发泡咖啡组合物的制作方法

专利名称：发泡咖啡组合物的制作方法
发泡咖啡组合物本发明涉及一种发泡咖啡组合物。更具体地，本发明涉及一种通过使发泡可溶性咖啡的颗粒附聚而形成的发泡可溶性咖啡组合物。
背景技术：
可溶性咖啡由于能容易地提供煮好的咖啡饮料而对消费者具有吸引力。可溶性咖啡为咖啡豆的干燥的提取物，当与热水(例如，约60°C至约100°C温度的水，例如约80°C ) 接触时溶解，以形成咖啡饮料。通常，通过以下方法由咖啡豆得到可溶性咖啡，该方法以举例的方式提供。首先， 提供咖啡豆形式的咖啡。咖啡豆(有时称为咖啡樱桃)作为属于咖啡属植物的种子收获。 例如，阿拉伯咖啡源自小果咖啡(Coffea Arabica)植物的豆，而罗布斯塔(Robusta)咖啡源自中果咖啡(Coffea canephora)植物的豆。其它非限制性咖啡类型包括巴西咖啡和源自大果咖啡(Coffea liberica)和苏丹咖啡(Coffea esliaca)植物的咖啡。在各种类型的咖啡中存在许多品种，每一个品种例如指出咖啡的地理来源。可溶性咖啡可源自任何品种或类型的咖啡或任何品种和/或类型的任何组合。在烘焙咖啡之前，可将生(green)咖啡豆进行加工。例如，可从生咖啡豆中除去咖啡因。合适的去咖啡因过程包括用加热的咖啡提取物处理豆，用溶剂(如水、二氯甲烷、乙酸乙酯或甘油三酯)直接或间接去咖啡因，和使用超临界二氧化碳提取。在烘焙之前还可进行其它处理步骤，例如调节生咖啡豆中产生味道的化合物的处理。随后将生咖啡豆烘焙。烘焙为本领域公知的。通常，其包括加热生豆，直至它们变色。适用于烘焙的装置包括烘箱和流化床。烘焙的程度由经烘焙的咖啡豆的颜色来判断。烘焙程度包括轻烘焙(肉桂 (cinnamon)、半城(half city)、轻新英格兰(light and New England))、中等-轻烘焙(轻美利坚(light American)、轻城(light city)和西海岸(West coast))、中等烘焙(美利坚(American)、早餐(breakfast)、棕色(brown)、城·中(city and medium))、中等-深烘焙(全城(full city)、轻法兰西及维也纳(light French and Viennese))、深烘焙(宴后(after dinner)、洲际(continental)、欧罗巴(European)、法兰西(French)、意大利 (Italian)和新奥尔良(New Orleans))和非常深烘焙(深法兰西(dark French)和重口味 (heavy))。在烘焙后，可处理咖啡，例如提高(或降低)其水合水平。在另一个实例中，可处理咖啡以反映独特的味道特性，比如浓咖啡(espresso)。在烘焙后，将咖啡研磨(grind)，以生产咖啡渣。研磨方法包括磨盘研磨、切、捣和辊研磨。通过使咖啡渣与热水接触，可从咖啡渣提取咖啡提取物。随后可将咖啡提取物浓缩，例如从约15%至约50%质量咖啡或更多。随后将已浓缩的提取物干燥，例如通过冷冻干燥或喷雾干燥。冷冻干燥和喷雾干燥的方法为本领域公知的。通过本领域已知的方法生产的可溶性咖啡通常包含具有多孔结构的颗粒。如果孔在颗粒的表面上或与其相连，则认为该孔为敞开的。如果孔在颗粒的内部并且不与颗粒的表面连接，则它们为封闭孔或气泡。一些类型的常规可溶性咖啡，特别是喷雾干燥的咖啡， 可包含具有一些封闭孔的颗粒。在一些情况下，当再溶解时，这些咖啡可在饮料的表面上形成一个泡沫薄层。当倒入杯中或当例如使用浓咖啡机器由已研磨的烘焙咖啡制备咖啡饮料时，已研磨的烘焙咖啡的水提取物也可在其表面上形成一层泡沫。这种泡沫对于消费者接受性是有利的，因为例如这可使消费者放心该咖啡是真的咖啡。一些消费者还享受由已研磨的烘焙咖啡的水提取物的泡沫所产生的口感。然而，可通过常规可溶性咖啡产生的泡沫薄膜与已研磨的烘焙咖啡的水提取物的特性不同。由于存在该差异而是部分纯的，由于可溶性咖啡与现磨咖啡的区别，可通过可溶性咖啡产生的泡沫对消费者接受性是不利的。此外，泡沫的实际性质可进一步降低消费者接受性。例如，US 3426227描述了可溶性咖啡的泡沫如何倾向于包含难看的泡沫，该泡沫伴随着不溶性物质的“浮渣”，所述不溶性物质是咖啡的天然成分或在速溶咖啡的生产过程中产生。据说泡沫和浮渣的组合显示不能引起食欲的外观，这对于咖啡是不期望的。CA 670794描述了该泡沫如何不同于消费者对咖啡期待的那种泡沫，也就是当将已研磨的烘焙咖啡的水提取物倒入杯中时出现的泡沫。已开发许多技术以防止当再溶解常规可溶性咖啡时形成这种难看的泡沫。例如， CA 670794提出掺入少量高级脂肪酸的甘油单酯，以改变咖啡与热水接触时泡沫的外观。US 3436227提出使用消泡剂来减少这种难看的泡沫的出现。US 3749378为其中预期可溶性咖啡形成难看的泡沫的一个实例。在该专利中，咖啡的多孔性质用于提供低密度咖啡。然而，不是所有的可溶性咖啡都产生不利于消费者接受性的泡沫。具体地，EP 0839457提出为何一些类型的可溶性咖啡所形成的泡沫不同于消费者对咖啡期待的那种泡沫(也就是当将已研磨的烘焙咖啡的水提取物倒入杯中时出现的泡沫)的原因，在于可溶性咖啡含有大气泡和小气泡两者。在可溶性咖啡溶解时，大气泡产生较大的泡沫单元，而小气泡形成较小的泡沫单元。然后较小的泡沫单元与较大的泡沫单元合并产生甚至更大的泡沫单元。越大的泡沫单元越容易和快速地破裂，导致越低的泡沫体积和稳定性。EP 0839457则提出可提供发泡的咖啡，并且通过控制可溶性咖啡中的这些气泡的尺寸，所述咖啡对于消费者接受性是有利的，使得颗粒具有包括内部空隙空间的微观结构， 它由大多数10微米或更小的气泡以及少数超过10微米的空隙空间组成。EP 1627568提出可提供发泡的咖啡，并且在发泡咖啡的制造期间通过用加压气体填充封闭孔，所述咖啡对于消费者接受性是有利的。由于能复制通过已研磨的烘焙咖啡的水提取物产生的泡沫的类型和体积，认为发泡咖啡的这两个实例均促进其咖啡的消费者接受性。独立地，使可溶性咖啡附聚的方法为本领域已知的。典型的附聚方法描述于 Encyclopaedia of Food Science and Technology 1,第 13-17 页(1992)。在该公认的附聚方法中，开始时将可溶性咖啡的颗粒碾磨(mill)以降低其尺寸。如Powder Technology 86，第49-57页(1996)所讨论的，认为该碾磨过程产生足够小的颗粒，该颗粒随后形成颗粒的松散结合，有时称为干预聚集体。认为这些预聚集体通过静电力保持在一起，所述静电力例如由在碾磨期间和/或在混合期间颗粒摩擦生电而引起。因此，在附聚之前进行降低粒径，使得可溶性咖啡的单个颗粒能够具有足够的颗粒重量与表面电荷/表面相互作用比，以保持单个颗粒彼此接触。在碾磨后，随后使可溶性咖啡的已碾磨的颗粒附聚。许多不同形式的附聚为本领域已知的。例如，如R)od Control 6，第95-100页(1995)所述的，可通过压紧单个颗粒、生长附聚或干燥附聚(例如，喷雾干燥)来实现附聚。通常，通过湿生长附聚进行可溶性咖啡的附聚。这涉及将可溶性咖啡颗粒的表面暴露于粘合剂液体(比如水)。粘合剂液体也可以其气态形式提供，例如在喷射附聚中进行的蒸汽。当使用蒸汽时，当与咖啡颗粒接触时，蒸汽可冷凝为液体形式。液体粘合剂在单个颗粒之间形成液体桥。随后将液体粘合剂干燥以形成包含固体形式的粘合剂的固体桥；或者或除此以外，液体粘合剂可溶解一些可溶性咖啡，在这种情况下，在干燥粘合剂液体时形成的固体桥包含可溶性咖啡本身。在比如喷射附聚的过程中，还可简单地使用蒸汽来软化可溶性咖啡的表面，引起单个可溶性咖啡颗粒彼此粘附。其中该碾磨过程后面是附聚以形成附聚的咖啡组合物的实例包括US 3554760(General Foods Corporation)、US 3514300 (Afico S. A.)、US 4724620(Nestec S. A·)、US 3227558 (General Foods Corporation)、US 4594256 (General Foods Corporation)、 US 3767419(General Foods Corporation)、 US 3716373(Rhodes)、 US 3821430 General Foods Corporation)、 US 3740232(General Foods Ltd)、 US 3729327 (General Foods Corporation)、US 3695165 (General Foods Corporation)禾口 US 3485637 (General Foods Corporation)。发明概述本发明提供了一种形成附聚的发泡咖啡组合物的方法，所述方法包括使咖啡组合物附聚的步骤，所述咖啡组合物按重量计大多数由发泡可溶性咖啡的颗粒组成，其中所述发泡咖啡的内部结构基本上得到保持。例如，所述发泡可溶性咖啡的颗粒中的至少一些在其附聚之前可未经碾磨。本发明还提供了一种通过该方法生产的附聚的咖啡组合物。本发明还提供了一种附聚的发泡咖啡组合物，其中至少50%重量的组合物由发泡可溶性咖啡组成，其中(i)使用定量杯内(in-cup)泡沫测试，在1分钟后，所述组合物呈现的泡沫体积为2. Ocm3或更大；和/或(ii)使用定量杯内泡沫测试，在10分钟后，所述组合物呈现的泡沫体积为0. 7cm3或更大；和/或(iii)在10分钟后所述组合物呈现的泡沫体积为在1分钟后存在的泡沫体积的至少40% ；和/或(iv)所述组合物的封闭孔体积大于 0. 3cm3/go发明详述本发明涉及附聚的发泡咖啡的形成。在过去，发泡咖啡以非附聚的形式提供。然而，本申请的发明人认识到，对于一些消费者，有利的是提供附聚形式的咖啡。因此，发明人将本领域的标准附聚技术施用于发泡咖啡的附聚。具体地，发明人使用本领域已知的技术来碾磨发泡咖啡并随后使其附聚。然而，当发明人采用标准附聚技术时，他发现与非附聚的咖啡的发泡能力相比，附聚的咖啡的发泡能力显著降低。此外，他发现通过附聚的咖啡产生的泡沫的特性复制现煮咖啡相关的泡沫特性至较低程度。
发明人随后发现，如果进行附聚使得发泡咖啡的内部结构基本上得到保持(例如通过没有碾磨步骤的附聚)，则可意外地保持附聚的咖啡的发泡能力和发泡特性。因此，本发明提供了一种形成附聚的发泡咖啡的方法，所述方法包括使发泡可溶性咖啡的颗粒附聚，其中在附聚期间保持发泡咖啡的至少一部分内部结构。例如，优选发泡可溶性咖啡的至少一些颗粒在其附聚之前未经碾磨。还发现，避免碾磨步骤改进所生产的附聚的咖啡的溶解性。不希望束缚于理论，发明人认识到，发泡咖啡的内部结构对于咖啡的发泡性质是重要的。具体地，内部结构包括其中含有气体的封闭孔。在溶解时，所产生的泡沫的特性取决于发泡咖啡的干颗粒的内部结构。发明人已发现，作为公认的附聚技术的一部分进行的碾磨和研磨干扰发泡咖啡的内部结构，其程度对咖啡的发泡能力和发泡特性两者均具有不利的影响。此外，发明人认识到，附聚可导致在附聚的咖啡的颗粒中形成敞开的孔，同时仍保持引起发泡的封闭孔结构。因此，发泡咖啡的附聚可产生附聚的咖啡，其不仅保持显著量的发泡能力，而且还保持当用热水复原(reconstitution)时容易溶解的能力。发明人已发现，该结果可优选通过由本文所述附聚方法控制发泡咖啡暴露于热量和水分而引起。“附聚”在本领域已知指其中组合物中的单个颗粒组合以形成较大颗粒的过程。通常，构成较大颗粒的单个颗粒仍然可识别，但是与附聚物中的其它单个颗粒保持在一起，使得附聚物保持为单一颗粒。例如，构成聚集体的单个颗粒可通过固体桥保持在一起。通常， 这些桥的拉伸强度与单个颗粒的拉伸强度为相同的数量级。例如，聚集体的断裂强度可为单个颗粒的拉伸强度的至少约十分之一，例如为单个颗粒的断裂强度的约四分之一至约一倍。如前所述，本领域公认的附聚技术包括在附聚之前进行“碾磨”的步骤，以降低粒径，以促进形成“预聚集体”。碾磨在本领域已知指其中组合物中单个颗粒的尺寸降低的过程。例如，碾磨过程可涉及减小组合物的平均粒径。可使用衍射分光光度计来测量平均粒径。例如，典型的碾磨技术可涉及将平均粒径减小至少50%，例如50% -90%。减小粒径的技术为本领域已知的。例如，已知研磨可减小可溶性咖啡的粒径。用于测量平均粒径的合适的衍射分光光度计的一个实例为在室温(20°C )和压力 (1大气压)下的Sympatec Helos/LAlaser衍射分光光度计。来自该分光光度计的输出数据以尺寸分布表(数量对尺寸)提供，由此可计算数均粒径。本发明的“发泡咖啡”是指模拟当将已研磨的烘焙咖啡的水提取物倒入杯中时所产生的泡沫的咖啡。例如，本发明的发泡咖啡可产生较大量的泡沫和具有较细气泡的泡沫，因此和对消费者接受性不利的可溶性咖啡所产生的泡沫相比，该泡沫更长效。咖啡发泡的程度可通过定量杯内泡沫测试来测量。该测试测量在组合物复原时所产生的泡沫的量。在该方法中，在20°C下将1.8g待测试组合物称入直径25mm，高250mm的 IOOcm3圆柱形玻璃量筒中，随后通过漏斗，在量筒顶部，经约5秒时间，将70cm38(TC的水从烧杯中倒在它上面。所用的漏斗由基底直径50mm，高40mm的圆锥部分和它所连接的内径 5mm，长50mm的管状部分组成。漏斗控制用于复原组合物的水的加入。在1分钟和10分钟时间间隔时记录由组合物在复原时所产生的泡沫体积。所有的测量重复进行。
因此，例如，本发明的发泡咖啡(用作起始物质的发泡咖啡的颗粒或附聚的咖啡产物两者)可呈现以下性质中的一种或多种1.使用定量杯内泡沫测试，在1分钟后，咖啡可呈现的泡沫体积为2. Ocm3或更大， 例如2. 5cm3-10. Ocm3，更优选在1分钟后为3. 0cm3-6. 0cm3。经1分钟的该发泡水平对消费者接受性可以是有利的，并且可大于产生对消费者接受性不利的泡沫的可溶性咖啡。2.使用定量杯内泡沫测试，在10分钟后，咖啡可呈现的泡沫体积为0. 7cm3或更大，例如1. 0cm3-8. 0cm3，更优选在10分钟后为1. 5cm3-5cm3。在10分钟后剩余的该泡沫量对消费者接受性可以是有利的，并且可大于产生对消费者接受性不利的泡沫的咖啡。3.在10分钟后，咖啡可呈现的泡沫为在1分钟后存在的泡沫体积的至少40%，比如40% -100%之间。更优选地，10分钟后的泡沫体积为50% -90%，比如60% -75%。因此，优选本发明的发泡咖啡所产生的泡沫随着时间而减少，但保持仍对消费者接受性有利的水平。泡沫的该保持水平可大于产生对消费者接受性不利的泡沫的可溶性咖啡的保持水平。4.咖啡可呈现的封闭孔体积大于0. 3cm7g，例如0. 5-3. 0cm3/g，例如0. 75cm3/ g-1. 5cm3/g，比如约 1. OcmVgo本发明的咖啡可例如呈现性质1_3(即，泡沫体积保持)中的至少一种，并且还可呈现其它三个条件中的一个或多个。例如，咖啡可呈现性质1、3和4。优选地，咖啡呈现所有四种性质。作为比较，通过该测试测量的市售可得的冻干咖啡一般在1分钟后呈现的泡沫体积仅为1. 5cm3，在10分钟后泡沫体积减少至仅为0. 5cm3。因此，与1分钟相比，典型的可溶性咖啡在10分钟后显示的泡沫保持仅为33%。发泡咖啡还倾向于比常规咖啡具有更高的封闭孔体积。例如，常规可溶性咖啡的封闭孔体积可为约0. 05cm7g。也就是说，如下所述的在颗粒内的封闭孔的总体积为约 0. 05cm3/g咖啡颗粒。相反，本发明的发泡咖啡优选的封闭孔体积为约0. 3cm3/g或更大，比如 0. 5cm3/g-3. 0cm3/g，例如 0. 75cm3/g-l· 5cm3/g，比如约 1. OcmVgo封闭孔体积可通过如下测量，首先使用氦比重计(Micromeritics Accupyc 1330) 测量已称重的量的粉末或微粒的体积，并用重量除以体积，来测量物质的骨架密度(g/ cm3)。骨架密度为密度的度量，所述密度包括存在于对大气密封的颗粒中的任何孔的体积， 并排除颗粒之间的空隙体积和存在于对大气敞开的颗粒中的任何孔的体积。密封的孔的体积(在本文中称为封闭孔体积)还源自测量在用研钵和研杵研磨以除去所有内部(封闭) 孔或将所有内部(封闭)孔向大气打开后的粉末或微粒的骨架密度。该类型的骨架密度 (在本文中称为真实密度(g/cm3))是包含粉末或微粒的仅仅固体物质的实际密度。封闭孔体积(cm7g)由骨架密度倒数(cm7g)减去真实密度倒数(cm7g)而确定。任选地，封闭孔体积还可用包含粉末或微粒的颗粒中所含的封闭孔体积的体积百分比来表示。封闭孔体积百分比由骨架密度倒数(cm7g)减去真实密度倒数(cm7g)随后将差值乘以骨架密度和 100%而确定。用于本发明的方法的发泡咖啡颗粒由可溶性咖啡制备。可溶性咖啡颗粒可例如为喷雾干燥的可溶性咖啡颗粒和/或冻干的可溶性咖啡颗粒。附聚的发泡咖啡的颗粒包含在咖啡组合物中。咖啡组合物中的大多数(就重量而言)由发泡咖啡的颗粒组成。优选地，咖啡组合物含有至少约55%重量的发泡咖啡的颗粒。更优选地，咖啡组合物含有约60%重量至约100%重量的发泡咖啡的颗粒，例如至少约80%重量，比如约100% 重量。具体地，随着咖啡组合物中的发泡咖啡颗粒的比例增加，附聚物的发泡能力和特性变得更加突出。例如，咖啡组合物可基本上仅含有发泡咖啡的颗粒。然而，除了至少50%重量的发泡咖啡的颗粒以外，咖啡组合物可含有另外的组分。 这些组分可包括，例如，茶提取物、乳产品、甜味剂和营养补充物中的一种或多种。另外的任选的成分包括，例如，天然和/或人造的甜味剂、乳化剂、稳定剂、增稠剂、流动剂、着色剂、 调味剂、芳香剂等。咖啡组合物还可含有非发泡咖啡，例如非发泡可溶性咖啡。“茶提取物”通常通过用溶剂(例如水)提取茶而得到。“乳产品”可包括一种或多种乳蛋白，比如源自奶牛来源的蛋白质。例如，乳产品可为乳脂(creamer)或增白剂。还可使用非乳的乳脂。“营养补充物”(或膳食补充物)为旨在补充饮食的产品。例如，可根据 US Dietary Supplement Health and Education Act of 1994 将膳食补充物分类。膳食补充物包括矿物质、膳食纤维、生物化学前体和植物甾醇。人造的甜味剂包括糖精、环拉酸盐(cyclamate)、丁磺氨、基于L-天冬氨酰基的甜味剂比如阿司帕坦以及这些物质的混合物。乳化剂包括甘油单酯、甘油二酯、卵磷脂、 单-甘油二酯的二乙酰基酒石酸酯(DATEM)、硬脂酰基乳酸酯、改性食物淀粉、聚山梨醇酯、 PGA、蔗糖酯以及它们的混合物。稳定剂包括磷酸二钾和柠檬酸钠。流动剂包括，例如，硅铝
酸钠、二氧化硅和磷酸三钙。应注意到，虽然发泡咖啡的颗粒未经碾磨，但是构成咖啡组合物的其它颗粒可经过碾磨，以增加它们在附聚时的效力。包含在咖啡组合物中的发泡咖啡的颗粒中的至少一些未经碾磨。更优选地，约 50%重量至约100%重量的发泡咖啡的颗粒未经碾磨。更优选地，约80%重量至约100% 重量的发泡咖啡的颗粒未经碾磨，例如至少约90%重量，比如约100%重量。具体地，随着未经碾磨的咖啡组合物中的发泡咖啡颗粒的比例增加，附聚物的发泡能力和特性变得更突出。例如，咖啡组合物可基本上仅含有发泡咖啡的颗粒。因此，本发明可提供一种形成附聚的发泡咖啡的方法，所述方法包括使咖啡组合物附聚的步骤，咖啡组合物按重量计大多数由发泡可溶性咖啡的颗粒组成，其中发泡可溶性咖啡的颗粒在它们附聚之前未经碾磨。发泡咖啡颗粒可仅由咖啡提取物制备，或者发泡咖啡颗粒可含有咖啡提取物和另外的组分。例如，可将另外的组分溶解于液体咖啡提取物中，随后将提取物干燥以形成可溶性咖啡。优选地，发泡咖啡颗粒包含至少约50%重量的咖啡提取物(即，源自咖啡豆提取的提取物)。更优选地，发泡咖啡颗粒包含约70%重量至约100%重量的咖啡提取物，例如至少90%重量，甚至更优选至少约100%重量。可包含在发泡咖啡颗粒中的另外的组分包括碳水化合物、蛋白质和/或它们的混合物。除了碳水化合物和/或蛋白质以外，或单独地，发泡组分可任选包括分散的脂肪。碳水化合物的实例包括，例如，糖(比如葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、甘露糖和麦芽糖)、多元醇(比如甘油、丙二醇、聚甘油和聚乙二醇)、糖醇(比如山梨糖醇、甘露糖醇、麦
8芽糖醇、乳糖醇、赤藓醇和木糖醇)、低聚糖、多糖、淀粉水解产物(比如麦芽糖糊精、葡萄糖糖浆、玉米糖浆、高麦芽糖糖浆和高果糖糖浆)、胶(比如黄原胶、藻酸盐、角叉菜胶、瓜耳胶、结冷胶(gellan)、刺槐豆胶和水解的胶)、可溶性纤维(比如菊粉、水解的瓜耳胶和聚右旋糖)、改性淀粉(比如可溶于或可分散于水中的经物理或化学改性的淀粉)、改性纤维素 (比如甲基纤维素、羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素)和/或它们的混合物。蛋白质的实例包括，例如，牛奶蛋白质、大豆蛋白质、鸡蛋蛋白质、明胶、胶原蛋白、 小麦蛋白质、水解的蛋白质(比如水解的明胶、水解的胶原蛋白、水解的酪蛋白、水解的乳清蛋白质、水解的牛奶蛋白质、水解的大豆蛋白质、水解的鸡蛋蛋白质、水解的小麦蛋白质和氨基酸)和/或它们的混合物。脂肪的实例包括，例如，源自植物、乳品或动物来源的脂肪、油、氢化油、互酯化的油、磷脂和脂肪酸和它们的级分(fraction)或混合物。脂肪还可选自蜡、留醇、留烷醇 (stanol)、萜烯和它们的级分或混合物。优选地，用于本发明的方法的发泡咖啡颗粒为其中控制微观结构以包含内部空隙空间的颗粒，该空隙空间由大多数10 μ m或更小的气体气泡和少数超过10 μ m的空隙空间组成。优选至少75%，最优选至少90%的气体气泡的尺寸为ΙΟμπι或更小。优选大多数气体气泡的尺寸为5微米或更小。因此，在用热水复原时，可生产具有一层稳定的浓咖啡型泡沫的咖啡产品。因此，发明人已发现，使用这种咖啡，已知的附聚过程碾磨不利地影响封闭孔的数量和尺寸分布，从而不利地影响咖啡的发泡能力和特性。制备这种发泡咖啡的合适的方法以及所得到的可溶性咖啡的性质描述于EP 0839457，其内容通过引用结合到本文中。单独地或除了控制封闭孔以外，用于本发明的发泡咖啡颗粒可包含填充加压气体的封闭孔。优选发泡咖啡颗粒提供有多种填充加压气体的封闭孔。优选所述气体为超过大气压的压力。术语“加压气体”还指捕获(entrap)的气体或流体(其温度和压力使得捕获的流体为超临界状态)，或者至少一部分捕获的气体或流体在颗粒的封闭孔内升高的压力条件下为液体形式。含有捕获的加压气体的发泡咖啡颗粒可根据在专利申请号US 20060040038 Al和/或US 20080160139 Al中所公开的技术生产，所述专利的内容通过引用结合到本文中。在本质上，所述方法包括(a)在足够的压力下加热干燥的可溶性咖啡，从而迫使气体进入干燥的可溶性咖啡的内部孔；(b)冷却已加热的干燥的可溶性咖啡；和(c)使已冷却的咖啡减压，其中已减压的冷却的咖啡具有填充加压气体的孔。加热优选在40°C -130°C 范围进行。压力优选为100(6.8巴)-2000psi (130巴)范围的加压氮气，但是还可使用更高的压力和/或供选的气体/超临界流体。发明人已研究了用于发泡可溶性咖啡的不同附聚方法，其中基本上保持发泡咖啡的内部结构。在这些研究期间，发明人已发现，基本上干燥的附聚方法是有利的。不希望束缚于理论，发明人认识到，附聚通常由正在经过玻璃化转变并变得粘稠从而彼此粘附的咖啡颗粒引起。通过可溶性咖啡的玻璃化转变的转变可通过增加温度和/ 或增加可溶性咖啡的水分含量而引起。然而，同时，发明人已发现，当可溶性咖啡经过其玻璃化转变时可发生封闭孔的合并，因为咖啡改变它的状态并变得塑性，促进物质的流动。发明人已发现，在附聚期间的这些影响可导致内部结构的一些损失，这对所得到的附聚的咖啡的发泡性质是不利的。因此，当温度和发泡咖啡的水分含量的组合超过咖啡经过玻璃化转变所需的条件时，可干扰发泡咖啡的内部结构。然后，发明人已发现，通过控制颗粒对热量和水分的暴露，使得颗粒的表面彼此结合，以形成强的附聚的颗粒而基本上不破坏颗粒的内部结构，可通过附聚基本上保持颗粒的内部结构，足以产生发泡附聚的咖啡。发明人已发现，当至少一部分待附聚的发泡可溶性咖啡包含含有加压气体的可溶性咖啡颗粒时，可将含有加压气体的颗粒掺入到附聚物结构中，同时保持其捕获的气体的至少一部分，因此保持显著程度的其发泡性能，这进而可增强附聚的产物的发泡性能。这优选通过以下实现预干燥含有加压气体的颗粒，使得这些颗粒的Tg(玻璃化转变温度)显著高于待附聚的粉末中的其它发泡或非发泡颗粒。因此，可在高于待附聚的粉末的仅一部分 (并非全部)的Tg的温度下进行附聚步骤。我们认为，这引起加热至大于其Tg的温度的粉末颗粒附聚，形成可捕获含有加压气体的干燥颗粒的结构，而未从这些颗粒中显著损失加压气体，如果将这些颗粒加热至高于其Tg，则通常会发生所述损失。优选预干燥将颗粒的水分含量降至小于2 %，更优选小于1%，最优选小于颗粒重量的0. 5%的水。因此，本发明可提供一种形成附聚的发泡咖啡组合物的方法，所述方法包括使咖啡组合物附聚的步骤，咖啡组合物按重量计大多数由发泡可溶性咖啡的颗粒组成，其中使咖啡组合物附聚的步骤为干燥附聚过程。干燥附聚方法(也可称为非再润湿附聚方法)为不涉及使用液体或气态粘合剂的方法。例如，所述方法可涉及向被附聚的咖啡组合物中实质上不加入水和/或蒸汽，以引起其附聚。应注意到，在附聚期间可存在少量的水分，例如在大气中，以便在附聚期间保持咖啡组合物的水合水平。具体地，发明人已发现，不显著改变(具体地，不增加)咖啡的水分含量的方法可以是有利的。一种优选的干燥附聚方法为将咖啡组合物加热至咖啡组合物形成附聚物的温度。不希望束缚于理论，发明人认识到，如果在附聚期间咖啡组合物的水分含量增加， 则咖啡组合物的玻璃化转变温度降低。此外，如果将咖啡组合物暴露于接近或高于其玻璃化转变温度的温度一段延长的时间，则发泡咖啡的内部结构可重排，降低其发泡能力和/ 或它产生的泡沫的品质。此外，当存在含有捕获的加压气体的颗粒时，由于咖啡颗粒的水分吸收，还可发生加压气体损失。因此，预期通过湿附聚方法生产的附聚物可能更容易受到其发泡性质的劣化，例如在任何随后的加热步骤期间或随后的储存期间。用于附聚的加热步骤本身可在发泡可溶性咖啡的颗粒的玻璃化转变温度下或高于该温度进行。如上所述，加热至高于玻璃化转变温度可影响组合物的发泡性质。然而，产生附聚所需的短时间可足够短以便不会显著影响组合物的发泡性质。例如，通过加热负载一层咖啡组合物的环形带或盘阵列上的组合物，可小心地控制加热时间和条件，使得在实际的附聚过程期间咖啡组合物的发泡性质得以保持。用于加热步骤的合适的设备包括例如由 Formcook AB,Helsingborg, Sweden, ^Berief InnovativGmbH & Co. KG，Wadersloh-Diestedde，Germany 提供的接触炊具。附聚消耗的时间取决于提供的层的厚度，但是，可例如从2分钟延长至30分钟。例如，在加热前可提供例如2-50mm的层。该过程可形成料饼，该饼可碎裂成为粒状物质。可在小心的条件下进行碎裂，以免干扰发泡咖啡的内部结构。此外，优选通过传导提供加热，例如，使用与含有咖啡层的环形带或盘阵列接触的加热元件。不希望束缚于理论，发明人已发现，通过传导加热可导致咖啡颗粒的表面层在咖啡颗粒的内层之前被加热。因此，表面层可经过其玻璃化转变，而内层可保持低于咖啡的玻璃化转变温度，或，与表面相比，以降低的速率经过咖啡的玻璃化转变。因此，虽然表面层的内部结构可存在一些损失，但是除表面层外全部的内部结构可基本上得以保持。发明人已发现，这种安排引起在附聚期间令人满意的发泡性质保持，同时，使单个的咖啡颗粒附聚。例如，加热步骤可在高于咖啡组合物的玻璃化转变温度5_50°C之间的温度下进行。下限可有助于咖啡组合物具有足够的流体性以与附聚物的邻近颗粒形成强结合。上限可在附聚期间防止组合物的发泡性质劣化。例如，可将混合物加热至高于涂层组合物的玻璃化转变温度40°C或更低的温度，例如高于30°C或更低，比如高于20°C。同样，加热混合物的下限可高于涂层组合物的玻璃化转变温度10°C或更多，或高于15°C或更多。可使用差示扫描量热法(DSC)测量玻璃化转变温度。DSC可例如使用得自Perkin Elmer的仪器进行，例如使用其“Hyper DSC”机器。可进行扫描的扫描速率的一个实例为 2°C/分钟。例如，可在60_120°C范围的温度下加热咖啡组合物以影响附聚，例如90_120°C。 例如，如果以层结构提供咖啡组合物并通过加热元件加热以形成饼状结构，则加热元件的温度可为这些温度。这可促进之前所述的效果通过优先于咖啡颗粒的芯而传导表面层来传热以将它们附聚。附聚步骤优选为可小心控制压紧程度的方法，这样可期望导致附聚的产物的密度与起始物质的密度在相同的数量级(即，在起始物质的约+/-25%内)。例如，通过在两个平行的加热板之间压紧具有均勻高度的咖啡颗粒床，可控制压紧程度，这两个平行的加热板可设定为彼此固定的距离。咖啡颗粒床高度与加热板之间的距离的比率可变化，使得可控制压紧程度。该比率可以是例如约1 1至约2 1。在一个供选的实施方案中，除了咖啡本身的重量以及来自其中进行附聚的大气的任何压力以外，不施加外部压力。转向本发明方法的实际产物，该方法生产附聚的发泡咖啡组合物。由于未曾经受碾磨(或者，在一个优选的方面，暴露于湿附聚过程)，因此保持了组合物的发泡性质，因此附聚的咖啡的发泡性质与起始物质类似。所述产物可为附聚的咖啡的单个颗粒或者可为饼状结构，在提供给消费者之前， 可将该饼状结构分割或形成为较小的单元和/或碎裂。例如，当咖啡通过例如传导加热而附聚为层时，可提供饼状结构。例如在附聚前通过将咖啡填充至模具中，也可形成饼状结构，以便控制附聚的产物的形状和/或尺寸。还可分割或形成饼状结构，其方式使得能控制所得到的附聚的咖啡的形状和/或尺寸，因此产生单个成型的颗粒。根据附聚的产物期望的外观，成型的颗粒可为均勻或非均勻的形状和/或尺寸。发明人还发现，通过上述方法的附聚可在附聚的产物中产生显著量的敞开的孔， 所述孔以附聚的颗粒之间的三维通道存在。预期正是这些敞开的孔在复原时通过毛细作用将水吸至颗粒中，从而当例如用热水复原时，使得附聚的产物容易地溶解。优选地，最终的组合物的散密度为0. 16-0. 45g/cm3,优选0. 16-0. 30g/cm3,更优选 0. 19-0. 25g/cm3，还更优选 0. 20-0. 24g/cm3。堆积散密度(tapped bulk density)通常为0. 17-0. 32g/cm3，优选0. 20-0. ^g/cm3。这与标准可溶性咖啡组合物大致相同，结果是， 由于消费者可按通常用于常规可溶性咖啡相同的量简单地使用组合物，这些范围的散密度 (bulk density)对消费者接受性是有利的。虽然最终的组合物的散密度(bulk density)和堆积密度(tap density)与标准可溶性咖啡组合物大致相同，但是由于存在填充气体的封闭孔，最终的组合物的骨架密度通常低于标准可溶性咖啡组合物。例如，最终的组合物的骨架密度通常可低于约1. 3g/cm3, 比如为0. 5-1. lg/cm3之间，而常规可溶性咖啡颗粒的骨架密度通常高于约1. 4g/cm3。散密度(g/cm3)通过以下确定当通过漏斗倒入量筒时，测量给定重量(g)的可溶性咖啡占据的体积(cm3)。堆积密度(g/cm3)通过以下确定将可溶性咖啡倒入量筒中，振动量筒，直至咖啡产物沉降至其最低体积，记录该体积，称重产物，将重量除以体积。骨架密度(g/cm3)通过以下确定使用氦气比重计(Micromeritics AccuPyc 1330)，测量经称重的可溶性咖啡的体积，并用重量除以体积。骨架密度为咖啡产物密度的度量，所述密度包括存在于对大气封闭的单个可溶性咖啡颗粒中的任何孔的体积，并排除咖啡颗粒之间的空隙体积和存在于对大气敞开的单个的可溶性咖啡颗粒中的任何孔的体积。除非另外说明，否则本文中所有测量在室温(20°C )和1大气压下测定。
实施例现在参考以下非限制性实施例来描述本发明。实施例1通过如下制备一定量的发泡喷雾干燥的咖啡粉末在压力下将氮气注射至液体咖啡提取物中，随后喷雾干燥该液体咖啡提取物，以生产具有许多微观封闭孔的粉末。将IOOg封闭孔体积为1. OcmVg并且散密度为0. 23g/cm3的发泡可溶性喷雾干燥的咖啡粉末铺展在金属板上，通过在密封的容器中将粉末暴露于潮湿的环境而进行附聚。 通过将一定量的约15°C温度的水放置在第二金属板上来产生潮湿的环境，该第二金属板也放置在密封的容器中。在该潮湿的环境中约M小时后，发泡喷雾干燥的咖啡颗粒已附聚，以形成咖啡板块(slab)。将该板块在干燥器中储存过夜，以降低咖啡的水分含量。随后使用汤匙手动将板块破裂通过2. 8mm筛，而将干燥的板块破碎成为颗粒。随后将所得到的颗粒手动筛分，以除去尺寸小于500微米的任何物质(包括未附聚的颗粒或在造粒期间产生的细屑)。在内径65mm的烧杯中，当用200ml 85°C的水复原3g所得到的附聚的速溶咖啡产物时，产生一层泡沫，其覆盖所得到的速溶咖啡饮料的整个表面。还注意到，当在热水中复原时，咖啡具有优良的溶解性。具体地，在用汤匙搅拌约 2秒之后，不剩余未溶解的颗粒。发泡附聚的速溶咖啡颗粒的散密度为0. 23g/cm3,并且封闭孔体积为0. 35cm7g。随后使用定量杯内泡沫测试来测量通过使附聚的速溶咖啡颗粒发泡产生的泡沫的量，其结果示于表1。
表 权利要求
1.一种形成附聚的发泡咖啡组合物的方法，所述方法包括使咖啡组合物附聚的步骤， 所述咖啡组合物按重量计大多数由发泡可溶性咖啡的颗粒组成，其中所述发泡可溶性咖啡的颗粒中的至少一些在其附聚之前未经碾磨。
2.权利要求1的方法，其中所述发泡咖啡的颗粒通过喷雾干燥可溶性咖啡提取物而形成，并且其中在通过喷雾干燥形成和使咖啡组合物附聚的步骤之间，所述喷雾干燥的颗粒未经碾磨。
3.权利要求1或权利要求2的方法，其中所述使咖啡组合物附聚的步骤为非再润湿附聚过程。
4.前述权利要求中任一项的方法，其中所述使咖啡组合物附聚的步骤包括将所述咖啡组合物加热至所述组合物形成附聚物的温度。
5.权利要求4的方法，其中在使所述咖啡组合物附聚的步骤期间，所述咖啡组合物的水分含量不增加。
6.权利要求4或权利要求5的方法，其中通过传导进行加热。
7.前述权利要求中任一项的方法，其中所述发泡咖啡颗粒中的至少一些提供有多种填充加压气体的封闭孔。
8.权利要求7的方法，其中所述多种封闭孔含有超过大气压的气体。
9.权利要求7或权利要求8的方法，其中所述咖啡组合物包含含有加压气体的预先干燥的颗粒。
10.一种附聚的咖啡组合物，所述组合物通过权利要求1-9中任一项的方法生产。
11.一种附聚的发泡咖啡组合物，其中至少50%重量的组合物由发泡可溶性咖啡组成，其中(i)使用定量杯内泡沫测试，在1分钟后，所述组合物呈现的泡沫体积为2. Ocm3或更大；和/或( )使用定量杯内泡沫测试，在10分钟后，所述组合物呈现的泡沫体积为0. 7cm3或更大；和/或(iii)在10分钟后，所述组合物呈现的泡沫体积为在1分钟后存在的泡沫体积的至少 40% ；和/或(iv)所述组合物的封闭孔体积大于0.3cm7g。
全文摘要
一种形成附聚的发泡咖啡组合物的方法，所述方法包括使咖啡组合物附聚的步骤，所述咖啡组合物按重量计大多数由发泡可溶性咖啡的颗粒组成，其中所述发泡可溶性咖啡的颗粒中的至少一些在其附聚之前未经碾磨。
文档编号A23F5/38GK102458141SQ201080026123
公开日2012年5月16日 申请日期2010年4月6日 优先权日2009年4月6日
发明者T·P·伊米森 申请人:卡夫食品研发公司