NO150222B - Aromatisert, toert kaffeprodukt - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et aromatisert, tør.t;, forpakket kaffeprodukt som har behagelig kaffearoma i forpakningens øvre, frie rom.

Løselige drikkepulvére, f.eks. forstøvningstørkede kaffeprodukter, er relativt blottet for aroma i sammenligning med deres kilde eller opprinnelsesmateriale, nemlig brent og malt kaffe.

Lav aroma-intensitet forekommer også i visse typer av brent kaffemateriale, f.eks. de fleste dekaffeinerte kaffetyper og de komp-rimerte brente kaffematerialer som er beskrevet i US-patentskrifter nr. 1 903 362, 3 615 667 og 3 801 716. Disse lavaroma-drikke-produkter har innledningsvis en lav aromamengde, slik at etter den første åpning av produktet hos forbrukeren påvises bare et lite aroma-anslag, og den mengde av aroma som måtte være til stede i produktet, avgis hurtig etter den første gangs åpning av beholderen,

slik at påfølgende åpninger av beholderen i en typisk brukssyklus for produktet utvikler lite eller intet av aroma.

Hittil er de fleste anstrengelser med hensyn til å tilføye naturlig aroma til matvareprodukter blitt fokusert på tilsetning av aroma av brent kaffe til løselig kaffe, f.eks. forstøvnings-eller frysetørket kaffe. Det er da lett å forstå at kjernen ved foreliggende oppfinnelse ligger på området å aromatisere kaffeprodukter. Produktet i henhold til oppfinnelsen kan dog anvendes for aromatisering av matvareprodukter, og det kan anvendes sammen med kaffeerstatninger eller drøyede kaffeproduk-

ter som kan inneholde ristet korn (f.eks. hvete), sikori eller annet vegetabilsk materiale.

For tiden kombineres så å si all kommersiell løselig kaf-

fe med kaffeolje, f.eks. ved forstøvning av den løselige kaffe før den pakkes, enten med en ren eller en aroma-anriket kaffeolje.

På denne måte vil det løselige kaffemateriale ha en aroma som

ligner mer på ikke-dekaffeinert brent og malt kaffe. Tilsetning av olje utføres vanligvis ved den velkjente oljebelegningsteknikk ("oil plating technique")(vist i US-patentskrift nr. 3 148 070) eller ved oljeinjeksjon (vist i US-patentskrift nr. 3 769 032).

For tiden inneholder kommersielle brente kaffeprodukter ikke

noen tilsetning av aroma, idet alle forsøk med hensyn til å pro-dusere et mer aromatisk produkt er rettet mot konservering av de aromater som inneholdes i de nybrente kaffebønner.

Kaffeolje med eller uten tilføyd aroma har vært det foretruk-ne medium for aromatisering av kaffemateriale, siden slike produkter fremdeles kunne betegnes som ren kaffe. Imidlertid er teknikker som er utviklet for produksjon av kaffeolje )se Sivetz, Coffee Processing Technology, Vol. 2, Avi Publishing Company, 1963, ss. 21-30), f.eks. løsningsmiddelekstrahering eller utdriv-ning av kaffeolje fra brent kaffe, ikke spesielt ønskelige siden produsenten sitter igjen med enten løsningsmiddelholdig brent kaffe eller utpresset kake, to produkter som enten må foredles videre eller forkastes. Tilsetning av olje til et kaffeprodukt har også vist seg å være brysomt ved det at oljedråper på uønsket måte kan fremtre på overflaten av den flytende drikk som fremstilles av det oljeholdige produkt. Det ville derfor være fordelaktig hvis det kunne utvikles fremgangsmåter for aromatisering av kaffeprodukter hvor det anvendes hel kaffe eller andre vegetabilske materialer, men som ikke krever fremstilling eller tilsetning av kaffeolje eller annet glyceridmateriale.

Partikler av vegetabilsk materiale som har en i alt vesentlig uløselig cellestruktur og et naturlig oljeinnhold på minst 1% og fortrinnsvis minst 3%, i vekt, f.eks. kaffepartikler som er i form av brente, hele kaffebønner eller oppdelte partikler av brent kaffe inklusive malte eller kolloidalt møllede partikler, anvendes som bærer for kaffearoma. Partiklene kunne oppnås fra komprimert brent kaffe eller til og med brukt, brent, malt kaffe-materiale, f.eks. male-avfall fra fremstilling av løselig kaffe. Disse partikler bringes i kontakt med flyktige aromatiske forbindelser, slik at aromatene innfanges eller adsorberes i en mengde i overskudd av 0,1 vekt%. Selv om det teoretisk ville være mulig å adsorbere aromater i en mengde av opp til ca. 5 vekt%, er det i aktuell praksis vanskelig å oppnå nivåer over 1%. Konvensjonelt brent og malt kaffemateriale som ikke er til-satt noen aromater, inneholder aromater i en mengde som ligger på under 0,05 vekt%.

Det aromatiserte, tørre, forpakkede kaffeprodukt i henhold til oppfinnelsen, som altså har behagelig kaffearoma i forpakningens øvre, frie rom, er karakterisert ved at det består av en blanding av et lavaromakaffemateriale og partikler av aroma-belagt brent kaffe, idet.de nevnte partikler er til stede i en. mengde av 0,05-2 vekt%, regnet på kaffematerialet, og har en i alt vesentlig vann-uløselig cellestruktur og et naturlig oljeinnhold på minst 3 vekt%, og hvor de nevnte partikler har adsorbert i seg naturlige, aromatiske, flyktige bestanddeler fra brent kaffe i en mengde av over 0,2 vekt%.

Når det ønskes å oppnå partikler som er mindre enn 200^um,

har kryopulveriseringsteknikker, f.eks. som beskrevet i US-patent-skrif t nr. 3 965 267, vist seg svært anvendelige. Konvensjonelt løselig kaffemateriale, f.eks. forstøvningstørket eller frysetør-ket kaffe, har ikke vist seg å være en anvendelig bærer

i kaffeproduktet i henhold til oppfinnelsen. Løselig kaffepulver har vist seg verken å adsorbere, bevare eller stabilisere aro-

mater i samme utstrekning eller på samme måte som brent kaffe,

som anvendes i forbindelse med oppfinnelsen.

Fremgangsmåtene for å bringe de brente partikler i kontakt

med aromater for det formål å innfange aroma i partiklene, kan være mangeartede og varierte. Anvendelse av høyt trykk og/eller lave partikkeltemperaturer kan benyttes for at det skal bli maksimalt opptak av aroma eller for å avkorte det tidsrom som kreves for oppnåelse av et ønsket nivå av aromatisering. Imidlertid kreves ikke slike betingelser. Det vil imidlertid vanligvis være ønskelig å nedsette til et minimum den fuktighetsmengde som kom-

mer i kontakt med partiklene både før, under og etter aromatisering. Fuktighetsinnholdet i og mengden av det materiale som til-fører aromater til de brente partikler, må reguleres slik at fuktighetsinnholdet i partiklene holdes under ca. 15 vekt%. Egnet kondensering, fordampning, spyling og/eller andre separasjonstek-nikker kan benyttes for å.separere fuktighet og aromater som inneholdes i aromabærende gasstrømmer, aromafrost eller flytende aromatiske kondensater. Det kan også være ønskelig å separere aromater fra en eventuell bærergass (f.eks. CC^) som de innehol-

des i. Blant de teknikker som er anvendelige for adsorbering av aromater inn i de brente partikler er: (1) anbringelse av en blanding av de brente partikler og en kondensert CC^-aromafrost i et ventilert kar, f.eks. over -40°C, og tillatelse av C02-delen av frosten til å sublimere av, (2) innelukkelse av både de bren-

te partikler og en kondensert aromafrost i ett eller to forbundne trykkar og deretter hevning av temperaturen inne i det frostholdige

kar for fordampning av frosten og tilveiebringelse av et forhøyet trykk, (3) kombinering av et sterkt konsentrert vandig aromakon-densat med de brente partikler på et nivå ved hvilket det ikke i urimelig grad fukter partiklene, (4) kondensering av aromater på avkjølte, brente partikler, (5) føring av en strøm av aroma-bærende, lavfuktighetsgass gjennom et sjikt eller en kolonne av brente partikler.

De aromaer som kan anvendes i forbindelse med oppfinnelsen, kan stamme fra hvilke som helst av de mange kilder som er velkjente for fagmannen på området. Avhengig av den kontaktmetode som skal anvendes, kan aromaene være til stede som en komponent i en gass, et væskekondensat eller en kondensert frost. Blant de aromaer som kan anvendes, er kaffeoljearomaer, som beskrevet i US-patentskrif t nr. 2 947 634, aromaer oppnådd under brenning av rå-kaffe, som beskrevet i US-patentskrift nr. 2 156 212, aromaer oppnådd under maling av brent kaffe, beskrevet i US-patentskrift nr. 3 021 218, dampdestillerte flyktige aromaer oppnådd fra brent og malt kaffe, breskrevet i US-patentskrifter nr. 2 562 206, 3 132 947, 3 244 521, 3 421 901, 3 532 507 og 3 615 665, og de vakuumdestillerte aromaer som er oppnådd fra brent og malt kaffe, beskrevet i US-patentskrifter nr. 2 680 687 og 3 035 922. Det ville naturligvis også være mulig å anvende flyktige kjemiske forbindelser som kopierer eller simulerer de aromatiske forbindelser som naturlig er til stede i brent kaffe. Som det vil forstås av fagmannen på området, vil tilsetning av flyktige aromatiske forbindelser til matvareprodukter, sammen med tilveiebringelse av den ønskede aromaforsterkning, også tilveiebringe en smakseffekt til nærværet av en mengde av disse forbindelser i matvareproduktet ved tidspunktet for fortæring.

For anvendelse i forbindelse med oppfinnelsen oppnås en kaffearomagass med et høyt innhold av karbondioksyd, fortrinnsvis over 80 vekt%, fra en kilde som f.eks. kommersielt kaffemalings-utstyr. Denne gass føres fortrinnsvis gjennom en første kjøler hvor den kjøles til mellom 2 og 10°C og hvor mesteparten av fuk-tigheten som inneholdes i gassen, kondenseres. Denne gass mates så til en kjøler, f.eks. en varmeveksler med skrapede vegger og forsynt med kappe, avkjøles ved hjelp av et flytende gass-kjøle-utstyr, f.eks. flytende nitrogen, hvor gassen kondenseres til en form av karbondioksydfrost.

Frosten anbringes så i et trykkar hvor den oppvarmes, f.eks.

ved hjelp av en omgivende vannkappe, til minst -.2'9°C og fortrinnsvis mellom 2 og 65°C. Mengden av frost og trykkaret er av en slik størrelse at et gasstrykk på minst 6,9 atm. vil bli utviklet i karet eller karene. Etter hvert som temperaturen på frosten øker over ca. -56,6°C, omdannes det faste karbondioksyd som inneholdes i frosten til en aroma-bærende væskefase og/eller mettet dampfase.

Den aromabærende karbondioksyddamp tillates så å komme

i kontakt med brent kaffe, idet denne kontakt finner sted enten i det samme kar som frosten for-

dampes i, eller i et annet kar som mates med den aromabærende karbondioksyddamp. Som det vil være tydelig for fagmannen på området, vil det totale volum av alle kar og de forbindende kana-ler, når det anvendes to eller flere kar, være omvendt proporsjo-nalt med det trykk som utvikles i systemet.

Etter den ønskede kontaktperiode vil det kar som inneholder det lavaromatiserte, brente adsorpsjonsmiddel bli isolert, om nød-vendig, og så bli avkjølt, vanligvis til en temperatur under 0°C og fortrinnsvis under -45°C, før ventilasjon. Dette avkjølings-trinn vil bevirke at ytterligere kaffearomater adsorberes i kraft av adsorpsjonsevnen/kapasiteten til adsorpsjonsmidlet (dvs. kapil-lærkondensasjon med den mikroporøse struktur). Det ville naturligvis være mulig å bringe denne ytterligere adsorpsjon til et mak-simum ved avkjøling til det punkt hvor en frost gjendannes. På dette punkt ville trykket inne i karet nærme seg atmosfæretrykk, og det ville vanligvis være ønskelig da å oppvarme og ventilere karet for å fjerne karbondioksyd og heve temperaturen til innhol-det over 0°C.

