ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ УГЛЕВОДОВ И УГЛЕВОДНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПОРТИВНЫХ НАПИТКОВ С ПОВЫШЕННОЙ АБСОРБЦИЕЙ
APPLICATION OF NEW CARBOHYDRATES AND CARBOHYDRATE MIXTURE FOR MANUFACTURE OF SPORT BEVERAGES WITH ENHANCED ABSORPTION

Настоящая заявка заявляет приоритет по патентной заявке 12/276, поданной 24 ноября 2008 года под названием «Use of Novel Carbohydrates and Carbohydrate Blends to Provide a Sports Beverage with Increased Absorption, ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ УГЛЕВОДОВ И УГЛЕВОДНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПОРТИВНЫХ НАПИТКОВ С ПОВЫШЕННОЙ АБСОРБЦИЕЙ», описание которой введено здесь ссылкой в полном объеме.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к новым углеводам, смесям углеводов и напиткам, включающим смеси углеводов. В частности, настоящее изобретение относится к напиткам для восстановления водного баланса (например, спортивные напитки) с улучшенной абсорбцией напитка после его потребления субъектом.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Давно известно производство напитков с различными композициями. Для достижения заданных питательных характеристик, вкуса и аромата, лежкоспособности и других целевых показателей желательны улучшенные и новые композиции. Например, было бы желательно увеличить скорость, с которой напитки для восстановления водного баланса/спортивные абсорбируются организмом после их потребления индивидуумом.
Напитки для восстановления водного баланса могут быть использованы в сочетании с физической активностью, такой как упражнения, для восстановления потери жидкости и электролитов во время физической активности наряду с обеспечением дополнительной энергии. Для этой цели напитки для восстановления водного баланса, как правило, включают, по меньшей мере, воду, углеводы, и электролиты имеют измеренную осмоляльность в пределах 250-350 мОсм/кг. Как правило, углеводы, включенные в такие напитки, представляют высокофруктозный кукурузный сироп и сахарозу.
Осмоляльность представляет количество осмолей растворенного вещества на килограмм растворителя, где один осмоль обеспечен каждым молем ионного заряда. Теоретически, если осмоляльность напитка ниже осмоляльности плазмы субъекта, которая, как правило, составляет в пределах от около 280 до около 300 мОсм/кг, напиток может абсорбироваться желудочно-кишечной системой субъекта быстрее по сравнению, если осмоляльность выше, чем у плазмы. Следовательно, одним из недостатков применения смеси высокофруктозного кукурузного сиропа и сахарозы в напитке для восстановления водного баланса/спортивном является то, что начальная осмоляльность напитка составляет около 330 мОсм/кг, что значительно выше обычной осмоляльности плазмы. Дополнительно, эти углеводы с течением времени подвергаются гидролизу в растворе, что повышает осмоляльность напитка и, одновременно, снижается скорость абсорбции напитка.
Задачей настоящего изобретения является создание смеси углеводов, которые с течением времени подвергаются минимальному гидролизу в растворе, таким образом, по существу сохраняя в процессе хранения первоначальную измеренную осмоляльность. Другой задачей настоящего изобретения являются напитки для восстановления водного баланса/спортивные напитки, содержащие такие смеси углеводов, имеющие низкую осмоляльность и быстро абсорбирующиеся субъектом после их потребления. Эти и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения или его конкретных вариантов воплощения будут понятны специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, из следующего описания и приведенных в качестве примеров вариантов воплощения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте настоящее изобретение относится к смеси углеводов, включающей в пределах от 35 до 45 мас.% фруктозы и в пределах от 55 до 65 мас.% глюкозы. Смесь углеводов может включать комбинацию углеводов, таких как фруктоза, глюкоза, сахароза, лейкроза, трегалоза, галактоза, изомальтулоза, декстроза, мальтодекстрин, сухие вещества кукурузного сиропа и/или глюкоолигосахариды. Измеренная осмоляльность водного раствора, содержащего 6 мас.% смеси углеводов, составляет в пределах 230-300 мОсм/кг. Дополнительно, измеренная осмоляльность 6% раствора углеводов не изменяется более чем на 5% в процессе хранения в течение вплоть до шести месяцев.
В другом аспекте композиция напитка включает воду и в пределах от 4 до 10 мас.% смеси углеводов, содержащей в пределах от 35 до 45 мас.% фруктозы и в пределах от 55 до 65 мас.% глюкозы. Напиток может представлять собой напиток для восстановления водного баланса и дополнительно включать электролиты, пищевые кислоты, витамины, функциональные ингредиенты, красители, агенты, придающие вкус и аромат, и их комбинации.
В конкретных вариантах воплощения настоящее изобретение относится к смеси углеводов и композиции напитка, где, по меньшей мере, некоторая часть глюкозы обеспечена глюкоолигосахаридами, которые могут иметь структуру со степенью полимеризации сахаридов вплоть до шести, при этом в других вариантах воплощения настоящего изобретения структура имеет степень полимеризации сахаридов вплоть до десяти. В конкретных вариантах воплощения настоящее изобретение относится к смеси углеводов и композиции напитка, где, по меньшей мере, некоторая часть глюкозы обеспечена глюкоолигосахаридами, которые могут иметь структуру со степенью полимеризации сахаридов до одиннадцати и более. В конкретных вариантах воплощения настоящего изобретения композиция напитка для восстановления водного баланса по настоящему изобретению имеет измеренную осмоляльность в пределах от 230 до 260 мОсм/кг.
Специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, исходя из тех преимуществ, которые приведены в этом описании в конкретных примерах вариантов воплощения настоящего изобретения, следует понимать, что напитки и другие продукты типа напитков, являющиеся, по меньшей мере, конкретными вариантами воплощения настоящего изобретения, имеют улучшенные или альтернативные композиции, подходящие для получения заданных профилей вкуса, питательных характеристик и тому подобного. Эти и другие аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения или конкретных вариантов воплощения настоящего изобретения будут дополнительно понятны специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, из следующего описания приведенных в качестве примеров вариантов воплощения настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - график изменения измеренной осмоляльности приведенных в качестве примера композиций напитка в процессе хранения по времени.
Фиг.2 - график изменения измеренной осмоляльности дополнительных приведенных в качестве примера композиций напитка в процессе хранения по времени.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует понимать, что смеси углеводов, напитки и другие продукты типа напитков по настоящему изобретению могут иметь любое количество отличающихся конкретных композиций или составов. Рецептурный состав композиции по настоящему изобретению может варьировать до определенной степени, в зависимости от таких факторов, как сегмент рынка, для которого предназначается продукт, от заданных питательных характеристик, профиля вкуса и аромата и тому подобного. Например, как правило, необязательно добавляют дополнительные ингредиенты в композицию конкретных вариантов воплощения настоящего изобретения, включая любую из композиций, указанных ниже. В любую из таких композиций, как правило, могут быть добавлены дополнительные (то есть в большем количестве и/или другие) подсластители, ароматизаторы, витамины, красители, продукты переработки фруктов, тастанты, маскирующие агенты и тому подобное, и/или усилители вкуса и аромата для варьирования вкуса, ощущения во рту при потреблении, питательных характеристик и тому подобного. Руководствуясь приведенными в описании данными, составление композиции таких других продуктов может быть легко осуществлено специалистом в области техники составления композиций пищевых продуктов; такие продукты также входят в объем притязаний настоящего изобретения.
В некоторых вариантах настоящего изобретения обеспечивается смесь углеводов, которая может быть использована во множестве различных пищевых продуктов, например, композиции напитков, батончики для замены приема пищи, кондитерские изделия или снэковые пищевые продукты. Как правило, углеводы включают в состав пищевых продуктов для обеспечения энергии мышцам для повышения выносливости. Смесь углеводов может включать в пределах от 35 до 45 мас.% фруктозы и в пределах от 55 до 65 мас.% глюкозы. Смесь углеводов может включать фруктозу, глюкозу, сахарозу, лейкрозу, трегалозу, галактозу, изомальтулозу, декстрозу, мальтодекстрин, сухие вещества кукурузного сиропа, глюкоолигосахариды и их комбинации.
В варианте воплощения настоящего изобретения, по меньшей мере, некоторая часть глюкозы обеспечена глюкоолигосахаридами, которые могут иметь структуру со степенью полимеризации сахаридов вплоть до шести, при этом в других вариантах воплощения настоящего изобретения структура имеет степень полимеризации сахаридов вплоть до десяти. В другом варианте воплощения настоящего изобретения глюкоолигосахариды представляют среднецепочечные олигосахариды, в которых более 90 мас.% олигосахаридов имеют степень полимеризации сахаридов в пределах от трех до семи. В другом варианте воплощения настоящего изобретения около 20-30% глюкозы обеспечено полисахаридами со степенью полимеризации одиннадцать или более.
Олигосахариды и полисахариды, как правило, более устойчивы к гидролизу в растворе по сравнению с дисахаридами. Было установлено, что уникальные связи между сахаридами в глюкоолигосахаридах могут обеспечивать стабильность к гидролизу глюкоолигосахаридов. В конкретных вариантах воплощения настоящего изобретения структура глюкоолигосахаридов, входящих в состав смеси углеводов, имеет начальную α-(1,4) глюкоза-глюкоза связь, изменяемую затем на α-(1,3) глюкоза-глюкоза связи и α-(1,6) глюкоза-глюкоза связи. Подходящие глюкоолигосахариды получают от Cargill, Incorporated, Wyzata, MN, под торговой маркой Glucohydrate.
Как указанно выше, осмоляльность представляет количество осмолей растворенного вещества на килограмм растворителя, где один осмоль обеспечен каждым молем ионного заряда. Глюкоолигосахариды имеют более высокую молекулярную массу по сравнению с более мелкими углеводами, такими как дисахариды или моносахариды. Соответственно, первый раствор смеси углеводов, включающий определенный массовый процент глюкоолигосахаридов, будет иметь более низкую осмоляльность по сравнению со вторым раствором углеводов, который идентичен, за исключением того, что он вместо глюкоолигосахаридов включает определенный массовый процент дисахаридов. Причина этого заключается в том, что в первом растворе может присутствовать меньше общих молярных долей углеводов по сравнению со вторым раствором. Следовательно, если напитки для восстановления водного баланса, включающие сахарозу и высокофруктозный кукурузный сироп (HFCS), как правило, имеют начальную измеренную осмоляльность около 330 мОсм/кг, то водный раствор, содержащий в пределах от около 4 до около 10 мас.% смеси углеводов, имеет измеренную осмоляльность около 230-300 мОсм/кг. Дополнительно, в конкретных приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения композиции напитков для восстановления водного баланса имеют измеренную осмоляльность в пределах от 230 до 260 мОсм/кг.
