KR20230170000A - 쉐이빙된 커피 원두 및 커피 쉐이빙 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 커피 원두 쉐이빙(shaving) 공정을 사용하여 깨끗하고 평활한 면과 거친 모서리를 포함할 수 있는 쉐이빙된 커피 원두 제품, 예컨대 커피 플레이크, 커피 쉐이빙 및 커피 슬라이스를 생산한다. 본원에 기술된 쉐이빙 공정으로 인해, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품은 더 크고 더 적은 표면을 갖도록 생산될 수 있고, 이로써, 특히 통상적인 버 분쇄기에 의해 생성된 커피 분쇄물과 비교할 때 표면적 대 부피(SA/V) 비가 더 큰 커피 제품을 얻을 수 있다. 결과적으로, 이러한 SA/V 비를 최적화함으로써 커피 원두의 커피 제조 능력을 최대화하고 입자 간의 SA/V 편차를 감소시켜 보다 일관된 결과를 제공할 수 있다는 것이 관찰되었다.

Description

쉐이빙된 커피 원두 및 커피 쉐이빙 방법
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2021년 4월 19일자로 출원된 "SHAVED COFFEE BEANS AND COFFEE SHAVING METHODS"이라는 발명의 명칭의 미국 임시 특허 출원 제63/176,476호 및 2021년 3월 25일자로 출원된 "COFFEE FLAKE, COFFEE SHAVING OR COFFEE CHIP PRODUCT"이라는 발명의 명칭의 미국 임시 특허 출원 제63/165,968호의 35 U.S.C. § 119(e)에 따른 우선권 이익을 주장하며, 이들의 전체 공개 내용이 본원에 참조로 인용되어 포함된다.
1. 기술분야
본 발명은 일반적으로 커피 제품의 제조에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 일반적으로, 커피 원두를 쉐이빙(shaving)함으로써 쉐이빙된 커피 원두 제품을 제조하는 것에 관한 것이다.
2. 배경기술
커피 분쇄기(grinder)에 대한 최초의 기록은 간단한 사발과 막자를 사용하여 커피를 분쇄했던 에티오피아 커피의 기원으로 거슬러 올라간다. 기본적으로는, 사람들이 커피를 분쇄하기 위해, 당시에는 쉽게 구할 수 있었던 향신료 분쇄기를 사용하기 시작한 것은 15세기였다. 17세기에 니콜라스 북(Nicholas Book)이라는 이름의 영국인이 최초의 커피 밀(coffee mill)을 개시한 것으로 알려져 있으며, 지난 300년 동안 많은 사람들이, 후추 열매, 소금 및 기타 향신료에 대해 하는 것과 마찬가지로, 동일 기본 기술을 커피 분쇄에 사용하는 것을 완성하기 위해 연구해왔다.
버(Burr) 분쇄기가 과거의 통상적인 분쇄기였으며 오늘날에도 계속해서 일반적으로 사용된다. 그러나, 후속적인 소비를 위한 커피 원두의 제조와 관련하여서는 발전이 거의 이루어지지 않았다. 결과적으로, 커피를 분쇄하기 위해 회전 블레이드 및/또는 버 분쇄 기술을 사용하는 다양한 수동 및 전기 기계가 현재 사용되는 통상적인 분쇄 기술을 구성한다.
일반적으로 대부분의 "분쇄(grinding)" 공정은, 접근가능한 커피 공극(pore)의 표면적을 늘리기 위해, 커피 원두를 더 작은 입자 크기로 부수고, 슬라이싱하고, 절단하고/거나 분쇄하는 것과 관련된다. 입자의 크기는 분쇄된 커피 원두의 후속 사용에 기초할 때 중요하다. 예를 들어, 에스프레소는 매우 미세하게 분쇄되는 반면, 프렌치 프레스(French Press)는 더 거친 특성을 갖는다. 일반적으로, 이는, 이러한 브루잉 기술에서 추출이 일어나는 시간 차이로 인한 것이다. 분쇄 공정(예를 들어, 블레이드 또는 버) 또는 선택된 브루잉 스타일(예를 들어, 에스프레소, 프렌치 프레스 등)에 관계없이, 이러한 모든 기술은, 커피 원두를 블레이드 및/또는 버 톱니(burr teeth)와 반복적으로 접촉시켜 필요한 분쇄물을 생성하는 것을 필요로 한다. 다시 말해, 커피 분쇄물의 원하는 직경 측정치에 도달하기 위해서는 분쇄 공정 중에 커피 원두를 수 차례 부수고, 슬라이싱하고, 절단하고/거나 분쇄하여야 한다.
또한, 분쇄된 커피의 공극이 물과 같은 용매에 노출되면, 일반적으로 아미노산(단백질), 탄수화물, 섬유질, 미네랄, 항산화제, 카페인 및/또는 펙틴이 용매 내로 방출된다. "추출"이라고 알려진 이 과정은 매일 전 세계 10억 명이 넘는 사람들이 즐기는 다양한 종류의 커피 음료를 생성시킨다. 중요하게 이해하여야 할 점은 커피 원두 셀(cell) 내에서 이러한 화합물들이 용해되는 순서이다. 전형적으로, 과일산과 카페인은 가장 빨리 용해되어 신맛/과일 맛을 내는 반면, 탄수화물(주로 당)은 조금 더 느리게 용해되어 생성된 음료에 단맛/캐러멜 노트(note)를 가미한다. 후속적으로, 나머지 섬유질의 건조 식물 고형분이 가장 느리게 용해되어 혼합물에 쓴맛(bitter)/어씨(earthy) 노트를 추가한다.
많은 대부분의 커피는, 바람직하게는, 과일맛과 단맛이 균형있게 혼합되어 있고 약간의 쓴맛이 복합적으로 어우러진 것으로 소비되며, 따라서 추출 공정은 일반적으로 너무 많은 가용성 섬유질 입자가 용해되기 전에 (물에서 분쇄물을 제거함으로써) 중단된다. 일반적으로, 한 잔의 커피가 "신맛" 또는 "씬(thin)"으로 표현되면, "과소-추출된(under-extracted)" 부류에 속하게 된다. 달리, 커피 음료가 "쓴맛" 또는 "스모키(smoky)"로 표현되면, 가장 흔히, 이 특성은 "과다-추출된(over-extracted)" 것으로 정의된다. 전체적으로, 커피 원두의 약 70%는 불용성이며 셀룰로오스, 다당류, 리그닌, 헤미셀룰로오스 뿐만 아니라 일부 단백질, 미네랄, 지질로 구성되며, 이로써 커피 원두의 나머지 약 30%가 "잠재적으로 용해가능한" 것이다.
전형적으로, 오늘날 커피 분쇄물은 종종 분쇄물의 직경 면에서 측정된다. 버 공정 및 블레이드 공정 둘 다의 최종 목표는, 지정된 브루잉 공정 동안 일관된 추출 단계(phase)를 허용하기 위해, 일관된 크기 범위의 입자 크기(직경)를 생성하여, 원하는 맛을 재현하는 능력을 높이는 것이다.
통상적인 분쇄 기술의 단점들 중 일부는 해결되었지만 많은 부분이 여전히 분명히 남아있다. 예를 들어, 버 분쇄 접근법의 문제는 주로, 로스팅된 커피 원두 내에 존재하는 서로 다른 분쇄 임계값 및 분쇄 공정 동안 원두가 작아질 때 버 톱니 또는 회전 블레이드와 원두의 수많은 접촉으로부터 발생한다. 보다 구체적으로, 로스팅 공정에 더 많이 노출되는 커피 원두의 외부 내배유(outer endosperm)는 내부 내배유 및 중앙 컷보다 더 높은 분쇄 임계값을 갖는다. 이러한 차이로 인해, 버 톱니를 통해 가압하여 절단하고 슬라이싱하는 버 분쇄기에 커피 원두의 상이한 부분들을 함께 통과시켜 가공할 때, 더 낮은 분쇄 속도의 입자(즉, 내부 내배유 및 중앙 컷)가 더 경질의 로스팅된 외부 내배유보다 더 작게 파쇄되는 경향이 있다.
