СТАБИЛЬНЫЙ, ЗАБЕЛЕННЫЙ КОФЕЙНЫЙ КОНЦЕНТРАТ Российский патент 2005 года по МПК A23F5/14 A23F5/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к стабильному, забеленному кофейному концентрату. Изобретение также относится к способу стабилизации забеленных кофейных концентратов и к способу изготовления стабильных, забеленных кофейных концентратов.

Уровень техники

Кофейные изделия, которые содержат растворимые кофейные твердые вещества, обычно изготавливают в двух видах: как растворимые порошки для напитков и как готовые к употреблению жидкие напитки. Хотя эти изделия кажутся простыми, при их изготовлении необходимо преодолевать значительные трудности. В частности, проблема заключается в том, что смесь кофе с молоком является весьма нестабильной.

Для растворимых порошков для напитков общей проблемой является внешний вид флокулированных (хлопьеобразных) белков молока после образования напитка при добавлении воды. Флокулированные (хлопьеобразные) белки молока отрицательно влияют на привлекательность напитка для потребителей. Проблема флокуляции (образования хлопьев) белков молока в кофейных напитках удовлетворительно решается с помощью способа, в котором белки молока во время обработки проходят стадию контролируемой флокуляции. После такой обработки все флокулированные белки молока становятся слишком мелкими в образованном напитке, для того чтобы быть видимыми. Такой способ описан в патенте США №5620733.

Для готовых к употреблению жидких напитков, наряду с проблемой флокуляции (образования хлопьев) белков молока, также было установлено, что липиды всплывают к поверхности напитка в виде глобул (шариков). Эти глобулы образуют агломерированный белый слой, известный как слой сливок, и это явление известно как образование сливок. После взбалтывания сосуда глобулы обычно снова рассеиваются внутри напитка. Однако устойчивое видимое белое кольцо обычно остается на сосуде на границе между жидким напитком и расположенным над ним воздухом. Обычно потребители считают наличие этого кольца нежелательным. Для решения этой проблемы необходимы различные технологии обработки и стабилизаторы.

Проблемы стабильности становятся еще более острыми, если забеленные кофейные изделия предлагают в жидком концентрированном виде. Обычно кофейный компонент концентратов со временем развивает повышенную кислотность. Наряду с отрицательным воздействием на вкус изделия, изготовленного из концентрата, повышение кислотности приводит к коагуляции молочного компонента. Возникают также проблемы желирования и осаждения. Поэтому, несмотря на преимущества, присущие концентратам, в настоящее время приемлемые забеленные кофейные концентраты не разработаны.

Таким образом, существует потребность в стабильном, забеленном кофейном концентрате.

Сущность изобретения

В соответствии с этим, согласно данному изобретению создан стабильный, забеленный кофейный концентрат, имеющий концентрацию твердых веществ свыше около 25 мас.%, причем забеленный кофейный концентрат включает концентрированные молочные компоненты/ концентрированные растворимые кофейные твердые вещества и кофейный аромат.

Неожиданным образом было установлено, что добавление кофейного аромата стабилизирует забеленный кофейный концентрат. Это тем более неожиданно, поскольку кофейный аромат обычно более нестабилен, чем молочный концентрат или кофейный концентрат.

Стабильный, забеленный кофейный концентрат предпочтительно имеет концентрацию твердых веществ от около 65 до около 80 мас.%, например, от около 70 до около 75 мас.%.

Стабильный, забеленный кофейный концентрат предпочтительно имеет на сухой основе соотношение твердых веществ молока к кофейным твердым веществам менее, чем около 1:0,7, например, от около 1:0,1 до около 1:0,6.

Стабильный, забеленный кофейный концентрат предпочтительно содержит от около 50 до около 60% сахара, от около 15 до около 25% нежирных молочных твердых веществ, от около 8 до около 15% растворимых кофейных твердых веществ и от около 8 до около 15% молочного жира.

Кофейный аромат предпочтительно содержит криогенно конденсированный аромат. Кроме того, кофейный аромат предпочтительно создается в виде ароматизированного кофейного концентрата. Ароматизированный кофейный - концентрат предпочтительно имеет высокую концентрацию аромата, например, имеет общее органическое содержание (ТОС) свыше около 300 мг на 100 г ароматизированного кофейного концентрата.

Забеленный кофейный концентрат предпочтительно расфасовывается в пакетики-саше или плоские упаковки. В этом виде забеленный кофейный концентрат можно использовать для приготовления одной чашки кофе.

Другой целью изобретения является создание способа стабилизации забеленного кофейного концентрата, причем способ содержит включение кофейного аромата в забеленный кофейный концентрат для создания стабильного кофейного концентрата, имеющего концентрацию твердых веществ более около 25 мас.%.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Ниже приводится описание вариантов выполнения изобретения, приведенных только в качестве примеров. Данное изобретение обеспечивает получение стабильного, забеленного кофейного концентрата, который имеет концентрацию твердых веществ более около 25 мас.%. Забеленный кофейный концентрат содержит смесь концентрированных молочных компонентов, концентрированных растворимых кофейных твердых веществ и стабилизирующее количество кофейного аромата. Кофейный аромат неожиданным образом стабилизирует забеленный кофейный концентрат. Забеленный кофейный концентрат можно хранить в складских условиях длительное время без возникновения значительных проблем со стабильностью и ухудшением вкуса.

Концентрированные растворимые кофейные твердые вещества можно получать в виде подходящего основного кофейного концентрата. Основной кофейный концентрат может быть изготовлен одним или двумя путями. В первом случае растворимый порошок кофе может быть растворен в воде при заданной концентрации. Во втором случае кофейный экстракт, полученный в процессе экстракции кофе может быть сконцентрирован до желаемой концентрации кофе. Кофейный экстракт может быть получен обычным образом посредством экстракции из жареных кофейных зерен. Можно использовать любой процесс экстракции, поскольку выбор и порядок проведения процесса экстракции не является важным и не оказывает существенного влияния на изобретение. Аналогичным образом, можно использовать любой подходящий процесс концентрации, поскольку выбор и порядок проведения процесса концентрации не является важным и не оказывает существенного влияния на изобретение.

При желании концентрированные кофейные компоненты могут быть подвергнуты ферментативному гидролизу, например, с использованием гаманазы. Гидролиз с использованием гаманазы имеет преимущество, заключающееся в дополнительном уменьшении проблем стабильности, таких как осаждение.

Кофейный аромат обычно получают в виде сильно ароматизированного кофейного концентрата. Ароматизированный кофейный концентрат может быть изготовлен путем добавления кофейного аромата в кофейный концентрат. Кофейный аромат получают в виде компонентов натурального кофейного аромата, которые могут быть собраны во время получения растворимого кофейного порошка. Это можно выполнить с помощью стандартного процесса для собирания компонентов кофейного аромата или с помощью подходящей модификации стандартных процессов.

Компоненты натурального кофейного аромата включают в себя сильно летучие компоненты аромата. Сильно летучими компонентами аромата являются компоненты, которые конденсируются при температуре ниже около 0°С. Для улавливания сильно летучих компонентов аромата стандартные процессы обычно завершаются продувкой летучих компонентов аромата из кофе во время обработки с использованием инертного несущего газа, такого как азот. Затем нагруженный ароматом несущий газ охлаждают до температур ниже, чем около -40°С, а иногда ниже около -195°С, для конденсации компонентов аромата. Затем собирают конденсированные компоненты аромата. Подходящие процессы для улавливания кофейного аромата раскрыты, например, в патентах США №№3823241, 5030473 и 5222364 (полное содержание которых включается в данное описание).

В кофейный концентрат предпочтительно добавляют достаточное количество кофейного аромата для получения общего органического содержания (TOC) более около 300 мг на 100 г ароматизированного концентрата. Более предпочтительно ароматизированный концентрат имеет общее органическое содержание (TOC) от около 350 мг до около 450 мг на 100 г ароматизированного концентрата. Ароматизированный кофейный концентрат предпочтительно имеет концентрацию твердых веществ от около 35 до около 45 мас.%.

Концентрированные молочные компоненты могут быть получены в виде подходящего молочного концентрата. Молочный концентрат может быть изготовлен обычным образом. Подходящим процессом является процесс, обычно используемый для изготовления сгущенного молока. Например, стандартный раствор, имеющий выбранное содержание твердых веществ, может быть получен из твердых веществ снятого молока, молочного жира, воды и сахара. При желании могут быть добавлены дополнительные источники молочного белка, такие как сыворотка или казеин, хотя это не обязательно. В качестве альтернативного решения, молочный концентрат может быть получен посредством подходящего сгущения молока. При использовании молочного концентрата он предпочтительно имеет содержание молочных твердых веществ свыше около 30 мас.%. Например, молочный концентрат может иметь концентрацию твердых веществ от около 50 до около 85 мас.%.

Стабильный, забеленный кофейный концентрат можно изготовлять из концентрированных молочных компонентов, концентрированных кофейных компонентов и кофейного аромата различными путями. Например, можно соединить концентрированные кофейные компоненты и кофейный аромат. Затем в смесь можно добавлять концентрированные молочные компоненты. В качестве альтернативного решения, смесь можно добавлять к концентрированным молочным компонентам в виде молочного концентрата. В качестве другого альтернативного решения, концентрированные молочные компоненты, концентрированные кофейные компоненты и кофейный аромат можно соединять в одной стадии. Для соединения ингредиентов можно использовать подходящие смесители.

Забеленный кофейный концентрат, полученный посредством соединения ингредиентов, предпочтительно имеет соотношение, на сухой основе, молочных твердых веществ к кофейным твердым веществам менее, чем около 1:0,7, например, от около 1:0,2 до около 1:0,6.

При желании в забеленный кофейный концентрат могут быть включены дополнительные ингредиенты. Например, забеленный кофейный концентрат может содержать:

- буферные соединения, такие как гидрокарбонат натрия и калия, гидроортофосфат натрия и калия, дигидрат цитрата натрия и калия, а также различные комбинации этих буферных соединений;

- подходящие подсластители, такие как мальтодекстрин, сахарин, цикламаты, ацетосульфам, сукралоза, основанные на L-аспарагиле подсластители, такие как аспартам, а также смеси этих подсластителей;

- подходящие вкусовые вещества, такие как ваниль, бурбон виски, шоколад и т.п.;

- подходящие эмульгаторы, такие как моноэфиры и диэфиры глицерина и жирной кислоты, глицеролмоностеараты, сорбитолмоностеараты, сложные эфиры или карбоциклические кислоты с моно- и диглицеридами, мононатрийфосфатные производные моно- и дигдлицеридов, лецитин, сложные эфиры диацетилвинной кислоты моно-диглициридов (данные сложные эфиры), сложные эфиры сорбита, сложные эфиры диацетилвинной кислоты моно- и диглицеридов, сукцинилированные моно- и диглицериды, ацетилированные моно- и диглицериды, гидроксилированный лецитин, пропиленгликолевые моно- и диэфиры жирных кислот, полиглицериновые сложные эфиры жирных кислот, лактиловые сложные эфиры жирных кислот, а также смеси этих эмульгаторов.

Если забеленный кофейный концентрат не имеет желаемую концентрацию твердых веществ, то он может быть стандартизован. В одном варианте выполнения забеленный кофейный концентрат имеет концентрацию твердых веществ от около 65 до около 85 мас.%, более предпочтительно от около 70 до около 80 мас.%. Например, забеленный кофейный концентрат может иметь концентрацию твердых веществ от около 70 до около 75 мас.%. В другом варианте выполнения забеленный кофейный концентрат имеет концентрацию твердых веществ от около 30 до около 35 мас.%.

Водная активность забеленного кофейного концентрата может составлять от около 0,80 до около 0,95. Кроме того, величина рН забеленного кофейного концентрата может составлять от около 6,0 до около 7,0, например около 6,5.

Затем при желании забеленный кофейный концентрат может быть подвергнут коллоидному размолу. Обычно, коллоидный размол не требуется для забеленного кофейного концентрата, имеющего концентрацию твердых веществ менее, чем около 50 мас.%. Коллоидный размол может осуществляться в условиях повышенной температуры, например, при температуре от около 100 до около 150°С. Время коллоидного размола забеленного кофейного концентрата может быть выбрано по желанию, например, от около 1 минуты до около 20 минут.

Если забеленный кофейный концентрат необходимо наполнять в контейнеры асептически, то на этой стадии процесса его предпочтительно подвергнуть тепловой обработке. Например, забеленный кофейный концентрат можно подвергнуть обработке сверхвысокой температурой при температуре более около 115°С, например, от 120 до 150°С. Смесь выдерживают при повышенной температуре в течение менее, чем около 5 минут; этого часто достаточно для обеспечения значения F₀, равного по меньшей мере около 4. Например, забеленный кофейный концентрат можно нагревать до температуры в диапазоне от около 120 до около 135°С в течение от около 1 минуты до 5 минут.

Независимо от тепловой обработки, забеленный кофейный концентрат можно затем подвергнуть гомогенизации. Это предпочтительно выполняют в две стадии. Например, для забеленного кофейного концентрата, который был подвергнут коллоидному размолу, гомогенизацию можно проводить на первой стадии при давлении от около 5 до 25 МПа, и затем на второй стадии при давлении от около 1 до около 5 МПа. Для забеленного кофейного концентрата, который не был подвергнут коллоидному размолу, гомогенизацию можно проводить на первой стадии при давлении от около 15 до 30 МПа, и затем на второй стадии при давлении от около 3 до около 10 МПа.

Затем забеленный кофейный концентрат наполняют в подходящие контейнеры с или без тепловой обработки перед наполнением.

В качестве одного альтернативного решения, забеленный кофейный концентрат можно нагревать до температуры от около 80 до около 100°С в течение менее, чем около 1 минуты. Затем горячий концентрат можно расфасовать в подходящие контейнеры.

В качестве другого альтернативного решения, забеленный кофейный концентрат можно расфасовать в подходящие контейнеры асептически.

В качестве другого альтернативного решения, забеленный кофейный концентрат можно расфасовать в подходящие контейнеры, а затем стерилизовать в автоклаве.

В качестве еще одного альтернативного решения, забеленный кофейный концентрат может быть заморожен, а затем его можно расфасовать в подходящие контейнеры.

Контейнеры могут быть гибкими, полужесткими или жесткими в зависимости от условий обработки и желаемого типа изделия. Контейнеры включают плоскую упаковку, пакеты-саше, выполненные на основе картона тетраэдрные упаковки (закрываемые или нет), одноразовые упаковки, сжимаемые пластмассовые бутылки, устойчивые пакеты, пластмассовые чашки и т.д. Оборудование и материалы для изготовления упаковок предлагаются в торговле. Контейнеры должны обеспечивать препятствие для минимального проникновения водного пара, кислорода и света в забеленный кофейный концентрат.

Для контейнеров одноразового применения пригодны пакеты-саше или плоская упаковка. Плоскую упаковку можно рассматривать как длинный узкий пакет-саше. Оборудование и пленки для изготовления упаковок предлагаются в торговле. Пленка, которая содержит слои из полиэфира, алюминия и полиэтилена, является примером пленки, которая обеспечивает достаточно высокое препятствие. Можно использовать машины с вертикальным наполнением и герметизацией. Обычно, пакеты-саше или плоские упаковки имеют отрывной участок, выполненный обычным способом с помощью надреза, фасонного или лазерного разреза. Расфасовка забеленного кофейного концентрата в таком виде обеспечивает преимущество поставки забеленного кофейного концентрата в удобной одноразовой упаковке. Потребителю необходимо только открыть упаковку, вылить, выдавить или высыпать концентрат в чашку и добавить воды. Плоская упаковка может содержать от около 20 до около 50 г концентрата.

Напитки, полученные из забеленного кофейного концентрата, имеют хороший аромат и приятный вкус с отсутствием кислого привкуса. Кроме того, забеленный кофейный концентрат имеет хорошую стабильность и может храниться длительное время в складских условиях.

Для дальнейшей иллюстрации изобретения ниже приводятся специфичные примеры выполнения изобретения.

Пример 1

Кофейный аромат получают из свежего натурального кофе и конденсируют криогенным способом, как описано в патенте США №5222364. Кроме того, обычным образом получают водный дистиллят аромата при десорбции паром кофейного экстракта. Затем конденсированный аромат и водный дистиллят аромата смешивают с кофейным концентратом, который имеет концентрацию твердых веществ около 50 мас.%. Полученный ароматизированный кофейный концентрат имеет концентрацию твердых веществ около 39 мас.% и общее органическое содержание (ТОС) около 382 мг на 100 г кофейного концентрата.

Основной кофейный концентрат получают путем растворения растворимых кофейных твердых веществ в воде. Основной кофейный концентрат имеет концентрацию твердых веществ от около 25 до около 30 мас.%.

Затем основной кофейный концентрат и ароматизированный кофейный концентрат соединяют в смесителе с соотношением масс 5:1. Полученный кофейный концентрат имеет концентрацию твердых веществ от около 25 до около 30 мас.%.

Компоненты молочного концентрата (около 22% сухой массы твердых веществ снятого молока, около 12% сухой массы масляного жира, около 66% сухой массы сахара) добавляют затем в полученный кофейный концентрат в смесителе для получения забеленного кофейного концентрата. Соотношение обезжиренных молочных твердых веществ к кофейным твердым веществам в забеленном кофейном концентрате составляет около 1:0,58. В забеленный кофейный концентрат вводят небольшое количество гидроортофосфата натрия (около 0,4 мас.%). Забеленный кофейный концентрат стандартизуют до содержания твердых веществ около 72 мас.%, водной активности около 0,83 и рН около 6,5.

Затем забеленный кофейный концентрат подвергают коллоидному размолу. Размолотый концентрат гомогенизируют в две стадии; сначала при давлении около 10 МПа, а затем при давлении около 3 МПа, после чего гомогенизированный концентрат нагревают до около 93°С в течение 45 секунд посредством прямого впрыскивания пара и расфасовывают горячий концентрат в плоские упаковки по около 20 г забеленного кофейного концентрата на упаковку. Для этого используют машины для вертикального наполнения и герметизации. Используют пленку из слоев полиэфира, алюминия и полиэтилена. Плоская упаковка имеет отрывной участок, выполненный с помощью лазерного надреза.

Плоскую упаковку открывают и выдавливают содержимое в чашку. Добавляют около 150 мл горячей воды и перемешивают смесь. Напиток приготавливают мгновенно. Получают забеленный кофейный напиток. Флокуляции из молока не обнаружено, так же как и сгустков или других нерастворенных материалов. Напиток опробовали и установили, что он имеет приятный кофейный вкус без заметного кисловатого привкуса и с явным богатым кофейным ароматом. Напиток имеет отличный вкус без песочной или пылеобразной структуры.

Пример 2

Процесс, согласно примеру 1, повторяют за исключением того, что в забеленный кофейный концентрат не включают кофейный аромат. Плоские упаковки были помечены как группа А. Плоские упаковки из примера 1 были обозначены как группа 1. Все плоские упаковки хранили при температуре 20°С. После 1 месяца хранения и затем каждый месяц в течение 5 месяцев хранения вскрывали по одной упаковке из каждой группы. Определяли вязкость концентрата и осаждение. Результаты приведены в таблице:

ГруппаВремя (в месяцах)Вязкость в мПа/сОсаждение в ммА128000,4 231001,9 348002,9 457003,9 5не определена7,01120000,4 216000,4 318001,9 420001,9 522001,9

Результаты показывают, что забеленный кофейный концентрат, который содержит кофейный аромат, по существу сохраняет постоянную вязкость и менее подвержен желированию. Осаждение также намного меньше.

Пример 3

Повторяют процесс по примеру 1 за исключением того, что перед добавлением кофейного аромата основной кофейный концентрат подвергают ферментативному гидролизу с использованием гаманазы 1,5L.

Плоские упаковки, содержащие забеленный кофейный концентрат, хранили в течение около 9 месяцев. Проблемы стабильности, проявляющиеся в образовании сливок, коагуляции, осаждении и желировании начинают достигать недопустимого уровня после примерно 9 месяцев хранения. Проблемы стабильности у забеленного кофейного концентрата, содержащего кофейные твердые вещества, не гидролизованные и не содержащие кофейный аромат, возникают после 1-3 месяцев хранения.

Изобретение предназначено для приготовления кофейных забеленных напитков. Стабильный, забеленный кофейный концентрат имеет концентрацию твердых веществ более около 25% мас. и является смесью молочных твердых веществ, растворимых кофейных твердых веществ и кофейного аромата. Кофейный аромат имеет общее содержание органических веществ более 300 мг на 100 г ароматизированного кофейного концентрата. Добавление кофейного аромата стабилизирует забеленный кофейный концентрат, предотвращая флокуляцию белков молока и повышение кислотности, которая приводит к коагуляции молочного компонента. Кофейный концентрат может предлагаться в виде одноразовой упаковки. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Стабильный, забеленный кофейный концентрат с концентрацией твердых веществ более 25 мас.%, включающий концентрированные молочные компоненты, концентрированные растворимые кофейные твердые вещества и добавленный кофейный аромат в количестве, эффективном для стабилизации забеленного кофейного концентрата.2. Концентрат по п.1 с соотношением по сухой массе обезжиренных молочных твердых веществ к кофейным твердым веществам от 1:0,1 до 1:0,7.3. Концентрат по п.1 или 2, в котором кофейный аромат получен в виде ароматизированного кофейного концентрата.4. Концентрат по п.3, в котором ароматизированный кофейный концентрат имеет общее содержание органических веществ более 300 мг на 100 г ароматизированного кофейного концентрата.5. Концентрат по любому из пп.1-4, включающий по сухой массе от 50 до 60% сахара, от 15 до 25% обезжиренных молочных твердых веществ, от 8 до 15% растворимых кофейных твердых веществ и от 8 до 15% молочного жира.6. Концентрат по любому из пп.1-5, с концентрацией твердых веществ от 70 до 80 мас.%.7. Концентрат по любому из пп.1-6, в котором концентрированные растворимые кофейные твердые вещества подвергнуты ферментативному гидролизу.8. Пакетик-саше одноразового использования, который содержит концентрат по любому из пп.1-7.9. Способ стабилизации забеленного кофейного концентрата, включающий введение кофейного аромата в забеленный кофейный концентрат для получения стабилизованного кофейного концентрата, причем стабилизованный кофейный концентрат имеет концентрацию твердых веществ более 25 мас.%.