CN104602548B - 通过酸移除生产饮料的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于生产具有低水平的酸、阳离子和/或糖的饮料的方法。所述方法包括以下步骤：通过AX‑REED膜堆移除酸性离子，并且任选地通过CX‑REED膜堆移除阳离子。在某些实施方案中，AX‑REED膜堆和CX‑REEF膜堆并联运行。所述方法还可以包括以下步骤：将糖转化成有机酸，同时通过AX‑REED膜堆移除生成的有机酸。可以例如借助酶和/或微生物转化糖。

Description

通过酸移除生产饮料的方法
技术领域
本发明涉及饮料领域。
背景技术
世界卫生组织(WHO)预测超重和肥胖症可能很快成为不良健康的最重要原因。因此迫切需要支持健康生活方式的食物和饮料。这类产品应当优选地具有低卡路里，但具有高含量的其他有益的营养成分。
EP0748168涉及一种无醇提神饮品，其是通过使用微生物将葡萄糖发酵成葡糖酸制备得到的。但是，在细菌发酵后，所产生的液体含有高水平的葡糖酸和葡糖酸盐。为了降低这些成分的含量，该饮料不得不稀释，因此降低其他微量营养成分的水平。
US20120114791涉及用于生产醇含量降低的含醇饮料的方法。所述方法包括用葡萄糖氧化酶和葡萄糖异构酶处理未发酵的饮料起始溶液的步骤，这可以导致糖减少约19％。所述方法可以包括任选的步骤：移除至少一部分生成的葡糖酸，例如借助中和通过添加形成葡糖酸微溶盐的物质，优选碳酸钙。
发明概述
本发明提供用于制备卡路里低和有益微量营养成分高的饮料的方法。特别地，本发明提供用于在饮料生产期间移除有机酸的方法。如上文所述，降低葡萄糖水平可以导致酸(例如葡糖酸)的产生。本申请发明人已经发现现有技术方法受到限制，因为酸产生最终抑制葡萄糖移除，并且因此仅可以移除相对低水平的葡萄糖和/或产生高水平的酸。有趣的是，本发明提供多种方法，其中连续移除生成的有机酸，优选地在生成有机酸的同时。因此，在本发明的方法中，糖移除不因积累高水平的有机酸而受到影响，因为可以连续地移除有机酸。
有趣的是，本发明表明这类饮料是可口的，提供良好的味道(taste)。如果酸度保持在低水平，则糖可以保持在低水平，从而产生低卡路里含量的饮料。
本发明提供用于降低有机酸水平同时保持一种或多种微量营养成分的水平的方法。有趣的是，本文所述的方法产生可口的饮料，例如风味(flavor)和口味良好的饮料。重要的呈香化合物(aroma compound)被保留在饮料中。根据本发明方法制备的饮料的另一个有趣的特征是，甚至在不添加非天然成分的情况下，饮料也是可口的，并含有良好的微量营养成分水平。
在一个方面，本发明提供制备饮料的方法，其中所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；且
c)任选地将所述液体与以下物质一起孵育：
(i)一种或多种发酵葡萄糖的微生物；和/或
(ii)能够催化葡萄糖转化成有机酸的酶或酶混合物；且
d)从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子(acidic ions)，同时使所述液体中保留所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子，所述膜堆含有：
i)至少一个由以下组成的单元(cell)：
1.限定起始液体室的两张阴离子交换膜；和
2.用于透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并与起始液体室相邻，并且其中所述两个其他室可以相连；
ii)一组端膜；
iii)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
iv)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置，
并且其中移除涉及以下步骤：
i)将起始液体插入到起始液体室中；且
ii)将透析液插入用于透析液的两个其他室中；且
iii)跨膜堆施加电场；
iv)在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转，
其中所述AX-REED液是饮料或所述AX-REED液可以经进一步加工以获得饮料。
起始液体可以在起始液体室中孵育预先确定的保留时间。
步骤d)尤其可以涉及从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液。
附图说明
图1显示REED设备的概观。
图2显示在两个连续REED受控发酵期间麦芽糖和葡萄糖的消耗量。
图3显示在REED处理期间随时间推移柠檬汁中柠檬酸、苹果酸和抗坏血酸的浓度。图A)显示处理4.5小时，而图B)显示处理3.5小时。
图4显示示例性REED设备。
图5显示在75人组成的试验组中对具有22g/L、37g/L或52g/L葡萄糖的饮料的偏好性。对含有37g/L的饮料存在明显的偏好性。
图6显示如受过培训的品尝组评价的饮料A和饮料B的啤酒风味谱。实线：饮料A(基于REED)。
点线：饮料B(基于稀麦芽汁)。
图7显示在试验59(图A))期间和在试验60(图B))期间的pH曲线。
发明详述
生产饮料的方法
本发明涉及用于生产饮料或饮品基料(drinks base)的方法，其中所述饮品基料可以通过添加一种或多种风味化合物而加工成饮料。
特别地，本发明的方法可用于制备糖与有机酸的比率处于60:1至1:2范围内的饮料，本申请发明人已经发现所述饮料是特别可口的。所述糖与有机酸的比率可以是下文在“糖与有机酸的比率”节中描述的任何比率。
本发明的方法还可用于制备酸度降低的饮料。
本发明的方法通常包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；且
c)任选地将所述液体与以下物质一起孵育：
(i)一种或多种发酵葡萄糖的微生物；和/或
(ii)能够催化葡萄糖转化成有机酸的酶或酶混合物；且
d)从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子。
步骤d)尤其可以从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子。
AX-REED液可以是成品饮料(final beverage)，然而AX-REED液也可以经进一步加工以获得成品饮料。因此在本发明的一个实施方案中，该方法包括执行步骤a)、b)、c)和d)，其中饮料是获得的AX-REED液。
步骤a)的起始液体可以是可用作制备饮料的起始液体的任何液体。特别地，它可以是下文在“生产发酵饮料的方法”节中和“不采用细菌发酵而生产饮料的方法”节中及“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节中描述的任何起始液体。
步骤a)的微量营养成分可以是下文在“微量营养成分”节中描述的任何微量营养成分。
起始液体的糖可以是在“糖”节中描述的任何糖。
该方法的步骤b)是任选的步骤，可以执行所述步骤以将一种或多种糖转化成葡萄糖。这个步骤是否进行将取决于起始液体是否含有除葡萄糖以外的其他糖，并取决于是否期望将一种或多种所述其他糖转化成葡萄糖。
在本发明的一些实施方案中，该方法主要从起始液体移除有机酸以产生酸度较低的饮料或饮品基料。在这些实施方案中，如果起始液体包含成品饮料或饮品基料中也期望的糖水平和组成，则通常将排除步骤b)。
在本发明的其他实施方案中，该方法包括发酵步骤(步骤c(i)))。在这些实施方案中，优选的是，如果起始液体仅包含低水平的葡萄糖或如果起始液体包含高水平的除葡萄糖之外的其他糖，则执行步骤b)。步骤b)可以按照下文在“将糖转化成葡萄糖”节中描述的任何方式形成。
步骤c)也是任选的步骤。在步骤c(i)中，优选地通过发酵葡萄糖以获得有机酸来降低葡萄糖水平。通常，在其中起始液体包含比期望水平高的糖水平的本发明实施方案中进行步骤c)。因此，步骤c)，如步骤c(i)，尤其是其中起始液体包含多于10％、例如多于9％、如多于8％、例如多于7％的糖的本发明实施方案中的方法的一部分。所述百分数作为w/w给出。糖可以是下文在“糖”节中描述的任何糖。步骤c(i)可以按照下文在“与发酵葡萄糖的微生物一起孵育”节中描述的任何方式进行。
在本发明的其他实施方案中，该方法包括步骤c，所述步骤c包括与能够催化葡萄糖转化成有机酸的酶或酶混合物一起孵育(步骤c(ii))。在这些实施方案中，优选的是，如果起始液体仅包含低水平的葡萄糖或如果起始液体包含高水平的除葡萄糖之外的其他糖，则执行步骤b)。步骤b)可以按照下文在“将糖转化成葡萄糖”节中描述的任何方式形成。
包括与能够催化葡萄糖转化成有机酸的酶或酶混合物一起孵育的步骤c(ii)也是任选的步骤。步骤c(ii)通过酶促降解葡萄糖以获得有机酸，降低葡萄糖水平。通常，在其中起始液体包含比期望水平高的糖水平的本发明实施方案中进行步骤c)。因此，步骤c)，如步骤c(ii)，尤其是其中起始液体包含多于10％、例如多于9％、如多于8％、例如多于7％的糖的本发明实施方案中的方法的一部分。所述百分数作为w/w给出。糖可以是下文在“糖”节中描述的任何糖。步骤c(ii)可以按照下文在“与葡萄糖降解酶一起孵育”节中描述的任何方式进行。
使用AX-REED膜堆从液体移除一种或多种酸性离子。如本文所用，术语“移除有机酸”是指移除所述有机酸的酸性离子。AX-REED膜堆可以是下文在“AX-REED”节中描述的任何AX-REED膜堆，并且移除可以按照下文在“AX-REED”节中描述的任何方式进行。移除所述酸性离子优选地以其中使至少一种微量营养成分保留在液体中的方式进行。所述微量营养成分可以是下文在“微量营养成分”节中描述的任何微量营养成分。如本文所用的术语“保留所述至少一种微量营养成分”意指所述至少一种微量营养成分的浓度降低不多于30％、优选地降低不多于20％、如不多于10％，例如所述微量营养成分的浓度在执行步骤d)期间降低不多于5％。甚至更优选地，“保留所述至少一种微量营养成分”意指所述微量营养成分的浓度在执行步骤d)之前和之后相同或更高。
步骤d)通常涉及通过以下步骤移除酸性离子：
i)将起始液体插入到AX-REED膜堆内的起始液体室中；且
ii)将透析液插入AX-REED膜堆内的用于透析液的两个其他室中；且
iii)跨膜堆施加电场；
iv)在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转。
所述在所述室中孵育起始液体可以进行预先确定的保留时间。可以根据具体方法选择预先确定的保留时间。通常，在“不采用细菌发酵而生产饮料的方法”节中描述的方法需要较短的保留时间。而在“生产发酵饮料的方法”节和“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节中描述的方法通常需要较长的保留时间。可以选择保留时间以获得所需的pH。特别地，可以选择保留时间以获得期望的接触时间，所述接触时间可以是下文在“接触时间”节中描述的任何接触时间。
除上文所述的步骤a)至d)之外，本发明的方法还可以包括步骤e)，其中步骤e)包括从所述液体移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。CX-REED膜堆可以是下文在“CX-REED”节中描述的任何CX-REED膜堆，并且步骤e)可以按照在“CX-REED”节中描述的任何方式进行。因此，在一个实施方案中，本发明涉及一种用于制备酸度降低的饮料的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)任选地将所述液体与一种或多种发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子；且
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
步骤e)尤其可以涉及从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
步骤e)通常涉及通过以下步骤移除阳离子：
i)将起始液体、部分AX-REED处理的液体(partly AX-REED treated liquid)或AX-REED液插入到AX-REED液室中；且
ii)将第二透析液插入用于第二透析液的两个其他室中；且
iii)跨膜堆施加电场；
iv)在所述室中孵育所述液体，因而使电场方向每隔一段时间反转。
所述在所述室中孵育起始液体可以进行预先确定的保留时间。可以根据具体方法选择预先确定的保留时间。可以选择保留时间以获得所需的电导率。特别地，可以选择保留时间以获得期望的接触时间，所述接触时间可以是下文在“接触时间”节中描述的任何接触时间。
CX-REED液可以是成品饮料。然而，CX-REED液也可以经进一步加工以获得成品饮料。例如CX-REED液将是成品饮料，或它将是饮品基料，所述饮品基料将在如下文对步骤f)所述的添加一种或多种其他化合物后成为成品饮料。因此，在一个实施方案中，本发明提供制备饮料的方法，其中所述方法包括执行如上文所述的步骤a)、b)、c)、d)和e)，其中饮料是CX-REED液。
如本文其他地方描述，随后可以同时地或部分同时地执行步骤d)和步骤e)。在这些实施方案中，所产生的液体也可以被称作“REED液”。
因此，在一个实施方案中，本发明涉及一种用于制备酸度降低的饮料的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)任选地将所述液体与一种或多种发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子；和
e)至少部分同时地从起始液体或部分AX-REED处理的液体移除至少部分的一种阳离子，因而获得REED液，其中所述REED液保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
REED液可以是成品饮料。然而，REED液也可以经进一步加工以获得成品饮料。例如REED液将是成品饮料，或它将是饮品基料，所述饮品基料将在如下文对步骤f)所述的添加一种或多种其他化合物后成为成品饮料。REED液也可以用下文描述的步骤g)和h)之一或两者进行处理。
除前述步骤之外，该方法还可以包括步骤f)，其中步骤f)包括添加一种或多种其他化合物至起始液体和/或添加至该方法期间的液体和/或添加至饮料。所述其他化合物可以是期望添加至饮料的任何化合物，例如，所述其他化合物可以是选自风味化合物和防腐剂中的一种或多种。风味化合物可以例如是下文在“风味化合物”节中描述的任何风味化合物。
因此，在一个方面，本发明涉及一种用于制备饮料的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)任选地将所述液体与一种或多种发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子；和
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子；和
f)添加一种或多种其他化合物，优选选自风味化合物和防腐剂中的一种或多种其他化合物，因而获得饮料。
生产发酵饮料的方法
如上节中所述的，本发明方法的步骤c)是任选的步骤。但是，在本发明的一个优选实施方案中，所述方法包括执行步骤c)。特别地，本发明的方法可以优选地包括执行步骤c(i)。因此，在一个实施方案中，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
c)将所述液体与以下物质一起孵育：
(i)一种或多种能够发酵所述糖以产生有机酸的微生物；和
d)从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液。
能够发酵所述糖以产生有机酸的微生物可以是具有这些特征的任何可用的微生物。特别地，优选该微生物是发酵葡萄糖的微生物。因此，本发明提供用于生产饮料的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸。
所述AX-REED液可以是成品饮料或它可以经进一步加工以获得如下文描述的成品饮料。
这种方法还可以包括步骤e)，因此在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
CX-REED液可以是成品饮料或它可以经进一步加工以获得成品饮料。优选CX-REED液是成品饮料，或优选通过向CX-REED液添加一种或多种其他化合物获得成品饮料。
可以至少部分同时地执行步骤d)和步骤e)，因此在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)至少部分同时地从起始液体或部分AX-REED处理的液体移除至少部分的一种阳离子，因而获得REED液，其中所述REED液保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
REED液可以是成品饮料或它可以经进一步加工以获得成品饮料。优选REED液是成品饮料，或优选通过向REED液添加一种或多种其他化合物获得成品饮料。
因此，该方法还可以包括步骤f)：添加一种或多种其他化合物至起始液体、AX-REED液、CX-REED液或REED液。在不包括步骤e)的本发明实施方案中，步骤f)优选包括添加一种或多种其他化合物至AX-REED液。在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子；和
f)添加一种或多种其他化合物至CX-REED液，优选选自风味化合物和防腐剂中的一种或多种其他化合物，因而获得饮料。
该方法还可以包括步骤g)：添加一种或多种其他液体至AX-REED液、CX-REED液或REED液以获得成品饮料。特别地，所述其他液体可以是饮料，从而使成品饮料是CX-REED液和其他饮料之间的混合物或REED液和其他饮料之间的混合物。因此，在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子；和
f)任选地添加一种或多种其他化合物至CX-REED液，优选选自风味化合物和防腐剂中的一种或多种其他化合物；和
g)提供其他液体，例如饮料，并将所述CX-REED液与所述其他液体混合，因而获得饮料。
所述其他液体可以是期望与CX-REED液混合的任何液体。特别地，其他液体可以是饮料。在一个实施方案中，所述其他液体是含醇饮料，如发酵饮料，如发酵的麦芽汁或果汁。例如，其他液体可以选自啤酒、葡萄酒和苹果酒。其他液体也可以是通过以下方式获得的发酵果汁：将果汁与糖混合，随后用酵母发酵以产生醇含量高的液体。本文中，这类液体也被称作发酵的高糖果汁。在这个方面，术语“高糖”因此是指在发酵之前向果汁添加额外的糖。例如，其他饮料可以是含有至少10％、如至少12％醇的添加糖的发酵果汁。所述发酵的果汁可以例如是发酵的苹果汁，并随后可以被称作发酵的高糖苹果汁。
本发明的方法可以用于通过将常规的含醇饮料与CX-REED液混合，制备低醇饮料，其中使用与用于常规的含醇饮料相同的基料作为起始液体，获得所述CX-REED液。
因此，在一个实施方案中，成品饮料可以是低醇啤酒，如含有小于0.5％醇的啤酒，例如含有小于0.1％醇的啤酒或甚至是“无醇”啤酒，这些啤酒通过用根据本发明制备的CX-REED液或REED液稀释常规啤酒获得。经常地，CX-REED液具有低糖含量并且通常不含醇，但是仍然保留起始液体的其他味道属性，并且因此提供具有全部这些味道属性的成品饮料。因此，CX-REED液通常保留如下文在“呈香化合物”节中所述的存在于起始液体中的一种或多种呈香化合物。在这个实施方案中，用于制备CX-REED液或REED液的起始液体优选地包含谷物提取物、更优选麦芽汁。
类似地，在另一个实施方案中，成品饮料可以是低醇苹果酒，如含有小于0.5％醇的苹果酒，例如含有小于0.1％醇的苹果酒或甚至是“无醇”苹果酒，这些苹果酒通过用根据本发明制备的CX-REED液或REED液稀释常规苹果酒获得。在这个实施方案中，用于制备CX-REED液或REED液的起始液体优选地包含梨汁或苹果汁(优选苹果汁)或由梨汁或苹果汁(优选苹果汁)组成。
在又一个实施方案中，成品饮料可以是低卡路里苹果酒，该低卡路里苹果酒通过用CX-REED液或REED液稀释常规的发酵高糖苹果汁而获得。在这个实施方案中，用于制备CX-REED液的起始液体优选地包含梨汁或苹果汁(优选苹果汁)或由梨汁或苹果汁(优选苹果汁)组成。
另外，在这个实施方案中，CX-REED液优选地具有最多60g/L、如最多50g/L、例如最多40g/L的葡萄糖含量。在制备REED液的实施方案中，REED液优选地具有最多60g/L、如最多50g/L、例如最多40g/L的葡萄糖含量。
在另一个实施方案中，成品饮料可以是低醇葡萄酒，如含有小于0.5％醇的葡萄酒，例如含有小于0.1％醇的葡萄酒或甚至是“无醇”葡萄酒，这些葡萄酒通过用根据本发明制备的CX-REED液或REED液稀释常规葡萄酒获得。在这个实施方案中，用于制备CX-REED液或REED液的起始液体优选地包含葡萄汁或由葡萄汁组成。
在本发明内还包括：所述方法可以包括步骤h)：进一步加工AX-REED液或CX-REED液或REED液以获得成品饮料。所述进一步加工可以例如是将AX-REED液或CX-REED液或REED液与一种或多种微生物(如酵母)一起孵育的步骤。所述方法可以包含上述步骤g)，并且因此所述方法可以包括将步骤g)中获得的液体与一种或多种微生物(如酵母)一起孵育。步骤h)中使用的微生物尤其可以是酵母，如啤酒酵母(Brewer’s yeast)，例如酵母酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)或巴斯德酵母(Saccharomyces pastorianus)，以前称作卡尔斯伯酵母(S.carlsbergensis)。因此，在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子；和
f)任选地添加一种或多种其他化合物至CX-REED液，优选地选自风味化合物和防腐剂中的一种或多种其他化合物；和
h)将所述AX-REED液或所述X-REED液与一种或多种微生物(如酵母)一起孵育，任选地接着移除所述微生物，因而获得饮料。
尤其可以在其中饮料是啤酒如低醇啤酒或无醇啤酒的本发明的实施方案中包括所述步骤h)。
在步骤c)期间生成有机酸，在步骤d)期间移除至少一些所述生成的有机酸。如其他地方所述，可以同时执行步骤c)和d)，因此有机酸可以由所述微生物连续生成，并且可以通过所述AX-REED膜堆连续地移除至少一些或生成的有机酸。尽管移除至少10％的有机酸，但是在本发明内涵盖：在饮料中保持至少一些生成的有机酸，并且因此在本发明内涵盖：饮料可以比起始液体含有更多的有机酸。当起始液体具有高水平的糖和低水平的有机酸时，尤其如此。为了实现糖和有机酸之间的适宜比率，如下文在“糖与有机酸的比率”节中描述的任何比率，则可以优选饮料比起始液体含有更多的有机酸。因此，饮料优选地具有如下文在“糖与有机酸的比率”节中所述的糖与有机酸的比率。
优选至少10％的生成的有机酸在步骤d)期间被移除。因此，在步骤d)中移除例如至少15％、例如至少20％、如至少25％、如至少30％的在步骤c)生成的有机酸。所述有机酸可以是下文在“有机酸”节描述的任何有机酸。
特别地，优选至少10％的生成的乳酸、柠檬酸、乙酸和苹果酸在步骤d)期间被移除。更优选地，至少10％的生成的乳酸、柠檬酸和乙酸在步骤d)期间被移除。因此在优选的实施方案中，步骤d)可以包括移除至少10％的在步骤c)生成的乳酸，例如至少15％的乳酸，例如至少20％的乳酸，如至少25％的乳酸，如至少30％的乳酸。在其中所述发酵葡萄糖的微生物能够将葡萄糖发酵成乳酸的本发明实施方案中，尤其如此。
在另一个优选实施方案中，步骤d)可以包括移除至少10％的在步骤c)生成的柠檬酸，例如至少15％的柠檬酸，例如至少20％的柠檬酸，如至少25％的柠檬酸，如至少30％的柠檬酸。在其中所述发酵葡萄糖的微生物能够将葡萄糖发酵成柠檬酸的本发明实施方案中，尤其如此。
在另一个实施方案中，步骤d)可以包括移除至少10％的在步骤c)生成的苹果酸，例如至少15％的苹果酸，例如至少20％的苹果酸，如至少25％的苹果酸，如至少30％的苹果酸。在其中所述发酵葡萄糖的微生物能够将葡萄糖发酵成苹果酸的本发明实施方案中，尤其如此。
在另一个优选实施方案中，步骤d)可以包括移除至少10％的在步骤c)生成的乙酸，例如至少15％的乙酸，例如至少20％的乙酸，如至少25％的乙酸，如至少30％的乙酸。在其中所述发酵葡萄糖的微生物能够将葡萄糖发酵成乙酸的本发明实施方案中，尤其如此。
在本发明的这些实施方案中，微量营养成分可以例如是下文在“微量营养成分”节中描述的任何微量营养成分；并且糖可以例如是在“糖”节中描述的任何糖，并且步骤d)可以例如按照在“AX-REED”节中描述的任何方式执行，步骤e)可以例如按照在“CX-REED”节中描述的任何方式执行。所述糖与有机酸的比率可以是下文在“糖与有机酸的比率”节中描述的任何比率。
特别地，在涉及生产发酵饮料的方法的本发明实施方案中，优选的是所述微量营养成分选自矿物质，并且尤其选自下文在“微量营养成分”节中描述的矿物质组。在这些实施方案内，优选的是如此执行步骤d)和步骤e)：使至少65％的选自钙、镁和铁的至少2种、优选至少3种矿物质保留在液体中。因此，优选的是成品饮料含有至少65％水平的存在于起始液体中的至少2种、优选至少3种矿物质，其中所述矿物质选自存在于起始液体中的钙、镁和铁。在这些实施方案内，还优选的是如此执行步骤d)和步骤e)：使至少80％的选自钙、镁和铁的至少2种、优选至少3种矿物质保留在液体中。因此，优选的是成品饮料含有至少80％水平的存在于起始液体中的至少2种、优选至少3种矿物质，其中所述矿物质选自存在于起始液体中的钙、镁和铁。
起始液体可以是可用于制备饮料的任何液体。通常优选起始液体是天然产物。如本文所用的术语“天然产物”是指通过在水中提取或通过压榨从天然来源获得的产物，其中不添加额外的化学品。因此，在一个实施方案中，起始液体是植物或植物部位的提取物、浓缩物或汁液，其中未曾添加额外的糖。
在涉及生产发酵饮料的本发明实施方案中，优选起始液体具有相对高水平的一种或多种糖，例如高水平的一种或多种在下文“糖”节中描述的糖。因此，起始液体可以例如包括多于10％、例如多于9％、如多于8％、例如多于7％的糖。所述百分数作为w/w给出。
在本发明的一个实施方案中，起始液体是具有高水平麦芽糖的液体。因此，起始液体可以是含有多于40g/L、如多于50g/L、例如多于60g/L麦芽糖的液体。
特别地，起始液体可以是一种或多种谷物的提取物。所述谷物可以例如选自大麦、小麦、黑麦、燕麦、玉米、稻米、高粱、粟、黑小麦、荞麦、福尼奥米(fonio)和藜谷。更优选地，谷物选自大麦、小麦、黑麦、燕麦、玉米和稻米，更优选地，谷物是大麦。
提取物可以是谷物本身的提取物，然而谷物也可以是麦芽化的，并且提取物可以是麦芽化的谷物的提取物。如本文所用的术语“麦芽化的(malted)”指已经经历浸泡以致发芽随后经干燥的谷粒。所述干燥可以例如是窑干燥。
所述谷物或麦芽化的谷物的提取物优选地是水提取物。
因此，在本发明的一个优选实施方案中，尤其是在涉及生产发酵饮料的方法的本发明实施方案中，起始液体可以是麦芽提取物，如大麦麦芽提取物。更优选地，起始液体可以是麦芽汁。起始液体也可以是大麦麦芽和其他谷物的混合物的提取物。
在一个特别优选的实施方案中，起始液体是麦芽汁。如本文所用的术语“麦芽汁(wort)”意指麦芽的液体提取物。也可以通过将未麦芽化的大麦的提取物与水解大麦组分的酶混合物一起孵育来制备麦芽汁。除所述麦芽提取物或大麦衍生的提取物之外，麦芽汁可以由麦芽和其他组分(如部分地转化成可发酵糖的其他含淀粉材料)制备。通常通过糖化，任选地接着清洗麦糟，获得麦芽汁。
如本文所用的术语“糖化(mashing)”是指在水中孵育磨碎的麦芽。糖化优选地在特定温度和在特定体积的水中进行。糖化可以在助剂的存在下发生，这理解为包含除麦芽之外的任何碳水化合物源，如，但不限于，未麦芽化的大麦、大麦糖浆、或玉米、或稻米-作为整粒或加工产物如粗磨粉、糖浆或淀粉。
如本文所用的术语“清洗麦糟(sparging)”是指用热水从糖化后的废麦糟提取残留的糖和其他化合物的过程。清洗麦糟一般在允许提取的水与废麦糟分离的滤桶、糖化醪滤器或另一设备中进行。
糖化后获得的麦芽汁一般被称作“第一麦芽汁”，而清洗麦糟后获得的麦芽汁一般被称作“第二麦芽汁”。如果不特别说明，术语麦芽汁可以是第一麦芽汁、第二麦芽汁、或二者的组合。
因此，起始液体可以是麦芽汁，如第一麦芽汁、第二麦芽汁或其混合物。
在本发明范围内还涵盖：起始液体可以是已经用一种或多种酶处理的植物或植物部位的提取物、浓缩物或汁液。例如所述植物或植物部位的提取物、浓缩物或汁液可以已经用选自葡糖苷酶、蛋白酶、果胶酶和纤维素酶的一种或多种酶处理。在本发明的实施方案中，在起始液体是麦芽汁的情况下，所述起始液体可以是已使用一种或多种酶进行酶处理的步骤制备得到的，所述酶选自葡糖苷酶、蛋白酶、果胶酶和纤维素酶，优选选自葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶、蛋白酶、普鲁兰酶(pullulanases)、α-淀粉酶、β-淀粉酶、极限糊精酶和β-葡糖苷酶。可以将用葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶处理视为本发明方法的步骤b)。
但是，在一个实施方案中，优选在这个过程期间的任何步骤不添加蛋白酶。
在本发明的一个实施方案中，起始液体是含有高水平糖的果汁或提取物。特别地，起始液体可以是天然含有高水平糖如多于40g/L、如多于50g/L、例如多于60g/L糖的果汁或提取物。所述果汁可以例如是葡萄汁、梨汁或苹果汁。本发明的方法可以用来生产与果汁或提取物相比糖含量降低、同时保留一种或多种有价值的微量营养成分的可口饮料。
在本发明的某些实施方案中，可以通过添加碱或酸，如氢氧化钾或乳酸，调整起始液体的pH。例如，可以这样做，以便在适宜微生物(如发酵葡萄糖的微生物)的pH下开始发酵。
在本发明的实施方案中，其中起始液体包含麦芽提取物和/或麦芽汁，则起始液体通常将包含高水平的麦芽糖，并且在本发明的这些实施方案中，该方法优选地包括将至少一些所述麦芽糖转化成葡萄糖的步骤。
因此，本发明的一个方面是还提供制备饮料的方法，其中所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和麦芽糖的起始液体，其中所述起始液体例如可以包含麦芽提取物和/或麦芽汁或甚至是由麦芽提取物和/或麦芽汁组成；和
b)将至少一些所述麦芽糖转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过如下文在“AX-REED”节所述的阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子，
并且任选地，该方法还包括如上文所述的步骤e)和f)中的一个或两个。
将麦芽糖转化成葡萄糖的步骤b)可以按照下文在“将糖转化成葡萄糖”节中描述的任何方式执行，
如这一节中所述的用于生产发酵饮料的方法的步骤c)可以按照下文在“与发酵葡萄糖的微生物一起孵育”节中描述的任何方式执行。
步骤b)和步骤c)可以依次执行，首先执行步骤b)，随后执行步骤c)。然而本发明中还涵盖：可以同时或至少部分同时地执行步骤b)和步骤c)。例如，当借助如下文在“将糖转化成葡萄糖”节中所述的酶执行步骤b)时，则可以将酶与发酵葡萄糖的微生物一起添加至起始液体。当借助如下文在“将糖转化成葡萄糖”节中所述的微生物(如分解代谢麦芽糖的微生物)执行步骤b)时，则可以将起始液体与所述微生物以及与发酵葡萄糖的微生物同时孵育。在其中借助微生物执行步骤b)的本发明实施方案中，优选同时执行步骤b)和步骤c)。
也可以依次执行步骤c)和d)，首先执行步骤c)，随后执行步骤d)。然而优选同时或至少部分同时地执行步骤c)和步骤d)。因此，液体可以与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育，并且同时从液体移除至少一些所述有机酸。因此，由于有机酸由发酵葡萄糖的微生物产生，将其从该液体移除，确保发酵期间液体中的所述有机酸具有恒定的低水平。
因此，可以全部同时执行步骤b)、c)和d)。可选地，可以首先执行步骤b)，随后可以同时执行步骤c)和d)。
通常步骤d)在步骤e)之前执行，然而在本发明范围内还涵盖可以同时执行步骤d)和步骤e)。然而，优选地，在步骤e)之前执行步骤d)。
在本发明的另一个非常优选的实施方案中，同时执行步骤d)和步骤e)。因此，在这个实施方案中，步骤b)、c)、d)和e)全部可以同时执行。可选地，可以首先执行步骤b)，随后可以同时执行步骤c)、d)和e)。通过使用含有至少一个AX-REED膜堆和至少一个CX-REED膜堆的REED设备，尤其可以同时执行步骤d)和步骤e)，其中所述AX-REED膜堆和所述CX-REED膜堆并联连接。
在本发明的又一个非常优选的实施方案中，部分同时地执行步骤d)和步骤e)。在这个实施方案中，可以例如执行步骤d)持续给定的时间段，此后同时执行步骤d)和步骤e)。因此，可以通过AX-REED从液体移除一种或多种酸性离子持续给定的时间段，此后分别通过AX-REED和CX-REED移除酸性离子和至少一种阳离子，其中同时执行AX-REED和CX-REED。因此，在这个实施方案中，步骤b)、c)、d)和e)全部可以至少部分同时地执行。可选地，可以首先执行步骤b)，随后可以至少部分同时地执行步骤c)、d)和e)。当至少部分同时地执行步骤d)和步骤e)时，这优选地通过使用含有至少一个AX-REED膜堆和至少一个CX-REED膜堆的REED设备进行，其中所述AX-REED膜堆和所述CX-REED膜堆并联连接。
在本发明的一个实施方案中，优选不添加糖至起始液体，并且另外，优选在该方法期间的任何步骤不添加糖。此外，优选不添加糖至成品饮料。
在本发明范围内涵盖：任何方法可以包括添加CO2以获得碳酸饮料的步骤i)作为最后步骤。
将糖转化成葡萄糖
本发明的方法可以包括步骤b)：将至少一些不是葡萄糖的糖转化成葡萄糖。这个步骤是任选的步骤，该步骤可以仅在期望降低糖水平的本发明实施方案中进行或在期望降低特定糖(不是葡萄糖)的水平的本发明实施方案中进行。
糖可以例如选自果糖、麦芽糖、麦芽三糖、乳糖和蔗糖。因此，步骤b)可以包括以下的一个或多个转化：
i.将果糖转化成葡萄糖
ii.将麦芽糖转化成葡萄糖
iii.将麦芽三糖转化成葡萄糖
iv.将乳糖转化成葡萄糖
v.将蔗糖转化成葡萄糖
特别地，步骤b)可以包含以下的一个或多个转化：
i.将麦芽糖转化成葡萄糖
ii.将麦芽三糖转化成葡萄糖
iii.将蔗糖转化成葡萄糖
所述转化可以通过技术人员已知的任何合适的方法进行。在一个实施方案中，可以通过使起始液体与能够催化所涉及的特定糖转化成葡萄糖的酶接触，酶促进行这种转化。这也可以使用一种或多种能够分解代谢所述糖以形成葡萄糖的微生物进行。
在本发明的优选实施方案中，步骤b)包括将麦芽糖转化成葡萄糖。此外，步骤b)可以包括将麦芽三糖转化成葡萄糖。在其中起始液体包含麦芽糖和/或麦芽三糖的本发明实施方案中，例如在其中起始液体包含麦芽提取物和/或麦芽汁的本发明实施方案中，尤其如此。
因此，步骤b)可以包括通过使起始液体与一种或多种能够催化麦芽糖水解成葡萄糖以及能够催化麦芽三糖水解成葡萄糖的酶接触，将至少一些所述麦芽糖转化成葡萄糖以及将至少一些所述麦芽三糖转化成葡萄糖。
因此，步骤b)可以包括通过使起始液体与能够催化麦芽糖水解成葡萄糖的酶接触，将至少一些所述麦芽糖转化成葡萄糖。
在优选的实施方案中，所述酶可以是能够连续催化从寡糖非还原性末端水解末端(1→4)-连接的α-D-葡萄糖残基从而导致β-D-葡萄糖释放的酶。特别地，该酶优选地能够催化麦芽糖水解。该酶尤其可以是划归为EC 3.2.1.3的酶。因此，该酶可以是葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶。所述葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶可以来自任何可用的源生物体(source organism)，例如它可以是微生物来源或植物来源的葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶。在一个实施方案中，酶是SEQID NO:1的葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:1的葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。在一个实施方案中，酶是SEQ ID NO:2的葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:2的葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。在一个实施方案中，酶是SEQ ID NO:3的葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:3的葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶的功能同源物可以是一种多肽，所述多肽能够连续催化从寡糖的非还原性末端水解末端(1→4)连接的α-D-葡萄糖残基并且与参比葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶具有前述的序列同一性。
所述酶也可以是能够催化含有三个或更多个(1→4)-α连接的D-葡萄糖单元的多糖中的(1→4)-α-D-葡糖苷键的内切水解(endohydrolysis)的酶。该酶尤其可以是划归为EC 3.2.1.1的酶。因此，该酶可以是α-淀粉酶。所述α-淀粉酶可以来自任何可用的源生物体，例如它可以是微生物来源或植物来源的α-淀粉酶。在一个实施方案中，该酶是SEQ IDNO:4的α-淀粉酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:4的α-淀粉酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。在一个实施方案中，该酶是SEQ ID NO:5的α-淀粉酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:5的α-淀粉酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。在一个实施方案中，该酶是SEQ ID NO:6的α-淀粉酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:6的α-淀粉酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。α-淀粉酶的功能同源物可以是一种多肽，所述多肽能够催化含有三个或更多个(1→4)-α连接的D-葡萄糖单元的多糖中的(1→4)-α-D-葡糖苷键的内切水解并且与参比α-淀粉酶具有前述的序列同一性。
所述酶也可以是能够催化普鲁兰多糖(pullulan)、支链淀粉和糖原中的以及支链淀粉和糖原的α-及β-极限糊精中的(1→6)-α-D-葡糖苷键裂解的酶。该酶尤其可以是划归为EC 3.2.1.41的酶。因此，该酶可以是普鲁兰酶。所述普鲁兰酶可以来自任何可用的源生物体，例如它可以是微生物来源的普鲁兰酶。在一个实施方案中，酶是SEQ ID NO:7的普鲁兰酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:7的普鲁兰酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。在一个实施方案中，酶是SEQ ID NO:8的普鲁兰酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:8的普鲁兰酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。在一个实施方案中，酶是SEQ ID NO:9的普鲁兰酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:9的普鲁兰酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。普鲁兰酶的功能同源物可以是一种多肽，所述多肽能够催化普鲁兰多糖、支链淀粉和糖原中的以及支链淀粉和糖原的α-及β-极限糊精中的(1→6)-α-D-葡糖苷键裂解并且与参比普鲁兰酶具有前述的序列同一性。
使用数学算法，可以完成两个序列之间序列同一性百分数的确定。用于比较两个序列的数学算法的优选的非限制性实例是如在Karlin和Altschul(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:5873-5877中改良的Karlin和Altschul(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:2264-2268的算法。该算法被合并至Altschul等人，(1990)J.Mol.Biol.215:403-410的BLASTN程序和BLASTP程序中。
为了表征同一性，将主题序列比对，以使获得最高等级同源性(匹配)。基于这些一般原理，可以使用从美国国家生物技术信息中心(NCBI)网站(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)可获得的BLAST算法[Tatiana A.Tatusova,Thomas L.Madden:Blast 2sequences-a new tool for comparing protein and nucleotide sequences；FEMS Microbiol.Lett.1999 174 247-250]，并且使用此处提出的默认设置(即矩阵＝Blosum62；开放空位＝11；延伸空位＝1；空位罚分x_dropoff＝50；预期值＝10；字长＝3；过滤程序开启)，确定两个氨基酸序列的“同一性百分数”。BLAST算法通过以下方式执行两步骤运行：首先基于设置比对两个序列，随后确定两个比对序列之间重叠范围内的序列同一性％。除序列同一性％之外，BLAST还基于设置确定序列相似性％。
用来比较序列的数学算法的另一个优选的非限制性例子是Myers和Miller，CABIOS(1989)的算法。将这种算法并入ALIGN程序(2.0版)，所述的ALIGN程序是FASTA序列比对软件包(Pearson WR,Methods Mol Biol,2000,132:185-219)的一部分。Align基于全局比对计算序列同一性。Align 0对序列末端中的空位不罚分。当利用ALIGN或Align0程序比较氨基酸序列时，优选地使用空位开放/延伸罚分为–12/-2的BLOSUM50替代矩阵。
在参考序列的整个长度范围内确定本发明的序列同一性。
起始液体可以在方法期间的任何合适的时间接触所述能够催化糖转化成葡萄糖的酶，例如能够催化麦芽糖水解成葡萄糖的酶。因此，这个步骤可以在执行步骤c)之前执行。这个步骤还可以与步骤c)同时进行。另外这与制备起始液体同时进行也是可以的。因此，起始液体可以通过使任何合适的液体与所述酶和任选的一种或多种其他化合物接触来制备。
在本发明的一个实施方案中，通过使植物或果实的提取物(例如麦芽提取物)与能够催化糖转化成葡萄糖的酶(例如能够催化麦芽糖水解成葡萄糖的酶)以及与一种或多种其他酶接触，制备起始液体。能够催化糖转化成葡萄糖的酶尤其可以是葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶，而其他酶例如可以是选自蛋白酶、普鲁兰酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶、β-葡糖苷酶、果胶酶和纤维素酶的一种或多种酶。
在一个实施方案中，本发明方法的步骤b)可以包括使起始液体与选自划归为EC3.2.1.3的酶、划归为EC 3.2.1.1的酶和划归为EC 3.2.1.41的酶中的一种或多种酶接触。特别地，在一个实施方案中，本发明方法的步骤b)可以包括使起始液体与选自葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶、α-淀粉酶和普鲁兰酶的一种或多种酶接触，其中所述葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶、α-淀粉酶和普鲁兰酶可以是上文所述的任何葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶、α-淀粉酶和普鲁兰酶。
酶可以按任何适合的方式例如作为重组多肽提供或自源生物体纯化。酶也可以在酶混合物内或作为源生物体的粗提物提供。源生物体可以例如是曲霉属物种(Aspergillusspp.)或根霉属物种(Rhizopus spp.)。对于葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶和α-淀粉酶，尤其如此。源生物体也可以是芽孢杆菌属物种(Bacillus spp.)或乳杆菌属物种(Lactobacillusspp.)。对于普鲁兰酶，尤其如此。合适的酶制剂是可商业获得的，例如来自丹麦的Novozymes。
步骤b)可以包括将起始液体中至少50％、如至少60％、例如至少70％、如至少80％、例如至少90％的不是葡萄糖的糖转化成葡萄糖。
因此，步骤b)可以包括将起始液体中至少50％、如至少60％、例如至少70％、如至少80％、例如至少90％、如至少95％、例如至少98％的麦芽糖转化成葡萄糖。特别地，当起始液体是麦芽汁时，步骤b)可以包括将所述麦芽汁中至少50％、如至少60％、例如至少70％、如至少80％、例如至少90％、如至少95％、例如至少98％的麦芽糖转化成葡萄糖。
步骤b)可以包括将起始液体中至少50％、如至少60％、例如至少70％、如至少80％、例如至少90％、如至少95％、例如至少98％的麦芽三糖转化成葡萄糖。
步骤b)可以包括将起始液体中至少50％、如至少60％、例如至少70％、如至少80％、例如至少90％、如至少95％、例如至少98％的蔗糖转化成葡萄糖。
步骤b)可以包括将起始液体中至少50％、如至少60％、例如至少70％、如至少80％、例如至少90％、如至少95％、例如至少98％的果糖转化成葡萄糖。
当所述糖借助酶转化成葡萄糖时，可以通过调节酶处理时间、温度和/或所用酶的量，调节转化成葡萄糖的糖的量。技术人员将能够确定可用的时间、温度和量以获得所需量的糖转化。
在本发明的另一个实施方案中，借助微生物执行步骤b)。所述微生物应当能够催化所述糖以形成葡萄糖。另外优选的是所述微生物能够分泌至少部分的已形成的葡萄糖至周围液体。
另外优选的是所述微生物完全缺乏胞外蛋白酶，即，所述微生物不表达和分泌任何蛋白酶。
在本发明的优选实施方案中，步骤b)包括将麦芽糖转化成葡萄糖。在起始液体包含麦芽糖和/或麦芽三糖的本发明实施方案中，例如在起始液体包含麦芽提取物和/或麦芽汁的本发明实施方案中，尤其如此。因此，步骤可以包括通过使起始液体与能够将麦芽糖转化成葡萄糖的分解代谢麦芽糖的微生物接触，将麦芽糖转化成葡萄糖。
优选地，所述分解代谢麦芽糖的微生物能够分泌至少部分的所述葡萄糖。更优选地，所述分解代谢麦芽糖的微生物能够从起始液体摄取麦芽糖，将所述麦芽糖水解成葡萄糖并分泌至少部分的所述葡萄糖。
分解代谢麦芽糖的微生物可以是任何微生物，但是在一个实施方案中它是细菌。可用的分解代谢麦芽糖的微生物例子是旧金山乳杆菌(Lactobacillussanfransiscensis)。
与发酵葡萄糖的微生物一起孵育
本发明的方法可以包括步骤c)：将液体与一种或多种发酵葡萄糖的微生物一起孵育。
如本文所用，术语“发酵葡萄糖的微生物(glucose fermenting microorganism)”是指能够在无氧条件下将葡萄糖转化成醇和/或酸的任何微生物。优选地，发酵葡萄糖的微生物是能够在无氧条件下将葡萄糖转化成有机酸的微生物。所述有机酸可以是下文在“有机酸”节描述的任何有机酸。特别地，有机酸可以选自乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、琥珀酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、延胡索酸和草酰乙酸。在一个优选实施方案中，有机酸是乳酸。
因此，在本发明的一个优选实施方案中，发酵葡萄糖的微生物能够将葡萄糖发酵以获得乳酸。更优选地，发酵葡萄糖的微生物能够摄取葡萄糖，在无氧条件下将葡萄糖转化成乳酸，并分泌至少一些所述乳酸。
待供本发明使用的发酵葡萄糖的微生物可以优选地选自酵母和细菌。特别地，发酵葡萄糖的微生物可以是食品级微生物，即可接受用于生产人用食品和饮料的微生物。
在一个实施方案中，优选发酵葡萄糖的微生物是在啤酒中不能有任何明显程度的生长的微生物，更优选地，所述微生物在啤酒中不能够生长。特别地，微生物可以是不能够在啤酒中生长的细菌。
另外优选的是所述微生物完全缺乏胞外蛋白酶，即，所述微生物不表达和分泌任何蛋白酶。在一个实施方案中，微生物是酵母。所述酵母可以例如是克鲁维酵母属酵母(Kluyveromyces)家族，例如乳酸克鲁维酵母(K.lactis)或马克斯克鲁维酵母(K.marxianus)。酵母也可以是在Loureiro V，Malfeito-Ferreira M：Spoilage yeasts inthe wine industry,International Journal of Food Microbiology 2003:86:23-50中描述的任何产有机酸的酵母。例如，酵母可以属于克勒克氏酵母属(Kloeckera)、德克酵母属(Dekkera)/酒香酵母属(Brettanomyces)或毕赤酵母属(Pichia)家族。
在本发明的一个实施方案中，酵母可以选自表1中列出的酵母。
表1
在本发明的一个实施方案中，发酵葡萄糖的微生物是乳酸细菌。乳酸细菌可以例如是乳杆菌目(Lactobacillales)细菌。特别地，乳酸细菌可以是选自以下属的细菌：双歧杆菌属(Bifidobacterium)、乳杆菌属(Lactobacillus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pediococcus)、乳球菌属(Lactococcus)、气球菌属(Aerococcus)、肉食杆菌属(Carnobacterium)、肠球菌属(Enterococcus)、酒球菌属(Oenococcus)、芽孢乳杆菌属(Sporolactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)、四联球菌属(Tetragenococcus)、漫游球菌属(Vagococcus)和魏斯氏菌属(Weisella)。特别地，乳酸细菌可以是选自以下属的细菌：双歧杆菌属、乳杆菌属、乳球菌属和链球菌属。
因此，在一个实施方案中，发酵葡萄糖的微生物可以是选自L.chungangensis、L.fujiensis、L.garvieae、乳酸乳杆菌(L.lactis)、鱼乳杆菌(L.piscium)、植物乳杆菌(L.plantarum)和棉子糖乳杆菌(L.raffinolactis)的乳杆菌。优选地，发酵葡萄糖的微生物可以是乳酸乳球菌。
因此，在一个实施方案中，发酵葡萄糖的微生物可以是选自以下的乳杆菌：耐酸乳杆菌(L.acetotolerans)、L.acidifarinae、L.acidipiscis、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、敏捷乳杆菌(L.agilis)、低温乳杆菌(L.algidus)、消化乳杆菌(L.alimentarius)、解淀粉乳杆菌(L.amylolyticus)、嗜淀粉乳杆菌(L.amylophilus)、L.amylotrophicus、食淀粉乳杆菌(L.amylovorus)、动物乳杆菌(L.animalis)、胃窦乳杆菌(L.antri)、姬鼠乳杆菌(L.apodemi)、鸟乳杆菌(L.aviaries)、双发酵乳杆菌(L.bifermentans)、短乳杆菌(L.brevis)、布氏乳杆菌(L.buchneri)、L.camelliae、干酪乳杆菌(L.casei)、链状乳杆菌(L.catenaformis)、L.ceti、L.coleohominis、丘状乳杆菌(L.collinoides)、复合乳杆菌(L.composti)、弧形乳杆菌(L.concavus)、棒状乳杆菌(L.coryniformis)、卷曲乳杆菌(L.crispatus)、面包乳杆菌(L.crustorum)、弯曲乳杆菌(L.curvatus)、德氏乳杆菌(L.delbrueckii)、糊精乳杆菌(L.dextrinicus)、L.diolivorans、小马乳杆菌(L.equi)、同代乳杆菌(L.equigenerosi)、谷糠乳杆菌(L.farraginis)、香肠乳杆菌(L.farciminis)、发酵乳杆菌(L.fermentum)、L.fornicalis、食果糖乳杆菌(L.fructivorans)、L.frumenti、果糖乳杆菌(L.fuchuensis)、鸡乳杆菌(L.gallinarum)、格氏乳杆菌(L.gasseri)、胃乳酸菌(L.gastricus)、L.ghanensis、草乳杆菌(L.graminis)、L.hammesii、哈氏乳杆菌(L.hamsteri)、哈尔滨乳杆菌(L.harbinensis)、L.hayakitensis、瑞士乳杆菌(L.helveticus)、希氏乳杆菌(L.hilgardii)、同型腐酒乳杆菌(L.homohiochii)、惰性乳杆菌(L.iners)、L.ingluviei、肠乳杆菌(L.intestinalis)、詹氏乳杆菌(L.jensenii)、约氏乳杆菌(L.johnsonii)、L.kalixensis、马乳酒样乳杆菌(L.kefiranofaciens)、高加索酸奶乳杆菌(L.kefiri)、韩国泡菜乳杆菌(L.kimchii)、L.kitasatonis、L.kunkeei、莱希曼氏乳杆菌(L.leichmannii)、酸面团乳杆菌(L.lindneri)、坏发酵乳杆菌(L.malefermentans)、马里乳杆菌(L.mali)、食木薯乳杆菌(L.manihotivorans)、明登乳杆菌(L.mindensis)、黏膜乳杆菌(L.mucosae)、鼠乳杆菌(L.murinus)、L.nagelii、L.namurensis、L.nantensis、少发酵乳杆菌(L.oligofermentans)、口乳杆菌(L.oris)、面包乳杆菌(L.panis)、美洲虎乳杆菌(L.pantheris)、类短乳杆菌(L.parabrevis)、类布氏乳杆菌(L.parabuchneri)、类丘状乳杆菌(L.paracollinoides)、类谷糠乳杆菌(L.parafarraginis)、类高加索酸奶乳杆菌(L.parakefiri)、类食品乳杆菌(L.paralimentarius)、类植物乳杆菌(L.paraplantarum)、戊糖乳杆菌(L.pentosus)、L.perolens、植物乳杆菌(L.plantarum)、桥乳杆菌(L.pontis)、鹦鹉乳杆菌(L.psittaci)、凝乳酶乳杆菌(L.rennini)、路氏乳杆菌(L.reuteri)、鼠李糖乳杆菌(L.rhamnosus)、龈沟乳杆菌(L.rimae)、罗氏乳杆菌(L.rogosae)、红色乳杆菌(L.rossiae)、瘤胃乳杆菌(L.ruminis)、L.saerimneri、清酒乳杆菌(L.sakei)、唾液乳杆菌(L.salivarius)、L.satsumensis、旧金山乳杆菌(L.secaliphilus)、沙氏乳杆菌(L.sharpeae)、L.siliginis、L.spicheri、猪双臼乳杆菌(L.suebicus)、泰国乳杆菌(L.thailandensis)、L.ultunensis、牛痘乳杆菌(L.vaccinostercus)、阴道乳杆菌(L.vaginalis)、L.versmoldensis、嗜葡萄酒乳杆菌(L.vini)、犊乳杆菌(L.vitulinus)、玉米乳杆菌(L.zeae)和L.zymae。优选地，乳杆菌可以选自解淀粉乳杆菌、德氏乳杆菌和发酵乳杆菌。
因此，在一个实施方案中，发酵葡萄糖的微生物可以是选自以下的片球菌：乳酸片球菌(P.acidilactici)、酒窖片球菌(P.cellicola)、克氏片球菌(P.claussenii)、有害片球菌(P.damnosus)、糊精片球菌(P.dextrinicus)、耐乙醇片球菌(P.ethanolidurans)、意外片球菌(P.inopinatus)、小片球菌(P.parvulus)、戊糖片球菌(P.pentosaceus)和斯氏片球菌(P.stilesii)。优选地，片球菌可以选自乳酸片球菌、糊精片球菌和戊糖片球菌。
在一个实施方案中，发酵葡萄糖的微生物可以是葡糖杆菌(Gluconobacter)，如氧化葡糖杆菌(Gluconobacter oxydans)。葡糖杆菌，尤其是氧化葡糖杆菌，能够发酵一系列糖以形成有机酸。因此，例如葡糖杆菌，尤其是氧化葡糖杆菌，可以能够发酵一系列糖(包括麦芽糖和葡萄糖)以获得葡糖酸。因此，在其中发酵葡萄糖的微生物是葡糖杆菌的本发明实施方案中，可以从本发明的方法省略步骤b)。因此，葡糖杆菌是能够发酵糖以形成有机酸的微生物的例子。
液体可以按任何适合的方式与发酵葡萄糖的微生物一起孵育。通常，孵育在密闭容器或密闭器皿中进行。在一个优选的实施方案中，孵育在如下文在AX-REED节中所述的两张阴离子交换膜限定的一个或多个室内进行。
孵育可以进行任何适量的时间。通常，孵育可以持续12小时至1周，例如12小时至48小时，如12小时至30小时，例如20至28小时。在同时执行步骤c)和d)的本发明的一个实施方案中，选择孵育时间以获得所需的保留时间。还可以选择孵育时间以获得如下文在“接触时间”节中所述的优选接触时间。
特别地，可以进行孵育直至实现所需的葡萄糖水平。例如，步骤c)可以导致葡萄糖水平降低到最多100g/L，优选地降低至最多80g/L，更优选地降低至最多60g/L，甚至更优选地降低至最多40g/L。
孵育可以在任何合适的温度进行。优选地，选择温度为允许具体的发酵葡萄糖的微生物生长的适宜的温度。通常，温度将是15℃至40℃，如20℃至35℃，例如23℃至32℃。当发酵葡萄糖的微生物是乳酸细菌，如乳酸乳球菌时，尤其可以是这样。
采用酶促转化糖生产饮料的方法
本发明的一个方面是提供用于生产低糖且低醇的饮料的方法。这通过将起始液体中至少部分的糖转化成有机酸并移除至少部分的有机酸获得。糖可以借助酶转化成有机酸。因此，在一个实施方案中，本发明涉及一种包括以下步骤的方法：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
c)将所述液体与能够催化糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸。
经常地，该方法还包括步骤b)：将不是葡萄糖的任何糖转化成葡萄糖。在这些实施方案中，步骤c)将涉及转化葡萄糖以形成有机酸。
在本发明的方法中，步骤c)是任选的步骤。然而，在本发明的一个实施方案中，该方法包括步骤执行步骤c)。例如，该方法可以包括执行步骤c(ii)。因此，在一个实施方案中，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，例如通过使起始液体与能够催化所涉及的具体糖转化成葡萄糖的酶接触，将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸。
所述能够催化葡萄糖转化成有机酸的酶或酶混合物可以是下文在“酶促转化葡萄糖”节中描述的任何酶或酶混合物。
所述AX-REED液可以是成品饮料，或它可以经进一步加工以获得如下文描述的成品饮料。
这些方法还可以包括步骤e)，因此在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，例如通过使起始液体与能够催化所涉及的具体糖转化成葡萄糖的酶接触，将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
如本文其他地方所述，步骤d)和步骤e)可以至少部分同时地执行，因此本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，例如通过使起始液体与能够催化所涉及的具体糖转化成葡萄糖的酶接触，将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)至少部分同时地从起始液体或部分AX-REED处理的液体移除至少部分的一种阳离子，因而获得REED液，其中所述REED液保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
CX-REED液或REED液可以是成品饮料，或它可以经进一步加工以获得成品饮料。优选CX-REED液或REED液是成品饮料或通过向CX-REED液或REED液添加一种或多种其他化合物获得成品饮料。
因此，该方法还可以包括步骤f)：添加一种或多种其他化合物至起始液体、AX-REED液、CX-REED液或REED液。在不包括步骤e)的本发明实施方案中，步骤f)优选地包括添加一种或多种其他化合物至AX-REED液。在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，例如通过使起始液体与能够催化所涉及的具体糖转化成葡萄糖的酶接触，将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子；和
f)添加一种或多种其他化合物至CX-REED液，优选选自风味化合物和防腐剂中的一种或多种其他化合物，因而获得饮料。
该方法还可以包括步骤g)：添加一种或多种其他液体至AX-REED液或CX-REED液或REED液以获得成品饮料。特别地，所述其他液体可以是饮料，从而使成品饮料是CX-REED液和其他饮料之间的混合物或REED液和其他饮料之间的混合物。因此，在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，例如通过使起始液体与能够催化所涉及的具体糖转化成葡萄糖的酶接触，将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子；和
f)任选地添加一种或多种其他化合物至CX-REED液，优选选自风味化合物和防腐剂中的一种或多种其他化合物；和
g)提供其他液体，例如饮料，并且将所述CX-REED液与所述其他液体混合，因而获得饮料。
所述其他液体可以是上文在“生产发酵饮料的方法”节中所述的任何其他液体。所述方法可以用于制备如上文在“生产发酵饮料的方法”节中所述的低醇啤酒、低醇苹果酒、低醇葡萄酒和低卡路里苹果酒。
在本发明内还包括，所述方法可以包括步骤h)：进一步加工AX-REED液或CX-REED液或REED液以获得成品饮料。所述进一步加工可以例如是将AX-REED液或CX-REED液或REED液与一种或多种微生物(如酵母)一起孵育的步骤。所述方法可以包括上述步骤g)，因此所述方法可以包括将步骤g)中获得的液体与一种或多种微生物(如酵母)一起孵育。待用于步骤h)的微生物尤其可以是酵母，如啤酒酵母，例如酵母酿酒酵母或巴斯德酵母，以前称作卡尔斯伯酵母。因此，在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子；和
f)任选地添加一种或多种其他化合物至CX-REED液，优选选自风味化合物和防腐剂中的一种或多种其他化合物；和
h)将所述AX-REED液或所述X-REED液与一种或多种微生物(如酵母)一起孵育，任选地接着移除所述微生物，因而获得饮料。
在步骤c)期间生成有机酸并且在步骤d)期间移除至少一些所述生成的有机酸。如其他地方所述，可以同时执行步骤c)和d)，因此可以借助所述酶连续地生成有机酸，并且可以通过所述AX-REED膜堆连续地移除至少一些或生成的有机酸。尽管移除至少10％的有机酸，但是在本发明内涵盖：在饮料中保持至少一些生成的有机酸，并且因此在本发明内涵盖：饮料可以比起始液体含有更多的有机酸。当起始液体具有高水平的糖和低水平的有机酸时，尤其如此。为了实现糖和有机酸之间的适宜比率，如下文在“糖与有机酸的比率”节中描述的任何比率，则可以优选饮料比起始液体含有更多的有机酸。因此，优选地，饮料具有如下文在“糖与有机酸的比率”节所述的糖与有机酸的比率。
有机酸可以抑制某些酶的活性。因此，在其中同时执行步骤c)和步骤d)的本发明实施方案中，优选移除足够的有机酸以便使酶维持至少大部分的活性。
优选至少10％的生成的有机酸在步骤d)期间被移除。因此，在步骤d)中移除例如至少15％、例如至少20％、如至少25％、如至少30％的在步骤c)生成的有机酸。所述有机酸可以是下文在“有机酸”节中描述的任何有机酸。
特别地，优选在步骤d)期间移除至少10％的生成的葡糖酸。因此在优选的实施方案中，步骤d)可以包括移除至少10％的在步骤c)生成的葡糖酸，例如至少15％的葡糖酸，例如至少20％的葡糖酸，如至少25％的葡糖酸，如至少30％的葡糖酸。在所述酶或酶混合物催化葡萄糖转化以形成葡糖酸的本发明实施方案中，尤其如此。
特别地，优选在步骤d)期间移除至少10％的生成的乳酸。因此在优选的实施方案中，步骤d)可以包括移除至少10％的在步骤c)生成的乳酸，例如至少15％的乳酸，例如至少20％的乳酸，如至少25％的乳酸，如至少30％的乳酸。在所述酶或酶混合物催化葡萄糖转化以形成乳酸的本发明实施方案中，尤其如此。
在本发明的这些实施方案中，微量营养成分可以例如是下文在“微量营养成分”节中描述的任何微量营养成分；并且糖可以例如是在“糖”节中描述的任何糖，并且步骤d)可以例如按照在“AX-REED节中描述的任何方式执行，步骤e)可以例如按照在“CX-REED”节中描述的任何方式执行。所述糖与有机酸的比率可以是下文在“糖与有机酸的比率”节中描述的任何比率。
特别地，在涉及采用酶促转化糖生产饮料的方法的本发明实施方案中，优选所述微量营养成分选自矿物质和维生素。类似地，在涉及采用酶促转化葡萄糖生产饮料的方法的本发明实施方案中，优选所述微量营养成分选自矿物质和维生素，并且尤其选自钙、镁、铁、维生素B1和维生素B2。特别地，微量营养成分可以选自下文在“微量营养成分”节中描述的矿物质和维生素的组。
起始液体可以是可用于制备饮料的任何液体。通常优选起始液体是天然产物。如本文所用的术语“天然产物”是指通过在水中提取或通过压榨从天然来源获得的产物，其中不添加额外的化学品。因此，在一个实施方案中，起始液体是植物或植物部位的提取物、浓缩物或汁液，其中未曾添加额外的糖。
在涉及采用酶促转化糖生产饮料的本发明实施方案中，优选起始液体具有相对高水平的一种或多种糖，例如高水平的一种或多种在下文“糖”节中描述的糖。因此，起始液体可以例如包含多于10％、例如多于9％、如多于8％、例如多于7％的糖。所述百分数作为w/w给出。
在本发明的一个实施方案中，起始液体是具有高水平麦芽糖的液体。因此，起始液体可以是含有多于40g/L、如多于50g/L、例如多于60g/L麦芽糖的液体。
特别地，起始液体可以是一种或多种谷物的提取物。所述谷物可以例如选自大麦、小麦、黑麦、燕麦、玉米、稻米、高粱、粟、黑小麦、荞麦、福尼奥米和藜谷。更优选地，谷物选自大麦、小麦、黑麦、燕麦、玉米和稻米，更优选地，谷物是大麦。
提取物可以是谷物本身的提取物，然而谷物也可以是麦芽化的，并且提取物可以是麦芽化的谷物的提取物。如本文所用的术语“麦芽化的”指已经经历浸泡以致发芽随后经干燥的谷粒。所述干燥可以例如是窑干燥。
所述谷物或麦芽化的谷物的提取物优选地是水提取物。
因此，在本发明的一个优选实施方案中，尤其在涉及采用酶促转化糖生产饮料的方法的本发明实施方案中，起始液体可以是麦芽提取物，如大麦麦芽提取物。更优选地，起始液体可以是麦芽汁。起始液体也可以是大麦麦芽和其他谷物的混合物的提取物。
在一个特别优选的实施方案中，起始液体是麦芽汁。如本文所用的术语“麦芽汁”意指麦芽的液体提取物。也可以通过将未麦芽化的大麦的提取物与水解大麦组分的酶混合物一起孵育来制备麦芽汁。除所述麦芽提取物或大麦衍生的提取物之外，麦芽汁可以由麦芽和其他组分(如部分地转化成可发酵糖的其他含淀粉材料)制备。通常通过糖化，任选地接着清洗麦糟，获得麦芽汁。
如本文所用的术语“糖化”是指在水中孵育磨碎的麦芽。糖化优选地在特定温度和在特定体积的水中进行。糖化可以在助剂的存在下发生，这理解为包含除麦芽之外的任何碳水化合物源，如，但不限于，未麦芽化的大麦、大麦糖浆，或玉米、或稻米-作为整粒或加工产物如粗磨粉、糖浆或淀粉。
如本文所用的术语“清洗麦糟”是指用热水从糖化后的废麦糟提取残余糖和其他化合物的过程。清洗麦糟一般在允许提取的水与废麦糟分离的滤桶、糖化醪滤器或另一设备中进行。
糖化后获得的麦芽汁一般被称作“第一麦芽汁”，而清洗麦糟后获得的麦芽汁一般被称作“第二麦芽汁”。如果不特别说明，术语麦芽汁可以是第一麦芽汁、第二麦芽汁、或二者的组合。
因此，起始液体可以是麦芽汁，如第一麦芽汁、第二麦芽汁或其混合物。
在本发明范围内还涵盖：起始液体可以是已经用一种或多种酶处理的植物或植物部位的提取物、浓缩物或汁液。例如所述植物或植物部位的提取物、浓缩物或汁液可以已经用选自葡糖苷酶、蛋白酶、果胶酶和纤维素酶的一种或多种酶处理。在本发明的实施方案中，在起始液体是麦芽汁的情况下，所述起始液体可以是已使用一种或多种酶进行酶处理的步骤制备得到的，所述酶选自葡糖苷酶、蛋白酶、果胶酶和纤维素酶，优选地选自葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶、蛋白酶、普鲁兰酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶、极限糊精酶和β-葡糖苷酶。可以将用葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶处理视为本发明方法的步骤b)。尤其可以使用所述酶以降解淀粉以便获得糖，如麦芽糖。
但是，在一个实施方案中，优选在这个过程期间的任何步骤不添加蛋白酶。
在本发明的某些实施方案中，可以通过添加碱或酸，如氢氧化钾或乳酸，调整起始液体的pH。例如，可以这样做，以在使酶具有良好活性的pH下开始酶处理。
本发明的方法可以因此包括几种酶处理，例如以下的一种或多种：
i)用一种或多种酶处理以获得包含糖的起始液体。所述酶尤其可以是能够催化淀粉转化以获得糖的酶。在本节上文中描述了这类酶的可用例子。
ii)用能够催化其他糖转化成葡萄糖的一种或多种酶，例如能够催化麦芽糖转化成葡萄糖的酶处理。这种酶处理可以构成本发明方法的步骤b)。在上文“将糖转化成葡萄糖”节中描述了这类酶的可用例子。
iii)用能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物处理。这种酶处理可以构成步骤c)。下文在“酶促转化葡萄糖”节中描述了这类酶的可用例子。
这些酶处理可以同时或依次执行。特别地，可以构成本发明方法的步骤b)和c)的处理ii)和iii)可以同时执行。
在本发明的一个实施方案中，起始液体是含有高水平糖的果汁或提取物。特别地，起始液体可以是天然含有高水平的糖如多于40g/L、如多于50g/L、例如多于60g/L糖的果汁或提取物。所述果汁可以例如是葡萄汁、梨汁或苹果汁。本发明的方法可以用来产生与该果汁或提取物相比糖含量降低、同时保留一种或多种有价值微量营养成分的可口饮料。
在本发明的实施方案中，其中起始液体包含麦芽提取物和/或麦芽汁，则起始液体通常将包含高水平的麦芽糖，并且在本发明的这些实施方案中，该方法优选地包括将至少一些所述麦芽糖转化成葡萄糖的步骤。
因此，本发明的一个方面还是提供制备饮料的方法，其中所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和麦芽糖的起始液体，其中所述起始液体例如可以包含麦芽提取物和/或麦芽汁或甚至是由麦芽提取物和/或麦芽汁组成；和
b)例如通过与能够催化麦芽糖水解成葡萄糖的酶一起孵育，将至少一些所述麦芽糖转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过如下文在“AX-REED”节所述的阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子，
并且任选地，该方法还包括如上文所述的步骤e)和f)两者之一。
将麦芽糖转化成葡萄糖的步骤b)可以按照上文在“将糖转化成葡萄糖”节中描述的任何方式执行，并且步骤b)尤其可以包括使起始液体与如“将糖转化成葡萄糖”节中所述的能够催化麦芽糖水解成葡萄糖的酶接触，
采用酶促转化葡萄糖生产饮料的方法的步骤c)可以按照下文在“酶促转化葡萄糖”节中描述的任何方式执行。
步骤b)和步骤c)可以依次执行，首先执行步骤b)，随后执行步骤c)。然而本发明还涵盖：可以同时或至少部分同时地执行步骤b)和步骤c)。例如，在借助如下文在“将糖转化成葡萄糖”节中所述的酶执行步骤b)时，则可以将酶与所述能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起添加至起始液体。在借助如下文在“将糖转化成葡萄糖”节中所述的微生物(如分解代谢麦芽糖的微生物)执行步骤b)时，则可以将起始液体同时与所述微生物以及与所述能够催化葡萄糖转化以获得有机酸的酶或酶混合物一起孵育。在其中借助微生物执行步骤b)的本发明实施方案中，优选同时执行步骤b)和步骤c)。
也可以依次执行步骤c)和d)，首先执行步骤c)，随后执行步骤d)。然而优选同时或至少部分同时地执行步骤c)和步骤d)。因此，液体可以与所述能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育，并且同时从液体移除至少一些所述有机酸。因此，由于有机酸通过酶催化反应产生，将其从该液体移除，确保液体中所述有机酸具有恒定的低水平。这可以避免因高产物水平和/或因酸性条件而降低或抑制酶活性。
因此，可以全部同时执行步骤b)、c)和d)。可选地，可以首先执行步骤b)，随后可以同时执行步骤c)和d)。
步骤d)可以在步骤e)之前执行，然而在本发明范围内还涵盖可以同时执行步骤d)和步骤e)。
在本发明的一个优选实施方案中，同时执行步骤d)和步骤e)。因此，在这个实施方案中，步骤b)、c)、d)和e)全部可以同时执行。可选地，可以首先执行步骤b)，随后可以同时执行步骤c)、d)和e)。通过使用含有至少一个AX-REED膜堆和至少一个CX-REED膜堆的REED设备，尤其可以同时执行步骤d)和步骤e)，其中所述AX-REED膜堆和所述CX-REED膜堆并联连接。
在本发明的又一个非常优选的实施方案中，部分同时地执行步骤d)和步骤e)。在这个实施方案中，可以例如执行步骤d)持续给定的时间段，此后同时执行步骤d)和步骤e)。因此，可以通过AX-REED从液体移除一种或多种酸性离子持续给定的时间段，此后分别通过AX-REED和CX-REED移除酸性离子和至少一种阳离子，其中同时执行AX-REED和CX-REED。因此，在这个实施方案中，步骤b)、c)、d)和e)全部可以至少部分同时地执行。可选地，可以首先执行步骤b)，随后可以至少部分同时地执行步骤步骤c)、d)和e)。当至少部分同时地执行步骤d)和步骤e)时，这优选地通过使用含有至少一个AX-REED膜堆和至少一个CX-REED膜堆的REED设备进行，其中所述AX-REED膜堆和所述CX-REED膜堆并联连接。
在本发明的一个实施方案中，优选不添加糖至起始液体，并且另外，优选在该方法期间的任何步骤不添加糖。此外，优选不添加糖至成品饮料。
在本发明的一些实施方案中，所述该方法不包括步骤b)，而包括其中借助酶转化任何糖以形成有机酸的步骤c)。因此，所述方法可以包括步骤c)：将起始液体与能够催化糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育。所述酶或酶混合物可以例如是能够催化麦芽糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物。特别地，该酶或酶混合物可以能够催化麦芽糖转化以形成麦芽糖酸。在起始液体包含高水平麦芽糖的本发明实施方案中，例如当起始液体包含谷物提取物或甚至是由谷物提取物组成时，例如当起始液体是麦芽汁时，尤其如此。
在本发明范围内涵盖：任何方法可以包括添加CO2以获得碳酸饮料的步骤i)作为最后步骤。
酶促转化葡萄糖
在涉及采用酶促转化葡萄糖生产饮料的方法的本发明实施方案中，本发明的方法包括将液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育的步骤。
所述液体可以是起始液体。所述液体也可以是在起始液体已被处理以将至少一些不是葡萄糖的糖转化成葡萄糖后获得的液体。所述液体也可以是这样的起始液体，所述起始液体在与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育的同时，还被处理以将至少一些不是葡萄糖的糖转化成葡萄糖。
所述能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物可以包含能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的任何酶。
在本发明的一个优选实施方案中，能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物包括葡萄糖氧化酶或甚至是由葡萄糖氧化酶组成。
待供本发明使用的葡萄糖氧化酶通常是划归为EC 1.1.3.4的酶。因此待供本发明使用的葡萄糖氧化酶是能够催化葡萄糖氧化成过氧化氢和D-葡糖酸-δ-内酯的氧化还原酶。特别地，待供本发明使用的葡萄糖氧化酶是能够催化以下反应的酶：
β-D-葡萄糖+O2->D-葡糖酸-1,5-内酯+H2O2
D-葡萄酸-1,5-内酯在水中水解成葡糖酸。因此，在含水环境中，葡萄糖氧化酶催化的葡萄糖转化导致葡糖酸形成。在本发明的方法中，能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物通常在含水环境中使用，并且因此能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物可以包含葡萄糖氧化酶或甚至是由葡萄糖氧化酶组成。
葡萄糖氧化酶可以是任何可用的葡萄糖氧化酶。例如，葡萄糖氧化酶可以是黑曲霉(Aspergillus niger)或尼崎青霉(Penicillium amagasakiense)的葡萄糖氧化酶。在一个实施方案中，葡萄糖氧化酶是SEQ ID NO:10的葡萄糖氧化酶或其功能同源物，该功能同源物与SEQ ID NO:10的葡萄糖氧化酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。该葡萄糖氧化酶还可以包含SEQ ID NO:10的氨基酸23-605或SEQ ID NO:10的氨基酸23-605的功能同源物或甚至是由SEQ ID NO:10的氨基酸23-605或SEQ ID NO:10的氨基酸23-605的功能同源物组成，所述功能同源物与SEQ ID NO:10的氨基酸23-605共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。葡萄糖氧化酶也可以是SEQ ID NO:11的葡萄糖氧化酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:11的葡萄糖氧化酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。给定的葡萄糖氧化酶的功能同源物是一种多肽，它能够催化以下反应：
β-D-葡萄糖+O2->D-葡糖酸-1,5-内酯+H2O2
并且其与参比葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶具有前述的序列同一性。
该葡萄糖氧化酶也可以是可商业获得的葡萄糖氧化酶中的一种，如从AmanoPharmaceutical Co.Ltd.(Nagoya，日本)可获得的Hyderase。Hyderase的优点在于还包括过氧化氢酶活性。因此，Hyderase含有葡萄糖氧化酶活性和过氧化氢酶活性。
另外，在GB1,373,562、US4,675,191和US20120114791中描述的葡萄糖氧化酶可以供本发明使用。
如上文所示，葡萄糖氧化酶催化的反应还可以导致H2O2的形成。通常，不期望饮料含有高水平的H2O2，并且因此在涉及使用葡萄糖氧化酶的本发明实施方案中，优选所述方法还包括移除H2O2的步骤。例如，能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物也可以含有过氧化氢酶活性。
待供本发明使用的过氧化氢酶可以是能够催化过氧化氢分解成水和氧气的任何酶。因此，过氧化氢酶可以是划归为EC 1.11.1.6的酶。特别地，过氧化氢酶可以是催化以下反应的酶：
2H2O2->O2+2H2O
过氧化氢酶可以是任何可用的过氧化氢酶。例如，过氧化氢酶可以是来自黑曲霉、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)或牛(Bos taurus)(特别是来自牛的肝脏)的过氧化氢酶。在一个实施方案中，过氧化氢酶是SEQ ID NO:12的过氧化氢酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:12的过氧化氢酶共有至少70％、如至少80％、例如至少85％、如至少90％、例如至少95％的序列同一性。过氧化氢酶的功能同源物是一种多肽，其能够催化以下反应：
2H2O2->O2+2H2O
并且其与参比葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶具有前述的序列同一性。
应当理解任何葡萄糖氧化酶可以用于本发明方法中，条件是该葡萄糖氧化酶在葡萄糖转化期间占主导地位的pH和温度下显示合理的活性和稳定性。因此，可以使用可溶性和固定化葡萄糖氧化酶制剂，虽然通常优选可溶性葡萄糖氧化酶制剂。如果使用，则对过氧化氢酶进行同样的考虑。
这里指出在葡萄糖转化成葡糖酸期间，用氧气对液体例如起始液体曝气是有利的。尚未发现曝气会不利于饮料的味道。
酶促转化葡萄糖期间的温度可以例如在10℃和40℃之间，优选地在10℃和30℃之间。
如上文在“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节中所述，可以通过AX-REED连续地移除形成的葡糖酸。因此，反应不受葡糖酸积累的抑制。
在本发明方法的一个优选实施方案中，将氧连续供应给与含有葡萄糖氧化酶的酶或酶混合物一起孵育的液体。供氧对酶促反应的反应速率具有明显有益的影响。因此，连续引入氧确保高反应速率。可以通过任何合适的装置供氧，例如，可以借助气泵(将氧引入液体的最有效的装置)供氧。
除了葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶之外，酶或酶混合物还可以含有其他的酶活性。然而，通常优选在本发明的方法期间，不向任何液体添加葡萄糖异构酶。因此优选在本发明的方法期间，不向任何液体添加划归为EC 5.3.1.5的酶。
还优选通过AX-REED而不是通过沉淀移除本发明方法期间生成的葡糖酸。因此，优选本发明的方法不包括添加形成葡糖酸微溶盐的物质，如碳酸钙。
在本发明的某些实施方案中，AX-REED液或CX-REED液或REED液可以经历发酵。然而，在本发明的一些实施方案中，优选AX-REED液和CX-REED液以及REED液均不经历醇发酵。因此，在一些实施方案中，本发明的方法不包括发酵产生醇的步骤。
酶促转化葡萄糖优选地以使足够的葡萄糖从液体移除的方式进行。这可以例如通过调节酶的量和/或孵育时间获得。技术人员将能够选择合适的酶量和合适的孵育时间。特别地，优选本发明方法步骤c)导致葡萄糖水平降低至少20％、优选至少30％、更优选至少40％、甚至更优选至少50％、然而更优选至少60％、甚至更优选至少70％。
不采用细菌发酵而生产饮料的方法
在一个实施方案中，本发明涉及不采用细菌发酵而生产饮料的方法。所述方法通常仅包括从起始液体移除有机酸以获得饮料的步骤。因此，本发明的这个实施方案的方法主要适用于含有有机酸、即含有高水平的一种或多种有机酸的起始液体。
因此，在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种有机酸的起始液体；和
d)从所述液体移除至少10％的至少一种有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸。
通常，起始液体具有至少一些甜度，并且因此，起始液体经常含有糖。例如，起始液体可以含有葡萄糖。因此本发明也提供生产饮料的方法，其中所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分、至少一种有机酸和葡萄糖的起始液体；和
d)从所述液体移除至少10％的至少一种有机酸，同时在所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸。
所述AX-REED液可以是成品饮料或它可以经进一步加工为成品饮料。
这种方法还可以包括步骤e)，并且因此在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分、至少一种有机酸和葡萄糖的起始液体；和
d)从所述液体移除至少10％的至少一种有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED，其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
所述CX-REED液可以是成品饮料或它可以经进一步加工以获得成品饮料。
如本文其他地方所述，步骤d)和步骤e)可以至少部分同时地执行。因此，在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分、至少一种有机酸和葡萄糖的起始液体；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；和
e)至少部分同时地从起始液体或部分AX-REED处理的液体移除至少部分的一种阳离子，因而获得REED液，其中所述REED液保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
所述REED液可以是成品饮料或它可以经进一步加工以获得成品饮料。
因此，这种方法还可以含有另一步骤f)：添加一种或多种其他化合物至起始液体、AX-REED液或至CX-REED液或至REED液。在不含有步骤e)的本发明实施方案中，优选向AX-REED液添加其他(一种或多种)化合物。在一个实施方案中，该方法可以包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分、至少一种有机酸和葡萄糖的起始液体；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子；和
f)添加一种或多种其他化合物，优选添加一种或多种风味化合物和/或防腐剂，因而获得饮料。
该方法还可以包括步骤g)：添加一种或多种其他液体至AX-REED液或CX-REED液或REED液以获得成品饮料。特别地，所述其他液体可以是饮料，从而使成品饮料是CX-REED液和其他饮料之间的混合物或REED液和其他饮料之间的混合物。因此，在一个方面，本发明涉及一种制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分、至少一种有机酸和葡萄糖的起始液体；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子；和
f)任选地添加一种或多种其他化合物，优选添加一种或多种风味化合物和/或防腐剂；和
g)提供其他液体，例如饮料(例如果汁)，并且将所述CX-REED液与所述其他液体混合，因而获得饮料。
在本发明的这些实施方案中，起始液体已含有有机酸，并且步骤d)涉及移除至少一些所述有机酸，因而减少起始液体的酸含量以获得可口的饮料。优选地，饮料具有如下文在“糖与有机酸的比率”节中所述的糖与有机酸的比率，并且因此优选移除足够的有机酸以实现所述比率。
因此，优选地，在步骤d)期间移除至少10％的至少一种有机酸，例如至少15％的至少一种有机酸，例如至少20％的至少一种有机酸，如至少25％的至少一种有机酸，如至少30％的至少一种有机酸。更优选地，在步骤d)期间移除至少10％的至少两种有机酸，例如至少15％的至少两种有机酸，例如至少20％的至少两种有机酸，如至少25％的至少两种有机酸，如至少30％的至少两种有机酸。例如，在步骤d)期间移除至少10％的全部有机酸，例如至少15％的全部有机酸，例如至少20％的全部有机酸，如至少25％的全部有机酸，如至少30％的全部有机酸。
在一个实施方案中，优选在步骤d)期间移除至少10％的柠檬酸，例如至少15％的柠檬酸，例如至少20％的柠檬酸，如至少25％的柠檬酸，如至少30％的柠檬酸。当起始液体包含柠檬酸时，尤其如此。
在另一个实施方案中，优选在步骤d)期间移除至少10％的苹果酸，例如至少15％的苹果酸，例如至少20％的苹果酸，如至少25％的苹果酸，如至少30％的苹果酸。当起始液体包含苹果酸时尤其如此。
所述微量营养成分可以是下文在“微量营养成分”节中描述的任何微量营养成分。特别地，在涉及不采用细菌发酵而生产饮料的方法的本发明实施方案中，优选所述微量营养成分选自矿物质、维生素和抗氧化物质，并且尤其选自下文在“微量营养成分”节中描述的矿物质、维生素和抗氧化物质的组。
在本发明的这个实施方案中，起始液体是可用于制备饮料的任何液体。优选该起始液体是可用作饮料的液体，除非它具有过高含量的有机酸。通常优选起始液体是天然产物。如本文所用的术语“天然产物”是指通过在水中提取或通过压榨从天然来源获得的产物，其中不添加额外的化学品。因此，在一个实施方案中，起始液体是植物或植物部位的提取物或汁液，其中未曾添加额外的糖。
因此在一个实施方案中，起始液体是果汁，如柑橘类果实的汁液。柑橘类果实可以例如选自橙子、青柠、柚子、柠檬、柑橘、无籽蜜橘、葡萄柚、澳洲青柠和金橘。在本发明的一个优选实施方案中，起始液体是柠檬汁。起始液体也可以是浆果汁，如黑醋栗汁。起始液体也可以是蔬菜汁，如番茄汁或胡萝卜汁。
在另一个实施方案中，起始液体是发酵的果汁。例如，起始液体可以选自发酵的苹果汁和发酵的梨汁。
在又一个实施方案中，起始液体是果实的提取物，例如，起始液体可以是选自玫瑰果、黑刺李、黑醋栗和岩高兰的果实的提取物。
在本发明范围内还涵盖：起始液体可以是已经用一种或多种酶处理的植物或植物部位的提取物、浓缩物或汁液。例如所述植物或植物部位的提取物、浓缩物或汁液可以已经用选自葡糖苷酶、蛋白酶、果胶酶和纤维素酶的一种或多种酶处理。在起始液体是果实汁液、果实提取物或果实浓缩物的本发明实施方案中，起始液体可以是已经使用一种或多种酶进行酶处理的步骤制备得到的，所述酶选自果胶酶和纤维素酶。
起始液体也可以是一种或多种前述的汁液、提取物和浓缩物的混合物。
有机酸可以是起始液体内含有的任何有机酸。特别地，有机酸可以是下文在“有机酸”节中描述的任何有机酸。优选地，有机酸可以选自乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、琥珀酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、延胡索酸和草酰乙酸。在起始液体是柑橘类果实汁液的本发明实施方案中，有机酸尤其可以是柠檬酸。在起始液体是发酵的苹果汁或发酵的梨汁的本发明实施方案中，有机酸尤其可以是苹果酸。
如本文以上所述，本发明方法的一个优点是，根据这些方法制备的饮料具有低卡路里并且尤其具有低糖。因此，在不包括发酵步骤的本发明实施方案中，优选起始液体不具有高水平的糖。因此，优选起始液体含有最多10％、优选最多9％、更优选最多8％、例如最多7％的糖。更优选地，起始液体中的葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖和蔗糖的合并浓度是最多10％，优选最多9％，更优选最多8％，例如最多7％。还优选起始液体含有最多10％、优选最多9％、更优选最多8％、例如最多7％的葡萄糖。所述百分数均作为w/w提供。
糖与有机酸的比率可以是下文在“糖与有机酸的比率”节中描述的任何比率。
步骤f)包括添加一种或多种其他化合物。所述其他化合物可以优选地选自糖、风味化合物、防腐剂和水。
优选通过本发明方法制备的饮料具有低糖，并且因此在添加糖的本发明实施方案中，优选所产生的饮料含有最多10％、优选最多9％、更优选最多8％、例如最多7％的糖，优选最多10％、优选最多9％、更优选最多8％、例如最多7％的葡萄糖。
风味化合物可以是下文在“风味化合物”节中描述的任何风味化合物。
本节中描述的方法的步骤d)可以按照下文在“AX-REED”节中描述的任何方式执行。
本节中描述的方法的步骤e)可以按照下文在“CX-REED”节中描述的任何方式执行。
步骤d)和步骤e)可以同时或依次执行，然而优选地步骤d)在步骤e)之前执行。
在本发明的一个优选实施方案中，同时执行步骤d)和步骤e)。通过使用含有至少一个AX-REED膜堆和至少一个CX-REED膜堆的REED设备，尤其可以同时执行步骤d)和步骤e)，其中所述AX-REED膜堆和所述CX-REED膜堆并联连接。
在本发明的又一个非常优选的实施方案中，部分同时地执行步骤d)和步骤e)。在这个实施方案中，可以例如执行步骤d)持续给定的时间段，此后同时执行步骤d)和步骤e)。特别地，可以执行步骤d)直至实现预先确定的成品饮料所期望的pH，而后可以同时执行步骤d)和步骤e)。因此，可以通过AX-REED从液体移除一种或多种酸性离子持续给定的时间段，此后分别通过AX-REED和CX-REED移除酸性离子和至少一种阳离子，其中同时执行AX-REED和CX-REED。当单独执行AX-REED时，连续地移除酸性离子，因而增加pH。当并联执行AX-REED和CX-REED时，则优选地pH可以维持相对稳定。因此，可以执行AX-REED直至达到所需的pH，而后，可以并联地执行AX-REED和CX-REED直至达到所需的电导率。当至少部分同时地执行步骤d)和步骤e)时，这优选通过使用含有至少一个AX-REED膜堆和至少一个CX-REED膜堆的REED设备进行，其中所述AX-REED膜堆和所述CX-REED膜堆并联连接。因此，在本发明的一个实施方案中，提供用于制备饮料的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分、至少一种有机酸和葡萄糖的起始液体(例如果实汁液或果实提取物)；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸，
并且其中所述过程继续进行直至达到预先确定的pH；
e)从步骤d)中获得的液体同时移除至少部分的一种有机酸和至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得REED液，
其中
通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸；并且
通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子；并且
并且其中所述过程继续进行直至达到预先确定的电导率，
f)任选地添加一种或多种其他化合物，优选地添加一种或多种风味化合物和/或防腐剂；和
g)任选地提供其他液体，例如饮料(例如果汁)，并且将所述CX-REED液与所述其他液体混合。
优选地选择所述预先确定的pH以实现具有期望的糖与有机酸的比率的成品饮料。特别地，所述糖与有机酸的比率可以是下文在“糖与有机酸的比率”节中描述的任何糖与有机酸的比率。在涉及相对酸的饮料(如柠檬汁)的本发明实施方案中，所述预先确定的pH可以处于3至5的范围内，如处于3至4的范围内，例如为大约pH 3.5。
预先确定的电导率可以例如是处于3至5范围内、优选地处于3至4范围内，如为大约3.5的电导率。
还优选pH在该方法期间的任何时间均不超过pH 4，更优选地pH在该方法期间的任何时间均不超过pH 4.5，然而更优选地pH在该方法期间的任何时间均不超过pH 5。在本发明的一个实施方案中，pH在该方法期间的任何时间均不超过pH 3.5。当起始液体是果实或浆果的汁液或提取物时，尤其可以是这样。
还优选pH在该过程期间的任何时间均不显著高于所述预先确定的pH。因此优选地，pH在该过程期间的任何时间高于预先确定的pH不超过20％、优选地不超过15％。可以例如通过与AX-REED同时运行CX-REED确保这一点。
术语“大约”在本中用来表示+/-10％、优选地+/-5％。
呈香化合物
本发明方法的优点是，存在于起始液体中的一种或多种呈香化合物通常被保留在通过该方法制备的AX-REED液、CX-REED液、REED液和成品饮料中。因此，REED液保留起始液体的呈香化合物，并且因此成品饮料也保留起始液体的呈香化合物。成品饮料中存在哪种呈香化合物取决于存在于起始液体中的呈香化合物。本发明的优点是，成品饮料可以保持具有与起始液体相似的味道，但是酸含量和/或糖含量降低。
在不包括步骤c)的本发明实施方案中，成品饮料将通常与起始液体相似，除了酸度更低之外。如上文所述，通过本发明方法制备的AX-REED液、CX-REED液、REED液和成品饮料保留至少一种微量营养成分、优选几种微量营养成分。此外，AX-REED液、CX-REED液、REED液和/或成品饮料还保留呈香化合物。
因此，在一个实施方案中，本发明涉及一种生产饮料的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分、至少一种呈香化合物和至少一种有机酸的起始液体；和
d)从所述液体移除至少10％的至少一种有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分和至少65％的所述至少一种呈香化合物，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸。
本发明还涉及一种生产饮料的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分、至少一种呈香化合物和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分和至少65％的所述至少一种呈香化合物，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸。
此外，本发明涉及一种用于生产饮料的方法，其中所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分、至少一种呈香化合物和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，例如通过使起始液体与能够催化所涉及的具体糖转化成葡萄糖的酶接触，将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从所述液体移除至少10％的所述有机酸，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分和至少65％的所述至少一种呈香化合物，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述有机酸。
在本节“呈香化合物”上文中描述的全部方法还可以包括步骤e)：
e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分和至少65％的所述至少一种呈香化合物，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
在本节“呈香化合物”上文中描述的全部方法可以对应于上文在“生产饮料的方法”节、“生产发酵饮料的方法”节、“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节和“不采用细菌发酵而生产饮料的方法”节中描述的任何方法，除了起始液体还包含至少一种呈香化合物以及在AX-REED处理和CX-REED处理期间保留至少65％的所述呈香化合物。因此，相对于上文在本节“呈香化合物”中描述的方法，步骤a)、b)、c)、d)和e)可以按照上文在“生产饮料的方法”节、“生产发酵饮料的方法”节、“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节和“不采用细菌发酵而生产饮料的方法”节中描述的任何方式执行，唯一的差异在于，起始液体必须包含至少一种呈香化合物并且至少65％的所述呈香化合物被保留在AX-REED液和/或CX-REED液和/或REED液中。
因此，在本节“呈香化合物”上文中描述的方法还可以含有如本文在“生产饮料的方法”节、“生产发酵饮料的方法”节、“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节和“不采用细菌发酵而生产饮料的方法”节中所述的步骤f)、g)、h)和i)中的一个或多个步骤。
步骤d)可以包括从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少65％的至少一种呈香化合物。特别地，步骤d)可以包括从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少80％的至少一种呈香化合物。
因此，步骤d)可以包括从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少90％的至少一种呈香化合物。例如，步骤d)可以包括从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少65％的至少两种、如至少三种不同的呈香化合物。因此，步骤d)可以包括从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少80％的至少两种、如至少三种不同的微量营养成分。
本发明的方法还可以包括步骤e)：从AX-REED液或从起始液体或从部分AX-REED处理的液体移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的至少一种呈香化合物。特别地，步骤e)可以包括从AX-REED液、部分AX-REED处理的液体或起始液体移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少80％的至少一种呈香化合物。因此，步骤e)可以包括从AX-REED液、部分处理的AX-REED液或起始液体移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少90％的至少一种呈香化合物。
例如，步骤e)可以包括从AX-REED液、部分AX-REED处理的液体或起始液体移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的至少两种、如至少三种不同的呈香化合物。因此，步骤e)可以包括从AX-REED液、起始液体或部分AX-REED处理的液体移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少80％的至少两种、如至少三种不同的呈香化合物。
在本发明的某些实施方案中，步骤d)和步骤e)至少部分同时地执行。在这些实施方案中，所产生的液体可以被称作“REED液”。优选REED液保留至少65％的存在于起始液体中的至少一种呈香化合物。
特别地，步骤d)和步骤e)可以一起包括从起始液体移除至少10％的一种或多种酸性离子和至少部分的一种阳离子，同时使REED液中保留至少80％的至少一种呈香化合物。
因此，步骤d)和步骤e)可以一起包括从起始液体移除至少10％的一种或多种酸性离子和至少部分的一种阳离子，同时使REED液中保留至少90％的至少一种呈香化合物。
例如，步骤d)和步骤e)可以一起包括从起始液体移除至少10％的一种或多种酸性离子和至少部分的一种阳离子，同时使REED液中保留至少65％的至少两种、如至少三种不同的呈香化合物。
因此，步骤d)和步骤e)可以一起包括从起始液体移除至少10％的一种或多种酸性离子和至少部分的一种阳离子，同时使REED液中保留至少80％的至少两种、如至少三种不同的呈香化合物。
呈香化合物可以是期望在成品饮料中保持的任何呈香化合物。通常，呈香化合物是显著有助于起始液体的味道特征的化合物。技术人员将知道哪些呈香化合物有助于给定的起始液体的味道特征。
呈香化合物是具有气味或臭味的化学化合物。当某种化学化合物充分挥发以输送到鼻子上部的嗅觉系统时，该化学化合物具有气味或臭味。通常地，呈香化合物是分子量小于300的有机化合物。
呈香化合物可以例如是酯。为酯的呈香化合物的非限制性例子包括乙酸香叶酯、甲酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、丁酸戊酯、丁酸戊酯、戊酸戊酯、乙酸辛酯、乙酸苄酯、邻氨基苯甲酸乙酯、苹果酯(fructone)、乙酸己酯、甲基苯基环氧丙酸乙酯(ethyl methylphenylglycidate)。
呈香化合物也可以是萜或类萜。萜是由共价连接的异戊二烯单元组成的分子，并且因此，萜具有分子式(C5H8)n，其中n是连接的异戊二烯单元的数目。类萜是化学修饰的萜，如通过氧化或碳骨架重排修饰的。
为链状萜或类萜的呈香化合物的非限制性例子包括香叶醇、橙花醇、柠檬醛(citral)、柠檬醛(lemonal)、香叶醛、橙花醛、香茅醛、香茅醇或芳樟醇。
作为环状萜或类萜的呈香化合物的非限制性例子包含柠檬烯或侧柏酮。
呈香化合物还可以例如是芳族化合物。特别地，呈香化合物可以是由被一个或多个取代基取代的6元芳环组成的芳族化合物。为芳族化合物的呈香化合物的非限制性例子包括苯甲醛、肉桂醛、乙基麦芽酚、香草醛、苯甲醚、茴香脑、草蒿脑和麝香草酚。
呈香化合物的其他非限制性例子包括呋喃酮(furaneol)、1-己醇、薄荷醇、异缬草醛、大茴香醛、二氢茉莉酮、γ-癸内酯、γ-壬内酯、δ-辛内酯、茉莉内酯、马索亚内酯、葡萄酒内酯(wine lactone)、葫芦巴内酯(sotolon)、葡萄柚硫醇(grapefruit mercaptan)、呋喃-2-基甲硫醇、膦或橙花醚(nerolin)。
有机酸
如本文所用的术语“有机酸”是指任何羧酸。优选地，本发明的有机酸是C1-3-烷基或C-1-3-烯基，其中所述C1-3-烷基和C1-3-烯基被n个–COOH基团、m个–OH基团和q个＝O基团取代，其中n是1至3范围内的整数，m是0至2范围内的整数，且q是0至1范围内的整数。
优选地，有机酸可以是被以下基团取代的丙基：
1)1至3个–COOH基团，如3个–COOH基团；和
2)0至1个–OH基团，如1个–OH基团，
或者
有机酸可以是被以下基团取代的乙基：
1)1至2个–COOH基团；和
2)0至2个–OH基团。
优选地，如本文所用的术语“有机酸”是指乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、琥珀酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、延胡索酸和草酰乙酸。
在本发明的一个非常优选的实施方案中，如本文所用的术语“有机酸”是指乳酸。
糖
如本文所用，术语“糖”在总体上是指单糖、二糖和三糖。
单糖通常具有化学式Cx(H2O)y，其中X是3至7。因此，本发明的单糖可以选自三糖、四糖、戊糖、己糖和庚糖。优选地，单糖是己糖。
二糖是单糖的二聚体，三糖是单糖的三聚体。
优选地，如本文所用的术语“糖”是指果糖、麦芽糖、麦芽三糖、乳糖、蔗糖和葡萄糖。
糖与有机酸的比率
有趣的是，发明人已经发现，某些糖与有机酸的比率提供特别可口的饮料。
因此，优选通过本发明方法制备的饮料具有1:2至60:1范围内的糖与有机酸的比率。特别地，糖与有机酸的比率可以处于5.5:1至10:1的范围内，更优选地处于6:1至10:1的范围内，如处于7:1至9:1的范围内，例如处于8:1至9:1的范围内。该比率按照以g/L计的糖总浓度与以g/L计的有机酸总浓度之比计算。
经常，当饮料包含最低量的糖时，饮料可以是可口的，而添加更多的糖并不改善味道。因此，通常优选本发明的饮料包含尽可能少的糖，但仍然是可口的。因此，本文中给出的比率通常是指含有尽可能低的糖含量但仍然感觉可口的饮料。
对于通过包括步骤c)的方法制备的饮料，饮料中糖与有机酸的比率可以处于20:1至60:1的范围内，例如处于25:1至55:1的范围内。然而，优选糖与有机酸的比率处于5.5:1至10:1的范围内，更优选地处于6:1至10:1的范围内，如处于7:1至9:1的范围内，例如处于8:1至9:1的范围内。当饮料由包含麦芽提取物和/或麦芽汁的起始液体制备时，尤其如此。
对于通过不包括步骤c)的方法制备的饮料，优选糖与有机酸的比率处于1:2至10:1的范围内，如处于1:1.5至5:1的范围内，例如处于1.2:1至1.1.2的范围内。当饮料由包含果汁或果实提取物例如柑橘类果汁的起始液体制备时，尤其如此。
特别地，糖与有机酸的比率可以是以下所述的I.与II.的比率：
I.以g/L计的单糖和二糖的总浓度；
II.以g/L计的有机酸的总浓度，所述有机酸是C1-3-烷基或C-1-3-烯基，其中所述C1-3-烷基和C1-3-烯基被n个–COOH基团、m个–OH基团和q个＝O基团取代，其中n是1至3范围内的整数，m是0至2范围内的整数且q是0至1范围内的整数。
例如，糖与有机酸的比率可以是以下所述的I.与II.的比率：
I.以g/L计的果糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖和葡萄糖的总浓度；
II.以g/L计的乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、琥珀酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、延胡索酸和草酰乙酸的总浓度。
在本发明的一个实施方案中，糖与有机酸的比率可以是以下所述的I.与II.的比率：
I.以g/L计的葡萄糖总浓度；
II.以g/L计的乳酸总浓度。
在本发明的这些实施方案中，优选葡萄糖与乳酸的比率处于5:1至10:1的范围内，更优选地处于6:1至9:1的范围内，如处于7:1至8:1的范围内。对于包括步骤c)的本发明方法和/或对于其中起始液体包含麦芽提取物和/或麦芽汁的本发明方法，尤其如此。
微量营养成分
如本文所用的术语“微量营养成分”是指人体需要的少量的营养成分，这些营养成分是生物体自身所不能产生的。因此，术语“微量营养成分”不意在包括糖、蛋白质和脂肪，或其他含有卡路里的营养成分。
本发明的微量营养成分尤其可以选自矿物质、维生素、盐和抗氧化物质。
本发明的方法包括步骤d)：从液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时保留至少一些的微量营养成分。关于本文所述的任何生产饮料的方法，尤其是关于“生产发酵饮料的方法”节中描述的任何方法，和关于“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节中描述的任何方法，和关于“不采用细菌发酵而生产饮料的方法”节中描述的任何方法，步骤d)可以如下：
步骤d)可以包括从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少65％的至少一种微量营养成分，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子。
特别地，步骤d)可以包括从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少80％的至少一种微量营养成分，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子。
因此，步骤d)可以包括从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少90％的至少一种微量营养成分，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子。
例如，步骤d)可以包括从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少65％的至少两种、如至少三种不同的微量营养成分，
其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子。
因此，步骤d)可以包括从所述液体移除至少10％的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少80％的至少两种、如至少三种不同的微量营养成分，其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子。
本发明的方法还可以包括步骤e)：从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时保留至少一些的微量营养成分。关于本文所述的任何生产饮料的方法，尤其是关于“生产发酵饮料的方法”节中描述的任何方法，和关于“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节中描述的任何方法，和关于“不采用细菌发酵而生产饮料的方法”节中描述的任何方法，步骤e)可以如下：
步骤e)可以包括从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的至少一种微量营养成分，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
特别地，步骤e)可以包括从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少80％的至少一种微量营养成分，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
因此，步骤e)可以包括从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少90％的至少一种微量营养成分，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
例如，步骤e)可以包括从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时在所述液体中保留至少65％的至少两种、如至少三种不同的微量营养成分，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
因此，步骤e)可以包括从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少80％的至少两种、如至少三种不同的微量营养成分，
其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
在本发明的某些实施方案中，步骤d)和步骤e)至少部分同时地执行。在这些实施方案中，所产生的液体可以被称作“REED液”。优选REED液保留至少65％的存在于起始液体中的至少一种微量营养成分。
特别地，步骤d)和步骤e)可以一起包括从起始液体移除至少10％的一种或多种酸性离子和至少部分的一种阳离子，同时使REED液中保留至少80％的至少一种微量营养成分。
因此，步骤d)和步骤e)可以一起包括从起始液体移除至少10％的一种或多种酸性离子和至少部分的一种阳离子，同时使REED液中保留至少90％的至少一种微量营养成分。
例如，步骤d)和步骤e)可以一起包括从起始液体移除至少10％的一种或多种酸性离子和至少部分的一种阳离子，同时使REED液中保留至少65％的至少两种、如至少三种不同的微量营养成分。
因此，步骤d)和步骤e)可以一起包括从起始液体移除至少10％的一种或多种酸性离子和至少部分的一种阳离子，同时使REED液中保留至少80％的至少两种、如至少三种不同的微量营养成分。
当微量营养成分是盐时，它可以例如是磷酸盐或碘化物。
当微量营养成分是矿物质时，它可以例如选自钾、铁、钙、钴、铬、铜、锰、镁、硒、锌、钼和硅。在本发明的实施方案中，当微量营养成分是矿物质时，优选所述矿物质是其摄取有益于人类健康的矿物质。因此，优选微量营养成分是选自钙、镁、铁和二氧化硅的矿物质。在一些实施方案中，优选矿物质选自钙、镁和铁。
当起始液体包含麦芽提取物和/或麦芽汁时，则微量营养成分尤其可以是钙、镁、钾、硅、铁或锌，更优选地，微量营养成分可以是钙、镁或铁。因此，优选在移除酸性离子期间以及在还包括步骤e)的本发明实施方案中在移除阳离子期间，液体中保留钙、镁和铁中的至少一种、更优选至少二种、甚至更优选至少三种、还更优选全部。
微量营养成分也可以是维生素。当微量营养成分是维生素时，所述维生素可以优选地选自维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素B6、维生素B9、维生素E和维生素K。特别地，微量营养成分可以选自维生素B6和维生素B12。
当起始液体包含麦芽提取物和/或麦芽汁时，则微量营养成分尤其可以是维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素B6、维生素B9、维生素E或维生素K。因此，优选在移除酸性离子期间以及在还包括步骤e)的本发明实施方案中在移除阳离子期间，液体中保留维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素B6、维生素B9、维生素E或维生素K中的至少一种、更优选至少二种、甚至更优选至少三种、还更优选全部。
在涉及细菌发酵的本发明实施方案中，微量营养成分优选地不是维生素。在所述实施方案中，优选微量营养成分是矿物质，如上文提到的任何矿物质。
在其中起始液体包含麦芽提取物和/或麦芽汁以及其中所述方法不涉及细菌发酵的本发明实施方案中，例如在上文“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节和“不采用细菌发酵而生产饮料的方法”节中描述的任何方法中，微量营养成分可以例如选自矿物质和维生素，所述矿物质可以例如是上文所述的任何矿物质，维生素也可以是上文所述的任何维生素，但是优选地，所述维生素选自维生素B1和维生素B2。因此，在这些实施方案中，优选在步骤d)后至少65％的维生素B1被保留在液体中。还优选在步骤e)后至少65％的维生素B1被保留在液体中。因此，优选成品饮料包含至少65％的存在于起始液体中的维生素B1。此外，在这些实施方案中，优选在步骤d)后至少65％的维生素B2被保留在液体中。还优选在步骤e)后至少65％的维生素B2被保留在液体中。因此，优选成品饮料包含至少65％的存在于起始液体中的维生素B2。
在其中起始液体包含麦芽提取物和/或麦芽汁以及其中所述方法不涉及细菌发酵的本发明实施方案中，例如在上文“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节和“不采用细菌发酵而生产饮料的方法”节中描述的任何方法中，优选在移除酸性离子期间以及在还包括步骤e)的本发明实施方案中在移除阳离子期间，在液体中保留至少65％的选自钙、镁、铁、维生素B1和维生素B2中的至少两种、更优选至少三种、还更优选全部的微量营养成分。
微量营养成分也可以是抗氧化物质，如多酚。所述多酚可以例如是类黄酮，如槲皮素或儿茶素或花青素。
在一个实施方案中，一种微量营养成分是使用氧自由基吸收能力(ORAC)法测定的抗氧化物质总水平。因此，优选成品饮料包含至少65％的在起始液体中所含的抗氧化物质的总水平，其中通过ORAC法测定抗氧化物质的总水平。特别地，可以使用ORAC-FL，优选地如Dávalos等人,2004,J.Agric.Food Chem.,52，p.48-54中所述，测定抗氧化物质的总水平。
当起始液体包含果汁或由果汁组成并且所述方法不涉及发酵步骤时，则优选微量营养成分尤其可以是矿物质、维生素和/或抗氧化物质。矿物质则尤其可以是钙、镁、二氧化硅和/或铁。因此，优选在移除酸性离子期间以及在还包括步骤e)的本发明实施方案中在移除阳离子期间，液体中保留钙、镁、硅和铁中的至少一种、更优选至少两种、甚至更优选至少三种、还更优选全部。在这些实施方案中，还优选成品饮料包含至少65％的在起始液体中所含的抗氧化物质总水平。
本发明的方法包括移除酸性离子和任选地移除阳离子，同时至少一种微量营养成分被保留在液体中并且因此存在于成品饮料中。如本文所用的术语“保留所述至少一种微量营养成分”意指所述至少一种微量营养成分的浓度降低不多于10％，例如所述微量营养成分的浓度在执行步骤d)期间或在包括步骤e)的本发明实施方案中在执行步骤d)和步骤e)期间降低不多于5％。甚至更优选地，“保留所述至少一种微量营养成分”意指在执行步骤d)之后，所述微量营养成分的浓度与起始液体中所述微量营养成分的水平相比相同或更高。在包括步骤e)的本发明实施方案中，优选术语“保留所述至少一种微量营养成分”意指在执行步骤d)和步骤e)之后，所述微量营养成分的水平与起始液体中所述微量营养成分的水平相比相同或更高。
优选在本发明的方法期间保留至少一种微量营养成分、优选至少两种微量营养成分、甚至更优选至少3种微量营养成分、如至少4种微量营养成分、例如至少5种微量营养成分、如至少6种微量营养成分的水平。
更优选地，在本发明的方法期间保留至少一种微量营养成分、优选至少两种微量营养成分、甚至更优选至少3种微量营养成分的水平，其中所述微量营养成分选自磷酸盐、碘、钾、铁、钙、钴、铬、铜、锰、镁、硒、锌、钼、硅、维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素E和维生素K。
在本发明的一个优选实施方案中，在本发明的方法期间保留至少一种微量营养成分、优选至少两种微量营养成分、甚至更优选至少3种微量营养成分的水平，其中所述微量营养成分选自钙、镁、钾、维生素B6和维生素B12。
在本发明的一个优选实施方案中，起始液体包含麦芽提取物和/或麦芽汁，并且在本发明的方法期间保留至少一种微量营养成分、优选至少两种微量营养成分、甚至更优选至少3种微量营养成分的水平，其中所述微量营养成分选自钙、镁、钾、维生素B6和维生素B12。
在其中起始液体包含高水平的维生素C的本发明实施方案中，一种微量营养成分可以是维生素C。优选起始液体中的至少40％、如至少45％的维生素C被保留在成品饮料中。因此，在其中起始液体包含至少100mg/L、如至少200mg/L、例如至少300m g/L的本发明的实施方案中，优选起始液体中的至少40％、如至少45％的维生素C被保留在CX-REED液或REED液中。
AX-REED
本发明的方法包括步骤：从液体移除一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少一些所述至少一种微量营养成分(例如使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分)，其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子。这个步骤被指定为上文中的步骤d)。如本文所用，术语“移除有机酸”是指移除所述有机酸的酸性离子。
步骤d)涉及从所述液体移除一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，其中通过阴离子交换反向电增强透析(AX-REED)膜堆移除所述酸性离子，所述膜堆含有：
i)至少一个由以下组成的单元：
1.限定起始液体室的两张阴离子交换膜；和
2.用于透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并与起始液体室相邻，并且其中所述两个其他室可以相连；
ii)一组端膜；
iii)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
iv)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置；
并且其中移除涉及以下步骤：
i)将起始液体插入到起始液体室中；和
ii)将透析液插入用于透析液的两个其他室中；和
iii)跨膜堆施加电场；
iv)在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转。
通常，步骤d)涉及移除至少10％、例如至少15％、例如至少20％、如至少25％、如至少30％的一种或多种酸性离子。
这个步骤也可以被称作AX-REED处理。AX-REED处理后获得的液体在本文中可以被称作“AX-REED”液。在本发明的某些实施方案中，步骤d)是方法的最后步骤，并且在这些实施方案中，AX-REED处理后获得的液体是饮料。在本发明的其他实施方案中，该方法还涉及步骤e)：从液体移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子。这也可以被称作CX-REED处理。步骤d)和步骤e)合起来在本文中可以被称作“REED处理”。
经常，可以仅使用一种装置执行步骤d)和步骤e)，所述装置在本文中可以被称作“REED设备”。待供本发明使用的REED设备通常可以被设置成在独立的隔室中执行步骤d)和步骤e)。如本文所用的术语“REED设备”是包括至少一个AX-REED膜堆的设备。优选地，本发明的REED设备包括至少一个AX-REED膜堆和至少一个CX-REED膜堆。
因此，可以同时或依次执行步骤d)和步骤e)，并且优选地使用被设置成同时执行步骤d)和步骤e)的REED设备，执行步骤d)和步骤e)。在图1中显示合适的REED设备的概观，在图4中示出在本发明的几个实施方案中可以是优选的REED设置。然而可以使用独立的REED设备执行步骤d)和步骤e)，所述独立的REED设备可以被分别称作AX-REED设备和CX-REED设备。
因此，本发明的REED设备优选地包括至少一个AX-REED膜堆和至少一个CX-REED膜堆，所述膜堆可以是在本节下文中描述的任何AX-REED膜堆和下文在CX-REED节中描述的任何CX-REED膜堆。甚至更优选地，REED设备含有至少一个AX-REED膜堆和至少一个CX-REED膜堆，其中所述AX-REED膜堆和所述CX-REED膜堆并联连接。因此，REED设备可以含有并联连接的一个AX-REED膜堆和一个CX-REED膜堆。
当两个或更多个REED堆并联布置时，将处理的流体(即来自一个REED堆的起始液体)不直接引导至下一个REED堆，如果两个堆叠串联连接，则直接引导至下一个REED堆。
并联系统可以例如具有与盛有起始液体的储器和/或槽连接的AX-REED和CX-REED。AX-REED接收来自储器和/或槽的起始液体，并且所述起始液体在AX-REED膜堆中经处理后返回储器和/或系统。同时或在另一个时间，CX-REED接收来自储器和/或槽的起始液体或部分AX-REED处理的液体或AX-REED液，并且所述液体在CX-REED膜堆中经处理后返回储器和/或槽。可以理解，液体可以从槽再循环至AX-REED和/或CX-REED膜堆。这种再循环的液体原则上是部分AX-REED和/或CX-REED处理的液体。为简单起见，AX-REED膜堆和CX-REED膜堆的室可以被称作“起始液体室”，甚至也可以将部分AX-REED和/或CX-REED处理的液体引入到这些室中。
REED设备可以可选地包含比CX-REED膜堆更多的AX-REED膜堆，或者REED设备可以包含比AX-REED膜堆更多的CX-REED膜堆。AX-REED膜堆/CX-REED膜堆的相对数目可以变化，以便相对于从液体移除多少量的第二组分，调节从液体移除多少量的第一组分。还可以通过提供不同尺寸的AX-REED膜堆和CX-REED膜堆调节移除的第一组分和移除的第二组分之间的比率。
REED膜堆包括至少一个起始液体室和至少两个透析液室。将含有起始液体的室和含有透析液的室并排交替布置，即REED膜堆包括至少三个相邻的有效室：透析液室–起始液体室–透析液室。起始液体室和透析液室之间的每个界面由离子交换膜形成，该交换膜在AX-REED膜堆中是阴离子交换膜而在CX-REED膜堆中是阳离子交换膜。
每个REED膜堆还包括在REED膜堆的每个末端限定电极室的两个端膜，即具有两个端膜的REED膜堆包括至少5个相邻室：电极室-透析液室–起始液体室–透析液室-电极室。
应当理解在其中在步骤d)后执行步骤e)的实施方案中，就CX-REED膜堆而言，“起始液体室”实际上填充有AX-REED液。另外，应当理解在运行AX-REED或CX-REED一段时间后，起始液体室中的液体可以是部分REED处理的起始液体。在单独执行AX-REED处理一段时间，接着同时并联执行AX-REED和CX-REED的实施方案中，被插入至CX-REED膜堆的“起始液体室”中的液体实际上是部分AX-REED处理的起始液体。为简便起见，将该室仍然称作“起始液体室”。
每个电极室可以由REED膜堆的一张端膜和一个端壁形成。
如下布置具有7个相邻室(2个电极室和5个有效室)的REED膜堆：电极室-透析液室–起始液体室–透析液室–起始液体室–透析液室-电极室。
图4显示本发明的示例性REED设备1，所述REED设备包括与CX-REED膜堆3并联布置的AX-REED膜堆2。AX-REED膜堆和CX-REED膜堆均通过管路5与含有液体的槽4连接并连接至流体系统6a和6b，提供透析液并引导透析液进出REED膜堆。流体系统6a用于提供待供AX-REED使用的透析液，而流体系统6b用于提供第二透析液。在工艺开始时，槽4含有起始液体，稍后，该槽含有部分AX-REED和/或CX-REED处理的液体。在工艺结束时，槽4含有AX-REED液、CX-REED液或REED液。
AX-REED膜堆包括第一电极7和第二电极8，所述电极被布置成跨越所述电极之间的5个有效室(即跨越由膜形成的具有透析液9和起始液体10的交替室)提供电场。在这个示例性膜堆中，交替室由以下膜形成：
·端膜11a，其在一侧限定第一电极室7a并且在对侧限定用于透析液的第一室9；
·第一阴离子交换膜12a，其与第一端膜一起限定第一室；
·第二阴离子交换膜12b，其与第一阴离子交换膜一起形成用于起始液体的第二室10a；
·第三阴离子交换膜12c，其与第二阴离子交换膜一起形成用于透析液的第三室9b；
·第四阴离子交换膜12d，其与第三阴离子交换膜一起形成用于透析液的第四室10b；
·第二端膜11b，其与第四阴离子交换膜一起形成用于透析液的第五室9c。
第一电极和第二电极分别被布置在第一电极室7a和第二电极室8a中。所述第一电极室由第一端壁(由点线表示)和第一端膜限定，所述第二电极室由第二端壁(也由点线表示)和第二端膜限定。
交换膜12a–12d可以优选地是相同类型的，并且两个端膜也可以相同。
类似地，CX-REED膜堆包括两个电极13和14，在膜堆的每侧各一个，所述膜堆是第一端膜15a、4个阳离子交换膜16a-16d和第二端膜15b。所述膜与端壁一起形成第一电极室13a、第一透析液室17a、第一起始液体室18a、第二透析液室17b、第二起始液体室18b、第三透析液室17c和第二电极室14a。
在本例子中，透析液可以是本节中描述的待供AX-REED使用的任何透析液，并且第二透析液可以是“CX-REED”节中描述的任何第二透析液。
在本发明范围内还涵盖：可以同时执行步骤b)、c)、d)和e)。这可以例如在REED设备内进行。在本发明范围内还涵盖：同时执行步骤c)、d)和e)。这可以例如在REED设备内进行。特别地，这可以使用含有并联连接的一个AX-REED膜堆和一个CX-REED膜堆的REED设备进行。
该REED设备还可以含有串联连接的多于一个AX-REED膜堆，其中所述AX-REED膜堆与至少一个CX-REED膜堆并联连接。该REED设备还可以含有串联连接的多于一个AX-REED膜堆和串联连接的多于一个CX-REED膜堆，其中所述AX-膜堆和CX-REED膜堆彼此并联连接。
在本发明的一些实施方案中，所述方法不包括步骤b)和步骤c)，在这种情况下，步骤d)通常在步骤a)后执行。在本发明的其他实施方案中，所述方法不包括步骤b)和步骤c)，但是包括步骤e)，在这种情况下，步骤d)通常在步骤a)后且在步骤e)之前执行，其中步骤d)和步骤e)可以重复p次，其中p是1至5范围内的整数。
本发明方法的步骤d)涉及使用一个或多个AX-REED膜堆，其中每个所述膜堆含有：
v)至少一个由以下组成的单元：
1.限定起始液体室的两张阴离子交换膜；和
2.用于透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并与起始液体室相邻，并且其中所述两个其他室可以相连；
v)一组端膜；
vi)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
vii)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置。
因此，不管电场如何，离子能够从限定起始液体的室移入到任一透析液室。
每个AX-REED膜堆可以包含多于一个如上文所述的单元。例如，每个AX-REED膜堆可以包含2至100个单元，如2至50个单元，如2至25个单元。
移除酸性离子一般涉及以下步骤：
i)将起始液体插入到起始液体室中；和
ii)将透析液插入用于透析液的两个其他室中；和
iii)跨膜堆施加电场；
iv)在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转。
AX-REED可以循环进行，意指在所述室中孵育起始液体后，可以将所产生的液体从该室移出并稍后插入到另一个起始液体室中或甚至插入到同一起始液体室中。当插入到同一室时，则经常地将所述两个其他室中的透析液更换为新鲜的透析液。
当使用多于一个膜堆时，可以将起始液体单独地插入每个起始液体室中。可选地，可以连接一些或全部所述室，从而可以同时进料一些或全部室。类似地，可以将透析液单独地插入到每个透析液室中。可选地，可以连接一些或全部所述室，从而同时进料一些或全部室。
待移除的酸性离子可以例如是任何有机酸的阴离子，例如上文在“有机酸”节中所述的任何有机酸的阴离子。
在移除所述酸性离子期间，围绕起始液体室的两张膜促进离子从起始液体输出或从透析液输入到起始液体。
每隔一段时间改变电场方向。当围绕每个进料室的两张膜交换功能时，电场方向的每次反转导致在膜表面和膜内部短期重建受影响离子的极化特性(polarizationprofiles)。这造成分离工艺的短期逆转，因为先前移除的离子被推回到进料溶液直至重建膜特性(membrane profiles)。只要污染累积容许，则在任一个REED膜堆内保持电流换向之间的间隔时间是有利的，因为每次换向导致短暂的分离停顿并引起微小的工艺不稳定性。
本发明的方法可以涉及使用多于一个AX-REED膜堆。所述膜堆可以在彼此顶部或并排堆叠(通常由膜间隔件分开)直至达到足够的膜分离面积。为了可行的处置、操作和维护的目的，该膜堆可以在几个独立的具有实际尺寸的膜堆中运行，每个膜堆具有自己的一套流动连接和电极，但是具有相同的分离功能。作为同一分离系统的一部分，这些膜堆以并联或串联方式或它们的一些组合运行。当使用多于一组电极时，采用多个AX-REED膜堆运行是有利的。AX-REED膜堆的数目可以因此在2个至几百个之间变动，这取决于所涉及的工艺，但一般是2-50个AX-REED膜堆，更一般地是4-20个膜堆。
待供本发明的AX-REED使用的透析液可以是任何碱性溶液。一般地，它是阳离子-OH的水溶液，其中所述阳离子一般可以是金属阳离子。例如，透析液可以包含一种或多种碱，所述碱选自Ca(OH)2、Mg(OH)2、KOH和NaOH，优选地选自Ca(OH)2、Mg(OH)2和KOH。透析液中含有的所述碱的浓度一般为5至80％范围内、优选10至70％范围内、更优选20至60％范围内、例如30至50％范围内。在某些实施方案中，所述碱以5％至20％范围内的浓度使用。当透析液仅使用一次时，尤其可以是这样。全部百分数均作为w/w提供。
在AX-REED情况下，通过AX-REED膜堆的每个单元中的一张阴离子交换膜提取酸性离子，同时氢氧根离子一般通过对侧的阴离子交换膜进入。当反转电场方向时，在氢氧根离子开始进入起始液体之前，在提到的第一膜内部的提取的酸性离子被推回到起始液体中。因此，在直至通过先前用来提取酸性离子的膜重建氢氧化物特性的短时间内，未观察到pH控制。每次电流换向后直至pH控制再生的时间相位的长度取决于多种工艺条件和膜特性；一般，在该过程以最佳工艺参数控制再次运行之前耗时10-90秒。这作为工艺参数(例如pH)的突发变化被记录，随后必须将该突发变化调回到所需的设定点。为了采用多于一个膜堆展开不稳定性效应并且减少电流换向的总体影响，优选地在每个独立膜堆上非同步进行电场的反转。因此，本发明优选使用多于一个AX-REED膜堆并且非同步反转每个独立膜堆上的电场。即使维持每个膜堆的电场的间隔时间一般具有类似的长度，但是为了最佳工艺稳定性效应，反转的时间安排是分散的。
在本发明的一个实施方案中，相对于任何第二或其他膜堆的反转，以基本上规则的分散间隔时间反转任何第一膜堆内的电场方向。
一般相对于膜污染的积累选择膜堆的电流换向之间的间隔时间长度。一般，任一个REED膜堆内的所述间隔时间可以是5-6000秒，优选8-3000秒，更优选10-2000秒，甚至更优选100-1500秒。
在本发明的另一个实施方案中，相对于任何第二膜堆或其他膜堆的反转，任何第一膜堆内的电场方向以长度基本上均匀的分散间隔时间反转，以便使相同过程中任何第一REED膜堆和任何第二REED膜堆或其他REED膜堆的电流换向之间的时间最大化。在电流换向之间采用相同的分散间隔时间长度，即，在这些换向均匀分散的情况下，连接的生物反应器将经历减弱但频繁得多的影响。
在本发明的一个实施方案中，响应于所述液体组合物的pH、目标离子浓度或电导率，调节所施加电场的强度。通过增加电场的强度，离子交换在REED系统中增加，并且反之亦然。将正在调节的工艺参数的在线、半在线(例如延时)或二次(例如使用在线电导率或浊度量值估计目标离子浓度)量值输入控制调节机构(例如PID-控制软件)中，该控制调节机构转而调节对REED电极的供电输出。
电流换向不是唯一效应，这可以在工艺控制中引入偏差。为了最佳控制工艺参数，有利的是可以控制透析液中多种离子的浓度以及流量和温度和运行模式。就温度而言，在同时执行步骤c)和步骤d)的本发明实施方案中，一般选定温度以允许所述发酵葡萄糖的微生物生长。
如果使用多个膜堆，可以在膜堆之间在具有或没有增压泵的情况下按并联或按串联模式以类似于起始液体的方式设定透析液的流量。
在所述方法包括步骤步骤c)的本发明实施方案中，阴离子-交换REED(AX-REED)通常起到如下作用：将产生的有机酸替换为氢氧根离子并且因此抵消因酸形成所致的pH降低。通过调节AX-REED，氢氧根交换可以在发酵期间在不需要添加中和剂的情况下维持pH。
在所述方法不包括步骤c)的本发明实施方案中，AX-REED通常起到如下作用：将已经存在于起始液体中的有机酸替换为氢氧根离子并且因此增加起始溶液的pH。
在本发明的上下文中，术语“电场的反转(reversal of the electric field)”或“电流换向(current reversal)”意指改变REED电极的极性，导致DC电流的方向反转，这促进离子通过离子交换膜迁移。
阴离子交换膜可以是任何可用的阴离子交换膜。可以选择膜的尺寸以实现合适的保留时间。为了计算保留时间，使用的阴离子膜的总面积是有意义的。因此，如果该方法利用多个膜堆和/或如果每个膜堆含有多个单元，则可以减少每张膜的面积。
可用的阴离子交换膜的非限制性例子包括Ionic AR103(GE，美国)、Neosepta ASM(Astom Corp.，日本)、Fumatech FAB(阴离子)(Fumatech，德国)或Nafion N117(阴离子)(Dupont)。
在欧洲专利申请EP 1 347 823、EP 2349541和EP 2349540中还描述了用于执行AX-REED的可用方法和设备的非限制性例子，所述专利申请全部通过引用的方式并入本文。
CX-REED
在一些实施方案中，本发明的方法还包括步骤e)，其中步骤e)包括从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，其中通过阳离子交换反向电增强透析(CX-REED)膜堆移除所述阳离子，所述膜堆含有：
i)至少一个由以下组成的单元：
a.限定AX-REED液室的两张阳离子交换膜；和
b.用于第二透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并与AX-REED液室相邻，并且其中所述两个其他室可以相连；
ii.一组端膜；
iii.用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
iv.用于反转所述膜堆内的电场方向的装置，
并且其中移除涉及以下步骤：
i)将AX-REED液(即AX-REED处理后获得的液体)插入到AX-REED液室中；和
ii)将第二透析液插入用于第二透析液的两个其他室中；和
iii)跨膜堆施加电场；
iv)在所述室中孵育所述AX-REED液，因而使电场方向每隔一段时间反转。
在并联同时执行AX-REED和CX-REED的本发明的实施方案中，在程序开始时，待由CX-REED处理的液体实际上是起始液体。因此，CX-RRED膜堆可以含有：
v)至少一个由以下组成的单元：
a.限定起始液体室的两张阳离子交换膜；和
b.用于第二透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并与起始液体室相邻，并且其中所述两个其他室可以相连；
v.一组端膜；
vi.用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
vii.用于反转所述膜堆内的电场方向的装置，
并且其中移除涉及以下步骤：
i)将起始液体插入到AX-REED液室中；和
ii)将第二透析液插入用于第二透析液的两个其他室中；和
iii)跨膜堆施加电场；
iv)在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转。
在一些实施方案中，首先执行AX-REED，随后并联同时执行AX-REED和CX-REED。在这些实施方案中，在CX-REED处理开始时，将部分AX-REED处理的液体插入到起始液体室或AX-REED液室中。为简便起见，该室仍然可以被称作起始液体室或AX-REED液室。
如上文所述，本发明的方法含有以下步骤：通过AX-REED膜堆将一种或多种酸性离子从液体移入至一般含有碱的透析液中。这可以导致碱性阳离子从透析液转移至起始液体中，并且因此，该方法可以包括步骤e)，其中从液体移除至少一些所述阳离子。
这个步骤也可以被称作CX-REED处理。如上文所述，可以使用REED设备执行步骤e)。从本发明方法的步骤d)产生的液体在本文中被称作“AX-REED液”。AX-REED液可以用作步骤e)的起始液体。可选地，部分AX-REED处理的液体可以用作步骤e)的起始液体。以下也是可以的：当同时执行步骤d)和步骤e)时，步骤d)的起始液体也是步骤e)的起始液体。
本发明方法的步骤e)涉及使用一个或多个CX-REED膜堆，其中每个所述膜堆含有：
v)至少一个由以下组成的单元：
1.限定用于AX-REED液、部分AX-REED处理的液体或起始液体的室的两张阴离子交换膜；和
2.用于第二透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并与起始液体室相邻，并且其中所述两个其他室可以相连；
viii)一组端膜；
ix)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
x)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置。
因此，无论电场如何，离子能够从限定AX-REED液、部分AX-REED处理的液体或起始液体的室移入到任一第二透析液室。
每个CX-REED膜堆可以包含多于一个如上文所述的单元。例如，每个CX-REED膜堆可以包含2至100个单元，如2至50个单元，如2至25个单元。
移除阳离子一般涉及以下步骤：
i)将AX-REED液、部分AX-REED处理的液体或起始液体插入到起始液体室中，其中通过如上文在“AX-REED”节中所述的起始液体的AX-REED处理获得所述AX-REED液；和
ii)将第二透析液插入用于第二透析液的两个其他室中，其中第二透析液可以是下文描述的任何第二透析液；和
iii)跨膜堆施加电场；
iv)在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转。
CX-REED可以循环进行，意指在所述室中孵育AX-REED液、部分AX-REED处理的液体或起始液体后，可以将所产生的液体从该室移出并稍后插入到另一个用于AX-REED液、部分AX-REED处理的液体或起始液体的室中或甚至插入到同一AX-REED液室或起始液体室中。当插入到同一室时，则经常地将所述两个其他室中的第二透析液更换为新鲜的第二透析液。
待移除的阳离子可以例如是任何阳离子，但是通常，它是AX-REED处理期间从透析液引入到AX-REED液中的一种或多种阳离子。因此，阳离子可以例如是碱的任何阳离子，所述碱可以包含于如上文“AX-REED”节中所述的透析液中。
在移除所述阳离子期间，围绕AX-REED液室或起始液体室的两张膜促进离子从AX-REED液输出或从第二透析液输入到AX-REED液。
以类似于上文对AX-REED描述的方式每隔一段时间改变电场方向。
本发明的方法可以涉及使用多于一个CX-REED膜堆。所述膜堆可以在彼此顶部或并排堆叠(通常由膜间隔件分开)直至达到足够的膜分离面积以获得所需的保留时间。为了可行的处置、操作和维护的目的，该膜堆可以在几个独立的具有实际尺寸的膜堆中运行，每个膜堆具有自己的一套流动连接和电极，但是具有相同的分离功能。作为同一分离系统的一部分，这些膜堆以并联或串联方式或它们的一些组合运行。当使用多于一组电极时，采用多个CX-REED膜堆运行是有利的。CX-REED膜堆的数目可以因此在2个至几百个之间变动，这取决于所涉及的工艺，但一般是2-50个CX-REED膜堆，更一般地是4-20个膜堆。
待供本发明的CX-REED使用的第二透析液可以是任何酸性溶液。一般它是H-阴离子的水溶液，其中阴离子一般是无机阴离子。因此，例如，第二透析液可以包含选自H3PO4、HNO3和H2SO4的一种或多种酸。优选地，第二透析液包含H3PO4。第二透析液一般将以5％至90％、优选10％至90％、更优选20％至80％、还更优选30％至80％、例如40％至80％、如50％至80％、例如60％至80％的浓度含有所述酸。百分数作为w/w提供。
在CX-REED的情况下，通过CX-REED膜堆的每个单元的一张阳离子交换膜提取阳离子，而H+离子一般通过对侧的阳离子交换膜进入。当反转电场方向时，在H+离子开始进入AX-REED液之前，在提到的第一膜内部的提取的阳离子被推回到AX-REED液。为了采用多于一个膜堆展开不稳定性效应并且减少电流换向的总体影响，优选地在每个独立膜堆上非同步进行电场的反转。因此，本发明优选使用多于一个CX-REED膜堆并且非同步反转每个独立膜堆上的电场。即使维持每个膜堆的电场的间隔时间一般具有类似的长度，但是为了最佳工艺稳定性效应，反转的时间安排是分散的。
在本发明的一个实施方案中，相对于任何第二或其他膜堆的反转，以基本上规则的分散间隔时间反转任何第一膜堆内的电场方向。
一般相对于膜污染的积累选择膜堆的电流换向之间的间隔时间长度。一般，任一个CX-REED膜堆内的所述间隔时间可以是5-6000秒，优选8-3000秒，更优选10-2000秒，甚至更优选100-1500秒。
在本发明的另一个实施方案中，相对于任何第二膜堆或其他膜堆的反转，任何第一膜堆内的电场方向以长度基本上均匀的分散间隔时间反转，以便使相同过程中任何第一CX-REED膜堆和任何第二CX-REED膜堆或其他CX-REED膜堆的电流换向之间的时间最大化。在电流换向之间采用相同的分散间隔时间长度，即，在这些换向均匀分散的情况下，连接的生物反应器将经历减弱但频繁得多的影响。
在本发明的一个实施方案中，响应于所述液体组合物的pH、目标离子浓度或电导率，调节所施加电场的强度。通过增加电场的强度，离子交换在CX-REED系统中增加，并且反之亦然。将正在调节的工艺参数的在线、半在线(例如延时)或二次(例如使用在线电导率或浊度量值估计目标离子浓度)量值输入控制调节机构(例如PID-控制软件)中，该控制调节机构转而调节对CX-REED电极的供电输出。
电场的反转不是唯一效应，这可以在工艺控制中引入偏差。为了最佳控制工艺参数，有利的是可以控制第二透析液中多种离子的浓度以及流量和温度及运行模式。
如果使用多个膜堆，可以在膜堆之间在具有或没有增压泵的情况下按并联或按串联模式以类似于AX-REED液的方式设定第二透析液的流量。
通常，阳离子交换REED(CX-REED)起到将阳离子替换为氢离子的作用。
阳离子交换膜可以是任何可用的阳离子交换膜。可以选择膜的尺寸以实现合适的保留时间。为了计算保留时间，使用的阴离子膜的总面积是有意义的。因此，如果该方法利用多个膜堆和/或如果每个膜堆含有多个单元，则可以减少每张膜的面积。
可用CX-膜的非限制性例子包括Nafion N117(阳离子)(Dupont)和Fumatech FAB(阳离子)(Fumatech，德国)。
在欧洲专利申请EP 1 347 823、EP 2349541和EP 2349540中还描述了用于执行AX-REED的可用方法和设备的非限制性例子，所述专利申请全部通过引用的方式并入本文。
通常，执行CX-REED以从液体、尤其是从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子。执行CX-REED的时间足以移除所需量的所述至少一种阳离子。在本发明的一个优选实施方案中，以如此方式执行步骤e)：使产生的CX-REED液具有最多7mS/cm、优选最多6mS/cm、甚至更优选最多5mS/cm，例如3至5mS/cm范围内的电导率。如果该液体具有更高的电导率，则CX-REED处理可以继续进行直至CX-REED液具有所需的电导率。通常，CX-REED液中高于5mS/cm的电导率是不太期望的，因为这可能造成咸味。当同时执行步骤d)和步骤e)时，优选以如此方式执行步骤e)：使产生的REED液具有最多7mS/cm、优选最多6mS/cm、甚至更优选最多5mS/cm，例如在3至5mS/cm范围内的电导率。如果该液体具有更高的电导率，则CX-REED可以继续进行直至REED液具有所需的电导率。通常，REED液中高于5mS/cm的电导率是不太期望的，因为这个可能造成咸味。
在其中起始液体包含谷物提取物的本发明实施方案中，优选按如此方式执行步骤e)：使产生的CX-REED液或REED液具有最多7mS/cm、优选最多6mS/cm、甚至更优选最多5mS/cm、还更优选3至5mS/cm、如4至5mS/cm、例如大约4.5的电导率。
在其中起始液体包含果汁或果实提取物的本发明的实施方案中，则通常优选电导率低。因此，在这些实施方案中，优选按如此方式执行步骤e)：使产生的CX-REED液或REED液具有最多6mS/cm、优选最多5mS/cm、甚至更优选最多4mS/cm、还更优选2至4mS/cm、如3至4mS/cm、例如大约3.5的电导率。
接触时间
接触时间是可用于管理REED过程的数值。根据本发明，关于AX-REED的接触时间按照如下计算：
(阴离子交换膜总面积(cm2)/起始液体体积(cm3))x时间(h)。
阴离子交换膜总面积是用于AX-REED的全部膜堆中全部单元的全部阴离子交换膜的总面积。应当选择接触时间以实现具有适宜的糖与有机酸的比率的饮料。优选地，本发明饮料的糖与有机酸的比率是在本文“糖与有机酸的比率”节中描述的比率。
在所述方法包括步骤c)的本发明实施方案中，通常优选接触时间相对长，而在缺少步骤c)的本发明实施方案中，接触时间可以短得多。
另外，长接触时间可以不利地导致异味积累，并且因此接触时间还应当优选不太长。
在本发明的一个实施方案中，关于AX-REED的接触时间是0.5至100小时，如1至50小时，例如1至10小时。在涉及在“生产发酵饮料的方法”节和“采用酶促转化糖生产饮料的方法”节中描述的任何方法的本发明实施方案中，接触时间通常可以是5至10小时。
根据本发明，关于CX-REED的接触时间按照如下计算：
(阳离子交换膜总面积(cm2)/AX-REED液体积(cm3))x时间(h)。
阳离子交换膜总面积是用于CX-REED的全部膜堆中全部单元的全部阳离子交换膜的总面积。CX-REED的接触时间通常比AX-REED的接触时间少得多。
在本发明的一个实施方案中，关于CX-REED的接触时间是0.01至10，如0.05至5，例如0.1至1。
其他化合物
本发明的方法可以包括步骤f)：添加一种或多种其他化合物)。其他化合物可以例如是风味化合物、防腐剂或功能性成分。
风味化合物可以是下文在“风味化合物”节中描述的任何风味化合物。
功能性成分可以是为获得给定功能所添加的任何成分。优选地，功能性成分使得饮料更健康。功能性成分的非限制性例子包括可溶性纤维、蛋白质、添加的维生素或矿物质。
防腐剂可以是任何食品级防腐剂，例如它可以是苯甲酸、山梨酸、或他们的盐。
其他化合物也可以是CO2。特别地，可以添加CO2以获得碳酸饮料。
风味化合物
待供本发明使用的风味化合可以是任何可用的风味化合物。风味化合物可以例如选自呈香物质(aromas)、植物提取物、植物浓缩物、植物部位和草药的浸剂。
因此，风味化合物可以例如是呈香物质。呈香物质一般是有机化合物，例如它们可以是植物次生代谢物。呈香物质可以是任何呈香物质，例如果实呈香物质或香草兰呈香物质。
植物提取物可以例如是草药提取物。草药提取物的非限制性例子包括绿茶、红茶、南非茶(rooibos)、胡椒薄荷或啤酒花的提取物。植物提取物也可以是花提取物。花提取物的非限制性例子包括木瑾花、甘菊、接骨木花、薰衣草花或椴树花。
植物提取物也可以是果实提取物。植物部位可以例如是干燥或新鲜的草药，如啤酒花颗粒、干燥的新鲜的花或果实。
植物浓缩物可以是已经通过移除水而浓缩的果实浓缩物，例如果汁。
可用于果实呈香物质、果实提取物或果实浓缩物的果实的非限制性例子包括橙子、苹果、香蕉、柠檬、百香果、芒果、菠萝、梨、金橘或柚子。
风味化合物也可以是滋补性的。
序列表
实施例
通过以下实施例进一步说明本发明，然而这些实施例不应当解释为限制本发明。
实施例1
如下文实施例3中所述生产14.85％P的标准麦芽汁。在REED装置(rig)(JuragSeparation，丹麦)中，通过旧金山乳杆菌和乳酸乳球菌的混合物在30℃发酵7.5L标准麦芽汁。REED装置配备有AX-REED膜堆和CX-REED膜堆。在发酵到终点pH 3.9后，允许发酵物在4℃保持36小时，此后，从沉降的细菌滗析大部分液体。单独用每种细菌进行类似的试验。将上清液经Seitz EK滤器过滤，碳酸化，巴氏消毒，并评价它们的风味。通过将沉积物在8000rpm离心10分钟，收获乳酸细菌，随后使其静置另外36小时，之后，重复REED受控发酵。在图2中描述了在第一发酵和第二发酵中被细菌消耗的麦芽糖和葡萄糖的量。
虽然两次发酵中麦芽汁的麦芽糖含量不同，但起点和终点抵消，细菌的表现在两种情况下非常相似，尽管第二发酵的接种物已经收获并且在低pH贮存72小时。这种代谢麦芽糖的能力显示旧金山乳杆菌明显耐受它所受到的处理。从第二发酵移除葡萄糖的速度下降表明，乳酸乳球菌对这些条件更敏感。
旧金山乳杆菌的基因组序列已被发表，并且表明这个生物体完全缺乏胞外蛋白酶。有趣的是，从旧金山乳杆菌发酵的麦芽汁获得的风味没有不想要的蛋白胨香调(peptone notes)，这种蛋白胨香调是其他乳酸发酵所特有的。
实施例2
本实施例描述了生产麦芽汁的发酵过程，所述过程不产生醇，但是调节这种原料中甜度与酸度的失衡，以产生富含天然维生素和矿物质且卡路里低的提神饮品基料。
所得到的饮品基料本身可以用作饮料，或可以在消费之前添加各种风味化合物。
在含有麦芽糖作为唯一碳源的培养基中培养旧金山乳杆菌。麦芽糖用13C NMR标记。显示当立即转移至这种碳源时，旧金山乳杆菌不能使葡萄糖形成糖分解代谢物。当供应13C标记的葡萄糖时，在麦芽糖中不能生长的乳酸乳球菌快速地产生归属于糖分解代谢物的NMR信号。
如果在旧金山乳杆菌中通过磷酸解而从麦芽糖释放的葡萄糖被乳酸乳球菌代谢，则向旧金山乳杆菌和乳酸乳球菌的混合物提供在还原性末端上经13C标记的麦芽糖，将因此仅产生归属于糖分解代谢物的NMR谱。通过产生归属于糖分解代谢物的NMR谱的实验，证实这一点。
实施例3
生产麦芽汁
由39.8kg标准皮尔森麦芽(Pilsner malt)经108.4L标准酿造水在65℃糖化，生产14.5％P的标准麦芽汁。在使磨碎的麦芽与水混合后，立即添加含有阿拉伯木聚糖酶活性的商业酶制剂以促进完成的麦芽汁的过滤。在这个阶段还添加氯化钙，并且通过添加磷酸将pH调节至大约5.4。在65℃持续60分钟后，将温度在15分钟期间逐渐增加至78℃，并且最终维持在78℃持续5分钟。随后对麦芽浆进行过滤并清洗麦糟，在煮沸前得到212L总体积。通过添加磷酸，将麦芽汁调节至pH为约5.2，并添加氯化钙。随后将麦芽汁煮沸70分钟。在这个时间段期间，蒸发约5％的水，留下200L煮沸的麦芽汁。在移除沉积物的涡旋过程后，将煮沸的麦芽汁填充至小桶中并保持在5℃直至REED处理。这种麦芽汁和按照基本上相同的方式产生的麦芽汁在本文中也被称作“标准麦芽汁”。在表2中显示标准麦芽汁中的可发酵糖和有机酸的含量。
使用连接有配备Chromeleon软件的PC的DIONEX ICS-3000(ThermoScientific)，通过高效阴离子交换色谱法(HPAEC)，检测并定量5种可发酵的碳水化合物(葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖)。将碳水化合物的羟基在pH 12-14离子化成允许通过阴离子交换色谱法分离碳水化合物的氧鎓离子。随后使用积分安培法，通过脉冲电化学检测(PED)(脉冲安培检测(PAD))进行检测。通过使用HPLC级校正标准品：葡萄糖(Sigma G-8270)、果糖(Sigma F-0127)、蔗糖(Sigma S-9378)、麦芽糖(Sigma M-5885)、麦芽三糖(Sigma M-8378)，允许定量。
使用配备有“Prevail有机酸柱”150x4.6mm的HPLC，测定有机酸。紫外检测在210nm进行。使用25mM KH2PO4 pH 2.5作为流动相。使用乙腈作为有机相。以100％流动相线性地进行分离(总分离时间为7.5分钟)。
REED发酵
添加250g 80％乳酸和237g 46％氢氧化钾至37.5L标准麦芽汁以增加起始液体中的pH和电导率。将这种起始液体用乳酸乳球菌和旧金山乳杆菌的商业冷冻纯培养物(分别是200g和400g)接种并且在30℃发酵。通过REED设备移除发酵期间产生的酸，所述REED设备配有Ionics AR103/Nafion N117AX-膜(12对单元，2mm厚度，每对单元915cm2有效面积)和Nafion N117/Fumatech FAB CX-膜(10对单元，2mm厚度，每对单元915cm2有效面积)。AX-REED透析液是KOH(46％)。CX-REED第二透析液是H3PO4(75％)。两种透析液均仅通过该系统一次(单通道)。AX-REED膜堆和CX-REED膜堆并联连接，然而CX-REED膜堆仅在工艺的最后部分运行。在图1中显示REED设备的概观。在25小时后终止发酵，此时液体在甜度和酸度之间具有适宜的平衡。在表2中显示分析结果。
表2
标准麦芽汁 REED产物
糖，g/L：
葡萄糖 9.4 痕量
果糖 痕量 0
蔗糖 5.0 0
麦芽糖 65.3 21.7
麦芽三糖 15.1 7.2
有机酸，mg/L：
酒石酸 74 0
苹果酸 43 7
乳酸 0 484
乙酸 126 15
柠檬酸 539 0
琥珀酸 475 113
丙酸 0 0
pH： 5.20 4.37
实施例4
通过与商业酿造酶一起糖化标准皮尔森麦芽，生产葡萄糖含量高的14.5％P的麦芽汁。将43.8kg皮尔森麦芽在63℃用131L标准酿造水糖化。在将磨碎的麦芽与水混合后，立即添加能够将碳水化合物和寡糖转化成葡萄糖的含有α-葡糖苷酶、α-淀粉酶和极限糊精酶活性的商业酶制剂。还添加氯化钙，并且通过添加磷酸将pH调节至大约5.2。在63℃持续30分钟后，将温度以1℃/分钟的速率增加至70℃，在70℃保持60分钟，以1℃/分钟的速率增加至78℃，并且最终在78℃保持5分钟。随后对麦芽浆进行过滤并清洗麦糟，在煮沸前得到233L总体积。通过添加磷酸，将甜麦芽汁调节至pH为约5.2，并添加氯化钙。随后将麦芽汁煮沸70分钟。在这个时间段期间，蒸发约5％的水，留下220L煮沸的麦芽汁。在移除沉积物的涡旋过程后，将煮沸的麦芽汁填充至小桶中并保持在5℃直至REED处理。这种麦芽汁和按照基本上相同的方式生产的麦芽汁在本文中还可以被称作“葡萄糖麦芽汁”。如实施例3中所述那样测定葡萄糖麦芽汁中的糖和有机酸的含量，并且在表3中显示结果。
REED发酵
添加如上文所述制备的39.4L葡萄糖麦芽汁和250g 80％乳酸及227g46％氢氧化钾以增加起始液体中的pH和电导率。在25℃下，将这种起始液体用260g乳酸乳球菌的商业冷冻纯培养物接种并且发酵。通过REED设备移除发酵期间产生的酸，所述REED设备配备有如下所述的AX-REED膜堆和CX-REED膜堆：
AX-REED膜堆：
12对单元
膜：Ionics AR103，Nafion N117
总膜面积：10980cm2
CX-REED膜堆：
10对单元
膜：Nafion N117，Fumatech FAB
总膜面积：9150cm2
AX-REED透析液是KOH(46％)。CX-REED第二透析液是H3PO4(75％)。两种透析液均仅通过该系统一次(单通道)。AX-REED膜堆和CX-REED膜堆并联连接，然而CX-REED膜堆仅在工艺的最后部分运行。23小时后终止发酵，此时所产生的液体(REED液)在甜度和酸度之间具有适宜的平衡。在表3中显示REED产物的分析结果。
在REED发酵后，通过添加呈香啤酒花品种的颗粒对部分的REED液进行调味。将颗粒在14℃留在液体中20小时，随后移除。调味的液体具有令人愉快的和特征性的啤酒花香味。
表3
葡萄糖麦芽汁 REED液
糖，g/L：
葡萄糖 141.4 22.2
果糖 痕量 痕量
蔗糖 5.7 3.5
麦芽糖 痕量 痕量
麦芽三糖 0 0
有机酸，mg/L：
酒石酸 29 0
苹果酸 6 0
乳酸 0 773
乙酸 116 0
柠檬酸 485 0
琥珀酸 348 11
丙酸 0 0
pH： 5.20 4.35
实施例5
与在甜度和酸度之间具有适宜的平衡的橘汁相比，柠檬汁具有高得多的有机酸含量和较低的糖含量。在柠檬汁中占主导地位的有机酸是柠檬酸，但是还存在相对高水平的苹果酸和抗坏血酸(维生素C)。添加大量的额外的糖并用水稀释因此是生产基于柠檬汁的可口饮料的传统方式。但是，本发明提供一种降低酸度的方法，所述方法导致产生基于柠檬的美味汁液，所述汁液具有与橘汁相同的低酸度，但是因天然糖含量较低而具有较低的卡路里含量。
通过压榨新鲜柠檬获得柠檬汁。在两个独立实验中，使25L汁液在25℃经过REED设备再循环，所述REED设备配备有Fumatech FAB/Nafion N117AX-膜和Nafion N117/Fumatech FAB CX-膜。AX-REED膜堆和CX-REED膜堆并联连接并以如此方式运行：使pH绝不超过大约3.5。图1中显示REED设备的概观。在两个试验中，观察到有机酸逐步下降。在试验8中，允许该处理进行4.5小时。这使有机酸的含量降低至十分低的水平(图3A)并且显示工艺效率，但是缺少酸度使得所产生的液体相当清淡。在试验9中，3.5小时后终止处理(图3B)。从这个试验得到的液体具有与新鲜橘汁相当的酸度和淡淡的甜度。REED处理降低柠檬酸、苹果酸和抗坏血酸的含量。但是，虽然处理3.5小时后仅保留约三分之一的柠檬酸和苹果酸，但是超过一半的原始含量的抗坏血酸(对其维生素功能很重要)留在试验9的REED液中(表4)。
表4
实施例6
玫瑰果在斯堪的纳维亚国家和俄罗斯因其抗坏血酸(维生素C)和其他抗氧化物质的含量而被熟知。但是，玫瑰果也含有柠檬酸，其提取物因此相当酸且不可口。本发明提供用于降低玫瑰果提取物酸度的方法，以产生保留高含量的维生素和抗氧化物质的可口液体。
通过加热20L水至50℃并添加4kg干燥的磨碎的玫瑰果，制备玫瑰果提取物。通过振摇分散玫瑰果碎屑后，将混合物置于50℃，不时搅拌。混合1小时后，添加阿拉伯聚糖酶活性高的商业果胶酶制剂，并且将混合物在50℃静置另外16小时。随后通过过滤移除玫瑰果碎屑并用额外的水清洗麦糟。在合并第一滤液与清洗麦糟的液体后，获得总计22L液体。提取物为深红褐色，酸且非常涩。
通过REED设备使22L批次的玫瑰果提取物在25℃再循环，所述REED设备配有Fumatech FAB/Nafion N117AX-膜和Nafion N117/Fumatech FAB CX-膜。AX-REED膜堆和CX-REED膜堆并联连接。图1中显示REED设备的概观。约2小时后，终止处理。当品尝时，发现所得到的液体的酸度显著降低，但是仍留有一些涩感。HPLC化学分析显示柠檬酸含量因短时间的REED处理已降低50％，从玫瑰果粗提物中的1.34g/L降至REED处理后0.65g/L。其他有机酸一般具有相同程度的减少(表5)。
为了减少涩感，添加商业制剂PVPP(聚乙烯-聚吡咯烷酮，啤酒制造中常用于降低啤酒中的多酚含量)并且使其在5℃与REED产物保持接触16小时。随后通过过滤移除PVPP。所得到的液体仍呈深红褐色，但是具有中等酸度和涩感。通过基本上如Dávalos等人，2004(参见上文)中所述的ORAC法测量，抗氧化活性仍然极高(表5)。
表5
实施例7
通过以下方式制备黑醋栗提取物：将冷冻的浆果与等重量的水混合，接着通过离心移除果肉。所得到的液体在味道上相当酸。
也通过以下方式制备沙棘提取物：将冷冻的浆果与等重量的水混合，接着通过离心移除果肉。
使用“供给和排放”设置，将各浆果提取物分别在REED设备中处理2.5-3小时，其中起初仅将部分的汁液总体积(通常为7-8L)供给至REED设备并脱酸。随后借助泵取出小体积并替换为新鲜的未处理汁液，并且这个过程继续进行直至全部汁液已被处理。REED设备被设置成具有Ionics/Nafion AX膜。pH最初从起始pH升高并直至pH 4或略低，随后在工艺的剩余部分期间，通过连续添加低pH的新鲜浆果提取物并通过AX-REED移除酸性离子，维持pH几乎恒定。
表6和表7中显示REED处理之前和之后汁液中的矿物质含量。在分析之前将全部样品过滤。
表6 起始液体：与水混合、离心的冷冻沙棘浆果。
表7 起始液体：与水混合、离心的冷冻黑醋栗。
如实施例3中所述测定糖含量，并且基本上如Dávalos等人，2004(参见上文)中所述测定抗氧化物质水平。在表8中显示结果。
由受过培训的品尝组评价REED处理的黑醋栗汁，连同两种市售黑醋栗饮料：Ribena“经典(classic)”(用糖增甜)和Ribena“清淡(light)”(用人工甜味剂增甜)。使用0至9的评分表，品尝组记录三种饮料的总风味分数，其中0表示不可饮用的产品，9表示极其美味的产品。另外，测定糖含量和抗氧化物质含量。在表8中显示结果。
REED处理的黑醋栗汁比两种商品具有更低的甜度且略微更酸。然而，REED产物在果味/酯味香味和在果实/浆果味道方面得分较高，而在人工味道方面得分较低。REED产物的总风味分数与Ribena“经典”和Ribena“清淡”几乎相同。
表8.REED-处理的黑醋栗汁与商品黑醋栗饮料的比较
实施例7
基本上如实施例4中所述那样制备葡萄糖麦芽汁，并且还基本上如实施例4中所述那样对葡萄糖麦芽汁进行REED发酵，但作出以下修改。不添加乳酸至葡萄糖麦芽汁，并仅添加200g KOH。在试验40中，22.5小时后终止发酵。在试验54中，24.5小时后终止发酵，此时葡萄糖水平是约40g/L。在试验55中，50小时后终止发酵，此时葡萄糖水平是约5g/L。在各个试验中，测定葡萄糖麦芽汁和REED发酵产物(REED液)的矿物质含量，并计算回收率百分数。在表9中显示结果。可以看到，在REED发酵后钙、镁和铁的水平维持多达50小时。
表9 REED发酵后的矿物质回收率百分数
实施例8
为了在饮料中建立甜度和酸度之间的适宜平衡，进行REED辅助的发酵，其中在基本上如实施例4中所述的REED设备中用乳酸乳球菌发酵基本上如实施例4中所述那样制备的葡萄糖麦芽汁，除了作出以下修改外。不添加乳酸至葡萄糖麦芽汁，并仅添加200g KOH。实施发酵直至所得液体(REED液)中的葡萄糖含量十分低，为大约2g/L，且乳酸含量是大约5g/L。该液体还含有少量的果糖(<1g/L)、蔗糖(大约3g/L)、麦芽糖(大约2g/L)和麦芽三糖(<1g/L)。因此，所得基料中的总含糖量是大约7g/L。这种基料具有中性风味。
通过添加葡萄糖以获得终浓度为22、37和52g/L，由该基质制备甜度不同但是其他方面几乎相同的三种饮料。为了对饮料调味，以2g/L的用量添加啤酒花颗粒并且在5-8℃在液体中保留24小时。随后移除啤酒花颗粒，并且对饮料进行碳酸化。
随后由总计75个人品尝这三种饮料。34个人是女性，41个人是男性；33个人的年龄为20-40岁，42个人的年龄为41-65岁。在品尝阶段，同时向每个人提供全部三份样品。要求参与者评价作为“成人用无醇啤酒花风味软饮料”的三种饮料，并告知他们饮料的葡萄糖含量，随后要求他们选择他们特别喜欢的饮料。这项调查显示对葡萄糖含量为37g/L的饮料具有非常明显的偏好。41个人偏好37g/L，而18个人偏好22g/L，16个人偏好57g/L。这种偏好性不受年龄或性别的显著影响。在图5中显示结果。
还由在啤酒评价方面受过培训的品尝组评价这三种饮料。要求该组成员按照0-5的评分表对“啤酒风味属性”打分，其中0表示缺少风味，5表示非常强烈的风味。还要求该组成员按照0-9评分表对每种饮料给出总风味分数，其中0是不可饮用的，9是优异的。对于葡萄糖22g/L和37g/L，品尝组给出几乎相同的评分，但是葡萄糖52g/L被判定为明显过甜。在总风味试验中含22g/L和37g/L糖的饮料也被认为是显著更好的。因此，对于22、37和52g/L葡萄糖的总风味分数分别是6.0、6.1和5.5。
实施例9
本实施例显示通过REED辅助细菌发酵葡萄糖麦芽汁制备的饮料特别美味。在基本上如实施例4中所述的REED设备中，用乳酸乳球菌发酵基本上如实施例4中所述那样制备的葡萄糖麦芽汁，除了当液体中的葡萄糖含量是大约37g/L，乳酸含量是6.7g/L，并且pH是4.35时，中断发酵。另外，不添加乳酸至葡萄糖麦芽汁，并仅添加200g KOH。该液体还含有少量的果糖(<1g/L)、蔗糖(大约3g/L)、麦芽糖(大约3g/L)和麦芽三糖(<1g/L)。这种基料具有淡淡的甜度和淡淡的酸度。为了对液体调味，以2g/L的用量添加啤酒花颗粒并且在5-8℃留在液体中24小时。随后移除啤酒花颗粒，并且对液体进行碳酸化。这种饮料被称作饮料A。
由基本上如实施例4中所述那样制备的葡萄糖麦芽汁制备另一种饮料。为了获得与基于REED的饮料相当的pH、甜度和酸度，将葡萄糖麦芽汁用水稀释，并且添加乳酸和乳酸钙的混合物。随后用如上文所述的啤酒花颗粒对掺混物进行调味，最后进行碳酸化。这种饮料被称作饮料B。
由在啤酒评价方面受过培训的品尝组比较这两种饮料。向该组成员提供每种饮料一杯，并要求其按照0-5评分表对两个饮料中每一种的“啤酒风味属性”打分，其中0表示缺乏特定风味，5表示非常强烈的风味。最后，要求该组成员按照0-9评分表对每种饮料给出总风味分数，其中0是不可饮用的，9是优异的。
表10显示饮料A和饮料B中的可发酵糖和有机酸的含量。显然这两种饮料含有的可发酵糖和有机酸的总量几乎相同。然而，归因于麦芽汁中的天然含量的酒石酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸和琥珀酸，两种饮料的酸组成不完全相同。
图6显示饮料风味谱。评定饮料A在新鲜度、可饮性、芬芳、酯味、花香和均衡方面显著高于饮料B。饮料A的感知甜度和酸度也略高于饮料B。相比之下，评定饮料B在不太期望的风味如麦芽味、谷味、焦糖味和焦味方面高于饮料A。饮料A的总风味分数是7.1，显著地高于饮料B的总风味分数5.9。
另外，在三角试验中向19位成员组成的品尝组提供饮料。在三角试验中，向每位组成员提供3份样品，其中两份样品是相同的。全部19位组成员均能够鉴定哪些样品是相同的，因此显示饮料A和饮料B的味道差异显著。13位组成员认为饮料A为偏好的饮料，1位组成员认为饮料A和B同样好。
表10.饮料A和饮料B的组成。
实施例10
将基本上如实施例4中所述那样制备的50L葡萄糖麦芽汁转移至REED设备的槽(对应于图4上的4)。REED设备配备有Ionics AR103/Nafion N117AX-膜和Nafion N117/Fumatech FAB CX-膜。AX-REED膜堆和CX-REED膜堆并联连接。将含有葡萄糖氧化酶活性和过氧化氢酶活性的酶制剂以2g/L的用量添加至葡萄糖麦芽汁。为了对麦芽汁加氧，借助与管连接的气体扩散器，将富氧空气(大约52％氧气)鼓入麦芽汁。将连有扩散器的管经槽顶部的通气孔插入槽中，并且调整管的长度以使扩散器接近槽的底部。通过酶促处理，借助气体扩散器供应氧气。
将实验重复2次–每个实验在本文中被命名为试验48和试验49。在试验48中，酶促处理和REED处理在30℃运行21.5小时。在试验49中，酶促处理和REED处理在13℃运行23小时。在试验49开始时添加乳酸钙以增加REED液中的钙含量。从营养观点看，高钙含量是期望的。
测定葡萄糖麦芽汁中和酶促处理后获得的产物中的维生素含量和矿物质含量。在表11和表12中显示结果。因为在工艺开始时有意地添加乳酸钙，所以未计算试验49的Ca回收率。
表11 试验48中的维生素B1和B2
表12
实施例11
将210kg西班牙柠檬(栽培品种Verna)切成两半，并压榨以获得柠檬汁。通过经细目筛过滤移除果肉和果核，随后通过以3000xG离心10分钟移除更细的沉积物。获得总计约54L汁液。这种汁液的味道非常酸；柠檬酸含量是57g/L，pH是2.8，并且电导率是4.8mS/cm2。为了改善汁液的味道，实施两项试验，其中通过在REED设备中处理移除大部分柠檬酸含量。用于此目的的REED设备配备有Ionics AR103/Nafion N117 AX-膜和Nafion N117/Fumatech FAB CX-膜。在一个试验(试验59)中，首先对柠檬汁仅进行AX-REED处理，随后仅进行CX-REED处理。因此，依次串联进行AX-REED处理和CX-REED处理。在另一个试验(试验60)中，首先对柠檬汁进行AX-REED，随后并联运行AX-REED和CX-REED。
在试验59中，将25L果汁转移至REED装置连接的槽，并且启动AX-REED。从液体逐渐移除柠檬酸根，pH升高。约6.25小时后，pH是4.5。取出液体的等分试样进行品尝，似乎有些略酸，但是相当清淡且略咸。现在停止AX-REED，并且启动CX-REED。在这个步骤期间，pH和电导率均降低。大约0.75小时后，pH是3.5，并且电导率是3.5mS/cm2。随后停止CX处理，并采集液体用于品尝和分析。为了在试验59和试验60中均达到相当的pH和电导率，则需要进行AX-REED直至达到比所需的终点pH更高的pH，因为在CX-REED期间pH下降。在图7A中显示实验期间的pH曲线。
在试验60中，将另外25L果汁转移至REED装置连接的槽，并且启动AX-REED。如试验59中，从液体逐渐移除柠檬酸根，并且pH升高。约5.5小时后，pH是3.5。取出液体的等分试样进行品尝，似乎仍然相当酸并且略咸。继续AX-REED处理，但是现在也启动了CX-REED处理。允许这两个过程并联运行大约2.5小时。在这段时间期间自始至终，仍然逐渐地移除柠檬酸根，并且电导率逐渐降低至3.5mS/cm2，但是pH在这个步骤过程中始终保持在大约3.5。随后停止AX REED处理和CX REED处理，采集液体进行品尝和分析。在这个过程中，允许AX-REED运行直至达到所需的终点pH，并且随后通过并联运行AX-REED和CX-REED维持这个pH。在图7B中显示pH曲线。
测定起始汁液中和终产物中的维生素C含量。还测定柠檬烯(柑橘类果实中最主要的呈香化合物)。在表13中显示了处理前的柠檬汁及来自试验59和试验60的最终汁液的分析性数据。
在三角试验中由受过培训的品尝员评价从两个试验获得的汁液。在这些试验中，向19位组成员中的每一位提供样品组，所述样品组由一种汁液的两份样品连同另一份汁液的一份样品组成。要求组成员鉴定该组中的两份相同的样品并随后选择他们对两份相同样品或单份样品的偏好性。在表14中显示结果。仅显示获得正确样品组合的15位组成员的偏好性数据。在汁液之间存在显著差异，并且对来自试验60的汁液存在明显和统计学上显著的偏好，在试验60中在工艺的最后部分期间并联运行AX-REED和CX-REED并且保持pH恒定在大约3.5。
表13.新鲜柠檬汁和REED处理后的果汁的分析数据。
表14.对来自试验1和试验2的REED处理的柠檬汁执行的三点检验法。
组成员数
总数 19
正确组合 15
不正确组合 4
偏好来自试验59的果汁 4
偏好来自试验60的果汁 10
无偏好 1
实施例12
在本地零售商店购买由浓缩物制备的苹果汁。基本上如实施例4中所述对该苹果汁进行REED发酵；然而，作出以下修改：使用52L苹果汁而非葡萄糖麦芽汁，在发酵开始时添加170g 46％氢氧化钾以增加pH至4.5，发酵温度是30℃，45小时后终止REED发酵。所得到的液体也被称作REED液。
如实施例3中所述测定苹果汁和REED液中的糖含量，并在表15中显示结果。表15中还包括如实施例3中所述测定的REED液中的有机酸的结果。根据Eisele和Drake(2005)，Journal of Food Composition and Analysis 18:213-221，苹果汁中的苹果酸含量是1.9-17.4g/L，平均值为8.5g/L；其他有机酸的含量一般为<1g/L。显然REED液的糖含量降低，但是有机酸的含量与苹果汁中的常见含量不同。
表15
苹果汁 REED液
葡萄糖，g/L 23.8 11.5
果糖，g/L 58.7 35.4
蔗糖，g/L 12.7 10.9
总可发酵糖，g/L 95.2 57.8
苹果酸，g/L n.d 0.6
乳酸，g/L n.d 2.1
pH 3.4 3.8

Claims (100)

1.一种制备低卡路里饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
c)将所述液体与以下物质一起孵育：
ii)能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物；和/或
iii)一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物；和/或
iv)能够催化非葡萄糖的糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物；和
d)从液体移除至少15％的在步骤c)生成的有机酸，同时使液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析AX-REED膜堆移除酸性离子，所述膜堆含有：
i)至少一个单元，该单元由以下组成：
A)限定起始液体室的两张阴离子交换膜；和
B)用于透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并与起始液体室相邻；
ii)一组端膜；
iii)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
iv)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置，
并且其中移除涉及以下步骤：
I.将起始液体插入到起始液体室中；和
II.将透析液插入用于透析液的两个其他室中；和
III.跨膜堆施加电场；
IV.在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转，
其中至少部分同时地执行步骤c)和步骤d)，并且
其中所述AX-REED液是饮料或所述AX-REED液经进一步加工以获得饮料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该方法是制备低卡路里饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从液体移除至少15％的在步骤c)生成的有机酸，同时使液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析AX-REED膜堆移除所述有机酸，所述膜堆含有：
i)至少一个单元，该单元由以下组成：
A)限定起始液体室的两张阴离子交换膜；和
B)用于透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并与起始液体室相邻；
ii)一组端膜；
iii)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
iv)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置，
并且其中移除涉及以下步骤：
I.将起始液体插入到起始液体室中；和
II.将透析液插入用于透析液的两个其他室中；和
III.跨膜堆施加电场；
IV.在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转，
并且其中所述AX-REED液是饮料或所述AX-REED液经进一步加工以获得所述饮料。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该方法是制备低卡路里饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和麦芽糖的起始液体；和
b)将至少一些所述麦芽糖转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与一种或多种能够将葡萄糖发酵成有机酸的发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
d)从液体移除至少15％的在步骤c)生成的有机酸，同时使液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过阴离子交换反向电增强透析AX-REED膜堆移除酸性离子，所述膜堆含有：
i)至少一个单元，该单元由以下组成：
A)限定起始液体室的两张阴离子交换膜；和
B)用于透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并与起始液体室相邻；
ii)一组端膜；
iii)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
iv)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置，
并且其中移除涉及以下步骤：
I.将起始液体插入到起始液体室中；和
II.将透析液插入用于透析液的两个其他室中；和
III.跨膜堆施加电场；
IV.在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转，
并且其中AX-REED液是饮料或AX-REED液经进一步加工以获得饮料。
4.根据权利要求1所述的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从液体移除至少15％的在步骤c)生成的有机酸，同时使液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过如权利要求1中限定的阴离子交换反向电增强透析AX-REED膜堆移除所述有机酸。
5.根据权利要求1所述的方法，其中该方法是制备饮料的方法，其中该方法包括以下步骤：
a)提供包含至少一种微量营养成分和麦芽糖的起始液体；和
b)将至少一些所述麦芽糖转化成葡萄糖；和
c)将所述液体与能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物一起孵育；和
d)从液体移除至少15％的在步骤c)生成的有机酸，同时使液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
其中通过如权利要求1中限定的阴离子交换反向电增强透析AX-REED膜堆移除酸性离子。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中
步骤a)包括提供包含至少一种微量营养成分、至少一种呈香化合物和至少一种糖的起始液体；并且
步骤d)包括从液体移除至少15％的一种或多种酸性离子，同时使液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分和至少65％的所述至少一种呈香化合物，因而获得AX-REED液。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在步骤d)期间，使至少80％的至少一种呈香化合物保留在液体中。
8.根据权利要求6所述的方法，其中在步骤d)期间，使至少65％的至少两种呈香化合物保留在液体中。
9.根据权利要求6所述的方法，其中在步骤d)期间，使至少80％的至少两种呈香化合物保留在液体中。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中同时执行步骤c)和步骤d)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在REED设备内执行步骤c)和步骤d)。
12.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中同时执行步骤b)、步骤c)和步骤d)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中在REED设备内执行步骤b)、步骤c)和步骤d)。
14.根据权利要求1所述的方法，其中起始液体包含谷物提取物。
15.根据权利要求1至5、11和13中任一项所述的方法，其中起始液体包含谷物提取物。
16.根据权利要求1至5、11和13至14中任一项所述的方法，其中起始液体包含麦芽提取物。
17.根据权利要求1至5、11和13至14中任一项所述的方法，其中起始液体包含麦芽汁。
18.根据权利要求1至5、11和13中任一项所述的方法，其中起始液体包含具有高糖含量的果汁。
19.根据权利要求18所述的方法，其中该方法不包括步骤b)。
20.根据权利要求1至5、11和13至14中任一项所述的方法，其中不添加糖至起始液体、AX-REED液或饮料。
21.根据权利要求1至5、11和13至14中任一项所述的方法，其中糖是麦芽糖。
22.根据权利要求3所述的方法，其中步骤b)包括通过使所述起始液体与能够催化麦芽糖水解成葡萄糖的酶接触，将所述麦芽糖转化成葡萄糖。
23.根据权利要求5所述的方法，其中步骤b)包括通过使所述起始液体与能够催化麦芽糖水解成葡萄糖的酶接触，将所述麦芽糖转化成葡萄糖。
24.根据权利要求22至23中任一项所述的方法，其中所述酶是葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶。
25.根据权利要求22至23中任一项所述的方法，其中所述酶选自SEQ ID NO:1、SEQ IDNO:2、SEQ ID NO:3的葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶及其功能同源物，所述功能同源物与所述的葡聚糖1,4-α-葡糖苷酶共有至少70％的序列同一性。
26.根据权利要求3和5、11、13、14、22和23中任一项所述的方法，其中该方法还包括添加选自α-淀粉酶和普鲁兰酶的一种或多种酶。
27.根据权利要求3所述的方法，其中步骤b)包括通过使所述起始液体与能够将麦芽糖转化成葡萄糖的分解代谢麦芽糖的微生物接触，将所述麦芽糖转化成葡萄糖。
28.根据权利要求5所述的方法，其中步骤b)包括通过使所述起始液体与能够将麦芽糖转化成葡萄糖的分解代谢麦芽糖的微生物接触，将所述麦芽糖转化成葡萄糖。
29.根据权利要求27至28中任一项所述的方法，其中所述分解代谢麦芽糖的微生物能够分泌至少部分的所述葡萄糖。
30.根据权利要求27至28中任一项所述的方法，其中所述分解代谢麦芽糖的微生物能够摄取麦芽糖，将所述麦芽糖水解成葡萄糖，并分泌至少部分的所述葡萄糖。
31.根据权利要求27至28中任一项所述的方法，其中所述分解代谢麦芽糖的微生物是细菌。
32.根据权利要求27至28中任一项所述的方法，其中所述分解代谢麦芽糖的微生物是旧金山乳杆菌(Lactobacillus sanfransiscensis)。
33.根据权利要求1、2、3、11、13、14、22、23、27和28中任一项所述的方法，其中所述发酵葡萄糖的微生物选自酵母和细菌。
34.根据权利要求1、2、3、11、13、14、22、23、27和28中任一项所述的方法，其中所述发酵葡萄糖的微生物能够发酵葡萄糖以获得有机酸。
35.根据权利要求1、2、3、11、13、14、22、23、27和28中任一项所述的方法，其中所述发酵葡萄糖的微生物能够发酵葡萄糖以获得有机酸，所述有机酸选自乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、琥珀酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、延胡索酸和草酰乙酸。
36.根据权利要求1、2、3、11、13、14、22、23、27和28中任一项所述的方法，其中所述发酵葡萄糖的微生物能够发酵葡萄糖以获得乳酸。
37.根据权利要求1、2、3、11、13、14、22、23、27和28中任一项所述的方法，其中发酵葡萄糖的微生物是乳酸细菌。
38.根据权利要求1、2、3、11、13、14、22、23、27和28中任一项所述的方法，其中发酵葡萄糖的微生物是乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)。
39.根据权利要求1、11、13、14、22、23和28中任一项所述的方法，其中酶或酶混合物能够催化麦芽糖转化成麦芽糖酸。
40.根据权利要求1、4、5、11、13、14、22、23和28中任一项所述的方法，其中能够催化葡萄糖转化以形成有机酸的酶或酶混合物是能够催化葡萄糖转化以形成葡糖酸的酶或酶混合物。
41.根据权利要求1、4、5、11、13、14、22、23和28中任一项所述的方法，其中能够催化葡萄糖转化的酶或酶混合物包含葡萄糖氧化酶。
42.根据权利要求1、4、5、11、13、14、22、23和28中任一项所述的方法，其中能够催化葡萄糖转化的酶或酶混合物包含过氧化氢酶。
43.根据权利要求1、4、5、11、13、14、22、23和28中任一项所述的方法，其中能够催化葡萄糖转化的酶或酶混合物由一种具有葡萄糖氧化酶活性和过氧化氢酶活性的酶组成。
44.根据权利要求43所述的方法，其中葡萄糖氧化酶是SEQ ID NO:10的葡萄糖氧化酶或其功能同源物，所述功能同源物与SEQ ID NO:10的葡萄糖氧化酶共有至少95％的序列同一性。
45.根据权利要求1、4、5、11、13、14、22、23、27和28中任一项所述的方法，其中步骤c)包括向液体连续供氧。
46.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27和28中任一项所述的方法，其中该方法还包括步骤e)，其中步骤e)包括从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65％的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析CX-REED膜堆移除所述阳离子，所述膜堆含有：
i)至少一个单元，该单元由以下组成：
A)限定AX-REED液室的两张阳离子交换膜；和
B)用于第二透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于AX-REED液室的相对两侧并与AX-REED液室相邻；
ii)一组端膜；
iii)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
iv)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置，
并且其中移除涉及以下步骤：
I.将AX-REED液插入到AX-REED液室中；和
II.将第二透析液插入用于第二透析液的两个其他室中；和
III.跨膜堆施加电场；
IV.在所述室中孵育所述AX-REED液，因而使电场方向每隔一段时间反转，
其中所述CX-REED液是饮料或所述CX-REED液经进一步加工以获得饮料。
47.根据权利要求46所述的方法，其中至少部分同时地执行步骤d)和步骤e)。
48.根据权利要求46所述的方法，其中该方法包括步骤d)和步骤e)，其中
步骤d)包括从液体移除至少一些的所述有机酸，
其中通过阴离子交换反向电增强透析AX-REED膜堆移除酸性离子，所述膜堆含有：
i)至少一个单元，该单元由以下组成：
A)限定起始液体室的两张阴离子交换膜；和
B)用于透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并与起始液体室相邻；
ii)一组端膜；
iii)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
iv)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置，
并且其中移除涉及以下步骤：
I.将起始液体插入到起始液体室中；和
II.将透析液插入用于透析液的两个其他室中；和
III.跨膜堆施加电场；
IV.在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转，并且
步骤e)包括从起始液体或从部分AX-REED处理的液体移除至少部分的一种阳离子，因而获得REED液，
其中通过阳离子交换反向电增强透析CX-REED膜堆移除所述阳离子，所述膜堆含有：
i)至少一个单元，该单元由以下组成：
A)限定起始液体室或部分AX-REED处理的液体室的两张阳离子交换膜；和
B)用于第二透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室或部分AX-REED处理的液体室的相对两侧并与起始液体室或部分AX-REED处理的液体室相邻；
ii)一组端膜；
iii)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
iv)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置，
并且其中移除涉及以下步骤：
I.将起始液体或部分AX-REED处理的液体插入到起始液体室或部分AX-REED处理的液体室中；和
II.将第二透析液插入用于透析液的两个其他室中；和
III.跨膜堆施加电场；
IV.在所述室中孵育所述起始液体或所述部分AX-REED处理的液体，因而使电场方向每隔一段时间反转，
其中至少部分同时地执行步骤d)和步骤e)，并且
其中AX-REED膜堆与CX-REED膜堆并联连接，并且
其中至少65％的至少一种微量营养成分被保留在REED液中。
49.根据权利要求1、2、3、48中任一项所述的方法，其中B)的所述两个其他室是相连的。
50.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中在步骤d)期间，至少80％的至少一种微量营养成分被保留在液体中。
51.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中在步骤d)期间，至少65％的至少两种微量营养成分被保留在液体中。
52.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中在步骤d)期间，至少80％的至少两种微量营养成分被保留在液体中。
53.根据权利要求48所述的方法，其中在步骤e)期间，至少80％的至少一种微量营养成分被保留在液体中。
54.根据权利要求48所述的方法，其中在步骤e)期间，至少65％的至少两种微量营养成分被保留在液体中。
55.根据权利要求48所述的方法，其中在步骤e)期间，至少80％的至少两种微量营养成分被保留在液体中。
56.根据权利要求48所述的方法，其中REED液含有至少80％的存在于起始液体中的至少一种微量营养成分。
57.根据权利要求48所述的方法，其中REED液含有至少65％的存在于起始液体中的至少两种微量营养成分。
58.根据权利要求48所述的方法，其中REED液含有至少80％的存在于起始液体中的至少两种微量营养成分。
59.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中微量营养成分选自维生素B1和维生素B2。
60.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中微量营养成分选自铁、钙和镁。
61.根据权利要求48所述的方法，其中起始液体含有维生素C，并且REED液含有至少40％的在起始液体中所含的维生素C。
62.根据权利要求48所述的方法，其中起始液体含有维生素C，并且CX-REED液含有至少40％的在起始液体中所含的维生素C。
63.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中一种微量营养成分选自抗氧化物质。
64.根据权利要求48所述的方法，其中起始液体含有最多10％的糖。
65.根据权利要求48所述的方法，其中有机酸选自乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、琥珀酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、延胡索酸和草酰乙酸。
66.根据权利要求65所述的方法，其中糖选自果糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖和葡萄糖。
67.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中饮料中的糖与有机酸的比率处于6:1至10:1的范围内。
68.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中饮料中的糖与有机酸的比率处于7:1至9:1的范围内。
69.根据权利要求67所述的方法，其中糖与有机酸的比率是以下所述的I.与II.的比率：
I.以g/L计的单糖和二糖的总浓度；
II.以g/L计的有机酸的总浓度，所述有机酸是C1-3-烷基或C-1-3-烯基，其中所述C1-3-烷基和C1-3-烯基被n个–COOH基团、m个–OH基团和q个＝O基团取代，其中n是1至3范围内的整数，m是0至2范围内的整数，且q是0至1范围内的整数。
70.根据权利要求67所述的方法，其中糖与有机酸的比率是以下所述的I.与II.的比率：
I.以g/L计的果糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖和葡萄糖的总浓度；
II.以g/L计的乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、琥珀酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、延胡索酸和草酰乙酸的总浓度。
71.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中所述饮料含有最多10％的糖。
72.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中所述饮料含有最多45g/L的糖。
73.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中所述饮料含有最多10％的葡萄糖。
74.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中所述饮料含有最多45g/L的葡萄糖。
75.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中饮料含有3至10g/L的有机酸。
76.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中饮料含有3至10g/L的有机酸。
77.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中该方法包括另一步骤f)，其中步骤f)包括向起始液体和/或向AX-REED液和/或向该方法过程中的液体和/或向饮料添加一种或多种其他化合物。
78.根据权利要求77所述的方法，其中所述其他化合物选自风味化合物和防腐剂。
79.根据权利要求78所述的方法，其中所述风味化合物选自啤酒花、啤酒花提取物、果实提取物。
80.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28和48中任一项所述的方法，其中该方法还包括步骤g)：添加一种或多种其他液体至AX-REED液、CX-REED液或REED液，因而获得饮料。
81.根据权利要求48所述的方法，其中该方法还包括步骤g)：添加一种或多种其他液体至REED液，因而获得饮料。
82.根据权利要求80所述的方法，其中其他液体是另一种饮料。
83.根据权利要求80所述的方法，其中其他液体是啤酒。
84.根据权利要求80所述的方法，其中其他液体是发酵的苹果汁。
85.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28、48和81中任一项所述的方法，其中该方法还包括步骤h)：将AX-REED液、CX-REED或REED液与一种或多种微生物一起孵育。
86.根据权利要求85所述的方法，其中微生物是酵母。
87.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28、48和81中任一项所述的方法，其中该方法还包括步骤i)：添加CO2，因而获得碳酸饮料。
88.根据权利要求48所述的方法，其中重复至少步骤d)和步骤e)多于1次。
89.根据权利要求48所述的方法，其中该方法包括执行步骤a)和步骤b)，随后执行步骤c)、步骤d)和步骤e)p次，并且任选地随后执行步骤f)，其中
p是1至5范围内的整数；且
步骤c)、步骤d)和步骤e)任选同时执行。
90.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28、48和81中任一项所述的方法，其中透析液包含一种或多种碱。
91.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28、48和81中任一项所述的方法，其中透析液包含选自Ca(OH)2、Mg(OH)2、KOH和NaOH的碱。
92.根据权利要求48所述的方法，其中第二透析液包含无机酸。
93.根据权利要求48所述的方法，其中第二透析液包含H3PO4。
94.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28、48和81中任一项所述的方法，其中步骤d)涉及移除至少15％的选自乳酸、柠檬酸和苹果酸的至少一种有机酸。
95.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28、48和81中任一项所述的方法，其中步骤d)涉及移除至少15％的至少两种有机酸。
96.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28、48和81中任一项所述的方法，其中步骤d)涉及移除至少15％的全部有机酸。
97.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28、48和81中任一项所述的方法，其中步骤d)涉及移除至少15％的选自乙酸、柠檬酸和苹果酸的至少一种有机酸。
98.根据权利要求48所述的方法，其中步骤e)涉及移除至少一种阳离子，直至达到最多7mS/cm的电导率。
99.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28、48和81中任一项所述的方法，其中移除酸性离子包括以下步骤：
I.将起始液体插入到起始液体室中；和
II.将透析液插入用于透析液的两个其他室中；和
III.跨膜堆施加电场；
IV.在所述室中孵育所述起始液体，从而使电场方向每隔一段时间反转，因而获得部分AX-REED处理的液体；
V.使部分AX-REED处理的液体循环至槽中；
VI.将部分AX-REED处理的液体插入到起始液体室中；
VII.跨膜堆施加电场；
VIII.在所述室中孵育所述部分AX-REED处理的液体，因而使电场方向每隔一段时间反转；
IX.任选地重复步骤VI.至步骤VIII.。
100.根据权利要求1至5、11、13、14、22、23、27、28、48和81中任一项所述的方法，其中移除阳离子包括以下步骤：
I.将起始液体、部分AX-REED处理的液体或AX-REED液插入到起始液体室或AX-REED液室中；和
II.将第二透析液插入用于第二透析液的两个其他室中；和
III.跨膜堆施加电场；
IV.在所述室中孵育所述起始液体、部分AX-REED处理的液体或AX-REED液，从而使电场方向每隔一段时间反转，因而获得部分CX-REED处理的液体；
V.使部分CX-REED处理的液体循环至槽中，
VI.将部分CX-REED处理的液体插入到AX-REED液室中，
VII.跨膜堆施加电场；
VIII.在所述室中孵育所述部分CX-REED处理的液体，因而使电场方向每隔一段时间反转；
IX.任选地重复步骤VI.至步骤VIII.。
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