一种功能咖啡粉及其制备方法

1.本发明涉及咖啡粉加工技术领域，具体涉及一种功能咖啡粉及其制备方法。


背景技术：

2.现有的焙炒咖啡粉组分较为单一，功能也较为单一，由于仅含有咖啡豆一种原料，冲泡后不具备减肥瘦身或其他保健功能。为了增加咖啡粉的保健功能性，可以向咖啡粉中掺入少量地药食同源保健原料，如山楂可以消除体内脂肪，减少体内脂肪。燕麦具有降低胆固醇的作用，大枣、龙眼肉具有健脾益气，养心安神之功效，薏苡仁有利水渗湿之作用。按中医理论，人体肥胖原因主要为：一是胃热滞脾；二是脾肾阳虚，脾失健运，痰湿中阻：三是气滞血痰。这些药食同源原料的主要功效就是健脾除湿，消食散痪，从而起到降脂减肥的作用。但是这些原料本身带有一定的气味或口感，咖啡粉中的掺入比例就显得尤为重要，掺入过多会影响咖啡的口感和香味，掺入过少会导致保健功能不足。因此需要研究如何制备一种具备瘦身功能的原味咖啡粉。
3.现有的一些功能咖啡粉制备过程中仅仅是将一些保健原料通过混匀装置与焙炒咖啡粉混合后分装，由于保健原料含量较小，将少量的保健辅料掺入主料焙炒咖啡粉中时就会出现辅料分散不均匀的问题，大批量生产时容易导致产品的均一性较差，品控不稳定，口感和保健效果差异较大，严重影响了功能咖啡粉的推广。而为了克服这一问题，多数解决方案是延长混合时间，提高混合的均一性，但是这种方法对于大批量混合的均一性提升较为有限，且大批量生产时耗时过多也严重降低了生产效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种功能咖啡粉及其制备方法，解决现有咖啡粉功能单一，以及生产过程中功能性原料掺入均一性较差的问题。
5.为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：
6.一种功能咖啡粉，由如下质量分数计的原料混合研磨而成：焙炒咖啡粉96～98％；荷叶0.5～1％；燕麦0.5～1％；龙眼肉0.25～0.5％；山楂0.25～0.5％；薏苡仁0.25～0.5％：大枣0.25～0.5％。
7.一种上述功能咖啡粉的制备方法，具体步骤如下：
8.(a)按比例称取原料后，将除焙炒咖啡粉以外的原料全部混合均匀后粉碎，粉过40目筛，置烘箱中，60℃以下烘烤至水分为5％以下，取出放在铝箔袋中密封作为辅料粉待用；将焙炒咖啡粉作为主料备用；
9.(b)将辅料从逐级分散装置顶部加入，将主料从逐级分散装置的侧面加入，逐级分散装置将主料与辅料同步混合后自上而下逐级下落，重复搅拌混合，主料与辅料的混合物逐级下落过程中不断添加新的主料混合搅拌，辅料被主料逐级搅拌稀释分散直至辅料完全分散于主料中，从逐级分散装置的底部取出混合完成的功能咖啡粉，分装成小袋即可。
10.优选地，所述逐级分散装置包括外筒，所述外筒的外壁自上而下设有若干主料管，
所述外筒上设有框架和辅料管，所述框架的顶部设有气缸，所述框架的两侧之间滑动连接有升降板，所述升降板顶部与气缸的伸缩杆固连，所述升降板下设有电机，所述电机的输出轴下设有转轴，所述转轴与外筒同轴设置并与外筒转动连接，所述外筒内自上而下设有若干逐级搅拌机构，所述主料管分别与逐级搅拌机构逐一连通，所述逐级搅拌机构均由转轴控制自上而下的同步逐级出料，逐级搅拌机构通过同步搅拌完成辅料在主料中的逐级稀释，最下层的逐级搅拌机构底部设有出料管。
11.优选地，所述逐级搅拌机构包括设于外筒内壁上的搅拌釜和隔筒，所述隔筒设于搅拌釜上方，所述搅拌釜和隔筒均套设在转轴外，所述转轴上设有锥形塞、密封环和若干搅拌叶，所述锥形塞设于隔筒的下口下方，所述密封环的外壁与搅拌釜的底部密封滑动连接，所述密封环与转轴转动连接，所述搅拌叶均设于搅拌釜内，所述主料管连通于搅拌釜和隔筒之间，最下层的搅拌釜底部连通有出料管。
12.优选地，所述出料管上设有电磁阀。
13.一种瘦身功能型速溶咖啡粉的制备方法，具体步骤为：取400重量份上述功能咖啡粉，置提取罐中，加2000重量份的水，180℃加压煮沸1小时，自然冷却，过滤取滤液，滤液浓缩后170℃喷雾干燥，得瘦身功能型速溶咖啡粉。
14.一种速溶咖啡凝胶的制备方法，具体步骤为：
15.(a)将上述方法制备的速溶咖啡粉分装入明胶胶囊中备用，每个胶囊内的速溶咖啡粉重量在0.1～10g之间；
16.(b)按5～10wt％的比例将海藻多糖加入热水中搅拌溶解，将海藻多糖溶液冷却至50～60℃，将含速溶咖啡粉的胶囊加入海藻多糖溶液中，迅速搅拌均匀后注入模具内急冷至4℃，封装即得速溶咖啡凝胶。
17.本发明的优点在于：
18.向焙炒咖啡粉中引入了多种瘦身减肥保健功能的原料，能够在保证咖啡粉口感和气味适宜的同时提供瘦身保健功能，拓展了咖啡粉的应用范围，兼顾了产品的感官和功能。本发明中采用的逐级分散装置能够将少量的辅料粉逐级稀释分散于大量的咖啡粉中，逐渐扩大混合物的体积和重量，使得最终的混合物均一性佳，连续的自上而下逐级分散方式可极大的节省混合时间，适用于工业上的流水线式生产，不同批次间的出料间隔时间短，生产效率高。
附图说明
19.图1为逐级分散装置的整体结构示意图。
20.图2为逐级分散装置的俯视图。
21.图3为图2中a-a向剖视图。
22.图4为图2中b-b向剖视图。
23.图5为逐级分散装置的内部结构示意图。
24.其中，1-外筒，11-辅料管，12-主料管，2-框架，21-升降板，3-气缸，4-电机，41-转轴，42-搅拌叶，5-隔筒，51-锥形塞，6-搅拌釜，61-密封环，7-出料管，71-电磁阀。
具体实施方式
25.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
26.实施例1：一种功能咖啡粉的制备方法，具体步骤如下
27.(a)按如下质量分数计称取原料：焙炒咖啡粉96％；荷叶1％；燕麦1％；龙眼肉0.5％；山楂0.5％；薏苡仁0.5％：大枣0.5％。焙炒咖啡粉的制备方法为：咖啡生豆原料分级后于145～170℃焙炒15～20min，冷却至室温后研磨成粉过40目筛即得焙炒咖啡粉。具体焙炒温度可根据原料种类的不同加以调整。
28.(b)将除焙炒咖啡粉以外的原料全部混合均匀后粉碎，粉过40目筛，置烘箱中，60℃以下烘烤至水分为5％以下，取出放在铝箔袋中密封作为辅料粉待用；将焙炒咖啡粉作为主料备用；
29.(c)混合加工前，确保密封环61封堵搅拌釜6底部，同时锥形塞51与隔筒5下口完全分离，通过主料管12向各个搅拌釜6内加入主料焙炒咖啡粉，焙炒咖啡粉的加入量可以自上而下逐层递增，例如上层搅拌釜6内加入16wt％的焙炒咖啡粉，中层搅拌釜6内加入30wt％的焙炒咖啡粉，下层搅拌釜6内加入50wt％的焙炒咖啡粉，合计96wt％，上述比例可根据实际需要调整，例如各层搅拌釜6内等比例(32wt％)加入焙炒咖啡粉，通过辅料管11加入4wt％的辅料，辅料落入隔筒5内，随后辅料从隔筒5的下口落入上层搅拌釜6内，打开电机4，电机4带动转轴41转动，转轴41带动各个搅拌釜6内的搅拌叶42转动，混合搅拌釜6内的主料和辅料，搅拌混合10分钟后暂停电机4，打开气缸3，抬升升降板21，升降板21带动电机4和转轴41上行直至锥形塞51密封堵塞隔筒5的下口，同时密封环61上行使得搅拌釜6底部开口打开，关闭气缸3，各个搅拌釜6内的混合物均落入下方的隔筒5内，必要时可以打开电机4，用搅拌叶42的转动辅助物料的下落，当各个搅拌釜6内的物料清空后，打开气缸3，下降升降板21，转轴41随之下行，转轴41带动密封环61封堵搅拌釜6底部，同时锥形塞51与隔筒5下口完全分离，隔筒5内上层落下的混合物通过隔筒5下口落入下方的搅拌釜6内，通过主料管12向各个搅拌釜6内补料焙炒咖啡粉，通过辅料管11补充加入4％辅料，补充完毕后，辅料或上层落下的混合物与下方搅拌釜6内的补料焙炒咖啡粉混合，再次打开电机4，同时搅拌各个搅拌釜6内的混合料10分钟，重复上述过程，如此循环，这样从上层搅拌釜6至底层搅拌釜6，物料逐级下落过程中不断掺入焙炒咖啡粉对辅料进行分散稀释混匀，最终能够在短时间内将少量的辅料均匀地分散在大量主料内。当主料和辅料在最下层的搅拌釜6内搅拌混合后，打开出料管7即可取出混合完成的功能咖啡粉。利用上述逐级重复分散过程还能够完成连续混匀加工过程，提高混匀加工效率。
30.(d)将功能咖啡粉装入挂耳式滤泡咖啡袋中，15g/袋即得冲泡咖啡粉。
31.本实施例中使用的逐级分散装置如图1至图5所示，包括外筒1，所述外筒1的外壁自上而下设有若干主料管12，所述外筒1上设有框架2和辅料管11，所述框架2的顶部设有气缸3，所述框架2的两侧之间滑动连接有升降板21，所述升降板21顶部与气缸3的伸缩杆固连，所述升降板21下设有电机4，所述电机4的输出轴下设有转轴41，所述转轴41与外筒1同轴设置并与外筒1转动连接，所述外筒1内自上而下设有3个逐级搅拌机构，所述主料管12分别与逐级搅拌机构逐一连通，所述逐级搅拌机构均由转轴41控制自上而下的同步逐级出料，逐级搅拌机构通过同步搅拌完成辅料在主料中的逐级稀释，最下层的逐级搅拌机构底
部设有出料管7。所述逐级搅拌机构具体结构包括设于外筒1内壁上的搅拌釜6和隔筒5，所述隔筒5设于搅拌釜6上方，所述搅拌釜6和隔筒5均套设在转轴41外，所述转轴41上设有锥形塞51、密封环61和若干搅拌叶42，所述锥形塞51设于隔筒5的下口下方，所述密封环61的外壁与搅拌釜6的底部密封滑动连接，所述密封环61与转轴41转动连接，所述搅拌叶42均设于搅拌釜6内，所述主料管12连通于搅拌釜6和隔筒5之间，最下层的搅拌釜6底部连通有出料管7。隔筒5的上口大，下口小呈漏斗状，上口与外筒1内壁密封固连，下口套设在转轴41外。搅拌釜6的底部也开设有出料口，所述出料口与密封环61密封滑动连接。所述出料管7上设有电磁阀71。逐级搅拌机构的层叠个数可根据实际混合效果进行增减，如果最终的混合物料不能足够均匀，就需要增加逐级搅拌机构至4～6组，减少每个搅拌釜内加入的焙炒咖啡粉量。
32.实施例2：其余均与实施例1相同，不同之处在于：
33.按如下质量分数计称取原料：焙炒咖啡粉98％；荷叶0.5％；燕麦0.5％；龙眼肉0.25％；山楂0.25％；薏苡仁0.25％：大枣0.25％。
34.对照实施例：其余均与实施例1相同，不同之处在于不使用逐级分散装置进行混合，采用常规混合方法，将辅料直接加入全部主料中，采用单个搅拌釜进行搅拌混匀，搅拌时间为30分钟。
35.将不同主料和辅料混合比例的混合品分别发至：常饮咖啡人群试饮，试饮方法是将混合粉按常规滤纸冲泡法冲泡，然后让试饮人员一一品尝〈每种样品品尝后要求用清水漱口)，要求试饮人员分别描述咖啡的气味和口感，得结论如表1。
36.表1混合咖啡比例及口感
37.序号主料焙炒咖啡粉(g)辅料(g)主料和辅料比例冲饮咖啡气味、口感12502501：1药材味很重、不能接受24002002：1药材味很重、不能接受33751253：1药材味重、口感有药味44001004：1药材味重、口感有药味55001005：1药材味重、口感有药味66001006：1药材味重、口感有药味77001007：1有药材气味、口感有淡药味8400508：1有药材气味、口感有淡药味94802024：1有淡药材气味、可以接受104901049：1几乎没有药材味、好接受
38.由此选择9号和10号的比例作为实施例1和2中的主料和辅料比例。
39.将上述实施例1和2的终产品及主料焙炒咖啡粉按ny/t605-2006《焙炒咖啡》标准检测部分主要指标，结果如下：
40.表2挂耳式滤泡咖啡检测结果
41.检测项目标准规定实施例1实施例2焙炒咖啡粉水分≤5.0％1.78％2.50％2.10％咖啡因≥0.8％1.0％1.0％1.0％沙门氏菌不得检出(25g)未检出(25g)未检出(25g)未检出(25g)
志贺氏菌不得检出(25g)未检出(25g)未检出(25g)未检出(25g)金黄色葡萄球菌不得检出(25g)未检出(25g)未检出(25g)未检出(25g)
42.由于山楂酸存在于大枣和山楂中而不存在于咖啡中，因此将山楂酸作为指标物来判断辅料是否在主料中充分混匀，从实施例1、实施例2和对照实施例的同一批次产品中各取样10袋，利用hplc检测各样本中山楂酸的含量，共检测三个批次，统计变异系数以观察相同批次的均一性和稳定性。结果如下：
43.表3辅料在主料中分散均一性评价
[0044][0045]
表3结果表明，采用传统的混合方式很容易导致同一批次的产品内，主料和辅料的颗粒混合不均匀，同一批次内的不同样品间的山楂酸含量变异系数较大，表明即使是同一批次混合生产的功能咖啡粉，分装后，同批次不同样品内的辅料含量差异较大，间接表明少量辅料没有均匀地分散在主料中，分装后才会出现上述现象。而本技术采用逐级分散装置后有效降低了同批次内样本中辅料含量的波动，主料与辅料的混合更为均一，分装后，同批次各样品中辅料含量才会变化较小，混合的均一性和稳定性更好。
[0046]
实施例3：速溶咖啡粉的制备：
[0047]
取400重量份实施例1中制备的功能咖啡粉，此功能咖啡粉中药材原料含量为4％，置提取罐中，加2000重量份的水，180℃加压煮沸1小时，自然冷却，过滤取滤液，滤液浓缩后170℃喷雾干燥，得瘦身功能型速溶咖啡粉。重复制备三次，三次速溶咖啡粉重量分别为59.03g,57.44g,54.31g。
[0048]
实施例4：速溶咖啡粉的制备：
[0049]
取400重量份实施例2中制备的功能咖啡粉，此功能咖啡粉中药材原料含量为2％，置提取罐中，加2000重量份的水，180℃加压煮沸1小时，自然冷却，过滤取滤液，滤液浓缩后170℃喷雾干燥，得瘦身功能型速溶咖啡粉。重复制备三次，三次速溶咖啡粉重量分别为57.059,55.42g,58.26g。
[0050]
将实施例3和4制备的瘦身功能型速溶咖啡粉，按q/bjl0001s-2020《速溶咖啡》标准检测部分主要指标，结果如下：
[0051]
表4瘦身功能型速溶咖啡粉检测结果
[0052]
检测项目标准实施例3实施例4咖啡因≥0.2g/100g0.63g/100g0.61g/100g蛋白质≥1.0g/100ml16.0g/100ml17.0g/100ml
[0053]
实施例5：速溶咖啡凝胶的制备
[0054]
(a)上述实施例中制备的速溶咖啡粉分装入明胶胶囊中备用，每个胶囊内的速溶咖啡粉重量在0.1～10g之间；
[0055]
(b)按5～10wt％的比例将海藻多糖加入热水中搅拌溶解，将海藻多糖溶液冷却至50～60℃，将含速溶咖啡粉的胶囊加入海藻多糖溶液中，迅速搅拌均匀后注入模具内急冷至4℃，封装即得速溶咖啡凝胶。
[0056]
采用上述方法制备速溶咖啡凝胶可以将速溶咖啡粉制备成即食型咖啡制品，也可以将速溶咖啡凝胶放入热水中冲泡形成咖啡液饮用，两种可选的食用方法可满足不同的食用需求。
[0057]
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。