СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО КОНЦЕНТРАТА КОФЕ

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу получения жидкого концентрата кофе с улучшенной стабильностью при хранении при комнатной температуре.

Уровень техники

В настоящее время растет спрос на жидкий кофе и жидкие концентраты кофе как для коммерческого, так и/или для промышленного использования. Продолжает существовать потребность в жидком кофе с достаточным сроком хранения для получения и продажи жидкого кофе, например, жидкого концентрата кофе для применения в кофейных торговых автоматах. Вплоть до настоящего времени такие продукты типа жидкого кофе главным образом доступны в замороженном виде и иногда в охлажденном виде. Не холодильное хранение позволит снизить стоимость цепочки поставки. Однако любые продукты, реализуемые без холодильного хранения, имеют нежелательно короткий срок хранения.

Жидкий кофе (такой как концентрат или экстракт) нестабилен, и с течением времени при комнатной температуре его кислотность значительно возрастает. Как известно специалисту, снижение pH может быть вызвано микробным воздействием и химической реакцией, такой как медленно протекающий гидролиз некоторых соединений, таких как сложные эфиры и лактоны, окисление соединений, содержащих карбоксильную группу, или даже реакцией Майара, происходящей между полисахаридами и белками. В литературе обычно указывается, что нижним пределом pH для приемлемого вкуса является pH 4,8. Более низкий показатель pH кофейного экстракта делает его неприемлемым для питья. Для преодоления микробного подкисления жидкого кофе его часто подвергают обработке УВТ (ультравысокой температурой). По существу подходящей УВТ обработкой является нагревание до температуры 120°C в течение пары секунд.

Ссылка на химическое подкисление приводится на документ US 2010/0316784. Предлагается при такой обработке включать добавление источника пищевой щелочи в жидкий концентрат кофе. Это служит для искусственного повышения pH. Перед или после добавления щелочи проводят термическую обработку для искусственной остановки кислотообразующих реакций в концентрате кофе. Более предпочтительно термическую обработку проводят при температуре от 140 до 146°С с максимальным временем выдержки 3 минуты. Однако этот способ не позволяет получить продукты с достаточным сроком хранения и качеством.

Другим недостатком указанного выше способа является добавление щелочи. Во многих странах такое добавление считается нежелательным, и/или полученный в результате продукт не может называться «кофе» согласно пищевому законодательству ЕС. Продолжает существовать потребность в разработке способа получения жидкого кофе, при котором не требуется добавление ингредиентов, иных, чем таковые, полученные из кофейного экстракта как такового, с обеспечением при этом стабильного хранения жидкого концентрата кофе с хорошими вкусо-ароматическими свойствами.

На стабилизацию жидкого кофе обработкой его щелочью приводится другая ссылка на EP 861596. В этом документе кофейный экстракт обрабатывают щелочью, которая присутствует в количестве, эффективном для превращения предшественников кислоты, присутствующих в кофейном экстракте, в соответствующие соли соответствующей кислоты, которые затем нейтрализуют кислотой в прошедшем обработку кофейном экстракте в количестве, достаточном для нейтрализации избыточной щелочи с первой стадии. Помимо указанного выше недостатка использования щелочи этот способ также включает добавление кислоты, что увеличивает количество указанных выше компонентов, присутствующих в жидком кофе. Дополнительно, способ по существу основывается на введении ионных веществ (солей), которые оказывают негативное влияние на вкус.

Другая ссылка приводится на документ EP 1374690, в котором описывается лежкоспособность жидкого кофе. Описываемый кофейный экстракт подвергают обработке по существу непосредственно после получения для коррекции кислотности добавлением основания или анионообменной смолы. Полученный в результате экстракт подвергают пастеризации. Пастеризация описана со ссылкой на время выдержки и температуры, которые не оказывают негативного влияния на органолептические свойства кофейного экстракта. Пределы типичной температуры составляют от 100°C до 140°C при максимальном времени выдержки 1 минута. Также способ не позволяет получить продукты с достаточной лежкоспособностью и соответствующим качеством.

Объект настоящего изобретения относится к способу получения концентрата кофе с улучшенным качеством, стабильного при хранении и с хорошим вкусом и ароматом.

Сущность изобретения

Для достижения одной или более из указанных целей в одном из аспектов настоящее изобретение относится к способу получения жидкого концентрата кофе с pH от 4,8 до 6, включающему стадии:

a) одну или более стадий экстракции обжаренного, молотого кофе водой с получением в результате кофейного экстракта,

b) разделения кофейного экстракта, либо фракционированием во время указанной стадии(й) экстракции, либо извлечением ароматических веществ после указанной стадии(й) экстракции с получением в результате кофейного экстракта с высоким содержанием ароматических веществ и кофейного экстракта с низким содержанием ароматических веществ,

c) концентрирования кофейного экстракта с низким содержанием ароматических веществ до содержания сухих веществ по меньшей мере 10 вес. %,

d) термической обработки по меньшей мере 25 вес. % концентрата кофе с низким содержанием ароматических веществ по сухому веществу при температуре по меньшей мере 150°С с максимальным временем выдержки 15 минут,

e) комбинирования по меньшей мере концентрата кофе с низким содержанием ароматических веществ с кофейным экстрактом с высоким содержанием ароматических веществ,

при этом после стадии b) проводят стадию повышения pH с получением, таким образом, жидкого концентрата кофе.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к жидкому концентрату кофе с pH от 4,8 до 6, получаемому указанным выше способом. Указанный концентрат кофе по существу характеризуется содержанием 1,25 мг/кг сухих веществ или более 2-фенил-3-(2-фурил)-2-пропенала.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к жидкому концентрату кофе с pH от 5 до 5,2 и с соотношением QA/QaL (Хинная кислота/лактон хинной кислоты) моль/моль от 10 до 100, предпочтительно от 30 до 100.

Подробное описание изобретения

В широком смысле настоящее изобретение основано на разумном понимании проведения относительно сильной термической обработки при определенном времени выдержки концентрата кофе, ароматические компоненты которого были извлечены перед концентрированием. Кроме того, настоящее изобретение относится к разумным комбинациям такой стадии термической обработки и обработки для повышения pH (то есть, стадии повышения pH). Более предпочтительно стадия повышения pH не включает добавление щелочи. Наиболее предпочтительно в результате процесса гидролиза в конечном продукте достигается содержание по меньшей мере 120 ммолей кислоты/кг сухих веществ. Это представляет разность между содержанием ммолей кислоты/кг сухих веществ в концентрате кофе с низким содержанием ароматических веществ перед и после термической обработки, умноженную на весовое соотношение содержания общих сухих веществ в концентрате кофе с низким содержанием ароматических веществ в конечном продукте. Предпочтительно результатом процесса гидролиза в конечном продукте является содержание по меньшей мере 150 ммолей кислоты/кг, более предпочтительно 180 ммолей кислоты/кг сухих веществ.

Кофе для экстракции на стадии a) может представлять любой тип обжаренного кофе. Обеспечение обжаренного кофе хорошо известно специалисту. Например, сырьевой материал может представлять обычный сырьевой материал кофейных зерен для промышленной экстракции, сырой кофе обжаривают традиционным способом. Обычно для этой цели используют смесь различных сортов сырого кофе. Обжаренные кофейные зерна размалывают, при этом обычно до такой степени измельчения, которая является компромиссом между получением наибольшей площади поверхности и наименьшим перепадом давления в экстракционной ячейке. Обычно частицы размолотых зерен имеют средний размер 2,0 миллиметра.

Для лучшего сохранения ароматических веществ кофе способ по изобретению применяют к концентрату кофе с низким содержанием ароматических веществ. Это достигается проведением a) одной или более стадии экстракции водой обжаренного молотого кофе с получением в результате кофейного экстракта, и

b) разделением кофейного экстракта (то есть, обработка кофейного экстракта для его разделения), либо фракционированием во время указанной стадии(й) экстракции, либо извлечением ароматических веществ после указанной стадии(й) экстракции с получением в результате кофейного экстракта с высокой концентрацией ароматических веществ и кофейного экстракта с низким содержанием ароматических веществ.

Специалисту будет понятно, что разделение фракционированием приводит в результате к фракционированному сбору экстракта, и могут быть использованы другие способы разделения или их комбинации, например, фракционированный сбор экстракта и извлечение ароматических веществ.

Примеры извлечение ароматических веществ после стадии a) включают отгонку водяным паром, сверхкритическую экстракцию CO₂ и диффузионное испарение. В другом варианте выполнения настоящего изобретения кофейный экстракт фракционируют во время стадии экстракции a). Специфические ароматические вещества кофе, присутствующие в кофейном экстракте с высоким содержанием ароматических веществ, придают более натуральный характер кофе по сравнению с ароматическими веществами кофе, извлеченными при использовании отгонки водяным паром из полного/цельного экстракта после стадии a). Получают кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ и кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ. Как известно специалисту, кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ отличается от кофейного экстракта с низким содержанием ароматических веществ относительно высоким количеством летучих ароматических соединений по сравнению с труднолетучими ароматическими соединениями. Такие соединения известны, например, из Clarke R.J. and Vitzthum O.G., Coffee Recent Developments, 2001 (ISBN 0-632-05553-7), p. 71, Таблица 3.3. Из этой Таблицы ясно, что с одной стороны, измеряемыми летучими ароматическими соединениями являются пропаналь, метилпропаналь и 2,3-бутанедион. С другой стороны, труднолетучими ароматическими соединениями являются соединения пиразина и соединения гваякола. В качестве примера летучего ароматического соединения кофе приведен 2,3-бутанедион, а в качестве примера труднолетучего ароматического соединения кофе - этилгваякол (4-этил-2-метоксифенол), если эти соединения содержатся в весовом соотношении 2,3-бутанедион/этилгваякол более 30 в конкретном кофейном экстракте, этот экстракт может быть описан, как кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. Следовательно, кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ имеет весовое соотношение 2,3-бутанедион/ этилгваякол менее 30.

Хранят кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ.

Кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ концентрируют перед термической обработкой. Концентрат отличается от экстракта проведением стадии удаления существенного количества воды, такой как выпаривание воды. Концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ обычно имеет содержание сухих веществ по меньшей мере 10 вес. %, предпочтительно от 10 до 60 вес. %, более предпочтительно от 15 до 50 вес. %, наиболее предпочтительно от 15 до 40 вес. %.

По меньшей мере 25 вес. %, предпочтительно 50 вес. %, более предпочтительно 75 вес. %, наиболее предпочтительно все (100%) концентрата кофе с низким содержанием ароматических веществ по сухому веществу подвергают термической обработке при температуре по меньшей мере 150°C с максимальным временем выдержки 15 минут. Обычно чем выше температура, тем меньше время выдержки. В этой связи из указанного выше в описании настоящего изобретения следует, что описанные температуры составляют ниже 150°С, и время выдержки составляет менее 3 минут. Предпочтительно термическую обработку проводят при температуре по меньшей мере 150°C и с максимальным временем выдержки 10 минут. Более предпочтительно термическую обработку проводят при температуре от 150°С до 200°С с временем выдержки от 10 минут до 10 секунд. Наиболее предпочтительно термическую обработку проводят при температуре от 150°С до 180°С с временем выдержки от 10 минут до 10 секунд. В качестве конкретного примера термическая обработка может быть проведена при температуре 160-170°С с временем выдержки от около 5 минут до 30 секунд. Время нагревания может включать время нагревания от комнатной температуры до температуры выдержки, что составляет 1-8 минут, предпочтительно 3-5 минут.

Время охлаждения может включать время охлаждения до комнатной температуры, что составляет 1-8 минут, предпочтительно 3-5 минут.

Также способ включает стадию повышения pH (уменьшение кислотности или стадия регулирования pH) при этом после стадии b) может быть проведена стадия повышения pH.

На стадии повышения pH показатель pH повышают до менее кислого (более щелочного) pH. Это повышение проводят относительно начального показателя pH. То есть, если начальный pH составляет 4, pH может быть поднят до показателя, который все еще остается кислотным, например, 5. Однако предпочтительно начальный pH потока кофе составляет от 4,5 до 6,5, более предпочтительно от 4,9 до 5,7. После стадий обработки pH снова может быть на нормальном уровне, таком как от 4,8 до 6. Предпочтительно после стадии b) и перед стадией e) кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ или концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ, который подвергают (подвергнут) термической обработке, прошел стадию повышения pH. Более предпочтительно стадия повышения pH может быть проведена между стадией b) и c), между стадией c) и d) и/или между стадией d) и e). В случае, когда стадию повышения pH проводят между стадией b) и c) или между стадией c) и d), концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ предпочтительно имеет показатель pH 6-8. Предпочтительно в случае, когда только часть концентрата кофе с низким содержанием ароматических веществ подвергают термической обработке, то только часть будет проходить стадию повышения pH. В случае, когда стадию повышения pH проводят между стадией d) и e), концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ предпочтительно имеет показатель pH 5-6. Предпочтительно в случае, когда только часть концентрата кофе с низким содержанием ароматических веществ подвергают термической обработке, этой стадии повышения pH предпочтительно подвергают весь концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ. В качестве альтернативы, стадия повышения pH может быть проведена после стадии e), при этом концентрат с низким содержанием ароматических веществ подвергают стадии повышения pH в комбинации с кофейным экстрактом с высоким содержанием ароматических веществ. Жидкий концентрат кофе предпочтительно имеет показатель pH 5-6. Стадия повышения pH может быть проведена добавлением пищевой щелочи. Источники пищевой щелочи известны и также они описаны в указанном выше документе US 2010/0316784.

Однако более предпочтительно стадию повышения pH проводят без добавления щелочи. Отсутствие добавления посторонних веществ гарантирует, что продукт после обработки сохраняет свой статус «кофе» согласно действующему во многих странах пищевому законодательству. Согласно законодательствам этих стран добавление веществ, иных чем таковые, полученные при экстракции, в результате приводит к получению продукта, который не может быть указан на этикетке, как кофе. Следует понимать, что такой продукт может иначе восприниматься потребителями. Следовательно, основной технической проблемой является обеспечение способа, позволяющего провести достаточную обработку кофе с получением в результате продукта с достаточной стабильностью при хранении и достаточным качеством аромата без добавления посторонних веществ, таких как пищевая щелочь.

Это обеспечивается в предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения, где на стадии повышения pH используют ионообменную смолу и/или адсорбирующее вещество. Адсорбирующее вещество может быть на основе угля, на основе полиакрилата или на основе полистерола. Примеры коммерческих адсорбирующих веществ включают Purolite® MN 200, Purolite® MN 202 и Lewatit® AF5. Примеры ионообменных смол включают сильноосновные анионообменные смолы или слабоосновные анионообменные смолы. Предпочтительно ионообменная смола представляет слабоосновную анионообменную смолу. Смола представляет смолу на основе полиакрилата или полистирола, предпочтительно полиакрилата. Функциональные группы представляют, например, аминные функциональные группы, такие как первичные, третичные и четвертичные аминные группы, наряду с полиаминными группами, предпочтительно третичные аминные группы. В следующей Таблице приведены Примеры коммерческих ионообменных смол.

В предпочтительном варианте выполнения способа по изобретению повышение pH концентрата с низким содержанием ароматических веществ проводят перед термической обработкой (стадия d). В таком случае стадия повышения pH может быть проведена перед или после стадии концентрирования c). Этот выбор может зависеть от содержания сухих веществ в концентрате кофе с низким содержанием ароматических веществ и конфигурации используемой ионообменной смолы. Предпочтительно в случае, когда содержание сухих веществ в концентрате кофе с низким содержанием ароматических веществ составляет 25% или более, предпочтительно 30% или более, стадия повышения pH может быть проведена перед концентрированием. В случае, когда содержание сухих веществ в концентрате кофе с низким содержанием ароматических веществ составляет менее чем 35%, предпочтительно менее чем 30%, стадия повышения pH может быть проведена перед или после стадии концентрирования c).

В случае обработки части (то есть, по меньшей мере 25%) концентрата кофе с низким содержанием ароматических веществ, необработанный концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ может быть скомбинирован с прошедшим обработку концентратом кофе с низким содержанием ароматических веществ перед стадией e).

Обычно после термической обработки (и необязательно добавления не прошедшего обработку концентрата кофе с низким содержанием ароматических веществ) прошедший термическую обработку концентрат с низким содержанием ароматических веществ смешивают с экстрактом с высоким содержанием ароматических веществ. Это может быть проведено на производстве перед необязательными стадиями дополнительной обработки и упаковывания или непосредственно перед дозированием потребителем. В последнем случае потребитель обеспечивается двумя отдельными упаковками для помещения в машину для приготовления кофе.

На производстве после временного, предпочтительно в охлажденном состоянии хранения, предпочтительно при температуре ниже 25°C, более предпочтительно ниже 10°C, наиболее предпочтительно ниже 0°C, кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ может быть добавлен непосредственно, без дополнительной технологической обработки в концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ. Кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ предпочтительно хранят максимально возможно короткий период и охлажденным, предпочтительно в атмосфере инертного газа, такого как азот, для добавления в концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ; максимально возможно эти стадии ограничиваются из-за потери ароматических веществ и реакций деградации ароматических веществ.

Соответственно, способ по изобретению обеспечивает жидкий концентрат кофе с pH от 4,8 до 6, который может храниться при комнатной температуре (как правило, указываемой как от 5°C до 25°C, и предпочтительно без необходимости использования устройства для холодильного хранения) в течение приемлемого срока хранения без повышения кислотности и без существенного роста постороннего привкуса.