또한, 버 분쇄 중에 마찰로 인해 발생하는 열은 에스프레소 및 터키쉬 브루(Turkish brew)용으로 더 작은 입자를 생성하려고 할 때 문제가 될 수도 있다. 위에서 언급한 것과 동일한 이유로 인해, 작은 입자 버 분쇄 공정 중에 생성되는 "더스트 또는 미분(fines)"의 발생률도 높다. 또한, 분쇄 공정 중에 버 분쇄기의 톱니가 커피 입자의 외부 공극 중 많은 부분을 손상시키는 경향도 크다.
대부분의 버(예를 들어, 플랫, 블록 또는 원추형) 분쇄기는 커피 원두를 브루잉 공정에 사용하도록 다양한 볼더(boulder)/블록(block)-형 구로 분쇄한다. 블레이드 분쇄기는 다중 블레이드 접촉의 완전 무작위성으로 인해 마찰열 문제가 추가되면서 입자 크기와 모양이 훨씬 더 다양해진다. 또한, 블레이드가 매우 빠른 속도로 부딪힐 때, 원두 입자는 슬라이싱되는 대신 "산산이 부서지는(shattering)" 현상으로 인해, 커피 더스트/미분이 생성되는 경향이 더 크다.
더욱이, 통상적인 커피 분쇄기 및 분쇄된 커피 원두의 단점을 가장 잘 이해하려면 커피 추출 공정을 이해해야 한다. 일반적으로, 물은 약 5개의 커피 원두 셀층 깊이에 침투하여 커피 원두 셀로부터 가용성 입자를 추출할 수 있다. 일반적으로 커피 원두 셀의 두께는 약 20 마이크론이며, 따라서, 물은 임의의 커피 분쇄물 내로 최대 약 100 마이크론 깊이(즉, 표면 내의 약 5개의 커피 셀 층)까지만 침투하여 가용성 화합물을 추출할 수 있다고 인식되고 있다.
도 1은 1,000 마이크론 직경을 갖는 예시적인 종래 기술의 커피 분쇄물(10)을 도시하며, 각각의 블록(12)은 100 마이크론의 두께를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 물과 같은 용매는 커피 분쇄물의 상부 층에만 침투할 수 있으므로 커피 분쇄물의 대부분은 사용할 수 없게 된다.
커피 분쇄물 또는 커피 원두 내부에 100 마이크론 이상의 깊이로 침투하는 것은 오랜 시간에 의해 야기되는 분쇄물 표면의 침식으로 인해 발생할 수 있다는 사실에 주목해야 한다. 그러나, 침식으로 인한 추출 증가는, 일반적으로 생성 커피 음료에 부정적인 맛 특성을 유발하고 시간 증가로 인해 구매 매력이 제한되기 때문에 허용되는 관행이 아니다. 따라서, 커피 분쇄물 및 추출을 다룰 때의 과제는, 바람직하지 않은 맛 특징을 가진 커피 제품을 생성하지 않으면서 커피 분쇄물 표면 100 마이크론 이내의 커피 셀로부터의 생산을 어떻게 최대화할지에 대한 것이다.
더욱이, 커피 원두 셀 전체를 추출 공정에 노출시키기 위해서는, 단순히 더 작은 직경의 분쇄물을 생성하는 것만으로는 커피 분쇄물의 추출 특성을 최대화할 수 없다는 것이 관찰되었다. 직경 100 마이크론 이하의 커피 분쇄물은 "미분"으로 간주될 수 있으며, 이는 일반적으로, 커피 분쇄물 내의 가용성 화합물이 원하는 것보다 빨리 용해되기 때문에 고도의 "쓴" 맛 프로파일을 나타내는 커피 음료를 형성한다. 다시 말해서, 이러한 작은 직경의 커피 분쇄물은 쉽게 과다-추출되어 커피 음료의 결과적인 맛 프로필을 압도할 수 있다. 더욱이, 이러한 더 작은 직경의 커피 분쇄물을 사용하면, 더 작은 직경의 커피 분쇄물이 서로 뭉쳐져서 분쇄물 전체에 걸쳐 채널을 형성하는 "채널링"이 발생하여, 커피 분쇄물의 단지 제한된 분율에만 물이 접촉되게 할 수 있다. 결과적으로, 이것이 바로, 바리스타가 채널을 제거하고 일정한 커피 분쇄물 층을 형성하기 위해 커피 분쇄물을 "탬핑"해야 하는 이유이다. 마지막으로, 이러한 미세 직경의 커피 분쇄물은 커피 필터를 막히게 하거나 커피 음료 자체 내에 많은 양의 침전물을 생성시키는 경향이 있다.
통상적인 분쇄 기술의 단점들 중 일부는 해결되었지만 많은 부분이 여전히 분명히 남아있다. 예를 들어, 버 분쇄 문제는 주로, 로스팅된 커피 원두 내에 존재하는 서로 다른 분쇄 임계값 및 분쇄 공정 동안 원두가 작아질 때 버 톱니 또는 회전 블레이드와 원두의 수많은 접촉으로부터 발생한다. 보다 구체적으로, 로스팅 공정에 더 많이 노출되는 커피 원두의 외부 내배유는 내부 내배유보다 더 높은 분쇄 임계값을 갖는다. 더욱 특히, 로스팅은 커피 원두 내의 수분을 감소시키고 오일을 외부로 이동시켜 단단해진 층 또는 껍질을 생성한다. 따라서, 통상적인 버 분쇄 기술은 일관되지 않은 분쇄 크기를 생성하여 예측할 수 없는 맛 특성을 지닌 커피 제품을 생성할 수 있다.
따라서, 다양한 브루잉 공정을 위한 커피 제품을 생성하기 위한 대안적이고 우수한 기술이 여전히 요구되고 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태는 일반적으로 쉐이빙된 커피 원두 제품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 일반적으로, 상기 방법은 (a) 하나 이상의 커피 원두를 포함하는 초기 공급원료를 제공하는 단계; 및 (b) 복수의 쉐이빙된 커피 원두 입자를 포함하는 쉐이빙된 커피 원두 제품을 생성하기 위해, 상기 초기 공급원료를 절삭 요소(cutting element)를 사용하여 쉐이빙 공정으로 처리하는 단계를 포함한다. 또한, 쉐이빙된 커피 원두 입자의 50% 이상은 (i) 50 내지 500 μm의 최소 횡단 치수(transverse dimension), (ii) 50 내지 10,000 μm의 최대 횡단 치수, (iii) 2:1 내지 100:1의 횡단 종횡비(transverse aspect ratio), 및 (iv) 3 내지 50의 표면적 대 부피 비("SA/V 비")를 포함한다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태는 일반적으로 커피 음료를 제조하는 방법에 관한 것이다. 일반적으로, 상기 방법은 (a) 복수의 쉐이빙된 커피 원두 입자를 포함하는 쉐이빙된 커피 원두 제품을 제공하는 단계, 및 (b) 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품의 적어도 일부를 브루잉하여 커피 음료를 형성하는 단계를 포함하거나, 이들로 본질적으로 구성되거나, 이들로 구성된다. 또한, 쉐이빙된 커피 원두 입자의 50% 이상은 (i) 50 내지 500 μm의 최소 횡단 치수, (ii) 50 내지 10,000 μm의 최대 횡단 치수, (iii) 2:1 내지 100:1의 횡단 종횡비, 및 (iv) 3 내지 50의 표면적 대 부피 비("SA/V 비")를 포함한다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태는 일반적으로 쉐이빙된 커피 원두 제품에 관한 것이다. 일반적으로, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품은 복수의 쉐이빙된 커피 원두 입자를 포함하거나, 이로 본질적으로 구성되거나, 이로 구성된다. 또한, 쉐이빙된 커피 원두 입자의 50% 이상은 (i) 50 내지 500 μm의 최소 횡단 치수, (ii) 50 내지 10,000 μm의 최대 횡단 치수, (iii) 2:1 내지 100:1의 횡단 종횡비, 및 (iv) 3 내지 50의 표면적 대 부피 비("SA/V 비")를 포함한다.
