JP5214482B2 - コーヒー組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、活性炭によるコーヒー抽出液の処理においては、その強い吸着能により、カフェインも除去されることが知られている(特許文献3)。
このため、脱ヒドロキシヒドロキノンを効率良く行いつつ、カフェインの含有量を適切に制御する手法が求められていた。
即ち本発明は、メディアン径が230〜350μmであり、且つ粒径200μm以下の粒子の割合が全体に対して16質量%以下である活性炭と、コーヒー抽出液を接触させる、コーヒー組成物の製造方法、並びに
活性炭とコーヒー抽出液とを接触させることによって得られるコーヒー組成物であって、
(A)クロロゲン酸類濃度が0.01〜30質量%、
(B)カフェイン/クロロゲン酸類質量比が0.05〜1、及び
(C)ヒドロキシヒドロキノン/クロロゲン酸類質量比が5/10000以下
であるコーヒー組成物を提供するものである。
本発明では、メディアン径が230〜350μmであり、且つ粒径200μm以下の粒子(以下、このような粒子を「微粉」と言う場合がある)の割合が全体に対して16質量%(以下、単に%という)以下である活性炭が用いられる。
特に好ましいメディアン径は230〜300μmである。また、粒径200μm以下の粒子の割合は全体に対して12%以下の場合により効果が高く、10%以下の場合にさらに効果が高い。
ここでメディアン径は、JIS Z8801に規定される試験用ふるいを用い、各ふるいの目開きに対するふるい下量をプロットし、内挿により50%がふるい下となるふるい目開きをもって求められるものである。また、粒径200μm以下の粒子の割合は、上記方法により得られる各ふるいの目開きに対するふるい下量のプロットにおいて全体に対する粒径200μm以下の粒子の割合を求めることにより得られる。
活性炭の種類は特に限定されないが、風味の点からヤシ殻活性炭が好ましく、更に、水蒸気などのガスにより賦活した活性炭が好ましい。このような水蒸気賦活活性炭の市販品としては、白鷺WH2C(日本エンバイロケミカルズ株式会社)、太閣CW(二村化学工業株式会社)、クラレコールGL(クラレケミカル株式会社)等が挙げられる。
活性炭のメディアン径が大きい場合、粒径200μm以下の粒子の割合は少なくなる。この場合、カフェインを残存させることはできるものの、ヒドロキシヒドロキノンの吸着が低下する傾向がある。このため、クロロゲン酸類に対するヒドロキシヒドロキノン比を十分に低減することと適切なカフェイン量とを両立させることが難しい。一方、メディアン径が小さいものでは微粉の割合が高くなる傾向がある。この場合、クロロゲン酸類の残存量に対しカフェインの残存量が少なくなり、カフェインによる風味が低下してしまう。例えば、比較例1で使用した、上記市販品の活性炭である白鷺WH2C 42/80L SS(日本エンバイロケミカルズ(株)製)は、メディアン径が231μmであったが、微粉の割合は17%であった。
メディアン径が上記範囲にあり、且つ微粉が少ない活性炭を用いることにより、カフェインを適正量含み、ヒドロキシヒドロキノン量が低減したコーヒー組成物が得られる。
粒度分布の調整方法は特に限定されないが、メッシュによる分級や、重力分級器、遠心分級器、慣性分級器等の乾式分級器を用いることができる。メッシュによる分級が粒子の破壊や摩耗を引き起こしにくく、粒度に影響を与えにくいので好ましい。
メッシュとしては、適当な開口径を有する金属メッシュ、スクリーンフィルター等を用いることができる。開口径1000μmより小さいものがより好ましい。好ましくは500μm以下、より好ましくは250μm以下が好ましい。
コーヒー抽出液に対する活性炭の使用量は、コーヒー抽出液の可溶性固形分に対して1〜200%が好ましく、10〜200%がより好ましい。なお、コーヒー抽出液の可溶性固形分は、20℃における糖用屈折計示度で求められ、例えばデジタル示差濃度計DD−7、デジタル屈折計RX−5000、デジタル屈折計RX−5000α(株式会社アタゴ)等を用いて測定することができる。
本発明方法に用いられるコーヒー抽出液は、コーヒー豆からの抽出物、インスタントコーヒーの水溶液などから調製することができる。
本発明で用いるコーヒー抽出液は、100gあたりコーヒー豆を生豆換算で1g以上使用したものをいう。好ましくはコーヒー豆を2.5g以上使用しているものである。更に好ましくはコーヒー豆を5g以上使用しているものである。
本発明において、コーヒー抽出液を得るのに用いるコーヒー豆種としては、アラビカ種、ロブスタ種などがある。コーヒー豆の種類は、特に限定されないが、例えばブラジル、コロンビア、タンザニア、モカ、キリマンジェロ、マンデリン、ブルーマウンテン等が挙げられる。コーヒー豆は1種でもよいし、複数種をブレンドして用いてもよい。
コーヒー豆を焙煎により焙煎コーヒー豆とする方法については、特に制限はなく、焙煎温度、焙煎環境についても制限はないが、好ましい焙煎温度は100〜300℃であり、更に好ましくは150〜250℃である。好ましい焙煎方法としては直火式、熱風式、半熱風式があり、回転ドラムを有している形式が更に好ましい。また、風味の観点より焙煎後1時間以内に0〜100℃まで冷却することが好ましく、更に好ましくは10〜60℃である。
焙煎コーヒー豆の焙煎度としては、ライト、シナモン、ミディアム、ハイ、シティ、フルシティ、フレンチ、イタリアンがあり、ライト、シナモン、ミディアム、ハイ、シティが好ましい。焙煎度を色差計で測定したL値としては、通常10から30、好ましくは15から25である。尚、焙煎度の違うコーヒー豆を混合しても良い。
コーヒー豆からの抽出方法についても制限はなく、例えば焙煎コーヒー豆又はその粉砕物から水〜熱水(0〜100℃)などの抽出溶媒を用いて10秒〜30分抽出する方法が挙げられる。粉砕度合いは、極細挽き(0.250-0.500mm)、細挽き(0.300-0.650mm)、中細挽き(0.530-1.000mm)、中挽き(0.650-1.500mm)、中粗挽き、粗挽き(0.850-2.100mm)、極粗挽き(1.000-2.500mm)や平均粒径3mmや同5mm、同10mm程度のカット品が挙げられる。抽出方法は、ボイリング式、エスプレッソ式、サイホン式、ドリップ式(ペーパー、ネル等)等が挙げられる。
抽出器としては特に限定はなく、加熱可能な釜、攪拌及び攪拌可能な釜、コーヒーカップへ実質的に懸架可能なペーパー又は不織布の袋状構造体、上部にスプレーノズルを有し下部に実質的にコーヒー豆を固液分離可能な構造体(メッシュやパンチングメタルなど)を有するドリップ抽出器、上部及び下部に実質的にコーヒー豆の固液分離可能な構造体(メッシュやパンチングメタルなど)を有するカラム抽出器等が挙げられる。抽出器に加熱又は冷却可能な構造(例えば、電気ヒーター、温水や蒸気、冷水が通液可能なジャケット)を有していても良い。
抽出方法としてはバッチ式抽出法、半バッチ式抽出法、連続式抽出法が挙げられる。バッチ式抽出法又は半バッチ式抽出法の抽出時間は風味の観点より10秒〜120分が好ましく、更に30秒〜30分が好ましい。
ここで、当該クロロゲン酸類としてはモノカフェオイルキナ酸、フェルラキナ酸、ジカフェオイルキナ酸の三種が知られており、クロロゲン酸類の含有量はこれらの合計量で示される。モノカフェオイルキナ酸としては3−カフェオイルキナ酸、4−カフェオイルキナ酸及び5−カフェオイルキナ酸から選ばれる1種以上が挙げられる。またフェルラキナ酸としては、3−フェルラキナ酸、4−フェルラキナ酸及び3−フェルラキナ酸から選ばれる1種以上が挙げられる。ジカフェオイルキナ酸としては3,4−ジカフェオイルキナ酸、3,5−ジカフェオイルキナ酸及び4,5−ジカフェオイルキナ酸から選ばれる1種以上が挙げられる。
(装置)
活性炭とコーヒー抽出液との接触処理に用いる装置としては、バッチ式(攪拌容器にコーヒー抽出液と活性炭を入れて攪拌する方式等)でもよいし、流通式(活性炭を容器に充填し、コーヒー抽出液を流通させる方式)でもよい。
流通式装置を使用する場合、活性炭を充填する容器としては、活性炭を実質的に保持でき、圧力の増減に対して十分な強度を有するものであれば、容量や材質は特に限定されない。強度の観点より容器は略円筒形が好ましく、高さ(L)及び径(D)の比L/Dは0.1〜10が好ましい。
活性炭を充填する容器の底部は、テーパー状になっていると、活性炭とコーヒー抽出液の接触効率が良いため好ましい。また、容器の底部がテーパー状になっていると、活性炭の排出が容易であり、排出の際の残査の残留が少なくなるため、好ましい。
