Brevet FR2480087A1 — publié le 19811016

La présente invention concerne du café soluble, et elle concerne plus particulièrement un procédé de préparation d'un produit de café soluble sec, sous forme de particules ou de granules qui ont une microporosité unique, permettant de sorber et de retenir des composés aromatiques volatils et de libérer ces composés aromatiques volatils d'une matière déterminée. Un grand nombre de produits de café soluble du commerce sont améliorés par des composés aromatiques volatils par combinaison du produit de café soluble pur avec de l'huile de café pure ou de l'huile de café enrichie en arôme de façon à donner au produit de café soluble une qualité aromatique ressemblant davantage à celle du café torréfié et moulu. Cependant, l'aromatisation d'un produit de café soluble avec de l'huile de café présente des problèmes de mise en oeuvre en usine dans la récupération de l'huile à partir des grains de café torréfiés, dans la manipulation du gâteau pressé résultant et dans la conservation de l'huile. En général, l'aromatisation de l'espace de tête de produits de café soluble, sans utiliser d'huile de café comme source d'arôme ou support d'arôme, n'a pas eu de succès commercial net. On sait que les solides de café solubles produits de façon classique ne possèdent pas la propriété de sorber, de retenir et de libérer les composés aromatiques volatils comme ceux contenus dans ou ajoutés à de l'huile de café. La technique antérieure décrit également des particules de café solubles poreuses ayant la possibilité de sorber de grandes quantités de matières aromatiques volatiles, de retenir les matières aromatiques pendant des périodes de temps prolongées et ensuite de libérer les matières aromatiques dans des conditions d'utilisation répétée comme celles que l'on peut rencontrer lorsque l'on ouvre et que l'on ferme un récipient dans lequel les particules sont conditionnées. Les particules aromatisées de café soluble peuvent être ajoutées en petites quantités et mélangées uniformément à des solides de café soluble non aromatisés pour donner un produit de café soluble ayant un arôme de café désirable, comme l'arôme de café fraîchement torréfié et moulu. Les particules de café solubles poreuses sont caractérisées en ce qu'elles ont un diamètre moyen de moins de 200 microns et une structure microporeuse dans laquelle le rayon le plus probable des pores est de 150 A ou moins et le volume de pores par gramme de matière solide de café soluble sèche est de 3 à 30 microlitres par gramme. Ces particules de café soluble à structure microporeuse sont préparées par congélation instantanée d'un extrait ou solution aqueuse de matières solides de café, par exemple par pulvérisation de la solution ouextrait dans un fluide à basse température et lyophilisation ultérieure des particules, sphères ou granules congelés. Bien que les procédés décrits et revendiqués dans la technique antérieure permettent de produire du café soluble à structure microporeuse, il serait avantageux de disposer d'un procédé qui permettrait d'augmenter la micro- porosité, le volume des pores et la surface spécifique. On a maintenant découvert que l'on peut obtenir un produit de café soluble sec microporeux: (a) en pulvérisant un extrait ou solution aqueuse de solides de café passés à l'autoclave, dans un solvant organique anhydre de façon à déshydrater l'extrait et former des particules ou granules microporeux de matières solides de café solubles; (b) en recueillant l'extrait déshydraté sous forme de particules microporeuses à partir du solvant; et (c) en chassant le solvant résiduel, sous vide, des particules microporeuses.. On trouve que les particules de café solubles sèches résultantes ont une structure microporeuse qui les rend appropriées pour sorber, retenir et libérer des composés volatils aromatiques. On trouve que les particules de café soluble préparées par ce procédé ont un volume de micropores (rayons surface spécifique d'environ 7 à 210 m2/g. L'invention présente un procédé amélioré de la préparation de particules distinctes à structure micro- poreuse, amélioré en ce qu'un équipement de lyophilisation coQteux n'est pas nécessaire. En pulvérisant un extrait ou une solution de solides de café passés à l'autoclave dans un solvant organique anhydre, on peut former une structure microporeuse particulière de surface spécifique extrêmement élevée, structure qui peut en outre être déterminée par modification des pressions de pulvérisation, traitement de l'extrait, concentration de l'extrait, type de solvant et température du solvant, etc. Le produit sec microporeux résultant présente la possibilité de "fixer" divers arômes. L'extrait de départ peut être une solution aqueuse de matières solides de café passées à l'autoclave à 10 à 60 % de matières solides solubles, formée par l'une quelconque ou une combinaison de diverses techniques comprenant la percolation/extraction de cafés torréfiés et moulus, suivie par un entraînement à la vapeur d'eau à l'autoclave des colonnes, généralement à 1800C, la dissolution dans l'eau des matières solides de café passées à l'autoclave solubles préalablement séchées, etc. Une évaporation peut être utilisée pour obtenir une concentration désirée, avec l'une quelconque des techniques précédentes. En général, la température de l'extrait est maintenue entre environ 32 et 300C. On peut utiliser un quelconque solvant organique inerte comme l'éthanol, le méthanol, l'alcool isopropylique, l'acétone, etc, pourvu qu'il serve de milieu de déshydratation et au'il soit un solvant dans lequel le café est relativement insoluble. On utilise de préférence l'éthanol. On pulvérise des solutions aqueuses de matières solides de café à l'autoclave solubles (25 à 35 %) dans un récipient contenant de l'alcool pur (éthanol ou méthanol) de préférence en utilisant des buses à pression élevée (40 à bars environ). L'alcool est maintenu à la température ambiante mais il est de préférence refroidi par addition d'azote liquide pour faire descendre sa température à environ - 100lC. Le rapport de l'extrait aqueux à l'alcool est maintenu aux environs ou en-dessous de 1:20 pour obtenir un solide à peu près sec. A la fin de la période de pulvérisation, généralement quelques minutes, on laisse la suspension alcoolique décanter pendant environ une heure (et on laisse la température revenir au-dessus de 00C si on l'a abaissée avant la pulvérisation). Ceci est suivi d'une filtration rapide du solide déshydraté et finalement d'un séchage du solvant sous vide pendant une nuit dans une étuve sous vide. La température de l'étuve est maintenue entre la température ambiante et 90'C. On caractérise la microporosité du produit de café soluble en déterminant l'isotherme d'adsorption d'azote à la température de l'azote liquide. A partir de l'isotherme, on calcule les paramètres suivants: i) surface spécifique (m 2/g); ii) volume des pores (pl/g) iii) distribution du volume de pores (AV/Ar, en o /A); et iv) distributions des surfaces spécifiques en fonction des pores (m 2/g pour une dimension de pore donnée). Tous les paramètres précédents sont calculés et imprimés par l'appareil Micromeritic 2500 Digisorb, disponible chez Micromeritics Instrument Corporation. Cependant, on peut recalculer la distribution de volume de pores comme étant AV/Ar au lieu de AV, valeur donnée par l'appareil susmentionné. On trouvera dans la littérature des détails de l'analyse de la dimension des pores. La distribution de la surface spécifique en fonction des pores (ASp) est liée à la distribution de volume des pores (AVp de ce groupe particulier de pores) par l'équation suivante ASp = 2 AVp rc o rc est le rayon moyen des pores de ce groupe. A l'analyse, on trouve que les produits à structure microporeuse ont des volumes de pore d'environ 5 à 560 microlitres par gramme et des micropores dont le rayon est gaz, d'un condensat liquide ou d'un givre condensé. Les procédés de mise en contact des particules microporeuses avec les composés aromatiques volatils dans le but de sorber les arômes dans les particules sont également nombreux et variés. L'utilisation de pressions élevées et/ou de températures de particules faibles peut permettre de maximiser la quantité d'arôme sorbée ou de raccourcir la durée nécessaire pour obtenir un degré d'aromatisation désiré. Le produit de café soluble à structure microporeuse préparé par le procédé de l'invention a la possibilité de sorber jusqu'à 2 % en poids de composés aromatiques volatils. Ceci est en général en excès de la quantité nécessaire et, selon la façon dont on utilise les matières solides de café soluble aromatisées,les particules aromatisées contiendront des composés aromatiques volatils à raison de 0,05 à 20 milligrammes par gramme de matières solides, soit 0,2 à 0,5 % en poids. EXEMPLE 1 On pulvérise 100 ml d'un extrait de café contenant 33 % en poids de solides de café solubles passés à l'autoclave, à l'aide d'une buse chromatographique en verre, dans un grand récipient contenant 3,8 litres d'éthanol pur. L'éthanol est à la température ambiante et on l'agite pendant la pulvérisation. Puis on filtre de l'éthanol les particules de café solubles et on met les particules dans une étuve sous vide (33 millibars et environ 90C) pendant une nuit pour chasser l'éthanol résiduel. On trouve que les particules résultantes ont une structure microporeuse, un volume de pores de 66,2 microlitres par gramme (r de particules dans une bombe de Parr chauffée à environ 20'C. On réunit les particules aromatisées résultantes et on les conditionne avec un agglomérat de café séché par pulvérisation non revêtu et non aromatisé, à raison d'environ 0,5 % en poids. L'arôme en bocal que possède cet échantillon après une semaine de conservation à la température se révèle être comparable à celui d'un agglomérat enrobé d'huile, enrichi de gaz de broyage et âgé d'une semaine. EXEMPLE 2 Dans cet exemple, on utilise seulement des matières solides de café passées à l'autoclave, de pureté élevée. Ce matériau est pratiquement insoluble dans l'éthanol pur. Le procédé est donc essentiellement un procédé de déshydratation avec très peu ou pas de décapage (car la caféine et l'acide chlorogénique sont relativement solubles dans l'éthanol). En utilisant une pression élevée (40 à 75 bars environ), on pulvérise dans l'éthanol à la température ambiante une solution à 33 % de solides de café passés à l'autoclave. On obtient des particules microporeuses ayant une surface spécifique de 40 mn2/g. On obtient des surfaces spécifiques nettement supérieures (plus de 200 m 2/g) en pulvérisant ces solides de café passés à l'autoclave dans de l'éthanol froid (à environ - 800C). On trouve que les particules sèches ont un volume de pores de structure microporeuse compris entre 5 et 560 No microlitres par gramme (r spécifique comprise entre 7 et 210 m 2/g. Les particules sèches exemptes de solvant sont ensuite refroidies dans de la neige carbonique sous atmosphère sèche et mélangées avec du givre de gaz de broyage de café. Les particules refroidies sont ensuite conditionnées dans des bocaux en verre avec des matières solides de café séchées par pulvérisation, agglomérées et non enrobées, à raison de 0,75 % par rapport au poids des matières solides séchées par pulvérisation. Après conservation, à l'ouverture initiale et pendant un cycle d'utilisation normal de sept jours, on note un arôme d'espace de tête plaisant. Le produit de café soluble à structure microporeuse préparé par le procédé de cette invention est utilisé comme produit sorbant des composés aromatiques volatils. Le procédé constitue un procédé amélioré de préparation de particules distinctes de produit de café soluble à structure micro- poreuse. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'un produit de café soluble sec microporeux, caractérisé en ce qu'il consiste (a) à pulvériser une solution ou un extrait aqueux de solides de café passés à l'autoclave, dans un solvant organique anhydre de façon à déshydrater l'extrait et former des particules ou granules microporeux de matières solides solubles de café (b) à recueillir à partir du solvant l'extrait déshydraté sous forme de particules microporeuses; et (c) à chasser le solvant résiduel, sous vide, à partir des particules microporeuses. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules microporeuses ont un volume de o micropore (de rayon par gramme et une surface spécifique d'environ 7 à 210 m /g. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le solvant organique anhydre est l'éthanol. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'éthanol est maintenu à une température de + 250C à - 1000C. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rapport de l'extrait aqueux à l'éthanol est 1:20. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrait aqueux de matières solides de café passées à l'autoclave a une teneur en matières solides solubles de 25 % à 35 % et en ce que la pulvérisation est effectuée à une pression d'environ 40 à 75 bars.