МАТРИЦА С АРОМАТОМ ДЛЯ МНОГОКРАТНЫХ ОТКРЫВАНИЙ УПАКОВКИ
MATRIX WITH AROMA FOR MULTIPLE OPENING OF PACKS

Настоящее изобретение в целом относится к химии ароматизаторов, ароматизированным упаковкам и касается способа, изделия и упаковки в данной области.
Кроме того, что он обладает очень стимулирующим воздействием, свежеприготовленный кофе ценят за приятный общий запах и аромат, который он распространяет. Эти качества обеспечивают эстетическое значение и привлекательность кофе для потребителей. Качества кофе, связанные с запахом и ароматическим компонентом, сильно зависят от летучих и полулетучих соединений, содержащихся как в массе кофе, так и в насыщенном летучими веществами пространстве над ним. Существуют две основные категории кофейных продуктов: обжаренный и молотый (R&G) кофе и растворимый кофе. Каждый из них имеет разные характеристики и профили аромата и запаха.
Свежий обжаренный и молотый кофе (R&G) содержит значительные количества ароматических фракций, которые обеспечивают приятные и стимулирующие характеристики аромата. Когда упаковку, содержащую свежий R&G кофе, открывают в первый раз, ароматы свежего кофе выбрасываются в воздух, доставляя вызывающее удовольствие и приятное ощущение аромата, обычно называемое "ароматическим действием банки". Однако это ароматическое действие утрачивает интенсивность со временем и при частых открываниях и закрываниях упаковки. Это связано с потерей ароматического компонента и/или с деградацией и модификацией ароматического компонента.
С другой стороны, растворимый кофе содержит очень мало структурных ароматических фракций и поэтому имеет очень слабое, иногда неощутимое, ароматическое действие банки. Прежде всего, это связано со способом производства растворимого кофе, который приводит к потере летучих ароматических фракций, и с тем, что частицы растворимого кофе плохо удерживают ароматические вещества. Это верно для всех типов растворимого кофе - порошкообразного, гранулированного и полученного сушкой вымораживанием, которые, если сравнивать со свежим R&G кофе, имеют очень мало летучих ароматических фракций кофе, которые ответственны за ароматическое действие свежего продукта при каждом открывании упаковки.
Известно несколько способов улучшения баночного аромата для продуктов типа растворимого кофе.
Один из известных способов заключается в добавлении свежевыжатого кофейного масла в растворимый кофе до, во время или после заполнения упаковки кофе.
Другой способ заключается в добавлении кофейного масла, которое имеет усиленные ароматические характеристики, что обеспечивается путем добавления ароматических веществ кофе, собранных в каком-либо месте процесса переработки кофе. Упаковка, содержащая кофе, ароматизированное с помощью таких масел, обеспечивает усиленное и улучшенное ароматическое воздействие.
Еще один способ заключается в добавлении ароматизированного раствора перед сушкой раствора растворимого кофе и в управлении параметрами процесса сушки для достижения оптимального удерживания кофейного аромата в высушенном продукте.
Все вышеуказанные способы используются в промышленности, но с минимальным успехом в отношении достижения сильного и долговременного ароматического действия банки при каждом открывании упаковки кофе. Среди причин низкого ароматического воздействия, обеспечиваемого этими способами, может быть низкое количество/низкая концентрация ароматического вещества, добавляемого вместе с маслом. Другая причина заключается в том факте, что добавляемое ароматическое вещество не является инкапсулированным и, когда упаковка открывается в первый раз, беспрепятственно уходит в атмосферу, таким образом, обеспечивая только слабое и кратковременное ароматическое воздействие, которое обычно исчезает полностью после одного или двух циклов открывания/закрывания.
С технологической точки зрения добавление раствора ароматической фракции кофе в растворимый кофе представляет собой сложный процесс, который требует сложного оборудования для точной и воспроизводимой доставки очень малого количества ароматического вещества с очень высокой скоростью. Дополнительные проблемы, связанные со способами, описанными выше, представляют собой возможность ухудшения химических свойств ароматических фракций, не защищенных от кислорода и/или влажности. Чаще всего ароматические фракции подвергаются химической деградации, которая придает различные нежелательные характеристики растворимому кофе. В дополнение к этому производство масла, которое служит в качестве носителя для ароматического вещества, является дорогостоящим и требует создания производственных условий для каждого продукта, в то время как вклад в общее ароматическое воздействие является не очень существенным.
Другой подход был предложен Sanders et al. в патенте США № 5688545, согласно которому жидкие ароматические фракции выливают в отдельную ячейку в виде пластиковой формы, имеющей малое отверстие в ячейке, позволяющее протекать летучим фракциям в направлении порошка кофе. Как описано в патенте Sanders, "упаковка кофе содержит оболочку, которая образует раздельные отделения для кофе и ароматизатора, с небольшим сообщающимся отверстием или каналом между отделениями. Некоторое количество конкретного продукта кофе, предпочтительно растворимого кофе, расположено в отделении для кофе, а некоторое количество жидкого ароматизатора для кофе, содержащего ароматические летучие вещества, предпочтительно кофейное масло, расположено в отделении для ароматизатора. Сообщающееся отверстие или канал между отделениями позволяет ароматическим летучим веществам проходить из отделения для ароматизатора в отделение для кофе, не допуская никакого смешивания или, по меньшей мере, никакого существенного смешивания, в отделении для кофе, между продуктом кофе и жидкой ароматической фракцией кофе".
