KR20140053150A - 음료를 제조하기 위한 방법과 시스템 및 음료 카트리지 - Google Patents

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앤드류 할리데이
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크라프트 푸즈 알앤디, 인크.
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Abstract

본 발명은 로스팅된 분쇄 커피(roasted ground coffee)로 추출 챔버를 적어도 부분적으로 채우는 단계, 상기 추출 챔버를 통하여 수성 매질(aqueous medium)을 통과시켜 음료를 제조하는 단계, 및 상기 추출 챔버로부터 음료를 방출시키는 단계를 포함하고; 상기 로스팅된 분쇄 커피는 200 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포(dry Helos particle size distribution) D50을 갖고; 상기 수성 매질은 1℃ 내지 40℃의 온도를 가지며; 상기 추출 챔버를 통한 수성 매질의 유속은 0.5 내지 5 mls-1인 것인 음료를 제공하는 방법을 제공한다.

Description

음료를 제조하기 위한 방법과 시스템 및 음료 카트리지{A method and system for making a beverage, and a beverage cartridge}
본 개시는 음료를 제조하기 위한 방법과 시스템 및 음료 카트리지에 관한 것이다. 구체적으로, 커피-기반 음료를 제조하기 위한 방법, 시스템 및 카트리지에 관한 것이다.
물과 같은 수성 매질(aqueous medium)로 로스팅된 분쇄 커피(roasted ground coffee)를 추출하여 커피-기반 음료를 제조하는 것은 잘 알려져 있다. 일반적으로, 소비자가 받아들일 만한(consumer-acceptable) 음료를 제조하기 위해 필요한 물의 온도는 85℃보다 높다. 로스팅된 분쇄 커피를 함유하는 음료 카트리지(또한 포드(pod) 또는 캡슐로 알려짐)로부터 커피-기반 음료를 제조하는 음료 제조 기계가 생산되었다. 일반적으로 음료 일회 제공량을 제조하도록 설계된 이러한 음료 카트리지는 320 내지 480 마이크론의 건식 헬로스 입도 분포(dry Helos particle size distribution)를 갖는 로스팅된 분쇄 커피를 7g까지 함유한다. 이러한 음료 제조 기계는 일반적으로 85℃를 초과하는 온도로 물을 가열하고 음료 카트리지 내 추출 챔버(chamber)를 통해 물을 펌핑한다(pump).
또한 "콜드-프레스(cold-press)"라는 과정을 통해 주위의 실온(일반적으로 20 내지 25℃)에서 가열되지 않은(unheated) 물을 이용하여 커피-기반 음료를 제조하는 것이 알려져 있다. 이는 가열되지 않은 물로 3시간 이상, 및 바람직하게는 6 내지 8시간의 장시간 동안 로스팅된 분쇄 커피를 우려내는 것(steep)을 요구한다. 이 방식으로 음료를 제조하는데 필요한 시간은 이 방법을 주문형(on-demand) 음료 제공에 부적절하게 한다.
발명의 간단한 요약
본 개시에 따라, 음료를 제공(deliver)하는 방법으로서:
로스팅된 분쇄 커피(roasted ground coffee)로 추출 챔버(extraction chamber)를 적어도 부분적으로 채우는 단계;
음료를 제조하기 위해 상기 추출 챔버를 통해 수성 매질(aqueous medium)을 통과시키는 단계; 및
상기 추출 챔버로부터 음료를 방출하는 단계를 포함하고;
상기 로스팅된 분쇄 커피는 200 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖고;
상기 수성 매질은 1℃ 내지 40℃의 온도를 가지며;
상기 추출 챔버를 통한 수성 매질의 유속은 0.5 내지 5 mls-1인 것인 방법이 제공된다.
놀랍게도 200 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖는 매우 미세하게 분쇄된 로스팅된 분쇄 커피의 사용은 1℃ 내지 40℃의 온도에서 및 0.5 내지 5 mls-1의 추출 챔버를 통한 유속으로 수성 매질을 이용하여 소비자가 받아들일 만한(consumer-acceptable) 음료를 제조할 수 있게 한다는 것을 발견하였다. 제조된 음료는 강렬하고(intense), 향이 좋고(aromatic), 균형잡히고(balanced), 아우르며(rounded) 신맛과 쓴맛이 적은 풍미 프로파일(flavour profile)을 보유하는 것으로 밝혀졌다.
상기 방법에 의해 가능한 놀라울 정도로 빠른 유속은 로스팅된 분쇄 커피를 수시간 동안 침출할 필요없이 주문시 무가온(unheated) 커피-기반 음료의 생산(또는 최대 40℃의 상대적으로 "낮은(low)" 온도에서 커피 음료의 생산)을 가능하게 한다. 예를 들면, 일반적인 에스프레소 커피의 용량은 약 40ml이다. 본 방법 및 시스템은 이러한 양의 음료가 1℃ 내지 40℃의 온도에서 단 8 내지 80초의 시간 내에 수성 매질을 사용하여 제조되게 할 수 있다.
