由咖啡废渣加热水解回收芳香物制造技术

本发明专利技术涉及一种由废渣受热水解生成的芳香物流中回收象联乙酰和乙醛这样的有益的咖啡挥发物的方法，使芳香物流通过一个非极性微孔吸附剂床，收集流出物直至检测到有糠醛漏出。本发明专利技术还涉及回收并纯化的芳香物的组成以及含有该咖啡芳香物的可溶性咖啡产品。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及咖啡加工，特别是从废渣受热水解生成的含芳香物的物流中回收与分离一种富有联乙酰和乙醛的有益的咖啡风味物。咖啡工艺多年来一直力求捕集和分离咖啡加工时产生的有益的咖啡芳香物和风味物。这些芳香物包括蒸汽芳香物、磨机芳香气等。同时，咖啡工艺还力求用多种方法在可溶性咖啡的加工中获得最大产率。起初是用增高一个或多个常规渗滤柱中的温度和压力的方法来增加产量。后来则将废渣进一步加工，例如用酸、碱或高温处理以进一步提高可溶固体的产率。但是由这种高产率工艺得到的速溶咖啡有些发涩，香味不足。因此有必要设计一种咖啡工艺，它既能从焙烤并磨碎的咖啡中得到高产率的可溶固体，又能提供高质量的咖啡风味来源。本专利技术涉及一种方法，它是将经过部分提取的焙烤并磨碎的咖啡加热水解，由产生的芳香气流中回收含有象联乙酰和乙醛这样合意的咖啡芳香物的风味物组分。该方法包括将芳香物流通过一个由树脂或活性炭构成的非极性微孔吸附剂床，收集流出物直到有糠醛漏出为止。流出物可以原样加到咖啡制品中，或者在加到咖啡制品中之前再经分馏。本专利技术还介绍了这种独特的芳香物产品以及含有该芳香物的新的可溶咖啡产品，该芳香物产品的所有芳香物质中，乙醛含量大于50%，联乙酰占0.2%至12%。本专利技术公开了一种方法，用以纯化经过部分萃取的焙烤并磨碎的咖啡受热水解所产生的芳香气流。所纯化的芳香气流可以由产生咖啡挥发物的废咖啡渣通过高温下短时间反应形成，包括美拉德反应和褐变反应。在一份题为“经部分提取的焙烤并磨碎的咖啡的水解方法”的共同享有的专利申请(申请号244，205，申请日为1988年9月14日)中介绍了一种生成芳香气流的优选方法，该申请在这里引用作为参考。如在所参考的专利申请中所述，经过部分提取的焙烤并磨碎的咖啡最好是经过常压提取，并且在加热水解之前已抽提走大部分阿拉伯半乳聚糖。加热水解的条件可概述如下将固体含量为2%至75%的浆体在约200℃至260℃的温度下于反应器内加热约1至15分钟，最好是用管状活塞流动式反应器。由这一具体工艺产生的芳香物流以闪蒸冷凝物的形式流出活塞流动式反应器。闪蒸冷凝物含有大量的合乎要求的咖啡芳香物，但是此芳香源不经过纯化与分离不能使用，因为它有强烈的臭味(在这里称之为“热味”)。闪蒸冷凝物含有相当数量的联乙酰和其它轻质化合物，例如乙醛、IBA(2-甲基丙醛)、IVA(3-甲基丁醛)、2，3-戊二酮等。冷凝物还有一种很不合意的气味，据信这是由于有N-杂环化合物存在。为了使这种纯化与分离处理能在工业上应用，最好能减小芳香气流冷凝物的体积。因此，最好将芳香物流浓缩10至40倍，例如可以用蒸馏釜或蒸发器来浓缩，使芳香物的浓度处在10，000至40，000ppm的范围。在收集了芳香物流并且任选地进行浓缩之后，将物流流过一个非极性微孔吸附剂床。优选的吸附剂是非极性树脂，以苯乙烯和二乙烯基苯的聚合物为最好。具有以下性能的活性炭也是一种较好的吸附剂比表面高、孔体积大，例如筛目大小为12×40目，表面积为1000-1100米2/克，孔体积0.90毫升/克，孔径范围从10至1000埃。树脂的表面积应在800至1000米2/克的范围，孔径从20至150埃。选择一种满足上述标准的具体的吸附剂取决于通过速度、物料平衡等参数，即，表面积较大的树脂的吸附容量大，因此在糠醛漏出之前可以回收较多的联乙酰与乙醛。吸附剂床可以安排成多种形式，这对于熟悉工艺的人员是显而易见的。最好的方法是将吸附剂填塞在一个柱中。在芳香物流通过柱以前，先将吸附剂用水回洗以排除柱内存在的任何空气泡。收集流出物直到发生糠醛漏出为止。流出物中最初的1至3倍床重的那部分最好倒掉，因为它基本上是水。将流出柱子的流出物离析，进行化学分析确定糠醛的存在，从而可以判断是否已有糠醛漏出。或者是监测流出物的气味。流出物会经过明显不同的几个阶段，其气味则由水果香味/酒香味发展成奶油味，最后变成称之为“热味”特征的强烈臭味，它具有一种令人讨厌的不熟的、霉烂的、莳萝和谷物样的非咖啡特色。收集流出物直到检测出“热味”特征为止。在糠醛漏出之后，通常将柱内的全部液体由柱中排放出来，倒掉或再循环。随后将吸附剂回洗并用熟悉工艺的人员所熟知的方法将其再生。