CN105613895B - 一种低咖啡因速溶咖啡及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低咖啡因速溶咖啡的制备方法，将生咖啡豆在水中浸泡0.5~1.5h；将浸泡后的生咖啡豆在90~110℃下蒸制0.5~1.5h；将蒸制后的咖啡豆干燥至水分质量含量为10~15%；将干燥后的咖啡豆进行烘焙，烘焙时间10‑20min，然后研磨至细度为5~30目；将咖啡研磨粉采用占所述的咖啡研磨粉质量20~50%的水预湿10~30min后，用水进行萃取，萃取温度170~180℃、萃取压力0.9~1.2Mpa，萃取时间为5~20min；将萃取液浓缩至45~55°Brix，然后经喷雾干燥得到低咖啡因速溶咖啡。本发明使得烘焙咖啡豆以及速溶咖啡产品咖啡因含量明显降低，同时产品风味无明显降低。
Description
技术领域
本发明属于食品领域，具体涉及一种低咖啡因速溶咖啡及其制备方法。
背景技术
咖啡因(Caffeine)是广泛存在于茶叶、咖啡等作物中的一种生物碱，经过提取、纯化制成的咖啡因提取物，适度使用有祛除疲劳、兴奋神经的作用，临床上用于治疗神经衰弱和昏迷复苏。但是，大剂量或长期使用也会对人体造成损害，一旦停用会出现精神萎顿、浑身困乏疲软等各种戒断症状。咖啡因不仅作用于大脑皮层，还能直接兴奋延髓，引起阵发性惊厥和骨骼震颤，损害肝、胃、肾等重要内脏器官，诱发呼吸道炎症、妇女乳腺瘤等疾病。某些敏感特殊人群如孕妇，儿童、老人和失眠症、高血压患者过量摄入咖啡因对健康不利。
世界上最主要的咖啡因来源是咖啡豆(咖啡树的种子)，同时咖啡豆也是速溶咖啡的原料。市售速溶咖啡产品中(以咖啡豆为原料，不添加其它食品原辅料，不包括速溶咖啡饮料)，咖啡因含量一般为>2.0％，其中，以罗巴斯塔(Robusta)咖啡豆为原料的速溶咖啡咖啡因含量一般为>3.0％，以阿拉比卡(Arabica)咖啡豆为原料的速溶咖啡咖啡因含量一般为>2.0％。
因此，为满足特殊人群的需求，咖啡及其制品低咖啡因技术日益受到国内外科研人员的重视，保持咖啡风味和营养成分的低咖啡因咖啡和咖啡制品的需求量和消费量正在快速增长。目前，低咖啡因咖啡及其制品在发达国家的需求量和消费量正在快速增长，随着生活水平的提高，国内市场潜力也很大。
目前脱咖啡因技术主要有热水脱除、溶剂萃取和超临界CO2萃取等方法。
热水脱除咖啡因的方法，是利用咖啡因在热水中具有一定的溶解性脱除的，一般先用热水萃取咖啡中的咖啡因，然后再用溶剂萃取脱除热水中的咖啡因。热水浸泡可以部分脱除咖啡因，但由于在浸泡过程中会将咖啡中其他一些易溶于水的成分(如水溶性多糖、水溶性蛋白、绿原酸等)浸出，会造成咖啡萃取物得率降低，对咖啡的风味有一定程度的影响。
有机溶剂萃取脱除咖啡因的方法，常使用非水溶性的有机溶剂萃取脱除，如乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷等。利用有机溶剂脱除，方法简便、脱除效率高，但因为有机溶剂具毒性，易造成残留，脱除咖啡因的成品安全性受到影响。
超临界萃取法(SFE)是近年发展起来的一种分离技术。它利用超临界状态下的流体作溶剂，在超出临界温度与压力的区域下进行萃取，超临界CO2流体作为溶剂极易渗透到原料基质中，使萃取组分通过分配扩散作用而充分溶解，从而达到萃取的目的。但SFE技术在咖啡因脱除的工业化应用还不理想，除了成本较高以外，咖啡在脱除咖啡因时也会有风味损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种咖啡因含量小于1％且风味无损的低咖啡因速溶咖啡及其制备方法。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种低咖啡因速溶咖啡的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)、将生咖啡豆在水中浸泡0.5～1.5h；
步骤(2)、将经步骤(1)浸泡后的生咖啡豆在90～110℃蒸汽条件下蒸制0.5～1.5h；
步骤(3)、将经步骤(2)蒸制后的咖啡豆干燥至水分质量含量为10～15％；
步骤(4)、将经步骤(3)干燥后的咖啡豆进行烘焙，烘焙时间10～20min，然后研磨至细度为5～30目，制得咖啡研磨粉；
