СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА РАСТВОРИМОГО КОФЕ Советский патент 1996 года по МПК A23F5/24 

Изобретение относится к пищеконцентратной отрасли агропромышленного комплекса и касается способа производства кофе натурального растворимого из различных ботанических видов и сортов обжаренного зерна кофе.

Целью изобретения является увеличение выхода и повышение качества растворимого кофе.

В способе производства растворимого кофе для ускорения гидролитических процессов и изменения микроструктуры тканей перед началом второй стадии экстрагирования непосредственно в кофе, прошедший первый этап экстрагирования, вводят ферментный препарат, обладающий β-глюканазной, ксиланазной, β-глюкозидазной, осахаривающей и пектолитической активностью Ксилоглюканофоетидином П_10х-405 (продуцент Aspergillus foetidus) в количестве 0,3-0,5% к массе сырья, воду в соотношение (1:2)-(1:4), смесь выдерживают при 40-60^оС в течение 2,0-5,0 ч и затем экстрагируют при температуре 165-175^оС в течение 2,5-3,5 ч, полученный экстракт смешивают с "ароматным" экстрактом первой стадии экстрагирования в соотношения 40:60, 50:50 по объему и сушат.

Для максимального извлечения ценных веществ (углеводы, жиры, белки, кофеин, минеральные элементы и т.д.), содержащихся в кофе, и сохранения пищевой ценности целевого продукта растворимого кофе, перед началом конечной (второй) стадии процесса экстрагирования влажную кофейную массу обрабатывают ферментным препаратом комплексного действия, обладающей β-глюканозной, ксиланазной β-глюкозидазной, осахаривающей и пектолитической активностью Ксилоглюконофоетидином П_10х-405 (продуцент Asp.foetidus). Благодаря указанным свойствам ферментный препарат вызывает нарушение микроструктуры тканей клеточной системы, увеличивает проницаемость тканей, повышает их диффузионную способность и тем самым расщепляет клетчатку и гемицеллюлозу, превращая их частично в усвояемые моносахариды, а также высвобождает из клеточных стенок кофеин, жиры и минеральные элементы, где они в основном локализованы. После такой предварительной подготовки ферментации материала к полной самоотдаче составных веществ, последнюю стадию экстрагирования производят при относительно мягких режимах, которые, наряду с сохранением качества получаемого экстракта, обеспечивают максимальное извлечение экстрактивных веществ и значительное увеличение выхода целевой продукции растворимого кофе.

Оптимальная доза Ксилоглюканофоетидина П_10х-405 находится в пределах 0,3-0,5% к массе сырья. Применение дозы менее 0,35% приводит к замедлению гидролитических процессов, а также к снижению выхода экстрактивных веществ. Использование дозы ферментного препарата, превышающей 0,5% отрицательно влияет на вкус растворимого кофе.

Оптимальные температурные режимы действия ферментного препарата находятся в пределах 40-60^оС. При температуре ниже 40^оС активность действия ферментных систем в препарате замедляется, а при температуре выше 60^оС снижается.

Продолжительность ферментации 2,0-50 ч наиболее оптимальна для данного ферментного препарата. При ферментации менее 2,0 ч полный гидролиз клетчатки и гемицеллюлозы, а также изменение микроструктуры тканей не происходит, а при ферментации более 5,0 ч эффективность действия ферментных систем идет к спаду.

Соотношение влажной массы кофе и воды (1:2)-(1:4) является существенным и обусловлено тем, что в этих условиях ферментные системы, содержащиеся в Ксилоглюканофоетидина П_10х, наиболее благоприятно взаимодействуют со сферой. При использовании воды менее 2 частей на 1 часть сырья извлечение экстрактивных веществ ослабевает из-за недостаточного протекания массообмена, а при соотношении 1:4 снижается плотность экстракта.

Экстрагирование водорастворимых веществ после ферментации достаточно проводить при температуре 165-175^оС, т.к. при 175^оС в экстракте накапливаются горькие вещества, а при 165^оС процесс экстрагирования замедляется.

Продолжительность второй стадии экстрагирования ферментированного кофе 2,5-3,5 ч обеспечивает минимальные потери экстрактивных веществ со шламом. При экстрагировании <2,5 ч потери водорастворимых веществ составляют 4,5-5% а при продолжительности процесса 3,5 ч в экстракте появляется взвешенные коллоидные частицы и посторонний вкус.

Смешивание экстракта ферментированной стадии экстрагирования кофе с "ароматным" экстрактом первой стадии экстрагирования в соотношениях (40: 60)-(50:50) позволяет получить новые сорта растворимого кофе с высокими вкусовыми и ароматическими свойствами, т.к. исходя из содержания сухих и ароматических веществ в экстрактах их смешивания в таких соотношениях хорошо сочетаются.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Обжаренный кофе измельчают до размера частиц 0,5-1,5 мм в диаметре и загружают в экстрактор, куда подают горячую воду (температура порядка 80-90^оС) из расчета одна часть сырья и четыре части воды и экстрагируют при 90-100^оС в течение 1 ч. На этой стадии извлекают в основном "ароматную" фракцию водорастворимых веществ, которую фильтруют и собирают в отдельной емкости. Выход данной фракции с содержанием сухих веществ 22-24% составляет 28-30%
Кофе, прошедший первую стадию экстрагирования направляют в двутельные емкости ферментеры, смешивают с горячей водой в соотношении 1:2-1:4 и после уравновешивания температуры сырья и воды вводят ферментный препарат Ксилоглюканофоетидина П_10х из расчета 0,3-0,5% к массе сырья следующей активностью, ед/ч: β-глюканозная 7000, ксиланозная 8500, β- глюкозидазная 3126, осахаривающая 2150 и пектолитическая 498. Смесь тщательно перемешивают и выдерживают при периодическом перемешивании и температуре 40-60^оС в течение 2,0-5,0 ч. Затем ферментированную массу перекачивают в экстрактор, температуру поднимают до 165-175^оС и при этих режимах экстрагируют в течение 2,5-3,5 ч. Полученный экстракт с содержанием сухих веществ 18-20% (выход экстрактивных веществ 23-25% ), фильтруют и смешивают с "ароматным" экстрактом первой стадии экстрагирования в соотношениях (40:60)-(50:50) по объему, сушат на распылительной сушилке и фасуют в герметичную тару. Получают 35-55% готовой продукции.

П р и м е р 1. Берут 1000 кг обжаренного кофе, который измельчают до размера частиц 0,5-1,5 мм в диаметре, загружают в экстрактор, заливают 4000 л горячей (температура 90^оС) воды и экстрагируют при 90-100^оС в течение 1 ч. По истечении этого времени экстракт отделяют, фильтруют и собирают в отдельной емкости. На этой стадии получают 1300 л экстракта с содержанием сухих веществ 22% (выход экстрактивных веществ 28,6%). Кофе, прошедший первую стадию экстрагирования, направляют в ферментер, смешивают с новой порцией горячей (температура 80-90^оС) воды в количестве 2000 л. После уравновешивания температуры сырья и воды, вводят 3 кг (0,3 мас.) порошкообразного ферментного препарата Ксилоглюканофоетидина П_10х, смесь тщательно перемешивают и выдерживают при периодическом перемешивании и температуре 40^оС в течение 5,0 ч. Затем ферментированную массу перекачивают в экстрактор, температуру поднимают до 175^оС и экстрагируют в течение 3,5 ч. По окончании процесса шлам удаляют и экстракт фильтруют. Получают 1100 л экстракта с содержанием сухих веществ 22% (выход экстрактивных веществ 24,2%). Полученный экстракт смешивают с экстрактом первой стадии экстрагирования ("ароматная" фракция) и сушат на распылительной сушилке. Получают 536 кг порошка растворимого кофе стандартной влажностью (4,0%).

П р и м е р 2. Первую стадию экстрагирования проводили аналогично примеру 1. Кофе, прошедший первую стадию экстрагирования, направляют в ферментер, смешивают с новой порцией горячей (температура 90^оС) воды в количестве 3000 л. После уравновешивания температуры сырья и воды вводят 4,0 кг (0,4 мас.) ферментного препарата Ксилоглюканофоетидина П_10х, смесь тщательно перемешивают и выдерживают при перемешивании при температуре 50^оС в течение 4 ч. Затем ферментированную массу перекачивают в экстрактор температуру поднимают до 170^оС и экстрагируют в течение 3,0 ч. По окончании процесса шлам удаляют и экстракт фильтруют. Получают 1300 л экстракта с содержанием сухих веществ 19% (выход экстрактивных веществ 24,7%). Полученный экстракт смешивают с экстрактом первой стадии экстрагирования и сушат на распылительной сушилке. Получают 540 кг растворимого кофе влажностью 4,0%
П р и м е р 3.Первую стадию экстрагирования проводили аналогично примеру 1.

