CN106102470A - 饮料粉末 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制备发泡饮料粉末的方法，所述方法包括：提供多孔饮料粉末；将所述多孔饮料粉末在含有气体的气氛中加热至低于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度；增大所述含有气体的气氛的压强由此来提高所述多孔饮料粉末的温度至高于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度；以及随后减小所述含有气体的气氛的压强由此来降低所述多孔饮料粉末的温度至低于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度。

Description

饮料粉末

本公开涉及一种用于生产发泡饮料粉末的方法。本公开尤其涉及在被重构成饮料时具有浓厚风味和丰富泡沫的即食咖啡粉末。

即食饮料成分受到消费者的欢迎是因为其能够容易地重构成饮料给消费者带来便利。在这样的成分中，生产即食咖啡粉末是公知的。目的是模仿由咖啡豆新鲜制备的饮料的体验。然而，存在很多方面使重构的饮料可能无法与新鲜的产品相配。

这样的产品往往缺少新鲜制备的提取物的真正风味。近期存在大量的即食咖啡产品，喷雾干燥和冷冻干燥两者皆有，这些即食咖啡产品由含有少量烘烤且经研磨的咖啡(有时称为“微研磨”)的液态咖啡提取物形成。已经发现包括这种烘烤且经研磨的咖啡提供进一步的风味深度。实际上，含有微研磨全豆的可溶咖啡饮料能给消费者提供改进的感官性能，比如改进的口感，并且由于更加接近“适合的咖啡”(即新鲜冲泡的烘烤且经研磨的咖啡)，在市场上更加积极被感知。

可溶咖啡产品还可能缺少真正的表面泡沫。为了解决这个问题，也出现了大量的在咖啡的孔中含有被困住的气体的产品。将咖啡粉末重构时，所述被困住的气体在饮料的上表面提供油脂或者泡沫。这改进了生产的饮料的外观和口感。有几种途径来将泡沫引入到这样的咖啡中。EP2194795公开了一种喷雾干燥前将气体注射到液态咖啡提取物中以获得具有被困住的气体的喷雾干燥咖啡的方法。US7534461公开了一种在密闭的预加压容器中加热多孔咖啡粉末以在咖啡的孔中困住气体的方法。这两篇文献都通过引用被并入本文。

US20060040033公开了非碳水化合物形成的组合物和制作该组合物的方法。

因此，符合期望的是提供改进的发泡饮料粉末和/或至少处理与现有技术相关的一些问题，或者至少提供商业有用的可替换的产品。

在第一个方面本公开提供了一种用于制备发泡饮料粉末的方法，所述方法包括：

提供多孔饮料粉末；

将所述多孔饮料粉末在含有气体的气氛中加热至低于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度；

增大所述含有气体的气氛的压强由此来提高所述多孔饮料粉末的温度至高于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度；以及

随后减小所述含有气体的气氛的压强由此来降低所述多孔饮料粉末的温度至低于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度。

现在将进一步描述本发明。在以下段落中，本发明的不同方面被更详细地限定。除非另有相反的明确说明，每个被这样限定的方面可以与任何其他方面或其他多个方面组合。特别地，被表明为优选的或者有利的任何特征可以与被表明为优选的或有利的任何其他特征或其他多个特征组合。

“饮料粉末”意为适用于和水性饮料介质重构来提供饮料或者饮料的一部分的即食粉末。也就是说，饮料粉末可以是适用于单独提供最终的饮料的可溶咖啡粉末。另外一方面，该术语还包括适合作为混合饮料组合物里的内含物的粉末状组分，例如热巧克力共混物的乳组分，卡布奇诺咖啡中使用的奶精等。

饮料“粉末”意为干燥饮料成分的任何颗粒形式，例如适用于形成饮料的粒状物或粉末。公知的是以这些形式提供饮料，例如热巧克力饮料混合物，喷雾干燥乳粉末或冷冻干燥咖啡粒状物。适合的粉末应该具有10微米到1000微米，更加优选100微米到500微米，的平均最长直径。

“发泡”饮料粉末意为适用于(单独或者在共混物里)和水性饮料介质重构来提供在其表面具有泡沫的饮料的饮料粉末。所述泡沫通过被困在发泡粉末中的气体在重构过程中被释放而产生。所述气体在超过大气压力的压强下被困在至少一些，更优选地大部分，的闭合孔中。

多孔饮料粉末意为具有包括一个或更多个开放或闭合的孔的扩展结构的饮料粉末。这样的饮料粉末在本领域是公知的。比如，通过引用被并入本文的WO2009/059938中使用的起始材料全部适用于本文公开的方法。优选的饮料粉末具有至少35％的“发泡”孔隙度(使用汞孔隙度计或者X-射线断层摄影术进行测量)，更加优选地至少50％的“发泡”孔隙度，最优选地60％到75％的“发泡”孔隙度。

发泡孔隙度是对发泡有贡献的孔隙度的量度，也是对粉末潜在发泡能力的表征。具有小于2微米的开放直径的孔可以也对发泡有贡献，由于在这些孔中的毛细压力大于环境压力，这可以使得泡沫能够形成。所述发泡空隙度通过包括具有小于2微米的开放直径的闭合的孔和开放的孔而被获得。

玻璃-液态转化(或者简称玻璃转化)，Tg，是无定型材料从硬的和相对易碎的状态到熔化的或类似橡胶的状态的可逆转化。Tg值的测定在饮料业是公知的，并且可以很容易的通过对给定粉末进行简单的实验来测定。

当粉末含有两种或更多种不同组分时，这些组分可以具有不同的Tg值。本文描述的方法仅要求饮料粉末的一种或更多种组分被升高高于其Tg。以这种方式，所述组分可以充当用于包含存在的任何其他饮料组分的基质。

如通过引用被整体并入本文的US7534461所公开的，喷雾干燥咖啡粉末的孔中困入气体是公知的。这可以通过用合适的气体加压粉末随后加热粉末高于所述粉末的Tg来实现。以这种方式，气体可以被困在咖啡粉末的孔里。加热之前进行加压，并且进行加热时用加热油夹套围绕加压的咖啡容器。

本发明发明人已经发现常规的方法存在大量的弊端，特别是对于咖啡。比如，所述常规方法导致显著的颗粒物结块，并且因此，可能需要使用松散剂(free-flow agents)(例如二氧化硅)来减轻这一弊端。此外，由于因加热油夹套的使用而产生的缓慢的加热改变，咖啡保持在较高的温度比期望的更长的时间：这不但引起结块，还导致咖啡风味组分(如咖啡香味组分)的降解。是否可以使用更加有力的加热单元来控制咖啡的温度曾经被考虑。然而，以这种方式对大量咖啡进行更快速的加热或冷却会过分昂贵。

本发明发明人反而发现，通过改变工艺腔室的压强来提供遍及大量饮料粉末的温度的快速升高和降低是可能的。这种温度改变可以进行得急剧并且遍及所述腔室均匀地发生。具体地，发明人已经发现通过加热多孔粉末至接近所述多孔粉末的玻璃转化温度(Tg)，他们能够简单通过增大压强至预定的水平提高大量粉末的温度至超过所述Tg并保持一段可控的时间进而达到预定的温度。所述压强随后可以被完全地或部分地释放以引起所述大量粉末的温度的突然可控下降至低于所述Tg。

由于在较高的温度所需的时间减少，已经发现饮料粉末中的风味组分较少的降解。尤其是对于对温度敏感的即食咖啡配方和美拉德反应(maillards reactions)可以破坏风味的乳粉末的情况。此外，发泡增加可以实现，因为足以使气体困住的温度可以被保持更长的时间，同时仍能减少粉末处于高于其Tg的时间(见图1A和1B)。

所述方法依赖体积加热，意味着由于增加的压强，使得工艺腔室中气体温度升高，从而使得温度升高(冷却的情况是相同的)。所以，所述方法更少的依赖于通过处理室的壁进行的对流和传导。不愿受理论的限制，因为所述加热是体积的并且被均匀地施加于饮料粉末，考虑的是压力被减小并且更大体积的气体可以被困住，因为孔更不易于破裂。因此，粉末过分的结团和结块也会更少。加热较不均匀时，结团更可能发生，因为热点可能形成。

优选地所述方法不使用松散剂来实施，所述松散剂也被称为抗结团剂。这些是被放置在粉末状的或粒状的材料中以防止团块的形成，也为了更易包装，运输和消费的添加剂，在本领域公知在粉末被加热时减少结块。松散剂和抗结团剂包括二氧化硅、磷酸三钙、粉末状纤维素、硬脂酸镁、碳酸氢钠、亚铁氰化钠、亚铁氰化钾、亚铁氰化钙、骨质磷酸盐、硅酸钠、硅酸钙、三硅酸镁、滑石粉、铝硅酸钠、铝硅酸钾、铝硅酸钙、皂土、硅酸铝、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷。

有利地，本文描述的方法因此不需要附加的成分通过更简单更不复杂的方法就可以实施。而且，因为不需要加入任何松散剂，所以称产品为咖啡没有管控问题-没有出现问题要求的添加剂。

所述饮料粉末可以是任何具有多孔结构并能够在其孔中困住加压气体的碳水化合物和/或蛋白质组合物。然而，有利地，所述方法可以被应用于大多数标准饮料成分，以使粉末中不需要存在任何附加基质来困住气体。优选地，多孔饮料粉末选自可溶咖啡、热巧克力、麦芽糖糊精、茶、奶精和乳粉。具体地，优选的是多孔饮料粉末是即食咖啡粉末，特别是喷雾干燥咖啡粉末。冷冻干燥咖啡粉末也可以被预期用于这种方法，但是由于和喷雾干燥咖啡相比更大的开放孔而较不优选。

可溶咖啡饮料成分可以含有精细研磨的经烘烤的咖啡和经研磨的咖啡，比如具有颗粒尺寸5微米到80微米的咖啡，优选地10微米到15微米的咖啡。这种咖啡优选地形成在多孔饮料粉末之内，因此，不充当松散剂。当存在时，其优选地是可溶咖啡的5wt％到20wt％。

优选地，将所述多孔饮料粉末在含有气体的气氛中加热至低于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度的步骤提高所述粉末的温度至所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的20℃以内，优选地至所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的10℃以内，更优选地至所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的5℃以内。优选地，所述加热至低于玻璃转化温度多于1℃。压强增大之前所述粉末越接近Tg，将温度升高到Tg以上所要求的压强增加量就越低。加热所述粉末比使用进一步升高的压强更经济，因此，封闭的预加热是符合期望的。虽然如此，一般希望较低的温度以使所述粉末中存在的风味物的一般降解最小化。

优选地，所述含有气体的气氛选自空气、氮气和二氧化碳中的一种或更多种。氮气和/或二氧化碳的使用特别优选，由于这减轻了对饮料粉末的任何的氧化或破坏。

优选地，所述方法还包括将所述多孔粉末在所述含有气体的气氛中预加压至10巴到200巴，更优选地，20巴到150巴，更优选地，50巴到100巴，的压强的步骤。如将被理解的，为了将所述气体引入到所述多孔粉末的孔中，相对高的最终压强是被要求的。因此，在加热步骤之前使用预提高的压强意为增加压强至所需以增加温度并且导致充足的压强用于气体-孔渗透可以被最小化。

优选地，所述方法在腔室中实施，并且其中所述含有气体的气氛的压强是通过增加所述腔室中气体的量和/或通过减小所述腔室的体积来增大的。在这些技术中，特别优选的是增加气体的量。这避免压实和过量结块的风险，同时变得容易可控制。

优选地，压强从1巴被增加到100巴(并随后减小)，优选地从10巴到50巴。这种压强的改变足以改变相对于所述粉末的Tg的温度。当压强在处理后被降低时，温度下降非常快，结构会随着加压的气体被困在里面而被有效的“骤冷(quenched)”。

优选地，压强被保持在增加后的压强1秒到15分钟，优选地10秒到10分钟，更优选地30秒到5分钟。此时间的量被要求以使气体充分的渗透到多孔粉末的孔中。相反地，在US7534461中公开的优选的时间范围是10到150分钟，并且典型地在30分钟到一个小时的范围内。这包括将产品提高到处理温度和后来使产品冷却所花费的时间。本发明所述的方法允许产品更快的被处理和更少的降解。

优选地，多孔饮料粉末提供了一分钟后至少2ml的发泡水平，更优选地一分钟后3ml到6ml的发泡水平。饮料粉末发泡达到的程度可以由定量的杯中泡沫测试来测量。这种测试测量重构时的组合物产生的泡沫的量。在这种方法中，1.8g被测试的组合物在20℃下被称重倒入25mm直径且250mm高的100cm³圆柱玻璃量筒中，随后，从烧杯将70cm³的80℃的水通过位于量筒顶部的漏斗在大约5秒钟的时间段内倒到组合物上。所使用的漏斗构成底部直径为50mm且高度为40mm的圆锥部，与内径为5mm且长度为50mm的管状部相连接。漏斗控制用于重构组合物的水的添加。在重构时由组合物产生的泡沫体积在1分钟和10分钟的时间间隔处被标记。所有的测量重复两次实施。

优选地，所述方法还包括冷却所述发泡饮料粉末至室温并且包装所述发泡饮料粉末的步骤。包装可以是常规的大量即食咖啡包装，例如罐、壶或者再装袋。可替换地，包装可以是适用于在饮料制备机器中使用的饮料制备料盒。这样的机器是公知的，包括，比如，Tassimo^tm机器。

发泡饮料粉末也可以经受磨粉、研磨或进一步处理，以在加工之后和可选的包装之前调整末的尺寸或者表面性能。优选地，没有这样的进一步处理，这是为了避免破坏孔结构和被困住的气体。此外，所述粉末可能与其他成分共混以形成适用于制备饮料的复合饮料粉末，例如卡布奇诺、白茶、白咖啡或热巧克力饮料混合物。

根据第二个方面，提供了通过本文公开的方法可获得的发泡饮料粉末。所述通过本发明的方法可获得的发泡饮料粉末可以与常规的发泡粉末区别开，这归因于高压的被困住的气体，同时所述粉末不会表现出与常规粉末相关联的风味降解。

根据第三个方面，提供了制备饮料的方法，所述方法包括将本文公开的发泡饮料粉末和水性介质接触。优选地，水性介质是奶或水。优选地，水性介质在70℃到100℃的温度被提供，更优选地，80℃到90℃。

根据第四个方面，提供了用于制备饮料的料盒，所述料盒包括用于水性饮料介质的入口，用于饮料的出口和所述入口和所述出口之间的流动路径，所述料盒还含有在所述流动路径中的本文公开的发泡饮料粉末。

根据第五个方面，提供了用于制备饮料的饮料制备系统，所述系统包括用于提供水性饮料介质至本文公开的料盒中的装置。

现在将关于以下非限制性图描述本发明，其中：

图1A示出代表现有技术的示例图。上方的角线代表容器压强。下方的曲线代表由加热/冷却工艺腔室来控制的温度的改变。Tg标记为贯穿图的带。

图1B示出代表本文公开的技术的示例图。上方的角线代表容器压强。为了升高温度压强增加(因此温度图中也相应地增加)。下方的线代表工艺腔室的温度的改变。Tg标记为贯穿图的带。

应当注意的是图1A和1B仅代表了给定样品的预期的温度和压强。在图中没有提供比例。值得注意的是Tg带的相对高度和宽度在图中是不同的。然而，给定材料的Tg是恒定不变的。

图2A示出容器1，适用于盛放如本文公开的即食咖啡组合物。

图2B示出咖啡饮料制备系统。

图3是所述方法的关键步骤流程图。在步骤A，多孔饮料粉末被提供。在步骤B，此粉末在含有气体的气氛中被加热至低于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度。在步骤C中，压强被增大由此来提高所述多孔饮料粉末的温度至高于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度。在步骤D中，随后压强被减小由此来降低所述多孔饮料粉末的温度至低于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度。

