Способ определения водорастворимых веществ обжаренного кофе

 

Изобретение относится к определению водорастворимых веществ растительного сырья путем экстрагирования и может быть использовано вш-щевой промьгашенности для определения водорастворимых веществ обжаренного кофе. Целью изобретения является повышение точности определения. Способ осуществляется следующим образом: на первой стадии измельченный кофе смешивают с водой и кипятят в открытом сосуде после чего определяют экстрактивные водорастворимые вещества в полученном растворе, а на второй стадии образовавшийся шлам помещают в герметически закрьшающийся сосуд,смешивают с чистой водой, смесь нагревают и выдерживают , после чего определяют водорастворимые вещества в полученном вторичном экстракте, затем массовые доли водорастворимых веществ, полученных на первой и второй стадиях, с S суммируют. 1 ил. СП 00 оэ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„><> >8 А1 (51)4 С 01 N 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3999904/31-13 (22) 13.12.85 (46) 07,08.88. Бюл. и 29 (71) Московский технологический институт пищевой промьппленности и Всесоюзный научно-исследовательский и экспериментально-конструкторский институт продовольственндго машиностроения (72) С,М.Гребенюк, К.И.Виноградов, М.А.Унгурян,. Л.В.Леонова и В.В.Вяльцев (53) 663.95 (088.8) (56) Гинзбург А.С. и др. Состояние и пути развития технологии производства быстрорастворимого кофе.

Обзор ЦНИИТЭИпищепром. М.; 1971, с. 10,.

Нахмедов Ф.Г. Технология кофепродуктов. М.: Легкая и пищевая промьппленность, 1984, с. 26. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ ОБЖАРЕННОГО КОФЕ (57) Изобретение относится к определению водорастворимых веществ растительного сырья путем экстрагирования

1 и может быть использовано в- пищевой промьппленностн для определения водорастворимых веществ обжаренного кофе.

Целью изобретения является повьппение точности определения. Способ осуществляется следующим образом: на первой стадии измельченный кофе смешивают с водой и кипятят в открытом сосуде, после чего определяют экстрактивные водорастворимые вещества в полученном растворе, а на второй стадии образовавшийся шлам помещают в герметически закрывающийся сосуд, смешивают

Я с чистой водой, смесь нагревают и выдерживают, после чего определяют во" дорастворимые вещества в полученном вторичном экстракте, затем массовые доли водорастворимых веществ, полученных на первой и второй стадиях, суммируют. 1 ил.

1415183 (3) .М о,,ч =,. Э, + Э >

5 С ° К

Э = — — - — — х10

1-0,01. В (4) где С

К

В (5) вичного и вторичного экстрактов в пересчете на сухое вещество обжаренного кофе вычисляют по формуле

120 С

Э = ----.— — — — - %, (2)

1,0-0901ХВ где С вЂ” масса сухого остатка, г,  — влажность обжаренного кофе, %.

Количество водорастворимых веществ обжаренного кофе М п определяют суммированием массовых долей экстрактинных и гидролизных веществ:

Способ. предусматривает возможность определения водорастворимых веществ обжаренного кофе рефрактометрическим экспресс-методом. В этом случае массовую долю водорастворимых веществ находят по бормуле концентрация экстракта, % (по рефрактометру); ко.ффициент пересчета, в практических расчетах принимают К = 0,82, влажность обжаренного кофе, П (г) — Па,Э=- — — — - х10

17,56 где П, П5 — коэффициенты преломления экстракта и воды соответственно.

Экспресс-метод в условиях производства может применяться в цеховых лабораториях для промежуточного оперативного контроля технологического процесса.

В предложенном способе размер частиц кофе должен находиться в пределах 0 5-2,0 мм. Это обусловлено тем, что при более мелком помоле, до размера частиц менее 0 5 мм, количество водорастворимых веществ, переходящих в экстракт не увеличивается, при этом часть твердой фазы, ввиду ее мелкодисперсности, теряется, в связи с чем возникают неточности при последующем определении гидролизных веществ.

При размере частиц кофе более

2 мм значительно уменьшается (более

55 чем на 2%) количество водорастворимых веществ, переходящих в экстракт на обеих стадиях процесса, что исключает общее содержание водорастворимых вешеств кобе.

Полное экстрагирование растворимых веществ из измельченного обжаренного кобе о"уществляется при соотношении кофе и воды 1:30. При использовании большего объема воды количество экстрактивных веществ не увеличивается, а при использовании меньшего объема — уменьшается.

Время кипячения смеси кобе с вЬдой должно составлять 10-50 мин. При кипячении менее 10 мин экстракция растворимых веществ происходит не полно, что приводит к уменьшению определяемых экстрактивных веществ, Кипячение свыше 50 мин нецелесообразно, так как в этом случае количество экстрагируемых веществ не увеличивается.

Температура при экстрагировании шлама должна находиться в пределах

150 †2 С. Использование более низких температур нецелесообразно ввиду,значительного увеличения продолжительности процесса. Например, при

140 С процесс при прочих равных условиях проходит 6-7 ч.

Использование более высоких температур нецелесообразно, так как за время нагрева смеси до указанных температур процесс проходит полностью.

При более высоких температурах полученные вещества частично разлагаются, что приводит к их уменьшению в экстракте, в том числе и общих водорастворимых веществ, Время выдержки 0,1 мин является минимальное время, которое практически можно обеспечить при гидролизе а увеличение времени свьппе 240 мин при» водит к разложению продуктов гидролиза и уменьшению их в экстракте, Пример 1. Hs партии обжаренного кофе отбирают среднюю пробу, которую измельчают до размера частиц

0,5 мм. Затем берут навеску 10 г с точностью до 0,01 г, помещают ее в сосуд t предварительно удалив из него емкость 5 (вместимостью не менее

500 см ), заливают 300 см горячей дистиллированной воды, закрывают крьпцкой 2 (болтами 7 не закручивают) и кипятят содержимое 10 мин. После кипячения содержимое сосуда сливают в

5 . 14151 мерную колбу на 300 см . Мерную кол .бу вместе с экстрактом и кофейным шламом охлаждают до температуры 20 С и доводят объем до 300 см, затем смесь взбалтывают и дают отстояться.

После отстаивания жидкость фильтруют H 25 г Жильтрата выпаривают на водяной бане. Полученный остаток высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 9095 С, затем охлаждают в эксикаторе о и взвешивают с точностью до 10 r.

Масса сухого остатка составляет

0,2170 r.

1Б

Массовую долю водорастворимых . экстрактивных веществ 3 в пере1 счете на сухое вещество обжаренного кофе вычисляют по формуле (2):, Э1 = 27,7%.

Кофейный шлам из мерной колбы тщательно отделяют от жидкой фазы и помещают в перфорированную емкость 5 сосуда 1, заливают 300 см дистиллированной воды, закрывают крышкой 2, 25 проверяют наличие прокладки 9, затем крышку 2 плотно (для герметизации) затягивают болтами 7. Заливают масло 10 (глицерин) в патрон 3 и вводят в масло. термометр 4, который

30 фиксируют пробкой 11, закрывают крышкой 2 и нагревают сосуд до температуры 150 С со скоростью нагрева

4-5 С в 1мин. Последующий подвод тепла осуществляют для поддержания постоянной температуры (150OC) в течение 240 мин и осуществляют одновременно гидролиз и экстракцию образующихся при этом продуктов. После этого вынимают термометр, а сосуд охлаж- 40 дают в емкоСти с водой (c температурой не более 20 С), причем слой воды

I над сосудом во избежание вскипания не должен быть меньше 1/3, а в боковой части не менее 1/2 его диаметра. Время охлаждения 25-35 мин.

После охлаждения крышку 2 сосуда 1

-и содержимое сливают в мерную колбу на 300 см . После отстаивания жидкость фильтруют и ?5 г фильтрата выпаривают на водяной бане. Полученный остаток высушивают до постоянной с массы в сушильном шкафу .при температуре 90-95 С, затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают с точностью до

10 г. Масса сухого остатка составляет 0,1332 г.

Массовую долю водорастворимых веществ Э вторичного экстракта в пере83 6 счете на сухое вещество обжаренного кобе вычисляют по формуле (2):

Э = 17,0%, Общие водорастворимые вещества определяют из выражения (3) М общ — 44, 7%.

При этом режиме уменьшается количество гидролизных веществ, что связано с их частичным распадом в результате длительной (в течение

240 мин) тепловой обработки при

150 С, а также потерями частиц тверо дой фазы при отделении последней от экстракта и перемещении в сосуд что неизбежно при столь сильном измельчении койе.

Хотя точность определения содержания целевых компонентов в обжаренном кофе на 30% превышает точность определения известным способом, тем не менее эти режимы не являются оптимальными.

Пример 2. Все операции выполняют как в примере 1, с той лишь разницей, что кофе измельчают до размера частиц 1,5 мм. При этом масса сухого остатка .составляет 0 2123 г.

Массовую долю водорастворимых экстрактивных веществ Э„ определяют по формуле (2). Она составляет 27,1% от сухой массы обжаренного кофе.

Все операции с полученным шламом на первой стадии примера 2 выполняют как в примере 1, с той лишь разницей, что шлам экстрагируют при температуре 230 С в течение 0,1 мин, При этом масса сухого остатка составляет0,2467 г.

Массовую долю водорастворимых продуктов вторичного экстракта определяют по формуле (2). Она составляет

31,5% от сухой массы обжаренного кофе.

Общие водорастворимые вещества, определяемые по формуле (3), составляют 58,6% от сухой массы обжаренного кофе.

При этих режимах уменьшилось ко- личество водорастворимых экстрактивных веществ вследствие ухудшения условий их извлечения из частиц более крупного размера. Также уменьшилось количество водорастворимых продуктов вторичного экстракта в результате их быстрого разложения. Незначительное отклонение от заданной скорости нагрева (даже на 0,2-0,4 С в 1 мин) и времени тепловой обработки при тем7 1415 пературе 2.30 С (на 1-5 с) уменьшает точность определения н соответствен, но общее количество водорастворимых гидролизных веществ.

Пример 3. Все операции выполняют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что обжаренный кофе измельчают до размера частиц 1,0 мм, а кипячение смеси проводят в течение

30 мин. При этом масса сухого остатка составляет 0,2154 r.

Массовую долю водорастворимых экстрактивных веществ Э„ определяют по формуле (2). Она составляет 27,57 от сухой массы обжаренного кофе.

Все операции с полученным шламом на первой стадии примера 3 выполняют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что шлам экстрагируют при температуре 220 С в течение 1,0 мин.

При этом масса сухого остатка составляет 0,2624 r.

Массовую долю водорастворимых продуктов вторичного экстракта оп- 25 ределяют по формуле (2). Она составляет 33,57 от сухой массы обжаренного кофе.

Общие водорастворимые вещества, определяемые по формуле (3), составляют 61Х от сухой массы обжаренного кофе.

Процесс измельчения водорастворимых веществ из обжаренного кофе с использованием параметров, принятых .

35 в примере 3, дает возможность определить количество .общих водорастворио мых веществ кофе, которое является наибольшим для предлагаемого способа.

Пример 4. Все операции выполняют как в примере 1, с той лишь разницей, что обжаренный кофе измель- . чают до размера частиц 1,0 мм, а ки" пячение смеси проводят в течение

10 мин. При этом масса сухого остат- 45 ка составляет 0,2 154 r.

Массовую долю водорастворимых экстрактивных веществ Э„ определяют по формуле (2). Она составляет 27,57 от сухой массы обжаренного кофе 50

Все операции с полученным шламом на первой стадии примера 4 выполняют как в примере 1, с той лишь разницей, -что шлам экстрагируют при температуре 175 С в течение 60 мин.

При этом масса сухого остатка составляет 0,2037 r.

Массовую долю водорастворимых продуктов вторичного экстракта опреде183 8 ляют по формуле (2). Она составляет

26,07. от сухой массы обжаренного кофе

Общие водорастворимые вещестна, определяемые по формуле (3), составляют 53,57 от сухой массы обжаренного кофе.

Данный пример осуществлен с параметрами (температура, время),, на второй стадии извлечения водорастноримых веществ, соответствующими верхнему пределу реального экстракционного процесса в экстракторах полунепрерывного действия.

Все приведенные примеры выполн ны с использованием кофе нРобуста", сорт первый.

Опрделение общих водорастворимых веществ других видов и сортов коФе осуществляется аналогично.

В предложенном способе анализируемым материалом является обжаренный кофе. Это объясняется тем., что именно обжаренный кофе поступает не экстракцию в условиях производства, а время и температура обжарки сильно влияют на содержание общих водорастворимых веществ.

При необходимости предложенньй способ может быть использован для определения общих водорастворимых веществ необжаренного кофе, Например, при качественном анализе посту— пающих на предприятие сырых зерен коФе.

Предложенный способ позволяет определить количество общих водорастворимых веществ обжаренного кофе, что на 25-357 (в пересчете на сухое вещество) больше количества экст-. рактивных веществ, которое является основным показателем кофе, поступающего на экстракцию. В условиях производства за общее количество водорастворимых веществ кофе принимается сумма их фактически отобранных в экстракте и потерь в отходах. Потери, связанные с конструктивными особенностями оборудования, возможной неисправностью егo отдельных узлов и контрольных приборов, отклонениями от заданного режима экстракции и обжарки, не могут быть определены, так как общее количество водорастворимых веществ в обжаренном кофе неизвестно.

Составитель Т.Соколова

Техред А.Кравчук

Редактор Л.Гратилло

Корректор В.Гирняк

Заказ 3871/43

Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

9 1415

Предложенный способ дает возмож ость устранить эти недостатки, созает необходимые предпосылки для опимиэации технологических процессов ри производстве растворимого кофе, величения выхода водорастворимых ве1 еств кофе, сокращения потерь в отхо" дах а также для создания более совершенного оборудования. 10

Количество общих водораствори лых веществ кофе, найденное с помощью предложенного способа, может рыть. также использовано как качестенный показатель поступающего в нашу трану кофе. Худшие условия произрас, ания и хранения соответствуют мень1вему содержанию в плодах одного и ого же сорта и вида кофе общих водо- 20 астворимых веществ и наоборот.

Следовательно, сравнительным анализом показателей общих водорастворимых веществ можно дать качественную

Характеристику кофе. 26

183 l0

Формула изобретения

Способ определения водорастворимых. веществ обжаренного кофе, предусматривающий измельчение зерен кофе, смешивание измельченного кофе с водой, кипячение смеси, фильтрацию ее, подсчет массовой доли водорастворимых веществ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, смешивание измельченного кофе с водой осуществляют в соотношении 1:30, кипячение. ведут в течение

10-50 мин, а после фильтрации образовавшийся шлам смешивают с водой в соотношении 1:30, нагревают до 150230 С в герметично закрытом сосуде и выдерживают при этой температуре

240-0,1 мин, затем фильтруют и подсчитывают массовую долю водорастворимых веществ в полученном вторичном экстракте, затем производят суммирование массовых долей водорастворимых веществ первичного и вторичного экстрактов.