ES2833723T3 - Procedimientos de procesado de cerezas del café - Google Patents

Abstract

Un procedimiento de procesado de cereza del café, que comprende las etapas de: (1) añadir agua a las cerezas del café o a cualquier pulpa o granos de café verdes no tostados obtenidos de las cerezas del café para formar una suspensión; (2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas hasta un tamaño medio de partícula de 100 μm o menos; y (3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de las cerezas del café seleccionado entre aroma de cereza del café, aceite de cereza del café, polvo de cereza del café, zumo de cereza del café, aroma de pulpa de café, polvo de pulpa de café, zumo de pulpa de café, aroma de café y polvo de café verde o tostado.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimientos de procesado de cerezas del café

Campo de la invención

La presente invención se refiere a procedimientos y/o técnicas para la producción de extractos del fruto del café a base de cerezas del café, que permiten una extracción y rendimiento mejorados de constituyentes aromáticos útiles y componentes nutricionalmente beneficiosos (incluyendo polifenoles, antioxidantes y/o azúcares) del fruto del café.

Antecedentes de la invención

El café se encuentra entre las principales exportaciones agrícolas del mundo y se conocen en la técnica numerosos procedimientos de procesado del café.

Un fruto del café, normalmente denominado cereza del café, consiste en semillas (es decir, granos) que están rodeados - de dentro hacia fuera - por una piel plateada, endocarpio (es decir, el pergamino de la cáscara), mesocarpio interno (es decir, el mucílago), mesocarpio externo (es decir, la pulpa) y el exocarpo (es decir, la piel exterior).

Los procedimientos típicos de procesado del café implican el aislamiento de los granos de la baya, lo que va seguido de etapas de secado, tostado y molienda, dando como resultado café tostado molido que puede extraerse con agua caliente para proporcionar una bebida de café. Dichos procedimientos también pueden llevarse a cabo como procedimientos de procesado en húmedo. En el presente documento, se retira la pulpa de las cerezas del café maduras y el pergamino recubierto de mucílago resultante se fermenta en tanques de agua durante aproximadamente 24 a 48 horas, tras lo cual se drena el mucílago ablandado con el agua. Tras haberse secado mecánicamente o al sol las bayas verdes recubiertas de cáscara hasta un contenido de humedad de aproximadamente un 11 a un 12 % y haberse retirado la cáscara, los granos verdes normalmente se envasan o se tuestan a temperaturas de 180 a 230 °C y opcionalmente, se muelen. Para mejorar la tasa de captura de los subproductos del café, el documento WO 2010/073114 A1 desvela procedimientos de extracción de café, en los que se añade agua a los granos de café tostados, la suspensión resultante se muele en húmedo y se llevan a cabo una o más etapas de extracción en los granos de café triturados o molidos con calor y a presión para obtener polvo de café, líquido de café, extractos aromáticos, polifenoles y/o agentes bioactivos.

Aunque el fin principal de la fermentación normalmente se ha visto como para facilitar la retirada del mucílago, estudios recientes sugieren que la fermentación desempeña un papel significativo en el desarrollo de atributos sensoriales deseables (véase, por ejemplo, L. W. Lee y col., Food Chemistry 2015, 185, 182-191). Sin embargo, la obtención de un control eficaz del procedimiento de fermentación es muy compleja en vista de las inconsistencias del material del fruto del café y las condiciones de procesado. Asimismo, es difícil determinar correctamente el grado ideal y la duración de la fermentación y pequeños errores de interpretación pueden dar como resultado el deterioro por microorganismos (poca fermentación) o aromas agrios desagradables y/o sabor alcohólico (exceso de fermentación).

La formación del aroma del café se produce principalmente durante el tostado después de una serie de reacciones de Maillard, de caramelización y otras reacciones térmicas a base de precursores de aroma contenidos en el grano verde. Sin embargo, un tostado prolongado también tiene el efecto de que los componentes tanto nutricionalmente beneficiosos (por ejemplo, antioxidantes, polifenoles) como los no deseables (altas concentraciones de ácidos (por ejemplo, ácido clorogénico, ácido acético, ácido cítrico, ácido quínico) y constituyentes amargos) del grano de café se degradan simultáneamente. Por lo tanto, sigue siendo muy difícil identificar las duraciones y/o condiciones de tostado ideales que dan como resultado de manera consistente productos del café que al mismo tiempo muestran un sabor no amargo y no agrio, un rico perfil aromático, buena digestibilidad y altos contenidos de polifenoles, antioxidantes, vitaminas y/o azúcares.

En vista de lo anterior, sería deseable proporcionar un procedimiento de procesado del fruto del café, en el que puede emplearse con resultados satisfactorios una mayor variación de las condiciones de fermentación y tostado y también una mayor variedad de frutos del café (por ejemplo, café Robusta que tiene un contenido relativamente alto de ácido clorogénico que contribuye a la astringencia del producto final).

Asimismo, sigue siendo deseable proporcionar procedimientos de procesado que hacen un uso ideal de los componentes de la baya del café distintos de los granos de café para comercializar nuevos productos (y subproductos) beneficiosos. Por ejemplo, a menos que la pulpa del café se seque inmediatamente para proporcionar una base para la infusión de cereza del café (también conocida como cáscara), normalmente se desecha junto con el pergamino y los restos de la cáscara en vista de su acidez y corrosividad relativamente elevadas para los equipos. Sin embargo, los subproductos del procesado del grano de café (incluyendo la pulpa, el mucílago y la cáscara del café) también muestran contenidos favorables de antioxidantes (incluyendo cafeína y ácido clorogénico), polifenoles, polisacáridos y sabores aromáticos. En los últimos años, se ha prestado atención particular en la fabricación de productos alimentarios y suplementos nutricionales aprovechando también dichos subproductos.

Un problema comúnmente observado en el procesado de cerezas del café enteras es la tendencia al deterioro de la pulpa y la cáscara en presencia de mohos, hongos y otros microorganismos, que pueden dar como resultado concentraciones no deseables de micotoxinas. En este sentido, el documento WO 2004/098303 A1 desvela una técnica de secado rápido para la preparación de bebidas de cereza del café, en la que poco después de la recogida, las cerezas del café inmaduras se secan rápidamente durante periodos prolongados para controlar la contaminación por micotoxinas. El documento WO 2004/098320 A1 desvela procedimientos para aislar nutrientes de cerezas del café, que incluyen conminutar cerezas del café y posteriormente poner en contacto las bayas conminutas con un disolvente.

El documento WO 2013/103465 A1 desvela un procedimiento de procesado de cerezas del café, en el que se muelen granos o bayas enteros hasta un tamaño de partícula de 90 a 1000 pm, inmersos en un medio de extracción (por ejemplo, agua) y después se someten a extracción a alta presión a una presión de al menos 2000 bar, para obtener extractos de fruto de café. El documento WO 2010/073114 A1 desvela un procedimiento para procesar granos de café que comprende: romper o quebrar granos de café enteros; añadir agua a dichos granos de café rotos o quebrados para formar una suspensión o mezcla; moler los granos de café quebrados; añadir los granos de café molidos a un intercambiador de calor; retirar los componentes aromáticos mediante un evaporador de aroma; separar el material sólido del líquido en una etapa de decantación; llevar a cabo una etapa de separación adicional para separar los sólidos y/o lípidos y/o aromáticos y/o líquidos; someter a ciertos productos de extracción del café a una etapa de evaporación y/o una etapa de liofilización; y obtener uno o más de los siguientes productos: polvo de café; líquido de café; componentes aromáticos; polifenoles; y agentes bioactivos.

Sin embargo, los procedimientos descritos siguen siendo mejorables, ya que normalmente requieren equipos complejos o implican un elevado estrés material durante la molienda en seco y la trituración. Además, sigue siendo deseable proporcionar un procedimiento, en el que se mejore la velocidad de captura de una gran variedad de extractos del fruto del café sin degradación de los ingredientes sensibles nutricionalmente beneficiosos.

La presente invención se ha elaborado en vista de los inconvenientes anteriormente indicados y/o deseos de mejoras en la técnica.

Sumario de la invención

La presente invención resuelve este objetivo con la materia objeto de las reivindicaciones como se definen en el presente documento. Las ventajas de la presente invención se explicarán con más detalle en la sección a continuación y las ventajas adicionales serán evidentes para el experto en la materia tras tomar en consideración la divulgación de la invención.

Hablando en general, en un aspecto la presente invención proporciona un procedimiento de procesado de cerezas del café que comprende las etapas de: (1) añadir agua a cerezas del café o a cualquier pulpa o granos de café verdes no tostados obtenidos de las cerezas del café para formar una suspensión; (2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos; y (3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de cereza del café, aceite de cereza del café, polvo de cereza del café, zumo de cereza del café, aroma de pulpa de café, polvo de pulpa de café, zumo de pulpa de café, aroma de café y polvo de café verde o tostado. Ventajosamente, dicho procedimiento permite la extracción optimizada y la obtención de componentes deseables del fruto del café y/o proporciona una vía para una gran variedad de nuevos extractos y productos utilizables, a la vez que se permite una retirada sencilla de componentes no deseables (por ejemplo, constituyentes ácidos y amargos) presentes en las cerezas del café mediante la fase acuosa.

En una realización específica, el procedimiento de procesado de las cerezas del café de acuerdo con la presente invención comprende las etapas de: (1) añadir agua a las cerezas del café para formar una suspensión; (2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas de trituración hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos; y (3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de cereza del café, aceite de cereza del café, polvo de cereza del café, zumo de cereza del café y aroma de café.

En otra realización, el procedimiento de procesado de las cerezas del café de acuerdo con la presente invención comprende las etapas de: (1) separar las cerezas del café en la pulpa y los granos de café verdes y añadir agua a la pulpa para formar una suspensión; (2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas de trituración hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos; y (3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de pulpa de café, polvo de pulpa de café y zumo de pulpa de café.

En una realización adicional, que puede llevarse a cabo de manera independiente o en combinación con el procesado de la pulpa anteriormente mencionado, el procedimiento de procesado de las cerezas del café de acuerdo con la presente invención comprende las etapas de: (1) separar las cerezas del café en la pulpa y los granos de café verdes y añadir agua a los granos de café verdes no tostados para formar una suspensión; (2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas de trituración hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos; (3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de café y polvo de café tostado.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 ilustra esquemáticamente el procedimiento de procesado de cerezas del café enteras hasta obtener extractos de aroma, bebidas y concentrados del fruto del café, aceites del fruto del café y polvos del fruto del café.

La FIG. 2 ilustra esquemáticamente un procedimiento ejemplar para procesar la pulpa de café para la producción de aroma de pulpa, polvo de pulpa y zumo de pulpa.

La FIG. 3 ilustra esquemáticamente procedimientos ejemplares para procesar granos de café verdes para extraer polvo de café tostado y/o aroma de tuesta.

La FIG. 4a ilustra un procedimiento de triturado en múltiples etapas como se emplea en la presente invención.

La FIG. 4b ilustra un procedimiento de triturado en múltiples etapas que implementa etapas de maceración, fermentación y/o incubación.

Descripción detallada de la invención

Para una comprensión más completa de la presente invención, se hace referencia a continuación a la siguiente descripción de las realizaciones ilustrativas de la misma:

En una primera realización, la presente invención se refiere en general a un procedimiento de procesado de cerezas del café, que comprende las etapas de: (1) añadir agua a cerezas del café o a cualquier pulpa o granos de café verdes no tostados obtenidos de las cerezas del café para formar una suspensión; (2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos; y (3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de cereza del café, aceite de cereza del café, polvo de cereza del café, zumo de cereza del café, aroma de pulpa de café, polvo de pulpa de café, zumo de pulpa de café, aroma de café y polvo de café verde o tostado.

Por lo general, el procesado de las cerezas del café comienza con la cosecha de cerezas del café inmaduras o preferentemente maduras producidas por la planta del café Coffea (familia Rubiaceae), que puede ir seguida de etapas de purificación y clasificación conocidas en la técnica (incluyendo procedimientos de procesado mecánico y de flotación). De acuerdo con la presente invención, las cerezas del café y los granos de café verdes sometidos a la etapa (1) se encuentran en un estado no tostado y preferentemente no fermentado.

En la etapa (1), se añade agua para formar una suspensión. Sin quedar particularmente limitados, la relación en peso de agua a cerezas del café, pulpa de café o granos de café verdes en la suspensión formada es preferentemente de entre 1:1 a 6:1, más preferentemente, de 2:1 a 4:1, de manera especialmente preferentemente, de aproximadamente 3:1, lo que puede afectar de manera ventajosa a la capacidad de procesado en las etapas posteriores (por ejemplo, bombeado y triturado facilitado y/o más fácil separación de fases).

Aunque puede preferirse usar agua (por ejemplo, agua corriente) en la etapa (1), también pueden usarse líquidos alternativos que contienen agua como fuente de agua para introducir aromas adicionales, que pueden interactuar favorablemente con los aromas primarios y secundarios del fruto del café en etapas posteriores de los procedimientos de procesado. Dichos líquidos pueden incluir líquidos que tienen contenidos de agua de un 60 a aproximadamente un 95 % en peso, tal como zumos de frutas, concentrados de zumo de frutas o leche, por ejemplo. En caso de que se usen dichos líquidos que contienen agua, generalmente es preferible que el contenido de agua en la suspensión formada se encuentre dentro de las proporciones anteriormente definidas. En general, se prefiere que el agua o el líquido que contiene agua añadido tenga una temperatura de 40 °C o menos, más preferentemente, 30 °C o menos.

La formación de la suspensión acuosa en la etapa (1), es decir, antes de la etapa (2), tiene la ventaja de que el material sólido se ablanda antes del triturado y el efecto enfriador del agua minimiza adicionalmente la carga mecánica en el equipo de molienda. Además, no se necesita una etapa de secado antes del triturado en húmedo, lo que es especialmente ventajoso en vista del gasto de energía relativamente bajo.

En una realización preferida, la etapa de modulación del pH se lleva a cabo durante o después de la etapa (1). Por lo general, dicha modulación del pH puede implicar la adición de solución tamponante o de base para compensar las concentraciones de ácido extremadamente elevadas en el material de partida y/o afinar el perfil de extracción posterior. Ventajosamente, la base o el tampón añadidos pueden eliminarse mediante o neutralizarse en la fase acuosa en la etapa de procesado (3) posterior.

Los procedimientos y dispositivos usados para el triturado en húmedo en la etapa (2) no están particularmente limitados, en tanto que se evite una producción significativa de calor por fricción o elevadas fuerzas mecánicas para conservar los componentes sensibles al calor del fruto del café. Para este fin, la etapa (2) comprende preferentemente: (a) una o más etapas de triturado grueso hasta un tamaño medio de partícula de 500 pm o menos y (b) una etapa de triturado fino posterior hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos, preferentemente, menos de 90 pm, aún más preferentemente, menos de 80 pm o menos. La reducción de las partículas hasta los anteriores intervalos de tamaño aumenta sustancialmente el área superficial expuesta del material en partículas para una humectación optimizada (por ejemplo, con agua en lugar de un disolvente químico), lo que posibilita resultados de la extracción mejorados (tales como extracción mejorada de grasas o lípidos, sustancias aromáticas y/o polifenoles). La reducción del tamaño de partícula puede lograrse usando molinos de discos (por ejemplo, molino de disco perforado), molinos de coloide (por ejemplo, molinos de coloide dentados) o molinos de piedra de corindón, por ejemplo.

En la Fig. 4a se muestra un procedimiento de triturado ejemplar. En el presente documento, se añade agua antes de una primera etapa de triturado (grueso). En el caso de las cerezas del café enteras o de granos verdes, la primera etapa de triturado (que puede consistir en múltiples subetapas, particularmente en el caso de los granos verdes y las cerezas del café enteras) da como resultado un tamaño medio de partícula de 500 pm o menos, que va seguida de una segunda etapa de triturado (fino) hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos. La modulación opcional del pH se lleva a cabo preferentemente antes de la segunda etapa de triturado (fino).

En una realización preferida, el procedimiento puede comprender además una etapa de someter la suspensión durante o después de la etapa (2) a un tratamiento con calor a una temperatura de 60 °C o menos (por ejemplo, a una temperatura de 40 a 60 °C) para potenciar adicionalmente la eficiencia de extracción en las etapas posteriores. Como alternativa, puede llevarse a cabo una etapa de pasteurización o esterilización de acuerdo con procedimientos conocidos en la técnica para prevenir el deterioro por/la propagación de microorganismos en una etapa temprana.

En otra realización preferida, el procedimiento puede comprender adicionalmente una etapa de someter la suspensión durante o después de la etapa (2) a una etapa de maceración; una etapa de incubación; o una etapa de fermentación.

La maceración permite que el disolvente humedezca adicionalmente el material sólido agrandando el área superficial. Preferentemente, la maceración se lleva a cabo enzimáticamente, por ejemplo, mediante la adición de enzimas pectinolíticas, que pueden potenciar adicionalmente la extracción de polisacáridos.

La fermentación puede llevarse a cabo usando cultivos microbianos iniciadores, incluyendo especies bacterianas y de levadura indígenas y no indígenas conocidas en la técnica, opcionalmente en combinación con tratamiento enzimático (por ejemplo, mediante la adición de enzimas pectinolíticas), mientras que puede monitorizarse el punto final de la fermentación midiendo químicamente el pH, lo que permite un control favorable del procedimiento de fermentación en comparación con la fermentación espontánea natural. Ventajosamente, el procedimiento de la presente invención también permite equilibrar los aromas agrios o alcohólicos resultantes del exceso de fermentación mediante la posibilidad de retirarlos mediante la fase acuosa.

La etapa de incubación inhibe la germinación de los granos de café mediante pretratamientos físicos y/o químicos. Por ejemplo, es posible inhibir la germinación de los granos de café a una temperatura elevada, por ejemplo, a una temperatura de entre 10 y 70 °C, preferentemente a una temperatura de entre l0 y 55 °C durante un periodo de entre 2 horas y 10 días, preferentemente entre 3 y 168 horas, en un medio de incubación. El medio de incubación no está limitado de manera específica y puede ser un medio ácido acuoso o una solución acuosa de etanol, por ejemplo. En los procedimientos de procesado convencionales de granos de café, el uso de un medio ácido acuoso como medio de incubación puede ser desventajoso en tanto que permanecen en el grano cantidades sustanciales del ácido usado (normalmente, ácidos inorgánicos u orgánicos, con preferencia por ácidos anfífilos), que normalmente se tienen que retirar mediante tratamiento térmico o alcalinización o de lo contrario, dan como resultado un sabor agrio y/o amargo en los productos finales. Adicionalmente, las actividades microbianas espontáneas que se producen en condiciones no estériles pueden contribuir adicionalmente a la formación de ácido acético. El procedimiento de la presente invención tiene la ventaja de que dichos restos ácidos pueden abordarse eficazmente retirando el agua mediante la fase acuosa en la etapa (3), por ejemplo, mediante neutralización, destilación, extracción, procedimientos en membrana de líquidos de tipo emulsión, precipitación salina o combinaciones de los mismos, sin necesidad de aumentar la carga térmica en los sólidos del fruto del café o de tratar los sólidos del fruto del café mediante alcalinización, de tal forma que puede conservarse una cantidad favorablemente elevada de componentes nutricionalmente beneficiosos y puede lograrse un sabor placentero, no amargo o no ácido. En una realización preferida, el medio de incubación es una solución acuosa de etanol, en el que se incuban el fruto del café no fermentado o los granos verdes a una temperatura de entre 10 °C y 70 °C, preferentemente a una temperatura de entre 10 y 55 °C durante un periodo de entre 2 horas y 10 días, preferentemente entre 3 horas y 96 horas, en el que el volumen de la solución acuosa de etanol es suficiente para cubrir los frutos o granos. Dicha etapa de incubación es ventajosa en tanto que representa una alternativa sencilla, reproducible y controlable a la fermentación microbiana (es decir, por levaduras y bacteriana), a la vez que pueden lograrse un aroma de café y un perfil de sabor agradables. Aunque no está particularmente limitada en tanto que la concentración de etanol sea lo suficientemente elevada para prevenir la fermentación espontánea por microbios endógenos, la concentración de etanol en el medio de incubación puede ser de un 1 a un 90 % en volumen, preferentemente entre un 1 y un 12 % en volumen. En una realización especialmente preferida, desde el punto de vista de la eficiencia de la inhibición de la germinación y de los costes de procesado, la concentración de etanol en el medio de incubación es de al menos un 2 % en volumen y de menos de un 7 % en volumen. El medio de incubación puede comprender adicionalmente enzimas conocidas en la técnica para reacciones catalizadas por enzimas controladas para facilitar la formación de precursores de aroma, tales como oligopéptidos hidrófilos y aminoácidos libres hidrófobos, por ejemplo. Si se aplica, la incubación puede llevarse a cabo en una sola etapa o en múltiples etapas de incubación, en las que se emplean diferentes condiciones de incubación y/o medios de incubación. Como sabrá un experto en la materia, las condiciones de incubación, tales como pH o temperatura, pueden variarse en una sola etapa de incubación. La etapa de incubación puede abarcar adicionalmente una o más etapas de tratamiento mecánico y/o físico comúnmente conocidas en la técnica antes o durante la incubación. Aunque sin limitarse a los mismos, dicho tratamiento mecánico puede comprender remover, mezclar y agitar y combinaciones de estos, mientras que dicho tratamiento físico puede comprender un tratamiento con infrarrojos y/o un tratamiento de vacío, por ejemplo.

En la Fig. 4b se muestra una implementación ejemplar preferida de las etapas de maceración, incubación y/o fermentación en el procesado de las cerezas del café enteras o de los granos verdes. En el presente documento, la suspensión de cerezas del café o de granos verdes de café se somete a una etapa de triturado grueso hasta un diámetro medio de partícula de 5 mm o menos, preferentemente menos de 5 mm, que va seguida de una primera etapa de triturado fino hasta tamaños medios de partícula de 500 pm o menos, preferentemente menos de 500 pm. Posteriormente, la suspensión triturada fina puede someterse a un tratamiento térmico a una temperatura de 60 °C o menos, que puede estar seguida de una etapa de maceración, incubación o fermentación. Como alternativa, la suspensión triturada fina puede someterse a pasteurización o esterilización, que puede ir seguida de maceración o fermentación de acuerdo con los procedimientos explicados anteriormente. La suspensión resultante proporciona la base ideal para una segunda etapa de triturado fino hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos, preferentemente menos de 90 pm.

En la etapa (3) la suspensión finamente triturada se somete a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de cereza del café, aceite de cereza del café, polvo de cereza del café, zumo de cereza del café, aroma de pulpa de café, polvo de pulpa de café, zumo de pulpa de café, aroma de café y polvo de café verde o tostado.

En una realización preferida, el procedimiento de la presente invención comprende una etapa de neutralización de los componentes ácidos en la fase acuosa y/o de retirada de los componentes ácidos de la fase acuosa, incluyendo preferentemente los componentes ácidos ácido clorogénico, ácido acético, ácido málico, ácido cítrico y/o ácido fosfórico, en el que la etapa de neutralización y/o de retirada de los componentes ácidos se lleva a cabo preferentemente durante la etapa (1) o la etapa (3). El procedimiento para retirar los ácidos libres mediante la fase acuosa no está particularmente limitado y puede llevarse a cabo mediante cualquier procedimiento adecuado conocido en la técnica, incluyendo, pero sin limitación, destilación (por ejemplo, destilación extractiva o destilación reactiva), extracción (por ejemplo, extracción de líquido-líquido), procedimientos en membrana de líquidos de tipo emulsión, precipitación salina o combinaciones de los mismos.

Aparte de ácidos, pueden retirarse de la fase acuosa de manera similar otros componentes hidrosolubles no deseados, tales como polifenoles que inducen astringencia y/o amargos de bajo peso molecular antes o durante la etapa de desaromatización y/o antes o durante la etapa de concentración.

En una realización preferida adicional, la etapa (3) comprende una etapa de secado continuo de la suspensión triturada fina o de la fase sólida, en caso de estar presente; o en la que la etapa (3) comprende una etapa de secado continuo y posteriormente de tostado de la suspensión triturada fina o de la fase sólida, en caso de estar presente.

Las etapas específicas de separación y/o procesado empleadas en la etapa (3) pueden depender del material de partida y se describirán en más detalle más adelante en el presente documento junto con la descripción de las realizaciones segunda a cuarta.

En general, el procedimiento descrito permite una extracción y producción optimizada de componentes deseables del fruto del café a la vez que se permite una retirada sencilla de componentes no deseables (por ejemplo, constituyentes ácidos y amargos) presentes en las cerezas del café mediante la fase acuosa, posibilitando de este modo el uso de una gran variedad de frutos de café (por ejemplo, especies normalmente consideradas de inferior calidad) para preparar productos de café con un aroma suave pero aromáticamente rico y alta digestibilidad (por ejemplo, efectos diuréticos reducidos atribuidos a los contenidos excesivamente ácidos).

Procedimiento para procesar frutos de café enteros

En una primera realización, la presente invención se refiere a un procedimiento de procesado de cerezas del café, en el que las cerezas del café enteras se someten a la etapa de triturado en húmedo. En otras palabras, un procedimiento de la primera realización comprende las etapas de: (1) añadir agua a las cerezas del café para formar una suspensión; (2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas de trituración hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos; y (3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de cereza del café, aceite de cereza del café, polvo de cereza del café, zumo de cereza del café y aroma de café.

En el presente documento, las etapas de preprocesado y las etapas (1) y (2) pueden llevarse a cabo de acuerdo con la descripción de la primera realización y en línea con las figuras 4a y 4b.

En la Fig. 1 se representa una realización preferida para llevar a cabo la etapa (3) partiendo del procesado de la cereza del café entera. En el presente documento, la suspensión finamente triturada se somete a: (a) una etapa de separación en tres fases, que separa la suspensión en una fase acuosa (fase pesada), una fase oleosa (fase ligera) y una fase sólida, comprendiendo dicha fase acuosa zumo de cereza del café y aroma de cereza del café, comprendiendo dicha fase oleosa aceite del fruto del cacao como componente principal y comprendiendo dicha fase sólida polvo de café verde y agua como componentes principales; y (b) una etapa de procesar por separado las tres fases, que opcionalmente comprende al menos de uno de: (b1) separar el aceite de cereza del café de la fase oleosa, (b2) separar el polvo de cereza del café y/o el aroma de la fase sólida y (b3) separar el aroma de cereza del café o el zumo de cereza del café de al menos la fase acuosa.

Preferentemente, pueden usarse dispositivos que usan fuerza centrífuga para lograr la separación mecánica de las partículas, tales como decantadores o separadores de boquilla, preferentemente decantadores.

Pueden emplearse múltiples etapas de separación de fases y de recombinación para lograr una separación mejorada entre la fase acuosa, la fase oleosa y la fase sólida. Por ejemplo, las fases acuosas y oleosas obtenidas en la separación en tres fases pueden purificarse adicionalmente, por ejemplo, llevando a cabo una segunda etapa de separación en tres fases, para mejorar adicionalmente la recuperación y producción de extractos. La fase sólida puede filtrarse o centrifugarse para separar el agua restante, que puede recombinarse con la fase acuosa de la etapa de decantación inicial o en una etapa posterior del procesado de dichas fases. Asimismo, la fase acuosa puede someterse a etapas de purificación adicionales, por ejemplo, mediante filtración usando filtros de rotación al vacío para retirar las partículas finas.

Después de la separación en tres fases y de las etapas de purificación opcionales, la fase acuosa, que proporciona una vía para un extracto líquido de fruto del café que puede rellenarse y servirse como bebida, zumo o concentrado, puede someterse a una etapa de recuperación de aromas, en la que los componentes de aroma hidrófilos se separan de la fase acuosa. Las técnicas adecuadas incluyen, pero sin limitación, evaporación al vacío, absorción, técnicas de ósmosis inversa o extracción con disolventes (por ejemplo, etanol). En general, la fase acuosa

Asimismo, ya que una gran proporción de los componentes ácidos hidrófilos presentes en la pulpa, el mucílago y los granos o añadidos durante la modulación del pH o la incubación se encontrarán en la fase acuosa, estos pueden neutralizarse convenientemente y/o retirarse tratando de manera adecuada la fase acuosa, si fuese necesario.

Además, la fase acuosa puede someterse a pasteurización o esterilización antes de o después de la etapa de concentración/recuperación de aromas.

La fase sólida (húmeda) obtenida después de la separación en las tres fases puede tratarse opcionalmente con una trituradora de rodillo calefactable para reducir el tamaño de partícula y comenzar el secado previo. La fase sólida puede someterse a una etapa de secado y una etapa posterior opcional de tostado para obtener polvo y aroma de fruto de café (tostado). Asimismo, pueden añadirse opcionalmente azúcar, solución de azúcar y/o zumos de frutas a los sólidos del café separados antes del secado para mejorar el desarrollo de aromas durante el procedimiento de secado/tostado.

El procedimiento para llevar a cabo el secado/tostado no está particularmente limitado y puede efectuarse en, por ejemplo, un secador de tambor. En una realización preferida, sin embargo, la etapa de secado/tostado se lleva a cabo en un dispositivo mezclador que comprende un cuerpo tubular cilíndrico dispuesto con su eje horizontal y cerrado en sus extremos opuestos por placas de cierre y que tiene una camisa de calentamiento o enfriamiento coaxial a través de la que, por ejemplo, está previsto que fluya aceite diatérmico u otro fluido para mantener la pared interna del cuerpo a una temperatura predeterminada. El cuerpo tubular tiene aberturas de entrada y salida para la fase sólida. La abertura de salida se comunica, mediante un conducto, con un dispositivo para separar la fase de aroma del producto seco. El dispositivo comprende además un rotor con aspas que está soportado para la rotación en el cuerpo tubular, estando sus aspas dispuestas como una hélice y orientadas para centrifugar la fase sólida que se está procesando y simultáneamente, transportarla hacia la abertura de salida. El uso de este dispositivo de mezclado permite ventajosamente que se lleve a cabo la etapa de secado/tostado y la separación de los aromas tostados y otros aromas de manera continua hasta la preparación del polvo de fruto de café. Durante la etapa de tostado opcional, que normalmente se lleva a cabo durante de aproximadamente 5 a 15 minutos a temperaturas de 170 a 230 °C, el contenido de agua de la fase sólida se reduce normalmente de aproximadamente un 10-12 % a un 3 % o menos. Obsérvese que la duración del tostado aplicable es menos crítica cuando se compara con los procedimientos convencionales, ya que la fase sólida solo contiene bajas concentraciones de aceites del café, que se han separado previamente de la fase sólida, minimizando de este modo el sabor ahumado y/o quemado característico que se produce por la evaporación de los aceites del café con un tostado prolongado.

Los aceites del fruto del café pueden obtenerse mediante purificación de la fase oleosa obtenida en la separación en tres fases. Se entiende que dichos aceites del fruto del café son fundamentalmente diferentes de los aceites del café convencionales extraídos en los procedimientos de procesado del grano del café convencionales, ya que comprenden únicamente componentes oleosos del fruto del café entero y no se han sometido a tostado.

Procedimiento para procesar pulpa de cereza del café

En una tercera realización, la presente invención se refiere a un procedimiento de procesado de cerezas del café, que comprende las etapas de: (1) separar las cerezas del café en pulpa y granos de café verdes y añadir agua a la pulpa para formar una suspensión; (2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas de trituración hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos, preferentemente 50 pm o menos; y (3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de pulpa de café, polvo de pulpa de café y zumo de pulpa de café.