본 개시내용의 실시형태는 다음 도면을 참조하여 설명되며, 여기서
도 1은 버 분쇄기에 의해 생성된 예시적인 종래 기술의 커피 분쇄 입자를 도시하고;
도 2는 커피 원두의 단면 해부구조를 도시하고;
도 3은 커피 원두의 단면 해부구조 내에서 셀 구성의 근접 묘사 및 이등분 단면도이고;
도 4는 하나 이상의 실시형태에 따른 쉐이빙된 커피 원두 입자의 예시적인 도이고;
도 5는 최소 횡단 치수 및 최대 횡단 치수를 측정할 수 있는 방법에 대한 묘사이고;
도 6은 실시예 2를 위해 만돌린 슬라이서 상에서 쉐이빙된 원두 입자가 어떻게 형성되었는지를 도시하고;
도 7은 실시예 2를 위해 만돌린 슬라이서 상에서 쉐이빙된 원두 입자가 어떻게 형성되었는지를 도시하고;
도 8은 실시예 2를 위해 만돌린 슬라이서 상에서 쉐이빙된 원두 입자가 어떻게 형성되었는지를 도시하고;
도 9는 실시예 2 동안 형성된 예시적인 쉐이빙된 원두 입자를 도시한다.
통상적인 버 분쇄 기법과 대조적으로, 본 개시내용은, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 생성하는 데 사용되는 쉐이빙 공정으로 인해, 깨끗하고 평활한 면과 거친 모서리를 포함할 수 있는 쉐이빙된 커피 원두 제품, 예컨대 커피 플레이크, 커피 쉐이빙 및 커피 슬라이스를 생성할 수 있는 독특한 커피 쉐이빙 공정에 관한 것이다. 본원에 기술된 쉐이빙 공정으로 인해, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 더 크고 더 적은 표면으로 생성되고, 이에 따라 통상적인 버 분쇄기에 의해 생성된 커피 제품과 비교할 때 표면적 대 부피 비("SA/V 비")가 더 큰 커피 제품을 얻을 수 있다. 결과적으로, 이러한 SA/V 비를 최적화함으로써, 커피 원두의 커피 제조 능력을 최대화할 수 있다는 것이 관찰되었다. 대부분의 소비자와 제조업체가 쉽게 인식할 수 있듯이, 본원에서 설명된 단일 접촉 쉐이빙 공정은 커피 제품의 품질 및 일관성에 있어서 혁신적인 진전을 나타낸다.
통상적인 분쇄 기술의 결함은 커피 원두 자체의 해부구조와 밀접한 관련이 있을 수 있다. 커피 원두과 그의 다양한 부분이 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 커피 원두는 외배유(perisperm)/실버 스킨, 경질 내배유(endosperm), 연질 내배유, 연질 내배유 내의 천연 파열부(natural laceration), 및 더 경질인 내측 내배유라고 할 수 있는 중앙 컷/고랑부를 포함한다. 커피 원두 내의 이러한 다양한 부분은 서로 다른 화학 및 셀 구조를 나타내며, 이로 인해 각 부분이 서로 다른 분쇄 임계값을 나타낸다. 결과적으로, 커피 원두 내의 각 부분은 분쇄 임계값의 차이로 인해 통상적 분쇄에 대해 다르게 반응한다.
도 3은 경질 내배유 내의 커피 원두 셀과 내부 연질 내배유 내의 커피 원두 셀의 배향에 대한 보다 상세한 묘사를 제공한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 외부의 경질 내배유는 날개형 셀로 구성되어 있고, 내부의 연질 내배유는 장방형 셀로 구성되어 있다. 내배유는 커피 원두의 주요 저장 조직(reserve tissue)이다. 내배유의 경질 외부 부분과 연질 내부 부분은 오일 함량, 셀 벽 두께 및 구조가 상이하다. 이러한 특성적 차이는, 로스팅 공정 동안 원두에서 물이 증발하고 추가적인 오일이 경질 내배유의 외부 모서리로 이동하여 종종 경질 "껍질-형" 표면을 만들 때 더욱 분명해진다.
업계에서는, 다양한 추출 시간을 통해 다양한 향미를 이끌어내기 위해, 분쇄된 커피 제품의 다양한 SA/V 비를 원하고 있다. 예를 들어, 콜드브루는 원하는 맛을 내기 위해 더 큰 입자와 더 긴 추출 시간을 필요로 한다. 본원에 기술된 커피 쉐이빙 공정의 일반적인 특징은, 더 낮은 SA/V 비 편차를 갖는 쉐이빙된 커피 제품의 생성을 가능하게 한다는 것이다. 보다 구체적으로, 본원에 기술된 쉐이빙 공정은, 입자의 단면들이 더 유사하기 때문에 생성된 커피 쉐이빙들 사이의 SA/V 비 편차를 감소시킬 수 있다. 대조적으로, 버 분쇄물(일반적으로 볼더/블록형 구)은, 버 분쇄기와 관련된 위에서 언급한 문제로 인해 입자들 간의 부피가 다르기 때문에 훨씬 더 큰 SA/V 비 편차를 갖는다. 결과적으로, SA/V 비의 변동이 적으면 최종 커피 제품의 바람직한 특성을 재현하는 능력이 향상된다. 또한, 본원에 기술된 쉐이빙된 커피 제품의 향상된 SA/V 비는, 쉐이빙된 커피 제품 내의 공극 및 셀 접근의 최대화로 인해, 커피 원두의 파운드당 생성량을 증가시킨다.
전통적으로, 추출율 목표는 통상적인 분쇄 및 추출 방법을 사용할 때 커피 셀에서 나오는 잠재적인 가용성 입자의 18 내지 22%이다. 대조적으로, 본원에 기술된 쉐이빙된 커피 제품의 모양은, 통상적인 분쇄 방법에서 일반적으로 일어나는 높은 발생율의 더스트 생성 및/또는 원치 않는 열 노출 없이, 커피 원두의 SA/V 비를 최대화한다. 결과적으로, 깊이에 관계없이, 단면 모양의 일관성은, 비제한적으로 푸어 오버(pour over), 드립, 에스프레소, 프렌치 프레스, 콜드 브루, 포드 또는 터키쉬를 포함하는 모든 유형의 브루잉 기술에 대해, 배치들 간에 더 큰 일관성을 제공한다.
따라서, 본 개시내용의 쉐이빙된 커피 원두 입자는 더 높은 SA/V 비 및 독특한 물리적 구조로 인해 전술한 추출 문제를 해결할 수 있다. 보다 특히, 쉐이빙 공정으로 인해, 본 개시내용의 쉐이빙된 커피 원두 입자는 유사한 구조 및 직경을 포함할 수 있으며, 이는 쉐이빙된 커피 원두 입자를 제공하여 커피 추출에 바람직한 특징을 나타내게 할 수 있다. 또한, 본 개시내용의 쉐이빙된 커피 원두 입자는 쉐이빙된 입자의 편평하고 만곡된 형태로 인해 채널링을 완화할 수 있다.
본 개시내용의 예시적인 쉐이빙된 커피 원두 입자(100)가 도 4에 도시되어 있으며, 여기서 큐브(102) 각각은 100 마이크론의 두께를 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 쉐이빙된 커피 원두 입자(100) 내의 커피 원두 셀은 쉐이빙된 입자의 더 작은 최소 횡단 치수(즉, 두께)로 인해 추출에 완전히 노출된다. 그러나, 쉐이빙된 커피 원두 입자(100)의 더 큰 최대 횡단 치수(즉, 길이)로 인해, 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자는 또한 더 작은 직경의 커피 분쇄물과 관련된 문제(예를 들어, 채널링)를 피할 수 있다. 도 4에 도시된 쉐이빙된 커피 원두의 쉐이빙된 기하학적 구조는 통상적인 분쇄기로 생성된 분쇄된 커피 원두보다 더 유리할 수 있는데, 그 이유는 쉐이빙된 커피 원두가 더 높은 SA/V 비때문에 동일한 부피를 유지하고 편평한 표면을 활용할 수 있기 때문이다. 도 1에 도시된 것과 같은 통상적인 버 분쇄기에 의해 생성된 분쇄된 커피와는 대조적으로, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 일반적으로 도 4에 도시된 바와 같이 더 길고 더 편평한 표면을 갖는다.
일반적으로, 본원에 설명된 쉐이빙된 제품은, 쉐이빙 장치에서 절삭 요소를 사용하여 쉐이빙 공정으로 초기 식품 공급원료를 처리함으로써 제조될 수 있다. 본 개시내용은 커피 원두를 포함하는 초기 식료품 공급원료에 주로 초점을 맞추고 있지만, 다른 쉐이빙 가능한 식료품도 초기 공급원료에 존재할 수 있다는 것도 상정된다. 예를 들어, 상기 초기 공급원료는 하나 이상의 견과류(예를 들어, 캐슈, 호두, 피칸, 아몬드, 브라질너트, 잣), 하나 이상의 콩류(예를 들어, 땅콩), 건조 과일류(예를 들어, 망고, 블루베리, 바나나, 플랜틴(plantain), 사과, 체리, 라즈베리, 건포도) 또는 이들의 조합물을 포함하거나, 이들로 본질적으로 구성되거나, 이들로 구성될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 초기 공급원료는 공급원료의 총 중량을 기준으로 적어도 10, 25, 50, 75, 80, 85, 90, 95 또는 99 중량%의 커피 원두를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 초기 공급원료는 전적으로 커피 원두로부터 형성될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 초기 공급원료는 초기 공급원료의 총 중량을 기준으로 적어도 1, 5, 10, 15, 20 또는 25 중량% 및/또는 90, 75, 60, 50, 40 또는 30 중량% 미만의 하나 이상의 비-커피 재료를 포함할 수 있다. 비-커피 재료의 예로는 건조 과일(예를 들어, 망고, 블루베리, 바나나, 플랜틴, 사과, 체리, 라즈베리 및/또는 건포도), 견과류(예를 들어, 캐슈, 호두, 피칸, 아몬드, 브라질너트 및/또는 잣), 대추야자 씨앗, 치커리 뿌리, 겨자씨, 수박씨, 호박씨, 뿌리 채소(예를 들어, 아티초크), 예르바 마테 줄기, 예르바 마테 잎, 참깨 또는 이들의 조합물이 포함될 수 있다. 이들 비-커피 재료 또한 쉐이빙 공정 중에 쉐이빙될 수 있으며, 쉐이빙된 커피 원두 입자에 관해 아래에 논의되는 치수 범위를 나타내는 쉐이빙된 입자를 생성할 수 있다. 따라서, 임의의 전술한 특성 범위(예를 들어, 최소 횡단 치수 범위, 최대 횡단 치수 범위, 횡단 종횡비 및 SA/V 비)는 비-커피 재료로부터 형성된 쉐이빙된 입자에도 적용될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 초기 공급원료는 선택적으로, 쉐이빙 공정 전에 하나 이상의 전처리를 거쳐 전처리된 공급원료를 형성할 수 있다. 이후 이 전처리된 공급원료는 본원에 기술된 쉐이빙 공정을 거칠 수 있다. 예시적인 전처리에는 스코어링(scoring) 및/또는 용매(예를 들어, 물 및/또는 아세트산)에의 침지가 포함될 수 있다. 일반적으로, 전처리는 적어도 스코어링을 포함할 수 있으며, 이는 초기 공급원료 내로 홈을 새겨넣는 것(예를 들어, 커피 원두에 홈을 스코어링하는 것)을 수반하며, 이는 하류에서 공급원료의 스코어링된 라인을 따른 파쇄를 촉진할 수 있다. 스코어링은 해당 분야에서 사용되는 임의의 수동 또는 자동 스코어링 도구 또는 장치에 의해 수행될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 스코어링은 공급원료의 최대 횡단 치수(예를 들어, 커피 원두의 최대 횡단 치수)를 따라 연장된 홈(예를 들어, 스코어링된 선)을 적어도 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400 또는 500 μm 및/또는 3,000, 2,000 또는 1,000 μm 이하만큼 이격된 증분(increment)으로 새기는 것을 포함할 수 있다. 그런 다음 이러한 스코어링 선을 사용하여 쉐이빙 공정 중에 공급원료의 설정 치수를 형성할 수 있다. 특정 실시형태에서, 스코어링 선은 쉐이빙된 커피 제품을 형성하는 결과적인 쉐이빙된 입자의 "폭"을 정의하는 데 사용될 수 있다.
이론에 얽매이기를 바라지는 않지만, 즉석-사용가능한(ready-to use) 제품을 만들려면, 블레이드, 와이어, 레이저 및/또는 수류(water stream)를 활용하는 공정을 비롯하여, 쉐이빙 장치와의 더 적은 접촉(단일 접촉 포함)을 필요로 하는 모든 공정은 사용 가능한 제품의 더 빠른 전체 생산 속도를 가능하게 해야 한다고 여겨진다. 더욱이, 통상적인 분쇄기에 의해 생성된 커피 분쇄물과 달리, 본 개시내용의 쉐이빙된 커피 원두는 더 일관된 크기를 포함할 수 있는데, 그 이유는 쉐이빙 공정이 분쇄 임계값이 더 낮은 커피 원두 내의 부분이 더 높은 분쇄 임계값을 가진 부분과 접촉하지 않도록 하기 때문이다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은, 하나 이상의 초기 커피 원두를 쉐이빙 장치에서 절삭 요소를 사용하여 쉐이빙 공정을 거치게 함으로써 제조될 수 있다. 일반적으로, 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 제조하는 방법은 초기 커피 원두를 절삭 요소 쪽으로 밀어내는 단계를 포함할 수 있으며, 이 단계에서 결과물은 브루잉 준비가 된 단일 접촉 입자, 및 전체 원두 또는 최대 사용가능한 양이 브루잉 준비가 된 여러 개의 단일 접촉 커피 입자로 가공될 때까지 공정을 반복하기 위해 절삭 요소 쪽으로 다시 밀어질 준비가 된 부분적인 커피 원두이다. 대안적으로, 다양한 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 절삭 요소 또는 쉐이빙 장치를 원두쪽으로 이동시킴으로써 제조될 수도 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 절삭 요소는 블레이드, 슬라이서, 버, 쉐이버, 레이저, 와이어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 하나 이상의 실시형태에서, 절삭 요소는 스테인리스강, 세라믹(예를 들어 산화알루미늄과 같은 초경(cemented) 산화물), 탄소강, 강화(레드) 강, 다이아몬드, 텅스텐, 바나듐, 크롬, 티타늄 또는 이들의 조합물로 형성될 수 있다. 특정 실시형태에서, 절삭 요소는 텅스텐, 몰리브덴, 바나듐, 크롬, 또는 임의의 다른 고속 강철 부재로 형성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 특정 실시형태에서, 절삭 요소는 분말 야금 공정에 의해 티타늄, 탄탈륨 및 탄소의 혼합물로부터 제조된 초경 카바이드(cemented carbide)로 형성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 또 다른 실시형태에서, 절삭 요소는 스텔라이트, 즉 코발트, 텅스텐 및 크롬으로 구성된 비철 합금으로 형성될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 절삭 요소는 유리, 아크릴, 폴리메틸 아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PET, PVC, ABS 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 특정 실시형태에서, 절삭 요소는 입방정 질화붕소(CBN)으로 형성될 수 있다.
특정 실시형태에서, 절삭 요소는 레이저(laser)일 수 있다.
사용될 수 있는 예시적인 면도 장치는 일반적으로 얼음 쉐이빙 전용으로 사용되는 것들을 포함하며, 이는 하츠유키(Hatsuyuki) 쉐이버(예를 들어, 하츠유키 모델 HC-SE 쉐이버), 골드 메달(Gold Medal) 쉐이버, 또는 스노이(Snowie) 쉐이버(예를 들어, 리틀 스노이(Little Snowie) 2 쉐이버 또는 스노이 3000 쉐이버)를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 쉐이빙 장치는 임의의 수동 또는 전동식 큐브 얼음 쉐이버 또는 미네랄 가공 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 수동 슬라이서는 만돌린 슬라이서이다.
하나 이상의 실시형태에서, 초기 커피 원두는 원심력, 중력, 압축(즉, 강제) 가스(예를 들어, 압축 공기), 기계적 요소, 압축 액체(예를 들어, 물), 또는 이들의 조합에 의해 절삭 요소쪽으로 밀어진다. 예시적인 기계적 요소에는 컨베이어, 투석기, 나사식 팽창기, 팽창 재료, 또는 기계적 공학적 힘을 이용하는 임의의 다른 기계적 요소가 포함될 수 있다.
쉐이빙 공정은 다양한 온도(예를 들어, 실온) 및 대기압에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 쉐이빙 공정은 적어도 -90, -80, -70, -60, -50, -40, -30, -20, -10, -5, 0, 5, 10, 15 또는 20℃ 및/또는 150, 140, 130, 120, 110, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40 또는 30℃ 미만의 온도에서 수행될 수 있다. 쉐이빙 공정의 온도는 커피 원두의 상태와 습기에 따라 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, "동결 건조된" 커피 원두는 더 낮은 온도를 활용할 수 있는 반면, 수분 함량이 더 높은 커피 원두는 더 높은 쉐이빙 온도를 필요로 할 수 있다.
초기 커피 원두는 복수의 로스팅되거나 로스팅되지 않은 커피 원두를 포함하거나, 이로 본질적으로 구성되거나, 이로 구성될 수 있다. 또한, 초기 커피 원두는 전체(whole) 원두 또는 분할된 커피 원두를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 쉐이빙 공정 후에 로스팅 처리될 수 있다. 초기 커피 원두는 또한 건조될 수 있으며 12 중량% 미만의 물을 함유할 수 있다. 대안적으로, 특정 실시형태에서, 초기 커피 원두는 적어도 하나의 용매(예컨대 물)로 미리 침지될 수 있고, 12 중량% 초과의 수분 함량을 함유할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 본 개시 내용은 일반적으로, 커피 플레이크, 커피 쉐이빙, 커피 슬라이스 또는 이들의 조합물과 같은 쉐이빙된 커피 원두 입자를 포함하거나, 이로 본질적으로 구성되거나, 이로 구성될 수 있는 단일 접촉 쉐이빙된 커피 원두 제품에 관한 것이다. 본원에서 사용되는 "쉐이빙된 커피 원두 입자"는 커피 원두 쉐이빙 공정 중에 형성된 개별 입자를 의미한다. 또한, 본원에서 "단일 접촉"이라는 용어는, 초기 커피 원두의 표면이 쉐이빙 도구에 의해 한 번만 접촉될 뿐 쉐이빙 도구와 여러 번 접촉되지 않은 것을 의미한다. 따라서, 초기 접촉과 관련된 여러 블레이드, 버 또는 임의의 기타 슬라이싱 공정에 관계없이, 쉐이빙된 표면은 추가로 절삭되거나 파괴되지 않는다. 그러나 "단일 접촉" 쉐이빙은, 쉐이빙된 표면이 다시 쉐이빙되거나 쉐이빙 도구와 다시 접촉되지 않는 한, 여러 표면 상에서 쉐이빙된 쉐이빙을 여전히 포괄한다. 다시 말해서, 쉐이빙된 커피 제품은 전체 또는 부분 커피 원두가 블레이드, 버 또는 기타 절삭 표면에 단일 접촉 노출된 결과물일 수 있으며, 이것은 유사한 최소 단면 측정치를 갖는 커피 입자를 생성할 가능성을 일관되게 갖는다.
본원에 사용된 "커피 플레이크"는 최소 횡단 치수가 10 내지 500 μM인 쉐이빙된 커피 원두 입자를 의미한다. 추가로, "커피 쉐이빙"은 최소 횡단 치수가 501 내지 1,500 μM인 쉐이빙된 커피 원두 입자를 의미한다. 또한, "커피 슬라이스"는 최소 횡단 치수가 1,501 내지 3,000 μM인 쉐이빙된 커피 원두 입자를 의미한다.
쉐이빙 장치의 유형, 쉐이빙 공정의 매개변수, 사용된 초기 커피 원두의 유형은 쉐이빙 공정에서 생성되는 커피 플레이크, 커피 쉐이빙, 커피 슬라이스의 양에 큰 영향을 미칠 수 있다. 일반적으로 쉐이빙 공정에서는 상대적으로 편평한 면과 거친 모서리를 가진 입자가 형성될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 쉐이빙된 커피 원두 제품의 총 중량을 기준으로 적어도 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 99 중량%의 커피 플레이크를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 쉐이빙된 커피 원두 제품의 총 중량을 기준으로 99, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 또는 1 중량% 미만의 커피 플레이크를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 쉐이빙된 커피 원두 제품의 총 중량을 기준으로 적어도 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 99 중량%의 커피 쉐이빙을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 쉐이빙된 커피 원두 제품의 총 중량을 기준으로 99, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 또는 1 중량% 미만의 커피 쉐이빙을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 쉐이빙된 커피 원두 제품의 총 중량을 기준으로 적어도 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 99 중량%의 커피 슬라이스를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 쉐이빙된 커피 원두 제품의 총 중량을 기준으로 99, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 또는 1 중량% 미만의 커피 슬라이스를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본원에 기술된 쉐이빙 공정은 쉐이빙된 커피 원두 제품 내의 바람직하지 않은 커피 미분(fines)의 형성을 최소화할 수 있다. 본원에서 사용된 "커피 미분"은 10 μM 미만의 최소 횡단 치수를 포함하는 커피 원두 입자를 의미한다. 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 쉐이빙된 커피 원두 제품의 총 중량을 기준으로 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2 또는 1 중량% 미만의 커피 미분을 포함할 수 있다.
도 5는 예시적인 쉐이빙된 커피 원두 제품의 최소 횡단 치수("TDmin") 및 최대 횡단 치수("TDmax")를 도시한다. 본원에 사용된 "최대 횡단 치수"는 Mitutoyo 보정된 마이크로미터에 의해 또는 레이저 회절 입자 크기 분석법을 사용하여 측정된 쉐이빙된 커피 원두 입자의 최대 치수이다. "최대 횡단 치수"라는 용어는 "길이"라는 용어와 같은 의미로 사용될 수도 있다. 또한, 본원에 사용된 "최소 횡단 치수"는 Mitutoyo 보정된 마이크로미터에 의해 또는 레이저 회절 입자 크기 분석법을 사용하여 측정된 쉐이빙된 커피 원두 입자의 최소 횡단 치수를 의미한다. "최소 횡단 치수"라는 용어는 "두께"라는 용어와 같은 의미로 사용될 수도 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 또는 99%는 최소 횡단 치수가 적어도 1, 2, 5, 10, 15, 25, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 500, 501, 525, 550, 575, 600, 625, 650, 675, 700, 725, 750, 775, 800, 825, 850, 875, 900, 925, 950, 975, 1,000, 1,100, 1,200, 1,300, 1,400, 1,500 또는 1,501 μm일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 또는 99%는 최소 횡단 치수가 3,000, 2,800, 2,600, 2,400, 2,200, 2,000, 1,800, 1,600, 1,501, 1,500, 1,250, 1,000, 750, 501, 500, 450, 400, 350, 300, 250, 또는 200 μm 이하일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 또는 99%는 최대 횡단 치수가 적어도 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1,000, 1,250, 1,500, 1,750, 2,000, 3,000, 4,000, 5,000, 6,000 또는 7,000 μm일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 또는 99%는 최대 횡단 치수가 20,000, 15,000, 10,000, 9,000, 8,000, 7,000, 6,000, 5,000, 4,000, 3,000, 2,000 또는 1,000 μm 이하일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 또는 99%는 적어도 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1,000, 1,250, 1,500, 1,750, 2,000, 3,000, 4,000, 5,000, 6,000 또는 7,000 μm의 폭을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 또는 99%는 20,000, 15,000, 10,000, 9,000, 8,000, 7,000, 6,000, 5,000, 4,000, 3,000, 2,000 또는 1,000 μm 이하의 폭을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 "폭"은 쉐이빙된 커피 원두 입자의 제3의 측정 치수를 의미하며 Mitutoyo 보정된 마이크로미터에 의해 또는 레이저 회절 입자 크기 분석법을 사용하여 측정할 수 있다. 일반적으로, "폭"은 최소 횡단 치수(예를 들어, 두께)보다 크고 최대 횡단 치수(예를 들어, 길이)보다 작은 횡단 치수를 의미한다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 또는 99%는 2:1, 4:1, 6:1, 8:1, 10:1, 12:1, 14:1, 16:1, 18:1 또는 20:1 이상 및/또는 1,000:1, 500:1, 400:1, 300:1, 200:1, 100:1, 75:1, 50:1, 40:1, 30:1, 20:1 또는 10:1 이하의 횡단 종횡비를 나타낼 수 있다. 본원에 사용된 "횡단 종횡비"는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 최소 횡단 치수에 대한 입자의 최대 횡단 치수의 비율을 의미한다.
