MXPA02001924A - Proceso de recuperacion de aroma de cafe. - Google Patents
Proceso de recuperacion de aroma de cafe.Info
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Abstract
Se describe un proceso para la recuperacion de componentes de aroma a partir de granos de cafe. Los granos de cafe se colocan en un mezclador. Los granos de cafe se humedecen, calientan y exponen a presion disminuida para proporcionar gas que contiene aroma, el cual contiene componentes de aroma. De 40% a 95% de los componentes de aroma en los granos de cafe se recolectan del gas que contiene aroma. Los componentes de aroma se pueden agregar a extracto de cafe concentrado antes de secado del extracto. El polvo de cafe producido tiene un aroma y sabor muy aumentado y mejorado, particularmente beta- mirceno y limoneno aumentados en la bebida de cafe reconstituida.
Description
PROCESO DE RECUPERACIÓN DE AROMA DE CAFÉ
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Esta invención se relaciona con un proceso para la recuperación de los componentes de aroma de café tostado y molido. Los componentes de aroma recuperado son útiles para aromatizar polvos de café solubles. La invención también se relaciona con polvos de café solubles aromatizados nuevos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los aromas son una parte importante de muchos productos dados que los consumidores asocian ciertos aromas con ciertos productos. Si el producto carece del aroma asociado con el mismo, se afecta de manera adversa la percepción del producto por parte del consumidor. Esto es un problema particularmente en el campo de los polvos de café soluble, aunque también existe en otros campos. Los polvos de café solubles, los cuales se obtienen de procesos comerciales que involucran extracción, concentración y secado, habitualmente están sustancialmente sin aroma. Por esta razón, es habitual recuperar aromas de café los cuales se extraen durante el procesamiento del polvo de café soluble y se reincorporan estos aromas en extractos de café concentrados antes del secado en el polvo de café soluble.
Los aromas de café se recuperan en varios puntos durante el procesamiento del polvo de café soluble y de manera más habitual durante el molido de las semillas tostadas y por destilación por arrastre de vapor del extracto de café antes de la concentración y secado de los sólidos de café solubles. La recuperación del aroma a partir de café molido se describe en la patente de E.U.A. 3,535,118. Esta patente describe un proceso en el cual se coloca café tostado y molido en una columna y se mantiene a aproximadamente 40 °C. El lecho del café después se humedece al rociar agua sobre el mismo para ayudar a desplazar los aromas desde las partículas de café. Un gas inerte, habitualmente nitrógeno, se calienta a aproximadamente 44 °C y se introduce en la columna desde la parte inferior del lecho. Conforme el gas inerte pasa ascendiendo a través del lecho, destila los aromas de las partículas de café. El gas inerte después se alimenta a un condensador el cual es- operado a una temperatura de aproximadamente 5"C para condensar el agua en el gas inerte. El gas inerte deshidratado finalmente se alimenta a un condensador criogénico para condensar el aroma como una escarcha. Después se recupera la escarcha. Otro proceso para recuperar aroma a partir de café tostado y molido se describe en la solicitud de patente internacional WO 97/10721. En este proceso, el café molido se transporta a través de una zona de mezclado alargada mientras se agita. Al mismo tiempo, se rocía un fluido acuoso dentro de la zona de mezclado alargada para humedecer el café molido conforme el café molido es transportado y agitado. Los gases de aroma liberados por el café molido humedecido en la zona de mezclado alargada se extraen y se recolectan. Uno de los problemas que se observan para llevar a cabo este proceso es que resulta en el prehumedecimiento de los granos de café fuera de la celda o columna de extracción. De acuerdo con Sivetz M y Desrosier N.W. ; 1979; Coffee technoloqy, AVI Publishing Company, Inc., página 334, esta práctica no es adecuada debido a que "provoca envejecimiento del café molido en menos de una hora, acompañado por un sabor pesado e indeseable y una pérdida en las fracciones volátiles de café naturales" . Sievetz y Desrosier alegan firmemente que el primer humedecimiento de los granos de café debe producirse en la celda o columna de extracción. En consecuencia, la recuperación de aroma a partir de café molido por prehumedecimiento no es una práctica común, pese a que el café molido es una buena fuente de aroma . Además, no todos los componentes del aroma obtenidos en una taza de café recién percolado se retienen durante el prehumedecimiento. En consecuencia, a menos que se retenga aroma adicional posteriormente durante el proceso, se pierden partes de los componentes de aroma; componentes los cuales, si se incorporarán en el polvo de café instantáneo, mejorarían el aroma de una bebida preparada a partir de polvo de café instantáneo.
Además, muchas de las técnicas convencionales de recuperación dañan o alteran los componentes del aroma. Por lo tanto, aún existe la necesidad de un proceso para recuperar aroma a partir de café molido.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN
Esta invención proporciona un proceso para la recuperación de componentes de aroma a partir de granos de café frescos, el proceso comprende: humedecer los granos de café, calentar los granos de café, • - exponer los granos de café a presión disminuida para proporcionar gas que contiene aroma, y retener el gas que contiene aroma. El proceso proporciona la ventaja de que se pueden obtener cantidades significativamente mayores de componentes de aroma a partir de los granos de café, en comparación con procesos convencionales. Además, dado que los componentes de aroma se obtienen a partir de los granos de café antes de la extracción, se reduce al mínimo la degradación térmica del aroma. Además, dado que estos componentes de aroma se extraen de los granos de café, se pueden reducir el envejecimiento dé los granos de café antes de la extracción. Los componentes de aroma se pueden incorporar fácilmente para proporcionar un producto de café soluble el cual tiene un aroma y sabor aumentados y mejorados.. Además, los compuestos volátiles los cuales se generan durante la extracción y los cuales son responsables del aroma y sabor procesado, no se recolectan. El proceso puede comprender además exponer repetidamente los granos de café a presión disminuida seguido de calentamiento. Los granos de café se someten a este ciclo por aproximadamente 2 a aproximadamente 10 veces. El proceso puede comprender además calentar los granos de café mientras se exponen a presión disminuida. Por ejemplo, los granos de café se pueden mantener a una temperatura sustancialmente constante mientras se exponen a presión disminuida . Este proceso permite que aproximadamente 40% a aproximadamente 95% de los componentes de aroma volátiles en los granos de café se recolecten en el gas que contiene aroma. En el presente contexto, el aroma volátil se mide por encima de la suspensión de tostado y molido por el espacio libre estático muestreado y por cromatografía de gases. El % de recuperación de aroma se determina al comparar la concentración de aroma del tostado y molido antes y después del proceso de la invención. Además, el proceso establece que el gas que contiene el aroma recolectado contendrá por lo menos 700 partes por millón de carbonos de aroma, en base en el café molido fresco.
La invención también proporciona un producto de café soluble que contiene los componentes de aroma recuperados como se describen en lo anterior. La invención proporciona además un polvo de café soluble secado por aspersión, aromatizado, nuevo el cual, cuando se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3.3% en peso de la bebida reconstituida, comprende una concentración de fracciones volátiles de aroma de por lo menos 50 ppm para la suma de compuestos de aroma que tiene un índice de retención RIDBWAX < 1130, y por lo menos 4 ppm para la suma de compuestos de aroma que tienen un índice de retención de 1130 <. RIDBWAX <. 1430. La invención también proporciona un polvo de café soluble liofilizado, aromatizado, nuevo, el cual, cuando se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3.3% en peso de la bebida reconstituida comprende una concentración de fracciones volátiles de aroma de por lo menos 100 ppm para la suma de compuestos que tienen un índice de retención de RIDBWAX < 1130 y por lo menos 7 ppm para la suma de compuestos que tienen un índice de retención de 1130 <. RIDBWAX . 1430. En el presente contexto, la concentración de las fracciones volátiles de aroma se proporciona en valores medidos por el muestreo del espacio libre estático y cromatografía de gases por encima de la bebida reconstituida. Los cafés instantáneos se reconstituyen en agua hasta un contenido de sólidos de 3.3% en peso de la bebida reconstituida. Se miden muestras de 5 ml a 60 'C como se describe en lo anterior. El muestreo del espacio libre se obtiene al presurizar frascos de 22 ml a 68.9 kPa (10 psi)>. La elución se realiza en una columna de capilaridad polar recubierta con una fase de polietilenglicol, y acoplada con un detector de emisión atómica. Se calibra la respuesta del detector con un patrón externo, 4-metiltiazol 50 ppm en agua, analizado bajo condiciones similares. Los compuestos de aroma volátiles se suman en zonas de acuerdo con su índice de retención: zona 1: RIDBWAX < 1130 y zona 2: 1130 <. RIDBWAX <. 1430. Se ha encontrado que la presente invención es muy eficiente para recuperar compuestos altamente volátiles de café tostado y molido. Se ha encontrado además que la bebida reconstituida de acuerdo con la invención tiene una concentración significativamente mayor de compuestos volátiles en comparación con una bebida reconstituida a partir de café instantáneo disponible comercial, específicamente para compuestos que tienen un índice de retención (IR) inferior a 1430, como se define en una columna Carbowax GC (zona 1: RIDBWAX < 1130 y zona 2: 1130 <. RIDBWAX = 1430) . Entre estos compuestos volátiles, los componentes con olor detectados se sabe que influyen en el equilibrio del aroma del café (por ejemplo aldehidos, dicetonas, pirazinas, compuestos que contienen azufre) . En un aspecto adicional, la invención proporciona un polvo de café soluble secado por aspersión aromatizado, nuevo, el cual, cuando se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3% en peso de la bebida reconstituida, comprende por lo menos 0.09 ppm/materia seca de -mirceno y por lo menos 0.07 ppm/materia seca de limoneno. El polvo secado por aspersión soluble, de acuerdo con la invención, de manera más preferible tiene una concentración de -mirceno en relación al patrón que se encuentra entre 0.10 y 0.26 ppm/DM, y una concentración de limoneno en relación al patrón que se encuentra de manera más preferible entre 0.10 y 0.20 ppm/DM. La invención también proporciona un polvo de café soluble liofilizado, aromatizado, nuevo, el cual cuando se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3% en peso de la bebida reconstituida comprende por lo menos 0.07 ppm/materia seca de -mirceno y por lo menos 0.05 ppm/materia seca de lir. oneno . El polvo liofilizado de acuerdo con la invención de manera más preferible tiene una concentración de ß-mirceno en relación al patrón, que se encuentra entre 0.10 y 0.25 ppm/DM, y una concentración de limoneno en relación al patrón que se encuentra de manera más preferible entre 0.10 y 0.3 ppm/DM. En el presente contexto, la caracterización de valores de compuestos volátiles de 3-mirceno y limoneno se determinan por enriquecimiento del espacio libre (microextracción en fase sólida, recubierto con fibra con 65 micrómetros de polidimetilsiloxano divinilbenceno) medido por encima de la bebida reconstituida de café instantáneo. La elución se realiza en una columna DBWAX capilar polar acoplada con un detector de masa (modo de exploración completa, MD800 de Fisons) . Los resultados se expresan en ppm de materia seca (ppm/DM) de acuerdo con un patrón que es butirato de etilo, 0.5 microgramos por muestra. En la cuantificación, los fragmentos 93 se utilizan para cuantificar /3-mirceno y limoneno, y el fragmento 71 se utiliza para cuantificar el patrón. El café instantáneo se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3% en peso de la bebida reconstituida. El espacio libre de muestras que contienen 5 ml de solución a la que se le agrega una cantidad conocida con el estándar con frascos de 22 ml se enriquece durante 30 minutos a 30 °C, y después se analiza como se describe en lo anterior. Se ha encontrado además que la recuperación total superior de los intervalos amplios de los compuestos mejora la calidad del producto. Además, se considera que la elevada recuperación de -mirceno y limoneno se considera que es un indicador de la alta eficiencia del proceso para recuperar compuestos lipofílicos y sensibles. Estos compuestos son muy sensibles a las condiciones de procesamiento; si los granos de café se someten a condiciones ásperas, generalmente no hay ß-mirceno detectable y estará presente una cantidad significativamente reducida de limoneno en el producto final. Los valores elevados de estos compuestos en el polvo de café solubles pueden ser deseables en la medida en que se consideren que son una indicación de las altas concentraciones de los compuestos de aroma de alta calidad que se recuperan. En las etapas de proceso de elaboración de café solubles tradicionales, tales compuestos generalmente no sobrevivirán. El producto de café soluble de acuerdo con la invención se encuentra que es de alta calidad. Además, se ha encontrado que se pueden obtener valores particularmente altos de estos compuestos cuando el gas de aroma se somete a condensación criogénica.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA
INVENCIÓN
Ahora se describirán las modalidades de la invención a modo de ejemplo únicamente. Esta invención se basa en la retención de grandes cantidades de componentes de aroma a partir de granos de café frescos antes del procesamiento normal de los granos de café. Esto proporciona la ventaja de que se pierden o se degradan durante el procesamiento cantidades mínimas de componentes de aroma. El proceso requiere café recién tostado y molido. Los granos de café se pueden proporcionar como es habitual. Los granos de café frescos se introducen en un tanque mezclador en el cual se extrae aroma. El tanque mezclador puede ser cualquier tanque mezclador adecuado tal como un mezclador cónico con un tornillo impulsor o un mezclador de banda. El tanque mezclador preferiblemente se sella para evitar pérdida de aroma. Sin embargo, si se permite que cualquiera de los componentes del aroma escapen, debe ser recolectado, por ejemplo, al dirigir los componentes del aroma a un condensador. Los granos de café se agitan y el líquido acuoso se rocía sobre los granos de café para humedecerlos. El líquido acuoso puede ser, por ejemplo, agua o extracto de café o cualquier otro líquido adecuado. La cantidad de líquido acuoso no es crítica, pero el contenido de humedad de los granos de café húmedos preferiblemente debe ser de aproximadamente 10% a aproximadamente 100% en peso, de manera más preferible de 10% a aproximadamente 50% en peso. Por ejemplo, el contenido de humedad de los granos de café húmedos puede ser de aproximadamente 20% a aproximadamente 40% en peso. El humedecimiento de los granos de café mejora la liberación de gas que contiene aroma fuera de los granos de café. Los granos de café húmedos después se calientan en un tanque mezclador; preferiblemente los granos de café se calientan uniformemente. Se puede utilizar cualquier medio adecuado para calentar los granos de café húmedos. Por ejemplo, se puede utilizar vapor para calentar los granos de café húmedos. Los granos de café húmedos se pueden calentar a una temperatura de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 95 * C. Se considera que el calentamiento de los granos de café húmedos a temperaturas menores que las temperaturas de percolado habituales ayudan a evitar las reacciones de degradación de aroma. Se considera que el calentamiento de los granos de café húmedos facilita la liberación posterior de gas que contiene aroma. Una vez que los granos de café se calientan, se exponen a presión disminuida para inducir vaporización de componentes de aroma. Si el sistema no está presurizado, se puede proporcionar presión disminuida por una bomba de vacío. Sin embargo, si el sistema está presurizado, la presión disminuida se puede inducir por un tubo de ventilación o similar. En el caso en que se utiliza una bomba de vacío, la presión debe disminuir desde aproximadamente 75 mbar a aproximadamente 900 mbar. Sin embargo, en todos los casos, la presión debe reducirse por debajo de la presión de vapor del agua a la temperatura dentro del tanque de mezclado . Los granos de café calentados se pueden exponer a la presión disminuida utilizando un método por lotes o cíclico, o bien un método continuo. El método por lotes o cíclico incluye detener o reducir el calentamiento de los granos de café y después exponerlos a presión disminuida. Preferiblemente, la presión en el sistema se reduce con rapidez. Por ejemplo, la presión puede disminuir a aproximadamente 250 mbar en un minuto. Conforme los granos de café se exponen a presión disminuida, la vaporización inducida provoca que los granos de café se enfríen. Si se requieren ciclos adicionales, se suspende la exposición a la presión disminuida, y los granos de café nuevamente se calientan. Los granos de café nuevamente se pueden exponer a presión disminuida. La exposición a la presión disminuida puede ser durante aproximadamente 0.5 a aproximadamente 3 minutos por ciclo. Este proceso cíclico se puede repetir de aproximadamente 2 a aproximadamente 10 veces. El tiempo total preferible de 5 calentamiento o exposición de los granos de café a presión disminuida es de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 minutos. El método continuo incluye calentar los granos de café y después exponer los granos de café a presión disminuida mientras se mantiene el calentamiento. El calentamiento y la
10 presión se pueden ajustar de manera que los granos de café permanezcan a una temperatura relativamente constante y a una presión relativamente constante. En este caso, la temperatura preferiblemente es de aproximadamente 70 'C a aproximadamente 95 °C, de manera alternativa, la temperatura es de aproximadamente
15 70 °C a aproximadamente 90 °C. La presión preferiblemente es de aproximadamente 300 mbar a aproximadamente 900 mbar. Alternativamente, la presión es de aproximadamente 350 mbar a aproximadamente 700 mbar. Por ejemplo, la presión ventajosamente puede ser de aproximadamente 350 mbar a aproximadamente 550 mbar.
20 Por supuesto, no es necesario que la temperatura y presión permanezcan constantes y puede permitirse que se desplacen con el tiempo. El tiempo total preferible de calentamiento y exposición de los granos de café a presión disminuida es de aproximadamente 4 a aproximadamente 12 minutos .
El calentamiento y la exposición a presión disminuida provoca la liberación de gas que contiene aroma. Este gas se extrae y se recolecta. Una vez que se ha recolectado el gas que contiene aroma de los granos de café, el gas que contiene aroma después se procesa para retener los componentes de aroma. Esto se puede llevar a cabo utilizando técnicas convencionales. Por ejemplo, la corriente de gas se puede llevar a un sistema condensador. El sistema condensador es operado a una temperatura lo suficientemente baja para condensar la mayor parte del aroma de la corriente gaseosa. Es adecuada una temperatura inferior a aproximadamente 50 °C, aunque se prefiere el enfriamiento por debajo de 30 °C; especialmente menor de aproximadamente 20°C. Se puede utilizar más de un condensador, y cada condensador sucesivo funciona a una temperatura menor que la del condensador previo. Preferiblemente, la mayor parte del condensador corriente abajo funciona a una temperatura de aproximadamente -10 "C a aproximadamente 10 °C, por ejemplo, a aproximadamente O'C. Si se desea concentrar los componentes de aroma utilizando condensación parcial, la corriente de gas se puede someter a una primera etapa de condensación a alta temperatura; por ejemplo de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 80 °C. Esto resultará en la condensación principalmente de agua. Los componentes de aroma no condensantes y concentrados después se pueden someter a una segunda etapa de condensación a una temperatura menor; por ejemplo a aproximadamente 0°C hasta aproximadamente 40 °C para proporcionar el aroma líquido. El aroma líquido extraído del sistema condensador contiene componentes de aroma los cuales se pueden utilizar para aromatizar extractos de café como se explica posteriormente, o se pueden utilizar para aromatizar polvo de café soluble. Los componentes de aroma los cuales no se condensan en el sistema condensador se pueden dirigir a un condensador criogénico de aroma, para recolección. Se conocen muchos condensadores criogénicos de aroma adecuados y se han presentado en la literatura. Sin embargo, un condensador criogénico de aroma particularmente adecuado se describe en las patentes de E.U.A,. 5,182,926 y 5,323,623; cuyas descripciones se incorporan como referencia. Detalles adicionales del funcionamiento de este condensador criogénico de aroma se pueden obtener de las descripciones en las patentes. Se pueden utilizar condensadores criogénicos de aroma adicionales planos; por ejemplo, el descrito en la patente de E.U.A. 5,030,473. El aroma recolectado en el condensador criogénico de aroma está en forma de una escarcha. La escarcha se puede utilizar para aromatizar extractos de café como se explica en lo anterior. Alternativamente, la escarcha se puede combinar con un sustrato portador adecuado tal como aceite de café o una emulsión que contenga aceite de café. El portador aromatizado convenientemente se agrega al polvo de café soluble producido finalmente.
Después de que se ha extraído el gas que contiene aroma de los granos de café, se procesan los granos de café desaromatizados y húmedos. Por ejemplo, los granos de café desaromatizados y húmedos se transportan a un sistema de extracción. El sistema de extracción puede ser cualquier sistema adecuado dado que este aspecto no es crítico para la invención. Los sistemas de extracción adecuados incluyen baterías de celdas de lecho fijo, reactores de gasto tipo pistón, reactores de lecho móvil y similares. Durante el proceso de extracción, los granos de café se pueden someter a una o más etapas de solubilización térmica. El extracto de café que abandona el sistema de extracción después se concentra como es habitual. Parte del extracto de café se puede utilizar como el líquido acuoso para humedecer los granos de café, en vez de ser concentrado. El líquido de aroma removido del sistema condensador después se puede agregar al extracto concentrado. Si se desea, los componentes de aroma en el líquido de aroma se pueden concentrar antes de agregarse al extracto concentrado. La concentración se puede llevar a cabo utilizando procedimientos convencionales tales como condensación parcial, rectificación, concentración por membrana y concentración por congelamiento. Además, la escarcha contenida del recolector criogénico de aroma se puede agregar al extracto concentrado.
El extracto aromatizado después se seca de la manera habitual para proporcionar un polvo de café soluble aromatizado; por ejemplo por secado por aspersión o liofilización. Por supuesto, el líquido de aroma y la escarcha de aroma se pueden utilizar para otros propósitos de aromatización. Se encuentra que el proceso permite la extracción de aproximadamente 40% a aproximadamente 95% de los compuestos de aroma volátil en los granos de café, en base en el análisis por cromatografía de gases de una suspensión de partículas de café. De manera global, la cantidad de aroma recolectada es generalmente dos veces mayor que la cantidad habitual destilada por arrastre de vapor del extracto fresco, en base en el análisis de compuesto orgánico total de los condensados de aroma acuoso. Además, el aroma total recolectado en el café es de por lo menos 700 partes por millón de carbono en base en el café molido fresco. El polvo de café soluble aromatizado se puede reconstituir como es habitual para proporcionar una bebida de café. La determinación del conjunto de características de olor y sabor en comparación con una bebida de café de referencia muestra que el café soluble elaborado con este proceso tiene un sabor significativamente más completo y tostado, y una cantidad de notas de caramelo más reducidas típicas del café soluble.
El conjunto de características de aroma del producto de café de la presente invención se ha encontrado que proporciona un aroma de café deseable para el producto ^a bebida. Un polvo de café soluble aromatizado con este tipo de conjunto de características de aroma se puede obtener con el proceso descrito en lo anterior. Ahora se describen ejemplos específicos de la invención para ilustrar adicionalmente la misma.
EJEMPLO 1
Se introducen granos de café frescos en un mezclador cónico y se activa el mezclador. Se utiliza una bomba de vacío para reducir la presión en el mezclador a aproximadamente 150 mbar y después se apaga. Se rocía agua sobre los granos de café hasta que el agua constituye aproximadamente 30% del peso total. Se inyecta vapor dentro del fondo del mezclador y los granos de café se calientan uniformemente a aproximadamente 80 "C mientras la presión en el mezclador asciende a aproximadamente 500 mbar. Se enciende la bomba de vacío conforme se detiene simultáneamente la adición de vapor. Se disminuye la presión a aproximadamente 150 mbar y se disminuye la temperatura a aproximadamente 60 °C. Después de aproximadamente un minuto, se apaga la bomba de vacío y se prende la adición de vapor hasta que la temperatura de los granos de café es nuevamente de 80 * C. El proceso se repite tres veces más. El tiempo de proceso total para la activación de la bomba de vacío hasta la inactivación de la bomba de vacío al final del último ciclo es de aproximadamente 12 minutos. El gas aromatizado que se genera en el mezclador se extrae y se condensa en un condensador que funciona a aproximadamente 0°C. El líquido condensado se recolecta y analiza para determinar los componentes de aroma. El gas que no se condensa se transporta a un recolector criogénico de aroma que preferiblemente funciona a aproximadamente -140°C o una temperatura superior, de manera más preferible a aproximadamente -130 °C. La escarcha de aroma se recolecta en el recolector de aroma criogénico. Se encuentra que el aroma acuoso contiene 735 partes por millón de aroma de carbono, en base en el café molido fresco. Se encuentra que el aroma criogénico contiene 74 partes por millón de aroma de carbono, en base en el café molido fresco. Por lo tanto, el aroma total contiene 809 partes por millón de aroma de carbono, en base en el café molido fresco. Los granos de café húmedo que jalen del mezclador se someten a extracción en un sistema de extracción y concentración, como es habitual. El líquido condensado del condensador se agrega al extracto concentrado y el extracto se seca a un polvo soluble en una torre de secado por aspersión. La escarcha de aroma del recolector criogénico de aroma también se agrega al polvo soluble de la manera habitual . Se 'disuelve una cucharadita de polvo soluble en 150 ml de agua caliente a 85 °C. Se evalúa la bebida por un grupo de catadores capacitados y se encuentra que tiene un sabor y aromas similares al percolado, con una buena condición de café, acidez, cuerpo y condición tostada, y notas reducidas de caramelo.
EJEMPLO 2
Se introducen granos frescos de café dentro de un mezclador cónico y se activa el mezclador. Se utiliza una bomba de vacío para reducir la presión en el mezclador a aproximadamente 150 mbar. Se rocía agua sobre los granos de café hasta que el agua constituye aproximadamente 30% del peso total. Después se apaga el vacío. Se inyecta vapor dentro del fondo del mezclador y los granos de café se calientan uniformemente a aproximadamente 80°C mientras que la presión en el mezclador asciende hasta aproximadamente 450 mbar. Los granos de café después se exponen a presión disminuida conforme continua el calentamiento. Se mantiene la temperatura a aproximadamente 80 °C y se mantiene la presión a aproximadamente 450 mbar. El tiempo de proceso total desde la activación del calentamiento y la bomba de vacío, hasta la inactivación del calentamiento y la bomba de vacío es de aproximadamente 8 minutos. El procesamiento del gas aromatizado posteriormente se lleva a cabo como se describe en el ejemplo 1. Se encuentra que el aroma acuoso contiene 738 partes por millón de aroma de carbono, en base en el café molido fresco. Se encuentra que el aroma criogénico contiene 87 partes por millón de aroma de carbono, en base en café molido fresco. Por lo tanto, el aroma total contiene 825 partes por millón de aroma de carbono, en base en el café molido fresco. Se disuelve una cucharadita de polvo soluble en 150 ml de agua calienta a 85 'C. Se evalúa la bebida por un grupo de catadores capacitados y se encuentra que tiene un sabor y aroma similar a percolado con una buena condición de café, acidez, cuerpo y tostado, y notas reducidas de caramelo.
EJEMPLO 3
Se produce café secado por aspersión, soluble, como se describe en el ejemplo 2. El café liofilizado soluble se produce como se describe en estos ejemplos pero la etapa de secado por aspersión se sustituye por liofilizado. Estas muestras se comparan con cafés solubles secados por aspersión y liofilizados, disponibles comercialmente. Se mide la concentración de fracciones volátiles de aroma por encima del café soluble reconstituido .
Los componentes de aroma se describen utilizando la concentración de compuestos de aroma de fracciones volátiles por encima de la benida reconstituida. La concentración de aromas de fracciones volátiles se analiza al medir el muestreo de espacio libre estático y la cromatografía de gases de la concentración de fracciones volátiles por encima de la bebida reconstituida. El equipo utilizado para estas mediciones es equipo disponible comercial convencional, el cual se puede obtener, por ejemplo, de Hewlett Packard. Un modelo apropiado es un muestreador automático de espacio libre 7694, cromatógrafo de gases 6890 y un detector de emisión atómica 2350A. El muestreo del espacio libre se obtiene al presurizar frascos de 22 ml a 68.9 kPa (10 psi) . La elución se realiza en una columna capilar polar recubierta con una fase de polietilenglicol, y acoplada con un detector de emisión atómica. Los compuestos de aroma de la fracción volátil se suman en las zonas de acuerdo con su índice de retención: zona 1 : RIDBWAX < 1130, zona 2 : 1130 <. RIDBWAX <. 1430. La respuesta del detector se calibra con un estándar externo, 4-metiltiazol 50 ppm en agua, y se analiza con condiciones similares. El compuesto de aroma volátil en la zona 1 son indicativos de furanos, aldehidos, cetonas, esteres y compuestos que contiene azufre. El compuesto de aroma volátil medido en la zona 2 es indicativo principalmente de componentes volátiles que contienen nitrógeno.
Los cafés instantáneos se reconstituyen en agua hasta un contenido de sólidos de 3.3% en peso de la bebida reconstituida. Se miden muestras de 5 ml a 60 "C como se describe en lo anterior. Los productos de café solubles disponibles en el mercado japonés se comparan con el producto de la invención:
ppm* : Respuesta de detección de emisión atómica para la línea de carbono a 193 nm que se expresa en ppm, de acuerdo con el patrón externo de 4-metiltiazol , medido en condiciones similares que las condiciones reconstituidas de café. ** Muestras utilizando el mismo café tostado y molido que la marca comercial Nestié Gold Blend, y analizado
B estequiométricamente en relación al café instantáneo correspondiente Abreviaturas: FD (liofilizado), SD (secado por aspersión), AGF (Ajinomoto General Foods Inc) , y KJS (Kraft Jacobs Suchard) .
Los productos de café solubles en el mercado del Reino Unido en comparación con el producto de la invención:
Se ha encontrado que la presente invención es muy eficiente para recuperar compuestos altamente volátiles del café tostado y molido. En consecuencia, la bebida reconstituida de acuerdo con la invención de café instantáneo correspondiente tiene una concentración significativamente mayor de compuestos volátiles eluidos en las zonas 1 y 2, en comparación con una bebida reconstituida a partir de café instantáneo disponible comercial. Entre estos compuestos volátiles, se sabe que los componentes odoríferos detectados influyen en el equilibrio del aroma del café (por ejemplo, aldehidos, dicetonas, pirazinas y compuestos que contienen azufre) . En comparación con el nescafé" instantáneo disponible comercialmente, la concentración global de compuestos volátiles de los productos de café soluble de acuerdo con la invención eluidos en la zona 1 aumenta en por lo menos 50% hasta 300%. En algunos casos se observa un incremento de 200 a 300%. Los valores más altos corresponden a una recuperación exhaustiva de compuestos altamente volátiles a partir de café tostado y molido correspondiente (el aroma de la suspensión tostada y molida se considera que es de 100% en la zona 1) . Comparado con los cafés instantáneos disponibles, la concentración global de los compuestos en los productos de café soluble de acuerdo con la invención eluidos en la zona 2 aumenta en por lo menos 100% hasta 300%. Para algunas muestras se observa un incremento de 150 a 250%. Los valores más altos corresponden a 70% hasta 80% de la concentración de aroma medida en una suspensión de café tostado y molido correspondiente (se considera que el aroma de la suspensión tostada y molida es de 100% en la zona 2) .
EJEMPLO 4 Se produce café soluble secado, por aspersión, como se describe en el ejemplo 2. Se produce café liofilizado soluble como se describe en estos ejemplos, pero la etapa de secado por aspersión se sustituye por liofilizado. Estas muestras se comparan con cafés solubles secados por aspersión y liofilizados, disponibles comercialmente. La caracterización de los compuestos volátiles más específicos para las muestras de producto se miden utilizando enriquecimiento del espacio libre. Se mide la caracterización de compuestos volátiles utilizando enriquecimiento del espacio libre (microextracción en fase sólida, fibra recubierta con 65 micrómetros de polidimetilsiloxano divinilbenceno) por encima de la bebida reconstituida de café instantáneo. La elución se realiza en una columna DBWAX capilar polar acoplada con un detector de masa (modo de exploración completa, MD800 de Fisons) . Los resultados se expresan en ppm en materia seca (ppm/DM) de acuerdo con el patrón interno (butirato de etilo, 0.5 microgramos por muestra) . En la cuantificación, se utilizan los fragmentos 93 para cuantificar -mirceno y limoneno, y se utiliza el fragmento 71 para cuantificar el patrón. Se reconstituyen cafés instantáneos en agua hasta un contenido de sólidos de 3% en peso de la bebida reconstitu_da. El espacio libre de las muestras que contienen 5 ml de solución a la que se agrega una cantidad conocida con patrón interno en frascos de 22 ml se enriquece durante 30 minutos a 30 °C y después se analiza como se describe en lo anterior. Los cafés solubles disponibles en el mercado japonés se comparan con los productos de acuerdo con la invención.
ppm/DM: fragmento de masa 93 para beta-mirceno y limoneno que se utiliza para la cuantificación, de acuerdo con el fragmento 71 del patrón interno de butirato de etilo. Se comparan los cafés solubles disponibl -s en el mercado del Reino Unido con los productos de la invención:
ppm/DM: fragmento de masa 93 para beta-mirceno y limoneno que se utiliza para la cuantificación, de acuerdo con el fragmento 71 del patrón interno de butirato de etilo. Las pruebas comparativas 'uestran que dos compuestos odoríferos son específicos de los cafés instantáneos de acuerdo con la presente invención: beta-mirceno (7-metil-3 -metilen-1, 6-octadieno) y limoneno (1-metil 4-isoprenil ciclohexeno) y sus concentraciones están significativamente aumentadas en los productos nuevos. Se sabe que los dos compuestos, beta-mirceno y limoneno pertenecen al aroma de café (banco de datos TNO "compuestos volátiles en alimentos") . Ambos son detectados en una suspensión de café tostado y molido y un percolado por goteo y filtro utilizando el método descrito en lo anterior. Los valores relativos de acuerdo con el método de calibración específico indican que su recuperación en el percolado está entre 10 y 25% (100% es el contenido determinado en una suspensión de tostado y molido) . Para polvos de café solubles de acuerdo con la invención se encuentra una recuperación aumentada, en comparación con el percolado, en un factor de 3 a 5.
Claims (20)
1. Un proceso para la recuperación de los componentes de aroma a partir de granos de café frescos, el proceso comprende: humedecer los granos de café, calentar los granos de café uniformemente a una temperatura hasta aproximadamente 50 'C a aproximadamente 95 °C, exponer los granos de café a presión disminuida para proporcionar gas que contiene aroma, mientras se agitan los granos de café durante el humedecimiento, calentamiento y exposición a presión disminuida, y retener el gas que contiene aroma.
2. El proceso, como se describe en la reivindicación 1, que comprende además exponer repetidamente los granos de café a presión disminuida seguido por calentamiento, antes de retener el gas que contiene aroma.
3. El proceso, como se describe en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el cual los granos de café se someten a presión disminuida seguida por calentamiento por aproximadamente 2 a aproximadamente 10 veces.
4. El proceso, como se describe en la reivindicación 1, que comprende además calentar los granos de café mientras se exponen a presión disminuida.
5. El proceso, como se describe en la reivindicación 4, en el cual los granos de café se mantienen a una temperatura de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 90 °C y una presión de aproximadamente 350 mbar a aproximadamente 700 mbar.
6. El proceso, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual aproximadamente 40% a aproximadamente 95% de los componentes de aroma en los granos de café se recolectan en el gas que contiene aroma.
7. El proceso, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual el gas que contiene aroma contiene por lo menos 700 partes por millón de aroma de carbono, en base en café molido fresco.
8. El proceso, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual se recolectan los componentes de aroma al someter, en una primera operación, el gas que contiene aroma a condensación a una temperatura en el intervalo de aproximadamente -10 °C a aproximadamente 30 °C y someter, en una segunda operación, el gas que contiene aroma a condensación criogénica a una temperatura menor de aproximadamente -80 °C.
9. Un polvo de café soluble secado por aspersión, aromatizado el cual, cuando se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3.3% en peso de la bebida reconstituida, comprende una concentración de fracciones volátiles de aroma de por lo menos 50 ppm para la suma de compuestos de aroma que tiene un índice de retención RIDBWAX < 1130, y por lo menos 4 ppm para la suma de compuestos de aroma que tienen un índice de retención de 1130 < RIDBWAX < 1430.
10. Un polvo de café soluble secado por aspersión, aromatizado como se describe en la reivindicación 9, en el cual la suma de concentración de fracciones volátiles de aroma es de 50 a 170 ppm para la suma de compuestos de aroma que tienen un índice de retención RIDBWAX < 1130, y 4 a 20 ppm para la suma de compuestos de aroma que tienen un índice de retención de 1130 < RIDBWAX < 1430.
11. Un polvo de café soluble secado por aspersión, aromatizado, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, el cual se produce por un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, y que comprende además las etapas de procedimiento de: extraer sólidos solubles de café a partir de granos de café y concentrar el sólido soluble de café extraído para proporcionar un extracto de café concentrado; combinar el extracto de café concentrado y los componentes de aroma recolectados para proporcionar un extracto aromatizado; y secar por aspersión el extracto aromatizado para proporcionar el polvo de café aromatizado.
12. Un polvo de café soluble secado por aspersión, aromatizado el cual, cuando se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3% en peso de la bebida reconstituida, comprende por lo menos 0.09 ppm/materia seca de beta-mirceno y por lo menos 0.07 ppm/materia seca de limoneno.
13. Un polvo de café soluble secado por aspersión, aromatizado, como se describe en la reivindicación 12, el cual se produce por un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, y que comprende además las etapas de procedimiento de: extraer sólidos solubles de café a partir de granos de café y concentrar el sólido soluble de café extraído para proporcionar un extracto de café concentrado; combinar el extracto de café concentrado y los componentes de aroma recolectados para proporcionar un extracto aromatizado; y secar por aspersión el extracto aromatizado para proporcionar el polvo de café aromatizado.
14. Un polvo de café soluble secado por aspersión, aromatizado como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, el cual, cuando se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3% en peso de la bebida reconstituida, comprende por lo menos 0.09 ppm/materia seca de beta-mirceno y por lo menos 0.07 ppm/materia seca de limoneno.
15. Un polvo de café soluble liofilizado, aromatizado el cual, cuando se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3.3% en peso de la bebida reconstituida, comprende una concentración de fracciones volátiles de aroma de por lo menos 100 ppm para la suma de compuestos que tienen un índice de retención RIDBWAX < 1130, y por lo menos 7 ppm para la suma de compuestos que tienen un índice de retención de 1130 <. RIDBWAX < 1430.
16. Un polvo de café soluble liofilizado, aromatizado como se describe en la reivindicación 15, en el cual la concentración de fracciones volátiles de aroma es de 105 a 420 ppm para la suma de compuestos que tienen un índice de retención RIDBWAX < 1130, y de 8 a 33 ppm para la suma de compuestos que tienen un índice de retención de 1130 <. RIDBWAX < 1430.
17. Un polvo de café soluble liofilizado, aromatizado, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 15 y 16, el cual se produce por un procedimiento como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, y que comprende además las etapas de procedimiento de extraer sólidos solubles de café a partir de granos de café y concentrar el sólido soluble de café extraído para proporcionar un extracto de café concentrado; combinar el extracto de café concentrado y los componentes de aroma recolectados para proporcionar un extracto aromatizado; y liofilizar el extracto aromatizado para proporcionar el polvo de café aromatizado.
18. El polvo de café soluble, liofilizado, aromatizado, el cual, cuando se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3% en peso de la bebida reconstituida, comprende por lo menos 0.07 ppm/materia seca de beta-mirceno y por lo menos 0.05 ppm/materia seca de limoneno.
19. Un polvo de café soluble liofilizado, aromatizado, como se describe en la reivindicación 18, el cual se produce _por un procedimiento como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, y que comprende además las etapas de procedimiento de: extraer sólidos solubles de café a partir de granos de café y concentrar el sólido soluble de café extraído para proporcionar un extracto de café concentrado; combinar el extracto de café concentrado y los componentes de aroma recolectados para proporcionar un extracto aromatizado; y liofilizar el extracto aromatizado para proporcionar el polvo de café aromatizado.
20. El polvo de café soluble, liofilizado, aromatizado, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, el cual, cuando se reconstituye en agua hasta un contenido de sólidos de 3% en peso de la bebida reconstituida, comprende por lo menos 0.07 ppm/materia seca de beta-mirceno y por lo menos 0.05 ppm/materia seca de limoneno.
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