!HU000007877T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E 007 877 (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E 04 077755 (22) A bejelentés napja: 2004. 10. 04. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20040077755 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1520484 A1 2005. 04. 06. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1520484 B1 2009. 08. 26. (51) Int. Cl.: A23L 1/00 (2006.01) A23P 1/16 (2006.01) (30) Elsõbbségi adatok: 1024433 2003. 10. 02. NL 1024438 2003. 10. 02. NL 1024434 2003. 10. 02. NL 1024435 2003. 10. 02. NL (72) Feltalálók: Poortinga, Albert Thijs, 7422 LN Deventer (NL); Koman-Boterblom, Hendrika, 7421 EZ Deventer (NL); Wijnen, Maria Elisabeth, 7425 GS Deventer (NL) (73) Jogosult: Friesland Brands B. V., 7943 PE Meppel (NL) (74) Képviselõ: dr. Svingor Ádám, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest (54) Eljárás monodiszperz hab elõállítására, és ilyen eljárással elõállítható termék HU 007 877 T2 A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 4 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 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1 HU 007 877 T2 2 A találmány tárgya eljárás monodiszperz hab elõállítására. Monodiszperz habnak tekintjük az olyan habot, amelyben a jelen lévõ buborékok lényegében azonos méretûek. Nagy az igény az egészséges, egyedi ízû és egyedi szájérzetû élelmiszertermékekre. Az utóbbi években az alacsony zsírtartalmú termékek egészségi szempontok miatt népszerûvé váltak. Azonban, az ilyen termékek esetében gyakran hiányzik a teljes termékre jellemzõ íz és szájérzet (mouthfeel). Ismert, hogy buborékok jelenlétével jelentõs mértékben befolyásolható az ételek ízérzete és szájérzete. Ezenfelül, egy adott termékhez adott gázbuborékok fokozott ízlelõszervi tulajdonságú, alacsony zsírtartalmú termékek elõállítására biztosítanak lehetõséget. Az ízlelõszervi tulajdonságok többek között a krémesség, frissesség, lágyság vagy könnyedség terén szabályozhatók. Az, hogy melyik ízlelõszervi tulajdonságot, és hogy miként, illetve milyen mértékben befolyásolunk, többek között, a buborékok méretétõl és számától függ. Így, egy adott ételhabban (lágy ételhab, mousse ) a krémességi sajátosság fokozottabb, ha kisebb buborékok vannak jelen nem túl nagy számban. Az ételhab könnyedsége kifejezettebb, ha abban nagyobb buborékok vannak nagyobb számban. Ennek fényében lásd például, Kilcast és Clegg, Food Quality and Preference 13, 609 623 (2002). Egy adott habos termék megjelenését részben a habban lévõ buborékok száma és a buborékok mérete is meghatározza. A habosított termékek már évtizedek óta ismertek a piacon. Ilyenek például a lágy ételhabok ( mousse ), tejszínhab, fagylalt, turmixok és édességek. Az ilyen termékek szerkezete általában többé-kevésbé rögzített, amely lehetõvé teszi, hogy a buborékok az elõírt, legalábbis kívánatos, néhány hetes vagy akár egyhónapos tárolási ideig megmaradjanak a termékben. Az önthetõ habos termékek kevésbé ismertek. Az ilyen termékek, például üdítõitalok (soft drinks), habosságának stabilitása a néhány hét helyett általában a néhány másodperc nagyságrendbe esik. A buborékokat néhány héttõl akár hónapokig megtartó habos tölthetõ termékek elõállításához kis buborékokra van szükség. Gyakran elõnyös, ha ételek esetében egy habosított termék legalábbis a felhasználhatósági idõ elteltéig stabil és elfogyasztásra kerül. A leírás szerinti értelemben, a stabilitás kifejezés arra a lehetõségre utal, hogy a habosított termék hosszabb ideig tárolható anélkül, hogy a termékben lévõ gázbuborékok méretváltozása a gázbuborékok nem kívánt durvulásához vagy krémesedéséhez, vagy más nem kívánt változásokhoz vezetne. Természetükbõl adódóan, a habosított termékek termodinamikailag labilisak. A habosított termékeknél elõforduló három legfontosabb destabilizálófolyamat a habformáló gázbuborékok krémesedése, egybeolvadása és diszproporcionálódása. A buborékok krémesedését a gyakorlatban úgy szabályozzuk, hogy beállítjuk a buborékméret és a termék viszkozitásának megfelelõ arányát. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Két buborék összeolvadása egy nagyobbá különösen akkor fordul elõ, ha a termék két buborék közötti rétege nagyon vékony. Az olyan termékekben, amelyekben viszonylag kis mennyiségû gáz van eloszlatva, az egybeolvadás legtöbbször nem jelent nagy problémát. Az diszproporcionálódás másnéven Ostwald-féle izoterm átkristályosodás (Ostwald ripening) során a kisebb buborékok rovására nagyobb buborékok képzõdnek. Ez a jelenség a különbözõ méretû buborékok, illetve a buborékok és a környezet közötti gázátáramlás eredményeként jön létre. A jelen lévõ gázbuborékok méretének növekedése (coarsening, durvulás) eredményeként a termék megjelenése lényegesen megváltozik és ráadásul megnõ a krémesedés irányába ható erõ. Ennek eredményeként, a hab stabilitása drámaian leromlik. Diszproporcionálódás ellen a tölthetõ habosított termékeket, gyakorlatilag, alig már ha egyáltalán lehet stabilizálni a folytonos fázis reológiai tulajdonságaival, így van ez, például, az ételhab esetében is, ahol a stabilizációt részben a termékben lévõ zselatinhálózat határozza meg. A tölthetõ habosított termékek esetében, a diszproporcionálódás elleni hosszú idõtartamú stabilizációt a buborékok felszínének felszíni tulajdonságaival valósítható meg. Ezzel egyidejûleg nyújtották be az 1024435 számú holland szabadalmi iratot (Method for stabilizing an edible foam; the stable foam; and compositions comprising such foam), amely megoldást nyújt erre a problémára. A szabadalmi irat tartalma hivatkozás útján a kitanítás részét képezi. Egy másik lehetõség a habosított termék stabilitásának növelése, amelyet úgy lehet megvalósítani, hogy a buborékok méretében fennálló különbségeket a lehetõ legkisebbre csökkentjük. A találmány tárgya olyan eljárás, amellyel lényegében egyenlõ nagyságú buborékokat tartalmazó hab állítható elõ. A találmány tárgya továbbá az is, hogy e célt a lehetõ legkisebb energiafelhasználással érjük el. A találmány szerint, a találmány tárgya eljárás lényegében monodiszperz hab elõállítására, ahol egy adott nem habosított kiindulási termékbõl egy elsõ habosítási lépésben olyan (viszonylag durva) elõhabot állítunk elõ, amely nem elegendõ mértékben monodiszperz, és ezt az elõhabot monodiszperz hab kialakítására alkalmas pórusméretû membránon préseljük át, amely membrán vastagsága a pórus sugarának legalább harmincszorosa. Esetleg, lényegében bármilyen olyan, permeábilis anyag alkalmas membránnak, amelynek perforációi lehetõvé teszik, hogy monodiszperz hab maradjon vissza. E célból, a pórusméretnek a kívánt buborékméretnél kisebbnek kell lennie. Elõnyös, ha az alkalmazott membrán vastagsága a pórus sugarának legalább ötvenszerese és legelõnyösebb, ha pórus sugarának legalább százszorosa. Az EP A 0 390 217 számú európai közzétételi irat eljárást ismertet habosított fûszer elõállítására, amely eljárásban vizes fûszerhez emulgeálót adnak és a keveréket gáz bepréselésével összekeverve habot állítanak elõ. A habot egy szitán préselik át. 2
1 HU 007 877 T2 2 A JP 8318138 számú japán szabadalmi bejelentés porózus csõszálas membrán alkalmazásával foglalkozik. Az eljárásban a membránnal oxigént távolítanak el kezelt vízbõl. Az oxigén eltávolításával nem tud hab fennmaradni. A DE U 29815634 számú német szabadalmi irat eljárást és berendezést ismertet capuccinoba való tejhab elõállítására, és ebben az eljárásban habosítószitát alkalmaznak. A találmány szerinti eljárásban az a kitûnõ, hogy az eljárással elõállított habban lévõ buborékok mérete a membrán helyes pórusméretének megválasztásával szabályozható. Eszerint, amennyiben a kiindulási termék élelmiszer, a találmány szerinti eljárással elérhetõk a kívánt ízlelõszervi tulajdonságok. Ezenfelül, a találmány szerinti eljárás különösen kis mennyiségû energiát igényel. Amennyiben 30 és 250 mikrométer közötti buborékméretû elõhabot préselünk át egy átlagosan 8 mikrométer pórusméretû membránon, 1 liter habhoz körülbelül 2,5 kj energiára van szükség. Önmagában ismert, hogy Mondomix rotor-stator mixer alkalmazásával, a buborékok méretének ilyen mérvû csökkenésének 1 liter habra esõ energiaigénye 500 kj. A már említett ábrák egyértelmûen rávilágítanak arra, hogy a fent leírt egyéb elõnyök mellett a találmány szerinti eljárással lényeges mennyiségû energia takarítható meg. A találmány egy további megvalósítási módjában, olyan átlagos pórusátmérõjû membránt választunk, amelyben az átlagos pórusátmérõ a lényegében monodiszperz habban kívánatos buborékátmérõnél lényegében tízszer kisebb. Eszerint, a megfelelõ pórusméret megválasztásával meghatározható a buborékok mérete a habban. A találmány tárgya továbbá, valamilyen ehetõ, a fent leírt eljárás alkalmazásával elõállított habnak elõnyös ízlelõszervi tulajdonságokat biztosító eljárás, amelyben az ízlelõszervi tulajdonságokat a hab buborékméretének megfelelõ megválasztásával biztosítjuk, ahol a buborékméretet olyan membrán kiválasztásával határozzuk meg, amelynek pórusmérete a buborékok kívánt méreténél körülbelül tízszer kisebb. A találmány egy másik megvalósítási módjában, az elõhabot standard, kereskedelmi forgalomban beszerezhetõ habosítóeszközzel állítjuk elõ. Ebben a tekintetben figyelembeveendõ, például, a jól ismert Mondomix rotor-stator mixer. Lehetséges azonban, hogy az elõhabot bármilyen, nem monodiszperz hab elõállítására alkalmas eljárással állítsuk elõ. Az eljárás egy további megvalósítási módjában elõnyös, ha a denaturálást és a buborékok összenyomását azután végezzük, hogy a hab már elhagyta a membránt. Ez megvalósítható, például úgy, hogy a membránon való átpréselés után a habot egy olyan hõmérsékletre és olyan hosszú ideig melegítjük, hogy a denaturáció végbemehessen. Egyébként, e megvalósítási módok részletesen le vannak írva az e találmánnyal egyidejûleg benyújtott NL 1024435 sz., NL 1024434 sz. és NL 1024438 sz. holland szabadalmi iratokban. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 E szabadalmi iratok tartalma és különösen e szabadalmak 1. szabadalmi igénypontjaiban leírtak hivatkozás útján a kitanítás részét képezik. Az egyidejûleg benyújtott szabadalmi iratokban ismertetett eljárások alkalmazásával konkrétan azt lehet befolyásolni, hogy a termék habosítása után vagy alatt, a nem habosított termékben lévõ fehérjék a buborékok felszínére kitapadva denaturálódnak, majd az így kialakult fehérjeréteg által kifejtett nyomás hatására a buborékok összezsugorodnak, miáltal egy nem deformálható, legalábbis szilárd, felszín képzõdik a gázbuborékok körül. A találmány egy másik megvalósítási módjában, a membrán pórusmérete 0,1 20 mikrométer közötti, elõnyösebben 0,2 10 mikrométer közötti tartományba esik. Ilyen membránnal legalább 30 és legfeljebb 250 mikrométer közötti átlagos méretû buborékokat tartalmazó elõhabból 10 és 100 mikrométer, elõnyösebben 3 és 30 m átlagos buborékméretû monodiszperz habot kapunk. A találmány egy további megvalósítási módjában, az elõhab viszkozitása növelhetõ valamilyen sûrítõanyag, például xantángumi hozzáadásával. Ilyen sûrítõanyag megakadályozza, hogy a buborékok elkrémesedjenek és elhagyják a terméket. A találmány egy további megvalósítási módjában, az elõhab lényegében legalább 20% gázt tartalmaz. Azonban ennél alacsonyabb vagy magasabb gáztartalom is alkalmazható. A kiindulási termék általában olyan, felületaktív anyagokból készült oldatot tartalmaz, amely stabilizálja a buborékokat és megakadályozza a diszproporcionálódást. Ilyen anyagok, például, a cukorészterek, TWEEN, és stabilizálófehérjék. A találmány egy további megvalósítási módjában, az alkalmazott membrán, például, szinterezett fémmembrán. A kerámiamembrán vagy polimer membrán alkalmazása is a lehetõségek közé tartozik. A találmány egy másik megvalósítási módjában, elõnyös, ha az elõhabban a buborékok minimális méretét úgy állítjuk be, hogy az az átlagos pórusméretnek körülbelül ötszöröse legyen. Ezzel azt érhetjük el, hogy az elõhabban lévõ összes buborék a membránban szétreped és kisebb buborékokká alakul. Ez biztosítja azt az elõnyt, hogy monodiszperz habban lévõ buborékok mérete igen pontosan szabályozható az elõhabban lévõ buborékok méretének és a membrán pórusméretének megfelelõ megválasztásával. A találmány egy további megvalósítási módja szerint, elõnyös, ha a habosított termékben körülbelül 3 10 milligramm fehérje jut egy m 2 -nyi buborékfelületre. Ezenfelül, ebben az esetben, legalább 0,1 tömeg% fehérjének kell lennie az oldatban, így a buborékok felszínén jelen lévõ fehérjék, ha szükséges, pótlódhatnak az oldatból. Az eljárás különösen akkor elõnyös, ha a kiindulási termék tejfehérjét tartalmazó fogyasztható folyadék. A hab szerkezete hosszabb ideig fennmarad, ha a buborékok mérete lényegében azonos, így a diszproporcionálódás lassabban megy végbe. Ezenfelül, fogyasztható termék esetében, az eljárás alkalmazásá- 3
1 HU 007 877 T2 2 val olyan termék állítható elõ, amelynek íze és szerkezeti tulajdonságai a kívánalmaknak megfelelnek. A találmányt a következõ néhány példával kellõ megvilágításba helyezzük. 1. példa Az 1. ábra az élelmiszeriparban habosított termékek elõállítására szolgáló, standard kereskedelmi forgalomban elérhetõ Mondomix rotor-stator mixerrel elõállított habot mutat be. Ebben az eszközben gázt injektálunk egy keverõkamrába, amelyben egy rotor forog nagy sebességgel, és a gázt buborékokká oszlatja szét. Az 1. ábrán egyértelmûen látszik, hogy a buborékok eltérõ méretûek. A 1. ábrán, 20%¹os térfogatnövekedést értünk el oly módon, hogy fehérjeoldathoz (3%¹os tejsavófehérje-koncentrátum) gázt adtunk. A gázbuborékok krémesedésének megakadályozása céljából az oldatott 0,7% xantángumival sûrítettük. Az 1. ábrán, a rotor sebessége 1000 rpm volt. Az így elõállított elõhabot 4 mikrométer átlagos pórusméretû membránon pumpáltuk át körülbelül 40 000 liter/m 2 /óra sebességgel. Ettõl a nyomás 25 barral esett le. Az eredményül kapott monodiszperz habot a 2. ábra mutatja be. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2. példa A második példában, az 1. ábra szerinti elõhabot 8 mikrométer átlagos pórusméretû membránon pumpáltuk át. Ennek során, 40 000 liter/m 2 /óra sebesség mellett a nyomás 10 barral esett. A kapott monodiszperz hab a 3a. ábrán látható. Az 1. ábra szerinti példában, 2,5 kj energiára volt szükség ahhoz, hogy egy liter elõhabot átnyomjunk a membránon. A buborékméretben történõ hasonló csökkenés kiváltásához a Mondomix mixerben egy liter habhoz 500 kj energia kellett. Az így képzett hab a 3b. ábrán látható. A 3b. és 3a. ábra összehasonlítása rámutat arra, hogy bár mindkét habban hasonló az átlagos buborékméret, a membránnal készített habban a buborékméret eloszlásának tartománya keskenyebb. Ezt mutatja be mennyiségileg a 3c. ábra. Konkrétabban, a 3c. ábra a buborékméretek eloszlásának mennyiségi meghatározását mutatja be, ahol a jelmagyarázatban a Mondomix kifejezés a 3b. ábrán bemutatott habra, míg a membrane foaming kifejezés a 3a. ábrán bemutatott habra utal. Y tengely: egy adott méretkategóriába esõ buborékok száma az összes buborékok számának százalékos arányában. Mindkét csúcsnál normális eloszlást illesztettünk, amely szerint (átlagos buborékméret és standard hiba): Membránhab: 30,4±12,9 m Mondomix: 35,4±21,2 m. Ennek megfelelõen, a membránhab jelentõsebb mértékben javította a monodiszperzitást [más szavakkal, jelentõsen csökkentette a (relatív) konstans hibát]. A 4. ábrán a 2. ábra szerinti monodiszperz hab látható 3,5 órás tárolás után. Az 5. ábra azt mutatja be, hogy az 1. ábra szerinti elõhab szerkezete egynapos tárolás után miként módosult. Itt jegyezzük meg, hogy a hab a buborékok felszínén denaturálódott fehérjék révén, és a diszproporcionálódás eredményeként azt követõen létrejött kompresszió következtében a további diszproporcionálódás ellen stabilizálódott. Eszerint, a buborékok csak egy adott minimális méretig zsugorodnak és azután stabilak maradnak. Egyértelmûen látható a buborékok méretének széles eloszlása. Végül, a 6. ábra hasonlóan stabilizált olyan habot mutat be egynapos tárolás után, amelynél azonban a kiindulási termék a 2. ábra szerinti elõhab volt, amelyet 4 mikrométer pórusméretû membránon préseltünk át. A 6. ábrán egyértelmûen látható, hogy e habban a buborékok mérete sokkal egységesebb és a habban csak kisszámú nagy buborék található. Ennek eredményeként, a 6. ábra szerinti hab stabilitása különösen jó. Egyértelmû, hogy a találmány nem korlátozódik a leírásban közölt példákra és hogy az igénypontokban meghatározottak szerint, különbözõ módosítások lehetségesek a találmány keretén belül. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás monodiszperz hab elõállítására, ahol nem habosított kiindulási termékbõl egy elsõ habosítási lépésben olyan, viszonylag durva elõhab keletkezik, amely nem elegendõ mértékben monodiszperz, és monodiszperz hab elõállítása céljából ezt az elõhabot egy adott pórusméretû membránon juttatjuk át, amely membrán vastagsága a pórus sugarának legalább harmincszorosa. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, amelyben a membrán átlagos pórusméretét úgy választjuk meg, hogy az lényegében tízszer kisebb legyen, mint a buborékok kívánt átmérõje a monodiszperz habban. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, amelyben az elõhabot standard, kereskedelmi forgalomban beszerezhetõ habképzõ eszközzel állítjuk elõ. 4. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amelyben az elõhab legalább 20% gázt tartalmaz. 5. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amelyben a kiindulási termék felületaktív anyagot tartalmazó készítmény. 6. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amelyben az elõhab viszkozitását oly módon növeljük, hogy a kiindulási termékhez sûrítõanyagot, például xantángumit adunk. 7. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amelyben a membrán szinterezett fémmembrán, kerámia- vagy polimermembrán. 8. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amelyben a membrán pórusmérete 0,1 20 mikrométer, elõnyösebben 3 10 mikrométer tartományba esik. 9. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol az elõhabban a buborékok minimális mérete az átlagos pórusméret ötszörösénél nagyobb. 10. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a habosított termék 3 10 mg/m 2 buborékfelszín fehérjét tartalmaz. 4
1 HU 007 877 T2 2 11. A 10. igénypont szerinti eljárás, amelyben a buborékok felszínén lévõ fehérje egyensúlyban van a buborékokat övezõ folyadékban lévõ legalább 0,1 tömeg% fehérjével. 12. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amelyben a kiindulási termék tejfehérjét tartalmazó fogyasztható folyadék. 13. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amelyben a nem habosított kiindulási termék annak habosítása után a gázbuborékok körüli felszín kialakítására képes fehérjéket tartalmaz, amely felszín a buborékok felszínére való adszorpció utáni denaturációja és a buborékok kompressziója révén, az uralkodó körülményei között alakváltozásmentes. 5 10 15 14. A 13. igénypont szerinti eljárás, amelyben a denaturáció és buborékok felszíni kompressziója csak akkor történik, ha a hab már átjutott a membránon. 15. A 13. vagy 14. igénypont szerinti eljárás, amelyben a gázbuborékok körüli merev felszínt a habosított termék hõkezelésével, majd kompressziójával alakítjuk ki. 16. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás alkalmazása fogyasztható habterméknek adott ízlelõszervi tulajdonságok biztosítására, amelyben az ízlelõszervi tulajdonságokat a hab buborékméretének megfelelõ megválasztásával állítjuk be, ahol a buborékméretet olyan membrán kiválasztásával határozzuk meg, amelynek pórusmérete a kívánt buborékméretnél körülbelül tízszer kisebb. 5
HU 007 877 T2 Int. Cl.: A23L 1/00 6
HU 007 877 T2 Int. Cl.: A23L 1/00 7
HU 007 877 T2 Int. Cl.: A23L 1/00 8
HU 007 877 T2 Int. Cl.: A23L 1/00 9
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest