CN107404895A

CN107404895A - 液体意式咖啡浓缩物

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Publication number: CN107404895A
Application number: CN201580077334.1A
Authority: CN
Inventors: 约安内斯·许贝特斯·彼特鲁斯·玛利亚·斯米茨; 科内利斯·亨德里克斯·德福斯; 加希吉姆·卜汉辛
Original assignee: Sara Lee DE NV
Current assignee: Sara Lee DE NV
Priority date: 2015-01-02
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2035-12-28
Also published as: BR112017014297B1; SG11201705407PA; EP3240433B1; CA2972711C; US20170295814A1; AU2015372675A1; ES2732486T3; US10034486B2; KR20170102316A; CN107404895B; JP2018500039A; AU2015372675B2; PL3240433T3; CA2972711A1; MX2017008805A; RU2017127270A; EP3240433A1; BR112017014297A2; UA122678C2; RU2017127270A3

Abstract

公开了一种制备咖啡浓缩物的方法以及通过所述方法可获得的咖啡浓缩物。所述方法包括初级和次级提取，其中将初级提取物分开放液成第一和第二初级抽出物。提取在这样的条件下进行，使得满足最小化传质傅立叶数，以及最小化第一初级抽出物的提取率与全部提取段中获得的提取率的比。

Description

液体意式咖啡浓缩物

技术领域

本发明在咖啡浓缩物的领域内。特别地，本发明涉及制备浓缩的咖啡提取物(extract，萃取物)(下文中：咖啡浓缩物)的方法，并且涉及用其可获得的提取物或浓缩物。更具体地，本发明涉及具有改善的感官特性的咖啡浓缩物，所述改善的感官特性更接近地匹配于全自动意式咖啡(espresso，浓咖啡，意大利式黑咖啡)机的意式咖啡类咖啡调制品，所述全自动意式咖啡机用于制备例如意式特浓咖啡(ristretto)、意式咖啡或长咖啡(lungo)和/或奶类饮品，例如卡布奇诺(cappuccino)或拿铁马奇朵(latte macchiato)。

背景技术

为了商业和/或工业目的，咖啡浓缩物的需求正日益增加。使用这些液体咖啡浓缩物的典型领域是在咖啡配制机中。许多这样的机器并不通过新鲜制备咖啡提取物进行操作而是通过将热水添加到一种形式的工业制造咖啡提取物中进行操作。因此，这些机器通过由可溶性咖啡颗粒的重构，或通过咖啡浓缩物的稀释来配制咖啡。

术语“咖啡浓缩物”具有在如涉及水性浓缩物的领域中给定的含义，其具有按重量计15％至55％的干燥固体物质含量(所述干燥固体物质大部分作为液体可溶性固体存在于浓缩物中)。这些浓缩物有时也被称为“液体咖啡浓缩物”。这涉及通常在环境温度下其中浓缩物在实践中被使用的状态(作为可流动的，优选可泵送的液体)。在许多情况下，这些浓缩物的稳定贮存需要冷却，并且更通常需要冷冻。因此，以液体形式使用的咖啡浓缩物通常还被指示为是冷冻液体咖啡浓缩物。下文中，术语“咖啡浓缩物”和“液体咖啡浓缩物”可互换使用，并且这些术语包括液体形式以及冷冻形式的咖啡浓缩物。

在从基于不是新鲜提取的咖啡进行操作的如上所述的机器中提供咖啡的过程中，持续的挑战是制备带有与新鲜提取的咖啡充分相似性(特别是在香气(aroma，香气物)方面)的咖啡。在配制意式咖啡类型的咖啡的情况下，这种挑战甚至是更显著的。意式咖啡是传统上通过将约95℃的加压水强制通过精细磨碎的豆的咖啡床而调制的一类咖啡饮品。由于这种具体类型的加工，产生了具体种类的咖啡饮品，其具有典型的风味，这种典型的风味不能仅归因于使用具体的豆、豆的掺混物和/或烘焙水平。在不新鲜使用具体的意式咖啡调制工艺的情况下，制备具有可辨识意式咖啡风味(例如滋味和/或香气)的咖啡是非常困难的。

在制造用于意式咖啡类型咖啡饮品的配制机中，典型的发展致力于通过例如从用于在这样的机器中使用的烘焙且磨碎的咖啡新鲜制备意式咖啡调制品进行操作的机器。然而，希望还提供可仅从如下配制机获得的意式咖啡，所述配制机自身不应用提取工艺，而是其仅基于稀释预先存在的(例如工业制备的)液体咖啡浓缩物进行操作。

适合于制备意式咖啡类型咖啡的液体咖啡浓缩物在本领域中是不可得的。

关于制备液体咖啡浓缩物的背景文献是WO 2007/043873。在这里描述了一种工艺，其中使烘焙且磨碎的咖啡经历双重提取，其中次级(secondary，二次)提取在比初级(primary，一次)提取更高的温度下进行。例如涉及香气回收和高水与咖啡比率的公开的方法适合用于制备具有改进咖啡风味/香气的液体浓缩物。然而，所公开的方法并不形成意式咖啡型咖啡浓缩物。

希望制备一种液体咖啡浓缩物，其适合用于提供意式咖啡型咖啡调制品。进一步希望在经济可行的工艺中提供这样的液体咖啡浓缩物。特别希望提供具有改善的感官特性的液体咖啡浓缩物。

发明内容

为了更好地实现一个或多个上述愿望，本发明在一个方面提供

一种制备咖啡浓缩物的方法，该方法包括如下步骤：

(a)提供磨碎的烘焙咖啡豆，其具有0.5至3mm的平均马丁直径最小值(Martindiameter minimal value)；

(b)利用水使磨碎的烘焙咖啡豆经历初级提取，以获得第一初级提取物，其中抽出因子(draw-off factor，抽提因子)为至多2；

(c)在所述第一初级提取物之后抽出第二初级提取物；

(d)利用水使初级提取的磨碎的烘焙咖啡豆经历次级提取，以获得次级提取物；

(e)使第二初级提取物和次级提取物经历蒸发，以获得浓缩提取物，其具有30wt.％至75wt.％的干燥固体物质含量；

(f)将浓缩提取物与第一初级提取物合并；

(g)可选地添加水；

从而获得具有15wt.％至55wt.％的干燥固体物质含量的液体咖啡浓缩物，其中初级提取是在这样的条件下进行的，使得满足传质傅立叶数为至少0.35；并且其中第一初级抽出物的提取率与在全部提取段中获得的提取率的比率在0.15至1.0范围内。

在另一方面，本发明提供包含15％至55％干燥固体物质的咖啡浓缩物，通过本发明的上述工艺可获得。

在又一个方面中，本发明涉及包含15％至55％干燥固体物质的咖啡浓缩物，其特征在于包含的1-咖啡酰奎宁酸内酯(1-CQL)的量为每kg干燥固体物质至少450mg绿原酸等价物。

附图说明

图1是本发明的工艺的一个实施方式的流程图；

图2显示了绿原酸和1-咖啡酰奎宁酸内酯(1-CQL)的重叠的紫外-可见吸收光谱；

图3是绿原酸的校正曲线。

图4是在50μg/ml浓度下的绿原酸标准溶液的5μl注射液的HPLC-PDA-TOF MS色谱图；

图5是在浓度10μg/ml水下的绿原酸标准的HPLC-TOF MS色谱图(ESI负离子模式)。

具体实施方式

广义上说，本发明基于如下明智的见解：液体意式咖啡浓缩物可通过包括初级和次级提取的工艺制备，其中初级提取以使得改进风味/香气提取的方式进行，并且其中总提取以有意降低的总提取率的方式进行。后者反映在第一初级抽出物提取率和总提取率的比率中。前者反映在傅立叶传质数中，其在本说明书中随后被进一步详述。

在本发明的工艺中，初始提供磨碎的烘焙咖啡豆。所用的主要咖啡物种是洗过的和未洗过的阿拉比卡(Arabica)豆和罗布斯塔(Robusta)豆。典型地，可使用二者的混合物。这些豆可被认为具有具体的地理来源，如哥伦比亚、巴西或印度尼西亚。

为了改进液体咖啡浓缩物的意式咖啡特性，在本发明的任选实施方式中，关于所使用的烘焙且磨碎的咖啡，考虑两个主要的优选项。一个是烘焙的程度和烘焙的时间，另一个是咖啡磨粉的尺寸。

烘焙的程度可以多种方式测定。一种方法是测定烘焙咖啡豆的颜色。本领域技术人员已知的方法基于Dr.Lange比色计。优选地，由此，烘焙的程度使得满足Dr.Lange颜色测量的值为32至54。如本领域技术人员已知的，较高的值指示较轻的烘焙程度。由此，在范围的低端处的值适合于强的意式咖啡外观，而在范围的高端处的值与被称为“长咖啡”(其如果被新鲜调制，是用比传统意式咖啡更高量的水制成的)的类型的意式咖啡更相称。

在Dr.Lange比色计是不能商业获得的情况下，测定烘焙咖啡豆的颜色的可替代方法是通过使用Colorette比色计(得自Probat-Werke von Gimborn MaschinenfabrikGmbH,Emmerich,Germany)。采用Colorette 3B型，根据Dr.Lange比色计的32至54的值范围对应于54至100的值范围。由此，根据Colorette比色计的颜色值等于(73.1918+4.95864*DrL)/(1+0.0188118*DrL–0.0000215185*DrL*DrL)，其中DrL是根据Dr.Lange比色计的颜色值。

烘焙的程度还可以参照作为烘焙的结果产生的重量损失进行测定(其中在较高温度和/或较长的烘焙时间下进行烘焙将导致较高的重量损失)。根据本发明，烘焙程度的典型优选值，对于阿拉比卡咖啡为13.0wt.％至18.5wt.％，和对于罗布斯塔咖啡为16.0wt.％至20wt.％。

本发明的液体咖啡浓缩物的理想特点据信受益于应用工业规模的相对小研磨尺寸的咖啡磨粉。经历本发明的提取工艺的烘焙且磨碎的咖啡豆的尺寸使得满足马丁直径最小值为0.5至3mm。

马丁直径是不规则物体在具体测量方向上的面积平分线的长度。其是通过基于动态图像分析原理的P4测量系统测定的。由此，疏松材料(其颗粒尺寸待测量)在光源和照相机之间下落。每个颗粒都被照相机检测，然后由连接的计算机进行数字化和处理。

在32个方向测定马丁直径X_Ma。1个颗粒的马丁直径为在所有方向上一系列测量的X_Ma中的最小值。在本公开中，涉及的是最小马丁直径值的平均值，其为0.5至3mm。将理解的是，不是所有颗粒都具有相同的尺寸。在这样的情况下，通常涉及由测量的马丁直径(最小值)的分布得到的计算的平均颗粒尺寸。在本公开中，由此使用的平均颗粒尺寸是一系列测量的马丁直径(最小值)的分布的上述计算的平均值。换句话说，不同的颗粒具有不同的马丁直径(最小值)，并且因此这些最小值的平均值是有用的参数。

优选的范围为从至少0.8mm，如至少1.0mm，如至少1.2mm至低于2mm，如低于1.9mm，如低于1.8mm。在一个令人感兴趣的实施方式中，尺寸范围为1.1至1.9mm，优选1.6至1.8mm。

磨粉的尺寸可借助于研磨机的设定，特别是关于2个辊之间的距离，而预先确定。可使用单或多阶段研磨机。磨粉尺寸借助于如上所述的Camsizer型颗粒尺寸测量装置控制。

作为本领域中习惯的做法，用水提取烘焙且磨碎的咖啡豆。在前文中和后文中，术语“水”适用于任何在制备咖啡提取物中通常使用的水性液体。这可例如是常规的自来水、钠软化水、阳离子和阴离子去矿物质水或来自蒸发器的水性凝结物(在咖啡提取物的脱水过程中)或它们的混合物。

本发明的方法的第一提取步骤包括使磨碎的烘焙咖啡豆经历初级提取。这种提取可在包括一个或多个常规提取室或渗滤器的提取段中进行。

如本领域技术人员已知的，在咖啡提取领域中的术语“初级提取”具有物理提取的明确含义。因此，在初级提取过程中，水溶性咖啡组分被提取。在这个初级提取中，作为提取流体，通常使用温度低于120℃，典型地在70℃和120℃之间，优选在85℃和95℃之间的水。有利地，在固定床室或渗滤器中以上流式或下流式或根据逆流提取原理提取咖啡。每个循环，通常，使用的初级水与咖啡豆重量比率在2.8和15之间，优选在3和10之间，最优选在约4.0和8.0之间。在根据本发明的方法中，一个循环通常占10和60分钟之间。循环时间被定义为如下两个时刻之间的时间：将渗滤器新鲜连接到初级提取段中的时刻，和直到初级提取段被填充有新鲜的烘焙且磨碎的咖啡的新渗滤器再装载的时刻。

完成初级提取，以获得第一初级提取物，其中抽出因子为至多2，优选至多1.5。更优选地，抽出因子为至多1，并且甚至更优选至多0.7。在本说明书和在权利要求中，“抽出因子”被理解为指在初级提取段中，提取物的质量和干燥的烘焙且磨碎的咖啡的质量的比率。实践中，这种抽出因子是由如下两方面之间的折中确定的，一方面，在第一初级提取物中提取咖啡可溶物和香气的充分程度，和另一方面，第一初级提取物的最低可能体积。对于某种物质可应用的初级抽出因子取决于：烘焙咖啡豆的应用的粗糙度或研磨程度、提取室、以及特别地串联连接的渗滤器的数量、应用的水与咖啡比率、应用的循环时间、应用的进料水温度和最终产品的希望浓度等。在初级提取中，水与咖啡比率优选在4至15的范围内，优选低于10，并且更优选在4至8的范围内。

根据本发明，在初级提取过程中，提取物在两个阶段中被抽出。即，在放液(tapping)过程中，初级提取物被分开(分级)，以产生第一(高芳香性)和第二初级抽出物。因此将理解的是，如上参照步骤(b)和(c)定义的初级提取包括获得第一初级提取物，其中抽出因子为至多2，和在所述第一初级提取物之后抽出第二初级提取物。如上定义的，这种初级提取，即获得第一和第二初级提取物的组合步骤，是在这样的条件下进行的，使得满足传质傅立叶数为至少0.35(其基于所应用的：平均咖啡磨粉尺寸(平均最小马丁直径)，和在初级提取段中的咖啡停留时间，和应用的提取温度，其对颗粒内扩散系数具有影响)，如在下文中被进一步定义的。

使来自初级提取的部分提取的磨碎的烘焙咖啡豆进一步经历次级提取。如本领域技术人员已知的，除其它事项外，次级提取尤其包括部分提取的磨碎的烘焙咖啡颗粒的热水解。由此，将从咖啡中提取在热水解过程中产生的可溶于水中的组分。次级提取不限于由热水解产生的组分。典型地，另外量的预先存在的(初级，但尚未提取的)可溶性组分也将在次级提取中被提取。

在包括一个或多个串联的提取室的次级提取段中，通过采用水或水性液体进行的次级提取制备次级提取物。在这个提取段中，使磨碎的咖啡豆经历在比初级提取的情况下更高的提取温度下，通常在120℃-220℃之间的进料水温度下的提取。任选将来自次级提取的次级提取物的第一级分作为提取液体进料到初级提取室中。任选在蒸发步骤之后，将剩余的提取物、得自次级提取的次级提取物的第二级分，与第二初级提取物合并。

初级和次级提取可在常规的提取室中进行。在一个优选的实施方式中，在一个渗滤器中或在串联放置的多个渗滤器中进行初级和次级提取二者。特别地，次级提取有利地在至少2个，和优选至少4个串联连接的渗滤器中进行。通常，在初级提取段中使用的渗滤器的数量为至少0.5，这意味着在50％的循环时间的过程中，在初级提取段中连接1个渗滤器。优选地，在初级提取段中连接至少1个或2个渗滤器。基于得自咖啡磨粉的尺寸和传质傅立叶数的咖啡停留时间，本领域技术人员将能够基于选择的循环时间确定渗滤器的合适数量。

第一初级提取物是非常高感官品质的并且是高度浓缩的；优选地，将其直接冷却到最大25℃，但更优选到最大10℃，如0℃，并且最优选到-2℃。优选地，将初级提取物保持在惰性气氛下，例如氮气气氛下。

本发明进一步包括使第二初级提取物和次级提取物经历蒸发，以获得浓缩提取物。对于两种提取物可分开进行蒸发，在此之后将浓缩的提取物合并。优选地，将第二初级提取物和次级提取物首先合并，然后蒸发。

通常与次级提取物一起，将初级提取物的第二抽出物浓缩到干燥固体物质含量在30和75％之间，更优选在35和65％之间，高度优选在40和60％之间。

最终，将得自第二初级提取物和次级提取物的浓缩提取物与第一初级提取物合并，以获得液体咖啡浓缩物。在为了实现咖啡浓缩物的理想浓度所需要的限度内，可添加水以调整干燥固体物质含量，从而获得具有15wt.％至55wt.％的干燥固体物质含量的咖啡浓缩物。

在本发明工艺的多种令人感兴趣的实施方式中，工艺变量被选择如下。

烘焙：烘焙程度(Dr.Lange)为32(较暗)到54(较浅)；烘焙损失范围为13(较浅)到20(较暗)；烘焙时间：范围为7.5分钟到15分钟，优选8-10分钟。对于意式咖啡(而非长咖啡)类型的咖啡浓缩物，优选对于阿拉比卡的烘焙程度为大于15％的烘焙损失。

咖啡提取：平均咖啡磨粉尺寸(马丁直径最小值)，范围为0.5mm至3.0mm，优选1.4mm至1.9mm。咖啡可溶物的总提取率(Y_TE)：范围为25％至45％，优选30％至35％。第一初级抽出的可溶性固体产率(Y-PE1)：范围为7.5％至25％，优选10％至20％。Y_PE1与Y_TE的比例：范围为0.15至1.0，优选为0.20至0.60，更优选为0.30至0.40。初级提取的傅立叶数：优选范围为0.35至3.0，更优选为0.5至1.5，最优选0.5-1.0。

香气回收：借助于蒸汽汽提从第二初级提取物任选部分香气回收：范围为0至60％；优选(如果进行)20％至40％。

在咖啡提取物的蒸发后，浓缩物的干燥物质含量：范围30％至75％，优选40％至60％。

根据本发明可获得的咖啡浓缩物的最终干燥固体物质含量范围为15wt.％至55％wt.％，优选25wt.％至35wt.％。

本发明的工艺的一个实施方式描绘在图1中的流程图中。将理解的是，本发明不限于所示的具体流程图。

根据本发明，采用另一个措施以获得具有意式咖啡特点的液体咖啡浓缩物。为此目的，以如下方式进行初级提取，该方式使得满足传质傅立叶数为至少0.35，优选0.35至3.0；并且在第一初级提取物中获得的产率与在总提取中获得的产率的比率为0.20至0.60，并且优选0.3至0.4。

傅立叶数N_Fo由下式(I)代表

N_Fo＝D.t/(Rp)² (I)

其中

N_Fo 颗粒内传质的傅立叶数；

t 用于一种或多种传质的接触时间；这由磨碎的咖啡在初级提取段中的停留时间给出；

Rp 平均颗粒半径(m)；这得自平均马丁直径最小值，将所述值除以2；D在咖啡基质内溶质的颗粒内扩散系数(m²/s)。对于在95℃下的提取，D的值通常为2.10^-10m²/s。所述值在分别较低或较高的提取温度下将是较低或较高的。这些值是本领域技术人员已知的并且得自一系列在不同条件下烘焙和在不同咖啡磨粉尺寸下提取的不同咖啡来源的有限浴提取实验。通过使用基于恒定扩散系数值的物理扩散模型，扩散系数可被导出用于有限浴提取实验，

T[℃]	D[m2/s]
		70	1.23E‐10
80	1.45E‐10
		96	2.10E‐10

由于扩散系数的温度依赖性，其它温度的扩散系数可通过使用Arrhenius方程(II)借助于内插法找到。

其中对于活化能，可使用36.3kJ/mol的E_a

T：绝对温度(K)

R：理想气体常数8,315J K-1mol-1

结果，所应用的傅立叶传质数是咖啡可溶物从咖啡基质中提取程度的无因次量纲，

本领域技术人员，一旦获悉待对于傅立叶传质数要设定的范围，将能够在没有过度负担的情况下相应地调整工艺参数。特别地，对于N_Fo值给出的限度关于如下方面直接指导本领域技术人员：对所应用的咖啡磨粉尺寸(平均马丁直径最小值)、在初级提取段中的咖啡停留时间和颗粒内扩散系数的组合施加相应限制取决于所应用的提取温度。本领域技术人员将理解的是，在提取咖啡的工艺中，对一个工艺参数的调整可能对另一个工艺参数有影响。因此，本公开提供一种技术措施，其基于设定组合的工艺参数，而非分开地单独设定这些工艺参数。

参照表3、4和5进一步示例性说明上文给出的指导。对于三组提取条件，这些表提供了如下方面的多种组合的傅立叶传质数：颗粒尺寸(横轴，即表格的列，其被指示为马丁直径最小值的平均值)和磨碎的咖啡在初级提取段中的停留时间(纵轴，即表格的行，其被指示以分钟)。为了计算傅立叶数，首先将停留时间转化成秒，其是在上述式(I)中可应用的时间单位。可应用于表3、4和5的每一个的条件的组概述于下表1中。

表1

条件	表3	表4	表5
				温度(℃)	70	80	95
活化能(kJ/mol)	36.3	36.3	36.3
				扩散系数(m2/s)	1.23E-10	1.45E-10	2.00E-10

如上所述的，根据本发明的另一个技术措施是进行完全提取，以降低总提取率。这反映在如下方面中：在第一初级提取中获得的产率与在总提取中获得的产率的比率，其被设定为0.15至1.0，优选0.20至0.60。这种相对高的比率违背了本领域中的常规实践。

如本领域技术人员清楚知晓的，如在诸如提取的工艺方面使用的术语“提取率(extraction yield)”实际指从烘焙咖啡提取的可溶性咖啡固体的量除以被提取的烘焙咖啡的量的比率，并且本领域技术人员通常能够设定其(其不同于在例如化学合成工艺中的产率，其中该术语通常指要实现的结果)。

提取率被定义为如下数的百分比：每质量单位的干燥烘焙咖啡的所提取的可溶性咖啡固体的质量。这根据下式(III)计算，其具有以下输入值：

-R&G咖啡的室负载(m_c)-对于湿气含量进行校正(ω_w)

-从咖啡室抽出的咖啡提取物的质量(M_e)

-咖啡提取物的可溶性固体含量(C_e)。

优选借助于折射率测量可溶性固体含量。可溶性固体含量可得自校正曲线。

对于傅立叶传质数和对于提取率比例的设定的明智组合，用于改进初级提取的品质，和增强其对总提取物的贡献。令人惊奇地，在咖啡磨粉的尺寸小于3mm，特别是小于2mm的情况下，这导致咖啡浓缩物具有更类似意式咖啡的特点，即使没有进行传统的意式咖啡调制。

因此，本发明还在任一个和全部其实施方式中涉及通过上述工艺可获得的咖啡浓缩物。

另外，根据本发明的咖啡浓缩物的理想香气令人惊奇地反映在意式咖啡香气标记物(aroma marker)中，所述标记物展现在采用本发明的方法可获得的产品中。

不希望束缚于理论，本发明的发明人相信已经确认了一种关键风味标记物，其反应了本发明的意式咖啡型咖啡浓缩物的独特特点。

这是1-咖啡酰奎宁酸内酯(1-CQL)。1-CQL的结构在下式(IV)中给出。

分析方法

样品制备

通过如下步骤制备115克咖啡调制品：在小肖特瓶中称重明确指定量的冷却的6±1℃的咖啡浓缩物，将其用85±1℃的热水稀释到可溶性固体含量为精确的1.6％。在热水添加后，立即将肖特瓶封闭并立即在冰水浴中冷却。通过温和的摇动将冷却的咖啡调制品均匀化。在分析之前将咖啡调制品在8±1℃下贮存在冰箱中。

1-咖啡酰奎宁酸内酯(1-CQL)的确认

咖啡的咖啡酰奎宁酸内酯公知是与温和以及令人愉悦的苦咖啡味道相关的感官活性化合物。通过使用与光电二极管阵列(PDA)检测和高分辨率四极杆飞行时间质谱(MS)二者耦合的高效液相色谱(HPLC)对咖啡内酯进行检测和确认。所有的HPLC-PDA-MS组件都得自Waters Chromatography B.V.(Etten-Leur,The Netherlands)。看到的关于使用的柱和溶剂系统条件的保留时间与存在咖啡酰奎宁酸内酯相匹配，参见De Vos et al.,2007,Nature Protocols 2,778-791。

在光电二极管阵列(PDA)检测器上在324nm下观察的高吸收与根据Frank et al.,J.Agric.Food Chem.2008,56,9581–9585的观察一致。基于以全扫描模式和在70,000扫描分辨率(FWHM)下由LTQ-Orbitrap FTMS(热仪器，荷兰布雷达(Thermo Instruments,Breda,The Netherlands))获得的碎片图(参见如下(V)至(IX)指出的式)，在由Van der Hooft etal.,2012.Metabolomics 8:691-703中提供的细节，其可以通过在m/z 335.0774下的准分子离子[M-H]^-和在m/z 135.045、161.024和179.035下的特征碎片被确认是咖啡酰奎宁酸内酯。在m/z 173.0455下出现的具有C₇H₉O₅的元素组成的碎片，很好地符合于式(IX)的奎宁酸内酯碎片，并且当咖啡酸部分连接于奎宁酸内酯的1-位时由于该部分容易从1-咖啡酰奎宁酸(1-CQA，精确m/z[M-H]^-为335.0774)断裂，这是非常可能的。

化学式：C₈H₇O₂ ^-

精确质量：135.05

化学式：C₇H₁₁O₆ ^- 化学式C₉H₅O₃ ^-

精确质量：191.06 精确质量：161.02

化学式：C₉H₇O₄ ^- 化学式C₇H₉O₅ ^-

精确质量：179.03 精确质量：173.05

区别的(1-CQL)1-咖啡酰奎宁酸内酯的区别质量碎片存在于液体咖啡中。在MS/MS谱中m/z 173.0455的相对高的丰度指向1-咖啡酰奎宁酸内酯。这种内酯部分的容易断裂很好地符合1-CQA。所观察的MS/MS碎片与Jaiswal et al.Food Research International2014,61,214–227一致。

1-咖啡酰奎宁酸内酯(1-CQL)的定量

如上所述制备根据本发明和根据现有技术的30个咖啡调制品。将每个咖啡调制品过滤经过0.45μm特氟隆(teflon)过滤器。所有的HPLC-PDA色谱条件，包括HPLC、柱类型和温度、以及洗脱液梯度，都如描述于(LIT1)中的；使用以负电喷雾电离模式的Synapt G1QTOFMS(Waters,Etten-Leur,the Netherlands)，检测在90-1500质荷比(m/z)范围内的质量。由于(1-CQL)的吸收光谱类似于绿原酸的吸收光谱(图2)，因此使用绿原酸作为标准来定量1-CQL的水平。绿原酸(3-CGA)，C₁₆H₁₈O₉，CAS注册号327-97-9，得自Sigma(订单号C3878)。在1000μg/ml(＝2.82mM，使用354.31的分子量)的工作溶液下，将标准溶解在MilliQ水中。该储备溶液的100倍稀释液的吸光度(即，在324nm处，以水作为空白的读数(A₃₂₄)为0.437。使用其18,400M^-1.cm^-1的摩尔吸光系数(Trogu et al,1984.The Analyst,109,263-266)，这种CGA溶液的实际浓度为23.75μM。因此，储备溶液的纯度为84.16％。随后将储备溶液稀释到MilliQ中，达到浓度范围为0至50μg/ml。将最高浓度注射到HPLC-PDA-MS系统中(图4)导致在14.4分钟处洗脱的大的峰，其对应于3-CGA(Moco S,et al.,2006.Plant Physiology141,1205-18)，以及在17.6分钟处洗脱的小的峰，其对应于4-CGA(Moco et al.,2006)；没有检测到其它PDA或MS峰。当注射在10μg/ml或更低浓度下的绿原酸储备溶液时，324nm色谱图显示了分别在10.2、14.4、15.2和17.5分钟的保留时间下洗脱的4个峰(图5)。所有这4个峰都被确认为是绿原酸异构体，这基于如下二者：母离子的明确精确质量，[M-H]^-＝353.08，和它们的(源内)奎宁酸碎片，[M-H]^-＝191.05。由于已知在水溶液中CGA可能异构化(Xie C et al.,2011,J.Agric.Food Chem.59(20),11078-11087)，在324nm处这4种绿原酸异构体的面积总和被用于构建绿原酸校正曲线(图3)。随后计算在324nm处1-CQL的HPLC-PDA峰面积(1.6％干燥物质)，并将标记物化合物1-CQL的水平以咖啡浓缩物的每kg可溶性固体的绿原酸等价物的μg数表示，其通过其杂质进行校正。

本发明在其任一个和全部实施方式中还涉及一种咖啡浓缩物，特别是通过前述工艺可获得的咖啡浓缩物，其包含15％至55％的干燥固体物质，其特征在于具有由含量为每kg干燥固体物质450mg)绿原酸等价物的1-咖啡酰奎宁酸内酯(1-CQL)代表的风味轮廓。1-CQL由此如上所述被定量。

在一个令人感兴趣的实施方式中，1-CQL含量为至少510mg，在另一个令人感兴趣的实施方式中，1-CQL含量为每kg干燥固体物质至少590mg。

上述图4是在50μg/ml浓度下的绿原酸标准溶液的5μl注射液的HPLC-PDA-TOF MS色谱图，用于检测在(1-CQL)的定量中使用的校正溶液的纯度。上图框(蓝线)：PDA检测器的在324nm处的吸光度；下图框(红线)：以ESI负离子模式的TOF MS检测器(m/z范围90-1500)的基峰强度(BPI)。对于相同化合物峰在两种检测器之间的保留时间差异(0.065分钟)是由于在分析系统内它们的物理距离导致的。在14.35分钟保留值处洗脱的主要峰对应于3-CGA；在17.52分钟处洗脱的异构体4-CGA的面积为3-CGA的面积的3.4％。

上述图5是在浓度10μg/ml水下的绿原酸标准的HPLC-TOF MS色谱图(ESI负离子模式)，显示4个色谱峰。它们的m/z 353.08的精确质量，即咖啡酰奎宁酸(蓝线)和它们的m/z191.05的(源内)碎片，即奎宁酸碎片(红线)指示出所有这4个峰都是绿原酸异构体。因此将使用HPLC-PDA在324nm下检测的每个异构体的HPLC-PDA峰的面积进行积分并加起来以计算每个标准的浓度的总绿原酸面积(参见图3)。

下文中将参照如下非限制性实施例进一步解释本发明。

实施例1

在一系列固定床咖啡提取器的扩散池组中，在工业规模上证实了本发明的原理。由60％洗过的阿拉比卡咖啡和40％的未洗过的阿拉比卡咖啡组成的咖啡掺混物已经在间歇烘焙机中，在9:00分钟内，采用降低的烘焙空气温度进行烘焙。已经应用的烘焙程度导致按重量计16.5％的烘焙损失。烘焙的咖啡豆的水汽含量为按重量计2.9％。

就在咖啡提取前，将烘焙咖啡豆磨碎到1.9mm的平均磨粉尺寸(根据如上给出的计算定义XMa最小值)。

将室用的磨碎的咖啡装载100％，在提取前不应用磨碎的咖啡的润湿。

与钠去软化水逆流地进行初级提取，其中将进料水以上流式引入到渗滤器中，其中进料温度为95℃。咖啡在初级提取段中的停留时间为53分钟，和应用的水与咖啡比例为6.0，其中在从渗滤器置换空气和咖啡气体的过程中背压为2巴，和在气体释放后，在从渗滤器收集初级抽出物的过程中，背压上升至4巴。初级提取的传质傅立叶数为0.70。

在第一初级抽出物中分级初级提取物，其中抽出物比例为0.60。获得高芳香性的第一初级抽出物，其具有19.1％的可溶性固体含量，并将其冷却到低于25℃，之后贮存在称重罐中。在称重罐的排放过程中，将第一初级抽出物冷却到低于6℃。将残留的低芳香性初级提取物作为第二初级抽出物收集在贮存罐中，其具有按重量计5.2％的可溶性固体含量，并将其冷却到低于25℃，之后贮存在称重罐中。

使部分提取的咖啡磨粉经历在扩散池组的次级段中的高温提取。将来自蒸发器的凝结物循环作为用于次级提取的进料水，进料水在158℃的温度下被引入到渗滤器中。部分提取的咖啡磨粉在次级段中的咖啡停留时间为145分钟，和应用的次级抽出物为5.0，其中背压为6巴。次级抽出物的可溶性固体含量为按重量计低的2.3％。在提取后，将用过的咖啡排放用于能量回收。烘焙的磨碎咖啡的总提取率为32％。

借助于在100℃下大气逆流蒸汽汽提从第二初级抽出物中回收香气。使所有第二初级抽出物的仅25％经历在具有静态内部构件的柱中的香气回收。将带有香气的蒸汽在一个1阶段冷凝器中在6℃下冷凝。将回收的香气浓缩物与第一初级抽出物混合。

将第二初级提取物与第二次级抽出物混合，达到基于实际提取率平衡的质量，其导致可溶性固体含量为3.4％wt。借助于蒸发使这种混合物脱水到最终可溶性固体含量为按重量计48％。将蒸发器流出物冷却到20℃。

包括回收的香气的高香气初级提取物在蒸发后立即与来自蒸发器的低芳香性咖啡浓缩物流出物顺序(in-line)混合。获得的最终咖啡浓缩物的可溶性固体含量为按重量计至少30％，其被冷却到6℃。

将存在于最终咖啡浓缩物中的不溶性咖啡颗粒分离。在澄清化后，将最终产品用如公开在例如WO 2014/003570中的齿轮泵包装在盒中袋包装(BiB)中。将咖啡BiB在冻结隧道中冷冻至-18℃的最大温度。

由一组随机选择的消费者评价咖啡浓缩物。组评价：

○意式咖啡：与得自PdO 500机器的全自动Piazza d’Oro Forza相同的喜好性和相同的感官特性(除了较少的强烈气味)。

○长咖啡：与得自PdO 500机器的全自动Piazza d’Oro Dolce相比更高的喜好性和不同的感官特性(更平滑和柔和)。

○卡布奇诺：与得自PdO 500机器的全自动Piazza d’Oro Forza和全脂奶相同的喜好性和相同的感官特性

实施例2

依照实施例1的过程，制造咖啡浓缩物，其中具体设定概述在下表2中。所用的咖啡掺混物：60wt.％的洗过的阿拉比卡；40％的未洗过的阿拉比卡。

1-CQL含量，对于根据实施例2A获得的液体浓缩物，为每kg干燥固体物质559mg，和对于根据实施例2B获得的液体浓缩物，为每kg干燥固体物质622mg。

表2

实施例3(参考例)

根据在WO 2007/043873中教导的内容制备咖啡浓缩物，其中咖啡掺混物几乎等同于实施例2的咖啡掺混物(65wt.％洗过的阿拉比卡；35％的未洗过的阿拉比卡)，和具体的设定概述于上表2中。咖啡磨粉的尺寸(如在本说明书中定义的马丁直径最小值)为3.6mm。传质傅立叶数为0.20。在第一初级提取中获得的产率与在总提取中获得产率的比率为13.9。

对于所获得的液体浓缩物，1-CQL含量为每kg干燥固体物质375mg。

表3

表4

表5

Claims

1.一种用于制备咖啡浓缩物的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供具有0.5至3mm的平均马丁直径最小值的磨碎的烘焙咖啡豆；

-利用水使所述磨碎的烘焙咖啡豆经历初级提取，所述初级提取包括获得具有至多2的抽出因子的第一初级提取物，以及在所述第一初级提取物之后抽出第二初级提取物；

-利用水使初级提取的所述磨碎的烘焙咖啡豆经历次级提取，以获得次级提取物；

-使所述第二初级提取物和所述次级提取物经历蒸发，以获得具有30wt.％至75wt.％的干燥固体物质含量的浓缩提取物；

-将所述浓缩提取物与所述第一初级提取物合并；

-可选地添加水；

以获得具有15wt.％至55wt.％的干燥固体物质含量的液体咖啡浓缩物，其中所述初级提取在满足至少0.35的传质傅立叶数的这种条件下进行；并且其中第一初级抽出物的提取率与全部提取段中获得的提取率的比在0.15至1.0范围内。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述磨碎的烘焙咖啡豆的马丁直径最小值低于2.0mm。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述磨碎的烘焙咖啡豆的平均马丁直径最小值为1.4至1.9mm，优选1.6至1.8mm。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述咖啡豆具有对应于13％至20％的烘焙损失的烘焙程度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中烘焙时间的范围为7.5分钟至15分钟，优选8至10分钟。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中总提取率(Y_TE)的范围为25％至45％，优选30％至35％。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中第一初级抽出的可溶性固体产率(Y-PE1)的范围为7.5％至25％，优选10％至20％。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中Y_PE1与Y_TE的比的范围为0.20至0.60，优选0.30至0.40。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对于初级提取的傅立叶数的范围为0.5至1.5，优选0.5至1.0。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中借助于蒸汽汽提从第二初级抽出物中回收香气，进行了所述第二初级抽出物的总量的0％至60％的部分香气回收，优选地进行了20％至40％的香气回收，并且在蒸发后，将回收的香气蒸馏物添加到咖啡浓缩物中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在蒸发后，所述浓缩物的干燥物质含量的范围为40％固体含量至60％固体含量。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中初级水与咖啡比率在2.8与15之间，优选在3与10之间，最优选在4.0与8.0之间。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中作为提取流体，使用在70℃与120℃之间、优选在85℃与95℃之间的温度的水进行所述初级提取。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得的所述咖啡浓缩物的最终固体含量的范围为25wt.％至35wt.％。

15.一种包含15％至55％干燥固体物质的咖啡浓缩物，通过根据前述权利要求中任一项所述的方法可获得。

16.一种包含15％至55％干燥固体物质的咖啡浓缩物，其特征在于以每kg干燥固体物质至少450mg绿原酸等价物、优选至少510mg、更优选至少590mg的量包含1-咖啡酰奎宁酸内酯(1-CQL)。