КАПСУЛЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА ДЛЯ ДОСТАВКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ
CAPSULES FOR PREPARATION OF BEVERAGE FOR DELIVERY OF FUNCTIONAL INGREDIENTS

Настоящее изобретение относится к капсулам для приготовления напитка для доставки напитков, содержащих функциональные ингредиенты такие, как добавленные флавоноиды, витамины, антиоксиданты или минеральные вещества, в напиток. В частности, настоящее изобретение относится к таким капсулам для использования в машинах для однопорционной выдачи напитка.
Известен ряд систем для приготовления напитков, в которых одна порция напитка изготавливается путем вставки капсулы, содержащей ингредиент для приготовления напитка в виде частиц такой, как молотый кофе, в узел приготовления напитка устройства для приготовления напитка. Затем устройство обеспечивает впрыск воду в капсулу, где ингредиент для приготовления напитка растворяется, или настаивается, в воде для образования напитка. Напиток вытекает из капсулы через соответствующее выходное отверстие, которое может быть просто отверстием или перфорацией в капсуле, или она может содержать выпускную трубку, которая протыкает выходную область капсулы. Капсула может содержать фильтр для предупреждения выхода твердых компонентов таких, как кофейная гуща, из капсулы. Системы приготовления напитков этого общего типа описаны, например, в WO 94/01344, EP-A-0512468 и EP-A-0468079 (все относятся к компании Nestle), в патенте США No. 5,840,189 (Keurig), в EP-A-0272922 (Kenco), в EP-A-0821906 (Sara Lee) и в EP-A-0179641 и WO 02/19875 (Mars).
Вышеописанные капсулы приспособлены для приготовления ароматизированных напитков, например, кофе с ореховым или ванильным привкусом путем добавления ароматизирующих веществ к ингредиенту для приготовления напитка.
Также известно добавление функциональных ингредиентов в порционные упаковки для приготовления напитка. Например, JP-A-11266841 описывает пакетик ячменного чая, содержащий обогащенный катехином зеленый чай.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что добавление функциональных ингредиентов к ингредиенту для приготовления напитка в капсулу для приготовления напитка имеет несколько недостатков. В частности, неполное экстрагирование функционального ингредиента из смеси приводит к переменной дозировке функционального ингредиента в напитке, и к потере относительно дорогостоящего функционального ингредиента. Есть основания полагать, что это неполное экстрагирование может быть обусловлено поглощением или реакцией функционального ингредиента с ингредиентом напитка и/или с материалом фильтра внутри капсулы.
В первом аспекте, настоящее изобретение обеспечивает капсулу для приготовления напитка, содержащую ингредиент для приготовления напитка и функциональный ингредиент, в которой, по меньшей мере, участок внутренней поверхности указанной капсулы покрыт вододиспергируемым покрытием, содержащим функциональный ингредиент.
Обеспечение функционального ингредиента в вододиспергируемом покрытии на внутренней поверхности капсулы позволяет растворение функционального ингредиента в напитке только при впрыскивании воды в капсулу при использовании. Функциональный ингредиент сохраняется, по существу или полностью, отдельно от ингредиента напитка до использования. Кроме того, легко нанести регулируемую дозу функционального ингредиента в виде покрытия на внутренней стороне капсулы во время изготовления. Целесообразно, по меньшей мере, 50%, более целесообразно, по меньшей мере, 90%, и наиболее целесообразно, что весь добавленный функциональный ингредиент находится в покрытии.
Настоящее изобретение обеспечивает удобное, рентабельное и эффективное по стоимости средство для добавления функциональных ингредиентов в напиток. По сравнению с другими системами, в которых относительно большие количества функционального ингредиента могут быть необходимы для смешивания с ингредиентом для приготовления напитка для того, чтобы достичь желаемый функциональный эффект или достаточную биологическую ценность, настоящее изобретение может содержать только минимальное количество функционального ингредиента, при этом все еще достигая функциональный эффект и/или биологическую усвояемость. Функциональные ингредиенты могут быть дорогостоящими и могут вносить нежелательный привкус и/или проявление в напиточном продукте. За счет доведения до максимума функционального эффекта и/или биологической ценности, исходя из заданного количества функционального ингредиента, в настоящем изобретении необходимо только относительно небольшое количество функционального ингредиента, таким образом, чтобы любой нежелательный привкус и/или проявление могли быть сведены к минимуму и снижены по затратам.
Целесообразно, что капсула дополнительно содержит фильтрующий элемент, который разделяет внутреннее пространство капсулы на переднюю по потоку область, содержащую ингредиент для приготовления напитка, и заднюю по потоку область, и покрытие, содержащее функциональный ингредиент, размещено на внутренней поверхности задней по потоку области. При использовании, функциональный ингредиент растворяется в напитке после прохождения жидкости через фильтр. Это устраняет проблемы поглощения функционального ингредиента на остатке ингредиента для приготовления напитка (например, кофейной гуще), или поглощения функционального ингредиента на фильтре.
Целесообразно, что капсула может быть закрыта с помощью удаляемого уплотнения таким образом, чтобы и ингредиент для приготовления напитка и покрытие, содержащее функциональный ингредиент, были размещены внутри капсулы и защищены от внешней среды вне капсулы. Предпочтительно, что капсула содержит фильтрующий элемент, который разделяет внутреннее пространство капсулы на переднюю по потоку область, содержащую ингредиент для приготовления напитка, и заднюю по потоку область, содержащую функциональный ингредиент, в которой покрытие, содержащее функциональный ингредиент, нанесено, по меньшей мере, на часть внутренней поверхности задней по потоку области капсулы, но расположено по потоку выше от уплотненной, с возможностью раскрепления, выходной области капсулы.
Капсула для приготовления напитка может быть выполнена на основе любой из капсул, используемых в настоящее время для приготовления напитков путем впрыскивания воды в капсулу. Целесообразно, что капсула является однопорционной капсулой, которая содержит достаточное количество ингредиентов для приготовления напитка для приготовления одной порции напитка, т.е. от около 25 до около 500 мл, предпочтительно от около 100 мл до около 250 мл напитка. Например, капсула может содержать от около 2 г до около 25 г молотого кофе или от около 1 г до около 9 г листового чая.
Целесообразно, что капсула является по существу непроницаемой для кислорода и влаги, перед использованием, с тем, чтобы сохранить свежесть ингредиента напитка. Обычно, каждая капсула содержит корпус, выполненный из пластикового листа (например, термоформованного или инфекционно формованного листа) и/или из гибкого пленочного материала. Листовой или гибкий пленочный материал обычно представляет собой ламинат, содержащий два или несколько из следующих слоев: термопластичный уплотняющий слой для присоединения листа к другим элементам упаковки; по существу газонепроницаемый барьерный слой, который может представлять собой металлическую пленку такую, как алюминиевая пленка; адгезионные слои для улучшения адгезии между другими слоями ламината; структурные слои, например, для обеспечения прочности на прокол; и/или слой подложки для печати. Структурные слои могут быть выполнены из полиолефинов, полиэстера, нейлонов или других полимеров, которые известны в данном уровне техники.
В одной группе вариантов выполнения, капсула может представлять собой саше, имеющее корпус, выполненный, по существу или полностью, из гибкого пленочного материала. Например, она может содержать два подобных или идентичных листа из гибкого пленочного материала, соединенных вместе поверхность-к-поверхности около края для образования пленочного саше. В другой группе вариантов выполнения, капсулы могут содержать первый, относительно жесткий лист, который выполнен, например, посредством термоформования, в форме чашки или чаши, и второй лист, который соединен вдоль ободка для образования корпуса капсулы. Например, первый лист может представлять собой относительно жесткий термопластичный лист, который был термоформован в форме чашки или чаши с выступающим ободком (фланцем), и второй лист представляет собой плоский лист, который может быть выполнен из гибкого пленочного материала, который прикреплен вдоль выступающего ободка. Соответствующие варианты выполнения капсулы описаны, например, в ссылках, перечисленных выше.
Кроме того, капсула может иметь фильтрующий элемент, например, слой фильтрующего листового материала, для предотвращения вытекания ингредиента для приготовления напитка, при использовании. Фильтрующий лист может быть расположен внутри капсулы, разделяя внутренность корпуса капсулы на переднюю по потоку область, содержащую ингредиент для приготовления напитка, и заднюю по потоку область, через которую протекает напиток, с возможностью выхода из капсулы. Задняя по потоку область может включать в себя разные конструктивные особенности такие, как трубчатый путь потока или эжектор для напитка, камера для кондиционирования напитка или отверстие, образующее струю, например, которое известно в настоящем уровне техники. Обычно, фильтрующий элемент является подобным фильтрующим элементам, имеющимися в настоящее время в виде существующих форматов капсул для напитков.
В вариантах выполнения, капсула содержит входное отверстие для воды такое, как входное сопло. В других вариантах выполнения, нет входного сопла, и вода впрыскивается путем прокалывания капсулы с помощью инжекторной трубки устройства для приготовления напитка. Подобным образом, выходное отверстие может быть выполнено, при использовании, посредством прокалывания капсулы с помощью выходной трубки, или за счет открывания уплотнения, удаляемого под действием тепла, на капсуле. В любом случае, капсула будет иметь входную область, в которую впрыскивается вода при использовании, выходную область, из которой напиток вытекает из капсулы при использовании, и путь потока жидкости внутри капсулы, который проходит через ингредиент для приготовления напитка.
2
2
2
2
2
2
2
2
Покрытие, содержащее функциональный ингредиент, приклеено к внутренней поверхности капсулы в местоположении, так, чтобы покрытие было раскрыто для напитка, приготавливаемому в капсуле при использовании, с возможностью растворения покрытия в напитке. Целесообразно, что покрытие размещено по потоку дальше относительно любого фильтрующего элемента в капсуле для возможности сведения к минимуму подвергание функционального ингредиента воздействию ингредиента напитка и/или фильтра. Целесообразно, что площадь покрытия составляет от около 0,5 см до около 20 см, например, от около 1 см до около 10 см. Основной вес покрытия, соответственно, составляет от около 1 г/м до около 2 кг/м, например, от около 50 г/м до около 500 г/м. Общий вес покрытия, соответственно, составляет от около 1 мг до около 1 г, например, от около 10 мг до около 500 мг, обычно от около 50 мг до около 30 мг.
Функциональный ингредиент, например, может быть выбран из группы, состоящей из флавоноидов, витаминов, минеральных веществ, антиоксидантов, стимулирующих средств, ароматизирующих веществ, подсластителей, красящих веществ и соединений, нейтрализующих привкус горечи.
Общее количество каждого функционального ингредиента в покрытии будет зависеть от ингредиента. Целесообразно, что оно составляет от около 1% до около 100%, например, от около 5% до около 50%, обычно, от около 10% до около 30% рекомендуемого суточного потребления для взрослых функционального ингредиента. Соответствующие пределы для некоторых функциональных ингредиентов определены ниже.
Наиболее подходящий функциональный ингредиент содержит, или состоит, по существу из одного или нескольких флавоноидов. Флавоноиды и их полимеры образуют класс пищевых компонентов, которые изменяют метаболические процессы и оказывают положительное влияние на здоровье. Таким образом, флавоноиды вызывают значительный интерес, как пищевые компоненты или пищевые добавки.
Флавоноиды представляют собой подкласс полифенолов. Они обычно состоят из двух ароматических колец, каждое из которых содержит, по меньшей мере, одну гидроксильную группу. Два кольца соединены через "мостик" из трех атомов углерода, который образует часть шестичленного гетероциклического кольца. Флавоноиды дополнительно поделены на подклассы на основании соединения ароматического кольца с гетероциклическим кольцом, а также степени окисления и функциональных групп гетероциклического кольца. Внутри каждого подкласса индивидуальные соединения характеризуются специфическим гидроксилированием и типами присоединения.
Обычно флавоноиды в пищевых продуктах имеют общую структуру с тремя кольцами (А, В и С) и порядком нумерации:
3
6
1
6
4'
6
5
Заместители R-R могут представлять собой водород или разнообразные группы, такие как гидроксильные группы, оксогруппы и С-С линейные или разветвленные алкильные группы. Для большинства пищевых флавоноидов R и R представляют атом водорода, в то время как R представляет гидроксигруппу. С-кольцо также может быть ненасыщенным и содержать дополнительные функциональные группы. Связь между В и С кольцом может находиться в положении 2 или 3.
Для цели этого изобретения, флавоноидное соединение может содержать один или несколько из: флавонола (например, кверцитин, рутин, морин, гесперидин, изорамнитин, каемпферол, мурицитин), флавона (например, акацетин, апигенин, лутеолин), изофлавона (например, генистеин, глуцитеин, биотанин А, формононетин, даидзеин), флаванола (например, катехины, галлокатехины, эпикатехины, его полимеры, процианидины), флаванона (например, таксифолин, эриодиктуол, хесперитин, нарингенин), дигидрофлавонола, антоцианина и/или антоцианидина (например, цианидин, дельфинидин, мальвидин, пелпргонидин, петунидин, пеонидин). Следует понимать, что полифенолы также охватываются в рамках термина "флавоноид" для настоящей заявки. Другие примеры флавоноидов включают в себя даидзеин, гинкгетин, каэмферол, мирицетин, физетин, изорамнетин, нарингенин, эриодиктуол, теарубигины, тамариксетин, мальвидин, пеодинид, петунидин и/или дельфинидин.
Как использовано в данном документе, термин "катехины" использован в качестве общего термина для катехина, галлокатехина, галлата катехина, галлата галлокатехина, эпикатехина, эпигаллокатехина, галлата эпикатехина, галлата эпигаллокатехина и их смесей.
Флавоноидный продукт присоединения согласно настоящему изобретению может быть получен из чистых флавоноидных исходных веществ или разнообразных флавоноидосодержащих веществ, таких как части растений, экстрактов растений и тому подобного. Например, можно применять экстракты зеленого чая с высоким уровнем катехинов (например, экстракт зеленого чая от Naturex, Франция, стандартизованный до 95% содержания полифенолов, 75% катехинов, <0,5% кофеина, >40% эпигаллокатехингаллата); экстракты виноградных косточек или кожуры (например, порошок полифенола из виноградных косточек exGrape OPC 40 # 848F/848G, поставляемый Breko, Германия, с 40% содержанием олигомерных проантоцианидинов; порошок полифенола из винограда P80, белый, #834F; поставляемый Breko, Германия, с 80% содержанием полифенолов). Также подходящими являются продукты присоединения флавоноидов с сахаридами, такими как описаны в EP-A-1856988.
Наиболее подходящие флавоноиды для использования в настоящем изобретении включают в себя полифенолы какао. Потребление полифенолов какао (CPs), присутствующих в какао-продуктах, оказывает значительное положительное воздействие на здоровье. Считается, что потребление полифенолов какао оказывает положительное воздействие на процессы, вовлеченные в развитие атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний. Полифенолы какао ингибируют окисление ЛПНП, усиливают активность окиси азота/синтазы окиси азота (NO/NOS) и ингибируют циклооксигеназу (COX) и активность липоксигеназы (LOX); эти воздействия описываются в WO 97/36497. Полифенолы какао также могут быть использованы для лечения или профилактики состояний, о которых известно, что на них оказывает воздействие введение нестероидных противовоспалительных лекарственных средств, например аспирина.
Термин "полифенолы какао" относится к полифенольным соединениям, включая в себя проантоцианидины, более конкретно процианидины, присутствующие в какао-бобах, ядрах какао-бобов и большинстве какао-ингредиентов, полученных из какао-бобов или ядер какао-бобов. Термин "процианидин" относится к природным или полученным синтетически олигомерам катехина и/или эпикатехина. Любое указание на "полифенолы какао" следует понимать, как включающее в себя мономеры флаван-3-ола катехина и эпикатехина. Мономеры включают (+)-катехин и (-)-эпикатехин и их соответствующие эпимеры (например, (+)-эпикатехин и (-)-катехин), и их производные. Мономеры имеют формулу «А» и олигомеры имеют формулу «An», где n является целым числом от 2 до 18 и более. Формула «A»
где R представляет собой 3-([alpha])-OH, 3-([beta])-OH, 3-([alpha])-O-сахарид, 3-([beta])-O-сахарид, 3-([alpha])-O-C(O)R1; или 3-([beta])-O-C(O)-R1; где связи между соседними мономерами находятся в позициях 4 и 6 или 4 и 8; где связь мономера в позиции 4 имеет альфа или бета стереохимию; где X, Y и Z выбирают из группы, состоящей из мономерного звена А, водорода и сахаридной функциональной группы, при условии, что, по меньшей мере, один концевой мономер, связывающий соседний с ним мономер, находится в позиции 4 и возможно Y=Z=водород; и где сахаридная функциональная группа представляет собой моно- или дисахаридную функциональную группу, которая может быть возможно замещена фенольной функциональной группой; где R1 может быть арильной или гетероарильной функциональной группой, возможно замещенной, по меньшей мере, одной гидрокси группой; и соли, производные и продукты их окисления. Предпочтительно, сахаридная функциональная группа является производным, выбранным из группы, состоящей из глюкозы, ксилозы, рамнозы и арабинозы. Сахаридная функциональная группа и любой или все из R, X, Y, и Z возможно могут быть замещены в любом положении фенольной функциональной группой через эфирную связь. Фенольную функциональную группу выбирают из группы, состоящей из кофейной кислоты, коричной кислоты, кумаровой кислоты, феруловой кислоты, галловой кислоты, гидроксибензойной кислоты и синаповой кислоты.
Недоферментированное и неферментированное сырье какао содержит значительные количества полифенолов какао по сравнению с ферментированным сырьем какао. Ферментация и сушка приводят к сложным изменениям в какао-бобах, наиболее важным является образование компонентов, необходимых для развития характерного вкуса и цвета какао. Однако ферментация также значительно снижает концентрации полифенольных соединений в ферментированных какао-бобах по сравнению с концентрациями полифенольных соединений в неферментированных или в недоферментированных какао-бобах. Традиционная обработка какао-бобов, включающая в себя такие этапы, как обжарка или обезжиривание какао-бобов, также снижают концентрации полифенолов какао в какао-порошке или какао тертом, получаемых таким образом. Кроме того, эти процессы более быстро снижают концентрации высокоолигомерных полифенолов (то есть 5-12) по сравнению с низкоолигомерными (то есть 2-4).
Экстракты какао, содержащие полифенолы, также могут быть получены экстракцией растворителем частично или полностью обезжиренных сухих веществ какао, полученных из неферментированных и/или недоферментированных какао-бобов или ядер какао-бобов. См., США 6015913 и США 6312753.
Целесообразно, что флаводоид (включая флавоноид какао) присутствует в окончательном напитке в количестве, по меньшей мере, 0,06% от веса напитка, предпочтительно, по меньшей мере, 0,07%, например, по меньшей мере, 0,08%. Количество флавоноида не должно быть слишком высоким, однако в ином случае вкус и/или эстетичный внешний вид напитка могут быть нарушены. Поэтому, предпочтительно, что окончательный напиток содержит флавоноиды в количестве менее 1% от веса напитка, предпочтительно менее 0.5% и наиболее предпочтительно менее 0,2%. Количество флавоноидов может быть определено системой ВЭЖХ с использованием способа, описанного в US-A-2008020069. Для обычной одно-порционной капсулы это означает, что капсула содержит от около 20 мг до около 1 г, более целесообразно от около 50 мг до около 500 мг, наиболее целесообразно от около 100 мг до около 300 мг добавленных флавоноидов (т.е. исключая флавоноиды, по своему существу присутствующих в ингредиенте для приготовления напитка). Целесообразно, что добавленные флавоноиды по существу полностью содержатся в покрытии.
Функциональные ингредиенты могут, в качестве дополнения или альтернативы, содержать один или несколько антиоксидантов, кроме флавонидов. Такие антиоксиданты также могут быть полезны в качестве поглотителя кислорода для поддержания свежести ингредиента напитка внутри упаковки перед использованием. Целесообразно, что покрытие содержит от около 1 мг до около 100 мг, например, от около 5 мг до около 20 мг таких других антиоксидантов в покрытии.
Функциональный ингредиент может, в качестве дополнения или альтернативы, содержать женьшень, например, относящийся к роду Женьшень семейства Аралиевые и/или экстракт женьшеня такой, как гинзенозид (также называемый панаксозид), предпочтительно даммаран ((5S,8R,9R,10S,13R,14R,17R)-4,4,8,10,14-пентаметил-17-[(2R)-6-метилгептан-2-yl]-2,3,5,6,7,9,11,12,13,15,16,17-додекагидро-1H-циклопента[a]фенантрен), или протопанаксадиол ((3S,5R,8R,9R,10R,12R,13R,14R,17S)-17-[(2S)-2-гидрокси-6-метилгепт-5-en-2-yl]-4,4,8,10,14-пентаметил-2,3,5,6,7,9,11,12,13,15,16,17-додекагидро-1H-циклопента[a]фенантрен-3,12-диол), или другой тетрациклический терпен даммаранового типа.
Функциональные ингредиенты могут, в качестве дополнения или альтернативы, содержать активное вещество оптимизации веса. Подходящие активные вещества включают в себя биотин, пантотеновую кислоту (витамин B5), витамин В6, ниацин, магний, экстракт парагвайского чайного дерева, экстракт гуараны, гидроксилимонная кислота и их смеси. Целесообразно, что покрытие содержит от около 1 мг до около 100 мг, например, от около 5 мг до около 20 мг таких интгредиентов.
Функциональные ингредиенты могут, в качестве дополнения или альтернативы, содержать витамины и/или минеральные вещества. Предпочтительными витаминами являются, например, витамин А, витамин С, витамин Д, витамин Е, витамин К и их производные и/или провитамины. Предпочтительные витамины также включают в себя витамины группы В такие, как например, биотин, фолиевая кислота, никотиновая кислота, ниацинамид, пантотенат, пиридоксин хлоргидрат, рибофлавин, тиамин хлоргидрат и тому подобное. Целесообразно, покрытие содержит от около 1 мг до около 100 мг, например, от около 5 мг до около 20 мг витаминов и/или провитаминов. Предпочтительные минеральные вещества включают в себя, но не ограничиваются ими, бромин, кальций, хром, медь, йод, железо, магний, марганец, фосфаты, фосфор, калий, селен, натрий, серу и цинк. Целесообразно, что покрытие содержит от около 1 мг до около 100 мг, например, от около 5 мг до около 20 мг таких ингредиентов.
В качестве альтернативы или дополнения, функциональные ингредиенты включают в себя, например, аминокислоты такие, как аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин, аланин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, глутамин, глицин, серин, тирозин, метилгуанидинуксусная кислота и тому подобное. Целесообразно, покрытие содержит от около 1 мг до около 100 мг, например, от около 5 мг до около 20 мг таких ингредиентов.
В качестве альтернативы или дополнения, функциональные ингредиенты включают в себя подсластители. Подходящие подсластители включают в себя, но не ограничиваются ими:
А. водорастворимые подслащивающие агенты такие, как монеллин, стевиозиды и глицирризин;
В. водорастворимые искусственные подсластители такие, как растворимые соли сахарина, т.е. натриевые или кальциевые соли сахарина, цикламатные соли, натриевые, аммониевые или кальциевые соли 3, 4-дигидро-6-метил-1,2,3-оксатиазин-4-он-2,2-диоксида, калиевой соли 3,4-дигидро-6-метил-1,2,3-оксатиазин-4-он-2,2-диоксида (ацесульфам калия), свободная кислотная форма сахарина и тому подобное.
С. подсластители на основе дипептида такие, как подсластители, полученные на основе L-аспарагиновой кислоты такие, как метиловый эфир L-аспартил-L-фенилаланина (аспартам) и материалы, описанные в патенте США No. 3,492,131, L-alpha- аспартил-N-(2, 2,4, 4- тетраметил-3-тиэтанул)-D- аланинамид гидрат, метиловые эфиры L-аспартил-L-фенилглицерина и L-аспартил-L-2, 5, дигидрофинил-глицина, L-аспартил-2, 5-дигидро- L-фенилаланина, L-аспартил-L- (1-циклогексен)-аланина и тому подобное;
D. водорастворимые подсластители, полученные из природных (натурально, встречающихся в природе) водорастворимых подсластителей таких, как хлорпроизводное обычного сахара (сахарозы), известной, например, (в соответствии) при описании продукта сукралозы; и
Е. подсластители на основе протеинов, такие как Тоуматокус данниелий (тауматин I и II).
В целом, эффективное количество дополнительного подсластителя используется для обеспечения степени сладости, желательной для конкретного напитка, и это количество будет изменяться в зависимости от выбранного подсластителя. Покрытие соответственно содержит от около 1 мг до около 1 г от всех подсластителей, например, от около 5 мг до около 500 мг от всех подсластителей, обычно от около 10 мг до около 300 мг от всех подсластителей.
В качестве альтернативы или дополнения, функциональные ингредиенты включают в себя природные и искусственные ароматизаторы, такие, как синтетические ароматизирующие масла и вкусовые ароматизаторы, и/или масла, олеосмолы и экстракты из растений, листьев, цветков, плодов и так далее, и их комбинации. Типичные ароматизаторы включают в себя, но не ограничиваются ими, искусственный ванилин, производные коричной кислоты, масло мяты перечной, гвоздичное масло, масло из мускатного ореха, масло шалфея и масло из горького миндаля, шоколад, кофе, какао и масло из цитрусовых, включая лимон, апельсин, виноград, лайм и грейпфрут, и фруктовые эссенции, включая яблочную, грушевую, персиковую, земляничную, малиновую, дикой сливы, ананасовую, абрикосовую, или используемые индивидуально или в смеси. Эти ароматизаторы могут быть использованы индивидуально или в смеси.
Количество ароматизаторов, используемых в покрытии, обычно может являться вопросом предпочтения, подверженным таким факторам, как желательные тип ароматизатора, индивидуальный оттенок и выраженность запаха. Таким образом, количество может изменяться для достижения результата, желаемого в конечном продукте. Такие изменения находятся в пределах возможностей специалистов в данной области техники без необходимости большого экспериментирования. Покрытие соответственно содержит от около 1 мг до около 1 г от всех ароматизаторов (за исключением подсластителя), например, от около 5 мг до около 500 мг, обычно от около 10 мг до около 300 мг.
Целесообразно, что покрытие содержит функциональный ингредиент, диспергированный в пленкообразующей матрице. Функциональный ингредиент может быть диспергирован в виде раствора (например, твердого раствора) в матрице, или в виде дисперсии в пленкообразующей матрице твердых частиц функционального ингредиента, или в виде диспергирования в пленкообразующей матрице микрокапсул, содержащих функциональный ингредиент.
Пленкообразующая матрица обеспечивает прилипание к внутренней стенке капсулы, растворяет функциональный ингредиент, облегчая точное дозирование, и защищает функциональный ингредиент до использования капсулы. Матрица должна быть диспергируемой в воде и, предпочтительно, способной к растворению. Она должна быть выполнена из материалов (GRAS), пригодных для пищи.
Целесообразно, что пленкообразующая матрица содержит, по меньшей мере, один съедобный пленкообразующий полимер и дополнительно может содержать воду, консерванты, пластифицирующие вещества, эмульгирующие вещества, и буферные вещества.
Съедобный пленкообразующий полимер, использованный в покрытии, может быть любым подходящим пленкообразующим полимером, включающим в себя, но, не ограничиваясь этим, альгинаты, пуллулан, гидроколлоиды, ss-глюкан, мальтодекстрин, целлюлозы, включая гидроксипропилметил целлюлозы, гидроксиэтил целлюлозы, гидроксипропил целлюлозы, карбоксиметил целлюлозы, метилцеллюлозу, гидроксиметил целлюлозы, гидроксиэтил целлюлозы, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт, полиэтиленгликоль, гидроксипропил этилцеллюлозы, ацетатфталат целлюлозы, гидроксипропил метилцеллюлозы фталата, природные смолы такие, как смола плодоворожкового дерева, каррагенан желирующее вещество, ксантановая смола, трагакантовая смола, гуаровая смола, сенегальская камедь, аравийская камедь, карая, гхатти, тамариндовая смола, полиакриловая кислота, метилметакрилатный сополимер, карбоноксивиниловый полимер, амилоза, высоко амилозный крахмал, гидроксипропилированный высокоамилозный крахмал, декстрин, пектин, хитин, хитозан, леван, элсинан, коллаген, желатин, зеин, глютен, соевый белковый изолят, изолят сывороточного белка, казеин и их смесей. Наиболее целесообразно, что пленкообразующий полимер содержит или состоит, по существу, из камеди.
Съедобный пленкообразующий полимер, использованный в пленках, также может включать в себя вододиспергируемые синтетические полимеры, сополимеры, блок-полимеры, включающие в себя, но, не ограничиваясь этим, поли(гликолевая кислоту) (PGA), поли(молочную кислоту) (PLA), полидиоксины, полиоксалаты, поли(alpha-эфиры), полиангидриды, полиацетаты, поликапролактоны, поли(ортоэфиры), полиаминокислоты, полиаминокарбонаты, полиуретаны, поликарбонаты, полиамиды, поли(алкил циановкрилаты), стереополимеры L- и D-молочной кислоты, сополимеры бис(p-фенокси)пропионовой кислоты и себациновой кислоты, сополимеры себациновой кислоты, сополимеры капролактона, сополимеры поли(молочной кислоты)/поли(гликолевой кислоты)/полиэтиленгликоля, сополимеры полиуретана и поли(молочной кислоты), сополимеры полиуретана и поли(молочной кислоты), сополимеры альфа-аминокислот, сополимеры альфа-аминокислот и капроевой кислоты, сополимеры альфа-бензилглутамата и полиэтиленгликоля, сополимеры сукцината и поли(гликолей), полифосфазена, полигидроксиалканоатов и любые их комбинации.
Целесообразно, что съедобный пленкообразующий полимер находится в количествах, варьирующихся в диапазоне от около 10 до около 99 вес.%, от около 30 до около 80 вес.%, или от около 45 до около 70 вес.%, или от около 50 до около 65 вес.% покрытия. Целесообразно, что покрытие содержит менее около 20 вес.% воды, например менее около 15 вес.% воды, обычно от около 1 вес.% до около 10 вес.% воды. Целесообразно, что покрытие содержит от около 1 вес.% до около 90 вес.%, более целесообразно, от около 2 вес.% до около 50 вес.%, например около 5 вес.% до около 25 вес.%
Покрытия могут включать в себя консервант. Консервант может быть добавлен в количествах от около 0,001 до около 5 вес.%, или от около 0,01 до около 1 вес.% покрытия. В одном варианте выполнения, консерванты включают в себя бензоат натрия и сорбат калия.
Покрытия также могут включать в себя пластификатор. Пластификаторы включают в себя многоатомные спирты такие, как сорбитол, глицерин, полиоксиэтиленгликоль, пропиленгликоль, гидрогенизированные гидролизаты крахмала, кукурузные сиропы, а также моноацетин, диацетин, триацетин, мальтит и маннитол. Пластификатор может быть добавлен в широком диапазоне количеств, включая в себя, но не ограничиваясь этим, от около 1 до около 20 вес.%, или от около 5 до около 15 вес.% покрытия.
Капсулы для приготовления напитка согласно настоящему изобретению могут быть получены путем простой модификации существующих способов, при этом покрытие, содержащее функциональный ингредиент, наносится, по меньшей мере, в области внутренней поверхности капсулы на любом этапе перед уплотнением капсулы. Целесообразно, что покрытие наносится в виде раствора или дисперсии в подходящем растворителе таком, как вода, с последующей сушкой. Раствор или дисперсия могут быть применены путем нанесения кистью, распылением или посредством печати (например, переводная печать, глубокая печать). В других вариантах выполнения покрытие может быть расплавлено без добавления растворителя и затем нанесено, как указано выше. В еще других вариантах выполнения, покрытие может быть выполнено посредством приклеивания твердой пленки покрывающего материала к внутренней поверхности с использованием подходящего адгезива, пригодного для пищи или посредством термоскрепления или ультразвуковой сварки.
В другом аспекте, настоящее изобретение обеспечивает способ приготовления напитка, содержащий этап прохождения водной жидкости через капсулу для приготовления напитка согласно настоящему изобретению. Водной жидкостью, предпочтительно, является вода, например, при температуре 85°-99°С. Способ может быть осуществлен в устройстве для приготовления напитка, уже известном для использования с имеющимися форматами капсул, например, как описано в патентных ссылках, перечисленных выше, без изменения устройства. Целесообразно, что вода может впрыскиваться с давлением 0,5-1,5 бар по маномертру для фильтр-кофе, и при высоких давлениях таких, как 5-20 бар по манометру для кофе типа эспрессо, в зависимости от системы.
Далее будут описаны конкретные варианты выполнения настоящего изобретения, в качестве примера, со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых:
Фиг.1 изображает внешний вид капсулы типа FLAVIA, модифицированной в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 изображает продольный разрез по линии А-А капсулы согласно фиг.1;
Фиг.3 изображает продольный разрез по линии А-А капсулы согласно фиг.1 при использовании для приготовления напитка;
Фиг.4 изображает вертикальную проекцию, с частичным вырезом, второй капсулы для приготовления напитка согласно настоящему изобретению;
Фиг.5 изображает вид сбоку с частичным вырезом третьей капсулы для приготовления напитка согласно настоящему изобретению;
Фиг.6 изображает капсулу согласно фиг.5 при использовании для приготовления напитка.
Со ссылкой на фиг.1 и 2, изображенный вариант выполнения представляет собой модификацию коммерчески доступного в настоящий момент варианта выполнения капсул для приготовления напитка, первоначально описанного в GB-A-2121762, GB-A-2122881, EP-A-0179641, EP-A-0247841 и WO-A-9905044.
Капсула 1 согласно этому варианту выполнения представляет собой одноразовую капсулу, в общем, подобную саше, описанному в EP-A-0179641. Она содержит два гибких ламинированных листа 2, 3, образующих корпус саше. Каждый ламинированный лист содержит внутреннюю термопластичную уплотнительную пленку. Передний и задний листы 2, 3 скреплены вместе поверхность-к-поверхности вдоль краевых соединительных швов 4, 5, верхнего соединительного шва 6 и нижнего соединительного шва 7. По меньшей мере, центральная область нижнего соединительного шва 7 скреплена с помощью легкоотслаивающегося адгезива, который может быть отсоединен под действием тепла и/или давления жидкости внутри капсулы, и/или при помощи внешнего нагревания со стороны устройства для приготовления напитка. Сопло 8 введено в верхний соединительный шов 6 капсулы воздухонепроницаемым образом. Сопло 8 имеет центральное цилиндрическое отверстие 9, уплотненное сверху мембраной 10. Фланец 11 на сопле позволяет захват капсулы с помощью зажима.
Ссылаясь на фиг.2, внутри капсулы 1 находится сложенное полотно фильтрующего материала 12. Верхние края 13 фильтрующего листа присоединены к внутренним стенкам переднего и заднего листов 2, 3 с возможностью разделения внутренности капсулы на переднюю по потоку и заднюю по потоку области. Полотно фильтрующего материала 12 поддерживает ингредиент 14 для приготовления напитка такой, как молотый кофе или листовой чай, в передней по потоку области. Целесообразно, что капсула содержит около 15 г молотого кофе. Лист тканевого материала 12 сложен для образования W в сечении. Капсула обеспечивает воздухо и влагонепроницаемую оболочку для ингредиента до тех пор, пока он не используется.
Вододиспергируемые покрытия 16, 17, покрывающие функциональные ингредиенты, наносятся на области внутри поверхностей переднего и заднего листов 2, 3 в задней по потоку области под фильтром 12. В этом конкретном варианте выполнения покрытия 16, 17 содержат примерно 100 мг экстракта полифенолов какао, диспергированном в пищевой основе с камедью.
При использовании, капсулу 1 устанавливают в выдачную машину FLAVIA, которая содержит зажим для захвата сопла под фланцем 11 и полую инжекторную трубку с механизмом для введения полой инжекторной трубки в отверстие 9 сопла, тем самым прокалывающую барьер 10 свежести. Кроме того, выдачная машина содержит источник горячей воды и насос для впрыскивания горячей воды через инжекторную трубку в капсулу при около 0,5 бар избыточного давления. При введении горячей воды через инжекторную трубку и отверстие сопла, ингредиент 14 для приготовления напитка, содержащийся в капсуле 100, смешивается с горячей водой и напиток заваривается. Давление жидкости заставляет верхнюю часть листа 12 фильтрующего материала, сложенного в виде W, выворачиваться для обеспечения выгнутого вниз фильтрующего слоя, как показано на фиг.3. Другие детали и преимущества выворачивающихся фильтрующих полотен могут быть найдены в EP-A-0179641. Нижний соединительный шов 7 капсулы 1 открывается под действием тепла и давления жидкости внутри капсулы (и возможно также внешним нагреванием), и напиток проходит через фильтрующее полотно 12 и открывает низ капсулы и накапливается в приемном элементе, размещенном в узле приема, расположенном непосредственно под капсулой. Горячий напиток растворяет покрытия 16, 17 с возможностью выведения функциональных ингредиентов в напиток, в то время как он протекает через заднюю по потоку часть капсулы.
Капсулы и способ обеспечивают напитки высшего качества и, кроме того, обеспечивают преимущество в предотвращении взаимного загрязнения устройства для приготовления напитка последующими напитками, поскольку напиток не контактирует ни с одной частью устройства после приготовления. Функциональные ингредиенты защищены в оболочках от ухудшения качества до использования капсулы, и затем полностью высвобождаются в напиток путем растворения оболочек для обеспечения ожидаемой дозы функциональных ингредиентов в напитке.
Со ссылкой на фиг.4, капсула 20, согласно этому варианту выполнения настоящего изобретения, представляет собой модификацию капсулы, описанной выше. Она содержит два гибких ламинированных листа. Каждый ламинированный лист содержит внутреннюю термопластичную пленку. Передний и задний листы скреплены вместе вдоль краевых соединительных швов 21, верхнего соединительного шва 22 и нижнего соединительного шва 23. Скрепление верхнего и боковых краев соответственно выполнено посредством нагрева или ультразвуковой сварки с возможностью образования стабильного сварного соединения между листами. По меньшей мере, центральная область нижнего соединительного шва 23 скреплена при помощи легкоотслаивающегося адгезива, который может быть удален под действием тепла и/или давления жидкости внутри капсулы, и/или при помощи нагревания, примененного извне капсулы. Сопло 24 вводится в верхнем соединительном шве 22 капсулы. Сопло 24 имеет центральное цилиндрическое отверстие, уплотненное сверху мембраной 25.
Другое трансверсальное стабильное сварное соединение 26 между передним и задним листами продолжается вдоль капсулы в промежутке между верхним и нижним трансверсальными уплотнениями с возможностью разделения капсулы на переднюю по потоку камеру 27 для приготовления напитка и заднюю по потоку камеру 28 для приготовления напитка. Промежуточный соединительный шов 26 не продолжается полностью поперек капсулы. Незаклеенный зазор остается в промежуточном соединительном шве для обеспечения выходного канала из камеры 27 для приготовления напитка. Этот зазор заполнен фильтрующим элементом 29, образованным за счет сворачивания и уплощения листа из фильтрующего листового материала. Фильтрующий элемент выступает внутрь камеры 27 для приготовления напитка с возможностью увеличения площади, доступной для фильтрации, и предотвращения блокирования фильтра при использовании.
По существу, наполнение ингредиентной камеры 27 капсулы составляет около 15 г молотого обжаренного кофе. Капсула обеспечивает воздухо- и влагонепроницаемую оболочку для кофе до тех пор, пока капсула не используется.
Вододиспергируемые покрытия 30, покрывающие функциональные ингредиенты, наносятся на области внутри поверхностей переднего и заднего листов по потоку ниже вставки фильтра в камере 28 для накопления/кондиционирования напитка. В этом конкретном варианте выполнения, покрытия содержат примерно 100 мг экстракта полифенолов какао, диспергированном в пищевой основе с камедью.
Эти капсулы предназначены, в частности, для приготовления кофе эспрессо путем варки кофе внутри капсулы 20 под давлением, например, посредством впрыскивания воды под манометрическим давлением 5-20 бар. При использовании, по меньшей мере, ингредиентная ячейка капсулы обычно, по существу, полностью окружена, и находится в контакте, с внутренними поверхностями зажимной полости. Полость поддерживает капсулу для варки напитка, закрытую внутри полости, тем самым обеспечиваемую высокими гидростатическими давлениями, которые должны быть достигнуты внутри капсулы без разрыва капсулы. Кроме того, зажим выполнен с возможностью применения силы сжатия к выходному отверстию ячейки с напитком и заглушке фильтра с тем чтобы достичь оптимальную комбинацию скорости вытекания напитка из капсулы и противодавления с возможностью оптимизации качества напитка и скорости варки. Прохождение напитка через выходную камеру обеспечивает растворение покрытия для высвобождения функциональных ингредиентов в напиток.
Со ссылкой на фиг.5 и 6, капсула 40 для заваривания напитка согласно этому варианту выполнения имеет второй обычный тип, который описан, например, в US-A-5840189, US5325765 и WO-A-2005026018. Капсула выполнена в виде части 42 термоформованной пластиковой чашки, имеющей фланец 44, выступающий периферийно по краю чашки 42. Круглый покрывной лист 43 из термопластичного листа или гибкой пленки уплотнен к фланцу 44 над верхней частью чашки 42 для обеспечения воздухонепроницаемой оболочки.
В капсуле размещен самоподдерживающийся чашеобразный, выполненный с возможностью впитывания влаги, фильтрующий элемент 45. Верхний ободок фильтрующего элемента и стабильно уплотнен между фланцем 44 и покрывным листом 43. Фильтрующий элемент разделяет капсулу на переднюю по потоку и заднюю по потоку камеры: переднюю по потоку камера для хранения ингредиента 46, обеспечивающую приготовление напитка, такого как молотый кофе, и заднюю по потоку пустую камеру для обеспечения доступа напитка после вытекания напитка из фильтра, который был приготовлен путем комбинирования жидкости с ингредиентом.
Вододиспергируемые покрытия 47, 48, содержащие функциональные ингредиенты, нанесены на внутренней поверхности задней по потоку области термоформованной чашки 42. В этом конкретном варианте выполнения, покрытия содержат примерно 100 мг экстракта полифенолов какао, диспергированного в пищевой основе с камедью.
При использовании, капсула 40 удерживается в зажиме в подходящем устройстве для приготовления напитка. Зажим снабжен инжектороной трубкой или другим прокалывающим средством для протыкания покрывного листа 43. Горячая вода впрыскивается в капсулу для приготовления кофе внутри капсулы. Кроме того, зажим содержит вторую инжекторную трубку или другое прокалывающее средство для протыкания основания чашки 42, откуда кофе вытекает в подходящее приемное устройство. В некоторых вариантах выполнения, как впрыскивание жидкости, так и вытекание кофе, имеют место через соответствующие инжекторную и выходную трубки, проходящие через крышку 43. В любом случае, напиток после его прохождения через фильтр, контактирует с покрытиями 47, 48, которые растворяются в напитке с возможностью высвобождения функционального ингредиента в напиток.
Вышеизложенные варианты выполнения были описаны только в качестве примера. Множество других вариантов выполнения, попадающих в рамки объема сопроводительной формулы изобретения, будут очевидны квалифицированному читателю.