CN103327823A - 具有改进的发泡性质的产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过使用未烘烤的咖啡固体实现的发泡性质的改进。具体地,本发明涉及溶解时具有改进的发泡性质的干燥的可溶性粉末。所述产品具有至少20%的发泡颗粒孔隙率。

Description

具有改进的发泡性质的产品
发明领域
本发明涉及通过使用未烘烤的(unroasted)咖啡固体实现的发泡性质的改进,具体地,本发明涉及溶解时具有改进的发泡性质的粉末产品。
背景
液体的发泡在许多应用(例如,许多食品和饮料应用,如咖啡、可可等的制备)中是重要的。因此液体形成泡沫的能力和泡沫的稳定性是重要的。在一些情况中,液体例如饮料由干燥的可溶性粉末制备。在这种情况中,当粉末溶解时形成稳定的泡沫可能是所期望的,例如由速溶粉末制备的espresso就是如此,其中细小的泡沫层(即所谓的克丽玛(crema))的存在对消费者感觉饮料质量而言是重要的。此外,如果espresso由液体咖啡提取物制得(例如在自动售货机中),则期望形成细小的、稳定的克丽玛。WO2009/040249(Nestec S.A.)描述了溶解时产生良好的克丽玛的干燥的可溶性咖啡提取物的制备方法。仍然需要改进咖啡提取物的发泡性质。
发明概述
发明人已经发现,未烘烤的咖啡固体改进当气体被释放入液体时(例如通过溶解多孔发泡粉末)形成的泡沫的体积和稳定性。因此,本发明涉及一种干燥的可溶性粉末产品,其包含未烘烤的咖啡固体并且具有至少20%的发泡颗粒孔隙率。在另一些实施方案中,本发明涉及制备干燥的可溶性粉末的方法;制备发泡的咖啡饮料的方法;和未烘烤的咖啡固体在改进液体的发泡性质中的用途。
附图简要说明
图1显示了冲调包含不同量的绿咖啡固体的多孔咖啡粉末后不同时间的泡沫。
发明详述
本发明涉及发泡液体和可用于制备发泡液体的粉末。本发明的发泡液体的实例是饮料,例如咖啡。速溶咖啡粉末用于制备咖啡饮料是公知的,是可用于制备本发明的发泡液体的粉末的一个实例。咖啡饮料或速溶咖啡粉末是由咖啡提取物制备的。发泡液体是通过将气体引入液体以产生足量的气泡而在液体顶部形成泡沫来制备的。可通过向液体中引入气泡(例如通过手动或用适合的机器搅动或搅拌液体来向液体中引入气泡)直接在液体中产生泡沫,例如,在咖啡饮料被消费前即刻的咖啡饮料的情况中。也可以由干燥的可溶性粉末(例如,可溶性或速溶咖啡饮料粉末形式)产生泡沫,所述可溶性粉末是多孔的并且当粉末溶解时含有以气泡形式被释放的气体。这类粉末可通过干燥液体(例如液体咖啡提取物)以形成干燥的多孔可溶性粉末来制备。当冲调时,例如在用热或冷的水或牛奶冲调可溶性咖啡粉末以形成咖啡饮料的情况下,粉末的孔中所网罗的气体将被释放入液体并且在表面上形成泡沫。
未烘烤的咖啡固体
未烘烤的咖啡固体意指没有经受烘烤过程的咖啡固体。本发明的咖啡固体是来源于咖啡植物的任何化合物,排除水。本发明的咖啡固体优选来源于咖啡豆。咖啡固体的烘烤通常对生的绿咖啡豆进行,然后对豆进行碾磨和提取,但也可以对碾磨的咖啡豆或已经干燥的可溶性咖啡固体的提取物进行。烘烤意指咖啡豆或咖啡提取物的干燥的或几乎干燥的热处理,与例如在水中蒸煮或烹制咖啡豆(例如在压力下进行)相反。在烘烤咖啡豆过程中,发生干燥。在烘烤前绿咖啡豆通常包含约12-16%水,作为烘烤的结果,水份水平被降低,例如降低至约2%。因此烘烤不同于在水中或用水蒸气进行的热处理。烘烤咖啡的目的通常是显现出烘烤的咖啡的特定香味特征。这些香味是由诸如咖啡固体的热解(pyrolisation)和美拉德反应等过程所导致的。
