CN106174687B - 一种烟用咖啡提取物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烟用咖啡提取物的制备方法。所述烟用咖啡提取物是将咖啡豆置于烘焙机中在160～220℃条件下进行烘焙处理10～15min，然后粉碎，再加入浓度40～70％乙醇浸泡后，进行1～3次超声提取，将提取液进行低温真空浓缩后利用孔径为30～50nm的陶瓷膜设备进一步过滤浓缩得到。本发明能够在低温下对咖啡提取物进行提取和分离，最大程度保持了提取物的原味，改善了咖啡提取物在卷烟中的评吸效果。与普通的咖啡提取物相比，本发明制备的提取物与烟气协调性好，香气丰富，香气质好，刺激性低，余味干净。
Description
技术领域
本发明属于烟用香精香料添加剂制备技术领域，具体涉及一种烟用咖啡提取物的制备方法。
背景技术
咖啡豆属于茜草科咖啡属热带常绿灌木咖啡树的种子，主要产于巴西、哥伦比亚等地。咖啡豆呈暗绿色或暗棕色，有特异的香气，味微苦、涩，具有提神、健脾等功效。其含有丰富的蛋白质、脂肪、蔗糖以及咖啡因等物质，制成饮料后香气独特、味道甘醇、营养丰富，深受人们喜爱。同时，由于咖啡豆含有浓郁的挥发性香气成分，广泛应用于香精香料行业。
目前，国内外对于咖啡香料制备方法研究及报道较少，对咖啡提取物多是采用回流提取法，由于温度较高，使得咖啡提取物香气成分差，而且杂质成分很多。专利《一种采用微生物发酵咖啡制备烟用香料的方法》(公开号：CN101497844B)公布了一种烟用咖啡香料的制备方法，该方法利用微生物发酵方式制备烟用添加剂，涉及到高温回流提取工艺，使得天然的香气成分及小分子香味物损失较多，对香气品质造成影响。
超声提取技术能够使溶剂快速地进入固体物质内部，将其物质所含的有效成分尽可能完全地溶于溶剂之中，另外，该方法提取温度低、提取时间较短，能够避免香气成分受热破坏，使提取物香气品质更加优良。为了避免香气成分在分离过程中遭到破坏，可采用膜分离技术对提取物进行分离纯化。膜分离技术是一种新兴的高效分离技术，其基本原理是以选择性透过膜为介质，能够在常温下实现对多组分混合物进行物理的分离、纯化和富集。该分离方法使提取物的有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，能够最大程度地保持原有风味。
发明内容
本发明的目的在于针对现有烟用咖啡提取物制备方法存在的不足，提供一种烟用咖啡提取物的制备方法，该方法结合超声提取及膜分离技术来实现对烟用咖啡提取物的制备。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：所述一种烟用咖啡提取物的制备方法，它包括以下步骤：
(1)前处理：清除咖啡豆中的杂质，并对咖啡豆进行清洗晾干；
(2)烘焙：将步骤(1)中处理好的咖啡豆置于烘焙机中进行烘焙处理10～15min，烘焙温度为160～220℃；
(3)粉碎：将烘焙后的咖啡豆粉碎处理，粉碎度为10～30目；
(4)超声提取：将粉碎处理后的咖啡颗粒立即置于超声提取设备中，一般情况是粉碎后立即放入超声提取设备中，然后加入咖啡颗粒总重量5～8倍的浓度40～70％乙醇，并在温度40～60℃条件下浸泡1～3h，然后进行超声提取1～3次得到咖啡提取液；每次超声提取的频率为100～150KHz，温度为40～60℃，提取时间为60～90min；
(5)减压浓缩：采用纱布将步骤(4)中超声提取的咖啡提取液粗滤后，再进行低温真空浓缩，设置浓缩温度为40～60℃，浓缩倍数为3～5倍；
(6)陶瓷膜过滤：利用孔径为30～50nm的陶瓷膜设备对浓缩后的咖啡提取液进一步过滤浓缩得到烟用咖啡提取物，其浓缩倍数为1～3倍。
