Pulverkaffee - Instant coffee

Pulverkaffee
Nahaufnahme eines Granulats von Nescafé Gold Blend Instantkaffee
Eine Tasse Instantkaffee

Instantkaffee , auch löslicher Kaffee , Kaffeekristalle und Kaffeepulver genannt , ist ein aus gebrühten Kaffeebohnen gewonnenes Getränk , mit dem Menschen schnell heißen Kaffee zubereiten können, indem sie dem Pulver oder den Kristallen heißes Wasser oder Milch hinzufügen und umrühren. Instantkaffee wird kommerziell entweder durch Gefriertrocknen oder Sprühtrocknen hergestellt , wonach er rehydriert werden kann. Instantkaffee in konzentrierter flüssiger Form wird ebenfalls hergestellt.

Zu den Vorteilen von Instantkaffee zählen die schnelle Zubereitung (Instantkaffee löst sich schnell in heißem Wasser auf), ein geringeres Versandgewicht und -volumen als Bohnen oder gemahlener Kaffee (um die gleiche Getränkemenge zuzubereiten) und eine lange Haltbarkeit – obwohl Instantkaffee sonst verderben kann trocken gehalten. Instantkaffee reduziert auch die Reinigung, da kein Kaffeesatz vorhanden ist, und mindestens eine Studie hat ergeben, dass er einen geringeren ökologischen Fußabdruck hat als andere Zubereitungsmethoden.

Geschichte

Unter dem Namen Essence of Coffee wurde während des amerikanischen Bürgerkriegs eine konzentrierte Kaffee-Milch-Zucker-Mischung für die Unionsarmee hergestellt, von der ein Teelöffel mit einer Tasse heißem Wasser gemischt wurde. Es hatte die Konsistenz von Achsfett und erwies sich bei den Truppen als so unbeliebt, dass es bald eingestellt wurde. Die Marke Camp Coffee , eine Kaffee- und Chicorée- Essenz, wurde erstmals 1876 von Paterson & Sons Ltd in Schottland hergestellt und wird weitergeführt.

Foto von David Strang Kaffeemühlen

Instant- oder löslicher Kaffee wurde 1890 von David Strang aus Invercargill , Neuseeland , unter der Patentnummer 3518 erfunden und patentiert, verkauft unter dem Handelsnamen Strang's Coffee unter Berufung auf das patentierte "Dry Hot-Air"-Verfahren. Einige moderne Quellen schreiben dem französischen Humoristen und Schriftsteller Alphonse Allais die Erfindung zu.

Die Erfindung wurde zuvor Satori Kato zugeschrieben , einem japanischen Wissenschaftler, der 1901 in Chicago arbeitete . Kato stellte die pulverförmige Substanz in Buffalo, New York , auf der Panamerikanischen Ausstellung vor . George Constant Louis Washington entwickelte kurz darauf sein eigenes Instant-Kaffee-Verfahren und vermarktete es erstmals kommerziell (1910). Die Marke Nescafé , die einen fortschrittlicheren Kaffeeraffinationsprozess einführte, wurde 1938 eingeführt.

Der gefriergetrocknete Hochvakuumkaffee wurde kurz nach dem Zweiten Weltkrieg als indirektes Ergebnis der Kriegsforschung in anderen Bereichen entwickelt. Die National Research Corporation (NRC) wurde in Massachusetts als Prozessentwicklungsunternehmen mit Hochvakuumtechnologie gegründet. Es entwickelte Hochvakuumverfahren zur Herstellung von Penicillin , Blutplasma und Streptomycin für den US-Militärgebrauch. Als der Krieg endete, versuchte NRC, seine Prozesse für Friedenszeiten anzupassen. Es gründete die Florida Foods Corporation, um konzentriertes Orangensaftpulver herzustellen, und verkaufte sein Produkt ursprünglich an die US-Armee . Diese Firma änderte später ihren Namen in Minute Maid .

Verwenden

Fast 50 % des weltweiten Rohkaffees werden zur Herstellung von Instantkaffee verwendet.

Als Nahrung

Instantkaffee im Glas

Instantkaffee ist in Pulver- oder Granulatform in Glas- und Kunststoffgläsern, Beuteln oder Dosen erhältlich. Der Benutzer steuert die Stärke des resultierenden Produkts, indem er dem Wasser weniger oder mehr Pulver hinzufügt, von dünnem "Kaffeewasser" bis hin zu sehr starkem und konzentriertem Sirupkaffee.

Instantkaffee eignet sich auch für die Zubereitung von Eiskaffee wie dem griechischen Frappé .

In einigen Ländern wie Portugal, Spanien und Indien wird Instantkaffee häufig mit heißer Milch anstelle von kochendem Wasser gemischt. In anderen Ländern, wie beispielsweise Südkorea, wird Instant-Kaffee üblicherweise mit milchfreier Sahne und Zucker vorgemischt und wird als "Kaffeemischung" bezeichnet. Instantkaffee, der während des Zweiten Weltkriegs in Großbritannien von GIs populär gemacht wurde , macht immer noch über 75 Prozent des Kaffees aus, der in britischen Haushalten zum Trinken gekauft wird, im Gegensatz zu weit unter 10 Prozent in den USA und Frankreich und einem Prozent in Italien.

Im Vereinigten Königreich werden Instant-Kaffeegranulate häufig verwendet, um den Geschmack von Saucen zu verbessern, die bei der Zubereitung von Spaghetti Bolognese verwendet werden .

Non-Food-Verwendung

Instantkaffee ist einer der Inhaltsstoffe von Caffenol , einem hausgemachten, ungiftigen Schwarzweiß- Fotoentwickler . Die sonstigen Bestandteile der Grundrezeptur sind Ascorbinsäure (Vitamin C) und wasserfreies Natriumcarbonat ; einige Rezepte enthalten auch Kaliumbromid als beschlagreduzierendes Mittel. Der Wirkstoff scheint Kaffeesäure zu sein . Erste Experimente zu Caffenol wurden 1995 am Rochester Institute of Technology durchgeführt ; Die Zugabe von Ascorbinsäure begann um das Jahr 2000 und führte zu dem verbesserten Caffenol-C, das weniger wahrscheinlich Negative anfärbt als die ursprüngliche Formulierung. Experimente haben gezeigt, dass billigere, weniger begehrte Kaffeemarken für diese Anwendung besser funktionieren als teurere Marken.

Produktion

Wie bei normalem Kaffee wird die grüne Kaffeebohne selbst zuerst geröstet, um Geschmack und Aroma hervorzuheben. In den meisten Röstereien werden rotierende Zylinder mit den grünen Bohnen und heißen Verbrennungsgasen verwendet. Wenn die Bohnentemperatur 165 °C (329 °F) erreicht, beginnt das Rösten. Das Rösten dauert etwa 8-15 Minuten. Nach dem Abkühlen werden die Bohnen dann fein gemahlen. Durch das Mahlen werden die Bohnen auf 0,5–1,1 Millimeter (0,020–0,043 Zoll) Stücke reduziert. Bis hierhin ist der Vorgang im Allgemeinen der gleiche wie bei anderen Kaffeesorten.

Extraktion

Zur Herstellung von Instantkaffee müssen die löslichen und flüchtigen Bestandteile der Bohnen, die das Kaffeearoma und -geschmack liefern, extrahiert werden. Dies geschieht mit Wasser. Für diesen Prozess wird auf etwa 175 °C (347 °F) erhitztes Druckwasser verwendet. Die Kaffeekonzentration in der Flüssigkeit wird dann entweder durch Verdampfung oder durch Gefrierkonzentration erhöht.

Gefriertrocknen

Das Grundprinzip der Gefriertrocknung ist die Entfernung von Wasser durch Sublimation .

Seit die Massenproduktion von Instantkaffee im Amerika der Nachkriegszeit begann, hat sich die Gefriertrocknung zu einer gebräuchlichen Methode entwickelt. Obwohl es teurer ist, führt es in der Regel zu einem qualitativ hochwertigeren Produkt.

  1. Der Kaffeeextrakt wird schnell gefroren und in kleine Körnchen gebrochen. (Langsameres Einfrieren würde zu größeren Eiskristallen und einem porösen Produkt führen; es kann auch die Farbe des Kaffeegranulats beeinflussen).
  2. Das Granulat wird gesiebt und nach Größe sortiert.
  3. Gefrorenes Kaffeegranulat wird in die Trockenkammer gelegt, oft auf Metalltabletts.
  4. Innerhalb der Kammer wird ein Vakuum erzeugt. Die Stärke des Vakuums ist entscheidend für die Trocknungsgeschwindigkeit und damit für die Qualität des Produkts. Es ist darauf zu achten, dass ein Vakuum geeigneter Stärke erzeugt wird.
  5. Die Trockenkammer wird erwärmt, am häufigsten durch Strahlung , aber in einigen Anlagen wird Wärmeleitung verwendet, und in einigen kleinen Pilotanlagen wurde Konvektion vorgeschlagen. Ein mögliches Problem bei der Konvektion sind ungleichmäßige Trocknungsraten innerhalb der Kammer, die ein minderwertiges Produkt ergeben würden.
  6. Sublimation – das zuvor gefrorene Wasser im Kaffeegranulat dehnt sich auf das Zehnfache seines vorherigen Volumens aus. Die Entfernung dieses Wasserdampfes aus der Kammer ist von entscheidender Bedeutung, was den Kondensator zur kritischsten und teuersten Komponente in einer Gefriertrocknungsanlage macht.
  7. Das gefriergetrocknete Granulat wird aus der Kammer entnommen und verpackt.

Sprühtrocknung

Sprühtrockner im Labormaßstab.
A = einzutrocknende Lösung oder Suspension, B = Zerstäubungsgas ein, 1 = Trocknungsgas ein, 2 = Erwärmung des Trocknungsgases, 3 = Aufsprühen von Lösung oder Suspension, 4 = Trocknungskammer, 5 = Teil zwischen Trocknungskammer und Zyklon , 6=Zyklon, 7=Trocknungsgas wird abgeführt, 8=Auffangbehälter des Produkts, Pfeile bedeuten, dass es sich um einen Gleichstrom-Laborsprühtrockner handelt

Sprühtrocknung wird in einigen Fällen der Gefriertrocknung vorgezogen, weil sie eine wirtschaftliche Produktion in größerem Maßstab, kürzere Trocknungszeiten ermöglicht und weil sie feine abgerundete Teilchen erzeugt.

Das Verfahren erzeugt kugelförmige Partikel mit einer Größe von etwa 300 Mikrometern (0,012 Zoll) mit einer Dichte von 0,22 g/cm 3 . Um dies zu erreichen, wird eine Düsenzerstäubung verwendet. Es können verschiedene Arten der Düsenzerstäubung verwendet werden, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Hochgeschwindigkeits-Rotationsräder, die bei Geschwindigkeiten von etwa 20.000 U/min arbeiten, können bis zu 6.000 Pfund (2.700 kg) Lösung pro Stunde verarbeiten. Die Verwendung von Sprührädern erfordert, dass die Trockentürme einen großen Radius haben, um zu vermeiden, dass sich die zerstäubten Tröpfchen an den Wänden der Trockenkammer ansammeln.

  • In 5–30 Sekunden abgeschlossen (abhängig von Faktoren wie Hitze, Partikelgröße und Kammerdurchmesser).
  • Änderung des Feuchtigkeitsgehalts: IN = 75-85% OUT = 3-3,5%
  • Lufttemperatur: IN = 270 °C (518 °F) OUT = 110 °C (230 °F)

Ein Nachteil bei der Sprühtrocknung besteht darin, dass die erzeugten Partikel zu fein sind, um vom Verbraucher effektiv verwendet zu werden; sie müssen zunächst entweder in sprühtrocknern ähnlichen Türmen oder durch Bandagglomeration zu Partikeln geeigneter Größe dampfgeschmolzen werden.

Entkoffeinierung

In kommerziellen Prozessen erfolgt die Entkoffeinierung von Instantkaffee fast immer vor dem kritischen Röstprozess, der die Geschmacks- und Aromaprozesse des Kaffees bestimmt.

Nebenprodukte

Das Hauptnebenprodukt des Instant-Kaffee-Herstellungsprozesses ist verbrauchter Kaffeesatz. Diese Böden können als Biomasse genutzt werden, um beispielsweise Wärme für den Herstellungsprozess zu erzeugen. Für jede Menge löslichen Kaffees wird etwa die 2-fache Masse an verbrauchtem Kaffeesatz erzeugt.

Komposition

Der Koffeingehalt von Instantkaffee ist im Allgemeinen geringer als der von gebrühtem Kaffee. Eine Studie zum Vergleich verschiedener selbst zubereiteter Proben kam zu dem Ergebnis, dass normaler Instantkaffee (nicht entkoffeiniert) einen durchschnittlichen Koffeingehalt von 66 mg pro Tasse (Bereich 29–117 mg pro Tasse) bei einer durchschnittlichen Tassengröße von 225 ml (Bereich 170-285 ml) und einer Koffeinkonzentration von 328 µg/ml (Bereich 102-559 µg/ml). Im Vergleich dazu wurde für Tropf- oder Filterkaffee ein mittlerer Koffeingehalt von 112 mg bei einer mittleren Konzentration von 621 µg/ml bei gleicher Tassengröße geschätzt.

In Bezug auf Antioxidantien wurde der Polyphenolgehalt einer 180-ml-Tasse Instantkaffee auf etwa 320 mg geschätzt, verglichen mit etwa 400 mg in einer Tasse gebrühten Kaffees derselben Größe.

Gesundheitsrisiken

Malabsorption

Instantkaffee verringert die Eisenaufnahme im Darm stärker als Tropfkaffee. Eine Studie schätzte, dass, wenn eine Tasse Instantkaffee mit einer Mahlzeit aus halbgereinigten Zutaten eingenommen wurde, die Darmresorption von 5,88% auf 0,97% reduziert wurde, verglichen mit einer Absorption von 1,64% bei Tropfkaffee. Es wurde auch geschätzt, dass, wenn die Stärke des Instantkaffees verdoppelt wurde, die Eisenabsorption im Darm auf 0,53 % sank. Anscheinend nimmt die Eisenaufnahme jedoch nicht ab, wenn Instant-Kaffee 1 Stunde vor einer Mahlzeit konsumiert wird, aber der gleiche Grad der Hemmung wie bei gleichzeitiger Einnahme tritt ein, wenn Instant-Kaffee 1 Stunde nach einer Mahlzeit eingenommen wird.

Karzinogenität

Instantkaffee wurde bei Frauen im Vergleich zu normalem Kaffee mit einem erhöhten Risiko für Blasenkrebs in Verbindung gebracht, während für Männer sowohl Instantkaffee als auch normaler Kaffee mit einem erhöhten Blasenkrebsrisiko in Verbindung gebracht wurden. Aktuelle Übersichtsforschungen legen jedoch nahe, dass es keine Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen Kaffeetrinken und Blasenkrebs gibt und dass frühere Studien möglicherweise durch nicht identifizierte Risiken für Blasenkrebs verwechselt wurden.

Laut einer FDA-Umfrage hat gebrühter Instantkaffee einen Acrylamidgehalt von 3-7 ppb, was weniger ist als der von normal gebrühtem Kaffee, dh 6-13 ppb.

Verordnung

In der EU enthalten die Vorschriften die folgenden Details:

  • Kaffeebohnensorten
  • Geografische Herkunft
  • Verarbeitungsdetails
  • Erntejahr
  • Lösungsmittel zur Entkoffeinierung
  • Koffeingehalt

Verschiedene Institutionen regeln die Kaffeeindustrie und helfen bei der Standardisierung und geben auch Informationen an die Öffentlichkeit weiter.

  • Internationale Kaffeeorganisation (London)
  • Codex Alimentarius Kommission der Vereinten Nationen (Rom)
  • Nationaler Kaffeeverband (New York)

Siehe auch

Verweise

Literaturverzeichnis

  • Romualdo Verzosa Jr., Hrsg. (1993). Encyclopedia of Chemical Technology, Band 6 (4. Aufl.). John Wiley & Söhne. ISBN 978-0-471-52674-2.
  • Meister, K (1991). Sprühtrocknungshandbuch (5. Aufl.). Longman Wissenschaft und Technik. ISBN 978-0-582-06266-5.
  • John J. McKetta, Hrsg. (1995). Enzyklopädie der chemischen Verarbeitung und des Designs . Marcel Dekker Inc. ISBN 978-0-8247-2604-1.

Externe Links