CN105558213A - 生咖啡豆粉及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生咖啡豆粉及其制作方法，属于食品制作领域。上述制作方法，A.1)用水超声波浸提生咖啡豆10～20分钟，得到提取液，超声波的频率包括20KHz或40KHz。A.2)以0.05～0.22μm孔径的陶瓷膜过滤所述提取液，得到滤液。A.3)利用反渗透膜浓缩所述滤液至固含量为30％(重量)以上，得到浓缩液。A.4)喷雾干燥所述浓缩液至含水率在5％(重量)以下，即得。上述制作方法制作的生咖啡豆粉的水溶性好，充分保留咖啡生豆中的绿原酸和咖啡因，且可以减少后续再加工、利用生咖啡豆粉的工序，从而降低生咖啡豆粉的再利用难度，缩短加工时间。

Description

生咖啡豆粉及其制作方法

技术领域

本发明涉及食品制作领域，具体而言，涉及一种生咖啡豆粉及其制作方法。

背景技术

生咖啡豆是茜草科常绿灌木或小乔木的种子，其含有咖啡因、丹宁酸、脂肪、蛋白质、糖、矿物质、绿原酸等多种成分。目前，一般通过对生咖啡豆进行加工处理，以便提取其中的具有药用价值的成分。一般的提取方法是将生咖啡豆用溶剂直接溶解提取，然后直接干燥，这种方法产品纯度不高、含有较多的杂质，需要进行多次分离才能进行再次利用，从而导致生咖啡豆提取物的利用、加工处理周期变长，处理难度加大。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种生咖啡豆粉的制作方法，该制作方法通过超声波浸提、过滤、干燥，即可制得生咖啡豆粉。该制作方法具有流程简单、方便控制、制作周期短等特点。

本发明的第二目的在于提供一种生咖啡豆粉，该生咖啡豆粉中的杂质含量少，可以减少后期加工的工序，降低生咖啡豆粉的再利用难度。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种生咖啡豆粉的制作方法，包括以下步骤：

A.1)以水为溶剂，采用超声波浸提生咖啡豆30～60分钟，得到提取液，所述超声波的频率包括20KHz或40KHz；

A.2)以0.05～0.22μm孔径的陶瓷膜过滤所述提取液，得到滤液；

A.3)利用反渗透膜浓缩所述滤液至固含量为30％(重量)以上，得到浓缩液；

A.4)喷雾干燥所述浓缩液至含水率在5％(重量)以下，即得。

相比于直接利用水进行浸提，超声波浸提可提高浸提的效率，缩短制作时间。超声波作用于水和生咖啡豆形成的混合物，产生的‘空化效应’、机械作用可有效地破碎生咖啡豆的细胞壁，使生咖啡豆中的有效成分呈游离状态并溶入水中。另一方面，超声波可加速水分子和有效成分的运动，使得水和有效成分快速、充分接触，从而相互混合。超声波还会产生一定的热效应，提高生咖啡豆中的有效成分在水中的溶解度，从而提高提取效率。

上述频率的超声波可以避免对有效成分的破坏，避免其结构发生变化，以确保提取物的品质。此外，控制合理的提取时间可以确保较高的提取效率，同时避免对有效成分的破坏，减少有效成分的损失。

陶瓷膜具有较高的分离效率，并且其化学稳定性好，对酸、碱、有机溶剂具有较好的抗性且机械强度高，使用寿命长。另一方面，陶瓷膜还具有耐菌特性，从而降低对提取物的污染。此外，陶瓷膜可再生，分离过程简单、能耗低、操作维护简便，从而降低过滤成本。陶瓷膜对提取液中的杂质进行较彻底的过滤，可以大大减少产品中的杂质含量，从而提高产品的品质。

反渗透膜具有较好的选择透过性，滤液中的水可通过反渗透膜，生咖啡豆中的有效成分不能通过反渗透膜，从而实现水和有效成分的分离。由于反渗透过程不涉及到相变，因此，可以减少由于相变过程中的温度变化对热敏物质的破坏，减少热敏物质的损失。反渗透膜的浓缩过程不需要高温热源，可进行低温浓缩，从而减少能耗，同时避免高温破坏热敏物质。另外，浓缩后的浓缩液含水率下降，更便于储存和转移，同时还能够降低后续干燥的难度。

