Состав для приготовления напитка или пищевого продукта, содержащий множество тел из нерастворимого материала - RU2585230C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в приготовлении напитков или пищевых продуктов и, в частности, к усовершенствованному составу для приготовления напитков или пищевых продуктов в машинах.

Автоматические машины для приготовления варкой, предназначенные для заваривания напитков, таких как кофе и чай, также известны как системы приготовления по требованию, обычно содержат резервуар с водой для заваривания, в котором воду нагревают посредством нагревающего элемента. Нагретую воду затем направляют из резервуара в камеру для варки, в которой содержаться завариваемые ингредиенты, такие как кофейная гуща или листья чая, через которые нагретая вода течет для получения заваренного напитка. Напиток течет в контейнер, такой как кувшин или чашка, расположенный под выходным отверстием камеры для варки.

Во многих современных домашних машинах для приготовления напитков происходит дозирование отдельных порции напитка прямо в емкость для питья, и получение напитка из неупакованных ингредиентов напитка или из отдельных упаковок ингредиентов напитка, таких как капсулы, контейнеры или картриджи. Машины, в которых используют такие упаковки, снижают необходимость в очистке и могут предоставить пользователю возможность выбрать напиток, такой как кофе, чай, горячий шоколад и т.п., а также пищевые продукты, такие как суп, сладкий крем и т.п. Напитки получают посредством варки, смешивания, растворения или суспендирования ингредиентов напитков или пищевых продуктов в воде. Например, в случае кофейных напитков подогретую воду пропускают под давлением через упаковки для экстрагирования ароматических составляющих из сжатой кофейной гущи, содержащейся в них. Использование упаковок в таких машинах становится все более популярным из-за их удобства и воспроизводимого качества полученного напитка.

В документе ЕР-А-0904717 раскрыта упаковка в форме мягкой гибкой капсулы или мешочка, который состоит из двух дисков из фильтровальной бумаги, которые соединены вдоль их периметра при помощи шва. Капсула сконструирована так, чтобы вода могла быть подана под давлением и проходила через капсулу, которая наполнена ингредиентами напитка. Тем не менее, значительная проблема, связанная с этим типом мягкой капсулы, заключается в том, что ее форма и конструкция не являются идеальными для обеспечения точного управления потоком воды через капсулу. Таким образом, капсула согласно документу ЕР-А-0904717 требует использования специально разработанного контейнера, в который помещают капсулы, перед тем как они могут быть использованы в машине для приготовления напитков.

Эта проблема может быть преодолена посредством более жестких картриджей, таких как картриджи, описанные в документе ЕР-А-1440903. Этот тип картриджа изготовлен из полиэтилена высокой плотности, полипропилена, полистирола или многослойного материала, состоящего из двух или более из указанных материалов. Картридж содержит входное отверстие для ввода воды в картридж, а также выходное отверстие для напитка, полученного из ингредиентов напитка. Картридж содержит внешний элемент, внутренний элемент, вставленный во внешний элемент, и отверстие в протоке для напитка, соединяющее входное отверстие с выходным отверстием, для получения струи напитка. Для того чтобы оптимизировать качество некоторых типов напитков необходимо максимизировать экстрагирование благоприятных ароматов из ингредиентов напитка (такого как кофе), а также минимизировать экстрагирование горьких соединений и нежелательных компонентов.

Этого достигают путем оптимизации нескольких различных параметров варки. Искушенные любители кофе подтверждают, что кофе, приготовленный с использованием воды, которая холоднее оптимальной температуры, обладает кислым вкусом, а приготовленный с использованием воды, которая горячее этой температуры, обладает горьким вкусом. Кислый вкус, который возникает, если температура является слишком низкой, объясняется недостаточным экстрагированием, поскольку кислоты, содержащиеся в зернах, являются веществами, которые растворяются в первую очередь. Оптимальная температура для эспрессо по мнению некоторых бариста должна быть от 92°С до 96°С. Другие влияющие на качество кофе факторы включают степень обжаривания и возраст кофейных зерен, степень помола, степень прессования помолотых зерен перед варкой и время варки. Кофе наилучшего качества получают посредством баланса этих ключевых элементов процесса варки.

