专利名称:改进了可抽提性、质量和香味的咖啡的制作方法
本发明涉及一种焙炼过和磨碎的咖啡制品，这种咖啡制品的抽提性和香味释出的速率和程度都有改进。更具体地讲，本发明通过将焙烤过和磨碎的咖啡同二氧化碳和氧吸附剂一起包装，并提高其水份含量，来改进烘烤和磨碎咖啡的生产。
使焙烤过和磨碎咖啡的生产及包装最佳化，迄今一直是广泛研究的课题。首要的是焙烤过和磨碎咖啡的风味和香味的质量以及焙烤过和磨碎咖啡加工过程的经济性。除去咖啡豆配方的选择外，研究工作主要是针对烘烤、冷却、磨碎、脱气和包装步骤的最佳化。对先有技术的回顾，可以容易地看到，以往的研究工作往往顾此失彼，例如用牺牲加工效率来换取香味质量，用牺牲可抽提性来换取稳定性等等。因此需要一种不用作出上述牺牲的更先进的焙烤和磨碎咖啡的方法。
皮奇等在美国3，482，987号专利中公开了一种从低质量的焙烤咖啡中去除不需要的香味挥发物和二氧化碳的方法，该方法系使焙烤咖啡湿润到水分含量(以重量计)在10%至30%之间，再调和咖啡使含水均匀，然后用渗滤法进一步加工此咖啡。根据皮奇等的意思，所谓调和系指将咖啡豆在室温或升高的温度下处理和保持足够长的时间，使水份到达咖啡豆的内部。不过，此专利还指出，调和超过24到30小时会使风味降级。
佩特尔等在美国3，549，380号专利中公开了一种能均匀地预湿润焙烤和磨碎的咖啡的方法，即在将咖啡装到提取塔中时使其水份在10-30%之间。佩特尔等人结合了西维茨和富特的技术(见AVI出版公司于1963年出版的咖啡加工技术第一卷，第338页)指出，渗滤前的预湿润除其他一些优点外，“还可使更多的新鲜的咖啡可溶物先于水解物和树脂释出”。在西维茨和富特的文章中还提到，渗滤前的预湿润可以改进杯中咖啡的香味、清净度并能使咖啡释出更多的气体。不过，要注意的是，加工可溶咖啡的渗滤条件同直接用焙烤和磨碎的咖啡煮制时的抽提条件有很大区别。
巴林等在美国第3，715，215号专利中公布，在焙烤咖啡时进行间歇冷却，可以降低炒咖啡中的二氧化碳和不合需要的香味成份。巴林等还公开了焙烤咖啡豆的水份含量可以增加到3-40重量%。
在EP25617号欧洲专利申请中，库珀等公布了一种在用气相色谱法测定时增加焙烤和磨碎的咖啡或片咖啡的顶隙(headspace)香味的方法，即通过在按惯例冷却的咖啡中加入水分。虽然库珀等公布布，可以将足够的水份加到焙烤和磨碎的咖啡中，使其水份含量从1%到4%最后提高到3-9重量%之间，但是，他们又称“当水份含量超过6%时，咖啡会较快地走味”。所以，库珀等认为，要增加气相色谱法顶隙香味的强度，最后水分最好在3%和6%之间。
克莱因等在美国第4，267，200号专利中公开称辗压一种低水分的咖啡片(1～3.5重量%)和一种高水份咖啡片(4.5～7重量%)会造成咖啡片团聚。所述的团聚物和对照的咖啡片比较，可以看到可抽提性、浓的开始香味和高的床渗透性有改进。此外，布鲁斯在美国第4，331，696号专利中公开了一种方法可以生产水分含量约2.5到9.0重量%的超薄咖啡片，不过，他们已经知道“水分含量超过7%是不大合乎需要的”。
一般都认识到焙烤和磨碎的咖啡对包装时候的水分含量是非常敏感的。水分和氧是影响焙烤和磨碎咖啡贮藏寿命的最重要的因素。西维茨和德罗齐埃在AVI出版公司出版的咖啡工艺学一书的第286页讨论了水分和氧之间的相互作用，这里将其引入作为参考。
焙烤和磨碎的咖啡，在焙烤过后，以及在辗磨过程中和辗磨后都有一个共同的特点，即会释出气体，主要是二氧化碳。典型情况是使焙烤和磨碎的咖啡在包装前脱气一段时间，通常约二小时。这对防止在密封包装中大量释出不需要的二氧化碳气体是必要的，例如在罐头或口袋中，气体会由此而引起膨胀作用，严重的会使包装材料破裂。肖在美国第4，069，349号专利中公开一种方法，其中将一种能产生气体的固体物包装在一个袋中，袋用加热封口，但留下一个弯弯曲曲的通道作为释出气体的排放口。将这些口袋放在含氧的贮库中，使其在大气压下充分脱气，然后完全密封这些口袋。
有几篇参考文献公开了一些方法，能使密封包装中的气体被吸附或被中和，由此防止袋内压力的增加。贝尔曼在美国第2，430，663号专利中公开一种方法，即在不透气的包装中，用阴离子交换剂结合从焙烤和磨碎的咖啡释出的二氧化碳。在美国第4，366，179号，4，406，813号和4，490，394号专利中公开了几种在密封容器中可用于吸附氧和(或)二氧化碳的吸附剂。纳瓦塔等在4，366，179号专利中具体公开了一种氧和二氧化碳吸附剂，这种吸附剂可用于焙烤和磨碎咖啡的包装中。
根据本发明，将水分含量在7-13重量%的焙烤和磨碎咖啡装到一个含有二氧化碳和氧吸附剂的不透气的容器中，然后立即密封此容器，可以改进焙烤和磨碎咖啡的质量。按照本发明生产的焙烤和磨碎咖啡，可使煮咖啡的可抽提性提高，打开容器时，咖啡香味释出的速率也有所增加。此外，在包装前使焙烤和磨碎咖啡按常规进行的脱气也可省略，因此，可大大改进焙烤和磨碎咖啡生产的效率，也可改进焙烤和磨碎咖啡本身的香味质量。另外还发现虽然水分含量增加，但是焙烤和磨碎咖啡的贮藏寿命稳定性却仍然优良。
本发明可应用于生咖啡配合料和全部、部分脱除了咖啡因或未脱去咖啡因的咖啡。咖啡豆可用任意一种已知的方法焙烤，例如用传统的焙烤法，喷枪膨化法或美国第4，349，573号专利中的低密度咖啡加工法。然后按已知的技术，即一旦达到所要求的颜色时，将焙烤咖啡豆进行冷却。通过加水冷却，一般可使烤咖啡豆的水分增加到1-7重量%，典型的是增加到约2.5-6重量%。本发明企图将焙烤和磨碎咖啡的水分增加到约7-13重量%。为使焙烤和磨碎咖啡的水分达到约7～13重量%，所需要的水分可以在冷却步骤中加入。但是，已发现不能将焙烤咖啡豆冷却到这样高的水分含量，这有几个原因，特别是因为在这样高的含水量会降低焙烤和磨碎咖啡的流动性并有可能堵塞后续的加工设备，如研磨设备和包装设备等。
然后将焙烤过的咖啡豆在传统的研磨设备中磨碎，通常使用三种最常用研磨设备中的一种，这三种设备是Drip，Electric Perc和Fine Grind。还发现本发明也可应用于未磨碎的焙烤咖啡豆，又名焙烤整粒咖啡豆，这些豆未经过上述焙烤步骤。应用本发明时，焙烤整粒咖啡豆的处理实际上同焙烤和磨碎咖啡豆的处理相同，应注意两种咖啡豆的某些不同处理方法。要不然，以后的讨论将会局限于焙烤和磨碎咖啡，但应当记住，将要讨论的原则同样适用于焙烤整粒咖啡豆。
一旦磨碎后，通常将焙烤和磨碎咖啡直接传送到包装设备。咖啡可以包装在本技术领域：
熟知的任何容器中，这种容器是不透气不透水的罐头或袋子等。通常，辗磨咖啡至将其装入容器之间的滞留时间不到90分钟，一般不到60分钟，更可取的是不到30分钟，最好是不到5分钟。至于焙烤整粒咖啡豆，则焙烤和实际装到包装容器中之间的滞留时间通常不到90分钟，典型的是不到60分钟，更可取的是不到30分钟，最好是不到5分钟。按照本发明，完全不需要在包装前将咖啡脱气，同时，上述的滞留时间主要是由商业性咖啡操作的实际加工情况而定。在本发明的一个优选实例中，焙烤和磨碎咖啡直接从磨碎机送到包装容器中，因此避免了由于脱气而使有价值的咖啡香味损失掉。另一种方法是将焙烤和磨碎的咖啡保留在一个处于正压(例如每平方英寸20磅压力)的设备中，这样，在生产过程所必须的滞留时期内，可延迟焙烤和磨碎咖啡的脱气。
然后将焙烤和磨碎的咖啡、二氧化碳和氧吸附剂以及水分同时或依次加到包装容器中，所述的水是指在冷却步骤中没有加入的水分。二氧化碳和氧吸附剂是在技术上已知的那一种吸附剂，例如由纳瓦塔等在美国第4，366，179号专利中公开的那种吸附剂，它的说明也由此引入作为参考。水分可以水、蒸气和(或)冰的形式加入，也可以含有在咖啡操作中从别处回收的咖啡香味。在本发明的一个实例中，需要加入的水分含有咖啡香味，并且在加入之前先用咖啡油均化。总之，上述水分的加入是为了使焙烤和磨碎咖啡的水分增加到7%至13%，更可取的是8%至11%，最好是9%至10%(均按重量计)。已经发现焙烤和磨碎咖啡中增加水分通常能改进所用二氧化碳和氧吸附剂的功能性。然后将含有吸附剂和增加了水分的焙烤和磨碎咖啡的包装容器按已知的技术予以密封，典型方法是在真空中或在惰性气体流中进行。
本发明的一个优选的实例是将二氧化碳和氧吸附剂放在预先放入咖啡包装容器内的纤维素袋中。然后将焙烤和磨碎的咖啡放入容器中的吸附剂袋的上面。最后一般在室温下以注水方式加入水分。所述的注水方法一般是用足够的压力穿透焙烤和磨碎的咖啡层，基本上接近包装容器的底部，最好是在从顶部至咖啡层的至少三分之二处。水穿透的程度对保证咖啡的均匀湿润是重要的，而这一点对本发明起到合适的功能是重要的。
已经发现影响湿润均匀性速率和程度的第二个特性是水分加入时咖啡的温度。通常，咖啡接近室温，一般至少是90°F，更可取的是至少110°F。已经发现，水分的均衡实质上是通过增加密封包装容器中的相对湿度来完成的。例如，已经测得含9%水分的咖啡的相对湿度约为60%，而含5%水分的咖啡的相对湿度则低于40%。按照本发明，已经发现，24小时以后的水分均衡至少已完成90%，而此水分均衡是通过测定包装容器中各点咖啡的水分来评定的。这种水分的快速均衡对本发明的实践是特别重要的。
按照本发明包装的焙烤和磨碎咖啡，当容器打开时，呈现出优质咖啡香味，上述的优质香味以浓味快速地释放到大气中。另外，和相同重量的对照焙烤和磨碎咖啡比较，发现前者的咖啡固体物的可抽提程度提高。这种可抽提程度的提高使得在制备标准固体物含量的煮咖啡时，可以用较少的焙烤和磨碎咖啡的配方量。此外，尽管增加水分含量会显著影响贮存寿命的稳定性，但本发明的焙烤和磨碎咖啡呈现出优良的贮存稳定性。以下例子将进一步叙述和阐明本发明。
实例在通用的焙烤器内将生咖啡豆混合料焙烤到65度烘烤色，再用水冷却到平均水分为5重量%。然后将焙烤的咖啡磨碎到通用的自动Drip研磨机的研磨细度。
取一部分上述的焙烤和磨碎咖啡(A)同氧和二氧化碳吸附剂一起包装在一个16盎司的罐中。然后向罐中注射水以使焙烤和磨碎咖啡的水分增加到9重量%，所述的注射水大约重18.2克。水通过喷嘴以每平方英寸110磅的压力透过到咖啡层的大约三分之二的深处。然后将罐密封。从焙烤、磨碎到包装好，总的时间是15分钟。
另取一部分上述的焙烤和磨碎咖啡(B)，并单独包装在一个16盎司罐中，再加以密封。咖啡在磨碎后至包装前之间滞留2小时使其脱气。
香味用气相色谱仪在开始和经过贮藏后进行测定发现，咖啡A比咖啡B实质上有更多的顶部空隙香味。更具体地讲，在开始时，咖啡A比咖啡B约多10%的总顶部空隙挥发物，而在70°F贮存12周后，咖啡A的总顶部空隙香味比咖啡B多出32%。这种顶部空隙香味差异的定量特性通过专家评定小组感官评价在两种情况下都进一步得到了证实，咖啡A比咖啡B较为新鲜，香味质量也更好。
可抽提性在制备煮咖啡时，以焙烤和磨碎咖啡的干重计，在配方中咖啡A比咖啡B可少用4%。尽管配方中用量减少了，但是咖啡A比咖啡B传送出的固体物仍稍高，约高1%。比较煮咖啡A和煮咖啡B的颜色发现，两种煮咖啡的颜色相同。
风味和稳定性专家评审小组认为，咖啡A有良好的焙烤和磨碎咖啡风味，以及优良的贮存寿命稳定性，并评定，在这两方面咖啡A和咖啡B都相当。这一发现还被三角试验所证实。
权利要求
1.一种用于制备提高了可抽提性、改进了咖啡香味释出的速率和程度以及有优良贮存稳定性的炒咖啡的方法，其特征在于它包含(a)将生咖啡焙烤到所要求的颜色；(b)通过加进水分冷却该咖啡；(c)调节该焙烤咖啡的水分按重量计约7%至约13%；(d)将该已经调整好水分的焙烤咖啡包装在一个含有二氧化碳和氧吸附剂的不透气容器中。
2.按照权利要求
1的方法，其中步骤(C)中所述的焙烤咖啡包括焙烤和磨碎的咖啡以及焙烤的整粒咖啡豆。
3.按照权利要求
1的方法，其中步骤(b)所述的冷却咖啡，是在含水量约为1%到5%时装入所述的不透气容器中，并加入水分使所述的含水量增加到约7%至13%(以重量计)。
4.按照权利要求
3的方法，其中所述的水分是以水加入的。
5.按照权利要求
3的方法，其中所述的水分是在所述的焙烤咖啡被装入所述的不透气容中之后加到所述的焙烤咖啡中的。
6.按照权利要求
5的方法，其中所述的水分是从顶部往下注射至咖啡深度的至少三分之二处。
7.按照权利要求
1的方法，其中所述的含水量以重量计约8%到11%。
8.按照权利要求
2的方法，其中所述的焙烤和磨碎咖啡在研磨和包装入不透气的容器之间的持续时间少于90分钟。
9.按照权利要求
8的方法，其中所述的焙烤和磨碎的咖啡的持续时间少于60分钟。
10.按照权利要求
9的方法，其中所述的焙烤和磨碎的咖啡的持续时间少于30分钟。
11.按照权利要求
10的方法，其中所述的焙烤和磨碎的咖啡的持续时间少于5分钟。
12.按照权利要求
2的方法，其中所述的焙烤整粒咖啡豆在焙烤和包装入不透气的容器之间的持续时间不少于90分钟。
13.按照权利要求
12的方法，其中所述的焙烤整粒咖啡豆的持续时间少于60分钟。
14.按照权利要求
13的方法，其中所述的焙烤整粒咖啡豆的持续时间少于30分钟。
15.按照权利要求
13的方法，其中所述的焙烤整粒咖啡豆的持续时间少于5分钟。
16.按照权利要求
4的方法，其中所述的水分含有咖啡香味。
专利摘要
本发明为一种制备焙烤整粒咖啡豆或焙烤和磨碎的咖啡以增加可抽提性、改进香味传送和有优良贮存寿命稳定性的方法。将咖啡在含水量为约7％到10％(重量)时与二氧化碳和氧吸附剂一起包装。包装前没有必要对咖啡脱气。
文档编号A23F5/00GK86101472SQ86101472
公开日1987年9月16日 申请日期1986年3月8日
发明者威廉·汉密尔顿·克雷格, 罗伯特·亚历山大·安德森, 凯思林·J·巴伯 申请人:通用食品公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan