CN102917595A - 健康咖啡和其生产的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制备咖啡混合物的方法以及通过该方法获得的咖啡混合物，其中，该咖啡混合物的特征在于由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品包含高量的绿原酸（CGA）和N-甲基吡啶鎓阳离子（NMP），以及可选地，低量的羧酸-5-羟基色酰胺（carboxylic acid-5-hydroxytryptamides）（C5-HT），具有极高的抗氧化活性。

Description

健康咖啡和其生产的方法
本发明涉及用于生产咖啡混合物的方法以及通过该方法获得的咖啡混合物，其中，该咖啡混合物的特征在于由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品含有大量绿原酸（CGA）和N-甲基吡啶鎓阳离子（NMP）以及可选地，少量羧酸-5-羟基色酰胺（carboxylic acid-5-tryptamides）（C5-HT），并且具有较好的抗氧化活性。
咖啡是最流行的饮品之一。消费品的常用模式包括使用可溶形式，其中干燥的咖啡提取物溶解在热水中，以及使用烘焙和磨制的咖啡（烘焙咖啡）。通常采用各种方法煮制烘焙咖啡，例如：
-在大气压下在含有热水的容器中浸泡，搅拌并沉淀咖啡颗粒；
-用冷水浸泡并在大气压下使其煮沸，而在沸腾之前或之后过滤饮品；
-在大气压下使用过滤器直接注入咖啡机中（过滤咖啡或多或少不含奶油）
-使用达到20巴的泵压，在高压下在咖啡机中直接煮制（含有奶油的咖啡、浓咖啡）。
因此，基本上有两种用于咖啡的制备技术：
-在大气压下获得咖啡饮品（过滤咖啡）
-在高压下获得咖啡饮品（含有奶油的咖啡）。
由于不同的制备技术，初始咖啡的特点也是不同的，并且用特定的煮制方法优化：
-相对轻度和快速地烘焙过滤咖啡（约1.5至约5分钟）
-相对重度和缓慢地烘焙含有奶油的咖啡/浓咖啡（约8至约20分钟）。
过滤咖啡具有清淡的芳香味，没有任何明显的苦涩或烧制味，而含有奶油的咖啡/浓咖啡的特征为独特的烘焙、强烈和有时苦涩的味道。
当改变煮制压力时，不同组的物质以不同的程度从初始咖啡中释放，致使感官味道改变。因此，当在高压下在装置中煮制时，在得到的饮品中相对轻度和快速烘焙的咖啡将变得特别地酸。相反，在大气压下，使用煮制方法获得的咖啡（该咖啡是相对重度和缓慢烘焙的）产生了朝向烟熏味、苦涩、烧焦味的不期望的感官味道。
因而，根据咖啡制造商确定的各自的煮制方法将初始咖啡调至期望的感官特性。因此，在消费者期望产生相对轻度和快速烘焙的咖啡以及相对重度和缓慢烘焙的咖啡的混合物方面，对制造商来说不是显而易见的。
绿原酸（CGA）是生咖啡豆和烘焙咖啡豆抗氧化活性的重要介导因素。然而，在烘焙生咖啡豆期间，CGA加速降解，并产生重要的新组分，这些新组分不仅影响得到的咖啡饮品的抗氧化活性，而且影响其感官特征。特别地，在烘焙期间CGA是通过热解大量降解的，借此产生苦味内酯衍生物、如咖啡酸和奎尼酸的CGA子结构、以及低分子的羟基苯。
通常，当烘焙咖啡豆时，可以看出CGA的浓度和烘焙程度之间的线性关系，其中，较重度烘焙与较低浓度的CGA有关。
葫芦巴碱是生咖啡中在咖啡因之后第二重要的生物碱，其也在烘焙期间强烈降解。得到的降解产物除了其他包括，对于得到的咖啡饮品的香气可以是重要的那些物质、上述NMP以及N-甲基吡啶鎓（N-methylpicolinium）阳离子、吡啶衍生物烟酰胺和烟酸。特别关注NMP涉及有益的健康相关的效应，因为其可以上调使细胞避免氧化应力的II相解毒酶的表达。烘焙的咖啡越黑，产生的NMP越多，即烘焙程度和烘焙的咖啡豆的NMP含量之间有紧密联系。葫芦巴碱的另一种重要的降解产物是烟酸，也已知为维生素B3，其在体内转化为烟酰胺，并且其作为辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）的一部分是相当重要的。
通常，当烘焙咖啡豆时，在NMP的浓度和烘焙程度之间可以看出线性关系，其中较重度的烘焙与高浓度的NMP相关（Stennart and Maier,Zeitschrift fur Lebensmitteluntersuchung und Forschung 196:430-434,1993）。
阿拉比卡咖啡的咖啡豆的干重中含有约0.79至1.05%的葫芦巴碱，而罗布斯塔咖啡的豆的干重中含有约0.32至0.68%的葫芦巴碱，阿拉比卡咖啡和罗布斯塔咖啡的杂交体阿拉布斯塔咖啡的豆的干重中含有约0.58%的葫芦巴碱（Stennart and Maier,Zeitschrift fur Lebensmitteluntersuchungund Forschung 196:430-434,1993）。阿拉比卡和罗布斯塔在化学上彼此十分不同。化学成分分析是区分该两物种的产物的适宜工具（Martin,M.J.,F.Pablos,and G.A.Gustavo,Discrimination between arabica and ribusta greencoffee varieties according to their chemical composition.Talanta,1998.46(6):p.1259-1264）。在罗布斯塔中不仅葫芦巴碱的水平较低（参见上文），咖啡因的水平也是显著较高的（Maier，H.G.,Kaffee.Grundlagen undFortschritte der Lebensmitteluntersuchung und Lebensmitteltechnologie.Vol.18.1981,Berlin Hamburg:Paul Parey.199）。
