一种咖啡浆果固体饮料的加工方法

摘要

本发明涉及一种咖啡浆果固体饮料的加工方法，属于咖啡果加工技术领域，本发明通过水浸法提取咖啡果水溶物，喷雾干燥法制备获得咖啡浆果固体饮料。本方法可操作强，具有有效成分提取率高、产品得率高等优势。所制得的咖啡浆果固体饮料呈棕褐色均匀粉末状，色泽均匀有光泽；具有浓郁的咖啡果香醇味，香气纯正，无异味；回甘明显。此外，该产品溶解快，营养丰富，并具有一定的抗氧化活性，食用方便，利于咖啡浆果在食品行业中的应用发展。

说明书

技术领域

本发明属于咖啡果加工技术领域，具体的说，涉及一种咖啡浆果固体饮料的加工方法。

背景技术

咖啡与茶叶、可可一起并称为世界三大饮料作物。咖啡果外型像樱桃，呈鲜红色、果肉滋味甘甜，咖啡果内含一对种子，即咖啡豆。新鲜的咖啡樱桃每千克含有超过430克的咖啡樱桃果肉，果肉占咖啡浆果干物质近30％。全球每年平均生产1000万吨咖啡豆，产生了大量咖啡果肉副产物。国内咖啡种植分布于云南、海南、广西和广东等省，其中云南咖啡在中国占主导地位(98％以上)。据报道，2015年云南小粒咖啡的种植面积已经超过180万亩，产量达13万吨，但每加工1000kg鲜咖啡果，就有500kg左右的咖啡果肉副产品被当成垃圾废弃物处理。目前，这些加工副产物多用于工业生产酒精、农药或淀粉酶等的原料，较少应用于食品饮料中。作为咖啡果实的一部分，咖啡果肉含酚类化合物和生物碱类物质，营养成分较为丰富，且含有天然咖啡因。因此，充分合理利用咖啡生豆加工副产物，探讨咖啡浆果在食品饮料行业中的应用前景，对促进产业经济和环境持续发展均具有重要意义。有报道将咖啡果肉加工成咖啡果茶、咖啡果酒、咖啡果醋等，但鲜有将咖啡果加工成固体饮料的报道。

发明内容

本发明目的在于提供了一种咖啡浆果固体饮料的加工方法，克服了咖啡果水溶物制备固体饮料成粉难、得粉率低、口感不佳的问题。本方法可操作强，具有有效成分提取率高、产品得率高等优势。所制得的咖啡浆果固体饮料呈棕褐色均匀粉末状，色泽均匀有光泽；具有浓郁的咖啡果香醇味，香气纯正，无异味；回甘明显。此外，该产品溶解快，营养丰富，并具有一定的抗氧化活性，食用方便，利于咖啡浆果在食品行业中的应用发展。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

所述的咖啡浆果固体饮料的加工方法，包括如下步骤：

1)干咖啡果经粉碎、筛分，水浸提取获得咖啡果水溶物；

2)咖啡果水溶物经过滤离心，减压浓缩至固体约为20％，添加助干剂，喷雾干燥获得咖啡浆果固体饮料。

进一步的，步骤2)中，所述助干剂为麦芽糊精，其添加量30-60％(按提取液固形物计算)。

进一步的，步骤2)中，所述的助干剂为β环状糊精，其添加量6～12％(按提取液固形物计算)。

进一步的，步骤2)中，所述助干剂为羧甲基纤维素钠，其添加量4～10％(按提取液固形物计算)。

进一步的，咖啡果水溶提取物的固形物含量为18-22％。

进一步的，助干剂麦芽糊精添加量为40％(按提取液固形物计算)。

进一步的，喷雾干燥目标温度为140～165℃、喷雾干燥进料流量300～450mL/h。

进一步的，步骤1)中，筛分目数为200目；水浸提取具体步骤：咖啡果粉：水＝1:10～1:80(g:mL)，65-100℃浸提5-80min。

进一步的，步骤1)中，水浸提取具体步骤：咖啡果粉：水＝1g:35mL，100℃浸提40min

进一步的，步骤2)中，3500rpm离心5min；减压浓缩温度为65℃。

本发明的有益效果：

本方法可操作强，具有有效成分提取率高、产品得率高等优势。所制得的咖啡浆果固体饮料呈棕褐色均匀粉末状，色泽均匀有光泽；具有浓郁的咖啡果香醇味，香气纯正，无异味；回甘明显。此外，该产品溶解快，营养丰富，并具有一定的抗氧化活性，食用方便，利于咖啡浆果在食品行业中的应用发展。

附图说明

图1是速溶咖啡浆果固体饮料的抗氧化性质。

图2是料液比、浸提时间、浸提温度对咖啡果水溶物提取率的影响。

图3是不同助干剂及其添加量对喷雾干燥所得咖啡浆果固体饮料得率及其感官品质的影响。

图4是喷雾干燥目标温度、提取液固形物含量、进料流量对咖啡浆果固体饮料得率的影响。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

实施例

咖啡浆果固体饮料的加工方法，具体步骤如下：

1)干咖啡果粉碎，过200目；干咖啡果与水按料液比1g:35mL混合，100℃浸提40min，获得咖啡果水溶物；2)咖啡果水溶物经过滤，3500rpm离心5min，取上清，65℃减压浓缩至固体18-20％；添加助干剂并充分溶解，喷雾干燥，得到咖啡浆果固体饮料。

实施例1-9上述步骤相同，助干剂的种类及添加量、喷雾干燥温度及进料流量如表1所示。

表1实施例1-9助干剂的种类及添加量、喷雾干燥温度及进料流量

实施例1-9结果分析

1、实施例1-9咖啡浆果固体饮料制备方法的评价见表2。

表2实施例1-9咖啡浆果固体饮料制备方法评价表

2、对利用实施例1-9方法所制得的咖啡浆果固体饮料进行理化性质和抗氧化活性分析，如表3所示。

(1)溶解时间的测定：用量筒取50mL常温蒸馏水与100mL烧杯中，把烧杯置于恒温磁力搅拌器上，然后称取2.00g咖啡浆果固体饮料倒入烧杯中，同时调整恒温磁力搅拌器转速为892r/min并启动，记录咖啡浆果固体饮料完全溶解所需的时间。

(2)堆积密度测定：称量2g样品倒进15mL量筒中测量其体积，质量体积之比即为堆积密度。堆积密度ρ＝m/V，式中ρ为样品堆积密度，m为样品质量，g；V为体积，mL。

(3)化学成分测定：采用卤素水分测定仪测定水分；灰分测定采用550℃灼烧法；总糖和多糖测定采用苯酚硫酸法；总多酚和总黄酮的测定采用福林酚比色法；蛋白质含量采用考马斯亮蓝法；氨基酸测定采用茚三酮比色法；还原糖测定采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法；采用HPLC法测定咖啡浆果固体饮料中咖啡因成分。

表3咖啡浆果固体饮料的理化性质

(5)抗氧化活性研究：利用Heleno等人的方法来测定速溶咖啡浆果固体饮料的还原力；根据Wang等人的方法测定速溶咖啡浆果固体饮料对DPPH自由基和ABTS自由基的清除率。结果见图1。

对比分析

1、水浸提取咖啡果水溶物

以咖啡果水溶物提取率作为衡量提取效果的指标。咖啡果水溶物提取率(％)＝咖啡果水溶物质量/原料果质量×100

(1)对影响咖啡果水溶物提取率的因素即料液比、浸提时间、浸提温度，进行单因素试验

不同料液比对水溶物提取率的影响：取粉碎后的咖啡果30g，料液比分别为1:10、1:20、1:30、1:40、1:60、1:80(g:mL)，沸水浸提，浸提10min，浸提次数1次，离心收集上清液，干燥，称量咖啡果水溶物质量，计算咖啡果水溶物提取率，结果见图1。

不同浸提时间对水溶物提取率的影响：取粉碎后的咖啡果30g，料液比为1g:30mL，浸提时间分别为5min、10min、20min、40min、60min、80min，沸水浸提，浸提次数1次，离心收集上清液，干燥，称量咖啡果水溶物质量，计算咖啡果水溶物提取率，结果见图2。

不同浸提温度对水溶物提取率的影响：取粉碎后的咖啡果30g，料液比为1g:30mL，浸提温度分别为65℃、75℃、85℃、沸水，浸提时间40min，浸提次数1次，离心收集上清液，干燥，称量咖啡果水溶物质量，计算咖啡果水溶物提取率，结果见图2。

(2)对影响咖啡果水溶物提取率的因素即浸提温度、浸提时间、料液比，进行正交试验

选取料液比(A)、浸提时间(B)、浸提温度(C)为考察因素，以水溶物提取率为考察指标，采取L9(34)正交表探索最佳实验条件。各因素水平见表4，结果见表5。由表5可知，料液比对水溶物提取率影响最大，料液比为1g:35mL时，提取率最高。各因素对实验结果的影响大小顺序为A>C>B，即料液比>浸提温度>浸提时间；最佳因素水平组合为A3B2C3，即料液比1g:35mL、浸提时间40min、浸提温度100℃。在此条件下进行试验，经验证试验表明，此条件下的提取率为43.89％。

表4水浸法提取咖啡果水溶物正交试验因素水平表

表5水浸法提取咖啡果水溶物的正交试验结果

2、喷雾干燥

将上述(A

(1)助干剂种类及添加量对咖啡浆果固体饮料得率的影响

咖啡果提取液是一种含糖量较高的食品，咖啡果提取液浓缩液黏度较大，不适合直接喷雾干燥，需要添加助干剂。选取麦芽糊精、β环状糊精和羧甲基纤维素钠作为助干剂，其添加量分别为提取液固形物的20～60％、4～12％、2～10％。在提取液固形物含量为20％、进料流量400mL/h、目标温度为160℃条件下，研究不同助干剂及其添加量对喷雾干燥所得咖啡浆果固体饮料得率及其感官品质的影响，感官评分标准见

表6。得率的计算公式如下：

表6咖啡浆果固体饮料感官质量评分标准

不同助干剂及其添加量对喷雾干燥所得咖啡浆果固体饮料得率及其感官品质的影响见图3。由图3可知，当麦芽糊精添加量为40％时，评分最高。当麦芽糊精添加小于40％时，喷出的粉末粘度大，容易结块。在麦芽糊精添加量大于40％时，咖啡果粉的色泽和气味明显变差，有着较大的麦芽糊精的味道。在添加β环状糊精或羧甲基纤维素钠为咖啡果提取液助干剂时，其所得咖啡果粉感官评分均小于添加麦芽糊精。在综合考虑得率与感官评分后得出，添加40％麦芽糊精为助干剂时，得率和感官评分都是最好的。故确定咖啡果提取液中添加40％麦芽糊精做为助干剂最为适合。

(2)喷雾干燥目标温度对咖啡浆果固体饮料得率的影响

在咖啡果提取液固形物含量为20％，添加40％麦芽糊精做为助干剂，使进料流量固定为400mL/h，研究喷雾干燥目标温度140℃、150℃、160℃、170℃、180℃对咖啡浆果固体饮料得率的影响，结果见图4。当目标温度在140～180℃时，咖啡果粉得率随温度升高而上升，当目标温度为160℃时出粉率最高，之后随着温度升高，咖啡果粉得率降低，且产品有焦糊、结块的现象。故选取160℃作为最佳目标温度。

(3)咖啡果提取液固形物含量对咖啡浆果固体饮料得率的影响

将咖啡果提取液减压浓缩至固形物含量为30％，再依次稀释至5％、10％、15％、20％、25％备用。添加40％麦芽糊精做为助干剂，喷雾干燥目标温度为160℃，进料流量400mL/h，研究提取液固形物含量为5％、10％、15％、20％、25％对咖啡浆果固体饮料得率的影响，结果见图4。当物料固形物含量在5～20％时，咖啡果粉得率随物料浓度增大而上升，当进料的物料浓度高于20％时，咖啡果粉得率随着物料固形物含量上升而下降。选取20％作为提取液固形物含量。

(4)喷雾干燥进料流量对咖啡浆果固体饮料得率的影响

按20％提取液固形物含量，添加40％麦芽糊精做为助干剂，以160℃为喷雾干燥目标温度，研究进料流量200mL/h、300mL/h、400mL/h、500mL/h、600mL/h对咖啡浆果固体饮料得率的影响，结果见图4。随着进料流量的逐渐增大，喷雾干燥的咖啡果粉得率呈现缓缓上升在400mL/h时达到顶峰后迅速下降；在进料流量加大到400mL/h时，咖啡果粉得率达到最大。选取400mL/h作为进料流量。

(5)采用正交试验优化喷雾干燥工艺参数

影响咖啡果茶喷雾干燥出粉得率的因素主要是喷雾干燥目标温度、咖啡果提取液固形物含量、物料进料流量，为了找出咖啡果茶喷雾干燥的最佳喷雾条件，选择三因素三水平，采用L9(33)设计正交表(表7)，以咖啡果粉得率为指标，选出最佳的喷雾干燥的条件，结果见表8。由表8可知，在麦芽糊精添加量为咖啡果提取液固形物含量的40％条件下，各试验因素对咖啡果粉出粉率的影响主次顺序为:A>B>C，即目标温度＞咖啡果提取液固形物含量＞进料流量。根据极差分析可知以上三因素的最优组合条件为A1 B1C1即目标温度155℃、提取液固形物含量18％、进料流量350mL/h时，咖啡果粉喷雾干燥的得率最高。在最优条件下，对最优喷雾干燥参数进行2次重复验证试验，得率为71.71％，再次证明此参数就是咖啡果粉喷雾干燥的最优条件。

表7喷雾干燥工艺参数正交试验因素水平表

表8咖啡浆果固体饮料喷雾干燥正交试验结果

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。