NL1010880C2 - Werkwijze voor het isoleren van aroma's uit een cafeïne- of theobrominebevattende voedingsmiddelgrondstof. - Google Patents

Description

5

Korte aanduiding: Werkwijze voor het isoleren van aroma's uit een cafeïne- of theobrominebevattende voedingsmiddelgrondstof .

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het isoleren van aroma's uit een cafeïne- of theobromine-bevattende voedingsmiddelgrondstof zoals koffie of thee, en in het bijzonder cacao. ____ 10 In het vakgebied worden dergelijke aroma's voornamelijk met behulp van stoomdestillatie en vloeistofextractie verkregen. In dit verband wordt gewezen op respectievelijk US-A-3 579 349 en op Food Tech Europe/ december 1994/januari 1995, blz 48-54.

Bij stoomdestillatie wordt een aanzienlijk deel van de 15 aromamoleculen thermisch_afgebroken, zodat het produkt een minder volle smaak bezit. Bij vloeistofextractie wordt veelal gebruik gemaakt van organische oplosmiddelen die volledig uit het verkregen extract verwijderd moeten worden, hetgeen hoge kosten met zich mee brengt en uit milieu oogpunt problematisch is. In 20 dit verband kan worden gewezen op DE-C-2 055 030.

Uit US-A-3 492 027 is een werkwijze bekend voor het bereiden van een cacaoaroma, door cacaodoppen in kokend water te extraheren. Een dergelijk extract bevat echter gesuspendeerde deeltjes, is bruin gekleurd en bevat purines en catechines. In 2 5 dit verband worden met purines voornamelijk cafeïne en theobromine bedoeld. Catechines zoals catechine, epicatechine en epigallocate-chine zijn ook bekend als anti-oxidatiemiddelen.

Deze uitvinding beoogt een verbeterde kwaliteit cacao-aroma te verschaffen en wordtjdaartoe gekenmerkt doordat de werkwijze 30 tenminste de stappen: het in vloeibare en/of verpompbare vorm brengen van het voedingsmiddel, en onder toepassing van een pervaporatiemembraan pervaporeren van het voedingsmiddel in vloeibare en/of 3 5 verpompbare vorm, onder de vorming van een voedingsmid del -aroma ^ermeaat , omvat.

Verassenderwijs is gebleken dat door toepassing van pervaporatie uitstekende aroma's, in het bijzonder cacaoaroma's worden verkregen, zonder dat waardevolle aromastoffen gedurende 40 de bereiding verloren gaan. Belangrijk is op te merken dat de onderhavige uitvinders hebben vastgesteld dat door pervaporatie 1010880 2 in hoofdzaak geen purines en catechines in het verkregen permeaat aanwezig zijn, waardoor het aroma minder bitter en astringent wordt, hetgeen van groot voordeel is voor bijvoorbeeld het bereiden van een purinevrij koffie-, thee- of cacaoaroma. Voorts 5 wordt een aroma verkregen dat wat betreft smaak in hoge mate overeenkomt met de smaak van het uitgangsmateriaal. Zo heeft een volgens de werkwijze van deze uitvinding verkregen cacaoaroma een smaak, die kwalitatief vergelijkbaar is met de'voedingsmiddel -grondstof cacaopoeder.

10 Als cafeïne- of theobrominebevattende voedingsmiddelgrond- stoffen, die geschikt zijn voor toepassing in de werkwijze volgens deze uitvinding kunnen koffiebonen, theebladeren en cacaobevat-tende voedingsmiddelen worden genoemd waarbij onder cacaobevatten-de voedingsmiddelen cacaopoeder, cacaokoek, cacaomassa, cacaonib 15 en cacaodoppen worden begrepen. Als cacaobevattend voedingsmiddel verdienen cacaopoeder en cacaokoek de voorkeur. De voedingsmiddel-grondstoffen die geschikt zijn voor de werkwijze volgens deze uitvinding zijn geenszins tot bovenstaande grondstoffen beperkt. Desgewenst kunnen andere plantedelen, die cafeïne of theobromine 20 bevatten, worden gebruikt om een in hoofdzaak cafeïne- en theobrominevrij extract te verkrijgen. Met in hoofdzaak cafeïne-en theobrominevrij wordt bedoeld dat de concentratie van deze stoffen in het aroma lager is dan 0,0001 gew% (~ 0,001 g/1).

Bij voorkeur brengt men het voedingsmiddel in vloeibare 25 en/of verpompbare vorm door het voedingsmiddel in een vloeibaar extractiemiddel te brengen en bij een geschikte temperatuur en gedurende een geschikte periode te incuberen, waarbij substantiële extractie van de aroma's plaatsvindt onder de vorming van een voedingsmiddelextract. Het voordeel van deze werkwijze is, dat 30 na de behandeling van de grondstof met het extractiemiddel de vaste en met name de moelijk afscheidbare colloïdale gesuspendeerde deeltjes niet afgescheiden hoeven te worden. Men kan volstaan met het afscheiden van de grovere deeltjes door bijvoorbeeld zeven om verstoppingen bij de pervaporatie te voorkomen.

35 Gebleken is, dat door toepassing van een dergelijke extractiestap voorafgaand aan de pervaporatie een zeer goed en vol aroma kan worden verkregen. Omdat het van belang is dat de membraanconfiguratie tijdens het pervaporeren niet verstopt raakt, is het van voordeel om het extract of anderszins in 40 vloeibare of verpompbare vorm gebracht voedingsmiddel voorafgaand

10108 BO

3 aan de pervaporatiestap te zeven. Het zal de vakman duidelijk zijn dat de maximale deeltjesgrootte in het extract afhangt van de toe te passen membraanconfiguratie. Wanneer bijvoorbeeld beklede holle vezels als membraanconfiguratie worden toegepast 5 (zie hieronder) dient de maximale diameter van de deeltjes in het extract ongeveer een factor 10 kleiner te zijn dan de binnendiameter van de holle, vezels. Opgemerkt wordt voorts dat in een cacaoextract zowel deeltjes zijn opgelost als gesuspendeerd.

10 Door de voedingsmiddelgrondstof te extraheren is er geen aanvullende zuivering of aanzuringsstap van het extract nodig en kan de werkwijze bij milde procesomstandigheden worden uitgevoerd, hetgeen het behoud van waardevolle aroma-stoffen mogelijk maakt. .................

15 De voedingsmiddelgrondstof, zoals cacaopoeder, kan worden geëxtraheerd met bekende extractiemiddelen zoals petroleum-ether, di-ethylether, methylchloride en water. Omdat bij het gebruik van organische oplosmiddelen een aanvullende stap nodig is om deze te verwijderen, bestaat het extractiemiddel bij voorkeur 20 in hoofdzaak uit water. Voor bepaalde toepassingen kan het van voordeel zijn, om, als extractiemiddel een water-alcohol mengsel te gebruiken, waarbij het alcoholgehalte tussen 10-40 v/v% ligt. Met een dergelijk extractiemiddel kunnen ook aroma's die minder goed in water oplossen, worden geëxtraheerd, waardoor in principe 25 een "voller" aroma kan worden verkregen. Met "voller" wordt bedoeld dat aroma' s in hogere concentratie en in een meer natuurlijke verhouding, zoals deze ook in de grondstof aanwezig zijn, word verkregen. Wanneer men echter bijvoorbeeld een organisch oplosmiddel als extractiemiddel gebruikt, dient men deze in 30 hoofdzaak volledig uit het verkregen produkt te verwijderen, omdat het produkt anders niet voor voedingsmiddelen kan worden toegepast.

Om een aanvullende zuiveringsstap te vermijden, is het extractiemiddel bij voorkeur water. Hiermee wordt onder andere 35 kraanwater, gedestillee~rd~water, en pyrogeenvrij water bedoeld. Gebleken is, dat met water als extractiemiddel een hoog kwalitatief extract wordt verkregen, naarmate men na pervaporatie een zeer "vol" aroma-produkt verkrijgt.

Wanneer water als extractiemiddel wordt gebruikt, ligt de 40 gewichts-verhouding voedingsmiddelgrondstof:water bij voorkeur 1 0 1 08 8 0 4 tussen 1:5 en 1:25. Bij een lagere verhouding zal de opbrengst gering zijn en bij een grotere verhouding is de grondstof, met name cacao veelal moeilijk op te lossen, respectievelijk te suspenderen in het water. Bij voorkeur ligt de grondstof: water 5 verhouding tussen 1:9 en 1:11. Gebleken is, dat bij een dergelijke verhouding bij kamertemperatuur, voldoende grondstof kan worden opgelost, waarmee een goede opbrengst aan aroma's mogelijk is. Het voordeel is dat men het oplossen, respectievelijk mengen bij kamertemperatuur kan uitvoeren, zodat men niet behoeft te 10 verwarmen. Men kan er eveneens voor kiezen, de grondstof gedurende de extractie in het water op te lossen respectievelijk te suspenderen. Wanneer de extractie bij een hogere temperatuur plaatsvindt, zal de grondstof doelmatiger in het extractiemiddel oplossen respectievelijk suspenderen waardoor een geconcentreerder 15 materiaal aan extractie wordt onderworpen, hetgeen een verhoogde opbrengst mogelijk maakt.

Met de meeste voorkeur bedraagt de grondstof:water-verhouding 1:10. Gebleken is dat bij een dergelijke verhouding een kwalitatief goed extract kan worden verkregen, waarbij de grondstof 20 voorafgaand aan de extractie bij kamertemperatuur in het water kan worden opgelost, respectievelijk gemengd, zonder dat storende klontvorming of sedimentatie van de grondstof plaatsvindt.

Met voordeel bedraagt de temperatuur tijdens de extractie 100-125° C, omdat bij lagere temperaturen niet alle aroma's worden 25 geëxtraheerd en daardoor een kwalitatief minder extract wordt verkregen. Bij hogere temperaturen is de kans groot dat thermische degradatie optreedt, waardoor waardevolle cacao-aroma's verloren gaan. Zoals hierboven reeds is aangegeven, kan men de cacao eveneens tijdens de extractie in het extractiemiddel oplossen, 30 waarbij door de doorgaans toegepaste hogere temperatuur meer cacao kan worden opgelost zonder dat storende klontvorming of sedimentatie van de cacao in het extractiemiddel plaatsvindt. In dit verband wordt gewezen op voorbeeld 1.

De doelmatigheid van de extractie wordt naast de toegepaste 35 extractietemperatuur bepaald door de duur van de extractie. Gebleken is, dat bij een extractie bij 100-125° C een extractie-tijd van 1 uur een goed extract levert, dat aan de navolgende pervaporatiestap kan worden onderworpen. Gewezen wordt op voorbeeld 2.

40 Het voedingsmiddel in vloeibare en/of verpompbare vorm wordt 1010860 5 bij voorkeur voorafgaand aan het pervaporatieproces afgekoeld tot onder 80° C, omdat de pervaporatiemembranen boven 80° C veelal beschadigd raken, hetgeen de scheidingsprestaties van het pervaporatieproces nadelig beïnvloedt.

5 Gebleken is, dat wanneer tijdens het pervaporatieproces membranen worden toegepast die beklede holle vezels omvatten, een produkt wordt verkregen dat een vol cacao-aroma bezit. Door gebruik te maken van dergelijke holle vezel-membranen kunnen modules worden gefabriceerd die een lage volume/oppervlakverhou-10 ding bezitten waardoor een compacte opbouw van het membraansysteem met grote doorstroomcapaciteit mogelijk is. Het is echter ook mogelijk om andere membraanconfiguraties, zoals vlakke films of spiraalvormige systemen toe te passen, ofschoon holle vezel-membranen de voorkeur verdienen. Homogene vlakke membranen 15 bezitten weliswaar goede scheidingseigenschappen, maar voldoen niet aan de mechanische vereisten. Spiraalvormige configuraties leiden veelal tot verstoppings- en zuiveringsproblemen. Genoemde problemen kunnen door toepassing van holle vezel-membranen worden voorkomen. Optimalisatie.van de diameter van de vezel en van 20 membraanmateriaalkeuze levert holle vezel-membranen die zeer geschikt zijn voor toepassing in de werkwijze volgens deze uitvinding. —

Bij voorkeur is het holle vezelpervaporatiemembraan binnenzijdig bekleed met polydimethylsiloxaan (PDMS) of etheen-25 propeen-dieen-monomeer. (EPDM) . PDMS is in de handel verkrijgbaar onder meer bij GE Silicones (RTV 615A) . Om de mechanische sterkte, alsmede de houdbaarheid te bevorderen, is het van voordeel de polymere PDMS-ketehs voor gebruik te verknopen. Dit kan worden uitgevoerd met het verknopingsmiddel RTV610B van GE Silicones. 3 0 EPDM wordt in vele variëteiten onder meer op de markt gebracht door DSM-Elastomers. Een goede EPDM bekleding wordt gevormd van het type Keltan® 578 vaii DSM-Elastomers, dat eveneens voor gebruik verknoopt dient te worden. bijvoorbeeld met behulp van een peroxide, zoals dicumylperoxide. Bij binnenzij dig beklede holle 35 vezel-pervaporatiemembranen wordt het extract door de holle vezel geleid (de voedingszijde). Aan de andere zijde van het membraan (de permeaatzijde) worden water en de gewenste aroma's door een partieel drukverschil over het membraan aan de voeding onttrokken. Na pervaporatie blijft een aroma-arm retentaat over, dat 40 desgewenst kan worden gebruikt voor het winnen van de eventueel 101C880 6 nog daarin aanwezige waardevolle stoffen, zoals vetten en aroma-stoffen, in het bijzonder bittere smaakstoffen. In principe is het ook mogelijk om de holle vezel membraan buitenzijdig met een dunne scheidende toplaag van PDMS of EPDM te voorzien. In 5 dit geval wordt de voeding langs de buitenzijde van de vezels geleid en wordt het permeaat in het inwendige van de vezels gevormd. Deze configuratie is echter minder geschikt dan wanneer een binnenzijdig bekleed pervaporatiemembraan wordt toegepast en de voeding door de vezels wordt geleid, omdat het werkzame 10 oppervlak aan de voedingszijde in het eerste geval aanzienlijk kleiner is, en het reinigen van de buitenzijde van de vezels problematisch is.

Het pervaporatieproces is in het vakgebied als zodanig bekend voor bijvoorbeeld het scheiden van azeotropische mengsels en 15 het de-alcoholiseren van drank (zie bijvoorbeeld DE-A-3 804236) . Pervaporatie is eveneens bekend voor bijvoorbeeld het verkrijgen van een aroma-concentraat uit appels. Hiertoe wordt het sap uit appels verkregen, waarna dit sap aan pervaporatie wordt onderworpen (zie bijvoorbeeld Börjesson et al, Journal of Membrane 20 Science, deel 119, 1996, blz 229-239). De permeatie-omstandigheden kunnen op eenvoudige wijze door de vakman worden geoptimaliseerd.

De druk aan de permeaatzijde wordt bij voorkeur onder 30 mBar gehouden. Afhankelijk van de scheidingseisen is een permeaatdruk vereist tussen de 1 en 30 mBar. Bij lagere drukken 25 zal meer permeaat worden opgevangen, maar bij relatief hoge drukken, tussen de 10 en 30 mBar, zijn betere scheidingsprestaties mogelijk.

Bij voorkeur wordt het pervaporatieproces uitgevoerd bij een voedingstemperatuur tussen 30-80° C. Dit betekent dat de 30 voeding (het voedingsmiddelextract of het voedingsmiddel in anderszins vloeibare en/of verpompbare vorm), tijdens het pervaporatieproces een temperatuur in het genoemde gebied bezit. Pervaporatie bij een voedingstemperatuur boven de 80° C is thans niet mogelijk omdat de huidige beschikbare membraanmaterialen 35 boven genoemde temperatuur beschadigd kunnen raken.In principe is het pervaporatieproces echter niet beperkt tot voedingstemperaturen tot 80° C. Ofschoon het pervaporatieproces eveneens met een voeding bij kamertemperatuur of lager (tot 0° C) kan worden uitgevoerd, is gebleken dat voor de werkwijze volgens deze 40 uitvinding een temperatuur van 30° C of hoger bevredigende 1 o 1csan 7 scheidingseigenschappen levert. Temperaturen hoger dan kamertemperatuur zijn voordelig, omdat dan de in de voeding aanwezige vetten worden opgelost en als zodanig minder verstoppings-en vervuilingsproblemen van het membraan veroorzaken. Opgemerkt 5 dient te worden dat genoemde vetten in hoofdzaak niet door het permeatiemembraan dringen; het permeaat is aldus in hoofdzaak vetvrij.

Men dient te beseffen dat de pervaporatietemperatuur eveneens kan afhangen van de gewenste te verkrijgen aroma's. Wanneer de 10 betreffende aromastoffen bijvoorbeeld boven 60° C instabiel zijn, dient men ervoor te zorgen dat de pervaporatie onder deze temperatuur plaatsvindt. Wanneer de pervaporatie is gekoppeld aan een extractie, zoals hierboven is uiteengezet, dient deze extractie eveneens onder een temperatuur onder 60° C plaats te 15 vinden.

Het permeaat wordt bij voorkeur in een condensorsysteem gekoeld en in vloeibare..gecondenseerde vorm opgevangen. Dit condensaat bevat voornamelijk water (of enig ander toegepast extractiemiddel) en de gewenste aroma's. De temperatuur bij de 20 condensatie ligt bij voorkeur rond -80° C of lager. Bij deze temperatuur condenseren de meeste aroma's uit het permeaat.

Voor het verkrijgen van een geconcentreerd aroma verdient het de voorkeur dat men het permeaat eerst condenseert bij een temperatuur tussen 0° C en 15° C, bij voorkeur tussen 3° C en 25 8° C, waarbij het water uit het permeaat wordt gecondenseerd en men het niet gecondenseerde materiaal dat de aroma's bevat, vervolgens condenseert bij -80° C of lager, bij voorkeur tussen -180° C en -200° C. Bij deze tweetrapscondensatie wordt bij de hogere temperatuur het water gecondenseerd, en aldus aan het 30 aroma onttrokken. In de tweede condensatiestap worden de aroma's gecondenseerd en aldus „.opgevangen. Ofschoon condensatie de voorkeur verdient voor_he£_opvangen van de aroma's, zijn er in het vakgebied ook andere wijzen voor het binden van de aroma's uit het permeaat bekend, zoals bijvoorbeeld het binden aan een 35 drager, zoals actieve koolstof.

In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze zoals hierboven is beschreven voor het isoleren van cacao-aroma's, waarbij de voedingsmiddelgrondstof cacaopoeder of een cacaobevattend materiaal omvat.

40 De uitvinding heeft voorts betrekking op voedingsmiddelaroma, 1010880 8 verkrijgbaar met de werkwijze volgens de uitvinding. In het bijzonder bevat een dergelijke aroma minder dan 0,5 w/w% vet, en is bij voorkeur in hoofdzaak vetvrij . Doordat het pervaporatie-membraan geen vetten doorlaat, wordt een voedingsmiddelaroma 5 verkregen dat in hoofdzaak vetvrij is. (Dat wil zeggen minder dan 0,05 w/w% vet) .

De uitvinding heeft voorts betrekking op een voedingsmiddelaroma, dat minder dan 0,005 w/w% en bij voorkeur minder dan 0,001 w/w% cafeïne bevat. Laatstgenoemde waarde komt overeen met 0,01 10 g/1 van het gewonnen condensaat. Gebleken is dat met de werkwijze volgens de uitvinding een voedingsmiddelaroma bevattend permeaat wordt verkregen, dat minder dan 0,01 g/1 cafeïne bevat. De uitvinding heeft eveneens op een voedingsmiddelaroma, verkrijgbaar met de werkwijze volgens de uitvinding, dat analoog aan hetgeen 15 hierboven is beschreven, minder dan 0,005 w/w% theobromine en/of catechines bevat, bij voorkeur minder dan 0,001 w/w%.

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een voedingsmiddelaroma, verkregen volgens de werkwijze van de uitvinding, waarbij aan het aroma eveneens tenminste een gedeelte van het retentaat 20 van de pervaporatie is toegevoegd. Zoals hierboven reeds is uiteengezet, kan het retentaat nog belangrijke aroma' s bevatten. In het geval van het winnen van cacao-aroma's blijven bijvoorbeeld de bittere smaakstoffen in hoofdzaak in het retentaat achter. Dit is weliswaar van voordeel om een minder bitter cacaoaroma 25 te verkrijgen, echter is een kleine hoeveelheid van genoemde bittere smaakstoffen noodzakelijk voor het verkrijgen van een aangename en cacaosmaak. Om een dergelijk aroma te verkrijgen kan men genoemde bittere smaakstoffen aan het voedingsmiddel aroma toevoegen, bijvoorbeeld in de vorm van het retentaat van 30 de pervaporatiestap. In een voorkeuringsuitvoeringsvorm heeft de uitvinding betrekking op een voedingsmiddelaroma, verkrijgbaar volgens de werkwijze volgens deze uitvinding, zijnde cacaoaroma en bereid uit cacaopoeder of ander cacao bevattend voedingsmiddel.

Cacaoaroma' s, verkregen volgens de stand van de techniek, 35 bevatten veelal een aanzienlijk hoger vetgehalte. De cacaoaroma's verkrijgbaar met de werkwijze volgens deze uitvinding, kunnen vanwege het lage vetgehalte zeer goed worden toegepast in levensmiddelen waarvan bijvoorbeeld het vetgehalte kritisch is. Voorts is de organoleptische smaaksensatie van het cacaoaroma 40 volgens de uitvinding aanzienlijk beter dan van de huidige 1 o 1 ü8 8 0 9 cacaoaroma's. Voorts zijn de cacaoaroma's volgens de uitvinding oplosbaar in water, kleurloos, zoals hierboven is uiteengezet in hoofdzaak vetvrij, en caffeine- en theobrominearm. Voorts bevat het aroma volgens de uitvinding in hoofdzaak geen 5 microbiologische activiteit, hetgeen een zeer hoge toegevoegde waarde vertegenwoordigt.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een cacaoaroma dat betrokken op de totale massa van het gecondenseerde materiaal van een tweetrapscondensatie minder dan 0,01% eiwit, minder dan 10 0,01% vezels en minder dan 0,05% suikers bevat. In dit verband wordt gewezen op tabel 2. Een dergelijk concentraat is tot nu toe in het vakgebied niet bekend en kan met de werkwijze volgens de uitvinding worden verkregen. Gebleken is dat een dergelijk concentraat optimale smaakkwaliteiten bezit en met voordeel kan 15 worden toegepast in bakkerij- zuivel- en frisdrankindustrie. Huidige cacao-aroma's zijn kwalitatief minderwaardig en slechter hanteerbaar. De uitvinding heeft voorts betrekking op een voedingsmiddel dat een aroma in het bijzonder een cacaoaroma volgens de uitvinding omvat.