作为优选方案，所述步骤(4)中乙醇的浓度为60％，超声提取的超声频率为120KHz，温度为50℃。
作为优选方案，所述步骤(2)中的烘焙温度为180～200℃。
作为优选方案，所述陶瓷膜设备进行分离浓缩的温度为25～35℃，压力为5～15MPa，流速为1.0～5.0m/s。
本发明中所涉及的乙醇浓度，均是指重量浓度，如60％乙醇，指的是每100g乙醇水溶液中，含有乙醇60g。
本发明的优点在于：
1、本发明对咖啡豆采用烘焙处理，该烘焙处理方法能够去除原料咖啡豆的涩味，使其香度、酸度、醇度适中，香气和风味更加丰富。
2、本发明对咖啡豆采用粉碎处理，该粉碎处理有利于对质地坚硬、颗粒较大的咖啡豆进行有效成分提取，但是在粉碎过程中摩擦生热会影响其香气散失，因此咖啡豆粉碎度不宜过高；同时，在粉碎处理后咖啡豆容易氧化，也不利于其香味保存，因此在粉碎处理后需尽快进行香气成分提取。
3、本发明对咖啡豆采用超声提取，该提取方法能够使溶剂快速地进入固体物质内部，将其物质所含的有效成分尽可能完全地溶于溶剂之中；另外，该方法提取温度低、提取时间较短，能够避免有效成分受热破坏，从而提高了提取物的香气质量。
4、本发明通过膜分离能最大限度地除去咖啡豆提取液中影响评吸效果的杂质，保留了能协调烟草香气的有效成分，从而进一步提高了卷烟的评吸效果。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细详述。
实施例1，一种烟用咖啡提取物的制备方法，它包括以下步骤：
(1)前处理：清除咖啡豆中的杂质，挑选无虫、无霉，且饱满的咖啡豆，并将其清洗晾干；
(2)烘焙：将咖啡豆置于烘焙机中进行烘焙处理，设置温度160℃，时间15min；
(3)粉碎：将烘焙后的咖啡豆粉碎处理，粉碎度为30目；
(4)超声提取：将粉碎处理后的咖啡颗粒立即置于超声提取设备中，向其中按重量加入6倍的40％乙醇，在温度45℃条件下浸泡1h，然后进行一次超声提取得到咖啡提取液；所述超声提取的频率为100KHz，温度为45℃，提取时间为70min；
(5)减压浓缩：利用纱布对步骤(4)中超声提取的咖啡提取液液粗滤后，再进行低温真空浓缩，设置浓缩温度为45℃，浓缩倍数为3倍；
(6)陶瓷膜过滤：利用孔径为30nm的陶瓷膜设备对浓缩后的咖啡提取液进一步过滤浓缩得到烟用咖啡提取物，浓缩倍数为1倍；陶瓷膜操作温度为25℃，操作压力为5MPa，流速为1.5m/s。
实施例2，一种烟用咖啡提取物的制备方法，它包括以下步骤：
(1)前处理：将咖啡豆进行筛选、清除杂质，挑选无虫、无霉，且饱满的咖啡豆清理干净；
(2)烘焙：将清理干净后的咖啡豆置于烘焙机中进行烘焙处理，设置温度180℃，时间13min；
(3)粉碎：将烘焙后的咖啡豆粉碎处理，粉碎度为20目；
(4)超声提取：将粉碎处理后的咖啡颗粒立即置于超声提取设备中，向其中按重量加入7倍的60％乙醇，在温度50℃条件下浸泡2h，然后进行超声提取2次；每次超声提取的超声频率为120KHz，温度为50℃，提取时间为80min；
(5)减压浓缩：利用纱布对超声提取液粗滤后，再进行低温真空浓缩，设置浓缩温度为50℃，浓缩倍数为4倍；
(6)陶瓷膜过滤：利用孔径为35nm的陶瓷膜设备对浓缩后的咖啡提取液进一步过滤浓缩得到烟用咖啡提取物，其浓缩倍数为2倍；陶瓷膜操作温度为28℃，操作压力为8MPa，流速为2.0m/s。
实施例3，一种烟用咖啡提取物的制备方法，它包括以下步骤：
(1)前处理：将咖啡豆进行筛选、清除杂质；挑选无虫、无霉，且饱满的咖啡豆清理干净；
(2)烘焙：将清理干净后的咖啡豆置于烘焙机中进行烘焙处理，设置温度200℃，时间12min；
(3)粉碎：将烘焙后的咖啡豆粉碎处理，粉碎度为25目；
(4)超声提取：将粉碎处理后的咖啡颗粒立即置于超声提取设备中，向其中按重量加入6倍的55％乙醇，在温度45℃条件下浸泡3h，然后进行超声提取2次；每次超声提取的频率为130KHz，温度为45℃，提取时间为75min；
(5)减压浓缩：利用纱布对超声提取液粗滤后，再进行低温真空浓缩，设置浓缩温度为45℃，浓缩倍数为5倍；
(6)陶瓷膜过滤：利用孔径为40nm的陶瓷膜设备对浓缩后的咖啡提取液进一步过滤浓缩得到烟用咖啡提取物，浓缩倍数为1倍；陶瓷膜操作温度为32℃，操作压力为12MPa，流速为3.5m/s。
实施例4，一种烟用咖啡提取物的制备方法，它包括以下步骤：
(1)前处理：将咖啡豆进行筛选、清除杂质；挑选无虫、无霉，且饱满的咖啡豆清理干净；
(2)烘焙：将清理干净后的咖啡豆置于烘焙机中进行烘焙处理，设置温度220℃，时间10min；
(3)粉碎：将烘焙后的咖啡豆粉碎处理，粉碎度为10目；
(4)超声提取：将粉碎处理后的咖啡颗粒立即置于超声提取设备中，向其中按重量加入5倍的70％乙醇，在温度60℃条件下浸泡3h，然后进行超声提取3次；每次超声提取的频率为150KHz，温度为60℃，提取时间为90min；
(5)减压浓缩：利用纱布对超声提取液粗滤后，再进行低温真空浓缩，设置浓缩温度为60℃，浓缩倍数为3倍；
(6)陶瓷膜过滤：利用孔径为50nm的陶瓷膜设备对浓缩后的咖啡提取液进一步过滤浓缩得到烟用咖啡提取物，浓缩倍数为3倍；陶瓷膜操作温度为35℃，操作压力为15MPa，流速为5.0m/s。
试验例，将实施例1-4制得的咖啡提取物按1‰的比例分别加入到卷烟烟丝中，同时以普通的咖啡提取物作为对比例1和2，其中对比例1是将咖啡豆用微生物发酵，提取过滤后浓缩得到的；对比例2是将咖啡豆用乙醇回流提取，提取液过滤后并浓缩后得到的，评吸效果见表1。
表1实施例和对比例的评吸效果试验
试验发现，采用本发明的方法制备的咖啡提取物能显著提高卷烟的香气，降低烟气的刺激性和杂气，而且与烟气协调性好，香气质好，效果明显优于采用常规方法制备的咖啡提取物。而实施例2和3的综合评吸效果略优于实施例1和4，说明咖啡豆在烘焙温度较低时涩味重，而烘焙温度过高时会出现较重的苦味，因此烘焙温度在180～200℃范围内咖啡豆的香气效果最佳，提取物效果最好。
Claims (2)
1.一种烟用咖啡提取物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)前处理：清除咖啡豆中的杂质，并对咖啡豆进行清洗晾干；
(2)烘焙：将步骤(1)中处理好的咖啡豆置于烘焙机中进行烘焙处理10～15min，烘焙温度为160～220℃；
(3)粉碎：将烘焙后的咖啡豆粉碎处理，粉碎度为10～30目；
(4)超声提取：将粉碎处理后的咖啡颗粒立即置于超声提取设备中，加入咖啡颗粒总重量5～8倍的浓度60％乙醇，并在温度40～60℃条件下浸泡1～3h，然后进行超声提取1～3次得到咖啡提取液；每次超声提取的频率为120KHz，温度为50℃，提取时间为80～90min；
(5)减压浓缩：采用纱布将步骤(4)中超声提取的咖啡提取液粗滤后，再进行低温真空浓缩，设置浓缩温度为40～60℃，浓缩倍数为3～5倍；
(6)陶瓷膜过滤：利用孔径为30～50nm的陶瓷膜设备对浓缩后的咖啡提取液进一步过滤浓缩得到烟用咖啡提取物，其浓缩倍数为1～3倍；所述陶瓷膜设备进行分离浓缩的温度为25～35℃，压力为5～15MPa，流速为1.0～5.0m/s。
2.如权利要求1所述烟用咖啡提取物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：所述步骤(2)中的烘焙温度为180～200℃。
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