JP2010539913A - インスタント飲料粉末 - Google Patents

Abstract

本発明は、インスタント飲料粉末、好ましくは、還元の際に改良された泡立ちを提供するインスタントコーヒー粉末に関する。粉末は少なくとも５５％の気孔率を有する粒子を含む。本発明はまた、このような粉末の使用、及び前記粉末の製造方法に関する。
【選択図】図４

Description

本発明は、インスタント飲料粉末、好ましくは、還元の際に泡立ちが改良されるインスタントコーヒー粉末に関する。本発明はまた、このような粉末の使用、及び前記粉末の製造方法に関する。

インスタント飲料の泡形成を改良するため、多くの方法が記載されてきた。例えば、国際公開第９７／３３４８２号パンフレットは、ガス含有水溶性ホワイトナー粉末及び水溶性コーヒー粉末を含む、水溶性コーヒー飲料粉末に関する。欧州特許第０１５４１９２号明細書及び英国特許出願第２１５４４２２号明細書には、タンパク質／ラクトース重量比が１／３から１／５であり、安定化塩を含む、粉末材料に水を加えて発泡性飲料を得る方法が記載されている。

発泡性クリーマーもまた、米国特許第４４３８１４７号明細書に開示されている。噴霧乾燥粉末の発泡能力を増加させる方法が欧州特許出願第１６２７５７２号明細書に提供されており、その方法により、内部空洞を有する、粉末化された水溶性組成物の非晶質粒子が、ガスで充填される。発泡性水溶性コーヒー粉末を得るために、内部空洞を加圧ガスで充填する別の方法は、欧州特許出願第１６２７５６８号明細書に提供されている。上部表面が泡立った水溶性コーヒー飲料は米国特許第６９６４７８９号明細書に記載されている。

ほとんどの先行技術が、還元の際に所望のフロス及び泡を提供する、クリーマー成分を有する飲料を扱う。しかし、クリーマー成分を含まないにもかかわらず、上部表面上が泡立っているインスタント飲料に関する例証は少ない。このような飲料組成物は例えば、米国特許第５８８２７１７号明細書及び欧州特許明細書第０８３９４５７号明細書に記載されている。還元されたコーヒー飲料は、ローストし、挽いたエスプレッソコーヒーから作られたエスプレッソに形成される泡（「クレマ」と呼ばれる）をまねている、改良されたカップ内泡を有すると言われている。

したがって、発泡性インスタント飲料の分野において改良の余地はまだある。

したがって、本発明の目的は、インスタント飲料粉末を還元するとき、生成する泡の安定性及び量を改良することである。

したがって、この必要性は、独立請求項の特徴により解決される。さらに、従属請求項は、本発明の中心的な考えを発展させる。

したがって、第１の態様において、本発明は、粉末粒子の気孔率が少なくとも６５％、好ましくは少なくとも７０％であることを特徴とする、多孔質粉末粒子を含む、インスタント飲料粉末に関する。

また、インスタント飲料の調製のため、請求項１〜５のいずれか一項に記載の粉末の使用は、本発明の一部を形成する。

本発明の第３の態様は、
ａ．インスタント飲料抽出液を５０から４００バール、好ましくは１５０から４００バールの圧力にかけ、
ｂ．加圧された抽出液にガスを添加し、
ｃ．抽出液を噴霧乾燥してインスタント飲料粉末を形成する
ステップを含む、インスタント飲料粉末の製造方法及び前記方法によって得られる製品に関する。

添付の図面に示された実施形態のいくつかを参照しながら、以後、本発明をさらに説明する。

本発明による製品の粒子の気孔率（ＰＩ Ｉ及びＰＩ ＩＩ）及び先行技術による製品の粒子の気孔率（ＰＡ Ｉ、ＰＡ ＩＩ及びＰＡ ＩＩＩ）を示す。 本発明の製品（ＰＩ Ｉ、ＰＩ ＩＩ）及び先行技術の製品（ＰＡ Ｉ、ＰＡ ＩＩ、ＰＡ ＩＩＩ）について、粒子の空隙分布の平均細孔直径（Ｄ_５０）及び同じ分布の範囲（（Ｄ_９０〜Ｄ_１０）／Ｄ_５０）を示す図表である。 本発明の製品（ＰＩ Ｉ、ＰＩ ＩＩ）及び先行技術の製品（ＰＡ Ｉ、ＰＡ ＩＩ、 及びＰＡ ＩＩＩ）について、気孔率の作用としてクレマの量を示す。 本発明の粉末を製造する方法を示す略図である。 飲料粉末を還元すると形成されるクレマの量を測定するための装置の図である。還元容器の内径は７１ｍｍであり、内部の高さは７７．５ｍｍであり、蓋の高さは６５ｍｍである。 ２つの異なる倍率でＸ線断層撮影法により得られる、本発明の典型的なコーヒー粒子の層の２つの断面図である。スケールバーは５００ミクロン（上図）及び２５０ミクロン（下図）をそれぞれ表わす。

本発明は、改良されたクレマを有するインスタント飲料組成物に関する。「クレマ」とは、液体の表面に形成されるきめ細やかな泡を意味する。例えば、クレマは、ローストし、挽いたコーヒーを特別なコーヒーメーカーを用いて高圧下で抽出すると観察される。

以下の記載において、好ましい実施形態としてインスタントコーヒー組成物を記述する。

しかし、またインスタント飲料組成物は、ココア、チョコレート、紅茶、スープ、フルーツ飲料などであってもよい。

インスタント飲料組成物とは、液体、例えば、温水又は冷水、牛乳、ジュースなどを添加することにより還元され得る、乾燥した水溶性粉末組成物を意味する。

本発明のインスタントコーヒー粉末は、粉末粒子の気孔率が、少なくとも５５％、好ましくは少なくとも６５％、さらにより好ましくは少なくとも７０％であることを特徴とする、多孔質の粉末粒子を含む。好ましい実施形態において、粉末粒子の気孔率は、６５〜８５％の間、より好ましくは６５〜８０％の間、さらにより好ましくは７０〜８０％間、最も好ましくは７０〜７５％の間である。

気孔率は、当技術分野において知られている手段によって測定することができる。例えば、気孔率は以下の式：

（式中、Ｖｐは粒子の容積であり、Ｖｃｍは粒子におけるコーヒーマトリックスの容積である）によって測定することができる。これらの値は、水銀多孔度測定法などの標準的測定法又はＸ線断層撮影法によっても決定できる。

したがって、本発明の粉末は、既知の製品と比較して、気孔率が高いことにより特徴づけられる（参照、図１）。高い気孔率は、本発明の粉末の優れた溶解性に貢献するだけでなく、粉末が還元されたとき形成されるクレマの量を増加することも可能にする。

本粉末の細孔の平均直径Ｄ_５０は、８０ミクロン未満、好ましくは６０ミクロン未満、より好ましくは４０ミクロン未満、最も好ましくは２５ミクロン未満であってもよい。粒子における空隙分布は、Ｘ線断層撮影法によって測定される。本粉末を特徴づける細孔のサイズは、米国特許第５８８２７１７号明細書に記載のものよりも大きい。しかし、驚くべきことに、よりサイズの大きい細孔が、還元された最終製品にきめ細やかで豊富なクレマをさらに提供することが見出された。

本発明の粉末はまた、Ｘ線断層撮影法によって得られる、粒子の空隙分布の範囲によって特徴づけられ得る。分布の範囲は、以下の式によって計算される。

式中、Ｄ_９０、Ｄ_１０及びＤ_５０は直径を表し、粒子容積の９０％、１０％及び５０％は、この値未満のサイズの粒子にそれぞれ存在する。したがって、４未満、好ましくは３未満、より好ましくは２未満、最も好ましくは１．５未満の分布範囲係数（ｎ）は、本発明による粉末の細孔を特徴づける。範囲係数（ｎ）が低いほど、サイズ分布はより一定で明瞭となる。したがって、本発明の製品は、先行技術の製品よりも明瞭なサイズ分布によって特徴づけられる（参照、図２）。

粉末粒子の粒子サイズは、例えば、平均粒子直径（容積分布）、Ｘ_５０によって特徴づけられてもよい。Ｘ_５０は好ましくは５０〜５００ミクロンの間、例えば、１００〜３００ミクロンの間、又は１５０〜２５０ミクロンの間などの範囲にある。

本発明の粉末に関するこれらの特徴によって与えられる利点は、粉末が液体に還元されるときの、クレマの増加及びクレマの安定性を含む。

第１の態様において、気孔率の増加は、クレマの高い溶解性と量をインスタント飲料に提供することが見い出された。図３は、本発明の製品（ＰＩ Ｉ及びＩＩ）よりも低い気孔率を有する、全ての先行技術の製品（ＰＡ Ｉ、ＰＡ ＩＩ及びＰＡ ＩＩＩ）は、より少ない量のクレマを対応して生成することを示す。生成されるクレマの量は単純な装置で測定でき（図５）、その装置は、初めバルブで閉鎖されている、貯水器に接続されている還元容器からなる。容器でインスタント飲料を還元した後（本明細書に記載された全ての結果に関して、８５℃の脱イオン水２００ｍＬで５ｇの粉末）、端に目盛付き毛細管がある特別な蓋で還元容器を閉じる。次いで、還元容器と貯水器の間のバルブは開いて、水（任意の温度の標準水道水）が還元された飲料を毛細管内へ押し上げ、よってクレマ容量の読取りが容易になる。

この測定法によって、先行技術の製品は約６から９ｍＬのクレマを生成することが示されたが、本発明の製品は、還元すると、１０ｍＬを超えるクレマを生成した。

また、細孔サイズのサイズ分布が狭いと、先行技術の製品では観察されない、クレマの安定性がもたらされると考えられる。さらに驚くべきことに、上記に定義された細孔サイズと狭いサイズ分布及び高い気孔率との組み合わせが、還元された製品に、泡の感触、安定性及び量に関して改良された感覚刺激性特性を与えることが見い出された。

本発明により除外されていないが、発泡性製品を提供するために先行技術の製品の多くに使用されてきたクリーマー、乳タンパク質、脂肪、安定化塩などの存在は必要ではない。したがって、粉末粒子の上記パラメータを簡単に変更することによって、発泡性飲料は任意の添加物を使用せずに得られてもよい。１つの実施形態において、本発明の飲料粉末は、クリーマー及び／又はホワイトナーを含む。

したがって、インスタント飲料の調製のために本発明の粉末の使用が提供される。好ましくは、インスタント飲料はコーヒーである。本発明の粉末を液体に還元すると、少なくとも１０ｍＬのクレマを有するインスタント飲料が提供される（水２００ｍＬに粉末５ｇを使用する場合）。これは図３に示すように、既知の製品より著しい改良である。

本インスタント飲料粉末を調製する方法を図４に示した。第１のステップにおいて、インスタント飲料抽出液は、典型的には５０から４００バール、好ましくは１５０から３５０バールの高圧にかけられる。高圧ポンプ（２）の前及び／又は後に、抽出液を混合装置（１）で混合してもよい。したがって、インスタント飲料を高圧ポンプ（２）で噴霧ノズル（３）に搬送する。好ましい実施形態において、抽出液は、１０から７０℃、好ましくは３０から７０℃の温度で３５から７０％の乾燥物含有率を有するコーヒー抽出液である。コーヒー抽出液の油分含有率を低く保持することは有利になり得る。

例えば、１つの実施形態において、高圧ポンプ（２）と噴霧ノズル（３）の間に、ガスを加圧抽出液に添加する。別の実施形態において、高圧ポンプの前にガスを抽出液に添加する。典型的には、ガスは、窒素、二酸化炭素、亜酸化窒素又はアルゴンから選択される。好ましくは、ガスは窒素である。添加するガスの量は、全ガスが抽出液に溶解するように制御される。ガスは水又は水溶液と共に添加されてもよい。したがって、水又は水溶液は、飽和であるか又は前記ガスで過飽和であってもよい。その場合、水又は水溶液は加圧抽出液に添加される。水又は水溶液は、アロマ、泡増強成分、泡安定化成分などをさらに含んでもよい。固定ミキサー又は回転撹拌／混合装置（１）を使用して溶解したガスの濃度を一定に保持することができる。

次いで、加圧抽出液を噴霧ノズル（３）で噴霧する。噴霧ノズルでの急速な圧力低下のため、溶解したガスは脱気し、噴霧された水滴中に気泡を形成する。噴霧乾燥の間、塔の温度は、例えば、７０〜１１５℃の間であってもよい。次いで、得られるインスタント飲料粉末の多孔質構造を熱（噴霧乾燥）によって凝固する。

上記の方法によって得られるインスタント飲料はまた、本発明の一部を形成する。

本発明は、以下の非限定的実施例によってさらに例証される。

本発明のインスタント飲料粉末を以下により製造した。
−８５％ロブスタブレンドコーヒーを標準水溶性コーヒー加工技術で抽出し、次いで、抽出液を４５から５５％の固形物含有率に濃縮する。
−抽出液を５０〜６０℃の間の温度に加熱し、抽出液流速に対し６００〜８００ｋｇ／時の間で、１３０〜１６０バールの間に抽出液を加圧する。窒素の１〜３（例えば、１．３又は２．０）Ｎｌ／ｋｇの固体を１５０バールで加圧抽出液に注入して、窒素を可溶化する。
−７０〜９０℃の塔温度で抽出液を噴霧乾燥する。

粒子気孔率を評価するための水銀多孔度測定法
自動細孔ＩＶ９５２０を構造評価のために使用した（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｉｎｃ．Ｎｏｒｃｒｏｓｅ、ＧＡ、ＵＳＡ）。Ｈｇ侵入用の操作は、０．４ｐｓｉａから９０ｐｓｉａまで（低圧は０．４ｐｓｉａから４０ｐｓｉａまで、及び高圧ポートは２０から９０ｐｓｉａまで）であった。この圧力下での細孔の直径は、５００から２ｕｍまでの範囲であった。

約０．１から０．４ｇのサンプルを精密に計量し、透過度計（ｐｅｎｅｔｒｏｍｅｔｅｒ）にパックした（３．５ｍＬ容量、首又は毛細管胴の直径０．３ｍｍ及び胴の容量０．５ｍＬ）。

透過度計を低圧ポートに挿入した後、サンプルを１．１ｐｓｉａ／分で脱気し、次いで、０．５ｐｓｉａで中間速度に、及び９００μｍ Ｈｇで高速に切り換えた。脱気目標値は、６０μｍ Ｈｇである。目標値に到達した後、Ｈｇを充填する前に、脱気を５分間続けた。

測定を設定時間平衡において行った。それは、設定時間平衡（１０秒）モードにおいて、データを取ろうとする圧力点、及びその圧力での経過時間である。その圧力範囲でおおよそ１４０データ点を収集した。

サンプルのバルク容量は、水銀及びサンプルホルダーの初期容量から得られる。粒子間空洞の容量は、水銀を２μｍまで侵入させた後に得られる。サンプルのバルク容量から粒子間空洞を差し引くと、粒子の容量が得られる。粒子における空隙の容量は、粒子の容量からコーヒーマトリックスの容量を差し引くことによって得られる。コーヒーマトリックスの容量は、サンプルの重量及びコーヒーマトリックスの密度から得られる。粒子の気孔率は、粒子の空洞容量対粒子の容量のものとの比である。

Ｘ線マイクロコンピュータ断層撮影法及び３Ｄ画像解析によるコーヒー粒子の内部構造の決定
画像取得
Ｘ線断層撮影法スキャンは、８０ＫＶ及び１００ｕＡのＸ線ビームを有する１１７２ Ｓｋｙｓｃａｎ ＭＣＴ（Ａｎｔｗｅｒｐｅｎ、Ｂｅｌｇｉｕｍ）で実施した。スキャンをＳｋｙｓｃａｎソフトウェア（バージョン１．５（ｂｕｉｌｄ ０）Ａ（Ｈａｍａｍａｔｓｕ １０Ｍｐカメラ）で実施し、Ｓｋｙｓｃａｎ ｒｅｃｏｎソフトウェア（バージョン１．４．４）で復元した。

コーヒー粒子をポリスチレンチューブ（直径１．６ｍｍ、高さ２ｍｍ）中でスキャンするか、又は粘着テープ（最大直径４ｍｍ）をコーヒー粒子の層によって覆い、スキャンした。１ｕｍのピクセルサイズについて、カメラを４０００×２０９６ピクセルに設定し、遠い位置に配置した。曝露時間は２３５６ｍｓであった。スキャンを１８０°に亘って実施し、回転ステップは０．３°、フレーム平均は４であった。

データセットの復元を平均４００スライスで実施し、コントラストの設定を０．００８〜０．２２にした。平滑化及びリングアーチファクトの低減を１及び５にそれぞれ設定した。

画像の３Ｄ解析
３Ｄ画像解析は、ＣＴＡｎソフトウェア（バージョン１．７．０．３、６４ビット）を用いて１ｕｍ／ピクセルデータセットで実施した。解析を２つのステップで実施した。（ｉ）粒子間空洞を排除することによって解析する粒子を選択する第１のステップ、（ｉｉ）粒子の気孔率の分布を得る第２のステップ。この技法によって得られた粒子気孔率の値は水銀多孔度測定法に近密に一致する。

