[发明专利]形成浓缩的可耗尽提取物的方法及系统

说明书

相关申请

本申请要求以在此引入作为参考的1999年10月28日提交的美国临时申请60/161,981为优先权。

发明领域

本发明涉及一种由固体原材料生产可耗尽水性提取物的方法及系统，更具体地说，涉及到通过使用过滤来浓缩这种可耗尽提取物的方法及系统。本发明的具体实施例包括形成炒咖啡的浓缩水性提取物的方法，该炒咖啡在食物、香味及饮料产品中有用。

发明背景

大量的固体原材料通常利用水性溶剂，例如热水来提取，以形成用于食物、香味或饮料中的可耗尽水性提取物。普通的材料包括炒的磨碎的咖啡、茶叶和可可粉，这里仅仅列举了一小部分。目前进行这种提取所使用的方法及系统的典型和代表是那些用于酿造和提取炒咖啡的方法及系统。在先技术的系统大体上落入两个宽类别中：用于生产饮料的小规模家庭式或工业酿造式设备；和大规模工业化提取设备，该提取设备用于生产用作调味剂或用作生产速溶咖啡产品的原材料的浓缩提取物。当用于生产速溶咖啡产品时，通过如冷冻干燥或喷雾干燥处理把水性溶剂典型地从溶解的咖啡固体中除去。

典型的大规模咖啡提取设备及相关提取方法的在先技术，特别是当用于生产用作后续速溶咖啡生产的咖啡提取物时，设计为最大量地提取给定量的磨碎的炒咖啡和水解炒咖啡的纤维素。这样做是为了经济的原因：从给定量的炒咖啡原材料中提取的可溶性咖啡固体越多，通过干燥除去水以后得到的最后的速溶咖啡产品的量就越大。最后，典型的大规模咖啡提取设备的在先技术设计为典型的低等级磨碎的咖啡的最大量地提取和水解，而不是从给定量的磨碎的炒咖啡中生产高品质的、美味的、香味的提取物或者生产不同等级的提取物。该类的许多典型的在先技术提取设备系统使用一个或多个具有磨碎的炒咖啡的固定床的柱子。这样的系统的代表是在美国专利3,830,940中所描述的系统。尽管这样的系统有利于通过水解最大量地提取，但是它们不能理想地适用于生产具有符合要求的甜度和香味特点的高品质咖啡提取物或用于由给定选择的磨碎的炒咖啡来生产不同等级的提取物。在一定的在先技术提取过程中使用的相对长的提取时间(例如超过1小时)、高的水温以及稀释度可能导致提取物具有差的风味或香味特征，该特征常常传递给由该提取物生产的干燥的速溶咖啡产品。此外，在形成速溶咖啡产品过程中，通过典型的在先技术的方法，例如喷雾干燥或冷冻干燥，进行的提取物脱水过程可能导致磨碎的炒咖啡的要求品种的风味和香味成分失去或降级。在食品工业中通常被用作风味成分的许多浓缩咖啡提取物(例如用作冰淇淋、冰冻的咖啡饮料以及果汁中的香味剂)是通过使用水或其它原料使这样差品质的速溶咖啡产品还原来产生的。

应当理解的是，在提取循环的开始附近，当刚刚磨碎的咖啡已与仅仅相对少量的水接触相对短的时间时，产生的咖啡提取物比当咖啡已与另外量的水接触并更彻底地提取以后的随后提取过程产生的咖啡提取物更甜的和更美味。已作出努力以提高通过大规模提取过程生产的咖啡提取物和速溶咖啡产品的品质和香味。在美国专利4,534,985中描述了一种这样的方法，该专利(‘985)公开了一种用于咖啡或茶叶的提取的工业规模连续提取的方法和装置。该装置包括一种使用大量提取剂床和提取区域的复杂系统，通过装置的旋转，该提取剂床可在提取区域之间移动，该方法与更常用的在先技术的提取方法相比较，减少了提取过程的总时间。该‘985专利也公开了在该装置的“回收阶段”使用压缩空气或一种惰性气体，以便最大量的增加在提取以后用完的渣滓中存在的残留液体的回收。

各种各样的用于家庭或工业使用的较小规模酿造/提取方法在由固体原材料如咖啡、茶叶以及可可粉生产饮料的在先技术中是已知的。通常的方法包括浸渍或浸泡在固定体积的热水中(如把包茶叶袋浸渍在热水中)、蒸气驱动渗滤以及通过在重力作用下热水连续流动-穿过固体可提取材料的床的提取。所述的后面的方法是在家庭“滴落法”咖啡制造者中典型使用的方法。所有这些方法典型地生产一种稀饮料浓度提取物(典型地，1lb磨碎的炒咖啡将出产约320oz.的稀饮料浓度提取物)。此外，由于连续地添加水用于驱动提取物流动以穿过该床，产生的饮料可能包含风味和/或香味不符合要求量的某种苦味成分，可不符合某些应用的要求。也因为这些在先技术的方法是在氧气存在情况下酿造的，最后提取物的风味和香味可能被不符合要求的氧气降级。