Обжаренный полуфабрикат охлаждают до температуры 35-40 °С в охладительной чаше после «ароматизации» (выдержке в обжарочном аппарате с выключенными горелками).
В процессе обжаривания контролируют влажность, рН, экстрактивность и потерю массы.
После завершения обжаривания полуфабрикат поступает в гранулятор на измельчение.
Установлено, что один и тот же сорт кофе при разной степени измельчения может содержать различное количество экстрактивных веществ. При измельчении кофе (грануляции) необходимо, чтобы количество частиц размером более 1,5 мм составляло большую часть всей массы частиц, а размером 0,5-0,6 мм - около 3%. Измельченный кофе | порциями загружают в экстракторы.
Экстракционные батареи состоят из 6-8 колонн, соединенных последовательно. Для экстрагирования применяют воду, очищенную. От солей кальция и магния, жесткостью не более 0,35 мг-экв/дм3. Подготовленная вода подается под давлением 1,5 М Па в автоматический регулятор, контролирующий скорость ее потока, и через главный подогреватель поступает в экстракционные батареи, экстракцию проводят горячей водой при постепенном повышении температуры от 75 до 180 "С. Подача горячей воды осуществляется через колонну с наиболее истощенным кофе. Вода абсорбирует оставшиеся в нем растворимые вещества, последовательно проходит через колонны в направлении от более высоких температур к низким, в сторону менее истощенного кофе, и, наконец, экстракт, насыщенный растворимыми веществами свежезагруженного кофе, выходит из колонны.
В выходящем из колонны экстракте содержание растворимых веществ 20-26% в зависимости от температуры экстрагирования, от вида и сорта кофе. При использовании смеси кофе нескольких сортов (особенно 2-го сорта) содержание растворимых веществ в экстракте при температуре 95-100 °С может достичь 27-28%.
При температуре около 170-180° С - последняя стадия процесса экстракции - гидролиз, когда при соответствующем давлении насыщенного пара происходит разложение нерастворимых в воде высокомолекулярных углеводов и образование растворимых в воде редуцирующих Сахаров, пентоз и других углеводов, а также переход белковых веществ в растворимые формы. При этом благодаря гидролизу гемицеллюлозы, клетчатки и других нерастворимых в воде веществ выход водорастворимых экстрактивных веществ достигает максимального уровня - 40-45%. Выходящий из колонны экстракт фильтруют, охлаждают и подают на сушку.
Сушка - это термический процесс удаления влаги вследствие ее испарения и диффузии. Для отвода испаряемой влаги с поверхности экстракта главным сушильным агентом является нагретый воздух, который поглощает ее и уносит из сушилки.
Распылительная сушка. Наиболее широкое применение, обоснованное технически и экономически, имеет метод сушки экстракта кофе на распылительных сушилках.
Процесс сушки осуществляется в цилиндрической части сушильной башни, где происходит влаго- и массообмен между материалом и горячим воздухом.
Механизм сушки экстракта в распылительной сушилке состоит в распылении жидкого или пастообразного материала в теплоносителе, т. е. получении аэрозоля для максимального увеличения площади поверхности высушиваемого материала. Сушат экстракт горячим воздухом, температура которого на входе в сушильную башню 230-280 °С, а на выходе из сушильной башни 90-120 °С (при высоте башни 28 м), скорость воздуха внутри башни - 0,3-1 м/с.
Сухой порошок собирается под конусом сушильной башни, его влажность 4-4,6%, объемная масса 170-250 г/дм3, его просеивают, охлаждают и подают на фасовку.
Следует отметить, что вследствие жестких режимов экстракции и сушки кофе растворимый теряет до 80% аромата. В связи с этим разработаны технологические приемы (параметры), позволяющие максимально сохранить аромат, свойственный жареному кофе, например сублимационная сушка,
Сублимационная сушка. При сублимационной сушке составные компоненты экстракта кофе не подвергаются существенным изменениям благодаря низкой температуре и вакууму. Особенно благоприятны условия для сохранения летучих ароматических веществ кофе.
1.5 Экспертиза растворимого кофе
Качество кофе натурального определяется по следующим показателям:
- органолептическим;
- физико-химическим;
- безопасности;
- микробиологическим.
Физико-химические показатели качества кофе натурального следующие:
- массовая доля влаги;
- массовая доля общей золы и золы, не растворимой в соляной кислоте;
- массовая доля экстрактивных веществ;
- массовая доля кофеина;
- массовая доля металлических примесей, посторонние примеси;
- крупность помола для кофе жареного молотого.
Для кофе растворимого определяют также полную растворимость в горячей и холодной воде, массовую долю глюкозы и ксилозы.
Нормирование массовой доли влаги в кофе натуральном связано с его сильной гигроскопичностью, поэтому устанавливают ее величину в начале и конце хранения (для кофе натурального жареного не более 7%).
Массовая доля золы, в том числе не растворимой в соляной кислоте, обусловлена содержанием в кофе минеральных элементов. Для натурального жареного кофе содержание золы одинаково для всех сортов и не должно превышать 5%. Для кофе натурального молотого с цикорием эта величина увеличивается на 0,5%.
Экстрактивные вещества кофе представляют собой сумму всех водорастворимых веществ - азотистых, углеродов, кислот, жира, минеральных веществ. Массовая доля экстрактивных веществ в натуральном кофе также не зависит от его товарного сорта. Она возрастает при введении в молотый кофе цикория до 30-40%.
У кофе натурального определяют массовую долю металлических примесей, ее допустимые значения одинаковы для любого сорта (не более 5 * 10-4%).
В натуральном кофе не допускаются посторонние примеси - камешки, песок и т. д.
В кофе натуральном растворимом, кроме того, определяют полную растворимость в холодной и горячей воде. В этом виде кофе не допускаются нерастворимые осадки, которые могут возникнуть либо в результате нарушения технологии, либо введения каких-либо добавок.
Показатели безопасности. Из показателей безопасности в кофе нормируется содержание токсических элементов - свинца, мышьяка, кадмия, ртути, афлатоксина.
Нормы безопасности кофе. Согласно гигиеническим требованиям к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов, в кофе установлены следующие допустимые уровни (мг/кг), не более:
- оксические элементы:
- свинец - 1,0;
- мышьяк - 1,0;
- кадмий - 0,05;
- ртуть-0,02;
- микотоксины:
- афлатоксин Е- 0,005;
- радионуклиды:
- цезий-137 - 300 Бк/кг; стронций-90 - 100 Бк/кг;
- микробиологические показатели:
- плесени - не более 5 * 102 КОЕ/г (зерна зеленого кофе).
Органолептический анализ. Качество упаковки и маркировки определяют визуально осмотром всех упаковочных отобранных единиц. Проверяют вид и состояние упаковочного материала и этикетки, .содержание надписей, качество завертки и оклейки, ориентацию и четкость печати, яркость и совмещение красок и соответствия этих показателей требованиям технической документации на данный вид продукции.
Внешний вид кофе определяют визуально при ярком дневном свете или люминесцентном освещении в части объединенной пробы продукта, помещенной на лист белой бумаги ровным слоем. При определении внешнего вида обращают внимание на равномерность, цвет и состояние поверхности кофе в зернах, цвет и консистенцию молотого кофе.
Органолептические показатели растворимого кофе определяют в следующей последовательности: внешний вид и цвет, аромат и вкус.
Внешний вид и цвет определяют визуально, при ярком рассеянном освещении в части объемной пробы продукта, помещенной на лист белой бумаги ровным слоем.
Аромат определяют в сухом продукте и напитке, вкус - только в напитке.
Для приготовления напитка навеску кофе массой около 2,5 г помещают в фарфоровый или стеклянный стакан и растворяют при помешивании в 150 см3 горячей (96-98 °С) воды. Продолжительность растворения кофе регистрируют по секундомеру.
1.6 Факторы, сокращающие качество
Кофе натуральный растворимый относится к пищевым продуктам низкой влажности. В отличие от обжаренного кофе в зернах и молотого, у которых растворимые вещества защищены от окружающего воздуха клеточной оболочкой, частицы порошка растворимого кофе со всех сторон открыты и чрезвычайно лабильны в отношении кислорода, паров воды, тепла, света и других физических факторов. Эта их высокая реакционноспособность требует применять для упаковки продукта тару, обеспечивающую герметичность (минимальные газо-, паро- и ароматопроницаемость) и обладающую хорошими защитными свойствами. Таковыми являются жестяные и стеклянные банки, а также трехслойные термосваривающиеся полимерные пленки.
На кофеперерабатывающих предприятиях фасовку кофе натурального растворимого производят в жестяные банки на автомате-наполнителе с использованием вакуумирования банок. Закатанные банки с порошком кофе укладывают в гофрированные короба или ящики.
В производстве растворимого кофе в нашей стране практическое применение нашла трехслойная ламинированная фольга, которая используется для фасовки этой продукции в однопорционные пакетики для индивидуального использования массой нетто 2,5 г.
Кроме вида упаковки на качество растворимого кофе при хранении влияет также состав газовой среды.
При хранении растворимого кофе в среде воздуха возрастает количество продуктов окисления жира, особенно низкомолекулярных летучих жирных кислот и карбонильных соединений, что снижает качество кофе. Среда углекислого газа и азота является защитной и замедляет процессы окисления.