JP5833841B2

JP5833841B2 - コーヒーエキスの製造方法

Info

Publication number: JP5833841B2
Application number: JP2011122493A
Authority: JP
Inventors: 善清南
Original assignee: Suntory Beverage and Food Ltd
Current assignee: Suntory Beverage and Food Ltd
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: JP2012249544A

Description

本発明は、コーヒーエキスの製造方法であって、コーヒー豆由来の可溶性固形分の収率が高い製造方法に関する。

容器詰めコーヒー飲料に用いられるコーヒーエキスは、コーヒー独特の香りや風味、ブラック（無糖または微糖）での飲用に適するようにコク味および甘味を備えていることが望まれ、そのような特徴を有するコーヒーエキスの製造方法が種々検討されている。

特許文献１はコーヒー濃縮エキスの製造方法に関し、焙煎コーヒー豆を湿式粉砕することによりスラリーを調製し、ストリッピング処理によりアロマ成分含有凝縮液とストリッピング処理後のスラリーを分別し、さらに得られたスラリーを固液分離してスラッジとコーヒーオイル含有液、コーヒーエキスに分離する方法である。しかし、得られたエキスのコク味や、濃縮前コーヒーエキスの可溶性固形分抽出率については記載されていない。

特許文献２には、ストリッピング処理した後、スラリーを酵素処理することによる甘味・コク味を有するコーヒーエキスの製造方法が開示されている。しかしながら、可溶性固形分の収率は最大でも３８％にとどまっており、またスラリーを酵素処理する場合は工程管理が煩雑となるという問題もある。

特許文献３には、生コーヒー豆を高温高圧処理により湿式加熱焙煎を行い、得られた焙煎コーヒー豆を粉砕後、植物多糖類分解酵素を作用させ、酵素反応処理後のスラリーからコーヒーエキスを得る方法が開示されている。この方法によればコーヒー豆の可溶性固形分の収率は最大で５０．４％にも達するが、得られたエキスの組成や香りに関しては記載されていない。

ＷＯ２００６／０２８１９３公報特開２００９−２７８９５７公報特開２００４−１２１１３８公報

上述のように、コーヒーエキスの製造においてはコーヒー豆由来可溶性固形分の抽出効率向上が課題である。スラリーを直接酵素処理することにより可溶性固形分の抽出効率向上は期待できるが、基質が固体であるため、反応条件の最適化や、反応進行度の測定、反応時の温度管理、撹拌作業などに問題がある。また、より高い抽出効率を得るには、複数の酵素を併用する必要があるという問題もある。

本発明の目的は、コーヒー豆由来の可溶性固形分の収率が高く、香りのよいコーヒーエキスを製造する方法を提供することである。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、驚くべきことに、ストリッピング処理後のスラリーを固液分離する前に連続的に高温処理し、スラッジとコーヒーエキス、コーヒーオイルに分離した後、得られたコーヒーエキスを多糖類分解酵素にて処理することによりコーヒー豆由来の可溶性固形分の抽出率が向上すること、およびコーヒーエキス中の低分子糖が増加することを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、以下に限定されるものではないが、次の発明を包含する。
（１）コーヒーエキスの製造方法であって、焙煎豆を粉砕する工程、得られる粉砕豆をストリッピング処理する工程、得られるスラリーを１００〜１８０℃の温度で処理する工程、該処理物からコーヒーエキスを分離する工程、および得られるコーヒーエキスを多糖類分解酵素にて処理する工程を含む、前記製造方法。
（２）酵素処理工程後に、濃縮工程および凝集物を除去する工程を含む、（１）記載の製造方法。
（３）分離工程および凝集物の除去工程において、遠心分離機を用いる、（１）または（２）記載の製造方法。
（４）多糖類分解酵素が、セルロース分解酵素、ヘミセルロース分解酵素、およびペクチナーゼからなる群から選択される一以上である、（１）〜（３）のいずれかに記載の製造方法。

本発明の方法により得られるコーヒーエキスは、コーヒー独特の香りを有し、甘味、コク味も有する。そのため、ブラックコーヒー（無糖または微糖）として好適に飲用することができるほか、ミルク入りコーヒー飲料、コーヒーゼリーなどその他の形態にも好適に使用することができる。

図１は、各分子量サンプルを用いた分析結果であり、保持時間と分子量の関係を示す。図２は、各処理条件にて得られたコーヒー抽出液中の多糖類を分析した結果を示す。図３は、各処理条件にて得られた清澄化コーヒーエキス中の多糖類を分析した結果を示す。

