PL234000B1

PL234000B1 - Sposób modyfikacji naturalnej kawy ziarnistej

Info

Publication number: PL234000B1
Application number: PL417557A
Authority: PL
Inventors: Radosław Pankiewicz; Bogusława Łęska; Marcin Troczyński; Paweł Troczyński
Original assignee: Troczynski Marcin Rene Coffee Pads Magmar; Troczyński Marcin Rene Coffee Pads Magmar
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2019-12-31
Also published as: EP3257379B1; EP3257379A1; PL417557A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji naturalnej kawy ziarnistej w celu usunięcia substancji drażniących, jednocześnie bez utraty jej wartości użytkowych, takich jak zawartość kofeiny, właściwości sensorycznych i antyoksydacyjnych.

Kawa jest jednym z najpopularniejszych napojów. Konsumenci doceniają jej liczne walory, zarówno sensoryczne: smak, zapach, jak i prozdrowotne, przez dotlenianie organizmu, przyspieszanie metabolizmu, opóźnianiu procesów starzenia się. Czasem picie kawy może wiązać się dolegliwościami przewodu pokarmowego. Uczucie zgagi, nadkwasota, refluks, czy inne występujące po wypiciu kawy problemy skłaniają producentów do wytworzenia kawy, która wykazywałaby znacznie mniejsze działania drażniące i pobudzające wydzielanie kwasu solnego, a jednocześnie zachowałaby wszelkie walory sensoryczne i zdrowotne. Za właściwości drażniące w kawie, przede wszystkim, odpowiedzialne są 5-hydroksytryptamidy kwasów karboksylowych typu C-5HT. W ziarnach kawy zielonej, w zależności od jej rodzaju, występuje od 700 μg do 2000 mg C-5HT na 1 g suchej masy kawy. Po procesie prażenia kawy, zawartość kwasów typu C-5HT ulega zmniejszeniu, ale nie powoduje to eliminacji działania drażniącego na przewód pokarmowy.

Znane są inne metody przeprowadzenia tego procesu. I tak, w patencie PL 157431 opisano skuteczny sposób obniżenia zawartości kwasów C-5HT, poprzez zdejmowanie w sposób mechaniczny zewnętrznej otoczki ziaren kawy zielonej przed procesem prażenia. Przedstawiono w tym patencie, że ilość usuwanej łuski z ziaren kawy tą metodą, stanowi ok. 2% masy ziarna, natomiast aby uzyskać zadowalający rezultat obniżenia wartości kwasów C-5HT zaleca się usunięcie ok. 10% masy ziarna. Wadą tego procesu jest duża utrata masy ziarna kawy.

Podobną metodę opisano w patencie PL 175806, jednakże poziom substancji drażniących w tak zmodyfikowanej kawie jest wyższy, niż 400 mg C-5HT na 1000 g kawy.

Inny patent PL 217713 przedstawia sposób modyfikacji ziarnistej kawy naturalnej, z usunięciem substancji drażniących C5-HT polegający na obłuszczaniu kawy zielonej lub mieszanki kaw z 1,3% do 2% jej masy, a następnie odpowiednim wypaleniu ich w piecu zgodnie z reżimem temperatur według opisanego algorytmu: początkowo kawę umieszcza się w prażalniku, gdzie panuje temperatura 200°C do 210°C. Wsyp ziaren kawy powoduje obniżenie temperatury w prażalniku, więc należy kontrolować temperaturę, by nie spadła ona poniżej 120°C. Po upływie 90 do 120 sekund rozpoczyna się proces podnoszenia temperatury, ze średnią prędkością 0,16 do 0,22°C na sekundę do temperatury od 196°C do 205°C, po czym następuje gwałtowne ochłodzenie poprzez dodatek wody w ilości 18 do 21% wsadu. Woda zostaje rozpylona w prażalniku, a następnie wypaloną kawę wysypuje się na sita w celu ochłodzenia do temperatury otoczenia. Czas prażenia tym sposobem wynosi od 550-770 sekund. Poziom substancji drażniących w tak zmodyfikowanej kawie jest niższy, niż 400 μg C-5HT na 1 g kawy, a ubytek masy kawy wynosi od 1,3 do 1,8%.

W innych patentach: Niemcy, nr 1 960 694 oraz nr 2 031 830 opisano eliminację drażniących C-5HT za pomocą rozpuszczalników organicznych i późniejszym traktowaniem ziaren kawy parą wodną przez okres 30 do 60 min. W patencie USA nr 4 015 022 usuwano substancje drażniące poprzez działanie gorącego powietrza o temp. 125°C i wysokiej wilgotności, a następnie schładzanie pod zmniejszonym ciśnieniem. Inne sposoby, to poddawanie ziaren kawy działaniu pary wodnej pod ciśnieniem 0,2-0,4 MPa w czasie 1 godziny przy użyciu kwasów mineralnych, bądź ciekłego ditlenku węgla. W patencie holenderskim nr 7 407 658 opisano metodę pozwalającą na usunięcie substancji drażniących poprzez traktowanie ziaren kawy działaniu pary wodnej i środków utleniających w temp. ok. 100°C w czasie 3 godzin lub działaniu utleniaczy w czasie 3 godzin w temperaturze 20-105°C, a następnie suszenia ziarna gorącym powietrzem lub w atmosferze próżni. Opisane sposoby powodują zmniejszenie trwałości uprażonej kawy oraz są energochłonne. Pogorszyły się także walory smakowe w ten sposób otrzymanych produktów.

Przedmiotem wynalazku jest opracowanie sposobu modyfikacji naturalnej kawy ziarnistej, polegający na usuwaniu z niej substancji o działaniu drażniącym: pochodnych kwasów organicznych typu N-alkanylo-5-hydroksytryptamidy (C-5HT) do wartości łącznej poniżej 400 μg na 1 g kawy z użyciem wodnych roztworów naturalnych kwasów organicznych o stężeniu 0,5 do 10 g/l, jednocześnie bez utraty jej wartości użytkowych, takich jak zawartość kofeiny, właściwości sensorycznych i antyoksydacyjnych.

Istotą wynalazku jest sposób modyfikacji naturalnej kawy ziarnistej, polegający na usuwaniu z niej substancji o działaniu drażniącym, polegający na tym, że ziarna zielonej kawy lub mieszaninę

PL 234 000 B1 ziaren kaw zielonych zalewa się roztworem wodnym naturalnych di- i tri-karboksylowych kwasów organicznych o stężeniu w zakresie 0,5 do 10 g/l, korzystnie 5 g/l, po czym ekstrahuje przez 0,5-10 godzin, korzystnie 5 godzin, dalej roztwór znad ziaren zlewa się, a ziarna przepłukuje wodą, następnie suszy gorącym powietrzem w temperaturze 40-150°C do momentu osiągnięcia przez ziarna wilgotności poniżej 15%, dalej ziarna poddaje się procesowi prażenia w znany sposób.

Korzystnym jest, gdy kwasem organicznym jest kwas szczawiowy albo kwas cytrynowy, albo kwas winowy, albo kwas jabłkowy, albo kwas bursztynowy.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoużytkowe:

• uzyskano metodę efektywną i ekonomiczną, • uzyskano znaczący spadek zawartości kwasów C-5HT w ziarnach kawy, np. dla kawy Arabica z Brazylii zawartość C-5HT w zielonych ziarnach wyniosła 770 gg/g, po procesie ekstrakcji spadła w kawie zielonej do poziomu 461 gg/g, natomiast po procesie prażenia zawartość ta obniżyła się dalej, aż do 296,61 gg/g. Jest to poziom znacznie niższy, niż 400 gg/g, przyjmowany powszechnie za wartość graniczą dla kawy niskodrażniącej, • nie zostały pogorszone walory sensoryczne/organoleptyczne kawy, napar z tak przygotowanych ziaren jest bardzo aromatyczny o głębokim, łagodnym i orzeźwiającym smaku, • nie spowodowano spadku zawartości kofeiny.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady

P r z y k ł a d 1

Przygotowano 200 kg kawy zielonej Brazylia. Ziarna zielonej kawy zalano uprzednio przygotowanym roztworem wodnym naturalnego dikarboksylowego kwasu organicznego - kwasu szczawiowego, o stężeniu 0,5 g/l i ekstrahowano w ekstraktorze przez 5 h. Po upływie tego czasu, roztwór zlano znad ziaren, a ziarna przepłukano wodą i w dalszej kolejności suszono gorącym powietrzem w temperaturze 40°C do momentu osiągnięcia przez ziarna wilgotności 15%. Następnie ziarno poddano procesowi prażenia zgodnie ze standardową procedurą.

Ziarna kawy po prażeniu zawierały 297 gg C-5HT na 1 g kawy. Napar, przygotowany po zmieleniu kawy (8 g kawy/200 ml wody) charakteryzował się głębokim, łagodnym i orzeźwiającym smakiem oraz był bardzo aromatyczny.

P r z y k ł a d 2

Przygotowano 200 kg kawy zielonej Brazylia. Ziarna zielonej kawy zalano uprzednio przygotowanym roztworem wodnym naturalnego trikarboksylowego kwasu organicznego - kwasu cytrynowego, o stężeniu w zakresie 10 g/l. Ziarna zielonej kawy zalano przygotowanym roztworem kwasu organicznego i ekstrahowano w ekstraktorze przez 10 h. Po upływie tego czasu roztwór zlano znad ziaren, a ziarna przepłukano wodą i w dalszej kolejności suszono gorącym powietrzem w temperaturze 150°C do momentu osiągnięcia przez ziarna wilgotności 10%. Następnie ziarna poddano procesowi prażenia zgodnie ze standardową procedurą.

Ziarna kawy po prażeniu zawierały 300 gg C-5HT na 1 g kawy. Napar, przygotowany po zmieleniu kawy (8 g kawy/200 ml wody) charakteryzował się głębokim, łagodnym i orzeźwiającym smakiem oraz był bardzo aromatyczny.

P r z y k ł a d 3

Przygotowano mieszankę 200 kg kaw zielonych o składzie Arabica Brazylia 40%, Robusta Uganda 30% i Robusta Wietnam 30%. Mieszankę zielonej kawy zalano uprzednio przygotowanym roztworem wodnym naturalnego dikarboksylowego kwasu organicznego - kwasu winowego, o stężeniu 0,5 g/l. Ziarna zielonej kawy zalano przygotowanym roztworem kwasu organicznego i ekstrahowano w ekstraktorze przez 1 h. Po upływie tego czasu roztwór zlano znad ziaren, a ziarna przepłukano wodą i w dalszej kolejności suszono gorącym powietrzem w temperaturze 100°C do momentu osiągnięcia przez ziarna wilgotności 15%. Następnie ziarna poddano procesowi prażenia zgodnie ze standardową procedurą.

Ziarna kawy po prażeniu zawierały 267 gg C-5HT na 1 g kawy. Napar, przygotowany po zmieleniu kawy (8 g kawy/200 ml wody) charakteryzował się głębokim, łagodnym i orzeźwiającym smakiem oraz był bardzo aromatyczny.

P r z y k ł a d 4

Przygotowano mieszankę 200 kg kaw zielonych o składzie Arabica Brazylia 40%, Robusta Uganda 30% i Robusta Wietnam 30%. Mieszankę ziarna zielonej kawy zalano uprzednio przygotowanym roztworem wodnym naturalnego dikarboksylowego kwasu organicznego - kwasu jabłkowego,

PL 234 000 B1 o stężeniu 10 g/l. Ziarna zielonej kawy zalano przygotowanym roztworem kwasu organicznego i ekstrahowano w ekstraktorze przez 10 h. Po upływie tego czasu roztwór zlano znad ziaren, a ziarna przepłukano wodą i w dalszej kolejności suszono gorącym powietrzem w temperaturze 120°C do momentu osiągnięcia przez ziarna wilgotności 8%. Następnie ziarno poddano procesowi prażenia zgodnie ze standardową procedurą.

P r z y k ł a d 5

Przygotowano 200 kg kawy zielonej Arabica. Ziarna zielonej kawy zalano uprzednio przygotowanym roztworem wodnym naturalnego dikarboksylowego kwasu organicznego - kwasu bursztynowego, o stężeniu 6,5 g/l i ekstrahowano w ekstraktorze przez 6 h. Po upływie tego czasu, roztwór zlano znad ziaren, a ziarna przepłukano wodą i w dalszej kolejności suszono gorącym powietrzem w temperaturze 40°C do momentu osiągnięcia przez ziarna wilgotności 12%. Następnie ziarno poddano procesowi prażenia zgodnie ze standardową procedurą.

Ziarna kawy po prażeniu zawierały 290 gg C-5HT na 1 g kawy. Napar, przygotowany po zmieleniu kawy (8 g kawy/200ml wody) charakteryzował się głębokim, łagodnym i orzeźwiającym smakiem oraz był bardzo aromatyczny.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób modyfikacji naturalnej kawy ziarnistej, polegający na usuwaniu z niej substancji o działaniu drażniącym, znamienny tym, że ziarna zielonej kawy lub mieszaninę ziaren kaw zielonych zalewa się roztworem wodnym naturalnych di- i tri-karboksylowych kwasów organicznych o stężeniu w zakresie 0,5 do 10 g/l, korzystnie 5 g/l, po czym ekstrahuje przez 0,5-10 godzin, korzystnie 5 godzin, dalej roztwór znad ziaren zlewa się, a ziarna przepłukuje wodą, następnie suszy gorącym powietrzem w temperaturze 40-150°C do momentu osiągnięcia przez ziarna wilgotności poniżej 15%, dalej ziarna poddaje się procesowi prażenia w znany sposób.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kwasem organicznym jest kwas szczawiowy.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kwasem organicznym jest kwas cytrynowy.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kwasem organicznym jest kwas winowy.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kwasem organicznym jest kwas jabłkowy.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kwasem organicznym jest kwas bursztynowy.