冷冻干燥的咖啡粉及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种用于制造冷冻干燥的咖啡粉的方法，所述方法包括：提供具有40重量％至55重量％的固形物的咖啡提取物；将气体以1NL/kg至5NL/kg咖啡提取物的量添加到所述咖啡提取物，以提供高于大气压的含气体的咖啡提取物；对所述含气体的咖啡提取物进行减压，以形成发泡咖啡提取物；在无剪切或存在低剪切的情况下将所述发泡咖啡提取物冷却至低于‑40℃，以形成冷冻的咖啡提取物；将所述冷冻的咖啡提取物研磨成粉末；以及干燥所述粉末，其中将所述发泡咖啡提取物冷却至低于‑40℃的步骤包括：(i)将所述发泡咖啡提取物冷却至第一温度；(ii)将所述发泡咖啡提取物从所述第一温度冷却至低于所述第一温度的第二温度；以及(iii)将所述发泡咖啡提取物从所述第二温度冷却至低于‑40℃，其中所述第一温度比所述发泡咖啡提取物的凝固点高1℃，并且其中所述第二温度比所述凝固点低3℃，其中步骤(ii)具有5分钟至90分钟、优选地10分钟至60分钟的持续时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷冻干燥的咖啡粉及其制造方法本公开涉及在重构时提供油沫(crema)的冷冻干燥的咖啡粉及其制备方法。具体地讲，本公开提供用于制备冷冻干燥的粉末的方法，该冷冻干燥的粉末可产生超过0.25mL/g、优选地超过0.75mL/g的油沫。众所周知，速溶或可溶咖啡粉有利于在家中制备咖啡饮料。本质上，速溶咖啡是烘焙、研磨咖啡的干燥水提取物。如同制备普通咖啡那样，对用于制备速溶咖啡的咖啡豆进行共混、烘焙和研磨。为了制备速溶咖啡，随后将烘焙、研磨咖啡装入称为渗滤器的柱中，在其中泵送热水，从而得到浓缩的咖啡提取物。然后干燥该提取物以生产出售给消费者的最终咖啡组合物。然而，普遍认为可溶咖啡粉不足以产生在咖啡馆和咖啡店中由烘焙且研磨的咖啡豆产生的丰富咖啡产品。此类咖啡馆制备的咖啡产品通过咖啡豆的剧烈提取而成，具有丰富而浓郁的风味及表面上的小泡沫油沫。油沫层是消费者所期望的，因为他们感觉与可溶咖啡饮料相比该饮料的质量有所提升。可溶咖啡粉一般可分成喷雾干燥的粉末和冷冻干燥的粉末，具体取决于它们制备的方式。这两种干燥技术都是本领域熟知的。喷雾干燥的咖啡粉通常被认为质量不及冷冻干燥的粉末，因为高温加工导致咖啡挥发物损失。相比之下，冷冻干燥依赖于低温和升华，因此可以保留更多挥发性咖啡芳香成分。然而，用任一干燥技术制备的常规商业可溶咖啡粉一般不会产生令人满意的油沫。为解决在可溶咖啡上提供油沫的问题，近年来已取得许多进展。该进展聚焦于将气体(通常为加压气体)截留在粉末内的孔中，以使得该气体在粉末溶解时释放。已知有多种技术能截留气体以形成油沫，但这些技术通常聚焦于喷雾干燥，因为该方法本身有助于形成闭孔。例如，EP839457描述了用于制备自发泡喷雾干燥的多孔咖啡粉的方法。在溶解时，该粉末据称会形成明显的油沫层。相比之下，由于冷冻干燥的升华干燥，这些颗粒具有开孔。升华会使水分损失而留下颗粒，由此产生这些开孔。为了提供类似于更可取的冷冻干燥的咖啡但能提供泡沫的粉末，已经多次尝试将喷雾干燥的粉末制成看起来像冷冻干燥的粉末。WO2010112359描述了这样的方法，借助该方法，将多孔基础粉末烧结形成多孔厚块。然后对该厚块进行纹理化以形成颗粒状产品。在溶解时，多孔基础粉末导致泡沫层的生成。该产品是类似冷冻干燥的产品，但在市场上不可称为冷冻干燥的。WO2010115697描述了这样的方法，借助该方法，通过喷雾干燥制备多孔基础粉末。然后对该粉末进行冷烧结和冷冻干燥以形成颗粒结构，该颗粒结构在溶解时形成油沫层。其他制备发泡冷冻干燥的粉末的方法已尝试用喷雾干燥的粉末补充冷冻干燥的粉末，从而提供额外发泡效果。例如，WO2015096972描述了这样的方法，借助该方法，部分熔化的冷冻产品使多孔粉末粘在表面上，然后对该产品进行重新冷冻和冷冻干燥。多孔粉末在溶解时提供泡沫层。该方法将相当昂贵，并且泡沫层无法与喷雾干燥的产品相比。EP2100514描述了这样的方法，借助该方法，将多孔咖啡粉冷却，随后与部分冷冻的咖啡提取物共混。然后在多孔粉末溶解之前冷冻该混合物。之后对冷冻混合物进行冷冻干燥。在溶解时，该产品形成油沫层。US2013230628和US2010215818涉及用于制备速溶饮料颗粒的方法，该速溶饮料颗粒在用水重构时形成泡沫上表面。EP1627568涉及提供用于制备速溶饮料的方法，该方法包括在足够压力下对干燥的可溶咖啡进行加热，从而迫使气体进入干燥咖啡的内部空隙中。所有上述公开内容都依赖于多孔粉末来递送油沫层。许多地方引用了所谓的“发泡孔隙率”，其是主要由闭孔或空隙构成(在一些情况下包括开口小于2μm的空隙)的颗粒体积的百分比。此外，上述方法给冷冻干燥咖啡工艺增加了相当大的复杂性和成本。US3309779涉及使含固形物的液体脱水的方法。GB1102587和GB1367616涉及通过在冷冻干燥之前用惰性气体对水性咖啡提取物发泡而制备的咖啡提取物粉末。GB1288758涉及利用细粉回收的类似方法。GB1199564涉及替代冷冻干燥方法。因此，希望提供具有实际油沫的冷冻干燥的咖啡及其制备方法和/或解决与现有技术相关的至少一些问题或至少提供现有技术的商业上可行的替代方案。在第一方面，提供了用于制造冷冻干燥的咖啡粉的方法，该方法包括：提供具有40重量％至55重量％的固形物的咖啡提取物；将气体以1NL/kg至5NL/kg咖啡提取物的量添加到咖啡提取物，以提供高于大气压的含气体的咖啡提取物；对含气体的咖啡提取物进行减压，以形成发泡咖啡提取物；在无剪切或存在低剪切的情况下将发泡咖啡提取物冷却至低于-40℃，以形成冷冻的咖啡提取物；将冷冻的咖啡提取物研磨成粉末；以及干燥该粉末，其中将发泡咖啡提取物冷却至低于-40℃的步骤包括：(i)将发泡咖啡提取物冷却至第一温度；(ii)将发泡咖啡提取物从第一温度冷却至低于第一温度的第二温度；以及(iii)将发泡咖啡提取物从第二温度冷却至低于-40℃，其中第一温度比发泡咖啡提取物的凝固点高1℃，并且其中第二温度比凝固点低3℃，其中步骤(ii)具有5分钟至90分钟、优选地5分钟至60分钟、优选地10分钟至60分钟、最优选地10分钟至30分钟的持续时间。现在将进一步描述本专利技术。在以下章节中，将更详细地定义本专利技术的不同方面。除非明确指出相反，否则如此定义的每个方面可与任何其他一个或多个方面组合。具体地讲，任何被指出是优选的或有利的特征都可以与任何其他一个或多个被指出是优选的或有利的特征相组合。现在将相对于以下非限制性附图描述本专利技术，在附图中：图1A是常规冷冻干燥的咖啡颗粒的横截面的SEM图像。图1B是气泡5的近距离视图，其示出了来自冰晶孔15的连接点10。图2A是使用本文所公开的方法制备的冷冻干燥的咖啡颗粒的横截面的SEM图像。图2B是气泡5的两个近距离视图，其示出了来自冰晶孔15的连接点10。图3A示出了用常规冷冻干燥的咖啡产生的油沫。图3B示出了用根据本文所公开的方法制备的冷冻干燥的粉末产生的油沫。图4A示出了y轴上的Hg侵入(％)对x轴上的Hg压力(Psia)(采用对数标度)的曲线图。x轴值为0.25、2.5、25和250。y轴值从0％开始以20％值递增。示出了四个曲线图，包括三种现有技术粉末和根据本公开的粉末。三角形示出了本专利技术的曲线图。现有技术样品I、ii和iii分别由亮圆形、暗菱形和十字形示出。根据本公开的粉末最后一个被完全注入。图4B示出了与图4A相同的曲线图，但采用非对数压力标度。x轴值为0、50、100、150、200和250。y轴值从0％开始以20％值递增。同样，三角形示出了本专利技术的曲线图。现有技术样品I、ii和iii分别由亮圆形、暗菱形和十字形示出。图5示出了三种现有技术粉末和根据本公开的粉末的重构咖啡饮料上的泡沫覆盖度(％)随时间(分钟)的变化。三角形示出了本专利技术的曲线图。现有技术样品I、ii和iii分别由亮圆形、亮菱形和暗十字形示出。图6示出了三种现有技术粉末和根据本公开的粉末的重构咖啡饮料的泡沫体积(mL/g)。图7示出了用于确定所形成的油沫体积的示例性设备。图8示出了着重强调本文所讨论的步骤(ii)的示例性冷却分布图的一部分。y轴是从0下降到-10的充气的冷冻咖啡提取物温度(℃)。x轴是时间(分钟-以2分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造冷冻干燥的咖啡粉的方法，所述方法包括：提供具有40重量％至55重量％的固形物的咖啡提取物；将气体以1NL/kg至5NL/kg咖啡提取物的量添加到所述咖啡提取物，以提供高于大气压的含气体的咖啡提取物；对所述含气体的咖啡提取物进行减压，以形成发泡咖啡提取物；在无剪切或存在低剪切的情况下将所述发泡咖啡提取物冷却至低于‑40℃，以形成冷冻的咖啡提取物；将所述冷冻的咖啡提取物研磨成粉末；以及干燥所述粉末，其中将所述发泡咖啡提取物冷却至低于‑40℃的步骤包括：(i)将所述发泡咖啡提取物冷却至第一温度；(ii)将所述发泡咖啡提取物从所述第一温度冷却至低于所述第一温度的第二温度；以及(iii)将所述发泡咖啡提取物从所述第二温度冷却至低于‑40℃，其中所述第一温度比所述发泡咖啡提取物的凝固点高1℃，并且其中所述第二温度比所述凝固点低3℃，其中步骤(ii)具有5分钟至90分钟、优选地5分钟至60分钟、并且更优选地10分钟至30分钟的持续时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.27 GB 1607346.21.一种用于制造冷冻干燥的咖啡粉的方法，所述方法包括：提供具有40重量％至55重量％的固形物的咖啡提取物；将气体以1NL/kg至5NL/kg咖啡提取物的量添加到所述咖啡提取物，以提供高于大气压的含气体的咖啡提取物；对所述含气体的咖啡提取物进行减压，以形成发泡咖啡提取物；在无剪切或存在低剪切的情况下将所述发泡咖啡提取物冷却至低于-40℃，以形成冷冻的咖啡提取物；将所述冷冻的咖啡提取物研磨成粉末；以及干燥所述粉末，其中将所述发泡咖啡提取物冷却至低于-40℃的步骤包括：(i)将所述发泡咖啡提取物冷却至第一温度；(ii)将所述发泡咖啡提取物从所述第一温度冷却至低于所述第一温度的第二温度；以及(iii)将所述发泡咖啡提取物从所述第二温度冷却至低于-40℃，其中所述第一温度比所述发泡咖啡提取物的凝固点高1℃，并且其中所述第二温度比所述凝固点低3℃，其中步骤(ii)具有5分钟至90分钟、优选地5分钟至60分钟、并且更优选地10分钟至30分钟的持续时间。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述咖啡提取物：(a)具有40重量％至45重量％的固形物，并且其中所述凝固点为-5℃至-7℃；或(b)具有45重量％至50重量％的固形物，并且其中所述凝固点为-7℃至-8℃；或(c)具有50重量％至55重量％的固形物，并且其中所述凝固点为-8℃至-10℃。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述咖啡提取物具有48重量％至51重量％的固形物。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述低剪切为小于50s-1。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述气体选自氮气、空气、氩气、一氧化二氮和二氧化碳、或上述气体中两者或更多者的混合物。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在将所述气体添加到所述咖啡提取物之前，所述咖啡提取物处于至少2巴的压力、更优选地至少5巴的压力，并且最优选地处于10巴至250巴的压力。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对所述含气体的咖啡提取物进行减压涉及将所述咖啡提取物的压力降低至5巴或更小，优选地降低至大气压。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对所述含气体的咖啡提取物进行减压涉及喷雾所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·威尔士，T·M·杰克逊，J·P·莫瓦尼，J·瑞思，W·康，
申请(专利权)人：皇家戴维艾格伯茨有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL