CN101123889A - 富含1h216o的非酒精饮料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生产与典型的非酒精饮料组合物相比富含1H2 16O的非酒精饮料。是通过将高纯轻水加入到酒精饮料中而提供的，其中高纯轻水含有占水大约99.76重量％～大约99.99重量％的1H2 16O，而典型水中1H2 16O的含量不超过水的99.575重量％。根据本发明，以不低于水的99.76重量％的量富含1H2 16O的非酒精饮料包括饮用水、餐用饮用水、矿化水、矿质水、矿质餐用水、治疗预防用矿质水、矿质药用水；混合饮料包括餐用饮料、特殊用途的饮料、提神饮料、凉爽饮料、补品、柠檬水、非酒精鸡尾酒，并且该饮料可以是果汁、花蜜、基塞尔、莫斯、茶、克瓦斯、非酒精啤酒。饮用根据本发明所制备的富含1H2 16O的非酒精饮料会改善人类健康和生活质量，其中所述非酒精饮料的水中1H2 16O的含量不低于99.76重量％。

Description

富含1H216O的非酒精饮料
技术领域
本发明涉及非酒精饮料的产品。更具体的，本发明涉及富含1H2 16O的非酒精饮料产品，换句话说，涉及与典型的非酒精饮料组合物相比，非酒精饮料组合物中具有提高的1H2 16O含量的非酒精饮料。
发明背景
饮用水以及非酒精饮料组合物中作为组分的水的质量和纯度是生命质量和人类健康的决定性因素。
作为化学试剂，水是由水分子构成的物质。然而，不存在绝对纯的天然水。天然水通常含有一定量的各种悬浮颗粒、化学和生物杂质。即：所有的天然水(包括所有的饮用水)都是水作为化学试剂与某些其他物质的组合物。
当今，对水的纯化是至关重要的需要。水的纯化方法依赖于水的后续应用，并且可以是不同的，例如过滤、精馏、反向渗透等。传统的水纯化方法仅仅能够从水中除去杂质，而对作为化学试剂的水没有影响，即它们都不能改变水分子同位素种类(isotope variety)之间的比例。
水的分子H2O由两种化学元素构成-氢H和氧O。这两种元素的每一种也都由多种同位素构成。在下文中：
术语《氢》(用字母表示为：H)的意思是作为稳定的非放射性氢同位素种类总和的化学元素；
术语《氧》(用字母表示为：O)的意思是作为稳定的非放射性氧同位素种类总和的化学元素；
天然的氢由下列稳定的非放射性同位素构成：
-氕(用字母表示为：1H)；
-氘(用字母表示为：2H，过去使用符号D，其还可以使用字母表示为2H或者等价的字母表示为D)。
天然的氧由三种稳定的非放射性同位素构成：
-氧-16(字母表示为16O)，
-氧-17(字母表示为17O)，
-氧-18(字母表示为18O)，
(本发明仅仅考虑所述稳定的非放射性同位素)；
作为化学试剂的任何水都是由氢的稳定同位素(1H和2H)与氧的稳定同位素(16O、17O和18O)所形成的9种水分子同位素种类的组合物，例如：1H2 16O、1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O。这些水分子的同位素种类另外的名称是同位素类型(isotopologue)。
根据IUPAC化学术语总目录(Compendium of Chemical Terminology)第2版(1997)对术语“同位素类型”进行定义，其是指仅在同位素组成(同位素取代的数目)上有区别的分子实体，例如1H2 16O、1H2H16O、1H2 18O。本文中术语“水分子的同位素种类”和“同位素类型”是可以作为可互换的术语进行使用的。
海水中水同位素类型的含量是通过国际认可的水标准VSMOW进行表示的。在海水中，包含轻同位素1H和16O的1H2 16O分子的水平是99.731％(ViennaStandard Mean Ocean Water，VSMOW)，大约0.2683％的海水是由包含重同位素2H、17O、18O(0.0372％的1H2 17O、0.199983％的1H2 18O、0.031069％的1H2H16O等)的水分子形成的。(Rothman等人，J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer，1998，60，665。Rothman等人，J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer，2003，82，第9页)。天然水中水同位素类型的丰度会根据地球区域和气候条件而变化，并且通常被表示为相对于VSMOW标准的偏差δ。轻同位素类型1H2 16O含量最高的天然水是在南极洲发现的(标准轻型南极降水，SLAP)，其中残余重同位素的所述δ值是δ2H＝-415.5‰、δ17O＝-28.1‰以及δ18O＝-53.9‰，其对应99.757％的轻水1H2 16O水平(R.van Trigt，Laser Spectrometry for Stable Isotope Analysisof Water Biomedical and Paleoclimatological Applications，2002，Groningen：University Library Groningen，第50页)。
这样，在自然界中没有发现轻同位素类型1H2 16O的丰度超过99.757％的天然水。
在天然水中，含有2H、17O和18O重同位素的分子例如1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O的残余含量能够总计达到2.97g/l。
由于水中含有氘的同位素类型的总水平稍微超过0.3g/l(0.031％)(Rothman等人，J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer，1998，60，665。Rothman等人，J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer，2003，82，第9页)，对含有氘的同位素类型的天然水的完全去除会提供轻水同位素类型1H2 16O不超过99.76％的水。
这样，在本领域中，轻水同位素类型1H2 16O的丰度超过99.76％的水是未知的。
在本领域中，生产1H2 16O轻水同位素类型的丰度超过99.76％的水的方法和设备也是未知的。
轻水和重水同位素类型在它们的物理性质上稍有区别。例如，它们在沸点、凝固点以及密度方面有区别。已经充分证明，轻水和重水同位素类型在生物体系中具有不同的性能，并明显地影响溶液中物质的性能，例如生化反应的速率、多种结合体系(包括蛋白质-糖类、小分子-小分子、蛋白质-肽以及蛋白质-核酸)的缔合焓；配体结合的热动力学(自由能、焓、熵以及热容变化)；蛋白质解折叠的焓；核酸功能结构的热动力学稳定性和形成(Chervenak等人，JACS，1994，116(23)：10533-10539。Makhatadze等人，Nature Struct.Biol，1995，2(10)：852-855。Connelly等人，PNAS，1994，91：1964-1968。Cupane等人，Nucleic Acids Res.1980，8(18)：4283-4303)。
如上所述，在典型的天然水中，含有2H、17O和18O重同位素的分子的残余含量按重量能够总计达到2.97g/l。在自然界中，在南极洲发现了含有2H、17O和18O重同位素的分子的较低含量，其对应水平为99.757％的轻水同位素类型1H2 16O。
含有重同位素的分子在哺乳动物生物中能够导致正常生化过程的改变，并导致生物体机能资源的减少。
对在人类生物体中提高轻水分子1H2 16O存在的含量，降低1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O以及2H2 18O分子的含量，以便提高人类健康和生活质量存在最迫切的需求。
人类机体中水分子的同位素种类例如1H2 16O、1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O以及2H2 18O的含量直接依赖于人所使用的非酒精饮料和饮用水中水分子的所述同位素种类的含量。
在本领域中，轻水同位素类型1H2 16O的丰度超过99.76％的非酒精饮料是未知的。
在本领域中，轻水同位素类型1H2 16O的丰度超过99.76％的饮用水是未知的。
本发明的一个目的是提供非酒精饮料，其含有轻水同位素类型1H2 16O的丰度超过99.76％的水。
在本文中，饮用水是非酒精饮料的一种类型。
附图说明
图1是用于生产包含大约99.76重量％～大约99.99重量％的水的设备示意性侧视图。
发明内容
本发明提供了富含1H2 16O的非酒精饮料，其中1H2 16O的含量不低于所述非酒精饮料的水的99.76重量％，所述非酒精饮料包含：
A)含量为所述非酒精饮料的大约20重量％～大约99.9重量％的高纯轻水，其中所述高纯轻水是组合物，该组合物含有大约99.76％～大约99.99％的1H2 16O以及相应补足100％的剩余量的1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O；
B)含量为所述非酒精饮料的0重量％～大约80重量％的具有1H2 16O典型含量的典型水，其中所述水是一种组合物，该组合物含有大约99.731％～大约99.757％的1H2 16O以及相应补足100％的剩余量的1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O；以及
C)含量为补足所述非酒精饮料的100重量％的生理上可以接受的组分。
优选地，本发明提供了一种富含1H2 16O的非酒精饮料，其中1H2 16O的含量不低于所述非酒精饮料中水的99.80重量％，所述非酒精饮料包含：
A)含量为所述非酒精饮料的大约20重量％～大约99.9重量％的高纯轻水，其中所述高纯轻水是组合物，该组合物含有大约99.80％～大约99.99％的1H2 16O以及相应补足100％的剩余量的1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O；
B)含量为所述非酒精饮料的0重量％～大约80重量％的具有1H2 16O典型含量的典型水，其中所述水是组合物，该组合物含有大约99.731％～大约99.757％的1H2 16O以及相应补足100％的剩余量的1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O；以及
C)含量为补足所述非酒精饮料的100重量％的生理上可以接受的组分。
在本文中，定义《轻水同位素类型1H2 16O的丰度超过99.757％的水》、《1H2 16O的含量提高的水》以及《富含1H2 16O的水》是可以作为可互换的术语进行使用的。
在本文中，术语“高纯轻水”是指含有大约99.76％～大约99.99％的最轻同位素种类的水分子的水，用字母表示为：1H2 16O。
在本文中，术语《典型水》的意思是1H2 16O含量在VSMOW-SLAP标准的限度内的任何水，即1H2 16O占水的大约99.731重量％～大约99.757重量％。
进一步，本发明提供富含1H2 16O的非酒精饮料，其中所述高纯轻水选自包括蒸馏水、去离子水和反渗透水的组。
进一步，本发明提供富含1H2 16O的非酒精饮料，其中所述具有1H2 16O典型含量的典型水选自包括饮用水、矿化水、矿质水、蒸馏水、去离子水和反渗透水的组。
进一步，本发明提供富含1H2 16O的非酒精饮料，其中所述生理上可以接受的组分是选自包括天然果汁、蔬菜汁、浆果汁、花蜜、干饮料组合物、食用纤维和食物组分的组中的至少一种。
进一步，本发明提供富含1H2 16O的非酒精饮料，其中所述生理上可以接受的组分是选自包括无机盐、矿物质、营养物、维生素、黄烷醇、抗氧化剂、调味剂、提取物、香精、着色剂、芳香剂、食品用酸、兴奋物、工艺添加剂的组中的至少一种。
