!HU00000783T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E 007 83 (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E 06 742731 (22) A bejelentés napja: 06. 04. 28. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 0742731 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1887876 A1 06. 11.. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1887876 B1 09. 09. 16. (1) Int. Cl.: A23F /18 (06.01) A23L 2/84 (06.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 061 PCT/EP 06/003977 () Elsõbbségi adatok: 0104424 0. 0. 24. EP (72) Feltalálók: BEL-RHLID, Rachid, CH-1073 Savigny (CH); KRAEHENBUEHL, Karin, CH-1926 Fully (CH); LERCH, Konrad, CH-8118 Pfaffhausen (CH); AESCHBACH, Robert, CH-1800 Vevey (CH) (73) Jogosult: NESTEC S. A., 1800 Vevey (CH) (74) Képviselõ: dr. Svingor Ádám, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest (4) Oldható kávétermék HU 007 83 T2 A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 1 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 199. évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
A találmány tárgyköre A találmány tárgya kávétermék, kávétermék elõállítására szolgáló eljárás és az enzimek, szorbensek és/vagy oldószeres extrakciók alkalmazása kávékivonat (extraktum) kezelésére ilyen termék elõállítása céljából. A találmány háttere A kávéitalokat általában három lépésben állítják elõ. Ezek során a zöld kávészemeket pörkölik, a pörkölt szemeket megõrlik, majd az õrölt szemekbõl kivonják a kávé összetevõit. A pörkölési lépésben, a hõkezelés hatására különféle, az eredeti zöld kávébabból hiányzó aroma- és ízmolekulák jönnek létre. A pörkölési folyamatban számtalan és eddig még nem teljesen tisztázott kémiai átalakulás megy végbe. A pörkölési folyamatban ismerten lejátszódó reakciók és kémiai átalakulások közé tartoznak például a következõk: vízvesztés, Maillard-reakciók, karamellizáció, pirolízis, hidrolízis és fragmentáció. Ismert, hogy a pörkölési folyamat eredményeként jön létre a kávé keserû íze. A keserû ízt nemcsak a pörkölés mértéke befolyásolja (a sötétebb kávéknak keserûbb az ízük), hanem a kávé fajtája és a zöld babkávé kémiai összetétele (ízprekurzorok) is. Jól ismert, hogy a vásárlók egy jelentõs hányada nem szereti a kávé keserû ízét. Emiatt, különféle kísérletek történtek a keserû íz és a kávéban esetleg jelen lévõ nem kívánt tulajdonságok csökkentésére. Az EP A1 86196 sz. európai közzétételi iratban (Kraft General Foods) kávékivonatban lévõ savas prekurzorok, például laktonok és észterek eltávolítását ismertetik, Az eltávolítás úgy történik, hogy a kávékivonatot a prekurzorok sókká alakítása céljából lúggal kezelik, majd semlegesítést végeznek a foszforsav, fumársav, almasav, borkõsav és adipinsav közül választott savval. A JP A 90980 sz. japán szabadalmi bejelentés (Fujiya KK) leírja, hogy a savas íz csökkentése és a keserû íz eltávolítása céljából a babkávét lúggal hidrolizálták, majd a kapott oldatot savval semlegesítették. Az EP A 470 sz. európai közzétételi irat (Jacobs Suchard AG) tárgyát képezi egy, a kávékivonatok ízének javítására szolgáló eljárás, amelyben legalább 0,3 és legfeljebb 1,0 nm pórusméretû lúgos molekulaszita alkalmazásával elválasztották a nem kívánt összetevõket a kivonatokból. A JP 01 321116 sz. japán szabadalmi bejelentés (Kikkoman Corp) ismerteti a tannáz vagy klorogénsav-észteráz alkalmazását a keserû íz és csípõsség eltávolítására babkávéból. Felismerték, hogy a kávéban bizonyos fenolos vegyületek részt vesznek a termék megnövekedett keserû ízében. Konkrétan, ebben a vonatkozásban a klorogénsav-laktonokat (a továbbiakban CAL-ok ) találták különösen problematikusnak. Klorogénsav-laktonok klorogénsavakból képzõdnek. Mindkét vegyülettípus jelen van a pörkölt kávéban, bár úgy tudjuk, hogy a kávé keserû íze sokkal kisebb mértékben köszönhetõ a klorogénsavnak (ha 10 1 3 egyáltalán a klorogénsavnak van ebben valami szerepe) mint a klorogénsav-laktonoknak. Továbbá, a klorogénsavakról kimutatták, hogy in vitro antioxidáns hatásúak (például gyökök megszüntetése, LDL-oxidációval szembeni ellenállás, DNS károsodása elleni védelem), patkányokban és hörcsögök vastagbelében, májában és nyelvében pedig mutációellenes hatásúak in vivo. Ezenfelül a klorogénsavak a gyomorban képesek csökkenteni a szisztemikus savkiválasztást, és ezzel a gyomorégésért valószínûleg felelõs irritáció ellen védik a gyomor nyálkahártyáját. Ennélfogva továbbra is igen kívánatos az olyan kávétermék elõállítása, amelynek kevésbé keserû az íze, és amelyben ugyanakkor az egészségre hasznos vegyületek jelentõs mennyiségben megmaradnak. Ezenfelül, kívánatos oly módon kezelni a pörkölt kávét, hogy abban lecsökkenjen a klorogénsav-laktonok szintje, viszont megmaradjon vagy legalábbis kisebb mértékben csökkenjen a kávéban jelen lévõ klorogénsav mennyisége. Klorogénsav-laktonokat az Analysis of Bitter Fractions of Roasted Coffee by LC¹ESI-MS/New Chlorogenic Acid Derivatives, szerk: Ginz és Engelhardt, kiad.: Institute of Food Chemistry, Technical University of Braunschweig (Schleinitzstrasse, DE¹38118, Németország) kiadvány ismertet. E dokumentum klorogénsav-laktonok kávéból történõ izolálásával foglalkozik, és megvizsgálja, hogy az ilyen laktonok mennyiben vesznek részt a pörkölt kávéból készült italok észlelhetõ keserû ízében. Azonban e dokumentumban nem ismertetik, hogy miként lehet olyan, csökkent mennyiségû klorogénsav-laktonokat tartalmazó pörkölt kávét elõállítani, amelyben a klorogénsavak szintje lényegében változatlanul megmarad. Ezenfelül a fentiekben hivatkozott dokumentumok egyike sem tesz különbséget a klorogénsavak és a klorogénsav-laktonok között, és így nem is merül fel bennük az a probléma, hogy miként lehet az utóbbi összetevõt úgy eltávolítani, hogy közben a klorogénsavak szintje lényeges mértékben ne csökkenjen. A fentiek tükrében, a találmány a fent említett elõnyök közül egynek vagy többnek biztosítására és/vagy a fenti problémák közül egynek vagy többnek felvetésére irányul. A találmány összefoglalása Ennek megfelelõen a találmány elsõ szempontja szerint a találmány tárgya pörkölt és õrölt babkávéból származó termék, amely termékben az CQA-nak a 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya (lásd alább) a legalább 12:1-tõl a legfeljebb 1 000 000:1 arányig terjedõ tartományba esik. A találmány egy másik szempontja szerint a találmány tárgya pörkölt és õrölt babkávéból származó, oldható kávétermék, amelyben az összes (a meghatározottak szerinti) CQA tömegaránya a legalább 22:1-tõl a legfeljebb 1000,000:1 arányig terjedõ tartományba esik. A találmány egy még további szempontja szerint a találmány tárgya eljárás csökkent mennyiségû kloro- 2
génsav-laktonokat tartalmazó, folyékony kávékészítmény elõállítására, amely eljárásban a kávékivonatban lévõ klorogénsav-laktonok hidrolizálása céljából kávékivonatot kezelünk enzimmel. A találmány egy még további szempontja szerint, a találmány tárgya enzim alkalmazása kávétermék, például kávékivonat kezelésére a kávéital keserûségének csökkentése céljából, amely során az enzim a klorogénsavakkal szemben szelektíven eltávolítja a CAL-okat. A CAL¹ok szintje még oly módon is csökkenthetõ, ha egy adott kávékivonatot bizonyos körülmények között szorbenssel vagy folyadékkal extrahálunk. Ennek megfelelõen, a találmány tárgya eljárás kávékészítménybõl készült kivonat kezelésére a CAL¹ok szintjének csökkentése céljából, amely eljárás a következõ lépéseket tartalmazza: (i) õrölt termék elõállítása céljából kávészemeket pörkölünk és õrlünk; (ii) kivonatkészítés céljából az õrölt terméket vízzel és/vagy gõzzel extraháljuk; és (iii) a kivonatot szilárd szorbenssel érintkeztetjük, amely szorbens az apoláros összetevõk eltávolítására alkalmas és klorogénsavval és adott esetben koffeinnel legalábbis részlegesen telítve van. A találmány e további szempontja szerint, a találmány tárgya a fentiekben meghatározott szilárd szorbens alkalmazása CAL¹ok kávékivonatból való eltávolítására, csökkent keserûségû kávékészítmény elõállítása céljából. Továbbá, a találmány tárgya eljárás kávékészítmény kezelésére a CAL¹ok szintjének csökkentése céljából, amely eljárás a következõ lépéseket tartalmazza: (i) õrölt termék elõállítása céljából kávészemeket pörkölünk és õrlünk; 10 1 (ii) kivonatkészítés céljából az õrölt terméket vízzel és/vagy gõzzel extraháljuk; és (iii) a kivonatot szerves oldószerrel érintkeztetjük, amely oldószer az apoláros összetevõk eltávolítására alkalmas és klorogénsavval és adott esetben koffeinnel legalábbis részlegesen telítve van. A találmány e szempontja szerint, a találmány tárgya a fentiekben meghatározott szerves oldószer CAL¹ok kávékivonatból való eltávolítására történõ alkalmazása csökkent keserûségû kávékészítmény elõállítása céljából. A leírás szerinti értelemben, a tartalmaz kifejezés nem teljes és nem korlátozza a lépéseket, összetevõket vagy komponenseket a tartalmaz kifejezés után leírtakra, hanem azt jelenti, hogy magában foglal, de nem korlátozódik arra. A találmány