20 In de onderstaande tabel 1 wordt schematisch een overzicht gegeven van de verschillende karakters van aroma's, verkregen door vloeistofextractie, stoomdestillatie, superkritische extractie en door pervaporatie. Pervaporatie is te verstaan als een combinatie van vloeistof extract ie, gevolgd door pervaporatie.

1010880 10 TABEL 1 Onderscheidend karakter pervaporatie-aroma vs. bestaande aroma's

Eigenschappen aroma-concentraat uit:

Vloeistofextractie Stoomdestillatie Superkritische ex- Pervaporatie tractie

Bevat gesuspen- geen gesuspendeer- geen gesuspendeer- geen gesuspend- deerde deeltjes 11 de deeltjes de deeltjes eerde deeltjes

Bruin gekleurd2’ kleurloos Licht bruin Kleurloos

Bevat purines3’ en Purines + cate- Purines + cate- Bevat geen puri- catechines; detec- chines; detecteer- chines; detec- nes en catechines teerbaar (HPLC) baar (HPLC) , , (niet detecteer- teerbaar (HPLC) baar met HPLC)

Bevat proteïnen Bevat geen pro- Bevat geen pro- Bevat geen proteïnen teïnen teïnen

Wateroplosbaar5’ Wateroplosbaar Niet geheel wa- Wateroplosbaar teroplosbaar (aanwezigheid vet)

Microbiologische Microbiologische Microbiologische Microbiologische activiteit niet activiteit niet activiteit niet activiteit uitge- uitgesloten uitgesloten uitgesloten sloten

Verwijdering ex- Verwijdering ex- Verwijdering ex- Verwijdering extractiemiddel soms tractiemiddel niet tractiemiddel niet tractiemiddel noodzakelijk4’ nodig («water) nodig (=C02) niet nodig (= water)

Kwaliteitssturing Kwaliteitssturing Kwaliteitssturing Kwaliteitssturing moeilijk (tempera- mogelijk middels mogelijk middels mogelijk middels tuur, tijd, ex- gefractioneerde gefractioneerde gefractioneerde tractiemiddel) condensatie (moei- opvang extract condensatie (maklijk) (redelijk makke- kelijk) lijk)

Geen thermische Wel thermische de- Geen thermische Geen thermische degradatie gradatie degradatie degradatie

Korte shelf-life Korte shelf-life ? Lange shelf-life

Bevat vet Bevat geen vet Bevat wel vet Bevat geen vet

Maximale verrij- Maximale verrij- Maximale verrij- Maximale verrijking 'gering' king condensatie- king condensatie- king condensatie- afhankelijk afhankelijk afhankelijk

Aromaprofiel Slechte overeen- Redelijke overeen- Goede overeen- ,, , , . stemming fla- stemming flavour- afhankelijk van stemming ...... . vourprofiel profiel mdikwiize van het flavourprofiel aroma (zie voorbeeld 4) 1) Tenzij behandeld middels ultrafiltratie 1 0 1 0 ft 8 Ü 11 3) Met name de purines cafeïne en theobromine aanwezig in cacao.

4) Geldt alleen wanneer met niet-food-grade oplosmiddelen is gewerkt. (wel food-grade zijn bijvoorbeeld water, ethanol en iso-propylalcohol) 5) Alleen indien een wateroplosbaar extractiemiddel is gebruikt (water, ethanol, iso-propylalcohol)

Uit het bovenstaande blijkt dat pervaporatie zich ten opzichte van alle andere extracten onderscheidt doordat er geen purines en catechines aanwezig zijn in het extract. Bij extracten 5 die middels methoden anders dan pervaporatie zijn verkregen, is de aanwezigheid wel aantoonbaar of is het in ieder geval niet uit te sluiten dat ze aanwezig zijn.

Vloeistofextractie is uitgevoerd volgens het navolgende voorbeeld 1, stoomdestillatie is uitgevoerd volgens (US-A-3 579 10 349) de superkritische extractie is uitgevoerd volgens het navolgende voorbeeld 6.

De pervaporatie is uitgevoerd volgens voorbeeld 1.

In de navolgende tabel 2 wordt een karakterisering van de voeding en het aroma-concentraat bij een een-staps-condensatie 15 en een twee-staps condensatie volgens de uitvinding weergegeven.

1 0 1 0QPO Z

12

Tabel 2 Karakterisering voeding en concentraten

Voeding ( = vloei- 1-staps- 2-staps-condensatie baar extract) condensa tie

Condensor Condensor Condensor 112

Temperatuur [* C] 35 -196 +5 -196

Periode [minuten] 0 tot 40 0 tot 40 0 tot 40 0 tot 40

Volume [leg] 30 0,39 0,17 0,22

Vet [gram]11 360 0,0 0,0 0,0

Kleur [-] Bruin, troebel kleurloos Kleurloos Kleurloos

Cafeïne21 [gram/ 0,1 Ondet. Ondet. Ondet.

liter] (<0,01) (<0,01) (<0,01)

Theobromine21 (gram/ 4,0 Ondet. Ondet. Ondet.

liter] (<0,01) (<0,01) (<0,01)

Isovaleraldehy- [ppm]2’ 2,5-3,5 63 - 89 1,0-1,3 111 - 155 de!' (IV)

Diacetyl (D)31 [ppm]’1 0,4 - 0,6 7,1 - 11 1,2 - 1,8 12 - 18

Iso-amylalcohol [ppm]41 0,05 - 0,10 1,4 - 2,8 0,3 - 0,7 2,2 - 4,4 (IA)31

Benzaldehyde (B) [ppm]4’ 0,15 -0,25 2,1-3,6 0,2-0,4 3,6-6,0

Catechines 2·61 [gram/ 15,9 Ondet. Ondet. Ondet liter] (<0,01) U0,01) (<0,01)

Opbrengst5’ IV [%] Nvt 30 0 30 D [V] Nvt 22 2 20 IA [%] Nvt 33 3 30 B [%] Nvt 17 1 16 1) Gebaseerd op een vetgehalte in de vette N-ll-N poeder van 12 gew.% 2) De concentraties cafeïne, theobromine en catechines zijn bepaald met HPLC-analyses.

3) De vier genoemde componenten worden in de literatuur aangemerkt als 'sleutelcomponenten' voor het cacao-aroma. Met name isovaleraldehyde is een verbindingen met een grote impact op het karakteristieke cacao-aroma.

4) ppm = 'parts-per-milion' op gewichtsbasis, oftewel [milli-gram/kg] De genoemde concentraties zijn bepaald op basis van resultaten van dynamic-headspace-GC- en GC-MS analyses.

