JPWO2006080333A1 - クロロゲン酸類高含有コーヒー豆加工方法 - Google Patents

Abstract

コーヒー生豆を焙煎処理してコーヒー焙煎豆を得るコーヒー豆加工方法であって、コーヒー生豆に高温高圧の流体を接触させて焙煎処理を実施する。

Description

本発明は、コーヒー生豆を焙煎処理してコーヒー焙煎豆を得るコーヒー豆加工方法に関する。

コーヒー特有の味覚や香りの素となる成分（以下、コーヒー香味成分と称する）は、コーヒー生豆に熱処理を施す焙煎工程により、当該コーヒー生豆中で連続的に複雑な化学反応が進行して生成される。通常、コーヒー生豆の焙煎工程は、常圧条件下での熱風式・直火式などにより実施される。
焙煎工程を経て生成したコーヒー香味成分は、その後抽出され、例えば、缶入りコーヒー飲料等に添加される。

しかしながら、缶入りコーヒー飲料を開封すると経時的にコーヒー特有の味覚や香りが低減する。これは、開封後、缶内のコーヒー飲料が大気中の酸素分子と接触して過酸化水素が発生し、発生した過酸化水素がコーヒー香味成分を酸化変性させるためである。

そこで、過酸化水素の生成速度を低下させるためにアスコルビン酸等の抗酸化剤を添加することなどが考えられるが、できるだけコーヒー本来の風味が損なわれないようにしなければならない。そのため、コーヒー生豆に元々含まれており、且つ抗酸化作用を有するクロロゲン酸類を添加してコーヒー抽出液中の含有量を高め、開封後の過酸化水素の生成を抑える検討が行われている（特許文献１参照）。

尚、クロロゲン酸類とは、桂皮酸誘導体とキナ酸とのエステルの総称で、ポリフェノール化合物の一種である。
特開２００３−２０４７５６号公報

クロロゲン酸類は熱に対して不安定であり、加水分解や熱分解を受け易い。コーヒー生豆には通常５．５％〜８．０％程度のクロロゲン酸類が含まれているが、熱風焙煎などの焙煎処理により、その半分以上が分解されて消失する。

従来、クロロゲン酸類を含有する非焙煎植物（例えば、コーヒー生豆など）から、エタノールやメタノール等の親水性有機溶剤を用いる溶媒抽出方法、あるいは超臨界抽出などの特殊な抽出方法でクロロゲン酸類を抽出していた。そして、クロロゲン酸類を含有する抽出液を、通常のコーヒー焙煎豆から得た抽出液に添加していた。

つまり、クロロゲン酸類を得るためには、クロロゲン酸類を抽出する抽出処理をコーヒー飲料の製造とは別異に実施してクロロゲン酸類抽出液を得る、或いは、コーヒー生豆抽出物等の市販品を購入する必要があった。
いずれにしても、クロロゲン酸類の抽出処理や、コーヒー焙煎豆から得た抽出液との混合等の手間を要し、抽出処理装置のための設備コストや、コーヒー生豆抽出物等の市販品購入による原料コスト等の増大を招来する虞があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、クロロゲン酸類を別途添加することなく、クロロゲン酸類を高濃度で含有するコーヒー飲料を製造できるコーヒー生豆加工方法を提供する。

上記目的を達成するための本発明の第一特徴構成は、コーヒー生豆を焙煎処理してコーヒー焙煎豆を得るコーヒー豆加工方法であって、前記コーヒー生豆に高温高圧の流体を接触させて前記焙煎処理を実施する点にある。

上記第一特徴構成によれば、高温高圧の流体を接触させてコーヒー生豆の焙煎処理を行うので、高温常圧下で行われる従来の熱風焙煎処理と比べて、短時間で焙煎処理を実施できる。そのため、コーヒー生豆中に含まれるクロロゲン酸類の熱分解を最小限に抑えることができる。

