CN107348560B - 一种咖啡豆油的提质深加工方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于烟用添加剂技术领域，具体地说是一种咖啡豆油的提质深加工方法及其应用，将经烘炒的咖啡豆磨成粗粉，采用生物制剂发酵后回流提取，结合减压浓缩、乙醇沉淀和分子蒸馏纯化技术，得到提质深加工的咖啡豆油，并在卷烟烟丝、再造烟叶及其茄衣、梗丝、加热不燃烧再造烟叶中应用，与烟气协调，丰富烟香，增加咖啡烘烤香气，香气纯净，降低烟气刺激性和减少杂气，使烟丝外观色泽更自然均匀，使再造烟叶、加热不燃烧再造烟叶、梗丝的外观更接近优质烟丝，再造烟叶茄衣呈现黑褐色典雅外观，并具有咖啡香气，具有增色增香降刺减杂的功能。
Description
技术领域
本发明涉及烟用添加剂技术领域，具体是一种咖啡豆油的提质深加工方法及其应用。
背景技术
加香加料是卷烟工艺中的关键环节，是完善产品风格的决定性因素和提高卷烟香气质量的有效手段之一。现阶段，天然植物提取物烟用香料，在卷烟中应用较多，补偿低焦油卷烟的香气，但这些提取物一般通过水、醇提取、水蒸气蒸馏得到，添加后对卷烟质量的改善程度有限，仍有刺激性大、杂气多、香气不足等缺陷。
咖啡(coffea.spp.)是茜草科(Rubiaceae)、咖啡属(coffea)常绿灌木或小乔木，和茶叶、可可并称为世界三大饮料，是世界第二大贸易产品。咖啡豆通过堆积发酵和深度烘焙过程中逐渐生成挥发性风味油，使各种风味达到完美的平衡；未经发酵的咖啡风味及香气低劣。
关于咖啡的综合利用目前已有报道，如专利“咖啡生豆的仿生发酵方法”(申请号201410258227.6)利用乳酸菌、酵母菌、胜肽或蛋白质以上其一或其组合对咖啡生豆进行发酵，仍有成分复杂、发酵香气不足的缺陷；专利“新的发酵型咖啡豆及其制备方法”(申请号201610258011.9)，采用纳豆菌液体发酵咖啡豆，再进行烘炒，咖啡因含量降低且含有多种益生成分；专利“一种采用微生物发酵咖啡制备烟用香料的方法”(申请号200810046834.0)，采用白肋烟叶表面优势菌液态发酵咖啡粉，板框滤膜过滤后，减压浓缩或冷冻干燥浓缩成膏状，得到发酵咖啡烟用香料，具有增香降刺的效果，但是生物香料仍然具有成分复杂、有效成分含量低、杂质较多、杂气较大的缺陷；专利“咖啡果实的处理方法”(申请号200480030833.7)，在粉碎的生咖啡豆中接种曲霉属菌进行发酵，然后烘焙，把此时产生的香味提取出来，添加到烘焙咖啡豆中，改善咖啡豆的香味成分。
发明内容
本发明的目的是提供一种咖啡豆油的提质深加工方法及其应用，将经烘炒的咖啡豆磨成粗粉，采用生物制剂水解发酵后回流提取，结合减压浓缩、乙醇沉淀和分子蒸馏纯化技术，得到提质深加工的咖啡豆油，并在卷烟烟丝、再造烟叶及其茄衣、梗丝、加热不燃烧再造烟叶中应用，与烟气协调，丰富烟香，增加咖啡烘烤香气，香气纯净，降低烟气刺激性和减少杂气，使烟丝外观色泽更自然均匀，使再造烟叶、加热不燃烧再造烟叶、梗丝的外观更接近优质烟丝，再造烟叶茄衣呈现黑褐色典雅外观，并具有咖啡香气，具有增色增香降刺减杂的功能，工艺条件温和易操作。
本发明通过以下技术方案实现：
一种咖啡豆油的提质深加工方法，具体包括如下步骤：
(1)咖啡豆粗粉的制备：将咖啡豆于240～260℃烘炒，时间25～40min，粉碎机磨成粗粉；
(2)水解发酵：咖啡豆粗粉与水的质量比为1:10～50，加入生物制剂，所述生物制剂为龙胆二糖酶、内切纤维素酶、外切纤维素酶、中性蛋白酶、活性生香鲁氏干酵母中的一种或几种混合，生物制剂质量为咖啡豆粗粉质量的0.01～0.3％，搅拌均匀，在pH4～7、28～38℃条件下温育水解发酵2～12h；
(3)提取：90～95℃恒温水浴回流提取1～3次，减压抽滤，合并滤液，减压浓缩至相对密度为1.1～1.3的黑色咖啡豆浸膏a，加入黑色咖啡豆浸膏a质量1～3倍的食品级95％乙醇，静置过夜，减压抽滤取滤液，再经减压浓缩至相对密度1.0～1.2，得到黑色咖啡豆浸膏b；
(4)分子蒸馏纯化：将上述步骤3)制得的黑色咖啡豆浸膏b加入占其质量比10～50％的丙二醇，50～65℃真空浓缩至无溶剂蒸出，得到咖啡豆浸膏c，再加入咖啡豆浸膏c质量1～2倍的丙二醇，混合均匀，加入到分子蒸馏设备中分离纯化，收集轻组分，并将重组分再次以相同条件分子蒸馏纯化，合并两次轻组分，即得到为本发明的咖啡豆油。
进一步的，所述生物制剂中为两种或两种以上复配时，龙胆二糖酶、内切纤维素酶、外切纤维素酶、中性蛋白酶和活性生香鲁氏干酵母按照质量比0.1～0.3：0.5～1：0.5～1：0.5～2：0.5～1复配。
进一步的，所述的龙胆二糖酶、内切纤维素酶、外切纤维素酶、中性蛋白酶活性分别为5～20万u/g，活性生香鲁氏干酵母为市售，食品级。
进一步的，所述步骤(4)中分子蒸馏温度为50～65℃，转子转速为100～120r/min，蒸馏压力1～4mbar，冷却温度为-2～-4℃。
一种如上述方法制备的咖啡豆油。
本发明还提供如上述方法制备的咖啡豆油在卷烟烟丝中的应用，按与烟丝质量的万分之1～3的量添加到烟丝中，具有与烟气协调，增加咖啡烘烤香气，丰富烟香，降低刺激性减少杂气，改善口感的作用，外观更自然均匀有光泽。
本发明还提供如上述方法制备的咖啡豆油在再造烟叶或梗丝中的应用，按再造烟叶或梗丝质量的万分之1～10的量添加，与烟气协调，增加咖啡烘烤香气，丰富烟香，降低刺激性减少杂气，改善口感，使外观更自然均匀具有光泽，接近优质烟叶。
本发明还提供如上述方法制备的咖啡豆油在再造烟叶茄衣中的应用，按再造烟叶茄衣质量的0.5～12％的量添加，与烟气协调，增加咖啡烘烤香气，降低刺激、减少杂气，具有典雅黑褐色外观。
本发明还提供如上述方法制备的咖啡豆油在加热不燃烧再造烟叶中的应用，按加热不燃烧再造烟叶质量的0.01～1％的量添加，经电加热或炭加热雾化后，协调烟气，具有咖啡烘烤香气，提调和丰富烟香，改善口感，使加热不燃烧再造烟叶的外观更自然均匀有光泽，接近优质烟叶。
本发明的有益效果是：
将咖啡豆进行烘炒，高温下发生美拉德反应，产生丰富的烘焙香气，减少青杂气和生涩苦味，磨成粗粉，再经生物制剂(龙胆二糖酶、内切纤维素酶、外切纤维素酶、中性蛋白酶、活性生香鲁氏干酵母之一或几种，复配按照质量比0.1～0.3：0.5～1：0.5～1：0.5～2：0.5～1)对咖啡豆粗粉进行水解发酵，进一步发酵生香，使咖啡的大分子物质和杂质经酶和微生物的作用，发生分解、转化、氧化、降解等反应，挥发性香气种类增多，致香物质和香味前体物质增加，香气品质提高，但仍存在蛋白质、多糖等影响吸味的大分子物质，再经分子蒸馏纯化，进一步除杂，提高致香成分、咖啡天然色素和抗氧化物等生物活性成分含量，咖啡豆油的品质进一步提高。
咖啡豆油在卷烟烟丝、再造烟叶及其茄衣、梗丝、加热不燃烧再造烟叶中应用，与烟气协调，丰富烟香，增加咖啡烘烤香气，香气纯净，降低烟气刺激性和减少杂气，使烟丝外观色泽更自然均匀，使再造烟叶、加热不燃烧再造烟叶、梗丝的外观更接近优质烟丝，再造烟叶茄衣呈现黑褐色典雅外观，并具有咖啡香气，具有增色增香降刺减杂的功能，工艺条件温和易操作，成本低廉，具有较大的工业应用前景。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种咖啡豆油的提质深加工方法，具体包括如下步骤：
(1)咖啡豆粗粉的制备：将咖啡豆于245℃烘炒，时间28min，粉碎机磨成粗粉；
(2)水解发酵：咖啡豆粗粉与水的质量比为1:15，加入生物制剂龙胆二糖酶(食品级，酶活为5万u/g)，为咖啡豆粗粉质量的0.1％，搅拌均匀，在pH 6、30℃条件下温育水解发酵3h；
