CN101945584B - 速溶饮料产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制备速溶饮料颗粒的方法，该速溶饮料颗粒在用水冲调时形成泡沫上表面。所述方法使用本发明还涉及的多孔基料粉末。

Description

速溶饮料产品
技术领域
本发明涉及一种用于制备速溶饮料粉末的方法，该速溶饮料粉末在用水冲调时形成泡沫上表面。所述方法使用本发明还涉及的多孔基料粉末。
背景技术
通常而言，速溶饮料用于描述如以易用水冲调成饮料的固体形式销售的茶、咖啡或类似物的产品。这类饮料通常为固体形式，在热水中易溶解。
速溶咖啡是一个用于描述如下咖啡的短语，该咖啡通过提取烘焙和研磨的咖啡，然后通常通过常规方法如冻干、喷雾干燥或类似方法将提取物复原成粉末产品而制备。
为了制备饮料，然后将热水简单地加入粉末，这样避免了由传统烘焙和研磨的咖啡制备饮料时使用的复杂耗时的方法。
但是，与烘焙和研磨的咖啡制备的咖啡饮料不同，在用热水冲调时由速溶咖啡制备的这些饮料在其上表面通常不出现细泡沫。
烘焙和研磨的咖啡所制饮料的泡沫上表面通常与用加压水和/或蒸汽进行调配的机器有关且至少部分由其引起。
已知这种泡沫正面影响消费产品时的口感，因此是许多消费者非常希望的。而且，这种泡沫起到将更多的挥发性香味留在饮料中而不使其散失到周围环境的作用，使得消费者可以体味到这种香味。
然而，速溶饮料如速溶咖啡不适用于烘焙和研磨的咖啡的调配装置，因此使烘焙和研磨的咖啡所制饮料发泡的方案无法轻易用于速溶饮料。
但是，必须通过简单混合速溶饮料产品和液体产生泡沫。
US-A-6,713,113公开了一种粉末状的可溶性发泡组分，其具有包含碳水化合物、蛋白质和夹带的加压气体的基体。所述气体在将干燥粉末加入液体时释放出来。
Wimmers等人的US-A-4,830,869和US-A-4,903,585公开了一种制备外观与卡普契诺咖啡相似的在其表面上具有厚厚一层发泡咖啡的咖啡饮料的方法。在剧烈搅拌下将称量好的一定量喷雾干燥的速溶咖啡和少量冷水混合以形成发泡咖啡浓缩物。然后加入热水以制备咖啡饮料。
Forquer的US-A-4,618,500公开了一种制备在其表面上具有泡沫的调配的espresso型咖啡饮料的方法。将蒸汽注入调配的咖啡饮料以产生泡沫。
Rhodes的US-A-3,749,378公开了一种用于发泡咖啡提取物的装置。将气体引入咖啡提取物中，然后将发泡的咖啡喷雾干燥以制备低堆积密度的可溶性咖啡产品。
类似的方法描述于Kraft Foods的EP 0 839 457 B1，在该方法中通过注入气体使可溶性咖啡粉发泡。然后使气泡尺寸减小，使得最终产品具有小于10微米的气泡。
但是仍缺少许多速溶发泡饮料，因为初始产生的泡沫在消费过程中无法保存或者结构看起来像粗泡沫而不是消费者最终所希望的细滑(柔软光滑)泡沫。备选地或附加地，可能简单地存在所产生的泡沫不稳定的问题。
目前发现，具有某种微结构的粉末能够制备在液体中冲调时产生优良的泡沫和溶解性的速溶饮料产品。
目前还发现，制备具有某种微结构的前体并使得该前体在特定条件下附聚的方法能够制备在用水冲调时产生优良泡沫的速溶饮料产品。
通过烧结来附聚食品是已知的。例如，Niro的US-A-6,497,911提及一种使用通过干燥由提取物获得的无需再增湿的粒状材料来制备水溶性咖啡或茶产品的方法。在该方法中，需要外部压实产品而导致得到内孔结构塌陷的产品。
Conopco的US-A-5,089,279涉及一种在密闭容器中进行烧结以致在烧结过程中不损失湿度的烧结方法。例如，该方法适用于生产糖果，因为其得到一种烧结的块。
