專利名稱：供含茶飲料使用的肉桂酸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明申請(qǐng)涉及天然或合成制備的香料的應(yīng)用，所述香料還在含茶固形物的水基飲料中作為抗菌劑。這些物料是反式肉桂酸及其鹽和酯。
背景技術(shù)：
和現(xiàn)有技術(shù)眾所周知酸化的和天然pH值的立即可飲(RTD)茶飲料，在2.5-6.5pH值范圍內(nèi)，不管采用何種包裝均易變質(zhì)。與罐裝相比，包裝在玻璃和塑料瓶(由于增加了的O2入口)中，以及在較高的pH范圍的茶飲料比罐裝茶更易遭受酵母和霉菌造成的變質(zhì)。
有許多不同的方法用于制備并包裝或瓶裝立即可飲(RTD)茶。例如，在一種方法中，所有的瓶子可以被消毒，且茶飲料首先進(jìn)行巴氏滅菌，然后在較高的溫度下裝瓶。這些高溫處理均需要大量的用于設(shè)備的資金投入，且如果有許多不同的裝瓶設(shè)備，如果并非不可能證明是合理的，具有這種高溫裝置的這些多樣的設(shè)備的每一種的裝備花費(fèi)會(huì)是非常高昂的。
此外，所有這些高溫手段是相當(dāng)無(wú)效的，且除了原始的設(shè)備花費(fèi)以外需要非常高的能量消耗和過(guò)多的花費(fèi)。由此可見(jiàn)，能夠制備和裝瓶RTD茶，而不需要這樣無(wú)效花費(fèi)、大量能源消耗，而且還需要大量的初始設(shè)備投資的方法是令人向望的。
如果預(yù)定裝瓶是在大量的現(xiàn)存的裝瓶設(shè)備中進(jìn)行，這是特別有效的。
在克服這些問(wèn)題的努力中，獲得了一種循序漸進(jìn)的方法。首要的需要是生產(chǎn)一種優(yōu)異的調(diào)香茶飲料，這種茶飲料是符合微生物學(xué)要求的，且可以通過(guò)各種的倉(cāng)庫(kù)和零售門路，在常規(guī)的運(yùn)銷聯(lián)絡(luò)線上被運(yùn)送和貯藏。這些需要必須滿足且同時(shí)應(yīng)保持花銷在合理的水平上，并使用現(xiàn)存的裝瓶設(shè)備。這又需要在專門的設(shè)備上，例如高溫滅菌和巴氏滅菌設(shè)備和水處理設(shè)備諸如反滲透(R0)設(shè)備上使投入的資金最小化。
研究表明，通過(guò)開(kāi)始一系列“障礙”或步驟，所有的上述條件均可以滿足，其中的每一步均被設(shè)計(jì)成使用現(xiàn)存設(shè)備和資源。在一個(gè)合理的花費(fèi)水平內(nèi)，同時(shí)改善了茶飲料的微生物穩(wěn)定性，而沒(méi)有對(duì)其美味造成有害的影響的情況下，這可以被實(shí)現(xiàn)。
這些步驟包括使用水硬度非常低的水；使用的pH值約2.5-4.0；使用選擇的具有pH和水調(diào)節(jié)劑的螯合劑；使用與pH水和螯合劑相結(jié)合的選擇的縮聚磷酸鹽；和使用經(jīng)選擇的眾所周知的防腐劑，例如乳鏈球菌素、那他霉素、山梨酸和山梨酸鹽和苯甲酸和苯甲酸鹽并結(jié)合低水硬度、pH值調(diào)節(jié)劑、螯合劑和縮聚磷酸鹽。這些步驟一起貢獻(xiàn)于抗菌效果，且由此各自獨(dú)立地增長(zhǎng)了抗菌效果。
這些步驟的每一個(gè)均至少增加了抗菌效果，并經(jīng)常性產(chǎn)出協(xié)同抗菌效果。然而它們沒(méi)有正面地貢獻(xiàn)于茶飲料的全部美味，相反地，進(jìn)行所有這些步驟改善了微生物穩(wěn)定性而沒(méi)有負(fù)面地影響風(fēng)味。由此，增長(zhǎng)的抗菌效果量必須考慮到茶的香味外觀。
對(duì)于許多不同的用途，許多防腐劑是有效的。然而，通常沒(méi)有對(duì)主要作為香料的天然化合物的抗菌活性進(jìn)行過(guò)考慮。
將選擇的天然物料用作防腐劑，已經(jīng)作了一些嘗試。舉例來(lái)說(shuō)，日本專利申請(qǐng)57/194775就是其中之一，其中肉桂酸用于與選擇的其它有機(jī)酸包括檸檬酸和山梨酸組合。
美國(guó)專利5431940通過(guò)使用具有低硬度的水并與其它防腐劑和縮聚磷酸鹽結(jié)合，得到使飲料穩(wěn)定的方法。堿度是指定的。
含茶飲料，由于其美妙風(fēng)味的均衡需要對(duì)防腐劑的選擇給予極大的關(guān)注。好的均衡必須實(shí)現(xiàn)茶的穩(wěn)定且沒(méi)有對(duì)其風(fēng)味造成有害的影響。因此，需要使用一種天然的化合物作為香料，它還可以作為抗菌劑。
公開(kāi)了一種方法和組合物，采用上述的逐步地或“障礙”的方法加之肉桂酸用于給予茶飲料一種令人愉快的風(fēng)味，同時(shí)對(duì)立即可飲的不含氣的和碳酸化的茶飲料中的微生物生長(zhǎng)的控制作出貢獻(xiàn)，并用于在環(huán)境或冷卻溫度下分配和銷售。該飲料包括草藥茶，“不含氣飲料”和碳酸化飲料均有，以及紅茶、烏龍茶和綠茶。所述方法使用的肉桂酸與障礙或循序漸進(jìn)的方法結(jié)合。所述的肉桂酸化合物可以是天然的或合成的，可以包括肉桂酸的反應(yīng)產(chǎn)物例如其酯和鹽。
該方法使用了反式肉桂酸或苯基丙烯酸以及反應(yīng)產(chǎn)物例如所述酸的鹽和酯，還對(duì)茶飲料的穩(wěn)定性作出了貢獻(xiàn)。簡(jiǎn)單的酯例如甲基、乙基和丙基酯是優(yōu)選的。
當(dāng)適當(dāng)?shù)亟M合時(shí)，該化合物給予茶飲料令人愉快的或獨(dú)特的理想的和有特色的風(fēng)味。它還對(duì)飲料的穩(wěn)定性作出了貢獻(xiàn)，且可以單獨(dú)使用或與適度的熱處理或減量的傳統(tǒng)化學(xué)防腐劑例如，山梨酸和/或苯甲酸和其鹽結(jié)合使用。它還貢獻(xiàn)于環(huán)境溫度和冷卻溫度下的抗菌活性。
如上所述，酸化的和天然的pH基茶飲料，包括在2.5-7.0pH值范圍內(nèi)的果汁味的和含果汁的茶飲料，眾所周知是易受酵母、霉菌、耐酸細(xì)菌(例如，乳酸芽胞桿菌、葡糖芽胞桿菌/醋酸芽胞桿菌)和/或嗜常溫菌或嗜熱菌的芽胞型(例如，凝結(jié)芽胞桿菌和脂環(huán)族芽胞桿菌)和非芽胞型細(xì)菌造成的變質(zhì)。本發(fā)明的化合物3-苯基丙烯酸(即反式-肉桂酸)，當(dāng)在本發(fā)明中與低量的山梨酸或苯甲酸和其混合物以及其它風(fēng)味成分結(jié)合配制時(shí)，提供了一種令人愉快的、理想的和有特色的風(fēng)味茶，同時(shí)有益地增加了其抗菌活性。所述的化合物可以優(yōu)選以約25-約600ppm的單獨(dú)的濃度使用，且主要地用作已發(fā)現(xiàn)是非常有效的抗菌劑的香料。所述化合物有效地防御著立即可飲茶飲料和含果汁、水果或蔬菜提取物和/或附加的香料的茶飲料中的酵母、霉菌和其它耐酸和非耐酸芽胞型和非芽胞型致腐細(xì)菌。
本發(fā)明的化合物，如果需要，可以使用較高的含量為高達(dá)約2000ppm或更高。
該化合物作為抗菌劑相對(duì)于簡(jiǎn)單的酚酸，如苯甲酸，具有增長(zhǎng)的效能，相信可歸因于不飽和側(cè)鏈的存在。這種側(cè)鏈的效能的增長(zhǎng)隨側(cè)鏈的長(zhǎng)度和側(cè)鏈中含有的反應(yīng)雙鍵的數(shù)量的增加而增加。這些雙鍵的存在加強(qiáng)了所述化合物在被動(dòng)的傳送進(jìn)入細(xì)胞之后，在微生物的細(xì)胞內(nèi)的所述化合物的反應(yīng)性。這類似于傳送苯甲酸進(jìn)入細(xì)胞。接下來(lái)細(xì)胞內(nèi)部酸部分的分解和伴隨著的一種或多種高反應(yīng)雙鍵的存在的組合效果，有效地貢獻(xiàn)給了可察覺(jué)到的抗菌效果。
包括天然衍生的和合成制備的公開(kāi)化合物的使用，提供了獨(dú)特的抗菌化合物，可以用于配制當(dāng)前被流行定義的“全天然”飲料。在環(huán)境溫度和/或具有延長(zhǎng)擱置壽命的冷卻溫度下是穩(wěn)定和安全的，具有令人愉快的風(fēng)味的立即可飲的不含氣的和碳酸化的茶飲料，由此成為可能。
所述化合物的一個(gè)具體的例子如下所示
肉桂酸優(yōu)選反式肉桂酸，且選擇的肉桂酸的鹽和簡(jiǎn)單的酯也可以使用。
雖然不希望受理論的束縛，理論上抗菌物料進(jìn)行如下操作，基本上生物體一般會(huì)被動(dòng)地傳送上述的處于其未分離(未改變)狀態(tài)的化合物類型。一旦該化合物處于細(xì)胞中，它開(kāi)始分離，基本上破壞了細(xì)胞內(nèi)部的pH平衡。一種生物體例如，拜列氏接合糖酵母，據(jù)報(bào)道這是一種造成飲料中嚴(yán)重變質(zhì)問(wèn)題的酵母，該酵母擁有將防腐劑例如苯甲酸輕易地泵出的能力，從而導(dǎo)致拜列氏接合糖酵母多少具有抗防腐劑的名聲。本發(fā)明的化合物幾乎不可能次于防腐劑泵，這是由于增加了不飽和側(cè)鏈的高反應(yīng)性。相信，基于這個(gè)原因，所公開(kāi)的化合物是有效的。
除了用于茶飲料的選擇性的香料，需要降低pH值至約2.5至4.0以改善飲料的穩(wěn)定性。當(dāng)果汁或果味香料用于立即可飲茶飲料例如，檸檬味茶飲料時(shí)，這是特別有用的。
另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)自來(lái)水中鎂和鈣離子共同的量，以CaCO3計(jì)，保持在不超過(guò)約300ppm時(shí)，本發(fā)明的香料/抗菌劑化合物提供改善了的茶飲料穩(wěn)定性。優(yōu)選該硬度小于約100ppm和最優(yōu)選小于約50ppm或更低，例如25ppm或更少。這可以通過(guò)合適方式的去離子反滲透或離子交換來(lái)實(shí)現(xiàn)。
另外已發(fā)現(xiàn)選擇的磷酸鹽也有助于穩(wěn)定性和風(fēng)味，因此含有約100ppm至約1000ppm或更高的縮聚磷酸鹽，且優(yōu)選約250ppm至約500ppm的縮聚磷酸鹽，所述的縮聚磷酸鹽具有如下結(jié)構(gòu)式
其中m平均約3至100，M是鈉或鉀。
其它的防腐劑例如山梨酸或山梨酸鹽和苯甲酸或苯甲酸鹽或?qū)αu基苯甲酸甲酯，它們可以約50-1000ppm的含量單獨(dú)使用或組合使用，這是特別有益的，且不會(huì)影響風(fēng)味。
另外，螯合劑例如EDTA、NTA等，以約20ppm至約1000ppm的含量下使用是有益的，且優(yōu)選約30ppm至約1000ppm。當(dāng)使用EDTA時(shí)，優(yōu)選采用較低的含量。許多合適的螯合劑列于《食品添加劑手冊(cè)》第二版，由Furia編輯，CRC出版。
如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“茶濃縮液”涉及一種來(lái)源于濃縮的茶提取物的產(chǎn)品，所述的濃縮茶提取物用水稀釋，以形成可飲用的茶飲料。提取的方法不重要，且本領(lǐng)域的任何公知方法均可以使用。
如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“茶飲料”是指一種由茶濃縮液、提取物或粉末制備的可飲用的飲料。通常該飲料通過(guò)與水混合制備。多種其它的香料和/或果汁也可以包括在茶飲料中，例如果汁、蔬菜汁等。如果使用濃縮液或粉末，接下來(lái)通常就將所述的濃縮液或粉用充足的水稀釋，以制備出茶飲料。優(yōu)選的茶濃縮液或粉一般稀釋至含有約0.06至0.4％的茶固形物含量，優(yōu)選約0.08至0.2％的茶固形物含量，用以提供可飲用的茶飲料，但這依賴于要求的風(fēng)味外觀，且可以采用0.01至0.5％或更高的量。
如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“茶固形物”是指一般存在于茶提取物中的那些固形物，包括常規(guī)的茶抗氧化劑。當(dāng)由Camellia sinensis的提取物制備時(shí)，多酚化合物一般是茶固形物中的主要成分。然而茶固形物也可以包括咖啡因、蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)和碳水化合物。
除非另有說(shuō)明，本文和所附的權(quán)利要求書中的所有份數(shù)和比例均以重量計(jì)。
為了證明用以實(shí)現(xiàn)微生物的穩(wěn)定性的一種逐步的或“障礙”的方法，進(jìn)行幾套試驗(yàn)以確立使用這一方法的危急程度。這些獨(dú)立的步驟如下所示1.使用低水硬度的水；2.pH值控制；3.包括EDTA的螯合劑；4.縮聚磷酸鹽；5.苯甲酸鹽；6.山梨酸鹽；7.反式肉桂酸。
一種含約0.08％茶固形物的立即可飲(RTD)的茶組合物，其制備需具有下述常規(guī)成分。
苯甲酸鉀 0.03％山梨酸鉀 0.04％茶粉 0.08％著色劑成分 0.06％檸檬酸 0.07％檸檬香精 0.1％HFCS(高果糖玉米糖漿55DE) 12％余量是水至 100％用磷酸調(diào)節(jié)pH值至2.8。
實(shí)施例1在30ppmEDTA存在和不存在的情況下，測(cè)量以Ca(CO3)計(jì)的水硬度，對(duì)不同的水硬度包括28ppm；36ppm；72ppm和138ppm條件下進(jìn)行了研究。
在幾種不同的水硬度含量下，以如上方法制備RTD飲料，且用抗防腐劑致腐酵母拜列氏接合糖酵母接種，接種量是10菌落形成單元(CFU)每ml飲料。該飲料接著被裝瓶并觀察破壞情況，例如，具有至少2對(duì)數(shù)增長(zhǎng)的平面計(jì)數(shù)或“Frank致腐”諸如，例如CO2的產(chǎn)生或沉降等。
結(jié)果列表如下
表1
表2
表3
表4
這些結(jié)果清楚地顯示出水硬度的增長(zhǎng)，降低了飲料中微生物的穩(wěn)定性，且EDTA的添加加強(qiáng)了飲料的微生物的穩(wěn)定性。據(jù)報(bào)道添加EDTA使微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜不穩(wěn)定。因此，理論上EDTA通過(guò)降低水硬度，螫合金屬和增加微生物細(xì)胞壁對(duì)防腐劑的滲透性，而使細(xì)胞壁和細(xì)胞膜失去穩(wěn)定，有助于飲料的穩(wěn)定性。
實(shí)施例2在約500ppm含量，2.8和3.2pH值下進(jìn)行確定六偏磷酸鹽效果的研究。除了含30ppm的EDTA和50ppm的水硬度以外，如實(shí)施例1的方法制備和裝瓶RTD飲料，且以1CFU和10CFU的量，用拜列氏接合糖酵母接種，但可以含有或不合有六偏磷酸鹽。
表5<
>表6<
<p>表7
表8
結(jié)果清楚地顯示通過(guò)使用六偏磷酸鈉增加了開(kāi)始變質(zhì)延遲的時(shí)間。較低的pH值條件下的這種加強(qiáng)有助于飲料的微生物穩(wěn)定性。
實(shí)施例3在有或沒(méi)有苯甲酸和山梨酸的情況下，對(duì)2.8和3.1pH值的影響進(jìn)行測(cè)試研究。除了添加30ppm的EDTA，如實(shí)施例1的方法制備和裝瓶的RTD飲料，山梨酸和苯甲酸的存在量是不同的，且水的硬度設(shè)定為50ppm。接種采用的是以1CFU/ml飲料的量的抗防腐劑酵母-拜列氏接合糖酵母。
結(jié)果列表如下
表9
表10
<p>表11
這些結(jié)果證明山梨酸、苯甲酸的組合以及降低pH值的效果，對(duì)飲料微生物穩(wěn)定性具有的協(xié)同影響。
實(shí)施例4這是一項(xiàng)對(duì)反式肉桂酸對(duì)茶系統(tǒng)中微生物穩(wěn)定性的影響進(jìn)行甄別的研究。除了pH值是3.0和水的硬度設(shè)定為72ppm和使用30ppm的EDTA以外，使用實(shí)施例1的飲料。接種采用的是以1CFU/ml飲料的量的抗防腐劑酵母拜列氏接合糖酵母。
結(jié)果列表如下表12
結(jié)果顯示反式肉桂酸對(duì)微生物的穩(wěn)定性具有積極影響。通過(guò)反式肉桂酸的存在，增強(qiáng)了天然茶的風(fēng)味/外觀。
實(shí)施例5使用反式肉桂酸和基于實(shí)施例3所示的山梨酸鹽、苯甲酸鹽的協(xié)同作用進(jìn)行研究。重復(fù)實(shí)施例3中的變量，以確定在低防腐劑含量情況下，反式肉桂酸是否給予附加的穩(wěn)定性。制備實(shí)施例1的RTD飲料。添加30ppm的EDTA，且水硬度是50ppm。此外，山梨酸和苯甲酸的含量不同，pH值不同，且反式肉桂酸的含量也不同。以1CFU/ml的拜列氏接合糖酵母用作接種物。
表
表14
表15
<p>表16<
上述結(jié)果清楚地證明，反式肉桂酸在降低的防腐劑水平和“障礙”方法的全面影響下，對(duì)穩(wěn)定飲料是有效的。使用反式肉桂酸來(lái)改善飲料的風(fēng)味外觀以降低防腐劑量是相當(dāng)值得注意的。
權(quán)利要求
1.一種茶飲料，含有選自肉桂酸、肉桂酸鹽、肉桂酸酯和其混合物組成的組的化合物，并與以使用“障礙”方法的pH控制，六偏磷酸鹽、山梨酸、苯甲酸、EDTA和水硬度控制結(jié)合來(lái)穩(wěn)定所述飲料，所述的化合物以有效抗菌量存在于飲料中并與所述的“障礙”結(jié)合，且所述的化合物對(duì)所述的飲料能具有選擇性的風(fēng)味效果。
2.一種水基飲料包括至少約0.02至0.5％wt.的茶固形物和防止微生物造成變質(zhì)的足夠量的肉桂酸、其鹽和酯并與權(quán)利要求1所定義的障礙結(jié)合。
3.如權(quán)利要求1或2所定義的飲料，其中所述的肉桂酸的含量至少約50至600ppm。
4.一種如前述任一權(quán)利要求所定義的飲料，具有足夠量的所述肉桂酸并結(jié)合所述的障礙以完全抑制酵母、霉菌和其它微生物的生長(zhǎng)。
5.一種如前述任一權(quán)利要求所定義的飲料，還包含有足夠量的茶固形物以產(chǎn)生有效的抗氧化效果。
6.一種如前述任一權(quán)利要求所定義的飲料，除茶以外還包含有香料和/或水果或蔬菜汁或提取物。
7.如權(quán)利要求1定義的飲料，其中所述的肉桂酸是天然的。
8.如權(quán)利要求1定義的飲料，其中所述的肉桂酸是合成的。
9.如權(quán)利要求1定義的飲料，其中所述的肉桂酸是反式肉桂酸。
10.一種改善茶飲料的微生物穩(wěn)定性而不會(huì)負(fù)面影響所述飲料風(fēng)味的方法，包括以下步驟控制所述飲料的水硬度達(dá)到加強(qiáng)了抗菌水平的步驟；控制所述飲料的pH值達(dá)到加強(qiáng)了抗菌水平的步驟；向所述飲料中添加加強(qiáng)了抗菌效果量的縮聚磷酸鹽；除了縮聚磷酸鹽以外，向所述飲料中添加加強(qiáng)了抗菌效果量的螯合劑；向所述飲料中添加加強(qiáng)了抗菌效果量的苯甲酸或苯甲酸鹽；向所述飲料中添加加強(qiáng)了抗菌效果量的山梨酸或山梨酸鹽；向所述飲料中添加加強(qiáng)了抗菌效果量的肉桂酸。
11.一種改善了茶飲料微生物穩(wěn)定性的方法，包括控制飲料的水硬度小于約70ppm的量；控制飲料的pH值小于約3.1；向所述飲料添加至少約500ppm的縮聚磷酸鹽；除了縮聚磷酸鹽以外，向所述飲料中添加至少約30ppm的螯合劑；向所述飲料中添加至少約100ppm的苯甲酸或苯甲酸鹽；向所述飲料中添加至少約100ppm的山梨酸或山梨酸鹽；向所述飲料中添加至少約20至200ppm的選自由肉桂酸；肉桂酸鹽、肉桂酸酯和其混合物組成的組的化合物。
12.一種茶飲料，具有以CaCO3計(jì)，約10ppm至150ppm的水硬度；pH值小于約3.1；約100ppm至1000ppm的六偏磷酸鈉；約10ppm至75ppm的EDTA；約50至1000ppm的苯甲酸或苯甲酸鹽；約50至1000ppm的山梨酸或山梨酸鹽；和約20至2000ppm的選自由肉桂酸、肉桂酸鹽、肉桂酸酯和其混合物組成的組的化合物。
全文摘要
公開(kāi)了一種含水基茶固形物的飲料,其中還含有足夠量的肉桂酸及其鹽和酯作為調(diào)香/抗菌化合物和使用具有選擇性的水硬度、縮聚磷酸鹽、螯合劑、pH調(diào)節(jié)劑、苯甲酸和山梨酸含量的障礙方法以防止微生物生長(zhǎng),同時(shí)貢獻(xiàn)于令人愉快的飲料風(fēng)味,由此使所述飲料在感官上和微生物學(xué)方面令人滿意。
文檔編號(hào)A23L3/3508GK1278143SQ98810620
公開(kāi)日2000年12月27日 申請(qǐng)日期1998年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月28日
發(fā)明者M·C·西里格利爾諾, W·C·弗蘭克, M·M·克姆利, R·T·麥肯納, P·J·羅滕博格 申請(qǐng)人:尤尼利弗公司