CN102166018A - 稳定1,4-二羟基-2-萘甲酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稳定1，4-二羟基-2-萘甲酸的方法，该方法包括减少在含1，4-二羟基-2-萘甲酸的溶液、和含1，4-二羟基-2-萘甲酸的食品或饮料中溶解的氧。

Description

稳定1,4-二羟基-2-萘甲酸的方法
技术领域
本发明涉及一种稳定1，4-二羟基-2-萘甲酸(以下称为DHNA)和含DHNA的食品和饮料的方法。
发明背景
已知DHNA可以用作工业材料，例如用于染料、颜料、感光材料等，已经报道了按照有机化学合成来合成它们的各种方法(参见例如JP-A-57-128655、JP-A-59-186942和JP-A-60-104037)。因为前述方法需要在有机溶剂中、高温和高压下反应，或者需要使用不适于食用和饮用的试剂等作为催化剂等，所以用这些方法获得的DHNA不能用于食品和饮料或药物中。
因此，本发明对其替代方法进行了研究，发现了一种通过使用属于丙酸杆菌(Propionibacterium)属的细菌在细胞内或细胞外制备大量DHNA的方法。其后，因为发现从这种培养混合物中获得的含DHNA的组合物、或DHNA或其盐能够改善肠内微生物区系，并减少在对牛奶敏感的患者摄入牛奶时出现的腹部不适症状，还能加速成骨细胞的分化和功能表达，并抑制破骨细胞的形成(参见WO 03/016544A1)，所以它可以用于代谢性骨疾病的预防、治疗等。
但是，当为了加入DHNA具有的生理机能而将属于丙酸杆菌属的细菌培养物作为食用材料用于食品和饮料或药物时，有一个缺点，即在制备和保存DHNA的过程中，DHNA的剩余量显著减少。例如，已知可以用抗坏血酸、次亚硫酸(hyposulfurous acid)和/或乙酐来稳定属于丙酸杆菌属的细菌培养混合物中所含的双歧因子(参见JP-A-10-108672)。但是，使用这种方法有突出的问题，例如损害了食品和饮料的原始味 道，或者因为这些物质不被认为是食品添加剂而不能使用它们，等等。
发明内容
考虑这种技术状况，为了提供具有优良安全性并且能被使用而不损害味道的稳定DHNA的新方法，进行了本发明。
为实现前述目的而进行了深入研究，结果证实DHNA易于被氧化，尤其是在氧的存在下，热处理能轻易地氧化DHNA并显著减少它在液体中的含量。因此，本发明人意外发现，在热处理含DHNA的液体之前，通过减少液体中的溶解氧，不用加入稳定剂就能显著抑制DHNA含量的减少。基于这些新发现实现了本发明。
因此，本发明涉及下列的(1)至(10)。
(1)一种稳定1，4-二羟基-2-萘甲酸的方法，该方法包括减少在含1，4-二羟基-2-萘甲酸的溶液中溶解的氧。
(2)如(1)所述的方法，还包括加入抗氧化剂作为1，4-二羟基-2-萘甲酸的稳定剂。
(3)如(1)或(2)所述的方法，还包括在减少含1，4-二羟基-2-萘甲酸的溶液中溶解的氧后，对所述溶液进行热处理。
(4)如(3)所述的方法，其中在热处理过程中减少所述溶液中溶解的氧。
(5)如(3)所述的方法，其中在热处理之后减少所述溶液中溶解的氧。
(6)如(1)至(5)中任一项所述的方法，其中溶液为选自以下的至少一种液体食品或饮料：牛奶、含乳制品的饮料、乳酸菌饮料、豆奶、蔬菜汁、果汁、茶饮料、咖啡饮料、可可饮料、运动饮料、能量饮料、充碳酸气饮料、酒精性饮料和汤。
(7)如(1)至(6)中任一项所述的方法，其中溶液为含牛奶或乳制品的溶液。
(8)如(1)至(7)中任一项所述的方法，其中通过用惰性气体替换来减少所述溶液中溶解的氧。
(9)一种制备含1，4-二羟基-2-萘甲酸的食品或饮料的方法，该方法包括用(1)至(8)中任一项的方法稳定1，4-二羟基-2-萘甲酸。
(10)如(9)所述的方法，其中在减少氧的条件下实施一部分或全部过程。
(11)用(9)或(10)的方法制备的食品或饮料。
附图简述
图1显示了在制备和保存含DHNA的原味酸奶的过程中DHNA浓度的变化。
图2显示了在保存含DHNA的植物饮料的过程中DHNA浓度的变化。
实施本发明的最佳模式
下面详细描述本发明。
