Способ определения водорастворимых веществ обжаренного кофе

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК яО 1415(51) 4 И 33 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 3999904/31-13 (22) 13.12.85 (46) 07.08.88, Бюл. Р 29 (71) Московский технологический институт пищевой промьппленности и Всесоюзный научно-исследовательский и экспериментально-конструкторский институт продовольственндго машиностроения (72) С.М.Гребенюк, К.И.Виноградов, М,А.Унгурян,. Л.В.Леонова и В,В.Вяльцев (53) 663.95 (088.8) (56) Гинзбург А.С, и др. Состояние и пути развития технологии производства быстрорастворимого кофе. Обзор ЦНИИТЭИпищепром. М.; 1971, с10,.Нахмедов Ф.Г, Технология кофепродуктов, М.: Легкая и пищевая промьппленность, 1984, с. 26. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ ОБЖАРЕННОГО КОФЕ(57) Изобретение относится к определению водорастворимых веществ растительного сырья путем экстрагированияи может быть использовано в пищевойпромьппленностн для определения водорастворимых веществ обжаренного кофе.Целью изобретения является повьппениеточности определения. Способ осуществляется следующим образом: на первойстадии измельченный кофе смешивают сводой и кипятят в открытом сосуде,после чего определяют экстрактивныеводорастворимые вещества в полученномрастворе, а на второй стадии образовавшийся шлам помещают в герметически закрывающийся сосуд, смешиваютс чистой водой, смесь нагревают и выдерживают, после чего определяют во"дорастворимые вещества в полученномвторичном экстракте, затем массовыедоли водорастворимых веществ, полученных на первой и второй стадиях,суммируют. 1 ил, 1415183вичного и вторичного экстрактов в пересчете на сухое вещество обжаренного кофе вычисляют по формуле где С - масса сухого остатка, г,В - влажность обжаренного кофе, %,Количество водорастворимых веществобжаренного кофе М х определяют суммированием массовых долей экстрактинных и гидролизных веществ:,МоБ,ч =,Э 1 + Э. Способ предусматривает возможность определения водорастворимых веществ обжаренного кофе рефрактометрическим экспресс-методом, В этом случае массовую долю водорастворимых веществ находят по Формуле 5 С КЭ =- --- -х 10 1-0,01 В ф(по рефрактометру);ко.ффициент пересчета, впрактических расчетах принимают К = 0,82,влажность обжаренного кофе,где С3 К В(5) где Пэ, П - коэффициенты преломления экстракта и воды соответственно.Экспресс-метод в условиях производства может применяться в цеховых лабораториях для промежуточного оперативного контроля технологического процесса.В предложенном способе размер частиц кофе должен находиться в пределах 0,5-2,0 мм. Это обусловлено тем, что при более мелком помоле, до размера частиц менее 0,5 мм, количество водорастворимых веществ, переходящих в экстракт не увеличивается, при этом часть твердой фазы, ввиду ее мелкодисперсности, теряется, в связи с чем возникают неточности при последующем определении гидролизных веществ.При размере частиц кофе более 2 мм значительно уменьшается (более 120 хСЭ = . ---- - %, (2) 1,0-0,01 хв П 4(Г) - Пд 4,Э 17,56 б 10 1 б 20 2 б 30 Зб 40 бО бб чем на 2%) количество водорастворимых веществ, переходящих в экстрактна обеих стадиях процесса, что исключает общее содержание водорастворимых вешеств коофе,Полное экстрагирование раствримых веществ из измельченного обжаренного кофе о"уществляется при соотношении кофе и воды 1:30. При использовании большего объема воды количество экстрактивных веществ неувеличивается, а при использованиименьшего объема - уменьшается.Время кипячения смеси кофе с вЬдой должно составлять 10-50 мин. Прикипячении менее 10 мин экстракциярастворимых веществ происходит неполно, что приводит к уменьшению определяемых экстрактивных веществ,Кипячение свыше 50 мин нецелесообразно, так как в этом случае количествоэкстрагируемых веществ не увеличивается.Температура при экстрагированиишлама должна находиться в пределах150-230 С. Использование более низких температур нецелесообразно ввиду,значительного увеличения продолжительности процесса. Например, пр:,140 С процесс при прочих равных условиях проходит 6-7 ч.Использование более высоких температур нецелесообразно, так как завремя нагрева смеси до указанных температур процесс проходит полностью.При более высоких температурах полученные вещества частично разлагаются, что приводит к их уменьшению вэкстракте, в том числе и общих водорастворимых веществ,Время выдержки 0,1 мин являетсяминимальное время, которое практически можно обеспечить при гидролизе аувеличение времени свыше 240 мин при"водит к разложению продуктов гидролиза и уменьшению их в экстракте,П р и м е р 1. Из партии обжаренного кофе отбирают среднюю пробу, которую измельчают до размера частиц0,5 мм. Затем берут навеску 10 гс точностью до 0,01 г, помещают ее всосуд 1, предварительно удалив изнего емкость 5 (вместимостью не менее500 см), заливают 300 см горячейдистиллированной воды, закрывают крьпцкой 2 (болтами 7 не закручивают) икипятят содержимое 10 мин. После кипячения содержимое сосуда сливают в50 5 . 14151 мерную колбу на 300 см . Мерную колбу вместе с экстрактом и кофейным ,шламом охлаждают до температуры 20 С и доводят объем до 300 см, затем смесь взбалтывают и дают отстояться. После отстаивания жидкость фильтруют и 25 г Ьильтрата выпаривают на водяной бане. Полученный остаток высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 90- 95 С, затем охлаждают в эксикатореои взвешивают с точностью до 10г. Масса сухого остатка составляет 0,2170 г.1 БМассовую долю водорастворимых экстрактивных веществ Э в пересчете на сухое вещество обжаренного кофе вычисляют по формуле (2): Э = 27 р 7%20Кофейный шлам из мерной колбы тщательно отделяют от жидкой фазы и помещают в перфорированную емкость 5 сосуда 1, заливают 300 см дистиллированной воды, закрывают крышкой 2, 25 проверяют наличие прокладки 9, затем крышку 2 плотно (для герметизации) затягивают болтами 7, Заливают масло 10 (глицерин) в патрон 3 и вводят в масло. термометр 4, который30 Фиксируют пробкой 11, закрывают крышкой 2 и нагревают сосуд до температуры 150 С со скоростью нагрева 4-5 С в 1 мин. Последующий подвод тепла осуществляют для поддержания постоянной температуры (150 ОС) в течение 240 мин и осуществляют одновременно гидролиз и экстракцию образующихся при этом продуктов. После этого вынимают термометр, а сосуд охлаж дают в емкоСти с водой (с температурой не более 20 С), причем слой воды 1над сосудом во избежание вскипания не должен быть меньше 1/3, а в боковой части не менее 1/2 его диаметра. Время охлаждения 25-35 мин, После охлаждения крышку 2 сосуда 1 .и содержимое сливают в мерную колбу на 300 см. После отстаивания жидкость фильтруют и 25 г фильтрата выпаривают на водяной бане. Полученный остаток высушивают до постояннойсмассы в сушильном шкафу .при температуре 90-95 С, затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают с точностью до 10г. Масса сухого остатка составляет 0,1332 г.Массовую долю водорастворимых веществ Эвторичного экстракта в пере 83 6счете на сухое вещество обжаренногокобе вычисляют по Формуле (2):Э 2 = 17,0%,Общие водорастворимые веществаопределяют из выражения (3) Мобщ- 44,7%.При этом режиме уменьшается количество гидролизных веществ, чтосвязано с их частичным распадомв результате длительной (в течение240 мин) тепловой обработки при150 С, а также потерями частиц тверодой фазы при отделении последней отэкстракта и перемещении в сосудчто неизбежно при столь сильном измельчении койе.Хотя точность определения содержания целевых компонентов в обжаренном кофе на 30% превышает точностьопределения известным способом, темне менее эти режимы не являются оптимальными.П р и м е р 2. Все операции выполняют как в примере 1, с той лишьразницей, что кофе измельчают до размера частиц 1,5 мм. При этом массасухого остатка .составляет 0,2123 г.Массовую долю водорастворимыхэкстрактивных веществ Э определяютпо формуле (2). Она составляет 27,1%от сухой массы обжаренного кофе.Все операции с полученным шламомна первой стадии примера 2 выполняюткак в примере 1, с той лишь разницей,что шлам экстрагируют при температуре 230 С в течение 0,1 мин, При этоммасса сухого остатка составляет.0,2467 г,Массовую долю водорастворимых продуктов вторичного экстракта определяют по формуле (2). Она составляет31,5% от сухой массы обжаренного коФе.Общие водорастворимые вещества,определяемые по Формуле (3), составляют 58,6% от сухой массы обжаренногокофе.При этих режимах уменьшилось ко-личество водорастворимых экстрактивных веществ вследствие ухудшения условий их извлечения из частиц болеекрупного размера. Также уменьшилоськоличество водорастворимых продуктоввторичного экстракта в результате ихбыстрого разложения. Незначительноеотклонение от заданной скорости нагрева (даже на 0,2-0,4 С в 1 мин) ивремени тепловой обработки при тем 7 1415пературе 2,300 (на 1-5 с) уменьшаетточность определения н соответствен, но общее количество водорастворимыхгидролизных веществ.5П р и м е р 3. Все операции выполняют аналогично примеру 1, с тойлишь разницей, что обжаренный кофеизмельчают до размера частиц 1,0 мм,а кипячение смеси проводят в течение30 мин. При этом масса сухого остаткасоставляет 0,2154 г.Массовую долю водорастворимых экстрактивных веществ Э определяют поформуле (2). Она составляет 27,57от сухой массы обжаренного кофе.Все операции с полученным шламомна первой стадии примера 3 выполняютаналогично примеру 1, с той лишьразницей, что шлам экстрагируют притемпературе 220 С в течение 1,0 мин.При этом масса сухого остатка составляет 0,2624 г.Массовую долю водорастворимыхпродуктов вторичного экстракта определяют по формуле (2). Она составляет 33,57 от сухой массы обжаренного кофе.Общие водорастворимые вещества,определяемые по формуле (3), составляют 617, от сухой массы обжаренногокофе.Процесс измельчения водорастворимых веществ из обжаренного кофе сиспользованием параметров, принятых .35в примере 3, дает возможность определить количество .общих водораствориомых веществ кофе, которое являетсянаибольшим для предлагаемого способа.П р и м е р 4. Все операции выполняют как в примере 1, с той лишьразницей, что обжаренный кофе измель- .чают до размера частиц 1,0 мм, а ки"пячение смеси проводят в течение10 мин, При этом масса сухого остатка составляет 0,2 154 г,Массовую долю водорастворимыхэкстрактивных веществ Э определяютпо формуле (2). Она составляет 27,57от сухой массы обжаренного кофе.Все операции с полученным шламомна первой стадии примера 4 выполняют как в примере 1, с той лишь разницей, что шлам экстрагируют притемпературе 175 С в течение 60 мин,При этом масса сухого остатка составляет 0,2037 г.Массовую Долю водорастворимых продуктов вторичного экстракта опреде 183 8ляют по Формуле (2). Она составляет 26,07. от сухой массы обжаренного кофеОбщие водорастворимые вещества, определяемые по формуле (3), составляют 53,57 от сухой массы обжаренного кофе.Данный пример осуществлен с параметрами (температура, время) на второй стадии извлечения водорастноримых веществ, соответствующими верхнему пределу реального экстракционного процесса в экстракторах полунепрерывного действия.Все приведенные примеры выполнены с использованием кофе нРобуста", сорт первый,Опрделение общих водорастворимых веществ других видов и сортов кофе осуществляется аналогично.В предложенном способе анализируемым материалом является обжаренный кофе, Это объясняется тем что именно обжаренный кофе поступает не экстракцию в условиях производства, а время и температура обжарки сильно влияют на содержание общих водо- растворимых веществ.При необходимости предложенньй способ может быть использован для определения общих водорастворимых веществ необжаренного кофе, Например, при качественном анализе поступающих на предприятие сырых зерен кофе.Предложенный способ позволяет определить количество общих водорастворимых веществ обжаренного кофе, что на 25-357 (в пересчете на сухое вещество) больше количества экст-. рактивных веществ, которое является основным показателем кофе, поступающего на экстракцию, В условиях производства за общее количество водорастворимых веществ кофе принимается сумма их фактически отобранных в экстракте и потерь в отходах, Потери, связанные с конструктивными особенностями оборудования, возможной неисправностью его отдельных узлов и контрольных приборов, отклонениями от заданного режима экстракции и обжарки, не могут быть определены, так как общее количество водорастворимых веществ в обжаренном кофе неизвестно.Составитель Т.СоколоваТехред А.Кравчук Редактор Л.Гратилло Корректор В.Гирняк Заказ 3871/43 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 9 1415Предложенный способ дает возможость устранить эти недостатки, созает необходимые предпосылки для опимиэации технологических процессов ри производстве растворимого кофе, величения выхода водорастворимых вееств кофе, сокращения потерь в отхо" дах, а также для созданий более совершенного оборудования. 10 Количество общих водораствориых веществ кофе, найденное с помощью предложенного способа, может рыть. также использовано как качест я енный показатель поступающего в нашу трану кофе. Худшие условия произрас, ания и хранения соответствуют мень 1 вему содержанию в плодах одного и ого же сорта и вида коФе общих водо астворимых веществ и наоборот.Следовательно, сравнительным анализом показателей общих водорастворимых веществ можно дать качественную Характеристику кофе, 26 183 1 ОФормула изобретенияСпособ определения водорастворимых. веществ обжаренного кофе, предусматривающий измельчение зерен кофе, смешивание измельченного кофе с водой, кипячение смеси, фильтрацию ее, подсчет массовой доли водорастворимых веществ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения, смешивание измельченного кофе с водой осуществляют в соотношении 1;30, кипячение. ведут в течение 10-50 мин, а после фильтрации образовавшийся шлам смешивают с водой в соотношении 1:30, нагревают до 150- 230 С в герметично закрытом сосуде и выдерживают при этой температуре 240-0,1 мин, затем фильтруют и подсчитывают массовую долю водорастворимых веществ в полученном вторичном экстракте, затем производят суммирование массовых долей водорастворимых веществ первичного и вторичного экстрактов.