活性炭を充填する容器の下部又は上部の少なくとも1つにメッシュ(網)又はパンチングメタルなど有し実質的に活性炭が漏れ出さない分離構造体を有していれば良い。分離構造体の開口径は、活性炭の平均粒径より小さければ良く、好ましくは活性炭の平均粒径の1/2以下、特に好ましくは1/3以下の目開きが良い。具体的な開口径は、0.1〜1000μmが好ましい。
吸引構造体は、単なるノズルの場合、又は容器の内部に一定の容量を占める構造体の場合のいずれにおいても、気体の吸引口(開口部)に、微粉以外の活性炭が減圧系に吸引されないようにスクリーンを有していることが好ましい。
スクリーンは、メッシュ(網)でもよいが、ワイヤースクリーン、特にウェッジワイヤースクリーンを用いると差圧発生が少なくてよい。
容器内における吸引構造体の位置は、吸引構造体の開口部の位置が、活性炭の落下流束周囲、又は活性炭の落下流束の内側に存在するように配置することが好ましく、活性炭の落下流束の内側に存在することがより好ましい。
吸引構造体の開口部の設置角度はとくに限定されず、上方、下方、又は側方を向いていてもよいが、活性炭の吸引構造体への侵入又はスクリーン上の堆積を防ぐため、側方又は下方を向いていることが好ましい。また、活性炭中の微粉が効率的に除去されるという観点より、気体が吸引される方向が活性炭の落下方向に対して90°〜180°の角度を有していることが好ましく、90°であることがより好ましい。
活性炭を充填する容器中の吸引構造体の一例を図1に示す。図1の例では、吸引構造体は側方に開口部を有する略円筒形の形状を有し、容器内において活性炭の落下流束の内側に存在するように配置されている。また、気体が吸引される方向は、活性炭の落下方向に対して90°の角度を有している。
上記特定の活性炭にコーヒー抽出液を接触させることでコーヒー組成物が得られる。コーヒー抽出液は、活性炭との接触の前に希釈又は濃縮を行って、適宜濃度調整を行ってもよい。活性炭と接触させる際のコーヒー抽出液は可溶性固形分濃度(Brix)は1〜40%が好ましく、2〜30%がより好ましく、3〜20%がさらに好ましい。また、コーヒー抽出液中のクロロゲン酸類濃度は0.1〜10%が好ましく、0.2〜5%がより好ましい。
コーヒー抽出液を含む液の吸着処理温度は−10℃〜100℃が好ましいが、更に風味の観点より0〜40℃が好ましい。
接触処理手段としては、バッチ法又はカラム通液方法が挙げられる。
バッチ法としては、槽内で活性炭とコーヒー抽出液を接触させ、その後濾過等により活性炭を分離する方法が挙げられる。
活性炭にコーヒー抽出液を接触させてコーヒー組成物を得た後、適当な固液分離方法によりコーヒー組成物から活性炭を分離する。
本発明によれば、クロロゲン酸類及びカフェインを適正量含み、ヒドロキシヒドロキノン量が低減し、優れた生理効果を持つと共に風味にも優れたコーヒー組成物、即ち
(A)クロロゲン酸類濃度が0.01〜30%、
(B)カフェイン/クロロゲン酸類質量比が0.05〜1、及び
(C)ヒドロキシヒドロキノン/クロロゲン酸類質量比が5/10000以下
であるコーヒー組成物が得られる。
カフェイン/クロロゲン酸類質量比は0.05以上であり、0.07以上が好ましく、0.08以上がより好ましい。カフェイン/クロロゲン酸類質量比を高めることにより、コーヒーらしさのあるコーヒー飲料とすることができる。
ヒドロキシヒドロキノン/クロロゲン酸類質量比は、クロロゲン酸類の有する生理効果を効果的に発現させるために低いことが望ましい。ヒドロキシヒドロキノン/クロロゲン酸類質量比は4/10000以下が好ましく、3/10000以下がより好ましく、1/10000以下がさらに好ましい。
クロロゲン酸類、カフェイン、及びヒドロキシヒドロキノンの分析方法は前述のとおりである。
JIS Z8801に規定される、呼び寸法125μm、150μm、180μm、212μm、250μm、300μm、355μm、及び425μmの試験用ふるいを用いた。試験用ふるいに活性炭を入れ、ふるい振とう機(AS200、(株)レッチェ製)を用い、振とう時間5分、振幅2mmで篩分した。各ふるいの目開きに対するふるい下量をプロットし、内挿により50%がふるい下となるふるい目開きをもってメディアン径とした。
