การประเมินเปรียบเทียบปริมาณสารระเหยให้กลิ่นของกาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งและพ่นฝอย

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์และที่มา: ปัจจุบันกาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งได้รับความนิยมจากผู้บริโภคชาวไทยเพิ่มขึ้นทั้งนี้อาจเป็นเพราะการผลิตระดับอุตสาหกรรมทำให้ราคาของผลิตภัณฑ์ลดลง อีกทั้งยังถูกอ้างว่ามีกลิ่นหอมมากกว่ากาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบพ่นฝอยด้วย อย่างไรก็ตาม ยังไม่เคยมีการศึกษาอย่างจริงจังโดยใช้วิธีการวิเคราะห์ที่น่าเชื่อถือ ดังนั้นงานวิจัยจึงมีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบปริมาณสารระเหยให้กลิ่นของกาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งและพ่นฝอยทั้งระดับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม ซึ่งผลิตจากเมล็ดกาแฟโรบัสต้า

วิธีดำเนินการวิจัย: ทำการแยก ระบุ และวิเคราะห์สารระเหยทั้งหมดในกาแฟสกัดที่เตรียมระดับห้องปฏิบัติการ กาแฟสกัดและกาแฟสกัดเข้มข้นที่เตรียมระดับอุตสาหกรรม และกาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งและพ่นฝอยทั้งระดับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม โดยใช้เทคนิค HS-SPME/GC-MS

ผลการวิจัย: พบสารระเหยทั้งหมด 144 ชนิด แต่ระบุชนิดสารได้ 106 ขนิด เมื่อพิจารณาค่า odor activity values (OAVs)ของสารระเหยเหล่านี้ในกาแฟสกัดที่ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตกาแฟสำเร็จรูป พบว่าเป็นสารระเหยให้กลิ่นที่มีค่า OAV ≥ 1จำนวน 53 ชนิด จำแนกเป็นไพราซีน 15ชนิด ฟูแรน 8 ชนิด กรด 5ชนิด แอลดีไฮด์ 5ชนิด คีโตน 3ชนิด ไพร์โรล 3ชนิด 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: กาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งประกอบด้วยปริมาณสารระเหยให้กลิ่นทั้งหมดมากกว่ากาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบพ่นฝอยอย่างมีนัยส าคัญ (p < 0.05) ประมาณ 1.52 เท่า (หรือ 25.87%)และ 1.63 เท่า (หรือ 28.26%) สำหรับการผลิตระดับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม ตามลำดับ กำลังการผลิตของเครื่องจักรมีผลต่อปริมาณสารระเหยให้กลิ่นทั้งหมดในกาแฟสำเร็จรูปอย่างไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ (p ≥ 0.05)

คำสำคัญ: กาแฟสำเร็จรูป, การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง, การทำแห้งแบบพ่นฝอย, สารระเหยให้กลิ่น

Abstract

Background and Objectives: Nowadays, freeze-dried instant coffee is more popular with Thai consumers. This is probably because industrial-scale production results in lower prices. Also, it was claimed that its aroma is superior to spray-dried instant coffee; however, no comprehensive studies have been done using reliable analytical methods. This work aimed to compare the volatile aroma compounds content of freeze-dried and spray-dried instant coffees produced from a laboratory and industrial dryer produced from Robusta coffee beans.

Methodology: In the study, volatile compounds in coffee brew prepared on a laboratory scale, coffee brew and concentrated coffee brew prepared on an industrial scale, and instant coffee dried using a freeze dryer and spay dryer, either laboratory or industrial scale, were separated, identified, and analyzed using HS-SPME/GC-MS techniques.

Main Results: From the results, a total of 144 volatile compounds were detected, but only 106 compounds were identified. Considering their odor activity values (OAVs) in coffee brew used as a material for production of instant coffee, a total of 53 volatile aroma compounds (OAV ³ 1) were verified, of which 15 pyrazines, 8 furans, 5 acids, 5 aldehydes, 3 ketones, 3 pyrroles, 2 esters, 2 pyridines, 2 thiazoles, 2 alcohols, 2 phenols, 1 oxazole,1 furanone, 1 hydrocarbon and 1 pyran. After concentration, the concentrated coffee brew remained total volatile aroma compounds of around 43.94% of its content in the coffee brew, with a loss in all classes of volatiles except for furans. Once drying, the instant coffee dried using the freeze dryer on both laboratory and industrial scales retained total volatile aroma compounds by 75.98% and 73.39% of their contents in the concentrated coffee brew. In comparison, the instant coffee dried using the spray dryer, either laboratory or industrial scale, maintained total volatile aroma compounds by 50.11% and 45.13% of their content in the concentrated coffee brew, respectively. Moreover, the instant coffee dried using the freeze dryer had higher pyrazines and furans contents than the instant coffee dried using the spray dryer, either laboratory or industrial scale.

Conclusions: It can be concluded that the freeze-dried instant coffee had significantly higher total volatile aroma compounds than the spray-dried instant coffee by 1.52 times (25.87%) for the laboratory scale and 1.63 times (28.26%) for the industrial scale (p < 0.05). Also, the production scales did not significantly affect the total volatile aroma compounds in the instant coffees (p ³ 0.05).

Keywords: instant coffee ; freeze drying ; spray drying ; volatilearoma compound

Comparative Evaluation of Volatile Aroma Compounds Content of Freeze-Dried and Spray-Dried Instant Coffees. 2566 (2023). การประเมินเปรียบเทียบปริมาณสารระเหยให้กลิ่นของกาแฟสำเร็จรูปที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งและพ่นฝอย . บทความ (Paper). Advisor: ผศ. ดร.ณฐมล จินดาพรรณ – Asst. Prof. Dr. Nathamol Chindapan. วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี|Science and Technology. วิทยาศาสตร์ (Science). วิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีอุตสาหกรรมอาหาร – Bachelor of Science Program in Food Industry Technology. วท.บ. (เทคโนโลยีอุตสาหกรรมอาหาร) – B.S. (Food Industry Technology). Bangkok: Siam University

Academic Year 2023, วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี|Science and Technology, วิทยาศาสตร์ (Science), วิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีอุตสาหกรรมอาหาร – Bachelor of Science Program in Food Industry Technology,วท.บ. (เทคโนโลยีอุตสาหกรรมอาหาร) – B.S. (Food Industry Technology)