JP2017042079A - コーヒー味の調整方法とその装置並びにその装置によって生産したコーヒー焙煎豆 - Google Patents

Abstract

【課題】アラビカ種のコーヒー豆やロブスタ種のコーヒー豆に限らず、コーヒー焙煎豆から抽出したコーヒーに苦みが多いときは、その苦みを調整してコ−ヒー特有のまろやかなコーヒー味とすることができるコーヒー味の調整装置を提案する。【解決手段】 熱風、中近赤外線、遠赤外線或いは直火などの熱源によってコーヒー豆の表面から加熱して焙煎したコーヒー焙煎豆１３を、マイクロ波の電波を照射するアプリケ−タ１１内の回転ドラム１８に投入し、回転ドラム１８でコーヒー焙煎豆１３を撹拌しながらマイクロ波照射して誘電加熱することで、抽出したコーヒーの苦みを減らしてまろやかな味とする構成としてある。【選択図】図２

Description

本発明は、熱風、中近赤外線、遠赤外線或いは直火などの熱源により焙煎したコーヒー焙煎豆を、誘電加熱によってさらに追加加熱することにより、コーヒー焙煎豆から抽出したコ−ヒーの苦みを減らしまろやかなコーヒー味とするコーヒー味の調整方法とその装置に関する。

コーヒーは大きく分けると、アラビカ種とロブスタ種の二つに分けられる。
生産されているコーヒー豆の約６０％がアラビカ種で、原産地はエチオピアである。
このアラビカ種のコーヒー豆は、標高１０００ｍ〜２０００ｍの熱帯高地での栽培に適しているが、標高が高いために、栽培には大変な手間がかり、その上、霜、乾燥、病虫害などにも弱いため、栽培が難しい品種であることから、高価なものとなっている。
ちなみに、この種のコーヒー豆から抽出されるコーヒーは、酸味が強く、花のような甘い香りがあると言われている。

一方、ロブスタ種はコーヒー豆の３０％強を占めているが、病気に強く、標高３００ｍ〜８００ｍの低高地で栽培することができ、育成が容易であることから、安価なコーヒー豆となっている。
なお、安価なコーヒー豆であるにもかかわらず生産量が少ないのは、特有の強い苦みがあることに原因している。

したがって、実際には、高級なコーヒーはアラビア種のコーヒー豆を焙煎したコーヒー焙煎豆から抽出されており、安価なコーヒーでもアラビア種のコーヒー豆とロブスタ種のコーヒー豆を混合したコーヒー焙煎豆から抽出したものが多い。

ロブスタ種のコーヒー焙煎豆から抽出したコーヒーは、苦みが強すぎるため、焙煎豆の状態でコーヒーを抽出している。
すなわち、コーヒー焙煎豆を粉砕して成分を充分に抽出すると、苦みが強すぎてしまうからである。
上記の実情から、アラビカ種のコーヒー豆は高価でありながら生産シェアが６０％にもなっている。

コーヒー豆の焙煎は広く知られている通り、熱風、中近赤外線、遠赤外線或いは直火などの熱源によって加熱処理する外部加熱方式の焙煎機によって行われている。
外部加熱方式の焙煎機では、コーヒー豆の表面で得た熱エネルギーがコーヒー豆の中心に向かって熱伝導により拡散する。

この結果、コーヒー豆の表面が煎られた状態で温度が高く、中心部は表面より温度が低い状態となるので、香りも良く、味もバランスのとれたまろやかなものとなる。
しかし、同じアラビカ種のコーヒー豆であっても、生産地や気候などの変動要因が加わるため、同じように焙煎したコーヒー焙煎豆でありながら、抽出したコーヒーには苦みが少し強いものがある。

また、ロブスタ種のコーヒー豆についても同様の外部加熱方式の焙煎機によって焙煎される。
ただし、ロブスタ種のコーヒー焙煎豆から抽出したコーヒーは、コーヒー特有の香りや味があっても、苦みが非常に強いため、安価なコーヒーとして取り扱われる。

一方、コーヒー豆をマイクロ波加熱で焙煎するマイクロ波焙煎装置が提案されている。
このマイクロ波焙煎装置は、マイクロ波の透過材で形成した容器と、この容器をモータ回転させる駆動部とを備え、さらに、上記の容器と駆動部を電子レンジ内のテーブル上にセットする構成としてある。
このマイクロ波焙煎装置は、コーヒー豆を容器に投入させ、また、この容器外からマイクロ波を照射すると共に、上記の駆動部による容器の回転と電子レンジのテーブルによる容器の回転とによってコーヒー豆を撹拌し、マイクロ波加熱によってコーヒー豆を焙煎する。

特開２００５−１３７３０３号公報

上記したように、アラビカ種のコーヒー豆は外部加熱方式の焙煎機によって焙煎すれば、コーヒー豆の表面で得た熱エネルギーが豆中心に向かって熱伝達し拡散する結果、コーヒー豆の表面が煎られた状態で温度が高く、中心部は表面より温度が低い状態となるので、香りも良く、味もバランスのとれたまろやかなコーヒーを抽出することができる。

しかし、既に述べたように、アラビカ種のコーヒー豆であっても生産地や気候などの変動要因が加わるため、同じように焙煎したコーヒー焙煎豆でありながら、抽出したコーヒーには苦みの少し強いものがある。
また、外部加熱方式の焙煎機によって同じように焙煎されたロブスタ種のコーヒー焙煎豆は、抽出したコーヒーに特有の香りや味があっても、苦みが非常に強いものとなる。

さらに、マイクロ波焙煎装置は、コーヒー豆表面の全方向からマイクロ波が侵入するので、表面より内部の電力密度が高くなること、外気に触れ表面は冷却されることなどから、表面の煎りが内部の煎りに比べて少なくなる。
このため、マイクロ波加熱で焙煎したコーヒー焙煎豆から抽出したコーヒーは、苦みが少ない酸っぱい味の強いコーヒーとなるめ、コーヒー味としてはあまり好ましくないコーヒー焙煎豆ができる。

そこで、本発明では、上記した実情にかんがみ、アラビカ種のコーヒー豆やロブスタ種のコーヒー豆に限らず、コーヒー焙煎豆から抽出したコーヒーの苦みが多いときは、その苦みを減少調整してコ−ヒー特有のまろやかなコーヒー味とすることができるコーヒー味の調整方法とその装置を提案することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明では第１の発明として、熱風、中近赤外線、遠赤外線或いは直火などの熱源により、コーヒー豆の表面から加熱して焙煎したコーヒー焙煎豆を、高周波帯からマイクロ波帯の電波に晒して誘電加熱することで、コーヒー焙煎豆から抽出したコーヒーの苦みを減らしてまろやかな味とすることができるコーヒー味の調整方法を提案する。

第２の発明としては、熱風、中近赤外線、遠赤外線或いは直火などの熱源を備えた焙煎容体にコーヒー豆を収納させ、コーヒー豆の表面から加熱して焙煎する焙煎装置において、前記焙煎装置によって焙煎したコーヒー焙煎豆を、高周波帯からマイクロ波帯の電波を照射するアプリケ−タに収納して誘電加熱することで、抽出したコーヒーの苦みを減らしたまろやかな味とすることがきるコーヒー味の調整装置を提案する。

第３の発明としては、上記した第２の発明のコーヒー味の調整装置において生産されたコーヒー焙煎豆を提案する。

コーヒー豆（生豆）は、熱風や直火などの熱源によって表面から加熱して焙煎するが、抽出したコーヒーは、コーヒー特有の香りと味があるものの苦みが強くなることがある。
このことは、ロブスタ種のコーヒー豆に限らずアラビカ種のコーヒー豆の焙煎豆にも生じることがある。
つまり、コーヒー焙煎豆に苦みの原因物質であるクロロゲン酸が多く存在しているためである。

本発明は、このようなコーヒー焙煎豆に対し、高周波帯からマイクロ波帯の電波を照射して追加的に加熱処理することにより、苦みの原因物質であるクロロゲン酸を減少させることが特徴となっている。
すなわち、高周波帯からマイクロ波帯の電波を照射すれば、電波がコーヒー焙煎豆の内部まで浸透し、コーヒー焙煎豆を構成する有機高分子や水分が電波を吸収して発熱する。

このため、高周波帯からマイクロ波帯の電波を照射すると、コーヒー豆の表面は雰囲気温度で冷却されるに対しその内部は冷却されないので、コーヒー焙煎豆の内部が高温になる。
この結果、コーヒー焙煎豆の表面近傍の煎られた部分の昇温レベルは低いので、コーヒー特有の香りと味はそのままのこり、コーヒー焙煎豆の内部に存在する苦みの原因物質であるクロロゲン酸が分解減少し、コーヒー特有の香りと味をのこしたまま、まろやかなコーヒー味を高めることができるコーヒー焙煎豆となる。

さらに、本発明によれば、コーヒー焙煎豆のクロロゲン酸の残存レベルを最適にすることができるので、コーヒー焙煎豆を粉砕してコーヒー成分を十分に抽出することができる。
したがって、苦みが非常に強いロブスタ種のコーヒー豆を焙煎すれば、飛躍的に抽出量を増加させることができるので、コーヒーを安価に提供でき、その上、コーヒー成分を抽出した豆粕を少なくすることができる。

コーヒー焙煎豆は、内部の温度分布にしたがって、表面より内部、特に中心付近に多くのクロロゲン酸が残存する
そして、クロロゲン酸の分解が温度に関係し、温度が低いほど分解が進まない。
このことがら、上記したように抽出成分に苦みの強いコーヒー焙煎豆については、高周波帯からマイクロ波帯の電波を照射し、苦みの原因物質であるクロロゲン酸を選択的に減少させることができる。

ロブスタ種のコーヒー豆を熱風、中近赤外線、遠赤外線の各熱源で焙煎したコーヒー焙煎豆のコーヒー成分量を示すグラフである。 本発明の実施形態として使用する追加加熱装置を示し、コーヒー焙煎豆にマイクロ波を照射する追加加熱処理装置の簡略構成図である。 ロブスタ種のコーヒー豆を熱風によって焙煎したコーヒー焙煎豆をマイクロ波によって追加加熱処理する実施工程を示した本発明の一実施形態であるブロック図である。 ロブスタ種のコーヒー豆を本発明の実施によって加熱処理したコーヒー焙煎豆のコーヒー成分量と、ロブスタ種のコーヒー豆を熱風熱源として焙煎したコーヒー焙煎豆のコーヒー成分量とを比較して示したグラフである。 ロブスタ種のコーヒー豆を熱風、中近赤外線、遠赤外線の各熱源によって焙煎したコーヒー焙煎豆をマイクロ波によって追加加熱処理する実施工程を示した本発明の他の実施形態であるブロック図である。 ロブスタ種のコーヒー豆を熱風、中近赤外線、遠赤外線の各熱源によって焙煎する工程と、コーヒー焙煎豆をマイクロ波によって追加加熱処理する工程と連続させたその他の実施形態を示したブロック図である。

次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
先ず、下記するＡ、Ｂ、Ｃの如く従来から用いられている焙煎機を用いてロブスタ種のコーヒー豆（生豆）の焙煎実験を行った。
この実験では、コーヒー豆の表面温度を２４０℃に設定して焙煎し、従来の焙煎方法による抽出成分の解析を行った。
なお、コーヒー豆（生豆）の水分量は概略１０％程度であるが、焙煎完了は一般に最適焙煎条件であるコーヒー豆の含水率が２％になる時点とした。

Ａ．熱風を熱源とした実験
室温のロブスタ種のコーヒー豆（生豆）２００ｇを、家庭用焙煎機で２４０℃の熱風を用いて１８分間焙煎、含水量が約２％の乾燥状態を確認して焙煎を終了。その後、室温で冷却。

Ｂ．中近赤外線を熱源とした実験
室温のロブスタ種のコーヒー豆（生豆）２００ｇを籠に入れて撹拌、ヒータ面温度１０５０℃の中近赤外線ヒータを用い１２分間焙煎、含水率が約２％の乾燥状態を確認して焙煎を終了、室温の風で冷却。

Ｃ．遠赤外線を熱源とした実験
室温のロブスタ種のコーヒー豆（生豆）２００ｇを籠に入れて撹拌、ヒータ面温度８００℃の遠赤外線ヒータを用い１４分間焙煎、含水率が約２％の乾燥状態を確認して焙煎を終了、室温の風で冷却。

