KR20220082888A - 콜드-브루 커피 추출물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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롤란트 라욱스
틸로 휜
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마스터콜드브루어 아게
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Abstract

(1) 커피 원두(coffee beans)에 물을 첨가하여 현탁액을 형성하는 단계; (2) 상기 현탁액을 다단계로 100 ㎛ 이하의 평균 입자 크기로 습식 분쇄(grinding)하는 단계; (3) 상기 현탁액을 1회 이상의 분리 단계로 처리하는 단계로서, 이때 현탁액은 적어도 하나의 액상 및 고상으로 분리되고, 상기 액상은 커피 아로마(aroma)를 포함하고, 상기 고상은 커피 분말 및 물을 주요 성분으로 포함하는, 단계; 및 (4) 커피 아로마를 포함하는 상기 액상을 추가로 가공하여, 콜드-브루 커피 추출물을 제공하는 단계를 포함하고, 이때 단계 (1) 내지 (3) 동안 현탁액의 온도는 47℃를 초과하지 않는, 콜드-브루 커피 추출물의 제조 방법이 개시된다. 이 방법은 개선된 풍미 수율, 강도 및 바디감을 갖는 추출물을 생산하면서 단축된 시간 프레임(예를 들어, 1시간 이내 또는 수 분 이내) 내에 연속 처리를 가능하게 한다. 또한, 상기 방법으로 제조된 콜드-브루 커피 추출물 및 인스턴트 분말이 기술된다.

Description

콜드-브루 커피 추출물 및 이의 제조 방법
본 발명은, 연속적이고 신속한 추출을 가능하게 함과 동시에, 공지의 콜드-브루 기술과 비교할 때 방향족 성분 및 영양학적으로 유익한 성분(폴리페놀, 항산화제, 및/또는 당류 포함)의 수율을 개선할 수 있는, 콜드-브루 커피 추출물의 제조 방법 및/또는 기술에 관한 것이다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 콜드-브루 커피 추출물 및 인스턴트 분말에 관한 것이다.
커피는 세계 최대의 합법적인 농업 수출품 중 하나이며, 커피 추출물 및 커피 음료를 제조하는 수많은 방법이 당업계에 알려져 있다. 예를 들어 필터 커피, 에스프레소, 그리스 또는 터키 커피, 퍼콜레이트(percolated) 커피 및 코나(cona) 커피를 비롯하여 대부분의 커피 음료는 일반적으로 분쇄된 원두를 고압 또는 대기압에서 승온에서 수성 추출하여 제조한다.
커피는 또한 저온 추출 기술을 사용하여 브루잉(brewing)되는 것으로도 알려져 있으며, 이 기술은, 고온-브루잉된 커피와 비교하여 아마도, 추출된 산의 농도가 더 낮고 콜레스테롤 수치의 증가를 촉진하는 것으로 알려져 있고 기름진 쓴 풍미를 일으키는 디테르펜(예를 들어, 카페스톨 및 카월 포함)의 농도가 더 낮은 것으로 인해, 종종 더 부드러운 식감을 갖고 더 달콤하다고 인지되는 추출물을 생성한다.
저온 추출 기술의 한 가지 통상적인 예는 WO 2013/019676 A2에 기재되어 있다. 여기서는, 새로이 갈아서 로스팅한 커피 원두를 대기압에서 47.2℃(117℉) 미만의 온도의 물을 사용하여 콜드-브루잉(cold-brewing)하며, 이는, 고온 추출 방식에서 일반적으로 관찰되는 효소 및 항산화제의 열에 의한 분해를 감소시키는 이점이 있다. 커피 풍미의 충분한 방출을 제공하기 위해, 브루잉 기간은 일반적으로 (예를 들어, 여과, 디캔팅, 원심분리 등에 의해) 고체로부터 액체 추출물을 분리하기 전 18시간 내지 24시간이다.
다른 예에서, US 2008/0148955 A1은 냉수 주입을 통해 액체 추출물 형태로 커피를 추출하기 위한 장치를 개시하고 있으며, 이것은 실온에서 대략 12 내지 24시간 동안 브루잉하는 것을 수반하고, 농축된 커피 추출물을 생성하며, 이는 바로 마실 수 있는 음료를 제공하기 위해 희석될 수 있고 기존의 고온-브루잉 커피 제품보다 풍미가 더 좋은 것으로 기술되어 있다.
그러나, WO 2013/019676 A2 및 US 2008/0148955 A1에 의해 예시된 통상적인 콜드-브루잉 기술은 충분한 양의 풍미 및 만족스러운 아로마를 추출하기 위해서 본질적으로 긴 브루잉 시간을 필요로 한다. 또한 아로마 수율을 향상시키기 위해 브루잉 기간을 (예를 들어, 며칠 또는 몇 주 동안) 연장하는 것은 바람직하지 않은 관능 노트(sensory notes)(예를 들어, 쓴 풍미), (예를 들어 화합물의 분해로 인한) 이질적 풍미(off-flavors), 및 불량한 아로마 복잡성을 수반하는 경향이 있다.
최근에, 짧은 추출 시간으로 콜드-브루 커피를 제조할 수 있는 진공 브루잉 방법이 개발되었다 (예를 들어, EP 2 948 030 B1 참조). 그러나 상기 방법은 배치식 작업이 필수적이다.
