KR101751077B1 - 포밍 커피 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 커피 조성물을 응집시키는 단계를 포함하며, 커피 조성물 중량의 대부분이 포밍 (foaming) 가용성 커피의 입자로 이루어지고, 여기서 상기 포밍 가용성 커피 입자의 적어도 일부는 그의 응집화 이전에 밀링되지 않는, 응집화 포밍 커피 조성물의 형성 방법이 기재된다.

Description

포밍 커피 조성물 {FOAMING COFFEE COMPOSITIONS}

본 발명은 포밍 (foaming) 커피 조성물에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 포밍 가용성 커피의 입자를 응집시킴으로써 형성되는 포밍 가용성 커피 조성물에 관한 것이다.

가용성 커피는 브루드 (brewed) 커피 음료를 쉽게 제공하는 능력 때문에 소비자에게 매력적이다. 가용성 커피는 커피 원두의 건조된 추출물이며, 고온의 물 (예를 들어, 온도가 약 60 ℃ 내지 약 100 ℃, 예를 들어 약 80 ℃인 물)과 접촉하면 용해되어 커피 음료를 형성한다.

전형적으로, 가용성 커피는 예로써 제공된 하기 방법으로 커피 원두로부터 수득된다. 먼저, 커피 원두 형태의 커피를 제공한다. 커피 원두 (종종 커피 체리라고도 함)는 코페아 (Coffea) 식물속에 속하는 식물의 종자로서 수확된다. 예를 들어, 아라비카 커피는 코페아 아라비카 (Coffea Arabica) 식물의 원두로부터 유래되고, 로부스타 커피는 코페아 카네포라 (Coffea canephora) 식물의 원두로부터 유래된다. 커피의 그 밖의 비제한적인 유형에는 브라질리안 커피, 및 코페아 리베리카 (Coffea liberica) 및 코페아 에슬리아카 (Coffea esliaca) 식물 유래의 커피가 포함된다. 각각의 유형의 커피 내에 많은 품종들이 존재하며, 각 품종은 예를 들어 커피의 지리적 기원을 나타낸다. 가용성 커피는 임의의 품종 또는 유형의 커피 또는 임의의 품종 및/또는 유형의 임의의 조합으로부터 유래될 수 있다.

커피를 로스팅(roasting)하기 전에, 커피 생두를 가공할 수 있다. 예를 들어, 카페인을 커피 생두로부터 제거할 수 있다. 적합한 탈카페인 공정은 원두를 가열된 커피 추출물로 처리하고, 물, 디클로로메탄, 에틸 아세테이트 또는 트리글리세리드와 같은 용매로 직접 또는 간접적으로 탈카페인시키고, 초임계 이산화탄소를 사용하여 추출하는 것을 포함한다. 또한, 로스팅 전에 다른 처리 단계, 예를 들어 커피 생두에 풍미-생성 화합물을 변화시키기 위한 처리를 수행할 수 있다.

그 후, 커피 생두를 로스팅한다. 로스팅은 당업계에 널리 공지되어 있다. 전형적으로, 로스팅은 생두의 색이 변할 때까지 생두를 가열하는 것을 포함한다. 로스팅하는데 사용하기에 적합한 장치에는 오븐 및 유동층이 포함된다.

로스팅의 정도는 로스팅된 커피 원두의 색으로 판단한다. 로스팅 등급에는 약배전 (light roast) (시나몬, 하프 시티, 라이트 및 뉴 잉글랜드), 중약배전 (라이트 아메리칸, 라이트 시티 및 웨스트 코스트), 중배전 (아메리칸, 브렉퍼스트, 브라운, 시티 및 미듐), 중강배전 (풀 시티, 라이트 프렌치 및 비엔나), 강배전 (애프터 디너, 콘티넨탈, 유러피안, 프렌치, 이탈리안 및 뉴 올리언스) 및 최강배전 (다크 프렌치 및 헤비)이 포함된다.

로스팅한 후, 커피를 처리하여, 예를 들어 그의 수화 수준을 증가 (또는 감소)시킬 수 있다. 또 다른 예에서는, 커피를 가공하여 에스프레소와 같은 독특한 풍미 특성을 반영시킬 수 있다.

로스팅한 후, 커피를 분쇄하여 커피 분쇄물을 생성한다. 분쇄 방법에는 버 (burr) 분쇄, 챠핑 (chopping), 파운딩 (pounding) 및 롤러 분쇄가 포함된다.

그 후, 커피 분쇄물을 고온의 물에 접촉시켜 커피 추출물을 커피 분쇄물로부터 추출할 수 있다. 그 후, 커피 추출물을, 예를 들어 약 15 내지 약 50 질량% 이상의 커피로 농축시킬 수 있다. 이어서 농축된 추출물을, 예를 들어 동결 건조 또는 분무 건조로 건조시킨다. 동결 건조 및 분무 건조의 방법은 당업계에 널리 공지되어 있다.

당업계에 공지된 방법으로 제조한 가용성 커피는 전형적으로 다공성 구조를 갖는 입자를 포함한다. 기공이 입자의 표면 위에 있거나 표면에 연결되어 있으면, 기공이 개방된 것으로 간주한다. 기공이 입자의 내부 상에 있고 입자의 표면에 연결되어 있지 않으면 이는 폐쇄 기공 또는 기포이다. 통상적 가용성 커피의 일부 유형, 특히 분무-건조된 커피는 일부 폐쇄 기공을 갖는 입자를 포함할 수 있다. 이러한 커피는 일부 경우에, 재용해되었을 때 음료의 표면 상에 폼의 얇은 층을 형성할 수 있다.

분쇄된 로스팅 커피의 물 추출물 또한, 컵에 따랐을 때 또는, 예를 들어 에스프레소 기계를 사용하여 분쇄된 로스팅 커피로부터 커피 음료를 제조했을 때, 그의 표면 상에 폼의 층을 형성할 수 있다. 이러한 폼은, 예를 들어 커피가 진짜 커피임을 소비자에게 재확인시킬 수 있으므로 소비자 수용도에 있어서 유리하다. 일부 소비자는 또한 분쇄된 로스팅 커피의 물 추출물의 폼에 의해 만들어지는 입안의 느낌을 즐긴다.

그러나, 통상적 가용성 커피에 의해 만들어질 수 있는 얇은 폼 막은 분쇄된 로스팅 커피의 물 추출물의 특징과는 다르다. 일부분은 전적으로 이러한 차이의 존재의 결과로서, 가용성 커피에 의해 만들어질 수 있는 폼은 소비자 수용도에 악영향을 주는데, 이는 신선하게 분쇄된 커피와 가용성 커피를 구별시키기 때문이다. 부가적으로, 폼의 실제 특성도 소비자 수용도를 추가로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, US 3426227호에는 가용성 커피의 폼이 어떻게, 커피의 천연 구성성분이거나 인스탄트 커피의 제조 도중에 생성된 불용성 재료의 "찌꺼기 (scum)"를 수반하는 보기 안 좋은 거품을 포함하는 경향을 갖는지 기재되어 있다. 폼 및 찌꺼기의 조합은 커피에 있어서 바람직하지 않은 구미를 당기지 않는 외관을 나타내는 것으로 일컬어진다. CA 670794호에는 이러한 폼이, 소비자들이 커피로부터 기대하는 유형의 폼, 즉 분쇄된 로스팅 커피의 물 추출물을 컵에 부었을 때 나타나는 폼과 어떻게 다른지 기재되어 있다.

통상적 가용성 커피를 재용해시킬 때 이러한 보기 안 좋은 폼이 형성되는 것을 방지하기 위해 많은 기술이 개발되었다. 예를 들어, CA 670794호에서는 커피가 고온의 물과 접촉할 때 폼의 외관을 변화시키기 위해 소량의 고급 지방산의 모노글리세리드를 도입하는 것이 제안된다. US 3436227호에서는 이러한 보기 안 좋은 폼의 외관을 감소시키기 위해 폼제거제의 사용이 제안된다.

US 3749378호는 가용성 커피가 보기 안 좋은 폼을 형성할 것으로 예상되는 예이다. 상기 특허에서, 커피의 다공성 성질을 사용하여 저밀도 커피를 제공한다.

그러나, 모든 가용성 커피에서 소비자 수용도에 나쁜 영향을 주는 폼이 생성되는 것은 아니다. 특히, EP 0839457호에서는 일부 유형의 가용성 커피에 의해 형성되는 폼이, 소비자들이 커피로부터 기대하는 유형의 폼, 즉 분쇄된 로스팅 커피의 물 추출물을 컵에 부었을 때 나타나는 폼과 다른 이유가, 가용성 커피는 큰 기포 및 작은 기포를 모두 함유하기 때문이라고 제안된다. 가용성 커피의 용해시, 큰 기포는 보다 큰 폼 셀을 생성하고 작은 기포는 보다 작은 폼 셀을 생성한다. 이렇게 되면 보다 작은 폼 셀이 보다 큰 폼 셀과 합쳐져 그 보다 더 큰 폼 셀을 생성한다. 보다 큰 폼 셀은 보다 쉽게 금방 터지므로, 적은 폼 부피 및 낮은 안정성을 초래한다.

EP 0839457호에서는 폼을 생성하며, 입자가 기체 기포 대부분이 10 ㎛ 이하이고 공극 공간의 근소한 일부에 10 ㎛ 초과의 기체 기포가 존재하는 내부 공극 공간으로 이루어진 마이크로구조를 갖도록 가용성 커피 중의 이러한 기포의 크기를 제어하여 소비자 수용도에 유리한 커피를 제공하는 것이 가능하다고 제안된다. EP 1627568호에서는 폼을 생성하며, 포밍 커피의 생산 동안 가압 기체로 폐쇄 기공을 채움으로써 소비자 수용도에 유리한 커피를 제공하는 것이 가능하다고 제안된다. 상기 포밍 커피의 예 둘 다, 분쇄된 로스팅 커피의 물 추출물에 의해 생성되는 폼의 유형 및 부피를 복제할 수 있으므로 그의 커피의 소비자 수용도를 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.

이와는 별도로, 가용성 커피의 응집 방법은 당업계에 공지되어 있다. 통상적 응집화 공정은 문헌 [Encyclopaedia of Food Science and Technology 1, p. 13-17 (1992)]에 기재되어 있다. 이러한 인정된 응집화 공정에서, 가용성 커피의 입자를 처음에 밀링하여 그의 크기를 감소시킨다. 문헌 [Powder Technology 86, p. 49-57 (1996)]에서 논의된 바와 같이, 이러한 밀링 공정은 때때로 건조 전-응집물 (pre-aggregate)로 지칭되는 입자의 헐거운 연합을 형성하기에 충분히 작은 입자를 생성하는 것으로 생각된다. 이러한 전-응집물은, 예를 들어 밀링 동안 및/또는 혼합 동안 입자의 마찰에 의한 하전에 의해 야기되는 정전기력에 의해 함께 고정되는 것으로 생각된다. 따라서, 응집화 이전에 입자 크기를 감소시켜, 가용성 커피의 개별 입자 서로간의 접촉을 유지하기 위하여 상기 개별 입자에서 충분한 입자 중량 대 표면 전하 / 표면 상호작용 비율이 가능하도록 한다.

밀링한 후, 밀링한 가용성 커피의 입자를 응집시킨다. 여러 다양한 형태의 응집화가 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 문헌 [Food Control 6, p. 95-100 (1995)]에 기재된 바와 같이, 응집화는 성장 응집화 또는 건조에 의한 응집화 (예를 들어, 분무-건조)를 통해 개별 입자를 압축시켜 달성할 수 있다.

전형적으로, 가용성 커피의 응집화는 습식 성장 응집화에 의해 수행한다. 이는 가용성 커피 입자의 표면을 결합제 액체, 예컨대 물에 노출시키는 단계를 포함한다. 결합제 액체는 또한 그의 기체 형태, 예를 들어 제트 응집화에서 수행되는 바와 같이 스팀으로 제공될 수 있다. 스팀을 사용할 경우, 스팀은 커피 입자와 접촉시 액체 형태로 응축될 수 있다. 액체 결합제는 개별 입자 사이에 액체 가교를 형성한다. 그 후, 액체 결합제를 건조시켜 고체 형태의 결합제를 포함하는 고체 가교를 형성하고; 대안적으로 또는 부가적으로, 액체 결합제는 가용성 커피의 일부를 용해시킬 수 있으며, 이 경우 결합제 액체의 건조시에 형성된 고체 가교는 가용성 커피 자체를 포함한다. 또한, 제트 응집화와 같은 공정에서, 단순히 가용성 커피의 표면을 연화시키기 위해 스팀을 사용하여 개별 가용성 커피 입자가 서로 부착되도록 하는 것이 가능하다.

이러한 밀링 공정에 후속하여 응집화를 수행하여 응집화 커피 조성물을 형성하는 예에는, 다음이 포함된다: US 3554760호 (제너럴 푸즈 코포레이션; General Foods Corporation), US 3514300호 (아피코 에스.에이.; Afico S.A.), US 4724620호 (네스텍 에스.에이.; Nestec S.A.), US 3227558호 (제너럴 푸즈 코포레이션), US 4594256호 (제너럴 푸즈 코포레이션), US 3767419호 (제너럴 푸즈 코포레이션), US 3716373호 (로데스; Rhodes), US 3821430호 (제너럴 푸즈 코포레이션), US 3740232호 (제너럴 푸즈 리미티드; General Foods Ltd), US 3729327호 (제너럴 푸즈 코포레이션), US 3695165호 (제너럴 푸즈 코포레이션) 및 US 3485637호 (제너럴 푸즈 코포레이션).

본 발명의 개요

본 발명은, 커피 조성물을 응집시키는 단계를 포함하며, 커피 조성물 중량의 대부분이 포밍 가용성 커피의 입자로 이루어지고, 여기서 상기 포밍 커피의 내부 구조가 실질적으로 보존되는, 응집화 포밍 커피 조성물의 형성 방법을 제공한다. 예를 들어, 포밍 가용성 커피 입자의 적어도 일부는 그의 응집화 이전에 밀링되지 않을 수 있다.

본 발명은 상기 방법으로 제조되는 응집화 커피 조성물을 추가로 제공한다.

본 발명은 조성물의 50 중량% 이상이 포밍 가용성 커피로 이루어지며, 여기서 (i) 정량적 인-컵 (in-cup) 폼 시험을 이용했을 때 조성물이 1분 후에 2.0 ㎤ 이상의 폼 부피를 나타내고/나타내거나; (ii) 정량적 인-컵 폼 시험을 이용했을 때 조성물이 10분 후에 0.7 ㎤ 이상의 폼 부피를 나타내고/나타내거나; (iii) 조성물이 나타내는 10분 후의 폼 부피가, 1분 후에 존재하는 폼 부피의 40% 이상이고/이거나; (iv) 조성물이 0.3 ㎤/g 초과의 폐쇄 기공 부피를 갖는

응집화 포밍 커피 조성물을 추가로 제공한다.

발명의 상세한 설명

본 발명은 응집화 포밍 커피의 형성에 관한 것이다.

과거에는, 포밍 커피가 비-응집된 형태로 제공되었다. 그러나, 본 출원의 발명자는 일부 소비자에게는 응집된 형태의 커피를 제공하는 것이 유리할 수 있을 것으로 인지하였다.

본 발명자는 따라서 당업계의 표준 응집화 기술을 포밍 커피의 응집화에 적용하였다. 특히, 본 발명자는 포밍 커피를 밀링한 후 당업계에 공지된 기술을 이용하여 응집화시켰다.

그러나, 본 발명자가 표준 응집화 기술을 따랐을 때, 비-응집화 커피의 포밍 능력과 비교하여 응집화 커피의 포밍 능력이 유의하게 감소되었다는 것을 확인하였다. 부가적으로, 본 발명자는 응집화 커피에 의해 생성되는 폼의 특징이 신선한 브루드 커피와 연관된 폼의 특징을 낮은 정도로 복제한다는 것을 확인하였다.

그 후, 본 발명자는 포밍 커피의 내부 구조가 실질적으로 보존되도록 응집화를 수행할 경우 (예를 들어, 밀링 단계 없이 응집화하여), 응집화 커피의 포밍 능력 및 포밍의 특징이 놀라울 정도로 유지될 수 있다는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 포밍 커피의 내부 구조의 적어도 일부가 응집화 동안에 보존되는, 포밍 가용성 커피의 입자를 응집시키는 단계를 포함하는 응집화 포밍 커피의 형성 방법을 제공한다. 예를 들어, 바람직하게는 포밍 가용성 커피 입자의 적어도 일부는 그의 응집화 이전에 밀링되지 않는다. 밀링 단계를 생략하는 것은 또한 생성된 응집화 커피의 용해도를 개선시키는 것으로 확인되었다.

