JP2004008102A

JP2004008102A - コーヒー香気液の製造方法

Info

Publication number: JP2004008102A
Application number: JP2002166595A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kashiwai; 柏井　治
Original assignee: UCC Ueshima Coffee Co Ltd
Current assignee: UCC Ueshima Coffee Co Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】コーヒー抽出残渣から食品添加物として有用な香気成分を有効に得る方法および得られた香気成分を用いて食品の風味を改善する方法を提供する。
【解決手段】コーヒー抽出残渣にアルカリ溶液を加えて、ｐＨ８〜１４のコーヒー懸濁液を調製する工程、および前記コーヒー懸濁液を減圧条件下にて水分を蒸散させ、香気成分を含んだ水分を凝縮させてコーヒー香気液を得る工程を含むコーヒー香気液の製造方法、ならびに前記方法により得られたコーヒー香気液をコーヒー液または食品に添加することを特徴とする食品の風味を改善する方法。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーヒー香気液の製造方法および食品の風味を改善する方法に関する。本発明は、コーヒー抽出後の残渣からコーヒーの香気成分を有効に回収して、食品の風味の改善に有用な方法である。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、焙煎されたコーヒー豆中には、約３０重量％の可溶性固形分が含まれている。通常、抽出とはこれらの固形分の８０〜９０％を熱水等で溶出することである。また、コーヒーの固形分と共に抽出液中に含まれる香気成分は、コーヒーの品質に大きな影響を与えるものである。
【０００３】
抽出後のコーヒー豆は、一部は堆肥肥料や飼料として利用されるが、大部分はコーヒー抽出残渣（粕）として廃棄処理されており、その処理に大きなコストがかかる。
【０００４】
このため、コーヒー抽出残渣を有効に利用する方法が望まれている。
【０００５】
コーヒー抽出残渣に残存する有効成分の回収については、特開平５−１６８４１１号公報では、コーヒー抽出残渣の爆砕処理による可溶性成分の抽出方法が記載されており、特公昭５９−３０３８８号公報では、コーヒー豆またはコーヒー抽出残渣の高温高圧処理により得られた生成物からなる食品の風味改善剤が記載されている。
【０００６】
また、コーヒー抽出残渣の香気成分の利用としては、特開２０００−１３５０５９号公報には、抽出残渣の水蒸気抽出による香気成分の回収方法が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したコーヒー抽出残渣からの回収方法はすべて、コーヒー抽出残渣を高温で処理して固形分や香気成分を捕集しており、高温による処理ではコーヒーの酸化が促進されてｐＨが低下し、捕集物の風味が損なわれる問題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、コーヒー抽出残渣から食品添加物として有用な香気成分を有効に得る方法および得られた香気成分を用いて食品の風味を改善する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、下記表１の通り抽出過程における各分画のコーヒー液を飲用濃度に統一して、ガスクロマトグラフィーによる総香気量を比較したところ、抽出される液の固形濃度が低下しても溶出する香気成分は低下しないことを見出した。即ち、固形分と香気成分の抽出は一様ではないため、固形分の溶出量が低下して廃棄される残渣には、コーヒーが保有する香気成分が多く残留していることを示している。
【００１０】
【表１】

本発明者は、さらに鋭意検討を重ね、コーヒー抽出残渣に残留する香気成分を風味を損ねることなく回収できる方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明のコーヒー香気液の製造方法は、コーヒー抽出残渣にアルカリ溶液を加えて、ｐＨ８〜１４（２０℃）のコーヒー懸濁液を調製する工程、および前記コーヒー懸濁液を減圧条件下にて水分を蒸散させ、香気成分を含んだ水分を凝縮させてコーヒー香気液を得る工程
を含むことを特徴とする。
【００１２】
前記アルカリ溶液は、強塩基を含むことが好ましい。
【００１３】
前記コーヒー懸濁液のｐＨは、ｐＨ１０〜１３（２０℃）であることが好ましい。
【００１４】
前記蒸散が７〜５５ｋＰａの減圧条件下で行われ、前記凝縮が２〜１０℃の冷却条件下で行われることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の食品の風味を改善する方法は、前記本発明の製造方法により得られたコーヒー香気液をコーヒー液または食品に添加することを特徴とする。
【００１６】
［作用効果］
本発明のコーヒー香気液の製造方法によると、コーヒー抽出残渣にアルカリ溶液を加えて、酸化を防止しつつ、減圧、低温条件下で香気液を得ることにより、香気成分を有効に抽出することができる。
【００１７】
本発明の食品の風味を改善する方法によると、本発明の製造方法により得られたコーヒー香気液をコーヒー液または食品に添加することで、コーヒーの良好な風味を付与するとともに添加されるコーヒー液または食品の独特な臭いをマスキングする効果を奏する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、説明する。
【００１９】
本発明におけるコーヒー抽出残渣とは、缶コーヒーなどの用途に工業的に抽出された後のコーヒー豆をいう。通常、前記抽出は、焙煎コーヒー豆の重量に対して５〜２０倍の熱水を加水し、大気圧下にて行う。このような抽出条件で得られたコーヒー抽出残渣は、コーヒー豆の約２０〜３０重量％の固形分が抽出されている。
【００２０】
前記コーヒー抽出残渣は、全重量の約６０〜７５重量％程度の水分を含有しているが、本発明においては脱水や乾燥などの処理は特に必要ない。
【００２１】
本発明のコーヒー香気液の製造方法は、まず、コーヒー抽出残渣にアルカリ溶液を加えて、ｐＨ８〜１４（２０℃）のコーヒー懸濁液を調製する工程を行う。
【００２２】
コーヒー抽出残渣に加えるアルカリ溶液は、コーヒー懸濁液のｐＨを８〜１４に調節するためのものであり、食品に添加可能な成分を含むものであれば特に制限されるものではない。前記成分としては、強塩基、弱塩基等が挙げられる。ｐＨ調節が容易で添加量が少なくて済むことから、前記アルカリ溶液は、強塩基の水溶液が好ましく、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液等が例示される。
【００２３】
前記アルカリ溶液の添加量は、コーヒー抽出残渣の重量の１〜１０倍程度であればよい。効率的な香気成分の捕集の観点から、２〜４倍の添加量が好ましい。
【００２４】
前記コーヒー懸濁液は、アルカリ溶液の添加によってｐＨが８〜１４に調節される。本発明におけるｐＨとは、特記しない限り、２０℃でｐＨメーターにより測定した値である。コーヒー懸濁液のｐＨは、良好な香気成分の回収率を上げ、香気液のマスキング効果を高めるためには、ｐＨ１０〜１３が好ましく、ｐＨ１１〜１３がより好ましい。
【００２５】
次に、前記コーヒー懸濁液を減圧条件下にて水分を蒸散させ、香気成分を含んだ水分を凝縮させてコーヒー香気液を得る工程を行う。
【００２６】
前記蒸散は、大気圧未満の減圧条件下で行われるものであり、特に制限されるものではないが、蒸散効率と良好な香気成分の回収の観点から、７〜５５ｋＰａの減圧条件下で行われることが好ましく、２５〜５０ｋＰａの減圧条件がより好ましい。蒸散時のコーヒー懸濁液は、香気成分の質を維持しつつ蒸散時間を短縮するために、９５℃程度まで加温してもよい。コーヒー懸濁液からの水の蒸発温度は、３５〜８５℃程度である。
【００２７】
前記凝縮は、香気成分を含む蒸散した水分を液体として回収するためのものであり、良好な香気成分を回収するためには２〜１０℃の冷却条件下で行われることが好ましく、２〜５℃がより好ましい。
【００２８】
前記凝縮は、公知の装置および方法を用いて行えばよい。
【００２９】