5) De opbrengst geeft aan hoeveel van een in de voeding aanwezige stof daadwerkelijk is verwijderd middels het pervaporatieproces. Een opbrengst van 30% betekent derhalve dat er van de in de

10 1 U rj ri (J

13 voeding aanwezige hoeveelheid, 30% in het concentraat (=permeaat) aanwezig is, terwijl er nog 70% is achtergebleven in het retentaat.

6) Hoofdzakelijk catechine, epicatechine, en epigallocate-chine.

De uitvinding zal in he_L navolgende aan de hand van enkele voorbeelden nader worden toegelicht.

5 Voorbeeld 1: Immersie_extractie van cacao aroma met heet water bepaling van de invloed van de extrac-tietemperatuur.

In een autoclaaf van 10 liter met roerwerk werd aan 400 g 10 naturel cacaopoeder met ..een vetgehalte van 10,5% en aangeduid met de type code N-ll-N, 4 liter demi water toegevoegd. De autoclaaf werd afgesloten, waarna het geheel onder intensief roeren met een snelheid van 1000 rpm tot de gewenste extractie temperatuur wérd verhit en vervolgens gedurende 1 15 uur geëxtraheerd. Na de.extractie werd het waterige extract gescheiden van het residu met behulp van een ultracentrifuge bij een toerental van 30000 rpm. Op deze wijze werd een volkomen helder extract!verkregen. Het heldere extract werd vervolgens ingedikt tot;een dikke pasta door middel van 20 vriesdrogen. De pasta werd vervolgens bij 80° C gepasteuriseerd om het geschikt te maken voor het smaak panel. Er werden op deze wijze 4 extracties uitgevoerd bij respectievelijk 90, 110, 125 en 150° C.

De pasta's werden in een smaakpanel bestaande uit 6 25 personen beoordeeld op geur en smaak. Daartoe werd voor elk panellid 2 g pasta gemengd met 100 ml warm water van ca 50° C. als referentie werd ook een 2% suspensie van het oorspronkelijke cacaopoeder beoordeeld. De smaak werd beoordeeld op verschillende^topnoten op een schaal van 0 tot 6, 30 waarbij bij 0 geen smaak werd waargenomen en bij 6 het betreffende aroma aspect zeer sterk naar voren kwam. In de onderstaande tabel zijn de resultaten van het smaakpanel weergegeven.

1010880 14

Gemiddelde panel score

Temperatuur 90° C 110° C 125° C 150° C Referentie

Geur sterkte 2,0 2,5 1,0 0,7 4,0

Topnoot

Cacao 1/5 1,5 1,5 0,4 4,0

Afgerond 1,0 1,5 0,2 0,2 2,2

Boeket 1,5 1,5 0,1 0,0 0,5

Zuur 0,5 1,0 0,4 0,0 0,0

Afwijkend * 0,0 0,0 0,3 0,0

Smaaksterkte 1,5 2,0 1,5 0,3 4,0

Cacao 2,0 2,5 1,5 0,2 4,0

Bitter 3,0 3,5 1,0 1,0 2,5

Afgerond 1,0 1,0 0,0 0,5 2,0

Boeket 0,5 1,0 0,0 0,0 1,0

Zuur 2,0 2,0 1,0 0,0 1,0

Astringent 1,0 0,5 1,0 2,0 0,5

Afwijkend * 0,0 0,0 2,0 6,0 0,0 ♦Caramel *Gebrande melk

Uiterlijk Helder Helder Helder Helder Ondoor zichtig

Deel tjes

De resultaten laten zien, dat bij 110° C de beste resultaten werden verkregen. Bij 125° C en hoger ontstaat een afwijkende smaak, die op verbrande melk lijkt. Bij 90°C 5 is de het aroma en smaak minder sterk. In vergelijking met de referentie is de aroma en smaaksterkte geringer met uitzondering van de "bitter" noot, die bij de waterige extracten duidelijk sterker naar voren komt.

In tegenstelling tot wat in de literatuur wordt afgera-10 den (K.H.Ny, Gordion, 1986 (11), 204-205) wordt een goed extract verkregen bij een extractie boven 100°C (100-125°C,

10103 SO

15 waarbij de voorkeur ligt tussen 105-115°C). Bij 125°C en hoger krijgt men duidelijke smaakafwijkingen.

Voorbeeld 2: Immersie extractie van cacaoaroma met heet 5 water

Bepaling van de invloed van de extractie tijd

De extractie werd op dezelfde wijze uitgevoerd met 500 g cacaopoeder als in voorbeeld 1 met dien verstande dat de extractie werd uitgevoerd bij 110°C en de extractie tijd 10 werd verlengd tot 3 uren. Na 1, 2 en 3 uur werd een monster genomen, dat op dezelfde wijze werd opgewerkt en beoordeeld als in voorbeeld 1.

1010880

In de onderstaande tabel zijn de resultaten van het smaak panel gegeven.

16

Gemiddelde panel scores

Tijd (uren) 123 Referentie

Geur sterkte 1,0 1,5 1,5 4,0

Topnoot

Cacao 1,0 1,5 1,5 4,0

Afgerond 1,0 1,0 1,0 2,2

Boeket 0,0 0,0 0,0 0,5

Zuur 0,0 0,0 0,0 0,0

Afwijkend * 0,0 0,0 0,3 0,0

Smaaksterkte 2,0 2,5 3,0 4,0

Cacao 2,0 2,5 2,8 4,0

Bitter 3,5 3,5 3,5 2,5

Afgerond 1,0 1,0 1,5 2,0

Boeket 0,5 0,5 1,0 1,0

Zuur 2,0 0,5 0,0 1,0

Astringent 0,5 0,5 0,5 0,5

Afwijkend * 0,0 0,0 0,0 0,0 *Caramel

Uiterlijk Helder Helder Helder Ondoorzichtig

Deeltjes

De tabel laat zien, dat m.n. de smaaksterkte toeneemt in de tijd. Echter na 3 uur wordt in het aroma een begin van een afwijkende smaak geconstateerd.

5 Extractietijden, korter dan een uur, leveren minder opbrengst. Langere extractietijden leiden tot smaakafwijkin-gen.

1 (Π 8 U

17

Voorbeeld 3: Immersie extractie van cacao aroma met heet water, pilot plant schaal experiment, invloed van de herhaling van de extractie.

5 In dit experiment werd 6 kg cacaopoeder geëxtraheerd met 60 liter demi water in een geroerde autoclaaf van 100 liter. De extractie werd uitgevoerd bij 110° C gedurende 3 uren. Na extractie werd het extract afgescheiden in een centrifuge bij 2200 rpm. Het residu uit de centrifuge werd 10 onder dezelfde condities opnieuw geëxtraheerd en gescheiden. Aan het extract werd vervolgens 0,1 % kalium sorbaat toegevoegd om schimmelgroei tijdens opslag te voorkomen. Een deel van de extracten werd ingedikt door middel van vriesdrogen voor beoordeling van de smaak in het smaakpanel. Verder werd 15 een monster genomen van het residu na de tweede extractie, die op dezelfde wijze werden behandeld als de referentie.

1010880

In de onderstaande tabel zijn de resultaten van de panelbeoordeling gegeven.

