RO113796B1

RO113796B1 - Process for recovering flavour extracted coffee residues

Info

Publication number: RO113796B1
Application number: RO9701492A
Authority: RO
Inventors: Florin Oancea; Petre Tudor; Violeta Tudor
Original assignee: Sc Columbia Gold Productie Si
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 1998-11-30

Abstract

Invenția se referă la un procedeu de recuperare a constituenților aromei de cafea din deșeurile de cafea extrasă, deșeuri rezultate în urma procesului tehnologic de fabricare a cafelei solubile. Procedeul conform invenției constă în următoarele etape: răcirea deșeurilor extrase la 40... 45°C, alcalinizarea la pH = 8,3 prin adăugare de carbonat de sodiu, hidroliza enzimatică timp de 4... 5 h la 45... 50°C, cu proteaze, lipaze, hemicelulaze încapsulate, încălzirea, la 135... 145°Ctimp de 15... 20 min, antrenarea cu vapori a aromei de cafea, adsorbția componentelor de aromă pe zeoliți naturali de tip mordenit cu o suprafață de cel puțin 150 m2/g și desorbția lor ulterioară într-o soluție 75... 80% propilenglicol în apă. Procedeul se realizează fără utilizarea aburului de înaltă presiune și temperatură ridicată, diversifică gama sortimentală a suporturilor prin care se poate recupera aroma de cafea și valorifică superior un deșeu.The invention relates to a the process of recovering the constituents coffee flavors from coffee grounds extracted waste resulting from the process technology for the production of soluble coffee. The process according to the invention consists in the following steps: cooling extracted waste at 40 DEG-45 DEG C., alkalinization at pH = 8.3 by addition of sodium carbonate, hydrolysis enzyme for 4 ... 5 h at 45 ... 50 ° C, with proteases, lipases, encapsulated hemicelluloses, Heating at 135 ... 145 ° Celsius 15 ... 20 ° C min, vaporizing the coffee flavor, adsorption of aroma components on zeolites natural mordenite type with a surface area of at least 150 m2 / g and their subsequent desorption in a 75 ... 80% propylene glycol solution in water. The process is carried out without the use of steam high pressure and high temperature, diversifies the assortment of media by which it is possible to recover the coffee aroma and reap higher waste.

Description

Invenția se referă la un procedeu de recuperare a aromei din deșeurile de cafea extrasă, rezultate în urma procesului tehnologic de fabricare a cafelei solubile.The invention relates to a process for recovering the aroma from extracted coffee waste, resulting from the technological process of making soluble coffee.

Sunt cunoscute o serie de procedee care sunt utilizate pentru recuperarea diferiților constituienți ai aromei de cafea, care sunt degajați în procesul de fabricare a cafelei solubile, în timpul etapelor de prăjire, măcinare, extracție, concentrare și deshidratare.There are known a number of processes that are used to recover the different constituents of coffee flavor, which are released during the process of making soluble coffee, during the frying, grinding, extraction, concentration and dehydration stages.

Procedeele clasice sunt descrise de Sivetz et. al.în monografia Coffee Processing Technology (AVI Publishing Co, Westport, Co., 1963) capitolul 14, și au dezavantajul că generează soluții de aromă de cafea foarte diluate. Pentru a contracara acest dezavantaj, s-au realizat procedee care implică concentrarea constituienților de aromă, prin absorbție în diferite suporturi, cum ar fi: uleiuri vegetale (Baron et al., US 3,991.223; Jasovski et al., US 4,551,344; Musto et.al., US 4,574,089); sisteme disperse apă-ulei (Katz et al., US 4,556,757) sau apă-ulei-gaz (Margolis și Liu, US 4,072,761, FR 2 331 965); hidrocarburi halogenate (Kung et al., US 4,008,340); rășini schimbătoare de ioni (Cale et al., US 5,008,125), cărbune activ (Cale et al., US 5,008,125), aluminosilicați (Sakamo și Yamamura, WO 95 11595).The classical processes are described by Sivetz et. al. in the Coffee Processing Technology monograph (AVI Publishing Co., Westport, Co., 1963) chapter 14, and they have the disadvantage of generating very diluted coffee flavor solutions. To counteract this disadvantage, procedures have been developed that involve the concentration of the constituents of the aroma, by absorption into different supports, such as: vegetable oils (Baron et al., US 3,991,223; Jasovski et al., US 4,551,344; Musto et. al., US 4,574,089); dispersed water-oil systems (Katz et al., US 4,556,757) or water-oil-gas systems (Margolis and Liu, US 4,072,761, FR 2 331 965); halogenated hydrocarbons (Kung et al., US 4,008,340); ion exchange resins (Cale et al., US 5,008,125), activated carbon (Cale et al., US 5,008,125), aluminosilicates (Sakamo and Yamamura, WO 95 11595).

Numai US 5,008,125 prevede recuperarea aromei din deșeurile de cafea extrasă. Această recuperare se efectuează însă din deșeuri de cafea, parțial extrase, provenite din simpla extracție atmosferică, de randament scăzut (43% extracție), prin utilizarea unui procedeu de termohidroliză, care implică folosirea aburului de 200 ... 260°C, dificil de obținut în instalațiile uzuale, de cafea solubilă.Only US 5,008,125 provides for the recovery of the aroma from the extracted coffee waste. However, this recovery is made from coffee waste, partially extracted, from simple atmospheric extraction, low yield (43% extraction), using a process of thermo-hydrolysis, which involves the use of steam at 200 ... 260 ° C, difficult to obtained in the usual installations of soluble coffee.

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, este de a realiza un procedeu prin care să se efectueze recuperarea aromei de cafea din deșeurile de cafea complet extrase, provenite din extracția sub presiune, cu randament înalt (>50% extracție).The technical problem, which the invention solves, is to realize a process by which to recover the coffee flavor from the completely extracted coffee waste, from the extraction under pressure, with high efficiency (> 50% extraction).

Procedeul conform invenției constă în aceea că se realizează prin următoarele etape: răcirea deșeurilor extrase la 40 ... 45°C, alcalinizarea la pH=8,0 ... 8,3 prin adăugare de carbonat de sodiu, hidroliza enzimatică, timp de 4 ... 5 h, la 45 ... 50°C a deșeurilor cu proteaze, lipaze, hemicelulaze încapsulate, încălzire la 135 ... 145°C, timp de 15 ... 20 min, antrenare cu vapori a aromei de cafea formată, adsorbția componentelor de aromă, pe particule de zeoliți naturali de tip mordenit, cu o suprafață de cel puțin 150 m²/g și desorbția lor ulterioară într-o soluție 75 ... 80% propilenglicol în apă, care conține și 0,05 ... 0,07% butilhidroxitoluen și 0,03 ... 0,04%maltol (3-hidroxi-2-metil-4pironă).The process according to the invention consists in the following steps: cooling of the extracted waste to 40 ... 45 ° C, alkalisation to pH = 8.0 ... 8.3 by addition of sodium carbonate, enzymatic hydrolysis, during 4 ... 5 h, at 45 ... 50 ° C of the waste with proteases, lipases, encapsulated hemicellulases, heating at 135 ... 145 ° C, for 15 ... 20 minutes, steaming of the aroma of coffee formed, adsorption of aroma components, on particles of natural zeolites of mordenite type, with an area of at least 150 m ² / g and their subsequent desorption in a solution 75 ... 80% propylene glycol in water, which also contains 0 , 05 ... 0.07% butyl hydroxytoluene and 0.03 ... 0.04% maltol (3-hydroxy-2-methyl-4-pyron).

Prin aplicarea invenției, se obțin următoarele avantaje:By applying the invention, the following advantages are obtained:

- se realizează procedeul fără utilizarea aburului de înaltă presiune și temperatură ridicată;- the process is carried out without the use of high pressure steam and high temperature;

- se diversifică gama sortimentală a suporturilor din care se poate recupera aroma de cafea;- the assortment range of the substrates from which the coffee aroma can be recovered is diversified;

- se valorifică superior un produs secundar (deșeu) al proceselor de obținere a cafelei solubile prin extracție de randament ridicat.- a by-product (waste) of the processes of obtaining soluble coffee by high efficiency extraction is used.

Se prezintă, în continuare, un exemplu de realizare a procedeului.The following is an example of the process.

Exemplul 1. Deșeurile de cafea extrase, provenite din procesul de extracție cu randament înalt, a cafelei, se trec într-o autoclavă, se răcesc la 40 ... 45°C, se alcalinizează la pH = 8,0 ... 8,3 prin adăugare de carbonat de sodiu (Na₂C0₃. 12 H₂0). După alcalinizare se procedează apoi la hidroliza enzimatică timp de 4 ... 5 h a deșeurilor cu un preparat comercial încapsulat de proteaze, lipaze, hemicelulaze, la temperatura de 45 ... 50°C. Aceste enzime se aplică în funcție de activitatea specifică în cantități care să asigure următoarele activități enzimatice pentru fiecare kg de deșeu; 2,4 ... 2,6 unități proteazice Anson, 62 ... 66 unități lipazice Willstater și 182 ... 195 unități FP (filter paper) de celulază/hemicelulază. Determinarea activității și definirea unităților de activitate pentru diferitele hidrolaze s-a realizat conform D. lordăchescu, I.F. Dumitru, “Lucrări practice deExample 1. The extracted coffee waste from the high efficiency extraction process of the coffee is passed in an autoclave, cooled to 40 ... 45 ° C, alkalized to pH = 8.0 ... 8 , 3 by addition of sodium carbonate (Na ₂ CO _3. 12 H ₂ O). After alkalinization, the enzymatic hydrolysis is then proceeded for 4-5 ha to the waste with a commercial preparation encapsulated of proteases, lipases, hemicellulases, at a temperature of 45 ... 50 ° C. These enzymes are applied according to the specific activity in quantities that provide the following enzymatic activities for each kg of waste; 2.4 ... 2.6 Anson protease units, 62 ... 66 Willstater lipase units and 182 ... 195 cellulase / hemicellulase FP (filter paper) units. Determining the activity and defining the activity units for the different hydrolases was performed according to D. lordăchescu, IF Dumitru, “Practical works of

RO 113796 BlRO 113796 Bl

Biochimie”, Ed. Universității, București, 1980. Astfel de preparate enzimatice încapsulate sunt de exemplu cele folosite mai ales pentru industria detergenților, cum este de exemplu biopreparatul Novo- 5 Alcalase al firmei Novo-Nordisk. După trecerea timpului de hidroliză enzimatică se procedează la inactivarea enzimei și la perfectarea componentelor aromei de cafea prin reacții de tip Maillard prin io închiderea autoclavei și încălzire la 135 ... 145°C timp de 15 ... 20 min. Aroma de cafea formată și care este constituită din acele componente caracteristice (componente din clasele cetonelor, 15 dicetonelor, esterilor metilici, furfuralului și derivaților săi, derivaților de pirazină, derivaților fenolici, etc.) care se formează prin prăjirea cafelei este antrenată cu vapori, iar vaporii sunt apoi trecuți pentru 20 concentrare pe o coloană conținând particule de zeoliți naturali de tip mordenit (raport SiO^A^Oj care variază între 8,34 și 10,0, în formula specifică x M_2/n0 . AI₂0₃ .y Si0₂ . z H₂0) cu o suprafață de 25 cel puțin 150 m²/g. Componentele de aromă de cafea sunt eluate din coloana de zeoliți cu o soluție 75 ... 80% propilenglicol în apă, care conține și 0,05 ... 0,07% butilhidroxitoluen și 0,03 ... 0,04% 30 maltol (3-hidroxi-2-metil-4-pironă). Soluția rezultată conține o aromă de cafea de o termostabilitate ridicată, care poate fi utilizată pentru aromatizarea extractului de cafea solubilă sau în patiserie.Biochemistry ”, University Ed., Bucharest, 1980. Such encapsulated enzymatic preparations are for example those used especially for the detergent industry, such as the Novo-5 Alcalase biopreparate of Novo-Nordisk. After the enzymatic hydrolysis time has elapsed, the enzyme is inactivated and the coffee aroma components perfected by Maillard type reactions by closing the autoclave and heating at 135 ... 145 ° C for 15 ... 20 min. The aroma of coffee formed and which consists of those characteristic components (components of the classes of ketones, 15 dicetones, methyl esters, furfural and its derivatives, pyrazine derivatives, phenolic derivatives, etc.) that are formed by roasting the coffee, is steam-driven, and the vapors are then passed for 20 concentration on a column containing particles of naturally occurring zeolite (SiO ^ A ^ Oj ratio ranging from 8.34 to 10.0, in the specific formula x M _{2 / n} 0. AI ₂ 0 ₃ .y Si0 _2. Z H ₂ 0) with an area of 25 at least 150 m ² / g. The coffee flavor components are eluted from the zeolite column with a 75 ... 80% propylene glycol solution in water, which also contains 0.05 ... 0.07% butylhydroxytoluene and 0.03 ... 0.04% 30 maltol (3-hydroxy-2-methyl-4-pyron). The resulting solution contains a highly thermostable coffee flavor, which can be used to flavor soluble coffee extract or in pastry.

Claims

Claim

Process for recovering the aroma of coffee from the extracted coffee waste, characterized in that it is carried out through the following steps: cooling the extracted waste to 40 ... 45 ° C, alkalizing to pH = 8.0 ... 8.3 by adding of sodium carbonate, enzymatic hydrolysis for 4 ... 5h at 45 ... 50 ° C of waste with lipase proteases, encapsulated hemicellulases, heating at 135 ... 145 ° C for 15 ... 20 min, training with vapors of the coffee aroma formed, the adsorption of the aroma components on particles of natural zeolites of mordenite type with an area of at least 150 m ² / g and their subsequent desorption in a solution 75 ... 80% propylene glycol in water, containing and 0.05 ... 0.07% butylhydroxytoluene and 0.03 ... 0.04% 3-hydroxy-2-methyl-4-pyron.