咖啡豆颗粒的制作方法

本发明涉及咖啡豆颗粒、通过对咖啡豆脱脂和碾磨来制备咖啡豆颗粒的方法、以及咖啡豆颗粒的用途。

背景技术：

尽管在香味保存技术方面取得进展，但一些消费者仍然认为可溶(或速溶)咖啡产品与在家冲煮的咖啡相比缺乏新鲜度和新鲜冲煮咖啡的香味。为了克服香味方面的这一缺陷，市面上推出了将细磨的(微粉化)烘焙咖啡掺入到可溶咖啡中以增强味道和香味的产品。由可溶咖啡制备的饮料中的咖啡颗粒可能在饮用期间产生令人不悦的沙质感觉。颗粒的感知可通过减小颗粒尺寸来减少，因此希望获得小于约50微米的颗粒尺寸，因为小于此尺寸的颗粒在口中几乎不被感知。

然而，由于它们的天然油含量，咖啡颗粒在研磨时变得发粘，因为液体咖啡油在研磨期间被挤出孔隙并移动到颗粒表面。因此，施加到研磨机中的那些颗粒上的能量在很大程度上通过塑性变形和油中的粘滞流动而被吸收，而粘性颗粒形成团块并沿着设备的壁积聚。因此，在环境温度下的干燥研磨技术在可获得的颗粒尺寸减小方面受到限制，并且通常不能获得小于50微米的颗粒尺寸。

us1716323、ep0560609和jp2005312319公开了在油中进行碾磨的信息。将油用作连续珠磨中的载体介质显示出对克服粘合剂颗粒的相互作用有效，从而可将颗粒尺寸减小至远远小于50微米的目标。然而，为了处理咖啡颗粒在油中的悬浮液，固体颗粒含量被限制为约50％。在较高咖啡颗粒载量的情况下，悬浮液变得过于粘稠并且无法再以可靠的方式泵送。因此需要显著量的油，其后与微粉化咖啡颗粒的分离是很复杂的。

us3261689、gb2022394和ca1110104中公开了低温碾磨。该技术利用咖啡油在低于约-20℃的温度下变成完全固体这一事实。固体油不会不利地影响烘焙咖啡颗粒的机械性能和破损条件。相反，冻结的油易碎而坚硬。然而，在处理方面，低温碾磨中的高吞吐量液氮就过程经济学而言是不利的。根据所用的碾磨类型，显著量的超大颗粒需要通过低温筛分分离，然后再循环到研磨机中。此外，据观察，当被消费者重构成咖啡饮料时，低温碾磨的咖啡趋于聚集并沉淀到杯子的底部。这种效应可再次归因于咖啡油，一旦微粉化颗粒的温度升高至环境水平，咖啡油即释放。游离的油渗出咖啡颗粒，在饮料的上层形成难看的“鱼眼”。

在us3652292、us3697288、gb1489166和de3130346中公开了与纯可溶咖啡(psc)的生产一样，在含水介质中进行微粉化烘焙咖啡(mrc)的湿处理。建议在水相中连续珠磨，以将咖啡颗粒微粉化至小于50μm的尺寸。所得产物显示最终杯中咖啡颗粒更少聚集和沉淀，但经常观察到mrc颗粒絮凝，因为疏水性咖啡颗粒相互作用以形成浮动的胶态结构。可接受此效应，或者借助稳定剂添加剂或通过ph调整来对抗此效应。此类添加剂增加了成本，并且可能被消费者不利地感觉到。

us1214875和ep2659783中公开了使用纯可溶咖啡粉末作为载体，在喷射碾磨机中共研磨烘焙咖啡颗粒。通过加入吸收来自颗粒表面的咖啡油的载体(纯可溶咖啡粉末)，避免碾磨机中的产物具有粘性并且获得非常细的咖啡颗粒。最终杯中的聚集减少。不过，杯中的沉淀仍然是一个关键问题。喷射碾磨机稳定运行所需的载体质量分数非常大(按重量计约50％)，这将不利地影响吞吐量和过程效率以及最终的杯感官特性。

因此，需要改进的方法，以获得在加工期间不粘滞的小咖啡豆颗粒，并且颗粒在由该颗粒制备的食品或饮料中不会沉淀或产生令人不悦的感官感觉。

技术实现要素：

本发明人发现，脱脂咖啡豆允许将咖啡碾磨至小颗粒尺寸，从而避免现有技术的一些缺点，因此本发明涉及具有50微米或更小的d90颗粒尺寸和8％(重量/重量)或更少的油含量的咖啡豆颗粒。此外，本发明涉及一种制备咖啡豆颗粒的方法，包括：a)从咖啡豆中去除油以产生脱脂咖啡豆；以及b)将咖啡豆研磨至50微米或更小的d90颗粒尺寸。在又一方面，本发明涉及包含本发明的咖啡豆颗粒的产品以及本发明的咖啡豆颗粒的用途。

附图说明

图1示出了被根据组合物1的粉末堵塞的喷射碾磨机的碾磨室。在碾磨室内发现烧焦的粒料(深色)，而出口被粘附性粉末(中心处的较浅颜色)堵塞。详细信息见实施例1。

图2示出了在稳定运行4小时之后包含根据组合物3的粉末的喷射碾磨机的碾磨室。在碾磨室和自由出口管处仅发现松散的结块(浅色)。详细信息见实施例1。

图3示出了通过机械压制两次进行脱脂的烘焙并且研磨的咖啡(组合物3)在碾磨之前和之后的颗粒尺寸分布(黑线)，以及烘焙并且研磨的咖啡与纯可溶咖啡的50/50混合物(组合物4)在碾磨之前和之后的颗粒尺寸分布(灰线)。详细信息见实施例1。

图4示出了通过超临界co2提取进行脱脂的烘焙并且研磨的咖啡(组合物6)在碾磨之前和之后的颗粒尺寸分布(黑线)，以及烘焙并且研磨的咖啡与纯可溶咖啡的50/50混合物(组合物7)在碾磨之前和之后的颗粒尺寸分布(灰线)。详细信息见实施例2。

图5示出了通过己烷提取进行脱脂的烘焙并且研磨的咖啡(组合物9)在碾磨之前和之后的颗粒尺寸分布(黑线)，以及烘焙并且研磨的咖啡与纯可溶咖啡的50/50混合物(组合物10)在碾磨之前和之后的颗粒尺寸分布(灰线)。详细信息见实施例3。

具体实施方式

本发明涉及具有50微米或更小的d90颗粒尺寸和8％(重量/重量)或更少的油含量的咖啡豆颗粒。

所谓的咖啡豆是指来自任何品种的咖啡植物的豆或种子，例如来自小果咖啡(coffeaarabica)和/或中果咖啡(coffeacanephora)。咖啡豆可为生的或未加工的，或者可经过烘焙。可通过以任何合适方式烘焙生咖啡豆以产生烘焙咖啡豆，来产生与烘焙咖啡相关的香味韵调。合适的烘焙方法是本领域众所周知的。咖啡豆颗粒是指通过以任何合适的方式(例如压碎、碾磨、研磨等)将咖啡豆破碎成更小块而由咖啡豆制成的颗粒。

小果咖啡豆颗粒是指小果咖啡品种的豆的颗粒，也称为阿拉比卡咖啡；并且罗布斯塔咖啡豆颗粒是指中果咖啡品种的豆的颗粒，也称为罗布斯塔咖啡。

本发明的咖啡豆颗粒可通过其颗粒尺寸分布来表征。可例如通过激光衍射法测量颗粒尺寸，并且可例如通过其体积分布表征颗粒尺寸，例如使用参数d50(体积中值直径)——50％(基于体积)的颗粒群体低于该直径，和/或d90——90％(基于体积)的颗粒群体体积小于该直径。本发明的咖啡豆颗粒的特征在于具有50微米或更小、优选地40微米或更小、更优选地30微米或更小的d90颗粒尺寸。

咖啡豆天然包含油，按重量计，烘焙的小果咖啡豆通常包含约15％的咖啡油，烘焙的中果咖啡豆通常包含约10％的咖啡油。本发明的咖啡豆颗粒具有与咖啡豆的天然油含量相比降低的油含量。本发明的咖啡豆颗粒的特征在于具有按重量计8％或更少、优选地7％或更少、更优选地6％或更少的油含量。如果咖啡豆颗粒为小果咖啡豆颗粒，则其优选具有7％或更少、更优选地6％或更少的油含量。如果咖啡豆颗粒为罗布斯塔咖啡豆颗粒，则其优选具有6％或更少、更优选地5％或更少的油含量。

在一个优选的实施方案中，本发明涉及具有50微米或更小的d90颗粒尺寸和8％(重量/重量)或更少的油含量的小果咖啡豆颗粒。在另一个优选的实施方案中，本发明涉及具有50微米或更小的d90颗粒尺寸和6％(重量/重量)或更少的油含量的罗布斯塔咖啡豆颗粒。在另一个优选的实施方案中，本发明涉及i)具有50微米或更小的d90颗粒尺寸和8％(重量/重量)或更少的油含量的小果咖啡豆颗粒和ii)具有50微米或更小的d90颗粒尺寸和6％(重量/重量)或更少的油含量的罗布斯塔咖啡豆颗粒的混合物。例如，混合物可包含10％至90％(重量/重量)的小果咖啡豆颗粒和10％至90％(重量/重量)的罗布斯塔咖啡豆颗粒。

本发明的咖啡豆颗粒可以是生的或未加工的咖啡豆颗粒，或者它们可为烘焙咖啡豆颗粒。生咖啡豆颗粒是由生咖啡豆制成的颗粒。烘焙的咖啡颗粒可由烘焙咖啡豆以任何合适的方式例如通过压碎、碾磨、研磨等制成；或者可通过将生咖啡豆破碎成较小的块，然后烘焙所得的生咖啡豆颗粒以制成烘焙的咖啡豆颗粒来制成。

本发明还涉及一种包含本发明的咖啡豆颗粒和可溶咖啡固体的咖啡组合物，其中咖啡豆颗粒以可溶咖啡固体的量的1％至100％(重量/重量)的量、优选地以可溶咖啡固体的量的2％至50％(重量/重量)的量、诸如以可溶咖啡固体的量的3％至20％(重量/重量)的量存在。可溶咖啡固体是指例如使用水和/或蒸汽从咖啡豆中提取出的水溶性咖啡化合物，不含水。从咖啡豆中提取可溶固体的方法是可溶咖啡生产领域众所周知的，并且可使用任何合适的方法。可从生咖啡豆或烘焙咖啡豆中提取可溶咖啡固体。

本发明的咖啡组合物可为例如液体组合物形式，其中可溶咖啡固体溶解于水中并且咖啡豆颗粒分散于其中；为干燥形式，例如粉末、片剂等，其中咖啡豆颗粒与干燥的可溶咖啡固体混合。液体咖啡组合物可为适于作为咖啡饮料直接饮用的形式，例如所谓的rtd(即饮型)咖啡饮料，或者其例如可为浓缩物的形式，可用于通过用水、奶或任何其它合适的液体稀释来制备咖啡饮料。根据本发明的干燥咖啡组合物可例如为速溶咖啡产品的形式，适于通过将干燥组合物溶解于水、奶或任何其它合适的液体中来制备咖啡饮料。根据本发明的咖啡组合物还可用作配料，例如用于制备其它食品或饮料产品，其中希望存在咖啡固体例如以赋予咖啡味道或风味。

在另一个实施方案中，本发明涉及一种包含根据本发明的咖啡豆颗粒和可溶咖啡固体的食品或饮料组合物，其中咖啡豆颗粒以可溶咖啡固体的量的1％至100％(重量/重量)的量、优选地以可溶咖啡固体的量的2％至50％(重量/重量)的量存在。根据本发明的食品或饮料组合物还可包含以按干燥固体的重量计量为2％至50％的蛋白质，例如乳和/或植物蛋白质。根据本发明的食品或饮料组合物可例如为包含咖啡固体、奶精组分和任选的糖和/或甜味剂的所谓的咖啡混合物产品。此类产品可为液体形式，例如直接适于作为rtd咖啡饮料饮用，诸如牛奶咖啡、拿铁咖啡、卡布奇诺、玛奇朵咖啡等，或作为适于通过用水或任何其它合适的液体稀释来制备咖啡饮料的液体浓缩物。此类产品也可为干燥形式，例如适于通过将干燥产品溶解于水或任何其它合适的液体中来制备咖啡饮料诸如牛奶咖啡、拿铁咖啡、卡布奇诺、玛奇朵咖啡等的速溶咖啡混合物产品。

本发明还涉及一种制备本发明的咖啡豆颗粒的方法，因此本发明涉及一种制备咖啡豆颗粒的方法，该方法包括a)从咖啡豆中去除油以产生脱脂的咖啡豆；以及b)将咖啡豆研磨至50微米或更小的d90颗粒尺寸。

在本发明的一个实施方案中，步骤a)在步骤b)之前进行，即先从咖啡豆中去除油，然后研磨咖啡豆以产生咖啡豆颗粒。在另一个实施方案中，步骤b)在步骤a)之前进行，即先研磨咖啡豆以产生咖啡豆颗粒，随后从咖啡豆颗粒中去除油。在本发明的另一个实施方案中，步骤a)和b)至少部分地同时进行，即油去除和研磨在一个步骤中进行。在本发明的一个优选实施方案中，咖啡豆经受预研磨，例如在步骤a)的油去除之前使用常规的用于咖啡豆研磨的方法，然后经受步骤b)的研磨，进一步减小颗粒尺寸以获得所需颗粒尺寸的咖啡豆颗粒。

油去除可通过任何合适的方法进行，例如通过压制或提取，例如通过液体二氧化碳和/或有机溶剂进行提取。在一个优选的实施方案中，在步骤a)中去除30重量％的油含量，诸如优选地50重量％。在另一个优选的实施方案中，去除油以达到所需的油含量，例如使得在步骤a)中去除油之后的油含量按重量计为8％或更少，优选地为7％或更少，更优选地为6％或更少。如果咖啡豆颗粒为小果咖啡豆颗粒，则优选地去除油以达到7％或更少、更优选地6％或更少的油含量。如果咖啡豆颗粒为罗布斯塔咖啡豆颗粒，则优选地去除油以达到6％或更少、更优选地5％或更少的油含量。

研磨是指以任何合适的方式将咖啡豆任意破碎成较小的块，包括例如压碎和碾磨。研磨可例如通过喷射碾磨、低温碾磨等执行。研磨可包括例如通过筛分去除过大颗粒的步骤，以获得所需的颗粒尺寸分布。

经受本发明方法的咖啡豆可为生咖啡豆或烘焙咖啡豆。如果进行烘焙，可在步骤a)中的油去除之前、之后和/或期间进行；和/或在步骤b)中的研磨之前、之后和/或期间进行。在一个实施方案中，生咖啡豆在经受本发明方法的步骤a)和b)之前进行烘焙。在另一个实施方案中，生咖啡豆经受步骤a)的油去除，然后在经受步骤b)的研磨之前进行烘焙。在另一个实施方案中，生咖啡豆经受步骤a)和步骤b)，随后将所得的生咖啡豆颗粒进行烘焙。

本发明还涉及本发明的咖啡豆颗粒用于制备可溶咖啡产品的用途。可溶咖啡产品是指基于可溶咖啡提取物的产品，其可用于通过在水、奶或任何其它合适的液体中重构产品来制备咖啡饮料。可溶咖啡产品可例如为粉末形式，例如冷冻干燥的或喷雾干燥的咖啡提取物粉末。用于制备可溶咖啡产品的方法是本领域熟知的。本发明的咖啡豆颗粒可用于通过将咖啡豆颗粒与咖啡提取物混合来制备可溶咖啡产品。咖啡豆颗粒可例如与液体咖啡提取物混合，然后可例如通过冷冻干燥或喷雾干燥来干燥混合物，以制备包含本发明的咖啡豆颗粒的可溶咖啡粉末。在一个优选的实施方案中，本发明的咖啡豆颗粒与可溶咖啡粉末聚集以制成包含咖啡豆颗粒的可溶咖啡产品。用于聚集可溶咖啡粉末(例如，喷雾干燥的咖啡粉末)的方法是本领域熟知的，本发明的咖啡豆颗粒可通过将咖啡豆颗粒引入常规聚集过程而与可溶咖啡粉末聚集。例如，可在咖啡提取物干燥期间将本发明的咖啡豆颗粒引入喷雾干燥塔的聚集区域。在一个优选的实施方案中，本发明的咖啡豆颗粒直接从例如在喷射碾磨机中进行的研磨过程传送并进入喷雾干燥塔的聚集区域。

实施例

以下实施例中提及的所有颗粒尺寸和分布均通过激光衍射(malvernmastersizer2000，fraunhofer算法，分散于mct(中链甘油三酯)油中)进行测量。

实施例1

通过机械压制使包含15％微粉化烘焙并且研磨的咖啡颗粒的可溶咖啡饮料粉末脱脂

将小果咖啡(原产哥伦比亚)烘焙至115的ctn并且研磨。在下文中，将特征在于油含量为15％的咖啡称为组合物1。以6kg/小时的速率将其进料至连续螺旋压机(komet，dd85g)。第一次穿过压机之后，获得部分脱脂的咖啡粉末，残余油含量为9％(组合物2)。将粉末的一部分以6kg/小时的吞吐量第二次穿过相同压机进行处理，导致进一步脱脂。在两次穿过之后，获得具有6％残余油含量的粉末(组合物3)。为了进行比较，将根据组合物1的粉末与纯可溶咖啡粉末(psc，通过咖啡豆的水提取获得的可溶咖啡固体)(100％罗布斯塔型)以1∶1的重量比混合。所获得的混合物称为组合物4。

根据组合物1和组合物2的粉末用喷射碾磨机(technologiameccanica流体喷射碾磨机j-70)进一步处理。吞吐量通过振动进料器调节为1kg/h，喷射压力设定为9巴。工作30分钟后，观察到喷射碾磨机的输出下降。打开碾磨室时，发现出口管被粘附到管壁上的粉末堵塞。此外，碾磨室部分地填充有黑色球形咖啡粒料(图1)。假设油性咖啡颗粒在喷射碾磨机内发生颗粒碰撞时释放游离的液体咖啡油。当碰撞能量不足以克服这些粘性颗粒之间的粘合力时，它们长大而不是破碎，从而形成球形粒料。随时间推移，这些粒料长大并变得更致密。由于无法经由产品出口管离开碾磨室，它们积聚在碾磨室内。壁摩擦和颗粒间摩擦导致这些粒料的温度升高。观察到强烈的烧焦气味，并且粒料的特征在于深黑色。

根据组合物3和组合物4的粉末用喷射碾磨机(technologiameccanica流体喷射碾磨机j-70)按照如上所述相同的方式进一步处理。吞吐量通过振动进料器调节为1kg/h，喷射压力设定为9巴。在4小时的时间段内，碾磨机稳定连续地工作。在碾磨机中仅发现松散的粉状结块，其中与相应的进料组合物相比，通过颗粒尺寸减小的效果，粉末颜色较浅而不是较深(图2)。未观察到上文针对组合物1和组合物2所述的过热或形成粒料现象。

通过激光衍射分析由组合物3和组合物4制成的喷射碾磨产品以测量其颗粒尺寸分布。结果示于图3中。可以看出，脱脂提高了喷射碾磨过程的效率。在相同过程条件下，喷射碾磨组合物3获得44μm的d90，与之相比，对于组合物4则为114μm。尽管使用纯可溶咖啡粉末(组合物4)作为载体对于烘焙咖啡颗粒启用喷射碾磨机处理是成功的，但使用纯脱脂烘焙咖啡时，该方法更有效。

a)由组合物3制成的微粉化咖啡粉末以15重量％的比率与喷雾干燥的nescafé粉末干混，获得包含15％mrc的零售咖啡饮料粉末。技术品尝测试发现口感顺滑并且重构杯中不存在沉淀。

b)将64g由组合物3制成的微粉化咖啡粉末混合到900g浓咖啡提取物中(总固体含量：40重量％)。将所得的咖啡提取物中的咖啡豆颗粒的悬浮液(总固体含量：44重量％)在实验室冷冻干燥机中冷冻干燥。在25℃下干燥12小时之后，获得430g包含15重量％mrc的干燥速溶咖啡饮料粉末。技术品尝测试发现口感顺滑并且重构杯中不存在沉淀。

c)类似于上面的示例b)，制备咖啡提取物中脱脂咖啡豆颗粒(组合物3)的悬浮液，并使用实验室级喷雾塔(nirominor)进行喷雾干燥。对包含15重量％mrc的所得干燥速溶咖啡饮料粉末进行技术品尝测试，评定认为其具有顺滑的口感并且在重构杯中不存在沉淀。

实施例2

包含15％微粉化烘焙并且研磨的咖啡颗粒的可溶咖啡饮料粉末，通过超临界二氧化碳提取进行脱脂

将小果咖啡(原产哥伦比亚)烘焙至75的ctn，然后研磨。在下文中，将特征在于油含量为15％的咖啡称为组合物5。将其进料到5l超临界二氧化碳提取器中，该提取器包括二氧化碳入口、实现最高1000巴的高压泵、两个热交换器、放置咖啡的提取容器以及两个用来回收残渣的分离器。在50℃的温度和280巴的压力下，以31kg/h二氧化碳的流速提取咖啡3.5小时。由此获得的咖啡含有3.1％的残余油含量(组合物6)。为了进行比较，将根据组合物6的咖啡豆颗粒与纯可溶咖啡粉末(100％罗布斯塔型)以1∶1的重量比混合。所获得的混合物称为组合物7。

根据组合物6和组合物7的粉末用喷射碾磨机(technologiameccanica流体喷射碾磨机j-70)进一步处理。吞吐量通过振动进料器调节为1kg/小时，喷射压力设定为9巴。在4小时的时间段内，碾磨机稳定连续地工作。在碾磨机中仅发现松散的粉状结块，其中与相应的进料组合物相比，通过颗粒尺寸减小的效果，粉末颜色变得较浅而不是较深。未观察到上文针对组合物1和组合物2所述的过热或形成粒料现象。

通过激光衍射分析由组合物6和组合物7制成的咖啡豆颗粒以测量其颗粒尺寸分布。结果示于图4中。可以看出，脱脂提高了喷射碾磨过程的效率。在相同过程条件下，喷射碾磨组合物6获得15.5μm的d90，与之相比，对于组合物7则为27.2μm。尽管使用psc(组合物7)作为载体对于烘焙咖啡颗粒启用喷射碾磨机处理是成功的，但使用纯脱脂烘焙咖啡时，该方法更有效。

实施例3

包含15％微粉化烘焙并且研磨的咖啡颗粒的可溶咖啡饮料粉末，通过用己烷提取进行脱脂

将小果咖啡(原产哥伦比亚)烘焙至75的ctn，然后研磨。在下文中，将特征在于油含量为15％的咖啡称为组合物8。将其进料到soxhlet料筒并置于soxhlet提取容器中。用石油醚在其回流温度下提取咖啡2小时。由此获得的咖啡含有3％的残余油含量(组合物9)。为了进行比较，将根据组合物8的粉末与纯可溶咖啡粉末(100％罗布斯塔型)以1∶1的重量比混合。所获得的混合物称为组合物10。

根据组合物9和组合物10的咖啡豆颗粒用喷射碾磨机(technologiameccanica流体喷射碾磨机j-70)进一步处理。吞吐量通过振动进料器调节为1kg/h，喷射压力设定为9巴。在4小时的时间段内，碾磨机稳定连续地工作。在碾磨机中仅发现松散的粉状结块，其中与相应的进料组合物相比，通过颗粒尺寸减小的效果，粉末颜色变得较浅而不是较深。未观察到上文针对组合物1和组合物2所述的过热或形成粒料现象。

通过激光衍射分析由组合物9和组合物10制成的咖啡豆颗粒以测量其颗粒尺寸分布。结果示于图5中。可以看出，脱脂提高了喷射碾磨过程的效率。在相同过程条件下，喷射碾磨组合物9获得17.1μm的d90，与之相比，对于组合物10则为27.2μm。尽管使用psc作为载体对于烘焙咖啡颗粒(组合物10)启用喷射碾磨机处理是成功的，但使用纯脱脂烘焙咖啡时，该方法更有效。