КОФЕМАШИНА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ КОФЕ ЭСПРЕССО, СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТНОГО СОСТАВА ВОДЫ ДЛЯ КОФЕМАШИНЫ ЭСПРЕССО И СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТНОГО СОСТАВА ВОДЫ ДЛЯ КОФЕМАШИНЫ ЭСПРЕССО Российский патент 2025 года по МПК A47J31/44 

Предпосылки изобретения

Настоящее изобретение относится в целом к области машин для приготовления напитков. Более конкретно, оно относится к системе фильтрации и регулирования электролитного состава воды для кофемашины эспрессо. Настоящее изобретение также относится к кофемашине для приготовления эспрессо, содержащей такую систему, и способу для управляемой экстракцией кофе.

Существующий уровень техники

Вода является в количественном отношении наиболее важным ингредиентом кофе эспрессо и, после самого кофе, ингредиентом, который больше всего влияет на вкус напитка.

Помимо различных типов процесса получения напитка, основной помимо основного продукта (кофе), остается «экстракционная жидкость». Не случайно, что 95-98% состава чашки кофе, от эспрессо до фильтрации кофе, от мока до заваривания, состоит из воды. Этот жизненно важный элемент может содержать различные вещества, способные изменять конечный результат напитка с точки зрения экстрагированных летучих ароматических соединений и их вкусовых качеств. Вода, по сути, является не только инертным, бесцветным, безвкусным и не имеющим запаха растворителем, но может рассматриваться во всех отношениях «ингредиентом», основным для конечного качества.

Заявитель отметил, что в настоящее время химический состав воды, подаваемой в кофемашину, имеет очень большую вариабельность как с учетом различных местоположений в одной и той же стране, так и, тем более, с учетом разных наций.

Вода, подаваемая общественным водоснабжением, фактически содержит переменное количество солей и характеризуется переменными значениями таких параметров, как жесткость, т.е., содержание ионов кальция и магния, рН и т.д.

Эти различия имеют многочисленные последствия, как для правильной работы и долговечности кофемашин, так и для качества получаемого напитка, приводя к существенной невозможности регулирования и стандартизации рабочих параметров кофемашин, установленных в разных частях мира.

Что касается, например, правильной работы и долговечности кофемашин эспрессо, то использование воды с высоким содержанием ионов кальция и магния, если ее не обработать надлежащим образом, может привести к образованию, даже за короткое время, отложений, которые недопустимы вследствие, например, осаждения нерастворимых солей, таких как карбонат кальция и гидроксид магния.

Известно, что для устранения этого недостатка используют воду, смягченную ионообменными смолами, которые заменяют ионы, ответственные за жесткость, на ионы натрия, таким образом, предотвращая отложения известняка (карбоната кальция и карбоната магния). Также известно использование полностью

деминерализованной воды, которая затем реминерализуется неуправляемым способом.

Из уровня техники известен документ WO 2012/052855 А1, который раскрывает способ и связанную с ним систему для фильтрации воды, при этом способ включает этапы получения потока воды, имеющего начальную концентрацию солей, фильтрации его для создания потока отфильтрованной воды, имеющего первую концентрацию солей ниже начальной концентрации, и потока отводимой воды, имеющего вторую концентрацию солей выше начальной концентрации, смешивания потока отфильтрованной воды с заданной долей потока отводимой воды для создания потока подачи, имеющего заранее определенную концентрацию солей, и при этом система включает фильтрующее устройство, которое фильтрует поток воды и выпускает поток отфильтрованной воды и поток отводимой воды, устройство управления потоком, которое отделяет заданную долю потока отводимой воды от оставшейся фракции и выпускает такую заданную долю, и смесительное устройство, которое смешивает отфильтрованную воду и заданную долю потока отводимой воды и выпускает поток подачи из выпускного отверстия, предназначенного для соединения с используемым устройством.

Известен документ US 8,790,513 В1, который раскрывает устройство для приготовления воды для напитков.

Документ WO 2020/089297 А1 раскрывает активную систему для контроля и фильтрации воды для кофемашины эспрессо.

Документ US 2017/0135515 А1 раскрывает устройство для приготовления напитков, в частности кофемашину, включающую технологическую стадию, имеющую устройство выбора пути для выборочного выбора прямого пути для транспортируемой воды или пути смягчения, включающего технологическую стадию умягчающего устройства для транспортируемой воды Краткое описание изобретения

Заявитель отметил, что обе стратегии радикально изменяют химический состав и, следовательно, также химико-физические характеристики воды, используемой для экстракции кофе. Кроме того, заявитель отметил, что на органолептические характеристики получаемого напитка могут оказывать нежелательные воздействия. Кроме того, деминерализованная вода, особенно при нагревании, может стать агрессивной для элементов кофемашины.

Термин «специфический ионный эффект», или «эффект Хофмейстера», используется для обозначения ряда физико-химических явлений, которые происходят с органическими молекулами, растворенными в водных растворах, содержащих соли. Среди этих явлений одним из наиболее изученных является изменение растворимости органических молекул в водном растворе по мере изменения электролитного состава раствора.

Следовательно, заявитель отметил, что химический состав и, в частности, электролитный состав воды, используемой в кофемашинах эспрессо, может изменять растворимость органических молекул, содержащихся в молотом кофе, и, следовательно, способствовать или не способствовать их экстракции во время приготовления кофе.

Фактически, приготовление кофе эспрессо можно рассматривать как процесс экстракции ряда веществ из пористой органической матрицы (молотый кофейный порошок) полярным растворителем (водой), следовательно, распределения между двумя фазами и, по существу, обусловленного относительным сродством каждого вещества к двум фазы.

Однако, взаимосвязь между растворимостью органических молекул в воде и присутствием солей, хотя давно изучалась относительно макромолекул, таких как белки и нуклеиновые кислоты, по-видимому, не изучалась относительно малых органических молекул. В частности, насколько известно заявителю, в предшествующем уровне техники не проводится систематическое исследование влияния ионов на растворимость в воде малых органических молекул в условиях высокой температуры и высокого давления, а также не сообщается в предшествующем уровне техники о способах использования этого влияния в процессах экстракции из органических матриц, представляющих интерес, в пищевой промышленности.

Для регулирования и/или стандартизации характеристик кофе эспрессо, заявитель поставил цель создания системы и способа для управляемой экстракции органических молекул, присутствующих в молотом кофе и используемых во время приготовления кофе эспрессо, что позволяет, например, получать напиток с желаемыми органолептическими характеристиками.

Предпочтительно, эта система и способ также делают воду, используемую для приготовления кофе эспрессо, менее коррозионной или изнашивающей для элементов кофемашины эспрессо.

Предпочтительно, способ на основании специфического ионного эффекта, обеспечивает регулирование химического состава и, следовательно, органолептических характеристик получаемого кофейного экстракта, изменяя электролитный состав используемой воды.

В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение относится к способу для управляемой экстракции, по меньшей мере, одной органической молекулы, присутствующей в молотом кофе, во время приготовления кофе эспрессо в машине для приготовления и выдачи кофе эспрессо, причем упомянутый способ включает в себя этапы

а) деминерализации воды;

б) добавления к упомянутой деминерализованной воде, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли; и

в) использования полученной таким образом воды для приготовления кофе эспрессо.

Предпочтительно, способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно включает в себя этап фильтрации воды.

В соответствии с вариантом осуществления упомянутую, по меньшей мере, одну органическую и/или неорганическую соль добавляют на этапе b) в виде одного или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды.

В соответствии с вариантом осуществления, упомянутую, по меньшей мере, одну органическую и/или неорганическую соль добавляют на этапе b) к деминерализованной воде в твердой форме.

В соответствии с вариантом осуществления упомянутую, по меньшей мере, одну органическую и/или неорганическую соль добавляют на этапе b) в деминерализованную воду как в твердой форме, так и в виде одного или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды.

Предпочтительно добавление на этапе b) способа в соответствии с настоящим изобретением осуществляют путем равномерного перемешивания.

Предпочтительно добавление на этапе b) осуществляется пропорционально расходу воды, требуемому машиной.

В частности, деминерализация на этапе а) в соответствии с настоящим изобретением может быть полной или частичной. Предпочтительно, деминерализация является полной.

Предпочтительно по меньшей мере, одна соль, добавляемая на этапе b) в соответствии с настоящим изобретением, является неорганической солью.

Предпочтительно упомянутую неорганическую соль выбирают из группы, содержащей соли натрия, калия, магния и кальция. Еще более предпочтительно, указанную неорганическую соль выбирают из группы, содержащей хлорид калия, хлорид натрия, хлорид магния, хлорид кальция, сульфат калия, нитрат калия, сульфат кальция и сульфат магния.

Предпочтительно количество соли, подлежащей добавлению на этапе b) в соответствии с настоящим изобретением, может регулироваться на основании расхода воды, требуемого машиной, с использованием водных растворов, содержащих пригодные концентрации выбранных одной или более солей. Обычно, водный солевой раствор будет иметь концентрацию 1-200 mM, предпочтительно 2-100 mM.

Целью настоящего изобретения также является создание системы, подлежащей последовательной вставке на входном отверстии для воды в кофемашину, обеспечивая соответствующим образом регулировку электролитного состава воды, подлежащей использованию на этапе экстракции кофе.

Следовательно, во втором аспекте настоящее изобретение относится к системе динамического регулирования электролитного состава воды для кофемашины эспрессо, содержащей устройство для деминерализации и, по выбору, фильтрации воды и устройство для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду.

В соответствии с вариантом осуществления упомянутое устройство для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду является устройством, обеспечивающим один или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды.

В соответствии с вариантом осуществления упомянутое устройство для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду является устройством, обеспечивающим подачу в деминерализованную воду упомянутой, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в твердой форме.

В соответствии с другим вариантом осуществления упомянутое устройство для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду является устройством, обеспечивающим подачу в деминерализованную воду упомянутой, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли как в твердой форме, так и в виде одного или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды.

Предпочтительно добавление осуществляется пропорционально расходу воды, требуемому машиной.

Наконец, в соответствии с третьим аспектом настоящее изобретение относится к машине для приготовления и выдачи кофе эспрессо, содержащей:

источник воды;

выдающую группу, выполненную с возможностью взаимодействия с портафильтром (фильтродержателем), оснащенным корзиной фильтра с шайбой кофейного порошка, причем машина выполнена с возможностью подачи воды под давлением на упомянутую шайбу кофейного порошка для выдачи кофе эспрессо, и

систему регулирования электролитного состава воды, подлежащей использованию для приготовления кофе эспрессо, причем система содержит устройство для деминерализации воды и устройство для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду.

Предпочтительно, система в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит устройство для фильтрации воды.

В соответствии с вариантом осуществления упомянутое устройство для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду является устройством, обеспечивающим один или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды.

В соответствии с вариантом осуществления упомянутое устройство для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду является устройством, обеспечивающим подачу в деминерализованную воду упомянутую, по меньшей мере, одну органическую и/или неорганическую соль в твердой форме.

В соответствии с другим вариантом осуществления упомянутое устройство для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду является устройством, обеспечивающим подачу в деминерализованную воду упомянутой, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли как в твердой форме, так и в виде одного или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды.

Предпочтительно, добавление происходит пропорционально расходу воды, требуемому машиной.

Также может быть предусмотрен разделитель, который получает воду вверх по потоку от корректора и подает воду в устройство для добавления, так что в машину подается часть воды, которая прошла через устройство для добавления, и часть, которая не была реминерализована.

Разделитель может содержать пропорциональный клапан.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение станет полностью понятным из нижеследующего подробного описания, данного в качестве неограничивающего примера, которое следует прочитать со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых

фиг. 1 - пример вида кофемашины эспрессо, содержащей систему в соответствии с настоящим изобретением;

- фиг.2 - упрощенный вид системы в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

- фиг. 3 - упрощенный вид системы в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения:

- фиг. 4а-b - диаграммы, показывающие количество тригонеллина (белые столбцы) и кофеина (черные столбцы), экстрагированных (мг/г, ось ординат) при 90°С (диаграмма а) и при 27°С (диаграмма b);

- фиг. 5а-b - диаграммы, показывающие изменение коэффициента разделения октанола/воды (Kow, ордината) в зависимости от температуры (абсцисса) для кофеина (диаграмма а) и для тригонеллина (диаграмма b);

- фиг. 6а-b - диаграммы, показывающие количество кофеина (в мг/г, ось ординат), экстрагированного с использованием полностью деминерализованной сверхчистой воды (Milli-Q) или 2-4 mM (диаграмма а) или 50 mM (диаграмма b) водных растворов;

- фиг. 7а-b - диаграммы, показывающие количество углеводов, измеренных в виде пектина (в мг/г, ось ординат), экстрагированных с использованием полностью деминерализованной сверхчистой воды (Milli-Q) или 2-4 mM (диаграмма а) или 50 mM (диаграмма b) водных растворов; и

фиг. 8а-d - диаграммы, показывающие значения (%, ось ординат) веществ, придающих конкретный вкус, экстрагированных с использованием водных растворов, содержащих ионы натрия (диаграмма а), калия (диаграмма b), магния (диаграмма с) и кальция (диаграмма d).

Подробное описание

В соответствии с настоящим изобретением описан способ обработки воды, используемой в кофемашине эспрессо. Способ, направленный на регулирование химического состава и, в частности, электролитного состава воды, используемой для приготовления кофе эспрессо, включает в себя этап деминерализации, полной или частичной, и, по выбору, фильтрации воды, и затем этап, на котором добавляют одну или более органических и/или неорганических солей в воду.

В соответствии с настоящим изобретением описан способ для управляемой экстракции, по меньшей мере, одной органической молекулы, присутствующей в молотом кофе, во время приготовления кофе эспрессо в машине для приготовления и выдачи кофе эспрессо, причем упомянутый способ включает в себя этапы

а) по меньшей мере, частичной деминерализации и, по выбору, фильтрации воды;

б) путем однородного перемешивания добавления в упомянутую деминерализованную воду, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли пропорционально расходу воды, требуемому машиной; и

в) использования полученной таким образом воды для приготовления кофе эспрессо.

Предпочтительно, в соответствии с настоящим изобретением этап а) деминерализации и, по выбору, фильтрации может быть осуществлен с использованием методов, известных в данной области техники, например, с помощью обратного осмоса, дистилляции и т.д., или с помощью дистилляции с использованием устройства Millipore®. Таким образом, вода, полученная на этапе а) способа в соответствии с настоящим изобретением, может быть водой с различными степенями чистоты, например дистиллированной водой типа I, II или III. Предпочтительно, полученная вода является полностью деминерализованной сверхчистой водой типа I (MilliQ®).

Затем, в зависимости от органолептических свойств, которые необходимо придать кофе эспрессо, в воду добавляют одну или несколько органических и/или неорганических солей в заданной концентрации. В соответствии с вариантами осуществления соли добавляют в виде одного или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды и содержащих одну или более органических и/или неорганических солей с соответствующей концентрацией. В дополнение или в качестве альтернативы, соли добавляют в твердой форме в деминерализованную воду.

Заявитель установил, что конкретные органические и неорганические соли способствуют или, наоборот, препятствуют экстракции разных органических молекул, содержащихся в молотом кофе.

В нижеследующей таблице 1 показана способность восьми солей, обычно присутствующих в олигоминеральных водах, извлекать наиболее важные органические компоненты кофе.

