KR100634775B1

KR100634775B1 - 커피향 회수방법 및 향 생성물

Info

Publication number: KR100634775B1
Application number: KR1020007011256A
Authority: KR
Inventors: 맨드랠리스제논이오아니스; 웨스트펄스코트; 윤커케네스에이
Original assignee: 소시에떼 데 프로듀이 네슬레 소시에떼아노님
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2006-10-16
Also published as: ID29275A; BR9909553A; NZ506838A; US6149957A; ZA992645B; KR20010042586A; CO5050301A1; NZ526062A; AU2831499A; ES2229685T3; CN1296385A; US6358552B1; PL343399A1; PT1069830E; TWI239813B; HUP0105461A2; CA2324925A1; AR019039A1; HUP0105461A3; PE20000583A1

Abstract

커피로부터 향 성분의 회수방법. 수성액 중 커피 분쇄물의 슬러리를 휘발시켜 슬러리로부터 향 성분을 휘발시킨다. 실질적인 역류 방식으로 기체를 사용하여 휘발을 수행함으로써, 향 성분을 포함하는 착향 기체가 제공된다. 그 다음에 향 성분이 착향 기체로부터 수합된다. 향 성분은 추출물의 건조 전에 농축된 커피 추출물에 첨가될 수 있다. 제조된 커피 분말은 매우 증가되고 개선된 풍미 및 향을 가지며, 더 높은 수준의 푸란 및 디케톤을 함유한다.

커피

Description

커피향 회수방법 및 향 생성물{COFFEE AROMA RECOVERY PROCESS AND AROMA PRODUCT}

본 발명은 추출 전의 커피향 회수방법 및 회수된 향에 관한 것이다. 상기 회수된 향은 인스턴트 커피를 착향시키는 데에 유용하다.

소비자들이 일정 향을 일정 제품과 연관시키므로, 향은 많은 제품들에 있어 중요한 부분을 차지한다. 제품이 그와 관련된 향을 잃는 경우, 그 제품에 대한 소비자의 인식에 나쁜 영향을 준다. 이것은 다른 분야에서도 존재하지만, 인스턴트 커피의 분야에서 특히 문제가 된다. 추출, 농축 및 건조를 포함하는 상업적인 공정으로부터 수득된 인스턴트 커피 분말은 대개 실제로는 무향이다. 이러한 이유로, 인스턴트 커피의 공정 중 사라지는 커피향을 회수하고, 이러한 향을 건조전 농축된 커피 추출물에 또는 인스턴트 커피 분말에 재배합시키는 것이 통상적이다.

커피향은 인스턴트 커피 제조공정중 여러 지점에서, 가장 일반적으로는 볶은원두를 분쇄하는 동안, 농축전 커피 추출물의 증기휘발 및 커피 고형분의 건조에 의해 회수된다.

분쇄된 커피로부터 향의 회수는 미국 특허 3,535,118에 개시되어 있다. 상기 특허는 볶은후 분쇄된 커피를 칼럼에 넣고, 약 40 ℃를 유지하는 방법을 개시한다. 그 다음, 커피의 층에 물을 분무함으로써 습윤화하여 커피 입자로부터 향을 이탈시키는 것을 보조한다. 불활성 기체로서 통상 질소를 약 44 ℃까지 가열하여 층 아래로부터 칼럼으로 도입한다. 불활성 기체가 층을 통해 위로 통과하면서, 커피 입자로부터 향을 휘발시킨다. 불활성 기체를 약 5 ℃에서 조작되는 응축기로 공급하여, 불활성 기체 내의 물을 응축시킨다. 최종적으로 탈수된 불활성 기체를 극저온 응축기로 공급하여, 향을 프로스트(frost)로 응축시킨다. 그 후, 프로스트가 회수된다.

볶은후 분쇄된 커피로부터 향을 회수하는 또다른 방법은 국제특허출원 WO 97/10721에 기재되어 있다. 상기 방법에서, 분쇄된 커피는 진탕 중 연장된 혼합 구역을 통해 이동된다. 동시에, 분쇄된 커피가 이동되고 진탕될 때, 수성액을 연장된 혼합 구역에 분무하여 분쇄된 커피를 습윤화한다. 연장된 혼합 구역에서 습윤화된 분쇄된 커피에 의해 방출된 향 기체를 빼내어 수합한다. 유사한 방법이 영국특허 1,466,881 및 미국특허 4,092,436에 기재되어 있다.

이러한 방법과 함께 발생되어 인지된 문제중의 하나는 그것들이 추출 셀 또는 칼럼 밖에서 커피 분쇄물의 예비-습윤을 초래한다는 것이다. Sivetz 및 Desrosier(Sivetz, M and Desrosier, N.W.; 1979; Coffee Technology, AVI Publishing Company, Inc., p. 334)에 따르면, 이러한 수행은, 진하고 바람직하지 않은 풍미와 함께 천연 커피 휘발성분의 손실이 수반되어 한 시간 내에 분쇄된 커피가 변질되는 것을 초래하기 때문에 불량하다. Sivetz 및 Desrosier는 커피 분쇄물의 첫번째 습윤이 추출 셀 또는 칼럼 내에서 일어나야 한다고 주장한다. 분쇄된 커피가 좋은 향의 원료임에도 불구하고, 결과적으로 예비-습윤에 의한 커피향의 회수는 일반적으로 실용적이지 않다.

