BR112017014297B1

BR112017014297B1 - Método para preparar um concentrado de café, e, concentrado de café

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Publication number: BR112017014297B1
Application number: BR112017014297-0A
Authority: BR
Inventors: Joannes Hubertus Petrus Maria Smits; Cornelis Hendricus De Vos; Ghanshijam Bhansing
Original assignee: Koninklijke Douwe Egberts B.V.
Priority date: 2015-01-02
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2021-11-16
Also published as: CN107404895A; SG11201705407PA; EP3240433B1; CA2972711C; US20170295814A1; AU2015372675A1; ES2732486T3; US10034486B2; KR20170102316A; CN107404895B; JP2018500039A; AU2015372675B2; PL3240433T3; CA2972711A1; MX2017008805A; RU2017127270A; EP3240433A1; BR112017014297A2; UA122678C2; RU2017127270A3

Abstract

método para preparar um concentrado de café, e, concentrado de café. é descrito um método para fazer um concentrado de café e um concentrado de café obtido pelo método. o método envolve extração primária e secundária, com derivação dividida do extrato primário em uma primeiro e segunda retirada primária. a extração é conduzida sob condições que satisfaçam um número mínimo de fourier de transferência de massa e uma relação mínima do rendimento de extração do primeiro desembaraço primário para o rendimento de extração obtido em todas as seções de extração.

Description

Campo da Invenção

[001] A invenção situa-se no campo de concentrados de café. Particularmente, a invenção refere-se a um método para a preparação de um extrato de café concentrado (doravante: concentrado de café) e ao extrato ou concentrado obtenível através de referido método. Mais especificamente, a invenção refere-se a um concentrado de café com características sensoriais melhoradas que combinam mais com uma mistura de café à base de café expresso de uma máquina de café expresso bean-to-cup (do grão-ao-copo) para preparação de por exemplo bebidas à base de café ristretto, expresso ou lungo e /ou leite, por exemplo cappuccino ou latte macchiato.

Fundamentos da Invenção

[002] Os concentrados de café são cada vez mais solicitados para fins comerciais e / ou industriais. Uma área típica de uso de tais concentrados líquidos de café, refere-se à máquinas dispensadoras de café. Muitas dessas máquinas não operam por preparação fresca de um extrato de café, mas por adição de água quente a uma forma de extrato de café fabricado industrialmente. Assim, tais máquinas dispensam café, seja por reconstituição de partículas de café solúveis, seja por diluição de concentrados de café

[003] O termo "concentrado de café"possui um determinado significado na técnica anterior, como referindo-se a concentrados aquosos, com um teor de matéria sólida seca de 15% a 55% em peso (cuja matéria sólida seca está presente no concentrado em grande parte como sólidos solúveis em líquidos). Estes concentrados são, por vezes, também designados como "concentrados líquidos de café". Isto refere-se ao estado, geralmente à temperatura ambiente, em que os concentrados são utilizados na prática (como líquidos escoáveis, preferivelmente líquidos bombeáveis). Em muitos casos, o armazenamento estável de tais concentrados requer refrigeração e, mais geralmente, congelamento. Portanto, os concentrados de café que são usados na forma líquida, frequentemente também são indicados para serem concentrados de café líquidos congelados. Doravante, os termos "concentrado de café"e "concentrado de café líquido" serão usados de forma intercambiável, e estes termos incluem concentrados de café na forma líquida, bem como em forma congelada.

[004] Um desafio contínuo no fornecimento de café a partir de máquinas, como mencionado acima, que operam com base em café que não é recém extraído, é fazer com que o café que tenha uma semelhança suficiente, particularmente em relação ao aroma, ao café recém-extraído. Esse desafio é ainda mais pronunciado no caso da dispensação de café do tipo café expresso. O café expresso é um tipo de bebida de café que tradicionalmente é produzida forçando água pressurizada sob aproximadamente 95°C através de uma camada de café de grãos finamente moídos. Devido a este tipo específico de processamento, obtém-se um tipo específico de bebida de café, com um sabor típico que não pode ser atribuído apenas ao uso de grão específico, misturas de grãos e / ou nível de torrefação. Para produzir um café com um sabor de café expresso reconhecível, tais como sabor e / ou aroma, sem utilizar o processo de fabricação de café expresso específico, é notoriamente difícil.

[005] Os desenvolvimentos típicos na fabricação de máquinas dispensadoras de bebidas de café do tipo expresso são destinados a máquinas que operam realizando na hora uma extração de café expresso, por exemplo de café torrado e moído para uso em tais máquinas. No entanto, seria desejável também fornecer café expresso que possa ser obtido apenas a partir de uma máquina dispensadora que não aplique um processo de extração, mas que apenas opere com base na diluição de um concentrado de café líquido pré-existente, por exemplo, preparado industrialmente.

[006] Um concentrado de café líquido adequado para produzir um tipo de café expresso não está disponível na técnica anterior.

[007] Uma referência de fundamentos da invenção sobre a preparação de concentrados líquidos de café é o documento de patente WO 2007/043873. Aqui, é descrito um processo em que o café torrado e moído é submetido a uma extração dupla, em que uma extração secundária é realizada a uma temperatura mais alta do que a extração primária. O método como descrito, por exemplo envolvendo recuperação de aroma e razões elevadas de água para café, é adequado para a preparação de concentrados líquidos com um sabor / aroma de café melhorado. O método conforme descrito, no entanto, não resulta em um concentrado de café tipo expresso.

[008] É desejado preparer um concentrado de café líquido que seja adequado para prover uma bebida de café do tipo expresso. É ainda desejado prover um tal concentrado de café líquido em um processo economicamente viável. Um objetivo particular é prover um concentrado líquido de café com características sensoriais melhoradas.

Sumário

[009] Para melhor solucionar um ou mais dos objetivos anteriores, a invenção apresenta, em um aspecto, um método para a preparação de um concentrado de café que compreende as etapas de: (a) fornecer grãos de café torrados e moídos com um valor mínimo médio de diâmetro de Martin de 0,5 a 3 mm; (b) submeter os grãos de café torrados e moídos para extração primária com água, de modo a obter um primeiro extrato primário com um fator de extração de no máximo 2; (c) extrair um segundo extrato primário após o referido primeiro extrato primário; (d) submeter os grãos de café torrados e moídos primariamente extraídos a uma extração secundária com água, de modo a obter um extrato secundário; (e) submeter o segundo extrato primário e o extrato secundário à evaporação de modo a obter um extrato concentrado com um teor de matéria sólida seca de 30% em peso a 75% em peso; (f) combinar o extrato concentrado com o primeiro extrato primário; (g) opcionalmente adicionar água; de modo a obter um concentrado de café líquido com um teor de matéria sólida seca de 15% em peso a 55% em peso, em que a extracção primária é conduzida sob condições tais que satisfaçam um número de Fourier de transferência de massa de pelo menos 0,35; e em que a razão do rendimento de extração da primeira extração primária para o rendimento de extração obtido em todas as seções de extração situa-se em uma faixa de 0,15 a 1,0

[0010] Em outro aspecto, a invenção refere-se a um concentrado de café compreendendo 15% a 55% de matéria sólida seca, obtida pelo processo anterior da invenção.

[0011] Ainda em outro aspecto, a invenção refere-se a um concentrado de café compreendendo 15% a 55% de matéria sólida seca, caracterizado por compreender lactona de ácido 1-cafeoilquínico (1-CQL) em uma quantidade de pelo menos 450 mg de equivalentes de ácido clorogênico por kg de matéria seca sólida. Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é um esquema de fluxo para uma forma de realização do processo da invenção; A figura 2 mostra os espectros de absorvência UV-Vis sobrepostos de ácido clorogênico e lactona de ácido 1-cafeoilquinico (1- CQL); A figura 3 é uma curva de calibração para o ácido clorogênico. A figura 4 é um cromatograma de HPLC-PDA-TOF MS de uma injeção de 5 μl de uma solução padrão de ácido clorogênico a uma concentração de 50 μg / ml; A figura 5 é um cromatograma de HPLC-TOF MS (modo ESI negativo) de um padrão de ácido clorogênico a uma concentração de 10 μg / ml de água.

Descrição Detalhada da Invenção

[0012] Em um sentido amplo, a invenção baseia-se na visão criteriosa de que um concentrado de café expresso líquido pode ser feito por um processo que envolve uma extração primária e uma extração secundária, em que a extração primária é realizada de maneira a melhorar extração sabor / aroma, e por meio do qual a extração total é realizada em um rendimento de extração total conscientemente reduzido. Este último é refletido na razão do primeiro rendimento de extração de retirada primária e do rendimento de extração total. O primeiro é refletido no número de transferência de massa de Fourier, que será detalhado posteriormente nesta descrição.

[0013] No processo da invenção, são providos inicialmente grãos de café torrados e moídos. As principais espécies de café utilizadas são os grãos de Arabica lavados e não lavados e os grãos Robusta. Tipicamente, podem ser utilizadas misturas de ambos. Esses grãos podem ser reconhecidos como tendo uma origem geográfica específica, como Colômbia, Brasil ou Indonésia.

[0014] Para melhorar o caráter de café expresso do concentrado de café líquido, em formas de realização opcionais da invenção, são levadas em consideração duas preferências principais em relação ao café torrado e moído utilizado. Uma é o grau de torrefação e o tempo de torrefação, a outra é o tamanho das borras de café.

[0015] O grau de torrefação pode ser determinado de várias maneiras. Um método é determinar a cor dos grãos de café torrados. Um método conhecido pelo versado na técnica é baseado nos colorímetros Dr. Lange. De preferência, o grau de torrefação deve ser tal que satisfaça um valor para uma medida de cor Dr. Lange de 32 a 54. Conforme conhecido pelo versado na técnica, um valor mais elevado indica um grau mais leve de torrefação. Aqui, um valor na extremidade inferior da faixa é adequado para um forte aspecto de café expresso, enquanto um valor na extremidade superior da faixa é mais compatível com um expresso do tipo conhecido como "lungo" (que, quando fresco, é feito com uma maior quantidade de água do que um expresso tradicional).

[0016] No caso em que um colorímetro Dr. Lange não estiver comercialmente disponível, um método alternativo para determinar a cor dos grãos de café torrados é usando um colorímetro Colorette (da Probat-Werke von Gimborn Maschinenfabrik GmbH, Emmerich, Alemanha). Usando um tipo Colorette 3B, a faixa de valores de acordo com o colorímetro Dr. Lange de 32 a 54 corresponderá a uma faixa de valores de 54 a 100. Assim, o valor da cor de acordo com o colorímetro Colorette será igual (73.1918 + 4.95864 * DrL) / (1 + 0.0188118 * DrL - 0.0000215185 * DrL * DrL), em que DrL é o valor da cor de acordo com o colorimetro Dr. Lange.

[0017] O grau de torrefação também pode ser determinado com referência à perda de peso como resultado de torrefação (sendo que a torrefação a temperaturas mais elevadas e / ou tempos de torrefação mais longos resultará em maior perda de peso). Os valores tipicamente preferidos para graus de torrefação de acordo com a invenção são de 13,0% em peso a 18,5% em peso para cafés Arábica e de 16,0% em peso a 20% em peso para café Robusta.

[0018] Acredita-se que o caráter desejado do concentrado de café líquido da invenção se beneficie da aplicação de borras de café de um tamanho de moagem relativamente pequeno em uma escala industrial. Os grãos de café torrados e moídos submetidos ao processo de extração da invenção são de um tamanho tal que satisfaça um valor mínimo de diâmetro de Martin de 0,5 a 3 mm.

[0019] O diâmetro Martin é o comprimento do bisetor de área de um objeto irregular em uma direção de medição especificada. Ele é determinado por um sistema de medição CAMSIZER® P4, baseado no princípio da Análise de Imagem Dinâmica. Aqui, o material a granel (cujo tamanho de partícula deve ser determinado) cai entre a fonte de luz e as câmeras. Cada partícula é detectada pelas câmeras e então é digitalizada e processada por um computador conectado.

[0020] O diâmetro de Martin XMa é determinado em 32 direções. O diâmetro Martin de 1 partícula é o valor mínimo da série de XMa medida em todas as direções. Na presente descrição é feita referência à média do valor mínimo de diâmetro de Martin, que é de 0,5 a 3 mm. Deve-se entender que nem todas as partículas apresentam o mesmo tamanho. Nesse caso, é costume referir-se a um tamanho de partícula médio calculado derivado da distribuição dos diâmetros de Martin medidos (valor mínimo). Nesta descrição, o tamanho médio de partícula assim utilizado é o acima referido é o valor médio calculado da distribuição de uma série de diâmetros Martin medidos (valor mínimo). Em outras palavras, diferentes partículas apresentam diferentes diâmetros de Martin (valor mínimo) e, portanto, a média desses valores mínimos é um parâmetro útil.

[0021] Uma faixa preferida é de pelo menos 0,8 mm, tal como pelo menos 1,0 mm, tal como pelo menos 1,2 mm, para menos de 2 mm, tal como abaixo de 1,9 mm, tal como abaixo de 1,8 mm. Em uma forma de realização de interesse, a faixa de tamanhos é de 1,1 a 1,9 mm, de preferência 1,6 a 1,8 mm.

[0022] O tamanho das borras pode ser predeterminado por meio das configurações do moedor, particularmente com referência à distância entre 2 rolos. Um moedor de fase única ou de múltiplas fases pode ser usado. O tamanho da borra é controlado por meio do dispositivo de medição de tamanho de partícula do tipo Camsizer como mencionado acima.

[0023] Como é habitual na técnica, os grãos de café torrados e moídos são extraídos com água. Aqui e, em seguida, o termo "água"aplica-se a qualquer líquido aquoso habitualmente utilizado na preparação de extratos de café. Pode ser, por exemplo, água de torneira regular, água descalcificada de sódio, água desmineralizada de cátion e ânion ou condensados aquosos de evaporadores (durante a remoção de água de extratos de café) ou suas misturas.

[0024] Uma primeira etapa de extração do método da invenção, compreende submeter os grãos de café torrados e moídos a uma extração primária. Esta extração pode ser realizada em uma seção de extração que compreende uma ou mais células de extração convencionais ou percoladores.

[0025] Como o versado na técnica conhece, o termo "extração primária"na técnica de extração de café apresenta um significado específico de extração física. Assim, durante uma extração primária, os componentes de café solúveis em água são extraídos. Nesta extração primária, como um fluido de extração, normalmente é utilizada água sob uma temperatura abaixo de 120°C, tipicamente entre 70°C e 120°C, de preferência entre 85°C e 95°C. Vantajosamente, o café é extraído em uma célula de leito fixo ou percolador em fluxo ascendente ou descendente ou de acordo com o princípio de extração de contra-corrente. Por ciclo, como regra geral, é utilizada uma relação de água principal para grão de café entre 2,8 e 15, de preferência entre 3 e 10, mais preferencialmente entre aproximadamente 4,0 e 8,0. No método de acordo com a invenção, um ciclo demora principalmente entre 10 e 60 minutos. O tempo de ciclo é definido como o tempo entre o momento de conexão de um percolador com café fresco torrado e moído à seção de extração primária e o momento até a seção de extração primária ser recarregada por um novo percolador cheio com café torrado e moído fresco.

[0026] A extração primária é feita de modo a obter um primeiro extrato primário com um fator draw-off (retirada) de no máximo 2, de preferência no máximo de 1,5. Mais preferivelmente, o fator draw-off (retirada) é no máximo de 1, e ainda mais preferivelmente no máximo 0,7. Nesta descrição e nas reivindicações, entende-se por "fator draw-off" a razão da massa do extrato e da massa do café torrado e moído seco na seção de extração primária. Na prática, este fator draw-off (retirada) é determinado por um compromisso entre, por um lado, um grau suficiente de extração de café solúvel e aroma no primeiro extrato primário e, do outro lado, o menor volume possível do primeiro extrato primário. O fator primário draw-off (retirada) que pode ser aplicado para essa aplicação depende : do grau de aspereza aplicado ou o grau de moagem dos grãos de café torrados, da célula de extração e, em particular, do número de percoladores conectados em série, da água aplicada - taxa de café, do tempo de ciclo aplicado, da temperatura da água de alimentação aplicada e da concentração desejada do produto final e semelhantes. A razão água para café na extração primária situa-se de preferência em uma faixa de 4 a 15, de preferência abaixo de 10, e mais preferivelmente de 4 a 8.

[0027] De acordo com a invenção, durante a extração primária, o extrato é extraído em duas etapas. Isto é, o extrato primário é dividido (fracionado) durante a derivação, de modo a gerar uma primeira retirada (altamente aromática) e uma segunda retirada primário. Será assim entendido que a extração primária, definida como acima com referência às etapas (b) e (c), compreende a obtenção de um primeiro extrato primário com um fator draw-off (retirada) de no máximo de 2 e extação de um segundo extrato primário após o referido primeiro extrato primário. Conforme definido acima, esta extração primária, isto é, as etapas combinadas de obtenção do primeiro e segundo extratos primários, é realizada sob condições tais que satisfaçam um número de Fourier de transferência de massa de pelo menos 0,35 (que se baseia na aplicação: tamanho médio de café (diâmetro mínimo médio de Martin) e tempo de permanência do café na seção de extração primária e temperatura de extração aplicada que tem impacto no coeficiente de difusão intrapartícula) conforme definido posteriormente a seguir.

