СТАБИЛИЗАЦИЯ СОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ В СИРОПЕ ДЛЯ НАПИТКОВ
STABILIZING SORBIC ACID IN BEVERAGE SYRUP

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу стабилизации сорбиновой кислоты в напитках и в сиропе для напитков. В частности, способ относится к стабилизации сорбиновой кислоты в сиропах в автоматах для отпуска напитков.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Спрос потребителей на освежающие напитки привел к предложению множества типов напитков. Торговое распространение напитков требует, чтобы напитки и сиропы, из которых изготовлены напитки, были защищены от порчи, если их не употребляют или не применяют после изготовления.
Напитки можно сохранять при условиях, которые значительно замедляют активность микробных и других агентов порчи, таких как бактерии, плесени и грибки. Такие условия часто требуют, например, охлаждения до момента употребления напитка или сиропа. Поддержание таких условий зачастую невозможно или непрактично.
Другой метод замедления микробной активности заключается в добавлении к напитку консервантов. Известны многие консерванты. Однако известные консерванты, как правило, имеют недостатки, которые ограничивают их применение в напитках. Например, консерванты могут придавать посторонний вкус напиткам, если применяются в концентрации, достаточной для обеспечения консервирующего действия. Консерванты могут также неблагоприятно влиять на внешний вид напитка.
Некоторые консерванты осаждаются, либо образуют кристаллы или хлопья в условиях изготовления или хранения напитка или сиропа, из которого напиток изготовляется. Некоторые консерванты могут вызывать помутнение напитка, что неприемлемо для потребителя, если предполагается, что напиток должен быть прозрачным. Такие явления, как правило, неприемлемы для потребителей не только по причине определенных предубеждений в отношении внешнего вида, но и потому, что потребители часто приравнивают мутность или образование частиц к порче напитка. Хлопья, кристаллы или осадки и похожие на осадки отложения в бутылке с напитком также неприемлемы для потребителей, поскольку твердые вещества обычно придают плохой вкус и неприятное вкусовое ощущение (например, глинистое или песчаное).
Часто напитки приготавливают из концентратов, которые разбавляют. Затем напитки немедленно отпускают потребителю или упаковывают для распространения и употребления. Концентраты, часто называемые «сиропами», удобны для перевозки и затем применяются для приготовления напитков в одностадийном процессе. Таким образом, удобно добавлять в сироп все ингредиенты, включая консерванты. Однако, поскольку сироп концентрированный, часто бывает невозможно вводить в него соединения с ограниченной растворимостью без их осаждения.
Сорбиновую кислоту широко применяют как консервант в пищевых продуктах и напитках. Общей проблемой при применении сорбиновой кислоты в напитках является ее низкая растворимость. Растворимость сорбиновой кислоты в сильнокислых сиропах низкая, напр. 0,08% в сиропе с концентрацией 60% по Бриксу. Как правило, уровень сорбиновой кислоты в сиропе находится в диапазоне от 0,08% до 0,2%, в зависимости от уровня сахара. Растворимость сорбиновой кислоты зависит от температуры. Растворимость снижается со снижением температуры. По причине низкой растворимости сорбиновая кислота в сиропе нестабильна и образует осадок.
Патенты США №8,697,163, 8,691,309, 8,563,062, 8,414,942 и US 2012/0219679 относятся к различным способам стабилизации и уменьшения осаждения сорбиновой кислоты в сиропе и напитках. Водные дисперсии сорбиновой кислоты по существу устойчивы в обычном сиропе в течение 24-72 часов.
Однако водные дисперсии сорбиновой кислоты имеют ограниченную устойчивость и потому по существу не используются в сиропах в автоматах для отпуска напитков, где требуется устойчивость в течение 6 месяцев. Кроме того, процесс образования водной дисперсии требует смешивания с большим усилием сдвига и/или гомогенизации. Однако ввиду низкой растворимости полученная водная дисперсия имеет низкую концентрацию сорбиновой кислоты. Поэтому желательно разработать способ, который включает в себя простой этап стабилизации сорбиновой кислоты в обычном сиропе и сиропе в автоматах для отпуска напитков.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспекты настоящего изобретения относятся к способу стабилизации сорбиновой кислоты в сиропе для напитков, включая сироп в автоматах для отпуска напитков.
В одном аспекте сорбиновую кислоту стабилизируют с помощью носителя по технологии получения твердой дисперсии.
В другом аспекте сорбиновую кислоту высушивают распылением с образованием мелких частиц, содержащих сорбиновую кислоту и носитель.
В дополнительном аспекте сорбиновую кислоту с носителем добавляют в сироп для напитков.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Термины «сироп» или «сироп для напитков», как они используются в настоящем документе, означают предшественник напитка, к которому добавляют жидкость, как правило, воду с образованием готового к употреблению напитка или «напитка». Как правило, объемное отношение сиропа к воде составляет от 1:3 до 1:8, чаще всего от 1:4 до 1:5. Объемное отношение сиропа к воде также называют «гидромодуль». Соотношение 1: 5, которое обычно используют в производстве напитков, известно как «гидромодуль 1+5».
Термин «напиток», как он используется в настоящем документе, относится к напиткам, таким как безалкогольные напитки, напитки в автоматах для отпуска напитков, замороженные готовые напитки, кофейные напитки, чайные напитки, спортивные напитки и алкогольная продукция. Напитки могут быть газированными и негазированными. Кроме того, в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения «напиток» означает также сок, молочные и другие непрозрачные напитки. Напитки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть прозрачными и непрозрачными. Напитки в автоматах для отпуска напитков относятся к напиткам, приготовленным путем комбинирования сиропа со вкусоароматической добавкой или концентрата сиропа и газированной воды, когда напиток разливается для немедленного употребления.
Термин «прозрачный» относится к оптической прозрачности, т.е. прозрачный напиток может быть прозрачным, как вода. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения концентрат напитка и/или готовый напиток прозрачны согласно показаниям турбидиметра НАСН (модель 2100AN, компания Hach Company, г. Лавленд, штат Колорадо, США). Образцы с показаниями не выше 3 NTU (нефелометрических единиц мутности) считают очень прозрачными, а величины не выше 5 NTU можно считать соответствующими прозрачным образцам. Когда такое показание достигает приблизительно от 6 до 10 NTU, образец - не прозрачный, а скорее очень слабо мутный или слабо мутный. При 15 NTU напиток считают мутным. Следовательно, напиток с мутностью не больше чем 5 NTU называют прозрачным напитком; с величинами от 6 NTU - очень слабо мутным и до 10 NTU - слабо мутным.
Термин «стабильный» сироп для напитков, как он используется в настоящем документе, относится к сиропу, в котором не происходит разделения фаз, т.е. не образуются кристаллы, хлопья, отложения или осадки при комнатной температуре и низкой температуре (<10°C (50°F)) за период больше чем три дня, типично больше чем одна неделя, более типично больше чем четыре недели, более типично больше чем десять недель и наиболее типично больше чем двадцать недель. Термин «стабильный» готовый напиток, как он используется в настоящем документе, относится к напитку, в котором не происходит разделения фаз, т.е. не образуются кристаллы, хлопья, отложения или осадки при комнатной температуре и при 4°C, 21°C, 32°С, 43°C (40°F, 70°F, 90°F, 110°F) за период четыре недели, типично больше чем десять недель, более типично за период больше чем двадцать недель и более типично больше чем шесть месяцев, т.е. в пределах типичного срока годности готового напитка. Для сиропов в автоматах для отпуска напитков желательна устойчивость при хранении по меньшей мере шесть месяцев.
«Консервированный» напиток не показывает значительной микробиологической активности в течение периода устойчивости.
Термин «вода», как он типично используется в настоящем документе, относится к воде, как правило, обработанной и очищенной, с качеством, пригодным для изготовления напитков. Чрезмерная жесткость может вызвать осаждение сорбиновой кислоты. С указаниями, представленными в настоящем документе, квалифицированный практик будет способен обеспечить воду достаточного качества.
«Жидкость» означает воду и сок, молочные или другие жидкие питьевые продукты, которые образуют часть напитков. Например, молочные компоненты можно добавлять в количестве, которое не обеспечивает достаточной жесткости, чтобы вызывать осаждение сорбиновой кислоты. С указаниями, представленными в настоящем документе, квалифицированный практик может определить, пригодно ли добавление молочного продукта, сока или других жидких питьевых продуктов для использования в вариантах осуществления данного изобретения.
Для краткости настоящее изобретение будет описано в отношении воды в качестве жидкости. Однако описание в настоящем документе также относится к жидкости, как она определена в настоящем документе. С указаниями, представленными в настоящем документе, квалифицированный практик будет способен обеспечить жидкости, пригодные для образования сиропа.
Напитки и сиропы, приготовленные в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, как правило, содержат воду, консервант (включая сорбиновую кислоту), подсластитель, вещества с нейтральным рН, кислоты и кислотные соединения, вкусоароматические добавки и вкусоароматические вещества. Эти соединения, как правило, включают модификаторы вкуса, питательные вещества, красители, другие соединения, такие как эмульсии, поверхностно-активные вещества, буферные вещества, пеногасящие вещества, как правило, входящие в состав напитков.
Сорбиновая кислота и сорбаты действуют как консерванты. Однако при уровнях рН, как правило, свойственных сиропам, и при типичных концентрациях сорбиновой кислоты и/или сорбата в сиропе, которые достаточны для обеспечения промышленно приемлемой консервирующей активности в приготовленных с ними напитках, сорбиновая кислота, вероятно, выпадет в осадок, если не принять меры для предупреждения ее осаждения. Осаждение сорбиновой кислоты представляет особую проблему для сиропов в автоматах для отпуска напитков, где требуется долгий период хранения.
Было обнаружено, что возможно избежать осаждения сорбиновой кислоты в сиропе во время изготовления сиропа и напитка путем диспергирования частиц сорбата или сорбата с сорбиновой кислотой на инертной гидрофильной матрице-носителе с помощью процесса распылительной сушки (получения твердой дисперсии). Полученные частицы можно затем добавить в композиции сиропа или напитка.
Твердую дисперсию сорбата готовят, начиная с растворения сорбата в воде. Температура воды может быть от 20 до 99°C, более типично от 20 до 40°C или от 20 до 30°C, но наиболее типично около комнатной температуры или от 20 до 25°C. Количество растворенного сорбата вообще достигает концентрации в диапазоне 1-60% (масс./масс.), более типично 10-20% (масс./масс.).
Сорбатом может быть любой пригодный сорбат, такой как сорбат калия или сорбат натрия. В частных аспектах используется сорбат калия.
Затем к раствору добавляют по меньшей мере один стабилизирующий носитель и раствор смешивают при 20-99°C, обычно в течение по меньшей мере 10 минут, как правило, от 20 до 30 минут, например 30 минут. Значение рН можно не регулировать или можно регулировать для поддержания рН от 4 до 10, в зависимости от типа применяемого носителя. Раствор будет содержать сорбат или смесь сорбата и сорбиновой кислоты, в зависимости от рН. Следовательно, регулирование рН может влиять на соотношение сорбата и сорбиновой кислоты. Низкое значение рН благоприятствует увеличению количества сорбиновой кислоты, тогда как высокое значение рН благоприятствует уменьшению количества или отсутствию сорбиновой кислоты.
Значение рН можно регулировать добавлением подходящей кислоты или основания, таких как, без ограничений, фосфорная кислота, лимонная кислота или гидроксид натрия.
2
4
Возможными стабилизирующими носителями служат кислородсодержащие гидрофильные соли органических и неорганических кислот или стевиолгликозиды, такие как дигидрофосфат калия (KHPO), такие цитраты, как цитрат калия, такие тартраты, как тартрат натрия и гексаметафосфат натрия (ГМФН); полисахариды, включая мальтодекстрин, гуммиарабик, пектин, каррагенан, камедь гхатти, крахмал, альгинат, целлюлозу, модифицированный крахмал, карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ); стевиолгликозиды, включая ребаудиозид А, ребаудиозид D или их комбинацию. Носитель предпочтительно предварительно не обрабатывают, а используют его как есть.
Соотношение стабилизирующего носителя и сорбата находится в диапазоне от 0,1:10 до 10:0,1; от 0,5:5 до 5:0,5; от 0,5:2 до 2:0,5. Более типично диапазон будет составлять от 1 до 1.
Затем раствор сорбата с носителем высушивают распылением с получением порошка тонкой твердой дисперсии сорбата. Высушивание распылением может достигаться при температуре высушивания 200°C и скорости потока 10 мл/мин. Размер частиц порошка может составлять от 1 до 500 микрон, предпочтительно от 10 до 300 микрон. Порошок твердой дисперсии сорбата, как правило, содержит от 20 до 80 масс. %, или от 30 до 70 масс. %, или от 35 до 65 масс. % сорбата по отношению к общей массе порошка. Этот порошок сорбата устойчив при хранении.
В напитках и сиропах предшествующего уровня техники концентрация сорбиновой кислоты в напитке, как правило, составляет меньше чем 500 ч./млн., а в сиропе, как правило, составляет меньше чем 1300 ч./млн. В водном растворе при рН от 2,5 до 4 и температуре около 20°C, которые являются типичными условиями изготовления для напитков и сиропов, осаждение сорбиновой кислоты начинается при концентрации сорбата около 500 ч./млн., если не приняты меры предотвращения осаждения, а при 1300 ч./млн. тенденция к осаждению явно заметна.
Напротив, порошок твердой дисперсии сорбата в соответствии с аспектами настоящего изобретения можно добавлять к воде в количестве до 2300 ч./млн. в зависимости от назначения раствора для сиропа (концентрата). Порошок твердой дисперсии сорбата быстро растворяется в воде при минимальном перемешивании. В аспектах настоящего изобретения концентрации для сиропа в автоматах для отпуска напитков составляют от 1000 до 2300 ч./млн., более типично от 1000 до 1500 ч./млн. Дисперсия устойчива при содержании сорбата от 1000 до 2300 ч./млн. (масс./об.) в различных сиропах в автоматах для отпуска напитков, таких как чаи, лимонады, фруктовые пунши и газированные напитки, такие как сиропы со вкусоароматическими добавками колы и цитрусовой добавкой.
Сиропы в автоматах для отпуска напитков, приготовленные с порошком твердой дисперсии сорбата, не подвержены выпадению (осаждению) сорбиновой кислоты в течение по меньшей мере месяца при 4°C (40°F). Однако в сиропах в автоматах для отпуска напитков, приготовленных с необработанным сорбатом, выпадение осадка происходит в течение 7-20 дней при тех же условиях и на том же уровне.
Улучшенную растворимость и устойчивость, достигаемую порошком твердой дисперсии сорбата, без ограничения какой-либо теорией можно приписать образованию комплекса между сорбатом/сорбиновой кислотой и стабилизирующим носителем через нековалентную связь, такую как водородная связь. В сиропах в автоматах для отпуска напитков стабилизирующий носитель, связанный с сорбатом/сорбиновой кислотой, может предотвратить кристаллизацию сорбиновой кислоты, что в результате приводит к повышенной физической устойчивости.
(интенсивность)
Относительную растворимость сорбиновой кислоты в твердой дисперсии определяли с помощью УФ-Вид спектрометра. Сорбат калия сначала растворяли в воде в концентрации 0,25-0,5% (масс./масс.) при комнатной температуре. Раствор сорбата подкисляли добавлением лимонной кислоты до рН 2,5-3,0, что приводило к осаждению сорбиновой кислоты. Осажденную сорбиновую кислоту отделяли центрифугированием и хранили насыщенный раствор при 4°C (40°F). Относительную концентрацию сорбиновой кислоты измеряли УФ-Вид спектрометром при λmax=263 нм. Результаты показали, что интенсивность оптического поглощения сорбиновой кислоты с носителем в твердой дисперсии выше, чем таковая в контроле с сорбатом без носителя (таблица 2). Согласно закону Ламберта-Бера концентрация сорбиновой кислоты пропорциональна интенсивности оптического поглощения (Abs=К [сорбиновая кислота]). Следовательно, чем выше интенсивность оптического поглощения, тем большую растворимость имеет сорбиновая кислота.
Тип носителя влияет на растворимость и устойчивость сорбиновой кислоты в сиропе и напитке. Сорбат с гексаметафосфатом натрия (ГМФН) как носителем, в частности, проявляет высокую устойчивость в буферном растворе при низких величинах рН. Твердая дисперсия сорбат/ГМФН устойчива в буферном растворе при рН 2,5-3,0. Не наблюдается кристаллизации после хранения подкисленного раствора сорбата при комнатной температуре или насыщенного раствора при температуре 4°C (40°F) в течение 14 дней по сравнению с другими носителями. Повышение устойчивости можно приписать уменьшенному размеру частиц и увеличенному отрицательному дзета-потенциалу. Поскольку фосфорная кислота- это сильная кислота с низким рКа, частицы сорбиновой кислоты с абсорбированной фосфорной кислотой в водном растворе несут сильные отрицательные заряды даже при низких величинах рН. Таким образом, оказывается, что в стабилизации сорбиновой кислоты в сиропе важную роль играют дзета-потенциал и размер частиц. Чем выше отрицательный дзета-потенциал, тем выше устойчивость сорбиновой кислоты/ГМФН. Согласно теории устойчивости коллоидов ДЛФО устойчивость частиц в растворе зависит от их полной потенциальной энергии (ван-дер-ваальсово притяжение, электростатическое отталкивание и стерическое отталкивание). В составе полной потенциальной энергии доминирующую роль для устойчивости частиц играет электростатические отталкивание, которое сильно зависит от дзета-потенциала. Следовательно, частицы сорбиновой кислоты/ГМФН, которые имеют высокий отрицательный заряд поверхности, в сиропах и напитках стабилизируются электростатическим отталкиванием.
Следовательно, добавление сорбата в соответствии с аспектами настоящего изобретения рассматривается в широком диапазоне концентраций сорбиновой кислоты, наряду с по существу препятствованием осаждению сорбиновой кислоты.
Как понимает квалифицированный практик, другие соединения в напитке или сиропе также могут неблагоприятно влиять на растворимость сорбиновой кислоты. Например, жесткость снижает растворимость сорбиновой кислоты. Концентрация сорбиновой кислоты, которая требуется для достижения условий промышленной консервации, также связана с другими свойствами сиропа или напитка. Например, насыщение углекислотой будет снижать концентрацию сорбиновой кислоты, требуемую для достижения данных характеристик консервации. В противопоставление этому, снижение рН снижает концентрацию сорбиновой кислоты, которая требуется для достижения данных характеристик консервации. С указаниями, представленными в настоящем документе, квалифицированный практик будет способен установить концентрацию сорбиновой кислоты, которая в достаточной степени консервирует сироп или напиток.
В соответствии с аспектами настоящего изобретения сиропы и напитки включают в себя сорбиновую кислоту в качестве консерванта. Квалифицированному практику известны другие консерванты, и они могут добавляться к сорбиновой кислоте. Другие консерванты включают, например, такие комплексоны, как ЭДТА, включая динатрий-ЭДТА, кальций-динатрий-ЭДТА и гексаметафосфат натрия (ГМФН), и такие антимикробные средства, как бензоаты, особенно бензоаты щелочных металлов; аргинат лауриновой кислоты; соли коричной кислоты; антиокислители, включая токоферолы, БГА и БГТ. В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения другие консерванты применяются ограниченно, а наиболее типично совсем не применяются. С указаниями, представленными в настоящем документе, квалифицированный практик будет способен выбрать подходящие консерванты.
Варианты осуществления настоящего изобретения с подсластителями напитков и сиропов включают калорийные углеводные подсластители, природные сильнодействующие подсластители, синтетические сильнодействующие подсластители, прочие подсластители и их комбинации. С указаниями, представленными в настоящем документе, можно выбирать подходящую систему подсластителей (будь то отдельное соединение или их комбинация).
Примеры подходящих калорийных углеводных подсластителей включают сахарозу, фруктозу, глюкозу, эритрит, мальтит, лактит, сорбит, маннит, ксилит, D-тагатозу, трегалозу, галактозу, рамнозу, циклодекстрин (напр., α-циклодекстрин, β-циклодекстрин и γ-циклодекстрин), рибулозу, треозу, арабинозу, ксилозу, ликсозу, аллозу, альтрозу, маннозу, идозу, лактозу, мальтозу, инвертированный сахар, изотрегалозу, неотрегалозу, палатинозу или изомальтулозу, эритрозу, дезоксирибозу, гулозу, идозу, талозу, эритрулозу, ксилулозу, псикозу, туранозу, целлобиозу, глюкозамин, маннозамин, фукозу, глюкуроновую кислоту, глюконовую кислоту, глюконолактон, абеквозу, галактозамин, ксилоолигосахариды (ксилотриозу, ксилобиозу и т.п.), гентиоолигосахариды (гентиобиозу, гентиотриозу, гентиотетрозу и т.п.), галактоолигосахариды, сорбозу, нигероолигосахариды, фруктоолигосахариды (кестозу, нистозу и т.п.), мальтотетраол, мальтотриол, мальтоолигосахариды (мальтотриозу, мальтотетраозу, мальтопентаозу, мальтогексаозу, мальтогептаозу и т.п.), лактулозу, мелибиозу, раффинозу, рамнозу, рибозу, изомеризованные жидкие сахара, такие как кукурузный/крахмальный сироп с высоким содержанием фруктозы (напр., HFCS55, HFCS42, HFCS90), связывающие сахара, олигосахариды соевых бобов и глюкозный сироп.
Другие подсластители, пригодные для использования в вариантах осуществления по настоящему документу, включают природные, синтетические и другие сильнодействующие подсластители. Фразы «природный сильнодействующий подсластитель», «NHPS», «композиция NHPS» и «композиция природных сильнодействующих подсластителей», как они используются в настоящем документе, являются синонимами. «NHPS» означает любой подсластитель, встречающийся в природе, который представлен в сырой, экстрагированной, очищенной, обработанной ферментом или любой другой форме, по отдельности или в комбинации, и имеет характерное подслащивающее действие более сильное, чем сахароза, фруктоза или глюкоза, но содержит меньше калорий. Без ограничений, примеры NHPS, пригодные для вариантов осуществления настоящего изобретения, включают ребаудиозид А, ребаудиозид В, ребаудиозид С (дулькозид В), ребаудиозид D, ребаудиозид Е, ребаудиозид F, дулькозид А, рубузозид, стевию, стевиозид, могрозид IV, могрозид V, подсластитель «Luo Han Guo», сиаменозид, монатин и его соли (монатин SS, RR, RS, SR), куркулин, глицирризовую кислоту и ее соли, тауматин, монеллин, мабинлин, браззеин, гернандульцин, филлодульцин, глицифиллин, флоридзин, трилобтаин, байюнозид, осладин, полиподозид А, птерокариозид А, птерокариозид В, мукурозиозид, фломизозид I, периандрин I, абрузозид А, циклокариозид I.
NHPS также включают модифицированные NHPS. Модифицированные NHPS включают NHPS, которые были изменены естественным путем. Например, модифицированные NHPS включают, без ограничений, те NHPS, которые сбраживались, контактировали с ферментами, были производными или замещенными NHPS. В одном варианте осуществления по меньшей мере один модифицированный NHPS может применяться в комбинации с по меньшей мере другим NHPS. В другом варианте осуществления по меньшей мере один модифицированный NHPS может применяться без NHPS. Следовательно, модифицированные NHPS могут заменяться на NHPS или могут применяться в комбинации с NHPS для любого из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. Однако в целях краткости в описании вариантов осуществления настоящего изобретения модифицированные NHPS не описаны явно как альтернатива немодифицированным NHPS; следует понимать, что модифицированные NHPS можно заменять на NHPS в любом варианте осуществления, описанном в настоящем документе.
Фраза «синтетический подсластитель», как она используется в настоящем документе, относится к любой композиции, которая не встречается в природе и является сильнодействующим подсластителем. Не имеющие ограничительного характера примеры синтетических подсластителей, которые также известны как искусственные подсластители, пригодных для вариантов осуществления настоящего изобретения, включают сукралозу, ацесульфам калия (ацесульфам К или ацеК) или другие соли, аспартам, элитам, сахарин, неогесперидина дигидрохалкон, цикламат, неотам, N-[3-(3-гидрокси-4-метоксифенил)-пропил]-L-α-аспартил]-L-фенилаланина 1-метиловый эфир, N-[3-(3-гидрокси-4-метоксифенил)-3-метилбутил]-L-α-аспартил]-L-фенилаланина 1-метиловый эфир, N-[3-(3-метокси-4-гидроксифенил)-пропил]-L-α-аспартил]-L-фенилаланина 1-метиловый эфир и их соли.
Кислоты, пригодные для применения в вариантах осуществления настоящего изобретения, включают кислоты пищевой чистоты, как правило, применяемые в напитках и сиропах для напитков. Буферные вещества включают соли кислот пищевой чистоты, которые образуют рН-буферы, т.е. составляют комбинацию соединений, которым свойственно поддерживать значение рН на выбранном уровне. Пищевые кислоты для применения в конкретных вариантах осуществления включают, без ограничений, фосфорную кислоту, лимонную кислоту, аскорбиновую кислоту, адипиновую кислоту, фумаровую кислоту, молочную кислоту, яблочную кислоту, винную кислоту, уксусную кислоту, щавелевую кислоту, дубильную кислоту, кофедубильную кислоту и их комбинации.
Вкусоароматические добавки, которые обычно применяют в напитках и сиропах, пригодны к применению в напитках и сиропах, представляющих варианты осуществления настоящего изобретения. Квалифицированный практик признает, что некоторые вкусоароматические добавки будут вызывать помутнение напитка или придавать ему непрозрачность. Следовательно, такая вкусоароматическая добавка, которая часто бывает эмульсией, может быть непригодна для применения в прозрачном напитке. Подходящие вкусоароматические добавки включают такие, которые, как правило, применяют в напитках и сиропе, не имеющем несовместимости с типом напитка. То есть в прозрачный напиток, как правило, не добавляют вкусоароматические добавки, которые могут сделать напиток непрозрачным, мутным или иным образом менее привлекательным для потребителя. Однако допуская, что это условие известно квалифицированному практику, известные вкусоароматические добавки применяют по целесообразности и при необходимости.
Любая вкусоароматическая добавка, вкусоароматическое вещество или вкусоароматическая система, согласующаяся с типом напитка, подходит для применения в вариантах осуществления настоящего изобретения. Дополнительно вкусоароматическая добавка может иметь любую форму, такую как порошок, эмульсия, микроэмульсия и т.п. Некоторые из этих форм могут придавать непрозрачность напитку, и значит, их не следует применять в прозрачном напитке. Типичные вкусоароматические добавки включают миндаль, амаретто, яблоко, кислое яблоко, абрикос, нектарин, банан, черешню, вишню, малину, ежевику, голубику, шоколад, корицу, кокос, кофе, колу, клюкву, сливки, ирландские сливки (ликер), фруктовый пунш, имбирь, гран марнье (ликер), виноград, грейпфрут, гуаву, гренадин, гранат, фундук, киви, лимон, лайм, лимон/лайм, танжерин, мандарин, манго, мокко, апельсин, папайю, маракуйю, персик, грушу, перечную мяту, кудрявую мяту, пина коладу (коктейль), ананас, пиво из корнеплодов, березовое пиво, сарсапарель, землянику, бойзенову ягоду, чай, тоник, арбуз, дыню, дикую вишню и ваниль. Образцовые вкусоароматические добавки - лимон-лайм, кола, кофе, чай, фруктовые вкусовые добавки всех типов и их комбинации.
Поверхностно-активные вещества, иные, чем полисорбат, также могут присутствовать в сиропе или напитке, либо могут быть добавлены как ингредиент сиропа. Квалифицированный практик признает, что поверхностно-активное вещество можно также вводить в сироп или напиток как часть составного ингредиента. Поверхностно-активные вещества, как правило, пригодные для использования в вариантах осуществления настоящего изобретения, включают, без ограничений, додецилбензолсульфонат натрия, диоктилсульфосукцинат или диоктилсульфосукцинат натрия, додецилсульфат натрия, хлорид цетилпиридиния (хлорид гексадецилпиридиния), бромид гексадецилтриметиламмония, холат натрия, карбамоил, хлорид холина, гликохолат натрия, тауродезоксихолат натрия, аргинат лауриновой кислоты, стеароиллактилат натрия, таурохолат натрия, лецитины, сложные эфиры олеатсахарозы, сложные эфиры стеаратсахарозы, сложные эфиры пальмитатсахарозы, сложные эфиры лауратсахарозы и другие поверхностно-активные вещества.
Квалифицированный практик признает, что ингредиенты можно добавлять по отдельности или в комбинации. Также можно готовить растворы из сухих ингредиентов и применять их для удобного добавления ингредиентов в основное количество воды.
Квалифицированный практик признает, что если во время изготовления сиропа применяется температура выше, чем температура окружающей среды, то температуру сиропа можно понизить после завершения приготовления данного продукта или, как правило, после подкисления и перед добавлением летучих материалов. Как правило, сироп для напитка приготавливают путем добавления ингредиентов в основное количество воды. Вода имеет температуру, как правило, по меньшей мере 10°C (50°F) и, как правило, меньше чем 93°C (200°F), обычно от 10°С до 71°C (от 50°F до 160°F) и, как правило, от 10°C до 54°C (от 50°F до 130°F).
Ингредиенты, как правило, добавляют в основное количество воды в таком порядке, который сводит к минимуму возможные неблагоприятные взаимодействия между ингредиентами или возможное неблагоприятное влияние на любой ингредиент. Например, питательные вещества, чувствительные к температуре, следовало бы добавлять во время периода относительно низкой температуры, ближе к концу процесса изготовления. Аналогично вкусоароматические добавки и вкусоароматические вещества часто добавляют перед самым окончанием приготовления сиропа, чтобы свести к минимуму возможные потери летучих компонентов и свести к минимуму потери вкуса и запаха в любом виде. Подкисление часто выполняют на последних этапах, как правило, перед добавлением чувствительных к температуре, летучих и вкусоароматических материалов. Следовательно, вкусоароматические добавки, или вкусоароматические компоненты, или другие летучие материалы и питательные вещества, как правило, добавляют в надлежащее время и при надлежащей температуре. С указаниями, представленными в настоящем документе, квалифицированный практик может определить надлежащее время введения вкусоароматической добавки и других летучих материалов.
Любая из этих или других последовательностей добавления ингредиентов используется надлежащим образом, поскольку с указаниями, представленными в настоящем документе, квалифицированный практик может определить последовательность, в которой добавляются ингредиенты.
Готовый сироп упаковывают, и его можно хранить. Сироп можно применять по существу немедленно для изготовления напитков, которые, как правило, упаковывают для их распространения. Сироп также можно распространять по разливочным заводам, которые упаковывают напитки, приготовленные с добавлением воды и, возможно, других материалов, напр. углекислоты. Как правило, гидромодуль составляет 1+5.
Особый аспект настоящего изобретения представляет применение порошка дисперсии сорбата в автоматах для отпуска напитков. Сироп, как правило, продают тем, кто смешивает сироп с добавочной водой и, возможно, другими ингредиентами, напр. углекислотой, для немедленного употребления.
Другие варианты осуществления настоящего изобретения направлены на изготовление устойчивых консервированных готовых к употреблению напитков. Такие напитки приготавливают путем смешивания аликвоты сиропа с надлежащим количеством разбавляющей воды. Как правило, применяют соотношение 1 объема сиропа к 5 объемам воды или другой жидкости, также известное как «гидромодуль 1+5».
Варианты осуществления сиропа по настоящему изобретению являются устойчивыми сиропами для напитков, консервированными сорбиновой кислотой, которые имеют срок хранения по меньшей мере три дня или по меньшей мере одну неделю при комнатной температуре. Более типично варианты осуществления сиропа по настоящему изобретению имеют срок хранения по меньшей мере четыре недели, или по меньшей мере семь недель, или по меньшей мере двадцать недель и еще более типично по меньшей мере шесть месяцев.
Варианты осуществления напитка по настоящему изобретению являются устойчивыми напитками, консервированными сорбиновой кислотой, которые имеют срок хранения по меньшей мере четыре недели или по меньшей мере десять недель при температуре от 4°C до 43°C (от 40°F до 110°F). Более типично варианты осуществления напитка по настоящему изобретению имеют срок хранения по меньшей мере четыре недели, или по меньшей мере шесть недель, или по меньшей мере двадцать недель и еще более типично по меньшей мере шесть месяцев.
Далее следуют аспекты настоящего изобретения.
Аспект 1. Способ получения порошка сорбата, включающий растворение соли сорбата в воде, добавление стабилизирующего носителя к раствору сорбата и распылительную сушку раствора носителя и сорбата с образованием порошка сорбата.
Аспект 2. Способ получения сиропа для напитков, включающий комбинирование воды, порошка сорбата и по меньшей мере одного ингредиента, выбранного из подсластителей и ароматизаторов, причем порошок сорбата с носителем получают путем растворения соли сорбата в воде, добавления стабилизирующего носителя к раствору сорбата и распылительной сушки раствора носителя и сорбата с образованием порошка сорбата.
Аспект 3. Сироп для напитков, содержащий комбинацию воды, порошка сорбата и по меньшей мере одного ингредиента, выбранного из подсластителей и ароматизаторов, причем порошок сорбата с носителем получают путем растворения соли сорбата в воде, добавления стабилизирующего носителя к раствору сорбата и распылительной сушки раствора носителя и сорбата с образованием порошка сорбата. Сироп может содержать от 1000 до 2300 ч./млн. сорбата или от 1000 до 1500 ч./млн.
Аспект 4. Любой из показанных выше аспектов, в котором соль сорбата представлена сорбатом калия.
Аспект 5. Любой из показанных выше аспектов, в котором носитель выбирают из кислородсодержащих гидрофильных солей органических и неорганических кислот, полисахаридов, стевиолгликозидов или их комбинаций, например, выбирают из гексаметафосфата натрия (ГМФН), дигидрофосфата калия, цитрата калия, тартрата натрия, мальтодекстрина, гуммиарабика, пектина, каррагенана, камеди гхатти, крахмала, альгината, целлюлозы, модифицированного крахмала, карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), ребаудиозида А, ребаудиозида D и их комбинаций.
Аспект 6. Любой из аспектов, перечисленных выше, в котором значение рН раствора носителя и сорбата составляет от 4 до 10.
Аспект 7. Любой из показанных выше аспектов, который дополнительно включает регулирование рН путем добавления кислоты или основания, например добавления фосфорной кислоты или гидроксида натрия.
Аспект 8. Любой из показанных выше аспектов, в котором соотношение стабилизирующего носителя и сорбата находится в диапазоне от 0,1:10 до 10:0,1; от 0,5:5 до 5:0,5 или 1:1.
Аспект 9. Любой из показанных выше аспектов, в котором порошок содержит от 20 до 80 масс. %, от 30 до 70 масс. % или от 35 до 65 масс. % сорбата по отношению к общей массе порошка.
Приведенные далее примеры иллюстрируют, но не ограничивают данное изобретение.
Пример 1
В стакан на 1000 мл добавляли 15 г сорбата калия и 500 г воды. После перемешивания в течение 15 минут при комнатной температуре сорбат калия полностью растворялся в воде. Значение рН раствора сорбата доводили от 9,2 до 6,0 медленным добавлением фосфорной кислоты (50%). Затем добавляли 43 г (35%) раствора гуммиарабика. Смесь перемешивали в течение 20 минут. Далее раствор сорбата и гуммиарабика подвергали распылительной сушке с получением порошка, который содержал 50% сорбата калия. Выход извлекаемого материала составил 85%.
Пример 2
В стакан на 500 мл добавляли 25 г сорбата калия и 300 г воды. После перемешивания в течение 15 минут при комнатной температуре сорбат калия полностью растворялся в воде с получением рН 8,85. Затем добавляли 25 г порошка мальтодекстрина (DE 13-18%). Смесь перемешивали в течение 20 минут. Значение рН раствора уменьшалось от 8,85 до 8,3. Далее раствор сорбата и мальтодекстрина подвергали распылительной сушке с получением порошка, который содержал 50% сорбата калия. Выход извлекаемого материала составил 86%.
Пример 3
В стакан на 500 мл добавляли 30 г сорбата калия и 360 г воды. После перемешивания в течение 15 минут при комнатной температуре сорбат калия полностью растворялся в воде с получением рН 9,12. Затем добавляли 30 г порошка цитрата калия. Смесь перемешивали в течение 20 минут. Значение рН раствора доводили от 9,2 до 8,45. Далее раствор сорбата и цитрата подвергали распылительной сушке с получением порошка, который содержал 50% сорбата калия. Выход извлекаемого материала составил 80%.
Пример 4
В стакан на 500 мл добавляли 15 г монофосфата калия и 200 г воды. После перемешивания в течение 15 минут при комнатной температуре монофосфат калия полностью растворялся в воде с получением рН 4,3. Значение рН раствора монофосфата калия доводили от 4,3 до 6,9 медленным добавлением 23,22 г гидроксида натрия (3 М). Затем добавляли 15 г сорбата калия. Смесь перемешивали в течение 20 минут при рН 6,93. Далее раствор сорбата и монофосфата калия подвергали распылительной сушке с получением порошка, который содержал 43,38% сорбата калия. Выход извлекаемого материала составил 87%.
Пример 5
В стакан на 500 мл добавляли 20 г монофосфата калия и 200 г воды. После перемешивания в течение 15 минут при комнатной температуре монофосфат калия полностью растворялся в воде с получением рН 4,38. Значение рН раствора монофосфата калия доводили от 4,48 до 6,76 медленным добавлением 20,47 г гидроксида натрия (3 М). Затем добавляли 20 г сорбата калия. Смесь перемешивали в течение 20 минут при рН 6,76. Далее раствор сорбата и монофосфата калия подвергали распылительной сушке с получением порошка, который содержал 37% сорбата калия. Выход извлекаемого материала составил 85%.
Пример 6
В стакан на 500 мл добавляли 20 г сорбата калия и 360 г воды. После перемешивания в течение 15 минут при комнатной температуре сорбат калия полностью растворялся в воде с получением рН 8,92. Раствор сорбата нагревали до 45°C. Значение рН доводили до 7,02 путем добавления 0,45 г фосфорной кислоты (25%). Затем добавляли 30 г порошка мальтодекстрина (DE 13-18%). Смесь перемешивали в течение 20 минут. Далее раствор сорбата и мальтодекстрина подвергали распылительной сушке с получением порошка. Выход извлекаемого материала составил 87%.
Пример 7
В стакан на 500 мл добавляли 28,3 г гексаметафосфата натрия (ГМФН) и 150 г воды. После перемешивания в течение 15 минут при комнатной температуре ГМФН полностью растворялся в воде с получением рН 6,6. Значение рН раствора ГМФН доводили до 6,8 медленным добавлением гидроксида натрия (3 М), а затем добавляли 5 г сорбата калия. Смесь перемешивали в течение 20 минут. Далее раствор сорбата и ГМФН подвергали распылительной сушке с получением порошка. Выход извлекаемого материала составил 90%.
Пример 8
В стакан на 250 мл добавляли 108 г сорбата калия и 110 г воды. Смесь нагревали до 45°C. После перемешивания в течение 15 минут при 45°C сорбат калия полностью растворялся в воде с получением рН 10,5. Смесь перемешивали в течение 20 минут. Далее раствор сорбата подвергали распылительной сушке с получением порошка. Выход извлекаемого материала составил 93%.
Хотя изобретение описано в отношении конкретных примеров, включая способы осуществления изобретения, которые в настоящее время считаются предпочтительными, специалисты в данной области оценят, что существуют многочисленные разновидности и перестановки вышеописанных систем и методик, которые соответствуют сущности и объему изобретения, изложенному в прилагаемой формуле изобретения. Например, другие прозрачные напитки приготавливают по вариантам осуществления настоящего изобретения, и в вариантах осуществления настоящего изобретения применяются другие неводные растворители.