Введение. В настоящее время рост населения способствует возрастанию объемов производства в пищевой промышленности, что, в свою очередь, делает еще более актуальным направление рационального использования сырья и оптимизации процессов переработки отходов основного производства и вторичного сырья.

Совершенствование существующих технологических процессов за счет изменений в направлении органолептических и физико-химических показателей способствует как расширению уже имеющегося ассортимента готовых продуктов, так и использованию ранее незадействованного сырья.

Предложенная технология производства быстрорастворимого кофейного напитка относится к пищевой промышленности, и, в частности, может быть реализована предприятиями малого и среднего бизнеса.

Кофе является широко распространенной сельскохозяйственной культурой пищевого назначения, перерабатываемой во всем мире. Основным направлением переработки кофейных зерен является приготовление одноименного напитка. Способов переработки кофе множество, но одним из самых серьезных недостатков всех способов является получение кофейного жмыха, который, как правило, не используется в дальнейшем и утилизируется [9].

Есть способы переработки жмыха, но зачастую они являются слишком энерго- и экономически затратными и непопулярны в пищевой промышленности [1, 2].

В результате проведенного анализа установлено, что разработка технологии производства быстрорастворимого кофейного напитка на основе вторичного кофейного сырья является актуальным решением проблемы переработки отходов кофейного производства и получения нового продукта с высокими органолептическими и физико-химическими показателями.

Цель работы. Целью исследования является оптимизация использования кофейного сырья путем создания технологии приготовления быстрорастворимого кофейного напитка, которая позволила бы получить продукт, как удовлетворяющий потребителя по вкусовым качествам, так и обеспечивающий переработку отходов приготовления кофе.

Результаты исследования и их обсуждение. В процессе разработки предлагаемой технологии и проведения комплексных исследований были получены следующие результаты.

Кофейные зерна в процессе переработки претерпевают множество изменений в химическом составе, которые непосредственно влияют на органолептические, физико-химические и физиологические показатели полученного продукта – кофе.

Состав сырого кофе весьма разнообразен. Содержание веществ в зернах кофе и их количество зависит от почв и условий произрастания. Большое количество химических соединений образуется в процессе обжарки зерен. Жареный кофе содержит более 1000 различных химических соединений, около 800 из которых напрямую отвечают за вкус приготовленного напитка. В состав экстрактивных веществ сырого кофе входят алкалоиды, белки, фенольные соединения, моно- и дисахара, липиды, органические кислоты, аминокислоты, минеральные элементы и ряд других веществ, содержащихся в небольшом количестве [2, 10].

При приготовлении напитков на основе кофе накапливаются значительные количества кофейного жмыха, который в предприятиях малого и среднего бизнеса зачастую не используют.

В настоящее время предлагается ряд технологий переработки кофейного жмыха, такие как извлечение ароматических и красящих веществ, получение пектина [7, 9]. Одним из наиболее интересных подходов является получение кофейного масла – ценного растительного продукта, используемого в пищевой, парфюмерно-косметической, и фармацевтической промышленности [1]. Однако указанные технологии не нашли широкого применения, что обусловлено жесткими условиями проведения технологических операций, трудоемкостью процессов, значительными капитальными вложениями, а также наличием значительного количества отходов после извлечения целевого продукта из кофейного жмыха. Основная масса кофейного жмыха чаще всего подвергается ликвидации, нанося вред окружающей среде, либо используется в качестве наполнителя в строительных смесях, что является нерациональным использованием ценного вторичного сырья [9, 10].

Кофейный жмых, представляющий собой сырье, прошедшее процесс экстракции при температуре 89-92°C и давлении 9 бар (параметры кофемашин), состоит из 75-80% воды и 20-25% твердой массы. По физико-химическому составу он содержит те же вещества, что и исходное сырье. Но только при термообработке происходит накопление экстрактивных веществ и при этом немаловажное значение имеет вода, являющаяся сильным активатором всех биохимических и физико-химических процессов [5, 9].

При изготовлении быстрорастворимого кофейного напитка по предлагаемой технологии используется кофейный жмых, вода питьевая, сахар [3, 4, 6].

Принципиальная технологическая схема производства быстрорастворимого кофейного напитка представлена на рис. 1.

 Рис. 1. Принципиальная технологическая схема производства быстрорастворимого кофейного напитка

Fig. 1. The process flow diagram of instant coffee production

Кофейный жмых, влажность которого обычно составляет 75%, взвешивают в таком количестве, чтобы масса сухих веществ в пересчете составила 1 кг. К нему добавляют 5 л воды питьевой. Смесь тщательно перемешивают и кипятят в течение 10-15 мин в закрытой посуде. После охлаждения смеси полученный экстракт фильтруют и оставляют отстаиваться в течение 1-1,5 часов.

Отстоявшийся экстракт отделяют от осадка и упаривают. Упаривание проводят в емкости, закрытой хлопковой тканью. Конечным продуктом упаривания является густой экстракт объемом 130-140 мл. Полученный экстракт смешивают с 300 г сахара и доводят влажность смеси до 10% путем упаривания.

Соотношение между количеством сахара и густого экстракта составляет 3 : 1.

Упаривание водных экстрактов относится к энергозатратным технологиям. Не смотря на это, процесс производства быстрорастворимого кофейного напитка достаточно выгодный. Так, например, для приготовления быстрорастворимого кофейного напитка по вышеупомянутой технологии основные затраты будут отнесены к упариванию 5 л воды. Как правило, для упаривания 1 л воды необходимо затратить 2 кВт электроэнергии, таким образом, на процесс упаривания будет затрачено 40-45 руб. В результате получается 430-440 г готового продукта. На стакан (200 мл) воды расходуется 2 чайных ложки быстрорастворимого кофейного напитка (16 г). Таким образом, при использовании всего объема готового продукта можно получить минимум 20 стаканов быстрорастворимого кофейного напитка. При ориентировочной цене 10 руб. за стакан напитка прибыль будет составлять более 80 руб. [8].

Заключение. Таким образом, реализация технологии получения быстрорастворимого кофейного напитка позволяет оптимизировать использование кофейного сырья, получить новый продукт питания, а также, с точки зрения экономики, – дополнительную прибыль от использования продуктов переработки кофейных зерен. Полученный продукт может получить широкое распространение в социальной сфере питания, а также в кондитерской промышленности.