CN1047507C - 能提供生物可利用的β胡萝卜素的饮料及浓缩饮料 - Google Patents

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Abstract

本文公开了通过饮用饮料增强人和动物的β-胡萝卜素吸收的方法。所述饮料包含(a)约0.05-0.3%钙，(b)至少0.0004%β-胡萝卜素，(c)约0.5-60%甜味剂，(d)至少0.005%食用色素，和(e)其余是水。该饮料可以含维生素C、A、B、D和E。该饮料中必须基本上不含铁和可使维生素降解的金属。饮料最好含有胶质和增稠剂。

Description

能提供生物可利用的β-胡萝卜素的饮料及浓缩饮料
本发明涉及能提供生物可利用的β-胡萝卜素的饮料及浓缩饮料。
人和兽用维生素和矿物质补品是很平常的。补充维生素对那些膳食不适当的人和动物，包括正在生长中的儿童，是非常重要的。
维生素随时间的增长而氧化或分解。橙汁和其它柑桔饮料在贮藏期间其维生素C减少。维生素C(抗坏血酸)可作用抗氧剂，因此当它被加到饮料中去后本身被氧化或发生改变。维生素A及其前体——β-胡萝卜素以及核黄素随时间的增长也会分解。身体所吸收的β-胡萝卜素的量也取决于能供给β-胡萝卜素的饮料或赋形剂。许多添加剂影响β-胡萝卜素的生物利用度，它们包括脂肪和乳化剂。相对高水平的膳食纤维，包括半纤维素和果胶，也具有影响。
补充钙对于那些由于变态反应或担心胆固醇而限制其牛奶制品的摄入的人也很重要。
因此，最理想的是，有一种含β-胡萝卜素而其生物利用度达最佳且也含钙的饮料。令人惊讶的是，现已发现：β-胡萝卜素当与钙一起服用时可提高其生物利用度。
本发明的目的是提供能满足这些不足的需求且贮藏稳定的能提供生物可利用的β-胡萝卜素的饮料。
本发明的目的还在于提供能提供生物可利用的β-胡萝卜素的浓缩饮料。
因此，本发明涉及能提供生物可利用的β-胡萝卜素的饮料，它包含：(a)约0.05-0.3％钙，(b)至少0.0004％β-胡萝卜素，(c)约0.5-60％甜味剂，(d)至少0.005％食用香料，以及(e)其余是水。
也可以加维生素C、A、B、D和E。该饮料必须基本上不含铁和可使维生素降解的金属。该饮料最好含胶质或增稠剂。
本发明还涉及能提供生物可利用的β-胡萝卜素的浓缩饮料，它包含(a)约0.15-1.0％钙，(b)至少0.018％RDAβ-胡萝卜素，(c)1％-约60％甜味剂，(d)有效量的食用香料，和(e)其余是水。
除非另有说明，本文中所有的比率、比例和百分比均按重量计。
本文所用“包含”一词是指各组分可被一同用于本发明饮料中。因此，术语“基本上含有”和“含有”均包括在“包含”一词中。
本文中“营养作用的”或“营养性补充量”是指：用在本发明实例中的维生素和钙源提供至少为按美国所规定的日摄入维生素和矿物质的推荐日允许量(RDA，参见：Recommended DailyDietary Allowance-Food and Nutrition Board，National Academyof Sciences-National Research Council)的10％。用于计算RDA的样品是177ml即6盎司本发明饮料。
该饮料中的β-胡萝卜素的生物利用度被认为首先来自钙。但加入胶质和糖类会影响该效果。下表举例说明各种溶液或混合物中的β-胡萝卜素的生物利用度。这些数据基于动物研究。方法将在下文中详述：样品    处理β-胡萝卜素的介质    肝脏维生素A的水平
                                (μ/g＋SEM)1        水                         10.12±0.842        水＋CaCl2                 13.75±0.993        水＋CCM                    16.6±1.64        实施例I                    21.5±2.45        20％水果汁                 13.5±0.956        CCM和柠檬酸钾              17.68±2.03 7        水＋HFCS，山梨醇，胶质         18.32±1.728        水＋维生素E、C和核黄素         12.94±1.929        水＋食用香料                   15.76±1.07
       (包括油和乳化剂)样品1、2和3基于与其它产品不同的基线，样品3的试验与样品1和2的不同。
|β-胡萝卜素
优选用糊精包胶的β-胡萝卜素。其它的包胶剂(encapsulotionagents)是淀粉和明胶。这些材料是可以接受的，但它们可以对钙与β-胡萝卜素之间的相互作用产生影响。也可以使用类似的包胶材料。Roche Vitamins and Fine Chemicals，Nutley，N.J.是包胶β-胡萝卜素(1％和10％粉末)的一个来源。浓度为约0.0004％或约0.75mg/177ml的饮料以β-胡萝卜素的形式提供维生素A，其浓度至少为RDA的25％。用在饮料中的β-胡萝卜素的浓度以约0.0008-0.0085％(50％-约500％RDA)为佳，以约0.0017-0.008％为更好。也可以使用其它来源的β-胡萝卜素，包括油分散体和纯β-胡萝卜素。
也可以包括其它的维生素。任何市售维生素C即抗坏血酸均可被加到该饮料中。也可以使用包胶维生素C和抗坏血酸的可食用盐。最好将约为RDA的25-500％用在饮料中[成品饮料为15mg/177ml(即0.0085％)-300mg/177ml(即0.17％)]。维生素C的用量为约0.01-0.15重量％则更好。
可以使用市售核黄素，在该饮料中的用量最好约为RDA的20-500％(成品饮料为0.34mg/177ml-8.5mg/177ml)。
可加到该饮料中的其它维生素包括维生素B6、烟酸、泛酸、叶酸、维生素D、维生素E、维生素B12和硫胺素。这些维生素可按10-300％RDA的水准加至饮料中。钙
钙的含量为约0.05-0.3％。对于浓缩饮料，钙的用量为约0.15-1.0％。
优选的钙源是钙有机酸铬合物。本发明所用的优选的钙源为钙有机络合物。以“柠檬酸-苹果酸钙”为佳，其制备见Nakel等(1988),U.S.4786510和U.S.4786518；Heckert(1988)，U.S.4722847以及Fox等人的共同未决申请：编号07/537313，1990年6月14日申请，它们被并入本文作参考。钙的用量为营养性补充量。
其它的钙源包括乙酸钙、酒石酸钙、乳酸钙、苹果酸钙、柠檬酸钙、磷酸钙、乳清酸钙和它们的混合物，也可以包括氯化钙和硫酸钙，但它们的浓度较高时尝起来涩。实际上任何有机酸盐只要可食用且不乏味，均可以被使用。盐或盐的混合物的选择应由溶解度和味道来定。柠檬酸盐、苹果酸盐和抗坏血酸盐提供可摄取的络合物，其味道被认为是相当满意的，特别是在果汁饮料中。酒石酸同乳酸一样，是可以接受的，特别是在葡萄汁饮料中。可以使用长链脂肪酸，但它们可影响食用色素和水溶解度。对基本上所有的目的而言，苹果酸盐(优选)、葡萄糖酸盐、柠檬酸盐和抗坏血酸盐就够了。食用香料成分
本发明食用香料成分包含选自天然食用香料、植物性食用香料及其混合物的食用香料。“水果香料”一词指来源于种子植物的可食用的生殖部分、尤其是含有带种子的甜果肉的香料。经合成制得的模拟天然来源的水果香味的食用香料也包括在“水果香料”中。
“植物性食用香料”是指来源于除果实以外的植物部分，即来源于豆、果核、树皮、根和叶。经合成制得的模拟天然来源的植物香味的食用香料也包括在“植物性食用香料”中。这样的香料包括例如可可、巧克力、香草、咖啡、柯拉子和茶等。植物性食用香料可得自天然来源如香精油和提取物，或可以合成制得。
可给予本发明饮料混合物香味特色(“加香”)的香味成分具体的有效量可以根据所选择的香料、所需的香味效果以及香味成分的形式来定。香味成分至少可以占该饮料组合物重量的0.005％。
对于巧克力或可可，香料的量可以为约0.05-20％。人造即合成的巧克力食用香料的用量比可可本身的用量要少。巧克力饮料也可以包含乳清和牛奶凝固体。对于其它的香料，加到饮料中的量可以约为0.05-10％。若果汁作食用香料，则可使用5-99.95％。果汁也提供糖或作甜味剂。食用香料的用量在本领域技术人员公知的范围内，并取决于所需的香味强度。
本文中“香精水(“aqueous essence”)是指得自果汁的水溶性香料。香精水可以是分馏的、浓缩的或合并的香精，或者是用加入的成分增浓的。
本文中“香精油”一词是指得自果汁的香味挥发组分的油或水不溶性部分。橙香精油是从橙汁经蒸发所得的香精水中分离出来的油部分。香精油可以被精馏、浓缩或增浓。
本文中“果皮油”是指通过提取或压榨柑桔属果实的果皮所获得的香料。得自橙或其它相桔属果实的果皮油和香精油主要由萜烯烃类例如脂族醛类和酮类、氧化的萜烯和倍半萜烯组成。在加柑桔味的汁液中，香精水和香精油的用量约为0.002-1.0％。
任何果汁均可被用来制作本发明饮料，例如可以使用苹果、酸果蔓、梨、桃、李、杏、蜜桃、葡萄、樱桃、黑醋粟、覆盆子、醋粟、黑刺莓、越桔、草莓、柠檬、橙、圆柚、鸡蛋果、桔子、布拉斯李、蕃茄、莴苣、芹菜、菠菜、甘蓝、水田芹、蒲公英、大黄、胡萝卜、甜菜、黄瓜、菠萝、蕃荔枝、可可纳茄、安石榴、番石榴、猕猴桃、芒果、番木瓜、香蕉、西瓜、罗汉果(lo han guo)和罗马甜瓜。优选的果汁是柑桔属果汁，其中以橙汁为最佳。在非柑桔属果汁中，优选苹果、梨、酸果蔓、草莓、葡萄、番木瓜、芒果和樱桃。
若需要饮料提浓物，则将果汁用常规方法浓缩至约20°-80°白利糖度。饮料提浓物通常为40°或＞40°白利糖度(约40-75％糖固体)。甜味剂成分
甜味剂成分通常是单糖或二糖，包括蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖和乳糖。若需要较低的甜度，则可以使用其它糖类。可以使用这些糖的混合物。
除糖外，本发明饮料还可含有其它天然或人造甜味剂。其它适宜的甜味剂包括糖精，环己基氨基磺酸酯，acetosulfam，mogroside,L-天氨酰基-L-苯丙氨酸低级烷基酯甜味剂(例如天冬酰苯丙氨酸甲酯)，公开在U.S.4411925(Brennan等，1983)中的L-天冬氨酰基-D-丙氨酸酰胺，公开在U.S.4399163(Brennan等，1983)中的L-天冬氨酰基-D-丝氨酸酰胺，公开在U.S.4338346(Brand，1982年12月21日公告)中的L-天冬氨酰基-L-1-羟基甲基-链烷酰胺甜味剂，公开在U.S.4423029(Rizzi，1983)中的L-天冬氨酰基-1-羟基乙基链烷酰胺甜味剂，公开在欧洲专利申请168112(J.M.Janusz，1986年1月15日公开)中的L-天冬氨酰基-D-苯基甘氨酸酯和酰胺甜味剂，等。特别优选的甜味剂是天冬酰苯丙氨酸甲酯。
本发明饮料混合物中甜味剂的有效量取决于所用的具体甜味剂和所需的甜度。对于无热(noncaloric)甜味剂来说，其用量根据具体甜味剂的甜度来变动。对于糖(即蔗糖)来说，其用量可以为10-85重量％(一般是55-70％)。在测定本发明饮料的含糖量时，食用香料成分中所含的任何糖或其它甜味剂也均被包括在内。含无热甜味剂如天冬酰苯丙氨酸甲酯和糖例如玉米糖浆固体或糖醇的低热甜味剂混合物也可以用在饮料混合物中。甜味剂的用量一般为约0.5-85％。其它的饮料成分
饮料中通常包含其它的少量成分，这样的成分包括防腐剂如苯甲酸及其盐、二氧化硫、叔丁对甲氧酚、2，6-二叔丁基对甲酚等，一般还包括天然或合成的色素。
盐如氯化钠和其它增味剂可用来改善饮料的味道。
还可以加入胶质和其它增稠剂，包括瓜耳胶、果胶纤维素和纤维素衍生物如羧甲基纤维素、xanthan alginate、丙二醇藻酸酯及其混合物。饮料中最好含有约0.003-5％这样的胶质或增稠剂。一个优选的增稠剂体系含有约0.001-0.1％合成生物聚合胶，0.001％-约0.1％瓜耳胶和约0.01-0.2％丙二醇藻酸酯。另一个优选的胶质混合物是约0.01-0.05％羧甲基纤维素和约0.05-0.15％角叉菜胶，最好是K或I形式，含或不含合成生物聚合胶。也可以使用加重油(weightingoils)和模糊剂(clonding agents)。
饮料中也可以含有乳化剂。任何食品级乳化剂均可以被使用。卵磷脂是优选的乳化剂。其它可食用的乳化剂包括长链脂肪酸的一甘油酯和二甘油酯，以饱和脂肪酸一和二甘油酯为佳，以硬脂酸和棕榈酸一和二甘油酯为最好。丙二醇酯也可用于该饮料混合物中。
本发明包括各种补充纤维的果汁和饮料。每份饮料中总食物纤维含量(AOAC/Prosky)可约为0.7-3g。但纤维含量在2-3g范围内的饮料会比其它不含纤维的饮料粘，而且纤维浓度较高也会影响生物利用度。最理想的纤维含量为每177 ml饮料0.7-1.2g。可以使用柑桔纤维、纤维素纤维、果肉、果胶和欧车前。纤维的尺寸最好小于100微米。
饮料也可以含绿茶固体或黄酮醇，见U.S.4935256，Tsai(1990)。包装
本发明饮料产品一经制成就可以灌入小罐、类箔容器、硬纸盒、瓶或其它适当的包装中。普通浓度(single-strength)的汁液产品一般在灌装前进行巴氏消毒或灭菌处理。若是汁液的浓缩产品，一般是将这些产品冷冻。
包装材料最好应是防氧和光辐射损害的。可将饮料在惰性气体的条件下包装，以使容器中液上氧气含量减至最小。
产品在长期贮存时，最好在30℃或＜30℃的温度下保存。冷冻饮料最好在-20—-80℃的温度下保存。
下列非限制性的实施例举例说明本发明组合物。
如果需要，文中的汁液和饮料可以被充碳酸气。
                      实施例1
               基于果汁的饮料组合物
                   (酸果蔓香味)
成分                         百分数
果汁提浓物                    3.38
合成生物聚合胶                0.015
羧甲基纤维素                  0.03
柠檬酸                        0.44
苹果酸                        0.33
氢氧化钙                      0.24
高果糖玉米糖浆*               9.50
食用香精油                    0.02
水果香精                      0.43
*核黄素                       0.005
抗坏血酸                      0.138
维生素E(5 0％)                0.02
*β-胡萝卜素(1％)             0.17
山梨醇                        1.1
水                            81.45
柠檬酸钾                      0.31*所用高果糖玉米糖浆含55％果糖。β-胡萝卜素购自Roche，糊精包胶。
                     实施例II
               基于果汁的饮料组合物
                    (圆柚香味)
成分                         百分数
果汁提浓物                    4.0
合成生物聚合胶                0.015
羧甲基纤维素                  0.03
柠檬酸                        0.44
苹果酸                        0.33
氢氧化钙                      0.24
柠檬酸钾                      0.31
高果糖玉米糖浆(HFCS 55)       9.50
山梨醇                        1.10
芳香添加剂                    0.455
橙肉                          0.65
核黄素                        0.0005
抗坏血酸                      0.138
β-胡萝卜素(1％)              0.17
维生素E(50％)                 0.02
角叉菜胶(K或I)                0.10
水                            81.454饮料的制备方法
将成分按下列顺序混合。每加一次，均将成分充分混合。第1步.将柠檬酸和苹果酸溶于水中。第2步.将氢氧化钙淤浆加至水中。第3步.按下列顺序加入以下成分：
柠檬酸钾
溶于水中的羧甲基纤维素(CMC)＋合成生物聚合胶
高果糖玉米糖浆(HFCS)
汁液的混合物。第4步.按下列顺序加入以下成分：
核黄素
抗坏血酸
β-胡萝卜素(1％CWS)第5步.按下列顺序加入以下成分：
食用香料和油(香精水、香味提浓物、食用香料等)
醋酸生育酚形式的维生素E(50％，CWS/F型)
角叉菜胶(K或I)。每步骤完成后均充分混合。
β-胡萝卜素生物利用度测定法目的
用Sprague Dawley鼠测定饮料样品的β-胡萝卜素的相对生物利用度。方法
该方法称作贫化-补充测定法(depletion-repletion assay)，它基于身体的维生素A贮于肝脏中这一事实。测定维生素A贫化的鼠肝脏中维生素A的增量已被认为是维生素A和/或β-胡萝卜素的相对生物利用度的标准的测定方法。简言之，该方法包括：贫化
为使动物缺乏维生素A，给刚断奶的雄性幼鼠饲喂缺乏维生素A的半纯化的食物约3周。补充
将含β-胡萝卜素的不同的试验饮料随意分配给维生素A贫化的鼠。为避免食物的影响，禁食一夜的鼠用管饲法服用试验饮料10天。补充结束后用高效液相层析法(HPLC)测定肝脏中维生素A(视黄醇酯)的水平。

Claims (21)

1.提供生物可利用的β-胡萝卜素的饮料，其特征在于所述饮料含有：
(a)约0.05-0.3％钙，
(b)至少0.0004％RDA的β-胡萝卜素，
(c)加入的约0.5％-60％甜味剂，
(d)至少0.01％食用香料，和
(e)其余是水；所述的饮料基本上不含铁和其它使维生素降解的金属。
2.按照权利要求1的饮料，它还含有约0.03-5％胶质。
3.按照权利要求2的饮料，其中，胶质中包含约0.001-0.1％合成生物聚合胶、约0.001-0.1％瓜耳胶和0.01-0.2％丙二醇藻酸酯。
4.按照权利要求2的饮料，它还含有选自下列物质的胶质：约0.01-0.05％羧甲基纤维素、约0.05-0.15％角叉菜胶、0.001％到约0.1％合成生物聚合胶及其混合物。
5.按照权利要求1的饮料，其中，β-胡萝卜素用糊精、阿拉伯树胶、淀粉、明胶或其混合物包胶。
6.按照权利要求5的饮料，其中，甜味剂选自蔗糖、果糖、山梨醇、葡萄糖、高果糖玉米糖浆和转化糖以及它们的混合物。
7.按照权利要求6的饮料，其中，甜味剂是人造甜味剂。
8.按照权利要求5的饮料，其中，食用香料选自樱桃、菠萝、香蕉或香蕉果泥、杏、苹果、番木瓜、芒果、柑桔、葡萄、酸果蔓、罗汉果及其混合物。
9.按照权利要求1的饮料，其中，钙选自乳酸钙、酒石酸钙、乙酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙、氯化钙、硫酸钙及其混合物。
10.按照权利要求9的饮料，其中，钙是柠檬酸-苹果酸钙。
11.按照权利要求10的饮料，其中，饮料含维生素的RDA的约25-500％，所述维生素选自维生素A、维生素E、维生素D和核黄素、烟酸、泛酸、叶酸、硫胺素及其混合物。
12.按照权利要求9的饮料，其中，所述的食用香料是选自下述水果的浆汁：橙、柠檬、圆柚、苹果、梨、酸果蔓、番木瓜、芒果、葡萄、猕猴桃、鸡蛋果、波萝、杏、布拉斯李、桃、香蕉、桔子及其混合物。
13.按照权利要求12的饮料，其中，所述的β-胡萝卜素为0.0004-0.0085％。
14.按照权利要求13的饮料，其中所述的饮料含1％-约4％(重量/重量)可检测到的果肉。
15.按照权利要求1的饮料，其中，所述饮料含纤维。
16.按照权利要求9的饮料，其中，食用香料是橙香精和香精油。
17.按照权利要求10的饮料，其中，食用香料是果皮油、香精水和香精油的混合物。
18.按照权利要求15的饮料，其中含有0.5-1.6％纤维。
19.包含下列组分的用于提供生物可利用的β-胡萝卜素的浓缩饮料，其特征在于它包合：
(a)约0.15-1.0％钙，
(b)至少0.018％RDAβ-胡萝卜素，
(c)1％-约60％甜味剂，
(d)有效量的食用香料，和
(e)其余是水。
20.按照权利要求19的浓缩饮料，其中食用香料为加入的约0.002-3％香精水和香精油或其它食用香精。
21.按照权利要求20的浓缩饮料，其中所述的果汁选自柑桔汁、苹果汁、梨汁、酸果蔓汁及其混合物。
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