DE2720204C3

DE2720204C3 - Verfahren zur Entfernung von Bestandteilen aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Reizstoffen im Röstkaffe beitragen

Info

Publication number: DE2720204C3
Application number: DE2720204A
Authority: DE
Inventors: Klaus F. Dipl.-Chem. Dr. 2800 Bremen Sylla
Original assignee: DECOFA KAFFEE-BEARBEITUNGS-GMBH 2800 BREMEN DE; Decofa Kaffee Bearbeitungs 2800 Bremen GmbH
Current assignee: HAG GF AG 2800 BREMEN DE
Priority date: 1977-05-05
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1986-04-17
Also published as: DE2720204A1; US4215150A; IT7823090A0; DE2720204B2; CH634722A5; NL7804857A; CA1198010A; FR2389332B1; BE866197A; FR2389332A1; IT1096290B

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Bestandteilen aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Reizstoffen im Röstkaffee beitragen.

Röstkaffee enthält Stoffe, die bei vielen Menschen zu Unverträglichkeiten des Kaffeegetränkes im Magen-Darm-Kanal führen. Es handelt sich bei diesen Reizstoffen vorwiegend um Substanzen, die aus dem Kaffeewachs stammen (vgl. U. Harms u. a, KTM, Bd. 19 [1969], Heft 6, Seiten 6 bis 9 und Heft 7, Seiten 6 bis 9). Diese Substanzen gehen bei der herkömmlichen Aufgußbereitung teilweise mit in das Kaffeegetränk über.

Durch Entfernen der Bestandteile aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein dieser Reizstoffe im Röstkaffee beitragen, kann daher die Bekömmlichkeit des Kaffeegetränkes erheblich verbessert werden. Als Indikator für die Entfernung dieser Bestandteile können die Carbonsäure-5-hydroxytryptamide (C-5-HT) angesehen werden (vgl. J. Wurziger, »Carbonsäure-5-Hydroxy-Tryptamide zur Beurteilung von frischen und_ bearbeiteten Kaffees«. 5. ASIC-Kolloquium, Lissabon 1971).

Die Verminderung oder der Entzug dieser Bestandteile soll nach verschiedenen Verfahren möglich sein. So läßt man nach dem »Lendrich-Verfahren« (vgl. DE-PS 5 76 515) Wasserdampf unter Druck und nach dem Verfahren der DE-OS 16 92 284 flüssiges Kohlendioxid auf die Rohkaffeebohnen einwirken. Bei diesen beiden Verfahren werden aber Bestandteile der Rohkaffeebohnen, welche zum Vorhandensein von Reizstoffen im Röstkaffee beitragen, kaum entfernt

Es ist weiter bekannt, nicht mit Wasser behandelte Rohkaffeebohnen mit einem Halogenkohlenwasserstoff bei erhöhter Temperatur zu behandeln (vgl. DE-OS 19 60 694 und 20 31 830). Diese Verfahren führen zwar zu einer guten Entfernung von Bestandteilen, welche zum Vorhandensein von Röstreizstoffen beitragen, jedoch müssen die bei dem Verfahren verwendeten Halogenkohlenwasserstoffe aus gesundheitlichen Gründen möglichst vollständig entfernt werden. Eine Abänderung dieses Verfahrens ist in der CH-PS 5 68 719 beschrieben. Hierbei wird als Lösungsmittel ein Chlorkohlenwasserstoff verwendet, welcher coffeinhaltig ist. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß man bevorzugt vor der Lösungsmittelbehandlung die Rohkaffeebohnen einer Quellbehandlung mit Wasser oder Wasserdampf unterwirft. Durch den Zusatz von Coffein zum Chlorkohlenwasserstoff soll verhindert werden, daß sich der Coffeingehalt der Rohkaffeebohnen vermindert

Es ist auch bekannt, Rohkaffeebohnen mit einem Essigsäureester zu behandeln, um die Bestandteile zu entfernen, die zum Vorhandensein von Röstreizstoffen beitragen. Hierzu nennt die DE-OS 2031 830 Essigsäureäthylestei, die CH-PS 5 68 719 außerdem Essigsäureisopropylester, während die DE-OS 26 18 545 Ester mit einem Siedepunkt zwischen 50 und 100° C nennt, die in frisch geröstetem Kaffee in Mengen über 10 ppm vorkommen. Durch die Verwendung dieser Lösungsmittel werden zwar Bestandteile aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Röstreizstoffen beitragen, extrahiert, jedoch weist ein Aufguß aus Röstkaffee, der aus so behandelten Rohkaffeebohnen hergestellt worden ist, stets einen unerwünschten Beigeschmack auf, der auch durch intensive Entfernung von Lösus^smittelresten aus den behandelten Rohkaffeebohnen nicht beseitigt werden kann. Der auftretende Beigeschmack ist so deutlich, daß er auch vom Laien im Blindversuch festgestellt wird.

Man hat auch schon eine Entfernung von Bestandteilen aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Röstreizstoffen beitragen, durch Behandeln der Rohkaffeebohnen mit solchen Ketonen mit Siedepunkten zwischen 50 und 100° C versucht, die in frisch geröstetem Kaffee natürlich in Mengen über 10 ppm vorkommen (vgl. DE-OS 26 18 545). Die nach diesem Verfahren behandelten Rohkaffeebohnen ergeben bei der Röstung jedoch stets helle Flecken an der Bohnenoberfläche.

Aus Chemiker-Zeitung, Jahrgang 61 (1937), Seite 2 ist es bekannt, zum Entcoffeinieren von mit Wasser aufgeschlossenen Rohkaffeebohnen gegebenenfalls Gemische von bestimmten Lösungsmitteln einzusetzen.

Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es. Bestandteile aus Rohkaffebohnen, die zum Vorhandensein von Reizstoffen im Röstkaffee beitragen, ohne Coffeinverluste durch Behandeln der gegebenenfalls getrockneten Rohkaffeebohnen bei erhöhter Temperatur mit einem Ci- bis C3-Alkanolester der Ameisensäure oder der Essigsäure zu entfernen, ohne daß dadurch der Röstkaffee-Aufguß einen unerwünschten Beigeschmack aufweist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den Ester zusammen mit einem C3- bis Cs-Keton im Gewichtsverhältnis 50 bis 99,95 Teile Ester je 50 bis 0,05 Teile Keton verwendet.

Überraschenderweise weist der aus erf.ndungsgemäß behandelten Rohkaffeebohnen hergestellte Röstkaffee-Aufguß keinen unangenehmen Beigeschmack auf. Ebensowenig zeigen Röstkaffeebohnen, die aus erfindungsgemäß behandelten Rohkaffeebohnen erhalten wurden, helle Flecken an der Bohnenoberfläche.

Als Ester von organischen Säuren kann man entweder einen einzigen Ester oder ein Estergemisch verwenden. Vorzugsweise setzt man gesundheitlich unbedenkliche Ester ein, insbesondere Ester, die im Rohkaffee oder im Röstkaffee natürlich vorkommen. Die Ester haben vorzugsweise einen niedrigen Siedepunkt, insbesondere unterhalb 100° C bei Normaldruck. Gut verwendbare Ester sind Ameisensäuremethylester, -äthylester und -propylester und Essigsäuremethylester, -äthylester und -propylester. Hiervon sind ganz besonders bevorzugt die Ester der Essigsäure, besonders Essigsäuremethylester und -äthylester.

Als Keton kann man entweder ein einziges Keton oder ein Ketongemisch verwenden. Die Ketone sind

bevorzugt gesundheitlich unbedenkliche Ketone. Ebenso sind bevorzugt Ketone mit niedrigem Siedepunkt, vorzugsweise unterhalb 100⁰C Weiter sind bevorzugt Ketone, die in Rohkaffee oder Röstkaffee natürlich vorkommen. Gut verwendbare Ketone sind Aceton, Butanon-2, Pentanon-2, Pentanon-3 und Methylisonropylketon.

Bevorzugte Ester-Keton-Kombinationen sind Essigsäuremethylester-Aceton, Essigsäuremethylester-Butanon-2, Essigsäureäthylester-Aceton und Essigsäureäthylester-Butanon-2.

Bevorzugte Konzentrationsbereiche an Keton sind für

Essigsäuremethylester-Aceton

3bisl5Gew.-%Keton
Essigsäuremethylester-Butanon-2

10 bis 25 Gew.-% Keton

Essigsäureäthylester-Aceton

7 bis 35 Gew.-% Keton

Essigsäureäthyi23ter-Butanon-2

20 bis 50 Gew.-% Keton.

Um die Abtrennung des Lösungsmittels von den behandelten Kaffeebohnen zu erleichtern, werden vorzugsweise Ketone ausgewählt, die ähnliche Siedekurven aufweisen wie die eingesetzten Ester. Falls der eingesetzte Ester hohe Keton-Konzentrationen erfordert, so verwendet man insbesondere solche Ketone, die ihrerseits eine Löslichkeit für die Bestandteile aufweisen, die aus den Rohkaffeebohnen entfernt werden sollen.

Das Gewichtsverhältnis von E^cter zu trockenem Rohkaffee beträgt vorzugsweise 0,2 bis 10 :1, insbesondere 1 bis 5: 1, und das Gewrhtsverhältnis der Lösungsmittelkombination zu trockenem Rohkaffee beträgt vorzugsweise 0,2 bis 20 :!, vorzugsweise ! bis 10 :1. Unter trockenem Rohkaffee ist der Rohkaffee in dem Zustand, wie er vor der Lösungsmittelbehandlung vorliegt, zu verstehen.

Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Rohkaffee wird nicht vorher mit Wasser oder Wasserdampf behandelt. Man verwendet demnach den Rohkaffee entweder in der Form, in welcher er von der Anlieferung vorliegt, oder man trocknet ihn teilweise bis auf einen Wassergehalt von mindestens 2 Gew.-%.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung aller bekannten Verfahren der Fest-Flüssig-Extraktion oder bekannter Waschverfahren erfolgen. Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.

Die Dauer der erfindungsgemäßen Extraktionsstufe hängt von der Provenienz der Rohkaffeebohnen, vom Verhältnis Lösungsmittelmenge zu Rohkaffeemenge, von der Löslichkeit der zu entfernenden Bestandteile in der Lösungsmittelkombination und von der Art des Behandlungsverfahrens ab. Im allgemeinen dauert das Extraktionsverfahren 0,2 bis 2 Stunden.
Die Temperatur während der Extraktionsstufe beträgt vorzugsweise 40 bis 120"C, besonders 50 bis 85-C

Der Druck wird während der Extraktionsstufe vorzugsweise so gewählt, daß das verwendete Lösungs-ο mittel bei der gewählten Temperatur nicht siedet

Nach Beendigung der erfindungsgemäßen Extraktionsstufe wird das Lösungsmittel in bekannter Weise entfernt, z. B. durch Verwendung von Erhitzen, Vakuumverdampfung, Dämpfen mit Sattdampf oder Zugabe von flüssigem Wasser und anschließende Verdampfung im Vakuum unter Wärmezufuhr. Bei Verwendung von Estern und Ketonen, die natürliche Bestandteile des Roh- oder Röstkaffees sind, braucht das Lösungsmittel nur so weit entfernt zu werden, daß die nach der Röstung im behandelten Kaffee verbliebenen Mengen dieser Ester und/oder Ketone nicht größer sind als bei einem unbehandelten Röstkaffee.

Nach der Entfernung des Lösungsmittels werden die Rohkaffeebohnen in üblicher Weise getrocknet

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen die nachfolgenden Versuchsergebnisse.

500 g Rohkaffee, bestehend aus einer Mischung verschiedener ARABlCAS, mit einem Coffeingehalt von 1,11 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht, mit einer Feuchte von 10,7 Gew.-% und einem C-5-HT-Gehalt von 570 ppm wurden im rotierenden Kolben bei Normaldruck und der angegebenen Temperatur 60 min lang mit dem angegebenen Lösungsmittel behandelt Durch eine anschließende Vakuumbehandlung von 30 min, gefolgt von einer Befeuchtung auf 35 Gew.-% Wassergehalt und anschließendem Sstündigen Yakuumdämpfen bei 95° C wurde ein Restlösungsmittelgehalt von weniger als 20 ppm erreicht. Der C-5-HT-Gehalt des getrockneten Rohkaffees ist ange^ben.

Nach der Lösungsmittelbehandlung wurde der Kaffee in einem Probenröster geröstet und daraufhin beurteilt, ob oberflächlich auf den Röstkaffeebohnen heile Flecken auftraten.

Der Tassenaufguß dieser Röstung wurde im Triangeltestverfahren mit dem unbehandelten Kaffee auf Beigeschmack verglichen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in der Tabelle angegeben. Untersuchungen haben dabei ergeben, daß bei Esterkombinationen mit Ketongehalten ab 0,05%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Keton und Ester, für den Kaffee-Experten bereits eine erkennbare Geschmacksverbesserung im Kaffee-Aufguß wahrnehmbar ist

Lösungsmittel

Temperatur	Rest-C-5-HT-	Beigeschmack	Helle Flecken
	Gehalt
VQ	(ppm)
50	90	nein	ja (deutlich)
75	80	nein	ja (gut erkennbar)
50	140	ja (säuerlich)	nein
80	110	ja (stinkig)	nein
50	19C	nein	nein

Aceton
Butanon-2
Methylacetat
Äthylacetat

95% Methylacetat
5% Aceton

60% Äthylacetat
40% Butanon-2

80

nein

Die Tabelle zeigt, daß die Ketone zu Flecken auf den Kaffeebohnen führen. Diese Flecken bedeuten eine unvollkommene Röstung und damit eine Geschmacksveränderung. Die Versuche mit Essigsäureestern zeigen, daß der so behandelte Kaffee einen Beigeschmack aufweist Im Gegensatz hierzu werden durch die erfindungsgemäß verwendeten Kombinationen sowohl die hellen Flecken als auch der Beigeschmack vermieden.

Beispiel 1

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500 g Rohkaffee, bestehend aus einer Mischung verschiedener Arabicas_; mit einem Coffeingehalt von

1.11 Gew.-% bezogen auf Trockengewicht, mit einer Feuchte von 10,7 Gew.-% und einem C-5-HT-Gehalt von 570 ppm wurden im rotierenden Kolben bei Normaldruck und einer Temperatur von 50° C mit 1000 ml einer Mischung aus 80 Gew.-% Methylacetat und 20 Gew.-% Butanon-2 20 Minuten behandelt Danach wurden 940 ml Lösungsmittelgemisch abgezogen. Durch eine anschließende Vakuumbehandlung von 30 Minuten bei 95° C wurden 45 ml Lösungsmittel ausgetrieben. Danach wurde der Rohkaffee snit 170 ml Wasser auf 31 Gew.-% Feuchte angefeuchtet und anschließend bei 95° C 5 Stunden lang im Vakuum ausgedämpft Nach dem Dämpfen erfolgte die Trocknung bei einer Temperatur von 8O⁰C im Vakuum. Danach betrug die Feuchte des Kaffees 10,8 Gew.-%. Der behandelte Kaffee hatte einen Coffeingehalt von

1.12 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht Sein C-5-HT-Gehalt betrug 213 ppm. Die Summe der im Rohkaffee verbliebenen Lösungsmittel lag unter 10 ppm. Der Gehalt des Rohkaffees an wasserlöslichen Stoffen wurde während der Behandlung von 28,4 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht, auf 27,8 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht, verringert Im Aufguß des gerösteten Kaffees wurde kein Beigeschmack festgestellt Das Röstbild des Kaffees zeigte keine Abweichungen von dem Röstbild eines unbehandelten Kaffees.

Beispiel 2

22 kg Rohkaffee, bestehend aus einer Mischung verschiedener Arabicas, mit einem Coffeingehalt von 1,06 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht, mit einer Feuchte von 10,2 Gew.-% und einem C-5-HT-Gehalt von 760 ppm, wurden bei Normaldruck und einer Temperatur von 70⁰C mit 601 einer Mischung aus 55 Gew.-% Äthylacetat und 45 Gew.-% Butanon-2 30 Minuten behandelt Danach wurde 6 Stunden lang mit Sattdampf bei einer Temperatur von 105⁰C gedämpft Die Trocknung erfolgte im Vakuumtrommeltrockner bei 80° C und dauerte 4 Stunden. Danach betrug die Feuchte des Kaffees 9,7 Gew.-%. Der behandelte Kaffee hatte einen Coffeingehalt von 1,08 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht, und einen C-5-HT-Gehalt von 195 ppm. Im Rohkaffee wurde ein Gesamtrestlösungsmittelgehalt von weniger als 10 ppm festgestellt Der Verlust des Rohkaffees an wasserlöslichen Substanzen betrug 04 Gew.-%, bezogen auf das Rohkaffeegewicht Der geröstete Kaffee zeigte sowohl im Röstbild als auch im Geschmack keine Abweichungen von einem unbehandelten Kaffee.

Beispiel 3

40 kg Rohkaffee, bestehend au* -liner Mischung verschiedener Arabicas, mit einem Coffeingehalt von 1,13 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht, und einem C-5-HT-Gehalt von 685 ppm wurden in einem Vakuumtronr^eltrockner bei 8O⁰C auf eine Feuchte von 3,8 Gew.-% getrocknet Danach erfolgte eine Behandlung bei einem Druck von 2,6 bar und einer Temperatur von 8O⁰C mit 601 einer Mischung aus 95 Gew.-¥o Methylacetat und 5. Gew.-% Aceton. Die Behandlung dauerte 1 Stunde. Danach wurden 58,51 des Lösungsmittels abgezogen und 4 Stunden lang mit Sattdampf von 105° C gedämpft Die Trocknung erfolgte in einem Vakuumtrommeltrockner bei 8O⁰C und dauerte 3,5 Stunden. Danach betrug die Feuchte des Kaffees 10,8 Gew.-%. Der behandelte Kaffee hatte einen Coffeingehalt von 1,15 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht-Sein C-5-HT-Gehalt betrug 140 ppm. Im Rohkaffee wurde ein Gesamtrestlösungsmittelgehall unter 10 ppm gefunden. Der Verlust des Rohkaffees an wasserlöslichen Substanzen betrug 0,4 Gew.-%, bezogen auf das Rohkaffeegewicht Der Aufguß des gerösteten Kaffees wurde von Fachleuten als besonders wohlschmeckend und frei von Beigeschmack beurteilt Das Röstbild des Kaffees zeigte keine Abweichungen im Vergleich zu einem unbehandelten Kaffee.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Entfernung von Bestandteilen aus Rohkaffeebohnen, die zum Vorhandensein von Reizstoffen im Röstkaffee beitragen, wobei der ursprüngliche Coffeingehalt nicht verändert wird, durch Behandeln der gegebenenfalls getrockneten Rohkaffeebohnen bei erhöhter Temperatur mit einem Cr bis CrAlkanolester der Ameisensäure oder der Essigsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man den Ester zusammen mit einem Cr bis C5-Keton im Gewichtsverhältnis 50 bis 99,95 Teile Ester je 50 bis 0,05 Teile Keton verwendet

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