（ｉ）粒子の選択、すなわち対象容量：
階調（２５５階調）のある１ｕｍ／ピクセル解像度の画像を３０の階調でセグメント化し、１６ピクセル未満の個々のスポットを全て除去することによって清浄化し、次いで、数理形態学（半径３ピクセル）によってずらし重ねた。対象容量の選択をシュリンクラップ機能を介して実施し、次いで、この容量を数理形態学（半径３ピクセル）によって掻き取って粒子の表面を調整した。

（ｉｉ）粒子における空隙分布：
階調のある画像をリロードし、４０の階調でセグメント化した。次いで、粒子気孔率を、粒子容量に対する細孔の容量の比として計算し、粒子の容量は上記（ｉ）に定義された対象容量と等しかった。構造の分離によって粒子細孔のサイズ分布を得た。

飲料粉末を上記の方法によって製造し、上記の方法によって特徴づけた。結果を図１、２及び３に示し、図１〜３では、ＰＩ Ｉ及びＰＩ ＩＩはコーヒー抽出液から製造された本発明の飲料粉末であり、ＰＡ Ｉ、ＰＡ ＩＩ及びＰＡ ＩＩＩは、先行技術の方法によってコーヒー抽出液から製造された飲料粉末である。ＰＡ ＩＩ及びＰＡ ＩＩＩは、十分なクレマを有するエスプレッソ飲料を提供するものとして、市販される商業用の水溶性コーヒー粉末である。図６は、本発明のコーヒー飲料粒子の構造の典型的な例を示す。

Claims (18)

1. 粉末粒子の気孔率が、少なくとも５５％、より好ましくは少なくとも６５％、さらにより好ましくは７０％であることを特徴とする、多孔質粉末粒子を含むインスタント飲料粉末。
2. 粉末粒子は、平均直径Ｄ_５０が８０ミクロン未満、好ましくは６０ミクロン未満、より好ましくは４０ミクロン未満、最も好ましくは２５ミクロン未満である細孔を有する、請求項１に記載の粉末。
3. 細孔が、４未満、好ましくは３未満、より好ましくは２未満、最も好ましくは１．５未満の分布範囲係数によって特徴づけられるサイズ分布を有する、請求項１又は２に記載の粉末。
4. 粉末粒子の気孔率が、６５〜８５％の間、より好ましくは６５〜８０％の間、さらにより好ましくは６５〜７５％の間、最も好ましくは７０〜７５％の間である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粉末。
5. 粉末粒子は、平均直径Ｄ_５０値が１０〜８０ミクロンの間、好ましくは１０〜６０ミクロンの間、より好ましくは１０〜４０ミクロンの間、最も好ましくは１０〜２５ミクロンの間にある細孔を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の粉末。
6. インスタント飲料がコーヒー又はコーヒー／チコリ混合物である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の粉末。
7. クリーマー及び／又はホワイトナーをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の粉末。
8. インスタント飲料を調製するための、請求項１〜５のいずれか一項に記載の粉末の使用。
9. インスタント飲料が、８５℃の脱イオン水２００ｍＬに粉末５ｇを使用する場合、少なくとも１０ｍＬのクレマを有する、請求項６に記載の使用。
10. インスタント飲料がコーヒーである、請求項６又は７に記載の使用。
11. ａ．インスタント飲料抽出液を５０から４００バール、好ましくは１５０から４００バールの圧力にかけ、
    ｂ．加圧された抽出液にガスを添加し、
    ｃ．抽出液を噴霧乾燥してインスタント飲料粉末を形成する
    ステップを含む、インスタント飲料粉末の製造方法。
12. インスタント飲料がコーヒー又はコーヒー／チコリ混合物である、請求項９に記載の方法。
13. ガスが窒素、二酸化炭素、亜酸化窒素から選択され、好ましくは窒素である、請求項９又は１０に記載の方法。
14. ガスが水又は水溶液と共に添加される、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
15. 水又は水溶液が、アロマ、泡増強成分、泡安定化成分などを含む、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。
16. 水又は水溶液がガスで飽和又は過飽和されている、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
17. 乾燥が噴霧乾燥である、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の方法。
18. 請求項９〜１５のいずれか一項に記載の方法によって得ることのできるインスタント飲料粉末。

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