コーヒー組成物のクロロゲン酸類の分析法は次の通りである。分析機器はHPLCを使用した。装置の構成ユニットの型番は次の通り。UV−VIS検出器:L−2420((株)日立ハイテクノロジーズ)、カラムオーブン:L−2300((株)日立ハイテクノロジーズ)、ポンプ:L−2130((株)日立ハイテクノロジーズ)、オートサンプラー:L−2200((株)日立ハイテクノロジーズ)、カラム:Cadenza CD−C18 内径4.6mm×長さ150mm、粒子径3μm(インタクト(株))。
分析条件は次の通りである。サンプル注入量:10μL、流量:1.0mL/min、UV−VIS検出器設定波長:325nm、カラムオーブン設定温度:35℃、溶離液A:0.05M 酢酸、0.1mM 1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、10mM 酢酸ナトリウム、5(V/V)%アセトニトリル溶液、溶離液B:アセトニトリル。
時間 溶離液A 溶離液B
0.0分 100% 0%
10.0分 100% 0%
15.0分 95% 5%
20.0分 95% 5%
22.0分 92% 8%
50.0分 92% 8%
52.0分 10% 90%
60.0分 10% 90%
60.1分 100% 0%
70.0分 100% 0%
クロロゲン酸類の保持時間(単位:分)
(A1)モノカフェオイルキナ酸:5.3、8.8、11.6の計3点(A2)フェルラキ
ナ酸:13.0、19.9、21.0の計3点(A3)ジカフェオイルキナ酸:36.6
、37.4、44.2の計3点。ここで求めた9種のクロロゲン酸類の面積値から5−カ
フェオイルキナ酸を標準物質とし、質量%を求めた。
分析機器はHPLC−電気化学検出器(クーロメトリック型)であるクーロアレイシステム(モデル5600A、米国ESA社製)を使用した。装置の構成ユニットの名称・型番は次の通りである。
アナリティカルセル:モデル5010、クーロアレイオーガナイザー、クーロアレイエレクトロニクスモジュール・ソフトウエア:モデル5600A、溶媒送液モジュール:モデル582、グラジエントミキサー、オートサンプラー:モデル542、パルスダンパー、デガッサー:Degasys Ultimate DU3003、カラムオーブン:505.カラム:CAPCELL PAK C18 AQ 内径4.6mm×長さ250mm 粒子径5μm((株)資生堂)。
サンプル注入量:10μL、流量:1.0mL/min、電気化学検出器の印加電圧:0mV、カラムオーブン設定温度:40℃、溶離液C:0.1(W/V)%リン酸、0.1mM 1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、5(V/V)%メタノール溶液、溶離液D:0.1(W/V)%リン酸、0.1mM 1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、50(V/V)%メタノール溶液。
時間 溶離液C 溶離液D
0.0分 100% 0%
10.0分 100% 0%
10.1分 0% 100%
20.0分 0% 100%
20.1分 100% 0%
50.0分 100% 0%
20℃における糖用屈折計示度をもってコーヒー抽出液の固形分量とした。
(分析機器)
HPLC(島津製作所(株))を使用した。装置の構成ユニットの型番は次の通り。ディテクター:SPD−M10A、オーブン:CTO−10AC、ポンプ:LC−10AD、オートサンプラー:SIL−10AD、カラム:Inertsil ODS−2(内径4.6mm×長さ250mm)
(分析条件)
サンプル注入量:10μL、流量:1.0mL/min、紫外線吸光光度計検出波長:270nm、溶離液E:0.05M酢酸3%アセトニトリル溶液、溶離液F:0.05M酢酸100%アセトニトリル溶液
時間 溶離液E 溶離液F
0分 100% 0%
20分 80% 20%
35分 80% 20%
45分 0% 100%
60分 0% 100%
70分 100% 0%
120分 100% 0%
風味は専門パネラー5人で試飲し、コーヒーのアロマ、苦み、及び雑味を下記5段階の基準にて判断し、5人の評価の平均点(小数第1位四捨五入)を計算した。
コーヒーアロマ:
5点 強く感じられる
4点 やや感じられる
3点 多少感じる
2点 あまり感じられない
1点 ほとんど感じられない
コーヒーの苦味:
5点 強く感じられる
4点 やや感じられる
3点 多少感じる
2点 あまり感じられない
1点 ほとんど感じられない
コーヒーの雑味:
5点 ほとんど感じられない
4点 あまり感じられない
3点 多少感じる
2点 やや感じられる
1点 強く感じられる
金属メッシュを備えたカラム型抽出機に焙煎度L34とL16.5のブラジル豆をブレンド(1:1)たもの60kgを仕込み、98℃のイオン交換水を流通して、413kgのコーヒー抽出液を得た。得られた抽出液を適宜分取して濃度調整を行い、下記分析値を有する活性炭処理前コーヒー抽出液を調製した。
Brix:3.78%
pH:5.2
クロロゲン酸類(CGA)濃度:3310mg/kg
カフェイン(Caf)濃度:1580mg/kg
ヒドロキシヒドロキノン(HHQ)濃度:15.2mg/kg
活性炭白鷺WH2C 42/80L SS(日本エンバイロケミカルズ(株)製、メディアン径231μm)を250μmの金属メッシュにて分級し、微粉(粒径200μm以下の粒子)を除去した(微粉除去後のメディアン径246μm)。上部と下部に金属メッシュを設置した、内径35mm、高さ160mmの金属製カラムに、微粉除去後の活性炭34.8gを充填した。
さらに、以下の殺菌・冷却処理を行った。吸着カラム上部より90℃の熱水をダウンフローで通液させ、吸着カラムの下部における温度が80℃以上となる時間が30分間の通液を行い、その後常温水に切り替えて25℃まで冷却した。その後、調製例1で得られた活性炭処理前コーヒー抽出液1843gを吸着カラムに通液し、活性炭処理コーヒー組成物を得た。コーヒー固形分に対する活性炭の量は50%である。活性炭処理コーヒー組成物を、クロロゲン酸1590mg/kgになるように希釈し、調合コーヒー組成物を得た。
活性炭を250μmのメッシュで分級し200μm以下の微粉量が7%量となるように調整を行った以外は、実施例1と同条件で処理を行った。
微粉量が12%量となるように調整を行った以外は、実施例2と同条件で処理を行った。
活性炭の分級を212μmのメッシュで行った以外は、実施例1と同条件で処理を行った。
活性炭の分級を行わなかった以外は、実施例1と同条件で処理を行った。
活性炭として白鷺WH2C 28/42L SS(日本エンバイロケミカルズ(株)製)(メディアン径408μm)をそのまま用い、その他は実施例1と同条件で処理を行った。
比較例1ではアロマ分、苦味は弱くなっており、雑味も若干感じられた。
比較例2ではアロマ、苦味は多く残っていたが、雑味も残っていた。また、ヒドロキシヒドロキノンの残存量も多かった。
実施例1で得られた調合コーヒー組成物に重曹を添加し、pH5.7に調整した。その後、減圧濃縮機にてBrix25まで濃縮し、噴霧乾燥機にてソリュブルコーヒー粉末を得た。得られたソリュブルコーヒー2gを熱湯150gに溶解したところ、コーヒーアロマが強く感じられ、雑味の少ないスッキリとした風味のコーヒーが得られた。
実施例1で得られた調合コーヒー組成物に重曹を添加し、pH6.3に調整し、飲料缶に充填し、密封した。その後、レトルト殺菌機を用い、124.5℃にて20分間の殺菌を行い、容器詰コーヒー飲料を得た。コーヒーアロマが強く感じられ、雑味の少ないスッキリとした風味のコーヒーであった。
Claims (4)
- メディアン径が230〜350μmであり、且つ粒径200μm以下の粒子の割合が全体に対して16質量%以下である水蒸気賦活ヤシ殻活性炭と、コーヒー抽出液を接触させる、コーヒー組成物の製造方法。
- 前記コーヒー組成物が
(A)クロロゲン酸類濃度が0.01〜30質量%、
(B)カフェイン/クロロゲン酸類質量比が0.05〜1、及び
(C)ヒドロキシヒドロキノン/クロロゲン酸類質量比が5/10000以下
である、請求項1記載のコーヒー組成物の製造方法。 - 請求項1又は2記載のコーヒー組成物を噴霧乾燥又は凍結乾燥する、ソリュブルコーヒーの製造方法。
- 請求項1又は2記載のコーヒー組成物を容器に充填する、容器詰コーヒー飲料の製造方法。
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