咖啡伴侶生產(chǎn)配方及工藝研究(選段)

1、咖啡伴侶生產(chǎn)配方及工藝研究（選段）2.1 基本原理和成分咖啡伴侶是以植物油脂為主要原料， 同時加適量的糖漿、 乳蛋白、 乳化劑、穩(wěn)定劑等混合而成，經(jīng)過乳化均質(zhì)、 噴霧干燥而成的一種柔和細(xì)膩、奶香濃郁的粉末制品。 作為區(qū)別于一般油脂粉末的一種特殊產(chǎn)品，它主要有以三個特點：1、和咖啡沖調(diào)后增白效果好。2、和咖啡沖調(diào)后穩(wěn)定性好，不能出現(xiàn)析油或蛋白凝聚。3、口感潤滑、細(xì)膩，奶香濃郁。以上三點既是咖啡伴侶的顯著特點，也是生產(chǎn)咖啡伴侶的技術(shù)難點所在。2.1.1 植物油脂植物油脂是咖啡伴侶的重要組成部分， 目前國內(nèi)外市場上主要的咖啡伴侶規(guī)格為脂肪含量 33，它可改善咖啡伴侶的組成結(jié)構(gòu)，給予細(xì)膩、光滑的外觀，

2、產(chǎn)生濃郁、厚實的口感，給予咖啡伴侶以優(yōu)美的香氣和滋味。同時，由于脂肪球?qū)饩€的散射，起到了增白的作用。一般植物油在常溫下大多呈液體狀態(tài)，由于缺乏硬脂應(yīng)有的硬度、 稠度、凝固性、 粘度等必須的特點， 不宜作為咖啡伴侶的專用油脂。 同時， 植物油中大多數(shù)含有較高比例的油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸， 化學(xué)性質(zhì)較不穩(wěn)定， 氧化作用導(dǎo)致酸敗和蛤敗變質(zhì)現(xiàn)象， 因此植物油必須進行有目的的改造提煉， 通過氫化使液態(tài)油變?yōu)楣虘B(tài)油， 通過化學(xué)組成的改變來達(dá)到物理特性的改變。油脂經(jīng)過精煉并氫化后，不飽和脂肪酸達(dá)到了適當(dāng)?shù)娘柡统潭?，從而得到了固態(tài)的植物脂，提高了穩(wěn)定性，改變了油脂原來的性狀，成為白色或淡黃色，無嗅無味，

3、其可塑性、乳化性和稠度都較為理想。 而且， 植物油脂比天然動物脂肪中的膽固醇含量低的多， 因此其利用價值更高?？Х劝閭H使用的植物氫化油熔點一般為 33 38 ， 最好為 36 37。 要求在室溫下為固體，以提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性， 而在體溫條件下能快速的熔化， 改善口感并更好的釋放產(chǎn)品風(fēng)味。 并且油脂的熔程較窄為好， 在室溫條件下硬度較大， 而在體溫或稍高于體溫時能迅速熔化。 另外要求油脂的氣味和滋味純正， 不能油邪雜味。 符合此要求的油脂品種主要有： 氫化椰子油、氫化棕櫚仁油、氫化紅花油、氫化大豆油等，在配方中可以用一種，也可以搭配使用，根據(jù)口味不同進行調(diào)整。2.1.2 蛋白質(zhì)咖啡伴侶中蛋白質(zhì)的含

4、量并不高，占 2 3，一般為2.5，蛋白質(zhì)通常使用酪蛋白酸鈉，其營養(yǎng)價值高、 穩(wěn)定性強、增白效果好。 酪蛋白酸鈉是一種安全無害的食品添加劑，具有較強的增稠、 乳化作用。在食品加工中能增進脂肪和水的保留， 有助于各成分的均勻分布，進一步改進制品的質(zhì)地和口感。酪蛋白酸鈉蛋白含量很高，達(dá)到 90 以上，營養(yǎng)價值很高，咖啡伴侶中加入酪蛋白酸鈉，能顯著提高和咖啡沖調(diào)后的增白效果， 由于酪蛋白酸鈉有很強的乳化作用， 可以大大提高乳狀液的乳化效果， 在脂肪球表面和乳化劑一起形成保護膜， 通過乳液的穩(wěn)定性， 同時由于乳化效果的提高， 脂肪球更加細(xì)小，不但增加了增白效果， 還大大改善了制品的醇厚口感，后香味明顯

5、增強。 另外， 酪蛋白酸鈉的熱穩(wěn)定性非常好， 這對噴霧干燥生產(chǎn)咖啡伴侶也非常有利。 酪蛋白酸鈉的質(zhì)量對咖啡伴侶的影響較大， 國產(chǎn)酪蛋白酸鈉質(zhì)量不如進口產(chǎn)品， 其溶解性和口感稍差。此外，也有用植物蛋白來生產(chǎn)咖啡伴侶的，但均達(dá)不到酪蛋白酸鈉的效果。2.1.3 咖啡伴侶的糖類組成咖啡伴侶除了植物油脂和酪蛋白酸鈉外， 還有一個重要成分就是淀粉糖漿， 和酪蛋白酸鈉一起作為油脂微膠囊的壁材。 淀粉糖漿通常用麥芽糊精和麥芽糖漿， 有時還可根據(jù)需要加入少量蔗糖。麥芽糊精的 DE 值以 20左右為最好，低了溶解性差，高了雖然溶解性較好，但甜度、 吸濕性增強， 作為壁材由于其玻璃化熔點降低導(dǎo)致成膜性變差， 使油脂

6、的包埋效果降低，因此也不適合作為咖啡伴侶的原料。而DE 值 20左右的麥芽糊精溶解性較好，成膜性良好，甜度較低適合作為咖啡伴侶的原料， 為了提高溶解性，增加產(chǎn)品外觀密度，協(xié)調(diào)口感，還可加入麥芽糖漿或蔗糖。 另外，糖漿要經(jīng)過脫色和離子交換進行精制，不能有淀粉或糊精味，這樣才能生產(chǎn)出口味純正的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。2.1.4 乳化劑生產(chǎn)咖啡伴侶必須使用乳化劑，一般使用單甘酯、單雙甘脂、司盤60、硬酯酰乳酸鈉等，使用單一的乳化劑一般達(dá)不到效果， 多采用多個乳化劑復(fù)配使用， 最好使用親水性和親油性的乳化劑復(fù)配， 以發(fā)揮更好的協(xié)同增效作用， 使產(chǎn)品更加穩(wěn)定， 具體品種及配比需要通過實驗確定。2.1.5 穩(wěn)定劑為了保

7、持酪蛋白酸鈉的穩(wěn)定性， 需要加入具有緩沖作用的磷酸鹽類， 如三聚磷酸納、 磷酸氫二鈉等，調(diào)節(jié)體系 PH 值遠(yuǎn)離酪蛋白的等電點，同時絡(luò)合鈣鎂離子，避免酪蛋白凝聚。由于咖啡是酸性的， 并且酸的含量較高， 因此咖啡伴侶中緩沖鹽類用量較大， 以保證和咖啡沖調(diào)后，仍能維持較高的 PH 值，避免在酪蛋白的等電點附近，造成酪蛋白凝聚，使乳化體系破壞，蛋白析出，油脂分離。22.1.7 流動劑為保證咖啡伴侶流動性良好， 便于保裝和使用， 除了要保證較好的顆粒度外， 通常還加入抗結(jié)塊劑，一般使用食品級的二氧化硅、鋁硅酸鈉。2.2 生產(chǎn)工藝咖啡伴侶的原材料選擇和配方使生產(chǎn)較高質(zhì)量產(chǎn)品的關(guān)鍵， 特別是油脂品種的選擇，

8、 如果植物油脂的熔點過高或過低， 那么配方再科學(xué)， 工藝再合理， 也不能生產(chǎn)出質(zhì)量合格的咖啡伴侶。 乳化劑的選擇和配比以及穩(wěn)定劑的選擇和配比也很重要。 當(dāng)然有了科學(xué)的產(chǎn)品配方， 還要有合理的生產(chǎn)加工工藝才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。 主要工序有配料、 乳化、 均質(zhì)和噴霧干燥。2.2.1 配料咖啡伴侶的配料主要分為水相的制備和油相的制備， 水和水溶性的物質(zhì)制成水相， 油和油溶性的物質(zhì)制成油相。水相物質(zhì)包括水、麥芽糊精、麥芽糖漿、酪蛋白酸鈉、磷酸鹽類等，油相包括植物油、乳化劑、油溶性香精，其中高 HLB 值乳化劑既可以溶于水中，也可以溶于油中，一般也一并溶解于油中。水相制備：把一定量的凈化水加熱至758

9、0，水需要用軟化水，依次加入三聚磷酸鈉等緩沖鹽類，攪拌數(shù)分鐘后加入酪蛋白酸鈉，高速攪拌使之充分溶解，時間不少于15 分鐘，以使酪蛋白酸鈉充分溶解、 水化。 酪蛋白酸鈉的充分溶解和水化是水相制備的關(guān)鍵， 只有充分的溶解和水化，才能充分發(fā)揮酪蛋白酸鈉的乳化、增稠、增白等功能性作用。然后和計量好并加熱至70 左右的淀粉糖漿混合，攪拌均勻，制成水相備用。油相制備：把計量好的植物油脂加入帶夾套加熱的化油罐，化油罐內(nèi)嚴(yán)禁有水，加熱至75 80 并完全熔化，然后加入單甘酯等乳化劑，攪拌使其充分溶解，制成油相備用。2.2.2 乳化乳化是咖啡伴侶生產(chǎn)的關(guān)鍵工序， 由于水和油不相溶， 必須強加外力使之分散。 乳化

10、一般采用高速乳化，轉(zhuǎn)速一般為 2800 3600 轉(zhuǎn)/分，可以分為間歇乳化和連續(xù)乳化。通過高速運轉(zhuǎn)的剪切頭把油相迅速剪切、打碎成細(xì)小脂肪球，形成均勻穩(wěn)定的乳狀液，脂肪球越細(xì)小，乳狀液越穩(wěn)定，乳化效果也越好。 為了提高乳化效果，采用先低速乳化一段時間，再高速乳化至達(dá)到要求。一般采用 1800 轉(zhuǎn)/分乳化5 8 分鐘， 3600 轉(zhuǎn)/分乳化14 16 分鐘。此外，乳化時的料液溫度特別重要， 溫度低了， 物質(zhì)不能充分溶解， 達(dá)不到最佳乳化效果， 溫度太高，溫度過高， 使物料分子和水分子能量增大，分子運動加快，不易穩(wěn)定結(jié)合在一起， 因此乳化效果反而下降，并且由于溫度高，料液易返黃，影響成品色澤。乳化溫

11、度一般保持在7075，時間一般20 25 分鐘。2.2.3 均質(zhì)均質(zhì)是對乳化后料液的后處理工序。 乳化后的料液其脂肪球仍較大， 并且粒徑大小相差較大，因此其穩(wěn)定性、 增白效果以及口感均達(dá)不到要求。 通過高壓均質(zhì)機的擠壓、 剪切和空穴爆破作用，使脂肪球更加細(xì)小，并且粒徑更均勻，顯著提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性、增白效果，使口感更加細(xì)膩，后味更濃郁。均質(zhì)一般均采用二級均質(zhì)，均質(zhì)壓力一般為 30 40MPa ，一級均質(zhì) 20 26MPa ， 二級均質(zhì) 10 12MPa。 開始均質(zhì)時由于未達(dá)到正常工作壓力要進行打回流。壓力太低達(dá)不到均質(zhì)效果，太高則增加效果不明顯，并且動力消耗大，溫度上升幅度也大，影響產(chǎn)品的質(zhì)量

12、。由于乳化、均質(zhì)溫度均較高，達(dá)到了殺菌效果， 因此不必要再進行殺菌處理。2.2.4 噴霧干燥均質(zhì)后料液打入儲罐，進行噴霧干燥。噴霧干燥前，首先要進行烘塔，待排風(fēng)溫度達(dá)到 110 120 時開高壓泵開始進料，起始壓力一般較低，數(shù)分鐘后根據(jù)噴霧情況及排風(fēng)溫度逐漸調(diào)整壓力至工作壓力，進風(fēng)溫度一般150 160，排風(fēng)溫度維持在80-85 。根據(jù)下料情況隨時調(diào)整。噴霧干燥操作對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大， 將直接影響產(chǎn)品的顆粒度、流動性、 溶解性以及油脂的包埋率等。2.2.5 冷卻、篩分、計量、包裝下料進入振動硫化床進行冷卻， 此時可根據(jù)需要加入抗結(jié)劑 1 1.5 千克 /噸， 然后經(jīng)振動篩篩分、接粉、計量、包裝

13、，每袋25Kg ，經(jīng)檢驗合格后入庫。包裝車間要特別注意環(huán)境衛(wèi)生，控制好產(chǎn)品的微生物指標(biāo)。2.3 目前國內(nèi)咖啡伴侶存在的質(zhì)量問題油脂微膠囊技術(shù)作為新興技術(shù)近年來發(fā)展很快，植脂奶精在我國生產(chǎn)已有近十年的時間了，生產(chǎn)廠家較多， 生產(chǎn)技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量也得到了很大的提高。 但咖啡伴侶作為一種特殊的并且質(zhì)量要求更高的植脂奶精， 目前國內(nèi)除雀巢在廣東汕頭的工廠生產(chǎn)的咖啡伴侶質(zhì)量較好外，其它少數(shù)幾個廠家雖然也能生產(chǎn)，但質(zhì)量較差，普遍存在下述問題：1 .增白效果差目前國內(nèi)生產(chǎn)的咖啡伴侶普遍存在的問題之一就是增白效果差，咖啡伴侶又叫咖啡增白劑，顯然和咖啡沖調(diào)后的增白效果是其重要指標(biāo)， 出現(xiàn)這種問題的最重要的原因

14、就是乳化效果達(dá)不到要求， 這不但和乳化設(shè)備、 乳化工藝及均質(zhì)有較大關(guān)系， 更重要的是乳化劑的選擇和合理搭配。2 .和咖啡沖調(diào)后穩(wěn)定性差國內(nèi)生產(chǎn)的咖啡伴侶和咖啡沖調(diào)后出現(xiàn)或多或少的漂浮物， 即通常所說的浮白現(xiàn)象， 較輕的出現(xiàn)一層細(xì)小的白膜， 而較嚴(yán)重的則出現(xiàn)較大的顆粒狀懸浮物或漂浮物， 即使有的沖調(diào)后不馬上出現(xiàn)這種情況， 但過半小時后也出現(xiàn)明顯的一層漂浮物。 出現(xiàn)這種情況的原因是多方面的， 首先是油脂的選擇， 如果選用的油脂熔點較高， 則生產(chǎn)的咖啡伴侶在和咖啡沖調(diào)后容易出現(xiàn)漂浮物， 特別是冷卻后更加明顯， 其次是乳化劑的選擇和配比以及磷酸鹽的選擇和用量，乳化不好穩(wěn)定性肯定差， 因為咖啡是酸性的，

15、 選用一種耐酸性的乳化劑很重要，另外， 由于體系中有酪蛋白酸鈉，其等電點是PH 值 4.6 ，而咖啡伴侶和咖啡沖調(diào)后PH 值大大降低，容易接近酪蛋白的等電點，造成蛋白凝聚，使乳化體系破壞， 產(chǎn)生較多的漂浮物， 因此選用緩沖能力較大的磷酸鹽以及較適宜的用量是很重要的， 使沖調(diào)后的 PH 值遠(yuǎn)離酪蛋白的等電點,這樣穩(wěn)定性就顯著提高。當(dāng)然，合理的工藝也是很重要的。3 .口感淡薄，后香味不足這不單是目前我國咖啡伴侶存在的現(xiàn)象， 也是我國植脂奶精普遍存在的問題， 作為食品， 口感是很重要的。 這種情況的產(chǎn)生和植物油脂的選擇、 產(chǎn)品配方以及加工工藝都有直接的關(guān)系。首先是油脂的選擇， 選擇熔點稍低于人體體溫

16、是很重要的， 因為油脂在液態(tài)條件下才能釋放其本身風(fēng)味及添加的其它風(fēng)味物質(zhì)的風(fēng)味， 因此采用熔點較高的油脂生產(chǎn)咖啡伴侶是很難達(dá)到口感醇厚、 后香濃郁的目的的； 其次是乳化劑的選擇和產(chǎn)品配方， 只有采用高效的乳化劑才能達(dá)到高效的乳化效果， 使脂肪球非常細(xì)小， 細(xì)小的脂肪球比表面積較大， 和口腔味蕾的接觸面大， 因此產(chǎn)生的味感較強以達(dá)到良好效果； 第三是合理的加工工藝， 再科學(xué)的配方若沒有合理的工藝及高效的設(shè)備也是很難達(dá)到要求的， 只有以上三方面都達(dá)到最佳的結(jié)合才能達(dá)到口感醇厚、后香濃郁的良好效果。4 .滋氣味不純正我國咖啡伴侶容易出現(xiàn)口感不純正的問題， 這主要是原料的問題。 首先是原料的選擇和質(zhì)量

17、，椰子油和氫化棕櫚仁油的味是很淡的， 而有的油脂本身的味較大， 如棕櫚油， 若精煉不夠的話，也會有較大的氣味， 以致影響產(chǎn)品的口感和滋氣味， 酪蛋白酸鈉的質(zhì)量也很重要， 如國外的酪蛋白酸鈉基本無味， 而國內(nèi)的產(chǎn)品則有異味， 這也影響咖啡伴侶的滋氣味， 淀粉糖漿若精制不夠，如沒經(jīng)過離交處理，則產(chǎn)品會有較明顯的糊精味，這是用戶很不愿意接收的。以上問題是我國咖啡伴侶或多或少存在的普遍現(xiàn)象， 其實前三個問題是有聯(lián)系的， 主要是配方和加工工藝的問題， 其最重要的內(nèi)在本質(zhì)就是乳化效果達(dá)不到要求， 而造成以上三個現(xiàn)象的產(chǎn)生， 當(dāng)然還有其它的原因。 而第四個情況則純粹是原材料選擇和原材料的質(zhì)量問題。 總之，優(yōu)

18、質(zhì)的原料、科學(xué)的配方、 合理的工藝和先進的設(shè)備是生產(chǎn)高質(zhì)量咖啡伴侶的條件，四者都要達(dá)到最佳才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的咖啡伴侶，顯然掌握這么多最佳參數(shù)是很困難的。4.3 產(chǎn)品配方及原副材料選擇4.3.1 壁材的選擇油脂微膠囊化所需的壁材必須具有在較高的濃度時有良好的流動性， 保證在微膠囊化過程中有良好的可操作性能， 乳化芯材并能穩(wěn)定產(chǎn)生的乳化體系， 在加工以及貯存過程中能夠?qū)⑿静耐暾陌裨谄浣Y(jié)構(gòu)中， 同時要具備易干燥， 易脫落及良好的溶解性、 可食性與經(jīng)濟性等特點。 作為微膠囊壁材的物質(zhì)很多， 如一些纖維素類、植物膠類、 蛋白質(zhì)以及糖類等都可以作為油脂微膠囊的壁材， 但從溶解性、可食性和經(jīng)濟性考慮，

19、一般選用淀粉糖漿， 包括各種DE 值的麥芽糊精和高麥芽糖漿。DE 值低表明所含大分子的糖較多，其溶解性差，疏水性較強， DE 值高則含小分子糖比較多，溶解性好，親水性強，但此時產(chǎn)品易吸濕結(jié)塊。通常選擇DE 值 20 左右的麥芽糊精可避免吸潮結(jié)塊并且使制備的微膠囊產(chǎn)品的乳狀液具有較低的粘度， 便于操作和保證微膠囊化 效果。 由于碳水化合物本身成膜性較差， 且沒有乳化性， 因此必須和蛋白質(zhì)配合使用， 一般使用酪蛋白酸鈉，因其具有良好的增白、 增稠和乳化作用，還能增強口感。 當(dāng)溶液中存在麥芽糊精和酪蛋白時，蛋白質(zhì)吸附在油滴表面， 而糊精分子分散在分散相中，噴霧干燥時，由于水分子的蒸發(fā)，麥芽糊精覆蓋在

20、蛋白質(zhì)的表面，從而增加了微膠囊膜的厚度、強度和密度。由于低DE 值的麥芽糊精含有較大分子量的分子， 這些分子對蛋白質(zhì)分子在油滴表面的擴散阻力較大， 所以微膠囊化效率較低；而隨著DE 值的不斷升高，小分子糖不斷增多，對蛋白質(zhì)分子的擴散阻力不斷減少，使蛋白質(zhì)較容易定向在油滴表面形成界面膜，從而提高微膠囊化效率；但DE 值太大， 糖分子過小時， 雖然蛋白質(zhì)界面膜被填充的很好， 但由于小分子糖的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度較低， 因此形成的微膠囊膜的強度較低， 在干燥時會產(chǎn)生很多裂縫， 影響產(chǎn)品的微膠囊化效 率。 咖啡伴侶要求有很好的溶解性、流動性及較高的密度，這從客觀上要求提高麥芽糊精的 DE值，一般來說，隨著D

21、E 的升高，溶解性和密度增大，但隨著DE 值的提高，甜度和吸濕性會增加。近年來，隨著人們健康觀念的提高， 不喜歡甜度較高的食品， 為此添加麥芽糖漿是一種很好的選擇， 因麥芽糖甜味溫和， 吸濕性也不如葡萄糖高， 而玻璃化溫度明顯高于葡萄糖，這不但對溶解性、流動性、密度有所提高，還能提高微膠囊化效率。另外也有添加蔗糖的，用于增加溶解度和密度，但因蔗糖甜度大，用量有限。此外，除酪蛋白酸鈉外，乳清蛋白成膜性良好，并且對PH 值不敏感，但其基本沒有增白作用，乳化作用及熱穩(wěn)定性均不如酪蛋白酸鈉。為得出最佳的壁材組合， 本實驗對 DE 值 20、 DE 值 29 、 以及用 DE 值 20的麥芽糊精和高麥芽

22、糖漿配制成DE29 的糖漿。通過對產(chǎn)品口感、溶解性、流動性、密度以及吸濕性進行對比分析，得出最佳壁材配比。4.3.2 植物油脂的選擇油脂是咖啡伴侶配方中最重要的一種成分， 它提供咖啡伴侶的能量、 質(zhì)地和粘度， 在和咖啡沖調(diào)后的增白作用主要來自于乳化后的脂肪球?qū)饩€散射的結(jié)果。 另外， 咖啡伴侶爽滑的口感和醇厚的香味也主要來自于油脂。選擇油脂的首要指標(biāo)是熔點， 其次是外觀和滋氣味。 如果脂肪作為產(chǎn)品的重要組成部分在食用溫度下保持固體狀態(tài)， 是不能發(fā)揮其呈味作用的，在品嘗時會有一種 “油脂過多，似蠟的味道” 的缺點， 在溫度較低的情況下飲用這種缺陷更明顯。另外， 使用這種油脂生產(chǎn)的咖啡伴侶和咖啡沖

23、調(diào)后不穩(wěn)定，特別時放置后 （溫度降低）更加明顯， 明顯漂浮一層白色的脂肪凝聚物。 當(dāng)然， 熔點低的油脂雖然有利于風(fēng)味的釋放， 但貯存在稍高的溫度條件下油脂會以液態(tài)形式出現(xiàn)，會出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，流動性也大大降低。熔化溫度在36 37油脂無疑是最理想的， 這類脂肪在貯存溫度條件下是結(jié)晶態(tài)的甘油三酸酯， 而在人體溫度下迅速變?yōu)橐簯B(tài)，呈現(xiàn)優(yōu)美的風(fēng)味。 但符合這個要求的植物油脂品種比較少， 氫化椰子油、 氫化棕櫚仁油基本可以達(dá)到要求，并且顏色、氣味較淡，有時為降低成本，也有使用精煉棕櫚油的，但它的顏色、氣味稍重，影響產(chǎn)品色澤和滋氣味。本實驗對氫化椰子油、 氫化棕櫚仁油、 精煉棕櫚油和起酥油進行對比， 找出它們之間的差異，得出最佳的生產(chǎn)咖啡伴侶的油脂品種。4.2.3 乳化劑的選擇雖然酪蛋白酸鈉有較強的乳化能力， 但為了獲