IT202000011815A1 - Metodo per la preparazione di bevande e bevande così ottenute - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"METODO PER LA PREPARAZIONE DI BEVANDE E BEVANDE COS? OTTENUTE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce a un metodo per la preparazione di bevande aromatizzate ed alle bevande aromatizzate cos? ottenute. In particolare, le bevande aromatizzate a cui si riferiscono le forme di realizzazione descritte sono ottenute per estrazione, tramite un liquido o fluido di estrazione, da qualsiasi tipo di grano tostato o essiccato, spezie tostate o essiccate, oppure da frutta tostata o essiccata, nonch? alle bevande da esse derivate.

STATO DELLA TECNICA

Sono da tempo note delle bevande aromatizzate ottenute da grano, spezi oppure frutta tostata o essiccata, tra le quali la pi? nota ? il caff?.

Si conoscono diverse metodologie per preparare il caff?, che comprendono tutte due fasi distinte.

Nel seme di caff? sono state identificate quasi 900 sostanze, tra cui le pi? importanti sono acqua, proteine e aminoacidi, lipidi, carboidrati e minerali. Tra i minerali sono presenti in concentrazioni maggiori il potassio, il calcio e il magnesio.

Le metodologie note prevedono una prima fase di macinazione a secco per frazione o impatto, dei chicchi di caff? tostati, finalizzata ad aumentare la superficie di scambio tra il caff? e il liquido di estrazione (di solito acqua) in modo da migliorare l?estrazione delle sostanze solubili contenute nei chicchi.

La dimensione delle particelle ottenute dalla macinazione a secco ha un impatto sulla preparazione della bevanda. Particelle pi? fini contribuiscono a una pi? efficace estrazione, mentre particelle pi? grossolane garantiscono un buon deflusso del liquido di estrazione.

Successivamente alla fase di macinazione a secco si esegue una seconda fase di estrazione della bevanda dal macinato prodotto nella prima fase. Ad oggi sono noti tre diversi tipi di processi per estrarre il caff? con acqua. L?estrazione tramite percolazione, o dripping, prevede che l?acqua passi attraverso il caff? macinato posto in un filtro per caduta, trascinando le sostanze aromatiche estratte. Tra i metodi basati su questo processo ci sono il V60, Chemex, il caff? alla Napoletana o l?estrazione a freddo.

Il secondo tipo di processo ? detto a pressione, e prevede che l?acqua o il vapore acqueo passi attraverso il caff? macinato posto in un filtro, con pressioni superiori alla pressione atmosferica. Utilizzano questo processo i metodi o dispositivo di tipo moka, espresso, syphon o aeropress. Tra questi metodi l?espresso ? particolarmente diffuso e apprezzato in quanto permette di ottenere una bevanda molto forte, concentrata e corposa, dalla struttura pi? complessa e dotata di uno strato di crema che ricopre il liquido.

Infine, l?estrazione per infusione prevede di lasciare il caff? macinato immerso in acqua per un tempo di solito di qualche minuto, e poi eventualmente di filtrare. Utilizzano questo processo i metodi del caff? alla Turca, il caff? Arabo o la French press.

Un inconveniente delle metodologie di estrazione note sta nella difficolta di ottenere una crema superficiale durante l?estrazione, tanto gradita dai consumatori. Come detto sopra, l?espresso ? la sola metodologia che permette di ottenere la crema, per? la crema ottenuta ? comunque poca (rappresenta di solito circa il 10% della bevanda ottenuta) e poco durevole, in quanto sparisce da sola dopo pochi minuti.

Un altro inconveniente delle metodologie note sta nella fase iniziale di macinazione a secco, che comporta la perdita di diverse sostanze aromatiche volatili inizialmente contenute nei chicchi di caff?, accelerazione ossidativa degli olii, irregolarit? della granulometria. Le perdite di sostanze aromatiche volatili sono dovute al calore che si sviluppa nei dispositivi di macinazione, in particolare i macinini elettrici, e che pu? indurre reazioni di Maillard che peggiorano le qualit? organolettiche della bevanda a base di caff?.

Un ulteriore inconveniente delle metodologie di estrazione note sta nella poca efficienza dell?estrazione del caff? dalla polvere. Si stima che le metodologie note permettono di estrarre circa il 30% delle sostanze contenute nei chicchi.

Ad esempio, si ? potuto verificare che, tra le varie sostanze contenute nei semi di caff?, il potassio ? estratto ma gli altri minerali rimangono nel fondo di caff?, buona parte dei lipidi o grassi ? trattenuta nel filtro, le proteine e gli aminoacidi si perdono durante la tostatura, cos? come i carboidrati solubili, mentre i carboidrati insolubili subiscono una trasformazione.

Un altro inconveniente ancora delle metodologie note ? appunto il fondo di caff? che, oltre a mantenere molte sostanze intrappolate, rappresenta una notevole quantit? di scarto.

Esiste pertanto la necessit? di perfezionare un metodo di preparazione di bevande aromatizzate che possa superare almeno uno degli inconvenienti della tecnica.

In particolare, uno scopo del presente trovato ? quello di mettere a punto un procedimento di preparazione di bevande aromatizzate che sia pi? efficace in termini di estrazione delle sostanze contenute negli alimenti da cui si ottengono le bevande.

Un altro scopo ? quello di mettere a punto un metodo di preparazione di bevande aromatizzate che permetta di ottenere bevande con una parte cremosa maggiore e pi? resistente rispetto alle bevande note.

Un ulteriore scopo ? quello di mettere a punto un metodo di preparazione di bevande aromatizzate che permetta di ridurre gli scarti di materiale alimentare di partenza.

Un altro scopo ancora ? quello di fornire una bevanda aromatizzata con propriet? organolettiche migliorate rispetto alle bevande aromatizzate note, in particolare in termini di struttura e complessit? degli aromi.

Un ulteriore scopo ancora ? quello di fornire una bevanda aromatizzata pi? concentrata in sostanze aromatiche e nutritive originariamente contenute nel materiale alimentare di partenza.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato ? espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell?idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, si descrivono nel seguito un metodo di preparazione di bevande aromatizzate e delle bevande aromatizzate ottenute mediante tale metodo, che superano i limiti della tecnica nota ed eliminano i difetti in essa presenti.

In accordo con forme di realizzazione, ? previsto un metodo per la preparazione di bevande aromatizzate che prevede una fase di estrazione, in cui si mette a contatto un substrato alimentare in forma incoerente e un liquido di estrazione. Preferibilmente la messa a contatto del substrato con il liquido di estrazione prevede l?immersione del substrato nel liquido di estrazione.

Il substrato alimentare in forma incoerente ha preferibilmente origine vegetale. In altre parole, il substrato ? preferibilmente ottenuto a partire da alimenti vegetali.

Il metodo di preparazione prevede una fase di emulsione della bevanda. Preferibilmente l?emulsione ? ottenuta mediante azione meccanica sul liquido di estrazione. Pi? preferibilmente l?emulsione ? eseguita successivamente alla fase di messa a contatto del substrato con il liquido di estrazione.

Secondo forme di realizzazione il substrato non ? stato precedentemente macinato. In tal caso il metodo di preparazione prevede una fase di macinazione del substrato. Preferenzialmente, la fase di macinazione del substrato avviene dopo la fase di messa a contatto del substrato con il liquido di estrazione. Pi? preferenzialmente la macinazione del substrato avviene mentre quest?ultimo ? immerso nel liquido di estrazione.

Vantaggiosamente, la macinazione del substrato ? eseguita tramite taglio meccanico e/o cavitazione.

Pi? vantaggiosamente, la cavitazione ? eseguita tramite onde acustiche e/o ultrasoniche.

Ancor pi? vantaggiosamente, il taglio meccanico e la cavitazione avvengono simultaneamente.

In modo preferenziale, la macinazione del substrato risulta in una granulometria minore di o pari a 100 micron, preferibilmente minore di o pari a 50 micron, pi? preferibilmente minore di o pari a 10 micron, ancor pi? preferibilmente minore di o pari a 5 micron.

Secondo forme di realizzazione, Il metodo di preparazione prevede anche una fase di filtraggio del substrato dal liquido di estrazione.

Secondo un aspetto, si prevede anche una bevanda aromatizzata ottenibile mediante il metodo sopra indicato.

Preferibilmente, la bevanda ? composta per almeno il 20% in volume di schiuma. Pi? preferibilmente la schiuma ? ottenuta mediante l?emulsione del liquido di estrazione. Ancora pi? preferibilmente la bevanda ? composta di schiuma per una proporzione compresa tra il 20% e il 90% in volume.

Secondo forme di realizzazione, la bevanda aromatizzata comprende anche uno o pi? additivi atti a migliorarne le propriet? organolettiche e/o l?aspetto.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Questi ed altri aspetti, caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno chiari dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 ? uno schema di un metodo secondo forme di realizzazione qui descritte.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente combinati o incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

Si far? ora riferimento nel dettaglio alle possibili forme di realizzazione del trovato, delle quali uno o pi? esempi sono illustrati nelle figure allegate a titolo esemplificativo non limitativo. Anche la fraseologia e terminologia qui utilizzata ? a fini esemplificativi non limitativi.

Il metodo di preparazione di bevande aromatizzate ? illustrato schematicamente nella fig. 1. Le bevande aromatizzate 10 ottenibili tramite il metodo sono del tipo estratte da un substrato 20 alimentare in forma incoerente mediante un liquido di estrazione 30.

In particolare il metodo di preparazione secondo il trovato ? previsto per l?estrazione di bevande da uno o pi? substrati alimentari in forma incoerente. In particolare, i substrati in forma incoerente possono essere in forma di grani, chicchi, semi, frutti, foglie, rizomi o altre parti di vegetali atte allo scopo. Ad esempio, i substrati in forma incoerente possono essere di tipo a grano o chicco tostato o essiccato (ad esempio caff?, orzo, mais, riso, frumento, sorgo, miglio, avena, triticale, segale, fonio, quinoa, cacao, cola), spezie tostate o essiccate (ad esempio: t?, anice, cannella, cardamomo, chiodi di garofano, ginseng, zenzero, erba mate, guaran?, camomilla, timo, melissa, ginepro, maggiorana, zafferano, curcuma, liquirizia, rosmarino, eucalipto, menta, coriandolo, cumino, noce moscata, paprika, pepe, peperoncino, semi di finocchio, semi di papavero, senape, sesamo, tamarindo, vaniglia, mirto, origano, salvia, prezzemolo, porro, aglio, lavanda, issopo, dragoncello, calendula, cappero), oppure frutta tostata o essiccata (ad esempio: albicocca, ananas, ciliegia, kiwi, fico, mela, mango, cocco, melone, mirtillo, papaya, pesca, pera, prugna, banana, uva passa, agrume, noce, nocciola, anacardo, mandorla, arachide, dattero, pinolo, pistacchio).

Il liquido di estrazione ? un liquido commestibile utilizzabile per la preparazione di bevande aromatiche. Tipicamente il liquido di estrazione 30 ? acqua, ma si pu? prevedere anche altri tipi di liquidi ingeribili o commestibili, ovvero bevande, ad esempio latte di origine animale, bevande di origine vegetale, altre bevande a base di acqua oppure una miscela di uno o pi? di essi.

Il metodo di preparazione di bevande ? incentrato su una fase di estrazione 100 durante la quale le sostanze contenute nel substrato 20 vengono estratte mediante il liquido di estrazione 30. La fase di estrazione 100 ? suddivisa in almeno due sotto- fasi, una di messa a contatto 110 del substrato 20 nel liquido di estrazione 30, e una di emulsione 120 del liquido di estrazione 30.

La sotto-fase di messa a contatto 110 prevede di immergere il substrato 20 nel liquido di estrazione 30. In tal modo l?estrazione delle sostanze di interesse dal substrato 20 ha inizio, specie se il substrato 20 ? sotto forma macinata.

Vantaggiosamente, la sotto-fase di emulsione 120 ? eseguita successivamente alla sotto-fase di messa a contatto 110, mentre il substrato 20 ? immerso nel liquido di estrazione. L?emulsione avviene preferibilmente per azione meccanica applicata al liquido di estrazione 30.

Secondo una variante, l?azione meccanica per l?emulsione ? eseguita tramite una o pi? lame rotanti nel liquido ad alta velocit?, ad esempio del tipo di un mixer. In alternativa, l?emulsione meccanica pu? essere eseguita con altri mezzi, ad esempio un filtro che ? spostato all? interno del liquido di estrazione 30, a velocit? e lungo un percorso predeterminato tali da provocare l?emulsione del liquido.

Per una maggiore efficacia dell?emulsione ? preferibile che tale fase avvenga quando le sostanze di interesse siano state estratte dal substrato 20. Affinch? tali sostanze siano estratte dal substrato 20, ? opportuno che esso sia stato precedentemente macinato, o frantumato.

La sotto-fase di emulsione 120 permette di ottenere una bevanda aromatizzata con una maggiore componente schiumosa rispetto alle bevande note.

A titolo di esempio, considerando una bevanda di caff?, il metodo secondo il trovato permette di ottenere una bevanda con almeno il 20% di schiuma, in volume, il che ? maggiore della proporzione di schiuma nelle bevande di caff? note (al massimo 10%). Dei test hanno permesso di stabilire che, con il metodo di cui sopra, ? possibile ottenere bevande di caff? con maggiori percentuali di schiuma, ad esempio il 30%, 40%, 50%, 60%, 70% e anche fino all? 80% in volume di schiuma. Il resto della bevanda ? la parte liquida, ovvero il liquido di estrazione 30 con le sostanze estratte dal substrato 20.

La forma di realizzazione del metodo illustrata in fig. 1 prevede che durante la sotto-fase di immersione 110, il substrato 20 sia ancora intero. Si prevede pertanto una sotto-fase di macinazione 130 del substrato 20 all?interno del liquido di estrazione 30.

Il fatto di eseguire la macinazione del substrato 20 all? interno del liquido di estrazione 30 comporta diversi vantaggi, il primo dei quali essendo di eseguire la preparazione della bevanda aromatizzata in una singola fase, anzich? due nei metodi noti.

Un altro vantaggio di eseguire la macinazione nel liquido di estrazione sta nel fatto che le sostanze, in particolari quelle volatili, che sono sprigionate al momento della macinazione del substrato, sono direttamente solubilizzate nel liquido di estrazione. In altre parole, si diminuisce la perdita di sostanze presenti nel substrato, il che permette di ottenere una bevanda aromatizzata con maggiore contenuto di principi nutritivi e aromi.

In accordo con forme di realizzazione, e a prescindere dal fatto che la macinazione avvenga a secco o all?interno del liquido di estrazione 30, il metodo di preparazione prevede che il substrato 20 sia macinato, o frantumato, in modo da ottenere una polvere di substrato con granulometria minore di 500 micron, ad esempio 400, 300, 200, 100, 50, 10, 5 micron oppure meno.

Anche questo aspetto tecnico comporta diversi vantaggi, tra i quali una maggiore efficacia dell?estrazione dei principi nutritivi e degli aromi. L?estrazione migliorata si spiega per la maggiore superficie di contatto tra il substrato e il liquido di estrazione, proprio per via della granulometria ridotta.

Un altro vantaggio della granulometria ridotta sta nella diminuzione, se non l?eliminazione, degli scarti del tipo dei fondi di caff?, ad esempio.

Si osserva che questi vantaggi sono ancora pi? sentiti quando la macinazione avviene nel liquido di estrazione 30. La macinazione in ambiente liquido permette di ottenere delle granulometrie molto ridotte, tipicamente minori di 10 micron.

Secondo forme di realizzazione la sotto-fase di macinazione 130, o frantumazione, prevede sia un taglio meccanico 131 del substrato 20, sia una cavitazione 132 del substrato. Il taglio 131 e la cavitazione 132 avvengono preferibilmente in modo simultaneo, in modo da migliorare la frantumazione e ottenere una granulometria minore in tempi ridotti.

Pi? precisamente, la sospensione di substrato 20 nel liquido di estrazione 30 viene sottoposta a sforzi di taglio, che con elevata efficacia di disgregazione della matrice solida del substrato 20, e massimizzazione dell?area di accesso del liquido di estrazione 30, permettono di ottenere un esaurimento della matrice.

La sospensione ? anche sottoposta a onde di pressione ed effetti cavitazionali, che generano dei microgetti diretti ad esempio verso una superficie solida del contenitore in cui avviene la fase di estrazione 100 nella sua interezza. Tali microgetti provocano la rottura delle pareti delle cellule contenute nel substrato 20 e il rilascio delle sostanze in esse racchiuse.

La cavitazione controllata, in particolare all?interno del liquido di estrazione 30, incrementa il trasferimento di massa e i fenomeni diffusivi, il che permette di ottimizzare l?estrazione delle sostanze contenute nel substrato 20.

Si possono ottenere dei risultati analoghi tramite l?uso di forze meccaniche ultrasoniche. Le onde ultrasoniche ad alta energia viaggiano attraverso il liquido di estrazione 30 creando cicli alternati di alta pressione/bassa pressione, che risulta in un fenomeno di cavitazione acustica.

La cavitazione acustica, o ultrasonica, porta localmente a temperature molto elevate, pressioni, velocit? di riscaldamento e raffreddamento, differenziali di pressione ed elevate forze di taglio nel liquido di estrazione 30.

Quando le bolle di cavitazione implodono sulla superficie dei solidi, i microgetti e la collisione tra le particelle di substrato generano effetti come il peeling superficiale, l'erosione, la rottura delle particelle, la sonoporazione e la rottura delle cellule.

Inoltre, l'implosione di bolle di cavitazione in mezzi liquidi crea macroturbolenze e micro-miscelazione. L'irradiazione ad ultrasuoni rappresenta un modo efficiente per migliorare i processi di trasferimento di massa, poich? la sonicazione provoca la cavitazione e i suoi meccanismi correlati, come il micro-movimento da parte dei getti di liquido, la compressione e la decompressione nel materiale con la conseguente rottura delle pareti cellulari, cos? come alti tassi di riscaldamento e raffreddamento.

Va notato che durante le sotto-fasi 110, 120, 130 sopra descritte e che compongono la fase di estrazione 100, ? possibile prevedere che il liquido di estrazione 30 venga riscaldato, in modo da eseguire la fase di estrazione 100 a caldo. Ad esempio la fase di estrazione 100 pu? essere eseguita a una temperatura di 60?C o pi?.

Sempre con riferimento alla fig. 1 , il metodo di preparazione prevede, successivamente alla sotto-fase di emulsione 120, una sotto-fase di filtraggio, volta a rimuovere eventuali scarti dal liquido di estrazione 30. Questa fase di filtraggio 140 ? opzionale, e pu? essere eseguita, se prevista, anche prima della sotto-fase di emulsione 120. In tal caso l?emulsione avverrebbe in assenza del substrato 20 nel liquido di estrazione 30, ma comunque in presenza delle sostanze precedentemente racchiuse nel substrato 20.

Si nota che l?assenza di sotto-fase di filtraggio 140 comporta il vantaggio di non avere scarti all?esito della preparazione della bevanda aromatizzata 10.

In forme di realizzazione alternative a quella descritta sopra, il substrato 20 ? macinato prima della sotto-fase di immersione 110. In tal caso, successivamente alla sotto-fase di messa a contatto 110, la sotto-fase di macinazione 130 non viene eseguita, e si esegue direttamente la sotto-fase di emulsione 120.

Si ? potuto verificare che il metodo di preparazione in accordo con il trovato risulta ben adatto alla preparazione di caff? (ovvero in cui il substrato 20 ? caff? tostato in chicchi, e il liquido di estrazione 30 ? acqua), in quanto risolve diversi dei problemi legati alle metodologie note di preparazione del caff?, tra i quali la fase di macinazione a secco e la conseguente perdita di principi nutritivi e organolettici, una maggiore efficienza di estrazione, nonch? una diminuzione degli scarti.

Il metodo si ? anche dimostrato particolarmente ben adatto per la preparazione di cappuccino, con chicchi di caff? come substrato 20, e latte come liquido di estrazione 30.

La preparazione di un cappuccino in accordo con il metodo di cui sopra comporta vari vantaggi, in particolare quello di fornire una schiuma abbondante e durevole. La schiuma di latte ? infatti un elemento essenziale di un cappuccino.

Un altro vantaggio ? che, essendo il caff? macinato direttamente nel latte, si evita la diluzione dovuta all?introduzione di acqua nei cappuccini tradizionali, per i quali la preparazione prevede di versare del latte con schiuma in un volume di caff? (fatto con acqua).

In qualche modo, il metodo di preparazione secondo il trovato risulta come eseguire un cappuccino istantaneo ma a base di caff? soltanto.

Secondo forme di realizzazione, ? possibile anche prevedere l?aggiunta di sostanze additive 40 quali, ad esempio, aromatizzanti, coloranti, emulsionanti o simili.

? chiaro che al metodo di preparazione e alla bevanda aromatizzata fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti o fasi, senza per questo uscire dall?ambito del presente trovato come definito dalle rivendicazioni.

Nelle rivendicazioni che seguono, i riferimenti tra parentesi hanno il solo scopo di facilitare la lettura e non devono essere considerati come fattori limitativi per quanto attiene all?ambito di protezione sotteso nelle specifiche rivendicazioni.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per la preparazione di bevande aromatizzate, comprendente una fase di messa a contatto (110) di un substrato (20) alimentare in forma incoerente con un liquido di estrazione (30), in cui detto substrato (20) ? immerso in detto liquido di estrazione (30), caratterizzato dal fatto che prevede, successivamente a detta fase di messa a contatto (110), una fase di emulsione (120) del liquido di estrazione (30).

2. Metodo come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di emulsione (120) avviene mentre il substrato (20) ? ancora immerso nel liquido di estrazione (30).

3. Metodo nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la fase di emulsione (120) ? ottenuta mediante azione meccanica sul liquido di estrazione (30).

4. Metodo come nella rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di prevedere una fase di macinazione (130) prima della fase di emulsione (120) e mentre il substrato (20) ? immerso nel liquido di estrazione (30).

5. Metodo come nella rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la fase di macinazione (130) ? eseguita tramite taglio meccanico (131) e/o cavitazione (132).

6. Metodo come nella rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il taglio meccanico (131) e la cavitazione (132) avvengono simultaneamente.

7. Metodo come nella rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che la cavitazione (132) ? eseguita tramite onde acustiche e/o onde ultrasoniche.

8. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il substrato (20) ? sotto forma di polvere con granulometria minore di 500 micron.

9. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il substrato (20) comprende caff? tostato e il liquido di estrazione (30) comprende acqua o latte.

10. Bevanda aromatizzata ottenibile mediante il metodo di preparazione come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una porzione liquida e una porzione schiumosa, caratterizzata dal fatto che la porzione schiumosa rappresenta almeno il 20% in volume della bevanda aromatizzata.