Разумеется, манипулирование ячейками (содержащими отверстия) с очень малыми объемами ароматических фракций является сложным и требует специального оборудования. Таким образом, недостаток технического решения Sanders заключается в том, что оно пригодно только для малых количеств кофе и, чаще всего, пригодно только для однократного использования. Как описано в этом патенте, "Упаковка особенно хорошо пригодна в качестве пакета с образцом, содержащим сравнительно малое количество продукта кофе, например 2-10 грамм, которого обычно достаточно на одну-четыре чашки".
Ясно, что существует потребность в способе, с помощью которого может быть достигнуто сильное и богатое ароматическое воздействие, которое высвобождается в воздух всякий раз, когда открывают данную упаковку кофе. Это обеспечит потребителю приятное и удовлетворительное ощущение аромата не только в первые несколько раз открывания упаковки, но пока все содержимое кофе не будет использовано. Способ по настоящему изобретению является простым в осуществлении и не требует дорогостоящего оборудования. Композиции и изделия, производимые способом по настоящему изобретению, обеспечивают долговременное ароматическое воздействие для упаковок кофе, в которых они используются. Кроме того, способ по изобретению может легко адаптироваться для использования с другими пищевыми или непищевыми упакованными изделиями, которые распространяют запах, когда их упаковка открывается. Эти и другие преимущества настоящего изобретения станут более понятными из последующих описания сущности изобретения и подробного описания.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предлагает простой способ обеспечения сильного ароматического воздействия в течение продолжительного периода времени для множества циклов открывания/закрывания упаковки.
В одном из аспектов настоящее изобретение относится к способу, посредством которого ароматические фракции захватываются, инкапсулируются, импрегнируются или внедряются для защиты от химической деградации в соответствующей твердой или полутвердой матрице, которую прикрепляют к по меньшей мере одной поверхности упаковки (такой как упаковка кофе). Ароматические фракции, захваченные, инкапсулированные, импрегнированные или внедренные в матрицу, медленно высвобождаются в окружающею среду (например, в область над продуктом, насыщаемую летучими веществами) контролируемым образом, позволяя свежему запаху ароматической фракции высвобождаться в среду, которая представляет собой его ближайшее окружение, каждый раз при открывании упаковки в течение продолжительного периода времени. Твердая или полутвердая матрица может быть прикреплена к наружной или, предпочтительнее, к внутренней поверхности упаковки.
Наиболее предпочтительно матрица, содержащая аромат, сначала изолируется от атмосферы с помощью разрываемого уплотнения, которое является непроницаемым для летучих ароматических фракций и которое разрывается, когда упаковку открывают в первый раз. Этот изолирующий слой предотвращает высвобождение аромата в течение периода хранения и транспортировки (увеличивая продолжительность его эффективного периода испускания аромата), а далее служит для защиты чувствительной ароматической фракции от контакта с атмосферой, таким образом, сводя к минимуму нежелательные воздействия влажности и окисления на ароматическую фракцию.
Настоящее изобретение, кроме того, описывает способ, в котором аромат захватывается, инкапсулируется, импрегнируется или внедряется и защищается от химической деградации в соответствующей твердой или полутвердой матрице, сформированной в виде желаемой формы (далее "изделие") и прикрепленной к упаковке (такой как упаковка кофе), внутри или снаружи, позволяя медленно и контролируемо высвобождать сильный аромат в атмосферу каждый раз при открывании упаковки как в течение множества циклов открывания/закрывания, так и в течение продолжительного периода времени.
Ясно, что изобретение пригодно для любого и всех продуктов, которые выделяют аромат и выиграли бы от улучшения ароматического воздействия. Необходимо отметить, что при описании настоящего изобретения кофе использовано только в качестве примера, однако любая и все ароматические смеси могут обрабатываться таким же способом с модификациями, связанными только с природой ароматических фракций и/или упаковки, с которой необходимо манипулировать, и/или с конкретным выбранным твердым или полутвердым материалом. Например, настоящее изобретение пригодно для чая, сухих пищевых продуктов, таких как бисквиты, печенья, пирожные, другие объемные товары, кондитерские изделия и другие сладости, такие как плитки (плитки шоколада или мюсли), мюсли, молочные продукты, такие как ароматизированные сыры и йогурты, мед, джем, напитки (включая соки и безалкогольные напитки), охлажденные салаты, жевательная резинка, замороженные продукты, а также непищевые продукты, выделяющие аромат, такие как стиральные порошки, шампуни и кондиционеры, сигареты, и т.п.
В настоящем изобретении ароматические фракции смешиваются с твердой или полутвердой матрицей и захватываются, инкапсулируются, импрегнируются или внедряются в матрицу, и полученная матрица, содержащая аромат, затем наносится непосредственно или опосредованно на внутреннюю сторону или внутри обертки упаковки. Альтернативно матрица, содержащая аромат, может наноситься также и на наружную сторону упаковки.
Это может быть достигнуто посредством использования матрицы в виде наклейки, с помощью непосредственного нанесения твердой или полутвердой матрицы на упаковку или посредством других пригодных для использования способов, известных в данной области. Способ по изобретению основан на смешивании, растворении, инкапсулировании, захвате или внедрении ароматических фракций в твердую или полутвердую матрицу, такую как парафиновый воск или пчелиный воск.
Способ не требует никаких растворителей, и, таким образом, отсутствует необходимость в выпаривании растворителя для получения матрицы.
Такая композиция матрицы также может быть получена путем использования УФ поперечно-сшиваемых мономеров и олигомеров вместе с соответствующими фотоинициаторами, которые становятся твердыми после воздействия УФ-света. Матрица может также быть получена посредством нагревания при использовании термически поперечно-сшиваемых мономеров и олигомеров, которые становятся твердыми при нагревании в присутствии инициаторов термического поперечного сшивания.
В случае когда используется воск, способ осуществляют так: воск расплавляют, после чего добавляют ароматические фракции и перемешивают до образования раствора или эмульсии, в то время как воск находится в жидком состоянии выше своей температуры плавления. Смесь ароматизатор-воск выливают в форму для формования для получения конкретной конфигурации, которую затем прикрепляют к внутренней поверхности упаковки, например, посредством приклеивания, адгезии, термического прикрепления или т.п.
Альтернативно смесь ароматизатор-воск может непосредственно наноситься на упаковку, например, в специально выполненное углубление и оставляться для отверждения на внутренней стенке упаковки для кофе или на ее крышке. При охлаждении воск немедленно становится твердым участком или элементом, который содержит ароматические фракции.
Матрица с ароматом наносится на упаковку таким образом, что она не контактирует с упакованным продуктом. Предпочтительно это достигается посредством заключения матрицы в проницаемую мембрану, которая, с одной стороны, предотвращает контакт матрицы с упакованным продуктом (таким как пищевой продукт, например кофе), а с другой стороны, позволяет летучим ароматическим фракциям поступать в окружающую среду, такую как область над продуктом, насыщаемую летучими веществами. Эта проницаемая мембрана предпочтительно выполнена в виде перфорированного листа. Эта проницаемая мембрана выполняет и другую функцию, скрывая присутствие матрицы от потребителя. Перфорированная мембрана, покрывающая матрицу, как правило, представляет собой единое целое, по внешнему виду и конструкции, с внутренней прокладкой упаковки такой же, как и внутренняя прокладка крышки банки для кофе, для эстетических и практических целей.
В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения матрица, содержащая аромат, как правило, окружена двумя слоями: внутренним слоем (в непосредственном контакте с матрицей), служащим в качестве проницаемой мембраны, изолирующей матрицу от продукта, при этом позволяя летучим ароматическим фракциям выделяться в область над продуктом, насыщаемую летучими веществами (а также служит для маскирования матрицы); и вторым, внешним, непроницаемым слоем, являющимся разрываемым уплотнением, которое разрывается при первом открывании упаковки.
Ясно, что матрица, содержащая аромат, может быть нанесена на пустой контейнер, причем ароматическое воздействие будет обеспечиваться каждый раз, когда контейнер открывают. Это воздействие будет продолжаться в течение длительного периода времени и множества циклов открывания/закрывания. Это обеспечивается и когда матрицу с ароматом наносят на банку, содержащую растворимый кофе.
Термин "ароматическая фракция" относится к любому веществу, жидкости, твердым частицам или микрочастицам, которые способны выделять летучие молекулы, обеспечивающие ароматическое ощущение. Как правило, ароматические фракции представляют собой жидкости, испускающие аромат, такие как масла, растительные экстракты, парфюмерные вещества, синтетические ароматизаторы и т.п.
Термин "упаковка" в контексте настоящего изобретения означает любое устройство или изделие, используемое для заключения внутри него потребительского продукта, и оно может представлять собой банку, бутылку, контейнер, жестяную коробку, сигаретную пачку, коробку (например, для жевательной резинки), мешок и т.п. Упаковка может быть выполнена из любого материала, используемого в данной области, такого как стекло, пластик, картон, ламинированная бумага, полимерные листы и т.п.
Термин "твердые или полутвердые" относится к веществам, которые являются твердыми или полутвердыми при комнатной температуре. Твердое или полутвердое вещество может быть выполнено в виде пятна, вставки, слоя или в форме пленки.
Термин "медленное высвобождение" в контексте настоящего изобретения относится к скорости высвобождения летучей ароматической фракции из матрицы, содержащей аромат, которая является значительно более медленной, чем скорость высвобождения летучей ароматической фракции из жидкого ароматического вещества, частиц, микрочастиц ароматизатора и т.п.
В принципе, ароматические фракции, которые являются летучими, медленно испаряются из матрицы в область над продуктом, насыщаемую летучими веществами, в упаковке. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто равновесное парциальное давление каждой ароматической фракции, и в этот момент высвобождение аромата из твердой или полутвердой матрицы прекращается. Аромат, который заполняет пространство упаковки, уходит в окружающую среду при открывании упаковки, оказывая сильное ароматическое воздействие на потребителя. После закрывания упаковки высвобождение аромата из твердой или полутвердой матрицы возобновляется пока не будет опять достигнуто равновесие. Этот процесс повторяется самопроизвольно в течение множества циклов открывания/закрывания упаковки.
Ясно, что настоящее изобретение пригодно для контейнеров любого объема. Величина ароматического воздействия для контейнера конкретного размера контролируется посредством выбора размеров матрицы с ароматом и/или посредством контроля отношения веществ аромата и матрицы по сухому веществу, или посредством контроля размера или формы площади поверхности матрицы.
Поскольку твердые или полутвердые материалы матрицы предназначены для того, чтобы служить в качестве носителя, который медленно высвобождает аромат, большая часть матрицы, содержащей аромат, должна состоять из фракции матрицы, а не из фракции, содержащей аромат. Как правило, фракция, содержащая аромат, должна составлять не более 25% вес/вес от веса матрицы, содержащей аромат, предпочтительно, не более 20%, более предпочтительно, не более 15%, наиболее предпочтительно, не более 10% вес/вес от веса матрицы, содержащей аромат, чтобы обеспечить медленное контролируемое высвобождение.
Природа аромата, высвобождающегося из матрицы, кроме того, контролируется посредством выбора источника аромата и/или его состава, а также посредством выбора соответствующей матрицы.
Необходимо подчеркнуть, что матрица может содержать различные добавки, такие как поверхностно-активные вещества, промоторы адгезии, антиоксиданты и загустители. Предпочтительно добавки представляют собой антиоксиданты, которые особенно важны, когда материал, содержащий аромат, чувствителен к окислению, как в случае ароматической фракции кофе. Все дополнительные фракции предпочтительно пригодны для контактирования с пищевым продуктом в случаях, когда упакованный продукт является съедобным.
Поскольку матрицу предпочтительно получают без использования выпаривания (что могло бы привести к испарению ароматических фракций), то можно получать матрицу, другую, чем воск, описанный выше. Например, матрица может быть образована из компонентов, составляющих раствор, которые будут вызывать переход жидкости в твердое тело посредством химической реакции, например, посредством полимеризации. Такие же явления могут иметь место, например, при использовании композиции, которая будет претерпевать полимеризацию при облучении, например, УФ. В этом случае раствор или эмульсия могут содержать мономеры и олигомеры, имеющие акрильные группы, и фотоинициаторы. Эту матрицу смешивают с ароматической фракцией, а затем наносят на контейнер и отверждают УФ-облучением, так что ароматические фракции захватываются внутри твердой матрицы.
Другой способ получения твердой матрицы предусматривает полимеризацию посредством нагревания. В этом случае матрица содержит мономеры, которые претерпевают полимеризацию радикалов в присутствии соответствующих инициаторов термической полимеризации.
Ясно, что способность матрицы оказывать сильное ароматическое воздействие зависит от различных параметров и условий приготовления, которые могут контролироваться. Такие параметры представляют собой отношение аромат/матрица, тип используемой матрицы (который определяет диффузию ароматических фракций из матрицы), степень кристалличности и/или поперечной сшивки матрицы (там, где это применимо), соотношение между площадью поверхности и объемом матрицы, общие размеры, летучесть ароматической фракции и т.п.
Все указанные выше параметры должны выбираться таким образом, чтобы высвобождение ароматической фракции из матрицы было медленным и контролируемым, продолжаясь в течение множества циклов открывания/закрывания.
Предпочтительно ароматические фракции присутствуют в матрице в форме раствора или в форме капель эмульсии, если жидкие ароматические фракции и фракция матрицы не способны смешиваться друг с другом.
В дополнение к этому ароматические фракции могут присутствовать внутри матрицы в форме частиц, таких как микрокапсулы с сердцевиной и оболочкой (где сердцевина является ароматической фракцией) или микрочастицы (пористые частицы, содержащие жидкую ароматическую фракцию в порах). Эти частицы могут диспергироваться внутри матрицы и обеспечивать желаемое ароматическое воздействие благодаря высвобождению ароматизатора из матрицы.
Другой аспект настоящего изобретения состоит в том, что после того, как матрица прикреплена к стенке или покрытию контейнера в ее твердой форме, она может быть дополнительно покрыта или изолирована дополнительным слоем-уплотнением, тем самым, уменьшая испарение аромата или создавая систему, в которой высвобождение аромата начинается только после соответствующего запуска, который представляет собой открывание упаковки и разрыв уплотнения. Только первое открывание упаковки, например отвинчивание крышки, отрывание с открыванием клапана (как для стиральных порошков в коробках), открывание с помощью отрывного язычка в отрываемой пластике (как пластина для закрывания чипсов) и т.п., разрывает указанное разрываемое уплотнение и позволяет матрице контактировать с областью над продуктом, насыщаемой летучими веществами, и высвобождать летучие ароматические фракции в область над продуктом, насыщаемую летучими веществами. Как указано выше, предпочтительно матрица изолирована от упакованного продукта, даже после разрыва разрываемого уплотнения, посредством перфорированной мембраны, которая предотвращает непосредственный контакт матрицы с упакованным продуктом (таким как пищевой продукт) и, кроме того, служит для того, чтобы скрыть присутствие матрицы от потребителя.
Еще один аспект настоящего изобретения заключается в том, что матрица может наноситься таким образом, чтобы получить уникальные формы. Например, твердая матрица может быть выполнена в форме логотипа компании.
Еще один аспект настоящего изобретения заключается в том, что матрица может быть полезной для продуктов, иных, чем кофе, например, в упаковках, содержащих 5-100%-ные соки любого вида, банки с джемом любого вида, пирожные, печенья, печеные продуты, жевательную резинку, кондитерские изделия, шоколад, закуски, замороженные продукты и все продукты, для которых аромат является важным для привлечения потребителя, такие как стиральные порошки, мыла, шампуни, сигареты и т.п.
Еще один аспект настоящего изобретения заключается в том, что твердая или полутвердая матрица может быть нанесена на внешнюю сторону контейнеров, обеспечивая медленное, контролируемое высвобождение аромата вблизи продукта, например, на полке магазина, где он выставлен, чтобы привлечь потенциальных потребителей для покупки упакованных продуктов. Необходимо также отметить, что матрица может непосредственно наноситься на требуемую поверхность посредством различных способов и оборудования, например, с помощью распределителя, подобного шприцу, покрытия распылением, печати (например, с помощью нанесения термопластичного материала с помощью струйного принтера), центрифужного покрытия, нанесения кистью и т.п. Альтернативно матрица может наноситься на упаковку опосредованным способом, сначала путем формования твердой матрицы на элементе, имеющем любую пригодную конфигурацию или форму, а затем прикрепления этого элемента к упаковке с помощью любых средств, известных в данной области, таких как приклеивание, термическое прикрепление, размещение сформированной матрицы в упаковке с использованием захватов соответствующей формы и т.п. Предпочтительно после прикрепления матрицы к упаковке она дополнительно заключается внутри непроницаемого разрываемого уплотнения, которое разрывается, когда упаковку открывают в первый раз. Наиболее предпочтительно изделие сначала заключают внутри внутренней проницаемой мембраны, позволяющей перенос летучих ароматических фракций, при этом изолируя матрицу от продукта, а затем с помощью непроницаемого наружного разрываемого уплотнения, которое разрывается, когда упаковка открывается в первый раз.
Настоящее изобретение также относится к изделию для обеспечения сильного ароматического воздействия при открытии упаковки, для множества циклов открывания/закрывания указанной упаковки, содержащему, по меньшей мере, одну ароматическую фракцию, диспергированную в соответствующей твердой или полутвердой матрице, которая может находиться в гетерогенной или гомогенной форме, причем указанное изделие приспособлено для прикрепления к указанной упаковке.
Матрица может представлять собой, например, парафиновый воск, пчелиный воск, препарат мономеров/олигомеров, способный полимеризоваться под действием ультрафиолетового света, или мономер, способный претерпевать полимеризацию радикалов в присутствии инициатора термической полимеризации. Кроме того, матрица может быть выбрана из карнаубского воска, глицерида моностеарата, цетилового спирта, канделиллового воска, стеариновой кислоты и их комбинаций. В дополнение к этому матрица может представлять собой парафиновый воск и масло или парафиновый воск и сорбит моноолеат.
Изделие может быть отформовано с получением любой желаемой конфигурации и формы. В некоторых вариантах это изделие выполняют в форме наклейки, которая может легко приклеиваться к упаковке. Опять же ясно, что изделие может быть пригодно для любого типа упаковки, а не только лишь для упаковок с кофе. Изделие может наноситься на упаковку жевательной резинки, упаковку кондитерских изделий, банку джема или меда, упаковку чипсов, упаковку шоколада, плитку шоколада или мюсли, упаковку выпечных продуктов, контейнер сока, банку молочных продуктов, бутылку с напитком, коробку мюсли, контейнер для салата, коробку стирального порошка, кусок мыла, емкость с шампунем, пачку сигарет и т.п. Кроме того, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления изделие может выделять аромат только при соответствующем запуске, таком, например, как удаление уплотнения, открывание крышки и т.п., как правило, при первом открывании упаковки.
Следующий объект изобретения касается упаковки для продуктов, обеспечивающей сильное ароматическое воздействие, продолжающееся в течение множества циклов открывания/закрывания упаковки, имеющей на по меньшей мере одной из своих поверхностей твердую или полутвердую матрицу, матрица содержит по меньшей мере одну ароматическую фракцию, диспергированную, захваченную, инкапсулированную или внедренную в нее.
Предпочтительно упаковка, кроме того, содержит разрываемое уплотнение, которое является непроницаемым для летучих ароматических фракций, причем указанное уплотнение изолирует матрицу, содержащую аромат, от окружающей среды, и указанное разрываемое уплотнение способно разрываться при первом открывании упаковки или при первом удалении покрытия матрицы, содержащей аромат.
Наиболее предпочтительно упаковка, кроме того, содержит проницаемую мембрану, расположенную между матрицей, содержащей аромат, и непроницаемым уплотнением, причем указанная проницаемая мембрана способна после разрыва наружного разрываемого уплотнения позволять перенос летучей ароматической фракции из матрицы в окружающую атмосферу, при этом изолируя матрицу от упакованного продукта. Еще более предпочтительно проницаемая мембрана скрывает матрицу от потребителя.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематичный вид банки для кофе, содержащей матрицу, содержащую аромат, герметизированную посредством непроницаемого уплотнения до первого открывания упаковки.
Фиг.2 - схематичный вид банки для кофе на фиг.1 после первого открывания, где разрываемое уплотнение разорвано и удалено.
Фиг.3 - вид сбоку участка матрицы, содержащей аромат, а также уплотнения и перфорированные мембраны, охватывающие этот участок.
Кофейный аромат
Поскольку настоящее изобретение иллюстрируется конкретно кофейными продуктами, для которых обеспечивают повышенное ароматическое воздействие, ниже описываются некоторые аспекты химии и аромата кофе. Однако настоящее изобретение, и описанные способы, и применения имеют место для всех типов ароматических композиций, которые могут быть собраны, сконцентрированы и добавлены в матрицу, а затем нанесены на любую часть упаковки, выполненной для удерживания любого типа продукта, полученного из материала, имеющегося в природе или произведенного.
Аромат кофе представляет собой одну из наиболее сложных органических смесей с более чем 1000 фракций, известных к настоящему времени. Этот аромат представляет собой один из наиболее важных атрибутов, вносящих вклад в органолептические характеристики кофе.
Аромат кофе является ответственным за все атрибуты запаха, иные, чем атрибуты вкуса (сладкий, соленый, горький и кислый вкус), которые воспринимаются языком. Даже кофе быстрого приготовления имеет фракции, ответственные за стимуляцию вкусовых рецепторов. По этой причине отсутствие большинства ароматических летучих соединений вызывает резкое ухудшение общего качества кофе в отношении ароматического воздействия.
Аромат воспринимается посредством двух различных механизмов. Он может либо ощущаться через нос при вдыхании аромата кофе, либо ретроназально. Ретроназальное восприятие осуществляется, когда кофе либо присутствует во рту, либо проглатывается, и ароматические летучие соединения попадают выше, в носовой проход.
Ощущение аромата органического соединения зависит от его химической структуры, концентрации и порогового уровня, связанного с конкретным местом рецептора. Оно также сильно зависит от взаимодействий между различными фракциями в смеси и с эпителием органов обоняния.
Является вероятным, что относительно малая группа соединений, имеющих как высокую концентрацию, так и низкий пороговый запах, обеспечивает уникальный аромат кофе.
Ароматические соединения кофе образуются в процессе обжаривания зерен. Химическая композиция смеси ароматов сильно зависит от конкретной смеси сырых зерен и профиля обжаривания (времени и температуры). Большинство органических соединений, которые составляют аромат кофе, являются очень летучими, термически лабильными и очень чувствительными к воздействию кислорода. Воздействие на аромат кофе тепла и/или кислорода приводит к химической деградации и проявлению нежелательных ароматов. В результате, продукты ухудшают органолептические свойства и производят неприятные запахи.
Существует несколько путей образования аромата кофе во время обжаривания зерен:
1) Реакция Майяра или неферментативная реакция обжаривания веществ, включающих, с одной стороны, азот, аминокислоты, белки, а также тригонеллин, серотонин с углеводами, гидроксикислотами и фенолами, с другой стороны.
2) Деградация Штрекера.
3) Деградация индивидуальных аминокислот, в частности серосодержащих аминокислот, гидрокси-аминокислот и пролина.
4) Деградация тригонеллина.
5) Деградация сахара.
6) Деградация фенольных кислот, в частности остатка хинной кислоты.
7) Небольшая деградация липидов.
8) Взаимодействие между промежуточными продуктами разложения.
Различные исследовательские группы идентифицировали 150 алифатических соединений, включая 56 карбонильных соединений и 9 соединений, содержащих серу; 20 алициклических соединений, включая 10 кетонов; 60 ароматических бензоидных соединений, включая 16 фенолов; 300 гетероциклических соединений, включая 74 фурана, 10 гидрофуранов, 37 пирролов, 9 пиридинов, 2 хинолина, 70 пиразинов, 10 хиноксалинов, 3 индола, 23 тиофена, 3 тиофенона, 28 тиазолов и 28 оксазолов.
Фураны, как обнаружено, являются преобладающей группой соединений среди ароматических веществ кофе. Они, как правило, имеют запах, подобный карамели, поскольку они происходят от пиролиза сахаров. Фураны производят ключевые компоненты аромата, когда происходят вторичные реакции с соединениями, содержащими серу.
Пиразины представляют собой второй обширный класс соединений и вносят вклад в аромат жареного, грецкого ореха, зерновых, крекера или жареного хлеба в кофе. Вместе с тиазолами пиразины имеют самый низкий порог запаха и, по этой причине, вносят значительный вклад в аромат кофе.
Пирролы являются ответственными за некоторые из сладких, карамельных и грибных ароматов кофе. Тиофены, с другой стороны, как известно, имеют мясной аромат и рассматриваются как получаемые из реакций Майяра между серосодержащими аминокислотами и сахарами.
Тиазолы имеют меньшее присутствие в аромате в целом и, как считается, образуются посредством деградации сахара.
На фиг.1 схематично представлена банка (10) для кофе, имеющая крышку (11). Крышка 11 имеет прикрепленную к ее внутренней стенке матрицу, содержащую аромат, в форме "наклейки" или источника (12), высвобождающего аромат. Источник, высвобождающий аромат, изолирован от массы (13) кофе посредством двух слоев: наружного слоя (14) из непроницаемых материалов, таких как алюминиевая фольга, и проницаемой мембраны (15), изготовленной из перфорированной мембраны, такой как перфорированная бумажная мембрана, через которую могут проходить летучие ароматические фракции, в то время как источник (12), высвобождающий аромат, изолирован от массы (13) кофе. Фиг.1 показывает банку до первого открывания, например, после ее производства и в период транспортировки и хранения. Как можно видеть, непроницаемое уплотнение - слой (14) - является ненарушенным, таким образом блокируя потерю ароматической фракции в область (17) над продуктом, насыщаемую летучими веществами и сводя к минимуму воздействие атмосферы на этот участок, тем самым сводя к минимуму окисление чувствительных ароматических фракций, уплотнение (14) приклеено к отверстию банки для кофе, так что, когда потребитель снимает это уплотнение для открывания массы кофе, он также отделяет уплотнение (14) от проницаемой мембраны (15), таким образом, позволяя летучей ароматической фракции поступать в область (17) над продуктом, насыщаемую летучими веществами.
На фиг.2 показана банка для кофе после первого открывания, когда непроницаемое уплотнение полностью удалено, так что источник (12), высвобождающий аромат, покрыт только проницаемой мембраной (15), так что летучая ароматическая фракция может поступать, как показано стрелками на чертеже, в область (17) над продуктом, насыщаемую летучими веществами, в то время как сам участок изолирован от массы кофе посредством мембраны. Как можно видеть, мембрана (15) полностью покрывает углубление, где присутствует источник (12), высвобождающий аромат, таким образом скрывая источник, высвобождающий аромат, от потребителя, который видит только сплошную внутреннюю поверхность крышки (11).
На фиг.3 показана детально структура источника, высвобождающего аромат, и смежная ему область, которые, взятые вместе, образуют узел, высвобождающий аромат. На крышке (11) присутствует подложка (18) из жесткого или полужесткого материала, такого как бумага или полимерный материал, с углублением (19) в его центре. Подложка (18), а также углубление (19) покрыты слоем (20), который находится в контакте с матрицей, содержащей аромат. Слой (20), как правило, состоит из непроницаемого материала для предотвращения диффузии ароматической фракции через него. Если, например, матрица, содержащая аромат, представляет собой пчелиный воск, импрегнированный фракцией кофе, жидкий воск инжектируется в углубление с покрытием и оставляется для затвердевания, таким образом формируя источник (12), высвобождающий аромат. Затем пористый слой (15), изготовленный из бумаги или полимера, наклеивают на покрытие (20), покрывая слой (19) подложки, и, наконец, разрываемое уплотнение (14) наклеивается поверх слоя (15), а также на покрытие для отверстия банки для кофе. Высвобождающий аромат узел, показанный на этом чертеже, может представлять собой интегральную часть крышки или может добавляться к крышке на следующей стадии. Затем узел размещают на банке, такой как банка для кофе на фиг.1, так что уплотнение (14) наклеивается на отверстии банки. Когда потребитель снимает уплотнение (14) с отверстия банки для кофе, он при этом также открывает мембрану (15), высвобождая летучую фракцию кофе и производя ароматическое воздействие.
Термин "ароматическое вещество кофе" может включать кофейное масло, жидкость, экстрагированную из кофе, и газообразные ароматические фракции.
Нижеследующие примеры предназначены для представления нескольких предпочтительных вариантов осуществления способа для получения сильного и долговременного (в течение многих циклов открывания/закрывания) ароматического воздействия при открывании контейнера с растворимым кофе. Эти примеры ни в коем случае не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения, определяемого формулой изобретения.
Пример 1
Матрица из парафинового воска
:
Расплавляют парафиновый воск, имеющий температуру плавления 55-65°C. К расплаву добавляют 10 вес.% ароматических веществ кофе при перемешивании. Расплав становится прозрачным раствором. Один грамм раствора наносят в форме плоского диска на внутреннюю часть покрытия емкости для кофе и позволяют отвердиться в течение трех минут при комнатной температуре. Пустую емкость для кофе закрывают этим покрытием и хранят в течение трех дней. Через три дня покрытие открывают и получают очень сильное воздействие ароматического вещества кофе. Затем емкость хранят опять и открывают один раз в день в течение 10 следующих дней. Каждый раз ароматическое воздействие является очень сильным. Этот же процесс повторяют с упаковкой для кофе, содержащей растворимый кофе. Каждый раз, когда упаковка открывается, чувствуется сильное ароматическое воздействие. Распространение ароматического вещества отмечается после нескольких циклов открывания и закрывания и в течение продолжительного периода времени.
Пример 2: Матрица из парафинового воска с антиоксидантами в форме "наклейки"
Расплавляют парафиновый воск, имеющий температуру плавления 55-65°C, а затем смешивают с 3 вес.% Span 80 (поверхностно-активного вещества), 0,5% BHA и 0,5% BHT (антиоксиданты), в то же время поддерживая температуру выше температуры плавления. Затем добавляют ароматические вещества кофе с получением 20 вес.% конечной концентрации ароматических фракций в матрице, при этом, перемешивая. Один грамм полученного раствора наносят на клейкую ленту ("наклейку") и позволяют отвердиться в течение пяти минут. Полученную "ароматизированную наклейку" прикрепляют к внутренней стороне обертки упаковки для кофе, а затем помещают на пустую упаковку. Через три дня упаковку открывают и получают очень сильное воздействие ароматического вещества кофе, хотя кофе в упаковке нет. Этот же процесс (хранения в течение одного дня с последующим открыванием крышки) повторяют 10 раз, и каждый раз ароматическое воздействие является очень сильным. Такой же процесс повторяют для упаковки, содержащей кофе быстрого приготовления. При открывании покрытия получают очень сильное ароматическое воздействие. Это воздействие обеспечивается в течение многих циклов открывания и закрывания, в течение продолжительного периода времени.
Подобные процессы осуществляют с другими материалами, которые подвергаются при нагревании фазовому переходу от твердого состояния в жидкое, с такими как карнаубский воск, Span 60, Span 65, Tween 60, глицерид моностеарат, цетиловый спирт, пчелиный воск, канделилловый воск, стеариновая кислота, а также со смесями таких материалов. Как правило, сильное ароматическое воздействие получают во всех случаях.
Пример 3: УФ-полимеризуемая матрица
2
Формируют УФ поперечно-сшиваемый препарат, в который добавляют 10% ароматических веществ, присутствующих в кофейном масле (получаемом из кофейных зерен посредством соответствующего процесса). Жидкий препарат, содержащий полимеризуемые мономеры, наносят на наклейку или непосредственно на внутреннюю часть обертки емкости для кофе, а затем облучают УФ-светом (примерно 800 мДж/см) в течение очень короткого периода времени, пока жидкость, содержащая мономеры, не полимеризуется с получением твердой пленки. Полученная пленка способна обеспечить продолжительное высвобождение ароматического вещества, а также ароматическое воздействие, когда помещается в емкость для кофе. УФ поперечно-сшиваемые препараты подобны тем, которые описаны в области нанесения покрытий и печати. Например, SR 238 28%, SR 368 35%, SR 295 30% и (все мономеры/олигомеры от Sartomer) DAROCURE 1173, в качестве фотоинициатора. Фракции выбирают таким образом, чтобы они приводили к соответствующей степени поперечного сшивания (которая воздействует на диффузию ароматических фракций), быстрому отверждению и хорошей адгезии на покрытии, стенках или наклейках упаковки для кофе.
Пример 4: Термически полимеризуемая матрица
Формируют термически отверждаемый препарат, в который добавляют 10% ароматических веществ кофе. Жидкий препарат наносят на наклейку, а затем нагревают в течение очень короткого периода времени, пока жидкость не станет твердой, благодаря реакции полимеризации. Эта пленка способна обеспечивать продолжительное высвобождение аромата, а также ароматическое воздействие, если ее поместить в емкость для кофе. Термически отверждаемый препарат выбирают из известных полимеров, которые могут использоваться для упаковки. Примеры таких термически отверждаемых препаратов представляют собой: стирол, смешанный с лауроил-пероксидом, метилметакрилат, смешанный с лауроил-пероксидом. Инициатор термической полимеризации может выбираться в соответствии с его температурой действия, чтобы поддерживать жидкий препарат с молекулами ароматического вещества при температурах, настолько низких, насколько это возможно. Термически отверждаемая жидкость может содержать, в дополнение к этому, также антиоксиданты, промоторы адгезии, поверхностно-активные вещества, полимеры и олигомеры.