részletes leírása A találmány tárgyát csökkent mennyiségû CAL-okat és változatlan vagy legalábbis lényegesen nem csökkent mennyiségû klorogénsavakat tartalmazó termékek képezik. CAL-oknak nevezzük az 1. ábrán bemutatott A vagy B általános szerkezetû vegyületek csoportját. Az OR 3,OR 4 és OR csoport a két lehetséges epimer bármelyike lehet. Az R 3,R 4 és R csoportok egymástól függetlenül az alábbiak közül választottak: kaffeoil, feruoil, kumaroil, dimetoxi-cinnamoil, szinapoil vagy H, vagy ezek keveréke. Olyan esetekben, ahol az R 3 R csoportok egy vagy több acilláncot tartalmaznak, az acilláncban lévõ kettõs kötés transz vagy cisz konfigurációjú lehet. A klorogénsavak C általános képletét az 1. ábra mutatja be. Néhány ismert klorogénsav-laktont és klorogénsavat mutat be a következõ táblázat. 1. táblázat Név Szerkezet R3 R4 R Kínasav laktonszármazékai 3-O-kaffeoil-D-kínasav-lakton (3CQAL) A kaffeoil H 4-O-kaffeoil-D-kínasav-lakton (4CQAL) A H kaffeoil 3-O-feruloil-D-kínasav-lakton (3FQAL) A feruloil H 4-O-feruloil-D-kínasav-lakton (4FQAL) A H feruloil Klorogénsav-származékok -O-kaffeoil-D-kínasav (CQA) C H H kaffeoil 4-O-kaffeoil-D-kínasav (4CQA) C H kaffeoil H 3-O-kaffeoil-D-kínasav (3CQA) C kaffeoil H H Összes CQA=3CQA+4CQA+CQA C Egyértelmû, hogy más klorogénsav-laktonok és klorogénsavak is létezhetnek és akár jelen is lehetnek a kávéban, és hogy a fentiekben megadott kifejezések magukban foglalnak minden olyan vegyületet, amelyek szerkezete megfelel az A/B vagy C képletnek (megfelelõen). Felismertük, hogy a 3¹O-kaffeoil-D-kínasav laktonja (a továbbiakban 3CQAL ) különösen reprezentálja az összes CAL¹t abban a tekintetben, hogy a 3CQAL¹on végzett kezelések hatását mutató mérések teljes mértékben jelzik, hogy az ilyen kezelések általában milyen hatást gyakorolnak a CAL-okra. Ennélfogva fontos, hogy a 3CQAL szintje lényeges mértékben csökkenjen a végtermékben. Ugyanakkor kívánatos az is, hogy a klorogénsavak ( CQA¹k ) amelyek a CAL¹ok prekurzorai mennyi- 3
10 1 3 sége az itt megadott okokból megmaradjon vagy legalábbis kisebb mértékben csökkenjen. Az ¹O-kaffeoil- D-kínasav (a továbbiakban CQA ) különösen reprezentálja az összes CQA¹t mégpedig abban, hogy a CQA¹n végzett kezelések hatását mutató mérések teljes mértékben jelzik, hogy az ilyen kezelések milyen hatást gyakorolnak általában a CQA-kra. Ennélfogva, a találmány egyik szempontja szerint elengedhetetlen, hogy az CQA 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya 12:1 vagy ennél nagyobb, elõnyösen 1:1 vagy ennél nagyobb, elõnyösebben :1 vagy ennél nagyobb, legelõnyösebben :1 vagy ennél nagyobb, például, 80:1 vagy ennél nagyobb legyen. Kívánatos, hogy az ital kiegyensúlyozott ízének biztosítása végett egy kis mennyiségû klorogénsav-lakton maradjon a termékben. Ennélfogva, az CQA 3CQALhoz viszonyított tömegaránya 1000,000:1 vagy ennél kevesebb, elõnyösen 7 000:1 vagy ennél kevesebb, elõnyösebben 0 000:1 vagy ennél kevesebb, legelõnyösebben 2 000:1 vagy ennél kevesebb, például 100 000:1 vagy ennél kevesebb. A találmány egy további szempontja szerint, a találmány szerinti termékekben az összes CQA (3CQA, 4CQA és CQA összege) 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya megnõtt. Így az összes CQA 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya 22:1 vagy ennél nagyobb, elõnyösen :1 vagy ennél nagyobb, elõnyösebben :1 vagy ennél nagyobb, legelõnyösebben 7:1 vagy ennél nagyobb, például 100:1 vagy ennél nagyobb. Az összes CQA 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya is 1 000 000:1 vagy ennél alacsonyabb, elõnyösen 7 000:1 vagy ennél alacsonyabb, elõnyösebben 0 000:1 vagy ennél alacsonyabb, ennél is elõnyösebben 2 000:1 vagy ennél alacsonyabb, legelõnyösebben 100 000:1 vagy ennél alacsonyabb, például 000:1 vagy ennél alacsonyabb. Felismertük, hogy a találmány szerinti megoldásban való alkalmazásra megfelelõ termékekben a 3CQAL szintje a jelen lévõ koffein szintjéhez képest lecsökkent. Ennek megfelelõen, a találmány szerinti termékek másfelõl és/vagy még tovább meghatározhatók a koffein és a 3CQAL relatív szintjeivel. Miután ismert, hogy a koffein fokozza a rövid idõtartamú szellemi frissességet, ezért a koffein szintjének fenntartása vagy a 3CQAL szintjének csökkenéséhez képest kisebb mértékû csökkenése is felettébb kívánatos lehet. Így, a koffein 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya elõnyösen :1 vagy ennél nagyobb, elõnyösebben 70:1 vagy ennél nagyobb, még elõnyösebben 100:1 vagy ennél nagyobb, legelõnyösebben 1:1 vagy ennél nagyobb, például, 0:1 vagy ennél nagyobb. Meglepetésünkre úgy találtuk, hogy a sók például káliumsók szintje nem emelkedett meg jelentõsen a találmány szerinti termékekben. A káliumsókról ismert, hogy részt vesznek a keserû ízérzetben és az ilyen összetevõk magas szintje egyértelmûen nemkívánatos. Ennek megfelelõen a találmány szerinti kávétermékek a kérdéses termék összes szárazanyag-tartalmából kiindulva a káliumsó-tartalom elõnyösen 10 tömeg% vagy ennél kevesebb, elõnyösebben 8 tömeg% vagy ennél kevesebb, legelõnyösebben 6 tömeg% vagy ennél kevesebb. Kezelés enzimmel A kávéfeldolgozás során nem lényeges, hogy melyik stádiumban végezzük az enzimkezelést, amennyiben a kezelés még a végsõ oldható kávétermék kialakítása elõtt történik. Ennélfogva, a babkávé enzimes kezelése történhet a pörkölés után, az õrlés után és/vagy az extrakció után. Legelõnyösebb, ha az enzimkezelést az extrahált terméken végezzük. A leírás szerinti értelemben, az extrahálás kifejezés azt jelenti, hogy vizet vagy gõzt alkalmazunk a kávé összetevõi komplex keverékének pörkölt, õrölt kávészemekbõl való extrahálására. Enzimek A találmány egyik szempontja szerint, a találmány szerinti termékeket egy vagy több enzim alkalmazásával állítjuk elõ. Elõnyösek a hidrolázok például, észterázok, lipázok, tannáz és karboanhidráz, illetve ezek keverékei közül választott enzimek. Különösen elõnyösek az észterázok (EC 3.1.1.1). Különösen elõnyös észteráz az immobilizált, sertésfélék májából származó észteráz. Egy másik alkalmas észteráz például a sertésmájból származó észteráz. A találmány szerinti megoldásban való alkalmazásra megfelelõ tannázok (EC 3.1.1.) közé tartozik az Eupergit C¹n immobilizált, Aspergillus oryzae-bõl származó tannáz. Ez az immobilizált tannáz a kitanítás részét képezõ EP A 0777972 sz. európai közzétételi iratban van leírva. Alkalmas lipázok (EC 3.1.1.3) közé tartoznak a következõk: Candida rugosa-ból származó lipáz, Geotrichum candidum-ból származó lipáz, Aspergillus nigerbõl származó lipáz és palatáz. A karboanhidráz (EC 4.2.2.1) is megfelelõ a találmány szerinti megoldásban való alkalmazásra. Módszertan A kávéitalokat általában három lépésben állítják elõ, amelyek során a zöld kávészemeket pörkölik, a pörkölt szemeket megõrlik, majd az õrölt szemekbõl kivonják a kávé összetevõit. Egy elsõ elõnyös eljárásban a kávéõrleményt vízzel és/vagy gõzzel extraháljuk az oldható kávé szakember által ismert gyártási folyamata szerinti specifikus hõmérséklet- és nyomásgradienseken. A kapott kivonatot az enzimmel érintkeztetjük elõnyösen a CAL¹ok hidrolizálására és a lehetõ legtöbb CQA¹k megõrzése céljából. Egy második elõnyös eljárásban, az oldható kávéitalt a házi körülményekre jellemzõ fõzési extrakcióval, például filteres fõzéssel állítjuk elõ. Ezután a kávékivonatot az alábbiakban leírt enzimes kezelésnek vetjük alá. Az enzimet bármilyen módon érintkeztethetjük a kávékivonattal, amennyiben a kérdéses mód elegendõ idõt biztosít ahhoz, hogy a CAL¹ok kellõen átalakuljanak. Az enzimet ekkor eltávolítjuk a keverékbõl, vagy 4
csak egész egyszerûen inaktiváljuk. Például nem immobilizált enzimet adunk közvetlenül a kávéhoz, mely esetben a reakció végén az enzimet egyszerûen dezaktiváljuk. Esetleg, az enzimet szûrõágyon rögzítjük vagy egy oszlopban tartjuk, és a kivonatot ezen nyomjuk keresztül. Immobilizált enzimek alkalmazásával végzett kezelés esetén, az eljárás végezhetõ adagonként ( batchwise ) (például, hozzáadjuk az enzimet, reagáltatjuk, majd kiszûrjük) és/vagy történhet folyamatos módban (például oszlopban vagy rögzített ágyas reaktorban, amelyen átfolyatjuk a kávéoldatot). Az alkalmazott enzim mennyisége függ a kérdéses enzimkészítménytõl, az enzim aktivitásától és specificitásától, azonban ezt a szakember egyszerû kísérletezéssel könnyen meg tudja határozni. Például a sertésfélék májából származó észteráz esetében elõnyös, ha a kávékivonat szárazanyagtartalmára számítva az enzim mennyisége legalább 0,00 E/mg és legfeljebb 100 E/mg közé, elõnyösebben legalább 0,007 E/mg és legfeljebb E/mg közé, legelõnyösebben legalább 0,01 E/mg és legfeljebb 10 E/mg közé esik, például 0,2 1 E/mg. Az enzimreakció lefutási hõmérsékletének elõnyösen a legalább 10 C és legfeljebb 80 C közötti tartományba, elõnyösebben a legalább C és legfeljebb C közötti tartományba, legelõnyösebben pedig a legalább C és legfeljebb C közötti tartományba kell esnie. A reakció során az oldat ph¹ja elõnyösen a legalább 4,0 és legfeljebb 8,0 közötti tartományba, elõnyösebben a legalább 4, és legfeljebb 7,0 közötti tartományba, legelõnyösebben a legalább,0 és legfeljebb 6, közötti tartományba esik. A reakció idõtartama jellemzõen legalább 1 perc és legfeljebb 72 óra közötti, elõnyösen legalább 1 óra és legfeljebb 24 óra közötti, legelõnyösebben legalább 1 óra és legfeljebb 4 óra közötti. A kávé szárazanyag-tartalmának elõnyösen a legalább 1 g/l és legfeljebb 0 g/l közé, elõnyösebben a legalább 10 g/l és legfeljebb 100 g/l közé kell esnie. Kezelés szorbenssel Esetleg és/vagy ráadásul, a találmány szerinti termék elõállítható úgy is, hogy bizonyos körülmények között, vizes kávékivonatot érintkeztetünk szorbenssel. Szorbens Elõnyös, ha a szorbenst apoláros komponensek visszatartására alkalmas szorbensek közül választjuk ki. A találmány szerinti eljárásban való alkalmazásra szolgáló különösen elõnyös szorbensek közé tartoznak az alábbiak: aktív szén, polisztirol-divinil-benzol (elérhetõk XAD4, XAD16 néven, a Supelcótól) PVPP (elérhetõ Polyclar néven, a Sigmától) és Eupergit C és C 2L (N,N -metilén-bisz-(metakril-amid), glicidil-metakrilát, allil-glicidil-éter és metacil-amid kopolimerjei, a Rohm GmbH-tól). Apoláros vegyületekkel szembeni szelektivitása és folyamatos feldolgozásra való alkalmassága miatt legelõnyösebb a XAD16. 10 1 3 A szorbens klorogénsavakkal, és igény szerint koffeinnel, legalább részlegesen telített. Ez elõsegíti, hogy a klorogénsavak és a koffein ne távozzanak el a kivonatból a szorbensen való átfolyatáskor. Részleges vagy teljes telítés úgy érhetõ el, ha a szorbenst elõzõleg a kívánt specifikus vegyületekkel telítjük. Esetleg, a kívánt vegyületekkel való telítés céljából a szorbensen egy vagy több adag olcsó kávékivonatot áramoltatunk át. Úgy találtuk, hogy ha 2 olcsó adagot alkalmazunk adagonként 1 g szorbensre 1 g kávékivonatot számolva, a további kivonatokból a klorogénsavak és koffein felvétele erõsen lecsökken. A szorbens klorogénsavakkal és adott esetben koffeinnel való legalább részleges telítettségének esetleges eléréséhez kívánatos, hogy a szorbens szilárd formában legyen. Különösen elõnyös, ha a szorbens granulált, bár a szorbens lehet akár gél formában is, jelen lehet mátrixként vagy bármilyen más olyan alkalmas formában, amelyen a kávékivonatot át lehet folyatni. Elõnyös, ha granulált szorbens szemcsemérete 10 100, elõnyösebben lyuknagyságú (nedvesen). Kívánatos, hogy az átlagos pórusátmérõ legalább és legfeljebb 1 Å, elõnyösebben legalább 80 és legfeljebb 1 Å legyen. A pórustérfogat elõnyösen legalább 1,4 és legfeljebb 2,2 ml/g, elõnyösebben legalább 1,6 és legfeljebb 2,0 ml/g legyen és a szorbens felszíni területének elõnyösen a legalább 0 és legfeljebb 10 m 2 /g közötti tartományba, elõnyösebben a legalább 6 és legfeljebb 9 m 2 /g közötti tartományba kell esnie. A találmány tárgya továbbá, szilárd szorbens alkalmazása kávékivonat kezelésére a CAL¹ok szintjének csökkentése és ezáltal csökkent keserûségû kávékészítmény elõállítása céljából. A szilárd szorbenst jellemzõen oszlopban vagy más alkalmas tartályban biztosítjuk, amelyen át a kávékivonat átfolyatható. Bár a találmány szerinti megoldás szempontjából a tartály természete nem lényeges, azonban fontos, hogy a szorbens immobilizálva legyen a tartályban. Ez megvalósítható úgy például, hogy mindkét végén szûrõeszközzel ellátott oszlopot biztosítunk, ahol a szûrõeszközök pórusmérete a szorbens átmérõjénél kisebb. Esetleg, a szorbenst immobilizálni lehet a tartályban elhelyezett és onnan eltávolítható szilárd hordozón. Ez elõnyös, mivel lehetõvé teszi a szorbens eltávolítását például csere céljából, ha egyszer az már elvesztette hatékonyságát és új szorbens behelyezését anélkül, hogy a tartályt szét kellene szerelni. Módszertan A találmány egy elsõ megvalósítási módjában, elõször a kávészemek pörkölésével és õrlésével õrölt terméket, majd az õrölt termékbõl víz alkalmazásával készített kávéfolyadék extrahálásával kávékivonatot állítunk elõ. Szakaszos üzemmódban, a kivonat egy részét ekkor egy adag szilárd szorbenssel kezeljük, elõnyösen 1 g kávékivonat (Te) 1 g szorbenssel. Keverés után, a