步骤(5)、将步骤(4)制得的咖啡研磨粉采用占所述的咖啡研磨粉质量20～50％的水预湿10～30min后，用水进行萃取，萃取温度170～180℃、萃取压力0.9～1.2Mpa，萃取时间为5～20min；
步骤(6)、将步骤(5)萃取得到的萃取液浓缩至45～55°Brix，然后经喷雾干燥得到所述的低咖啡因速溶咖啡。
生咖啡豆主要是指咖啡树成熟果实的果仁。咖啡树，为茜草科多年生常绿灌木或小乔木，是一种园艺性多年生的经济作物，果实为椭圆形，浆果，深红色，内藏两粒种子，即是我们熟悉的咖啡豆。咖啡品种有小粒种、中粒种和大粒种之分，前者含咖啡因成分低，香味浓，后两者咖啡因含量高，但香味差一些。咖啡含有咖啡因、蛋白质、粗脂肪、粗纤维和蔗糖等营养成分。
优选地，步骤(1)中，所述的生咖啡豆和所述的水的重量比为1:1.5～3。
优选地，步骤(1)中，所述的水的温度为20～35℃。
优选地，步骤(2)中，在所述的蒸制过程中，每0.2～0.5h向所述的生咖啡豆喷淋一次热水。
优选地，步骤(2)中，采用80～100℃的热水进行所述的喷淋。
优选地，步骤(3)中，所述的干燥的具体方法为晾晒、风干。
优选地，步骤(4)中，控制所述烘焙的“一爆”烘焙时间为9～12min，烘焙后咖啡豆的水分质量含量<6.0％、色值为80～110。
进一步优选地，根据所述的低咖啡因速溶咖啡的风味需求，所述的咖啡豆可烘焙至一爆或二爆，所述的一爆的豆温为180～190℃，所述的二爆的豆温为200～220℃。
优选地，步骤(5)中，采用80～100℃的热水进行所述的预湿。
上述制备方法可采用本行业常规通用的设备进行生产。
优选地，采用苏州市佳禾食品工业有限公司制造的喷雾干燥塔进行所述的喷雾干燥。该喷雾干燥塔的结构如申请号为201020022379.3的实用新型专利所述。
一种低咖啡因速溶咖啡，其上述制备方法制备得到，所述的低咖啡因速溶咖啡的咖啡因的质量含量小于1％。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明创造性地发明了一种低咖啡因速溶咖啡，创造性地使用水浸泡、蒸汽蒸制生咖啡豆并延长咖啡豆“一爆”烘焙时间的加工工艺。水浸泡、蒸汽蒸制、延长“一爆”烘焙时间等加工工艺，将使得烘焙咖啡豆以及速溶咖啡产品咖啡因含量明显降低，同时产品风味无明显降低。此外，该发明无需使用有机溶剂萃取，无溶剂残留问题，产品食品安全有保障；无需使用超临界萃取技术(SFE)，加工成本较低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业中的常规条件，未经说明的“％”为质量百分比。
表1为各实施例和对比例的低咖啡因速溶咖啡原料列表，单位：kg。
表1
实施例1
称取1000kg阿拉比卡统级豆，按如下步骤进行制作。
(1)用2000kg 20℃的生产用水，浸泡上述咖啡豆1h，去浸泡水；
(2)将步骤(1)制备的咖啡豆在常压下采用100℃蒸汽蒸制1h，每0.5h喷淋200kg热水(90-100℃)一次；
(3)将步骤(2)制备的咖啡豆取出晾晒，风干至水分12％；
(4)将步骤(3)制备的咖啡豆采用常规烘焙参数将咖啡豆烘焙至一爆(豆温180-190℃)，保持该豆温10min，直至烘焙豆水分<6.0％、色值100±2即可；
(5)将步骤(4)制备的烘焙豆采用咖啡豆研磨机研磨至20目；
(6)将步骤(5)制备的咖啡研磨粉采用500kg热水(80℃)预湿20min后，进入萃取罐萃取，萃取温度175±3℃、萃取压力1.0±0.05Mpa，萃取时间为9min；
(7)将步骤(6)制备的萃取液通过浓缩设备浓缩至53°Brix；
(8)将步骤(7)制备的咖啡浓缩液注入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，得到的粉状物即为本发明的低咖啡因速溶咖啡(阿拉比卡统级)。产品咖啡因质量含量0.8％，产品滋味芳醇、温和，微苦，香气醇正。
实施例2
称取1000kg阿拉比卡二级豆，按如下步骤进行制作。
(1)用2000kg的25℃生产用水，浸泡咖啡豆1h，去浸泡水；
(2)将步骤(1)制备的咖啡豆在常压下采用100℃蒸汽蒸制1h，每0.5h喷淋200kg热水(90-100℃)一次；
