Результат интеллектуальной деятельности: Заменитель кофе и способ его производства

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству заменителей кофе в производственных условиях.

Известен заменитель кофе и способ его производства (RU 2379938) из столовых сортов свеклы с добавлением сухих сливок.

Известен ароматизированный кофейный напиток на основе якона и способ его производства (RU 2377836), включающий якон, цедру лимонника, семена винограда. Способ предусматривает подготовку рецептурных компонентов, экстрагирование лимонника китайского жидким азотом с отделением соответствующей мисцеллы, резку, сушку в поле СВЧ при заданных параметрах процесса и обжарку якона, обжарку семян винограда, смешивание якона и семян винограда, пропитку полученной смеси отделенной мисцеллой с одновременным повышением давления, сброс давления до атмосферного с одновременным замораживанием смеси и ее криоизмельчение в среде выделившегося азота. К недостаткам данного способа необходимо отнести сложность технологического процесса, из-за использования жидкого азота и для экстракции цедры и для измельчения сырья, а самое главное получение кофейного напитка с низкими органолептическими показателями.

Наиболее близок по составу диетический кофейный напиток (BY 7995 С1), содержащий высушенный корень одуванчика лекарственного, корень цикория обыкновенного, корень девясила высокого, корень лопуха большого, корнеплода топинамбура, плоды боярышника кроваво-красного, семена тмина обыкновенного. К недостаткам данной рецептуры относится многокомпонентность, недостаточное приближение вкуса к натуральному кофе, наличие процесса обжаривания, ограничена область применения, поскольку диетический кофейный напиток ориентирован для больных сахарным диабетом.

Задачей изобретения является расширение ассортимента заменителей кофе, обладающего биологической активностью для широкого круга населения.

Техническим результатом изобретения является увеличение массовой доли экстрактивных веществ в процессе заваривания заменителя кофе и увеличение скорости растворения заменителя кофе.

Технический результат достигается тем, что способ производства заменителя кофе, включающий подготовку рецептурных компонентов высушиванием до влажности 6-8% и измельчением до размеров частиц, обеспечивающих проход через одномиллиметровое сито не более 70%, смешивание и экстрагирование методом орошения жидким диоксидом углерода в количестве подаваемого растворителя от 1:8 до 1:16 к массе сырья при температуре 23-30°С, давлении 4,5-6,8 МПа, в течение 30-60 мин, с последующим резким сбросом давления в экстракторе до атмосферного, а полученный шрот измельчают до частиц, обеспечивающих проход через сито из проволочной сетки тканой Nu 0,95, не менее 95%, в качестве рецептурных исходных компонентов, мас.%, берут: березовый гриб чага 35,0-45,0, плоды шиповника 20,0-30,0, плоды боярышника кроваво-красного 20,0-30,0, корень цикория обыкновенного 5,0-13,5, плоды перца черного 0,5-1,0.

Заменитель кофе, содержащий высушенные корень цикория обыкновенного, плоды боярышника кроваво-красного, дополнительно в качестве рецептурных исходных компонентов, мас.%, берут:

Экстракция жидким диоксидом углерода позволяет увеличить массовую долю экстрактивных веществ и скорость растворения в процессе заваривания заменителя кофе, так как обработка растительного сырья жидким диоксидом углерода обеспечивает снятие с поверхности измельченного растительного сырья барьерного воскового слоя, частичное удаление фосфолипидов с разрушением бимолекулярного слоя клеток, а резкий сброс давления на заключительном этапе процесса экстракции приводит к разрушению клеточной структуры сырья. Полученный шрот легко измельчается и при его заваривании легко впитывает воду, которая глубоко проникает в растительные клетки материала. Вода быстро растворяет водорастворимые вещества растительных клеток, которые диффундируют во внешнее водное пространство. Увеличение скорости извлечения экстрактивных веществ достигается за счет того, что экстрагирование проводят методом орошения, в процессе которого происходит интенсивное орошение мелкими каплями растительного сырья жидким диоксидом углерода.

