CN101141887A - 衍生自咖啡果壳和咖啡果肉提取物的饮料制剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种饮料制剂包括：包含咖啡因的饮料，其中该饮料所含的咖啡因水平为约0.07－约0.30mg/ml，其为光学澄清的，且包含添加的香料；且其中该饮料包含源自咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者的提取物；其中该提取物的量－为约5－约30％，基于标准化的饮料提取物；其中所述咖啡因中至少部分来自所述提取物；所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10；且其中所添加的香料中至少部分来自从所述提取物回收的香料。

Description

衍生自咖啡果壳和咖啡果肉提取物的饮料制剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及衍生自，至少部分衍生自，咖啡果肉和/或咖啡果壳的包含咖啡因的饮料制剂，其中至少部分咖啡因衍生自源于咖啡果壳(coffee cherry husk)和/或咖啡果肉(coffee cherry pulp)的天然衍生的咖啡因，本发明还涉及制备该衍生自咖啡果壳和/或咖啡果肉的饮料制剂的方法。在另一实施方案中，本发明涉及通过去除足量的天然存在的胶质从而进一步具有良好的稳定性(例如光学澄清)的饮料制剂，还涉及制备该衍生自咖啡果壳和/或咖啡果肉的饮料制剂的方法。在另一实施方案中，本发明涉及进一步含有源自咖啡果壳和/或咖啡果肉的香料添加剂(aroma addition)的饮料制剂，以及制备该衍生自咖啡果壳和/或咖啡果肉的饮料制剂的方法。
背景技术
咖啡树是茜草科的木本四季常绿的双子叶植物。其具有垂直的主干(垂直生长的)，以及水平的第一、第二和第三分枝(斜向性的)。目前种植的主要有两种咖啡树。称为阿拉比卡(arabica)咖啡的小粒咖啡(Coffea arabica)占全世界总产量的75-80％，称为罗巴斯达(robusta)咖啡的中粒咖啡(Coffea canephora)是比阿拉比卡树更强健的树种。
阿拉比卡咖啡通常被描述为“巴西咖啡(Brazils)”(因为其产自巴西)或者“综合类(Other Milds)”(来自其他地方)。蒂皮卡(Typica)和波旁(Bourbon)是阿拉比卡咖啡树最知名的两个变种，不过已经开发了许多人工培植品种，包括卡图拉(Caturra)(来自巴西和哥伦比亚)、蒙多诺渥(Mundo Novo)(巴西)、梯高(Tico)(中美洲)、圣拉蒙(San Ramon)和牙买加蓝山(Jamaican Blue Mountain)。Canephora咖啡树产生罗巴斯达咖啡豆。罗巴斯达咖啡通常生长在中西非、整个东南亚、及南美部分地区包括巴西，在当地其最初被称为科尼伦(Conilon)。
咖啡树产生果实，通常称为“咖啡浆果(coffee cherry)”，其成熟适合采摘时变为鲜红色。咖啡浆果的表皮和果肉包裹了两颗被包覆在羊皮状的覆盖物内的咖啡豆。具体地，在浆果的红色表皮(外果皮)下是果肉(中果皮)、外层(薄壁组织)和咖啡豆的羊皮状覆盖物(内果皮)。这两颗蓝绿色的咖啡豆外还包被有另一层膜，其称为种皮或银皮(silver skin)。
通常，咖啡浆果不能被人直接食用。相反，对咖啡浆果进行进一步的加工，以去除所需有价值产物(即咖啡豆)外的所有各层。为用于焙烧(即用于人的常规食用)，对咖啡豆进行的加工或处理通常可采用以下两种方式之一来进行，1)干法，或2)湿法。在咖啡的湿法处理中，采用两个步骤来去除咖啡豆外的所有层：a)使用打浆机(pulpingmachine)，将咖啡豆与表皮和果肉(其用水清洗除去)分离，随后b)使用脱壳(hulling)步骤来去除紧密包裹咖啡豆的果壳(hull)或干燥的羊皮状层。在咖啡的干法处理中，使用脱壳步骤来去除原浆果的外壳或整个干燥的外层覆盖物。
针对本发明的目的，术语“咖啡果壳”指：a)原浆果中围绕咖啡豆的外壳或整个干燥的外部覆盖物且不包括咖啡豆，其在干法处理的脱壳过程中被去除；和/或b)紧密包裹咖啡豆的果壳或干燥的羊皮状层且不包括咖啡豆，其在湿法处理的脱壳过程中被去除。例如，针对本发明的目的，“咖啡果壳”指外果皮(即表皮)、薄壁组织和/或内果皮(即果壳(hull))或它们的任意组合。
针对本发明的目的，术语“咖啡果肉”指咖啡浆果的至少果肉部分，但不包括咖啡豆，其在湿法处理的打浆过程中被去除。
针对本发明的目的，术语“光学澄清”的饮料制剂指通过本文公开的测试方法测量得到的浊度值(haze value)低于约10个单位。
发明内容
在本发明的一个实施方案中，所述饮料制剂包括：光学澄清的饮料，其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10；且该饮料包含源自咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者的提取物；且该提取物的量为约5-约30％，基于标准化的饮料提取物。
在本发明的另一实施方案中，所述饮料制剂包括：包含咖啡因的饮料，其中该饮料所含的咖啡因水平为约0.07-约0.30mg/ml；且该饮料包含源自咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者的提取物；且该提取物的量为基准为约5-约30％，基于标准化的饮料提取物；且所述咖啡因中至少部分来自所述提取物。
在本发明的又一实施方案中，所述饮料制剂包括：包含咖啡因的饮料，其中该饮料所含的咖啡因水平为约0.07-约0.30mg/ml，且包含添加的香料；且该饮料包含源自咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者的提取物；且该提取物的量为约5-约30％，基于标准化的饮料提取物；且所述咖啡因中至少部分来自所述提取物；且所添加的香料中至少部分来自从所述提取物回收的香料。
在本发明的再一实施方案中，所述饮料制剂包括：包含咖啡因的饮料，其中该饮料所含的咖啡因水平为约0.07-约0.30mg/ml，为光学澄清的，且包含添加的香料；且该饮料包含源自咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者的提取物；且该提取物的量为约5-约30％，基于标准化的饮料提取物；且所述咖啡因中至少部分来自所述提取物；所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10；且所添加的香料中至少部分来自从所述提取物回收的香料。
在本发明的再一实施方案中，上述饮料制剂还包括如下步骤：用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；将所述至少一者的提取物与水分离；及浓缩该提取物。
附图说明
以下附图仅用于对本发明进行说明，且并不意味着将本发明限制为附图中所示的实施方案。
图1为阐明本发明一实施方案的工艺流程图。
图表A为比较实施例至实施例2的提取且浓缩的咖啡果壳的香料分析。
除已公开的那些优点和改进之外，根据以下结合附图进行的描述，可以显而易见地得到本发明的其它目的和优点。这些附图构成本说明书的一部分，并包括本发明的示例性的实施方案，且对本发明的诸多目的和特征进行了说明。
发明的详细说明
本文公开了本发明的具体实施方案；然而，应当理解所公开的实施方案仅用于对本发明进行说明，而本发明可以各种形式实施。此外，所给出的与本发明的各实施方案相关的每一实施例仅为说明性的，而非限制性的。并且，所述附图并不需要是按比例绘制的，某些特征可能被放大以显示特定组件的细节。因此，本文公开的特定结构和功能的细节不能理解为限制性的，仅作为代表性的基础以教导本领域所属技术人员采取各种方式应用本发明。
在一实施方案中，本发明涉及一种方法，其包括对咖啡果壳进行提取、澄清以及稳定化，同时涉及由该方法得到的饮料制剂。用所得提取物来制造具有温和(mildly)刺激性的包含天然咖啡因源的饮料制剂，该天然咖啡因来自所述咖啡果壳。在一实例中，所得饮料制剂不含人造刺激成分或防腐剂。
在另一实施方案中，本发明涉及一种方法，其包括对咖啡果肉进行榨汁(juice)、提取、澄清以及稳定化，同时涉及由该方法得到的饮料制剂。用所得提取物来制造刺激性的包含天然咖啡因源的饮料制剂，该天然咖啡因来自所述咖啡果肉。在一实例中，所得饮料制剂不含人造刺激成分或防腐剂。
在进一步的实施方案中，可以控制和/或保持所得饮料制剂中的来自咖啡果壳和/或咖啡果肉的咖啡因水平。例如，可以通过以下条件中的一种或多种来调节和/或保持来自咖啡果壳的咖啡因水平：a)外壳和/或果肉的提取条件(例如温度、停留时间、榨取(draw-off)因素)；b)超滤条件；c)来自阿拉比卡咖啡和/或罗巴斯达咖啡变种的咖啡提取物的混合条件；d)提取物水平条件，即通过调节饮料制剂中的提取物水平。
在一实施方案中，本发明的饮料制剂仅含有来自原料(即咖啡果壳和/或咖啡果肉)的天然衍生的咖啡因。如此，在具体的非限制性的实例中，可调节和/或保持本发明的饮料制剂，使其输送的咖啡因水平等于或高于常规的冰茶(Iced Tea)、其它商业产品(例如芬兰赫尔辛基的Roberts Coffee生产的名为“Jahwa Cahwa”的咖啡浆果汁饮品)、常规可乐以及常规功能饮料(例如“红牛”)。在其它实例中，可调节和/或保持本发明的饮料制剂，使其输送的咖啡因水平低于通常的咖啡饮料。
在一实例中，本发明饮料制剂的全部咖啡因水平仅来源于源自咖啡果壳和/或咖啡果肉的天然衍生的咖啡因，且所含咖啡因水平为约0.01-约0.5mg/ml，更特别地为约0.07-约0.3mg/ml(其相当于每355ml饮品约25-约106mg)。在另一实例中，本发明饮料制剂的全部咖啡因水平仅来源于源自咖啡果壳和/或咖啡果肉的天然衍生的咖啡因，且所含咖啡因水平为约0.15-约0.30mg/ml。在另一实例中，本发明饮料制剂的全部咖啡因水平为约0.01-约0.5mg/ml，更特别地为0.07-约0.3mg/ml，其中所述咖啡因中至少部分来源于源自咖啡果壳和/或咖啡果肉的天然衍生的咖啡因。
在进一步的实施方案中，可以控制和/或保持所得饮料制剂中的来自咖啡果壳和/或咖啡果肉的咖啡因水平。例如，可以通过以下条件中的一种或多种来调节和/或保持来自咖啡果壳的咖啡因水平：a)外壳的提取条件(例如温度、停留时间、榨取因素)；b)超滤条件；c)来自阿拉比卡咖啡和/或罗巴斯达咖啡变种的咖啡提取物的混合条件；d)提取物水平，即通过调节饮料制剂中的提取物水平。在一实例中，提取条件为：温度为约65-约85℃，更特别地约70-约80℃，停留时间为约30-约90分钟；且在一实例中，通过加入食用酸(例如柠檬酸或苹果酸)使pH值为约3-约3.3，在另一实例中，pH值为约4.5-约5.5。在另一实例中，第一阶段过滤在约10-约60℃下进行。在又一实例中，香料回收在约82(+/-约3℃)进行。
在另一实施方案中，制备饮料制剂的方法包括：获得来自咖啡果肉和/或咖啡果壳的副产物，将该咖啡果肉和/或咖啡果壳与水混合以产生包含液体部分和固体部分的混合物，将液体部分的至少一部分与固体部分分离以产生液体提取物，包括分离足量的胶质以产生稳定的最终产物，浓缩液体提取物以产生浓缩的提取物，以及将该浓缩的提取物与其它成分混合以产生饮料制剂。在另一实例中，将包含水和调味剂的混合物与咖啡浆果和/或咖啡果壳混合以产生混合物。
在又一实施方案中，混合过程中的温度可为约65-约80℃，更特别地为约70-约80℃。在另一实施方案中，在混合前，可以对咖啡果肉和/或咖啡果壳进行额外的加工步骤以强化所需物质从咖啡果肉和/或咖啡果壳中的有效提取。例如，可对咖啡果肉和/或咖啡果壳进行研磨或剪切，以降低固体的尺寸并增加其表面积。在另一实例中，也可在与水混合过程中进行研磨或剪切(例如湿磨法)。在一实例中，对咖啡果肉采用湿磨法的接触时间为约15-30分钟。
