DE4028415A1 - Verfahren zur verbesserung von kaffee-sekundaerextrakten bei der herstellung von loeslichem kaffee - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur geschmacklichen Verbesserung von Kaffee-Sekundärextrakten insbesondere für die Herstellung von löslichen Kaffees bzw. Instantkaffees.

Bei der Herstellung von Kaffee-Extrakten wird aus Röstkaffee zunächst unter relativ schonenden Temperatur- und Druckbedingungen ein qualitativ meist hochwertiger, normalen Haushaltsaufgüssen nahekommender sogenannter Primärextrakt gewonnen. Diese Primärextraktion kann beispielsweise in einem Perkolator mit heißem Wasser erfolgen.

In dieser Primärextraktionsstufe wird eine Ausbeute von 20 bis 30% erzielt. Es lag deshalb nahe eine Erhöhung der Ausbeute durch eine zweite Extraktionsstufe herbeizuführen. Diese weitere Extraktion wird unter drastischeren Temperatur- und Druckbedingungen vorgenommen (EP-A-151 772). Der erhaltene Sekundärextrakt ist jedoch geschmacklich durch einen hohen, als unangenehm empfundenen Säuregehalt und zum anderen durch häufig als "Hydrolysegeschmack" bezeichnete und als unangenehm empfundene Aromanoten gekennzeichnet. Diese unangenehmen Noten beeinträchtigen die Qualität des Endprodukts und tragen zu dem vom herkömmlichen Röstkaffeeaufguß abweichenden, typischen Geschmack des löslichen Kaffees bei.

Eine Reihe von Behandlungsverfahren für Kaffee-Sekundärextrakte sind deshalb vorgeschlagen worden. So beschreibt die EP-A-78 121 die Entfernung von unerwünschten Stoffen aus Kaffee-Sekundärextrakten durch eine Flüssig/Flüssig-Extraktion mit einem Pflanzenöl. Nach der EP-A-78 618 werden Sekundärextrakte mit festen organischen Polymeren und nach der DE-A-34 00 768 mit schwach basischen Ionenaustauschern behandelt.

Die DD-A-268 151 betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung des Aromas von gemahlenem Kaffee, mit dem ein Röstkaffee mit verbesserten Geschmackseigenschaften und höherer Lagerstabilität erzielt werden soll. Dazu wird vorgeschlagen, den gemahlenen Röstkaffee mit Adsorptionsmitteln wie weit- oder engporigen Kieselgelen sowie synthetischen oder natürlichen Zeolithen zu behandeln.

Die EP-A-13 451 offenbart ein Verfahren zur Entfernung von Coffein aus wäßrigen Lösungen grüner oder gerösteter Kaffeebohnen mit einem bestimmten kristallinen zeolithischen Molekularsieb des Typs Y, dem UHP-Y, der eine hohe Selektivität für Coffein aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von Röstkaffee-Sekundärextrakten bereitzustellen, mit dem eine deutliche Geschmacksverbesserung des Sekundärextrakts erreicht wird, ohne den Anteil enthaltener gelöster, geschmacklich vorteilhafter Stoffe zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird zur Verminderung des Schwebstoffanteils, also des Gehalts an nicht gelösten, fein suspendierten Teilchen im Getränk ein basisches Molekularsieb mit einer Porengröße von etwa 0,3 bis 1 nm eingesetzt. In besonders vorteilhafter Weise eignen sich zu diesem Zweck die Molekularsiebe Merck Art.-Nr. 5703, 5704, 5705, Fluka Art.-Nr. 69 831, 69 834, 69 842, 69 844, 69 848 und/oder 69 855. Die Behandlung zur Entfernung der Off-Flavour Noten kann in besonders vorteilhafter Weise erfolgen, in dem man den Kaffee-Sekundärextrakt über das in einer Säule vorliegende Molekularsieb im Kreislauf pumpt oder durch direktes Durchströmen einer vorgelegten, mit Molekularsieb gefüllten Säule, wobei die Verweilzeit durch die Strömungsgeschwindigkeit oder aber die Säulenlänge reguliert wird. Die pH-Wert-Änderung im Sekundärextrakt kann über die Umpumpdauer reguliert werden. Andererseits kann der jeweilige während der Behandlung ermittelte pH-Wert als Regelgröße für die Behandlungsdauer oder aber für die Einstellung einer bestimmten geschmacklichen Note betrachtet werden.

Gute Behandlungsergebnisse werden erreicht, wenn das Molekularsiebmaterial vor dem Einsatz über einer Wasserdampfphase bis zu einer Wasseraufnahme von 7 bis 30% konditioniert wird. Zur Regeneration wird das Molekularsiebmaterial mit verdünnter wäßriger Natronlauge oder Kalilauge einer Konzentration von etwa 1 bis 5% gewaschen und anschließend so lange mit demineralisiertem Wasser gespült, bis das Spülwasser einen pH-Wert von etwa 9 aufweist. Das Verhältnis Molekularsieb zu dem zu behandelnden Kaffee-Sekundärextrakt kann in einem Bereich von etwa 1 : 30 bis 1 : 5 liegen, besonders gute Ergebnisse werden bei einem Verhältnis von 1 : 8 bis 1 : 12 erzielt.

Von dem durch Ionenaustauscherbehandlung des Kaffee-Sekundärextrakts erhaltenen Extrakt unterscheidet sich der durch Molekularsiebbehandlung erhaltene Sekundärextrakt dadurch, daß bei der letzteren selektiv kleine organische Moleküle entfernt werden, wohingegen bei Ionenaustauscherbehandlung eine unspezifische Adsorption stattfindet. Bei der Molekularsiebbehandlung gehen im Gegensatz zu der Ionenaustauscherbehandlung keine Feststoffe verloren.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine deutliche Geschmacksverbesserung sowohl des Sekundärextraktes als auch des daraus nach Vermischen mit dem Primärextrakt gewonnenen Endprodukts erreicht. Diese Verbesserung wurde von Kaffee-Experten geschmacklich festgestellt, läßt sich meßanalytisch aber auch durch die Verringerung des als Off-Flavour- Indikator in Instantkaffees benutzten Fufuralgehalts nachweisen. Die Behandlungsdauer liegt bei etwa nur 5 bis 20 min, und es ergeben sich keine oder nur vernachlässigbare Verluste an Feststoffgehalt. Da anderseits aber eine deutliche Verringerung des Schwebstoffgehalts, d. h. eine bessere Löslichkeit des Produkts zu verzeichnen ist, können dadurch möglicherweise auch positive Auswirkungen auf das taktile Empfinden beim Genuß des Getränks erlangt werden.

Das Fließschema beschreibt die vorliegende Erfindung nach einer bevorzugten Ausführungsform.

Vor der ersten Anwendung wurde das Material mit saurem Kaffee-Extrakt oder mit verdünnter Essigsäure mit einem pH-Wert von etwa 4,5 behandelt, um mobiles Aluminium auszuwaschen, anschließend mit 5%iger NaOH gewaschen und dann mit demineralisiertem Wasser so lange gespült, bis das Spülwasser einen pH-Wert von etwa 9 aufwies. Das Molekularsiebmaterial befindet sich in einer mit Kühl- oder Heizmantel ausgestatteten Säule. Aus einem Vorratsbehälter wird der noch warme Sekundärextrakt in einen mit Rührwerk versehenen Mischbehälter gepumpt und von dort auf die auf 50 bis 70°C erwärmte Säule gegeben. Nach Erreichen des gewünschten pH-Werts wird der behandelte Kaffee-Sekundärextrakt in den Auffangbehälter überführt und wie üblich zu Instantkaffee weiterverarbeitet.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung und beschreiben das erfindungsgemäße Verfahren im Labor- und im Produktionsmaßstab.

Beispiel 1

Das Molekularsiebmaterial Merck Art.-Nr. 5703 wurde in einem Exsiccator, der mit etwa 300 ml Wasser beschickt worden war, vorkonditioniert, bis ein Wassergehalt im Molekularsiebmaterial von 7,4% erreicht war. 25 g dieses Materials wurden in eine mit Heizmantel ausgestattete Glassäule gegeben. Eine zweite heizbare Säule diente als Puffer und Vorratsgefäß. 200 ml Sekundärextrakt mit einem gravimetrisch bestimmten Feststoffgehalt von 2,75% und einem pH-Wert von 4,38 wurden 9,5 min lang mit einer Schlauchpumpe über das Molekularsiebmaterial gepumpt. Der Heizmantel der Säulen hatte dabei eine Temperatur von 70°C. Nach Abbruch des Versuches war der pH-Wert auf 5,68 angestiegen und ein Feststoffverlust nicht feststellbar. Die Menge an titrierbarer Säure (bis pH 8) war von etwa 80 mmol auf etwa 27 mmol, bezogen auf 100 g Feststoff, gesunken. Ebenso war die Bildung von Ausfällungen nach zwanzigstündigem Stehenlassen bei 20°C um etwa 25% verringert.

Zur sensorischen Beurteilung wurde der Sekundärextrakt im Verhältnis 1 : 1 mit Primärextrakt vermischt und verkostet. In gleicher Weise wurde mit einem rohen, nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Sekundärextrakt verfahren. Die Mischung mit dem behandelten Sekundärextrakt wurde von den Kaffee-Experten deutlich bevorzugt.

Beispiel 2

1,4 kg Molekularsiebmaterial 10 A, Merck Art.-Nr. 5703, wurden, wie oben beschrieben, vorbehandelt, bis sich ein Wassergehalt von 11,8% eingestellt hatte. Das Material wurde wieder in eine Säule vom oben beschriebenen Typ eingefüllt und 16 kg Kaffee-Sekundärextrakt mit einem Feststoffgehalt von etwa 2,6% im Kreislauf durch die mit Molekularsieb beschickte Säule bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,3 l/min gepumpt. Nach einer mittleren Kontaktzeit von 16 min wurde der Extrakt aus dem Kreislauf abgepumpt und nach Entnahme von Proben für analytische Untersuchungen zusammen mit dem Primärextrakt zu löslichem Kaffee weiterverarbeitet.

Gravimetrisch war kein Verlust an Feststoff feststellbar. Der pH-Wert war auf 5,8 angestiegen, der titrierbare Säuregehalt von etwa 71 mmol auf etwa 23 mmol gesunken, bezogen auf 100 g Feststoff bei Titration bis pH 8. Das nach dem üblichen Verfahren hergestellte Produkt wurde ebenfalls untersucht und die Ergebnisse dieser Untersuchung in nachfolgender Tabelle zusammengestellt.

Die Verkostung der beiden Endprodukte durch Kaffee-Experten zeigte überraschend deutlich, daß das mit behandeltem Sekundärextrakt hergestellte Produkt deutlich überlegen war und als milder und sehr neutral bezeichnet wurde.

Claims (10)

1. Verfahren zur geschmacklichen Verbesserung von Kaffee-Sekundärextrakten, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sekundärextrakt mit basischen Molekularsieben behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Molekularsiebe mit einer Porengröße von etwa 0,3 bis 1,0 nm einsetzt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sekundärextrakt mit den Molekularsieben Merck Art.-Nr. 5703, 5704, 5705, Fluka Art.-Nr. 69 831, 69 834, 69 842, 69 844, 69 848 und/oder 69 855 behandelt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Molekularsiebe über einer Wasserdampfphase bis zu einer Wasseraufnahme von etwa 7 bis 30% konditioniert.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sekundärextrakt über das in einer Säule vorliegende Molekularsieb im Kreislauf umpumpt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sekundärextrakt durch eine mit Molekularsieb gefüllte Säule durchströmen läßt und die Verweilzeit über die Säulenlänge und/oder die Strömungsgeschwindigkeit eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine pH-Wert-Änderung durch die Umpumpdauer reguliert.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die pH-Wert-Änderung durch das Verhältnis von Molekularsieb zu Sekundärextrakt reguliert.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Verhältnis Molekularsiebmaterial zu Kaffee-Sekundärextrakt von 1 : 5 bis 1 : 30 einstellt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Verhältnis Molekularsiebmaterial zu Kaffee-Sekundärextrakt von 1 : 8 bis 1 : 12 einstellt.