现在将关于以下非限制性实施例描述本发明。

实施例

1kg的水分含量为3.5％且玻璃转化温度为80℃的喷雾干燥咖啡粉末被放入到外部带有油加热夹套的滚筒(tumbling)高压容器中。所述容器被使用氮气加压到60巴，随后所述油夹套被设置到75℃。所述粉末通过所述油夹套传导通过滚筒压力容器的壁以3.5℃/min的速度被加热。所述容器被加热直到内容物处于75℃的温度。

随后所述容器被进一步加压到90巴。这种快速加压造成粉末温度立即从75℃变化到85℃。这超过此特定粉末的玻璃转化温度，也超过高压气体渗入到喷雾干燥颗粒物的孔中需要的条件。所述粉末在这个温度下保持5分钟，随后容器中的压强降到40巴。这种快速的减压造成粉末温度立即从85℃下降到70℃，低于所述粉末的玻璃转化的温度。

随后油加热器被设置为20℃，粉末以1℃/分钟的速度冷却直到所述粉末达到30℃。随后，所述容器被减压到大气压强，并且所述容器卸载。由此获得的喷雾干燥粉末从所述容器中出来，并且具有高压气体困在所述获得的喷雾干燥粉末的气密性空洞中。

当和基本的喷雾干燥粉末对比，所述获得的喷雾干燥粉末在和热水组合时给出8倍的气体释放。所述粉末也产出85％的小于500微米的自由流动粉末。剩余的团聚物是软团聚物，并且可以被研磨成粉末，同时仍能保持其发泡潜能。自由流动粉末的好的加工产率和好的气体截留的最优化仅可能归因于可控的阶段，所述可控的阶段为粉末暴露在高于所述粉末的玻璃转化温度的温度下。

尽管本发明的优选的实施方案已经在本文被详细描述。本领域技术人员将理解的是可以对所述实施方案做出变化而不背离本发明或其所附的权利要求书的范围。

Claims (16)

1.一种用于制备发泡饮料粉末的方法，所述方法包括：

提供多孔饮料粉末；

将所述多孔饮料粉末在含有气体的气氛中加热至低于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度；

增大所述含有气体的气氛的压强由此来提高所述多孔饮料粉末的温度至高于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度；以及

随后减小所述含有气体的气氛的压强由此来降低所述多孔饮料粉末的温度至低于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多孔饮料粉末选自可溶咖啡，热巧克力，麦芽糖糊精，茶，奶精和乳粉。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述多孔饮料粉末是喷雾干燥咖啡粉末。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述将所述多孔饮料粉末在含有气体的气氛中加热至低于所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的温度的步骤将所述粉末的温度提高至所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的20℃以内，优选地至所述多孔饮料粉末的玻璃转化温度的10℃以内。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述含有气体的气氛选自空气、氮气和二氧化碳中的一种或更多种。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述方法还包括将所述多孔粉末在所述含有气体的气氛中预加压至10巴到100巴的压强的步骤。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述方法在腔室中实施，并且其中所述含有气体的气氛的压强是通过增加所述腔室中气体的量和/或通过减小所述腔室的体积来增大的。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述压强被增加1巴到100巴，优选地10巴到50巴。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述压强被保持在增大后的压强10秒到10分钟。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述多孔饮料粉末在一分钟后提供至少2ml的发泡水平。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述方法不使用松散剂来实施。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述方法还包括冷却所述发泡饮料粉末至室温并且包装所述发泡饮料粉末的步骤。

13.一种由前述权利要求中的任一项所述的方法可获得的发泡饮料粉末。

14.一种制备饮料的方法，所述方法包括将权利要求12所述的发泡饮料粉末或者根据权利要求1到11的任一项所述的方法生产的发泡饮料粉末与水性介质接触。

15.一种用于制备饮料的料盒，所述料盒包括用于水性饮料介质的入口，用于饮料的出口和所述入口和所述出口之间的流动路径，所述料盒还含有在所述流动路径中的权利要求13所述的发泡饮料粉末或者根据权利要求1到12的任一项所述的方法生产的发泡饮料粉末。

16.一种用于制备根据权利要求14所述的饮料制备系统，所述系统包括用于提供水性饮料介质至权利要求15所述的料盒中的装置。