JPS6122934B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はグリーンコーヒーから健康に有害であ
りうる物質およびカフエインを除去することによ
つてマイルドな脱カフエインされたコーヒーを製
造する方法に関するものである。これは豆の形で
または縮少された形でグリーンコーヒーを、大気
圧下において150℃以下の沸点を有する有機溶媒
および水を用いてコーヒーと抽出液の外部相との
間に平衡が成立し、または実質的に成立した後、
この外部相が均一であるような方法で抽出せし
め、更にこのように処理されたコーヒーをスチー
ム処理し、乾燥および所望により焙煎せしめるこ
とからなるものである。 コーヒーは多くの消費者が感じているように、
胃腸管を刺戟しまたは換言すると有害である異な
る成分を含有していることが知られている。この
ような成分の一つがカフエインである。これはコ
ーヒー中に含まれており、豆全体に存在してい
る。コーヒーを脱カフエインする多くの方法が知
られている。一般にカフエインはコーヒーが水を
吸収することにより拡散させられる。そしてカフ
エインは有機溶媒、しばしばジクロロメタンを用
いる抽出によつて除去される。その溶媒には、カ
フエインは十分に溶解するが、他のコーヒーの成
分はコーヒーの量および質の減少を最少にするた
めに可能な限り小さな溶解性しか示さない。抽出
後、コーヒーはスチームで処理され残留溶媒が除
かれる。有機溶媒は水−非混和性または限界的水
混和性である。出願人の殴州公開特許出願第
101135号（Laidopen European application
101135）は最後に記載したタイプの有機溶媒と水
との混合物で乾燥コーヒーを脱カフエインするた
めの方法を開示している。脱カフエインに関して
米国特許第4256774号に先行技術のより詳しい検
討がなされている。 コーヒーの消費によつて一部の人々に対し起こ
る胃腸管に対する刺戟は、グリーンコーヒー豆の
周囲のワツクス層に大部分が含まれる物質に帰因
する。一部の研究者はこれらの物質はカルボキシ
ル−５−ヒドロキシトリプタミド類（Carboxy−
５−hydroxy−tryptamides）（C₅HT）であると
信じている。とにかくこれらのC₅HTはコーヒー
の刺戟作用を減じるために除去しなければならな
いワツクス層の存在の指標として使われる。有機
溶媒で乾燥グリーンコーヒーを処理することによ
つてこのワツクス層を除去し、それに続く処理さ
れたコーヒーのスチーム処理によつて残留溶媒を
除くために行なわれる試みのある方法が知られて
いる。有機溶媒での抽出によるコーヒーのカフエ
イン操作において、ワツクス層はカフエインコー
ヒーが減少したカフエイン含量のみならず減少し
たC₅HT含量も示すように一般にまた溶解する。
それにもかかわらず、このようなコーヒーが一部
の人々に関し望まない作用を起こすこともまだ考
えられている。コーヒー中に存在するクロロゲン
酸化合物（chlorogenic acid compouhds）、特
に、クロロゲン酸化合物類のカフエー酸部分
（caffeic acid moiety）および／またはフエルラ
酸部分（ferulic acid moiety）が、このことに重
要な役割を担つていることの強い支持が存在す
る。 グリーンコーヒーから同時に、および十分な程
度にカフエインおよびクロロゲン酸化合物を除く
ことは今まで不可能であつた。これはカフエイン
が実質的に非極性であるということ、およびこれ
らのクロロゲン酸化合物が高極性であるという事
実により生ずるのである。ゆえに、これらの物質
は溶媒に対し非常に異なる挙動をするのである。
カフエインは多くの有機溶媒に関し十分に適応可
能であるがクロロゲン酸化合物類の場合にはそう
ではない。十分な程度にまでクロロゲン酸化合物
を溶解するための多量の水の量は、例えばすべて
のタイプの糖類のような他の水溶性のコーヒー成
分の許容できない損失を起こすであろう。 本発明の目的は、グリーンコーヒーからカフエ
イン、ワツクス層およびクロロゲン酸化合物、特
にそれらのカフエー酸部分および／またはフエル
ラ酸部分の同時除去による“マイルド”コーヒー
を製造することである。 驚くべきことに、この目的はグリーンコーヒー
の抽出に対し、抽出液中に酸を付加的に使用する
ことによつて成されるということが発見されたの
である。 従つて、この発明はグリーンコーヒーから健康
に害のありうる物質およびカフエインを除去する
方法に関するものである。これは豆の形または縮
少された形でグリーンコーヒーを、大気圧下にお
いて150℃以下の沸点を有する有機媒および水を
用いて、コーヒーと抽出液の外部相との間に平衡
が成立しまたは実質的に成立した後、外部相が均
一であるような方法で抽出せしめ、更に、このよ
うに処理されたコーヒーをスチーム処理し、乾燥
し、所望により焙煎することからなるものであ
る。この方法は、抽出がコーヒーからクロロゲン
化合物を除去するために十分な量の酸を併用する
ことによつてなされることを特徴としている。 好ましくは、このような有機溶媒、水および酸
の量はコーヒーと平衡にある抽出液の外相部が65
〜99.4wt％の溶媒、0.5〜15wt％の水および0.1〜
25wt％の酸を含有するように使用される。 驚くべきことに、本発明に従つて当該方法を用
いることにより潜在的に健康に有害である物質が
除去されるばかりでなく、カフエインの除去効率
も増加することがわかつたのである。 加えて、ジカフエオイルキナ酸化合物の選択的
除去は、これらの化合物に対して提案された特質
に関し否定的影響という点からコーヒーの特質の
改善することができる［オー．オヒオルペハイ、
ジー．ブルメンおよびエム．エヌ．クリフオー
ド、第10回エー・エス・アイ・シー・コロキウ
ム、サルバドール・デ・バヒア、1982年、第177
頁（O.Ohiolpehai、G.Brumen and M.N.Clifford
10th ASIC Colloquium、Salvador de Bahia
1982、P.177）］。 抽出で使われた種々の物質は、異なる度合でグ
リーンコーヒーにより吸収されるので、有機溶
媒、水および酸のそれに対する使用量を調整する
必要があるだろう。 コーヒーと抽出液の外部相との間に平衡が成立
した後に、この外部相が均一であるよう抽出液の
組成および抽出条件、特に抽出温度が選択される
べきである。抽出液の外部相は、抽出の間のグリ
ーンコーヒーの外側に存する抽出液の部分をを意
味している。 抽出液中の有機溶媒、水および酸の量は実際に
適用される温度において、抽出液が均一であるよ
うな方法において、これらの液の相互の混和性に
相関して選択されるべきである。選択された有機
溶媒に対し、水および酸の適切な混和比および適
切な抽出温度が単純な試験により決定できる。 本発明に従つて使用された抽出液に関して、相
の分離は有機溶媒からの水性相の分離により起こ
る。これは、もし溶媒が非常に非極性あるか、ま
たは多量の水が使用される場合、特にそうであ
る。 相分離が起こると抽出効率が実質的に低下する
ことになる。従つて、それぞれの物質の比率は、
抽出液の外相部が均一であるような方法におい
て、選択されるべきである。もちろん、固体粒子
がこの外部相に存在することは可能である。 ここで使用された“平衡”という概念は、グリ
ーンコーヒーによる抽出液の吸収に関するもので
ある。平衡はコーヒー中の有機溶媒、水および酸
の含量、一方では外部相のこれらの物質の相互の
比、、他方ではその両方が一定または実質的に一
定になると即時に成立する。 本発明の方法においては、カフエインが拡散し
うるような程度に予め湿潤させたグリーンコーヒ
ーまたは乾燥グリーンコーヒーから始めることが
できる。後者の場合、コーヒーを予め湿潤させる
のに要求されるような量の水が更に抽出において
使われるべきである。ここで“湿潤させる”と
は、コーヒーが20〜50重量％の水を含むように、
水またはスチームで処理することを意味する。 他方、抽出に何ら水を供給する必要のない程度
まで湿潤されたコーヒーから始めることもまた可
能である。コーヒー中に含有される水は平衡が成
立したときに、外部相へコーヒーから一部拡散す
る。 原則的には、カフエインが十分に溶解しうる有
機溶媒であればいずれでも抽出液として使用でき
る。このような溶媒の例は、ジクロロメタン、ト
リクロロエチレンおよび酢酸エチルである。 しかしながら好ましくは、出願人の英国特許第
1527667号に開示されているように、焙煎したコ
ーヒー中に天然に存在し、また存在していること
が好ましい有機溶媒を、焙煎後、通常の溶媒含量
がコーヒー中に見出されるような程度の不当に長
くないスチーム時間でコーヒーから、その溶媒残
渣を除去するのに十分であるような量で選択され
る。 その他に原則的には、いかなる酸類でも抽出液
に使うことができる。しかしながら、その作用は
酸がよりよく解離することに比例して、より好ま
しくなることがわかつた。従つて、PKa値が５よ
り小さい酸の使用が好ましい。 焙煎さたコーヒーが酸の残余を含まないことが
望まれるならば、コーヒーをスチーム処理し、乾
燥し、および／または焙煎する過程で揮発物質に
分解するか、または蒸発してしまう酸の使用が好
ましい。また焙煎されたコーヒー中に、天然にそ
の酸の残余が存在するような酸を使用することも
可能である。 これらの条件の一つまたは両方の条件を満足す
る酸の例は、蟻酸、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、
塩酸、硫酸およびリン酸である。 抽出液の外部相における酸の量は、酸の酸度に
よつて共定量される。特に、強酸類が使用される
ときには、より少ない量で十分である。 仏国特許公告第2363995号（French patent
publication）にはベンジルアルコールでグリー
ンコーヒーを脱カフエインするための方法を開示
していることは特筆されるべきである。それの粘
度を減ずるために、酢酸についても記載している
一覧表から選択された第二の有機化合物を使用で
きる。 ベンジルアルコールは沸点205℃であり、その
ために本方法には適当ではない。その高い沸点の
ために、このベンジルアルコールを処理されたコ
ーコーから除去することは難しいのである。 好ましくは、本発明に従つて、水の沸点より高
くない沸点を有する有機溶媒を使用する。沸点の
下限は精確ではないが、０℃より低い沸点の化合
物は、実際的な理由（非常に低い抽出温度または
圧力装置の必要性）のために好ましくは使用され
ない。 本発明による方法は回分式または連続式で、例
えば抽出装置またはコンベアーベルト式抽出器で
行なわれる。 本発明の方法を用いてカフエイン、ワツクス層
およびクロロゲン酸化合物はグリーンコーヒーか
ら同時に除去される。コーヒー中に存在する主な
クロロゲン酸化合物は、モノカフエオイル−、モ
ノフエロイル−、およびジカフエオイルキナ酸化
合物（monocaffeoyl−、monoferoyl−、and
dicaffeoylquinic acidcompounds）である。健康
に最も有害と思われるクロロゲン酸化合物はジカ
フエオイル−およびモノフエロイルキナ酸化合物
である。これは１分子当り２個のカフエー酸基の
存在により、そのジカフエオイルキナ酸化合物が
他のクロロゲン酸のサブグループよりも、より著
しくコーヒーの焙煎中にフエノール性分解生成物
を形成することに貢献すること、およびフエルラ
酸が他のクロロゲン酸のサブグループよりも、よ
り強く胆汁に作用するという事実により説明され
る。正にモノフエロイル−およびジカフエオイル
キナ酸化合物が本発明の方法を用いて、グリーン
コーヒーから優先的に除去されるのである。 本発明に従つて抽出されたコーヒーをスチーム
で処理し、および更に乾燥する。この乾燥工程の
直後に焙煎工程を行なうことができる。後の段階
のみだけ、もし必要ならば他の場所で、乾燥され
たコーヒーを焙煎することもまた可能である。そ
れ故に、本発明は焙煎されたコーヒーの製造のみ
ならず、焙煎されていないコーヒーの製造にも関
係するものである。 更に本発明は、本発明の方法を用いて得られた
焙煎済または未焙煎コーヒーに関するものであ
る。 更に驚くべきことに酸の添加の結果として、前
出のクロロゲン酸が共抽出されるばかりでなく、
カフエインの抽出が以下の表に示されるように、
より好ましい分配係数によつて改善されるのであ
る。

【表】 分配係数はコーヒー中のカフエインの平衡濃度
を、その抽出物中のカフエインの平衡濃度で徐し
たものである。これは（ｇカフエイン／Kg乾燥コ
ーヒー）を（ｇカフエイン／抽出物）で除した
ものとして表示される。 これらの分配係数はグリーンコーヒー（所望に
より湿潤させる）、有機溶媒、酸および必要なら
ば水の既知量を指示された温度で、それぞれ一晩
で平衡に達成させることにより決定される。もし
平衡が成立した後に、抽出剤の外部相が均一（す
なわち単一）な液相ならば、水、酸およびその関
連の溶解物質の平衡濃度が測定され、そして分配
係数は前出の方法でそれから計算される。 この、より好ましい分配係数の直接の結果は、
同量の抽出剤を用いてより高い程度のカフエイン
の抽出が達成すること、つまりより少量の抽出剤
がコーヒーの完全な脱カフエイン化を得ることに
要求されることを示している。この効果は、次に
挙げる実施例により示される。 例 １ ６個の抽出セクシヨンを有する抽出装置で約
10wt％の水分を含有している総量１Kgのロブス
ターコーヒー（Robusta coffee）（数個の部分に
分割して供される）はメチルエチルケトン
（MEK）と水（H₂O）および酢酸（HAc）の混合
物からなる抽出液で８時間抽出された。その抽出
液にはリツター当り72ｇのH₂Oと21ｇのHAcが含
まれていた。１Kgのコーヒーの分割部分のそれぞ
れは、装置の第一のセクシヨンに入れられ、同様
に第一のセクシヨンにおいて停滞している間、１
個のコーヒーの分割部分当り、重量比で１：15の
HAcとH₂Oの混合物の0.16Kgが行き渡された。第
一部分から2.1の抽出物がコーヒー分割部分当
り回収された。その抽出物はリツター当り72ｇの
H₂Oおよび21ｇのHAc、同様に抽出されたカフエ
インおよびクロロゲン酸化合物を含有していた。
2.3Kgの新たな抽出液は装置の最終のセクシヨン
に入れられた。抽出されたコーヒーは最終セクシ
ヨンから得られた。 抽出されたコーヒーはスチーム処理で溶媒を除
去され、更に、その元元の水分含量にまで乾燥さ
れ、通常の方法で焙煎された。 元元のグリーンコーヒーおよび乾燥された（ま
だ焙煎倍されていない）抽出されたコーヒーのカ
フエイン、クロロゲン酸化合物およびC₅HTの含
有量が定量された。 比較の目的のために記載されている実験が繰り
返された。ただし、抽出液中にHAcを用いない
で行なわれた。そして同じ分析が行なわれた。そ
の結果が以下の表中に示される。含量はｇ/Kg乾
燥物として表現されている。

【表】 タミド類
両方の試験からの焙焼された生成物は実質的に
等しい量のHAcを含有していた。 これらの結果は、抽出液中のHAcの存在がモ
ノフエロイルキナ酸類（16％除去から57％へ）お
よびジカフエオイルキナ酸類（29％除去から57％
へ）の抽出を優先的に増加させることを示してい
る。こうして抽出されたグリーンコーヒーの焙煎
された生成物の品質は抽出されないで、焙煎され
た生成物と比較して高品質であると専門の試験員
によつて判断された。 例 ２ ６個の抽出セクシヨンを有する抽出装置で、ロ
ブスターコーヒーが70℃において９時間、酢酸エ
チル、水（50ｇ/）および酢酸（31ｇ/）から
なる抽出液で逆流的に抽出された。1.35Kgの湿つ
たコーヒー（数個の部分に分割して供される）
は、装置の第一セクシヨンに入れられた。この湿
つたコーヒーはスチームおよび／または水で、さ
もなくば知られている方法で33％の含水量に湿ら
された。 第一セクシヨンからコーヒーの分割部分当り
3.0の抽出物が回収された。その抽出物はリツ
ター当り50ｇの水および31ｇの酢酸、同様に抽出
されたカフエインおよびクロロゲン酸化合物を含
有していた。コーヒー分割部分当り3.6の新た
な抽出液が装置の最終セクシヨンに入れられた。
抽出されたコーヒーは、このセクシヨンから得ら
れた。 抽出されたコーヒーはスチーム処理され、溶媒
残渣が除去され、更に、元元の水分含量（±10
％）に乾燥された。こうして得られた抽出された
コーヒーの試料は分析された。そして残部は通常
の方法で焙焼された。 比較の目的のために記載された試験が同条件、
同量で、ただし抽出液中に酢酸を用いないで繰り
返された。 粗コーヒーおよび抽出された２個のグリーンコ
ーヒーの分析結果は、以下の表に示されている
（ｇ/Kg乾燥物）

【表】 トリプタ
ミド類
抽出前に酢酸（31ｇ/）を添加することによ
り、他には同じ抽出条件の下で、モノフエロイル
キナ酸類とジカフエオイルキナ酸の抽出は元元グ
リーンコーヒー中に含有されている量のそれぞれ
６乃至35％、８乃至35％の量に増加しているので
ある。 焙煎後、抽出されていないコーヒーおよび２種
の抽出されたコーヒーの両方の試料は、通常、焙
煎されたロブスターコーヒーに含まれる（〜４
ｇ/Kg）酢酸を含んでいる。 これらの焙煎されたコーヒーで実際にコーヒー
を入れるテストを行なつたところ、専門家は酢酸
エチル＋H₂O＋HAcで抽出されたコーヒーの品質
があると判断した。 例 ３ 例２の方法を有機溶媒としてジクロロメタンを
用いて繰り返した。161ｇ/の酢酢が外部相に使
用されたとき、モノフエロイルキナ酸類の分配係
数は35である。一方、酢酸の非存在下では、これ
らの化合物の抽出は起こらなかつた。 例 ４ 例３において、酢酸の代替として他の酸類系
列、すなわち蟻酸、クエン酸、リンゴ酸、塩酸、
硫酸およびリン酸を用いて例３の方法を繰り返し
た。 同様の結果が得られた。 例１および２を、これらの酸を用いて繰り返す
と同様の結果が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ グリーンコーヒーを豆の形態でまたは縮小さ
   れた形態で、コーヒーと抽出液の外部相との間に
   平衡が成立し、または実質的に成立したあとに、
   この外部相が均一であるような方法で、大気圧下
   において150℃以下の沸点を有する有機溶媒を用
   いて抽出せしめ、さらにこうして処理されたコー
   ヒーをスチーム処理し、乾燥し、そして所望によ
   りそのコーヒーを焙煎せしめることからなり、前
   記抽出をコーヒーからクロロゲン化合物を除去す
   るために十分な量の酸の併用により行うことを特
   徴とする、グリーンコーヒーから健康に有害であ
   りうる物質およびカフエインを除去する為の方
   法。 ２ 均一外部相が65〜99.4重量％の溶媒、0.5〜
   15重量％の水および0.1〜25重量％の酸を含むよ
   うな量で、有機溶媒、水および酸を用いることに
   よつて特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。 ３ ５以下のPKa値を有する酸を用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項および第２項のい
   ずれかに記載の方法。 ４ 抽出されたコーヒーがスチーム処理、乾燥お
   よび／または焙煎されたときに揮発性生成物に分
   解されるか、または蒸発する酸を用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項、第２項および第
   ３項のいずれかに記載の方法。 ５ 焙煎されたコーヒー中に天然に存在する酸残
   渣を有する酸を用いることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項、第２項および第３項のいずれかに
   記載の方法。 ６ 蟻酸、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、塩酸、硫
   酸、リン酸またはそれらの２またはそれ以上の混
   合物を用いることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項、第４項および第５項のいずれかに記載の方
   法。 ７ 焙煎されたコーヒー中に天然に存在する有機
   溶媒またはこのような溶媒の混合物を用いること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の
   いずれかに記載の方法。 ８ メチルエチルチトン、アセトン、メチルアセ
   テート、エチルアセテート、ジクロロメタン、ト
   リクロロエチレンまたはそれらの２またはそれ以
   上の混合物を用いることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の方法。