适合的提取器包括但不限于：常规的搅拌釜提取器、圆盘传送带式提取器(carousel extractor)、螺杆提取器、超声提取器、渗滤式提取器或柱式提取器。例如，对圆盘传送带式提取器，在一实例中，通过重力将咖啡果壳进料入圆盘传送带的一个腔室中。将提取物从储槽泵送到提取器的顶部，并喷洒到咖啡果壳床层上。液体渗滤通过床层并提取可溶固体。一段时间后，圆盘传送带向前移动一个区段，用较低浓度的提取物再次进行提取。以逆流的方式一个区段一个区段地重复该过程，直到最后用水冲洗基本提取完的咖啡果壳，并去除提取完的咖啡果壳。在一实例中，提取在低于100℃的条件下进行。
在另一实施方案中，对于螺杆提取器，例如，提取单元按照逆流提取原理工作。在一实例中，螺杆提取器包括被传热夹套包裹的倾斜的槽。咖啡果壳进入槽低端并且被两个相邻的螺旋状螺杆输送装置向上运送。如此，固体以螺旋运动的方式运送，从而形成逆流栓塞流提取。在另一实施方案中，将基于咖啡果壳重量的约4-约10重量份，更具体为约5重量份的水加热至约65-约80℃。将水加入咖啡果壳中。该提取器可使用夹套或对其隔热以辅助温度控制。咖啡果壳和水通过提取器的流动可以是并流的。选择系统的长度、直径和流率使得可提供至少约8-约10分钟的最低接触时间，更特别地至少60分钟。可将所得浆液分离成提取后的咖啡果壳和提起物，或运送该浆液进行进一步的间歇或连续提取。随后，任选通过常规方式从提取物中脱除香料，并随后调节至所需的固体水平，冷却并进一步加工。
在另一实施方案中，对渗滤式提取器或柱式提取器，例如，将咖啡果壳装载入第一渗滤器中。将提取物循环泵送通过咖啡果壳床层。将液体泵送通过咖啡果壳床层。一段时间后，将来自第一过滤器的提取物泵送出提取器单元，使用来自第二渗滤器的提取物在第一渗滤器中进行提取，并持续进行处理。随后，当咖啡果壳基本提取完全时，引入新鲜水，从而形成了逆流操作。
在另一实施方案中，对于“超声”提取器，例如，将蒸汽引入环绕提取单元中心的环形调节腔室(conditioning chamber)内。随后将该蒸汽注入加工物流中，从而产生动量传递。提取器单元的几何形状迫使该蒸汽变成超声状态，形成可控的冲击波。在该可控的、低压、低密度超声区域发生混合和热传递。
在又一实施方案中，通过如下方法进行后续的分离步骤，该方法包括但不限于：倾析、挤压、过滤、沉降和离心。在另一实例中，可将固体部分循环用于再次混合，以去除附加量的目标物质。
图1是说明本发明一实施方案的工艺流程图。该图仅用于说明目的而并不意味着对本发明进行限制。首先如方块10所示，咖啡果壳进料入研磨装置中。热水12进料入提取器14，还可对该热水首先进行处理13(例如除氯)。如方块14中所示，将水应用到咖啡果壳以提取所需的可溶成分。在一实例中，用约4-约15倍量的水(恒温)处理咖啡果壳。咖啡果壳与水之间的接触时间通常根据所采用的提取工艺而变化。随后，用任何适合的方法将咖啡果壳的固体残余物与水和溶解的化合物(即提取物)分离，例如方块16中所示的离心法。其后，在方块20中，对提取物进行进一步过滤以除去足量的天然存在的胶质，从而得到最终的具有稳定性(例如澄清)的饮料制剂。在可选步骤方块22中，将澄清的提取物进一步浓缩(例如使用反渗透法)。随后，如方块24中所示将提取物浓缩以产生浓缩的提取物，方块26(例如75％固体)。可选择地，浓缩器24(例如蒸发器)装配有预汽提段，以回收提取物中的挥发性组分(即香料)。如方块25所示，对挥发性组分进行回收(例如香料馏分及任选的香料浓缩物)。所得的浓缩提取物，方块28，在方块26中经过巴氏灭菌(方块27)后可方便地用于饮料制剂。如方块26中所示，收集的香料组分又加回到浓缩物中。
在另一实施方案中，工艺条件包括提取、澄清、超滤、巴氏灭菌、香料回收、蒸发、储存和装填(filling)。应当理解，工艺步骤的顺序可以变化(例如香料回收、蒸发)。例如，适合的提取设备包括但不限于：提取釜、DigMaz、咖啡柱和圆盘传送带。在另一实例中，提取时间为约30-90分钟，温度为约65-80C，榨取为约5-7。在另一实例中，适合的澄清设备包括但不限于：圆盘式离心分离器和沉降器(decanter)。在又一实例中，可在约50C进行澄清。对巴氏灭菌，例如，可采用120C的间接蒸汽加热约2秒。对于香料回收，例如，可采用约75C的板式热交换器。对于装填，例如，适合的方法包括但不限于在96C热装填约20秒。对于咖啡果肉的加工，可在提取前加入任选的湿法研磨步骤。
在另一实施方案中，除去足量天然存在的胶质的适合处理方法包括但不限于：a)通过加入果胶酶进行的酶处理；b)超滤处理(例如膜技术)；和/或c)化学处理(例如使用钙化合物来产生沉淀，或与果胶生成凝胶以便于后续通过沉淀除去)。
在一实施方案中，超滤处理采用膜过滤。例如，使用来自KochMembrane Systems，Inc.的“Super-Cor”模块。在另一具体实例中，使用由四根1英寸直径的HFM-180超滤膜管构成的Koch“Super-G”模块。在另一实施方案中，使用PCI membranes的含FP200膜的“A19”管式UF系统。在另一实例中，超滤系统包含具有150000(Koch)至200,000(PCI)k道尔顿截止(cut-off)的膜，以消除不同供应商之间的膜孔尺寸差别。
在另一酶处理的实例中，通常，存在两种主要的果胶类型，即低甲氧基化和高甲氧基化的果胶。每种果胶显示的物理和化学反应通常是不同的。低甲氧基化果胶倾向于易受钙离子影响，且通过将提取物与氯化钙接触可形成凝胶或沉淀。在一实施方案中，可采用常规方法从液体中过滤出上述沉淀，以降低果胶的含量。
在另一实施方案中，本发明方法中所采用的果胶酶是由棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)属的微生物产生的。例如，将果胶酶和/或甘露聚糖酶加入提取物中以形成第一混合物，对第一混合物进行搅动并放置预定的时间从而得到浆液。酶处理后，使酶失活(例如通过巴氏灭菌)。在另一实例中，使用来自多聚半乳糖醛酸酶类的果胶酶(例如来自Novozymes的商业产品“Pectinex”“1X/3X/5X”)。
在另一实施方案中，将果胶酶加入温度为约25-约55C的提取物中，且所得pH值为约5.5-约6.0。在另一实例中，待加入的果胶酶的量为提取物中固体重量的0.05-0.2wt％。在一实施例中，例如，在搅动的同时将混合物在约50C放置100分钟，以实现酶处理。随后，对浆液进行热处理以使果胶酶的酶作用失活。例如，可将浆液加热至约80C保持约10分钟。
在一实施方案中，在较低温度下将果胶酶和/或甘露聚糖酶进料入提取器内的提取物中以获得提取物浆液。对含果胶酶的提取物浆液进行热提取以完成提取过程，并将咖啡果壳与提取物分离。在一实施例中，随后对提取物进行巴氏灭菌和/或热浓缩。该热处理使果胶酶失活。在一连续酶处理方法的实施例中，将提取物加热至约21-63C。随后，将果胶酶连续计量入提取器中。将含果胶酶的溶液的pH值调节至约4.5-约5。在一实施例中，提取物和酶得物流优选以并流方式流过提取器。选择系统的长度、直径和流率，使得具有至少约60分钟的最低接触时间。根据所需提取程度和经济条件之间的平衡，最大停留时间为约2小时或更长。
在另一实施方案中，可对咖啡果肉和/或咖啡果壳的提取物进行香料脱除。香料脱除可在所述过程的各个部分进行。例如，可在提取过程中、提取后、过滤过程中、过滤后、超滤过程中、超滤后、果胶酶处理后和/或浓缩过程中进行香料脱除。在一实例中，浓缩并收集所脱除的香料。在另一实施方案中，如果需要，可对分离或沉降后的提取物随后进行香料脱除，以收集更多的香料。随后，将任选脱除香料后的提取物冷却，并通过离心或其它澄清方法如过滤等等来精制。在另一实施方案中，将脱除的香料以所需水平加回到浓缩的物流中以得到单一组分。
在另一实施例中，用二段板式真空蒸发器对提取物进行蒸发。该蒸发器配备有预脱气段以回收提取物中的挥发性组分(即香料)，否则这些挥发性组分会在真空蒸发过程中损失。独立地收集含挥发物的冷凝物。
在又一实施方案中，将浓缩的提取物精制到固体浓度为约4％至约10％。在又一实施方案中，提取物的温度为约49C或更低。将提取物给料入离心机，该离心机以约8000倍重力旋转约1分钟(标称时间)。弃去沉淀物，保留精制后的提取物以配制成成品饮料。在一具体实施方案中，在离心精制过程中，采用选定的提取物固体含量和特定的温度，以产生所需颜色、透明度和酸稳定性的饮料制剂。精制后，随后对提取物进行进一步浓缩。
在又一实施方案中，所述用于制备饮料制剂的方法包括巴氏灭菌步骤。任何具体情况下的处理通常依赖于微生物的特性(或该微生物产生的毒素)。例如，巴氏灭菌可在约115C进行约3秒，以破坏耐热和酸的“alycyclobacilli”的孢子，其与即食饮品店饮料的非致病性腐败变质有关。
在另一实施方案中，所添加的用于生产饮料制剂的其它组分的例子包括但不限于：水、糖、脂肪、蛋白、氨基酸、维生素、抗氧剂、多酚、咖啡酸、阿魏酸、绿原酸、抗氧剂、着色剂和其它调味剂。例如，调味剂包括但不限于：甜味剂如糖、玉米糖浆、果糖、葡萄糖、麦芽右旋糖(maltodextrose)、三氯蔗糖、环磺酸盐(cyclamate)、糖精、苯基丙氨酸、木糖醇、山梨糖醇和麦芽糖醇。
以下为饮料制剂的实施例，其说明了本发明的实施方案。例如，饮料制剂可以为约5-约30％标准化提取物(其相当于基于总液体为约0.4-约2.4％提取物固体)和约5-约15％甜味剂。
  提取物％   蔗糖％   果糖％   调味品   pH
  10   12.04   0.00   A   3.2
  7   2.64   2.64   C   3.5
  7   5.15   0.00   A   2.9
  7   6.49   6.49   B   3.5
  7   2.64   2.64   B   2.9
  7   8.67   0.00   B   3.2
  13   8.38   0.00   F   3.2
  13   4.85   0.00   C   3.5
  13   4.85   0.00   B   2.9
  7   12.21   0.00   F   2.9
  10   4.45   4.45   C   3.5
  10   9.31   3.10   B   2.9
  7   4.54   4.54   F   3.2
  7   5.17   0.00   F   3.5
  7   6.65   2.22   A   3.5
  7   3.91   1.30   C   3.2
  13   6.41   2.14   A   2.9
  13   9.19   3.06   C   3.2
  13   6.33   6.33   F   2.9
  10   3.81   1.27   F   2.9
  7   12.19   0.00   C   3.5
  13   11.89   0.00   B   3.5
  10   8.52   0.00   C   2.9
  13   6.32   6.32   A   3.5
  7   6.49   6.49   C   2.9
  10   3.80   1.27   B   3.5
  10   9.32   3.11   F   3.5
  13   2.48   2.48   C   2.9
  7   6.49   6.49   A   2.9
  13   4.37   4.37   B   3.2
  13   2.49   2.49   F   3.5
  10   2.56   2.56   A   3.2
  10   8.51   0.00   D   3.2
  10   8.52   0.00   E   3.2
  10   8.52   0.00   F   3.2
  6   10.00   0.00   3.0
其中，经过专门训练的小组发现与“A”最相近的味道(flavor)是黑莓；“B”是西番莲果；“C”是葡萄柚；“D”是芒果；“E”是草莓，而“F”是烹熟的和新鲜的苹果味，带有一点梨味的蜂蜜。其中用苹果酸调节pH值，且浓缩物低于65°白利糖度配方(Brix Recipe)％被标记为8°B固体。
在另一实施方案中，在一定时间和温度范围内，采用各种咖啡果壳/果肉对水的比例进行咖啡果壳或果肉的提取。例如，在较高的温度下，达到给定收率所需的时间较少，反之亦然。在另一实施例中，在高于约90C的温度时，通过产生的明显糊味发现提取物的质量可能下降。在又一实施例中，在降低温度时，提取物的质量可能是令人满意的，但是在一个实施例中，测试表明需要约40小时才能获得合理的收率。
在另一实施方案中，本发明方法可导致以下一种或多种结果：更好的酸稳定性、改善的颜色、透明度、冷水溶解性、味道和更高的收率。对于这些实施例的目的，使用分光比色计(例如带LabScan软件的HunterLab LabScan 2)检测颜色和透明度。通过以下参数表示产物的颜色：L*，亮度(等级从0＝黑到100＝白)；a*，红-绿等级(+a*为红；-a*为绿；数值越高色彩印象越强烈)；b*，黄-蓝等级(+b*为黄；-b*为蓝；数值越高色彩印象越强烈)。在标准化条件下照亮样品(标准光D65，标准观测器CIE 1964/1931(10°/2°))。收集漫反射光，并从获得的光谱数据计算标准色值X，& Y和Z(Y，x，y依赖于设备)。然后根据CIE LAB体系将这些转换为颜色参数L*、a*和b*。所述方法包括根据用户手册开始检测，并记录得到的色值L*、a*、b*。在每一系列样品后立即清洗比色皿。用温水洗涤比色皿，随后用去离子水漂洗。玻璃比色皿底部为石英玻璃(内部6.1cm)。在一实施方案中，制得饮料后一小时内，得到的浊度值低于约10单位，更优选5单位时是可接受的。
使用10mm比色皿传播路径，根据HL软件依据CIE LAB体系对黑/白板(tile)和L*，a*及b*和浊度进行标准化，本发明饮料制剂的颜色参数的实例包括但不限于：L＝85.51，a＝1.87，b＝29.39和浊度＝2.16；L＝88.62，a＝0.49，b＝24.4和浊度＝4.06；及L＝88.67，a＝0.44，b＝24.38和浊度＝3.56。
以下实施例仅用于对本发明进行说明，而不意味着将本发明限定为实施例中所示的实施方案。
实施例1
用约2500kg75℃的热饮用水在柱式提取器中以逆流方式对约500kg咖啡果壳(Mundo Novo种)进行提取。回收得到约2000kg可溶固体含量为6.3°白利糖度的提取液。将提取液通过Alpha Laval淤渣清除离心机在7C进行离心，以部分去除悬浮的可溶固体。随后，将离心后的提取物通过包含具有200,000k道尔顿截止的膜(即PC1膜-FP200/FPT20)的超滤体系过滤。设置过滤器，从而收集液态提取物，而膜上的滞留物则返回到进料釜。将提取物加入进料釜中以保持所需的工作水平。当所有提取物均加入后，运行所述单元直至返回的滞留物的含量降低至无法进行进一步泵送的水平。
回收得到5.5°白利糖度的提取物约1300kg。发现该提取物为清澈透亮的。分析显示果胶水平降低超过约75％，从约102mg/gm固体降至约26.5mg/gm固体。
实施例2
使用二段板式真空蒸发器对实施例1得到的超滤提取物约1300kg进行蒸发。操作条件为：约1.75巴的真空及约55-约65C的温度。该蒸发器配备有预汽提段以回收提取物中的挥发性组分(即香料)，否则这些组分会在真空蒸发过程中损失。单独收集含挥发性组分的冷凝物。蒸发器产生的咖啡浆果浓缩物的白利糖度值为约57.5°白利糖度。以下表2显示了回收的香料组分的分析。
实施例3
除对咖啡果壳(Robusta种)进行提取外，采用与实施例1中类似的条件。制得约70kg Robusta提取物。将该提取物进一步用实施例02中的条件进行超滤，但在旋转中试(pilot plant)蒸发器上进行蒸发。分别收集冷凝物和浓缩物。以下表2显示了对产物的分析，包括回收的香料组分的分析。
比较实施例
以下实施例说明了现有技术中公开的类似方法。将约10kg的咖啡果壳(巴西2004年收获的Var Mundo Novo种)与100kg85℃的去离子水在带夹套的釜内混合，并在85℃+/-1℃保持60分钟。通过锚式搅拌器以40rpm的转速对混合物进行连续搅拌。将混合物过筛以去除大的不可溶解的咖啡果壳颗粒(但并不进行超滤)。然后将液体提取物干燥以形成干燥的提取物。用旋转蒸发器通过真空蒸发来进行干燥。脱水提取物的收率约为10％。对液体提取物和浓缩物的样品进行化学分析，并与实施例1、2和3的样品进行比较。液体提取物类似，但超滤和浓缩后，实施例1-3的样品中每克所含的果胶水平降低了约96％。下表显示了产物的分析，包括回收的香料组分的分析。
下表将比较实施例与实施例3的提取的和浓缩的咖啡果壳进行了比较：
  单位   比较实施例   实施例3
  粗提取物   浓缩物   粗提取物   浓缩物
  可溶固体绿原酸如绿原酸的未鉴定的峰咖啡酸咖啡因果胶阿魏酸多酚   °白利糖度mg/gm固体mg/gm固体mg/gm固体mg/gm固体mg/gm固体mg/gm固体mg/gm固体   3430.07287907   33330.06235906   6.12.561.890.26231020.024.73   58320.12262606
实施例4
根据下表，将实施例1-3及比较实施例所得的提取物用于配制若干升批次的咖啡浆果饮料。随后，由一个专业训练的感观评定专家小组对这些饮料进行感观评价。首先，用味道和香味相关的术语对感观词汇进行定义。随后以源自统计学的轮换方式对样品进行品尝，并针对所定义的关键品质进行评分。
  代码   浓缩物   香料   蔗糖   水   总量
  克   克   克   克   克
  比较实施例提取物比较实施例浓缩物含冷凝物的比较实施例浓缩物实施例2阿拉比卡浓缩物实施例2阿拉比卡浓缩物加香料实施例3罗巴斯达浓缩物实施例3罗巴斯达浓缩物加香料   CRefBDEFG   1806170170101101104104   001610013801020   700700700700700700700   4494613045206199606161965176   7000700070007000700070007000
用苹果酸将所有样品酸化至pH3.0
所有浓缩物添加物重新计算至8白利糖度
实施例5
将实施例2和3及比较实施例的澄清的和超滤的浓缩物的样品与一定量的收集自各实施例的冷凝物混合，并通过GCMS方法进行分析。计算冷凝物的添加比率，使其相当于表1中所示，以反映最终饮料中的水平。省略了糖、酸和水，从而无需在GCMS之前制备样品。该方法设计为定量化混合物中的挥发成分。实施例2中含添加的冷凝物的样品的GCMS顶空(headspace)挥发物分析与比较实施例的浓缩物的结果比较显示，许多与味道和香味相关的化学成分的水平提高了。下表和图表2显示了产物的分析，包括所回收的香料组分的分析。
下表列举了用于GCMS化学分析的样品制剂：
  分析用GCMS样品   浓缩物   冷凝物   白利糖度
  仅比较实施例的浓缩物含冷凝物的比较实施比较实施例浓缩物含冷凝物的实施例2   100510034   050035   33.256
  实施例3浓缩物含冷凝物的实施例3Brazil Cold提取浓缩物含冷凝物的Brazil Cold   10051002   051051   5482
以下表2是实施例2中含添加的冷凝物的样品的GCMS顶空挥发物分析与比较实施例的浓缩物的结果比较。实施例2显示出众多与味道和香味相关的化学成分的水平提高了。
  化合物   感观描述   实施例2   比较实施例
  μg/白利糖度(相对于内部标准)
  2甲基丙醛   苹果   380   137
  β-大马酮   苹果、蜜、甜、烟草   1   0
  苯乙醛   新鲜，蜜   4   1
  2甲基丁醛   新鲜   375.05   122.6
  3甲基丁醛   新鲜   307   65
  2甲基丁醇   新鲜   135   1
  柠檬烯   柑桔   2   0
  芳樟醇   柑桔，花，新鲜   61   2
  α异松油烯   柑桔，松树   1   0
  萜品烯   柠檬，酸柠檬，柑桔   0   0
  Valancene   柑桔，木质   0   0
  乙酸乙酯   果味   27   0
  顺式芳樟醇氧化物   花   3.85   0.07
  反式芳樟醇氧化物   花   4   0
  藏花醛   甜，似绿叶   1   0
  乙醛   辛辣   106   27
  丁二酮   黄油样   67   40
  糠醛   甜，面包样   128   207
  己醛   酒味   210   10
  二甲基三硫化物   甘蓝   0   0
  二甲基硫化物   甘蓝   4   1
  二甲基二硫化   甘蓝   2.56   0.23
  物
图表F提供了比较实施例和实施例3的提取的和浓缩的咖啡果壳的香料分析。图表F显示包含回添成分的实施例3相比比较实施例提高了7倍。
实施例6
将实施例2和3的澄清和超滤后的浓缩物的样品与一定量的实施例2的冷凝物混合，并用于配制饮料。该饮料保留了全部阿拉比卡饮料的感观特性，且由于罗巴斯达成分而具有了更高的咖啡因水平。在更高浓度的罗巴斯达时，由于罗巴斯达浓缩物的药物气味的增强，发生了味道变化。经专门训练的小组注意到在X％罗巴斯达时发生变化，而在Y％罗巴斯达时由于药味和sacky味导致其味道无法接受。下表说明了使用阿拉比卡和罗巴斯达混合物的本发明饮料制剂的咖啡因水平。
  重量   重量   重量
  克   克   克
 实施例2阿拉比卡浓缩物   101   91   76
 实施例3罗巴斯达浓缩物   0   10   25
 实施例2阿拉比卡香料   138   138   138
 蔗糖   700   700   700
 水   6061   6061   6061
 总量   7000   7000   7000
 咖啡因mg/l   108   126   153
实施例7
将通过从成熟的咖啡果中筛除咖啡豆获得的新鲜咖啡果肉约500kg与1000kg20℃的水在混合器中粉碎，随后静置15分钟。随后，将混合物过筛通过旋转的带刷筛或水果处理机(finisher)以提取液体。回收得到3.8白利糖度的提取物约840kg。随后如实施例2中所示，对提取物进行离心和超滤。根据实施2所述对提取物进行蒸发。使用该提取物或浓缩物生产实施例4表格中所示类型的饮料制剂。
虽然，上面通过某些优选的实施方案对本发明进行了描述，本领域所属技术人员根据本文公开的内容可以显而易见地得到其它实施方案。因此，本发明不应被优选实施方案的记载所限制，而仅应当由所附权利要求来限定。

Claims (52)

1.一种饮料制剂，包括：
光学澄清的饮料，其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10；且
其中该饮料包含源自咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者的提取物；且其中该提取物的量为约5-约30％，基于标准化的饮料提取物。
2.一种饮料制剂，包括：
包含咖啡因的饮料，其中该饮料所含的咖啡因水平为约0.07-约0.30mg/ml；且
其中该饮料包含源自咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者的提取物；
其中该提取物的量为约5-约30％，基于标准化的饮料提取物；和
其中所述咖啡因中至少部分来自所述提取物。
3.一种饮料制剂，包括：
包含咖啡因且包含添加的香料的饮料，其中该饮料所含的咖啡因水平为约0.07-约0.30mg/ml；和
其中该饮料包含源自咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者的提取物；
其中该提取物的量为约5-约30％，基于标准化的饮料提取物；
其中所述咖啡因中至少部分来自所述提取物；和
其中所添加的香料中至少部分来自从所述提取物回收的香料。
4.一种饮料制剂，包括：
包含咖啡因且包含添加的香料的饮料，其中该饮料所含的咖啡因水平为约0.07-约0.30mg/ml，其为光学澄清的；和
其中该饮料包含源自咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者的提取物；
其中该提取物的量为约5-约30％，基于标准化的饮料提取物；
其中所述咖啡因中至少部分来自所述提取物；
其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10；和
其中所添加的香料中至少部分来自从所述提取物回收的香料。
5.根据权利要求1所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；及
浓缩该提取物。
6.根据权利要求2所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；及
浓缩该提取物。
7.根据权利要求3所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；及
浓缩该提取物。
8.根据权利要求4所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；及
浓缩该提取物。
9.根据权利要求1所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生光学澄清的最终饮料制剂，其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10；及
浓缩所述提取物。
10.根据权利要求2所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生光学澄清的最终饮料制剂，其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10；及
浓缩所述提取物。
11.根据权利要求3所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生光学澄清的最终饮料制剂，其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10；及
浓缩所述提取物。
12.根据权利要求4所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生光学澄清的最终饮料制剂，其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10；及
浓缩所述提取物。
13.根据权利要求1所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
从该提取物回收香料；及
浓缩该提取物。
14.根据权利要求2所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
从该提取物回收香料；及
浓缩该提取物。
15.根据权利要求3所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
从该提取物回收香料；及
浓缩该提取物。
16.根据权利要求4所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
从该提取物回收香料；及
浓缩该提取物。
17.根据权利要求1所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生具有稳定性的最终饮料制剂，其中所述稳定性检测为浊度值至少低于约10；
从该提取物回收香料；及
浓缩所述提取物。
18.根据权利要求2所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生具有稳定性的最终饮料制剂，其中所述稳定性检测为浊度值至少低于约10；
从该提取物回收香料；及
浓缩所述提取物。
19.根据权利要求3所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生具有稳定性的最终饮料制剂，其中所述稳定性检测为浊度值至少低于约10；
从该提取物回收香料；及
浓缩所述提取物。
20.根据权利要求4所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生具有稳定性的最终饮料制剂，其中所述稳定性检测为浊度值至少低于约10；
从该提取物回收香料；及
浓缩所述提取物。
21.根据权利要求9所述的饮料制剂，其中所述过滤步骤选自酶处理和超滤处理。
22.根据权利要求10所述的饮料制剂，其中所述过滤步骤选自酶处理和超滤处理。
23.根据权利要求11所述的饮料制剂，其中所述过滤步骤选自酶处理和超滤处理。
24.根据权利要求12所述的饮料制剂，其中所述过滤步骤选自酶处理和超滤处理。
25.根据权利要求21所述的饮料制剂，其中所述酶处理采用果胶酶。
26.根据权利要求22所述的饮料制剂，其中所述酶处理采用果胶酶。
27.根据权利要求23所述的饮料制剂，其中所述酶处理采用果胶酶。
28.根据权利要求24所述的饮料制剂，其中所述酶处理采用果胶酶。
29.根据权利要求21所述的饮料制剂，其中所述超滤处理采用膜。
30.根据权利要求22所述的饮料制剂，其中所述超滤处理采用膜。
31.根据权利要求23所述的饮料制剂，其中所述超滤处理采用膜。
32.根据权利要求24所述的饮料制剂，其中所述超滤处理采用膜。
33.根据权利要求1所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
在约75C用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
用离心机将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生光学澄清的最终饮料制剂，其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10，且其中使用超滤系统来对提取物进行过滤；和
从该提取物回收香料；及
浓缩所述提取物。
34.根据权利要求2所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
在约75C用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
用离心机将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生光学澄清的最终饮料制剂，其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10，且其中使用超滤系统来对提取物进行过滤；和
从该提取物回收香料；及
浓缩所述提取物。
35.根据权利要求3所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
在约75C用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
用离心机将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生光学澄清的最终饮料制剂，其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10，且其中使用超滤系统来对提取物进行过滤；和
从该提取物回收香料；及
浓缩所述提取物。
36.根据权利要求4所述的饮料，其中所述提取物通过包含如下步骤的方法制备：
在约75C用水从咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者提取可溶成分；
用离心机将所述至少一者的提取物与水分离；
过滤该提取物以除去足量的天然存在的果胶，从而产生光学澄清的最终饮料制剂，其中所述光学澄清检测为浊度值至少低于约10，且其中使用超滤系统来对提取物进行过滤；和
从该提取物回收香料；及
浓缩所述提取物。
37.根据权利要求1所述的饮料制剂，还包含占液体总量的约5-约15％的调味组分，该调味组分包括选自糖、玉米糖浆、果糖、葡萄糖、麦芽右旋糖、三氯蔗糖、环磺酸盐、糖精、苯基丙氨酸、木糖醇、山梨糖醇和麦芽糖醇的甜味剂。
38.根据权利要求2所述的饮料制剂，还包含占液体总量的约5-约15％的调味组分，该调味组分包括选自糖、玉米糖浆、果糖、葡萄糖、麦芽右旋糖、三氯蔗糖、环磺酸盐、糖精、苯基丙氨酸、木糖醇、山梨糖醇和麦芽糖醇的甜味剂。
39.根据权利要求3所述的饮料制剂，还包含占液体总量的约5-约15％的调味组分，该调味组分包括选自糖、玉米糖浆、果糖、葡萄糖、麦芽右旋糖、三氯蔗糖、环磺酸盐、糖精、苯基丙氨酸、木糖醇、山梨糖醇和麦芽糖醇的甜味剂。
40.根据权利要求4所述的饮料制剂，还包含占液体总量的约5-约15％的调味组分，该调味组分包括选自糖、玉米糖浆、果糖、葡萄糖、麦芽右旋糖、三氯蔗糖、环磺酸盐、糖精、苯基丙氨酸、木糖醇、山梨糖醇和麦芽糖醇的甜味剂。
41.根据权利要求1所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自阿拉比卡咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者。
42.根据权利要求2所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自阿拉比卡咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者。
43.根据权利要求3所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自阿拉比卡咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者。
44.根据权利要求4所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自阿拉比卡咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者。
45.根据权利要求1所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自罗巴斯达咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者。
46.根据权利要求2所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自罗巴斯达咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者。
47.根据权利要求3所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自罗巴斯达咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者。
48.根据权利要求4所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自罗巴斯达咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中至少一者。
49.根据权利要求1所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自混合的阿拉比卡咖啡和罗巴斯达咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中的至少一者。
50.根据权利要求2所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自混合的阿拉比卡咖啡和罗巴斯达咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中的至少一者。
51.根据权利要求3所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自混合的阿拉比卡咖啡和罗巴斯达咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中的至少一者。
52.根据权利要求4所述的饮料制剂，其中所述提取物衍生自混合的阿拉比卡咖啡和罗巴斯达咖啡的咖啡果壳和咖啡果肉中的至少一者。
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