部分提取焙炒和磨碎咖啡的水解法分析

1、權(quán)利要求書1、在反應(yīng)器中加溶部分提取焙炒和磨碎咖啡并產(chǎn)生咖啡香味和色料的方法，該方法包括：(a) 將部分提取焙炒和磨碎咖啡在液體中制漿， 得到水合的部分提取焙炒和磨碎咖啡， 其中 含約 2至 75%(重量)部分焙炒和磨碎咖啡；(b) 在無(wú)任何酸催化劑參予的反應(yīng)器中， 所述水合的部分提取焙炒和磨碎咖啡須以溫度約為 200C至260C、時(shí)間周期范圍的1至15分鐘為條件，藉以達(dá)到水解所述的部分提取焙炒 和磨碎咖啡，并有效地產(chǎn)生 10%至 60%增量得率 (干基，部分提取焙炒和磨碎咖啡 ) ，至少有 效地除去 50%甘露聚糖組成， 產(chǎn)生一種水解產(chǎn)物， 該水解產(chǎn)物含 DP-1 低聚物含量少于 50%，

2、含大于DP-6低聚物含量少于10%兩種含量均以產(chǎn)生的水解產(chǎn)物的固體總量為基準(zhǔn)，以達(dá) 到所期類咖啡香味、香氣和顏色，(c) 驟冷水解和焦化反應(yīng)；以及(d) 從水解的部分提取焙炒和磨碎咖啡中分離出可溶固體和香氣。2、根據(jù)權(quán)利要求 1所述方法，其中，所述反應(yīng)器內(nèi)壓力變化約為 17至40大氣壓。3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中，通過(guò)從反應(yīng)器排出由步驟 1 (b)水解的部分提取焙 炒和磨碎咖啡，及快速將壓力降至大氣壓，而完成驟冷該水解反應(yīng)。4、根據(jù)權(quán)利要求 1 所述方法， 進(jìn)一步包括將已從水解的部分提取焙炒和磨碎咖啡分離出的 可溶固體與常規(guī)咖啡提取液合并的步驟。并干燥所述合并物。5、根據(jù)權(quán)利要求 4所

3、述方法，其中，所述方法關(guān)系到累計(jì)得為 55%至73%干基，焙炒和磨 碎咖啡。6、根據(jù)權(quán)利要求 4所述方法，其中，該累計(jì)得率為 65%至73%。7、根據(jù)權(quán)利要求 1 所述方法，其中，在水解期間，至少除去 75%甘露聚糖組分。8、根據(jù)權(quán)利要求 1 所述方法，其中，在水解期間，除去 90%甘露聚糖組分。9、根據(jù)權(quán)利要求 1 所述方法，其中，該反應(yīng)器是活塞式流動(dòng)管式反應(yīng)器。10、根據(jù)權(quán)利要求 1 所述方法， 其中，水合的部分提取焙炒和磨碎咖啡物料是含物 5%至 25% (重量)部分提取焙炒和磨碎咖啡的漿料。11、根據(jù)權(quán)利要求 10所述方法，其中，該漿料含約 10%至20%(重量)部分提取焙炒和磨 碎咖

4、啡。12、根據(jù)權(quán)利要求1 所述方法，其中，所述反應(yīng)器是擠出機(jī)13、根據(jù)權(quán)利要求1 所述方法，其中，時(shí)間范圍約為2分鐘至 8分鐘14、根據(jù)權(quán)利要求1 所述方法，其中，反應(yīng)器中溫度約為210C 至 240C15、根據(jù)權(quán)利要求 1 所述方法，進(jìn)一步包括干燥分離的可溶固體及將所述干固體與可溶咖 啡合并的步驟。16、 根據(jù)權(quán)利要求 15所述方法，其中，所述方法關(guān)系到累計(jì)得率為55%至73%干基，焙炒 和磨碎咖啡。17、根據(jù)權(quán)利要求 16所述方法，其中，該累計(jì)得率為 65%至73%。18、根據(jù)權(quán)利要求 1 所述方法，其中，所述部分提取焙炒磨碎咖啡已經(jīng)過(guò)常壓提取，提取 了焙炒和磨碎咖啡的天然香味成分、咖啡堿