Композиции напитков согласно различным вариантам воплощения настоящего изобретения могут включать один или более источник(и) углеводов. В конкретных вариантах воплощения настоящего изобретения углеводы могут включать источники моносахаридов, дисахаридов и глюкоолигосахаридов, при этом в других вариантах воплощения настоящего изобретения углеводы также включают источники полисахаридов, например, сухие вещества кукурузного сиропа. В конкретных вариантах воплощения настоящего изобретения композиция включает воду и в пределах от 4 до 10 мас.% смеси углеводов, содержащей в пределах от 35 до 45 мас.% фруктозы и в пределах от 55 до 65 мас.% глюкозы. По меньшей мере, некоторая часть глюкозы обеспечена глюкоолигосахаридами. Напиток может представлять собой напиток для восстановления водного баланса и дополнительно включать электролиты, пищевые кислоты, красители, агенты, придающие вкус и аромат, витамины, функциональные ингредиенты и их комбинации.
Преимущественно в конкретных вариантах воплощения настоящее изобретение относится к композициям таким, как композиции напитков для восстановления водного баланса, в которых гидролиз источников углеводов минимизирован. Поскольку гидролиз углеводов в результате приводит к повышению общих молярных долей углеводов, измеренная осмоляльность композиций, подвергшихся гидролизу, со временем повышается. В противоположность, измеренная осмоляльность композиций, включающих в пределах от 4 до 10 мас.% смеси углеводов по настоящему изобретению, не повышается более чем на 5% в процессе хранения в течение шести месяцев. Следовательно, композиции по настоящему изобретению, как правило, относятся к напиткам для восстановления водного баланса, имеющим измеренную осмоляльность ниже таковой у плазмы, (например, около 300 мОсм/кг), и быстро абсорбирующимся желудочно-кишечным трактом субъекта как непосредственно после получения, так и в течении, по меньшей мере, шести месяцев после получения.
В вариантах воплощения настоящее изобретение относится к упакованному, готовому к потреблению напитку, композиция напитка может быть предварительно смешена с жидкостью, такой как вода. В конкретных вариантах воплощения настоящее изобретение относится к готовому к потреблению напитку, включающему около 80-99 мас.% жидкости от общей массы напитка. Если ясно не указано иное, все проценты приведены по массе от общей массы готового к потреблению напитка. В других вариантах воплощения настоящее изобретение относится к композиции напитка, который может быть упакован в виде пищевой композиции или концентрата, такого как сухая смесь (например, порошок) или жидкий концентрат для последующего восстановления одной или более жидкостью с получением напитка. Концентрированная композиция может быть снабжена инструкциями для приготовления композиции напитка. В другом варианте воплощения настоящего изобретения концентрат напитка может быть расфасован в виде гелей, капсул или таблеток, которые потребляются с жидкостью. При обеспечении в этих формах композиция напитка может включать инструкции по смешиванию или потреблению с количеством жидкости, которое равно около 80-99 мас.% от приготовленного из композиции напитка.
Как правило, напиток для восстановления водного баланса/спортивный напиток по настоящему изобретению включает, по меньшей мере, воду, один или более углевод, электролиты, подкислители и ароматизаторы. Примеры подходящих ароматизаторов, которые могут быть использованы, по меньшей мере, в некоторых композициях по настоящему изобретению, включают ароматизаторы цитрусовых, ароматизаторы специй и другие. Если требуется, могут быть добавлены консерванты в зависимости от других ингредиентов, технологии получения, заданного срока годности и тому подобного. Дополнительные и альтернативные ингредиенты известны и находятся в компетенции специалиста в области техники, к которой относится настоящее изобретение, исходя из тех преимуществ, которые приведены в этом описании.
По меньшей мере, в конкретных, приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения концентраты напитков получают, добавляя в начальный объем воды подходящие дополнительные ингредиенты. Композиции готовых к потреблению напитков могут быть получены из концентрата напитка добавлением дополнительных объемов воды к концентрату. Как правило, например, готовые к потреблению напитки могут быть получены из концентрата комбинированием в пределах от около 1 части концентрата до около 3 частей с около 7 частями воды. В конкретных приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения готовый к потреблению напиток получают комбинированием 1 части концентрата с 5 частями воды. В конкретных приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения дополнительная вода, используемая для получения готовых к потреблению напитков является газированной водой. В других конкретных приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения готовый к потреблению напиток непосредственно получают без получения концентрата и без последующего разведения.
Вода является основным ингредиентом в напитках по настоящему изобретению и, как правило, является носителем или первичной частью жидкости, в которой растворены, эмульгированы, суспендированы или диспергированы остальные ингредиенты. При получении конкретных вариантов воплощения напитков по настоящему изобретению может быть использована очищенная и вода стандартного качества для напитков, если она не оказывает ухудшающего воздействия на вкус, запах или внешний вид напитка. Как правило, вода прозрачная, бесцветная, свободна от нежелательных минеральных веществ, без вкуса и запаха, свободна от органических веществ, с низкой щелочностью и приемлемым микробиологическим качеством на основе промышленных и государственных стандартов, действующих на момент получения напитка. В конкретных типичных вариантах воплощения настоящего изобретения вода составляет в пределах от около 80 до около 99,9 мас.% напитка. По меньшей мере, в конкретных, приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения в напитках и концентратах используют воду, указываемую как «умягченная вода», то есть воду, прошедшую обработку для снижения общего содержаниях растворенных в воде веществ перед необязательным добавлением, например, кальция, как описано в патенте США №7052725. Способы получения умягченной воды известны специалисту в области, к которой относится настоящее изобретение, и включают среди прочего деионизацию, дистилляцию, фильтрацию и обратный осмос («r-o»). Используемые в описании термины «умягченная вода», «очищенная вода», «деминерализованная вода», «дистиллированная вода» и «r-o вода» являются синонимами и относятся к воде, из которой по существу удалены все минеральные вещества, как правило, содержащей не более чем около 500 частей на миллион общих растворенных сухих веществ, например, 250 частей на миллион общих растворенных сухих веществ.
В одном варианте воплощения настоящее изобретение относится к композиции напитка, включающей источник электролитов для обеспечения натрия (Na). Натрий может быть обеспечен соединениями натрия, такими как хлорид натрия, цитрат натрия, карбонат натрия, бикарбонат натрия или их комбинации. В отдельных вариантах воплощения настоящего изобретения натрий составляет в пределах от около 0,03 до около 0,06 мас.% напитка. Также могут быть использованы другие количества в зависимости от применения и других факторов. В одном варианте воплощения настоящего изобретения натрий обеспечен хлоридом натрия или цитратом натрия. Как приведено в обеих, приведенных в качестве примера композициях в Таблице 1, цитрат натрия составляет 0,0659 мас.% композиции напитка, и хлорид натрия составляет около 0,0659 мас.% композиции напитка.
Также в композицию напитка могут быть включены дополнительные типы источников электролитов для обеспечения, например, ионов калия (K), магния (Mg), кальция (Ca) и хлора (CI) дополнительно к или независимо от натрия (Na). Различные типы электролитов могут быть обеспечены их соединениями или комбинацией этих соединений. Например, соединения могут включать ацетат калия, бикарбонат калия, бромид калия, хлорид калия, цитрат калия, калия D-глюконат, одно- и двухосновный фосфат калия, ацетат кальция, хлорид кальция, цитрат кальция, кальция D-глюконат, лактат кальция, левулинат кальция, двухосновный фосфат кальция, хлорид магния, карбонат магния и сульфат магния или их комбинацию. В одном варианте воплощения настоящего изобретения ионы калия обеспеченны фосфатом монокалия или фосфатом дикалия. В таком варианте воплощения настоящего изобретения монокалий фосфат составляет около 0,0439 мас.% композиции напитка. В другом варианте воплощения настоящего изобретения напиток может содержать в пределах от около 0,01 до около 0,04 мас.% калия, в пределах от около 0,01 до около 0,02 мас.% магния, в пределах от около 0,001до около 0,003 мас.% кальция, в пределах от около 0,02 до около 0,03 мас.% хлора. Также могут быть использованы другие количества или комбинации.
1
2
6
12
В композицию напитка могут быть добавлены не минеральные питательные вещества, такие как витамины. Примеры не минеральных питательных дополнительных ингредиентов известны специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, и включают, например, антиоксиданты и витамины, включая витамин A, D, E (токоферол), C (аскорбиновая кислота), B (тиамин), B (рибофлавин), B, B и K, ниацин, фолиевую кислоту, биотин и их комбинации. Необязательные не минеральные питательные добавки, как правило, присутствуют в количествах, общепринятых в области производства напитков. Приведенные в качестве примера количества составляют в пределах от около 1 до около 100% RDV, где такой RDV установлен. В конкретных приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения ингредиент(ы) неминеральной питательной добавки присутствует в пределах от около 5 до около 20% RDV, где установлено.
Кислоты, используемые в конкретных приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения - напитках по настоящему изобретению, могут выполнять одну или более дополнительную функцию, включая, например, обеспечение антиоксидантной активности, придание кислого вкуса напитку, усиление вкусовой привлекательности, повышение эффекта утоления жажды, модифицирования сладости и в качестве мягкого консерванта для обеспечения микробиологической стабильности. Примеры подходящих пищевых кислот включают лимонную кислоту, яблочную кислоту, винную кислоту, фосфорную кислоту, аскорбиновую кислоту, молочную кислоту, муравьиную кислоту, фумаровую кислоту, глюконовую кислоту, янтарную кислоту, малеиновую кислоту, натриевую кислую соль серной кислоты и/или адипиновую кислоту. Как правило, например, одну или более кислоту подкислителя используют в пределах от около 0,01 до около 1 мас.% напитка, например, в пределах от около 0,05 до около 0,5 мас.% напитка, такое как в пределах от около 0,1 до около 0,25 мас.% напитка в зависимости от используемого подкислителя, заданного pH, других используемых ингредиентов и тому подобного.
По меньшей мере, в конкретных вариантах воплощения напитков по настоящему изобретению могут быть использованы консерванты. Следовательно, по меньшей мере, конкретные, приведенные в качестве примера варианты воплощения настоящего изобретения содержат необязательную растворенную консервирующую систему. Растворы с pH ниже 4 и, в частности, таковые с pH ниже 3, как правило, «микробостабильны», то есть они устойчивы к росту микроорганизмов и, следовательно, подходят для более длительного хранения перед потреблением без необходимости в дополнительных консервантах. Однако если требуется, могут быть использованы дополнительные консервирующие системы. Если используют консервирующую систему, то она может быть добавлена в продукт типа напитка в любое подходящее время в процессе получения, например, в некоторых случаях перед добавлением подсластителя. Используемые в описании термины «система консервирования» или «консерванты» включают все подходящие консерванты, разрешенные для применения в композициях пищевых продуктов и напитков, включая без ограничения такие известные химические консерванты, как бензойная кислота, бензоаты, например, бензоат натрия, кальция и калия, сорбаты, например, сорбат натрия, кальция и калия, цитраты, например, цитрат натрия и калия, полифосфаты, например, гексаметафосфат натрия (SHMP), диметил бикарбонат и их смеси и антиоксиданты, такие как аскорбиновая кислота, EDTA, BHA, BHT, TBHQ, EMIQ, дегидроуксусная кислота, этоксихин, гептилпарабен и их комбинации.
Консерванты могут быть использованы в количествах, не превышающих разрешенные законами и нормативными актами максимальные уровни. Используемый уровень консервантов, как правило, регулируют согласно заданного pH конечного продукта наряду с оценкой потенциальной микробиологической порчи конкретной композиции напитка. Максимальный используемый уровень, как правило, составляет около 0,05 мас.% напитка. Исходя из тех преимуществ, которые приведены в этом описании, специалист выберет подходящий консервант или комбинацию консервантов для напитков по настоящему изобретению. В конкретных вариантах воплощения настоящего изобретения бензойная кислота или ее соли (бензоаты) могут быть использованы в качестве консервантов в продуктах типа напитков.
Другие методы консервации напитков, подходящие, по меньшей мере, для конкретных, приведенных в качестве примера вариантов воплощения настоящего изобретения - продуктов типа напитков по настоящему изобретению, включают, например, асептическую упаковку и/или тепловую обработку или технологические стадии термической обработки, такие как горячий розлив и туннельная пастеризация. Такие стадии могут быть использованы для снижения роста в напитках дрожжей, плесени и микроорганизмов. Например, в патенте US №4830862, выданном Braun et al., описывается применение пастеризации при получении напитков из фруктовых соков, наряду с применением подходящих консервантов в газированных напитках. В патенте US №4925686, выданном Kastin, описывается прошедшая тепловую пастеризацию замораживаемая композиция фруктового сока, содержащая бензоат натрия и сорбат калия. Как правило, тепловая обработка включает методы горячего розлива при использовании, как правило, высоких температур в течение короткого периода времени, например, при температуре около 190°F (87,8°C) в течение 10 секунд, в методах туннельной пастеризации, как правило, используют более низкие температуры и более длительные периоды времени, например, около 160°F (71,1°C) в течение 10-15 минут, а в методах автоклавирования, как правило, используют, например, температуру около 250°F (121°C) в течение 3-5 минут при повышенном давлении, то есть при давлением выше 1 атмосферы.
Продукты типа напитков по настоящему изобретению необязательно содержат ароматизирующую композицию, например, натуральные и синтетические фруктовые ароматизаторы, растительные ароматизаторы, другие ароматизаторы и их смеси. Используемый в описании термин «фруктовый ароматизатор», как правило, относится к ароматизаторам, полученным из пищевых репродуктивных частей семенных растений. Включая, как те, в которых сладкая мякоть связана с семенами, например бананы, томаты, клюква и тому подобное, так и те, которые имеют мелкие, мясистые ягоды. Используемый в описании термин ягоды также включает сложные плоды, то есть не «настоящие» ягоды, но которые традиционно считают ягодами. Также в объем термина «фруктовый ароматизатор» входят полученные синтетическим путем ароматизаторы для имитации фруктовых ароматизаторов, полученных из натуральных источников. Примеры подходящих фруктовых или ягодных источников включают цельные ягоды или их части, сок ягод, концентраты сока ягод, ягодное пюре и их смеси, порошки сухих ягод, порошки сухих соков ягод и тому подобное.
Примеры фруктовых ароматизаторов включают цитрусовые ароматизаторы, например, апельсин, лимон, лайм и грейпфрут и такие ароматизаторы, как яблоко, виноград, вишня и ананас и тому подобное, и их смеси. В конкретных, приведенных в качестве примера, вариантах воплощения настоящего изобретения концентраты напитков и напитки включают компонент фруктового ароматизатора, например, концентрат сока или сок. Используемый в описании термин «растительный ароматизатор» относится к ароматизаторам, полученным из частей растений иных, чем плод. Такие растительные ароматизаторы могут включать ароматизаторы, полученные из эфирных масел и экстрактов орехов, коры, корней и листьев. Также в объем термина «растительный ароматизатор» входят полученные синтетическим путем ароматизаторы для имитации растительных ароматизаторов, полученных из натуральных источников. Примеры таких ароматизаторов включают ароматизаторы колы, ароматизаторы чая и тому подобного и их смесей. Ароматизирующий компонент может дополнительно включать смесь различных указанных выше ароматизаторов. Конкретное количество используемого ароматизирующего компонента для придания вкусовых и ароматических характеристик напиткам по настоящему изобретению зависит от выбранного ароматизатора(ов), заданного вкусового и ароматического воздействия и формы ароматизирующего компонента. Специалист в области техники, к которой относится настоящее изобретение, исходя из тех преимуществ, которые приведены в этом описании, легко может определить количество любого конкретного ароматизирующего компонента(ов), используемого для достижения заданного вкусового и ароматического воздействия.
Другие ароматизаторы, подходящие для использования, по меньшей мере, в конкретных, приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения - продуктах типа напитков, включают, например, ароматизаторы специй, таких как кассия, гвоздика, корица, перец, имбирь, ароматизаторы, придающие вкус и аромат ванили, кардамона, кориандра, мускатного масла, сассафраса, женьшеня и других. Множество дополнительных и альтернативных ароматизаторов, подходящих для использования, по меньшей мере, в конкретных, приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения, известны и находятся в компетенции специалиста в области техники, к которой относится настоящее изобретение, исходя из тех преимуществ, которые приведены в этом описании. Ароматизаторы могут быть в форме экстракта, олеорезина, концентрата сока, концентрированной основы (bottler's base) или других форм, известных из предшествующего уровня техники. По меньшей мере, в конкретных, приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения такие ароматизаторы специй или другие ароматизаторы сочетаются с соком или комбинацией соков.
Один или более ароматизирующий агент может быть использован в форме эмульсии. Ароматизирующая эмульсия может быть получена смешиванием некоторых или всех ароматизаторов вместе, необязательно вместе с другими ингредиентами напитка, и эмульгирующим агентом. Эмульгирующий агент может быть добавлен с ароматизирующими агентами или после ароматизирующих агентов, смешиваемых вместе. В конкретных приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения эмульгирующий агент является водорастворимым. Подходящие примеры эмульгирующих агентов включают камедь акации, модифицированный крахмал, карбоксиметилцеллюлозу, трагакантовую камедь, камедь гхатти и другие подходящие камеди. Дополнительные подходящие эмульгирующие агенты известны специалисту в области композиций напитков, исходя из тех преимуществ, которые приведены в этом описании. Эмульгатор в конкретных приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения составляет более чем около 3% от смеси ароматизирующих агентов и эмульгатора. В конкретных приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения эмульгатор составляет в пределах от около 5 до около 30% от смеси.
Концентраты напитков и напитки по настоящему изобретению могут содержать дополнительные ингредиенты, включая, как правило, любой из традиционно используемых в композициях напитков. Эти дополнительные ингредиенты, например, могут быть, как правило, добавлены в стабилизированный концентрат напитка. Примеры таких дополнительных ингредиентов включают без ограничения кофеин, карамель и другие красители или компоненты, агенты против образования пены, камеди, эмульгаторы, сухие вещества чая и компоненты-замутнители.
ПРИМЕРЫ
ПРИМЕР 1
Композицию напитка получают, используя смесь углеводов по настоящему изобретению. Конкретные ингредиенты и массовые проценты каждого ингредиента, входящего в состав композиции напитка для восстановления водного баланса приведены ниже в Таблице 1. Смесь углеводов включает 35,1 фруктозы, 4,7 мас.% лейкрозы и глюкозы и 60,1 мас.% глюкоолигосахаридов со степенью полимеризации в пределах от двух до одиннадцати. Начальная измеренная осмоляльность полученной композиции напитка для восстановления водного баланса составила 247 мОсм/кг.
Таблица 1
Композиция напитка для восстановления водного баланса, содержащая смесь углеводов по Примеру 1
Ингредиент
Массовый % в композиции напитка
Вода
91,869
Glucohydrate
7,5853
Хлорид натрия
0,0659
Цитрат натрия
0,0659
Монокалия фосфат
0,0439
Лимонная кислота
0,2700
Смесь красителя и ароматизатора
0,1000
ПРИМЕР 2
Композицию напитка для восстановления водного баланса по Примеру 1 тестируют для определения стабильности композиции к гидролизу с течением времени. Композиции напитков для восстановления водного баланса получают согласно указанному выше рецептурному составу и проводят горячее заполнение в 20 унциевые (~570 мл) бутылки из полиэтилентерефталата (PET). Как только композиции остывают до температуры около 70°F (21,1°С), их тестируют на начальную осмоляльность. Эксперименты на стабильность к гидролизу проводят, помещая половину бутылок в инкубатор с температурой 110°F (43°С), а другую половину бутылок помещают в инкубатор с температурой 70°F (21,1°С), затем измеряют осмоляльность образцов с течением времени.
