專利名稱：含有匹馬菌素-環(huán)糊精復(fù)合物的飲料防腐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飲料防腐系統(tǒng)以及含有防腐系統(tǒng)的飲料產(chǎn)品。尤其是，本發(fā)明涉及具有適于滿足消費者健康需求的配方以及環(huán)境友好成分的飲料防腐系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多食品和飲料產(chǎn)品都含有化學(xué)防腐劑以通過抑制腐敗微生物(例如，霉菌、酵母、細(xì)菌)的生長來延長產(chǎn)品的保質(zhì)期。然而，目前使用的一些防腐劑或者對人體有害，或者威脅環(huán)境，又或者不夠穩(wěn)定。因此，市場上需要不含有這些有害防腐劑但仍然具有延長的保質(zhì)期的食品和飲料產(chǎn)品。例如，苯甲酸及其鹽通常在飲料產(chǎn)品中用作防腐劑。然而，在一些含有維生素C且 PH相對高的飲料制劑中，小部分的苯甲酸及其鹽易于轉(zhuǎn)變?yōu)楸?ppb量)。加熱和特定波長的光會加快該反應(yīng)的速度，因此在這樣的苯甲酸鹽和抗壞血酸均為其成分的飲料產(chǎn)品的生產(chǎn)和儲藏中需要加以額外的小心。飲用水中苯的攝入是公共健康關(guān)注的問題，世界衛(wèi)生組織(WHO)與美國及歐盟的幾個理事會已經(jīng)分別將飲用水中苯含量的上限設(shè)定為lOppb、 5ppb 禾口 Ippb0乙二胺四乙酸(EDTA)及其鹽也是常見的飲料產(chǎn)品防腐劑。EDTA捕獲金屬離子， 并能夠影響它們在任何數(shù)目的化學(xué)反應(yīng)中的參與。在提高的濃度，EDTA可以使細(xì)菌饑餓， 得不到所需的微量元素。當(dāng)處于通常存在于飲料中的相對較低濃度時，EDTA促進(jìn)至少弱酸性防腐劑的活性，例如山梨酸和苯甲酸。然而，EDTA不是生物可降解的，也不能在傳統(tǒng)的廢水處理中被除去。EDTA已經(jīng)成為一個環(huán)境問題浮出水面，這主要是由于其持久性及其強金屬螯合特性。EDTA的廣泛使用及其在許多環(huán)境條件下的緩慢去除已使其成為許多歐洲地表水中最豐富的人為化合物。據(jù)報道，歐洲的EDTA河流濃度范圍為10-100 μ g/L，EDTA的湖泊濃度范圍為l-10yg/L。美國接受廢水流出液排放的地下水中EDTA濃度范圍據(jù)報道為 1-72 μ g/L，且已發(fā)現(xiàn)EDTA是流出液的有效示蹤劑，較高的EDTA濃度對應(yīng)于飲用水生產(chǎn)井中再生水的較大的百分比。多磷酸鹽是用作飲料產(chǎn)品防腐劑的另一類螯合劑。然而，多磷酸鹽在水溶液中不穩(wěn)定且在環(huán)境溫下迅速降解。多磷酸鹽的降解會給飲料產(chǎn)品帶來令人不悅的感官問題，例如酸度的改變。而且，隨著多磷酸鹽濃度的變質(zhì)，飲料產(chǎn)品的保質(zhì)期也會受損。因此本發(fā)明的目的是提供用于飲料的新的防腐系統(tǒng)，作為至少一種目前使用的具有有害的健康和/或環(huán)境效應(yīng)、或缺乏足夠穩(wěn)定性的防腐劑的替代品。本發(fā)明的又一目的是提供具有改進(jìn)的感官效果的新的飲料防腐系統(tǒng)。本發(fā)明的又一目的是提供不含苯甲酸和 /或濃度降低的山梨酸的防腐系統(tǒng)。一些國家對于在食品和飲料產(chǎn)品中使用山梨酸有規(guī)章限制，其中許可濃度低于抑制腐敗微生物生長所需的濃度。發(fā)明簡述根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種飲料防腐系統(tǒng)，其中含有匹馬菌素-環(huán)糊精復(fù)合物；其中該防腐系統(tǒng)在至少16周的時間內(nèi)防止密封容器中的飲料中的微生物腐敗。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種飲料產(chǎn)品，其含有飲料組分；匹馬菌素-環(huán)糊精復(fù)合物；其中飲料的PH為2. 5至7.5 ；當(dāng)置于密封容器中時該飲料在至少16周的時間內(nèi)基本不被微生物腐敗。根據(jù)又一方面，該飲料是高酸性飲料，其PH為約2. 5至約5. 6或約2. 5至約4. 6。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種飲料防腐系統(tǒng)，其中含有匹馬菌素-環(huán)糊精復(fù)合物和聚維酮；其中該防腐系統(tǒng)在至少16周的時間內(nèi)防止密封容器中的飲料中的微生物腐敗。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種飲料產(chǎn)品，其含有飲料組分；匹馬菌素-環(huán)糊精復(fù)合物和聚維酮；其中飲料的PH為2. 5至7. 5 ；當(dāng)置于密封容器中時該飲料在至少16 周的時間內(nèi)基本不被微生物腐敗。根據(jù)又一方面，該飲料是高酸性飲料，其PH為約2. 5至約5. 6或約2. 5至約4. 6。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種含有匹馬菌素-環(huán)糊精復(fù)合物和DMDC的飲料防腐系統(tǒng)；其中該防腐系統(tǒng)在至少16周的時間內(nèi)防止存放于包裝中且密封(閉合)的飲料中的腐敗微生物生長。本發(fā)明的另一方面涉及包含含有匹馬菌素-環(huán)糊精復(fù)合物和DMDC 的飲料防腐系統(tǒng)的飲料。根據(jù)以下公開內(nèi)容及對示例性實施方式的說明，本發(fā)明的或本發(fā)明實施方式的這些和其它方面、特征及優(yōu)勢對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。附圖簡述

圖1顯示了匹馬菌素與環(huán)糊精的賓主關(guān)系示意圖。圖2顯示了匹馬菌素的UV-光譜(為了定量目的)。圖3顯示了匹馬菌素在甲醇中、水中以及與β和α環(huán)糊精的復(fù)合物的光譜。圖4顯示了在不同生物指示劑霉菌的陣列中，在存在或不存在與環(huán)糊精形成的復(fù)合物的條件下，用于建立對匹馬菌素的耐受性的典型測試網(wǎng)格(test grid)。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及尤其適用于pH不大于7. 5的飲料的防腐系統(tǒng)，其中飲料可保存至少16 周的時間。該防腐系統(tǒng)含有匹馬菌素-環(huán)糊精復(fù)合物。本發(fā)明對于防止可由營養(yǎng)性霉菌菌絲或當(dāng)懸浮于飲料中時能夠萌發(fā)成營養(yǎng)形式的霉菌孢子引起的飲料腐敗尤其有效。受該防腐系統(tǒng)抑制的真菌形式包括酵母、霉菌以及例如以亞羅酵母(Yarrowia)、假絲酵母(Candida)和可能的話酒香酵母(Brettanomyces) 形式存在的雙態(tài)性形式。霉菌孢子在本發(fā)明的防腐系統(tǒng)存在下可能不會被失活，但是這些孢子或者在本發(fā)明存在下其萌發(fā)被抑制，或者萌發(fā)形成的霉菌營養(yǎng)形式在少數(shù)細(xì)胞周期復(fù)制后其生長受到抑制。匹馬菌素是一種抑制酵母和霉菌真菌生長的天然生物活性化合物。從歷史上來看，匹馬菌素在水性系統(tǒng)中的溶解度和穩(wěn)定性的限制阻礙了該抗微生物劑作為飲料防腐劑的應(yīng)用。就其自身而言，匹馬菌素能夠溶于水溶液中的量為52mg/L。為了使霉菌真菌的生長被抑制16周的時間(16周是產(chǎn)品保質(zhì)期的限度)，必須向很多類型的飲料中添加比這高 4倍的量的匹馬菌素。此外，其它成分的存在，例如酸或糖，也妨礙匹馬菌素進(jìn)入溶液的能力。只有存在于溶液中的匹馬菌素的量可以作為防腐劑。系統(tǒng)(飲料)中顯著的匹馬菌素沉淀的形成是匹馬菌素抑制霉菌生長的能力被破壞的清楚指征。因此，含有沉淀形式的匹馬菌素的產(chǎn)品對于整個保質(zhì)期要求來說是不穩(wěn)定的。本發(fā)明基于下列發(fā)現(xiàn)匹馬菌素可以與提高匹馬菌素溶解度的物質(zhì)組合，卻不導(dǎo)致可測定程度的匹馬菌素活性損失。匹馬菌素在溶液(25°C)中的溶解度限值約為52mg每升溶液，但匹馬菌素與環(huán)糊精的結(jié)合允許匹馬菌素在溶液中維持為至少500mg每升，甚至在存放于冷藏條件的溫度(8-10°C)也是如此。而且，匹馬菌素在溶液中保持不沉淀的形式。