또한, 앞서 언급한 모든 방법은 건식 밀링 및 분쇄 시 정교한 장비를 필요로 하거나 높은 재료 응력을 수반하는 경향이 있으며, 이는 증발로 인한 아로마 손실을 더욱 유발한다.
최근에는 습식 밀링 기술을 이용하여 커피 부산물의 포집율을 향상시키려는 노력이 이루어지고 있다.
예를 들어, WO 2010/073114 A1은 커피 추출 방법을 개시하고 있으며, 여기서는 로스팅된 커피 원두에 물을 첨가하고, 생성된 현탁액을 습식 분쇄하고, 열 및 압력 하에 (예를 들어, 80 내지 100℃의 온도에서) 분쇄 또는 밀링된 커피 원두에 대해 하나 이상의 추출 단계를 수행하여, 커피 분말, 커피 액체, 아로마 추출물, 폴리페놀 및/또는 바이오-활성성분(bio-actives)을 수득한다. 그러나 이 방법은 본질적으로 가열하 추출 단계를 필요로 하므로, 콜드-브루 커피 제품에 기인된 이점을 유발하지 않는다. 로스팅되지 않고 바람직하게는 발효되지 않은 커피 체리(cherry)를 기반으로 한 신규 추출물의 제조에 적합한 유사한 방법이 WO 2018/234528 A1에 개시되어 있다. 그러나, 여기에는 콜드-브루 커피 제품의 제조가 개시되어 있지 않다. EP 0 343678 A2는 식용 제품의 아로마 형성을 위한 커피 추출물의 제조 방법을 개시하고 있으며, 이 방법은 적어도 2회의 물 중에서의 분쇄 단계를 포함하며, 각 단계는 고체로부터 수상의 분리를 필요로 한다. CA 2 960 108 A1은 감압 하에 승온에서 브루잉하는 것을 포함하는 커피 추출 방법을 개시하고 있다. WO 2018/234528 A1은 커피 체리 가공 방법을 개시하고 있다.
따라서, 전반적으로, 고온-브루잉 대응물과 유사하거나 심지어 더 높은 풍미 강도 및 바디감을 나타내면서도 동시에 단축된 시간 프레임(예를 들어, 1시간 이내 또는 분 단위) 내에 연속 가공을 가능하게 하는 콜드-브루 커피의 제조 방법을 제공하는 것이 여전히 바람직하다.
본 발명은 본원에 정의된 청구범위의 주제로 이 목적을 해결한다. 본 발명의 이점은 하기 섹션에서 더욱 상세하게 설명될 것이며 본 발명 개시내용을 고려할 때 추가 이점은 당업자에게 자명해질 것이다.
일반적으로서, 한 측면에서, 본 발명은
(1) 커피 원두(coffee beans)에 물을 첨가하여 현탁액을 형성하는 단계;
(2) 상기 현탁액을 다단계로 100 ㎛ 이하의 평균 입자 크기로 습식 분쇄(grinding)하는 단계;
(3) 상기 현탁액을 1회 이상의 분리 단계로 처리하는 단계로서, 이때 현탁액은 적어도 하나의 액상 및 고상으로 분리되고, 상기 액상은 커피 아로마(aroma)를 포함하고, 상기 고상은 커피 분말 및 물을 주요 성분으로 포함하는, 단계; 및
(4) 커피 아로마를 포함하는 적어도 상기 액상을 추가로 가공하여, 콜드-브루 커피 추출물을 제공하는 단계
를 포함하고, 이때 단계 (1) 내지 (3) 동안 현탁액의 온도는 47℃를 초과하지 않는, 콜드-브루 커피 추출물의 제조 방법을 제공한다.
추가 실시양태에서, 전술한 방법에 의해 수득된 콜드-브루 커피 추출물이 기술된다.
또 다른 실시양태에서, 전술한 콜드-브루 커피 추출물을 농축 단계에 적용한 다음, 인스턴트 콜드-브루 커피 분말을 수득하기 위해 농축 추출물을 분무-건조 또는 동결 건조함으로써 수득되는 인스턴트 콜드-브루 커피 분말이 기술된다.
도 1은 콜드-브루 커피 추출물 및 제품을 제조하기까지의 커피 원두를 가공하는 방법을 개략적으로 도시한다.
도 2는 비교예 및 본 발명에 따른 예시적인 콜드-브루 제품의 (코에서의) 관능 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 및 본 발명에 따른 예시적인 콜드-브루 제품의 (입천장에서의) 관능 평가 결과를 나타낸 것이다.
본 발명의 보다 완전한 이해를 위해, 이제 본 발명의 예시적인 실시양태에 대한 다음 설명을 참조한다.
콜드-브루 커피 추출물 및 인스턴트 분말의 제조 방법
제1 실시양태에서, 본 발명은 일반적으로 콜드-브루 커피 추출물의 제조 방법에 관한 것으로서, 이 방법은
(1) 커피 원두에 물을 첨가하여 현탁액을 형성하는 단계;
(2) 상기 현탁액을 다단계로 100 ㎛ 이하의 평균 입자 크기로 습식 분쇄하는 단계;
(3) 상기 현탁액을 1회 이상의 분리 단계에 적용하는 단계로서, 여기서 현탁액은 하나 이상의 액상 및 고상으로 분리되고, 상기 액상은 커피 아로마를 포함하고, 오일 상은 주요 성분으로서 커피 오일을 포함하고, 상기 고상은 커피 분말과 물을 주요 성분으로 포함하는, 단계; 및
(4) 콜드-브루 커피 추출물을 제공하기 위해, 적어도, 커피 아로마를 포함하는 상기 액상을 추가로 가공하는 단계
를 포함하고; 여기서 단계 (1) 내지 (3) 동안 현탁액의 온도는 47℃를 초과하지 않는다. 유리하게는, 이 방법은 1시간 미만의 극히 짧은 추출 기간 후에도 놀라울 정도로 높은 향미 수율을 갖는 콜드-브루 추출물을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 기존의 방법에 비해, 고유의 아로마와 영양학적으로 가치 있는 성분의 수율이 높은 콜드-브루 커피 추출물을 훨씬 더 짧은 시간에 얻을 수 있다. 또한, 상기 콜드-브루잉 공정은 연속적으로 수행될 수 있고 최소한의 생산 설비 공간을 필요로 하며, 이는 규모 확장에 특히 유리하고 궁극적으로 공지된 배치 공정에 비해 생산 비용을 감소시킨다. 마지막으로 특히, 연속적인 작업은 공정 제어를 용이하게 하여 제품 품질의 변동을 줄이는 데 도움이 된다.
본원에 사용된 용어 "콜드-브루 커피"는, 전용 가열 수단으로 추출제를 능동적으로 가열하지 않고 얻은 분쇄된 커피의 수성 추출 생성물을 나타내며, 여기서 능동적 가열은 기계적 분리 동안 (예를 들어, 미세 밀링 동안)의 온도 상승을 포함하지 않는다.
본 발명에 따르면, (전체 및/또는 예비-크래킹된) 커피 원두가 출발 물질로 사용된다. 커피 원두는 로스팅되지 않거나(커피 생두라고도 함) 로스팅될 수 있다. 로스팅은 다양한 로스팅 온도, 시간 및 방법론을 포함할 수 있는 당업계에 공지된 다양한 기술 및 방법에 의해 수행될 수 있다. 로스팅 정도는 원하는 강도와 풍미를 변경하기 위해 다변화될 수 있다. 본 출원의 맥락에서, 임의의 유형의 로스팅된 커피 원두가 일반적으로 사용될 수 있다. 바람직하게는 커피 원두는 단계 (1) 직전에 로스팅된다. 추가적인 향미를 도입하고 커피 아로마와의 상호작용을 가능하게 하기 위해, 다른 고체 식용 물질(예를 들어, 과일)을 바람직하게는 단계 (1) 또는 (2) 중 임의의 단계 이전 또는 도중에 첨가함으로써 커피 원두과 함께 공동 추출할 수도 있다.
단계 (1)에서는, 물을 첨가하여 현탁액을 형성한다. 특별히 제한되지는 않지만, 형성된 현탁액 중 물 대 커피 원두의 중량비는 바람직하게는 1:1 내지 10:1, 보다 바람직하게는 2:1 내지 8:1, 특히 바람직하게는 약 2.5:1 내지 6:1이며, 이는 추가 단계의 가공성(예를 들어, 용이한 펌핑, 분쇄 및/또는 더 쉬운 상 분리)에 유리하게 영향을 미칠 수 있다.
단계 (1)에서 물(예를 들어, 수돗물)을 사용하는 것이 바람직할 수 있지만, 커피 원두 성분의 추출을 향상시키고/거나 민감성 커피 원두 성분(예를 들어, 황 화합물)의 산화를 감소시키고/거나 가공 방법의 후속 단계에서 추출된 풍미와 호의적으로 상호작용할 수 있는 추가 풍미를 도입하기 위해 대안적인 물-함유 액체가 물 공급원으로서 사용될 수도 있다. 이러한 액체는 60 내지 약 95 중량%의 수분 함량을 갖는 액체, 예를 들어 에탄올/물 혼합물, 리큐어(liqueur), 과일 주스, 야채 주스, 과일 주스 농축액 또는 우유를 포함할 수 있다. 이러한 물-함유 액체를 사용하는 경우, 형성된 현탁액의 수분 함량은 일반적으로 상기 정의된 비율 내에 드는 것이 바람직하다.
잠재적인 열 부담을 최소화하면서 초기 단계에서 미생물 부패/번식을 감소 또는 방지하기 위해, 물 또는 물-함유 액체는 단계 (1) 전에, 예를 들어 가열, 조사, 화학적 살균, 미세여과, 한외여과 또는 나노여과의 적용에 의해 당분야에 공지된 방법에 따라 저온살균 또는 멸균 단계로 처리될 수 있다. 0.45 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.22 ㎛ 이하의 절대 공극 크기 등급을 갖는 여과 막(membrane) 필터를 사용한 멸균 여과가 바람직하고, 이는 일반적으로, 바람직하지 않은 화학 물질을 도입하지 않으면서 낮은 에너지 소비로 미생물을 효과적으로 제거할 것이다.
또한, 물 또는 물-함유 액체는 단계 (1) 전에 당업계에 공지된 기술(예를 들어, 이온 교환 포함)에 따라 탈미네랄(demineralization) 처리될 수 있다.
단계 (1)에서, 즉 단계 (2) 전에 수성 현탁액을 형성하는 것은, 분쇄 전에 고체 물질이 연화되고 물의 냉각 효과가 밀링 장비에 대한 기계적 부담을 더욱 최소화한다는 이점을 갖는다. 그러나 가속화된 공정의 경우, 커피 원두는 분쇄 장비에 들어가기 직전에 물과 접촉하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 단계 (1) 및 (2)는, 예를 들어 분쇄기에서 직접 물과 원두를 접촉함으로써, 동시에 수행된다.
단계 (2)에서 습식 분쇄에 사용되는 방법 및 장치는, 커피 원두의 아로마 및 영양학적으로 가치 있는 성분을 보존하기 위해, 상당한 마찰열 생성 또는 높은 기계적 힘이 피해지는 한, 특별히 제한되지는 않는다. 이러한 목적을 위해, 단계 (2)는 바람직하게는, (a) (예를 들어, 천공된 디스크 밀에서) 500 ㎛ 이하의 평균 입자 크기로의 1회 이상의 거친 분쇄 단계(들), 및 (b) (예를 들어, 톱니형 콜로이드 밀에서) 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 90 ㎛ 미만, 더욱 더 바람직하게는 80 ㎛ 이하의 평균 입자 크기로의 후속 미세 분쇄 단계(들)을 포함한다. 입자를 위의 크기 범위로 감소시키는 것은, 최적화된 습윤을 위한 입자 물질의 노출된 표면적을 실질적으로 증가시켜 개선된 추출 결과(예를 들어, 지방 또는 지질, 방향족 물질 및/또는 폴리페놀의 개선된 추출)를 가능하게 한다. 일반적으로, 입자 크기 감소는 예를 들어 디스크 밀(예를 들어, 천공된 디스크 밀), 콜로이드 밀(예를 들어, 톱니형 콜로이드 밀) 또는 커런덤 스톤 밀(corundum stone mill)을 사용하여 달성할 수 있다. 특히, 미세 분쇄 단계는 거칠게 분쇄된 현탁액으로 수행되어, 거친 분쇄와 미세 분쇄 사이의 고체/액체 분리가 필요하지 않게 한다.
단계 (3)에서, 미세하게 분쇄된 커피 현탁액은 하나 이상의 액상 및 고상으로의 분리를 수행하는 1회 이상의 분리 단계를 거치며, 이때 상기 액상은 커피 아로마를 포함하고, 상기 고상은 커피 분말 및 물을 주요 성분으로 포함한다. 바람직하게는, 원심력을 사용하는 장치, 예컨대 디캔터(decanter) 또는 노즐 분리기, 바람직하게는 디캔터가 기계적 입자 분리를 달성하는데 사용될 수 있다.
용어 "하나 이상의 액상"은 수상 및 오일상을 포함할 수 있으며, 여기서 수상은 (친수성) 커피 아로마를 포함하고 오일상은 주요 성분으로서 커피 오일을 포함한다. 즉, 단계 (3)은 고체/액체 분리 또는 3개의 상, 즉 수상, 오일상 및 고상으로의 분리로서 수행될 수 있다. 3상 분리의 경우, 적어도 상기 수상은 단계 (4)에서 추가로 가공된다.
바람직한 실시양태에서, 단계 (3)은 디캔터(예를 들어, 3상 디캔터 원심분리기)를 사용하여 단일 분리 단(stage)에서 현탁액을 수상, 오일상 및 고상으로 분리하는 단계를 포함한다.
단계 (3)은 액상(들)과 고상 사이의 개선된 분리를 달성하기 위해 다중 상 분리 및 재조합 단계들을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 3상 분리에서 수득된 수상 및 오일 상을, 추출물의 회수 및 수율을 더욱 향상시키기 위해, 예컨대 제2의 3상 분리 단계를 수행하거나 습식 분쇄 단계 또는 초기 분리 단으로 재공급함으로써 추가로 정제할 수 있다. 고상은 여과되거나 원심분리되어 잔류하는 물을 분리할 수 있으며, 이것은 초기 디캔팅 단계로부터의 수상 또는 상기 상의 후속 처리 단계에서의 수상과 재조합될 수 있다.
분리되는 경우, 단계 (3)에서 수득된 오일상은, 커피 오일 및/또는 친유성 아로마를 추출하는데 사용될 수 있다. 생성된 커피 오일은 예를 들어 화장품(예를 들어, 로션, 비누)의 제조 또는 화학 공정에 추가로 사용될 수 있고, 친유성 아로마는 단계 (4)에 재도입될 수 있다.
단계 (4)에서, 액상(또는 각각의 수상)은 콜드-브루 커피 추출물을 제공하기 위해 추가로 가공된다. 단계 (3)에서의 단일 단 (3-)상 분리는 일반적으로 탁한 외관의 액체 수성 콜드-브루 커피 추출물을 생성하지만, 이는 바로 마실 수 있으며, 양호하게 강렬하고 복잡한 관능 특성과 함께, 산도와 쓴맛이 유리하게 낮은, 기존의 콜드-브루잉 기술로는 얻을 수 없는 밀크-유사 속성을 특징으로 한다. 이렇게 수득된 추출물은 비교적 높은 잔류 지방 함량(예를 들어, 추출물의 총 중량을 기준으로 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 1.5 중량% 내지 5 중량%)을 나타내고 (이는 아마도 기분좋은 크림성 식감을 담당하고 유리한 친유성 아로마를 위한 담체 역할을 함), 추가로 추출물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 12 중량%, 예를 들어 2.5 중량% 내지 10 중량%의 건조 물질 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 여과 또는 한외여과 방법에 의한 정제 시, 잔류 지질의 많은 분획이 제거되지만, 이는 전술한 관능적 특성의 손실을 초래한다. 따라서, 단계 (4) 또는 심지어 전체 제조 방법은 여과 및/또는 정제 단계를 포함하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 미생물 제거를 위해, 전술한 탁한 추출물은, 따라서, 직접적으로 저온 살균 또는 멸균 단계를 거쳐 콜드-브루 커피 추출물을 제공할 수 있으며, 이후 임의적으로 당업계에 공지된 방법에 따라 (예를 들어 차가운 무균 충전에 의해) 충전, 병입 또는 캔입(canning) 단계가 뒤따른다.
대안적으로, 단계 (4)는 추출 생성물을 정제하기 위해 단계 (3)에서 수득된 액체 또는 수상을 1회 이상의 고체/액체 분리 단계에 적용하는 것을 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 1회 이상의 고체/액체 분리 단계는 원심분리 단계 및/또는 여과 단계를 포함한다. 가능한 한 많은 지질 및 콜로이드성 고체를 제거하기 위해서는, 상기 1회 이상의 고체/액체 분리 단계가 원심분리 단계 및 여과 단계 둘 다를 포함하는 것이 또한 바람직하다. 여과 단계는 바람직하게는 절대 기공 크기 등급이 0.45 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.22 ㎛ 이하인 필터 막을 사용하여 멸균 여과로서 수행되며, 이는 절대 기공 크기 등급이 2 내지 100 nm인 막을 사용하는 한외여과 방법을 포함할 수도 있다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 여과 단계는 연속 작동을 용이하게 하기 위해 직교류 여과로서 수행된다. (바람직하게는 여과 전에) 콜로이드성 고체를 제거하는 별도의 공정 단계가 당업계에 공지된 방법(예를 들어, 응고/응집 기술 포함)에 따라 수행될 수도 있으며, 이는 임의적으로 냉각에 의해 보조될 수 있다.
단계 (4)의 결과는 즉석으로 마실 수 있는 콜드-브루 커피 추출물이며, 이는 원하는 맛에 따라 냉수 또는 온수 또는 기타 액체로 희석될 수도 있다.
또한, 수성 추출물은 단계 (4) 동안 또는 이후에 첨가제와 더 혼합될 수 있다. 제한되는 것은 아니지만, 예시적인 첨가제는 커피 체리 펄프, 코코아 펄프, 바이오-활성 성분, 코코아, 생우유, 연유, 분유, 소금, 설탕 또는 기타 감미제(예컨대 메이플 시럽, 꿀, 자당, 과당, 포도당 시럽, 전화당, 과일 당, 옥수수 시럽, 수크랄로스, 아세설팜 칼륨, 아스파탐, 사카린, 시클라메이트, 아세설팜-K, 타우마틴, 칼콘, 시클라메이트, 스테비오사이드, 스테비아, 소르비톨, 자일리톨 및 락티톨 등), 향료, 에센셜 오일, 비타민, 미네랄, 과일 주스(들) 및/또는 과일 조각, 허브 및/또는 향미제(예컨대 계피, 생강, 고수, 커민, 강황, 칠리, 후추, 카다멈, 정향, 육두구 등을 포함하되 이에 국한되지 않음), 방부제, 예를 들어 착색제, 증점제, 안정제, 유화제 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
반드시 필요한 것은 아니지만, 1회 이상의 pH 조절 단계가 단계 (1) 내지 (4) 중 임의의 단계 이전, 도중 또는 이후에 수행될 수 있다. 전형적으로, 상기 pH 조절은, 출발 물질의 지나치게 높은 산 농도를 보상하고/하거나 후속 추출 프로파일을 미세 조정하기 위해, 완충 용액 또는 염기의 첨가를 수반할 수 있다. 또한, 첨가된 염기 또는 완충액은 단계 (3) 후에 수상에서 중화될 수 있다. 대안적으로, pH 조절 단계는 또한, 예를 들어 추출(예를 들어, 액체-액체 추출), 에멀젼형 액체 막 공정, 염석(salting out) 또는 이들의 조합에 의한 산의 제거를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 방법은 또한, 물에 쉽게 녹지 않는 작은 기포를 음료에 생성하여 크림성 거품이 떠있는 헤드부(frothy head)를 야기하고 일반(regular) 커피와 비교했을 때 달고 덜 신 맛을 부여하고 입안에서 느껴지는 풍미가 더 풍부하고 진한 음료를 얻도록 하기 위해, 당업계에 공지된 방법에 따라, 바람직하게는 단계 (4)에서, 액체 추출물을 질소 기체로 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
최종 단계에서, 콜드-브루 커피 추출물은 당업계에 공지된 방법에 따라, 예를 들어 (알루미늄, 강철 등으로 제조된) 캔 또는 (유리, 종이, 레토르트 파우치 등으로 제조된) 병에 충전 및 패킹될 수 있다.
상기 설명에 따른 콜드-브루 커피 추출물을 제조하는 예시적인 과정이 도 1에 도시된 흐름도에 도시되어 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 콜드-브루 커피 추출물의 제조방법은 연속적으로 용이하게 수행될 수 있음을 주지하여야 한다. 예를 들어, 커피 원두는 (예를 들어 컨베이어 벨트 또는 스크류 컨베이어를 사용하여) 단계 (1)에 연속적으로 공급될 수 있고, 단계 (1) 내지 (4) 동안 현탁액은 펌프 시스템을 사용하여 운송될 수 있다.
적절한 경우, 추출 시간을 조정하고/하거나 지속적인 제품 공급을 보장하기 위해 완충 탱크(buffer tank)가 배치될 수 있다.
일반적으로, 단계 (1) 내지 (3)은 14시간 미만, 바람직하게는 10시간 미만, 더욱 바람직하게는 6시간 미만, 더욱 바람직하게는 3시간 미만, 특히 바람직하게는 1시간 미만, 일부 실시양태에서는 45분 미만, 30분 미만 또는 20분 미만, 예컨대 15초 내지 18분 또는 30초 내지 1분의 시간 프레임 내에서 수행되는 것이 바람직하다.
단계 (1) 내지 (4)가 18시간 미만, 바람직하게는 12시간 미만, 더욱 바람직하게는 8시간 미만, 더욱 바람직하게는 4시간 미만, 특히 바람직하게는 2시간 미만, 일부 실시양태에서는 1시간 미만, 40분 미만, 25분 미만, 예를 들어 30초 내지 19분 또는 40초 내지 2분의 시간 프레임 내에서 수행되는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 비교적 짧은 추출 시간에도 불구하고, 본 발명의 방법은 종래의 콜드-브루 기술과 비교할 때 더 높은 풍미 수율 및 풍부한 맛을 갖는 추출물을 제공한다.
본 발명에 따르면, 단계 (1) 내지 (3) 동안 현탁액의 온도가 일반적으로 47℃를 초과하지 않는 것이 보장된다. 현탁액 온도의 하한은 습식 분쇄 및 상 분리 단계가 현탁액의 동결에 의해 방해받지 않는 한 특별히 제한되지 않으며, 이는 수성 용매의 성분에 따라 달라질 수 있다. 바람직하게는, 단계 (1) 내지 (3) 동안 현탁액의 온도는 0℃ 내지 40℃, 바람직하게는 2℃ 내지 35℃, 더욱 바람직하게는 3℃ 내지 30℃, 예컨대 5℃ 내지 29℃의 범위이다. 또한, 단계 (4) 동안 수상의 온도는 47℃를 초과하지 않고 바람직하게는 0℃ 내지 40℃, 더욱 바람직하게는 2℃ 내지 35℃, 더욱 바람직하게는 3℃ 내지 30℃, 특히 바람직하게는 5℃ 내지 29℃ 범위인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 방법에서, 100 ㎛ 이하의 평균 입자 크기로의 습식 분쇄 단계(2)는 전형적으로 가장 강한 가열 효과를 가지며, 일반적으로 약 5 내지 15℃의 온도 상승을 초래할 수 있다. 따라서, 현탁액 또는 수상의 온도를 상기 범위로 유지하기 위해서는, 원두 커피와 접촉시 물 또는 물-함유 액체의 온도가 40℃ 이하, 보다 바람직하게는 30℃ 이하, 더욱 바람직하게는 0 내지 20℃, 특히 바람직하게는 2 내지 15℃, 예컨대 4 내지 12℃인 것이 바람직하다. 따라서, 현탁액 온도는 편리한 방식으로 제어될 수 있다.
도 1에 도시되거나 표시되지 않은 대안적인 실시양태에서, 본 발명의 방법은 인스턴트 콜드-브루 커피 제품의 제조에 적합할 수 있다. 이를 위해, 콜드-브루 커피 추출물은 (예를 들어, 증발, 바람직하게는 진공 증발 또는 동결 농축에 의한) 농축 단계를 거친 후, 농축된 추출물을 분말 형태로 분무-건조 또는 동결 건조할 수 있다. 여기서, 농축 단계는 물과 함께 향미 화합물 및 폴리페놀을 증발시키는 것을 수반할 수 있다. 이 경우, 이들 분획물을 모아서 분무건조 또는 동결건조 전에 또는 인스턴트 분말의 포장 전에 재도입하는 것이 바람직하다. 또한, 추가 식용 성분(예를 들어, 커피 체리 펄프)을 추출물에 혼입시켜 고체 함량을 증가시키고 이에 따라 건조를 용이하게 하는 것도 가능하다.
또한, 콜드-브루 커피 추출물은 농축 단계만 거치고(즉, 분무-건조 또는 동결-건조 단계 없음), 고객에게 전달하기 위해 액체 농축물로서 포장될 수 있다.
액체 콜드-브루 커피 추출물 및 인스턴트 콜드-브루 커피 분말
제2 실시양태에서, 본 발명은 위에서 개략적으로 설명된 제1 실시양태에 따른 방법에 의해 수득된 콜드-브루 커피 추출물에 관한 것이다. 바람직한 실시양태에서, 콜드-브루 커피 추출물은 제1 실시양태에 따른 방법에 의해 수득된 커피 아로마이며, 이는 바람직하게는 액상(들)을 처리함으로써 수득된 커피 아로마 및 고상의 처리로부터 회수된 커피 아로마 분획의 조합물을 포함할 수 있다 (예를 들어, 도 1 참조).
제3 실시양태에서, 본 발명은, 제2 실시양태에 따른 콜드-브루 커피 추출물을 농축 단계에 거치게 한 후 농축된 추출물을 분무-건조 또는 동결-건조하여 인스턴트 콜드-브루 커피 분말을 수득함으로써 얻은 인스턴트 콜드-브루 커피 분말에 관한 것이다.
공지된 콜드-브루 제품과 비교하여, 본 발명의 추출물 및 인스턴트 제품은 풍부한 맛, 높은 풍미 복합성 및 기분좋은 것으로 인지되는 풍미(예를 들어, 캐러멜 유사, 맥아, 견과류 및 스파이시 풍미)의 높은 함량을 나타내는 것을 뚜렷한 특징으로 한다. 동시에 장기간의 저온 추출로 인해 기존 제품에서 흔히 감지되는 이질적 풍미가 현저히 감소하거나 완전히 제거된다.
실시예
실시예 1
본 발명의 방법에 따라 로스팅된 커피 원두(원산지: 시다모(Sidamo))을 탈미네랄되고 멸균된 여과수와 혼합하고, 수성 현탁액을 천공된 디스크 밀(FrymaKoruma ML 150)에서 거칠게 분쇄하고 거친 슬러리를 톱니형 콜로이드 밀(FrymaKoruma MZ 130)로 100 ㎛ 이하의 평균 입자 크기로 미세 분쇄하여 액체 콜드-브루 커피 추출물을 제조하였다. 그 후, 미세하게 분쇄된 현탁액을 3상 디캔터 원심분리기(Flottweg SE에 의해 제조된 Tricanter®)로 3상 분리하였다. 이렇게 얻은 수상을 원심분리기(GEA Westfalia)를 사용하여 지방 및 콜로이드성 고체를 제거함으로써 정제하였다. 마지막으로, 정제된 추출물을 상업적으로 이용가능한 Koch Supercor PVDF 멤브레인(직경 12mm, 면적 35m2, 기공 크기 0.2 ㎛)을 사용하여 직교류 여과에 의해 여과했다. 이 과정에서 현탁액/수상 온도는 실온을 초과하지 않았다. 총 추출 시간은 약 10분이었다.
비교예 1
비교예 1은 실시예 1과 동일한 원두를 미세 분쇄한 후, 탈미네랄되고 멸균된 여과수를 사용하여 20℃에서 8시간 동안 통상적인 콜드-브루잉으로 처리하고, 실시예 1과 동일한 커피 원두 대 물의 중량비를 이용하여 여과하였다.
비교예 2
비교예 2는, 실시예 1과 동일한 커피 원두 대 물의 중량비를 이용하여, 열수(95℃)로 4분간 추출한 것을 제외하고는 비교예 1과 유사하게 제조하였다.
평가
추출물 제조 직후 실시예 1 및 비교예 1 및 2의 시료를 각각 희석하고(50g/L), 엄선된 20 가지 주요 커피 아로마의 함량에 대해 GC-MS로 정량분석하였다. 측정 결과를 냄새 역치(odor threshold)와 함께 하기 표 1에 나타내었다.
정량적 분석은, 본 발명의 방법이, 기본적으로 감소된 추출 시간에도 불구하고 종래의 콜드-브루 방법과 비교할 때 기분좋은 아로마의 총 수율이 실질적으로 개선된 추출물을 제공함을 보여준다. 또한, 표 1은 총 아로마 수율이 비교예 2에서 예시한 바와 같은 열수 주입법의 것을 능가함을 보여준다.
표 1
Figure pct00001
정량적 분석에 더하여, 실시예 1 및 비교예 1의 각 추출물의 희석 시료(50g/L)에 대한 관능 분석을, 커피 관능 평가 경험이 있는 전문가 5인의 패널(합의 프로파일)에 의해 수행하였다. 초기에 커피 샘플의 관능적 속성과 정의가 개발되었으며, 꽃향, 과일향, 캐러멜-유사, 맥아, 견과류, 스파이시, 로스티, 풀향 노트 뿐만 아니라 이질적 향미, 복합성 및 총 강도가 포함되었다. 그 후, 심사위원들은 9점의 등급 시스템(0 내지 8 점)(여기서 낮은 값은 약한 인지를 나타내고, 높은 값은 강한 강도를 나타내고, 0은 각각의 노트가 없음을 나타냄)을 사용하여 각 샘플에 대한 이러한 관능 속성을 평가했다. 샘플은 각각 전-비강(pro-nasal) 및 후-비강(retro-nasal) (즉, 입천장) 인지에 대해 시험되었다.
코 및 입천장에서 인지된 관능 프로파일의 결과는 각각 도 2 및 도 3에 도시되어 있으며, 여기서 강도 값은 전문가 패널에 의해 할당된 평균 값을 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 비교예 1 및 2의 샘플의 전-비강 평가와 달리 실시예 1의 샘플에서는 이질적 풍미가 인지되지 않았다. 동시에, 실시예 1의 샘플은 복잡성 및 기분좋은 것으로 인식되는 노트 면에서, 특히 캐러멜-유사, 맥아 및 스파이시 노트에서 더 높은 점수를 나타내었다.
도 3은, 본 발명의 샘플이 또한 입천장에서 (로스트 풍미를 제외하고는) 더 우수한 총 강도 및 복잡성을 나타내고, 추가로 비교예 2의 핫-브루 샘플과 비교할 때 모든 노트 범주에서 더 높은 점수를 나타낸다는 것을 입증한다.
종합적으로, 상기 결과는, 본 발명의 콜드-브루 커피 추출물은, 저온에서의 짧은 추출시간에도 불구하고, 이질적 향미를 완전히 제거하면서 더 풍부한 맛, 더 높은 향미 복합성, 및 기분좋은 것으로 인지되는 향미의 더 많은 총 함량을 나타냄을 보여준다.
주어진 상기 개시로부터 많은 다른 특징, 수정 및 개선이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 콜드-브루 커피 추출물의 제조 방법으로서,
    (1) 커피 원두(coffee beans)에 물을 첨가하여 현탁액을 형성하는 단계;
    (2) 상기 현탁액을 다단계로 100 ㎛ 이하의 평균 입자 크기로 습식 분쇄(grinding)하는 단계;
    (3) 상기 현탁액을 1회 이상의 분리 단계로 처리하는 단계로서, 이때 상기 현탁액은 적어도 하나의 액상 및 고상으로 분리되고, 상기 액상은 커피 아로마(aroma)를 포함하고, 상기 고상은 커피 분말 및 물을 주요 성분으로 포함하는, 단계; 및
    (4) 적어도 수상을 추가로 가공하여, 콜드-브루 커피 추출물을 제공하는 단계
    를 포함하고, 이때 단계 (1) 내지 (3) 동안 상기 현탁액의 온도는 47℃를 초과하지 않는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    단계 (1) 내지 (3) 동안 상기 현탁액의 온도가 0℃ 내지 40℃, 바람직하게는 2℃ 내지 35℃, 더욱 바람직하게는 3℃ 내지 30℃의 범위인, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단계 (4) 동안 수상의 온도가 47℃를 초과하지 않고, 바람직하게는 0℃ 내지 40℃, 바람직하게는 2℃ 내지 35℃, 더욱 바람직하게는 3℃ 내지 30℃의 범위인, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (2)는
    (a) 500 ㎛ 이하의 평균 입자 크기로의 1회 이상의 거친 분쇄 단계, 및
    (b) 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 80 ㎛ 이하의 평균 입자 크기로의 후속 미세 분쇄 단계
    를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (3)이, 바람직하게는 단일 분리 단(stage)에서, 디캔터를 사용하여, 상기 현탁액을, 커피 아로마를 포함하는 수상, 커피 오일을 주요 성분으로서 포함하는 오일상, 및 커피 분말 및 물을 주요 성분으로서 포함하는 고상으로 분리하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    단계 (3)이, 상기 고상으로부터 물을 분리하고 이를 단계 (4) 전에 상기 수상으로 재도입하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (1) 내지 (4)가 연속 방식으로 수행되는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (1) 내지 (3)이 10시간 미만, 바람직하게는 6시간 미만, 더욱 바람직하게는 3시간 미만, 더욱 바람직하게는 1시간 미만, 특히 바람직하게는 30분 미만의 시간 프레임 내에서 수행되는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (1) 내지 (4)가 12시간 미만, 바람직하게는 8시간 미만, 보다 바람직하게는 4시간 미만, 더욱 바람직하게는 1시간 미만, 특히 바람직하게는 40분 미만의 시간 프레임 내에서 수행되는, 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    단계 (4)가, 단계 (3)에서 수득된 수상을 1회 이상의 고체/액체 분리 단계로 처리하는 것을 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 1회 이상의 고체/액체 분리 단계가 원심분리 단계 및/또는 여과 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 여과 단계가 0.45 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.22 ㎛ 이하의 절대 공극 크기 등급을 갖는 여과 막(filter membrane)을 사용하여 수행되는, 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 여과 단계가 직교류(cross-flow) 여과를 포함하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득된 콜드-브루 커피 추출물.
  15. 제14항에 따른 콜드-브루 커피 추출물을 농축 단계로 처리한 후, 농축된 추출물을 분무-건조 또는 동결-건조하여 인스턴트 콜드-브루 커피 분말을 얻는 것에 의해 수득된 인스턴트 콜드-브루 커피 분말.
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