KR20010050383A

KR20010050383A - 진한 향미와 색의 가용성 커피 및 커피 추출물로부터의이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20010050383A
Application number: KR1020000053268A
Authority: KR
Inventors: 베리 린 젤러; 조안 머리 랭돈; 그레거리 에어런 와이즈맨; 에반 조우엘 투렉
Original assignee: 로버트 제이 에커; 크래프트후우즈인코포레이티드
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2001-06-15
Also published as: CA2317799A1; US20010036497A1; US6399131B2; JP2001120185A

Abstract

본 발명은 커피의 향미를 진하게 하기에 충분한, 온도에서 그리고 시간 동안 커피 추출물을 가열하는, 커피 추출물의 향미를 진하게 하는 방법을 개시한다. 가열된 커피 추출물을 냉각하고 바람직하게는 건조하여 진한 향미의 가용성 커피 제품을 제조한다. 가용성 커피의 진한 향미는 커피 향미를 나쁘게 하지 않으면서 증가시킬 수 있다.

Description

진한 향미와 색의 가용성 커피 및 커피 추출물로부터의 이의 제조 방법{Soluble Coffee Having Intensified Flavor and Color and Method of Making Same from a Coffee Extract}

본 발명은 진한 향미와 색의 가용성 커피 제품, 및 커피의 향미를 나쁘게 하지 않으면서 향미와 색을 진하게 하는 가용성 커피 제품에 사용하기 위한 커피 추출물의 열 처리 방법에 관한 것이다.

"인스턴트 커피"로 종종 불리우는 가용성 커피 제품은 볶아서 분쇄한 커피의 수성 추출물로부터 제조한다. 제품은 일반적으로 분무 건조시키거나 또는 동결 건조시킨 미립자 고체 형태이다.

가용성 커피의 제조 공정은 가용성 커피가 제조되는 볶아서 분쇄한 커피에 비해 커피 향 및 향미가 손실되게 한다. 가용성 커피의 향 및 수율을 증가시키기 위한 다양한 방법이 개발되어 왔다. 예를 들어, 커피 분쇄 동안 회수되는 커피 향을 가용성 커피 제품에 종종 첨가한다. 종래 가용성 커피(예를 들어, 수분 함량이 약 2 내지 3 중량%인 분무 건조 가루)의 수율은 커피를 용융시키기에 충분하고, 이산화탄소의 발생을 유발하는 탄수화물의 열분해를 유발하기에 충분히 높은 온도에서 인스턴트 커피를 가열함으로써 증가시킬 수 있다고 또한 공지되어 있다. 이 방법은 WO 94/10852호로 1994년 5월 26일자로 공개된 국제 특허 출원 PCT/US93/10405호(이하, WO '852호로 언급됨)에 기술되어 있다. 용융물에서의 이산화탄소의 발생은 용융물에 거품을 유발한다. 이어서 거품은 냉각에 의해 고화되고 세분화되어 거품화 미립자 가용성 커피 제품이 형성된다.

가열 공정은 물의 손실 이외에, 약 7 내지 10 중량% 정도의 상당한 중량 손실을 유발한다. 1인분의 커피 음료를 제조하는데 필요한 거품화 제품의 중량은 동일 양의 1인분을 제조하는데 필요한 분무 건조 커피 가루와 같은 종래 가용성 커피 제품의 양에 비해 30 내지 50% 감소한다고 WO '852호에 보고되어 있다. 그러나, 음료의 품질에 대해서는 보고되어 있지 않다.

WO '852호의 방법은 잠재적으로 여러 결점이 있다. 인스턴트 커피 제조 공정에 추가되어야 하는 새로운 장치 작동의 수가 상당하다. 이들로는 커피 가루 취급, 예를 들어 압출에 의한 커피 분말 가열, 커피 용융물 취급, 용융물 냉각, 고화 용융물 분쇄 및 커피 가루 분급이 포함될 것이다. 잠재적으로, 특히 압출기에서 커피 용융물을 벽면 및 스크류로부터 완전히 그리고 연속적으로 제거하지 않으면 일부 커피의 연소물이 생성되어, 건조 커피 추출물 가루의 가열은 향미 일관성에 문제를 일으킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 진한 향미와 색의 가용성 커피 제품, 및 커피의 향미를 나쁘게 하지 않으면서 향미와 색을 진하게 하는 가용성 커피 제품에 사용하기 위한 커피 추출물의 열 처리 방법을 제공하는 것이다.

〈발명의 요약〉

본 발명은 커피 추출물의 향미와 색을 진하게 하기에 충분한, 온도에서 그리고 시간 동안 커피 추출물을 가열하는, 진한 향미와 색의 가용성 커피의 제조 방법에 관한 것이다. 추출물을 이어서 냉각하고, 건조시켜 그 상태에서 인스턴트 커피로 시판될 수 있는 가용성 커피 가루를 형성하고, 전형적인 가용성 커피와 합치거나 또는 액상 커피 제품에 혼입하거나 또는 당, 크리머, 향미료 등과 합쳐 가용성 커피 제품을 형성한다. 또한, 진한 향미와 색의 추출물은 건조 단계를 거치지 않고 기성 음료 또는 농축 액상 커피 제품에 직접 혼입될 수 있다.

본 발명은 표준 인스턴트 커피 제조 공정에 용이하게 채용될 수 있다. 퍼콜레이터에서 나오는 커피 추출물을 수집하고(하거나) 먼저 농축하거나 또는 증발시키고, 이어서 바람직하게는 단일 부품으로 이루어진 장치, 전형적으로 플러그 흐름 반응기에서 향미와 색이 진하게 되도록 가압하에 추출물을 가열한 후 진한 향미와 색의 추출물을 냉각 처리한다.

〈바람직한 실시양태의 설명〉

본 발명에서 출발 물질로서 사용되는 커피 추출물은 로버스타종(Robusta) 또는 아라비카종(Arabica)과 같은 임의의 커피 열매 종으로부터 유도될 수 있고, 카페인이 제거되거나 또는 카페인을 함유하며 커피 고상물을 5 내지 70%, 바람직하게는 30 내지 60% 함유하여야 한다. 일반적으로, 약 100℃ 미만의 온도로의 커피 추출물의 가열은 커피 향미와 색을 상당히 진하게 하기엔 불충분한 반면, 약 170℃ 이상의 온도로의 커피 추출물의 가열은 커피 추출물에서 앙금을 유발시켜, 수율 및 향미 품질이 저하될 것이다. 진한 향미 및(또는) 색을 상당하게 증가시키기에 충분한 시간은 커피 추출 온도에 따라 좌우되며, 보다 낮은 온도에서는 보다 긴 시간이 필요하고 보다 높은 온도에서 필요한 시간은 보다 짧다. 커피 추출물의 향미와 색을 진하게 하는데 필요한 온도는 전형적으로 약 15초 내지 약 30분의 처리 시간 동안 110℃ 내지 170℃일 것이다. 필요한 온도를 달성하기 위하여, 커피 추출물은 0.41 내지 6.8 atm(6 내지 100 psig)의 승압 하에서 가열되어야 한다.

진한 향미의 증가 정도는 열 처리 제품을 제조하기 위하여 사용된 동일한 인스턴트 커피를 사용하여 목적하는 진한 향미의 커피 음료를 제조하는데 필요한 커피의 추가량을 본 발명에 따라 열 처리한 후의 인스턴트 커피를 사용하여 동일한 진한 향미 및 색의 커피 음료를 제조하는 데 필요한 커피의 양으로 나눔으로써 계산한다. 예를 들어, 미처리 인스턴트 커피 1.955 g을 용해시켜 처리 커피 1.700 g과 동일한 진한 향미와 색을 가진다면, 진한 향미의 정도는 (1.955-1.700)/1.700 = 15%만큼 증가된 것이다. 진한 향미의 정도는 바람직하게는 5% 이상, 더욱 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 15% 이상 증가된다.

본 발명의 일 바람직한 실시양태에 따라, 농축 커피 추출물, 즉 약 30 내지 60%의 커피 고상물의 커피 추출물을 커피 추출물의 향미를 진하게 하기에 충분한, 온도에서 그리고 시간 동안 가열한다. 출발 물질로서 더욱 농축된 추출물을 사용하는 것이 경제적으로 이득이 된다. 추출물을 이어서 전형적으로 분무 건조 또는 동결 건조하여 가용성 커피를 형성한다. 입자 크기는 종래 응집 기법으로 조정할 수 있다. 입자 크기는 바람직하게는 종래 가용성 커피의 입자 크기와 동일하며, 일반적으로 5000㎛ 이하이다. 평균 입자 크기는 바람직하게는 250 내지 3000㎛이다.

일반적으로, 커피 추출물을 가열시 170℃ 온도를 초과하지 말아야 하며, 초과할 경우 앙금의 형성이 유발되는 경향이 있다. 바람직하지 못한 앙금이 발생할 경우, 추출물 및 생성된 가용성 커피는 향미와 색 둘다 손실되어 소비자 선호에 부정적인 영향을 미친다. 커피 추출물의 가열은 추출물을 170℃ 미만, 전형적으로는 110℃ 내지 170℃의 온도로 가열할 수 있는 임의의 방식으로 수행될 수 있다. 가열 단계를 연속적으로 그리고 160℃를 초과하지 않도록 수행하는 것이 바람직하다. 일 바람직한 방법에서, 커피 추출물을 플러그 흐름 반응기를 사용하여 가열한다. 플러그 흐름 반응기는 회분식 반응기보다 바람직하며, 이는 플러그 흐름 반응기가 커피 추출물을 적절히 빠르게 가열하고 냉각하기 때문이다. 목적하는 진한 향미와 색을 달성하는데 필요한 시간은 온도에 따라 변하여 반응기에서의 체류 시간은 온도가 증가할수록 감소한다.

진한 향미와 색은 바람직하게는 2 내지 6분, 바람직하게는 3 내지 5분의 체류 시간 동안 130 내지 160℃의 반응 온도에서 달성된다. (본원에서 모든 온도는 커피 추출물의 온도에 관한 것이며 체류 시간은 최대 목적 온도에서 반응기에서의 시간에 관한 것이다.) 플러그 흐름 반응기에서, 진함을 달성하기 위한 목표 처리 온도는 커피 추출물이 약 5 내지 10℃의 온도에서 플러그 흐름 반응기에 유입된다고 가정할 때 일반적으로 5분 내에 도달한다. 실시예 1에 기술되어 있는 수행한 실험에서, 제품 품질을 나쁘게 함이 없이 가장 높은 수준의 진함은 5.4분 동안 155℃에서 커피 추출물을 가열함으로써 달성되어, 20%를 초과하는 진한 향미 증가를 달성하였다.

가열 후, 커피 추출물을 건조에 적합한 온도, 전형적으로 약 60℃ 내지 80℃로 냉각한다. 추출물을 이어서 임의의 종래 수단으로 건조하여 가용성 커피를 제조한다.

생성된 가용성 커피는 그 자체로 인스턴트 커피로 사용되고, 기타 가용성 커피 함유 식품의 제조시 종래 인스턴트 커피와 동일한 방식으로 다른 성분과 배합하여 또한 사용할 수 있다. 인스턴트 커피, 미립자 감미료, 및 향미료, 표백제 등과 같은 임의 성분을 함유하는 드라이 믹스 감미 인스턴트 커피를 제조하기 위하여 가용성 커피를 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 감미 조성물에서 본 발명의 방법에 따라 제조된 가용성 커피의 양은 조성물의 중량을 기준으로 하여, 일반적으로 약 2 내지 30 중량%, 바람직하게는 약 5 내지 20 중량%이다.

감미 제품용으로 적합한 감미료로는 천연 및 인공 감미료가 있다. 적합한 천연 감미료로는 수크로스, 덱스트로스, 말토스, 프럭토스, 락토스 등 또는 그의 배합물과 같은 당이 있으며, 감미 커피 제품의 중량을 기준으로 하여 약 20 내지 80 중량%, 바람직하게는 약 35 내지 65 중량%의 양으로 사용된다.

사카린, 아스파르탐, 아세술팜-K 등 또는 그의 혼합물과 같은 인공 감미료는 수크로스의 20 내지 80 중량%에 해당하는 양으로 사용한다. 인공 감미료는 말토덱스트린과 같은 증량제와 일반적으로 합치며, 합쳐진 증량제 및 인공 감미료의 부피가 동일한 감미를 제공하는 수크로스의 부피와 대략 동일하도록 하는 양으로 사용한다.

감미 제품은 바람직하게는 표백제 성분을 함유한다. 적합한 미립자 드라이 믹스 표백제는 비낙농 및 낙농 크리머 둘다 포함한다. 감미 조성물의 표백제 성분은 감미 제품의 중량을 기준으로 하여 적합하게는 약 20 내지 60 중량%, 바람직하게는 약 25 내지 50 중량%이다.

감미 커피 제품은 뜨거운 물에 탔을 때 거품이 일어나는 인스턴트 카푸치노 유형일 수 있다. 거품은 저밀도(즉, 가스 분출) 미립자 표백제를 사용함으로써, 또는 화학 탄화계를 포함시킴으로써, 또는 둘다 이용함으로써 유발될 수 있다. 화학 탄화는 시트르산 또는 글루코노델타락톤과 같은 식품용 산을 중탄산칼륨 또는 중탄산나트륨과 같은 탄산염과 함께 사용함으로써 수행될 수 있다.

바닐라, 개암나무 열매(헤이즐넛), 모카 등과 같은 폭넓게 다양한 향미료를 감미 커피 제품에 사용할 수 있다. 거품 안정화제, 착색제, 증점제 등과 같은 다양한 다른 성분을 사용할 수 있다.

〈실시예 1〉

5 내지 10℃의 온도에서 약 55% 농도의 농축 수성 탈카페인 커피 추출물을 사용하여 실험을 수행하였다. 하기의 배치로 4개의 쉘 구역으로 이루어진 플러그 흐름 반응기를 시료의 가열 및 냉각을 위하여 사용하였다.

쉘 번호	작용
1	예비가열
2	가열
3	보유
4	냉각 또는 보유

각 쉘 구역은 생산 용적이 14.6ℓ이었다. 목표 온도는 모든 실험 조건에서 2 내지 6 분 내에 도달하였다. 상이한 두가지의 제품 냉각 방법을 사용하였다. 제품은 자켓에 냉각수를 사용하여 4번 쉘에서 냉각하거나 또는 제품을 순간적으로 대기압이 되게 하여 대략 100℃로 냉각(플래쉬 냉각)하였다. 제품의 플래쉬 냉각의 목적은 승온에서 추가의 체류 시간을 수득하기 위한 것이었다. 배압 밸브를 반응기의 3번과 4번 쉘 사이에 위치시켰기 때문에, 4번 쉘에서 제품의 온도는 플래쉬 냉각을 이용할 때 100℃로 제한되었다. 실험은 130, 145, 150, 155, 160 및 180℃에서 수행하였다.

각 실험으로부터의 시료를 밀봉된 플라스틱 통에 위치시키고 분무 건조하기 전에 3 시간 이하로 보유하였다. 분무 건조 전에 정치된 고상물을 현탁시키기 위해 시료를 혼합하지는 않았다. 통 바닥의 앙금량이 실험 조건(시간 및 온도)의 강도를 증가시킬수록 증가하는 것이 정량적으로 관찰되었다. 앙금에 의한 고상물의 이러한 손실은 건조된 인스턴트 커피의 수율 및 향미를 감소시키는 효과를 유발하였다. 모든 시료는 방사 노즐을 사용하여 APV 안히드로(Anhydro) 소형 분무 건조기 상에서 분무 건조시켰다. 용적은 1 시간 당 건조 제품의 4.54 내지 9.07 kg(10 내지 20 lb)으로 측정되었다. 분무 건조기에서 공기 유입구 온도는 240℃이었다.

실험 첫날 시료의 침강을 밤새 관찰한 후, 2일 및 3일에 시료를 시험 관에 수집하고 침강 후 분석하였다. 미처리 추출물의 배취를 상기 일에 대한 실험의 평가를 위한 대조물로서 사용하기 위해 매일 분무 건조하였다. 1 내지 5회 실험을 1일자에 수행하여 1일자 대조물과 비교하였고, 6 내지 10회 실험을 2일자에 수행하여 2일자 대조물과 비교하였고, 11 내지 15회 실험을 3일자에 수행하여 3일자 대조물과 비교하였다. 자료를 하기 표 1에 나타내었다.

실험 번호	처리 조건의 강도 등급(1= 가장 낮음, 15= 가장 격렬함)	반응 온도 (℃)	반응 온도에서의 체류 시간(분)	냉각 방법	추출물 pH
1일자 대조물		무	무	무	4.92
1	1	130	2.9	4번 쉘	5.00
2	8	160	3.0	4번 쉘	4.94
3	15	180	3.3	4번 쉘	4.70
4	12	180	1.5	4번 쉘	4.71
5	14	180	2.4	4번 쉘	4.81
2일자 대조물		무	무	무	5.05
6	3	130	4.8	4번 쉘	5.01
7	4	145	5.0	4번 쉘	4.91
8	10	160	5.5	4번 쉘	4.78
9	2	130	4.3	플래쉬	5.12
10	5	145	5.2	플래쉬	4.99
3일자 대조물		무	무	무	5.12
11	9	160	5.2	플래쉬	4.98
12	13	180	1.9	플래쉬	4.81
13	6	150	5.0	4번 쉘	4.92
14	7	155	5.4	4번 쉘	4.93
15	11	170	0.25	4번 쉘	4.94

실시예의 커피 제품의 향미는 감각 분석으로 훈련된 외부 평가단 3 내지 5명의 눈을 가리고 평가하였다. 블랙 시료(크리머 등을 가미하지 않은 시료)는 1% 고상물에서 맛을 보았다. 크리머가 있는 대조용 감미 향미 커피 제품(SFC)은 물 210 ml 중의 커피 1.0g 및 베이스 (당, 크리머 및 향미료 함유) 13.2g의 조성에서 맛을 보았다. 변형물(커피 20% 감소)은 물 210 ml 중의 커피 0.8g 및 베이스 13.4g의 조성에서 맛을 보았다. 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

결과로부터 알 수 있듯이, 온도가 180℃에 도달할 경우, 추출물 pH가 상당하게 낮아져 바람직하지 못한 신맛이 유발되었다.

