Товароведение и экспертиза кондитерских и вкусовых

Обжаренные полуфабрикаты охлаждают до температуры 35-40 0С потоком холодного воздуха при перемешивании в охладительной чаше. Затем пневмотранспортом подают в бункер с попутным аспирационным отделением камней в камнеотборнике, взвешивают на весах и по пневмоприводную направляют через циклон-загрузитель в бункер. При достижении необходимой степени обжарки зерна из бункеров поступают в гранулятор на измельчение. Измельченный кофе транспортируют в подвесной промежуточный бункер-весы и оттуда порциями загружают в экстракторы, где из порошка кофе извлекают растворимые компоненты. Для этого за основу берут процесс, аналогичный процессу приготовления кофе в домашних условиях, т.е. кофе заливается горячей водой. Последний этап приготовления растворимого кофе - извлечение кофейного концентрата. Для этого существует два способа: метод выпаривания и криогенный.

Выпаривание экстракта кофе. В этом случае экстракт кофе извлекается в стальной многосекционной башне под потоком горячего воздуха. При этом вода испаряется, а жидкий кофе превращается в порошок и охлаждается. В нижней секции башни остается готовый растворимый кофе.

Замораживание экстракта кофе (криогенный метод). Жидкий экстракт кофе быстро замораживается при температуре около – 40 0С. Подаваемый на поверхность металлической чаши или металлического барабана экстракт превращается в ледяной слой, отделяется и крошится. Затем лед засыпается в чаши и вводится в камеру сушки. Здесь кристаллы льда исчезают: лед испаряется без перехода в жидкое состояние. Весь процесс происходит в вакууме и с соблюдением специальной процедуры нагрева, режимы которого поддерживаются автоматически и с высочайшей точностью.

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.

Довольно широко распространен процесс обезвоживания экс­тракта кофе замораживанием с последующей сушкой под давле­нием в 2-4 раза выше, чем при обычной сублимационной сушке. Экстракт кофе (35-45% сухих веществ) взбалтывают до пены (450-750 г/л), замораживают в виде кусочков (диаметр 4-7 мм, высота 2,5-3,5 мм) на ленточном устройстве и подвергают суш­ке под давлением 0,8-1,5 кПа. Получают гранулы кофе, насып­ная масса которого 150-300 г/л.

Способ получения растворимого кофе продукта, который ха­рактеризуется невысокой насыпной плотностью, повышенной прочностью частиц и улучшенной растворимостью по сравнению с кофе продуктом сублимационной сушки, предусматривает сле­дующее. Готовят термопластичный расплав из смеси, содержащей 85-97% сухих растворимых веществ-кофе, 3-15% воды и аро­матических летучих веществ кофе. Из расплава формируют отвержденную продолговатую листовую структуру и вводят в нелетучие ароматические соединения кофе. Увеличение объема отвержденной структуры регулируют. Сушку пористой основы ведут до со­держания влаги менее 7%. После гранулирования получают час­тицы размерами 360-420 мкм.

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. Производство растворимого гранулированного кофе предус­матривает разделение замороженного кофейного экстракта пос­ле сублимационной сушит на фракцию крупных частиц с разме­рами более 1,1 мм, мелких с размерами менее 0,87 мм и фрак­цию частиц среднего размера. Далее среднюю фракцию разделяют на основную и побочную части и соединяют первую с фракцией мелких частиц. Объединенную фракцию подвергают паровой об­работке, при которой частицы темнеют; сушат и соединяют с сублимированными частицами побочной части средней фрак­ции. Кофейный экстракт можно получить с помощью центрифуги с боковыми отверстиями, в камеру которой подают кипяченую воду температурой 90-100 °С. Экстракцию проводят по ступенча­тому режиму: первый период — при частоте вращения центрифу­ги 3-6 с-1; выдержка без вращения в течение 30 — 60 с; оконча­тельная экстракция при вращении.

Рассмотрим еще один процесс получения быстрорастворимого кофе. Он состоит из двух основных операций: получения концент­рата и обезвоживания концентрированного экстракта. Водный экс­тракт примерно 25%-ной концентрации получают в условиях, обеспечивающих сохранение летучих компонентов кофе. На вто­рой стадии экстракт обезвоживают до влажности 2-5%. Обезво­живание проводят обычно в распылительных сушилках типа Niro или установках сублимационной сушки типа Atlas. Распылитель­ная сушка дешевле и производительнее, но сублимационная обес­печивает более высокое качество продукта, так как обезвожива­ние экстракта проходит в более мягких условиях. Порошок может быть дополнительно агломерирован или гранулирован для удоб­ства дозирования при потреблении.

Конечный продукт представляет собой порошок, в котором максимально сохраняются ароматические и вкусовые вещества кофе. Для заваривания чашки кофе (170 мл) берут 2-3 г быстро­растворимого порошка и получают душистый напиток плотнос­тью 18-25 г/см3. Ф. Г. Нахмедовым разработан следующий способ производства растворимого кофе. Кофе обжаривают, измельчают. Проводят экс­трагирование в две стадии. Перед началом второй стадии в кофе вводят ферментный препарат ксилоглюканофоетидин в количе­стве 0,3-0,5% массы сырья и воду в соотношении 1: (2-4). Смесь выдерживают при 40-60 °С в течение 2-5 ч, затем экстрагируют при 165-175 0С в течение 2,5-3,5 ч, полученный экстракт сме­шивают с ароматной фракцией первой стадии экстрагирования в соотношении (40:60) — (50: 50).

Торбен Бринк Ларсен запатентовал способ экстрагирования жареного и молотого кофе в экстракторе, в соответствии с кото­рым кофе предварительно увлажняют перед его подачей в экстрактор. Кофе увлажняют путем перемешивания с водой при 20-100 0С для получения содержания воды 20-50 масс. %, а увлажненный кофе подают в удлиненный экстрактор. Газы и водяной пар удаляют из экстрактора для получения давления в пределах между 6 кПа и давлении, соответствующем давлению пара воды. Жидкость подают на один конец откаченного экстрактора для его заполнения и экстрагирование проводят при температуре бол 100 °С. Водный экстракт, содержащий как летучие ароматические, так и нелетучие кофейные компоненты, удаляется через другой конец экстрактора. 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 этого мелко размолотый кофе обрабатывают 3-4 часа горячей водой под давлением 15 атмосфер. После охлаждения полученный экстракт фильтруют, удаляют нерастворимые и смолистые вещества и сушат горячим воздухом. Затем полученную порошкообразную массу охлаждают.

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.

Внутри цилиндра размещают транспортер для подносов и систему нагревательных элементов. Система нагревательных элементов может быть радиационного типа – тепло передается продукту путем излучения). Второй тип – контактный. В системе контактного типа тепло от нагревательных элементов передается при непосредственном контакте с продуктом. 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.

       1.3.3 Упаковка, маркировка и хранение кофе

Натуральный растворимый кофе должен быть упакован так, чтобы обеспечить его качество в течение срока хранения. Способы упаковывания:

1)    Упаковывание в потребительскую тару.

           Натуральный растворимый кофе фасуют массой нетто от 0,1 до 500,0 г включительно. Допускается по условиям договора для предприятий общественного питания, промышленной переработки и других потребителей фасовать натуральный растворимый кофе массой нетто более 500,0 г до 10000,0 г включительно.

           Натуральный растворимый кофе упаковывают в: банки металлические по ГОСТ 12120 или по техническому документу; банки стеклянные, банки из полимерных материалов по нормативному или техническому документу; пакеты по ГОСТ 24370 из комбинированных термосвариеваемых материалов на основе алюминиевой фольги или металлизированной пленки; мешки-вкладыши полиэтиленовые пленочные по ГОСТ 19360.

           Допускается пакеты по ГОСТ 24370 с натуральным растворимым кофе комплектовать и укладывать в дополнительную потребительскую тару по нормативному или техническому документу.

2)    Упаковывание в транспортную тару.

       Фасованный натуральный растворимый кофе упаковывают в транспортную тару: термоусадочную пленку; ящики из гофрированного картона и ящики из картона массой нетто до 20 кг; ящики из древесины и древесных материалов.

       Фасованный натуральный растворимый кофе по условиям договора для предприятий общественного питания. Промышленной переработки и других потребителей упаковывают: мешки бумажные четырехслойные; мешки бумажные пяти-шестислойные.

Тара и упаковка должны быть разрешены органами Госсанэпиднадзора Минздрава России.