Кофе, прошедший первую стадию экстрагирования, направляют в ферментер, смешивают с новой порцией горячей (температура 80-90^оС) воды в количестве 4000 л. После уравновешивания температуры сырья и воды вводят 5,0 кг (0,5 мас.) ферментного препарата Ксилоглюканофоетидина П_10х, смесь тщательно перемешивают и выдерживают при периодическом перемешивании при температуре 60^оС в течение 3 ч. Затем ферментированную массу перекачивают в экстрактор, температуру поднимают до 165^оС и экстрагируют в течение 2,0 ч. По окончании процесса шлам удаляют и экстракт фильтруют. Получают 1500 л экстракта с содержанием сухих веществ 17% (выход эксрактивных веществ 25,5%). Полученный экстракт смешивают с экстрактом первой стадии экстрагирования и сушат на распылительной сушилке. Получают 550 кг порошка растворимого кофе влажностью 4,0%
Использование предлагаемого способа обеспечивает следующие преимущества.

Способ обеспечивает воздействие на структуру тканей и увеличение их проницаемости с использованием более простого биотехнологического метода ферментативной обработки и исключает жесткие температурные режимы гидролиза, которые отрицательно отражаются на качестве готовой продукции.

В способе предусматривается применение ферментного препарата комплексного действия, который без каких-либо добавок, например кислот, оказывает гидролитическое и осахаривающее влияние на весь комплекс полисахаридов клетчатку, гемицеллюлозу и т.д. а также нарушает микроструктуру тканей и тем самым способствует высвобождению из клеточных стенок кофеина, жиров и минеральных элементов и повышение их содержания в экстракте.

Ферментативной обработке подвергается кофе не в начале процесса экстракции, а кофе, прошедший первую стадию экстрагирования и освобожденный от самой лучшей и ароматной фракции. Это дает возможность отдельно получить сначала высококачественную фракцию экстракта, а затем слегка проэкстрагированный кофе ферментировать, экстрагировать при относительно мягких режимах и получить новую фракцию экстракта со слабым ароматом, но более высоким содержанием кофеина, жиров, минеральных элементов и других компонентов.

Способ позволяет увеличить выход водорастворимых экстрактивных веществ на второй стадии экстрагирования кофе.

Изобретение относится к пищеконцентратной отрасли агропромышленного комплекса и касается способа производства натурального растворимого кофе из различных ботанических видов и сортов обжаренного зерна кофе. Целью изобретения является увеличение выхода и повышение качества растворимого кофе. Кофе обжаривают, измельчают. Экстракцию проводят в две стадии. Перед началом второй стадии экстрагирования в кофе вводят ферметный препарат Ксилоглюканофоетидин П_10 х - 405 в количестве 0,3 - 0,5% к массе сырья, воду в соотношении (1: 2) - (1:4), смесь выдерживают при 40 - 60^oС в течение 2,0 - 5,0 ч, затем экстрагируют при 165 - 175^oС в течение 2,5 - 3,5 ч, полученный экстракт смешивают с ароматной фракцией первой стадии экстрагирования в соотношении (40:60) - (50:50).

Способ производства растворимого кофе, включающий экстрагирование измельченного кофе, отделение первичного экстракта, ферментативную обработку предварительно экстрагированного кофе, получение вторичного экстракта и сушку, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода и повышения качества, перед ферментативной обработкой предварительно экстрагированный кофе смешивают с водой в соотношении (1:2)-(1:4), ферментативную обработку проводят путем введения в смесь предварительно экстрагированного кофе с водой ферментного препарата в количестве 0,3-0,5% к массе сырья и выдерживания в течение 2,0 5,0 ч при температуре 40 60^oС, после чего смесь направляют в экстрактор и экстрагируют в течение 5 3,5 ч при температуре 165 - 175^oС с получением вторичного экстракта, который перед сушкой смешивают с первичным экстрактом.