CN1030424C - 用超临界状态或液太co2从速溶咖啡中除去臭味物质的方法 - Google Patents

用超临界状态或液太co2从速溶咖啡中除去臭味物质的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用超临界状态或的液态CO2从速溶咖啡中除去臭味物质的改进的速溶咖啡的制备方法，该方法包括以下步骤：从焙炒的咖啡中分离并获得有价值的芳香组份；用至少两个阶段将焙炒的咖啡进行水萃取，以得到咖啡萃取物和二级咖啡萃取物；将所述芳香组份与咖啡萃取物混合，且冰冻干燥或喷雾干燥以得到速溶咖啡产物；其中所述改进之处包括在20-120℃的温度和60-400巴(bar)的压力下，将二级萃取物及附加萃取步骤的每一次萃取物与超临界状态或液态的CO2接触，以除去臭味物质。

Description

许多可在商店里买到的速溶咖啡的缺点是具有不希望有的、与生产过程有关的臭味，从而使得这种咖啡具有一种麦芽的、发酵的气味。这使得它与焙炒咖啡的品味有着明显的区别，这也是消费者对大多数速溶咖啡的认可减小的原因。
如果用来萃取的焙炒咖啡在加温的条件下在渗滤器中停留时间太长，如果对香味成分的仔细分离没有给予适当的注意，以及在接下来的部分萃取阶段一即所谓的第二、第三萃取阶段一采用更加困难的萃取条件的话，就会在速溶咖啡制备过程中形成这种臭味物质。
有许多除去或减少所不希望有的气味-减少臭味物质的尝试，如专利EP-A-0151772（Bonne和Schweinfuth）中给出了将二次萃取出的臭味物质接合至弱的碱性离子交换剂中的方法，在EP-A-O-078618（Hamell，Zanno和Hickernell）中建议为了从速溶咖啡中提取掉未经处理的、苦味的和具有金属性的物质，将其吸附到聚合树脂上;在US-A-4544567（Gottesman）中建议使用咖啡油的除去法;EP-A-0159754（Morrison）是通过采用蒸汽蒸馏法从速溶咖啡生产中的二次萃取中将臭味物除去，除去95%的糠醛一据说是一种臭味的标志-被认为是这一生产工艺的有效性的证明。
所有已知工艺中的缺点是用这种方法制备的速溶咖啡的香味质量仍不能令人满意。
本发明的目的就是获得一种制备速溶咖啡的工艺，采用它可以更有效地除去臭味物质，这些臭味物质的某些存在于含水萃取物中。
本发明的目的是通过在高压下使用超临界或液态碳酸这样一种萃取技术而实现的。本发明涉及一种速溶咖啡的制备工艺，其特征在于，为了减少臭味物质，用超临界或液态CO2在大约20-120℃的温度和60-400巴（bar）的压力下，将在焙炒咖啡的含水萃取中出现的一种或多种萃取物全部或部分地进行萃取。
本发明进一步地涉及一种制备速溶咖啡的工艺，在这种工艺中，为了分离并且得到有价值的香味组份，首先将烘咖啡进行蒸汽汽提，然后将留下的焙炒咖啡经水萃取处理，该萃取至少是二阶段，可选择的浓缩萃取物与香味组份化合或混合，并将所得的萃取物用一般的方法冻干或喷干，其特征在于，为了减少臭味物质，用超临界或液态CO2在大约20-120℃的温度和60-400巴的压力下，将在第二萃取阶段所得到的萃取物或其一部分，以及在一另外的萃取阶段所得到的每一种萃取物进行萃取。该工艺最好是在60-90℃的温度和80-160巴的压力下进行。
众所周知，为了除去咖啡因，含水的咖啡萃取溶液能用一种CO2进行萃取。因此，专利EP-A-0010637（Margolis）中描述了一种用超临界碳酸在450巴、80℃的条件下除去烘咖啡水溶液中的咖啡因的方法，CO2萃取是在一种填料塔中进行的。专利US-A-4341804（Prasad，Gottesman和Scarella）也描述了同样的效果，除去液态萃取物中的咖啡因是在装有筛板的萃取器中发生的。专利EP-A-0389747（Hubert）中描述了为了除去焙炒咖啡水溶液中的咖啡因，而用碳酸进行液体萃取，通过向上流动的被压缩的二氧化碳的注入喷咀，将含水萃取物加入到各种高度的分离塔中。
因此，在不希望同时萃取咖啡因的情况下，本发明的工艺仅适用于在第二萃取阶段中出现的萃取物，因为在第一萃取阶段中，实际上所有的咖啡因都进入到溶液中。
令人惊奇的是，在高压下用液体或临界状态的碳酸能除去这种臭味物质。以前的观点认为，对速溶咖啡的味道产生不利影响的物质是那些平均极性的物质，这些物质只能用碳酸在困难的情况下才能被萃取。尽管如此，它们能用碳酸萃取这一事实表明它们是亲脂性的物质。用气相色谱质谱仪进行分析可证实，被发现以CO2相中的臭味物质的产品包括有2-羟基-烃基-环戊烯-1-酮成分，该成分显示出强的芳香特征。
为了用经济的生产来制备出高质量的速溶咖啡，有必要改进所得到的咖啡萃取物的味道，这些萃取物是为增加产量而得到的，并且相应地长时间地经受加温。这特别应用到第二、第三阶段的萃取物上，如前所述，在已知的工艺中，尝试用弱的碱性离子交换剂、聚合树脂等类似物来除去这些萃取物中的臭味物质，然而，其结果是不能令人满意的。而使用本发明的工艺，即用液态或超临界状态的二氧化碳，在高压下萃取第二阶段的萃取物或第二阶段的部分萃取物以及其它每种萃取物，就能非常有效地除去臭味物质，得到最终是焙炒咖啡质量的速溶咖啡。
使用本发明的工艺，最好按普通方法用蒸汽将磨好的咖啡首先汽提，从而分离出主要的香味成份。接下来，对剩下的咖啡进行第一次和第二次萃取，可按照如现有技术中所述的常用法进行。香味汽提和水萃取可按照专利EP-A-0097466和US-A- 4707368中所述内容进行，或者按同一领域的德国专利申请号为P4038526，档案号JS-01所述内容进行。打算将后者的全部内容包括在此。
在第二萃取阶段所得到的萃取物通常是在比第一萃取阶段要高些的温度下进行萃取的，该萃取物含有臭味物质。按照本发明，这种萃取物要全部或部分地经过CO2萃取。在其它的萃取阶段所得到的萃取物也用同样的方法进行处理。萃取过程是在一个反向流动的萃取塔内进行，含有臭味物质的咖啡萃取溶液被送入到塔的上部区域，并且在塔的较低区内被排除。作为萃取剂的液态或超临界状态的CO2被从塔的较低端部送入，臭味物质溶化在液相中，并且用碳酸在塔的较上端部将其排出。合适的二氧化碳萃取设备，如在专利DE-A-2905078中所描述的设备，打算将其全部内容包括在此。
通过适当的内部元件[苏尔泽填充物（Sulzer Packing）〕可使得CO2萃取剂与萃取物之间进行充分的交换，从而使得从塔的较低端排出来的咖啡萃取液不含臭味物质。然后将这种萃取液与速溶过程中的其它成分一起用已知的方法进一步加工，从而制成干粉末。
臭味物质可以在一个分离器中通过把压力降低到20-200巴而被从CO2中分离出来，或者用适当的吸附剂吸附出臭味物质，这种吸附剂如离子交换剂，活性碳或分子筛。
从咖啡萃取液中萃取出臭味物质的过程以及二氧化碳的再生是一个再循环过程。通过一个泵，将载有臭味物质的碳酸导入一 个活性碳的塔中或其它合适的塔中，如分子筛或离子交换塔，从而除去臭味物质。回收的CO2能重新用于从咖啡萃取液中萃取出臭味物质。
用这一处理方法，相对于所用的萃取物的量的1-15%的IC形式的（IC    typical）、所不希望要的咖啡组份被萃取出并且被废弃掉，处理之后，最后所得到的余液实际上完全不含有臭味物质。
实施例：
含有5%固体浓缩物的32升二次萃取物，该萃取物是用一般的方法在一个二阶萃取过程中的第二阶段得到的，该萃取物在一个CO2压力萃取塔中[苏尔泽填充物13箍（Sulzer Packing 13 BX）]以反向流动被萃取。该塔直径为d＝300mm，并且长度/直径之比为20∶1，在70℃和120巴的条件下用CO2作为萃取剂进行30-40分钟的萃取。
通过把压力降到50巴，臭味物质被从CO2中分离出来，被萃取出的臭味物质的比例相对于所用的萃取物量来说为5%。
被处理过的萃取物用一般方法在一个多级蒸发器中被浓缩为含有48%的固体组份的物质并被冷却到8℃。
接下来，将处理过的二次萃取物与初始萃取物和所得到的香味一起，用一般的方法通过冻干或喷干的办法进一步地处理，从而生产出速溶咖啡粉。
不会再出现具有IC形式的（IC    typical）和所不希望有的气味。

Claims (3)

1、一种用超临界状态或液态的CO2从速溶咖啡中除去臭味物质的改进的速溶咖啡的制备方法，该方法包括以下步骤：从焙炒的咖啡中分离并获得有价值的芳香组份；用至少两个阶段将焙炒的咖啡进行水萃取，以得到咖啡萃取物和二级咖啡萃取物；将所述芳香组份与咖啡萃取物混合，且冰冻干燥或喷雾干燥以得到速溶咖啡产物；其中所述改进之处包括在20-120℃的温度和60-400巴(bar)的压力下，将二级萃取物及附加萃取步骤的每一次萃取物与超临界状态或液态的CO2接触，以除去臭味物质。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于所述CO2萃取是在60-90℃的温度下进行的。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于CO2萃取是在80-160巴的压力下进行的。
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