本発明は、コーヒーエキスの製造方法であって、コーヒー豆由来の可溶性固形分の収率が高い製造方法を提供するものである。本発明の方法は、焙煎豆を粉砕する工程、得られる粉砕豆をストリッピング処理する工程、得られるスラリーを１００〜１８０℃の温度で処理する工程、処理物からコーヒーエキスを分離する工程、および得られるコーヒーエキスを多糖類分解酵素にて処理する工程を含む。

本発明の実施の態様についてさらに詳しく説明する。
＜焙煎豆の破砕＞
使用するコーヒー豆は、焙煎したコーヒー豆であれば、いかなる方法にて得られたものでも良い。コーヒー豆の品種としては、アラビカ種、ロブスタ種、リベリカ種などを用いることができ、特にアラビカ種、ロブスタ種を好適に用いることができる。なお、使用する豆は、産地・品種・焙煎度の異なるものを複数混合して使用することもできる。

コーヒー生豆の焙煎機は、一般的な焙煎機（水平ドラム型焙煎機）を用いることができ、また、焙煎方法は、加熱方法で分類すると、直火、熱風、遠赤外線、マイクロウェーブなどを用いることができる。また、焙煎度は、米国方式の８段階の呼称で、ライトロースト、シナモンロースト、ミディアムロースト、ハイロースト、シティーロースト、フルシティロースト、フレンチロースト、イタリアンローストのいずれであっても用いることができる。

焙煎豆の粉砕は乾式粉砕、湿式粉砕のいずれも用いることができ、乾式粉砕を用いる場合は粉砕後に加水することによりスラリーを調製し、湿式粉砕を用いる場合は焙煎豆に加水した後粉砕することによりスラリーを調製する。粉砕機としては、フィッツミル（ＦＩＴＺＰＡＴＲＩＣＫ社製）、コミトロール（アーシェル社製）などを使用することができる。加水には、水道水、イオン交換水、脱酸素水、純水、地下水などを使用することができ、これらの水に安定剤やｐＨ調整剤などを添加して使用することもできる。

コーヒー豆と水の重量比率は、１：３〜１：１００が好ましく、より好ましくは１：５〜１：５０、さらに好ましくは１：５〜１：２０であることが望ましく、１：５〜１：１０であることが最も好ましい。

なお、粉砕時の温度上昇および香気飛散を防止する観点からは湿式粉砕を用いることが好ましく、その場合、粉砕中に加水を続け、最終的な豆と水との比率が上記比率になるようにすることが好ましい。

コーヒー豆の粉砕粒径は0.1mm〜4mmとするのが好ましく、0.1mm〜2mmがさらに好ましい。なお、粉砕コーヒー豆の平均粉砕粒径は、例えばロータップ篩振とう機（(株)タナカテック社製）を用いて測定することができる。
＜ストリッピング処理＞
得られたスラリーは、ストリッピング処理してアロマ成分含有凝縮液を回収する。ストリッピング処理とは、熱源とスラリーを向流接触させて精留することにより、スラリー中の揮発性成分を気相に濃縮する処理である。本発明では、ＳＣＣ（ＳｐｉｎｎｉｎｇＣｏｎｅＣｏｌｕｍｎ、フレーバーテック社製）などを使用することができる。
＜スラリーの高温処理＞
ストリッピング後のスラリーは、次に高温処理が施される。ストリッピング後の連続的な高温処理によって、コーヒー豆粉砕物の細胞壁が部分的に分解され、可溶性成分の抽出効率向上につながる。抽出効率向上の観点からは処理温度は１００〜１８０℃が好ましく、１２０〜１８０℃がより好ましく、１５０〜１８０℃が最も好ましい。香味保持の観点からは処理温度は１００〜１８０℃が好ましく、１００〜１５０℃がより好ましく、１００〜１２０℃が最も好ましい。抽出効率と香味保持のバランスを考えると処理温度は１１０〜１６０℃が好ましく、１２０〜１５０℃が最も好ましい。また、処理時間は１０〜３０分が好ましく、１５〜２５分がより好ましい。
＜スラリーの固液分離＞
ストリッピング処理および高温処理を経たスラリーは、固液分離によりコーヒー粕とコーヒーエキスに分離される。分離方法は特に限定されず、粗濾過、振動ふるい、スクリュープレス、スクリューデカンタ、などを適宜使用することができるが、遠心分離により固液分離を行うのが操作上簡便である。遠心分離機としては、例えばFOODEC300（アルファラバル社製）を使用することができる。

得られたコーヒーエキスには微粉末やオイルが含まれているため、さらに遠心分離することで不溶性微粒子（スラッジ）、コーヒーオイル、コーヒーエキスの三層に分離する。遠心分離機としては、例えばCRPX918やAFPX407（アルファラバル社製）を使用することができる。
＜酵素処理＞
三層分離後のコーヒーエキスには多糖類が多く含まれているため、これを多糖類分解酵素により分解する。酵素としては、セルロース分解酵素、ヘミセルロース分解酵素、またはペクチナーゼを使用することができ、複数の酵素を併用することも可能である。オリゴ糖の比率を高めたい場合は単独の酵素を使用することが望ましい。これら酵素活性を含んだ市販の酵素剤としてビスコザイム（ＮＯＶＯＺＹＭＥＳ社製）が知られているが、たとえば本酵素を使用する場合、本酵素の活性の指標であるＦＢＧを用いて表すと、コーヒーエキス中に０．１〜１００ＦＢＧ／ｌとなるように酵素を添加すればよい。なお、セルロース分解酵素、ヘミセルロース分解酵素、ペクチナーゼを単独若しくは組み合わせて使用する場合は、ビスコザイムの上記使用量に対応する各酵素活性を添加すればよい。酵素添加したコーヒーエキスは２５〜６５℃で３０〜３６０分反応させる。コーヒーエキス中の酵素濃度は１〜５０ＦＢＧ／ｌであることが好ましく、５〜１５ＦＢＧ／ｌであることが望ましい。反応温度は３５〜６０℃であることが好ましく、４５〜５５℃であることが望ましい。また、反応時間は６０〜２４０分であることが好ましく、１２０〜１８０分であることが望ましい。

このようにして酵素処理したエキスは、酵素失活のため９５℃で１〜３００秒の加熱処理を行う。
＜濃縮＞
コーヒーエキスの濃縮は、遠心薄膜濃縮機、フラッシュ蒸発機、薄膜下降式減圧蒸発機、凍結濃縮機、逆浸透膜濃縮機などを使用することができ、例えばセントリサームCT-12（フレーバーテック社製）を使用することができる。濃縮の程度は、ブリックスを指標として用い、ブリックスが３０度から４０度に到達した時点で濃縮工程を終了するのが好ましい。
＜清澄化＞
濃縮により微細成分や多糖類分解酵素などが凝集するため、これを遠心分離により除去する。遠心分離機としては、CRPX918（アルファラバル社製）を使用することができる。また、必要に応じて遠心分離の前および／または後で精密濾過膜などによる濾過処理を行っても良い。

このようにして得られた清澄化コーヒーエキスは、そのまま、またはミルク、糖、乳化剤などを添加後にアロマ凝縮エキス、コーヒーオイルなどを添加して容器詰め飲料とすることができる。
＜多糖類の分析＞
コーヒー抽出液中の多糖類は、例えば下記の液体クロマトグラフ分析によって測定することができる。

例えば、測定サンプルのブリックスを０．２５％に調整後、０．４５μｍのフィルターにて濾過した後、下記分析装置および条件にて測定する。
分析装置：Agilent 1100Series
検出器：RI
カラム：Shodex Asahipak GS-520 HQ
プレカラム：Shodex Asahipak GS-2G 7B
移動相：超純水
液流量：0.5ml/min
分析時間：40分
injection量：10.00μｌ
カラム温度：40℃

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１
以下の方法によって、各サンプルを調製した。
・比較サンプル１
ストリッピング後のスラリーを高温処理せずにコーヒーエキスの製造を行った。すなわち、平均L値約２０に焙煎したアラビカコーヒーをその９倍量の純水と共に粉砕しコーヒースラリーを作成した後、ＳＣＣを用いてストリッピング処理を行った。ストリッピング処理は、コーヒースラリー６００ＫＧ／ｈに対し、ストリッピング用の蒸気を３０ＫＧ／ｈとなるように行った。ストリッピング処理後のコーヒースラリーは、スクリューデカンタによる固液分離、三層分離可能な遠心分離機AFPX407（アルファラバル社）に６０KG/ｈの条件で処理することにより微粒子成分と油分を分離し、清澄化されたコーヒー抽出液を得た。
・ストリッピング後のスラリーを高温処理する以外は、上記比較サンプル１の方法に準じて行った。

高温処理は以下の条件にて行った。ｉ）ストリッピング後のコーヒースラリーをＲＤＣ（ＲｏｔａｔｉｎｇＤｉｓｃＣｏｌｕｍｎ：ＦｌａｖｏｕｒＴｅｃｈ製）にて１２０℃で２０分処理、ii）ストリッピング後のコーヒースラリーをＲＤＣで１５０℃で２０分処理、iii）ストリッピング後のコーヒースラリーをＲＤＣで１８０℃で２０分処理。

図１は、分子量１８０、５００、１０００、２０００、５０００、１００００、２００００、８００００の分子量マーカーを別途測定し、保持時間と分子量の関係を示したものである。分析条件を下に示す。

分析装置：Agilent 1100Series
検出器：RI
カラム：Shodex Asahipak GS-520 HQ
プレカラム：Shodex Asahipak GS-2G 7B
移動相：超純水
液流量：0.5ml/min
分析時間：40分
injection量：10.00μｌ
カラム温度：40℃
測定サンプルのブリックスを０．２５％に調整後、０．４５μｍのフィルターにて濾過した後、上記分析装置および条件にて測定した。高温処理なし（比較サンプル１）、処理温度１２０℃、１５０℃、１８０℃によって得られたコーヒー抽出液の多糖類を分析した結果を図２に示す。保持時間が短いほど分子量が大きいことを示しており、スラリーの高温処理により分子量１０万以上の多糖類、分子量５０００から１０万の多糖類、分子量１８０〜５００の多糖類が増加していることが分かる。特に分子量１８０〜５００の多糖類は、１８０℃の高温処理をした場合に特異的に増加していることが分かる。これらのピークには単糖もしくは二糖類が含まれると考えられる。

なお、これら抽出液に含まれるコーヒー豆由来の可溶性固形成分量は表１のとおりである。

このように、スラリーの高温処理によって可溶性固形成分の抽出率が向上していることも分かる。
実施例２
実施例１における比較サンプル１のコーヒー抽出液を、酵素処理せずに４０℃での真空薄膜蒸発濃縮装置にてブリックス３０まで濃縮し、その後、三層遠心分離を行って微粒子および油分を除去し、清澄化コーヒーエキスを製造した（比較サンプル２）。

比較サンプル１のコーヒー抽出液にビスコザイムＬをコーヒー可溶性固形分の０．３％となるように添加し、５０℃にて３時間の酵素処理を行った後、９５℃で６０秒の加熱処理で酵素を失活させ、濃縮後に三層遠心分離を行って微粒子および油分を除去し、清澄化コーヒーエキスを製造した（比較サンプル３）。

実施例１の高温処理を含む方法によって得られたコーヒー抽出液を比較サンプル３の調製方法と同様に酵素処理を行った後、酵素失活、濃縮し、その後三層遠心分離を行って微粒子および油分を除去し、清澄化コーヒーエキスを製造した。（実施例２（１２０℃、１５０℃、１８０℃））。

比較サンプル２、比較サンプル３、実施例２（１２０℃、１５０℃、１８０℃）の清澄化コーヒーエキス中の多糖類を分析した結果を図３に示す。
図２からわかるように、ストリッピング後のスラリーを高温処理した実施例２のサンプルは、いずれも比較サンプル２、比較サンプル３よりも分子量１８０程度のピークが増加していた。分子量から考えるとこのピークは単糖類であると考えられる。
実施例３
得られたコーヒーエキスを使用したコーヒー飲料を製造し、官能評価試験を行った。官能評価は訓練されたパネラー４名によって行った。評価方法は、それぞれをブリックス約１．５度に希釈して行い、評価項目として、甘み、コク、酸味について、１点から５点の幅で評価を行った。なお、比較サンプル２の甘み、コク、酸味を３．０点とし、強度が弱まる場合は点数を低く、強度が強まる場合は点数を高くする評価方法を採用した。平均点を表２に示す。

本発明によれば、コーヒー豆由来の可溶性固形分の収率が高く、香りのよいコーヒーエキスを製造する方法が提供される。本発明の方法により得られるコーヒーエキスは、コーヒー独特の香りを有し、甘味、コク味も有する。そのため、ブラックコーヒー（無糖または微糖）として好適に飲用することができるほか、ミルク入りコーヒー飲料、コーヒーゼリーなどその他の形態にも好適に使用することができる。

Claims

コーヒーエキスの製造方法であって、
焙煎豆を粉砕する工程、
得られる粉砕豆をストリッピング処理する工程、
得られるスラリーを１５０〜１８０℃の温度で処理する工程、
前記温度処理後のスラリーからコーヒーエキスを分離する工程、および
得られるコーヒーエキスを多糖類分解酵素にて処理する工程、
を含む、前記製造方法。
酵素処理工程後に、濃縮工程および凝集物を除去する工程を含む、請求項１記載の製造方法。
分離工程および凝集物の除去工程において、遠心分離機を用いる、請求項１または２記載の製造方法。
多糖類分解酵素が、セルロース分解酵素、ヘミセルロース分解酵素、およびペクチナーゼからなる群から選択される一以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。