문맥에서 달리 요구되지 않는 한 본 명세서에서, 하기의 용어는 하기의 의미를 갖는다:
"로스팅된 커피(roasted coffee)"는 녹색 커피 콩을 로스팅하여 제조된 커피 물질을 의미한다. 상기 물질은 로스팅된 커피 콩의 형태, 또는 분쇄(grinding), 디카페인화(decaffeination), 압축(pressing) 등과 같은 일련의 가공 단계에 의해 제조된 기타 형태일 수 있다. 로스팅된 커피의 구체적인 예는 로스팅된 커피 콩, 로스팅된 유박(expeller cake), 로스팅되고 저며진 커피(roasted and flaked coffee)를 포함한다.
"로스팅된 분쇄 커피(roasted ground coffee)"는 원래의 로스팅된 커피 물질의 입자 크기를 감소시키기 위하여 분쇄 과정(comminution process)을 거친 로스팅된 커피 물질을 의미한다. 또한, 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, 분쇄 과정은 분쇄(grinding), 다지기(chopping), 두들기기(pounding) 및 파쇄하기(crushing) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
"헬로스 입도 분포 D50(Helos particle size distribution D50)"은 독일, Clausthal-Zellerfeld, Sympatec의 HelosTM 레이저 광회절 입도 분석기로부터 얻은 입도 분포의 부피에 따른 50번째 백분위 지수를 의미한다. 즉, D50은 입자 부피의 50%가 이 값 또는 그 미만의 특징적인 크기를 갖게 하는 분포 값이다. 건식 헬로스 입도 분포는 Sympatec GmbH에 의해 제조된 HELOS Hi197, R6 Lens, RODOS/M Dispersing System 및 VIBRI Feeder를 이용하여 측정된다.
HELOS는 R6 렌즈 및 하기의 트리거(trigger) 파라미터로 설정된다:
시작(start): 광학 농도 >= 1% (이 조건이 발생하면 데이터 수집을 시작한다)
유효기간(valid) : 항상
중지(stop): 광학농도 <=1%에서 2s 또는 99s 후(이러한 조건이 발생하면 데이터 수집을 중지한다)
시간 기준(time base): 100ms
RODOS(가압된 기류) 및 VIBRI(제어된 출구 구조를 갖는 진동 용기)를 이용하는 분산 방법은 하기와 같다:
압력(pressure): 3.00bar
하강(depression): 93.00mbar
회전수(revolution): 0%
공급장치(feeder): VIBRI
공급 비율(feed rate): 100%
갭 높이(gap height):4.0mm
"추출 중량(brew weight)"은 분배(dispensation)가 완료된 후 용기에 수용된 추출된(brewed) 음료의 중량을 의미한다.
"충진 중량(fill weight)"은 추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 건조 중량을 의미한다.
"자유-흐름 밀도(free-flow density)"는 충전(tamping), 압밀(compation), 진동(vibration) 등 없이 알려진 부피를 채우기 위하여 알려진 부피의 용기에 중력하에서 로스팅된 분쇄 커피를 붓고, 수용된 로스팅된 분쇄 커피의 질량을 용기의 부피로 나눠서 밀도를 계산하여 측정된 로스팅된 분쇄 커피의 밀도를 의미한다.
"자유-흐름 부피(free-flow volume)"는 자유-흐름 조건일 때 로스팅된 분쇄 커피에 의해 차지되는 부피를 의미하고 로스팅된 분쇄 커피의 자유-흐름 밀도와 로스팅된 분쇄 커피의 질량을 곱하여 계산된다.
"충진율(fill ratio)"은 추출 챔버의 부피에 대한 추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 자유-흐름 부피의 비율을 의미한다.
"가용성 고형분(soluble solid)"은 하기의 설정 파라미터를 이용하여, 일본, 교토의, Kyoto Electronics Manufacturing Co. Ltd.에 의해 제조된 Kyoto Density/Specific Gravity Meter DA-520에 의해 측정된 가용성 고형분의 백분율을 의미한다:
계산 파라미터;
결과: 농도(Conc.)
농도 단위: %
농도 공식: A+Bx+Cxx
파라미터 설정(set): Coe+.
데이터 치환: x <--d
파라미터: A:2.966410E+2
B:-8.424274E+2
C:5.461975E+2
측정 파라미터;
온도: 20℃
안정성: 1
제한 시간(limit time): 600s
시퀀스 온(on)
샘플링 시퀀스: 설정(set)
샘플링 시간: 10s
배출(drain) 시퀀스: 설정
배출 시간: 10s
세척(rinse)-1 시퀀스: 설정
세척-1 시간: 30s
세척-2 시퀀스: 설정
세척-2 시간: 15s
세정(purge) 시퀀스: 설정
세정 시간: 120s
셀(cell) 테스트: 오프(off)
교정(calib.): 공기 및 물(Air&Water)
"그라인더 설정(grinder setting)"은 이탈리아, Baranzate의 Dalla Corte의 Dalla Corte® 커피 그라인더 모델 K30의 그라인더 설정(예를 들면 0, 2, 4, 6, 8)을 의미한다.
본 방법에 사용되는 수성 매질은 물일 수 있다.
로스팅된 분쇄 커피는 바람직하게는 150 마이크론 이하, 더 바람직하게는 100 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖는다. 일 실시예에서, 건식 헬로스 입도 분포 D50은 60 마이크론일 수 있다.
수성 매질은 1℃ 내지 25℃의 온도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 온도는 15℃ 내지 25℃일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 온도는 20℃ 내지 25℃ 일 수 있다.
편리하게도, 본 발명의 수성 매질은 추출 전 가열을 필요로 하지 않는다. 즉, 수성 매질은 그의 주위 온도(ambient temperature)에서 이용될 수 있다. 이는 음료 제조를 위한 에너지 요구량을 상당히 감소시킨다. 수성 매질은 원하는 경우, 추출 전 능동적으로 냉각될 수 있다.
추출 챔버를 통한 수성 매질의 유속은 1 내지 3 mls-1일 수 있다. 일 실시예에서, 유속은 약 2 mls-1일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유속은 약 1 mls-1일 수 있다.
추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 양은 9g 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 양은 9g 내지 13g 일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 양은 10g 내지 13g 일 수 있다. 이러한 양은 음료의 일회 제공량(serving)을 제조하기 위한 것이다. 상기 방법은 다회 제공량(예를 들면 카라페(carafe))이 배출되어야 하는 경우, 더 많은 양의 로스팅된 분쇄 커피로도 또한 이용될 수 있다.
추출 챔버의 충진율은 80%를 초과할 수 있다. 일 실시예에서, 충진율은 100%를 초과할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 충진율은 80% 내지 150%일 수 있다. 100%를 초과하는 충진율은 충진 동안 로스팅된 분쇄 커피의 압밀(compaction)에 의해 가능하게 된다.
바람직하게는 음료의 가용성 고형분은 4%를 초과한다.
추출 동안 추출 챔버의 압력은 4 내지 20 바(bar)(0.4 내지 2MPa)일 수 있다.
음료는 커피일 수 있다. 대안적으로, 음료는 커피-기반이고 하나 이상의 추가적인 성분을 포함할 수 있다. 음료는 배출 동안 거품이 형성될 수 있고 및/또는 EP1440639에서 교시된 바와 같이 배출 장치(eductor)를 통해 음료를 통과시키는 것에 의해 곧 그 위에 형성된 크레마(crema)를 가질 수 있다.
본 개시는 또한 음료 제조 기계 및 음료 카트리지를 포함하는 음료를 제조하기 위한 시스템을 제공한다;
상기 음료 카트리지는 200 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피를 함유하는 추출 챔버를 포함하고; 및
상기 음료 제조 기계는 수성 매질의 공급원(source), 펌프 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 음료를 제조하기 위해 0.5 내지 5 mls-1의 유속 및 1℃ 내지 40℃의 온도에서 상기 음료 카트리지의 추출 챔버를 통해 수성 매질을 펌핑하도록 프로그램되어 있다.
음료 카트리지의 로스팅된 분쇄 커피는 150 마이크론 이하, 바람직하게는 100 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 건식 헬로스 입도 분포 D50은 약 60 마이크론일 수 있다.
수성 매질은 1℃ 내지 25℃의 온도에서 펌핑될 수 있다. 일 실시예에서, 온도는 15℃ 내지 25℃일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 온도는 20℃ 내지 25℃일 수 있다.
수성 매질은 1 내지 3 mls-1의 유속으로 펌핑될 수 있다. 일 실시예에서, 수성 매질은 약 2 mls-1에서 펌핑될 수 있다.
음료 카트리지의 추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 양은 9g 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 양은 9g 내지 13g이다. 또 다른 실시예에서, 상기 양은 10g 내지 13g이다.
추출 챔버의 충진율은 80%를 초과할 수 있다. 일 실시예에서, 충진율은 100%를 초과할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 충진율은 80% 내지 150%일 수 있다.
상기 음료 제조 기계는 음료 카트리지의 추출 챔버에서 추출 동안 적용되는(experienced) 추출 압력을 설정하기 위한 밸브를 포함할 수 있고 상기 컨트롤러는 상기 밸브가 추출 압력을 4 내지 20 바(0.4 내지 2MPa)로 설정하도록 작동하게 프로그램되어 있다.
상기 밸브는 음료 카트리지의 하류에 위치할 수 있다.
본 개시는 200 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피 9g 이상을 함유하는 추출 챔버를 포함하는 전술한 바와 같은 시스템에서 사용하기 위한 음료 카트리지를 더 제공한다.
상기 음료 카트리지는 음료 제조 기계에 의해 판독가능한 코드를 더 포함할 수 있고, 상기 코드는 음료를 제조하기 위하여 0.5 내지 5 mls-1의 유속 및 1℃ 내지 40℃의 온도에서 음료 카트리지의 추출 챔버를 통해 수성 매질을 펌핑하도록 음료 제조 기계의 컨트롤러에 지시할 수 있다.
본 개시의 실시예는 하기의 첨부 도면을 참조하여 오직 예로서만 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 음료 제조 기계 및 음료 카트리지의 개략도이고;
도 2는 로스팅된 분쇄 커피의 제 1 분쇄(grind)의 입도 분포를 나타내는 그래프이며;
도 3은 로스팅된 분쇄 커피의 제 2 분쇄의 입도 분포를 나타내는 그래프이고;
도 4는 가용성 고형분의 백분율 대 충진 중량의 그래프이며;
도 5는 가용성 고형분의 백분율 대 분쇄 설정의 그래프이고;
도 6 내지 8은 방향족 화합물 프로파일이며; 및
도 9는 탄수화물 프로파일이다.
도 1은 본 개시에 따른 시스템의 실시예를 나타낸다. 시스템 (1)은 음료 제조 기계 (2) 및 로스팅된 분쇄 커피를 함유하는 음료 카트리지 (3)를 포함한다.
음료 제조 기계 (2)는 저수조(reservoir) (10), 펌프 (11) 및 추출 헤드(brew head) (12)를 포함한다.
저수조 (10)는 사용시, 물과 같은 수성 매질을 담는다. 저수조 (10)는 수동으로 물을 채울 수 있거나, 또는 자동으로 채우기 위해 물의 주 공급원(main supply)에 배수관으로 연결될 수 있다. 저수조 (10)는 파이프 (13)와 같은 적절한 도관에 의해 펌프 (11)에 연결된다.
펌프 (11)는 사용시, 저수조 (10)로부터 물을 파이프 (14)와 같은 적절한 도관을 통해 추출 헤드 (12)로 펌핑한다.
음료 카트리지 (3)는 시스템의 추출 챔버를 형성하는 밀폐된 챔버 내에 로스팅된 분쇄 커피를 함유한다. 음료 카트리지 (3)는 로스팅된 분쇄 커피의 신선도를 유지하기 위하여 사용 전에 밀폐되고 바람직하게는 사용시 음료 제조 기계에 의해 천공된다(pierced). 적절한 음료 카트리지의 실시예가 EP1440903에 기재되어 있다. 그러나 음료 카트리지의 다른 타입이 이용될 수 있다.
추출 헤드 (12)는 음료 카트리지 (3)를 수용하기 위한 챔버 (15), 음료 카트리지 (3) 내 주입구(inlet)를 천공하고 및 파이프 (14)로부터 물을 음료 카트리지 (3)로 전달하기 위한 주입 기구(inlet mechanism), 및 음료 카트리지 (3) 내 배출구(outlet)를 천공하고 물과 로스팅된 분쇄 커피로부터 제조된 음료를 유연한 배관(flexible tubing) (16)의 형태일 수 있는 배출 도관으로 전달하기 위한 배출 기구(outlet mechanism)를 포함한다. 가변 밸브(variable valve) (17)는 음료 카트리지 (3)의 위치 아래에 위치하고 추출 헤드 (12)의 사용 동안 적용되는 배압을 변경시키기 위하여 유연한 배관 (16)에 작동할 수 있다. 가변 밸브 (17)는 핀칭 요소(pinching element) 사이의 거리가 유연한 배관 (16)의 단면 유동 면적을 효과적으로 변화시키도록 변할 수 있는 핀치 밸브(pinch valve)일 수 있다. 가변 밸브 (17)의 배출구는 음료가 컵, 머그, 또는 카라페와 같은 용기 (4)로 배출될 수 있는 기계의 배출구 (19)에 연결된다.
추출 헤드 (12)는 사용시, 예를 들면, 분배되는 음료의 용량 및 펌핑되는 물의 유속과 같은 특정 추출(brew) 파라미터를 결정하기 위하여 음료 카트리지 (3)에 제공되는 바코드를 판독하는 바코드 판독기 (18)를 더 포함한다.
컨트롤러(도면에 나타나지 않음)는 펌프 (11), 가변 밸브 (17), 및 바코드 판독기 (18)의 작동을 제어한다.
음료 제조 기계 (2)는 명확성을 위해 도 1에서 생략된 기타 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 유량계가 추출 헤드 (12)로 펌핑되는 물의 양을 결정하기 위하여 제공될 수 있다.
저수조 (10)의 물은 바람직하게는 주위 온도이거나 또는 주위 온도 미만으로 미리 냉각되므로, 음료 제조 기계 (2)는 작동을 위해 물 히터를 필요로 하지 않는다는 것에 주목해야 한다.
본 방법의 작동 기본 단계는 하기를 포함한다:
a) 추출 챔버를 로스팅된 분쇄 커피로 채우는 단계;
b) 음료를 제조하기 위해 추출 챔버를 통해 수성 매질을 통과시키는 단계; 및
c) 추출 챔버로부터 음료를 배출시키는 단계.
상기 음료 카트리지 내 로스팅된 분쇄 커피는 200 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖는다. 로스팅된 분쇄 커피는 커피 그라인더를 이용하여 로스팅된 커피 콩을 분쇄하여 제조될 수 있다. 그라인더 설정 0에서의 일 실시예의 입도 분포가 도 2에 도시된다. 도 2의 x축은 마이크론의 입자 크기를 나타낸다. 좌측 y축은 백분율 누적 분포 Q3을 나타낸다. 우측 y축은 밀도 분포 q31g를 나타낸다. 도 2의 건식 헬로스 입도 분포 D50은 60.88 마이크론이다.
그라인더 설정 8에서의 일 실시예의 입도 분포가 도 3에 나타난다. x 및 y 축은 전술된 바와 같다. 도 3의 건식 헬로스 입도 분포 D50은 335.99 마이크론이다.
그라인더 설정 0, 2, 4, 6 및 8 각각에서 3개의 샘플을 헬로스 장비에 의해 측정하여 표 3에 나타난 결과를 얻었다.
그라인더 설정 0 2 4 6 8
D50(샘플 1)㎛ 60.96 109.34 189.41 265.57 335.99
D50(샘플 2)㎛ 60.88 109.74 188.39 265.52 336.94
D50(샘플 3)㎛ 61.38 111.44 191.13 264.11 335.3
D50(샘플 평균)㎛ 61.07 110.17 189.64 265.07 336.08
미리 포장된(pre-packaged) 음료 카트리지가 이용되는 경우, 추출 챔버의 충진은 음료 카트리지 (3)의 제조시 수행된다.
매우 미세하게 분쇄된 로스팅된 분쇄 커피의 사용은 로스팅된 분쇄 커피의 더 많은 중량이 로스팅된 분쇄 커피의 압축으로 또는 압축 없이 특정 부피로 충진될 수 있게 한다. 예를 들면, EP1440903의 도 18에 도시되고 Kraft Food UK Ltd.의 상표명 Tassimo® Kenco® Medium Roast T-disc®하에 상업적으로 이용가능한 타입의 음료 카트리지는 일반적으로 28cm3의 추출 챔버 부피와 약 320 내지 480 마이크론의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피 약 7g의 충진 중량을 갖는다. 본 개시의 미세 분쇄(fine grind)는 T-disc®추출 챔버가 9 내지 13g의 충진 중량을 함유할 수 있게 한다.
예를 들면, 그라인더 설정 0에서 분쇄된 로스팅된 커피의 경우, 로스팅된 분쇄 커피의 자유-흐름 밀도는 0.37gcm-3 이상이었다(이 그라인더 설정에서 자유-흐름 밀도의 측정은 측정 용기 내 기포의 포함을 피할 수 없어서, 밀도 결과가 실제 밀도의 하한이 되게 한다).
하기 표 4에 표시된 바와 같이, 28cm3 부피의 T-disc® 추출 챔버에 충진될 때, 하기의 충진율을 얻었다:
충진 중량(g) 압밀(%) 상부 공간(headspace)(cm3) 충진율(%)
13 25.0 0.0 125
12 15.4 0.0 115
11 5.8 0.0 106
10.4 0.0 0.0 100
10 0.0 1.1 96
9 0.0 3.8 87
8 0.0 6.5 77
7 0.0 9.2 67
추출 챔버는 어떠한 압밀 없이 자유-흐름 조건하에 그라인더 설정 0에서 분쇄된, 로스팅된 분쇄 커피 10.4g로 실질적으로 완전히 충진될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 압밀, 진동 등의 이용으로 더 높은 충진율을 달성할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 그라인더 설정 8에서 분쇄된, 로스팅된 커피의 경우, 로스팅된 분쇄 커피의 자유-흐름 밀도는 0.32gcm-3이다. 하기 표 5에 표시된 바와 같이, 28cm3 부피의 T-disc® 추출 챔버에 충진될 때, 하기의 충진율을 얻었다:
충진 중량(g) 압밀(%) 상부 공간(cm3) 충진율(%)
13 46.6 0.0 147
12 35.3 0.0 135
11 24.1 0.0 124
10 12.8 0.0 113
9 1.5 0.0 102
8.9 0.0 0.0 100
8 0.0 2.7 90
7 0.0 5.9 79
여기서, 추출 챔버를 자유-흐름 조건하에서 로스팅된 분쇄 커피 8.9g으로 충진하였다. 또한, 압밀 등을 이용하여 더 높은 충진율을 얻을 수 있다.
저수조 (10) 내의 물은 1℃ 내지 40℃의 온도를 가질 수 있다. 1℃ 미만의 온도에서 물은 얼게 되어 사용할 수 없을 것이다. 하기와 같이, 40℃ 이하의 온도는 유익한 결과를 제공한다는 것이 밝혀졌다. 물은 주위 온도일 수 있다 - 즉 음료 제조 기계의 국소 환경의 온도이다. 가정집 또는 소매점에서 음료 제조 기계의 통상적인 설정을 위해, 온도는 일반적으로 20 내지 25℃일 수 있다.
물은 0.5 내지 5 mls-1의 유속으로 음료 카트리지 (3)의 추출 챔버를 통해 펌핑된다.
표 6은 추출 챔버의 충진 중량 변화의 효과를 나타낸다. 표 6의 모든 샘플의 경우, 로스팅된 커피 콩은 그라인더 설정 0에서 분쇄했고 28cm3의 추출 챔버 부피를 갖는 Tassimo® Kenco® Espresso T-disc®에 충진하였다; 유속은 1 mls-1이었고 6 바의 추출 챔버 내 배압을 달성하도록 가변 밸브 (17)를 설정하였다.
충진 중량(g) 온도(℃) 추출 중량(g) 의견 가용성 고형분(%)
13 21 42.0 우수 6.03
13 21 43.8 우수 5.72
12 21 42.0 우수 5.34
12 22 43.8 우수 3.89
11 22 43.0 우수 4.33
11 22 42.1 우수 4.88
10 22 43.0 우수 4.28
10 22 42.4 우수 4.36
9 22 40.9 양호 4.48
9 22 41.0 양호 4.36
8 22 40.2 양호하지 않음 3.80
8 22 41.3 양호하지 않음 3.79
7 22 39.7 양호하지 않음 3.35
7 22 40.6 양호하지 않음 2.78
"우수(Good)" 등급을 받은 샘플은 시음자에게 매력적인 시각적으로 우수한 추출물(good visual extraction)을 가졌고 시음자에 따르면 우수하거나 또는 탁월한 맛과 풍미를 가졌다. "양호(Acceptable)" 등급을 받은 샘플은 시음자에 따르면 양호한 맛과 풍미를 가지나 추출물의 시각적 형태는 "우수" 등급의 샘플보다 덜 우수했다. "양호하지 않음(Not Acceptable)" 등급의 샘플은 시음자에 따르면 약하거나 및/또는 쓴맛을 가졌다.
도 4는 각 샘플의 충진 중량에서 가용성 고형분의 평균 백분율을 플로팅(plot)한다.
알 수 있는 바와 같이, 가용성 고형분의 백분율이 4%를 초과하는 "우수" 및 "양호" 음료를, 충진 중량이 9g 이상인 경우 달성된 것인 본 방법에 따라 얻었다.
표 7는 로스팅된 분쇄 커피의 다양한 분쇄 크기의 효과를 나타낸다. 표 7의 모든 샘플에 대하여 28cm3의 추출 챔버 부피를 갖는 Tassimo® Kenco® Espresso T-disc®중 추출 챔버의 충진 중량은 12g이었다; 유속은 1 mls-1이었고, 물의 온도는 21℃이었으며 6 바의 추출 챔버 내 배압을 달성하도록 가변 밸브 (17)를 설정하였다.
분쇄 설정 추출 중량(g) 의견 가용성 고형분(%)
0 44 우수 5.24
0 45 우수 5.30
2 44 우수 4.16
2 44 우수 5.39
4 44 양호 4.83
4 45 양호 4.82
6 45 양호하지 않음 3.91
6 45 양호하지 않음 4.12
8 46 양호하지 않음 3.22
8 45 양호하지 않음 3.56
"우수" 등급을 받은 샘플은 시음자에 따르면 우수하거나 탁월한 맛을 가졌다. "양호" 등급을 받은 샘플은 시음자에 따르면 양호한 맛을 가졌다. "양호하지 않음" 등급의 샘플은 시음자에 따르면 약한 맛을 가졌다.
도 5는 각 그라인더 설정에서 가용성 고형분의 평균 백분율을 플로팅한다.
알 수 있는 바와 같이, 가용성 고형분의 백분율이 4%를 초과하는 "우수" 및 "양호" 음료를, 그라인던 설정이 4 이하(이는 표 3의 약 180 내지 200 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50과 동일하다)인 경우 달성된 것인 본 방법에 따라 얻었다.
표 8은 다양한 물 온도의 효과를 나타낸다. 표 8의 모든 샘플에 대하여, 그라인더 설정은 0이었고, 28cm3의 추출 챔버 부피를 갖는 Tassimo® Kenco® Espresso T-disc®의 추출 챔버의 충진 중량은 13g이었으며, 유속은 1 mls-1이었고, 6 바의 추출 챔버 내 배압을 달성하도록 가변 밸브 (17)를 설정하였다.
온도(℃) 추출 중량(g) 의견
21 43 우수
40 40 우수
60 40 양호하지 않음
80 해당사항 없음 양호하지 않음
90 해당사항 없음 T-disc®의 파손으로 해당사항 없음
"우수" 등급을 받은 샘플은 시음자에 따르면 시각적으로 진한 추출물(strong visual extraction) 및 강한(intense) 맛을 가졌다. "양호하지 않음" 등급의 샘플은 시음자에 따르면 너무 강하고 쓴 맛을 가졌다. 90℃에서 샘플은 추출 챔버 내 발생한 과도한 압력 때문에 실패하였다.
알 수 있는 바와 같이, 우수한 음료는 최대 40℃의 물의 온도에서 얻었다. 그러나, 사용 전에 물을 가열하지 않는 본 방법의 작동은 각 음료에 대한 에너지 요구량을 낮추기 때문에 바람직하다. 또한, 히터를 포함하지 않는 더 단순한 음료 제조 기계가 이용될 수 있다.
또한 놀랍게도 본 개시의 방법에 따라 얻은 음료는 뜨거운 물로 추출하여 제조된 커피 음료와 비교하여 향상된 아로마 프로파일(커피 음료에서 바람직한 방향족 화합물의 양에 의해 측정됨)을 갖는 것으로 밝혀졌다. 도 6은 소비될 수 있는 두개의 샘플에 의해 생성된 다양한 방향족 화합물의 상대적인 양을 비교한다. 제 1 비교 샘플은 28cm3의 추출 챔버 부피를 갖는, Tassimo® Kenco® Espresso T-disc®에서 450 마이크론의 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피 7g의 추출 챔버의 충진 중량으로 추출되었다; 유속은 2 mls-1이었고, 물의 온도는 90℃이었으며 6 바의 추출 챔버 내 배압을 달성하도록 가변 밸브 (17)를 설정하였다. 제 2 샘플은 28cm3의 추출 챔버 부피를 갖는, Tassimo® Kenco® Espresso T-disc®에서 30 마이크론의 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피 13g의 추출 챔버의 충진 중량으로 추출되었다; 유속은 1 mls-1이었고, 물의 온도는 22℃이었으며 6 바의 추출 챔버 내 배압을 달성하도록 가변 밸브 (17)를 설정하였다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 기재된 화합물 거의 모두에서 증가된 양이 제 2 샘플에서 달성되었다.
도 7은 도 6과 동일한 데이터이지만 제 2 샘플의 더 높은 충진 중량을 고려하기 위하여 충진 중량의 그램 중량 당 표준화된(normalised) 화합물의 양으로 플로팅한다. 알 수 있는 바와 같이, 단위 그램 기준에서도, 제 2 샘플은 기재된 화합물 거의 모두의 더 많은 양을 생성하였다.
도 8은 충진 중량 변화에 따라 생성된 방향족 화합물의 상대적인 양에 대한 영향을 비교한다. 제 1 샘플은 28cm3의 추출 챔버 부피를 갖는, Tassimo® Kenco® Espresso T-disc®에서 30 마이크론의 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피 7g의 추출 챔버의 충진 중량으로 추출되었다; 유속은 2 mls-1이었고, 물의 온도는 22℃이었으며 6 바의 추출 챔버 내 배압을 달성하도록 가변 밸브 (17)를 설정하였다. 제 2 샘플은 충진 중량이 13g인 것을 제외하고는 동일하였다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 기재된 화합물 거의 모두의 양의 증가가 절대량 및 단위 그램 기준의 제 2 샘플에서 달성되었다.
놀랍게도 본 개시의 방법에 따라 얻어진 음료는 예상치 못한 높은 수준의 탄수화물을 함유하는 것으로 밝혀졌다. 도 9는 세 가지 추출 조건에 대해 아리비노스, 갈락토오스, 글루코오스, 만노오스의 추출 당 양을 비교한다. 제 1 비교 샘플은 28cm3의 추출 챔버 부피를 갖는, Tassimo® Kenco® Espresso T-disc®에서 350 마이크론의 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피 7g의 추출 챔버의 충진 중량으로 추출되었다; 유속은 2 mls-1이었고, 물의 온도는 90℃이었으며 6 바의 추출 챔버 내 배압을 달성하도록 가변 밸브 (17)를 설정하였다. 제 2 샘플은 28cm3의 추출 챔버 부피를 갖는, Tassimo® Kenco® Espresso T-disc®에서 60 마이크론의 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피 7g의 추출 챔버의 충진 중량으로 추출되었다; 유속은 2 mls-1이었고, 물의 온도는 22℃이었으며 6 바의 추출 챔버 내 배압을 달성하도록 가변 밸브 (17)를 설정하였다. 제 3 샘플은 추출 챔버의 충진 중량이 60 마이크론의 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피 13g으로 증가되었다는 것을 제외하고는 제 2 샘플과 동일한 조건하에서 추출되었다.
과거에는 일반적으로 낮은 온도에서 로스팅된 분쇄 커피의 추출은 탄수화물 화합물을 완전히 추출하지 못할 것으로 이해되었다. 그러나 본 방법을 이용하여, 심지어 단위 그램 기준의 생성된 탄수화물의 수준은(제 2 샘플에서 보이는 바와 같이) 고온 추출에 의해 생성된 수준과 유사하거나, 일부 탄수화물의 경우 심지어 그를 초과한다.
전술된 상세한 설명에서 로스팅된 분쇄 커피를 함유하는 음료 카트리지를 이용하는 시스템 및 방법이 설명되나, 본 개시는 그에 한정되지 않는다. 예를 들면, 로스팅된 분쇄 커피는 에스프레소 그룹 핸들(espresso group handle)과 같은 음료 제조 기계의 재료 용기(ingredient receptacle)에 직접 충진될 수 있다.
또한, 음료 제조 기계는 물을 가열하는 수단을 포함할 필요가 없지만, 본 방법은 가열 수단을 갖는 음료 제조 기계로 이용될 수 있다. 이 경우에, 히터는 단순히 이용되지 않거나(물이 주위 온도 또는 냉장 온도에서 이용되는 경우) 또는 단지 물을 40℃까지 가열하는데 이용된다.
음료 제조 기계는 저수조 (10) 내 물을 주위 온도 미만의 온도로 냉각시키기 위한 냉각 기구와 함께 제공될 수 있다.
시스템에서 분배된 음료는 커피 음료의 표면에 크레마를 형성하도록 크레마-생성 단계를 거칠 수 있다. 크레마-생성 단계는 EP14440903에 기술된 배출 장치 또는 유사한 압축(constriction) 장치를 통해 음료를 통과시키는 것에 의해 음료 카트리지 내에서 수행될 수 있거나 또는 유체 흐름 내 미세한 기포의 덩어리를 형성하기 위하여 적절한 압축을 통해 음료를 통과시키는 것에 의해 음료 카트리지의 하류에서 수행될 수 있다. 가변 밸브 (17)는 크레마 생성을 제공하기 위해 이용될 수 있다.
1: 시스템(system)
2: 음료 제조 기계(beverage preparation machine)
3: 음료 카트리지(beverage cartridge) 4: 용기(receptacle) 10: 저수조(reservoir) 11: 펌프(pump)
12: 추출 헤드(brew head) 13: 파이프(pipe)
14: 파이프(pipe) 15: 챔버(chamber)
16: 유연한 배관(flexible tubing)
17: 가변 밸브(variable valve)
18: 바코드 판독기(barcode reader) 19: 배출구(outlet)

Claims (20)

  1. 음료를 제공(deliver)하는 방법으로서:
    로스팅된 분쇄 커피(roasted ground coffee)로 추출 챔버(extraction chamber)를 적어도 부분적으로 채우는 단계;
    상기 추출 챔버를 통해 수성 매질(aqueous medium)을 통과시켜 음료를 제조하는 단계; 및
    상기 추출 챔버로부터 상기 음료를 배출시키는 단계를 포함하고;
    상기 로스팅된 분쇄 커피는 200 마이크론(micron) 이하의 건식 헬로스 입도 분포(dry Helos particle size distribution) D50을 갖고;
    상기 수성 매질은 1℃ 내지 40℃의 온도를 가지며;
    상기 추출 챔버를 통하는 수성 매질의 유속(flow rate)은 0.5 내지 5 mls- 1인 것인 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 로스팅된 분쇄 커피는 150 마이크론 이하, 바람직하게는 100 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖는 것인 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 수성 매질은 1℃ 내지 25℃의 온도; 또는 15℃ 내지 25℃의 온도, 또는 20℃ 내지 25℃의 온도를 갖는 것인 방법.
  4. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추출 챔버를 통한 수성 매질의 유속은 1 내지 3 mls-1 , 또는 약 2 mls- 1 인 것인 방법.
  5. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 양이 9g 이상인 것인 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 양이 9g 내지 13g 이상; 또는 10g 내지 13g인 것인 방법.
  7. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추출 챔버의 충진율(fill ratio)이 80%를 초과하거나, 또는 100%를 초과하거나, 또는 80% 내지 150%인 것인 방법.
  8. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음료 내 가용성 고형분(soluble solid)이 4%를 초과하는 것인 방법.
  9. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 추출 동안, 상기 추출 챔버 내 압력이 4 내지 20 바(bar)인 것인 방법.
  10. 음료 제조 기계 및 음료 카트리지를 포함하는 음료를 제조하기 위한 시스템 으로서;
    상기 음료 카트리지는 200 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피를 함유하는 추출 챔버를 포함하고; 및
    상기 음료 제조 기계는 수성 매질의 공급원(source), 펌프 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 음료를 제조하기 위해 0.5 내지 5 mls-1의 유속과 1℃ 내지 40℃의 온도에서 상기 음료 카트리지의 추출 챔버를 통해 수성 매질을 펌핑하도록(pump) 프로그램되어 있는 것인 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 음료 카트리지 내 로스팅된 분쇄 커피는 150 마이크론 이하, 바람직하게는 100 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖는 것인 시스템.
  12. 청구항 10 또는 11에 있어서, 상기 수성 매질은 1℃ 내지 25℃의 온도; 또는 15℃ 내지 25℃의 온도, 또는 20℃ 내지 25℃의 온도에서 펌핑되는 것인 시스템.
  13. 청구항 10 내지 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수성 매질은 1 내지 3 mls-1 또는 약 2 mls- 1 의 유속으로 펌핑되는 것인 시스템.
  14. 청구항 10 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 양이 9g 이상인 것인 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 추출 챔버 내 로스팅된 분쇄 커피의 양이 9g 내지 13g 이상; 또는 10g 내지 13g인 것인 시스템.
  16. 청구항 10 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추출 챔버의 충진율은 80%를 초과하거나, 또는 100%를 초과하거나, 또는 80% 내지 150%인 것인 시스템.
  17. 청구항 10 내지 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음료 제조 기계는 상기 음료 카트리지의 추출 챔버에서 추출 동안 적용되는 추출 압력을 설정하기 위한 밸브를 포함하고 상기 컨트롤러는 상기 밸브가 추출 압력을 4 내지 20 바로 설정하도록 작동하게 프로그램되어 있는 것인 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 밸브는 상기 음료 카트리지의 하류에 위치하는 것인 시스템.
  19. 200 마이크론 이하의 건식 헬로스 입도 분포 D50을 갖는 로스팅된 분쇄 커피 9g 이상을 함유하는 추출 챔버를 포함하는, 청구항 10 내지 18 중 어느 한 항의 시스템에서 사용하기 위한 음료 카트리지.
  20. 청구항 19에 있어서, 음료 제조 기계에 의해 판독가능한 코드를 더 포함하고, 상기 코드는 상기 음료 제조 기계의 컨트롤러에 음료를 제조하기 위하여 0.5 내지 5 mls-1의 유속 및 1℃ 내지 40℃의 온도에서 상기 음료 카트리지의 추출 챔버를 통해 수성 매질을 펌핑하도록 지시하는 것인 음료 카트리지.
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