Соли указаны относительно каждого вещества, подлежащего экстрагированию, в порядке экстрагирующей способности, от худшего к лучшему экстрактору, т.е., в порядке увеличения количества вещества, экстрагированного из молотого кофе. Красная колонка указывает количество вещества, экстрагированного с использованием полностью деминерализованной сверхчистой воды (MilliQ®).

Из данных, приведенных в таблице 1, можно определить для каждого из тестируемых веществ электролиты, которые действуют как лучший или худший экстрактор (таблица 2). Можно также отметить, что во многих случаях за основные изменения ответственны отдельные ионы (например, хлорид-ион, ион кальция и т.д.), а не конкретная используемая соль.

Посредством точного выбора типа и количества солей, растворенных в воде, используемой для приготовления кофе эспрессо, можно регулировать химический состав получаемого напитка, и, следовательно, его органолептические характеристики. Каждое из вышеперечисленных веществ, по сути, характеризуется индивидуальным вкусом (таблица 3), и его концентрация в полученном кофе способствует приданию индивидуального вкуса.

Следовательно, управляемая экстракция в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает, начиная с одной и той же смеси порошкообразного кофе, получение кофе эспрессо с конкретными органолептическими характеристиками (например, кислотностью, сладостью, горечью и т.д.). Более подробная информация об этом будет представлена в примерах.

Следовательно, в соответствии со способом настоящего изобретения описана система регулирования электролитного состава воды, так что вода, подаваемая в кофемашину, обеспечивает получение кофе эспрессо с конкретными органолептическими характеристиками. Она также обеспечивает стандартизацию производительности кофемашин с точки зрения качества получаемого кофе, и эффективности, и долговечности машины, независимо от места установки машины, то есть, качества воды, доступной из сети общественного водоснабжения.

В соответствии с настоящим изобретением также описана система регулирования электролитного состава воды для кофемашины эспрессо, отличающаяся тем, что она содержит устройство для деминерализации воды и, по выбору, фильтрации и устройство для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду.

Наконец, в соответствии с третьим аспектом настоящее изобретение относится к машине для приготовления и выдачи кофе эспрессо, содержащей:

источник воды;

выдающую группу, выполненную с возможностью взаимодействия с портафильтром (фильтродержателем), оснащенным корзиной фильтра с шайбой кофейного порошка, причем машина выполнена с возможностью подачи воды под давлением на упомянутую шайбу кофейного порошка для выдачи кофе эспрессо; и

систему регулирования электролитного состава воды, используемой для приготовления кофе эспрессо, причем система содержит устройство для деминерализации воды и, по выбору, фильтрации, и устройство для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду.

На фиг. 1 показана только в качестве примера, кофемашина эспрессо, в целом обозначенная ссылочной позицией 10. Машина 10 содержит, по существу, закрытый корпус 11 машины, в котором размещены основные элементы машины, некоторые из которых будут описаны ниже. Машина 10 предпочтительно содержит в верхней части поверхность 12, на которую могут быть размещены чашки. Для нагрева чашек на поверхности 12 также может быть предусмотрено электрическое сопротивление (не показано) или другая система нагрева.

Машина 10 содержит, по меньшей мере, одну выдающую группу 13 для выдачи кофе эспрессо. Предпочтительно, машина 10 содержит несколько выдающих групп 13, например три, таких как пример машины на фиг. 1. Их также может быть два, четыре или больше. Под подающими группами 13 предпочтительно расположен поддон 14 для сбора капель, предпочтительно частично закрытый сверху решеткой 15. Обычно кофейные чашки располагают на решетке 15 во время выдачи кофе эспрессо.

Портафильтр для поддержания корзины фильтра для шайбы кофейного порошка может быть соединен с возможностью съема с каждой подающей группой13.

Машина 10 может содержать один или более дисплеев 16 и кнопок, например, для включения/выключения машины и/или для начала/окончания операции выдачи.

Предпочтительно, машина 10, показанная на фиг. 1, также содержит для каждой подающей группы 13 рычаг 18 (или кнопку, не показанную на чертеже) для начала/окончания выдачи кофе эспрессо и/или для изменения давления выдачи во время выдачи кофе эспрессо.

В соответствии с настоящим изобретением машина 10 также содержит систему 50, выполненную с возможностью, по меньшей мере, деминерализации, по меньшей мере, частично, и, по выбору, фильтрации воды, проходящей в машину, и затем добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в воду, подлежащую использованию для приготовления кофе эспрессо.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения (фиг. 2), система 50 содержит устройство 30 для деминерализации воды и, по выбору, фильтрации и устройство 37 для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли в деминерализованную воду. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления упомянутое устройство 37 для добавления, по меньшей мере, одной органической и/или неорганической соли является устройством, обеспечивающим один или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды и содержащих требуемые соли в соответствующих концентрациях. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления упомянутое устройство 37 является устройством, обеспечивающим подачу в

деминерализованную воду желаемые соли в твердой форме. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления упомянутое устройство 37 является устройством, обеспечивающим подачу в деминерализованную воду желаемые соли как в твердой форме, так и в виде одного или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды.

Как показано на фиг. 3, вниз по потоку от устройства для деминерализации воды и, по выбору, фильтрации предпочтительно расположен разделитель 35. Таким образом, в машину подается часть воды, которая прошла через устройство 37 для добавления, и часть, которая не была реминерализована. Разделителем может быть, например, пропорциональный клапан 35.

Предпочтительно, система 50 содержит одно или более устройств для измерения расхода. Например, первый расходомер 31 может быть расположен вверх по потоку от устройства 37 для добавления, и второй расходомер 34 может быть расположен вверх по потоку от разделителя.

Экспериментальная часть

Заявитель провел серию испытаний в реальных условиях использования машины. Каждый образец кофе эспрессо объемом 50 мл был получен с использованием 14 г молотого кофе, который был экстрагирован при 92°С и давлении 8 бар. Каждый кофе эспрессо фильтровали, разбавляли водой Milli-Q в соотношении 1:100 и анализировали для определения концентрации органических молекул, обычно присутствующих в молотом кофе. Такими представляющими интерес органическими молекулами являются углеводы (выраженные в виде пектина), кофеин, тригонеллин, кофейная кислота, феруловая кислота, яблочная кислота, лимонная кислота, никотиновая кислота, меланоидин.

Для определения концентрации каждого аналита было проведено пять независимых анализов для каждого из используемых экстракционных растворов.

Заявитель установил, что существует прямая зависимость между электролитным составом воды, используемой для экстракции, и концентрацией представляющих интерес аналитов в кофе эспрессо.

Заявитель также установил, что это соотношение может быть использовано для получения кофейного экстракта с регулируемым химическим составом и, следовательно, с регулируемыми органолептическими характеристиками.

Пример 1

Первые экспериментальные измерения были связаны с оценкой корреляции между типом солей, присутствующих в воде, используемой для приготовления кофе эспрессо, и концентрацией в полученном кофе некоторых органических молекул, обычно присутствующих в кофе эспрессо.

В качестве неограничивающего примера ниже приведены результаты, относящиеся к экспериментам по извлечению кофеина и тригонеллина, содержащихся в кофе эспрессо, приготовленном при различных температурах и с использованием воды, имеющей различный ионный состав.

На фиг. 4а показаны данные, относящиеся к количеству тригонеллина (белые столбцы) и кофеина (черные столбцы), экстрагированных (в мг) на грамм используемого молотого кофе, осуществляя экстракцию при 90°С водой с переменным электролитным составом, т.е., с полностью деминерализованной сверхчистой водой (Milli-Q) или водой, содержащий концентрацию 0,5 М хлорида кальция (CaCI₂) или хлорида натрия (NaCl).

На фиг. 4b показаны результаты того же эксперимента, проведенного при 27°С.

Из анализа двух чертежей видно, что экстрагирующая способность воды изменяется как в зависимости от изменения ее электролитного состава, так и в зависимости от изменения температуры, и что этот эффект различен для двух проанализированных молекул.

Это связано с изменениями в относительном сродстве таких молекул к двум матрицам (молотый кофе и вода), и это изменение является конкретным для каждой анализируемой молекулы.

Фактически стало возможным экспериментально определять температурную зависимость параметра, указывающего относительное сродство вещества к органической и полярной фазам, т.е., коэффициент (Kow) разделения октанола-воды, как для кофеина (диаграмма а), так и для тригонеллина (диаграмма b; фиг. 5). Результаты показывают, что Kow изменяется в зависимости от температуры и от разного изменения двух веществ.

Пример 2

Таким образом, впоследствии было изучено изменение экстрагирующей способности воды относительно молекул, обычно содержащихся в молотом кофе, в зависимости от типа соли, содержащейся в используемой воде, и ее концентрации.

В качестве неограничивающего примера, результаты, относящиеся к кофеину и углеводам, выраженным в виде пектина, в экспериментах по экстракции, проведенных при температуре 90-93°С, приведены ниже.

Используемые аналитические методы представлены в нижеследующей таблице 4.

На фиг. 6а-b показано количество кофеина (в мг) на грамм используемого молотого кофе, экстрагированного с использованием полностью деминерализованной сверхчистой воды (Milli-Q), или 2-4 mM (фиг. 6а) или 50 mM (фиг. 6b) водных растворов хлорида калия, хлорида натрия, хлорида магния, хлорида кальция, сульфат калия, нитрата калия, сульфата кальция или сульфат магния.

На фиг. 7а-b показаны результаты аналогичных экспериментов, касающихся углеводов.

Следовательно, приведенные выше результаты показывают, что существует прямая корреляция между электролитным составом воды, используемой для приготовления кофе эспрессо, и химическим составом получаемого кофе, которая, как известно, непосредственно отвечает за органолептические характеристики напитка.

Следовательно, проведенные эксперименты привели к выводу, что посредством регулирования электролитного состава воды, используемой для приготовления кофе эспрессо, можно регулировать органолептические характеристики получаемого напитка.

Пример 3

Четыре различных типа кофе эспрессо были приготовлены из одного и того же молотого кофейного порошка, но с использованием воды, обработанной в соответствии со способом настоящего изобретения и содержащей концентрации 2-4 mM ионов натрия, калия, магния или кальция.

На основании экстрагирующих способностей каждого из этих ионов можно предсказать органолептические характеристики кофе эспрессо, полученного с каждым солевым раствором. Диаграммы А-С на фиг. 8 показывают значения, выраженные в процентах, на которых максимум шкалы соответствует максимальному экстрагированному количеству веществ, придающих данный вкус.

Следовательно, глядя на диаграммы, можно ожидать, что кофе эспрессо, полученный из воды, содержащей 2 mM ионов натрия (диаграмма А), будет характеризоваться главным образом горьким вкусом и поджаренным/карамелизированным ароматом, кофе эспрессо, полученный из воды, содержащей 2 mM калия (диаграмма В), будет характеризоваться главным образом сладким вкусом и кислотностью, кофе эспрессо, полученный из воды, содержащей 2,5 mM ионов магния (диаграмма С), будет характеризоваться сильным ароматом и хорошим балансом сладости и горечи, и кофе эспрессо, полученный из воды, содержащей 4 mM ионов кальция (диаграмма D), будет характеризоваться сладким вкусом и выраженной кислотностью.

Кофе эспрессо, приготовленный с использованием солевых растворов с концентрацией 0,002-0,004 М, был подвергнут дегустации группой из 9 дегустаторов, заключения группы представлены в нижеследующей таблице 5. Соответствие между экспериментальными данными и заключением дегустаторов очень высокое, почти полное, если рассматривать горечь и кислотность вместе. На самом деле различить два вкуса на вкус может быть сложным.

Группа изобретений относится к машинам для приготовления напитков. Устройство содержит источник воды, выдающую группу, выполненную с возможностью взаимодействия с портафильтром, оснащенным корзиной фильтра с шайбой кофейного порошка, систему регулирования электролитного состава воды, подлежащей использованию для приготовления кофе эспрессо. Устройство выполнено с возможностью подачи воды под давлением на упомянутую шайбу кофейного порошка для выдачи кофе эспрессо. Система содержит устройство для деминерализации воды и устройство для добавления по меньшей мере одной неорганической соли в деминерализованную воду, обеспечивающее один или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды. Обеспечивается регулирование органолептических характеристик кофе эспрессо, уменьшается коррозия и изнашиваемость элементов кофемашины. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил., 5 табл.

1. Кофемашина (10) для приготовления и выдачи кофе эспрессо, содержащая

источник воды (В);

выдающую группу (13), выполненную с возможностью взаимодействия с портафильтром, оснащенным корзиной фильтра с шайбой кофейного порошка, причем машина (10) выполнена с возможностью подачи воды под давлением на упомянутую шайбу кофейного порошка для выдачи кофе эспрессо, и

систему (50) регулирования электролитного состава воды, подлежащей использованию для приготовления кофе эспрессо, причем система содержит устройство (30) для деминерализации воды и устройство (37) для добавления по меньшей мере одной неорганической соли в деминерализованную воду, причем упомянутое устройство (37) для добавления, по меньшей мере, одной неорганической соли является устройством, обеспечивающим один или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды.

2. Кофемашина (10) по п. 1, в которой система (50) дополнительно содержит устройство (30) для фильтрации воды.

3. Кофемашина (10) по любому из пп. 1, 2, в которой система (50) дополнительно содержит разделитель (35).

4. Способ регулирования электролитного состава воды, подлежащей использованию для приготовления кофе эспрессо для управляемой экстракции по меньшей мере одной органической молекулы, присутствующей в молотом кофе, во время приготовления кофе эспрессо в машине (10) для приготовления и выдачи кофе эспрессо, причем способ включает в себя этапы

a) деминерализации воды (30);

b) добавления (37) по меньшей мере одной неорганической соли в упомянутую деминерализованную воду; и

c) использования полученной таким образом воды для приготовления кофе эспрессо;

причем упомянутую по меньшей мере одну неорганическую соль добавляют на этапе b) в виде одного или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды.

5. Способ по п. 4, в котором упомянутую по меньшей мере одну неорганическую соль добавляют на этапе b) также в твердой форме.

6. Способ по п. 4 или 5, дополнительно включающий в себя этап (30) фильтрации воды.

7. Способ по любому из пп. 4-6, в котором добавление на этапе b) осуществляется путем однородного перемешивания.

8. Способ по любому из пп. 4-7, в котором добавление на этапе b) осуществляется пропорционально расходу воды, требуемому для кофемашины.

9. Способ по любому из пп. 4-8, в котором деминерализация на этапе а) является полной или частичной.

10. Способ по любому из пп. 4-9, в котором неорганическую соль выбирают из группы, содержащей соли натрия, калия, магния и кальция.

11. Способ по п. 10, в котором неорганическую соль выбирают из группы, содержащей хлорид калия, хлорид натрия, хлорид магния, хлорид кальция, сульфат калия, нитрат калия, сульфат кальция и сульфат магния.

12. Система (50) регулирования электролитного состава воды для машины (10) эспрессо, содержащая устройство (30) для деминерализации воды и устройство (37) для добавления по меньшей мере одной неорганической соли в деминерализованную воду, причем упомянутое устройство (37) для добавления по меньшей мере одной неорганической соли является устройством, обеспечивающим один или более водных солевых растворов, приготовленных из деминерализованной воды.

13. Система по п. 12, дополнительно содержащая устройство (30) для фильтрации воды.