NO172832B - Fremgangsmaate for aa solubilisere delvis ekstrahert, brentog malt kaffe - Google Patents
Fremgangsmaate for aa solubilisere delvis ekstrahert, brentog malt kaffe Download PDFInfo
- Publication number
- NO172832B NO172832B NO884548A NO884548A NO172832B NO 172832 B NO172832 B NO 172832B NO 884548 A NO884548 A NO 884548A NO 884548 A NO884548 A NO 884548A NO 172832 B NO172832 B NO 172832B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- roasted
- coffee
- ground coffee
- partially extracted
- reactor
- Prior art date
Links
- 235000013353 coffee beverage Nutrition 0.000 title claims abstract description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 title claims abstract description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 37
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 30
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 22
- 229920000057 Mannan Polymers 0.000 claims description 21
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 19
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 16
- 239000008373 coffee flavor Substances 0.000 claims description 9
- 229920000189 Arabinogalactan Polymers 0.000 claims description 8
- 235000019312 arabinogalactan Nutrition 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- SATHPVQTSSUFFW-UHFFFAOYSA-N 4-[6-[(3,5-dihydroxy-4-methoxyoxan-2-yl)oxymethyl]-3,5-dihydroxy-4-methoxyoxan-2-yl]oxy-2-(hydroxymethyl)-6-methyloxane-3,5-diol Chemical compound OC1C(OC)C(O)COC1OCC1C(O)C(OC)C(O)C(OC2C(C(CO)OC(C)C2O)O)O1 SATHPVQTSSUFFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001904 Arabinogalactan Substances 0.000 claims description 7
- QSJXEFYPDANLFS-UHFFFAOYSA-N Diacetyl Chemical group CC(=O)C(C)=O QSJXEFYPDANLFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims 1
- 235000021539 instant coffee Nutrition 0.000 abstract description 11
- 238000005325 percolation Methods 0.000 abstract description 11
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 abstract description 2
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 abstract 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 15
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 12
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 12
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 8
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 7
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 7
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 7
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 4
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 4
- GZCGUPFRVQAUEE-KVTDHHQDSA-N aldehydo-D-mannose Chemical group OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- RYYVLZVUVIJVGH-UHFFFAOYSA-N caffeine Chemical compound CN1C(=O)N(C)C(=O)C2=C1N=CN2C RYYVLZVUVIJVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 2
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 2
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- LUEWUZLMQUOBSB-GFVSVBBRSA-N mannan Chemical class O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](O[C@H]3[C@H](O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]3O)CO)[C@@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-GFVSVBBRSA-N 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- TZSYLWAXZMNUJB-UHFFFAOYSA-N 1-methylpyridin-1-ium-3-carboxylic acid;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+]1=CC=CC(C(O)=O)=C1 TZSYLWAXZMNUJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal Chemical compound OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MIDXCONKKJTLDX-UHFFFAOYSA-N 3,5-dimethylcyclopentane-1,2-dione Chemical compound CC1CC(C)C(=O)C1=O MIDXCONKKJTLDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWVRJTMFETXNAD-FWCWNIRPSA-N 3-O-Caffeoylquinic acid Natural products O[C@H]1[C@@H](O)C[C@@](O)(C(O)=O)C[C@H]1OC(=O)\C=C\C1=CC=C(O)C(O)=C1 CWVRJTMFETXNAD-FWCWNIRPSA-N 0.000 description 1
- PZIRUHCJZBGLDY-UHFFFAOYSA-N Caffeoylquinic acid Natural products CC(CCC(=O)C(C)C1C(=O)CC2C3CC(O)C4CC(O)CCC4(C)C3CCC12C)C(=O)O PZIRUHCJZBGLDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- LPHGQDQBBGAPDZ-UHFFFAOYSA-N Isocaffeine Natural products CN1C(=O)N(C)C(=O)C2=C1N(C)C=N2 LPHGQDQBBGAPDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWVRJTMFETXNAD-KLZCAUPSSA-N Neochlorogenin-saeure Natural products O[C@H]1C[C@@](O)(C[C@@H](OC(=O)C=Cc2ccc(O)c(O)c2)[C@@H]1O)C(=O)O CWVRJTMFETXNAD-KLZCAUPSSA-N 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 235000004883 caffeic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960001948 caffeine Drugs 0.000 description 1
- VJEONQKOZGKCAK-UHFFFAOYSA-N caffeine Natural products CN1C(=O)N(C)C(=O)C2=C1C=CN2C VJEONQKOZGKCAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013736 caramel Nutrition 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000001547 cellobiose group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- CWVRJTMFETXNAD-JUHZACGLSA-N chlorogenic acid Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)C[C@@](O)(C(O)=O)C[C@H]1OC(=O)\C=C\C1=CC=C(O)C(O)=C1 CWVRJTMFETXNAD-JUHZACGLSA-N 0.000 description 1
- 235000001368 chlorogenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940074393 chlorogenic acid Drugs 0.000 description 1
- FFQSDFBBSXGVKF-KHSQJDLVSA-N chlorogenic acid Natural products O[C@@H]1C[C@](O)(C[C@@H](CC(=O)C=Cc2ccc(O)c(O)c2)[C@@H]1O)C(=O)O FFQSDFBBSXGVKF-KHSQJDLVSA-N 0.000 description 1
- BMRSEYFENKXDIS-KLZCAUPSSA-N cis-3-O-p-coumaroylquinic acid Natural products O[C@H]1C[C@@](O)(C[C@@H](OC(=O)C=Cc2ccc(O)cc2)[C@@H]1O)C(=O)O BMRSEYFENKXDIS-KLZCAUPSSA-N 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 125000005594 diketone group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002036 drum drying Methods 0.000 description 1
- 238000000642 dynamic headspace extraction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011866 long-term treatment Methods 0.000 description 1
- 125000000311 mannosyl group Chemical group C1([C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000001473 noxious effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 235000004252 protein component Nutrition 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 150000003216 pyrazines Chemical class 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000009283 thermal hydrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- WWNNZCOKKKDOPX-UHFFFAOYSA-N trigonelline Natural products C[N+]1=CC=CC(C([O-])=O)=C1 WWNNZCOKKKDOPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23F—COFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
- A23F5/00—Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
- A23F5/24—Extraction of coffee; Coffee extracts; Making instant coffee
- A23F5/36—Further treatment of dried coffee extract; Preparations produced thereby, e.g. instant coffee
- A23F5/40—Further treatment of dried coffee extract; Preparations produced thereby, e.g. instant coffee using organic additives, e.g. milk, sugar
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23F—COFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
- A23F5/00—Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
- A23F5/24—Extraction of coffee; Coffee extracts; Making instant coffee
- A23F5/26—Extraction of water-soluble constituents
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Tea And Coffee (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for å solubilisere en delvis ekstrahert, brent og malt kaffe. Mer spesielt omfatter oppfinnelsen å hydrolysere en delvis ekstrahert, brent og malt kaffe, som f.eks. den brukte gruten fra et kommersielt kaffeperkoleringssystem, i en reaktor ved hjelp av en kort-tids-prosess ved høy temperatur uten innføring av noen tilsatt sur katalysator. En rørformet pluggstrømreaktor er hensiktsmessig, selv om en hvilken som helst reaktor som tilveiebringer en kort-tids-reaksjon ved relativt høy temperatur vil være tilstrekkelig. Tid/temperatur-forholdet velges slik at det oppnås solubilisering og så hydrolyse av de native mannanoligomerene fra et område på
DP 10 til DP 40 til et område på DP 1 til DP 10 og tilstrekkelig til å oppnå en regulert reaksjon av sukkere for å danne kaffesmak, -aroma og -farve. Det således oppnådde hydrolysatet er anvendbart for økning av nivået av løselige kaffefaststoffer, -smak og -aroma, f.eks. i kombinasjon med en vandig ekstrakt av brent kaffe.
