KR960007093B1 - Hydrolysis of a partially extracted roasted and ground coffee - Google Patents

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스코바일 우진
조엘 터렉 이반
래그 안쏘니
다이안 큐오쪼 카를리나
마일즈 랜코위츠 마샬
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크라프트 후드스 인크
에드워드 제이.모이
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23FCOFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
    • A23F5/00Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
    • A23F5/24Extraction of coffee; Coffee extracts; Making instant coffee

Abstract

내용 없음.No content.

Description

부분 추출된 볶고 분쇄한 커피의 가수분해법Hydrolysis of partially extracted roasted and ground coffee

본 발명은 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피의 가용화법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 부분 추출되고 볶고 분쇄한 커피를 단일 고정층(fixed bed) 반응기 또는 일련의 고정층 반응기중에서 산 촉매를 사용하지 않고 가수분해하는 방법을 포함한다. 이와 같이하여 얻은 가수분해물은, 예를 들면, 가용성 커피의 고형물을 증가시키기 위해 볶은 커피의 수성 추출물과 혼합하는데 유용하다.The present invention relates to a solubilization method of partially extracted roasted and ground coffee. More specifically, the present invention includes a method of hydrolyzing partially extracted, roasted and ground coffee without using an acid catalyst in a single fixed bed reactor or a series of fixed bed reactors. The hydrolyzate obtained in this way is useful, for example, for mixing with an aqueous extract of roasted coffee to increase the solids of soluble coffee.

가용성 커피 기술 업계에서는 특히 여과(percolation) 조건을 변화시켜서 볶고 분쇄한 커피로부터 가용성 고형물의 수율을 극대화하는 것에 중점을 두어왔다. 인스턴트 커피 개발의 초기인 세계 제 2 차 대전 전에는, 볶고 분쇄한 커피로부터 끓는 물을 사용하여 가용물을 침출하여, 25% 미만의 가용성 고형물 수율을 얻었다. 모갠탤러(Morganthaler)의 미합중국 특허 제2,324,526호에는 160℃ 내지 175℃(320°내지 347℉)의 온도를 사용하여 27%의 가용분을 얻었음이 기재되어 있다. 시비츠 및 데스로지어(Sivitz and Desrosier)의 "Coffee Technology"[에비 퍼블리싱 캄파니 인크.(Avi Publishing Company, Inc.), 1979] 제366페이지에는 가용물 수율에 대하 기술적 사항이 기재되어 있다. 이 문헌에는 볶고 분쇄한 커피로부터 얻은 가용성 커피의 총 수율은 약 40 내지 50%이며, "찌끼를 압착시키고, 유속을 감소시키지,…, 않을 경우 생산성과 품질이 저해되기 때문에, 여과기에서 보다 높은 수율을 얻는 것이 불가능하며" 가용성 커피의 품질은 상기 수율 범위의 상한치에서 이미 타르 및 기타 부적합한 향미가 생성되어 그 품질이 손상된다고 기재하고 있다. 여과의 한계에 대한 인식으로부터, 가용성 커피의 수율을 증가시키는 다른 방법에 관심이 집중되고 있다.In the soluble coffee technology industry, there has been a particular focus on maximizing the yield of soluble solids from roasted and ground coffee by varying the percolation conditions. Prior to World War II, the early days of instant coffee development, soluble solids were leached from roasted and ground coffee with boiling water, yielding less than 25% soluble solids yield. Morganthaler, US Pat. No. 2,324,526, describes that 27% soluble content was obtained using a temperature of 160 ° C. to 175 ° C. (320 ° to 347 ° F.). Sivitz and Desrosier, "Coffee Technology" (Avi Publishing Company, Inc., 1979), page 366, describes the technical details of soluble yields. In this document, the total yield of soluble coffee from roasted and ground coffee is about 40 to 50%, and "higher yields in the strainer, since it compresses the tailings and does not reduce the flow rate, otherwise productivity and quality are compromised. It is impossible to obtain "the quality of the soluble coffee states that at the upper end of the above yield range tar and other inadequate flavors have already been produced and the quality is impaired. From awareness of the limitations of filtration, attention is focused on other ways of increasing the yield of soluble coffee.

고형물의 수율을 증가시키기 위해 부분 추출된 커피 찌꺼기를 산 촉매 가수분해하는 방법이 가용성 고형물의 수율을 증가시키기 위한 한 방법으로 시험된 바 있다. 예를 들면, 클라우프(clough) 등의 미합중국 특허 제2,573,406호에는 커피의 약 20중량%를 대기중에서 추출하고, 찌끼의 일부분을 100℃의 약 1% 황산 현탁액중에서 약 1시간 동안 가수분해하고, 가수분해물의 pH를 조절하고, 가수분해물을 여과하고, 이것을 대기중에서의 추출물과 합하고, 합친 추출물을 건조시키는 것을 포함하는 가용성 커피의 제조 방법이 기재되어 있다. 베너(Benner) 등의 미합중국 특허 제2,687,355호에 기재된 유사한 다른 방법에서는, 황산 대신 인산을 사용한다. 디나르도(DiNardo) 등의 미합중국 특허 제3,224,879호에는 또 다른 방법으로서, 적어도 대기중에서 추출된 커피 찌끼에 대해 추출 장치에서 직접 알칼리 가수분해 또는 산 가수분해하는 방법이 기재되어 있다. 추출 장치에서 직접 가수분해하는 경우, 선행 기술의 방법에서는 별도로 수행하는 가수분해 단계를 제거할 수 있으며, 또한 소비된 찌끼 덩어리에 알칼리 또는 산 촉매를 흡착할 수 있다.Acid catalytic hydrolysis of partially extracted coffee grounds to increase the yield of solids has been tested as a way to increase the yield of soluble solids. For example, US Pat. No. 2,573,406 to Clough et al. Extracts about 20% by weight of coffee from the atmosphere, and fractions of tailings are hydrolyzed in about 1% sulfuric acid suspension at 100 ° C. for about 1 hour, A process for producing soluble coffee is described that includes adjusting the pH of the hydrolyzate, filtering the hydrolyzate, combining it with an extract in the atmosphere, and drying the combined extract. In another similar method described in US Pat. No. 2,687,355 to Benner et al., Phosphoric acid is used instead of sulfuric acid. As another method, DiNardo et al., US Pat. No. 3,224,879, describe a method of alkali hydrolysis or acid hydrolysis directly in an extraction apparatus for at least coffee grounds extracted in air. In the case of the direct hydrolysis in the extraction apparatus, the prior art process can eliminate the hydrolysis step carried out separately and also adsorb the alkali or acid catalyst to the spent tailings.

보다 최근에, 풀거(Fulger) 등의 미합중국 특허 제4,508,745호에는 소비된 찌꺼기의 슬러리를 5 내지 60중량% 농도로 제조하고, pH를 약 0.5 내지 4.0으로 조절하고, 슬러리를 160°내지 260℃ 온도에서 6초 내지 60초 동안 반응시킴으로써 커피 추출 잔류 물질을 가수분해하여 DP1 내지 DP10의 만난 올리고머를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 풀거 등에 의하면, 상기 방법은, 예를 들면 대기중에서 추출하고, 열적으로 부분 가수분해시킨 상업적인 여과 장치로부터 얻은 소비된 찌끼와 같은 부분 추출된 커피 추출 잔류 물질로부터 가용물의 수율을 약 30중량% 증가시킬 수 있다.More recently, U. S. Patent No. 4,508, 745 to Fulger et al. Prepared slurries of spent residue at a concentration of 5 to 60 wt%, adjusted the pH to about 0.5 to 4.0, and adjusted the slurry to 160 ° to 260 ° C. A method for producing met oligomers of DP1 to DP10 by hydrolyzing coffee extract residual material by reacting for 6 to 60 seconds at According to Pooler et al., The process may increase the yield of solubles from about 30% by weight of partially extracted coffee extract residues, such as spent tailings obtained from commercial filtration devices extracted from the atmosphere and thermally partially hydrolyzed. Can be.

그러나, 예를 들면, 가용물의 수율을 증가시키기 위해 산 촉매 반응은 사용하는 것이 바람직스럽지 않거나 또는 비실제적일 수도 있다. 그러므로, 본 발명의 목적은 볶고 분쇄한 커피를 산 촉매 없이 처리하여 가용물의 수율을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다.However, for example, acid catalyzed reactions may be undesirable or impractical to use to increase the yield of solubles. It is therefore an object of the present invention to provide a method of increasing the yield of solubles by treating roasted and ground coffee without acid catalyst.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법이 효율적이 되도록 하고, 이 방법으로 제조된 가용성 고형물이 허용되는 향미 품질을 갖도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to make the process efficient and to ensure that the soluble solids produced by this process have an acceptable flavor quality.

상기 본 발명의 목적은 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 1개의 고정층 반응기, 또는 일련의 고정층 반응기중에서 처리하는 방법에 의해 충족될 수 있음이 발견되었다. 본 발명에 의하면, 부분 추출을 행하여 볶고 분쇄한 커피에 본래 존재하는 아라비노갈락탄의 일부, 바람직하기로는 대부분의 아라비노갈락탄을 제거한, 볶고 분쇄한 커피를 고정층 반응기중에 공급한다. 이어서, 상기 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 물 대 찌끼의 중량비를 약 6 : 1 이상 바람직하기로는 약 8 : 1 내지 약 12 : 1로 하여 약 176.7℃ 내지 약 260℃(약 350°내지 약 500℉)의 온도에서 물로 추출한다. 본 발명에 의하면, 가용성 고형물의 수율이 증가되어, 볶고 분쇄한 커피로부터 약 55 내지 약 68중량%의 총 가용성 고형물 수율을 얻을 수 있다.It has been found that the object of the present invention can be met by a method of treating partially extracted roasted and ground coffee in one fixed bed reactor, or a series of fixed bed reactors. According to the present invention, a portion of the arabinogalactan that is inherently present in the roasted and ground coffee by partial extraction, preferably roasted and ground coffee from which most of the arabinogalactan has been removed is fed into a fixed bed reactor. Subsequently, the partially extracted roasted and ground coffee has a weight ratio of water to tailings of about 6: 1 or more, preferably about 8: 1 to about 12: 1 and about 176.7 ° C to about 260 ° C (about 350 ° to about 500). Extraction with water at a temperature of < RTI ID = 0.0 > According to the present invention, the yield of soluble solids is increased, resulting in a total soluble solids yield of about 55 to about 68 weight percent from roasted and ground coffee.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 일부 관련 용어를 정의할 필요가 있다.Before the detailed description of the present invention, it is necessary to define some related terms.

본 명세서에 사용된 "만난(mannan)"이라는 용어는, 알도헥소오스이며, 카르보닐기에 가장 인접한 히드록실기의 공간 배열이 반대인 점만이 상이한, d-글루코오스의 이성질체인 임의의 다당류 d-만노오스를 광범위하게 의미한다. 커피 추출 잔류 물질에서 발견되는 만난은 다당류중에 최대로 40개의 d-만노오스 단위를 가질 수 있다.As used herein, the term "mannan" refers to any polysaccharide d-mannose that is an isoform of d-glucose, differing only in that it is an aldohexose and the spatial arrangement of the hydroxyl groups closest to the carbonyl group is reversed. It means broadly. Mannan found in coffee extract residues can have up to 40 d-mannose units in the polysaccharide.

"부분 추출된 볶고 분쇄한 커피"는 부분 추출된, 예를 들면, 대기중에서 추출된 볶고 분쇄한 커피 물질을 의미한다. 일반적으로, 대기 조건하에서 추출을 행하면, 카라멜 및 갈변(browning)산물, 볶고 분쇄한 커피 본래의 향미, 카페인, 트리고넬린, 클로로겐산, 회분, 아라비노오스, 단백질 및 커피산이 제거된다. "부분 추출된 볶고 분쇄한 커피"는 또한 추출된 아라비노갈락탄의 일부 및 바람직하게는 그로부터 추출된 아라비노갈락탄의 대부분을 함유할 수 있다. 또한, "부분 추출된 볶고 분쇄한 커피"는 함유된 만난의 일부가 갈락토오스, 아라비노오스, 단백질 및 기타 열 축합 생성물의 가수분해와 함께 가수분해될 정도로 가수분해된 볶고 분쇄한 커피를 포함한다. 약 1/3 내지 1/2의 만난이 감소된 볶고 분쇄한 커피도 "부분 추출된 볶고 분쇄한 커피"에 포함된다. 이것은 예를 들면, 제한된 열 가수분해에 의해 행할 수 있다."Partially extracted roasted and ground coffee" means a partially extracted roasted and ground coffee material, for example, extracted from the atmosphere. In general, extraction under atmospheric conditions removes caramel and browning products, roasted and ground coffee intact flavors, caffeine, trigonelin, chlorogenic acid, ash, arabinose, protein and coffee acid. "Partially extracted roasted and ground coffee" may also contain some of the extracted arabinogalactan and preferably most of the arabinogalactan extracted therefrom. “Partially extracted roasted and ground coffee” also includes roasted and ground coffee that has been hydrolyzed such that a portion of the mannan contained is hydrolyzed with the hydrolysis of galactose, arabinose, proteins and other heat condensation products. Roasted and ground coffee with reduced encounters of about 1/3 to 1/2 is also included in "partially extracted roasted and ground coffee". This can be done, for example, by limited thermal hydrolysis.

본 발명은 만족스런 품질의 커피 고형물을 생성하고, 생성후 이 고형물의 분해를 최소화하기에 효과적인 방식으로, 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 가수분해하는 방법에 관한 것이다. 종래 기술, 특히 시비츠 및 데스로지어의 방법에 비해, 본 발명은 고정층 반응기내에서, 가용성 커피 고형물 생성후 가용성 고형물의 손실을 최소화하면서 출발 물질인 볶고 분쇄한 커피의 55중량% 이상의 고형물 수율을 얻을 수 있다.The present invention relates to a method for producing coffee solids of satisfactory quality and hydrolyzing partially extracted roasted and ground coffee in an effective manner to minimize degradation of the solids after production. Compared to the prior art, in particular the methods of Sibitz and Deslozi, the present invention provides a solids yield of at least 55% by weight of the starting and roasted and ground coffee in a fixed bed reactor with minimal loss of soluble solids after production of soluble coffee solids. You can get it.

본 발명에 의하면, 열 가수분해에 의해 생성된 가용성 커피 고형물은 일련의 분해 산물이 되기 쉬운 것으로 밝혀졌다. 초기에, 가용성 커피 고형물은 히드록시메틸 푸르푸랄과 같은 가용성 커피 고형물 중간체로 칭할 수 있는 형태로 분해될 수 있다. 이어서, 휘발성 산 및 (또는) 불용성 커피 고형물로 더 분해될 수 있다. 본 발명은 가용성 커피 고형물 생성후, 이 고형물이 중간체 가용성 커피 고형물로 분해되고, 또한 이들이 불용성 커피 고형물로 분해되는 것을 최소화하는데 효과적임을 발견하였다. 중간체 가용성 커피 고형물로 분해됨은 그 자체가 가용성 고형물의 수율을 감소시키는 것은 아니지만, 중간체 가용성 고형물의 농도가 상대적으로 증가하기 때문에 커피 향미에 부작용을 일으키는 것으로 밝혀졌다. 그러나 본 발명의 방법은 생성된 가용성 고형물이 중간체 및 불용성 커피 고형물로 최소한으로 분해되면서도 가용성 고형물 수율을 55중량% 이상으로 얻을 수 있다.According to the present invention, it has been found that soluble coffee solids produced by thermal hydrolysis are likely to be a series of decomposition products. Initially, soluble coffee solids can be broken down into a form that can be called soluble coffee solid intermediates such as hydroxymethyl furfural. It can then be further broken down into volatile acids and / or insoluble coffee solids. The present invention has found that after the production of soluble coffee solids, these solids decompose into intermediate soluble coffee solids and are also effective in minimizing their degradation into insoluble coffee solids. Degradation into intermediate soluble coffee solids does not itself reduce the yield of soluble solids, but has been found to cause side effects in coffee flavor due to the relatively increased concentration of intermediate soluble solids. However, the process of the present invention can yield soluble solids yields of at least 55% by weight while the resulting soluble solids are minimally degraded into intermediates and insoluble coffee solids.

본 발명의 방법에 대한 공급 물질로서 적합하게 사용할 수 있는 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피는 당 업계에 공지된 임의의 방법으로 얻을 수 있다. 예를 들면, 추출 장치중에서 볶고 분쇄한 커피중의 아라비노갈락탄의 일부, 바람직하게는 아라비노갈락탄의 대부분이 추출되도록 가용성 고형물을 추출하는 것이 적합하다. 또한, 추출 장치중에서 만난의 일부, 일반적으로 초기에 존재하는 만난의 1/3 내지 1/2이 추출되도록 가용성 고형물을 추출하는 것이 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피의 제조에 효과적이다.Partially extracted roasted and ground coffee that can be suitably used as feed material for the process of the invention can be obtained by any method known in the art. For example, it is suitable to extract the soluble solids so that a part of the arabinogalactan in the roasted and ground coffee in the extraction apparatus, preferably most of the arabinogalactan, is extracted. In addition, extraction of soluble solids such that a portion of the mets, typically one-third to one-half of the mets present in the extraction apparatus, is effective in producing partially extracted roasted and ground coffee.

본 발명에 사용하기 위한 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 생성하는 또 다른 적합한 방법이 있다. 예를 들면, 볶고 분쇄한 커피는 용기중에서 이 커피를 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 형성하기에 효과적인 온도, 압력 및 시간 동안 물을 사용하여 상기 커피를 슬러리화 함으로써 추출할 수 있다. 유사하게는, 볶고 분쇄한 커피를 반응기중에 넣고, 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 생성하기에 효율적인 온도, 압력 및 시간동안 반응기에 물을 통과시킨다.There is another suitable method of producing partially extracted roasted and ground coffee for use in the present invention. For example, roasted and ground coffee can be extracted by slurrying the coffee with water for a temperature, pressure and time effective to form partially extracted roasted and ground coffee in the container. Similarly, roasted and ground coffee is placed in the reactor and water is passed through the reactor for a temperature, pressure and time effective to produce partially extracted roasted and ground coffee.

본 발명에 의하면, 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 단일 고정층 반응기, 또는 일련의 고정층 반응기중에 넣는다. 단일 고정층 반응기의 기종은 그 반응기가 다음에 기재하는 온도 및 압력 조건을 견딜 수 있는 한, 본 발명에서 중요하지 않다. 반응기 기종은 당 업계에서 인정되는 엔지니어링 원리를 이용하는 통상의 숙련된 기술자들에게 잘 알려져 있다. 그러나, 반응기의 기종이 다음에 기재하는 바와 같이 인출 인자와 같은 작업 변수에 영향을 미친다는 것은 인정되어야 한다. 통상적인 추출 장치에서의 여과 컬럼은 본 발명에 사용하기 적합한 고정층 반응기의 한 예이다. 바람직하기로는, 2 내지 3개의 고정층 반응기를 일련으로 사용할 수 있으나, 반응기의 수가 중요한 것은 아니다.According to the invention, the partially extracted roasted and ground coffee is placed in a single fixed bed reactor or a series of fixed bed reactors. The type of single fixed bed reactor is not critical to the invention as long as the reactor can withstand the temperature and pressure conditions described below. Reactor models are well known to those of ordinary skill in the art using engineering principles recognized in the art. However, it should be appreciated that the type of reactor affects working variables such as withdrawal factors as described below. Filtration columns in conventional extraction equipment are examples of fixed bed reactors suitable for use in the present invention. Preferably, two to three fixed bed reactors can be used in series, but the number of reactors is not critical.

물은 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 함유한 고정층 반응기의 상부 또는 하부에서 반응기로 공급한다. 전형적으로는, 물을 반응기의 상부에 공급하여 커피를 통과하여 아래로 흐르게 한다. 1개 이상의 반응기를 사용할 경우, 제 1 반응기의 하부를 빠져나온 커피 고형물을 함유한 수류(이하, "추출물"로 칭함)를 제 2 반응기에, 전형적으로는 제 2 반응기의 상부에서 공급하고, 추출물이 일련의 반응기중 최종의 반응기를 빠져나올 때까지 이와 같이 행한다. 제 1 컬럼에 공급되는 물의 온도는 본 발명의 실시에 있어서 중요하며, 그 온도는 일반적으로는 약 193.3℃ 내지 약 232.2℃(약 380°내지 약 450℉)이고, 전형적으로는 약 201.6°내지 약 218.324℃(약 395°내지 약 425℉)이다. 반응기 또는 반응기들의 내압은 용기내의 물이 그 시스템 온도에서 순간적으로 기화되지 않도록 유지시킨다. 이는 전형적으로 반응기의 내압을 목적하는 바 대로 유지시키기 위해서 출구 흐름을 조절함으로써 달성될 수 있다.Water is fed to the reactor at the top or bottom of the fixed bed reactor containing the partially extracted roasted and ground coffee. Typically, water is fed to the top of the reactor to flow down through the coffee. When using more than one reactor, a stream of water (hereinafter referred to as "extract") containing coffee solids exiting the bottom of the first reactor is fed to the second reactor, typically at the top of the second reactor, and the extract This is done in this series of reactors until it exits the final reactor. The temperature of the water supplied to the first column is important in the practice of the present invention, and the temperature is generally from about 193.3 ° C. to about 232.2 ° C. (about 380 ° to about 450 ° F.), typically from about 201.6 ° to about 218.324 ° C. (about 395 ° to about 425 ° F.). The internal pressure of the reactor or reactors keeps the water in the vessel from instantaneously evaporating at its system temperature. This can typically be accomplished by adjusting the outlet flow to maintain the internal pressure of the reactor as desired.

반응기 내에서 커피 분쇄물의 체류 시간과 추출물의 체류 시간 사이의 관계가 본 발명의 목적을 달성하는데 중요한 것으로 밝혀졌다. 또한 부적합한 농도의 가용 고혈물이 중간체 가용성 커피 고형물 및(또는) 휘발성 산으로 분해되었다가 이로부터 불용성 커피 고형물로 분해되는 것을 방지하기 위해서는 추출물의 체류시간은 분쇄물의 체류 시간보다 현저히 짧아야 함을 발견하였다. 통상적인 여과에서, 분쇄물의 체류 시간은 전형적인 6개 컬럼 작업시 약 225분 내지 275분이다. 그 체류 시간의 약 80%는 고온, 즉 열 가수분해 조건하이다. 본 발명에 의하면, 분쇄물의 체류 시간은 약 30 내지 약 120분이다. 반면에, 추출물의 체류 시간은 단지 약 7분 내지 약 45분, 바람직하기로는 약 30분 내지 약 40분이다. 이와 같이 추출물의 체류 시간을 특히 분쇄물의 체류 시간에 비해 짧게 하는 것이 소정의 가용물의 수율을 얻음과 동시에 목적하는 향미의 커피 고형물을 함유한 커피 추출물을 생성하는데 중요한 것으로 밝혀졌다.The relationship between the residence time of the coffee grind and the extraction time of the extract in the reactor has been found to be important for achieving the object of the present invention. It has also been found that the residence time of the extract should be significantly shorter than the residence time of the grind to prevent inadequate concentrations of soluble high blood from being broken down into intermediate soluble coffee solids and / or volatile acids from the insoluble coffee solids. . In conventional filtration, the residence time of the mill is about 225 minutes to 275 minutes for a typical six column operation. About 80% of its residence time is under high temperature, ie, thermal hydrolysis conditions. According to the invention, the residence time of the milled product is from about 30 to about 120 minutes. On the other hand, the residence time of the extract is only about 7 minutes to about 45 minutes, preferably about 30 minutes to about 40 minutes. It has thus been found that shortening the residence time of the extract, in particular compared to the residence time of the milled product, is important for obtaining the yield of the desired solubles and at the same time producing a coffee extract containing the coffee solids of the desired flavor.

또한, 전형적으로 인출 인자로 칭하는 물 또는 추출물 대 커피 분쇄물의 비는 본 발명에 있어서 중요하다. 인출 인자는 주어진 양의 커피에서 생성된 커피 추출물의 총 중량을 상기 커피의 중량으로 나누어서 계산한다. 본 발명에 의하면, 본 발명의 목적을 이루기 위해, 특히 본래의 볶고 분쇄한 커피의 약 55중량% 내지 약 70중량%의 가용성 고형물 수율을 얻기 위해서는 인출 인자가 약 6초과, 바람직하기로는 약 8 내지 10일 필요가 있다. 가용물 수율은 어느 정도까지는 추출되는 커피의 혼합 정도에 의존한다. 당 업계에 공지된 바로는, 예를 들면, 로부스타(robusta) 커피는 아라비타(Arabica) 커피보다 추출이 보다 용이하다.Also, the ratio of water or extract to coffee grind, typically referred to as draw factor, is important for the present invention. The withdrawal factor is calculated by dividing the total weight of the coffee extract produced in a given amount of coffee by the weight of the coffee. According to the present invention, in order to achieve the object of the present invention, the withdrawal factor is greater than about 6, preferably about 8 to, in particular, to obtain a soluble solids yield of about 55% to about 70% by weight of the original roasted and ground coffee. It needs to be 10. Soluble yields to some extent depend on the degree of mixing of the coffee being extracted. As is known in the art, for example, Robusta coffee is easier to extract than Arabica coffee.

반응기에서 수성 매질이 커피 찌끼를 통해 흐를때 그 매질의 표면 속도는 본 발명의 목적을 달성하는데 있어서 중요하다. 본 명세서에 기재된 표면 속도는 빈 컬럼을 통과하는 수성 매질의 속도로서 정의한다. 표면 속도는 사용하는 반응기 또는 반응기들의 기하 형태에 따라 변한다. 그러나, 추출물의 체류 시간과 찌기의 체류 시간 사이에서 소정의 관계를 달성하기 위한 표면 속도는 본 발명의 목적에 필수적이다. 표면 속도가 주어진 반응기의 기하 형태에 대해 너무 느릴 경우, 추출물의 체류 시간이 너무 길어서 부적합한 정도로 가용성 고형물의 분해가 발생한다. 그러나 표면 속도가 주어진 반응기의 기하 형태에 대해 너무 빠를 경우에는, 추출물의 체류 시간이 너무 짧아져서, 목적하는 가용물의 수율이 55중량%를 초과하기 위해서는 인출인자가 바람직한 범위인 8-10 이상일 필요가 있다. 또한, 표면 속도가 너무 빠른 경우, 층이 불안정하게 되거나 또는 층이 압착된다. 반면에, 극도로 빠른 표면 속도는 본 발명의 목적을 매우 높은 인출 인자에서 달성하기 위해서 효율적일 수 있으나, 이와 같은 작동은 계를 빠져나오는 추출물의 농도가 매우 낮아서, 그 농도를 유용한 정도로 증가시키기 위해서는 높은 수준의 증발을 행해야 하기 때문에 상대적으로 비효율적이다. 표면 속도는 반응기의 기하 형태에 따라 약 0.50 내지 1.50이다. 적합하게는, 반응기의 길이 대 직경비는 2 : 1 내지 20 : 1이다.As the aqueous medium flows through the coffee grounds in the reactor, the surface speed of the medium is important for achieving the object of the present invention. The surface velocity described herein is defined as the velocity of the aqueous medium through the empty column. Surface velocity varies with the geometry of the reactor or reactors used. However, the surface speed to achieve the desired relationship between the residence time of the extract and the residence time of the steaming is essential for the purposes of the present invention. If the surface velocity is too slow for a given geometry of the reactor, the residence time of the extract is too long resulting in the decomposition of soluble solids to an unsuitable degree. However, if the surface velocity is too fast for a given geometry of the reactor, the residence time of the extract is so short that in order for the yield of the desired solubles to exceed 55% by weight, the withdrawal factor needs to be at least 8-10, which is the preferred range. have. In addition, if the surface velocity is too fast, the layer becomes unstable or the layer is squeezed. On the other hand, extremely fast surface velocities may be efficient to achieve the object of the present invention at very high withdrawal factors, but this operation results in a very low concentration of the extract exiting the system, thus increasing the concentration to a useful degree. It is relatively inefficient because a level of evaporation must be performed. The surface velocity is about 0.50 to 1.50, depending on the geometry of the reactor. Suitably, the length to diameter ratio of the reactor is from 2: 1 to 20: 1.

일련의 반응기중 최종 반응기를 빠져나오는 추출물은 커피 분말 형성하기 위해 건조시킬 수 있다. 별법으로서, 추출물을 또다른 커피 추출물, 예를 들면, 볶고 분쇄한 커피를 부분 추출할때 생성되는 커피 추출물중에 첨가하여 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 형성할 수 있다. 어떤 경우에나, 본 발명에 의해 생성된 추출물은 우수한 향미 및 방향 특성을 갖는 가용성 고형물을 함유하고, 휘발성산, 중간체 고형물 및 불용성 커피 고형물은 허용 수준으로 함유한다.The extract exiting the final reactor of the series of reactors can be dried to form coffee powder. Alternatively, the extract can be added to another coffee extract, such as the coffee extract produced when the roasted and ground coffee is partially extracted, to form partially extracted roasted and ground coffee. In any case, the extract produced by the present invention contains soluble solids with good flavor and fragrance properties, and volatile acids, intermediate solids and insoluble coffee solids at acceptable levels.

[실시예 1]Example 1

볶고 분쇄한 로스부타 커피를 다음과 같은 방법으로 추출 장치에서 부분 추출하였다. 즉, 갓 제조된 볶고 분쇄한 커피를 추출 컬럼중에 충전시키고, 이 컬럼을 그 라인중의 가장 새로운 컬럼이 되도록 추출 장치의 말단에 연결하였다. 추출 장치는 연결된 5개의 컬럼으로 구성하였으며 추출수를 약 176.7℃(약 350℉)에서 임의의 주어진 시간에 가장 많이 사용된 컬럼에 공급하였다. 물은 가장 많이 사용된 컬럼을 통과하여 위쪽으로 흘러서, 2번째로 많이 사용된 컬럼을 통과해 가장 새로운 컬럼에 도달하고, 최종적으로는 커피 추출물로서 빠져나왔다. 약 50분이 지난 후, 제 1 컬럼, 즉 가장 많이 사용한 컬럼을 추출 장치로부터 제거하고, 새로운 깨끗한 컬럼을 장치 말단에 연결하였다. 깨끗한 컬럼을 연결하고 추출 장치로부터 가장 많이 사용된 컬럼을 제거하면서 이 과정을 반복하였다. 사용된 컬럼을 추출 장치에서 제거한후, 그 컬럼중의 볶고 분쇄한 커피는 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피인 것으로 밝혀졌다. 대부분의 아라비노갈락탄이 볶고 분쇄한 커피로부터 추출되었으며, 만난의 약 40%를 그로부터 추출하였다. 추출 장치에서 가용성 고형물의 수율은 약 53중량%였다.Roasted and crushed Rothbuta coffee was partially extracted in the extraction apparatus in the following manner. That is, freshly prepared roasted and ground coffee was packed into an extraction column and this column was connected to the end of the extraction apparatus to be the newest column in the line. The extraction apparatus consisted of five columns connected and the extraction water was fed to the most used column at any given time at about 176.7 ° C. (about 350 ° F.). Water flowed upward through the most used columns, passed through the second most used column to reach the newest column, and finally exited as a coffee extract. After about 50 minutes, the first column, the most used column, was removed from the extraction unit and a new clean column was connected to the device end. This process was repeated while connecting clean columns and removing the most used columns from the extraction equipment. After the used column was removed from the extraction apparatus, the roasted and ground coffee in the column was found to be partially extracted roasted and ground coffee. Most arabinogalactan was extracted from roasted and ground coffee and about 40% of the mannan was extracted from it. The yield of soluble solids in the extraction apparatus was about 53% by weight.

길이 대 직경비가 2 : 1인 추출 컬럼중에 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 공급하였다. 추출류로서는 물을 상기 추출 컬럼의 상단에 약 204.4℃(약 400℉)의 온도에서 공급하였다. 추출류 대 원래의 볶고 분쇄한 커피의 중량비는 약 10 : 1이었으며, 이는 10의 인출 인자에 해당한다. 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피가 추출 컬럼에 체류한 시간은 약 60분이었고, 추출류의 체류 시간은 약 15분이었다. 가용성 고형물의 농도가 약 1%인 추출류가 상기 추출 컬럼으로부터 빠져나왔다.A partially extracted roasted and ground coffee was fed into an extraction column with a length to diameter ratio of 2: 1. As extracts, water was fed to the top of the extraction column at a temperature of about 204.4 ° C. (about 400 ° F.). The weight ratio of extract to the original roasted and ground coffee was about 10: 1, which corresponds to a withdrawal factor of 10. The time for which the partially extracted roasted and ground coffee stayed in the extraction column was about 60 minutes, and the residence time of the extracts was about 15 minutes. Extracts with a concentration of about 1% of soluble solids exited the extraction column.

본 발명의 추출 컬럼중에서 가수분해된, 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피는 실질적으로 만난이 대부분 추출된 것으로 밝혀졌다. 상기 가수분해된 볶고 분쇄한 커피는 본래의 볶고 분쇄한 커피에 존재하는 만난의 약 10%만을 함유하였다. 본 발명의 추출 컬럼에서 가용성 고형물의 수율은 약 10중량%로 증가되었다. 그러므로, 가용성 고형물의 총 수율은 본래의 볶고 분쇄한 커피를 기준으로 약 63중량%였다. 상기 추출물은 약 25중량%의 농도까지 증발시키고, 추출 장치에서 생성된 커피 추출물중에 재첨가하고, 상기 혼합물을 농축시키고 건조시켜서, 가용성 커피 생성물을 제조하였다. 최종 커피를 전문가들에 의해 관능 검사를 행한 결과, 적합한 향미를 가짐을 확인하였다.It has been found that the partially extracted roasted and ground coffee hydrolyzed in the extraction column of the present invention was substantially extracted with met. The hydrolyzed roasted and ground coffee contained only about 10% of the mannan present in the original roasted and ground coffee. The yield of soluble solids in the extraction column of the present invention was increased to about 10% by weight. Therefore, the total yield of soluble solids was about 63% by weight based on the original roasted and ground coffee. The extract was evaporated to a concentration of about 25% by weight, re-added to the coffee extract produced in the extraction apparatus, and the mixture was concentrated and dried to produce a soluble coffee product. Sensory evaluation of the final coffee by experts confirmed that it had a suitable flavor.

[실시예 2]Example 2

직경 25.4㎝(10인치), 길이 약 5.0m(16.5피트)인 2개의 추출 컬럼중에 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 충전시켰다. 물을 약 265.6℃(약 410℉)의 온도로 제 1 컬럼, 즉 보다 많이 사용된 컬럼의 상단에 공급하였다. 물은 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 통해 아래로 통과하여 하단으로 빠져나와서 약 222.2℃(약 400℉)의 온도로 연결된 제 2 추출 컬럼의 상단에 공급되었다. 연결된 두 컬럼에서 추출물의 총 체류 시간은 약 27분이었다. 약 42분후, 보다 많이 사용한 컬럼을 일련의 컬럼들로부터 제거하고, 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 함유하는 새로운 제 2 추출 컬럼을 일련의 컬럼들에 연결하였다. 따라서, 최초의 제 2 추출 컬럼은 일련의 컬럼중 제 1 컬럼, 즉 보다 많이 사용된 컬럼이 되었다. 이 과정을 매 42분마다 반복하였다. 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피에 대한 총 체류 시간은 약 84분이었다. 총 인출 인자는 약 8이었다.Filled roasted and ground coffee partially extracted into two extraction columns 25.4 cm (10 inches) in diameter and about 5.0 m (16.5 ft) in length. Water was fed to the top of the first column, ie the more used column, at a temperature of about 265.6 ° C. (about 410 ° F.). Water was passed down through the partially extracted roasted and ground coffee, exited to the bottom, and fed to the top of a second extraction column connected at a temperature of about 222.2 ° C. (about 400 ° F.). The total residence time of the extract in the two connected columns was about 27 minutes. After about 42 minutes, the more used column was removed from the series of columns and a new second extraction column containing the partially extracted roasted and ground coffee was connected to the series of columns. Thus, the first second extraction column became the first column of the series, ie the more used column. This process was repeated every 42 minutes. The total residence time for the partially extracted roasted and ground coffee was about 84 minutes. The total withdrawal factor was about 8.

2개의 일련의 컬럼에서 가수분해된, 부분 추출한 볶고 분쇄한 커피는 실질적으로 만난이 대부분 추출되어, 볶고 분쇄한 커피에 본래 존재하는 만난의 약 10%만을 함유하는 것으로 밝혀졌다. 그러므로, 가용성 고형물의 수율은 약 31중량%가 증가하여, 본래의 볶고 분쇄한 커피로부터의 총 가용성 고형물의 수율은 약 62중량%가 되었다. 상기 2개의 일련의 컬럼에서 생성된 추출물은 적합한 향미를 갖는 것으로 나타났다. 상기 추출물을 약 55% 농도로 증발시키고, 제 1 추출물과 혼합한 후, 건조시켜서, 가용성 커피 생성물을 형성하였다. 커피 생성물을 전물가들에 의해 관능 검사를 행하여, 적합한 향미의 품질임을 확인하였다.Partially extracted roasted and ground coffee, hydrolyzed in two series of columns, was found to contain substantially about 10% of the mannan inherent in roasted and ground coffee, with substantially no met. Therefore, the yield of soluble solids increased by about 31% by weight, so that the yield of total soluble solids from the original roasted and ground coffee was about 62% by weight. The extracts produced in the two series of columns were found to have a suitable flavor. The extract was evaporated to a concentration of about 55%, mixed with the first extract and then dried to form a soluble coffee product. The coffee product was subjected to sensory inspection by all the sellers to confirm that it was of a suitable flavor quality.

Claims (13)

부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 193℃ 내지 232℃(380°내지 450℉) 온도의 고정층 반응기에서 커피의 반응기 체류 시간은 30분 내지 120분이고, 물의 반응기 체류 시간은 7분 내지 45분이 되는 시간 동안, 상기 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 가수분해하기에 효과적이고, 만난 분획물 적어도 50%를 제거하기에 효과적이며, 볶고 분쇄한 커피를 기준으로 55중량% 내지 68중량%의 가용성 고형물 수율을 얻고 가수분해에 의해 생성된 가용성 커피 고상물의 분해를 최소화하기에 효과적이도록 물과 접촉시키는 것으로 이루어진, 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피의 가용화 방법.The partially extracted roasted and ground coffee in a fixed bed reactor at a temperature of 193 ° C. to 232 ° C. (380 ° to 450 ° F.) has a reactor residence time of 30 to 120 minutes and a reactor residence time of water of 7 to 45 minutes. Effective to hydrolyze the partially extracted roasted and ground coffee, effective to remove at least 50% of the fractions encountered, and obtain a soluble solid yield of 55% to 68% by weight based on the roasted and ground coffee A method of solubilizing partially extracted roasted and ground coffee, comprising contacting with water to be effective to minimize degradation of soluble coffee solids produced by decomposition. 제 1 항에 있어서, 상기 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피가 추출 장치중에서 볶고 분쇄한 커피를 추출하여 생성되는 방법.The method of claim 1, wherein the partially extracted roasted and ground coffee is produced by extracting roasted and ground coffee in an extraction device. 제 1 항에 있어서, 상기 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피를 대기 추출시키고, 볶고 분쇄한 커피 본래의 향미 성분, 카페인, 트리고넬린, 클로로겐산, 회분, 아라비노오스, 단백질, 커피산 및 카라멜 및 갈변 생성물을 추출하는 방법.The method of claim 1, wherein the partially extracted roasted and ground coffee is air-extracted, roasted and ground coffee original flavor component, caffeine, trigonelin, chlorogenic acid, ash, arabinose, protein, coffee acid and caramel and browning product How to extract it. 제 2 항에 있어서, 상기 부분 추출된 볶고 분쇄한 커피로부터 볶고 분쇄한 커피에 본래 존재하는 만난의 1/3 내지 1/2를 추출하는 방법.3. The method of claim 2, wherein 1/3 to 1/2 of the mannan originally present in the roasted and ground coffee is extracted from the partially extracted roasted and ground coffee. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉이 204℃ 내지 216℃(400°내지 420℉)의 온도에서 수행되는 방법.The method of claim 1 wherein said contacting is performed at a temperature between 204 ° C. and 216 ° C. (400 ° to 420 ° F.). 제 1 항에 있어서, 접촉이 볶고 분쇄한 커피를 기준으로 58중량% 내지 65중량%의 가용성 고형물 수율을 얻기에 효과적인 방법.The method of claim 1 wherein the contact is effective to obtain a yield of soluble solids of 58% to 65% by weight based on roasted and ground coffee. 제 1 항에 있어서, 상기 고정층 반응기 대신에 일련의 고정층 반응기를 사용하는 방법.The method of claim 1, wherein a series of fixed bed reactors is used instead of the fixed bed reactor. 제 5 항에 있어서, 상기 일련의 고정층 반응기가 2대의 고정층 반응기인 방법.6. The process of claim 5 wherein the series of fixed bed reactors is two fixed bed reactors. 제 6 항에 있어서, 물을 제 2 의 고정층 반응기에 213℃ 내지 218℃(415°내지 425℉)의 온도로 공급하고, 이어서 제 1 고정층 반응기에 202℃ 내지 약 207℃(395°내지 405℉)의 온도로 공급하는 방법.7. The method of claim 6, wherein water is supplied to the second fixed bed reactor at a temperature of 213 ° C. to 218 ° C. (415 ° to 425 ° F.) and then to the first fixed bed reactor from 202 ° C. to about 207 ° C. (395 ° to 405 ° F.). How to feed at the temperature of). 제 1 항에 있어서, 추출물 대 커피의 비인 인출 인자가 약 6인 방법.The method of claim 1, wherein the draw factor, which is the ratio of extract to coffee, is about 6. 6. 제 1 항에 있어서, 인출 인자가 8 내지 10인 방법.The method of claim 1 wherein the withdrawal factor is from 8 to 10. 제 1 항에 있어서, 만난 분획물의 75% 이상이 가수분해시키는 동안 제거되는 방법.The method of claim 1 wherein at least 75% of the met fractions are removed during hydrolysis. 제 1 항에 있어서, 만난 분획물의 90% 이상이 가수분해시키는 동안 제거되는 방법.The method of claim 1, wherein at least 90% of the met fractions are removed during hydrolysis.
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