喷雾干燥具有干燥效率高、生产过程简单的热点，并且其可以直接获得粉料，减少了进行粉碎加工的工序，从而可以简化生咖啡豆粉的制作工艺，缩短制作的周期。

综上，上述方法采用超声波浸提的方式提高对生咖啡豆中有效成分的提取率和提取的效率，缩短提取时间、减少混入提取豆液中的杂质含量。此外，通过陶瓷膜过滤，将生咖啡豆液中的混合的杂质充分过滤，进一步降低了杂质的含量。该方法流程、控制相对简单，在一定程度上能够降低制作生咖啡豆粉的制作成本。

优选地，步骤A.1)之前，还包括：粉碎所述生咖啡豆。

经粉碎后生咖啡豆粒径小，有利于超声波破坏生咖啡豆的细胞壁，将细胞中的内容物释放出来。粉碎后的生咖啡豆相互之间以及与水之间更容易发生接触、碰撞，利于生咖啡豆细胞中的内容物的释放。

优选地，经过粉碎后的所述生咖啡豆的粒径为20～40目。生咖啡豆粉碎后的粒径太小则会延长生咖啡豆的处理时间，生产效率下降。粉碎后的生咖啡豆粒径太大，则提取有效成分的效果不佳，浪费有效成分，降低生咖啡豆提取物的产率。

优选地，步骤A.1)中的所述超声波浸提的方法为：将粉碎后的所述生咖啡豆与所述水混合形成混合液，于40～60℃条件下超声波处理所述混合液。

在上述温度范围内进行超声波处理，使生咖啡豆的内容物和水之间的相互运动作用增强，从而提高传质效率，同时提高生咖啡豆细胞释放的内容物在水中的溶解度，增加超声波浸提的提取液中有效成分的收率。

优选地，步骤A.1)中的所述水的用量为：10～15mL水/每克生咖啡豆。

通过合理选择料液比即生咖啡豆和水的用量比，可以获得较好的提取效率，同时减小后续的处理难度。采用上述的料液比，使得对生咖啡豆中的有效成分的提取率增加；此外，由于水的用量少，后续的喷雾干燥时间可以缩短，利于缩短生咖啡豆粉的制作周期。

优选地，步骤A.2)中，在所述过滤之前，还包括：利用离心机对所述提取液进行离心处理。

离心处理具有较强的分离效果，将生咖啡豆残渣从提取液中分离，避免残渣混入最终产品中。

优选地，所述离心机处理的方法为：采用卧式螺旋离心机以2500～3000rpm的转速对所述提取液离心得到初级离心液；然后，采用碟片离心机以8000～10000rpm转速对所述初级离心液进行离心。

通过卧式螺旋离心机初级分离，将提取液中的粒径较大的残渣除掉，然后再利用碟片离心机进一步分离粒径相对较小的残渣，以便分离效果更佳，利于对分离的残渣的进行再次的加工、利用。

优选地，反渗透膜的工作压力为1.0～1.5MPa、工作温度为30～40℃。

反渗透膜两侧的压差是反渗透过程的推动力，压强的适当提高可以促进渗透量的提高，但是过高的压强易导致渗透量的下降。温度升高可以使滤液粘性下降，从而在一定程度上提高其渗透流量，温度过高则会破坏反渗透膜的物理结构，使得渗透量下降，同时温度过高还对热敏物质造成破坏。反渗透膜在上述的压力和温度条件下工作，减少了对反渗透膜的损耗，从而延长反渗透膜的使用寿命，同时获得较佳的浓缩效率。

优选地，步骤A.3)中的所述浓缩之后，步骤A.4)中的所述喷雾干燥之前，还包括：在135℃对所述浓缩液进行杀菌3～5秒。

对浓缩液进行杀菌，确保获得的产品安全性，同时也防止产品变质，从而提高产品的保存时间。

优选地，步骤A.4)中的所述喷雾干燥方法为：所述喷雾干燥的均质压力为9～15MPa，所述喷雾干燥的进风温度为150～200℃、出风温度为90～120℃。

喷雾干燥是将流体雾化为细小雾滴，然后再与一定流速的热空气接触进行热交换，使流体中的挥发成分快速蒸发，而流体中的固体物料干燥成粉末或颗粒物的方法。由于喷雾干燥能直接从滤液干燥得到粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序，提高了干燥的效率、减少物料的损失。

在上述压力下，滤液高速喷射为雾状，雾滴的分散程度高、粒径小，可与高温的热空气充分接触，实现快速的干燥，并且能够获得较高的热空气利用率。

一种利用上述制作方法制作的生咖啡豆粉。该生咖啡豆粉为生咖啡豆的提取物进行干燥制作的粉末状产品，其中杂质含量少，所提取的组分也较少，后续通过简单的分离即可进行使用，减少了分离过程。

本发明的有益效果：

(1)制作的生咖啡豆粉中含有的杂质少，提取物产率更高。

(2)制作的生咖啡豆粉中提取得到的组分中，绿原酸的含量占生咖啡豆粉重量的13％、咖啡因的含量占生咖啡豆粉重量的4％，杂质成分含量少，降低了后续对生咖啡豆粉的加工、利用难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1本发明实施例八提供的生咖啡豆粉的制作方法流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例一

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取10克生咖啡豆，将生咖啡豆浸泡于90毫升的水中形成浸泡液，以40KHz频率的超声波处理浸泡液30分钟，经过过滤得到提取液。

步骤2、以0.1μm孔径的陶瓷膜过滤提取液，得到滤液。

步骤3、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为30％(重量)，获得浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.0MPa，工作温度为30℃。

步骤4、喷雾干燥浓缩液至含水率为5％(重量)，即得到生咖啡豆粉。

实施例二

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取11克生咖啡豆，将生咖啡豆浸泡于100毫升的水中形成浸泡液，以25KHz频率的超声波处理浸泡液42分钟，经过过滤得到提取液。

步骤2、以0.1μm孔径的陶瓷膜过滤提取液，得到滤液。

步骤3、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为36％(重量)，获得浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.1MPa，工作温度为32℃。

步骤4、喷雾干燥浓缩液至含水率为3％(重量)，即得到生咖啡豆粉。

实施例三

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取12克生咖啡豆，将生咖啡豆浸泡于106毫升的水中形成浸泡液，以40KHz频率的超声波处理浸泡液53分钟，，经过过滤得到提取液。

步骤2、以0.16μm孔径的陶瓷膜过滤提取液，得到滤液。

步骤3、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为40％(重量)，获得浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.4MPa，工作温度为40℃。

步骤4、喷雾干燥浓缩液至含水率为4.7％(重量)，即得到生咖啡豆粉。喷雾干燥的均质压力为14.8MPa，喷雾干燥的进风温度为181℃、出风温度为144℃。

实施例四

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取20克生咖啡豆，利用粉碎机将其粉碎至粒径为20目。

步骤2、将粉碎后的生咖啡豆浸泡于300毫升的水中形成浸泡液。以60KHz频率的超声波处理浸泡液60分钟，经过过滤得到提取液。

步骤3、以0.18μm孔径的陶瓷膜过滤提取液，得到滤液。

步骤4、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为42％(重量)，获得浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.5MPa，工作温度为35℃。

步骤5、喷雾干燥浓缩液至含水率为3.2％(重量)，即得到生咖啡豆粉。喷雾干燥的均质压力为9MPa，喷雾干燥的进风温度为200℃、出风温度为120℃。

实施例五

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取30克生咖啡豆，利用粉碎机将其粉碎至粒径为24目。

步骤2、将粉碎后的生咖啡豆浸泡于362毫升的水中形成浸泡液，加热浸泡液使其温度达到60℃，在该温度下以20KHz频率的超声波处理浸泡液58分钟，经过过滤得到提取液。

步骤3、以0.2μm孔径的陶瓷膜过滤提取液，得到滤液。

步骤4、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为47％(重量)，获得浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.3MPa，工作温度为30℃。

步骤5、将浓缩液置于灭菌机中，在60℃下杀菌22分钟。

步骤6、喷雾干燥浓缩液至含水率为3％(重量)，即得到生咖啡豆粉。

实施例六

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取40克生咖啡豆，利用粉碎机将其粉碎至粒径为40目。

步骤2、将粉碎后的生咖啡豆浸泡于573毫升的水中形成浸泡液。加热浸泡液使其温度达到55℃，再以25KHz频率的超声波处理53分钟，经过过滤得到提取液。

步骤3、以0.05μm孔径的陶瓷膜过滤提取液，得到滤液。

步骤4、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为50％(重量)，获得浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.2MPa，工作温度为36℃。

步骤5、将浓缩液置于灭菌机中，在52℃下杀菌15分钟。

步骤6、喷雾干燥浓缩液至含水率为4.8％(重量)，即得到生咖啡豆粉。喷雾干燥的均质压力为13.6MPa，喷雾干燥的进风温度为173℃、出风温度为126℃。

实施例七

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取37克生咖啡豆，利用粉碎机将其粉碎至粒径为37目。

步骤2、将粉碎后的生咖啡豆浸泡于560毫升的水中形成浸泡液。加热浸泡液使其温度达到60℃，再以30KHz频率的超声波处理60分钟，经过过滤得到提取液。

步骤3、卧式螺旋离心机在2500rmp转速下离心提取液，获得初级离心液，然后碟片离心机以8000rpm转速对初级离心液进行离心，得到离心液。

步骤4、以0.08μm孔径的陶瓷膜过滤提取液，得到滤液。

步骤5、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为53％(重量)，获得浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.08MPa，工作温度为40℃。

步骤6、喷雾干燥浓缩液至含水率在2.7％(重量)，即得生咖啡豆粉。喷雾干燥的均质压力为15MPa，喷雾干燥的进风温度为168℃、出风温度为139℃。

实施例八

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得，参阅图1。

步骤1、称取44克生咖啡豆，利用粉碎机将其粉碎至粒径为28目。

步骤2、将粉碎后的生咖啡豆浸泡于560毫升的水中形成浸泡液。加热浸泡液使其温度达到49℃，再以80KHz频率的超声波处理37分钟，经过过滤得到提取液。

步骤3、卧式螺旋离心机在2700rmp转速下离心提取液，获得初级离心液，然后碟片离心机以8500rpm转速对初级离心液进行离心，得到滤液。

步骤4、以0.22μm孔径的陶瓷膜过滤提取液，得到滤液。

步骤5、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为55％(重量)，获得浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.36MPa，工作温度为40℃。

步骤6、喷雾干燥浓缩液至含水率在2％(重量)，即得生咖啡豆粉。

实施例九

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取28克生咖啡豆，利用粉碎机将其粉碎至粒径为28目。

步骤2、将粉碎后的生咖啡豆浸泡于357毫升的水中形成浸泡液。加热浸泡液使其温度达到56℃，再以60KHz频率的超声波处理40分钟，经过过滤得到提取液。

步骤3、卧式螺旋离心机在2800rmp转速下离心提取液离心，获得初级离心液，然后碟片离心机以8600rpm转速对初级离心液进行离心，得到滤液。

步骤4、以0.2μm孔径的陶瓷膜过滤提取液，得到滤液。

步骤5、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为50％(重量)，获得浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.45MPa，工作温度为37℃。

步骤6、将浓缩液置于灭菌机中，在50℃下杀菌15分钟。

步骤7、喷雾干燥浓缩液至含水率在2.8％(重量)，即得生咖啡豆粉。

实施例十

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取62克生咖啡豆，利用粉碎机将其粉碎至粒径为30目。

步骤2、将粉碎后的生咖啡豆浸泡于620毫升的水中形成浸泡液，以50KHz频率的超声波处理58分钟，经过过滤得到提取液。

步骤3、卧式螺旋离心机在3000rmp转速下离心提取液，获得初级离心液，然后碟片离心机以10000rpm转速对初级离心液进行离心，得到滤液。

步骤4、以0.1μm孔径的陶瓷膜过滤提取液，得到滤液。

步骤5、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为40％(重量)，获得浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.47MPa，工作温度为30℃。

步骤6、喷雾干燥浓缩液至含水率在3％(重量)，即得生咖啡豆粉。喷雾干燥的均质压力为9.6MPa，喷雾干燥的进风温度为157℃、出风温度为110℃。

实施例十

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取75克生咖啡豆，利用粉碎机将其粉碎至粒径为34目。

步骤2、将粉碎后的生咖啡豆浸泡于750毫升的水中形成浸泡液，以42KHz频率的超声波处理49分钟，经过过滤得到提取液。

步骤3、利用卧式螺旋离心机离心提取液，得到离心液。

步骤4、再利用0.13μm孔径的陶瓷膜对离心液进行过滤，得到滤液。

步骤5、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为38％，得到浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.49MPa，工作温度为30℃。

步骤6、喷雾干燥浓缩液至含水率为2％，即得到生咖啡豆粉。喷雾干燥过程中，均质压力为12MPa，用以干燥浓缩液的进风温度为150℃，出风温度为90℃。

实施例十一

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取80克生咖啡豆，利用粉碎机将其粉碎至粒径为50目。

步骤2、将粉碎后的生咖啡豆浸泡于1108毫升的水中形成浸泡液，以50KHz频率的超声波处理56分钟，经过过滤得到提取液。

步骤3、利用碟片离心机离心提取液，得到离心液。

步骤4、以0.17μm孔径的陶瓷膜过滤所述离心液，得到滤液。

步骤5、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为46％，得到浓缩液。反渗透膜的工作压力为1.26MPa，工作温度为30℃。

步骤6、喷雾干燥浓缩液至含水率为2％，即得到生咖啡豆粉。喷雾干燥过程中，均质压力为10MPa，用以干燥浓缩液的进风温度为138℃，出后温度为100℃。

实施例十二

实施例提供了一种生咖啡豆粉，通过以下步骤制备而得。

步骤1、称取67克生咖啡豆，利用粉碎机将其粉碎至粒径为20目。

步骤2、将粉碎后的生咖啡豆浸泡于680毫升的水中形成浸泡液，以40KHz频率的超声波处理39分钟，经过过滤得到提取液。

步骤3、利用卧式螺旋离心机离心提取液，得到离心液。

步骤4、以0.2μm孔径的陶瓷膜过滤所述离心液，得到滤液。

步骤5、利用反渗透膜浓缩滤液至固含量为55％，得到浓缩液。30分钟。

步骤6、喷雾干燥浓缩液至含水率为2.7％，即得到生咖啡豆粉。喷雾干燥过程中，喷雾的压力为11MPa，用以干燥浓缩液的进风温度为150℃，出后温度为100℃。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生咖啡豆粉的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.1)以水为溶剂，采用超声波浸提生咖啡豆30～60分钟，得到提取液，所述超声波的频率包括20KHz或40KHz；

A.2)以0.05～0.22μm孔径的陶瓷膜过滤所述提取液，得到滤液；

A.3)利用反渗透膜浓缩所述滤液至固含量为30％(重量)以上，得到浓缩液；

A.4)喷雾干燥所述浓缩液至含水率在5％(重量)以下，即得。

2.根据权利要求1所述的生咖啡豆粉的制作方法，其特征在于，步骤A.1)之前，还包括：粉碎所述生咖啡豆，优选地，经过粉碎后的所述生咖啡豆的粒径为20～40目。

3.根据权利要求2所述的生咖啡豆粉的制作方法，其特征在于，步骤A.1)中的所述超声波浸提的方法为：将粉碎后的所述生咖啡豆与所述水混合形成混合液，于40～60℃条件下超声波所述混合液。

4.根据权利要求1所述的生咖啡豆粉的制作方法，其特征在于，步骤A.1)中的所述水的用量为：10～15mL水/每克生咖啡豆。

5.根据权利要求1所述的生咖啡豆粉的制作方法，其特征在于，步骤A.2)中，在所述过滤之前还包括：利用离心机对所述提取液进行离心处理。

6.根据权利要求5所述的生咖啡豆粉的制作方法，其特征在于，所述离心机处理的方法为：采用卧式螺旋离心机以2500～3000rpm的转速对所述提取液离心得到初级离心液；然后，采用碟片离心机以8000～10000rpm转速对所述初级离心液进行离心。

7.根据权利要求1所述的生咖啡豆粉的制作方法，其特征在于，反渗透膜的工作压力为1.0～1.5MPa、工作温度为30～40℃。

8.根据权利要求1所述的生咖啡豆粉的制作方法，其特征在于，步骤A.3)中的所述浓缩之后，步骤A.4)中的所述喷雾干燥之前，还包括：在135℃对所述浓缩液杀菌3～5秒。

9.根据权利要求1所述的生咖啡豆粉的制作方法，其特征在于，步骤A.4)中的所述喷雾干燥方法为：所述喷雾干燥的均质压力为9～15MPa，所述喷雾干燥的进风温度为150～200℃、出风温度为90～120℃。

10.一种生咖啡豆粉，其特征在于，利用权利要求1至9之一所述的生咖啡豆粉的制作方法制得。