さらに、高温高圧下で処理されるため、コーヒー生豆中の不溶性成分である多糖類や繊維質などの部分的な加水分解が促進されて、その物理的障害が少なくなることにより、焙煎により生成した各種コーヒー香味成分やクロロゲン酸類等の抽出効率が向上する。その結果、このコーヒー焙煎豆に対して一般的な粉砕及び抽出を行うだけで、より香味豊かで、且つ、クロロゲン酸類を高濃度で含むために過酸化水素の生成を抑制して香味成分が酸化され難い安定したコーヒー抽出液を得ることができる。

従って、クロロゲン酸類をコーヒー飲料の製造とは別異に抽出して、或いは、コーヒー生豆抽出物等の市販品を購入してコーヒー抽出液に後から添加する必要がないため簡便なコーヒー生豆加工方法となる。そのため、コスト増になる虞もなく、短時間焙煎による消費電力などのランニングコストの削減や、原料（コーヒー生豆）利用効率の改善による原料コストの削減といったコストダウンも期待される。

本発明の第二特徴構成は、高温高圧の流体による焙煎処理を１００℃〜２３０℃で実施する点にある。

上記第二特徴構成によれば、コーヒー生豆の焙煎処理をより短時間で確実に実施することが可能となる。
１００℃より低温であると、コーヒー特有の良好な焙煎香味の生成のために処理時間を長くする必要ある。その結果、クロロゲン酸類の熱分解が起こり易くなり、焙煎豆中のクロロゲン酸類の量は減少し、コーヒー飲料へのクロロゲン酸類の移行量は少なくなる。また、２３０℃より高温であると、良好な焙煎香味の多くが飛散し、コゲ臭が強く出るため、飲用に適さない。

本発明の第三特徴構成は、前記焙煎処理を１７０℃〜２１０℃で実施する点にある。

上記第三特徴構成によれば、特に１７０℃〜２１０℃の範囲においては、クロロゲン酸類の熱分解を抑えつつ、尚且つ良好な焙煎香味を付与することができる。

本発明の第四特徴構成は、前記焙煎処理をゲージ圧０．１ＭＰａ〜３.０ＭＰａで実施する点にある。

上記第四特徴構成によれば、コーヒー生豆の焙煎処理をより短時間で確実に実施することが可能となる。
ゲージ圧が０．１ＭＰａより低い圧力の場合、反応のために長い時間がかかるため、クロロゲン酸類の熱分解が起こり、焙煎豆中のクロロゲン酸類の量は減少し、コーヒー飲料へのクロロゲン酸類の移行量は少なくなる。
一方、３．０Ｍｐａより高い圧力である場合には、反応容器内の圧力制御が困難であるため、ハンドリングの面から操作に適さない。

本発明の第五特徴構成は、高温高圧の流体を飽和水蒸気とした点にある。

上記第五特徴構成によれば、乾燥空気（熱風焙煎）の場合と比べて熱伝達効率が飛躍的に向上（およそ１０倍）する。その結果、所望される焙煎度（ライトロースト〜イタリアンロースト）にもよるが、熱風焙煎では通常１５分〜３０分以上の処理時間を必要としていたところ、本構成により焙煎処理時間をおよそ３０秒〜４分程度まで短縮することが可能となる。

本発明の第六特徴構成は、第一〜第五特徴構成のいずれか１項に記載のコーヒー豆加工方法により加工されたコーヒー豆加工品である点にある。

上記第六特徴構成によれば、コーヒー生豆中に含まれるクロロゲン酸類といった熱に不安定な化合物をも多量に含み、且つ、コーヒー特有の良好な焙煎香味を有して抽出効率の向上したコーヒー焙煎豆を提供することができる。

本発明の第七特徴構成は、第六特徴構成に記載のコーヒー豆加工品を原料とするコーヒー飲料である点にある。

クロロゲン酸類は、ポリフェノールの一種であり、癌や動脈硬化などの生活習慣病を引き起こす原因の一つといわれる活性酸素を消去する機能を持つ成分としても広く知られている。生活習慣病に関しては、食事療法、運動療法、飲酒・喫煙の制限などの生活習慣改善を目的とした一般療法の重要性が認識されている。なかでも食習慣の改善は重要であるといわれ、活性酸素消去機能を持つ素材を含む飲料・食品に関する研究が盛んに行われている。

上記第七特徴構成によれば、クロロゲン酸類を高濃度に含むため、例えば開封後の缶入りコーヒー飲料においても、過酸化水素の生成を抑えて長時間その香味を失わない高品質なコーヒー飲料を提供することができる。その上、癌や動脈硬化などの生活習慣病に対して優れた生理活性機能（活性酸素消去機能）を有するクロロゲン酸類を、嗜好性が高く世界中で広く愛飲されているコーヒー飲料に高濃度で含有させて摂取することができるため、生活習慣病予防にも広く貢献し得る。

本発明の第八特徴構成は、焙煎度がＬ１８〜２３であり、かつ、クロロゲン酸類を１ｇあたり１０〜１３ｍｇ含むコーヒー焙煎豆である点にある。

上記第八特徴構成のコーヒー焙煎豆は、コーヒー飲料に用いる程度の焙煎を経た後においてもクロロゲン酸類を高濃度に含むコーヒー焙煎豆を得ることができ、コーヒー飲料の原料として好適に用いることができる。

本発明は、コーヒー生豆を高温高圧の流体で焙煎処理する。本実施形態ではこの焙煎処理を高温高圧処理と称する。

本明細書におけるクロロゲン酸類とは、桂皮酸誘導体とキナ酸のエステルの総称であり、カフェ酸がキナ酸の３位、４位、５位の水酸基のうち１つの水酸基にエステル結合したカフェイルキナ酸（例えば、５−カフェイルキナ酸など）、キナ酸の３位、４位及び５位の水酸基のうち２つの水酸基にカフェ酸がエステル結合したジカフェイルキナ酸（例えば、３、４−ジカフェイルキナ酸など）、キナ酸の３位、４位、５位の水酸基のうち１つの水酸基にフェルラ酸がエステル結合したフェルリルキナ酸（例えば、３−フェリルキナ酸など）、などをいう。

本発明の一つの実施形態は、コーヒー生豆を高温高圧処理してコーヒー豆加工品を製造することである。

コーヒーの品種としては、例えばアラビカ種・ロブスタ種・リベリカ種などが挙げられる。

コーヒー生豆とは、コーヒーノキの果実であるコーヒー果実を収穫後、果肉や薄皮等を除去して精製した種子を乾燥させたものをいう。精製工程としては、水洗式や非水洗式などがある。

高温高圧処理に用いる流体は、液体としては、例えば、蒸留水・脱塩水・水道水・アルカリイオン水・海洋深層水・イオン交換水・脱酸素水・水溶性の有機化合物（例えばアルコール等）や無機塩類を含む水などが挙げられるが、これらに限定されない。

高温高圧処理に用いる流体は、気体としては、上述の液体の蒸気、例えば水蒸気・アルコール蒸気等が挙げられる。当該水蒸気は、作業性・操作性の観点から、飽和水蒸気が好ましいが、これに限定されるものではない。

高温高圧処理に用いる流体としては、上述の流体の他に、超臨界流体または亜臨界流体等が含まれる。ある特定の圧力と温度（臨界点）を超えると、気体と液体の境界面が消失して両者が渾然一体となった流体の状態を維持する範囲が存在する。こうした流体を超臨界流体といい、気体と液体の中間の性質を持つ高密度の流体となる。亜臨界流体とは、臨界点よりも圧力及び温度が低い状態の流体である。

高温高圧の流体の供給方法としては、例えば、圧力容器に流体を供給して昇温昇圧状態のまま一定の処理時間を保持するバッチ式がある。或いは、流体供給路及び流体排出路を設けた圧力容器に、大気圧よりも高い出口圧力で前記流体排出路から流体が排出されるように、前記流体供給路から前記流体排出路に流体を一定の時間流通させ処理を行う連続式などがある。しかし、圧力容器の加圧状態が維持できる方法であれば、これに限定されるものではない。
また、連続式で供給する際の流体の流れの方向は特に限定されず、例えば高温高圧処理するコーヒー生豆に対して、上から下方向、下から上方向、外から内方向、内から外方向とする。

高温高圧処理時の温度は約１００〜２３０℃であれば好ましい。本発明においては、コーヒー生豆中の不溶性成分である多糖類や繊維質を加水分解して可溶性成分を得る必要があることから、それを高める条件である約１７０〜２１０℃とするのが特に好ましい。

高温高圧処理時の圧力は、加圧条件、特にゲージ圧０.１〜３.０ＭＰａで処理することが望ましい。特に高温高水蒸気処理においては飽和水蒸気圧であることが好ましい。本明細書で「圧力」というときには「ゲージ圧」を意味し、大気圧を０としたときの圧力を意味する。従って、例えば「ゲージ圧０.１ＭＰａ」は絶対圧力に換算すると、大気圧に０.１ＭＰａを加えた圧力となる。特にゲージ圧約０.７〜３.０ＭＰａが望ましい。

処理時間は、好ましくは約１秒〜６０分であり、より好ましくは約３０秒〜４分である。

本発明においては、高温高圧処理後に公知の処理を行っても良い。公知の処理としては、例えば粉砕、抽出（超臨界抽出も含む）、乾燥（真空乾燥など）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

このようにして高温高圧処理されたコーヒー豆加工品は、冷却、乾燥（真空乾燥、熱風乾燥など）を行った後、常法によってサイロなどに保管する。

このようにして得られた本発明のコーヒー焙煎豆は、コーヒ飲料に用いる程度の焙煎を経た後においてもクロロゲン酸類を高濃度に含む。例えば、焙煎度がＬ１８〜２３であって、クロロゲン酸の量が１ｇあたり約１０〜１３ｍｇであるコーヒー焙煎豆を得ることが出来る（後述の実施例１参照）。

高温高圧処理と同時、又は高温高圧処理前に粉砕する工程を行うこともできる。これにより、均一な処理が可能となり、混合物の原料を均一に混合し、本発明の高温高圧処理を均一なものにすることもできる。本発明の高温高圧処理物の成型がより容易になる。さらに粉砕に加えて混合する工程を行うこともできる。これにより、粉砕した原料を均一に混合することができる。

本発明を効率よく行うために、エクストルーダを使用するのが好ましい。これによれば、上記処理後の操作が非常に容易となる。また、連続処理が可能なことから多量の加工品を供給するためにもエクストルーダの使用が適している。

エクストルーダは膨化食品などの製造によく用いられ、押し出し筒内に配置された二軸等の多軸または一軸のスクリューにより、原料を混合しながら加熱加圧し、高温高圧状態でダイから押し出す装置である。

本発明においては安定して高温高圧処理を行えることから二軸型がより好ましい。エクストルーダを用いることにより、連続処理が可能となり、また、処理後に処理雰囲気を高圧から低圧に急激に開放すれば、水分が蒸散する。
また、上記したようにダイの形状を適当に選択することにより、所望の形状に成型された処理物が得られる。これらの装置以外でも本発明の上記の条件を実現できる装置であれば、いかなる装置でも良い。

本発明におけるコーヒー豆加工品は、コーヒー飲料のコーヒー原料の一つとして、コーヒー焙煎豆・インスタントコーヒー・液体コーヒーエキスなどと共に用いることができ、常法により、コーヒー飲料製造工場で製造することができる。
例えば、缶入りコーヒー飲料缶詰の製造工程を例として挙げると、「粉砕」「抽出」「調合」「ろ過」「充填」「巻締」「殺菌」「冷却」「箱詰め」の工程で製造することができる。あるいはコーヒー焙煎豆を用い、インスタントコーヒーや液体コーヒーエキスなどを調整しても良い。

〔実施例１〕
以下、本発明について、実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

流体入口配管、出口配管を有する圧力容器に、コーヒー生豆（アラビカ種）を入れ、流体入口配管より水蒸気を供給し、容器内圧力が圧力１.３ＭＰａ（１９０℃）になった時点で出口配管のバルブを閉じて１〜１０分間保持する。その後、出口配管のバルブを開けてゆっくりと圧力を開放し、焙煎度（Ｌ値）１８〜２３のコーヒー豆加工品（発明品１〜３）を得た。

コーヒー生豆（アラビカ種）を一般的な電気焙煎器（熱風式焙煎器）を用いることにより、７〜１５分間の熱風焙煎を行い、Ｌ値が１８〜２３のコーヒー焙煎豆（対照品１〜３）を得た。

本発明品１〜３と対照品１〜３のコーヒー豆中のクロロゲン酸類の含有量を測定する（クロロゲン酸類測定工程）。
試料をそれぞれミルで粉砕後に０.２ｇを量り取って、８０％メタノール１００ｍｌを抽出溶媒として３時間のソックスレー抽出を行った。この熱メタノール抽出液を用いて、ＨＰＬＣにより、クロロゲン酸類の定量評価を行った。

クロロゲン酸類はＨＰＬＣ（検出器ＵＶ２８０ｎｍ）により検出した。コーヒーに含まれるクロロゲン酸類の大部分は５−カフェイルキナ酸であることから、５−カフェイルキナ酸を標準品として用いて検量線を作成し、クロロゲン酸類の定量評価を行った。

この結果、発明品のコーヒー豆は、クロロゲン酸類の含有量が１０ｍｇ/ｇ以上であるため、対照品のコーヒー豆と比較してクロロゲン酸類の含有量が明らかに多くなっている。よって、高温高圧処理（焙煎工程）で起こるクロロゲン酸類の消失が抑制されると認められた。

〔実施例２〕
同じＬ値（１８）を有する本発明品３および対照品３を試料として、それぞれ３０ｇを量り取ってミルで粉砕し、市販の一般的なドリップ式コーヒーメーカーを用いて熱水４５０ｇで抽出し、コーヒー抽出液（コーヒー飲料）を得て、このクロロゲン酸含有量をＨＰＬＣにより測定した。それぞれについて、専門パネリストにより官能評価を行った。

この結果、発明品のコーヒー飲料は、対照品のコーヒー飲料と同様、しっかりとした焙煎香味と茶褐色を呈しており、かつ、フルーティーで酸味は控えめでコクのある後味を有していることから、個性的な特徴を有するといえる。また、発明品のコーヒー飲料は対照品に比べてクロロゲン酸類が多く含まれることによるエグミや収斂味などを感じることは無かった。
従って、発明品のコーヒー豆加工品は、従来のコーヒー焙煎豆とは異なる品質を有する豆であるものと認められた。

本発明は、コーヒー生豆を焙煎処理してコーヒー焙煎豆を得るコーヒー豆加工方法に利用できる。

Claims (8)

1. コーヒー生豆を焙煎処理してコーヒー焙煎豆を得るコーヒー豆加工方法であって、
   前記コーヒー生豆に高温高圧の流体を接触させて前記焙煎処理を実施するコーヒー豆加工方法。
2. 前記焙煎処理を１００℃〜２３０℃で実施する請求項１に記載のコーヒー豆加工方法。
3. 前記焙煎処理を１７０℃〜２１０℃で実施する請求項２に記載のコーヒー豆加工方法。
4. 前記焙煎処理をゲージ圧０．１ＭＰａ〜３.０ＭＰａで実施する請求項１〜３のいずれか１項に記載のコーヒー豆加工方法。
5. 前記流体が飽和水蒸気である請求項１〜４のいずれか１項に記載のコーヒー豆加工方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のコーヒー豆加工方法により加工されたコーヒー豆加工品。
7. 請求項６に記載のコーヒー豆加工品を原料とするコーヒー飲料。
8. 焙煎度がＬ１８〜２３であり、かつ、クロロゲン酸類を１ｇあたり１０〜１３ｍｇ含むコーヒー焙煎豆。