(3)将步骤(2)制备的咖啡豆取出晾晒，风干至水分12％；
(4)将步骤(3)制备的咖啡豆采用常规烘焙参数将咖啡豆烘焙至一爆(豆温180-190℃)，保持该豆温10min，直至烘焙豆水分<6.0％、色值95±2即可；
(5)将步骤(4)制备的烘焙豆采用咖啡豆研磨机研磨至15目；
(6)将步骤(5)制备的咖啡研磨粉采用500kg热水(100℃)预湿20min后，进入萃取罐萃取，萃取温度173±3℃、萃取压力0.95±0.05Mpa，萃取时间为12min；
(7)将步骤(6)制备的萃取液通过浓缩设备浓缩至50°Brix；
(8)将步骤(7)制备的咖啡浓缩液注入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，得到的粉状物即为本发明的低咖啡因速溶咖啡(阿拉比卡二级)。产品咖啡因质量含量0.6％，产品滋味醇和，略苦，香气纯正。
实施例3
称取1000kg阿拉比卡三级豆，按如下步骤进行制作。
(1)用2000kg 30℃生产用水，浸泡咖啡豆1h，去浸泡水；
(2)将步骤(1)制备的咖啡豆加压采用110℃蒸汽蒸制1h，每0.2h喷淋200kg热水(90-100℃)一次；
(3)将步骤(2)制备的咖啡豆取出晾晒，风干至水分12％；
(4)将步骤(3)制备的咖啡豆采用常规烘焙参数将咖啡豆烘焙至一爆(豆温180-190℃)，保持该豆温8min，再烘焙至二爆(豆温200-220℃)，直至烘焙豆水分<6.0％、色值85±2即可；
(5)将步骤(4)制备的烘焙豆采用咖啡豆研磨机研磨至15目；
(6)将步骤(5)制备的咖啡研磨粉采用500kg热水(90℃)预湿20min后，进入萃取罐萃取，萃取温度180℃、萃取压力1.2Mpa，萃取时间为15min；
(7)将步骤(6)制备的萃取液通过浓缩设备浓缩至53°Brix；
(8)将步骤(7)制备的咖啡浓缩液注入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，得到的粉状物即为本发明的低咖啡因速溶咖啡(阿拉比卡三级)。产品咖啡因质量含量0.5％，产品滋味浓厚，略苦，香气尚醇。
实施例4
称取1000kg罗巴斯塔一级豆，按如下步骤进行制作。
(1)用2000kg 30℃生产用水，浸泡咖啡豆1h，去浸泡水；
(2)将步骤(1)制备的咖啡豆在常压下采用100℃蒸汽蒸制1h，每0.5h喷淋200kg热水(90-100℃)一次；
(3)将步骤(2)制备的咖啡豆取出晾晒，风干至水分12％；
(4)将步骤(3)制备的咖啡豆采用常规烘焙参数将咖啡豆烘焙至一爆(豆温180-190℃)，保持该豆温10min，直至烘焙豆水分<6.0％、色值100±2即可；
(5)将步骤(4)制备的烘焙豆采用咖啡豆研磨机研磨至10目；
(6)将步骤(5)制备的咖啡研磨粉采用500kg热水(100℃)预湿20min后，进入萃取罐萃取，萃取温度175℃、萃取压力1.1Mpa，萃取时间为12min；
(7)将步骤(6)制备的萃取液通过浓缩设备浓缩至50°Brix；
(8)将步骤(7)制备的咖啡浓缩液注入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，得到的粉状物即为本发明的低咖啡因速溶咖啡(罗巴斯塔一级豆)。产品咖啡因质量含量0.9％，产品滋味浓烈，味苦，有罗巴斯塔特征香气。
实施例5
称取1000kg罗巴斯塔二级豆，按如下步骤进行制作。
(1)用2000kg 35℃生产用水，浸泡咖啡豆1h，去浸泡水；
(2)将步骤(1)制备的咖啡豆在常压下采用100℃蒸汽蒸制1h，每0.5h喷淋200kg热水(100℃)一次；
(3)将步骤(2)制备的咖啡豆取出晾晒，风干至水分12％；
(4)将步骤(3)制备的咖啡豆采用常规烘焙参数将咖啡豆烘焙至二爆(豆温200-220℃)，保持该豆温10min，直至烘焙豆水分<6.0％、色值80-110即可；
(5)将步骤(4)制备的烘焙豆采用咖啡豆研磨机研磨至25目；
(6)将步骤(5)制备的咖啡研磨粉采用500kg热水(100℃)预湿20min后，进入萃取罐萃取，萃取温度178℃、萃取压力1.2Mpa，萃取时间为12min；
(7)将步骤(6)制备的萃取液通过浓缩设备浓缩至53°Brix；
(8)将步骤(7)制备的咖啡浓缩液注入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，得到的粉状物即为本发明的低咖啡因速溶咖啡(罗巴斯塔二级豆)。产品咖啡因质量含量0.7％，产品滋味尚浓，略苦，有罗巴斯塔特征香气。
对比例1
称取1000kg阿拉比卡二级豆，按如下步骤进行制作。
(1)采用常规烘焙参数将咖啡豆烘焙至一爆(豆温180-190℃)，直至烘焙豆水分<6.0％、色值95±2即可；
(2)将步骤(1)制备的烘焙豆采用咖啡豆研磨机研磨至15目；
(3)将步骤(2)制备的咖啡研磨粉采用500kg热水(100℃)预湿20min后，进入萃取罐萃取，萃取温度173±3℃、萃取压力0.95±0.05Mpa，萃取时间为12min
(4)将步骤(3)制备的萃取液通过浓缩设备浓缩至50°Brix；
(5)将步骤(4)制备的咖啡浓缩液注入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，得到的粉状物即为速溶咖啡(阿拉比卡二级)。产品咖啡因质量含量2.4％，产品滋味醇和，略苦，香气纯正。
对比例2
称取1000kg罗巴斯塔一级豆，按如下步骤进行制作。
(1)采用常规烘焙参数将咖啡豆烘焙至一爆(豆温180-190℃)，保持该豆温10min，直至烘焙豆水分<6.0％、色值100±2即可；
(2)将步骤(1)制备的烘焙豆采用咖啡豆研磨机研磨至10目；
(3)将步骤(2)制备的咖啡研磨粉采用500kg热水(100℃)预湿20min后，进入萃取罐萃取，萃取温度175℃、萃取压力1.1Mpa，萃取时间为12min；
(4)将步骤(3)制备的萃取液通过浓缩设备浓缩至50°Brix；
(5)将步骤(4)制备的咖啡浓缩液注入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，得到的粉状物即为速溶咖啡(罗巴斯塔一级豆)。产品咖啡因质量含量3.5％，产品滋味浓烈，味苦，有罗巴斯塔特征香气。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种低咖啡因速溶咖啡的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）、将生咖啡豆在水中浸泡0.5~1.5h，所述的水的温度为20~35℃；
步骤（2）、将经步骤（1）浸泡后的生咖啡豆在90~110℃下蒸制0.5~1.5h，在所述的蒸制过程中，每0.2~0.5h向所述的生咖啡豆喷淋一次热水，其中，采用80~100℃的热水进行所述的喷淋；
步骤（3）、将经步骤（2）蒸制后的咖啡豆干燥至水分质量含量为10~15%；
步骤（4）、将经步骤（3）干燥后的咖啡豆进行烘焙，烘焙时间10~20min，根据所述的低咖啡因速溶咖啡的风味需求，所述的咖啡豆可烘焙至一爆或二爆，所述的一爆的豆温为180~190℃，所述的二爆的豆温为200~220℃，控制所述烘焙的“一爆”烘焙时间为9~12min，烘焙后咖啡豆的水分质量含量<6.0%、色值为80~110，然后研磨至细度为5~30目，制得咖啡研磨粉；
步骤（5）、将步骤（4）制得的咖啡研磨粉采用占所述的咖啡研磨粉质量20~50%的水预湿10~30min后，用水进行萃取，萃取温度170~180℃、萃取压力0.9~1.2Mpa，萃取时间为5~20min；
步骤（6）、将步骤（5）萃取得到的萃取液浓缩至45~55°Brix，然后经喷雾干燥得到所述的低咖啡因速溶咖啡。
2.根据权利要求1所述的低咖啡因速溶咖啡的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的生咖啡豆和所述的水的重量比为1:1.5~3。
3.根据权利要求1所述的低咖啡因速溶咖啡的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的干燥的具体方法为晾晒、风干。
4.根据权利要求1所述的低咖啡因速溶咖啡的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，采用80~100℃的热水进行所述的预湿。
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