DE69624222T2

DE69624222T2 - Löslicher instantkaffee und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE69624222T2
Application number: DE69624222T
Authority: DE
Inventors: Richard T.S. Liu; Karl Loehmar
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2016-02-07
Also published as: CA2210694A1; US5972409A; EP0809443B1; WO1996024255A1; ATE225609T1; EP0809443A1; AU4457896A; DE69624222D1

Description

Die Erfindung betrifft einen löslichen Instantkaffee und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Löslicher Kaffee ist auf dem Markt seit über einem halben Jahrhundert erhältlich. Die Herstellung eines derartigen löslichen (Instant-)Kaffees war in der Technik bekannt. Der grüne Kaffee wurde geröstet und fein gemahlen. Wasser wurde verwendet, um die löslichen Feststoffe von dem gerösteten und gemahlenen Kaffee in einem Perkulatorenzug zu extrahieren. Der Extrakt wurde durch Verdampfen oder Gefrierkonzentrieren auf eine hohe Konzentration konzentriert und wurde dann in Pulverform sprühgetrocknet oder gefriergetrocknet. Während dieses Verfahrens trat in jedem Schritt beginnend mit dem Röstverfahren ein Verlust der Aromageschmackskomponenten auf. Es wurden sogar große Anstrengungen unternommen, um diese Aromaverluste zu reduzieren/wiederherzustellen. Das ist aufgrund der Tatsache so, daß das Aroma sehr flüchtig und gegenüber Hitze, Sauerstoff und Licht extrem instabil ist. Daher hat der Stand der Technik diese Tatsachen gekannt und verschiedene Techniken ausprobiert, um eine bessere Instantkaffeequalität zu erzeugen, wobei es jedoch bislang einen großen Qualitätsunterschied zwischen Kaffee, der aus Geröstetem und Gemahlenem aufgebrüht ist, und Instantkaffee gibt.
Es gibt eine andauernde Anstrengung, die in der Industrie des löslichen Kaffees gemacht wird, um den Verlust zu vermindern und die Aromastoffe während der Verfahren zum Herstellen des löslichen Kaffees wiederherzustellen, um seine Produktqualität zu verbessern.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Verfahrenstechniken bereitzustellen, um ein lösliches Kaffeeprodukt hoher Qualität herzustellen, das nahe an dem Kaffee ist, der aus geröstetem und gemahlenem Kaffee aufgebrüht ist. Gemäß dieser Technik wird der grüne Kaffee zuerst extrahiert, und dann wird das erhaltene grüne Pulver wärmebehandelt. Eine derartige Technik ist bereits aus der FR 52 337, FR 864 412, US 2 872 323, FR 460 949, US 2 758 927, US I 932 769 und GB 630 153 bekannt.
Die Nachteile bestehen darin, daß das Rösten des grünen Pulvers sehr lange dauert, nicht homogen ist, und stoßweise ausgeführt wird, was diese Techniken sehr teuer macht. Wenn überdies das Verfahren in einem Ofen oder einem Mischer oder einer Heizplatte geschieht, brennt das grüne Pulver an.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen löslichen Instantkaffee, der erhältlich ist nach einem Verfahren, bei dem der gemahlene Kaffee mit Wasser extrahiert wird, der Extrakt getrocknet wird, um ein grünes Pulver zu erhalten, dieses Pulver in einem Zweischneckenextruder, um das Pulver bei einer Temperatur von 130-240ºC während bis zu 5 Minuten zu karamelisieren, karamelisiert, abgekühlt und gemahlen wird.
Der Instantkaffee gemäß der Erfindung hat eine durchschnittliche Parikelgröße, die nicht entscheidend ist, aber aus Bequemlichkeitsgründen zwischen 0,5 bis 3 mm beträgt. Dieser Kaffee hat einen Wassergehalt von 1 bis 5%.
Der lösliche Instantkaffee ist aus gemahlenem grünem Kaffee erhältlich, der mittels einer Technik extrahiert wird, die aus der Gruppe ausgewählt: ist, die aus einer Einstromextraktion, einer geteilten Extraktion mit einer Nieder- und Hochtemperatür-Extraktion und einer Aufschlämmextraktion besteht. Die grünen Bohnen werden vor der Extraktion einer Dampfbehandlung unterzogen. Der lösliche Instantkaffee ist über ein Verfahren erhältlich, bei dem dem grünen löslichen Kaffeextrakt Öl zugesetzt wird. Gemäß der Erfindung werden die grünen Kaffeepulver aus der Einstromextraktion, aus der Niedertemperatur- Teilextraktion und der Aufschlämmextraktion bei einer Temperatur von 180 bis 240ºC karamelisiert, und die grünen Kaffeepulver aus der Hochtemperatur-Teilextraktion bei einer Temperatur von 130 bis 180ºC. Die Karamelisierung erfolgt innerhalb von bis zu 2 Minuten.
Bei einer bestimmten Ausführung enthält das Instantpulver zwischen 0 bis 5% Öl, um einen Aroma- und Geschmacksträger in dem karamelisierten Produkt zu haben. Das Öl wird aus der Gruppe entnommen, die aus Kaffeeöl und weiteren Speiseölen besteht. Das Pulver gemäß der Erfindung kann für sich eingesetzt werden, aber es kann auch in einer Mischung mit einer Verbindung eingesetzt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Instantkaffee, Milchpulver, Zucker und löslichem Pulver, das aus Zichoriewurzeln gemacht ist, gewählt ist.
