CN102870939A - 香味稳定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了通过降低由富有香味的食材中所含的多酚分解生成的酚量来稳定该富有香味的食材及其产品的香味的方法。本发明还描述了具有合意香味的香味稳定化食材及其产品。

Description

香味稳定方法
本申请是申请号为200780034153.6的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日为2007年9月12日，发明名称为“香味稳定方法”。
发明领域
本发明涉及稳定富有香味的食材(foodstuff)，特别是咖啡及其产品的香味以改善其风味、味道或其它合意的感官特征的方法。本发明还涉及具有合意香味的香味稳定化食材及其产品。
发明背景
香味是许多产品的重要部分，因为消费者会将某些香味与某些产品联系在一起。如果产品缺乏与其相关的香味，就会不利地影响消费者对该产品的印象。这种联系在咖啡产品领域以及在其它食品类别中非常重要。这在可溶咖啡(soluble coffee)粉领域中特别成问题，尽管该问题也存在于其它领域中。
例如，如速溶咖啡(instant coffee)和即饮饮品制造法中出现的那样，在加工过程中，精美的咖啡香味通常衰减或部分损失。此外，已知咖啡芳香物非常不稳定。由于咖啡香味衰减，香味减弱和令人不快，并产生不合意的不像咖啡的香调。这种衰减显著降低该产品的感官品质。因此，必须特别关注风味组分，如咖啡芳香物的制备和保存以增强合意的芳香组分，或减少或消除不合意的组分。
EP 0 861 596 A1描述了稳定液体咖啡的方式，其产生更长期贮存稳定的产品。该方法包括用碱处理提取液，然后中和并将咖啡的pH值调节至所需最终值。
传统上，可以将风味保护剂添加到富有香味的食品或饮料产品中以保存、维持或改善这类产品的风味特征。JP 2002-119210涉及通过在提取液中加入肽和/或氨基酸、生育酚和多酚来防止咖啡提取液的香味或风味在加热或储存过程中变差。类似地，JP 03-108446也公开了加入抗氧化剂，例如少于1%生育酚、L-抗坏血酸或多酚化合物来防止咖啡饮品变质和在提取过程中保存风味。在WO2006/022764中也公开了通过将咖啡产品与选自黄烷类、多酚和/或酚酸的抗氧化剂合并来提高咖啡的稳定性和味道/香味。现有技术也描述了含硫化合物作为风味保护剂。
此外，现有技术提出在可溶咖啡加工过程中的几个时刻，最通常在烘焙咖啡豆研磨过程之中和之后，以及通过在浓缩和干燥之前汽提咖啡提取液来恢复咖啡香味的方法。EP 1 355 536 A1例如公开了改进磨过的咖啡饮品基材的多酚的加工后量的方式。
如WO 2005/072531和WO2005/072533中所述，为了健康目的，也已减少咖啡提取液中的咖啡加工副产物。
但是，已经发现，现有技术的工艺和方法在增加合意的芳香组分、减少不合意的组分和保存挥发性风味组分方面不完全令人满意。许多传统的香味处理过的食品仍没有所需风味、味道和其它感官特征。
本发明的目的是提供进一步稳定富有香味的食材的香味以在新鲜度和持久香味方面提供改善的高的香味品质的技术。
发明概述
本发明提供了通过降低由富有香味的食材及其产品中所含的多酚分解产生的酚的量来稳定富有香味的食材及其产品的香味的方法。
已经令人惊讶地发现，本发明的方法能够显著减少特定酚并由此提供明显更大量的芳香组分，这些组分常在富有香味的食材，如咖啡、茶和可可的加工过程中损失。主要益处是在重构(reconstitution)和食用时在新鲜度、持久香味等方面改善的富有香味的食材品质，以及明显延长的贮存寿命。
富有香味的食材中所含的酚量的降低主要造成羟基氢醌(HHQ)(其是在富有香味的食材，如咖啡的烘焙时生成的酚)的显著降低。HHQ是捕获硫醇并产生过氧化氢以致造成咖啡风味化合物降解并由此造成总体咖啡风味失真的非挥发酚。
已知硫醇是咖啡芳香物中的关键有味物质。产生咖啡香味的最重要的硫醇之一是2-糠基硫醇(FFT)。已经令人惊讶地发现，HHQ量的显著降低避免了咖啡硫醇如FFT的损失。通过导致HHQ分解或去除的处理实现了烘焙咖啡的溶液(如烘焙咖啡的提取液)中HHQ的减少，从而使硫醇留在富有香味的咖啡中以呈现出全范围的香味。由此，更高量的硫醇有助于保持香味的完全新鲜度。
本发明进一步提供了具有降低的酚含量，特别是羟基氢醌(HHQ)含量和更高的硫醇如FFT含量的香味稳定化食材。本发明的香味稳定化食材在重构和食用时在新鲜度、持久香味等方面具有改善的香味品质以及明显延长的贮存寿命。
本发明还提供了可通过本发明的方法获得的香味稳定化食材。
参照附图1进一步阐述本发明。
图1是显示在咖啡饮品储存过程中2-糠基硫醇(FFT)、二-/三羟基苯和酚/FFT共轭物的浓度的表。
本发明的优选实施方案详述
现在针对优选实施方案阐述本发明的原理，其中作为最优选的香味，描述了咖啡香味。咖啡芳香物被用作各种食品或饮料的，特别是可溶咖啡、咖啡浓缩物和即饮咖啡饮品中的风味剂以改善该饮料的风味、味道和其它感官特征。但是，一般而言，本发明的改善的香味/芳香物是指富有香味的食材中可发现的所有类型的香味，也包括巧克力或可可香味/芳香物或茶香味/芳香物和许多其它香味/芳香物的总的定义。
本发明的方法适用于整个富有香味的食材或适合在已从该食材中除去芳香物后使用。优选地，在已除去芳香物后处理食材。
优选地，富有香味的食材是咖啡、茶和可可及其产品。更优选地，在终产品中用本发明的方法稳定咖啡香味。也进一步增强香味。
本发明的香味稳定法包括降低由富有香味的食材中所含的多酚的分解产生的酚(通常在烘焙天然食材，如咖啡豆、茶叶和可可豆时出现)的量。
在本发明的优选实施方案中，酚的量降低30至几乎100%。在特别优选的实施方案中，酚的量降低至少50%，最优选降低几乎100%。
咖啡中的酚通常是绿原酸的分解产物，如5-O-咖啡酰奎宁酸(其是咖啡中存在的主要酚类化合物)的分解产物。它们也可以来自碳水化合物和氨基酸的反应(Maillard反应)。茶和可可含有其它类型的多酚。在烘焙过程中，5-O-咖啡酰奎宁酸热分解产生羟基氢醌(HHQ)和其它二-和三羟基苯。二-和三羟基苯的实例是连苯三酚、儿茶酚、4-乙基儿茶酚、4-甲基儿茶酚和3-甲基儿茶酚。
已经证明，羟基氢醌(HHQ)在硫醇(其已知是咖啡芳香物中的关键有味物质)降解中起到重要作用。HHQ通过形成共轭物来捕获硫醇并产生过氧化氢，从而造成咖啡风味化合物的降解并由此造成总体咖啡风味的失真。重要硫醇之一是例如咖啡中存在的2-糠基硫醇(FFT)。实际上已证明，咖啡中的合意的新鲜香味归功于这种关键硫醇。
如图1中所示，图1显示了2-糠基硫醇(FFT)、二-/三羟基苯和酚/FFT-共轭物的浓度[微摩尔/升]在咖啡饮品储存过程中的相关性，例如在30℃下储存时在咖啡饮品中自然发生的HHQ的降低与FFT浓度的降低以及与相应HHQ/FFT共轭物的增加非常相关。在冲泡咖啡中，其它二-/三羟基苯的存在量比HHQ低得多，并且与HHQ相比没有如此大的浓度变化。这表明HHQ在硫醇降解中的重要性。
在图1中，受试酚是：1=连苯三酚，2=羟基氢醌，3=儿茶酚，4=4-乙基儿茶酚，5=4-甲基儿茶酚和6=3-甲基儿茶酚。培养时间以分钟计，且共轭物12b相当于HHQ/FFT共轭物。还有其它共轭物。
由于与FFT相比HHQ大量过量，根据本发明的方法优选降低羟基氢醌(HHQ)的量，并有利地同时除去其它二-和三羟基苯。由此更好地保持初始FFT。
在本发明的优选实施方案中，羟基氢醌(HHQ)的量降低至少30%，更优选降低至少50%，特别优选降低最多几乎100%。
通过化学和/或物理方式除去或钝化酚以降低酚的量。
下面列出用于显著降低酚量，特别是HHQ量以避免咖啡硫醇如FFT损失的许多可选方案。所示方法旨在导致HHQ降解或除去。
i)通过过滤物理除去酚。合适的过滤装置是例如膜、分子印(molecularimprints，MIPs)和渗析膜；
ii)通过离子交换树脂，如阴离子交换树脂、金属阳离子螯合物树脂分离酚；
iii)由热(使用20至100℃的温度)，3至10、优选5至8的pH值改变，氧化，例如强制暴露于氧(例如通过将氧以等于所用咖啡饮品或提取液体积的1至50倍的量鼓过咖啡饮品或提取液)、和酶处理或其组合引起酚分解；
iv)使用亲核体化学捕获酚。合适的亲核体的实例选自含硫化合物，如SO2、亚硫酸盐和硫醇、或含有或产生亚硫酸盐、硫醇、胺或氨基酸的物质，所述氨基酸例如为半胱氨酸；
v)减少咖啡(或任何其它富有香味的食材)加工中生成的氧以降低HHQ-加合物的形成，和
vi)用超临界CO2选择性提取酚。
i)至vi)下所述的方法可以单独使用或也可以组合使用。如本领域技术人员容易意识到的那样，所述方法可以集成在传统食材加工中的任何阶段。
在特定实施方案中，本发明提出通过热处理、pH值改变、氧化处理、亲核体的使用或其任意组合来降低富有香味的食材中的HHQ量的方法。
在最优选实施方案中，在同时氧化处理下，将咖啡提取液加热至60℃90分钟。由此，实现初始HHQ含量的超过50%的降低。
本发明的方法适用于任何来源的富有香味的食材。特别优选的是诸如咖啡、茶和可可及其产品的富有香味的食材。特别优选的是咖啡，其香味通过本发明的方法完美稳定化。
例如，将烘焙和磨过的咖啡粒子用水提取以形成溶液。如果需要，用蒸汽从该溶液中汽提挥发物以获得芳香物浓缩物。然后用上述化学/物理方式处理含酚的提取溶液。
在另一实施方案中，首先从烘焙和磨过的咖啡中汽提芳香物，然后对咖啡粒子进行水提取。
在这两种情况下，都随后将用化学/物理方式处理过的基本不含酚的溶液与芳香物浓缩物合并。
优选地，将用化学/物理方式处理过的基本不含酚，特别是HHQ的溶液与芳香物浓缩物合并。如果需要，所述芳香物液体中的芳香组分可以在添加到浓缩提取液中之前浓缩。可以使用传统程序，如部分冷凝、精馏、膜浓缩和冷冻浓缩进行浓缩。此外，可以将获自低温芳香物收集器的霜添加到浓缩的提取液中。
然后将芳香化的提取液以普通方式干燥以提供芳香化的可溶咖啡粉，例如通过喷雾干燥或冷冻干燥燥进行干燥。当然，芳香物液体和芳香物霜可用于其它芳香化用途。
本发明的方法特别适用于稳定选自可溶咖啡、咖啡浓缩物和即饮咖啡的饮料的咖啡香味。
芳香化的可溶咖啡粉可以照常重构以提供咖啡饮品。
本发明还提供了具有降低的由多酚分解生成的酚含量的香味稳定化食材。优选地，香味稳定化食材基本不含所述酚，其中酚含量降低30至几乎100%。最优选的，本发明的香味稳定化食材是其中酚含量降低几乎100%的那些。
在特定实施方案中，提供了包含100-500ppm(基于咖啡固体物)HHQ和0.5-10ppm(基于咖啡固体物)2-糠基硫醇的咖啡组合物。优选地，该咖啡组合物选自可溶咖啡、咖啡浓缩物和即饮咖啡。
