Кофейный продукт


 


Владельцы патента RU 2407353:

НЕСТЕК С.А. (CH)

Кофейный продукт, получаемый из обжаренных и размолотых кофейных зерен, содержит более низкие уровни лактонов хлорогеновых кислот относительно уровней хлорогеновых кислот в кофе. Продукт может приготавливаться путем обработки кофейного экстракта ферментом с целью гидролиза, по меньшей мере, части лактонов хлорогеновых кислот, присутствующих в экстракте. Альтернативно или дополнительно он может быть обеспечен путем контактирования кофейного экстракта с сорбентом или растворителем, который является пригодным для удаления неполярных компонентов и, по меньшей мере, частично насыщенным хлорогеновой кислотой. Благодаря этому продукт имеет пониженную степень горечи. 6 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к кофейному продукту, способу приготовления кофейного продукта и к применению ферментов, сорбентов и/или экстракции растворителем для обработки кофейного экстракта с целью обеспечения такого продукта.

Предшествующий уровень техники

Кофейный налиток в большинстве случаев готовится в три стадии, включающие обжаривание сырых (зеленых) кофейных зерен, размалывание обжаренных зерен и последующую экстракцию компонентов кофе из молотых зерен. На стадии обжаривания тепловая обработка генерирует большое количество молекул различных ароматических и вкусовых веществ, которые отсутствуют в исходных сырых зернах. Химические превращения, вызываемые процессом обжаривания, многочисленны, и не все они в настоящее время полностью изучены. Известные реакции и химические превращения, которые происходят в процессе обжаривания, включают, например, дегидратацию, реакции Майяра, карамелизацию, пиролиз, гидролиз и фрагментацию.

Горечь в кофе является известным результатом процесса обжаривания. На нее влияет не только уровень обжаривания (известно, что более темный кофе является более горьким), но и разновидность кофе, и химический состав (предшественники аромата) сырого кофейного зерна.

Хорошо известно, что горький привкус в кофе не приветствуется значительным числом потребителей. Поэтому предпринимались различные попытки уменьшить горечь или другие нежелательные признаки, которые могут присутствовать в кофе.

ЕР-А 1-861596 (Kraft General Foods) раскрывает удаление предшественников кислот, таких как лактоны и сложные эфиры, из кофейного экстракта путем обработки щелочью для превращения предшественников в соли с последующей нейтрализацией кислотой, выбираемой из фосфорной кислоты, фумаровой кислоты, яблочной кислоты, винной кислоты и адипиновой кислоты.

JP-A-9094080 (Fujiya KK) раскрывает гидролиз кофейных зерен щелочью и нейтрализацию полученного раствора кислотой с тем, чтобы уменьшить кислый привкус и удалить горечь.

ЕР-А 1-474005 (Jacobs Suchard AG) относится к способу улучшения вкуса и аромата кофейных экстрактов за счет выделения нежелательных компонентов из экстракта с применением щелочного молекулярного сита с размером пор от 0,3 до 1,0 нм.

JP 2001-321116 (Kikkoman Corp.) раскрывает применение танназы или эстеразы хлорогеновых кислот для удаления горечи и вяжущего привкуса из кофейных зерен.

В настоящее время установлено, что некоторые фенольные соединения кофе способствуют усилению горечи продукта. В частности, лактоны хлорогеновых кислот (далее по тексту CAL) являются, как было установлено, особенно проблематичными в этом отношении.

Лактоны хлорогеновых кислот образуются из хлорогеновых кислот. В обжаренном кофе присутствуют оба вида соединений, хотя установлено, что хлорогеновые кислоты намного меньше ответственны, если вообще ответственны, за горький вкус, чем лактоны хлорогеновых кислот.

Кроме того, было показано, что хлорогеновые кислоты проявляли антиоксидантную активность in vitro (например, захват свободных радикалов, устойчивость к LDL-окислению, защита ДНК от повреждения) и оказывали антимутагенный эффект in vivo на толстый кишечник, печень и язык у крыс и хомяков. В дополнение к этому хлорогеновые кислоты способны снижать системную секрецию соляной кислоты в желудке, защищая слизистую желудка от раздражений, возможно ответственных за изжогу.

Вследствие этого крайне желательно обеспечить кофейный продукт, который имел бы пониженную степень горечи и который в то же время содержал бы значительные количества полезных для здоровья соединений.

Кроме того, желательно было бы обрабатывать продукт из обжаренного кофе таким образом, чтобы снизить в нем уровни лактонов хлорогеновых кислот и в то же время сохранить или снизить, но, по меньшей мере, в намного меньшей степени, количество присутствующих в нем хлорогеновых кислот. Лактоны хлорогеновых кислот обсуждаются в публикации "Analysis of Bitter Fractions of Roasted Coffee by LC-ESI-MS / New Chlorogenic Acid Derivatives", M.Ginz, U.H.Engelhardt, Institute of Food Chemistry, Technical University of Braunschweig, Schleinitzstrasse 20, DE-38118, Germany. Указанный документ относится к выделению лактонов хлорогеновых кислот из кофе и исследует вклад таких лактонов в ощутимую горечь напитка из обжаренного кофе. Тем не менее он не дает указаний на то, как приготовить продукт из обжаренного кофе, содержащий пониженные уровни лактонов хлорогеновых кислот, но сохраняющий в основном уровни хлорогеновых кислот.

