BR112021012745A2

BR112021012745A2 - Processo de extração de café e produto de café

Info

Publication number: BR112021012745A2
Application number: BR112021012745-3A
Authority: BR
Inventors: Sian Henson; Paul Ashworth; Simon Fox; Francisco Javier Silanes Kenny; Charles Edge; Eva Espino Ordóñez
Original assignee: Koninklijke Douwe Egberts B.V.
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-09-08
Also published as: EP4282274A2; CA3124608A1; EP4282274A3; EP3902404A1; GB2580323B; CN113271787A; AU2019416736A1; JP7233543B2; US20220071227A1; PL3902404T3; MX2021007859A; DK3902404T3; AU2019416736B2; KR20210105414A; JP2022183261A; GB201821274D0; EP3902404B1; JP2022516613A; GB2580323A; PT3902404T

Abstract

processo de extração de café e produto de café. a presente invenção fornece uma composição de café instantâneo para formar uma bebida de café, sendo que a composição compreende ao menos 6% em peso de uma fração de sedimentos de café insolúveis, com a fração de sedimentos de café insolúveis compreendendo, quando analisada após a hidrólise ácida, 1% em peso ou menos de arabinose.

Description

Relatório descritivo da patente de invenção para "PROCESSO DE EXTRAÇÃO DE CAFÉ E PRODUTO DE CAFÉ"

[0001] A presente invenção se refere a um processo para a extração de café torrado e moído com água, e em particular, a um processo que envolve o processamento de uma pasta fluida de café para fornecer um produto de bebida de café que tem sabor e impressão sensorial na boca aprimorados. A presente invenção se refere, ainda, a um produto de café que pode ser obtido pelo processo.

[0002] A extração de café torrado e moído com água para obter um extrato de café com alto teor de sólidos de café é bem conhecida. Além disso, a secagem de tal extrato com secagem por atomização ou liofilização para se obter uma bebida em pó solúvel também é bem conhecida. Essa bebida em pó pode, em seguida, ser reconstituída de acordo com a conveniência do consumidor com água quente para se obter uma bebida de café. É desejável que tal bebida de café produzida internamente tenha um sabor semelhante ao das bebidas de cafeteria.

[0003] A produção industrial de produtos de café solúvel está associada a temperaturas e pressões mais altas do que os sistemas de preparo das cafeteiras. Isso permite que um rendimento mais alto seja obtido a partir dos grãos e, por conseguinte, uma maior lucrabilidade, mas apresenta um efeito colateral, que é o do café adotar notas de aroma de processamento indesejáveis. Uma grande quantidade de diferentes técnicas é empregada para evitar isso, incluindo métodos de captura de aroma para assegurar que as moléculas de sabor e aroma sejam retidas a partir das etapas iniciais de extração em temperatura mais baixa.

[0004] Um exemplo de um processo convencional de extração de café envolve as seguintes etapas. Os grãos de café verdes são torrados até um grau de torrefação desejado e moídos até um tamanho de partícula de 2 a 3 mm. Isso é submetido a um processo de extração em coluna que tem uma primeira etapa a cerca de 150 °C e uma segunda etapa a uma temperatura mais alta de cerca de 185 °C. Os extratos de café lavados dos grãos em cada etapa de extração são combinados, concentrados e secos. O processo é semicontínuo com o uso de múltiplas colunas de extração.

[0005] O documento EP0826308 revela um processo para a extração contracorrente de sólidos de café solúvel. Os sólidos de café solúvel são extraídos do café torrado e moído em um primeiro estágio de extração, usando um líquido de extração primária a uma temperatura de 80 °C a 160 °C. Em seguida, os sólidos de café solúvel são extraídos da borra parcialmente moída em um segundo estágio de extração usando um líquido de extração secundária a uma temperatura de 160 °C a 190 °C, em que o café moído tem pelo menos 25%, em peso, de sólidos de café solúvel extraídos da mesma. A borra de café moído obtida a partir do segundo estágio de extração é drenada e hidrolisada termicamente em um estágio de hidrólise a uma temperatura de 160 °C a 220 °C durante 1 a 15 minutos. Os sólidos de café solúvel são extraídos dos grãos de café hidrolisados em um terceiro estágio de extração usando um líquido de extração terciária a uma temperatura de 170 °C a 195 °C para fornecer grãos de café extraídos e um extrato de café hidrolisado. Um produto de café solúvel é obtido contendo pelo menos 30% de sacarídeos, compreendendo menos que 1% de derivados de furfural, menos que 4% de monossacarídeos, menos que 10% de oligossacarídeos e pelo menos 19% de polissacarídeos, sendo que os sacarídeos têm um peso molecular ponderal médio maior que 2.000 unidades com uma polidispersividade acima de 3.

[0006] O documento EP0916267 revela um processo para a extração contínua de sólidos solúveis em água a partir de partículas sólidas contendo-os, como café torrado e moído, para fornecer um produto de extrato em um ou mais estágios de extração. Em cada estágio de extração, uma pasta fluida contendo partículas a serem extraídas e o extrato é introduzido em um reator de extração, por exemplo, imediatamente acima de um separador sólido-líquido para formar um leito recheado que se move para cima. As partículas são raspadas do leito recheado para definir uma superfície superior do leito recheado. Um líquido de extração é introduzido no reator de extração acima da superfície superior do leito recheado. Uma porção do líquido de extração percolando através do leito recheado para extrair substâncias solúveis em água das partículas no leito recheado é obtida para formar um extrato.

A porção restante do líquido de extração arrasta as partículas raspadas do leito recheado para fornecer uma pasta fluida de partículas gastas. A pasta fluida de partículas gastas é removida do reator de extração. O extrato é removido de baixo do leito recheado e ao menos uma porção do extrato forma o produto de extrato. As etapas de extração podem ser separadas por um ou mais estágios de solubilização.

[0007] O documento EP1069830 revela um processo para a recuperação de componentes de aroma do café. Uma pasta fluida de borra de café em um líquido aquoso é submetida a extração para remover os componentes de aroma da pasta fluida. A extração é executada usando gás de maneira substancialmente em contra- corrente para fornecer um gás aromatizado contendo componentes de aroma. Os componentes de aroma são, em seguida, coletados do gás aromatizado. Os componentes de aroma podem ser adicionados ao extrato de café concentrado antes da secagem do extrato. O pó de café produzido tem aroma e sabor muito aumentados e aprimorados, e contém teores mais altos de furanos e dicetonas.

[0008] O documento US3682649 revela uma extração feita com água fria e sob pressão de café torrado, sob a forma de grãos inteiros ou moídos, para obter um extrato de café de qualidade e café parcialmente extraído, que pode ser adicionalmente processado. O extrato de café pode ser seco para se obter um café solúvel premium. O café parcialmente extraído pode ser adicionalmente extraído por técnicas convencionais de percolação, ou pode ser seco e usado como café torrado e moído comum.

[0009] O documento US3652292 revela a fabricação de um café em pó instantâneo que compreende sólidos de café solúvel preparados pela extração como um meio aquoso, no qual partículas coloidais moídas úmidas de café torrado ou extraído são adicionadas. As partículas coloidais representam de cerca de 3 por cento a 40 por cento, em peso, do peso total do produto de café. As partículas coloidais são estabilizadas contra a floculação pela regulação do pH de modo a não exceder um pH de 5,2, e as ditas partículas são envolvidas nos sólidos de café solúvel secos para formar um produto de café instantâneo que tem turbidez, sabor e aroma de café fresco.

[0010] O documento EP1795074 se refere a um método para fornecer um extrato de café concentrado que é rico em um componente de aroma liberado quando os grãos de café torrados são moídos e têm uma quantidade de óleo de café controlável de acordo com o uso e a finalidade, e um processo para produzi-lo industrialmente. De acordo com a presente invenção, o objetivo acima é alcançado separando-se um destilado contendo componente de aroma, um líquido contendo óleo de café e um extrato de café a partir de uma pasta fluida obtida por grãos de café torrados moídos por via úmida e, depois de o extrato de café ter sido concentrado, adicionando-se novamente o destilado contendo componente de aroma e o líquido contendo óleo de café.

[0011] Como a produção de extratos de café líquido (ou seja, aquoso) e de produtos de café solúvel seco está associada a uma diferença de sabor e aroma, em comparação com bebidas de café recém-preparadas frescas em um ambiente de cafeteira, há um objetivo constante de melhorar os métodos de produção para se obter produtos aprimorados. Uma abordagem comum para melhorar o sabor dos produtos de café solúvel secos é a adição de partículas de café torrado finamente moídas em um extrato de café antes da secagem. A inclusão de tais partículas é tipicamente controlada para evitar a presença de sedimentos indevidos na bebida, mas isso geralmente tem um efeito benéfico sobre o sabor e aroma do produto. A presença de partículas pequenas também pode contribuir para a sensação bucal observada.

[0012] Consequentemente, é desejável fornecer um método aprimorado para preparar produtos de café, produtos de café aprimorados e/ou para lidar com ao menos alguns dos problemas associados à técnica anterior ou, ao menos, fornecer uma alternativa comercialmente viável ao mesmo.

[0013] De acordo com um primeiro aspecto, é fornecido um método para a fabricação de um produto de extrato de café, em que o método compreende: (a) fornecer café torrado e moído que tem um tamanho médio de partícula de 100 a 600 mícrons;

(b) misturar o café torrado e moído com água para formar uma primeira pasta fluida contendo de 15 a 30%, em peso, de sólidos de café, (c) passar a primeira pasta fluida através de uma etapa de separação de aroma para recuperar uma fração de aroma de café e formar uma pasta fluida desaromatizada; (d) passar a pasta fluida desaromatizada por um primeiro dispositivo de filtração a uma temperatura de 90 a 150 °C para formar um primeiro extrato de café e uma primeira torta de filtro; (e) adicionar água à primeira torta de filtro para formar uma pasta fluida reconstituída tendo ao menos 12% em peso de sólidos de café; (f) tratar termicamente a pasta fluida reconstituída a uma temperatura de 150 a 205 °C; (g) em seguida, passar a pasta fluida reconstituída termicamente tratada para um segundo dispositivo de filtração para formar um segundo extrato de café e uma segunda torta de filtro; (h) combinar o primeiro e o segundo extratos de café para formar um terceiro extrato de café; (i) concentrar o terceiro extrato de café para formar um quarto extrato de café com 35 a 70%, em peso, de sólidos de café; (j) adicionar a fração de aroma de café ao quarto extrato de café para formar um produto líquido de extrato de café.

[0014] A presente invenção será agora descrita com mais detalhes. Nas passagens a seguir, diferentes aspectos da invenção são definidos com mais detalhes. Cada aspecto assim definido pode ser combinado com qualquer outro aspecto ou aspectos, exceto se indicado claramente em contrário. Em particular, qualquer característica indicada como preferencial ou vantajosa pode ser combinada com qualquer outra característica ou características indicadas como preferenciais ou vantajosas.

[0015] A presente invenção fornece um método para a fabricação de um produto de extrato de café. Ou seja, a invenção fornece produtos de café obteníveis a partir de um extrato de café. Exemplos de tais produtos incluem concentrados líquidos, como aqueles vendidos como produtos de café "bag-in-box", ou produtos de café solúvel, como pós ou tabletes liofilizados ou atomizados. Tanto os concentrados líquidos como os produtos de café solúveis são considerados produtos de café "instantâneos", uma vez que eles formam imediatamente uma bebida mediante a adição de água. Todos esses tipos de produto diferentes são bem conhecidos na técnica. Esses produtos podem ser suplementados mediante a adição de uma pequena quantidade de café torrado e moído finamente para melhorar o sabor e aroma ou a aparência, conforme é bem conhecido na técnica.

[0016] O presente pedido se refere a "sólidos". Esta é a matéria que permanece após toda a água ter sido removida. Por conseguinte, se tomar uma bebida de café e remover a água (por evaporação), restará os sólidos de café. Esses sólidos de café compreenderão os sólidos de café solúveis e os sólidos de café insolúveis. Os sólidos de café insolúveis incluirão material de café torrado e moído, bem como óleos de café. Uma outra distinção é feita na presente invenção para a fração de sedimentos de café insolúveis, que é a porção não-oleosa dos sólidos de café insolúveis.

[0017] Esta invenção utiliza um novo processo de extração que pode fundamentalmente alterar o sabor e aroma do café instantâneo, e que se baseia apenas da extração de água. Os principais parâmetros que conduzem essas alterações são através do uso de um tamanho de granulometria muito mais fino em combinação com temperaturas de extração e hidrólise mais baixas, mas sem comprometer a produtividade do processo.

[0018] A presente invenção possui diversas vantagens em relação aos métodos da técnica anterior, conforme ficará evidente a partir da discussão abaixo. Uma vantagem do presente processo é que ele pode ser realizado de maneira totalmente contínua. Isso representa uma economia de custo e redução de complexidade no aparelho de processamento. Outro benefício é que ele pode ser executado com quantidades menores de água, o que é, naturalmente, desejável sob um ponto de vista ambiental, além de causar uma grande economia de energia por ter como objetivo fornecer concentrados líquidos ou pós secos, uma vez que menos água precisa ser removida.

[0019] A presente invenção usa, também, uma temperatura mais baixa que a convencional no tratamento por calor inicial, o que estimula a recuperação de sabores e aromas de café mais desejáveis. Como o método tem um tratamento por calor secundário com temperatura mais alta, isso assegura a manutenção de um alto rendimento.

[0020] Além disso, a invenção fornece um produto de café que tem sabor e aroma aprimorados. Em particular, o sabor e o aroma são surpreendentemente diferentes dos produtos obtidos pelos métodos convencionais, de modo que a bebida tenha uma sensação bucal mais encorpada e notas de aroma melhores.

[0021] O método compreende várias etapas. Ficará evidente que várias dessas etapas precisam ser realizadas sequencialmente em uma dada porção do material sendo processado, mas deve-se considerar também que as etapas podem ser conduzidas como parte de um processo contínuo, em batelada ou como uma combinação dos dois.

[0022] De acordo com a primeira etapa (etapa (a)), é fornecido um café torrado e moído que tem um tamanho médio de partícula de 100 a 600 mícrons, de preferência, de 200 a 600 mícrons. O café torrado e moído é obtido a partir de grãos de café que foram torrados e moídos usando técnicas bem estabelecidas na técnica. O tamanho médio de partícula é D50, conforme medido usando um difratômetro a laser por via seca Helos, sob condições de medição padrão.

[0023] A granulometria da moagem adotada aqui é muito mais fina do que aquela empregada para processos de extração de café convencionais que tipicamente usam tamanhos de partícula de cerca de 2 mm. O tamanho de partícula fino possibilita a formação de uma pasta fluida bombeável, ao mesmo tempo eu que aumenta a área superficial para extração. Por outro lado, a energia necessária para moer o café até esse tamanho não é muito grande e não resulta na degradação térmica indesejável dos grãos durante a moagem.

[0024] De preferência, o café torrado e moído é moído até atingir um tamanho médio de partícula de 200 a 400 mícrons, com mais preferência, de 250 a 350 mícrons, que está na região de tamanhos de partículas convencionalmente moídas para a produção de bebidas de café expresso. Isto é particularmente vantajoso uma vez que, conforme explicado abaixo, menos água precisa ser adicionada para produzir uma pasta fluida. Além disso, abaixo de 250 mícrons, a filtração se torna mais difícil e menos eficiente. Em tamanhos de partícula abaixo de 100 mícrons, as partículas podem bloquear o filtro.

[0025] Em outra modalidade, de preferência, o café torrado e moído tem um tamanho médio de partícula de 400 a 600 mícrons. Isso é particularmente vantajoso para preparar concentrados líquidos de café. Isso se deve ao fato de que, para o produto líquido, é melhor ter partículas maiores para reduzir o teor de óleo no produto, uma vez que o óleo contribui para a instabilidade do creme nos líquidos. O tamanho de partícula maior libera menos óleo no extrato obtido.

[0026] De acordo com uma etapa adicional (etapa (b)), o café torrado e moído é misturado com água para formar uma primeira pasta fluida contendo de 15 a 30%, em peso, de sólidos de café. Ou seja, água é adicionada aos grãos de café em uma razão de modo que os grãos de café forneçam 15 a 30%, em peso, de mistura integral, de preferência, de 20 a 25%, em peso. Os sólidos de café incluem sólidos de café insolúveis, assim como sólidos de café solúveis, sendo que alguns dos quais se dissolvem na água adicionada. Este teor de água fornece uma pasta fluida bombeável. A quantidade de água necessária para formar uma pasta fluida bombeável depende do tamanho da moagem empregada: uma moagem mais grossa requer mais água para ser bombeada. Com uma granulometria da moagem de cerca de 250 mícrons, é prontamente possível usar uma diluição para se obter, por exemplo, 25% de sólidos. Com uma granulometria da moagem de cerca de 100 mícrons, é prontamente possível usar uma diluição para se obter, por exemplo,

30% de sólidos. Entretanto, a um tamanho de partícula de 400 a 600 mícrons, é desejável adicionar mais água, de modo a se obter 15% de sólidos.

[0027] De acordo com uma etapa adicional (etapa (c)), a primeira pasta fluida é passada através de uma etapa de separação de aroma para recuperar uma fração de aroma de café e para formar uma pasta fluida desaromatizada. Os sistemas de separação de aroma são bem conhecidos no campo de produção de café solúvel. Um exemplo de unidade de tratamento é uma coluna de cone giratório que pode ser operada para extrair o aroma. Isso envolve a introdução de vapor na pasta fluida que remove o aroma do café, que pode ser recuperado como um fluxo aquoso de aroma que é armazenado para uso posterior. A etapa (c) pode ser realizada sob vácuo.

[0028] A temperatura da pasta fluida na etapa de separação de aromatizante pode ser ajustada conforme necessário, mas está tipicamente na região de 70 a 100 °C, como de 90 a 100 °C, no início do tratamento. Esse tratamento por calor (ou seja, a separação do aroma) é, de preferência, conduzido durante de 10 segundos a 2 horas, de 1 minuto a 25 minutos, e de preferência, de 1 a 5 minutos. Em uma modalidade alternativa, a duração pode ser de 15 a 25 minutos. A temperatura pode, naturalmente, ser afetada pela adição de vapor, se esta for a técnica de recuperação de aroma empregada. A separação de aroma pode ser realizada sob vácuo.

[0029] A temperatura da pasta fluida pode ser elevada antes da etapa de separação de aroma, por aquecimento da água adicionada antes ou depois da formação da pasta fluida. A alteração de temperatura pode ser efetuada usando o calor recuperado de outras etapas no processo, como pelo uso de trocadores de calor convencionais. De preferência, a água na etapa (b) está a uma temperatura de 80 a 100 °C quando é misturada com o café. Isso se deve ao fato de que é mais barato adicionar água quente do que aquecer com os grãos ou usar vapor para aquecer a pasta fluida. Se a água não for aquecida antes da mistura com o café, então, ela é adicionada a uma temperatura entre 15 e 40 °C, e a pasta fluida formada é aquecida até 80 a 100 °C. Essa opção tem a vantagem de aumentar a simplicidade do processo.

[0030] Nesse ponto do processo, após a etapa (c), a pasta fluida compreende sólidos de café solúveis, sólidos de café insolúveis que foram desaromatizados, e água.

[0031] De acordo com uma etapa adicional (etapa (d)), a pasta fluida desaromatizada passa por um primeiro dispositivo de filtração a uma temperatura de 90 a 150 °C, de preferência, de 90 a 120 °C, e com mais preferência, de 90 a 100 °C, para formar um primeiro extrato de café e uma primeira torta de filtro. Em uma modalidade preferencial, a pasta fluida desaromatizada passa por um primeiro dispositivo de filtração, a uma temperatura de 140 a 150 °C. Dessa forma, esse processo separa a maior parte dos sólidos de café solúveis e a água dos sólidos de café insolúveis. O primeiro dispositivo de filtração pode ser um dentre vários sistemas de filtração conhecidos, incluindo tanques de decantação, filtros e centrífugas. Os filtros são preferenciais devido a sua capacidade para realizar o processamento contínuo e eficiente, e por sua versatilidade no manuseio de partículas finas. É mais desejável usar dispositivo de filtração contínuo. Isto possibilita uma separação eficiente dos sólidos insolúveis da água com taxas de recuperação dos sólidos solúveis superiores a 90%.

[0032] Os sólidos de café na torta do filtro podem ser submetidos a lavagem ou prensagem para aumentar a extração dos sólidos de café solúveis. O primeiro extrato de café, que é um líquido de café concentrado, pode ser armazenado para uso posterior no processo ou adicionado diretamente a uma etapa posterior em uma versão contínua do processo.

[0033] De acordo com uma etapa adicional (etapa (e)), água é adicionada à primeira torta de filtro para formar uma pasta fluida reconstituída com ao menos 12% em peso de sólidos de café. Ou seja, água é adicionada em uma quantidade necessária para produzir uma pasta fluida tipicamente com níveis de sólidos ligeiramente mais baixos do que na primeira etapa de formação da pasta fluida. De preferência, a pasta fluida reconstituída formada na etapa (e) tem 12 a 30%, em peso, e com mais preferência, de 12 a 20%, em peso, de sólidos. Este teor de sólidos é selecionado para se alcançar a capacidade de bombeamento desejável. Novamente, a reconstituição pode ser realizada com água aquecida, conforme for necessário.

[0034] De preferência, a água na etapa (e) está a uma temperatura de 80 a 100 °C. Isso se deve ao fato de que é mais barato adicionar água quente e isso também ajuda a obter parte da temperatura necessária na etapa seguinte. O aquecimento pode ser recuperado a partir de outras etapas no processo.

[0035] De acordo com uma etapa adicional (etapa (f)), a pasta fluida reconstituída é termicamente tratada a uma temperatura de 150 a 205 °C, de preferência, de 170 a 205 °C e, com mais preferência, de 180 a 205 °C. Esse aquecimento é, de preferência, realizado a uma pressão elevada para melhorar a taxa de extração. Uma pressão preferencial é de 2 a 30 bar, como 15 bar. Esse tratamento por calor é, de preferência, conduzido durante de 5 minutos a 2 horas, de preferência, de 5 a 15 minutos, e de preferência, de 5 a 10 minutos. Em uma modalidade alternativa, a duração pode ser de 15 a 25 minutos. Durante essa etapa, parte dos sólidos de café insolúveis são hidrolisados para formar sólidos solúveis que podem ser, em seguida, recuperados. Essa etapa pode ser realizada usando um reator de fluxo pistonado.

[0036] Nesse ponto do processo, a pasta fluida compreende novamente sólidos de café solúveis, sólidos de café insolúveis e água. Ela pode ser submetida a um tratamento flash, onde uma queda de pressão possibilita a remoção de quaisquer flavores de aroma indesejável.

[0037] De acordo com uma etapa adicional (etapa (g)), a pasta fluida reconstituída termicamente tratada é passada por um segundo dispositivo de filtração para formar um segundo extrato de café e uma segunda torta de filtro. O dispositivo de filtração pode ser qualquer dispositivo de filtração, conforme foi discutido acima. Ele serve para separar um líquido de café contendo sólidos de café solúveis dissolvidos dos sólidos de café insolúveis. A segunda torta de filtro pode ser novamente lavada e/ou prensada para recuperar mais extrato de café. O segundo extrato de café geralmente tem uma concentração de sólidos solúveis mais baixa do que o primeiro extrato de café.

[0038] O segundo extrato de café, que é um líquido de café concentrado, pode ser armazenado para uso posterior no processo.

[0039] De acordo com uma etapa adicional (etapa (h)), o primeiro e o segundo extratos de café são combinados para formar um terceiro extrato de café. Os dois extratos de café são geralmente combinados para fornecer o terceiro, por simples mistura.

[0040] De acordo com uma etapa adicional (etapa (i)), o terceiro extrato de café é concentrado para formar um quarto extrato de café que tem de 35 a 70%, em peso, de preferência, de 35 a 65%, em peso, e com mais preferência, de 40 a 50% de sólidos de café. Quando se adiciona o aroma na etapa seguinte (j), um nível de sólidos de 55 a 60% após a etapa (i) é preferível, para permitir que a diluição atinja uma concentração final útil. Isso serve para fornecer um extrato de café adequado para uso como um concentrado (ou seja, fluxível) ou para uso em um processo de secagem para produzir um produto seco (ou seja, com menos água para remoção). De preferência, a etapa (i) é realizada em uma unidade de evaporação.

[0041] De acordo com uma etapa adicional (etapa (j)), a fração de aroma de café (da etapa (c)) é adicionada ao quarto extrato de café para formar um produto líquido de extrato de café. Isso melhora o sabor do extrato sem comprometer o teor de sólidos. O aroma é adicionado de volta após a etapa de concentração para evitar a perda das quantidades limitadas de aroma do produto. O extrato de café resultante tem, de preferência, de 35 a 65%, em peso, e de preferência, de 45 a 65%, em peso, de sólidos de café.

[0042] De preferência, o produto de extrato de café é um pó solúvel. Ou seja, o método compreende, adicionalmente, uma etapa (k) de secagem do produto líquido de extrato de café para formar um pó solúvel. De preferência, a etapa de secagem é a liofilização, pois isso ajuda a reter o perfil de aroma aprimorado do produto. De preferência, o produto em pó tem um tamanho médio de partícula de 200 a 3.000 mícrons, e com mais preferência, de 500 a 2.000 mícrons.

[0043] Alternativamente, se um produto concentrado líquido de café for desejado, o processo pode incluir uma etapa adicional após a etapa (L) após a etapa (j), na qual o extrato é diluído para reduzir os níveis de sólidos, de modo que o produto final tenha um teor de sólidos solúveis de 25 a 55%, em peso, e de preferência, de 25 a 35%. Este é um nível de sólidos adequado para um concentrado líquido.

[0044] Os sólidos de café restantes após a etapa (g) podem ser processados como um fluxo de descarte, e podem ser incinerados para fornecer energia para o processo (por exemplo, para aquecer a água). Alternativamente, a segunda torta de filtro pode ser submetida a um processo adicional de extração em alta temperatura para obter um extrato de café adicional a ser combinado na etapa (h) com o primeiro e o segundo extratos de café, para formar o terceiro extrato de café. Condições adequadas para essa etapa de processamento em alta temperatura são as temperaturas de 190 a 215 °C. Esse tratamento por calor é, de preferência, realizado durante de 5 minutos a 2 horas, de preferência, de 15 a 25 minutos. Esta etapa adicional pode ser realizada usando um conjunto adicional de etapas de formação de pasta fluida e filtração, ou com o uso de uma técnica de extração convencional.

[0045] Em geral, o método reivindicado envolve o uso de menos água do que um método de extração convencional. O uso de níveis elevados de sólidos reduz o consumo de energia para as etapas de concentração associadas. O processo também permite reciclar de forma eficiente o calor entre os diferentes estágios com a adição de água aquecida em diferentes estágios e calor, que pode ser recuperado dos produtos da etapa de extração em alta temperatura.

[0046] De preferência, o método compreende adicionalmente embalar o produto de extrato de café.

[0047] Por conseguinte, em uma modalidade preferencial do método, o método compreende: (a) fornecer café torrado e moído que tem um tamanho médio de partícula de 200 a 600 mícrons; (b) misturar o café torrado e moído com água para formar uma primeira pasta fluida contendo de 15 a 30%, em peso, de sólidos de café,

(c) passar a primeira pasta fluida através de uma etapa de separação de aroma para recuperar uma fração de aroma de café e formar uma pasta fluida desaromatizada; (d) passar a pasta fluida desaromatizada por um primeiro dispositivo de filtração a uma temperatura de 90 a 100°C para formar um primeiro extrato de café e uma primeira torta de filtro; (e) adicionar água à primeira torta de filtro para formar uma pasta fluida reconstituída tendo ao menos 12% em peso de sólidos de café; (f) tratar termicamente a pasta fluida reconstituída a uma temperatura de 180 a 205 °C; (g) em seguida, passar a pasta fluida reconstituída termicamente tratada para um segundo dispositivo de filtração para formar um segundo extrato de café e uma segunda torta de filtro; (h) combinar o primeiro e o segundo extratos de café para formar um terceiro extrato de café; (i) concentrar o terceiro extrato de café para formar um quarto extrato de café com 35 a 60%, em peso, de sólidos de café; (j) adicionar a fração de aroma de café ao quarto extrato de café para formar um produto líquido de extrato de café.

[0048] Essa modalidade preferencial pode ser livremente combinada com todas as características adicionais do primeiro aspecto.

[0049] De acordo com um aspecto adicional, é fornecido um produto de extrato de café obtenível pelo método aqui descrito.

[0050] O produto final de café instantâneo mostra um sabor e aroma aprimorado com menos sabores de processamento e um sabor aprimorado mais próximo ao do café recém-preparado. A acidez indesejada do processo gerada através do processamento a temperaturas mais altas também é reduzida.

[0051] Os presentes inventores averiguaram que o processo descrito acima produz um produto de café instantâneo exclusivo (ou seja, um concentrado líquido de café ou café solúvel em pó). Em particular, o produto tem aroma e sensação bucal aprimorados em comparação com os produtos de café convencionais disponíveis comercialmente. Os inventores procuraram identificar as propriedades exclusivas do produto que dão origem às melhorias observadas em relação ao aroma e à sensação bucal.

[0052] O processo resulta na presença de uma fração de sedimentos de café insolúveis no produto. Essa fração se assemelha ao aditivo de café torrado e moído com frequência adicionado a produtos de café para melhorar o aroma dos extratos de café convencionais. Entretanto, a fração de sedimentos de café insolúveis está presente no produto como consequência direta do processo, e não exige uma etapa adicional para suplementar o extrato de café com café torrado e moído. Por conseguinte, o produto da invenção pode ser caracterizado pela presença de uma fração de sedimentos de café insolúveis que se diferencia dos produtos de café comercialmente disponíveis que não foram suplementados com a adição de café torrado e moído.

[0053] Surpreendentemente, os inventores descobriram que a fração de sedimentos de café insolúveis obtida como consequência direta do processo é menos propensa a sedimentar do extrato do que um extrato de café torrado e moído adicionado posteriormente. Isso é observado na bebida final onde há acentuadamente menos sedimento ou escuma depositada sobre a parede de um receptáculo após a bebida ser mexida dentro do receptáculo.

[0054] A fração de sedimentos de café insolúveis obtida com o processo descrito acima difere da fração de sedimentos de café insolúveis observada para cafés com uma adição convencional de um aditivo de café torrado e moído. Isso se deve ao fato de que a fração foi submetida ao processo de extração do café, sendo exposta a ambientes aquosos aquecidos, o que altera o equilíbrio de carboidratos no material de café insolúvel. Consequentemente, o produto da invenção pode ser caracterizado por uma análise de carboidratos da fração de sedimentos de café insolúveis, que difere dos produtos de café comercialmente disponíveis que foram suplementados com café torrado e moído adicional.

[0055] Além disso, o processo resulta em uma fração de óleo maior no produto de café. Isso é uma consequência da granulometria das partículas de café mais fina usadas no método. Uma vez que uma moagem mais fina expõe mais área superficial do café para extração, entende-se que uma quantidade maior de óleo é liberada no processo de extração. Consequentemente, o produto da invenção pode ser caracterizado pela presença de uma fração oleosa mais alta, que se distingue os produtos de café comercialmente disponíveis obtidos por processos de extração convencionais.

[0056] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é fornecida uma composição de café instantâneo para a formação de uma bebida de café, sendo que a composição compreende ao menos 6%, em peso, de uma fração de sedimentos de café insolúveis, sendo que a fração de sedimentos de café insolúveis compreende, quando analisada após a hidrólise ácida, 1% em peso ou menos de arabinose.

[0057] A fração de sedimentos de café insolúveis é formada pelo sedimento obtido mediante o uso do processo de centrifugação repetido aqui descrito. Ela representa o material sólido (não oleoso) presente no produto que é insolúvel em água.

[0058] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é fornecida uma composição de café instantâneo para a formação de uma bebida de café, sendo que a composição compreende uma fração de sedimentos de café insolúveis, com a fração de sedimentos de café insolúveis compreendendo, quando analisada após hidrólise ácida, 1% em peso ou menos de arabinose, e sendo que a composição compreende pelo menos 0,8%, em peso, de óleos de café, em peso seco, e de preferência, de 1 a 5%, em peso, de óleos de café.

[0059] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é fornecida uma composição de café instantâneo para a formação de uma bebida de café, sendo que a composição compreende pelo menos 6%, em peso, de uma fração de sedimentos de café insolúveis e pelo menos 0,8%, em peso, de óleos de café em peso seco, de preferência, de 1 a 5%, em peso, de óleos de café.

[0060] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é fornecida uma composição de café instantâneo para a formação de uma bebida de café, sendo que a composição compreende ao menos 6%, em peso, de uma fração de sedimentos de café insolúveis, a qual compreende, quando analisada após a hidrólise ácida, 1%, em peso, ou menos de arabinose, e sendo que a composição compreende pelo menos 0,8%, em peso, de óleos de café, em peso seco, e de preferência, de 1 a 5%, em peso, de óleos de café.

[0061] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é fornecida uma composição de café instantâneo para a formação de uma bebida de café, sendo que a composição compreende ao menos 6%, em peso, de uma fração de sedimentos de café insolúveis e sendo que a composição, quando analisada por difração de laser executada a úmido a uma concentração de 1,5%, em peso, tem uma distribuição de tamanho de partícula monomodal.

[0062] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é fornecida uma composição de café instantâneo para a formação de uma bebida de café, sendo que a composição compreende uma fração de sedimentos de café insolúveis que compreende, quando analisada após a hidrólise ácida, 1% em peso ou menos de arabinose e sendo que a composição, quando analisada por difração de laser executada a úmido a uma concentração de 1,5%, em peso, tem uma distribuição de tamanho de partícula monomodal.

[0063] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é fornecida uma composição de café instantâneo para a formação de uma bebida de café, sendo que a composição, quando analisada por difração de laser executada a úmido a uma concentração de 1,5%, em peso, tem uma distribuição de tamanho de partícula monomodal, e sendo que a composição compreende pelo menos 0,8%, em peso, de óleos de café, em peso seco, e de preferência, de 1 a 5%, em peso, de óleos de café.

[0064] Em cada um dos aspectos acima relacionados a uma composição de café instantâneo, o termo "instantâneo" abrange tanto um produto em pó seco, como um café solúvel em pó, como um extrato de café líquido (por exemplo, de 30% em peso de sólidos de café (solúveis e insolúveis) em água). De preferência, a composição é seca, e com mais preferência, atomizada ou liofilizada, ou secada a vácuo. Esses produtos secos tendem a ter uma vida útil do produto mais longa.

[0065] As composições compreendem, de preferência, de 7,5 a 15%, em peso, da fração de sedimentos de café insolúveis. Essa quantidade da fração de sedimentos de café insolúveis fornece um aroma bem equilibrado sem ter uma quantidade indevidamente grande de material insolúvel que pode afetar negativamente a sensação bucal e formar sedimentos indesejáveis.

[0066] De preferência, a fração de sedimentos de café insolúveis compreende, quando analisada após a hidrólise ácida, de 0,5 a 1% em peso de arabinose.

[0067] De preferência, a fração de sedimentos de café insolúveis compreende, quando analisada após a hidrólise ácida, menos que 5%, em peso, de galactose, e de preferência de 2 a 4%, em peso, de galactose.