På fagområdet løselig kaffe er det lagt stor vekt på å øke utbyttet av løselige stoffer fra brent og malt kaffe mest mulig, oftest ved å variere perkoleringsbetingelsene. Tidlig i utvik-lingen av "instant" kaffe, i perioden før den annen verdenskrig, ble løselige stoffer ekstrahert fra brent og malt kaffe med kokende vann for å gi et utbytte på mindre enn 25% løselige faststoffer. I henhold til US-patent 2.324.526 anvendes temperaturer på fra 160 til 176°C for å oppnå 27% løselige stoffer.
I tillegg ble sure hydrolysebetingelser anvendt for å heve total-utbyttet til 50% løselige stoffer. Som angitt i "Coffee Technology" av Sivetz og Desrosier, 1979, s. 366, er utbyttet av løselige faststoffer fra kommersielle perkoleringssystemer for tiden i området på fra ca. 40 til ca. 50% fra brent og malt kaffe. Selv ved anvendelse av høyere temperaturer og trykk er høyere utbytter ved perkolering ikke realistisk på grunn av problemer angitt av Sivetz omfattende sammenpressing av grut, redusert strømnings- og prosess-hastighet og nedsatt kvalitet på den instant kaffe som produseres under disse betingelser. Utstrakt hydrolyse i en perkolator vil spesielt produsere tjære og usmak.
Å hydrolysere delvis ekstrahert kaffegrut, for å oppnå et øket utbytte av faststoffer, er velkjent på fagområdet og er også anvendt som et middel for å øke utbyttet av løselige faststoffer. F.eks. beskriver US-patent 2.573.406 en fremgangsmåte for frem-stilling av en løselig kaffe som omfatter atmosfærisk å ekstrahere ca. 20% av vekten av kaffen, hydrolysere en del av gruten i en suspensjon med ca. 1% svovelsyre ved 100°C i ca. 1 time, justere pH i hydrolysatet, filtrere hydrolysatet, kombinere dette med den atmosfæriske ekstrakten og tørke den kombinerte ekstrakten. I en annen, lignende prosess som er beskrevet i US-patent 2.687.355, anvendes fosforsyre istedenfor svovelsyre. I enda en fremgangsmåte, beskrevet i US-patent 3.244.879 utføres enten alkalisk eller sur hydrolyse direkte i ekstraksjonsrekkefølgen av kaffegrut som er minst delvis ekstrahert atmosfærisk. Hydrolyse direkte i ekstraksjonsrekkefølgen eliminerer det separate hydrolyse-trinnet i tidligere kjente fremgangsmåter og gir absorpsjon av den alkaliske eller sure katalysatoren i massen av brukt kaffegrut.
Nylig er det i US-patent 4.508.745 beskrevet en fremgangsmåte for å hydrolysere et kaffe-ekstraksjons-rest-materiale for å fremstille mannanoligomerer fra DP 1 til DP 10 ved å fremstille en oppslemming av brukt grut i en konsentrasjon på 5-60 vekt%, justere pH til ca. 0,5 til 4,0 og omsette oppslemmingen ved en temperatur på 160-260°C i 6-60 sek. Ifølge det sistnevnte patent kan den foran nevnte metoden oppnå en økning av utbyttet av løselige faststoffer av størrelsesorden 30 vekt% fra et kaffe-ekstraksjons-rest-materiale, hvilket restmateriale er delvis ekstrahert, som f.eks. den brukte gruten fra et kommersielt perkoleringssystem som er ekstrahert atmosfærisk og delvis varme-hydrolysert.
Et annet viktig område på fagområdet løselig kaffe er det som gjelder smak og aroma i det ferdige løselige kaffe-produktet. Opp til nå har hovedfaktorene for smak- og aroma-utvikling vært brenneprosessen og blandingen av anvendt kaffe. Omdannelse av kaffearoma ved teknikker som f.eks. damp- eller vakuum-stripping, fra den brente og malte kaffen eller fra ekstrakten, for senere tilsetning i prosessen, er godt beskrevet på fagområdet.
Sivetz og Desrosier (s. 250-251 i det arbeide som er sitert ovenfor) indikerer at ønskelig kaffesmak- og aroma oppnås i ønsket grad ved pyrolyse og karamellisering av sukker hvilket kan følges av mørkheten på den farve som utvikles under brenning. Sukrose, som inneholdes i en mengde på ca. 7% i grønn kaffe, forsvinner i stor grad under brenningen for å danne pyrolyseproduktene. De kan reagere ytterligere med protein- og andre nedbrytningsprodukter for å danne andre kaffesubstanser med smak. Den kompliserte kjemien som er beskrevet her, kalles generelt ikke-enzymatiske brunings-reaksjoner. To slike reaksjoner er karamellisering, en fremgangsmåte i hvilken sukkere alene er involvert, og Maillard-reaksjonen, i hvilken reduserende sukkere reagerer med aminer, aminosyrer, peptider og proteiner.
En mer fullstendig beskrivelse av denne kjemien fremgår av en oppsummering av J. Hodge, med tittelen "Origin of Flavor in Foods: Nonenzymatic Browning Reactions" fra et Symposium on Foods:
The Chemistry and Physiology of Flavors, H. Schultz, E. Day og
L. Libbey, utg., AVI Pub. Comp. Inc., (1967). Et annet sammendrag av M. Gianturco om "Coffee Flavor" i samme symposium beskriver kompleksiteten av kaffesmak inkludert flyktige stoffer beskrevet som "aromakomplekset". 103 flyktige bestanddeler er rapportert, av hvilke mange klart er av karbohydratopprinnelse. Over 500 forbindelser er rapportert i et nytt referansearbeide av det hollandske institutt CIVO med tittelen "Volatile Compounds in Food", avsnitt nr. 72: coffee, S. Van Staten og H. Marse utg.,
5. utg. TNO (1983), Zeist Nederland.
Det er fortsatt et behov på kaffe-fagområdet å tilveiebringe en fremgangsmåte for å solubilisere en delvis ekstrahert, brent og malt kaffe, som inneholder mannan som hovedkarbohydrat, i en reaktor ved høy temperatur i en kort tidsperiode uten innføring av noen tilsatt sur katalysator. En slik metode som er tilstrekkelig til å forårsake hydrolyse av mannan-fraksjonen fra den native, polymere størrelsen for å danne et hydrolysat inneholdende mannanoligomerer med et polymerområde som er egnet for tørking såvel som minimal utfelling eller dannelse av slam under henstand eller ved konsentrering.
Denne metode vil generere kaffearoma og -smak og kaffe-lignende farve, ved kontrollert reaksjon mellom karbohydrat-oligomerene og protein-bestanddeler som frigjøres under behand-lingen. Denne smak kan øke, utvide eller modifisere den opprinne-lige smak og aroma som er utviklet under brenne-prosessen og som tidligere ble fjernet i ekstraksjons-prosessen. Denne prosessen søker å optimere tid/temperatur-forholdet i reaktoren slik at det oppnås maksimalt utbytte av løselige faststoffer, og kaffesmak, -aroma og -farve, med minimal tendens til å danne slam eller utfellinger ved konsentrering og videre behandling.
Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for å hydrolysere en delvis ekstrahert, brent og malt kaffe i en reaktor i fravær av tilsatt sur katalysator. Den delvis ekstraherte, brente og malte kaffen underkastes en temperatur fra 200 til 260°C i en tidsperiode som varierer fra 1 min. til 15 min. i en reaktor, for å hydrolysere mannan-fraksjonen til DP-1 til DP 10-området, fortrinnsvis fra DP-1 til DP 6-området, og for å oppnå tilstrekkelig reaksjon av sukkere til å danne kaffesmak, -aroma og -farve. Etter hydrolysen kan den hydrolyserte, delvis ekstraherte, brente og malte kaffen skilles fra de fremstilte, løselige faststoffene.
Før det fortsettes med en detaljert beskrivelse av oppfinnelsen, er det nødvendig å definere noen relevante termer: "Mannan" slik dét anvendes her refererer bredt til et hvilket som helst polysakkarid som består av d-mannose-enheter. Monosakkaridet d-mannose er en aldoheksose og en isomer av d-glukose som skiller seg bare ved å ha det motsatte rommelige arrange-mentet av hydroksylgruppen nærmest karbonylen. Det mannan som finnes i den delvis ekstraherte, brente og malte kaffen kan ha opp til 40 d-mannose-enheter i polysakkaridet. Mannaner med ca. DP 6 og lavere er vannløselige, og de som er over DP 10 er uløselige.
"Arabinogalaktan" er en polymer med høyere molekylvekt med flere hundre sukkerenheter. Hovedkjeden består av galaktose-sukkerenheter og sidekjedene inneholder arabinose- og galaktose-sukkerenheter. På lignende måte refererer "cellulose" bredt til den polymer som består av gjentatte cellobiose-enheter (2 glukose-enheter med en /3-1-4-binding mellom dem) som i sin tur kan hydrolyseres til glukose-enheter. Cellulose gir således monosakkaridet
glukose ved fullstendig hydrolyse. Cellulose utgjør mye av struktur-materialet i planter. En mer fullstendig diskusjon når det gjelder cellulose og dens egenskaper finnes i J. Contant og A. Blatt, The Chemistry of Organic Compounds. N.Y. Macmillan, 1947, s. 295-299.
Med "oligomer" menes en polymer bestående av et relativt lite antall monosakkaridenheter. Spesielt slik det anvendes her, refererer oligomer til polymerer bestående av mindre enn 10 monosakkaridenheter. Mannose refereres til som en oligomer med DP 1 av hensiktsmessighetsgrunner, selv om en oligomer strengt tatt typisk består av mer enn én enhet.
"Polymerisasjonsgrad" eller "DP" refererer til antallet monosakkaridenheter som danner en gitt oligomer. Således består en mannanoligomer med DP 4, f.eks. av 4 mannose-enheter.
"Delvis ekstrahert, brent og malt kaffe" skal bety brent og malt kaffemateriale som er delvis ekstrahert som f.eks. atmosfærisk ekstrahert. Generelt fjerner ekstraksjon under atmosfæriske betingelser karamell- og bruningsproduktet, native bestanddeler i brent og malt, kaffein, trigonellin, klorogensyre, aske, sukkere, protein og kaffesyrer. En prosentdel av arabinogalaktanet og fortrinnsvis en hoveddel av arabinogalaktanet er ekstrahert fra "delvis ekstrahert, brent og malt kaffe". Dessuten menes det også at en "delvis ekstrahert, brent og malt kaffe" skal inkludere en brent og malt kaffe som er hydrolysert i den grad at en prosentdel av de mannaner som inneholdes i den, er hydrolysert samtidig med hydrolysen av arabinogalaktan, proteiner og andre varme-kondensasjonsprodukter. Det ansees at en brent og malt kaffe hvorfra er fjernet ca. 1/3 til halvparten mannan er en "delvis ekstrahert, brent og malt kaffe". Dette kan eksempelvis gjennomføres ved en begrenset varmehydrolyse.
I et kommersielt kaffe-perkoleringssystem ekstraheres brent og malt kaffe i et flerseksjoners, motstrøms-ekstraksjonsbatteri i hvilket friskt vann ved temperatur over ca. 175°C kommer inn i den seksjon som inneholder den mest ekstraherte kaffe (den kaffe som har vært utsatt for størst ekstraksjon). Konsentrert kaffe-ekstrakt trekkes ut fra den seksjon som inneholder den ferskeste kaffen. Nevnte kaffe utsettes tydeligvis for en sammensetnings-forandring under perkoleringen. Tabell 1 illustrerer sammensetningen av brent og malt kaffe, mens tabell 2 illustrerer sammensetningen av delvis ekstrahert, brent og malt kaffe. Mens den totale prosent av karbohydrater forblir omtrent konstant, kan det sees at de varme-hydrolyserte arabinogalaktanene er delvis fjernet. Den foretrukne, delvis ekstraherte, brente og malte kaffen består således av ca. 45 vekt% karbohydrater, av hvilke over halvparten er mannan. Den foretrukne, delvis ekstraherte, brente og malte kaffe er også én som oppstår ved kommersiell ekstraksjon av brent og malt kaffe inntil det er oppnådd minst et kumulativt utbytte på fra 35 til 55% (tørrbasis, brent og malt kaffe) derfra.
Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er detaljert beskrevet i krav 1.
Figuren viser et diagram som angir prosent løselig utbytte mot reaksjonstid for fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. De data som vises her diskuteres mer fullstendig i eks. 4.
Når det gjelder detaljene i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, vil den hydratiserte, delvis ekstraherte, brente og malte kaffen inneholde fra 2 til 75 vekt% av den delvis ekstraherte og malte kaffen på tørrbasis i en væske, typisk vann, før den mates til en reaktor, for-trinnsvis en pluggstrømreaktor. Den hydratiserte, delvis ekstraherte, brente og malte kaffen skal være jevn, d.v.s. den skal være fordelt jevnt helt igjennom. Dersom den fremstilles i form av en sats på forhånd, skal det tas forholdsregler for å sikre jevnhet, som f.eks. resirkulering ved hjelp av en oppslemmingspumpe. Dersom hydrolysereaksjonen skal foregå i en pluggstrømreaktor, foretrekkes det å anvende en oppslemming som skal ha mellom 5 og 25 vekt%, mest foretrukket mellom 10 og 20 vekt%, av delvis ekstrahert, brent og malt kaffe på tørrbasis. Når det anvendes en pluggstrømreaktor, og konsen-trasjonen i oppslemmingen overstiger 25 vekt%, blir oppslemmingen for tykk for å sikre riktig strømning. I tilfelle av at det anvendes en annen reaktor, som f.eks. en ekstruder, er det generelt ikke nødvendig å fremstille en oppslemming. Brukt grut fra et konvensjonelt perkolerings-system, som typisk inneholder mellom 65 og 8 0 vekt% væske, kan mates direkte til en slik ekstruder uten ytterligere fortynning. Brukt grut inneholdende fra ca. 40 til 65 vekt% væske kan også anvendes. En slik grut ville vært delvis dehydratisert som f.eks. ved skruepressing, lufttørking eller andre metoder som er kjent på fagområdet.
Etter at den delvis ekstraherte, brente og malte kaffen er hydratisert eller oppslemmet, mates den til en reaktor. Egnede, kontinuerlige reaktorer omfatter dem som kan fremme reaksjoner ved høy temperatur og kort tid, som f.eks. enkelt- eller dobbeltskrue-ekstrudere eller rørformede pluggstrøm-reaktorer. En egnet sats-reaktor er et såkalt trykkved-likeholdskar, f.eks. en autoklav, eller en eksplosjons-fordamper (an explosion puffer) hvor kaffe-ekstraksjons-restmaterialet plasseres i reaksjonskaret, som så trykksettes og oppvarmes, f.eks. med damp. Trykket avlastes så raskt og eksplosivt, og innholdet tømmes ut av reaktorkaret. De løselige faststoffene utflakes så fra det materiale som på denne måten er uttømt fra nevnte reaksjonskar. Rørformede pluggstrøm-reaktorer er spesielt hensiktsmessige. En rørformet pluggstrøm-reaktor er i det vesentlige en sylindrisk rørlengde i hvilken en reaksjon kan finne sted. En åpning eller en annen egnet anordning er plassert på utløpsenden av reaktoren for å regulere trykket i reaktoren såvel som uttømmings-hastigheten fra reaktoren. "Plugg-strøm" refererer til hastighetsprofilen for den oppslemming som strømmer gjennom reaktoren. Normalt oppviser en væske en hastighet med parabolsk profil, hvor væsken i sentrum av en ledning har en høyere hastighet enn væske som strømmer nærmere veggen. I en ideell pluggstrømreaktor er hastighetsprofilen flat på grunn av karets geometri og væskens natur, som således sikrer de samme reaksjonsbetingelser med høy temperatur og kort tid for alt materiale i reaktoren ved å redusere variasjoner i oppholdstiden til et minimum.
Den forhøyede temperaturen oppnås i reaktoren på en hvilken som helst av mange måter. F.eks. kan oppslemmingen føres gjennom en varmeveksler som en del av, eller separat fra reaktorkammeret. Temperaturen kan så bibeholdes ved enkel isolering av reaktoren. Alternativt kan damp med høyt trykk injiseres direkte i reaktoren som et middel for å heve temperaturen. Selv om dampen kan for-tynne oppslemmingen noe, er en slik oppvarming meget rask, og tillater korte reaksjonstider. Valg av den foretrukne oppvarm-ningsmetode, såvel som størrelsen på diameteren i reaktoren og åpningen ligger innenfor en fagmanns dyktighet, basert på standard konstruksj onsprinsipper.
De tid/temperatur-betingelser som bibeholdes i reaktoren er naturligvis kritiske for å sikre at mannanhydrolysen vil foregå mens det produseres ønskelig smak og farve ved regulert reaksjon, og uten å forårsake signifikant insolubilisering (f.eks. tjæredannelse).
Innenfor de tid/temperatur-betingelser som er angitt ovenfor, velges prosessbetingelsene slik at det produseres et hydrolysat som stemmer overens med følgende kriterier: utbytte; smaksgenerering; og DP-fordeling slik at hydrolysatet kan tørkes og slik at hydrolysatet har minimal tjæredannelse. Det utbytte som genereres ved varmehydrolyseprosessen ifølge foreliggende oppfinnelse må være tilstrekkelig til å resultere i et kumulativt utbytte på fra 55 til 73%, fortrinnsvis fra 65 til 73%
(tørrbasis, brent og malt kaffe) når hydrolysatet tilsettes til en konvensjonell kaffeekstrakt. Fremgangsmåten genererer også totalaroma i en mengde overstigende 4000 ppm i hydrolysatet målt ved en rense- og felle-gasskromatografimetode. Denne aroma har et høyt nivå av ønskelig, kaffelignende smak inkludert pyraziner, diketoner, aldehyder og svovelholdige forbindelser. Den totalaroma som produseres inneholder mindre enn 25% furfural. Slik det er velkjent for fagmannen, ansees for store mengder furfural å gi en skadelig, cereal-lignende smak. Indikerende og ønskelig kaffe-lignende smak er 2-3-pentandion og diacetyl som fremstilles i betydelige mengder ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse produ-serer over 100 ppm diacetyl.
Endelig må DP-fordelingen være slik at hydrolysatet inneholder minimale mengder mannanoligomerer over det DP-6 som vil gi et bunnfall. Hydrolysatet inneholder mindre enn 10% oligomerer med DP over 6, fortrinnsvis mindre enn 5%. Hydrolysatet må også inneholde en mengde av DP-1 mindre enn 50% av de totalt genererte hydrolysatfaststoffene, som er hygroskopiske og vanskeligere å tørke, fortrinnsvis mindre enn 30% for derved å tillate at en kombinasjon av hydrolysat og kaffe-ekstrakt kan tørkes ved hjelp av konvensjonelle metoder, f.eks. spraytørking, frysetørking, trommeltørking o.s.v.
Det er funnet at reaksjonstemperaturen skal være mellom 200 og 260°C, fortrinnsvis fra 210 til 240°C, for å solubilisere og hydrolysere mannanfraksjonen til det ønskede område og gi den ønskede farve, smak og aroma. Minst 50% av mannanfraksjonen fjernes fra kafferesten, fortrinnsvis 75% og mer foretrukket 90%. Dersom arabinogalaktan-fraksjonen er til stede, solubiliseres den lettere enn mannanfraksjonen. Slike temperaturer tilsvarer generelt et trykk i reaktoren på mellom 1,7 MPa og 4,1 MPa (17 og 40 atmosfærer), som er omtrent metningstrykket for vann i den oppslemming som mates til reaktoren.
Den ønskede reaksjonstiden er funnet å være mellom 1 min. og 15 min., fortrinnsvis fra 2 til 8 min., for å gjennomføre nevnte hydrolyse.
Ved en hvilken som helst gitt temperatur innenfor temperatur-området i foreliggende oppfinneriske fremgangsmåte, vil mannanet solubiliseres og hydrolyseres. Utbyttene vil øke med oppholdstiden opp til et maksimum, og deretter vil utbyttet reduseres etterhvert som oligomerene nedbrytes for å produsere enten flyktige eller uløselige stoffer, d.v.s. tjærer eller slam. Reak-sjonens kinetikk vil generelt fordobles ved hver 10°C stigning i temperaturen. I det øvre temperaturområde må oppholdstidene avta innenfor den nedre ende av det spesifiserte tidsområde. I det nedre temperaturområde må derimot oppholdstiden avta innenfor den øvre ende av tidsområdet.
Ved betingelsene ifølge foreliggende oppfinnelse vil mannan-polymerer som typisk finnes i krystallinsk og amorf tilstand og eventuelt gjenværende arabinogalaktan solubiliseres og hydrolyseres til lavere oligomerer og monomerer som utsettes for ytterligere kjemiske reaksjoner, d.v.s. Maillard-reaksjoner og karamel1iserings-reaksjoner for å generere kaffesmak og kaffe-lignende farve.
Som bemerket foran kan utløpsenden i reaktoren og/eller reaktorene ha en åpning for å regulere trykket inne i reaktoren og regulere uttømmingshastigheten. Når oppsiem-mingen føres raskt gjennom åpningen, reduseres det trykk som oppslemmingen utsettes for til ca. atmosfærisk trykk. En slik rask reduksjon av trykket forårsaker ekspansjon og fordampningsavkjøling av oppslemmingen hvorved hydrolyse- og brunings-reaksjonene umiddelbart avsluttes. Ved således å stanse reaksjonen, er det mulig å regulere hydrolyse-reaksjonstiden til innenfor den foreskrevne 1 til 15 min. periode med stor pålitelighet.
Så snart oppslemmingen er uttømt fra pluggstrømreaktoren, avkjøles oppslemmingen videre og kan så skilles i løselige faststoffer og den gjenværende, hydrolyserte, delvis ekstraherte, brente og malte kaffen. En slik ytterligere avkjøling kan foregå ved innføring i en flash-tank. Damp som innføres i, eller dannes i, flash-tanken inneholder kondenserbar og ikke-kondenserbar smak og aroma. Denne aroma separeres og over-føres til en kondensator. Den kondenserbare aroma kondenseres eventuelt, gjenvinnes og anvendes. Nevnte kondenserbare aroma kan destilleres om ønsket.
I tillegg kan ikke-kondenserbar aroma absorberes i et flytende medium og eventuelt anvendes som aroma.
Separering kan foregå ved hjelp av en hvilken som helst metode for faststoff-væske-separasjon som er kjent på fagområdet. F.eks. kan oppslemmingen filtreres for å fjerne den hydrolyserte, delvis ekstraherte, brente og malte kaffen derfra. Alternativt kan oppslemmingen separeres ved sentri-fugering av oppslemmingen, som f.eks. i en kurv-sentrifuge.
Den viktigste bruken av de løselige faststoffene er tilsetning av blandingen til en konvensjonell kaffeekstrakt for å øke mengden av løselig kaffe fremstilt av den brente og malte start-kaffen. Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse vil resultere i et øket utbytte på 10-60% løselige faststoffer (tørr basis, delvis ekstrahert, brent og malt kaffe) som korrelerer til et kumulativt utbytte og fra 55 til 73% (tørr basis, brent og malt kaffe). De løselige faststoffene som oppnås ved hjelp av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan tilsettes til den konvensjonelle kaffeekstrakten før tørking av denne ekstrakten, eller de løselige faststoffene kan tørkes og så kombineres med en løselig kaffe fremstilt fra en konvensjonell ekstrakt. Tørking kan foregå ved hjelp av en hvilken som helst metode som er kjent på fagområdet, som f.eks.'frysetørking eller spraytørking.
Følgende eksempler illustrerer visse utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse.
Eksempel 1
Dekaffeinert, delvis ekstrahert, brent og malt kaffe fra et kommersielt perkoleringssystem fra hvilket det ble oppnådd et utbytte på 50,6% (tørrbasis, brent og malt start-kaffe), ble varmebehandlet i en 10 cm x 1219 cm varmepluggstrømreaktor. En oppslemming av vann og grut ble fremstilt med en konsentrasjon på ca. 11% totale faststoffer og med høytrykksdamp og innført i pluggstrømreaktoren. Oppslemmingen ble eksponert for ca. 221°C i 8 min. i reaktoren. For å vedlikeholde væskeform i karet ble det påført et mottrykk ved bruk av en åpning på 0,64 cm. Materialet ble så "flashet" til atmosfærisk trykk. Utgangs-oppslemmingen ble filtrert for å gjenvinne de løselige faststoffene. Nevnte materiale oppviste en ønskelig, kaffe-lignende farve og smak. Dette filtrat ble konsentrert til 41,2% faststoffer i en fordamper og så frosset. Det utbytte som ble generert over pluggstrømreaktoren var en voksende 11,6% (tørrbasis, brent og malt kaffe), hvilket resulterer i et kombinert utbytte på 62,2% fra totrinns-prosessen. De løselige faststoffene ble kvantitativt hydrolysert til sukkere og analysert ved hjelp av høy-ytelses-væskekromatografi (H.P.L.C.). Totalmengden sukkere var 74%. De gjenværende 26% av de løselige faststoffene var i hovedsak bruningsreaksjons-produkter. Oligomer-fordelingen bestemt ved hjelp av H.P.L.C. var følgende:
Eksempel 2
Delvis ekstrahert, dekaffeinert, brent og malt (50% Robustas, 50% Columbian) kaffe fra en mild ekstraksjonsprosess fra hvilken et utbytte på 35,6% (tørrbasis, brent og malt start-kaffe) ble oppnådd, ble varmebehandlet i en 10 cm x 1219 cm varmepluggstrøm-reaktor. Den brukte gruten ble først malt for å redusere partik-kelstørrelsen til ca. 1 mm for bedre å regulere mateoppslemmings-konsentrasjonene til reaktoren. Nevnte mateoppslemmingskonsentra-sjoner var ca. 14% totalfaststoffer. Oppslemmingen ble pumpet gjennom reaktoren med en hastighet tilsvarende oppholdstider på
8 min. og holdt ved ca. 221°C ved bruk av en 0,64 cm åpning. Reaksjonen ble stanset ved "flashing" til atmosfærisk trykk. Produktoppslemmingen ble filtrert for å skille de løselige fra de uløselige faststoffene. Omdannelser av uløselige startkaffe-faststoffer til løselige kaffe-faststoffer var 45,3% på tørrbasis. Denne omdannelse er relatert til et voksende utbytte over plugg-strømreaktoren på 29,2% og et totalt kombinert utbytte på 64,8% på tørrbasis av brent og malt start-kaffe. Karbohydratet i de løselige og uløselige faststoffene ble kvantitativt hydrolysert til sukkere og analysert ved hjelp av H.P.L.C. Dataene fremgår av tabellen nedenfor og indikerer at den løselige fraksjonen hadde en karbohydrat-konsentrasjon på 47,2%. Hydrolysatet som hadde en middels brun farve og en kaffe-lignende grunnsmak, ble konsentrert til 40-45% faststoffer og kombinert med den konsentrerte kaffeekstrakten i et riktig forhold.
Eksempel 3
Trykk-awannet, brukt kaffegrut (ca. 65% fuktighet) fra et kommersielt perkoleringssystem i hvilket det typisk ble oppnådd et utbytte på 49-55% (tørrbasis, brent og malt start-kaffe), ble varmebehandlet i et modifisert ekstrudersystem av Wenger-fabrikat. Utstyret besto av en drivende bunnbeholder med en dobbelt skrue-transportør som mater inn i en Wenger SX-80 (80 mm) enkeltskrue-ekstruder. Utløpet av SX-80 fører inn til innløpet av en Wenger SX-110 (110 mm) enkeltskrue-ekstruder. SX-80 ble utstyrt med mateskrueseksjoner, dampsluser og 2 elektrisk oppvarmede bånd. SX-80 fungerte som mater, forhåndsoppvarmer og damp- og material-forsegling til SX-110. SX-110 ble utstyrt med 4 større elektrisk oppvarmede bånd (1,7-1,9 kw/bånd), 15 skrueseksjoner og 13 dampsluser og ble delt i tre forskjellige soner: matesone, opp-varmingssone og reaksjonssone. Reaksjonssonen inneholdt 4 inn-løpskraner og en hydraulisk regulert, konisk dyse for å bibeholde mottrykk. En liten mengde vann (170 ml/min.) ble pumpet inn i kran nr. 1. Systemet oppnådde ganske jevne matehastigheter på 95,4 kg/time. I en sperret tilstand oppholdt den brukte gruten seg i 30 sek. i matesonen, 200 sek. i oppvarmingssonen og 80 sek. i reaksjonssonen. Den totale oppholdstiden i SX-110 ble beregnet å være 325 sek. (omfatter oppholdstiden på flere sek. i en kort overføringssone mellom oppvarmingssonen og reaksjonssonen). Oppvarmingsbåndene var på maksimal varme og en temperatur på
ca. 204°C ble målt ved utløpet (dysen) til SX-110. Mottrykket på den hydrauliske dysen var 35 kg/cm<2>. Det er beregnet at den brukte gruten var eksponert for en temperatur på ca. 224°C i ca. 3 min. Da den brukte gruten forlot ekstruderen, ble den raskt avkjølt ved "flashing" til atmosfærisk trykk, og prøver fjernet for analyse ble ytterligere avkjølt med tørris. Gruten ble fortynnet med vann og filtrert. Det ble fastslått at 26% av den brukte gruten var omdannet til løselige faststoffer på tørrbasis.
Eksempel 4
Dekaffeinert, delvis ekstrahert, brent og malt kaffe
(100% Robustas) fra en mild ekstraksjonsprosess ga et utbytte på 44% (tørrbasis, brent og malt start-kaffe). Et forsøk ble utført med en 10 cm x 1219 cm varmepluggstrømreaktor for å bestemme effekten av reaktor-temperatur og oppholdstid på brent utbytte. Tre temperaturer ble undersøkt: ca. 238°C, ca. 221°C og ca. 204°C. Oppholdstidene varierte fra 2 til 23 min. Fig. 1 illustrerer resultatene. Tallene for brent utbytte på y-aksen representerer et totalt utbytte etter en totrinns-prosess (en mild ekstraksjon til et utbytte, så pluggstrømreaktor). Oppnådde utbytter var 56 til 66% kumulativt utbytte av brent og malt kaffe ved et fuktighetsnivå på 7% (lik 60-71% kumulativt utbytte av brent og malt kaffe, tørrbasis) etter behandling. Dette ble oppnådd for oppholdstider som varierer fra 3 til 13 min. ved 204-238°C. Oppvarming utover denne tiden ved disse temperaturene gir minsket utbytte, hvilket indikerer at langvarig behandling ikke er ønskelig.
Eksempel 5
Den pluggstrømreaktor-ekstrakt som ble fremstilt i eks. 2 ble konsentrert til 40-45% totalfaststoffer og satt sammen med den ekstrakt som ble fremstilt fra det første, milde ekstraksjonstrinnet. De to strømmene ble kombinert overensstemmende med utbyttefordelingen.
I dette eksempel var 55% av faststoffene i sluttproduktet fra det milde ekstraksjonstrinnet, mens 45% av faststoffene kom fra varmepluggstrømreaktoren. Denne blandede ekstrakten ble så spray-tørket for å gi en prototype.
Et trenet kaffepanel vurderte produktet på dets smaks- og farve-egenskaper. Prøven ble bedømt å være av akseptabel koke-farve og ble oppfattet å ha kaffesmak som var typisk for vanlig kommersiell løselig kaffe uten noen fortynningssmak-påvirkning på grunn av øket utbytte.
Eksempel 6
En serie sammenligningsforsøk ble utført for å beskrive forskjellene mellom sur hydrolyse av brukt grut (representativ for det som læres i US-patent 4.508.745) sammenlignet med det som læres ifølge foreliggende oppfinnelse. To typer av delvis ekstrahert, brent og malt kaffe (brukt grut) ble anvendt. Grut av type A var representativ for brukt grut fra et kommersielt perkolator-system i hvilket 57% utbytte (basert på brent og malt kaffe, tørrbasis) var ekstrahert. Grut av type B var representativ for brukt grut fra en forsøksanleggs-ekstraktor i hvilken 43% utbytte (basert på brent"og malt kaffe, tørrbasis) var ekstrahert. En pluggstrømreaktor av laboratoriestørrelse ble anvendt som reaktor. Den pluggstrømreaktor som ble brukt i dette arbeide var en reaktor av laboratoriestørrelse som besto av en diafragmapumpe som kunne pumpe kaffegrutoppslemming med ca. 5% faststoffer gjennom en spiral som var neddykket i et elektrisk oppvarmet, luft-fluidisert sandbad. Sandbadet oppvarmes nedenfra, og varmen strømmer oppover med den fluidiserte sanden. Oppslemmingen inneholdende 5% faststoffer ble oppvarmet indirekte, og sandbadet ble holdt noen få grader høyere enn oppslemmingen for å få varme til å strømme eller overføres. Oppholdstiden ble definert av volumet i spiralen og oppslemmingens strømningshastighet. Ved utløp av reaktoren ble oppslemmingen ført gjennom en spiral neddykket i et isbad og reaksjonen stanset ved avkjøling. Hydrolysatet ble skilt fra resten (uløselig grut). Hydrolysatet ble analysert for å bestemme DP-fordeling, utbytte og total mengde aromatiske forbindelser.
I de syre-katalyserte forsøkene (representative for det som læres i US-patent 4.508.745) ble 1% svovelsyre, basert på opp-slemmingsvekten, tilsatt til oppslemmingen. Etter hydrolyse ble oppslemmingen nøytralisert med kalsiumkarbonat til pH 5,5 før filtrering.
Tabell I nedenfor angir de data som dekker forsøk som anvender syre-katalysert hydrolyse av delvis ekstrahert, brent og malt kaffe (brukt grut). Tabell II angir data som dekker forsøk som er representative for varmehydrolyse av delvis ekstrahert, brent og malt kaffe ifølge foreliggende oppfinnelse.
Som det fremgår av de rapporterte resultater, genererer syrehydrolysebetingelser lavere mengder av totale aromatiske forbindelser. Av de aromatiske forbindelser som er produsert er en høy prosent furfural til stede i de totale aromatiske forbindelsene, i alle rapporterte tilfeller større enn 66%. Lave nivåer av diacetyl og 2-3-pentandion ble generert. Syrehydrolysen produserte et produkt inneholdende et høyt nivå av DP-l-oligomer.
I de rapporterte tilfeller oversteg alle konsentrasjoner av DP-1 70%, hvilket gjør disse hydrolysater vanskelige å spraytørke når de kombineres med konvensjonelle kaffeekstrakter.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen produserte i alle tilfeller hydrolysater som inneholdt under 30% DP-l-oligomerer. Varmehydrolysebetingelsene i foreliggende oppfinnelse produserte også signifikant større mengder av totale aromatiske forbindelser, og de aromatiske forbindelsene inneholdt i alle tilfeller mindre enn 21% furfural som en totalprosent av de aromatiske forbindelsene. Meget større mengder diacetyl og 2-3-pentandion ble produsert ved varmehydrolyse sammenlignet med syrehydrolyse. Diacetyl og 2-3-pentandion er eksempler på ønskelige kaffesmak-forbindelser.
Claims (6)
1. Fremgangsmåte for å solubilisere en delvis ekstrahert,
brent og malt kaffe og generere kaffesmak og -farve i en reaktor, omfattende å produsere et hydrolysat inneholdende et nivå på DP-l-oligomerer på mindre enn 50% og et nivå på mindre enn 10% oligomerer over DP-6, idet begge nivåer er basert på de totale hydrolysatfaststoffer som genereres, og for å generere totale aromater i en mengde som overstiger 4000 ppm inklusive en mengde av diacetyl i overkant av 100 ppm,
karakterisert ved at: (a) det tilveiebringes en oppslemming av den delvis ekstraherte, brente og malte kaffe i vann, idet oppslemmingen omfatter en hydratisert, delvis ekstrahert, brent og malt kaffe som inneholder fra 2 til 75 vekt% delvis ekstrahert, brent og malt kaffe, idet arabinogalaktan i en mengde av inntil 35-55%, regnet på tørr basis av den delvis ekstraherte, brente og malte kaffe, er fjernet fra den delvis ekstraherte, brente og malte kaffe ved ekstraksjon, (b) nevnte hydratiserte, delvis ekstraherte, brente og malte kaffe utsettes for temperaturer fra 200 til 260°C i en tidsperiode som varierer fra 1 min. til 15 min. i en reaktor i fravær av enhver tilsatt sur katalysator for å oppnå hydrolyse av den delvis ekstraherte, brente og malte kaffen og for trinnvis å generere 10-60% utbytte (tørr-basis, delvis ekstrahert, brent og malt kaffe) og for å fjerne minst 50% av mannan-fraksj onen, (c) hydrolyse- og bruningsreaksjonene stanses og (d) løselige faststoffer, farvestoffer og aroma utskilles fra den hydrolyserte, delvis ekstraherte, brente og malte kaffen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at hydrolysereaksjonen stanses ved å fjerne den hydrolyserte, delvis ekstraherte, brente og malte kaffen som er behandlet i trinn l(b) fra reaktoren og trykket raskt reduseres til atmosfærisk trykk.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at minst 75% av mannan-fraksjonen fjernes ved hydrolyse.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at det som reaktor anvendes en rørformet pluggstrømreaktor.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at tiden varieres fra 2 til 8 min.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at temperaturen i reaktoren varieres fra 210 til 240°C.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US24420588A | 1988-09-14 | 1988-09-14 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO884548D0 NO884548D0 (no) | 1988-10-12 |
NO884548L NO884548L (no) | 1989-03-15 |
NO172832B true NO172832B (no) | 1993-06-07 |
NO172832C NO172832C (no) | 1993-09-15 |
Family
ID=22921803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO884548A NO172832C (no) | 1988-09-14 | 1988-10-12 | Fremgangsmaate for aa solubilisere delvis ekstrahert, brentog malt kaffe |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0363529B1 (no) |
JP (1) | JP2809445B2 (no) |
KR (1) | KR960007094B1 (no) |
CN (1) | CN1032290C (no) |
AT (1) | ATE87179T1 (no) |
AU (1) | AU626805B2 (no) |
CA (1) | CA1324287C (no) |
DE (1) | DE3879701T2 (no) |
DK (1) | DK566288A (no) |
ES (1) | ES2039635T3 (no) |
FI (1) | FI94013C (no) |
IE (1) | IE62357B1 (no) |
NO (1) | NO172832C (no) |
PH (1) | PH25011A (no) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4983408A (en) * | 1988-12-07 | 1991-01-08 | Colton Ralph L | Method for producing coffee extracts |
DE4038526A1 (de) * | 1990-12-03 | 1992-06-04 | Jacobs Suchard Ag | Verfahren zur herstellung von loeslichem kaffee |
CA2087242A1 (en) * | 1992-01-27 | 1993-07-28 | Howard David Stahl | Coffee product high in dietary soluble fiber and process for making it |
FR2700806B1 (fr) * | 1993-01-27 | 1995-03-17 | Elf Aquitaine | Procédé de détermination des variations de la morphologie d'un puits de forage. |
ES2153536T3 (es) * | 1996-08-26 | 2001-03-01 | Nestle Sa | Procedimiento y producto de extraccion de cafe. |
US5997929A (en) * | 1997-11-03 | 1999-12-07 | Nestec S.A. | Extraction process |
US6149957A (en) * | 1998-04-09 | 2000-11-21 | Nestec S.A. | Aroma recovery process |
JP4684440B2 (ja) * | 2001-03-13 | 2011-05-18 | 味の素ゼネラルフーヅ株式会社 | マンノオリゴ糖を含有する過酸化脂質上昇抑制組成物 |
US6783791B2 (en) * | 2001-08-01 | 2004-08-31 | The Procter & Gamble Co. | Coffee compositions comprising processed coffee grounds |
CN1293819C (zh) * | 2002-12-23 | 2007-01-10 | 兹尼营养品公司 | 用于营养用途的研磨种子的焙烧 |
JP4488852B2 (ja) | 2004-09-17 | 2010-06-23 | 味の素ゼネラルフーヅ株式会社 | 体内脂肪低減作用を有する組成物 |
ATE411738T1 (de) * | 2005-07-18 | 2008-11-15 | Kraft Foods Global Brands Llc | Enzymunterstützte herstellung löslichen kaffees |
EP1980258A4 (en) | 2006-01-24 | 2010-03-10 | Ajinomoto General Foods Inc | COMPOSITION FOR IMPACTING BLOOD PRESSURE AND / OR PREVENTING BLOOD PRESSURE INCAPATION AND FOOD OR BEVERAGE CONTAINING THEREOF |
EP2090179B1 (en) | 2006-11-21 | 2016-08-10 | Fuji Oil Holdings Inc. | Mannooligosaccharide-containing food composition |
WO2010109626A1 (ja) | 2009-03-26 | 2010-09-30 | 味の素ゼネラルフーヅ株式会社 | 生活習慣病を予防または治療するための医薬組成物およびそれに役立つ食品 |
WO2010109628A1 (ja) | 2009-03-26 | 2010-09-30 | 味の素ゼネラルフーヅ株式会社 | アディポネクチン産生を促進するための医薬組成物およびそれに役立つ食品 |
JP4667514B2 (ja) * | 2009-05-07 | 2011-04-13 | 味の素ゼネラルフーヅ株式会社 | クロロゲン酸含有飲料 |
JP5960381B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2016-08-02 | サントリーホールディングス株式会社 | マンノオリゴ糖の製造方法 |
ES2936462T3 (es) * | 2012-06-18 | 2023-03-17 | Bridgestone Corp | Método de desolventización de bagazo |
JP2015129126A (ja) * | 2015-01-06 | 2015-07-16 | サントリーホールディングス株式会社 | マンノオリゴ糖の製造方法 |
CN108471765A (zh) | 2015-12-11 | 2018-08-31 | 基伊埃工程技术股份有限公司 | 用于生产浓缩咖啡产品的方法 |
JP2016179988A (ja) * | 2016-04-28 | 2016-10-13 | サントリーホールディングス株式会社 | マンノオリゴ糖の製造方法 |
WO2020095119A1 (en) * | 2018-11-05 | 2020-05-14 | Tapas Chatterjee | Method and system for preparing spray dried chicory powders |
GB2591988B (en) | 2019-12-20 | 2022-10-19 | Douwe Egberts Bv | A process to prepare a liquid coffee concentrate with reduced acrylamide content by resin treatment |
GB2591989B (en) | 2019-12-20 | 2022-10-12 | Douwe Egberts Bv | A process to prepare a liquid coffee concentrate with reduced acrylamide content by treatment with a selectively permeable membrane |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3361572A (en) * | 1964-02-03 | 1968-01-02 | Hills Bros Coffee | Continuous process for producing beverage extract |
US3529968A (en) * | 1967-12-18 | 1970-09-22 | Procter & Gamble | Countercurrent slurry extraction of coffee expeller cake |
CH516284A (de) * | 1969-11-19 | 1971-12-15 | Haco Ag | Kontinuierliches mehrstufiges Verfahren zur Herstellung von Kaffee-Extrakt nach dem Filtrationsprinzip |
CA1093375A (en) * | 1978-04-04 | 1981-01-13 | General Foods, Limited | Process for producing soluble coffee employing countercurrent multistage slurry extraction system |
US4508745A (en) * | 1982-12-30 | 1985-04-02 | General Foods Corporation | Production of a mannan oligomer hydrolysate |
IN170001B (no) * | 1985-09-27 | 1992-01-25 | Gen Foods Corp |
-
1988
- 1988-10-04 CA CA000579260A patent/CA1324287C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-05 ES ES198888309287T patent/ES2039635T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-05 DE DE88309287T patent/DE3879701T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-05 AT AT88309287T patent/ATE87179T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-10-05 EP EP88309287A patent/EP0363529B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-10 IE IE306388A patent/IE62357B1/en not_active IP Right Cessation
- 1988-10-11 DK DK566288A patent/DK566288A/da not_active Application Discontinuation
- 1988-10-11 FI FI884656A patent/FI94013C/fi not_active IP Right Cessation
- 1988-10-12 NO NO884548A patent/NO172832C/no unknown
- 1988-10-14 AU AU23762/88A patent/AU626805B2/en not_active Ceased
- 1988-10-21 PH PH37715A patent/PH25011A/en unknown
- 1988-11-14 CN CN88107905A patent/CN1032290C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-23 KR KR88015432A patent/KR960007094B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-09-14 JP JP1239743A patent/JP2809445B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2376288A (en) | 1990-03-22 |
PH25011A (en) | 1991-01-28 |
DE3879701D1 (de) | 1993-04-29 |
IE883063L (en) | 1990-03-14 |
FI884656A0 (fi) | 1988-10-11 |
NO172832C (no) | 1993-09-15 |
IE62357B1 (en) | 1995-01-25 |
EP0363529B1 (en) | 1993-03-24 |
EP0363529A2 (en) | 1990-04-18 |
DE3879701T2 (de) | 1993-10-14 |
CN1032290C (zh) | 1996-07-17 |
FI94013B (fi) | 1995-03-31 |
NO884548D0 (no) | 1988-10-12 |
JPH02200147A (ja) | 1990-08-08 |
ES2039635T3 (es) | 1993-10-01 |
CA1324287C (en) | 1993-11-16 |
EP0363529A3 (en) | 1990-04-25 |
DK566288D0 (da) | 1988-10-11 |
CN1041090A (zh) | 1990-04-11 |
KR900004262A (ko) | 1990-04-12 |
KR960007094B1 (en) | 1996-05-27 |
AU626805B2 (en) | 1992-08-13 |
DK566288A (da) | 1990-03-15 |
FI94013C (fi) | 1995-07-10 |
ATE87179T1 (de) | 1993-04-15 |
FI884656A (fi) | 1990-03-15 |
NO884548L (no) | 1989-03-15 |
JP2809445B2 (ja) | 1998-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO172832B (no) | Fremgangsmaate for aa solubilisere delvis ekstrahert, brentog malt kaffe | |
JP3798523B2 (ja) | コーヒーの出しがらから可溶性コーヒー固体の向流抽出方法、および可溶性コーヒー製品 | |
US4668525A (en) | Tea extraction process | |
EP0178357B1 (en) | Production of a mannan oligomer hydrolysate | |
AU653285B2 (en) | Coffee product high in dietary soluble fiber and process for making it | |
DK141571B (da) | Fremgangsmåde til fremstilling af i det væsentlige sterile, koncentrerede aromastoffer ud fra råvarer af krydderurter, grøntsager og svampe. | |
KR101807329B1 (ko) | 커피 처리 방법 | |
CA1314759C (en) | Water-soluble extract with bread-like flavour | |
US3035921A (en) | Manufacture of soluble coffee | |
US3700463A (en) | Coffee extraction process | |
GB2580323A (en) | Coffee extraction process | |
CN116685207A (zh) | 减少咖啡提取物中丙烯酰胺的方法及可溶性咖啡产品 | |
NO300663B1 (no) | Fremgangsmåte for fremstilling av vannopplöselige teekstrakter | |
EP0321060B1 (en) | A process for roasting maize | |
CA1221363A (en) | Production of a mannan oligomer hydrolysate | |
US1338231A (en) | Solid soluble beverage extract and process of manufacturing same | |
JPH02145149A (ja) | 完全に抽出しきっていない焙炒粉砕コーヒーの加水分解 | |
MXPA97006465A (en) | Procedure of extraction of coffee and produ |