Целесообразность предлагаемого состава обусловлена использованием доступных лекарственно-пищевых растений и плодов, что создает продукт, обладающий биологической активностью наряду с пищевым назначением. Получение наиболее точной имитации вкуса и аромата кофе достигается за счет химических веществ, входящих в состав заменителя кофе. Корень цикория содержит гликозид интибин, придающий горький вкус кофе. Водный раствор корней цикория по цвету и, особенно, по вкусу напоминает натуральный обжаренный кофе, но при этом в составе цикория нет кофеина. Плоды боярышника кроваво-красного содержат хлорогеновую и кофейную кислоту, обуславливающие аромат кофе. Плоды шиповника содержат танины и дубильные вещества, придающие соответствующий коричневый цвет кофе. Плоды черного перца придают пикантность и остроту вкусу напитка из заменителя кофе.

Березовый гриб чага обладает мощным профилактическим действием в отношении онкологических заболеваний и способствует укреплению иммунитета. Плодовое тело чаги включает в свой состав щавелевую, муравьиную, уксусную кислоты, полисахариды, клетчатку, смолы, стерины, способствующие снижению холестерина в крови, дубильные вещества, фитонциды, алколоиды, флавоноиды, обладающие мочегонными и желчегонными свойствами. Меланин и микроэлементы меди, алюминия, серебра, кобальта, цинка и никеля влияют на общеукрепляющие свойства организма, благоприятно сказываются на работе центральной нервной системы.

Корень цикория содержит: витамин С, пектин, витамины группы В (В1, В2, В3), смолы, макро- и микроэлементы: калий, натрий, кальций, магний, железо и др.; каротин, органические кислоты, белковые и дубильные вещества. Корень цикория содержит порядка 40-60% полезного инулина, способствующего нормализации работы пищеварительной системы и улучшению обмена веществ, нормализует микрофлору кишечника. Инулин - полимер фруктозы - придает напитку сладковатый вкус, при этом не повышает уровень сахара в крови. Введение в состав заменителя кофе корня цикория позволяет расширить его область применения в питании людей, страдающих сахарным диабетом.

Плоды шиповника содержат до 14% витамина С (аскорбиновой кислоты), витамины группы В (В1, В2, В9), группу витаминов Р образуют флавоноиды, в сочетании с аскорбиновой кислотой они способствуют снижению проницаемости и ломкости капилляров, активизируют окислительно-восстановительные процессы, применяются для лечения заболеваний печени, почек. Плоды шиповника содержат витамин К, необходимый для усвоения и взаимодействия кальция с витамином D, также играет важную роль в обменных процессах костной и соединительной ткани. Плоды шиповника содержат микроэлементы: калий, кальций, магний, фосфор, железо, марганец, цинк, медь; яблочную и лимонную кислоту. Входящие в состав плодов шиповника пектины, водорастворимая клетчатка, способствуют выведению из кишечника токсичных веществ, нормализуют деятельность желудочно-кишечного тракта. Плоды шиповника полезны высоким содержанием танинов, дубильных веществ.

Плоды боярышника кроваво-красного обладают лечебным эффектом, в основном за счет большого содержания флавоноидов (растительных полифенолов): кверцитрин поддерживает эластичность, снижает проницаемость капилляров, оказывает противоопухолевое и антиоксидантное действие; кверцетин - средство профилактики и лечения нарушений мозгового кровообращения, сердечно-сосудистых заболеваний, снижает риск образования катаракты; гиперозид увеличивает утилизацию глюкозы, повышает использование кислорода, обогащает клетки организма ионами калия; витексин расширяет сосуды, усиливает обменные процессы в сердечной мышце.

Плоды боярышника кроваво-красного содержат следующие кислоты: урсоловая оказывает ранозаживляющее и противовоспалительное действие; олеаноловая тонизирует и усиливает кровоснабжение сердца, головного мозга; хлорогеновая оказывает противосклеротическое действие, полезна для нормализации функции почек, печени, оказывает желчегонное действие; кофейная отличается сильными антибактериальными свойствами, также способствует выделению желчи. Плоды боярышника кроваво-красного содержат калий, кальций, магний, железо, а также микроэлементы марганца, меди, цинка; сахара, в том числе сорбит, рекомендуемый употреблять больным сахарным диабетом.

Плоды перца черного обладают антибактериальными свойствами, содержат марганец, витамин К, железо, клетчатку, медь. Благодаря его способности стимулировать выработку соляной кислоты, может применяться как средство от изжоги и расстройства желудка, также обладает потогонными и мочегонными свойствами, стимулирует работу печени, выводит токсины.

Способ производства заменителя кофе реализуют следующим образом. Растительное сырье, высушенное до влажности 6-8%, смешивают согласно рецептурного состава, измельчают до размера частиц, обеспечивающих проход через одномиллиметровое сито не более 70% и загружают в экстрактор установки «Каскад» для СО₂-экстракции. Подают растворитель жидкий диоксид углерода в количестве от 1:8 до 1:16 к массе сырья при следующих параметрах процесса: температура 23-30°С, давление 4,5-6,8 МПа, время процесса 30-60 мин. Экстракцию проводят методом орошения. По завершению процесса экстракции осуществляют слив растворителя, а затем разовый резкий сброс давления до атмосферного, что обеспечивает испарение и удаление растворителя из сырья. Полученный шрот подвергают измельчению до порошкообразного состояния.

Изменение параметров процесса экстракции нецелесообразно, так как вызывает изменение компонентного состава заменителя кофе.

Экстракция компонентов заменителя кофе в среде жидкого диоксида углерода позволяет уничтожить микрофлору с поверхности компонентов, что увеличивает его срок хранения и безопасность применения.

Примеры конкретного приготовления заменителя кофе приведены таблице 1.

Пример 1. Рецептурные компоненты по примеру 1, высушенные до влажности 6% и измельченные до размеров частиц, обеспечивающих проход через одномиллиметровое сито не более 70%, смешивают, загружают в экстрактор установки «Каскад» для экстрагирования. Подают растворитель жидкий диоксид углерода в количестве 1:8 к массе сырья и проводят экстракцию методом орошения при следующих параметрах процесса: температура 23°С, давление 4,5 МПа, время процесса 30 мин. После окончания процесса экстракции растворитель полностью сливают из экстрактора и проводят резкий сброс давления в экстракторе до атмосферного. Полученный шрот подвергают измельчению до порошкообразного состояния.

Пример 2. Рецептурные компоненты по примеру 2, высушенные до влажности 7% и измельченные до размеров частиц, обеспечивающих проход через одномиллиметровое сито не более 70%, смешивают, загружают в экстрактор установки «Каскад» для экстрагирования. Подают растворитель жидкий диоксид углерода в количестве 1:12 к массе сырья и проводят экстракцию методом орошения при следующих параметрах процесса: температура 25°С, давление 5,6 МПа, время процесса 40 мин. После окончания процесса экстракции растворитель полностью сливают из экстрактора и проводят резкий сброс давления в экстракторе до атмосферного. Полученный шрот подвергают измельчению до порошкообразного состояния.

Пример 3. Рецептурные компоненты по примеру 3, высушенные до влажности 8% и измельченные до размеров частиц, обеспечивающих проход через одномиллиметровое сито не более 70%, смешивают, загружают в экстрактор установки «Каскад» для экстрагирования. Подают растворитель жидкий диоксид углерода в количестве 1:16 к массе сырья и проводят экстракцию методом орошения при следующих параметрах процесса: температура 30°С, давление 6,8 МПа, время процесса 60 мин. После окончания процесса экстракции растворитель полностью сливают из экстрактора и проводят резкий сброс давления в экстракторе до атмосферного. Полученный шрот подвергают измельчению до порошкообразного состояния.

Показатели качества заменителя кофе приведены в таблице 2.

Полученные образцы заменителя кофе подвергались анализу на качество заваривания. Для этого 10,0 г заменителя кофе помещают в стеклянный стакан, заливают 200 см³ воды температурой 95-100°С, доводят до кипения при перемешивании и настаивают 4-5 минут (во избежание потери аромата стакан закрывают крышкой), фильтруют и используют для определения органолептических показателей напитка из заменителя кофе. Массовую долю экстрактивных веществ определяли по ГОСТ 28562-90. Крупность помола по ГОСТ 15113.2-72. Время растворения по ГОСТ Р 51881-2002. Органолептические показатели напитка из заменителя кофе приведены в таблице 3.

Наилучшими показателями качества обладает заменитель кофе, приготовленный по примеру 2.

Таким образом, предлагаемый состав и способ производства заменителя кофе расширяет ассортимент кофейных напитков и позволяет получить напиток с вкусом и ароматом, близким к натуральному кофе, обладающий биологической активностью. Предлагаемый заменитель кофе предназначен для широкого круга населения, в том числе может употребляться больными сахарным диабетом, гипертонической болезнью, при атеросклерозе, а также в тех случаях, при которых использование натурального кофе нецелесообразно и противопоказано.