起こる
恐れがある。
【0006】そこで、本発明の目的は、逆浸透膜を用い
てコーヒー抽出液を濃縮する際、連続的に使用してもフ
ァウリングが抑制され、効率良く濃縮する方法を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、逆浸透膜
を用いて濃縮する前に、適切な前処理を行うことにより
上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成する
に至った。
【0008】すなわち、本発明のコーヒー抽出液の濃縮
方法は、下記工程:コーヒー抽出液にコーヒー固形分当
たり1〜50unitsのガラクトマンナン分解酵素を
添加し、コーヒー抽出液を酵素処理する工程、および酵
素処理されたコーヒー抽出液を逆浸透膜を用いて濃縮す
る工程を含むことを特徴とする。
【0009】前記逆浸透膜は、NaCl阻止率90%以
上の複合膜であることが好ましい。
【0010】前記濃縮工程においては、3.0〜5.0
MPaの操作圧力で逆浸透膜を透過させることが好まし
い。
【0011】[作用効果]本発明のコーヒー液の濃縮方
法によると、事前にコーヒー抽出液にガラクトマンナン
分解酵素を添加して、ファウリングの原因となる多糖類
を分解することで、沈積物の発生を減らし、膜濃縮時の
透過流束の低下を少なくすることによって効率良く濃縮
することができるという効果を奏する。この効果は、コ
ーヒー液が微細な不溶性成分を多く含む高温高圧抽出液
の場合に顕著である。
【0012】また、本発明のコーヒー液の濃縮方法によ
れば、適切な逆浸透膜と操作圧力とを組み合わせること
により、効率良く高濃度に濃縮するとともに、濃縮時の
香気成分の損失が抑制され、得られたコーヒー濃縮液
は、風味の点でも優れるという効果を奏する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、説明する。
【0014】本発明のコーヒー抽出液の濃縮方法は、最
初に、コーヒー抽出液にコーヒー抽出液の固形分当たり
1〜50units/gのガラクトマンナン分解酵素を
添加し、コーヒー抽出液を酵素処理する工程を行う。
【0015】本発明で使用するコーヒー抽出液は、特に
制限されるものではないが、大気圧抽出液と高温高圧抽
出液とに大別され、それぞれ単独で使用してもよく、両
者を適当な割合で混合して使用してもよい。また、大気
圧抽出液または高温高圧抽出液を一旦乾燥した粉末コー
ヒーを溶解して液体にした抽出液であってもよい。ま
た、前記抽出液は、別の方法で濃縮した濃縮液を希釈し
たものであってもよい。
【0016】前記大気圧抽出液とは、大気圧条件下で1
00℃以下の水で抽出したコーヒー液をいい、公知の装
置および方法で製造することができる。
【0017】前記高温高圧抽出液とは、大気圧よりも高
い圧力条件下で100℃の水を加圧することにより、1
00℃を越える熱水で抽出したコーヒー液をいう。本発
明においては、コーヒー固形分の収率とコーヒーの風味
とのバランスから、100℃〜180℃が好ましく、1
20℃〜170℃がより好ましい。前記高温高圧抽出液
は、耐圧性の抽出機を用いて公知の方法により製造する
ことができる。
【0018】本発明においてコーヒー固形分は、デジタ
ル屈折計にて測定した値である。
【0019】本発明で用いるガラクトマンナン分解酵素
は、ガラクトマンナンを分解し、かつ食品製造に使用さ
れる酵素であれば特に制限されるものではないが、アス
ペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)由来のマンナ
ナーゼであって、力価は10000units/g以上
であることが好ましい。
【0020】前記ガラクトマンナン分解酵素の力価(ガ
ラクトマンナン糖化力)は、ローカストビーンガム(p
H5.0)を基質とし、40℃、1分間に1μmoleのマ
ンノースに相当する還元力の増加をもたらす酵素量を1
unitとする。
【0021】前記ガラクトマンナン分解酵素の添加量
は、ガラクトマンナンの分解を必要かつ十分に行うため
には、コーヒー抽出液の固形分に対して1〜50uni
ts/gであり、1〜30units/gが好ましい。
【0022】なかでも、前記ガラクトマンナン分解酵素
は、セルロシンGM5(商品名、阪急バイオインダスト
リー製、Aspergillus niger 由来、10000unit
s/g)がより好ましい。この酵素の添加量は、ガラク
トマンナンの分解を必要かつ十分に行うためにはコーヒ
ー抽出液の固形分あたり0.01〜0.50重量%であ
り、0.01〜0.30重量%が好ましい。
【0023】前記コーヒー抽出液のpHは、20℃でp
H4.5〜5.8程度であり、ガラクトマンナン分解酵
素の至適pH内であるので、本発明においては、特にコ
ーヒー抽出液のpHを調整せずに以下の酵素処理を行う
ことができる。
【0024】まず、前記コーヒー抽出液にガラクトマン
ナン酵素を添加する。酵素添加中および酵素反応中は、
反応液を撹拌することが好ましい。この際の添加量、反
応温度および反応時間は、使用する酵素の種類または活
性等によって適した条件を選択すればよい。
【0025】たとえば、商品名セルロシンGM5(阪急
バイオインダストリー製、Aspergillus niger 由来、1
0000units/g)の場合、前記したように、コ
ーヒー抽出液の固形分に対して0.01〜0.50重量
%添加する。反応温度は、コーヒー液の品質上30〜4
0℃が好ましく、反応時間は、1時間程度でよい。
【0026】反応終了後、酵素を失活させる。酵素の失
活は、85〜130℃で60分〜30秒程度行えばよ
い。また、酵素の失活は、コーヒー濃縮液を包装する際
の殺菌と同時に行ってもよい。次いで、反応液を4〜2
0℃程度まで冷却する。
【0027】次に、酵素処理されたコーヒー抽出液を逆
浸透膜を用いて濃縮する工程を行う。
【0028】本発明において、逆浸透膜は、市販品を好
適に使用することができる。前記逆浸透膜は、コーヒー
フレーバーが透過液とともに系外へ流出しないようにす
るためには、NaCl阻止率が90%以上の複合膜が好
ましい。前記NaCl阻止率は、より好ましくは95%
以上、さらに好ましくは99%以上である。
【0029】複合膜の活性層の材質としては、ポリアミ
ド系、ポリビニルアルコール系、スルホン化ポリエーテ
ルスルホン系等が挙げられるが、コーヒーのフレーバー
成分の阻止率が高いポリアミド系が好ましい。一方、複
合膜の支持層の材質は、特に制限されないが、ポリスル
ホン系、ポリエーテルスルホン系等が挙げられる。
【0030】このような市販品としては、モルセップ逆
浸透膜(SV023GP−DRA9910)等が挙げら
れる。
【0031】逆浸透膜濃縮の際の操作圧力は、コーヒー
固形分を約18重量%以上に濃縮するためには、3.0
〜5.0MPaが好ましく、3.5〜4.5MPaがよ
り好ましい。逆浸透膜濃縮の際の温度は、コーヒーの風
味を保持するためには4〜20℃程度が好ましい。
【0032】濃縮中および濃縮後の濃度のチェックは、
デジタル屈折計によりコーヒー固形分を測定することに
より行う。
【0033】このようにして得られたコーヒー濃縮液
は、適当な容器に充填後、滅菌して濃縮コーヒー製品と
なる。前記製品は、ディスペンサー用の濃縮エキスや、
缶コーヒー、チルドコーヒー、PET容器入りコーヒー
飲料などの工業用原料等に使用される。
【0034】
【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明するが、本発明は、これらの実施例
等により制限されるものではない。
【0035】(実施例1)高温高圧抽出液を主原料とす
る濃縮液を、コーヒー固形分が5重量%となるように水
で希釈してコーヒー抽出液とした。前記コーヒー抽出液
に、コーヒー固形分当たり0.2重量%のガラクトマン
ナン分解酵素セルロシンGM5(商品名、阪急バイオイ
ンダストリー製、Aspergillus niger 由来、10000
units/g)を添加し、30℃〜40℃で1時間反
応させた。反応終了後、コーヒー抽出液を20℃まで冷
却した。処理したコーヒー抽出液110Lを、ポリアミ
ド系複合膜でNaCl阻止率が99. 9%の逆浸透膜
(モルセップ逆浸透膜(SV023GP−DRA991
0))を用いて、操作圧力4. 3MPaにて濃縮し、基
準倍率(3.3倍)に達するまでの時間と最大濃度まで
濃縮するのに要した時間を測定した。結果を表1に示
す。本実施例ならびに下記実施例および比較例におい
て、コーヒー固形分の濃度は、デジタル屈折計(ATA
GO製、RX−5000)により測定した。
【0036】(比較例1)実施例1において、コーヒー
抽出液をガラクトマンナン分解酵素で処理しないこと以
外は実施例1と同様にして、基準倍率(3.2倍)に達
するまでの時間と最大濃度まで濃縮するのに要した時間
を測定した。結果を表1に示す。
【0037】
【表1】 表1より、コーヒー抽出液を酵素処理した実施例1の方
が、酵素処理しない比較例1と比べて、基準倍率に到達
する時間が早く、濃縮効率がよいことがわかる。また、
実施例1の濃縮方法の方がより高濃度のコーヒー濃縮液
が得られる。
【0038】(実施例2)粉砕したコーヒー豆7. 5k
gから大気圧抽出し、抽出後のコーヒー豆を高温高圧抽
出(抽出温度120℃〜170℃)して得られた高温高
圧抽出液を遠心分離し、沈殿物を除去した。遠心分離後
の抽出液(固形分2重量%)にガラクトマンナン分解酵
素セルロシンGM5(商品名、阪急バイオインダストリ
ー製、Aspergillus niger 由来、10000units
/g)を、コーヒー固形分当たり0. 2重量%添加し、
30℃〜40℃で1時間反応させた。反応終了後、コー
ヒー抽出液を20℃まで冷却した。処理したコーヒー抽
出液を、ポリアミド系複合膜でNaCl阻止率が99.
9%の逆浸透膜(モルセップ逆浸透膜(SV023GP
−DRA9910))を用いて、操作圧力4. 0MPa
にて濃縮し、基準時間(360分)経過時のコーヒー固
形分濃度と最大濃度まで濃縮するのに要した時間を測定
した。結果を表2に示す。
【0039】(比較例2)実施例2において、コーヒー
抽出液をガラクトマンナン分解酵素で処理せず、遠心分
離しないこと以外は実施例2と同様にして、基準時間
(360分)経過時のコーヒー固形分濃度と最大濃度ま
で濃縮するのに要した時間を測定した。結果を表2に示
す。
【0040】
【表2】 表2より、高温高圧抽出液を酵素処理した実施例2の方
が、酵素処理しない比較例2と比べて、基準時間経過時
の濃度が高いことがわかる。また、実施例2の濃縮方法
の方がより高濃度のコーヒー濃縮液が得られる。
【0041】(実施例3)高温高圧抽出液を主原料とす
る濃縮液を、コーヒー固形分が5重量%となるように水
で希釈してコーヒー抽出液とした。前記コーヒー抽出液
に、コーヒー固形分当たり0.2重量%のガラクトマン
ナン分解酵素セルロシンGM5(商品名、阪急バイオイ
ンダストリー製、Aspergillus niger 由来、10000
units/g)を添加し、30℃〜40℃で1時間反
応させた。反応終了後、コーヒー抽出液を20℃まで冷
却した。処理したコーヒー抽出液を、ポリアミド系複合
膜でNaCl阻止率が99. 9%の逆浸透膜(モルセッ
プ逆浸透膜(SV023GP−DRA9910))を用
いて、操作圧力3.0MPaにて濃縮し、基準倍率
(3.4倍)に達するまでの時間と最大濃度まで濃縮す
るのに要した時間を測定した。結果を表3に示す。
【0042】(比較例3)実施例3において、コーヒー
抽出液をガラクトマンナン分解酵素で処理しないこと以
外は実施例3と同様にして、基準倍率(3.4倍)に達
するまでの時間と最大濃度まで濃縮するのに要した時間
を測定した。結果を表3に示す。
【0043】
【表3】 表3より、コーヒー抽出液を酵素処理した実施例3の方
が、酵素処理しない比較例3と比べて、基準濃度に到達
する時間が早いことがわかる。
【0044】[ガスクロマトグラフィーによる香気量の
測定]実施例3および比較例3で、逆浸透膜濃縮前また
は濃縮中の段階におけるコーヒー液について、香気量を
下記条件下でガスクロマトグラフィーにより測定し、濃
縮前のコーヒー液と比較した各段階の香気成分の残存率
を求めた。
【0045】前記コーヒー液10mlを、22mlのバ
イアル瓶に採取し、密栓した。密栓したバイアル瓶を、
Tekmar社製ガスクロマトグラフィー用オートサン
プラにて80℃で20分間加温した後サンプリングし、
ガスクロマトグラフィーで分析した。
【0046】測定条件 測定装置:日立製ガスクロマトグラフィーG−3000 カラム:ジーエルサイエンス(株)製TC−WAX
0.53mm×30m キャリヤーガス:ヘリウム キャリヤーガス流量:1ml/分 カラム温度:40℃(5分)→220℃(5℃/分で昇
温) 検出器:FID。
【0047】ガスクロマトグラフィー分析によるピーク
の総面積を、総香気量として算出した。濃縮前の総香気
量を100%として、濃縮段階の値を比較した。結果を
表4に示す。
【0048】[官能試験]実施例3および比較例3で逆
浸透膜濃縮前または濃縮中の各段階におけるコーヒー液
を一定の固形分(1.2重量%)となるように90℃の
熱水で希釈し、5名のパネラーによる官能試験を行っ
た。結果を表4に示す。表中、◎は風味が非常に良いこ
とを表し、○は風味が良いことを表す。
【0049】
【表4】 表4より、最大濃度(16.8重量%)まで濃縮された
コーヒー液同士を比較すると、実施例3で得られた濃縮
液の方が比較例3で得られた濃縮液に比べて、香りが残
存されていることがわかる。これは、酵素処理により濃
縮効率が高くなったため、濃縮時間が短縮され、香りの
飛散が抑制されたためであると考えられる。また、実施
例3で得られた濃縮コーヒー液は、官能試験においても
風味が保持されていた。したがって、本発明のコーヒー
液の濃縮方法は、濃縮効率が高いばかりでなく、風味の
良好なコーヒー濃縮液を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久守 博 兵庫県神戸市中央区港島中町7丁目7番7 ユーシーシー上島珈琲株式会社グループ 総合企画室内 (72)発明者 北島 義之 兵庫県神戸市中央区港島中町7丁目7番7 ユーシーシー上島珈琲株式会社グループ 総合企画室内 Fターム(参考) 4B027 FB28 FC01 FE06 FK07 FQ12 FR03 4D006 GA03 KA02 KB21 KE06Q KE06R MA06 MB06 MC33 MC45 MC54 MC62 PA03 PB12 PC11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記工程:コーヒー抽出液にコーヒー抽
    出液の固形分当たり1〜50units/gのガラクト
    マンナン分解酵素を添加し、コーヒー抽出液を酵素処理
    する工程、および酵素処理されたコーヒー抽出液を逆浸
    透膜を用いて濃縮する工程を含むコーヒー抽出液の濃縮
    方法。
  2. 【請求項2】 前記逆浸透膜がNaCl阻止率90%以
    上の複合膜である請求項1に記載の濃縮方法。
  3. 【請求項3】 前記濃縮工程が3.0〜5.0MPaの
    操作圧力で逆浸透膜を透過させる請求項1または2に記
    載の濃縮方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012249544A (ja) * 2011-05-31 2012-12-20 Suntory Holdings Ltd コーヒーエキスの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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