(3)提取：90℃恒温水浴回流提取2次，减压抽滤，合并滤液，减压浓缩至相对密度为1.13的黑色咖啡豆浸膏a，加入黑色咖啡豆浸膏a质量3倍的食品级95％乙醇，静置过夜，减压抽滤取滤液，再经减压浓缩至相对密度1.12，得到黑色咖啡豆浸膏b；
(4)分子蒸馏纯化：将上述步骤3)黑色咖啡豆浸膏b加入占其质量比15％的丙二醇，55℃真空浓缩至无溶剂蒸出，得到咖啡豆浸膏c，再加入其1.2倍质量的丙二醇，混合均匀，加入到分子蒸馏设备中分离纯化，分子蒸馏温度为55℃，转子转速为100r/min，蒸馏压力1mbar，冷却温度为-2℃。收集轻组分，并将重组分再次以相同条件分子蒸馏纯化，合并两次轻组分，为本发明的咖啡豆油。
将咖啡豆油按与烟丝质量比的万分之1.2的量添加到烟丝中，具有与烟气协调，增加咖啡烘烤香气，丰富烟香，降低刺激性减少杂气，改善口感的作用，外观更接近优质烟丝。
实施例2
一种咖啡豆油的提质深加工方法，具体包括如下步骤：
(1)咖啡豆粗粉的制备：将咖啡豆于248℃烘炒，时间30min，粉碎机磨成粗粉；
(2)水解发酵：咖啡豆粗粉与水的质量比为1:25，加入生物制剂(龙胆二糖酶、内切纤维素酶、中性蛋白酶，食品级，酶活分别为5万u/g、10万u/g、10万u/g，按照质量比0.2：0.5：1配置，总质量为咖啡豆粗粉质量的0.1％)，搅拌均匀，在pH4.5、32℃条件下温育水解发酵4.5h；
(3)提取：92℃恒温水浴回流提取1次，减压抽滤，滤液减压浓缩至相对密度为1.20的黑色咖啡豆浸膏a，加入黑色咖啡豆浸膏a质量2.5倍的食品级95％乙醇，静置过夜，减压抽滤，滤液经减压浓缩至相对密度1.15，得到黑色咖啡豆浸膏b；
(4)分子蒸馏纯化：将上述步骤3)咖啡豆浸膏b加入占其质量比20％的丙二醇，58℃真空浓缩至无溶剂蒸出，得到咖啡豆浸膏c，再加入其1倍质量的丙二醇，混合均匀，加入到分子蒸馏设备中分离纯化，分子蒸馏温度为58℃，转子转速为110r/min，蒸馏压力2mbar，冷却温度为-3℃。收集轻组分，并将重组分再次以相同条件分子蒸馏纯化，合并两次轻组分，为本发明的咖啡豆油。
该咖啡豆油在再造烟叶、梗丝中应用，按梗丝、再造烟叶质量的万分之5的量添加，与烟气协调，增加咖啡烘烤香气，丰富烟香，降低刺激性减少杂气，改善口感，使外观更自然均匀具有光泽，接近优质烟叶。
实施例3
一种咖啡豆油的提质深加工方法，具体包括如下步骤：
(1)咖啡豆粗粉的制备：将咖啡豆于255℃烘炒，时间35min，粉碎机磨成粗粉；
(2)水解发酵：咖啡豆粗粉与水的质量比为1:35，加入生物制剂(龙胆二糖酶、外切纤维素酶、中性蛋白酶、活性生香鲁氏干酵母，按照质量比0.1：0.5：0.8：1配置，总质量为咖啡豆粗粉质量的0.25％，其中龙胆二糖酶、外切纤维素酶、中性蛋白酶为食品级，酶活分别为10万u/g、15万u/g、20万u/g，活性生香鲁氏干酵母为市售，食品级)，搅拌均匀，在pH5.5、35℃条件下温育水解发酵6h；
(3)提取：95℃恒温水浴回流提取3次，减压抽滤，合并滤液，减压浓缩至相对密度为1.22的黑色咖啡豆浸膏a，加入黑色咖啡豆浸膏a质量2.5倍的食品级95％乙醇，静置过夜，减压抽滤取滤液，再经减压浓缩至相对密度1.13，得到黑色咖啡豆浸膏b；
(4)分子蒸馏纯化：将上述步骤3)咖啡豆浸膏b加入占其质量比25％的丙二醇，62℃真空浓缩至无溶剂蒸出，得到咖啡豆浸膏c，再加入其2倍质量的丙二醇，混合均匀，加入到分子蒸馏设备中分离纯化，分子蒸馏温度为60℃，转子转速为120r/min，蒸馏压力2mbar，冷却温度为-4℃。收集轻组分，并将重组分再次以相同条件分子蒸馏纯化，合并两次轻组分，为本发明的咖啡豆油。
该咖啡豆油在再造烟叶茄衣中应用，按再造烟叶茄衣质量的7％的量添加，与烟气协调，增加咖啡烘烤香气，降低刺激、减少杂气，具有典雅黑褐色外观；该咖啡豆油在加热不燃烧再造烟叶中应用，按加热不燃烧再造烟叶质量的0.01～1％的量添加，经电加热或炭加热雾化后，协调烟气，具有咖啡烘烤香气，提调和丰富烟香，改善口感，使加热不燃烧再造烟叶的外观更自然均匀有光泽，接近优质烟叶。
试验例：应用效果对比评价
将实施例1-3制备的提质深加工的咖啡豆油进行应用的外观和感官评价，对照组为未施加咖啡豆油的烟丝、梗丝、再造烟叶、茄衣或加热不燃烧再造烟叶。
结果表明：本发明提供的提质深加工的咖啡豆油，在烟丝、梗丝、再造烟叶、茄衣或加热不燃烧再造烟叶等中应用，与烟气协调，丰富烟香，增加咖啡烘烤香气，香气纯净，降低烟气刺激性和减少杂气，使烟丝外观色泽更自然均匀，使再造烟叶、加热不燃烧再造烟叶、梗丝的外观更接近优质烟丝，再造烟叶茄衣呈现黑褐色典雅外观，并具有咖啡香气，具有增色增香降刺减杂的功能。
表1.提质深加工的咖啡豆油在烟丝中应用的外观和感官评价
表2.提质深加工的咖啡豆油在烟丝中应用的外观和感官评价
表3.提质深加工的咖啡豆油在烟丝中应用的外观和感官评价
表4.提质深加工的咖啡豆油在加热不燃烧再造烟叶中应用的外观和感官评价
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种咖啡豆油的提质深加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)咖啡豆粗粉的制备：将咖啡豆于240～260℃烘炒，时间25～40min，粉碎机磨成粗粉；
(2)水解发酵：咖啡豆粗粉与水的质量比为1:10～50，加入生物制剂，所述生物制剂为龙胆二糖酶、内切纤维素酶、外切纤维素酶、中性蛋白酶、活性生香鲁氏干酵母的混合，龙胆二糖酶、内切纤维素酶、外切纤维素酶、中性蛋白酶和活性生香鲁氏干酵母按照质量比0.1～0.3：0.5～1：0.5～1：0.5～2：0.5～1复配；生物制剂质量为咖啡豆粗粉质量的0.01～0.3％，搅拌均匀，在pH4～7、28～38℃条件下温育水解发酵2～12h；
(3)提取：90～95℃恒温水浴回流提取1～3次，减压抽滤，合并滤液，减压浓缩至相对密度为1.1～1.3的黑色咖啡豆浸膏a，加入黑色咖啡豆浸膏a质量1～3倍的食品级95％乙醇，静置过夜，减压抽滤取滤液，再经减压浓缩至相对密度1.0～1.2，得到黑色咖啡豆浸膏b；
(4)分子蒸馏纯化：将上述步骤3)制得的黑色咖啡豆浸膏b加入占其质量比10～50％的丙二醇，50～65℃真空浓缩至无溶剂蒸出，得到咖啡豆浸膏c，再加入咖啡豆浸膏c质量1～2倍的丙二醇，混合均匀，加入到分子蒸馏设备中分离纯化，收集轻组分，并将重组分再次以相同条件分子蒸馏纯化，合并两次轻组分，即得到所述咖啡豆油。
2.如权利要求1所述的咖啡豆油的提质深加工方法，其特征在于：所述的龙胆二糖酶、内切纤维素酶、外切纤维素酶、中性蛋白酶活性分别为5～20万u/g，活性生香鲁氏干酵母为市售，食品级。
3.如权利要求1所述的咖啡豆油的提质深加工方法，其特征在于：所述步骤(4)中分子蒸馏温度为50～65℃，转子转速为100～120r/min，蒸馏压力1～4mbar，冷却温度为-4～-2℃。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述方法制备的咖啡豆油。
5.一种如权利要求1-3中任一项所述方法制备的咖啡豆油在卷烟烟丝中的应用，按与烟丝质量的万分之1～3的量添加到烟丝中。
6.一种如权利要求1-3中任一项所述方法制备的咖啡豆油在再造烟叶或梗丝中的应用，按再造烟叶或梗丝质量的万分之1～10的量添加。
7.一种如权利要求1-3中任一项所述方法制备的咖啡豆油在再造烟叶茄衣中的应用，按再造烟叶茄衣质量的0.5～12％的量添加。
8.一种如权利要求1-3中任一项所述方法制备的咖啡豆油在加热不燃烧再造烟叶中的应用，按加热不燃烧再造烟叶质量的0.01～1％的量添加。
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