또한, 한 컵의 신선하게 우려낸 커피에서 수득된 향의 모든 성분이 예비-습윤 동안 포획되는 것은 아니다. 결과적으로, 여분의 향이 그 이후 제조공정 중 에 포획되지 않는 경우, 일부 향 성분을 잃을 수 있다; 이들 향 성분은, 인스턴트 커피 분말에 배합되는 경우, 인스턴트 커피 분말로부터 제조되는 음료의 향을 개선시킬 수 있다. 또한, 많은 종래의 회수법은 향 성분을 손상시키거나 변화시킨다.

그러므로, 분쇄된 커피로부터 향을 회수하는 방법에 대한 요구가 여전히 있다.

따라서, 일면에서는, 본 발명은 하기를 포함하는, 커피로부터 향성분의 회수방법을 제공한다:

수성액 중 커피 분쇄물의 슬러리를 제공하는 단계;

실질적인 역류 방식으로 기체를 사용하여 슬러리로부터 향 성분을 휘발시켜, 향 성분을 포함하는 향 기체를 제공하는 단계; 및

착향 기체로부터 향 성분을 수합하는 단계.

상기 방법은 종래 방법의 경우보다 상당히 더 많은 양의 향 성분을 커피로부터 휘발시키는 이점을 제공한다. 또한, 향 성분은 추출전에 커피로부터 휘발되므로, 향의 열 분해를 최소로 감소시킬 수 있다. 또한, 이러한 향 성분은 즉시 재배합되어 증가되고 개선된 향 및 풍미를 갖는 가용성 커피 제품을 제공할 수 있다.

커피 분쇄물의 슬러리는, 볶은후 분쇄된 커피를 수성액으로 슬러리화함으로써 또는 모든 커피 원두를 수성액으로 슬러리화한 후 커피 원두를 분쇄함으로써 제공될 수 있다. 커피 분쇄물은 바람직하게는 약 1 mm 내지 약 3 mm의 범위로 평균 입자 크기를 갖는다.

상기 방법은 바람직하게는 농축된 커피 추출물에 수합된 향 성분을 첨가하고, 커피 추출물을 분말로 건조시켜 착향된 가용성 커피 분말을 제공하는 단계를 더 포함한다.

상기 방법은 수합된 향 성분을 농축시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

향 성분은 착향 기체를 하나 이상의 응축 공정을 통하여 수합될 수 있다. 바람직하게는, 첫 번째 공정에서, 착향 기체를 약 0 ℃ 내지 약 98 ℃의 범위의 온도에서 응축하고, 두 번째 공정에서, 착향 기체를 약 -80 ℃ 미만의 온도에서 극저온 응축한다. 첫 번째 공정은 하나 이상의 단계로 수행될 수 있다. 예를 들면, 착향 기체를 약 80 ℃ 내지 약 95 ℃의 범위의 온도에서 응축하고, 두 번째 단계에서 약 0 ℃ 내지 약 10 ℃의 범위의 온도에서 응축한다. 이와는 달리, 착향 기체를 약 20 ℃ 내지 약 50 ℃의 범위의 온도에서 응축할 수 있다.

바람직하게는, 향 성분을 디스크 및 도넛 휘발칼럼에서 휘발시킨다. 향 성분을 휘발시키기 위해 사용되는 기체는 바람직하게는 저압 기체, 예를 들면, 약 100 kPa 미만의 게이지압력에서의 증기이다.

다른 면에서, 본 발명은 약 0.35 당량 ㎍/g 이상의 푸란 및 약 0.25 당량 ㎍/g 이상의 디케톤을 함유하는, 착향되고, 분무건조된 가용성 커피 분말을 제공한다.

또 다른 면에서, 본 발명은 약 0.60 당량 ㎍/g 이상의 푸란 및 약 0.40 당량 ㎍/g 이상의 디케톤을 함유하는, 착향되고, 동결건조된 가용성 커피 분말을 제공한다.

본 발명은 또한 상기 정의된 방법에 의해 제공되는 착향된 가용성 커피 분말을 제공한다.

본 발명의 구현예는 향 회수 방법의 공정 흐름 개략도인 도면을 참고로하여, 실시예에 의해 기술된다.

도 1에 따르면, 볶은 커피 10이 혼합 탱크 12로 도입된다. 혼합 탱크 12가 향 손실을 방지하기 위해 봉합된다. 이와는 달리, 예를 들면, 향 성분을 응축기로 향하게 함으로써, 혼합 탱크 12로부터 새어나온 어떠한 향 성분도 수합되어야 한다. 커피 10은 모두 원두 형태일 수 있거나, 또는 분쇄될 수 있다. 분쇄된 커피가 사용되는 경우, 커피 입자의 크기는 바람직하게는 약 1 내지 약 3 mm의 범위내이다. 치커리(chicory)와 같은 볶은 커피 대용물이 혼합 탱크 12에 첨가될 수 있다. 수성액 14가 또한 혼합 탱크 12로 도입되어, 커피 10을 슬러리화시킨다. 수성액 14가 편리하게는 물 또는 하류 추출 공정으로부터 수득된 커피 추출물이다. 커피 추출물의 사용이 바람직하다. 수성액 14의 온도는 바람직하게는 약 20 ℃ 내지 약 99 ℃, 예를 들면, 약 80 ℃ 내지 약 90 ℃의 범위내이다.

커피 10을 슬러리화하기 위한 수성액의 양은 엄격하지는 않지만, 적당하게는 생성된 슬러리 16의 고형함량이 약 1 중량% 내지 약 30 중량%가 되기에 충분하도록 한다. 약 5 중량% 내지 약 15 중량%의 고형 함량이 바람직하다.

슬러리 16을 휘발 칼럼 18의 최상부로 이동시킨다. 슬러리 16 중의 커피가 슬러리 16을 형성하기 전에 분쇄돼지 않는 경우, 슬러리 16은 휘발칼럼에 옮겨지기 전에 습윤 분쇄기 20으로 우회된다. 그 다음, 슬러리 16 중의 모든 원두는 습윤 분쇄기에서 적당한 입자 크기로, 예를 들면 약 1 내지 약 3 mm의 범위로 분쇄된다. 모든 적당한 습윤 분쇄기 20이 사용될 수 있다. 적당한 슬러리 펌프(나타나 있지 않음)가 슬러리 16을 휘발 칼럼 18로 이동시키는 데에 사용된다.

휘발 칼럼 18로 도입되기 전에 슬러리 16의 온도는 바람직하게는 약 90 ℃ 보다 높은 온도이다. 이는 약 90 ℃ 보다 높은 온도에서 수성액 14를 사용하거나, 또는 슬러리 16을 가열, 바람직하게는 간접 가열함으로써 달성될 수 있다.

슬러리 16이 적당한 분산기 22를 통해 휘발칼럼 18로 도입되고 휘발칼럼 18을 통해 하류로 흐른다. 휘발 기체 24는, 편리하게는 증기이지만, 또한 질소, 이산화탄소 또는 증기, 질소, 및 이산화탄소의 혼합물일 수도 있으며, 휘발 칼럼 18의 바닥에 인접하여 휘발 칼럼 18로 도입된다. 휘발 기체 24는 슬러리에 대하여 실질적으로 역류하여 휘발 칼럼 18을 통해 상류로 흐른다. 휘발기체 24가 휘발 칼럼 18을 통해 흐르는 동안, 슬러리 중의 커피로부터 향 성분을 휘발시키고, 이동시킨다. 증기, 커피로부터 분리된 기체, 및 이동된 향 성분으로 구성된 기류 26은 휘발 칼럼 18의 최상부로부터 회수된다. 휘발된 슬러리 28은 휘발 칼럼 18의 바닥으로부터 회수된다.

슬러리 16으로부터 향 성분을 휘발시키기 위해 사용되는 휘발 기체 24의 양은 선택된 휘발 칼럼 18의 종류의 제한 내에서 목적하는 바에 따라 선택될 수 있다. 휘발 속도는 커피를 건조시키기 위해 도입되는 증기의 약 5 중량% 내지 약 100 중량%가 적당할 수 있다. 더 낮은 휘발 속도, 예를 들면, 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 경우, 슬러리로부터 회수된 향 성분의 총량이 더 적다. 그러나, 향을 추출물과 재배합시 하류에 제조된 커피 추출물을 희석시킬 수 있는 수분이 더 적게 수합된다. 사용된 증기의 압력은 바람직하게는 약 100 kPa(게이지) 이하이고, 예를 들면, 약 20 kPa 게이지 이하이다. 증기를 발생시키기 위해 사용되는 물은 바람직하게는 증기로 형성되기 전에 탈산소화된다. 원한다면, 질소와 같은 불활성 담체 기체가 휘발 기체 24와 함께 휘발 칼럼으로 도입될 수 있다.

어떠한 적당한 휘발 칼럼 18도 사용될 수 있다; 충전형(packed) 또는 판형(plate). 적당한 휘발 칼럼이 당업계에 공지되어 있고, 당업자들은 공정 조건 및 유동 특성에 따라 적당한 칼럼을 용이하게 선택할 수 있다. 그러나, 디스크 및 도넛 칼럼이 잘 작동됨을 발견하였는데, 특히 그 컬럼들이 덜 막히기 때문이다.

휘발 칼럼 18의 최상부를 지난 기류 26은 공정을 거쳐 향 성분을 포획한다. 이는 종래 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 기류 26은 응축기 시스템 28로 도입될 수 있다. 응축기 시스템 28은 기류 26으로부터 대부분의 향을 응축시키기 위해 충분히 낮은 온도에서 조작된다. 약 50 ℃ 미만의 온도가 적당하지만, 30 ℃ 이하로 냉각하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 하나 이상의 응축기가 사용되며; 각 연속적인 응축기는 이전의 응축기로보다 낮은 온도에서 조작된다. 바람직하게는 최하류의 응축기는 약 0 ℃ 내지 약 10 ℃의 온도에서 조작된다.

부분 응축을 사용하여 향 성분을 농축시키는 것이 바람직한 경우, 기류는 고온, 예를 들면, 약 80 ℃ 내지 약 95 ℃에서 첫번째 응축 단계를 거칠 수 있다. 이것은 주로 물의 응축을 초래할 것이다. 비응축되고 농축된 향 성분은 그 다음 더 낮은 온도, 예를 들면, 약 0 ℃ 내지 약 50 ℃에서 두번째 농축 단계를 거쳐 향 액체 30을 제공할 수 있다.

응축기 시스템 28로부터 회수된 향 액체 30 은 하기에 설명된 커피 추출물을 착향시키기 위해 사용될 수 있는 향 성분을 포함한다.

응축기 시스템 28 에서 응축되지 않은 향 성분 32를 수합을 위해 극저온 향 응축기(나타나 있지 않음)로 향하게 할 수 있다. 많은 적당한 극저온 향 응축기가 공지되어 있으며, 문헌에 기재되어 있다. 그러나, 특히 적당한 극저온 향 응축기는 미국 특허 5,182,926 및 5,323,623에 기재되어 있으며, 그 개시 내용을 참고한다. 상기 극저온 향 응축기의 공정에 대한 더 세부적인 사항은 상기 특허의 개시 내용으로부터 얻을 수 있다. 간편하게 기타 극저온의 향 응축기가 사용될 수 있으며, 예를 들면, 미국 특허 5,030,473에 개시된 것이 있다. 극저온의 향 응축기에서 수합된 향은 프로스트의 형태이다. 프로스트는 하기에 설명된 커피 추출물을 착향시키기 위해 사용될 수 있다. 이와는 달리, 프로스트는 커피 오일 또는 커피 오일을 함유하는 에멀젼과 같은 적당한 담체 기질과 조합될 수 있다. 이러한 착향 담체는 편리하게는 최종적으로 제조되는 가용성 커피 분말에 첨가될 수 있다.

휘발 칼럼 18의 바닥을 통과한 휘발된 슬러리 28은 추출 시스템(나타나 있지 않음)으로 이동된다. 추출 시스템은 본 발명에 있어서 엄격하지 않기 때문에 어떠한 시스템도 적당하다. 적당한 추출 시스템으로는 고정층 셀 연결체 (batteries of fixed bed cells), 플러그 흐름 반응기, 이동층반응기 등이 포함된다. 추출 공정동안, 커피 분쇄물은 하나 이상의 열적 가용화 단계를 거칠 수 있다.

추출 시스템을 지난 커피 추출물은 그 다음 통상적으로 농축된다. 그러나, 일부의 커피 추출물은 농축되는 대신 수성액 14로서 사용될 수 있다. 응축기 시스템 28로부터 회수된 향 액체 30은 그 다음 농축된 추출물에 첨가될 수 있다. 원한다면, 향 액체 30 중의 향 성분은 농축된 추출물에 첨가되기 전에 농축될 수 있다. 더 높은 휘발 속도가 휘발 칼럼에 사용되는 경우, 상기는 농축된 추출물의 희석을 피하기 위해 필수적일 수 있다. 농축은 부분 응축, 정류, 막 농축 및 동결농축과 같은 통상적인 공정을 사용하여 수행될 수 있다.

또한, 극저온 향 수합기로부터 수득된 프로스트는 농축된 추출물에 첨가될 수 있다. 착향된 추출물은 그 다음 통상적인 방법, 예를 들면, 분무 또는 동결건조로 건조되어 착향된 가용성 커피 분말을 제공한다. 물론, 향 액체 30 및 향 프로스트는 기타 착향을 목적으로 사용될 수 있다.

상기 공정은 종래 기술에 의해 제조된 것보다 훨씬 더 많은 향 및 풍미를 갖는 착향된 커피 분말을 생성함이 확인된다. 온수중에 용해시, 상기 분말은 특히 커피성(coffeeness), 농밀감(body) 및 볶음효과(roastiness)에 있어, 증가된 풍미 및 향의 강도를 갖는 생성물을 제공한다.

특히, 커피 분말 생성물은 종래의 커피 분말 생성물보다 더 많은 양의 푸란 및 디케톤을 포함한다. 푸란 및 디케톤은 커피 분말 생성물로부터 제조된 음료의 향 및 풍미에 기여함으로써 음료를 개선시킨다.

분무건조에 의해 제조된 경우, 커피 분말 생성물은 약 0.30 당량 ㎍/g 이상의 푸란 및 약 0.25 당량의 ㎍/g 이상의 디케톤을 포함한다. 바람직하게는, 커피 분말 생성물은 각각 약 0.02 당량 ㎍/g 이상의 5-메틸푸르푸랄 및 2,3-헥산디온을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 커피 분말 생성물은 약 0.04 당량 ㎍/g의 2,3-헥산디온을 포함한다.

동결건조에 의해 제조된 경우, 커피 분말 생성물은 0.60 당량 ㎍/g 이상의 푸란 및 0.40 당량 ㎍/g 이상의 디케톤을 포함한다. 바람직하게는, 커피 분말 생성물은 각각 0.02 당량 ㎍/g 이상의 5-메틸푸르푸랄 및 2,3-헥산디온을 포함한다. 더욱 구체적으로는, 커피 분말 생성물은 약 0.65 당량 ㎍/g 이상의 푸란, 각각 약 0.04 당량 ㎍/g 이상의 5-메틸푸르푸랄, 2-메틸-피라진 및 2,3-헥산디온을 포함한다.

