JPH01124352A - コーヒー生豆の脱カフェイン法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はコーヒー生豆からカフェインを除去する脱カフ
ェイン法に関する。

（従来技術） カフェインはコーヒー、紅茶、緑茶などに含まれていて
人体に及ぼす生理作用は古くから知られており、興奮剤
や利尿剤あるいは強心剤として用いられている。ところ
がカフェインのこのような性質は睡眠の妨げとなったり
、心臓に疾患のある人にとってはむしろ有害な作用を及
ぼすことになるため最近コーヒーからカフェインを除去
した脱カフェインコーヒーが好まれる傾向にあり、コー
ヒー豆からカフェインを除去する脱カフェイン法がいく
つか知られている。

従来から知られている脱カフェイン法には、（１）水抽
出法、（２）有機溶媒抽出法、（３）超臨界ガス法があ
る。

（１）水抽出法 この方法はたとえば特公昭５９−４１６９２号で知られ
ているように、コーヒー生豆に水分を充分吸収させた後
７０〜１２０℃の熱湯でカフェインを抽出する方法で、
最も単純でコストも安いが、カフェインだけでなくコー
ヒーの有効成分である蛋白質、脂肪、糖分などの相当量
を失い、熱によるタンニンの変質を伴うために、味１色
ともに悪くなる。そこで、この水抽出法で得た抽出液に
活性炭などのカフェイン吸着剤を作用させてカフェイン
を吸着除去した後抽出物をコーヒー生豆に乾燥しながら
吸収させる水抽出改良法が提案されている（たとえば特
公昭５９−４６５７６号）。

この改良法によればコーヒーの有効成分がある程度コー
ヒー生豆にもどるためコーヒーの味を改良することがで
き濃度も高くできるが、タンニンやポリフェノール類な
どの成分の変質が激しいために変色がひどく特異な味が
生ずる。

（２）有機溶媒抽出法 この方法は、たとえば特公昭５９−４１３７８号で知ら
れているように、コーヒー生豆に水分を充分吸収させた
後有機溶媒（たとえばトリクロロエチレン、ジクロール
メタンなど）を作用させてカフェインを抽出する方法で
ある。トリクロロエチレンなどの有機溶媒はカフェイン
に対する溶解度が高いので有効に（９５％以上）脱カフ
ェインができるが、有機溶媒はカフェインばかりてなく
コーヒーの有効成分も除去してしまうために変質は水抽
出法より少ないが味覚上問題がある。またこの方法で用
いる有機溶媒は人体に有害なものが多いため、有機溶媒
の残存量はわずかでも健康上好ましいものとはいえない
、そこでこの有機溶媒法で得た抽出液に活性炭などの吸
着剤を作用させてカフェインを吸着除去した後残りの抽
出液をコーヒー生豆に再吸収させる有機溶媒抽出改良法
が提案されている（たとえば特公昭５７−２７１０３号
）、この改良法によれば、有機溶媒は拡散し易いので再
吸着後の処理がし易く再吸収させる成分の変質が少ない
が、加熱と有機溶媒処理によるコーヒー成分の変質は避
けられず、保健上の問題も依然として存在する。

（３）超臨界ガス抽出法 この方法は、たとえば特公昭５９−４１３７７号で知ら
れるように無機化合物（多くの場合二酸化炭素）を高圧
下で臨界状態とし、充分に水を含ませたコーヒー生豆と
加熱状態（１００℃前後）で接触させて脱カフェインを
行う方法であり、無害で味に変化を与えない化合物を抽
出溶媒として用いることができるので上記水抽出法やそ
の改良法または上記有機溶媒抽出法やその改良法よりは
すぐれているが、加熱下で水分の活性を高めているため
コーヒー生豆の組織を多少破壊するおそれがあるし、超
高圧のためクロロフィルやタンニン系物質を変質させて
しまい生豆の商品価値を下げるという問題がある。また
、この方法を実施する設備が大規模となるため極めてコ
スト高となる。

（発明の目的３よび構成） 本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、コーヒ
ーの有効成分を失なうことなく、人体に無害な方法でし
かも簡単な設備により低コストでコーヒー生豆から脱カ
フェインすることを目的とするものであり、この目的を
達成するために、コーヒー生豆を水の存在下で加圧、加
熱し、その後エタノール水溶液に浸漬し、水洗冷却後水
に浸漬し、乾燥することにより脱カフェインするように
したものである。

（実施例） 以下本発明方法を詳細に説明する。

本発明者は電子顕微鏡を用いてコーヒー生豆の内部にお
けるカフェインの状態について観察してみると、カフェ
イン２は第１図（イ）に示すように細胞３の周囲に付着
して存在していることを確認した。そこでコーヒー生豆
１からこのカフェイン２を除去するためには、同図（ロ
）に示すように、外部からアルコールを作用させこのア
ルコールを細胞３内には浸透させず細胞間にのみ浸透さ
せることにより細胞どうしの間隔を広げることが有効で
あることに気がついた。なお、従来の水抽出法や有機溶
媒抽出法は、第１図（ハ）に示すように、外部から作用
させる水または有機溶媒を細胞３内に浸透させ各細胞を
［１１潤させる手法によるものである。

第２図は本発明による脱カフェイン法を実施する装置の
概略線図である。

図中Ａはコーヒー生豆を搬送するベルトコンベヤ、Ｂは
コーヒー生豆を上昇運搬するパケットエレベータ、Ｃは
バルブである。

工はこれから脱カフェインしようとするコーヒー生豆を
投入する切込ホッパー、２は受入れホッパー、３はコー
ヒー生豆から脱カフェインする圧力容器であり、この圧
力容器３には温水タンク４から８０〜１５０℃の温水が
、冷水タンク５から２〜ｌＯ℃の冷水が、エチルアルコ
ール水溶液タンク６から２〜３０％のエチルアルコール
水溶液がそれぞれバルブＣを介して供給されるようにな
っている。また圧力容器３の上部にはコーヒー生豆の投
入口３ａがあり、内部には攪拌用の回転羽根３ｂが設け
られ、下部には取り出しバルブ３ｃが設けられている。

７は冷水シャワー、８は脱カフェイン処理したコーヒー
生豆を計量する計量ホッパー、９はコーヒー生豆を乾燥
する乾燥機てあり、乾燥機９の外周には乾燥中コーヒー
生豆の温度を一定にするため４０〜８０℃の温水を通す
ジャケット９ａが設けられており、下部には乾燥したコ
ーヒー生豆を取出す取出口９ｂが設けられている。１０
は乾燥した脱カフェインコーヒー生豆を移送するための
製品ホッパーである。

次に上記脱カフェイン装置を用いてコーヒー生豆から脱
カフェインする処理について説明する。

切込ホッパー１に入れられたコーヒー生豆ＧＢはベルト
コンベヤＡにより搬送され、パケットエレベータＢで持
上げられ受入ホッパー２に入れられる。

圧力容器３の投入口３ａを開いて受入ホッパー２から圧
力容器３内にコーヒー生豆を投入した後投入口３ａを閉
じ、温水タンク４からバルブＣを開いて所定量の温水（
８０〜１５０℃）を給水し、その後所定圧力（１，５〜
４ｋｇ／ｃｍ”　）の加圧水蒸気を圧力容器３内に供給
し、所定時間（５〜３０分）蒸煮する。このときコーヒ
ー生豆がムラなく蒸煮されるように回転羽根３ｂにより
撹拌する。蒸煮中は圧力容器３の内圧（蒸煮温度）が常
に一定になるように蒸気量を制御するとともに容器内の
温度も監視する。

所定時間上の蒸煮が終了した後圧力容器３の内圧を下げ
、さらに容器内に残った温水を排出する。

次にエチルアルコール水溶液タンク６からバルブＣを用
いて所定温度のエチルアルコール水溶液（２〜３０％）
を圧力容器３に所定量だけ導入する。圧力容器３内ては
コーヒー生豆ＧＢが所定時間（６０〜２００分間）浸漬
され、容量内部を所定温度（１０〜５０℃）に保つとと
もに回転羽根３ｂを回転してコーヒー生豆をゆるやかに
攪拌する。この間にコーヒー生豆内のカフェインが溶出
する。

所定時間浸漬した後圧力容器３からメチルアルコール水
溶液を排出し、次に冷水タンク５からバルブＣを開いて
圧力台！１３内に２〜ｉｏ’ｃの冷水を供給し、コーヒ
ー生豆を所定時間（６０〜２００分）浸漬する。このと
きもコーヒー生豆からさらにカフェインが溶出する。圧
力容器３の水を排出し、取出しバルブ３Ｃを開いて内部
のコーヒー生豆ＧＢを取出す０回転羽根３ｂを回転させ
てコーヒー生豆を取出バルブ３Ｃに誘導し容器内にコー
ヒー生豆が残留しないようにする。

圧力容器３から取り出されたコーヒー生豆は振動型のコ
ンベヤＡて搬送されるが、この間に温水シャワー７から
噴出される温水で洗浄され、生豆表面の粘性物質を可能
な限り洗い落とす。コンベヤＡの後半て水切りする。

コンベヤＡで搬送された脱カフェイン処理されたコーヒ
ー生豆はパケットエレベータＢで持上げられ、計量ホッ
パー８に送られ、ここで計量され、所定量（たとえば全
体のｌ／４）ずつ払出される。払出されたコーヒー生豆
はコンベヤＡにより搬送されて乾燥機９に投入される。

乾燥機９のジャケット９ａには温水を循環させて乾燥中
はコーヒー生豆を適当な時間間隔でサンプリングし乾燥
度合をチエツクし、所定時間（たとえば１４時間）乾燥
した後取出口９ｂから払出しする。

乾燥されたコーヒー生豆はコンベヤＡで搬送され、パケ
ットコンベヤＢで持上げられ製品ホッパーｌＯに移送さ
れる。こうして脱カフェイン処理したコーヒー生豆が生
成される。

以上の処理工程を第３図に示した。

−例として、１０ｋｇのコーヒー生豆を１０見の水とと
もに圧力容器３に入れ、２ｋｇ／ｃｍ”、約１２０℃で
８分間膨潤させた。この膨潤した生豆を４０℃の５％エ
チルアルコール水溶液２０ｆＬに１２０分間浸漬し、そ
の後減圧乾燥機９で減圧乾燥した。

本発明により脱カフェインしたコーヒー生豆を添付の物
件差出書で提出するが、同書で提出する従来法により脱
カフェインしたコーヒー生豆（Ｃ）および（Ｄ）と比較
すると、本発明により脱カフェインした生豆（Ｂ）は処
理前の生豆（Ａ）に近い色で変形が少なく、縮小も変色
も少なくて表面には多少の光沢さえ認められるなどすぐ
れた性状を有していることがわかる。

次に本発明により得られたコーヒー生豆について、（１
）粉体および抽出液の色差、（２）焙煎による体積変化
、（３）抽出液の濁度をそれぞれ従来法による脱カフェ
インコーヒーと比較する。

（１）色差 粉体色差とはコーヒー生豆を焙煎して挽いた結果書られ
るコーヒ粉体の色差ないい、コーヒー抽出液色差とはコ
ーヒー粉体から得られるコーヒー抽出液の色差をいい、
一般に良質のコーヒーはど赤味がかっていると言われて
いる。

次の表は本発明により脱カフェインしたコーヒー生豆と
従来法により脱カフェインしたコーヒー生豆について色
差を比較したものである。

コーヒー生豆にはコンロンピア産原料を用い、測色色差
計として、日本電色工業株式会社製測色色差計Ｚ−１０
０１ＤＰ型を使用した。

従嵩法”　”　　　　７１．３３　　　　　　８４．５
する　カフェ 本簡明”　Ｊニア０．２４　　　　　　７７．１７る　
カフェ 上の結果かられかるように、焙煎度を加減して粉体色差
をできるだけ近づけそ本発明方法−により得られたコー
ヒー生豆の粉体と従来法で脱カフェインしたコーヒー生
豆の粉体とについてコーヒー抽出液の色差な比較すると
、本発明”方法によるコーヒー生豆の色差値は相当小さ
くなり、すなわち赤味がかっていることを示している。

（２）焙煎による体積の変化 コーヒー生豆は焙煎すると水分を吸収して体積が増加す
ることが知られており、この体積の増加がコーヒー液の
抽出率に与える影響は大きい。

次の表はコロンビア産原料を用いて本発明により脱カフ
ェイン１ノだコーヒー生豆と従来法により脱カフェイン
したコーヒー生豆とを焙煎し、水分含有率をほぼ一致さ
せて比較した体積および体積含有率をほぼ一致させて比
較した体積および体積増加率である。

非脱カフェ　　２５．８　　　・　　４２．７　　　　
１６９点Ｌ　　”よ’　　　　２４．５　　　　　　　
　３５．２　　　　　　　　１５１＊Ｓ瀧出法ゞ　２３
．５　　　　３２．５　　　　８３よ　　　カフェ 上の結果かられかるように１本発明により脱カフェイン
したコーヒー生豆は脱カフェインしないコーヒー生豆に
比べて焙煎による体積増加率は小さいものの、従来法に
より脱カフェインしたコーヒー生豆と比較して体積増加
率は飛躍的に増加する。その結果、コーヒー抽出率が著
しく向上し、コーヒー生豆は大きくなって見た目がよく
なり商品価値は高くなる。

（３）濁度 コーヒー抽出液は抽出後時間の経過とともに濁化し酸化
する傾向があり、色、味が変化してい〈。そこで一般に
多くのコーヒー生豆の焙煎業者はコーヒー店に対して抽
出後３０分以上経過した場合は廃棄する旨の指示をして
いる。

第４図は本発明方法により脱カフェインしたコーヒー生
豆と従来法により脱カフェインしたコーヒー生豆につい
て実験により明度の時間的変化を比較して示すグラフで
、（Ａ）はコンロンピア産コーヒー原料生豆、（Ｂ）は
本発明方法により脱カフェインしたコーヒー生豆、（Ｃ
）は水抽出法により脱カフェインしたコーヒー生豆、（
Ｄ）は有機溶媒抽出法により脱カフェインしたコーヒー
である。グラフの横軸は時間、縦軸は明度である。この
グラフから本発明によるコーヒー生豆は時間が経過して
も明度が大きく、換言すれば濁度が極めて小さいことが
わかる。

以上の結果に加えて、本発明方法により脱カフェインし
たコーヒー生豆を用いて抽出したコーヒーについて従来
法によるコーヒー生豆から抽出したコーヒーと比較して
多くの人にカップテストを試みたところ、味、品質とも
最高の評価が得られた。

本発明による脱カフェイン法の各処理における温度、圧
力、時間について上述した値または範囲は好ましいもの
であって決して限定的なものではない。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明においては、コーヒー生豆
を水の存在下で加圧、加熱し、その後エチルアルコール
水溶液に浸漬し、水洗検水に浸漬し、乾燥するようにし
たので、コーヒー豆の細胞の周囲に存在するカフェイン
だけが抽出されコーヒーの有効成分である蛋白質、脂肪
、糖分の溶出は最小限に留められる。このため、コーヒ
ーとして抽出したとき脱カフェインしないコーヒーより
味が落ちたり色が変化したりすることがほとんどなく、
またコーヒー生豆としては褐変現象を呈したり豆の表皮
が縮んだりすることもなく、従来法により脱カフェイン
したコーヒー生豆に比較して商品価値が上る。または、
脱カフェイン処理に用いるエチルアルコールは人体に無
害であるため、たとえコーヒー豆中に残留しても保健上
何ら問題はない。

さらに、本発明による脱カフェイン法は従来の超臨界ガ
ス法に比較して設備が簡単であり経済性が高いことも利
点である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による脱カフェイン法の基礎となる考え
方を従来の脱カフェイン法と比較して説明する図、第２
図は本発明による脱カフェイン法を実施する装置の顆路
線図、第３図は本発明による脱カフェイン法の処理工程
を示す工程図、第４図は本発明により脱カフェインした
コーヒー生豆から抽出したコーヒーの明度を従来法によ
るコーヒーと比較して示すグラフである。 ３・・・圧力容器、４・・・温水タンク、５・・・冷水
タンク、６・・・エチルアルコール水溶液タンク、９・
・・乾燥機 特許出願人　株式会社エムシーコーヒー代理人　弁理士
　　鈴　木　弘　男

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）コーヒー生豆を水の存在下で加圧、加熱し、その
   後コーヒー生豆の細胞組織を破壊しない濃度のエチルア
   ルコール水溶液に浸漬し、水洗後水に浸漬し、乾燥する
   ことを特徴とするコーヒー生豆の脱カフェイン法。
2. （２）コーヒー生豆が水の存在下で１．５〜４ｋｇ／ｃ
   ｍ＾２で加圧され且つ８０℃〜１５０℃で加熱される特
   許請求の範囲第１項に記載の脱カフェイン法。
3. （３）エチルアルコール水溶液の濃度が２〜３０％であ
   る特許請求の範囲第１項に記載の脱カフェイン法。
4. （４）エチルアルコール水溶液の温度が１０〜５０℃で
   ある特許請求の範囲第１項に記載の脱カフェイン法。
5. （５）エチルアルコール水溶液で処理した後浸漬する水
   の温度が２〜１０℃である特許請求の範囲第１項に記載
   の脱カフェイン法。
6. （６）減圧乾燥時の温度が７０℃以下である特許請求の
   範囲第１項に記載の脱カフェイン法。