由此，產(chǎn)品質(zhì)量屬性得以維持。產(chǎn)品能夠穩(wěn)定16周而不損害產(chǎn)品的質(zhì)量屬性，這使得本發(fā)明明顯區(qū)別于其它使用匹馬菌素作為飲料防腐劑的方法。保存產(chǎn)品16周所需的匹馬菌素最低起始獨立濃度為400mg匹馬菌素每升。已知以特定比例存在的鈉(Na+)和氯(Cl-)以導(dǎo)致形成鹽(氯化鈉)的方式相互作用，所述鹽是具有不同于其任意成分的理化特征的物質(zhì)。類似地，匹馬菌素和環(huán)糊精，當(dāng)以適當(dāng)比率和濃度存在時，將自發(fā)地以產(chǎn)生包和物、復(fù)合物或同時具有包和物和復(fù)合物特征的結(jié)構(gòu)的形式相互作用。該包和物-復(fù)合物具有與其兩個成分截然不同的理化屬性。這樣，匹馬菌素-環(huán)糊精的化學(xué)結(jié)構(gòu)亦不同于單獨的匹馬菌素。而且，環(huán)糊精與匹馬菌素之間的相互作用也不同于表面活性劑(增溶劑)之間發(fā)生的相互作用，在后者中，“賓” “主”間的相互作用導(dǎo)致形成微團膠囊(micelle encapsulate) 0此處，疏水相互作用表明，“賓”將被大部分包埋于微團的疏水中心內(nèi)。當(dāng)匹馬菌素與環(huán)糊精復(fù)合后，它仍然可接近本體溶液以及微生物表面。因此，總而言之，匹馬菌素是一種抑制酵母和霉菌真菌生長的天然生物活性成分， 環(huán)糊精的作用是維持匹馬菌素在由飲料占據(jù)的總體積中相對均勻的分布。術(shù)語“相對均勻的分布”意指根據(jù)經(jīng)典或傳統(tǒng)的分析化學(xué)方法確定為同質(zhì)。生物活性成分可被理解為“賓”， 而維持該“賓”均勻分布的試劑為“主”。“賓”可以以兩種方式中的一種與“主”相互作用。 當(dāng)由于電荷轉(zhuǎn)移或配位共價鍵的形成而發(fā)生結(jié)合時，該結(jié)合稱作復(fù)合。在“賓”簡單靈活地配合進(jìn)由“主”提供的腔室的情況下，該結(jié)合為包合物。大多數(shù)的賓主聯(lián)合都是兩種現(xiàn)象的組合。匹馬菌素與環(huán)糊精分子的聯(lián)合可能是由這兩類相互作用共同驅(qū)動的。圖1顯示了匹馬菌素與環(huán)糊精之間賓主關(guān)系的可能的排列的示意圖。該復(fù)合物明顯不同于膠囊化。以“⑶”表示環(huán)糊精分子，字母“P”表示匹馬菌素， 環(huán)糊精與匹馬菌素的復(fù)合物的性質(zhì)可簡寫為CDn:Pn，其中下標(biāo)η =復(fù)合物中所含CD或P的數(shù)目。當(dāng)一個分子的CD與一個分子的P形成復(fù)合物時，該復(fù)合物的CD&P為1 1，該復(fù)合物可簡寫為⑶Λ。通常而言，OT1 = P1占多數(shù)，但該比率也可能發(fā)生輕微變化。其它復(fù)合物形式的例子包括⑶i:P2、OT1 = P3或CD2 = P^⑶^P1或002己和⑶3P3。由于匹馬菌素的分子大小與環(huán)糊精的相對關(guān)系，大多數(shù)的匹馬菌素結(jié)構(gòu)將從復(fù)合物中伸出來(參見表示該復(fù)合物的圖1)?？蓪⒃搹?fù)合物想象為手(環(huán)糊精)中抓住的球拍(匹馬菌素)。因此，可能占多數(shù)的復(fù)合物為⑶IPl。匹馬菌素的另一個常見名稱是那他霉素。那他霉素的IUPAC系統(tǒng)名稱是(IR，3S， 5R, 7R, 8E, 12R, 14E, 16E, 18E, 20E, 22R, 24S, 25R, 26S) - {[3S, 4S, 5S, 6R) -4-氨基-3，5- 二羥基-6-鹽酸甲哌噻噸-2-基]氧} -1，3，洸三羥基-12-甲基-10-氧-6，11，28-三氧雜三環(huán) [22. 3. 1. O5'7] 二十八-8，14，16，18，20 五烯-25-羧酸。匹馬菌素(C33H47NO13)的 IUPAC 系統(tǒng)名稱的第二個版本是22-[ (3氨基-3，6- 二去氧-B-D-吡喃甘露糖基)-氧]_1，3，26-三羥基-12-甲基-10-氧-6，11，28-三氧雜三環(huán)[22.3. 1.05,7] 二十八-8，14，16，18，20 五烯-25-羧酸。匹馬菌素已被分配CAS號7681-93-8。它已被批準(zhǔn)用于至少某些食物(例如，歐洲食品添加劑號為E235 (防腐劑)和E1201 (穩(wěn)定劑)，而且推薦的ADI是0-0. 3mg/ kg體重。
權(quán)利要求
1.飲料，其含有 飲料組分；環(huán)糊精-匹馬菌素復(fù)合物； pH 為 2. 5 至 7. 5 ；其中當(dāng)被置于密閉容器中時，飲料至少16周基本不被微生物腐敗。
2.權(quán)利要求1的飲料，其中環(huán)糊精選自β-環(huán)糊精、α-環(huán)糊精、Y-環(huán)糊精、磺丁基醚 β-環(huán)糊精、羥丙基β-環(huán)糊精、任意甲基化的β-環(huán)糊精和麥芽糖基/ 二麥芽糖基β-環(huán)糊精。
3.權(quán)利要求1的飲料，其中環(huán)糊精選自β-環(huán)糊精或Y-環(huán)糊精。
4.權(quán)利要求1的飲料，其pH范圍為2.5至5. 6。
5.權(quán)利要求1的飲料，其中匹馬菌素以至少約25mg/L和至約400mg/L的量存在。
6.權(quán)利要求1的飲料，其中匹馬菌素以至少約25mg/L和至約250mg/L的量存在。
7.權(quán)利要求5的飲料，其中匹馬菌素以至少約50mg/L和至約200mg/L的量存在于飲料中。
8.權(quán)利要求6的飲料，其中匹馬菌素以至少約75mg/L和至約150mg/L的量存在于飲料中。
9.權(quán)利要求1的飲料防腐系統(tǒng)，其還含有重碳酸二甲酯。
10.權(quán)利要求9的飲料，其中重碳酸二甲酯以約75mg/L至約250mg/L的初始濃度存在。
11.權(quán)利要求1的飲料，其還含有選自甜甙A、安賽蜜K或阿司帕坦的甜味劑。
12.權(quán)利要求1的飲料，其還含有螯合劑。
13.權(quán)利要求12的飲料，其中螯合劑為EDTA或EDDS或其混合物。
14.權(quán)利要求1的飲料，其還含有六偏磷酸鈉、多聚磷酸鹽或雙膦酸中的至少一項。
15.權(quán)利要求1的飲料，其中的飲料組分含有附加水、果汁、香料、甜味劑、酸化劑、著色齊U、維生素、緩沖劑、增稠劑、乳化劑和消泡劑中的至少一種。
16.權(quán)利要求1的飲料，其中果汁是來自橘子、葡萄柚、檸檬、酸橙、柑橘、蘋果、葡萄、蔓越莓、覆盆子、藍(lán)莓、草莓、菠蘿、梨、桃、石榴、李子、櫻1 、芒果、木瓜、荔枝和番石榴中的至少一項的果汁。
17.權(quán)利要求1的飲料，其中，所述飲料是碳酸飲料、非碳酸飲料、軟飲料、果汁、果汁風(fēng)味飲料、水果風(fēng)味飲料、能量飲料、水合飲料、運動飲料、健康飲料、噴式飲料、冷凍即飲飲料、冷凍碳酸飲料、液體濃縮物、咖啡飲料、茶飲料、乳飲料、豆飲料、蔬菜飲料、調(diào)味水、強化水或酒精飲料。
18.權(quán)利要求1的飲料，其還含有肉桂酸。
19.一種飲料，其含有 飲料組分；環(huán)糊精-匹馬菌素復(fù)合物； 重碳酸二甲酯； pH 為 2. 5 至 7. 5 ；其中當(dāng)被置于密閉容器中時，飲料至少16周基本不被微生物腐敗。
20.權(quán)利要求19的飲料，其中重碳酸二甲酯以約75mg/L至約250mg/L的初始濃度存在。
21. 一種制備飲料的方法，包括 制備含有匹馬菌素-環(huán)糊精復(fù)合物的飲料防腐系統(tǒng)；和將該飲料防腐系統(tǒng)添加至至少一種飲料組分中以形成PH為2. 5至7. 5的飲料； 其中該飲料防腐系統(tǒng)在至少16周的時間內(nèi)防止密封容器中的飲料被微生物腐敗。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于飲料產(chǎn)品的含有匹馬菌素-環(huán)糊精復(fù)合物的飲料防腐系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及含有該飲料防腐系統(tǒng)的飲料產(chǎn)品。該飲料防腐系統(tǒng)在至少16周的時間內(nèi)防止密封容器中的飲料被微生物腐敗。
文檔編號A23L3/3463GK102458160SQ201080027043
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者R·T·史密斯 申請人:百事可樂公司