Дополнительно контрольные образцы композиций напитков для восстановления водного баланса, включающие смесь углеводов, тестируют для измерения стабильности углеводов к гидролизу в напитке для восстановления водного баланса, содержащем типовой источник углеводов. Контрольные образцы получают по композиции Примера 1, за исключением углеводного компонента, который содержит только высокофруктозный кукурузный сироп и сахарозу. Половину бутылок с контрольными образцами помещают в инкубатор с температурой 110°F (43°С), а другую половину бутылок помещают в инкубатор с температурой 70°F (21,1°С), затем измеряют осмоляльность образцов с течением времени.
В процессе хранения через определенные временные интервалы бутылку с каждым из образцов удаляют из каждого из инкубаторов и проводят анализ на осмоляльность. Осмоляльность измеряют при использовании осмометра (Advanced Instruments Osmometer Model 3D3, Advanced Instruments Inc., Norwood, MA) для определения показателя осмоляльности каждого раствора в единицах миллиосмолях на килограмм (мОсм/кг). Как указано выше, когда углеводы, присутствующие в растворе, разрушаются из-за гидролиза, осмоляльность раствора повышена, поскольку гидролиз приводит в результате к получению больше молей ионов углеводов. Показатели измеренной осмоляльности экспериментальных образцов в течение 27 недель хранения приведены на Фиг.1. Стандартные условия для продуктов типа напитков для восстановления водного баланса могут включать вплоть до шести месяцев или около двадцати семи недель хранения при температуре вплоть до 70°F (21,1°С) после получения продукта. Например, когда продукт хранят в месте, где отсутствует контроль температуры, комнатная температура вокруг продукта типа продукта для восстановления водного баланса может составлять до 110°F (43,3°С),
Результаты, приведенные на Фиг.1, показывают, что контрольные образцы подверглись гидролизу, достаточному для повышения осмоляльности раствора от начально измеренного показателя 332 до показателя 391 мОсм/кг через 27 недель хранения при температуре 70°F (21,1°С), который повышается на около 18%. Хранение контрольных образцов при повышенной температуре привело к более сильному изменению осмоляльности контрольных образцов в процессе хранения, повышая измеренный показатель до 433 мОсм/кг после 27 недель хранения при температуре 110°F (43,3°С), который повысился на около 30%.
В противоположность контрольным образцам, содержащим HFCS и сахарозу в качестве источников углеводов, образцы композиции напитка для восстановления водного баланса, включающие смесь углеводов по настоящему изобретению, демонстрирует очень низкий гидролиз в процессе хранения. В частности, результаты, приведенные на Фиг.1, показывают, что образцы композиции напитка для восстановления водного баланса имеют начальную измеренную осмоляльность 247 мОсм/кг, которая повысилась только до 249 мОсм/кг после 27 недель хранения при температуре 70°F (21,1°С), повышение составляет около 1%. Хранение при повышенной температуре привело в результате к слабому повышению осмоляльности в процессе хранения при повышении измеренного показателя осмоляльности до 257 мОсм/кг, что составляет повышение на около 4%. Следовательно, ожидается, что напитки для восстановления водного баланса, включающие смесь углеводов по настоящему изобретению, по существу сохраняют начальную способность более быстро абсорбироваться желудочно-кишечным трактом субъекта по сравнению с напитками с более высокой осмоляльностью, даже при хранении при температуре 110°F (43,3°С), по меньшей мере, в течение около шести месяцев.
ПРИМЕР 3
Композицию напитка получают, используя смесь углеводов по настоящему изобретению. Конкретные ингредиенты и массовые проценты каждого ингредиента, входящего в состав композиции напитка для восстановления водного баланса, приведены ниже в Таблице 2. Смесь углеводов содержит кристаллическую фруктозу и сухие вещества кукурузного сиропа Star-Dri 240. Продукты Star-Dri коммерчески доступны от A.E. Staley Manufacturing Company, Decatur, IL. Смесь углеводов включает 35,0 мас.% фруктозы, 3,6 мас.% глюкозы и 41,8 мас.% глюкоолигосахаридов со степенью полимеризации в пределах от двух до десяти и 19,6 мас.% полисахаридов со степенью полимеризации одиннадцать и более. Начальная измеренная осмоляльность полученной композиции напитка для восстановления водного баланса составила 243 мОсм/кг.
Таблица 2
Композиция напитка для восстановления водного баланса, содержащая смесь углеводов по Примеру 3
Ингредиент
Массовый % в композиции напитка
Вода
93,1385
Кристаллическая фруктоза
2,2105
Сухие вещества кукурузного сиропа Star-Dri* 240
4,1053
Хлорид натрия
0,0659
Цитрат натрия
0,0659
Монокалия фосфат
0,0439
Лимонная кислота
0,2700
Смесь красителя и ароматизатора
0,1000
ПРИМЕР 4
Композицию напитка получают, используя смесь углеводов по настоящему изобретению. Конкретные ингредиенты и массовые проценты каждого ингредиента, входящего в состав композиции напитка для восстановления водного баланса, приведены ниже в Таблице 3. Смесь углеводов содержит кристаллическую фруктозу и сухие вещества кукурузного сиропа Star-Dri 200. Смесь углеводов включает 35,0 мас.% фруктозы, 1,4 мас.% глюкозы и 39,5 мас.% глюкоолигосахаридов со степенью полимеризации в пределах от двух до десяти, и 24,1 мас.% полисахаридов со степенью полимеризации одиннадцать и более. Начальная, измеренная осмоляльность полученной композиции напитка для восстановления водного баланса составила 243 мОсм/кг.
