本發(fā)明涉及一種生物法泡沫咖啡飲料的制備方法。目的在于促進(jìn)咖啡行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，增加咖啡產(chǎn)品類型，延長咖啡產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)我國咖啡產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。屬食品加工技術(shù)領(lǐng)域。

(二)

背景技術(shù)：

咖啡位居世界三大飲料之首，其全球貿(mào)易額僅次于石油，在國際經(jīng)貿(mào)領(lǐng)域的地位舉足輕重。目前市面上流通的咖啡制品主要包括焙炒咖啡豆、咖啡粉、咖啡提取液、速溶咖啡、脫咖啡因咖啡和咖啡飲料等；而目前我國的人均咖啡年消費量僅為0.03kg，遠(yuǎn)低于歐盟(5.6kg)、美國(4.2kg)和全球(1.25kg)的人均咖啡年消費量。令人欣慰的是我國的咖啡消費市場已進(jìn)入快速增長期，以每年15％以上的速度增長，而發(fā)達(dá)國家的增長速度僅為2％～3％。目前國內(nèi)咖啡市場還存在以國外品牌為主導(dǎo)，自主品牌少，處于初級咖啡產(chǎn)品的加工階段，產(chǎn)品品種少，消費人群不普遍等特點。因此，開發(fā)適合國內(nèi)市場的咖啡飲品，可滿足不同消費人群的需求，并有利于推動國內(nèi)咖啡加工及其產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

目前國內(nèi)外以咖啡為原料進(jìn)行發(fā)酵飲料加工的研究報道較少。前期有報道(申請?zhí)枺篊N200480031804.2；發(fā)酵咖啡飲料；公開日：2006.12.06；發(fā)明人：C.米洛，P.迪博克)認(rèn)為，非酒精的和包含含有咖啡香料的發(fā)酵咖啡組分可作為咖啡飲料基質(zhì)，利用酵母或乳酸菌發(fā)酵獲得的發(fā)酵咖啡組分，具有帶有因咖啡香料發(fā)酵引起的果味和花香。用該香料可與咖啡、合成香精等進(jìn)一步配制飲料，并可以充入空氣、N₂或碳酸化后使咖啡產(chǎn)生類似啤酒的泡沫。發(fā)酵周期為4～8h。但是該報道對適用于該產(chǎn)品的酵母種屬、發(fā)酵咖啡固形物的濃度及產(chǎn)品質(zhì)量要求并沒有做出準(zhǔn)確詳盡的闡述。

釀酒酵母為兼性需氧型微生物，可利用以六碳糖為基本單位的葡萄糖、果糖、蔗糖等小分子糖類(可發(fā)酵性糖)。在有氧條件下，釀酒酵母可通過EMP、TCA循環(huán)等代謝途徑，將可發(fā)酵性糖最終轉(zhuǎn)化成水和CO₂，并產(chǎn)生用于酵母生長的大量能量與碳架物質(zhì)；此條件下每1g葡萄糖可生成1.467g的CO₂；在厭氧條件下，釀酒酵母則主要通過EMP途徑完成糖代謝；此條件下每1g葡萄糖可生成0.489g的CO₂。由發(fā)酵的CO₂具有促進(jìn)咖啡飲料起泡，穩(wěn)定咖啡泡沫的作用。本發(fā)明利用中性釀酒酵母的生長與發(fā)酵作用，利用可發(fā)酵性糖產(chǎn)生CO₂并保留在最終產(chǎn)品中，來促進(jìn)并穩(wěn)定咖啡飲料中的泡沫，生產(chǎn)一種泡沫咖啡發(fā)酵飲料。

(三)

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種生物法泡沫咖啡飲料的制備方法。以焙炒咖啡豆、咖啡粉、咖啡提取液、速溶咖啡或脫咖啡因咖啡等為原料，用沸水浸提其中的有效成分，制成咖啡糖溶液后添加釀酒酵母，密閉發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束后使用錯流過濾方法分離發(fā)酵液中的酵母，然后將濾液與糖類等輔料調(diào)配，最后經(jīng)包裝、滅菌等步驟獲得泡沫咖啡飲料。

本方法獲得產(chǎn)品的色澤呈焙炒咖啡的典型特征；泡沫細(xì)膩蓬松，豐富持久，具有咖啡特有的香氣，濃郁、持久、突出；入口綿柔，口味純正、協(xié)調(diào)；咖啡飲料中的CO₂以細(xì)小氣泡的形式源源不斷地釋放，殺口力溫和，后味典型且持久。

一種生物法泡沫咖啡飲料的制備方法，具體步驟如下：

1、咖啡糖溶液的制備

用沸水浸提原料咖啡得咖啡溶液，加糖溶解并調(diào)整至咖啡糖溶液中的咖啡固形物濃度不低于1.0％(質(zhì)量比，m/m)，可發(fā)酵性糖含量不低于2.0％(質(zhì)量比，m/m)，將得到的咖啡糖溶液冷卻至12～25℃。在冷卻后的咖啡糖溶液中接種釀酒酵母，接種后溶液中的活細(xì)胞數(shù)不低于10⁷cell/mL。

2、調(diào)配用水的制備

N₂或CO₂由調(diào)配罐底部引入以驅(qū)除罐內(nèi)空氣，形成穩(wěn)定的惰性氣體層。調(diào)配用水經(jīng)脫氧、殺菌，降溫至0～3℃，由調(diào)配罐底部轉(zhuǎn)入罐內(nèi)以溶解步驟3)中從發(fā)酵罐中收集的CO₂。

3、發(fā)酵

步驟1)獲得的咖啡糖溶液于12～25℃在發(fā)酵罐中密閉發(fā)酵，使發(fā)酵液中的CO₂含量不低于2.0g/L，并收集發(fā)酵產(chǎn)生的多余CO₂。多余的CO₂由發(fā)酵罐頂部排出，并用CO₂收集器收集；多余的CO₂經(jīng)除水、無菌過濾后由調(diào)配罐底部通入步驟2)經(jīng)脫氧冷卻處理后的無菌水(0～3℃)中，使發(fā)酵罐與調(diào)配罐壓力一致。待發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液中的糖含量達(dá)到要求后取咖啡發(fā)酵液總量的1/2～2/3(體積比)，降溫至0～3℃，與發(fā)酵罐同等壓力條件下經(jīng)錯流過濾除去酵母，除去酵母后的濾液由調(diào)配罐底部轉(zhuǎn)入調(diào)配罐。將剩余1/2～1/3(體積比)的咖啡發(fā)酵液留在發(fā)酵罐中作為種酵母發(fā)酵液，用于下一批次生物法泡沫咖啡飲料的生產(chǎn)。

4、調(diào)整

將步驟3)中轉(zhuǎn)入調(diào)配罐中的濾液與調(diào)配罐中含CO₂的脫氧冷卻無菌水在等溫等壓條件下按1:1～3比例(體積比)充分混合，并穩(wěn)定過夜，得不含添加劑的生物法泡沫咖啡飲料。或在濾液與無菌水混合時，根據(jù)需要添加輔料(包括食品添加劑、營養(yǎng)強化劑等)進(jìn)行調(diào)配，輔料的添加種類與數(shù)量參照食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB 2760)，在等溫條件下由配料罐轉(zhuǎn)入調(diào)配罐，充分混勻后穩(wěn)定過夜。得到符合不同產(chǎn)品質(zhì)量要求的生物法泡沫咖啡飲料。

混合或調(diào)配好的生物法泡沫咖啡飲料的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表1和表2的要求，檢驗合格后經(jīng)無菌過濾、灌裝、殺菌等步驟，獲得生物法泡沫咖啡飲料成品。

本發(fā)明方法所用原輔料、釀酒酵母均為市售產(chǎn)品。本發(fā)明方法的工藝流程詳見圖1。成品生物法泡沫咖啡飲料的感官、理化指標(biāo)分別見表1、表2。

表1咖啡泡沫飲料的感官指標(biāo)

表2咖啡泡沫飲料的理化指標(biāo)

本發(fā)明的有益效果：

咖啡富含蛋白質(zhì)、多糖、脂類、類黑素等有利于起泡的物質(zhì)，釀酒酵母發(fā)酵產(chǎn)生的CO₂可促進(jìn)咖啡飲料泡沫的形成，使泡沫蓬松細(xì)膩，泡持性提高；CO₂揮發(fā)時的攜帶作用使咖啡得香氣更濃郁、持久；密閉發(fā)酵，發(fā)酵環(huán)境穩(wěn)定，有利于CO₂在發(fā)酵液的溶解，同時也盡可能地保留了咖啡中的多數(shù)風(fēng)味物質(zhì)，并使整個操作易于控制與實現(xiàn)自動化；咖啡糖溶液中可發(fā)酵性糖的上限含量為3％，有利于釀酒酵母的增殖、酵母活力的保持與發(fā)酵過程的控制，發(fā)酵后酒精含量不超過1.4％，發(fā)酵液中CO₂含量不低于2.0g/L(因產(chǎn)品要求而異)，多余的CO₂經(jīng)凈化后溶于調(diào)配用水中，可實現(xiàn)CO₂的零排放；成熟發(fā)酵液經(jīng)錯流過濾，與等溫、等壓、等CO₂含量的脫氧冷卻無菌水混合，制成的生物法泡沫咖啡飲料中酒精含量不超過0.5％(v/v)；接種發(fā)酵液中釀酒酵母活性細(xì)胞不低于10⁷cell/mL，起發(fā)快，有利于抑制雜菌，因酵母接種量高，發(fā)酵液含糖低，酵母生長延滯期短、起發(fā)快、代謝副產(chǎn)物少，能夠較好地保留咖啡的風(fēng)味特征；1/2～2/3的成熟發(fā)酵液用于成品生產(chǎn)，剩余1/3～1/2用做種酵母液留在發(fā)酵罐中，補入相當(dāng)于錯流過濾體積的咖啡溶液繼續(xù)發(fā)酵，可循環(huán)發(fā)酵多批次，節(jié)省了種酵母的使用，縮短了發(fā)酵周期(2～3天)；錯流過濾后得到的酵母也可作為細(xì)胞蛋白用于其他產(chǎn)品的加工。

(四)附圖說明

圖1一種生物法泡沫咖啡飲料的生產(chǎn)工藝流程圖

(五)具體實施方式

實施例1

以咖啡粉，白砂糖，釀酒酵母和木糖醇為原料。

1、咖啡糖溶液的制備

用沸水浸提咖啡粉得咖啡溶液，加白砂糖溶解并調(diào)整至咖啡糖溶液中的咖啡固形物濃度不低于1.0％(質(zhì)量比，m/m)，可發(fā)酵性糖含量為3.0％(質(zhì)量比，m/m)，將得到的咖啡糖溶液冷卻至15℃。在冷卻后的咖啡糖溶液中接種釀酒酵母，接種后溶液中的活細(xì)胞數(shù)為1.9×10⁷cell/mL。

2、調(diào)配用水的制備

N₂或CO₂由調(diào)配罐底部引入以驅(qū)除罐內(nèi)空氣，形成穩(wěn)定的惰性氣體層。調(diào)配用水經(jīng)脫氧、殺菌，降溫至1℃，由調(diào)配罐底部轉(zhuǎn)入罐內(nèi)以溶解步驟3)中從發(fā)酵罐中收集的CO₂。

3、發(fā)酵

步驟1)獲得的咖啡糖溶液于15℃在發(fā)酵罐中密閉發(fā)酵，使發(fā)酵液中的CO₂含量為3.8g/L，并收集發(fā)酵產(chǎn)生的多余CO₂。多余的CO₂由發(fā)酵罐頂部排出，并用CO₂收集器收集，經(jīng)除水、無菌過濾后由調(diào)配罐底部通入步驟2)調(diào)配罐內(nèi)處理好的脫氧冷卻無菌水(1℃)中，使發(fā)酵罐與調(diào)配罐壓力一致。待發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液中的糖含量達(dá)到要求后，取咖啡發(fā)酵液總量的2/3(體積比)，降溫至1℃，與發(fā)酵罐同等壓力條件下經(jīng)錯流過濾除去酵母，除去酵母后的濾液由調(diào)配罐底部轉(zhuǎn)入調(diào)配罐。將剩余1/3(體積比)的咖啡發(fā)酵液留在發(fā)酵罐中作為種酵母發(fā)酵液，用于下一批次生物法泡沫咖啡飲料的生產(chǎn)。

4、調(diào)整

將步驟3)中轉(zhuǎn)入調(diào)配罐中的濾液與調(diào)配罐中含CO₂的脫氧冷卻無菌水在等溫等壓條件下充分混合，此時將白砂糖、木糖醇按產(chǎn)品質(zhì)量要求添加到配料罐中溶解，然后在等溫條件下由配料罐轉(zhuǎn)入調(diào)配罐，充分混勻后穩(wěn)定過夜，檢驗合格后經(jīng)無菌過濾、灌裝、殺菌等步驟，獲得生物法泡沫咖啡飲料成品。

本實施例制備的成品生物法泡沫咖啡飲料的感官、理化指標(biāo)分別列于表3、表4。

實施例2

以速溶咖啡，紅糖、白砂糖，釀酒酵母為原料。

1、咖啡糖溶液的制備

用沸水浸提速溶咖啡得咖啡溶液，加紅糖溶解并調(diào)整至咖啡糖溶液溶液中咖啡固形物濃度不低于2.5％(質(zhì)量比，m/m)，可發(fā)酵性糖含量為2.0％(質(zhì)量比，m/v)，將得到的咖啡糖溶液冷卻至12℃。在冷卻后的咖啡糖溶液中接種釀酒酵母，接種后溶液中的活細(xì)胞數(shù)不低于1.6×10⁷cell/mL。

2、調(diào)配用水的制備

N₂或CO₂由調(diào)配罐底部引入以驅(qū)除罐內(nèi)空氣，形成穩(wěn)定的惰性氣體層。調(diào)配用水經(jīng)脫氧、殺菌，降溫至3℃，由調(diào)配罐底部轉(zhuǎn)入罐內(nèi)以溶解步驟3)中從發(fā)酵罐中收集的CO₂。

3、發(fā)酵

步驟1)獲得的咖啡糖溶液于12℃在發(fā)酵罐中密閉發(fā)酵，使發(fā)酵液中的CO₂含量為3.0g/L，并收集發(fā)酵產(chǎn)生的多余CO₂。多余的CO₂由發(fā)酵罐頂部排出，并用CO₂收集器收集，經(jīng)除水、無菌過濾后由調(diào)配罐底部通入步驟2)調(diào)配罐內(nèi)處理好的脫氧冷卻無菌水(3℃)中，使發(fā)酵罐與調(diào)配罐壓力一致。待發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液中的糖含量達(dá)到要求后，取咖啡發(fā)酵液總量的1/2(體積比)，降溫至3℃，與發(fā)酵罐同等壓力條件下經(jīng)錯流過濾除去酵母，除去酵母后的濾液由調(diào)配罐底部轉(zhuǎn)入調(diào)配罐。將剩余1/2(體積比)的咖啡發(fā)酵液留在發(fā)酵罐中作為種酵母發(fā)酵液，用于下一批次生物法泡沫咖啡飲料的生產(chǎn)。

4、調(diào)整

將步驟3)中轉(zhuǎn)入調(diào)配罐中的濾液與調(diào)配罐中含CO₂的脫氧冷卻無菌水在等溫等壓條件下混合。此時將白砂糖按產(chǎn)品質(zhì)量要求添加到配料罐中溶解，然后在等溫條件下由配料罐轉(zhuǎn)入調(diào)配罐，充分混勻后穩(wěn)定過夜，檢驗合格后經(jīng)無菌過濾、灌裝、殺菌等步驟，獲得生物法泡沫咖啡飲料成品。

本實施例制備的成品生物法泡沫咖啡飲料的感官、理化指標(biāo)分別列于表3、表4。

實施例3

以脫咖啡因咖啡粉，蔗糖，活性干釀酒酵母為原料。

1、咖啡糖溶液的制備

用沸水浸提脫咖啡因咖啡粉得咖啡溶液，加蔗糖溶解并調(diào)整至咖啡糖溶液中的咖啡固形物濃度不低于2.5％(質(zhì)量比，m/m)，可發(fā)酵性糖含量為3.0％(質(zhì)量比，m/m)，將得到的咖啡糖溶液冷卻至22℃。在冷卻后的咖啡糖溶液中接種釀酒酵母，接種后溶液中的活細(xì)胞數(shù)為1.2×10⁷cell/mL。

2、調(diào)配用水的制備

N₂或CO₂由調(diào)配罐底部引入以驅(qū)除罐內(nèi)空氣，形成穩(wěn)定的惰性氣體層。調(diào)配用水經(jīng)脫氧、殺菌，降溫至2℃，由調(diào)配罐底部轉(zhuǎn)入罐內(nèi)以溶解步驟3)中從發(fā)酵罐中收集的CO₂。

3、發(fā)酵

步驟1)獲得的咖啡糖溶液于22℃在發(fā)酵罐中密閉發(fā)酵，使發(fā)酵液中的CO₂含量為3.0g/L，并收集發(fā)酵產(chǎn)生的多余CO₂。多余的CO₂由發(fā)酵罐頂部排出，并用CO₂收集器收集，經(jīng)除水、無菌過濾后由調(diào)配罐底部通入步驟2)調(diào)配罐內(nèi)處理好的脫氧冷卻無菌水(2℃)中，使發(fā)酵罐與調(diào)配罐壓力一致。待發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液中的糖含量達(dá)到要求后，取咖啡發(fā)酵液總量的2/5(體積比)，降溫至2℃，與發(fā)酵罐同等壓力條件下經(jīng)錯流過濾除去酵母，除去酵母后的濾液由調(diào)配罐底部轉(zhuǎn)入調(diào)配罐。將剩余3/5(體積比)的咖啡發(fā)酵液留在發(fā)酵罐中作為種酵母發(fā)酵液，用于下一批次生物法泡沫咖啡飲料的生產(chǎn)。

4、調(diào)整

將步驟3)中轉(zhuǎn)入調(diào)配罐中的濾液與調(diào)配罐中含CO₂的脫氧冷卻無菌水在等溫等壓條件下混合。此時將蔗糖按產(chǎn)品質(zhì)量要求添加到配料罐中溶解，然后在等溫條件下由配料罐轉(zhuǎn)入調(diào)配罐，充分混勻后穩(wěn)定過夜，檢驗合格后經(jīng)無菌過濾、灌裝、殺菌等步驟，獲得生物法泡沫咖啡飲料成品。

本實施例制備的成品生物法泡沫咖啡飲料的感官、理化指標(biāo)分別列于表3、表4。

表3泡沫咖啡飲料感官指標(biāo)

表4泡沫咖啡飲料理化指標(biāo)