含有联乙酰和乙醛的流出物可以作为风味/香气增强剂。通常，加工好的芳香物中芳香物质总含量高于200ppm，最好是在2，000至12，000ppm的范围，这与进料的浓度有关。上述的后一浓度范围值相应于起始的芳香物流(最好是废渣加热水解生成的闪蒸冷凝物)中总芳香物质回收率为20至30%。在流出物中存在的所有芳香物质中，乙醛构成其主要组分，占芳香物质的50%以上，通常是60%至90%。流出物中也含有相当数量的联乙酰，通常占总芳香物质的0.2%至12.0%，最好是从2.5%至7.5%。剩余的芳香物质包括象丙酮、IBA、IVA、2，3-戊二酮之类的化合物，并可能含有少量的糠醛。加工好的芳香产物所含有的乙醛和联乙酰的总量将高于总芳香物质的51%(<乙醛+联乙酰>/芳香物总量)，最好是高于61.0%。另外，乙醛与联乙酰之和与IVA的数量之比(<乙醛+联乙酰>/IVA)大于25，最好是从125至1000。乙醛与IVA之比(乙醛/IVA)高于20，最好是从125至1000。联乙酰与IVA之比(联乙酰/IVA)大于2.0。芳香产物中乙醛的数量将高于100ppm，最好是大于1000ppm，而联乙酰的数量将高于5ppm，最好是大于50ppm。弄清楚在纯化过的芳香物与含有芳香物的可溶性咖啡的鉴定中，为什么要强调重要的风味物成分(联乙酰与乙醛)与IVA之比的意义是重要的。简而言之，这些比例显示了在此以前用技术上已知的方法从未能产生此独特的芳香。这些比例也显示了用本专利技术的方法所完成的分离操作的独特性。咖啡中的还原性糖，例如甘露糖，在受热下与氮源相反应(通过美拉德反应或褐变反应)形成二酮(例如联乙酰)。这些二酮进一步与氨基酸发生化学反应(称为斯特雷克尔降解)，形成醛，例如乙醛、IBA、IVA、2-甲基丁醛和其它的含氮芳香物。在Vernin，G.编著的“杂环风味化合物与香味化合物的化学”(EllisHorwoodLtd.，England，1982，152-158页)中有关于这类反应的其它资料。本方法通过将乙醛和联乙酰与有害的咖啡挥发物相分离而生产了一种产生新奇芳香的独特的风味物。流出物可以作为风味/香气增强剂加到咖啡仿制品或咖啡仿制品中以提高或增加一种水果香味/酒香味及奶油香味。含有乙醛和联乙酰的流出物溶液可以原样不动地加到焙烤并磨碎的咖啡以及褐色提取物中，或者是加到喷雾干燥或冷冻干燥的速溶咖啡中。本专利技术用于可溶咖啡加工是它的最重要的用途。在回收了风味物之后，可以在可溶咖啡加工的任何方便的一步中将其加入，例如用风味剂的溶液涂敷干的可溶咖啡或咖啡代用品，随后干燥。在某些情形下可以将风味物溶液直接加到浓的咖啡提取物中，然后将混合物喷雾干燥或冷冻干燥成可溶性咖啡制品，它含有风味剂，最重要的是乙醛和联乙酰，作为其固有组分。在这样的冷冻干燥或喷雾干燥的速溶咖啡中，用本专利技术的方法得到的芳香物可以作为唯一的芳香组分加入，也可以与其它的芳香源，即磨机气、蒸汽芳香物、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由经过部分提取的焙烤并磨碎的咖啡加热水解生成的芳香物流中回收芳香物组分的方法，它包括：将芳香物流通过一个非极性微孔吸附剂床，和收集流出物，直到发生糠醛漏出为止。

【技术特征摘要】
US 1989-4-17 339,2901.一种由经过部分提取的焙烤并磨碎的咖啡加热水解生成的芳香物流中回收芳香物组分的方法，它包括将芳香物流通过一个非极性微孔吸附剂床，和收集流出物，直到发生糠醛漏出为止。2.权利要求1的方法，还包括将收集的流出物加到咖啡产品中。3.权利要求2的方法，还包括使非极性微孔吸附剂再生。4.权利要求1的方法，其中部分提取过的焙烤并磨碎的咖啡曾进行常压提取，并且在加热水解前已从中抽提出大部分阿拉伯半乳聚糖。5.权利要求4的方法，其中部分提取过的焙烤并磨碎的咖啡受热水解，作法是将该咖啡的浆体在约200℃至260℃的温度下加热约1至15分钟。6.权利要求1的方法，其中的微孔吸附剂是树脂。7.权利要求6的方法，其中树脂是一种憎水树脂和苯乙烯与二乙烯基苯的聚合物。8.权利要求1的方法，其中微孔吸附剂是活性炭。9.权利要求1的方法，其中收集在流出物中的回收的芳香物组分包括大于200pp...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思威廉卡尔，井村直人，乔治安东尼贾索夫斯基，索尔诺曼卡茨，
申请(专利权)人：卡夫通用食品有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]