JP2022535043A - インスタントコーヒー粉末 - Google Patents

Abstract

本発明は、１５％～５０％、又は２０％～３５％、又は２５％～３４％、又は３０～３４％、又は約３０％の閉鎖気孔率を有するインスタントコーヒー粉末と、インスタントコーヒー粉末を製造するためのガスハイドレートの使用と、インスタントコーヒー粉末を製造する方法と、に関する。【選択図】 なし

Description

発明の詳細な説明

［技術分野］
本発明は、インスタントコーヒー粉末及びインスタントコーヒー粉末を製造するためのガスハイドレートの使用に関する。

［背景技術］
焙煎して挽いたコーヒーから調製されたコーヒー飲料とは異なり、インスタントコーヒー粉末から調製されたコーヒー飲料は、通常は、お湯で再構成されたときに液面に微細な泡沫（クレマ）を呈さない。

この泡沫は、喫飲時の製品の口当たりに良い影響を与えることが知られており、したがって多くの消費者によって非常に望まれている。更に、泡沫は、飲料内の揮発性アロマをより多く留めるように作用することから、当該揮発性アロマは周囲環境へと拡散されずに消費者によって認識され得る。

焙煎して挽いたコーヒーから調製される飲料のフォームが形成された液面は、典型的には、加圧された水及び／又は蒸気で淹れることによって生じる。しかしながら、インスタントコーヒー粉末の場合、泡沫はインスタントコーヒー粉末を水で再構成することによって生成されなければならない。したがって、泡沫を得るためには、ガスをインスタントコーヒー粉末中に封じ込め、この粉末上にお湯を注ぐことによって放出させる必要がある。

発泡性インスタントコーヒー粉末（ｆｏａｍｉｎｇ ｉｎｓｔａｎｔ ｃｏｆｆｅｅ ｐｏｗｄｅｒ）を調製するための多数の方法が報告されている（例えば、欧州特許第２１００５１４号、同第２６８９６６８号、同第２２１７０８６号及び米国特許出願公開第２０１３／０２３０６２８号）。しかしながら、多くの発泡性インスタントコーヒー粉末は、最初に生成された泡沫が喫飲時に保たれておらず、又はその構造が消費者により究極的に所望される微細かつ滑らかな泡沫（クレマ）ではなく粗い泡であるという点で、まだ不十分なものである。加えて、生成される泡沫（及び／又はクレマ）が不十分であることが多い。

更に、発泡性インスタントコーヒー粉末を調製するための現在の方法は、典型的には、ガスを粘性液体中に均質化し、凍結乾燥のためにそれらを予め凍結させるために必要な、エネルギーを消費する（ｅｎｅｒｇｅｔｉｃａｌｌｙ ｄｅｍａｎｄｉｎｇ）混合ユニット及び凍結ユニットを要する。これらはまた、典型的には、高用量のガス及び長時間のガス供与を必要とする。

したがって、改良された発泡性インスタントコーヒー粉末及び発泡性インスタントコーヒー粉末を製造する改善された方法が求められている。

［発明の概要］
本発明者らは、驚くべきことに、ガスハイドレート（クラスレートハイドレートとしても知られる）が、インスタントコーヒー粉末を製造するために使用することができることを見出した。本発明者らは、驚くべきことに、ガスハイドレートを使用して製造されたインスタントコーヒー粉末が、水で再構成されたときに、その液面に泡沫及び／又はクレマを形成できることを見出した。

本発明者らは、驚くべきことに、インスタントコーヒー粉末の製造にガスハイドレートを使用すると、現在の方法よりも、エネルギーをあまり要しない混合ユニット及び凍結ユニット、低用量のガス、及びより短時間のガス供与しか必要としないことを見出した。例えば、ガスハイドレートの使用により、高粘性のコーヒー溶液（例えば、６０～６３重量％のコーヒー固形分）をガス化することができる。

本発明者らは、驚くべきことに、ＣＯ_２ハイドレートを使用すると、水で再構成されたときに液面にクレマを形成するインスタントコーヒー粉末を製造できることを見出した。

したがって、一態様では、本発明は、食品製品をガス化するためのガスハイドレートの使用を提供する。ガスは、空気であってもよく、及び／又は二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素、及びアルゴン、好ましくは二酸化炭素及び／若しくは窒素のうちの１つ以上を含み得る。好ましくは、食品製品はコーヒー及び／又はコーヒー溶液である。

別の態様によれば、本発明は、インスタントコーヒー粉末を製造するためのガスハイドレートの使用を提供する。ガスは、空気であってもよく、及び／又は二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素、及びアルゴン、好ましくは二酸化炭素及び／若しくは窒素のうちの１つ以上を含み得る。

別の態様によれば、本発明は、ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを製造する方法であって、
（ａ）第１のコーヒー溶液を用意する工程と、
（ｂ）当該第１のコーヒー溶液を冷却する工程と、
（ｃ）ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを提供するために、当該第１のコーヒー溶液をガスで加圧する工程であって、当該ガスは、空気であり、及び／又は二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素、及びアルゴン、好ましくは二酸化炭素及び／若しくは窒素のうちの１つ以上を含む、加圧する工程と、
を含む。

いくつかの実施形態では、第１のコーヒー溶液は、工程（ｂ）において、－１０℃～１０℃、若しくは－８℃～７℃、若しくは－５℃～５℃、若しくは約５℃以上に冷却され、及び／又は工程（ｃ）におけるガス圧は、１０～３００バール、若しくは１０～１５０バール、若しくは１０～１００バール、若しくは１０～５０バール、若しくは１５～４０バール、若しくは１５～３５バール、若しくは１５～３０バール（コーヒー溶液中のコーヒー固形分の重量％及びガスの素性（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）によって異なる）である。いくつかの実施形態では、当該方法は、工程（ｂ）において、第１のコーヒー溶液を、０～５℃、又は約３℃まで冷却する工程と、工程（ｃ）において、第１のコーヒー溶液を、二酸化炭素で、好ましくは１５～２５バール、又は約２０バールまで加圧した後、窒素で、好ましくは３０～３００バール、３０～１５０バール、３０～１００バール、３０～５０バール、３０～４０バール、又は約３５バールまで加圧する工程と、を含む。

いくつかの実施形態では、方法は、コーヒースラリー中にガスハイドレートを分散させる工程を更に含む。

別の態様によれば、本発明は、ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを提供し、当該ガスは、空気であり、及び／又は二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素、及びアルゴン、好ましくは二酸化炭素及び／若しくは窒素のうちの１つ以上を含む。コーヒースラリーは、上記の方法によって得ることができる。

いくつかの実施形態では、第１のコーヒー溶液及び／又はコーヒースラリーは、１０重量％～５０重量％、２０重量％～４０重量％、又は約３０重量％のコーヒー固形分を含む。

いくつかの実施形態では、コーヒースラリーは、１０重量％～５０重量％のコーヒー固形分では１０ｍＰａｓ～１Ｐａｓの粘度を有する。

いくつかの実施形態では、コーヒースラリーは、１０～１００ｍＰａｓ、若しくは２０～１００ｍＰａｓ、若しくは３０～６５ｍＰａｓ、若しくは約３０ｍＰａｓ以上、及び／又は約１００ｍＰａｓ以下の粘度を有する。コーヒースラリーの粘度は、工程（ａ）で用意された第１のコーヒー溶液の粘度よりも高くてもよい。

いくつかの実施形態では、コーヒースラリーは、好ましくは０．５～５ｍｏｌ／Ｌ、１～５ｍｏｌ／Ｌ、１～２ｍｏｌ／Ｌ、約１ｍｏｌ／Ｌ、若しくは約１．６ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、及び／又は好ましくは０．０１～０．５ｍｏｌ／Ｌ、０．０２～０．１ｍｏｌ／Ｌ、若しくは約０．０５ｍｏｌ／Ｌの窒素を含む。いくつかの実施形態では、コーヒースラリーにおいて、ハイドレートフラクション中のガス対液体フラクション中のガス比（Ｈ：Ｌ）は１：１～５：１、好ましくは２：１～３：１である。

いくつかの実施形態では、コーヒースラリーは、０．５～５ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、又は１～５ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、又は１～２ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、又は約１ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、又は約１．６ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、及び０．０１～０．５ｍｏｌ／Ｌの窒素、又は０．０２～０．１ｍｏｌ／Ｌの窒素、又は約０．０５ｍｏｌ／Ｌの窒素を含む。いくつかの実施形態では、コーヒースラリーにおいて、ハイドレートフラクション中のガス対液体フラクション中のガスの比（Ｈ：Ｌ）は１：１～５：１、好ましくは２：１～３：１である。

いくつかの実施形態では、コーヒースラリーは、０．５～５ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、若しくは１～５ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、若しくは１～２ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、若しくは約１ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、若しくは約１．６ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、又は０．０１～０．５ｍｏｌ／Ｌの窒素、若しくは０．０２～０．１ｍｏｌ／Ｌの窒素、若しくは約０．０５ｍｏｌ／Ｌの窒素を含む。いくつかの実施形態では、コーヒースラリーにおいて、ハイドレートフラクション中のガス対液体フラクション中のガスの比（Ｈ：Ｌ）は１：１～５：１、好ましくは２：１～３：１である。

別の態様によれば、本発明は、インスタントコーヒー粉末を製造する方法を提供し、当該方法は、
（ａ）ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを、第２のコーヒー溶液と混合して、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスを提供する工程と、
（ｂ）圧力を解放し、及び／又は当該コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの温度を上昇させて、発泡コーヒー溶液を提供する工程と、
（ｃ）好ましくは凍結乾燥によって当該発泡コーヒー溶液を乾燥させて、乾燥コーヒーを提供する工程と、
（ｄ）当該乾燥コーヒーを挽いて、インスタントコーヒー粉末を提供する工程と、を含む。

いくつかの実施形態では、コーヒースラリーは、上記の方法によって得られる、又は上記のガスハイドレートを含むコーヒースラリーである。

いくつかの実施形態では、第２のコーヒー溶液は、１０重量％～７０重量％、３０重量％～７０重量％、５０重量％～７０重量％、５５重量％～６５重量％、６０重量％～６５重量％、又は約６０重量％のコーヒー固形分を含む。

いくつかの実施形態では、コーヒースラリーは、略等圧等温条件下で第２のコーヒー溶液に添加され、好ましくは、略等圧等温条件は、－１０℃～１０℃、若しくは－８℃～７℃、若しくは－５℃～５℃、若しくは約－５℃以上の温度であり、及び／又は１０～３００バール、若しくは１０～１５０バール、若しくは１０～１００バール、若しくは１０～５０バール、若しくは１５～４０バール、若しくは１５～３５バール、若しくは１５～３０バールのガス圧力（コーヒー溶液中のコーヒー固形分の重量％及びガスの素性によって異なる）である。

いくつかの実施形態では、圧力を解放する工程及び／又はコーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの温度を上昇させる工程において、圧力は、１バール～１０バール、若しくは５バール～１０バールまで解放され、及び／又はコーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの温度は、－５℃～１０℃、若しくは０℃超、又は約５℃、若しくは１０℃以上まで上昇する。当該方法は、発泡コーヒー溶液を乾燥させる前に、発泡コーヒー溶液を急速凍結させる追加の工程を含み得る。

いくつかの実施形態では、コーヒースラリーは、５０～５００％、又は２００～４００％、又は２５０～３５０％、又は約３００％のオーバーランに達する。

別の態様によれば、本発明は、上記の方法で得られたインスタントコーヒー粉末を提供する。

別の態様によれば、本発明は、インスタントコーヒー粉末を提供し、当該粉末は、１５％～５０％、若しくは２０％～３５％、若しくは２５％～３４％、若しくは３０％～３４％、若しくは約３０％の閉鎖気孔率、及び／又は２５％～３４％、若しくは３０～３４％、若しくは約３０％の発泡性気孔率（ｆｏａｍｉｎｇ ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を有する。

いくつかの実施形態では、インスタントコーヒー粉末は、二峰性の閉気孔分布を有する。二峰性気孔分布は、（ｉ）２０～１００マイクロメートル、又は２０～４５マイクロメートル、又は約４０マイクロメートルの平均径を有する気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満、又は１～２０マイクロメートル未満、又は１～１８マイクロメートル、又は１～１５マイクロメートル、又は１～１０マイクロメートル、又は２～５マイクロメートルの平均径を有する気孔と、を含み得る。いくつかの実施形態では、（ｉ）は、全気孔体積の１０～９９％に寄与し、及び／若しくは（ｉｉ）は、全気孔体積の１～９０体積％に寄与する、並びに／又は（ｉ）は、全気孔の数の１０～９０％に寄与し、及び／若しくは（ｉｉ）は、全気孔の数の１０～９０％に寄与する。より大きな気孔は、実質的に開気孔からなっている可能性があり、及び／又はより小さな気孔は、実質的に閉気孔からなっている可能性がある。

インスタント可溶性コーヒー製造の基本的な工程を示すフローチャートである。 スキームは、Ｂｈａｎｄａｒｉ，Ｂ．，Ｎ．Ｂａｎｓａｌ，Ｍ．Ｚｈａｎｇ，ａｎｄ Ｐ．Ｓｃｈｕｃｋ：Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｐｏｗｄｅｒｓ：Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１３から採用されている。スケッチは、インスタントコーヒー粉末の処理手順を示している。抽出工程では、挽いたコーヒーを水で固形分２０～３０重量％まで抽出する。その後、加圧及び高温下で、抽出したコーヒーを、４０～５０重量％の固形分を有する粘性スラリーへと濃縮する。ＣＯ_２及びＮ_２は、通常は、更なる乾燥のために媒体の密度を制御するために添加される（Ｃｌａｒｋｅ，２００３，Ｃｏｆｆｅｅ Ｉｎｓｔａｎｔ，Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ，ｐｐ．１４９３－１４９８）。本発明は、ガスハイドレートで濃縮コーヒー溶液を発泡させるための方法を提供する。その後、発泡コーヒー溶液を脱水工程で乾燥させる。 コーヒー溶液中のＣＯ_２の溶解度曲線である。 現在の研究からの、４℃及び１０℃での３０重量％及び５０重量％のコーヒー溶液中のＣＯ_２の溶解度曲線、並びにＷｉｌｋｅｎ，Ｍ．，Ｋ．Ｆｉｓｃｈｅｒ，ａｎｄ Ｉ．Ｍｅｉｅｒ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｄｉｏｘｉｄｅ Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ２０ｍａｓｓ ｐｅｒｃｅｎｔ Ｃｏｆｆｅｅ Ａｑｕｅｏｕｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｔ ８０ ａｎｄ ２０℃ ａｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ ｕｐ ｔｏ ３０ ｂａｒ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｐｏｒｔ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｌｄｅｎｂｕｒｇ，Ｏｌｄｅｎｂｕｒｇ，１９９９．からの８０℃及び１２０℃での２０重量％のコーヒー溶液に関するＣＯ_２の溶解度曲線。多項式にデータ点を当てはめて、圧力と溶解度との間に正の相関を得た。 コーヒー系に関するガスハイドレートの相図である。 純水－ＣＯ_２及び純粋な２５重量％及び５０重量％の糖水溶液モデル－ＣＯ_２系に関する熱力学モデルと比較したＣＯ_２ハイドレートコーヒー系に関する相図。Ｔサイクル加熱／冷却法及び高圧ＤＳＣ法（３０重量％のコーヒー溶液で実施）による実験的なガス水和点は、純水と２５重量％糖溶液との間にある。したがって、２５重量％の糖溶液は、３０重量％のコーヒー溶液に関するモデル系として機能することができる。 コーヒー系に関するガスハイドレートの相図である。 （ｂ）Ｋａｎｇ，Ｓ．Ｐ．，ｅｔ ａｌ．，２００１．Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ，３３（５），ｐｐ．５１３－５２１からのＣＯ_２／Ｎ_２水相図。グラフ中の数字は、ＣＯ_２組成比を意味している。 ガスハイドレートを含まないコーヒー溶液のレオロジー特性である。 （ａ）では、剪断速度に対する粘度の流動曲線プロファイルにより、３０重量％、４０重量％、５０重量％及び６０重量％のコーヒー溶液のニュートン挙動を示している。下方剪断速度勾配のみが示されている。 ガスハイドレートを含まないコーヒー溶液のレオロジー特性である。（ｂ）では、３０重量％、４０重量％、５０重量％及び６０重量％のコーヒー溶液の、温度に対する粘度依存性が示されている。下方傾斜のみが描かれている。上方傾斜は、プロットされたものに類似ていた。 異なる送り込み試験のための発泡性媒体の調製実験から得られた高圧ＣＬＡＧ（クラスレートハイドレートスラリー発生器）反応器処理変数である。 コーヒースラリー発生プロセス変数。経時的な粘度、密度、圧力及び温度。ＣＯ_２を含有するガスハイドレート（説明のためＣＯ_２Ｈにより標識）と、ＣＯ_２及びＮ_２を含有するガスハイドレート（説明のためＣＯ_２：Ｎ_２＝０．５４により標識）、並びにガスで飽和させたコーヒー溶液（ＣＯ_２溶存及びＮ_２溶存と標識）を含むコーヒースラリーを、ＣＬＡＧ反応器中で形成した。 全ての実験は、３０重量％のコーヒー溶液から形成した。誘導時間（ガスハイドレートの第１の出現）を時間軸上に標識した。略語ｄｉｓｓは溶存を表し、Ｈはハイドレートを表している。 コーヒースラリーの送り込み中の処理可変プロファイルである。 コーヒースラリーの送り込み中の処理可変プロファイルである。 （ａ）における３０％コーヒーＣＯ_２ハイドレートスラリーの送り込み（ｔｒａｎｓｆｅｒ）中の操作変数プロファイルを、（ｂ）における６０重量％コーヒー濃縮物中に送り込んだ３０重量％コーヒースラリー中の溶存窒素と比較した。ループからの材料がＥＧＬＩラインに供与されると、ループにおける圧力は減少する。 ループ：ＣＬＡＧ側流（すなわち、コーヒースラリー）を指している。メイン：ＥＧＬＩ、主流を指している。Ｔ_ｉｎ＝入口温度Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_ｌｏｏｐ、すなわち等温での送り込み、Ｔ＞０℃。Ｔ_２＝表面かき取り式熱交換器１と２との間の温度。Ｔ_ｏｕｔ＝出口温度 再構成された挽いて篩にかけたインスタントコーヒー粉末及びそれらの特性である。 再構成された挽いて篩にかけたインスタントコーヒー粉末及びそれらの特性である。 （ａ）３０重量％のコーヒーＣＯ_２ハイドレートスラリーの送り込みによって作製された試料、及び（ｂ）０．５４のＣＯ_２／Ｎ_２比及び０．４８のＣＯ_２：Ｎ_２比を有する３０重量％のコーヒー混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートスラリーの送り込みによって作製された試料。閉鎖気孔率（ＣＰ）及びオーバーラン（ＯＲ）は、再構成されたインスタントコーヒー粉末画像の下に示してある。 走査型電子顕微鏡検査である。 クレマを生成する基準インスタントコーヒー粉末（窒素ガスで作製）由来の顆粒の走査型電子顕微鏡観察を、本発明によるインスタントコーヒー粉末（ＣＯ_２／Ｎ_２ガスハイドレートで作製）の顆粒の走査型電子顕微鏡観察と比較した。 低温走査型電子顕微鏡観察の画像である。 凍結乾燥前の凍結発泡コーヒー溶液試料の微細構造に関する低温走査型電子顕微鏡観察の画像。サンプルを２０００倍及び２５０倍の倍率及び２ｋＶの加速電圧で取得した。 本発明によるインスタントコーヒー粉末を製造する方法の概略図である。 本発明の方法は、 （ａ）第１のコーヒー溶液を用意する工程と、 （ｂ）当該第１のコーヒー溶液を冷却する工程と、 （ｃ）当該第１のコーヒー溶液をガスで加圧してガスハイドレートを含むコーヒースラリー（側流）を提供する工程であって、好ましくは、当該ガスは、空気であり、及び／又は二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素及びアルゴンのうちの１種以上を含み、好ましくは、当該ガスは、二酸化炭素及び／又は窒素を含む、工程と、 （ｄ）ガスハイドレートを含むコーヒースラリー（側流）を、第２のコーヒー溶液（主流）と混合して、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスを提供する工程と、 （ｅ）当該コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの圧力を解放して、発泡コーヒー溶液を提供する工程と、 （ｆ）発泡コーヒー溶液を急速に凍結させて、安定化された発泡コーヒー溶液（例えば、固形コーヒーブロック形式（ｓｏｌｉｄ ｃｏｆｆｅｅ ｂｌｏｃｋ ｆｏｒｍａｔ））を提供する工程と、 （ｇ）安定化された発泡コーヒー溶液を乾燥させて、好ましくは凍結乾燥させて、乾燥コーヒー（例えば、乾燥固形コーヒーブロック形式）を提供する工程と、 （ｈ）当該乾燥コーヒーを粉砕して、インスタントコーヒー粉末を提供する工程と、を含み得る。

［発明を実施するための形態］
ガスハイドレート
「ガスハイドレート」は、クラスレートハイドレート又は水クラスレートとしても知られている。ガスハイドレートは、水素結合による水分子の３Ｄ「ケージ」の内部にガスが捕捉されている、物理的に氷に似た結晶性水系固体である。

Ｏ_２、Ｈ_２、Ｎ_２、Ｎ_２Ｏ、ＣＯ_２、ＣＨ_４、Ｈ_２Ｓ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ、Ｈｅ及びＸｅを含むほとんどの低分子量ガスは、好適な温度及び圧力でハイドレートを形成する。ガスハイドレートは、好適なガスを提供し、好適な溶液（例えば、コーヒー抽出溶液）の温度を低下させ、及び／又はガス圧を上昇させることによって、形成され得る。

ガスの素性は特に限定されない。インスタントコーヒー粉末を製造するのに好適な、及び／又は工業用食品プロセスでの使用に好適な任意のガスが使用され得る。例えば、ガスは、空気であってもよく、及び／又は二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素及びアルゴンのうちの１種以上を含み得る。好ましい実施形態では、ガスは、二酸化炭素及び／又は窒素を含む。いくつかの実施形態では、ガスハイドレートは、実質的に同じガスを含む。いくつかの実施形態では、ガスは純粋なガス（例えば、９９％以上、又は９９．９％以上、又は１００％の単一のガスである）である。好ましい実施形態では、ガスハイドレートはＣＯ_２又はＮ_２ハイドレートである。

好適な温度及びガス圧は、ガス及び食品製品に応じて異なる。例えば、ＣＯ_２ハイドレートは、約６℃及び約３０バールの３０重量％のコーヒー溶液、又は約４℃及び約３０バールの５０重量％のコーヒー溶液中に形成され得る。溶液の温度が低くなるほど、必要とされるガス圧は低くなり、逆もまた同様に、溶液の温度が高くなるほど、必要されるガス圧は高くなる。例えば、ＣＯ_２ハイドレートは、約６℃及び約３０バールにおいて、又は約－４℃及び約１０バールにおいて、３０重量％のコーヒー溶液中で形成され得る。氷が形成し、及び／又はガスが凝縮する条件を回避する必要があり得る。凝固点降下（すなわち、純粋な氷が形成される温度）は、コーヒー溶液中のコーヒー固形分の重量％に依存する。ガスハイドレートは、このような条件で形成することができるが、これらは処理が複雑であり、閉塞を形成する場合がある。例えば、３０重量％のコーヒー溶液では－４℃がほぼ凝固点降下であることから、３０重量％のコーヒー溶液中にガスハイドレートを形成するためには、これよりも低い温度を使用するべきではない。例えば、第２の四重点（液体、ハイドレート、蒸気、及び凝縮ガス相が集まる点）は、３０重量％のコーヒー溶液中のＣＯ_２については約８～１０℃及び４４バールである。したがって、ＣＯ_２は、より低い温度及び／又はより高い圧力で液体となる。温度及びガス圧は、所望の粘度及び／又は所望のガス濃度に応じて変更することができる。

したがって、ガスハイドレートを形成するために必要とされる温度及び圧力は、相互依存的であり、ガス及び溶液（例えば、コーヒー溶液中の固形分の重量％）に応じて変更することになる。３０重量％のコーヒー溶液中にＣＯ_２ハイドレートを形成するための例示的な条件は、－３～７．８℃及び１０～３８バール、又は約１０バール以上である。３０重量％のコーヒー溶液中にＮ_２ハイドレートを形成するための例示的な条件は、－２．５℃～５．５℃及び１４０～２８５バールである。３０重量％のコーヒー溶液中にＮ_２Ｏハイドレートを形成するための例示的な条件は、約０～９℃及び１２～２８バールである。より低い圧力でハイドレートを形成するためには、より低い温度を使用しなければならない。

いくつかの実施形態では、ガスハイドレートは、１種以上の更なるガスを導入する前に、第１のガスによって形成される。したがって、最終的なガスハイドレートは、２種以上のガスを含有することができ、すなわち、当該ガスハイドレートは、混合ガスハイドレートであり得る。例えば、混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートでは、ＣＯ_２により、小さなハイドレートケージを空けておく（ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ）ことによって、低圧下でＮ_２を埋め込むことができる。まず最初に、ＣＯ_２ハイドレートをより低い圧力で調製し、次いで、Ｎ_２を、より高い圧力で添加することができる。同様の方法を、好適なガスの任意の組み合わせに使用することができる。好ましい実施形態では、ガスハイドレートは混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートである。ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレート中に捕捉されたＣＯ_２のモル分率は、０．１～０．９９、又は０．５～０．９９、又は０．８～０．９９、又は０．９～０．９９、又は０．９５～０．９９、又は約０．９７であり得る。他の実施形態では、ガスハイドレートは、Ｎ_２Ｏ／Ｎ_２ハイドレート（Ｙａｎｇ，Ｙ．，ｅｔ ａｌ．，２０１７．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，５１（６），ｐｐ．３５５０－３５５７）又はＮ_２Ｏ／ＣＯ_２ハイドレート又はＮ_２Ｏ／ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートである。

好ましい実施形態では、ＣＯ_２ハイドレート（又は代替的にＮ_２Ｏ若しくはＣＯ_２／Ｎ_２Ｏハイドレート）は、窒素ガスの導入前に形成される。例えば、ＣＯ_２ハイドレートは、１０～５０バール、１５～２５バール、又は約２０バール及び－３～７．８℃又は約２℃（例えば、１～２℃及び２０～３０バール、又は約２０バール以上）で導入された二酸化炭素で形成され得る。少量のＣＯ_２ハイドレートの形成後に（圧力低下によって示される）、窒素を導入して、全ガス圧を増加させることができる。導入される窒素の量（すなわち、ＣＯ_２：Ｎ_２比）及び必要な圧力は、ガスハイドレート中のＣＯ_２／Ｎ_２の所望の比率に応じて変更することになる。全ガス圧は、－５℃～５℃、０～５℃又は約２℃において、１０～３００バール、１０～２００バール、２０～３００バール、２０～２００バール、２０～１００バール、２０～５０バール、３０～４０バール、又は約３５バールに増加させることができる（Ｋａｎｇ，Ｓ．Ｐ．，ｅｔ ａｌ．，２００１．Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ，３３（５），ｐｐ．５１３－５２１と比較）。混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートを形成するためのＣＯ_２のモル分率（最終ガスミックス中）は、０．１～０．９、又は０．２～０．８、又は０．４～０．６、又は０．４７～０．５４、又は約０．５４であり得る。ＣＯ_２の分率（最終ガスミックス中）は、ＣＯ_２が凝縮しないようなものであるべきである。ＣＯ_２は、蒸気圧に応じて、広範な圧力及び温度条件で凝縮することになる。例えば、ＣＯ_２は、３０重量％のコーヒー溶液中で約８～１０℃及び４４バールで凝縮する。