본 명세서 중에서, 용어 "푸란"은 푸란, 2-메틸푸란, 3-메틸푸란, 2,5-디메틸푸란, 2-비닐푸란, 디히드로-2-메틸-3(2H)푸라논, 2-푸란카복스알데히드, 2-비닐-5-메틸푸란, 2-푸란메탄올, 5-메틸푸르푸랄, 2-푸란메탄올 아세테이트, 2-[(메틸티오)메틸]푸란, 2,2'-메틸렌비스푸란, 및 1-(2-푸라닐메틸)-1H-피롤을 포함하는 푸란류의 화합물을 의미한다.

용어 "디케톤"은 2,3-부탄디온, 2,3-펜탄디온 및 2,3-헥산디온을 포함하는 디케톤류의 화합물을 의미한다.

용어 "당량 ㎍/g"은 볶은후 분쇄된 커피의 g 당 메틸 부티레이트의 당량 ㎍을 의미한다.

본 발명의 구체적인 실시예가 본 발명을 더 설명하기 위해 기재된다. 실시예에서, 향 성분은 기체 크로마토그래피 및 질량 분석기를 사용하여 분석된다. 향 성분은 퍼지(purge) 및 트랩 방법을 사용하여 기체 크로마토그래피로 도입된다. 기체 크로마토그래피에서 분리된 성분은 질량 분석기를 사용하여 검출된다. 기체 크로마토그래피 및 질량 분석기의 조건은 하기와 같다:

칼럼 Restek RTX-1 60 m ×0.25 mm ×1.0 ㎛

유속 He 담체 기체 중에서 20 ml/분

분리율 20:1

초기 온도 35 ℃

초기 보유 시간 1 분

온도증가속도 4 ℃/분

최종 온도 230 ℃

용매 지연 0 분

스캔 범위 35 내지 260 amu

전자 에너지 70 볼트

모든 결과를 볶은후 분쇄된 커피의 g 당 메틸 부티레이트의 당량 ㎍로 나타낸다.

일정 화합물에 대한 분석 공정의 검출 한계는 하기와 같다:

화합물	검출 한계
2-메틸피라진	0.02
2,3-헥산디온	0.02
5-메틸푸르푸랄	0.02

물론, 이러한 화합물의 더 적은 양은 다른 기술을 사용하여 검출될 수 있다.

실시예 1

볶은후 분쇄된 커피를 약 2.7 kg/분의 속도로 슬러리 탱크로 공급한다. 볶은후 분쇄된 커피는 약 1.4 mm의 평균 입자 크기를 갖는다. 약 8 내지 10 중량%의 가용성 커피 고형을 함유하는 커피 추출물을 또한 약 27 kg/분의 속도로 슬러리 탱크로 공급한다.

슬러리 펌프를 사용하여 생성된 슬러리를 디스크 및 도넛 휘발 칼럼의 최상부로 공급한다. 칼럼은 12 단계를 갖는다. 칼럼의 내부 직경은 23 cm이고, 각 단계의 높이는 20 cm이다. 약 20 kPa(게이지) 미만의 저압에서 증기를 휘발 칼럼의 바닥으로 공급한다. 휘발 속도의 범위가 볶은후 분쇄된 커피에 대하여 15 중량% 내지 90 중량%가 되도록 증기의 유속을 변화시킨다.

휘발 칼럼을 지난 착향된 기류는 약 20 ℃에서 조작되는 응축기에서 응축된다. 응축액을 수합하여, 향 성분을 분석한다. 비응축된 기체를 미국특허 5,182,926에 기재된 바와 같이 조작되는 극저온 향 수합기로 이동시킨다. 향 프로스트를 극저온 향 수합기에서 수합한다.

휘발 칼럼을 지난 휘발된 슬러리를 세개의 추출 반응기 및 두개의 가용화 반응기로 구성된 연속 추출 시스템에서 추출시킨다. 수율은 약 50 내지 53 중량%이 다. 수득된 추출물을 농축하여 약 40 중량% 이상의 가용성 커피 고형을 포함하는 농축된 추출물을 제공한다.

응축기로부터 응축액을 농축된 추출물로 첨가하고, 추출물을 분무건조탑에서 가용성 분말로 건조시킨다. 극저온의 향 수합기로부터 프로스트를 농축된 추출물에 첨가하는 것을 제외하고는 공정을 반복한다.

한 티스푼의 각 가용성 분말을 150 ml의 온수중에 85 ℃에서 용해시킨다. 제조된 모든 음료는 양호한 커피성, 산성, 농밀감 및 볶음효과(roastiness)와 함께 우려낸 것 같은 풍미와 향을 갖는다. 더 높은 휘발 속도로 제조된 가용성 분말로 제조된 음료는 더 많은 풍미와 향을 갖는다. 여기에 프로스트가 첨가된 가용성 분말로 제조된 음료는 확실히 더 많은 향과 볶음효과를 갖는다.

실시예 2

모든 볶은 원두를 슬러리 탱크로 공급하는 것을 제외하고는 실시예 1의 공정을 반복한다. 그 다음에, 생성된 슬러리를 습윤, 직렬 분쇄기로 공급하여, 원두를 약 2.4 mm의 평균 입자 크기로 분쇄한다. 슬러리를 그 다음 휘발 칼럼으로 이동시킨다. 칼럼내의 휘발 속도는 볶은후 분쇄된 커피에 비해 90 중량%의 증기이다. 이어서, 휘발 칼럼을 지난 착향 기류를 충전된 정류 칼럼에서 정류에 의해 농축시킨다. 칼럼의 정류 구역은 길이가 1.5 m이고, 휘발 구역은 길이가 1.2 m이다. 비등 속도는 720 ml/분으로 고정한다. 정류 응축기에서 응축되는 액체를 수합하는데, 이는 볶은후 분쇄된 커피의 약 10 중량%를 함유한다.

한 티스푼의 각각의 가용성 분말을 150 ml의 온수중에 85 ℃에서 용해시킨다. 제조된 모든 음료는 우려낸 것과 같은 풍미와 향을 갖는다. 또한, 이 음료는 실시예 1에서 제조된 음료보다 더 좋은 볶음효과, 농밀감 및 밸런스(balance)를 갖는 것이 확인된다.

실시예 3

볶은후 분쇄된 커피를 추출 전에 향의 휘발없이 3개의 추출반응기 및 2개의 가용화 반응기로 구성된 연속 추출 시스템에서 추출한다. 추출 조건은 실시예 1과 실제로 동일하다. 수득된 추출물을 그 다음 통상적인 방법으로 휘발 칼럼에서 휘발 시킨다. 휘발 칼럼을 지난 착향된 기류를 실제로 실시예 1의 응축기와 동일한 조건하에 조작되는 응축기에서 응축시킨다.

휘발 칼럼을 지난 추출물을 농축하여 약 40 중량% 이상의 가용성 커피 고형을 포함하는 농축된 추출물을 제공한다. 응축기로부터 응축된 액체를 농축된 추출물에 첨가하고, 추출물을 분무건조탑에서 가용성 분말로 건조시킨다.

한 티스푼의 각각의 가용성 분말을 150 ml의 온수중에 85 ℃에서 용해시키고, 음료의 향 성분을 분석한다. 결과는 하기와 같다:

샘플	향 수(축적 당량 ㎍/g 볶은 커피)
실시예 1, 15 % 휘발, 프로스트 없음	3.6
실시예 1, 15 % 휘발, 프로스트 있음	6
실시예 1, 30 % 휘발, 프로스트 없음	6
실시예 1, 30 % 휘발, 프로스트 있음	8.5
실시예 1, 90 % 휘발, 프로스트 없음	8.5
실시예 1, 90 % 휘발, 프로스트 있음	18.5
실시예 3	1.5

실시예 1의 공정으로부터 제조된 모든 가용성 커피 음료는 낮은 휘발 속도에서도 더 높은 향 수를 갖는다. 또한, 실시예 3의 분말로부터 제조된 음료는 적은 풍미 및 향을 가짐이 확인된다.

실시예 4

볶은후 분쇄된 커피에 비해 40 중량% 증기의 휘발 속도로 실시예 1의 공정을 반복한다. 휘발 칼럼을 지난 착향된 기류는 그 다음 부분 응축에 의해 농축된다. 두개의 응축기가 사용된다; 약 90 ℃ 내지 약 100 ℃에서 조작되는 첫번째 응축기 및 약 5 ℃ 내지 약 15 ℃에서 조작되는 두번째 응축기.

첫번째 응축기 내의 응축액은 주로 물을 포함하며, 이는 제거된다. 두번째 응축기 내의 응축액을 수합하는데, 이는 약 15 중량%의 볶은후 분쇄된 커피를 포함한다.

농축된 추출물을 분무건조 대신 분말로 동결건조한다.

이 실시예의 분말로부터 제조된 음료의 향 강도를 실시예 3의 분말로 제조된 음료의 향과 비교한다:

샘플	향 수(축적 당량 ㎍/g 볶은 커피)
실시예 4	4
실시예 3	1.5

이 실시예의 분말로부터 제조된 음료는 더 높은 향 수를 갖는다. 또한, 실시예 3의 분말로 제조된 음료는 더 적은 풍미 및 향을 가짐이 확인된다.

실시예 5

볶은후 분쇄된 커피에 비해 40 중량% 내지 90 중량% 증기의 휘발 속도로 실시예 1의 공정을 반복한다. 휘발 칼럼을 지난 착향 기류를 충전된 정류 칼럼에서 정류에 의해 농축한다. 칼럼의 정류 구역은 길이가 1.5 m 이고, 휘발 구역은 길이가 1.2 m이다. 비등 속도를 720 ml/분으로 고정시킨다.

정류 응축기 내의 응축액을 수합하는데, 이는 약 10 중량%의 볶은후 분쇄된 커피를 포함한다.

농축된 추출물을 분말로 동결건조 또는 분무건조한다.

이 실시예의 분말로부터 제조된 음료의 향 강도를 실시예 3의 분말로 제조된 음료의 향 강도와 비교한다:

샘플	향 수(축적 당량 ㎍/g 볶은 커피)
실시예 5, 분무건조, 40 % 휘발	4.4
실시예 5, 분무건조, 90 % 휘발	6.8
실시예 5, 동결건조, 90 % 휘발	6.8
실시예 3	1.5

이 실시예의 분말로 제조된 음료는 훨씬 더 높은 향 수를 갖는다. 또한, 실시예 3의 분말로 제조된 음료는 더 적은 풍미 및 향을 가짐이 확인된다.

실시예 6

4개의 시판되는 커피 제품이 사용된다: 영국에서 판매되는 네스카페(NESCAFE) 제품, 맥스웰 하우스(MAXWELL HOUSE) 제품, 폴져스(FOLGERS) 제품 및 크로거스(KROGERS) 제품; 프로스트 첨가 없이 15 %의 휘발로 실시예 1에 따라 제조된 가용성 분말, 및 각각의 분무건조된 실시예 5의 가용성 분말. 모든 제품을 분무건조하였다. 한 티스푼의 각 가용성 분말을 150 ml의 온수에 85 ℃에서 용해시키고, 음료에 대해 향 성분을 분석하였다. 결과는 하기와 같다:

성분	실시예 1 (15% 휘발)	실시예 5 (40% 휘발)	실시예 5 (90% 휘발)	네스카페 제품	맥스웰 하우스 제품	폴져스 제품	크로거스 제품
총 향	3.6	4.4	6.8	3.7	2.3	3.5	1.0
푸란	0.350	0.52	0.480	0.350	0.087	0.480	0.073
5-메틸-푸르푸랄	0.000	0.057	0.056	0.000	0.000	0.000	0.000
디케톤	0.37	0.38	0.26	0.18	0.030	0.090	0.00
2,3-헥산-디온	0.102	0.042	0.045	0.000	0.000	0.000	0.000
2-메틸-피라진	0.000	0.051	0.049	0.037	0.000	0.000	0.000

실시예 1 및 5의 음료는 적어도 시판되는 제품으로부터 제조된 음료만큼 높은 총 향 및 푸란의 수준을 포함한다. 또한, 실시예 1 및 5의 음료는 그 다음 높은 수준으로 시판되는 제품보다 100 % 이상 더 많은 디케톤을 포함한다. 디케톤은 버터같은 느낌을 갖는 커피 음료를 제공하는 원인이 되는 것으로 바람직하다. 실시예 1 및 5의 음료는 또한 검출할 수 있는 수준의 2,3-헥산디온을 갖는 반면, 다른 음료는 그렇지 않다.

실시예 7

볶은후 분쇄된 커피에 비해 90 중량%의 증기의 휘발 속도로 실시예 1의 공정을 반복한다. 그 다음에 휘발 칼럼을 통과한 착향 기류를 동결 농축에 의해 농축한다.

동결 농축 시스템을 지난 농축액을 수합하면, 약 10 중량%의 볶은후 분쇄된 커피를 포함한다.

이 실시예의 분말로 제조된 음료의 향 강도를 실시예 3의 분말로 제조된 음료의 향 강도와 비교한다:

샘플	향 수(축적 당량 ㎍/g 볶은 커피)
실시예 7	11
실시예 3	1.5

이 실시예의 분말로 제조된 음료는 더 높은 향 수를 갖는다. 또한, 실시예 3의 분말로 제조된 음료는 더 낮은 풍미 및 향을 갖는 것으로 확인된다.

실시예 8

5개의 시판되는 커피 제품이 사용된다: 영국에서 판매되는 네스카페 골드 제품, 맥숨(MAXUM) 제품, 알타 리카(ALTA RICA) 제품, 및 카르테 노이레(CARTE NOIRE) 제품; 프로스트를 첨가하여 90 % 휘발로 실시예 5에 따라 제조된 가용성 분말, 프로스트 첨가 없이 90 % 휘발로 실시예 5에 따라 제조된 가용성 분말, 프로스트 첨가 없이 60 % 휘발로 실시예 5에 따라 제조된 가용성 분말, 프로스트 첨가없이 40 % 휘발로 실시예 5에 따라 제조된 가용성 분말, 프로스트 첨가없이 40 % 휘발로 실시예 4에 따라 제조된 가용성 분말. 모든 제품을 동결건조하였다.

한 티스푼의 각각의 가용성 분말을 150 ml의 온수에 85 ℃에서 용해시키고, 음료의 향 성분을 분석하였다. 또한, 볶은 커피 원두를 시판되는 우려내는 장치에서 우려내어 가용성 분말로 제조된 음료와 실제로 동일한 강도의 음료를 제공한다. 결과는 하기와 같다:

성분	우려낸 것	실시예 5 (90% 휘발 + 프로스트)	실시예 5 (90% 휘발)	실시예 5 (60% 휘발)	실시예 5 (40% 휘발)
총 향	12.1	9.5	6.8	3.3	4.8
푸란	3.250	2.230	0.910	0.700	0.770
5-메틸-푸르푸랄	0.114	0.117	0.118	0.071	0.069
디케톤	0.632	0.740	0.750	0.410	0.570
2,3-헥산디온	0.110	0.112	0.102	0.050	0.073
2-메틸피라진	0.112	0.092	0.082	0.052	0.053

성분	실시예 4 (40% 휘발)	네스카페 골드 제품	맥숨 제품	알타 리카 제품	카르테 노이르 제품
총 향	4	2.7	3.2	3.3	3.0
푸란	0.720	0.350	0.590	0.300	0.370
5-메틸-푸르푸랄	0.064	0.000	0.000	0.000	0.000
디케톤	0.560	0.180	0.120	0.320	0.330
2,3-헥산디온	0.066	0.000	0.000	0.047	0.043
2-메틸피라진	0.044	0.000	0.000	0.000	0.000

프로스트를 첨가하여 90 % 휘발로 실시예 5에 따른 분말로 제조된 음료는 우려낸 커피와 실제로 동일한 향 화합물 프로파일을 갖는다. 또한, 상기 음료는 우려낸 것과 같은 풍미와 향을 갖는다. 실시예 4 및 5의 분말로 제조된 모든 음료는 훨씬 더 높은 수준의 푸란, 5-메틸 푸르푸랄, 디케톤, 2,3-헥산디온 및 2-메틸-피라진을 갖는다. 푸란은 구운 느낌을 갖는 음료를 제공하는 원인으로서 매우 바람직하다.

실시예 4 및 5의 분말로 제조된 음료는 시판되는 분말로 제조된 음료보다 더우려낸 것과 같은 풍미 및 향, 볶음효과, 농밀감 및 밸런스를 갖는 것으로 확인된다.

Claims

하기를 포함하는, 착향, 가용성 커피 분말의 제조 방법:

수성액 중 커피 분쇄물의 슬러리를 제공하며, 상기 슬러리는 고형분 함량 1 내지 30중량%의 것인 단계;

상기 슬러리를 휘발 컬럼의 상부에 공급하는 단계;

실질적인 역류(counter current) 방식으로 기체를 사용하여 상기 슬러리로부터 향 성분을 휘발시켜, 향 성분을 포함하는 착향 기체를 제공하는 단계;

상기 착향 기체로부터 향 성분을 수합하는 단계;

상기 휘발 컬럼의 바닥으로부터 회수된 휘발된 슬러리를 추출 시스템으로 이동시키는 단계;

상기 추출 시스템으로부터 회수된 커피 추출물을 농축시키는 단계;

상기 농축된 커피 추출물 및 수합된 향 성분을 조합하여 착향 추출물을 제공하는 단계; 및

상기 착향 추출물을 건조하여 착향, 가용성 커피 분말을 제공하는 단계.
제 1 항에 있어서, 커피 분쇄물의 슬러리는, 모든 커피 원두를 수성액으로 슬러리화한 후 커피 원두를 습윤 분쇄함으로써 제공되는 방법.
제 1 항에 있어서, 커피 분쇄물이 1 mm 내지 3 mm 범위의 평균 입자 크기를 갖는 방법.
제 1 항에 있어서, 착향 기체를, 첫번째 공정에서 0 ℃ 내지 50 ℃ 범위의 온도에서 응축하고, 두번째 공정에서 -80 ℃ 미만의 온도에서 극저온 응축함으로써 향 성분을 수합하는 방법.
제 1 항에 있어서, 향 성분이 디스크 및 도넛 휘발 칼럼 내에서 슬러리로부터 휘발되는 방법.
제 5 항에 있어서, 향 성분을 휘발시키기 위해 사용되는 기체의 게이지압이 100 kPa 미만인 방법.
하기의 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된, 0.35 당량 ㎍/g 이상의 푸란 및 0.25 당량 ㎍/g 이상의 디케톤을 함유하고, 착향, 분무건조된 가용성 커피 분말:

수성액 중 커피 분쇄물의 슬러리를 제공하며, 상기 슬러리는 고형분 함량 1 내지 30중량%의 것인 단계;

상기 슬러리를 휘발 컬럼의 상부에 공급하는 단계;

실질적인 역류 방식으로 기체를 사용하여 상기 슬러리로부터 향 성분을 휘발시켜, 향 성분을 포함하는 착향 기체를 제공하는 단계;

상기 착향 기체로부터 향 성분을 수합하는 단계;

상기 휘발 컬럼의 바닥으로부터 회수된 휘발된 슬러리를 추출 시스템으로 이동시키는 단계;

상기 추출 시스템으로부터 회수된 커피 추출물을 농축시키는 단계;

상기 농축된 커피 추출물 및 수합된 향 성분을 조합하여 착향 추출물을 제공하는 단계; 및

상기 착향 추출물을 분무건조하여 착향, 분무건조된 가용성 커피 분말을 제공하는 단계.
하기의 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된, 0.60 당량 ㎍/g 이상의 푸란 및 0.40 당량 ㎍/g 이상의 디케톤을 함유하고, 착향, 동결건조된 가용성 커피 분말:

수성액 중 커피 분쇄물의 슬러리를 제공하며, 상기 슬러리는 고형분 함량 1 내지 30중량%의 것인 단계;

상기 슬러리를 휘발 컬럼의 상부에 공급하는 단계;

실질적인 역류 방식으로 기체를 사용하여 상기 슬러리로부터 향 성분을 휘발시켜, 향 성분을 포함하는 착향 기체를 제공하는 단계;

상기 착향 기체로부터 향 성분을 수합하는 단계;

상기 휘발 컬럼의 바닥으로부터 회수된 휘발된 슬러리를 추출 시스템으로 이동시키는 단계;

상기 추출 시스템으로부터 회수된 커피 추출물을 농축시키는 단계;

상기 농축된 커피 추출물 및 수합된 향 성분을 조합하여 착향 추출물을 제공하는 단계; 및

상기 착향 추출물을 동결건조하여, 착향, 동결건조된 가용성 커피 분말을 제공하는 단계.
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