Nestlé的US-A-4,394,395描述了如下一种生产食品的方法：将粉末填入模具中，轻压，然后加热烧结粉末。这样得到一种模制食品。
通用食品公司(General Foods Corporation)的US3,529,659描述了一种可用于制造速溶咖啡的冷冻颗粒的附聚方法。但是，据说冲调这些附聚物所产生的泡沫比冲调标准的喷雾干燥咖啡少。
Hills兄弟的US3,573,060涉及冻干咖啡提取物，这种咖啡提取物十分多孔，并且通过急速冷冻咖啡提取物液滴然后进对其行冻干来制造。
Windhab等人的DE19750679涉及水/油或水/油/水乳液，这种乳液被喷雾干燥并被烧结以改善其在低温下的储存。
Bonteil等人的US3,670,520还描述了喷雾冻结液体产品——例如牛奶、咖啡、果汁——的方法。
Agresearch有限公司的WO2005/105253还描述了如下一种干燥方法：液体物质——例如果汁、医药品、保健食品、茶和咖啡——被喷雾冻干。
但是，上述公开不能得到一种具有用水冲调时发泡所需的孔隙率特性的产品。
而且，已知使用烧结方法进行附聚致使产品中容纳气体的微结构(孔)部分或全部塌陷。需要解决该问题以提供一种具有所希望的泡沫上表面的饮料。
因此，本发明试图提供一种在冲调时形成具有所希望的泡沫上表面的饮料的饮料粉。
发明内容
本发明的目的通过独立权利要求而实现。从属权利要求进一步详细阐述本发明的中心思想。
因此，本发明一方面涉及一种制备速溶饮料粉的方法，其包括如下步骤：
a.提供一种多孔基料粉末
b.在低于0°的温度下烧结所述基料粉末以形成一种烧结饼，和
c.研磨所述烧结饼以获得一种粉末
d.冻干所述粉末以获得所述速溶饮料粉
由所述方法获得的速溶饮料粉也是本发明的一部分。
另一方面，本发明涉及一种多孔喷雾冷冻粉末，这种粉末具有至少35％的颗粒孔隙率、小于2.5mL/g的冰晶孔体积/容积、以及小于3微米的冰晶孔尺寸。
本发明还涉及通过冷烧结权利要求17至25中任一项所述的粉末而获得的速溶饮料粉。
根据本发明的另一方面，提供一种烧结的速溶饮料粉，这种速溶咖啡粉具有至少35％的发泡孔隙率，并且具有冰升华孔。
同样地，具有遍布于粉末颗粒的体积的冰晶升华孔的冷烧结速溶饮料粉也是本发明的一部分。
本发明的另一方面涉及一种制备速溶饮料的方法，该方法包括权利要求16或27至34所述的在液体中冲调速溶饮料粉的步骤。
附图说明
在下文中参照附图所示的一些实施例进一步描述本发明，其中：
图1示出本发明的烧结样品的SEM(扫描电子显微图)图像，该图清楚地示出颗粒之间的孔(1)、冻干后由冰晶形成的腔(2)、和喷雾干燥过程中形成的气孔(3)。
图2是烧结颗粒的SEM图像，该图清晰地示出基料粉末颗粒的附聚。
图3是SEM图像，其中冻干后由冰晶形成的腔(2)和喷雾干燥过程中形成的气孔(3)被清楚地示出。
图4是比较商购冻干咖啡(FD)和本发明产品(PI)的开孔体积的线图。
图5是本发明的冻干喷雾冷冻粉末的SEM图像。
图6是本发明的喷雾冷冻颗粒的生产工艺流程图，其中6.1是常规的咖啡液，6.2表示注入气体，6.3是混合装置，6.4是热交换器，6.5是泵，6.6示出喷雾前发泡液体的输送，6.7示出喷雾冷冻室。
图7是本发明的颗粒的示意图，该图示出颗粒(1)包括闭孔(2)、开口直径大于2微米的开孔(3)、和开口直径小于2微米的开孔(4)。
图8示出用于测量样品的crema体积的装置，其中(8.1)是用于读取泡沫体积的塑料刻度尺，(8.2)是储水器，(8.3)是冲调容器的盖，(8.4)是连接阀，(8.5)是冲调容器，(8.6)是释放阀。
具体实施方式
本发明涉及速溶饮料粉的制备。“速溶饮料”是指可通过添加液体例如热水进行冲调的任何饮料。这种饮料可以是咖啡、茶、果汁、奶昔等。
本发明涉及在用液体冲调时形成优良的泡沫上表面(也称作“crema”)从而赋予产品有利的感官特性的速溶饮料粉。
在本发明的一个实施例中，速溶饮料粉为一种颗粒。在下文中，术语“颗粒”用于描述一种可通过更小粉末颗粒的附聚获得的粉末。因此，所述颗粒包含更小的结构粉末颗粒。可以将这些更小的结构粉末颗粒部分融合以形成更大的颗粒。
在下文中，术语“粉末”和“颗粒”可互用，其用于限定本发明的烧结速溶饮料粉和用于制备所述烧结粉末的更细的粉末。根据上下文能够清楚地理解该定义。
因此，本发明涉及速溶饮料粉的制备方法，其包括首先提供多孔基料粉末。该多孔基料粉末优选为喷雾冷冻粉末。图5示出这种粉末。
喷雾冷冻技术多年前已为大家公知。该技术是喷射液体使之成为小液滴同时冷却所述小液体。
在本发明中，可根据图6示意性示出的工艺流程进行喷雾冷冻。被喷雾冷冻的液体可以是任何饮料，优选为咖啡提取物(6.1)。咖啡提取物的固体含量优选高于40％，更加优选高于50％。首先通过喷射装置在咖啡提取物中添加气体(6.2)，优选氮气，该喷射装置可均匀地配给氮气。可在高压泵之前或之后添加气体。优选地，使用混合装置(6.3)以确保气泡均匀分布。在一个优选的实施例中，使用热交换器(6.4)在注入气体后冷却发泡提取物。应使提取物的温度在0℃到60℃之间，优选在0℃到30℃之间，例如10℃到25℃，或者15℃到30℃。然后发泡提取物进入高压泵(6.5)或均质器/高速搅拌器。由此，提取物的压力可增加至65到400巴，优选85到250巴。然后发泡提取物(6.6)被泵送至喷雾冷冻塔(6.7)的顶部，在这里所述提取物被雾化。已知的喷雾冷冻工艺可通过直接或间接地接触低温液体例如液氮、冷空气和液态二氧化碳来实施。
通过这种工艺得到多孔喷雾冷冻粉末，其可用作制备本发明的速溶饮料颗粒的基料。或者，喷雾冷冻粉末可直接被冻干以产生多孔颗粒粉末，该多孔颗粒粉末可用于速溶饮料应用，例如用作速溶饮料粉末。
本发明的多孔喷雾冷冻粉末具有至少35％的颗粒孔隙率、小于2.5mL/g、优选小于2.0mL/g的冰晶孔体积，以及小于3微米、优选在0.1到3微米之间的冰晶孔尺寸。颗粒孔隙率优选在35％到85％之间，更加优选在45％到70％之间。
可通过本领域技术人员已知的技术例如水银孔隙率法等来确定颗粒的孔隙率。同样，冰晶孔体积和冰晶孔尺寸也可由水银孔隙率法和SEM来测量。
优选喷雾冷冻粉末的平均孔直径D50小于40微米，优选小于25微米。
本发明的喷雾冷冻粉末的孔尺寸分布特征在于分布跨度系数可以小于4，优选小于3，更优选小于2，最优选小于1。分布跨度系数通过X射线断层照相法获得。分布跨度通过如下公式计算：
Figure BPA00001205690700061
其中D90、D10和D50分别表示包括上述孔尺寸分布的90％、10％和50％的等效孔尺寸。孔尺寸分布基于空隙体积分布，因此，跨度系数越低，孔分布越窄和越均匀。
本发明的多孔喷雾冷冻粉末的特征还在于堆积密度为150-650g/L。多孔喷雾冷冻基料粉末的颗粒尺寸(D50)优选在50到300微米之间，更为优选在100到200微米之间。
根据本发明的方法，多孔基料然后被用于下一步的烧结步骤。烧结在低于0℃的温度下进行从而形成烧结饼。
根据一个实施例，多孔基料粉末——优选被喷雾冷冻——在烧结前被保持在低于0℃的温度。优选被保持在低于-15℃的温度，更加优选低于-30℃。之后多孔基料粉末被转移至通过烧结区的运送带。理想地，基料粉末被连续地运送到进料器/分配器内，基料粉末从这里被分配至运送带上。因此，运送带运送一床被松散地堆积在一起的基料粉末。优选在烧结前不对床进行压实。
烧结区的温度低于0℃，优选在-10℃到-30℃之间。烧结区的温度优选高于多孔颗粒的温度。产品在烧结区的停留时间少于四小时，优选少于一小时。
当基料粉末颗粒进入烧结区内时，基料粉末被加热至高于其玻璃化转变温度的温度，此时基料粉末开始融合在一起。烧结或者融合的程度随着在烧结区内的停留时间和烧结区内的温度的增加而增加。优选控制烧结，使得颗粒充分融合在一起从而保持足够强的产品结构，但是又不会过度烧结而使得内部微结构塌陷并损失气体空隙(该气体空隙负责形成crema)。由于颗粒融合在一起并发生塌陷，最终产品颗粒之间的空隙的体积(即，单个的基料粉末颗粒之间的空隙)开始减小，这抑制了最终产品的溶解性。
烧结后，优选使烧结饼通过冷却区。冷却区的温度低于烧结区的温度。通常，冷却区的温度低于-10℃，优选低于-20℃，更为优选低于-30℃。
通过研磨，烧结饼成为尺寸通常大于0.5mm，优选小于4mm的颗粒。
研磨后，使用标准方法将颗粒冻干。冻干后的颗粒的含水率通常为0.5-5％，例如0.5-4％。
在本发明的一个实施例中，所述方法的全部步骤均可在环境温度低于0℃，优选低于-15℃，更为优选低于-30℃的冷室内进行。
最终的速溶饮料颗粒类似于常规的冻干咖啡结构。但是，当在液体——通常为热水——中冲调时，本颗粒呈现优于已知产品的crema体积。例如，当使用5克的本发明颗粒在200毫升的水中冲调时，可形成至少3毫升的crema体积。可使用由连接储水器的冲调容器组成的简单装置(图8)测量产生的crema量，起初所述储水器由一个阀关闭。在冲调后，用专门的盖子密封冲调容器，在盖子顶端有一个带刻度的毛细管。然后打开冲调容器与储水器之间的阀，这样水(任意温度的标准自来水)将冲调好的饮料向上推到毛细管中，因而便于读出crema的体积。
通过本发明的方法获得的速溶饮料粉末可以是咖啡粉，或者是具有菊苣、谷物、乳制或非乳制奶(creamer)的咖啡粉、可可粉、巧克力粉或者麦芽饮料粉。这种速溶饮料粉可以与适于包含在饮料内的任何其他成分混合，例如本发明的咖啡粉可以与乳脂和/或甜味剂混合以生产适于制备例如拿铁咖啡、卡布奇诺咖啡等的咖啡混合物。
图1-3示出本发明的烧结颗粒。图2示出根据本发明的颗粒，在该图中可分辨出最初的粉末颗粒。图1是放大的SEM图像，该图示出基料粉末颗粒之间的颗粒间空隙(1)、冻干后形成的冰晶升华空隙(2)、和由初始的基料粉末孔隙率导致的闭孔(3)。这些也从可图3中清楚的看到，图3是本发明颗粒的另一张放大的SEM图像。
参照附图7，可以看到本发明的颗粒(1)具有闭孔(2)、开口直径小于2微米的开孔(4)和开口直径大于2微米的开孔(3)。另外，本发明的颗粒还具有通过冻干所述冷烧结饼而产生的冰升华空隙。
本发明的颗粒在液体内冲调时产生泡沫。因此，本发明的颗粒还可以由其发泡孔隙率来限定。
发泡孔隙率是一种对发泡起贡献和表征本发明粉末的潜在发泡能力的孔隙率度量。实际上，相较于闭孔(2)而言，开孔(3)对发泡没有起到同样的贡献，或者甚至在一些情况下根本没有贡献。开口直径小于2微米的孔(4)也可以对发泡起贡献，因为这些孔中的毛细压力大于环境压力，而这可以导致形成泡沫。在本发明中，通过计入闭孔(2)和开口直径小于2微米的开孔(4)而获得发泡孔隙率。
因此，为了测量发泡孔隙率，只计入闭孔(2)以及开口直径小于2微米的开孔(4)，因为认为这些孔对发泡起贡献。通过对发泡起贡献的孔的体积与不包括开口直径为2微米以上的开孔的体积的附聚物的体积的比值来获得发泡孔隙率。这可以通过水银孔隙率法或X射线断层照相法测量。
本发明烧结粉末的发泡孔隙率与烧结前多孔粉末的发泡孔隙率相似，为至少35％，例如至少40％或至少50％。发泡孔隙率优选为35-85％，更优选40-80％，甚至更优选40-75％，甚至更优选45-70％，最优选45-65％。
因此，具有冰升华空隙、发泡孔隙率为至少35％的烧结速溶饮料粉末也是本发明的一部分。与多孔喷雾冷冻粉末相似，优选烧结粉末具有小于2.5mL/g的冰晶孔体积，优选小于2.0mL/g。
烧结粉末内具有的冰升华空隙的尺寸小于3微米，优选在0.1到3微米之间。
根据本发明，烧结粉末具有小于80微米的闭孔平均直径D50。所述孔具有优选小于60微米，更优选小于50微米，甚至更优选小于40微米，甚至更优选小于30微米，最优选小于25微米的平均直径D50。孔尺寸分布基于空隙空间分布。
本发明烧结粉末的另一特征为它们的开孔(3)。这些开孔形成液体渗入本发明粉末的通道。该开孔的体积和尺寸越大，液体渗入量越高、溶解性越好。因此，本发明粉末可以由它们的“开孔体积”来表征，其提供了一种本发明粉末溶解能力的评估。为了测量每克粉末的开孔体积，要计入开口直径为1-500微米的间隙的体积。这可以通过水银孔隙率法测量。
本发明烧结粉末特征在于开孔体积小于3mL/g。开孔体积优选为0.5-2.5mL/g，更优选0.7-2.0mL/g。
本发明还发现影响溶解性和在冲调时所得泡沫体积的另一因素是孔，即内孔(2)和开口直径小于2微米的开孔(4)的尺寸分布。
所述烧结粉末的孔尺寸分布的特征在于分布跨度系数n小于4，优选小于3，更为优选小于2，最为优选小于1。分布跨度系数可通过与用于烧结工艺的多孔粉末相关的上述X射线断层照相法获得。
所述烧结饮料粉末优选具有100-300g/L的堆积密度。
本发明还提供一种冷烧结速溶饮料粉末，该粉末具有遍布粉末颗粒的体积的冰晶升华空隙。
本发明的烧结粉末与常规冻干粉末不同之处在于其孔径分布。图4示出商购冻干咖啡(FD)的孔尺寸分布。尺寸为1-40微米的孔通过冰晶升华形成。
本发明产品的咖啡(PI)的孔尺寸分布具有两个明显的峰值。尺寸小于3微米的孔由冰晶升华形成。尺寸在10-500微米的孔在烧结工艺过程中由于颗粒间填充/压实或颗粒间空隙形成。
包括在液体内冲调上述烧结的速溶饮料粉末的步骤的用于制备速溶饮料的方法也落入本发明内。
所述饮料优选为咖啡，或者为具有菊苣、谷物、乳制或非乳制奶的咖啡、可可、巧克力或者麦芽饮料。最为优选的是，用于冲调本发明颗粒的液体是热水，但也可以是牛奶、果汁、冷水等，这取决于期望的最终饮料。
通过下述非限制性的示例进一步对本发明进行说明。
示例
示例1
通过水银孔隙率法评估本发明烧结粉末的发泡孔隙率、颗粒孔隙率和开孔体积
使用AutoPore IV 9520进行结构评估(Micromeritics Inc.Norcrose，GA，USA)。用于Hg浸入的操作压力为0.4-9000psia(低压站为0.4-40psia，高压站为20-9000psia)。在该压力下的孔径为500-0.01μm。所报数据为在不同孔径(μm)下的体积(ml/g)。
精确称量约0.1-0.4g样品并将其填充在针入度计(体积为3.5ml，颈或毛细管主干直径为0.3mm，主干体积为0.5ml)中。
在将针入度计插入低压站后，以1.1psia/min对样品抽真空，然后切换到0.5psia的中速和900μm Hg的快速。抽真空目标为60μm Hg。达到目标后，在填充Hg之前继续抽真空5分钟。
在设定时间平衡(set-time equilibration)下进行测量。即测量采集数据时的压力点以及在设定时间平衡(10秒)模式下在该压力下的离逝时间。在该压力范围下采集约140个数据点。
由水银的初始体积和样品保持器得到颗粒的总体积。在水银浸入到直径为2微米的开孔后，得到开口直径大于2微米的开孔(3)的体积。颗粒总体积减去该体积得到包括闭孔(2)、开口直径小于2微米的开孔(4)和咖啡基体的体积的颗粒新体积。由颗粒新体积减去咖啡基体的体积得到颗粒中闭孔和开口直径大于2微米的开孔的体积。由样品的重量和咖啡基体密度得到咖啡基体的体积。发泡孔隙率是闭孔和开口直径小于2微米的开孔的体积与颗粒新体积的比值。
可以使用US 60/976,229中描述的方法测量前体粉末的颗粒孔隙率。
每克产品的直径为1-500微米的开孔的体积为“开孔体积”。通过微机控制的X射线断层照相法测定咖啡颗粒的内部结构
使用1172Skyscan MCT(Antwerpen，Belgium)以80kV和100μA的X射线束进行X射线断层照相法扫描。用Skyscan软件进行扫描(版本1.5，(build 0)A(Hamamatsu 10Mp照相机))，用Skyscan recon软件(版本1.4.4)进行重构，使用CTAn软件进行3D图像分析(版本1.7.0.3，64位)。
为了获得1μm的像素尺寸，将相机设为4000×2096像素，并将样品放置在远离位置(far position)。曝光时间为2356ms。进行180°扫描。旋转步距为0.3°，帧平均为4。
利用超过平均800片进行数据集的重构，对比度设为0-0.25。平滑度和环形伪影消除分别设为1和10。
在每像素数据集1μm下进行3D图像分析。分析分两步进行：第一步通过排除开口直径大于2微米的开孔来在待被分析的颗粒中选择要分析的颗粒，第二步获得选择的感兴趣区域的孔隙率分布。通过该技术获得的发泡孔隙率值与通过水银孔隙率法获得的数值密切匹配。选择感兴趣的体积
以30-255对每像素分辨率1μm的图像进行分段，通过去除任何小于16像素的单个斑点来进行清洁，然后通过数学形态学(半径为3像素)进行放大。通过收缩-包装函数(shrink-wrap function)来选择感兴趣的体积，然后通过数学形态学(半径为3像素)来侵蚀该体积以调节颗粒的表面。感兴趣区域的空隙空间分布：
以40-255对图像进行重装和分段。然后将发泡孔隙率计算为孔体积与感兴趣区域体积的比值。结构分离给出孔尺寸分布。
每克产品的直径小于3微米的开孔体积为冰晶体积。这被称为冰晶孔体积。也可以考虑优选0.1-3微米的范围。
示例2a-制备多孔基料粉末
1.通过可均匀分配氮气的注入装置将氮气添加至含有85％的阿拉伯咖啡(Arabica)和15％的罗布斯塔咖啡(Robusta)、且固体含量高于55％的浓缩咖啡。
2.氮气添加速率为每千克咖啡固体2.2升氮气。
3.使气体/提取混合物经过高剪切力搅拌器以确保氮气气泡的均匀散布并减小气泡尺寸。
4.使发泡提取物迅速通过热交换器，从而将提取物冷却至大约27℃。
5.然后使发泡提取物进入高压泵并被加压至135巴。
6.使用单个涡流喷嘴在135巴下将提取物雾化。
7.使用冷冻基料粉末生产具有多孔结构的冻干产品。
干燥的基料粉末可产生7.5毫升体积的crema。干燥的基料粉末具有218微米的颗粒尺寸D50和334g/L的堆积密度。
示例2b-多孔基料粉末的制备
1.通过可均匀分配氮气的注入装置将氮气添加至含有90％的阿拉伯咖啡(Arabica)和10％的罗布斯塔咖啡(Robusta)、且固体含量高于55％的浓缩咖啡。
2.氮气添加速率为每千克咖啡固体2.2升氮气。
3.使气体/提取混合物经过高剪切力搅拌器以确保氮气气泡的均匀散布并减小气泡尺寸。
4.使发泡提取物迅速通过热交换器，从而将提取物冷却至大约27℃。
5.然后使发泡提取物进入高压泵并被加压至100巴。
7.使用单个涡流喷嘴在100巴下将提取物雾化。
8.使用冷冻基料粉末生产具有多孔结构的冻干产品。
干燥的基料粉末可产生6.1毫升体积的crema。干燥的基料粉末具有226微米的颗粒尺寸D50和481g/L的堆积密度。
示例2c-多孔基料粉末的制备
1.通过可均匀分配氮气的注入装置将氮气添加至含有85％的阿拉伯咖啡(Arabica)和15％的罗布斯塔咖啡(Robusta)、且固体含量高于52％的浓缩咖啡。
2.氮气添加速率为每千克咖啡固体2.9升氮气。
3.使气体/提取混合物经过高剪切力搅拌器以确保氮气气泡的均匀散布并减小气泡尺寸。
4.使发泡提取物迅速通过热交换器，从而将提取物冷却至大约36℃。
5.然后发泡提取物进入高压泵并被加压至135巴。
7.使用单个涡轮喷嘴在135巴下将提取物雾化。
8.使用冷冻基料粉末生产具有多孔结构的冻干产品。
干燥的基料粉末可产生6.8毫升体积的crema。干燥的基料粉末具有177微米的颗粒尺寸D50和545g/L的堆积密度。
示例2d-制备多孔基料粉末
1.通过可均匀分配氮气的注入装置将氮气添加至含有85％的阿拉伯咖啡(Arabica)和15％的罗布斯塔咖啡(Robusta)、且固体含量高于59％的咖啡液。
2.氮气添加速率为每千克咖啡固体2.2升氮气。
3.使气体/提取混合物经过高剪切力搅拌器以确保氮气气泡的均匀散布并减小气泡尺寸。
4.使发泡提取物迅速通过热交换器，从而将提取物冷却至大约38℃。
5.然后发泡提取物进入高压泵并被加压至155巴。
7.使用单个涡轮喷嘴在155巴下将提取物雾化。
8.使用冷冻基料粉末生产具有多孔结构的冻干产品。
干燥的基料粉末可产生7.2毫升体积的crema。干燥的基料粉末具有113微米的颗粒尺寸D50和557g/L的堆积密度。
示例3a-制备速溶饮料颗粒
用手工制备方法使(多孔喷雾冷冻粉末)前体形成薄饼，即，将前体手工填充到尺寸为410mm×610mm×20mm的长方体盘状器皿内。
将所述饼手动转移至位于-40℃的环境温度下的不锈钢烧结带上。
所述带上的饼被运送至空气温度为-14℃的加热烧结区，停留时间为18分钟。
将烧结后进入冷却区的饼从带上取走，然后研磨成颗粒尺寸在0.6到3.2毫米的冻干状结构。
上述所有步骤均在-40℃的冷室环境中进行。
组织化处理后，在批量真空室内冻干被研磨的冷冻产品，从而产生最终的干燥产品。最终干燥产品的含水量为1.9％。
最终产品具有下述性质：
a.堆积密度＝195g/L
b.Crema体积＝4.1mL
示例3b-制备速溶饮料颗粒
在-40℃的环境温度下将示例2b中生产的(多孔喷雾冷冻粉末)前体分配在不锈钢传送带上的连续床中。床深度约为10mm。
将所述床运送进入空气温度为-11℃的加热烧结区内，停留时间为20分钟。
烧结后所述床进入冷却区，然后被研磨成颗粒尺寸在0.6到3.2毫米的冻干状结构。
上述所有步骤均在-40℃的冷室环境中进行。
组织化处理后，在批量真空室内冻干被研磨的冷冻产品，从而产生最终的干燥产品。
最终干燥产品的含水量为0.6％。
最终产品具有下述性质：
a.堆积密度＝232g/L
b.Crema体积＝6.9mL

Claims (22)

1.一种用于制备速溶咖啡粉末的方法，包括以下步骤：
a.提供通过喷雾冷冻获得的咖啡的多孔基料粉末，其中，所述多孔基料粉末具有至少35％的颗粒孔隙率，并且所述多孔基料粉末具有小于2.5mL/g的冰晶孔体积，和小于3微米的冰晶孔尺寸；
b.在低于0℃的温度下烧结所述基料粉末以形成烧结饼，其中烧结区的温度高于多孔基料粉末的温度；
c.研磨所述烧结饼以提供粉末；
d.冻干所述粉末以提供所述速溶咖啡粉末。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述速溶咖啡粉末为颗粒状。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多孔基料粉末在烧结前被保持在低于0℃的温度下。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述烧结在运送基料粉末的运送带通过其中的烧结区内进行。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述烧结区的温度高于-30℃。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述烧结饼在研磨前经过冷却区。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述冷却区的温度低于烧结区的温度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述冷却区的温度低于-30℃。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述速溶咖啡粉末的颗粒尺寸大于0.5毫米。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述速溶咖啡粉末在冻干后的含水量为0.5-5％。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所有步骤均在温度低于0℃的冷室环境中进行。
12.一种根据上述权利要求中任一项所述的方法得到的速溶咖啡粉末。
13.通过冷烧结咖啡提取物的多孔喷雾冷冻粉末得到的速溶咖啡粉末，所述多孔喷雾冷冻粉末包括至少35％的颗粒孔隙率、小于2.5mL／g的冰晶孔体积、以及小于3微米的冰晶孔尺寸。
14.一种发泡孔隙率为至少35％的烧结速溶咖啡粉末，所述速溶咖啡粉末包括冰升华空隙，其中，所述速溶咖啡粉末的冰晶孔体积小于2.5mL／g，所述冰升华空隙的尺寸小于3微米。
15.根据权利要求14所述的速溶咖啡粉末，其特征在于，所述速溶咖啡粉末的平均孔直径小于40微米。
16.根据权利要求14或15所述的速溶咖啡粉末，其特征在于，所述速溶咖啡粉末的开孔体积在0.5-2.5mL／g之间。
17.根据权利要求14或15所述的速溶咖啡粉末，其特征在于，所述速溶咖啡粉末的分布跨度系数n小于4。
18.根据权利要求14或15所述的速溶咖啡粉末，其特征在于，所述速溶咖啡粉末的堆积密度在100-300g／L之间。
19.一种冷烧结速溶咖啡粉末，包括遍及粉末颗粒的体积的冰晶升华空隙，其中，所述速溶咖啡粉末包括至少35％的颗粒孔隙率，小于2.5mL／g的冰晶孔体积，和小于3微米的冰晶孔尺寸。
20.一种制备速溶饮料的方法，包括在液体中冲调根据权利要求12-19中任一项所述的速溶咖啡粉末的步骤。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于所述液体为热水。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，在液体中冲调时，产生至少3毫升的crema。
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