이론에 얽매이지 않길 바라며, 본 발명자는 포밍 커피의 내부 구조가 커피의 포밍 특성에 중요하다는 것을 인지하였다. 특히, 내부 구조는 기체가 포함된 폐쇄 기공을 포함한다. 용해시, 생성된 폼의 특징은 포밍 커피의 건조 입자의 내부 구조에 좌우된다. 본 발명자는 인정된 응집화 기술의 일부로서 수행하는 밀링 및 분쇄는, 포밍 커피의 내부 구조를 커피의 포밍 능력 및 포밍 특징 모두에 나쁜 영향을 주는 정도로 혼란시킨다는 것을 확인하였다.

부가적으로, 본 발명자는 응집화가 포밍을 야기하는 폐쇄 기공 구조를 계속 유지하면서, 응집화 커피의 입자 내의 개방 기공의 형성을 초래할 수 있음을 인지하였다. 따라서, 포밍 커피의 응집화는 유의적인 정도의 포밍 능력을 보유할 뿐만 아니라, 또한 고온의 물을 이용한 재구성시 용이하게 용해되는 능력을 보유하는 응집화 커피를 초래할 수 있다. 본 발명자는 본원에 기재된 응집 방법으로 열 및 수분에의 포밍 커피의 노출을 제어함으로써 상기 결과를 바람직하게 야기할 수 있음을 확인하였다.

"응집화"는 조성물 중의 개별 입자를 조합하여 보다 큰 입자를 형성하는 공정을 지칭한다. 전형적으로, 보다 큰 입자를 구성하는 개별 입자는 여전히 식별가능하지만 응집물 중의 다른 개별 입자와 함께 고정되어 응집물이 단일 입자로 유지된다. 예를 들어, 집괴를 구성하는 개별 입자는 고체 가교에 의해 함께 고정될 수 있다. 전형적으로, 이러한 가교의 인장 강도는 개별 입자의 것과 동일한 정도의 강도이다. 예를 들어, 집괴의 파괴 강도는 개별 입자의 인장 강도의 적어도 약 1/10, 예를 들어 개별 입자의 파괴 강도의 약 1/4 내지 약 1배일 수 있다.

상기 기술한 바와 같이, 당업계에서 인정된 응집화 기술은 입자 크기를 감소시켜 "전-응집물"의 형성을 촉진하기 위하여 응집화를 수행하기 전에 "밀링" 단계를 포함한다. 밀링은 당업계에서 조성물 중의 개별 입자의 크기를 감소시키는 공정을 지칭한다. 예를 들어, 밀링 공정은 조성물의 평균 입자 크기의 감소를 포함할 수 있다. 평균 입자 크기는 회절 분광기를 사용하여 측정할 수 있다. 예를 들어, 통상적 밀링 기술은 50% 이상, 예를 들어 50% 내지 90%의 평균 입자 크기 감소를 포함할 수 있다.

입자 크기를 감소시키는 기술은 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 분쇄하여 가용성 커피의 입자 크기를 감소시키는 것으로 공지되어 있다.

평균 입자 크기를 측정하기 위한 적합한 회절 분광기의 예는 실내 온도 (20 ℃) 및 압력 (1atm)에서의 심파텍 헬로스/엘에이레이저 (Sympatec Helos/LAlaser) 회절 분광기이다. 이러한 분광기로부터의 출력 데이터는, 크기 분포 (수 대 크기)의 표로 제공되며 이로부터 수평균 입자 크기를 계산할 수 있다.

본 발명의 "포밍 커피"는 분쇄된 로스팅 커피의 물 추출물을 컵에 부을 때 생성되는 폼을 모방하는 커피를 지칭한다.

예를 들어, 본 발명의 포밍 커피는 많은 양의 폼 및 보다 미세한 기포를 갖는 폼을 생성할 수 있으며, 따라서 소비자 수용도에 나쁜 영향을 주는 가용성 커피에 의해 생성되는 폼 보다 오래 지속된다.

커피의 폼이 생성되는 정도는 정량적 인-컵 폼 시험으로 측정할 수 있다. 이 시험은 재구성시 조성물에 의해 생성되는 폼의 양을 측정한다. 이러한 방법에서, 시험할 1.8 g의 조성물을 20 ℃에서 직경 25 ㎜ 및 높이 250 ㎜의 100 ㎤ 원통형 유리 측정 실리더에 넣어 칭량한 후, 여기에 70 ㎤의 80 ℃ 물을 비커로부터 약 5초에 걸쳐 측정 실리더의 상부에서 깔때기를 통해 부었다. 사용한 깔때기는 내부 직경이 5 ㎜이고 길이가 50 ㎜인 관형 부분에 연결된 밑면 직경이 50 ㎜이고 높이가 40 ㎜인 원뿔 부분으로 구성된 것이다. 깔때기는 조성물을 재구성하는데 사용되는 물의 첨가를 제어한다. 재구성시 조성물에 의해 생성되는 폼 부피는 1분 및 10분의 간격으로 기록한다. 모든 측정은 2회씩 실시한다.

따라서, 예를 들어, 본 발명의 포밍 커피 (출발 재료로 사용된 포밍 커피 또는 응집화 커피 생성물의 입자 모두)는 하기 특성 중 하나 이상을 지닐 수 있다.

1. 정량적 인-컵 폼 시험을 이용했을 때, 커피는 1분 후에 2.0 ㎤ 이상, 예를 들어 1분 후 2.5 ㎤ 내지 10.0 ㎤, 더 바람직하게는 3.0 ㎤ 내지 6.0 ㎤의 폼 부피를 나타낼 수 있다. 1분에 걸친 이러한 수준의 포밍은 소비자 수용도의 관점에서 유리할 수 있으며, 소비자 수용도에 나쁜 영향을 주는 폼을 생성하는 가용성 커피보다 많을 수 있다.

2. 정량적 인-컵 폼 시험을 이용했을 때, 커피는 10분 후에 0.7 ㎤ 이상, 예를 들어 10분 후 1.0 ㎤ 내지 8.0 ㎤, 더 바람직하게는 1.5 ㎤ 내지 5 ㎤의 폼 부피를 나타낼 수 있다. 10분 후에 남아있는 이러한 양의 폼은 소비자 수용도의 관점에서 유리할 수 있으며, 소비자 수용도에 나쁜 영향을 주는 폼을 생성하는 커피보다 많을 수 있다.

3. 커피는 1분 후에 존재하는 폼 부피의 40% 이상, 예컨대 40% 내지 100%인 10분 후의 폼 부피를 지닐 수 있다. 더 바람직하게는, 10분 후의 폼 부피는 50% 내지 90%, 예컨대 60% 내지 75%이다. 따라서, 바람직하게는 본 발명의 포밍 커피에 의해 생성된 폼은 시간이 지남에 따라 감소되지만, 소비자 수용도에 있어서 여전히 유리한 수준으로 유지된다. 이러한 수준의 폼의 보유율은 소비자 수용도에 나쁜 영향을 주는 폼을 생성하는 가용성 커피의 경우보다 클 수 있다.

4. 커피는 0.3 ㎤/g 초과, 예를 들어 0.5 내지 3.0 ㎤/g, 예를 들어 0.75 ㎤/g 내지 1.5 ㎤/g, 예컨대 약 1.0 ㎤/g의 폐쇄 기공 부피를 지닐 수 있다.

본 발명의 커피는, 예를 들어 특성 1 내지 3 (즉, 폼 부피 보유율) 중 하나 이상을 지닐 수 있으며, 또한 다른 3가지 조건, 예를 들어, 특성 1, 2 및 4; 특성 1, 3 및 4; 또는 특성 2, 3 및 4 중 하나 이상을 지닐 수도 있다. 예를 들어, 커피는 특성 1, 3 및 4를 지닐 수 있다. 바람직하게는, 커피는 4개의 특성 모두를 지닌다.

비교로서, 이러한 시험으로 측정한 시판되는 동결 건조된 커피는 전형적으로 1분 후에 단지 1.5 ㎤의 폼 부피를 지녔으며, 10분 후에는 단지 0.5 ㎤의 폼 부피로 감소하였다. 따라서, 통상적 가용성 커피는 1분 후와 비교하여 10분 후에 오직 33%의 폼의 보유율을 나타낸다.

포밍 커피는 또한 통상적 커피보다 큰 폐쇄 기공 부피를 갖는 경향이 있다. 예를 들어, 통상적 가용성 커피는 약 0.05 ㎤/g의 폐쇄 기공 부피를 가질 수 있다. 즉, 입자 내의 폐쇄 기공의 총 부피는, 하기되는 바와 같이, 커피 입자 그램 당 약 0.05 ㎤이다. 대조적으로, 본 발명의 포밍 커피는 바람직하게는 약 0.3 ㎤/g 이상, 예컨대 0.5 ㎤/g 내지 3.0 ㎤/g, 예를 들어 0.75 ㎤/g 내지 1.5 ㎤/g, 예컨대 약 1.0 ㎤/g의 폐쇄 기공 부피를 갖는다.

폐쇄 기공 부피는 먼저 헬륨 비중병 (마이크로메리틱스 아큐피크 (Micromeritics AccuPyc) 1330)을 사용하여 분말 또는 과립의 칭량된 양의 부피를 측정하고 중량을 부피로 나누어 재료의 골격 밀도 (g/㎤)를 측정하여 측정할 수 있다. 골격 밀도는 입자 중에 존재하는 대기에 대해서 봉인된 모든 기공의 부피는 포함하고, 입자 사이의 빈틈 부피 및 입자 중에 존재하는 대기 중에 개방된 모든 기공은 제외한 밀도의 척도이다. 봉인된 기공의 부피 (본원에서는 폐쇄 기공 부피로 지칭됨) 역시 내부 (폐쇄) 기공을 제거하거나 대기 중으로 개방하기 위하여 절구 공이로 분쇄 한 후, 분말 또는 과립의 골격 밀도를 측정하여 유도된다. 이러한 유형의 골격 밀도 (본원에서는 참 밀도 (g/㎤)로 지칭됨)는 분말 또는 과립을 포함하는 고체 물질만의 실제 밀도이다. 폐쇄 기공 부피 (㎤/g)는 역 (reciprocal) 골격 밀도 (㎤/g)에서 역 참 밀도 (㎤/g)를 빼서 결정한다. 임의로 폐쇄 기공 부피는 또한 분말 또는 과립을 포함하는 입자 안에 포함된 폐쇄 기공 부피의 부피 백분율로 표현할 수 있다. 백분율 폐쇄 기공 부피는 역 골격 밀도 (㎤/g)로부터 역 참 밀도 (㎤/g)를 뺀 후, 그 차이에 골격 밀도 및 100%를 곱하여 결정한다.

본 발명의 방법에서 사용되는 포밍 커피 입자는 가용성 커피로 만들어진다. 가용성 커피 입자는, 예를 들어 분무-건조된 가용성 커피 입자 및/또는 동결 건조된 가용성 커피 입자일 수 있다.

응집화 포밍 커피의 입자가 커피 조성물 안에 함유된다. 커피 조성물의 대부분은 (중량의 관점에서) 포밍 커피의 입자로 이루어진다.

바람직하게는, 커피 조성물은 약 55 중량% 이상의 포밍 커피의 입자를 함유한다. 더 바람직하게는, 커피 조성물은 약 60 중량% 내지 약 100 중량%, 예를 들어 약 80 중량% 이상, 예컨대 약 100 중량%의 포밍 커피의 입자를 함유한다. 특히, 응집물의 포밍 능력 및 특징은 커피 조성물 중의 포밍 커피 입자의 비율이 증가함에 따라 더욱 두드러진다. 예를 들어, 커피 조성물은 실질적으로 포밍 커피의 입자만을 함유할 수도 있다.

그러나, 커피 조성물은 50 중량% 이상의 포밍 커피의 입자 이외에 부가적 성분을 함유할 수 있다. 이러한 성분에는, 예를 들어 차 추출물, 유제품, 감미료 및 영양 보충제 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 부가적인 임의적 성분에는, 예를 들어 천연 및/또는 인공 감미료, 유화제, 안정화제, 증점제, 유동화제, 색소, 향료, 아로마 등이 포함된다. 커피 조성물은 또한 비-포밍 커피, 예를 들어 비-포밍 가용성 커피를 함유할 수 있다.

"차 추출물"은 전형적으로 차를 용매, 예를 들어 물로 추출하여 수득한다. "유제품"은 하나 이상의 유 단백질, 예컨대 소 공급원으로부터 유래된 단백질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유제품은 크리머 (creamer) 또는 화이트너 (whitener)일 수 있다. 비-유제품 크리머 또한 사용할 수 있다. "영양 보충제" (또는 식이 보충제)는 식이를 보충하기 위한 제품이다. 예를 들어, 식이 보충제는 1994년의 미국 식이보충제 건강교육법에 따라 분류될 수 있다. 식이 보충제에는 미네랄, 식이 섬유, 생화학적 전구체 및 식물 스테롤이 포함된다.

인공 감미료에는 사카린, 시클라메이트, 아세설팜, L-아스파틸 기재 감미료, 예컨대 아스파탐 및 이의 혼합물이 포함된다. 유화제에는 모노글리세리드, 디글리세리드, 레시틴, 모노-디글리세리드의 디아세틸 타르타르산 에스테르 (DATEM), 스테아로일 락틸레이트, 식용 변성 전분, 폴리소르베이트, PGA, 수크로스 에스테르 및 이의 혼합물이 포함된다. 안정화제에는 디칼륨 포스페이트 및 나트륨 시트레이트가 포함된다. 유동화제에는, 예를 들어, 나트륨 실리카 알루미네이트, 이산화규소 및 트리-칼슘 포스페이트가 포함된다.

포밍 커피의 입자는 밀링하지 않는 한편, 커피 조성물을 구성하는 다른 입자는 밀링하여 그의 응집 유효성을 증가시킬 수 있음을 주지해야 한다.

커피 조성물에 함유된 적어도 일부의 포밍 커피의 입자는 밀링되지 않았다. 더 바람직하게는, 약 50 중량% 내지 약 100 중량%의 포밍 커피의 입자는 밀링되지 않았다. 더 바람직하게는, 약 80 중량% 내지 약 100 중량%의 포밍 커피의 입자가 밀링되지 않았으며, 예를 들어 약 90 중량% 이상, 예컨대 약 100 중량%이 밀링되지 않았다. 특히, 커피 조성물 중의 밀링되지 않은 포밍 커피 입자의 비율이 증가함에 따라 응집물의 포밍 능력 및 특징이 더욱 두드러진다. 예를 들어, 커피 조성물은 실질적으로 포밍 커피의 입자만을 함유할 수도 있다.

따라서 본 발명은, 커피 조성물을 응집시키는 단계를 포함하며, 커피 조성물 중량의 대부분이 포밍 가용성 커피의 입자로 이루어지고, 여기서 상기 포밍 가용성 커피의 입자가 그의 응집화 이전에 밀링되지 않는, 응집화 포밍 커피의 형성 방법을 제공할 수 있다.

포밍 커피 입자는 커피 추출물로만 만들어질 수 있거나, 포밍 커피 입자는 커피 추출물 및 부가적 성분을 함유할 수 있다. 예를 들어, 부가적 성분은 추출물을 건조시켜 가용성 커피를 형성하기 전에 액체 커피 추출물 중에 용해시킬 수 있다.

바람직하게는, 포밍 커피 입자는 약 50 중량% 이상의 커피 추출물 (즉, 커피 원두의 추출로부터 유래된 추출물)을 포함한다. 더 바람직하게는, 포밍 커피 입자는 약 70 중량% 내지 약 100 중량%, 예를 들어 90 중량% 이상, 보다 더 바람직하게는 약 100 중량% 이상의 커피 추출물을 포함한다.

포밍 커피 입자 중에 함유될 수 있는 부가적 성분에는 탄수화물, 단백질 및/또는 이의 혼합물이 포함된다. 포밍 성분은 임의로 탄수화물 및/또는 단백질에 부가적으로 또는 이와는 별도로 분산된 지방을 포함할 수 있다.

탄수화물의 예에는, 예를 들어 당 (예컨대, 글루코스, 프럭토스, 수크로스, 락토스, 만노스 및 말토스), 다가 알콜 (예컨대, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 폴리글리세롤 및 폴리에틸렌 글리콜), 당 알콜 (예컨대, 소르비톨, 만니톨, 말티톨, 락티톨, 에리트리톨 및 자일리톨), 올리고당류, 다당류, 전분 가수분해 생성물 (예컨대, 말토덱스트린, 글루코스 시럽, 옥수수 시럽, 고-말토스 시럽 및 고-프럭토스 시럽), 검 (예컨대, 잔탄, 알기네이트, 카라기난, 구아, 겔란, 로커스트 콩 및 가수분해 검), 가용성 섬유 (예컨대, 이눌린, 가수분해 구아 검 및 폴리덱스트로스), 개질 전분 (예컨대, 물 중에 가용성이거나 분산성인 물리적 또는 화학적 개질 전분), 개질 셀룰로스 (예컨대, 메틸셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스 및 히드록시프로필메틸 셀룰로스) 및/또는 이의 혼합물.

단백질의 예에는, 예를 들어, 우유 단백질, 대두 단백질, 계란 단백질, 젤라틴, 콜라겐, 밀 단백질, 가수분해 단백질 (예컨대, 가수분해 젤라틴, 가수분해 콜라겐, 가수분해 카제인, 가수분해 유장 단백질, 가수분해 우유 단백질, 가수분해 대두 단백질, 가수분해 계란 단백질, 가수분해 밀 단백질 및 아미노산) 및/또는 이의 혼합물이 포함된다.

지방의 예에는, 예를 들어, 지방, 오일, 수소화 오일, 에스테르교환 오일, 인지질 및 식물, 유제품 또는 동물 공급원으로부터 유래된 지방산, 및 이의 분획 또는 혼합물이 포함된다. 지방은 또한 왁스, 스테롤, 스태놀, 테르핀 및 이의 분획 또는 혼합물로부터 선택될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용되는 포밍 커피 입자는, 기체 기포 대부분이 10 ㎛ 이하이고 공극 공간의 근소한 일부에 10 ㎛ 초과의 기체 기포가 존재하는 내부 공극 공간을 포함하도록 마이크로구조가 제어된 입자이다. 바람직하게는, 75% 이상, 가장 바람직하게는 90% 이상의 기체 기포가 10 ㎛ 이하의 크기이다. 바람직하게는 대부분의 기체 기포는 5 ㎛ 이하의 크기이다. 따라서, 고온의 물로 재구성시 안정한 에스프레소-유형 폼의 층이 있는 커피 생성물이 생성될 수 있다.

따라서 본 발명자는, 이러한 커피에 있어서, 공지된 응집화 공정 밀링은 폐쇄 기공의 수 및 크기 분포에 악영향을 주어 커피의 포밍 능력 및 특징에 악영향을 줌을 확인하였다.

이러한 포밍 커피를 제조하는 적합한 방법 및 생성된 가용성 커피의 특성은 EP 0839457호에 기재되어 있으며, 이의 내용은 참고문헌으로 본원에 도입된다.

폐쇄 기공을 제어하는 것과는 별도로 또는 이에 부가적으로, 본 발명에 사용되는 포밍 커피 입자는 가압 기체가 채워진 폐쇄 기공을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 포밍 커피 입자에는 가압 기체가 채워진 복수개의 폐쇄 기공이 제공된다. 바람직하게는 기체는 초대기압이다.

용어 '가압 기체'는 또한 갇힌 유체가 초임계 상태인 온도 및 압력에서의, 또는 입자의 폐쇄 기공 내의 승압 조건에서 갇힌 기체 또는 유체의 적어도 일부가 액체 형태인 갇힌 기체 또는 유체를 지칭한다. 갇힌 가압 기체를 함유하는 포밍 커피 입자는 특허 출원 US 20060040038 A1호 및/또는 US 20080160139 A1호에 기재된 기술에 따라 제조할 수 있으며, 이의 내용은 참고문헌으로 본원에 도입된다.

본질적으로, 상기 방법은 (a) 건조된 가용성 커피를 충분한 압력하에서 가열하여, 기체를 건조된 가용성 커피의 내부 기공 안으로 강제하는 단계; (b) 가열한 건조된 가용성 커피를 냉각시키는 단계; 및 (c) 냉각된 커피를 감압시키는 단계 (여기서 감압시킨 냉각된 커피는 가압 기체가 채워진 기공을 가짐)를 포함한다. 가열은 바람직하게는 40 ℃ 내지 130 ℃ 범위에서 이루어진다. 압력은 바람직하게는 가압 질소 기체 100 (6.8bar) 내지 2000psi (130bar) 범위이며, 보다 높은 압력 및/또는 대안적 기체/초임계 유체 또한 사용할 수 있다.

본 발명자는 포밍 커피의 내부 구조가 실질적으로 보존되는 포밍 가용성 커피를 위한 다른 응집화 방법을 연구하였다. 이러한 조사를 하는 동안, 본 발명자는 실질적으로 건식인 응집화 방법이 유리함을 확인하였다.

이론에 얽매이지 않길 바라며, 본 발명자는, 때때로 커피 입자가 유리 전이를 통과하고 점성이 되어 서로 부착됨으로써 응집화가 야기된다는 것을 인지하였다. 가용성 커피의 유리 전이를 통과하는 전이는 온도의 증가 및/또는 가용성 커피의 수분 함량의 증가에 의해 야기될 수 있다. 그러나 이와 동시에, 본 발명자는 가용성 커피가 그의 유리 전이를 통과함에 따라, 커피의 상태가 변화하고 가소성이 되어 재료의 흐름을 촉진시키므로 폐쇄 기공의 유착이 발생할 수 있음을 확인하였다. 본 발명자는 응집화 동안의 이러한 효과가 생성된 응집화 커피의 포밍 특성에 나쁜 영향을 주는 내부 구조의 일부 손실을 초래할 수 있음을 확인하였다. 따라서, 포밍 커피의 내부 구조는, 포밍 커피의 온도 및 수분 함량의 조합이 커피가 유리 전이를 통과하기 위해 필요한 조건을 초과하는 경우에 혼란스러워질 수 있다.

본 발명자는 또한 입자의 내부 구조의 실질적인 파괴없이 입자의 표면이 서로 결합하여 강하게 응집화 입자를 형성하도록 입자의 열 및 수분에 대한 노출을 제어함으로써, 포밍 응집화 커피를 생성하기에 충분한 입자의 내부 구조가 응집화를 통과하여 실질적으로 유지될 수 있다는 것을 확인하였다.

응집될 포밍 가용성 커피의 적어도 일부가 가압 기체를 함유하는 가용성 커피 입자를 포함하는 경우, 본 발명자는 가압 기체를 함유하는 입자가 그의 갇힌 기체의 적어도 일부를 유지하면서 응집물 구조 안으로 도입되어 그의 포밍 성능의 상당한 정도를 유지할 수 있으며, 이는 따라서 응집화 생성물의 포밍 성능을 증강시킬 수 있음을 확인하였다. 이는 바람직하게는 입자의 Tg (유리 전이 온도)가 응집될 분말 중의 다른 포밍 또는 비-포밍 입자 보다 실질적으로 높아지도록, 가압 기체를 함유하는 이러한 입자의 예비-건조에 의해 달성된다. 따라서 응집화 단계는 응집될 분말의 전부가 아닌 단지 일부의 Tg 보다 높은 온도에서 수행할 수 있다. 이는, 만약 이러한 입자가 그의 Tg 보다 높은 온도로 가열되면 보통 발생되는 이러한 입자로부터의 가압 기체의 상당한 손실 없이, 그의 Tg 보다 높은 온도로 가열된 분말 입자가 응집되도록 하여 가압 기체를 함유하는 보다 더 건조한 입자를 가둘 수 있는 구조를 형성하도록 하는 것으로 생각된다. 예비-건조는 바람직하게는 입자의 수분 함량을 입자 중량에 대해 2% 미만, 바람직하게는 1% 미만, 가장 바람직하게는 0.5% 미만의 물로 감소시킨다.

따라서 본 발명은, 커피 조성물을 응집시키는 단계를 포함하며, 커피 조성물 중량의 대부분이 포밍 가용성 커피의 입자로 이루어지고, 여기서 상기 커피 조성물을 응집시키는 단계가 건식 응집화 공정인, 응집화 포밍 커피 조성물의 형성 방법을 제공할 수 있다.

