СРЕДСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОФЕЙНОГО НАПИТКА, ЕМКОСТЬ ДЛЯ УКАЗАННОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ КОНЦЕНТРАТА КОФЕ Российский патент 2005 года по МПК A23F5/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к средству для получения напитков, содержащих стабильный кофейный концентрат и кофейный аромат. Стабильный кофейный концентрат и кофейный аромат можно восстановить и получить в результате ароматный кофейный напиток. Изобретение также касается способа получения указанного средства для получения напитков.

Уровень техники

Продукты на основе кофе в удобном для потребителя виде - это как правило доступные напитки в виде растворимых порошков и готовых к употреблению жидких напитков. Напитки на основе кофе в виде растворимых порошков для приготовления напитка могут быть исключительно высокого качества: до такой степени, что они обеспечивают напиток, очень близкий по своим качествам к свежесваренному кофе. Несмотря на это, они все-таки воспринимаются как уступающие по своему качеству свежесваренному кофе. Однако, то, что такие основы для напитков находятся в форме порошка, порождает проблемы при их использовании в предприятиях общественного питания, в которых такой продукт разливается и дозируется с помощью автомата. В частности, имеют место такие проблемы, как разрушение порошка, сводообразование (зависание в сыпучей среде) или закупорка рабочего органа автомата.

Готовые к употреблению жидкие кофейные напитки очень популярны в Азии. В средство для приготовления таких напитков входит сухой растворимый кофе, стабилизаторы, вода и обычно сахар. Для забеливания напитков в средство может быть включен забеливатель (обыкновенный или на основе сливок). Обычно эти напитки имеют содержание сухих растворимых веществ кофе около 1% по весу. Такие напитки часто употребляются в холодном виде и вообще имеют органолептические характеристики, далекие от таковых свежесваренного кофе. Следовательно, они не обеспечивают и не предназначены для замены свежесваренного кофе.

Также делались попытки создать удобные продукты на основе кофе в форме концентратов. Теоретически к преимуществам кофейного концентрата относится то, что он воспринимается как продукт лучшего качества, чем сухие растворимые напитки, а также то, что он прост в применении в сфере общественного питания. К сожалению, кофейные концентраты нестабильны, и это несколько ограничивает область их применения. Одна проблема состоит, по-видимому, в повышении кислотности с течением времени, что оказывает отрицательное влияние на качество напитка, полученного из кофейного концентрата. Кроме того, может произойти свертывание забеливающих компонентов или компонентов сливок.

Были предприняты попытки устранить или уменьшить повышение кислотности путем добавления основания к концентрату. Например, в патенте ЕР 0861595 раскрыта обработка кофейного концентрата щелочью для того, чтобы перевести предшественники кислот в соли соответствующих кислот с последующей нейтрализацией кислотой для получения значения рН около 4,7-5,3. Этот способ описывает превращение предшественников кислот в стабильные соли и, как результат, предотвращение образования кислоты в процессе хранения.

Другой возможный путь избежать или снизить повышение кислотности в ароматизированных кофейных концентратах заключается в повышении концентрации до около 55%. Такой подход раскрыт в патенте ЕР 0893065.

Способ приготовления различных напитков, включая кофейный напиток, описан в патенте US 5087469. Усилитель аромата, включающий помимо прочего ароматизирующие компоненты, соединяют с концентратом во время разлива с дозированием, чтобы получить напиток, свежесть вкуса которого определяется дегустационным методом. Какое-либо указание или намек на то, что очень крепкий концентрат желателен, отсутствуют.

Способ стабилизации кофейного аромата молотого кофе описан в патенте US 4008340. Газообразный летучий аромат со стадии помола обрабатывается поглотителем кислорода, а именно аскорбиновой кислотой или ее солями. Экстракт на основе поглотившего аромат растворителя по данному способу хранят при температурах его замерзания и без доступа света до момента его использования, причем воздействие воды или воздуха исключается.

Эти способы обеспечивают некоторые улучшения стабильности кофейных концентратов при хранении. Однако ухудшение качества все-таки имеет место. Следовательно, существует потребность в стабильном кофейном концентрате.

Сущность изобретения

Таким образом, данное изобретение обеспечивает средство для приготовления кофейного напитка, включающее:

концентрат кофейной основы с содержанием растворимых сухих веществ кофе, не менее около 10 вес.% и с удаленными летучими ароматическими веществами кофе; и

ароматические летучие вещества кофе, отделенные от концентрата кофейной основы;

причем кофейный напиток получают путем объединения концентрата кофейной основы и ароматических летучих веществ кофе.

Неожиданно было обнаружено, что разделение концентрата кофейной основы и ароматических летучих компонентов кофе значительно повышает стабильность компонентов средства. Концентрат кофейной основы и летучие ароматические вещества могут храниться по отдельности в разных емкостях или в разных отделениях одного и того же контейнера. Такие контейнеры предпочтительно представляют собой дозирующие упаковки. С другой стороны, данное изобретение предлагает средство для приготовления кофейного напитка. Контейнер для расфасовки средства согласно изобретению включает:

первое отделение для хранения концентрата кофейной основы с концентрацией сухих растворимых веществ кофе, по крайней мере 10% по весу, из которого удалены ароматические летучие компоненты кофе, и

второе отделение для хранения ароматических летучих компонентов кофе.

Предпочтительно концентрация сухих растворимых веществ кофе в концентрате кофейной основы, составляет не менее 50% по весу; например, от 50 до 65% по весу.

Кроме этого, данное изобретение касается способа повышения стабильности кофейного концентрата при хранении, данный способ предусматривает раздельное хранение концентрата кофейной основы с концентрацией сухих растворимых веществ кофе не менее 10% по весу, из которого ароматические летучие вещества удалены; и ароматические компоненты кофе.

Далее описываются примерные воплощения данного изобретения. Данное изобретение основано на открытии, что раздельное хранение сухого порошка концентрата растворимого кофе и летучих ароматических компонентов кофе существенно улучшает стабильность сухого порошка концентрата растворимого кофе. Поэтому при раздельном хранении сухого концентрата растворимого кофе и ароматических компонентов кофе и их объединении при получении напитка может быть получен кофейный напиток хорошего качества.

Концентрат кофейной основы можно получать любым подходящим способом, так как точная процедура его получения не является определяющей. Обычно концентрат кофейной основы готовят концентрированием кофейного экстракта, полученного в процессе экстракции кофе, до желаемой концентрации кофе. Кофейный экстракт можно получать обычным путем, подвергая экстракции обжаренные кофейные зерна. Может использоваться любой подходящий метод экстракции, поскольку выбор и аппаратурное оформление экстракционного процесса не имеет важного значения для изобретения. Подходящие экстракционные методы описаны в патентах ЕР 0826308 и 0916267. Аналогично можно использовать любой подходящий способ концентрации, так как выбор способа и его аппаратурное оформление также не имеет решающего значения для изобретения. Конечно, концентрат кофейной основы может также быть приготовлен растворением в воде порошка растворимого кофе до нужной концентрации.

Концентрация в концентрате кофейной основы составляет не менее около 10% по весу, предпочтительно концентрация достаточно высока с тем, чтобы в концентрате не поддерживался бы рост микроорганизмов, например от около 50 до около 65% по весу. Концентрация может быть более 65% по весу, но выше этой - дозирование концентрата становится затрудненным из-за увеличения вязкости.

Концентрат кофейной основы может быть обработан для снижения образования кислот в процессе хранения. Для этого рН концентрата кофейной основы может быть повышен примерно на 0,5-1,0 единицу по сравнению с естественным рН. Значения рН постепенно снижаются в процессе хранения, но концентрат кофейной основы не становится слишком кислым в течение приемлемого срока хранения. рН может быть повышен с помощью любого подходящего способа. Например, для увеличения рН к концентрату кофейной основы может быть добавлена щелочь. Подходящими щелочами являются гидроксид натрия, гидроксид кальция, гидроксид калия и бикарбонат натрия. Или же рН может быть повышен с помощью ионообменных смол. Преимущество такой обработки заключается в том, что к концентрату кофейной основы никакие добавки не добавляются. Предпочтительно концентрат кофейной основы получают из экстракта, подвергнутого ионообменной обработке для повышения рН. Также предпочтительно хранить концентрат кофейной основы в условиях глубокой заморозки. При таком способе хранения стабильность концентрата кофейной основы может быть улучшена.

Образование кислот может быть уменьшено или предотвращено индуцированном гидролиза предшественников кислот в концентрате кофейной основы. Это может быть сделано путем повышения рН, чтобы вызвать образование стабильных солей из предшественников кислот, и последующим понижением рН концентрата. Это может быть достигнуто добавлением щелочи, как описано в патенте ЕР 0861596, или ионообменным путем. Обычно рН будет подниматься примерно до 9. рН затем можно понизить до уровня рН обычного кофе с помощью подходящих кислот или ионообменника. Или же предшественники кислоты могут быть подвергнуты термическому гидролизу или энзиматическому гидролизу; например, с помощью эстеразы.

Образование кислот может быть также уменьшено или предотвращено в результате удаления предшественников кислот из концентрата кофейной основы с помощью мембранного фракционирования. Предпочтительно концентрат кофейной основы получают из экстракта, подвергнутого мембранному фракционированию. Подходящие для этого мембраны коммерчески доступны. Можно также добавлять щелочь к концентрату кофейной основы при получении напитка. Это может быть осуществлено путем дозирования щелочи вместе с концентратом кофейной основы.

Концентрат кофейной основы практически не должен содержать летучих ароматических компонентов кофе. Просто переработка обжаренных кофейных зерен в концентрат кофейной основы, как описано выше, уже приведет к утрате значительной части ароматических компонентов кофе. Однако предпочтительно специально отгонять и улавливать ароматические вещества кофе в процессе переработки. В этом смысле ароматические компоненты кофе не теряются. Обычно, ароматические вещества кофе отгоняются на одной или нескольких стадиях, например:

- с использованием инертного газа во время или сразу же после помола кофейных зерен, и

- с использованием пара для улавливания летучих ароматических компонентов кофе из кофейного экстракта во время экстракции.

Или же только что полученную кофейную гущу (осадок) можно суспендировать в воде или кофейном экстракте и отгонять ароматические компоненты из этой суспензии. Такой способ описан в международной заявке РСТ/ЕР 99/00747.

Обычно ароматические вещества улавливают при конденсировании газа, несущего эти вещества, в одном или нескольких конденсаторах. Предпочтительно используют несколько конденсаторов; каждый последующий конденсатор работает при более низкой температуре, чем предыдущий конденсатор. Если необходимо или желательно, один из конденсаторов может быть криогенным конденсатором, сгущающим ароматические вещества. Подходящий криогенный конденсатор описан в патенте US 5182926. Отогнанные ароматические компоненты кофе при желании могут быть сконцентрированы любым подходящим методом, например путем частичной конденсации или ректификации.

Уловленные ароматические летучие компоненты кофе могут быть соединены с подходящим носителем, таким как кофейное масло или эмульсия, содержащая кофейное масло.

Процессы приготовления кофейного экстракта и улавливания ароматических летучих компонентов кофе можно осуществлять в условиях пониженного содержания кислорода или предпочтительно в его отсутствие. Это может быть достигнуто с помощью известных методов, например под слоем инертного газа. Далее, в тех случаях когда используется вода, можно применять деоксигенированную воду.

Летучие ароматические вещества кофе предпочтительно хранят в условиях частичного или полного отсутствия кислорода. Аналогично концентрат кофейной основы также можно хранить в условиях частичного или полного отсутствия кислорода. Далее, если желательно, к ароматическим веществам кофе и/или концентрату кофейной основы можно добавлять поглотители кислорода. Подходящие поглотители кислорода описаны в патенте ЕР 0934702. Помимо этого ароматические вещества кофе можно хранить в замороженном виде. Такой способ хранения улучшает стабильность ароматических веществ кофе.

Для применения в сфере общественного питания концентрат кофейной основы и ароматические вещества кофе можно хранить раздельно в подходящих для распределения емкостях (контейнерах). Такие контейнеры могут быть отдельными для концентрата кофейной основы и ароматических веществ кофе или в виде единой емкости с раздельными отделениями для хранения. Емкости представляют собой подходящие для этой цели пакетики, изготовленные из защитной пленки, предохраняющие содержимое от паров воды, кислорода и проникновения света. Подходящие защитные пленки коммерчески доступны; например, полиэфир/алюминий/полиэтиленовые пленки.

Для применения в розницу концентрат кофейной основы и ароматические вещества кофе предпочтительно упаковывать в подходящие емкости с раздельными отделениями для хранения концентрата кофейной основы и ароматических веществ кофе. Подходящие контейнеры включают многосекционные упаковки в виде брусков; саше; Tetrahedron упаковки с картонной основой; Unifill упаковки; сжимаемые пластиковые бутылочки; стоящие пакетики; пластиковые чашки и т.д. Эти емкости устроены таким образом, чтобы при их распечатывании открывались бы оба отделения так, чтобы концентрат кофейной основы и ароматические вещества кофе немедленно были бы готовы к воссозданию напитка.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Пример 1.

Обжаренный и молотый кофе загружают в суспензионную емкость вместе с кофейным экстрактом, содержащим примерно 8-10 вес.% растворимых (экстрактивных) сухих веществ кофе. Полученную суспензию подают в верхнюю часть колонны для отгона летучих фракций с насадкой из тарелок для пленочного испарения. Пар с низким давлением менее 20 кПа (по манометру) поступает в нижнюю часть колонны для отгонки летучих веществ. Степень отгона составляет 50% от веса пара в расчете на обжаренный и молотый кофе. Насыщенный летучими ароматическими веществами газообразный поток, выходящий из колонны, подвергают концентрированию путем ректификации в ректификационной колонне с насадкой. Жидкость, которая конденсируется в ректификационном конденсаторе, собирают, она содержит около 10% обжаренного и молотого кофе (кофейной гущи). Ароматические летучие компоненты кофе заключают в стеклянные емкости, их предохраняют от воздействия кислорода.

Суспензия после отгонки, выводящаяся из колонны отгонки, далее подвергается экстракции в экстракционной установке непрерывного действия, состоящей из трех реакторов для экстракции и двух реакторов для солюбилизации. Эта система описана в патенте ЕР 0826308. Экстракционные аппараты работают при 120, 110 и 110°С соответственно. Солюбилизационные аппараты работают при 1,75 мПа в течение 5 минут и 1,75 мПа в течение 8 минут соответственно. В экстракционной системе используют деоксигенированную воду и слой инертного газа для уменьшения проникновения кислорода. Затем полученный экстракт, называемый проэкстрагированным после отгонки, концентрируют с помощью выпарной установки для того, чтобы добиться содержания сухих растворимых веществ кофе в концентрате кофейной основы около 55 вес.%. К концентрату кофейной основы добавляют около 0,75-1% NaOH (по весу относительно к сухим веществам кофе). Это количество NaOH в значительной степени нейтрализует образование кислоты в течение 6-месячного периода. Концентрат кофейной основы затем разливается в стеклянные емкости и содержится в атмосфере инертного газа.

Для хранения готовили три группы образцов. В контрольной группе концентрат кофейной основы объединяют с ароматическими веществами кофе при содержании последних около 10% и замораживают при -40°С. Концентрат кофейной основы и ароматические вещества кофе в течение всего процесса предохраняли от воздействия кислорода. В группе А концентрат кофейной основы объединяли с ароматическими веществами кофе при содержании последних около 10% и разливали смесь в стеклянные емкости. Концентрат кофейной основы и ароматические вещества кофе во время всего процесса предохраняли от воздействия кислорода. В группе 1 концентрат кофейной основы и ароматические вещества кофе хранили раздельно в стеклянных емкостях. Сосуды групп А и 1 хранили при 20°С в атмосфере инертного газа в течение периода до 6 месяцев.

Из каждой группы образцов по истечении исследуемого срока хранения готовили кофейный напиток и оценивали его с помощью группы специалистов по методике, учитывающей отличия от контроля ("Difference from Control"), сенсорным оценочным способом. При приготовлении напитков из образцов группы 1 к концентрату кофейной основы добавляли 10% ароматических компонентов кофе. Каждый подвергнутый хранению образец тестировали в сравнении с контролем, подвергнутым замораживанию. Каждый член комиссии по оценке качества продукта выставляет оценку от 1 до 10, показывающую степень отличия от контроля. Оценка 9 или 10 означает, что специалист - эксперт не мог выявить разницы между испытуемым образцом и контролем, который хранился замороженным. Оценка от 6 до 8 означает, что отличия от подвергнутого заморозке контроля определены, но разница является приемлемой (т.е. достаточно мала). Оценка ниже 6 означает, что разница между опытным образцом и контрольным (замороженным) является неприемлемой. Если оценка ниже 9, каждого члена комиссии просят описать различия по следующим критериям: мутность, степень наличия "кофейного вкуса", обжаренность, чернота оттека, кислотность, горечь и экстрактивность. Специалистам также дано право использовать и другие критерии для оценки различий. В конце процесса оценки комиссия дает окончательную согласованную оценку образцам, подвергнутым испытаниям. Напитки, приготовленные из образцов группы 1, во время испытания были оценены от 6 до 8. После 6 месяцев хранения отличия заключались в следующем: (1) меньший вкус кофе, (2) меньшая степень обжаренности и (3) некоторые проявления признаков незрелости кофе, деревянистый вкус. Однако эти отличия являются приемлемыми. Напитки, приготовленные из образцов группы А, получили оценку ниже 6 и были сочтены как неприемлемые.

Пример 2

Повторяют способ согласно примеру 1 за исключением того, что вместо добавления NaOH к концентрату кофейной основы экстракт после отгонки подвергают мембранному фракционированию, в частности ультрафильтрации с использованием мембраны с молекулярным отсечением 3,5 К для удаления около 25% сухих веществ кофе. Предпочтительно использовать экстракт после отгонки, чтобы предотвратить потерю летучих ароматических компонентов в процессе этой стадии. Затем полученный остаток далее подвергают выпариванию до образования концентрата кофейной основы. Концентрат кофейной основы и ароматические компоненты кофе хранят отдельно друг от друга в стеклянных емкостях. Кофейные напитки, приготовленные из данного концентрата кофейной основы и ароматических веществ кофе, получили оценку от 6 до 8.

Пример 3

Повторяют способ согласно примеру 1 за исключением того, что вместо добавления NaOH к концентрату кофейной основы отогнанный экстракт пропускают через ионообменную колонну со смолой Dowex 22 для повышения значения рН до величины, эквивалентной той, которая достигается при добавлении 1% NaOH (по весу относительно содержания сухих веществ кофе). Предпочтительно использовать отогнанный экстракт, чтобы свести к минимуму ухудшение кофейного аромата в процессе переработки. Обработанный экстракт, из которого были отогнаны ароматические вещества, далее выпаривают с получением концентрата кофейной основы. Концентрат кофейной основы и ароматические компоненты кофе хранят отдельно в стеклянных емкостях. Кофейные напитки, приготовленные из данного концентрата кофейной основы и ароматических веществ кофе, получили оценку от 6 до 8.

Пример 4

Повторяют способ согласно примеру 1 за исключением того, что ароматические вещества кофе хранят в замороженном виде. Кофейные напитки, приготовленные из концентрата кофейной основы и хранившиеся в замороженном виде ароматических веществ кофе, получили оценку была от 6 до 8.

Пример 5

Концентрат кофейной основы и ароматических веществ группы 1 заражали смесью микроорганизмов, включающей 32 вида дрожжей, 22 вида плесневых грибов и 15 видов молочнокислых бактерий. Образцы хранили при 20°С. Через 2 недели и далее рост микроорганизмов не был обнаружен, все микроорганизмы погибли.

Разработано средство для приготовления кофейного напитка, включающее концентрат кофейной основы и ароматические вещества кофе. Концентрат кофейной основы содержит не менее 10 вес.% растворимых сухих веществ кофе и не содержит ароматических веществ кофе. Концентрат кофейной основы и ароматические вещества кофе хранят отдельно и соединяют при приготовлении напитка. Раздельное хранение концентрата кофейной основы и ароматических веществ кофе улучшает стабильность состава при хранении. 3 с.п. и 17.з.п. ф-лы.

1. Средство для приготовления кофейного напитка, включающее

концентрат кофейной основы с содержанием растворимых сухих веществ кофе не менее около 10 вес.%, из которого удалены летучие ароматические вещества кофе; и

ароматические летучие вещества кофе, отделенные от концентрата кофейной основы;

причем кофейный напиток образуется при объединении концентрата кофейной основы и ароматических летучих веществ при восстановлении напитка.