Товароведная характеристика и экспертиза качества растворимого кофе

Растворимый кофе - это экстракт натурального кофе. В последнее время он приобрел широкую популярность. При изготовлении растворимого кофе решающее значение имеет качество используемых сортов. Используются преимущественно букеты из бразильских, Центральноамериканских и африканских сортов.

Растворимый кофе выпускают в 3 видах - в зависимости от технологии производства: порошковый (спрей), гранулированный (агломерат) и сублимированный («фриз-драйд»).

Самый дешевый способ производства растворимого кофе - это производство порошка. Сырой кофе проходит очистку, после чего его обжаривают. Затем зерна дробят до частиц размером 1,5-2 мм. Следующая технологическая операция - извлечение растворимых веществ горячей водой под давлением. Для изготовления порошка кофе распылительной сушкой предложено впрыскивать кофейный концентрат в сушильную камеру под давлением 0,29-0,58 МПа. В зависимости от величины давления получается порошок различной величины. Концентрат кофе перед впрыскиванием насосом подают в смесительную камеру, где к нему подмешивают пенообразователь. Затем эта смесь с потоком распыляющего газа впрыскивается в сушильную камеру. Давление в камере должно быть значительно меньше, чем давление распыляющего газа. Горячий воздух подают в сушильную камеру снизу. Отработанный воздух уходит из камеры через фильтры верхней части камеры, а сухой порошок кофе постепенно выгружается через наклонное трубчатое устройство в нижней части сушилки с противоположной подаче концентрата стороны. Величина частиц готового порошка кофе 250-500 мкм, масса 1 л порошка до 180 г.

Агломерация (от латинского agglomero - «присоединяю, накопляю») - этот термин из области металлургии означает способ окусковывания мелких металлов спеканием для улучшения их металлургических свойств. Гранулированный кофе - это уже не порошок, который налипает на ложку, а кофе, сбитый в мелкие комочки паром. Производственный цикл почти не отличается от производства порошка. Разница только в последнем этапе, когда порошок сбивают в гранулы паром. Следует заметить, что интенсивное давление изменяет молекулярную структуру зерна и оказывает вредное влияние на аромат и вкус кофе.

И, наконец последний - сублимированный кофе. Сублимация (от латинского sublimatio - «возвышение, вознесение») - обезвоживание, высушивание замороженных продуктов под вакуумом при низком давлении. Сублимационная сушка сохраняет основные биологические качества материала, т.к. при этом кислород воздуха не окисляется и не изменяется объем продукта. Сублимация позволяет получать продукты высокого качества, приближающиеся по органолептическим показателям к свежим. Это самый новый метод производства растворимого кофе. Он самый дорогой, но позволяет максимально сохранять все исходные свойства натурального кофе.

Суть его производства заключается в том, что кофейный отвар замораживают при очень низких температурах. В результате образуются ледяные кристаллы. Эти кристаллы обезвоживают под вакуумом - именно благодаря этому в кофе сохраняются натуральные полезные вещества. Такой кофе обладает более тонким вкусом и ароматом. Обезвоженную массу разбивают - в результате получают кристаллы неровной формы, которые мы и видим в кофейных баночках.

Технология «фриз-драйд» произвела революцию в производстве и повышении потребления растворимого кофе. Она открыла новое качество продукта для потребителя и изменила рынок кофе в целом.

Отличительной особенностью этого процесса изготовления растворимого кофе является сохранение в сублимированном - высушенном - продукте большинства его исходных характеристик. Прежде всего сохраняется его естественный аромат, а также вкусовые отличия и цвет. Эта технология позволяет в максимальной степени сохранить и передать вкусовые особенности натурального кофе. Сушка замораживанием - процесс «фриз-драйд» представляет собой удаление замороженной влаги из глубоко замороженного продукта. Это происходит в условиях высокого вакуума и при температуре значительно ниже точки замерзания.

Процесс производства кофе под названием «сушка замораживанием», или «фриз-драйд», состоит из следующих этапов. Сначала концентрированный экстракт кофе охлаждают и вспенивают в соответствии с требованиями по плотности и цвету конечного продукта. Затем охлажденный и вспененный экстракт замораживают - он превращается в твердый целиковый лед - на специальной транспортерной ленте. Замораживание обеспечивается прогоном воздуха низких температур. За этим следует грануляция - лед проходит процесс гранулирования (дробления). Размер гранул регулируют в зависимости от требований к конечному продукту. Гранулы помещают на специальные подносы.

Следующий этап - «фриз-драйинг» - холодная сушка. Подносы с гранулами замороженного экстракта подают в емкость, где обеспечивают вакуум. Емкость представляет собой горизонтально расположенный цилиндр со встроенными испарительными конденсаторами.

На последнем этапе готовый продукт - растворимый кофе - выводят из вакуумной камеры путем опорожнения подносов. «Фриз-драйд» кофе через воронку поступает в специальный бункер для кратковременного хранения. После этого кофе готов к расфасовке в банки. В последнее время появились новые методы производства растворимого кофе.

Еще в 1943 году фирмой «Нестле» (Швейцария) был запатентован способ проведения гидролиза при экстрагировании кофе в условиях высоких температуры (160-175 °С) и давления с выходом растворимых веществ до 27%.

В Германии разработан способ сохранения аромата кофе, предусматривающий предварительное экстрагирование ароматических веществ обжаренного измельченного кофе с помощью СО2. Затем сырье экстрагируют водой, смешивают с водным экстрактом ароматических веществ и сушат смесь методом сублимации.

Для стабилизации процесса экстрагирования кофе и качества получаемого кофейного экстракта в США предложено заполнять инертным материалом незаполненные пространства экстракционной батареи (примерно до 35%) после загрузки в нее обжаренного измельченного кофе.

При непрерывной обработке в противотоке молотого обжаренного кофе для производства быстрорастворимого напитка осуществляют подачу воды в нижнюю часть емкости для обработки и молотого обжаренного кофе. При этом происходит образование слоя частиц кофе, взвешенного в жидкости. Изменение направления вращения слоя частиц кофе обеспечивает удаление газов, адсорбированных на их поверхности, и образование динамических вертикальных каналов через слой частиц для прохождения газов. Высоту слоя кофе регулируют путем непрерывного удаления определенного количества частиц кофе из нижней части слоя. Жидкость, вытекающую через верхний край емкости, собирают.

Разработан способ получения концентрата кофе при невысокой температуре без тепловой пастеризации, хранящегося при температуре 20 0С. Для этого молотые обжаренные зерна кофе загружают в емкость и добавляют воду температурой 23,9-32,2 °С в количестве 3,74-4,9 кг на 1 кг кофе в зависимости от его сорта и степени помола. Периодически перемешивают массу через заданные интервалы времени для обеспечения контакта молотого кофе с водой в течение 24-48 ч. Температуру смеси поддерживают в пределах 23-32,2 0С. Далее концентрат удаляют из емкости и пропускают через поперечно-поточное фильтрующее устройство с отверстиями диаметром 0,2 мкм для отделения клеток бактерий и получения стерильного концентрата. Концентрат разливают в емкости на линии асептического розлива при вытеснении кислорода из емкостей газообразным азотом. Укупорка емкостей с продуктом -- завершающий этап.

Известен способ производства консервированного кофейного напитка с хорошим цветом и сохраняющим аромат свежезаваренного напитка. Вначале проводят экстрагирование зерен кофе горячей водой. Горячий экстракт быстро охлаждают до температуры 10-20 0С. В экстракт добавляют 0,1-0,01% антиоксиданта из группы эриторбовой и аскорбиновой кислот и их водорастворимых солей. Холодный экстракт разливают в жестяные банки, смешанным газом производят вытеснение воздуха верхнего свободного пространства банки. Наполненные банки герметично закатывают и стерилизуют.

1.3 Требования к качеству производства 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 200-210° С 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 0,35 мг-экв/дм3. Подготовленная вода подается под давлением 1,5 М 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 гемицеллюлозы, 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 °С (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.

Качество кофе натурального определяется по следующим показателям: