本發(fā)明涉及食品加工，具體涉及一種葛根咖啡濃縮液的制備方法。

背景技術(shù)：

1、咖啡與茶葉、可可并稱為世界三大飲料植物，全世界約有三分之一的人口飲用，咖啡在全球貿(mào)易額僅次于石油?？Х群胸S富的蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪、咖啡堿等，因其具有獨特的醇香口味和提神、興奮的作用，逐漸成為現(xiàn)代人不可缺少的日常飲品。

2、咖啡濃縮液是繼速溶咖啡粉、凍干咖啡粉后又一重要的工業(yè)用咖啡原料。咖啡濃縮液可以廣泛應(yīng)用在乳品、飲料、冰激凌、烘焙、糖果制造等領(lǐng)域。根據(jù)不同行業(yè)需求，可以使用不同濃度的咖啡濃縮液。然而咖啡濃縮液在常溫環(huán)境下其中蘊含的芳香物質(zhì)容易揮發(fā)和分解導(dǎo)致風(fēng)味變差，因此，咖啡濃縮液通常以冷藏/冷凍方式保存。

3、工業(yè)用冷凍咖啡濃縮液因為其包裝規(guī)格較大，在使用過程中有可能會出現(xiàn)反復(fù)解凍，從而使產(chǎn)品風(fēng)味出現(xiàn)衰減和品質(zhì)劣變，同時萃取的咖啡液由于存在蛋白質(zhì)、纖維素、金屬離子等不溶性成分而導(dǎo)致沉淀。所以咖啡濃縮液在技術(shù)上還存在明顯不足和難題需要克服，主要問題包括：1)產(chǎn)品凍融特性差，在多次凍融后會出現(xiàn)口感和風(fēng)味滋味顯著下降等問題；2)產(chǎn)品的穩(wěn)定性有待提高，放置一段時間后出現(xiàn)沉淀，影響消費者對咖啡液的體驗感。

4、因此，研究制備出一種品質(zhì)優(yōu)良的咖啡濃縮液，具有十分重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種葛根咖啡濃縮液的制備方法，通過所述方法制得的葛根咖啡濃縮液，凍融特性良好且沉淀問題得到顯著改善。

2、為解決上述問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

3、一種咖啡液的制備方法，所述方法包括如下步驟：

4、(1)粉碎：將咖啡生豆進(jìn)行烘焙、研磨，得到咖啡粉末，備用；

5、(2)復(fù)配中藥液：咖啡粉末加入到葛根中藥液中，攪拌均勻，得到混合液備用；

6、(3)萃?。簩⒒旌弦哼M(jìn)行蒸汽提香，提香處理結(jié)束后，接著進(jìn)行冷萃取，低溫高壓處理將咖啡香氣進(jìn)行鎖香處理，收集萃取液，備用；

7、(4)酶解：在萃取液中按照0.01％-0.03％的添加量加入乙二胺四乙酸二鈉，以去除金屬離子，接著進(jìn)行過濾后再于超聲波下，通過固定化復(fù)合酶磁性微球進(jìn)行酶解處理；

8、乙二胺四乙酸二鈉：乙二胺四乙酸二鈉是一種強(qiáng)力的螯合劑，能夠與多種金屬離子(如鈣、鎂、鐵、鋁、銅等)形成穩(wěn)定的配合物，用來去除萃取液中的金屬離子，避免產(chǎn)生沉淀。

9、(5)離心：將酶解后得到的萃取液進(jìn)行離心去渣，離心條件為：4000-5000r/min、10-20min，接著采用過濾器進(jìn)行二次過濾，得到葛根咖啡原液；

10、(6)濃縮：將經(jīng)步驟(5)得到的葛根咖啡原液采用漸進(jìn)式冷凍濃縮的方式進(jìn)行濃縮處理，首先在4～8℃冷庫中進(jìn)行5～10h的預(yù)冷處理，預(yù)冷后的咖啡原液泵入冷槽內(nèi)并密封進(jìn)行漸進(jìn)性冷凍濃縮，開啟制冷并攪拌，冷媒溫度為-10～-30℃，攪拌速率為100-150r/min，冷凍時間1.0～2.0h，濃縮液可溶性固形物含量為30-45°brix，并分離出冰塊，即得到葛根咖啡液；

11、(7)穩(wěn)定劑的加入：在葛根咖啡液中添加0.05-0.5％羧甲基纖維素鈉、0.1％-0.5％β-環(huán)狀糊精(β-環(huán)狀糊精的空穴結(jié)構(gòu)可以包裹住黃酮類、單寧類等苦澀味物質(zhì)，形成包埋復(fù)合物，減少它們的不愉快口感)，充分?jǐn)嚢杈鶆?，接著調(diào)節(jié)葛根咖啡液ph值為4.5-5.5；