В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения стадию экстракции a) предпочтительно проводят, как экстракцию с расщеплением потока. Процесс экстракции с расщеплением потока известен. Ссылка в отношении него приведена на документ WO 2007/043873. Предпочтительно процесс включает первичную и вторичную экстракцию.

В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения экстракцию с расщеплением потока используют в следующем способе получения концентрата кофе. В этом способе обжаренный, молотый кофе подвергают первичной экстракции водой, при этом первичную экстракцию водой (то есть, кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ) проводят с фактором отведения (draw-off factor) максимум 2,5, предпочтительно максимум 2,0, более предпочтительно максимум 1,5 и наиболее предпочтительно максимум 1,0. После чего необязательно получают второй первичный экстракт.

Первичный экстрагированный, обжаренный, молотый кофе затем подают в секцию вторичной экстракции, в которой температура питательной воды составляет от 120 до 210°C, с получением вторичного экстракта (кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ). По меньшей мере 25 вес. %, предпочтительно 50 вес. %, более предпочтительно 75 вес. %, наиболее предпочтительно весь (100%) вторичный экстракт по сухому веществу затем подвергают стадиям способа по изобретению. Необязательно второй первичный экстракт может быть добавлен во вторичный экстракт (кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ) перед или после стадии(й) обработки по изобретению, предпочтительно второй первичный экстракт добавляют перед обработкой вторичного экстракта.

Используемый здесь термин «фактор отведения» относится к соотношению массы экстракта и массы сухого обжаренного и молотого кофе в ячейке первичной экстракции. На практике этот фактор отведения определяют компромиссом между, с одной стороны, достаточной степенью восстановления аромата кофе в первом первичном экстракте, и с другой стороны, минимально возможным объемом первого первичного экстракта. Фактор отведения зависит от используемой крупности или степени измельчения обжаренного кофе, экстракционной ячейки, в частности, количества перколяторов, расположенных в серии, используемого соотношения вода-кофе, времени цикла, температуры питательной воды и заданной концентрации конечного продукта и аналогичного им.

В другом предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения с использованием экстракции с расщеплением потока также второй первичный экстракт извлекают из ячейки первичной экстракции. Для этой цели после отведения и хранения первого первичного экстракта в ячейке для первичной экстракции проводят дополнительную экстракцию.

Извлечение обоих, и первого, и второго первичного экстракта по существу эффективно применять при высоком соотношении вода-кофе. Предпочтительно соотношение вода-кофе составляет от 5,0 до 15. Более предпочтительно соотношение вода-кофе составляет менее чем 10, и наиболее предпочтительно соотношение вода-кофе составляет от 6,5 до 8,5.

Когда извлекают второй первичный экстракт, предпочтительно первую фракцию вторичного экстракта, конечно, используют в качестве первичной питательной воды в ячейке для первой экстракции. Для этого варианта выполнения делается ссылка на документ EP-A-0352842, введенный здесь ссылкой. Второй первичный экстракт может быть подвергнут извлечению ароматических веществ. Извлеченные ароматические вещества могут быть добавлены в экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. Второй первичный экстракт после извлечения ароматических веществ может быть добавлен во вторичный экстракт (кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ) перед или после проведения стадии(й) обработки по изобретению, предпочтительно второй первичный экстракт добавляют перед обработкой вторичного экстракта. После обработки концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ и кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ (содержащий извлеченные ароматические вещества) комбинируют.

В этом варианте выполнения настоящего изобретения первичную экстракцию проводят питательной водой с температурой ниже, чем таковая, используемая при вторичной экстракции. Предпочтительно температура, при которой проводят первичную экстракцию, составляет от 70 до 120°C.

Первичная экстракция может быть проведена, как исчерпывающая экстракция. Используемый здесь термин «исчерпывающая экстракция» относится к экстракции, которую проводят до момента, когда экстракт трудно, если вообще возможно, отличить от воды, подаваемой в экстракционную ячейку. Однако на практике для эффективности всего процесса будет полезно не проводить исчерпывающую экстракцию, в частности, из-за проведения последующих стадий концентрирования.

Используемый здесь термин «вода» включает в объем понятия обычные водные растворы, которые также могут быть использованы в известных промышленных способах экстракции.

Первичная и вторичная экстракция могут быть проведены в традиционных экстракционных ячейках. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения обе, и первичную, и вторичную экстракцию проводят в перколяторе или в перколяторах, размещенных сериями. В частности, вторичную экстракцию преимущественно проводят по меньшей мере в 2-х, и предпочтительно по меньшей мере в 4 объединенных в серию перколяторах. Обычно число используемых перколяторов в секции первичной экстракции составляет по меньшей мере 0,5, это означает, что в течение 50% времени цикла перколятор соединен с секцией первичной экстракции. Предпочтительно по меньшей мере 1 или 2 перколятора соединены с секцией первичной экстракции.

В предпочтительном варианте выполнения способа по изобретению кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ представляет по меньшей мере часть, но предпочтительно весь вторичный экстракт. В другом предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения прошедший обработку кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ комбинируют со вторым первичным экстрактом перед проведением стадии концентрирования. В другом предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ представляет смесь по меньшей мере части, но предпочтительно всего вторичного экстракта и второго первичного экстракта.

Также было установлено, что второй первичный экстракт может быть подвергнут обработке способом по изобретению. В этом отношении оба, и второй первичный экстракт, и вторичный экстракт рассматриваются как кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ, из которого по меньшей мере часть второго первичного экстракта подвергнута обработке, прошедшая обработку часть составляет по меньшей мере 25 вес. %, более предпочтительно по меньшей мере 35 вес. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50 вес. % кофейного экстракта с низким содержанием ароматических веществ по сухому веществу. После обработки прошедшую обработку часть второго первичного экстракта добавляют в не прошедшую обработку часть второго первичного экстракта и вторичный экстракт и концентрируют. Предпочтительно весть второй первичный экстракт подвергают обработке.

Предпочтительно также использование обычной жидкости или сухих компонентов-наполнителей. Компонент-наполнитель иногда используют для нейтрализации до некоторой степени выраженного аромата первого первичного экстракта. Предпочтительно наполнитель представляет кофейный продукт с высоким выходом. Он может быть добавлен в кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ перед проведением стадии(й) обработки.

Также настоящее изобретение относится к жидкому концентрату кофе с показателем pH от 4,8 до 6, получаемому способом по изобретению. Жидкий концентрат кофе содержит от 6 вес. % до 80 вес. % сухих веществ кофе (то есть сухих веществ), предпочтительно от 10 вес. % до 65 вес. %, более предпочтительно от 15 вес. % до 50 вес. %. Этот концентрат кофе отличается от концентратов кофе не по изобретению более высокой стабильностью при хранении при комнатной температуре, что может быть определено уменьшением снижения или предпочтительно отсутствием снижения pH и снижением и предпочтительно отсутствием возникновения постороннего привкуса. Предпочтительно жидкий концентрат кофе имеет стабильность при хранении более чем 6 месяцев, более предпочтительно более чем 12 месяцев, наиболее предпочтительно более чем 18 месяцев.

Продукт, прошедший обработку способом по изобретению, отличается содержанием по меньшей мере 1,25 мг/кг сухих веществ 2-фенил-3-(2-фурил)-2-пропенала.

Соответственно, настоящее изобретение также относится к жидкому концентрату кофе с показателем pH от 4,8 до 6, содержащему по меньшей мере 1,25 мг/кг сухих веществ 2-фенил-3-(2-фурил)-2-пропенала, предпочтительно от 1,5 мг/кг сухих веществ до 80 мг/кг сухих веществ, более предпочтительно от 2 мг/кг сухих веществ до 40 мг/кг сухих веществ, наиболее предпочтительно от 4 мг/кг сухих веществ до 40 мг/кг сухих веществ.

В качестве альтернативы, продукт, прошедший обработку способом по изобретению, отличается своим соотношением QA/QaL моль/моль от 10 до 100 при показателе pH от 5 до 5,2. Более предпочтительно во время срока хранения жидкий концентрат кофе будет полностью в интервале pH от 5 до 5,2. В этом интервале pH он будет иметь соотношение QA/QaL моль/моль от 10 до 100.

Соответственно, настоящее изобретение также относится к жидкому концентрату кофе с показателем pH от 5 до 5,2 и соотношением QA/QaL моль/моль от 10 до 100, предпочтительно от 30 до 100, наиболее предпочтительно от 60 до 100. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения этот жидкий концентрат кофе будет иметь содержание калия 55 г или менее на кг сухих веществ, предпочтительно 20-55 г/кг и/или содержание натрия 4 г или менее на кг сухих веществ, предпочтительно 0,1-4 г/кг.

Сокращение QA относится к хинной кислоте, то есть к 1,3,4,5-тетрахидроциклогексанкарбоновой кислоте. Сокращение QaL относится к лактону хинной кислоты, то есть к 1,3,4-тригидрокси-6-оксабицикло[3.2.1]октан-7-ону.

В качестве альтернативы, продукт, прошедший обработку способом по изобретению, отличается содержанием бета-дамасценона, составляющим 8,5 мкг/кг сухих веществ или менее. Авторы настоящего изобретения установили, что содержание бета-дамасценона точно указывает на наличие в конечном жидком концентрате кофе постороннего привкуса. Жидкий концентрат кофе, содержащий бета-дамасценон в количестве 8,5 мкг/кг сухих веществ или менее, по существу не имеет постороннего привкуса. Соответственно, настоящее изобретение также относится к жидкому концентрату кофе с pH от 4,8 до 6, содержащему 8,5 мкг/кг сухих веществ или менее бета-дамасценона.

Далее со ссылкой на Примеры и Схемы 1 и 2 приведены различные варианты выполнения настоящего изобретения, которые обеспечивают технологические схемы проведения стадий обработки способа получения концентратов кофе по изобретению. Эти Схемы служат только для иллюстрации и не ограничивают объем притязаний настоящего изобретения.

СХЕМА 1

На Схеме 1 приведен предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения. Обжаренный кофе подвергают экстракции с расщеплением потока (возвращение первого и второго первичного и вторичного экстрактов). Второй первичный экстракт комбинируют со вторым вторичным экстрактом (и необязательно компонентом-наполнителем), и этот поток подвергают первому выпариванию, затем регулируют pH (при использовании анионного обмена), и проводят высокотемпературную термическую обработку (при указанных выше температурах). Концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ комбинируют с первым первичным экстрактом с получением в результате жидкого концентрата кофе по изобретению. В качестве альтернативы, регулирование pH может быть проведено перед стадией выпаривания или после стадии термической обработки.

СХЕМА 1

СХЕМА 2

На Схеме 2 приведен другой предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения. В этом варианте, либо второй вторичный экстракт, либо 2-ой первичный экстракт, либо оба и их смеси концентрируют и проводят регулирование pH при использовании анионного обмена, и проводят термическую обработку перед комбинированием с первым первичным экстрактом. 2-ой первичный экстракт подвергают извлечению ароматических веществ с получением после обработки концентрата кофе с низким содержанием ароматических веществ, который смешивают с 1-ым первичным экстрактом, наряду с продуктом с извлеченными ароматическими веществами. Необязательно может быть добавлен компонент-наполнитель либо перед, либо после обработки. В качестве альтернативы, регулирование pH может быть проведено перед стадией выпаривания или после стадии термической обработки.

Схема 2

Аналитический метод для QA и QaL

Лактон хинной кислоты (QaL) получили от Syncom, Groningen, the Netherlands. Рабочий раствор около 0,5 мг на мл получили разведением QaL в ацетонитриле. Этот рабочий раствор дополнительно разбавили 0,1% уксусной кислотой в ацетонитриле с получением калибровочных растворов от 15 нг/мл вплоть до 15000 нг/мл.

Продукты типа концентрированного кофе разбавили водой до 0,28% сухих веществ. 50 мкл разведенного продукта типа кофе дополнительно разводят 950 мкл 0,1% уксусной кислоты в ацетонитриле.

Количественное определение проводят при использовании Triple Quad MS, TSQ Quantum Ultra; масс-спектрометра Thermo Scientific, соединенного с Accela UPLC от Thermo Scientific.

Концентрации рассчитали по калибровочным кривым.

Хинную кислоту (QA) получили от Aldrich. Рабочий раствор около 1 мг на мл получили разведением соединения в воде. Этот рабочий раствор дополнительно разбавили 0,4 мM гептафтормасляной кислотой с получением калибровочных растворов от 10 мкг/мл вплоть до 40 мкг/мл.

Продукты типа концентрированного кофе разбавили 0,4 мM гептафтормасляной кислотой до 0,1 вес. % сухих веществ кофе по сухому веществу разбавленного кофе.

Количественное определение проводят при использовании кондуктометрического хроматографа с подавлением фоновой электропроводности Dionex ICS 5000 DC.

Концентрации рассчитали по калибровочным кривым.

Аналитический метод для 2-фенил-3-(2-фурил)-2-пропенала

2-фенил-3-(2-фурил)-2-пропенал получили от Chemos GmbH, Werner-von-Siemens-Straβe, D-93128 Regenstauf, Germany (чистота 97%). Рабочий раствор 1 мг на мл получили разведением соединения в гексане. Рабочий раствор дополнительно разбавили с получением калибровочных растворов 0, 0,6, 1, 3, 6, 10 и 50 мкг 2-фенил-3-(2-фурил)-2-пропенала на мл гексана.

Жидкие концентраты кофе разбавили водой до 2,5% сухих веществ

Анализ летучих веществ в свободном пространстве над кофе в таре проводят при использовании твердофазной микроэкстракции (SPME) вместе с газовой хроматографией/масс-спектрометрией (GC/MS), по существу, как описано в Tikunov et al., 2005, Plant Physio10gy 139, 1125-1137, расчет проводят по линейной калибровочной кривой аутентичного стандарта в кофейной матрице.

Аналитический метод для бета-дамасценона

В этом методе образцы перемешивают при использовании магнитной мешалки, покрытой адсорбирующим материалом (полидиметилсилоксан (PDMS)). Экстрагированные соединения вводят при использовании термодесорбции в начало капиллярной ГХ-колонки и затем разделяют при запрограммированном температурном анализе ГХ и определяют при использовании масс-спектрометра.

Анализ, проводимый при использовании газовой хроматографии- масс-спектрометрии, проводят при использовании Finnigan Trace GC ultra (Thermo Fisher Scientific, Waltham, Massachussets) и масс-дектора ISQ (Thermo Fisher Scientific, Waltham, Massachussets). Калибровочную кривую получают стандартным добавлением коммерчески доступного бета-дамасценона в пределах 0-15 частей на миллиард. Концентрацию бета-дамасценона рассчитывают по калибровочной кривой.

ПРИМЕР 1

Из разовой партии молотого кофе при использовании экстракции с расщеплением потока получили кофейный экстракт, как описано в WO 2007/043873. Таким образом, получили первый первичный экстракт (PE 1), второй первичный экстракт (PE2) и вторичный экстракт (SE). PE1, который имел высокое содержание ароматических веществ, представляющий кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ, не подвергли обработке. Смешали весь второй первичный экстракт и весь вторичный экстракт с получением в результате потока экстракта (PE2+SE), состоящего из 50 вес. % вторичного экстракта и 50 вес. % 2-го первичного экстракта по сухому веществу.

Первичный экстракт, то есть кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ, составляет 15 вес. % от общих сухих веществ кофе и имел весовое соотношение BD/EG 56. Концентрат кофе с низким содержанием ароматических веществ составлял 85 вес. % от общих сухих веществ кофе.

Последний поток экстракта (PE2+SE) концентрировали выпариванием. Первую партию концентрировали до содержания сухих веществ 15%, вторую партию концентрировали до содержания сухих веществ 30%. Оба концентрата подвергли для сравнения дополнительной обработке. 50% каждого из концентратов пропустили через анионную колонку (Novasep® XA 945 ex Applexion), повысив, таким образом, показатель pH до 6. Другие 50% концентратов не подвергли стадии повышения pH, а оставили их неизменными.

Затем два образца прошедшего анионную обработку концентрата подвергли термической обработке при температуре 160°C в течение 0,5 минут (15% концентраты), соответственно в течение 1 минуты (30% концентраты).

Таким образом, получили четыре образца, общие сведения по ним приведены в Таблице ниже.

Общие сведения по образцам концентрата кофе с низким содержанием ароматических веществ по Примеру 1.

Далее равные количества потока первого первичного экстракта (PE1) добавили в каждый из четырех концентратов. В результате получили четыре жидких концентрата кофе (LCC# 1 -4).

Провели определение количества кислоты, образовавшейся в результате гидролиза на кг сухих веществ, в прошедших обработку жидких концентратах кофе. Это измерение провели после термической обработки и после добавления PEL. Количество кислоты оценивали титрование вплоть до pH 8.

В Таблице 1 ниже приведены общие сведения по полученным в результате жидким концентратам кофе и влиянию обработки на содержание кислоты, образовавшейся в результате гидролиза в ммоль кислоты/кг сухих веществ в конечном продукте. Жидкие концентраты кофе, маркированные как «ref», получены не по изобретению.

Изменение pH по времени приведено на Фигуре 1 для LCC# 1 (■), 2 (Δ), 3(x), и 4 (•). В течение 20 недель хранения по изобретению не наблюдалось понижение pH ниже 5. Соотношение QA/QaL моль/моль для LCC#2 составило 54 и для LCC# 4 составило 72.

ПРИМЕР 2

Разовую партию кофе арабика подвергли экстракции, при этом из кофе с высоким содержанием ароматических веществ фракционировали ароматические вещества при использовании паровой дистилляции, как описано в EP-A-0352842. Получили следующие потоки кофейного экстракта:

i) кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ (AR)

ii) дополнительный первичный экстракт (PE)

iii) вторичный экстракт (SE)

Экстракт i) оставили необработанным. Экстракты ii) и iii) скомбинировали и разделили на три партии (2a, 2b, и 2c), которые подвергли следующим параллельным обработкам:

2a выпаривание до концентрации 38% сухих веществ;

2b выпаривание до концентрации 38% сухих веществ с последующей термической обработкой в течение 10 минут при температуре 160°C и затем провели стадию повышения pH до 5,5 добавлением KOH;

2c провели стадию повышения pH по Примеру 1 с последующим выпариванием до концентрации 38% сухих веществ, и с последующей термической обработкой 10 минут при температуре 160°C.

Затем добавили кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. Получили три жидких концентрата кофе (LCC# 5-7). Провели определение количества кислоты, образовавшейся в результате гидролиза, на кг сухих веществ в прошедших обработку жидких концентратах кофе. Результаты приведены в Таблице 2 ниже.

Изменение pH по времени приведено на Фигуре 2 для LCC# 5 (■), 6 (♦), и 7 (Δ). В течение 12 недель хранения по изобретению не наблюдалось понижение pH ниже 5.

ПРИМЕР 3

Провели экстракцию с расщеплением потока по Примеру 1. Первичный экстракт имел весовое соотношение BD/EG 74. Поток экстракта (PE2+SE) концентрировали выпариванием до содержания сухих веществ 15%.

Полученный в результате концентрат разделили на четыре партии (3a, 3b, 3c и 3d), которые подвергли следующим параллельным обработкам:

3a обработку не проводили;

3b провели стадию повышения pH по Примеру 1 (pH=6), с последующей термической обработкой в течение 30 секунд при температуре 160°C;

3c по 3b, но с термической обработкой при температуре 180°C;

3d по 3b, но с термической обработкой при температуре 200°C;

Далее добавили экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. Получили четыре жидких концентрата кофе (LCC# 8-11). Провели определение количества кислоты, образовавшейся в результате гидролиза, на кг сухих веществ в прошедших обработку жидких концентратах кофе. Результаты приведены в Таблице 3 ниже. В течение 14 недель хранения по изобретению не наблюдалось понижение pH ниже 5. Соотношение QA/QaL моль/моль для LCC# 9 составило 38, 51 для LCC# 10 и 66 для LCC# 11. Количество калия составило 54,8 г/кг сухих веществ, и количество натрия составило 2,3 г/кг сухих веществ.

ПРИМЕР 4

Этот Пример аналогичен Примеру 3. Первичный экстракт имел весовое соотношение BD/EG 51. Точные условия обработки образца были следующими:

4a обработку не проводили;

4b провели стадию повышения pH (pH=6) с последующей термической обработкой в течение 10 секунд при температуре 180°C;

4c по 4b, но с термической обработкой в течение 30 секунд;

4d по 4b, но с термической обработкой в течение 60 секунд;

Затем добавили экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. В этом Примере получили четыре жидких концентрата кофе (LCC# 12-15). Результаты приведены в Таблице 4 ниже.

Изменение pH по времени приведено на Фигуре 3 для LCC# 12 (■), 13 (♦), 14 (Δ) и 15 (x). В течение 13 недель хранения по изобретению не наблюдалось понижение pH ниже 5. Соотношение QA/QaL моль/моль для LCC# 13 составило 20, 22 для LCC# 14, и 24 для LCC# 15. Количество калия составило 48,5 г/кг сухих веществ, и количество натрия составило 2 г/кг сухих веществ.

ПРИМЕР 5

Провели экстракцию с расщеплением потока по Примеру 1. Первичный экстракт имел весовое соотношение BD/EG 48. Поток экстракта (PE2+SE) концентрировали выпариванием до содержания сухих веществ 25%.

Полученный в результате концентрат разделили на три партии (5a, 5b, 5c), которые подвергли следующим параллельным обработкам:

5a обработку не проводили;

5b провели стадию повышения pH (pH=6) с последующей термической обработкой в течение 30 секунд при температуре 180°C;

5c по 5b, но без стадии повышения pH до pH 7,1.

Затем добавили экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. В результате получили три жидких концентрата кофе (LCC# 16-18). Провели определение количества кислоты, образовавшейся в результате гидролиза, на кг сухих веществ в прошедших обработку жидких концентратах кофе. Результаты приведены в Таблице 5 ниже.

Изменение pH по времени приведено на Фигуре 4 для LCC# 16 (■), 17 (♦) и 18 (Δ). В течение 9 недель хранения по изобретению не наблюдалось понижение pH ниже 5. Соотношение QA/QaL моль/моль для обоих LCC# 19 и 20 составило 30. Количество калия составило 44,4 г/кг сухих веществ, и количество натрия составило 2,2 г/кг сухих веществ.

ПРИМЕР 6

В эксперименте по Примеру 2 экстракты ii) и iii) скомбинировали и разделили на две партии (6a, 6b), которые подвергли следующим параллельным обработкам:

6a выпаривание до концентрации 38% сухих веществ;

6b провели стадию повышения pH (pH=6) с последующим выпариванием до концентрации 38% сухих веществ, и последующей за ним термической обработкой в течение 10 минут при температуре 160°C.

Две партии смешали с получением в результате трех жидких концентратов кофе

6c - 100% 6a

6d - 50% 6a + 50% 6b

6e - 25% 6a + 75% 6b

Затем добавили экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. В результате получили три жидких концентрата кофе (LCC# 19-21). Провели определение количества кислоты, образовавшейся в результате гидролиза, на кг сухих веществ в прошедших обработку жидких концентратах кофе. Результаты приведены в Таблице 6 ниже.

Изменение pH по времени приведено на Фигуре 5 для LCC# 19 (■), 20 (♦), и 21 (Δ). В течение 8 недель хранения по изобретению не наблюдалось понижение pH ниже 5. Соотношение QA/QaL моль/моль для LCC# 20 составило 72 и 91 для LCC# 21. Количество калия составило 45,7 г/кг сухих веществ, и количество натрия составило 2,4 г/кг сухих веществ.

ПРИМЕР 7

Провели экстракцию с расщеплением потока по Примеру 1. Первичный экстракт имел весовое соотношение BD/EG 45. Поток экстракта (PE2+SE) концентрировали выпариванием до содержания сухих веществ 30%.

Полученный в результате концентрат разделили на три партии (7a, 7b, и 7c), которые подвергли следующим параллельным обработкам:

7a обработку не проводили;

7b провели стадию повышения pH (pH=6) с последующей термической обработкой в течение 120 секунд при температуре 160°C;

7c по 7b, но с термической обработкой при температуре 180°C;

Затем добавили экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. В результате получили три жидких концентрата кофе (LCC# 22-24). Провели определение количества кислоты, образовавшейся в результате гидролиза, на кг сухих веществ в прошедших обработку жидких концентратах кофе. Результаты приведены в Таблице 7 ниже. В течение 9 недель хранения по изобретению не наблюдалось понижение pH ниже 5.

ПРИМЕР 8

Этот Пример идентичен Примеру 7. Первичный экстракт имел весовое соотношение BD/EG 58. Образец (8a) непосредственно подвергли выпариванию (в данном случае 30% сухих веществ). Два других образца получили проведением сначала той же стадии повышения pH по Примеру 7 с последующим выпариванием до концентрации 30% сухих веществ.

Последний концентрат разделили на два образца (8b, 8c), которые подвергли следующим параллельным обработкам:

8b 450 секунд при температуре 160°C;

8c 450 секунд при температуре 180°C;

Затем добавили экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. В результате получили три жидких концентрата кофе (LCC# 25-27). Провели определение количества кислоты, образовавшейся в результате гидролиза, на кг сухих веществ в прошедших обработку жидких концентратах кофе. Результаты приведены в Таблице 8 ниже.

ПРИМЕР 9

Провели экстракцию с расщеплением потока по Примеру 1. Первичный экстракт имел весовое соотношение BD/EG 78. Поток экстракта (PE2+SE) концентрировали выпариванием до содержания сухих веществ 30%.

Полученный в результате концентрат разделили на три партии (9a, 9b, 9c), которые подвергли следующим параллельным обработкам:

9a обработку не проводили;

9b провели стадию повышения pH (pH=7) с последующей термической обработкой в течение 45 секунд при температуре 160°C;

9c по 9b, но с термической обработкой при температуре 180°C;

Затем добавили экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. В результате получили три жидких концентрата кофе (LCC# 28-30). Провели определение количества кислоты, образовавшейся в результате гидролиза, на кг сухих веществ в прошедших обработку жидких концентратах кофе. Результаты приведены в Таблице 9 ниже.

ПРИМЕР 10

Провели экстракцию с расщеплением потока по Примеру 1. Первичный экстракт, то есть кофейный экстракт с высоким содержанием ароматических веществ, содержал 15 вес. % общих сухих веществ кофе и имел весовое соотношение BD/EG 54. Кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ (PE2+SE) содержал 68 вес. % вторичного экстракта и 32 вес. % 2-го первичного экстракта по сухому веществу.

Кофейный экстракт с низким содержанием ароматических веществ (PE2+SE) разделили на две партии (10a и 10b), которые подвергли следующим параллельным обработкам:

10a провели выпаривание до 38% сухих веществ;

10b провели стадию повышения pH по Примеру 1 (pH =6), стадию выпаривания до 38% сухих веществ с последующей термической обработкой при 180°C в течение 2 минут. Отдельно из второй партии кофе получили неконцентрированный экстракт с высоким выходом (наполнитель (поток F схема 2)). Этот экстракт имел весовое соотношение BD/EG 5,8. Этот наполнитель разделили на две партии (10c и 10d), которые подвергли следующим параллельным обработкам:

10c провели выпаривание до 48% сухих веществ;

10d провели стадию повышения pH по Примеру 1 (pH=6), стадию выпаривания до 48% сухих веществ с последующей термической обработкой при температуре 180°C в течение 2 минут. Фракция с низким содержанием ароматических веществ по этому Примеру состояла из смеси PE2+SE и наполнителя.

Четыре концентрата кофе с низким содержанием ароматических веществ получили смешиванием 39 вес. % по сухому веществу партии наполнителя и 61 вес. % по сухому веществу партии (PE2+SE):

10e - 10a + 10c

10f - 10b + 10d

10g - 10b + 10c

10h - 10a + 10d

Затем добавили экстракт с высоким содержанием ароматических веществ. Получили четыре жидких концентрата кофе (LCC# 31-34). Провели определение количества кислоты, образовавшейся в результате гидролиза, на кг сухих веществ в прошедших обработку(и) жидких концентратах кофе. Результаты приведены в Таблице 10 ниже.

Изменение pH по времени приведено на Фигуре 6 для LCC# 31 (■), 32 (♦), 33 (x), и 34 (Δ). В течение 8 недель хранения по изобретению не наблюдалось понижение pH ниже 5.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР

Экстракцией смеси кофейных зерен 50 % арабика и 50 % робуста получили жидкий концентрат кофе с около 30 вес. % сухих веществ проведением стадий технологической обработки, как описано в US 2010/0316784. Показатель pH жидкого кофейного экстракта отрегулировали до 5,7 добавлением пищевой щелочи, то есть гидроксида калия.

Полученный в результате концентрат кофе подвергли обработке при температуре 145°C со временем выдержки 90 секунд с последующим быстрым охлаждением до комнатной температуры.

Показатель pH конечного продукта составил около 5,2.

Было установлено, что в конечном продукте содержание кислоты/кг сухих веществ составило только 100 ммолей. В течение 8 недель наблюдалось снижение pH ниже 5,0.

При оценке экспертами продукт имел кислый привкус.