黄大苏，熊文惠，刘子圆，*

（1.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457；2.广东顺大食品调料有限公司，广东潮州200070）

咖啡浓缩液常温化保存研究

黄大苏1，2，熊文惠1，刘子圆1，*

（1.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457；2.广东顺大食品调料有限公司，广东潮州200070）

为降低冷冻咖啡浓缩块储存成本和运输成本，将其由冷冻保存，改为常温保存。利用添加适量的小苏打或β-环状糊精、黄原胶的混合稳定剂来降低咖啡浓缩液中形成的沉淀。发现添加0.05%小苏打、0.01%黄原胶和0.03%β-环状糊精的混合稳定剂时咖啡浓缩液的稳定性较好；通过检测25、40、55℃3个温度下长期保存咖啡浓缩液的稳定性，最终确定25℃为最佳保存温度。

咖啡浓缩液；小苏打；保存温度；β-环状糊精；稳定性

咖啡是茜草科（Rubiaceae）咖啡属（Coffea）多年生常绿灌木或小乔木，原产于非洲中北部，现已广泛种植在拉丁美洲、非洲、亚洲、大洋洲等热带及亚热带地区。目前已超过70多个国家和地区种植咖啡。咖啡的种类达90多个，栽培较多的主要有阿拉比卡咖啡（Coffea Arabica）和罗伯斯塔咖啡（Coffea Robusta）、利比里亚咖啡（Coffea Liberica）[1]。

咖啡与可可、茶被称为世界三大饮料，咖啡是三者中产销量和经济价值均居首位的热带经济作物。咖啡产品在美国销量最大，其次德国、巴西、法国、日本等。全世界喝咖啡的人数超过15亿，目前年消费超过900万吨，消费量在逐年增加。中国咖啡消费市场每年市场增长速度为15%左右，而国际市场每年增长速度仅为2%。故咖啡的市场还有很大的潜力。

咖啡具有提神醒脑和抗氧化等多种作用[2]。是世界上流行广泛的饮料之一[1]，咖啡中的咖啡碱能刺激神经系统，提高大脑记忆和识别能力[3]，促进胰岛素的分泌并降低糖尿病的风险[4]。

以咖啡浓缩液为主要原料，咖啡浓缩液中含咖啡因、丹宁酸、脂肪、蛋白质、糖、纤维、矿物质等；其外观为褐色液体，香醇的咖啡味，口味纯正，无异味。冲泡后口感香醇浓厚，入口后甘甜。与其他食物相较，只有酸、甜、苦、咸4种液化滋味[5]；其理化指标：咖啡因≥5 000 mg/kg，可溶性固形物含量为（11±0.5）Brix，pH值为5.5±0.5。咖啡浓缩液通常以冷冻方式保存，在常温下其芳香物质容易挥发而损失，因在萃取过程中产生大量的水溶性纤维等而导致沉淀，咖啡浓缩液在酸性环境下，风味物质加速分解，其中丹宁酸（绿原酸）会逐渐分解成焦梧酸至风味变差。故在论文设计中为确保咖啡浓缩液的稳定，添加小苏打调整咖啡浓缩液非过酸，提高其pH值；添加β-环状糊精，可与咖啡浓缩液中的风味物质形成包结复合物，使风味物质稳定地存在咖啡浓缩液中[6]；黄原胶对咖啡浓缩液中因研磨和萃取而产生的极细粉不溶性粉末具有良好的悬浮作用。黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成脆弱的类似胶的网状结构，所以能够支持固体小颗粒的形态，具有高悬浮能力。

通过对稳定剂的组合复配试验提高其稳定性，并根据不同的温度保存试验确定其最佳的常温保存温度。

1 材料与方法

1.1 试剂与材料

咖啡浓缩液：上海根莱食品有限公司；小苏打、黄原胶、β-环状糊精：汕头市鸿鳌食用化工有限公司。

1.2 仪器与设备

PL4002电子天平、AL204分析天平、MS32001LE电子天平、FE20KPH计：德国梅特勒-托利多公司；冰箱：德国罗伯特·博世有限公司；IMH60-S培养箱：美国Thermo Fisher Scientific公司；PT-20T管式超高温UHT杀菌机：日本Powerpoint公司；Anke TDL-5-A离心机：上海安亭科学仪器厂；PX-5000α-Bev糖度计：日本ATAGO公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

咖啡浓冷冻液块——解冻——调配搅拌——超高温瞬时杀菌——灌装——保存试验——检测

1.3.2 试验方法

向咖啡浓缩液样品中添加不同的稳定剂，不同的稳定剂添加量以及不同的保存温度，对样品进行pH值测定；对样品进行稀释，对稀释样品和未稀释样品进行感官评价；在常温4 000 r/min离心10 min后测定其沉淀物的质量。

将添加稳定剂的咖啡浓缩液分别放入25、40、55℃恒温箱中放置保存[7-9]，定期检测。

1.4 检测方法

1.4.1 pH值的检测[10]

用FE20K PH计测定。

1.4.2 离心沉淀率（%）检测[11]

离心沉淀率/%=离心后沉淀物的质量（g）/样品的质量（g）×100

1.4.3 感官评价检测

感官评价细则如表1[2]。

表1 感官评价标准Table 1Sensory evaluation criteria

通过对上述3个检测方法综合考虑，引进Z值，Z值为综合以上3种检测方法，并根据pH值（30%）、离心沉淀率（30%）、感官评价（40%）计算出综合得分，以做最终评价。

2 结果与分析

2.1 稳定剂对咖啡浓缩液稳定性影响分析

根据咖啡浓缩液的特性，本次试验选用了黄原胶、小苏打和β-环状糊精3种稳定剂进行复配试验。分别选取小苏打添加量0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%，黄原胶添加量0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%，β-环状糊精添加量0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%各5个水平进行单因素试验，并对样品进行pH测定、离心沉淀率以及感官品评进行综合评价。根据单因素试验结果，进行正交试验，因素水平见表2。

通过L9（34）正交试验结果进行分析，选出最优的稳定剂复配组合。

表2 稳定剂复配正交试验因素水平表Table 2Factors and levels of orthogonal test

根据因素水平表进行正交试验，试验结果如表3所示。

由表3可知，各因素的极差R按照从大到小的顺序依次是A＞C＞B。由此可判定影响咖啡浓缩液的稳定性的稳定剂种类按照主次顺序排列是ACB，即对咖啡浓缩液稳定性影响最大的是小苏打的添加量，其次是β-环状糊精的添加量，黄原胶的添加量对咖啡浓缩液的稳定性影响最小。并通过上表可知，咖啡浓缩液中稳定剂的最佳复配组合为A2B1C3，对正交试验结果进行验证试验，试验最终Z值为90，与试验结果相符。得出最佳的稳定剂复配组合为小苏打添加量为0.05%，黄原胶添加量为0.01%，β-环状糊精添加量为0.03%，此时咖啡浓缩液体系较稳定。

表3 稳定剂复配正交试验结果Table 3Orthogonal test results of stabilizer

2.2 不同贮藏温度对咖啡浓缩液稳定性的影响分析

根据咖啡浓缩液的特性，本次试验选用了25、40、55℃3种温度进行保存试验。通过在不同温度下贮藏的pH变化，沉淀率，以及感官品质评价的结果进行分析，选出最优的咖啡浓缩液贮藏温度。试验结果如图1～图3。

图1 不同贮藏温度下pH随时间的变化Fig.1The changes of pH with time at different storage temperatures

图2 不同贮藏温度下沉淀率随时间的变化Fig.2The changes of precipitation rate with time at different storage temperatures

图3 不同贮藏温度下感官品质评价随时间的变化Fig.3The changes of sensory quality evaluation with time at different storage temperatures

由图1可知，在不同温度下保存的咖啡浓缩液总体的的pH趋势均是先降低，后趋于稳定。经预试验发现当咖啡浓缩液的沉淀越多，即稳定性越差时，pH越小，酸性越大。经过每周对咖啡浓缩液的的pH检测结果可知，咖啡浓缩液在第7周以后体系基本稳定，并且在25℃时pH减小程度小于40℃小于55℃，说明在这3个温度保存时咖啡浓缩液在25℃时稳定性最佳。

由图2可知，在不同温度下保存的咖啡浓缩液的沉淀率整体趋势是逐渐增高的，在第11周以后趋于稳定，且随保存温度的升高，咖啡浓缩液的沉淀逐渐增多，在25℃时咖啡浓缩液的沉淀率较小。

由图3可知，在不同温度下保存的咖啡浓缩液及其稀释液的感官品质评价分数整体趋势是逐渐减小的，在第9周以后趋于稳定，且随保存温度的升高，咖啡浓缩液及其稀释液的感官品质评价分数降低，在25℃时咖啡浓缩液的感官品质评价分数相对较高。

综合上述3个检测方法指标以及节能减排的因素最终确定咖啡浓缩液的贮存温度为25℃。

3 结论

本文研究影响咖啡浓缩液稳定剂的因素，稳定剂复配组合正交试验结果表明，咖啡浓缩液的最佳稳定剂复配组合为0.05%小苏打、0.01%黄原胶、0.03% β-环状糊精。咖啡浓缩液不同温度的保存试验表明，在尽量节能情况下最佳的保存温度为25℃。

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Study on the Preservation of Coffee Concentrate in Room Temperature

HUANG Da-su1，2，XIONG Wen-hui1，LIU Zi-yuan1，*
（1.College of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China；2.Guangdong Shun Da Food Seasoning Co.，Ltd.，Chaozhou 200070，Guangdong，Cnina）

To reduce the cost of storage and transportation，the method of storage of coffee concentrate would bechanged from cryopreservation to room temperature.Baking soda and the mixture of β-cricoid dextrin and xanthan gum were used to improve the stability of coffee concentrate.The results showed that the coffee concentrate had good stability by adding 0.05%baking soda，0.03%β-cricoid dextrin and 0.01%xanthan gum.By measuring the stability of the coffee concentrate after a long-time storage at 25，40，55℃，25℃was determined as the optimum storage temperature.

coffee concentrate；baking soda；storage temperature；beta cyclodextrin；stability

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.09.034

2016-08-16

黄大苏（1982—），男（汉），硕士，研究方向：食品添加剂与功能配料。

*通信作者：刘子圆（1992—），女（汉），在读硕士。