JP3072383B2 - コーヒーのフレーバー成分の回収方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コーヒーのフレーバー成分の回収方法に関
する。

〔従来の技術〕

通常、コーヒー液は、コーヒーの生豆を焙煎，グライ
ンドした後、熱湯にて抽出槽内で抽出し、製造してい
る。濃縮コーヒー液は、この後、コーヒー液を濃縮し、
さらに粉末コーヒーは、濃縮コーヒー液を乾燥して製造
している。

しかし、このようなコーヒー液やコーヒー粉末等の各
種コーヒー製品を製造する各工程で、コーヒーのフレー
バー成分が損失することは避けがたく、このフレーバー
成分の損失を少なくするために、従来から製造初期の各
工程でフレーバー成分を回収し、製造後期のコーヒー液
に、回収したフレーバー成分を添加してコーヒー液に芳
香（フレーバー）を付与する方法がいくつか提案されて
いる。

上記フレーバー成分を回収する方法としては、グライ
ンドしたコーヒー豆を超臨界炭酸ガスに接触させて抽出
する方法、溶媒で抽出する方法、水蒸気蒸留による方法
等が考案されている。また、グラインド時に発生するフ
レーバー成分をフレオン冷凍機や液体窒素等を用いた低
温トラップ（熱交換器）で凝縮させて回収する方法も考
案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述のグラインドしたコーヒー豆から
超臨界炭酸ガスでフレーバー成分を抽出する方法では、
抽出したフレーバーに焦げ臭，炭臭が強く、ランニング
コストも高いといった問題があり、溶媒あるいは水蒸気
蒸留で抽出する方法では、フレーバーの質，溶媒の除去
等に問題があった。また、低温トラップで凝縮させて回
収する方法では、良質なフレーバー成分を回収できる
が、回収できるフレーバー成分の絶対量が少ないという
問題があった。

そこで、本発明は、簡単な方法で効率よくコーヒーの
フレーバー成分を回収できる方法を提供することを目的
している。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的を達成するために、本発明のコーヒーの
フレーバー成分の回収方法は、コーヒー液もしくはコー
ヒー粉末を製造する工程で発生するフレーバー成分を、
低温液化ガスな直接接触させて凝縮または凝固させて前
記低温液化ガス中に回収するとともに、前記低温液化ガ
スで捕集されなかったフレーバー成分を、前記低温液化
ガスの冷気によって低温になっているフィルターで捕集
した後、前記低温液化ガス中に回収することを特徴とし
ている。

即ち、本発明は、第２図に示す各種コーヒー製品の製
造工程において、グラインド，抽出，濃縮，乾燥等の工
程で発生するフレーバー成分を捕集して、液体窒素等の
低温液化ガスに直接接触させ、該低温液化ガスの持つ寒
冷により前記フレーバー成分を凝縮または凝固させて、
該低温液化ガス中に捕集し、回収するものである。

本発明においては、上記グラインド，抽出，濃縮，乾
燥等の工程は従来と略同様にして行うことが可能であ
り、これらの工程中の任意の工程でフレーバー成分を回
収することができる。尚、上記濃縮工程としては、加熱
濃縮，膜濃縮，凍結濃縮等の濃縮方法があり、また、乾
燥工程としては、熱風乾燥，凍結乾燥，真空乾燥等の乾
燥方法があるが、実質的にフレーバー成分の散逸が少な
い膜濃縮，凍結濃縮，凍結乾燥においては、本発明を適
用しても効果が少ない。

例えば、第１図は、グラインドしたコーヒー豆からコ
ーヒー液を抽出する工程に本発明を適用した一実施例を
示すものである。

このコーヒー抽出装置１は、コーヒーの抽出槽２と、
フレーバー成分回収用の低温液化ガス容器３とで構成さ
れており、抽出槽２の外周には、該抽出槽２を加熱する
ための蒸気を流通させるジャケット21が設けられるとと
もに、上部には、バルブ22aを備えたガス導入管22と、
バルブ23aを備えたフレーバー成分導出管23とが設けら
れ，さらに抽出槽２の下部には、バルブ24aを備えた抽
出液取出し口24と、バルブ25aを備えた抽出粕取出し口2
5とが設けられている。

前記低温液化ガス容器３は、上部に開口部31を有する
断熱容器からなるもので、開口部31の下部には、布等か
らなるフィルター32が設置されており、該容器３の底部
には前記フレーバー成分導出管23の一端が開口してい
る。この低温液化ガス容器３内に充填される低温液化ガ
スとしては、液体窒素，液体空気，液体アルゴン等各種
の低温液化ガスを用いることができるが、安全性やコス
ト等の面を考慮すると液体窒素が最適である。また、液
体窒素を用いることにより、捕集したフレーバー成分が
酵素と接触して酸化し、変質することを防止することも
できる。

上記フレーバー成分抽出管23は、前記抽出槽２のヘッ
ドスペースＳ内のガス（ヘッドスペースガスを抽出槽２
から導出して前記低温液化ガス容器３内に導入するもの
である。このフレーバー成分抽出管23の先端部は、抽出
槽２から導出したヘッドスペースガス中のフレーバー成
分と低温液化ガスとを効率よく接触させるために、小径
の噴出孔を多数設けたり、細かな網目状に形成すること
が好ましい。

次に、このコーヒー抽出装置１を用いてコーヒーの抽
出とともに、この時に発生するフレーバー成分を回収す
る手順を説明する。まず、焙煎・グラインドした所定量
のコーヒー豆と温水とを前記抽出槽２に充填して密閉
し、ジャケット21に蒸気を送り込んで抽出槽２内を加熱
してコーヒーを抽出するとともに、ガス導入管22のバル
ブ22aとフレーバー成分導出管23のバルブ23aとを開い
て、ガス導出管22から抽出槽２のヘッドスペースＳに適
宜なガス，例えば窒素ガスを導入し、該ヘッドスペース
Ｓ内に上昇してくるフレーバー成分及び水蒸気を前記ガ
ス導入管22から導入したガスに同伴させてフレーバー成
分導出管23から前記低温液化ガス容器３内に導入する。
フレーバー成分及び水蒸気は、フレーバー成分導出管23
の先端開口部から、低温液化ガス、例えば−196℃の液
体窒素中に放出され、バブリングされることにより低温
液化ガスに直接接触して瞬時に凝縮あるいは凝固し、低
温液化ガス中に回収される。このとき、低温液化ガス中
で捕集されなかったフレーバー成分は、前記低温液化ガ
スの冷気によって低温になっているフィルター32で捕集
することができ、フィルター32で捕集したフレーバー成
分は、該フィルター32を適宜振動させることにより低温
液化ガス中に振い落として低温液化ガス中に回収するこ
とができる。

上記抽出工程を所定時間行った後、前記バルブ22a,23
aを閉じ、フレーバー成分を含んだ低温液化ガスを別途
保管するとともに、前記抽出液取出し口24のバルブ24a
を開いてコーヒー液を取出し，バルブ25aを開いて抽出
粕取出し口25から抽出粕を取出す。

その後、必要に応じて濃縮操作を行ったコーヒー液
に、前記低温液化ガス中で凝縮，凝固させて回収したフ
レーバー成分を添加する。このフレーバー成分の添加に
あたっては、前工程で低温液化ガス中にフレーバー成分
を捕集した状態のままで行うこともできるが、大量の低
温液化ガスを混合するとコーヒー液が凍結するおそれが
あるので、過剰の低温液化ガスを蒸発除去して、捕集し
たフレーバー成分と水分とが氷結して懸濁状態となって
いる低温液化ガスを少しずつ流し込むようにすることが
好ましい。また、抽出あるいは濃縮した後のコーヒー液
は、上記フレーバー成分の添加に先立って十分に冷却
し、例えばコーヒー液が凍結しない０℃程度にしておく
ことが好ましい。このようにコーヒー液を十分に冷却し
ておくことにより、添加したフレーバー成分が再び散逸
することを防止できる。尚、低温液化ガスを蒸発分離さ
せる場合でも、極低温下で行うことができるので、捕集
されているフレーバー成分が散逸することは殆どない。

このように、コーヒーの抽出工程で抽出液から分離す
るフレーバー成分を低温液化ガスに直接接触させ、極低
温下で凝縮または凝固させて回収することにより、発生
するフレーバー成分の殆ど全てを回収することができ
る。従って、該フレーバー成分を抽出後のコーヒー液あ
るいは濃縮コーヒー液に添加することにより、従来より
芳香性に優れたコーヒー液や濃縮コーヒー液を得ること
ができる。

この様にして得られたコーヒー液や濃縮コーヒー液
は、従来と同様にして気密性の容器に充填包装し、冷
蔵，冷凍保存して流通するか、あるいは高温殺菌後、無
菌充填包装し、常温で流通させることができる。さらに
得られた濃縮コーヒー液を乾燥処理して粉末コーヒーと
しても良い。

尚、上記コーヒー抽出装置１では、ガス導入管22から
ガスを導入して水蒸気と共にフレーバー成分を強制的に
導出するように形成しているが、発生する水蒸気の圧力
でフレーバー成分を導出して低温液化ガスに接触させる
こともできる。

また、グラインド工程，濃縮工程，乾燥工程時にフレ
ーバー成分を回収する場合には、これらの工程を密閉し
た空間内で行い、上記コーヒー抽出装置１と同様に窒素
ガス等を吹き込んで同伴させたり、真空ポンプ等でフレ
ーバー成分を含むガスを吸引して低温液化ガス中に導入
したりすれば良い。これにより、これらの工程で発生す
るフレーバー成分の回収も行うことができる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例及び比較例を説明する。

実施例１及び比較例１ コーヒー生豆6kgを焙煎，グラインドした後、前記コ
ーヒー抽出装置１の抽出槽２に60の温水と共に投入し
た。次にジャケット21に加熱水蒸気を流通させて抽出槽
２内を加熱していくとともに、前記バルブ22a,23aを開
けてガス導入管22からヘッドスペースＳに窒素ガスを導
入して、ヘッドスペースＳ内のフレーバー成分を水蒸気
と共に、フレーバー成分導出管23から低温液化ガス容器
３に入れた−196℃の液体窒素中に導入した。フィルタ
ー32に凝着したフレーバー成分は、適宜フィルター32を
振動させて液体窒素中に振い落した。

抽出槽２内が85℃となった時点でバルブ22a,23aを閉
じ、フレーバー成分を捕集して懸濁した液体窒素を別途
保管した。一方、注出槽２内は100℃まで加熱昇温し、
コーヒー液55を得た。

この操作を３回繰返して得られたコーヒー液165を
逆浸透濃縮機によって20に濃縮した。そして，前記フ
レーバー成分の懸濁した液体窒素の窒素をできるだけ分
離した後、上記濃縮コーヒー液20に混合した。

この濃縮コーヒー液11mlを熱水によって130mlに希釈
するとともに、比較として、通常のコーヒー製造法で前
記同様にして、濃縮コーヒー20を製造し、これを同様
に稀釈して官能検査による品質比較テストを実施した。

その結果、液体窒素で回収したフレーバー成分を添加
したものの方が、コーヒー焙煎豆特有の甘い香りが強
く、品質的に優れていた。また、ガスクロマトグラフに
よるガス分析においても、フレーバー成分を添加したも
のの方が、アセトアルデヒド，プロヒオンアルデヒド，
ジメチルスルフィド,2−メチルフラン，メタノール等の
フレーバー成分が多かった。

実施例２ グラインドしたコーヒー豆100gと60℃の温水1.1
を、第３図に示すように、ウオーターバス50中に入れた
容器51内に投入して10分間加熱した。その際、容器51の
ヘッドスペースＳ内のガスを、管52を介して液体窒素容
器53内の−196℃の液体窒素中に吹き込みバブリングし
て、フレーバー成分を凝縮，凝固させた。この凝縮，凝
固物の回収量は、12.0gであった。

比較例２ 実施例２において、フレーバー成分の回収を行う部分
を、第４図に示すように、液体窒素容器53にステンレス
スチール製の容器54を浸漬し、さらに該容器54内にステ
ンレススチール製の金網55を設置した熱交換器56に代え
た以外は実施例２と同様に操作を行った。

尚、容器54の内表面積は約391cm²、金網55の表面積は
約404cm²、合計約795cm²である。また、容器54及び金網
55は、液体窒素により十分に冷却された状態としてから
操作を行った。

その結果、熱交換器56に捕集されたフレーバー成分の
量は3.6gであったが、回収にあたっては、熱交換器56内
に付着して回収困難なものがあるため、実際には1.8gし
か回収できなかった。即ち、熱交換器56内の付着残存量
は1.8gであり、熱交換器56の単位表面積当りの付着残存
量は22.6g/m²である。

また、実施例２及び比較例２で得たフレーバー成分を
それぞれ上記操作で得たコーヒー液に添加して官能検査
による品質比較テストを実施した。その結果、実施例２
の方がコーヒー特有の甘い香りが強く品質的に優れてい
た。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のコーヒーのフレーバー
成分の回収方法は、コーヒー製品を製造する各工程で生
じるフレーバー成分を低温液化ガスに直接接触させて急
冷し、凝縮または凝固させて前記低温液化ガス中に回収
するとともに、前記低温液化ガスで捕集されなかったフ
レーバー成分を低温のフィルターで捕集した後前記低温
液化ガス中に回収するので、従来法に比べて多くのフレ
ーバー成分を回収することができる。

従って、このフレーバー成分をコーヒー液に添加する
ことにより、従来よりも芳香性に優れたコーヒーを得る
ことができる。また、コーヒー独特の甘い香りの多い良
好なフレーバーが採取できるとともに、低温液化ガス
は、コーヒー液に混合した段階で殆ど全てが蒸発するの
で、コーヒー液に不要物質が混入することもないので、
よりコーヒー本来の香りに近いコーヒー液製品を製造す
ることができる。

さらに、本発明方法は、低温液化ガスを収容する断熱
容器を付設するとともに、簡単な配管を設けるだけで実
施できるので、実施も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するのに適したコーヒー抽出装置
の説明図、第２図はコーヒー製品を製造する工程を示す
図、第３図は実施例２で使用した装置の構成図、第４図
は比較例２で使用した装置の構成図である。 １……コーヒー抽出装置、２……抽出槽、３……低温液
化ガス容器、23……フレーバー成分導出管、Ｓ……ヘッ
ドスペース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−254145（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A23F 5/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コーヒー液もしくはコーヒー粉末を製造す
   る工程で発生するフレーバー成分を、低温液化ガスに直
   接接触させて凝縮または凝固させて前記低温液化ガス中
   に回収するとともに、前記低温液化ガスで捕集されなか
   ったフレーバー成分を、前記低温液化ガスの冷気によっ
   て低温になっているフィルターで捕集した後、前記低温
   液化ガス中に回収することを特徴とするコーヒーのフレ
   ーバー成分の回収方法。