JP2002330699A - コーヒー豆の非破砕焙煎法によるタンパク質の異化反応制御及びその酸化防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の焙煎方法では得られなかった後味のす
っきりしたドライ的感覚のコーヒー味と、長期保存に適
した焙煎豆を、新しい焙煎方法によって提供できるよう
にした。 【解決手段】 コーヒー豆の焙煎に要する放射エネルギ
ーと対流熱エネルギーの熱量を個別に調整しながら、初
期処理で生豆のタンパク質をゆっくりと固化させ、中処
理の焙煎では強い「ハゼ」と急激な熱化学反応を制御
し、最終処理でコーヒー豆の細胞壁をゆっくりと閉鎖さ
せるようにした非破砕焙煎方法で実現した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、後味のすっきり
したドライ的感覚のコーヒー味と、長期保存に適した焙
煎豆を提供できるようにしたコーヒー豆の非破砕焙煎法
によるタンパク質の異化反応制御及びその酸化防止方法
に関するものであると共に、焙煎食品全般に対して応用
可能な技術理論である。

【０００２】

【従来の技術】従来、コーヒー豆の焙煎は、急激な加熱
によって豆を焦がし、その細胞を強く破壊することで豆
の成分を水や熱水に抽出させるようにしていた。この焙
煎方法は、豆の種類や状態或は好みによってそれぞれ加
熱の方法や温度・時間等が異なり、浅煎りのシナモンロ
ーストから深煎りのハイローストまでと各種様々である
が、これら従来焙煎の基本とするところは、全て前記に
示したような豆の細胞破壊を第一条件とし、また加熱停
止後は焙煎度の進行や香味成分の散逸を抑える為の急速
冷却を第二条件としたものが殆どである。

【０００３】従って、従来の加熱方法は、比較的少量生
産の自家焙煎や大量生産を目的とした工場による焙煎等
に係わらず、何れの方法もガス・電熱器・炭・熱風或は
遠赤外線の併用等を熱源として生豆を急激に加熱して焙
煎を行っている。例えば、焙煎開始前に焙煎窯を予め２
５０℃以上の高温に加熱しておき、これに生豆を投入し
て常温から一挙に加熱上昇させる方法や、或は生豆を投
入した熱風式ドラム焙煎機内に４００〜５００℃の高温
熱風を吹き付けて急激焙煎する方法等があり、その冷却
方法も２００℃以上に達した高温豆に対して風冷や冷却
機等で直接的に急速冷却する方法が一般的に行われてい
る。

【０００４】前記従来の焙煎方法による最も特徴的な反
応は、二回にわたって起こる爆発的な「ハゼ」を伴った
急激な化学反応と、これと同時に発生する熱エネルギー
の放出現象である。これらの反応によってコーヒー豆は
多様で不安定な化学物質を多く産生し、その化学反応が
コーヒーの味を決定する重要な要素となる。特にその反
応のうち、異化したタンパク質と庶糖が関与するメイラ
ード反応によって産生されるメラノイジンはコーヒーの
黒褐色の色素を生成する物質であり、同じく異化反応に
よって生成されるタンパク質であるジケトピペラジン類
とも化合する。

【０００５】また、これらの異化タンパク質は、コーヒ
ーの美味しさの主成分であるクロロゲン酸や、その加水
分解により産生されるコーヒー酸とキナ酸、またはその
化合物、トリゴネリン等の化学物質等と共に複雑に化合
して様々な化学物質を形成する。そして、これらの物質
のうちジケトピペラジン類とその化合物は、コーヒーの
味に含まれる嫌な苦みを産生すると考えられている。

【０００６】従って、従来の焙煎方法で得られるコーヒ
ーの味や色は嫌な苦みを含んだ複雑な味の化学物質が多
く混在する為、深煎りの場合は、飲んだ時に後味がいつ
までも口の中に残るしつこさのある不透明なコーヒーに
なり、また浅煎りの場合は、味・濃・香り・色等が単に
薄くなっただけのコーヒーとなってしまい、すっきりと
したドライ的な味やクリアなコーヒー色を得ることがで
きなかった。そして、その焙煎豆の保存に於いても、そ
の内部の急激な化学反応と強い細胞破壊によって、各種
成分同士の化学変化の進行や空気による酸化劣化の進行
が非常に速く、また細胞壁からの揮発成分の発散も多い
為、煎り立ての味や香りを長期間保存しておくことが非
常に困難であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の焙煎方法に
於いて、その急激で不安定な熱化学反応が起こるメカニ
ズムについてであるが、この二度に渡る爆発的「ハゼ」
の前駆現象としてコーヒー豆は収縮する。この収縮によ
りコーヒー豆の内部である細胞室内に閉じ込められ蓄え
られたエネルギーを細胞室内物質の気化とともに放出す
る現象が、爆発的「ハゼ」であると言われている。そし
て、前記現象に伴うコーヒー豆の収縮の原因であるが、
一度目の「ハゼ」に前駆する収縮は、加熱されて膨張し
たコーヒー豆の細胞内の水分が急激に気化し、細胞壁を
押し広げ放出される。このことによってコーヒー豆は、
その細胞壁から大量の気化熱が奪われて内部が冷却さ
れ、豆全体が収縮することになり、同様に、二度目の
「ハゼ」は一度目の「ハゼ」による細胞内物質の気化放
熱現象により引き起こされると考えられている。つま
り、この現象は一度目の爆発的な強い「ハゼ」を起こさ
なければ二度目の「ハゼ」は起こらないことを意味する
ものである。

【０００８】本発明は以上の点を鑑み、従来技術の焙煎
方法では後味のすっきりとしたドライ感、クリアなコー
ヒー色、香りや風味の劣化を抑えた常温下での長期保存
等を実現することが困難であると判断し、試行錯誤の実
験を繰り返した結果、前述した二度に渡る強い「ハゼ」
を起こさせずに、一見失敗焙煎にも似た画期的な焙煎方
法によって実現できることを発見し、その焙煎技術はコ
ーヒー豆だけに留まらず、広く一般焙煎食品にも応用可
能なコーヒー豆の非破砕焙煎法によるタンパク質の異化
反応制御及びその酸化防止方法で得られた今までにない
全く新しい焙煎豆を提供することを目的としたものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の焙煎実験に於い
て、まず一度目の細胞破壊を伴う強い「ハゼ」を起こさ
せない為には、それに前駆する水分の気化を緩やかに行
うと共に、これによって細胞壁から奪われる気化熱に相
当する熱エネルギーを細胞壁に補給してやればよいこと
を見いだした。その為には、まず初期処理として約８０
℃までゆっくり予備加熱をした後、排気ファンの回転を
初期処理と同様やや高目に設定した状態で火力のみを強
火にし、高まる空気の対流熱エネルギーを抑えながら豆
の温度をゆっくりと約１５０℃まで上昇させればよい。
そして、この温度位になると細胞室内の水分の気化量が
多くなる為、排気ファンの回転数を低くして対流熱エネ
ルギーを強めるように調整すればよい。次に、そのコー
ヒー豆の温度を上昇させながら安定的な熱化学反応を起
こさせるには、その時点でのコーヒー豆の温度と、その
豆に触れる空気の温度が均一になるよう加熱と排気で調
整すればよい。つまり、排気ファンのダンパーを開いた
まま、そのファンの回転を停止させ、空気の熱対流を利
用して緩やかで自然な状態で加熱を続ければ自律的に均
一化させることができる。そして、目的の焙煎度に達し
加熱を止めた後は、最終処理として対流熱を開いたまま
のダンパーから自然に流失させて豆の温度をゆっくりと
下降させればよい。本発明は、これらの一連の処理操作
をすることによって初めて豆の非破砕焙煎方法を可能に
した。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に於いて請求項１に記載し
た発明は、コーヒー豆の焙煎に際し、その焙煎に要する
放射エネルギーと空気の対流熱エネルギーの熱量を個別
に調整しながら、まず初期処理として、弱い熱エネルギ
ーで約８０℃まで予備加熱をし、生豆に含まれる余分な
水分を気化させると同時に、生豆のタンパク質をゆっく
りと固化させ、その後、中処理として目的焙煎まで緩や
かで間断のない温度上昇となるよう加熱調整すること
で、強い「ハゼ」と急激な熱化学反応を抑制し、また加
熱停止後は、最終処理として豆の温度が緩やかに下降す
るよう空気の対流熱エネルギーを調整することで、豆の
急激な収縮を抑えて細胞壁をゆっくりと閉鎖させたこと
を特徴とするコーヒー豆の非破砕焙煎法によるタンパク
質の異化反応制御及びその酸化防止方法としたものであ
り、水分の多い生豆に対し、弱い予備加熱で水分をゆっ
くり気化させると、生豆内部の細胞壁は殆ど破壊されず
に一定の水分を放出する。そして、これと同時に生豆の
タンパク質は、成分の流出や強い化学変化を起こす前に
固化される。次に、この処理の後、豆の温度をゆっくり
上昇させると約１５０℃で水分の蒸発量が多くなり、そ
のまま更に蒸発が続いて水分が殆どなくなると、豆は温
度の上昇に伴って内部の化学物質がゆっくりと熱化学反
応を起こしながら非常に弱く断続的な「ハゼ」が始ま
る。そして、この「ハゼ」がゆっくりと進行し、目的の
焙煎まで達すると加熱を停止し、余熱による空気の対流
熱エネルギーを強制排気のみで調整し、豆の温度を約１
００℃までゆっくり下降させると、豆の細胞壁は緩やか
に閉鎖していく。

【００１１】

【実施例】まず、本発明に於ける非破砕焙煎方法を実施
するにあたって、次のような焙煎機及び装置を使用して
行われた。加熱用熱源としてガス遠赤外線グラリーを使
用し、焙煎釜部分はステンレス製金網とし、遠赤外線に
よるコーヒー豆の加熱を効率的且つ容易に行われるよう
にした。そして、その上部にはダンパーの開閉と回転を
自由にコントロールできる排気ファンを設置し、その回
転数を調整することによって、空気の対流熱エネルギー
量を自由にコントロールできるようにした。これによっ
て、コーヒー豆の焙煎に主として係わる二種類の熱エネ
ルギーである遠赤外線の放射熱と、加熱により発生する
対流熱を夫々個別にコントロールすることを可能にし
た。なお、前記に示した焙煎機及び装置は、本発明に於
ける非破砕焙煎豆を得るための一手段であって、これに
限るものではなく、放射熱と対流熱の熱量を個別に調整
しながら下記に示す初期処理から最終処理までの焙煎方
法が可能であれば、高周波を含めたいかなる器具や装置
類の使用及びこれらを自動的に制御する手段で実施して
もよい。

【００１２】以下、本発明の非破砕焙煎方法を順に説明
する。 （１）まず、焙煎の初期処理として、コーヒー生豆を弱
い熱エネルギーで約８０℃まで予備加熱をする。その
際、火力は弱火とし、ダンパーは開けた状態で排気ファ
ンを強めの回転に設定し、生豆の温度が急激に高くなら
ないようにゆっくりと加熱する。この間約５分を目安に
する。 （２）次に予備加熱終了後、排気ファンは引続き強めの
回転にしたまま、火力のみを強火にした状態で約１５０
℃まで加熱する。この間約７分。 （３）コーヒー豆が膨らみ、シルバースキンが剥がれて
少し茶色に色付き始めたら排気ファンの回転だけを弱め
て加熱はそのまま続ける。 （４）その状態で約５分経過し、シナモンロースト程度
になると弱く断続的な「ハゼ」がゆっくりと始まる。そ
の時点でダンパーを開けたまま排気ファンの回転だけを
止める。 （５）そのまま目的のローストまで加熱する。ミディア
ムローストまで約５分。ハイローストまでは約１０分を
要する。この間、ずっとコーヒー豆の一粒一粒がハゼる
弱い断続的な「ハゼ」が続く。 （６）豆の温度が約２００℃を越え、目的のローストま
で達すれば、加熱を止めて排気ファンのみを強く回転設
定し、余熱による対流熱をそのまま外へ排出させてゆっ
くりと冷却する。 （７）加熱を止めると、弱い「ハゼ」を伴う熱化学反応
は速やかに終息し、約５分で豆の温度は１００℃前後ま
で下降する。 （８）この温度以下に達すれば、冷風機或は冷却機等を
用いて豆を室温まで速やかに冷却させてよい。 以上、（１）〜（８）までの工程により、本発明の非破
砕焙煎法は終了する。

【００１３】前記本発明の焙煎方法によって得られたコ
ーヒー豆の品質について、表１と表２で示す検査データ
に基ずいて説明する。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】この検査に使用したコーヒー豆は、グアテ
マラ，サントスＮＯ３，ドミニカを夫々１：１：１の混
合比率で焙煎したものである。また、浸出液は５０ｇの
コーヒー豆をサイフォンで約１分間加熱し、６００ｇの
浸出液を得た。この検査データの大きな特徴は、従来の
焙煎法に比べて、本発明による焙煎豆はクロロゲン酸の
含有量が非常に高いことである。従来技術による焙煎豆
は、クロロゲン酸の含有量がミディアムローストで約５
０％以上、ハイローストでは約９０％以上が焙煎によっ
て失われるが、これに対して本発明で得られた焙煎豆は
その減退が非常に少ないことである。クロロゲン酸はコ
ーヒーの美味しさを形成する主要な成分であるから、こ
のコーヒーは従来よりも美味しさの成分を多く含んだコ
ーヒー飲料であると言える。また、その浸出液のデータ
に於ける脂質と全窒素の質量は非常に安定している為、
不明物質の質量も安定しいる。そして、この不明物質の
質量は浸出液中に含まれる固形分の約５０％以上を占め
ている。これは本発明に於ける焙煎豆が、その豆に含ま
れるタンパク質と脂質が安定的な分子構造になっている
為、不明物質や他の不安定な化学物質と化学反応しにく
いからであると考えられる。従って、本発明で得られた
コーヒー抽出液は、不安定な化学物質を多く含んだ状態
のまま変化せず、他を含めた全体的な化学物質は安定し
た状態を保っていると言える。そして、このことが抽出
後の色のクリア性と味や風味の長時間維持を可能にした
ものと考えられる。

【００１７】以上述べたことは、下記に示すようなコー
ヒーの持つ様々な特徴と合致する。まず、ミディムロー
ストとハイローストの抽出液間に色相差がなく、透明感
のある赤褐色をしており、一見薄く入れたコーヒーのよ
うに見えるが、味は濃厚である。しかし後味に残る従来
のような嫌な苦みはなく、すっきりとした味のコーヒー
である。これは、色素形成反応であるメイラード反応が
行われておらず、つまりタンパク質の異化反応がないこ
とを意味すると考えてよい。また、このコーヒーにミル
クと砂糖を加えると、味が大きく変化してキャラメル様
の風味が生まれ、まろやかで非常に美味しい味に変化す
る。これは、このコーヒーに含まれる不安定な化学物質
が、ミルクに含まれる物質や庶糖と化合した結果であっ
て、その主成分は庶糖がカラメル化した為と考えられ
る。そして、このコーヒーに含まれる褐色色素は、従来
焙煎で形成される褐色色素の前駆体である庶糖の熱分解
中間物とクロロゲン酸の異化化合物が主体であると考え
られる。このことは、本コーヒーの抽出液が抽出後２４
時間経過した後でも色の透明感や味に大きな変化がない
ことからも容易に推測できる。

【００１８】また、本発明の焙煎方法で得られた焙煎豆
は、焙煎後２ケ月間に渡り室温で空気に触れる条件下に
放置しておいた場合でも、その抽出液の味・色・濃・香
り全てに大きな変化が見られない。これは、本コーヒー
豆の細胞壁が破砕されずに緩やかに閉鎖されていること
で、コーヒー豆の細胞室内に閉じ込められたコーヒー成
分を空気から遮断し、味・色・濃・香り等に大きな変化
を来す酸化現象や成分の流出が殆ど進行していないこと
を実証するものである。そして、更にその閉じ込めによ
って、抽出時には水分と反応したコーヒー成分が急速に
二酸化炭素を生成し、その圧力が高まることによって細
胞壁を強く押し広げ、コーヒー成分の拡散を容易にする
効果がある。

【００１９】従来の焙煎方法では、空気の対流熱を主体
とした急激な細胞破壊がなされた焙煎豆である為、酸化
現象による品質劣化や成分の流出が速く、これを防ぐた
めには焙煎直後からコスト高につながる種々な処理を施
す必要があり、また、その抽出液は時間の経過とともに
色の濁りは更に増加し、味や風味も急激に落ちてしまう
ようなコーヒーしか得られないのが現状である。これに
対し、本発明の焙煎方法は、放射熱を主体とした熱エネ
ルギーと空気の対流熱エネルギーの上昇を制御しながら
ゆっくりと加熱及び冷却し、タンパク質の異化反応制御
と酸化防止を施した非破砕焙煎豆である為、豆自体の品
質劣化や成分の流出が従来に比べて非常に遅く、長期保
存に適すると共に、その抽出液に於いても、従来に比べ
て保存に対する品質劣化が明らかに遅く、また、その味
は後味がすっきりとしたドライ感があると共に透明感の
あるクリアなコーヒー色を得ることができる。

【００２０】そして、本発明の焙煎方法は一般の焙煎食
品に於いて、例えばカカオやその他の豆類に限らず、ビ
ール等の製造過程で行われる大麦の焙煎に於いても、温
度やその他条件等は異なるが、本発明の技術を応用して
タンパク質の異化反応等を制御するような方法で焙煎す
れば、従来の製法では得られない新しい味のビールを生
み出せる可能性があり、従って、本発明は応用性が非常
に高く且つ効果の大なる発明である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コーヒー豆の焙煎に際し、その焙煎に要
   する放射エネルギーと空気の対流熱エネルギーの熱量を
   個別に調整しながら、まず初期処理として、弱い熱エネ
   ルギーで約８０℃まで予備加熱をし、生豆に含まれる余
   分な水分を気化させると同時に、生豆のタンパク質をゆ
   っくりと固化させ、その後、中処理として目的焙煎まで
   緩やかで間断のない温度上昇となるよう加熱調整するこ
   とで、強い「ハゼ」と急激な熱化学反応を抑制し、また
   加熱停止後は、最終処理として豆の温度が緩やかに下降
   するよう空気の対流熱エネルギーを調整することで、豆
   の急激な収縮を抑えて細胞壁をゆっくりと閉鎖させたこ
   とを特徴とするコーヒー豆の非破砕焙煎法によるタンパ
   ク質の異化反応制御及びその酸化防止方法。