Таким образом, различные значения расхода воды (или другой жидкости) для варки через машину для приготовления напитков по требованию приведут к изменению характеристик заваренного напитка и, в частности, его вкуса. В документе US-B-5901635 раскрыто, что относительно интенсивный поток горячей воды, проходящий через кофейную гущу в камере для варки, приведет к получению относительно разбавленного кофе с менее интенсивным вкусом и содержанием кофеина, по сравнению со вкусом и содержанием кофеина кофе, полученного посредством менее интенсивного потока. Таким образом, относительно низкая скорость должна быть использована с тем, чтобы надлежащим образом заварить декофеинизированный кофейный напиток со вкусом, сравнимым со вкусом «обычного» или кофеиносодержащего кофе, который заваривают с применением относительно более быстрого потока. Расход может быть определен посредством нескольких переменных, таких как скорость, с которой воду подают в резервуар, размер канала или прохода между резервуаром и камерой для варки, а также размер отверстий в водораспределителе или распылительной головке над камерой для варки. В документе US-B-5901635 раскрыто применение регулируемого клапана, расположенного между камерой наполнения и резервуаром для регулировки скорости потока воды из камеры наполнения в резервуар.

В документе WO-02/074661 раскрыто устройство для приготовления изготавливаемых на заказ завариваемых напитков, а также раскрывается применение двух камер для экстрагирования содержимого ингредиентов, каждая из которых содержит различные объемы ингредиентов, таких как обжаренный и молотый кофе. Крепость готового заваренного напитка может быть модифицирована при помощи направления текучей среды для варки через одну или другую камеру, или при помощи пропускания потока через каждую камеру. Согласно другому варианту осуществления, описанному в этом известном из уровня техники документе, различные ингредиенты располагают в различных камерах.

Тем не менее, большинство машин для приготовления по требованию обычно содержат заданные нерегулируемые расход и температуру воды. Следовательно, существует необходимость в создании новых способов модификации по меньшей мере одного параметра приготовления для изменения характеристик, предпочтительно для улучшения качества напитка или пищевого продукта. Это является особенно желательным для машин, в которых используют мягкие капсулы, потоком воды через которые более сложно управлять, чем через жесткие картриджи.

Следовательно, настоящее изобретение относится к составу для приготовления напитка или пищевого продукта посредством добавления жидкости к указанному составу, причем указанный состав содержит один или несколько ингредиентов напитка или пищевого продукта и по меньшей мере одно способствующее приготовлению средство, которое характеризуется заданным эффектом на взаимодействие между жидкостью и составом, причем указанное способствующее приготовлению средство содержит несколько тел, сформированных по существу из нерастворимого материала, причем тела характеризуются диаметром в диапазоне от 0,1 мм до 200 мм, предпочтительно в диапазоне от 1 мм до 20 мм или в диапазоне от 100 до 200 мм.

Взаимодействие может быть модифицировано несколькими способами с тем, чтобы достичь конкретного эффекта, такого как увеличенное экстрагирование, увеличенная пенка или пена, лучшее растворение, лучшее отделение твердых веществ, улучшенное гидратирование и т.п. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает средство для оптимизации приготовления напитков и пищевых продуктов способом, который может быть использован в открытой машине для приготовления по требованию с заданным расходом и температурой воды.

Материал, из которого выполнены тела, предпочтительно является по существу непроницаемым.

Заданный эффект предпочтительно по существу предотвращает перемещение ингредиента (ингредиентов) в жидкости или содействует перемешиванию ингредиента (ингредиентов) в жидкости.

Тела предпочтительно являются неплавучими.

Предпочтительно тела характеризуются формой или структурой, содержащей несколько граней и/или углов, или структурой, которая способствует возникновению турбулентного потока жидкости, текущей через тела или вокруг них.

Тела могут характеризоваться формой, структурой или содержать текстурированную поверхность для того, чтобы между ними образовывались небольшие протоки, когда тела прижаты друг к другу, или они могут содержать гладкую поверхность.

Тела предпочтительно являются плавучими.

Тела характеризуются по существу одинаковым размером или альтернативно характеризуются по меньшей мере двумя различными размерами.

Способствующее приготовлению средство содержит сочетание неплавучих и плавучих тел.

Настоящее изобретение также предусматривает создание упаковки, содержащей описанный выше состав, причем указанная упаковка содержит камеру, в которой приготавливают напиток или пищевой продукт, содержащую входное отверстие для добавления жидкости в камеру и выходное отверстие для выпуска приготовленного продукта.

Предпочтительно упаковка является мягкой капсулой или по меньшей мере полужестким картриджем.

Настоящее изобретение также относится к способу получения упомянутой выше упаковки, предусматривающему стадии заполнения упаковки посредством упомянутого выше состава.

Далее исключительно в качестве примера будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения в отношении прилагаемых фигур, на которых:

на фиг.1 представлен вид сверху примера состава согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 представлен вид сбоку образца альтернативного состава согласно настоящему изобретению;

на фиг.3 представлены схематические изображения различных способствующих приготовлению средств, которые предназначены для применения в составе согласно фиг.1 и 2.

на фиг.4 представлено поперечное сечение упаковки в форме гибкой капсулы, пригодной для содержания состава согласно настоящему изобретению; и

на фиг.5 представлено поперечное сечение упаковки в форме жесткого картриджа, который также пригоден для содержания состава, раскрытого в настоящем изобретении.

Хотя настоящее изобретение главным образом направлено на усовершенствование приготовляемых варкой напитков, таких как чай и кофе, полученных при помощи машины для приготовления варкой, также оно может найти применение в приготовлении многих других напитков и пищевых продуктов, сформированных при помощи смешивания, растворения или суспендирования ингредиентов напитка или пищевого продукта в жидкости, такой как вода.

Состав 10 напитка или пищевого продукта согласно настоящему изобретению содержит один или несколько ингредиентов 11, пригодных для приготовления напитка или пищевого продукта, и по меньшей мере одно способствующее приготовлению средство 12, которое содержит несколько тел 12а. Тела 12а могут быть независимыми или связанными таким образом, что они могут перемещаться друг относительно друга.

Состав 10 предпочтительно расположен в упаковке 15, 20, которая содержит камеру 23 (которая подразумевает под собой закрытое пространство в гибкой капсуле), в которой происходит процесс приготовления. Способствующее приготовлению средство 12 находятся в камере 23 и предназначено для модификации взаимодействия воды или другой жидкости с ингредиентами в камере 23 во время приготовления напитка или пищевого продукта. Взаимодействие может быть модифицировано несколькими способами с тем, чтобы достичь конкретного эффекта, такого как увеличенное экстрагирование, увеличенная пенка или пена, лучшее растворение, лучшее отделение твердых веществ, улучшенное гидратирование и т.п.

Тела 12а способствующего приготовлению средства 12 состоят из пищевого материала, т.е. материала, который устойчив к ухудшению характеристик при воздействии ингредиентов напитка и соответствует пищевым и санитарным нормам. Сам по себе материал является непроницаемым, нерастворимым и предпочтительно безвкусным, а также придает едва заметный вкус или вообще не придает вкуса готовому продукту в виде напитка. Форма тел 12а может быть в целом такой, чтобы они были непроницаемы, т.е. жидкость могла протекать через небольшие протоки внутри тел 12а, а не абсорбироваться материалом. Способствующее приготовлению средство 12 (способствующие приготовлению средства), может характеризоваться многочисленными различными формами, некоторые примеры которых описаны ниже.

Готовый напиток или пищевой продукт может представлять собой, например, кофе, чай, шоколад, напитки на основе молока, супы, десерты, соки и т.п. Используемые ингредиенты 11 являются измельченными твердыми частицами, а также могут быть порошкообразными, молотыми или в виде листьев. Ингредиенты 11 могут быть нерастворимыми или растворимыми, или содержать смесь ингредиентов, некоторые из которых являются растворимыми, а некоторые из которых являются нерастворимыми. Таким образом, примеры указанных ингредиентов включают обжаренный и молотый кофе, листовой чай, сухой суповой концентрат, сухое молоко, шоколадный порошок, порошкообразные смеси со вкусом кофе, концентрированные соки, ароматические травы, специи, заварной крем-концентрат, соус, фармацевтические препараты, обезвоженные лекарственные средства против гриппа и т.п.

Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, представленному на фиг.1, способствующее приготовлению средство 12 содержит несколько небольших плавучих тел 12а, которые смешены с ингредиентами 11. Плавучие тела 12а могут характеризоваться сферической, псевдосферической, эллипсоидальной или другой формой. Поверхность плавучих тел 12а может быть гладкой или может содержать выступы, такие как гребни или зубцы. Плавучие тела 12а могут быть твердыми или содержать внутренние пустоты, через которые проходит жидкость. Подходящие материалы для тел 12а, включают, кроме прочего, стекло, пластмассы, такие как полипропилен и полиэтилен, целлюлозу, шелуху семян, металлические композитные материалы и сочетания материалов.

Плавучие тела 12а могут по существу все характеризоваться одинаковым размером или они могут характеризоваться различными размерами. Оптимальный размер и распределение тел 12а выбирают согласно свойствам ингредиентов 11 и желаемым характеристикам приготавливаемого продукта. Подходящий диапазон значений диаметров для плавучих тел 12а составляет от 0,1 мм до 200 мм и более предпочтительно от 1 мм до 200 мм. Согласно некоторым применениям значения диаметра находятся в диапазоне от 100 до 200 мм. Объемное соотношение плавучих тел 12а и ингредиентов может находиться в диапазоне от 1 до 25%.

Как только жидкость попадает в камеру 23 и смешивается с ингредиентами 11, плавучие тела 12а начинают плавать в жидкости и перемещаться с турбулентным потоком жидкости. В результате они взаимодействуют с ингредиентами 11, вызывая их физическое перемешивания, что увеличивает массообмен и высвобождение растворимых твердых веществ из ингредиентов 11.

Согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, представленному на фиг.2, способствующее приготовлению средство 12 содержит несколько небольших неплавучих тел 12b. Неплавучие тела 12b также могут характеризоваться сферической формой или другой формой и могут характеризоваться диапазоном значений размера, аналогичным описанным выше значениям.

Подходящие материалы для неплавучих тел 12b включают, кроме прочего, стекло, пластмассы, такие как полипропилен и полиэтилен, продукты технологической обработки кофе (например спрессованные гранулы из экстрагированной истощенной гущи), металлические композитные материалы и сочетание материалов.

Эффект от неплавучих тел 12b заключается в уплотнении ингредиентов 11 с тем, чтобы создать плотный слой. В результате, входящий в камеру 23 поток жидкости по существу не будет нарушать этот спрессованный слой, а неплавучие тела 12b предотвращают первоначальное размешивание на ранних этапах процесса приготовления. Они также предотвращают или дополнительно снижают перемешивание во время экстракции. Это является особенно благоприятным для приготовляемого варкой напитка.

Согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения состав 10 содержит два способствующих приготовлению средства 12, которые являются смесью плавучих тел 12а и неплавучих тел 12b. Неплавучие тела 12b создают плотный спрессованный слой в нижней части камеры 23, который создает противодавление, а плавучие тела 12а взаимодействуют со свободным материалом ингредиентов для увеличения высвобождения растворимых твердых веществ из него. Это будет особенно благоприятно для продуктов с двумя ингредиентами, такими как кофе и заменитель сливок или сахар, или чай и заменитель сливок или сахар. Кофейная гуща или листья чая будут оставаться с прессованными неплавучими телами 12b, а заменитель сливок или сахар будет вовлечен во взаимодействие с плавучими телами 12а.

Согласно четвертому варианту осуществления способствующие приготовлению средства 12 содержат несколько способствующих возникновению турбулентности тел 12с, которые содержат или создают полости и небольшие протоки, через которые течет жидкость. Полости и небольшие протоки создают дополнительную турбулентность в жидкости при ее прохождении через тела 12с и вокруг них, что создает области высокого и низкого давления, тем самым, аэрируя смесь и повышая отдачу от ингредиентов 11. Это может увеличить экстракцию аромата из ингредиентов 11 и, в некоторых случаях, может быть использовано для увеличения получения пены или пенки в готовом продукте.

Разнообразные отличные формы подходят для указанных способствующих возникновению турбулентности тел 12с, причем формы с гранями и углами или с текстурированными поверхностями являются особенно эффективными. Форма или текстура поверхности может быть разработана для создания полостей или микроканалов в сочетании с одним или несколькими другими телами 12с, не представленными на приведенных фигурах. Альтернативно способствующие возникновению турбулентности тела 12с сами по себе могут содержать внутренние или внешние полости или каналы. Взаимосвязанные формы также хорошо подходят.Некоторые подходящие формы способствующих возникновению турбулентности тел 12с представлены на фиг.3.

Гибкая капсула 15, пригодная для использования для приготовления напитка или пищевого продукта из состава согласно настоящему изобретению, представлена на фиг.4 и более подробно описана в документе ЕР-А-0904717. Капсула 15 содержит круглый верхний лист 16, выполнен из фильтровальной бумаги, и круглый нижний лист 17 из подобной фильтровальной бумаги. Листы 16, 17 прикреплены вдоль своего периметра по кольцевому шву 18 для вмещения состава 10.

Во время использования капсулу 15 устанавливают либо непосредственно в машину, либо в несущий контейнер. Горячую воду (или другую жидкость) подают под давлением с тем, чтобы она проходила через верхний лист 16 в капсулу 15 для смешивания с составом 10. Готовый напиток или пищевой продукт проходит через нижний лист 17 и направляется при помощи пазов (обычно в несущем контейнере) к выходному отверстию с тем, чтобы попасть в емкость, такую как чашка или кружка.

Картридж 20 жесткого типа, который также пригоден для приготовления напитка или пищевого продукта из состава согласно настоящему изобретению, представлен на фиг.5 и более подробно описан в документе ЕР-А-1440903. Как правило, картридж 20 содержит корпус 21 и уплотняющие средства 22. Оболочка 21, по меньшей мере, частично ограничивает камеру 23, содержащую состав 10. Камера 23 содержит входное отверстие 24, выходное отверстие 25 и обеспечивает проток для жидкости, соединяющий входное отверстие 24 с выходным отверстием 25. Входное отверстие 24 и выходное отверстие 25 изначально герметично закрыты при помощи уплотняющих средств 22 и во время использования их открывают посредством прокалывания или разрезания уплотняющих средств 22.

Во время использования вода (или другая жидкость) под давлением входит в картридж 20 и течет в камеру 23 через входное отверстие 24. Вода течет в камеру 23 и смешивается с находящимся в ней составом 10. Готовый напиток или пищевой продукт проходит к выходному отверстию 25, где его направляет машина для попадания в емкость, такую как чашка или кружка.

Далее проиллюстрирован эффект способствующего приготовлению средства 12 согласно настоящему изобретению.

Обжаренный и молотый кофе Jacobs Kroneung был помолот со средним размером частиц от 400 до 500 мкм для использования в качестве ингредиентов 11. Три набора мягких капсул 15 были созданы с использованием стандартной фильтровальной бумаги, и кофейный напиток был приготовлен с использованием трех наборов капсул 15 при помощи стандартной машины для экстрагирования из капсулы, такой как раскрыта в документе ЕР-А-0904717. Полученные напитки были оценены в отношении профиля аромата, высоты пены и выхода при варке.

Один набор капсул 15 был заполнен заполнителем из обжаренного и молотого кофе массой 5,2 г. Второй набор капсул 15 был заполнен заполнителем из обжаренного и молотого кофе массой 7,2 г. Третий набор капсул 15 был заполнен составом согласно настоящему изобретению, содержащим 5,9 г обжаренного и молотого кофе и 1,3 г, способствующего приготовлению средства 12, которое содержит несколько неплавучих тел 12b в форме полипропиленового яйцевидного бисера с высоко структурированной поверхностью (с рифлениями) диаметром 10 мм.

Оценка 1: оптимизация пенки/пены

Высота пены была измерена в стандартном прозрачном лабораторном стакане (характеризующимся внутренним диаметром 85 мм) в течение 10 секунд заваривания и результаты представлены в приведенных ниже таблице и столбцовой диаграмме. Было отмечено статистически значимое (дисперсионный анализ с критериями Тьюки, n равно 6, Р менее 0,05) увеличение высоты пены в капсулах, содержащих способствующее приготовлению средство 12. Этот результат прямо противоречит снижению, которое обычно наблюдается при снижении массы материала ингредиентов в виде обжаренного и молотого кофе.

Оценка 2: оптимизация аромата

Первый набор капсул был приготовлен как описано выше с заполнителем из обжаренного кофе массой 7,2 г, а второй набор капсул был приготовлен с добавлением 2 г способствующего приготовлению средства 12 в форме неплавучего стеклянного бисера диаметром 10 мм с текстурированной поверхностью. При варке ключевые ароматические соединения были измерены в обеих капсулах при помощи ГХ-МС с использованием стандартных лабораторных способов. Было отмечено статистически значимое (дисперсионный анализ с критериями Тьюки, n равно 6, Р менее 0,05) увеличение количества ароматических соединений, высвобожденных из капсул, содержащих способствующее приготовлению средство 12, как представлено в размещенной ниже таблице.

Воздействие добавления способствующих приготовлению средств (процентное изменение концентрации ключевых ароматических соединений в заваренном напитке).

Реферат

Изобретение относится к упаковке, к способу получения упаковки, способу дозирования напитка или пищевого продукта из упаковки и системе для их дозирования. Упаковка содержит камеру, в которой приготавливают напиток или пищевой продукт посредством добавления воды к составу для приготовления напитка или пищевого продукта, входное отверстие для добавления воды в камеру и выходное отверстие для выпуска приготовленного продукта, причём состав для приготовления напитка или пищевого продукта содержит один или несколько ингредиентов напитка или пищевого продукта и по меньшей мере одно способствующее приготовлению средство, которое содержит множество тел, сформированных из по существу нерастворимого и непроницаемого материала, причём тела характеризуются диаметром в диапазоне от 0,1 мм до 200 мм, предпочтительно в диапазоне от 1 мм до 20 мм или в диапазоне от 100 до 200 мм. Изобретение позволяет оптимизировать приготовление напитков и пищевых продуктов за счёт увеличения экстрагирования, увеличения пены или пенки, улучшения растворения ингредиентов и отделения твёрдых веществ. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Формула