Die Erfindung betrifft desweiteren ein Verfahren für die Extraktion der löslichen Feststoffe aus den gemahlenen grünen Kaffeebohnen, die Konzentrierung und das Sprühtrocknen zu Pulverform. Das Pulver wird dann bis zu einem wünschenswerten Färbungsgrad karamelisiert. Das wird zu einer rötlicheren und klareren Tasse Kaffee mit verbessertem Aromageschmack führen. Die bei dieser Erfindung eingesetzten Extraktionstechniken umfassen einen Einstromperkulatorenzug im Gegenstrom von Wasser mit einer Strömung aus grünen Kaffeepartikeln. Sie setzt auch die geteilte Extraktionstechnik ein, d. h. einen Niedertemperatur-Perkulatorenextraktionszug, der die kleineren und leichter im Wasser löslicheren Substanzen aus den grünen Kaffeepartikeln löst. Der übrige im Wasser lösliche Feststoff muß in dem Hochtemperatur-Perkulatorenextraktionszug extrahiert werden. Dieses geteilte Extraktionsschema ist ein kontinuierliches Verfahren. Der Vorteil dieser geteilten Extraktionstechnik ist es, zwei Teile löslicher Feststoffe aus den grünen Kaffeebohnen herzustellen, und sie separat zu karamelisieren. Diese separate Karamelisiertechnik ermöglicht es, diese beiden unterschiedlichen Anteile mit unterschiedlichem Energieeintrag zu karamelisieren, um die zu starke Karamelisierung eines Teils und die zu schwache Karamelisierung des anderen Teils zu vermeiden. Der zu stark karamelisierte Teil führt zu einer verbrannten Note und Getreidegeschmack, während das zu schwach karamelisierte einen frischen und bohnigen Geschmack hat und eine gelblich verwirbelte Tasse machen wird, wenn es mit Wasser rekonstituiert wird. Daher schafft diese getrennte Karamelisiertechnik einen löslichen Kaffee mit gut ausgewogenem Aroma/Geschmack und einem gut ausgewogenem Erscheinungsbild in der Tasse, wenn die beiden karamelisierten Teile zusammen kombiniert werden.
Die Ölzugabe zu dem konzentrierten grünen Kaffeeextrakt und die Dispersion dieses zugegebenen Öls zu sehr feinen Partikeln vor dem Sprühtrocknen, um das Pulver für die Karamelisierung zu erzeugen, sind zwei Faktoren, die zu einer besseren Bewahrung des Aromas/Geschmacks während der Karamelisierung führen, und sie sind zwei Faktoren, um Ölschlieken in der Tasse zu verhindern, nachdem das Pulver mit Wasser rekonstitutiert wurde. Die Karamelisierausrüstung, die bei dieser Erfindung eingesetzt wird, ist ein Zweischneckenkochextruder oder irgendeine andere geeignete Ausrüstung zum Karamelisieren von Pulver.
Hinsichtlich der Extraktionstechnik ist eine weitere Möglichkeit die Aufschlämmungsextraktion, die im Stand der Technik bekannt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung werden die gemahlenen grünen Bohnen einer Dampfbehandlung unterzogen.
Nur ein Teil der Aroma- und Geschmacksvorläufer wird unter normalen Bedingungen bei der Extraktion der grünen Kaffeebohnen mit Wasser extrahiert. Die Dampfbehandlung der grünen Bohnen wurde entweder vor oder während der Extraktion angewendet, um die Ausbeute der löslichen Feststoffe aus dem Kaffee zu verstärken. Dieses Verfahren führt zu einer vollständigen Extraktion der Vorläufer und einer extensiven Hydrolyse und Lösung der Kaffeekohlenwasserstoffe und -proteine.
Die Karamelisierung des grünen Pulvers geschieht, wie bereits oben gesagt, in einem Zweischneckenextruder oder einer geeigneten Ausrüstung zur Karamelisierung von Pulver. Die Karamelisierung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 130 bis 240ºC während bis zu 5 Minuten, vorzugsweise während bis zu 2 Minuten gemacht.
Die grünen Kaffeepulver von der Einstromextraktion, von der Niedrigtemperatur-Teilextraktion und von der Aufschlämmungs- Extraktion werden bei einer Temperatur von 180 bis 240ºC karamelisiert, die grünen Kaffeepulver von der Hochtemperatur- Teilextraktion bei einer Temperatur von 130 bis 180ºC.
Die Karamelisierung kann bei 1 bis 30 Bar Druck, vorzugsweise unter 10 Bar ausgeführt werden. Wenn die Karamelisierung abgeschlossen ist, werden die karamelisierten Produkte unmittelbar gekühlt, um die chemische Reaktion zu stoppen und die flüchtigen Aroma-/Geschmackskomponenten vor dem Entweichen zu bewahren, die während der Karamelisierung erzeugt wurden. Da auch während der Karamelisierung CO&sub2; und weitere Gase erzeugt wurden, ist es notwendig, diese Gase in das geschmolzene glasige Produkt vor dem Austritt durch die Düse des Extruders aufzunehmen. Das wird ein poröses Extrudat erzeugen, das zu einem Produkt der richtigen Dichte führen wird, und, was am wichtigsten ist, es wird eine viel schnellere Auflösung haben, wenn das Pulver mit heißem Wasser rekonstituiert wird.
Verschiedene Sorten von Kühlgeräten zum Kühlen der karamelisierten Produkte können verwendet werden, wie z. B. ein Bandförderer, ein Tumbler, ein Fließbett, Versprühen von flüssigem Stickstoff, das Dosieren mit pulverförmigem Trockeneis (CO&sub2;). Nachdem das karamelisierte Extrudat abgekühlt ist, wird es in eine geeignete Partikelgröße von 0,5 bis 3 mm partikuliert. Verschiedene Mühlen, wie z. B. eine Hammermühle, eine Walzenmühle und eine Fitz-Mühle können eingesetzt werden.
Anstatt die grünen Kaffeebohnen in ihrer Gesamtheit zu verarbeiten, ist es auch möglich, einen Teil (zwischen 10 und 95%) der Bohnen auf eine klassische Weise zu behandeln, d. h. rösten und mahlen, wobei der Rest der Bohnen (zwischen 5 und 90%) nur gemahlen wird. Beide Pulver werden dann zusammen gemäß der Erfindung extrahiert, konzentriert, getrocknet und extrudiert. Diese Ausführung ist der Gegenstand von Beispiel 5.
Gemäß einer weiteren Ausführung ist es möglich, einen Teil (zwischen 70 und 95%) der Bohnen auf eine klassische Weise zu behandeln, d. h. rösten, mahlen und extrahieren (durch die geteilte Extraktionstechnik) bei einem Niedrigtemperatur-Extraktionsteil, und dieser Teil wird Aroma-/Geschmacks-Wiederherstellungs-/Wiedereinbringungsschritten der Konzentration und dem Trocknen unterworfen, um einen mit Aromageschmack angereicherten Teil des herkömmlichen lösbaren Pulvers (Instantkaffees) zu erzeugen, wie es im Stand der Technik angegeben ist. Der gespendete Kaffee (der unlösliche Teil bei dem Niedrigtemperatur-Extraktionsschritt) wird dann mit dem gemahlenen grünen Kaffee (zwischen 5 bis 30% des gesamten Kaffees) für den klassischen Weg der Hochtemperatur-Extraktion zusammengeführt. Das Extrakt wird dann zu einem Pulver konzentriet und getrocknet. Dieses Pulver wird dann mit einem Zweischneckenextruder karamelisiert. Sowohl das mit Aroma angereicherte Pulver von der im Niedrigtemperatur-Extraktionsteil als auch das karamelisierte Pulver werden dann gemischt und sind für den Verbraucher fertig. Diese Möglichkeit ist der Gegenstand von Beispiel 6.
Die Beschreibung wird jetzt in Bezug auf die Zeichnungen gemacht, wobei
Fig. 1 bis 3 Gaschromatogramme von flüchtigen Aromas unterschiedlicher Kaffeesorten zeigen;
Fig. 4 eine schematische Ansicht der Einstromextraktion grünen Kaffees zeigt;
Fig. 5 eine schematische Ansicht der geteilten Extraktion von grünem Kaffee zeigt; und
Fig. 6 eine schematische Ansicht der Karamelisierung des extrahierten grünen Kaffeepulvers zeigt.
Fig. 1a stellt ein GC eines klassisch gerösteten und gemahlenen Kaffees betreffend die flüchtigen Aromabestandteile dar.
Fig. 1b stellt das gleiche GC aber für Instantpulver dar, und
Fig. 1c das GC eines Pulvers gemäß der Erfindung.
Die GC-Chromatogramme, die in den Fig. 1 bis 3 gezeigt sind, werden üblicherweise durch das folgende allgemeine Verfahren erhalten.
Die Proben werden in einem geschlossenen Behälter eingeschlossen. Eine 10 ul Spritze wird verwendet, um den Dampf von dem Kopfraum des abgedichteten Behälters zu entnehmen. Dieser Dampf wird dann in eine GC-Einlaßöffnung eingespritzt. Eine DB-Wachskapillarsäule, die von 20 bis 180ºC programmiert wird, und ein FID (Flammenionisationsdetektor) werden eingesetzt, um Spitzen der Bestandteile zu detektieren, die die Säule verlassen. Die sich ergebenden GC Chromatogramme sind in den Fig. 1 bis 3 gezeigt.
In Fig. 1 werden getrocknete Produkte von herkömmlichen Geröstetem und Gemahlenem (1a), herkömmlichen Instantkaffe (1b) und dem karamelisierten Produkt (1c) eingesetzt.
Fig. 2 zeigt den herkömmlich gerösteten und gemahlenen Kaffee (2a) und den karamelisierten Kaffee (2b) (der Dampf wird unmittelbar von dem Karamelisierreaktor vor dem Öffnen entnommen).
Fig. 3 zeigt die Pulverprodukte, die mit heißem Wasser auf 1% Feststoffkonzentration rekonstituiert sind, und in einem geschlossenen Behälter abgedichtet sind. Der Dampf von dem Kopfraum des Brühkaffees (3a), des herkömmlichen Instants (3b), dem karamelisierten Niedrigtemperatur-Extraktionsteilprodukts (3c) und dem karamelisierten Kaffee mit der Kombination des Kalt- und Warmtemperaturextraktionsteils (3d) ergeben die entsprechenden GCs.
Fig. 1 deutet an, daß das karamelisierte Beispiel (1c) eine größere Ähnlichkeit zu dem gerösteten und gemahlenen Beispiel (1a) sowohl in der Zusammensetzung als auch in der Stärke im Gegensatz zu dem schwächeren herkömmlichen Instantkaffee- Beispiel (1b) zeigt. Noch höhere Werte von Aroma- und Flüchtigkeitsstoffwerten werden bei der GC-Analyse von Spritzenproben aus dem Kopfraum bei dem abgedichteten Reaktor infolge des Karamelisierungsdrucksreagierens beobachtet (siehe Fig. 2b). Zwei karamelisierte Produkte (Niedrigtemperatur-Extrationsteil, Fig. 3c), und das karamelisierte Kombinationsprodukt aus Niedrig- und Hochtemperatur-Extraktionsteilen (Fig. 3d) und eine gegenwärtige Produktion des herkömmlichen Instantpulvers (3b) werden mit heißem Wasser wiederhergestellt, und die GC- Analyse dieser Proben ebenso wie von Aufgebrühtem (3a) wurden zum Vergleich durchgeführt. Wie es aus den Fig. 3 klar ist, zeigte das sich ergebende Chromatogramm den großen Unterschied zwischen dem Instant- und der karamelisierten Probe, und eine große Ähnlichkeit zwischen dem aufgebrühten und den karamelisierten Proben.
Mit Bezug auf Fig. 4 wird eine Mischung aus Kaffeebohnen, d. h. 70% Robusta und 30% Arabica (Gewichtsbasis) mit einer Walzenmühle auf eine durchschnittliche Teilchengröße von 2,0 bis 4, 0 mm gemahlen. Der gemahlene grüne Kaffee wurde in einen Perkulatorzug eingebracht. Heißes Wasser 8 mit 160 bis 180ºC wird zu dem Boden des am stärksten entleerten extrahieren Perkulators 7 gepumpt. Dann wird die Lösung 9 von dem Ausgang dieses Perkulators 7 in den Boden des am zweitstärksten entleerten extrahierten Perkulators 6 eingeleitet. Diese Strömungsrichtung 10 der Extraktion wird fortgesetzt, um in dem Perkulator 5 fortzufahren, und das Extrakt 12 wird dann von dem Ausgang des Perkulators 4 durch ein Druckregelventil 13 in einen Separator 14 geflashed, um die unerwünschten Bestandteile aus der Hochtemperatur-Extraktion der grünen Kaffeepartikel zu entfernen. Der Dampf 15, der aus diesem flashenden Strom getrennt wird, wird in einem Wärmetauscher 16 kondensiert. Das Kondensat 17 wird dann durch eine Pumpe 18 entfernt. Der Separator wird durch eine Vakuumpumpe 19 zwischen 30 cm Mercuri-Vakuum und einem athmosphärischen Druck oder einem geringeren Druck betrieben. Das nicht kondensierbare Gas 20 wird durch die Vakuumpumpe 19 entfernt, um ein notwendiges Vakuum in dem Separator 14 zu erhalten. Die durch Verdampfung von Wasser gekühlte Lösung 21 wird mit einer Pumpe 22 durch einen Wärmetauscher 23 gepumpt, um vor dem Eintritt in den Boden des weiteren Perkulatorzugs 3, 2, 1 (auf eine Temperatur zwischen 110 und 125ºC) erwärmt zu werden, der bei einer niedrigeren Temperatur von zwischen 100 bis 125ºC betrieben wird. Die Lösung 27, die von dem Oberteil des Perkulators 2 austritt, wird in den frisch beladenen Perkulator 1 eingegeben, der gemahlene grüne Kaffeepartikel enthält. Es ist von großer Wichtigkeit, daß das Beladen mit gemahlenem grünen Kaffee wegen der Ausdehnungseigenschaft des grünen Kaffees ungefähr die Hälfte des Volumens des Perkulators sein sollte, um einen Überdruck zu vermeiden, der während der Extraktion auftritt.
Nach dem Leiten einer bestimmten Menge heißen Wassers zu dem am stärksten entleerten extrahierten Perkulator 7, wird das heiße Wasser in den Perkulator 6 eintreten, der derjenige 7 in dem neuen Extraktionszug sein wird. Der Inhalt des entleerten extrahierten grünen Kaffees in dem Perkulator wird zu einem Empfänger für gebrauchten Kaffee geblasen. Der leere Perkulator wird dann wieder mit dem frisch gemahlenen grünen Kaffeepartikeln beladen. Der eingeladene frische gemahlene Kaffee wird in dem kalten Extraktionszug angeordnet, wie es in Fig. 4 bei Perkulator 1 angedeutet ist, und der Perkulator 3 wird zu dem Heißextraktionszug als Perkulator 4 bewegt.
Die Ausbeute des löslichen Feststoffs aus dem grünen Kaffee liegt zwischen 40 bis 70%. Die Ausbeute ist als der lösliche Feststoff definiert, der aus den grünen Kaffeepartikeln extrahiert wird, und wird in Prozent ausgedrückt, d. h. 50% Ausbeute bedeuten 50 Teile des löslichen Feststoffs, der aus 100 Teilen grünen Kaffeebohnen extrahiert ist. Die Ausbeute des löslichen Feststoffs aus dem grünen Kaffee hängt von vielen Verfahrensparametern ab, wie z. B. die Temperatur der heißen Extraktionszug-Perkulatoren 7-4, dem Verhältnis von Wasser zu grünem Kaffee, der Anzahl von Perkulatoren in dem Extraktionszug, der Extraktionszeit und einigen Hochtemperatur-Dampfbehandlungs-Hydrolyseschritten zwischen dem Kaltextraktions- Perkulatorenzug 1-3 und dem Heißextraktions-Perkulatorenzug 4-7.
Die Ausbeute von löslichem Feststoff aus grünem Kaffee ist bei dieser Untersuchung sehr wichtig. Einerseits ist es letztendlich wichtig, um die Vorläufer von dem grünen Kaffee mit Vakuum zu extrahieren, und außerdem ist die höhere Ausbeute auch wirtschaftlich vorteilhaft. Jedoch kann eine zu hohe Ausbeute die Qualität der endgültigen Produkte verschlechtern.
Die Lösung 26, die die lösliche grüne Kaffeemasse enthält, wird zu den herkömmlichen Verdampfern 30 geführt um die Lösung auf 50 bis 55% Feststoffgehalt zu konzentrieren. Ein halbes bis 5% Öl (32, auf der Basis von Feststoffgehalt W/W) wird durch eine Pumpe 28 diesem konzentrierten Strom 31 zugefügt und zu einem Hochdruckhomogenisierer 34 gepumpt 33, um das zugefügte Öl in sehr feine Partikel von weniger als einem Mikrometer vor dem Sprühtrocknen 36 zu dispergieren. Der Homogenisierungsschritt ist wichtig, weil die großen Öltropfen ein unerwünschtes Tassenerscheinungsbild bei der Rekonstitution des Produkts mit Wasser verursachen werden. Ein grünes Pulver 37 wird erhalten, das für die Karamelisierung bereit ist.
Ein weiteres alternatives Extraktionsschema, das in dieser Erfindung eingesetzt wird, wird in Fig. 5 gezeigt und wie folgt beschrieben: Wie es mm Stand der Technik für die Extraktionsverfahren von geröstetem und gemahlenem Kaffe erwähnt wurde, kann eine ähnliche Technik auf den grünen Kaffee angewendet werden, d. h., die am stärksten wasserlöslichen Massen, die leicht von dem Kaltextraktions-Perkulatorzug extrahiert werden, sind meistens kleinere: Molekulargewichtsbestandteile, wie z. B. Zucker, Aminosäuren, Trigonellin und andere organische Bestandteile. Diese Komponenten, glaubt man, sind die Vorläufer der Aroma- und Geschmackskomponenten während des Karamelisierverfahrens. Daher wird dieser Teil der mit "kaltem" Wasser extrahierten Massen ein mit Aroma-/ Geschmacksstoffen angereichertes Kaffeeprodukt erzeugen. Dieses Produkt kann für seine speziellen Anwendungen geeignet sein.
Außerdem verhält sich dieser Teil an Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht sehr unterschiedlich zu den Substanzen mit großem Molekulargewicht, die bei der Hochtemperatur-Perkulatorzugextraktion extrahiert werden. Das wird in dem nächsten Abschnitt beschrieben. Es ist daher bei dieser Erfindung sehr wichtig, diese Art eines geteilten Extraktionsschemas zu haben.
Fig. 5 (A) zeigt dem Kaltextraktions-Perkulatorzug und 5 (B) stellt den Heißextraktions-Perkulatorzug dar. Anstatt der Verwendung der Lösung von dem Heißextraktionszug nach dem Separator 14, wird heißes Wasser 38 mit einer Temperatur im Bereich zwischen 110 und 130ºC in den Perkulator 3 eingeleitet. Die Extraktion und ihr stromabwärtiges Verfahren ist das gleiche, wie es vorher beschrieben wurde, um einen E1 Anteil (Niedrigtemperatur-Extraktion) eines löslichen grünen Kaffeepulvers zu erzeugen.
Der E2 Extraktionsanteil (Hochtemperatur) ist auch der gleiche, wie er vorher beschrieben wurde, außer daß die Lösung nach der Trennung unmittelbar zu dem Verdampfer geschickt wird und zu einem Hochdruck-Homogenisierer und Sprühtrockner weitergeht, um den E2 Anteil des grünen Kaffeepulvers zu erzeugen. Die Ausbeute von E1 liegt zwischen 20-30%, während die von E2 zwischen 30-40% liegt. Wieder hängt die Ausbeute von jedem dieser beiden Anteile von dem Extraktionstemperaturparameter, dem Verhältnis von Wasser zu grünem Kaffee, der Anzahl von Perkulatoren in dem Extraktionszug und der Zeit ab, die der grüne Kaffee in dem Extraktionszug bleibt.
Fig. 6 zeigt ein schematisches Diagramm des Karamelisier-, Abkühl- und Partikuliersystems. Der Transport des Kaffeepulvers von dem Trichter 40 zu dem Extruder 47 zur Karamelisierung geschieht in Fig. 6 durch die Dosiereinheit 42, die von dem Motor 41 angetrieben wird. Die Dosiereinheit 42 ist an dem Boden 43 und der Extruder 47 unten an dem Boden 44 angeordnet.
Von der Dosiereinheit 42 wird das Pulver durch den Trichter 45 in das erste Extrudersegment 47 geliefert. Ein Zweischneckenextruder mit acht Segmenten wird eingesetzt, der von einem Motor 46 angetrieben wird. Die Segmente werden mit erhitztem Öl erwärmt, das durch ein externes Heizsystem (nicht gezeigt) zirkuliert und auf die gewünschte Temperatur der Zweischneckentonnen erwärmt wird. Eine Lüftungsöffnung 60 ist an dem Segment neben dem Zufuhrsegment angeordnet, um Luft und Dampf zu entlüften, der in diesem Heizsegment erzeugt wird.
Eine Formbildung des Kaffeepulvers wird in der Heizzone und dem Druck erreicht, der aufgrund der Bildung von CO&sub2; erhöht ist. Ein homogenes karamelisiertes Extrakt wird an der Ausgangsöffnung ausgegeben, die mit zwei Formen 48 ausgestattet ist, die an dem Ende des Extruders befestigt sind.
Nach dem Verlassen der Düse 48 fällt das heiße expandierte viskose Extrudat auf ein verstärktes Band 49, das zwischen zwei Walzen 50 läuft. Das Band steht mit dem Rahmen 51 auf dem Boden 44 und stellt eine Kühlkammer 52 zum Kühlen des Extrudats auf 15ºC dar. Das karamelisierte Extrakt wird durch ein weiteres Band 53, das durch zwei Walzen 54 angetrieben wird, auf das Band 49 gedrückt, um eine dünne Schicht zu erhalten. Um das Extrudat schnell abzukühlen, wird eine Kühlluftströmung (nicht gezeigt) auf die andere Seite dieses Bands gelenkt. Das karamelisierte Produkt wird von dem Band 49 getrennt und in einer Mühle 56 gemahlen. Das Pulver 59 fällt in den Behälter 57, der auf dem Boden 55 steht.
Wenn ein konstantes Temperaturprofil der Segmente des Extruders eingesetzt wird, hängt der Karamelisierungsgrad des Kaffeeextrakts von der Fließrate ab. Ein dunkleres Kaffeepulver wird mit einer kleineren Strömungsrate und eine hellere Farbe durch eine höhere Strömungsrate erhalten.
Teillösliche Feststoffe, die von den Kaffeebohnen bei Extraktionstemperaturen unterhalb von 100ºC erhalten werden, werden in dem Bereich vor. 220 bis 240ºC karamelisiert. Teillösliche Feststoffe, die bei Extraktionstemperaturen oberhalb von 100ºC erhalten werden, werden in dem Bereich von 130 bis 180ºC karamelisiert.
Die folgenden Beispiele zeigen und erläutern die vorliegende Erfindung.

Beispiel 1

Lösliches grünes Kaffeextrakt, das aus einer Einstromextraktionstechnik erhalten wird, wird in zwei Teile geteilt. Teil A wird sprühgetrocknet, während der B-Teil mit 5% Öl versetzt wird und bei einem Hochdruck von 100 Bar in einem Homogenisierer vor dem Sprühtrocknen homogenisiert wird. Der Feuchtigkeitsgehalt von Pulver A liegt bei 3%, während der von dem Pulver B bei 3,2% liegt. 30 Kilogramm von jedem Pulver wird in einen Zweischnecken-Kochextruder (Werner u. Pfleiderer, Model Continua 58, mit 8 Tonnen) eingeleitet. Die Bedingungen der Karamelisierung in dem Extruder sind für beide Pulver die gleichen. Das bedeutet eine Zuführrate von 50 Kilogramm pro Stunde, eine Schraubendrehzahl von 200 Umdrehungen/Minute, eine Tonnentemperatur von 220ºC während 40 Sekunden.
Das Extrudat von Pulver A wird nicht ausgedehnt und etwas Dampf entweicht von dem. Extrudat aus der Düse.
Das Extrudat wird auf dem Kühlband gekühlt. Es verfestigt sich und kühlt in ungefähr einer Minute ab. Das gekühlte Extrudat wird mit einer Rollstange gebrochen und in einer Mühle auf eine durchschnittliche Teilchengröße von 2 mm gemahlen.
Das Extrudat von Pulver B, das 5% Öl enthält, ist gut ausgedehnt und fließt glatt aus der Düse zu dem Kühlband. Es gibt keinen Dampf, der an dem Ausgang von der Düse auftritt.
Die beiden karamelisierten Pulver A und B werden mit kochendem Wasser rekonstituiert und bezüglich ihrer Qualität beurteilt. Das Ergebnis wird wie folgt beschrieben:
Probe A: scharf, (leichter Getreidegeschmack und Fehlen von. Aroma)
Probe B: mild, ausgeglichenes Aroma und ausgeglichener Geschmack.

Beispiel 2

50 kg Pulver C und D, die aus der geteilten Extraktionstechnik, wie in Fig. 5 beschrieben, erhalten wurden, werden für die Karamelisierung mit einem Werner u. Pfleiderer Zweischnecken- Kochextruder verwendet. Pulver C wird aus einer Niedrigtemperatur-Extraktionsfraktion erhalten, und 5% Kaffeeöl wurde in das konzentrierte Extrakt vor dem Sprühtrocknen fein dispergiert. Pulver D wird aus der Hochtemperatur-Extraktionsfraktion erhalten und wird ohne den Zusatz von Öl konzentriert und sprühgetrocknet. Die Karamelisierbedingungen für die Pulver sind die gleichen wie für das vorhergehende Beispiel, außer für Pulver D, wo die Zuführrate 14 kg/h und die Tonnentemperatur 130ºC und die Dauer der Karamelisierung 25 Sekunden beträgt.
Ähnlich wie bei Probe B in Beispiel 1 ist das Pulver C, das von der Karamelisierungsoperation erhalten wird, mild, das Extrudat gut mit Dampf ausgedehnt, und es gibt keinen Dampf, der an der Düse von dem Extrudat getrennt wird.
Die Bedingung zum Karamelisieren des Pulvers D ist unterschiedlich zu dem von Pulver C. Überdies ist der Zusatz von Wasser an Tonne Nr. 3 des Extruders nötig, um einen glatten Betrieb zu haben. Überdies bleibt, anders als bei den Pulvern C und A + B in Beispiel 1 eine hohe Temperatur bei zumindest zwei Tonnen des Extruders, um die unerwünschten Dämpfe von dem Extrudat zu flashen.
In beiden Fällen wird das Extrudat auf dem Kühlband gekühlt und in der Hammermühle auf eine mittlere Teilchengröße von 2,0 mm gemahlen.
Die Proben werden mit kochendem Wasser rekonstituiert und getrennt auf Geschmack getestet. Die Proben C & D werden getrennt zubereitet und auch proportional kombiniert und gegen Probe B von Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse von den Geschmackstesten sind wie folgt:
Probe C aromatisch, leicht unausgewogen
Probe D flach, leicht sauer und mit Körper
Probe C + D aromatisch, Geschmacksausgewogenheit besser als bei Probe B
Probe B ausgewogener Geschmack.

Beispiel 3

Eine Trockenmischung bestehend aus jeweils 50% löslichem Extraktpulver aus grünem Kaffee und grünem Zichorie wird zubereitet. Das lösliche Kaffeepulver, das von der Einstromextraktion erhalten wird, wird für diesen Versuch verwendet. Das lösliche Zichoriepulver wird aus getrockneter Zichorie durch Extrahieren des Materials und durch Sprühtrocknen des flüssigen Extrakts erzeugt. Der gleiche Extruder mit 8 Segmenten wird eingesetzt. Die Zuführrate der Pulvermischung zu dem Extruder beträgt 60 kg/h. Die Tonnentemperaturen und das weitere Verarbeiten der Extraktpulver sind die gleichen, wie in Beispiel 1 angegeben.

Beispiel 4

Eine Trockenmischung besteht aus 10% löslichem grünem Kaffeepulver (aus Beispiel 1) und 90% herkömmlichem löslichem Kaffeepulver (Instant), das auf eine gewöhnliche Weise hergestellt wurde, wie im Stand der Technik angegeben. Robusta Kaffee wurde für beide der oben erwähnten löslichen Kaffeepulver eingesetzt. Die Einstromextraktionstechnik wird in beiden Fällen eingesetzt. Die Ausbeute des grünen löslichen Kaffees betrug 60%, während die von dem herkömmlichen löslichen Kaffee (Instant) 52% betrug. Sie wurden verarbeitet, um Pulver zu erzeugen, wie im Stand der Technik angegeben. 50 kg der gemischten Pulver wurden karamelisiert. Die Karamelisierungsbedingungen sind die gleichen, wie in Beispiel 1 angegeben. Das karamelisierte Produkt wurde gegen den 100% Instant- Kaffee des gleichen grünen Kaffees getestet wie das Rohmaterial. Das Testgremium bevorzugte das karamelisierte Produkt, weil es mehr Säure, weniger harschen Geschmack, viel stärker, und aufbrühartiger war, während der 100% Instantkaffee als harsch, grob und trocken (Fehlen von Säure) beschrieben wurde.
Überdies wurde der karamelisierte Kaffee in seiner Dosierung auf zwei Drittel reduziert und wieder gegen die gleiche Kontrolle probiert, die die volle Stärke hatte. Das Testgremium fand heraus, daß dieses Produkt eine ähnliche Tassenstärke aufweist, aber in der. Qualität besser ist.
Der karamelisierte Kaffee wird verwendet, um Cafe au Lait mit 66% der Kaffeedosierung (verglichen mit regulärem Instant) herzustellen, und wurde gegen die Kontrollprobe probiert, die mit regulärem Instant-Kaffee gemacht wird. Wieder hat das Testgremium den karamelisierten Kaffee bevorzugt, weil er kaffeeähnlicher als die Kontrollprobe war.

Beispiel 5

Dieses Beispiel zeigt, daß die gemischten Einstrompulver, die in Beispiel 4 gezeigt werden, durch gemeinsame Extraktion von geröstetem Kaffee und grünen Kaffeebohnen erhalten werden können. Robusta Kaffee wird eingesetzt. Die Röst-, Extraktions-, Konzentrations- und Trocknungsschritte der Verfahren zur Herstellung der löslichen Pulver sind die gleichen, wie im Stand der Technik angegeben.
Die Bedingungen der Karamelisierung des Pulvers sind die gleichen, wie im Beispiel 1 beschrieben. Das karamelisierte Beispiel wurde gegen eine Kontrollprobe probiert, die der konventionelle Instant-Kaffee mit den gleichen Rohmaterialien (Robustabohnen) war.
Das Testgremium bevorzugte die karamelisierte Probe gegenüber der Kontrollprobe wegen ihrer stärkeren Säure, der milderen Qualität, der stärkeren Tassenstärke und der eher aufbrühartigen Tassenqualität.

Beispiel 6

Dieses Beispiel zeigt eine weitere Alternative, eine Mischung aus grünen und gerösteten löslichen Kaffeepulvern für eine weitere Karamelisierung in einem Zweischnecken-Extruder zu erzeugen.
Bei dieser Version wurde eine geteilte Extraktionstechnik für den gerösteten und gemahlenen Teil eingesetzt. Der geröstete und gemahlene Kaffee, der 90% der gesamten grünen Kaffeebohnen (Robustabohnen) enthält, wurde mit einem Niedrigtemperatur- Extraktionssäulenzug extrahiert und verarbeitet, um ein mit Aroma/Geschmack angereichertes Kaffeepulver zu erzeugen. Die Ausbeute von dieser Fraktion lag bei 21% (von den 90% Kaffee).
Der gemahlene grüne Kaffee (10% der Gesamtmenge) wurde mit dem sich ergebenden (exarahierten) gerösteten und gemahlenen Kaffee aus der Niedrigtemperatur-Extraktion der geteilten Extraktionstechnik gemischt. Die Mischung wurde in einen Extrakionssäulenzug geladen und es folgte eine Hochtemperatur-Extraktion mit der geteilten Stromextraktionstechnik. Die Ausbeute von diesem Strom lag bei 35% (auf der Basis des gesamten Kaffees). Diese extrahierte Lösung wurde verarbeitet, um ein Pulver einer Mischung aus grünem und geröstetem Kaffee zu erzeugen. 50 kg von dieser Mischung löslichem Kaffeepulvers wurde dann mit einem Zweischneckenextruder karamelisiert. Die Bedingungen der Karamelisierung waren die gleichen, wie in Beispiel 2, Pulver D angegeben, mit den folgenden Ausnahmen: das Temperaturprofil des Extruders lag bei. 210 bis 200ºC.
Das mit Geschmack angereicherte Pulver aus der bei Niedrigtemperatur extrahiert: en Fraktion wurde dann mit diesem karamelisierten Produkt kombiniert. Die Mischung wurde gegen die Proben von Beispiel 2 probiert. Das Geschmacksgremium wählte eindeutig diese Probe als die bestausgewogenste und die am ehesten aufbrühartige aus, wobei der karamelisierte Kaffee von Beispiel 2 Zweiter wurde, während die Kontrollprobe (auch von Beispiel 2) die Schlechteste war.

Claims

1. Löslicher Instantkaffee, der erhältlich ist nach einem Verfahren, bei dem der gemahlene Kaffee mit Wasser extrahiert wird, der Extrakt getrocknet wird, um ein grünes Pulver zu erhalten, dieses Pulver in einem Zweischneckenextruder, um das Pulver bei einer Temperatur von 130 bis 240ºC während bis zu 5 min zu karamelisieren, karamelisiert, abgekühlt und gemahlen wird.

2. Löslicher Instantkaffee nach Anspruch 1, wobei der gemahlene grüne Kaffee mittels einer Technik extrahiert wird, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus einer Einstromextraktion, einer geteilten Extraktion mit einer Nieder- und Hochtemperatur-Extraktion und einer Aufschlämmungsextraktion.

3. Löslicher Instantkaffee nach Anspruch 1 oder 2, wobei die grünen Bohnen vor der Extraktion einer Dampfbehandlung unterzogen werden.

4. Löslicher Instantkaffee nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dem grünen löslichen Kaffeeextrakt Öl zugesetzt wird.

5. Löslicher Instantkaffee nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die grünen Kaffeepulver aus der Einstromextraktion, aus der Niedertemperatur-Teilextraktion und der Aufschlämmungsextraktion bei einer Temperatur von 180 bis 240ºC karamelisiert werden, und die grünen Kaffeepulver aus der Hochtemperatur-Teilextraktion bei einer Temperatur von 130 bis 180ºC.

6. Löslicher Instantkaffee nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei die Karamelisierung innerhalb von bis zu 2 min erfolgt.

7. Verfahren zur Herstellung des löslichen Instantkaffees nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gemahlene grüne Kaffee mit Wasser extrahiert wird, der Extrakt getrocknet wird, um ein grünes Pulver zu erhalten, dieses Pulver in einem Zweischneckenextruder bei einer Temperatur von 130 bis 24000 innerhalb von 5 min karamelisiert, abgekühlt und gemahlen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gemahlene grüne Kaffee mittels einer Technik extrahiert wird, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus einer Einstromextraktion, einer geteilten Extraktion mit einer Nieder- und Hochtemperatur-Extraktion und einer Aufschlämmungsextraktion.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die grünen Bohnen vor der Extraktion einer Dampfbehandlung unterzogen werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenzeichnet, dass dem grünen löslichen Kaffeeextrakt Öl zugesetzt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die grünen Kaffeepulver aus der Einstromextraktion, aus der Niedertemperatur-Teilextraktion und der Aufschlämmungsextraktion bei einer Temperatur von 180 bis 240ºC karamelisiert werden, und die grünen Kaffeepulver aus der Hochtemperatur-Teilextraktion bei einer Temperatur von 130 bis 180ºC.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Karamelisierung innerhalb von bis zu 2 min erfolgt.