Таблица 3
Композиция напитка для восстановления водного баланса, содержащая смесь углеводов по Примеру 4
Ингредиент
Массовый % в композиции напитка
Вода
93,1385
Кристаллическая фруктоза
2,2105
Сухие вещества кукурузного сиропа Star-Dri 200
4,1053
Хлорид натрия
0,0659
Цитрат натрия
0,0659
Монокалия фосфат
0,0439
Лимонная кислота
0,2700
Смесь красителя и ароматизатора
0,1000
ПРИМЕР 5
Композицию напитка получают, используя смесь углеводов по настоящему изобретению. Конкретные ингредиенты и массовые проценты каждого ингредиента, входящего в состав композиции напитка для восстановления водного баланса, приведены ниже в Таблице 4. Смесь углеводов содержит кристаллическую фруктозу и сухие вещества кукурузного сиропа Star-Dri 180. Смесь углеводов включает 35,0 мас.% фруктозы, 1,0 мас.% глюкозы и 35,0 мас.% глюкоолигосахаридов со степенью полимеризации в пределах от двух до десяти, и 29,0 мас.% полисахаридов со степенью полимеризации одиннадцать и более. Начальная, измеренная осмоляльность полученной композиции напитка для восстановления водного баланса составила 232 мОсм/кг.
Таблица 4
Композиция напитка для восстановления водного баланса, содержащая смесь углеводов по Примеру 5
Ингредиент
Массовый % в композиции напитка
Вода
93,1385
Кристаллическая фруктоза
2,2105
Сухие вещества кукурузного сиропа Star-Dri* 180
4,1053
Хлорид натрия
0,0659
Цитрат натрия
0,0659
Монокалия фосфат
0,0439
Лимонная кислота
0,2700
Смесь красителя и ароматизатора
0,1000
ПРИМЕР 6
Композиции напитков для восстановления водного баланса по Примерам 3, 4 и 5 тестируют для определения стабильности композиции к гидролизу с течением времени. Композиции напитков для восстановления водного баланса получают согласно указанному выше рецептурному составу и проводят горячее заполнение в 20-унциевые (~570 мл) бутылки из полиэтилентерефталата (PET). Как только композиции остывают до температуры около 70°F (21,1°С), их тестируют на начальную осмоляльность. Эксперименты на стабильность к гидролизу проводят, помещая бутылки в инкубатор с температурой 70°F (21,1°С), затем измеряют осмоляльность образцов с течением времени.
В процессе хранения через определенные временные интервалы бутылку с каждым из образцов удаляют из инкубаторов и проводят анализ на осмоляльность. Осмоляльность измеряют при использовании осмометра (Advanced Instruments Osmometer Model 3D3, Advanced Instruments Inc., Norwood, MA) для определения показателя осмоляльности каждого раствора в мОсм/кг. Показатели измеренной осмоляльности экспериментальных образцов в течение 20 недель хранения приведены на Фиг.2.
Результаты показывают, что образцы напитков для восстановления водного баланса, включающие смесь углеводов из фруктозы и сухих веществ кукурузного сиропа, демонстрируют низкий гидролиз в процессе хранения. В частности, результаты показывают, что композиции напитков для восстановления водного баланса по Примеру 3 и примеру 4, каждый имеет начальную измеренную осмоляльность 243 мОсм/кг, и осмоляльность каждого повысилась только до показателя 246 мОсм/кг через 20 недель хранения при температуре 70°F (21,1°С), то есть повышение составило на около 1%. Аналогично композиция напитка для восстановления водного баланса по Примеру 5 имеет начальную и измеренную осмоляльность 232 мОсм/кг, и показатель осмоляльности повысился только до 238 мОсм/кг через 20 недель хранения при температуре 70°F (21,1°С), повышение составило на около 2,5%. Следовательно, ожидается, что напитки для восстановления водного баланса, включающие смесь углеводов по настоящему изобретению, по существу сохраняют начальную способность более быстро абсорбироваться желудочно-кишечным трактом субъекта по сравнению с напитками с более высокой осмоляльностью.
Специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, следует понимать, что преимущества, которые приведены в описании конкретных, приведенных в качестве примера вариантах воплощения настоящего изобретения, относятся к многочисленным альтернативным и отличающимся вариантам воплощения, не выходящим за рамки настоящего изобретения. Специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, следует понимать, что все такие различные модификации и альтернативные варианты воплощения входят в объем притязаний настоящего изобретения. Все такие модификации и альтернативные варианты воплощения входят в объем формулы изобретения. Использованные в описании и в приложенной формуле изобретения формы единственного числа включают и множественное число, если в контексте ясно не просматривается иное, кроме того, единственное число подразумевает, по меньшей мере, один. В настоящем документе и формуле изобретения глагол «включать» и его формы следует интерпретировать в открытом, а не закрытом значении, если ясно не указано иное, за исключением дополнительных объектов, признаков, компонентов и тому подобного.