JP2019514380A - 凍結乾燥コーヒー粉末及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
40重量%〜55重量%の固形物を有するコーヒー抽出物を用意することと、
コーヒー抽出物に、1NL/kg〜5NL/kgのコーヒー抽出物の量でガスを添加して、大気圧を超える圧力のガス含有コーヒー抽出物をもたらすことと、
ガス含有コーヒー抽出物を減圧して、発泡コーヒー抽出物を形成することと、
発泡コーヒー抽出物を、せん断せずに、又は低せん断で−40℃未満まで冷却して、凍結コーヒー抽出物を形成することと、
凍結コーヒー抽出物を粉末に粉砕することと、
粉末を乾燥させることと、を含み、
発泡コーヒー抽出物を−40℃未満まで冷却する工程が、
(i)発泡コーヒー抽出物を第1の温度まで冷却することと、
(ii)発泡コーヒー抽出物を、第1の温度から、第1の温度よりも低い第2の温度まで冷却することと、
(iii)発泡コーヒー抽出物を、第2の温度から−40℃未満まで冷却することと、を含み、
第1の温度が、発泡コーヒー抽出物の氷点よりも1℃高く、第2の温度が氷点よりも3℃低く、
工程(ii)が、5〜90分、好ましくは5〜60分、好ましくは10〜60分、最も好ましくは10〜30分の持続時間を有する、方法が提供される。
45重量%〜50重量%の固形物を有するコーヒー抽出物を、高せん断ミキサー内に好ましくは5〜15℃で用意する工程と、
高せん断ミキサー内のコーヒー抽出物に、1NL/kg〜5NL/kgのコーヒー抽出物の量でガスを添加して、1.5〜3バールの圧力のガス含有コーヒー抽出物をもたらす工程と、
ガス含有コーヒーを1つ以上のスプレーノズルにポンプ圧送し、これによって噴霧前の抽出物の圧力を、50〜100バールの圧力にする工程と、
ガス含有コーヒー抽出物を1つ以上のスプレーノズルを介して噴霧して抽出物を減圧し、発泡コーヒー抽出物を、好ましくは大気圧で形成する工程と、
発泡コーヒー抽出物を、せん断なしで又は低せん断で−40℃未満に冷却して、凍結コーヒー抽出物を形成する工程と、
凍結コーヒー抽出物を粉末に粉砕する工程と、
粉末を乾燥させる工程と、を含み、
発泡コーヒー抽出物を−40℃未満まで冷却する工程は、
(i)発泡コーヒー抽出物を、任意選択で保持タンク内で、第1の温度まで冷却することと、
(ii)発泡コーヒー抽出物を、第1の温度から、第1の温度よりも低い第2の温度まで、好ましくは晶析装置内で冷却することと、
(iii)発泡コーヒー抽出物を、第2の温度から−40℃未満まで冷却することと、を含み、
第1の温度は、発泡コーヒー抽出物の氷点よりも1℃高く、第2の温度が氷点よりも3℃低く、
工程(ii)は、10〜30分の持続時間を有する。
A:45〜50重量%の固形物を有する濃縮コーヒー抽出物を、5〜15℃で用意する。
B:窒素源を用意する。
C:ガスと抽出物とを、Mondoミキサー内で1.5〜3バール、かつ10〜20℃で混合する。
D:タンクを10〜20℃で保持する。
E:ヒーターを用いて抽出物を35〜40℃に上昇させて、粘度を低減させる。
F:高圧でポンプ圧送し、圧力を50〜100バールに上昇させる。
G:混合物を、大気圧で保持タンク内に噴霧する。
H:混合物を−3〜−5℃、目標−5℃まで冷却する。
I:晶析装置内に混合物を−8℃まで保持し、この晶析装置が、好ましくは、晶析装置の内表面上の結晶化を低減するための低速攪拌器を含む。
J:−50℃の空気での急速凍結のための冷凍ベルトに冷却した混合物を通過させる。
K:コーヒーの粉砕、篩分け、乾燥(昇華)を行う。
従来技術の凍結乾燥コーヒー粉末は、それらの開気孔系のために、クレマを形成することができないと考えられる。これは、3つの従来技術の粉末と比して本明細書に開示される粉末を用いて達成されたクレマを比較する以下の表1で立証されている。
泡量測定を容易にするための装置を図7に示す。4gのコーヒーを、85℃の脱イオン水200mLで、容器内で再構成する。計量シリンダを、再構成容器の頂部のガスケット上に配置し、定位置にクランプする。リザーバと容器との間を徐々に開けて、クレマ層を計量シリンダ内に押し上げる。クレマの全体が計量シリンダのメモリ内に位置したら、弁を閉じて、クレマ容積を、メモリから読み出す(1d.pまで正確に)。リザーバは、室温以下の水を含有することが好ましい。全ての測定は3回行い、平均化して1d.pとした。
泡被覆率は、写真編集ソフトウェアを使用して推定することができる。この技術を使用して、飲料表面の写真を白黒写真に変換し、白黒写真についての相対的なピーク高さを読み取り、泡被覆率のパーセンタイルを提供することができる。経時的な被覆率を測定するために、3枚の写真を0分、2分、及び5分の間隔で撮影する。クレマ被覆率レベルは、コーヒー粉末単独を用いて、すなわち、ミルクなしで測定されねばならず、なぜならミルクは方法の精度に影響を与えるからである。
本粒子は、15%未満、好ましくは10%未満、好ましくは5%未満の閉気孔率を有し、最も好ましくは、実質的に閉気孔率を有さない。
閉気孔率(%)=Vc/(Vc+Vm+Vo)
2μm未満の気孔径を有する開気孔を測定することも既知であり、これらを閉気孔に加えて、いわゆる「発泡気孔率」になる。好適な測定方法は、欧州特許第2194795号に説明されている。総侵入容積から100psiの侵入圧力未満で生じる侵入容積(2μmの気孔径に等しい)を引くことによって、2μm未満の開口を有する気孔から導出された侵入容積(Vo<2μm)となる。
「発泡」気孔率(%)=(Vc+Vo<2μm)/(Vc+Vm+Vo)
好ましくは、本明細書で議論される凍結乾燥粉末は、25%未満、より好ましくは20%未満の発泡気孔率を有する。
水銀ポロシメトリーは、上昇する圧力下で試料中への水銀の侵入を分析することを含む。試料の気孔が完全に充填されると、圧力の上昇は、更なる減容化をもたらすことはない。本発明者らは、気孔内への水銀侵入量を検討することにより、低相互連結性を定量化することができることを見出した。水銀ポロシメトリープロットが得られると、圧力の異なる値での侵入の程度を測定し、異なるレベルの侵入に必要な圧力を決定することができる。
気孔面積データは、慎重に見なされるべきであり、比較目的により信頼性の高いBET表面積値と混同するべきではない。N2吸着が、平均気孔径の概念を与えるために用いられている。より高い表面積は、より小さい内部気孔を示す。
従来の向流パーコレーションセットで製造したロブスタコーヒーノキ抽出物を、50質量%の固形物まで濃縮した。抽出物を35℃に加熱し、高圧ポンプに送り込んだ。抽出物の圧力を50バールに上昇させた。抽出物に、N2を、圧力下で4.5NL/kgの量で注入した。加圧されガス化された抽出物に静的ミキサーを通過させて、気泡のサイズを減少させて、N2ガスを確実に抽出物中に実質的に溶解させた。溶解ガスを含む抽出物に、噴霧システムのSKシリーズスプレーノズル(67/20)を通過させて、大気圧までの圧力降下をもたらした。得られた発泡抽出物は、710g/Lの密度を有した。発泡抽出物をトレーに定置させて、−35℃の温度の冷気を発泡抽出物の表面に吹き付けて、発泡抽出物を−5℃に急冷させた。−5℃に達したら、ファンをオフにして、抽出物を35分の時間をかけて、−11℃までゆっくりと冷却させた。50質量%の固形物でのコーヒー抽出物の氷点は、およそ−7.5℃である。その結果、抽出物の温度は、約25分間にわたって、発泡コーヒー抽出物の氷点よりも1℃高い温度と発泡コーヒー抽出物の氷点よりも3℃低い温度との間にあった。−11℃に達したときに、ファンを再びオンにして、発泡抽出物の温度を−35℃に更に10分間かけて降下させた。トレーを−50℃に更に冷却させた。凍結した発泡抽出物を、続いて粉砕し、篩分けして、その後凍結乾燥させた。得られた生成物を、泡量装置を用いて試験した。凍結乾燥造粒物は、3.5mL(0.875mL/g)の泡量を生成した。
従来の向流パーコレーションセットで製造したロブスタコーヒーノキ抽出物を、50質量%の固形物まで濃縮した。抽出物を35℃に加熱し、高圧ポンプに送り込んだ。抽出物の圧力を50バールに上昇させた。抽出物に、N2を、圧力下で4.2NL/kgの量で注入した。溶解ガスを含む抽出物に、噴霧システムのSKシリーズスプレーノズル(67/20)を通過させて、大気圧までの圧力降下をもたらした。得られた発泡抽出物は、640g/Lの密度を有した。発泡抽出物をトレー内に定置させて、制御された温度の冷凍機内に置いた。−5℃に急冷させるために、周囲の冷凍機の温度を−35℃に設定し、コーヒーの温度が−5℃に達したら、周囲の室温を−12℃に設定し、30分後に、コーヒーの温度が−10.5℃と記録されたら、続いて冷凍機の温度を−35℃に設定して、曝気したコーヒー抽出物を更に凍結させた。最後に、曝気して凍結されたコーヒー抽出物を、−50℃の冷蔵室に移した。50質量%の固形物でのコーヒー抽出物の氷点は、およそ−7.5℃である。抽出物の温度は、28分間わたって氷点よりも1℃高い温度(およそ−6.5℃)と氷点よりも3℃低い温度(およそ−10.5℃)との間にあった。トレーを冷蔵室に移し、更に−50℃まで冷却して、完全に凍結させた。凍結した発泡抽出物を、続いて粉砕し、篩分けして、その後凍結乾燥させた。得られた生成物を、泡量装置を用いて試験した。凍結乾燥造粒物は、4.2mL(0.775mL/g)の泡量を生成した。
従来の向流パーコレーションセットで製造したロブスタコーヒーノキ抽出物を、50質量%の固形物まで濃縮した。抽出物を35℃に加熱し、高圧ポンプに送り込んだ。抽出物の圧力を50バールに上昇させた。抽出物に、N2を、圧力下で4.3NL/kgの量で注入した。加圧されガス化された抽出物に静的ミキサーを通過させて、気泡のサイズを減少させて、N2ガスを確実に抽出物中に実質的に溶解させた。溶解ガスを含む抽出物に、噴霧システムのSKシリーズスプレーノズル(67/20)を通過させて、大気圧までの圧力降下をもたらした。得られた発泡抽出物は、715g/Lの密度を有した。発泡抽出物をトレー内に定置させて、−50℃の周囲温度の冷蔵室に置き、発泡抽出物を急冷させた。これを、生成物が−45℃周辺の温度に達するまで放置した。50質量%の固形物でのコーヒー抽出物の氷点は、およそ−7.5℃である。抽出物の温度は、4.5分間にわたって氷点よりも1℃高い温度(およそ−6.5℃)と氷点よりも3℃低い温度(およそ−10.5℃)との間にあった。凍結した発泡抽出物を、続いて粉砕し、篩分けして、その後凍結乾燥させた。得られた生成物を、泡量装置を用いて試験した。凍結乾燥造粒物は、0.5mL(0.125mL/g)の泡量を生成した。
従来の向流パーコレーションセットで製造したロブスタコーヒーノキ抽出物を、50質量%の固形物まで濃縮した。抽出物を35℃に保持し、Haas Mini Mondomixに送り込んだ。N2ガスをミキサー内に注入し、ミキシングヘッドの速度を1200rpmにして、オーバーランを87%に設定した。Mini Mondo内の圧力は2.8バールであった。発泡抽出物がMini Mondomixを出る際の温度は、38℃であった。得られた発泡抽出物は、640g/Lの密度を有した。発泡抽出物を大気圧下でトレー内に定置させ、次いで制御された温度のキャビネット冷凍機に入れ、ここで、−5℃の温度に急冷させた。その後、冷凍機の周囲温度を−12℃に設定して、抽出物を氷形成の点を経てゆっくりと冷却し、30分後、コーヒー温度が−11℃と記録され、続いて冷凍機の温度を−35℃に設定し、曝気したコーヒー抽出物を更に冷凍した。最後に、曝気して凍結されたコーヒー抽出物を、−50℃の冷蔵室に移した。50質量%の固形物でのコーヒー抽出物の氷点は、およそ−7.5℃である。抽出物の温度は、25分間にわたって氷点よりも1℃高い温度(およそ−6.5℃)と氷点よりも3℃低い温度(およそ−10.5℃)との間にあった。凍結した発泡抽出物を、続いて粉砕し、篩分けして、その後凍結乾燥させた。得られた生成物を、泡量装置を用いて試験した。凍結乾燥造粒物は、2.35mL(0.59mL/g)の泡量を生成した。
従来の向流パーコレーションセットで製造したロブスタコーヒーノキ抽出物を、48質量%の固形物まで濃縮した。抽出物を35℃に加熱し、高圧ポンプに送り込んだ。抽出物の圧力を50バールに上昇させた。1.05質量%のN2を、圧力下で抽出物中に注入した。加圧され、ガス化された抽出物に、噴霧システムのSKシリーズスプレーノズル(67/20)を通過させて、大気圧にした。得られた発泡抽出物は、640g/Lの密度及び34℃の温度を有した。この発泡抽出物を、−5℃のグリコール温度を有する熱交換器に送り出し、抽出物を0℃に急冷した。抽出物が急冷されると、抽出物を次いで、グリコールジャケット突きタンク及び内部スクレーパーからなる晶析装置の容器に移した。グリコール温度を−12℃に、表面スクレーパーを10rpmの速度に設定した。発泡抽出物を、晶析装置内で−7.5℃の温度に90分間かけてゆっくりと冷却した。続いて、抽出物を容器から取り出し、トレー上に定置させた。トレー内の抽出物を、−50℃に噴射凍結させた。抽出物の温度は、33分間にわたって氷点よりも1℃高い温度(およそ−6.5℃)と氷点よりも3℃低い温度(およそ−10.5℃)との間にあり、33分間のうちのおよそ30分間は晶析装置内にあり、3分間は噴射冷凍機内にあった。凍結した発泡抽出物を、続いて粉砕し、篩分けして、その後凍結乾燥させた。得られた生成物を、前述した泡量装置を用いて試験した。凍結乾燥造粒物は、3.8mL(0.95mL/g)の泡量を生成し、泡構成時に100%、2分で100%、及び5分後に66.4%の被覆率を生じた。
Claims (19)
- 凍結乾燥コーヒー粉末を製造する方法であって、
40重量%〜55重量%の固形物を有するコーヒー抽出物を用意することと、
前記コーヒー抽出物に、1NL/kg〜5NL/kgのコーヒー抽出物の量でガスを添加して、大気圧を超える圧力のガス含有コーヒー抽出物をもたらすことと、
前記ガス含有コーヒー抽出物を減圧して、発泡コーヒー抽出物を形成することと、
前記発泡コーヒー抽出物を、せん断せずに又は低せん断で−40℃未満まで冷却して、凍結コーヒー抽出物を形成することと、
前記凍結コーヒー抽出物を粉末に粉砕することと、
前記粉末を乾燥させることと、を含み、
前記発泡コーヒー抽出物を−40℃未満まで冷却する工程が、
(i)前記発泡コーヒー抽出物を第1の温度まで冷却することと、
(ii)前記発泡コーヒー抽出物を、前記第1の温度から、前記第1の温度よりも低い第2の温度まで冷却することと、
(iii)前記発泡コーヒー抽出物を、前記第2の温度から−40℃未満まで冷却することと、を含み、
前記第1の温度が、前記発泡コーヒー抽出物の氷点よりも1℃高く、前記第2の温度が前記発泡コーヒー抽出物の前記氷点よりも3℃低く、
工程(ii)が、5〜90分、好ましくは5〜60分、より好ましくは10〜30分の持続時間を有する、方法。 - 前記コーヒー抽出物が、
(a)40〜45重量%の固形物を有し、前記氷点が−5〜−7℃である、又は
(b)45〜50重量%の固形物を有し、前記氷点が−7〜−8℃である、又は
(c)50〜55重量%の固形物を有し、前記氷点が−8〜−10℃である、請求項1に記載の方法。 - 前記コーヒー抽出物が、48〜51重量%の固形物を有する、請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 前記低せん断が、50s−1未満である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガスが、窒素、空気、アルゴン、亜酸化窒素及び二酸化炭素、又はこれらのうちの2つ以上の混合物から選択される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記コーヒー抽出物は、前記ガスが前記コーヒー抽出物に添加される前に、少なくとも2バールの圧力、より好ましくは少なくとも5バール、最も好ましくは10〜250バールの圧力にある、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガス含有コーヒー抽出物を減圧することが、前記コーヒー抽出物の前記圧力を、5バール以下、好ましくは大気圧に低減することを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガス含有コーヒー抽出物を減圧することが、前記ガス含有コーヒー抽出物を噴霧することを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記発泡コーヒー抽出物が、前記冷却工程の前に大気圧にあり、500〜800g/Lの密度を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(i)及び(iii)のそれぞれにおける冷却の平均速度が、少なくとも−5℃/分である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記冷却工程(i)、(ii)及び(iii)のうちの1つ以上が、コンベアを使用した連続プロセスとして行われる、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記冷却工程(i)、(ii)及び(iii)のうちの1つ以上が、保持容器内で又はポンプ付き冷却システム内で行われる、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 水での再構成時に少なくとも0.25mL/gのクレマを有するコーヒー飲料を提供するための凍結乾燥コーヒー粉末であって、前記コーヒー粉末が、開気泡及び氷結晶空隙を有し、かつ15%未満の閉気孔率を有する粒子を含み、前記開気泡及び氷結晶空隙が、前記粒子への侵入が2psiaで開始すると考えられるHgポロシメトリーによって測定されるとき、90psia Hgの圧力下で92%未満の侵入が達成されるように、低相互連結性を有する、凍結乾燥コーヒー粉末。
- 前記粒子の侵入スパンが、少なくとも2であり、前記侵入スパンは、前記粒子への侵入が2psiaで開始すると考えられるHgポロシメトリーによって測定されるとき、
- 可溶性コーヒー固形物、並びに任意選択で、20重量%未満の焙煎して挽いたコーヒー粒子及び/又はココア粉末からなる、請求項13又は請求項14に記載の凍結乾燥コーヒー粉末。
- 前記粒子が、D10が少なくとも300μmである粒径分布を有する、請求項13〜15のいずれか一項に記載の凍結乾燥コーヒー粉末。
- 氷結晶気孔が、6〜10μmの平均気孔径を有する、及び/又は前記気泡が、10〜60μmの平均気孔径を有する、請求項13〜16のいずれか一項に記載の凍結乾燥コーヒー粉末。
- 前記開気泡及び氷結晶空隙が、40psia Hgの圧力下で80%未満の侵入が達成されるように、低相互連結性を有する、請求項13〜17のいずれか一項に記載の凍結乾燥コーヒー粉末。
- 水での再構成時に少なくとも0.25mL/gのクレマを有するコーヒー飲料を提供するための凍結乾燥コーヒー粉末であって、前記コーヒー粉末が、開気泡及び氷結晶空隙を有し、かつ15%未満の閉気孔率を有する粒子を含み、前記開気泡及び氷結晶空隙が、40psia Hgの圧力下で80%未満の侵入が達成されるように、低相互連結性を有する、凍結乾燥コーヒー粉末。
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