Стеклообразные матрицы для стабилизации кофейного аромата

Настоящее изобретение относится к стеклообразной матрице кофейного аромата, в которой содержание соединений, вызывающих деградацию аромата, уменьшено по меньшей мере на 50%. Соединения выбраны из хлорогеновых кислот, лактонов хлорогеновой кислоты, тригонеллина, кофеина и гидроксиметил-фурфурала. Этим обеспечивается получение улучшенного растворимого порошкообразного кофе. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 табл., 4 ил.

 

Настоящее изобретение относится к стеклообразным матрицам для захватывания кофейного аромата и композициям кофейного аромата, включенным в подобные матрицы.

Наряду со своим стимулирующим воздействием кофейные напитки ценятся за их органолептические свойства. Самыми важными из этих органолептических свойств являются запах и вкус приготовленного кофейного напитка.

Обычно целью производителей растворимого кофе является попытка добиться восстановления органолептических свойств свежеприготовленного обжаренного и молотого кофе в такой степени, в какой только это возможно. Иногда главным аспектом развития и производства растворимого кофе является развитие органолептических свойств, отличных от традиционного обжаренного и молотого кофе, но вместе с тем неизменной целью является оптимизация органолептического профиля растворимого кофе таким образом, чтобы наилучшим образом удовлетворить предпочтения потребителей.

Органолептические свойства растворимого кофе зависят сложным образом от смеси кофе, использованной при его производстве, условий обжарки, эффективности восстановления аромата, технологии сушки, условий хранения порошкообразного кофе и того способа, каким потребитель приготовил растворимый кофе. Современные достижения в области растворимого кофе основаны на взаимосвязи некоторых из органолептических свойств растворимого кофе с химическими, структурными и физическими свойствами растворимого кофе, что достоверно подтверждено современными исследованиями.

Например, аромат, как важная органолептическая характеристика напитка растворимого кофе, является результатом воздействия сложной, но сбалансированной смеси приблизительно 800 летучих соединений на обонятельный эпителий. Многие физико-химические свойства этих приблизительно 800 соединений известны, и также известно, какой они вносят вклад в характер аромата кофе. Летучие соединения аромата в основном формируются в течение процесса обжарки и частично включаются в состав конечного порошкообразного растворимого кофе. Во время приготовления напитка растворимого кофе порошкообразный кофе растворяется, и ароматические соединения попадают на обонятельный эпителий, пройдя множество промежуточных этапов.

Традиционно растворимый кофе производят посредством водной экстракции обжаренного и молотого кофе, концентрирования водного экстракта кофе до получения концентрированной дисперсии и сушки концентрированной дисперсии для получения порошкообразного растворимого кофе в стеклообразном состоянии.

Кофейный аромат, который получен при обжарке кофейных зерен, частично извлекается в течение этого процесса и вновь вводится в концентрированный экстракт кофе перед сушкой. После сушки кофейный аромат захватывают в матрицу растворимого кофе, которая находится в стеклообразном состоянии.

Одной из ключевых проблем, связанных с растворимым кофе, является проблема, связанная со снижением при хранении качественных показателей и интенсивности аромата. Это уменьшение интенсивности аромата и снижение качественных показателей проявляется даже при хранении растворимого кофе при условиях хранения, близких к оптимальным (низкое содержание влаги, инертная атмосфера и комнатная температура), и в течение срока хранения, общепринятого для растворимого кофе, обычно в течение одного года. Кроме того, эти показатели значительно ухудшаются при неблагоприятных условиях хранения, таких как повышение уровня влажности, повышение температуры или присутствие кислорода.

Снижение качества и уменьшение интенсивности аромата растворимого кофе во время хранения в основном возникает из-за взаимодействия и реакции многих сильнодействующих ароматических соединений растворимого кофе с многочисленными классами нелетучих соединений, присутствующих в матрице растворимого кофе. Эти нелетучие соединения находятся среди тех, которые экстрагированы из обжаренного и молотого кофе и оказываются в экстракте, использованном для приготовления стеклообразной матрицы растворимого порошкообразного кофе.

В целях лучшей сохранности интенсивности аромата и качества растворимого кофе желательно обеспечить его системой введения аромата. Кроме того, желательно, чтобы такая система вносила пониженный уровень соединений, которые ответственны за деградацию аромата.

В патентной заявке JP 02-104242 описывается ультрафильтрация как способ приготовления жидкого пищевого продукта с ингибиторными характеристиками для деградации аромата кофе. Отсутствует информация, подтверждающая, что этот способ можно использовать для приготовления стеклообразного кофейного материала с улучшенными характеристиками хранения.

С другой стороны, у Zanoni et al., Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie 25(3), 271-274 (1992) упоминается о проведении ультрафильтрации для получения жидкого экстракта кофе с улучшенными характеристиками сохранности аромата кофе. Неожиданно и в противовес полученным нами результатам обнаружено, что пермеат улучшает стабильность кофейного аромата в жидком, смешанном пищевом продукте. Во всяком случае, следовало бы ожидать от пермеата содержания компонентов, деградирующих аромат, таким образом здесь проявляется не единое научное понимание ролей ультрафильтрации и полученного в результате пермеата и ретентата в стабильности сенситивной активности ингредиентов, включая кофейный аромат.

В СА 1157310 описывается ультрафильтрация и обратный осмос, использованные параллельно для получения экстракта для производства растворимого кофе. Кроме того, более 99% всех сухих веществ, полученных на стадии ультрафильтрации, сохраняются, что совершенно ясно является слишком высоким показателем для того, чтобы значительно сократить потенциал твердых веществ кофе, деградирующих аромат.

В статье “Flavor Delivery System” в Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, он-лайн издание, широко обсуждаются различные технологии получения систем доставки и инкапсуляции ароматических и вкусовых веществ. Однако никогда не упоминалось никакой технологии удаления соединений, деградирующих аромат, из матрицы.

В US 5087469 описываются реакционные ароматические соединения, извлеченные и затем снова введенные в стандартный кофе, для увеличения общего аромата введением аромата двумя партиями. Не описывается или не предлагается, что такие ароматические соединения удерживаются в инертной стеклообразной матрице.

В WO-А-96/09773 описываются технологии инкапсулирования ароматических соединений кофе в стеклообразную матрицу пищевого полимера. Здесь нет предложения использования ни ультрафильтрации экстракта кофе, ни обработки экстракта кофе с PVP/PVPP для селективного удаления соединений, деградирующих аромат.

И в WO-А-98/18610 и US-А-5399368 описываются способы получения (контролируемого выделения) частиц, содержащих инкапсулированные соединения. Также ничего не описывается или не предлагается для удаления реактивных молекул из кофейного аромата посредством ультрафильтрации или использования PVPP.

Таким образом, настоящее изобретение стремится обратиться к одной или более из вышеупомянутых проблем и/или обеспечить одно или более вышеупомянутых преимуществ.

Неожиданно было обнаружено, что твердые, стеклообразные матрицы, подходящие для введения аромата, могут быть получены из кофе, и таким образом матрица включает пониженные уровни нелетучих соединений, ответственных за деградацию аромата.

Таким образом, настоящее изобретение предоставляет инертную, стеклообразную матрицу для захватывания кофейного аромата, в которой по меньшей мере часть соединений, обычно присутствующих в водном экстракте кофе, которые оказывают деградирующее воздействие на соединения кофейного аромата, была удалена.

Также настоящее изобретение предлагает способ получения инертной стеклообразной матрицы для захватывания кофейного аромата, предусматривающий стадии:

(i) обработки экстракта кофе поливинилполипирролидоном или иммобилизованным поливинилпирролидоном для удаления деградирующих соединений;

(ii) удаления фракции, содержащей поливинилполипирролидон или поливинилпирролидон, чтобы оставить обработанный экстракт;

(iii) использования обработанного экстракта для получения захватывающей матрицы.

Другим объектом настоящего изобретения является способ получения инертной стеклообразной матрицы для захватывания кофейного аромата, предусматривающий стадии:

(i) обработки экстракта кофе ультрафильтрацией, чтобы удалить деградирующие соединения и оставить обработанный экстракт; (ii) использования обработанного экстракта для получения захватывающей матрицы.

Еще одним объектом настоящего изобретения является композиция растворимого кофе, включающая стеклообразные матрицы по настоящему изобретению и захваченный аромат.

Растворимый кофе, полученный с использованием стеклообразных матриц по настоящему изобретению, имеет улучшенную стабильность захваченного ею аромата. Поскольку под термином «растворимый кофе» обычно подразумевают только водорастворимые ингредиенты из обжаренных зерен кофе, которые могут присутствовать в конечном продукте, это вводит жесткие ограничения на материалы, которые могут использоваться, и, таким образом, традиционные способы стабилизации аромата, используемые в других технологических процессах, непригодны для использования в данном случае.

Сущность настоящего изобретения состоит в том, что для ограничения деградации кофейного аромата соединения, деградирующие аромат, в основном или полностью удалены из экстракта кофе, в то время как поддерживается способность матрицы растворимого кофе принимать форму стеклообразного состояния при достаточно низком содержании воды и комнатной температуре.

Модификация композиции экстракта кофе была осуществлена таким образом, что: 1) значительная часть, предпочтительно практически все деградирующие аромат соединения, были удалены из экстракта кофе и 2) обработанные матрицы сохранили способность принимать форму стеклообразного состояния, подходящую для захватывания кофейного аромата.

Предпочтительными являются способы с использованием иммобилизованного поливинилпирролидона (здесь и далее введено как «PVP») или поливинилполипирролидона (здесь и далее введено как «PVPР»), и особенно последнего. Был обнаружен альтернативный способ обработки ультрафильтрацией, подходящий для использования в настоящем изобретении.

Термин «иммобилизованный» означает, что материал (например, PVP) привит на твердую или полимерную основу. Подходящие полимерные основы включают: кремний, полистирол и декстран.

Растворимый кофе затем может быть получен из обработанных матриц способами, известными из предшествующего уровня техники, включая, например, необязательно концентрирование обработанного экстракта кофе, последующее введение ранее удаленной ароматической фракции в экстракт кофе перед сушкой и сушку экстракта, содержащего аромат, с последующими процедурами, установленными в области получения ароматизированного растворимого порошкообразного кофе, в стеклообразном состоянии с улучшенными органолептическими свойствами и улучшенной стабильностью захваченного аромата. Необязательно сохраняющая реактивность неароматизированная матрица может быть высушена и смешена после сушки со стеклообразной инертной кофейной матрицей, содержащей захваченный кофейный аромат.

Удаление соединений, деградирующих аромат, обычно осуществляется на тонком слое паром, необязательно концентрировать экстракт кофе перед введением ранее удаленного кофейного аромата. Обработка экстракта кофе может быть проведена при любом подходящем содержании сухих веществ или экстракта кофе до тех пор, пока он находится в жидком состоянии. Обычно, однако, оптимальная концентрация, при которой проводится обработка, определяется как технологическими условиями, так и степенью удаления соединений, деградирующих аромат, которую требуется получить.

Обработка экстракта кофе PVPP или PVP может быть проведена любым из следующих способов, известных специалисту в данной области. Существуют два подходящих способа проведения этой операции: 1) смешиванием PVPP или иммобилизованного PVP до требуемой концентрации с экстрактом кофе, выдерживание смеси в течение периода времени, необходимого для удаления PVPP или PVP, связанных с соединениями, деградирующими аромат, посредством фильтрации или центрифугирования или 2) прохождение экстракта кофе через колонку достаточных размеров и способную содержать PVPP или иммобилизованный PVP.

Ультрафильтрация экстракта кофе проводится с использованием ультрафильтрационной мембраны, молекулярная масса не пропускаемых частиц зависит от размера фракции молекул, которые удаляются. Технологические процессы, посредством которых проводится эта ультрафильтрация, известны любому специалисту в данной области техники и включают технологические процессы с использованием плоскостных мембран, спиральных мембран и половолоконных мембран. Процесс ультрафильтрации может быть проведен различными способами, такими как тупиковая фильтрация, фильтрация в перекрестном потоке и фильтрация с обратной циркуляцией.

В зависимости от содержания твердых веществ после удаления соединений, деградирующих аромат, необязательно экстракт может быть подвергнут концентрированию для удаления избыточной воды. Концентрирование может быть проведено любым из следующих общеизвестных способов, используемых для этой цели, например выпаривание и обратный осмос.

Прежде чем проводить сушку, кофейный аромат может быть введен как в форме концентрированной ароматической фракции, так и в форме водного раствора или концентрата на основе масла. Последующая сушка экстракта, содержащего аромат, проводится таким образом, что потеря аромата в процессе сушки минимальна, и получают порошок, который находится в стеклообразном состоянии при комнатной температуре. Растворимый порошкообразный кофе обладает усиленными органолептическими свойствами и улучшенной стабильностью захваченного кофейного аромата.

В контексте настоящего изобретения термин «кофейный аромат» определен как смесь летучих соединений, которые обеспечивают вкусовые и ароматические ощущения кофе, воспринимаемые пьющим посредством стимулирования рецепторов клеток обонятельного эпителия.

Ароматические соединения попадают извне в носовую полость посредством вдыхания через нос (где пахучие молекулы ощущаются как запах) или изнутри при питье через носоглотку, находящуюся в задней части ротовой полости и горла (где ощущаются как вкус и аромат). Существует много сотен соединений в кофейном аромате, идентифицированных как участвующие в создании аромата кофе, некоторые из наиболее важных представлены здесь: 2,3-бутанедион, 2,3-пентанедион, 1-метилпиррол, фурфурилтиол (FFT), 1Н-пиррол, метанетиол, этанетиол, пропанал, бутанал, этанал, метилформат, метилацетат, метилфуран, 2-бутанон, метанол, этанол, пропанол, пиразин, фурфурал, диметилсульфид, 4-гидрокси-2,5-диметил-3(2Н)-фуранон, 2-метилбутанал, 2(5)-этил-4-гидрокси-5(2)-метил-3(2Н)-фуранон, метилпропанал, 4-этенил-2-метоксифенол, 3-метилбутанал, ванилин, 2-метоксифенол, 3-гидрокси-4,5-диметил-2(5Н)-фуранон, 4-этил-2- метоксифенол, 2-этил-3,5-диметилпиразин, метионал, 3-меркапто-3-метилбутилформат, 2,3-диэтил-5-метилпиразин, 3-изобутил-2-метоксипиразин, 2-метил-3-фурантиол, 2-этенил-3,5-диметилпиразин, 3-метил-2-бутен-1-тиол и 2-этенил-3-этил-5-метилпиразин.

Одной из ключевых проблем, связанных с растворимым кофе, является проблема, связанная со снижением при хранении качественных показателей и интенсивности аромата. Это уменьшение интенсивности аромата и снижение качественных показателей проявляется даже при хранении растворимого кофе при условиях хранения, близких к оптимальным (низкое содержание влаги, инертная атмосфера и комнатная температура), и в течение срока хранения, общепринятого для растворимого кофе, обычно в течение одного года. Кроме того, эти показатели значительно ухудшаются при неблагоприятных условиях хранения, таких как повышение уровня влажности, повышение температуры или присутствие кислорода.

Независимо от наличия летучих веществ многие соединения кофейного аромата, обладающие ключевым воздействием, являются химически чувствительными и могут вступать в реакцию друг с другом или с другими различными соединениями. Такие реакции могут проходить с, например, другими ароматическими соединениями, атмосферным кислородом, водой и веществами, составляющими стеклообразную матрицу кофе.

Снижение качества и уменьшение интенсивности аромата растворимого кофе во время хранения в основном возникает из-за взаимодействия и реакции многих сильнодействующих ароматических соединений растворимого кофе с многочисленными классами соединений, присутствующих в матрице растворимого кофе. Во время обжарки зеленых кофейных зерен имеет место целый ряд сложных комплексных химических реакций, большая часть которых может быть сгруппирована под общим названием реакция Майяра. Несмотря на то что эти реакции индуцируют образование соединений кофейного аромата и таким образом ответственны за создание типичного аромата кофе, они также индуцируют множество реакций, приводящих в результате к получению нелетучих соединений, которые являются изначально нежелательными, но которые, однако, сохраняются в матрице растворимого кофе.

Обычно растворимый кофе получают из обжаренных и размолотых зерен кофе в соответствии со следующими основными этапами. Сначала обжаренные и размолотые зерна кофе подвергают экстракции водой и/или паром при определенных условиях. Эти условия процесса, которые, например, включают температуру и давление во время экстракции и длительность процесса экстракции, точно отрегулированы для получения желаемых составляющих экстракта из кофейных зерен. Как описано далее, аромат обычно отделяют из кофе перед или после экстракции. Затем экстракт в основном концентрируют в дисперсию сухих веществ кофе. После введения ранее удаленного кофейного аромата концентрированную дисперсию затем высушивают для получения порошкообразного растворимого кофе в стеклообразном состоянии.

В зависимости от конечного применения и предпочтения потребителя порошкообразный растворимый кофе может быть высушен любым общеизвестным способом, применяемым в пищевой промышленности, например распылительной сушкой или сублимацией.

Важной частью процесса производства растворимого кофе является способ извлечения и введения кофе-аромата в растворимый кофе. Для достижения этого в промышленности используются разнообразные процессы. Хотя предположительно они отличаются эффективностью и способом, которым экстрагирован кофейный аромат в используемом процессе производства растворимого кофе, эти процессы объединены тем, что аромат, извлеченный в процессе производства, присутствует или введен в концентрированный экстракт кофе перед сушкой. Например, это достигается отделением части летучих веществ аромата перед или сразу после экстракции и введением этих ранее удаленных летучих веществ аромата перед сушкой. Во время сушки концентрированного экстракта кофе получают порошкообразный растворимый кофе в так называемом стеклообразном состоянии, в котором захвачен кофейный аромат.

Важным в производстве растворимого кофе является проведение экстракции таким образом, чтобы распределение молекулярной массы экстракта способствовало в дальнейшем при сушке получению порошка с желаемой физической стабильностью. Под физической стабильностью обычно понимается, что порошок остается в состоянии, в котором зернистая структура не стала мягкой, не разрушилась, и частицы не слиплись. Общеизвестно, что матрица растворимого кофе, которая содержит фракцию крупных углеводов, находится, как правило, в аморфной форме. Как все аморфные системы матрица растворимого кофе может находиться в двух различных состояниях, что очень важно для ее производства и сохранения стабильности. Эти состояния, которые известны как стеклообразное и резиноподобное, разделены переходом от стеклообразного к резиноподобному. Таким образом, термин «физическая стабильность» означает, что матрица растворимого кофе находится в стеклообразном состоянии.

Температура перехода матрицы растворимого кофе в стеклообразное состояние сильно снижается с повышением содержания воды или влагоактивности, поскольку вода является сильным пластификатором биополимеров, находящихся в растворимом кофе. Поскольку растворимый кофе обязательно содержит определенное количество воды, следовательно, очень важно удостовериться, что матрица растворимого кофе находится в стеклообразном состоянии при нормальной концентрации воды. Согласно существующему уровню техники при производстве растворимого кофе это достигается точным регулированием состава композиции и профиля молекулярной массы экстракта кофе.

Объектом настоящего изобретения является растворимый кофе с превосходной стабильностью захваченного аромата, что было достигнуто извлечением нежелательных соединений из матрицы кофе с гарантией, что модифицированная матрица растворимого кофе демонстрирует подобные или даже улучшенные характеристики стеклообразного состояния. Обнаружено, что для достижения этого особенно желательно получение таких модифицированных матриц растворимого кофе, у которых будет легко происходить при комнатной температуре процесс перехода в стеклообразное состояние при критическом содержании воды или влагоактивности.

Неожиданно было обнаружено, что фракция крупных соединений матрицы кофе, которые вовлечены в деградацию ароматических соединений кофе, может быть удалена при одновременном поддержании физической стабильности модифицированных матриц кофе на достаточном или даже улучшенном уровне. Деградирующие аромат соединения удалены из экстракта кофе предпочтительно посредством обработки экстракта кофе PVPP или иммобилизованного PVP или посредством ультрафильтрации экстракта кофе. Экстракт кофе, модифицированный таким образом в композицию, может быть использован для захватывания кофейного аромата и образования стабильной стеклообразной матрицы. Необязательно оставшаяся реактивная неароматизированная матрица может быть высушена и смешана после сушки с стеклообразной инертной матрицей кофе, содержащей захваченный кофейный аромат. Применение такого способа как ультрафильтрация при получении инертной матрицы позволяет повысить температуру перехода в стеклообразное состояние ретентата, используемого как инкапсулируемая матрица, по отношению к стандартному растворимому кофе при такой же влагоактивности, например от 5°С до 40°С, предпочтительно от 10°С до 20°С.

Содержание сухих веществ может варьировать от около 2%, в случае серийного производства в лаборатории экстракта с помощью PVPP или иммобилизованного PVP, до около 10% при пилотном производстве экстракта с помощью ультрафильтрации и до около 50% при использовании промышленных установок для непрерывной ультрафильтрации при высоком давлении.

При обработке водного экстракта кофе PVPP или иммобилизованным PVP извлечены по меньшей мере 5%, предпочтительно более 10% и более предпочтительно более 15% сухих веществ кофе. Установлено, что удаление таких фракций сухих веществ из водного экстракта кофе ведет к частичному или практически полному удалению группы химических маркеров, включающих хлорогеновые кислоты, лактоны хлорогеновой кислоты, кофейную и феруловую кислоты, гидроксиметил-фурфурал, кофеин и тригонеллин. Большинство классов нелетучих соединений, такие как свободные и связанные фенолы, альдегиды с низкой молекулярной массой, меланоидины с низкой молекулярной массой, предположительно индуцируют деградацию аромата и могут быть также в основном или в значительной степени удалены этим способом благодаря подобию их физико-химических свойств, но не могут быть прямо измерены. Химические маркеры могут быть использованы для оценки уровней соединений, деградирующих аромат, которые являются действительно реакционноспособными партнерами при деградации аромата. Уровень этих химических маркеров позволяет оценить процесс отделения и предположить переход обработанной матрицы кофе в состояние со стабильным ароматом после инкапсуляции в стеклообразном состоянии. Идеально, когда из матрицы удалено по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 70% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 85% соединений маркеров. PVPP любого типа и степени может быть использован настолько широко, насколько это разрешено для пищевых целей. PVPP, который является сшитой формой PVP, набухает в воде, однако является из-за его сшитой формы по существу нерастворимым. Обнаружено, что особенно подходящим является PVPP Polyclar® AT, хотя могут быть использованы другие PVPP продукты.

При серийном производстве PVPP или иммобилизованный PVP вводят в экстракт кофе в желаемой концентрации. Обычно это означает, что массовое соотношение PVPP или иммобилизованного PVP к сухим веществам кофе устанавливают на уровне, определенном степенью удаления соединений, деградирующих кофейный аромат, и временем выдержки. Эти массовые соотношения могли бы, желательно, варьировать от 10:1 до 1:10⁵, предпочтительно от 1:1 до 1:10⁴, более предпочтительно от 1:10 до 1:10³. Время выдержки при обработке PVPP варьирует в зависимости от условий процесса и требуемой степени удаления соединений, деградирующих аромат. Обычно время выдержки варьирует от 1 минуты до 24 часов, предпочтительно от 25 минуты до 6 часов, более предпочтительно от 40 минут до 1,5 часов. Температура, при которой проводят выдержку, может варьировать обычно от 4°С до 30°С, при этом время выдержки может возрастать при понижении температуры. Таким образом, температуры вне этой шкалы могут быть использованы, если это необходимо.

После выдержки с PVPP или иммобилизованным PVP связанные деградирующие аромат соединения удаляют из экстракта кофе любым известным специалистам в данной области способом. Специальные процедуры, которые могут быть использованы, включают фильтрацию и центрифугирование. Фильтрация может быть проведена под давлением или без давления; размер пор фильтра выбран таким образом, что по существу весь PVPP или иммобилизованный PVP удаляется, в то время как сохраняется незначительное количество несвязанных сухих веществ кофе. Для воплощения данного варианта настоящего изобретения, в котором использовали Polyclar AT, стеклообразная фритта с пористостью №3, осаждение экстракта, обработанного PVPP или иммобилизованным PVP, может быть проведено с использованием центрифуги любого типа, лабораторной или промышленной. Удаление PVPP или иммобилизованного PVP посредством центрифугирования обычно является более эффективным для более разведенного экстракта; однако, используя высокоскоростные центрифуги и ультрацентрифуги, возможно осадить PVPP или иммобилизованный PVP даже в очень концентрированных экстрактах кофе. Условия и время центрифугирования могут быть установлены по стандартной программе, известной специалисту в данной области техники.

Необязательно могут быть проведены стадии промывания для удаления несвязанных соединений из экстракта кофе от PVPP или иммобилизованного PVP после обработки. Такие стадии промывания могут быть проведены с использованием воды в качестве промывающего агента (предпочтительно холодной воды с температурой 4°С). Стадии промывания включают центрифугирование и фильтрацию для удаления PVPP или иммобилизованного PVP, и жидкая фаза может быть введена в обработанный экстракт кофе для повышения степени извлечения.

Для осуществления ультрафильтрации может быть использован любой обычный тип ультрафильтрационной мембраны. Предпочтительно использовать половолоконные мембраны, поскольку они обеспечивают максимальную площадь фильтрующего материала в элементе фильтра и оптимальные режимы потока и ретентата, и пермиата при минимальном размере фильтровальной установки, но с таким же успехом могут быть использованы и фильтры с плоскими мембранами. Фильтры могут быть сделаны из любого обычно используемого для этих целей материала; полисульфоновые фильтры, чье качество было доказано в рамках настоящего изобретения, но настоящее изобретение не ограничивается этими материалами для фильтров.

Мембрана, используемая при ультрафильтрации водного экстракта кофе, предпочтительно имеет молекулярную массу не пропускаемых частиц от 3 кДа до 100 кДа, более предпочтительно от 4 до 8 кДа. Фракция сухих веществ, извлекаемая из водного экстракта кофе для достижения требуемой степени снижения деградации аромата, может варьировать в зависимости от молекулярной массы не пропускаемых мембраной частицей. Для мембраны с порогом отсечения по молекулярной массе 3 кДа использован ретентат в качестве матрицы для захватывания кофейного аромата, содержащий максимально 80%, предпочтительно менее чем 50% и более предпочтительно менее чем 25% от общей массы сухих веществ кофе. Для мембраны с порогом отсечения по молекулярной массе 6 кДа может быть использован ретентат в качестве матрицы для захватывания кофейного аромата, содержащий максимально 80%, предпочтительно менее чем 50% и более предпочтительно менее чем 25% от общей массы сухих веществ кофе. Для мембраны с порогом отсечения по молекулярной массе 100 кДа может быть использован ретентат в качестве матрицы для захватывания кофейного аромата, содержащий максимально 80%, предпочтительно максимально 50%, предпочтительно менее чем 30% и более предпочтительно менее чем 25% от общей массы сухих веществ кофе.

Ультрафильтрация может быть проведена с циркуляцией экстракта кофе в течение любого периода времени. Такой рабочий период процесса обычно определяют требуемой степенью удаления молекул малого размера, эффективностью прохождения потока сквозь мембрану и соотношением объема экстракта к площади поверхности мембраны. Обычно экстракт кофе циркулирует в течение от 1 до 24 часов, предпочтительно от 2 до 12 часов и более предпочтительно от 4 до 8 часов. Трансмембранное давление во время ультрафильтрации может варьировать и будет обычно в некоторой степени возрастать во время операции. Причиной этого является засорение пор экстрактом кофе и может быть минимизировано посредством использования установки, осуществляющей фильтрацию в перекрестном потоке и/или фильтрацию с обратной циркуляцией. Коэффициент концентрации, достигнутый в процессе ультрафильтрации, варьирует приблизительно от 2 до 20, предпочтительно от 4 до 15, более предпочтительно от 8 до 12.

Ультрафильтрация экстракта кофе может быть проведена таким образом, что потребуется только одна стадия ультрафильтрации. Обычно, однако, экстракт подвергается предварительной фильтрации с использованием микрофильтра для удаления грубого осадка. Этот грубый осадок может быть необязательно введен в ретентат или пермеат после ультрафильтрации, необязательно после процесса промывки. Кроме того, ультрафильтрация экстракта кофе может быть проведена с использованием способов многократной ультрафильтрации, включая использование различных типов ультрафильтрационных мембран.

Обработанный стеклообразный экстракт, содержащий уменьшенные уровни соединений, деградирующих аромат, используется в качестве исходного материала для производства растворимого кофе. В зависимости от содержания сухих веществ после удаления соединений, деградирующих аромат, экстракт может быть необязательно подвергнут обработке концентрированием для удаления избытка воды. Этот процесс концентрирования может быть проведен любым общеизвестным способом, используемым для этих целей, например выпариванием или обратным осмосом.

Перед сушкой кофейный аромат обычно вводят как в форме концентрированной ароматической фракции, так и в форме водного раствора или в форме концентрата на основе масла.

Кофейный аромат обычно является экстрактом натурального кофейного аромата или конденсата. Кроме того, он может быть обогащен введением определенного количества определенных ароматических соединений. Эти введенные ароматические соединения могут быть натуральными, например из источников, не являющихся кофе, или могут быть идентичны натуральным. Такой кофейный аромат, обогащенный определенными ароматическими соединениями, будет определяться, как композиция кофейного аромата. Такая же номенклатура может быть применена к кофейному аромату, который получен из простых, чистых ароматических соединений или ароматов, не являющихся кофейными. Кофейный аромат может быть получен в виде в основном чистой композиции, содержащей только ароматические соединения (которые будут обозначены как концентрат), но также он может быть в форме экстракта или конденсата, содержащего носитель аромата (например, кофейное масло или вода), и необязательно нелетучих соединений кофе. Кофейный аромат на таком носителе также будет обозначен как композиция кофейного аромата. Концентрация соединений кофейного аромата в композиции кофейного аромата может варьировать в зависимости от его источника, его обработки и типа используемого носителя. Например, если в качестве носителя используется вода, то концентрация соединений кофейного аромата обычно очень низкая, например от 0,001% до 10%, чаще от 0,1% до 1%. Ароматы на основе масла обычно имеют концентрацию аромата от 1% до 90%, предпочтительно от 5% до 20%. Любая ароматическая композиция, состоящая на 90% или более из соединений кофейного аромата, будет определяться как чистый кофейный аромат или концентрат кофейного аромата. Кофейный аромат согласно настоящему изобретению может быть получен любым подходящим способом, но обычно получен удалением воздухом аромата из обжаренного и размолотого кофе и необязательно увлажнением и конденсированием и концентрированием жидкости, содержащей удаленный аромат.

Последующая сушка экстракта, содержащего аромат, проводится таким образом, что потеря аромата во время сушки минимизирована, и полученный порошок находится в стеклообразном состоянии при комнатной температуре. Инкапсуляция или захватывание кофейного аромата в инертные матрицы может быть проведено любым из общеизвестных способов, используемых в данной области техники. Такие способы включают, но не ограничиваются: распылительной сушкой, сублимацией, экструзией расплава полимера, сушкой в псевдосжиженном слое, распылительной сушкой совместно с агломерацией и вакуумной сушкой. Основные принципы общеизвестных способов могут быть найдены, например в J. Ubbink and A. Schoonman, “Flavor Delivery Systems”, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley Interscience (2003).

Выбор наиболее подходящего способа обычно определяется оптимальным соответствием многочисленным требованиям обработки, порошкообразными свойствами и предпочтением потребителя. Например, выбор способа может быть определен доступностью технических средств, стоимостью обработки, энергозатратами, необходимыми для промышленных установок, и подобными принципами. В случае, если порошкообразные свойства являются важными, на выбор могут влиять следующие ограничения: сыпучесть порошка, способность восстанавливаться, способность смешиваться. Предпочтение потребителя может играть важную роль в выборе способа, при котором внешний вид порошка будет влиять на восприятие продукта потребителем.

Например, если для усиления растворимого кофе, высушенного с применением распылительной сушки, использованы капсулы, содержащие инкапсулированный кофейный аромат, тогда будет предпочтительно использовать распылительную сушку в качестве способа сушки.

Если капсулы были смешаны с сублимированным порошкообразным растворимым кофе, тогда в качестве способа выбирается сублимация, так как это будет оптимизировать внешний вид порошкообразной смеси.

Если капсулы получены сушкой в псевдосжиженном слое, они могут быть смешаны с растворимым порошкообразным кофе, полученным с помощью сублимации, обеспечивая конечной порошкообразной смеси приятный визуальный контраст между частицами кофе, полученного с помощью сублимации, и аромасодержащими капсулами, полученными с помощью сушки в псевдосжиженном слое.

Растворимый порошкообразный кофе, как объект настоящего изобретения, может быть гомогенным порошком, в основе которого находятся только гранулы стеклообразной матрицы, обработанные кофейный ароматом. В другом варианте воплощения настоящего изобретения это может быть порошковый композит, в котором фракция гранул порошка состоит из матрицы, композиция которой была модифицирована согласно настоящему изобретению, и других фракций, состоящих из гранул обычного растворимого кофе и/или гранул, содержащих пермеат, полученный при ультрафильтрационной обработке матрицы. Неожиданно было обнаружено, что пермеат, содержащий соединения, деградирующие аромат, оказался пригодным для использования в порошке. Это является следствием того, что деградация аромата происходит тогда в какой-либо ощутимой степени, когда деградирующие вещества физически смешаны в той же частице матрицы. В настоящем изобретении этот контакт значительно снижен. В случае порошкового композита кофейный аромат захвачен предпочтительно в гранулы матрицы. Фракция матрицы в порошковом композите может варьировать от 1% до 90%, предпочтительно от 5% до 50% и более предпочтительно от 7 до 25%.

Растворимый порошкообразный кофе необязательно может быть смешан с одним или более дополнительным обычным порошкообразным ингредиентом для достижения требуемого состава конечного продукта. Такие другие порошкообразные ингредиенты включают: сахар, сухое молоко, немолочные сливки, вспенивающие ингредиенты, наполнитель, агенты, предотвращающие слеживание, необязательно в инкапсулированной форме.

Примеры

Пример 1: Получение инертной матрицы с помощью обработки поливинилполипирролидоном

2%-ный раствор растворимого кофе в воде (90 г растворимого кофе, общая масса 4500 г) был выдержан с 225 г поливинилполипирролидона по партиям. После перемешивания в течение 1 часа при комнатной температуре с применением ротационной мешалки суспензия была профильтрована через стеклообразную фритту. Было проведено два промывания посредством ресуспендирования оставшегося PVPP на фритте в 900 мл холодной воды (4°С), перемешивание в течение нескольких минут и повторное фильтрование. Фильтраты были собраны вместе и обработаны второй партией PVPP (113 г). После перемешивания в течение 1 часа при комнатной температуре суспензия была обработана, как описано выше. На финальной стадии были собраны все фильтраты и сублимированы с получением 73 г матрицы, обработанной PVPP. В результате общий выход составил 81%. Содержание хлорогеновой кислоты составило 20% от исходного количества.

Пример 2: Получение матрицы с помощью ультрафильтрации

Для ультрафильтрации была использована лабораторная половолоконная система, работающая по прямоточному принципу feed-and-bleed. Был применен способ промывки обратным потоком для противообрастания, при котором периодическая промывка обратным потоком пермеата привела к получению ретентата. При обработке по прямоточному принципу исходный материал непрерывно подается на мембранные системы, и ретентат и пермеат постоянно удаляют.

Содержание сухих веществ в экстракте кофе, использованном для ультрафильтрации, составило 7,5%. Кофе был нагрет до температуры 60°С в течение 5 минут, охлажден до комнатной температуры и центрифугирован по партиям по 500 мл (Sorvall RC 5C, rotor GS3, 8900 об/мин в течение 30 минут при температуре 16-20°С) для удаления нерастворимых материалов. Конечный раствор кофе (общее содержание сухих веществ 6,3%) хранили замороженным до момента ультрафильтрации. Этот материал считался исходным материалом для ультрафильтрации.

Для изучения воздействия различных условий ультрафильтрации было проведено три последовательные стадии ультрафильтрации. Перед началом процесса ультрафильтрации исходный материал был профильтрован через микрофильтр для удаления грубых осадков и агрегатов.

Ультрафильтрация стадии А

Стадию ультрафильтрации провели в пилотных условиях с повторной диафильтрацией исходного материала для ультрафильтрации. Приблизительно 40% сухих веществ были удалены после стадии 1. Эффективность фильтра с молекулярной массой не пропускаемых частиц приблизительно 3 кДа четко показана на Фиг.1, на которой видно распределение молекулярной массы полисахаридов в ультрафильтрационном ретентате экстракта кофе.

Часть ретентата затем была обработана на стадии ультрафильтрации В. Продукт этой стадии УФ был назван как образец А, обработанный УФ.

Ультрафильтрация этап В

В лабораторных условиях была проведена ультрафильтрация ретентата, полученного на стадии ультрафильтрации 1. Молекулярная масса не пропускаемых мембраной частиц составила 10 кДа. В полученном ретентате содержание сухих веществ сократилось на 10%. Продукт этой стадии УФ был назван как образец В, обработанный УФ.

Ультрафильтрация этап С

Было проведено разделение в лабораторных условиях посредством половолоконной ультрафильтрации исходного ультрафильтрационного материала с использованием очень открытой мембраны (молекулярная масса не пропускаемых мембраной частиц составила от 50 до 100 кДа). Продукт этой стадии УФ был назван как образец С, обработанный УФ. Эффективность фильтра с молекулярной массой не пропускаемых частиц приблизительно 3 кДа четко показана на Фиг.1.

Свойства различных образцов, собранных во время ультрафильтрации, приведены в таблице ниже.

Образец	Исходный материал	Концентрирование на УФ стадии (%)	Общая Концентра- ция (%)	Фракция CQA (%)
Образец А, обработанный УФ	Исходный материал для ультрафиль- трации	63	54	60
Образец В, обработанный УФ	Ретентат образца, обработанного УФ	87	47	71
Образец С, обработанный УФ	Исходный материал для ультрафильт- рации	18	18	92

Из таблицы и Фиг.1 видно, что композиция исходного материала экстракта кофе подверглась значительной модификации на различных стадиях УФ. В частности образцы сильно обеднены малыми молекулами, о чем свидетельствует сокращение содержания кофеилхинной кислоты, общее для 3, 4 и 5 изомеров.

Все продукты, полученные ультрафильтрацией, были сублимированы с получением легкосыпучих порошков с разнообразной структурой поверхности и цветом.

Пример 3: Тест для установления уровней деградации аромата

Ароматостабилизирующий потенциал обработанных экстрактов кофе определяли в растворе. Относительные изменения в свободном пространстве концентрации модели летучей смеси отслеживались во времени в присутствии необработанной и обработанной матриц кофе. Площади пиков SPME-GC-MS были измерены в данных интервалах времени и выражены в процентном соотношении от площади пика той же модели летучей смеси в чистой воде (плацебо). На Фиг.2 показан график кинетики деградации модели летучей смеси в присутствии УФ ретентата образца В (пунктирная линия) и УФ исходного материала (сплошная линия), и на Фиг.3 показан график кинетики деградации летучих тиолов в присутствии образца, обработанного PVPP (сплошная линия) и необработанного экстракта кофе (пунктирная линия), видно, что постоянные кинетических величин деградации летучих веществ на 10-100 раз ниже в обработанных матрицах, чем в исходном материале.

Образцы кофе, содержащие ароматические вещества, были получены смешиванием экстракта кофе и модели смеси летучих веществ и перемешаны в течение 15 минут при комнатной температуре. Конечное содержание сухих веществ в растворе составило 1%, и концентрация летучих веществ была, как показано в таблице ниже. 800 мкл образца было помещено в 2 мл пробирку из янтарного стекла, обработанного силаном и выдержанного в течение 30 минут перед введением. Свободное пространство образцов было подвергнуто анализу с использованием автосэмплера PAL. SPME волокно, покрытое полидиметилсилоксаном/дивинилбензеном 65 мкм толщиной (Supelco), было помещено в свободное пространство и выдержано точно в течение 1 минуты. Ароматические компоненты были десорбированы в канале инжектора GC (газовый хроматограф) в течение 5 минут при температуре 240°С. В течение первых трех минут десорбции деаэрация не проводилась и проводилась в течение последних 2 минут. Газовая хроматография была проведена на НР 6890, оборудованном DB-Wax column колонкой (JandW Scientific, 30 м, 0,25 мм ID, 0,25 мкм толщина слоя, 1,0 мл/мин непрерывный поток) в сочетании с НР 5973 масс-спектрометром. Температура в термостате в течение 3 минут составляла 35°С, затем была повышена до 170°С со скоростью 4°С/мин, затем до 220°С со скоростью 20°С/мин и была выдержана на уровне 220°С в течение 10 минут. Масс-спектрометрия была проведена сканированием в пределах от 29 до 300 единиц атомной массы. Пробирки, содержащие пустые модели летучих смесей и ароматизированные образцы кофе, выборочно были помещены в автосэмплер при t₀, таким образом каждый образец имел одинаковые исходные условия и время для получения. Процентное отношение было высчитано по полной площади поверхности исходной модели летучих веществ и измеренного образца кофе в течение одинакового периода времени взятия пробы.

Список летучих соединений, использованных в этом примере.
Соединение	Конечные концентрации мг\л
2,3-пентанедион	10
1-метилпиррол	2
этанетиол	2
пентанетиол	2
фурфурилтиол (FFT)	2

Пример 4: Стеклообразное состояние инертных матриц

Температура перехода в стеклообразное состояние аморфных пищевых материалов является важным предсказуемым свойством, используемым для определения физической стабильности матрицы пищевого продукта. Кроме того, это доказывает, что матрица по меньшей мере частично находится в аморфном состоянии, что является важной предпосылкой для ее использования в качестве инкапсулируемой матрицы, например, для ароматических соединений. Температура перехода в стеклообразное состояние трех ретентатов, полученных при ультрафильтрации в примере 2, была определена с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии как начало изменения в горячем потоке из 2-го теплового испытания при 5°С/мин с использованием Seiko 5200 DSC 220С. Активная вода тех же образцов была определена с использованием датчика влагоактивности Rotronic Hydrolab. В качестве исходных образцов использовали исходный материал, полученный при ультрафильтрации, и исходный раствор кофе. В этом и последующих примерах аббревиатура “УФ” относится к способу или продукту ультрафильтрации.

Таблица Переход в стеклообразное состояние ультрафильтрационных пермеатов и исходные образцы (исходный материал для ультрафильтрации и исходный раствор кофе)
УФ образец	Влагоактивность (25°С)	Температура перехода в стеклообразное состояние (°С)	Температура перехода в стеклообразное состояние растворимого кофе при той же влагоактивности (°С)
Ретентат УФ 1	0,29	54,1	26,2
Ретентат УФ 2	0,31	59,1	24,1
Ретентат УФ 3	0,34	56,1	21,1
УФ исходного материала	0,34	26,4	21,0

При данной влагоактивности температура перехода в стеклообразное состояние для УФ ретентатов выше, чем для УФ исходного материала или исходного раствора кофе. Температура перехода в стеклообразное состояние образцов, полученных из УФ исходного материала, аналогична температуре перехода в стеклообразное состояние исходного раствора кофе, что свидетельствует об оригинальном состоянии образца. Это показывает, что температура перехода в стеклообразное состояние УФ ретентатов зависит от того, насколько тщательно была проведена ультрафильтрация, и относительного насыщения крупными молекулами по отношению к малым.

Таким образом, УФ пермеаты формируют аморфные стеклообразные матрицы. Вследствие того что химическая композиция матриц состоит из УФ ретентатов, они являются особенно эффективными для инкапсуляции кофейного аромата и сохранения кофейного аромата в растворимом кофе.

Пример 5: Инкапсуляция кофейного аромата в матрицы, обработанные поливинилполипирролидоном и подвергшиеся ультрафильтрации

Для инкапсуляции использовали водный экстракт кофейного аромата. Порошки, обработанные как указанно в примерах 1 и 2, были растворены при комнатной температуре в свежем водном экстракте кофейного аромата (15-кратная стехиометрия кофейного аромата) до общего содержания сухих веществ в концентрате, равного 25,9%. Порошки были полностью растворены и затем гомогенизированы. Полученный в результате экстракт кофе затем был помещен в морозильную камеру с температурой минус 80°С и сублимирован при контролируемых условиях.

После сублимации были получены пористые стеклообразные матрицы для всех матриц, содержащих инкапсулированный кофейный аромат. Стеклообразная матрица легко может быть спрессована с получением легкосыпучего порошка.

Концентрация аромата в этих стеклообразных матрицах была определена с использованием газовой хроматографии. Все результаты по количеству соединений, оказывающих влияние на кофейный аромат, приведены ниже. Это показывает, что время концентрации аромата является удовлетворительным.

	Концентрация после сублимации (%)
	Капсулы матрицы, обработанной PVPP	Капсулы матрицы А, обработанной УФ	Капсулы матрицы В, обработанной УФ	Капсулы матрицы С, обработанной УФ
ацетальдегид	78,5	89,3	45,7	85,4
метилформиат	53,4	72,0	65,4	36,4
пропанал	61,3	90,4	51,7	90,4
метилацетат	52,8	75,2	61,7	33,5
метилфуран	81,9	88,9	58,7	56,2
2-бутанон	75,2	83,7	71,6	99,3
метанол	78,9	82,8	77,4	46,0
бутанал	86,1	65,3	70,7	78,7
этанол	85,8	60,3	58,8	82,3
2,3-бутанедион	79,1	80,2	77,3	50,4
2,3-пентанедион	66,3	57,5	76,2	45,1
пропанол	70,2	73,2	69,3	85,6
пиразин	77,3	55,5	66,0	82,6
фурфурал	85,3	80,3	63,4	78,5
пиррол	79,9	62,0	48,8	87,8

Пример 7: Улучшенная лежкоспособность кофейного аромата, захваченного в инертные матрицы: органолептическая оценка

Капсулы, обработанные PVPP, и матрицы, полученные с помощью ультрафильтрации, были получены согласно примеру 5 с концентрацией кофейного аромата, которая была в 15 раз выше, чем у стандартного растворимого кофе. Для справки, сублимированный растворимый кофе был получен стандартным способом, но с концентрацией аромата в 15 раз выше, чем у нормального растворимого кофе. При получении обогащенных образцов было введено идентичное количество ароматических соединений, идентичное содержание сухих веществ перед сублимаций, и сублимация была проведена на идентичном оборудовании в идентичных условиях. Органолептические профили образцов были определены сразу же после получения образцов (Т₀). Образцы для дегустации были приготовлены следующим образом: температура воды 70°С; тип воды: 2/3 минеральной воды и 1/3 деионизированной. Порошкообразный кофе был растворен до концентрации согласно приведенной в таблице ниже. Общее количество обогащенного материала составляет в конечном продукте 6,5% от общей массы.

Порошкообразный кофе, использованный для дегустации. В образцах, приготовленных для дегустации, капсулы составили до 1,5% от общей массы использованного неароматизированного растворимого кофе в качестве основы для порошкообразного кофе
Тип ароматсодержащей капсулы	Концентрации, использованные для дегустации (%)
Капсулы матрицы стандартного растворимого кофе	0,1
Капсулы матрицы, обработанной PVPP	0,1
Капсулы матрицы А, обработанной УФ	0,1
Капсулы матрицы В, обработанной УФ	0,1
Капсулы матрицы С, обработанной УФ	0,1

Сразу после получения образцов с инкапсулированным ароматом были приготовлены кофейные напитки с этими капсулами, они были оценены комиссией из 11 квалифицированных дегустаторов с использованием 20 ароматических/вкусоароматических характеристик. Эксперты дали оценку каждой характеристике по 11-балльной шкале от 0 (не интенсивно) до 10 (очень интенсивно).

Результаты показаны на Фиг.4.

Как видно из графика, все продукты имели высокий показатель характерного для кофе аромата и вкусоаромата.

Таким образом, матрицы растворимого кофе, полученные из экстрактов, обработанных PVPP, и экстрактов кофе, полученных с помощью ультрафильтрации, не показали значительного различия на органолептическое воздействие кофе, в который они были введены в начале хранения. Кроме того, растворимый кофе может быть обогащен каждым типом капсул без значительного изменения начальной органолептической характеристики растворимого кофе.

Тест на лежкоспособность был проведен для определения относительной стабильности аромата в порошкообразном растворимом кофе, из матрицы которого были удалены деградирующие аромат соединения посредством обработки PVPP или ультрафильтрацией, и в обогащенном растворимом кофе. Как растворимый кофе с обработанной матрицей, так и исходный растворимый кофе были выдержаны при влагоактивности, равной 0,32, при температуре хранения, равной 25°С, в десикаторе, содержащем насыщенный соляной раствор (MgCl₂). После выдержки образцы хранили в течение трех месяцев при температуре минус 25°С или плюс 37°С. Базовый порошкообразный кофе, в который повторно не были введены ароматические вещества (Кофе А), хранили при температуре минус 25°С и плюс 37°С, но при низкой влажности (влагоактивность равна 0,17) для предотвращения деградации нелетучих веществ и развития кислого вкуса.

Тест на определение идентичности был проведен между образцами каждого продукта, который хранили при температуре минус 25°С и плюс 37°С в течение 1 месяца (Т₁) и после 3 полных месяцев хранения (Т₃). Для дегустации напитки были восстановлены из 1,4 г неароматизированного порошкообразного растворимого кофе (Кофе А) и 0,1 г обогащенного порошкообразного кофе (порошкообразный растворимый кофе, матрица которого была обработана PVPP или ультрафильтрацией, и обогащенный порошкообразный растворимый кофе) на 100 мл чашку.

Результаты теста на определение идентичности каждого продукта после 1 и 3 месяцев хранения
Сравнение минус 25°С и плюс 37°С	1 месяц хранения (Т1)	3 месяца хранения (Т3)
Образец	Соответственно	Достоверность	Соответственно	Достоверность
Исходный растворимый кофе	13/20	0,04*	12/20	0,013*
Образец, обогащенный капсулами матрицы, обработанной PVPP	8/21	NS	9/20	NS
Образец, обогащенный капсулами матрицы А, обработанной УФ	8/19	NS	5/20	NS
Образец, обогащенный капсулами матрицы В, обработанной УФ	10/19	NS	9/20	NS
Образец, обогащенный капсулами матрицы С, обработанной УФ	7/21	NS	8/20	NS
*указывает, что продукты имели значительное различие (Р<0,05)

Данные, приведенные в таблице выше, являются оценкой влияния хранения в течение 1 месяца и 3 месяцев на ароматические/вкусоароматические свойства различных композиций кофейного аромата (колонка слева). Дроби в таблице (2 и 4 колонки) (X/Y) показывают число экспертов, которые оценивали партии, хранившиеся при температуре минус 25°С и плюс 37°С, как отклонение (Х) от общего числа тестов (Y). Однако высокое соотношение X к Y означает, что оцениваемая композиция кофейного аромата имела значительное отличие в ароматических/вкусоароматических свойствах после 1 или 3 месяцев хранения.

Результаты теста на определение идентичности показывают, что образцы исходного растворимого кофе после хранения при температуре минус 25°С и плюс 37°С имеют значительное различие только после одного месяца хранения в жестких условиях (Т=37°С, влагоактивность=0,32). Не было обнаружено никаких значительных отклонений в образцах с матрицей, обработанной PVPP, и трех образцах, обработанных ультрафильтрацией, даже после трех месяцев хранения в жестких условиях.

Таким образом, захватывание кофейного аромата в матрицы, обработанные PVPP или полученные с помощью ультрафильтрации, оказывает положительное воздействие на сохранность первоначальных показателей качества и силы аромата растворимого кофе во время хранения даже при неблагоприятных условиях хранения.

1. Инертная стеклообразная матрица для захватывания кофейного аромата, в которой удалено по меньшей мере 50% деградирующих кофейный аромат соединений, выбранных из хлорогеновых кислот, лактонов хлорогеновой кислоты, тригонеллина, кофеина и гидроксиметил-фурфурала.

2. Способ получения инертной стеклообразной матрицы для захватывания кофейного аромата, предусматривающий стадии:
(i) обработки экстракта кофе поливинилполипирролидоном или иммобилизованным поливинилпирролидоном для удаления деградирующих соединений;
(ii) удаления фракции, содержащей поливинилполипирролидон или поливинилпирролидон, с получением обработанного экстракта и
(iii) использования обработанного экстракта для получения захватывающей матрицы.

3. Способ по п.2, в котором фракцию, содержащую поливинилполипирролидон или поливинилпирролидон, удаляют центрифугированием или фильтрацией.

4. Способ по п.2, в котором по меньшей мере 5% сухих веществ кофе удаляется при обработке на стадии (i).

5. Способ получения инертной стеклообразной матрицы для захватывания кофейного аромата, предусматривающий стадии:
(i) обработки экстракта кофе ультрафильтрацией, чтобы удалить деградирующие соединения и получить обработанный экстракт; и
(ii) использования обработанного экстракта для получения захватывающей матрицы.

6. Способ по п.5, в котором ультрафильтрацию проводят с использованием мембраны с порогом отсечения по молекулярной массе, составляющим от 3 до 100 кДа.

7. Способ по п.6, в котором ультрафильтрацию проводят с использованием мембраны с порогом отсечения по молекулярной массе, составляющим от 4 до 8 кДа.