КОФЕЙНЫЙ ПРОДУКТ
COFFEE PRODUCT

Данное описание относится к способу формирования кофейного продукта, подходящего для формирования кофейного напитка. Способ основан на сублимационной сушке формуемого кофейного мусса и обеспечивает подходящую альтернативу традиционным кофейным гранулам сублимационной сушки. Описание дополнительно относится к применению этих продуктов для приготовления кофейного напитка.
Уже давно потребители используют гранулы растворимого кофе для приготовления кофейного напитка в удобное для себя время. По существу, одной ложки гранул достаточно для приготовления стандартного кофейного напитка путем растворения в горячей воде. Во избежание необходимости использования ложки, а также для помощи в достижении идеальной дозировки кофе известен выпуск кофе в форме прессованных кофейных таблеток, рассчитанных на одну порцию. В документе US 2006/0024420 описывают кофейную таблетку, образованную с использованием пресс-формы. Однако такие таблетки подвержены разрушению при перевозке, поэтому их производят под большим давлением и выпускают в формах с низкой площадью поверхности, таких как диски или гранулы.
Спрессованные под большим давлением кофейные таблетки имеют низкую растворимость, и зачастую ложка все равно нужна для перемешивания напитка после добавления горячей воды. Высказывают предположение, что хрупкая форма кофейных таблеток стала причиной отказа от широкого применения, так как любое видимое повреждение ухудшает впечатление от качества продукта. Также считают, что утилитарная форма известных кофейных таблеток не будет привлекательна для потребителя.
Документ US 2007184173 относится к способу формирования вспененного пищевого продукта с использованием пресс-формы. Способ основан на применении одной или более добавок, таких как желирующее вещество, в частности пищевое желе, и, при необходимости, подсластитель, в частности сахар.
Документ СА 984216 относится к способу сушки вспененного кофейного экстракта.
Документ US 3482990 относится к способу сублимационной сушки вспененного душистого вещества. Способ включает распределение вспененной ленты на морозильном конвейере. Для формирования ленты материал должен быть текучим при наливании.
Документ AU 2002237290 относится к способу получения пенящихся порошков и таблеток, растворимых в воде.
Документ GB 1240842 относится к процессу производства сухого растворимого кофе.
Таким образом, желательно подготовить улучшенный кофейный продукт для формирования кофейного напитка и/или решить по меньшей мере некоторые проблемы, связанные с известным уровнем техники, или по меньшей мере подготовить коммерчески выгодную альтернативу для этой цели.
Таким образом, в первом аспекте настоящего описания предложен способ формирования кофейного продукта для получения кофейного напитка, причем способ включает:
подготовку жидкого кофейного экстракта;
вспенивание и охлаждение жидкого кофейного экстракта для получения мусса из кофейного экстракта, сохраняющего форму; и
формование и сублимационную сушку мусса для получения кофейного продукта.
Настоящее изобретение описано ниже. В следующих разделах более подробно описываются различные аспекты изобретения. Каждый аспект можно объединить с любым другим аспектом или аспектами, если не указано обратное. В частности, любое свойство, которое названо предпочтительным или преимущественным, может быть объединено с любым другим свойством или свойствами, которые также названы предпочтительными или преимущественными.
Кофейный продукт, как описано в настоящем документе, относится к отдельной части кофе. Продукт будет иметь увеличенную в объеме структуру, включающую поры, которые образуются на этапе вспенивания при производстве. Поскольку продукт прошел сублимационную сушку, продукт будет обладать открытой пористостью, которая способствует быстрому растворению. Продукт может, тем не менее, иметь гладкую внешнюю поверхность или может иметь в ней видимые поры.
Кофейный продукт будет, по существу, иметь массу от 0,3 до 5 г. Стандартное количество кофе, которое используют для приготовления чашки кофе, составляет от 1 до 1,5 г (100 мл), в то время как количество, необходимое для приготовления кружки кофе, составляет приблизительно 2-3 г (250 мл). В зависимости от массы продукта для приготовления одного напитка может потребоваться несколько продуктов. Например, потребитель может принять решение о приготовлении напитка из одного или множества кофейных продуктов в зависимости от желаемой крепости напитка. Например, в предпочтительном варианте осуществления, когда продукты имеют массу от 0,75 до 1 г, конечный потребитель может решить использовать от 1 до 3 продуктов в напитке для получения слабого, стандартного или крепкого напитка.
3
3
3
3
Предпочтительно, чтобы кофейный продукт имел объем по меньшей мере 1 см, более предпочтительно - от 1 до 10 см, наиболее предпочтительно - от 2 до 5 см. Наиболее предпочтительный объем составляет от 3 до 4,5 см. Данный объем обеспечивает легкое обращение и имеет плотность, обеспечивающую быстрое растворение.
Жидкий кофейный экстракт- это водный экстракт, содержащий твердые кофейные компоненты. Такие экстракты широко известны в данной области как исходный ингредиент для использования при производстве растворимых видов кофе. Кофейный экстракт, по существу, получают в результате горячей водной экстракции, выполняемой с обжаренными и молотыми кофейными зернами. Экстракт будет предпочтительно содержать от 30 до 60% твердых кофейных компонентов (от общего веса кофейного экстракта). Более предпочтительно, чтобы твердые кофейные компоненты составляли от 40 до 55% и наиболее предпочтительно - приблизительно 50%. Наиболее предпочтительный диапазон составляет от 45 до 50%. Данный уровень содержания твердых компонентов позволяет выпускать жидкий кофейный экстракт с большим количеством пены. Когда уровни содержания твердых компонентов слишком низкие, стадия сублимационной сушки будет неэффективна в связи с необходимостью удаления большого количества воды. Когда содержание твердых компонентов превышает 60%, снижается легкость обращения с экстрактом и его перевозки.
Стадия вспенивания включает введение газа в кофейный экстракт. Это, может достигаться перемешиванием экстракта для захвата газа из атмосферы над экстрактом. В альтернативном и предпочтительном варианте осуществления стадия вспенивания жидкого кофейного экстракта представляет собой закачку газа в жидкий кофейный экстракт. Закачиваемый газ - предпочтительно воздух для простоты и экономического эффекта. В альтернативном варианте осуществления газ может быть, по сути, инертным газом, таким как углекислый газ или азот, хотя использование углекислого газа менее предпочтительно. Предпочтительно, чтобы вспенивание выполнялось до тех пор, пока не будет достигнута желаемая плотность. Это можно замерить посредством наблюдения за объемом кофейного экстракта известной массы.
Жидкий кофейный экстракт должен быть формуемым, и это частично достигается посредством охлаждения экстракта ниже температуры окружающей среды и предпочтительно до температур, описываемых в данном документе на стадии формования. Экстракт может быть частично или полностью охлажденным перед вспениванием, на стадии вспенивания или после вспенивания. Предпочтительно, чтобы вспенивание и охлаждение экстракта выполнялось одновременно. Один из предпочтительных способов охлаждения экстракта - вспенивание экстракта холодным газом. Это эффективно охлаждает и одновременно вспенивает экстракт.
Мусс, как определяется в данном документе, - это увеличенная в объеме структура, имеющая легкую и воздушную текстуру, сформированную из кофейного экстракта посредством захвата пузырьков уловленного газа. Желательно, чтобы мусс самостоятельно поддерживался в количестве, необходимом для формирования желаемого продукта. Таким образом, продукт будет способен сохранять элементы четкой структуры, такие как гребень или ребро. Мусс может различаться от легкого и воздушного до кремообразного и густого и не включает жестких замороженных или хрупких структур.
3
Под «сохраняющий свою форму» имеется в виду, что мусс является как формуемым, так и способным удерживать заданную форму или элемент в течение по меньшей мере 20 секунд после формования, предпочтительно - по меньшей мере в течение 1 минуты и предпочтительно - по меньшей мере в течение 10 минут. Таким образом, жестко замороженные структуры не считаются формуемыми, и структуры, имеющие элементы, которые быстро разрушаются под действием собственного веса, не считаются способными сохранять свою форму. Примеры форм и деталей включают острые грани, а также трехмерные формы и структуры. Мусс должен, например, быть способным удерживать узнаваемую кубическую форму объемом 2 см по меньшей мере в течение 20 секунд и предпочтительно - в течение по меньшей мере минуты.
Предпочтительно, чтобы формование проводилось с муссом при температуре от -8 до -17°C. Более предпочтительно, чтобы формование проводилось с муссом при температуре от -11 до -14°C, особенно когда мусс не содержит обжаренный кофе мелкого помола, как описано в данном документе. Когда мусс содержит обжаренный кофе мелкого помола, предпочтительная температура формования составляет от -8 до -12°C, а более предпочтительная - от -9 до -11°C. Было обнаружено, что при данных температурах экстракт имеет самостоятельно поддерживаемую формуемую пену. Высказывают предположение, что использование обжаренного кофе мелкого помола увеличивает способность пены к самостоятельному поддержанию формы при более высоких температурах, а также обеспечивает дополнительную внутреннюю структуру мусса. При более высоких температурах пена будет оседать или таять. При более низких температурах пена будет излишне твердой, и формовать пену без хрупкого растрескивания будет невозможно.
Стадию формования мусса можно выполнять различными отличными друг от друга способами, как описано в данном документе. Предпочтительно, чтобы данная стадия формования выполнялась перед этапом сублимационной сушки. Иными словами, предпочтительно, чтобы отсутствовала стадия измельчения после сублимационной сушки или аналогичный завершающий этап. Это позволяет упростить производство и устранить риск повреждения каких-либо сформованных элементов. Предпочтительно, чтобы стадия помола отсутствовала на любом этапе процесса.
Предпочтительно, чтобы способ, описываемый в данном документе, дополнительно содержал стадию упаковки кофейного продукта. Кофейный продукт могут упаковывать по одному или по несколько продуктов в одном контейнере. Контейнер, может представлять собой, например, полупрозрачную упаковку, картридж, пакет-саше, капсулу, поддон или подставку. Эти контейнеры хорошо известны в данной области.
Кофейный продукт могут формовать как угодно и не обязательно в виде диска или стандартной формы таблетки. Было обнаружено, что описываемый в данном документе способ позволяет получать сложные формованные элементы, такие как гребни. В демонстрационных образцах, например, через кондитерский мешок со звездообразной насадкой распределяли мусс, который сохранял четкую форму элементов после сублимационной сушки.
Настоящее описание обеспечивает альтернативу замораживанию жидкого кофейного экстракта в пресс-форме при выпуске кофейного продукта. Перед началом стадии формования температуру жидкого кофейного экстракта понижают, что обеспечивает муссу формуемую форму и позволяет избежать недостатков, связанных с извлечением экстракта из пресс-формы. Кроме того, это позволяет получить более четкие текстуры и меньшие плотности по сравнению с теми, которые получаются при заполнении пресс-форм.
Известен способ производства растворимого кофейного продукта путем распыления или сублимационной сушки жидкого кофейного экстракта, именуемого также кофейной пастой. Действительно, сублимационная сушка хорошо известна в данной области. Окончательная стадия сублимационной сушки - снижение давления атмосферы вокруг водосодержащей плиты замороженного кофейного экстракта. Это заставляет воду испаряться и покидать кофейную плиту, подвергнутую сублимационной сушке. Для получения окончательных гранул плиту разбивают или размалывают. В альтернативном варианте осуществления плиту разбивают перед стадией сублимационной сушки. Этот последний подход более эффективен по причине большей площади поверхности испарения воды.
В этом случае стадия разбивания кофе, как правило, выполняется размалыванием. По причине трения размалывание передает замороженному кофе некоторое количество тепла. Если количество передаваемого тепла слишком велико, то кофе может растаять; это может вызвать агломерацию или по меньшей мере потерю четкой формы, которая является преимуществом сублимационной сушки. Соответственно, чтобы кофе оставался полностью замороженным перед размалыванием и сушкой, принято замораживать материал при очень низкой температуре (приблизительно -50°C).
Перед сушкой необходимо сформовать плиту из кофейного экстракта. Как правило, при охлаждении жидкостей вязкость текучей среды повышается до того момента, пока она не замерзнет. Поскольку необходимо, чтобы кофе был полностью заморожен, для обработки кофе преимуществом является то, что при формировании плиты он охлажден и вязок. Более того, экстракт могут подвергать стадии вспенивания для воздействия на окончательную плотность продукта. Значительное вспенивание может позволить получить гранулы растворимого кофе с низкой плотностью. Использование более холодного экстракта помогает дольше сохранять вспененную структуру. После стадии вспенивания кофе все еще является текучим и принимает форму используемого контейнера, в котором и замораживается. Этот кофе не имеет формы мусса.
Наиболее распространенным способом формования замороженного кофе является размалывание, после чего необязательно выполняют дальнейшую обработку, такую как просеивание и/или сублимационную сушку. В альтернативном варианте осуществления концентрированную кофейную пасту перед дальнейшей обработкой могут замораживать в пресс-форме, так как жидкость принимает форму контейнера. У этого последнего подхода есть несколько недостатков с точки зрения обработки. Например, использование пресс-формы приводит к фиксированной размерности процесса. Соответственно, изменение формы продукта требует использования большого количества дополнительных пресс-форм. Эта сильная зависимость от пресс-форм является недостатком из-за необходимости хранения, замены и очистки. Также присутствует неотъемлемый риск повреждения продукта, такого как откалывание или разламывание при высвобождении из пресс-формы.
Технологии обработки, описанные в данном документе, однако, отличаются высокой эффективностью по сравнению со стандартным способом производства растворимого кофе, как описано выше. Поскольку конечный продукт не проходит стадию размалывания (он желаемой формы), отсутствуют мелкие отходы от размалывания. Кроме того, простое устранение стадии размалывания желательно для повышения эффективности. Однако было неожиданно обнаружено, что, так как отсутствует стадия размалывания, то не требуется такого сильного охлаждения экстракта перед сушкой, поэтому возможно использовать более высокие температуры сублимационной сушки, что является более эффективным. Например, продукты могут охлаждать приблизительно от -30 до -20°C перед сушкой в процессе сублимационной сушки.
Стадия сублимационной сушки согласно настоящему изобретению выполняется после стадии формования. Сформованный мусс подвергают воздействию пониженного давления для подготовки продукта сублимационной сушки. Предпочтительно, чтобы мусс перед сушкой был дополнительно охлажден, чтобы избежать каких-либо повреждений формованных элементов, вызванных утечкой газов из структуры.
Данный предлагаемый способ и продукт имеют несколько дополнительных преимуществ перед стандартными композициями растворимого кофе. В частности, продукт могут применять для обеспечения фиксированной дозы для потребителя. Например, доза одного, двух или трех продуктов может обеспечить дозу, требуемую для кружки горячей воды. Преимуществом является то, что форма продуктов также означает, что нет необходимости в использовании чайной ложки для дозирования ингредиентов напитка.
Считается также, что доступно большее разнообразие форм. В результате возможно достижение впечатления большей видимой стоимости для отдельных декоративных продуктов.
Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что включение обжаренного и молотого кофе в кофейный экстракт имеет ряд преимуществ. Это обеспечивает напиток улучшенным и более аутентичным вкусом кофе. Это улучшает результат вспенивания и, в частности, повышает стабильность вспененного экстракта. Данная повышенная стабильность позволяет формовать кофейный экстракт, самостоятельно поддерживающий форму при более высоких температурах. Использование более высоких температур на всем протяжении процесса приводит к эффективной экономии, а также к большему удобству в обращении.
Кроме того, устранение стадии работы с пресс-формой позволяет легко изменять размер и форму конечного продукта. Это приводит к повышению гибкости и исключению пресс-форм, которые требуют места для хранения, когда не используются. Данный процесс обеспечивает способ создания сложных трехмерных форм без применения дорогого формовочного оборудования.
Действительно, изобретатели обнаружили, что после того как кофе остужают при соответствующей плотности пены, он сохраняет трехмерную форму. Ниже будут описаны различные способы получения такой формы, не имеющие ограничительного характера.
Формуемый кофейный экстракт могут просто распределять. Это может включать экструзию экстракта, например с использованием кондитерского мешка, обычно применяемого при глазировке тортов. В промышленном масштабе экструзионные системы, подходящие для этого способа, известны специалисту в данной области. Кофе распределяется предпочтительно на холодную поверхность для того, чтобы кофе не таял и не терял таким образом форму. Например, это можно выполнить даже при температуре окружающей среды, если контактная поверхность, на которую распределяют кофе, будет достаточно холодной. После этого распределенный материал перемещают в установку для сублимационной сушки. В качестве примера распределительная плита может иметь температуру -65°C или -50°C и быть помещена в морозильную камеру в течение 1 минуты. При проведении испытаний оба вида условий среды позволяли выполнять формование образцов кофе. Крайности в испытаниях показали, что для предотвращения таяния нет необходимости поддерживать определенные условия среды для испытаний, а скорее сам кофе должен оставаться холодным.
Промышленные технологии для распределения композиций со сходными свойствами хорошо известны в данной области. Например, в документе US 6182556 описывают аппарат для получения кондитерских изделий, таких как желеобразные конфеты в виде пупсов.
Формуемый кофейный экстракт могут наносить при помощи опускных валиков. По этой технологии кофе подают через коммерческие опускные валики. Опускной валик имеет углубления на обеих сторонах валиков. По мере того как материал подают через валики, он запрессовывается в канавки и сохраняет форму углублений.
Забор и распределение формуемого кофе могут выполнять как индивидуально, так и механически. В случае работы вручную это может основываться на способе формирования шариков для мороженого или сходном способе.
Предпочтительно, чтобы формование экстракта выполнялось распределением, в частности, посредством экструзии. Это приводит к высокой гибкости производимой продукции, при этом учитывая мелкие детали поверхности и облегчая сушку продуктов в связи с большей площадью поверхностей.
Предпочтительно, чтобы мусс имел плотность от 400 г/л до 1000 г/л. Более предпочтительно, чтобы мусс имел плотность от 500 г/л до 800 г/л. Чем меньше плотность мусса, тем больше площадь внутренней поверхности и тем легче выполнять сублимационную сушку. Кроме того, более легкий мусс позволяет получить больше конечного продукта, который повышает удобство в обращении. Муссы с более высокой плотностью позволяют получать продукты, которые более прочны при перевозке, но имеют тенденцию обладать более низкой растворимостью и менее желательны.
Предпочтительно, чтобы кофейный экстракт содержал обжаренный кофе мелкого помола в количестве от 1 до 50% от общего веса твердых кофейных компонентов. Более предпочтительно, чтобы кофейный экстракт содержал обжаренный кофе мелкого помола в количестве от 5 до 25% от общего веса твердых кофейных компонентов, еще более предпочтительно- от 10 до 20% вес, и наиболее предпочтительно - от 10 до 15%. Эти твердые компоненты включают в общее количество твердых кофейных компонентов, находящихся в кофейном экстракте. Как было обнаружено, включение обжаренного кофе мелкого помола повышаетстабильность мусса при формовании на более высоких температурах. Кроме того, было обнаружено, что такая добавка обеспечивает повышение качества конечного напитка.
Предпочтительно, чтобы обжаренный кофе мелкого помола имел средний размер частиц (D50) от 1 до 60 микрометров, более предпочтительно - от 5 до 20 микрометров. В некоторых вариантах осуществления значение D50 может составлять от 30 до 50 микрометров. Предпочтительно, чтобы D90 составлял меньше 150 микрометров, более предпочтительно - меньше 100 микрометров и наиболее предпочтительно - меньше 50 микрометров. Предпочтительно, чтобы D100 составлял меньше 2000 микрометров, более предпочтительно - меньше 1000 микрометров и наиболее предпочтительно - меньше 250 микрометров. Диапазон особенно предпочтительных размеров частиц имеет значение D100, составляющее менее 60 микрометров, значение D90 - менее 30 микрометров и значение D50 - менее 12 микрометров. Более мелкие размеры частиц приводят к уменьшению осадка. Узкий интервал распределения размеров частиц также обеспечивает улучшенную стабилизацию пены.
Размер частиц обжаренного кофейного порошка мелкого помола можно замерить с использованием гранулометрического анализатора Malvern Mastersizer 2000. Образец следует растворить в воде, «скорость насоса/смесителя» установить на 2500 об/мин (из 3500 об/мин); уровень затенения - 10-20%; ультразвук применяется в течение 30-60 секунд перед началом измерений и непрерывно на всем протяжении измерений при мощности в 50%. Все образцы следует замерять в трех экземплярах с задержкой на 15 секунд между показаниями по образцу и образцами всех трех экземпляров в среднем.
3
Во втором аспекте настоящего описания предложен кофейный продукт, рассчитанный на одну порцию, для приготовления кофейного напитка, причем продукт содержит растворимый кофе и от 1 до 25% вес. обжаренного кофе мелкого помола и имеет массу от 0,3 до 5 г и плотность не более 0,9 г/см. Предпочтительно, чтобы напиток был кофейным напитком с пеной на нем. Приготовление такого продукта позволяет получить высокую скорость растворения (благодаря его низкой плотности) со вкусом и видом настоящего кофейного напитка.
Под одной порцией подразумевается, что продукта должно быть достаточно для приготовления кофейного напитка, такого как от 100 до 250 мл одного кофе при растворении горячей водой (не включая добавление молока или сахара по вкусу). Тем не менее, также считается, как описывалось выше, что потребитель может решить использовать один, два или три продукта на одну порцию для получения крепости напитка, которую он желает. Ожидаемый конечный уровень твердых компонентов в конечном напитке составляет от 1 до 1,5% вес.
3
Предпочтительно, чтобы кофейный продукт, рассчитанный на одну порцию, имел массу от 1 до 2 г, как описано выше. Этого количества кофе достаточно для придания идеальной крепости конечному кофейному напитку. Предпочтительная плотность составляет от 0,2 до 0,5 г/см. Это обеспечивает большую, увеличенную в объеме форму, которая удобна в обращении. Если плотность слишком низкая, тогда продукт может быть избыточно хрупким. Если плотность слишком низкая, тогда размер будет уменьшен, а также это скажется на растворимости.
Плотность продукта можно замерить при помощи гелиевой пикнометрии, и подобные технологии хорошо известны в данной области. Измерения выполняются по каждому продукту, а не по объемной плотности множества продуктов.
В третьем аспекте настоящего описания предложен способ приготовления кофейного напитка, причем способ включает приведение в контакт с водной средой напитка одного или более кофейных продуктов, как описано в настоящем документе. Предпочтительно, чтобы водная среда была теплой или горячей водой, предпочтительно имеющей температуру от 75 до 100°C, более предпочтительно - от 80 до 90°C. Это позволяет получить быструю растворимость при приготовлении напитка. В другом варианте осуществления можно использовать более холодную среду для приготовления холодного конечного напитка, например фраппе. В другом предпочтительном варианте осуществления средой может быть молоко, чтобы приготовить растворимый маккьято.
В четвертом аспекте настоящего описания предложен контейнер, содержащий один или несколько кофейных продуктов, описанных в настоящем документе, причем контейнер имеет форму полупрозрачной упаковки, картриджа, пакета-саше, капсулы, поддона или подставки.
В пятом аспекте настоящего описания предложена система для приготовления напитка в соответствии со способом, описанным в настоящем документе, причем система содержит машину для приготовления напитка, имеющую приемную камеру для одного или более кофейных продуктов или камеру для приема контейнера, как описано в настоящем документе.
В шестом аспекте настоящего описания предложено использование обжаренного кофе мелкого помола в формованном кофейном экстракте для повышения температуры, при которой экстракт может проходить сублимационную сушку и сохранять форму.
Предпочтительно, чтобы кофейный продукт, описанный в настоящем документе, изготавливали из кофейного экстракта, состоящего из растворимых твердых кофейных компонентов и воды, необязательно вместе с добавкой обжаренного кофе мелкого помола, описанной выше. Иными словами, предпочтительно, чтобы продукт состоял из кофе и не включал других ингредиентов, таких как подсластители, желирующие вещества, связывающие вещества или тому подобное.
Изобретение будет описано в отношении следующих фигур, не имеющих ограничительного характера, при этом:
Фиг. 1 изображает несколько форм кофейных продуктов, полученных по способу, описанному в настоящем документе. На Фиг. 1А нанесли форму. На Фиг. 1B форму экструдировали, используя звездообразную насадку, и формировали в спираль. На Фиг. 1С форму нанесли при помощи опускных валиков.
Фиг. 2 включает три графика, которые показывают эффекты от варьирования параметров жидкого кофейного мусса. Фиг. 2А озаглавили: «Наличие микроизмельченного кофе снижает температуру, необходимую для холодного формирования кофейного экстракта с плотностью пены в 600 единиц при 50% твердых компонентов».
На Фиг. 2А показано воздействие микроизмельченного кофе на температуру, которая обеспечивает идеально формуемый кофейный мусс для жидкого кофейного экстракта, имеющего 50% вес. твердых компонентов и плотность пены 600 г/л. Как показано, оптимальная (5) формуемость достигается приблизительно между -9 и -15°C. Кроме того, диапазон для жидкого кофейного экстракта без добавления обжаренного кофе мелкого помола составляет приблизительно от -12 до 15°C, в то время как диапазон для экстракта с добавлением обжаренного кофе мелкого помола составляет от -8 до -12°C. Как показано на данном графике, добавление микроизмельченного кофе повышает температуру, при которой может быть достигнута ожидаемая формуемость.
Фиг. 2В озаглавили: «Наличие микроизмельченного кофе снижает температуру, необходимую для холодного формирования кофейного экстракта с плотностью пены в 700 единиц при 50% твердых компонентов». Фиг. 2 В показывает воздействие микроизмельченного кофе на температуру, которая обеспечивает идеально формуемый кофейный мусс для жидкого кофейного экстракта, имеющего 50% вес.твердых компонентов и плотность пены 700 г/л. Как показано, оптимальная (5) формуемость достигается между -8 и -12°C. Кроме того, диапазон для жидкого кофейного экстракта без добавления обжаренного кофе мелкого помола составляет приблизительно -12°С, в то время как диапазон для экстракта с добавлением обжаренного кофе мелкого помола составляет от -8 до -12°C. Как показано на данном графике, добавление микроизмельченного кофе повышает температуру, при которой может быть достигнута ожидаемая формуемость.
Фиг. 2С озаглавили: «Наличие микроизмельченного кофе снижает температуру, необходимую для холодного формирования кофейного экстракта с плотностью пены в 800 единиц при 50% твердых компонентов по сравнению с 55% растворимых твердых компонентов без микроизмельченного кофе». Фиг. 2С показывает воздействие микроизмельченного кофе на температуру, которая обеспечивает идеально формуемый кофейный мусс для жидкого кофейного экстракта. Здесь образец с 55% твердых компонентов, содержащий микроизмельченный кофе и имеющий плотность пены 750 г/л, сравнивается с образцом без микроизмельченного кофе, имеющим 50% вес. твердых компонентов и плотность пены 800 г/л. Как показано, оптимальная (5) формуемость достигается между -8 и -15°C. Кроме того, диапазон для жидкого кофейного экстракта без добавления обжаренного кофе мелкого помола составляет приблизительно от -12 до -15°C, в то время как диапазон для экстракта с добавлением обжаренного кофе мелкого помола составляет от -8 до -14°C. Как показано на данном графике, добавление микроизмельченного кофе повышает температуру, при которой может быть достигнута ожидаемая формуемость.
Фиг. 3 озаглавили: «Форма в зависимости от температуры пресс-формы при 50% твердых компонентов». Фиг. 3 показывает график формуемости при различных температурах жидкого кофейного экстракта, имеющего 50% твердых компонентов при различных (необозначенных) значениях пены. Для оптимальной формуемости диапазон составляет от -12 до -21°C.
Фиг. 4 озаглавили: «Форма в зависимости от плотности пены». Фиг. 4 показывает график формуемости при различных значениях плотности для различного количества твердых компонентов (50%, 3% и 55%). Общая тенденция показывает, что болеевысокое содержание твердых компонентов позволяет достигать оптимальной формуемости (5) при более низких значениях плотности пены.
Фиг. 5А показывает контейнер (51) для размещения одного или более кофейных продуктов. Фиг. 5В показывает машину (52) для приготовления напитка. Такая машина будет способна принимать картридж, содержащий один или более кофейных продуктов, как описано в настоящем документе.
Настоящее изобретение описано со ссылкой на представленные ниже примеры, не имеющие ограничительного характера.
Примеры
Описание относится к концентрированной кофейной пасте (предпочтительно с общим содержанием твердых компонентов от 30% до 60%), насыщенной воздухом и охлажденной до температуры, предпочтительно находящейся в диапазоне от -8 до -17°C, для создания вязкого мусса. Предпочтительно, чтобы мусс имел плотность пены между 400 г/л и 1000 г/л при идеальной плотности пены между 500-800 г/л. При разработке данного продукта изделия формовали охлаждением и вспениванием концентрированной кофейной пасты, которую затем охлаждали до различных температур и оценивали способность удерживать форму.
Для описания того, насколько хорошо мусс удерживает форму, был введен термин «коэффициент формы». Уровень 1 обозначал текучую жидкость (не способную удерживать форму). Уровень 3 представлял полумягкую массу, не способную удерживать трехмерную форму в течение 20 секунд. Уровень 5 представлял собой кофейный мусс, который при образовании удерживал трехмерную форму. Формы образовывали через распределение, а также формование ложкой для мороженого. Если собранный ложкой кофейный мусс удерживал форму шарика мороженого, ему присваивали уровень 5. Мусс, который был слишком твердым для пресс-формы, получал коэффициент формы 7. Образованные формы размещали на плите с температурой -50°C для дополнительного замораживания перед сублимационной сушкой.
В первом примере кофейный экстракт с 33% твердых кофейных компонентов замораживали с использованием лабораторного аппарата для производства мороженого (промышленного аппарата Cuisinart ICE-50BC для производствавысококачественного мороженого) для получения пены и охлаждения. Перед охлаждением кофейный экстракт имел пену с плотностью 1000 г/л при 21°C. Указанный экстракт был жидким и не удерживал форму (коэффициент формы 1). После охлаждения в течение 1 часа в аппарате для производства мороженого плотность его пены сократилась до 680 единиц при -6°C, причем этот продукт был полумягким (коэффициент формы 3) и соответствовал текущему способу обработки. Дополнительное снижение температуры до -9°C позволило получить кофейный мусс, способный удерживать трехмерные формы с идеальной текстурой при -12°C и затем становящийся слишком твердым при -15°C (коэффициент формы 7).
Во втором неудачном (сравнительном) примере невспененный кофейный экстракт с 33% твердых компонентов поместили в морозильную камеру, чтобы определить, достаточно ли будет одного замораживания для создания мусса, который сможет удерживать форму. Кофейный экстракт имел пену с плотностью 1000 г/л при 21°C.Когда температура продукта дошла до -4°C, он был жидким, а при -9°C - слишком твердым для пресс-формы. (Пример 3, формы холодного формования.)
В третьем примере невспененный кофейный экстракт с 33% твердых компонентов поместили в морозильную камеру, чтобы определить, достаточно ли будет одного замораживания для создания мусса, который сможет удерживать форму. Кофейный экстракт имел пену с плотностью 1000 г/л при 21°С. Когда температура продукта дошла до -4°C, было необходимо перемешать концентрированный кофейный экстракт таким образом, чтобы он не замерз в монолитный блок. Когда продукт перемешали, в кофейную пасту ввели воздух и снизили плотность пены с 1120 г/л до 934 г/л. При -5,5°C слегка вспененный экстракт не был способен удерживать форму (коэффициент формы 3), но при -9°С продукт имел коэффициент формы 5.
В четвертом примере кофейный экстракт с 50% и 60% твердых компонентов, содержащий микроизмельченный кофе (Kenco Millicano), сохранял текучесть в разных концентрациях при комнатной температуре (Т>20°C ) и плотности пены ~ 900-1000 г/л. Концентрированные экстракты помещали в лабораторный аппарат для производства мороженого (промышленный аппарат Cuisinart ICE-50BC для производства высококачественного мороженого) для охлаждения и аэрации. При 50% и 60% твердых компонентов идеальными были параметры формования при плотности пены 700 г/л и температуре от -9 до -12°C. Наличие микроизмельченного кофе незначительно влияло на способность образовывать формы с использованием концентрированного кофейного экстракта при сходных температурах (-9°C и -12°C с микроизмельченнымкофе и без микроизмельченного кофе соответственно) и плотности пены (734 и 700 г/л соответственно).
Промышленное охлаждение и вспенивание выполняли с использованием промышленного аппарата для производства мороженого (Tetra Hoyer Frigus). Концентрированный кофейный экстракт пропускали через аппарат для производства мороженого и позволяли остыть и вспениться. Продукт собирали при различных значениях плотности пены и помещали в морозильную камеру для охлаждения до -50°C. Отслеживали температуру и способность к формообразованию. Показатели сводили в график для нахождения оптимального диапазона, в котором кофейному муссу можно будет придавать трехмерные формы. Было обнаружено, что идеальным являлся диапазон значений плотности пены от 400 до 1000 г/л и температур от -8°C до -17°С.
Примеры, относящиеся к технологиям формования
В первом примере рассматривали технологию распределения. Использовали звездообразный наконечник Wilton №18. Его использовали, чтобы показать, что тонкая текстура и детали наконечника не исчезают, когда глазурь выдавливают или отсаживают из кондитерского мешка, применяя незначительное количество давления (выдавливают рукой). Образцы были от 5 мм до 20 мм в высоту, а диаметр/длина составляли 5-20 мм. Однако могли производить и более крупные образцы без ограничения по технологии. Все образцы хорошо высушивали в установке для сублимационной сушки при 5°C в течение 24 часов при 40 Па (0,40 мбар). Образцы были 0,2 г-0,5 грамма/шт.
Испытанию подвергали более крупные образцы, но было обнаружено, что данная технология не идеальна для более крупных образцов при стандартных условиях сушки. Такие образцы были слишком хрупкими после сушки (5°C в течение 24 часов при 40 Па (0,40 мбар)), а у очень крупных образцов также наблюдали оплавление. Геометрия структуры (большой объем площади поверхности) затруднила сублимацию водяного пара. Считается, что более мягкий режим установки для сублимационной сушки (-10°C ), вероятно, даст более крупным структурам возможность правильной сушки.
Во втором примере рассматривали технологию дополнительного распределения. Использовали наконечник для письма Wilton №4. Образцы изготавливали сиспользованием гладкого наконечника и выдавливали кофе по маленькой капле. Образовывали круглые и овальные капли в диаметре от 5 мм до 15 мм. Высота составляла от 0,5 до 12 мм. Также выдавливали длинные полоски, которые были от 5 мм до 20 мм в ширину и не ограничивались по длине (от 30 мм до 300 мм, но длина могла быть любой). Высота составляла <15 мм. Все образцы хорошо высушивали в установке для сублимационной сушки при 5°C в течение 24 часов при 40 Па (0,40 мбар).
В промышленном масштабе это можно воспроизвести, используя промышленное оборудование, применяя отсадочные головки, которые используют в производстве шоколада, глазури или конфет. Предпочтительно, чтобы отсадочное оборудование охлаждали для сохранения температуры кофейного экстракта. Из данных видно, что по мере того как кофе нагревается, его способность к удержанию формы снижается.
В третьем примере испытывали нанесение при помощи опускных валиков. Использовали два стиля форм (овальную с ребристым краем и квадратную с рифленым центром), причем оба оказались способными успешно продуцировать форму. Квадратная форма была 20 мм (длина и ширина), а также 5 мм в толщину. Овальная форма была 30 мм в длину (самое длинное место) и 13 мм в ширину (самое широкое место), а также 5 мм в толщину. Данные формы были высушены при 5°С в течение 24 часов при 40 Па (0,40 мбар) и составляли от 0,4 до 0,7 г/шт.
Используемые опускные валики были заимствованы из шоколадной отрасли и могли применяться в промышленных масштабах.
В четвертом примере для образования полусферических форм использовали маленькую ложку для мороженого (внутренний диаметр 42 мм, радиус 25 мм). Кофе собирали ложкой, после чего выкладывали на металлический поднос. У ложки для мороженого внутри была небольшая скоба, которая позволяла с легкостью выкладывать кофе на поднос, сохраняя при этом гладкую внешнюю поверхность или текстуру поверхности, похожую на мороженое. Кофе удерживал форму полукруглой ложки. Кофе оказал определенное сопротивление сушке в связи с объемом продуктов, но процесс формования прошел легко.
Как правило, при производстве мороженому придают определенную форму. Данный процесс работает похожим образом, и таким образом, в будущем в работе по формованию с использованием этого способа могут быть заимствованы технологии из отрасли по производству мороженого.
Примеры, относящиеся к формированию формуемого кофейного экстракта с обжаренной и размолотой добавкой
Экстракт для холодного формования производили на экспериментальной установке с использованием экстракта Kenco Really Rich™, смешанного с микроизмельченным кофе. Конечный продукт содержал 15% вес. микроизмельченного кофе. Экстракт был подвержен «холодному формованию» и сублимационной сушке для производства кофейных «наггетсов».
Наличие в концентрированном кофейном экстракте «микроизмельченного кофе» позволило создать продукт, который был способен образовывать сложную трехмерную форму. Формы образовывали при температурах выше, чем у их аналогичных образцов (с той же концентрацией и той же плотностью пены) без микроизмельченного кофе. Считается, что микроизмельченный кофе помогает образовать структуру (с добавленной целлюлозой и кофейным маслом, которое должно быть твердым) и снижает необходимую температуру на входе.
Экстракт Kenco Really Rich™ (~ 50% растворимых твердых компонентов) собирали из установки и хранили в форкамере экспериментальной установки при+5°C (в течение 24 часов, максимум - 48 часов). Экстракт разбавляли до 45,6% растворимых твердых компонентов и добавляли микроизмельченный кофе для получения 50% общего количества твердых компонентов в конечной смеси (микроизмельченный кофе хранили в морозильной камере при -40°C и затем перед использованием помещали в форкамеру с температурой +5°C ). Смешивание выполняли с использованием настольного миксера Silverson и дополнительно перемешивали/взбивали вручную, чтобы обеспечить удаление и разбитие всех комков. Это заняло 10-15 минут на партию. Небольшие партии использовали в Ноуеr (скребковом теплообменнике). Смешанный экстракт добавляли в Ноуеr и запускали устройство согласно стандартной процедуре в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Целевыми значениями плотности (г/л) были: 600, 700 и 800.
Образцы отбирались в пластиковые емкости (1 л), так как пластик уменьшает интенсивность теплопередачи продукта и позволяет более точно измерить температуру и способность к формообразованию. Стандартная практика заключается в размещении кофейного экстракта на металлических подносах. Однако высокая теплоотдача нержавеющей стали приводит к слишком быстрому охлаждениюкофейного экстракта для получения достаточного количества измерительных точек. Для каждого значения плотности регистрировали температуру и коэффициент формы.
Коэффициент формы: 1 = жидкий, 3 = полумягкий, не удерживает форму; 5 = способен к формованию и удержанию формы; 7 = слишком твердый.
Опускные валики применяли в холодильной камере при -50°C, но эта температура оказалась слишком низкой для вспененного экстракта. Некоторые формы былиобразованы, но прилипли к валикам и могли быть сняты. При повторении результат улучшили, работая с валиками в холодильной камере при -18°C.
Образцы помещали в кондитерский отсадочный мешок с хомутом, но без насадки. Образцы выдавливали в форме небольшого овала (~ 6 г, влажных; 3 г твердых компонентов) и оставляли в морозильной камере до сублимационной сушки.
Добавление микроизмельченного кофе к кофейному экстракту (50% твердых компонентов) повысило температуру, при которой концентрированный кофейный экстракт смог удерживать сложную трехмерную форму (коэффициент формы 5). Считается, что наличие микроизмельченного кофе снижает температуру, требуемую для формования продукта, так как нерастворимые твердые кофейные компоненты (обжаренная и размолотая фракция) способствуют образованию структуры продукта, что видно по образцам при плотности пены в 600 г/л и 700 г/л.
На Фиг. 3 сопоставляют образцы с плотностью пены в 800 г/л с микроизмельченным кофе (50% твердых компонентов) и образцы без микроизмельченного кофе и с 55% твердых компонентов. Основным выводом из этого является то, что при образовании «формуемого» продукта (5) добавление микроизмельченного кофе повышает температуру больше, чем простое добавление растворимых твердых компонентов. Нерастворимые твердые кофейные компоненты (кофейная целлюлоза и кофейное масло (температура плавления 5°С, следовательно, должно быть твердым)) являются большим преимуществом при формовании продукта, нежели добавление большего количества растворимых твердых компонентов.
В экстракте с плотностью пены 600, 700 и 800 г/л наличие микроизмельченного кофе повышает температуру, необходимую для образования сложной трехмерной формы.
Наличие в концентрированном кофейном экстракте микроизмельченного кофе позволило создать продукт, который был способен образовывать сложную трехмерную форму. Формы образовывали при температурах выше, чем у их аналогичных образцов (с той же концентрацией и той же плотностью пены) без микроизмельченного кофе. Считается, что микроизмельченный кофе помогает образовать структуру (с добавленной целлюлозой и кофейным маслом, которое должно быть твердым) и снижает необходимую температуру на входе.
Если не указано иное, проценты, упоминаемые в настоящем документе, даны по весу.
Несмотря на то что предпочтительные варианты осуществления изобретения были подробно описаны в настоящем документе, специалисты в данной области должны понимать, что в них можно внести изменения без отклонения от возможностей изобретения или приложенной формулы изобретения.