本发明的处理过的咖啡样品中羟基氢醌(HHQ)量相对于未处理的样品的降低可以使用C.Müller等人在J.Agric.Food Chem.2006,54,10086-10091中所述的方法方便精确地测定。
使用直接顶空取样GC-MS检测法测定与未处理的样品相比羟基氢醌(HHQ)的去除对处理过的咖啡样品中关键香味效果化合物如FFT的增加的存在的影响。该方法包括将FFT水溶液(例如1毫升，500微克在0.1摩尔/升磷酸盐缓冲液中，pH5.7)分别添加到未处理和处理过的咖啡饮品中。或者，如果以咖啡饮品的天然FFT含量(在处理之前没有香味去除)为目标，可以不进行FFT添加。然后将咖啡饮品在温度受控的隔膜密封的管瓶或容器中在例如30℃下培养/处理10至60分钟。然后使用气密注射器透过隔膜从封闭管瓶中提取饮品上方顶空的等分试样(1-2.5毫升)。然后通过HRGC-MS分析该顶空样品。相对于对照物(FFT在例如pH5.7的0.1摩尔/升磷酸盐缓冲溶液中)，通过将未处理和处理过的咖啡饮品中质量片段m/z 114或81的峰面积积分来测定相对含量。
优选地，本发明的香味稳定化食材是基本不含羟基氢醌(HHQ)和任选其它二-和三羟基苯的咖啡。二-和三羟基苯的实例如上所述。
通过显著降低酚，尤其是羟基氢醌(HHQ)的含量，提供许多不同的特定的饮料形成组分。一种产品是液体形式的咖啡浓缩物。另一产品是即饮咖啡。也包括通过将咖啡浓缩物冷冻干燥或喷雾干燥而得的可溶咖啡。芳香化的可溶咖啡粉随后可以照常重构以提供咖啡饮品。
本发明的其它香味稳定化产品是例如，基于茶、可可及其产品的那些。
本发明还提供了可通过上述方法获得的香味稳定化食材。
现在描述本发明的具体实例以进一步阐述本发明。
实施例
实施例1
将54克烘焙和磨过的(“R&G”)咖啡用水(1升，温度大约95℃)提取，形成咖啡提取液。使用上述方法分析咖啡提取液的二-/三羟基苯，如HHQ和游离FFT含量以及相应HHQ/FFT共轭物。
表1是说明在咖啡饮品在30℃下热处理最多60分钟的过程中2-糠基硫醇(FFT)、二-/三羟基苯和酚/FFT-共轭物的浓度变化的表。
受试酚是：1=连苯三酚，2=羟基氢醌，3=儿茶酚，4=4-乙基儿茶酚，5=4-甲基儿茶酚和6=3-甲基儿茶酚。
在刚冲泡咖啡后，咖啡饮品中羟基氢醌(HHQ)的浓度为238.4微摩尔/升。在60分钟过程中，HHQ的量降低大约97%。其它二-/三羟基苯在冲泡咖啡中的存在量比HHQ低得多，并且与HHQ相比没有如此大的浓度变化。
表1
Figure BDA00001897083000081
a在标准咖啡饮品(54克/升)中随培养/储存时间(T＝30℃)测定连苯三酚(1)、羟基氢醌(2)、儿茶酚(3)、4-乙基儿茶酚(4)、4-甲基儿茶酚(5)和3-甲基儿茶酚(6)的浓度。
n.d.不可检出
b：在标准咖啡饮品(54克/升)中随培养/储存时间(T＝30℃)测定下列FFT-酚共轭物的浓度：3-((2-糠基甲基)硫烷基)儿茶酚(7a)、3,5-双((2-糠基甲基)硫烷基)儿茶酚(7b)、4,5-双((2-糠基甲基)硫烷基)儿茶酚(7c)、3,4,6-三((2-糠基甲基)硫烷基)儿茶酚(7d)、3-((2-糠基甲基)硫烷基)-4-((2-(3-(2-糠基甲基)硫烷基)呋喃基甲基)硫烷基)儿茶酚(7e)、4-((2-糠基甲基)硫烷基)-3-甲基儿茶酚(8a)、3-((2-糠基甲基)硫烷基)-6-甲基儿茶酚(8b)、3,4-双((2-糠基甲基)硫烷基)-6-甲基儿茶酚(8c)、3,5-双((2-糠基甲基)硫烷基)-6-甲基儿茶酚(8d)、3,4,5-三((2-糠基甲基)硫烷基)-6-甲基儿茶酚(8e)、3-((2-糠基甲基)硫烷基)-5-甲基儿茶酚(9a)、3,4-双((2-糠基甲基)硫烷基)-5-甲基儿茶酚(9b)、3,6-双((2-糠基甲基)硫烷基)-4-甲基儿茶酚(9c)、3-((2-糠基甲基)硫烷基)-5-乙基儿茶酚(10a)、3,6-双((2-糠基甲基)硫烷基)-4-乙基儿茶酚(10b)、4-((2-糠基甲基)硫烷基)连苯三酚(11a)、4,5-双((2-糠基甲基)硫烷基)连苯三酚(11b)、3-((2-糠基甲基)硫烷基)羟基氢醌(12a)、4-((2-糠基甲基)硫烷基)羟基氢醌(12b；HHQ-FFT共轭物：本发明的关键反应产物)、3,4-双((2-糠基甲基)硫烷基)羟基氢醌(12c)。
酚/FFT-共轭物的浓度[微摩尔/升]清楚表明HHQ/FFT-共轭物的值极高(12b列)。在储存10分钟后，共轭物浓度升至0.121微摩尔/升(67%)。咖啡饮品的进一步处理造成共轭物的相对降低，这可以通过进一步反应(例如聚合)解释。同时，损失显著量的天然FFT，从0.17微摩尔/升到0.10微摩尔/升(41%)。其它酚共轭物(FFT与受试酚1和3-6的共轭物)以低得多的量，部分以不再可检出的量存在。这表明HHQ在硫醇降解中的重要性。
实施例2
将烘焙和磨过的(“R&G”)100%哥伦比亚咖啡用水提取，形成咖啡提取液。使提取液通过汽提塔，在此汽提挥发性风味/芳香组分，冷凝并作为芳香物馏出物收集。
已经测得提取液中的HHQ浓度为21.6毫克/升HHQ。
然后通过将氧以～20毫升/分钟的恒定流速鼓过溶液(700毫升)，对该提取液施以强制暴露于氧。优选地，该处理在升高的温度，如60℃下进行最多2小时。
已经测得如上处理过的提取液中的HHQ浓度为9.8毫克/升HHQ。这与咖啡提取液中的HHQ相比降低大约50%，并代表了与未处理的提取液相比HHQ显著降低。
蒸发该提取液，加入芳香物，然后使用本领域技术人员已知的正常工艺条件干燥成可溶咖啡粉。在该粉末用热水重构时，感觉所得饮品与未经氧处理的提取液相比具有更持久更强烈的香味以及提高的新鲜度。
实施例3
从烘焙和磨过的(“R&G”)咖啡中汽提挥发性风味/芳香组分，冷凝并作为芳香物馏出物收集。然后将脱香的咖啡用水提取，形成咖啡提取液。
用无机碱，优选氢氧化钾将咖啡提取液的pH值调节至pH8，并在封闭***中在升高的温度(例如60℃)下加热90分钟。再将pH值调节至初始值pH5.2。处理过的提取液中的HHQ浓度与未处理的样品相比降至40%。
在加回芳香物后，感觉所得饮品与未经碱处理的提取液相比具有更持久的香味和提高的新鲜度。
实施例4
从烘焙和磨过的(“R&G”)咖啡中汽提挥发性风味/芳香组分，冷凝并作为芳香物馏出物收集。然后将脱香的咖啡用水提取，形成咖啡提取液。
用无机碱，优选氢氧化钾将咖啡提取液的pH值调节至pH8，并在将氧以3×咖啡体积/小时的速率鼓过溶液的同时在升高的温度(例如60℃)下加热90分钟。再将pH值调节至初始值pH5.2。处理过的提取液中的HHQ浓度与未处理的样品相比降至～7%。
在加回芳香物后，感觉所得饮品与未经碱处理和氧处理的提取液相比具有更持久的香味和提高的新鲜度。
实施例5
可以通过用已知与HHQ反应的亲核体来处理如前述样品中所述的汽提过芳香物的咖啡提取液，优选在样品氧化后。由此，在以3×咖啡体积/小时的速率将氧鼓过固体物质含量为大约10至14%的咖啡提取液(90分钟；60℃)后，在提取液中加入200ppm钠盐形式的亚硫酸盐并在室温下反应90分钟。
在加回芳香物后，感觉所得饮料与未经该处理的提取液相比具有更持久的香味和提高的新鲜度。

Claims (28)

1.通过热处理、pH值改变、氧化处理、亲核体的使用或其任意组合降低富有香味的食材中的羟基氢醌(HHQ)量的方法。
2.根据权利要求1的方法，其中富有香味的食材是咖啡。
3.根据权利要求1或2的方法，其中热处理包括对所述食材施以最多2小时，优选最多90分钟的20至90℃，优选60℃的温度。
4.根据权利要求1至3任一项的方法，其中pH值改变包括将所述食材的pH值升高至7至9，优选8的pH值，任选对该食材施以进一步处理，并将pH值降回食材初始值。
5.根据权利要求1至4任一项的方法，其中氧化处理包括所述食材强制暴露在氧中。
6.根据权利要求1至5任一项的方法，其中亲核体的使用包括用含硫化合物，如SO2、亚硫酸盐和硫醇，或含有或产生亚硫酸盐、硫醇、胺或氨基酸的物质处理所述食材，所述氨基酸例如为半胱氨酸。
7.包含100-500ppm(基于咖啡固体物)HHQ和0.5-10ppm(基于咖啡固体物)2-糠基硫醇的咖啡组合物。
8.根据权利要求7的咖啡组合物，其选自可溶咖啡、咖啡浓缩物和即饮咖啡。
9.根据权利要求8的咖啡组合物，其是可溶咖啡，通过将液体咖啡浓缩物冷冻干燥或喷雾干燥而得到。
10.通过降低由富有香味的食材及其产品中所含的多酚分解产生的酚的量来稳定富有香味的食材及其产品的香味的方法。
11.权利要求10的方法，其中酚的量降低30至几乎100%。
12.权利要求11的方法，其中酚的量降低几乎100%。
13.权利要求10至12任一项的方法，其中通过化学和/或物理方式除去或钝化酚来降低酚的量。
14.权利要求10至13任一项的方法，其中通过过滤、用离子交换树脂分离、热分解、pH值改变、氧化处理和酶处理、亲核体的使用、减少氧和/或用超临界CO2选择性提取，来降低酚的量。
15.权利要求14的方法，其中使用膜、分子印或渗析膜滤出酚。
16.权利要求14的方法，其中亲核体选自SO2、亚硫酸盐、或含有或产生胺或氨基酸的物质。
17.权利要求10至16任一项的方法，其中富有香味的食材是咖啡、茶和可可及其产品。
18.权利要求17的方法，其中将咖啡香味稳定化。
19.权利要求18的方法，其中酚是绿原酸分解产物，并包括羟基氢醌(HHQ)和其它二-和三羟基苯。
20.权利要求19的方法，其中降低羟基氢醌(HHQ)的量。
21.权利要求17至20任一项的方法，其中用水提取烘焙和磨过的咖啡粒子以形成溶液，用蒸汽从该溶液中汽提挥发物以获得芳香物浓缩物，并用化学/物理方式处理该溶液。
22.权利要求21的方法，其中将用化学/物理方式处理过的溶液与芳香物浓缩物合并。
23.权利要求21的方法，其中对选自可溶咖啡、咖啡浓缩物和即饮咖啡的饮料稳定咖啡香味。
24.可通过权利要求10至23任一项所述的方法获得的香味稳定化食材。
25.具有降低的羟基氢醌(HHQ)和其它二-和三羟基苯含量的香味稳定化咖啡。
26.权利要求25的香味稳定化食材，其中羟基氢醌(HHQ)和其它二-和三羟基苯含量降低30至几乎100%。
27.权利要求26的香味稳定化食材，其中羟基氢醌(HHQ)和其它二-和三羟基苯含量降低几乎100%。
28.权利要求25至27任一项的香味稳定化咖啡，其中所述咖啡选自可溶咖啡、咖啡浓缩物和即饮咖啡。
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