? ? ? ?咖啡是世界上交易量最大的農(nóng)產(chǎn)品之一。根據(jù)Statista的數(shù)據(jù)，2020年全球咖啡市場收入將達(dá)到448億美元，預(yù)計(jì)到2025年將以每年5％的速度增長。

? ? ? ?它以多種不同的形式到消費(fèi)者手中，從咖啡店里的拿鐵到速溶咖啡。但在超市貨架上以咖啡豆、研磨咖啡和速溶咖啡三種形式為主。本次文章介紹了制造商用于尋找最佳沖煮過程中使用的質(zhì)地分析技術(shù)。

• 速溶咖啡

? ? ? ?速溶咖啡有顆粒狀和粉末狀兩種，盡管其味道永遠(yuǎn)無法與傳統(tǒng)咖啡相媲美，與咖啡豆和研磨咖啡相比還是具有部份優(yōu)勢。例如沖泡快速又干凈（無需清理）、減輕運(yùn)輸重量和體積并具有較長的保質(zhì)期。

? ? ? ?大多消費(fèi)者偏愛的速溶咖啡特性為溶解速度快、流動(dòng)性高、沒有結(jié)塊，并且顆粒在運(yùn)輸過程中保持其形狀，避免罐子底部有較多破碎顆粒和細(xì)粉而被認(rèn)為質(zhì)量較低。

? ? ? ?如今，消費(fèi)者對(duì)健康、功能性食品的需求正在迅速增長，因?yàn)槊刻煊袛?shù)百萬人飲用咖啡。薩格勒布大學(xué)（Zagreb University）發(fā)表這項(xiàng)研究的目的是配制濃縮速溶咖啡粉，并評(píng)估儲(chǔ)存時(shí)間、功能成分和包裝材料對(duì)混合物的物理及感官特性的影響。

? ? ? ?他們使用Powder FlowAnalyser（PFA）評(píng)估得到包裝材料的變化對(duì)咖啡的內(nèi)聚性有明顯的影響，這將影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品滿意度和購買意愿。

? ? ? ?PFA也可以用于測量速溶咖啡結(jié)塊性和速度的相關(guān)性，它是食品工業(yè)所有領(lǐng)域很受歡迎的配件，因?yàn)樗梢詼?zhǔn)確又客觀地測試添加劑、混合物和成品，來幫助制造商避免典型的問題，例如添加劑的批次和來源變化、存儲(chǔ)過程中的結(jié)塊性、料斗中產(chǎn)生的架橋以及生產(chǎn)過程中的粘連性。

? ? ? ?速溶咖啡的新配方正在不斷研發(fā)。在Symrise發(fā)布的一項(xiàng)專利中使用一種新方法來制造具有較大粒徑且無粉塵的穩(wěn)定干燥粉塊，且能夠保有活性成分和調(diào)味劑，速溶咖啡被指定為此方法的一個(gè)例子，并以作者定義的等級(jí)測量速溶咖啡的流動(dòng)性。

? ? ? ?另外克羅地亞的一個(gè)研究小組使用PFA來測量卡布奇諾咖啡粉在儲(chǔ)存期間的物理性質(zhì)，在卡布奇諾咖啡粉中咖啡粉與糖、奶粉以及不同的乳化劑和抗結(jié)塊劑混合，并將樣品儲(chǔ)存4個(gè)月，每月進(jìn)行一次粉末流動(dòng)分析。內(nèi)聚性與結(jié)塊強(qiáng)度之間呈正相關(guān)關(guān)系（內(nèi)聚性上升使結(jié)塊強(qiáng)度上升）。

? ? ? ?華盛頓州立大學(xué)（Washington StateUniversity）的研究人員使用另一種方法來測量速溶咖啡的特性，壓縮測試已被證明不僅是表征磨損特性的有效方法，而且可以很好的描述粉末流動(dòng)性，這項(xiàng)研究的目的是探討顆粒大小和水分活度對(duì)附聚粉末（包括速溶咖啡）壓縮特性的影響。

? ? ? ?將每個(gè)樣品置于圓柱壓縮容器中，并使用SMS質(zhì)構(gòu)分析儀和圓柱型探頭進(jìn)行壓縮，發(fā)現(xiàn)粒徑在壓縮測試中具有明顯的影響，因?yàn)榱皆酱蠓蹓m空隙越大更容易被壓縮，低水分活度的樣品更容易被壓縮，但是在所有測試中改變水分活度不會(huì)顯著影響壓縮特性。

• 研磨咖啡

? ? ? ?為了制備咖啡飲品，將烘焙過咖啡豆中的成分萃取分散到水中。因此，在控制萃取和分散過程中降低咖啡豆的粒度非常重要，咖啡研磨的粗細(xì)度會(huì)直接影響萃取時(shí)間長短以及萃取率高低。如咖啡磨得愈細(xì)，粉塵愈密實(shí)，有較多的咖啡粉粒與熱水接觸，萃取阻力加大，愈易延長萃取時(shí)間，并拉升萃取率，很容易萃取過度。反之，咖啡磨得愈粗，粉塵空隙愈大，有較少的咖啡粉粒與熱水接觸，萃取阻力轉(zhuǎn)弱，愈不易延長萃取時(shí)間，而降低萃取率，很容易萃取不足。因此，咖啡磨得愈細(xì)，會(huì)延長萃取時(shí)間并拉升萃取率，咖啡磨得愈細(xì)，會(huì)縮短萃取時(shí)間并壓低萃取率。

? ? ? ?因此埃爾吉耶斯大學(xué)（ErciyesUniversity）發(fā)布一項(xiàng)研究咖啡粉的烘焙程度和顆粒大小與流動(dòng)特性的關(guān)系。

? ? ? ?由于顆粒(粉末)在灌裝過程中容易出現(xiàn)結(jié)塊而堵塞的狀況，因此確保研磨咖啡到達(dá)客戶手中時(shí)具有良好的流動(dòng)性是非常重要的。

? ? ? ?考慮到影響流動(dòng)性的原因，他們使用PFA來表征其咖啡樣品的流動(dòng)行為，如評(píng)估內(nèi)聚性、結(jié)塊強(qiáng)度和粉末流動(dòng)速度相關(guān)性（PFSD）數(shù)據(jù)。結(jié)果中表明研磨中、粗的顆?？Х葮悠凡灰捉Y(jié)塊，而細(xì)磨的樣品則容易結(jié)塊。在這些樣品中，只有粒徑較大的咖啡才具有穩(wěn)定的流動(dòng)性。

• 咖啡豆
  

? ? ? ?烘焙是咖啡加工中最重要的步驟，會(huì)引起明顯的化學(xué)、物理、結(jié)構(gòu)和感官變化。在此過程中，根據(jù)最終產(chǎn)品所需特性，將咖啡豆在240°C下進(jìn)行不同時(shí)間的烘焙，在烘焙過程中使它們失去強(qiáng)度和韌性變得更易碎。研磨過程必須具有一定程度的脆性，然而研磨咖啡的均勻性部分取決于咖啡豆的脆性，這會(huì)影響最終沖煮咖啡中可溶性固形物的萃取。

? ? ? ?烏迪內(nèi)大學(xué)（Udine University）進(jìn)行的研究，目的是評(píng)估在170°C、200°C和高產(chǎn)量條件下，影響烘焙咖啡豆力學(xué)特性的因素（例如密度和水分），為了區(qū)分烘焙（密度和水分都發(fā)生變化）與單獨(dú)除水帶來的影響，還對(duì)咖啡豆樣品在復(fù)水溫度（90-105°C）下進(jìn)行了熱處理。

? ? ? ?對(duì)單個(gè)豆子進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，并根據(jù)力-距離圖測量斷裂力、斷裂應(yīng)變和斷裂功。結(jié)果表明，烘焙高產(chǎn)咖啡豆的脆性與水分流失、組織結(jié)構(gòu)變化和密度降低有關(guān)。