JP2006020639A - 可溶性飲料のアロマ付与 - Google Patents

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Abstract

【課題】可溶性粉末コーヒーの新規なアロマ付与方法を提供する。
【解決手段】可溶性粉末飲料を容器に充填する充填機でアロマ含有基質を可溶性粉末飲料に添加する。具体的には可溶性粉末飲料を充填機に導入し、移動層形で流す。可溶性粉末飲料を容器に充填する前に、充填機にある間にアロマ含有基質を移動層に噴霧する。この方法でアロマ含有基質対可溶性粉末飲料の実質的に一定比を有する可溶性粉末飲料およびアロマ含有基質の混合物が容器に供される。
【選択図】なし

Description

本発明は可溶性粉末飲料、例えば可溶性粉末コーヒーのアロマ付与方法に関する。本発明はこのように製造した可溶性粉末飲料にも関する。
消費者は或る種のアロマと或る種の製品とを関連させる。製品が関連するアロマに欠ける場合、製品に対する消費者の認知に悪影響が出る。これは特に可溶性粉末コーヒーのような可溶性飲料分野における問題であるが、他の分野にも存在する。記載を容易にするため、本明細書ではこの問題は主として可溶性粉末コーヒーについて記載するが、本発明はこの適用に限定されない。
抽出、濃縮および乾燥を含む工業的方法により得られる可溶性粉末コーヒーは通例実質的にアロマを有しない。このため、可溶性粉末コーヒーの製造中発散するコーヒーアロマを捕集し、これらのアロマを可溶性粉末コーヒー中に再添加することが通例である。
通常、アロマは油またはエマルジヨンのような基質中に最初に捕集することにより再添加される。次にアロマ含有基質は処理および混合前可溶性コーヒー粉末に噴霧される。混合コーヒー粉末は次いでジャーに充填され、密封される。
アロマ含有基質を可溶性コーヒー粉末に噴霧する一般的方法は米国特許第3,148,070号明細書(ミシユキン)およびシベツ Mおよびデスロジエール、N,W、1979、「Coffee Technology」、AVI出版社、ウエストポート、コネチカット、459〜460頁に記載される。この方法では、可溶性コーヒー粉末は供給管の下方に、円錐形分配機上に落下させ、管状カーテン形で可溶性コーヒー粉末を連続落下させる。噴霧ノズルは円錐形分配機の下方で、管状カーテン内に位置してアロマ含有基質を管状カーテンの内部表面に噴霧する。次に可溶性コーヒー粉末の管状カーテンは混合機上に落とし、そこで混合してアロマ含有基質を可溶性コーヒー粉末全体に均質に分配する。次にアロマ付与可溶性コーヒー粉末は充填機に送り、ジャーまたは他の容器に供給する。
この主題の変法では、アロマ含有基質は可溶性コーヒー粉末のシート状落下カーテンに噴霧し、またはタンブラーで可溶性コーヒー粉末に噴霧し、またはコンベヤで輸送する可溶性コーヒー粉末に噴霧する。すべての場合、可溶性コーヒー粉末は次にブレンダーまたはミキサーに送り、アロマ含有基質を可溶性コーヒー粉末全体に均質に混合する。
この基本的方法は適切に作業されるが、有意量のアロマは噴霧後の可溶性コーヒー粉末の混合またはブレンド中失われる。さらに、アロマは噴霧とコーヒーを容器に充填する間に失われる。アロマは高価な成分であり、これらの損失はコストを有意に増加する。
この問題を解決する1つの試みが米国特許第3,769,032号明細書(ルブセン)に記載される。ここでは既に可溶性コーヒー粉末を満たしたコーヒージャーはコーヒーアロマを含有する機械注入器の下方に輸送される。注入器は針の上部がジャーの底部近くになるまで各ジャー中に下降する。次に注入器は上昇し、同時にコーヒーアロマの小滴をジャーのコーヒー製品中に注入する。小滴は約0.5〜3mmの寸法を有する。特許で報告された結果はコーヒーアロマの添加は良好であったことを示すが、システムは高速生産ラインでは実行し得ないであろう。またアロマ含有基質はジャーの可溶性コーヒー粉末全体に均質分配されない。これは重大な欠点である。
別の試みは米国特許第4,355,571号明細書(ステークリ)に記載される。この特許はアロマ含有基質を可溶性コーヒー粉末にプレートするアロマ付与装置の使用を開示する。少部分の可溶性コーヒー粉末はアロマ付与装置に送られ、回転輪上のシュートに落下する。輪は表面に数個の溝を周囲に有し、そこに可溶性コーヒー粉末を圧縮する。可溶性コーヒー粉末は約90°の弧を描いて輪と一緒に回転しその後、輪から放出される。針は放出時点直後に輪から放出された可溶性コーヒー粉末にアロマ含有基質流を注入するように位置する。アロマ付与可溶性コーヒー粉末は主要部分の可溶性コーヒー粉末に戻し、主要部分と混合する。次に混合物は通例方法で充填機に供給する。
この特許に記載の方法はアロマ含有基質の噴霧を必要としないが、アロマ含有基質の添加後、混合は必要である。アロマは揮発性のため、アロマの損失は尚混合中および混合とコーヒーの容器への充填間に起こる。
従って、可溶性粉末飲料にアロマ含有基質を添加する方法のニーズが尚存し、その結果アロマの損失に比較的少ない。
従って、本発明はアロマ含有基質を可溶性粉末飲料に添加する方法を供し、この方法は、
可溶性粉末飲料を充填機に導入して可溶性粉末飲料を容器に充填し、
可溶性粉末飲料を充填機で移動層形で流し、ついで
可溶性粉末飲料を容器に充填する前、アロマ含有基質を充填機の移動層上の可溶性粉末飲料に噴霧し、アロマ含有基質対可溶性粉末飲料の実質的一定比を有する可溶性粉末飲料とアロマ含有基質の混合物を容器に供する。
意外なことに、充填機で可溶性粉末飲料にアロマ含有基質を添加して実質的に一定比のアロマ含有基質対可溶性粉末飲料を得ることができることが分かった。従来、アロマ付与可溶性飲料は容器間の均質性を得るために混合配合することが必要であると常に考えられていた。本方法はアロマ損失が有意に低減する利点を供することも分った。例えば、同じアロマ強度を得るのに従来のアロマ必要量の約半分量で足りることが分った。さらに、アロマ付与可溶性粉末飲料はアロマ特徴を改良することが分った。
本方法は充填機を出入りする可溶性粉末飲料を測定する工程を含むことが好ましい。この量が変化する場合、方法は可溶性粉末飲料に噴霧するアロマ含有基質量を調整して実質的に一定比のアロマ含有基質および可溶性粉末飲料を得る工程を含む。
アロマ含有基質は可溶性粉末飲料の移動層の上部表面に平等に噴霧して容器内の可溶性粉末飲料およびアロマ含有基質の実質的に均質の混合物を得ることが好ましい。アロマ含有基質を移動層に噴霧する前に移動層の上部表面に溝を形成することが好ましい。
可溶性粉末飲料の移動シートは充填機の回転充填プレートに形成できる。回転充填プレート上の実質的にすべての可溶性粉末飲料は再循環せずに容器に流すことが好ましい。これは回転充填プレート上の可溶性粉末飲料量を調整することにより達成できる。
方法はさらに回転充填プレート上の移動層の厚さを決定し、可溶性粉末飲料を充填機に導入する割合を調整して再循環が起きる量以下で、しかし容器に充填するのに十分な厚さを保持することを含むのが好ましい。移動層の厚さは約5〜約75mmに維持することが好ましい。
可溶性粉末飲料は好ましくは可溶性コーヒー粉末であり、アロマ含有基質は好ましくはアロマ付与コーヒー油である。好ましくはアロマ付与コーヒー油は4重量%未満の水分を含有する。
本発明は上記規定の方法により製造したアロマ付与可溶性粉末飲料をも供する。
本発明の態様は単に例として図面を引用して記載する。
図1は粉末充填機内部の上部概略図であり、
図2は図1のA−A′ラインの断面図であり、
図3は本発明方法により製造した可溶性粉末コーヒーのガスクロマトグラムである。および
図4は通例方法により製造した可溶性粉末コーヒーのガスクロマトグラムである。
方法は可溶性粉末飲料を容器に充填する前にアロマ付与基質を可溶性粉末飲料に噴霧することにより充填機ではアロマ付与した可溶性粉末飲料が必要である。方法は多くの型の可溶性粉末飲料、例えば可溶性粉末コーヒー、可溶性コーヒー、ホワイトナーおよび甘味料の混合物から形成された粉末、可溶性粉末茶、可溶性粉末チョコレートなどに適用できる。しかし、単純化するために、方法は可溶性粉末コーヒーに関してのみ詳細に記載する。可溶性コーヒー粉末は適当な抽出、濃縮および乾燥方法から得ることができる。適当な抽出、濃縮および乾燥方法は周知であり、例はシベツ(1979)に記載される。凍結乾燥および噴霧乾燥粉末は使用できる。粉末はアロマ付与前顆粒化できるが、必要ではない。
コーヒーに適用する場合、アロマ付与基質は適当にはコーヒー油またはコーヒー油と水のエマルジョンまたはコーヒー抽出物である。しかしコーヒー油はできるだけ水分の少ない、例えば4重量%未満の水分が好ましい。使用コーヒー油は任意の所望コーヒー油、例えば当業者に既知の方法を使用して市販起源から得たコーヒー油または消費コーヒー粉砕物などから抽出して製造したコーヒー油でよい。例えば、コーヒー油は市販のエキスペラーを使用して新たに焙煎したコーヒー豆から放出できる。この技術およびコーヒー豆からコーヒー油を抽出する他の適当な技術はシベツ(1979)、452〜460頁に記載される。使用コーヒー油の起源および正確な組成は重要ではない。他の食用油はコーヒー油を完全または部分置換して使用できるが、これはコーヒーの適用、特に生成製品が純コーヒーを考える場合に好ましくない。しかし混合物または他の製品の場合、他の油(ナタネ油のような)は好ましい。
コーヒーに対する適用では、基質に保持されるアロマはコーヒーアロマが好ましい。有利には、コーヒーアロマは天然コーヒーアロマガスから得られる。コーヒーアロマガスはコーヒー加工の任意の数時点で、例えば生豆の焙煎中放出するガス(「ロースターガス」)、焙煎した全体の豆の粉砕中放出するガス(「グラインダーガス」)および粉砕焙煎コーヒーの浸出中放出するガス(「インフュージョンガス」)を集めることができる。好ましくは、コーヒーアロマは米国特許第5,182,926号明細書に記載のように製造できる寒冷凝縮アロマフロストの形で使用する。勿論、合成コーヒーアロマも使用できる。また他の望ましいアロマ、例えばバニラ、アーモンド、チョコレート、ウイスキー、ブランディ、アイリッシュクリームなどは使用または含むことができる。
使用充填機はアロマ付与基質を機械内の粉末に噴霧できる任意の適当な充填機でよい。例えば、方法は図1および2に示す平らな、環状回転充填プレート4を有する粉末充填機2で適用できる。この型の適当な充填機はジョンR.ナルバクエンジニアリング会社、シカゴ、イリノイ、米国が供給するネコフロ(商標名)シリーズ充填機である。
コーヒー粉末は機械2にホッパー6を経て、入口スリーブ8に、そして充填プレート4上に供給される。充填プレート4上部の入口スリーブ8の下端の高さは充填プレート4上の粉末量を調整できるように調整する。適当な水圧または空気圧駆動装置(図示せず)は入口スリーブ8に連結してその垂直位置を調整できる。入口スリーブ8は充填プレート4に対し偏心的に、充填機2の入口端10に隣接して位置する。使用時、充填プレート4は矢印Bの方向に回転する。
半円筒状第1じゃま板12は充填プレート4上に位置して、入口スリーブ8を一部囲む。第1じゃま板12は入口スリーブ8の僅かに下流(充填プレート4の回転方向に)の位置から充填プレート4の回転に逆方向で約240°〜約270°の角度で延びる。入口エンドプレート14は第1じゃま板12の入口端と機械2の側面16に連結し、一方カットオフエンドプレート18は第1じゃま板12の他端と機械2の側面16に連結する。充填プレート4は第1じゃま板12の下端を滑べるように作動するので、充填プレート4は回転することができるが、粉末は第1じやま板12を越えて外側に放射状に移動することは防止される。約90°〜120°の窓がエンドプレート14とカットオフエンドプレート18間に供され、そこに粉末は外側に機械2の側面16に移動できる。
充填管20は充填プレート4の外端から内部の位置で充填プレート4から吊りさがる。充填管20と充填プレート4の外端間の距離は充填プレート4の外端と第1じやま板12間の距離より短い。この方法で、任意の時点で入口エンドプレート14とカットオフプレート18間の窓の充填管20は充填プレート4上の粉末にさらされる。しかし残りの充填管20は第1じゃま板12により充填プレート4上の粉末から隠される。窓の充填プレート4の粉末は充填管20を経て充填管20の下端付近にはめこみ式に装着された容器(図示せず)中に落下できる。
流れじゃま板22は入口スリーブ8近くの位置から充填プレート4の外端の方向に外側に延びる。単純化するため、3個の流れじゃま板22を示すが、機械2はそれより多く(または少なく)持つことができる。充填プレート4は流れじゃま板22の下端を滑るようになっているので充填プレート4は回転できるが、粉末は流れじゃま板22の下部の移動が防止される。この方法で、充填プレート44上に落下する粉末は充填プレート4の外端の方向に、窓の充填管20中に数個の流れで向かう。
噴霧ノズル24は充填プレート4の上部で、入口スリーブ8から僅かに下流で、しかし流れじゃま板22の前に位置する。噴霧ノズル24はアロマ付与基質を小滴に分解し、小滴を適当なパターン、例えば円錐形パターンに噴霧する。2個の流体ノズルは特に適する。適当なノズルは市販されており、例えばスプレーシステムズから得ることができる。アロマ付与基質はポンプ(図示せず)を使用し、供給ライン26を経て噴霧ノズル24に供給される。ポンプは連続的にアロマ付与基質を供給できることが好ましい。ポンプはパーカーハンニフィン会社、サンフォード、ノースカロライナ、米国から入手できるゼニス(商標名)ポンプのようなギアポンプは特に適する。しかし適当な遠心ポンプまたは往復ポンプも使用できる。アロマ付与基質の供給量を正確に調整できる場合好ましい。望む場合、噴霧ノズル24はノズル24が閉寒する場合作動させる清浄装置を含むことができる。適当な締切りバルブはポンプと噴霧ノズル24間に位置してポンプが作動しない場合ドリッピングを防止できる。
量センサー28は充填プレート4の上部、噴霧ノズル24の下流、しかし入口エンドプレート14とカットオフエンドプレート18間の窓内に位置する。量センサー28は充填プレート4上の粉末の高さを決定し、微小調整器(図示せず)に適当な信号を送る。微小調整器は順次充填プレート4上の入口スリーブ8の高さを調整する駆動装置を調整する。
微小調整器は機械2に入る容器数を決定するセンサー(図示せず)にも接続する。この方法で、機械を出る正確なコーヒー粉末量を決定することができる。この決定に基いて、微小調整器はアロマ付与基質を供給するポンプを調整して容器の正確なアロマ付与基質対粉末比を得る。適当な微小調整器は商品として入手でき、例えばアレン−ブラドレー会社から得ることができる。
使用時、ホッパー6の粉末は入口スリーブ8を経て充填プレート4上に落下する。充填プレート4の回転により粉末は入口スリーブ8の下部から充填プレート4の外端の方向に輸送される。粉末が噴霧ノズル24の下を通過する際、アロマ付与基質により被覆される。次に粉末は流れじゃま板22により流れが分割され、外側に移動を続ける。粉末が充填管20の入口に到着すると、充填管20の下方へ、充填管20の回りにはめこみ式に装着された容器中に落下する。
通常、充填管20を落下せずにカットオフエンドプレート18に到達する粉末は、カットオフエンドプレート18により内側に向かい、その結果充填プレート4により第1じゃま板12の内側に移動する。入口スリーブ8の背後を循環後、再度入口スリーブ8の下を通り、上記のように進行する。しかしこれはこの粉末が既にキャリア物質により被覆されているので望ましくない。その結果残りの粉末より多いキャリア物質を含有する粉末のポケットができる。これらの部分は落下する容器内に非均質性を生ずる。この問題は同じ部分の粉末が何回も再循環する場合重大になろう。
従って充填プレート4上に供給される粉末量は粉末がほとんど、または全く入口スリーブ8の背後を循環しないように調整する。これは量センサー28を使用して充填プレート4上の粉末の高さを監視することにより達成される。粉末の高さは再循環が起こりそうになる量に達する場合、充填プレート4上の入口スリーブ8の高さを下げ機械2に流入する粉末量を低減する。しかし、粉末の高さが充填管20に装着したすべての容器の適当な充填を確保する最少量に低下する場合、入口スリーブ8は上げる。また最下流の流れじゃま板22aは入口スリーブ8の背後の粉末流を防止する。一般に充填プレート4上の粉末の高さは約5〜約75mm、一層好ましくは約10〜約30mmの範囲にある。
機械2を出る容器の粉末は粉末と正確量のアロマ付与基質の実質的均質混合物を含有する。或る場合、入口スリーブ8と噴霧ノズル24間にくま手装置(図示せず)を加えることにより改良できる。くま手装置は充填プレート4上の粉末に溝を創造する効果を有し、従ってアロマ付与基質により被覆できる表面積を増加する。適当な静置混合装置は流れじゃま板22間に位置してアロマ付与粉末を一層良く混合することもできる。
方法とは任意の適当な充填機で適用できることは認められるであろう。例えば、ジョンR.ナルバクエンジニアリング会社が供給するネコフロG5(商標名)では、容積調整ゲートを使用して充填プレート上の粉末量を調整し、容器に充填する粉末量を微細調整する。この配置では、量センサー28は容積調整ゲートの直前に位置して容積調整ゲートを適切に操作できる十分量の粉末が充填プレート上にあることを保証することができる。しかし粉末量は再循環が最少であるか、または完全に防止される量である。
方法は充填プレートを回転円錐表面により置換し、充填管は円錐表面の底部に置く機械を使用することもできる。この場合、アロマ付与基質は粉末を円錐表面上に落とした後粉末に噴霧できる。
可溶性粉末飲料を充填する容器は適当な任意の容器、例えばガラスびん、錫缶、小袋(sachet)などでよい。小さな袋のような小容器では、各容器内で実質的の均質性を得る必要はない。しかし各小袋は実質的に同量のアロマ付与基質を含有すべきである。
ジョンR.ナルバク エンジニアリング会社から得たネコフロ充填機を運転して1分間に300g容量の90個のジャーを受け取り、充填する。約27000g可溶性コーヒー粉末/分を充填機に供給して回転充填プレート上に落とす。約80gのアロマ付与コーヒー油/分を2個の流体ノズルを通して回転充填プレート上のコーヒー粉末に噴霧する。これにより可溶性コーヒー粉末中に約0.3%のコーヒー油濃度が得られる。ギアポンプを使用してアロマ付与コーヒー油を噴霧ノズルに連続供給する。回転充填プレート上の可溶性コーヒー粉末の高さは粉末の再循環が起こらないように入口スリーブの高さを調整することにより監視し、維持する。充填機は通常の加工條件下で問題なく3日間運転する。
ジャーは試験期間を通してランダムに選択し、均質性を分析する。ジャー間の差は検知されない。各ジャーの可溶性コーヒーは6層に分け、アロマ付与コーヒー油の濃度を測定する。各ジャーの層間のコーヒー油濃度差は小さく、十分に許容しうる限度内にある。可溶性コーヒー粉末とアロマ付与コーヒー油の混合物は実質的に均質であると見做しうる。
開封すると、いくつかのジャーは専門家パネルが臭いをかぎ、甘い、新鮮なアロマを感知した。各ジャーのヘッドスペースはG.C.分析にかけ、代表的クロマトグラムは図3に示す。
比較として、アロマ付与可溶性コーヒー製品を通例方法で製造する。アロマ付与可溶性コーヒー製品のコーヒー油濃度は0.3%で、例1により製造したアロマ付与可溶性コーヒー粉末のものと同じである。
いくつかのジャーを開け、専門家パネルが臭いをかぐ。コーヒーは草のような、粗さを有することが感知され、例1により製造したアロマ付与可溶性コーヒー粉末より新鮮なアロマが少なかった。各ジャーのヘッドスペースはG.C.分析にかけ、代表的クロマトグラムは図4に示す。カーブ下の全体の面積は例1により製造したアロマ付与可溶性コーヒー粉末の半分を丁度超えた広さである。またいくつかのピークは失われ、いくつかのアロマ成分が存在しないことを示す。
ジヨンの充填機を運転して1分間に12g容量の800個の小袋を創り、充填する。48.3%糖、36.7%クリーマおよび15%コーヒーから構成される約9600g/分の可溶性粉末混合物を充填機に供給する。約23.6g/分のアロマ付与ナタネ油を2個の流体ノズルを通して粉末上に噴霧する。アロマ付与油は上部貯蔵器から噴霧ノズルに連続供給する。流速はニードルバルブを使用して調整する。充填機は通常の加工條件下で問題なく1時間運転する。
いくつかの小袋を開け、甘い、新鮮なアロマを有することを認めた。
例1の手順を反復したが、コーヒー油使用量はアロマ付与可溶性コーヒー製品のコーヒー油濃度を約0.2%であるように低減した。いくつかのジャーを専門家パネルが臭いをかぎ、甘い、すぐれた強度の新鮮アロマを有することが認められた。
本発明によれば、アロマの損失が有意に低減された可溶性粉末飲料にアロマ含有基質を添加する方法が提供される。
粉末充填機内部の上部概略図である。 図1のA−A′ラインの断面図である。 本発明方法により製造した可溶性粉末コーヒーのガスクロマトグラムである。 通例方法により製造した可溶性粉末コーヒーのガスクロマトグラムである。
符号の説明
2 粉末充填機
4 環状回転充填プレート
8 入口スリーブ
12 第1じゃま板
20 充填管
22 流れじゃま板
24 噴霧ノズル

Claims (9)

  1. 可溶性粉末飲料を容器に充填する充填機に可溶性粉末飲料を導入し、
    可溶性粉末飲料を移動層形で充填機中で流し、そして
    実質的に一定のアロマ含有基質対可溶性粉末飲料比を有する可溶性粉末飲料とアロマ含有基質の混合物を容器に供するために可溶性粉末飲料を容器に充填する前にアロマ含有基質を充填機の可溶性粉末飲料の移動層に噴霧する、
    ことを含むアロマ含有基質を可溶性粉末飲料に添加する方法であって、
    移動層にアロマ含有基質を噴霧する前に移動層の上部表面に溝を形成する方法。
  2. 可溶性粉末飲料を容器に充填する充填機に可溶性粉末飲料を導入し、
    可溶性粉末飲料を移動層形で充填機中で流し、そして
    実質的に一定のアロマ含有基質対可溶性粉末飲料比を有する可溶性粉末飲料とアロマ含有基質の混合物を容器に供するために可溶性粉末飲料を容器に充填する前にアロマ含有基質を充填機の可溶性粉末飲料の移動層に噴霧する、
    ことを含むアロマ含有基質を可溶性粉末飲料に添加する方法であって、
    可溶性粉末飲料の移動層を充填機の回転充填プレート上に形成する方法。
  3. 充填機に入り、または充填機を出る可溶性粉末飲料量を決定し、この量が変化する場合、実質的に一定比のアロマ含有基質および可溶性粉末飲料を得るために可溶性粉末飲料に噴霧するアロマ含有基質量を調整する工程を含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. アロマ含有基質を可溶性粉末飲料の移動層の上部表面に平等に噴霧して容器に可溶性粉末飲料とアロマ含有基質の実質的均質混合物を得る、請求項1−3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 回転充填プレート上の実質的にすべての可溶性粉末飲料を再循環せずに容器中に流す、請求項1−4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 回転充填プレートの移動層の厚さを決定し、再循環を起さず、しかし容器に充填する十分量以下の厚さを保持するために充填機に導入する可溶性粉末飲料の割合を調整することをさらに含む、請求項1−5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 移動層の厚さを約5〜約75mmに維持する、請求項7に記載の方法。
  8. 可溶性粉末飲料は可溶性コーヒー粉末であり、アロマ含有基質はアロマ付与コーヒー油である、請求項1−7のいずれか1項に記載の方法。
  9. アロマ付与コーヒー油は4重量%未満の水分を含有する、請求項8に記載の方法。
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