專利名稱：生物可利用的濃縮鈣源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物可利用濃縮鈣源，它的濃縮檸檬酸-蘋果酸鈣含量高的甜味添加劑形式出現(xiàn)。
人/獸用維生素和礦物質(zhì)添加劑是人所共知的，除了一般從正常飲食中獲得的維生素和礦物質(zhì)而外，某些飲食，重體力勞動(dòng)和病癥還要求攝入大量補(bǔ)充礦物質(zhì)和維生素，尤其是對(duì)于飲食不當(dāng)?shù)娜?，包括處于生長(zhǎng)期的兒童而言，補(bǔ)充礦物質(zhì)和維生素是極其重要的，老年人亦需要補(bǔ)充鈣以防止隨著年齡增長(zhǎng)而引起的骨質(zhì)損失，而且經(jīng)絕婦女也需補(bǔ)充鈣，因?yàn)槠浼に刈兓瘯?huì)加速骨質(zhì)損失速度，從而導(dǎo)致骨質(zhì)進(jìn)一步減小，因此均要求補(bǔ)充具有高生物利用率鈣源的飲食。
可從各種飲食來(lái)源獲取鈣，其中主要的鈣源為乳制品，尤其是牛奶，可達(dá)到每日鈣攝取量的75%，而除乳制品而外的食品一般每天提供不足200mg的鈣，但從青年時(shí)代開(kāi)始直到生命的后期，就獲取推薦量的鈣而言，一般的人消耗的牛奶量均可能不足，這種消耗量不足的情形可能是社交場(chǎng)合不喜歡乳糖以及牛奶作為飲品不具吸引力而造成的。
就補(bǔ)充鈣的有效性而言，考慮的因素之一是并不是所有鈣源均同樣可溶或可生物利用，其中檸檬酸鈣在水中溶解性就差;在1050g冷水中只能溶解1g檸檬酸鈣，蘋果酸鈣溶解性稍高一點(diǎn)，氫氧化鈣僅微溶于水，且易從空氣中吸收二氧化碳而形成碳酸鈣，這亦使其溶解性受到限制。
就鈣的生物可利用性而言，關(guān)鍵是鈣鹽在胃腸道中可溶，這種溶解性有助于使鈣更易于吸收利用，因此對(duì)鈣鹽的選擇取決于該鹽與胃腸道分泌物的相互作用。
可咀嚼片劑是鈣添加劑的常見(jiàn)形式，但會(huì)留下許多人認(rèn)為極不舒服的砂質(zhì)口感和白堊余味，因此這些已知添加劑的利用率是極不相同的。與可影響骨質(zhì)新陳代謝的制劑如雌激素不同，鈣營(yíng)養(yǎng)添加劑據(jù)認(rèn)為僅提供可能或不能被適當(dāng)吸收和代射的另一種營(yíng)養(yǎng)源。
生物可利用的濃縮液態(tài)鈣添加劑在本領(lǐng)域還是未知的，但已知幾種含鈣飲料，用6-8oz.飲料可達(dá)到牛奶鈣含量(1/3RDA)，不過(guò)這些飲料是混濁的，常有固體沉淀現(xiàn)象，只能夠應(yīng)用有限的香料(常常用柑桔香料)。
檸檬酸-蘋果酸鈣(CCM)為生物利用率高的鈣源，它可以粉狀得到或就地形成。目前，可在某些市售原汁飲料中獲得CCM，這些飲料可提供牛奶鈣量，是美味的產(chǎn)品。
目前需要開(kāi)發(fā)一種強(qiáng)化各種常見(jiàn)消費(fèi)食品和飲品的措施，用生物可利用的濃縮鈣源如CCM強(qiáng)化的甜味添加劑即可以液體形式強(qiáng)化食品和飲品及載體，載體常在食品和飲品制造過(guò)程中作常見(jiàn)成分，這種甜味添加劑優(yōu)選處于可傾倒/可泵送液中以便于最大限度利用，其中用濃縮檸檬酸-蘋果酸鈣配制這種可傾倒/可泵送溶液時(shí)導(dǎo)致固體成分如酸，糖和鈣源溶解困難，加鈣越多，則加酸也越多，用于溶解固體的液體就越少，這意味著用來(lái)形成CCM的組分就要不斷適應(yīng)越來(lái)越大的固體比例，一般達(dá)到本發(fā)明組合物的約5-65重量%(Wt%)。
本發(fā)明目的是用濃縮檸檬酸-蘋果酸鈣補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的生物可利用甜味添加劑;為透明溶液，與常用液態(tài)甜味劑肉眼無(wú)法區(qū)別，并且在用于飲料和食品時(shí)可提供能接受的味道。
本文中“檸檬酸-蘋果酸鈣”或“CCM”指檸檬酸鈣和蘋果酸鈣混合物或復(fù)合物。
本文中“蘋果酸”指D和L異構(gòu)體的混合物，即蘋果酸具旋光性并且本文中應(yīng)用外消旋混合物，其中D-蘋果酸和L-蘋果酸可分開(kāi)或混合使用。
本文中“水”包括組合物中的總水量，即香料，原汁濃縮物，糖漿及其它原料如樹(shù)膠液所含水，還包含鈣和其它固體水合水。
本文中“固體”主要為溶解糖，鹽，樹(shù)膠，酸和可溶鈣，“果糖固體”指溶解果糖，一般用折射指數(shù)測(cè)定固體量，稱為白利糖度(°Brix)，該值近似為濃縮物中的溶解固體量。
本文中“包括”指在本發(fā)明甜味添加劑組合物中各種組分可共同應(yīng)用，當(dāng)然“包括”一詞亦包含“基本上由……組成”和“由……組成”。
本文中“營(yíng)養(yǎng)的”或“營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充量”指實(shí)施本發(fā)明所用量按成品典型每日消化量計(jì)可提供的營(yíng)養(yǎng)量鈣，這是食品常見(jiàn)鈣以外的鈣量，該補(bǔ)充量為推薦飲食鈣允許量(RDA)的約10-約300%，優(yōu)選提供RDA的至少30%，RDA在美國(guó)已作定義(請(qǐng)參見(jiàn)RecommendedDailyDietaryAllowance-FoodandNutritionBoard，NationalAcademyofSciences-NationalResearchCouncil)。
用于本發(fā)明工藝的具體化合物和組合物必須是已批準(zhǔn)或藥用食品，組合物必須可食用并且已允許供人和/或動(dòng)物消費(fèi)，本發(fā)明中“藥用”組分為適于人和/或動(dòng)物使用并且用于本發(fā)明時(shí)沒(méi)有過(guò)分的不利副作用(如毒性，刺激性或過(guò)敏反應(yīng))，即具有有利的效用/危險(xiǎn)比的組分，而“安全和有效量”很顯然隨消費(fèi)者身體狀況，其年齡，共存藥物治療的性質(zhì)(視情況)和所用具體配方等因素而不同。
本文中“單一濃度飲料”指已可飲用的備用飲料組合物，其°Brix常低于15°。
本文中“糖”指碳水化合物甜味劑，優(yōu)選為單和雙糖如葡萄糖，蔗糖，麥芽糖，果糖，糖醇，低分子量糊精和相關(guān)碳水化合物，“糖”包括液態(tài)糖漿和結(jié)晶或固體糖，當(dāng)然包括液態(tài)果糖，高果糖含量玉米糖漿固體，轉(zhuǎn)化糖，麥芽糖漿和糖醇，含山梨糖醇及其混合物，人工合成和高強(qiáng)度甜味劑不包括在“糖”中。
提供生物可利用鈣的甜味添加劑組合物包括a)可溶鈣;
b)食用酸組分，包括檸檬酸和蘋果酸的混合物，其中檸檬酸與蘋果酸之重量比為約90∶10至約10∶90;和c)糖;
其中該食用酸組分與該可溶鈣之重量比為約3∶1至約17∶1，而該糖以干重計(jì)包括至少15%果糖并且糖與食用酸組分之重量比為約1∶1至約40∶1。
本文中除另有說(shuō)明而外，所有百分比和比例均以重量計(jì)。
提高生物可利用率已知葡萄糖及其聚合物對(duì)鈣吸收的效果，這方面請(qǐng)參見(jiàn)Wood，R.J.，GerhardtA.andRosenbergI.H.，"EffectsofGlucoseandGlucosePolymersonCalciumAbsorptioninHealthySubjects"，Am.J.Clin.Nutr.1987;46699-701。已用各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)表明葡萄糖(或其聚合物)可提高鼠和人的鈣吸收率，這方面可參見(jiàn)Zheng，J.J.，Wood，R.J.，rosenberg，I.H.，"EnhancementofCalciumAbsorptioninRatsbyCoadministrationofGlucosePolymer"，Am.J.Clin.Nutr.1985;41243-5。還已評(píng)價(jià)了有機(jī)酸對(duì)鈣吸收的效果，已知草酸可降低鈣的生物利用率，這方面可參見(jiàn)Heaney，R.P.，Weaver，C.M.，"OxalateEffectonCalciumBioavailability"，Am.J.Clin.Nutr.1989;50830-2。但已表明用葡萄糖酸鹽，乙酸鹽，檸檬酸鹽，乳酸鹽和碳酸鹽時(shí)的鈣吸收相互相當(dāng)并且與牛奶鈣吸收相當(dāng)，這方面可參見(jiàn)Sheikh，M.S.，SantaAna，C.A.，Nicar，M.J.，Schiller，L.R.，F(xiàn)ordtran，J.S.，"GastrointestinalAbsorptionofCalciumFromMilkandCalciumSalts"，N.Engl.J.Med.1987;317532-6。還已發(fā)現(xiàn)用檸檬酸-蘋果酸鈣時(shí)的鈣吸收優(yōu)于用碳酸鈣和牛奶時(shí)的鈣吸收，因此可類推到已知生物可利用性等于或低于碳酸鈣和牛奶的所有其它鈣源，這方面可參見(jiàn)Smith，K.T.，Heaney，R.P.，F(xiàn)lora，L.，Hinders，S.M.，"CalciumAbsorptionFromaNewCalciumDeliverySystem(CCM)"，Calcif.TissueInt.1987;41351-2和Miller，J.Z.，Smith，D.L.，F(xiàn)lora，L.，Slemenda，C.，Jiang，X.，Johnston，C.L.Jr.，"CalciumAbsorptionFromCalciumCarbonateandaNewFormofCalcium(CCM)inHealthyMaleandFemaleAdolescents"，Am.J.Clin.Nutr.1988;481291-4?，F(xiàn)已驚人地發(fā)現(xiàn)，改變含果糖檸檬酸-蘋果酸鈣甜味添加劑組合物的有機(jī)酸和糖形態(tài)有利于提高鈣的生物可利用率。
實(shí)施例Ⅰ通過(guò)體外測(cè)定腸道鈣運(yùn)送情況評(píng)價(jià)糖形態(tài)對(duì)鈣生物可利用率的影響，其中從人Caco-2腸道細(xì)胞株取下的細(xì)胞單層用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在微孔濾網(wǎng)上培養(yǎng)，Caco-2細(xì)胞對(duì)此很有利，因?yàn)樵摷?xì)胞株可顯示出許多人小腸細(xì)胞在體內(nèi)的組織和生化特性，45Ca從魯米娜(腸道)運(yùn)送到細(xì)胞漿膜(血液流)處可作為從幾種含不同糖組合物的試驗(yàn)水劑吸收鈣的標(biāo)志，所有試驗(yàn)液均用含0.4g Ca/升并適宜于細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液制成。
試驗(yàn)樣品果糖:葡萄糖重量比n與試驗(yàn)樣品No.1比較的鈣運(yùn)送率(平均±SEM)10:1006-2100:0698±4%試驗(yàn)樣品果糖:葡萄糖:蔗糖重量比n與試驗(yàn)樣品No.3比較的鈣運(yùn)送率(平均±SEM)326:28:436-461:23:166110±2%用已知可刺激腸道鈣吸收性的1，25-二羥基膽鈣化醇[1，25-(OH)2D3]，即維生素D的代謝活性形態(tài)預(yù)處理細(xì)胞后評(píng)估第三組樣品，與未處理細(xì)胞比較，兩個(gè)試驗(yàn)樣品的鈣吸收率提高24%(數(shù)據(jù)未示出)，但維生素D刺激的細(xì)胞中糖組合物對(duì)鈣吸收性的影響(以上所示)與未受刺激的細(xì)胞中的情形基本相同。
試驗(yàn)樣品果糖:葡萄糖:蔗糖重量比n與試驗(yàn)樣品No.5比較的鈣運(yùn)送率(平均±SEM)526:28:433-661:23:163111±4%這些數(shù)據(jù)表明，調(diào)節(jié)糖重量比以有利于采用更大的果糖濃度即可提高混合糖體系的鈣生物可利用率，而且可均勻提高鈣吸收性，這與維生素D代謝無(wú)關(guān)。
實(shí)施例Ⅱ糖及檸檬酸和蘋果酸對(duì)鈣生物可利用率的影響可用鼠全身47Ca保持技術(shù)評(píng)估，這種生物測(cè)定很方便，因?yàn)樗菧y(cè)定胃腸道全程吸收凈效果并且解釋了鈣排泄的多種途徑，其中將成熟低齡雄性Sprague-Dawley鼠單獨(dú)養(yǎng)在環(huán)境可控室中并喂標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室飼料和自來(lái)水，將含檸檬酸-蘋果酸鈣并用47Ca放射性標(biāo)記的幾個(gè)樣品經(jīng)口管饋喂給動(dòng)物(n＝8/組)，給食后立即(t＝0)和72小時(shí)后用小動(dòng)物全身γ計(jì)數(shù)器測(cè)定全身放射性同位素量，再用背景輻射和47Ca同位素72小時(shí)衰變量校正所有放射性同位素量，將72小時(shí)同位素量除以t＝0時(shí)的同位素量再乘100即可計(jì)算出生物可利用率%，其中所有制劑為水制劑并含1.3g鈣/1。
試驗(yàn)檸檬酸:蘋果酸果糖:葡萄糖:蔗糖%鈣生物利用率樣品重量比重量比平均±SEM164:360:0:0(未加糖)30±5264:3630:24:4645±2364:3661:23:1652±2439:610:0:0(未加糖)30±5539:6130:24:4653±3639:6161:23:1661±3不存在糖時(shí)改變檸檬酸蘋果酸重量比對(duì)生物利用率基本上沒(méi)有影響，但相比之下存在糖時(shí)用偏重于蘋果酸的酸重量比即達(dá)到更高的生利可利用率，不過(guò)加糖總是可提高鈣生物利用率。但是，在給定檸檬酸∶蘋果酸重量比下，用偏重于果糖含量的糖組合物可達(dá)到更高的鈣生物可利用率，因此就鈣生物可吸收率而言，優(yōu)選為含糖組合物，而且用酸重量比偏重于蘋果酸和糖重量比偏重于果糖的組合物可大大提高鈣生物可利用率。
總起來(lái)說(shuō)，已發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸重量比和糖量比相互影響可提高鈣生物可利用率，這里的關(guān)鍵是要考慮到以下因素，即1)更高的果糖濃度可提高檸檬酸-蘋果酸鈣的鈣生物可利用率;2)改變檸檬酸∶蘋果酸重量比使其偏重于蘋果酸亦可提高糖存在時(shí)的鈣生物可利用率，因此提供生物可利用鈣源的方法是服用安全和有效量甜味添加劑組合物，其中食用酸組分/可溶鈣之比(重量/重量)(Wt/Wt)為約3∶1至17∶1，優(yōu)選約5∶1至13∶1，更優(yōu)選為約6∶1至8∶1，而食用酸組分包括檸檬酸和蘋果酸的混合物，該混合物中檸檬酸/蘋果酸重量比為約90∶10至約10∶90，優(yōu)選約80∶20至約20∶80，最優(yōu)選含至少50Wt%蘋果酸。此外，糖/食用酸組分之比(Wt/Wt)為約1∶1至約40∶1，優(yōu)選為約4∶1至約25∶1，最優(yōu)選為約5∶1至約15∶1，而糖組分包括至少15%，優(yōu)選至少約25-約30%，最優(yōu)選至少50%果糖(以干重計(jì))。
糖糖以干重計(jì)，例如含77%固體(其中42%為果糖固體，剩余固體為葡萄糖和少量其它固體)和23%水的100g高果糖含量玉米糖漿可提供77g固體和23g水。
除果糖外，本發(fā)明所用優(yōu)選糖為葡萄糖(右旋糖)，麥芽糖，蔗糖，轉(zhuǎn)化糖及其混合物。
最優(yōu)選用于所有本發(fā)明組合物的是包括約15-約99%，優(yōu)選約25-約99%果糖的糖組合物，因?yàn)橐寻l(fā)現(xiàn)含至少15%果糖可提高生物可利用性并有助于抑制隨著時(shí)間的推移和高溫下出現(xiàn)鈣沉淀和/或蔗糖結(jié)晶。
一般來(lái)說(shuō)，果糖可以液態(tài)果糖，高果糖含量的玉米糖漿，干燥結(jié)晶/固體果糖，果糖漿及其混合物形式應(yīng)用，用于本發(fā)明的高果糖含量玉米糖漿包括約71-約77%固體和約23-約29%水，其中約42-約90%固體為果糖固體，稱為“液態(tài)果糖”的高果糖含量玉米糖漿為最優(yōu)選果糖源，該液態(tài)果糖含約77%固體和約23%水，其中固體為約95-約100%果糖固體。
優(yōu)選果糖源為由A.E.Staley提供的高果糖含量玉米糖漿42(HFCS42)，其中包括約71%固體(約42%為果糖，約28%為左旋糖，而約1%為麥芽糖)和29%水;A.E.Staley提供的高果糖含量玉米糖漿55(HFCS55)，其中包括約77%固體(約55%果糖，22%右旋糖和其它少量成分)和約23%水;以及A.E.Staley提供的液態(tài)果糖，其中包括約77%固體(約99%果糖及其余的微量成分)和23%水。
應(yīng)當(dāng)注意到的是，已發(fā)現(xiàn)糖，尤其是含果糖的混合物出人意料地可提高鈣的吸收率/生物可利用率。
鈣一般來(lái)說(shuō)，鈣RDA可從嬰幼兒的約400mg/6kg到11-24歲男女的約1200mg，1200mg是推薦給泌乳婦女應(yīng)用的RDA，1流體盎司本發(fā)明甜味添加劑組合物通常可提供約10-300%RDA給任何指定個(gè)體。
本發(fā)明甜味添加劑組合物包括鈣;酸陰離子，檸檬酸根和蘋果酸根;以及至少15%的糖為果糖的混合物，其中檸檬酸-蘋果酸鈣(CCM)為生物可利用鈣源，它包括鈣鹽，檸檬酸和蘋果酸的混合物，而CCM可就地用液態(tài)介質(zhì)(加入的水和/或糖漿)將鈣鹽或其混合物與食用酸組分反應(yīng)而制成。
為用于本發(fā)明，鈣必須“溶于”，即“溶解”在液態(tài)介質(zhì)中，因此本發(fā)有甜味添加劑組合物中所含鈣量指“溶解鈣”，即溶解鈣離子量。
適宜鈣源包括碳酸鈣，氧化鈣，氫氧化鈣，硫酸鈣，氯化鈣，磷酸三鈣，磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣以及各種有機(jī)鈣鹽，如檸檬酸鈣，蘋果酸鈣和酒石酸鈣。
已發(fā)現(xiàn)酸性鈣鹽如氯化鈣，硫酸鈣，硝酸鈣，乙酸鈣和其混合物可提供約0-約30%可溶鈣，其中雖然乳酸鈣不是酸性鈣鹽，但也可用其提供約0-約30%可溶鈣并且其效果類似于酸性鈣鹽達(dá)到的效果，而優(yōu)選約10-約20%可溶鈣源自酸性鈣鹽和/或乳酸鈣，其中本發(fā)明優(yōu)選使用酸性鈣鹽為氯化鈣，硝酸鈣，硫酸鈣及其混合物。
可用碳酸鈣和氫氧化鈣的混合物，其中可選擇性地包括氯化鈣，硫酸鈣和硝酸鈣，而且常優(yōu)選將其用于本發(fā)明甜味劑組合物，最優(yōu)選鈣源為碳酸鈣，氫氧化鈣及其混合物，因?yàn)檫@些鈣鹽可用有機(jī)酸中和，從而形成二氧化碳和/或水。
對(duì)于包括約2.4-約7%可溶鈣的組合物而言，氫氧化鈣并不優(yōu)選用作唯一的鈣源。
本發(fā)明甜味添加劑組合物包括約2.5-約5%溶解鈣，優(yōu)選包括約3-約5%溶解鈣。
食用酸組分本發(fā)明生物可利用添加劑組合物的關(guān)鍵組分為食用酸組分，對(duì)本發(fā)明而言，重要的是鈣完全被檸檬酸和蘋果酸中和并且酸的陰離子加入量超過(guò)鈣源的陽(yáng)離子加入量，本發(fā)明產(chǎn)品中必定含有來(lái)自檸檬酸和蘋果酸的過(guò)量酸當(dāng)量。
水添加劑組合物包括約25-約60%Wt%水，其中含水量決定了組合物濃度。
甜味添加劑組合物中優(yōu)選水/果糖固體重量比為約2∶1至約1∶2，更優(yōu)選為約1.5∶1至約1∶2，最優(yōu)選水/果糖固體重量比為約1∶1。
pH甜味添加劑組合物一般pH低于或等于約3.8，優(yōu)選低于或等于約3.4，更優(yōu)選低于或等于約3.2，pH范圍通常為約2.5-約3.8，該pH是用未稀釋的甜味添加劑測(cè)定的。
任選組分本發(fā)明添加劑組合物可包括一般用作任選成分的其它任何成分，也常包含其它少量成分，這些成分包括防腐劑如苯甲酸及其鹽和二氧化硫等，只要pH高于約3.3并且固體含量低于約42%，就可將防腐劑加入濃縮甜味添加劑中，當(dāng)然也可使用天然或合成色素。
亦可包含樹(shù)膠，乳化劑和油來(lái)改變甜味添加劑的質(zhì)地和不透明度，其典型成分包括瓜耳膠，黃原膠，藻酸鹽，甘油單和二酸酯，卵磷脂，果膠，果漿，棉籽油，植物油和精煉油，當(dāng)然也可采用酯類及其它香料和香精油。
若用任選組分如香料組分，就必須將另外的水，檸檬酸，蘋果酸和/或糖計(jì)入本發(fā)明甜味添加劑的配方中。
酸性陰離子組分氯化物，硝酸鹽和硫酸鹽本發(fā)明甜味添加劑組合物的任選成分為其中存在一定量有機(jī)酸根陰離子如氯離子，硝酸根，硫酸根，乙酸根及其混合物，本發(fā)明添加劑組合物可包括約0.05-約5%酸性陰離子，優(yōu)選為氯離子，硝酸根，硫酸根及其混合物，酸性陰離子通?？蓪⒎€(wěn)定性提高2倍。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)亦可用約0.05-約5%乳酸根并能達(dá)到類似于酸性陰離子的效果，乳酸根可得自其相應(yīng)酸或優(yōu)選源自其相應(yīng)鈣鹽，而在應(yīng)用乳酸根和乙酸根時(shí)，優(yōu)選用陰離子混合物，因?yàn)槿樗岣?或乙酸根可導(dǎo)致異味。
優(yōu)選酸性陰離子量范圍為約0.05-約5%，更優(yōu)選約0.2-約3%，該范圍是以陰離子而不是以鹽重量計(jì)，即陽(yáng)離子重量忽略不計(jì)。
氯離子，硝酸根和硫酸根優(yōu)選源自其相應(yīng)的酸形式，即鹽酸和硝酸，或者其相應(yīng)鈣鹽形式，如氯化鈣，硝酸鈣或硫酸鈣。
優(yōu)選酸性陰離子得自提供約3-約30%可溶鈣的酸性鈣鹽如氯化鈣，硝酸鈣，硫酸鈣，乙酸鈣及其混合物，其中盡管乳酸鈣不是酸性鈣鹽，但亦可用其提供約3-約30%可溶鈣并能達(dá)到類似于用酸性鈣鹽達(dá)到的效果，優(yōu)選使用的酸性鈣鹽為氯化鈣，硝酸鈣，硫酸鈣及其混合物。
氯化鈣，硝酸鈣，硫酸鈣及其混合物可提供約3-約30%，優(yōu)選約10-約20%溶解鈣，而其余可溶鈣來(lái)自碳酸鈣和氫氧化鈣及其混合物，這些原料的優(yōu)點(diǎn)是可被酸中和。
最優(yōu)選酸性陰離子為氯離子，并且優(yōu)選來(lái)自可提供約3-約30%溶解鈣的氯化鈣，氯化鈣更優(yōu)選能提供約10%-約20%溶解鈣。此外，由于硫酸鹽溶解度低，所以優(yōu)選用硫酸根與其它適宜陰離子的混合物。
在本發(fā)明添加劑組合物中使用氯離子，硝酸根，硫酸根，乙酸根和乳酸根可在應(yīng)用大量溶解鈣如達(dá)到牛奶鈣量或以上時(shí)使其具有高溫穩(wěn)定性。
香料組分賦予甜味添加劑組合物香味的有效香料組分具體量取決于所選香料，要求的香味感受和香料組分形態(tài)，本發(fā)明香料組分優(yōu)先選自果味香料和植物香料。
本文中“果味香料”指用種子植物，尤其是種子含糖漿的種子可食用和可再生部分制成的香料，當(dāng)然“果味香料”也包括旨在模擬天然來(lái)源的果味香料的人工合成香料，可用柑桔香料，包括橙子香料，檸檬香料，酸橙香料和葡萄柚香料，除此之外還可用各種其它果味香料如蘋果香料，葡萄香料，櫻桃香料和菠蘿香料等，而優(yōu)選果味香料為蘋果，葡萄和櫻桃香料等及其混合物。這些果味香料可用天然來(lái)源的原料如果汁和香精油制成，也可人工合成。
本文中“植物香料”指用水果之外的植物各部分，即用菜豆，堅(jiān)果，皮，根和葉制成的香料，其例子包括可可，巧克力，香子蘭，咖啡，可樂(lè)和茶等，可用天然原料如精油和提取物制成，當(dāng)然亦可模擬天然來(lái)源的植物香料而人工合成的香料。
可用水果和植物濃縮物和果泥，但水果和植物汁并不優(yōu)選用作加香制劑。不過(guò)，若用原汁，則用作香料的原汁量取決于其濃度，這可由本專業(yè)技術(shù)人員很容易確定。
所用任何加香制劑中的水須包括在甜味組合物的總水百分比之中，其中的糖亦計(jì)入糖量中。
用途本發(fā)明食品組合物可含約0.1-約99%添加劑組合物，優(yōu)選食品組合物包括焙烤制品，果味飲品/混合物，冷凍食品，糖果，牛奶飲料/混合物，明膠，布丁，夾心，早餐谷物，早餐面包條，沙司，果醬，果凍，攪泡飾物，片劑，糖漿，口服藥品，膏，口香糖，蜜餞和巧克力，而優(yōu)選食品組合物為糖果制品如棒糖，F(xiàn)ruit Roll-upsR，口香糖，蜜餞，烘烤制品和飲料。
本發(fā)明添加劑組合物可用來(lái)代替食品組合物中的部分糖，這可根據(jù)要求鈣量和/或濃度而定，其中正如要對(duì)食譜和配方進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)不同性質(zhì)的蔗糖和果糖或右旋糖一樣，對(duì)于具有不同性能的甜味組合物也必須進(jìn)行調(diào)節(jié)，這些變化是本專業(yè)技術(shù)人員所熟知的。
以下舉例說(shuō)明一部分可用這些糖衍生物制成的食品組合物蛋糕，餅干，甜包，其它甜塊餐，糖衣，糖霜，餡餅餡，布丁，包糖粉谷物，糖衣堅(jiān)果(蜂蜜烤制堅(jiān)果)，奶油，硬和軟糖，巧克力，薄脆餅，薯?xiàng)l，玉米，小麥和其它谷物快餐，沙司，肉汁，酸奶，冰淇淋，果凍，果醬，拌(面)粉，面包，面包卷，松餅，炸面圈和小甜面包。
玉米早餐谷物制造方法是加工前將玉米粒涂層，在甜味添加劑中烹調(diào)玉米粒并在制成薄片和烘烤后優(yōu)選通過(guò)噴灑甜味添加劑而將玉米粒涂層，優(yōu)選方法是在甜味添加劑組合物中低水量烹調(diào)玉米粒。
制備方法鈣鹽與有機(jī)酸反應(yīng)而使鈣在加工步驟中溶解，其中據(jù)認(rèn)為會(huì)形成亞穩(wěn)態(tài)檸檬酸-蘋果酸鈣復(fù)合物，當(dāng)然這方面并不受任何理論的限制，鈣鹽如碳酸鈣連同檸檬酸和蘋果酸一起留在甜味添加劑組合物的溶液中。以本文所述方式加工時(shí)，檸檬酸-蘋果酸鈣比相應(yīng)鹽，即檸檬酸鈣和蘋果酸鈣更易溶解。
為了獲得最大的穩(wěn)定性效果，原料應(yīng)以特定順序加入，其中糖和鈣鹽溶解時(shí)會(huì)爭(zhēng)先與水一起進(jìn)入溶液。為了制成無(wú)沉淀濃縮液，所有固體應(yīng)在液態(tài)介質(zhì)，優(yōu)選在水或液態(tài)果糖中溶解或呈漿狀，其中以作為預(yù)混合物或在加料步驟中溶解或制漿。
可制成幾種預(yù)混合物或溶液，其中若用結(jié)晶或固態(tài)糖，該糖就溶于水中，但為了便于制備，優(yōu)選應(yīng)用液態(tài)糖或糖漿，而優(yōu)選糖源為液態(tài)果糖，轉(zhuǎn)化糖和高果糖含量的玉米糖漿。
檸檬酸和蘋果酸也溶于水中，一旦酸溶解，接著就向含這兩種酸的溶液中加入必要時(shí)的酸性陰離子源或酸性鈣鹽如氯化鈣。加酸性陰離子源如氯化鈣有兩方面的優(yōu)點(diǎn)，一方面是降低溶液pH，使鈣的溶解更易于進(jìn)行，另一方面是提高穩(wěn)定性而不致于在高溫下出現(xiàn)鈣鹽沉淀。如使用防腐劑和任選成分如增稠劑，樹(shù)膠，藻酸鹽，果膠或乳化劑，則將其溶于液態(tài)介質(zhì)或在其中制成漿料而形成預(yù)混合物。
然后將糖加入酸溶液中。
優(yōu)選將鈣源制成漿料，但并不是必須的，因此可將鈣源如碳酸鈣分散在水，液態(tài)果糖，高果糖含量的玉米糖漿或其它糖漿中，其中必要時(shí)可通過(guò)攪拌緩慢加料辦法將酸性鈣鹽先溶于水，然后加剩余鈣源而制成漿料，其中必須進(jìn)行適當(dāng)攪拌以使?jié){料保持為懸浮液態(tài)，尤其是在應(yīng)用氫氧化鈣時(shí)應(yīng)如此，因?yàn)樵撛弦自诮锹浜退澜切纬珊隣铙w。
必要時(shí)香料組分為另一預(yù)混合物，若其中含檸檬酸或蘋果酸，例如果汁或果汁濃縮物，優(yōu)選將檸檬酸與蘋果酸之比調(diào)節(jié)為與檸檬酸和蘋果酸預(yù)混合物中該比例相同，其中必要時(shí)另加檸檬酸或蘋果酸而達(dá)到該比例，否則檸檬酸鈣或蘋果酸鈣可在加工步驟中形成并沉淀，而且一旦沉淀，就難于使其再溶解。
為提高蘋果酸鈣，尤其是檸檬酸鈣一類的溶解性，優(yōu)選將果糖(以干重計(jì))/水之重量比調(diào)整為約1∶1至約2∶1，加入果糖可減少形成不溶性鈣鹽如Ca3Cit2·4H2O所需水，并且還可提高生物利用率，因此為達(dá)到約1星期以上的穩(wěn)定性，優(yōu)選將果糖(以干重計(jì))/水重量比調(diào)整為約2∶1至約1∶2。若應(yīng)用香料組分，則調(diào)節(jié)香料組分或含鈣溶液，糖和酸預(yù)混合物中的檸檬酸/蘋果酸之重量比以使其在將香料加入溶液之前相當(dāng)即可提高穩(wěn)定性，其中檸檬酸/蘋果酸之重量比優(yōu)選為約20∶80至約80∶20，更優(yōu)選約26∶74。此外，調(diào)節(jié)香料或含鈣溶液，糖和酸預(yù)混合物中果糖(以干重計(jì))/水之重量比以使其在將香料加入溶液之前相當(dāng)也可提高穩(wěn)定性。
優(yōu)選混合順序之一如下糖和酸溶液攪拌混合制成均勻混合物，其加料順序并不關(guān)鍵，可先在混合罐中將酸溶于水后向其中泵送入糖溶液或先將糖溶液加入罐后向其中泵送入酸溶液。
再向該混合物中加入鈣漿料或干燥鈣源，其中對(duì)加料操作進(jìn)行控制以使反應(yīng)混合物不致過(guò)熱，溫度應(yīng)不超過(guò)120°F(49℃)，而保持該溫度低于120°F(49℃)的辦法是設(shè)置夾套冷卻混合料或?qū)⑵溲h(huán)通過(guò)換熱器。在該加料過(guò)程中鈣源由檸檬酸和蘋果酸中和，但存在過(guò)量酸，其中因中和放熱會(huì)使溫度上升，而且用碳酸鈣時(shí)中和會(huì)生成二氧化碳并產(chǎn)生氣泡，這可通過(guò)碳酸鈣加料速度加以控制。
然后，可選擇性地將香料加入鈣，檸檬酸和蘋果酸及糖混合物中。任何防腐劑;樹(shù)膠，乳化劑，維生素，礦物質(zhì)，植物油，精煉油或其它類似的任選成分可在該階段加入，這些原料以水溶液或其液態(tài)加入。
另一優(yōu)選混合順序如下將水和30%高果糖含量的玉米糖漿(HFCS)加熱到100°F(38℃)，然后向該溶液中加酸并攪拌混合而使其溶解。在低水量系統(tǒng)中可采用高剪切混合法，研磨法或分散器達(dá)到充分混合程度，其中用酸性鈣鹽或乳酸鈣時(shí)，這些鹽亦溶于該溶液中。
干燥鈣源分散在剩余HFCS中，在應(yīng)用碳酸鈣時(shí)對(duì)加料過(guò)程應(yīng)進(jìn)行控制以便抑制中和產(chǎn)物，即二氧化碳所致起泡，而在用氫氧化鈣時(shí)中和過(guò)程為放熱反應(yīng)，此時(shí)應(yīng)對(duì)加料過(guò)程進(jìn)行控制以使反應(yīng)混合物不超過(guò)120°F(49℃)。
應(yīng)用高果糖含量的玉米糖漿或液態(tài)果糖時(shí)的低水量體系制備方法用極少量水，如少于或等于約20%的水制備樣品時(shí)，須要用多達(dá)70%的液態(tài)果糖和/或高果糖含量的玉米糖漿(HFCS)，這可提供酸溶解所需水，其中將水和70%液態(tài)果糖和/或高果糖含量的玉米糖漿加熱到100°F(38℃)，再將酸加入溶液并攪拌混合使其溶解，將該酸溶于水是吸熱的，會(huì)使溫度下降，因此可能需要補(bǔ)充加熱而使酸溶解，如連續(xù)進(jìn)行加熱使酸溶解，但需小心的是溫度不要超過(guò)120°F(49℃)。用酸性鈣鹽如氯化鈣時(shí)，這些鹽亦溶于該溶液中。
將干燥鈣鹽分散在剩余糖漿中，其中加料需進(jìn)行控制以抑制中和產(chǎn)物，即二氧化碳所致起泡。在這一時(shí)刻組合物粘性很大，可能需要連續(xù)加熱，其中加料應(yīng)進(jìn)行控制以使反應(yīng)溫度不超過(guò)120°F(49℃)。
用果糖或結(jié)晶糖制備低水量體系的方法用極少量水，如少于或等于約20%的水制備樣品時(shí)，需要進(jìn)行加熱，其中將水加熱到100°F(38℃)后將酸加入到該溶液中并攪拌混合使其溶解，之后加糖，其中可能需要連續(xù)加熱而使糖溶解，但需小心的是溫度不要超過(guò)120°F(49℃)。用氯化鈣時(shí)，該鹽亦溶于這種溶液中。
向該混合物中加入干燥鈣源，其中加料過(guò)程應(yīng)進(jìn)行控制以便抑制中和產(chǎn)品，即二氧化碳所致起泡，這一時(shí)刻糖漿粘度很高，可能需要連續(xù)加熱。但在用氫氧化鈣時(shí)，中和過(guò)程為放熱反應(yīng)，因此可減少加熱量，其中加料過(guò)程應(yīng)進(jìn)行控制以使反應(yīng)混合物不超過(guò)120°F(49℃)。
這種甜味添加劑組合物一般具有貯存穩(wěn)定性，因?yàn)樵摻M合物具有低水活性，但該組合物亦可經(jīng)短時(shí)間高溫處理而進(jìn)行巴氏滅菌或進(jìn)行這種產(chǎn)品的常規(guī)處理而滅菌。
從本質(zhì)上講，這是制備具有貯存穩(wěn)定性的加鈣飲料濃縮物的方法，其步驟包括(1)制備糖液與檸檬酸和蘋果酸在水中的混合物;
(2)將鈣鹽漿料加入水中，其中任何檸檬酸鈣，蘋果酸鈣，酸性鈣鹽和酸性陰離子源先溶于水后再加入其它鈣鹽制成漿料，該漿料應(yīng)攪拌加入并且其中溫度保持120°F(49℃)以下;
(3)向(2)的混合物中加入溶于水的香料組分，其中香料組分中檸檬酸與蘋果酸之重量比同于(1)中的該比例，并且香料組分中的果糖(以干重計(jì))與水之重量比亦同于(1)中該比例;和(4)向(3)的混合物中加入任何處于水中的防腐劑和任選成分。
權(quán)利要求
1.提供生物可利用鈣的甜味添加劑組合物，其中包括a)可溶鈣；b)食用酸組分，包括檸檬酸和蘋果酸的混合物，其中檸檬酸與蘋果酸之重量比為約90∶10至約10∶90；和c)糖；其中該食用酸組分與該鈣之重量比為約3∶1至約17∶1，而以干重計(jì)該糖包括至少15%果糖并且糖與食用酸組分之重量比為約1∶1至約40∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中檸檬酸根與蘋果酸根之重量比為約80∶20至約20∶80并且糖與酸比為比4∶1至約25∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的組合物，其中酸組合物為至少約50%蘋果酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的組合物，其中至少約25%該糖為果糖并且水與果糖之重量比為約1.5∶1至約1∶2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的組合物，其中糖與酸之重量比為約5∶1至約15∶2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的組合物，其中還包括約0.05%至約5%酸性陰離子。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的組合物，其中酸與鈣之比為約5∶1至約13∶1。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的組合物，其中還包括約0.2%至約4%酸性陰離子。
全文摘要
本發(fā)明涉及能提供生物可利用鈣源的添加劑組合物，更具體地講該組合物包括a)可溶鈣；b)包括檸檬酸和蘋果酸的混合物的食用酸組分，其中檸檬酸與蘋果酸之重量比為約90∶10至約10∶90和c)糖；其中該食用酸組分與該可溶鈣之重量比為約3∶1至約17∶1，以干重計(jì)該糖包括至少15％果糖并且糖與該食用酸組分之重量比為約1∶1至約40∶1。
文檔編號(hào)A23L1/187GK1086103SQ9311849
公開(kāi)日1994年5月4日 申請(qǐng)日期1993年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月21日
發(fā)明者M·B·安敦 申請(qǐng)人:普羅格特-甘布爾公司