进一步，本发明提供富含1H2 16O的非酒精饮料，其中所述非酒精饮料是选自包括餐用饮用水、矿化水、矿质水、矿质餐用水、治疗-预防用矿质水、矿质药用水、婴儿饮用水的组的饮用水，并且能够被二氧化碳饱和。
进一步，本发明提供富含1H2 16O的非酒精饮料，其中所述的非酒精饮料是选自包括餐用饮料、特殊用途的饮料、提神饮料、凉爽饮料、补品、柠檬水、非酒精鸡尾酒的组的混合饮料，并且能够被二氧化碳饱和。
进一步，本发明提供富含1H2 16O的非酒精饮料，其中所述的非酒精饮料选自包括果汁、花蜜、基塞尔(kissel)、莫斯(mors)、茶、克瓦斯(kvass)、非酒精啤酒的组，并且能够被二氧化碳饱和。
本发明针对非酒精饮料组合物，其包含：
(A)第一组分，其为高纯轻水；
(B)第二组分，其为典型水；以及
(C)第三组分，其为生理上可以接受的组分。
第一组分(A)-高纯轻水
根据本发明，可以生产富含1H2 16O的量超过水的99.76重量％并最高达到大约99.99重量％的水。水不仅能够纯化去掉典型的化学物质和杂质，也能够被纯化去掉例如1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O的分子，它们的含量能够最高达到2.97g/l并且相对于水的主要组分(1H2 16O)是一种杂质。结果，水成为由含量最高达到99.99％的1H2 16O构成的同位素均质的物质，即轻水。这种轻水是比任何其他具有典型同位素组合物的纯化的水程度更高的纯水，其为高纯轻水。这样，能够达到质量上新的和高水平的水纯度。
这样，高纯轻水是组合物，其含有大约99.76％～大约99.99％的1H2 16O以及相应补足100％的剩余量的1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O。
为了实施本发明，我们提供了生产高纯轻水的方法和设备。
利用图1的设备，通过对具有1H2 16O典型含量的典型水的精馏制备包含超过99.76％的轻同位素类型1H2 16O的高纯轻水。其是通过提供从典型水中同时除去含有重同位素2H、17O和18O的8种水分子的同位素种类(诸如1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O)而制备的。
精馏的工艺包括：
-使沸腾的包含轻同位素类型1H2 16O的[C1]的天然水蒸发(参见图1，1)以产生水蒸汽；
-将水蒸汽供给到精馏塔(3)的底部(2)；
-在下降中的液体和上升中的蒸汽之间进行蒸汽-液体接触，其主要是在精馏塔内的接触设备(4)(例如规整填料或者乱堆填料)表面上进行的，同时，液体和蒸汽以相互相反的方向在接触设备的表面上沿着主要的流动方向(即塔的轴的方向)进行流动；
-使具有浓缩的轻同位素类型1H2 16O[C2]的水蒸汽在安装于精馏塔顶部的冷凝器(5)上进行冷凝；
-收集部分冷凝物作为冷凝的高纯轻水，其含有提高含量(超过99.76％)的轻同位素类型1H2 16O[C2＞C1]。
在分别处理之后，能够得到高纯轻水，其为蒸馏水、去离子水、反渗透水以及超纯水等。这些类型的水的区别在于化学物质的浓度，但其始终含有超过99.76％的轻同位素类型1H2 16O。
有分子光谱方法用于直接确定样品中1H2 16O的方法。(Rothman等人，J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer，1998，60，665。Rothman等人，J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer，2003，82，p.)。
这样，轻同位素类型1H2 16O含量提高的高纯轻水，被用于制造以不低于水的99.76重量％的含量富含1H2 16O的饮用水和非酒精饮料。
在本发明中，高纯轻水的含量可以为非酒精饮料组合物的大约20重量％～大约99.9重量％。
第二组分(B)-典型水
典型水是1H2 16O含量在VSMOW-SLAP标准的限度内的水，即1H2 16O占水的大约99.731重量％～大约99.757重量％。换句话说，典型水是组合物，其含有大约99.731％～大约99.757％的1H2 16O以及相应补足100％的1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O。这样立方分米水能够含有最高达到2.97g含有重同位素2H、17O和18O的水分子。
与天然水中其他典型组分的含量相比，这是个显著的数值。例如，水的总矿化的量对于餐用饮用水能够为0.2～1.0g/l，对于矿质水则超过1.0g/l。
典型水可以是饮用水、矿化水、矿质水、蒸馏水、去离子水和反渗透水等。这些类型的水的区别在于化学物质的浓度。但这些类型的水始终含有水的大约99.731重量％～99.757重量％典型含量的轻同位素类型1H2 16O。
在本发明中，典型水的含量可以为非酒精饮料组合物的大约0重量％～大约80重量％。
第三组分(C)-生理上可以接受的组分
生理上可以接受的组分的例子包括但不限于天然果汁、蔬菜汁、浆果汁、花蜜、干饮料组合物、食用纤维和食物组分、无机盐、矿物质、营养物、维生素、黄烷醇、抗氧化剂、调味剂、提取物、香精、着色剂、芳香剂、食品用酸、兴奋物、工艺添加剂等或其混合物。
能够作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的天然果汁的非排他性例子包括苹果汁、柠檬汁、橙汁、葡萄柚汁等或其混合物。
能够作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的天然蔬菜汁的非排他性例子包括番茄汁、胡萝卜汁等或其混合物。
能够作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的天然浆果汁的非排他性例子包括黑醋栗汁、酸果蔓汁等或其混合物。
能够作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的花蜜的非排他性例子包括桃花蜜、香蕉花蜜等或其混合物。
能够作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的干饮料组合物的非排他性例子包括橙味干饮料混合物、粉末状粉色柠檬饮料混合物等或其混合物。
能够作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的水溶性食用纤维的非排他性例子包括果胶、树胶、阿拉伯半乳聚糖等或其混合物。
本发明中作为非酒精饮料组合物中生理上可以接受的添加剂所使用的食物组分的意思是，任何在普通非酒精饮料中以其必需的形式而被使用的食物组分。本发明的包含食物组分的酒精饮料的非排他性例子包括牛奶饮料、果汁饮料、非酒精鸡尾酒等。
本发明中作为非酒精饮料组合物中生理上可以接受的组分所使用的食物组分的意思是，任何通常在普通非酒精饮料中以其必需的形式所使用的食物组分例如奶制品。本发明含有食物组分的非酒精饮料的非排他性例子包括非酒精牛奶鸡尾酒、牛奶-水果鸡尾酒等。
可以用于本发明的饮料的食物组分的非排他性例子包括牛奶、浓缩低脂牛奶、奶粉、乳酪、巧克力、蛋、可可、果汁等或其混合物。
可以用于本发明的饮料的食物组分的非排他性例子包括牛奶、浓缩牛奶、浓缩低脂牛奶、奶粉、乳酪、巧克力、蛋、可可、天然果汁等或其混合物。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的无机盐的非排他性例子包括氯化钠、碳酸氢钠、氯化钙、硫酸镁等或其混合物。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的矿物质的非排他性例子包括钙、镁、硼、铬、钴、铜、氟化物、锗、碘、铁、锂、镁、锰、钼、磷、钾、硒、硅、钠、硫、钒、锌等或其混合物。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的营养物的非排他性例子包括糖类、蛋白质、脂类、必需脂肪酸、氨基酸及其衍生物等或它们的混合物。
氨基酸及其衍生物的的非排他性例子包括苯丙氨酸、异亮氨酸、氨基酸螯合锌等或其混合物。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的维生素的非排他性例子包括视黄醇和类维生素A、抗坏血酸、生育酚、钙化醇、硫胺素、核黄素、烟酸、泛酸盐、吡哆醇、叶酸、钴维生素、生物素、胆碱、肌糖、硫辛酸、肉碱以及它们的衍生等或其混合物。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的合成或者天然黄烷醇的非排他性例子包括儿茶素、表儿茶素、没食子儿茶精、表没食子儿茶精、表儿茶素没食子酸酯和表没食子儿茶素没食子酸酯以及它们的衍生等或其混合物。黄烷醇在本发明的组合物中的含量可以变化。然而，优选使用占组合物的大约0.001重量％～大约5重量％的一种或者多种黄烷醇。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的抗氧化剂的非排他性例子包括抗坏血酸、α-生育酚和硒。
本发明的组合物可以含有有效量的一种或者多种甜味剂作为生理上可以接受的组分，其包括糖类甜味剂和天然和/或人造无/低热量甜味剂。
甜味剂的非排他性例子包括天然甜味剂例如蔗糖、果糖-葡萄糖糖浆、经过纯化的蜂蜜(purified honey)、甘草甜素、甜菊苷、蛋白质甜味剂奇甜蛋白(Thaumatin)、罗汉果汁；或者人造无热量甜味剂例如阿斯巴甜、糖精、环己基氨基磺酸盐、乙酰磺胺酸钾等或其混合物。典型的，甜味的饮料将包含大约0.1％～大约20％的天然甜味剂。总的无热量甜味剂优选以占组合物的大约0.0001重量％～大约5重量％的水平来使用。
在本发明的实施方式中推荐一种或者多种调味剂作为生理上可以接受的组分以增强它们的适口性。任何天然或者合成的调味剂都可以在本发明中进行使用。例如，这里可以利用一种或者多种植物和/或水果香料。正如这里所使用的，这类调味剂可以是合成或天然香料。
水果调味剂的非排他性例子包括苹果香料、柑橙香料、葡萄香料、覆盆子香料、酸果蔓香料、樱桃香料、葡萄柚香料；以及还包括外国的香料诸如例如西番莲果香料、芒果香料、菠萝香料、古朴阿苏果(cupuacu)香料、番石榴香料、可可香料、番木瓜香料、桃香料以及杏香料等或其混和物。植物香料的非排他性例子包括茶、芦荟、瓜拉那、人参、银杏、山楂、芙蓉、野玫瑰果、甘菊、薄荷、茴香、姜、甘草、莲子、五味子、锯叶棕、菝葜(sarsaparilla)、红花、贯叶连翘(St.John′s Wort)、姜黄、小豆蔻(cardimom)、肉豆蔻、桂皮、布枯(buchu)、肉桂、茉莉、山楂、菊花、菱角、甘蔗、荔枝、竹笋、香草、咖啡等或其混和物。典型的，所述调味剂可以作为浓缩物或者提取物或者以合成生产的调味酯、醇、醛、萜烯、倍半萜烯等的形式获得。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的草药提取物的非排他性例子包括瓜拉那提取物、芦荟提取物、银杏提取物、高丽参提取物等或其混和物。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的香精的非排他性例子包括橙香精、黑醋栗香精、柠檬香精、酸橙香精、酸果蔓香精等或其混和物。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的合成或天然着色剂的非排他性例子包括人造食品染料和传统的食品或食品着色剂例如核黄素和β-胡萝卜素、焦糖色素，还包括水果、蔬菜和/或植物提取物例如葡萄、黑醋栗、阿龙尼亚苦味果(aronia)、胡萝卜、甜菜根、红球甘蓝和芙蓉等或其混和物。所使用的着色剂的量依赖所使用的试剂和在最终产品中所期望的强度，优选占该组合物的大约0.0001重量％～大约0.5重量％。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的芳香剂的非排他性例子包括天然可乐-芳香剂、茶-芳香剂等或其混和物。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的食品用酸的非排他性例子包括琥珀酸(siccine acid)、苹果酸、酒石酸、葡糖酸、柠檬酸、乳酸、马来酸、富马酸、抗坏血酸、磷酸等或其混合物。
可以作为生理上可以接受的组分用于本发明的饮料的兴奋物的非排他性例子包括天然兴奋物例如咖啡、荼、可乐果、可可豆、马黛(mate)、蜂王浆、代茶冬青、瓜拉那胶以及约可(yoco)或合成生产的咖啡因、可可碱和茶碱等或其混合物。在本发明的组合物中的兴奋物的量可以变化。本发明的组合物可以包含大约0.0005％～大约1％的兴奋物。
可以在本发明的饮料中使用的工艺添加剂的非排他性例子包括防腐剂、乳化剂、酸化剂、胶凝剂、增稠剂、稳定剂、碳酸盐组分等或其混合物。
防腐剂的非排他性例子包括多聚磷酸盐防腐剂(例如六偏磷酸钠)、山梨酸、苯甲酸及其盐包括(但不限于)山梨酸钙、山梨酸钠、山梨酸钾、苯甲酸钙、苯甲酸钠、苯甲酸钾、EDTA(乙二胺四乙酸)等或其混和物。优选以该饮料组合物的大约0.0005重量％～大约0.5重量％的水平包含所述防腐剂。其中该饮料包含一种或者多种防腐剂的混合物，优选，这些防腐剂的总含量维持在这些范围内。
乳化剂的非排他性例子包括阿拉伯树胶、改性的食品用淀粉(例如琥珀酸烯基酯改性的食品用淀粉)、衍生自纤维素的阴离子聚合物(例如羧甲基纤维素)、茄替胶(gum ghatti)、改性的茄替胶、黄原胶、黄蓍胶、瓜尔胶、槐豆胶、果胶，等或其混和物。
酸化剂的非排他性例子包括有机或无机可食用酸。有机酸包括柠檬酸、苹果酸、富马酸、己二酸、磷酸、葡糖酸、酒石酸、抗坏血酸、乙酸、磷酸或其混和物。这些酸可以以它们未离解的形式存在，或者可以替换的，可以以它们各自的盐存在例如磷酸氢二钾或磷酸氢二钠、磷酸二氢钾或磷酸二氢钠。通过已知和传统的方法可以将饮料的酸性调节并维持在需要的范围内，例如使用一种或者多种前面所述的酸化剂。通常，在上述范围内的酸性是达到微生物抑制的最大酸性和达到期望的饮料风味的最佳酸性之间的平衡。所述酸化剂也能够作为抗氧化剂来稳定饮料组分。通常使用的抗氧化剂的例子包括但不限于抗坏血酸、EDTA(乙二胺四乙酸)及其盐。
增稠剂的非排他性例子包括悬浮增稠剂、沉淀剂、胶化剂、增容剂等或其混和物。
胶凝剂的非排他性例子包括海藻酸、海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸钙、琼脂等或其混和物。
同样的试剂还可以同时作为胶凝剂、食品稳定剂、增稠剂。因此海藻酸和海藻酸钠可以不仅作为胶凝剂，而且可以作为稳定剂、增稠剂、乳化剂。作为胶凝剂的琼脂可以用作增稠剂和乳化剂。
所有的生理上可以接受的组分是以生产一种或者其他非酒精饮料所必需的形式而使用的。这些组分可以被分散、溶解或者以其他方式混和入本发明的组合物中。
为了实施本发明，我们提供了与普通非酒精饮料中的典型1H2 16O含量相比提高1H2 16O含量的方法，其通过以必需的量将1H2 16O含量为大约99.76％～大约99.99％的高纯水加入到任何非酒精饮料组合物中。
可以将高纯轻水与典型水进行混合，例如典型饮用水，其中典型水中，1H2 16O的典型含量为水的大约99.731重量％～大约99.757重量％。所得到的饮用水富含1H2 16O，换句话说是轻型饮用水。本发明的轻型饮用水可以是餐用饮用水、矿化水、矿质水、矿质餐用水、治疗-预防用矿质水、矿质药用水、婴儿饮用水。
本文中，与典型的饮用水、矿化水或矿质水相比，1H2 16O含量提高的饮用水、矿化水、矿质水等可以被命名为《轻型饮用水》、《轻型矿化水》和《轻型矿质水》等。
可以在本发明的饮料中使用的1H2 16O的典型含量为水的大约99.731重量％～大约99.757重量％的典型水的非排他性例子包括任何瓶装饮用水、自流井水和来自其他天然泉的饮用水等。
可以用于本发明饮料的典型矿化水的非排他性例子包括人造矿化水等，其为反渗透水与必要的矿物组分的混合物。
可以用于本发明饮料的典型矿质水的非排他性例子包括任何来自天然矿泉的具有确定矿物组合物的水等。
在本发明中，富含1H2 16O的轻型饮用水或矿质水能够含有无机盐和矿物质，其量最高达到在典型饮用水或矿质水中所能够观察到的必要水平。其可以通过以一定比例将高纯轻水与具有确定矿物组分的典型饮用水或天然矿质水进行混合而制备。例如，典型饮用水的总矿化水平可以在200～1000mg/l的限制内，在矿质水中的量能够超过10g/l。通常，在瓶装饮用水中，Ca的水平能够最高达到130mg/l，瓶装饮用水中Mg的水平能够最高达到65mg/l。
本发明富含1H2 16O的非酒精饮料(其为饮用水，更具体的是餐用饮用水)包括但不限于富含1H2 16O的餐用轻型饮用水，其中1H2 16O的量最高达到99.80重量％，其中总矿化水平为300mg/l，其中Ca的含量为35mg/l，Mg的含量为10mg/l。
同时，在本发明中，可以通过向高纯轻水中加入基本矿物组分如无机盐和矿物质达到必需的水平，而制备富含1H2 16O的轻型饮用水或矿质水。
无机盐的例子包括但不限于氯化钠、碳酸氢钠、氯化钙、硫酸镁等或其混合物。矿物质的例子包括但不限于Ca、Mg、Na、B、F等或其混合物。
本发明的轻型饮用水可以用于烹饪以及婴儿食品。优选，本发明的轻型饮用水是瓶装饮用水并可以被充入碳酸气或不含气体。
在将高纯轻水与生理上可以接受的组分(包括典型水或者没有典型水)进行混合的情况下，可以得到所有富含1H2 16O的非酒精饮料，其包括混合饮料例如餐用饮料、特殊用途的饮料、提神饮料、凉爽饮料、补品、柠檬水、非酒精鸡尾酒，还包括果汁、花蜜、基塞尔、莫斯、茶、克瓦斯和非酒精啤酒。
对可以接受的组分以及所有生理上可以接受的组分的最终含量的选择依赖于所有富含1H2 16O的非酒精饮料作为餐用饮料、特殊用途的饮料、提神饮料、凉爽饮料、补品、柠檬水、非酒精鸡尾酒的后续应用。
特殊用途的非酒精饮料的例子包括但不限于健康饮料、运动饮料、营养饮料等。
在本发明中，某些富含1H2 16O的非酒精饮料可以通过将成分进行普通的混合而制备，即通过根据常规的方法将必需的生理上可以接受的组分加入到高纯轻水中。所得到的富含1H2 16O的饮料是轻型饮料，例如含有高纯轻水的混合饮料如柠檬水可以被命名为轻型柠檬水。本发明的轻型果汁或者轻型花蜜也可以通过将高纯轻水与其它必需的组分进行混合而制备。在这种情况中，非排他性例子包括但不限于将高纯轻水与天然果汁或花蜜进行混合，或者与浓缩的果汁进行混合。
其它包括基塞尔、莫斯、茶、克瓦斯和非酒精啤酒的饮料能够直接在生产非酒精饮料生产中的任何阶段使用高纯轻水进行制备。在这种情况中，非排他性例子是非酒精啤酒，此时，可以在生产麦芽汁的阶段加入高纯轻水。
而且，在所有非酒精饮料中，典型水可以被替换为富含1H2 16O的高纯轻水。可以通过这种方法生产富含1H2 16O的混合饮料、基塞尔、莫斯、茶、克瓦斯等。
与生产混合饮料、基塞尔、莫斯、茶、克瓦斯、非酒精等常规方法的典型组合物相比，除了水以外，所有富含1H2 16O的非酒精饮料的其他组分都一样。如果需要的话，在加入其他组分之前，可以将固体成分溶解在轻水或者在热轻水中。
优选，所述非酒精饮料是瓶装、盒包装或者罐装的，并被二氧化碳饱和或者不含气体。任何传统的充入碳酸气的方法都可以用于制造本发明的充入碳酸气的饮料组合物。引入到饮料中的二氧化碳的量将依赖于所利用的特殊风味系统和所期望的充入碳酸的量。可以将充入碳酸气的饮料置于容器中，例如瓶子或罐中，接着进行密封。
对于用于本发明的组合物，防腐剂可以是必要的，也可以不是必要的。诸如无菌和/或清洁填充(clean-fill)工艺的技术可以用于避免防腐剂。通常，在饮料被充入瓶子、罐或者其他包装之前被巴氏法灭菌，或者在填充之后进行“包装中的巴氏法灭菌”。
水是所有生物系统得必需组分。水的功能不限于生化过程以及代谢物扩散的介质的功能。在渗透调节和营养物的转运、生物聚合物分子和前体分子(permolecular)系统的结构化和稳定化以提供它们的构象灵活性中，水直接参与化学反应。
如上所述，在生物系统中，轻水和重水同位素类型具有不同的性能。例如，重水同位素类型降低生化反应的速率，扰乱生物聚合物分子的构象灵活性(Chervenak等人，JACS 1994，116(23)：10533-10539。Makhatadze等人，Nature Struct.Biol.，1995，2(10)：852-855。Connelly等人，PNAS 1994，91：1964-1968。Cupane等人，Nucleic Acids Res。1980，8(18)：4283-4303)。这样，含有重水同位素的分子在哺乳动物生物体中降低生物体的功能资源。
如上所述，人类生物体中水分子的同位素种类例如1H2 16O、1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O直接依赖于人类所使用的非酒精饮料中水分子所述同位素种类的含量。
应用根据本发明制备的以不低于水的99.76重量％的量富含1H2 16O的非酒精饮料，能够提高人体中轻水分子1H2 16O的含量，并降低人体中1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O的含量，并达到提高人体健康和生活质量。
通过本发明获得的，以不低于水的99.76重量％的量富含1H2 16O的非酒精饮料是新型的目前为止还没有被生产的产品。
以不低于水的99.76重量％的量富含1H2 16O的非酒精饮料(以不低于水的99.76重量％的量富含1H2 16O)是具有最佳质量的饮料，因为他们提供了轻水的全部优点。
提供下面的实施例以说明本发明。这些实施例仅仅是说明性的，而不是为了以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
本实施例说明用于生产本发明的高纯轻水的方法。
利用图1的设备，在60℃的温度和0.2bar的压力下，通过使用含有99.70％的轻同位素类型1H2 16O的典型水的精馏制备包含99.99％轻同位素类型1H2 16O的高纯轻水。精馏的工艺包括：
-使沸腾的包含99.70％[C1]轻同位素类型1H2 16O的的天然水(参见图1，1)蒸发以产生水蒸汽；
-将水蒸汽补给到精馏塔(3)的底部(2)；
-在下降中的液体和上升中的蒸汽之间进行蒸汽-液体接触，其主要是在精馏塔内的接触设备(4)(例如规整填料或乱堆填料)表面上，同时，液体和蒸汽以相反的方向在接触设备的表面上沿着主要的流动方向(即塔轴的方向)进行流动；
-使具有浓缩的99.99％[C2]的轻水1H2 16O的水蒸汽在安装于精馏塔上界的冷凝器(5)上进行冷凝；
-收集部分冷凝物作为冷凝的高纯轻水，其含有99.99％的轻同位素类型1H2 16O[C2＞C1]，这适合用于生产富含1H2 16O的轻型非酒精饮料。
这样，包含99.99％的轻同位素类型1H2 16O的高纯轻水被用于制造富含1H2 16O的轻型非酒精饮料，其中1H2 16O的含量不低于所述非酒精饮料的水的99.76重量％。
实施例2
本实施例说明非酒精饮料，其为富含1H2 16O的轻型矿化饮用水。
成分 含量，重量％
富含1H2 16O的高纯水，其中1H2 16O的的含量为水的99.80重量％ 99.953
氯化钙 0.015
氯化镁 0.007
碳酸氢钠 0.025
所得到的富含1H2 16O的轻型饮用水，其中1H2 16O的含量是所述非酒精饮料中水的99.80重量％，总矿化水平为0.047％或470mg/dm3 100
用于制备实施例2种所描述的轻型矿化饮用水的方法如下：在室温下，将诸如钙、镁和钠的碳酸氢盐和氯化物盐溶解在轻水中。将某些无机盐加入到轻水中，提供轻型饮用水的必要矿化。
实施例3
本实施例说明非酒精饮料，其为富含1H2 16O的轻型矿质饮用水，是通过将轻水和具有确定矿物质组合物的矿质天然水混合而获得的。
天然矿质水的矿物质组合物之一： mg/dm3
总矿化水平 2800-5300
Cl(氯化物) 100-2500
Na(钠) 750-1540
Ca(钙) 170-340
SO4(硫酸盐) 350-530
HCO3(碳酸氢盐) 190
H3BO3(硼酸) 40-43
富含1H2 16O的轻型矿质饮用水
成分 含量，重量％
富含1H2 16O的精馏的高纯轻水，其中H2 16O的含量是水的99.90重量％ 20
典型天然矿质水，其中1H2 16O的典型含量为水的99.731重量％，其总矿化水平为5.0g/dm3 80
所得到的富含1H2 16O的轻型矿质饮用水，其中1H2 16O的含量为所述非酒精饮料中水的99.7648重量％，总矿化水平为大约4g/dm3 100
这样，在轻型矿质饮用水中1H2 16O的最终含量达到了99.7648％，其比典型天然矿质水中的典型值要高。
富含1H2 16O的轻型矿质饮用水保持了典型天然矿质水的所有天然无机成分。结果，其具有充分高的生物效力、风味极佳的口味和轻水的所有其他好处。
实施例4
本实施例说明富含1H2 16O的非酒精饮料组合物，其为轻型非酒精饮料。
成分 含量，重量％
葡萄糖 4
蔗糖 5.86
麦芽糊精 2.0
果汁 10
绿茶提取物 0.12
瓜拉那提取物 0.06
抗坏血酸 0.04
阿拉伯半乳聚糖(CLEARTRAC，可以从Larex，Inc.，St.Paul，MN商业获得) 1.1
柠檬酸钠 0.1
柠檬酸 0.2
富含1H2 16O的高纯轻水，其中1H2 16O的的含量是水的99.80重量％ 补足100％
在最严格的条件下，轻型非酒精饮料的水中1H2 16O的最终含量总计不低于99.789％，所述饮料的水的总量包含最高达到15％的具有1H2 16O最低浓度99.731％的典型水，典型水，其具有部分固体和液体成分，以及适当量(不低于85％)的1H2 16O含量为99.80％的轻水。
通过将所列举的组分以传统的方式进行混合制备该饮料组合物。该富含1H2 16O的轻型饮料具有风味极佳的口味和轻水的所有其他好处。实施例5
本实施例说明富含1H2 16O的非酒精饮料组合物，其为轻型非酒精饮料。
成分 含量，重量，g
糖 124
食品级酸 8.1
缓冲盐 3.2
维生素 0.7
人造色素 0.04
悬浊剂 3.1
增稠剂 1.4
柑橘风味乳化剂 1.76
富含1H2 16O的高纯轻水，其中1H2 16O的含量是水的99.80重量％ 910
在最严格的条件下，轻型非酒精饮料的水中1H2 16O的最终含量总计不低于99.792％，具有99.731％的最低1H2 16O含量的典型水的量总计最高达到全部饮料水的12重量％。
制备：随着搅拌，将成分加入到水中。继续搅动直到溶解。加热到185下15秒。在无菌条件下进行包装。
与含有典型水的饮料相比，该含有轻水的富含1H2 16O的饮料在甜味/酸味混合方面更好，芳香更强，并且在品尝后具有较少的苦味和酸味。
实施例6
本实施例说明富含1H2 16O的非酒精营养饮料组合物，其为轻型营养饮料。
成分 含量，重量，g
果糖-葡萄糖糖浆 150
经过纯化的蜂蜜 2.0
瓜拉那提取物 1.0
高丽参提取物 0.1
蜂王浆 0.05
维生素C 0.5
烟酰胺 0.1
盐酸维生素B1 0.02
盐酸维生素B6 0.02
L-苯丙氨酸 0.04
L-异亮氨酸 0.01
柠檬酸 1.5
香料 2.0
富含1H2 16O的去离子高纯轻水，其中1H2 16O的含量是水的99.80重量％ 其余
总计 1000
在最严格的条件下，在轻型非酒精饮料的水中1H2 16O的最终含量总计不低于99.79％，具有99.731％的最低1H2 16O含量的典型水的量总计最高达到全部饮料水的14重量％。
该饮料组合物是通过将所列举的组分以常规方法混合而制备的。该富含1H2 16O的轻型营养饮料具有轻水的全部附加好处。
实施例7
本实施例说明富含1H2 16O的非酒精饮料，其为轻型柠檬水。
成分 含量，重量，g
富含1H2 16O的高纯轻水，其中1H2 16O的含量是水的99.79重量％ 86.97
糖 12
柠檬酸 0.1
二氧化碳 0.6
天然芳香剂组合物 0.18
焦糖着色剂 0.1
苯甲酸钠 0.05
在最严格的条件下，在轻型非酒精饮料的水中1H2 16O的最终含量总计不低于99.78％，具有99.731％的最低1H2 16O含量的典型水的量总计最高达到全部饮料水的12重量％。
该富含1H2 16O的轻型柠檬水具有风味极佳的口味、芳香以及轻水的全部附加好处。
实施例6
本发明说明富含1H2 16O的非酒精饮料，其为轻型果汁饮料。
成分 含量，重量％
富含1H2 16O的高纯轻水，其中1H2 16O的含量是水的99.85重量％ 60
糖(典型水的含量是0.2％) 20
浓缩橙汁(典型水的含量是5％) 20
100
在轻型果汁饮料的水中1H2 16O的最终含量不低于非酒精饮料的水的99.84重量％。
该富含1H2 16O的轻型果汁饮料通过将轻水与浓缩的橙汁相混合。该果汁具有足够的高度滋补性能。
实施例7
本实施例说明生产富含1H2 16O的非酒精啤酒的方法。
通过包括下列步骤的传统方法生产富含1H2 16O的非酒精啤酒：
(1)准备包含麦芽、糖蜜和高纯轻水，其中高纯轻水含有99.88％的1H2 16O，并且高纯轻水占该组合物的不低于90重量％；
(2)将所述组合物煮沸以制造麦芽汁；
(3)将预先确定量的啤酒花加入到所述麦芽汁中；
(4)将预先确定量的酿酒酵母加入到所述麦芽汁中；
(5)对所述麦芽汁进行充气，使酵母生长；
(6)将酵母泥加入到所述麦芽汁中到中以提供每毫升大约8×107～大约18×107个酵母细胞的细胞数量；
(7)使加入酵母的麦芽汁在3～10℃的温度下发酵1～40小时；
(8)从经过发酵的麦芽汁中除去酵母；
(9)过滤所得到的酿造物；
(10)通过将所述所得到的酿造物流经一对两个铜电极，对所得到的酿造物进行电解；
(11)使用通入碳酸气的高纯轻水将所述酿造物的酒精含量调节到预先选择的水平，接着使所得到的酿造物陈酿至少24小时，其中所述的高纯轻水中1H2 16O的含量为99.88％。
在最严格的条件下，加入到轻型非酒精啤酒组合物中的水的总量中1H2 16O的最终含量不低于99.82％，所述饮料中水的总量包含最高达到40％的典型水以及适量(不低于60％)的1H2 16O为99.88％的轻水，其中所述典型水具有99.731％的最低1H2 16O含量，这些典型水来自固体和液体啤酒成分。
所得到的富含1H2 16O的非酒精啤酒包含高纯轻水以及不超过3％的水-乙醇组合物中的乙醇，该非酒精啤酒由于保持了轻水的所有附加好处，因此具有更好的消费性能，并具有风味极佳的口味和芳香。
实施例8
30个成年男女在1周内以每天3-5杯的量对根据实施例2所制备的富含1H2 16O的饮用水进行尝试，其中1H2 16O的量为水的99.82重量％，总矿化水平为470mg/dm3。
味道：
味道好-27人，
没有味道-3人。
气味：
没有感觉-30人，
有感觉-0人。
从这些结果中，可以看出根据本发明所得到的富含1H2 16O的轻型饮用水对于许多人来说是易于饮用的饮料。
而且，在这个星期中，所有对该轻型饮用水尝试的志愿者都获得了适度的利尿效果和更好的消化功能。
而且，在每周饮用轻型饮用水之后的一个月中，所有的志愿者都获得了至少一种对健康相关改善的影响例如：从疲劳中恢复、身体状态和身体活力得到改善、耐力和精力得到改善。
这是饮用本发明制备的富含1H2 16O的轻型饮用水能够改善人类健康和生活质量的证据。

Claims (14)

1.一种富含1H2 16O的非酒精饮料，其中1H2 16O的含量不低于所述非酒精饮料中水的99.76重量％，所述非酒精饮料包含：
A)含量为所述非酒精饮料的大约20重量％～大约99.9重量％的高纯轻水，其中所述高纯轻水是组合物，该组合物含有大约99.76％～大约99.99％的1H2 16O以及相应补足100％的剩余量的1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O；
B)含量为所述非酒精饮料的0重量％～大约80重量％的具有1H2 16O典型含量的典型水，其中所述水是组合物，该组合物含有大约99.731％～大约99.757％的1H2 16O以及相应补足100％的剩余量的1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O；以及
C)含量为补足所述非酒精饮料的100重量％的生理上可以接受的组分。
2.根据权利要求1所述的非酒精饮料，其中1H2 16O的含量不低于所述非酒精饮料中水的99.80重量％，所述非酒精饮料包含：
A)含量为所述非酒精饮料的大约20重量％～大约99.9重量％的高纯轻水，其中所述高纯轻水是组合物，该组合物含有大约99.80％～大约99.99％的1H2 16O以及相应补足100％的剩余量的1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O；
B)含量为所述非酒精饮料的0重量％～大约80重量％的具有1H2 16O典型含量的典型水，其中所述水是组合物，该组合物含有大约99.731％～大约99.757％的1H2 16O以及相应补足100％的剩余量的1H2 17O、1H2 18O、1H2H16O、1H2H17O、1H2H18O、2H2 16O、2H2 17O、2H2 18O；以及
C)含量为补足所述非酒精饮料的100重量％的生理上可以接受的组分。
3.根据权利要求1或2所述的非酒精饮料，其中所述高纯轻水选自包括蒸馏水、去离子水和反渗透水的组。
4.根据权利要求1或2所述的非酒精饮料，其中所述具有1H2 16O典型含量的典型水选自包括饮用水、矿化水、矿质水、蒸馏水、去离子水和反渗透水的组。
5.根据权利要求1或2所述的非酒精饮料，其中所述生理上可以接受的组分是选自包括天然果汁、蔬菜汁、浆果汁、花蜜、干饮料组合物、食用纤维和食物组分的组中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的非酒精饮料，其中所述生理上可以接受的组分是选自包括无机盐、矿物质、营养物、维生素、黄烷醇、抗氧化剂、调味剂、提取物、香精、着色剂、芳香剂、食品用酸、兴奋物、工艺添加剂组中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的非酒精饮料，其中所述非酒精饮料是饮用水。
8.根据权利要求1或2所述的非酒精饮料，其中所述非酒精饮料选自包括餐用饮用水、矿化水、矿质水、矿质餐用水、治疗-预防用矿质水、矿质药用水、婴儿饮用水的组。
9.根据权利要求7或8所述的非酒精饮料，其被二氧化碳饱和。
10.根据权利要求1或2所述的非酒精饮料，其中所述非酒精饮料是混合饮料。
11.根据权利要求10所述的非酒精饮料，其中所述非酒精饮料选自包括餐用饮料、特殊用途的饮料、提神饮料、凉爽饮料、补品、柠檬水、非酒精鸡尾酒的组
12.根据权利要求10或11所述的非酒精饮料，其被二氧化碳饱和。
13.根据权利要求1或2所述的非酒精饮料，其中所述非酒精饮料选自包括果汁、花蜜、基塞尔、莫斯、茶、克瓦斯、非酒精啤酒的组，
14.根据权利要求13所述的非酒精饮料，其被二氧化碳饱和。
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