DE1011710B - Verfahren zur Konservierung der Aromastoffe und gegebenenfalls zugesetzter Vitaminein Roestkaffee - Google Patents

Description

Es ist schon versucht worden, gerösteten und gemahlenen Kaffee zu konservieren, d. h. die wertvollen, an die Fettsubstanz gebundenen Aromastoffe so zu erhalten, daß sie nicht bald nach dem Röstprozeß zugrunde gehen und das Röstprodukt entwerten. Alle bekanntgewordenen Konservierungsverfahren gehen von der an sich richtigen Erkenntnis aus, daß die erwähnte Fettsubstanz des frisch gerösteten Kaffees durch den Sauerstoff der Luft oxydiert wird und damit ihre Eigenschaft als Aromaträger einbüßt. Dies sollte durch eine Umhüllung des gerösteten Kaffees mit sogenannten Schutzgasen vermieden werden; es wurde auch versucht, mittels einer vorangehenden Vakuumbehandlung die Wirkung dieser Schutzgase zu unterstützen.

Indessen konnte keines der bekanntgewordenen Verfahren zum Erfolg führen, weil die innere Morphologie der Kaffeebohne und die Vorgänge in ihr während und nach der Röstung offenbar unbekannt waren und deshalb unberücksichtigt geblieben sind. Man kann sogar sagen, daß die vorgeschlagene Einschließung des gerösteten Kaffees in Schutzgase das Gegenteil dessen bewirkte, was beabsichtigt war: die Schutzgase lieferten den Kaffee und die in ihm enthaltene Fettsubstanz 'als Träger des Aromas geradezu dem schädlichen Einfluß der Röstgase und der Feuchtigkeit aus. In der Tat hat auf diese Weise behandelter Kaffee einen muffigen Geschmack und Schimmelbildung erhalten.

Die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Vorbehandlung des Kaffees zwecks Konservierung und haltbarer Vitaminierung sollen im folgenden erläutert werden, wobei auf die Zeichnungen Fig. 1 bis 4 Bezug genommen wird.

Gemäß Fig. 1 besteht die Frucht des Kaffeestrauches aus einer Haut 1 (Exokarp), in deren Fruchtfleisch 2 (Mesokarp) zwei Samen, die Kaffeebohnen 3 und 4 eingeschlossen sind, von denen jede 'aus einer Pergamentschicht 5 (Endokarp), einer Samenhaut 6 (auch Silberhaut, Tegument) und dem Nährgewebe 7 (Endosperm) besteht. Die an der Bauchseite 8 der Bohne ineinandergefalteten Längsränder 9 und 10 bilden die Höhlung 11, welche die Form einer zusammengedrückten Spirale aufweist. Ein Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 1 ergibt ein Bild, wie es die Fig. 2 zeigt. 5 ist die Pergamentschicht, 6 die Samenhaut und 7 das Nährgewebe, welches sich aus mehr oder weniger gleichmäßig geformten Zellen 12 zusammensetzt, die gegen die innere platte Seite 8 etwas länger und schmaler werden (vgl. 13 in Fig. 2) als die an der äußeren, konvexen Seite liegenden Zellen 12. Nahe am unteren Rand 8 verjüngen sich die Zellen wieder, vgl. 14 in Fig. 2. Alle diese Zellen 12 bis 14 haben polyedrische Form mit stellenweise stark verdickten Verfahren zur Konservierung

der Aromastoffe und gegebenenfalls

zugesetzter Vitamine in Röstkaffee

Anmelder:
ίο Hans Jenny, Chur, Graubünden (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. J. Schmidt, Patentanwalt,
München 13, Hohenzollernplatz 8

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 10. April 1953

Hans Jenny, Chur, Graubünden (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

"

Wänden; sie sind reichlich mit Nährsubstanzen versehen. In den Fig. 3 und 4 sind solche Zellen in einer sehr starken Vergrößerung (333 :1) dargestellt. Dabei sind 15 die Zellwände, 16 ist die Nährsubstanz (Protoplasma), 17 in Fig. 3 sind die Stärkekörner und 18 in Fig. 4 deutet die Fettsubstanzen an, welche Träger des Aromas sind, und 19 ist eine leere Zelle.

Das Rösten von Kaffee stellt eine bei etwa 120 bis 200° C durchgeführte Verkokung dar, welche in ihrem ersten Stadium unterbrochen wird. Dabei entwickeln sich Röstgase und Wasserdampf, welche das Zellgewebe erfüllen und während des Röstprozesses von der Bohne ausgeschieden werden; dadurch entsteht in ihr ein innerer Überdruck.

Träger des Aromas ist die im gerösteten Kaffee enthaltene Fettsubstanz, eine ölige Flüssigkeit von niedrigem Schmelzpunkt (etwa 25° C), angenehmem Aroma und blaßgelber Farbe. Sie besteht aus ölsäure, Pahnitinsäure und Stearinsäure in Verbindung mit Glyzerin; ferner sind nachgewiesen Aceton, Furfurol, Ameisensäure, Essigsäure u. a. m. Einfluß auf die Bildung des Aromas haben auch die mineralischen Substanzen, welche in der Form von organischen Salzen in der Bohne vorhanden sind.

Die Fettstoffe im gerösteten Kaffee sind äußerst empfindlich; unter dem Einfluß von Feuchtigkeit oxydieren sie leicht. Darauf beruht im wesentlichen der rasche Aroma- und Güteverlust des gerösteten und sich selbst überl'assenen Kaffees. Sehr unstabil ist

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auch das natürliche Vitamin C; wegen seiner leichten Oxydierbarkeit findet im gerösteten Kaffee eine rasche Abnahme desselben bis zum völligen Verlust statt. Das natürliche Vitamin C zeigt hier ein ähnliches Verhalten wie das gleichwertige synthetische Vitamin C, welches in Gegenwart von Wasser oder Feuchtigkeit stark leidet.

Mit dem Entleeren des Röstgutes aus der Röstapparatur wird der Röstprozeß unterbrochen. Die

Inneren der Bohne geht daher weiter, selbst dann noch, wenn die an ihrer Außenseite liegenden Par-

gefüge (12., 13 und 14 in Fig. 2) keinerlei Stauung oder feuchter Niederschlag bilden kann. Entsprechend dieser grundlegenden Voraussetzung ist daher Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Konservierung 5 und haltbaren Vitaminierung von Kaffee, wonach die Kaffeebohnen unmittelbar anschließend an die Röstung einer natürlichen, durch die Ausscheidung von Röstgasen und Wasserdampf gekennzeichneten Abkühlung bis nahe an die kritische Temperaturgrenze überlassen

jetzt sehr porösen Kaffeebohnen sind schlechte io werden, unterhalb welcher als Folge einer Umkehrung Wärmeleiter, deren Kern lange Zeit heiß bleibt. Die des Druck- und Temperaturgefälles die Kaffeebohnen Entwicklung von Röstgasen und Wasserdampf im wieder Außenluft ansaugen würden, worauf sie gleichzeitig mit der weiteren Abkühlung durch Entfernen der in ihrem Inneren sich noch bildenden Röstgase

tien bereits stark abgekühlt sind und beginnen, Feuch- 15 und Wasserdämpfe bis zur Erreichung eines durchtigkeit aus der sie umgebenden Atmosphäre auf zu- wegs trockenkühlen Zustandes kontinuierlich entnehmen. Dies ist der Fall nach Erreichung einer feuchtet und gereinigt werden. .Λ

Temperatur von etwa 40° C. Dieser Abkühlungsgrad, Die erfindungsgemäße Behandlung des Kaffees kanu

gemessen an der Außenseite der Kaffeebohne, kann beispielsweise in einem Kessel erfolgen, wie er in.,$er als kritische Temperatur bezeichnet werden. Von da 20 Zeichnung in den Fig. 5 (Längsschnitt) und 6 (Queran wird bei fortschreitender natürlicher Abkühlung schnitt nach der Linie III-III in Fig. 5) dargestellt der innere Überdruck nach und nach kompensiert ist. J

durch die von außen nachdrängende kühlere Luft, so Der aus dickwandigem Eisen bestehende Kessel 25.

daß sich die im Inneren der Bohne weiter bildenden mit dem aufgeschraubten Deckel 26 nimmt unter Dämpfe in den äußeren, bereits abgekühlten Partien 25 Wahrung eines genügend großen, isolierenden Zwjniederschlagen und in dem porös und koksartig ge- sehenraumes 27 den aus dünnwandigem fi

wordenen Zellgewebe Feuchtigkeit hinterlassen (vgl. ■ bestehenden, mit einer Lochung 28 beliebiger ^ 12,13 und 14 in Fig. 2 und 15,16 in Fig. 3 und 4). versehenen Innenkessel 29 auf, an welchen sich obett Mit zunehmender Abkühlung pflanzt sich dieser über Hahn 30 der Einfülltrichter 31 anschließt, .wä)i_r Feuchtigkeitsniederschlag gegen den Kern der Bohne, 30 rend der untere trichterförmige Teil 32 über Hahji also· gegen die Kernzellen 13 in Fig. 2, fort; in der 33 zur nicht gezeichneten Mühle führt. Die Lochung linken Hälfte der Fig. 2 sowie in Fig. 3 in den Zellen 28 in der Wand des Innenkessels 29, welche die Ver^ 20 und 21 und in Fig. 4 in den Zellen 22., 23 und 24 bindung zwischen Innenkesselraum 34 und Außensind solche feuchten Niederschläge durch Kreuz- kesselraum 35 herstellt, ist bezüglich der Größe der Schraffierung angedeutet. Diese Feuchtigkeit genügt, 35 einzelnen öffnung so zu wählen, daß die Kaffeebohnen um die in der Bohne vorhandenen Fettstoffe zu oxy- nicht durchfallen oder abgesaugt werden können. Eine

dieren, die Aromastoffe und das natürliche Vitamin C sehr bald zu zerstören sowie beigefügtes synthetisches Vitamin C zu schädigen.

Aus diesen Darlegungen ergibt sich, daß die Um- ^o Kühlelementen 40 und 41, hüllung der gerösteten, nur äußerlich abgekühlten
Kaffeebohnen mit Schutzgasen nur dazu führt, daß
die Vorgänge in ihrem heiß bleibenden Inneren nicht
aufgehalten werden können, daß vielmehr die Feuchtigkeit durch solche Verfahren eingeschlossen und 45 ist eine Leitung 44 in den Innenraum 34 des Außenerst recht in die Lage versetzt wird, das Zerstörungs- kesseis 25 geführt, mittels welcher Schutzgase, werk' an Fettstoffen, Aroma und natürlichem Vitamin C zu vollenden. Daran ändert sich auch dann

Leitung 36 mit Hahn 37 und Filter 38 ermöglichit es/ die Luft aus den beiden Kesselräumen 34 und 35 afc zusaugen. Die Kühlleitung 39 führt zu den beiden

welche luftdicht durch

Außenkessel 25 und Innenkessel 29 bis nahe an den unteren Trichter 32 desselben reichen. In den Kühjelementen 40 und 41 sind das Kältemedium enthal^: tende Kühlschlangen 42 angeordnet. Über Hahn 43

nichts, wenn die Kaffeebohnen vor der Umhüllung

spielsweise CO₂, zugeleitet werden können. An dgr Außenseite des Außenkessels 25 ist ein mit dem ϊ|ϊ-nenkesselraum 34 in Verbindung stehendes Thermit-

mit »Schutzgasen« einem Vakuum ausgesetzt werden. 50 meter 45 zur Kontrolle der Temperatur der itaffee'^s Wohl werden dadurch die während des Vakuums sich bohnen angebracht, ferner in gleicher Weise ein bildenden Röstgase und Wasserdämpfe abgesaugt, Manometer 46 zur Messung von Druck und Unteraber im Moment, wo an Stelle des Vakuums wieder druck in den beiden Kesselräumen 34 und 35. Druck einsetzt, werden Röstgase und Wasserdampf Das Verfahren wird mittels der beschriebenen und

mit Gewalt in die Kaffeebohnen zurückgedrückt, und 55 gezeichneten Apparatur wie folgt durchgeführt: ■ -.■■ es entsteht durch die herangeführten inerten Gase eine Die Kaffeebohnen werden unmittelbar 'anschließend

Stauung, welche die entstehende Feuchtigkeit am Ent- an die Röstung einer natürlichen Abkühlung überweichen vollständig verhindert. lassen, und zwar so> lange, bis sie nahe an die kritische

Um Kaffee zur Erzielung einer zuverlässigen Kon- Temperaturgrenze gekühlt sind, von welcher an sich servierung und haltbaren Vitaminierung vorzube- 60 das Druck- und Temperaturgefälle umzukehren verhandeln, muß im Gegensatz zu den bekanntgeworde- sucht. Erfahrungsgemäß ist dies nach Erreichung nen Verfahren dafür gesorgt werden, daß das Druck- einer Temperatur von etwa 40° C der Fall. Dann/ und TemperaturgefäUe in den Kaffeebohnen während werden die gerösteten Kaffeebohnen durch den EJnder ganzen Dauer der Abkühlung so aufrechterhalten fülltrichter 31 und den geöffneten Hahn 30 in den Jnbleibt, daß es vom Kern der gerösteten Kaffeebohne, 65

im gezeichneten Beispiel, also von den inneren Zellen 13 in Fig. 2 zur Peripherie, d. h. zu den Zellengruppen 12 und 14 (Pfeile) in Fig. 2, ununterbrochen und gleichmäßig erhalten bleibt, derart, daß bis zu einer

nenkesselraum 34 eingefüllt, worauf Hahn 30 geschlossen und Hahn 37 zur Absaugleitung 36 geöffnet wird. Während die konstant auf einer Temperatur von etwa 5⁰C gehaltenen Kühlelemente42 unds43 die Kaffeebohnen bis auf diese Temperatur abkühlen:,.

Abkühlung nahe an den Gefrierpunkt sich im Zeil- 70 wird die Luft aus den beiden Kesseln 29/34 und 25/35 j|

1 CIl

kontinuierlich abgesaugt, so daß eine Umkehrung des Druck- und Temperaturgefälles in den Kaffeebohnen vermieden wird, d. h. es wird dauernd, also während der ganzen Abkühlungsperiode bis nahe an den Gefrierpunkt, in der Weise aufrechterhalten, daß es vom Kern der einzelnen Kaffeebohne, im gezeichneten Beispiel also von den inneren Zellen 13 in Fig. 2 zur Peripherie, Zellengruppen 12 und 14 und Pfeile in Fig. 2, verläuft. Während die äußeren Partien der Kaffeebohne, also die Zellengruppen 12 und 14 in xo Fig. 2, sich unter dem Einfluß der Kühlelemente 40, 41, 42 zunehmend abkühlen, kann sich der Röstprozeß in den inneren Zellengruppen 13 in Fig. 2 ungestört vollenden, weil die sich noch bildenden Röstgase und Wasserdämpfe restlos abgesaugt werden, und zwar so lange, bis die Kaffeebohnen trocken gekühlt und gereinigt sind. Es ist daher auch ausgeschlossen, daß sich Feuchtigkeit in den Zellen und Zellkörpern niederschlägt. Was am Schluß der Kühlung und Entfeuchtung zur Verfügung steht, sind Kaffeebohnen, welche in der Hauptsache aus absolut trockenen und sauberen Zellgerüsten, den das volle Aroma enthaltenden Fettsubstanzen und dem vorhandenen natürlichen Vitamin C bestehen.

Den in der beschriebenen Weise vorbehandelten Kaffeebohnen wird durch öffnen des Hahnes 43 über die Leitung 44 unter entsprechendem Druck ein inertes Schutzgas, beispielsweise CO₂, zugeführt, welches den durch das vorliegende Verfahren erreichten Zustand des gerösteten Kaffees dauernd erhält, wodurch die als Aromaträger dienenden Fette und im Kaffee befindliches natürliches Vitamin C vor der Oxydation und der Zerstörung bewahrt werden. Diese Tatsache erlaubt es, so konservierten Kaffee — immer unter Aufrechterhaltung des durch das Verfahren erreichten Zustandes — zu mahlen und das Mahlgut mit synthetischem Vitamin C in physiologisch vorteilhaften Mengen anzureichern, ohne daß dieses Vitamin 'auf Grund seines chemischen Verhaltens eine Schädigung erleidet.

Das konservierte und haltbar vitaminierte Mahlgut wird in luftdicht verschließbare, ebenfalls Schutzgase enthaltende Dosen oder Kunststoffbeutel abgefüllt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch andere Rostprodukte konserviert und haltbar vitaminiert werden, beispielsweise Gerste, Roggen, Feigen u. dgl., und zwar je für sich allein oder in Mischungen untereinander und mit geröstetem, gemahlenem und vitaminiertem Kaffee.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Konservierung der Aromastoffe und gegebenenfalls zugesetzter Vitamine in Röstkaffee, wobei die Kaffeebohnen unmittelbar nach der Röstung einer Kühlung unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaffeebohnen unmittelbar anschließend an die Röstung einer natürlichen, durch die Ausscheidung von Röstgasen und Wasserdampf gekennzeichneten Abkühlung bis nahe an die kritische Temperaturgrenze von etwa 40° überlassen werden, worauf sie gleichzeitig mit der weiteren Abkühlung bis nahe an den Gefrierpunkt durch Entfernen der in ihrem Inneren sich noch bildenden Röstgase und Wasserdämpfe bis zur Erreichung eines durchweg trocken-kühlen Zustandes kontinuierlich entfeuchtet und gereinigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaffee in trocken-kühlem Zustand mittels C O₂-Gas gesättigt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Belgische Patentschrift Nr. 498 905;

französische Patentschrift Nr. 381 573;

USA.-Patentschriften Nr. 2 206 319, 2 665 992;

T r i l· 1 i c h : »Rösten und Röstwaren«, 1934, S. 307, Abs. 1;

Mitt. Gebiete Lebensmitteluntersuchung, Hygiene, Bern, 42, S. 67 bis 71, 1951, ref. Chem. Zentralblatt, 1953, S. 1575.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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