способ производства натурального молотого кофе в виде агломератов

Формула изобретения

Способ производства натурального молотого кофе в виде агломератов, заключающийся в том, что осуществляют очистку и калибровку зерен зеленого кофе, обжаривание при температуре 210-220°С, охлаждение до температуры не более 30-35°С, измельчение, экструзионную агломерацию при давлении 20-25 кг/см² и температуре 135-140°С, фасовку и упаковку готового продукта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к технологии производства натурального молотого кофе в виде агломератов, и может быть использовано на кофеперерабатывающих предприятиях.

Натуральное обжаренное кофейное зерно содержит много полезных для человека органических и неорганических веществ, в частности хлорогеновые кислоты, танины, дубильные вещества, углеводы, алкалоиды (кофеин, теобромин, теофилин), большое количество минеральных веществ и более 300 органических соединений, которые составляют уникальный кофейный аромат. Качество напитка, получаемого из обжаренного натурального молотого кофе, зависит от способа заваривания и определяется такими свойствами кофе, как смачиваемость водой, а именно гидрофильными свойствами, количеством экстрактивных (водорастворимых) веществ и гидрофильными свойствами клеточной структуры целлюлозного каркаса (объемом порового пространства и величиной среднего размера капилляров). Известно, что напиток, приготовленный из растворимого кофе, получается из исключительно растворимых веществ, ранее извлеченных из кофе. Приготовление же напитка из натурального молотого кофе требует заваривания кофе в воде, механизм процесса которого включает смачивание порошка кофе, проникновение воды в поровое пространство, растворение водорастворимых веществ и диффузию растворенных веществ внутрь капилляров и в объем экстрагента.

Известен способ производства сублимированного гранулированного растворимого кофе, включающий подготовку сырья (очистку и калибровку зерен зеленого кофе), обжаривание, охлаждение, измельчение, экстракцию обжаренного кофе, вспенивание полученного экстракта инертным газом, замораживание до 45°С, дробление, разделение частиц замороженного экстракта на фракции, лиофильную вакуумную сушку экстракта, фасовку и упаковку (Ф.Г.Нахмедов. «Технология кофейных продуктов». М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984 г., стр.79).

Недостатком указанного способа является то, что кофейный напиток из такого кофе, обладая хорошей и быстрой растворимостью в воде, не имеет те высокие органолептические характеристики, которыми обладают напитки из натурального молотого кофе. Это обусловлено тем, что в процессе сублимационной сушки кофейного экстракта происходит значительная утрата ароматических и вкусообразующих кофейных веществ.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ производства натурального молотого кофе из зеленых кофейных зерен, получаемого в виде порошка, включающий подготовку сырья (очистку и калибровку зерен кофе), обжаривание, охлаждение до температуры не более 30-35°С, измельчение, фасовку и упаковку готового кофейного продукта (ТУ 9198-001-40617851. «Кофе натуральный жареный. Технические условия»).

Основным недостатком этого способа является то, что для приготовления напитка из такого кофейного продукта (натурального молотого кофе) требуется варка кофе. Этот процесс при любых способах получения напитка достаточно трудоемкий и продолжительный.

Задачи описываемого изобретения:

- получить такой кофейный продукт, который бы обладал быстрой растворимостью, как гранулированное растворимое кофе, а напитки, получаемые из него, имели бы те качественные показатели, которые присущи натуральному молотому кофе;

- разработать такой способ производства кофе, технология которого позволяла бы расширить ассортимент выпускаемого продукта.

Поставленные задачи достигаются тем, что в известном способе, включающем операции: подготовку сырья (очистку и калибровку зерен зеленого кофе), обжаривание, охлаждение до температуры не более 30-35°С, измельчение (размол), фасовку и упаковку готового кофейного продукта, после размола обжаренного кофейного зерна порошок молотого кофе подвергают экструзионной агломерации при давлении 20-30 кг/см ² и температуре 130-140°С.

Отличительным признаком предложенного способа от известного является то, что измельченное порошкообразное обжаренное кофе подвергают экструзионной агломерации при заданных условиях давления (20-30 кг/см² ) и температуры (130-140°С).

Процесс экструзионного агломерирования порошкообразного кофе осуществляют в экструдере, внутри которого вращается шнек. На входе в экструдер при одновременном воздействии на молотый кофе температуры (130-140°С) и давления (20-30 кг/см²) происходит интенсивное уплотнение частиц кофе, сопровождающееся значительным уменьшением их внутрипорового пространства. В результате происходит выделение из внутриклеточных структур нативных липидов, которые становятся связующим элементом между частицами молотого кофе и способствуют, в свою очередь, образованию устойчивых кофейных агломератов (кофейных капсул). Выделенные нативные липиды одновременно приводят к консервации ароматобразующих веществ кофе; весь комплекс ароматических веществ оказывается заключенным внутри кофейных агломератов.

Температура процесса обжаривания в предлагаемом способе и температура охлаждения обжаренного продукта остаются такими же, как и в известном способе-прототипе, а именно 210-220°С и не более 30-35°С соответственно. Размол, фасовку кофейных агломератов и упаковку продукта осуществляют как в известном способе, в частности по требованиям существующих ТУ 9198-001-40617851. «Кофе натуральный жареный. Технические условия».

Напиток из полученного кофе в виде агломератов готовят аналогично приготовлению напитка из порошка растворимого кофе, а именно путем заливания агломерированного порошка нагретой до кипения водой; кофейный агломерат растворяется очень быстро, что говорит о высоких гидрофильных свойствах полученных кофейных агломератов. Заваривание кофейных агломератов происходит без варки. Органолептические характеристики полученного кофейного напитка соответствуют показателям напитка, полученного завариванием натурального молотого кофе.

Пример реализации способа

В качестве сырья использовали зерна зеленого кофе, в т.ч. декофеинизированного, в частности ботанические виды Арабика (Coffee Arabica Linney) и Робуста (Coffee Canephora Pierre).

Зерна кофе очищают и калибруют на сепараторе-калибраторе. Для производства используют зерна, прошедшие сита с размерами 6,35, 8,5 и 9,5 мм, а также крупное зерно, не прошедшее через сита с указанными размерами. Подготовленное сырье подвергают обжариванию при температуре 210-220°С до цвета, соответствующего установленной степени обжаривания. Контролируют процесс обжаривания путем сравнения обжариваемого сырья с эталонным образцом. Каждую «жарку» после выхода из обжарочного аппарата проверяют на степень обжаривания прибором измерения «COLORETTE 3А». Серебристую оболочку, отделяемую во время обжаривания, удаляют вентилятором через циклон и в дальнейшем утилизируют.

Обжаренный кофе охлаждают до температуры не более 30-35°С потоком воздуха при перемешивании в охладительной чаше и подают на измельчение, используя валковые размольные машины.

Молотый кофейный продукт направляют в экструдер на экструзионную агломерацию, которую проводят при давлении 20-30 кг/см ² и температуре 130-140°С. Рабочим органом экструдера является вращающийся шнек. Частицы кофе, попадающие в экструдер через дозирующее устройство, захватываются шнеком и, продвигаясь в зазоре между стенкой корпуса экструдера и каналами шнека, под заданными показателями давления и температуры, сжимаются, разогреваются и слипаются в гомогенную массу. В фильерах выпускной матрицы экструдера агломераты кофе профилируются, затем режутся и выходят в виде агломератов в приемный бункер. На выходе из экструдера форма и размер агломератов кофе могут быть различными в зависимости от профиля применяемых экструзионных фильер и режущих устройств.

Выявлено, что сорт и вид кофе, а также условия его обжаривания и охлаждения существенно не влияют на последующий процесс экструзионной агломерации. Увеличение размера частиц молотого кофе приводит к росту давления экструдирования, что экономически не выгодно для процесса в целом. Также выявлено, что при изменении заданных параметров давления и температуры (выше и ниже заданных пределов) эффект роста гидрофильных свойств кофейных агломератов снижается, соответственно снижаются как показатели качества готового продукта, так и получаемых из него напитков.

По предложенному способу в промышленных условиях получена опытная партия агломерированного кофе. По внешнему виду полученное кофе в виде агломератов подобно сублимированному растворимому кофе. Заваривание полученного кофе проходит очень быстро, при этом варки не требуется. При заваривании кофейных агломератов водой с температурой 96-98°С частицы погружаются на дно и быстро распадаются, что говорит о высоких гидрофильных свойствах гранул кофе. Выявлено, что кофейный напиток из такого кофе долго сохраняет вкусовые качества натурального кофе и потеря ароматических веществ в напитке незначительная.

Скорость растворения натурального растворимого кофе в горячей воде (96-98°С) в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51881-2002 «Кофе натуральный растворимый» не более 30 секунд. Продолжительность заваривания натурального молотого кофе (без варки) при температуре 96-98°С - около 120 секунд. Время заваривания кофейных агрегатов, полученных по предложенному способу, в горячей воде при температуре 96-98°С - не более 15-25 сек.

По показателям качества полученный продукт соответствует требованиям ГОСТ Р 52088-2003 «Кофе натуральный жареный», но выявлено, что по органолептическим характеристикам полученный кофейный агломерат имеет сравнительно высокие показатели; аромат напитков ярко выраженный, насыщенный и имеет вкус натурального кофе.

Выявлено, что кофейный напиток из такого кофе долго сохраняет вкусовые качества натурального кофе и потеря ароматических веществ в напитке незначительная.

Предложенный способ позволяет расширить ассортимент выпускаемого продукта за счет ведения процесса экструзионной агломерации кофе в сочетании с введением различных добавок, в том числе пищевых углеводов и порошка растворимого кофе.

Фасовку и упаковку полученного продукта в виде кофейных агломератов осуществляют, как в известном способе. Фасуют продукт как в пакеты из многослойных, термосвариваемых, пленочных материалов, так и в стеклянные, жестяные и полимерные банки.