生咖啡豆的表面覆盖有称为咖啡蜡的层。咖啡蜡是可溶于有机溶剂的脂肪类物质的复杂混合物。按重量计达0.3%的咖啡豆是咖啡蜡。咖啡蜡的主要成分是C5-HT，其是敏感性人群中由咖啡消耗所引起的胃部刺激的主要原因。在未经处理的生咖啡豆中C5-HT的含量是变化的，其中，来自阿拉比卡咖啡的豆包含约为来自中果咖啡豆的两倍的C5-HT。在烘焙期间C5-HT降解至生咖啡豆中的含量的约50%。为了更显著地降低烘焙咖啡豆中C5-HT含量的方法包括在烘焙之前对生咖啡豆蒸汽处理和/或脱蜡，然而蒸汽处理使C5-HT降低约10至25%。此外，使生咖啡豆脱咖啡因对于降低C5-HT含量是有效的。最近，咖啡中的C5-HT可以清楚地显示与刺激胃酸分泌相关。因此，降低咖啡豆中的C5-HT可以降低咖啡特异的胃酸分泌以及降低敏感性人群中产生的胃部刺激。
因此，高量的CGA提供高的抗氧化活性，高量的NMP提供上调II相解毒酶的表达，并且低量的C5-HT预防不成比例的胃酸分泌。然而，因为CGA在烘焙期间降解，因此只能以所述烘焙咖啡豆中仅低量的NMP和相对高量的C5-HT为代价，通过仅轻度烘焙生咖啡豆获得烘焙咖啡中高量的CGA。反之，只能以低量的CGA为代价，通过强烈烘焙生咖啡豆获得烘焙咖啡豆中高量的NMP和低量的C5-HT。
EP 1 808 078A1描述了每10g的烘焙咖啡豆具有相对降低的量的咖啡因以及含有3mg以上的烟酸化合物和10mg以上的美拉德反应产物（Maillard reaction product）的改性咖啡。而EP 1 808 078A1的第4页上的化学式A适用于烟酸（niacin）和烟酰胺，其不适用于N-甲基吡啶鎓。此外，上述专利申请没有披露烘焙使用的咖啡豆。在所述文档中不能找到关于烘焙程度或烘焙颜色的信息。另外，EP 1 808 078A1没有教导在特定的烘焙过程中用作原料的生咖啡的量，因此不能使本领域技术人员推断出取决于每次烘焙方法中使用的生咖啡的量的得到的烘焙程度或烘焙颜色。
此外，WO 87/04598披露了在烘焙咖啡豆后向最终产物中加入CGA。这是根据现有技术中在烘焙咖啡豆之前不向咖啡豆中加入CGA的强烈偏见，因为烘焙引起CGA的热降解（Trugo,L.C.and R.Macrae,A study of theeffect of roasting on the chlorogenic acid composition of coffee using HPLC.Food Chemistry,1984.15:p.219-227；Clifford,M.N.Chlorogenic acids-Their characterisation,transformation during roasting,and potential dietarysignificance,in 21ème Colloque Scientifique International sur le Cafe.2007.Montpellier,France,11-15septembre 2006:ASIC,Paris:p.36-49）。
因此，本发明潜在的技术问题是提供用于产生咖啡混合物的方法，即其特征在于其自身，以及由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品，具有高的抗氧化活性，引起II相解毒酶表达的上调以及可选地预防不成比例的胃酸分泌，其中，同时应当用有益的感官性质表征所述咖啡饮品。
以上技术问题的解决是通过权利要求中限定的实施方式实现的。
特别地，本发明涉及用于产生咖啡混合物的方法，其中，咖啡混合物的特征为在标准条件下由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品含有至少65mg/L的N-甲基吡啶鎓阳离子（NMP）以及至少550mg/L的绿原酸（CGA），该方法包括以下步骤：（a）提供阿拉比卡咖啡的咖啡豆，这些咖啡豆已在190°C至210°C下滚筒烘焙至少10分钟至约45至60标份（标度，scaleparts）的黑度；
（b）提供阿拉比卡咖啡的咖啡豆，这些咖啡豆已在240°C至270°C下通过旋转流化床（RFB）烘焙至多5分钟至约75至约90标份的中等程度；
（c）混和至少两种组分，其中，一种混和组分由根据（a）的咖啡豆组成，一种混和组分由根据（b）的咖啡豆组成，其中，根据（a）的咖啡豆形成60至80%（w/w）的该混合物，根据（b）的咖啡豆形成20至40%（w/w）的该混合物。
在本发明更优选的实施方式中，步骤（c）中至少一种混合组分由根据（a）的咖啡豆构成，其中，至少一种混和组分由根据（b）的咖啡豆构成，其中，根据（a）的咖啡豆形成混合物的65至80%w/w，更优选70至80%w/w，更优选75至80%w/w，更优选60至75%w/w，更优选60至70%w/w，更优选60至65%w/w，更优选65至75%w/w，更优选65至70%w/w，更优选70至75%w/w，并且根据（b）的咖啡豆形成混合物的20至40%w/w，更优选20至35%w/w，更优选20至30%w/w，更优选20至25%w/w，更优选25至40%w/w，更优选25至35%w/w，更优选25至30%w/w，更优选30至40%w/w，更优选30至35%w/w，更优选30至40%w/w，更优选35至40%w/w。
在本发明的方法优选的实施方式中，该方法进一步包括在烘焙之前，将含有至少一种化合物的至少一种混和组分添加至生咖啡豆的步骤，该化合物选自由CGA和葫芦巴碱所组成的组。
也可以在烘焙期间加入添加组分，例如在Torrefacto过程中（Torrefacto烘焙，也称为），其中在烘焙过程结束时加入液体糖和添加组分。
在另一方面，本发明涉及咖啡混合物，其特征为在标准条件下由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品，通过用于产生咖啡混合物的方法可获得的该咖啡混合物含有至少65mg/L的N-甲基吡啶鎓阳离子（NMP）和至少550mg/L的绿原酸（CGA），该方法包括以下步骤：
（a）提供阿拉比卡咖啡的咖啡豆，这些咖啡豆已在190°C至210°C下滚筒烘焙至少10分钟至约45至60标份的黑度；
（b）提供阿拉比卡咖啡的咖啡豆，这些咖啡豆已在240°C至270°C下通过旋转流化床（RFB）烘焙至多5分钟至约75至约90标份的中等程度；
（c）混和至少两种组分，其中，至少一种混合组分由根据（a）的咖啡豆构成，其中，至少一种混合组分由根据（b）的咖啡豆构成，以及其中，根据（a）的咖啡豆形成混合物的60至80%（w/w），根据（b）的咖啡豆形成混合物的20至40%（w/w），优选进一步包括在烘焙之前将含有至少一种化合物的至少一种混和组分添加至生咖啡豆，该化合物选自由CGA和葫芦巴碱所组成的组。
如在本文中使用的术语“咖啡”意味着磨制的咖啡粉或咖啡豆。因此，根据本发明的咖啡混合物是咖啡粉混合物或咖啡豆的混和物，其中咖啡的来源可以是相同的或不同的。
在本发明的方法和咖啡混合物的一个实施方式中，步骤（c）中的混和组分含有咖啡豆，并且根据本发明的咖啡混合物是咖啡豆的混合物。在本发明优选的实施方式中，如果根据本发明的咖啡混合物是咖啡豆的混合物，在煮制咖啡饮品之前磨制咖啡豆，优选达到选自由精细、中等和粗制所组成的组中的级别。磨制咖啡豆的方法在本领域中是已知的。
在本发明的方法和咖啡混合物的另一个实施方式中，步骤（c）中的混和组分含有咖啡粉，并且根据本发明的咖啡混合物是咖啡粉的混合物。在本发明的方法的优选实施方式中，如果根据本发明的咖啡混合物是咖啡粉的混合物，那么在步骤（a）和（b）中提供的咖啡豆已在步骤（c）之前磨制。
本领域的技术人员已知由咖啡混合物煮制咖啡饮品的标准条件。在优选的实施方式中，用于由咖啡混合物煮制咖啡饮品的标准条件选自由以下各项所组成的组：
在大气压下在含有热水的容器中浸泡咖啡混合物，搅拌并沉淀咖啡颗粒；在大气压下用冷水浸泡咖啡混合物并使其煮沸，而在沸腾之前或之后过滤饮品；
在大气压下使用过滤器（以较少的泡沫过滤咖啡）将咖啡混合物直接注入咖啡机中；以及
使用达20巴的泵压，在高压下在咖啡机中直接煮制咖啡混合物（含有奶油的咖啡、浓咖啡）。
在更优选的实施方式中，标准条件如下：使用约600ml的自来水在带有4号咖啡过滤器的咖啡机（典型地在大气压下用标准的滴注过滤器过滤器-咖啡机煮制）中煮制约29.5g的咖啡混合物。如果考虑的是全豆，在所述标准条件下使用具有约420μm的磨研细度的那些（在体积含量为63.2%下通过Helos激光衍射分析仪测定的中等粒度）。
在另一个优选的实施方式中，使用包含根据本发明的磨制咖啡混合物的袋，该咖啡混合物装在由滤布形成的袋中，由该咖啡混合物煮制咖啡饮品。在现有技术中已知用于由咖啡粉袋煮制咖啡的方法和装置。例如，在该实施方式中用于煮制的标准条件如下：在适用于煮制咖啡的咖啡机中使用咖啡粉袋和自来水煮制咖啡粉袋中约7至8g的咖啡混合物，获得约125ml的咖啡饮品。
在另一个优选的实施方式中，使用包含根据本发明的磨制咖啡混合物的胶囊，该磨制咖啡混合物装在固体胶囊（capsule）中，优选塑料胶囊，由该咖啡混合物煮制咖啡饮品。在现有技术中已知用于由咖啡粉胶囊煮制咖啡的方法和装置。例如，在该实施方式中用于煮制的标准条件如下：在适用于煮制咖啡的咖啡机中使用固体咖啡粉胶囊和自来水煮制咖啡粉胶囊中约7至8g的咖啡混合物，获得约40至125ml的咖啡饮品。
如在本文中使用的术语“N-甲基吡啶鎓”和“NMP”不仅涉及其离子形式的N-甲基吡啶鎓，而且涉及盐形式的N-甲基吡啶鎓，例如作为N-甲基吡啶鎓碘化物、N-甲基吡啶鎓氯化物、N-甲基吡啶鎓氢氧化物或N-甲基吡啶鎓硫酸盐。
如在本文中使用的术语“绿原酸”和“CGA”涉及可以在咖啡豆中发现的所有绿原酸，并且包括咖啡酰奎尼酸异型，新绿原酸、n-绿原酸和隐绿原酸，以及二咖啡酰奎尼酸异型异-1-绿原酸、异-2-绿原酸、和异-3-绿原酸。
在本发明的方法和咖啡混合物的优选实施方式中，由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品具有咖啡饮品中CGA的浓度与NMP的浓度之比为6至12，更优选7至10，最优选7.5至9。
在本发明的方法和咖啡混合物的优选实施方式中，由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品含有至少65mg/L的NMP，更优选至少70mg/L的NMP，更优选至少75mg/L的NMP，更优选至少80mg/L的NMP，更优选至少85mg/L的NMP，更优选至少90mg/L的NMP，更优选至少90mg/L的NMP以及至少550mg/L的CGA，更优选至少600mg/L的CGA，更优选至少650mg/L的CGA，更优选至少700mg/L的CGA，更优选至少750mg/L的CGA，更优选至少800mg/L的CGA，更优选至少850mg/L的CGA。此处限定的NMP的任何值与此处限定的CGA的任何值的任意组合在本发明优选的实施方式内。
如在本文中使用的术语“羧酸-5-羟基色酰胺”和“C5-HT”涉及所有可以在咖啡豆中发现的那些羧酸-5-羟基色酰胺，并且包括βN-C18:0-至βN-C24:0-酰基-5-羟基色酰胺，如硬脂酰-5-羟基色酰胺、arachinoyl-5-羟基色酰胺、山嵛酰氧基-羟基色酰胺、和二十四烷基-5-羟基色酰胺。在优选的实施方式中，C5-HT是βN-烷酰基-5-羟基色酰胺。
在本发明的方法和咖啡混合物优选的实施方式中，在标准条件下由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品含有至多200mg/L的C5-HT，更优选150mg/L的C5-HT，更优选100mg/L的C5-HT，更优选至多80mg/L，更优选至多60mg/L，最优选至多40mg/L的C5-HT。
这些特性，即NMP、CGA、和C5-HT的特定浓度和/或比率，是本发明的咖啡混合物的有益生理性质的直接原因，这些有益生理性质即高抗氧化活性和对胃的弱刺激。
根据本发明的方法和咖啡混合物的优选实施方式，至少一种混合组分的生咖啡豆是在烘焙之前脱蜡和/或脱咖啡因的。本领域已知用于使生咖啡豆脱蜡的方法。例如，可以通过van der Stegen描述的方法进行脱蜡（vander Stegen,G.H.D.,The effect of dewaxing of green coffee on the coffee brew,Food Chemistry 4(1),pp.23-29,January 1979）。此外，本领域已知用于使生咖啡豆脱咖啡因的方法，例如通过用乙酸乙酯、二氯甲烷（DCM）、或超临界CO2处理咖啡豆。
在本发明的方法和咖啡混合物的另一个优选实施方式中，至少一种混合组分的生咖啡豆是在烘焙之前经蒸汽处理的。本领域已知用蒸汽处理生咖啡豆的方法。
在本发明的方法和咖啡混合物的优选实施方式中，通过在真空中浸透或在标准大气压下浸渍或经伴有随后在机械干燥器中干燥的冻干恢复至初始生咖啡的含水量。
在本发明的方法和咖啡混合物的优选实施方式中，在至少一种混合组分的生咖啡豆中添加CGA或包含CGA的提取物，以便在经添加的生咖啡豆中CGA的最终量高于在添加之前生咖啡豆中CGA的量的10%（w/w）至300%（w/w）。在本发明的方法和咖啡混合物的另一个优选实施方式中，添加CGA的至少一种混合组分的生咖啡豆，以便经添加的生咖啡豆中CGA的最终量高于添加之前生咖啡豆中CGA的量的至少10%（w/w），更优选至少20%（w/w），更优选至少30%（w/w），更优选至少50%（w/w），更优选至少100%（w/w），更优选至少150%（w/w），更优选至少200%（w/w）以及最优选至少250%（w/w）。在本发明的方法和咖啡混合物更优选的实施方式中，添加CGA的至少一种混合组分的生咖啡豆，以便经添加的生咖啡豆中CGA的最终量高于添加之前生咖啡豆中CGA的量的至多300%（w/w）。
在本发明的方法和咖啡混合物的优选实施方式中，添加葫芦巴碱或包含葫芦巴碱的提取物的至少一种混合组分的生咖啡豆，以便在经添加的生咖啡豆中葫芦巴碱的最终量高于添加之前生咖啡豆中葫芦巴碱的量的10%（w/w）至300%（w/w）。在本发明的方法和咖啡混合物的另一个优选实施方式中，用葫芦巴碱经添加的至少一种混合组分的生咖啡豆，以便在经添加的生咖啡豆中葫芦巴碱的最终量高于在添加之前生咖啡豆中葫芦巴碱的量的至少10%（w/w），更优选至少20%（w/w），更优选至少30%（w/w），更优选至少50%（w/w），更优选至少100%（w/w），更优选至少150%（w/w），更优选至少200%（w/w）以及最优选至少250%（w/w）。在本发明的方法和咖啡混合物更优选的实施方式中，用葫芦巴碱经添加的至少一种混合组分的生咖啡豆，以便在经添加的生咖啡豆中葫芦巴碱的最终量高于添加之前生咖啡豆中葫芦巴碱的量的至多300%（w/w）。
也可以结合添加的两种方法，即添加CGA或包含CGA的提取物以及葫芦巴碱或包含葫芦巴碱的提取物。
在本发明的方法和咖啡混合物的优选实施方式中，咖啡混合物包含已烘焙至深度的咖啡以及已烘焙至中等程度的咖啡，其比率为60:40（深度：中等）至80:20（深度：中等）。在本发明的方法和咖啡混合物更优选的实施方式中，咖啡混合物包含已烘焙至黑度的咖啡，以及已烘焙至中等程度的咖啡，其比率为60:40（深度：中等）、65:35（深度：中等）、70:30（深度：中等）、75:25（深度：中等）、或80:20（深度：中等）。
在本发明的方法和咖啡混合物的另一个优选实施方式中，咖啡混合物包含40%（w/w）至20%（w/w）已烘焙至中等程度的咖啡，更优选35%（w/w）至20%（w/w），更优选30%（w/w）至20%（w/w），以及最优选25%（w/w）至20%（w/w）。在本发明的方法和咖啡混合物进一步优选的实施方式中，咖啡混合物包含40%（w/w）、35%（w/w）、30%（w/w）、25%（w/w）、或20%（w/w）已烘焙至中等程度的咖啡。
在本发明的方法和咖啡混合物另一个优选的实施方式中，咖啡混合物包含80%（w/w）至60%（w/w）已烘焙至黑度的咖啡，更优选80%（w/w）至65%（w/w），更优选75%（w/w）至65%（w/w），以及最优选70%（w/w）至65%（w/w）。在本发明的方法和咖啡混合物进一步优选的实施方式中，咖啡混合物包含80%（w/w）、75%（w/w）、70%（w/w）、65%（w/w）、或60%（w/w）已烘焙至黑度的咖啡。
在本发明特别优选的实施方式中，咖啡混合物包含以下各项：
阿拉比卡咖啡的约30%（w/w）的咖啡豆，其已通过旋转流化床（RFB）烘焙，在约260°C下烘焙约3分钟至约80标份的烘焙程度；以及
阿拉比卡咖啡的约70%（w/w）的咖啡豆，其已经在约200°C下滚筒烘焙约20分钟至约50标份的烘焙程度。
在本发明更优选的实施方式中，咖啡混合物由以下各项构成：
阿拉比卡咖啡的约30%（w/w）的脱蜡咖啡豆，其已经通过旋转流化床（RFB）烘焙，在约260°C下烘焙约3分钟至约80标份的烘焙程度；以及
阿拉比卡咖啡的约70%（w/w）的脱蜡咖啡豆，其已在约200°C下滚筒烘焙约20分钟至约50标份的烘焙程度。
本发明的方法和咖啡混合物的优选实施方式包括未经添加的、添加葫芦巴碱的和/或已烘焙至黑度的咖啡豆与未经添加的、添加葫芦巴碱的和/或已烘焙至中等程度的添加CGA的咖啡豆，其以任意本文中限定的咖啡混合物中各自的咖啡豆的比率或总量，并且以任意本文中限定的添加CGA和/或葫芦巴碱的咖啡豆的量，以及当咖啡粉替代咖啡豆时获得的各自的混合物。例如，本发明的方法和咖啡混合物的优选实施方式包括下列各项的混合物：已烘焙至黑度的未经添加的咖啡豆与已烘焙至中等程度的未经添加的咖啡豆、已烘焙至黑度的添加葫芦巴碱的和/或添加CGA的咖啡豆与已烘焙至中等程度的未经添加的咖啡豆、已烘焙至黑度的未经添加的咖啡豆与已烘焙至中等程度的添加葫芦巴碱的和/或添加CGA的咖啡豆、已烘焙至黑度的添加葫芦巴碱的和/或添加CGA的咖啡豆与已烘焙至中等程度的添加CGA的咖啡豆、以任意本文中限定的咖啡混合物中各自的咖啡豆的比率或总量，并且以任意本文中限定的添加CGA和/或葫芦巴碱咖啡豆的量，以及当混合咖啡粉替代咖啡豆时获得的各自的混合物。
关于颜色，认为低于60标份的烘焙程度，例如低于50标份，或低于45标份是深度的。认为约75至约90标份的烘焙程度，例如约80至约90标份、约85至约90标份、或约75至约80标份是中等的。认为至少90标份的烘焙程度是浅的。根据由制造商提供的各自的方案，例如通过使用颜色检测装置，即由Schaltex GmbH生产的Dr.Lange-LFM 1、Dr.Lange-LK 100、或RSM 2，本领域的技术人员可以容易测定烘焙程度。
在本申请优选的实施方式中，已烘焙至中等程度的咖啡豆是使用流化床烘焙1.5至5分钟、1.5至4分钟、或1.5至3分钟烘焙的。在本申请的另一个优选实施方式中，已烘焙至黑度的咖啡豆是使用滚筒烘焙8至25分钟、10至25分钟、15至25分钟、8至20分钟、10至20分钟、或15至20分钟烘焙的。
在图22中可以看到在用于进行滚筒烘焙的滚筒中分批烘焙的实例，在图23中可以看到可以用于滚筒烘焙的滚筒烘焙装置。
在图24中可以看到用于进行流化床烘焙的流化床烘焙滚筒的实例，并且在图25中可以看到旋转流化床烘焙器的实例。
在本发明的方法和咖啡混合物进一步优选的实施方式中，由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品具有抗氧化活性和/或是胃部友好的。
只要咖啡豆来自于阿拉比卡咖啡，例如来源于哥伦比亚或巴西的阿拉比卡咖啡，不限制可以用于本发明的咖啡混合物和方法的咖啡豆。
在优选的实施方式中，本发明有益地提供了用于产生咖啡混合物的方法，其中，尽管现有技术中的偏见，但是在烘焙咖啡豆之前向咖啡豆中加入CGA和/或葫芦巴碱。用于获得根据本发明的混合物的方法在优选的实施方式中提供了最终产物，尽管如在图20和21中显示的在烘焙期间所述组分的热降解，该最终产物比常规咖啡烘焙方法的最终产物具有更高的CGA和/或葫芦巴碱。
出乎意料地，在根据本发明优选的实施方式中，在烘焙之前将CGA加入咖啡豆的烘焙过程期间的热改变导致由所述豆煮制的咖啡的感官优势。特别地，绿原酸是消费者感觉愉悦的芳香刺激化合物的前体。除了这些挥发性的芳香组分，在CGA的烘焙期间也产生了区别于该产物的香味的非挥发性苦味剂。纯的绿原酸是酸的、苦的和涩的。另外，绿原酸和其降解产物是决定咖啡产物的颜色和抗氧化能力本质的深度部分的重要组分。因此，在本发明优选的实施方式中，通过在烘焙咖啡豆之前加入CGA和/或葫芦巴碱，本申请提供了包含另外有价值的咖啡组分的咖啡混合物，并且将如酸、苦和涩的不需要的味道降低至最小。由根据本发明的混合物煮制的咖啡饮品的感官分析没有显示任何不期望的气味。
图示出了：图1：5-邻绿原酸和相关降解产物的结构。
图2：在生咖啡豆烘焙期间5-邻绿原酸降解的示意图。
图3：由已在190°C至280°C下烘焙4分钟的咖啡豆制备的咖啡饮品中绿原酸、caffeoylchinids、儿茶酚、4-乙基儿茶酚、焦棓酚、3-甲基儿茶酚、和4-甲基儿茶酚的定量分析。
图4：由已在260°C下烘焙10分钟的咖啡豆制备的咖啡饮品中咖啡酰奎尼酸、caffeoylchinids、儿茶酚、4-乙基儿茶酚、焦棓酚、3-甲基儿茶酚、和4-甲基儿茶酚的定量分析。
图5：在添加CGA的生咖啡豆（A）、中度烘焙的咖啡豆（B）、和重度烘焙的咖啡豆（C）、以及由所述中度和重度烘焙的咖啡豆（D）制备的咖啡饮品中CGA的含量。图6：咖啡因、葫芦巴碱、和葫芦巴碱降解产物的结构。
图7：在生咖啡豆烘焙期间葫芦巴碱降解的示意图。
图8：由已经在260°C下烘焙1至10分钟的咖啡豆制备的咖啡饮品中葫芦巴碱、NMP、烟酸、N-甲基吡啶鎓、烟酸甲酯、和烟酰胺的定量分析。
图9：由已经在190°C至280°C下烘焙4分钟的咖啡豆制备的咖啡饮品中葫芦巴碱、NMP、烟酸、N-甲基吡啶鎓、烟酸甲酯、和烟酰胺的定量分析。
图10：由在烘焙之前已添加葫芦巴碱经的中度和重度烘焙的咖啡豆制备的咖啡饮品中NMP的含量。
图11：由烘焙至轻度、中度或重度后脱蜡的或脱咖啡因的咖啡豆制备的咖啡饮品的四种不同C5-HT的含量（A），所述咖啡饮品的NMP的含量（B），以及所述咖啡饮品和由商用咖啡豆制备的咖啡饮品中的比率NMP/C5-HT*100（C）。
图12：使用作为小胶囊的Heidelberg pH探针评估胃分泌，该小胶囊可以容易地被先证者吞服并且将在其通过人的胃（如果需要通过整个肠胃区）的流动期间永久地传送环境液体的pH。
图13：优化的混合物与那些市售混合物、仅给予水（=对照）以及基础（=未处理）的效果的比较。
图14：由各自独立的志愿者的基础分泌时间（A）或AUC（B）相对计算的log2转化的数据（统计：成对的F检验，单边，$=p<0.05，n=9）。
图15：碳酸氢盐攻击后pH恢复的不同时间流程的比较：分别为基础（黑色曲线，没有进一步处理）、低NMP咖啡（红色曲线）、以及高NMP咖啡。其清楚地证明了碱性碳酸氢盐攻击后高NMP咖啡延长pH恢复的时间，表明了对胃酸分泌的抑制效果。
图16：饮品中NMP和粉末中NMP的定量数据的关系。
图17：粉末中的NMP数据（pg/g）与由饮品浓度计算的理论NMP含量的数据的关系。
图18：竞争者的咖啡（WB）、研究的咖啡和参照咖啡的NMP（mg/l）/C5HT（pg/l）x100。X轴上的数值指示以标份的烘焙颜色。
图19：先进性指数（Advanced index）：NMP/C5HTx咖啡因
图20：在恒定烘焙气体温度（260°C）下在咖啡烘焙期间绿原酸（CGA）和N-甲基吡啶鎓（NMP）含量的变化。
图21：在恒定的烘焙时间（240s）下在咖啡烘焙期间绿原酸（CGA）和N-甲基吡啶鎓（NMP）含量的变化。
图22：滚筒中的分批烘焙（修改的附图，来自DeutscherKaffeeverband.de）：分批烘焙经由“干锅原理（frying pan principle）”使用接触热。分批烘焙过程进行8至20分钟的烘焙时间。
图23：滚筒烘焙装置（修改的附图，来自Deutscher Kaffeeverband.de）。
图24：流化床烘焙器（修改的附图，来自Deutscher Kaffeeverband.de）：流化床中的烘焙使得烘焙时间较短。使用对流热分批烘焙过程需要1.5至8分钟的烘焙时间。
图25：Neuhaus Neotec的旋转流化床烘焙器。
1=烘焙室、2=冷却室、3=烘焙器分离器、4=主燃烧器、5=烘焙器通风机、6=催化后补燃器系统、7=烘焙器进料箱、8=烘焙器排料箱、9=冷却器通风机、10=冷却器分离器、11=冷激系统、12=活瓣式分流器、13=消声器、14=出口消声器、15=过滤器。
在没有限制在其中的情况下，现在将在以下实施例中进一步示出本发明。
实施例
实施例1：生咖啡豆烘焙期间绿原酸的降解
生咖啡豆烘焙期间，由热解强烈降解绿原酸（参照图2）。咖啡中最丰富的绿原酸是咖啡酰奎尼酸。因此，在生咖啡豆的烘焙期间3-邻咖啡酰奎尼酸、5-邻咖啡酰奎尼酸、和4-邻咖啡酰奎尼酸的降解以及caffeoylchinids和羟基苯儿茶酚、焦棓酚、3-和4-甲基儿茶酚、和4-乙基儿茶酚的产生（参照图1），是通过测量热水提取物中上述化合物的浓度测定的。在190°C至280°C下烘焙样品4分钟（图3）并且在260°C下烘焙样品1至10分钟（图4）。
如可以从图4得到的，在260°C下咖啡酰奎尼酸迅速降解，在2至4分钟80%的该化合物被热解。同时，产生甲基儿茶酚、焦棓酚和咖啡酰奎尼定（caffeoylchinids）。在3分钟时达到奎尼定（chinids）的最大浓度后它们迅速降解，上述羟基苯的浓度保持不变，其中，最丰富的羟基苯是儿茶酚和4-乙基儿茶酚。
实施例2：向生咖啡豆中添加绿原酸
主溶液(dominant bath)：来自巴西咖啡的生咖啡豆是通过真空渗透添加绿原酸的。为了这个目的，首先通过在水浴中反复浸泡生咖啡豆产生所谓的“主溶液”，然后废弃这些豆。（通过）那种方法，达到主溶液和生咖啡豆之间的平衡。在主溶液中进行添加，以免在添加过程期间任何化合物浸出。
添加过程：通过真空渗透将绿原酸添加至生咖啡豆，其中，使咖啡豆浸没在添加溶液，即绿原酸溶解在其中的主溶液中并施真空（200m巴以下）30分钟。然后废弃添加溶液，在40°C下小心地干燥生咖啡豆6小时直至在处理之前再调整咖啡豆的初始含水量（11%）。添加溶液包含所有的六种绿原酸（新绿原酸、n-绿原酸、和隐绿原酸、以及异-1-绿原酸、异-2-绿原酸、和异-3-绿原酸）。
结果：在体积为1200ml的包含50g或100g绿原酸的添加溶液中处理生咖啡豆。未经处理的咖啡豆以及用不包含绿原酸的添加溶液处理的咖啡豆用作对照。表1和图5A示出了咖啡因和CGA的含量。
表1：在添加CGA的生咖啡豆中咖啡因和CGA的含量
Figure BDA00002332486000181
Figure BDA00002332486000191
经处理和未经处理的咖啡相似的咖啡因含量显示了添加溶液中的浸出是非常低的。同时，添加CGA可以显著提高生咖啡豆的CGA含量。然后将经处理的和未经处理的咖啡豆分别烘焙至80标份和50标份的烘焙程度，并测定CGA含量。结果显示在表2以及图5B和图5C中。
表2：添加CGA的烘焙咖啡豆中CGA的含量
如可以从上述数据得出的，添加CGA的生咖啡豆中得出的CGA的增加也可以在烘焙咖啡豆中得出，特别是重度烘焙的豆中（50标份），其中，CGA含量达到高于添加CGA的豆中和轻度烘焙的豆（80标份）中的25%，其中CGA含量达到高于添加CGA的豆中的50%。在图5D中显示了由以上咖啡豆制备的咖啡饮品的CGA含量。如可以从所述图得出的，添加CGA的烘焙咖啡豆中得出的增加的CGA含量也可以在各自的咖啡饮品中得出，再次特别是由重度烘焙的豆煮制的咖啡饮品中。
总之，可以添加CGA生咖啡豆，其可以使烘焙咖啡豆中，特别是重度烘焙的豆中增加的CGA含量以及在各自的咖啡饮品中增加的CGA含量。
实施例3：生咖啡豆烘焙期间葫芦巴碱的降解
生咖啡豆烘焙期间，葫芦巴碱强烈降解（参照图7）。因此，生咖啡豆烘焙期间葫芦巴碱的降解以及降解产物NMP、烟酸、N-甲基吡啶鎓、烟酸甲酯、和烟酰胺的产生（参照图6），是通过测定热水提取物中上述化合物的浓度测定的。在260°C下烘焙样品1至10分钟（图8）并且在190°C至280°C下烘焙样品4分钟（图9）。
如可以由图8得出的，葫芦巴碱的浓度呈S形曲线，其中，在260°C下在开始的4分钟期间浓度最剧烈地降低。在2至4分钟产生NMP，4分钟后已达到最大浓度。进一步烘焙不会进一步产生。N-甲基吡啶鎓也是如此，虽然其浓度低于NMP的50倍。在开始的7分钟期间产生烟酸，之后其浓度再降低。对于烟酸甲酯得到了相同的表现，其中浓度低50至70倍。整个烘焙过程中烟酰胺的浓度保持不变。
如可以由图9得出的，在220°C下烘焙4分钟不足以显著热解葫芦巴碱。在240°C下烘焙4分钟开始葫芦巴碱的降解以及其降解产物的产生。在230°C下开始产生NMP，在240°C至260°C最剧烈地产生NMP。在230°C下产生N-甲基吡啶鎓并且显示指数曲线。在240°C下烟酸以及烟酸甲酯的浓度增加。在测试的温度内烟酰胺的浓度保持不变。
总之，NMP是葫芦巴碱的主要降解产物，25%的葫芦巴碱降解为NMP。在260°C下烘焙5分钟后NMP的浓度达到最大值。然而，在此时仅70%的葫芦巴碱降解。5分钟后，NMP的浓度保持稳定，然而进一步产生烟酸甲酯和烟酸。因而，可以通过烘焙提高NMP的浓度，但仅达到由生咖啡豆的天然葫芦巴碱含量限定的特定程度。
实施例4：向生咖啡豆中添加葫芦巴碱
通过冻干在来自巴西咖啡的生咖啡豆中添加葫芦巴碱，然后干燥并烘焙至中度和重度。表3和图10显示了在由所述烘焙豆制备的咖啡饮品中NMP的含量。未经处理的和经水处理的咖啡豆用作对照。
添加过程。通过向生咖啡豆中加入含水葫芦巴碱氯化物（Fluka）溶液，向生咖啡豆中添加葫芦巴碱，随后经冻干直至处理之前再调整咖啡豆的初始含水量（11%）。外添葫芦巴碱的剂量等于9mmol/kg生咖啡或每kg生咖啡12.6Trig x HCl（Fluka）。
表3：由添加葫芦巴碱的烘焙咖啡豆制备的咖啡饮品中NMP的含量（9mmol/kg的生咖啡）
样品 NMP[mg/L]
未经处理80标份 35.59
未经处理50标份 71.18
经葫芦巴碱处理75标份 58.75
经葫芦巴碱处理52标份 127.28
如可以由上述数据得到的，可以通过向生咖啡豆中添加葫芦巴碱提高咖啡饮品中NMP的含量。
实施例5：咖啡饮品中NMP和CGA的浓度之比
根据标准方法煮制的咖啡饮品中测定NMP的浓度和CGA的浓度之比。用相同的研磨器将咖啡豆磨制成420μm的细度。在表4中显示了由已烘焙至不同程度的混和咖啡豆煮制的咖啡饮品的各自的数据。
表4：烘焙咖啡豆样品的烘焙程度、NMP含量、CGA含量、以及NMP和CGA之比
Figure BDA00002332486000211
实施例6：生咖啡豆中C5-HT的降低
C5-HT是敏感性人群中咖啡特异性胃酸分泌和胃部疼痛的主要介导因素。因为C5-HT包含在覆盖未经处理的生咖啡豆的蜡层中，所以使生咖啡豆脱蜡可以显著降低C5-HT。因为使生咖啡豆脱蜡和脱咖啡因使用的溶剂是相同的，所以脱咖啡因同样降低C5-HT。
因此，将生咖啡豆脱蜡或脱咖啡因然后烘焙至不同程度。在由所述豆制备的咖啡饮品中分析C5-HT的含量（图11A）。此外，分析了上述咖啡饮品中NMP的含量（图11B）并且定义了NMP浓度与C5-HT的浓度之比（NMP/C5-HT*100；图11C）。
实施例7：胃酸分泌
要求九名健康志愿者接受在本文中设计的实验。针对由德国市场的五种主要零售咖啡以等份（即20%g/每g）组成的普通咖啡测试优化的混合物（富含NMP、去除C5-HT）。优化的混合物包括以下成分：
阿拉比卡咖啡的30%（w/w）的脱蜡咖啡豆，其已通过旋转流化床（RFB）烘焙，在约260°C下烘焙约3分钟至约80标份的烘焙程度；以及
阿拉比卡咖啡的70%（w/w）的脱蜡咖啡豆，其已在约200°C下滚筒烘焙约20分钟至约50标份的烘焙程度。
在标准过滤咖啡机中产生咖啡饮品。在早晨消耗饮品，在1分钟内排空胃，用约35°C的温度。水充当对照。结果表示为每（单位）时间在曲线下面积的改变[AUC/分钟]，并且为了进一步证明显著的正效应，使数据进行如图12中显示的log转化。
采取零假设，使用单边统计方法，市售混合咖啡可以以比优化的混合物更强烈的方式刺激胃酸分泌。因而，给予优化的混合物延长了时间，以在碱性碳酸氢盐刺激后比市售混合咖啡更有效地恢复初始pH。如图13中显示的log2转化的数据证实了这些结果。
因此，如与普通咖啡相比可以证明的，优化的咖啡混合物显著降低了胃酸分泌。
如图14A显示的，该申请的经优化的混合物使得恢复至初始pH值显著需要更长的反应时间。因此，经优化的混合物曲线下的面积（AUC）也显著大于市售混合物（图14B）。进行了单边统计比较，因为预期了经优化的去除C5HT和富含NMP的咖啡混合物对胃酸分泌的刺激弱于中度烘焙的市售混合物，由于如图15中显示的在之前的试验中相似的结果。
实施例8：从进入饮品的粉末中去除NMP
在图16中，Y轴显示了咖啡粉末中NMP的定量数据（pg/g），而X轴显示了咖啡饮品中获得的NMP浓度（mg/l）。用900ml的水煮制48g的咖啡粉末制备标准咖啡饮品，获得820ml（+50ml）的咖啡饮品。
为了将从咖啡饮品中获得的值转化为存在于咖啡粉末中的值，从饮品获得的浓度（mg/l）应当乘以0.82I，并且应当除以使用的咖啡粉末的量。乘以1000将NMP的浓度从mg/l转化为pg/l，以便获得的结果是以pg/g（ppm）表示的。
C（NMP粉末）=C（NMP饮品，mg/l）x1000x0.82l/48g
当综合商时，计算换算因子，其取决于获得的饮品的量。使用典型量的饮品，该因子I是17.1。
C（NMP粉末）=c（NMP饮品，mg/l）x17.1
当线性补偿方程的斜度商被迫通过0，并由存在的引用数据（经验实际值）获得，并计算理论关系（因子17.1=理论公称值）时，分别获得1.06或106%。
该计算背景是源于为获得验证参数“回收率”的仪器分析的下列关系。
回收率=100%x实际/公称
在存在一系列数据点的情况下，
回收率=100%x斜率（补偿方程实际）/斜率（补偿方程公称）
通过乘以0.82I并除以48g（上文给出），从饮品数据（NMP以mg/l的浓度）计算出粉末的理论量，并将从粉末获得的量针对计算数据绘图时，从如图17显示的被迫通过0的线性补偿方程的斜度直接获得了提取回收率。
实施例9：研究的咖啡、竞争者的咖啡和对照咖啡的比较
如在本文中使用的NMP/C5-HT指数是咖啡饮品中以mg/l的NMP浓度与以g/l的C5-HT浓度的商乘以100。图8中显示了研究的咖啡、竞争者的咖啡和参照咖啡的这种指数。
研究的咖啡包括以下：
阿拉比卡咖啡的30%（w/w）的脱蜡咖啡豆，其已经通过旋转流化床（RFB）烘焙，在约260°C下烘焙约3分钟至约80标份的烘焙程度；以及
阿拉比卡咖啡的70%（w/w）的脱蜡咖啡豆，其已经在约200°C下滚筒烘焙约20分钟至约50标份的烘焙程度。
为了区分研究的咖啡和竞争者的咖啡，应当确定包含咖啡因和不含咖啡因的咖啡进一步可能的区别。因为脱蜡导致C5-HT而不是咖啡因的降低，如图19中显示的，通过乘以咖啡因含量（mg/l）扩大NMP/C5HT指数。由图19中描绘的数据点，其总结了每种咖啡的三个分析参数，本领域的技术人员清楚本研究的咖啡与所有竞争者的咖啡或参照咖啡（市售混合物）的性质。

Claims (13)

1.一种用于生产咖啡混合物的方法，其中，所述咖啡混合物的特征在于，在标准条件下由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品含有至少65mg/L的N-甲基吡啶鎓阳离子（NMP）和至少550mg/L的绿原酸（CGA），所述方法包括以下步骤：
（a）提供阿拉比卡咖啡的咖啡豆，所述咖啡豆已在190°C至210°C下滚筒烘焙至少10分钟至约45至60标份的黑度；
（b）提供阿拉比卡咖啡的咖啡豆，所述咖啡豆已在240°C至270°C下通过旋转流化床（RFB）烘焙至多5分钟至约75至约90标份的中等程度；
（c）混和至少两种组分，其中，一种混和组分由根据（a）的咖啡豆组成，一种混和组分由根据（b）的咖啡豆组成，其中，根据（a）的咖啡豆形成60至80%（w/w）的所述混合物，根据（b）的咖啡豆形成20至40%（w/w）的所述混合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（a）和（b）中提供的所述咖啡豆已经在步骤（c）之前磨制。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括在烤制之前将至少一种化合物添加到至少一种混和组分的生咖啡豆中，所述化合物选自由CGA和葫芦巴碱所组成的组。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，咖啡饮品中CGA的浓度与NMP的浓度之间的比率为6至12。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述咖啡饮品包含至多200mg/L的羧酸-5-羟基色酰胺（C5-HT）。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，至少一种混合组分的所述生咖啡豆是在烘焙之前经蒸汽处理的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，至少一种混合组分的所述生咖啡豆是在烘焙之前脱蜡和/或脱咖啡因的。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其中，添加生咖啡豆的所述步骤是通过真空渗透进行的。
9.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其中，添加生咖啡豆的所述步骤是通过冻干进行的。
10.一种咖啡混合物，其特征在于，在标准条件下由所述咖啡混合物煮制的咖啡饮品含有至少65mg/L的N-甲基吡啶鎓阳离子（NMP）和至少550mg/L的绿原酸（CGA），所述咖啡混合物通过根据权利要求1至9任一项所述的方法可获得。
11.根据权利要求10所述的咖啡混合物，所述咖啡混合物是咖啡豆混合物或咖啡粉混合物。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的咖啡混合物，其中，咖啡饮品中CGA的浓度与NMP的浓度之间的比率为6至12。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的咖啡混合物，其中，所述咖啡饮品包含至多200mg/L的羧酸-5-羟基色酰胺（C5-HT）。
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