[0028] Os grãos de café torrados extraídos parcialmente extraídos da extração primária são ainda submetidos a uma extração secundária. Como é sabido para o versado na técnica, uma extração secundária inclui, entre outros, uma hidrólise térmica das partículas de café torradas e moídas parcialmente extraídas. Deste modo, os componentes gerados durante uma hidrólise térmica que são solúveis em água serão extraídos do café. A extração secundária não se limita aos componentes gerados pela hidrólise térmica. Tipicamente também uma quantidade adicional pré-existente (primária, mas ainda não extraída) componentes solúveis será extraída em extração secundária.

[0029] O extrato secundário é preparado através de uma extração secundária com água ou um líquido aquoso em uma seção de extração secundária compreendendo uma ou mais células de extração em série. Nesta seção de extração, os grãos de café moídos são submetidos a uma extração a uma temperatura de extração mais alta do que no caso de extração primária, em geral a uma temperatura da água de alimentação entre 120°C -220°C. A primeira fração de um extrato secundário da extração secundária é opcionalmente alimentada à célula de extração primária como líquido de extração. O extrato restante, a segunda fração do extrato secundário, obtido a partir da extração secundária, é combinado com o segundo extrato primário, opcionalmente após a etapa de evaporação.

[0030] As extrações primárias e secundárias podem ser realizadas em células de extração usuais. Em uma forma de realização preferida, tanto a extração primária como a extração secundária são realizadas em um percolador ou em percoladores colocados em série. Em particular, a extração secundária é vantajosamente realizada em pelo menos 2 e, de preferência, pelo menos 4 percoladores conectados em série. Em geral, o número de percoladores utilizados na seção de extração primária é de pelo menos 0,5, o que significa que, durante 50% do tempo de ciclo 1, o percolador está conectado na seção de extração primária. De preferência, pelo menos 1 ou 2 percoladores estão conectados na seção de extração primária. Com base no tempo de permanência do café derivado das borras de café e do número de Fourier de transferência de massa, o versado na técnica será capaz de definir um número adequado de percoladores com base em um tempo de ciclo escolhido.

[0031] O primeiro extrato primário é de alta qualidade sensorial e está altamente concentrado; de preferência, é resfriado diretamente para no máximo 25°C, mas mais preferivelmente até ao máximo 10°C, tal como 0°C, e mais preferivelmente a -2°C. De preferência, o extrato primário é mantido sob uma atmosfera de gás inerte, por exemplo, uma atmosfera de nitrogênio.

[0032] A invenção também envolve submeter o segundo extrato primário e o extrato secundário à evaporação de modo a obter um extrato concentrado. A evaporação pode ser realizada separadamente para ambos os extratos, após o que os extratos concentrados são combinados. De preferência, o segundo extrato primário e o extrato secundário são combinados primeiramente e depois evaporados.

[0033] A segunda retirada do extrato primário é concentrada, usualmente junto com o extrato secundário, para um conteúdo de matéria sólida seca entre 30 e 75%, mais preferivelmente entre 35 e 65%, altamente preferivelmente entre 40 e 60%.

[0034] Finalmente, o extrato concentrado obtido a partir do segundo extrato primário e o extrato secundário são combinados com o primeiro extrato primário, de modo a obter um concentrado líquido de café. Na medida do necessário para chegar à concentração desejada do concentrado de café, a água pode ser adicionada de modo a ajustar o teor de matéria sólida seca, de modo a obter um concentrado de café com um teor de matéria sólida seca de 15% em peso para 55% em peso.

[0035] Em várias formas de realização de interesse do processo da invenção, as variáveis do processo são escolhidas da seguinte forma.

[0036] Torrefação: grau de torrefação (Dr. Lange) de 32 (mais escuro) para 54 (mais claro); perda de torrefação que varia de 13 (mais claro) a 20 (mais escuro); tempo de torrefação: variando de 7,5 minutos a 15 minutos, de preferência 8 a 10 minutos. Para os tipos café expresso de concentrados de café (ao invés de lungo), é preferido um grau de torrefação para a produção de arabica com mais de 15% de perda de torrefação.

[0037] Extração de café: tamanho médio do tamanho do café (valor mínimo do diâmetro Martin) variando de 0,5 mm a 3,0 mm, de preferência 1,4 mm a 1,9 mm. Rendimento de extração total para café solúvel (Y_TE): variando de 25% a 45%, de preferência de 30% a 35%. Primeiro rendimento de sólidos solúveis extraídos primariamente (Y-PE1): variando de 7,5% a 25% preferivelmente de 10% a 20%. Taxa de Y_PE1 a Y_TE: variando de 0,15 a 1,0, de preferência de 0,20 a 0,60, mais preferivelmente de 0,30 a 0,40. Número de Fourier para extração primária: de preferência variando de 0,35 a 3,0, mais preferivelmente de 0,5 a 1,5, mais preferivelmente de 0,5-1,0.

[0038] Recuperação de aroma: recuperação de aroma parcial opcional a partir do segundo extrato primário por meio de extração com vapor: variando de 0 a 60%; de preferência (caso fosse feita) 20% a 40%.

[0039] Teor de matéria seca do concentrado após evaporação de extratos de café: variando de 30% a 75%, de preferência 40% a 60%.

[0040] O teor de matéria sólida seca final dos concentrados de café obtidos de acordo com a invenção varia de 15% em peso a 55% em peso, de preferência de 25% em peso a 35% em peso.

[0041] Uma forma de realização do processo da invenção está representada em um esquema de fluxo na figura 1. Será entendido que a invenção não está limitada ao esquema específico mostrado.

[0042] De acordo com a invenção, uma medida adicional é tomada de modo a obter um concentrado de café líquido com um caráter de café expresso. Para este fim, a extracção primária é realizada de modo a satisfazer um número de Fourier de transferência de massa de pelo menos 0,35, de preferência 0,35 a 3,0; e a razão do rendimento obtido no primeiro extrato primário para o rendimento obtido na extração total de 0,20 a 0,60 e preferivelmente 0,3 a 0,4.

[0043] O número Fourier NFo é representado pela seguinte formula (I)

onde NFo número Fourier para transferência de massa de intra partícula; t tempo de contato para transferência de massa (s); isto é dado pelo tempo de permanência do café moído na seção de extração primária.

[0044] Raio médio da partícula Rp (m); é derivado do valor mínimo médio de diâmetro de Martin, o referido valor dividido pelo coeficiente de difusão intrapartícula 2; D para solutos dentro de uma matriz de café (m2/s). O valor para D é tipicamente 2.10-10 m2/s para extração a 95°C. O valor será menor ou superior a, respectivamente, temperaturas de extração inferiores ou superiores. Estes valores são conhecidos do versado na técnica e foram derivados de experiências de extração de banho finito de uma série de diferentes origens de café torrados em diferentes condições e extraídas em diferentes tamanhos de café. Com o uso de um modelo de difusão física com base em um coeficiente de difusão constante, o coeficiente de difusão pode ser derivado para os experimentos de extração de banho finito.

[0045] O coeficiente de difusão para outras temperaturas pode ser encontrado por meio da interpolação pelo uso da equação de Arrhenius (II) para a dependência da temperatura do coeficiente de difusão.

em que para a energia de ativação Ea de 36.3kJ / mol pode ser utilizada, T: temperatura absoluta(K) R: constante de gás ideal 8,315 J K-1 mol-1

[0046] Como resultado, o número de transferência de massa de Fourier aplicado é uma medida sem dimensão para o grau de extração de café solúvel a partir da matriz de café.

[0047] O versado na técnica, uma vez informado do intervalo a ser configurado para o número de transferência de massa de Fourier, poderá sem carga indevida ajustar os parâmetros do processo correspondentemente.

[0048] Particularmente, os limites dados para o valor NFo orientam diretamente o versado na técnica na aplicação das restrições correspondentes sobre as combinações de tamanho do tamanho do café aplicado (valor mínimo do diâmetro médio de Martin), o tempo de residência do café na seção de extração primária e o coeficiente de difusão intrapartículas depende da temperatura de extração aplicada. O versado na técnica entenderá que, em um processo de extração de café, os ajustes em um parâmetro de processo podem ter um impacto em outro parâmetro de processo. Portanto, a presente descrição fornece uma medida técnica baseada na configuração de uma combinação de parâmetros do processo, em vez de individualmente definir esses parâmetros de processo separadamente.

[0049] A orientação dada acima é exemplificada adicionalmente com referência às Tabelas 3, 4 e 5. Estas tabelas fornecem, para três conjuntos de condições de extração, o número de transferência de massa de Fourier para uma variedade de combinações do tamanho de partícula (eixo horizontal, ou seja, as colunas do esquema, indicado como a média do valor mínimo do diâmetro de Martin) e o tempo de residência do café moído na seção de extração primária (eixo vertical, ou seja, as fileiras da mesa, indicadas em minutos). Para o cálculo do número de Fourier, o tempo de residência é primeiro convertido em segundos, que é a unidade de tempo aplicável na fórmula (I) acima. Os conjuntos de condições aplicáveis a cada uma das Tabelas 3, 4 e 5 são indicados na Tabela 1 abaixo.

[0050] Como mencionado acima, outra medida técnica de acordo com a invenção é realizar a extração completa de modo a reduzir o rendimento de extração total. Isso se reflete na razão do rendimento obtido na primeira extração primária para o rendimento obtido na extração total, que é ajustado para ser de 0,15 a 1,0, de preferência 0,20 a 0,60. Essa razão relativamente alta vai contra a prática regular na técnica anterior.

[0051] Como o versado na técnica está bem ciente, o termo "rendimento de extração", como usado no contexto de um processo tal como extração, refere-se, de fato, à razão da quantidade de sólidos de café solúveis extraídos do café torrado, dividido pela quantidade de café torrado que é extraído e que um versado na técnica pode normalmente estabelecer (que é diferente de um rendimento, por exemplo, um processo de síntese química, em que o termo geralmente se refere a um resultado a ser alcançado).

[0052] O rendimento de extração é definido como a porcentagem de: massa de sólidos de café solúveis extraídos por unidade de massa de cafés torrado seco. Isso é calculado de acordo com a fórmula (III) abaixo, com a seguinte entrada: - carga celular de café R & G (mc) - corrigido quanto ao teor de umidade (row) - extrato de massa de café extraído (Me) de uma célula de café, - teor de sólidos solúveis (Ce) de um extrato de café.

[0053] O teor de sólidos solúveis é de preferência medido por meio de um índice de refração. O teor de sólidos solúveis pode ser derivado de uma curva de calibração.

[0054] A combinação criteriosa das configurações para o número de transferência de massa de Fourier e para o índice de rendimento de extração, servem para melhorar a qualidade da extração primária e melhorar sua contribuição para o extrato total. Surpreendentemente, com borras de café com um tamanho inferior a 3 mm, particularmente inferior a 2 mm, isso resulta em um concentrado de café com um caráter mais expresso, mesmo que não tenha ocorrido uma fabricação tradicional de café expresso.

[0055] Consequentemente, a invenção também se refere a um concentrado de café obtido pelo processo acima descrito, em qualquer e todas as suas formas de realização.

[0056] Além disso, o aroma desejável dos concentrados de café de acordo com a invenção é surpreendentemente refletido nos marcadores de aroma de expresso exibidos no produto que pode ser obtido com o método da invenção.

[0057] Sem querer se unir à teoria, os inventores acreditam ter identificado um marcador de sabor chave que reflete um caráter único para o concentrado de café tipo expresso da invenção.

[0058] Esta é a lactona de ácido 1-cafeoilquinico (1-CQL). Uma estrutura de 1-CQL é dada na Fórmula (IV) abaixo:

Métodos Analíticos Preparação da Amostra

[0059] Uma mistura de café de 115 gramas é preparada por pesagem de uma quantidade especificada de concentrados de café esfriados de 6 + 1°C em um pequeno frasco Schott que é diluído com água quente de 85 + 1°C até um teor de sólidos solúveis de forma exata 1,6%. Após a adição de água quente, o frasco Schott é fechado imediatamente e é arrefecido imediatamente em um banho de água gelada. O café arrefecido é homogeneizado sob suave agitação. A bebida de café cafeteira é armazenada antes da análise no refrigerador a 8 + 1°C.

Identificação da lactona de ácido 1-cafeoilquinico (1-CQL)

[0060] As lactonas do ácido cafeoílquinico do café são conhecidas como compostos sensoriais ativos associados a um sabor suave e um sabor amargo agradável de café. As lactonas do café foram detectadas e identificadas usando cromatografia líquida de alta performance (HPLC) acoplada tanto à detecção de arranjo de fotodiodo (PDA) quanto a uma espectrometria de massa de time-of-flight de alta resolução (MS). Todos os componentes HPLC-PDA-MS eram da Waters Chromatography B.V. (Etten- Leur, Países Baixos). O tempo de retenção na coluna usada e as condições do sistema solvente vêem correspondências com a presença de lactonas de ácido cafeoilquinico, vide De Vos et al., 2007, Nature Protocols 2, 778-791.

[0061] Uma alta absorção observada no detector de Arranjo Fotodiodo (PDA) a 324 nm seria consistente com uma observação de acordo com Frank et al., J. Agric. Food Chem. 2008, 56, 9581-9585. Com base em um padrão de fragmentação (veja as fórmulas referidas (V) a (IX) abaixo) adquiridas por um LTQ-Orbitrap FTMS (Thermo Instruments, Breda, Holanda) no modo de varredura completa e a resolução de varredura de 70.000 (FWHM), detalhes fornecidos em Van der Hooft et al., 2012. Metabolomics 8: 691-703, pode ser confirmado ser uma lactona de ácido cafeoilquinico pelo íon quasimolecular [MH] - em m / z 335.0774, e os fragmentos característicos a m / z 135.045, 161.024 e 179.035. A ocorrência do fragmento em m / z 173.0455 com uma composição elementar de C7H9O5 está bem em linha com o fragmento de lactone de ácido quínico de fórmula (IX) e é muito provável quando a unidade de ácido cafeico está ligada à posição 1 de lactona de ácido quínico devido à fácil clivagem desta fração do ácido 1-cafeoilquínico (1-CQA, m / z preciso [MH] - de 335.0774).

[0062] Fragmentos de massa distinta de lactona de ácido 1-cafeoil quinico distinta (1-CQL) presente em cafés líquidos. A elevada abundância relativa do m / z 173.0455 no espectro MS / MS aponta para uma lactona de ácido 1-cafeoilquinico. A clivagem fácil desta fração lactona está bem de acordo com uma 1-CQA. Os fragmentos MS / MS observados estão de acordo com Jaiswal et al. Food Research International 2014, 61, 214-227.

Quantificação de lactona de ácido 1-cafeoilquinico (1-CQL)

[0063] 30 bebidas de café de acordo com a invenção e de acordo com a técnica anterior foram preparadas como mencionado acima. Cada bebida de café foi filtrada por um filtro de teflon de 0,45 μm. Todas as condições de cromatografia de HPLC-PDA, incluindo HPLC, tipo de coluna e temperatura, e gradiente de eluente são como descrito em (LIT1); foi utilizado um Synapt G1 QTOF MS (Waters, Etten-Leur, Países Baixos) em modo de ionização por eletropulverização negativa, detectando massas em uma faixa de massa sobre carga (m / z) de 90-100. Como o espectro de absorvância de (1-CQL) é semelhante ao do ácido clorogênico (figura 2), o ácido clorogênico foi usado como padrão para quantificar o nível de 1-CQL. O ácido clorogênico (3- CGA), C16H18O9, número de registro CAS 327-97-9, foi obtido da Sigma (número de ordem C3878). O padrão foi dissolvido em água MilliQ a uma solução de trabalho de 1000 μg / ml (= 2,82 mM, utilizando um peso molecular de 354,31). A absorvância de uma diluição de 100 vezes desta solução concentrada (ou seja, em relação à solução branca, a 324 nm (A324) foi de 0,437. Usando seu coeficiente de absorção molar de 18,400 M-1.cm-1 (Trogu et al, 1984 The Analyst, 109, 263-266), a concentração real desta solução de CGA foi de 23,75 μM. Assim, a pureza da solução concentrada foi de 84,16%. A solução concentrada foi posteriormente diluída em MilliQ para concentrações variando de 0 a 50 μg / Ml. A injeção da concentração mais alta no sistema HPLC-PDA-MS (Fig. 4) resultou em um grande pico de eluição a 14,4 minutos, correspondendo a 3-CGA (Moco S, et al., 2006. Plant Physiology 141, 1205-18), bem como um pico menor eluindo a 17,6 minutos correspondendo a 4-CGA (Moco et al., 2006), outros picos de PDA ou MS não foram detectados. Após a injeção da solução concentrada de ácido clorogênico a 10 μg / Ml ou inferior, os cromatogramas de 324nm mostraram 4 picos eluindo em um tempo de retenção de 10,2, 14,4, 15,2 e 17,5 minutos, respectivamente (figura 5). Todos estes 4 picos foram identificados como isômeros de ácido clorogênico, com base na massa precisa dos íons parentes, [M-H] - = 353,08, e seu fragmento de ácido quínico (na fonte), [M-H] - = 191,05. Como é sabido que os CGA podem isomerizar em soluções aquosas (Xie C, et al., 2011, J. Agric. Food Chem. 59 (20), 11078-11087), a soma das áreas desses 4 isômeros de ácido clorogênico em 324 nm foram utilizados para a construção de uma curva de calibração de ácido clorogênico (figura 3). As áreas de pico de HPLC-PDA de 1-CQL a 324 nm foram posteriormente calculadas (1,6% de matéria seca) e o nível do composto marcador 1-CQL é expresso em μg de equivalentes de ácido clorogênico, corrigidos por sua impureza, por kg de sólidos solúveis de concentrado de café.

[0064] A invenção também se refere a um concentrado de café, particularmente como obtido pelo processo acima descrito, em qualquer e todas as suas formas de realização, compreendendo 15% a 55% de matéria sólida seca, caracterizada por ter um perfil de sabor representado por uma lactona de ácido 1-cafeoilquínico (1-CQL) de pelo menos 450 mg) equivalentes de ácido clorogênico por kg de matéria sólida seca. O 1-CQL é assim quantificado como descrito acima.

[0065] Em uma forma de realização de interesse, o conteúdo de 1- CQL é pelo menos 510 mg, em outra forma de realização de interesse, o conteúdo de 1-CQL é pelo menos 590 mg por kg de matéria sólida seca.

[0066] A figura 4 mencionada acima é um cromatograma de HPLC- PDA-TOF MS de uma injeção de 5 μl da solução padrão de ácido clorogênico a uma concentração de 50 μg / ml, para verificar a pureza da solução de calibração utilizada na quantificação de (1-CQL). Painel superior (linha azul): absorvência a 324 nm do detector PDA; Painel inferior (linha vermelha): intensidade de base-pico (BPI) do detector TOF MS (intervalo m / z 90-1500) no modo ESI-negativo. A diferença nos tempos de retenção entre os dois detectores para o mesmo pico composto (0,065 min) é devido à sua distância física dentro do sistema analítico. O pico principal que elui em 14,35 minutos de retenção corresponde a 3-CGA; A área do isômero 4-CGA, que elui a 17,52 min, é 3,4% da área de 3-CGA.

[0067] A figura 5 mencionada acima é um cromatograma de HPLC- TOF MS (modo ESI negativo) do padrão de ácido clorogênico a uma concentração de 10 μg / ml de água, mostrando 4 picos cromatográficos. A sua massa precisa de m / z 353.08, ou seja, ácidos cafeoílo-quínicos (linha azul) e seu fragmento (na fonte) de m / z 191.05, ou seja, fragmento de ácido quínico (linha vermelha) indicam que todos esses 4 picos são isômeros de ácido clorogênico. A área de cada pico de HPLC-PDA isomérica, detectada a 324 nm usando HPLC-PDA, foi, portanto, integrada e adicionada para calcular a área de ácido clorogênico total por concentração de padrão (ver figura 3).

[0068] A invenção será, em seguida, explicada adicionalmente com referência aos seguintes exemplos não limitativos.

Exemplo 1

[0069] O princípio da invenção é demonstrado em escala industrial em uma bateria de difusão de uma série de extratores de café de leito fixo. Uma mistura de café composta por 60% de café arábica lavado e 40% de café Arabica não lavado foi torrada em um torrador de batelada às 9:00 minutos com uma temperatura ambiente de torrefação decrescente. Foi aplicado um grau de torrefação que resultou em uma perda de torrefação de 16,5% em peso. O teor de umidade dos grãos de café torrado foi de 2,9% em peso.

[0070] Pouco antes da extração do café, os grãos de café torrados foram moídos até um tamanho médio de 1,9 mm (de acordo com a definição de cálculo XMa-min fornecida acima).

[0071] As células foram carregadas para 100% com café moído, sem molhagem do café moído antes da extração.

[0072] Uma extração primária foi realizada em contracorrente com água descalcificada de sódio, em que a água de alimentação foi introduzida no percolador em fluxo com uma temperatura de alimentação de 95°C. O tempo de residência do café na seção de extração primária foi de 53 minutos e uma taxa de água para café foi aplicada de 6,0 com uma contrapressão de 2 Bar durante o deslocamento de ar e gás de café do percolador e após a liberação do gás a contrapressão foi aumentada para 4 Bar durante a coleta do descarte primário do percolador. O número de Fourier de transferência de massa da extração primária foi de 0,70.

[0073] O extrato primário foi fracionado em uma primeira retirada primária com uma taxa de extração de 0,60. Foi obtido uma primeira retirada primária aromática alto com um teor de sólidos solúveis de 19,1% e arrefecida abaixo de 25°C antes do armazenamento em um tanque de pesagem. A primeira retirada foi arrefecida abaixo de 6°C durante a descarga do tanque de pesagem. O extrato primário residual inferior aromático foi coletado em um tanque de armazenamento como uma segunda retirada primária com um teor de sólidos solúveis de 5,2% em peso e arrefecida abaixo de 25°C antes do armazenamento em um tanque de pesagem.

[0074] As borras de café extra parciais foram submetidas a uma extração de alta temperatura na seção secundária da bateria de difusão. O condensado do evaporador foi reciclado como água de alimentação para a extração secundária, a água de alimentação foi introduzida no percolador com uma temperatura de 158°C. O tempo de residência do café na seção secundária do café extraído parcialmente foi de 145 minutos e uma retirada secundária foi aplicada em 5.0 com uma contrapressão de 6 Bar. O teor de sólidos solúveis da extração secundária foi de 2,3% em peso. Após a extração, o café dispensado foi descarregado para recuperação de energia. O rendimento de extração total do café moído torrado foi de 32%.

[0075] O aroma é recuperado da segunda retirada primária por meio de remoção com vapor de contra-corrente atmosférica a 100°C. Apenas 25% de todas as segundas retiradas primárias são submetidas à recuperação de aroma em uma coluna com componentes internos estáticos. O vapor de carga de aroma é condensado em um condensador de 1 estágio a 6°C. O concentrado de aroma recuperado é misturado com a primeira retirada primária.

[0076] O segundo extrato primário é misturado com a segunda retirada secundária para uma massa equilibrada com base nos rendimentos de extração atuais que resultam em um teor de sólidos solúveis de 3,4% em peso. Esta mistura é drenada por meio de evaporação até um teor de sólidos solúveis finais de 48% em peso. O efluente do evaporador é arrefecido até 20°C.

[0077] O extrato primário de aroma elevado incluindo o aroma recuperado é misturado in-line imediatamente após a evaporação com o efluente de concentrado de café aromático inferior do evaporador. Obtém-se um concentrado final de café com um teor de sólidos solúveis de pelo menos 30% em peso que arrefeceu até 6°C.

[0078] As partículas de café insolúveis presentes no concentrado final de café são separadas. Após clarificação, o produto final é embalado em uma embalagem Bag in Box (BiB) com uma bomba de engrenagem, como se descreve, por exemplo no documente de patente WO 2014/003570. BiB's de café são congelados em túneis de congelamento a uma temperatura máxima de -18°C.

[0079] Os concentrados de café foram avaliados por um painel de consumidores selecionados aleatoriamente. A avaliação do painel: o expresso: gosto igual e perfil sensorial igual (exceto o odor menos intenso) como bean-to-cup (grão-no-copo) Piazza d'Oro Forza de uma máquina Scharer PdO 500. o lungo: gusto mais intenso e perfil sensorial diferente (mais uniforme e suave) como bean-to-cup (grão-no-copo) Piazza d'Oro Dolce de uma máquina Scharer PdO 500. o cappuccino: gosto igual e perfil sensorial igual como ban-to-cup (grão-no-copo) Piazza d'Oro Forza de uma máquina Scharer PdO 500 e leite gordo.

Exemplo 2

[0080] Após o procedimento do exemplo 1, os concentrados de café são fabricados, com as configurações específicas descritas na Tabela 2 abaixo. A mistura de café utilizada: arábica lavada a 60% em peso; 40% arábica não Lavada.

[0081] O teor de 1 CQL é de 559 mg por kg de matéria sólida seca para o concentrado líquido obtido de acordo com o Exemplo 2A e 622 mg por kg de matéria sólida seca para o concentrado líquido obtido de acordo com o Exemplo 2B. Tabela 2

Exemplo 3 (exemplo de referência)

[0082] Um concentrado de café foi feito de acordo com o ensino no document de patente WO 2007/043873, com uma mistura de café quase idêntica à do Exemplo 2 (Arábica lavada a 65% em peso, 35% Arábica não lavada) e as configurações específicas descritas na Tabela 2 acima. O tamanho das superfícies de café (valor mínimo de diâmetro de Martin conforme definido na descrição) foi de 3,6 mm. O número de Fourier de transferência de massa foi de 0,20. A razão do rendimento obtido na primeira extração primária para o rendimento obtido na extração total foi de 13,9 [0083] O conteúdo de 1 CQL é de 375 mg por kg de matéria sólida seca para o concentrado líquido obtido. Tabela 3

Tabela 4

Table 5

Claims

1. Método para preparar um concentrado de café, compreendendo as etapas de: - fornecer grãos de café torrados no solo com um diâmetro de Martin médio mínimo de 0,5 a 3 mm; - submeter os grãos de café torrados no solo à extração primária com água, a referida extração primária compreendendo a obtenção de um primeiro extrato primário com um fator de extração de no máximo 2 e retirar um segundo extrato primário após o referido primeiro extrato primário; - submeter os grãos de café torrados no solo primariamente extraídos a uma extração secundária com água, de modo que se obtenha um extrato secundário; - submeter o segundo extrato primário e o extrato secundário à evaporação de modo que se obtenha um extrato concentrado com um teor de matéria sólida seca de 30% em peso a 75% em peso; - combinar o extrato concentrado com o primeiro extrato primário; - opcionalmente adicionar água; de modo que se obtenha um concentrado de café líquido com um teor de matéria sólida seca de 15% em peso a 55% em peso, caracterizado pelo fato de que a extração primária é conduzida sob condições tais que satisfaçam um número de Fourier de transferência de massa de pelo menos 0,35; e a proporção do rendimento de extração do primeiro desembaraço primário para o rendimento de extração obtido em todas as seções de extração está em uma faixa de 0,15 a 1,0.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o valor mínimo do diâmetro de Martin dos grãos de café torrados no solo é inferior a 2,0 mm.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o valor mínimo de diâmetro médio de Martin dos grãos de café torrados no solo é de 1,4 a 1,9 mm, preferivelmente 1,6 a 1,8 mm.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os grãos de café têm um grau de torrefação correspondente a uma perda de torrefação de 13% a 20%.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o tempo de torrefação varia de 7,5 minutos a 15 minutos, preferivelmente, de 8 a 10 minutos.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o rendimento de extração total (Y_TE) varia de 25% a 45%, preferivelmente de 30% a 35%.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro rendimento de sólidos solúveis retirados primariamente (Y-PE1) varia de 7,5% a 25% preferivelmente entre 10% a 20%.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a taxa de Y_PE1 para Y_TE varia de 0,20 a 0,60, preferivelmente de 0,30 a 0,40.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o número de Fourier para extração primária varia de 0,5 a 1,5, preferivelmente de 0,5 a 1,0.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o aroma é recuperado por meio de remoção de vapor a partir da segunda extração primária, é aplicada uma recuperação de aroma parcial de 0% a 60% a partir da quantidade total da retirada do segundo primário, preferivelmente a recuperação de aroma é aplicada de 20% a 40%, e o destilado de aroma recuperado é adicionado ao concentrado de café após evaporação.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o teor em matéria seca do concentrado após evaporação varia de 40% de teor de sólidos a 60% de teor de sólidos.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a taxa de água para café primária está entre 2,8 e 15, preferivelmente entre 3 e 10, mais preferivelmente entre 4,0 e 8,0.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a extração primária é realizada usando como uma água de fluido de extração de uma temperatura entre 70°C e 120°C, preferivelmente entre 85°C e 95°C.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o teor de sólidos final dos concentrados de café obtidos varia de 25% em peso a 35% em peso.

15. Concentrado de café compreendendo de 15% a 55% de matéria sólida seca, caracterizado pelo fato de que é obtenível por um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.

16. Concentrado de café, compreendendo de 15% a 55% de matéria sólida seca, caracterizado pelo fato de que compreende lactona de ácido 1-cafeoilquínico (1-CQL) em uma quantidade de pelo menos 450 mg de equivalentes de ácido clorogênio por kg de matéria sólida seca, preferivelmente pelo menos 510 mg, mais preferivelmente pelo menos 590 mg.