kávékivonatot szûrjük és a visszanyert szorbenst alkalmazzuk egy következõ adag kivonat ugyanolyan módon való kezelésére. Ezen eljárást többször ismételjük, amíg csak a szorbens ki nem merül. Ekkor friss adag szorbenssel helyettesítjük. Folyamatos módban, a kivonatot szorbenssel, elõnyösen valamilyen tartályban, elõnyösen oszlopban, például üvegbõl vagy rozsdamentes acélból készült oszlopban, immobilizált szilárd szorbenssel kezeljük oly módon, hogy a kivonatot átáramoltatjuk a tartályon a szakember által könnyen meghatározható áramlással. Amikor a szorbens kimerül, akkor eltávolítjuk és friss adag szorbenssel helyettesítjük. A kezelt kávékivonatot ekkor hagyományos eljárások szerinti folyékony és/vagy szilárd kávétermékek elõállítására alkalmazzuk. Oldószeres extrakció A találmány szerinti termékek klorogénsavval és igény szerint koffeinnel legalább részlegesen telített oldószer alkalmazásával végzett oldószeres extrakcióval is elõállíthatók. Az oldószer vízzel nem elegyedõ oldószer és elõnyösen olyan oldószerek közül választjuk ki, amelyek apoláros komponensek extrahálására alkalmasak. Különösen elõnyös oldószerek közé tartozik a hexán, diklór-metán, dietil-éter vagy az etil-acetát. Illékonysága és könnyû eltávolíthatósága miatt az etil-acetát a legelõnyösebb oldószer. Az extrakció elõnyösen folyadék/folyadék (kávékivonat/oldószer) extrakció, bár a szilárd/folyadék (õrölt kávé vagy oldható kávépor/oldószer) extrakció is lehetséges. Módszertan Elõször vizes kávékivonatot készítünk a fentiekben leírtak szerint. Extrakciós tölcsérben a vizes kivonat egy részét azonos térfogatnyi etil-acetáttal kezeljük. A két folyékony fázis elválasztása után, a részlegesen telített szerves fázist a kávékivonat további adagjai sorozatához alkalmazzuk ismét. Végtermék Az enzimek, szorbensek alkalmazásával vagy oldószeres extrakcióval kezelt kivonatot különféle végtermékek elõállítására lehet alkalmazni. Például a kezelt kivonatot hagyományos módon fagyasztva-szárítva vagy befúvással szárítva azonnal oldódó kávéterméket készítünk. Esetleg, a kivonatot folyékony kávékoncentrátum vagy például azonnal iható kávéital elõállítására alkalmazzuk. A fent említett minden készítmény esetében a 10 1 3 kávé végtermék egy vagy több további más összetevõvel, például, ízesítõkkel, tejjel, tejszínnel, cikóriával, gabonapehellyel és cukorral kombinálva is alkalmazható. Példák A találmány szerinti megoldást a következõ a találmányt semmiben sem korlátozó példákkal illusztráljuk. A találmány szerinti mintákat számmal, az összehasonlító mintákat pedig betûvel jeleztük. Hacsak másként nincs jelezve, minden érték szárazanyagtömegre vonatkoztatott százalékban van megadva. 1. példa: Oldható kávé enzimes kezelése Robusta kávészemeket pörköltünk és õröltünk. Az õrölt kávéból vizes kivonatot készítettünk oly módon, hogy az õrölt kávét legalább 110 C és legfeljebb 1 C közötti hõmérsékleten kezeltük, hogy az õrölt babkávé össztömegének körülbelül %¹át kitevõ extraktumot állítsunk elõ. A kivonatot befúvással szárítottuk. A szárított kávékivonatból 1 g¹ot feloldottunk 0 ml forrásban lévõ vízben. Szobahõmérsékletre való lehûlés után, a kávéoldatot ( ml) nyolc 100 ml¹es lombikba osztottuk szét. A kávéoldatokhoz különféle mennyiségû immobilizált, sertésmájból származó észterázt adtunk (0,2 E/mg kávé, 0, E/mg kávé és 1 E/mg kávé). A lombikokat C¹ra melegített vízfürdõbe tettük és 0 h, 2 h és 4 h reakcióidõ elteltével mintákat vettünk. Az enzim eltávolítása végett a keverékeket szûrtük (1 mm átmérõjû szûrõn) és érzékszervi analízishez a kapott kávéoldatokat 1,3%-osra (t.s.) hígítottuk. Mintaelemzés Kávémintákat készítettünk 70%¹os metanolban (1% t.s.) és a kivonatokat 0, m pórusméretû fecskendõszûrõkön (Millipore SLHA 0 BS) át szûrtük. Klorogénsavakat, laktonokat és koffeint HPLC-vel kvantifikáltunk. Az analízist integrált Agilent-1100 rendszer (részei: bináris pumpa, automata mintavevõ, oszlopfûtõ, UV detektor (Agilent, Palo Alto, CA) és Q¹Trap tandem tömegspektrométer (AB/MDS Sciex, Concord, Kanada) alkalmazásával végeztük. CC 2/4 Nucleosil 100-- C18 oszlopra (Macherey-Nagel, Oensingen, Svájc) 1% t.s. oldatokat ( l) injektáltunk. Az eluensrendszer Millipore víz, 0,1% TFA és CH 3 CN vagy Millipore víz, 0,1% HCOOH és MeOH volt (1 ml/min áramlási sebesség). Kereskedelmi forgalomban beszerezhetõ vagy szintetikus standardokból (10 0 g/ml tartományban) készült külsõ kalibrációs görbét alkalmaztunk az egyedi összetevõk mennyiségi meghatározására. Az eredményeket a következõ táblázat tartalmazza. 2. táblázat Enzimmel kezelt minták Minta Enzim (1) Idõ (órák) 3CQAL (2) Összes CQA (2) SCQA:3CQAL (3) Összes CQA:3CQAL (3) Koffein: 3CQAL (3) A 0 0 100 100 9,4 34 B 0 2 98,6 100,6 8,2 17 6
2. táblázat (folytatás) Minta Enzim (1) Idõ (órák) 3CQAL (2) Összes CQA (2) SCQA:3CQAL (3) Összes CQA:3CQAL (3) Koffein: 3CQAL (3) 1 0,2 2 47,7 101,2 19 41 70 2 0, 2 13, 100,6 9 128 217 3 1 2 2,0 7,6 18 6 1 468 C 0 4 9,3 100,2 8,4 18 4 0,2 4 23,8 100,3 33 72 123 0, 4 2,7 99,4 286 6 1 063 6 1 4 n.d. 76,9 670 21 97 48 663 (1) Sertésmájból származó észteráz (E/mg kávé) (2) A kezeletlen kivonatban jelen lévõ összes mennyiséghez viszonyított tömeg% (3) Tömegarány Érzékszervi értékelés A kávé értékelését 6 9 tagú csoport végezte. Minden részt vevõ kapott a mintákból és azokat keserûségük alapján egy lineáris 0 10 skálán (ahol, 0=nem keserû, 10=extrém keserû) értékelniük kellett. A minták közötti öblítést vízzel és egy darab hámozott almával végezték. Az átvitel elkerülése végett minden sorozat minta közé 1 perces szünetet iktattunk. Az adatfeldolgozás FIZZ szoftverrel (Biosystemes, Couternon, Franciaország) történt. A csoport által a keserûség intenzitására megadott átlagos pontszámot varianciaanalízissel számítottuk ki és kezeltük. Ez a teszt lehetõvé teszi az F érték (Fischer-teszt) kiszámítását és annak meghatározását, hogy van¹e a minták keserûsége között szignifikáns különbség. Az eredményeket a következõ táblázat tartalmazza. 3. táblázat Enzimmel kezelt minták érzékszervi értékelésének eredményei Minta Kávé Sertésmájból származó észteráz (E/mg) Idõ (órák) Keserûség intenzitása (csoport által adott pontszámok átlaga) A ml, 3% t.s. 0 0 8,0 B ml, 3% t.s. 0 2 n.d. 1 ml, 3% t.s. 0,2 2 4,3 2 ml, 3% t.s. 0, 2 n.d. 3 ml, 3% t.s. 1 2 3,3 C ml, 3% t.s. 0 4 n.d. 4 ml, 3% t.s. 0,2 4, ml, 3% t.s. 0, 4 4,2 6 ml, 3% t.s. 1 4 4,0 n.d.=nincs meghatározva Az eredmények demonstrálják, hogy az enzimmel kezelt minden minta lényegesen alacsonyabb keserûségi pontszámot kapott a referenciamintához képest (F¹teszt, P<0,0). 2. példa: Kezelés szorbensekkel Robusta kávéból kivonatot készítettünk az 1. példában leírtak szerint. 1. Eljárás (7 14. minták) Polyclar/PVPP¹t (3 g, Sigma) vagy aktív szenet (Norit C granular, 3 g) vagy XAD4¹et, illetve XAD16¹ot (3 g, Supelco) adtunk 3 g Robusta kivonatot tartalmazó 0 ml Millipore vízhez. A szuszpenziót szobahõmérsékleten 2, órán át kevertük, majd szûrõpapíron (az aktív szén esetében+celite) szûrtük. A visszanyert és részlegesen telített szorbens két további, egymást követõ adag friss kávéhoz alkalmaztuk ugyanazon módon. A szûrleteket Virtis Benchtop K berendezésben fagyasztva szárítottuk. 2. Eljárás (1. minta) XAD16 oszlopon ( g, 2 cm belsõ átmérõjû és cm magas oszlop) folyamatos kezelést végeztünk az alábbiak szerint. A szorbenst vízben felszuszpendáltuk és vízzel, etanollal, majd ismét vízzel mostuk és az osz- 7
lopba töltöttük. Az 1,%¹os (t.s.) kávékivonatot folyamatosan átfolyattuk az oszlopon. Húsz ml/min átfolyási sebesség mellett 0 ml¹es frakciókat gyûjtöttünk és a fentiekben leírtak szerint fagyasztva szárítottuk. Mintaelemzés A mintákat HPLC-vel analizáltuk a fentiekben leírtak szerint. Az eredmények az alábbiakban vannak megadva. 4. táblázat Szilárd fázisú kezelés friss és részlegesen telített szorbenssel Minta Szorbens (1) Ciklus (2) Összkitermelés (3) Össz CQA (3) Koffein (3) CQA: 3CQAL (4) Összes CQA: 3CQAL (4) Koffein: 3CQAL (4) 7 P 1 7 81 83 36 76 142 8 P 3 86 9 91 21 78 9 C 1 3 43 16 83 18 121 10 C 3 77 86 74 23 78 11 XAD16 1 7 90 9 22 48 8 12 XAD16 3 84 93 90 7,6 16 28 13 XAD4 1 82 88 4 16 3 14 XAD4 3 91 98 91 11 24 1 XAD16 9 91 119 99 62 100 D nincs nincs 100 100 100 9 34 (1) P=Polyclar, C=aktív szén, XAD4/XAD16=polisztirol-divinil-benzol (2) Ciklus 1 =friss szorbens, ciklus 3 =részlegesen telített szorbens (két adag kivonatot már átáramoltattunk a szorbensen, és a mérés a harmadik adagon történt). (3) A kezeletlen kivonatban jelen lévõ összes mennyiséghez viszonyított tömeg% (4)Tömegarány Érzékszervi értékelés A kávéfrakciók értékelése a fentiekben leírtak szerint zajlott. Az eredményeket a következõ táblázatok tartalmazzák. Minta. táblázat Az 1. eljárás szerint végzett kezelés érzékszervi eredményei Keserûség intenzitása (csoport által adott pontszámok átlaga) 7 3,3 8 4,7 9 1,8 10 4,0 11 2,0 12 4,1 13 3,0 14,1 D 7,0 Minta 6. táblázat Az 2. eljárás szerint végzett kezelés érzékszervi eredményei Keserûség intenzitása (csoport által adott pontszámok átlaga) 1 2,6 D,4 Az eredmények demonstrálják, hogy a szorbenssel kezelt minden minta lényegesen alacsonyabb keserûségi pontszámot kapott a referenciamintához képest (F¹teszt, P<0,0). 3. példa: Oldószeres extrakció Robusta kávéból kivonatot készítettünk az 1. példában leírtak szerint. Robusta kivonatból 3 g¹ot feloldottunk 0 ml Millipore vízben és az oldatot 0 ml etilacetáttal extraháltuk. A szerves kivonatot egy második adag friss kávékivonat (3 g 0 ml¹ben) kezelésére alkalmaztuk, és e második lépést még kétszer megismételtük. A kapott kávékivonatot külön etanollal elválasztottuk (adagonként háromszor) és végül fagyasztva szárítottuk. 8