Вдобавок ни один из вышеупомянутых документов, по-видимому, не делает различий между хлорогеновыми кислотами и лактонами хлорогеновых кислот и поэтому не рассматривает проблему снижения содержания последнего компонента без одновременного уменьшения в значительной степени содержания хлорогеновых кислот.

С учетом вышесказанного настоящее изобретение пытается обеспечить одно или более из вышеупомянутых полезных преимуществ и/или решить одну или более из вышеупомянутых проблем.

Краткое изложение сущности изобретения

Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечивается кофейный продукт, получаемый из обжаренных и молотых кофейных зерен, в котором массовое отношение 5CQA к 3CQAL (см. ниже) в продукте составляет от 12:1 до 1000000:1.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечивается растворимый кофейный продукт, получаемый из обжаренных и молотых кофейных зерен, в котором массовое отношение общих CQA (в том определении, какое дается в описании) составляет от 22:1 до 1000 000:1.

В еще одном аспекте изобретение обеспечивает способ приготовления жидкой кофейной композиции, имеющей пониженное содержание лактонов хлорогеновых кислот, который включает стадию обработки кофейного экстракта ферментом с тем, чтобы гидролизовать часть лактонов хлорогеновых кислот, присутствующих в экстракте.

В следующем аспекте изобретение обеспечивает применение фермента для обработки кофейного продукта, такого как кофейный экстракт, с целью уменьшения горечи в кофейном напитке, в котором фермент селективно удаляет CAL в пользу хлорогеновых кислот.

Уровень CAL также может быть снижен за счет контактирования кофейного экстракта с сорбентом или растворителем при определенных условиях.

Таким образом, изобретение относится также к способу обработки экстракта кофейной композиции с целью снижения уровня CAL, который включает стадии:

(i) обжаривания и размалывания кофейных зерен с получением молотого продукта;

(ii) экстрагирования молотого продукта водой и/или паром с получением экстракта;

(iii) контактирования экстракта с твердым сорбентом, в котором сорбент является пригодным для удаления неполярных компонентов и, по меньшей мере, частично насыщенным хлорогеновыми кислотами и необязательно кофеином.

В указанном аспекте изобретение обеспечивает также применение твердого сорбента, характеристика которого дана выше, для удаления CAL из кофейного экстракта с целью обеспечения кофейной композиции с пониженной степенью горечи.

Дополнительно изобретение относится к способу обработки кофейного продукта с целью снижения уровня CAL, который включает стадии:

(i) обжаривания и размалывания кофейных зерен с получением молотого продукта;

(ii) экстрагирования молотого продукта водой и/или паром с получением экстракта;

(iii) контактирования экстракта с органическим растворителем,

в котором растворитель является пригодным для удаления неполярных компонентов и, по меньшей мере, частично насыщенным хлорогеновыми кислотами и необязательно кофеином.

В этом аспекте изобретение обеспечивает также применение органического растворителя, характеристика которого дана выше, для удаления CAL из кофейного экстракта с целью обеспечения кофейной композиции с пониженной степенью горечи.

В контексте настоящего изобретения термин "включающий" (comprising) не является исчерпывающим и не ограничивает стадии, ингредиенты или компоненты только теми, которые указаны после термина «включающий», а употребляется в значении "включающий″, но не ограничиваемый тем-то и тем-то".

Подробное описание сущности изобретения

Настоящее изобретение направлено на продукты, содержащие пониженное количество CAL и первоначальное или, по меньшей мере, незначительно уменьшенное количество хлорогеновых кислот. CAL обозначает класс соединений, которые имеют общие структуры А или В, представленные на чертеже. Группы OR3, OR 4 или OR5 могут представлять собой любой один из двух возможных эпимеров. Группы R3, R4 и R5 могут независимо выбираться из кофеоила, ферулоила, кумароила, диметоксициннамоила, синапоила или Н либо смесей перечисленного. Если группы R3-R5 содержат одну или более ацильных цепей, то двойная связь в апильной цепи может быть в "транс" - или в "цис" - конфигурации. Хлорогеновые кислоты имеют общую структуру С, показанную на чертеже.

Примеры некоторых известных лактонов хлорогеновых кислот и хлорогеновых кислот приводятся в таблице 1.

Таблица 1
Название Структура R3 R4 R5
Производные лактоны хинной кислоты
Лактон 3-О-кофеоил-D-хинной кислоты (3CQAL) А кофеоил Н -
Лактон 4-O-кофеоил-D-хинной кислоты (4CQAL) А Н кофеоил -
Лактон 3-О-ферулоил-D-хинной кислоты (3FQAL) А ферулоил Н -
Лактон 4-O-ферулоил-D-хинной кислоты (4FQAL) А Н ферулоил -
Производные хлорогеновые кислоты
5-O-кофеоил-D-хинная кислота (5CQA) С Н Н кофеоил
4-O-кофеоил-D-хинная кислота (4CQA) С Н кофеоил Н
3-О-кофеоил-D-хинная кислота (3CQA) С кофеоил Н Н
Общие CQA=3CQA+4CQA+5CQA С

Само собой разумеется, что могут существовать и другие лактоны хлорогеновых кислот и хлорогеновые кислоты, и они также могут присутствовать в кофе, и что эти термины включают все соединения, подпадающие соответственно под формулы А/В или С.

В настоящее время установлено, что лактон 3-О-кофеоил-D-хинной кислоты (обозначенный в описании "3CQAL") является, в частности, типичным представителем всех CAL, поскольку все измерения, показывающие влияние различных видов обработки на 3CQAL, могут в полной мере служить показателями влияния этих видов обработки на все CAL.

Вот почему так важно, чтобы уровень 3CQAL в конечном продукте был значительно снижен.

В то же время желательно, чтобы количество хлорогеновых кислот ("CQA"), которые являются предшественниками CAL, поддерживалось на прежнем уровне или снижалось, но, по меньшей мере, в намного меньшей степени, по причинам, указанным выше.

5-O-9-кофеоил-D-хинная кислота (обозначенная в описании "5CQA") является, в частности, типичным представителем всех CQA, поскольку все измерения, показывающие влияние различных видов обработки на 5CQA, могут в полной мере служить показателями влияния этих видов обработки на все CQA.

Таким образом, в одном аспекте существенно важно, чтобы массовое отношение 5CQA к 3CQAL составляло 12:1 или более, предпочтительно 15:1 или более, более предпочтительно 20:1 или более, наиболее предпочтительно 50:1 или более, например 80:1 или более.

Желательно, чтобы в продукте оставалось небольшое количество лактонов хлорогеновых кислот с тем, чтобы напитку придавался сбалансированный вкус и аромат.

Поэтому массовое отношение 5CQA к 3CQAL должно составлять 1000000:1 или менее, предпочтительно 750000:1 или менее, более предпочтительно 500000:1 или менее, наиболее предпочтительно 250000:1 или менее, например 100000:1 или менее.

В следующем аспекте продукты согласно изобретению имеют повышенное массовое отношение общих CQA (сумма 3CQA, 4CQA и 5CQA) к 3CQAL. Так, массовое отношение общих CQA к 3CQAL составляет 22:1 или более, предпочтительно 30:1 или более, более предпочтительно 50:1 или более, наиболее предпочтительно 75:1 или более, например 100:1 или более.

Массовое отношение общих CQA к 3CQAL составляет также 1000000:1 или менее, предпочтительно 750000:1 или менее, более предпочтительно 500000:1 или менее, еще более предпочтительно 250000:1 или менее, наиболее предпочтительно 100000:1 или менее, например 50000:1 или менее.

Установлено также, что продукты, пригодные для применения в настоящем изобретении, могут иметь пониженный уровень 3CQAL по отношению к уровню присутствующего кофеина. Поэтому продукты согласно изобретению могут альтернативно и/или дополнительно характеризоваться относительным уровнем кофеина и 3CQAL.

Поддержание уровня кофеина или, по меньшей мере, снижение его, но в намного меньшей мере, чем 3CQAL, может быть весьма желательным, поскольку хорошо известно, что кофеин повышает на короткое время умственную активность.

Поэтому массовое отношение кофеина к 3CQAL составляет предпочтительно 40:1 или более, более предпочтительно 70:1 или более, еще более предпочтительно 100:1 или более, наиболее предпочтительно 130:1 или более, например 200:1 или более.

Совершенно неожиданно было установлено, что уровень солей, таких как соли калия, в продуктах по настоящему изобретению значительно не повышается. Соли калия, как известно, усугубляют горечь, и поэтому высокие уровни такого компонента крайне нежелательны.

Таким образом, кофейные продукты по настоящему изобретению предпочтительно содержат 10 мас.% или менее солей калия в пересчете на общую массу сухого вещества в продукте, более предпочтительно 8 мас.% или менее, наиболее предпочтительно 6 мас.% или менее.

Обработка ферментом

Стадия в процессе обработки кофе, на которой проводится обработка ферментом, не является существенно важной, поскольку она происходит еще до получения готового растворимого кофейного продукта. Поэтому обработке ферментом могут подвергаться кофейные зерна после их обжаривания, после размалывания и/или после экстракции. Наиболее предпочтительным является проведение обработки ферментом в экстрагированном продукте.

В "экстрагированном" означает, что вода и/или пар использовались для экстракции сложной смеси компонентов кофе из обжаренного молотого кофейного зерна.

Ферменты

В одном аспекте продукты по настоящему изобретению приготавливаются с применением одного или более ферментов.

Предпочтительные ферменты выбираются из гидролаз, таких как эстеразы, липаз, танназы и карбоангидразы или смесей перечисленного.

Эстеразы (ЕС 3.1.1.1) являются особенно предпочтительными. Особенно предпочтительной эстеразой является иммобилизованная эстераза печени молодой овцы. Другой пригодной эстеразой является, например, эстераза печени свиньи.

Танназа (ЕС 3.1.1.20), пригодная для применения в настоящем изобретении, включает танназу из Aspergillus oryzae, иммобилизованную на Eupergit С. Такая иммобилизованная танназа описана в ЕР-А-0777972, включенном в перечень ссылок к настоящей заявке.

Примеры пригодных липаз (ЕС 3.1.1.3) включают липазу Candida rugosa, липазу Geotrichum candidum, липазу Aspergillus niger и палатазу.

Карбоангидраза (ЕС 4.2.2.1) также пригодна для применения в настоящем изобретении.

Способы приготовления

Кофейный напиток в большинстве случаев приготавливается в три стадии, включающие обжаривание сырых зерен, размалывание обжаренных зерен и последующую экстракцию компонентов кофе из молотых зерен.

В первом предпочтительном способе молотый кофе экстрагируется водой и/или паром при конкретных градиентах температуры и давления в соответствии со способами производства растворимого кофе, известными квалифицированному в данной области специалисту. Полученный экстракт приводится затем в контакт с ферментом с целью гидролиза преимущественно CAL и сохранения, насколько это возможно, CQA.

Во втором предпочтительном способе растворимый кофейный напиток приготавливается путем заваривания, например заваривания через фильтр, т.е. способом, типичным для приготовления кофе в домашних условиях. Затем кофейный экстракт подвергается обработке ферментом, как описывается ниже.

Фермент может контактировать с кофейным экстрактом любым образом, который обеспечивает время контакта, достаточное для адекватного превращения CAL. После этого фермент удаляется из смеси или, альтернативно, может лишь инактивироваться. Например, неиммобилизованный фермент может добавляться непосредственно в кофе, а в конце реакции фермент может просто инактивироваться.

Альтернативно фермент может фиксироваться на фильтрующем слое или удерживаться в колонке, а экстракт - пропускаться через слой или колонку. При обработке иммобилизованными ферментами способ может быть периодическим (например, ферменты добавляются, реагируют, а затем отфильтровываются) и/или непрерывным (например, кофейный раствор пропускается через колонку или реактор с неподвижным слоем зафиксированного фермента).

Количество используемого фермента зависит от вида ферментного препарата, активности фермента и его специфичности, но может легко определяться квалифицированным специалистом путем простого экспериментирования.

Например, при применении эстеразы печени свиньи количество фермента должно предпочтительно составлять от 0,005 ед./мг (U/mg) до 100 ед./мг сухого вещества в кофейном экстракте, более предпочтительно от 0,007 до 50 ед./мг, наиболее предпочтительно от 0,01 до 10 ед./мг, например от 0,2 до 1 ед./мг.

Температура, при которой должна происходить ферментативная реакция, предпочтительно составляет от 10 до 80°С, более предпочтительно от 20 до 60°С, наиболее предпочтительно от 30 до 50°С.

рН раствора в ходе реакции предпочтительно составляет от 4,0 до 8,0, более предпочтительно от 4,5 до 7,0, наиболее предпочтительно от 5,0 до 6,5.

Время реакции в типичных случаях составляет от 1 минуты до 72 часов, предпочтительно от 1 часа до 24 часов, наиболее предпочтительно от 1 часа до 4 часов.

Количество сухого экстракта в кофе должно предпочтительно составлять от 1 г/л до 500 г/л, более предпочтительно от 10 г/л до 100 г/л.

Обработка сорбентом

Альтернативно и/или дополнительно продукт согласно изобретению может приготавливаться путем контактирования водного кофейного экстракта с сорбентом при определенных условиях.

Сорбент

Сорбент предпочтительно выбирается из таких сорбентов, которые пригодны для удерживания неполярных компонентов.

Особенно предпочтительные сорбенты для применения в способе настоящего изобретения включают активированный уголь, полистирол-дивинилбензол (торговая марка XAD4, XAD16 от фирмы Supeico), PVPP (торговое название Polyclar от фирмы Sigma) и Eupergit С и С 250L (сополимеры N,N(-метилен-бис-(метакриламида), глицидил-метакрилата, аллил-глицидилового эфира и метациламида от фирмы Rohm GmbH).

Наиболее предпочтительным является XAD16 вследствие его селективности по отношению к неполярным соединениям и его пригодности для обработки в непрерывном режиме.

Сорбент, по меньшей мере, частично насыщен хлорогеновыми кислотами и необязательно кофеином. Это помогает предотвратить удаление хлорогеновых кислот и кофеина из экстракта в процессе пропускания его через сорбент.

Частичное или полное насыщение может достигаться за счет предварительного насыщения сорбента специфическими требуемыми соединениями. Альтернативно две или более партий подлежащего обработке кофейного экстракта может пропускаться через сорбент с целью насыщения его требуемыми соединениями. Установлено, что, когда две подлежащие обработке партии используются в соотношении 1 г кофейного экстракта на 1 г сорбента в партии, то поглощение хлорогеновых кислот и кофеина из последующих экстрактов резко снижается.

В целях насыщения сорбента, по меньшей мере, частичного, хлорогеновыми кислотами и необязательно кофеином желательно, чтобы сорбент использовался в твердом виде.

Особенно предпочтительным является гранулированный сорбент, хотя сорбент может иметь форму геля, присутствовать в форме матрикса или в другой пригодной для данной цели форме, через которую можно пропустить кофейный экстракт.

Предпочтительно гранулированный сорбент имеет размер частиц от 10 до 100, более предпочтительно от 20 до 60 меш (во влажном состоянии). Желательно, чтобы средний диаметр пор составлял от 50 до 150, более предпочтительно от 80 до 120, Å (ангстрем). Объем пор предпочтительно должен составлять от 1,4 до 2,2, более предпочтительно от 1,6 до 2,0 мл/г, а площадь поверхности сорбента предпочтительно от 500 до 1300, более предпочтительно от 650 до 950 м2/г.

Изобретение обеспечивает также применение твердого сорбента для обработки кофейного экстракта с целью снижения уровня CAL в нем и обеспечения тем самым кофейной композиции с уменьшенной горечью.

Твердый сорбент в типичных случаях обеспечивается в колонке или другом подходящем контейнере, через который можно пропустить кофейный экстракт. Хотя природа контейнера не имеет существенного значения для изобретения, важно, чтобы сорбент был иммобилизован в контейнере. Это может достигаться за счет обеспечения, например, колонки, снабженной на любом ее конце фильтрующими средствами, причем размер пор в фильтрующих средствах должен быть меньше диаметра пор сорбента.

Альтернативно сорбент может быть иммобилизован на твердой подложке, размещенной в контейнере с возможностью вытаскивания из него. Этот вариант особенно предпочтителен, поскольку позволяет удалять сорбент, например, для замены его, когда он перестает быть эффективным, и вводить новый сорбент, не разбирая контейнер.

Способы приготовления

В первом предпочтительном способе сначала приготовляется кофейный экстракт путем обжаривания и размалывания кофейных зерен с получением молотого продукта, а затем проводится экстрагирование кофейного раствора из молотого продукта с использованием воды.

При периодическом способе часть экстракта обрабатывается затем порцией твердого сорбента предпочтительно в соотношении 1 г кофейного экстракта (Tc) на 1 г сорбента. После перемешивания кофейный экстракт отфильтровывается, а извлеченный сорбент используется для обработки следующей порции экстракта таким же образом. Эта процедура повторяется несколько раз до тех пор, пока сорбент не истощится. Затем он заменяется свежей порцией.

При непрерывном способе экстракт обрабатывается сорбентом, предпочтительно твердым сорбентом, иммобилизованным в контейнере, предпочтительно в колонке, например в стеклянной колонке или колонке из нержавеющей стали, путем пропускания экстракта через контейнер со скоростью, которую легко может определить квалифицированный в данной области техники специалист. Когда сорбент истощится, его следует изъять и заменить порцией свежего сорбента.

Обработанный кофейный экстракт может использоваться затем для производства жидких и/или твердых кофейных продуктов в соответствии с традиционными способами.

Экстракция растворителем

Продукты согласно изобретению могут приготавливаться также экстракцией растворителем с применением растворителя, по меньшей мере, частично насыщенного хлорогеновыми кислотами и необязательно кофеином.

Растворитель представляет собой не смешивающийся с водой органический растворитель и предпочтительно выбирается из растворителей, пригодных для экстрагирования неполярных компонентов. Особенно предпочтительные растворители включают гексан, дихлорметан, диэтиловый эфир или этилацетат.

Наиболее предпочтительным растворителем является этилацетат вследствие его летучести и несложности удаления.

Экстракция предпочтительно представляет собой экстракцию жидкость/жидкость (кофейный экстракт/растворитель), хотя возможна также экстракция твердое вещество/ жидкость (молотый кофе или растворимый порошок кофе/растворитель).

Способы приготовления

Сначала приготавливается водный кофейный экстракт, как описано выше. Затем часть водного экстракта обрабатывается эквивалентным объемом этилацетата в экстракционной воронке. После разделения двух жидких фаз частично насыщенная органическая фаза используется повторно для последовательной обработки следующих порций кофейного экстракта.

Конечные продукты

Экстракт, обработанный ферментами, сорбентами или экстракцией растворителем, можно использовать далее для приготовления множества различных готовых продуктов. Например, обработанный экстракт можно подвергнуть сублимационной сушке или распылительной сушке традиционным способом с получением быстрорастворимого кофейного продукта.

Альтернативно экстракт можно использовать для приготовления жидкого кофейного концентрата или, например, готового к употреблению напитка. Во всех указанных вариантах приготовления кофейный конечный продукт можно использовать также в комбинации с одним или более ингредиентов, таких как вкусоароматические добавки, молоко, заменители сливок, цикорий, зерновые и сахар.

Примеры

Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами, не ограничивающими его масштаб. Образцы согласно изобретению обозначаются цифрой, а сравнительные образцы - буквой. Если нет ссылки на другую размерность, то все величины приводятся в мас.% на сухое вещество.

Пример 1: Обработка ферментом растворимого кофе

Кофейные зерна Робуста обжаривали и измельчали. Затем готовили водный экстракт путем обработки молотых кофейных зерен при температуре от 110 до 130°С с тем, чтобы выход экстракта составил примерно 25 мас.% от общей массы молотых кофейных зерен. Экстракт высушивали распылительной сушкой.

15 г сухого кофейного экстракта растворяли в 500 мл кипящей воды. После охлаждения до комнатной температуры кофейный раствор (50 мл) распределяли по восьми колбам на 100 мл каждая. К кофейному раствору в колбах добавляли различные количества иммобилизованной эстеразы печени молодой овцы (0,2 ед./мг кофе, 0,5 ед./мг кофе и 1 ед./мг кофе). Колбы погружали в водяную баню, нагретую до 40°С; образцы отбирали спустя 0 ч, 2 ч и 4 ч от начала реакции. Смеси фильтровали (через фильтры диаметром 150 мм) для удаления фермента, а полученные кофейные растворы разбавляли до 1,3% t.s. (тест-раствора или испытуемого раствора) для сенсорного анализа.

Анализ образцов

Образцы кофе готовили на 1% t.s. в 70% МеОН и фильтровали через фильтрующие шприцы с размером пор 0,45 мкм (Millipore SLHA 025 BS). Количественное определение хлорогеновых кислот, лактонов и кофеина проводили с помощью HPLC. Анализ выполняли с применением интегрированной системы Agilent-1100, включающей сдвоенный насос, автоматический пробоотборник, колоночную печь, УФ-детектор (Agilent, Palo Alto, СА) и масс-спектрометр в комплекте с Q-ловушкой (AB/MDS Sciex, Concord, Canada). 1% t.s. растворы (5 мкл) инъецировали в колонку СС 250/4 Nucleosil 100-5-С18 (Macherey-Nagel, Oensingen, Switzerland). Элюентной системой служила Millipore-вода, 0,1% TFA и CH3CN или MiUipore-вода, 0,1% НСООН и МеОН при 1 мл/мин. Для количественной оценки отдельных соединений использовали внешние калибровочные кривые с выпускаемыми промышленностью или синтетическими стандартами в диапазоне от 10 до 200 мкг/мл. Результаты приводятся в таблице 2.

Таблица 2
Обработанные ферментом образцы
Образец Фермент (1) Время (час) 3CQAL (2) Общие CQA(2) 5CQA: 3CQAL (3) Общие CQA: 3CQAL (3) Кофеин: 3CQAL (3)
А 0 0 100 100 9,4 20 34
В 0 2 98,6 100,6 8,2 17 30
1 0,2 2 47,7 101,2 19 41 70
2 0,5 2 13,5 100,6 59 128 217
3 1 2 2,0 75,6 185 650 1468
С 0 4 95,3 100,2 8,4 18 30
4 0,2 4 23,8 100,3 33 72 123
5 0,5 4 2,7 99,4 286 620 1063
6 1 4 n.d. 76,9 6570 21957 48663
(1) Эстераза печени свиньи (ед./мг кофе).
(2) Мас.% от общего количества, присутствующего в необработанном экстракте.
(3) Массовое отношение.

Органолептическая оценка

Оценку кофе проводила дегустационная комиссия, в которую входило от 6 до 9 экспертов. Каждому участнику были предоставлены образцы с просьбой оценить интенсивность горечи в них по линейной шкале от 0 до 10, где 0 означал отсутствие горечи, а 10 - чрезвычайно горький. Ополаскивание после оценки каждого образца проводилось водой и куском очищенного яблока. Между каждыми сериями образцов делался 1-минутный перерыв во избежание путаницы. Сбор данных осуществлялся с помощью программного обеспечения FIZZ (Biosystemes, Couternon, France). Рассчитывались средние экспертные оценки "интенсивности горечи", обработка которых проводилась дисперсионным анализом. Описанный тест позволил рассчитать величину F (тест Фишера) и определить наличие существенных различий в интенсивности горечи между образцами. Результаты приводятся в таблице 3.

Таблица 3
Результаты органолептической оценки обработанных ферментом образцов
Образец Кофе Эстераза печени свиньи (ед./мг) Время (ч) Интенсивность горечи (средняя экспертная оценка)
А 50 мл, 3% t.s. 0 0 8,0
В 50 мл, 3% t.s. 0 2 n.d.
1 50 мл, 3% t.s. 0,2 2 4,3
2 50 мл, 3% t.s. 0,5 2 n.d.
3 50 мл, 3% t.s. 1 2 3,3
С 50 мл, 3% t.s. 0 4 n.d.
4 50 мл, 3% t.s. 0,2 4 5,5
5 50 мл, 3% t.s. 0,5 4 4,2
6 50 мл, 3% t.s. 1 4 4,0
n.d. = не определялась.

Результаты показывают, что все обработанные ферментом образцы получили значительно более низкие балльные оценки за горечь, чем контрольный образец (F-тест, Р<0,05).

Пример 2: Обработка сорбентами

Экстракт кофе Робуста получали, как описано в примере 1.

Способ 1 (образцы 7-14)

3 г Polyclar/PVPP (от Sigma), или 3 г активированного угля (Norit С гранулированный), или 3 г XAD4 либо XAD16 (оба от Supelco) добавляли к 3 г экстракта кофе Робуста в 200 мл Millipore-воды. Суспензию вымешивали при комнатной температуре в течение 2,5 ч и фильтровали через бумажный фильтр (+Celite в случае применения активированного угля). Извлеченный и частично насыщенный сорбент использовали для обработки таким же образом двух следующих партий свежего кофе. Фильтраты высушивали сублимационной сушкой в аппарате Virtis Benchtop К.

Способ 2 (образец 15)

Непрерывную обработку на XAD16 (30 г, колонка с внутренним диаметром 2 см и высотой 20 см) проводили следующим образом. Сорбент суспендировали в воде и промывали водой, этанолом и снова водой, а затем заполняли им колонку. Кофейный экстракт (1,5% t.s.) непрерывно элюировали через нее. Фракции (200 мл) отбирали при скорости потока 20 мл/мин и высушивали сублимационной сушкой, как описано выше.

Анализ образцов

Анализ образцов проводили с применением HPLC, как описано выше. Результаты приводятся в таблице 4.

Таблица 4
Обработка твердой фазы свежими и частично насыщенными сорбентами
Образец Сорбент (1) Цикл (2) Общий выход (3) Общие CQA (3) Кофеин (3) 5CQA: 3CQAL (4) Общие CQA: 3CQAL (4) Кофеин: 3CQAL (4)
7 Р 1 75 81 83 36 76 142
8 Р 3 86 95 91 21 45 78
9 С 1 53 43 16 83 185 121
10 С 3 77 86 74 23 50 78
11 XAD16 1 75 90 59 22 48 58
12 XAD16 3 84 93 90 7,6 16 28
13 XAD4 1 82 88 54 16 35 40
14 XAD4 3 91 98 91 11 24 40
15 XAD16 9 91 119 99 30 62 100
D нет нет 100 100 100 9 20 34
(1) Р означает Polyclar, С - активированный уголь, XAD4/XAD16 - полистирол-дивинилбензол.
(2) Цикл "1" означает, что сорбент свежий; цикл "3" означает, что сорбент частично насыщен (2 партии экстракта, уже пропущенные через сорбент, причем измерение проводилось на третьей партии).
(3) Мас.% от общего количества, присутствующего в необработанном экстракте.
(4) Массовое отношение.

Органолептическая оценка

Оценка кофейных фракций проводилась, как описано выше. Результаты приводятся в таблицах 5 и 6.

Таблица 5
Результаты органолептической оценки в случае обработок согласно способу 1
Образец Интенсивность горечи (средняя экспертная оценка)
7 3,3
8 4,7
9 1,8
10 4,0
11 2,0
12 4,1
13 3,0
14 5,1
D 7,0
Таблица 6
Результаты органолептической оценки в случае обработок согласно способу 2
Образец Интенсивность горечи (средняя экспертная оценка)
15 2,6
D 5,4

Результаты показывают, что все обработанные сорбентом образцы получили значительно более низкие балльные оценки за горечь, чем контрольный образец (F-тест, Р<0,05).

Пример 3: Экстракция растворителем

Экстракт кофе Робуста получали, как описано в примере 1, 3 г экстракта кофе Робуста, растворенные в 200 мл Millipore-воды, экстрагировали 200 мл этилацетата. Органический экстракт использовали для обработки второй партии свежего кофейного экстракта (3 г в 200 мл) и стадию два повторяли еще дважды. Растворитель из каждого из обработанных кофейных экстрактов удалялся отгонкой с этанолом (3 раза из каждого); в заключение экстракты высушивали сублимационной сушкой.

Органолептическая/аналитическая оценка

Органолептическая/аналитическая оценка кофейных фракций проводилась, как описано выше. Результаты приводятся в таблице 7.

Таблица 7
Экстракция жидкость/жидкость частично насыщенным этилацетатом
Образец Циклы Выход из экстракта Сенсорная балльная 5CQA: 3CQAL Общие CQA:3CQAL Кофеин: 3CQAL
(1) (2) оценка (3) (4) (4) (4)
16 1 72 2,9 132 279 308
17 4 97 5,4 34 73 127
D 0 100 7,0 9 20 34
(1) Цикл "1" означает, что растворитель свежий; цикл "4" означает, что растворитель частично насыщен (3 партии экстракта, уже экстрагированные ранее).
(2) Мас.% от общего количества, присутствующего в необработанном экстракте.
(3) Интенсивность горечи (средняя экспертная оценка).
(4) Массовое отношение.

Результаты показывают, что все обработанные растворителем образцы получили значительно более низкие балльные оценки за горечь, чем контрольный образец (F-тест, Р<0,05).

Хотя изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты воплощения, это не означает, что масштаб изобретения лимитируется только этими вариантами. Различные модификации раскрываемых в описании вариантов воплощения изобретения, а также альтернативные варианты воплощения изобретения станут очевидными квалифицированному в данной области техники специалисту при ознакомлении с описанием изобретения. Поэтому предполагается, что прилагаемая формула изобретения охватывает и такого рода модификации, которые подпадают под масштаб изобретения.

1. Способ обработки кофейного продукта для снижения уровня присутствующих в нем лактонов хлорогеновых кислот, который включает стадию:
(i) обработки кофейного экстракта ферментом для гидролиза части лактонов хлорогеновых кислот, присутствующих в экстракте.

2. Способ по п.1, в котором указанный фермент селективно снижает количество присутствующих лактонов хлорогеновых кислот в пользу хлорогеновых кислот для уменьшения горечи в кофейном напитке.

3. Способ по п.1 или 2, в котором фермент является эстеразой, предпочтительно эстеразой печени молодой овцы или эстеразой печени свиньи.

4. Кофейный продукт, получаемый из обжаренных и размолотых кофейных зерен и обработанный согласно способу по любому из пп.1-3, в котором массовое отношение общего количества хлорогеновых кислот (CQA) к клактону 3-О-кофеоил-D-хинной кислоты (3CQAL) составляет от 22:1 до 1000000:1.

5. Кофейный продукт по п.4, в котором массовое отношение общих CQA к 3CQAL составляет от 30:1 до 750000:1.

6. Кофейный продукт по п.4, в котором массовое отношение общих CQA к 3CQAL составляет от 50:1 до 500000:1.

7. Кофейный продукт по п.4, в котором массовое отношение общих CQA к 3CQAL составляет от 75:1 до 250000:1.

8. Кофейный продукт по п.4, в котором массовое отношение общих CQA к 3CQAL составляет от 100:1 до 100000:1.

9. Кофейный продукт по любому из предшествующих пунктов, в котором присутствует соль калия и ее количество составляет 10% или менее в пересчете на общую массу сухого вещества в продукте.

10. Кофейный продукт по п.4, получаемый обработкой кофейного экстракта ферментом.

11. Кофейный продукт по п.10, в котором фермент является гидролазой.

12. Кофейный продукт по п.11, в котором гидролаза является эстеразой.

13. Кофейный продукт по п.12, в котором эстераза является эстеразой печени молодой овцы или эстеразой печени свиньи.

14. Способ обработки кофейного продукта для снижения уровня присутствующих в нем лактонов хлорогеновых кислот, включающий стадии:
(i) обжаривания и размалывания кофейных зерен с получением молотого продукта;
(ii) экстрагирования молотого продукта водой и/или паром с получением экстракта и
(iii) контактирования экстракта с твердым сорбентом,
в котором сорбент является пригодным для удаления неполярных соединений и, по меньшей мере, частично насыщенным хлорогеновыми кислотами и необязательно кофеином.

15. Способ по п.14, в котором твердый сорбент используют для удаления лактонов хлорогеновых кислот из кофейного экстракта для получения кофейной композиции с уменьшенной горечью.

16. Способ по п.14, в котором сорбент выбирается из группы, состоящей из (i) активированного угля, (ii) PVPP, (iii) полистирол-дивинилбензола и (iv) сополимеров N,N'-метилен-бис-(метакриламида), глицидил-метакрилата, аллил-глицидилового эфира и метациламида.

17. Кофейный продукт, получаемый из обжаренных и размолотых кофейных зерен и обработанный согласно способу по пп.14-16, в котором массовое отношение 5-O-кофеоил-D-хинной кислоты (5CQA) к 3CQAL в продукте составляет от 12:1 до 1000000:1.

18. Кофейный продукт по п.17, в котором массовое отношение 5CQA к 3CQAL составляет от 15:1 до 75000:1.

19. Кофейный продукт по п.17, в котором массовое отношение 5CQA к 3CQAL составляет от 50:1 до 25000:1.

20. Способ обработки кофейного продукта для снижения уровня присутствующих в нем лактонов хлорогеновых кислот, включающий стадии:
(i) обжаривания и размалывания кофейных зерен с получением молотого продукта;
(ii) экстрагирования молотого продукта водой с получением экстракта и
(iii) контактирования экстракта с органическим растворителем,
в котором растворитель является пригодным для удаления неполярных соединений и, по меньшей мере, частично насыщенным хлорогеновыми кислотами и необязательно кофеином.

21. Способ по п.20, в котором органический растворитель используют для удаления лактонов хлорогеновых кислот из кофейного экстракта для получения кофейной композиции с уменьшенной горечью.

22. Способ по п.20, в котором растворитель выбирается из группы, состоящей из гексана, дихлорметана, диэтилового эфира и этилацетата.

23. Способ по п.20, в котором растворитель является этилацетатом.

24. Кофейный продукт, получаемый из обжаренных и размолотых кофейных зерен и обработанный согласно способу по любому из пп.20-23, в котором массовое отношение 5CQA к 3CQAL в продукте составляет от 12:1 до 1000000:1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу стабилизации обеспечивающего кофейный аромат компонента напитка или пищевого продукта так, что потеря или уменьшение аромата, вкуса или других желательных органолептических свойств компонента замедляется или минимизируется, но без наличия стабилизаторов в компоненте после стабилизации.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Размещают гранулы кофе в емкости для гранул, по существу запертых удерживающим элементом. Указанные гранулы кофе представляют собой обжаренные размолотые кофейные зерна. Направляют растворитель для экстрагирования с первого направления в емкость для гранул для экстрагирования кофе так, что растворитель совершает возвратное поступательное движение через слой гранул кофе. Указанным растворителем является вода. Извлекают, с первого направления, кофейный экстракт из емкости для гранул, причем на стадии извлечения вводят воду со второго направления, противоположного первому направлению, или путем всасывания насосом или подобным средством с первого направления, или путем введения воздуха или подобного средства со второго направления, противоположного первому направлению. Изобретение обеспечивает получение продукта с очень хорошим ароматом, с сохранением аромата и богатого вкуса и ослаблением только чрезмерно горького вкуса кофе, экстракт является прозрачным и имеет высокую сохранность свойств при хранении. 7 з.п. ф-лы, 13 ил., 6 табл., 10 пр.
Наверх