12、ph調(diào)節(jié)：現(xiàn)有的咖啡濃縮液在酸度控制方面未有強(qiáng)制要求，通過對現(xiàn)在市場上進(jìn)口的咖啡濃縮液，如ofi、伊藤忠、haco等廠家的高倍濃縮咖啡液的ph做統(tǒng)計，其基本范圍在4.6-5.3之間，其屬于弱酸性，再配合冷凍存貯能確實能比較有效地控制咖啡濃縮液風(fēng)味變化。因此在上步驟咖啡濃縮液中加入碳酸鈉和磷酸氫二鉀，其添加量分別為0.5％-1.0％、1.2％-2.0％，調(diào)節(jié)濃縮液ph4.5-5.5。

13、(8)高壓微射流、灌裝：將步驟(7)處理后的葛根咖啡液進(jìn)行高壓微射流處理，而后在無菌條件下灌裝，灌裝完加入液氮、封口，即可得到葛根咖啡濃縮液成品。灌裝前進(jìn)行高壓微射流一方面可以降低葛根咖啡濃縮液的粒徑，另一方面，高壓微射流通過疏水相互作用促進(jìn)分之間二硫鍵的形成，導(dǎo)致可溶性聚集體的形成，降低絮凝和分層現(xiàn)象產(chǎn)生，獲得穩(wěn)定的咖啡濃縮液。

14、進(jìn)一步的，所述步驟(1)中的咖啡豆烘焙采用中深烘焙，研磨至粒徑10-30目。

15、進(jìn)一步的，所述步驟(2)中的葛根中藥液通過以下方法得到：將葛根于烤箱中進(jìn)行烘烤10-20min，取出后進(jìn)行醇提，得到葛根提取物，接著在葛根提取物中加入發(fā)酵菌劑，于24-27℃的條件下進(jìn)行第一次發(fā)酵1-2天，而后再于20-23℃的條件下進(jìn)行二次發(fā)酵3-5天。

16、進(jìn)一步的，所述步驟(2)中所述葛根中藥液與咖啡粉的質(zhì)量比為15-18：1。

17、進(jìn)一步的，所述步驟(3)冷萃取的溫度為4-10℃、壓力100-200mpa，萃取時間30-100min。

18、進(jìn)一步的，所述步驟(4)中固定化復(fù)合酶磁性微球的制備方法如下：

19、1)將濃度為1.0～4.0wt％的海藻酸鈉溶液和濃度為8.0～12.0wt％的聚乙烯醇溶液等質(zhì)量比充分混合均勻，得到混合溶液，按混合溶液質(zhì)量計，加入0.4～1.3wt％的fe3o4磁粉，攪拌均勻，再將混合物用注射器注入到濃度為0.5～1.0wt％硼酸-氯化鈣溶液中，得到顆粒均勻、形狀規(guī)整的海藻酸鈉-聚乙烯醇復(fù)合微球，用水洗至中性，再采用丙酮洗滌，再40～50℃的溫度條件下真空干燥，即可制成磁性凝膠微球載體；

20、2)取干燥后的磁性凝膠微球加入至固定化復(fù)合酶溶液中，固定化復(fù)合酶溶液包括：木瓜蛋白酶0.05～0.3wt％、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶0.5～1.0wt％和纖維素酶0.2～0.6wt％，接著使用磷酸鹽緩沖溶液進(jìn)一步溶解，然后加入1.5～3.0wt％的戊二醛作為交聯(lián)劑，在25±2℃、100-200rpm/min的條件下溫育震蕩1-2h；再用磷酸鹽緩沖溶液洗磁性凝膠微球，清除游離的酶，從而得到固定化復(fù)合酶磁性微球。

21、進(jìn)一步的，所述步驟(4)中超聲強(qiáng)度為3.0～6.0w/cm2，超聲頻率為10～30khz，超聲溫度為20～40℃，超聲時間為10～20min。

22、進(jìn)一步的，所述步驟(5)中的過濾器的過濾孔徑為0.3-0.8μm。

23、進(jìn)一步的，所述步驟(6)中的濃縮終點為濃縮液可溶性固形物含量為30-45°brix。

24、進(jìn)一步的，所述步驟(8)中經(jīng)高壓微射流設(shè)備處理時采用壓力為100～150mpa。

25、進(jìn)一步的，所述發(fā)酵菌劑為酵母菌，接種量為2％-5％，所述在第二次發(fā)酵過程中，于每日向發(fā)酵罐內(nèi)加氧，每日加氧量為0.5-0.8ml/l。

26、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下有益效果：

27、1、本技術(shù)的咖啡濃縮液打破傳統(tǒng)咖啡濃縮液的制備手段，在木本咖啡中加入草本提取物，增加咖啡的風(fēng)味和功效，在傳統(tǒng)咖啡的基礎(chǔ)上尋求新的突破。而在加入草本提取物后，申請人發(fā)現(xiàn)，所得的咖啡液的凍融特性變差，且出現(xiàn)沉淀的現(xiàn)象更為嚴(yán)重，因此，采用本技術(shù)的方法制備得到的咖啡濃縮液，在增加草本提取物后，能夠保持良好的凍融特性，得到一種保健效果佳、感官特性良好、凍融后不易沉淀的咖啡濃縮液。

28、現(xiàn)有技術(shù)中研究了一些在咖啡中加入葛根，從而去增加咖啡的藥效價值，然而，申請人發(fā)現(xiàn)，在制備咖啡液時，加入中藥葛根雖然能夠增加藥用價值，但是，會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的沉淀問題，通過發(fā)酵的方式解決沉淀問題后，而申請人發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行發(fā)酵之后，考慮是中藥液中的成分出現(xiàn)改變，而意外的導(dǎo)致了咖啡液凍融特性不佳的問題，具體表現(xiàn)在凍融3-5次后即出現(xiàn)咖啡液出現(xiàn)沉淀，以及風(fēng)味出現(xiàn)變化等，為此，申請人猜測是由于某些化合物比如萜類化合物等散失，有機(jī)酸含量增加，而出現(xiàn)的影響凍融特性的后果；為此，申請人繼續(xù)進(jìn)行大量的試驗探究解決方案，發(fā)現(xiàn)，通過一次發(fā)酵配合二次微氧發(fā)酵，在二次較低溫度下配合微氧發(fā)酵過程中，意外發(fā)現(xiàn)能夠使得產(chǎn)品穩(wěn)定性得到提高，解決上述技術(shù)問題，最終得到一種穩(wěn)定性良好不易出現(xiàn)沉淀，且在多次凍融后仍能維持咖啡濃縮液風(fēng)味的產(chǎn)品。

29、2、本發(fā)明采用自行研發(fā)的咖啡冷萃設(shè)備，首先采用瞬時蒸汽爆破技術(shù)進(jìn)行咖啡顯著提香，進(jìn)而采用超高壓低溫進(jìn)行萃取，避免咖啡原液中的香氣成分在高溫下逸散，從而使咖啡的中的呋喃類、吡嗪類、醛酮類及酯類等芳香物質(zhì)在長時間的低溫浸泡過程中充分釋放，芳香物質(zhì)含量較高，其中呋喃類化合物具有焦糖香氣，吡嗪類化合物呈現(xiàn)出乳品和黃油的香氣，醛類化合物具有堅果和水果香氣，進(jìn)而使其香氣更為濃郁，且風(fēng)味可長時間保持；其次相比較與熱萃工藝，本發(fā)明采用的超高壓輔助冷萃工藝，制得的咖啡液酸度較低，更符合國內(nèi)咖啡消費者的飲用習(xí)慣；最后健康因素方面，相較于熱咖啡，冷萃咖啡中的活性成分葫蘆巴堿、綠原酸含量均顯著增加。

30、3、本發(fā)明采用的固定化復(fù)合酶磁性微球是專門針對葛根咖啡濃縮液的不溶性蛋白質(zhì)、纖維素設(shè)計的包含木瓜蛋白酶、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶、纖維素酶等復(fù)合酶的酶解工藝，首先為了提高酶解效率及節(jié)約生產(chǎn)成本，本發(fā)明采用固定化復(fù)合酶磁性微球，固定化酶由于其將酶固定化后具有穩(wěn)定性高，增加了酶的比表面積從而增加酶與底物的接觸面積因而可以增強(qiáng)酶解效果，這也是現(xiàn)有技術(shù)中將酶進(jìn)行固定化的主要原因；其次本技術(shù)在現(xiàn)有固定化酶的基礎(chǔ)上添加磁粉，一方面制成的固定化酶含有磁性方便固定化酶從酶解液中分離和回收利用，另一方面含有磁性的固定化酶可以在外界的磁場作用下朝不同的方向運動，因而增加固定化酶與底物的接觸，從而能提高酶解效果；最后采用低強(qiáng)度超聲波協(xié)助提升固定化復(fù)合酶的酶解效率，主要利用超聲波本身具有的熱效應(yīng)、機(jī)械傳質(zhì)效應(yīng)、空化效應(yīng)等增強(qiáng)酶解效果。

31、4、本技術(shù)采用的漸進(jìn)式冷凍濃縮屬于低能耗濃縮技術(shù)，能耗僅為蒸發(fā)濃縮的1/3-1/6，成本降低27.5％-40％，另外低溫條件下濃縮還可以減少葛根咖啡液中功能營養(yǎng)成分、色澤、風(fēng)味和熱敏性成分的損失。

32、5、本發(fā)明兩次采用高壓處理技術(shù)，第一次在萃取過程采用超高壓處理，即采用冷萃設(shè)備，壓力為100-200mpa，第二次在濃縮結(jié)束加入穩(wěn)定劑并調(diào)節(jié)ph后采用超高壓處理，壓力為100-150mpa，兩次高壓處理對對液體物料產(chǎn)生較好的細(xì)化效果，使產(chǎn)品中的固體顆粒粒徑值減小，聚合物分散系數(shù)減小，從而使得濃縮液體系越穩(wěn)定。