Érzékszervi/analitikai értékelés A kávéfrakciók érzékszervi/analitikai értékelése a fentiekben leírtak szerint zajlott. Az eredményeket a következõ táblázat tartalmazza. 7. táblázat Folyadék/folyadék extrakció részlegesen telített etil-acetáttal Minta Ciklus (1) Kitermelés (2) Érzékszervi pontszám (3) CQA:3CQAL (4) Össz CQA:3CQAL (4) Koffein:3CQAL (4) 16 1 72 2.9 132 279 8 17 4 97,4 34 73 127 D 0 100 7,0 9 34 (1) Ciklus 1 =friss oldószer, ciklus 4 =az oldószer részlegesen telített (3 adag kivonatot már elõzõleg extraháltunk vele) (2) A kezeletlen kivonatban jelen lévõ összes mennyiséghez viszonyított tömeg% (3) Keserûség intenzitása (csoport által adott pontszámok átlaga) (4) Tömegarány Az eredmények demonstrálják, hogy az oldószerrel kezelt minden minta lényegesen alacsonyabb keserûségi pontszámot kapott a referenciamintához képest (F¹teszt, P<0,0). Bár a találmány szerinti megoldást a specifikus megvalósítási módok révén ismertettük, e leírást nem a találmány szerinti megoldás korlátozására szántuk. Az ismertetett megvalósítási módok különféle módosításai és a találmány alternatív megvalósítási módjai a találmány leírásából a szakember számára egyértelmûek. Ennélfogva, a mellékelt igénypontokból egyértelmû, hogy az ilyen módosítások is a találmány oltalmi körébe tartoznak. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Pörkölt és õrölt kávébabból származó kávétermék, amelyben az ¹O-kaffeoil-D-kínasav (CQA) 3¹Okaffeoil-D-kínasav laktonhoz (3CQAL) viszonyított tömegaránya a legalább 12:1-tõl a legfeljebb 1 000 000:1 arányig terjedõ tartományba esik. 2. Az 1. igénypont szerinti kávétermék, amelyben az CQA-nak a 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya a legalább 1:1-tõl a legfeljebb 7 000:1 arányig terjedõ tartományba esik. 3. Az 1. igénypont szerinti kávétermék, amelyben az CQA-nak a 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya a legalább :1-tõl a legfeljebb 000:1 arányig terjedõ tartományba esik. 4. Pörkölt és õrölt kávébabból származó kávétermék, amelyben az összes klorogénsav (CQA) 3CQALhoz viszonyított tömegaránya a legalább 22:1-tõl a legfeljebb 1 000 000:1 arányig terjedõ tartományba esik.. A 4. igénypont szerinti kávétermék, amelyben az összes CQA-nak a 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya a legalább :1-tõl a legfeljebb 7 000:1 arányig terjedõ tartományba esik. 3 6. A 4. igénypont szerinti kávétermék, amelyben az összes CQA-nak a 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya a legalább :1-tõl a legfeljebb 0 000:1 arányig terjedõ tartományba esik. 7. A 4. igénypont szerinti kávétermék, amelyben az összes CQA-nak a 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya a legalább 7:1-tõl a legfeljebb 2 000:1 arányig terjedõ tartományba esik. 8. A 4. igénypont szerinti kávétermék, amelyben az összes CQA-nak a 3CQAL-hoz viszonyított tömegaránya a legalább 100:1-tõl a legfeljebb 100 000:1 arányig terjedõ tartományba esik. 9. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti kávétermék, amelyben a termék szárazanyag-tartalmának össztömege alapján a káliumsó-tartalom 10 tömeg% vagy ennél kevesebb. 10. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti kávétermék, amely kávékivonat enzimes kezelésével állítható elõ. 11. A 10. igénypont szerinti kávétermék, ahol az enzim hidroláz. 12. A 11. igénypont szerinti kávétermék, ahol az enzim észteráz. 13. A 12. igénypont szerinti kávétermék, ahol az észteráz sertésfélék májából származó észteráz vagy sertésmájból származó észteráz. 14. Eljárás klorogénsav-laktonok csökkent szintjét tartalmazó folyékony kávétermék elõállítására, amely eljárásban: (i) kávékivonatot kezelünk valamilyen enzimmel a kivonatban lévõ klorogénsav-laktonok egy részének hidrolizálása céljából. 1. A 14. igénypont szerinti eljárás, ahol az enzim észteráz, elõnyösen sertésfélék májából származó észteráz vagy sertésmájból származó észteráz. 16. Enzim alkalmazása kávétermék, például kávékivonat kezelésére egy adott kávéital keserûségének csökkentése céljából, ahol az enzim klorogénsavakkal szemben szelektíven csökkenti a klorogénsav-laktonok mennyiségét. 9
HU 007 83 T2 Int. Cl.: A23F /18 Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest