TWI239813B - Aroma recovery process and aroma product - Google Patents

Description

1239813 五、發明說明（1) 本心月係有關一種在萃取前回收 回收之香氣。回收之香氣係有用於香及因此 香二為許多產品之重要部分，因為 相聯結。若產品缺乏與其聯結與 消費者知覺則受到不利的影響。此：時’，之 別地是個問題，但是其亦存在於其 啡之領域中特 π香r的ΐ無所得之即溶咖啡粉經常在實質上^ 放出之咖啡香氣及將此此ί Ϊ 即溶σ加啡加工期間 取液或併入即溶咖啡粉中。 〃 j再併入浪縮咖啡萃 咖啡香氣在即溶咖啡加工期間之一 炒豆之研磨期間回收及在咖啡固开，物二最吊地在焙 氣脫除咖啡萃取液。 /物之辰縮和乾燥前由蒸 號香：咖啡i回收係揭示於美國專利3"5 118 約㈣下之方法。咖啡η:管柱及維持在 至約4代及自床上π:管經常地氣氣，經熱 時，1自σΑϋ — 士 柱中。當惰性氣體通過該床 其在約5 t下/I子脫除香氣。情性氣體然後供入冷凝管， 氣體最後供入極冷之二上體中之水。脫水之惰性 後經回收。 7 M凝結香氣為冰霜。冰霜然 另 種自培炒和研磨咖 利申請案wo 97/ 1 0 72 1號徘在口此收方之方法係述於國際專 u 在此方法中，研磨咖啡在攪拌

第5頁 1239813 五、發明說明（2) 下運經延長之混合區域。同時，水性流體經噴洒至延長之 混合區域，在研磨咖啡運送和攪拌時潤溼研磨咖啡。由延 長混合區域之潤溼研磨咖啡釋出之香氣經脫掉及收集。相 似之方法經述於英國專利1 46688 1號及美國專利4〇924 號。 感覺到與此些方法而生之問題之一係其造成咖啡清在萃 取室或管柱外面之預溼。根據Sivetz，M和 Ν· 5 1 9 79 ; ϋ卜技術，AVI出版公司，334頁，此實施s =，的，因為其"在少於1小時内導致研磨咖啡之老二，二 Ik著強烈不想要之香味及天然咖啡揮發物乏損失"。

Sivetz和Desrosier強烈提議咖啡渣之第一次潤溼應發生 生萃取室或管柱中。香氣自研磨咖啡由預溼法之豆後x回收 並非一般之實施；即使研磨咖啡為香氣之良好來源。 ，者、，並非在一杯新鮮泡好的咖啡中所得之香氣所有成 乃，溼期間被捕捉著。結果，除非在過程後捕捉進一步 之香氣，不然會損失一些香氣成份；若併入即溶咖啡於 中，此些成份將可改進自即溶咖啡粉製備之飲料香氣;7再 者’許多傳統回收系統傷害或改變香氣成份。 因此，仍需求著一種自研磨咖啡回收香氣之方法。 於是，在一個樣態中，本發明提供一種自咖啡回收 成份之方法，該方法包括·· ♦ 、 k供咖啡渔在水性液體之槳； 自漿中使用氣體以實質逆流方式脫除香氣成份，以提供 含香氣成份之香氣化氣體；及 /、

五、發明說明（3) 自香氣化氣體中收集香氣成份 本方法提供以下優點，即顯著更大 統方法之例自咖啡中脫除。再者，因^香氟成份可較傳 =啡脫除，因此香氣之熱降解經降低=份在萃取前 二香虱成份可輕易再併入，以提供且拗力7^而且，此 味之可溶性咖啡產品。 八3加和改進香氣與香 加啡渣之漿可由水性液體漿化焙 性液體漿化全咖啡豆及然後將咖啡豆 ^啡i或由水 1 =地具約1毫米至約3毫米範圍内二1:;供。咖 =較佳地進一步包括以下步驟:添加收集之 供香氣化之可溶:：；：：乾…萃取液成粉末，以提 包括濃縮收集香氣成份之步驟。 集。較佳I: J·楚軋化·^氧體受到1或多個凝結操作而收 ί範圍内d 1個操作中’香氣化氣體在約〇 °c至約98 ==下。受到凝結，及在第2個操作中，香氣化 以1 > W、8 〇 C之溫度下受到極冷凝結。第1個操作可 9 t Λ /進行。例如’香氣化氣體可在約㈣至約 °C至約ut範圍内之、ϋ、·、。，及在第2個步驟中，在約0 約至約替代地，香氣化氣體可在 卜A 1 祀固円之/皿度下受到凝結 ^乂 ’、香氣成份自漿中在碟式和炸甜圈脫除管枉中脫 脫除香氣成份之氣體較佳地為低壓氣體；例如在 少於約100千帕表壓下之蒸氣。 1239813 五、發明說明（4) $另一個樣態中，本發明提供一種香氣化、噴霧乾燥之 :’合性咖啡粉末，其包括最少約〇 · 3 5當量微克/ 及至少=〇·25當量微克/克之二酮。 在再一個樣態中，本發明提供/種香氣化、 :溶性咖啡粉末，其包括至少約0 · 6 0當量微克/克之呋喃 至少約〇·4〇當量微克/克之二酮。 本發月亦&供由上界定之方法所製備之香氣化可溶性咖 %粉末。 本發明之具體實施例以參閱下圖而說明，僅藉實例，其 圖為香氣回收方法之綱要式流程圖。 參閱圖1，焙炒咖啡1 0經導入混合槽1 2。混合槽丨2經密 7以防止香氣喪失。可替代地，自混合槽1 2逃出之任何香 氣成伤應例如由引導香氣成份至冷凝管而收集。咖啡可 為王豆之形式或可為研磨的。若所磨咖啡經使用時，咖啡 之粒度較佳地在約丨至約3毫米範圍内。焙炒咖啡代替物， 如菊苣亦可加入混合槽12中。水性液體14亦導入混合槽12 中，以期漿化咖啡丨〇。水性液體丨4方便地為水或自下游萃 ^操作得到之咖啡萃取液。咖啡萃取液之使用係較佳的。 水性液體14之溫度較佳地在約2〇 t至約9 約80 °C至約99 °C。 祀圓1仍如 用以衆化咖啡10之水性淡辦旦#」L , ,_ 不庄及體里並非決定性的，但需合適 地足夠使生成漿1 6之固形物含詈炎从，0/ ,^ η… 〜籾3里為約1%至約30%重。約5% 至約1 5 %重之固形物含量係較佳的。 漿16經運至脫除管柱18之頂端。w J 右在漿1 6中之咖啡在形

第8頁 1239813 五、發明說明（5) 2水16則未經研磨時，漿16在運至脫除管柱18前移至溼磨 在聚16之全豆然後在溼磨機中研磨成合適之粒度； =如t約1至約3毫米範圍内。任何合適之溼磨機2 〇可使 合適之漿泵（未示出）經用以運送漿16至脫除管柱18。 口在導入脫除管柱丨8前之漿丨6溫度較佳地高於約9 〇它。此 I由使用水性液體1 4在高於約9 0 °C之溫度下或漿1 6接受加 ”、、’較佳地間接加熱而達成。 =16經合適之分佈器22導入脫除管柱ι8中及經脫除管栓 ^机I °脫除氣體2 4，方便地蒸氣，但其亦可為氮氣、二 氧化奴或蒸氣、氮氣和二氧化碳之混合物，鄰接脫除管柱 18之底部導入脫除管柱18中。脫除氣體24經脫除管柱18流 上’實質地與漿逆流。當脫除氣體24流經脫除管柱18時， 其自^之咖啡中脫除及運送香氣成份。氣體流26由蒸氣組 成’ ^體自咖啡中釋出，及運送之香氣成份自脫除管柱18 之頂端除去。脫除之漿2 8自脫除管柱18之底部除去。 用以自漿16中脫除香氣成份之脫除氣體2 6之量可在想要 時在選定之脫除管柱丨8類型之壓抑劑内選定。約5%至約 1 0 0 %重之蒸氣對導入之乾咖啡之脫除率可為適當的。為較 低之脫除率，例如約10%至約2〇%，香氣成份自漿中除去之 總里係較少的。然而，收集較少之水分，其在香氣與萃取 液重組時，會稀釋下游製備之咖啡萃取液。使用蒸氣之壓 力較佳地低於約1〇〇千帕（表壓），例如低於（2〇千帕表 壓）°用以生成壓力之水較佳地在形成蒸氣前接受去氧處 理。在想要時，惰性遞載氣體如氮氣可與脫除氣體24 一起

第9頁 1239813 五、發明說明（8) 香味和香氣強度之產品；特別 特別地，咖啡粉產品較傳統=啡味、質感和培炒味。 和二酮。呋喃和二酮 、’啡粉產品含更高量之呋喃 和香味，以改進飲料。自咖啡粉產品產生之飲料之香氣 當由噴霧乾燥產生時 克/克之呋喃及至少約0 ’咖合啡旦產品含至少約〇·30當量微 咖啡粉產品進一步含5 · 2 5當量微克/克之二酮。較佳地， 呋喃甲醛和2, 3-己二鲫少各約〇· 02當量微克/克之5一曱基 〇·〇4當量微克/克之2,3、。更佳地，咖啡粉產品含至少約 I ’己·一納。 §由冷凍乾燥產生眸 ^ ^ / jL· 丄 ’咖啡粉產品含至少〇 βΠ合县 /克之呋喃及至少0.40卷旦娜士 / 士 3田里微克 粉產品進一步含至少名二$微克/克之二網。較佳也，咖啡 己二酮1更佳i 〇.02當量微克/克之卜甲基咲鳴及 /克之呋鳴，至少各約0咖啡粉產品含至少約〇·65當量微克 酿、2-甲基_及2，'、、3^二當鋼量。微克/克之5~甲基呋喃甲 在本說明^中’ 南"_詞指味喃群之 喃、2-甲基呋喃、3-曱其吐咗9 , - » ^ nJ. 栝呋 臭一气9田A基呋南、2, 5 一甲基呋喃、2-乙烯 、5一甲\味：3(2H)~呋喃甲閑、2~呋°南羰酸、2- 呋喃甲醇乙酸酷、2-[(曱硫基）曱基]咲〇南 甲=2美 雙呋味及卜（2_呋啥基甲基）_1H_吡咯。 d伸甲基 及2, 3 -己二酮 丙 ”二酮”-詞指二酮群之化合物’包括2,3〜丁二m 當量微克/克"一詞相每克焙炒和研磨咖啡之當量微克 第12頁 1239813

丁酸甲酯。 本發明之特定實施例現經描述以進一步說明本發明。在 實$例中，香氣成份使用氣相層析法和質譜法分析。香氣 成份經導入氣相層析儀，使用排除及捕捉法。在氣相層析 儀中分開之成份使用質譜儀檢測。氣相層析儀和質譜^之 條件係如下： 3

Restek RTX-1 60 米x0.25 毫米xl.〇微米 μ逮 20毫升/分在He載體中 分流率 20:1

初溫 Μ。(： 最初保持時間 1分鐘 溫度增加率 終溫

每分鐘4 °C 230 °C 溶劑延遲 0分鐘 掃描範圍 35至2 60 amu 電子能量 7 〇伏特。 丁酸曱S旨表 所有結果以每克焙炒和研磨咖啡之當量微克 些化合物之分析程序之檢測極限係如下

第13頁 1239813 發明說明（10) 田然’可能地此些化合物更低值可使用其他技術檢 實施例1 焙炒和研磨咖啡以約2·7公斤/分之速率供入漿槽。焙炒 研磨加啡具約1 · 4毫米之平均粒度。含約8至丨〇 %可溶性 =啡固形物重之咖啡萃取液以約2 7公斤/分之速率供入漿 其^成之漿使用漿泵供入碟式和炸甜圈脫除管柱之頂端。 二水具^個階段。管柱之内徑為2 3厘米及各階段之高為2 〇 里=。瘵氣在少低約20千帕（表壓）之低壓下供入脫除管柱 =底部。蒸氣之流速經變化，以提供相對於焙炒和研磨咖# 在15%至90%蒸氣重之脫除率範圍。 ，開脫除管柱之香氣化氣體流在約2〇 〇c下操作之凝結器 二，結。凝結之液體經收集及分析香氣成份。未凝結之氣 $溲運^如美國專利5, 1 82, 926號中所述地操作之極冷香 集器。香氣冷霜收集在極冷香氣收集器中。離開脫除 I之脫除漿然後在由3個萃取反應器和2個溶化反應器組 之連續萃取系統中接受萃取。產量為約50至53%重。得 ^之萃取液經濃縮，以提供含高於約4〇%可溶性咖啡固形 物重之濃縮萃取液。 ^凝結器之凝結液體經加入濃縮之萃取液中及萃取液在 :務乾燥塔中乾燥成可溶性粉末。本過程經重覆，除了自 極冷香氣收集器之冷霜亦加入濃縮之萃取液中。 ”余匙各可溶性粉末在8 5 °C下經溶於1 5 〇毫升熱水。所 有製備之飲料具泡製似之香味和香氣，及良好之咖啡味、 1239813 五、發明說明（11) » ，度、質感和培炒味。自較高 備之飲料具更多之香味和香氣：了：，末製 性粉末製備之fT 自具冷相加入其中之可溶 有感f地具更多杯i之香氣和培炒味。 生！方法經重覆，除了培炒全豆經供入漿槽中。 的線上研磨機，其中豆子經研磨至約 除率相對於^Λ /然後運至脫除管柱。在管柱之脫 之香a仆二科ν研磨咖啡為90%蒸氣重。離開脫除管柱 二=在填充分館管柱中由分德濃縮。管柱 720 Λ·/ί 脫除節為Κ2米長。彿上率固定在 1 〇0/ ^ Μ刀。在分餾凝結器中凝結之液體經收集及包括約 iU/o培炒和研磨咖啡重。 右制余延各可溶性粉末在85 °c下經溶於150毫升熱水。所 ^備之飲料具泡製似之香味和香氣，再者，飲料經感覺 乂在實施例1中製備之飲料更具焙炒味、質烕和均衡性。 和研磨咖哪，在萃取前未脫除香氣，在由3個萃取 反應器和2個溶化反應器組成之連續萃取系統中萃取。萃 取條件κ吳地與該等實施例1者完全相同。得到之萃取液 然後在脫除管柱中以傳統方式接受蒸氣脫除。離開脫除管 t之香氣化氣體流在實質地與該等實施例1之凝結器者完 全相同之條件下操作之凝結器中凝結。 離開脫除管柱之萃取液經濃縮，以提供含高於約4〇%可 ’合性°加啡固形物重之濃縮萃取液。自凝結器之凝結液體經

第15頁

Ig398l3

塔中乾燥成可溶 五、發明說明（12) 加入濃縮之萃取液中及萃取液在噴霧乾燥 性粉末。 、” 毫升熱水及飲 I匙各可溶性粉末在8 5 C下經溶於1 5 〇 料經分析香氣成份。結果係如下： '

自實施例1之方法製備之所有可、、办 香氣計數；甚至在低脫除率下啡飲料具較高 製備之飲料經感覺具較少香味和香1 ^實施例3之粉 實施例4 虱。

實施例1之方法相對於焙炒和 脫除率下經重覆。離開脫除管柱1 在4G%蒸氣重之 分凝結而濃縮。使用2個凝，士琴，，化氣體流然後由部 約1〇代下操作及第2個凝結= =0 t至 在第1個凝結器中凝結之液體 f至、·々15 C下知作。 個凝結器中凝結之液體經要3水及經棄置。在第2 啡重。 收集及包括約1 5%焙炒和研磨咖 濃縮之萃取液經冷凍乾烽 知而非噴霧乾燥成粉末。自本

^239813 五、發明說明（13) __________ 汽施例3之粉末芻供 版 友備飲料之永友％ 一 ♦ 備之飲料者比較： 胥礼強度與自實施例3之粉末製 律fel 意施例4 實施例： 克/克焙炒咖啡7 1.5 自本實施例之粉末激 者，自實施例3之於虫制飲料具較高之香氣計數。再 氣。 如末製備之飲料經感覺具較少香味和香 免遞例5

實施例1之方法相對於 I 氣重之脫除率下經重層；、°炒和研磨咖啡下声40%或90%蒸 後在填充之分餾管柱^由^開脫除管柱之香氣化氣體流然 米長及脫除節為丨.2半且分餾濃縮。管柱之分餾節為1.5 在分餾凝結器中凝妗'弗上率固定在720毫升/分。 研磨咖啡重。 〜之液體經收集及包括約1 0¾焙炒和 濃縮之萃取液經冷凍乾 自本實施例之粉末製傷乾燦成粉末。 粉末製備之飲料者比較飲枓之香氣強度與自實施例3之 樣品 實施例3 第17頁 1239813 五、發明說明（14) 者，自d之^末製備之飲料具更高之香氣計數。再 氣。只0之粉末製備之飲料經感覺具較少香味和香 f 施 口使Z 4種商業來源之咖啡產品：一在英國購買之雀巢產 口口，夕斯威爾家用產品、福爾者斯（F0LGERS)產品及 =斯（KROGERS)產品；根據實施例1在15%脫除下製備之可 溶性粉末，無冷霜添加，及實施例5之各喷霧乾燥可溶性 粉末。所有產品經喷霧乾燥。一茶匙各可溶性粉末在8 5。〇 下經溶於1 5 0毫升及飲料經分析香氣成份。果係如下: 成份 (15%脫除) (40%脫除） (90%脫除） 產品 家用®產品 總香氣 3.6 4.4 6.8 3.7 2.3 呋喃 0.350 0.52 0.480 0.350 0.087 5-甲基咲喃 甲蜂__ 0.000 0.057 0.056 0.000 0.000 :酮

2,3-B^E 0.37 0.38 0.26 0.18 0.030 0.000 0.000 0.037 0.102 0.000 0.042 0.051 0.045 0.049 成份 福爾者斯⑧產 克洛者斯⑧產 品 品 3.5 1.0 0.480 0.073 5-甲基味喃甲醒 0.000 0.000 _ 0.090 0.00 0.000 0.000 9-甲规畊 0.000 0.000

第18頁 0.000 m 1239813 五、發明說明（15) 實施例1和5之飲料含總香氣和呋喃之量至少如自商業來 源產品製備飲料者一樣高。再者，實施例1和5之飲料較具 第2次高量之商業來源飲料含至少1 〇 〇 %更多之二酮。二酮 負責提供咖啡飲料予奶油味及係想要的。實施例1和5之飲 料亦含可擔出量之2，3 -己二酮，但其他飲料則無。 實施例7 、一 實施例1之方法相對於培炒和研磨咖啡下在g 〇 %蒸氣重之 脫除率下經重覆。離開脫除管柱之香氣化氣體流然後由冷 凍濃縮法濃縮。 離開冷束濃縮系統之濃縮液體經收集及包括約丨〇 %焙炒 和研磨咖唉重。 自本實施例之粉末製備之飲料香氣強度與自實施例3之 粉末製備之飲料者比較： 樣品 香氣計數(累積當量微克/克焙炒咖啡） 實施例7 11 實施例3 1.5 自本實施例之粉末製備之飲料具較高之香氣計數。再 者，自實施例3之粉末製備之飲料經感覺具較少香味和香 氣。 實施例8

使用5種商業來源之咖啡產品：一在英國購買之雀巢金產 品，麥珊（MAXUM)產品，阿爾他里卡（ALTA RICA)產品，及 卡提諾里（CARTE NOIRE)產品；根據實施例5在9〇%脫除下 製備之可溶性粉末，有冷霜添加，根據實施例5在9 〇 %脫除

1239813 五發明說明（16) 下製供 之可溶性粉末，益冷霜添力 除下製備之可溶性粉末，·益’根據實施例5在60%脫 脫除下製備# τ w 7 根據實施例5在4〇% 在40%脫除τ _ & > π + … 目添加，及根據實施例4 經冷；東乾燥 可溶性粉末’無冷霜添加。所有產品 經分析ί ί Ϊ :溶Ϊ Ϊ末在85 t下經溶於1 5°毫升及飲料 飲料。ϊ果:二與自可溶性粉末製倩之飲料相同強度之

0.112 0.092 0.082 0.052 0.053 實施例5 (%%脫除 於蜜、 9.5 2.230 實施例 (90%脫除） 實施例5 (60%脫除） 實施例5 (40%脫除）

第20頁 1239813 、發明說明（17) 成份 實施例4 (40%脫除） 雀巢®金產 品 麥珊®產品 河爾他里卡 ®產品 卡提諾里® 產品 總香氣 4 2.7 3.2 3.3 3.0 呋喃 0.720 0.350 0.590 0.300 0.370 5-甲基呋喃 甲醛 0.064 0.000 0.000 0.000 0.000 一酮 0.560 0.180 0.120 0.320 0.330 2,3-己二酮 0.066 0.000 0.000 0.000 0.000 2-甲基咽哄 0.044 0.000 0.000 0.000 0.000 由實施例5在90%脫除下及且六爱 n _ 丹令霜添加之粉末製備之飲料 具實質地與泡製咖徘者完全彳目π i . 、… 茶70王相冋之香氣化合侧析圖。再 者，飲料具泡製似之香味和吞^ w 不和哥乳。自實施例4和5之伞、古制 備之所有飲料具更高量之卩#c員^ ^之私末裊 〇 . . . .. . 9 w f = 天南、5—曱基呋喃甲醛、二酮、 Z，3 -己一酮和2 -甲基吡阱。阯 m 係高度想要的。 負責提供飲料予焙炒味及 自實施例4和5之粉末製 末製備之飲料具更多泡势々 人料經感覺較自商業來源粉 和均衡感。 、U之香味和香氣、焙炒味、質感

第21頁

Claims (1)

1. 1239813 月 曰 案號 88103178 \、申請專利範圍 1 . 一種製備香氣化可溶性咖啡粉末之方4 括： 提供在水性液體中咖啡渣之漿，該漿具有之固形物含 量為1 %至3 0 %重量比； 將漿送至脫除管柱之頂端； 自漿中使用氣體以實質逆流方式脫除香氣成份，以提 供含香氣成份之香氣化氣體； 自香氣化氣體中收集香氣成份； 將離開脫除管柱底部之脫除漿送至萃取系統； 將離開萃取系統之咖啡萃取物濃縮； 將該濃縮咖啡萃取物與該收集香氣成份組合，以提供 香氣化萃取物；及 將該香氣化萃取物乾燥，以提供香氣化咖啡粉末。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中咖啡渣之漿係由 水性液體漿化全咖啡豆及然後將咖啡豆接受溼磨而提供。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中咖啡渣具在約1毫 米至約3毫米範圍内之粒度。 4.如申請專利範圍第1項之方法，其中香氣成份由香氣 化氣體在第1次操作中在約0 °C至約5 0 °C範圍内之溫度下受 到凝結，及在第2次操作中在少於約-8 0 °C之溫度下受到極 冷凝結而收集。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，其中香氣成份自漿中 在碟式和炸甜圈脫除管柱中脫除。 6 .如申請專利範圍第5項之方法，其中用以脫除香氣成

   (J:\57\57l87-930916.ptc 第23頁 1239813 心厂 _案號 88103178 年月 曰___ 六、申請專利範圍 份之氣體係在少於約1 0 0千帕之表壓下。 7 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該乾燥係以喷霧 乾燥或冷凍乾燥進行。

   (J:\57\57187-930916.ptc 第24頁