Después de la purificación y clasificación de las cerezas del café enteras, el procedimiento de acuerdo con la tercera realización comprende una etapa de separación de la pulpa del café y el grano de café verde. El despulpado de los granos de café puede llevarse a cabo manual o mecánicamente. En una realización preferida, la pulpa del café se separa de los granos usando un dispositivo de separación mecánica.

Obsérvese que con la expresión "pulpa del café", como se usa en la descripción de la presente invención, se pretende abarcar el mucílago, la pulpa y el exocarpo contenidos en las cerezas del café.

Después de la separación de los granos, se añade agua a la pulpa del café y la suspensión resultante se somete a triturado en húmedo de múltiples etapas de acuerdo con los procedimientos descritos anteriormente, con la excepción de que en el procesado de la pulpa de café, normalmente se obtienen tamaños de partícula de 500 pm o menos después de la primera etapa de triturado.

Se describirá con referencia a la Fig. 2 una realización preferida del procedimiento de procesado de pulpa de café mediante el que pueden extraerse aroma de pulpa de café, polvo de pulpa de café y zumo de pulpa de café. En el presente documento, la suspensión finamente triturada puede someterse a un tratamiento térmico, que puede ir seguido opcionalmente de maceración o incubación (de acuerdo con la descripción relacionada con la primera realización). La suspensión incubada puede pasteurizarse o esterilizarse, tras lo cual puede rellenarse/envasarse o servirse como zumo de pulpa de café. Por otra parte, las suspensiones maceradas pueden secarse y opcionalmente tostarse de acuerdo con la descripción de la segunda realización para proporcionar polvo de pulpa de café y opcionalmente aroma de pulpa (tostada).

Procedimiento para procesar granos de café verdes

En una tercera realización, la presente invención se refiere a un procedimiento de procesado de cerezas del café, que comprende las etapas de: (1) separar las cerezas del café en pulpa y granos de café verdes y añadir agua a los granos de café verdes no tostados para formar una suspensión; (2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas de trituración hasta un tamaño medio de partícula de 100 pm o menos; (3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de café y polvo de café tostado.

Aunque sin limitarse a las mismas, las etapas de preprocesado y las etapas (1) y (2) pueden llevarse a cabo de acuerdo con la descripción de la tercera realización y en línea con las figuras 4a y 4b. Preferentemente, el procedimiento de triturado en múltiples etapas se lleva a cabo en línea con la Fig. 4b, en el que el tratamiento térmico, la pasteurización/esterilización y las etapas de maceración, incubación y fermentación son opcionales.

Una realización preferida del procedimiento de procesado de granos de café verdes se describirá con referencia a la Fig. 3. En el presente documento, la suspensión finamente triturada puede someterse opcionalmente a un tratamiento térmico de acuerdo con la descripción relacionada con la primera realización. En la etapa (3), el procedimiento de procesado de granos verdes comprende preferentemente: (a) una etapa de separación de la suspensión en una fase acuosa (fase pesada), una fase oleosa (fase ligera) y una fase sólida; y (b) una etapa de procesar por separado las tres fases, que opcionalmente comprende al menos de uno de: (b1) separar el aceite de cereza del café de la fase oleosa, (b2) secar y opcionalmente secar la fase sólida para extraer aroma de café o para proporcionar polvo de café verde o tostado y (b3) separar el aroma de cereza del café o el zumo de cereza del café de al menos la fase acuosa. Preferentemente, las etapas (b1) o (b2) comprenden una etapa adicional de separar la suspensión en una fase acuosa (fase pesada), una fase oleosa (fase ligera) y una fase sólida. Las separaciones en tres fases pueden llevarse a cabo de acuerdo con la descripción de la segunda realización.

Como alternativa al tratamiento térmico opcional y la separación en tres fases, la suspensión finamente molida puede someterse directamente a secado y tostado opcional para obtener polvo de café y/o aroma de café (tostado), en el que el secado/tostado se lleva a cabo de acuerdo con la descripción de la segunda realización.

Una realización especialmente preferida desde el punto de vista de la utilización optimizada de los componentes de la baya del café, el procedimiento de la presente invención es una combinación de las realizaciones tercera y cuarta descritas anteriormente.

Se apreciará que los procedimientos de la presente invención pueden emplear cualquiera de las características preferidas especificadas anteriormente con respecto a la descripción de las realizaciones primera a cuarta y que pueden combinarse características preferidas en cualquier combinación, excepto para combinaciones en las que al menos algunas de las características son mutuamente excluyentes.

Procesado adicional de extractos de café

Los extractos de café obtenidos mediante los procedimientos anteriormente descritos pueden emplearse directamente como productos alimentarios (como aditivos alimentarios, suplementos nutricionales o bebidas, por ejemplo). Como alternativa, los extractos pueden procesarse adicionalmente mediante procedimientos conocidos en la técnica, incluyendo la preparación de extractos secos (mediante liofilización o secado por pulverización, por ejemplo) o aislamiento de compuestos bioactivos específicos (por ejemplo, polifenoles, polisacáridos, cafeína).

Una vez proporcionada la divulgación anterior, resultarán evidentes para el experto en la materia muchas características, modificaciones y mejoras diferentes.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de procesado de cereza del café, que comprende las etapas de:

(1) añadir agua a las cerezas del café o a cualquier pulpa o granos de café verdes no tostados obtenidos de las cerezas del café para formar una suspensión;

(2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas hasta un tamaño medio de partícula de 100 |jm o menos; y

(3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de las cerezas del café seleccionado entre aroma de cereza del café, aceite de cereza del café, polvo de cereza del café, zumo de cereza del café, aroma de pulpa de café, polvo de pulpa de café, zumo de pulpa de café, aroma de café y polvo de café verde o tostado.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las etapas de:

(1) añadir agua a las cerezas del café para formar una suspensión;

(2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas de trituración hasta un tamaño medio de partícula de 100 jm o menos; y

(3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de las cerezas del café seleccionado entre aroma de cereza del café, aceite de cereza del café, polvo de cereza del café, zumo de cereza del café y aroma de café.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la etapa (3) comprende:

(a) una etapa de separación de la suspensión en una fase acuosa (fase pesada), una fase oleosa (fase ligera) y una fase sólida, comprendiendo dicha fase acuosa zumo de cereza del café y aroma de cereza del café, comprendiendo dicha fase oleosa aceite del fruto del cacao como componente principal y comprendiendo dicha fase sólida polvo de café verde y agua como componentes principales; y

(b) una etapa de procesar por separado las tres fases, que opcionalmente comprende al menos de uno de:

(b1) separar el aceite de cereza del café de la fase oleosa,

(b2) separar polvo y/o aroma de cereza del café de la fase sólida y

(b3) separar el aroma de cereza del café o el zumo de cereza del café de al menos la fase acuosa.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las etapas de:

(1) separar las cerezas del café en pulpa y granos de café verdes y añadir agua a la pulpa para formar una suspensión;

(2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas de trituración hasta un tamaño medio de partícula de 100 jm o menos; y

(3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de pulpa de café, polvo de pulpa de café y zumo de pulpa de café.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las etapas de:

(1) separar las cerezas del café en pulpa y granos de café verdes y añadir agua a los granos de café verdes no tostados para formar una suspensión;

(2) triturar en húmedo dicha suspensión en múltiples etapas de trituración hasta un tamaño medio de partícula de 100 jm o menos;

(3) someter dicha suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de café y polvo de café tostado.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la etapa (3) comprende:

(a) una etapa de separación de la suspensión en una fase acuosa (fase pesada), una fase oleosa (fase ligera) y una fase sólida; y

(b) una etapa de procesar por separado las tres fases, que opcionalmente comprende al menos de uno de:

(b1) separar el aceite de cereza del café de la fase oleosa,

(b2) secar y opcionalmente tostar la fase sólida para extraer aroma de café o para proporcionar polvo de café verde o tostado y

(b3) separar el aroma de cereza del café o el zumo de cereza del café de al menos la fase acuosa.

7. Procedimientos de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 6, en los que las etapas (b1) o (b2) comprenden una etapa adicional de separar la suspensión en una fase acuosa (fase pesada), una fase oleosa (fase ligera) y una fase sólida.

8. Procedimientos de acuerdo con las reivindicaciones 3, 6 o 7, en los que la etapa de separación de la suspensión en una fase acuosa (fase pesada), una fase oleosa (fase ligera) y una fase sólida se lleva a cabo mediante el uso de un decantador.

9. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la etapa (2) comprende:

(a) una o más etapas de triturado grueso hasta un tamaño medio de partícula de 500 |jm o menos y

(b) una etapa de triturado fino posterior hasta un tamaño medio de partícula de 100 jm o menos.

10. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además una etapa de someter la suspensión durante o después de la etapa (2) a:

un tratamiento térmico opcional a una temperatura de 60 °C o menos, una etapa de pasteurización opcional o una etapa de esterilización opcional;

una etapa de maceración, preferentemente una etapa de maceración asistida por enzimas;

una etapa de incubación; o

una etapa de fermentación.

11. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que una etapa de modulación del pH se lleva a cabo durante o después de la etapa (1).

12. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que además comprende una etapa de neutralización de los componentes ácidos en la fase acuosa y/o de retirada de los componentes ácidos de la fase acuosa, incluyendo preferentemente los componentes ácidos ácido clorogénico, ácido acético, ácido málico, ácido cítrico y/o ácido fosfórico, en el que la etapa de neutralización y/o de retirada de los componentes ácidos se lleva a cabo preferentemente durante la etapa (1) o la etapa (3).

13. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la etapa (3) comprende una etapa de secado continuo de la suspensión triturada fina o de la fase sólida, en caso de estar presente; o en la que la etapa (3) comprende una etapa de secado continuo y posteriormente de tostado de la suspensión triturada fina o de la fase sólida, en caso de estar presente.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las etapas de:

(1) separar las cerezas del café en pulpa y granos de café verdes, añadir agua a la pulpa para formar una primera suspensión y añadir agua a los granos de café verdes no tostados para formar una segunda suspensión;

(2) triturar en húmedo dicha primera suspensión y dicha segunda suspensión en múltiples etapas de trituración hasta un tamaño medio de partícula de 100 jm o menos;

(3) someter dicha primera suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado que comprenden al menos la separación de la fase acuosa para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de pulpa de café, polvo de pulpa de café y zumo de pulpa de café; y someter dicha segunda suspensión a una o más etapas de separación y/o procesado para obtener al menos un extracto de cerezas del café seleccionado entre aroma de café y polvo de café tostado.