Чай и кофе

Кофе натуральный растворимый

Кофе натуральный растворимый представляет собой высушенный до порошкообразного состояния экстракт кофе натурального жареного и предназначен для быстрого приготовления напитка или в качестве вкусовой добавки при производстве различных пищевых продуктов. Для производства кофе натурального растворимого используют кофе натуральный 1-го и 2-го сортов, кофе высшего сорта, как правило, не используют из-за низкой экстрактивности этого сырья и, следовательно, невысокого выхода готовой продукции. Предпочтение отдается кофе Робуста вида Канифора 2-го сорта, в котором содержание экстрактивных веществ и кофеина значительно больше, чем в Робусте 1-го сорта и во всех сортах кофе вида Арабика. В то же время при изготовлении кофе растворимого только из Робусты 2-го сорта качество напитка получается грубым, без аромата и с чрезмерно высоким (более 5%) содержанием кофеина. Растворимый кофе вообще характеризуется более слабым ароматом и плоским вкусом, чем нерастворимый (натуральный жареный в зернах и молотый), что обусловлено технологией этого продукта.

В настоящее время во всех странах проводится большая работа по совершенствованию режимов и параметров приготовления растворимого кофе и созданию более совершенных машин и аппаратов с целью улучшения качества продукции. Данные исследований показывают, что наилучшие результаты дает сублимационная сушка экстрактов, при которой в продукте в максимальной степени сохраняются ароматические и вкусовые свойства натурального кофе.

В нашей стране кофе растворимый вырабатывают в основном распылительной сушкой экстракта. Отечественные рецептуры и технологические режимы, предусматривающие в отличие от зарубежных более мягкую обработку сырья и экстракта, позволяют получать продукт, в котором хорошо выражены сортовые особенности сырья. Рецептуры предусматривают соотношение кофе 1-го и 2-го сортов от 40:60 до 15:85.

Производство натурального растворимого кофе

Производство кофе натурального растворимого состоит из следующих основных процессов: приемки, сепарации и обжаривания сырья, измельчения и экстрагирования обжаренного полуфабриката, сушки экстракта и фасовки готовой продукции.

Кофе принимают по видам и сортам раздельно. После сепарации кофе обжаривают. Процесс ведут при режимах, обеспечивающих максимальное накопление водорастворимых экстрактивных веществ. Это достигается при условии полного разрушения клеток и тканей зерен кофе и минимального сгорания органических веществ. Установлено, что оптимальным режимом обжаривания является температура 200-210ºС и продолжительность 13-16 мин. с увлажнением кофе в конце процесса обжаривания до 5-7% для уменьшения образования пыли при последующем измельчении кофе. В конце обжаривания в барабан подают воду для более быстрого охлаждения кофе, уменьшения образования мелкой фракции при последующем измельчении и остановки пиролиза составных веществ кофе. Расход воды на 240-300 кг кофе составляет 50-55 л.

Обжаренный полуфабрикат охлаждают до температуры 35-40 °С в охладительной чаше после «ароматизации» (выдержке в обжарочном аппарате с выключенными горелками).

В процессе обжаривания контролируют влажность, рН, экстрактивность и потерю массы.

После завершения обжаривания полуфабрикат поступает в гранулятор на измельчение.

Установлено, что один и тот же сорт кофе при разной степени измельчения может содержать различное количество экстрактивных веществ. При измельчении кофе (грануляции) необходимо, чтобы количество частиц размером более 1,5 мм составляло большую часть всей массы частиц, а размером 0,5-0,6 мм — около 3%. Измельченный кофе порциями загружают в экстракторы.

Экстракционные батареи состоят из 6-8 колонн, соединенных последовательно. Для экстрагирования применяют воду, очищенную от солей кальция и магния, жесткостью не более 0,35мг-экв/дм3. Подготовленная вода подается под давлением 1,5М Па в автоматический регулятор, контролирующий скорость ее потока, и через главный подогреватель поступает в экстракционные батареи, экстракцию, проводят горячей водой при постепенном повышении температуры от 75 до 180 °С. Подача горячей воды осуществляется через колонну с наиболее истощенным кофе. Вода абсорбирует оставшиеся в нем растворимые вещества, последовательно проходит через колонны в направлении от более высоких температур к низким, в сторону менее истощенного кофе, и наконец экстракт, насыщенный растворимыми веществами свежезагруженного кофе, выходит из колонны.

В выходящем из колонны экстракте содержание растворимых веществ 20-26% в зависимости от температуры экстрагирования, от вида и сорта кофе. При использовании смеси кофе нескольких сортов (особенно 2-го сорта) содержание растворимых веществ в экстракте при температуре 95-100 °С может достичь 27-28%.

При температуре около 170-180 °С – последняя стадия процесса экстракции — гидролиз, когда при соответствующем давлении насыщенного пара происходит разложение нерастворимых в воде высокомолекулярных углеводов и образование растворимых в воде редуцирующих Сахаров, пентоз и других углеводов, а также переход белковых веществ в растворимые формы. При этом благодаря гидролизу гемицеллюяозы, клетчатки и других нерастворимых в воде веществ выход водорастворимых экстрактивных веществ достигает максимального уровня 40-45%. Выходящий из колонны экстракт фильтруют, охлаждают и подают на сушку.

Сушка – это термический процесс удаления влаги вследствие ее испарения и диффузии. Для отвода испаряемой влаги с поверхности экстракта главным сушильным агентом является нагретый воздух, который поглощает ее и уносит из сушилки.

Распылительная сушка

Наиболее широкое применение, обоснованное технически и экономически, имеет метод сушки экстракта кофе на распылительных сушилках.

Процесс сушки осуществляется в цилиндрической части сушильной башни, где происходит влаго- и массообмен между материалом и горячим воздухом.

Механизм сушки экстракта в распылительной сушилке состоит в распылении жидкого или пастообразного материала в теплоносителе, т. е. получении аэрозоля для максимального увеличения площади поверхности высушиваемого материала. Сушат экстракт горячим воздухом, температура которого на входе в сушильную башню 230-280 °С, а на выходе из сушильной башни 90-120 ºС (при высоте башни 28 м), скорость воздуха внутри башни – 0,3-1 м/с.

Сухой порошок собирается под конусом сушильной башни, его влажность 4-4,6%, объемная масса 170-250 г/дм3, его просеивают, охлаждают и подают на фасовку.

Следует отметить, что вследствие жестких режимов экстракции и сушки кофе растворимый теряет до 80% аромата. В связи с этим разработаны технологические приемы (параметры), позволяющие максимально сохранить аромат, свойственный жареному кофе, например сублимационная сушка.

Сублимационная сушка

При сублимационной сушке составные компоненты экстракта кофе не подвергаются существенным изменениям благодаря низкой температуре и вакууму. Особенно благоприятны условия для сохранения летучих ароматических веществ кофе.

Представляет интерес применение метода вспенивания экстракта перед сублимационной сушкой. Так, для получения порошка с объемной массой 200-250 г/дм3 предусматривается частичное замораживание экстракта, содержащего 20-40% сухих веществ, до кашицеобразного состояния и вспенивание его путем добавления газообразного СО2 или какого-нибудь другого инертного газа (закиси азота, аргона). Вспененный экстракт полностью замораживают при -45°С в течение 2 ч, а затем измельчают и фракционируют. Гранулы размером 0,5-2,5 мм подвергают сублимационной сушке, гранулы меньшего размера после оттаивания добавляют к жидкому экстракту, а большего размера – повторно измельчают. Предварительное замораживание кофейного экстракта и последующая сублимационная сушка его способствуют получению частиц красивой формы и цвета и однородных размеров.

Растворимый кофе сублимационной сушки – сыпучий агломерированный порошок с частицами размером 1,5-2,5 мм светло-коричневого цвета со стабильным ароматом натурального кофе.

Во всех европейских и других зарубежных странах производят де-кофеинизированный кофе, он продается дороже обычного, считается вечерним, имеет наклейку красного или синего цвета. У нас в стране такой кофе не выпускают.

Требования к натуральному растворимому кофе

Порошок растворимого кофе должен обладать нормальной сыпучестью.

Влажность растворимого кофе при выпуске должна быть не более 4%, в конце гарантийного срока хранения – не более 6%, растворимость в воде – полная (в горячей 96-98 °С – 30 с, в холодной 20 °С – 3 мин.). Содержание кофеина – не менее 2,3%, общей золы – не менее 6,0%, рН напитка – не менее 4,7, металлопримесей – не более 3 мг/кг.

В нем содержится довольно большое количество других компонентов, которые, хотя и не входят в перечень контролируемых показателей, но играют важную роль в общей оценке качества напитка растворимого кофе. Так, установлено, что в растворимом кофе содержатся белки в количестве 9,69-10,19% (аминного азота 1,55-1,63%), т. е. те же белковые вещества и аминокислоты, которые были обнаружены в сыром и обжаренном кофе.

Углеводы: арабиноза (2,5%), галактоза (0,9%), манноза (1%), глюкоза (0,3%), фруктоза (0,5%), а также следы рибозы и ксилозы. Установлено, что арабиноза, галактоза и манноза образуются при гидролизе полисахаридов в процессе экстракции.

В растворимом кофе в значительных количествах присутствуют хлорогеновая кислота (2-3,7%), дубильные вещества (2,7-3,5%).

В отношении содержания общего количества летучих ароматических веществ растворимый кофе фактически не уступает обжаренному кофе. Методом газожидкостной хроматографии в нем идентифицировано и количественно определено более 300 ароматических соединений с точками кипения 160-250 °С.

В растворимом кофе присутствуют свободные жирные кислоты с числом углеродных атомов в молекуле от 3 до 24. В группе насыщенных жирных кислот в нем количественно преобладает пальмитиновая, а среди ненасыщенных – линолевая кислота.

Растворимый кофе является, пожалуй, одним из самых богатых меланоидинами продуктов, которые не только придают напитку цвет и вкус, но и обладают антиокислительными свойствами, ингибируя окисление липидов.

В 2003 г. введен новый идентификационный показатель кофе натурального растворимого — массовая доля углеводов, которая определяется методом жидкостной хроматографии. При превышении норм, указанных в НД (ГОСТ Р 1881-2003), хотя бы по одному из углеводов (общей глюкозе (более 2,6%) или общей ксилозе (более 0,6%)) исследуемый кофе должен быть расценен как фальсифицированный.

Кофе натуральный растворимый в зависимости от способа производства и внешнего вида подразделяют на порошкообразный, гранулированный и сублимированный.

Порошкообразный кофе при растворении в воде комкуется из-за образования на его поверхности частиц увлажненной пленки, не позволяющей воде проникать внутрь, в связи с чем появляются проблемы с получением из него быстрорастворимого напитка. Большинство фирм получают гранулированный растворимый кофе распылительной сушки.

Сущность получения гранулированного растворимого кофе сводится к увлажнению сухого порошка паром до 10%. При такой влажности мелкие частицы кофе соединяются в более крупные агломераты. Последующая повторная сушка до необходимой влажности позволяет получить быстрорастворимый кофе тина инстант. Гранулы — хрупкие частицы с пористой структурой.

Сублимированные частицы растворимого кофе более крупные, чем гранулы, имеют плотную структуру и гладкую поверхность.

Упаковка и хранение растворимого кофе

Кофе натуральный растворимый относится к пищевым продуктам низкой влажности. В отличие от обжаренного кофе в зернах и молотого, у которых растворимые вещества защищены от окружающего воздуха клеточной оболочкой, частицы порошка растворимого кофе со всех сторон открыты и чрезвычайно лабильны в отношении кислорода, паров воды, тепла, света и других физических факторов. Эта их высокая реакционноспособность требует применять для упаковки продукта тару, обеспечивающую герметичность (минимальные газо-, паро- и ароматопроницаемость) и обладающую хорошими защитными свойствами. Таковыми являются жестяные и стеклянные банки, а также трехслойные термосваривающиеся полимерные пленки.

На кофеперерабатывающих предприятиях фасовку кофе натурального растворимого производят в жестяные банки на автомате-наполнителе с использованием вакуумирования банок. Закатанные банки с порошком кофе укладывают в гофрированные короба или ящики.

В производстве растворимого кофе в нашей стране практическое применение нашла трехслойная ламинированная фольга, которая используется для фасовки этой продукции в однопорционные пакетики для индивидуального использования массой нетто 2,5 г.

Кроме вида упаковки на качество растворимого кофе при хранении влияет также состав газовой среды.

При хранении растворимого кофе в среде воздуха возрастает количество продуктов окисления жира, особенно низкомолекулярных летучих жирных кислот и карбонильных соединений, что снижает качество кофе. Среда углекислого газа и азота является защитной и замедляет процессы окисления.

Банки с кофе укладывают в ящики из гофрированного картона, фанеры или из древесины, а однопорционные пакетики — в картонные коробки массой нетто не более 1,25 кг.

Маркировка на потребительской таре должна содержать следующие данные:

  • наименование и местонахождение изготовителя (страна, место происхождения) кофе;
  • товарный знак (при наличии);
  • наименование продукта;
  • обозначение действующей НД;
  • массу нетто упаковочной единицы;
  • тип натурального растворимого кофе;
  • срок хранения с даты изготовления;
  • количество упаковачных единиц;
  • дату изготовления и упаковывания.

Срок годности напитка ‘исчисляется с первого числа, указанного в маркировке месяца. На упаковке должен быть указан состав исходного сырья: сорт кофе или смесь разных сортов и различных ботанических видов, наличие ароматизаторов и т. п.

Хранить растворимый кофе следует в помещениях с относительной влажностью, не превышающей 75%.

Срок хранения натурального растворимого кофе в металлических, стеклянных банках, банках из полимерных материалов, в пакетах из комбинированных термосвариваемых материалов на основе алюминиевой фольги — не более 24 мес. со дня изготовления.