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从嗜好性原料中提取挥发性组分的方法、该挥发性组分及包含该挥发性组分的食品和饮料

摘要

通过蒸汽提取嗜好性原料而获得挥发性组分。使用烘焙后的咖啡豆或制茶后的茶叶作为嗜好性原料。蒸汽提取包括以下过程:将蒸汽与嗜好性原料接触,然后回收接触后的蒸汽。使用饱和水蒸汽或过热蒸汽作为蒸汽,并优选使用过热蒸汽。咖啡豆优选为通过用过热蒸汽烘焙生咖啡豆而获得的咖啡豆。食品或饮料包含香味组分,并优选包含该挥发性组分和嗜好性原料的水提取物。

著录项

  • 公开/公告号CN1859853A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2006-11-08

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 百佳株式会社;

    申请/专利号CN200480028151.2

  • 申请日2004-11-02

  • 分类号A23F5/26;

  • 代理机构北京三友知识产权代理有限公司;

  • 代理人丁香兰

  • 地址 日本爱知县

  • 入库时间 2023-12-17 17:51:11

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2009-09-30

    授权

    授权

  • 2007-01-03

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2006-11-08

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种提取挥发性组分以获得包含在由烘焙后的咖啡豆或制茶后的茶叶组成的嗜好性原料中的挥发性组分的方法、通过该提取方法获得的挥发性组分及包含那些挥发性组分的食品和饮料。

背景技术

作为包含大量的咖啡香味组分的食品和饮料,那些例如根据专利文献1中所述的浓缩咖啡液的生产方法所制备的食品和饮料是已知的(见下文)。在该生产方法中,首先,将由烘焙及粉碎后的咖啡豆提取的咖啡液浓缩。此时,该咖啡液被分为浓缩液和浓缩除去液,所述浓缩液通过从上述咖啡液中除去部分水份获得,所述浓缩除去液包含在获得浓缩液的方法中被除去的水份。接下来,利用反渗透膜通过施以小于或等于0.98Mpa的压力浓缩上述浓缩除去液,将浓缩除去液中的香味组分浓缩,获得浓缩的香味液体。最后,将上述浓缩的香味液体和上述浓缩液混合以制备浓缩咖啡液。当提取上述咖啡液时,可以使用已知的提取装置和提取方法。因此,根据该生产方法,可以有效地回收在咖啡液浓缩过程中损失的香味组分。尤其是,通过在尽可能低的压力下,利用具有高分离性能的反渗透膜来浓缩上述浓缩除去液,可以有效地回收包含在浓缩除去液中的香味组分。

然而,当提取咖啡液时,由于在该生产方法中使用已知的提取装置和提取方法,所以在该提取工艺中,很有可能会损失大量香味组分。因此,即使在随后获得浓缩香味液体的步骤中能以高效率回收香味组分,但已经损失掉的香味组分却不能被回收。尤其是,由于在上述咖啡液体提取过程中损失的香味组分极易挥发,并且具有仅仅是新烘焙的咖啡所具有的独特香味,因此,应寻求对能够尽可能地使上述损失最小化的技术进行开发。

通过着眼于存在于现有技术中的这些问题已经完成本发明。本发明的一个目的是提供一种提取挥发性组分的方法,通过该方法可以容易并高效地从嗜好性原料中回收挥发性组分。本发明的另一个目的是提供含有高比例的包含在嗜好性原料中的良好香味组分的挥发性组分,和包含那些挥发性组分的食品和饮料。

专利文献1:日本特开2003-204757号公报

发明内容

本发明一方面提供一种提取挥发性组分的方法,利用该方法通过对嗜好性原料进行蒸汽提取而获得挥发性组分。而且,上述蒸汽提取的特征在于以下工艺:使上述嗜好性原料和蒸汽接触,然后回收接触后的蒸汽。

本发明的另一方面提供一种通过上述提取挥发性组分的方法获得的挥发性组分。

本发明的另一方面提供一种包含上述挥发性组分的食品和饮料。

附图说明

图1(a)是显示实施例1的香味组分评价试验结果的图。图1(b)是显示实施例2的香味组分评价试验结果的图。图1(c)是显示实施例3和4的香味组分评价试验结果的图。图1(d)是显示实施例5的香味组分评价试验结果的图。图1(e)是显示实施例8的香味组分评价试验结果的图。

具体实施方式

以下提供对实施方案的具体说明,所述实施方案体现了本发明的提取挥发性组分的方法、挥发性组分和包含那些挥发性组分的食品和饮料。

该实施方案的挥发性组分是通过嗜好性原料的蒸汽提取获得的,所述原料由烘焙后的咖啡豆或制茶后的茶叶组成。该挥发性组分的主要成分包括作为上述嗜好性原料的香味源的香味组分,同时也包含一些对味觉有影响的呈味组分。上述香味组分包含一般地被认为是提供香味的水溶性香味组分和诸如咖啡油等油溶性香味组分例,并且这些组分具有高香味。上述呈味组分的实例包括绿原酸、胡芦巴碱、甲酸、乙酸和咖啡因。通过蒸汽提取可以非常有效地提取包含这些香味组分和呈味组分的挥发性组分。另一方面,在通过在0~100℃的水中浸渍上述嗜好性原料进行的水提取的情况下,不仅上述挥发性组分不能被充分地提取,而且在水提取过程中挥发的飞散物中几乎不存在任何挥发性组分。

将具有高香味的烘焙后的咖啡豆或制茶后的茶叶用作嗜好性原料。为了使挥发性组分的损失最小化,在干燥状态下将这些嗜好性原料用于蒸汽提取。干燥的嗜好性原料不经过包括在水中浸渍或用水蒸煮在内的处理。上述茶叶通常是通过包括对新采摘的茶叶进行蒸煮、揉制和干燥的公知的制茶方法制得的。茶叶类型的实例包括那些可被用于饮料的茶叶例如绿茶、乌龙茶、红茶、大麦茶、薏苡茶、茉莉花茶、普洱茶、如意波斯茶(rooibos茶)和草药茶。这些茶叶可以单独使用或可以多种联合使用。

虽然考虑到香味组分的高含量,优选小果咖啡(Coffea arabica)、中果咖啡罗巴斯塔变种(C.canephora var.robusta)、中果咖啡conulon变种(C.canephora var.conulon)或大果咖啡(C.liberica)用作咖啡豆类型,但对咖啡豆没有特别的限制。这些咖啡豆可以单独使用,或多种咖啡豆混合使用。虽然烘焙后咖啡豆的L值(亮度值)优选约15~33,但对该值没有特别限定。从以下方法中选择至少一种作为烘焙方法:远红外烘焙、热风烘焙、直接火焰烘焙和木炭烘焙。在上述烘焙度L值小于15的情况下,当烘焙(锻烧)该嗜好性原料时,存在所产生的烟味增加的高风险。相反地,如果该L值大于33,则变得难以获得所喜爱的咖啡特有的烘焙香味。虽然只要烘焙后的咖啡豆的形态是允许进行水提取的形态则对该烘焙后的咖啡豆的形态不做特别的限制,但是咖啡豆优选被磨碎或压碎,因为这样使得能够高效率地提取挥发性组分。对于被磨碎或压碎的咖啡豆的粒径或形状没有特别的限制。为了将挥发性组分的损失降到最小,优选在烘焙之后立即使用咖啡豆(优选在一个月内,更优选在10天内)。此外,如果在烘焙之后难以立即使用咖啡豆,该咖啡豆最好保存在惰性气体气氛中或低温下。

在上述蒸汽提取中,在嗜好性原料与蒸汽直接接触之后,回收该接触后的蒸汽。虽然可以使用不饱和水蒸汽、饱和水蒸汽或过热蒸汽作为上述蒸汽,但最优选使用过热蒸汽。与上述嗜好性原料接触后的蒸汽中含有高比例的上述挥发性组分。

不饱和水蒸汽是在低于水的沸点的温度(常压下0℃~小于100℃),蒸发液态水形成的。在蒸汽提取过程中,在常压下的不饱和水蒸汽的温度是0℃~小于100℃,优选50℃~小于100℃,更优选60℃~95℃,特别更优选80℃~95℃。饱和水蒸汽是在水的沸点(常压下100℃)煮沸时蒸发液态水形成的。由于所述饱和水蒸汽易于大量产生,因此其比不饱和水蒸汽更易于使用。

过热蒸汽是对上述饱和水蒸汽继续加热时不加压形成的。所述的过热蒸汽是通过以下方法获得的:用燃烧器、电热器、电磁感应加热设备对通过在锅炉中或通过电磁感应加热煮沸液态水形成的饱和水蒸汽进行加热。当加热上述饱和水蒸汽时,可以在加压饱和水蒸汽的同时进行加热。然而,由于难以在加压后通过减压控制过热蒸汽的温度,优选加热时不加压。通常电磁感应加热设备形成过热蒸汽是通过以下方法实现的:以100Hz~100kHz的频率通过电磁感应加热对陶质或金属加热元件进行加热,并将饱和水蒸汽与该加热元件的表面接触。

在蒸汽提取过程中,过热蒸汽的温度在常压下高于100℃,优选在常压下高于100℃直至500℃,更优选在常压下高于107℃直至500℃,进一步更优选在常压下高于140℃直至500℃,并且特别更优选在常压下为250℃~500℃。在过热蒸汽超过500℃的情况下,除了存在由于热量对嗜好性原料的显著影响引起挥发性组分品质恶化的高风险外,而且也是不经济的。另一方面,由于过热蒸汽在常压(1.01325×105Pa,或1个大气压)于107℃具有转变点,因此当在高于该转变点的温度时,过热蒸汽在热力学上变得非常稳定。当在上述转变点加热饱和水蒸汽时,所施加的热量大部分被用作潜热,该潜热为改变该物质的状态而被消耗。因此,难以提高那些物质的温度。此外,在过热蒸汽处于上述热力学稳定状态的情况下,当将热量施加于该过热蒸汽时,引发该过热蒸汽升温,该升温与所施加的热量成比例。在这种情况下,上述施加的热量被用作显热。顺便提及,在水的情况下,在常压下在100℃存在上述转变点(所谓的沸点),并且此时潜热被用作煮沸期间的汽化热。

用于该蒸汽提取的蒸汽量优选为每1kg嗜好性原料0.3kg/h~30kg/h,更优选为0.6kg/h~20kg/h,并且特别更优选为1.2kg/h~10kg/h。在蒸汽量小于0.3kg/h的情况下,由于需要更多的时间来回收挥发性组分,提取效率变差。相反地,在蒸汽量超过30kg/h的情况下,用于产生蒸汽的装置的内部压力增加,从而增加了用于控制压力的设备成本或需要更多的安置空间。

在采用该优选蒸汽量进行蒸汽提取的情况下,提取时间优选为5分钟~60分钟,更优选为6分钟~30分钟,并且特别更优选为7分钟~20分钟。在上述提取时间小于5分钟的情况下,不可能有效地从嗜好性原料中提取挥发性组分。相反地,在提取时间超过60分钟的情况下,容易使挥发性组分品质恶化。特别是在利用过热蒸汽进行蒸汽提取超过30分钟的情况下,嗜好性原料变得易受烘焙(煅烧)的影响而引起烟味增加的风险。顺便提及,在使用饱和水蒸汽或过热蒸汽进行蒸汽提取的情况下,虽然在30分钟内提取了大部分挥发性组分,但是在进行工业水提取的情况下,需要大概1小时。

为了减少由于挥发性组分的飞散和扩散所引起的回收损耗,该蒸汽提取优选在密闭容器中进行。此外,虽然该蒸汽提取一般在常压下进行,但也可在加压下进行。此外,由于该蒸汽提取通过防止氧化变质能够获得具有优异香味的挥发性组分,最好优选在惰性气体气氛例如氮气或稀有气体(所谓的除氧状态)中进行。顺便提及,用已经除去了溶解氧的水(所谓的脱氧水)产生的蒸汽几乎不包含溶解氧。因此,在用惰性气体置换已经装入嗜好性原料的密闭容器内部的气氛之后,如果使用由上述脱氧水产生的蒸汽进行蒸汽提取,则可以容易地并连续地维持该密闭容器内的惰性气体气氛。此外,当在惰性气体气氛中进行蒸汽提取时,最优选在惰性气体气氛中同样地进行挥发性组分的回收以及所有其他产品的生产步骤(例如,咖啡豆烘焙步骤,和食品或饮料生产步骤)。

虽然挥发性组分的回收率根据嗜好性原料的类型而改变,但作为固体相对于嗜好性原料通过蒸汽提取的该挥发性组分的回收率通常适当地为0.01重量%到10重量%(Brix 0.01到10)。然而,考虑到质量方面作为固体优选为0.05重量%到5重量%(Brix 0.05到5)。在上述回收率小于0.01重量%的情况下,没有充分回收挥发性组分。相反的,在上述回收率超过10重量%的情况下,除挥发性组分之外的其他组分,即那些不管是否进行蒸汽提取通过简单的提取方法例如水提取即能稳定地回收的组分大量地被回收,使其变得不经济。

在以液体、颗粒、粉末、固体或半固体形式回收该挥发性组分之后,可将他们保存在密闭容器中或添加到食品或饮料中。在上述蒸汽提取中,蒸汽与嗜好性原料接触后,通过收集该蒸汽并冷却而获得液体挥发性组分。通过冷冻干燥或喷雾干燥对上述液体挥发性组分或与嗜好性原料接触后的蒸汽进行干燥而获得颗粒或粉末挥发性组分。通过按照惯用方法加热干燥或浓缩上述液体挥发性组分而获得固体或半固体形式的挥发性组分。此外,此时,利用挥发性组分的化学性质通过蒸馏或真空蒸馏进行分馏或使用树脂柱进行纯化可以有选择地仅回收所希望的组分。

本实施方案的第一食品或饮料由那些包含上述挥发性组分的液体组成,其实例包括饮料例如咖啡饮料、茶饮料、乳饮料(例如包含乳的咖啡饮料或包含乳的茶饮料)或软饮料,或用于分配器的浓缩液。第一食品或饮料是经过将上述挥发性组分混合的步骤制得的。在贮藏第一食品或饮料的情况下,优选在配制液体食品例如饮料之后立即进行灭菌处理或者在装入容器并密封之后立即进行灭菌处理。虽然混入第一食品或饮料中的挥发性组分可以是例如液体、颗粒、粉末、固体或半固体的任何形式,但是由于第一食品或饮料本身是液体,因此混入液体挥发性组分是最容易并且是最经济的。

在第一食品或饮料中,咖啡饮料或茶饮料优选包含对蒸汽提取上述挥发性组分后的嗜好性原料(第一嗜好性原料)进行水提取而获得的水提取物。包含在上述第一嗜好性原料中的挥发性差的组分(几乎不挥发的组分)和不挥发性组分(不挥发的组分)包含于上述水提取物中。此外,为了提供挥发性组分含量特别高的产品,咖啡饮料或茶饮料可包含通过对不经过蒸汽提取的嗜好性原料(第二嗜好性原料)进行水提取而获得的水提取物。上述第二嗜好性原料优选采用与上述第一嗜好性原料同种类的原料。虽然使用同种类嗜好性原料是指使用水提取中的咖啡豆(第二嗜好性原料),以及使用蒸汽提取期间的咖啡豆(第一嗜好性原料),但咖啡豆的种类(第一和第二嗜好性原料)不必一致。这也同样适用于茶叶。

在上述水提取中,如以前所述通过在0~100℃的水,优选50℃~100℃的水,更优选60℃~95℃的热水,并特别更优选80℃~95℃的热水中浸渍嗜好性原料来回收洗提入水中的组分(即,水提取物)。虽然例如水提取期间的提取温度、提取时间和提取方法等条件可以根据原料适宜地确定,但水提取应该按照惯用的方法进行。此外,虽然没有对水提取方法进行特别的限制,但对于咖啡可以采用滴注方法、多塔式法或喷射法,而在茶叶饮料中可以采用揉制法。此外,两种或更多种提取法可以组合使用。此外,水提取后的水提取物也可以通过选自例如冷冻浓缩、膜浓缩或真空加热浓缩的方法进行浓缩。

本实施方案的第二食品或饮料是除了上述包含挥发性组分的液体之外(即,颗粒、粉末、固体或半固体)的食品或饮料,其实例包括速溶咖啡、速溶茶、糕点、日本式糖果和小吃。第二食品或饮料是经过将上述挥发性组分混合的步骤制得的。虽然混入第二食品或饮料中的挥发性组分可以是任何形式例如液体、颗粒、粉末、固体或半固体,但优选根据第二食品或饮料的形式选择最简单并最经济的形式。

在第二食品或饮料的情况下,速溶咖啡或速溶茶优选包含通过对蒸汽提取上述挥发性组分后的嗜好性原料(第一嗜好性原料)进行水提取而获得的水提取物。此外,为了提供挥发性组分含量特别高的产品,该速溶咖啡或速溶茶也可包含通过对不经过蒸汽提取的嗜好性原料(第二嗜好性原料)进行水提取而获得的水提取物。在第二食品或饮料的生产中,工业上优选水提取期间的提取温度为0~200℃,更优选50~170℃,并且该水提取也可在与上述第一食品或饮料的水提取相同的条件下进行。

通过第一或第二生产方法来制造包含挥发性组分和水提取物的速溶咖啡或速溶茶。在第一生产方法中,可在干燥水提取物之前(或者在干燥水提取物的浓缩物之前)或可在干燥期间,将液体挥发性组分混入水提取物中。虽然上述干燥优选通过冷冻干燥或喷雾干燥进行,但也可通过加热干燥进行。在第一生产方法中,当在水提取物的干燥过程中混入挥发性组分时,可在用同一冷冻干燥器或喷雾干燥器同时对挥发性组分和水提取物进行干燥的干燥期间将二者混合。此外,在第二生产方法中,颗粒、粉末或固体挥发性组分和干燥后的水提取物在各自制备后混合。

在按照第一或第二制造方法生产后,通过使用在其生产中所使用的液态水提取物或液体挥发性组分作为结合剂,可以将粒状、粉末或固体速溶咖啡或速溶茶制粒成预定粒径。此外,通过粉碎可以将固体速溶咖啡或速溶茶粉末化,并且考虑到在水中的溶解度,还可以按照已知的造粒方法制粒。

为了减少挥发性组分的损失,优选通过密封在可密封的小袋或容器中获得作为成品的第一和第二食品或饮料。上述可密封的小袋或容器的实例包括罐、瓶、PET容器、纸容器、塑料容器和铝袋。此外,在制造第一和第二食品或饮料时也可以添加已知的添加剂。上述添加剂的实例包括例如乳、脱脂奶粉、全脂奶粉和奶油等乳制品、果汁、蔬菜汁、糖、糖醇、甜味剂、例如碳酸氢钠等pH值调节剂、例如蔗糖脂肪酸酯和甘油脂肪酸酯等乳化剂、香料和例如卡拉胶等稳定剂。这些添加剂可以单独添加也可以多种混合添加。在第一食品或饮料生产方法中,上述添加剂优选在添加的同时与挥发性组分混合。在第二食品或饮料生产方法中,上述添加剂可以在完成干燥前的任何阶段添加。此外,当在干燥完成后加入添加剂时,可以使用干燥的添加剂。而且,第一和第二食品或饮料优选从制造到充填并包装在容器中的过程里仅暴露于惰性气体气氛中(所说的除氧状态中),并且最优选使用除氧原材料和添加剂。

本实施方案提供如下所述优点。

本实施方案的挥发性组分是通过嗜好性原料的蒸汽提取获得的,所述原料由烘焙后的咖啡豆或制茶后的茶叶组成。即,这些挥发性组分包含高比例的易挥发组分,该易挥发组分是在嗜好性原料的水提取前经过蒸汽提取回收的。此外,上述蒸汽提取与水提取相比较,可以非常快速、有效和特异性地提取易挥发组分。结果,除了挥发性组分含有高比例的包含在嗜好性原料中的令人满意的香味组分外,由于这些挥发性组分是在极短的时间内(小于水提取的一半时间)提取的,他们包含大量的恶化度低的高质量香味组分。

另一方面,在用低温水对上述嗜好性原料进行水提取的情况下,虽然变得更易于获得高质量香味组分,但大多数挥发性组分不能充分回收。此外,在用热水进行水提取的情况下,由于在提取期间部分香味组分和挥发性组分的飞散,香味和味道趋于下降,或者由于与蒸汽提取相比与热水接触时间比较长,品质恶化易于增加。为了解决这些问题,可以通过添加人工生产的提取物和香料来增加香味和味道。然而,在这种情况下,除了工艺上非常难以再现嗜好性原料的本来香味和味道外,还导致原材料成本增加。相反,本实施方案是非常有用的,因为可以容易地提高产量同时忠实地再现嗜好性原料本身的高质量的香味和味道。

在使用过热蒸汽进行蒸汽提取的情况下,由于其他易挥发组分与被极有效地提取的某些几乎不挥发组分例如有机酸、咖啡因、绿原酸和胡芦巴碱一起被极快速地提取,因此能获得极高质量的挥发性组分。由于过热蒸汽通过对流传热器和辐射传热器来导热,所以与不饱和水蒸汽和饱和水蒸汽相比,热效率非常高。此外,由于过热蒸汽是一种水蒸汽,因此上述对流传热器的传热率也是快速的。过热蒸汽具有水蒸汽固有的性质,即当它与低温物质接触并冷凝时,通过将热量传给该物质而使该物质升温,以及按热空气方式加热物质的特性。因此,可以通过在短时期内提高嗜好性原料的温度,暂时和瞬时地增加能溶解在过热蒸汽中的组分(在这种情况下为挥发性组分)的溶解度。尤其是,在短时期内提高嗜好性原料的中心温度的效果与在长期过程中升高中心温度的情况相比,在更容易抑制因加热导致的挥发性组分的品质恶化方面是重要的。此外,由于如果过热蒸汽超过预定温度(140℃),与使用干燥空气时的干燥速度相比,过热蒸汽的干燥速度更为增加,所以作为与蒸汽瞬时结合的结果,可从嗜好性原料中分离和回收溶于过热蒸汽中的挥发性组分。而且,此时,嗜好性原料经历类似于烘焙期间的那些物理化学变化。结果,根据该方法,除了回收的挥发性组分的量有可能大于或等于经过烘焙获得的量外,即使烘焙不充分,所回收的发性组分的量也可易于维持在高水平。

为了降低含水量,市售的速溶咖啡和速溶茶是通过干燥步骤制造的。因此,在这些市售产品的生产过程中,在干燥步骤期间,包含在嗜好性原料中的具有高香味的组分和挥发性组分易于飞散和恶化,从而导致成品香味极弱的问题。诸如在干燥期间使得能够防止组分品质恶化的冷冻干燥等技术对于应用于这些市售产品的生产过程是公知的。然而,惯用的冷冻干燥方法没有如同在本实施方案中所述的添加挥发性组分的步骤,并且在除了干燥步骤之外的步骤中也不能防止品质恶化。相反,由于将通过目的在于回收挥发性组分的专用蒸汽提取而获得的高质量挥发性组分添加到本实施方案的第二食品或饮料中,所以能非常容易地提供具有优异味道和香味的产品。

而且,本实施方案还可以在作如下改变之后实施。

将已经用过热蒸汽烘焙过的咖啡豆用作上述嗜好性原料。将已经用上述过热蒸汽代替烘烤器或其他已知烘焙机器烘焙过的咖啡豆用做咖啡豆。上述过热蒸汽应与上述实施方案的蒸汽提取中所使用的过热蒸汽相同。而且过热蒸汽的量优选略大于上述实施方案的蒸汽量。即,相对于每1kg用作嗜好性原料的生咖啡豆,过热蒸汽的量优选为1kg/h或更多,并更优选为1kg/h~30kg/h。而且,此时,上述实施方案的蒸汽提取还可以在用过热蒸汽烘焙生咖啡豆后进行。此外,在该情况下,在L值到达33或较低之后,应以挥发性组分的形式回收过热蒸汽,来代替在烘焙期间与生咖啡豆接触后回收过热蒸汽。

在该情况下,有可能提供优异的嗜好性原料,对于该原料容易提取大量的高质量挥发性组分。此外,由于在用过热蒸汽进行烘焙的情况下,能在短时期内提高生咖啡豆的中心温度,所以烘焙能在非常短的时期内完成。而且,由于在用过热蒸汽进行烘焙的情况下,生咖啡豆的内部与外部同时受热,生咖啡豆能被均匀地烘焙从而减少与不均匀烘焙有关的不合意的涩味和苦味,并且易于生产出使人精神振作、温和的味道。此外,由于在高于140℃的温度用过热蒸汽的烘焙与用热干燥空气相比能够更快地干燥,所以蒸发和干燥同时进行,从而易于获得多孔咖啡豆。此外,此时还获得以下效果:可以抑制有机酸例如甲酸和乙酸的形成,以及提高所加入的乳组分的稳定性。

下面通过实施例对本发明进行更详细的说明。

(实施例1)

将3kg的L值为21的咖啡豆(经过远红外线烘焙的小果咖啡豆)磨碎后,将烘焙的咖啡豆装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气。然后,从容器内磨碎的咖啡豆的下方将约300℃的过热蒸汽连续注入到该容器中以使过热蒸汽与磨碎的咖啡豆接触。上述过热蒸汽是通过以下方法产生的:使由锅炉产生的饱和水蒸汽与金属加热元件接触,所述金属加热元件通过20kHz频率的电磁感应加热进行加热;并将产生的所述过热蒸汽直接加入该提取容器。然后,通过收集从上述提取容器上部流出的蒸汽并冷却来回收液体挥发性组分(Brix 1.0)。当获得1升挥发性组分时,停止注入上述过热蒸汽,提取时间大约为15分钟。

接着,将提取挥发性组分后的上述磨碎的咖啡豆用95℃热水进行水提取,得到24升Brix 3.3的咖啡水提取物。提取时间大约为1小时。最后,将全部量的所得挥发性组分和水提取物分别混合后,加入31.9g碳酸氢钠,并用水将总体积调节到63.8升。从而制得Brix 1.3和pH 6.10的咖啡饮料。将该咖啡饮料装入金属罐中并密封后,通过在123℃灭菌5分钟制得罐装咖啡饮料。

(比较例1)

将3kg的L值为21的咖啡豆磨碎后,将磨碎的咖啡豆装入可密闭的提取容器中。用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气后,通过用95℃热水进行水提取,得到24升Brix 3.3的咖啡水提取物。在该比较例1中不进行蒸汽提取。将31.9g碳酸氢钠加入到所获得的水提取物中,用水将总体积调节到63.8升。从而制得Brix 1.3和pH 6.10的咖啡饮料。用该咖啡饮料按照与实施例1相同的方法制得罐装咖啡饮料。

<香味组分评价试验1>

使用实施例1和比较例1的罐装咖啡饮料分析香味组分。即,利用气相色谱质谱仪(GC-MS,Hewlett-Packard,GC System HP6890 Series)通过将包含在咖啡饮料中的各种组分吸附在固相微萃取(SPME)树脂上由固相微萃取(SPME)来分析包含在咖啡饮料中的各种组分。在分析过程中,利用分流系统注入样品,使用DB-WAX(Agilent Technologies)作为毛细管柱。此外,在使氦气以1.0mL/分钟流过的同时,在40℃保持3分钟后,将温度以5℃/分钟的速率提升到240℃,然后在240℃保持5分钟,以分离香味组分并获得色谱图。由所得到的色谱图对各香味组分所显示的峰面积进行定量。结果显示在图1(a)中。根据图1(a)的结果,证实包含在实施例1的咖啡饮料中的各香味组分的峰面积明显大于比较例1的咖啡饮料中的各香味组分的峰面积。

<香味组分评味员试验>

由专家评味员对实施例1和比较例1的罐装咖啡饮料进行味道和香味评价。即,将实施例1和比较例1的罐装咖啡饮料的各一个样品给15名专家评味员,并要求基于根据七个等级中的一个的绝对评价给样品打分,之后确定平均分。上述评价包括香味强度评价和综合评价。结果列于表1中。

[表1]

  比较例1  实施例1  香味强度  -0.23  +0.67  综合评价  +0.37  +0.40

在表1中的根据七个等级中的一个对香味强度进行的评价中,非常弱的香味被评为-3,弱香味被评为-2,稍微弱的香味被评为-1,不弱也不强被评为0,稍微强的香味被评为+1,强香味被评为+2,非常强的香味被评为+3。在表1中的综合评价中,味道和香味的综合质量评价非常差被评为-3,差被评为-2,稍微差被评为-1,不差也不好被评为0,稍微好被评为+1,好被评为+2,非常好被评为+3。根据表1的结果,证实实施例1的咖啡饮料的香味明显好于比较例1的咖啡饮料的香味。而且,在综合评价中,证实实施例1的咖啡饮料好于比较例1的咖啡饮料。

(实施例2)

将300g市售的制茶后的绿茶叶(Kabuse-Cha)装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气。然后,从茶叶下方将100℃的饱和水蒸汽连续注入到该容器中,以使饱和水蒸汽直接与茶叶接触。然后,收集并冷却从上述提取容器上部流出的蒸汽以回收液体挥发性组分(Brix 0.07)。当获得300毫升挥发性组分时,停止注入上述饱和水蒸汽。接着,在提取上述挥发性组分后,用60℃热水对茶叶进行水提取。从而,获得9升包含300mg/100mL丹宁酸的绿茶水提取物。最后,将300mL所得到的挥发性组分、6升提水提取物、7.8g碳酸氢钠和12.0g维生素C混合,并用水将总体积调节到30升。从而,获得含有60mg/100mL丹宁酸的绿茶饮料。将该绿茶饮料装入金属罐中并密封后,通过在119℃灭菌20分钟制得罐装绿茶饮料。

(比较例2)

将300g市售的制茶后的绿茶叶(Kabuse-Cha)装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气后,用60℃热水进行水提取。从而,获得9升含有300mg/100mL丹宁酸的绿茶水提取物。在该比较例2中不进行蒸汽提取。然后按照实施例2中相同的方法用所得到的水提取物制得罐装绿茶饮料。

<香味组分评价试验2>

按照上述香味组分评价试验1中相同的方式,通过GC-MS对实施例2和比较例2的罐装绿茶饮料进行评价试验。结果示于图1(b)中。结果,证实包含在实施例2的绿茶饮料中的香味组分的总量明显大于包含在比较例2的绿茶饮料中的香味组分的总量。

(实施例3)

将3kg的L值为21的咖啡豆磨碎后,将烘焙的咖啡豆装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气。然后,从容器内磨碎的咖啡豆的下方将约300℃的过热蒸汽连续注入到该容器中,以使过热蒸汽与该磨碎的咖啡豆接触。然后,通过收集从上述提取容器上部流出的蒸汽并冷却来回收液体挥发性组分(Brix 1.2)。当获得1升挥发性组分时,停止注入上述过热蒸汽。接着,对提取挥发性组分后的上述磨碎的咖啡豆用95℃热水进行水提取,得到24升Brix 3.3的咖啡水提取物。最后,将全部量的所产生的挥发性组分和水提取物混合,用GA-32型Parvis Mini Spray Dryer(Yamato)在170℃的喷雾温度进行喷雾干燥。从而制得粉末状速溶咖啡。

(实施例4)

将3kg的L值为21的咖啡豆磨碎后,将烘焙的咖啡豆装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气。然后,从容器内磨碎的咖啡豆的下方将100℃的饱和水蒸汽连续注入到该容器中,以使饱和水蒸汽与该磨碎的咖啡豆接触。然后,通过收集从上述提取容器上部流出的蒸汽并冷却来回收液体挥发性组分(Brix 1.3)。当获得1升挥发性组分时,停止注入上述饱和水蒸汽。接着,将提取挥发性组分后的上述磨碎的咖啡豆用95℃热水进行水提取,得到24升Brix 3.2的咖啡水提取物。最后,将全部量的所产生的挥发性组分和水提取物混合,用GA-32型Parvis Mini Spray Dryer(Yamato)在170℃的喷雾温度进行喷雾干燥。从而制得粉末状速溶咖啡。

(比较例3)

将3kg的L值为21的咖啡豆磨碎后,将烘焙的咖啡豆装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气后,用95℃热水对上述磨碎的咖啡豆进行水提取,获得24升Brix 3.2的咖啡水提取物。在比较例3中不进行蒸汽提取。最后,将所产生的水提取物用GA-32型Parvis Mini Spray Dryer(Yamato)在170℃的喷雾温度进行喷雾干燥。从而制得粉末状速溶咖啡。

<香味组分评价试验3>

用实施例3、4和比较例3的速溶咖啡制备水溶液,其中将可溶性固形物溶解到7%的浓度,并用GC-MS按照与上述香味组分评价试验1相同的方式对各个水溶液进行评价试验。结果显示在图1(c)中。结果,证实包含在实施例3和4的速溶咖啡中的香味组分总量明显大于包含在比较例3的速溶咖啡中的香味组分总量。而且,证实用过热蒸汽进行蒸汽提取的实施例3的香味组分含量明显大于用饱和水蒸汽进行蒸汽提取的实施例4的香味组分含量。

<挥发性组分分析试验1>

为了证实蒸汽提取的效果,对在实施例3和4中获得的挥发性组分中的主要香味组分和呈味组分进行分析试验。用GC-MS按照与上述相同的方式分析香味组分。在分析呈味组分时,使用UV检测器由HPLC分析绿原酸、咖啡因和胡芦巴碱,同时使用离子电导率检测器由HPLC分析有机酸。结果列于表2中。

[表2]

  呈味组分  胡芦巴碱  绿原酸  咖啡因  甲酸  乙酸 实施例3  11.08mg/  100ml  80.32mg/  100ml  10.11mg/  100ml  698.46  ppm  6797.89  ppm 实施例4  5.05mg/  100ml  42.10mg/  100ml  3.76mg/  100ml  518.72  ppm  8320.95  ppm  香味组分  2-[(甲硫基)甲  基]-呋喃  乙酸糠酯  2,2′-亚甲基二  呋喃  4-乙基愈创木  酚 实施例3  8651316  31970460  16094047  6202782 实施例4  2207674  26599341  14245386  5531796

根据表2,清楚地说明,用过热蒸汽进行蒸汽提取能以明显高于用饱和水蒸汽进行蒸汽提取的比率提取咖啡中的绿原酸及其他呈味组分和香味组分。

(实施例5)

将300g市售的制茶后的绿茶叶装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气。然后,从茶叶下方将100℃的饱和水蒸汽连续注入到该容器中,以使饱和水蒸汽直接与茶叶接触。然后,收集从上述提取容器上部流出的蒸汽并冷却以回收液体挥发性组分(Brix 0.07)。当获得300毫升挥发性组分时,停止注入上述饱和水蒸汽。接着,在提取上述挥发性组分后,用60℃热水对茶叶进行水提取。从而,获得9升包含300mg/100mL丹宁酸的Brix 0.8的绿茶水提取物。将300mL所得到的挥发性组分和9升提水提取物混合。将相对于可溶性固形物1.8倍量(129.6g)的糊精作为赋形剂加入。最后,将挥发性组分和水提取物用GA-32型Parvis Mini Spray Dryer(Yamato)在170℃的喷雾温度进行喷雾干燥。从而制得粉末状速溶茶。

(比较例4)

将300g市售的制茶后的绿茶叶装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气。然后,用60℃热水对茶叶进行水提取。从而,获得9升包含300mg/100mL丹宁酸的Brix 0.8的绿茶水提取物。在该比较例4中不进行蒸汽提取。将相对于可溶性固形物1.8倍量(129.6g)的糊精作为赋形剂加入到所得到的水提取物中。最后,将水提取物用GA-32型Parvis Mini Spray Dryer(Yamato)在170℃的喷雾温度进行喷雾干燥。从而制得粉末状速溶茶。

<香味组分评价试验4>

用实施例5和比较例4的速溶茶制备水溶液,其中将可溶性固形物溶解到16%的浓度,并用GC-MS按照与上述香味组分评价试验1相同的方式对各个水溶液进行评价试验。结果显示在图1(d)中。结果,证实包含在实施例5的速溶茶中的香味组分总量明显大于包含在比较例4的速溶茶中的香味组分总量。

(实施例6)

将300g市售的制茶后的绿茶叶装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气。然后,从茶叶下方以每分钟50毫升的蒸汽量,将100℃的饱和水蒸汽连续注入到该容器中,以使饱和水蒸汽直接与茶叶接触。然后,立即冷却从上述提取容器上部流出的蒸汽。从而,回收300毫升液体挥发性组分(Brix 0.07,pH 6.51)。

(实施例7)

将300g市售的制茶后的绿茶叶装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气。然后,从茶叶下方以每分钟60毫升的蒸汽量,将300℃的过热蒸汽连续注入到该容器中,以使过热蒸汽直接与茶叶接触。然后,立即冷却从上述提取容器上部流出的蒸汽。从而,回收300毫升液体挥发性组分(Brix 0.07,pH 6.52)。

<挥发性组分分析试验2>

按照与上述挥发性组分分析试验1相同的方式,对实施例6和7的挥发性组分进行主要香味组分的组分评价试验。各香味组分的含量(%)列于表3中。

[表3]

  实施例6  实施例7  壬醛  1.34%  2.76%  3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇  2.62%  3.49%  4-(2,6,6-三甲基-3-丁烯-2-酮  3.93%  5.47%  3,7,11-三-1,6,10-十二碳三烯-3-醇  26.87%  34.90%

根据表3,与用饱和水蒸汽进行蒸汽提取相比,用过热蒸汽进行蒸汽提取清楚地显示挥发性组分的回收率明显较高。

(实施例8)

将20kg的L值为21的咖啡豆(经过远红外线烘焙的小果咖啡豆)磨碎后,将烘焙的咖啡豆装入可密闭的提取容器中。随后,用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气。然后,从容器内磨碎的咖啡豆的下方以约40kg/小时的蒸汽量,将约180℃的过热蒸汽连续注入到该容器中,以使过热蒸汽与磨碎的咖啡豆接触。上述过热蒸汽是通过以下方法产生的,将由锅炉产生的饱和水蒸汽与金属加热元件接触,所述金属加热元件通过35kHz频率的电磁感应加热进行加热;并将所产生的过热蒸汽直接加入该提取容器中。然后,通过收集从上述提取容器上部流出的蒸汽并冷却来回收液体挥发性组分(Brix约1.5)。当获得4升挥发性组分时,停止注入上述过热蒸汽。提取时间大约为8分钟。

接着,将提取挥发性组分后的上述磨碎的咖啡豆用95℃热水进行水提取,得到160升Brix 3.3的咖啡水提取物。提取时间大约为1小时。而且,将全部量的所产生的挥发性组分和水提取物各自混合后,加入213g碳酸氢钠,并用水将总体积调节到425升。从而制得Brix 1.3和pH 6.10的咖啡饮料。将该咖啡饮料装入金属罐中并密封后,通过在123℃灭菌5分钟制得罐装咖啡饮料。

(比较例5)

将20kg的L值为21的咖啡豆磨碎后,将磨碎的咖啡豆装入可密闭的提取容器中。用氮气(常压)置换上述提取容器内部的空气后,用95℃热水进行水提取,得到160升Brix 3.3的咖啡水提取物。在该比较例1中不进行蒸汽提取。将213g碳酸氢钠加入到所获得的水提取物中,然后用水将总体积调节到425升。从而制得Brix 1.3和pH 6.10的咖啡饮料。用该咖啡饮料按照与实施例8相同的方式制得罐装咖啡饮料。

<香味组分评价试验5>

按照与上述香味组分评价试验1中相同的方式,通过GC-MS对实施例8和比较例5的罐装咖啡饮料进行评价试验。结果示于图1(e)中。结果,证实实施例8的香味组分总量明显大于比较例5的香味组分总量。因此,清楚地说明,即使采用相同量的咖啡豆,将用过热蒸汽进行蒸汽提取得到的液体与咖啡水提取物混合而制得的咖啡饮料的香味比仅仅包含咖啡水提取物的咖啡的香味明显提高。

[嗜好性原料的研究]

(实施例9)

用350℃的过热蒸汽烘焙5kg的生咖啡豆(巴西No.2(小果咖啡))。从而得到L值为24的咖啡豆。上述过热蒸汽是通过以下方法产生的,将由锅炉产生的饱和水蒸汽与陶质加热元件接触,所述陶质加热元件通过35kHz频率的电磁感应加热进行加热,在形成上述过热蒸汽之后,将其加入装有生咖啡豆的焙烧炉中。在常压下烘焙约10~12分钟。

(比较例6)

将5kg的生咖啡豆(巴西No.2)装入完全热风式烘烤器(Fuji Royal)中,用热风烘焙该咖啡豆10分钟~12分钟,该热风用丙烷气加热。从而得到L值为24的咖啡豆。

(加速恶化试验)

通过将实施例9和比较例6的烘焙咖啡豆在45℃常压下放置1星期或2星期,进行加速恶化试验。对加速恶化试验1星期或2星期后的各样品和用作对照的新烘焙的咖啡豆(刚烘焙后的咖啡豆)进行以下分析试验。

(分析试验1:用GC-MS分析香味)

对于在45℃放置2星期的咖啡豆,确定与用作对照的新烘焙的咖啡豆相比,香味组分没有改变的峰的数目,随后计算那些峰与总峰数目的比率。使用SPEM来测量香味组分。即,在45℃用15分钟将磨碎的咖啡豆中的各组分吸附到SPME树脂上,然后将该SPME树脂放置在GC-MS中(HP6890系列)。结果,与实施例9中39%的残留峰相比,比较例6中仅残留17%的峰。因此,清楚地说明,实施例9的用过热蒸汽烘焙的咖啡豆在香味组分方面随时间流逝的变化较小。

(分析试验2:有机酸分析及pH值测定)

将烘焙后经过加速恶化试验的实施例9和比较例6的咖啡豆各5g磨碎后,分别加入100mL 95℃的热水,并用热水进行5分钟水提取后,用No.2纸滤器过滤而获得咖啡水提取物。接着,利用HPLC分析仪用离子电导率检测器测量有机酸(甲酸和乙酸)的含量。此外,用pH计测量各个水提取物的pH值。结果列于表4中。

[表4]

  甲酸(ppm)  乙酸(ppm)  pH  实施例9  比较例6  实施例9  比较例6  实施例9  比较例6  新烘焙的  83.81  105.42  209.22  256.57  6.22  5.66  45℃放置  1星期  84.83  108.98  209.22  254.37  6.35  5.60  45℃放置  2星期  84.73  110.82  -  -  6.36  5.78

根据表4,与比较例6相比,由于实施例9的咖啡水提取物包含较低的甲酸和乙酸量,所以其具有柔和及舒适的酸度。而且,实施例9的用过热蒸汽烘焙的咖啡豆显示出可以抑制随时间的变化,同时保持与刚烘焙的咖啡豆同样的品质。基于这些结果,用过热蒸汽烘焙能非常有效地抑制咖啡豆随时间的恶化。因而,估计通过用过热蒸汽对烘焙过的嗜好性原料进行蒸汽提取能容易地获得高质量的挥发性组分。此外,虽然这里没有显示该数据,但当用实施例9和比较例6的咖啡水提取物制造罐装黑咖啡并对该罐装咖啡进行同样的加速恶化试验时,证实实施例9的罐装咖啡与比较例6的罐装咖啡相比,显示在香味组分方面随时间的变化较小、所形成的有机酸的量较低和绿原酸的减少率较低。当类似地制造具有加糖乳的罐装咖啡并进行同样的加速恶化试验时,证实实施例9的罐装咖啡与比较例6的罐装咖啡相比,显示乳蛋白质随时间流逝的变质较小。

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