咖啡片及其制备方法_5

文档序号:8436912阅读:来源:国知局
用 于主要或基本压制步骤。另外,采用多个压制步骤使在主要或基本压制步骤中需要的保压 时间,即研磨烘焙咖啡保持在压实下的时间的量要小于只采用单一压实步骤所需要的时间 量。
[0220] 在这点上,参见WO 2008/107342,它清楚地指出,为制备具有充分强度的研磨烘焙 咖啡片而采用单一步骤压实(其中预压制极小或不存在),必须以相当缓慢的速度(即,经 0. 1-2秒,优选0. 2-0. 8秒的过程)压制研磨烘焙咖啡,然后保持其最终体积额外显著的时 间段(即,0. 2-5秒,优选0. 3-2秒和甚至更优选0. 5-1. 5秒)。相比之下,本文所述的本发 明方法采用不采用缓慢压制和在最终体积下延长的保压时间的多步骤压实途径。根据本发 明,已经发现,为最终压实而以这样的方式进行的预压制"制备"研磨咖啡,即必须以更小的 压实压力进行更短的时间段制备完全压实的咖啡片。如在制备本发明的咖啡片中所提供 的,认为研磨咖啡的这种预压制制备与想要的咖啡片主要压制结合打破了认为影响咖啡片 的物理性质和冲煮性能的多个因素包括例如咖啡片强度/坚固性、咖啡片密度、咖啡片多 孔性(包括疏水度、咖啡片体表面和内部的通道和通路的直径、长度和/或朝向)、组成咖啡 片的咖啡的粒度、渗水性和水蒸汽渗透性之间的平衡。当在某些煮咖啡机中冲煮时,冲煮过 程期间(例如,自动滴流煮咖啡机)其中的咖啡片暴露于蒸汽,相信水蒸汽渗透性在冲煮性 能方面起显著作用。
[0221] 因此,根据本发明的这个方面,所进行的本发明多步骤压实过程主压制步骤中的 研磨烘焙咖啡的保压时间,即,在主压制步骤中其中的咖啡处于主动压制下的时间段,为< 约0. 3秒、<约0. 25秒、<约0. 2秒、<约0. 15秒或甚至<约0. 1秒。事实上,预期大约为 < 75毫秒、< 50毫秒、< 25毫秒、< 20毫秒和甚至< 15毫秒的保压时间并示于以下工作 实施例中。
[0222] 对于示例性旋转压片机,预压制和主压制保压时间可从旋转压片机的已知旋转速 度和冲模旋转率(fraction of the die revolution)确定,对于冲模旋转率,平头(即,接 触压辊、斜轨或凸轮的工具部分)通过压辊、斜轨或凸轮适用于预压制或压制。在旋转压片 机上的压制位置限于分开的、瞬间位(如同用压辊冲撞工具的情况)时,冲模旋转率约等于 工具头直径除以冲模圆周长。因此,这类应用中的保压时间(以毫秒计)可计算为:[(平 头直径)/ (2 JT X (旋转压片机冲模圆半径))]X [ (60, OOOms/min) / (RPM)]。作为一个实例,采 用运行速度约51. 7rpm的具有冲模圆直径410mm和平头直径15. 52mm的29个工位的旋转 压片机每小时可生产90, 000片咖啡片,分别产生约14ms的预压制和主压制保压时间。
[0223] 因为该保压时间是多工位压片机运行中的速度限制步骤,当采用本发明多步骤压 制方法时,压片机运行可大大加快。因此,采用本发明方法,可市售得到的多级压片机可以 每小时能生产彡50, 000、彡75, 000、彡100, 000和甚至彡125, 000片本发明的咖啡片的机 器速度运行。因为不同的机器可能有两条或更多条独特的生产线(两个或更多个主压制步 骤),这因机器与机器的不同而不同,就每小时每个冲模每组压制的一些咖啡片而言,这可 能有助于解释生产速度(例如,对于预压制/主压制实例,一组压制包括两种压制)。采用 本发明方法制备本文的本发明的咖啡片,每小时每个冲模每组压制>1000片咖啡片;每小 时每个冲模每组压制>1500片咖啡片;每小时每个冲模每组压制>2000片咖啡片;每小时 每个冲模每组压制>2400片咖啡片;每小时每个冲模每组压制>2500片咖啡片;每小时每 个冲模每组压制>2750片咖啡片;和每小时每个冲模每组压制>3000片咖啡片的生产速度 是可能的,和甚至生产速度为每小时每个冲模每组压制>3100片咖啡片;每小时每个冲模 每组压制>3450片咖啡片;和每小时每个冲模每组压制>3500片咖啡片是可能的。
[0224] 能以这些压实压力、保压时间和生产速度进行多阶段压制的压片机可得自多个不 同的商业来源包括Fette?、Korsch?:和或者Courtoy?和Manesty?。
[0225] 根据本发明的另一个特征,已经进一步发现,由于其制备的途径,与其它都相同的 常用研磨烘焙咖啡组合物(即,相同的未制片的研磨烘焙咖啡)相比,本发明的咖啡片在冲 煮期间实现咖啡固体更大的总萃取。这就是说,当在典型的ADC煮咖啡机中采用本发明的 咖啡片时,在得到的煮好的咖啡产品中萃取和回收的咖啡固体的总量比相同量的普通(未 制片)研磨烘焙咖啡用于相同煮咖啡机时的更大。
[0226] 在以下工作实施例中说明这一特征,实施例表明,本发明的咖啡片提供的基于重 量的得量比即,从冲煮本发明的咖啡片回收的咖啡固体相对于从冲煮基本等量的未制片 (但其他方面都相同)研磨烘焙咖啡回收的咖啡固体的比通常>1且在许多情况下>1. 1、 >1. 15和甚至>1.2。而且,甚至当咖啡固体的得率,即从冲煮本发明的咖啡片回收的咖啡固 体相对于冲煮前存在于咖啡片的咖啡量的比(即,[从煮好的咖啡萃取的咖啡固体克数]/ [放在冲煮篮中冲煮咖啡的咖啡克数]X [100])为>26%、>28. 5 %或甚至>30%时,也是如 此。
[0227] 本发明的另一特征在于,如本文所述,本发明的咖啡片表现的提高的萃取效率 (如通过例如,增加的吸收度、每克吸收度、得率和百分比冲煮固体所显示的)与用于本发 明制备方法的预压制步骤的预压缩力的大小基本无关。这图示于图1中,这进一步表明, 冲煮固体(即,煮好的咖啡产品中回收的咖啡固体的量)基本保持不受预压缩力大小变 化的影响(当采用水传递速度为约2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖啡机时,0. 36-1. 3%或 0. 5-1 %或0. 42-1. 5%或0. 5-0. 9%或0. 50-0. 75%的冲煮固体具有重要性)。由于这个特 征,如上所述,可适当选择本发明的咖啡片的硬度和脆性而不影响冲煮效率的提高。
[0228] 确定冲煮期间萃取的咖啡固体的量的另一个方法是测定煮好的咖啡的吸收度。实 际上,吸收度是煮好的咖啡暗度的测定。以480纳米(nm)波长用分光光度计测定液体冲 煮咖啡的光吸收量。选择480nm波长是因为它在与煮好的咖啡的褐色有关的可见光谱中 的吸收特征相一致(即,褐色吸收)。更浓的咖啡冲煮液典型地表现出令人讨厌的显著的 褐色吸收。因此,480nm下得到的吸收度值与一杯咖啡直观感觉到的黑色相关。实际上,例 如,将煮好的咖啡试样放在8ml密封小瓶中并于室温下冷却15分钟;然后将试样移入试管, 于480nm波长下用Genesys 10分光光度计测定吸收度。吸收度值>1. 1、>1. 25和>1. 7和 〈3. 5、〈2. 5和〈1. 75具有重要性。根据煮好的咖啡吸收度的这个基本测定,其它几个值具有 重要性,包括:吸收度比值(来自咖啡片的冲煮液的吸收度/冲煮相同未制片研磨烘焙咖啡 的吸收度);每克吸收度(吸收度/放在冲煮篮中的咖啡克数)(例如,基于10片咖啡片); 和吸收度/克比:(吸收度/咖啡片克数V(吸收度/相同未制片的研磨烘焙咖啡克数)。 吸收度比值>1、>1. 06和>1. 12具有重要性。每克吸收度值>0. 06、>0. 07和>0. 09具有重 要性。吸收度每克比>1. 05、>1. 15和>1. 2具有重要性。