응집화의 비-재습윤 방법으로도 지칭될 수 있는 응집화의 건식 방법은, 액체 또는 기체성 결합제의 사용을 포함하지 않는 방법이다. 예를 들어, 상기 방법은 커피 조성물의 응집화를 야기하기 위하여 응집되는 커피 조성물에 물 및/또는 스팀을 실질적으로 부가하지 않는 것을 포함할 수 있다. 응집화 동안 커피 조성물의 수화 단계를 유지하기 위하여 응집화 동안, 예를 들어 대기 중에 소량의 수분이 존재할 수 있음을 주지해야 한다.

특히, 본 발명자는 커피의 수분 함량을 실질적으로 변화시키지 않고, 특히 증가시키지 않는 방법이 유리할 수 있음을 확인하였다. 건식 응집화의 한 바람직한 방법은, 커피 조성물이 응집물을 형성하는 온도로 커피 조성물을 가열하는 것이다.

이론에 얽매이지 않길 바라며, 본 발명자는, 커피 조성물의 수분 함량이 응집화 동안 증가한다면 커피 조성물의 유리 전이 온도가 감소함을 인지하였다. 부가적으로, 만약 커피 조성물이 그의 유리 전이 온도에 근접하거나 이를 초과하는 온도에 긴 시간 동안 노출된다면, 포밍 커피의 내부 구조가 재배열되어, 그의 포밍 용량을 감소시키고/시키거나 그것이 생성하는 폼의 품질을 저하시킬 수 있다.

부가적으로, 갇힌 가압 기체를 함유하는 입체가 존재하는 경우, 커피 입자에 의한 수분 흡수로 인하여 가압 기체의 손실이 또한 발생할 수 있다. 따라서, 응집화의 습식 방법에 의해 생성된 응집물이, 예를 들어 임의의 후속 가열 단계 동안 또는 후속 저장 단계 동안 그의 포밍 특성이 더 쉽게 열화될 수 있는 것으로 고려된다.

응집화를 위한 가열 단계 자체는 포밍 가용성 커피 입자의 유리 전이 온도에서 또는 이를 초과하는 온도에서 수행할 수 있다. 상기한 바와 같이, 유리 전이 온도를 초과하여 가열하면 조성물의 포밍 특성에 영향을 줄 수 있다. 그러나, 응집화를 생성하는데 필요한 짧은 시간은 조성물의 포밍 특성에 실질적으로 영향을 주지 않기에 충분히 짧을 수 있다.

예를 들어, 커피 조성물의 층이 적재된 순환 벨트 또는 트레이의 어레이 상에서 조성물을 가열함으로써, 가열 시간 및 조건을 신중하게 제어하여, 커피 조성물의 포밍 특성이 실제 응집화 공정 동안에 유지될 수 있다. 가열 단계를 위한 적합한 장비에는, 예를 들어 포름쿡 에이비 (Formcook AB; 스웨덴 헬싱보리 소재) 또는 베리에프 이노바티프 게엠베하 앤 컴퍼니 카게 (Berief Innovativ GmbH & Co. KG; 독일 웨이더슬로-디에스테데 소재)로부터 공급되는 접촉 쿠커가 포함된다.

응집화에 걸리는 시간은 제공된 층의 두께에 좌우되며, 예를 들어 2분 내지 30분으로 가변적일 수 있다. 예를 들어, 2 내지 50 ㎜의 층이 가열 전에 제공될 수 있다. 이러한 공정으로 재료의 케이크를 형성할 수 있으며, 이는 과립형 재료로 붕해될 수 있다. 붕해는 포밍 커피의 내부 구조를 혼란시키지 않도록 세심한 조건하에서 수행할 수 있다.

부가적으로, 가열은 바람직하게는, 예를 들어 커피의 층을 함유하는 순환 벨트 또는 트레이의 어레이와 접촉되는 가열 요소를 사용하여 전도에 의해 제공된다. 이론에 얽매이지 않길 바라며, 본 발명자는 전도를 통한 가열은 커피 입자의 표면 층이 커피 입자의 내부 층보다 먼저 가열되는 결과를 초래할 수 있음을 확인하였다. 따라서, 표면 층은 그의 유리 전이 온도를 통과할 수 있는데 반하여, 내부 층은 커피의 유리 전이 온도 미만으로 유지되거나, 표면과 비교하여 느린 속도로 커피의 유리 전이를 통과할 수 있다. 따라서, 표면 층의 내부 구조의 일부 손실이 있을 수 있지만, 표면 층을 제외한 모든 내부 구조는 실질적으로 보존될 수 있다. 본 발명자는 이러한 배열이 응집화 동안 포밍 특성의 성공적인 보유를 야기하면서, 동시에 개별 커피 입자가 응집되도록 함을 확인하였다.

예를 들어, 가열 단계는 커피 조성물의 유리 전이 온도보다 5 내지 50 ℃ 높은 온도에서 수행할 수 있다. 하한은 커피 조성물이 응집물의 인접 입자 사이에 강한 결합을 형성하기에 충분히 유체이도록 도울 수 있다. 상한은 응집화 동안 조성물의 포밍 특성의 분해를 방지할 수 있다. 예를 들어, 혼합물을 코팅 조성물의 유리 전이 온도보다 40 ℃ 이하, 예를 들어 30 ℃ 이하, 예컨대 20 ℃ 만큼 높은 온도에서 가열할 수 있다. 마찬가지로, 혼합물의 가열 하한은 코팅 조성물의 유리 전이 온도보다 10 ℃ 이상, 또는 15 ℃ 이상 만큼 높은 온도일 수 있다.

유리 전이 온도는 시차 주사 열량측정법 (DSC)을 이용하여 측정할 수 있다. DSC는, 예를 들어 퍼킨 엘머 (Perkin Elmer)로부터 수득가능한 기구, 예를 들어 그들의 '하이퍼 (Hyper) DSC 기계'를 사용하여 수행할 수 있다. 스캐닝을 수행할 수 있는 스캔 속도의 예는 2 ℃/분일 수 있다.

예를 들어, 커피 조성물은 응집화를 작용시키기 위해 60 내지 120 ℃, 예를 들어 90 내지 120 ℃ 범위의 온도에서 가열할 수 있다. 예를 들어, 커피 조성물이 층상 구조로 제공되고 가열 요소로 가열되어 케이크형 구조를 형성한다면, 가열 요소의 온도는 이러한 온도일 수 있다. 이는 커피 입자를 응집시키기 위해 커피 입자의 중심보다 우선해서 표면 층에 전도로 열을 전달하는 앞서 기재한 효과를 용이하게 할 수 있다.

응집화 단계는, 바람직하게는 출발 재료의 밀도와 동일한 정도 (즉, 출발 재료의 약 +/- 25% 이내)의 응집화 생성물의 밀도를 야기할 수 있는, 바람직하게는 압축 정도를 세심하게 제어할 수 있는 방법이다. 예를 들어, 압축 정도는 서로 일정한 거리로 설정된 두 평행 가열판 사이에서 균일한 높이의 커피 입자 층을 압축시킴으로써 제어할 수 있다. 커피 입자 층 높이와 가열판 사이의 거리의 비율은 압축 정도를 제어할 수 있도록 가변적일 수 있다. 이러한 비율은, 예를 들어 약 1:1 내지 약 2:1일 수 있다. 대안적 실시양태에서, 커피 자체의 중량 및 응집화가 수행되는 대기로부터의 모든 압력 이외의 외부 압력은 적용되지 않는다.

본 발명의 방법의 실제 생성물에 의하면, 상기 방법은 응집화 포밍 커피 조성물을 생성시킨다. 조성물을 밀링시키지 않아 (또는, 바람직한 측면에서 습식 응집화 공정에 노출시키지 않아) 그의 포밍 특성이 유지되었기 때문에, 응집화 커피의 포밍 특성은 출발 재료의 포밍 특성과 유사하다.

생성물은 응집화 커피의 개별 입자일 수 있거나 소비자에게 제공하기 전에 보다 작은 단위로 분할하거나 형성되고/되거나 붕해시킬 수 있는 케이크형 구조일 수 있다. 케이크형 구조는, 예를 들어 커피가 층으로 응집화 경우, 즉, 예를 들어 전도에 의해 가열된 경우에 제공될 수 있다. 케이크형 구조는 또한, 예를 들어 응집화 생성물의 모양 및/또는 크기를 제어하기 위하여 응집화 이전에 몰드에 커피를 충전하여 형성할 수 있다. 케이크형 구조는 또한 생성된 응집화 커피의 모양 및/또는 크기를 제어하는 방식으로 분할하거나 형성하여, 개별적으로 성형된 입자가 생성되도록 할 수 있다. 성형된 입자는 응집화 생성물의 요구되는 외관에 따라 균일 또는 비균일 모양 및/또는 크기의 것일 수 있다.

본 발명자는 또한 상기한 방법에 의한 응집화는 응집화 생성물 중에, 응집화 입자 사이에 3차원 채널로서 존재하는 상당수의 개방 기공을 생성할 수 있음을 확인하였다. 이러한 개방 기공이 재구성시 모세관 작용에 의해 과립 안으로 물을 끌어들여, 응집화 생성물이, 예를 들어 고온의 물과 재구성시 쉽게 용해되도록 하는 것으로 고려된다.

바람직하게는, 최종 조성물의 벌크 밀도는 0.16 내지 0.45 g/㎤, 바람직하게는 0.16 내지 0.30 g/㎤, 더 바람직하게는 0.19 내지 0.25 g/㎤, 보다 더 바람직하게는 0.20 내지 0.24 g/㎤이다. 겉보기 벌크 밀도는 일반적으로 0.17 내지 0.32 g/㎤, 바람직하게는 0.20 내지 0.26 g/㎤이다. 이는 표준 가용성 커피 조성물과 대략 동일하며, 그 결과 벌크 밀도의 이러한 범위는 소비자 수용도에 유리한데, 이는 소비자가 통상적 가용성 커피에 보통 사용되는 것과 동일한 양으로 조성물을 간단하게 사용할 수 있기 때문이다.

최종 조성물의 벌크 밀도 및 겉보기 밀도는 대략 표준 가용성 커피 조성물과 동일하지만, 최종 조성물의 골격 밀도는 표준 가용성 커피 조성물보다 전형적으로 낮은데, 이는 기체-충전된 폐쇄 기공에 기인한다. 예를 들어, 최종 조성물의 골격 밀도는 전형적으로 약 1.3 g/㎤ 미만, 예컨대 0.5 내지 1.1 g/㎤인 반면, 통상적 가용성 커피 과립의 골격 밀도는 전형적으로 약 1.4 g/㎤ 초과이다.

벌크 밀도 (g/㎤)는, 눈금 실린더에 깔때기를 통해 부었을 때 가용성 커피의 주어진 중량 (g)이 차지하는 부피 (㎤)를 측정하여 결정된다. 겉보기 밀도 (g/㎤)는 가용성 커피를 눈금 실린더에 붓고, 커피 생성물이 가라앉아 그의 최소 부피가 될 때까지 진동시키고, 부피를 기록하고, 생성물을 칭량하고, 중량을 부피로 나누어 결정된다. 골격 밀도 (g/㎤)는 헬륨 비중병 (마이크로메리틱스 아큐피크 1330)을 사용하여 칭량된 양의 가용성 커피의 부피를 측정하고 중량을 부피로 나누어 결정된다. 골격 밀도는 개별 가용성 커피 입자 중에 존재하는 대기에 대해서 봉인된 모든 기공의 부피는 포함하고, 커피 입자 사이의 빈틈 부피 및 개별 가용성 커피 입자 중에 존재하는 대기 중에 개방된 모든 기공은 제외한 커피 생성물 밀도의 척도이다.

본원에서 모든 측정은 달리 언급되지 않는 한 실온 (20 ℃) 및 1 대기압에서 측정한다.

실시예

이제 본 발명은 하기 비제한적 실시예를 참고로 설명될 것이다.

실시예 1

가압하에서 질소 기체를 액체 커피 추출물 안으로 주입한 후 액체 커피 추출물을 분무-건조시켜 복수개의 미세 폐쇄 기공을 갖는 분말을 생성함으로써, 포밍 분무-건조된 커피 분말의 양을 제조하였다.

폐쇄 기공 부피가 1.0 ㎤/g이고 벌크 밀도가 0.23 g/㎤인 100 g의 포밍 가용성 분무-건조된 커피 분말을 금속판에 펼치고, 분말을 밀봉된 용기 내의 다습한 환경에 노출시켜 응집시켰다. 다습한 환경은, 밀봉된 용기 내에 같이 넣은 제2 금속판 위에 대략 15 ℃ 온도의 물의 양을 넣어 만들었다.

다습한 환경 안에서 대략 24시간 후에, 포밍 분무-건조된 커피 입자는 응집되어 커피의 판상물이 형성되었다. 이러한 판상물을 제습기 내에 밤새 저장하여 커피의 수분 함량을 감소시켰다. 그 후, 수동으로 숟가락을 사용하여 2.8 ㎜ 체에 통과시켜 판상물을 부수어 건조된 판상물을 과립으로 부쉈다. 그 후, 생성된 과립을 수동으로 체쳐서 크기가 500 ㎛ 미만인 모든 재료 (비-응집된 입자 또는 과립화 동안 생성된 미세물 포함)를 제거하였다.

3 g의 생성된 응집화 인스탄트 커피 생성물을 내부 직경이 65 ㎜인 비이커 안에서 85 ℃의 물 200 ㎖와 재구성시켰을 때, 생성된 인스탄트 커피 음료의 전체 표면을 덮는 폼의 층이 생성되었다.

고온의 물 중에서 재구성되었을 때 커피는 훌륭한 용해도를 가지는 것이 추가로 주지되었으며, 특히 숟가락으로 약 2초 동안 교반한 후 용해되지 않은 입자가 남지 않았다.

포밍 응집화 인스탄트 커피 과립의 벌크 밀도는 0.23 g/㎤이고, 폐쇄 기공 부피는 0.35 ㎤/g이었다.

그 후, 포밍 응집화 인스탄트 커피 과립에 의해 생성된 폼의 양을 정량적 인-컵 폼 시험을 이용하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.

실시예 2

가압하에서 질소 기체를 액체 커피 추출물 안으로 주입한 후 액체 커피 추출물을 분무-건조시켜 복수개의 미세 폐쇄 기공을 갖는 분말을 생성함으로써, 포밍 분무-건조된 커피 분말의 추가적 양을 제조하였다.

이러한 포밍 분무-건조된 커피 분말의 추가적 양의 수분 함량은 약 3.5 중량% (습량 기준)이고, 폐쇄 기공 부피는 약 0.9 ㎤/g이고, 벌크 밀도는 약 22 g/㎤이고, 평균 입자 크기 D₅₀는 약 150 ㎛이었다.

그 후, 이러한 포밍 분무-건조된 분말의 양을 접촉 쿠킹 장치를 사용하여 응집시켰다. 접촉 쿠킹 장치는 서로 일정한 거리에서 고정시킨 두 평행 전기적으로-가열된 금속 가열판을 포함하였고, 두 판 사이에 순환 벨트가 통과하였다. 두 판 사이의 거리는 약 10 ㎜로 고정되었고, 판의 온도는 약 105 ℃로 설정하였다. 벨트의 속도는 가열판 사이에 분말이 체류하는 시간이 약 4분 내지 30초이도록 설정하였다.

포밍 분무-건조된 커피 분말의 양을 가열판에 앞서 벨트 위에 펼쳤고, 도립 웨어를 사용하여 높이를 감소시켜 약 17 ㎜의 균일한 깊이를 갖는 층을 형성하였다. 그 후, 벨트 상의 분말의 층을 가열판에 통과시켰으며, 이로 인해 분말 입자가 판상물로 응집되었다. 응집화 이전에 어떠한 방식으로도 분말을 밀링하거나 크기를 감소시키지 않았다. 가열판에 통과시킨 후, 판상물의 온도가 약 50 ℃ 미만으로 떨어질 때까지 정치시켜 냉각시켰다. 그 후, 판상물을 수동으로 숟가락을 사용하여 체에 통과시켜 부수어 크기가 약 3 ㎜ 미만인 과립을 생성함으로써 판상물을 과립화시켰다. 그 후, 생성된 과립을 수동으로 체쳐서 크기가 1 ㎜ 미만인 모든 재료 (비-응집된 입자 또는 과립화 동안 생성된 미세물 포함)를 제거하였다.

3 g의 생성된 응집화 인스탄트 커피 생성물을 내부 직경이 65 ㎜인 비이커 안에서 85 ℃의 물 200 ㎤와 재구성시켰을 때, 생성된 인스탄트 커피 음료의 전체 표면을 덮는 폼의 층이 생성되었고 폼의 층은 수 분 동안 지속되었다.

응집화 과립은 그의 일반적 외관, 모양, 크기 및 색의 관점에서 통상적 동결 건조된 커피 과립과 매우 유사함이 주지되었다.

응집화 과립의 벌크 밀도는 약 0.18 g/㎤이고, 폐쇄 기공 부피는 0.87 ㎤/g이었다.

실시예 3

실시예 2의 전기적으로-가열된 가열판 대신에 열적 유체-가열된 가열판을 포함하는 접촉 쿠킹 장치를 사용하고, 응집화 전에 분말 층의 높이가 약 20 ㎜인 것을 제외하고는, 실시예 2의 방법을 사용하여 포밍 응집화 커피 과립의 양을 제조하였다.

3 g의 생성된 응집화 인스탄트 커피 생성물을 내부 직경이 65 ㎜인 비이커 안에서 85 ℃의 물 200 ㎤와 재구성시켰을 때, 생성된 인스탄트 커피 음료의 전체 표면을 덮는 폼의 층이 생성되었고 폼의 층은 수 분 동안 지속되었다.

응집화 과립은 그의 일반적 외관, 모양, 크기 및 색의 관점에서 통상적 동결 건조된 커피 과립과 매우 유사함이 주지되었다.

응집화 과립의 벌크 밀도는 약 0.19 g/㎤이고, 폐쇄 기공 부피는 0.86 ㎤/g이었다.

실시예 4

실시예 2의 포밍 분무-건조된 커피 분말의 양을 제조하였다. 그 후, 이러한 분말을 커피의 Tg 초과의 온도에서 가압 기체의 대기에 가함으로써, 가압 기체가 강제되어 분말 입자의 폐쇄 기공을 채웠다 (미국 특허 출원 번호 제20060040038 A1호에 기재된 바와 같음). 그 후, 분말을 Tg 미만의 온도로 냉각시키고, 압력을 해제하였다. 생성된 커피 분말은 갇힌 가압 기체를 함유하였고, 고온의 물과 재구성시켰을 때 상당한 폼의 층을 생성하였다. 그 후, 갇힌 가압 기체를 함유하는 이러한 커피 분말을 오븐 안에서 온도 약 30-50 ℃ 및 압력 약 0.4 mbar의 진공에서 건조시켜 수분 함량을 약 0.5 중량% 미만 (습량 기준)으로 감소시켰다. 이러한 건조 공정은 분말 입자의 가압 기체 함량 또는 포밍 특성에 유의한 영향을 주지 않았다.

수분 함량이 약 0.5 중량% 미만 (습량 기준)인 상기 언급한 가압 기체를 함유하는 건조된 커피 분말의 양을 실시예 2의 포밍 분무-건조된 커피 분말 (추가적 가압 또는 건조 공정을 거치지 않은 것)의 추가적인 양과 수동으로 혼합하였다. 가압 기체를 함유하는 분말 입자를 약 0.5 중량% 미만 (습량 기준)의 수분 함량으로 건조시켰으므로, 이러한 입자의 Tg는 추가로 건조되지 않은 포밍 분무-건조된 분말 입자의 Tg보다 실질적으로 높았다. 갇힌 가압 기체를 함유하는 입자는 약 20 중량%의 생성된 혼합물을 차지하였다.

그 후, 분말의 혼합물을, 분말 층 깊이가 약 3-5 ㎜이고, 가열판 사이의 거리가 약 3 ㎜인 것을 제외하고, 실시예 2의 방법에 따라 응집시켰다.

생성된 응집화 인스탄트 커피 생성물은, 생성물을 고온의 물로 재구성시켰을 때 '크래킹 (cracking)' 소리가 들릴 만큼, 상당히 많은 양의 갇힌 기체를 함유하는 것으로 관찰되었다.

3 g의 응집화 인스탄트 커피 생성물을 내부 직경이 65 ㎜인 비이커 안에서 85 ℃의 물 200 ㎤와 재구성시켰을 때, 생성된 인스탄트 커피 음료의 전체 표면을 덮는 폼의 층이 생성되었고 폼의 층은 수 분 동안 지속되었다.

실시예 5 - 비교예

실시예 2 및 3의 포밍 응집화 인스탄트 커피 과립에 의해 생성된 폼의 양을 정량적 인-컵 폼 시험을 이용하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

Claims (17)

1. 커피 조성물을 응집시키는 단계를 포함하는 응집화 포밍 커피 조성물의 형성 방법이며, 커피 조성물 중량의 대부분이 포밍 (foaming) 가용성 커피의 입자로 이루어지고,
   여기서 상기 포밍 가용성 커피 입자의 적어도 일부는 그의 응집화 이전에 밀링되지 않은 것이며,
   (a) 건조된 가용성 커피를 충분한 압력하에서 가열하여, 기체를 건조된 가용성 커피의 내부 공극 안으로 밀어 넣는 단계,
   (b) 가열한 건조된 가용성 커피를 냉각시키는 단계, 및
   (c) 냉각된 커피를 감압시키는 단계이며, 여기서 감압시킨 냉각된 커피는 가압 기체가 채워진 기공을 갖는 것인 단계
   를 포함하는 공정에 의해, 포밍 커피 입자의 적어도 일부에, 가압 기체가 채워진 복수개의 폐쇄 기공이 제공되는 것인, 응집화 포밍 커피 조성물의 형성 방법.
2. 제1항에 있어서, 커피 조성물을 응집시키는 단계가, 커피 조성물의 유리 전이 온도보다 5 내지 30℃ 높은 온도에서 수행되는 가열 단계를 포함하는 것인 방법.
3. 제2항에 있어서, 가열 단계가, 커피 조성물의 유리 전이 온도보다 5 내지 20℃ 높은 온도에서 수행되는 것인 방법.
4. 제2항에 있어서, 가열 단계가, 커피 조성물의 유리 전이 온도보다 15 내지 30℃ 높은 온도에서 수행되는 것인 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 커피 조성물을 응집시키는 단계가, 90 내지 120℃ 범위의 온도에서 수행되는 가열 단계를 포함하지만, 상기 가열 단계가 90℃의 온도에서 수행되지는 않는 것인 방법.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 응집화 포밍 커피 조성물의 벌크 밀도 (bulk density)가 0.16 내지 0.19 g/㎤ 또는 0.32 내지 0.45 g/㎤인 방법.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 포밍 커피의 입자가 가용성 커피 추출물을 분무-건조하여 형성되며, 여기서 분무-건조된 입자가 분무-건조에 의한 형성과 커피 조성물의 응집 단계 사이에 밀링되지 않는 것인 방법.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 커피 조성물을 응집시키는 단계가 비-재습윤 응집화 공정인 방법.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 커피 조성물을 응집시키는 단계가, 커피 조성물이 응집물을 형성하는 온도까지 커피 조성물을 가열하는 것을 포함하는 것인 방법.
10. 제9항에 있어서, 커피 조성물을 응집시키는 단계 동안 커피 조성물의 수분 함량이 증가하지 않는 것인 방법.
11. 제9항에 있어서, 가열을 전도에 의해 수행하는 방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 커피 조성물이 차 추출물, 유제품, 감미료, 영양 보충제, 천연 및/또는 인공 감미료, 유화제, 안정화제, 증점제, 유동화제, 비-포밍 커피 또는 비-포밍 가용성 커피 중 하나 이상을 추가로 포함하는 것인 방법.
15. 제14항에 있어서, 커피 조성물이 비-포밍 커피를 추가로 포함하는 것인 방법.
16. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되는 응집화 포밍 커피 조성물.
17. 제16항에 있어서, 조성물의 50 중량% 이상이 포밍 가용성 커피로 이루어지며, 여기서 조성물이
    (i) 정량적 인-컵 (in-cup) 폼 시험을 이용했을 때 1분 후에 2.0 ㎤ 이상의 폼 부피를 나타내는 것,
    (ii) 정량적 인-컵 폼 시험을 이용했을 때 10분 후에 0.7 ㎤ 이상의 폼 부피를 나타내는 것,
    (iii) 10분 후에 나타내는 폼 부피가, 1분 후에 존재하는 폼 부피의 40% 이상인 것, 및
    (iv) 0.3 ㎤/g 초과의 폐쇄 기공 부피를 갖는 것
    중 하나 이상의 특성을 지니는 응집화 포밍 커피 조성물.