Brevet FR2513857A1 — publié le 19830408

Un grand nombre de buveurs de café se préoccupent de leur consommation de caféine et beaucoup de ces consommateurs trouvent que l'arôme et/ou le parfum des cafés entièrement déca- féinés du commerce sont peu satisfaisants Ces personnes sont donc susceptibles de consommer du café décaféiné mais d'en limiter la consommation On voit qu'un café partiellement décaféiné (décaféir à environ 40-60 %) dont le parfum et l'arôme seraient proches de ceux de cafés caféinés, permettrait à ces consommateurs d'augmenter leur consommation de café sans augmenter celle de caféine. Un procédé de production d'un café soluble partiellemer décaféiné dont le parfum et l'arome seraient améliorés par rapport aux cafés solubles décaféinés actuels, constituerait un avantageux progrès dans la technique, en particulier si l'on pouvait mettre en cauvre ce procédé sans utiliser de solvants organiques et sans qu'il soit nécessaire de construire des installations de décaféi- nation du café fonctionnant séparément. Les tentatives de production de café partiellement décaféiné par simple réduction du pourcentage de décaféination fournie par des procédés de décaféination connus, ne conduisaient pas à une amélioration notable du parfum et de-l'arâme des cafés produits, par rapport à leurs homologues entièrement décaféinés (c'est-à-dire à 97 % ou davantage) Les procédés de décaféination comme la décaféination à l'eau de grains verts telle que décrite dans le brevet US No 2 309 092 délivré à Berry et al, la décaféin en solvant de grains verts telle que décrite dans le brevet US NO 3 671 263 délivré à Patel et al, ou la décaféination d'extrait aqueux de café torréfié telle que décrite dans le brevet US N O 2 933 395 délivré à Alder et al altèrent le parfum et l'arome du café au point que l'utilisation de ces procédés pour produire n'importe quel degré de décaféination notable est facilement décelable Tous ces procédés utilisent en outre des solvants organiques tels que des hydrocarbures chlorés, dont l'emploi est règlemente. On pourrait bien sur, utiliser l'un des procédés classiques de décaféination pour produire une fraction de café décaféiné que l'on combinerait ensuite à une fraction complètement caféinée qui serait capable de communiquer au café final et à la boisson produite une partie de l'arôme et du parfum souhaités. Cependant, ce mode opératoire n'évite pas l'utilisation de solvants chlorés ou d'autres solvants En outre, pour mettre en oeuvre ce procédé, l'utilisateur du traitement du café serait obligé soit de construire et de faire fonctionner une installation de décaféina- tion, soit de se procurer des grains de café verts décaféinés chez un fournisseur extérieur. Il serait souhaitable de pouvoir produire un café soluble partiellement décaféiné sans utiliser de solvants organi- ques et d'obtenir ce café décaféine dans une usine de traitement du café soluble sans qu'il soit nécessaire de construire une installation de décaféination séparée Le premier fascicule publié de demande de brevet de la RFA N O 2 150 729 décrit un procédé de production d'un café soluble décaféiné au moyen d'un dispositif de percolation classique; ce procédé n'est cependant pas intéres- sant du point de vue économique et le produit qu'il fournit-ne serait pas apprécié des consommateurs de café soluble caféiné. La présente invention concerne un procédé de fabrica- tion d'un café soluble partiellement décaféiné possédant un parfum et un arâme agréables, ce procédé pouvant être réalisé par une usine de traitement de café soluble classique Conformément au procédé de l'invention, on obtient à partir d'un café torréfié et moulu un extrait aqueux dilué ayant une teneur en solides solubles inférieure à environ 10 % en poids, de préférence inférieure à 7 %, et ayant un rendement en solides solubles supérieur à environ 12 % et en général, d'environ 15 à 20 % en poids du café torréfié (sur la base du poids sec) Cet extrait initial qui doit contenir au moins 75 % et de préférence au moins environ 90 % en poids de la caféine présente dans le café torréfié, est soumis à une opération d'extraction sous vide ou à la vapeur dans laquelle une partie de l'eau et tout ou partie des consti- tuants volatiles du café sont vaporisés On recueille-cette vapeur qui constitue la fraction aqueuse contenant le parfum, pratiquement exempte de caféine, dans une zone de condensation. La teneur en caféine du café torréfié et moulu restant après ce premier traitement d'extraction est notablement réduite. mais celui-ci conserve encore une grande quantité de solides solubles qui peuvent être extraits par des milieux d'extraction aqueux, comme dans le procédé de percolation à plusieurs stades et 13857 à contre-courant classique bien connu des spécialistes Cet extrait secondaire, dont la teneur en caféine peut descendre jusqu'à environ 10 % de la caféine initialement présente dans le café torréfié et moulu non soumis à l'extraction, doit avoir un rendement en solides solubles d'au moins 20 % et de préférence jusqu'à environ 25 % 30 % ou davantage. On peut combiner cet extrait secondaire, de préférence après concentration à environ 35 % 50 % de solides solubles par exemple, après concentration par évaporation du lyophilisation à un autre extrait obtenu par extraction d'une seconde fraction de café torréfié et moulu non décaféinée, de préférence jusqu'à un rendement d'au moins 30 % et typiquement d'environ 35 % à 40 E. L'extrait de café composite ainsi obtenu aura une teneur en caféine relativement faible et se prêtera à une transformation en une poudre de café soluble Cette faible teneur en caféine ne dépassera pas de préférence environ 40 % à 60 % de la quantité de caféine qui serait présente dans un extrait obtenu en soumettar un mélange chargé de façon comparable, de la première et de la seconde fraction de café torréfié et moulu non décaféiné, à des traitements d'extraction de café soluble classiques. Comme il apparaîtra au spécialiste, on pourra combiner l'extrait secondaire à faible teneur en caféine, à un extrait totalement caféiné soit avant soit après l'opération de séchage. Lorsqu'on doit combiner des extraits secs, il peut être souhai- table de pulvériser à sec l'extrait à faible teneur en caféine et de le combiner à une poudre lyophilisée obtenue par lyophilisation de l'extrait totalement caféiné On pourrait également combiner cet extrait secondaire à des solides solubles totalement caféinés par diverses autres techniques telles que l'utilisation de cet extrait sous forme d'un fluide d'extraction aqueux pour extraire une fournée de café torréfié et moulu totalement caféiné, puis sécher l'extrait obtenu. Il sera souhaitable de réintroduire dans le traitement le condensat aqueux fourni par l'opération d'extraction mentionnée ci-dessus pour que les composés produisant l'arôme et le parfum qu'il contient soient incorporés dans la poudre soluble partiel- lement décaféinée Il est préférable d'ajouter au moins une partie du condensat à l'extrait secondaire à faible teneur en caféine 25.13857 avant de le sécher, mais après toute éventuelle opération de concentration; cependant, on peut également ajouter le condensat à l'extrait totalement caféiné ou à la poudre soluble obtenue à partir des extraits séparés ou combinés. On extrait partiellement à l'eau chaude un café torréfié moulu et totalement caféiné, de préférence riche en café de basse qualité, pour éliminer au moins 75 % de la caféine qu'il contient et en n'éliminant qu'une quantité mineure des solides solubles qu'il contient La température de l'eau apportés au café doit être 82 C et 149 C et de préférence, entre environ 110 C et 132 C. Cet extrait aqueux est ensuite soumis à une extraction sous vide et les extraits obtenus sont condensés conformément aux procédés bien connus tels que décrits dans le brevet britannique N I 265 206 On recueille le condensat et on le conserve pour son éventuelle incorporation dans le café soluble partiellement décaféiné produit On peut ajouter les solides solubles riches en caféine extraits à l'eau, à d'autres solides solubles non déca- féinés par combinaison d'extraits liquides ou de poudres sèches. Pour les applications industrielles normales o les produits solubles décaféinés sont produits en quantité très inférieure aux produits solubles non décaféinés, on pourra mélanger les solides riches en caféine au produit non décaféiné sans le modifier notablement On soumet ensuite le café partiellement extrait et de préférence de qualité inférieure, à une extraction supplémentaire, en général jusqu'à épuisement, dans une opération d'extraction secondaire, au moyen d'un liquide d'extraction aqueux Cette extraction s'effectue de préférence dans une série, à plusieurs étages, de percolateurs à contre-courant bien connue-des spécia- listes, et le liquide d'extraction aqueux chaud sera un extrait de second étage, c'est-à-dire une solution aqueuse chaude de substances solubles du café torréfié pratiquement exemptes de caféine On préfère concentrer par évapcration cet extrait secondaire, à teneur relativement faible en caféine, jusc-Jà obtention d'une forte concentration en solides. Dans un traitement d'extraction séparé on soumet un café totalement caféiné torréfié et moulu/ de préférence richeen cafés de qualité supérieure, à une extraction par un procédé classique comme l'extraction dans une batterie de percolation à plusieurs étages à contre-courant-, avec un rendement par rapport au café torréfié d'environ 35 à 40 t en poids tout en produisant un extrait aqueux ayant normalement une concentration en solides solubles d'environ 20 à 30 % On combine cet extrait à l'extrait secondaire concentré à faible teneur en caféine du mélange de cafés de préférence de qualité inférieure, et également à au moins une partie du condensat extrait sous vide, puis on le sèche par des procédés classiques tels que la pulvérisation à sec, la pulvérisation à sec à basse température ou la lyophilisa- tion. Le terme de café de "qualité supérieure' tel qu'il est utilisé dans ce mémoire désigne les cafés les plus chers tels que "Santos" et "Milds" qui sont de la variété Arabica, les cafés "Santos' étant relativement peu aromatiques ou de parfum neutre, alors que les cafés "Milds" sont très parfumés et acides lorsqu'ils sont du type "vieux plant" et, d'un arome et d'un - corps légèrement plus fins lorsqu'ils sont du type "Jeune plant". Par ailleurs, le terme de café de "qualité inférieure' désigne le café moins coûteux ou de prix relativement bas tel que la Robusta qui est classé en botanique comme variété canephora-et dont le parfum est généralement considéré comme médiocre Comme mentionné ci-dessus, on préfère utiliser la majeure partie, sinor la totalité des cafés de qualité inférieure > 'un mélange de café donné pour préparer l'extrait concentré à faible teneur en caféine et la Majeure partie, sinon la totalité des cafés de qualité supérieure, pour préparer l'extrait caféiné classique DE cette façon> les substances solubles du café de qualité supé- 3 U rieurs et les substances aromatiques volatiles qu'il contient ne seront pas soumises à une opération d'évaporation dans laquelle la perte des substances aromatiques serait possible On pourra évidemment choisir le degré de décaféination du produit final en ajustant la quantité de solides à faible teneur en caféine que l'on combine aux solides totalement caféinés On préfère en général des degrés de décaféination d'environ 40 % à 60 E Il est avantageux, pour obtenir un degré de décaféination supérieur, d'utiliser un café torréfié et moulu ayant une teneur en caféine relativement élevée (par exemple, supérieure à 2 % en poids) en tant que café duquel on a éliminé l'extrait aqueux riche en caféine, et un café torréfié et moulu ayant une teneur en caféine relativement faible (par exemple, inférieure à 1 5 % en poids) en tant que café à partir duquel on obtient l'extrait totalement caféiné On trouve en général que les cafés de qualité inférieure tels que "Robusta" ont une t-eneur en caféine supérieure à celle des-cafés de qualité supérieure tels que "Santosn et "Milds". Les exemples non limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de l'invention. EXEMPLE 1 On fait passer de l'eau à 1210 C dans une colonne de - café 'Robusta' fraîchement torréfié et moulu, ayant une teneur en caféine de 2 4 % en poios et on élimine un extrait riche en caféine avec un rendement d'extraction de 17,5 % et une concen- tration en solides solubles de 5 1 % On relie ensuite cette colonne à une batterie d'extraction à contre-courant à quatre colonnes en tant qu'étage contenant le produit frais et on- introduit un extrait de second étage pour éliminer un extrait à faible teneur en caféine ayant un rendement d'extraction de 29,4 % et une concentration en solides solubles de 11,8 %; On déplace ensuite le contenu de la colonne dans la batterie d'extraction dans laquelle on porte de façon continue les tempé- ratures d'alimentation des colonnes jusqu'a un maximum de 177 *C. On trouve que l'extrait riche en caféine contient environ 90 % de la caféine soumise à extraction et que l'extrait secondaire à faible teneur en caféine contient environ 10 t de la caféine- soumise à extraction. On extrait sous vide environ 10 % (en poids) des extraits riches en caféine et on condense la vapeur d'eau contenant des substances volatiles, qui en résulte. On concentre par évaporation l'extrait à faible teneur en caféine jusqu'à une concentration en solides solubles de 50 % puis on le divise en deux fractions égales en vue d'un traitement supplémentaire A l'une des fractions, on ajoute la moitié du condensat mentionné ci-dessus On n'ajoute pas de condensat à la seconde fraction. On soumet à une extraction un mélange de cafés torréfiée mouluset complètement caféinésconstitué de trois parties de café Colombien du type doux et de deux parties de café "Santos" et d'un E teneur en caféine d'environ 1,2 % en poids jusqu'à obtention d'un rendement par rapport au produit torréfié de 37,8 %, au moyen d'un E batterie de percolation à contre-courant à cinq étages, la tempé- rature d'alimentation maximale étant ici encore de 177 C On combine une partie de cet extrait, d'une teneur en solides solubles de 23,6 % en poids, à chacune des deux fractions d-'extrait à faible teneur en caféine jusqu'à une concentration en solides solubles de 50 % en poids Une partie de chacun de ces extraits composites est séchée par pulvérisation et une partie de chaque extrait est séchée par lyophilisation. EXEMPLE 2 On obtient des poudres témoins séchées par lyophilisa- tion et par pulvérisation en soumettant à une extraction un mélange de café torréfié et moulu de 30 parties de "Milds", de 20 parties de "Santos" et de 50 parties de "Robusta", ayant une teneur en caféine d'environ 1,8 % en poids, avec de l'eau à 121 C et jusqu'à un rendement d'extraction de 16,4 %, ce qui donne un extrait riche en caféine d'une teneur en solides solubles de 6,6 % On élimine de cet extrait 10 % de substances éliminées sous vide, de la manière décrite dans l'exemple 1 On soumet de nouveau le mélange de café extrait, à une extraction jusqu'à un rendement supplémen- taire de 29,2 %, dans un système de percolation à quatre étages, comme décrit dans l'exemple 1, ce qui donne un extrait contenant 11,7 % de solides que l'on concentre jusqu'à une concentration de 44 % de solides et qu'on combine aux extraits condensés On soumet des fractions de cet extrait parfumé à la fois à un séchage par pulvérisation et à une lyophilisation comme mentionné dans l'exemple 1. EXEMPLE 3 On évalue les qualités relatives des poudres séchées respectivement par pulvérisation et par lyophilisation des exemples I et 2 en soumettant les six poudres séchées à une chromatographie en phase gazeuse On obtient les résultats suivants (les unités représentent l'aire sous la courbe): Surface de C G. Décaféination Séché par Séché par % pulvérisation lyophilisation Exemple 1 56 34,10 86,28 (avec condensatl Exemple I 56 32, 69 60 00 (sans condensat Exemple 2 (témoin) 60 22; 60 33,51 (avec condensat) Comme il ressort des exemples ci-dessus, on peut prépare: un café soluble partiellement décaféiné en utilisant un dispositif de percolation classique et sans solvants organiques Comme le montrent les résultats de la chromatographie en phase gazeuse les produits solubles de l'invention ont une teneur en substances aromatiques relativement élevée, qu'on ajoute ou non le condensat. bien que son addition conduise à une augmentation supplémentaire de la quantité de substances aromatiques en particulier lorsqu'on prépare un produit séché par lyophilisation. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un café soluble partiellement décaféiné caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à: a) extraire une fraction de cfe moulu et torréfié de basse qualité non décaféiné avec de l'eau à une température comprise entre 80 et 150 C jusqu'à l'obtention d'un rendement par rapport au produit torréfié d'environ 12 % en poids, l'extrait aqueux obtenu contenant moins d'environ 10 % en poids de prcdult solide et au moins 75 ne la caféine contenue dans la fraction de café de basse qualité, b) extraire ensuite cette fraction de café de basse qualité au moyen d'un milieu d'ex-traction aqueux jusqu'à l'obtention d'un rendement par rapport au produit torréfié d'au moins 20 % en poids, et c) évaporer-les produits voletiles de l'extrait de l'étape a)et condenser et co-mbinet cs produits volatiles avec les solides solubles contenus dans l'extrait de l'étape b), d) extraire è l'eau une frae-ti-n de café moulu et torréfié non décaféiné de bonne qualité, e) combiner l'extrait de l'ta De d) avec l'extrait de l'étape b) et ensuite, f) sécher le mélange obtenu. 2 Procédé selon la revendication 1 I caractérisé en ce que le mélange est lyophilisé.