[0229] 冲煮动力学
[0230] 根据本发明的又一方面,进一步发现,由于其制备的方法,在整个冲煮循环过程 中,本发明的咖啡片可能具有涉及其冲煮性能的改进的时间依赖性(也称为"冲煮动力 学")。例如,与由得自采用呈烘焙和研磨形式的未制片咖啡进行的冲煮的一个或多个等份 的相同部分的瞬间萃取的咖啡固体浓度相比,在冲煮循环持续期间,特定的按时间先后排 列的冲煮部分(例如,一个或多个等份形成最初、中间或最终的冲煮部分)萃取的咖啡固体 的瞬间浓度(本文称为"瞬间萃取的咖啡固体浓度")可能被改变。如本文所述,例如,冲煮 动力学的"瞬间"测定(例如,瞬间浓度、瞬间吸收度或瞬间冲煮传递)描述一系列增量或 顺序试样或与冲煮过程同步采取的等份之一诸如,一系列20秒定时等份的冲煮物之一的 特征。
[0231] 因此,根据本发明的这个方面,与采用本发明的咖啡片产生的初始部分的冲煮的 瞬间萃取的咖啡固体浓度可能低于采用相应的未制片咖啡产生的最初部分的冲煮的瞬间 萃取的咖啡固体浓度。固体浓度所低至的程度可能取决于,例如,压制咖啡片的湿润性和 冲煮期间咖啡片破裂的速度。用总冲煮质量表示,在一个采用水传递速度为约2. 5-3. Ig/ sec的自动滴流煮咖啡机的实例中,从1330g总冲煮质量得到的开始部分的质量为约 200-300g。用总冲煮时间表示,在一个采用水传递速度为约2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖 啡机的实例中,大约在630秒总冲煮时间中的开始100-150秒得到开始部分(按从开始萃 取计时)。
[0232] 此外或作为选择,根据本发明的这个方面,采用本发明的咖啡片产生的与冲煮的 中间部分(例如,紧随涉及初始部分的时段的时段期间)有关的瞬间萃取的咖啡固体浓度 (按一个或多个等份收集)可能大于采用相应未制片咖啡产生的冲煮的中间部分的瞬间萃 取的咖啡固体浓度。用本发明的咖啡片的固体浓度高达的程度可能取决于,例如,涉及或产 生自咖啡片内多孔颗粒崩溃的增加的可萃取性。用总冲煮质量表示,在一个采用水传递速 度为约2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖啡机的实例中,紧随涉及开始部分的开始200-300g 之后从总冲煮质量1330g取得的中间部分的质量为约200-300g。用总冲煮时段表示,在一 个采用水传递速度为约2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖啡机的实例中,大约在630秒总冲煮 时段中紧随100-150秒之后的大约80-130秒期间,移出中间部分,其中减去开始部分(按 从开始萃取计时)。
[0233] 如某些本发明的咖啡片提供的,在最初等份中显示的减少的瞬间萃取的咖啡固体 浓度可被表示为在初始冲煮时段期间萃取的咖啡固体的量,作为整个冲煮期间的总萃取的 咖啡固体的百分比。在一个采用水传递速度为约2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖啡机的实 例中,在1330g冲煮中第一个200g期间萃取的咖啡固体为约5-15%的在整个冲煮期间萃取 的总咖啡固体,以及可能为例如约5-11%的在整个冲煮期间萃取的总咖啡固体(作为与相 应的烘焙和研磨咖啡的约30-60%固体萃取的比较)。
[0234] 如某些本发明的咖啡片提供的,中间部分中表现的增加的瞬间萃取的咖啡固体浓 度可被表示为在中期冲煮时段期间萃取的咖啡固体的量(在此期间收集用来形成冲煮的 中间部分的一个或多个等份),作为在整个冲煮期间的总萃取的咖啡固体的百分比。在一 个采用水传递速度为约2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖啡机的实例中,1330g冲煮中的第一 个250g之后的250g期间萃取的咖啡固体为约35-50%的在整个冲煮期间的总萃取的咖啡 固体,以及可能为例如约40-50%在整个冲煮期间萃取的总咖啡固体(作为与相应的烘焙 和研磨咖啡的约20-40%固体萃取的对比)。在另一个采用水传递速度为约2. 5-3. lg/sec 的自动滴流煮咖啡机的实例中,在1330g冲煮中的第一个300g之后的200g期间萃取的咖 啡固体为约33-40%的在整个冲煮期间萃取的总咖啡固体(作为与相应的烘焙和研磨咖啡 的约15-27%固体萃取的对比)。
[0235] 如本发明某些咖啡片提供的,在初始冲煮时段期间测定的减少的瞬间萃取的咖啡 固体浓度,随后测定的随后中期冲煮时段期间测定的增加的瞬间萃取的咖啡固体浓度可表 示为初始冲煮时段期间萃取的总咖啡固体除以中期冲煮时段期间萃取的总咖啡固体之比 (反之亦然)。作为一个采用水传递速度为约2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖啡机的实例, 1330g冲煮中第一个250g期间萃取的总咖啡固体与该冲煮的下一个250g期间萃取的总咖 啡固体的比率为约〇.3-0. 65(与约2-5的相应的烘焙和研磨咖啡比例相比)。作为另一个采 用水传递速度为约2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖啡机的实例,1330g冲煮中的第一个200g 期间萃取的总咖啡固体与该冲煮的第一个300g之后的200g期间萃取的总咖啡固体的比率 为约0. 18-0. 31(与约1. 4-3. 5的相应的烘焙和研磨咖啡之比相比)。作为又一个采用水 传递速度为约2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖啡机的实例,1330g冲煮的第一个200g期间 萃取的总咖啡固体与该冲煮的第一个250g之后的250g期间萃取的总咖啡固体的比率为约 0. 14-0. 25(与约1. 0-2. 2的相应的烘焙和研磨咖啡比率相比)。
[0236] 另外,本发明制成片的咖啡产品的冲煮动力学如下,在采用水传递速度为约 2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖啡机的冲煮过程的某个中间点(例如,在1330g冲煮中的开 始约600-850g)之后,萃取的咖啡固体的累积质量超过来自呈烘焙和研磨形式的相同未制 片咖啡在其冲煮过程中相应点的冲煮的萃取的咖啡固体的累积质量。在这样一个实例中, 该中间点为进入630秒总冲煮时段的约300-360秒。
[0237] 此外或作为选择,冲煮时,在冲煮的开始部分,本发明的咖啡片产生的吸收度可能 低于冲煮相应的未制片咖啡时的冲煮中的相同开始部分产生的吸收度。如本发明某些咖啡 片提供的,在初始冲煮时段期间减少的吸收度,随后在随后的中期冲煮时段期间的增加的 吸收度可表示为初始冲煮时段期间冲煮的吸收度除以中期冲煮时段期间冲煮的吸收度之 比(反之亦然)。作为一个采用水传递速度为约2. 5-3. lg/sec的自动滴流煮咖啡机的实 例,1330g冲煮中第一个250g期间的吸收度与冲煮中下一个250g期间的吸收度的比率为约 0. 3-0. 6 (与约1. 5-2. 5的相应的烘焙和研磨咖啡的比率相比)。
[0238] 速溶咖啡
[0239] 根据本发明的另一个方面,已经发现,以少而适当的量包含于本发明咖啡片的速 溶咖啡起粘合剂、崩解助剂和冲煮助剂的作用。
[0240] 已经制备完全由速溶咖啡形成的咖啡片,但这类产品典型地不具有想要的常规研 磨烘焙咖啡的风味和芳香特性。然而,速溶咖啡可以低水平与研磨烘焙咖啡混合,并根据本 文所述制片。
[0241] 根据本发明的这个方面,可包含在本发明研磨烘焙咖啡片中的速溶咖啡的量应足 以在至少一个上述性质即,粘结强度,易于崩解和/或冲煮效率方面实现显著的改进,而 不过分地改变制备的咖啡冲煮液的风味。通常,这意味着,基于咖啡片中咖啡固体的总量 (即,研磨烘焙咖啡、去咖啡因研磨烘焙咖啡和速溶咖啡的总量),所含速溶咖啡的量通常 应为彡约0. 5%重量、彡约1%重量或彡约3%重量。另外,这也意味着,基于咖啡片中咖啡 固体的总量(即,研磨烘焙咖啡、去咖啡因研磨烘焙咖啡和速溶咖啡的总量),所含速溶咖 啡的量通常应为<约15%重量,更典型地<约10%重量或<约6%重量、<约5%重量或甚 至<约4%重量。也构思了其中本发明的咖啡片含有不超过20%重量或甚至30%重量速溶 咖啡的实施方案。
[0242]可用多种不同的方法检测在咖啡片中存在的速溶咖啡。制备速溶咖啡的工艺改变 了咖啡的组成。出现的一种组成变化是改变了存在的低分子量碳水化合物的浓度。在速溶 咖啡中趋于增加的化合物是单糖,尤其是单糖甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖。可经多种方法测 定这些糖。然而,在R. M. Noyes和C. M. Chu,"速溶咖啡制备中游离糖的原料平衡",ASIC,15th Colloque, Montpellier, 1993中描述一种方法,其通过引用结合于本文中。与烘焙研磨咖啡 相比,在速溶咖啡中的这三种化合物在增加。半乳糖是特别令人感兴趣的,因为先前的报道 已经指出,半乳糖并不存在于烘焙研磨咖啡中。其它单糖可存在于研磨烘焙咖啡中,但认为 它们以比它们在速溶咖啡中低得多的水平存在。在由烘焙研磨咖啡和速溶咖啡的混合物制 备的咖啡片中存在的低分子量碳水化合物的量的这些差别不影响制备的咖啡冲煮物的风 味,只要存在于咖啡片中的速溶咖啡的重量百分比保持在本文所述的范围内。在咖啡片的 某些实施方案中的这些具体碳水化合物的感兴趣的水平包括:半乳糖的量>〇. 0005%重量 或>0. 001%重量或>0. 003%重量;半乳糖的量〈0. 012%重量或〈0. 02%重量或〈0. 03%重 量;阿拉伯糖的量>〇. 0045%重量或>0. 005%重量或>0. 0075 ;阿拉伯糖的量〈0. 04%重量 或〈0. 07%重量或〈0. 1%重量;甘露糖的量>0. 007%重量或>0. 0075%重量或>0. 008%重 量;和甘露糖的量〈〇. 03%重量或〈0. 04%重量或〈0. 06%重量。可采用如下的气相色谱确 定这些糖:分析前将试样冻干以除去水;用二甲亚砜处理试样,以溶解糖,用tri-sils浓缩 物使该溶液silated,这使游离糖形成挥发性复合物,将其直接注入气相色谱仪进行分析。 这种方法的相对标准误差百分率对甘露醇为2. 52%和对总游离糖为1. 49%。
[0243] 此外,尽管未经检验,速溶咖啡的可见外观和吸湿性的差异可允许速溶咖啡存在 于经肉眼检查检测的咖啡片中,尤其是如果在显微镜下观察。例如,向烘焙研磨咖啡加入少 量蒸汽不会显著影响烘焙研磨咖啡外观(可能它会变得更黑)。相比之下,已知速溶咖啡吸 收蒸汽并可出现液化和可能"融化"。如果在通蒸汽和显微镜下观察前使要检验的咖啡片的 破裂,这种视觉效果将可能更加显著。另外,不通蒸汽在显微镜下肉眼检查咖啡片可允许确 定速溶咖啡在咖啡片中的存在。这是因为已知速溶咖啡具有非常不同于研磨烘焙咖啡的外 观。用形成于研磨烘焙咖啡和速溶咖啡的咖啡片,这种不同的外观可能或不可能容易地检 测,因为制片工艺可能改变颗粒的大小,使速溶咖啡颗粒和研磨烘焙咖啡颗粒之间的差异 更难发现。
[0244] 烘焙前干燥咖啡豆
[0245] 本发明另一个有兴趣的方面涉及通过低水分干燥用来制备研磨烘焙咖啡(随后 这些本发明的研磨烘焙咖啡片由其制备)的咖啡豆,即,在烘焙前,通过干燥这些咖啡豆至 水分含量低于12%水平的常用咖啡豆,控制本发明的研磨烘焙咖啡片的规格和性质。尤 其是,以这种方式干燥咖啡豆,这些咖啡片的脆性可能降低多达1/2、3/4、5/6、9/10和甚至 99/100。而且,与由常规干燥的咖啡豆制备的其它方面都相同的咖啡片的体积相比,咖啡片 体积可能相应减少大约10%、20%和甚至30%。
[0246] 根据本发明的这个方面,在烘焙前,使咖啡豆从通常的水分含量约12%进一步干 燥至水分含量< 10 %、<8%、<7%、<6%或甚至< 5 %。因此,预期低水分干燥咖啡豆至 约0. 5-约10%、约2% -约7%、约2% -约6%、约3% -约6%或甚至约3% -约5%水 分含量。这种额外的干燥可能发生在标准干燥的结尾或可能作为烘焙前的额外干燥步骤加 入。然而,在任一种情况下,在烘焙前应降低水分。
[0247] 这种额外的干燥可能以在一个或多个额外干燥步骤中的任何合适的条件发生并 通过持续约1分钟-约24小时、约30分钟-约24小时、约1小时-约24小时、约1小 时-约12小时、约1小时-约6小时或甚至约2小时-约6小时的干燥时间加热咖啡豆从 70° 至 325° F(21° 至 163°C)或约 70° F 至约 300° F、约 120° F 至约 275° F 或甚至 约160° F至约250° F方便地完成。参见,例如,U.S. 5, 322, 703和U.S. 5, 160, 757,它们 描述烘焙前低水分干燥咖啡豆的方法。这两篇专利的公开通过引用结合于本文中。
[0248] 根据本发明的这个方面,在水分降低后,如上所述,再经任何常用技术烘焙得到的 低水分咖啡豆。例如,低水分干燥的咖啡豆可放入沸腾床或流化床烘焙器,在那里它们接触 入口空气温度为约350° -约1200° F(约177°C-约649°C),优选约400° F-约800° F(约 204°C -约427°C )的热空气流,烘焙时间为约10秒至不超过约5. 5分钟,优选约10-约47 秒。
[0249] 可单独或与低水分干燥和常规干燥的其它咖啡豆混合采用低水分干燥的咖啡。
[0250] 调味剂
[0251] 液体和固体的调味剂可以常用量包含在发明咖啡片中。示例调味剂包括法国香 草、榛子、意大利苦杏酒(amaretto)、卡普齐诺咖啡(cappuccino)、巧克力、薄荷、胡椒薄 荷、肉桂、香草、焦糖、楓叶、乳脂糖(toffee)、南瓜、香料、爱尔兰奶油、Kahlua?、Cr白me Brulee、和坚果调味料诸如杏仁和澳大利亚坚果等。
[0252] 将调味剂加至咖啡产品时,可能出现多种困难。首先,通常以标准化水平而不是特 别针对消费者类型的水平加入调味剂。因此,所有消费者都得到相同相对量的调味剂,无 论他们是否喜欢更高或更低的调味剂浓度。其次,在运输和加工期间,调味剂可能分开,以 使遍及大批咖啡产品的调味浓度可有不同(例如,在小罐顶部浓度低和在小罐的底部浓度 高)。第三,冲煮循环期间涉及调味剂香味释放的时间的时机难以控制,即使可能希望在冲 煮循环的不同的时间产生不同的香味。
[0253] 根据本发明的另一个方面,将调味剂包含在本发明的咖啡片中大大地排除这些问 题。例如,由于本发明的咖啡片的所有成分都压制在一起,
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