[0068] De preferência, a composição de café instantâneo compreende pelo menos 1%, em peso, de óleos de café em peso seco, e de preferência, de 1,5 a 5%, em peso, de óleos de café. Os níveis aumentados de óleo melhoram a impressão sensorial do produto na boca. O óleo é obtido como consequência do processo, e descobriu-se que ele é bem distribuído no extrato, ajudando a melhorar a sensação bucal sem deixar manchas de óleo indesejáveis visíveis na bebida final.

[0069] De preferência, a composição de café instantâneo, quando analisada por difração de laser executada a úmido a uma concentração de 1,5%, em peso (de sólidos), tem uma distribuição de tamanho de partícula unimodal. Isso a distingue dos produtos em que o café torrado e moído é adicionado como um suplemento a um café solúvel em pó (geralmente no extrato de café antes da secagem). Especificamente, técnicas de moagem convencionais que fraturam os grãos de café geralmente dão origem a uma distribuição bimodal com base na ruptura dos grãos de café, com um pico mais baixo resultante dos fragmentos de parede celular mais finos. Por outro lado, as partículas de café retidas após o método da invenção, ou que são retidas em um extrato convencional que escapou de uma coluna de percolação, têm uma distribuição bimodal.

[0070] De preferência, sob a mesma medição de partícula, a composição de café instantâneo tem, também, um D50 menor que 10 mícrons, de preferência, de 2,5 a 7,5 mícrons. Esse tamanho de partícula fina reflete a influência sobre o extrato obtido a partir do processo de café descrito acima. De fato, a distribuição de tamanho de partícula observada é incomum, uma vez que o D90 é tipicamente maior que 30 mícrons, refletindo uma ampla distribuição de tamanho de partícula.

[0071] De preferência, a composição consiste em café. Ou seja, de preferência, a composição de café não inclui nenhum componente ou aditivo diferente do café.

[0072] A quantificação e a análise da fração de sedimentos de café insolúveis exigem a separação dos sólidos de café insolúveis dos sólidos de café solúveis. Para facilitar essa avaliação de um produto de café líquido, é necessário secar o produto até formar um pó, de modo que a mesma análise possa ser realizada.

[0073] Para isolar e quantificar a fração de sedimentos de café insolúveis (também conhecida como sedimento), 30 gramas de uma dada amostra de café (pó seco) são adicionados a 70 gramas de água fervente e agitados durante 2 minutos. A amostra é, em seguida, centrifugada durante 15 minutos a 10.000 g. Após a centrifugação, o sobrenadante é decantado e o sedimento é redissolvido com 70 gramas de água fervente, agitado durante 2 minutos e, então, centrifugado novamente sob as mesmas condições acima. Esse processo de lavagem é repetido 3 vezes para um total de quatro etapas de centrifugação. O sedimento proveniente da lavagem final é, em seguida, seco por congelamento e, em seguida, a porcentagem de sedimentos é relacionada com a amostra inicial de 30 g (por exemplo, 1,8 g de sedimento representa uma fração de sedimentos de café insolúveis de 6%, em peso). Antes de qualquer análise ser executada, a amostra de sedimentos secos é homogeneizada por agitação simples.

[0074] Em relação ao método para análise da fração de sedimentos de café insolúveis, a fração não inclui quaisquer óleos de café que possam estar presentes, embora estes também sejam considerados insolúveis. Isso se deve ao fato de que o óleo será prontamente separado nas etapas de centrifugação.

[0075] Para testar os carboidratos na fração de sedimentos de café insolúveis isolada, é realizada uma análise total de carboidratos com o uso de troca aniônica de alto desempenho acoplada à detecção amperométrica pulsada (HPAEC-PAD), de acordo com a norma ISO 11292-1995. A amostra é preparada misturando-se o sedimento já isolado com 50 ml de HCl 1 M e, em seguida, agitando-se a amostra durante 150 minutos a 95 °C. A quantificação dos monossacarídeos é executada pela análise de padrões externos dos monossacarídeos, como de costume.

[0076] Para determinar a distribuição de tamanho de partícula do produto de café instantâneo, uma análise de distribuição de tamanho de partícula foi executada com o uso de um aparelho Malvern Mastersizer 3000 com tanque Hydro MV. 1,5 g de amostra (± 0,0005 g) foi completado com até 100 g (± 0,05 g) de água desionizada fervida a 20 °C, agitada durante 60 segundos, ligeiramente resfriada e adicionada por gotejamento à unidade Malvern para atingir um obscurecimento de cerca de 10%. Foi feita uma média de 3 leituras. Novamente, para facilitar essa avaliação de um produto de café líquido, é necessário secar o produto até formar um pó, de modo que a mesma análise possa ser realizada.

[0077] Para determinar o teor de óleo, as amostras do produto (primeiramente secas se o produto for um concentrado de café líquido) foram avaliadas usando Soxtec H6. 2 g de amostra foram misturados com éter de petróleo 40-60, fervidas durante 2 horas e, em seguida, enxaguadas durante cerca de 0,5 hora. O condensado resultante é, em seguida, aquecido para recuperar o solvente. Dessa maneira, a avaliação dos níveis de óleo é bem conhecida na técnica.

[0078] Em algumas modalidades, as composições instantâneas de café da presente invenção podem ser misturadas com um café convencional obtido por métodos conhecidos. Por exemplo, um produto pode conter de 10 a 100%, como de 20 a 50% do café aqui descrito, misturado com o restante de um café convencional. Embora isso possa ser prontamente obtido para um produto líquido, um produto solúvel pode ser formado a partir de um extrato líquido misturado ou pela mistura seca de diferentes produtos em pó. Isso pode ser vantajoso quando os benefícios de sensação bucal e sabor da invenção devem ser moderados para fornecer uma experiência de bebida mais próxima da experiência convencional.

[0079] A invenção será agora descrita adicionalmente em relação às figuras, nas quais: ● A Figura 1 mostra um fluxograma das etapas da presente invenção. ● A Figura 2 mostra um gráfico da viscosidade de várias amostras em diferentes taxas de cisalhamento. ● A Figura 3 mostra os dados sensoriais de um teste.

[0080] Conforme é mostrado na Figura 1, o método para a fabricação de um produto de extrato de café inclui várias etapas.

[0081] Na etapa (a), é fornecido café torrado e moído que tem um tamanho médio de partícula de 100 a 600 mícrons, de preferência, de 200 a 600 mícrons. Dentro dessa faixa, tamanhos maiores são favorecidos para os produtos de extrato líquido, enquanto tamanhos menores são favorecidos para os produtos de café solúvel seco.

[0082] Na etapa (b), o café torrado e moído com água 5 para formar uma primeira pasta fluida 10 contendo de 15 a 30%, em peso, de sólidos de café. A água 5 é adicionada a uma temperatura de 80 a 100 °C e, de preferência, de 90 a 95 °C. O nível de sólidos é determinado pelo tamanho de partícula, uma vez que uma quantidade mínima de água 5 é usada, conforme necessário, para se obter uma pasta fluida bombeável 10. Quanto maior é o tamanho de partícula, mais água 5 é necessária (para reduzir a quantidade de sólidos) para se obter uma pasta fluida bombeável 10.

[0083] Na etapa (c), a primeira pasta fluida é passada através de uma etapa de separação de aroma para recuperar uma fração de aroma de café 15 e para formar uma pasta fluida desaromatizada 20. Uma abordagem típica para este método envolve a adição de vapor à pasta fluida bombeável 10 onde os vapores são tratados em uma unidade de tratamento de cone giratório.

[0084] Na etapa (d), a pasta fluida desaromatizada 20 é passada para um primeiro dispositivo de filtração a uma temperatura de 90 a 150 °C, como de 90 a 100 °C, para formar um primeiro extrato de café 25 e uma primeira torta de filtro

30. A temperatura é retida a partir da etapa anterior ou pode ser aumentada, para aumentar o rendimento da extração. A torta de filtro 30 pode ser lavada e é prensada para se obter a maior quantidade possível de sólidos de café solúveis.

[0085] Na etapa (e), água 5 é adicionada à primeira torta de filtro 30 para formar uma pasta fluida reconstituída 35 tendo ao menos 12% em peso de sólidos de café. A água 5 é, de preferência, quente, e agitação mecânica pode ser aplicada para romper a primeira torta de filtro 30. A quantidade de água necessária para reconstituir uma pasta fluida tende a ser mais alta do que aquela necessária na etapa (b).

[0086] Na etapa (f), a pasta fluida reconstituída 35 é termicamente tratada a uma temperatura de 150 a 205 °C, como de 180 a 205 °C, para formar uma pasta fluida reconstituída termicamente tratada 40. Ou seja, ela é bombeada através de uma unidade de tratamento por calor, como um reator de fluxo pistonado. Os tempos de residência no tratamento por calor são tipicamente de pelo menos 5 minutos para assegurar uma boa extração.

[0087] Na etapa (g), a pasta fluida reconstituída termicamente tratada 40 é passada por um segundo dispositivo de filtração para formar um segundo extrato de café 45 e uma segunda torta de filtro 50. A segunda torta de filtro 50 pode ser lavada e prensada para se obter a maior quantidade possível de sólidos de café solúveis. A temperatura nesta etapa pode ser retida a partir da etapa anterior, ou pode ser diminuída à medida que o calor é recuperado para uso na etapa (b), como até uma temperatura de 80 a 100 °C.

[0088] A segunda torta de filtro 50 pode, então, ser queimada na etapa M para produzir calor para o processo, ou pode ser submetida a uma etapa adicional de extração em alta temperatura M para se obter um extrato de café adicional 52.

[0089] Na etapa (h), o primeiro extrato de café 25 e o segundo extrato de café 45 são combinados para formar um terceiro extrato de café 55. Outros extratos aquosos de café também podem ser adicionados nesta etapa, como extrato de café adicional 52.

[0090] Na etapa (i), o terceiro extrato de café 55 é concentrado para formar um quarto extrato de café 60 que tem de 35 a 70%, em peso, de sólidos de café, como de 35 a 60%, em peso, de sólidos de café.

[0091] Na etapa (j), a fração de aroma de café 15 é adicionada ao quarto extrato de café 60 para formar um produto líquido de extrato de café 65.

[0092] O produto de extrato de café líquido 65 pode ser tratado na etapa K para formar um produto de café seco, como um café solúvel em pó 70. O produto de extrato de café líquido 65 pode ser diluído na etapa L para formar um concentrado líquido de café 80.

[0093] Na Figura 3, a tecnologia atual é representada pelo menor quadrilátero. Os outros dois quadriláteros representam diferentes protótipos com 70% de produtos de tecnologia atual e 30% de produtos de tecnologia nova. Os eixos geométricos são: x positivo (viscoso); y positivo (turvo); x negativo (pulverulento); y negativo (seco).

[0094] A presente invenção será adicionalmente descrita com referência aos exemplos não limitadores a seguir. Exemplo 1

[0095] Grãos inteiros torrados foram moídos até entre 200 µm e 400 µm em um triturador de rolos de 3 estágios.

[0096] O café torrado e moído foi fluidificado em uma pasta fluida com água a 20 °C a 30 °C, a uma razão de 25% de café para 75% de água.

[0097] A pasta fluida foi alimentada adiante em um trocador de calor e aquecida até 95 °C antes de ser transferida para uma coluna de cone giratório, onde o aroma foi extraído da pasta fluida.

[0098] Após a saída do cone giratório, a pasta fluida foi alimentada adiante através de um trocador de calor, elevando a temperatura até entre 120 °C e 150 °C durante 2 a 5 minutos.

[0099] A pasta fluida foi, em seguida, alimentada em um filtro, separando o líquido da borra. A borra foi, em seguida, submetida a 2 etapas de lavagem adicionais de 130 °C a 150 °C para remover mais sólidos.

[0100] A borra foi, em seguida, refluidificada a uma razão de 12% a 17% de sólidos com água doce. A pasta fluida resultante foi alimentada adiante para uma etapa de hidrólise onde foi aquecida até entre 180 °C e 205 °C (185 °C), onde foi mantida entre 5 e 20 minutos.

[0101] A pasta fluida resultante foi, em seguida, resfriada até abaixo de 100 °C antes de passar através de uma segunda etapa de filtração, repetindo a separação e a lavagem da primeira etapa de separação.

[0102] Os extratos de café obtidos a partir de cada etapa de filtração foram combinados e concentrados. Os compostos de aroma extraídos da primeira pasta fluida foram, a seguir, adicionados à mistura. Os três componentes totalmente combinados foram, em seguida, liofilizados com um processo convencional para se obter um café solúvel em pó.

[0103] O processo recuperou um rendimento incremental de café torrado de 2% em relação às tecnologias atuais com uso reduzido de água. Exemplo 2

[0104] Os grãos de café arábica e/ou robusta foram torrados e moídos, usando um triturador de rolos de 3 estágios, até formar um tamanho médio de partícula de 300 um. O café moído foi, em seguida, fluidificado com água a 20 a 25 °C, a uma razão de 25% de café para 75% de água.

[0105] A pasta fluida foi alimentada adiante em um trocador de calor e aquecida até 70 °C antes de ser transferida para uma coluna de cone giratório onde o aroma foi extraído da pasta fluida.

[0106] A pasta fluida foi, então, alimentada em um filtro a uma temperatura de 95 °C separando o líquido de café da borra. A borra foi, em seguida, submetida a 2 etapas de lavagem adicionais para remover mais sólidos.

[0107] A borra foi, em seguida, refluidificada a uma razão de 12% a 17% de sólidos com água doce. A pasta fluida resultante foi alimentada adiante em um reator de fluxo pistonado (etapa de hidrólise), onde ela foi aquecida até 170 °C e mantida durante 5 a 10 minutos.

[0108] A pasta fluida resultante foi, em seguida, resfriada até abaixo de 100 °C antes de passar através de uma segunda etapa de filtração, repetindo a separação e a lavagem da primeira etapa de separação.

[0109] Os extratos de café obtidos a partir de cada etapa de filtração foram combinados e concentrados. Os compostos de aroma extraídos da primeira pasta fluida foram, a seguir, adicionados à mistura. Os três componentes totalmente combinados foram, em seguida, liofilizados com um processo convencional para se obter um café solúvel em pó.

[0110] Descobriu-se que o produto desse exemplo é mais encorpado e tem melhor sensação bucal do que os produtos produzidos com o uso da tecnologia atual. Exemplo 3

[0111] Uma pasta fluida de café foi preparada conforme a descrição no Exemplo 1.

[0112] A pasta fluida foi alimentada adiante em um trocador de calor e aquecida até 95 °C antes de ser transferida para uma coluna de cone giratório, onde o aroma foi extraído da pasta fluida.

[0113] Após a saída do cone giratório, a pasta fluida foi alimentada adiante através de um trocador de calor, elevando a temperatura até entre 145 °C e 150 °C durante 4 a 5 minutos.

[0114] A pasta fluida foi, em seguida, alimentada em um filtro, separando o líquido da borra. A borra foi, em seguida, submetida a 2 etapas de lavagem adicionais a 140 °C para remover mais sólidos.

[0115] A pasta fluida foi, em seguida, alimentada em um filtro, separando o líquido da borra.

[0116] A borra foi, em seguida, refluidificada a uma razão de 12% a 17% de sólidos com água doce. A pasta fluida resultante foi alimentada adiante em um reator de fluxo pistonado (etapa de hidrólise), onde ela foi aquecida até 200 °C e mantida durante 7 a 10 minutos.

[0117] A pasta fluida resultante foi, em seguida, resfriada até abaixo de 100 °C antes de passar através de uma segunda etapa de filtração, repetindo a separação e a lavagem da primeira etapa de separação.

[0118] Os extratos de café obtidos a partir de cada etapa de filtração foram combinados e concentrados. Os compostos de aroma extraídos da primeira pasta fluida foram, a seguir, adicionados à mistura. Os três componentes totalmente combinados foram, em seguida, liofilizados com um processo convencional para se obter um café solúvel em pó.

[0119] Descobriu-se que o produto desse exemplo é mais encorpado e tem melhor sensação bucal do que os produtos produzidos com o uso da tecnologia atual. Exemplo 4

[0120] Os grãos de café arábica e/ou robusta foram torrados e moídos, usando um triturador de rolos de 3 estágios, até formar um tamanho médio de partícula de 400 um. O café moído foi, em seguida, fluidificado com água a 20 a 25°C, a uma razão de 15% de café para 85% de água.

[0121] O restante do processo foi realizado de acordo com o exemplo 1.

[0122] O produto resultante apresentou níveis de óleo mais baixos que o produto do exemplo 1. Exemplo 5

[0123] As amostras obtidas pelo método aqui descrito foram avaliadas em comparação com uma variedade de produtos de café solúvel comercialmente disponíveis. Conforme pode ser notado a partir dos testes abrangentes, os produtos obtidos pelo processo são novos e podem ser prontamente distinguidos dos produtos obtidos a partir dos processos convencionais.

Teor de óleo Amostra Tipo Blenda de grãos* Teor de gordura 1 Alta Rica Instantâneo Arabica 0,3 puro 2 Nescafe Gold Instantâneo de Arabica/Robusta 0,4 Blend grãos inteiros 3 Kenco Really Instantâneo Arabica/Robusta 0,2 Rich puro 4 Milicano Instantâneo de Arabica/Robusta 0,7 grãos inteiros 5 Percol Instantâneo Robusta 0 puro 6 Kenco Really Instantâneo Arabica/Robusta 0,2 Rich puro 7 Prototype Produto da Arabica 1,8 Colombian invenção 8 Prototype Produto da Arabica 1,8 Central invenção 9 Prototype Produto da Robusta 0,4 Robusta invenção 10 Prototype Produto da Arabica 3,9 Brazil invenção * a identidade do grão para os produtos concorrentes tem por base uma suposição abalizada

[0124] Os Exemplos 7, 8, 9 e 10 foram produzidos de acordo com o método aqui descrito. Os Exemplos 1 a 6 são produtos disponíveis comercialmente, dos quais 2 e 4 são produtos suplementados com aditivos de café torrado e moído adicionado (designados como "instantâneo de grãos inteiros" na tabela).

[0125] Deve-se compreender, de modo geral, que os teores de óleo nos grãos Robusta são mais baixos que nos grãos Arabica. Isto é refletido com os teores geralmente mais baixos de óleo em produtos que compreendem grãos Robusta,

incluindo o exemplo da invenção 9. A amostra 10 é um café dark Brazil conhecido por conter altos níveis de óleo.

[0126] Como pode ser visto, há baixos teores de óleo nos cafés instantâneos puros, ou seja, nas amostras 1, 3, 5 e 6, que não foram suplementadas com aditivos de café torrado e moído. Os níveis de óleo são ligeiramente mais altos nas amostras 2 e 4 devido ao teor de óleo dos aditivos de café torrado e moído, sendo que a amostra 2 contém aproximadamente 5% de café torrado e moído e a amostra 4 contém mais café torrado e moído.

[0127] As amostras 7, 8 e 10 contêm altos níveis de óleo devido à fina moagem de café torrado no novo processo que libera mais óleo no extrato.

[0128] Como pode ser visto, nenhum produto de café solúvel convencional contém níveis significativos de óleo. De fato, especula-se que os níveis de óleo observados para alguns desses produtos são adicionados posteriormente à superfície do pó seco para melhorar o seu aroma.

[0129] Os únicos produtos da técnica anterior que contêm altos teores de óleo são uma consequência da adição de aditivos de café torrado e moído no produto. Por outro lado, o método aqui descrito alcança altos níveis de óleo, mesmo para os produtos de grãos Robusta. Níveis de sedimento

[0130] Os níveis de sedimento foram determinados tomando-se 30 gramas de uma determinada amostra de café adicionada a 70 gramas de água fervente e agitada durante 2 minutos. A amostra é, em seguida, centrifugada durante 15 minutos a 10.000 g. Após a centrifugação, o sobrenadante é decantado e o sedimento é redissolvido com 70 gramas de água fervente, agitado durante 2 minutos e, então, centrifugado novamente sob as mesmas condições acima. Esse processo de lavagem é repetido 3 vezes para um total de quatro etapas de centrifugação. O sedimento proveniente da lavagem final é, em seguida, seco por congelamento e, em seguida, a porcentagem de sedimentos é relacionada com a amostra inicial de 30 g (por exemplo, 1,8 g de sedimento representa uma fração de sedimentos de café insolúveis de 6%, em peso).

Amostra Sedimento (% em peso) 1 l'Or Intense 5,2 2 Kenco Rich 4,7 3 Carte Noir 3,8 4 Kenco Milicano Americano 11,5 5 Nescafé Gold 4,4 6 Nescafé Azera Americano 9,3 7 Amostra da invenção Robusta 11,9 8 Amostra da invenção Colombia Arabica 7,8 9 Amostra da invenção Centrals Arabica 9,2

[0131] Os Exemplos 7, 8 e 9 foram produzidos de acordo com o método aqui descrito. Os Exemplos 1 a 6 são produtos disponíveis comercialmente, dos quais 4, 5 e 6 são produtos suplementados com aditivos de café torrado e moído adicionado.

[0132] Como pode ser visto, todos os produtos de café instantâneo comercialmente disponíveis têm algum nível de fração de sedimentos de café insolúveis. Espera-se que sejam formados por pequenos fragmentos das paredes celulares de café que passam através do sistema de extração para os extratos de café. Os níveis da fração de sedimentos de café insolúveis tipicamente aumentam para aqueles produtos suplementados com aditivos de café torrado e moído adicionados.

[0133] Como pode ser visto, os produtos produzidos de acordo com o método aqui descrito têm níveis significativamente mais altos de fração de sedimentos de café insolúveis do que os produtos de café instantâneo que não foram suplementados com aditivos de café torrado e moído adicionados.

Distribuição de tamanho de partícula D D Dx Dx Dx [3,2] [4,3] (10) (50) (90) descrição da amostra µm µm µm µm µm 1 l'Or Intense 1,84 15,7 0,79 2,85 8,49

2 Kenco Rich 2,74 42,3 1,35 3,69 11,2 3 Carte Noir 1,96 4,73 0,897 2,79 8,63 4 Kenco Milicano Americano 4,32 13,1 1,6 11,7 27,3 5 Nescafé Gold 3,4 42,5 1,1 20,1 102 6 Nescafé Azera Americano 5,91 136 2,16 31,1 197 7 Amostra da invenção Robusta 3,35 8,22 1,56 4,97 14,6 8 Amostra da invenção Colombia Arabica 2,58 33,9 1,02 4,68 37,2 9 Amostra da invenção Centrals Arabica 2,67 33,4 1,03 5,32 34,5

[0134] Os Exemplos 7, 8 e 9 foram produzidos de acordo com o método aqui descrito. Os Exemplos 1 a 6 são produtos disponíveis comercialmente, dos quais 4, 5 e 6 são produtos suplementados com aditivos de café torrado e moído adicionado.

[0135] O método de quantificação de sedimento com múltiplas etapas de centrifugação possibilita a recuperação de uma grande quantidade de partículas muito finas.

[0136] A distribuição de tamanho de partícula foi medida com o Malvern 3000 após produzir uma infusão a quente do produto seco a 1,5%, por exemplo, 3 g de produto seco em 200 ml de água quente.

[0137] 3 classes de sedimento podem ser distinguidas: Classe 1 L’Or Intense, Kenco Rich e Carte Noir: Distribuição unimodal D10: < 1,5 e D90: < 15 µm Quantidade relativamente baixa de sedimento < 5,5% em peso

[0138] O tamanho de partícula muito pequeno (como baixo D90) reflete, talvez, a maneira pela qual essas partículas escaparam da coluna de extração para o extrato, ou mananas que sedimentaram no evaporador. Classe 2: Kenco Milicano, Nescafé Gold e Azera são claramente diferentes das classes 1 e 3

[0139] Distribuição bimodal (2 picos), com o pico 1 entre 1 e 10 µm e o pico 2 entre 10 e 100 µm.

Classe 3: Amostras da invenção

[0140] Distribuição unimodal, porém com uma distribuição mais ampla do que a classe 1 D10: > 1,0 e D90: > 15 µm e quantidade relativamente maior de sedimento, como > 7,5% em peso. Análise de carboidratos

[0141] A análise feita é de monossacarídeos após a hidrólise ácida.

Arabinose Galactose manose Glicose Total descrição da amostra 1 l'Or Intense 0,71 3,45 0,33 61,2 65,7 2 Kenco Rich 0,48 2,43 0,31 50,9 54,1 3 Carte Noir 0,61 3,01 0,43 69,0 73,1 4 Kenco Milicano 1,99 8,88 0,4 36,1 47,4 Americano 5 Nescafé Gold 1,34 6,36 0,37 50,7 58,8 6 Nescafé Azera 1,42 7,06 0,46 60,8 69,7 Americano 7 Amostra da invenção 0,77 2,47 0,28 42,4 45,9 Robusta 8 Amostra da invenção 0,74 3,08 0,41 54,5 58,7 Colombia Arabica 9 Amostra da invenção 0,76 3,51 0,45 55,2 59,9 Centrals Arabica

[0142] Os Exemplos 7, 8 e 9 foram produzidos de acordo com o método aqui descrito. Os Exemplos 1 a 6 são produtos disponíveis comercialmente, dos quais 4, 5 e 6 são produtos suplementados com aditivos de café torrado e moído adicionado.

[0143] Como pode ser visto, a fração de sedimentos de café insolúveis dos produtos da invenção tem um nível de Arabinose amplamente similar àquele de um produto de café solúvel que não foi suplementado com café torrado e moído.

Tipicamente, ele também tem um nível de galactose mais baixo do que um produto de café solúvel que foi suplementado com café torrado e moído.

[0144] Sem se ater à teoria, considera-se que os altos teores de arabinose nos produtos suplementados são devido à presença do material de café não extraído. Por outro lado, para os produtos da invenção, os teores são mais baixos, sendo uma reflexão do fato de que a arabinose já foi extraída na fração de café solúvel pelo processo da invenção. Teste sensorial

[0145] Dois protótipos do produto da invenção foram combinados com o produto da tecnologia atual em uma razão de 30 (produto da invenção - POI):70 (produto atual). Estes foram, em seguida, testados em um conjunto com uma amostra adicional de 100% de produto da tecnologia atual. As 3 amostras foram dadas a um painel de especialistas sensoriais que foram solicitados a dispor os produtos em pares de acordo com as similaridades/diferenças com o terceiro.

[0146] Os resultados indicam que mesmo em teores de apenas 30% em uma blenda com os produtos atuais, o protótipo é considerado mais viscoso/seco e pulverulento – todos os atributos que contribuem para a sensação bucal/corpo. Os níveis se correlacionam diretamente com os dados de tribologia. Mais óleo significa mais lubrificação, o que representa melhor sensação bucal/mais encorpado. Os efeitos são mostrados na Figura 3. Temperatura de colapso

[0147] Os produtos cristalinos têm um ponto de congelamento/fusão "eutético" bem definido, sendo este ponto chamado de temperatura de colapso. Quando se liofiliza um extrato de café concentrado, o extrato é aquecido a partir de uma temperatura inicial de congelamento de cerca de -50 °C sob vácuo. Isso permite que o teor de água sublime. A taxa de aquecimento depende do extrato e há uma temperatura de colapso acima da qual o produto terá liquefeito e estará comprometido. A temperatura e a pressão podem, então, ser aumentadas em ciclos subsequentes até que seja observada evidência de colapso ou liquefação,

indicando que o produto estava muito quente. Surpreendentemente, os inventores descobriram que a temperatura de colapso para várias amostras do produto da invenção foi maior do que para os seus produtos de café padrão.

Comportamento reológico das amostras 1 Alta Rica 2 Nescafe Gold Blend 3 Kenco Really Rich 4 Milicano 5 Percol 6 Kenco Really Rich 7 NGC Colombian 8 NGC Central 9 NGC Robusta 10 NGC Brazil

[0148] As amostras foram preparadas com 10 g de café dissolvidos em 40 g de água a 85 °C. A dissolução completa foi alcançada com agitação durante 2 minutos com uma barra de agitação de 25 mm a 150 rpm.

[0149] Essas amostras foram testadas com varreduras de cisalhamento simples entre as taxas de cisalhamento de 0,01 a 1000 s-1 usando um reômetro Discovery HR-2, com volume de amostra de 8 ml e banho de circulação ajustado para menos 4 °C. As amostras foram estudadas a temperaturas de 20 e 65 °C e a concentrações de 1,5 e 10%, em peso.

[0150] Os dados foram, em seguida, ajustados para o modelo Quemada que desenvolve percepções sobre a reologia do fluido com base na teoria de suspensões de unidades estruturais internas (SUs).

[0151] Dentro de sistemas concentrados, partículas únicas e flocos pequenos podem formar grupos cada vez maiores, cujo tamanho dependerá das taxas de cisalhamento aplicadas.

[0152] Portanto, como a viscosidade (η) é uma função da estrutura (η= f(s)). E a estrutura depende dos níveis de cisalhamento aplicados (visto que taxas de cisalhamento aumentadas irão meramente agir para dispersar as macroestruturas e mesoestruturas dos flocos nas subunidades individuais), a viscosidade pode ser expressa em termos da fração/compacidade de empacotamento, uma vez que quanto mais compacto for as SUs, maior será a compactação e, portanto, mais estrutura (viscosidade) ela terá.

[0153] Isso se deve ao fato de que a compacidade das SU's contribuirá para o nível da estrutura; Onde η é a viscosidade e Φ é a medida de compacidade.

[0154] A Figura 2 mostra os resultados dessa medição. Neste gráfico, as informações importantes são fornecidas pelas interceptações dos gráficos com o eixo y, representando a estrutura inicial das amostras de teste. As linhas, do topo para o fundo, são as amostras 9, 8, 10, 4, 7, 3, 2, 1, 6 e 5.

[0155] Pode-se concluir que, a 20% em peso, (ou seja, nas amostras concentradas) a 65 °C (perto da temperatura de consumo) as amostras 4 (Milicano) e 7 a 10 têm η0 significativamente maior. Isto significa que, de uma perspectiva microestrutural em taxas de cisalhamento mais baixas (1 s-1) que são representativas daquelas durante a mastigação e refletem a sensação bucal, essas amostras têm mais estrutura em relação às outras amostras. Isso implica que, nessas taxas de cisalhamento mais baixas, a compacidade de suas unidades estruturais é maior, ou seja, há um melhor empacotamento das unidades estruturais.

[0156] A tribologia das amostras também foi observada. "Tribologia é a ciência e engenharia de superfícies de interação em movimento relativo. Ela inclui o estudo e a aplicação dos princípios de atrito, lubrificação e desgaste". Portanto, o parâmetro para prestar atenção é o µmax, que representa o atrito máximo observado para cada amostra. Isso porque a lubrificação é indicativa da sensação bucal e um µmax mais alto indica taxas mais baixas de lubrificação, o que deve se traduzir em uma sensação bucal mais fraca.

[0157] Observou-se que, a 65 °C (temperatura de consumo), as amostras 7, 8 e 10 têm valores significativamente mais baixos para µmax, indicando um atrito mais baixo e, portanto, maior sensação bucal. A exceção é a amostra 9 (blenda Robusta) com teor de óleo mais baixo.

[0158] Exceto onde especificado em contrário, todas as porcentagens da presente invenção são expressas em peso.

[0159] Embora modalidades preferenciais da invenção tenham sido aqui descritas em detalhes, os versados na técnica entenderão que podem ser feitas variações na mesma sem se desviar do escopo da invenção ou das reivindicações em anexo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de café instantâneo para formar uma bebida de café, caracterizada por a composição compreender pelo menos 6%, em peso, de uma fração de sedimentos de café insolúveis, sendo que a fração de sedimentos de café insolúveis compreende, quando analisada após a hidrólise ácida, 1% em peso ou menos de arabinose.

2. Composição de café instantâneo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a composição compreender de 7,5 a 15%, em peso, da fração de sedimentos de café insolúveis.

3. Composição de café instantâneo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a fração de sedimentos de café insolúveis compreender, quando analisada após a hidrólise ácida, de 0,5 a 1%, em peso, de arabinose.

4. Composição de café instantâneo, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por a fração de sedimentos de café insolúveis compreender, quando analisada após a hidrólise ácida, menos que 5%, em peso, de galactose, e de preferência de 2 a 4%, em peso, de galactose.

5. Composição de café instantâneo, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por a composição de café instantâneo compreender pelo menos 0,8%, em peso, de óleos de café em peso seco, e de preferência, de 1 a 5%, em peso, de óleos de café.

6. Composição de café instantâneo, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por ter, quando analisada por difração de laser executada a úmido a uma concentração de 1,5%, em peso, um D50 menor que 10 mícrons, de preferência, de 2,5 a 7,5 mícrons.

7. Composição de café instantâneo, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por a composição consistir em café.

8. Composição de café instantâneo, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por a composição ser liofilizada ou atomizada, ou a composição de café instantâneo ser um concentrado líquido de café.

9. Método para fabricação de um produto de extrato de café, sendo o método caracterizado por compreender: (a) fornecer café torrado e moído que tem um tamanho médio de partícula de 100 a 600 mícrons; (b) misturar o café torrado e moído com água para formar uma primeira pasta fluida contendo de 15 a 30%, em peso, de sólidos de café, (c) passar a primeira pasta fluida através de uma etapa de separação de aroma para recuperar uma fração de aroma de café e formar uma pasta fluida desaromatizada; (d) passar a pasta fluida desaromatizada por um primeiro dispositivo de filtração a uma temperatura de 90 a 150 °C para formar um primeiro extrato de café e uma primeira torta de filtro; (e) adicionar água à primeira torta de filtro para formar uma pasta fluida reconstituída tendo ao menos 12% em peso de sólidos de café; (f) tratar termicamente a pasta fluida reconstituída a uma temperatura de 150 a 205 °C; (g) em seguida, passar a pasta fluida reconstituída termicamente tratada para um segundo dispositivo de filtração para formar um segundo extrato de café e uma segunda torta de filtro; (h) combinar o primeiro e o segundo extratos de café para formar um terceiro extrato de café; (i) concentrar o terceiro extrato de café para formar um quarto extrato de café com 35 a 70%, em peso, de sólidos de café; (j) adicionar a fração de aroma de café ao quarto extrato de café para formar um produto líquido de extrato de café.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o café torrado e moído ter um tamanho médio de partícula de 400 a 600 mícrons, ou sendo que o café torrado e moído tem um tamanho médio de partícula de 250 a 400 mícrons.

11. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o produto de extrato de café ser um pó solúvel, sendo que o método compreende adicionalmente: (k) secar o produto líquido de extrato de café para formar um pó solúvel.

12. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o produto líquido de extrato de café ter de 40 a 50% em peso de sólidos de café.

13. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a água na etapa (b) e/ou na etapa (e) estar a uma temperatura de 80 a 100 °C.

14. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a pasta fluida reconstituída formada na etapa (e) ter de 12 a 30%, em peso, de sólidos.

15. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a segunda torta de filtro ser submetida a um processo adicional de extração em alta temperatura para obter um extrato de café adicional a ser combinado na etapa (h) com o primeiro e o segundo extratos de café, para formar o terceiro extrato de café.

16. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a etapa (f) ser realizada em um reator de fluxo pistonado.

17. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a etapa (i) ser realizada em uma unidade de evaporação.

18. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a etapa (c) ser realizada sob vácuo.

19. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, sendo método adicionalmente caracterizado por compreender embalar o produto de extrato de café.

20. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o método ser um processo contínuo.

21. Produto de extrato de café, caracterizado por ser obtenível pelo método conforme definido em qualquer das reivindicações 9 a 20.