18

Gemiddelde panel scores

Extractie nr. lste 2de 2de Referentie

Extract Extract Residu

Geur 1,5 0,7 0,5 4,0 sterkte Top noot

Cacao 1,0 0,5 0,5 4,0

Afgerond 1,0 0,4 0,3 2,2

Boeket 0,0 0,0 0,0 0,5

Zuur 0,0 0,0 0,0 0,0

Afwijkend * 0,0 0,0 0,3 0,0

Smaaksterkte 3,0 1,5 1,0 4,0

Cacao 3,2 1,5 1,0 4,0

Bitter 3,5 3,0 2,0 2,5

Afgerond 1,0 0,5 0,5 2,0

Boeket 1,0 0,5 0,0 1,0

Zuur 0,5 0,5 1,5 1,0

Astringent 0,5 0,8 1,0 0,5

Afwijkend * 0,0 0,0 0,0 0,0

Uiterlijk Troebel Troebel Troebel Ondoor- met deel- met deel- met deel- zichtig tjes tjes tjes Deeltjes

De tabel geeft aan, dat ook op pilot plant schaal een goede extractie met een krachtig cacao aroma kan worden verkregen onder de genoemde condities met uitzondering van de "bitter" noot, die ook nu sterker naar voren komt , dan 5 in de referentie. Omdat op deze schaal geen ultra centrifuge kon worden gebruikt, moest de scheiding met een gewone centrifuge worden uitgevoerd, waardoor het extract niet helemaal helder was.

Het residu heeft na de tweede extractie een zwakke cacao-10 smaak. Dit geeft gaan, dat met de immersie extractie met 1 0 ' Π 3 η n i 19 heet water de aroma componenten goed verwijderd worden.

Voorbeeld 4: Immersie extractie van cacao aroma met heet water 5 Pilot plant schaal experiment

Invloed van de wijze van indikken van het extract

Delen van het extract van het pilot plant experiment in voorbeeld 3 werden op verschillende manieren ingedikt : 10 . door middel van vriesdrogen . door middel van vriesdrogen, waarbij vooraf het extract door middel van microfiltratie helder werd gemaakt.

. door middel van vacuüm evaporatie bij 40° C 15 . door middel van tegengestelde osmose, waarbij vooraf het extract door middel van microfiltratie helder werd gemaakt.

1010880

In de onderstaande tabel zijn de resultaten van het smaakpanel weergegeven.

20

Gemiddelde panel scores

Indikken Vries- Vries- Vacuüm Rev. Referentie drogen drogen dest. osmose

Microfiltratie nee ja ja ja

Geur sterkte 1,5 1,5 0,5 2,5 4,0

Top noot

Cacao 1,0 1,0 0,3 2,0 4,0

Afgerond 1,0 1,0 0,2 1,0 2,2

Boeket 0,0 0,0 0,2 0,0 0,5

Zuur 0,0 0,0 0,5 0,4 0,0

Afwijkend * 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Smaaksterkte 3,0 2,5 0,5 3,0 4,0

Cacao 3,2 2,5 0,5 3,0 4,0

Bitter 3,5 4,0 4,0 4,0 2,5

Afgerond 1,5 0,5 0,5 0,5 2,0

Boeket 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0

Zuur 0,5 1,0 1,0 0,0 1,0

Astringent 0,5 1,0 2,0 1,0 0,5

Afwijkend * 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Uiterlijk Troebel Helder Helder Helder Ondoor-

Deeltjes deeltjes kris- zichtig tallen _ , . .

Deeltjes

De resultaten geven aan, dat bij vriesdrogen wel een aroma concentraat wordt verkregen met een goede geur en smaak, met dien verstande, dat de smaak t.o.v. de referentie aanzienlijk meer bitter is. Bovendien blijft oplossing van 5 het concentraat in water troebel, wat ook minder gewenst is. Om de troebelheid tegen te gaan is het waterige extract

1 o 1 GR RH

21 eerst over een microfilter geklaard en daarna ingedikt door middel van vriesdrogen. Nu loste het concentraat wel helder op. Echter zoals de tabel laat zien, is het cacaoaroma aanzienlijk afgenomen en zijn de smaaknoten "bitter", "as-5 tringent" en "zuur" toegenomen. Een en ander geeft aan, dat de kwaliteit van het aroma door deze handeling aanzienlijk achteruit gaat.

Bij het indikken van het concentraat door middel van vacuüm destillatie gaat het aroma en de smaak voor het 10 grootste deel verloren.. Alleen de bitter, zuur en astringen-te componenten blijven achter. Dit is dus een onaanvaardbare manier van indikken.

Bij het indikken door middel van tegengestelde osmose bleef het aroma en de smaak goed behouden met dien verstan-15 de, dat de "bitter" noot sterker naar voren kwam. Echter in het concentraat vormde zich bij het indikken kristallijn materiaal, die verstopping van het membraan veroorzaakte, waardoor de technische uitvoering aanzienlijk werd bemoeilijkt, omdat het membraan telkens met een oplossing van 20 verdund zoutzuur gereinigd moest worden. Bij analyse bleken deze kristallen voor het grootste deel uit theobromine te bestaan. Dit is een component die in ca 2 a 3 % voorkomt in cacao en met heet water méde geëxtraheerd wordt.

Voor het indikken door middel van vriesdrogen, moeten 25 de vaste deeltjes eerst afgescheiden worden. Dit lukt alleen maar goed met behulp van ultracentrifugeren (voorbeelden 1 en 2). Dit is een zeer dure techniek. Bij gebruik van een gewone centrifuge (voorbeeld 3) wordt geen helder extract verkregen. Daarvoor moet het extract eerst worden gefilterd 30 over een ultrafilter. Dit geeft verlies van aroma.

Ander nadeel van~indikken met vriesdrogen is, dat het aroma erg bitter is, omdat de bittere componenten mee geëxtraheerd worden.

Concentratie door vacuüm verdamping geeft een groot 35 verlies van aroma componenten zelfs bij een lage temperatuur van 40° C. Vrijwel alleen de bitter en astringente componenten blijven over. In vëël literatuur wordt vacuüm verdamping toegepast.

Concentratie door middel van tegengestelde osmose geeft 1010880 22 technisch grote problemen, door kristallisatie van de theobromine. Bovendien is ook hier het aroma erg bitter. Verder moet om een helder extract te krijgen ook hier eerst worden geultracentrifugeerd.

5

Voorbeeld 5: Vergelijking van diverse manieren van extractie

In dit experiment werden verschillende manieren van isoleren van het cacao aroma uit cacaopoeder met elkaar vergeleken : 10 1. Immersie extractie zoals aangegeven in voorbeeld 2 met 3 uur extractie tijd 2. Extractie met stoom over een filterbed met cacaopoeder.

100 g cacaopoeder type N-ll-N werd gemengd met 200 g uitge-15 gloeid zeezand om tijdens de extractie het filterbed open te houden. Het mengsel werd in een dubbellaags persfilter gedaan type Sietz Supra 2600 voorzien van papierfliters S&S 589-2. Na afsluiting van het filter werd open stoom van 100° C door het filterbed geperst.

20 Dit experiment moest voortijdig worden gestopt, omdat het bed door opname van vocht in het cacaopoeder geheel verstopt raakte ondanks de toevoeging van uitgegloeid zeezand. Deze wijze van extractie is daarom niet meegenomen in de beoordeling .

25 3. Extractie door middel van percolatie met heet wa ter.

25 g cacaopoeder type N-ll-N werd op een vouwfilter gedaan. Vervolgens werd het poeder 4 maal met 250 ml demi water van 85° C overgoten. De extracten werden verzameld en door 30 middel van vriesdrogen ingedikt zoals hierboven aangegeven.

4. Extractie door middel van terugvloeiing in een Soxlett extractor.

De extractiehuls werd gevuld met 25 g cacaopoeder type N-ll-N en de kolf werd gevuld met 100 ml demi water, waarna het 35 poeder gedurende 4 uur onder terugvloeiing werd geëxtraheerd. Het extract werd vervolgens ingedikt door middel van vriesdrogen, zoals eerde is aangegeven.

5. Idem 4 met ethanol als extractie vloeistof.

i 1010880 23

Na extractie werd de ethanol bij kamertemperatuur afgedampt in vacuüm en het residu werd opgenomen in een geringe hoeveelheid water tot een dikke pasta.

6. Superkritische extractie met C02.

5 In een batch opstelling voor superkritische extractie werd 120 g cacaopoeder bij een druk van 175 Bar en een temperatuur van 50° C gedurende 35 uur geëxtraheerd met 10.000 1 atmosferische C02. Het extract werd verzameld in het decompressie vat bij 60-80 Bar. Het verkregen extract bestond uit 10 vet en werd bij de beoordeling gesuspendeerd in het warme water.

Gemiddelde panel scores

Extractie Immersie Stoom Percolatie Soxlett Soxlett Superkri- methode tisch

Medium water water water water ethanol C02

Geursterkte 1,5 - 1,5 0,4 0,7 0,3

Top noot niet

Cacao 1,5 beoor- 1,5 0,4 0,5 0,3 deeld

Afgerond 1,0 - 0,7 0,2 0,4 0,4

Boeket 0,0 - 0,6 0,0 0,0 0,0

Zuur 0,0 - 0,0 0,0 0,0 0,0

Afwijkend * 0,3 - 0,0 0,5 1,0 0,0

Smaaksterkte 3,0 - 1,0 0,2 0,2 0,5 2,8 niet 1,3 0,2 0,2 0,5 beoor-

Cacaci deeld

Bitter 3,5 - 1,2 2,5 2,2 0,7

Afgerond 1,5 - 0,3 0,0 0,0 0,4

Boeket 1,0 - 0,2 0,0 0,0 0,3

Zuur 0,5 - 0,5 0,0 0,0 0,9

Astringent 0,5 - 0,5 0,0 0,0 0,5

Afwijkend* 0,0 - 0,0 0,5 1,0 0,0 ♦Ketel- *Etha-water nol

Uiterlijk Helder - Helder Helder Troebel Troebel vettig vettig 1010880 24

De proeven laten zien, dat door middel van immersie extractie bij 110° C verreweg het beste en meest krachtige aroma wordt verkregen. Bij percolatie wordt in principe wel een goed aroma verkregen, maar het wordt zeer onvolledig uit 5 het poeder geëxtraheerd. Bij de Soxlett extractie gaat zowel met water als met ethanol een belangrijk deel van het aroma verloren. Bij superkritische extractie was het rendement van de extractie zeer onvoldoende.

10 Voorbeeld 6: Beoordeling van aroma concentraten van verschillende aroma producenten in vergelijking tot cacaopoeder type N-ll-N in een chocolade coating.

Van een drietal producenten werden monsters verkregen van cacao aroma. Deze monsters zijn beoordeeld in een vloei-15 bare witte chocolade coating. De samenstelling van de coating was als volgt:

Ingrediënt Gehalte

Saccharose 40,30%

Cocos olie 14,30%

Raap olie 22,80%

Magere melk- 10,20% poeder

Wei poeder 7,16%

Lactose 5,00%

Emulgator E322 0,20%

Vaniline aroma 0,02%

Antioxidant 0,02% E306

Het aroma werd in de vloeibare coating gemengd in een percentage zoals is aangeven in de tabel. Ze werden t.o.v referentie 2 geproefd. Een negatief getal wil zeggen, dat 1 n1 or an 25 betreffende aroma karakteristiek minder sterk was dan de referentie. Bij een positieve beoordeling was het sterker.

Experiment nr. 1 2 3 4

Artikel nr. 200 174 200 167 200 175 223 065

Dosering (%) 0,2 0,12 0,2 0,08

Cacaopoeder (%) 0 0 0 0

Geur

Cacao -2,5 -2,9 -3,1 -2,4

Boeket -2,3 -2,0 -2,3 -2,5

Volheid 0,3 0,7 1,0 1,9

Afwijkend notig, chemisch, chemisch, chemisch, melk, fruit, rokerig, notig, chocolade, melk, wrang, fruit, sterk notig, melk, muf, oud vanille °ud, droP notig

Smaak

Cacao -2,8 -2,2 -2,8 -3,3

Bitter -3,3 -2,6 -3,0 -3,0

Volheid -1,6 -0,2 -0,2 -0,7

Boeket -1,6 -1,0 -0,8 -1,9

Zoetheid 2,2 1,4 1,7 1,6

Melkachtig 2,2 1,9 2,2 2,7

Afgerond -1,8 -2,6 -2,6 -2,4

Afwijkend boterach- chemisch, chemisch, chemisch, tig, wrang notig, notig, onaange- wrang, wrang, naam, branderig boterach- mokka, tig wrang 1010880 26

Experiment 6789 nr.

Artikel Prova Nec 60421 Referen- Referen- nr. 3717 tie 1 tie 2

Dosering 1,00 1,00 (%)

Cacaopoe- 0 0 0 14 der (%)

Geur

Cacao -1/3 -2,2 -2,1 0,0

Boeket -0,7 -1,0 -1,7 0,0

Volheid 0,6 -1,8 -0,3 0,0

Afwijkend mokka, vanille, melk, onbekend, drop caramel muf, drop

Smaak

Cacao -1,4 -3,5 -3,0 0,0

Bitter -2,4 -0,7 -3,3 0,0

Volheid -0,3 -2,0 -0,9 0,0

Boeket 0,0 -2,0 -1,9 0,0

Zoetheid 2,1 +2,8 2,0 0,0

Melkachtig 2,0 +1,8 3,1 0,0

Afgerond -1,4 -1,6 -2,0 0,0

Afwijkend mokka, vanille, vanille verbrand drop onbekend, vanille

De geteste aroma in exp. 1 t/m 5 zijn z.g. natuuriden-tieke aroma van Haarman & Reimer. Exp. Nr. 6 is een natuurlijk cacao aroma van Prova SA. Exp nr 7 is een natuurlijk 5 aroma van Nutritec.

Zoals door het panel wordt aangegeven, is de cacao sensatie veel zwakker in vergelijking tot cacaopoeder en 1 Q1QB 8 0 27 worden er veel smaakafwijkingen geconstateerd.

Voorbeeld 7 Vloeistofextractie/pervaporatie van cacaopoeder.

5 Extractie 50 kg cacaopoeder werd toegevoegd aan 500 1 water bij kamertemperatuur. Door mengen werd een homogeen mengsel verkregen. Het mengsel werd gedurende een uur verwarmd bij 100° C waarbij continue werd geroerd, waarna binnen 30 minuten 10 werd afgekoeld tot 60° C. Het is van belang dat het extract na extractie snel wordt afgekoeld, vanwege de kans op thermische degradatie van aromastoffen in het extract. Pervaporatie ___

Het vloeibare extract werd met een 0,1 mm filter gefil-15 treerd en vervolgens bij een temperatuur van 35° C door een holle vezel-module geleid met een debiet van 40 1/min. De hollevezels waren aan de binnenzijde bekleed met een PDMS-laag met een dikte van 1,5 μιη.

De module had de volgende eigenschappen: 20 Membraan-materiaal: holle PDMS vezels

Binnendiameter holle vezels: 1,5 mm

Aantal holle vezels: 212.

Lengte module: 50 cm.

Totaal werkzaam PDMS oppervlak: 0,5 m2.

25 Aan de voedingszijde heerste atmosferische druk, aan de permeaatzijde 7 mbar.

Condensatie

Het permeaat werd in twee stappen gecondenseerd. Hierbij opereerde een eerste condensor bij een temperatuur van 30 5° C, waarbij in deze eerste condensor ongeveer de helft van het gepermeeerde water werd opgevangen. Het niet-gecondenseerde permeaat, namelijk het resterende water, en het overgrote deel van de cacao-aroma's, werd in een tweede condensor opgevangen. Deze condensor opereerde bij een 35 temperatuur van -196° C. De opbrengst aan condensaat, zijnde de inhoud van de tweede condensor, bedroeg na twee uur pervaporeren ongeveer 300 g. Op basis van instrumentele 1010880 28 analyses kon worden vastgesteld dat verrijkingen van relevante aromaverbindingen ten opzichte van de voeding in de orde van grootte 30-50 bedroegen (zie eveneens tabel 2). Het extract was kleurloos en bezat een sterk cacao-aroma. Senso-5 rische tests door een deskundig panel bevestigden de gevonden verrijking en de hoge kwaliteit van het produkt.

De in voorbeeld 4 genoemde nadelen met betrekking tot de verschillende indikkingswijzen hebben geen betrekking op pervaporatie. Bij pervaporatie wordt een eenvoudige schei-10 ding uitgevoerd waarbij de bittere smaakbestanddelen in het retentaat achterblijven en eventueel achteraf naar wens worden teruggedoseerd aan het cacaoaroma, aangezien het cacaoaroma de bittere componenten benodigt. Voorts vindt er nagenoeg geen verlies van aromastoffen plaats met behulp van 15 deze werkwijze.

i 1010880

Claims (20)

1. Werkwijze voor het isoleren van aroma's uit een cafeïne- of theobrominebevattende voedingsmiddelgrondstof, 5 zoals koffie of thee, en in het bijzonder cacao, ten minste omvattend de stappen: het in vloeibare en/of verpompbare vorm brengen van het voedingsmiddel, en onder toepassing van een pervaporatiemembraan 10 pervaporeren van het voedingsmiddel in vloeibare en/of verpompbare vorm, onder de vorming van een voedingsmiddel-aroma permeaat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men het voedingsmiddel in vloeibare en/of verpompbare 15 vorm brengt door het voedingsmiddel in een vloeibaar extractiemiddel te brengen en bij een geschikte temperatuur en gedurende een geschikte periode incubeert, waarbij substantiële extractie van de aroma's plaatsvindt onder de vorming van een voedingsmiddelextract.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het ken merk, dat het vloeibare extractiemiddel in hoofdzaak uit water bestaat.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het extractiemiddel water is.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het ken merk, dat de gewichtsverhouding van de voedingsmiddelgrondstof: water ligt tussehTTiS en 1:25, bij voorkeur tussen 1:9 en 1:11, met nog meer voorkeur 1:10 bedraagt.

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclu- 30 sies, met het kenmerk, dat de temperatuur tijdens de extractie ligt tussen 100° C en 125° C, bij voorkeur tussen 105° C en 115° C en met de meeste voorkeur 110° C bedraagt.

7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men een pervaporatiemembraan toepast, 35 dat holle vezels omvat.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk dat het pervaporatiemembraan^binnenzijdig bekleed is met poly-dimethyl-siloxaan (PDMSl ën/of etheen-propeen-dieen-monomeer 1. i n r « n (EPDM).

9. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de temperatuur van het extract resp het permeaat tijdens de pervaporatie ligt tussen de 30-80° C, 5 bij voorkeur ongeveer 80° C bedraagt.

10. Werkwijze volgens een van de conclusies, met het kenmerk, dat men het voedingsmiddelpermeaat vervolgens condenseert onder vorming van een de voedingsmiddelaroma's bevattend condensaat.

11. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat men het permeaat eerst condenseert bij een temperatuur tussen 0° C en 15° C bij voorkeur tussen 3 en 8° C, en het niet gecondenseerde materiaal vervolgens condenseert bij -80° C of lager, bij voorkeur tussen -180° C en -200° C.

12. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, voor het isoleren van cacao-aroma's, waarbij de voedingsmid-delgrondstof cacaopoeder of een cacaobevattend materiaal omvat.

13. Voedingsmiddelaroma, verkrijgbaar met de werkwijze 20 volgens een van de voorgaande conclusies.

14. Voedingsmiddelaroma volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat dit in hoofdzaak geen vet bevat.

15. Voedingsmiddel aroma volgens conclusie 13 of 14, met het kenmerk, dat het voedingsmiddelaroma minder dan 25 0.005 gew%, bij voorkeur minder dan 0,001 gew% cafeïne, met nog meer voorkeur minder dan 0,0001 gew.% bevat.

16. Voedingsmiddel aroma volgens een of meer van de conclusies 13-15, met het kenmerk, dat het minder dan 0.005, bij voorkeur minder dan 0,001 gew.% en met nog meer voorkeur 30 0,0001 gew.% theobromine bevat.

17. Voedingsmiddelaroma volgens een of meer van de conclusies 13-16, met het kenmerk, dat het minder dan 0,005, bij voorkeur minder dan 0,001 gew.% en met nog meer voorkeur 0,0001 gew.% catechines bevat.

18. Voedingsmiddelaroma volgens een of meer van de conclusies 13-17, met het kenmerk, dat ten minste een gedeelte van het retentaat van de pervaporatie aan het aroma is toegevoegd. 1010880

19. Voedingsmiddel aroma volgens een van de conclusies 12-15, zijnde cacaoaroma en bereid uit cacaopoeder of ander cacaobevattend voedingsmiddel.

20. Voedingsmiddel respectievelijk concentraat, dat een 5 aroma volgens een of meer van de conclusies 13-17 omvat. 1 0 1 08 8 0 i ' SAMENWERKINGSVERDRAG (PCT) RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE I0ENTIFIKA7IE VAN DE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van de aanvrager of ven de gemachtigde 985231/TWI/KDU Nederlandse aanvrage nr. fndieningsdatum 1010880 23 december 1998 Ingeroepen voorrangsdatum Aanvrager (Naam) ADM COCOA B.V. Datum ven het veno^k voor een onderzoek van internationaal type Door de ln$tantie voor Internationaal Onderzoek (ISA) aan het ver* zoek voor een onderzoek van internationaal type toegekend nr. SN 32506 NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP (bij toepassing van verschillende classificaties, alle classificatiesymbolen opgeven) Volgens de Internationale classificatie fIPC) Int.Cl.6: A 23 L 1/221, A 23 F 5/50, A 23 G 1/04, A 23 F 3/42 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK _ Onderzochte minimum documentatie Classificatiesysteem | Classificatiesymbolen Int.Cl.6: A 23 L, A 23 F, A 23 G, B 01 D Onderzochte andere documentatie dan de minimum documentatie voor zover dergelijke documenten in de onderzochte gebieden zijn opgenomen ***· Γ I GEEN ONDERZOEK MOGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen op aanvullingsblad) iv. | I GEBREK AAN EENHEID VAN UITViNDING (opmerkingen op aanvullingsblad!__ , form PCT/ISA/20U*) 07.1979