5、、胡蘆巴堿、綠原酸、灰分、糖、蛋白質(zhì)、咖 啡酸和焦糖及褐色物。19、根據(jù)權(quán)利要求 1 所述方法，其中，所述部分提取焙炒和磨碎咖啡具有由此提取的多半 阿伯半乳聚糖。20、 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中，所述水解產(chǎn)物含 DP-1低聚物含量少于30%含大于 DP-6 低聚物含量少于 5%。21、 根據(jù)權(quán)利要求 1 所述方法，其中，在水解產(chǎn)物中產(chǎn)生的總芳香物含量超過(guò)4000ppm。22、 根據(jù)權(quán)利要求 1 所述方法，其中，產(chǎn)生的聯(lián)乙酰含量超過(guò)100ppm。23、 根據(jù)權(quán)利要求 21 所述方法，其中，產(chǎn)生的總芳香物中至少含25%糠醛。24、由權(quán)利要求 1 的方法產(chǎn)生的產(chǎn)物。25、由權(quán)利要求 4 的方法產(chǎn)

6、生的產(chǎn)物、26、由權(quán)利要求 15的方法產(chǎn)生的產(chǎn)物。說(shuō)明書本發(fā)明涉及部分提取焙炒和磨碎咖啡的加溶法，更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明涉及在不加任何酸催 化劑而進(jìn)行高溫短時(shí)處理的反應(yīng)器中水解部分提取焙炒和磨碎咖啡。例如水解工業(yè)用咖啡 滲濾系統(tǒng)的廢渣滓。雖然提供較高溫短時(shí)反應(yīng)的任何反應(yīng)器都能滿足要求，但是，活塞式 流動(dòng)管式反應(yīng)器比較方便。選擇時(shí)間與溫度的關(guān)系，使產(chǎn)生加溶，然后，將天然甘露聚糖 低聚物從聚合度約DP10-40水解至約DP1-10,并且足以控制糖的反應(yīng)，使之生成咖啡香氣、 香味和成色。如此得到的水解產(chǎn)物和炒咖啡水提物合并可用來(lái)增加咖啡的可溶固體濃度、 香味、香氣。就可溶咖啡技術(shù)而言，絕大部分精力一直放

7、在如何最大限度地從焙炒和磨碎咖啡提高溶出 物的收率，最主要的方法是改變滲濾條件。早在第二次世界大戰(zhàn)前期，對(duì)速溶咖啡的研制 是采用沸水浸出焙炒和磨碎咖啡的可溶物，得到小于25%可溶固體。在美國(guó)專利 2， 324，526號(hào)中，Morganthaler采用溫度320至347° F,達(dá)到27刑溶物。另外，采用酸解條件， 使可溶物總得率提高至 50%。正如 Sivetz 和 Desrier 在“咖啡工藝學(xué)”（ 1979年，第 366 頁(yè)）所引證的，工業(yè)用滲濾系統(tǒng)的可溶物得率通常約為焙炒和磨碎咖啡的40%至 50%。由于Sivetz 引述的一此問(wèn)題包括渣滓受壓縮、流速和操作速度的減低，以及在這些

8、條件下產(chǎn)生 的咖啡精質(zhì)量下降，因此，既使利用較高溫、高壓，欲從滲濾得到較高得率也是不現(xiàn)實(shí)的。 特別是在滲濾器內(nèi)大幅度水解會(huì)產(chǎn)生焦油和臭味。在現(xiàn)有技術(shù)中已眾所周知，為提高固體得率可采用水解部分提取的咖啡渣滓，并一直沿用作為提高可溶固體得率的方法。例如，授予Chugh等人的美國(guó)專利2, 573，406號(hào)公開了可溶咖啡的制備方法，該方法包括常壓提取約 20%（重量）咖啡，在約 1%硫酸的懸浮液中， 在100C下水解一部分渣滓約1小時(shí)，調(diào)節(jié)水解產(chǎn)物的pH值，過(guò)濾，與常壓提取液合并， 干燥合并的提取液。授于 Benner等人的美國(guó)專利2, 687，355號(hào)公開了另一種類似方法， 用磷酸代替硫酸。授于 D

9、iNardo 等人的美國(guó)專利 3244879號(hào)中又公開了一種方法，對(duì)至少 已常壓提取過(guò)的咖啡渣滓提取物，直接進(jìn)行堿解或酸解，在該提取中的直接水解，省去了 現(xiàn)有技術(shù)加工方法的分離水解步驟，并使得在大量咖啡廢渣滓中吸附著堿催化劑或酸催化 劑。最近，F(xiàn)ulger等人在美國(guó)專利4508745號(hào)公開了水解咖啡萃余物料方法，用以生產(chǎn) DP1至 DP10的甘露聚糖低聚物。該方法通過(guò)制備濃度 5%1 60% （重量）的廢渣漿，把PH值調(diào)節(jié) 到約0.5至4.0，該漿料在溫度160C至260C下反應(yīng)6秒至60秒。按照Fulger等人的上 述方法，從咖啡萃余物料，可增加可溶物收率約 30%（重量），所述殘余物料已經(jīng)

10、部分提 取過(guò)，例如已常壓提取和部分熱水解的工業(yè)用滲濾系統(tǒng)的廢渣滓?？扇芸Х阮I(lǐng)域中強(qiáng)調(diào)的另一方面是可溶咖啡成品的香味和香氣。迄今為止，改善香味和香氣的主要因素是焙炒方法和所用咖啡的配料。用后加工從焙炒和磨碎咖啡或提取液中通過(guò) 用蒸汽或真空汽提技術(shù)使咖啡香味轉(zhuǎn)變，已在現(xiàn)有技術(shù)中充分描述：Sivetz 和 Desrsier （以上引述的著作，第 250-251 頁(yè)）指出，在焙炒期間通過(guò)顏色變暗監(jiān) 測(cè)將糖熱解和焦糖化控制在理想程度，便可達(dá)到要求的咖啡香味科香氣。約占生咖啡7%的蔗糖，在焙炒期間基本上消失，生成熱解產(chǎn)物。這些熱解產(chǎn)解物可與蛋白質(zhì)和其它降解產(chǎn) 物反應(yīng)，生成附加其它香味的咖啡物質(zhì)。本文所述的

11、復(fù)雜化過(guò)程，一般稱為非酶促焦化反 應(yīng)。此類兩種反應(yīng)是焦糖化反應(yīng) （該反應(yīng)只涉及糖） 和 Maillard 反應(yīng)（其中還原糖與胺類、 氨基酸、肽和蛋白質(zhì)反應(yīng)）。J.Hodge 在題為（OrigimNonenzymaticSymposiumTheH.schultzOnChemistry ，E.Day食品的香味起源：非酶促焦化反應(yīng)OfFlavorBrowningFoods：andandinFoods：Reactions ）”一書（見中，對(duì)這種化學(xué)過(guò)程給以更全面介紹。在同一論文集中， 香味”介紹了含有稱作“香氣合成物（ aromacomplex）雜性，報(bào)導(dǎo)了 103 種揮發(fā)物成分，其中多數(shù)顯然屬于碳水

12、化合物Compounds 題為“食品中揮發(fā)化合物” （ VoLatile 文獻(xiàn)中，已報(bào)導(dǎo)了 500 多種化合物（見 Section S.Van Statan and 5th editionTNO（1983）， ZeistPhysiology Of Flavors ，L.Libbey , eds, AVIPub.Comp.lne。（ 1967）M.Gianturco 的另一評(píng)述“咖啡 ”揮發(fā)物的咖啡香味的復(fù) 在最近的 Dutch 協(xié)會(huì) CIVO inFood）參考72：Coffee， eds.，H.MarsetheNetherlands ）。就咖啡制備技術(shù)而言，需要提供一種不加任何酸催化劑，于短

13、時(shí)高溫下的反應(yīng)器中能加溶 部分提取焙炒和磨碎咖啡的方法，并且該咖啡主要含有作為主要碳水化合物的甘露聚糖。該方法足以使甘露聚糖組分水解，從天然聚合粒度生成含甘露糖低聚物的水解產(chǎn)物，該低 聚物具有適于干燥的聚合物。在靜置或濃縮時(shí)，有微量淤渣生成或沉積。這種方法通過(guò)控制碳水化合物低聚物與處理期間釋放的蛋白質(zhì)組分的反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生咖啡香 氣、香味和類咖啡顏色。這些香味可增加、擴(kuò)散或改進(jìn)焙炒過(guò)程中產(chǎn)生的原有香味和香氣， 這些香味在提取過(guò)程早期被除去。 該方法試圖使反應(yīng)器中時(shí)間 / 溫度關(guān)系最佳化， 以獲得最 大量可溶固體、咖啡香味、香氣和顏色，隨之在濃度和其它加工時(shí)，使產(chǎn)生淤渣或沉淀的 趨勢(shì)最小。本發(fā)明涉及

14、在無(wú)任何附加酸催化劑參予的反應(yīng)器中， 水解部分提取焙炒和磨碎咖啡的方法。 該部分提取焙炒和磨碎咖啡在反應(yīng)器中，須以溫度約200C至260C、時(shí)間約1分鐘至15分鐘為條件，將甘露聚糖組分水解至約DP1至DP10以DP1至DP6為最佳，使糖反應(yīng)充分, 以產(chǎn)生 咖啡香味、香氣和顏色。水解后，已水解的部分提取焙炒和磨碎咖啡可與產(chǎn)生的可 熔固體分離。在繼續(xù)詳述本發(fā)明之前，需定義一些有關(guān)術(shù)語(yǔ)：“甘露聚糖”概括地表示由d-甘露糖單元構(gòu)成的任何一種多糖。該單糖d-甘露糖是一個(gè)己 醛和一個(gè)d-莆萄糖異構(gòu)體，區(qū)別僅在于緊鄰羰基的羥基以反立體排列。在部分提取焙炒和 磨粹咖啡中發(fā)現(xiàn)的廿露聚糖多糖的 d-甘露糖單元高達(dá)

15、40。約為DP6及低于DP6的甘露聚糖 是水溶的，而高于DP10的甘露聚糖是水不溶的。“阿拉伯半乳聚糖”是有幾百個(gè)糖單元的高分子量聚合物。主鏈由半乳糖單元構(gòu)成，側(cè)鏈 含阿拉伯糖和半乳糖的糖單元。同樣地，“纖素”概括表示由纖維素二糖重復(fù)單元（兩個(gè) 莆萄糖單元，它們之間具有 B1-4鍵）構(gòu)成的聚合物，又可水解成莆萄糖單元。這樣，纖維素因充分水解而產(chǎn)生單糖莆萄糖。纖維素形成植物的主要結(jié)構(gòu)材料。在 ， Blatt ， ，Macmillan ，1947.pp ，295-299 中更詳細(xì)討論了纖纖素及其特性?！暗途畚铩笔侵赶鄬?duì)只有幾個(gè)單糖單元組成的聚合物，尤其用于本文的低聚物表示由少于 10個(gè)單糖單元構(gòu)成

16、的聚合物。雖然嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，低聚物一般由 1 個(gè)以上結(jié)構(gòu)單元組成，但為 了方便起見，甘露糖稱為 DP1的低聚物?！熬酆隙取薄?DP表示組成某一給定低聚物的單糖單元數(shù)。例如，DP4的甘露聚糖低聚物是由 4 個(gè)甘露糖單元組成?！安糠痔崛”撼春湍ニ榭Х取笔侵敢巡糠痔崛∵^(guò)的焙炒和磨碎咖啡物料，例如，經(jīng)常壓提 取過(guò)的咖啡。一般來(lái)說(shuō)，常壓提取可除去焦糖和褐色物、焙炒和磨碎咖啡的天然香味成分、 咖啡堿、胡蘆巴堿、綠原酸、灰分、糖、蛋白質(zhì)和咖啡酸?！安糠痔崛”撼春湍ニ榭Х取?還可含部分提取過(guò)的阿拉伯半乳聚糖， 最好含從中提取過(guò)的大部分阿拉伯半乳聚糖。 此外，“部分提取焙炒和磨碎咖啡”還包括將焙炒和磨碎咖啡水解至這

17、樣程度，即其中所含甘露 聚糖率與阿拉伯半乳聚糖、蛋白質(zhì)和其他熱縮合產(chǎn)物同時(shí)水解。應(yīng)該注意約 1/3 至1/2 為 廢棄甘露聚糖的焙炒和磨碎咖啡才是“部分提取焙炒和磨碎咖啡”。 這可由限熱水解實(shí)施。 就工業(yè)用咖啡滲濾系統(tǒng)而言，在多級(jí)逆流提取設(shè)備提取焙炒和磨碎咖啡，其中，在高于約 175C的溫度下，將新鮮水送入裝有極次咖啡（已經(jīng)過(guò)最大程度提取的咖啡）的提取器，濃 咖啡提取液從裝有最新鮮咖啡提取器排出，顯然，所述咖啡在滲濾期間組份發(fā)生了變化。 表1表示焙炒和磨碎咖啡的組合物，表 2表示部分提取焙炒和磨碎咖啡的組合物。盡管碳 水化合物的總百分率大致是恒定時(shí)，但要注意部分熱水解的阿拉伯半乳聚糖還要丟失。

18、于 是，最佳的部分提取焙炒和磨碎咖啡由約 45%（重量）碳水化合物組成，其中多半是甘露 聚糖。此外，這最佳的部分提取焙炒和磨碎咖啡是由工業(yè)規(guī)模提取焙炒和磨碎咖啡得到， 其到累計(jì)得率至少為約 35至 55%（干基，焙炒和磨碎咖啡）。表1焙炒咖啡的組合物成分%（重量）（干基）聚合碳水化合物41阿拉伯半乳聚糖13甘露聚糖20纖維素8蛋白質(zhì)13焦糖和褐色物13類脂類11惰性物料9酸類6灰分4咖啡堿2胡蘆巴堿 1 表2部分提取焙炒和磨碎咖啡組合物成分%（重量）聚合碳水化合物 阿拉伯半乳聚糖 甘露聚糖25纖維素15類脂類25惰性物料20干基）4525152520蛋白 10圖 1 是本發(fā)明方法可溶量百分?jǐn)?shù)對(duì)

19、反應(yīng)時(shí)間的比率曲線圖。其中所示數(shù)據(jù)在實(shí)施例4 中再充分詳述。關(guān)于本發(fā)明的具體方法是在液體（一般是水）中，水合的部分提取焙炒和磨碎咖啡應(yīng)含約 2至 75%（重量）干基部分提取和磨碎咖啡，接著進(jìn)入反應(yīng)器，該反應(yīng)器最好是活塞式流動(dòng) 反應(yīng)器。該水合的部分提取焙炒和磨碎咖啡應(yīng)是均勻的，即，它應(yīng)完全均勻分布。如果事 先以批量組成，各個(gè)步驟應(yīng)保證均勻性，如通過(guò)泥漿泵再循環(huán)。若在活塞式流動(dòng)反應(yīng)器內(nèi) 發(fā)生水解反應(yīng)，最好采用漿料，該漿料應(yīng)為 5%至25%（重量），最佳為 10%至 20%（重量） 干基部分提取焙炒和磨碎咖啡。當(dāng)利用活塞式流動(dòng)反應(yīng)器時(shí)，如果漿料濃度超過(guò)25%（重量），該漿料則太稠，不能保證正常流動(dòng)。

20、因此，使用另一種反應(yīng)器，如擠出機(jī)，一般不 需要制 備漿料，例如，常規(guī)滲濾系統(tǒng)的廢渣滓，一般約含 65%至 80%（重量）液體，它無(wú) 需進(jìn)一步稀釋而直接進(jìn)入這種擠出機(jī)，還可采用含約 40%至 65%（重量）液體的廢渣滓，這 類渣滓可用螺旋壓榨、空氣干燥或眾所周知的其它方法進(jìn)行部分脫水。部分提取焙炒和磨碎咖啡經(jīng)水合或制漿后，送入反應(yīng)器。適宜的連續(xù)反應(yīng)器包括能促使相 對(duì)高溫短時(shí)反應(yīng)的那些反應(yīng)器，例如單頭或雙頭螺旋擠出機(jī)或活塞式流動(dòng)管式反應(yīng)器。適 宜的間歇式反應(yīng)器是一種所謂壓力密閉容器，例如高壓滅菌器，或防爆器（oxplosionpuffer ），內(nèi)裝咖啡提取殘余物料，然后，置于容器中的咖啡提取殘余物

21、用蒸汽加壓和使之受熱，再驟然而極迅速地釋放壓力，排出反應(yīng)容器內(nèi)的物料，接著 從所述反應(yīng)容器排放的物料中濾取可溶固體?；钊搅鲃?dòng)管式反應(yīng)器尤其方便，它基本上 是一節(jié)筒形管子，可以在管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)器的排料端置有噴嘴或其它適宜的裝置， 用以控制反應(yīng)器內(nèi)壓力及從所述反應(yīng)器的排放速度?！盎钊搅鲃?dòng)”表示漿料流過(guò)反應(yīng)器 的速度分布形，通常，流體呈現(xiàn)拋物線型速度，其中，管道中心的流體速度高于緊靠管壁 的流體速度。就理想的活塞式流動(dòng)反應(yīng)器而言，速度分布圖形是平緩的，這由于容器的幾 何形狀和流體的性質(zhì)造成的，因而，對(duì)反應(yīng)器中所有物料，使停留時(shí)間變化減至最少，保 證了相同的高溫短時(shí)反應(yīng)條件?？捎萌我徊煌椒?/p>

22、，在反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)溫升。例如，漿料可通過(guò)熱交換器一部分，或從反應(yīng) 室分離，然后，將反應(yīng)器簡(jiǎn)單保溫，可保持溫度。另外，也可把高壓蒸汽直接注入反應(yīng)器 用以升溫。雖然蒸汽能稍稀釋該漿料，但這種加熱是極其迅速的，可以短時(shí)反應(yīng)。最佳加 熱方法的選擇，以及反應(yīng)器和噴嘴直徑的測(cè)定，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟練的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，都 可依標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)規(guī)則為根據(jù)。在貫穿于受控反應(yīng)產(chǎn)生所期香味和顏色，并不出現(xiàn)顯著的不加溶作用（如生成焦油）的同 時(shí)，當(dāng)然，嚴(yán)格維持反應(yīng)器內(nèi)時(shí)間 / 溫度條件藉 以保證發(fā)生甘露聚糖水解。在上述時(shí)間 / 溫度條件內(nèi)，選擇工藝條件，以產(chǎn)生與下述指標(biāo)相符的水解產(chǎn)物， 所述指標(biāo)為： 得率；香味的產(chǎn)生和DP分配，

23、以致可干燥該水解產(chǎn)物并使其具有最少量焦油成分。把該水 解產(chǎn)物加于常規(guī)咖啡提取液時(shí)，通過(guò)本發(fā)明的熱水解過(guò)程產(chǎn)生的得率，必定足以導(dǎo)致累計(jì)得率為約 55%至 73%，以約 65%至 73%為最佳（干基，焙炒和磨碎咖啡）。該過(guò)程還在水解 產(chǎn)物中產(chǎn)生香氣根據(jù)提鈍和俘獲氣相色譜分析法測(cè)得總量超過(guò)4000ppm這種香氣擁有高含量所期類咖啡香味，其中包括含吡嗪、二酮、醛和硫的化合物。產(chǎn)生的全部香氣中含糖 醛量少于 25%。對(duì)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的是 ; 過(guò)量糖醛被認(rèn)為是是產(chǎn)生谷物 類有害雜質(zhì)的標(biāo)志。理想類咖啡風(fēng)味的指標(biāo)是 2-3 戊二酮和聯(lián)乙酰，而由本發(fā)明方法可大 量產(chǎn)生這兩種物質(zhì)。理想的是本發(fā)明

24、方法能生產(chǎn)超過(guò)100ppm的聯(lián)乙酰。最終DP分配應(yīng)使水解產(chǎn)物含最少量會(huì)產(chǎn)生沉淀的 DP大于6的甘露聚糖低聚物。該水解產(chǎn) 物含大于DP-6低聚物一般少于10%以少于5%為佳，它還應(yīng)含DP-1的量少于所產(chǎn)生水解 產(chǎn)物固體總量的 50%，這種水解產(chǎn)物是吸濕的，難以干燥，因此，最好少于 30%，可以使水 解產(chǎn)物和咖啡提取液合并，用常規(guī)方法干燥，即噴霧干燥、凍干、圓筒烘干等。已知所述反應(yīng)溫度應(yīng)在約 200C至260C之間，最好為210C240C左右，以使甘露聚糖組 分加溶和水解至所要求范圍， 并產(chǎn)生所期顏色、 香味和香氣。 從咖啡殘余物中至少除去 50% 甘露聚糖組分，優(yōu)選除去 75%，以除去 90%為

25、更好。如果存在阿拉伯半乳聚糖，則比加溶廿 露聚糖組分更容易。此類溫度一般與所述反應(yīng)器的壓力相對(duì)應(yīng)，壓力約在 17至 40大氣壓 之間，約是進(jìn)入反應(yīng)器漿料中水的飽和壓力。已知所要求的反應(yīng)時(shí)間約 1 至 15分鐘，最好約為 2至 8分鐘，這對(duì)所述水解有影響。 在本發(fā)明方法溫度范圍內(nèi)給定的任一溫度條件下，可加溶和水解甘露聚糖。得率隨停留時(shí) 間而增加至最大值，此后，隨低聚物降解而減少，或產(chǎn)生揮發(fā)物或產(chǎn)生不溶物，即焦油或 淤渣。根據(jù)本發(fā)明反應(yīng)動(dòng)學(xué)，溫度每升高 10C，反應(yīng)速度加倍。在較高溫度范圍下停留時(shí) 間必須在限定時(shí)間范圍的下限：反道亦然，即在較低溫度范圍下，停留時(shí)間必須在時(shí)間范 圍的上限。在本發(fā)明的

26、條件下，加溶一般為晶狀和非晶狀的廿露聚糖聚合物，以及任何殘余阿拉伯半 乳聚糖，并水解成較低的低聚物和單體，使之再進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，即梅拉德反應(yīng)和焦糖化反 應(yīng)，產(chǎn)生咖啡香味和類咖啡顏色。如上所述， 該反應(yīng)器和 / 或反應(yīng)器組的排放端可端噴嘴， 用以控制反應(yīng)器壓力和控制排放速 度。所述漿料快速通過(guò)噴嘴，使壓力降低至約為漿料經(jīng)受的大氣壓，如此快速降低壓力， 引起膨脹和蒸發(fā)，使?jié){料冷卻，因而“驟冷”或立即終止水解和焦化反應(yīng)。通過(guò)如此驟冷 該反應(yīng)，有可能十分可靠地將水解反應(yīng)時(shí)間控制在規(guī)定的 1 至 1 5分鐘周期內(nèi)。 漿料從活塞式流動(dòng)管式反應(yīng)器排出后，進(jìn)一步冷卻該漿液，然后，可分離成可溶固體和殘 余水解的部

27、分提取焙炒和磨碎咖啡?？赏ㄟ^(guò)把漿料引入閃蒸罐而發(fā)生這種進(jìn)一步冷卻，引 進(jìn)閃蒸罐的蒸汽或在該罐內(nèi)生成的蒸汽含可凝和未冷凝香氣， 分離這些香氣并進(jìn)入冷凝器。 可疑性香氣可隨意地被冷凝、回收和使用，需要時(shí)可對(duì)它進(jìn)行蒸餾。另外，未冷凝香味可 吸收于液體介質(zhì)，任意用作香氣?？刹捎矛F(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的任一種固液分離法進(jìn)行分離，例如，過(guò)濾所述漿料，從中排 除水解過(guò)的部分提取焙炒和磨碎咖啡， 該漿料還可用離心分離， 如在籃式離心機(jī)分離漿料。 可溶固體的最重要用途是將該混合物加到常規(guī)咖啡提取液中，用以增加由起始焙炒和磨碎 咖啡產(chǎn)生的可溶咖啡量。本發(fā)明方法將增加可溶 固體得率約 10%至 60%（干基，部分提取

28、焙炒和磨碎咖啡），與累積得率約 55%至 73%（干基，焙炒和磨碎咖啡）相關(guān)，由本發(fā)明方 法得到的可溶固體可加至常規(guī)咖啡提取液中，接著干燥所述提取液，或者干燥可溶固體， 然后與由常規(guī)提取液產(chǎn)生的可溶咖啡合并，用現(xiàn)在技術(shù)中已知的任一方法進(jìn)行干燥，例如 用凍干或噴霧干燥。下述實(shí)例是說(shuō)明本發(fā)明的一些實(shí)施例，這些實(shí)例并不意味著超出權(quán)利要求保護(hù)范圍限制本發(fā)明。 實(shí)例 1 從工業(yè)用滲濾系統(tǒng)達(dá)到得率 56.6%（干基，起始焙炒和磨碎咖啡）的脫咖啡堿部分提取焙 炒和磨碎咖啡，在4x 40'活塞式流動(dòng)熱反應(yīng)器中熱處理， 制成濃度約119固體總量的水 和渣滓漿料，并隨高壓蒸汽引入活塞式流動(dòng)反應(yīng)器，漿料在反

29、應(yīng)器內(nèi)加熱至430。F （約221C） 8分鐘，為了在容器中保持液態(tài)形式，通過(guò) 1/4 噴嘴供給反壓，然后，該物料閃 蒸至大氣壓，出口漿料經(jīng)過(guò)濾，回收可溶固體，所述液置于蒸發(fā)器中，濃縮至 41.29固體， 然后冷凍。通過(guò)活塞式流動(dòng)反應(yīng)器產(chǎn)生的得率是增量 11.69（干基，焙炒和磨碎咖啡）， 結(jié)果從兩步過(guò)程得到總得率 62.29 。這些可溶固體定量水解成糖，并通過(guò)高效液相色譜法（ ）分析糖的總量為 749，余留的 269可溶固體主要是焦化反應(yīng)產(chǎn)物。通過(guò) 分析，低聚物分配如下：DP124.89DP216.99DP316.09DP415.49DP510.09DP68.49DP75.39DP82.89

30、實(shí)例 2從中級(jí)提取過(guò)程達(dá)到得率 35.69（干基，起始焙炒和磨碎咖啡）部分提取咖啡堿的焙炒和 磨碎（50啰斯伯特，50醐倫比亞）咖啡，在4X 40'活塞式流動(dòng)熱反應(yīng)器中熱處理， 首先磨碎廢渣滓，將顆粒尺寸減小至1mn左右，以便更好控制進(jìn)入反應(yīng)器的漿料濃度，該濃度約為149單固體量，用1/4 噴嘴，維持在430°F （約221C）將該漿料泵送過(guò)反應(yīng)器， 輸送速度相當(dāng)于停留時(shí)間 8 分鐘，該反應(yīng)通過(guò)閃蒸至大氣壓而驟冷，過(guò)濾產(chǎn)品漿料，將可 溶固體與不可溶體分離，使起始不溶咖啡固體轉(zhuǎn)化為可溶咖啡固體 45.39 （干基），這種 轉(zhuǎn)化涉及通過(guò)活塞式流動(dòng)反應(yīng)器得率增量 29.29 及總得

31、率總量 64.89（干基） 起始焙炒和磨 碎咖啡。存在于可溶和不可溶固體的碳水化合物被定量水解成糖，并通過(guò) 分析。 列于下表的數(shù)據(jù)表明，可溶部分的碳水化合物濃度為 47.29 ，具有中等褐色和基本尖咖啡 香味的水解產(chǎn)物被濃縮至 40-459固體，并以適當(dāng)比例與濃縮啡提取液合并。碳水化合物 %（干基）莆萄糖半乳糖阿拉伯糖甘露糖總計(jì)部分提取焙炒26.747.1和磨粹咖啡可溶部分1.612.10.033.547.2殘余物17.20.00.04.721.9實(shí)例 3從工業(yè)用滲濾系統(tǒng)一般可達(dá)到得率 49-559（干基，起始焙炒和磨碎咖啡）壓力脫水的廢咖 啡渣滓（約65%水分），在改進(jìn)的

32、Wen ger擠出機(jī)裝置中熱處理。將帶雙螺桿鉆的活底箱構(gòu) 成的所述設(shè)備裝到 Wen gerSX-80 （80mm單螺桿擠出機(jī)中，SX-80的出口裝進(jìn)WengerSX-110 （110mm單螺 桿擠出機(jī)的入口，SX-80裝有螺旋進(jìn)料部件、汽封和二個(gè)電熱帶。該SX-80對(duì)SX-110起著進(jìn)料器、預(yù)熱器、汽封和料封的作用，SX-110裝有4個(gè)較大的電熱帶（1.7-1.9KW帶）、15個(gè)螺旋部件和13個(gè)汽封，并分成三個(gè)不同區(qū)域： 進(jìn)料區(qū)、加熱區(qū)和反應(yīng)區(qū)。該反應(yīng)區(qū)包括 4個(gè)進(jìn)料旋塞和 1 個(gè)液壓控制的拉模，以維持反 壓，將少量水（170ml/min ）注入1號(hào)旋塞，達(dá)到相當(dāng)?shù)木鶆蛭锪系倪M(jìn)料流量為2101

33、b/hr。在充滿的情況下，廢渣滓在進(jìn)料區(qū)停留 30 秒，在加熱區(qū)停留 200 秒，在反應(yīng)器停留 80 秒， 在 SX-1 1 0的停留時(shí)間總計(jì)為 325秒（包括在加熱區(qū)和反應(yīng)器之間短距離輸送區(qū)停留的時(shí) 間）。加熱帶處于最大熱量狀態(tài)，在SX-110出口（拉模）測(cè)得溫度為400°F （約204C）, 液壓拉模上反壓是500psi。業(yè)已計(jì)算出廢渣滓可能受溫度約 435° F （約224C）影響3分 鐘左右，直至該廢渣滓離開擠出機(jī)，閃蒸至大氣壓而快速冷卻，為分析取出的試樣，進(jìn)一 步用于冰冷卻，用水稀釋廢渣滓，過(guò)濾，測(cè)得有 26%（干基）廢渣滓轉(zhuǎn)化為可溶固體。 實(shí)例 4從中級(jí)提取過(guò)程

34、產(chǎn)生得率 44%（干基，起始焙炒和磨碎咖啡）脫咖啡堿的部分提取焙炒和 磨碎咖啡（100啰伯斯特），用4x 40'活塞式流動(dòng)熱反應(yīng)器實(shí)施試驗(yàn)方案，以測(cè)定反 應(yīng)器溫度和停留時(shí)間對(duì)焙炒得率的影響，測(cè)試的三種溫度為460° F （約238C）、430°F（約221C）和400° F （約240C），停留時(shí)間為2至23分鐘，其結(jié)果見圖1。Y軸的焙 炒得率數(shù)表示二步過(guò)程（中級(jí)提取得率，然后通過(guò)活塞式流動(dòng)反應(yīng)器）后的總得率。處理 后，得到的得率約為含水率 7%焙炒和磨碎咖啡（等于 60%至 71%焙炒和磨碎咖啡的累計(jì)得 率，干基）的累計(jì)得率56濟(jì)66%為達(dá)到這個(gè)目的，在

35、400至460° F,停留時(shí)間約3至 13分鐘，在此溫度下超過(guò)這一時(shí)間范圍加熱， 會(huì)降低得率， 這表明長(zhǎng)時(shí)間處理是不必要的。 實(shí)例 5將實(shí)例 2中產(chǎn)生的活塞式流動(dòng)反應(yīng)器提取液，濃縮至 40-45%固體總量，并與初級(jí)提取、中 級(jí)提取產(chǎn)生的提取液分批配料，根據(jù)得率分股，合并這兩股液流。在本實(shí)例中， 55%最終產(chǎn)物的固體是來(lái)自中級(jí)提取，而 45%固體通過(guò)活塞式流動(dòng)熱反應(yīng)器提 供。然后，這種混合提取液經(jīng)噴霧干燥顯示原型。對(duì)試驗(yàn)咖啡的產(chǎn)品，估計(jì)其香味和顏色的特性，鑒定該試樣是可接受的品味色，具有典型 的流行商品可溶咖啡的香味，不受增加得率而沖談香味的影響。得率分股配料回加系數(shù)中到級(jí)提取35.6%35.6=0.5564.8活塞式流動(dòng)熱反應(yīng)29.2%29.264.8