为了实施本发明，必须减少或消除液体中的溶解氧。作为方法，例如可以将惰性气体如氮气鼓泡进入液体，使惰性气体达到饱和状态，从而替换液体中的溶解氧。可以在槽和/或管线中进行惰性气体(以下本发明用氮气作为代表性例子进行描述)的鼓泡。只要在加入DHNA之前使惰性气体鼓泡，则该鼓泡过程中的温度没有特别限制。当在加入DHNA之后实施鼓泡时，希望在与加入DHNA时的温度相等或更低的温度下实施鼓泡。此外，作为除去溶解氧的方法，常规方法如预先用氮气替换槽中的空气、或者将液体注入槽中，然后通过使氮气鼓泡对其上表面加压(JP-A-4-36178)可以应用于本发明。此外，希望在如下气氛中实施制备过程中的一部分步骤或全部步骤，其中通过惰性气体替换来消除或减少氧，从而使溶液中溶解氧的浓度保持在优选5ppm或更低、更优选2ppm或更低，在产物被填充和包装时以相同方式实施。
为了确保溶液中DHNA的稳定性，将液体中溶解氧的浓度调整为优选5ppm或更低、更优选2ppm或更低。液体中溶解氧的浓度下限没有特别限制，但优选为0ppm或更高。
当通过将含DHNA的组合物或DHNA或其盐加入用作基料的溶液来制备含DHNA的液体(参见WO 03/016544A1)时，希望在用氮气替换除去基料溶液中溶解氧的条件下实施加入，含DHNA的组合物的制备例子描述于前述专利文献WO 03/016544A1。具体地，可以通过在培养基中接种并培养费氏丙酸杆菌(Propionibacterium freudenreichii)来获得含DHNA的组合物，所述培养基可以例如通过将啤酒酵母提取物加入到脱脂奶粉或脱脂奶粉的蛋白质水解处理产物中来制备。按照用途和形式任选地增加或降低待加入的DHNA的量，对该量没有特别限制，但其上限优选为1mg/ml或更低、更优选500μg/ml或更低，其下限优选大于0μg/ml、更优选大于0.01μg/ml或更高。当目的为改善腹部不适症状时，作为例子，以如下量加入DHNA，使得每100ml终产物中DHNA含量为约11μg(参见WO 03/016544A1)。在这种情况下，可以考虑加热巴氏灭菌条件和保存条件而相应地调整待加入的量。加入DHNA时的温度为90℃或更低、优选45至40℃或更低、更优选约10℃。当加入DHNA后液体中溶解氧的量减少时，更优选较低的温度。虽然加入DHNA时的温度下限没有特别限制，但优选0℃或更高。
用氮气替换的时间没有特别限制，可以在制备过程的任意步骤中实施。但是，因为液体中DHNA的残余量极易受加热的影响，所以根据本发明，在加热含DHNA的液体之前、特别是在加热巴氏灭菌处理之前减少溶解氧是最有效的。
在加热巴氏灭菌处理的过程中，以牛奶的情况为例，按照关于牛奶和乳制品的成分标准等的部颁法令(Ministerial Ordinance)进行处理，通常有低温长时巴氏灭菌法、高温长时巴氏灭菌法、高温短时巴氏灭菌法、超高温瞬间巴氏灭菌法和类似的巴氏灭菌法。根据本发明，可 以使用包括上述方法的任意巴氏灭菌方法和杀菌方法，间歇式系统和连续式系统两者都是适用的。虽然处理温度和处理时间根据巴氏灭菌方法而改变，但是根据上述巴氏灭菌方法，优选在50℃至200℃和0.1秒至1小时的范围内选择它们。包括前者，当在加热巴氏灭菌法的过程中含DHNA的液体与氧有频繁接触的机会时，希望减少液体中溶解氧的量。因此，希望甚至在加热巴氏灭菌过程中也连续地用氮气进行替换。
作为惰性气体，可以具体地例举氮气、氩气、二氧化碳气体等。其中，优选使用氮气，因为氮气在空气中大量存在，其成本相对较低，此外其安全性已经确认，对食品和饮料的味道和质量不产生影响。
同样，向目标溶液加入抗氧化剂也可用于稳定DHNA。关于加入抗氧化剂的时间，优选在加入DHNA前加入。抗氧化剂的例子包括：次亚硫酸、抗坏血酸、异抗坏血酸、胡萝卜素、生育酚和有抗氧化作用的多酚，多酚的例子包括：合成产物以及天然产物如茶、葡萄、柠檬、咖啡、紫肉(purple-fleshed)甘薯、大豆等，除了富含这些多酚的水果、植物、种子、植物叶等的压榨汁外，还可以使用它们的水提取物或有机溶剂提取物，或者也可以使用它们的浓缩产物、纯化产物或干燥产物。关于抗氧化剂的加入量，根据抗氧化剂的种类，加入量可以等于或大于通常为抗氧化目的所加入的量。例如，当单独加入抗坏血酸而不进行惰性气体的鼓泡时，按溶液的总重量计，希望加入量为0.01wt％或更多。
本发明可以应用的目标物质没有特别限制，只要在减少溶解氧时它是液体物质。例如，溶液可以是能饮用的任何食品，包括：牛奶；含乳制品的饮料；乳酸菌饮料；豆奶；蔬菜汁；果汁(包括含果汁的饮料)；茶系饮料如绿茶、红茶、乌龙茶等；咖啡饮料；可可饮料；含氨基酸、维生素等的运动饮料，其特别适用于在进行运动时补充水和营养；含有用于增进健康的强化营养成分的能量饮料；充碳酸气饮料等软饮料；酒精性饮料；和汤、日本豆酱汤(miso soup)、清汤等汤，它最 终不仅可以是液体形式，而且可以是流体形式、糊形式、凝胶形式、粉末形式、颗粒形式、片形式和固体形式中的任何一种形式。具体地，可以将前述食品和饮料加工成果冻形式、凝胶形式、冻干形式等，或者加工成用淀粉质粘性层覆盖的形式；可以例举乳制品如酸奶、干酪、奶油、黄油、冰淇淋、改性奶粉等；糊(pasts)如涂抹物(spread)、果酱等，甜点如果冻、布丁、巴伐利亚奶油(Bavarian cream)等；调料如蛋黄酱、调味品等；和流食等。本发明不仅可以用于这些食品，而且可以用于保健食品，这类保健食品包括：有特定保健用途的食品、有保健机能的食品和类似的生理机能性食品。此外，因为DHNA在有机溶剂中有优良的溶解度和稳定性，所以本发明也可以用于制备有良好安全性的药物。
通常，以每1kg人或动物计，DHNA的每日摄取量为优选0.03至3μg、更优选0.1至1μg。
此外，希望甚至在含DHNA的最终产物内也保持减少溶解氧的状态。为了利于保存，可以单独使用具有高气体屏蔽性的塑性材料如聚氯乙烯醇、金属箔等，或者可以根据需要使用由所述塑性材料层叠而成的容器或包装。此外，也可以使用具有高遮光性的容器或包装。
虽然下面参考实施例更详细地描述了本发明，但本发明不被下列内容所限制。
实施例1 DHNA的测定方法
使5ml份的每个样品通过固相萃取塔(Oasis HLB，由Waters Corporation制造)，该塔用5ml甲醇和4ml 1％(w/v)抗坏血酸钠水溶液处理过。用5ml 1％(w/v)抗坏血酸钠水溶液冲洗并用4ml 10％(w/v)抗坏血酸钠水溶液/甲醇(1∶9)洗脱后，在减压下浓缩由此而得的洗脱液。从其中取样1ml份，用前述含抗坏血酸钠的甲醇填充。通过0.5μm的过滤器来过滤混合物，进行HPLC(色谱柱：Cadenza CD-C18(4.6×150mm，由 Imtact Corporation制造)；流动相：乙腈、甲醇、水和乙酸(10∶20∶200∶0.1，v/v/v/v，用氨水调整pH为7)；检测器：紫外检测器；检测波长：254nm；流速：1.5ml/min；柱温：45℃；进样量：20μl)分析。通过如下方法制作校正曲线：配制DHNA制剂(046-22422，由Wako Pure ChemicalIndustries，Ltd.制备)的1mg/ml(甲醇溶液)标准储液，在任选地用甲醇稀释后使用该溶液。
实施例2 含DHNA的原味酸奶的制备方法和氮气替换试验
为了制备加有含DHNA的组合物的原味酸奶，首先按如下步骤制备生产用起子：分别将1wt％保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)JCM 1002T和嗜热链球菌(S.thermophilus)ATCC 19258接种到10wt％脱脂奶粉培养基中，在37℃下将它们培养15小时。在用氮气鼓泡的条件下，混合排除了含DHNA的组合物的原材料，也就是80wt％市售牛奶、2wt％脱脂奶粉和14.5wt％水。鼓泡前，混合物中溶解氧的浓度为约10ppm，但通过用氮气鼓泡该浓度减小至小于1ppm。按照WO 03/016544A1的实施例2制备含DHNA的组合物(DHNA含量为40μg/ml)，以1.5wt％的量将其加入混合物，通过间歇式系统在95℃加热5分钟进行巴氏灭菌，然后冷却至43℃。以1wt％的量分别前述生产用起子接种到混合物中后，将混合物无菌填充，并密封到灭菌的非屏蔽性聚苯乙烯容器(由Asahi Plastics Co.，Ltd.制造)中。此时，持续氮气鼓泡直至接种起子，填充后在43℃发酵4小时。发酵结束后，在5℃进行冷却，在暗处、10℃下将由此所得的含DHNA的原味酸奶保存2周。制备原味酸奶的过程中不进行氮气鼓泡的情况被用作对照。
按照本实施例制备原味酸奶时，按前述的测试实施例分别在以下步骤测定原味酸奶中DHNA的含量：在混合物进行巴氏灭菌前、在混合物进行巴氏灭菌后、在刚刚接种生产用起子后和发酵结束后、和保存1周和2周后。结果示于图1。从图1可明显看出，通过在制备原味酸奶的过程中将氮气鼓泡进入混合物，在制备和保存过程中DHNA的损失几乎被完全抑制。另一方面，发现与加热巴氏灭菌前的含量相比，对照物 中DHNA的含量通过加热巴氏灭菌方法减少至约30％。
实施例3 含DHNA的植物饮料的制备方法和氮气替换试验
为了制备加有含DHNA的组合物的植物饮料，首先将200kg浓胡萝卜汁Bx42、20kg浓番茄汁Bx6OGY、36kg植物混合汁(均由Sanyo Foods制备)和280kg透明苹果汁Bx70(由Mitsubishi Corporation制备)称重，然后混合，向其中加入6kg抗坏血酸和4kg柠檬香精(由SHONAN FLAVORS，INC.制备)，随后加入水调整至4吨。通过如下步骤制备加有含DHNA的组合物的植物饮料：按照WO 03/016544A1的实施例2制备含DHNA的组合物(DHNA含量为58μg/ml，条件是中途不加入乳糖，而在培养的中间将氮气鼓泡改为通风)，在10℃下以0.2wt％或0.4wt％将该组合物加入该混合物中。
就在用板加热该混合物之前，在10℃以50.0L/min的流速使氮气鼓泡进入，直至溶解氧变成5ppm。其后，在140℃将混合物巴氏灭菌3秒，将匀化为250kg/cm2的混合物冷却至25℃，无菌填充到Tetra Brick-Aseptic(由Tetra Pack制造)中。将含DHNA的组合物加入由此获得的植物饮料中，在5、25、30、40或55℃下保存2月。植物饮料中DHNA的含量(μg/250ml)示于图2。结果确认，即使以常温(25℃)保存，也可以在延长的时间段内抑制DHNA含量的降低。
工业应用性
通过本发明，通过减少液体溶解氧来显著抑制DHNA含量的减少、同时不损害食品和饮料的原始味道第一次变成可能。

Claims (9)

1.一种稳定1，4-二羟基-2-萘甲酸的方法，该方法包括通过用惰性气体替换来减少在含1，4-二羟基-2-萘甲酸的溶液中溶解的氧，其中在含1，4-二羟基-2-萘甲酸的溶液中溶解的氧的浓度为≤5ppm，所述溶液为至少一种液体食品或饮料，以及还包括对溶液进行热处理。
2.如权利要求1所述的方法，其中在含1，4-二羟基-2-萘甲酸的溶液中溶解的氧的浓度为≤2ppm。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中在热处理的过程中维持减少的所述溶液中溶解的氧。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中在热处理之后维持减少的所述溶液中溶解的氧。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中溶液为选自以下的至少一种液体食品或饮料：牛奶、含乳制品的饮料、乳酸菌饮料、豆奶、蔬菜汁、果汁、茶饮料、咖啡饮料、可可饮料、运动饮料、能量饮料、充碳酸气饮料、酒精性饮料和汤。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中溶液为含牛奶或乳制品的溶液。
7.一种制备含1，4-二羟基-2-萘甲酸的食品或饮料的方法，该方法包括用权利要求1至6中任一项的方法稳定1，4-二羟基-2-萘甲酸。
8.如权利要求7所述的方法，其中在减少氧的条件下实施一部分或全部过程。
9.用权利要求7或8的方法制备的食品或饮料，其中在含1，4-二羟基-2-萘甲酸的食品或饮料中溶解的氧的浓度为≤5ppm。
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