JP6842295B2 - コーヒー濃縮物の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の課題は、泡立ちを抑制し、工業的規模で効率よくコーヒー濃縮物を製造する方法を提供することにある。
本発明者らは、吸着剤処理後のコーヒー抽出液の減圧加熱濃縮について詳細に検討したところ、意外にも、90℃以上の高い温度に設定して減圧濃縮すると、泡立ちが抑制され、工業的規模で効率よくコーヒー濃縮物を製造できることを見出した。
ここで、本明細書において「コーヒー濃縮物」とは、コーヒー豆から得られたコーヒー抽出液を濃縮又は乾燥したものであって、一般的に飲用されるコーヒー飲料よりもBrixが高いものをいう。
本発明で使用するコーヒー抽出液は、吸着剤で処理されたものである。
(コーヒー抽出液)
コーヒー抽出液は、コーヒー豆から抽出するか、あるいはインスタントコーヒーの水溶液等から調製することができる。コーヒー豆としては、生コーヒー豆でも、焙煎コーヒー豆でも、それらの混合物でも構わない。中でも、コーヒー抽出液としては、風味の観点から、焙煎コーヒー豆抽出液を使用することが好ましい。本発明で使用するコーヒー抽出液は、当該コーヒー抽出液100g当たり、コーヒー豆を生豆換算で通常1g以上、好ましくは2.5g以上、更に好ましくは5g以上使用しているものである。
焙煎コーヒー豆の焙煎度としては、例えば、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、イタリアンが例示される。中でも、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、風味の観点から、10以上が好ましく、15以上がより好ましく、20以上が更に好ましく、そして35以下が好ましく、30以下がより好ましく、28以下が更に好ましい。かかるL値の範囲としては、好ましくは10〜35、より好ましくは15〜30、更に好ましくは20〜28である。なお、本発明においては、焙煎度の異なるコーヒー豆を混合してもよく、例えば、L値が15〜20のコーヒー豆と、L値が30〜35のコーヒー豆を混合し、L値の平均値が上記範囲内となるように組み合わせて使用することもできる。なお、L値の平均値は、使用する焙煎コーヒー豆のL値に、当該焙煎コーヒー豆の含有質量比を乗じた値の総和として求められる。
粉砕コーヒー豆は、粗挽き、中挽き及び細挽きのいずれでもよいが、カラム式抽出を行う場合、カラム内圧力損失の観点から、中挽きから粗挽きまでの挽き目であることが好ましい。粉砕微焙煎コーヒー豆の平均粒子径は、風味、圧力損失の観点から、0.5mm以上が好ましく、1mm以上がより好ましく、1.5mm以上が更に好ましく、そして5mm以下が好ましく、4mm以下がより好ましく、3mm以下が更に好ましい。かかる平均粒子径の範囲としては、好ましくは0.5〜5mm、より好ましくは1〜4mm、更に好ましくは1.5〜3mmである。ここで、本明細書において「コーヒー豆の平均粒子径」とは、JIS8815−1994に記載のふるい分け試験方法により測定される、質量基準の積算篩下百分率において50%(d50)に相当する粒子径である。このように平均粒径が制御されたコーヒー豆は、コーヒー豆を粉砕し篩分けして所望の平均粒径を有するコーヒー豆を採取すればよい。なお、篩として、例えば、Tyler標準篩、ASTM標準篩、JIS標準篩等を用いることができる。
抽出溶媒のpH(20℃)は、通常4〜10であり、風味の観点から、5〜7が好ましい。
抽出溶媒の温度は、圧力条件等により適宜選択可能であるが、例えば、水系溶媒の場合、クロロゲン酸類の回収率向上の観点から、85℃以上が好ましく、95℃以上がより好ましく、100℃以上が更に好ましく、また温度制御の容易さの観点から、200℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましく、150℃以下が更に好ましい。かかる抽出溶媒の温度範囲としては、好ましくは85〜200℃、より好ましくは95〜180℃、更に好ましくは100〜150℃である。なお、100℃以上で処理する場合は、抽出系内を所望温度における溶媒の飽和蒸気圧以上に加圧すればよい。
抽出倍率(原料コーヒー抽出液の質量/焙煎コーヒー豆の質量)は、1以上が好ましく、2以上がより好ましく、3以上が更に好ましく、そして20以下が好ましく、15以下がより好ましく、10以下が更に好ましい。かかる抽出倍率の範囲としては、好ましくは1〜20、より好ましくは2〜15、更に好ましくは3〜10である。
吸着剤としては、食品分野において一般的に使用されているものであれば特に限定されないが、吸着効率の観点から、多孔質吸着剤が好ましい。多孔質吸着剤としては、例えば、活性炭、活性白土、酸性白土、ゼオライト、シリカゲル、ケイソウ土、合成吸着剤、イオン交換樹脂等が挙げられる。中でも、コーヒー抽出液中の夾雑物除去、風味の観点から、活性炭が好ましい。
活性炭の由来原料としては、例えば、オガコ、石炭、ヤシ殻等が挙げられ、中でも、ヤシ殻活性炭が好ましい。また、水蒸気等のガスや薬品により賦活した活性炭を用いてもよく、中でも、水蒸気賦活活性炭が好ましい。また、活性炭の形状は、粉末状、粒状及び繊維状のいずれでもよいが、吸着効率の観点から、粉末状、粒状が好ましい。活性炭は、平均細孔半径が3nm以下であるものが好ましく、0.6〜3nmが更に好ましい。ここで、本明細書において「平均細孔直径」は、MP法により測定して得た細孔分布曲線のピークトップを示す細孔直径の値とする。「MP法」とは、文献(Colloid and Interface Science, 26, 46(1968))に記載の細孔測定法である。また、活性炭の平均粒径は、0.30〜0.60mmが好ましく、0.31〜0.55mmがより好ましく、0.32〜0.50mmが更に好ましい。ここでいう「平均粒径」は、JIS K1474に基づいて算出された質量平均粒径である。このような活性炭の市販品として、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)等を挙げることができる。
吸着剤処理後のコーヒー抽出液の濃縮は、90〜98℃にて行うが、泡立ち防止の観点から、91℃以上が好ましく、92℃以上がより好ましく、93℃以上が更に好ましく、そして97℃以下が好ましく、96℃以下が更に好ましい。かかる温度範囲としては、好ましくは91〜98℃、より好ましくは92〜97℃、更に好ましくは93〜96℃である。なお、ここでいう「温度」とは、濃縮装置の蒸発缶入口温度をいう。
また、濃縮操作は減圧下で行う。減圧条件は、濃縮温度に応じて適宜選択することが可能であるが、泡立ち防止の観点から、200hPa以上が好ましく、250hPa以上がより好ましく、300hPa以上が更に好ましく、濃縮効率の観点から500hPa以下が好ましく、450hPa以下がより好ましく、400hPa以下が更に好ましい。かかる減圧度の範囲としては、好ましくは200〜500hPa、より好ましくは250〜450hPa、更に好ましくは300〜400hPaである。
なお、濃縮操作は、一般的な濃縮装置を使用することが可能であり、特に限定されない。
試料100gを、粉砕機(大阪ケミカル(株)製 ワンダーブレンダーWB−1)を用いて10秒間粉砕した。コーヒー豆のL値を色差計((株)日本電色社製 スペクトロフォトメーター SE2000)を用いて測定した。
20℃における試料のBrixを、糖度計(Atago RX-5000、Atago社製)を用いて測定した。
HPLC(島津製作所(株)製)を使用した。装置の構成は次の通りである。
・装置:島津 LC−Solution HPLC
・カラム:Cadenza CD−C18 内径4.6mm×長さ150mm、粒子径3μm(インタクト(株)製)
・検出器:UV−Vis検出器
・サンプル注入量:10μL
・流量:1.0mL/min
・UV−VIS検出器設定波長:
クロロゲン酸類 325nm
カフェイン 270nm
・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
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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%
6種のクロロゲン酸類
・モノカフェオイルキナ酸:6.2分、10.8分、14.2分の計3点
・モノフェルラキナ酸 :15.8分、22.2分、23.4分の計3点
ここで求めた6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、クロロゲン酸類の含有量(質量%)を求めた。
(吸着剤処理後のコーヒー抽出液)
焙煎コーヒー豆(L30)を抽出カラムに200kg仕込み、150℃の熱水を2t/hで供給した。通液から30分経過後、カラム出口を同じコーヒー豆200kgを充填した2本目の抽出カラム入口に接続し、同様に30分通液した。この操作を抽出カラム6本目まで同様に行った。抽出カラム6本目出口から回収された抽出液を速やかに25℃に冷却した。続いて、活性炭(大阪ガスケミカル製、粒状白鷺WH2c)を235kg充填した吸着カラムに冷却したコーヒー抽出液を2t/hで6時間供給し、吸着処理後のコーヒー抽出液を得た。
(濃縮)
以下の濃縮では、吸着剤処理後のコーヒー抽出液を貯留する貯留槽と、濃縮に供する吸着剤処理後のコーヒー抽出液を収容する原料タンクと、吸着剤処理後のコーヒー抽出液を加熱する加熱器と、吸着剤処理後のコーヒー抽出液を濃縮する蒸発缶を備える濃縮装置を使用した。なお、貯留槽−原料タンク、原料タンク−加熱器、及び加熱器−蒸発缶の各装置間は配管で連結されており、また貯留槽、原料タンク及び蒸発缶にはポンプが接続されているため、吸着剤処理後のコーヒー抽出液が原料タンク、加熱器及び蒸発缶を循環できる構造である。また、原料タンクには液面を制御するための液面センサーが設置されており、蒸発缶には装置内の真空度を測定するための真空度計、濃縮液の濃度を計測するための濃度計、及び濃縮液を回収するための回収タンクが設置されている。
先ず、吸着剤処理後のコーヒー抽出液(Brix=6%)を原料タンクに収容し、加熱器を95℃に設定し、真空度計の指示値が450hPaとなるように調節した。次に、原料タンクに収容された吸着剤処理後のコーヒー抽出液をポンプで加熱器に送液し、95℃に加熱された吸着剤処理後のコーヒー抽出液を、蒸発缶に3.0t/hで供給した。そして、濃度計の指示値が30%に達するまで、濃縮液を原料タンクに戻し、原料タンクに収容された吸着剤処理後のコーヒー抽出液をポンプで再び加熱器及び蒸発缶に3t/hで供給することで循環操作を行った。なお、原料タンクの液面が所定の高さより下がった場合には、貯留槽内の吸着剤処理後のコーヒー抽出液を原料タンクに送液し、原料タンクの液面が一定に維持されるよう制御した。
濃度計の指示値が30%に達したときに、コーヒー濃縮物を回収タンクに移送するとともに、原料タンクの液面が一定に維持されるよう制御することで、連続して4時間濃縮を行った。
真空度計の指示値を350hPaに調節し、連続して11時間運転したこと以外は、実施例1と同様の操作により、コーヒー濃縮物を製造した。
吸着剤処理後のコーヒー抽出液に代えて、吸着剤で処理されていないBrix 10%のコーヒー抽出液を使用し、加熱器を80℃に、真空度計の指示値を200hPaに、濃度計の指示値を45%に、それぞれ設定し、連続して11時間運転したこと以外は、実施例1と同様の操作により、コーヒー濃縮物を製造した。
Brix 10%の吸着剤処理後のコーヒー抽出液を使用したこと以外は、参考例1と同様の操作によりコーヒー濃縮物の製造を試みたが、泡立ちが生じて、運転を断念した。
Brix 6%の吸着剤処理後のコーヒー抽出液を使用し、加熱器を60℃に設定したこと以外は、参考例1と同様の操作によりコーヒー濃縮物の製造を試みたが、泡立ちが生じて、運転を断念した。
加熱器を45℃に設定したこと以外は、比較例2と同様の操作によりコーヒー濃縮物の製造を試みたが、泡立ちが生じて、運転を断念した。
(1)参考例1から、吸着剤で処理されていないコーヒー抽出液を一般的な減圧加熱濃縮に供しても泡立ちの問題が生じない。
(2)比較例1〜3から、濃縮温度が90℃未満であると、泡立ちを生じてコーヒー濃縮物を製造できない。
(3)実施例1、2から、濃縮温度を90〜98℃という高い温度に設定し減圧下にて濃縮すると、泡立ちを生じず、効率よくコーヒー濃縮物を製造できる。中でも、実施例2は、減圧度をより高く設定したにも拘わらず、泡立ちを生じないことから、濃縮効率の点で好ましい。
Claims (7)
- 吸着剤処理後のコーヒー抽出液を、200〜500hPaの減圧下、90〜98℃にて濃縮する、コーヒー濃縮物の製造方法。
- 吸着剤が多孔質吸着剤である、請求項1記載のコーヒー濃縮物の製造方法。
- 多孔質吸着剤が、活性炭、活性白土、酸性白土、ゼオライト、シリカゲル、ケイソウ土、合成吸着剤又はイオン交換樹脂である、請求項2記載のコーヒー濃縮物の製造方法。
- 多孔質吸着剤が活性炭である、請求項2又は3記載のコーヒー濃縮物の製造方法。
- コーヒー抽出液が焙煎コーヒー豆抽出液である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のコーヒー濃縮物の製造方法。
- 吸着剤処理後のコーヒー抽出液のBrixが4〜40%である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のコーヒー濃縮物の製造方法。
- コーヒー濃縮物は、固形分中のクロロゲン酸類の含有量が2〜80質量%である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のコーヒー濃縮物の製造方法。
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