在本发明的一个实施方案中,烘烤意指在高于200°C的温度下、在低于4%(以重量计)、优选低于3%的水份水平下的热处理。水份水平应理解为待烘烤的咖啡豆或咖啡提取物中所含有的水的比例。如上文所解释的那样,烘烤开始时的水份水平可高于4%,但烘烤过程中,水份水平被降低至低于4%,优选低于3%。
本发明的未烘烤的咖啡固体可通过任意适合的方法获得。在一个优选的实施方案中,未烘烤的咖啡固体来源于生咖啡豆(也称为绿咖啡豆)的提取。当提取时,绿咖啡豆可以是完整的或碾磨的。优选用水、优选不使用有机溶剂提取绿咖啡豆。可以以任意适合的方式用水提取绿咖啡豆。绿咖啡豆和/或烘烤的咖啡豆的水提取方法是本领域公知的。例如,US5,972,409公开了绿咖啡豆的适合的提取方法,通过引用将该文献合并入本文。优选用水在高于130°C、例如高于140°C或高于150°C的温度下提取绿咖啡豆。可以在一个或多个阶段中在不同的温度下(例如,第一个阶段在低于120°C下,第二个阶段在高于140°C下)进行提取。
本发明的产品优选在产品中包含至少1g未烘烤的咖啡固体/100g总咖啡固体,例如至少2g或至少5g未烘烤的咖啡固体/100g总咖啡固体。如果需要,产品的所有咖啡固体可以均是未烘烤的咖啡固体,但是在本发明的一个优选的实施方案中,产品包含1g-90g未烘烤的咖啡固体/100g总咖啡固体,更优选5g-80g未烘烤的咖啡固体/100g总咖啡固体,甚至更优选10g-70g未烘烤的咖啡固体/100g总咖啡固体,或20g-50g未烘烤的咖啡固体/100g总咖啡固体。
干燥的可溶性粉末
干燥的可溶性粉末意指由可溶于液体、优选可溶于水的颗粒组成的粉末。粉末是干燥的,意指它们不包含水或包含少量水,使得它们以固体状态出现。在一个方面,本发明涉及干燥的可溶性粉末,其包含未烘烤的咖啡固体并且具有至少20%、优选至少30%、更优选至少35%、最优选至少40%的发泡孔隙率。
发泡孔隙率是促成发泡的孔隙率的量度,表征本发明的粉末的潜在发泡能力。实际上,与闭合孔相比,开放孔不会促成同样多的发泡,或者甚至在一些情况中根本不促成发泡。具有小于2微米的开放直径的孔也可促成发泡,因为这些孔中的毛细管压力大于环境压力且这能使得泡沫形成。在本发明中,发泡孔隙率是通过包括闭合孔和具有小于2微米的开放直径的开放孔获得的。
因此,对于测定发泡孔隙率的目的而言,仅考虑闭合孔和具有小于2微米的开放直径的开放孔,因为认为它们促成发泡。发泡孔隙率是通过促成发泡的孔的体积与排除具有大于2微米的开放直径的开放孔的体积的聚集物的体积的比例获得的。这可以通过水银孔隙率测定法(mercuryporosimetry)或X-射线断层照相法(X-ray tomography)来测定。
通常发现常规的非发泡咖啡粉末的发泡孔隙率小于15%。
本发明的可溶性粉末颗粒优选具有至少40%、优选至少55%、甚至更优选至少70%的总孔隙率。在一个优选的实施方案中,粉末颗粒总孔隙率为65%-85%,更优选65%-80%,甚至更优选70%-80%,最优选70%-75%。
可以通过本领域已知的方法测定总孔隙率。例如,可以通过下面的方程计算总孔隙率:(Vp-Vcm)/Vp·100,其中Vp是颗粒的总体积,Vcm是颗粒中基质的体积。这些值可以通过标准测量方法例如水银孔隙率测定法来测定,也可以通过X-射线断层照相技术来测定。
因此,本发明的粉末的特征在于它的高孔隙率,其使得冲调时粉末形成的克丽玛的量增加。
本发明的粉末的孔可具有小于80微米、优选小于60微米、更优选小于40微米、最优选小于25微米的平均直径D50。可以通过X-射线断层照相术测定颗粒中孔的尺寸分布。
本发明的粉末的特征还可在于颗粒中孔的尺寸分布的跨度因子(n),其是由X-射线断层照相术获得的。分布的跨度因子是通过下面的方程计算的:
Figure BDA00003545688200041
其中D90、D10和D50分别表示直径,其中90%、10%和50%的孔体积是具有低于该值的尺寸的孔。因此,小于4、优选小于3、更优选小于2、最优选小于1.5的分布跨度因子(n)表示了本发明的粉末的孔的特征。跨度因子(n)越低,尺寸分布越均匀和尖锐。
粉末颗粒的粒度可以例如通过中值颗粒直径(median particlediameter)(体积分布)X50来表征。X50优选在50微米-500微米、例如100微米-300微米或150微米-250微米范围内。
本发明的干燥的可溶性粉末优选是食品粉末或饮料粉末。食品粉末可以是例如干燥的汤或调味品粉末。干燥的可溶性饮料粉末可以是例如干燥的可溶性速溶饮料粉末,例如干燥的可溶性咖啡粉末、干燥的可溶性可可粉末或干燥的可溶性麦芽提取物粉末。
制备干燥的可溶性咖啡产品的方法
在另一个方面,本发明涉及制备干燥的可溶性咖啡产品的方法,其包括:a)提供包含未烘烤的咖啡固体的液体咖啡提取物;和b)将气体注入所述液体咖啡提取物中;和c)干燥所述液体咖啡提取物。注入液体中的气体可以是任意适合的气体,例如空气、氮气、二氧化碳、氧化亚氮或氩气。可以以任意适合的方式将气体注入液体咖啡提取物中,例如将气体通过被设计用以形成小气泡的喷嘴喷入液体咖啡提取物。在一个优选的实施方案中,在气体注入过程中或之后使液体咖啡提取物经受压力,例如经受50-400巴、优选150-350巴的压力。压力可以例如通过以下方式产生:使液体咖啡提取物通过高压泵,在高压泵之前或之后将气体注入液体咖啡提取物中。气体注入可以以使气体完全溶解在咖啡提取物中的方式进行,或者它可以以气泡、例如具有1-10微米的尺寸的气泡的形式存在于提取物中。可以在气体注入之后匀化液体咖啡提取物以减小气泡的尺寸,然后进行干燥。在一个优选的实施方案中,当气体被注入时,液体咖啡提取物具有35%-70%的干物质含量。当气体被注入时,液体咖啡提取物的温度优选为10°C-70°C,更优选为30°C-70°C。保持咖啡提取物的油含量低可能是有利的。
在气体已经被注入后,干燥液体提取物。干燥可以通过任意适合的方法进行,从而确保干燥的可溶性咖啡粉末的所需性质。
在一个优选的实施方案中,将液体咖啡提取物喷雾干燥。用于喷雾干燥咖啡提取物的方法是本领域公知的。如果注入的气体完全溶解在液体咖啡提取物中,则量应当足够以确保它由于在雾化喷嘴处的迅速压力下降而在喷射的小滴中形成气泡。喷雾干燥过程中喷雾干燥塔温度可以是例如70°C-115°C。气泡的存在确保了干燥的颗粒的所需多孔结构的形成。
在另一个优选的实施方案中,在气体注入后将液体咖啡提取物进行喷雾干燥。喷雾干燥在于将液体喷成小滴且同时冷冻所述小滴。提取物的温度应当优选达到0°C-60°C,优选0°C-30°C,例如10°C-25°C或15°C-30°C。发泡的提取物可进入高压泵或匀化器,压力可以例如增加至65-400巴,优选85-250巴。待喷雾冷冻的咖啡提取物优选具有高于40%、更优选高于50%的固体含量。可以将提取物泵送至喷雾干燥塔的顶部,在那里提取物被雾化。喷雾冷冻方法可以通过直接或间接接触低温流体例如液氮、冷空气和液体二氧化碳来进行。适合的冷冻喷雾方法例如公开在WO2009/080596(Nestec S.A.)中。可以将所得的多孔喷雾冷冻粉末冷冻干燥以得到本发明的多孔可溶性咖啡产品。
用于将气体注入液体咖啡提取物和将其干燥以产生干燥的可溶性粉末的适合的方法是例如公开在WO2009/040249(Nestec S.A.)和US5,882,717(Kraft Foods Inc.)中的方法。
可溶性咖啡产品粉末可以是凝聚的粉末。用于凝聚喷雾冷冻的粉末例如咖啡粉末的方法是本领域公知的。例如,凝聚的粉末可以例如通过使例如喷雾干燥的或喷雾冷冻的粉末结块(sintering)来产生,例如,如WO2009/059938(Nestec S.A.)或WO2009/080596(Nestec S.A.)中所公开的那样。
制备发泡的咖啡饮料的方法
在一个实施方案中,本发明涉及制备发泡的咖啡饮料的方法,其包括:a)提供包含未烘烤的咖啡固体的液体咖啡提取物;和b)将气泡引入液体咖啡提取物中以产生泡沫。可以以任意适合的方式、例如通过手动或用适合的机器搅动或搅拌液体和/或将气体喷入液体咖啡提取物将气泡引入液体。喷入是将气体通过喷嘴或其它适合的设备直接注入液体的方法。引入液体中的气体可以是任意适合的气体,例如空气、水蒸气、氮气和/或二氧化碳。
实施例
评价发泡孔隙率、颗粒孔隙率的水银孔隙率测定法
用AutoPore IV9520进行结构评价(Micromeritics Inc.Norcrose,GA,USA)。用于Hg压入的操作压力是从0.4psia到9000psia(其中低压从0.4psia到40psia,高压端口从20psia到9000psia)。在该压力下孔直径在500-0.01um范围内。所报道的数据是在不同孔直径(um)下的体积(ml/g)。
精确称重约0.1-0.4g样品,在针入度计中压紧(体积3.5ml,颈或毛细管管道直径0.3mm,管道体积为0.5ml)。
在将针入度计插入较低压力的端口后,以1.1psia/min将样品抽真空,然后切换至0.5psia的中等速率或900μm Hg的快速速率。抽真空目标是60μm Hg。在达到目标后,持续抽真空5min,然后填充Hg。
以既定时间平衡的方式进行测量。即,采集数据的压力点和以既定时间平衡(10秒)模式在该压力下的消耗时间。在所述压力范围下采集大约140个数据点。
由水银和样品支架的初始体积获得颗粒的总体积。用水银压入至2微米直径后得到具有大于2微米的开放直径的开孔(3)的体积。从颗粒的总体积中扣除该体积,得到新的颗粒体积,其包括闭合孔(2)、具有小于2微米的开放直径的开放孔(4)和咖啡基质的体积。通过从新的颗粒体积中扣除咖啡基质的体积得到颗粒中具有大于2微米的开放直径的开放孔。由样品的重量和咖啡基质密度获得咖啡基质的体积。发泡孔隙率是闭合孔和具有小于2微米的开放直径的开放孔的体积与新的颗粒体积的比。
总颗粒孔隙率可以使用US60/976,229中所述的方法测定。
泡沫体积
通过如下两种不同的方法测定了泡沫体积。
打泡(whipping)
在75°C下将烘烤的咖啡提取物和绿咖啡提取物以下面的表中所述的不同比例溶解在MilliQ水中以达到2%的总固体浓度。使83mL各溶液通过打泡装置(15000rpm,20s),用测量体积的量筒回收发泡的液体。每30s至360s记录一次泡沫体积。使用对数模型从泡沫曲线外推初始泡沫体积和泡沫衰退(0-120s)。
泡沫测量装置(FMD)
在简单的装置中加入下面的表中所述的不同比例的4g粉末状的烘烤的咖啡提取物和粉末状的绿咖啡提取物,所述简单的装置由与水贮存器(其最初用阀隔开)连接的冲调容器组成。用200mL85°C的水冲调粉末混合物后,用末端有带刻度的毛细管的特殊的盖子封闭冲调容器。然后打开冲调容器与水贮存器之间的阀,水(在任意温度下的标准自来水)将冲调的饮料向上推入毛细管,从而帮助读取克丽玛体积。
实施例1
通过使用用于生产可溶性咖啡的常规咖啡提取技术用水提取碾磨的烘烤的咖啡来生产烘烤的咖啡粉末。按照WO2009/040249(Nestec S.A.)中公开的方法将液氮注入液体咖啡提取物中,将提取物喷雾干燥以生产本发明的干燥的发泡可溶性咖啡产品。发现这种方法产生了具有至少40%的本文所定义的发泡孔隙率的干燥的可溶性咖啡粉末。
按照与上文针对烘烤的咖啡豆所述的相同方式由完整的绿咖啡豆用水制备了绿(未烘烤的)咖啡粉末。
如上文针对烘烤的咖啡粉末、绿咖啡粉末及其混合物所述的那样测定了用水冲调咖啡粉末时所产生的初始泡沫体积。
表1.通过KOMO和FMD测定的烘烤的咖啡粉末、绿咖啡粉末及其混合物的泡沫体积
Figure BDA00003545688200091
为了测定泡沫的稳定性,通过将1g上述比例的咖啡提取物用50mLMilliQ-水溶解将咖啡粉末的相同样品在杯子中冲调在水中,冲调后立即(0min)以及冲调后2min、5min、10min和15min对来自上述的茶杯进行照相。照片如图1中所示。

Claims (18)

1.干燥的可溶性粉末产品,其包含未烘烤的咖啡固体并且具有至少20%的发泡颗粒孔隙率。
2.权利要求1的干燥的可溶性粉末产品,其中所述粉末颗粒具有至少40%的颗粒孔隙率。
3.权利要求1或2的干燥的可溶性粉末产品,其中所述粉末颗粒具有平均直径D50小于80微米的孔。
4.以上权利要求中任意一项的干燥的可溶性粉末产品,其中所述粉末颗粒具有特征在于尺寸分布跨度因子小于4的尺寸分布的孔。
5.以上权利要求中任意一项的干燥的可溶性粉末产品,其包含至少1g未烘烤的咖啡固体/100g总咖啡固体。
6.权利要求4的干燥的可溶性粉末产品,其包含1g-90g未烘烤的咖啡固体/100g总咖啡固体。
7.以上权利要求中任意一项的干燥的可溶性粉末产品,其是速溶饮料粉末。
8.权利要求7的干燥的可溶性粉末产品,其是速溶咖啡粉末。
9.制备干燥的可溶性咖啡产品的方法,其包括:
a)提供包含未烘烤的咖啡固体的液体咖啡提取物;和
b)将气体注入所述液体咖啡提取物中;和
c)干燥所述液体咖啡提取物。
10.权利要求9的方法,其中在步骤b)的气体注入过程中使液体咖啡提取物经受压力。
11.权利要求9或10中任意一项的方法,其中在步骤c)中通过喷雾干燥来干燥液体咖啡提取物。
12.权利要求9-11中任意一项的方法,其中在步骤b)的气体注入之后、步骤c)的干燥之前匀化液体咖啡提取物。
13.制备发泡的咖啡饮料的方法,其包括:
a)提供包含未烘烤的咖啡固体的液体咖啡提取物;和
b)将气泡引入液体咖啡提取物中以产生泡沫。
14.权利要求13的方法,其中通过搅动或搅拌液体咖啡提取物将气泡引入液体咖啡提取物中。
15.权利要求13或14中任意一项的方法,其中通过将气体喷入液体咖啡提取物将气泡引入液体咖啡提取物中。
16.未烘烤的咖啡固体在改进液体的发泡性质中的用途。
17.权利要求16的用途,其中所述液体是饮料。
18.权利要求16或17中任意一项的用途,其中所述液体包含咖啡提取物。
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