Hvis det anvendes separate kar for frosten og adsorpsjonsma-terialet, vil det være mulig å utvinne en porsjon av aromaene som kunne bli ventilert fra det adsorpsjonsmiddelholdige kar sammen med karbondioksyd. Dette kan utføres ved å isolere frostkaret og avkjøle det for rekondensering av karbondioksyd til et frost. Hvis dette avkjølte frostkar deretter forbindes med ad-sorps jonsmiddelkarets ventilasjonsledning, vil de ventilerte dam-per passere til frostkaret hvor de vil bli kondensert og tilgjen-gelige for aromatisering av ytterligere brent kaffe.

Den spesifikke partikkelstørrelse på den brente kaffe som skal aromatiseres og så inngå i produktet i henhold til oppfinnelsen, har ikke vist seg å være kritisk. Anvendelsen som de aromabærende partikler vil være for, kan diktere størrelses-parameteren. Eksempelvis kan det være ønskelig (1) å aromatisere hele kaffebønner, hvorav noen få kunne bli innført i en beholder med brent og malt eller løselig kaffeprodukt som gir et produkt med enestående utseende, (2) for å aromatisere brent kaffe hvis partikkelstørrelse vil passe til det brente

og malte produkt som de skal blandes med, og (3) å aromatisere partikler av størrelse 20 (U.S. standard sikt) mesh (840^um) eller mindre for innføring i et løselig kaffeprodukt. Finmalt, brent materiale som har en partikkelstørrelse under 200^um og fortrinnsvis på 25^,um kan fordelaktig oppnås ved at man følger kryopulve-riseringsteknikken fra det tidligere nevnte US-patent nr. 3 965 267. Kolloidale partikkelstørrelser kan også anvendes.

01jeinnholdet i .de brente partikler på minst 1%, fortrinnsvis minst 3%, menes å forbedre evnen hos de cellulære partikler til å innfange aromater. Denne forbedring kan vises ved adsorpsjon av en større mengde av aromater og/eller et bredere spektrum av aromater. Det er også funnet at denne oljekomponent også kan tjene en nyttig hensikt når et aromatisert, pulverisert kaffeprodukt produseres som her beskrevet og forpakkes i glass-

krukker, siden endog små mengder av olje som inneholdes i det forpakkede produkt, vil forhindre små partikler av materiale fra å feste seg til innsiden av glasskrukken, hvilket vil gi et eventu-elt dårlig utseende.

Fuktighetsinnholdet i det brente utgangs-kaffe-materiale

må være under ca. 7% for at man skal unngå stabili- . tetsproblemer i de fikserte aromaer, spesielt i tiden før det aromabærende adsorpsjonsmiddel kombineres med lavaromakaffeproduk-tet. Så snart kombinasjonen er effektuert, vil overskudd av fuktighet som kan være til stede i det aromabærende adsorpsjonsmiddel, migrere til lavaromaproduktet som på forhånd er tørket til et sta-bilt fuktighetsinnhold. Siden det aromatiserte adsorpsjonsmiddel kan tilsettes i en mengde av under 2- vekt% av lavaromamaterialet, kan den totale fuktighetsmengde som overføres, være insignifikant.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved eksempler.

Eksempel 1 .'.

300 g brent og malt kaffe ble anbragt i en CO^-spylt, 2-liters Parr-bombe. En annen Parr-bombe som inneholdt 2oo gram malegassfrost ble anbragt i et vannbad av 50°C som forårsaker at frosten sublimerte og ga en intern temperatur på ca. 24° C og et maksimalt trykk på ca. 62,2 atm. Under anvendelse av en høytrykksrørforbin-delse ble de to Parr-bomber så holdt ved romtemperatur i 3 timer. Den bombe som inneholdt den brente og malte kaffe, ble isolert og deretter avkjølt og holdt ved ca. -70°C i 10 timer. Deretter ble denne bombe ventilert og oppvarmet til 0°C. Den resulterende aromatiserte brente og malte kaffe hadde en intens aroma av nybrent kaffe.

Eksempel 2

200 g malegassfrost og 300 g brent kaffe av regulær maling (gjennomsnittlig partikkelstørrelse 860^um) ble anbragt og forseglet i en 2-liters Parr-bombe under CC^-atmosfære. Tre lag papirhåndklær ble anbragt mellom frosten og kaffen som adsorpsjonsmiddel for opptak av fuktighet fra frostkomponenten og for å redusere kakedannelsen av den brente kaffe til et minimum. Inn-holdet i bomben ble så oppvarmet til romtemperatur (24°C) i løpet av 3 timer og det utviklet seg da et trykk på ca. 41,8 atm., og

disse betingelser ble holdt i ytterligere 1 time. Under anvendelse av tørris ble bomben avkjølt i opp til 2 0 timer inntil det interne trykk var redusert til atmosfæretrykk. Deretter ble Parr-bomben, under anvendelse av et isbad, oppvarmet til 0°C og ca. 14,6 atm.; CC>2 ble så ventilert langsomt ut av systemet. Under CC^-atmosfære ble Parr-bomben åpnet og den aromatiserte, brente kaffe tatt ut og kombinert med agglomerert forstøvningstørket kaffepulver på et nivå av 0,58 vekt% (1 g pr. 170 g pulver) og forseglet i en glass-krukke under C02-atmosfære.

Eksempel 3

Fremgangsmåten fra eksempel 2 ble gjentatt under anvendelse av finmalt (gjennomsnittlig partikkelstørrelse 620^um) brent og malt kaffe og hele bønner istedenfor regulær malt kaffe. De forseglede krukker med hver av disse tre varianter ble vurdert perio-disk, både organoleptisk og med en karbongasskromatograf (GC) og

sammenlignet med en kontrollprøve som var aromatisert ved tilsetning av en malegass-aromaanriket (1,8:1 frost:olje-forhold) kaffe-

olje inn i en 170 grams krukke med agglomerert forstøvningstørket kaffe ved et 0,2 % nivå. Den aromatiserte kaffeolje ble fremstilt i overensstemmelse med høytrykksdekanteringsteknikken som er beskrevet i US-patentskrift nr. 4 119 736. Således var mengden av malegassfrost som ble forbrukt ved fremstillingen av alle prøver, på et sammenlignbart nivå (0,67 mot 0,61 gram pr. krukke). Tabell I oppsummerer den relative mengde av de totale flyktige hydrokarbonforbindelser som er til stede i 1 cm av topprommet i de forseglede krukker, som en funksjon av tiden ved 35°C lagring.

Studium av tabell I viser at løselig kaffe aromatisert med partiklene av forskjellig størrelse av aromatisert brent kaffe kom meget godt ut av det når man betrakter toppromtellinger, uten hensyntagen til opprinnelig aromanivå. Organoleptiske vurderinger bekrefter ovenstående data.

I tilknytning til GC-målinger ble det utført periodiske

organoleptiske vurderinger på hver prøve av en jury bestående av øvede kaffesmakere. Kort sagt består en typisk organoleptisk vurdering av to segmenter. For det første bestemmes oksygeninnholdet i den forseglede krukke under anvendelse av en Beckman Oxygen Analyzer, Model C2. Oksygeninnholdet må være under 4%.

Krukkens forsegling brytes så, og den relative kvalitet, intensitet og natur av aromaen i topprommet registreres, av tre til fem erfarne jurymedlemmer, hver med sitt eget sett av prøver. Krukkene rangeres deretter vanligvis i henhold til relative intensiteter (anslag) på en skala fra 1 (intet) til 9 (meget intenst) og i henhold til de relative kvaliteter på en skala fra 1 (ekstremt dårlig) til 9 (utmerket). Den annen fase av evalueringen innebærer fremstilling av en brygget kopp av den løselige kaffe og en bestemmel-se av hver kopps relative "flash"-aroma og smak. Endelig ble det gjort en visuell inspeksjon av hver kopps overflateutseende, idet man noterte nærvær av eventuell olje, brent kaffe eller annet materiale. I tillegg ble koppene for disse prøver omhyggelig dekantert, og nærværet av sediment ble notert. Generelt indikerte en grov tilnærmelse at 40% av koppene som ble fremstilt med prøven av regulær maling hadde l.til 5 korn på overflaten og/eller et grutlignen-de sediment i bunnen av koppen. Når det gjaldt den finmalte prøve, inneholdt ca. 30 til 40 % av de tillagede kopper et lett grutlig-nende sediment etter dekantering av brygget. Overflatene til alle variantprøvene var totalt oljefrie. Kaffeoljekontrollprøven ga kopper som hadde merkbar overflateolje.

Tabell II og III vedrører de gjennomsnittlige meninger som jurymedlemmene hadde angående henholdsvis krukkens aromaanslag og kvalitet, som funksjon av lagringstiden.

Som det kan sees av ovenstående resultater, er aromaansla-get og -kvaliteten til de testede varianter sammenlignbare med den aromatiserte oljekontrollprøve. Gasskromatogram for alle varianter viste nokså lik sammensetning i topprommet som for kontrollprøven.

Etter ti ukers lagring ved 35°C ble forseglede krukker vurdert i en test i bruk som reflekterer en etterligning av aktuelt forbruk dag for dag. Resultatene for dette studium viste at alle tre varianter hadde sammenlignbare aromaanslag og -kvaliteter som for oljekontrollprøven.

Eksempel 4

Brukt, malt kaffemateriale tørket til 7 vekt% fuktighet,

og 300 g av dette materiale ble anbragt i en 2 liters Parr-bombe som inneholdt et bunnsjikt av 200 g malegassfrost og et sjikt med papirhåndklær. Bomben ble så forseglet, oppvarmet til romtemperatur (ca. 59 atm.),og etter 3 timer ble bomben avkjølt med tørris for nedsettelse av det interne trykk til atmosfæretrykk. Bomben ble så satt inn i et isbad, oppvarmet til 0°C og deretter ventilert. Det aromatiserte, brukte, malte materiale ble så blandet med løselig kaffepulver i en mengde av 0,5%. Etter lagring under inerte betingelser ble det resulterende produkt karakterisert som å ha en uttalt og behagelig kaffeaktig aroma med' en tanke mer rå karakter enn produktene fra eksemplene 2 og 3.

Eksempel 5

Mørkbrente bønner av Columbia-kaffe kryopulveriseres under anvendelse av flytende nitrogen som det kryogene fluid. De malte partikler hadde en gjennomsnittlig størrelse på-l25^um og ble holdt under tørr atmosfære. Så ble partiklene'blandet godt med kaffemalegassfrost i et vektforhold på 1,2:1. Blandingen ble

så overført til en på forhånd avkjølt, nålestikkventilert krukke og lagret ved -8°C natten over. Deretter kombineres de aromatiserte partikler med forstøvet, tørket kaffeagglomerat i en mengde av 0,2 vekt% og forpakkes i glasskrukker under inert atmosfære. Etter forlenget lagring finnes krukkene å inneholde en behagelig toppromaroma.

Claims (5)

1# Aromatisert, tørt, forpakket kaffeprodukt med behagelig kaffearoma i forpakningens øvre, frie rom, karalkteri-•s e r t ved at det består av en blanding av et lavaromakaffemateriale og partikler av aroma-belagt brent kaffe, idet de nevnte partikler er til stede i en mengde av 0,05-2 vekt%, regnet på kaffematerialet, og har en i alt vesentlig vann-uløselig cellestruktur og et naturlig oljeinnhold på minst 3 vekt%, og hvor de nevnte partikler har adsorbert i seg naturlige, aromatiske, flyktige bestanddeler fra brent kaffe i en mengde av over 0,2 vekt%.

2. Produkt som angitt i krav 1, karakterisert ved at lavaroma-kaffematerialet er en løselig kaffe og at de naturlige, kaffe-aromatiske, flyktige stoffer er oppnådd fra kaffearomagass oppsamlet under kommersiell maling av kaffe.

3. Produkt som angitt i krav 1, karakterisert ved at lavaroma-kaffematerialet er et brent kaffeprodukt.

4. Produkt som angitt i krav 3, karakterisert ved at det brente kaffeprodukt er en dekaffeinert kaffe.

5. Produkt som angitt i krav 2, karakterisert ved at partikkelstørrelsen til den aromabelagte partikkel er fra 25 til 200 ym.