Таблетированный растворимый кофейный напиток и способ его изготовления

Таблетированный растворимый кофейный напиток и способ его изготовления

Реферат

Изобретение относится к составу и технологии получения таблетированной формы растворимых кофейных напитков.

В настоящее время таблетирование находит все большее применение, что объясняется высокой эффективностью использования таблеток из сыпучих и порошкообразных материалов и появлением высокопроизводительных таблеточных машин, работающих в автоматическом режиме.

Наиболее близкое техническое решение к предложенному раскрыто в опубликованной заявке RU 2005114509 (опуб. 10.10.2005). В соответствии с данным техническим решением кофейная таблетка имеет трехмерную конфигурацию с гладкой внешней поверхностью с закрытой поверхностной пористой структурой и внутреннюю пористую структуру, в которой большинство пор соединены между собой и имеют размер между 5 и 50 мкм, причем кофейная таблетка содержит сухие вещества кофе (растворимый кофе), вкусовой агент, в том числе сахар, краситель или добавочный ароматизатор и имеет размер, достаточный для приготовления кофейного напитка, когда одну или более таблеток добавляют в подходящее количество горячей воды.

Способ получения кофейной таблетки для приготовления кофейного напитка при добавлении к подходящему количеству горячей воды предусматривает формование прессованием кофейной композиции, содержащей сухие вещества кофе (растворимый кофе), а также вкусовой агент, краситель или добавочный ароматизатор, при добавлении к ней газа с образованием кофейной таблетки, имеющей трехмерную конфигурацию с гладкой и/или блестящей внешней поверхностью и закрытой поверхностной пористой структурой, причем количества газа, добавленного в кофейную композицию, достаточно для образования внутренней пористой структуры с большинством пор, соединенных между собой и имеющих размер между 5 и 50 мкм.

К недостаткам известной формы, а также к способу ее получения относится то, что при производстве растворимого кофе, используемого для изготовления кофейных таблеток, часть минеральных веществ и витаминов утрачивается, и полученный продукт имеет низкую биологическую ценность.

Техническим результатом изобретения является повышение биологической ценности кофейных таблеток.

Технический результат достигается таблетированным растворимым кофейным напитком, имеющим трехмерную конфигурацию и содержащим растворимый кофе и вспомогательные вещества, в качестве которых он содержит сахарную пудру, аминокислотно-витаминно-минеральный премикс «Авимин» и одно вещество, выбранное из группы, содержащей стеарат калия и крахмал, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Растворимый кофе	10-30
Аминокислотно-витаминно-минеральный премикс
«Авимин»	0,5-1,5
Стеарат калия или крахмал	0,5-1,5
Сахарная пудра	остальное

Кофейный напиток может дополнительно содержать до 30 мас.% сухого молока

Технический результат достигается также способом изготовления таблетированного растворимого кофейного напитка, содержащего вышеперечисленные компоненты, в соответствии с которым получают растворимый кофе путем последовательно проводимых операций сепарации, обработки инфракрасным излучением, обжарки кофейных зерен, измельчения, экстракции, концентрирования в вакууме вымораживанием и повторного измельчения, затем полученный кофе смешивают с аминокислотно-витаминно-минеральным премиксом «Авимин» и вспомогательными веществами и таблетируют.

Предлагаемая к рассмотрению разработка предлагает технологию производства нового продукта на основе кофе растворимого различных сортов. Продукт представляет собой таблетированную форму смеси кофе растворимого, сливок, сахара и функционального наполнителя.

Предлагаемая форма кофе имеет следующие преимущества перед существующими кофейными смесями «три в одном» в порошковой форме:

- Малый объем, соответствующий 1 порции (1 чашке кофе);

- Возможность добавления различных ароматизаторов (амаретто, фруктовый и др), функциональных наполнителей, возможность покрытия оболочками (сахарной, шоколадной и др.);

- точность дозирования;

- удобство транспортирования;

- увеличение сроков хранения за счет уменьшения поверхности контакта продукта с окружающим воздухом;

- возможность механизации процессов производства, обеспечивающих высокую производительность;

- возможность включать как порошкообразные, так и жидкие вещества;

- удобство применения;

Разработанный продукт предлагается как для широкого круга потребителей, так и для потребителей, относящихся к лицам особого контингента (спортсмены, туристы, военнослужащие). Диаметр таблетки (от 10 до 30 мм), скорость распадаемости и функциональная составляющая таблеток может варьироваться в зависимости от потребностей потребителя.

В целях снижения себестоимости готового продукта в предлагаемой технологии используются дефектные зерна кофе с дефектами, не влияющими на качество готового продукта. Это следующие дефекты:

- зерно неправильной формы (зерно неправильной формы, четко выделяемое в общей массе, включая также слоновые зерна);

- зерно с рыжеватой серебристой оболочкой (структура клеток и поверхности нормальная);

- обломки зерна (часть размером менее половины зерна);

- ломаное зерно (часть зерна, разбитого при переработке, которая по размеру равна или более его половины).

Технологическая схема производства кофе растворимого таблетированного состоит из следующих этапов:

сепарация;

ИК-обработка;

обжарка кофейных зерен;

измельчение;

экстракция;

фильтрование экстракта;

промежуточное хранение;

концентрированно в вакуум вымораживателе;

сублимационная сушка;

измельчение;

таблетирование;

упаковка;

смешивание с другими компонентами.

От традиционной схемы производства растворимого кофе она отличается применением установки для инфракрасной обработки пищевых продуктов. Применение сублимационной сушки обеспечивает повышение качества растворимого кофе за счет сохранения летучих веществ аромофракции кофе в процессе замораживания экстракта.

Ввиду большой популярности кофе и кофепродуктов во всем мире учеными разных стран осуществляются исследования по воздействию компонентов кофе на людей различного возраста с различными видами профессиональной деятельности.

Кофеин усиливает мозговую деятельность и деятельность сердца, повышает жизненный тонус. Витамин РР укрепляет кровеносные сосуды. Чашка кофе содержит 20% суточной потребности человеческого организма в этом витамине. Провитамин А-бета-каротин: улучшает зрение, антиоксидант, иммунный стимулятор, противоопухолевое действие. Витамины группы В (B₁, В₂, В₁₂, B₆) - функции коэнзима, метаболические функции(энергетика), предупреждает куриную слепоту, укрепляет нервную систему, улучшает состояние кожи. Эфирные масла: содержащиеся в них продукты фенола имеют антисептическое действие

В кофейных зернах обнаружены витамины группы В (тиамин, рибофлавин В₂, пиродоксин В₆, витамин В₁₂, никотиновая кислота (РР) и токоферол (витамин Е).

Сырые кофейные зерна содержат минеральные вещества. С помощью атомно-абсорбционной спектрофотометрии в зернах кофе определен количественный состав минеральных веществ (мг-%): калий - 17-12-17-50; магний - 14,2-17,6; кальций - 76-120; натрий - 2,3-17; железо - 2,1-10; марганец - 1,1-9,8; рубидий - 0,6-4,2; цинк - 0,5-3,2; медь - 0,6-2,3; стронций 0,4-1,3, а также следы хрома, ванадия, бария, никеля, кобальта, свинца, молибдена, титана и кадмия. Содержание отдельных минеральных элементов зависит от сорта кофе, района произрастания, способа обработки, вида вносимых в почву минеральных удобрений, а также применяемых средств защиты растений.

Однако при получении растворимого кофе количество витаминов и минеральных веществ уменьшается.

Для восполнения содержания витаминов и других минеральных веществ целесообразно в растворимый кофе добавлять растворимый в воде аминокислотно-витаминно-минеральный комплекс «Авимин» (осветленный автолизат пивных дрожжей).

Дрожжевые автолизаты - прекрасный источник большого количества легкодоступных для организма биологически активных веществ и соединений:

- аминокислот,

- витаминов,

- макро- и микроэлементов,

- простых пептидов,

- жирных кислот,

- моносахаров,

- различных ферментов и др.

Данный премикс, получивший название "Авимин", обладает рядом важных преимуществ перед своими аналогами:

- высокой степенью растворимости в воде;

- отсутствие горького вкуса, свойственного пивным дрожжам;

- повышенным содержанием биологически активных веществ в доступной форме;

в результате глубокого автолиза (разрушение дрожжевых клеток и их компонентов) и последующей их очистки от труднорастворимых составляющих «Авимин» легче включается в обменные процессы, а его биологически активные вещества полнее усваиваются организмом.

«Авимин» является сбалансированным продуктом по составу биологически активных компонентов, что делает его очень полезным для человека. Он обеспечивает активную нормализацию обменных процессов и оказывает многостороннее профилактическое действие, снижая иск целого ряда заболеваний, связанных с нарушением обменных процессов. Присутствие в «Авимине» витаминов группы В, витамина Е, элементов Mg и Са обеспечивает препарату антиоксидантные свойства, а его прием - возможность защиты иммунной системы от вредных воздействий. Препарат находит применение в качестве профилактического средства для здоровых людей, находящихся в экстремальной ситуации, в состоянии стресса, при тяжелых физических нагрузках.

В таблице 1 приведены характеристики «Авимина».

В таблице 2 приведен аминокислотный состав «Авимина», в % от общего сухого вещества.

Таблица 1.
Свойства	Показатель
Растворимость в воде, %	95-98
Цвет	Светло-бежевый
Массовая доля, в пересчете на АСВ, %
Аминного азота	7,0
Аминокислот	63

Витаминов, мг/кг
B1	200
В2	60
В3	150
В5	600
В6	50
Вс	40
Е	10
Микроэлементов, мг/кг
Железо	200
Цинк	260
Медь	30
Марганец	130
Макроэлементов, мг/кг
Кальций	2,0
Магний	15,0
Калий	52,0
Таблица 2.
Аминокислота	Содержание в «Авимине», %
Лизин	4,33
Гистидин	1,50
Аргинин	2,75
Аспарагин	5,72
Треонин	2,84
Серин	2,75
Глутаминовая к-та	7,27
Пролин	2,71
Глицин	3,00
Аланин	4,28
Цистеин	0,94
Валин	3,69
Метионин	1,24
Изолейцин	3,09
Лейцин	4,57
Тирозин	1,14
Фенилаланин	2,45
Триптофан	0,6
Общий процент аминокислот в препарате	54,87

Широкое распространение таблеток объясняется следующим преимуществом:

- малый объем;

- возможность маскировки неприятного запаха и вкуса порошков путем покрытия оболочками (сахарной, шоколадной и др.);

- точность дозирования;

- удобство хранения и транспортирования;

- возможность механизации процессов производства, обеспечивающие высокую производительность;

- возможность включать как порошкообразные, так и жидкие вещества;

- удобство применения;

- лучшая обеспеченность соблюдения сангигиены.

Таблетки получают прессованием «чистых» порошков или их смесей со вспомогательными веществами. Таблетируемось материала зависит от его физико-механических свойств, наличия добавок, формы зерен, гранулометрического свойства, влажности, температуры и некоторых других факторов.

Большое значение при таблетировании пищевых материалов имеет введение в прессуемую массу различных наполнителей. Наполнители позволяют придать таблетируемой массе новые свойства, которые облегчают технологию изготовления и улучшают качественные характеристики таблеток. Механизм действия, масса и вид вспомогательных веществ определяются их физико-химическими, физико-механическими и технологическими свойствами. Для каждого вида таблеток и соответствующего ему технологического процесса должно быть определено оптимальное количество вспомогательных материалов, обеспечивающих их высокое качество.

Целью перемешивания компонентов является доведение массы, предназначенной для таблетирования, до гомогенного состояния.

Для достижения равномерного перемешивания необходимо учитывать следующие факторы: поверхностные силы частиц смешиваемых систем, которые в процессе трения вызывают слипание частиц под влиянием возникающих на их поверхности электростатических зарядов; величину и форму частиц; прочность перемешиваемых порошков, влажность компонентов смеси.

Существуют несколько способов перемешивания порошкообразных материалов: пневматический, гравитационный и механический. При пневматическом перемешивании частицы порошка находятся во взвешенном состоянии. При этом скорость пропускаемого воздуха или газа должна быть выше скорости движения частиц (10-30 м/с) и влажность воздуха не должна превышать 50%. Получение воздуха такой влажности представляет большие производственные и технические трудности.

Гравитационное перемешивание осуществляется в смесительных аппаратах и основано на действии сил тяжести.

Механическое перемешивание происходит в лопастных, двухроторных, валковых, барабанных, червячных и центробежных смесителях, которые обеспечивают сложное движение материала.

При перемешивании различных компонентов сначала следует загружать компонент с меньшей плотностью, а затем с большей.

В предлагаемой технологии предлагается использовать периодический процесс перемешивания. При периодическом процессе перемешивания легче обеспечить заданное по массе соотношение компонентов смеси, чем при непрерывном. Качество этого процесса во многом зависит от конструкции машины, продолжительности и интенсивности перемешивания. Опыт производства таблеток показывает, что время перемешивания простых смесей составляет 7-10 мин, сложных - 15-20 мин.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Сначала получали растворимый кофе.

В целях снижения себестоимости готового продукта в предлагаемой технологии использовали дефектные зерна кофе с дефектами, не влияющими на качество готового продукта. Это следующие дефекты:

- зерно неправильной формы (зерно неправильной формы, четко выделяемое в общей массе, включая также слоновые зерна);

- зерно с рыжеватой серебристой оболочкой (структура клеток и поверхности нормальная);

- обломки зерна (часть размером менее половины зерна);

- ломаное зерно (часть зерна, разбитого при переработке, которая по размеру равна или более его половины).

Кофе принимали по видам и сортам раздельно, отбирая от каждой партии среднюю пробу для технических и физико-химических анализов.

Затем зерна кофе подвергали инфракрасной обработке с целью доведения микробиологической обсемененности дефектных зерен до пределов, допустимых СанПином. Применение данной обработки также значительно сокращает первый этап обжаривания зеленых зерен кофе.

Зерна измельчали, подвергали экстракции, сушке и концентрированию в вакууме вымораживанием, затем полученный кофе повторно измельчали.

Для эксперимента было приготовлено 500 г сухой смеси, в которой все компоненты находились в следующих количествах:

Компонент	Количество компонентов в 500 г смеси, г
Сахарная пудра	275	275	354
Кофе растворимый	65	130	136
Молоко сухое	150	85	-
Аминокислотно-витаминно-минеральный премикс «Авимин»	5	5	5
Стеарат	5	5	5

К полученному кофе добавляли аминокислотно-витаминно-минеральный премикс и вспомогательными вещества: сухое молоко, сахарную пудру и крахмал или стеарат и смешивали в смесителе периодического действия.

Таблетирование сухой смеси производили на таблет-прессе марки РТМ-24.

После таблетирования полученные таблетки отправлялись на упаковочный аппарат.

В таблице 3 приведены свойства полученных таблеток растворимого кофе.

Таблица 3
№	Образец	Внешний вид	Консистенция	Запах	Вкус	Время полного растворения, с
1	Сахарная пудра 55%	Плоскоцилиндрическая	Таблетка легко	Ярко выраженный	Сладкий с	290
	Кофе 13%	таблетка с насечкой,	разламывается.	запах молока и	горьковатым
	Молоко сухое 30%	диметром 13 мм и высотой 4	Частицы кофе	растворимого кофе.	привкусом
	Аминокислотно-витаминно-минеральный премикс «Авимин» 1%	мм. Имеет светло-бежевый цвет с темно-коричневыми включениями (частицы кофе)	неравномерно распределены по таблетке	Слабо улавливаемый посторонний запах, возможно, связан с содержанием
	Стеарат 1%			препарата дрожжей и стеарата
2	Сахарная пудра 55%	Плоскоцилиндрическая	Таблетка легко	Имеет запах кофе.	Горький со	320
	Кофе 26%	таблетка с насечкой,	разламывается.	Слабо улавливаемый	слабым
	Молоко сухое 17%	диметром 13 мм и высотой 4	Частицы кофе	посторонний запах,	сладким
	Аминокислотно-витаминно-минеральный премикс «Авимин» 1%	мм. Имеет светло-бежевый цвет с темно-коричневыми включениями (частицы кофе)	неравномерно распределены по таблетке	возможно, связан с содержанием препарата дрожжей и стеарата	привкусом
	Стеарат 1%
3	Сахарная пудра 70,8%	Плоскоцилиндрическая	Таблетка более	Ярко выраженный	Горький со	360
	Кофе 27,2%	таблетка с насечкой,	твердая.	запах кофе. Слабо	сладким
	Молоко сухое 0%	диметром 13 мм и высотой 4	Вследствие	улавливаемый	привкусом,
	Аминокислотно-витаминно-минеральный премикс «Авимин» 1%Стеарат 1%	мм. Имеет более темный цвет и чаще встречающиеся темно-коричневые включения по сравнению с 1-м образцом	увеличения содержания кофе частицы более равномерно распределены по таблетке	посторонний запах возможно связан с содержанием препарата дрожжей и стеарата	свойственный данному виду продукта

1. Таблетированный растворимый кофейный напиток, содержащий растворимый кофе и вспомогательные вещества, в качестве которых он содержит сахарную пудру, аминокислотно-витаминно-минеральный премикс, а также стеарат калия или крахмал, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Растворимый кофе	10-30
Аминокислотно-витаминно-минеральный
премикс «Авимин»	0,5-1,5
Стеарат калия или крахмал	0,5-1,5
Сахарная пудра	остальное

2. Кофейный напиток по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 30 мас.% сухого молока.

3. Способ изготовления таблетированного растворимого кофейного напитка, содержащего компоненты в соответствии с п.1 или 2, заключающийся в том, что получают растворимый кофе путем последовательно проводимых операций сепарации, обработки инфракрасным излучением, обжарки кофейных зерен, измельчения, экстракции, концентрирования в вакууме вымораживанием и повторным измельчением, затем полученный кофе смешивают с аминокислотно-витаминно-минеральным премиксом «Авимин» и остальными компонентами и таблетируют.