JPS61187748A - Decaffeination of coffee extract - Google Patents

Decaffeination of coffee extract

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Publication number
JPS61187748A
JPS61187748A JP2613785A JP2613785A JPS61187748A JP S61187748 A JPS61187748 A JP S61187748A JP 2613785 A JP2613785 A JP 2613785A JP 2613785 A JP2613785 A JP 2613785A JP S61187748 A JPS61187748 A JP S61187748A
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JP
Japan
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caffeic acid
caffeine
complex
acid
caffeic
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Application number
JP2613785A
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Japanese (ja)
Inventor
バリー・リン・ゼラー
ウイリアム・ウオルター・カレダ
フオウアド・ザキ・サリーブ
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General Foods Corp
Original Assignee
General Foods Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はカフェイン含有液体および特に水性コーヒー抽
出液の脱カフエイン法に関する。特に、本発明カフェー
酸をカフェイン含有コーヒー抽出物と混合し、不溶性の
コロイド状のカフェー酸/カフェイン複合体を形成せし
める。カフェー酸/カフェイン複合体の結晶を成長せし
め、続いて脱カフエインコーヒーから分m−r;b。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a process for decaffeinating caffeinated liquids and in particular aqueous coffee extracts. In particular, the caffeic acid of the invention is mixed with a caffeinated coffee extract to form an insoluble colloidal caffeic acid/caffeine complex. Growing crystals of the caffeic acid/caffeine complex followed by min. m-r;b from decaffeinated coffee.

従来の技術 この分野には多(の脱カフエイン技術がアル。Conventional technology There are many decaffeinating techniques available in this field.

一つの広く使用されている方法は水脱カフェイン技術と
呼ばれるものでBerryらにより米国特許第2,30
9,092号に記載されている。水脱カフェイン法にお
いては、水和グリーンコーヒー豆は多段階向流抽出装置
中でカフェイン−欠乏グリーンコーヒー抽出液で抽出さ
れる。グリーンコーヒー抽出液が装置を通って進行する
につれ、カフェインが序々に豊富になり、一方脱カフェ
インされたコーヒー豆と徐々に接触されなくなる。装置
の最後の段階から抜き出したカフェインの入ったコーヒ
ー抽出液を処理してカフェインを除去し、続いて系に戻
す。有機溶媒(典型的にはメチレンクロリドのごときハ
ロゲン化有機溶媒)と接触させる事によりグリーンコー
ヒー抽出液からカフェインを除去する。水脱カフェイン
技術は広く利用されているが、食品加工において有機溶
媒の使用を避ける事がますます望まれるようになってき
ている。
One widely used method is called the water decaffeination technique and is described by Berry et al. in U.S. Pat.
No. 9,092. In the water decaffeination process, hydrated green coffee beans are extracted with caffeine-depleted green coffee extract in a multi-stage countercurrent extraction device. As the green coffee extract progresses through the device, it becomes progressively richer in caffeine, while becoming progressively less in contact with the decaffeinated coffee beans. The caffeinated coffee extract withdrawn from the last stage of the device is processed to remove caffeine and then returned to the system. Caffeine is removed from green coffee extract by contacting it with an organic solvent (typically a halogenated organic solvent such as methylene chloride). Although water decaffeination techniques are widely used, it is becoming increasingly desirable to avoid the use of organic solvents in food processing.

さらに、水脱カフェイン技術はグリーンコーヒー豆のた
めのもので、焙炒コーヒー抽出物の脱カフェインには適
していない。
Furthermore, the water decaffeination technique is for green coffee beans and is not suitable for decaffeinating roasted coffee extract.

別の脱カフエイン技術も存在するが欠点がある。Alternative decaffeination techniques exist but have drawbacks.

例えば砂糖に担持された活性炭素吸着剤の使用が198
2年5月19日に認可されたヨーロツノ特許第0.00
8,398号に記載されている。この方法では有機溶媒
の使用は避けられるが、活性炭素はカフェインと同様に
非カフェインコーヒー溶解物も吸着する傾向があり、こ
の方法の経済性が著しく阻害される。さらに、仕上がっ
たコーヒーの風味は水脱カフェイン法で得られたものと
全く同じというわけにはいかない。
For example, the use of activated carbon adsorbents supported on sugar is 198
European Patent No. 0.00 granted on May 19, 2017
No. 8,398. Although this method avoids the use of organic solvents, the activated carbon tends to adsorb decaffeinated coffee dissolved matter as well as caffeine, which significantly inhibits the economics of this method. Furthermore, the flavor of the finished coffee will not be exactly the same as that obtained by de-decaffeination.

複合体形成による方法は水性紅茶抽出液の脱カフェイン
に関してのみであるが、Husianiらにより米国特
許第4.315,036号に記載されている。
The complexation method, only for the decaffeination of aqueous black tea extracts, is described by Husiani et al. in US Pat. No. 4,315,036.

水性紅茶抽出液を冷却し、紅茶の中にすでに存在してい
るカフェインとタンニンとの冷水不溶性複合体を沈澱せ
しめる。この方法はすでに紅茶の中に存在し、別途添加
する必要がない複合体形成化合物を使用するという利点
を持っている。タンニン/カフェイン複合体は不溶にな
り、したがって沈澱してくるであろうが、そのよ5なタ
ンニンは水性コーヒー抽出液には存在しない。
The aqueous black tea extract is cooled to precipitate the cold water-insoluble complexes of caffeine and tannins already present in the black tea. This method has the advantage of using complex-forming compounds that are already present in the black tea and do not need to be added separately. The tannin/caffeine complex will become insoluble and therefore precipitate, but such tannins are not present in the aqueous coffee extract.

多くの化合物(い(つかはコーヒーに本来含まれている
)がカフェインと複合体を作る事が知られている。例え
ば工、’HormanおよびRovianiは”コーヒ
ーの゛カフェインークロロゲン酸塩複合体の性質と’:
I7ホl−’/E7”、T、F’ood Sci、 3
7(1972) 925−27においてよ(研究されて
いる水可溶のクロロゲン酸/カフェイン複合体を含む1
0個のそのようなカフェイン複合体を認めている。
Many compounds (some of which are naturally present in coffee) are known to form complexes with caffeine. The properties of ':
I7 Hol-'/E7'', T, F'ood Sci, 3
7 (1972) 925-27 (1 containing a water-soluble chlorogenic acid/caffeine complex being studied).
0 such caffeine complexes are recognized.

発明が解決しようとする問題点 もし複合体形成化合物が水不溶カフェイン複合体を形成
するならば、それは脱カフエイン法に有益であろ5事は
以前に示唆されていたが、コーヒーに本来存在するその
ような化合物はこれまで同定されていない。さらに、そ
のような本来存在する複合体形成化合物はクロロゲン酸
と拮抗せねばならずおよび/または比較的強固なりロロ
ゲン酸/カフェイン複合体を壊さねばならない。
Problem the invention seeks to solve: If the complex-forming compound forms a water-insoluble caffeine complex, it would be beneficial in the decaffeination process. No such compound has been identified so far. Furthermore, such naturally present complex-forming compounds must compete with the chlorogenic acid and/or must be relatively robust to break up the chlorogenic acid/caffeine complex.

問題を解決する為の手段 ]−ヒー、特に焙炒コーヒーに本来存在するカフェイン
−複合体形成化合物、カフェー酸を使用するカフェイン
−含有液体特に水性コーヒー抽出液の脱カフエイン法が
今発見された。カフェー酸をカフェイン含有抽出物と混
合し、不溶性、コロイド状のカフェー酸/カフェイン複
合体を形成せしめる。カフェー酸/カフェイン複合体の
結晶を成長せしめ、続いて脱カフェインしたコーヒー抽
出物から分離する。
Means for Solving the Problem - A method of decaffeinating caffeine-containing liquids, especially aqueous coffee extracts, using the complex-forming compound caffeic acid - the caffeine naturally present in coffee, especially roasted coffee, has now been discovered. Ta. Caffeic acid is mixed with a caffeine-containing extract to form an insoluble, colloidal caffeic acid/caffeine complex. Crystals of the caffeic acid/caffeine complex are grown and subsequently separated from the decaffeinated coffee extract.

カフェー酸は黄色結晶性物質で約195Cで軟化しはじ
める。約25C以下では水にわずかにしか溶解しないが
、約80C以上では水に自由に溶解し、アルコールには
広い範囲の温度にわたって自由に溶解する。しかしなが
ら、カフェー酸/カフェイン複合体は予期されなかった
ことであるが広い範囲の温度で水性溶液には不溶である
事が発見された。カフェー酸は焙じたおよびひいたコー
ヒーの重量で0.5%はどの多さと報告されているけれ
ども、実際上グリーンコーヒーには微量しか存在せず焙
炒コーヒーでは相対的には多いが以前として少量しか存
在しない事が現在見い出され、焙炒コーヒー豆または典
型的な可溶性コーヒー粉では約100万分の数百のみで
ある。焙炒コーヒー中での多量の酸は、豊富なりロロゲ
ン酸が焙炒による分解生成物の一つであるカフェー酸で
ある。本発明で使用するカフェー酸は化学的に合成した
ものでもよいが、最も良好であるのは、脱カフェインを
コーヒーに本来存在する化合物で行うことができるから
焙炒コーヒーから、またはクロロゲン酸の酸加水分解で
得たものである。
Caffeic acid is a yellow crystalline substance that begins to soften at about 195C. It is only slightly soluble in water below about 25C, but freely soluble in water above about 80C, and freely soluble in alcohol over a wide range of temperatures. However, it has been unexpectedly discovered that caffeic acid/caffeine complexes are insoluble in aqueous solutions over a wide range of temperatures. Although caffeic acid is reported to be as high as 0.5% by weight in roasted and ground coffee, in reality it is only present in trace amounts in green coffee, and in roasted coffee it is relatively high but still in small amounts. It has now been found that only about a few hundred parts per million exist in roasted coffee beans or in typical soluble coffee grounds. The large amount of acid in roasted coffee is caffeic acid, which is one of the decomposition products of roasting, and lorogenic acid is abundant. Although the caffeic acid used in the present invention may be chemically synthesized, it is best to use compounds from roasted coffee or chlorogenic acid, since decaffeination can be carried out using compounds that naturally exist in coffee. It was obtained by acid hydrolysis.

カフェー酸はコーヒー抽出物中の多量のクロロゲン酸の
存在にもかかわらず、またカフェー酸/カフェイン複合
体カクロロゲ/酸/カフェイン複合体より小さな会合定
数を持っているにもかかわらず、不溶性の複合体を形成
するので特に適している。Hormanらは前に引用し
た論文においてクロロゲン酸/カフェイン複合体の会合
定数は16,9、カフェー酸/カフェイン複合体の会合
定数は12.2と報告している。会合定数は複合体の相
対的な強さの尺度であるから、添加したカフェー酸が明
らかにすでにコーヒー抽出液中に存在しているクロロゲ
ン酸/カフェイン複合体を壊すことが出来、続いて不溶
性コロイド状カフェー酸/カフェイン複合体を形成する
のは非常に驚くべき本である。
Caffeic acid is an insoluble compound, despite the presence of large amounts of chlorogenic acid in coffee extracts, and despite the fact that the caffeic acid/caffeine complex has a smaller association constant than the chlorogenic acid/caffeine complex. It is particularly suitable because it forms a complex. In the previously cited paper, Horman et al. report that the association constant of the chlorogenic acid/caffeine complex is 16.9 and the association constant of the caffeic acid/caffeine complex is 12.2. Since the association constant is a measure of the relative strength of the complexes, the added caffeic acid is clearly able to break up the chlorogenic acid/caffeine complexes already present in the coffee extract, subsequently making them insoluble. Forming a Colloidal Caffeic Acid/Caffeine Complex is a very surprising book.

そのような結果は報告された会合定数に基づいては予測
されなかった。
Such a result was not expected based on the reported association constants.

不溶性、コロイビ状カフェー酸/カフェイン複合体を形
成させるため、カフェー酸をカフェイン含有液体(最も
典型的には水性コーヒー抽出液)と混合する。本明細書
の前の部分に指摘したごとく酸は典型的な室温において
は固体であり、それと同じ温度では水にほとんど溶解し
ない。固体カフェー酸をコーヒー抽出物と混合してもよ
く続いてその中で溶解せしめる。もしくは、最初カフェ
ー酸の水溶液を調製しく良好には80′″以上の温度で
)、カフェー酸溶液をコーヒー抽出水溶液と混合する事
も可能である。後者の態様に従うとコーヒー抽出液はい
くぶん希釈されるが、元の濃度に回復するために蒸発を
多くする事はカフェー酸および水性コーヒー抽出液の混
合の容易さにより相殺される。
Caffeic acid is mixed with a caffeine-containing liquid (most typically an aqueous coffee extract) to form an insoluble, corobiform caffeic acid/caffeine complex. As noted earlier in this specification, acids are solids at typical room temperatures and are poorly soluble in water at the same temperatures. Solid caffeic acid may be mixed with the coffee extract and subsequently dissolved therein. Alternatively, it is also possible to first prepare an aqueous solution of caffeic acid (preferably at a temperature above 80'') and then mix the caffeic acid solution with an aqueous coffee extract. If the latter embodiment is followed, the coffee extract is somewhat diluted. However, the increased evaporation required to restore the original concentration is offset by the ease of mixing the caffeic acid and aqueous coffee extract.

カフェー酸を水性コーヒー抽出液と混合する温度は臨界
因子ではないが、低い方の温度はカフェー酸の溶解度に
より、高い方の温度はコーヒー抽出物の感受性に束縛さ
れている。グリーンコーヒーまたは焙炒コーヒーの抽出
物は約95C以上ではその風味およびその他が分解しや
すい事はよく知られている。従って、カフェー酸および
水性コーヒー抽出液を混合する時は約95C以下に温度
を保つ事が好ましい。範囲の他の端の温度では、即ちカ
フェー酸は約25C以下の温度では水またはコーヒー抽
出液にほとんど溶解しないのでそれ以下の温度で操作す
る事は都合が悪い。カフェー酸の溶解度は約50’Cで
かなり増加する。
The temperature at which the caffeic acid is mixed with the aqueous coffee extract is not a critical factor, but the lower temperature is bound by the solubility of the caffeic acid and the higher temperature is bound by the sensitivity of the coffee extract. It is well known that the flavor and other aspects of green coffee or roasted coffee extract tend to degrade above about 95C. Therefore, it is preferable to maintain the temperature below about 95C when mixing the caffeic acid and aqueous coffee extract. At the other end of the range, it is inconvenient to operate at temperatures below about 25C, since caffeic acid is poorly soluble in water or coffee extract at temperatures below about 25C. The solubility of caffeic acid increases significantly at about 50'C.

カフェー酸の水溶液を最初に調製する場合は、約50C
および95tZ’の間の温度でカフェー酸を溶解せしめ
るのが最良であり、その溶液を水性コーヒー抽出液と同
じ温度範囲内または以下で混合する。
When first preparing an aqueous solution of caffeic acid, approximately 50C
It is best to dissolve the caffeic acid at a temperature between and 95 tZ' and mix the solution with the aqueous coffee extract within or below the same temperature range.

カフェー酸を直接コーヒー抽出液に溶解せしめる場合は
、抽出液を50Cから950の間に維持するのが良好で
ある。
If the caffeic acid is dissolved directly in the coffee extract, it is best to maintain the extract between 50C and 950C.

より重要なパラメーターはカフェー酸のカフェインに対
するモル比である。理想的には添加したすべてのカフェ
ー酸がカフェインと複合体形成し、結局結晶として分離
されるようにカフェー酸とカフェインが1:1モル比に
なるようにカフェー酸を水性コーヒー抽出液と混合させ
るのが最良である。この方法では、良好なら本質的には
すべてのカフェインが除かれるであろうし、脱カフェイ
ンしたコーヒー抽出液には過剰のカフェー酸は残らない
であろう。実際には、コーヒー抽出液からすべてのカフ
ェインを本質的に除く事は困難であり、重量で70%な
いし98チのカフェインが最も典型的には除去される。
The more important parameter is the molar ratio of caffeic acid to caffeine. Ideally, the caffeic acid should be mixed with the aqueous coffee extract in a 1:1 molar ratio of caffeic acid to caffeine so that all added caffeic acid forms a complex with the caffeine and is eventually separated as crystals. It is best to mix. This method, if successful, will remove essentially all the caffeine and leave no excess caffeic acid in the decaffeinated coffee extract. In practice, it is difficult to remove essentially all caffeine from coffee extracts, with 70% to 98% caffeine by weight most typically removed.

さらに、モル比が1:1の低さを持っている事は、複合
体形成の動力学および続く結晶成長はそのような比を好
まないので都合が良くない。少くとも1:1のモル比が
望まれるがカフェー酸のカフェインに対するモル比が約
1.5=1が特に良好である事が観察された。モル比の
上限はないが、約3=1以上の比では特にどんな利点も
観察されなかった。高pHではカフェー酸の溶解度が大
きい為、高いpHの抽出液にはカフェー酸とカフェイン
が3:1に近い比のものを使用した。本質的にはカフェ
インと複合体形成せずに残存するすべてのカフェー酸は
後で抽出液の温度を約10Cに下げて不溶性にし、分離
される。
Furthermore, having a molar ratio as low as 1:1 is not advantageous as the kinetics of complex formation and subsequent crystal growth do not favor such a ratio. Although a molar ratio of at least 1:1 is desired, a molar ratio of caffeic acid to caffeine of about 1.5=1 has been observed to be particularly good. There is no upper limit to the molar ratio, but no particular benefit was observed for ratios above about 3=1. Since the solubility of caffeic acid is high at high pH, a ratio of caffeic acid and caffeine close to 3:1 was used for the high pH extract. Essentially all remaining caffeic acid uncomplexed with caffeine is later separated by lowering the temperature of the extract to about 10C to render it insoluble.

不溶性、コロイド状カフェー酸/カフェイン複合体を形
成するためにカフェー酸をカフェイン−含有抽出液に混
合したら、不溶性カフェー酸/カフェイン複合体の結晶
を成長せしめる必要がある。
Once caffeic acid has been mixed into the caffeine-containing extract to form an insoluble, colloidal caffeic acid/caffeine complex, it is necessary to grow crystals of the insoluble caffeic acid/caffeine complex.

不溶性、コロイド状複合体はカフェー酸およびコーヒー
抽出物の混合によりほとんど即時に形成される、しかし
コロイド状複合体をコーヒー抽出物から分離するのは著
しく困難である。予期されなかったことであるがコロイ
ド状複合体は脱カフェインしたコーヒー抽出物からより
容易に分離される結晶体へ成長する事が観察された。結
晶は放置してもそれ自身で成長するがこの過程は遅く、
焙じたコーヒー抽出水溶液の65チ脱カフエインを達成
するのに2週間も必要とする。結晶の成長をコーヒー抽
出液の温度を約OCおよび50Cの間に維持する事によ
りいくぶん助ける事ができる。それ故、もしカフェー酸
およびコーヒー抽出水溶液の混合のため抽出液の温度が
50Cよりかなり高がつたら、その後不溶性、コロイド
9状カフエー酸/カフエイン複合体含有抽出液は結晶の
成長を助けるために良好には冷却すべきである。結晶成
長はまたすでに形成したカフェー酸/カフェイン複合体
結晶の6種をいれる”という既知の技術によりより急速
にできる。種の適正な量は使用した特定のコーヒー抽出
物に依存し、当事者には1回または2回の試行で容易に
明らかになるであろう。
An insoluble, colloidal complex is formed almost immediately upon mixing caffeic acid and coffee extract, but it is extremely difficult to separate the colloidal complex from the coffee extract. Unexpectedly, colloidal complexes were observed to grow from the decaffeinated coffee extract into crystalline bodies that were more easily separated. Crystals will grow on their own if left alone, but this process is slow;
It takes two weeks to achieve 65% decaffeination of a roasted coffee extract aqueous solution. Crystal growth can be aided somewhat by maintaining the temperature of the coffee extract between about OC and 50C. Therefore, if the temperature of the extract increases significantly above 50C due to the mixing of caffeic acid and aqueous coffee extract, then the extract containing the insoluble, colloidal 9-form caffeic acid/caffeine complex will be used to assist the growth of crystals. It should be cooled properly. Crystal growth can also be made more rapid by the known technique of seeding the already formed caffeic acid/caffeine complex crystals. The proper amount of seeding depends on the particular coffee extract used and may vary depending on the individual involved. will be readily apparent after one or two trials.

カフェイン−含有抽出液のpHを下げると不溶性カフェ
ー酸/カフェイン複合体結晶の成長を促進する事も観察
された。コーヒー抽出液のpHは典型的には4.7およ
び5.2の間である。十分な量の酸を添加して抽出液の
pHを約4.5またはそれ以下に下げると結晶成長が速
くなるのが観察された。しかしながらpH3,5より下
ではコーヒー抽出液の不可逆的分解が起きやす(、それ
は最も望まれない事である。適した酸にはギ酸および酢
酸を含む弱い有機酸同様、塩酸、硫酸、リン酸および硝
酸のごとき強い鉱酸が挙げられる。コーヒー抽出液に二
酸化炭素を加圧注入する事もpHを下げる事に役立ち、
結晶成長を促進する。pHはコーヒー抽出液とカフェー
−〇混合の前または後の両方で調整してよい。コーヒー
抽出液は脱カフェイン後元来のpHに戻す事ができる。
It was also observed that lowering the pH of caffeine-containing extracts promoted the growth of insoluble caffeic acid/caffeine complex crystals. The pH of coffee extract is typically between 4.7 and 5.2. Faster crystal growth was observed when adding sufficient acid to lower the pH of the extract to about 4.5 or below. However, below pH 3.5, irreversible decomposition of the coffee extract is likely to occur (which is the least desirable thing).Suitable acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, as well as weak organic acids including formic acid and acetic acid. Examples include strong mineral acids such as nitric acid. Pressurized injection of carbon dioxide into the coffee extract also helps lower the pH.
Promote crystal growth. The pH may be adjusted both before or after mixing the coffee extract and Caffe-O. Coffee extract can be returned to its original pH after decaffeination.

鉱酸は塩として沈澱せしめるのに都合よく、より揮発性
の有機酸は容易に脱カフエインコーヒー抽出液から蒸発
によって除去できる。
Mineral acids are conveniently precipitated as salts, and the more volatile organic acids can be easily removed from the decaffeinated coffee extract by evaporation.

種々の装置を不溶性カフェー酸/カフェイン複合体結晶
の成長同様にカフェー酸およびカフェイン−含有コーヒ
ー抽出液の混合の両方に使用できる。最も簡単な処理装
置はタンクにジャケットを付けるなどして内容物の温度
を調節する手段を持ったかきまぜ式のパッチ式タンクで
ある。カフェイン含有コーヒー抽出液を最初タンクに入
れ、希望する温度に調節する。カフェー酸をその後固体
または溶液として添加し、その間タンク内容物を穏かに
かきまぜる。内容物は希望する脱カフェインの程度およ
び特定のコーヒー抽出水溶液によって決定される一定期
間穏かにかきまぜて放置する。
A variety of equipment can be used for both the growth of insoluble caffeic acid/caffeine complex crystals as well as the mixing of caffeic acid and caffeine-containing coffee extracts. The simplest treatment equipment is an agitation-type patch tank that has a means of regulating the temperature of the contents, such as by attaching a jacket to the tank. Caffeinated coffee extract is first placed in a tank and adjusted to the desired temperature. Caffeic acid is then added as a solid or solution while the tank contents are gently agitated. The contents are gently stirred and allowed to stand for a period of time determined by the degree of decaffeination desired and the particular aqueous coffee extract solution.

タンクはその後排水し不溶性カフェー酸/カフエイン複
合体結晶を含有するコーヒー抽出液は適した分離装置を
通す。もしくは、本発明の方法は連結したカラム中で脱
カフェインを起こさせる事によ多連続的に行える。カフ
ェイン含有コーヒー抽出液およびカフェー酸をカラムの
底に導入し、そこは分離したカラムジャケットの適当な
使用によりカラムの残部よりより高い温度に維持する。
The tank is then drained and the coffee extract containing the insoluble caffeic acid/caffeine complex crystals is passed through a suitable separation device. Alternatively, the method of the invention can be carried out multiple times in series by allowing decaffeination to occur in connected columns. Caffeine-containing coffee extract and caffeic acid are introduced at the bottom of the column, which is maintained at a higher temperature than the rest of the column by appropriate use of a separate column jacket.

不溶性カフェー酸/カフェイン複合体結晶は抽出液がカ
ラムの上端へポンプで送られるにつれ成長し、上端では
抽出液は複合体結晶の分離のため除去される。
Insoluble caffeic acid/caffeine complex crystals grow as the extract is pumped to the top of the column, where it is removed for separation of the complex crystals.

脱カフエインコーヒー抽出液からの不溶性カフェー酸/
カフェイン複合体結晶の分離はこの分野で既知のどんな
固体/液体分離技術によってもよい。結晶の濾過は一つ
の例である。最も良好には、不溶性カフェー酸/カフェ
イン複合体結晶はコーヒー抽出液から遠心分離により分
離される。そのような遠心分離は比較的に単純で、有効
であシ、特に費用がかからない。さらに、遠心分離によ
り比較的に”きれいな“分離ができ、そのため脱カフエ
インコーヒー抽出液は本質的に複合体結晶を含まず、分
離した結晶にも無視できる量の移動したコーヒー抽出物
しかなく、経済的に価値のあるコーヒー抽出物の損失を
なくしている。たとえそうでも分離した複合体結晶を冷
水で洗い移動した非カフェインコーヒー溶解物を回収す
るのが望ましいであろう。
Insoluble caffeic acid from decaffeinated coffee extract/
Separation of the caffeine complex crystals may be by any solid/liquid separation technique known in the art. Filtration of crystals is one example. Most preferably, the insoluble caffeic acid/caffeine complex crystals are separated from the coffee extract by centrifugation. Such centrifugation is relatively simple, effective and particularly inexpensive. Additionally, centrifugation provides a relatively "clean" separation, so that the decaffeinated coffee extract is essentially free of complex crystals and the separated crystals contain only a negligible amount of transferred coffee extract. Eliminating the loss of economically valuable coffee extract. Even so, it may be desirable to wash the separated complex crystals with cold water to recover the dislodged decaffeinated coffee lysate.

不溶性カフェー酸/カフェイン複合体結晶は分離後は単
に捨ててもよいが、カフェー酸およびカフェイン両方と
も高価であり、回収する価値がある。複合体を溶解と分
解の両方できる溶媒中に複合体結晶を溶解して回収され
る。適した溶媒にはメタノール、エタノールまたはプロ
ノミノールのごとき低沸点アルコールとともにアセト/
または酢酸エチルのごとき他の溶媒も挙げられる。分離
されたカフェー酸/カフェイン複合体結晶を溶媒に溶解
し、複合体を分解してカフェー酸およびカフェインの別
々の回収を可能にする。別々の回収は1つの成分に特異
的な吸着剤上へ1つの成分を吸着させるかまたは1つの
成分に特異的な溶媒で抽出する事により達成されるであ
ろう。
The insoluble caffeic acid/caffeine complex crystals may simply be discarded after separation, but both caffeic acid and caffeine are expensive and are worth recovering. The complex crystals are recovered by dissolving them in a solvent that can both dissolve and decompose the complex. Suitable solvents include acetate/alcohol along with low boiling alcohols such as methanol, ethanol or pronominol.
or other solvents such as ethyl acetate. The separated caffeic acid/caffeine complex crystals are dissolved in a solvent to decompose the complex and allow separate recovery of caffeic acid and caffeine. Separate recovery may be accomplished by adsorbing one component onto an adsorbent specific for one component or by extracting with a solvent specific for one component.

本発明の方法はカフェイン−含有液体、最も具体的には
焙炒およびグリーンコーヒーの水性コーヒー抽出液に応
用できる。本明細書で使用を企図したグリーンコーヒー
抽出液は前に記載した水膜カフェイン法から得たもので
典型的には重量で20チから30チの間のコーヒー可溶
性成分および重量で0,5チから1チのカフェインを含
有している。
The method of the invention is applicable to caffeine-containing liquids, most particularly aqueous coffee extracts of roasted and green coffee. Green coffee extracts contemplated for use herein are obtained from the water film caffeine process previously described and typically contain between 20 and 30 inches by weight of coffee soluble components and 0.5 inches by weight. Contains 1 to 1 g of caffeine.

本発明は水膜カフェイン過程におけるカフェインの除去
の溶媒を置き換える事によりその技術の欠点を克服して
いる。本方法はまた可溶性コーヒーの製造に典型的に使
用される焙炒コーヒーの抽出液の脱カフェインに有益で
ある。そのような焙炒コーヒー抽出液は最もしばしば重
量で10%から30係のコーヒー可溶性成分および重量
で0.5%から5%のカフェインを含有している。焙炒
コーヒー抽出液に関しての本発明のかぎとなる利点は、
望ましい焙炒コーヒーの風味および芳香にどんな損傷ま
たは損失も与えないことである。グリーンコヒーまたは
焙炒コーヒー抽出液から最初に存在する97%以上のカ
フェインを除去する事が典型的には望まれるけれど、望
まれる脱カフェインの程度に依存して本発明の方法を1
度以上繰り返す事が必要であろう。
The present invention overcomes the shortcomings of that technology by replacing the solvent for caffeine removal in the water film caffeine process. The method is also useful for decaffeinating roasted coffee extracts typically used in the production of soluble coffee. Such roasted coffee extracts most often contain 10% to 30% by weight coffee soluble components and 0.5% to 5% caffeine by weight. The key advantages of the present invention regarding roasted coffee extracts are:
without causing any damage or loss to the desired roasted coffee flavor and aroma. Although it is typically desired to remove more than 97% of the caffeine initially present from the green coffee or roasted coffee extract, depending on the degree of decaffeination desired, the method of the present invention may be
It may be necessary to repeat it more than once.

以下の実施例で本発明の具体例を例示する。但し、実施
例は本発明を制限するわけではない。
The following examples illustrate specific examples of the invention. However, the examples do not limit the invention.

実施例1 30.09−の水、1.65f!−のクロロゲン酸およ
び0.9y−のカフェインを混合してクロロゲン酸およ
びカフェインの等モル水溶液を調製した。溶液は沸とう
近くまで加熱した。等モルのカフェー酸0.8554を
秤量して添加し、熱溶液中で溶解させた。
Example 1 30.09- of water, 1.65 f! - Chlorogenic acid and 0.9y- of caffeine were mixed to prepare an equimolar aqueous solution of chlorogenic acid and caffeine. The solution was heated to near boiling. An equimolar amount of 0.8554 caffeic acid was weighed out and dissolved in the hot solution.

溶液を放置して室温まで冷却した。結晶成長は約1時間
後に観察された。12−14時間後、結晶を粗いF紙を
用いて溶液から戸数した。以下の分析は約93チのカフ
ェインが除去されているが、一方クロロゲン酸はほとん
ど除去されていない事を示している。
The solution was allowed to cool to room temperature. Crystal growth was observed after about 1 hour. After 12-14 hours, the crystals were removed from the solution using coarse F paper. The analysis below shows that about 93% of caffeine was removed, while very little chlorogenic acid was removed.

本実施例および以下の実施例におけるカフェインの分析
は高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によシ実施
し、カフェインの除去はカフェインと同定されたピーク
の面積の変化により測定した。
Analysis of caffeine in this example and the following examples was performed by high performance liquid chromatography (HPLC), and removal of caffeine was measured by the change in the area of the peak identified as caffeine.

分離カラム(5μ球状C18; 3.9 mxX15c
1rL)はカフェインおよびカフェー酸の約280nm
の波長で使用した。移動相は010033MKH2PO
4、メタノール、酢酸が各々80:20:4の比のもの
であった。分析は室温で行い、同じように1.5m11
分の流速で5μノを注入した。溶液は総固型分が重量で
0.1チまで分析前に移動相を用いて希釈した。
Separation column (5μ spherical C18; 3.9 mxX15c
1 rL) is approximately 280 nm of caffeine and caffeic acid.
It was used at a wavelength of Mobile phase is 010033MKH2PO
4, methanol, and acetic acid in a ratio of 80:20:4, respectively. The analysis was carried out at room temperature and in the same manner as 1.5 m11
5 μm was injected at a flow rate of 1 min. Solutions were diluted with mobile phase prior to analysis to a total solids content of 0.1 inch by weight.

実施例2 0.9fFのカフェー酸を90.0y4)沸とう間近の
水に溶解して水溶液を調製した。次に、重量で9.5チ
のカフェインを含有する10.OL?の常圧乾燥コーヒ
ー抽出物を溶液に溶解した。対照試料は10.01のコ
ーヒーを90.0 Pの水に溶解して調製した。
Example 2 An aqueous solution was prepared by dissolving 0.9 fF of caffeic acid in 90.0y4) of water that was about to boil. Next, 10.5 grams, which contains 9.5 inches of caffeine by weight. Office lady? of atmospherically dried coffee extract was dissolved in the solution. A control sample was prepared by dissolving 10.01 P coffee in 90.0 P water.

両方のコーヒー溶液を放置して冷却した。12−14時
間後カフェー酸含有溶液において結晶が観察された。対
照試料では結晶は観察されなかった。1週間後、カフェ
ー酸含有の溶液では更に結晶の成長が観察され、上澄み
液を結晶からデカントして取シ、この溶液はさらに1週
間放置する。溶液の1部を分析すると元に比べ約30チ
少ないカフェインを含有する事が見い出された。対照試
料では結晶は観察されなかった。2週間後、カフェー酸
を含む溶液では再び結晶成長が観察された。上澄み液を
デカントして結晶を分離した。溶液の1部を分析すると
元に比べ約65%カフェインが減少している事が見い出
された。結晶を分析すると本質的に純粋な1:1モル比
のカフェー酸/カフェイン複合体であった。対照試料で
は結晶は観察されず、分析で最初に存在したすべてのカ
フェインが残っている事が見い出された。
Both coffee solutions were left to cool. Crystals were observed in the caffeic acid containing solution after 12-14 hours. No crystals were observed in the control sample. After one week, further crystal growth is observed in the solution containing caffeic acid, the supernatant liquid is decanted from the crystals, and the solution is left to stand for another week. When a portion of the solution was analyzed, it was found to contain approximately 30 grams less caffeine than the original. No crystals were observed in the control sample. After 2 weeks, crystal growth was again observed in the solution containing caffeic acid. The supernatant was decanted to separate the crystals. When a portion of the solution was analyzed, it was found that the caffeine content was reduced by approximately 65% compared to the original. Analysis of the crystals revealed essentially pure 1:1 molar ratio caffeic acid/caffeine complex. No crystals were observed in the control sample, and analysis found that all of the caffeine originally present remained.

8.7重量%のカフェインを含む常圧乾燥コーヒー抽出
物から10重量%のコーヒー溶液を調製した。
A 10% by weight coffee solution was prepared from an atmospherically dried coffee extract containing 8.7% by weight of caffeine.

溶液を4分割し、70Cに加熱した。カフェー酸を3つ
の試料にカフェー酸対カフェインのモル比が1.1:1
になるように添加した。4つの試料はその後40Cに冷
却した。酢酸を2つのカフェー酸−含有試料に添加し、
その第1の試料のpHを4.5に第2の試料のpHを4
.2に下げた。4つの試料は40Cで攪拌し、周期的に
サンプリングした。結果を下の表に示した。
The solution was divided into four parts and heated to 70C. Caffeic acid was used in three samples with a molar ratio of caffeic acid to caffeine of 1.1:1.
It was added so that The four samples were then cooled to 40C. adding acetic acid to the two caffeic acid-containing samples;
The pH of the first sample is 4.5 and the pH of the second sample is 4.5.
.. I lowered it to 2. Four samples were stirred at 40C and sampled periodically. The results are shown in the table below.

叫−0GN −憂 −− 一  へ  n  寸 5日後、350,000 P X 30分の超遠心分離
を用いて試料2−4から結晶を炉去した。結晶を分析す
ると本質的に純粋な1:1モル比のカフェー酸/カフェ
イン複合体であった。対照試料(試料1)では結晶は観
察されなかった。
After 5 days, the crystals were removed from sample 2-4 using ultracentrifugation at 350,000 P x 30 minutes. Analysis of the crystals revealed essentially pure 1:1 molar ratio caffeic acid/caffeine complex. No crystals were observed in the control sample (sample 1).

(外5名)(5 other people)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)(α)カフエー酸とカフエイン含有液体を混合して
不溶性コロイド状カフエー酸/カフエイン複合体を形成
させ; (b)液体から分離できる不溶性カフエー酸/カフエイ
ン複合体の結晶を成長せしめ; (c)脱カフエインした液体から不溶性カフエー酸/カ
フエイン複合体結晶を分離する;各工程から成るカフエ
イン含有液体の脱カフエイン方法。 2)カフエイン含有液体がグリーンコーヒーの抽出液で
ある特許請求の範囲第1項記載の方法。 3)カフエイン含有液体が焙炒コーヒーの抽出液である
特許請求の範囲第1項記載の方法。 4)カフエー酸をカフエイン含有液体と少くとも1:1
のカフエー酸:カフエインモル比で混合する特許請求の
範囲第1項記載の方法。 5)カフエー酸をカフエイン含有液体に固体として混合
し、続いて液体中に溶解せしめる特許請求の範囲第1項
記載の方法。 6)カフエー酸をカフエイン含有液体に水溶液として混
合する特許請求の範囲第1項記載の方法。 7)カフエー酸溶液をカフエイン含有液体と50℃から
95℃の温度で混合する特許請求の範囲第6項記載の方
法。 8)さらに不溶性カフエー酸/カフエイン複合体結晶の
成長を促進するためカフエー酸および液体の混合物を0
℃から50℃に冷却する特許請求の範囲第7項記載の方
法。 9)pH4.5以下にpHを下げるためコーヒー抽出物
に酸を添加する特許請求の範囲第2または第3項記載の
方法。 10)不溶性カフエー酸/カフエイン複合体結晶を液体
から遠心分離により分離する特許請求の範囲第1項記載
の方法。 11)カフエー酸/カフエイン複合体結晶を液体から分
離後、カフエー酸/カフエイン複合体を壊し、その後別
々にカフエー酸およびカフエインを回収する特許請求の
範囲第1項記載の方法。 12)カフエー酸/カフエイン複合体結晶を溶解するの
に使用する溶媒がメタノール、エタノール、プロパノー
ル、酢酸エチルおよびアセトンからなる群より選択され
る特許請求の範囲第11項記載の方法。
[Claims] 1) (α) mixing caffeic acid and a caffeic acid-containing liquid to form an insoluble colloidal caffeic acid/caffeic complex; (b) crystals of the insoluble caffeic acid/caffeic complex that can be separated from the liquid; (c) separating insoluble caffeic acid/caffeine complex crystals from the decaffeinated liquid; 2) The method according to claim 1, wherein the caffeine-containing liquid is a green coffee extract. 3) The method according to claim 1, wherein the caffeine-containing liquid is a roasted coffee extract. 4) At least 1:1 caffeic acid with caffein-containing liquid
The method according to claim 1, wherein the caffeic acid:caffein molar ratio is mixed. 5) A method according to claim 1, wherein the caffeic acid is mixed as a solid into the caffein-containing liquid and subsequently dissolved in the liquid. 6) The method according to claim 1, wherein caffeic acid is mixed into the caffein-containing liquid as an aqueous solution. 7) A method according to claim 6, wherein the caffeic acid solution is mixed with the caffein-containing liquid at a temperature of 50°C to 95°C. 8) Addition of a mixture of caffeic acid and liquid to further promote the growth of insoluble caffeic acid/caffeic acid complex crystals.
8. The method according to claim 7, wherein the method is cooled from .degree. C. to 50.degree. 9) The method according to claim 2 or 3, wherein an acid is added to the coffee extract to lower the pH to 4.5 or less. 10) The method according to claim 1, wherein the insoluble caffeic acid/caffein complex crystals are separated from the liquid by centrifugation. 11) The method according to claim 1, wherein after separating the caffeic acid/caffein complex crystals from the liquid, the caffeic acid/caffeic complex is broken, and then the caffeic acid and caffein are separately recovered. 12) The method according to claim 11, wherein the solvent used to dissolve the caffeic acid/caffein complex crystals is selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, ethyl acetate and acetone.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007259726A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Kao Corp Method for producing chlorogenic acid-containing material
JP2020534800A (en) * 2017-09-29 2020-12-03 ソシエテ・デ・プロデュイ・ネスレ・エス・アー Caffeine manufacturing method

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