위에서 논의한 바와 같이, 커피 플레이크, 커피 쉐이빙 및 커피 슬라이스를 포함하는 쉐이빙된 커피 원두 제품은, 쉽게 식별할 수 있고 평면형, 오목형, 볼록형 또는 이들의 조합으로 기술될 수 있는 최소한 하나의 표면을 가질 수 있다. 이론에 얽매이기를 바라지는 않지만, 쉐이빙 공정은 브루잉/추출 단계 동안 커피 셀에 대한 최대화된 접근을 허용하는 최적화된 기하학적 구조를 갖는 쉐이빙 커피 제품의 생성을 가능하게 한다고 믿는다. 하나 이상의 실시형태에서, 커피 플레이크, 커피 쉐이빙 및 커피 슬라이스를 포함하는 쉐이빙된 커피 원두 제품은 평면형, 오목형, 볼록형 또는 이들의 조합인 표면을 적어도 1개, 2개, 3개 또는 4개 포함할 수 있다.
또한, 위에서 논의한 바와 같이, 커피 플레이크, 커피 쉐이빙 및 커피 슬라이스를 포함하는 쉐이빙된 커피 원두 제품은 최적의 SA/V 비를 포함할 수 있다. 더욱이, 쉐이빙된 커피 원두 입자는 유사한 부피의 커피 분쇄물에 비해 SA/V 비의 편차가 더 적을 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 또는 99%는, BET 방법을 사용하여 측정한 BET 비표면적이 적어도 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9 또는 7.0 m2/g 및/또는 40, 30, 20, 15 또는 10 m2/g 이하일 수 있다. BET 비표면적은 Quantachrome Instruments의 Nova 4200e 분석기와 같은 셀 분포 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 또는 99%는 레이저 회절 입자 크기 분석을 사용하여 측정한 SA/V 비가 적어도 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 mm-1 및/또는 50, 40, 30 또는 25 mm-1 이하일 수 있다.
상기 쉐이빙된 원두입자에 대한 백분율은 쉐이빙된 커피 원두 입자 총 중량에 기초한 쉐이빙된 커피 원두 입자의 중량%를 의미함에 유의하여야 한다. 예를 들어, 쉐이빙된 커피 원두 입자의 "10% 이상"은, 쉐이빙된 커피 원두 입자 전체의 중량을 기준으로 할 때 쉐이빙된 커피 원두 입자의 10 중량% 이상을 의미한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 또는 99%는 하기 특성을 포함할 수 있다:
최소 횡단 치수: 1 내지 500 μm, 50 내지 500 μm, 75 내지 500 μm, 100 내지 500 μm, 150 내지 500 μm, 175 내지 500 μm, 10 내지 450 μm, 50 내지 450 μm, 75 내지 450 μm, 100 내지 450 μm, 150 내지 450 μm, 175 내지 450 μm, 50 내지 300 μm, 75 내지 300 μm, 100 내지 300 μm, 150 내지 300 μm, 175 내지 300 μm, 50 내지 250 μm, 75 내지 250 μm, 100 내지 250 μm, 150 내지 250 μm 또는 175 내지 250 μm;
Figure pct00002
최대 횡단 치수: 50 내지 10,000 μm, 200 내지 10,000 μm, 500 내지 10,000 μm, 50 내지 7,000 μm, 200 내지 7,000 μm, 500 내지 7,000 μm, 50 내지 5,000 μm, 200 내지 5,000 μm, 500 내지 5,000 μm, 50 내지 3,000 μm, 200 내지 3,000 μm, 500 내지 3,000 μm, 50 내지 2,000 μm, 200 내지 2,000 μm 또는 500 내지 2,000 μm;
횡단 종횡비: 2:1 내지 100:1, 2:1 내지 40:1, 2:1 내지 20:1, 2:1 내지 10:1, 4:1 내지 100:1, 4:1 내지 40:1, 4:1 내지 20:1, 또는 4:1 내지 10:1; 및/또는
SA/V 비: 3 내지 50, 5 내지 50, 8 내지 50, 10 내지 50, 11 내지 50, 12 내지 50, 3 내지 30, 5 내지 30, 8 내지 30, 10 내지 30, 11 내지 30, 또는 12 내지 30 mm-1.
위에서 언급한 바와 같이, 쉐이빙된 커피 원두 제품, 특히 쉐이빙된 커피 원두 입자(예를 들어, 커피 플레이크, 커피 쉐이빙 및 커피 슬라이스)는 커피 브루잉을 위한 최적의 다공성을 나타낼 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 또는 99%는, Quantachrome Instruments의 Nova 4200e 분석기와 같은 공극 분포 측정 장치로 측정할 때, 적어도 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009 또는 0.01 cc/g 및/또는 0.5, 0.4, 0.3 또는 0.2 cc/g 이하의 총 20 내지 200 Å 직경 중간공극(mesopore) 부피를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 제품의 총 중량을 기준으로 적어도 10, 25, 50, 75, 80, 85, 90, 95 또는 99 중량%의 쉐이빙된 커피 원두 입자를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 전적으로 쉐이빙된 커피 원두 입자로 형성될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 실시형태에서, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 초기 공급원료의 총 중량을 기준으로 적어도 1, 5, 10, 15, 20 또는 25 중량% 및/또는 90, 75, 60, 50, 40 또는 30 중량% 미만의, 하나 이상의 비-커피 재료로부터 쉐이빙된 입자를 포함할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 이들 쉐이빙된 입자는 예시적인 비-커피 재료, 예컨대 건조 과일류(예를 들어, 망고, 블루베리, 바나나, 플랜틴, 사과, 체리, 라즈베리 및/또는 건포도), 견과류(예를 들어, 캐슈, 호두, 피칸, 아몬드, 브라질너트 및/또는 잣), 대추야자 씨앗, 치커리 뿌리, 겨자씨, 수박씨, 호박씨, 뿌리 채소(예를 들어, 아티초크), 예르바 마테 줄기, 예르바 마테 잎, 참깨, 또는 이들의 조합물로부터 유도될 수 있다. 이들 비-커피 재료로부터의 쉐이빙된 입자 또한, 쉐이빙된 커피 원두 입자와 연관된 임의의 전술한 특성 범위(예를 들어, 최소 횡단 치수 범위, 최대 횡단 치수 범위, 횡단 종횡비 및/또는 SA/V 비)에 의해 한정될 수 있다. 따라서, 쉐이빙된 커피 원두 입자에 대한 상기 범위들은 비-커피 재료로부터의 쉐이빙된 입자에도 적용될 수 있다.
결과적으로, 생성된 쉐이빙된 커피 제품은 수많은 커피 브루잉 공정에 직접 사용되어 더 우수한 커피 음료를 생성할 수 있다. 상기 쉐이빙된 커피 제품과 함께 사용할 수 있는 브루잉 기술은 비제한적으로 드립, 푸어오버, 프렌치 프레스, 에스프레소, 콜드브루, 아이스, 포드 또는 터키쉬를 포함하며, 이들은 예측되는 맛 및 전반적인 특성에서의 변화를 나타낸다.
브루잉 공정에는 많은 변수가 있으며, 입자 부피 크기(예를 들어, 표면적)는 항상 주요 고려 사항이었다. 전술한 바와 같이, 본원에 기술된 쉐이빙 공정은, 많은 브루잉 공정에 바람직한 최적의 기하학적 구조 및 부피를 나타내는 쉐이빙된 커피 원두 제품의 생성을 가능하게 한다. 최적의 기하학적 형태와 SA/V 비로 인해, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품은, 전부는 아니더라도 대부분의 커피 브루잉 기술에서 추출 효율을 최대화할 수 있는 것으로 관찰되었다.
커피 플레이크, 커피 쉐이빙 및 커피 슬라이스를 포함하는, 위에서 보여준 쉐이빙된 커피 원두 제품에 포함된 최적의 기하학적 형태로 인해, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 커피 브루잉 공정에서 통상적인 분쇄된 커피로는 얻을 수 없는 특정 효율성을 허용할 수 있다. 예를 들어, 쉐이빙된 커피 원두 제품을 사용하면, (통상적인 분쇄된 커피에 비해) 커피 원두의 파운드당 커피 생산량이 증가할 수 있고, (최적의 SA/V 비로 인해) 커피 제품을 만드는 데 필요한 물의 양이 감소할 수 있다. 쉐이빙된 커피 원두 제품은, 증가된 표면적으로 인해, 물을 흡수하는 내부 셀이 더 적을 수 있지만 이를 최종 제품으로 다시 방출하지는 않는다. 이것은, 소비된 분쇄물의 추출후 중량 및 생성된 소비재 커피의 총량으로 측정할 수 있다.
더욱이, 독특한 기하학적 구조로 인해, 쉐이빙된 커피 원두 제품은 특히 "탬핑된(tamped)" 공정 동안 그로부터 생성되는 커피 음료의 풍미를 증가시킬 수 있다. 일반적으로 더 편평한 면을 가진 입자는 구형 물체보다 입자 위 또는 입자 주위로 흐르는 물의 방향을 더 잘 바꾸는 능력을 갖고 있다. 이론에 얽매이기를 바라지는 않지만, 더 편평한 입자를 가로질러 물이 흐를 때 발생하는 증가된 저항과 마찰로 인해 커피 셀에서 더 많은 향미가 빠져나오게 된다.
또한, 쉐이빙된 커피 원두 제품은, 독특한 기하학적 구조로 인해, 쉐이빙 공정에서 생성되는 미분(fines)이 (통상적인 분쇄 기술에 비해) 더 적기 때문에 침전물 생성이 더 적을 수 있다. 이러한 미분이 있으면 (브루잉 공정 중 미분의 과도한 추출 및 커피 음료에서의 지속적인 추출로 인해) 커피 음료의 쓴맛이 증가할 수 있기 때문에, 침전물을 형성하게 되는 미분이 더 적으면, 소비자가 소비하는 커피 음료의 마지막 부분의 맛이 더 좋아질 가능성이 더 높아진다.
본 발명은 그 실시형태에 대해 하기 실시예에 의해 추가로 설명될 수 있지만, 이들 실시예는 단지 예시의 목적으로 포함되고 달리 구체적으로 나타내지 않는 한 본 개시내용의 범위를 제한하려는 의도는 아니라는 것이 이해될 것이다.
실시예
비교예 1
이 실험에서는 로스팅된 커피 원두의 다양한 성분들에 대한 분쇄 및 취성 임계값을 평가했다. 분쇄 임계값은 VTSYIQI(VTS-100) 디지털 힘 게이지를 사용하여 분석되었으며, 이 분석은 콜롬비아 수프림 미디엄 다크 로스트 원두(Sam's Club 브랜드)를 사용하여 수행되었다. 먼저, 나이프와 픽을 사용하여 원두를 여러 부분(즉, 외부 경질 내배유, 내부 연질 내배유, 내부 경질 내배유/중앙 컷)으로 분리했다. 이어서, 원두의 서로 다른 부분(즉, 외부 경질 내배유, 내부 연질 내배유 및 내부 경질 내배유/중앙 컷 부분)을 종이 시트 위에 위치시켰다. 상기 디지털 힘 게이지의 포인트 부착을 활용하여, 파쇄될 때까지 압력을 가하고 두 가지의 수치를 기록했다. 첫 번째 수치는 초기 파쇄가 일어난 압력이었고, 두 번째 수치는, 원래 입자가 부서진 입자의 개수였으며, 이는 취성의 척도였다. 이 테스트는 20개의 원두에 대해 완료되었다.
아래 표 1은 각 커피 부분에 대한 평균 파쇄력 및 형성된 입자 개수를 제공한다.
[표 1]
위의 파쇄력 및 취성 특성은 커피 원두의 다양한 부분이 통상적인 버 분쇄 처리될 때 비일관적으로 가공될 수 있음을 보여준다. 보다 구체적으로, 이들 커피 원두 부분이 버 분쇄 동안 함께 가공될 때, 파괴적 분쇄는 더 낮은 파괴력을 가진 더 연질 내부 내배유 부분을 더 쉽게 분쇄할 수 있다. 따라서, 커피 원두의 부분들 간의 이러한 구조적 차이로 인해, 커피 원두 내의 다양한 층에 따라 파쇄율이 달라질 것이다. 결과적으로, 커피 원두의 내부 부분은 분쇄 공정을 거치면서 외부 부분보다 훨씬 더 작아지게 된다.
실시예 2
커피 분쇄물의 추출 특성을 본 개시내용의 쉐이빙된 커피 원두와 비교하였으며, 이는, 둘 다로부터 커피 음료를 형성하고 생성된 음료에서 결과적인 총 용존 고형분(TDS: Total Dissolved Solids)을 테스트함으로써 수행되었다. 두 테스트 모두에서, 콜롬비아 수프림 미디엄 다크 로스트 원두(Sam's Club 브랜드)를 사용하여 커피 분쇄물과 쉐이빙된 커피 원두를 제조했다. 분쇄된 커피는 Baratza Encore 분쇄기를 사용하여 최상의 설정을 사용하여 형성되었다. 한편, 쉐이빙된 커피 원두는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 만돌린 슬라이서 상에서 커피 원두를 쉐이빙하여 수동으로 형성하였다. 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 커피 원두(202)를 만돌린 슬라이서(200) 위에 올려놓고 슬라이서 블레이드(204)와 접촉시켜 쉐이빙된 커피 원두 입자(206)를 형성하였다. 도 9는 생성된 쉐이빙된 커피 원두 입자의 예시적인 묘사를 도시한다.
커피 분쇄물 1 g 및 쉐이빙된 커피 원두 입자 1 g으로부터, (i) 상기 분쇄물과 상기 입자를 에어로프레스(Aeropress) 커피 메이커에 넣고, (ii) 상기 에어로프레스에 195°F의 물 2온스를 추가하고, (iii) 커피를 30초 동안 브루잉하고, 이어서 (iv) 에어로프레스를 10초 동안 작동시킴으로써, 커피 음료를 제조하였다. 이로써, 상기 커피 분쇄물 및 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자는 약 40초 동안 물에 노출되었다. 에어로프레스 필터를 통해 적하된 결과적인 액체를, 이어서, Myron L®의 Ultrameter II를 사용하여 총 용존 고형분(TDS)에 대해 평가하였다.
상기 커피 분쇄물로부터 생성된 커피 음료의 TDS는 666.1 ppm인 반면, 상기 쉐이빙된 입자로부터 생성된 커피 음료의 TDS는 734.6 ppm이었다. 결과적으로, 쉐이빙된 커피 입자로부터 생성된 커피 음료와 관련된 더 높은 TDS는, 쉐이빙된 입자의 독특한 기하학적 구조가, 높은 SA/V 비과 함께, 통상적인 커피 분쇄기를 사용하여 미세하게 분쇄된 커피 분쇄물에 비해 더 우수한 추출 특성을 나타냄을 입증한다. 다시 말해서, 이는, 쉐이빙된 입자의 커피 원두 셀이 커피 분쇄물에 비해 추출에 더 쉽게 이용가능하다는 것을 입증했다.
정의
다음 정의는 정의된 용어의 배타적 목록이 아니라는 점을 이해해야 한다. 전술한 설명에서, 예를 들어 정의된 용어의 사용이 문맥에서 수반되는 경우, 다른 정의가 제공될 수 있다.
본원에 사용된 단수적 표현의 용어는 하나 이상을 의미한다.
본원에서 사용된 용어 "및/또는"은, 둘 이상의 항목 목록에 사용되는 경우, 나열된 항목 중 어느 하나가 단독으로 채용될 수 있거나 나열된 항목 중 둘 이상의 조합이 채용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 조성물이 성분 A, B 및/또는 C를 함유하는 것으로 기술된 경우, 그 조성물은 A 단독; B 단독; C 단독; A와 B의 조합; A와 C의 조합, B와 C의 조합; 또는 A, B 및 C의 조합을 함유할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "포함하는" 및 "포함한다"는 이 용어와 관련하여 언급된 대상체부터 언급된 하나 이상의 요소로의 전이에 사용되는 개방형 전이 용어이며, 언급된 요소 또는 요소들이 그 대상체를 구성하는 유일한 요소는 아니다.
본원에 사용된 용어 "갖는" 및 "갖는다"는 위에 제공된 "포함하는" 및 "포함한다"와 동일한 개방형 의미를 갖는다.
본원에 사용된 용어 "비롯한" 및 "포함된다"는 위에 제공된 "포함하는" 및 "포함한다"와 동일한 개방형 의미를 갖는다.
수치 범위
본 설명은 본 개시내용과 관련된 특정 매개변수를 정량화하기 위해 수치 범위를 사용한다. 수치 범위가 제공되는 경우, 이러한 범위는, 그 범위의 하한값만 기재하는 청구범위 제한뿐만 아니라 그 범위의 상한값만 기재하는 청구범위 제한에 대한 문언적 뒷받침을 제공하는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 10 내지 100의 개시된 수치 범위는 "10 초과"(상한 없음)를 기재하는 청구항 및 "100 미만"(하한 없음)을 기재하는 청구항에 대한 문언적 뒷받침을 제공한다.
개시된 실시형태에 한정되지 않는 청구범위
위에서 설명한 본 개시내용의 바람직한 형태는 단지 예시로서 사용되어야 하며, 본 발명의 범위를 해석하는데 있어서 제한적인 의미로 사용되어서는 안 된다. 위에서 설명된 예시적인 실시형태에 대한 수정은 본 발명의 진의에서 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명자들은, 본 발명의 합리적으로 공정한 범위를 결정하고 평가하기 위해 균등론에 의존하려는 의도를 선언하며, 따라서 본 발명은 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 문언적 범위에서 실질적으로 벗어나지는 않지만 그 외부에 있는 임의의 장치에 관한 것이다.

Claims (20)

  1. 쉐이빙된 커피 원두 제품(shaved coffee bean product)을 제조하는 방법으로서,
    (a) 하나 이상의 커피 원두를 포함하는 초기 공급원료를 제공하는 단계; 및
    (b) 복수의 쉐이빙된 커피 원두 입자를 포함하는 쉐이빙된 커피 원두 제품을 생성하기 위해, 상기 초기 공급원료를, 절삭 요소(cutting element)를 사용하여 쉐이빙 공정(shaving process)으로 처리하는 단계를 포함하며,
    여기서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 50% 이상이
    (i) 50 내지 500 μm의 최소 횡단 치수(transverse dimension),
    (ii) 50 내지 10,000 μm의 최대 횡단 치수,
    (iii) 2:1 내지 100:1의 횡단 종횡비(transverse aspect ratio), 및
    (iv) 3 내지 50의 표면적 대 부피 비("SA/V 비")를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 (b)의 처리는 쉐이빙 장치(shaving apparatus)에서 수행되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 쉐이빙 장치는 수동 쉐이버(manual shaver) 또는 전동 쉐이버(powered shaver)를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 50 내지 300 μm의 최소 횡단 치수를 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 150 내지 7,000 μm의 최대 횡단 치수를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 4:1 내지 40:1의 횡단 종횡비를 나타내는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가, 레이저 회절 입자 크기 분석을 사용하여 측정할 때 5 내지 40 mm-1의 SA/V 비를 포함하는, 방법.
  8. 커피 음료를 제조하는 방법으로서,
    (a) 복수의 쉐이빙된 커피 원두 입자를 포함하는 쉐이빙된 커피 원두 제품을 제공하는 단계로서, 여기서 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 50% 이상이
    (i) 50 내지 500 μm의 최소 횡단 치수,
    (ii) 50 내지 10,000 μm의 최대 횡단 치수,
    (iii) 2:1 내지 100:1의 횡단 종횡비, 및
    (iv) 3 내지 50의 표면적 대 부피 비("SA/V 비")를 포함하는, 단계, 및
    (b) 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품의 적어도 일부를 물의 존재 하에서 브루잉(brewing)하여 커피 음료를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 브루잉은 드립(drip) 공정, 푸어 오버(pour over) 공정, 프렌치 프레스(French Press) 공정, 에스프레소 공정, 콜드브루 공정, 아이스 커피 공정, 포드(Pods) 공정, 터키쉬(Turkish) 공정을 포함하는, 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품은 쉐이빙 장치를 통해 형성되는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 쉐이빙 장치는 수동 쉐이버 또는 전동 쉐이버를 포함하는, 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 50 내지 300 μm의 최소 횡단 치수를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 150 내지 7,000 μm의 최대 횡단 치수를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 4:1 내지 40:1의 횡단 종횡비를 나타내는, 방법.
  15. 제8항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 레이저 회절 입자 크기 분석을 사용하여 측정할 때 5 내지 40 mm-1의 SA/V 비를 포함하는, 방법.
  16. 복수의 쉐이빙된 커피 원두 입자를 포함하는 쉐이빙된 커피 원두 제품으로서, 여기서 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 50% 이상이
    (i) 50 내지 500 μm의 최소 횡단 치수,
    (ii) 50 내지 10,000 μm의 최대 횡단 치수,
    (iii) 2:1 내지 100:1의 횡단 종횡비, 및
    (iv) 3 내지 50의 표면적 대 부피 비("SA/V 비")를 포함하는, 쉐이빙된 커피 원두 제품.
  17. 제16항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 50 내지 300 μm의 최소 횡단 치수를 포함하는, 쉐이빙된 커피 원두 제품.
  18. 제17항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 150 내지 7,000 μm의 최대 횡단 치수를 포함하는, 쉐이빙된 커피 원두 제품.
  19. 제18항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 4:1 내지 40:1의 횡단 종횡비를 나타내는, 쉐이빙된 커피 원두 제품.
  20. 제16항에 있어서, 상기 쉐이빙된 커피 원두 제품을 형성하는 상기 쉐이빙된 커피 원두 입자의 적어도 70%가 레이저 회절 입자 크기 분석을 사용하여 측정했을 때 5 내지 40 mm-1의 SA/V 비를 포함하는, 쉐이빙된 커피 원두 제품.
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