〈실시예 2〉

이 실시예는 120℃에서 25% 고상물의 커피 추출물의 커피 향미와 색을 진하게 하는 능력을 예시한다. 또한 분무 건조 없이 처리된 커피 추출물의 이용을 예시한다. 액상 처리 커피 추출물의 이용은 기성 커피 음료에 적용할 수 있다.

분무 건조 인스턴트 커피 가루를 65℃ 맹물에 25% 고상물 농도로 탔다. 사용된 인스턴트 커피 가루는 전형적인 볶은 커피 추출 공정으로부터 얻었다. 생성된 커피 추출물을 암필드(Armfield) FT74 초고온 열 교환기에서 재순환시켰다. 추출물을 관형 열 교환기에서 120℃의 목표 반응 온도로 가열하였다. 추출물을 대략 총 32분 동안 반응 온도에 유지시켰다. 처리된 커피 추출물을 22℃로 냉각시키고 밀봉된 유리 단지에 보유시켰다.

처리 인스턴트 커피 추출물의 감각 평가는 비이커의 82.2℃(180℉) 물 1500 ml에 시료를 탄 후 실시하였다. 처리 추출물의 0.71% 고상물 용액은 미처리 커피 추출물 0.85% 고상물 용액과 비교하여 유사한 커피 강도의 음료를 달성한다는 것을 발견하였다.

처리 커피 추출물의 0.71% 용액 및 미처리 추출물의 0.85% 용액을 정량 묘사 분석으로 훈련된 외부 평가단 6명의 눈을 가리고 평가하였다. 결과는 처리 커피 추출물 0.71% 용액은 미처리 커피 추출물의 0.85% 고상물 용액과 유사한 향미 프로파일을 가진다는 것을 나타내었다. 이는 처리된 시료의 경우 진한 향미가 20.5% 증가하였다는 것을 의미한다.

본 발명의 방법에 의해 커피 향미를 나쁘게 하지 않으면서 커피 추출물의 향미와 색을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 처리 커피 추출물을 사용할 경우 미처리 커피 추출물보다 적은 양으로 동일한 향미와 색을 얻을 수 있다.

Claims

앙금의 생성없이 커피 추출물의 향미를 진하게 하기에 충분한, 온도에서 그리고 시간 동안 커피 추출물을 가열하고,

가열된 커피 추출물을 냉각하는 것을 포함함을 특징으로 하는 커피 추출물의 향미와 색을 진하게 하는 방법.
제1항에 있어서, 커피 추출물이 커피 고상물을 5 내지 70% 함유하는 방법.
제2항에 있어서, 추출물이 커피 고상물을 30 내지 60% 함유하는 방법.
제2항에 있어서, 온도가 110℃ 내지 170℃이고 시간은 약 15초 내지 약 30분인 방법.
제4항에 있어서, 온도가 130℃ 내지 160℃이고 시간은 2 내지 6분인 방법.
제5항에 있어서, 시간이 3 내지 5분인 방법.
제2항에 있어서, 상기 가열이 플러그 흐름 반응기에 상기 커피 추출물을 통과시키는 동안 수행되는 방법.
제1항에 기재된 방법에 의해 제조된 액상 커피 제품.
제1항에 있어서, 냉각된 진한 향미의 커피 추출물을 건조시키는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 분무 건조로 건조하는 방법.
제9항에 기재된 방법에 의해 제조된 가용성 커피 제품.
인스턴트 커피, 감미료, 및 임의로는 향미료 및 표백제 성분을 포함함을 특징으로 하는 드라이 믹스 감미 인스턴트 커피 제품에 있어서, 제9항에 기재된 방법에 의해 제조된 가용성 커피를 포함함을 개선점으로 하는 드라이 믹스 감미 인스턴트 커피.
제1항에 있어서, 커피 추출물의 향미가 5% 이상 진해지는 방법.
제13항에 있어서, 커피 추출물의 향미가 10% 이상 진해지는 방법.
제13항에 있어서, 커피 추출물의 향미가 15% 이상 진해지는 방법.