ВКУСНЫЕ НАПИТКИ И КОМПОЗИЦИИ С ЭКСТРАКТОМ КАКАО
TASTY BEVERAGES AND COMPOSITIONS WITH COCOA EXTRACT

Область техники
Настоящее изобретение относится к вкусным напиткам и композициям, содержащим экстракт какао, который содержит полифенолы какао и пищевую кислоту. Настоящее изобретение далее относится к процессам составления указанных напитков и композиций.
Уровень техники
Полифенольные соединения представляют собой обширный класс биоактивных соединений, получаемых из материала определенных растений. Растительные полифенолы ассоциированы с целым рядом положительных эффектов для здоровья. В какао содержатся определенные полифенольные соединения, включая процианидины. При правильной обработке в продуктах какао, включая экстракты, твердое и жидкое какао, сохраняются многие флавонолы и процианидины, исходно обнаруживаемые в какао. При приеме внутрь эти полифенолы какао могут положительно влиять на здоровье людей. Например, было показано, что полифенолы какао положительно влияют на поток - опосредованное расширение кровеносных артерий и повышают активность оксида азота/синтазы оксида азота (NO/NOS); это влияние на здоровье сердечно-сосудистой системы описано, например, в WO 97/36497, опубликованной 9 октября 1997 г. Таким образом, прием внутрь продуктов какао с высоким содержанием полифенолов какао может оказывать сильное положительное влияние на здоровье. Следовательно, в области техники существует потребность в композициях, содержащих полифенолы какао.
Сущность изобретения
Неожиданно было обнаружено, что в условиях, описанных в настоящей заявке, в присутствии экстракта какао, содержащего полифенолы какао, пищевая кислота обладает несколькими преимуществами: улучшает вкус композиций, содержащих экстракт какао, придает привлекательный цвет композициям, содержащим экстракт какао, позволяет получить композиции с экстрактом какао и положительно влияющими на здоровье полифенолами какао со вкусом, отличным от вкуса шоколада, а также повышает дисперсность полифенолов какао, содержащихся в экстракте какао.
В варианте изобретения представлен напиток, такой как вкусный напиток и сухая смесь для его приготовления, содержащие пищевую кислоту, а также экстракт какао, содержащий один или более полифенолов какао. В некоторых воплощениях напиток и смесь могут включать подсластитель, например непитательный подсластитель, такой как сукралоза, ацесульфам К или их комбинацию. Сухая смесь для приготовления напитка может представлять собой сыпучий сухой порошок красного или красно-коричневого цвета, который может содержать частицы определенного размера, описанные в настоящей заявке.
В другом варианте, в настоящем изобретении представлена водорастворимая или вододиспергируемая композиция с нешоколадным вкусом, содержащая подсластитель, например непитательный подсластитель (такой как сукралоза, ацесульфам К или их комбинации), пищевую кислоту, такую как лимонная, виннокаменная и/или яблочная кислоты, экстракт какао, содержащий один или более полифенолов какао, и носитель. Композиция далее может содержать фруктовую вкусовую добавку. Она также может содержать экстракт какао с частицами определенного размера, описанными в настоящей заявке.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 приведена схема забора образцов за день до и в день биологического исследования, описанного в настоящей заявке.
На фиг.2 приведены средние уровни метаболитов эпикатехина, обнаруживаемые в плазме крови через 0, 1, 2 и 4 часа после приема внутрь композиции согласно настоящему изобретению в биологическом исследовании, проводимом согласно фиг.1.
На фиг.3 приведены уровни метаболитов эпикатехина, обнаруживаемые в плазме крови через 0, 1, 2 и 4 часа после приема внутрь композиции согласно настоящему изобретению, для каждого из десяти субъектов.
На фиг.4А приведены уровни неметилированного эпикатехина, обнаруживаемые в плазме крови через 0, 1, 2 и 4 часа после приема внутрь композиции согласно настоящему изобретению.
На фиг.4В приведены уровни метаболита 3'-О-метилэпикатехина, обнаруживаемые в плазме крови через 0, 1, 2 и 4 часа после приема внутрь композиции согласно настоящему изобретению.
На фиг.4С приведены уровни метаболита 4'-О-метилэпикатехина, обнаруживаемые в плазме крови через 0, 1, 2 и 4 часа после приема внутрь композиции согласно настоящему изобретению.
На фиг.5 приведены относительные уровни неметилированного эпикатехина, 3'-О-метилэпикатехина и 4'-О-метилэпикатехина, обнаруживаемые в плазме крови через 0, 1, 2 и 4 часа после приема внутрь композиции согласно настоящему изобретению.
На фиг.6А-В приведены графики зависимости времени смачивания композиций для приготовления напитков в виде сухих смесей от содержания лимонной кислоты (А) и соотношения кислоты и экстракта какао (В).
На фиг.7 приведено распределение размера частиц нескольких композиций для приготовления напитков в виде сухих смесей, а также время смачивания фракции частиц этих композиций размером 250>x>105 мкм. CF означает экстракт какао.
На фиг.8 приведены результаты вкусового теста, проведенного с участием семидесяти субъектов и с использованием гедонической шкалы оценок. (Левые столбики означают субъектов-мужчин, правые столбики означают субъектов-женщин).
Подробное описание изобретения
Экстракты какао, содержащие полифенолы какао, обычно имеют горький и терпкий вкус. Композиции, содержащие экстракт какао, содержащий полифенолы какао, обычно ограничивались композициями с шоколадным вкусом, такими как какао-напиток. Далее, для композиций, содержащих экстракт какао, содержащий полифенолы какао, с нешоколадным вкусом, характерна низкая вкусовая привлекательность из-за выраженного горького и терпкого вкуса экстракта. Таким образом, предпочтительно представить композицию, содержащую экстракт какао, содержащий полифенолы какао, со вкусом, отличающимся от шоколадного, и приятную на вкус. Это позволило бы расширить сферу полезного применения полифенолов какао.
Экстракты какао, содержащие полифенолы какао, обычно при добавлении к воде окрашивают ее в бордовый или коричневый цвет. Потребителям композиции, содержащей экстракт какао, этот натуральный цвет может казаться недостаточно привлекательным. Таким образом, предпочтительно представить композицию, содержащую экстракт какао, содержащий полифенолы какао, которая при добавлении к воде окрашивает ее в привлекательный цвет.
В связи с особенностями процесса экстракции экстракты какао, содержащие полифенолы какао, могут быть гидрофобными, что затрудняет их смачивание и, следовательно, диспергирование в воде. Таким образом, предпочтительно представить композицию, содержащую экстракт какао, содержащий полифенолы какао, легко диспергируемую при добавлении к воде.
Далее, исследования показали, что потребление полифенолов какао, содержащихся в продуктах какао, приводит к пику концентрации образующихся метаболитов в плазме, как правило, через 2 часа после потребления (см. Schroeter et al., (-)-Epicatechin mediates beneficial effects of the flavanol-rich cocoa on vascular functions in humans", PNAS, т. 103, №4, январь 2006, стр. 1024-1029.). Предпочтительно, если при использовании напитков, описанных в настоящей заявке, будут достигнуты по меньшей мере сходные показатели абсорбции.
Термин «экстракт какао» означает полученный с использованием растворителя экстракт, содержащий полифенолы какао (катехин, эпикатехин и/или процианидины), получаемый путем экстракции с использованием растворителя какао-бобов, дробленых какао-бобов, необезжиренных, частично или полностью обезжиренных твердых какао-продуктов (например, какао-жмыха и какао-порошка), полученных из какао-бобов или дробленых какао-бобов. См., например, патент США № 5554645 на имя Romanczyk; патент США № 6015913 (Kealey et al.), выданный 18 января 2000 г.; и патент США № 6312753 (Kealey et al.), выданный 6 ноября 2001 г., раскрытие которых в части, касающейся экстрактов какао и процессов экстракции, включено в настоящую заявку путем ссылки. Специалисту в области техники известно, что в зависимости от растворителя, использующегося для экстракции (например, водный раствор ацетона), экстракт какао может быть гидрофобным. Далее, как известно специалисту в области техники, такой экстракт какао (который может представлять собой порошок) отличается от какао-порошка, полученного с помощью обычного способа обработки какао-бобов для производства какао-напитков и шоколада. Описание обычного способа обработки какао см., например, в Industrial Chocolate Manufacture and Use, 3 изд., под ред. S.T. Beckett, изд-во Blackwell Publishing, 1999. Кроме того, при использовании кислоты в процессе экстракции предполагается, что к полученному экстракту какао будет добавляться пищевая кислота, как описано в настоящей заявке, т.е. остаточное количество кислоты в указанном экстракте какао не рассматривается в качестве части компонента пищевой кислоты в составе композиции согласно настоящему изобретению.
Термины «флавонолы какао» означают флаван-3-оловые мономеры катехина и эпикатехина. Мономеры включают (+)-катехин и (-)-эпикатехин и их соответствующие эпимеры (например, (+)-эпикатехин и (-)-катехин) и их производные, включая метаболиты (описание метаболитов см. в Примере 2). Как известно специалисту в области техники, какао, в отличие от чая, не содержит галлатов и/или галлоилатов флавонолов, то есть термин «флавонолы какао» не включает катехин галлата, эпикатехин галлата, эпигаллокатехина, эпигаллокатехина галлата и т.п.
Термин «процианидин какао» означает натуральные или синтетические олигомеры катехина и/или эпикатехина.
Следует понимать, что любая ссылка на «полифенолы какао» включает флавонолы какао и/или процианидины какао.
Композиции согласно настоящему изобретению, как правило, не содержат полифеноловых соединений и/или экстрактов чая, вина, виноградных косточек или сосновой коры.
n
Также в настоящее изобретение включены композиции, содержащие по меньшей мере один из флавонолов с формулой «А» и процианидинов с формулой «A», где n представляет собой целое число от 2 до 18 или более. «А» представляет собой формулу:
1
1
где R означает 3-(α)-ΟΗ, 3-(β)-ΟΗ, 3-(α)-O-сахарид, 3-(β)-O-сахарид, 3-(α)-O-C(O)-R, или 3-(β)-O-C(O)-R';
где связь между соседними мономерами образуется между положениями 4 и 6 или 4 и 8;
где связь с мономером в положении 4 обладает стереохимией α или β;
где X, Y и Z выбираются из группы, состоящей из А, водорода и сахаридной группы, при том, что по меньшей мере один концевой мономер связан с соседним мономером в положении 4, и необязательно Y=Z=водород; и
где сахаридная группа представляет собой моно- или дисахаридную группу, которая может необязательно замещаться фенольной группой;
1
где R может означать арильную или гетероарильную группу, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой; и
их соли, производные и продукты окисления. Предпочтительно, если сахаридная группа выбирается из группы, состоящей из глюкозы, ксилозы, рамнозы и арабинозы. Сахаридная группа и любые из R, X, Y и Z могут необязательно замещаться в любом положении фенольной группой посредством сложноэфирной связи. Фенольная группа выбирается из группы, состоящей из кофеиновой, коричной, кумаровой, феруловой, галловой, гидроксибензойной и синаповой кислот.
В некоторых воплощениях композиция содержит по меньшей мере одно из вышеперечисленных соединений, в котором R представляет собой 3-(α)-OH и/или 3-(β)-ΟΗ.
Термин «композиция» включает, но не ограничивается пищевыми добавками, напитками и смесями для приготовления напитков.
Термин «носитель» включает, но не ограничивается любыми материалами, известными из уровня техники, включая, но не ограничиваясь любыми порошками, жидкостями, гелями, солюбилизаторами или связующими веществами, если они не токсичны и не взаимодействуют с другими компонентами композиции с образованием вредных веществ. Предпочтительные носители включают, но не ограничиваются мальтодекстрином, гуммиарабиком, крахмалом, микрокристаллической целлюлозой, гидроксипропилметилцеллюлозой и их смесями. В некоторых воплощениях носитель представляет собой мальтодекстрин, и/или переносчик имеет нейтральный вкус и/или не имеет терпкого вкуса, т.е. не влияет на вкус получаемого напитка, включая его терпкий вкус.
Термин «терпкий» означает тактильное ощущение сухости, сморщивания и/или шероховатости в полости рта. Терпкость медленно развивается и длится в течение долгого времени; для возникновения этого ощущения может потребоваться некоторое время. Терпкость присуща многим веществам; с точки зрения химии она определяется способностью преципитировать белки. Специалисту в области техники известны способы оценки и/или измерения терпкости. Например, в области техники известны способы сенсорной оценки таких свойств, как горечь, терпкость и т.п.; эти способы практикуются в соответствии с рекомендациями и руководящими указаниями Международного Стандарта (International Standard, ISO) и признанными органами, такими как Американское общество по испытаниям и материалам (American Society for Testing and Materials, ASTM). См. также Hanna Peleg et al., Bitterness and astringency of flavan-3-ol monomers, dimers and trimers, Journal of the Science of Food and Agriculture 79: 1123-1128 (1999).
Термин «вкусный», используемый в настоящем документе, означает, что композиция, такая как напиток, при потреблении обладает привлекательным или приятным вкусом как по вкусовым, так и по тактильным ощущениям, например «вкусный» означает, что элементы горечи и терпкости сбалансированы с другими свойствами композиции (например, сладостью и кислотой) (специалисту в области техники известно, что горечь, терпкость и послевкусие - свойства, ассоциированные с экстрактом какао); «вкусная композиция» также означает, что в ней легко распознается присутствие экстракта какао или аромата какао. В области науки о питании для оценки вкуса пищевых композиций обычно применяется гедоническая шкала, которая может применяться и в настоящей заявке, как видно из Примера 7 (см. результаты и ссылки в Примере 7). Например, наиболее широко распространенная гедоническая шкала представляет собой 9-оценочную шкалу, согласно которой субъект оценивает свое отношение к пище, от «совсем не нравится» до «очень нравится», а средняя оценка 5 нейтральна. Таким образом, композиция согласно изобретению считается «вкусной», если субъект оценивает ее по меньшей мере на 5 и выше, например, на 6 и выше. В Примере 7 также может использоваться 7-оценочная гедоническая шкала.
Термин «длительного хранения» означает продукт, который при хранении в условиях температуры и влажности окружающей среды не испортится и останется безопасным в течение указанного производителем срока хранения, если целостность упаковки не нарушена при хранении, перевозке, нахождении в магазине и дома.
Термин «водорастворимая композиция» означает то же самое, что и «вододиспергируемая композиция», и также может встречаться в виде «водорастворимая/вододиспергируемая композиция». Как известно специалисту в области техники, сухие порошковые композиции, описанные в настоящей заявке, содержат как водорастворимые (например, пищевая кислота), так и вододиспергируемые ингредиенты (например, частичка экстракта какао).
Таким образом, настоящее изобретение направлено на напиток, такой как вкусный напиток, и сухую смесь для его приготовления, включающие пищевую кислоту и дополнительно экстракт какао, содержащий один или более полифенолов какао. В некоторых воплощениях напиток и смесь могут включать подсластитель, такой как сукралоза, и/или носитель, такой как мальтодекстрин. Могут использоваться различные мальтодекстрины, например DE10 на основе кукурузы.
В другом варианте настоящее изобретение направлено на водорастворимую/вододиспергируемую композицию с нешоколадным вкусом, содержащую подсластитель, такой как сукралоза, пищевую кислоту, экстракт какао, содержащий один или более полифенолов какао, и носитель, такой как мальтодекстрин. Композиция далее может включать фруктовую вкусовую добавку. В дальнейших воплощениях водорастворимая/вододиспергируемая композиция с нешоколадным вкусом не включает лецитин и/или агенты, маскирующие вкус и/или терпкость, такие как, например, хинная кислота и/или пектин.
Термин «композиция с нешоколадным вкусом», используемый в настоящем документе, означает, что композиция не обладает выраженным вкусом шоколада или какао, несмотря на то, что в ней присутствуют экстракты и вещества, полученные из какао, т.е. термин «композиция с нешоколадным вкусом» означает то же самое, что и «композиция со вкусом, отличным от какао» - таким образом, «композиции с нешоколадным вкусом» отличаются от композиций, содержащих какао-порошок и обладающих вкусом какао/шоколада.
В определенных воплощениях композиции, описанные в настоящей заявке, представляют собой небелковые композиции. Термин «небелковая композиция» означает композицию, не содержащую белок, такой как, например, изолированный молочный или соевый белок, сухое молоко и/или порошок сои. В некоторых других воплощениях композиция согласно изобретению может содержать белок (например, белок сыворотки или гидролизат) и/или аминокислоту аргинин. В других воплощениях композиция может содержать по меньшей мере одну аминокислоту, отличную от глутамата.
В некоторых воплощениях композиция может представлять собой сыпучий порошок, содержащий частицы определенного размера и распределения, описанные в настоящей заявке.
Композиция согласно настоящему изобретению содержит пищевую кислоту. Пригодные пищевые кислоты включают, но не ограничиваются лимонной кислотой, виннокаменной кислотой, молочной кислотой, аскорбиновой кислотой, фумаровой кислотой, фосфорной кислотой, яблочной кислотой и их комбинациями. В определенных воплощениях композиции содержат порошки лимонной, виннокаменной или яблочной кислот или любые их комбинации, например комбинацию лимонной и яблочной кислот (типичные композиции приведены в Примере 1). Специалисту в области техники известно, что аскорбиновая кислота (витамин С) добавляется в соответствии с рекомендуемыми суточными нормами США (RDI), может составлять до 100% RDI, но не используется в больших количествах из-за возможных побочных эффектов. Использование хинной кислоты и щавелевой кислоты в изобретении не предполагается.
В некоторых воплощениях массовая доля кислоты (например, лимонной кислоты) в композиции в виде сухой смеси может составлять восемнадцать процентов (18%) и выше, например до сорока процентов (40%), например от тридцати до сорока процентов (30-40%), или от восемнадцати до двадцати пяти процентов (18-25%). Специалист в области техники может рассчитать оптимальное количество кислоты и в особенности его верхний предел в зависимости от получаемого вкуса напитка, например, напиток, содержащий слишком много кислоты, может иметь чересчур кислый вкус для потребления.
Преимущества понижения pH включают ослабление или балансирование горечи и терпкости экстракта какао, придание композиции естественного красного цвета и стабилизацию полифенолов какао в композиции. Определение «естественного цвета» для настоящего раскрытия приведено ниже.
Добавление пищевой кислоты в композицию преследует несколько целей; в результате повышается смачиваемость и диспергируемость композиции и понижается pH композиции при дисперсии в воде. Присутствие пищевой кислоты также ослабляет горечь и терпкость композиции и повышает ее вкусовые качества. В присутствии пищевой кислоты ощущения сухости, сморщивания и шероховатости в ротовой полости, ассоциируемые с горечью и терпкостью экстракта какао, содержащего полифенолы какао, заметно ослабляются.
В присутствии пищевой кислоты экстракт какао, содержащий полифенолы какао, придает композиции более привлекательный красный или красно-коричневый цвет при добавлении к воде (при увеличении количества экстракта какао красный цвет сменяется на красно-коричневый). Таким образом, композиция согласно настоящему изобретению может представлять собой сухую порошковую смесь красного или красно-коричневого цвета. Термин «естественный цвет», используемый в настоящей заявке, означает, что данный цвет присущ (получен из) экстракту какао при кислых pH, т.е. в присутствии кислотного компонента напитка, и не достигается путем добавления красителя. К композициям, описанным в настоящей заявке, можно добавлять красители (например, Red 40, кармин), однако в этом нет необходимости. Предпочтительно, если композиции, описанные в настоящей заявке, не содержат красителей, поскольку некоторые красители могут вызывать аллергию или отталкивать потребителей по каким-то другим причинам. Таким образом, в настоящее изобретение входят композиции, включая сухие смеси для приготовления напитков, не содержащие красителей. В настоящем документе используется определение термина «пищевой краситель» согласно Управлению по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), из которого прямо исключены фруктовые вкусовые добавки. Таким образом, композиции согласно изобретению могут содержать фруктовые вкусовые добавки.
Одним из преимуществ композиций согласно настоящему изобретению является их повышенная смачиваемость. В этом отношении, пищевая кислота повышает смачиваемость и погружаемость композиции при добавлении к жидкости, например, к воде. Повышенные смачиваемость и погружаемость обеспечивают более быстрое растворение/дисперсию в жидкости. Как описано ниже, достичь таких свойств композиций, содержащих экстракт какао, сложно.
В связи с особенностями процесса экстракции экстракты какао, содержащие полифенолы какао, могут быть гидрофобными. Таким образом, смачиваемость такого экстракта довольно низкая. Считается, что для получения композиции с приемлемой смачиваемостью и, как следствие, с приемлемой диспергируемостью необходим эмульгатор, такой как смачивающий агент лецитин. Как известно специалисту в области техники, лецитин используется в контексте смесей для приготовления напитков на основе какао-порошка при необходимости быстрого смачивания и дисперсии какао-порошка при добавлении к воде - в отсутствие лецитина какао-порошок может оставаться на поверхности жидкости в течение неприемлемо долгого периода времени (до часа). Некоторые порошки образуют мокрые корки или комки при добавлении к воде, что, в свою очередь, препятствует проникновению воды в центр комка. Такой комок плавает по поверхности, т.е. не тонет, что затрудняет диспергирование порошка. Как отмечено выше, при повышенной смачиваемости вода окружает частицы, что приводит к более быстрому погружению и растворению/дисперсии порошка в жидкости. Считалось, что в композициях, содержащих гидрофобные экстракты какао, лецитин окажется необходимым компонентом. Однако оказалось, что для агломерации и дисперсии гидрофобного экстракта какао, содержащего полифенолы какао, не требуется эмульгатора, такого как лецитин (см. Пример 4). Таким образом, в настоящее изобретение включены композиции, не содержащие эмульгатора (например, лецитина), например полученные путем агломерации экстракта какао, пищевой кислоты и носителя (например, мальтодекстрина) и не содержащие эмульгатора (например, лецитина).
Далее к композиции добавляют подсластитель, чтобы сбалансировать пищевую кислоту. Комбинация подсластителя, такого как сукралоза, ацесульфам К или их комбинаций, с пищевой кислотой придает композиции приятный вкус и маскирует или ослабляет горечь и терпкость, обычно ассоциируемые с продуктами какао, без неприятного послевкусия.
Значения титруемой кислотности композиций согласно настоящему изобретению при добавлении к жидкости, такой как вода, составляют от 0,2% до 0,75% (лимонная кислота). В области науки о питании титруемая кислотность хорошо известна. Она измеряется путем реакции присутствующей органической кислоты, такой как лимонная кислота, с основанием, таким как гидроксид натрия (NaOH), до выбранной конечной точки, близкой к нейтральной, по цвету кислоточувствительного индикатора или до заданного значения pH. Титруемая кислотность выражается как процентное соотношение искомой кислоты, такой как виннокаменная кислота в ягодах винограда, молочная кислота в молоке или лимонная кислота в лимонном соке. Из-за различной буферной емкости органических кислот не наблюдается прямой корреляции между титруемой кислотностью и pH. Однако более высокое содержание кислот в напитках часто ассоциируется с более низкими значениями pH и наоборот.
Значение pH композиции, представляющей собой напиток, содержащий воду и водорастворимую/вододиспергируемую композицию, описанную в настоящей заявке (например, сухая смесь, сыпучая порошковая композиция), меньше 5, например меньше примерно 4, например от около 2 до около 5, от около 2 до около 4, от около 2 до около 3 или от около 2,6 до около 3. В некоторых воплощениях pH напитка может равняться 2,8.
Композиция согласно изобретению может содержать экстракт какао, содержащий эпикатехин, катехин и процианидиновые олигомеры 2-10 (т.е. профиль 1-10). В определенных воплощениях экстракт какао содержит эпикатехин и/или любой из олигомеров 2-10 и/или любую их комбинацию.
Композиция согласно настоящему изобретению содержит флавонолы в количестве (все флавонолы, включая мономеры и олигомеры) не менее 100 мг на порцию (т.е. на единицу продукта) для положительного влияния на здоровье, ассоциированного с полифенолами какао, и не более 1000 мг на порцию для сохранения положительных вкусовых качеств композиции. Общее содержание флавонолов может находиться в интервале, например, от по меньшей мере примерно 200 до около 1000 мг на порцию, или от по меньшей мере примерно 300 до около 750 мг на порцию, или от по меньшей мере примерно 300 до около 525 мг на порцию, или по меньшей мере примерно 350 мг на порцию композиции. Как показано в примерах, размер порции сухой смеси композиции может составлять от 6 до 7 г. В некоторых воплощениях композиция может содержать по меньшей мере 5 мг/г (-)-эпикатехина и по меньшей мере 53 мг/г эпикатехина, катехина и олигомеров процианидина 2-10, вместе взятых. Содержание полифенолов какао в композиции измеряют способом, описанным в "Method performance and multi-laboratory assessment of a normal phase high pressure liquid chromatography-fluorescence detection method for the quantitation of flavanols and procyanidins in cocoa and chocolate containing samples," Rebecca J. Robbins, Jadwiga Leonczak, J. Christopher Johnson, Julia Li, Catherine Kwik-Uribe, Ronald L. Prior, and Liwei Gu, Journal of Chromoatography A, 1216 (2009) 4831-4840.
Перемалывание экстракта какао, используемого в композициях согласно настоящему изобретению, приводит к уменьшению размера частиц экстракта. Обычно молотый экстракт какао содержит по меньшей мере 300 мг полифенолов какао (профиль 1-10, флавонолы и олигомеры процианидина), например от около 300 до около 700 мг, или по меньшей мере примерно 400 мг, или от около 400 до около 600 мг, или от около 400 до около 500 мг на грамм молотого экстракта какао. Экстракт какао, содержащийся в композициях согласно изобретению, может состоять из частиц с уменьшенным размером примерно 75 мкм или менее, предпочтительно примерно 30 мкм или менее, более предпочтительно примерно 20 мкм или менее, и наиболее предпочтительно примерно 10 мкм или менее. Уменьшение размера частиц приводит к дальнейшему снижению терпкости, что, в свою очередь, приводит к улучшению вкусовых качеств композиции.
Однако уменьшение размера частиц (мелкие частицы) сухой порошковой композиции для приготовления напитка (например, после агломерации экстракта какао и других ингредиентов с частицами кислоты) может неблагоприятно влиять на смачиваемость и далее на погружаемость композиции для приготовления напитков при добавлении к воде. Таким образом, желаемый размер частиц композиции согласно настоящему изобретению (т.е. размер частиц после агломерации) определяли экспериментально в зависимости от комбинации других факторов (например, содержания кислоты) для получения вкусного напитка (напитков), описанного в настоящей заявке, при смешивании сухой порошковой композиции с водой.
http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=1417
В определенных воплощениях композиция согласно настоящему изобретению должна соответствовать следующему тесту на диспергируемость. Фраза «где водорастворимая композиция соответствует заданному тесту на диспергируемость», используемая в настоящем документе, означает, что композиция отвечает следующим требованиям после нижеприведенной процедуры. Продукт порошковой смеси (от 6 до 7 г) должен смачиваться таким образом, чтобы на поверхности, видимой глазу, не оставалось комков порошка или корки порошка в течение десяти (10) секунд после добавления к бутылке холодной воды (от 4 до 10°С, 38-50°F) объемом 16 жидкостных унций (1/2 литра). Продукт должен практически немедленно погрузиться в воду и упасть на дно бутылки. После смачивания бутылку встряхивают в течение двадцати (20) секунд, ждут десять (10) секунд, встряхивают второй раз в течение десяти (10) секунд и проверяют присутствие или отсутствие порошка в виде осадка на дне. Напиток далее процеживают через сито размером Меш 40 согласно US Sieve Series, что соответствует размеру ячейки 0,420 мм (420 мкм). На сите не должно оставаться комков или видимых частиц. Система значений Меш представляет собой число ячеек на линейный дюйм сита. Значения US Sieve Series, известные специалистам в области техники, можно найти, например, по адресу . Значения US Sieve Series также определены стандартом ASTM, известным специалистам в области техники.
Распределение размера частиц влияет на диспергируемость сухой композиции для приготовления напитка в воде. Ниже приведены примеры композиций согласно изобретению в виде сухих смесей для приготовления напитков в зависимости от размера частиц; в настоящем раскрытии и формуле изобретения размер частиц выражен в виде массовой доли. Доля частиц размером более 841 мкм (т.е. задерживающихся ситом размером Меш 20 US Sieve Series) не превышает пяти процентов (5%), например, не превышает трех процентов (3%) или не превышает одного процента (1%). Доля частиц размером 74 мкм или менее (т.е. проходящих сквозь сито размером Меш 200 US Sieve Series) не превышает примерно четырех-пяти процентов (5% или 4%,) например, не превышает трех процентов (3%) или не превышает одного процента (1%). Доля частиц размером от 421 до 841 мкм (задерживающихся ситом размером Меш 40 после прохождения сквозь сито размером Меш 20 US Sieve Series) в некоторых примерах композиции не превышает примерно сорока процентов (40%) или не превышает примерно двадцати процентов (20%) в зависимости от кислотности композиции, или находится в интервале от двадцати до сорока процентов (от 20 до 40%). Обычно доля частиц размером от 251 до 420 мкм (задерживающихся ситом размером Меш 60, но проходящих сквозь сито размером Меш 40 US Sieve Series) может находиться в интервале от тридцати до пятидесяти процентов (30-50%). Композиции с любой комбинацией размеров частиц, приведенных выше, входят в дополнительные воплощения настоящего изобретения.
В некоторых примерах композиции вышеописанные размеры частиц могут зависеть от кислотности композиции. Например, в композиции, содержащей двадцать шесть или более процентов (26%) или тридцать или более процентов (30%) кислоты (например, лимонной кислоты), обычно доля частиц размером от 421 до 841 мкм (задерживающихся ситом размером Меш 40 после прохождения сквозь сито размером Меш 20 US Sieve Series) составляет не более примерно сорока процентов (40%). В композиции, массовая доля кислоты (например, лимонной кислоты) в которой составляет от восемнадцати процентов (18%) и до двадцати пяти процентов (25%) например, от двадцати процентов (20%) и до двадцати пяти процентов (25%) кислоты (например, лимонной кислоты), доля частиц размером от 421 до 841 мкм (задерживающихся ситом размером Меш 40 после прохождения сквозь сито размером Меш 20 US Sieve Series) составляет не более примерно двадцати процентов (20%). Композиция, содержащая менее 18% кислоты, имеет менее желательные значения смачиваемости, погружаемости и диспергируемости.
Композиция может содержать дополнительные элементы, такие как подсластители, наполнители, добавки для сыпучести, натуральные вкусовые добавки, витамины, минералы, буферные агенты и другие материалы.
Пригодные подсластители (питательные и непитательные) могут включать подсластители, обычно используемые в пищевых продуктах, и включают, но не ограничиваются сахарозой (например, тростниковой или свекольной), декстрозой, фруктозой, лактозой, мальтозой, сиропом глюкозы или его сухим веществом, кукурузным сиропом или его сухим веществом, инвертированным сахаром, гидролизатом лактозы, медом, кленовым сахаром, коричневым сахаром, патокой, высокоэффективными подсластителями, сахарными спиртами (полиолами), наполнителями или их комбинациями. Подсластители, считающиеся высокоэффективными подсластителями в уровне техники, включают аспартам, цикламаты, сахарин, ацесульфам, неогесперидин дигидрохалкон, сукралозу, алитам, подсластители на основе стевии, глицирризин, тауматин, ацесульфам К и их смеси. Примеры сахарных спиртов включают спирты, обычно использующиеся в уровне техники, и включают, но не ограничиваются сорбитолом, маннитолом, ксилитолом, мальтитолом, изомальтом и лактитолом и т.п. Особенно предпочтительные подсластители включают сахарозу и сукралозу и комбинации сукралозы и ацесульфама К. Предпочтительный для настоящего изобретения подсластитель добавляет сладкий вкус и маскирует горечь и терпкость (т.е. действует как блокатор горечи и терпкости), как в случае сукралозы. В некоторых воплощениях настоящего изобретения не используется аспартам, поскольку он не добавляет сладкого вкуса в отсутствие выраженного послевкусия в присутствии экстракта какао (см. Пример 3), по сравнению, например, с сукралозой в тех же условиях.
Композиция может также включать наполнители, обычно используемые в комбинации с высокоэффективными подсластителями. «Наполнители» включают наполнители, обычно используемые в продуктах питания, и включают, но не ограничиваются полидекстрозой, целлюлозой и ее производными, мальтодекстрозой и гуммиарабиком. В некоторых воплощениях наполнитель нейтрален по отношению к вкусу и терпкости композиции, т.е. не влияет на эти свойства.
Композиция может также включать носитель, такой как мальтодекстрин, гуммиарабик, крахмал, микрокристаллическую целлюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу или их смесь. В некоторых воплощениях носитель нейтрален по отношению к вкусу и терпкости композиции, т.е. не влияет на эти свойства.
Композиция может также включать добавки для сыпучести, включая, но не ограничиваясь диоксидом силикона и оксидом магния. В некоторых воплощениях добавка для сыпучести нейтральна по отношению к вкусу и терпкости композиции, т.е. не влияет на эти свойства.
Композиция или напиток может также включать вкусовые добавки, включая, но не ограничиваясь натуральными или искусственными фруктовыми вкусовыми добавками, ванилином, пряностями, маслами цитрусов или пряностей натурального отжима и их комбинациями. Экспериментальным путем было выявлено, что некоторые вкусовые добавки обладают предпочтительным вкусом, как-то: ягодные, цитрусовые (например, грейпфрутовые), ананасовые или сливовые вкусовые добавки.
Далее приведены примеры композиций согласно изобретению. Водорастворимая/вододиспергируемая композиция (например, композиция с нешоколадным вкусом), содержащая экстракт какао, пищевую кислоту и сукралозу; в такой композиции экстракт какао может содержать катехин, эпикатехин и процианидиновые олигомеры 2-10, или по меньшей мере один из этих компонентов, общее количество полифенолов какао на единицу композиции может составлять по меньшей мере 53 мг/г катехина, эпикатехина и олигомеров 2-10, из которых по меньшей мере 5 мг/г (-)-эпикатехина; пищевая кислота может выбираться из лимонной, яблочной и виннокаменной кислот; массовая доля кислоты в сухой композиции может составлять по меньшей мере 18%, а частицы могут варьировать по размеру следующим образом: не более 5% частиц размером более 841 мкм, не более 4% частиц размером 74 мкм или менее, не более 20-40% частиц размером от 420 мкм до 840 мкм.
В других примерах композиции, композиция (например, композиция в виде сухой смеси для приготовления напитка) содержит экстракт какао, пищевую кислоту и подсластитель, где отношение пищевой кислоты к экстракту какао составляет 0,8 и более. Массовая доля пищевой кислоты в такой композиции может составлять по меньшей мере 18%.
В определенных других воплощениях водорастворимая композиция (например, композиция с нешоколадным вкусом) состоит в основном из экстракта какао, пищевой кислоты, непитательного подсластителя (например, сукралозы), носителя (например, мальтодекстрина) и фруктовой вкусовой добавки. Для воплощений, описанных в настоящем абзаце, переходная фраза «состоит в основном из» означает, что композиция может содержать, в дополнение к вышеперечисленным ингредиентам, другие ингредиенты, не влияющие на вкусовые качества, включая горечь и терпкость напитка.
Композиция, содержащая экстракт какао, содержащий полифенолы какао, предпочтительно вводится перорально.
Далее изобретение описывается с помощью следующих неограничивающих примеров.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 - Смесь для приготовления напитка
Настоящая смесь для приготовления напитка может быть получена, например, путем добавления компонентов смеси для приготовления напитка в любом порядке.
Исходно смесь для приготовления напитка готовили партиями весом по десять фунтов (10 lb) с вышеуказанным соотношением компонентов. Большую часть мальтодекстрина помещали в чашу и комбинировали с лимонной кислотой, аскорбиновой кислотой, экстрактом какао, микронизированным до среднего размера частицы менее 30 мкм, вкусовой добавкой (добавками) и трикалия цитратом. Затем смесь помещали в агломератор. По мере разжижения смеси с помощью горящего воздуха ее спрыскивали раствором мальтодекстрина и сукралозы. Диоксид силикона (агент, предотвращающий слипание) добавляли после агломерации. При добавлении смеси в количестве 6,6 г к 500 мл воды pH раствора был равен примерно 2,8.
Пример 2 - Биологическое исследование
После употребления внутрь субъектами - людьми напитка, содержащего полифенолы какао, описанного в Примере 1, измеряли уровни метаболитов эпикатехина в плазме, для того чтобы показать что эпикатехин всасывается из напитка.
Для этого исследования набрали здоровых добровольцев обоих полов (n=10, 6 мужчин и 4 женщины). Субъекты придерживались диеты, бедной флавоноидами, в течение всего дня исследования и дня, предшествовавшего дню исследования, а также не принимали пищу в течение 12 часов до начала исследования. В день исследования субъекты выпивали по 250 мл воды для обеспечения сходного уровня гидратации и далее через 1 час выпивали продукт.
Субъекты выпивали напиток, содержащий полифенолы какао, в том числе 53 мг флавонолов (профиль 1-10) на грамм продукта. Содержание флавонолов в продукте измеряли с помощью процедуры, описанной выше. Продукт потребляли в форме напитка, который готовили путем растворения 6,6 г тестируемого материала в 350 мл (12 жидкостных унций) воды. Субъекты выпивали напиток менее чем за 2 минуты. Общее количество флавоноидов (профиль 1-10) в выпитом напитке составляло по меньшей мере примерно 350 мг. Исходя из среднего веса добровольцев, это количество флавоноидов соответствовало средней дозе 5,1±0,9 мг флавоноидов на кг веса тела.
У всех субъектов брали кровь перед потреблением продукта, а также через 1, 2 и 4 часа после потребления продукта. Схему забора образцов см. на фиг.1. Уровни метаболитов эпикатехина (неметилированного эпикатехина, 3-О'-метилэпикатехина и 4-О'-метилэпикатехина) в плазме определяли после обработки образцов -глюкуронидазой и сульфатазами в течение 40 мин при 37°С. Суммарный уровень метаболитов эпикатехина в плазме рассчитывали как сумму уровней метаболитов - неметилированного эпикатехина, 3-О'-метилэпикатехина и 4-О'-метилэпикатехина.
Как показано ниже на фиг.2-5, а также в таблицах 1 и 2, определяли уровень метаболитов эпикатехинов в плазме крови, забранной до потребления напитка, содержащего полифенолы какао, а также через 1, 2 и 4 часа после потребления напитка, содержащего полифенолы какао. Приведенные результаты свидетельствуют об абсорбции после потребления напитка согласно изобретению.
Исследование показало, что потребление полифенолов какао в кислой среде приводит к значительному повышению уровней метаболитов эпикатехина у людей.
Пример 3 - Исследование вкусовых качеств с подсластителями
Для улучшения вкусовых качеств напитка согласно изобретению тестировали различные подсластители. Согласно процедуре, описанной в Примере 1, готовили несколько смесей для приготовления напитков с использованием следующих тестируемых подсластителей: сукралоза, аспартам, тауматин (Talin производства Overseal Natural Ingredients, Ltd., Великобритания), очищенная ребиана (кристаллический ребаудиозид А производства Cargill, Inc. Wayzata, MN, США), которые добавляли в сходных количествах (т.е. 40 мг на 240 мл воды) для тестирования сухих порошковых смесей. Из всех протестированных веществ эксперты по вкусу (n=2) на основе сенсорной оценки признали, что наиболее желательный уровень сладости был достигнут при использовании сукралозы (сбалансированный с кислотой, горечью и терпкостью и с самым слабым послевкусием). Добавление аспартама и тауматина ослабляло терпкость, но не добавляло сладости; а ребиана не ослабляла терпкости и не добавляла сладости. В другом эксперименте комбинация сукралозы и ацесульфама К (60:40) добавляла сладости и ослабляла горечь и терпкость.
Пример 4 - Исследования смачиваемости сухих смесей.
Готовили агломерированные образцы нескольких тестируемых напитков для исследования возможного влияния различных ингредиентов напитка, таких как количество кислоты, экстракта какао, мальтодекстрина, и их различные соотношений, на конечные свойства напитка согласно изобретению (например, время смачивания, диспергируемость, цвет, вкус и т.д.). Экстракт какао готовили с помощью водно-ацетонной экстракции, как описано, например, в патенте США № 5554645 на имя Romanczyk. Ингредиенты обрабатывали, как описано в Примере 1. Время смачивания определяли в «стрессовых» условиях, т.е. с использованием «крепкого напитка», содержащего большое количество смеси для приготовления напитка (20 г на 200 мл воды вместо 6,6 г на 500 мл воды). Результаты приведены в таблице 3 и на фиг.6А и 6В или были получены при визуальном наблюдении или опробовании на вкус и описаны в настоящей заявке.
Количество кислоты влияло на развитие цвета, например, при повышении pH цвет напитков темнел, переходя от красного к коричневому. Было показано, что для приятного вкуса, ослабления терпкости и горечи экстракта какао требуется, чтобы массовая доля кислоты составляла по меньшей мере 18%.
Как указано в таблице 3, композиция с массовой долей 21,4% экстракта какао, не содержащая кислоты и лецитина, обладала очень низкой смачиваемостью - для ее смачивания требовалось 180 секунд (3 минуты); с другой стороны, для смачивания композиции с таким же содержанием экстракта какао, не содержащей кислоты, но содержащей лецитин, требовалось 8,9 секунд (ср. колонки 5 и 6). Из-за присущей экстракту какао гидрофобности и, как следствие, его низкой смачиваемости ожидалось, что для приготовления композиции с приемлемой смачиваемостью потребуется добавление лецитина в количестве 1-2%. Однако оказалось, что в присутствии лимонной кислоты экстракт какао можно легко и быстро агломерировать с получением хорошо смачивающегося продукта (ср. все образцы, содержащие кислоту, с колонкой 5). Однако количество кислоты (массовая доля) влияло на время смачивания: так было замечено, что большее количество кислоты (при одной и той же доле экстракта какао) приводило к уменьшению времени смачивания, ср., например, колонки 7, 8 и 9 и колонки 13 и 14. Специалисту в области техники очевидно, что содержание гидрофобного экстракта какао также влияет на время смачивания, так что данные из таблицы 3 анализировали с учетом содержания экстракта какао, как описано ниже.
Зависимости, которые видны из данных в таблице 3, проиллюстрированы на фиг.6А и 6В. В графиках на этих фигурах использованы данные из таблицы 3. Из-за долгого времени смачивания (180 секунд) Формула 5 (без кислоты и без лецитина) отсутствует на графике; точка на графике, соответствующая 0% кислоты, означает формулу, содержащую лецитин. На фиг.6А видно, что увеличение количества кислоты ведет к уменьшению времени смачивания. Однако при любом неизменном содержании кислоты увеличение количества экстракта какао увеличивало время смачивания - так у трех формул с массовой долей лимонной кислоты 20% (формулы в колонках 2, 8 и 13 в таблице 3) наблюдается разное время смачивания, при этом время смачивания увеличивается по мере увеличения количества экстракта какао. Далее на фиг.6А видно, что для формул с массовой долей лимонной кислоты 30% наблюдается та же тенденция (формулы в колонках 10, 11 и 12 таблицы 3) - чем выше содержание экстракта какао, тем дольше время смачивания. Зависимость между временем смачивания и соотношением кислоты и экстракта какао далее проиллюстрирована на фиг.6В - чем выше это соотношение, тем короче время смачивания. Соотношение кислоты и экстракта какао, равное 0,8 и выше, давало более короткое время смачивания (например, 10 секунд и менее).
Дополнительные исследования показали, что яблочная и виннокаменная кислоты обладают свойствами, сходными с таковыми порошков на основе лимонной кислоты. Это удобно для модуляции вкуса, поскольку вкус различных фруктовых вкусовых добавок можно улучшить путем замены или комбинации кислот.
Пример 5 - Распределение размеров частиц и время смачивания
Для нескольких напитков-прототипов, приведенных в таблице 3, содержащих разное количество лимонной кислоты, исследовали также распределение размеров частиц и время смачивания. Образцы смесей для приготовления напитков, анализируемых в этом примере, брали из тех же партий, что и образцы из Примера 4. В отличие от результатов, приведенных в Примере 4 и таблице 3, где измеряли время смачивания всей формулы напитка, в данном примере измеряли время смачивания отдельной фракции с частицами размером 250>x>105 мкм. Целью данного исследования было найти желательное распределение частиц в конечной композиции в зависимости от ее смачивания и диспергируемости. Смеси для приготовления напитков фракционировали по размеру с помощью сит, описанных в настоящем документе. Данные, полученные в ходе настоящего эксперимента, представлены в таблице 4, на фиг.7 некоторые данные представлены в виде графиков.
Важность распределения размеров частиц в конечной смеси для приготовления напитков видна, например, при сравнения колонки 5 в таблице 3, т.е. формулы напитка, не содержащей кислоты, чье время смачивания велико и составляет 180 секунд, с колонкой 6 в таблице 4, т.е. фракцией 250>x>105 мкм сходной композиции, не содержащей кислоты, чье время смачивания составляет 10,6 секунд. Важно то, что в композиции, не содержащей кислоты, из таблицы 4, массовая доля неагломерированных частиц экстракта какао составляла примерно 7,5%, а эти частицы (называемые «мелкими» из-за их малого размера, связанного с тонким помолом экстракта какао) гидрофобны и отрицательно влияют на свойства смачиваемости и дисперсии всей конечной композиции для приготовления напитка, как видно из таблицы 3. Соответственно, как описано в настоящем документе, массовую долю таких частиц необходимо уменьшить. Кроме того, как описано в настоящем документе, необходимо уменьшить долю частиц размером более 425 мкм, поскольку из-за своего размера они трудно диспергируются.
Исходя из данных, приведенных в таблице 4 (ряды B-G), при сравнении влияния содержания кислоты на время смачивания фракции 250>x>105 мкм наблюдалась зависимость - при увеличении доли кислоты время смачивания укорачивалось. Эта зависимость проиллюстрирована на фиг.6 (зависимость отражает только данные, полученные для фракции 250>x>105 мкм). Данные по композиции, приведенные в таблице 4 в ряду H, не включили в анализ, приведенный на фиг.6, поскольку эта композиция содержала нежелательно малую долю частиц размером 250>x>105 мкм (их массовая доля составляла 4,5%), чьи свойства, таким образом, не могут определять свойства всей композиции.
Пример 6 - Смеси для приготовления напитков
Готовили следующие сухие смеси для приготовления напитков согласно процедуре, описанной в Примере 1. Смеси содержали по меньшей мере 5 мг/г (-)-эпикатехина и по меньшей мере 53 мг/г всех флавонолов и процианидинов (профиль 1-10).
А.Смесь для приготовления напитка со сливовым вкусом
В. Смесь для приготовления напитка с цитрусовым вкусом
Пример 7 - Анализ вкусовых качеств напитка
Для анализа вкусовых качеств смесей для приготовления напитков с различными фруктовыми вкусами были проведены следующие тесты.
Семьдесят субъектов потребляли напиток (приготовленный путем растворения 6,6 г сухой смеси для приготовления напитка в 500 мл воды) и оценивали общее впечатление от вкусовых качеств напитка с использованием 7-оценочной гедонической шкалы (см. гедонический тест в Manual on Sensory Testing Methods, ASTM committee E 18, стр. 32). 7 означало «очень нравится», а 1 означало «совсем не нравится». Результаты от 5 и выше считали «вкусными». Специалисту в области техники очевидно, что некоторые низкие оценки продуктов могут быть обусловлены неприятием определенного фруктового вкуса (например, цитруса или сливы), а не горечью и/или терпкостью. Результаты представлены на фиг.8.
В другом эксперименте напитки оценивали семьдесят семь субъектов. Результаты представлены в таблице 5 ниже.
Таблица 5
<b>Оценка вкусовых качеств - 6 вкусов, объем образца - 4 жидкостных унции</b>
Вкус
Средний балл по гедонической шкале (1-9)
А
5,71
B
5,53
C
6,27
D
6,22
E
5,76
F
5,49