本发明涉及一种冷萃咖啡果汁饮料及其生产方法，属于咖啡果汁饮料技术领域。
背景技术：
随着社会高速发展，人们对饮料的要求也越来越高，饮料品种也日新月异。消费者对饮料的营养健康以及口感也提出了更高的要求，营养和口感并重的思想将主宰着今后的饮料领域。冷萃咖啡果汁饮料是一款既有咖啡特有的香醇，又有果汁特有的营养的饮料，提神保健、酸甜可口，满足消费者对营养健康和口感的双重需求。冷萃咖啡果汁饮料虽然有上述诸多优点，但是在储藏过程中会出现沉淀现象，进而降低了冷萃咖啡果汁饮料口感和色泽。
咖啡豆中含有咖啡多酚，又称为咖啡单宁，具有大分子结构的酚类物质，由于其含有大量的酚羟基结构，所以咖啡单宁具有很强的水溶性，但是其对热较为敏感。常规的咖啡通过豆预处理或者焙烤可以部分降低咖啡豆中单宁的含量，但是大部分的咖啡单宁还是保留在咖啡豆里面。在后续长时间的冷萃过程中，大部分的咖啡单宁也随着风味物质一起被萃取到冷萃咖啡原液里面。同时，浓缩果汁中含有少部分的果胶，当冷萃咖啡原液与浓缩果汁进行混合时，咖啡单宁与果胶在氢键与疏水相互作用下形成聚集粗糙、不均匀的，致密网络结构的复合凝胶，最终导致沉淀的发生。
因此，如何保证冷萃咖啡果汁饮料的风味和口感，同时具有较好的贮藏稳定性是行业的一大难题。
技术实现要素：
为了解决目前存在的冷萃咖啡果汁饮料在贮藏过程中沉淀问题，同时不影响风味和口感，本发明采用高压脉冲电场与高压蒸汽联合对咖啡豆进行处理，能够显示降低咖啡单宁的含量，从而使得其贮藏稳定性得到显著的改善，同时兼具冷萃咖啡果汁饮料的风味与口感。
本发明的第一个目的是提供一种咖啡豆的预处理方法，所述方法是先将咖啡豆进行破碎，再将破碎的咖啡豆进行预处理，所述预处理为高压脉冲处理和/或瞬时高压蒸汽处理。
在本发明的一种实施方式中，所述高压脉冲处理条件为：脉冲电场强度为10～25kv/cm，脉冲频率100～200pps，处理时间为15-40s。
在本发明的一种实施方式中，所述瞬时高压蒸汽处理条件为：高压蒸汽的温度180-240℃，时间为6-12s。
在本发明的一种实施方式中，所述咖啡豆破碎之前还需进行调质步骤，所述调质条件为：调质温度为15-30℃，时间为30-50min，水分含量为8-13％。
本发明的第二个目的是提供一种上述预处理方法在制备咖啡粉和咖啡饮品方面的应用。
本发明的第三个目的是提供一种冷萃咖啡浓缩液的制备方法，所述方法是先将咖啡豆进行破碎，再将破碎的咖啡豆经预处理后进行烘干、焙烤和磨粉，然后进行冷萃处理，获得冷萃咖啡浓缩液；所述预处理为高压脉冲处理和/或瞬时高压蒸汽处理。
在本发明的一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：
步骤1：选取咖啡豆，对咖啡豆水分含量进行调质；
步骤2：将调质好的咖啡豆进行破碎；
步骤3：将破碎后的咖啡豆进行高压脉冲处理，以提高咖啡单宁的溶出率；
步骤4：将高压脉冲处理后的咖啡豆进行瞬时高压蒸汽处理，通过瞬时高温分解使咖啡单宁彻底分解，同时保存咖啡豆中蛋白、氨基酸、咖啡因等其他活性物质；
步骤5：将瞬时高压蒸汽处理的咖啡豆进行烘干、焙烤和磨粉，然后进行冷萃处理，获得冷萃咖啡浓缩液。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤1中的调质温度为15-30℃，时间为30-50min，水分含量为8-13％。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤2中将调质后的咖啡豆破碎至4-6片。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤3中高压脉冲的条件为，脉冲电场强度为10～25kv/cm，脉冲频率100～200pps，处理时间为15-40s。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤4中高压蒸汽的温度180-240℃，时间为6-12s。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤5中利用20-30℃的热风进行干燥，干燥时间为4-6h。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤5中干燥以后在150-180℃进行焙烤，焙烤时间为20-35min。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤5中将焙烤后的咖啡进行粉碎，目数不低于80。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤5中冷萃处理，其中冷萃温度10-20℃，冷萃时间8-12h，获得冷萃咖啡浓缩液。
步骤1中步骤1中的调质温度为15-30℃，时间为30-50min，水分含量为8-13％的目的是：使咖啡豆具有一定的塑性，为下一步的破碎做准备。水分含量过低导致破碎的粉末度增加；水分含量过高不容易破碎，而且容易压扁。温度过高影响咖啡豆品质，温度过低导致调质不完全。
步骤2中将调质后的咖啡豆破碎至4-6片的目的是：让咖啡豆中的咖啡单宁更多的暴露出来，方便后期的去除。如果低于4片，会导致后期部分的单宁残留在咖啡豆中；如果高于6片，会导致粉末度显著增加，降低咖啡豆的最终得率。
步骤3中高压脉冲的条件为，脉冲电场强度为10～25kv/cm，脉冲频率100～200pps，处理时间为15-40s的目的是：在电场的作用下，咖啡豆中的咖啡单宁酸能够更多的被释放出来。条件低于本发明的优选参数会导致单宁去除的不彻底，如果高于发明的优选参数会导致咖啡风味物质的损失，最终影响冷萃咖啡果汁饮料的口感。
步骤4中高压蒸汽的温度180-240℃，时间为6-12s的目的是：利用瞬时的高压蒸汽，将通过高压脉冲电场释放的咖啡单宁进行去除。如果高压蒸汽的温度或者时间低于本发明的参数，会导致单宁去除的不彻底；如果高压蒸汽的温度或者时间高于本发明的参数，会导致冷萃咖啡浓缩液的风味显著降低。
本发明的第四个目的是提供一种应用上述方法制备得到的冷萃咖啡浓缩液。
本发明的第五个目的是提供一种含有上述冷萃咖啡浓缩液的冷萃咖啡饮品。
在本发明的一种实施方式中，所述冷萃咖啡饮品还包括蛋白质、果汁、牛奶和枫树水中的一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，所述果汁可以是柠檬、苹果、草莓、香蕉、芒果、猕猴桃等一种或者多种果汁的混合浓缩汁。
在本发明的一种实施方式中，将冷萃咖啡浓缩液、果汁液、糖液和ro水进行混合，搅拌溶解均匀，杀菌，冷却和无菌灌装，即制得所述冷萃咖啡果汁饮料。
在本发明的一种实施方式中，冷萃咖啡浓缩液0.5％～20％，水果浓缩汁0.05％～25％，白砂糖1％～10％，酸度调节剂0.01％～2％，食用香精0.01％～1％以及余量的ro水。
在本发明的一种实施方式中，所制得的饮料进行uht杀菌处理和冷却处理；其中，uht杀菌处理中：杀菌温度130～140℃，杀菌时间10～45s。
在本发明的一种实施方式中，冷却处理条件：冷却至10～40℃；最后，将冷却处理后的冷萃咖啡果汁饮料进行无菌罐装。获得所述冷萃咖啡果汁饮料。
本发明的有益效果：
(1)本发明首次提出将高压脉冲电场结合高压蒸汽从咖啡豆中去除咖啡单宁，处理后的咖啡豆中单宁含量仅为0.003mg/g，解决了在冷萃过程中，咖啡丹宁被萃取到冷萃咖啡浓缩液中，可以显著的提高冷萃咖啡果汁饮料的贮藏稳定性，储藏180天不会出现沉淀。
(2)本发明方法简单，咖啡单宁去除率高，绿色环保，保证冷萃咖啡果汁饮料为贮藏稳定性的同时，并能够保持冷冷萃咖啡果汁饮料的风味和口感。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
1、单宁含量的测量：利用香草醛比色法进行测量，并且以儿茶素作为标品，最终结果以mg儿茶素/g表示。
2、结合感官评定和稳定性对饮料的贮藏稳定性进行研究，具体感官评分如表1所示：
表1冷萃咖啡果汁饮料评分标准
3、稳定性实验：将饮料放置在4摄氏度条件下进行贮藏，并且通过滤纸过滤，对饮料的沉淀物含量进行测量，并以g为单位表示。
实施例1：
步骤1：选取预处理的咖啡豆，在一定温度条件下对其水分含量进行调质，调质温度为20℃，时间为35min，水分含量为10％；
步骤2：将调质好的咖啡豆进行破碎，破碎为4片；
步骤3：将破碎后的咖啡豆进行高压脉冲处理，脉冲电场强度为15kv/cm，脉冲频率150pps，处理时间为35s；
步骤4：将高压脉冲处理后的咖啡豆进行瞬时高压蒸汽处理，高压蒸汽的温度198℃，时间为8s；
步骤5：将瞬时高压蒸汽处理的咖啡豆在25℃下进行热风烘干5.5h、然后再175℃下焙烤25min，并粉碎至70目，然后再15℃进行冷萃处理10h，获得冷萃咖啡浓缩液；
步骤6：将冷萃咖啡浓缩液15％，苹果浓缩汁4％，柠檬浓缩汁5％，白砂糖6％，酸度调节剂0.1％，食用香精0.03％以及余量的ro水进行混合，然后进行uht杀菌，杀菌温度135℃，杀菌时间30s。最后冷却至20℃，将冷却处理后的冷萃咖啡果汁饮料进行无菌罐装。
实施例2：
步骤1：选取预处理的咖啡豆，在一定温度条件下对其水分含量进行调质，调质温度为22℃，时间为32min，水分含量为11％；
步骤2：将调质好的咖啡豆进行破碎，破碎为6片；
步骤3：将破碎后的咖啡豆进行高压脉冲处理，脉冲电场强度为18kv/cm，脉冲频率180pps，处理时间为31s；
步骤4：将高压脉冲处理后的咖啡豆进行瞬时高压蒸汽处理，高压蒸汽的温度210℃，时间为7s；
步骤5：将瞬时高压蒸汽处理的咖啡豆在27℃下进行热风烘干5h、然后再170℃下焙烤22min，并粉碎至75目，然后再18℃进行冷萃处理9h，获得冷萃咖啡浓缩液；
步骤6：将冷萃咖啡浓缩液18％，草莓浓缩汁4.5％，柠檬缩汁3.9％，白砂糖5.5％，酸度调节剂0.1％，食用香精0.05％以及余量的ro水进行混合，然后进行uht杀菌，杀菌温度140℃，杀菌时间10s。最后冷却至15℃，将冷却处理后的冷萃咖啡果汁饮料进行无菌罐装。
实施例3：
参照实施例1的方法，区别仅在于省略步骤(2)，其他条件同实施例1，具体过程如下：
步骤1：选取预处理的咖啡豆，在一定温度条件下对其水分含量进行调质，调质温度为20℃，时间为35min，水分含量为10％；
步骤2：将上述处理的咖啡豆进行高压脉冲处理，脉冲电场强度为15kv/cm，脉冲频率150pps，处理时间为35s；
步骤3：将高压脉冲处理后的咖啡豆进行瞬时高压蒸汽处理，高压蒸汽的温度198℃，时间为8s；
步骤4：将瞬时高压蒸汽处理的咖啡豆在25℃下进行热风烘干5.5h、然后再175℃下焙烤25min，并粉碎至70目，然后再15℃进行冷萃处理10h，获得冷萃咖啡浓缩液；
步骤5：将冷萃咖啡浓缩液15％，苹果浓缩汁4％，柠檬浓缩汁5％，白砂糖6％，酸度调节剂0.1％，食用香精0.03％以及余量的ro水进行混合，然后进行uht杀菌，杀菌温度135℃，杀菌时间30s。最后冷却至20℃，将冷却处理后的冷萃咖啡果汁饮料进行无菌罐装。
实施例4：
参照实施例1的方法，区别仅在于省略步骤(3)，其他条件同实施例1，具体过程如下：
步骤1：选取预处理的咖啡豆，在一定温度条件下对其水分含量进行调质，调质温度为20℃，时间为35min，水分含量为10％；
步骤2：将调质好的咖啡豆进行破碎，破碎为4片；
步骤3：将破碎的咖啡豆进行瞬时高压蒸汽处理，高压蒸汽的温度198℃，时间为8s；
步骤4：将瞬时高压蒸汽处理的咖啡豆在25℃下进行热风烘干5.5h、然后再175℃下焙烤25min，并粉碎至70目，然后再15℃进行冷萃处理10h，获得冷萃咖啡浓缩液；
步骤5：将冷萃咖啡浓缩液15％，苹果浓缩汁4％，柠檬浓缩汁5％，白砂糖6％，酸度调节剂0.1％，食用香精0.03％以及余量的ro水进行混合，然后进行uht杀菌，杀菌温度135℃，杀菌时间30s。最后冷却至20℃，将冷却处理后的冷萃咖啡果汁饮料进行无菌罐装。
实施例5：
参照实施例1的方法，区别仅在于省略步骤(4)，其他条件同实施例1，具体过程如下：
步骤1：选取预处理的咖啡豆，在一定温度条件下对其水分含量进行调质，调质温度为20℃，时间为35min，水分含量为10％；
步骤2：将调质好的咖啡豆进行破碎，破碎为4片；
步骤3：将破碎后的咖啡豆进行高压脉冲处理，脉冲电场强度为15kv/cm，脉冲频率150pps，处理时间为35s；
步骤4：将上述处理的咖啡豆在25℃下进行热风烘干5.5h、然后再175℃下焙烤25min，并粉碎至70目，然后再15℃进行冷萃处理10h，获得冷萃咖啡浓缩液；
步骤5：将冷萃咖啡浓缩液15％，苹果浓缩汁4％，柠檬浓缩汁5％，白砂糖6％，酸度调节剂0.1％，食用香精0.03％以及余量的ro水进行混合，然后进行uht杀菌，杀菌温度135℃，杀菌时间30s。最后冷却至20℃，将冷却处理后的冷萃咖啡果汁饮料进行无菌罐装。
实施例6：
参照实施例2的方法，区别仅在于调整高压脉冲电场处理条件，其他条件同实施例1，具体过程如下：
步骤1：选取预处理的咖啡豆，在一定温度条件下对其水分含量进行调质，调质温度为22℃，时间为32min，水分含量为11％；
步骤2：将调质好的咖啡豆进行破碎，破碎为6片；
步骤3：将破碎后的咖啡豆进行高压脉冲处理，脉冲电场强度为8kv/cm，脉冲频率80pps，处理时间为10s；
步骤4：将高压脉冲处理后的咖啡豆进行瞬时高压蒸汽处理，高压蒸汽的温度210℃，时间为7s；
步骤5：将瞬时高压蒸汽处理的咖啡豆在27℃下进行热风烘干5h、然后再170℃下焙烤22min，并粉碎至75目，然后再18℃进行冷萃处理9h，获得冷萃咖啡浓缩液；
步骤6：将冷萃咖啡浓缩液18％，草莓浓缩汁4.5％，柠檬缩汁3.9％，白砂糖5.5％，酸度调节剂0.1％，食用香精0.05％以及余量的ro水进行混合，然后进行uht杀菌，杀菌温度140℃，杀菌时间10s。最后冷却至15℃，将冷却处理后的冷萃咖啡果汁饮料进行无菌罐装。
实施例7：
参照实施例2的方法，区别仅在于调整高压脉冲电场处理条件，其他条件同实施例1，具体过程如下：
步骤1：选取预处理的咖啡豆，在一定温度条件下对其水分含量进行调质，调质温度为22℃，时间为32min，水分含量为11％；
步骤2：将调质好的咖啡豆进行破碎，破碎为6片；
步骤3：将破碎后的咖啡豆进行高压脉冲处理，脉冲电场强度为48kv/cm，脉冲频率280pps，处理时间为51s；
步骤4：将高压脉冲处理后的咖啡豆进行瞬时高压蒸汽处理，高压蒸汽的温度210℃，时间为7s；
步骤5：将瞬时高压蒸汽处理的咖啡豆在27℃下进行热风烘干5h、然后再170℃下焙烤22min，并粉碎至75目，然后再18℃进行冷萃处理9h，获得冷萃咖啡浓缩液；
步骤6：将冷萃咖啡浓缩液18％，草莓浓缩汁4.5％，柠檬缩汁3.9％，白砂糖5.5％，酸度调节剂0.1％，食用香精0.05％以及余量的ro水进行混合，然后进行uht杀菌，杀菌温度140℃，杀菌时间10s。最后冷却至15℃，将冷却处理后的冷萃咖啡果汁饮料进行无菌罐装。
实施例8：
参照实施例2的方法，区别仅在于调整瞬时高压蒸汽处理条件，其他条件同实施例1，具体过程如下：
步骤1：选取预处理的咖啡豆，在一定温度条件下对其水分含量进行调质，调质温度为22℃，时间为32min，水分含量为11％；
步骤2：将调质好的咖啡豆进行破碎，破碎为6片；
步骤3：将破碎后的咖啡豆进行高压脉冲处理，脉冲电场强度为18kv/cm，脉冲频率180pps，处理时间为31s；
步骤4：将高压脉冲处理后的咖啡豆进行瞬时高压蒸汽处理，高压蒸汽的温度170℃，时间为2s；
步骤5：将瞬时高压蒸汽处理的咖啡豆在27℃下进行热风烘干5h、然后再170℃下焙烤22min，并粉碎至75目，然后再18℃进行冷萃处理9h，获得冷萃咖啡浓缩液；
步骤6：将冷萃咖啡浓缩液18％，草莓浓缩汁4.5％，柠檬缩汁3.9％，白砂糖5.5％，酸度调节剂0.1％，食用香精0.05％以及余量的ro水进行混合，然后进行uht杀菌，杀菌温度140℃，杀菌时间10s。最后冷却至15℃，将冷却处理后的冷萃咖啡果汁饮料进行无菌罐装。
实施例9：
参照实施例2的方法，区别仅在于调整瞬时高压蒸汽处理条件，其他条件同实施例1，具体过程如下：
步骤1：选取预处理的咖啡豆，在一定温度条件下对其水分含量进行调质，调质温度为22℃，时间为32min，水分含量为11％；
步骤2：将调质好的咖啡豆进行破碎，破碎为6片；
步骤3：将破碎后的咖啡豆进行高压脉冲处理，脉冲电场强度为18kv/cm，脉冲频率180pps，处理时间为31s；
步骤4：将高压脉冲处理后的咖啡豆进行瞬时高压蒸汽处理，高压蒸汽的温度310℃，时间为17s；
步骤5：将瞬时高压蒸汽处理的咖啡豆在27℃下进行热风烘干5h、然后再170℃下焙烤22min，并粉碎至75目，然后再18℃进行冷萃处理9h，获得冷萃咖啡浓缩液；
步骤6：将冷萃咖啡浓缩液18％，草莓浓缩汁4.5％，柠檬缩汁3.9％，白砂糖5.5％，酸度调节剂0.1％，食用香精0.05％以及余量的ro水进行混合，然后进行uht杀菌，杀菌温度140℃，杀菌时间10s。最后冷却至15℃，将冷却处理后的冷萃咖啡果汁饮料进行无菌罐装。
表2
表3
由表2可知，本发明将高压脉冲电场结合高压蒸汽从咖啡豆中去除咖啡单宁，处理后的咖啡豆中单宁含量仅为0.003mg/g，大大减少了咖啡单宁的含量；通过实施例1、4和5的对比结果可知，实施例4单独采用瞬时高压蒸汽处理后单宁含量由96.51mg/g下降为58.35mg/g，下降了39.54％；实施例5单独采用高压蒸汽处理后单宁含量由96.51mg/g下降为59.32mg/g，下降了38.53％；实施例1采用高压脉冲电场结合高压蒸汽联合处理后单宁含量由96.51mg/g下降为0.003mg/g，接近100％，远大于单独采用瞬时高压蒸汽处理和单独采用高压蒸汽处理的效果之和，说明高压脉冲和高压蒸汽在去除咖啡单宁方面具有协同作用。
另一方面，由表3可知，采用高压脉冲电场结合高压蒸汽可以显著的提高冷萃咖啡果汁饮料的贮藏稳定性，储藏180天不会出现沉淀。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
1.一种咖啡豆的预处理方法，其特征在于，所述方法是先将咖啡豆进行破碎，再将破碎的咖啡豆进行预处理，所述预处理为高压脉冲处理和/或瞬时高压蒸汽处理。
2.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述高压脉冲处理条件为：脉冲电场强度为10～50kv/cm，脉冲频率100～300pps，处理时间为15-60s。
3.根据权利要求1或2所述的预处理方法，其特征在于，所述瞬时高压蒸汽处理条件为：高压蒸汽的温度180-360℃，时间为6-20s。
4.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述咖啡豆破碎之前还需进行调质步骤，所述调质条件为：调质温度为15-30℃，时间为30-50min，水分含量为8-13％。
5.权利要求1-4任一项所述的预处理方法在制备咖啡粉和咖啡饮品方面的应用。
6.一种冷萃咖啡浓缩液的制备方法，其特征在于，所述方法是采用权利要求1-4任一项所述的预处理方法处理咖啡豆后进行烘干、焙烤和磨粉，然后进行冷萃处理，获得冷萃咖啡浓缩液；所述预处理为高压脉冲处理和/或瞬时高压蒸汽处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述冷萃处理条件为：冷萃温度10-20℃，冷萃时间8-12h，获得冷萃咖啡浓缩液。
8.应用权利要求6或7所述的方法制备得到的冷萃咖啡浓缩液。
9.含有权利要求8所述的冷萃咖啡浓缩液的冷萃咖啡饮品。
10.根据权利要求9所述的冷萃咖啡饮品，其特征在于，所述冷萃咖啡饮品还包括蛋白质、果汁、牛奶和枫树水中的一种或多种。
技术总结