図１は上記した実験Ａ、Ｂ、Ｃで焙煎したコーヒー焙煎豆から抽出したコーヒーの成分を分析して得たコーヒー成分量を表したグラフである。
このグラフのクロロゲン酸の量に着目すると、含水率が概略２％に達した時点のコーヒー豆の焙煎は熱風焙煎が一番進んでいたと推定される。
また、図１より分かるように、クロロゲン酸のレベルはいずれの焙煎であっても苦みが非常に強いレベルであることを示している。
コーヒー味のまろやかさを高めるには、好ましくは、クロロゲン酸は１（ｇ/１００ｇ）以下のレベルとなることが好ましい。

図２は、本発明の一実施形態として使用する追加加熱処理装置の簡略構成図である。
図示する如く、この追加加熱処理装置１０は、非磁性のステンレス材のようなマイクロ波反射体で形成したアプリケータ１１を備え、このアプリケータ１１の開口にはマイクロ波反射体からなるドア１２が開放可能に設けてある。
なお、ドア１２は開放してコーヒー焙煎豆１３をアプリケータ１１内に収納する。
このドア１２は常時は閉成しておくが、当該ドア１２とアプリケータ１１との隙間にはマイクロ波の漏洩防止構造が設けてある。

また、マイクロ波発生器１４が導波管を介してアプリケータ１１に連結してあり、さらに、熱風供給機１５がダクトを介してアプリケータ１１に連結してある。
なお、熱風供給機１５の連結口にはマイクロ波反射体からなる格子１６を設け、アプリケータ１１には熱風を通し、熱風供給機１５側に伝わるマイクロ波を遮断する構成としてある。

上記のアプリケータ１１内にはモータ１７によって回転される回転ドラム１８が設けてあり、この回転ドラム１８内には撹拌羽１９を設け、回転ドラム１８に入れたコーヒー焙煎豆１３を撹拌するようにしてある。
なお、回転ドラム１８と連結した回転軸２０は、回転ドラム１８を斜めに保持すると共に、マイクロ波漏洩防止構造とした軸受けを設けてアプリケータ１１内に軸挿させてある。

続いて、本実施形態について図３のブロック図を参照しながら説明する。
先ず、ロブスタ種のコーヒー豆（生豆）２００ｇを家庭用焙煎機で２４０℃の熱風を用いて１５分間焙煎し、含水量が約２％の乾燥状態を確認して焙煎を終了し、その後、室温で冷却した。（図３のステップＳＴ３１，ＳＴ３２，ＳＴ３３参照）

室温で冷却し、コーヒー焙煎豆の表面温度が略４０℃になったとき、コーヒー焙煎豆を追加加熱処理装置１０によって４分間マイクロ波加熱した。
すなわち、焙煎したコーヒー焙煎豆１３はアプリケータ１１内の回転ドラム１８に投入して撹拌羽１９により撹拌しながら２００Ｗのマイクロ波を照射し、４分間マイクロ波加熱し、その後、室温の風で冷却した。（図３のステップＳＴ３４、ＳＴ３５参照）

なお、このマイクロ波加熱の間、熱風供給機１５から１００℃の熱風をアプリケータ１１内に供給した。
この熱風供給機１５による熱風の供給は、マイクロ波電力を節約する目的で行うもので、４分間程度の熱風供給であるため、コーヒー味には影響がない。
したがって、マイクロ波電力の節約を考慮しなければ、熱風供給機１５は必ずしも備えなくともよい。

図４は上記のようにしてマイクロ波加熱したコーヒー焙煎豆から抽出したコーヒーの成分量を表したグラフである。
なお、このグラフには図１に示した熱風焙煎の成分量が併記してある。
このグラフより分かる通り、本実施形態で生産されたコーヒー焙煎豆は、クロロゲン酸が半減し、キナ酸が倍増する。

この結果、苦みの原因物質であるクロロゲン酸が減少するため、苦みの非常に強いロブスタ種のコーヒー焙煎豆であってもまろやかな味を高めたコーヒーとなる。
このことから、ロブスタ種のコーヒー焙煎豆であっても粉砕物として使用することができるので、コーヒー成分を十分に抽出することができる。

図５は他の実施形態として示した図３同様のブロック図で、熱風、中近赤外線、遠赤外線を熱源とする外部加熱方式の焙煎機によってロブスタ種のコーヒー豆（生豆）を焙煎した後、そのコーヒー焙煎豆を上記同様にしてマイクロ波加熱し、クロロゲン酸を減少させる構成となっている。

図６はさらなる他の実施形態として示したブロック図で、この実施形態では、ロブスタ種のコーヒー豆を外部加熱方式の焙煎機で焙煎した後、冷却しないで連続してマイクロ波加熱する構成としたことが特徴となっており、その他は上記した実施形態と変わりがない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、熱風加熱、赤外線加熱、マイクロ波加熱について、今少し詳細に説明する。

（１）熱風加熱
熱風加熱は、コーヒー豆をどんなに長時間熱風に晒しても、熱風の温度以上にはコーヒー豆の温度は上昇しない。
コーヒー豆の内部は、必ず熱風温度以下を示す。

（２）赤外線加熱
赤外線加熱は、コーヒー豆を長時間赤外線に晒すと、コーヒー豆の表面温度は、焙煎の上限温度を容易に超える。
表面温度と含水率を制御するためには、赤外線の強さと照射時間の最適化が求められる。
なお、近赤外線から遠赤外線までの波長は大まかには１μｍから１００μｍであるため、赤外線はほとんど表面で熱になる。

（３）誘電加熱（高周波加熱・マイクロ波加熱）
誘電加熱における電波の浸透の深さ（電力半減震度）は、周波数に反比例するので、高周波帯の電波の浸透深さは、マイクロ波帯の電波より深い。
例えば、水の場合、マイクロ波の２．４５GHｚにおける電力半減深度は約１０ｍｍである。
コーヒー豆（生豆）は１０ｍｍ以下のため、２．４５GHｚのマイクロ波はコーヒー豆を貫通できる。

そして、コーヒー焙煎豆に侵入したマイクロ波は、コーヒー焙煎豆を構成する極性基やイオンを含む有機高分子や水分などがマイクロ波電力を吸収して発熱する。
コーヒー焙煎豆の場合、表面の全方向からマイクロ波が侵入するので表面より内部の電力密度が高くなることと、外気と触れる表面は冷却されることなどから、表面より内部の温度が高くなる。
これより、マイクロ波がコーヒー焙煎豆のクロロゲン酸を減少させるために有効であることが分かる。

以上、好ましい実施形態について説明したが、本発明は苦みの非常に強いロブスタ種のコーヒー豆にかぎらず苦みのあるアラビカ種のコーヒー豆についても同様に実施することによって、苦みを和らげたまろやかなコーヒーの提供が可能になる。

コーヒーの苦みを和らげてまろやかなコーヒーの抽出が可能なコーヒー焙煎豆とすることができるコーヒー味の調整装置として適用する。

１０ 追加加熱処理装置
１１ アプリケータ
１２ ドア
１３ コーヒー焙煎豆
１４ マイクロ波発生器
１５ 熱風供給機
１６ 格子
１７ モータ
１８ 回転ドラム
１９ 撹拌羽
２０ 回転軸

Claims (3)

1. 熱風、中近赤外線、遠赤外線或いは直火などの熱源により、コーヒー豆の表面から加熱して焙煎したコーヒー焙煎豆を、高周波帯からマイクロ波帯の電波に晒して誘電加熱することで、コーヒー焙煎豆から抽出したコーヒーの苦みを減らしてまろやかな味とすることができるコーヒー味の調整方法。
2. 熱風、中近赤外線、遠赤外線或いは直火などの熱源を備えた焙煎容体にコーヒー豆を収納させ、コーヒー豆の表面から加熱して焙煎する焙煎装置において、前記焙煎装置によって焙煎したコーヒー焙煎豆を、高周波帯からマイクロ波帯の電波を照射するアプリケ−タに収納して誘電加熱することで、コーヒー焙煎豆から抽出したコーヒーの苦みを減らしてまろやかな味とすることができるコーヒー味の調整装置。
3. 請求項２に記載したコーヒー味の調整装置において生産されたコーヒー焙煎豆。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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