凝縮させる量は、特に制限されるものではないが、添加するアルカリ溶液の２〜２０重量％であることが好ましい。２重量％未満では香気成分の回収率が低く、２０重量％を超えると回収される香気成分の品質が劣る傾向がある。
【００３０】
このようにして得られたコーヒー香気液は、質・量ともに優れた香気成分を含み、コーヒーの風味を添加する目的でコーヒー液または他の食品に香料として使用することができる。
【００３１】
本発明の食品の風味の改善方法は、前記コーヒー香気液をコーヒー液または食品に添加することを特徴とする。
【００３２】
前記コーヒー香気液をコーヒー液に添加する場合は、所望のコーヒー濃度とコーヒーの風味となるように添加量を調整する。前記コーヒー香気液を食品に添加する場合は、所望のコーヒーの風味を有する程度に添加量を調整する。しかし、コーヒー香気液の過剰な添加は、逆に異臭を伴う場合があるので注意を要する。
【００３３】
また、本発明の食品の風味の改善方法は、添加対象のコーヒー液または食品の独特な臭いをマスキングする目的にも利用される。この場合は、コーヒー懸濁液のｐＨを１２以上にして得られたコーヒー香気液を用いることが好ましい。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【００３５】
［コーヒー固形分の濃度］
コーヒー固形分の濃度は、減圧乾燥法により測定した。すなわち、コーヒー液２ｇを秤量し、５ｋＰａの圧力下にて７０℃で１６時間保持して乾燥重量を測定し、コーヒー液に対する重量％で表した。
【００３６】
［ガスクロマトグラフィーによる香気量の測定］
実施例および比較例等において、測定試料液１０ｍｌを、２２ｍｌのバイアル瓶に採取し、密栓した。密栓したバイアル瓶を、Ｔｅｋｍａｒ社製ガスクロマトグラフィー用オートサンプラにて８０℃で２０分間加温した後サンプリングし、ガスクロマトグラフィーで分析した。
【００３７】
測定条件
測定装置：日立製ガスクロマトグラフィーＧ−３０００
カラム：ジーエルサイエンス（株）製ＴＣ−ＷＡＸ　０．５３ｍｍ×３０ｍ
キャリヤーガス：ヘリウム
キャリヤーガス流量：１ｍｌ／分
カラム温度：４０℃（５分）→２２０℃（５℃／分で昇温）
検出器：ＦＩＤ。
【００３８】
ガスクロマトグラフィー分析によるピークの総面積を、総香気量として算出し、基準となる試料の値を１００％として比較した。また、各ピークを分析時のカラム温度を基に下記のように３つのエリアに分類し、各エリア別のピーク面積を算出し、香気成分の構成を調べた。
【００３９】
高沸点エリア：カラム温度１０１℃〜２００℃
中沸点エリア：カラム温度４１℃〜１００℃
低沸点エリア：カラム温度４０℃。
【００４０】
［実施例１］
焙煎し粉砕したコーヒー豆に対し、１２倍重量の１００℃の熱水を加えて、コーヒー豆固形分の約２５重量％を抽出し、コーヒー抽出残渣を得た。
【００４１】
得られたコーヒー抽出残渣２００ｇに、１％ｗ／ｖの水酸化カリウム水溶液４００ｇを添加して、ｐＨ１２（２０℃）のコーヒー懸濁液を調製した。前記コーヒー懸濁液を加温し、４０ｋＰａの減圧下にて８０℃の温度で水分を蒸散させた。
【００４２】
蒸散した水分を凝縮器に導入し、５℃にて凝縮させ、コーヒー香気液５０ｇを捕集した。得られたコーヒー香気液について、ガスクロマトグラフィーにより香気成分の構成を調べた。
【００４３】
［比較例１］
焙煎し粉砕したコーヒー豆に対し、１２倍重量の１００℃の熱水を加えて、コーヒー豆固形分の約２５重量％を抽出し、コーヒー抽出残渣を得た。
【００４４】
得られたコーヒー抽出残渣２００ｇに、１％ｗ／ｖの炭酸水素ナトリウム水溶液４００ｇを添加して、ｐＨ７．４（２０℃）のコーヒー懸濁液を調製した。前記コーヒー懸濁液を加温し、４０ｋＰａの減圧下にて８０℃の温度で水分を蒸散させた。
【００４５】
蒸散した水分を凝縮器に導入し、５℃にて凝縮させ、コーヒー香気液５０ｇを捕集した。得られたコーヒー香気液について、ガスクロマトグラフィーにより香気成分の構成を調べた。
【００４６】
［比較例２］
焙煎し粉砕したコーヒー豆に対し、１２倍重量の１００℃の熱水を加えて、コーヒー豆固形分の約２５重量％を抽出し、コーヒー抽出残渣を得た。
【００４７】
得られたコーヒー抽出残渣２００ｇに、脱イオン水４００ｇを添加して、ｐＨ５．７（２０℃）のコーヒー懸濁液を調製した。前記コーヒー懸濁液を加温し、４０ｋＰａの減圧下にて８０℃の温度で水分を蒸散させた。
【００４８】
蒸散した水分を凝縮器に導入し、５℃にて凝縮させ、コーヒー香気液５０ｇを捕集した。得られたコーヒー香気液について、ガスクロマトグラフィーにより香気成分の構成を調べた。
【００４９】
【表２】

表２より、アルカリ条件下で捕集した実施例１の香気液は、低沸点部の比率が高いが、中性または弱酸性条件下で捕集した比較例の香気液は、刺激成分を含むとされる高沸点部の比率が高い。実施例１の香気液は、低沸点部が５０％以上を占めるレギュラーコーヒー抽出液に近い構成を示すことがわかる。
【００５０】
［実施例２］
焙煎し粉砕したコーヒー豆に対し、１２倍重量の１００℃の熱水を加えて、コーヒー豆固形分の約２５重量％を抽出し、コーヒー抽出残渣を得た。
【００５１】
得られたコーヒー抽出残渣２００ｇに、１％ｗ／ｖの水酸化カリウム水溶液４００ｇを添加して、ｐＨ１２．９（２０℃）のコーヒー懸濁液を調製した。前記コーヒー懸濁液を加温し、４０ｋＰａの減圧下にて８０℃の温度で水分を蒸散させた。
【００５２】
蒸散した水分を凝縮器に導入し、５℃にて凝縮させ、コーヒー香気液を５０ｇづつ２つに分画し、計１００ｇの凝縮水を捕集した。各画分について、２０℃におけるｐＨおよびガスクロマトグラフィーによる香気成分の構成を調べた。
【００５３】
【表３】

表３より、捕集された凝縮水が添加したアルカリ溶液の１２．５重量％を越える（即ち、５０〜１００ｇ画分）と、香気成分の高沸点部の比率が３０％を越えることがわかる。高沸点部の増加は、刺激臭や異臭を伴うため、高沸点部の比率を一定限度以下に押える必要がある。このことから、捕集する凝縮水量は、添加したアルカリ溶液の２〜２０重量％程度に留めておく方が望ましい。
【００５４】
［評価試験１］
実施例１ならびに比較例１および２で得られたコーヒー香気液を、工業用減圧濃縮コーヒー液（固形分４３．６重量％）を飲用濃度に希釈したもの（固形分１．１７重量％）に、それぞれ２．５重量％添加して評価試料を調製した。対照として、前記減圧濃縮コーヒー液を脱イオン水で同じ濃度に希釈した試料を準備した。前記試料を７０℃に加温し、パネラーにより風味を評価した。
【００５５】
【表４】

表４より、減圧濃縮した工業用コーヒーへの添加試験では、実施例１のアルカリ条件下で回収した香気液の添加により、減圧濃縮コーヒー特有の加熱臭がマスキングされた。また、比較例１の中性条件下および比較例２の弱酸性条件下で回収した香気液の添加では、高沸点成分由来の異臭が確認されたが、実施例１の香気液の添加では異臭は認められなかった。
【００５６】
［評価試験２］
実施例１および比較例２で得られたコーヒー香気液を、工業用減圧濃縮コーヒー液（固形分４３．６重量％）を飲用濃度に希釈したもの（固形分１．１７重量％）に、それぞれ２．５重量％または５．０重量％添加して評価試料を調製した。対照として、香気液を添加しない試料を準備した。前記試料を７０℃に加温し、パネラーにより風味を評価した。
【００５７】
【表５】

表５より、実施例１で得られた香気液を添加した試料は、原料のコーヒー液に由来する加熱臭がマスキングされた。しかし、添加量を５．０重量％に増加させると、香気液に由来する異臭が感じられた。したがって、本発明の香気液は、少量の添加で効果を奏し、過剰な添加は逆効果になることがわかる。
【００５８】
［評価試験３］
焙煎し粉砕したコーヒー豆に対し、１２倍重量の１００℃の熱水を加えて、コーヒー豆固形分の約２５重量％を抽出し、コーヒー抽出残渣を得た。
【００５９】
得られたコーヒー抽出残渣２００ｇに、それぞれ０〜０．５２％ｗ／ｖの水酸化カリウム水溶液４００ｇを添加して、コーヒー懸濁液を調製した。前記コーヒー懸濁液を加温し、４０ｋＰａの減圧下にて８０℃の温度で水分を蒸散させた。蒸散した水分を凝縮器に導入し、５℃にて凝縮させ、コーヒー香気液を５０ｇ捕集した。
【００６０】
得られたコーヒー香気液を、工業用減圧濃縮コーヒー液（固形分４３．６重量％）を飲用濃度に希釈したもの（固形分１．１７重量％）に、それぞれ２．５重量％添加して評価試料を調製した。対照として、香気液の代わりに脱イオン水を２．５重量％添加した試料も調製した。前記試料を７０℃に加温し、パネラーにより風味を評価した。
【００６１】
【表６】

［加熱臭］○：原料のコーヒー液に由来する加熱臭を感じない
△：原料のコーヒー液に由来する加熱臭を多少感じる
×：原料のコーヒー液に由来する加熱臭を感じる
［異臭］　○：香気液に由来する異臭を感じない
△：香気液に由来する異臭を多少感じる
×：香気液に由来する異臭を感じる
表６より、香気液の回収をｐＨ８以上の条件下で行なうことにより、得られた香気液は、原料のコーヒー液に由来する加熱臭をマスキングする効果があることがわかる。また、香気液の回収をｐＨ１２以上の条件下で行なうことにより、刺激臭などの異臭を伴わない高品質の香気液を得ることがわかる。なお、０％ｗ／ｖの水酸化カリウム水溶液（水酸化カリウム無添加）で得られた香気液を添加した試料は、異臭が非常に強く、原料のコーヒー液に由来する加熱臭の判別ができなかった。

Claims

コーヒー抽出残渣にアルカリ溶液を加えて、ｐＨ８〜１４（２０℃）のコーヒー懸濁液を調製する工程、および
前記コーヒー懸濁液を減圧条件下にて水分を蒸散させ、香気成分を含んだ水分を凝縮させてコーヒー香気液を得る工程
を含むコーヒー香気液の製造方法。
前記アルカリ溶液が強塩基を含む請求項１に記載の方法。
前記コーヒー懸濁液のｐＨがｐＨ１０〜１３（２０℃）である請求項１または２に記載の方法。
前記蒸散が７〜５５ｋＰａの減圧条件下で行われ、前記凝縮が２〜１０℃の冷却条件下で行われる、請求項１〜３いずれかに記載の方法。
請求項１〜４いずれかに記載の方法により得られたコーヒー香気液をコーヒー液または食品に添加することを特徴とする、食品の風味を改善する方法。