CN1086103A - 生物可利用的浓缩钙源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及能提供生物可利用钙源的添加剂组
合物,更具体地讲该组合物包括:a)可溶钙;b)包括
柠檬酸和苹果酸的混合物的食用酸组分,其中柠檬酸
与苹果酸之重量比为约90∶10至约10∶90和c)
糖;其中该食用酸组分与该可溶钙之重量比为约3∶
1至约17∶1,以干重计该糖包括至少15%果糖并且
糖与该食用酸组分之重量比为约1∶1至约40∶1。
Description
本发明涉及生物可利用浓缩钙源,它的浓缩柠檬酸-苹果酸钙含量高的甜味添加剂形式出现。
人/兽用维生素和矿物质添加剂是人所共知的,除了一般从正常饮食中获得的维生素和矿物质而外,某些饮食,重体力劳动和病症还要求摄入大量补充矿物质和维生素,尤其是对于饮食不当的人,包括处于生长期的儿童而言,补充矿物质和维生素是极其重要的,老年人亦需要补充钙以防止随着年龄增长而引起的骨质损失,而且经绝妇女也需补充钙,因为其激素变化会加速骨质损失速度,从而导致骨质进一步减小,因此均要求补充具有高生物利用率钙源的饮食。
可从各种饮食来源获取钙,其中主要的钙源为乳制品,尤其是牛奶,可达到每日钙摄取量的75%,而除乳制品而外的食品一般每天提供不足200mg的钙,但从青年时代开始直到生命的后期,就获取推荐量的钙而言,一般的人消耗的牛奶量均可能不足,这种消耗量不足的情形可能是社交场合不喜欢乳糖以及牛奶作为饮品不具吸引力而造成的。
就补充钙的有效性而言,考虑的因素之一是并不是所有钙源均同样可溶或可生物利用,其中柠檬酸钙在水中溶解性就差;在1050g冷水中只能溶解1g柠檬酸钙,苹果酸钙溶解性稍高一点,氢氧化钙仅微溶于水,且易从空气中吸收二氧化碳而形成碳酸钙,这亦使其溶解性受到限制。
就钙的生物可利用性而言,关键是钙盐在胃肠道中可溶,这种溶解性有助于使钙更易于吸收利用,因此对钙盐的选择取决于该盐与胃肠道分泌物的相互作用。
可咀嚼片剂是钙添加剂的常见形式,但会留下许多人认为极不舒服的砂质口感和白垩余味,因此这些已知添加剂的利用率是极不相同的。与可影响骨质新陈代谢的制剂如雌激素不同,钙营养添加剂据认为仅提供可能或不能被适当吸收和代射的另一种营养源。
生物可利用的浓缩液态钙添加剂在本领域还是未知的,但已知几种含钙饮料,用6-8oz.饮料可达到牛奶钙含量(1/3RDA),不过这些饮料是混浊的,常有固体沉淀现象,只能够应用有限的香料(常常用柑桔香料)。
柠檬酸-苹果酸钙(CCM)为生物利用率高的钙源,它可以粉状得到或就地形成。目前,可在某些市售原汁饮料中获得CCM,这些饮料可提供牛奶钙量,是美味的产品。
目前需要开发一种强化各种常见消费食品和饮品的措施,用生物可利用的浓缩钙源如CCM强化的甜味添加剂即可以液体形式强化食品和饮品及载体,载体常在食品和饮品制造过程中作常见成分,这种甜味添加剂优选处于可倾倒/可泵送液中以便于最大限度利用,其中用浓缩柠檬酸-苹果酸钙配制这种可倾倒/可泵送溶液时导致固体成分如酸,糖和钙源溶解困难,加钙越多,则加酸也越多,用于溶解固体的液体就越少,这意味着用来形成CCM的组分就要不断适应越来越大的固体比例,一般达到本发明组合物的约5-65重量%(Wt%)。
本发明目的是用浓缩柠檬酸-苹果酸钙补充营养的生物可利用甜味添加剂;为透明溶液,与常用液态甜味剂肉眼无法区别,并且在用于饮料和食品时可提供能接受的味道。
本文中“柠檬酸-苹果酸钙”或“CCM”指柠檬酸钙和苹果酸钙混合物或复合物。
本文中“苹果酸”指D和L异构体的混合物,即苹果酸具旋光性并且本文中应用外消旋混合物,其中D-苹果酸和L-苹果酸可分开或混合使用。
本文中“水”包括组合物中的总水量,即香料,原汁浓缩物,糖浆及其它原料如树胶液所含水,还包含钙和其它固体水合水。
本文中“固体”主要为溶解糖,盐,树胶,酸和可溶钙,“果糖固体”指溶解果糖,一般用折射指数测定固体量,称为白利糖度(°Brix),该值近似为浓缩物中的溶解固体量。
本文中“包括”指在本发明甜味添加剂组合物中各种组分可共同应用,当然“包括”一词亦包含“基本上由……组成”和“由……组成”。
本文中“营养的”或“营养补充量”指实施本发明所用量按成品典型每日消化量计可提供的营养量钙,这是食品常见钙以外的钙量,该补充量为推荐饮食钙允许量(RDA)的约10-约300%,优选提供RDA的至少30%,RDA在美国已作定义(请参见Recommended Daily Dietary Allowance-Food and Nutrition Board, National Academy of Sciences-National Research Council)。
用于本发明工艺的具体化合物和组合物必须是已批准或药用食品,组合物必须可食用并且已允许供人和/或动物消费,本发明中“药用”组分为适于人和/或动物使用并且用于本发明时没有过分的不利副作用(如毒性,刺激性或过敏反应),即具有有利的效用/危险比的组分,而“安全和有效量”很显然随消费者身体状况,其年龄,共存药物治疗的性质(视情况)和所用具体配方等因素而不同。
本文中“单一浓度饮料”指已可饮用的备用饮料组合物,其°Brix常低于15°。
本文中“糖”指碳水化合物甜味剂,优选为单和双糖如葡萄糖,蔗糖,麦芽糖,果糖,糖醇,低分子量糊精和相关碳水化合物,“糖”包括液态糖浆和结晶或固体糖,当然包括液态果糖,高果糖含量玉米糖浆固体,转化糖,麦芽糖浆和糖醇,含山梨糖醇及其混合物,人工合成和高强度甜味剂不包括在“糖”中。
提供生物可利用钙的甜味添加剂组合物包括:
a)可溶钙;
b)食用酸组分,包括柠檬酸和苹果酸的混合物,其中柠檬酸与苹果酸之重量比为约90∶10至约10∶90;和
c)糖;
其中该食用酸组分与该可溶钙之重量比为约3∶1至约17∶1,而该糖以干重计包括至少15%果糖并且糖与食用酸组分之重量比为约1∶1至约40∶1。
本文中除另有说明而外,所有百分比和比例均以重量计。
提高生物可利用率
已知葡萄糖及其聚合物对钙吸收的效果,这方面请参见Wood,R.J.,Gerhardt A.and Rosenberg I.H.,"Effects of Glucose and Glucose Polymers on Calcium Absorption in Healthy Subjects",Am.J.Clin. Nutr.1987;46:699-701。已用各种实验技术表明葡萄糖(或其聚合物)可提高鼠和人的钙吸收率,这方面可参见Zheng,J.J.,Wood,R.J., rosenberg,I.H.,"Enhancement of Calcium Absorption in Rats by Coadministration of Glucose Polymer",Am.J.Clin.Nutr.1985;41:243-5。还已评价了有机酸对钙吸收的效果,已知草酸可降低钙的生物利用率,这方面可参见Heaney,R.P.,Weaver,C.M.,"Oxalate:Effect on Calcium Bioavailability",Am.J.Clin.Nutr.1989;50:830-2。但已表明用葡萄糖酸盐,乙酸盐,柠檬酸盐,乳酸盐和碳酸盐时的钙吸收相互相当并且与牛奶钙吸收相当,这方面可参见Sheik h,M.S.,Santa Ana,C.A.,Nicar,M.J.,Schiller,L.R.,Fordtran,J.S.,"Gastrointestinal Absorption of Calcium From Milk and Calcium Salts",N.Engl.J.Med.1987;317:532-6。还已发现用柠檬酸-苹果酸钙时的钙吸收优于用碳酸钙和牛奶时的钙吸收,因此可类推到已知生物可利用性等于或低于碳酸钙和牛奶的所有其它钙源,这方面可参见Smith,K.T.,Heaney,R.P.,Flora,L.,Hinders,S.M.,"Calcium Absorption From a New Calcium Delivery System(CCM)",Calcif.Tissue Int.1987;41:351-2和Miller,J.Z.,Smith,D.L.,Flora,L.,Slemenda,C.,Jiang,X.,Johnston,C.L.Jr.,"Calcium Absorption From Calcium Carbonate and a New Form of Calcium(CCM)in Healthy Male and Female Adolescents",Am.J.Clin.Nutr.1988;48:1291-4。现已惊人地发现,改变含果糖柠檬酸-苹果酸钙甜味添加剂组合物的有机酸和糖形态有利于提高钙的生物可利用率。
实施例Ⅰ
通过体外测定肠道钙运送情况评价糖形态对钙生物可利用率的影响,其中从人Caco-2肠道细胞株取下的细胞单层用标准细胞培养技术在微孔滤网上培养,Caco-2细胞对此很有利,因为该细胞株可显示出许多人小肠细胞在体内的组织和生化特性,45Ca从鲁米娜(肠道)运送到细胞浆膜(血液流)处可作为从几种含不同糖组合物的试验水剂吸收钙的标志,所有试验液均用含0.4g Ca/升并适宜于细胞培养试验的标准缓冲液制成。
试验样品 果糖:葡萄糖重量比 n 与试验样品No.1比较的
钙运送率(平均±SEM)
1 0:100 6 -
2 100:0 6 98±4%
试验样品 果糖:葡萄糖:蔗糖重量比 n 与试验样品No.3比较的
钙运送率(平均±SEM)
3 26:28:43 6 -
4 61:23:16 6 110±2%
用已知可刺激肠道钙吸收性的1,25-二羟基胆钙化醇[1,25-(OH)2D3],即维生素D的代谢活性形态预处理细胞后评估第三组样品,与未处理细胞比较,两个试验样品的钙吸收率提高24%(数据未示出),但维生素D刺激的细胞中糖组合物对钙吸收性的影响(以上所示)与未受刺激的细胞中的情形基本相同。
试验样品 果糖:葡萄糖:蔗糖重量比 n 与试验样品No.5比较的
钙运送率(平均±SEM)
5 26:28:43 3 -
6 61:23:16 3 111±4%
这些数据表明,调节糖重量比以有利于采用更大的果糖浓度即可提高混合糖体系的钙生物可利用率,而且可均匀提高钙吸收性,这与维生素D代谢无关。
实施例Ⅱ
糖及柠檬酸和苹果酸对钙生物可利用率的影响可用鼠全身47Ca保持技术评估,这种生物测定很方便,因为它是测定胃肠道全程吸收净效果并且解释了钙排泄的多种途径,其中将成熟低龄雄性Sprague-Dawley鼠单独养在环境可控室中并喂标准实验室饲料和自来水,将含柠檬酸-苹果酸钙并用47Ca放射性标记的几个样品经口管馈喂给动物(n=8/组),给食后立即(t=0)和72小时后用小动物全身γ计数器测定全身放射性同位素量,再用背景辐射和47Ca同位素72小时衰变量校正所有放射性同位素量,将72小时同位素量除以t=0时的同位素量再乘100即可计算出生物可利用率%,其中所有制剂为水制剂并含1.3g钙/1。
试验 柠檬酸:苹果酸 果糖:葡萄糖:蔗糖 %钙生物利用率
样品 重量比 重量比 平均±SEM
1 64:36 0:0:0(未加糖) 30±5
2 64:36 30:24:46 45±2
3 64:36 61:23:16 52±2
4 39:61 0:0:0(未加糖) 30±5
5 39:61 30:24:46 53±3
6 39:61 61:23:16 61±3
不存在糖时改变柠檬酸:苹果酸重量比对生物利用率基本上没有影响,但相比之下存在糖时用偏重于苹果酸的酸重量比即达到更高的生利可利用率,不过加糖总是可提高钙生物利用率。但是,在给定柠檬酸∶苹果酸重量比下,用偏重于果糖含量的糖组合物可达到更高的钙生物可利用率,因此就钙生物可吸收率而言,优选为含糖组合物,而且用酸重量比偏重于苹果酸和糖重量比偏重于果糖的组合物可大大提高钙生物可利用率。
总起来说,已发现有机酸重量比和糖量比相互影响可提高钙生物可利用率,这里的关键是要考虑到以下因素,即1)更高的果糖浓度可提高柠檬酸-苹果酸钙的钙生物可利用率;2)改变柠檬酸∶苹果酸重量比使其偏重于苹果酸亦可提高糖存在时的钙生物可利用率,因此提供生物可利用钙源的方法是服用安全和有效量甜味添加剂组合物,其中食用酸组分/可溶钙之比(重量/重量)(Wt/Wt)为约3∶1至17∶1,优选约5∶1至13∶1,更优选为约6∶1至8∶1,而食用酸组分包括柠檬酸和苹果酸的混合物,该混合物中柠檬酸/苹果酸重量比为约90∶10至约10∶90,优选约80∶20至约20∶80,最优选含至少50Wt%苹果酸。此外,糖/食用酸组分之比(Wt/Wt)为约1∶1至约40∶1,优选为约4∶1至约25∶1,最优选为约5∶1至约15∶1,而糖组分包括至少15%,优选至少约25-约30%,最优选至少50%果糖(以干重计)。
糖
糖以干重计,例如含77%固体(其中42%为果糖固体,剩余固体为葡萄糖和少量其它固体)和23%水的100g高果糖含量玉米糖浆可提供77g固体和23g水。
除果糖外,本发明所用优选糖为葡萄糖(右旋糖),麦芽糖,蔗糖,转化糖及其混合物。
最优选用于所有本发明组合物的是包括约15-约99%,优选约25-约99%果糖的糖组合物,因为已发现含至少15%果糖可提高生物可利用性并有助于抑制随着时间的推移和高温下出现钙沉淀和/或蔗糖结晶。
一般来说,果糖可以液态果糖,高果糖含量的玉米糖浆,干燥结晶/固体果糖,果糖浆及其混合物形式应用,用于本发明的高果糖含量玉米糖浆包括约71-约77%固体和约23-约29%水,其中约42-约90%固体为果糖固体,称为“液态果糖”的高果糖含量玉米糖浆为最优选果糖源,该液态果糖含约77%固体和约23%水,其中固体为约95-约100%果糖固体。
优选果糖源为:由A.E.Staley提供的高果糖含量玉米糖浆42(HFCS 42),其中包括约71%固体(约42%为果糖,约28%为左旋糖,而约1%为麦芽糖)和29%水;A.E.Staley提供的高果糖含量玉米糖浆55(HFCS 55),其中包括约77%固体(约55%果糖,22%右旋糖和其它少量成分)和约23%水;以及A.E.Staley提供的液态果糖,其中包括约77%固体(约99%果糖及其余的微量成分)和23%水。
应当注意到的是,已发现糖,尤其是含果糖的混合物出人意料地可提高钙的吸收率/生物可利用率。
钙
一般来说,钙RDA可从婴幼儿的约400mg/6kg到11-24岁男女的约1200mg,1200mg是推荐给泌乳妇女应用的RDA,1流体盎司本发明甜味添加剂组合物通常可提供约10-300%RDA给任何指定个体。
本发明甜味添加剂组合物包括钙;酸阴离子,柠檬酸根和苹果酸根;以及至少15%的糖为果糖的混合物,其中柠檬酸-苹果酸钙(CCM)为生物可利用钙源,它包括钙盐,柠檬酸和苹果酸的混合物,而CCM可就地用液态介质(加入的水和/或糖浆)将钙盐或其混合物与食用酸组分反应而制成。
为用于本发明,钙必须“溶于”,即“溶解”在液态介质中,因此本发有甜味添加剂组合物中所含钙量指“溶解钙”,即溶解钙离子量。
适宜钙源包括碳酸钙,氧化钙,氢氧化钙,硫酸钙,氯化钙,磷酸三钙,磷酸氢钙和磷酸二氢钙以及各种有机钙盐,如柠檬酸钙,苹果酸钙和酒石酸钙。
已发现酸性钙盐如氯化钙,硫酸钙,硝酸钙,乙酸钙和其混合物可提供约0-约30%可溶钙,其中虽然乳酸钙不是酸性钙盐,但也可用其提供约0-约30%可溶钙并且其效果类似于酸性钙盐达到的效果,而优选约10-约20%可溶钙源自酸性钙盐和/或乳酸钙,其中本发明优选使用酸性钙盐为氯化钙,硝酸钙,硫酸钙及其混合物。
可用碳酸钙和氢氧化钙的混合物,其中可选择性地包括氯化钙,硫酸钙和硝酸钙,而且常优选将其用于本发明甜味剂组合物,最优选钙源为碳酸钙,氢氧化钙及其混合物,因为这些钙盐可用有机酸中和,从而形成二氧化碳和/或水。
对于包括约2.4-约7%可溶钙的组合物而言,氢氧化钙并不优选用作唯一的钙源。
本发明甜味添加剂组合物包括约2.5-约5%溶解钙,优选包括约3-约5%溶解钙。
食用酸组分
本发明生物可利用添加剂组合物的关键组分为食用酸组分,对本发明而言,重要的是钙完全被柠檬酸和苹果酸中和并且酸的阴离子加入量超过钙源的阳离子加入量,本发明产品中必定含有来自柠檬酸和苹果酸的过量酸当量。
水
添加剂组合物包括约25-约60%Wt%水,其中含水量决定了组合物浓度。
甜味添加剂组合物中优选水/果糖固体重量比为约2∶1至约1∶2,更优选为约1.5∶1至约1∶2,最优选水/果糖固体重量比为约1∶1。
pH
甜味添加剂组合物一般pH低于或等于约3.8,优选低于或等于约3.4,更优选低于或等于约3.2,pH范围通常为约2.5-约3.8,该pH是用未稀释的甜味添加剂测定的。
任选组分
本发明添加剂组合物可包括一般用作任选成分的其它任何成分,也常包含其它少量成分,这些成分包括防腐剂如苯甲酸及其盐和二氧化硫等,只要pH高于约3.3并且固体含量低于约42%,就可将防腐剂加入浓缩甜味添加剂中,当然也可使用天然或合成色素。
亦可包含树胶,乳化剂和油来改变甜味添加剂的质地和不透明度,其典型成分包括瓜耳胶,黄原胶,藻酸盐,甘油单和二酸酯,卵磷脂,果胶,果浆,棉籽油,植物油和精炼油,当然也可采用酯类及其它香料和香精油。
若用任选组分如香料组分,就必须将另外的水,柠檬酸,苹果酸和/或糖计入本发明甜味添加剂的配方中。
酸性阴离子组分:氯化物,硝酸盐和硫酸盐
本发明甜味添加剂组合物的任选成分为其中存在一定量有机酸根阴离子如氯离子,硝酸根,硫酸根,乙酸根及其混合物,本发明添加剂组合物可包括约0.05-约5%酸性阴离子,优选为氯离子,硝酸根,硫酸根及其混合物,酸性阴离子通常可将稳定性提高2倍。现已发现亦可用约0.05-约5%乳酸根并能达到类似于酸性阴离子的效果,乳酸根可得自其相应酸或优选源自其相应钙盐,而在应用乳酸根和乙酸根时,优选用阴离子混合物,因为乳酸根和/或乙酸根可导致异味。
优选酸性阴离子量范围为约0.05-约5%,更优选约0.2-约3%,该范围是以阴离子而不是以盐重量计,即阳离子重量忽略不计。
氯离子,硝酸根和硫酸根优选源自其相应的酸形式,即盐酸和硝酸,或者其相应钙盐形式,如氯化钙,硝酸钙或硫酸钙。
优选酸性阴离子得自提供约3-约30%可溶钙的酸性钙盐如氯化钙,硝酸钙,硫酸钙,乙酸钙及其混合物,其中尽管乳酸钙不是酸性钙盐,但亦可用其提供约3-约30%可溶钙并能达到类似于用酸性钙盐达到的效果,优选使用的酸性钙盐为氯化钙,硝酸钙,硫酸钙及其混合物。
氯化钙,硝酸钙,硫酸钙及其混合物可提供约3-约30%,优选约10-约20%溶解钙,而其余可溶钙来自碳酸钙和氢氧化钙及其混合物,这些原料的优点是可被酸中和。
最优选酸性阴离子为氯离子,并且优选来自可提供约3-约30%溶解钙的氯化钙,氯化钙更优选能提供约10%-约20%溶解钙。此外,由于硫酸盐溶解度低,所以优选用硫酸根与其它适宜阴离子的混合物。
在本发明添加剂组合物中使用氯离子,硝酸根,硫酸根,乙酸根和乳酸根可在应用大量溶解钙如达到牛奶钙量或以上时使其具有高温稳定性。
香料组分
赋予甜味添加剂组合物香味的有效香料组分具体量取决于所选香料,要求的香味感受和香料组分形态,本发明香料组分优先选自果味香料和植物香料。
本文中“果味香料”指用种子植物,尤其是种子含糖浆的种子可食用和可再生部分制成的香料,当然“果味香料”也包括旨在模拟天然来源的果味香料的人工合成香料,可用柑桔香料,包括橙子香料,柠檬香料,酸橙香料和葡萄柚香料,除此之外还可用各种其它果味香料如苹果香料,葡萄香料,樱桃香料和菠萝香料等,而优选果味香料为苹果,葡萄和樱桃香料等及其混合物。这些果味香料可用天然来源的原料如果汁和香精油制成,也可人工合成。
本文中“植物香料”指用水果之外的植物各部分,即用菜豆,坚果,皮,根和叶制成的香料,其例子包括可可,巧克力,香子兰,咖啡,可乐和茶等,可用天然原料如精油和提取物制成,当然亦可模拟天然来源的植物香料而人工合成的香料。
可用水果和植物浓缩物和果泥,但水果和植物汁并不优选用作加香制剂。不过,若用原汁,则用作香料的原汁量取决于其浓度,这可由本专业技术人员很容易确定。
所用任何加香制剂中的水须包括在甜味组合物的总水百分比之中,其中的糖亦计入糖量中。
用途
本发明食品组合物可含约0.1-约99%添加剂组合物,优选食品组合物包括焙烤制品,果味饮品/混合物,冷冻食品,糖果,牛奶饮料/混合物,明胶,布丁,夹心,早餐谷物,早餐面包条,沙司,果酱,果冻,搅泡饰物,片剂,糖浆,口服药品,膏,口香糖,蜜饯和巧克力,而优选食品组合物为糖果制品如棒糖,Fruit Roll-upsR,口香糖,蜜饯,烘烤制品和饮料。
本发明添加剂组合物可用来代替食品组合物中的部分糖,这可根据要求钙量和/或浓度而定,其中正如要对食谱和配方进行调整以适应不同性质的蔗糖和果糖或右旋糖一样,对于具有不同性能的甜味组合物也必须进行调节,这些变化是本专业技术人员所熟知的。
以下举例说明一部分可用这些糖衍生物制成的食品组合物:蛋糕,饼干,甜包,其它甜块餐,糖衣,糖霜,馅饼馅,布丁,包糖粉谷物,糖衣坚果(蜂蜜烤制坚果),奶油,硬和软糖,巧克力,薄脆饼,薯条,玉米,小麦和其它谷物快餐,沙司,肉汁,酸奶,冰淇淋,果冻,果酱,拌(面)粉,面包,面包卷,松饼,炸面圈和小甜面包。
玉米早餐谷物制造方法是加工前将玉米粒涂层,在甜味添加剂中烹调玉米粒并在制成薄片和烘烤后优选通过喷洒甜味添加剂而将玉米粒涂层,优选方法是在甜味添加剂组合物中低水量烹调玉米粒。
制备方法
钙盐与有机酸反应而使钙在加工步骤中溶解,其中据认为会形成亚稳态柠檬酸-苹果酸钙复合物,当然这方面并不受任何理论的限制,钙盐如碳酸钙连同柠檬酸和苹果酸一起留在甜味添加剂组合物的溶液中。以本文所述方式加工时,柠檬酸-苹果酸钙比相应盐,即柠檬酸钙和苹果酸钙更易溶解。
为了获得最大的稳定性效果,原料应以特定顺序加入,其中糖和钙盐溶解时会争先与水一起进入溶液。为了制成无沉淀浓缩液,所有固体应在液态介质,优选在水或液态果糖中溶解或呈浆状,其中以作为预混合物或在加料步骤中溶解或制浆。
可制成几种预混合物或溶液,其中若用结晶或固态糖,该糖就溶于水中,但为了便于制备,优选应用液态糖或糖浆,而优选糖源为液态果糖,转化糖和高果糖含量的玉米糖浆。
柠檬酸和苹果酸也溶于水中,一旦酸溶解,接着就向含这两种酸的溶液中加入必要时的酸性阴离子源或酸性钙盐如氯化钙。加酸性阴离子源如氯化钙有两方面的优点,一方面是降低溶液pH,使钙的溶解更易于进行,另一方面是提高稳定性而不致于在高温下出现钙盐沉淀。如使用防腐剂和任选成分如增稠剂,树胶,藻酸盐,果胶或乳化剂,则将其溶于液态介质或在其中制成浆料而形成预混合物。
然后将糖加入酸溶液中。
优选将钙源制成浆料,但并不是必须的,因此可将钙源如碳酸钙分散在水,液态果糖,高果糖含量的玉米糖浆或其它糖浆中,其中必要时可通过搅拌缓慢加料办法将酸性钙盐先溶于水,然后加剩余钙源而制成浆料,其中必须进行适当搅拌以使浆料保持为悬浮液态,尤其是在应用氢氧化钙时应如此,因为该原料易在角落和死角形成糊状体。
必要时香料组分为另一预混合物,若其中含柠檬酸或苹果酸,例如果汁或果汁浓缩物,优选将柠檬酸与苹果酸之比调节为与柠檬酸和苹果酸预混合物中该比例相同,其中必要时另加柠檬酸或苹果酸而达到该比例,否则柠檬酸钙或苹果酸钙可在加工步骤中形成并沉淀,而且一旦沉淀,就难于使其再溶解。
为提高苹果酸钙,尤其是柠檬酸钙一类的溶解性,优选将果糖(以干重计)/水之重量比调整为约1∶1至约2∶1,加入果糖可减少形成不溶性钙盐如Ca3Cit2·4H2O所需水,并且还可提高生物利用率,因此为达到约1星期以上的稳定性,优选将果糖(以干重计)/水重量比调整为约2∶1至约1∶2。若应用香料组分,则调节香料组分或含钙溶液,糖和酸预混合物中的柠檬酸/苹果酸之重量比以使其在将香料加入溶液之前相当即可提高稳定性,其中柠檬酸/苹果酸之重量比优选为约20∶80至约80∶20,更优选约26∶74。此外,调节香料或含钙溶液,糖和酸预混合物中果糖(以干重计)/水之重量比以使其在将香料加入溶液之前相当也可提高稳定性。
优选混合顺序之一如下:
糖和酸溶液搅拌混合制成均匀混合物,其加料顺序并不关键,可先在混合罐中将酸溶于水后向其中泵送入糖溶液或先将糖溶液加入罐后向其中泵送入酸溶液。
再向该混合物中加入钙浆料或干燥钙源,其中对加料操作进行控制以使反应混合物不致过热,温度应不超过120°F(49℃),而保持该温度低于120°F(49℃)的办法是设置夹套冷却混合料或将其循环通过换热器。在该加料过程中钙源由柠檬酸和苹果酸中和,但存在过量酸,其中因中和放热会使温度上升,而且用碳酸钙时中和会生成二氧化碳并产生气泡,这可通过碳酸钙加料速度加以控制。
然后,可选择性地将香料加入钙,柠檬酸和苹果酸及糖混合物中。任何防腐剂;树胶,乳化剂,维生素,矿物质,植物油,精炼油或其它类似的任选成分可在该阶段加入,这些原料以水溶液或其液态加入。
另一优选混合顺序如下:
将水和30%高果糖含量的玉米糖浆(HFCS)加热到100°F(38℃),然后向该溶液中加酸并搅拌混合而使其溶解。在低水量系统中可采用高剪切混合法,研磨法或分散器达到充分混合程度,其中用酸性钙盐或乳酸钙时,这些盐亦溶于该溶液中。
干燥钙源分散在剩余HFCS中,在应用碳酸钙时对加料过程应进行控制以便抑制中和产物,即二氧化碳所致起泡,而在用氢氧化钙时中和过程为放热反应,此时应对加料过程进行控制以使反应混合物不超过120°F(49℃)。
应用高果糖含量的玉米糖浆或液态果糖时的低水量体系制备方法
用极少量水,如少于或等于约20%的水制备样品时,须要用多达70%的液态果糖和/或高果糖含量的玉米糖浆(HFCS),这可提供酸溶解所需水,其中将水和70%液态果糖和/或高果糖含量的玉米糖浆加热到100°F(38℃),再将酸加入溶液并搅拌混合使其溶解,将该酸溶于水是吸热的,会使温度下降,因此可能需要补充加热而使酸溶解,如连续进行加热使酸溶解,但需小心的是温度不要超过120°F(49℃)。用酸性钙盐如氯化钙时,这些盐亦溶于该溶液中。
将干燥钙盐分散在剩余糖浆中,其中加料需进行控制以抑制中和产物,即二氧化碳所致起泡。在这一时刻组合物粘性很大,可能需要连续加热,其中加料应进行控制以使反应温度不超过120°F(49℃)。
用果糖或结晶糖制备低水量体系的方法
用极少量水,如少于或等于约20%的水制备样品时,需要进行加热,其中将水加热到100°F(38℃)后将酸加入到该溶液中并搅拌混合使其溶解,之后加糖,其中可能需要连续加热而使糖溶解,但需小心的是温度不要超过120°F(49℃)。用氯化钙时,该盐亦溶于这种溶液中。
向该混合物中加入干燥钙源,其中加料过程应进行控制以便抑制中和产品,即二氧化碳所致起泡,这一时刻糖浆粘度很高,可能需要连续加热。但在用氢氧化钙时,中和过程为放热反应,因此可减少加热量,其中加料过程应进行控制以使反应混合物不超过120°F(49℃)。
这种甜味添加剂组合物一般具有贮存稳定性,因为该组合物具有低水活性,但该组合物亦可经短时间高温处理而进行巴氏灭菌或进行这种产品的常规处理而灭菌。
从本质上讲,这是制备具有贮存稳定性的加钙饮料浓缩物的方法,其步骤包括:
(1)制备糖液与柠檬酸和苹果酸在水中的混合物;
(2)将钙盐浆料加入水中,其中任何柠檬酸钙,苹果酸钙,酸性钙盐和酸性阴离子源先溶于水后再加入其它钙盐制成浆料,该浆料应搅拌加入并且其中温度保持120°F(49℃)以下;
(3)向(2)的混合物中加入溶于水的香料组分,其中香料组分中柠檬酸与苹果酸之重量比同于(1)中的该比例,并且香料组分中的果糖(以干重计)与水之重量比亦同于(1)中该比例;和
(4)向(3)的混合物中加入任何处于水中的防腐剂和任选成分。
Claims (8)
1、提供生物可利用钙的甜味添加剂组合物,其中包括:
a)可溶钙;
b)食用酸组分,包括柠檬酸和苹果酸的混合物,其中柠檬酸与苹果酸之重量比为约90∶10至约10∶90;和
c)糖;
其中该食用酸组分与该钙之重量比为约3∶1至约17∶1,而以干重计该糖包括至少15%果糖并且糖与食用酸组分之重量比为约1∶1至约40∶1。
2、根据权利要求1的组合物,其中柠檬酸根与苹果酸根之重量比为约80∶20至约20∶80并且糖与酸比为比4∶1至约25∶1。
3、根据权利要求2的组合物,其中酸组合物为至少约50%苹果酸。
4、根据权利要求2的组合物,其中至少约25%该糖为果糖并且水与果糖之重量比为约1.5∶1至约1∶2。
5、根据权利要求4的组合物,其中糖与酸之重量比为约5∶1至约15∶2。
6、根据权利要求5的组合物,其中还包括约0.05%至约5%酸性阴离子。
7、根据权利要求6的组合物,其中酸与钙之比为约5∶1至约13∶1。
8、根据权利要求2的组合物,其中还包括约0.2%至约4%酸性阴离子。
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