邵涌

（天津市產(chǎn)品質量監(jiān)督檢測技術研究院，天津300384）

作為日常飲品，咖啡的消費量很大，目前世界年咖啡銷量約千萬噸以上，我國人民對咖啡及其制品也越來越感興趣。1993年～2009年，我國成年居民咖啡飲用率逐年上升。參加的調查的9省區(qū)成年居民咖啡飲用率呈上升趨勢，從1993年的1.26%升至2009年的4.45%[1]。但近年來關于咖啡與健康時有報道，人們食用咖啡變得慎重起來。中國食品報曾發(fā)表文章告誡人們過量飲用咖啡有害人體健康。國外醫(yī)學科技人員研究發(fā)現(xiàn)，過量飲用咖啡或引用未過濾的咖啡能導致與心臟病有關的氨基酸水平升高[2]，其原因主要是由于咖啡中含有大量的咖啡堿，其中可致遺傳病的機理是咖啡堿的化學結構與人體的遺傳基因脫氧核糖核酸大分子中的一個酸原子核非常相近，以致咖啡堿極有可能與脫氧核糖核酸結合使細胞發(fā)生變異。德國科學家已證明，咖啡堿可能破壞人類細胞的染色體。美國研究人員的動物實驗也表明，給懷孕的老鼠注射多于12～14杯咖啡所含的咖啡堿量，其生下的小鼠腳趾是殘缺不全的。美國FDA早已提出要限制懷孕及哺乳期婦女對咖啡的攝入量。

出于健康及價格等多方面考慮，近來國外的咖啡人均銷量有逐步減少的趨向，各國相繼開發(fā)了不含咖啡堿的各種各樣的咖啡和其制品的代用品。如美國用韋豆為原料制取咖啡代用品，日本用番石榴為原料制造咖啡型飲料的粉末原料，英國以大麥、黑麥、菊苣等為原料制取咖啡調味牛奶飲料等。

國外一些國家對咖啡代用品的研究工作起步較早，而在我國幾乎為空白。隨著人們生活水平的提高，對食品要求的進步，一些含有不適于人體健康因素的食品將受冷落，而一些營養(yǎng)豐富具保鍵作用，同時又滿足人的感官享受的食品將倍受消費者青睞。

基于上述情況，我們進行了無咖啡因的咖啡代用品研究，本研究產(chǎn)品的特點是：具有天然咖啡的感官特性，營養(yǎng)成分高于天然咖啡，而無其副作用。本品中的主要成分——經(jīng)烘烤的豆類，英國農業(yè)和糧食研究委員會的科學家經(jīng)動物和人體試驗證明，具有降低膽固醇的作用[3]。我國咖啡產(chǎn)量很有限，每年需花大量外匯進口，無論是從健康還是從經(jīng)濟等方面考慮，作為咖啡代用品研究落后的我國，市場具有廣闊潛力。

1 材料與設備

1.1 原料

大豆、青豆、決明子：市售；大麥：天津啤酒廠提供。

山東英達糖業(yè)有限公司生產(chǎn)的糖蜜。

1.2 輔料

碳酸氫鈉和葡萄糖酸δ—內酯：葡萄糖酸δ—內酯與碳酸氫鈉均具有發(fā)酵作用，兩者混合制成發(fā)酵粉。加熱時葡萄糖酸與碳酸氫鈉反應，產(chǎn)生二氧化碳，膨松效果好，無異味。

1.3 設備

高速萬能粉碎機：黃驊市科學儀器廠；超微細粉碎機：溫州長江電器設備廠；破碎機：山東即墨農機廠；烤箱：蘇州儀器設備有限公司。

2 工藝與討論

2.1 工藝流程

原料→預處理→烘烤→配料→粉碎→微細化→成品

2.2 工藝討論

2.2.1 原料選擇

國外資料介紹生產(chǎn)咖啡代用品的原料種類較多，綜合考慮我國原料資源、制取工藝、產(chǎn)品性質及營養(yǎng)保健價值等多方面因素和指標，經(jīng)優(yōu)選試驗，最終選擇了大豆、青豆、大麥、決明子和糖蜜作為咖啡代用品的生產(chǎn)主要原料。這幾種原料具有較佳的成分配比和營養(yǎng)價值，特別是豆類含有較高的蛋白質，這為本工藝的美拉德反應提供了氨基酸來源。糖蜜為焦糖化反應提供了充裕的糖源。決明子具有很好的保健作用，經(jīng)烘烤后有逼真的咖啡香氣。操作中嚴格控制工藝參數(shù)，調整各種原料的配比關系，可得到較佳效果，制出的產(chǎn)品色香味上都與天然咖啡相近。產(chǎn)品不需添加賦香劑及苦味劑，即有良好的咖啡香味和苦味。操作中應特別注意的是投料比例關系。例如較高比例的大麥會導致產(chǎn)品的黏度過高和谷香味的出現(xiàn)。表1列出了幾種原料和天然咖啡的主要成分對照[3]。

表1 幾種原料和天然咖啡主要成分含量Table 1 The contented of main components in several kinds of raw materials and natural coffee g/100 g

2.2.2 預處理

原料的預處理包括：揀選、脫皮、浸泡工序。揀選后的大豆、青豆、大麥用破碎機進行去皮，去皮后半豆粒用加入一定量的NaHCO3水溶液浸泡約4 h至飽和，瀝水晾干后備烘烤。糖蜜中加入適量發(fā)酵粉攪勻備烘烤。

原料經(jīng)去皮和浸泡處理比不經(jīng)此工序處理制出的產(chǎn)品口感更加細膩，并消除了豆腥味。

2.2.3 烘烤

本工序達到的主要目的有兩方面：適宜的色澤和風味。不同反應條件的控制會使產(chǎn)品的色澤和風味差異較大，經(jīng)過對15個溫度點的恒溫與時控試驗和效果比較，確定了適宜的烘烤參數(shù)。一組不同條件下實驗結果如表2所示。

表2 烘烤溫度和時間對產(chǎn)品色香味的影響Table 2 Effect of curing temperature and time on the color and flavor of the product

從表2可以得知；烘烤溫度控制在130℃附近，時間約45 min條件下產(chǎn)品效果最佳。烘烤溫度較低時，雖延長烘烤時間，但類咖啡的色香味有效成分并不能顯現(xiàn)出來，達不到效果。而溫度過高，達到適宜點時產(chǎn)生焦糊味，也不理想。所以烘烤溫度與時間兩參數(shù)在本工藝中非常關鍵，它們并非簡單的反比關系，操作中需嚴格控制。

本工序的實質為非酶褐變，它包含了羰氨反應和焦糖化作用，前者可產(chǎn)生“類黑色素”（Melanoidirs），亦稱美拉德反應，后者可生成兩類物質：糖的脫水產(chǎn)物和裂解產(chǎn)物[4]。

不同種類的原料與配比，控制不同的反應條件，可產(chǎn)生不同的色澤、香氣和口味。

2.2.4 配料

各物料參考配比為：大豆26%～30%，青豆23%～28%，大麥40%～45%，決明子2%～5%，糖蜜1%～3%，其它適量。

2.2.5 粉碎

配料后將物料混勻，在高速萬能粉碎進行粗粉碎，使之達一定細度，以利微細化操作。

2.2.6 微細化

用超微細粉碎機對上述物料進行進一步微細化處理，然后篩分，粗粉返回再循環(huán)，使產(chǎn)品細度達200目。

如采用球磨機進行細磨，由于物料性質不夠堅硬，產(chǎn)品雖能達到細度，但效率較低。

3 應用試驗

由于本品加工成達200目細粉狀，故應用起來很方便，可廣泛應用于各類食品的添加，如糖果、面包、餅干及冷食等的直接加入。以下為本品在幾種不同產(chǎn)品中的應用實驗情況。

3.1 在麥乳精生產(chǎn)中的應用

以本品100%代替天然可可粉生產(chǎn)咖啡型麥乳精，在天津市長城食品廠進行了生產(chǎn)應用性試驗，結果生產(chǎn)出的產(chǎn)品無論從色澤、香氣還是口味上效果都非常理想，沖后具有濃郁的咖啡香味，溶解度很好，口感細膩，與通常麥乳精產(chǎn)品相比，杯底無明顯沉淀物，各項指標符合麥乳精產(chǎn)品標準，且可使產(chǎn)品蛋白質含量有所增加。

3.2 咖啡奶飲料的制造

3.2.1 工藝流程

原料→稱量→配料→調和→過濾→均質→殺菌→冷卻→產(chǎn)品

3.2.2 產(chǎn)品配方

白砂糖11%～13%；淡乳粉2%～5%；本品1%～3%；穩(wěn)定劑0.05%～0.1%；蔗糖酯適量。

按此工藝和配方制成的咖啡奶飲料，裝瓶封口，高溫滅菌并經(jīng)冷卻后，產(chǎn)品內容物均勻一致，呈咖啡奶色、口感細滑，為咖啡奶香。

如以本品放入杯內，加糖和煉乳直接沖入熱水，則為一杯速溶咖啡奶飲品。

3.3 在冷食中的應用

應用結果表明：按一般冷食加工工藝，把本產(chǎn)品添加到冰淇淋、雪糕生產(chǎn)中，所得產(chǎn)品品質較好，但香氣不夠，需進行調香。

4 結果與討論

1）本代用品是以大豆、青豆、大麥、決明子和糖蜜為原料制成的與天然咖啡性質相似但不含咖啡堿的粉狀產(chǎn)品，可廣泛的應用于食品加工中，不會影響產(chǎn)品的品質和營養(yǎng)價值，且可使產(chǎn)品的蛋白含量有所提高。

2）本品的主要組成成分—經(jīng)烘烤的豆類，具有降低人體膽固醇的獨特功效[5]。特別是對咖啡堿不適應人來講，代用品的出現(xiàn)無疑是一福音。

3）大幅度成本的降低也使本品在實際生產(chǎn)中的應用具有廣泛前景，并可節(jié)省我國用于進口咖啡的外匯支出，這對我國資源的開發(fā)利用與升值無疑是一條有益途徑。

4）本產(chǎn)品生產(chǎn)工藝簡單可行，經(jīng)過試驗中的工藝改進及設備應用，目前對批量規(guī)模生產(chǎn)路線和設備選型有了初步的規(guī)劃設想，為今后工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎。

[1] 張兵,杜文雯,王惠君,等.中國9省區(qū)18-49歲成年居民茶和咖啡飲用狀況及變化趨勢[J].中國食物與營養(yǎng),2011(4)：56-59

[2] 靜雨.咖啡可能與心臟病有關[J].國外醫(yī)學情報,2000(11)：37

[3] 中國醫(yī)學科學院衛(wèi)生研究所.食物成分表[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,1983：13-166

[4] 無錫輕工業(yè)學院.食品生物化學[M].天津：輕工業(yè)出版社,1981：368-388

[5]FAO FOOD,NOTRITION PAPER.Manuals of food quality control 3 commodities[M].Roma：FAO Food and Agriculture Organization of theUnitedNations,1979：353