การประเมินเปรียบเทียบปริมาณสารระเหยให้กลิ่นของกาแฟสำเร็จรูป ที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งและพ่นฝอย
คำสำคัญ:
กาแฟสำเร็จรูป , การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง , การทำแห้งแบบพ่นฝอย , สารระเหยให้กลิ่นบทคัดย่อ
วัตถุประสงค์และที่มา: ปัจจุบันกาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งได้รับความนิยมจากผู้บริโภคชาวไทยเพิ่มขึ้น ทั้งนี้อาจเป็นเพราะการผลิตระดับอุตสาหกรรมทำให้ราคาของผลิตภัณฑ์ลดลง อีกทั้งยังถูกอ้างว่ามีกลิ่นหอมมากกว่ากาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบพ่นฝอยด้วย อย่างไรก็ตาม ยังไม่เคยมีการศึกษาอย่างจริงจังโดยใช้วิธีการวิเคราะห์ที่น่าเชื่อถือ ดังนั้น งานวิจัยจึงมีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบปริมาณสารระเหยให้กลิ่นของกาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งและพ่นฝอยทั้งระดับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม ซึ่งผลิตจากเมล็ดกาแฟโรบัสต้า
วิธีดำเนินการวิจัย: ทำการแยก ระบุ และวิเคราะห์สารระเหยทั้งหมดในกาแฟสกัดที่เตรียมระดับห้องปฏิบัติการ กาแฟสกัด และกาแฟสกัดเข้มข้นที่เตรียมระดับอุตสาหกรรม และกาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งและพ่นฝอยทั้งระดับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม โดยใช้เทคนิค HS-SPME/GC-MS
ผลการวิจัย: พบสารระเหยทั้งหมด 144 ชนิด แต่ระบุชนิดสารได้ 106 ขนิด เมื่อพิจารณาค่า odor activity values (OAVs) ของสารระเหยเหล่านี้ในกาแฟสกัดที่ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตกาแฟสำเร็จรูป พบว่าเป็นสารระเหยให้กลิ่นที่มีค่า OAV ³ 1 จำนวน 53 ชนิด จำแนกเป็นไพราซีน 15 ชนิด ฟูแรน 8 ชนิด กรด 5 ชนิด แอลดีไฮด์ 5 ชนิด คีโตน 3 ชนิด ไพร์โรล 3 ชนิด เอสเทอร์ 2 ชนิด ไพริดีน 2 ชนิด ไทอะโซล 2 ชนิด แอลกอฮอล์ 2 ชนิด ฟีนอล 2 ชนิด ออกซาโซล 1 ชนิด ฟูราโนน 1 ชนิด ไฮโดรคาร์บอน 1 ชนิด และ ไพแรน 1 ชนิด หลังจากทำให้เข้มข้น ปริมาณสารระเหยให้กลิ่นทั้งหมดในกาแฟสกัดเข้มข้นคงอยู่เพียง 43.94% ของที่มีในกาแฟสกัด โดยมีการลดลงของสารระเหยทุกกลุ่ม ยกเว้นฟูแรน เมื่อทำแห้ง กาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งระดับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรมมีการคงอยู่ของสารระเหยให้กลิ่นทั้งหมด 75.98% และ 73.39% ของที่มีในกาแฟสกัดเข้มข้น ขณะที่ กาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบพ่นฝอยระดับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรมมีการคงอยู่ของสารระเหยให้กลิ่นทั้งหมด 50.11% และ 45.13% ของที่มีในกาแฟสกัดเข้มข้น ตามลำดับ อีกทั้ง กาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งมีปริมาณสารระเหยกลุ่มไพราซีนและฟูแรนสูงกว่ากาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบพ่นฝอย ทั้งระดับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม
สรุปผลการวิจัย: กาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งประกอบด้วยปริมาณสารระเหยให้กลิ่นทั้งหมดมากกว่ากาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบพ่นฝอยอย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) ประมาณ 1.52 เท่า (หรือ 25.87%) และ 1.63 เท่า (หรือ 28.26%) สำหรับการผลิตระดับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม ตามลำดับ กำลังการผลิตของเครื่องจักรมีผลต่อปริมาณสารระเหยให้กลิ่นทั้งหมดในกาแฟสำเร็จรูปอย่างไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ (p ³ 0.05)
References
Amanpour, A., & Selli, S. (2015). Differentiation of volatile profiles and odor activity values of Turkish coffee and French press coffee. Journal of Food Processing and Preservation, 40, 1116-1124.
Angeloni, S., Mustafa, A. M., Abouelenein, D., Alessandroni, L., Acquaticci, L., Nzekoue, F.K., Petrelli, R., Sagratini, G., Vittori, S., Torregiani, E., & Caprioli, G. (2021). Characterization of the aroma profile and main key odorants of espresso coffee. Molecules, 26, 3856.
Bassoli, D. G., Sumi, A. P., Akashi, Y., Uchida, H., & De Castro, A. S. (1993). Instant coffee with natural aroma by spray-drying. Conference: ASIC, 15th International Conference on Coffee Science (Volume 1), Montpellier-France.
Bettaieb, I., Benabderrahim, M. A., Guillén-Bejarano, R., Rodríguez-Arcos, R., Jiménez-Araujo, A., Bouaine, M., Ghorbal, A., & Elfalleh, W. (2024). The effect of freeze-drying process and arabica coffee enrichment on bioactive content, aroma volatile, and sensory characteristics of date seed coffee. Food Bioscience, 57, 103473.
Burdock, G. A. (2010). Fenaroli’s Handbook of Flavor Ingredients. (Sixth Edition). Boca Raton: CRC Press.
Buffo, R. A., & Cardelli-Freire, C. (2004). Coffee flavour: an overview. Flavour and Fragrance Journal, 19, 99-104.
