ОБРАБОТКА РАСТВОРИМОГО КОФЕ
INSTANT COFFEE TREATMENT

Настоящее описание относится к способу обработки порошков растворимого кофе. В частности, описание относится к способу обработки, который улучшает внешний вид, сыпучесть и ароматические свойства порошка растворимого кофе.
Порошки растворимого кофе - хорошо знакомый потребителям продукт. Потребители растворимого кофе наслаждаются великолепным вкусом продукта, который более удобен в приготовлении, по сравнению с кофеваркой капельного типа. Многие любители обжаренного и молотого кофе не готовы жертвовать ощущаемыми вкусовыми преимуществами, предоставляемыми кофеварками капельного типа, и переходить на растворимый кофе.
В последние годы достигнуты значительные успехи в улучшении качества высушенных распылением и сублимированных растворимых кофепродуктов. Например, применение тонко измельченного обжаренного и молотого кофе в качестве добавки позволило потребителям ощутить вкус обжаренного и молотого кофе в растворимом кофе. Вкус таких продуктов отличается от обычного растворимого кофе благодаря присутствию частиц обжаренного кофе тонкого помола. Эти частицы нерастворимы и добавляют содержащееся в них масло в растворимый кофе, который, как правило, не содержит масло. Опыт эспрессо показывает, что мелкие частицы масла, полученные путем экстракции эспрессо под высоким давлением, формируют приятные вкусовые ощущения.
Известно также, что кофейные масла добавляют в упаковку сублимированного кофе (например, наносят на крышку). Эти масла извлекают с помощью передовых технологий восстановления ароматических свойств, с тем чтобы получить аромат кофе (Coloma), который затем снова добавляют в очень малых концентрациях (стандартно 0,03% +/- 0,02% по весу) в конечную банку. В высушенный распылением кофе добавить масло Coloma таким способом нельзя, поскольку оно образует капли на поверхности банки, а сублимированный кофе адсорбирует масло. Этот способ добавления масла дает первоначальное ощущение аромата кофе при открывании банки, однако после многократных открываний он быстро исчезает и выветривается из банки.
Несмотря на такие улучшения ароматических свойств, вкуса и ощущения во рту от растворимого кофе, некоторые потребители обжаренного и молотого кофе все еще не признают эти продукты из-за их «мертвого» внешнего вида (маленькие, сухие, светлые и пыльные гранулы), тогда как обжаренный и молотый кофе (R&G), по их мнению, имеет более «живой» внешний вид. Текстура поверхности, цвет и внешний вид - это преграды, которые не позволяют некоторым потребителям даже попробовать растворимый кофе. Чтобы обеспечить таких потребителей растворимым кофе в виде рыночного продукта, необходимо преодолеть эти преграды.
Соответственно, требуется обеспечить порошок вспененного напитка с улучшенными свойствами, и/или решить по меньшей мере некоторые из проблем, присущих предшествующему уровню техники, или по меньшей мере обеспечить коммерчески успешную альтернативу этому напитку. Цель описания - создать продукт, объединяющий удобство растворимого кофе с требуемым внешним видом, цветом и/или ароматом, что поможет преодолеть существующее негативное восприятие растворимого кофе потребителями.
В первом аспекте настоящего описания приводится способ обработки растворимого кофе, включающий:
обеспечение порошка растворимого кофе;
обеспечение кофейного масла в объеме от 0,5 до 4% вес. относительно порошка растворимого кофе;
обеспечение воды в объеме от 1 до 3% вес. относительно порошка растворимого кофе; и
смешивание порошка растворимого кофе с кофейным маслом, а затем с водой.
Настоящее описание дополнительно раскрыто ниже. В следующих параграфах различные аспекты описания определены более детально. Каждый определенный аспект можно объединить с любым другим аспектом или аспектами, если точно не указано иное. В частности, любой элемент, указанный как предпочтительный или преимущественный, можно объединить с любым другим элементом или элементами, указанными как предпочтительные или преимущественные.
Растворимый кофе хорошо известен в данной области техники и включает высушенный распылением и сублимированный кофе. Порошок растворимого кофе предпочтительно представляет собой порошок кофе, высушенный распылением. Высушенный распылением кофе, как правило, хуже воспринимается потребителями по причине своего порошкообразного вида. Таким образом, преимущества способа, описанного в настоящем изобретении, особенно заметны при применении в комбинации с высушенным распылением кофе. Кроме того, при применении к сублимированным образцам кофе эти методы по существу обеспечивают более равномерное покрытие. Поэтому трудно получить равномерное покрытие при добавлении небольшого количества кофейного масла.
Порошок растворимого кофе предпочтительно представляет собой порошок вспененного растворимого кофе и/или содержит частицы обжаренного кофе тонкого помола. Вспененный растворимый кофе - это кофе, в порах которого содержится захваченный газ. Методы получения такого кофе включают введение газа перед сушкой и введение газа под давлением в нагретый порошок кофе (выше его Тg). Виды кофе, которые содержат частицы обжаренного кофе тонкого помола, также хорошо известны и включают, например, кофе Millicano™. Преимущества применения вспененного кофе и/или кофе, содержащего молотый и обжаренный кофе, в комбинации с улучшенным внешним видом и ароматом, которые обеспечивает описанный в настоящем документе способ, приближают его по характеристикам к настоящему кофе эспрессо.
Кофейное масло получают из масел, содержащихся в кофейных зернах Предпочтительно, его экстрагируют из обжаренных кофейных зерен; кроме того, его можно получить путем прессования зерен. Кофейное масло предпочтительно содержит масло Coloma и/или масло кофейной гущи. Масло Coloma - это ароматизированное кофейное масло, состоящее из кофейных масел, экстрагированных из кофейных зерен, а также дополнительных ароматических соединений. Производство и сбор ароматических соединений кофе хорошо известны в данной области техники. Производство масла Coloma ограничено из-за стоимости и сложности получения значительного объема концентрированного ароматического букета.
Масло кофейной гущи получают путем отжима остатков масла из экстрагированных кофейных зерен. Этот продукт в настоящее время представляет собой малоценное масло и может применяться для уменьшения пылеобразования и достижения пределов текучести. Этот малоценный продукт также можно применять для создания необходимой текстуры поверхности за меньшую стоимость с сохранением улучшенного аромата.
Кофейное масло присутствует предпочтительно в объеме от 0,5 до 4% вес. относительно порошка растворимого кофе, предпочтительно в объеме приблизительно от 0,6 до 2% вес. и наиболее предпочтительно от 0,8 до 1% вес. Если объем кофейного масла слишком велик, то на поверхности растворимого кофе могут быть видны пятна масла. Если объем слишком мал, то конечный продукт не имеет желаемого аромата.
Авторы изобретения обнаружили, что само по себе кофейное масло не дает аромата требуемого уровня, если его просто добавляют к растворимому кофе, по сравнению со способом, описанным в настоящем документе. Вместе с тем, авторы изобретения обнаружили, что последующее добавление воды разблокирует ароматические свойства кофейных масел и усиливает аромат продукта.
Воду смешивают с растворимым кофе в объеме от 1 до 3% вес. относительно порошка растворимого кофе. Воду предпочтительно добавляют в объеме, достаточном для обеспечения конечного влагосодержания в растворимом кофе от 2,5 до 6% вес., предпочтительно от 3 до 5% вес., предпочтительно приблизительно 5% вес. Этот объем влаги позволяет долго хранить продукт и при этом максимизирует ароматические свойства кофейного продукта. Высушенный распылением кофе по существу имеет влагосодержание от 1,5-3% вес. после сушки.
Воду предпочтительно добавляют в кофе мелкокапельной струей во время смешивания. Вода может представлять собой либо чистую воду (водопроводную или дистиллированную), либо экстракт кофе. Если вода представляет собой экстракт кофе, твердые частицы кофе предпочтительно образуют до 50% вес. водного экстракта, более предпочтительно от 30 до 45% вес. Если содержание твердых частиц слишком высокое, перекачиваемость экстракта снижается.
Известно, что в некоторых способах предшествующего уровня техники объем воды вводят в объем растворимого кофе в качестве прекурсора методов агломерации. Эти методы, как правило, реализуются при повышенной температуре и приводят к увеличению величины силы кофе. Способ, описанный в настоящем документе, однако, не предназначен для агломерации частиц кофе. В частности, способ реализуют по существу без агломерации порошка растворимого кофе. Предпочтительно D90 (размер частиц) порошка растворимого кофе по существу не увеличивается, то есть D90 частиц после обработки находится в пределах 10%, более предпочтительно в пределах 5% от значения до обработки. Способы измерения значений D90 хорошо известны в данной области техники. Предпочтительно способ реализуют при температуре от 10 до 40°С и предпочтительно приблизительно при комнатной температуре.
Стадия смешивания является последовательной. То есть порошок растворимого кофе сначала необходимо покрыть кофейным маслом, а затем водой. Было обнаружено, что если кофейное масло предварительно не нанести на кофе, то вода будет образовывать в кофе отдельные комки (ввиду частичного растворения кофе). Не желая быть связанными соответствием конкретной теории, авторы предполагают, что кофейное масло служит для защиты поверхности кофе от добавления воды. Кроме того, было обнаружено, что добавление смеси из воды и кофейного масла, т.е. одновременное перемешивание этих компонентов, не улучшает ароматические свойства конечного продукта растворимого кофе.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что можно преодолеть проблемы, связанные с «мертвым» внешним видом, при помощи способа, описанного в настоящем документе. Он позволяет текстурировать поверхность. Изменения в текстуре поверхности дают три ключевых преимущества:
1) Свойства порошка больше похожи на свойства обжаренного и молотого кофе, чем растворимого кофе, что, в свою очередь, устраняет любые намеки на растворение, когда порошок высыпается или черпается из контейнера, а также предотвращает пылеобразование.
2) После текстурирования цвет растворимого кофе становится значительно темнее. Это означает, что кофе более точно соответствует насыщенным цветам свежеобжаренных кофейных зерен.
3) Аромат кофе в банке гораздо сильнее, чем у обычного растворимого кофе, и если понюхать упаковку, создается ощущение обжаренного и молотого кофе.
В настоящее время растворимый кофе, как правило, продается в прозрачных стеклянных банках. Потребитель может сразу заметить мелкие пыльные гранулы порошка, полученные в результате сушки распылением, или маленькие сухие пористые гранулы, полученные в результате сублимации. Оба этих продукта также имеют чрезвычайно высокую сыпучесть, что необходимо для перемещения на производстве при применении стандартных транспортировочных систем. Однако такая сыпучесть подчеркивает различие между этими продуктами и обжаренным и молотым кофе. Настоящее описание относится к способу, который создает продукт с пониженной сыпучестью, более близкой к обжаренному и молотому кофе, или даже ниже, чем у него, так что потребитель может заметить весомое различие. Обжаренный и молотый кофе вынимают из контейнера при помощи черпака, а продукт, полученный способом, описанным в настоящем документе, имеет аналогичные свойства сыпучести, так что предполагает черпание.
Способ также позволяет создать продукт более темного цвета, чем исходный растворимый кофе. Его внешний вид, напоминающий обжаренный и молотый кофе, значительно темнее существующего растворимого кофе и имеет блеск от присутствующего масла. Способ получения продукта с текстурированной поверхностью, описанный в настоящем документе, дает более темный цвет и живой внешний вид у всех протестированных видов растворимого кофе. Живой внешний вид также достигается за счет ликвидации пыли. Обычный или необработанный порошок, высушенный распылением, создает пыль при добавлении жидкости или размешивании. Кофе, обработанный способом, описанным в настоящем документе, имеет сниженное количество пыли на поверхностном слое или не имеет ее совсем, что делает его похожим на обжаренный и молотый кофе, который также не содержит пыли.
Способ, описанный в настоящем документе, также позволяет создать продукт с ароматом, более похожим на обжаренный и молотый кофе, чем на обычный растворимый кофе. Аромат, который ощущает потребитель при открывании банки, является ключевым показателем свежести кофе. Аромат «мертвого» продукта, такого как растворимый кофе, отличается от аромата, который ощущается при открывании новой упаковки обжаренного и молотого кофе.
Предпочтительно способ дополнительно подразумевает стадию измельчения или помола обработанного растворимого кофе. Стадия измельчения может быть проведена для того, чтобы частицы конечного продукта кофе получили требуемый размер. Предпочтительно конечная стадия измельчения отсутствует, так как это может повредить улучшенную текстуру поверхности.
Способ является особенно эффективным применительно к менее пористым частицам кофе. Предположительно это связано с тем, что обработка оказывает больший эффект на поверхность каждой гранулы, чем при впитывании в поры кофе. Предпочтительно порошок растворимого кофе имеет такой размер частиц, что средний больший диаметр (измеряется с помощью лазерного дифракционного устройства Sympatec) составляет менее 300 мкм, предпочтительно менее 250 мкм и предпочтительно от 50 до 200 мкм.
Предпочтительно способ дополнительно включает упаковку порошка растворимого кофе. Подходящая упаковка для продукта включает жестяные и стеклянные банки, контейнеры, брикеты, пакеты и т.п. Поскольку способ улучшает внешний вид и свойства сыпучести продукта, особенно предпочтительно, чтобы продукт поставлялся в банках и был виден потребителю.
В соответствии со вторым аспектом обеспечивается порошок растворимого кофе, получаемый с помощью способа, описанного в настоящем документе. Порошок кофе, производимый в соответствии со способом, описанным в настоящем документе, ощутимо отличается от растворимого кофе, который не проходил такую обработку. Поверхность кофе темнее, содержание пыли меньше, ароматический эффект усилен (см. Фиг. 1), а сыпучесть порошка понижена. Порошок кофе имеет сыпучесть влажного песка.
В соответствии с третьим аспектом обеспечивается способ получения напитка, причем указанный способ включает контакт обработанного порошка растворимого кофе с водной средой. Водная среда - предпочтительно вода или молоко и предпочтительно горячая (от 80 до 95°С).
Далее описание будет раскрыто в отношении следующих фигур, не имеющих ограничительного характера.
На Фиг. 1 изображен график, показывающий сравнительные объемы различных ароматических веществ, выделяемых кофе при открывании банки. Горизонтальная линия представляет собой контрольный образец необработанного кофе. Линия, проходящая преимущественно сверху, представляет соединения в соответствии с описываемым способом обработки. Дополнительная линия представляет профиль после обработки только маслом Coloma (СМ).
На Фиг. 2 показана блок-схема способа, описанного в настоящем документе.
На Фиг. 3А показан контейнер 1, который подходит для хранения композиции быстрорастворимого кофе, описанного в настоящем документе.
На Фиг. 3В показано устройство для приготовления кофейного напитка.
Как показано на Фиг. 1, при добавлении масла Coloma в кофе аромат банки улучшается. Когда вы добавляете воду в дополнение к маслу Coloma, происходит сдвиг в коэффициенте распределения и, таким образом, появляется разница в химических веществах, образующих аромат, в свободном пространстве над продуктом в банке.
Как видно из графика, общие концентрации ароматических летучих веществ увеличиваются после добавления воды к кофе. Ароматические соединения, отмеченные на графике синим овалом, показывают, что при добавлении воды в масло Coloma получаются статистически более высокие концентрации, чем без добавления воды в масло Coloma. Это указывает на то, что уровни этих соединений в банке увеличиваются при добавлении воды.
Ароматические соединения, отмеченные на графике красным овалом, показывают, что образцы, содержащие масло Coloma с добавленной водой, и образцы, содержащие только масло Coloma, имеют статистически более высокие концентрации, чем контрольные образцы, не содержащие масло Coloma. Это указывает на то, что уровни этих соединений в банке увеличиваются при добавлении масла Coloma, но незначительно повышаются при добавлении воды.
Ароматические соединения, которые на графике не отмечены овалом, показывают случаи, когда между контрольным образцом или двумя тестируемыми образцами, с повышенным содержанием масла Coloma нет статистической разницы.
Как показано на Фиг. 2, на стадии А обеспечивают растворимый кофе. На стадии В обеспечивают кофейное масло. На стадии С обеспечивают воду (или экстракт кофе). На стадии D растворимый кофе и кофейное масло смешивают. На стадии Ε растворимый кофе (и кофейное масло) смешивают с водой, чтобы обеспечить растворимый кофе F с текстурированной поверхностью и улучшенным ароматом.
Далее описание будет раскрыто в отношении следующих примеров, не имеющих ограничительного характера.
Пример
Экспериментальные обработки проводили на двух исходных образцах растворимого кофе, высушенного распылением:
1. Темный высушенный распылением («spray dry dark» - это сорт Millicano высокой плотности, высушенный распылением); размер частиц d90 приблизительно 250 мкм; плотность 460 г/л.
2. SA5 - коммерческий порошок кофе, высушенный распылением (высушенный распылением кофе Арабика); плотность 230 г/л; d90<500 мкм.
В испытаниях поверхностного слоя применялись различные типы жидкостей:
1. Вода (водопроводная вода).
2. Кофейное масло (масло СМ) - масло кофейного происхождения, полученное прессованием кофейного жмыха.
3. Масло кофейной гущи - масло кофейного происхождения, полученное из отработанной кофейной гущи после процедуры THEO на этапе сепарации.
4. Экстракт кофе (30% твердых частиц, полученных путем добавления и растворения темного кофе, высушенного распылением (30 г), в воде (70 г)).
5. Эмульсия смеси 80/20 (80% кофейного масла и 20% воды). (Смешивание производят путем погружения мешалки с высоким усилием сдвига и медленного добавления воды в кофейное масло при перемешивании - технология, аналогичная получению майонеза.)
Во всех примерах применяли планетарную мешалку Hobart с венчиком-взбивалкой (проволочным венчиком).
Пример 1 (сравнительный)
В этом примере была получена улучшенная текстура, однако ароматические свойства не были улучшены.
Темный кофе, высушенный распылением, смешали с маслом СМ (скорость добавления: 1,14-3,33 г/мин) в планетарной мешалке. Это вещество было протестировано на сыпучесть, цвет и аромат. Было обнаружено, что концентрация масла СМ на уровне 0,5-4% достаточна для улучшения текстуры, при этом предпочтительной является концентрация масла СМ 0,8-2,0% ввиду сглаживания масла на поверхности при более высоких уровнях.
Растворимость существенно не изменилась.
Динамика процесса показала, что по мере повышения уровня масла цвет темнел.
Пример 2
В этом примере были получены улучшенная текстура и улучшенный аромат.
Темный кофе, высушенный распылением, смешали с маслом СМ (скорость добавления: 1,14-3,33 г/мин) в планетарной мешалке. В процессе перемешивания мешалкой добавили воду (скорость добавления: 1,38-4,20 г/мин). Воду добавили, чтобы усилить аромат. Объем добавленной воды был рассчитан на основании исходного влагосодержания продукта, при этом требуемый уровень добавления воды должен был повысить конечную влажность продукта на ~1-3%, а общая влажность продукта должна была сохраниться на уровне менее 5%.
Пример 3
В этом примере были получены улучшенная текстура и улучшенный аромат.
Темный кофе, высушенный распылением, смешали с маслом СМ (скорость добавления: 1,14-3,33 г/мин) в планетарной мешалке. В процессе перемешивания мешалкой добавили экстракт кофе (скорость добавления: 3,00 г/мин). Воду из экстракта добавили, чтобы усилить аромат. Экстракт кофе мог иметь диапазон концентраций (0,5-50%) и должен был быть перекачиваемым, чтобы его можно было распылить на продукт.
Объем добавленного экстракта кофе был рассчитан на основании исходного влагосодержания продукта, при этом требуемый уровень добавления экстракта кофе должен был повысить конечную влажность продукта на ~1-3%, а общая влажность продукта должна была сохраниться на уровне менее 5%.
Пример 4
В этом примере были получены улучшенная текстура и улучшенный аромат.
Темный кофе, высушенный распылением, смешали с маслом кофейной гущи (скорость добавления: 2,45 г/мин) в планетарной мешалке. В процессе перемешивания мешалкой добавили воду (скорость добавления: 1,38 г/мин). Воду из экстракта добавили, чтобы усилить аромат. Однако усиление аромата было не таким значительным, как при добавлении масла СМ, что, возможно, связано с высокотемпературной термической обработкой масла кофейной гущи в процессе THEO.
Объем добавленной воды был рассчитан на основании исходного влагосодержания продукта, при этом требуемый уровень добавления экстракта кофе должен был повысить конечную влажность продукта на ~1-3%, а общая влажность продукта должна была сохраниться на уровне менее 5%.
Пример 5 (сравнительный)
В этом примере была получена улучшенная текстура, однако ароматические свойства не были улучшены.
Темный кофе, высушенный распылением, смешали со смесью масла СМ и воды (80%/20% соответственно) (скорость добавления: 1,14 г/мин) в планетарной мешалке. Это вещество было протестировано на сыпучесть, цвет и аромат. Было установлено, что добавление 2% масла дает приемлемые результаты улучшения текстуры.
Растворимость существенно не изменилась.
Аромат не усилился, что может быть связано с тем, что вода была заблокирована в масляной эмульсии и поэтому была не способна растворить какие-либо поверхностные летучие вещества в кофе или масле.
Пример 6 (сравнительный)
В этом примере не удалось получить улучшенную текстуру или улучшенный аромат.
Темный кофе, высушенный распылением, смешали с водой или экстрактом кофе (скорость добавления: 1,14-3,33 г/мин) в планетарной мешалке. Это вещество было протестировано на сыпучесть, цвет и аромат. При отсутствии масла произошло только локальное смачивание, и жидкость покрыла продукты неравномерно. Аромат не усилился. Аналогичные результаты были получены при применении SA5 в качестве исходного вещества.
Пример 7
В этом примере была получена улучшенная текстура, однако ароматические свойства не были улучшены.
Высушенный распылением кофе SA5 смешали с маслом СМ с концентрацией 0,5% и 4,0% (скорость добавления: 1,14-3,28 г/мин) в планетарной мешалке. В процессе перемешивания мешалкой добавили воду (скорость добавления: ~1,38 г/мин). Воду добавили, чтобы усилить аромат. Объем добавленной воды был рассчитан на основании исходного влагосодержания продукта, при этом требуемый уровень добавления воды должен был повысить конечную влажность продукта на ~1-3%, а общая влажность продукта должна была сохраниться на уровне менее 5%. Цвет стал значительно темнее (25-26 Лб) по сравнению с исходным продуктом (35 Лб). Для достижения требуемого диапазона для SA5 необходимы более высокие уровни масла (ближе к 1,5-3%), так как его исходные частицы больше и поэтому им необходим больший объем текучей среды для покрытия.
Распределение размеров частиц
Измерение размера частиц проводили с применением лазерного дифракционного устройства Sympatec (условия запуска: оптическая концентрация 1,5%, линза R6 в течение 20 секунд). Исходные частицы SD dark (высушенного распылением темного) имели d90<~260 мкм, а частицы SA5<500 мкм (d90).
Тестирование на агломерацию
Ряд образцов проанализировали с целью определить, произошла ли в процессе реализации способа какая-либо агломерация. Исходное вещество до текстурирования поверхности имело размер частиц (D90) 226 мкм и D99 - 350 мкм. Сушка распылением дает некоторый естественный разброс размеров, и тиражирование также показывает размер частиц 221 мкм, при этом D99 составляет 511 мкм.
Тестирование размера частиц при добавлении масла с концентрацией 0,8% дало размер частиц 226 мкм (D90) и 549 мкм (D99), а при тиражировании - 219 мкм (D90) и 333 мкм (D99), что показывает, что при нанесении масла агломерация не происходит.
Добавление воды к продукту, покрытому маслом, дало небольшое увеличение размера частиц до 247 мкм (d90) и 647 мкм (d99). 90% частиц по размеру очень похожи на контрольный образец без покрытия (SD Millicano), при этом на стадии текстурирования поверхности обнаруживаются чуть большие частицы (D99 составляет 646 мкм против 511 мкм).
Это значительно отличается от обычных способов агломерации, где D90 и D99 намного больше, так как цель этих процессов - склеить более мелкие частицы.
Анализ текстуры
Одно из наибольших изменений в результате реализации настоящего способа произошло с текстурами образцов. Вещество стало менее сыпучим, при этом сыпучесть измеряли с применением метода определения насыпной массы и насыпной массы после уплотнения, а также угла естественного откоса.
Фармакопея США предлагает несколько способов измерения сыпучести порошка, при этом измерение насыпной массы и насыпной массы после уплотнения, а также измерение угла естественного откоса являются рекомендованными. Они не измеряют внутренние свойства порошков, но применяются для сравнения различных порошков по их характеристикам. Поскольку способы зависят от внешних свойств порошков, способ измерения насыпной массы и насыпной массы после уплотнения повторяли трижды или более. Считается, что коэффициент сжимаемости косвенно измеряет насыпную плотность, размер, форму, площадь поверхности, влагосодержание и связывающую способность, поскольку все эти параметры косвенно влияют на то, насколько хорошо вещество можно уложить в контейнер.
Для измерения насыпной плотности применяли стеклянную мерную колбу объемом 250 мл и 50 г (+/-0,1 г) порошка. Порошок осторожно высыпали в колбу через воронку и слегка поскребли поверхность, чтобы сгладить любые неровности, которые могли образоваться при насыпании. Колбу закрепили и встряхнули 70 раз с помощью встряхивающего волюметра.
Коэффициент сжимаемости Kappa описан в книге Carr, R.L. Evaluating Flow Properties of Solids. Chem. Eng. 1965 г., 72, 163-168.
Коэффициент сжимаемости Kappa =100%×[(ρ_apped-ρ_bulk)/ρ_apped]
(где ρ - плотность).
Отношение Хауснера=ρ_apped/ρ_bulk.
Принципы классификации сыпучести порошка были определены Карром и описаны ниже.
Образцы последовательно показали увеличение коэффициента сжимаемости Карра после обработки сначала маслом, а затем водой. Рост коэффициентов был более значительным, чем при отдельной обработке водой или маслом. Сыпучесть по существу улучшилась по сравнению с необработанным веществом.
Стандартный растворимый кофе Kenco (SA5) классифицируется как пример порошка с очень хорошей сыпучестью. Как правило, это считается хорошим показателем, поскольку порошки должны легко насыпаться в банки (для упаковки) и легко выниматься (для потребителя). Порошок представляет собой небольшие шарики, образованные в процессе сушки распылением, которые легко двигаются относительно друг друга.
Обжаренный и молотый кофе считается менее сыпучим, чем стандартный кофе, высушенный распылением (SA5), но все-таки классифицируется как порошок с «хорошей» сыпучестью. Это связано с наличием масла, а также более неправильными размерами и формами частиц, полученных в результате измельчения.
Примененный здесь способ текстурирования позволяет снизить сыпучесть стандартного растворимого кофе до гораздо менее сыпучего порошка («удовлетворительной» степени). Это обнаруживается только в тех экспериментах, в которых сначала производят покрытие маслом, а затем водой.
Эксперименты, проведенные только с добавлением воды, дают чуть меньшую сыпучесть из-за комков, образованных в результате локального смачивания при добавлении воды. По своей природе растворимый кофе растворяется при контакте с водой. Предполагают, что если кофе сначала покрыть маслом, это создаст защитный слой, который придаст текстуру. Масляное покрытие предотвращает образование локальных пятен влаги и комков при добавлении только воды.
При повторном добавлении вода прилипает к поверхности кофе, но не растворяет его полностью. Предполагают, что она адсорбируется мелкими порами, не заполненными маслом, и, возможно, растворяет водорастворимые ароматические соединения, захваченные в масле, что способствует получению требуемого запаха. Однако приятный аромат был также сформирован маслом кофейной гущи, большая часть аромата которого была уже извлечена из зерен. Это приводит к выводу, что добавление масла несколько усиливает аромат, а также создает локальные смачивания, которые придают кофе небольшую растворимость и стимулируют аромат.
Для получения требуемого запаха не требуется добавлять много воды (~1%). Также отмечено, что если добавить только масло либо только воду, требуемый запах получить не удастся. Таким образом, можно считать, что вода растворяет некоторые летучие вещества, которые могут присутствовать в масле. Эмульсия воды с маслом не дает воде растворить ароматические соединения, поскольку они уже захвачены масляной матрицей.
Сравнение обоих способов при наблюдении за упаковкой показало, что вещества с очень хорошей сыпучестью были получены из порошка SA5. Порошок с хорошей сыпучестью, исходный порошок (SD Dark), вначале был похож по сыпучести на обжаренный и молотый кофе, а низкий уровень добавления масла сохранил его сыпучесть на том же уровне.
Сдвиг в сыпучести происходит при добавлении воды к образцу с маслом СМ 0,8% (только коэффициент Kappa) или при переходе на более высокий уровень масла СМ (>2%). Добавление воды после масла имеет ключевое значение для снижения сыпучести.
Цвет
Для всех образцов (SD Dark и SA5) этот способ дает значительно более темный продукт. Это предпочтительно, поскольку потребители хотят более темный продукт по сравнению со стандартным растворимым кофе (SA5), поскольку он больше похож на обжаренный и молотый кофе, а также менее сухой и пыльный. Меньшее значение цвета соответствует более темному продукту (по существу, по меньшей мере на 4 Лб темнее). Все продукты с обработанной поверхностью темнее, чем темный кофе, высушенный распылением, а образцы SA5 с обработанной поверхностью темнее, чем коммерческий SA5. Возможное объяснение заключается в том, что свет отражается от пор и трещин на поверхности. Благодаря закрытию пор и заполнению небольших полостей маслом и/или водой цвет кажется более темным.
Таким образом, способ создания текстуры мокрого песка в продукте, высушенном распылением, делает его внешний вид более «живым». Сыпучесть понижается, поэтому он становится непохожим на существующий высушенный распылением порошок, ведет себя как обжаренный и молотый кофе (хорошая сыпучесть) или достигает даже еще меньшей сыпучести (удовлетворительная сыпучесть), что придает ему дополнительное отличие. Аромат напоминает обжаренный и молотый кофе. Это ключевой фактор для потребителей, который делает продукт в их глазах более «живым» и похожим на обжаренный и молотый кофе. Цвет становится темнее во всех случаях обработки поверхности, и это также важно потребителю. Ключевым аспектом способа является покрытие поверхности маслом до покрытия вторым слоем на водной основе (водой или кофейным экстрактом). Масло необходимо для создания структуры, которая препятствует быстрому растворению при добавлении воды. Вода необходима для создания требуемого аромата. Когда масло образует эмульсию с водой (смесь 80/20), это позволяет получить требуемую текстуру одноэтапным способом, но не обеспечивает свободную воду для требуемого аромата (аромат отсутствует).
Несмотря на то что в настоящем документе подробно описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что возможны модификации без отступления от объема описания или прилагаемой формулы изобретения.