上記のとおり、ガスハイドレートを形成するために必要とされる温度及び圧力は、相互依存的であり、ガス及び溶液（例えば、コーヒー溶液中の固形分の重量％）に応じて異なる。３０重量％のコーヒー溶液中に混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートを形成するための例示的な条件は、ガス混合物中のＣＯ_２のモル分率約０．５４であり、ＣＯ_２は、Ｎ_２を導入する前に、約２０バール及び０～５℃又は約２℃で導入して、全ガス圧を３５バールに到達させる。混合ハイドレートにおいてより多量のＮ_２が望ましい場合、より高い圧力（及び／又はより低い温度）と組み合わせて、より低いモル分率のＣＯ_２を使用することができ、例えば、ＣＯ_２のモル分率約０．１及びおよそ０℃で約１００～１３０バールの圧力を使用して、より多量のＮ_２を有するＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートを形成することができる（図３ｂを参照されたい）。

ガスハイドレートは、温度を上昇させ、及び／又は圧力を低下させることによって分解され得る。好ましくは、ガスハイドレートは、温度を上昇させ、及び圧力を低下させることによって、又は圧力のみを低下させることによって、分解され得る。その結果、乾燥前に、発泡食品製品（例えば、コーヒー）中にガスハイドレートは存在していない可能性がある。例えば、発泡コーヒー溶液、安定化された発泡コーヒー溶液、乾燥コーヒー、又はインスタントコーヒー粉末中には、ガスハイドレートは存在していない可能性がある。

食品製品をガス化するためのガスハイドレートの使用
一態様では、本発明は、食品製品をガス化するためのガスハイドレートの使用を提供する。ガスは、空気であってもよく、及び／又は二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素、及びアルゴン、好ましくは二酸化炭素及び／若しくは窒素のうちの１つ以上を含み得る。好ましい実施形態では、食品製品は、１００ｍＰａｓ～１０Ｐａｓ、又は５００ｍＰａｓ～１０Ｐａｓ、又は１Ｐａｓ～１０Ｐａｓ、及び１Ｐａｓ～５Ｐａｓの粘度を有する。

食品製品としては、例えば、液体製品（例えば、レディ・トゥ・ドリンク製品、レディ・トゥ・ヒート製品、液体濃縮物、飲料）、例えば、コーヒー、コーヒーチコリ、コーヒーシリアルチコリ混合物、ココア、茶、栄養飲料、トッピング、デザート、ソース、及びスープ；粉末製品、例えば、インスタントコーヒー粉末、インスタントココアパウダー、インスタント茶粉末、栄養飲料粉末、インスタントトッピング粉末、インスタントデザート粉末、インスタンスソース粉末、インスタントスープ粉末、パンミックス、ケーキミックス、ペストリーミックス、ワッフルミックス、及びピザクラストミックス；並びに冷凍製品が挙げられる。好ましくは、食品製品は、コーヒー、コーヒー溶液及び／又はインスタントコーヒー粉末である。

本発明は、食品製品を泡立てるための方法を提供する。本方法は、
（ａ）食品製品の第１の部分にガスハイドレートを形成して、ガスハイドレートを含む食品製品スラリーを提供する工程と、
（ｂ）ガスハイドレートを含む食品製品スラリーを、食品製品の第２の部分と混合して、食品製品スラリー／食品製品ミックスを提供する工程と、
（ｃ）圧力を解放し、及び／又は食品製品スラリー／食品製品ミックスの温度を上昇させて、発泡食品製品を提供する工程と、を含む。

好ましくは、食品製品の第１の部分は、食品製品の１～２０体積％、又は２～１５体積％、又は５～１５体積％、又は５～１０体積％であり、食品製品の第２の部分は、当該食品製品の残部である。

ガスは、空気であってもよく、及び／又は二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素、及びアルゴン、好ましくは二酸化炭素及び／若しくは窒素のうちの１つ以上を含み得る。好ましくは、食品製品は、コーヒー溶液である。

好ましい実施形態では、食品製品は、１００ｍＰａｓ～１０Ｐａｓ、又は５００ｍＰａｓ～１０Ｐａｓ、又は１Ｐａｓ～１０Ｐａｓ、及び１Ｐａｓ～５Ｐａｓの粘度を有する。粘度は、当業者に既知の任意の方法、例えばレオメーターによって、測定され得る。好ましくは、粘度は、１００ｓ^－１の剪断速度及び７℃の温度で測定される。

有利には、ガスを、固体形態の食品製品中に（例えば、ガスハイドレートを含む食品製品中に）混合すると、食品製品へのガスの混合が容易になり、及び／又は食品製品をガス化するために必要な時間が減少し、及び／又は食品製品をガス化するために必要なエネルギーが低減される。

ガスハイドレートを含むコーヒースラリー
本発明による「コーヒー溶液」は、可溶性コーヒー成分を含む溶液である。コーヒー溶液はまた、非可溶性コーヒー成分及び／又は他の非コーヒー成分、及び／又は懸濁液中のそのような成分も含み得る。本発明による「コーヒースラリー」は、分散ガスハイドレートを含むコーヒー溶液である。

本発明で使用するためのコーヒー溶液は、焙煎コーヒー豆又はコーヒー粉砕物から抽出され得る。焙煎コーヒー豆又はコーヒー粉砕物は、当業者に既知の任意の方法によって、例えば、熱水抽出、真空蒸発、遠心分離濃化又は凍結濃縮によって、抽出され得る（Ｂｈａｎｄａｒｉ ｅｔ ａｌ．２０１３ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｆｏｏｄ ｐｏｗｄｅｒｓ；ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）。したがって、コーヒー溶液は、コーヒー抽出液であってもよい。

本発明は、ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを製造するための方法を提供する。本方法は、
（ａ）第１のコーヒー溶液を用意する工程と、
（ｂ）当該第１のコーヒー溶液を冷却する工程と、
（ｃ）当該第１のコーヒー溶液をガスで加圧して、ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを提供する工程であって、当該ガスは、空気を含み、及び／又は二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素、及びアルゴン、好ましくは二酸化炭素及び／若しくは窒素のうちの１つ以上を含む、工程と、
を含む。

当該方法は、コーヒースラリー中にガスハイドレートを分散させる工程を更に含み得る。ガスハイドレートは、形成中及び／又は形成後に分散され得る。好ましくは、ガスハイドレートは、コーヒースラリーを混合することによって、例えば、混合をもたらす回転デバイス、静的ミキサー又はピンミキサーを使用して混合することによって、分散される。ガスハイドレートは、かき取り表面熱交換器（ＳＳＨＥ）において、及び／又はポンプ搬送作用を通じて、混合され得る。

第１のコーヒー溶液は、任意の好適なコーヒー溶液、例えば、インスタントコーヒー粉末を製造するのに好適なコーヒー溶液であり得る。好ましくは、第１のコーヒー溶液は、１０重量％～５０重量％、２０重量％～４０重量％、２５重量％～３５重量％、３０重量％～３５重量％、又は約３０重量％のコーヒー固形分を含む。好ましくは、第１のコーヒー溶液は、１０ｍＰａｓ～１０Ｐａｓ、又は１０ｍＰａｓ～２．５Ｐａｓ、又は１０ｍＰａｓ～１Ｐａｓ、又は１０ｍＰａｓ～１００ｍＰａｓ、又は２０～１００ｍＰａｓ、又は２０ｍＰａｓ～６０ｍＰａｓ、又は約２０ｍＰａｓ以上及び／又は約１００ｍＰａｓ以下の粘度を有する。粘度は、コーヒー固形分の重量％に依存し、すなわち、より高い重量％は、より高い粘度をもたらすことになる（図４を参照されたい）。例えば、６０重量％のコーヒー溶液は、３０バール、７℃及び１００ｓ^－１の剪断速度で、およそ２．３Ｐａｓの粘度を有し得る一方で、３０重量％のコーヒー溶液は、３０バール、７℃及び１００ｓ^－１の剪断速度で、およそ１０～２０ｍＰａｓの粘度を有し得る。粘度はまた、温度にも依存し、温度が低くなるほど粘度は高くなる。粘度は、当業者に既知の任意の方法、例えばレオメーターによって、測定され得る。例えば、粘度は、ガスハイドレートを含まないコーヒー溶液に関して、１００ｓ^－１の剪断速度及び７℃の温度で測定され得る。

ガスハイドレートを形成するために必要とされる温度及び圧力は、相互依存的であり、ガス及び溶液（例えば、コーヒー溶液中の固形分の重量％）に応じて異なる。例えば、図３は、３０重量％及び５０重量％のコーヒー溶液においてＣＯ_２ハイドレートを形成するための相図を提供している。氷が形成し、及び／又はガスが凝縮する条件を回避する必要があり得る。凝固点降下は、コーヒー溶液中のコーヒー固形分の重量％に依存する。例えば、３０重量％のコーヒー溶液は、約－４℃の凝固点温度を有し、６０重量％のコーヒー溶液は、約－１６℃の凝固点を有する。

例えば、コーヒー溶液は、ガス、コーヒー溶液及びガス圧に応じて、工程（ｂ）において、－１５℃～１５℃、又は－１０℃～１２℃、又は－１０℃～１０℃、又は－１０℃～８℃、又は－８℃～７℃、又は－５℃～５℃、又は約－７℃、－５℃、又は－４℃以上まで冷却され得る。工程（ｃ）におけるガス圧は、ガス、コーヒー溶液及び温度に応じて、１０～５００バール、１０～３００バール、１０～２００バール、１０～１５０バール、１０～１００バール、１０～５０バール、又は１５～４０バール、又は１５～３５バール、又は１５～３０バールであり得る。好ましくは、ＣＯ_２ハイドレートが所望される場合、３０重量％のコーヒー溶液は、－３～７．８℃及び１０～３８バール、又は約１０バール以上に冷却される。好ましくは、Ｎ_２ハイドレートが所望される場合、３０重量％のコーヒー溶液は、－２．５℃～５．５℃に冷却され、Ｎ_２で１４０～２８５バールに加圧される。好ましくは、Ｎ_２Ｏハイドレートが所望される場合、３０重量％のコーヒー溶液は、約０～９℃に冷却され、Ｎ_２Ｏで１２～２８バールに加圧される。より低い圧力でハイドレートを形成するためには、より低い温度を使用しなければならない。好ましくは、ＣＯ_２／Ｎ_２混合ハイドレートが所望される場合、第１のコーヒー溶液は、約－３～２℃に冷却され、ＣＯ_２で約２０バールに加圧され、次いでＮ_２（及び約０．５４のＣＯ_２のモル分率）で約３５バールまで加圧する。あるいは、大量のＮ_２を有するＣＯ_２／Ｎ_２混合ハイドレートが望まれる場合、第１のコーヒー溶液は、約－３～２℃に冷却され、ＣＯ_２で約２０バールに加圧され、次いで、Ｎ_２で約１００～３００バールに加圧される（約０．１以下のＣＯ_２のモル分率を達成する）。

本発明によるガスハイドレートを含むコーヒースラリーは、１０重量％～５０重量％、２０重量％～４０重量％、２５重量％～３５重量％、３０重量％～３５重量％、又は約３０重量％のコーヒー固形分を含み得る。例えば、コーヒースラリーは、１０重量％～５０重量％、２０重量％～４０重量％、２５重量％～３５重量％、３０重量％～３５重量％、又は約３０重量％のコーヒー固形分を含む第１のコーヒー溶液から製造され得る。

ガスハイドレートを含むコーヒースラリーは、１０ｍＰａｓ～１００ｍＰａｓ、又は２０～１００ｍＰａｓ、又は２０～６０ｍＰａｓ、又は約２０ｍＰａｓ以上、及び／又は約１００ｍＰａｓ以下の粘度を有し得る。コーヒー溶液の粘度は、ガスハイドレートの形成によって増加する。したがって、ガスハイドレートの形成は、コーヒースラリーの粘度を測定することによってモニターすることができる。好ましくは、コーヒースラリーの粘度は、工程（ａ）で提供されるコーヒー溶液よりも高く、例えば２～４倍高い。粘度は、当業者に既知の任意の方法によって、例えば、レオメーター又は流量計によって、測定され得る。例えば、粘度は、ガスハイドレートを含むコーヒースラリーに関して、１００ｓ^－１の剪断速度及び１℃の温度で測定され得る。

コーヒースラリーは、二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素及びアルゴン、好ましくは二酸化炭素及び／又は窒素のうちの１つ以上を含み得る。コーヒースラリーは、０．０１～７．５ｍｏｌ／Ｌ、０．１～７．５ｍｏｌ／Ｌ、１～５ｍｏｌ／Ｌ、１～２ｍｏｌ／Ｌ、又は約１．５ｍｏｌ／Ｌのガスを含み得る。いくつかの好ましい実施形態では、コーヒースラリーは、好ましくは０．５～５ｍｏｌ／Ｌ、１～５ｍｏｌ／Ｌ、１～２ｍｏｌ／Ｌ、又は約１．６ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素を含む。いくつかの他の好ましい実施形態では、コーヒースラリーは、好ましくは０．５～５ｍｏｌ／Ｌ、０．５～２ｍｏｌ／Ｌ、又は約１ｍｏｌ／Ｌの二酸化炭素、及び好ましくは０．０１～５ｍｏｌ／Ｌ、０．０１～２ｍｏｌ／Ｌ、０．０１～１ｍｏｌ／Ｌ、０．０１～０．５ｍｏｌ／Ｌ、０．０２～０．１ｍｏｌ／Ｌ、又は約０．０５ｍｏｌ／Ｌの窒素を含む。ガスの量とは、コーヒースラリー中のガスの総量、すなわちハイドレートフラクション中及び液体フラクション中の両方のガスの総量を指す。ガスの量は、任意の方法によって、例えば、クロマトグラフィー、ＰＩＶ、ＦＢＲＰ、光学的方法、圧電センサー、インピーダンス、又はコンダクタンス測定によって、測定され得る。

コーヒースラリーにおいて、ハイドレートフラクション中のガス対液体フラクション中のガスの比（Ｈ：Ｌ）は、１：１～５：１、好ましくは２：１～３：１であり得る。例えば、コーヒースラリーは、ハイドレート形態で捕捉された約１ｍｏｌ／Ｌのガスと、約０．５ｍｏｌ／Ｌの溶存ガスとを含み得る。Ｈ：Ｌ比は、任意の方法によって、例えば、クロマトグラフィー、ラマン分光法、Ｘ線散乱、及び／又はモデリングによって、測定され得る。好ましくは、ガスの大部分は、ガスハイドレート中に捕捉される。

インスタントコーヒー粉末の製造方法
本発明は、乾燥コーヒーを製造するための方法を提供する。本方法は、
（ａ）ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを、第２のコーヒー溶液と混合して、これらの混合物（すなわち、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックス）を提供する工程と、
（ｂ）圧力を解放し、及び／又は当該コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの温度を上昇させて、発泡コーヒー溶液を提供する工程と、
（ｃ）当該発泡コーヒー溶液を乾燥させて、好ましくは凍結乾燥させて、乾燥コーヒーを提供する工程と、を含む。

本発明は、インスタントコーヒー粉末を製造するための方法を提供する。本方法は、
（ａ）ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを、第２のコーヒー溶液と混合して、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスを提供する工程と、
（ｂ）圧力を解放し、及び／又は当該コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの温度を上昇させて、発泡コーヒー溶液を提供する工程と、
（ｃ）当該発泡コーヒー溶液を乾燥させて、好ましくは凍結乾燥させて、乾燥コーヒーを提供する工程と、
（ｄ）当該乾燥コーヒーを粉砕して、インスタントコーヒー粉末を提供する工程と、を含む。

インスタント可溶性コーヒー製造の基本的な工程を図１に示す。当該方法は、図１に概説した工程のうちの１つ以上を更に含み得る。本発明による方法を図１０に示す。当該方法は、図１０に概説した工程のうちの１つ以上を更に含み得る。

有利には、ガスを、固体形態の（例えば、ガスハイドレートを含むコーヒースラリーの）コーヒー溶液に混合すると、コーヒー溶液へのガスの混合が容易になり、及び／又はコーヒー溶液をガス化するために必要な時間が減少し、及び／又はコーヒー溶液をガス化するために必要なエネルギーが低減される。

本発明によるインスタントコーヒー粉末を製造するための方法において、コーヒースラリーは、本明細書に記載の方法によって製造され得る。コーヒースラリーは、側流（すなわち、クラスレートハイドレートスラリー発生器（ＣＬＡＧ））で製造され得る。

本発明によるインスタントコーヒー粉末を製造するための方法において、第２のコーヒー溶液は、当業者に既知の任意の方法によって製造され得る。第２のコーヒー溶液は、主流に存在し得る。好ましくは、第２のコーヒー溶液は、ガスハイドレートを含まない。第２のコーヒー溶液は、１０重量％～７０重量％、３０重量％～７０重量％、５０重量％～７０重量％、５５重量％～６５重量％、６０重量％～６５重量％、又は約６０重量％のコーヒー固形分を含み得る。好ましくは、第２のコーヒー溶液は、コーヒースラリー（すなわち、第１のコーヒー溶液）よりも高い重量％のコーヒー固形分を有し、例えば、コーヒースラリー（及び第１のコーヒー溶液）は、約３０重量％のコーヒー固形分を含むことができ、第２のコーヒー溶液は、約６０重量％のコーヒー固形分を含むことができる。第２のコーヒー溶液は、１０ｍＰａｓ～１０Ｐａｓ、又は１０ｍＰａｓ～２．５Ｐａｓ、又は１０ｍＰａｓ～１Ｐａｓ、又は１０ｍＰａｓ～１００ｍＰａｓ、又は２０～１００ｍＰａｓ、又は２０ｍＰａｓ～６０ｍＰａｓ、又は約２０ｍＰａｓ以上及び／又は約１００ｍＰａｓ以下の粘度を有し得る。粘度は、コーヒー固形分の重量％に依存し、すなわち、より高い重量％は、より高い粘度をもたらすことになる（図４を参照されたい）。例えば、６０重量％のコーヒー溶液は、３０バール、７℃及び１００ｓ^－１の剪断速度で、およそ２．３Ｐａｓの粘度を有し得る一方で、３０重量％のコーヒー溶液は、３０バール、７℃及び１００ｓ^－１の剪断速度で、およそ１０～２０ｍＰａｓ Ｐａｓの粘度を有し得る。粘度はまた、温度にも依存し、温度が低くなるほど粘度は高くなる。粘度は、当業者に既知の任意の方法、例えばレオメーターによって、測定され得る。好ましくは、粘度は、１００ｓ^－１の剪断速度及び７℃の温度で測定される。

コーヒースラリー（側流）及び第２のコーヒー溶液（主流）は、コーヒースラリーを第２のコーヒー溶液に添加することによって、すなわち、側流を主流に添加することによって、混合され得る。側流と主流との混合により、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスが製造される。好ましくは、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスは、混合終了まで主流中に残る。いくつかの実施形態では、側流速度は、５～２００ｍＬ／分、又は１０～１００ｍＬ／分、又は約１５ｍＬ／分であり、主流速度は、１００～５００ｍＬ／分又は１００～２００ｍＬ／分、又は約１７０ｍＬ／分である。例えば、コーヒースラリーがＣＯ_２ハイドレートを含む場合、側流は、１０～２０ｍＬ／分の速度で、１５０～２００ｍＬ／分の主流に添加することができ、コーヒースラリーがＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートを含む場合、側流は、８０～１００ｍＬ／分の速度で、１５０～２００ｍＬ／分の主流に添加することができる。いくつかの実施形態では、側方流速度の主流速度に対する比は、１未満、又は０．０５～０．５、又は０．０５～０．１、又は約０．０８である。

いくつかの実施形態では、コーヒースラリーは、供与によって（すなわち、個別の時間間隔でコーヒースラリーの特定量（体積）を添加することによって）第２のコーヒー溶液に添加される。いくつかの実施形態では、添加されるコーヒースラリーの量（体積）は、１～１０００ｃｍ^３、１～１００ｃｍ^３、１～５０ｃｍ^３、１０～５０ｃｍ^３、又は５～２０ｃｍ^３、又は約１５ｃｍ^３である。いくつかの実施形態では、コーヒースラリーは、１～１０００秒毎、又は５～２００秒毎、又は６０～１００秒毎に添加される。いくつかの実施形態では、１０～５０ｃｍ^３が６０～１００秒毎に添加される。

いくつかの実施形態では、添加されるコーヒースラリーの量（体積）及び／又は速度は、第２のコーヒー溶液に０．００１～１ｍｏｌ／分、又は０．０２～０．１ｍｏｌ／分のガスを提供するのに十分である。例えば、コーヒースラリーがＣＯ_２ハイドレートを含む場合、添加されるスラリーの体積及び速度は、０．０２～０．１ｍｏｌ／分のＣＯ_２が提供されるようなものであることができ、コーヒースラリーがＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートを含む場合、添加されるスラリーの体積及び速度は、０．０２～０．１ｍｏｌ／分のＣＯ_２及び０．００１～０．００５ｍｏｌ／分のＮ_２が提供されるようなものであることができる。

いくつかの実施形態では、コーヒースラリー（側流）及び第２のコーヒー溶液（主流）は混合され、及び／又は側流は、等圧等温に近い（すなわち、ほぼ又は約）条件下で、好ましくは等圧等温条件下で、主流に添加される。本発明による「等圧等温条件」とは、混合が、一定の温度及び一定のガス圧で行われる条件である。好ましくは、等圧等温条件は、混合前のコーヒースラリー（側流）の条件と同じであり、すなわち、等圧等温条件とは、副流が主流に入る入口の圧力及び温度を指している。略等圧等温条件とは、等圧等温条件の±２℃及び±５バール以内であり得る。好ましくは、当該温度及びガス圧は、上記のように、ガスハイドレートの形成及び／又は保持に好適である。したがって、温度は、ガス、コーヒー溶液及びガス圧に応じて、－１５℃～１５℃、若しくは－１０℃～１２℃、若しくは－１０℃～１０℃、若しくは－１０℃～８℃、若しくは－８℃～７℃、若しくは－５℃～５℃、若しくは約－７℃以上、－５℃以上、若しくは－４℃以上であることができ、及び／又はガス圧は、ガス、コーヒー溶液及び温度に応じて、１０～５００バール、１０～３００バール、１０～２００バール、１０～１５０バール、１０～１００バール、１０～５０バール、１５～４０バール、若しくは１５～３５バール、若しくは１５～３０バールであることができる。ガスハイドレートを形成及び／又は保持するために必要とされる温度及び圧力は、相互依存的であり、ガス及び溶液（例えば、コーヒー溶液中の固形分の重量％）に応じて異なる。好ましい実施形態では、コーヒースラリー及び第２のコーヒー溶液は、約１０～３８バール、又は約１０バール以上の圧力及び／又は－３～７．８℃で混合される（コーヒースラリーはＣＯ_２ハイドレートを含む）。他の実施形態では、コーヒースラリー及び第２のコーヒー溶液は、約１４０～２８５バールの圧力及び／又は－２．５℃～５．５℃で混合される（コーヒースラリーはＮ_２ハイドレートを含む）。好ましい実施形態では、コーヒースラリー及び第２のコーヒー溶液は、約３５バールのＣＯ_２／Ｎ_２全ガス圧及び／又は１～５℃、若しくは約３℃で混合される（コーヒースラリーはＣＯ_２／Ｎ_２混合ハイドレートを含む）。いくつかの実施形態では、コーヒースラリー（側流）及び第２のコーヒー溶液（主流）は、ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを製造するために使用される同じ温度及び／又は圧力下で混合される。

本発明によれば、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスは、圧力を解放した後、及び／又はコーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの温度を上昇させた後の発泡コーヒー溶液である。好ましくは、コーヒースラリーの供与及び／又はコーヒースラリーと第２のコーヒー溶液との混合は、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックス（すなわち、発泡コーヒー溶液）が５０～５００％、又は１００～５００％、又は１００～４００％、又は１５０～４００％、又は２００～４００％、又は２５０～３５０％、又は約３００％のオーバーランに達するまで、継続する。本明細書で使用するとき、「オーバーラン」とは、コーヒー溶液の体積の増加であり、当業者に既知の任意の方法によって測定することができる。いくつかの実施形態では、所望のオーバーラン（例えば、５０～５００％、又は１００～５００％、又は１５０～４００％、又は１００～４００％、又は２００～４００％、又は２５０～３５０％又は約３００％）に達した後、側流（コーヒースラリー）を、主流（第２のコーヒー溶液）に一定の供与速度で、例えば、第２のコーヒー溶液に０．００１～１．５ｍｏｌ／分、又は０．０２～０．１ｍｏｌ／分のガスを提供するのに十分な供与速度で、連続的に添加して、所望のオーバーランを維持する。いくつかの実施形態では、混合及び／又は供与は、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスが０．０１～７．５ｍｏｌ／Ｌ、０．１～７．５ｍｏｌ／Ｌ、０．５～２ｍｏｌ／Ｌ、又は約１ｍｏｌ／Ｌのガスを含むまで、継続する。

いくつかの実施形態では、当該方法は、圧力を解放し、及び／又はコーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの温度を上昇させて、発泡コーヒー溶液を提供する追加の工程を含む。好ましくは、当該方法は、温度を上昇させ、かつ圧力を減少させる追加の工程、又は圧力のみを減少させる（すなわち、温度は上昇しない）追加の工程を含む。好ましくは、この工程は、任意の残りのガスハイドレートを分解し、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックス中のガスを解放する。ガスハイドレートを分解するために必要とされる温度及び圧力は、相互依存的であり、ガス及び溶液（例えば、コーヒースラレー／コーヒー溶液ミックス中の固形分の重量％）に応じて異なる。したがって、ガス圧及び温度は、ガスハイドレートの素性に応じて異なる。ガス圧を、（任意選択で、温度を上昇させることと組み合わせて）解放させ得る。いくつかの実施形態では、ガス圧を、１バール～１０バール、又は５バール～１０バールに低下させ得る。温度を、（任意選択で、ガス圧を低下させることと組み合わせて）上昇させ得る。いくつかの実施形態では、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの温度を、１０℃超、１５℃超、又は２０℃超に上昇させ得る。いくつかの実施形態では、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの温度を、ガス圧を低下させることと組み合わせて、－５℃～１０℃、－５℃～５℃、０℃～１０℃、０℃～５℃、約０℃超、又は約５℃超まで上昇させ得る。好ましくは、ガス圧は解放される（すなわち、温度は上昇させない）。例えば、３０重量％のコーヒー溶液中のＣＯ_２（又は混合ＣＯ_２）ハイドレートの場合、ガス圧は、１～２℃の温度で約１０バール（例えば、１～１０バール、又は１～５バール）未満、又は５～６℃の温度で２０バール未満に低下され得る。例えば、３０重量％のコーヒー溶液中のＮ_２ハイドレートの場合、ガス圧は、－２．５℃～５．５℃の温度で、約１３５バール（例えば、１～１００バール、１～５０バール、１～２０バール）未満に低下させ得る。

いくつかの実施形態では、インスタントコーヒー粉末を製造する方法は、乾燥前に発泡コーヒー溶液を急速凍結させて、安定化された発泡コーヒー溶液を提供する追加の工程を含み得る。好ましい実施形態では、安定化された発泡コーヒー溶液は、固形コーヒーブロック形式である。急速凍結は、任意の更なる気泡膨張（ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）又は気泡凝集を回避することによって、発泡コーヒー溶液の泡沫微細構造を安定化させることができる。当業者に既知の任意の急速凍結方法を使用することができる。いくつかの実施形態では、発泡コーヒー溶液は、約－１９６℃、又は約－７８℃、又は－１９６℃～－４０℃、又は－８０℃～－４０℃、又は－８０℃～－６５℃、好ましくは約－６０℃まで急速凍結される。例えば、急速凍結方法が液体窒素を使用して発泡コーヒー溶液を安定化させるものである場合、当該溶液は、約－１９６℃まで急速凍結され得る。あるいは、急速凍結方法がドライアイスを使用して発泡コーヒー溶液を安定化させるものである場合、当該溶液は、約－７９℃まで急速凍結され得る。好ましくは、安定化された発泡コーヒー溶液（例えば、固形コーヒーブロック形式）は、－８０℃～－４０℃、又は約－６０℃で保管される。いくつかの実施形態では、急速凍結の工程は、圧力を更に解放する追加の工程の前である。例えば、当該方法は、発泡コーヒー溶液を提供するために圧力を解放する工程（例えば、１５～２５バール）と、続いて急速凍結する工程（例えば、液体窒素による安定化）と、続いて圧力を更に解放する工程（例えば、１バールまで）と、を含み得る。

いくつかの実施形態では、インスタントコーヒー粉末を製造する方法は、発泡コーヒー溶液又は安定化された発泡コーヒー溶液（例えば、固形コーヒーブロック形式）を乾燥させて乾燥コーヒーを製造する工程を含み得る。好ましい実施形態では、乾燥コーヒーは、乾燥固形コーヒーブロック形式である。（安定化された）発泡コーヒー溶液を乾燥させる工程では、当業者に既知の任意の方法、例えば、噴霧乾燥又は凍結乾燥が使用され得る。好ましい実施形態では、（安定化された）発泡コーヒー溶液を乾燥させる工程は、凍結乾燥である。好ましくは、凍結乾燥は、システム中の水の急速昇華を低減及び／又は回避し、それによって小さなガスポケットの凝集を低減及び／又は回避する。水の急速昇華を低減及び／又は回避するための好適な凍結乾燥方法は、当業者に良く知られている。いくつかの実施形態では、乾燥速度は、（安定化された）発泡コーヒー溶液が０℃に達するまで１℃／時間であり、好ましくは、（安定化された）発泡コーヒー溶液の初期温度は、－６０℃～－２０℃、好ましくは約－４０℃である。

乾燥コーヒー（例えば、乾燥固形コーヒーブロック形式）を粉砕する工程では、当業者に既知の任意の方法を使用することができる。乾燥コーヒー（例えば、乾燥固形コーヒーブロック形式）を挽く工程は、挽いた乾燥コーヒーを篩分けして、インスタントコーヒー粉末を提供する工程を更に含み得る。粉砕（及び任意選択で、篩分け）後、インスタントコーヒー粉末は、例えば、０．５ｍｍ超及び／又は４ｍｍ未満の平均径を有する顆粒からなり得る。好ましくは、インスタントコーヒー粉末顆粒は、約３ｍｍの平均径を有し得る。

したがって、いくつかの実施形態では、インスタントコーヒー粉末を製造するための方法は、
（ａ）ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを、第２のコーヒー溶液と混合して、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスを提供する工程と、
（ｂ）当該コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの圧力を解放して、発泡コーヒー溶液を提供する工程と、
（ｃ）発泡コーヒー溶液を急速に凍結させて、安定化された発泡コーヒー溶液を提供する工程と、
（ｄ）任意選択で、圧力を更に解放する工程と、
（ｅ）当該安定化された発泡コーヒー溶液を乾燥させて、好ましくは凍結乾燥させて、乾燥コーヒーを提供する工程と、
（ｆ）当該乾燥コーヒーを粉砕して、インスタントコーヒー粉末を提供する工程と、を含む。

インスタントコーヒー粉末
「インスタントコーヒー粉末」とは、液体、例えば、熱湯又は冷水、ミルクなどの添加によって再構成することができる乾燥粉末組成物を意味している。インスタントコーヒー粉末は、コーヒー固形分、例えば可溶性コーヒー固形分からなり得る。コーヒー固形分は、コーヒー、例えば焙煎コーヒーから得られた、水以外の化合物である。可溶性コーヒー固形分は、典型的には水及び／又は蒸気を使用してコーヒー豆から抽出された水溶性化合物である。高濃度のコーヒー固形分は、コーヒーの部分的加水分解により可溶性多糖類の放出が起こる１００℃を超える温度、例えば１３０℃～１８０℃の温度での水性抽出によって、焙煎コーヒーから抽出することができる。

本発明のインスタントコーヒー粉末は、好ましくは、水で再構成されたときに、その液面に泡沫及び／又はクレマを形成する、すなわち、それは「発泡性インスタントコーヒー粉末」とみなすことができる。「クレマ」とは、エスプレッソの液面上に形成された濃厚な赤褐色の泡沫を意味している。クレマは、固体粒子（不溶性コーヒー沈殿物）を含有している場合があり、その連続相は水中油型エマルションである。２５～３０ｍＬの典型的な標準のエスプレッソコーヒーカップの容積（１杯分）では、クレマは総体積の少なくとも１０％に相当する（Ｎａｖａｒｉｎｉ，Ｅ．Ｉｌｌｙ，Ｆｏｏｄ ｂｉｏｐｈｙｓｉｃｓ ２０１１，ｖｏｌｕｍｅ ６，ｉｓｓｕｅ ３，ｐｐ：３３５－３４８）。いくつかの実施形態では、泡沫及び／又はクレマは、有利な官能性、例えば、改善された口当たり及び／又はアロマを付与する。いくつかの実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末によって生成される泡沫及び／又はクレマは、改善された食感、安定性、及び／又はより大きな体積を有する。

本発明のインスタントコーヒー粉末は、好ましくは、その液面に泡沫及び／又はクリームを形成する追加の発泡剤又はクレマ形成剤を必要としない。したがって、本発明のインスタントコーヒー粉末は、好ましくは、追加の発泡剤又はクレマ形成剤を含まない（すなわち、本発明のインスタントコーヒー粉末は、純粋なインスタントコーヒー粉末であり得る）。

インスタントコーヒー粉末の「気孔率」は、ボイドスペース（気孔）の尺度であり、０～１の値を有する、又は０％～１００％のパーセンテージで、インスタントコーヒー粉末の全体積にわたる気孔の体積の部分である。

「閉鎖気孔率」は、インスタントコーヒー粉末中の閉気孔の全体積の部分である。「開気孔率」は、インスタントコーヒー粉末中の開気孔の全体積の部分である。

「発泡性気孔率」は、発泡形成に寄与し、本発明のインスタントコーヒー粉末の潜在的な発泡能を特徴とする気孔率の尺度である。閉気孔は、発泡に寄与することになる。開気孔は、閉気孔と比較して、発泡に同程度には寄与しない、又は場合によっては、発泡に全く寄与しない。２マイクロメートル未満の開口径を有する気孔は、これらの気孔中の毛細管圧が周囲圧力よりも大きく、これは泡沫形成を可能にし得るため、発泡に寄与し得る。したがって、発泡性気孔率は、閉気孔と、２マイクロメートル未満の開口径を有する開気孔と、を考慮することによって決定され得る。発泡性気孔率は、２マイクロメートルを超える開口径を有する開気孔の体積を除いた、凝集体の体積に対する発泡に寄与する気孔の体積の比率によって得られる。

インスタントコーヒー粉末中の気孔のサイズは、「気孔サイズ分布」によって与えられる。気孔サイズ分布は、気孔径の関数としての増分体積によって定義してもよく、及び／又は気孔径の関数としての気孔の数によって定義してもよい。

インスタントコーヒー粉末中の閉気孔のサイズは、「閉気孔サイズ分布」によって与えられる。閉気孔サイズ分布は、閉気孔径の関数としての増分体積によって定義してもよく、及び／又は閉気孔径の関数としての閉気孔の数によって定義してもよい。

気孔率、閉鎖気孔率、開気孔率、発泡性気孔率、気孔サイズ分布、発泡気孔サイズ分布、及び閉気孔サイズ分布は、当該技術分野において既知の任意の手段によって測定することができる。例えば、それらは、水銀ポロシメトリー、Ｘ線断層撮影技術、ＳＥＭ及び／又は実施例に記載の方法などの標準的な測定法によって測定することができる。気孔サイズは、例えば、ＳＥＭ画像を検査することによって、例えば、画像解析ソフトウェアを用いて決定することができる。

いくつかの実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、６０％～９０％、又は７０％～９０％、又は７０％～８５％、又は約７８％の全気孔率（閉鎖及び開放）を有する。

いくつかの実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、１０％～６０％、１５％～５０％、１５％～３４％、又は２０％～３４％、又は２５％～３４％、又は３０～３４％、又は約２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、又は３４％、好ましくは約３０％の発泡性気孔率を有し、好ましくは、閉気孔と、２マイクロメートル未満の開口径を有する開気孔とが、混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートを含むコーヒースラリーから形成された。いくつかの他の実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、１０％～２０％の発泡性気孔率を有し、好ましくは、閉気孔と、２マイクロメートル未満の開口径を有する開気孔とが、ＣＯ_２ハイドレートを含むコーヒースラリーから形成された。

いくつかの実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、１０％～６０％、１５％～５０％、又は２０％～３５％、又は２０％～３４％、又は２５～３４％、又は３０～３４％、又は約２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、３４％、又は３５％、好ましくは約３０％の閉鎖気孔率を有し、好ましくは、閉気孔は、混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートを含むコーヒースラリーから形成された。いくつかの他の実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、１０％～２０％の閉鎖気孔率を有し、好ましくは、閉気孔が、ＣＯ_２ハイドレートを含むコーヒースラリーから形成された。

いくつかの実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、二峰性気孔分布を有する。二峰性気孔分布は、２つの異なるモード（すなわち、平均サイズ）を有する連続気孔サイズ分布である。好ましくは、二峰性気孔分布は、２つのガウス気孔分布を含み、モードは、ガウス気孔分布の平均値とほぼ等しい。

いくつかの実施形態では、二峰性気孔分布は、二峰性発泡性気孔分布である。二峰性発泡性気孔分布は、２つの異なるモードを有する、閉気孔と、２マイクロメートル未満の開口径を有する開気孔（すなわち、発泡気孔）と、に関する連続気孔サイズ分布である。

二峰性気孔分布は、（ｉ）２０～１００マイクロメートル、又は２０～５０マイクロメートル、又は２５～４５マイクロメートル、又は３０～４５マイクロメートル、又は３５～４５マイクロメートル、又は約４０マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満、又は約１５マイクロメートル未満、又は約１０マイクロメートル未満、又は約５マイクロメートル未満、又は１～２０マイクロメートル、又は１～１８マイクロメートル、又は１～１５マイクロメートル、又は１～１０マイクロメートル、又は１～５マイクロメートル、又は２～２０マイクロメートル、又は２～１８マイクロメートル、又は２～１５マイクロメートル、又は２～１０マイクロメートル、又は２～５マイクロメートル、又は５～２０マイクロメートル、又は５～１８マイクロメートル、又は５～１５マイクロメートル、又は５～１０マイクロメートル、又は約２マイクロメートル、又は約５マイクロメートル、又は約１０マイクロメートル、又は約１５マイクロメートル、又は約２０マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、を含み得る。好ましい実施形態では、二峰性気孔分布は、（ｉ）約２０～５０マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満（例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８又は１９マイクロメートル）の平均径（モード径）を有する気孔と、を含む。他の好ましい実施形態では、二峰性気孔分布は、（ｉ）約２５～４５マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満（例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８又は１９マイクロメートル）、又は約２～２０マイクロメートル、又は約５～１５マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、を含む。インスタントコーヒー粉末を、ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートを含むコーヒースラリーを使用して製造するとき、より大きい気孔はＣＯ_２によって形成される可能性があり、より小さい気孔はＮ_２によって形成される可能性がある。より大きい気孔は、開気孔（発泡気孔を含む）及び／又は閉気孔を含むことができ、好ましくは、より大きい気孔は、開気孔を実質的に含み（すなわち、より大きい気孔の９０％超、９５％超、９９％超又は約１００％は開気孔である）、最も好ましくは、開気孔は、２マイクロメートル以上の開口径を有する開気孔である。より小さい気孔は、閉気孔及び／又は発泡気孔（すなわち、２マイクロメートル未満の開口径を有する開気孔）を含むことができ、好ましくは、より小さい気孔は、閉気孔を実質的に含む（すなわち、より小さい気孔の９０％超、９５％超、９９％超又は約１００％は、閉気孔である）。

いくつかの実施形態では、より大きい気孔は、全気孔体積の１０～９９体積％に寄与し、及び／又はより小さい気孔は、全気孔体積の１～９０体積％に寄与する。いくつかの他の実施形態では、より大きい気孔は、全気孔の数の１０～９０％に寄与し、及び／又はより小さい気孔は、全気孔の数の１０～９０％に寄与する。各モードによって寄与した全気孔の体積及び／又は数は、気孔サイズ分布に基づいて推定することができる。気孔サイズ分布は、各モードに関して推定することができ、寄与率は、全気孔サイズ分布に基づいて計算した。例えば、好ましくは、二峰性気孔分布は、２つのガウス気孔分布を含み、したがって、各モードに関するガウス分布のそれぞれの領域を使用して、各モードによって寄与された全気孔の体積及び／又は数を計算することができる。

好ましい実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、二峰性閉気孔分布を有する。したがって、いくつかの実施形態では、二峰性気孔分布は、二峰性閉気孔分布である。二峰性閉気孔分布は、２つの異なるモードを有する連続閉気孔サイズ分布である。

いくつかの実施形態では、二峰性閉気孔分布は、（ｉ）２０～１００マイクロメートル、又は２０～５０マイクロメートル、又は２５～４５マイクロメートル、又は３０～４５マイクロメートル、又は３５～４５マイクロメートル、又は約４０マイクロメートルの平均径（モード径）を有する閉気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満、又は約１５マイクロメートル未満、又は約１０マイクロメートル未満、又は約５マイクロメートル未満、又は１～２０マイクロメートル、又は１～１８マイクロメートル、又は１～１５マイクロメートル、又は１～１０マイクロメートル、又は１～５マイクロメートル、又は２～２０マイクロメートル、又は２～１８マイクロメートル、又は２～１５マイクロメートル、又は２～１０マイクロメートル、又は２～５マイクロメートル、又は５～２０マイクロメートル、又は５～１８マイクロメートル、又は５～１５マイクロメートル、又は５～１０マイクロメートル、又は約２マイクロメートル、又は約５マイクロメートル、又は約１０マイクロメートル、又は約１５マイクロメートル、又は約２０マイクロメートルの平均径（モード径）を有する閉気孔と、を含む。好ましい実施形態では、二峰性閉気孔分布は、（ｉ）約２０～５０マイクロメートルの平均径（モード径）を有する閉気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満（例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８又は１９マイクロメートル）の平均径（モード径）を有する閉気孔と、を含む。他の好ましい実施形態では、二峰性閉気孔分布は、（ｉ）約２５～４５マイクロメートルの平均径（モード径）を有する閉気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満（例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８又は１９マイクロメートル）、又は約２～２０マイクロメートル、又は約５～１５マイクロメートルの平均径（モード径）を有する閉気孔と、を含む。インスタントコーヒー粉末をＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートを使用して製造するとき、より大きい閉気孔はＣＯ_２によって形成される可能性があり、より小さい閉気孔はＮ_２によって形成される可能性がある。

いくつかの実施形態では、より大きい気孔は、全閉気孔体積の１０～９９体積％に寄与し、及び／又はより小さい気孔は、全閉気孔体積の１～９０体積％に寄与する。いくつかの他の実施形態では、より大きい気孔は、全閉気孔の数の１０～９０％に寄与し、及び／又はより小さい気孔は、全閉気孔の数の１０～９０％に寄与する。各モードによって寄与した全閉気孔の体積及び／又は数は、閉気孔サイズ分布に基づいて推定することができる。閉気孔サイズ分布は、各モードに関して推定することができ、寄与率は、全閉気孔サイズ分布に基づいて計算した。

いくつかの実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、１５％～３４％、又は２０％～３４％、又は２５％～３４％、又は３０～３４％、又は約３０％の発泡性気孔率、及び二峰性気孔分布を有する。

いくつかの実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、１５％～３４％、又は２０％～３４％、又は２５％～３４％、又は３０～３４％、又は約３０％の発泡性気孔率と、二峰性気孔分布と、を有し、当該二峰性発泡性気孔分布は、（ｉ）２０～１００マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満の平均径（モード径）を有する気孔と、を含み、好ましくは、（ｉ）は全気孔体積の１０～９９体積％に寄与し、及び／又は（ｉｉ）は全気孔体積の１～９０体積％に寄与する。好ましくは、より大きい気孔は開気孔を実質的に含み、より小さい気孔は閉気孔を実質的に含む。

いくつかの実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、２０％及び３４％の発泡性気孔率と、二峰性気孔分布と、を有し、当該二峰性気孔分布は、（ｉ）約２５～４５マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満（例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８又は１９マイクロメートル）、又は約２～２０マイクロメートル、又は約５～１５マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、を含み、好ましくは、（ｉ）は全気孔体積の１０～９９体積％に寄与し、及び／又は（ｉｉ）は全気孔体積の１～９０体積％に寄与する。好ましくは、より大きい気孔は開気孔を実質的に含み、より小さい気孔は閉気孔を実質的に含む。

好ましい実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、２０％～４０％、又は２０％及び３４％閉鎖気孔率と、二峰性気孔分布と、を有する。

他の好ましい実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、２０％～４０％、又は２０％及び３４％の閉鎖気孔率と、二峰性気孔分布と、を有し、当該二峰性気孔分布は、（ｉ）２０～１００マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満の平均径（モード径）を有する気孔と、を含み、好ましくは、（ｉ）は全気孔体積の１０～９９体積％に寄与し、及び／又は（ｉｉ）は全気孔体積の１～９０体積％に寄与する。好ましくは、より大きい気孔は開気孔を実質的に含み、より小さい気孔は閉気孔を実質的に含む。

他の好ましい実施形態では、本発明のインスタントコーヒー粉末は、２０％及び３４％の閉鎖気孔率と、二峰性気孔分布と、を有し、当該二峰性気孔分布は、（ｉ）約２５～４５マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、（ｉｉ）約２０マイクロメートル未満（例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８又は１９マイクロメートル）、又は約２～２０マイクロメートル、又は約５～１５マイクロメートルの平均径（モード径）を有する気孔と、を含み、好ましくは、（ｉ）は全気孔体積の１０～９９体積％に寄与し、及び／又は（ｉｉ）は全気孔体積の１～９０体積％に寄与する。好ましくは、より大きい気孔は開気孔を実質的に含み、より小さい気孔は閉気孔を実質的に含む。

有利なことに、インスタントコーヒー粉末中のより大きい（開いた）気孔は、試料の再構成を容易にすることに関して有益であり、当該インスタントコーヒーを水の浸透しやすいものにする。有利には、インスタントコーヒー粉末中のより小さい（閉じた）気孔は、泡沫又はクレマの生成に有益である。

いくつかの実施形態では、インスタントコーヒー粉末は、凍結乾燥中に氷結晶及び昇華によって形成され得る開気孔を更に含む。

インスタントコーヒー粉末は、水との再構成時に少なくとも０．２５ｍＬ／ｇのクレマ、例えば、水との再構成時に少なくとも０．７５ｍＬ／ｇのクレマを有するコーヒー飲料を提供するためのものであり得る。

インスタントコーヒー粉末は、顆粒を含み得る。好ましくは、インスタントコーヒー粉末顆粒は、０．５ｍｍを超える平均径を有する。好ましくは、インスタントコーヒー粉末顆粒は、４ｍｍ未満の平均径を有する。最も好ましくは、インスタントコーヒー粉末顆粒は、約３ｍｍの平均径を有する。平均顆粒直径は、例えば、較正された篩によって測定することができる。

本明細書で使用する場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、及び「から構成される（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ ｏｆ）」は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」又は「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」又は「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」又は「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」と同義であり、他を包含し得るもの、すなわちオープンエンドであり、かつ追加の、列挙されていない構成、要素、又は工程を除外しない。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、及び「から構成される（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ ｏｆ）」はまた、用語「を含む（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」を含む。

本明細書で使用するとき、用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、略（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）、のあたり（ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ）、大体（ｒｏｕｇｈｌｙ）、又はおよそ（ａｒｏｕｎｄ）、を意味している。用語「約」が数値又は範囲と共に使用されるとき、「約」は、記載される数値（単数又は複数）を超える及び下回る境界を拡張することによって、その数値又は範囲を変更する。一般に、用語「約」及び「ほぼ」は、本明細書では、規定された値（単数又は複数）を１０％だけ超える及び下回る数値（単数又は複数）を変更するために使用される。

［実施例］
実施例１－コーヒー溶液中のガス溶解度の特性、コーヒー溶液－ガス系の相図、及びコーヒー溶液のレオロジー
コーヒー溶液中のガス溶解度
コーヒー溶液中のガス溶解度を、強化高圧槽反応器及び圧力収着減衰（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｄｅｃａｙ）方法を用いて実験的に評価し、三次多項式ガス状態方程式でヘッドスペースからのガス消費をモニターした。実験は、４℃及び１０、２０、３０、３５バールで、１０℃及び１０、２０、３０、３５、４０バールで実施した。初期充填量は、３０重量％又は５０重量％のコーヒー溶液のいずれかを１００ｇとした。

図２及び表１は、コーヒー溶液中のＣＯ_２溶解度に関する実験結果を示している。３５バール及び４℃で、３８．６ｍｇ／ｇのＣＯ_２を、３０重量％のコーヒー溶液に溶解した。３０重量％のコーヒー溶液もまた、４℃及び１０℃において、Ｎ_２で試験した。３５バール及び４℃で０．７ｍｇ／ｇ及び５０バール及び４℃で２．９４ｍｇ／ｇを溶解した。１０℃では、３０重量％のコーヒー溶液へのＮ_２の溶解は検出できなかった。

コーヒー溶液－ＣＯ_２及びコーヒー溶液－Ｎ_２相図
コーヒー溶液／ＣＯ_２ハイドレート－液体－蒸気（Ｈ－Ｌ－Ｖ）安定線を得るための相図は、高圧撹拌槽反応器及び高圧示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法における、等積多段階加熱／冷却分離温度サイクル法を用いて推定した。

図３ａは、３０重量％のコーヒー溶液・ＣＯ_２系に関して得られた平衡点を示している。得られた点は、純粋な水と、２５重量％の糖溶液ハイドレート－液体－蒸気境界領域と、の間に収まっていて、これは、十分に記述されている２５重量％の糖溶液が、３０重量％のコーヒー溶液にとって好適なモデルであることを示唆している。

図３ｂには、文献（Ｋａｎｇ，Ｓ．Ｐ．，ｅｔ ａｌ．，２００１．Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ，３３（５），ｐｐ．５１３－５２１）から採用した水中のＣＯ_２／Ｎ_２ゲストとの混合ハイドレートに関する相図が含まれている。ハイドレート－液体－蒸気境界線は、単一ＣＯ_２（バール単位の２桁の圧力値）及びＮ_２ハイドレート（バール単位の３桁の圧力値）に関する境界間に存在する様々なＣＯ_２組成物について表示されている。

コーヒー溶液のレオロジー
３０重量％、４０重量％、５０重量％及び６０重量％のコーヒー溶液の粘度を測定した。図４は、コーヒー溶液のレオロジー特性評価の結果を示している。

図４ａにおける剪断速度に対する粘度依存性は、大気圧及び３０バールで同じであった。１０～１０００ｓ^－１の剪断速度スケールでは、材料はニュートン流体として分類することができた。主流ラインで主に使用した６０重量％のコーヒー濃縮物では、粘度は、３０バールで、およそ２．３Ｐａｓであった。主に高圧クラスレートハイドレートスラリー発生器（ＣＬＡＧ）反応器で使用した３０重量％ミックスの場合、粘度は、およそ１４～１６ｍＰａｓであった。これは、ＣＯ_２溶解前の高圧ＣＬＡＧ反応器での流量計測定値と符合した。高圧ＣＬＡＧ反応器でのガス溶解中、粘度値は、ハイドレート成長中に、およそ５℃の温度及び最大６０ｍＰａｓで、３０重量％のコーヒー溶液について最大３０ｍＰａｓに上昇した。粘度値の上昇は、ガスの溶解及びガスハイドレートケージ中への埋め込みを示した。

図４ｂは、温度に対する粘度依存性を示している。温度が上昇すると粘度が低下する傾向が見られた。

実施例２－ガスハイドレートを含むコーヒースラリーの製造
ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを製造するために、高圧クラスレートハイドレートスラリー発生器（ＣＬＡＧ）反応器において、ガスの種類及び量のいくつかの組み合わせを試験した。ガスハイドレートを含まない溶存ガスを有するコーヒースラリーもまた、ガスハイドレート系との比較のために試験した。実験の完全なリストを表３に示す。

ＣＯ_２ハイドレートコーヒースラリー
高圧クラスレートハイドレートスラリー発生器（ＣＬＡＧ）反応器中のコーヒー溶液からＣＯ_２ハイドレートスラリーを生成するための典型的なプロトコルは、いくつかの工程を含んだ。高圧ＣＬＡＧ反応器に、３リットルの３０重量％コーヒー溶液を充填した。同時に、規定量のガス（５０～４００ｇ）をガス槽シリンダーに充填した（圧力最大３５バール）。ＳＳＨＥユニットは、８００ｒｐｍで回転させ、ポンプは４０～５０Ｈｚ（最大３３０Ｌ・ｈ^－１）であった。高圧ＣＬＡＧ反応器全体を、７℃～－８℃の範囲のガスハイドレート安定ゾーンの範囲内又は範囲外の温度領域まで冷却した。その後、ガス槽から高圧ＣＬＡＧ反応器を加圧した。過飽和が達成された後、一定時間後にガスハイドレートが形成された。この時、ガスハイドレートが最初に認められた時点を、誘導点（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ）と呼ぶ。誘導点までの時間は、誘導時間と呼ばれる。誘導点の後、ガスハイドレートは成長期に入った。

特定の発泡用途のために水の量を低減するために、高粘性の初期コーヒー溶液が望ましかった。しかしながら、より高い粘度のスラリー（０．３Ｐａｓ）ではポンピングが困難であった。したがって、送り込み試験のためには３０重量％のコーヒー溶液を選択した。

ＣＯ_２：Ｎ_２ハイドレートコーヒースラリー
試験では、ＣＯ_２及びＮ_２を用いてガスハイドレートを形成し、ＣＯ_２のＮ_２に対する最大０．６４の比率について試験した。０．４７～０．５４のＣＯ_２比率は、ガスハイドレート形成後に均一な流動プロファイルを有し、取り扱いが容易であった。およそ２０バールの圧力でＣＯ_２を用いてコーヒー溶液中に少量のガスハイドレートを形成した後、水素結合している未占有のケージをより小さいＮ_２分子によって更に充填することができると仮定して、３５バールの圧力まで加圧してＮ_２を添加した。

送り込み試験のための高圧ＣＬＡＧ反応器条件
図５及び表４は、ＣＯ_２及びＣＯ_２：Ｎ_２ハイドレートコーヒースラリーのガスハイドレート出現後に、高圧ＣＬＡＧ反応器試験における密度の減少及び粘度傾向の増加を示している。

最後の行の圧力及び温度は、ガスハイドレートスラリーがＥＧＬＩ主流ラインに送り込まれる前の状態について示している。窒素注入前のＣＯ２／Ｎ２実験の高圧ＣＬＡＧ反応器の圧力は、およそ１９バールであった。Ｈはハイドレートを表し、Ｐは圧力を表し、Ｔは温度を表している。

ガス溶解による粘度の増加及び密度の低下は、ハイドレートが存在しない試験では顕著ではなく、ガスの消費が少ないことを示している。ある程度までは、密度及び粘度は、スラリー中のクラスレート物質の増加により報告することができよう。

コーヒースラリー試験におけるガス分布について推定するために、システム中のコーヒーは無視し、存在する相の占有率、水和数、及び体積分率を、コロラド鉱山学校（ｔｈｅ Ｃｏｌｏｒａｄｏ ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｉｎｅｓ）ＣＳＭＧＥＭガスハイドレートソフトウェアを使用して、システム中の水に関してのみ計算した（Ｓｌｏａｎ，Ｅ．Ｄ．ａｎｄ Ｃ．Ａ．Ｋｏｈ：Ｃｌａｔｈｒａｔｅ Ｈｙｄｒａｔｅｓ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓｅｓ．ｐ．７５２，２００７）。ＣＯ_２、５０％占有率及び１１．５の水和数を有する３０重量％のコーヒー溶液について、ケージ占有率に関してより低い範囲の推定値が得られた（Ｔｅｎｇ，Ｈ，ｅｔ ａｌ．，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，５０（４）：５５９－５６４，１９９５を参照されたい）。Ｋａｎｇらによる観察結果（Ｋａｎｇ，Ｓ．Ｐ．，ｅｔ ａｌ．，２００１．Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ，３３（５），ｐｐ．５１３－５２１）及び相図によって、プロセス条件におけるハイドレート中のＣＯ_２／Ｎ_２の量を推定することも可能であった。低圧及び所与のＣＯ_２／Ｎ_２充填により、約２％の窒素がハイドレートに埋め込まれ、残りは二酸化炭素のままであった。結果を表５に示す。

相分率は体積測定であり、Ｌは水である液体を表し、Ｈはハイドレートを表している。所与の場合に関する圧力温度の作業条件を示す。＊この場合、液体は、（熱力学モデルで処理した）コーヒー溶液とみなす。

実施例３－インスタントコーヒー粉末の製造
主流ＥＧＬＩラインへのコーヒースラリーの送り込み
ガスハイドレートがコーヒースラリー中に出現し、系が平衡状態にあったとき、又は系がガスで完全に飽和したとき、表６に示した設定でスラリーを主流ＥＧＬＩラインに送り込んだ。主流は、独立した表面かき取り式熱交換器（ＳＳＨＥ）ユニットを有する改良型ＥＧＬＩ（ＥＧＬＩ ＡＧ）マーガリンパイロットプラントから構成されていた。主流ラインには、最大６５重量％を含有する濃縮物を供給した。

送り込みのための平均供与速度は、Ｎ_２の場合は５～３０秒毎とし、ガスハイドレートスラリーの場合には６０～１００秒毎とし、１５．３ｃｍ^３を供与した。バルブの開口は、一般に１秒とした。５００％ものオーバーランも容易に達成された。標準的なオーバーランは、使用された全ての発泡性媒体で１００～２００％の範囲であった。実験の大部分は、主流ライン上で６０重量％のコーヒー溶液で行った。

典型的なガスハイドレートスラリーの送り込みを図６ａに示し、またコーヒーに溶存Ｎ_２を供与した状況（図６ｂ）と比較した。

Ｎ_２試験では溶液を頻繁に供与しなければならず、したがって、高圧ＣＬＡＧ反応器中の混合物は、供与プロセスの過程でより速く枯渇した。高圧ＣＬＡＧ反応器において、ガスハイドレートを含有せず、溶存ガスのみを含有する溶液の場合、供与される必要のあるより多くのガス化コーヒー溶液によってＣＬＡＧ反応器圧力が変動したときに、主流ラインに関する背圧を調節することは一般に更に困難であった。スラリーを含有するガスハイドレートと比較して、高圧ＣＬＡＧ反応器からのより多量の供与（より高い供与頻度又はより長いバルブ開放）及びＥＧＬＩの表面かき取り式熱交換器ユニット上のより高いスクレーパー速度が、溶存ガスコーヒースラリーにとって必要であった。表６も参照されたい。

急速凍結安定化
これまでの試験により得られた発泡コーヒースラリーを、凍結乾燥工程まで、その気孔率及びガス保持を維持するように安定化した。ＥＧＬＩの膨張バルブを超える更なる気泡膨張又は凝集を回避する急速凍結安定化が好ましい。安定化のために、以下のアプローチを適用した：
・ 泡沫微細構造を安定化させる－７８．５℃で固体ＣＯ_２ペレットで生成物を捕捉すること。

・ 急冷効果を想定する－１９５．７９℃で液体窒素中に生成物を直接捕捉すること。

・ 生成物を１５～２０バールの高圧で、Ｋｉｓａｇ（Ｂｅｌｌａｃｈ，ＣＨ）製の予圧され予冷された１Ｌの容器中に捕捉し、その内容物をドライアイス又は液体窒素で急速に冷却すること。圧力／温度主流ラインにおいて各条件がある程度保持されるという事実を考慮すると、生成物の部分的な膨張が想定される。このようにして、ガスハイドレートを保存することができる。

・ 液体窒素中に予め浸漬された厚さ１ｃｍのアルミニウムプレート上に生成物を捕捉すること。直接液体窒素急冷と比較して、より遅い熱伝達が想定される。

・ －２５℃、及び６０重量％のコーヒー溶液の凝固点降下に近い温度（－１６℃）において、２工程方式で第１のアニーリングをし、次いで、当該試料を－６０℃で保管し、氷結晶成長を誘導する非常に穏やかな凍結プロファイル（標本の凍結乾燥に働き得る）を達成すること。当該アニーリングは、冷凍庫ボックス中で１時間行い、次いで、－６０℃で保管する前に、Ｖｅｂａｂｏｘ（Ｕｄｅｎ，ＮＬ）製の冷却ボックスにおいて、およそ融点の温度までゆっくりと戻した。

試料が安定化した後、当該試料を－６０℃に保持された冷凍庫に保管した。

凍結乾燥
その後、試料を凍結乾燥させた。表７には、Ｍｉｌｌｒｏｃｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｒｅｅｚｅ ｄｒｉｅｒ（Ｋｉｎｇｓｔｏｎ，ＵＳＡ）で行った典型的な凍結乾燥プロファイルを示す。凍結乾燥は、系中の水の急速な昇華を回避し、小さなガスポケットの凝集を引き起こすために、長期に計画的に設計した乾燥プロセスで意図的に行った。

実施例４－急速凍結させ乾燥凍結させた乾燥コーヒー試料の特性評価
クレマ形成
図７は、再構成された凍結乾燥試料及びそれらのクレマ生成能の実施例を示している。この１．６ｇの試料のインスタントコーヒー顆粒（約３ｍｍ）を、８５℃の１５０ｍＬの水で再構成した。

試料の全気孔率は、７８％±９であり、７２．７％の気孔率を有する参照インスタントコーヒー生成物と同等であった。

閉鎖気孔率は、クレマ形成に関連する情報を与えるため、より示唆的である。安定化した発泡コーヒー溶液の凍結乾燥後に、空気を含有する閉じた小さな気孔が発生した。これらの気孔は、多孔質インスタントコーヒー粉末が熱水で再構成されたときに解放される。参照インスタントコーヒー生成物は、６１．２％の閉鎖気孔率を有し、全ての閉気孔は、５超～２０μｍの範囲であり、クレマ層をもたらした。従来のインスタントコーヒー生成物を、クレマをもたらさない６．２％の閉鎖気孔率を有するものと比較した。これによると、この研究からのインスタントコーヒー粉末は、インスタントコーヒー粉末からのクレマ形成を改善することに著しく寄与した。

ＣＯ_２ハイドレートスラリーを使用して製造されたインスタントコーヒー生成物について達成された最高の閉鎖気孔率は、１８．９％であり、図７ａを参照されたい。１５．７％の閉鎖気孔率及び１６４％の高いオーバーランを有する最良のクレマ出現（ＣＯ_２ハイドレートスラリーを使用して製造されたインスタントコーヒー生成物に関して）が認められた。

窒素を導入して、気孔のサイズを減少させた。Ｎ_２が関与している試料は全て、ＣＯ_２ハイドレートスラリーよりも閉鎖気孔率が高かった。クレマに関して、混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートスラリーを使用して製造された最も成功したインスタントコーヒー生成物は、３２％の閉鎖気孔率を有していた。

所与の実施例から、高いオーバーラン、高い気孔率（例えば、高い全気孔率、発泡性気孔率及び／又は閉鎖気孔率）、及び小さな閉気孔（混合ガスハイドレート中の窒素に起因する、例えば、ＣＯ_２／Ｎ_２＞０．５４）が、クレマ発生において最良に機能すると結論付けることができよう。

気孔分布
図８は、ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートから形成された２１８％のオーバーランを有する、図７ｂのクレマに関する最良の試料を示している。

ＳＥＭ画像は、２０μｍ未満のより小さい気孔及びより大きい気孔約５０μｍを有する二峰性気孔分布を特徴として示している。小さい、ほとんど閉じた気孔は、Ｎ_２からのみ形成された参照画像に似ており、ハイドレート構造から発生するＮ_２に起因している。一方、ＣＯ_２に起因したより大きな気孔は、試料の再構成を容易にすることにとって有益であり、当該コーヒーを水の浸透しやすいものにする。したがって、参照の１／２倍の低い閉鎖気孔率を有するにもかかわらず、試料は依然としてクレマ層をもたらした。

図９は、主流ＥＧＬＩラインから回収し、安定化された後、低温ＳＥＭで分析した試料を示している。溶存Ｎ_２を有する第１の試料は、４３％の低いオーバーランを有するが、気孔は非常に小さく、閉鎖している。０．５５のＣＯ_２／Ｎ_２ガス比率を有する別の画像は、非常に小さい閉気孔のフラクション及び１５１％のより高いオーバーランを特徴として示している。

図９の最後の２つの実施例は、Ｎ_２が関与しない高ＣＯ_２充填を有する実施例を倍率２５０倍で示す。１つの試料は発泡した６０重量％の濃縮物、もう一方は５５重量％の濃縮物であった。ＣＯ_２で発泡した５５重量％コーヒー濃縮物は、６０重量％のコーヒー濃縮物試料よりもわずかに大きい気孔を有する泡沫を形成した。クレマ形成に関して発泡コーヒー溶液の安定化タイプには効果は観察されなかった。

これらの結果は、理想的には、コーヒー濃縮物は、窒素ハイドレートで発泡させるべきであるが、そのためには高圧が必要とされる（最大３００バール）ことを示唆している。

より低圧での持続可能なプロセスの場合、ＣＯ_２ハイドレート又は混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートは、クレマ層をもたらすことができるインスタントコーヒー生成物を製造するための良好な代替である。ＣＯ_２ハイドレート又は混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレートの使用により、工業用途において所望されるフレキシブルさ及び急速凍結乾燥温度プロファイルを可能にし、純粋な窒素ハイドレートと比較して操作圧力を低下させることができる。

更に、混合ＣＯ_２／Ｎ_２ハイドレート中に分子的に埋め込まれた窒素は、参照試料に見られるように、高圧（１５０バール超）での溶存窒素と同様の構造を作り出すようである。混合ハイドレート中の窒素フラクションは、操作条件をより高い圧力及びより低い温度にシフトさせることによって増加させることができ、Ｎ_２由来の凍結乾燥生成物の閉鎖気孔率を増加させる。

溶存ガスを使用する方法（すなわち、参照試料を製造するために使用される方法）と比較して、ガスハイドレートを使用する利点は、クレマ層をもたらすことができるインスタントコーヒー製品を製造するために必要とされるガスがより少ない点である。また、中圧（３５～５０バール）でハイドレートを生成させる時間は、窒素ガスを溶解するための数時間と比較して、数分の範囲である。

実施例５－方法
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）
コーヒー溶液から形成されたＣＯ_２ハイドレートに関するハイドレート－液体－蒸気境界線を決定するための高圧ＤＳＣ測定。使用したデバイスは、Ｓｅｔａｒａｍ（Ｃａｌｕｉｒｅ，Ｆｒａｎｃｅ）製のｍｉｃｒｏ ＤＳＣ ＶＩＩ（１－７７２１－３）であり、測定は、大気圧、１０バール、３０バール及び５０バールで、３０重量％及び５０重量％のコーヒー溶液について行った。試料及びサファイア基準物質の温度を炉中で記録した。測定の間中、圧力は一定であると仮定した。１００μｇ未満のサイズの試料を特殊な高圧セルに充填し、所定の圧力に加圧した。その後、以下の表の温度プロファイルを適用し、３サイクルで繰り返した。ガスハイドレート解離のための吸熱融解ピークを特定し、開始温度をＣＯ_２ハイドレート平衡点とした。

凝固点降下及び分子量を測定するための大気圧でのＤＳＣ測定。示差走査熱量測定を用い、コーヒー溶液の凝固点降下及びそれらの分子量を測定した。３０重量％及び６０重量％のコーヒー溶液について、三通りの試料を、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ（Ｏｈｉｏ，ＵＳＡ）のＤＳＣ８２２ｅ熱量計で測定した。凝固点降下は、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏによって提供されたＳＴＡＲｅソフトウェアにおける吸熱融解事象の開始として評価した。次いで、－１．８６℃．ｍ^－１（水溶媒の量あたり）に等しい水溶媒に関する凝固点降下定数を使用して分子量を計算した。コーヒー粉末の分子量は、１８６ｇ／ｍｏｌとなった。それぞれの凝固点降下は、３０重量％のコーヒー溶液で－４．４℃であり、６０重量％のコーヒー溶液で－１５．５℃であった。

レオロジー
３０重量％、４０重量％、５０重量％及び６０重量％のコーヒー溶液の粘度をシリンダーカップ－ボブクエットジオメトリを使用して、圧力３０バール及び大気圧下において、ＭＲＣ３０２レオメーター（Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ，Ｇｒａｚ，Ａｕｓｔｒｉａ）で測定した。６０重量％超のコーヒー溶液は、レオメーターにおいて良好に評価することができなかった。

剪断速度及び温度への粘度の依存性については、７℃の一定温度で１～１０００ｓ^－１の範囲の剪断速度勾配で行った（ハイドレートの存在を除く）。次いで、３０バールの圧力下で測定を繰り返した。温度による粘度変化は、線形温度勾配で１０℃～０℃で行った後、次いで、０℃で５分間保持し、２℃／分の同じ速度で最大１０℃まで上昇させた。

測定されたデータは、以下の等式を使用して当てはめた。

凍結乾燥生成物の特徴
凍結乾燥生成物を挽き、篩分けして、従来のインスタントコーヒーに相当する代表的な顆粒（３ｍｍ）を得た。密度、開気孔率及び閉鎖気孔率、並びにクレマの生成能を試験した。

凍結乾燥コーヒーの密度測定マトリックス密度は、ＤＭＡ４５００Ｍ装置（Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ ＡＧ）によって測定した。試料は、試料に応じた周波数で振動するように励起されたＵ字型ホウケイ酸ガラス管に導入した。特定の振動特徴に基づいて密度を測定した。器具の精度は、密度については５．１０^－５ｇ・ｃｍ^３、温度については０．０３℃であった。

凍結乾燥コーヒーの気孔率測定コーヒー顆粒の見かけ密度は、Ａｃｃｕｐｙｃ １３３０ ピクノメーター（Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＵＳＡ）によって測定した。この装置は、読み取り精度０．０３％に公称フルスケールのセル室容積の精度０．０３％を加えた範囲内で、体積の補正されたヘリウムの圧力変化を測定することにより、密度及び体積を求める。次いで、以下の等式に従って、マトリックス密度及び見かけ密度から開気孔率を計算した：

閉鎖気孔率は、体積測定に基づいて測定された開気孔率と同様であった。凍結乾燥させた標本を、Ｇｅｏｐｙｃ１３６０デバイス（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ，Ｎｏｒｃｒｏｓｓ，ＵＳＡ）で分析した。エンベロープ密度は、変位方法に基づいてピクノメーターによって測定した。当該試料は、高度の流動性を有する小さな硬質粒子のマトリックス中に配置した。試料の周囲で流動する球体（既知の重量を有する）は、開気孔には到達するが閉気孔には到達しないため、開気孔率を定義する。

安定化された凍結多孔質コーヒー標本の走査型電子顕微鏡法（低温ＳＥＭ）。微細構造及び孔径は、安定化された凍結多孔質コーヒー標本の低温ＳＥＭで更に分析した。このために、安定化された試料は液体窒素下で保管した。その後、小刀を使用して試料を崩し、次いで、６０％糖溶液を使用して代表的な片を試料ホルダーに接着した。調製は、液体窒素下で行った。試料ホルダーを、－１５０℃未満に予備冷却したＢＡＦ０６０低温ＳＥＭ調製凍結フラクション及びエッチングステーション（Ｌｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｗｅｔｚｌａｒ Ｇｅｒｍａｎｙ）に試料を送り込むために使用される真空チャンバシャトルマニピュレータアーム中に挿入した。ＢＡＦステーションでは、新しく作製された表面を得るために、試料を破砕し、次いで、真空下で表在性の氷層を昇華させて、長い試料調製に起因して隠れ得る一部の部分を露出させることにより、エッチングした。エッチングは、－１１０℃で１．５分間行った。次いで、試料を、２ｋＶの電圧で、制御された電子ビームガンによって３ｎｍの層を有する炭素－金属ミックスでコーティングした。次いで、試料を、Ｇａｔａｎ低温－真空－ホルダーシャトルを用いてＳＥＭ顕微鏡に移し、ステージに載せた。非点収差（ｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ）及び絞り（ａｐｅｒｔｕｒｅ）を顕微鏡において設定し、画像を様々な倍率で取得した。

凍結乾燥多孔質コーヒー標本（ＳＥＭ）の走査型電子顕微鏡法。気孔率調査のための凍結乾燥試料の走査型電子顕微鏡観察のため、試料を、両面導電性テープを備えた金属性標本スタブ上に接着させた。その後必要に応じて、それらの内部構造を明らかにするために、かみそり刃を使用して試料を破砕した。試料を、Ｌｅｉｃａ ＳＣＤ５００スパッタコーターを使用して１０ｎｍの金層でコーティングし、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（Ｗａｌｔｈａｍ，ＵＳＡ）製のＱｕａｎｔａ Ｆ２００ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅを使用して、高／低真空モードで画像を取得した。

上記明細書で言及した全ての刊行物は、本明細書に参照により組み込まれる。本発明の開示される方法、組成物及び使用の様々な修正及び変更は、本発明の範囲及び主旨から逸脱することなく、当業者には明らかであろう。本発明は、特定の好ましい実施形態に関連して開示されているが、特許請求される本発明は、このような特定の実施形態に過度に限定されるべきではないことを理解されたい。実際、当業者には自明であり、本発明を実施するために開示された様式の種々の改変は以下の特許請求の範囲の範囲内であることを意図している。

Claims (21)

1. インスタントコーヒー粉末を製造するためのガスハイドレートの使用であって、前記ガスが、空気を含み、及び／又は、二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素及びアルゴンのうちの１種以上を含み、好ましくは、前記ガスが、二酸化炭素及び／又は窒素を含む、使用。
2. ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを製造する方法であって、
   （ａ）第１のコーヒー溶液を用意する工程と、
   （ｂ）前記第１のコーヒー溶液を冷却する工程と、
   （ｃ）前記第１のコーヒー溶液をガスで加圧して、ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを提供する工程であって、前記ガスが、空気であり、及び／又は、二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素及びアルゴンのうちの１種以上を含み、好ましくは、前記ガスが、二酸化炭素及び／又は窒素を含む、工程と、
   を含む、方法。
3. 前記第１のコーヒー溶液が、－１０℃～１０℃、若しくは－８℃～７℃、若しくは－５℃～５℃、若しくは約５℃以上に冷却され、及び／又は前記ガス圧が、１０～３００バール、若しくは１０～１５０バール、若しくは１０～１００バール、若しくは１０～５０バール、若しくは１５～４０バール、若しくは１５～３５バール、若しくは１５～３０バールである、請求項２に記載の方法。
4. 前記方法が、前記第１のコーヒー溶液を、０～５℃、又は約３℃まで冷却する工程と、前記第１のコーヒー溶液を、窒素で、好ましくは３０～３００バール、３０～１５０バール、３０～１００バール、３０～５０バール、３０～４０バール、又は約３５バールまで加圧する前に、前記第１のコーヒー溶液を、二酸化炭素で、好ましくは１５～２５バール、又は約２０バールまで加圧する工程と、を含む、請求項２又は３に記載の方法。
5. 前記方法が、前記コーヒースラリー中に前記ガスハイドレートを分散させる工程を更に含む、請求項２～４のいずれか一項に記載の方法。
6. ガスハイドレートを含むコーヒースラリーであって、前記ガスが、空気であり、及び／又は二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素及びアルゴンのうちの１種以上を含み、好ましくは、前記ガスが、二酸化炭素及び／又は窒素を含む、コーヒースラリー。
7. 前記コーヒースラリーが、二酸化炭素を、好ましくは０．５～５ｍｏｌ／Ｌ、１～５ｍｏｌ／Ｌ、１～２ｍｏｌ／Ｌ、約１ｍｏｌ／Ｌ、若しくは約１．６ｍｏｌ／Ｌ含み、及び／又は窒素を、好ましくは０．０１～０．５ｍｏｌ／Ｌ、０．０２～０．１ｍｏｌ／Ｌ、又は約０．０５ｍｏｌ／Ｌ含む、請求項２～５のいずれか一項に記載の方法又は請求項５に記載のコーヒースラリー。
8. 前記コーヒースラリーが、１：１～５：１、好ましくは２：１～３：１の、前記ハイドレートフラクション中のガス対前記液体フラクション中のガスの比（Ｈ：Ｌ）を有する、請求項２～５、７のいずれか一項に記載の方法又は請求項６若しくは７に記載のコーヒースラリー。
9. 前記コーヒースラリーが、１０重量％～５０重量％、２０重量％～４０重量％、又は約３０重量％のコーヒー固形分を含む、請求項２～５、７、８のいずれか一項に記載の方法又は請求項６～８のいずれか一項に記載のコーヒースラリー。
10. 前記コーヒースラリーが、１０～１００ｍＰａｓ、若しくは２０～１００ｍＰａｓ、若しくは３０～６５ｍＰａｓ、若しくは約３０ｍＰａｓ以上、及び／又は約１００ｍＰａｓ以下の粘度を有し、好ましくは、前記コーヒースラリーの前記粘度が、前記第１のコーヒー溶液より大きい、請求項２～５、７～９のいずれか一項に記載の方法又は請求項６～９のいずれか一項に記載のコーヒースラリー。
11. インスタントコーヒー粉末を製造する方法であって、
    （ａ）ガスハイドレートを含むコーヒースラリーを、第２のコーヒー溶液と混合して、コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスを提供する工程と、
    （ｂ）圧力を解放し、及び／又は前記コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの温度を上昇させて、発泡コーヒー溶液を提供する工程と、
    （ｃ）好ましくは凍結乾燥によって前記発泡コーヒー溶液を乾燥させて、乾燥コーヒーを提供する工程と、
    （ｄ）前記乾燥コーヒーを粉砕して、インスタントコーヒー粉末を提供する工程と、
    を含む、方法。
12. 前記コーヒースラリーが、請求項２～５、８～１０のいずれか一項に記載の方法によって製造される、又は請求項６～１０のいずれか一項に記載のガスハイドレートを含むコーヒースラリーである、請求項１１に記載の方法。
13. 前記コーヒースラリーが、二酸化炭素を、好ましくは０．５～５ｍｏｌ／Ｌ、１～５ｍｏｌ／Ｌ、１～２ｍｏｌ／Ｌ、約１ｍｏｌ／Ｌ、若しくは約１．６ｍｏｌ／Ｌ含み、及び／又は窒素を、好ましくは０．０１～０．５ｍｏｌ／Ｌ、０．０２～０．１ｍｏｌ／Ｌ、若しくは約０．０５ｍｏｌ／Ｌ含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 前記第２のコーヒー溶液が、１０重量％～７０重量％、３０重量％～７０重量％、５０重量％～７０重量％、５５重量％～６５重量％、６０重量％～６５重量％、又は約６０重量％のコーヒー固形分を含む、請求項１１～１３に記載の方法。
15. 前記コーヒースラリーが、略等圧等温条件下で前記第２のコーヒー溶液に添加され、好ましくは、前記略等圧等温条件は、－１０℃～１０℃、若しくは－８℃～７℃、若しくは－５℃～５℃、若しくは約－５℃以上の温度であり、及び／又は１０～３００バール、若しくは１０～１５０バール、若しくは１０～１００バール、若しくは１０～５０バール、若しくは１５～４０バール、若しくは１５～３５バール、若しくは１５～３０バールのガス圧力である、請求項１１～１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記発泡コーヒー溶液が、５０～５００％、又は２００～４００％、又は２５０～３５０％、又は約３００％のオーバーランに達する、請求項１１～１４のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記圧力を解放する工程及び／又は前記コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの前記温度を上昇させる工程において、前記圧力が、１バール～１０バール、若しくは５バール～１０バールまで解放され、及び／又は前記コーヒースラリー／コーヒー溶液ミックスの前記温度が、－５℃～１０℃、若しくは０℃以上、若しくは約５℃、若しくは１０℃以上まで上昇する、請求項１１～１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記方法が、前記発泡コーヒー溶液を乾燥させる前に、前記発泡コーヒー溶液を急速凍結させる追加の工程を含む、請求項１１～１７のいずれか一項に記載の方法。
19. １５％～５０％、又は２０％～３５％、又は２５％～３４％、又は３０～３４％、又は約３０％の閉鎖気孔率を有する、インスタントコーヒー粉末。
20. ２５％～３４％、又は３０～３４％、又は約３０％の発泡性気孔率を有する、インスタントコーヒー粉末。
21. 前記インスタントコーヒー粉末が、二峰性気孔分布を有する、請求項１９又は２０に記載のインスタントコーヒー粉末。
    
    

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