Buttery, R. G. (1999). Flavor chemistry and odor thresholds. In R. Teranishi, E. L. Wick, & I. Hornstein (Eds.), Flavor Chemistry: Thirty Years of Progress (353-364). New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers.
Buttery, R. G., & Ling, L. C. (1995). Volatile flavor components of corn tortillas and related products. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 43, 1878-1882.
Cai, Y., Xu, Z., Pan, X., Gao, M., Wu, M., Wu, J., & Lao, F. (2022). Comparative profiling of hot and cold brew coffee flavor using chromatographic and sensory approaches. Foods, 11, 2968.
Caporaso, N., Whitworth, M. B., Cui, C., & Fisk, I. D. (2018). Variability of single bean coffee volatile compounds of Arabica and robusta roasted coffees analysed by SPME-GC-MS. Food Research International, 108, 628-640.
Chindapan, N., Puangngoen, C., & Devahastin, S. (2021). Profiles of volatile compounds and sensory characteristics of Robusta coffee beans roasted by hot air and superheated steam. International Journal of Food Science & Technology, 56, 3814-3825.
Filková, I., Huang, L. X., & Mujumdar, A. S. (2014). Industrial spray drying systems. In A. S. Mujumdar (Ed.), Handbook of Industrial Drying (4th Edition) (pp. 191-225). Boca Raton: CRC Press.
Flament, I. (2002). Coffee Flavor Chemistry. West Sussex: Wiley.
Heo, J., Adhikari, K., Choi, K. S., & Lee, J. (2020). Analysis of caffeine, chlorogenic acid, trigonelline, and volatile compounds in cold brew coffee using high-performance liquid chromatography and solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry. Foods, 9, 1746.
Ishwarya, S. P., Anandharamakrishnan, C. (2015). Spray-freeze-drying approach for soluble coffee processing and its effect on quality characteristics. Journal of Food Engineering, 149, 171-180.
Khwanpruk, K. (2009). Volatile retention in the formation and dehydration of food powders. Doctoral dissertation, Loughborough University. Loughborough University Research Repository.
King, C. J. (1995). Spray drying: Retention of volatile compounds revisited. Drying Technology, 13, 1221-1240
Leobet, E. L., Perin, E. C., Fontanini, J. I. C., Prado, N. V., Oro, S. R., Burgardt, V. C. F., Alfaro, A. T., & Machado-Lunkes, A. (2020). Effect of the drying process on the volatile compounds and sensory quality of agglomerated instant coffee. Drying Technology, 38, 1421-1432.
Ma, G., He, S., Liu, S., Zhang, Z., Zhang, T., Wang, L., Ma, Y., & Sun, H. (2022). Application of Maillard reaction products derived only from enzymatically hydrolyzed sesame meal to enhance the flavor and oxidative stability of sesame oil. Molecules, 27, 8857.
MacLeod, C. S., McKittrick, J. A, Hindmarsh, J. P., Johns, M. L., & Wilson, D. I. (2006). Fundamentals of spray freezing of instant coffee. Journal of Food Engineering, 74, 451–461.
Niu, Y., Ma, Y., Xiao, Z., Zhu, J., Xiong, W., & Chen, F. (2022). Characterization of the key aroma compounds of three kinds of Chinese representative black tea and elucidation of the perceptual interactions of methyl salicylate and floral odorants. Molecules, 27, 1631.
Piccino, S., Boulanger, R., Descroix, F., & Sing, A. S. C. (2014). Aromatic composition and potent odorants of the “specialty coffee” brew “bourbon pointu” correlated to its three trade classifications. Food Research International, 61, 264-271.
Puvipirom, J., & Chaiseri, S. (2003). Volatile compounds in Thai robusta coffee. Proceedings of 41th Kasetsart University Annual Conference: Agro-Industry: Bangkok-Thailand. (in Thai)
Rodrigues, S., & Fernandes, F. A. N. (2023). Green chemistry applied to ground coffee volatile compounds modification aiming coffee aroma improvement. Journal of Food Processing and Preservation, 4921802.
Tateo, F., Bononi, M., Lubian E., & Martello S. (1998). Identification of 1,3-dioxolanes in coffee-like flavorings. Journal of High Resolution Chromatography, 21, 658-660.
Yan, Y., Chen, S., Nie, Y., & Xu, Y. (2020). Characterization of volatile sulfur compounds in soy sauce aroma type Baijiu and changes during fermentation by GC × GC-TOFMS, organoleptic impact evaluation, and multivariate data analysis. Food Research International, 131, 109043.
Zanin, R. C., Smrke, S., Kurozawa, L. E., Yamashita, F., & Yeretzian, C. (2020). Novel experimental approach to study aroma release upon reconstitution of instant coffee products. Food Chemistry, 317, 126455.
Zhang, K., Cheng, J., Hong, Q., Dong, W., Chen, X., Wu, G., & Zhang, Z. (2022). Identification of changes in the volatile compounds of robusta coffee beans during drying based on HS-SPME/GC-MS and E-nose analyses with the aid of chemometrics. LWT-Food Science and Technology, 161, 113317.
Zhang, L., Cao, S., Li, J., & Wang, G. (2022). Effects of drying methods on the volatile compounds of Allium mongolicum Regel. Foods, 11, 2080.
Zhou, W., Yang, S., & Wang, P. G. (2017). Matrix effects and application of matrix effect factor. Bioanalysis, 9, 1839-1844.
Zhu, H., Zhu, J., Wang, L., & Li, Z. (2016). Development of a SPME-GC-MS method for the determination of volatile compounds in Shanxi aged vinegar and its analytical characterization by aroma wheel. Journal of Food Science and Technology, 53, 171–183.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2024 คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Burapha Science Journal is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information
