CN105873834A - 胶囊元件和包含研磨咖啡配料的胶囊 - Google Patents

胶囊元件和包含研磨咖啡配料的胶囊 Download PDF

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CN105873834A CN201480072220.3A CN201480072220A CN105873834A CN 105873834 A CN105873834 A CN 105873834A CN 201480072220 A CN201480072220 A CN 201480072220A CN 105873834 A CN105873834 A CN 105873834A
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P·艾克勒
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Abstract

用于包含研磨咖啡配料的胶囊的胶囊元件，其中所述胶囊元件(21)包括用于与第二胶囊元件密封接合的边缘(26)、至少一个侧壁(22)和底壁(23)，其中所述至少一个侧壁(22)和所述底壁(23)限定具有开口(25)的内腔(24)，所述开口跨越一平面(P)，并且其中所述边缘(26)从所述侧壁(22)向外延伸并且围绕所述开口(25)，所述边缘向所述底壁(23)的方向弯曲，所述边缘和所述开口的所述平面(P)形成至少约10°的角度(A)。本发明还涉及一种胶囊，所述胶囊包括所述胶囊元件和气密密封于所述胶囊元件上的膜。

Description

胶囊元件和包含研磨咖啡配料的胶囊
本发明整体涉及咖啡配料的制备方法以及包含这些咖啡配料的胶囊。本发明还涉及胶囊元件和包含咖啡配料的胶囊。具体而言，本发明涉及一种专门设计成抗剥离和/或抗破损的密封胶囊，从而使咖啡气体在密封胶囊内散发并且产生无损坏胶囊的风险的正压力。
WO2010116284A2涉及用于制备饮料例如咖啡的冲煮装置和胶囊。胶囊包括中空元件、提取膜和环形凸缘。所述凸缘包括定位于凸缘的下部侧面上的呈环形凹槽形式的凹陷部；这种凹陷部与胶囊的内部相通。一个目标是尽可能降低储存胶囊过程中膜和凸缘之间意外剥离的风险。实际上，该膜最初粘满凸缘的全部表面，但是当施加在膜上的力或压力过高时，例如当咖啡排气时，在凸缘的第一部分和膜之间产生了楔效应，从而使该膜保留在第一部分上。如果力或压力达到某一阈值，则该膜脱离凹陷部，这导致胶囊的总内部容积增加并且胶囊中的压力降低。然而，仍然会发生膜的剥离。如果凹陷部提供的气体储备不足，则剥离将继续进行并导致泄漏。此外，非常难以将所需的凹陷部容积控制成随咖啡释放压力而变化，因为这种释放可取决于许多不同的因素，如咖啡重量、烘焙程度、咖啡的产地等。此外，胶囊被变得相对更复杂。
本发明减少了现有技术的缺点，同时提供了新的优势和益处。
更一般地说，在咖啡配料的加工和储存过程中，挥发性物质(VS)例如挥发性有机化合物(VOC)会有部分损失。VS的含量降低是不可取的，因为它会导致所获得产品的质量降低。已将VS的降低部分地归因于咖啡配料加工过程中的热的影响。
例如，咖啡的加工通常是首先烘焙咖啡豆。然后让经过烘焙的咖啡静置从而慢慢冷却，随后进行研磨。该烘焙过程通过促使绿色咖啡豆膨胀并且改变颜色、香味和密度而加工出咖啡特有的风味。原先包含的和/或在烘焙过程中产生的油和芳香挥发物赋予了由此产生的咖啡饮料的香味和风味，但是当该油和芳香挥发物暴露于周围空气中的氧气时也易于降解。烘焙过程也促使咖啡豆内产生气体，主要是二氧化碳和一氧化碳。这些气体是在烘焙后由咖啡缓慢发出的。研磨经烘焙的咖啡豆将加速这一过程。
VS的重大损失可能发生在进一步的加工步骤中，尤其是在研磨过程中。
因此，有人建议在进一步的加工步骤中保持咖啡冷却。同样地，有人建议把获得的产品冷藏保存。
然而，尽管做了这些努力，VS仍有损失，导致所获得的产品的香味减少并且通常还导致在储存期间产品进一步变差。
因此期望提供用于制备咖啡配料特别是研磨咖啡，而又能减少配料中VS的损失的改进的方法。也希望提供用于这些方法的改进的装置，以及提供改进的经加工的配料。
因此，本发明提供一种制备包含研磨咖啡配料的胶囊的方法，该方法包括以下步骤：(a)冷却咖啡配料，尤其是咖啡豆，至温度为约-50℃至约10℃；(b)研磨咖啡配料，尤其是咖啡豆，任选地其中咖啡配料在研磨过程中冷却；(c)把研磨过的咖啡配料填充到第一胶囊元件中，任选地其中咖啡配料在填充过程中冷却；以及(d)用第二胶囊元件将第一胶囊元件气密密封，任选地其中咖啡配料在密封过程中冷却。
该方法可包括以下预备步骤：(a)’烘焙咖啡配料，尤其是咖啡豆。步骤(a)’可在步骤(a)之前进行。
该方法可包括如下步骤：(a)”将咖啡配料尤其是烘焙过的咖啡豆回火(temper)。步骤(a)”可在步骤(a)之前进行。步骤(a)”可在步骤(a)’之后并在步骤(a)之前进行。
该方法可包括如下步骤：(c)’压实咖啡配料，任选地其中该咖啡配料在压实过程中冷却。步骤(c)’可在步骤(b)之后以及步骤(c)之前进行。
该方法可包括如下步骤：(c)”将咖啡配料脱气，任选地其中咖啡配料在脱气过程中冷却。步骤(c)”可在步骤(b)之后以及步骤(c)之前进行。步骤(c)”可在步骤(c)’之后以及步骤(c)之前进行。优选的是，脱气时间要短，从而使咖啡配料内包含的气体只损失一部分。
步骤(c)”的脱气可进行约120分钟或更短、约60分钟或更短、约35分钟或更短、约25分钟或更短、约20分钟更短、约15分钟或更短、约10分钟或更短、或者约5分钟或更短。
根据一些实施例，所述方法不包括脱气步骤(c)”，或者不包括任何脱气步骤。
在步骤(a)中，咖啡配料可冷却到约-50℃至约5℃、约-45℃至约5℃、约-40℃至约0℃、约-35℃至约-5℃、约-30℃至约-10℃、约-25℃至约-15℃、或者约-20℃的温度。
在步骤(b)中，咖啡配料可保持在约-50℃至约10℃的温度。在步骤(c)中，咖啡配料可保持在约-50℃至约10℃的温度。在步骤(c)’中，咖啡配料可保持在约-50℃至约10℃的温度。在步骤(c)”中，咖啡配料可保持在约-50℃至约10℃的温度。在步骤(d)中，咖啡配料可保持在约-50℃至约10℃的温度。
在步骤(b)和/或在步骤(c)和/或在步骤(c)’和/或在步骤(c)”和/或在步骤(d)中，咖啡配料可保持在约-50℃至约10℃的温度。在一个或多个、优选地所有这些步骤中，咖啡配料可保持在约-45℃至约5℃、约-40℃至约0℃、约-35℃至约-5℃、约-30℃至约-10℃、约-25℃至约-15℃、或者约-20℃的温度。每个步骤的温度可独立选择。
第一胶囊元件可包括用于与第二胶囊元件密封接合的边缘、至少一个侧壁和底壁，其中该至少一个侧壁和该底壁限定具有开口的内腔，所述开口跨越一平面，其中所述边缘进一步从侧壁向外延伸并且围绕该开口，该边缘向底壁的方向弯曲，该边缘和开口平面形成的角度为至少约10°，优选地至少约12°。
该角度可为约10°至约31°，例如约12°至约28°、约12°至约26°、约14°至约24°、约16°至约22°或约18°至约20°。该角度可为10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°或30°。优选地，该角度为约12°至约28°，例如约16°至约28°，或约18°至约26°。甚至更优选的是，该角度为约20°至约28°，例如约22°至约26°，或约24°。
正如将在稍后所解释的，该角度为密封到第一个元件上的第二个元件提供了更高的抗剥离性和/或抗破损性，从而使气体在密封的胶囊内散发并且产生无损坏胶囊的风险的正压力。
在把研磨过的咖啡配料填充到第一胶囊元件中之后，并且在用第二胶囊元件将第一胶囊元件气密密封之前，可对第一胶囊元件施加真空或减压。
施加于第一胶囊元件的减压可为低于大气压力约100mbar至约800mbar。
该第一胶囊元件可为胶囊主体。该第一胶囊元件可为旋转对称的。该第一胶囊元件可呈大致的截-圆锥体形状或呈截头圆锥体形状。
该第二胶囊元件可为膜。膜的厚度可为约30μm至约40μm。该膜可不透CO2。优选地，该膜具有气密性。
最优选地，咖啡配料为烘焙咖啡。
本发明还提供了可根据本发明的方法获得的胶囊。
本发明还提供了一种用于包含研磨咖啡配料的胶囊的胶囊元件，其中所述胶囊元件包括用于与第二胶囊元件密封接合的边缘、至少一个侧壁和底壁，其中该至少一个侧壁和该底壁限定具有开口的内腔，所述开口跨越一平面，其中所述边缘进一步从侧壁向外延伸并且围绕该开口，该边缘向底壁的方向弯曲，该边缘和开口平面形成的角度为至少约10°，优选地至少约12°。
该角度可为约10°至约31°，例如约10°至约28°、约12°至约26°、约14°至约24°、约16°至约22°或约18°至约20°。
侧壁可具有上端和下端，上端限定具有第一直径的圆，下端限定具有第二直径的圆，其中开口位于上端，任选地其中第二直径小于第一直径。底壁可位于下端。底壁可位于与开口相对的位置。
该第一胶囊元件可为胶囊主体。该第一胶囊元件可为旋转对称的。该第一胶囊元件可呈大致的截-圆锥体形状或呈截头圆锥体形状。
本发明还提供了一种胶囊，该胶囊包括如上所述的胶囊元件作为第一胶囊元件，该胶囊还包括用于与第一胶囊元件的边缘密封连接的第二胶囊元件。
该第二胶囊元件可与边缘密封连接。
该第二胶囊元件可为膜。膜的厚度可为约30μm至约40μm。该膜可不透含碳气体(CO2、CO)和香味挥发物。优选地，该膜具有气密性。
该胶囊可包含咖啡配料，优选地是烘焙并且研磨过的咖啡。
图1示出了非限制性框图，其描述了根据本发明的一个方法的必需步骤和可选步骤。
图2示出了非限制性框图，其描述了根据本发明的一个方法的必需步骤和可选步骤。
图3示出了根据本发明的胶囊的非限制性示意图。
图4至图6示出了胶囊感官特征的测定结果。
图7至图8示出了分析胶囊边缘角度的影响的实验结果。
具体实施方式
现在更详细地描述本发明及其优点。应当理解，本文提供的实施例和附图用于说明本发明的各个方面，但不应理解为对本发明范围进行限制。同样，本节中使用的标题是为了方便读者而提供，然而并不应理解为对本发明的限制。
本文所用的表述“约”意在表示给定数值的±10％或更小的范围，优选地为±5％或更小的范围。
根据本发明的方法
本发明旨在改善胶囊内咖啡的芳香特性，这样可在咖啡杯内和/或杯上得到更高强度的咖啡提取物香味。因此，本发明旨在通过如下方式减少咖啡配料例如咖啡的加工过程中香味挥发物的损失：冷却咖啡配料，并且优选地在进一步加工步骤例如研磨、可选的压实和可选的(减少的)脱气、以及最终的填充和胶囊密封步骤中确保维持冷的环境，并且填充和胶囊密封步骤优选地在真空下进行。
根据本发明的方法可减少VS例如VOC的损失，也可减少所加工的咖啡配料在加工和随后的储存过程中发生的氧化过程。这反映在所获得产品的香味有所提升。
本发明人已经出乎意料地发现，采用本文所述的具体工艺参数，在咖啡配料(特别是咖啡)的加工中，当至少一部分加工在冷的条件下进行时，VS例如VOC的损失可显著降低。
因此，与现有技术的产品相比，发现根据本发明的方法加工的咖啡的香味，特别是杯上面和杯内的香味的质量显著提高。
此外，所获得的研磨咖啡产品在减少脱气后填充入专用胶囊并且随后将该胶囊气密密封时，发现产品的质量明显提高。
因此，在一个方面，本发明提供了一种制备包含研磨咖啡配料的胶囊的方法。
填充入胶囊的咖啡配料可为可以优选的烘焙和研磨形式提供的任何咖啡配料。然而，就本发明通篇的公开内容而言最优选的是，咖啡配料是任何适当形式的咖啡，例如咖啡豆的形式，例如烘培咖啡豆。
因此，通过本发明方法加工的咖啡配料可以是咖啡例如咖啡豆，其可为烘培咖啡豆。
该胶囊可以是适合用咖啡配料，尤其是研磨咖啡配料填充的任何胶囊。通常，该胶囊包括第一胶囊元件和第二胶囊元件。优选地，该胶囊是可密封的，更优选的是可气密密封的。根据优选的实施例，通过密封接合第一胶囊元件和第二胶囊元件，可将胶囊密封或气密密封。第一胶囊元件和第二胶囊元件可以相同，也可以互不相同。同样优选的是，所述一种或多种胶囊材料表现出非常低的透气性，或根本没有透气性。最优选的是，该胶囊基本不透气，或者一旦密封或气密密封就不透气。另外，理想的是，该胶囊适于承受相对高的内部压力，例如约300mbar至约500mbar、约325mbar至约475mbar、约350mbar至约450mbar、约375mbar至约425mbar、或约400mbar的内部压力。特别地，压力源于胶囊密封后咖啡配料的脱气。另外，优选的是，该胶囊适于插入到饮料制备设备中。优选地，该胶囊适于承受的内部压力为至少约350mbar、至少约400mbar、或者至少约450mbar、例如约400mbar至约500mbar，更优选地约450mbar至约500mbar。如果胶囊在所述压力下仍保持完好无损，例如仍然气密密封，则该胶囊可适于承受内部压力。
该胶囊可包括任何合适的材料，例如但不限于铝或聚合物组合物或其组合，或可由所述材料制成。所述聚合物组合物可为聚丙烯或聚乙烯。铝是优选材料。优选的是，第一元件基本不透气，优选地由铝或包含气体屏障的聚合物组合物、或聚合物和铝的层压件制成。
将在下文描述所述胶囊元件和胶囊的更多所需特性和属性。
在所述方法的步骤(a)中，将咖啡配料冷却至约-50℃至约10℃的温度。
咖啡配料可冷却至约-45℃至约5℃、约-40℃至约0℃、约-35℃至约-5℃、约-30℃至约-10℃、约-25℃至约-15℃、或者约-20℃的温度。优选地，咖啡配料冷却至约-30℃至约-10℃，更优选地约-25℃至约-15℃，或约-20℃的温度。
可进行冷却步骤(a)以便让咖啡配料相对迅速地冷却至所需温度，例如从开始冷却算起在约30分钟或更短的时间内、在约20分钟或更短的时间内、在约10分钟或更短的时间内、或在约5分钟或更短的时间内。
如果冷却步骤(a)的前一步骤是烘焙和/或回火步骤，优选的是，烘焙步骤或回火步骤结束后迅速进行冷却步骤(例如，在约60分钟或更短的时间内、在约40分钟或更短的时间内、在约20分钟或更短的时间内、在约10分钟或更短的时间内、或在约5分钟或更短的时间内)。
但是如果需要，咖啡配料可在冷却后和研磨步骤(b)之前储存一段时间。储存的温度可为约-50℃至约10℃，例如约-45℃至约5℃，约-40℃至约0℃、约-35℃至约-5℃、约-30℃至约-10℃、优选地约-25℃至约-15℃、或约-20℃。同样设想储存温度为约-5℃至约10℃，例如约-3℃至约8℃、约2℃至约7℃、或者约5℃。咖啡配料可例如储存至少约1小时、至少约2小时、至少约5小时或约1小时至约24小时。冷却步骤之后，例如由于操作限制比如线路中断，冷的咖啡豆在研磨之前可储存0分钟(＝没有线路中断)至最多至5分钟、最多至30分钟、最多至1小时，具体取决于计划外的停工时间。从而当线路中断后重启时，将冷的咖啡豆在合适的温度下送入研磨机。
在替代方案中，研磨步骤(b)可在冷却步骤(a)后进行，无需在冷却步骤(a)后储存咖啡配料。
在所述方法的研磨步骤(b)(其通常在冷却步骤(a)之后进行)，研磨咖啡配料。
研磨通常伴随着产热(通常源于研磨机与咖啡产生的机械力)。因此，优选地，咖啡配料在研磨过程中冷却。咖啡配料可冷却至或者保持在约-50℃至约10℃、约-45℃至约5℃、约-40℃至约0℃、约-35℃至约-5℃、约-30℃至约-10℃、约-25℃至约-15℃、或约-20℃。优选地温度为约-5℃至约10℃，例如约-3℃至约8℃、或约2℃至约7℃，约5℃是最优选的。约-25℃至约-15℃，或约-20℃的温度同样是优选的。
该方法的填充步骤(c)通常是在研磨步骤(b)后进行。在这一步骤中，将所述咖啡配料填充入第一胶囊元件。同样，优选的是在此步骤冷却咖啡配料，以避免VS的损失。因此，在步骤(c)中，咖啡配料可冷却至或保持在约-50℃至约10℃、约-45℃至约5℃、约-40℃至约0℃、约-35℃至约-5℃、约-30℃至约-10℃、约-25℃至约-15℃、或者约-20℃的温度。优选的温度为约-5℃至约10℃，例如约-3℃至约8℃、或约2℃至约7℃，约5℃是最优选的。约-25℃至约-15℃，或约-20℃的温度同样是优选的。
在另一个步骤即步骤(d)中，用第二胶囊元件将第一胶囊元件气密密封。因此，第一胶囊元件和第二胶囊元件彼此相连，并可形成完全封闭的胶囊。通过气密密封形成的连接可为完整的并且基本上气密的，或气密的。更优选的是，所述连接最好是不透气的。所述气密密封可包括焊接和/或卷边。
同样，优选的是在这一步骤中冷却咖啡配料。因此，在步骤(d)中，咖啡配料可冷却至或保持在约-50℃至约10℃、约-45℃至约5℃、约-40℃至约0℃、约-35℃至约-5℃、约-30℃至约-10℃、约-25℃至约-15℃、或者约-20℃的温度。优选的温度为约-5℃至约10℃，例如约-3℃至约8℃、或约2℃至约7℃，约5℃是最优选的。约-25℃至约-15℃，或约-20℃的温度同样是优选的。
虽然不是必需的，但所述方法可包括一个或多个额外的步骤。
例如，所述方法还可包括步骤(a)’，在该步骤中烘焙咖啡配料。在烘焙过程中所应用的条件没有特别限制，并且可为本领域所熟知的。如果该方法包括烘焙步骤(a)’，那么步骤(a)’在步骤(a)之前进行。
换句话说，根据一些实施例，步骤(a)可不为根据本发明的方法的初始步骤。
作为另外一种选择或除此之外，所述方法还可包括步骤(a)”，在该步骤中对咖啡配料进行回火。回火的目的是均衡咖啡配料的水含量。这通常可通过将咖啡配料在环境温度下和在经调整的气氛(例如用氮气饱和)下储存给定的时间段(比如60至80分钟)来进行。
如果所述方法包括回火步骤(a)”，那么所述步骤在步骤(a)之前进行。在所述方法同时包括步骤(a)’和步骤(a)”的实施例中，步骤(a)”可在步骤(a)’之后和步骤(a)之前进行。
作为另外一种选择或除此之外，所述方法还可包括步骤(c)’，在该步骤中对咖啡配料进行压实或规度化(normalized)。一般来说，将咖啡配料击打或混合/均质化以获得合适的密度(例如对于5.5g咖啡配料为420g/L)，然后用合适重量的咖啡配料填充胶囊。
同样，在这个步骤中冷却咖啡配料是可取的。因此，在步骤(c)’中，咖啡配料可冷却至或保持在约-50℃至约10℃、约-45℃至约5℃、约-40℃至约0℃、约-35℃至约-5℃、约-30℃至约-10℃、约-25℃至约-15℃、或者约-20℃的温度。优选的温度为约-5℃至约10℃，例如约-3℃至约8℃、或约2℃至约7℃，约5℃是最优选的。约-25℃至约-15℃，或约-20℃的温度同样是优选的。
通常情况下，步骤(c)’在步骤(b)之后和步骤(c)之前进行。
某些咖啡配料(例如咖啡)通常通过包括脱气步骤的方法加工，该脱气步骤尤其是在咖啡配料被研磨后进行。由于研磨导致所形成的配料表面扩大，研磨后通常要进行脱气。在脱气过程中，因烘焙过程而产生的含碳气体(CO2和CO)得以从研磨咖啡配料排放。
因此，作为另外一种选择或除此之外，根据本发明的方法还可包括步骤(c)”，即咖啡配料的脱气。步骤(c)”可在步骤(b)之后并且在步骤(c)之前进行，或者在步骤(c)’之后并且在步骤(c)之前进行。
应该指出的是，根据现有技术的典型方法，脱气步骤在环境温度下进行并且需要耗费大量的时间，可能要花上72个小时甚至更长时间。然而，现有技术很少注意到这一步骤对于咖啡产品的氧化过程以及其中VS的损失的意义。
本发明人发现缩短从研磨步骤结束至胶囊气密密封之间的时间，所获得的咖啡产品的质量甚至有进一步提高。因此，在根据本发明的方法的一个优选实施例中，从研磨步骤结束至胶囊气密密封之间的时间有所减少，例如减少到少于约180分钟、少于约150分钟、少于约120分钟、少于约90分钟、少于约60分钟、少于约45分钟、少于约30分钟或者甚至少于约20分钟。
具体地讲，本发明人还发现脱气步骤(c)”的持续时间减少有利地体现在所获得产品的质量上，因为氧化过程缩短，VS例如VOC的损失降低。不希望受限于理论，发明人发现在脱气步骤中从所述咖啡配料释放出的含碳气体(CO2、CO)中包含大量VS。据发现，缩短从研磨步骤结束至气密密封胶囊之间的加工时间显著降低了由于含碳气体排放造成的VS损失。据发现，脱气步骤本身持续时间的缩短特别有用，尤其是在结合在脱气步骤中将咖啡产品保持相对低温的情况下更是如此。
因此，优选的是，脱气步骤(c)”(如果该步骤存在)进行约40分钟或更短、约35分钟或更短、约30分钟或更短、约25分钟或更短、约20分钟或更短、约15分钟或更短、约10分钟或更短、或约5分钟或更短。更优选地，步骤(c)”的持续时间为约35分钟至约5分钟，最优选地约20分钟至约10分钟。
同样地，已经发现在脱气过程中冷却咖啡配料还有助于保留VS并减少氧化过程。因此，优选的是，在步骤(c)”中冷却咖啡配料。更优选的是，在步骤(c)”中将咖啡配料冷却至或者保持在约-50℃至约10℃、约-45℃至约5℃、约-40℃至约0℃、约-35℃至约-5℃、约-30℃至约-10℃、约-25℃至约-15℃、或者约-20℃的温度。优选的温度为约-5℃至约10℃，例如约-3℃至约8℃、或约2℃至约7℃，约5℃是最优选的。约-25℃至约-15℃，或约-20℃的温度同样是优选的。
缩短步骤(c)”的持续时间并且如上所述进行冷却可有利地结合使用。
如上文已经指出，可在根据本发明的方法的一个或多个步骤中冷却咖啡配料。此外，可在根据本发明的方法的一个或多个步骤中将咖啡配料维持在特定温度下。虽然除了冷却步骤(a)，其他步骤不需要冷却，但是优选的是将咖啡配料在(b)、(c)、(d)，以及(c)’和(c)”(只要存在)的至少一个步骤中冷却。更优选的是，在所有这些步骤中都冷却咖啡配料。甚至更优选的是，在(b)、(c)、(d)，以及(c)’和(c)”(只要存在)的至少一个步骤中将咖啡配料保持在约-50℃至约10℃的温度。更优选的是，在所有这些步骤中，将咖啡配料保持在约-50℃至约10℃的温度。每个步骤的温度可独立选择。
技术人员容易获得可应用于根据本发明所述的方法的、用于将咖啡配料冷却和/或保持在所需温度下的手段。例如，并且没有限制，将咖啡配料冷却和/或保持在所需的温度下可通过冷的惰性物质例如液氮或固体二氧化碳来实现。可将这些物质直接接触咖啡配料，或可在接触或接近咖啡配料的封闭系统内提供。如有必要，可使用风扇或类似的设备去除从咖啡配料或者系统中挥发出的气体，例如挥发的液氮。
作为另外一种选择或除此之外，可使用冷冻设备，例如风冷式冷冻机、螺旋式冷冻机或隧道式冷冻机。同样，可以使用冷却装置例如水冷却装置。冷却也可通过使低温流体在双夹套设备内循环流动实现。冷却液可在研磨机的水回路中、用于压实的规度器(normalizer)和/或脱气单元中循环。
虽然已发现脱气步骤期间的低温以及脱气时间的缩短效果很好，但是当把脱气步骤从根据本发明所述的方法中完全省略的时候获得的效果最好。因此，根据一个方面，本发明的方法不包括长时间的脱气步骤(c)”，或者不包括任何脱气步骤(即，不包括上述步骤(c)”也不包括任何其他专门脱气步骤)。
除了与所获得产品的品质有关的优点之外，加工时间缩短还可提高整个方法的功效。因此，缩短的加工时间，特别是缩短脱气步骤的持续时间或者完全省略所述步骤具有明显的优点，尤其是当与在该方法的一些或所有步骤中将咖啡产品保持在相对低温下相结合时更是如此。
然而，在填充、密封甚至之后的步骤中含碳气体从咖啡配料的排放是缩短的加工时间的另一个效果，如果留给脱气步骤的时间缩短、将产品保持在低温下时进行脱气、或者该方法根本不包括任何脱气步骤，那么该效果尤为明显。
一方面，排出的气体有利于进一步降低可能发生在咖啡配料中的氧化过程，因为这将周围空气中的氧气与咖啡配料的接触程度降至最低，并且排出的气体在密封胶囊内形成了一个氧化气氛较小的环境。这可能使得不需要在加工过步骤中以及在胶囊内使用惰性气体来形成非氧化气氛。尽管如此，如果需要，仍然可以使用惰性气体，例如氮气。
但在另一方面，密封胶囊中的气体排放可能导致胶囊内压力增大，尤其是当胶囊被气密密封时。然而，在避免VS随CO2逸出胶囊而最终损失、避免暴露于进入胶囊的氧气以及出于一般的卫生考虑这些方面，气密密封胶囊是非常可取。
发生压力增大对适于插入饮料生产设备和/或与饮料生产设备一起使用的胶囊来说，尤其成问题。许多这些设备依赖于胶囊中的咖啡配料与液体(例如热水)的相互作用，所述液体在压力下通过(例如)在饮料生产设备中产生的在胶囊中的狭缝等进入胶囊。要从胶囊中取出液体，通常使胶囊适于在机器提取过程中注入加压液体后打开胶囊，例如通过撕裂或破坏胶囊元件(例如膜)。
一般来说，由于胶囊包括旨在提取过程中且在机器中的液体压力下被撕裂的胶囊元件(例如膜)，如果储存过程中在胶囊中形成过高的气压，胶囊元件可能爆开、破裂或者剥离。如果在填充和密封步骤之前未对咖啡配料(例如咖啡)进行脱气或充分脱气，那么咖啡在密封胶囊中产生气体，这就会发生以上情况。
通过简单地提供更厚和/或强度更高的材料来使此类胶囊更抗压的可能性是有限的，因为如果是这样的话，在注入加压液体后，将不再容易打开胶囊。
因此，根据一方面，本发明提供了根据本发明的方法中的第一胶囊元件和第二胶囊元件的用途，其中第一胶囊元件包括与第二胶囊元件密封接合的边缘，并且还包括至少一个侧壁和底壁。第一胶囊元件可包括(例如)一个、至少两个、至少三个、至少四个、至少五个或至少十个侧壁。可优选的是，第一胶囊元件包括一个侧壁，例如截头圆锥体侧壁。
该至少一个侧壁和该底壁限定具有开口的内腔。该开口跨越一平面。第一胶囊元件的边缘优选地从侧壁向外延伸并且围绕该开口。最优选的是，该边缘向底壁的方向弯曲，该边缘和该平面形成的角度为至少约10°，优选地至少约12°。所形成的角度可为约10°至约31°、约10°至约28°、约12°至约26°、约14°至约24°、约16°至约22°或约18°至约20°。该角度可为10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°或30°。优选地，该角度为约12°至约28°，例如约16°至约28°或约18°至约26°。甚至更优选地，该角度为约20°至约28°，例如约22°至约26°或约24°。
该边缘可以预先弯曲，从而在第一胶囊元件和另一个胶囊元件之间形成密封接合之前是存在的。
第一胶囊元件的边缘可包括平坦的环形部分。第一胶囊元件的边缘可以是法兰状边缘。第一胶囊元件的边缘可以是包括平坦环形部分的法兰状边缘。
可(例如)在分离的第一胶囊元件上，尤其在边缘是预先弯曲的边缘的情况下，在密封连接第一胶囊元件与第二胶囊元件之前确定该角度。
第一胶囊元件和第二囊元件(例如膜)之间的密封连接优选地设置在平坦的环形部分上。
不希望受限于理论，本发明人出乎意料地发现，边缘和开口平面之间的角度使得通过在根据本发明的方法的步骤(d)中密封第一胶囊元件和第二胶囊元件所获得的气密密封胶囊的耐压性的增加。
第一胶囊元件可以是胶囊主体。
根据一个优选的实施方案，第一胶囊元件为旋转对称的和/或呈大致的截头圆锥体形状或呈截头圆锥体形状。当以横截面视角观察该胶囊时，第二胶囊元件与边缘的密封连接优选地从内部密封点沿直线方向延伸至外部密封点。因此，这增加了对膜的任何剥离(包括任何起始剥离)抗性。
优选地，第二胶囊元件是膜。该膜的厚度可为约30μm至约40μm。该膜优选地不透气(CO2、CO、O2、N2…)和不透咖啡香味挥发性物质，即为不透气的。该膜可包括任何合适的材或由任何合适的材料组成，例如铝或包括以下层的多个层(从外至内)：PET/色层/粘合剂/铝/粘合剂/OPP。
将在下文更详细地描述可在根据本发明的方法中使用的胶囊元件和胶囊。
根据另一方面，可对第一胶囊元件施加真空或减压。因此，通过在完全密封胶囊前提供负压，可在胶囊内形成部分真空或减压。这样，在维持胶囊内足够低的压力的同时，胶囊中的咖啡配料(例如咖啡)被赋予释放含碳气体的能力。
在将研磨咖啡配料填充到第一胶囊元件中之后，并且在将第一胶囊元件与第二胶囊元件完全气密密封之前，可对第一胶囊元件或胶囊施加真空或减压。对第一胶囊元件施加的减压可为低于大气压约100mbar至约800mbar，例如低于大气压约200mbar至约700mbar、约300mbar至约600mbar或约400mbar至约500mbar。优选的是，所施加的减压为低于大气压约600mbar至约800mbar，例如低于大气压约650mbar至约750mbar或约700mbar至约770mbar。在正常情况下，大气压一般可为约1013.25mbar(+/-100)。
可在步骤(d)之前和/或密封步骤(d)期间施加减压。可在填充步骤(c)之后和密封步骤(d)之前施加真空或减压。可在填充步骤(c)之后和密封步骤(d)期间施加真空或减压。可在步骤(d)期间的某一时刻，并且在完全完成气密密封之前施加真空或减压。
在施加真空或减压期间，根据需要，可冷却咖啡配料，并且/或者可将咖啡配料保持在特定温度。例如，可将咖啡配料冷却至或保持在以下温度：约-50℃至约10℃、约-45℃至约5℃、约-40℃至约0℃、约-35℃至约-5℃、约-30℃至约-10℃，优选为约-25℃至约-15℃或约-20℃。约-5℃至约10℃(例如约-3℃至约8℃、约2℃至约7℃、或约5℃)的温度也是优选的。
可用于对胶囊元件或胶囊施加真空或减压的优选的施加真空或减压的装置在共同待审专利申请PCT/EP13/063174中有描述。
通过施加真空或减压，可部分或完全抵消气密密封胶囊中的气体排放。换句话讲，由咖啡配料的含碳气体散发所致的胶囊中压力增加量，可以基本上等于密封步骤d)之前所施加压力的减少量。
技术人员明白，这两个有助于抵消胶囊中气体散发的方面可组合使用。因此，本发明还提供了当使用第一胶囊元件时真空或减压的应用，其中第一胶囊元件包括与第二胶囊元件密封接合的边缘，该胶囊元件还包括至少一个侧壁和底壁，该侧壁和该底壁限定具有开口的内腔，该开口跨越一平面，第一胶囊元件的边缘从侧壁向外延伸并且围绕开口，该边缘向底壁的方向弯曲，该边缘和该开口平面形成的角度为至少约10°，优选地至少约12°。
图1示出了根据本发明的方法的示例性且非限制实施例。根据图1的示例性方法，提供咖啡配料(烘焙咖啡豆)作为起始材料。该方法从步骤1开始，即对咖啡豆进行回火。在第二步骤2中，用液氮冷却回火后的咖啡豆。任选地，排出N2 3。这可使用风扇等完成。随后使冷却后的咖啡豆进行研磨步骤4，然后进行规度化或压实步骤6、脱气步骤8和填充步骤10。执行步骤4、6和8时，咖啡配料保持低温。为此，冷却单元5、7和9分别用于步骤4、6和8。
图2示出了根据本发明的方法的另一个示例性且非限制性实施例。咖啡豆是用作起始材料的咖啡配料。该方法任选地从烘焙步骤开始。在N2吹扫下转移烘焙后的咖啡豆以备回火，或者将咖啡豆在环境空气下冷却至约-20℃，从而提供预冷却的烘焙咖啡豆。然后使预冷却的咖啡豆进行研磨，随后进行规度化/压实步骤、脱气步骤和填充到胶囊并密封的步骤。研磨步骤可在环境空气下或在冷却条件下(例如N2吹扫下)执行，而规度化/压实步骤、脱气步骤、填充和密封的步骤在N2吹扫下执行。在研磨、规度化/压实和脱气过程中，冷却单元为冷却回路提供冷却液，例如水和乙二醇的混合物。
根据本发明的胶囊元件和胶囊
本发明还提供了可通过根据本发明的方法获得的胶囊。该胶囊包含研磨咖啡配料，优选地包含研磨咖啡。最优选地，该胶囊适于插入饮料生产单元。该胶囊可以是包括膜作为第二胶囊元件的胶囊。该胶囊可包含单次用量的研磨咖啡配料(例如研磨咖啡)。
可通过根据本发明的方法获得的胶囊可从一个或多个以下方面与现有技术胶囊区别开来。
例如，当使用相同的咖啡配料作为起始材料并且胶囊内包含相同量的研磨咖啡配料时，与可通过根据现有技术的方法获得的包含研磨咖啡配料的胶囊相比，可通过根据本发明的方法获得的胶囊可包含具有更高含量的一种或多种VS(例如VOC)的研磨咖啡配料。
对于可通过根据本发明的方法获得的胶囊来说，研磨咖啡配料(例如含有一种或多种VS(例如VOC)的研磨咖啡)的绝对和/或相对含量可以较高。另外，当使用相同的咖啡配料作为起始材料时，相对于可通过根据现有技术的方法获得的包含研磨咖啡配料的胶囊，可通过根据本发明的方法获得的胶囊可包含一种或多种VS(例如VOC)中的多种。可测定的VS的非限制性示例可选自硫醇、硫化物、斯特雷克尔醛(Strecker aldehyde)、二酮、吡嗪、酚类或它们的组合。
本发明人发现，从可通过根据本发明的方法获得的胶囊制备的咖啡的杯内香味增加了20％至30％(与未使用本发明的方法获得的相同胶囊(视为参照)比较)，并且与根据现有技术的方法制备的胶囊(其中既不进行冷却又不进行减少或消除脱气时间)相比，杯上方香味增加了35％至70％。
作为另外一种选择或除此之外，当使用相同的咖啡配料作为起始材料并且胶囊内包含相同量的研磨咖啡配料时，与可通过根据现有技术的方法获得的包含研磨咖啡配料的胶囊相比，可通过根据本发明的方法获得的胶囊的特征可在于胶囊内存在更高的压力和/或更高含量或浓度的含碳气体。
同样，作为另外一种选择或除此之外，通过在第一胶囊元件的具有开口的边缘和该开口的平面之间存在的特定角度，可将根据本发明的胶囊与现有技术的胶囊区别开来。具体地讲，该胶囊可以是包括第一胶囊元件的胶囊，该第一胶囊元件包括用于与第二胶囊元件密封接合的边缘、至少一个侧壁和底壁，其中该至少一个侧壁和该底壁限定具有开口的内腔，该开口跨越一平面，其中进一步地，该边缘从侧壁向外延伸并且围绕该开口，该边缘向底壁的方向弯曲，该边缘和该开口的平面形成的角度为至少约10°，优选地至少约12°。
本发明还提供了用于包含研磨咖啡配料的胶囊的胶囊元件，其中该胶囊元件包括用于与第二胶囊元件密封接合的边缘、至少一个侧壁和底壁。
该胶囊元件可(例如)包括一个、至少两个、至少三个、至少四个、至少五个或至少十个侧壁。优选的是，第一个胶囊元件包括一个侧壁，优选为截头圆锥体形侧壁。
该至少一个侧壁和该底壁限定具有开口的内腔。该边缘从该侧壁向外延伸并且围绕该开口。该开口跨越一平面。该边缘优选地向该底壁的方向弯曲。这意味着由该边缘和该侧壁形成的角度是锐角或小于90°。
该边缘和该开口的平面形成的角度为至少约10°，优选地至少约12°。所形成的角度可为约10°至约31°、约10°至约28°、约12°至约26°、约14°至约24°、约16°至约22°或约18°至约20°。该角度可为10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°或30°。优选地，该角度为约12°至约28°，例如约16°至约28°或约18°至约26°。甚至更优选地，该角度为约20°至约28°，例如约22°至约26°或约24°。
该边缘可以预先弯曲，从而在该胶囊元件和另一个胶囊元件之间形成密封接合之前是存在的。
可(例如)在分离的胶囊元件上，尤其在边缘是预先弯曲的边缘的情况下，在密封连接胶囊元件与第二胶囊元件之前确定该角度。
该胶囊元件的边缘可包括平坦的部分，优选地为环形。该胶囊元件的边缘可以是法兰状边缘。该胶囊元件的边缘可以是包括平坦环形部分和卷曲法兰的法兰状边缘。
边缘和开口平面之间的角度可取决于设置在边缘的平坦部分上的两点之间的水平。
开口平面和边缘之间的角度可以是开口平面和穿过边缘(优选地为边缘的平坦部分)上的两点的直线之间的角度，其中所述两点是第二平面和边缘的交叉点，所述第二平面为穿过开口中心并且正交于开口平面的平面。
该边缘的平坦部分构成第二胶囊元件与第一胶囊元件密封连接的全部或部分。因此，抗剥离性是单独借助于该边缘在该平坦部分的倾角获得的，而不是借助于其他方式(例如，用于提供楔效应的边缘底部预成型凹陷部，和/或用于储备过量气体的部分剥离)获得的。
包括根据本发明的胶囊元件的胶囊能承受更高的胶囊内部压力。对于第二胶囊元件是膜的实施方案、特别是膜相对较薄的情况下尤其如此，适于插入饮料生产设备中和/或与饮料生产设备一起使用的胶囊可能就是这种情况。本发明人发现，一旦胶囊内部压力增加，膜向外变形，最终膜爆开和/或从第一胶囊元件上剥离。然而，如果使用具有如上所述的边缘的胶囊元件作为第一胶囊元件，那么当膜形成圆顶时，膜外围在倾斜的边缘的方向上对齐。正交力分量因此变小，使得边缘上的膜抗剥离力量提高很多。
该胶囊元件的边缘可以是法兰状边缘。
该胶囊元件的侧壁可具有上端和下端，上端限定具有第一直径的圆，下端限定具有第二直径的圆，其中开口位于上端。第二直径可小于第一直径。底壁可位于下端。底壁可位于开口对面。
该胶囊元件可以是胶囊主体。作为另外一种选择或除此之外，该胶囊元件可为旋转对称的或它们的组合。优选地，该胶囊元件呈大致的截头圆锥体形状或呈截头圆锥体形状。
该胶囊元件由基本不透气的不透气材料形成。该胶囊元件可包括任何合适的材料或由任何合适的材料组成，例如但不限于铝或聚合物组合物。该聚合物组合物可以是聚丙烯或聚乙烯，但优选地包括气体屏障层，例如EVOH。铝是优选的材料。可以是聚合物和铝的压层件，例如铝-PP。
该胶囊元件还可包括密封装置。可将该密封装置施加到该胶囊元件的边缘或与该胶囊元件的边缘连接，使得可以与可能不同于第一胶囊元件的另一个胶囊元件密封接合。该密封装置可以是密封漆等。
非常优选的是，根据本发明的胶囊元件是用于制备饮料(例如咖啡)的胶囊元件。甚至更优选的是，该胶囊元件适于插入饮料生产设备中和/或与饮料生产设备一起使用。
根据本发明的示例性胶囊的一个实施方案的示意图在图3中示出。图3所示的胶囊是优选的；但技术人员明白，本发明并不局限于此。
本发明还提供了包括根据本发明的胶囊元件作为第一胶囊元件的胶囊，所述胶囊还包括用于与第一胶囊元件的边缘密封连接的第二胶囊元件。密封装置可以是密封漆等。
第二胶囊元件可与第一胶囊元件的边缘密封连接或气密密封连接。任选地，密封连接或气密密封连接可通过位于第一胶囊元件的边缘与第二胶囊元件的相邻部分之间的密封装置介导。气密密封连接是基本上不透气的或不透气的。
根据一个优选的实施方案，第二胶囊元件是膜。该膜的厚度约30μm至约40μm，例如约33μm至约37μm或约35μm。可对该膜进行压印，在这种情况下，厚度视为当未对膜进行压印或膜不含漆时的厚度。作为另外一种选择或除此之外，该膜可不透或基本上不透CO2。优选地，该膜是基本上不透气的或不透气的。该膜可包括任何合适的材料或由任何合适的材料组成，例如铝。
该胶囊可包括咖啡配料，最优选为烘焙并且研磨的咖啡。
胶囊内的压力可为约300mbar至约500mbar、约325mbar至约475mbar、约350mbar至约450mbar、约375mbar至约425mbar或约400mbar。
可通过将胶囊放进压力控制箱中来手动测定胶囊内的压力。该压力不断变化，直到胶囊的绝对内部压力(mbar)与箱子中的绝对压力(mbar)相等；此时胶囊的膜变松软。内部压力被认为与箱子中的绝对压力相等，而胶囊的相对压力由根据大气压的绝对压力给定。胶囊内的压力可以是在环境条件(20℃)下储存7天后所测定的压力。
非常优选的是，根据本发明的胶囊是用于制备饮料(例如咖啡)的胶囊。甚至更优选的是，该胶囊适于插入饮料生产设备中和/或与饮料生产设备一起使用。因此，该胶囊可适于允许在注入加压液体后例如通过撕裂或破坏胶囊元件(例如膜)来打开胶囊。
甚至更优选的是，该胶囊是包含单次用量的研磨咖啡(例如，5g至12g研磨咖啡)的胶囊。最优选的是，该胶囊是气密密封的或不透气密封的胶囊。
该胶囊可在大范围的温度下储存，例如约-30℃至约50℃，例如约-20℃至约40℃、约-10℃至约30℃或约0℃至约20℃。
根据本发明的示例性胶囊的一个实施方案的示意图在图3中示出。图3所示的胶囊是优选的；但技术人员明白，本发明并不局限于此。
图3A示出了胶囊的侧视图。该胶囊包括呈大致的截头圆锥体形状的第一胶囊元件21，其具有侧壁22和底壁23，侧壁和底壁共同限定具有开口25的内腔24。元件21包括法兰状边缘26，该法兰状边缘包括平坦部分27和优选的卷曲法兰28。该胶囊还包括第二胶囊元件30(即，膜)。明显的是，该膜在平坦部分27的(至少)一部分上进行密封，该边缘中在该密封区域中未形成任何凹陷部。因此，不会促使剥离的启动。
在图3C的更多细节中可以看出，边缘26的平坦部分和开口25围成的平面P形成约12°的角度A。
图3B示出了胶囊元件21的另外的视图。
实施例
以下实施例不应被理解为限制本发明。
实施例1
按照图1的示意性描述，制备包含研磨咖啡的胶囊。
首先，烘焙咖啡豆，然后将其存储于现有的回火仓中或存储在-20℃下。随后将咖啡豆送入低温设备中。将液氮注入低温设备内，咖啡豆在该低温设备中与液氮直接接触。在直接接触咖啡豆时，液氮将咖啡豆冷却至设定温度值。通过调节低温设备内咖啡豆和液氮的量比以及通过调节低温设备内的咖啡豆停留时间，可调节低温设备出口处的咖啡豆温度。
可任选地使用风扇将因液氮蒸发而扩散的N2气排到外面(或将气体再循环至(例如)研磨机)。将冷的咖啡豆送入研磨机。通过循环冷却液来冷却磨辊(除此之外或作为另一种选择，可将液氮注入研磨机内以接触咖啡配料)。然后，通过调节规度器头开口来压实经烘焙并且研磨的咖啡。通过循环冷却液来冷却规度器双夹套。在脱气单元中对咖啡进行脱气。这可以通过调节咖啡负载来完成。同样地，可通过循环冷却液来冷却脱气单元的双夹套。最后，在填充管线中将经烘焙并且研磨的咖啡定量给料于胶囊中。在可能的另外一种选择中，可在填充管线和定量给料单元内冷却咖啡配料，可以是例如利用双夹套回路进行间接冷却，或直接注入液氮来冷却。另外，由于操作条件的限制，并且为了在管线暂停期间避免咖啡香味损失，在这种中断期间可能需要附加设备来保持咖啡低温。
实施例2
对根据本发明的方法制备的包含研磨咖啡的胶囊的香味进行评估。该方法是实施例1中描述的方法。
为此，按照下文所述，对胶囊的杯内香味和室内香味进行分析。
实验设置
a)杯内咖啡气味物质的分析：
利用相应的同位素标记的标准物，结合SPME/GC/MS(固相微萃取纤维和气相色谱结合质谱检测器)，在杯内测定关键咖啡气味物质(硫醇、硫化物、斯特雷克尔醛、二酮、吡嗪和酚类)的绝对含量(ppm/g经烘焙并且研磨的咖啡)。如下从经烘焙并且研磨的咖啡中提取咖啡气味物质：称取4g经烘焙并且研磨的咖啡(取自不同的新打开的胶囊)，溶于100mL沸水中，用磁力搅拌棒不断搅拌悬浮液，提取15分钟。每个样品的提取和测量进行三次重复。分析物分成两组进行分析。
第1组(分析硫醇、硫化物和吡嗪)
提取之后，在冰上快速冷却咖啡样品，将100mg半胱氨酸加入咖啡样品中，以避免样品处理期间硫醇结合到咖啡基质中。加入确定量的同位素标记的标准物，搅拌溶液10分钟。随后，将7mL溶液转移到顶空瓶中。
平衡(40℃，1分钟)之后，利用二乙烯苯-碳分子筛-聚二甲基硅氧烷SPME纤维(Stableflex DVB/CAR/PDMS；2cm；膜厚度50/30μm；瑞士布克斯的色谱科公司(Supelco,Buchs,Switzerland))，一边搅拌(350rpm)一边在40℃下从顶部空间提取香味化合物10分钟。将提取的化合物热脱附3分钟，使其进入分流/不分流进样器，该进样器维持在240℃下并且在不分流模式下操作。为分离化合物，使用配备60m×0.25mm×0.25μm DB-Wax色谱柱(瑞士莫尔日的安捷伦科技公司(Agilent Technologies,Morges,Switzerland))的安捷伦7890A气相色谱仪(瑞士莫尔日的安捷伦科技公司))。氦气用作载气，恒定流速为1.3mL/分钟，应用以下温度程序：40℃(6分钟)、4℃/分钟、140℃(0分钟)、20℃/分钟、240℃(10分钟)。气相色谱仪耦联至5975C质谱仪(瑞士莫尔日的安捷伦科技公司)，该质谱仪利用电子电离和70eV的电离电位在单离子监测(SIM)模式下操作。所有GC-MS测量都进行三次平行测定。利用MassHunter Quant软件(版本B.05.02，安捷伦科技公司(Agilent Technologies))分析数据。
第2组(斯特雷克尔醛、二酮和酚类)
在冰上冷却咖啡样品并且稀释到100mL最终体积之后，再按照4:1比例进行稀释。加入确定量的同位素标记的标准物，搅拌溶液10分钟。将7mL溶液转移到顶空瓶中。
按照对第1组的描述，提取咖啡的挥发性物质并将其注入ThermoTrace Ultra气相色谱仪(瑞士施利伦的Brechbühler公司(Brechbühler,Schlieren,Switzerland))。与第1组不同的是，在60m×0.25mm×1.4μmDB-624色谱柱(瑞士莫尔日的安捷伦科技公司)上分离挥发性物质。氦气用作载气，恒定流速为1.3mL/分钟，应用以下温度程序：40℃(6分钟)、6℃/分钟、140℃(0分钟)、20℃/分钟、240℃(10分钟)。气相色谱仪耦联至赛默飞世尔科技(Thermo Scientific)ISQ质谱仪(瑞士施利伦的Brechbühler公司)，该质谱仪利用电子电离和70eV的电离电位在单离子监测(SIM)模式下操作。所有GC-MS测量都进行三次平行测定。利用Xcalibur 2.1软件(赛默飞世尔科技公司(Thermo Scientific))分析数据。
将根据本发明的方法制备的样品与对应参考样品进行比较。
b)机器周围咖啡气味物质的分析(利用Tenax-GC-MS法)：
在气密闭合的手套式操作箱中测量咖啡机周围释放的香味含量(微克)，该手套式操作箱具有电力供应并且容纳有咖啡机。利用Nespresso“U”(商标)系列咖啡机，并利用胶囊/机器构造在手套式操作箱内制备咖啡。用类似的方法制备参照物，并用低温设备处理样品。制备饮料之后，直接从手套式操作箱中取代表性的空气样品(225mL)。咖啡香味被捕获在Tenax trap(英国兰特里森特的Markes国际公司(Markes International,Llantrisant,UK))上，Tenax trap包括装有Tenax TA吸附树脂的管子，用于捕获通过该管的挥发性物质。然后利用TD-100自动进样器(英国兰特里森特的Markes国际公司(Markes International,Llantrisant,UK))，在不分流模式下将Tenax捕获的物质脱附到GC-MS中。利用以下温度梯度，在DB-FFAP-GC色谱柱(60m×0.250mm×25μm)上分离化合物：30℃，保持10分钟；以4℃/分钟升至50℃；以10℃/分钟升至245℃，保持35分钟。利用5975C单四极杆质谱仪(瑞士莫尔日的安捷伦科技公司(AgilentTechnologies,Morges,Switzerland))在SIM模式下检测化合物。利用MassHunter Quant软件(版本B.05.02，安捷伦科技公司(AgilentTechnologies))分析数据。同样，测量一组代表性的关键咖啡气味物质(硫醇、硫化物、斯特雷克尔醛、二酮、吡嗪和酚类)。将根据本发明的方法制备的样品与对应参考样品进行比较。每个样品提取和测量至少四次。
结果
下表概述了在杯内和机器周围测量的关键咖啡气味物质的区别。将每个共混物与对应参考产品(视为100％)进行比较。
实施例3
在另一个实验中，通过测定感官特征来对胶囊进行评估。
实验设置
12位评审员利用简化的品尝程序测定咖啡的奶泡(crema)、香味、风味和质构，从而获得用于比较的特征。重复该程序一次。将NespressoConcept(商标)咖啡机装满雀巢(Nestlé)Aqua Panna水，用于检测根据本发明的胶囊以及40mL剂量的参考胶囊。
感官特征
目的是评估由根据本发明的方法获得的胶囊制备的咖啡的感官影响。咖啡豆是经烘焙的咖啡，对其进行回火并在-20℃下预冷却，然后进行研磨、规度化并在5℃下脱气5分钟。然后根据共混物的类型将经烘焙并且研磨的咖啡以对应重量直接填充到胶囊中。将胶囊与包含根据标准方法加工的咖啡的胶囊(参考)进行对比评估。在标准方法中，先对咖啡豆进行烘焙、回火、研磨、规度化，然后在30℃下脱气30分钟，随后根据共混物的类型将其以对应重量直接填充到胶囊中。本发明人发现，根据本发明制备的浓烈咖啡共混物的很多属性得到显著改善：
感知到，在根据本发明生产的胶囊(批号222173)中制备的Arpeggio咖啡(一种与市售Arpeggio胶囊中包含的咖啡一样的咖啡共混物)比参考样品(批号216205)具有更浓烈的烘焙风味、更苦/更持久、更稠。而且发现其奶泡颜色更深，数量更多。另参见图4。具有间隔影线的柱条表示给定属性存在显著差异，其中置信区间为95％。
本发明人发现，在根据本发明生产的胶囊(批号228195)中制备的Roma咖啡(一种与市售Roma胶囊包含的咖啡一样的咖啡共混物)比参考样品(批号228193)具有更浓烈的烘焙谷物样总体香味和风味，并且香味和风味更持久。另参见图5。具有间隔影线的柱条表示给定属性存在显著差异，其中置信区间为95％。
在根据本发明生产的胶囊(批号227025)中制备的Ristretto咖啡(一种与市售Ristretto胶囊包含的咖啡一样的咖啡共混物)比参考样品(批号222569)颜色更深、总体香味/风味物更浓烈、更有烘焙味(香味/风味)、水果味更淡(风味)、更像罗布斯塔(robusta)咖啡、更苦、更不顺滑、更稠、更持久。另参见图6。具有间隔影线的柱条表示给定属性存在显著差异，其中置信区间为95％。
实施例4
已证明，香味保留随加工温度的降低而增加。利用预冷却的烘焙咖啡进行冷加工可提高香味回收。还通过偏好测验证明消费者偏好：类似净重的Arpeggio咖啡赢得消费者偏好，并且减少净重的Fortissio咖啡同样获得消费者偏好。
然而，由于在冷加工过程中缩短了脱气时间并且降低了脱气温度，因此保留的更多CO2导致经填充和密封的胶囊中的内部压力更高。伴随着香味的保留，从咖啡中释放的二氧化碳减少，从而导致胶囊内部压力更高。因此，当利用预冷却的烘焙咖啡进行冷处理时，这种更高的胶囊内部压力成为主要的技术限制。
机械模型的初步结果表明，增加初始边缘角度应该有助于膜抵抗更高的压力。因此，目的是在实验室规模上证明较大边缘角度对胶囊抗性的影响，以便理解其对超压胶囊的潜在好处以及更厚的膜的影响。
目的是在较大边缘角度(12至28度)下调节胶囊内部压力(300mbar至500mbar)。在不同的冷加工脱气条件和温度条件下，对Arpeggio共混物进行标准膜(30μm)试验，如图2所示。
在试验工厂直接将胶囊弯曲，其边缘角度为12°至16°。手动弯曲在时间零点时边缘角度超过16°的其他胶囊。
下表汇总了工艺参数。
对胶囊的内部压力进行了分析。填充胶囊7天之后，将胶囊放入加压室中(如前所述)，测量胶囊的内部压力。
用激光仪在时间零点时测量边缘角度，并且在8周内测量3次。该仪器是可测量如本专利申请中所述的两点之间的角度的激光仪。
边缘角度由设置在边缘的平面部分上的两点之间的水平限定。这两点必定位于胶囊直径上。密封过程之后的膜保护和膜剥离是在测定边缘角度中起作用的两个参数。根据这两个参数，证明所建议的折叠角度为约12±2°，以便避免膜受损并且限制膜剥离(对于具有较高内部压力的胶囊而言)。
在膜上视觉测试胶囊抗性。
分层测试：存储测试包括对在不同冷却加工条件(边缘角度和胶囊内部压力，参见以上试验描述)下生产的Arpeggio或Ristretto胶囊进行剥离评估(视觉胶囊抗性)。将所有胶囊保持在温度和湿度控制室内，其中温度为在30℃，相对湿度(Rh)为70％。在3个月中每周对胶囊抗性进行评估，这是模拟室温下一年的货架期。
发现胶囊抗性随边缘角度的增加而增加。在胶囊内部压力为500mbar、边缘角度大于20°并且温度为30℃的条件下，在该3个月中并未观察到剥离现象。在内部压力为中等(400mbar)、边缘角度大于16°的条件下，视觉观察到的胶囊抗性良好。仅在标准膜(30μm)、边缘角度为12°至16°并且温度为30℃的条件下，6周后才在一个胶囊上观察到膜的剥离现象，而膜较厚(40μm)时并未观察到剥离现象。所标注的边缘角度对应于在时间零点时测定的量。
30μm和40μm膜的示例性结果分别如图7和图8所示。图7示出了30℃/70％Rh下在3个月中的胶囊抗性(内部压力为300至500mbar，边缘角度为12°至28°，标准膜30μm)。图8示出了30℃/70％Rh下在3个月中的胶囊抗性(内部压力为400至500mbar，边缘角度为7°至28°，较厚的膜40μm)。
综上所述，胶囊超压(最高达500mbar)可通过较大的边缘角度来控制。

Claims (16)

1.用于包含研磨咖啡配料的胶囊的胶囊元件，
其中所述胶囊元件(21)包括用于与第二胶囊元件密封接合的边缘(26)、至少一个侧壁(22)和底壁(23)，
其中所述至少一个侧壁(22)和所述底壁(23)限定具有开口(25)的内腔(24)，所述开口跨越一平面(P)，
并且其中所述边缘(26)从所述侧壁(22)向外延伸并且围绕所述开口(25)，所述边缘向所述底壁(23)的方向弯曲，所述边缘和所述开口的所述平面(P)形成至少约10°的角度(A)。
2.根据权利要求1所述的胶囊元件，其中所述角度(A)为至少约12°。
3.根据权利要求1或2所述的胶囊元件，其中所述角度(A)为约12°至约26°、或约14°至约24°、或约16°至约22°、或约18°至约20°。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊元件，其中所述侧壁(22)具有上端和下端，所述上端限定具有第一直径的圆，所述下端限定具有第二直径的圆，其中所述开口位于上端，任选地，其中所述第二直径小于所述第一直径。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的胶囊元件，其中所述第一胶囊元件形成胶囊主体。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的胶囊元件，其中所述第一胶囊元件(21)为旋转对称的，优选地呈大致的截头圆锥体形状。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的胶囊元件，其中所述第一元件基本不透气，优选地由铝或包括气体屏障的聚合物组合物，或聚合物和铝的层压件制成。
8.胶囊，所述胶囊包括根据权利要求1至7中任一项所述的胶囊元件作为第一胶囊元件，所述胶囊还包括用于与所述第一胶囊元件的所述边缘密封连接的第二胶囊元件，
任选地，其中所述第二胶囊元件与所述边缘密封连接。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊元件，其中当以横截面视角观察所述胶囊时，所述第二胶囊元件与所述边缘的所述密封连接从内部密封点沿直线方向延伸至外部密封点。
10.根据权利要求8或9所述的胶囊，其中所述第二胶囊元件是膜(30)。
11.根据权利要求10所述的胶囊，其中所述膜(30)具有约30μm至约40μm的厚度。
12.根据权利要求10或11所述的胶囊，其中所述膜(30)不透CO2，优选地，其中所述膜是不透气的。
13.根据权利要求12所述的胶囊，其中所述膜(30)是铝膜或铝和聚合物的多层结构。
14.根据前述权利要求8至13中任一项所述的胶囊，其中所述胶囊是气密密封或不透气密封的胶囊。
15.根据前述权利要求8至14中任一项所述的胶囊，其中所述胶囊中的压力为约300mbar至约500mbar、或约325mbar至约475mbar、或约350mbar至约450mbar、或约375mbar至约425mbar、或约400mbar。
16.根据前述权利要求8至15中任一项所述的胶囊，其中所述胶囊包含咖啡配料，优选地为经烘焙并且研磨的咖啡。
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