CN115486508A - 提供咖啡因缓慢释放的组合物和包含该组合物的饮料 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“提供咖啡因缓慢释放的组合物和包含该组合物的饮料”。本公开涉及包含咖啡因‑鞣酸复合物的胶体，所述复合物减慢咖啡因的释放。还描述了制备所述胶体和包含含有咖啡因‑鞣酸复合物的胶体的饮料的方法。

Description

提供咖啡因缓慢释放的组合物和包含该组合物的饮料
技术领域
本公开涉及包含复合物的胶体，该复合物包含咖啡因和鞣酸。该胶体在用于饮料中时减慢咖啡因的释放。还描述了制备包含咖啡因-鞣酸复合物的胶体的方法。
背景技术
咖啡因是最广泛使用的药理学活性化合物之一。先前的研究已确定其被胃肠道吸收，其中峰值浓度发生在摄取后15分钟至120分钟之间(“Caffeine use in sports,pharmacokinetics in man,and cellular mechanisms of action，”Crit Rev Food SciNutr.2005；45(7-8)；535-62)。大多数饮料通过其明确设计或通过自然作用一次性提供其所有咖啡因。这可能导致“高咖啡因”，其表现为紧张不安，然后可能出现“咖啡因中毒”。迄今为止，还没有开发出任何系统来有效地减弱咖啡因的释放，以减少或改善这些潜在的负面影响。
发明内容
在第一方面，本公开提供了一种胶体，该胶体包含：包含咖啡因和鞣酸的复合物；至少一种表面活性剂；和水。在第一方面的第一实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比为约10:1至约1:10。在第一方面的第二实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比为约5:1至约1:5。在第一方面的第三实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比为约4:1至约1:4。
在第一方面的第四个实施方案中，胶体包含约0.01重量％至约45重量％的咖啡因。在第一方面的第五实施方案中，胶体包含约0.5重量％的咖啡因。在第一方面的第六实施方案中，胶体包含约0.01重量％至约45重量％的鞣酸。在第七实施方案中，胶体包含约1.5％的鞣酸。
在第一方面的第八实施方案中，胶体包含约0.01重量％至约55重量％的复合物，该复合物包含约10:1至约1:10重量/重量比的咖啡因与鞣酸。在第一方面的第九实施方案中，胶体包含约1重量％至约2重量％的复合物，该复合物包含约3:1至约1:3重量/重量比的咖啡因与鞣酸。
在第一方面的第十实施方案中，胶体包含约0.01重量％至约40重量％的至少一种表面活性剂。在该方面的第十一实施方案中，胶体包含约1重量％的表面活性剂。在第一方面的第十二实施方案中，表面活性剂选自由以下项组成的组：阿拉伯树胶、皂树(Quillaia)提取物、改性淀粉、乳清蛋白分离物、棕榈酸、果胶、酪蛋白酸钠、卵磷脂、乳铁蛋白、二辛基磺基琥珀酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80和蔗糖。在第一方面的第十三实施方案中，表面活性剂为聚山梨醇酯80。
在第二方面，本发明提供了一种用于制备如上所述胶体的方法，该方法包括：将鞣酸添加到咖啡因的水溶液中；添加至少一种表面活性剂；以及搅拌所得混合物。
在第三方面，本公开提供了包含如上所述胶体的饮料。
在第四方面，本公开提供了包含如上所述胶体的饮料糖浆。
附图说明
本公开以举例的方式示出，并且不受附图的限制。
图1A示出了咖啡因的FT IR光谱。
图1B示出了鞣酸的FT IR光谱。
图2A示出了咖啡因和鞣酸的1:1混合物的FT IR光谱。
图2B示出了包含1:1重量/重量比的鞣酸:咖啡因的复合物的FT IR光谱。
图3示出了咖啡因和鞣酸的1:3混合物、如通过水相沉淀方法制备的包含1:3重量/重量比的咖啡因:鞣酸的复合物以及已喷雾干燥的包含1:3重量/重量比的咖啡因:鞣酸的复合物的FT IR光谱。
图4A示出了当将包含1％聚山梨醇酯80和3:1重量/重量比的鞣酸与咖啡因的胶体稀释于去离子水中并通过离心分析时游离咖啡因的量随时间推移的变化。
图4B示出了当将包含1％聚山梨醇酯80和3:1重量/重量比的鞣酸与咖啡因的胶体稀释于去离子水中并通过离心使用1K截留分子量进行分析时包封咖啡因的量随时间推移的变化。
图5A示出了当将包含1％聚山梨醇酯80和3:1重量/重量比的鞣酸与咖啡因的胶体稀释于pH 3缓冲液中并通过离心分析时游离咖啡因的量随时间推移的变化。
图5B示出了当将包含1％聚山梨醇酯80和3:1重量/重量比的鞣酸与咖啡因的胶体稀释于pH 3缓冲液中并通过离心分析时包封咖啡因的量随时间推移的变化。
图6示出了当将包含1％聚山梨醇酯60和2:1重量/重量比的鞣酸与咖啡因的胶体稀释于去离子水中并通过离心使用1K截留分子量进行分析时游离咖啡因的量随时间推移的变化。
具体实施方式
定义
除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括多个指代物。
如本文所用，术语“或”是逻辑析取(即，和/或)，并且不指示排他性析取，除非这样明确地用术语“任一”、“除非”、“另选地”和具有类似效果的词语来指示。
如本文所用，除非另外指明，否则术语“约”是指所述值的±10％，并且除非该范围的上限将超过组合物的100％，否则在这种情况下，该范围的上限不应高于99.9％。因此，并且仅以举例的方式，包含约10重量％给定成分的组合物可具有9重量％至11重量％的化合物。类似地，包含约95重量％给定成分的组合物可在组合物中具有85.5重量％至99.9重量％的该成分。
如本文所用，“饮料”是指适于饮用的可食用制剂。饮料的示例包括但不限于水、软饮料、喷泉饮料、冷冻即饮型饮料、咖啡饮料、茶饮料、运动饮料、果汁、乳品饮料和酒精饮料。饮料可为碳酸化的或非碳酸化的，并且可为澄清的，即透明的、半透明的或不透明的。如本文所用，“喷泉饮料”是指通过在饮用时或即将饮用之前将饮料糖浆与可任选地碳酸化的水混合而制备的饮料。
如本文所用，术语“胶体”是指其中一种物质(诸如咖啡因-鞣酸复合物)的微观分散的不溶性颗粒悬浮在整个另一种物质(诸如水相(即水))中的混合物。在一些实施方案中，胶体可包含一种或多种表面活性剂。在一些实施方案中，胶体不包含油相。
如本文所用，术语“表面活性剂”是指降低两种液体之间、气体和液体之间、或液体和固体之间的表面或界面张力的试剂。合适的表面活性剂的示例包括但不限于阿拉伯树胶、皂树提取物、改性淀粉、乳清蛋白分离物、棕榈酸、果胶、酪蛋白酸钠、卵磷脂、乳铁蛋白、二辛基磺基琥珀酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、蔗糖酯、以及它们的组合。鉴于本公开的益处，表面活性剂的另外的示例对于食品或饮料制剂领域的技术人员而言将是显而易见的。
除非另外特别说明，否则本说明书中提供的所有百分比均为重量百分比。
咖啡因-鞣酸复合物
在某些实施方案中，本公开提供了一种包含咖啡因和鞣酸的复合物。在一些方面，复合物可存在于胶体中，当添加到饮料中时，胶体可提供咖啡因的持续释放。在一些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约10:1至约1:10。在一些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约9:1至约1:9。在一些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约8:1至约1:8。在一些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约7:1至约1:7。在一些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约6:1至约1:6。在某些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约5:1至约1:5。在一些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约4:1至约1:4。在一些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约3:1至约1:3。在一些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约2:1至约1:2。在某些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约1:1。在某些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约1:2。在某些实施方案中，复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比可为约1:3。
不希望受特定理论的约束，据信在本文所述的条件下，鞣酸与咖啡因分子形成氢键以提供稳定的复合物，当用于饮料中时，该复合物减慢咖啡因从饮料中的释放。咖啡因-鞣酸复合物的形成得到光谱分析诸如FT-IR数据的支持。通过FT IR分析1:1重量/重量咖啡因:鞣酸和1:3重量/重量咖啡因:鞣酸复合物的样品，并与相同比率的试剂的非复合混合物进行比较。如图1A、图1B、图2A、图2B和图3所示，复合物的FT IR光谱不同于混合试剂的FTIR光谱，从而进一步确认咖啡因和鞣酸在复合物内缔合。
包含复合物的胶体
在某些方面，本公开提供了包含咖啡因-鞣酸复合物、至少一种表面活性剂和水相的胶体。在一些实施方案中，胶体不含油相。在某些实施方案中，存在于胶体中的咖啡因的重量百分比可为约0.01％至约45％。在一些实施方案中，存在于胶体中的咖啡因的重量百分比可为约0.02％至约43％、约0.03％至约41％、约0.04％至约40％、约0.05％至约35％、约0.06％至约30％、约0.07％至约25％、约0.08％至约20％、约0.09％至约15％、约0.1％至约10％、约0.1％至约9％、约0.1％至约8％、约0.1％至约7％、约0.1％至约6％、约0.15％至约5％、约0.2％至约4％、约0.3％至约3％、约0.4％至约2％或约0.5％至约1％。在某些实施方案中，存在于胶体中的咖啡因的重量百分比可为约0.01％、约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.5％、约2％、约2.5％、约3％、约3.5％、约4％、约4.5％、约5％、约5.5％、约6％、约6.5％、约7％、约7.5％、约8％、约8.5％、约9％、约9.5％、约10％、约11％、约12％、约13％、约14％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％或约45％。
在某些实施方案中，存在于胶体中的鞣酸的重量百分比可为约0.01％至约45％。在一些实施方案中，存在于胶体中的鞣酸的重量百分比可为约0.02％至约43％、约0.03％至约41％、约0.04％至约40％、约0.05％至约35％、约0.06％至约30％、约0.07％至约25％、约0.08％至约20％、约0.09％至约15％、约0.1％至约10％、约0.1％至约9％、约0.1％至约8％、约0.1％至约7％、约0.1％至约6％、约0.15％至约5％、约0.2％至约4％、约0.3％至约3％、约0.4％至约2％、或约0.5％至约1％。在某些实施方案中，存在于胶体中的鞣酸的重量百分比可为约0.01％、约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.5％、约2％、约2.5％、约3％、约3.5％、约4％、约4.5％、约5％、约5.5％、约6％、约6.5％、约7％、约7.5％、约8％、约8.5％、约9％、约9.5％、约10％、约11％、约12％、约13％、约14％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％或约45％。
在某些实施方案中，胶体前体中咖啡因-鞣酸复合物的粒度可为约50nm至约6000nm、约60nm至约5000nm、约70nm至约4000nm、约80nm至约3000nm、约90nm至约2000nm、约100nm至约1000nm、约100nm至约900nm、约100nm至约800nm、约100nm至约700nm、约100nm至约600nm、约100nm至约500nm、约100nm至约400nm、约100nm至约300nm、或约100nm至约200nm。在一些实施方案中，复合物的粒度可为约50nm、约60nm、约70nm、约80nm、约90nm、约100nm、约110nm、约120nm、约130nm、约140nm、约150nm、约160nm、约170nm、约180nm、约190nm、约200nm、约210nm、约220nm、约230nm、约240nm、约250nm、约300nm、约350nm、约400nm、约450nm、约500nm、约550nm、约600nm、约650nm、约700nm、约750nm、约800nm、约850nm、约900nm、约950nm、约1000nm、约1500nm、约2000nm、约2500nm、约3000nm、约3500nm、约4000nm、约4500nm、约5000nm、约5500nm或约6000nm。
在一些实施方案中，胶体可包含约0.01重量％至约40重量％的至少一种表面活性剂。在一些实施方案中，胶体可包含约0.02重量％至约35重量％、约0.03重量％至约30重量％、约0.04重量％至约25重量％、约0.05重量％至约20重量％、约0.06重量％至约15重量％、约0.07重量％至约14重量％、约0.08重量％至约13重量％、约0.09重量％至约12重量％、约0.1重量％至约11重量％、约0.15重量％至约10重量％、约0.2重量％至约9重量％、约0.3重量％至约8重量％、约0.4重量％至约7重量％、或约0.5重量％至约6重量％的至少一种表面活性剂。在一些实施方案中，胶体可包含约0.01重量％、约0.02重量％、约0.03重量％、约0.04重量％、约0.05重量％、约0.06重量％、约0.07重量％、约0.08重量％、约0.09重量％、约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％、约0.7重量％、约0.8重量％、约0.9重量％、约1重量％、约1.1重量％、约1.2重量％、约1.3重量％、约1.4重量％、约1.5重量％、约1.6重量％、约1.7重量％、或约1.8重量％、约1.9重量％、约2.0重量％、约2.1重量％、约2.2重量％、约2.3重量％、约2.4重量％、约2.5重量％、约2.6重量％、约2.7重量％、约2.8重量％、约2.9重量％、约3.0重量％、约3.1重量％、约3.2重量％、约3.3重量％、约3.4重量％、约3.5重量％、约3.6重量％、约3.7重量％、约3.8重量％、约3.9重量％、约4.0重量％、约4.1重量％、约4.2重量％、约4.3重量％、约4.4重量％、约4.5重量％、约4.6重量％、约4.7重量％、约4.8重量％、约4.9重量％、约5.0重量％、约5.5重量％、约6.0重量％、约6.5重量％、约7.0重量％、约7.5重量％、约8.0重量％、约8.5重量％、约9.0重量％、约9.5重量％、约10.0重量％、约11重量％、约12重量％、约13重量％、约14重量％、约15重量％、约20重量％、约25重量％、约30重量％、约35重量％、或约40重量％的至少一种表面活性剂。
在某些实施方案中，该至少一种表面活性剂可选自由以下项组成的组：阿拉伯树胶、改性淀粉、乳清蛋白分离物、棕榈酸、果胶、皂树提取物、酪蛋白酸钠、卵磷脂、乳铁蛋白、二辛基磺基琥珀酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、蔗糖酯、以及它们的组合。在一些实施方案中，可为阿拉伯树胶。在一些实施方案中，表面活性剂可为聚山梨醇酯80。
如前所述，本文所述的胶体还可包含水相。在某些实施方案中，胶体可包含约45重量％至约99.98重量％的水相。在一些实施方案中，胶体可包含约50重量％至约99.98重量％、约55重量％至约99.98重量％、约60重量％至约99.98重量％、约65重量％至约99.98重量％、约70重量％至约99.98重量％、约75重量％至约99.98重量％、约80重量％至约99.98重量％、约85重量％至约99.98重量％、约90重量％至约99.98重量％、约91重量％至约99.5重量％的水相，约92重量％至约99重量％的水相、约95重量％至约99重量％的水相、或约99重量％的水相。
在某些实施方案中，胶体可包含约0.01重量％至约55重量％的复合物、约0.1重量％至约10重量％的至少一种表面活性剂和水，该复合物包含约10:1至约1:10重量/重量比的咖啡因与鞣酸。在某些实施方案中，胶体可包含约0.05重量％至约55重量％的复合物、约0.1重量％至约10重量％的至少一种表面活性剂和水，该复合物包含约10:1至约1:10重量/重量比的咖啡因与鞣酸。在一些实施方案中，胶体可包含约0.1重量％至约55重量％的复合物、约0.1重量％至约10重量％的至少一种表面活性剂和水，该复合物包含约10:1至约1:10重量/重量比的咖啡因与鞣酸，该至少一种表面活性剂选自由以下项组成的组：阿拉伯树胶、改性淀粉、乳清蛋白分离物、棕榈酸、果胶、酪蛋白酸钠、卵磷脂、乳铁蛋白、二辛基磺基琥珀酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、蔗糖酯、以及它们的组合。
在某些实施方案中，胶体可包含约0.5重量％至约35重量％的复合物，该复合物包含约7:1至约1:7重量/重量比的咖啡因与鞣酸，并且包含约0.3重量％至约8重量％的至少一种表面活性剂和水。在一些胶体中，胶体可包含a)约0.5重量％至约35重量％的复合物，该复合物包含约7:1至约1:7重量/重量比的咖啡因与鞣酸，并且包含约0.3重量％至约8重量％的至少一种表面活性剂和水，该至少一种表面活性剂选自由以下项组成的组：阿拉伯树胶、改性淀粉、乳清蛋白分离物、棕榈酸、果胶、酪蛋白酸钠、卵磷脂、乳铁蛋白、二辛基磺基琥珀酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、蔗糖酯、以及它们的组合。
在某些实施方案中，胶体可包含约1重量％至约15重量％的复合物、约0.5重量％至约6重量％的至少一种表面活性剂和水，该复合物包含约5:1至约1:5重量/重量比的咖啡因与鞣酸。在一些胶体中，胶体可包含a)约1重量％至约15重量％的复合物，该复合物包含约5:1至约1:5重量/重量比的咖啡因与鞣酸，并且包含约0.5重量％至约6重量％的至少一种表面活性剂和水，该至少一种表面活性剂选自由以下项组成的组：阿拉伯树胶、改性淀粉、乳清蛋白分离物、棕榈酸、果胶、酪蛋白酸钠、卵磷脂、乳铁蛋白、二辛基磺基琥珀酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、蔗糖酯、以及它们的组合。
在某些实施方案中，胶体可包含约2重量％的复合物、约1重量％的至少一种表面活性剂和水，该复合物包含约1:3重量/重量比的咖啡因与鞣酸。在一些实施方案中，胶体可包含约2重量％的复合物、约1重量％的至少一种表面活性剂和水，该复合物包含约1:3重量/重量比的咖啡因与鞣酸，该至少一种表面活性剂选自由以下项组成的组：阿拉伯树胶、改性淀粉、乳清蛋白分离物、棕榈酸、果胶、酪蛋白酸钠、卵磷脂、乳铁蛋白、二辛基磺基琥珀酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、蔗糖酯、以及它们的组合。在一些实施方案中，该至少一种表面活性剂可为聚山梨醇酯80。
在某些实施方案中，胶体可包含约1重量％至约2重量％的复合物、约1重量％的至少一种表面活性剂和水，该复合物包含约1:1重量/重量比的咖啡因与鞣酸。在一些实施方案中，胶体可包含约1重量％至约2重量％的复合物、约1重量％的至少一种表面活性剂和水，该复合物包含约1:1重量/重量比的咖啡因与鞣酸，该至少一种表面活性剂选自由以下项组成的组：阿拉伯树胶、改性淀粉、乳清蛋白分离物、棕榈酸、果胶、酪蛋白酸钠、卵磷脂、乳铁蛋白、二辛基磺基琥珀酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、蔗糖酯、以及它们的组合。在一些实施方案中，该至少一种表面活性剂可为聚山梨醇酯80。
方法
在某些实施方案中，并且一般来讲，胶体可通过如下方式制备：将鞣酸添加到咖啡因水性溶液中，同时在低剪切条件下混合以形成沉淀，然后添加表面活性剂以形成胶体。在一些实施方案中，咖啡因水性溶液可通过在室温处将咖啡因添加到水中来制备。在一些实施方案中，在添加咖啡因之前，可将咖啡因添加到已加热至诸如约30℃、约40℃、约45℃、约50℃、约55℃或约60℃的水中。在一些实施方案中，咖啡因水性溶液包含在给定温度处在水中达到咖啡因的饱和浓度的可检测量的咖啡因(例如，在室温处约16mg/ml至在80℃处至多约200mg/ml)。在其他实施方案中，在形成复合物或胶体之前添加到水中以形成咖啡因水性溶液的咖啡因的量可超过咖啡因在给定温度处在水中的溶解度(即，咖啡因水性溶液是饱和的并且还包含咖啡因固体)。
在其他实施方案中，胶体可通过将鞣酸(纯的或水性溶液形式)添加到咖啡因和表面活性剂的水性混合物中同时在标准高剪切条件下混合来制备。在一些实施方案中，咖啡因水性溶液可通过在室温处将咖啡因添加到水中来制备。在一些实施方案中，在添加咖啡因之前，可将咖啡因添加到已加热至诸如约30℃、约40℃、约45℃、约50℃、约55℃或约60℃的水中。在一些实施方案中，咖啡因水性溶液包含在给定温度处在水中达到咖啡因的饱和浓度的可检测量的咖啡因(例如，在室温处约16mg/ml至在80℃处至多约200mg/ml)。在其他实施方案中，在添加表面活性剂之前添加到水中以形成咖啡因水性溶液的咖啡因的量可超过咖啡因在给定温度处在水中的溶解度(即，咖啡因水性溶液是饱和的并且还包含咖啡因固体)。
饮料
在某些实施方案中，本公开提供了包含本文所述胶体的饮料。在一些实施方案中，胶体可用于制备饮料。在一些实施方案中，可将胶体添加到饮料糖浆中，该饮料糖浆可被稀释以提供饮料。在一些实施方案中，可将胶体添加到预先制备的饮料中。
在一些实施方案中，在添加胶体之后或在稀释适当的饮料糖浆之后，饮料中咖啡因的浓度可为约50ppm至约900ppm。在一些实施方案中，饮料中咖啡因的浓度可为约75ppm至约850ppm、约100ppm至约800ppm、约125ppm至约750ppm、约150ppm至约700ppm、约175ppm至约650ppm、约200ppm至约550ppm的咖啡因、或约225ppm至约500ppm。在一些实施方案中，饮料中咖啡因的浓度可为约50ppm、约75ppm、约100ppm、约125ppm、约150ppm、约175ppm、约200ppm、约225ppm、约250ppm、约275ppm、约300ppm、约325ppm、约350ppm、约375ppm、约400ppm、约425ppm、约450ppm、约475ppm、约500ppm、约525ppm、约550ppm、约575ppm、约600ppm、约625ppm、约650ppm、约675ppm、约700ppm、约725ppm、约750ppm、约775ppm或约800ppm。在一些实施方案中，饮料中的咖啡因浓度可为约400ppm。如果饮料由包含胶体的糖浆制备，则糖浆中咖啡因的浓度将是上述浓度的倍数。例如，如果使用本领域常用的技术5+1投将糖浆转化成饮料，则在稀释之前糖浆中咖啡因的浓度将是所得饮料中咖啡因的浓度的6倍。当提供具有特定咖啡因和/或胶体浓度的饮料时，测定糖浆中咖啡因的浓度以及同时糖浆中胶体的浓度在普通技术人员的技术范围内。
在某些实施方案中，在饮料被饮用之后，咖啡因的一部分保持结合至鞣酸约30分钟至约180分钟。在一些实施方案中，在饮料被饮用之后，咖啡因的一部分保持结合至鞣酸约45分钟至约150分钟或约60分钟至约120分钟。在一些实施方案中，在饮料被饮用之后，咖啡因的一部分保持结合至鞣酸约30分钟、约40分钟、约50分钟、约60分钟、约70分钟、约80分钟、约90分钟、约100分钟、约120分钟、约130分钟、约140分钟、约150分钟、约160分钟、约170分钟或约180分钟。
在某些实施方案中，在饮用饮料90分钟后结合至鞣酸的咖啡因的百分比可为约50％至约99％。在一些实施方案中，结合至鞣酸的咖啡因的百分比可为约65％至约95％、约70％至约90％或约75％至约85％。在一些实施方案中，在饮料被饮用90分钟后，约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、约95％或约99％的咖啡因结合至鞣酸。
在一些实施方案中，可使用“定量给料容器盖”将胶体添加到预先制备的饮料中。如本文所用，术语“定量给料容器盖”是指包括存储精确量的配方(例如，如本文所述的胶体)的水分和氧气限制室的分配容器封闭系统。在消费时，通过从容器中移除封闭系统，可将配方与容器的内容物(即，如本文所述的饮料)混合。定量给料容器盖的示例可见于例如美国专利10,266,322、9,365,335和7,032,745；这些专利中的每一者全文以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，定量给料容器盖可包含一定量的胶体，当储存在定量给料容器盖中的胶体被释放并与预先制备的饮料组合时，该胶体的量足以在饮料中实现约50ppm至约900ppm的咖啡因浓度。在其他实施方案中，定量给料容器盖包含一定量的胶体，当与预先制备的饮料组合时，该胶体的量足以实现约75ppm至约850ppm、约100ppm至约800ppm、约125ppm至约750ppm、约150ppm至约700ppm、约175ppm至约650ppm、约200ppm至约550ppm的咖啡因、或约225ppm至约500ppm的咖啡因浓度。在一些实施方案中，定量给料容器盖可包含一定量的胶体，当与饮料组合时，该胶体的量足以实现约50ppm、约75ppm、约100ppm、约125ppm、约150ppm、约175ppm、约200ppm、约225ppm、约250ppm、约275ppm、约300ppm、约325ppm、约350ppm、约375ppm、约400ppm、约425ppm、约450ppm、约475ppm、约500ppm、约525ppm、约550ppm、约575ppm、约600ppm、约625ppm、约650ppm、约675ppm、约700ppm、约725ppm、约750ppm、约775ppm、或约800ppm的咖啡因浓度。在一些实施方案中，定量给料容器盖可包含一定量的胶体，当与饮料组合时，该胶体的量足以在预先制备的饮料中实现约400ppm的咖啡因浓度。
在某些实施方案中，饮料可以是碳酸软饮料或非碳酸软饮料、喷泉饮料、冷冻即饮型饮料、咖啡、茶或其他泡制的饮料、乳品饮料、加味水、增强水、果汁诸如水果汁(包括稀释果汁和即饮型浓缩果汁)、水果汁风味饮料、运动饮料、冰沙、功能增强的饮料诸如能量饮料、或酒精饮料。在特定实施方案中，饮料可以是碳酸软饮料。在一些实施方案中，饮料可以是含咖啡因的水。
在某些实施方案中，饮料可包含一种或多种甜味剂。饮料实施方案的甜味剂包括含热量碳水化合物甜味剂、天然高效甜味剂、合成高效甜味剂、其他甜味剂、以及它们的组合。
合适的含热量碳水化合物甜味剂的示例包括蔗糖、果糖、葡萄糖、赤藓糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、D-塔格糖、海藻糖、半乳糖、鼠李糖、环糊精(例如，α-环糊精、β-环糊精和λ-环糊精)、核酮糖、苏糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、阿洛糖、阿卓糖、甘露糖、艾杜糖、乳糖、麦芽糖、转化糖、异海藻糖、新海藻糖、帕拉金糖或异麦芽酮糖、赤藓糖、脱氧核糖、古洛糖、艾杜糖、塔罗糖、赤藓酮糖、木酮糖、阿洛酮糖、松二糖、纤维二糖、葡糖胺、甘露糖胺、岩藻糖、葡糖醛酸、葡糖酸、葡糖酸-内酯、阿比克糖、半乳糖胺、低聚木糖(木三糖、木二糖等)、低聚龙胆糖(龙胆二糖、龙胆三糖、龙胆四糖等)、低聚半乳糖、山梨糖、低聚黑曲霉糖、低聚果糖(蔗果三糖、蔗果四糖等)、麦芽四糖醇、麦芽三糖醇、低聚麦芽糖(麦芽三糖、麦芽四糖、麦芽五糖、麦芽六糖、麦芽七糖等)、乳果糖、蜜二糖、棉子糖、鼠李糖、核糖、异构化液体糖诸如高果糖玉米/淀粉糖浆(例如，HFCS55、HFCS42或HFCS90)、偶联糖、大豆低聚糖和葡萄糖浆。
如本文所用，短语“天然高效甜味剂”包括但不限于莱鲍迪甙A、莱鲍迪甙B、莱鲍迪甙C(杜尔可甙B)、莱鲍迪甙D、莱鲍迪甙E、莱鲍迪甙F、莱鲍迪甙H、莱鲍迪甙I、莱鲍迪甙J、莱鲍迪甙K、莱鲍迪甙L、莱鲍迪甙M、莱鲍迪甙N、莱鲍迪甙O、莱鲍迪甙R、莱鲍迪甙S、莱鲍迪甙T、莱鲍迪甙U、莱鲍迪甙V、杜尔可甙A、甜茶苷、甜菊苷、蛇菊苷、罗汉果甙IV、罗汉果甙V、罗汉果甜味剂、赛门苷、莫纳甜(monatin)及其盐(莫纳甜SS、RR、RS、SR)、姜黄素、甘草酸及其盐、非洲甜果素、应乐果甜蛋白、马宾灵、布拉齐因(brazzein)、赫南德辛(hernandulcin)、叶甜素、菝葜苷、根皮苷、三叶苷(trilobtain)、拜由诺苷(baiyunoside)、欧亚水龙骨甜素(osladin)、聚波朵苷A(polypodoside A)、蝶卡苷A(pterocaryoside A)、蝶卡苷B、无患子倍半萜苷(mukurozioside)、假秦艽苷I(phlomisoside I)、巴西甘草甜素I(periandrinI)、相思子三萜苷A(abrusoside A)和青钱柳苷I(cyclocarioside I)。
天然高效甜味剂还包括改性的天然高效甜味剂。改性的天然高效甜味剂包括已被天然改变的天然高效甜味剂。例如，改性的天然高效甜味剂包括但不限于已发酵、与酶接触、衍生化或取代的天然高效甜味剂。在一个实施方案中，至少一种改性的天然高效甜味剂可与至少一种天然高效甜味剂结合地使用。在另一个实施方案中，可在没有天然高效甜味剂的情况下使用至少一种改性的天然高效甜味剂。改性的天然高效甜味剂可被天然高效甜味剂替代，或者可与天然高效甜味剂结合地用于本文所述的任一实施方案。
如本文所用，短语“合成甜味剂”是指自然界中不存在并且是高效甜味剂的任何组合物。适用于本发明实施方案的合成甜味剂的非限制性示例包括但不限于三氯蔗糖、乙酰氨基磺酸钾、天冬甜素、阿力甜、糖精、新橙皮苷二氢查耳酮、环磺酸盐、纽甜、N-[3-(3-羟基-4-甲氧基苯基)丙基]-L-a-天冬氨酰基]-L-苯丙氨酸1-甲酯、N-[3-(3-羟基-4-甲氧基苯基)-3-甲基丁基]-L-a-天冬氨酰基]-L苯丙氨酸1-甲酯、N-[3-(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙基]-L-a-天冬氨酰基]-L-苯丙氨酸1-甲酯、它们的盐(视情况而定)、以及它们的组合。
可以使用二氧化碳为本文所公开的饮料的某些实施方案提供泡腾。可以采用本领域已知的用于将饮料碳酸化的任何技术和碳酸化设备。二氧化碳可增强饮料味道和外观，并且可有助于通过抑制和/或破坏有害细菌来保护饮料纯度。在某些实施方案中，例如，饮料可具有最多至约4.0体积二氧化碳的CO2水平。其他实施方案可具有例如约0.5至约5.0体积的二氧化碳。如本文所用，一体积的二氧化碳是指给定量的给定液体诸如水在60℉(16℃)和一个大气压下吸收的二氧化碳的量。一体积气体占据的空间与溶解其的液体相同。本领域的技术人员可基于所需的泡腾水平和二氧化碳对饮料的味道或口感的影响来选择二氧化碳含量。
在一些实施方案中，饮料还可包含附加成分，该附加成分通常包括通常存在于饮料组合物中的那些成分中的任一种成分。这些附加的成分的示例包括但不限于焦糖和其他着色剂或染料、起泡剂或消泡剂、树胶、乳化剂、茶固体、浑浊组分以及矿物质和非矿物质的营养补充剂。非矿物质营养补充剂成分的示例是本领域的普通技术人员已知的，并且包括例如抗氧化剂和维生素，包括维生素A、维生素D、维生素E(生育酚)、维生素C(抗坏血酸)、维生素B(硫胺素)、维生素B2(核黄素)、维生素B6、维生素B12和维生素K、烟酸、叶酸、生物素、以及它们的组合。任选的非矿物质营养补充剂通常以良好制造操作公认所接受的量存在。示例性的量可介于约1％和约100％推荐每日值(RDV)之间，其中这些RDV是确立的。在某些示例性实施方案中，非矿物质营养补充剂成分可以约5％至约20％RDV的量存在，其中RDV是确立的。
在某些实施方案中，饮料还可包含一种或多种防腐剂。pH低于4并且尤其是那些低于3的溶液通常是“微生物稳定的”，即它们抵抗微生物的生长，因此适于在消费前长期储存而不需要其他防腐剂。然而，如果需要可以使用附加的防腐剂体系。如本文所用，术语“防腐剂体系”或“防腐剂”包括被批准用于饮料组合物中的所有合适的防腐剂，包括但不限于已知的化学防腐剂，诸如苯甲酸盐如苯甲酸钠、苯甲酸钙和苯甲酸钾，山梨酸盐如山梨酸钠、山梨酸钙和山梨酸钾，柠檬酸盐如柠檬酸钠和柠檬酸钾，聚磷酸盐如六偏磷酸钠(SHMP)，以及它们的混合物，以及抗氧化剂，诸如抗坏血酸、EDTA、BHA、BHT、TBHQ、脱氢乙酸、二甲基碳酸氢盐、乙氧基喹、对羟基苯甲酸庚酯以及它们的组合。防腐剂可以不超过适用法律和法规所强制规定的最高水平的量使用。在一些实施方案中，饮料可包含山梨酸钾。
在某些实施方案中，饮料可包含选自由以下项组成的组的抗氧化剂：芦丁、槲皮素、二氢黄酮、黄酮、二氢黄酮醇、黄酮醇、黄烷双醇、无色花色素、黄酮醇苷、二氢黄酮糖苷、异黄酮和新黄酮。具体地，类黄酮可以是但不限于槲皮素、圣草次苷、圣草苷、芸香柚皮苷、柚皮苷、橘皮苷、橙皮素、新橙皮苷、新枳属甙、枳属甙、芦丁、异野漆树苷、漆叶甙、香叶木苷、新地奥明、甜橙黄酮、川陈皮素、红橘黄酮、儿茶素、儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、乌龙茶聚合多酚、花青素、七甲氧基黄酮、黄豆苷、黄豆甙原、鹰嘴豆芽素A、李属异黄酮、染料木素、黄豆黄素、黄豆黄苷、染料木黄酮、6,7,4’三羟基异黄酮、桑色素、芹菜素、牡荆素、黄芩素、芹菜苷、柏木双黄酮、橡精、香叶木素、漆黄素、高良姜素、棉花色素、香叶醇、日本扁柏黄酮、报春花素、车轴草醇、木犀草素、杨梅素、荭草素、刺槐素、六羟黄酮和羟基-4-黄酮。
本文所述的饮料还可任选地包含一种或多种合适的食品级酸。示例性酸是水溶性有机酸及其盐，并且包括但不限于磷酸、山梨酸、抗坏血酸、苯甲酸、柠檬酸、酒石酸、丙酸、丁酸、乙酸、琥珀酸、戊二酸、马来酸、苹果酸、戊酸、己酸、丙二酸、乌头酸、山梨酸钾、苯甲酸钠、柠檬酸钠、氨基酸以及它们中任一者的组合。在特定实施方案中，饮料包含苹果酸和/或磷酸。
参考下文所示的实施例进一步详述本文所述的实施方案。提供这些实施例仅仅是出于说明的目的，并且本文所述的实施方案绝不应理解为限于这些实施例。相反，实施方案应被理解为涵盖由于本文所提供的教导内容而变得显而易见的任何和所有变型。
实施例
实施例1A：制备含咖啡因-鞣酸复合物的胶体的一般过程
将咖啡因(1g)添加到水(99g)中，并且搅拌直至完全溶解。将咖啡因溶液置于600rpm剪切下，并且用鞣酸溶液(2g鞣酸的98g水溶液或3g鞣酸的97g水溶液，取决于所形成的复合物)处理。根据所用的表面活性剂，将一重量当量的本文所述的表面活性剂(相对于总咖啡因-鞣酸复合物重量)以纯的或预先溶解在水中的形式添加，并且搅拌所得混合物以提供胶体。
实施例1B：制备含咖啡因-鞣酸复合物的胶体的另选过程
将咖啡因添加到水中，并且搅拌直至完全溶解。将咖啡因溶液置于600rpm剪切下，并且用一重量当量(相对于总咖啡因-鞣酸复合物重量)的如本文所述的表面活性剂处理。将所得溶液用鞣酸(2g鞣酸的98g水溶液或3g鞣酸的97g水溶液，取决于所形成的复合物)处理并搅拌，得到胶体。
表1示出了通过上述方法制备的胶体。
表1
Figure BDA0003118933710000151
Figure BDA0003118933710000161
实施例2：使用离心法测定咖啡因从胶体中释放的速率的过程
对于典型的实验，将10g胶体(如实施例1中制备)与250g去离子水或如表2中制备的250g pH 3缓冲液混合(以模拟软饮料)，以形成具有400ppm的目标咖啡因浓度的溶液。在每次采样时，取出等分试样并装入具有1K截留分子量的离心管中。将管以5,300rpm离心30分钟，以便通过截留膜过滤样品。对于实施例1a-1胶体，如随时间推移所测定的游离咖啡因和包封咖啡因的量在表3和表4以及图4A、图4B、图5A和图5B中示出。如表和附图中所示，包封咖啡因的百分比(或游离咖啡因的量)随时间推移保持稳定。这些结果表明，包含胶体的饮料可保持咖啡因呈包封形式，并且可在食用后提供咖啡因的缓慢释放
对于用去离子水稀释至400ppm的咖啡因浓度的实施例1a-2，如随时间推移所测定的游离咖啡因的量在表5和图6中示出。如表和附图中所示，游离咖啡因的百分比随时间推移保持稳定。
表2
每升批料
成分 3.0pH
柠檬酸 1.1300克
柠檬酸三钠 0.1600克
苯甲酸钠 0.1575克
水(L)(适量至体积) 1
表3
Figure BDA0003118933710000162
Figure BDA0003118933710000171
表4
Figure BDA0003118933710000172
表45
Figure BDA0003118933710000173
本公开的宽度和范围不应受任何上述示例性实施方案限制，而应仅按照所附权利要求书和它们的等同物来限定。
本申请中提到或引用的所有专利、专利申请和其他参考文献均据此全文以引用方式并入。

Claims (17)

1.一种胶体，所述胶体包含：
复合物，所述复合物包含咖啡因和鞣酸；
至少一种表面活性剂；以及
水。
2.根据权利要求1所述的胶体，其中所述复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比为约10:1至约1:10。
3.根据权利要求1或2所述的胶体，其中所述复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比为约5:1至约1:5。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的胶体，其中所述复合物中咖啡因与鞣酸的重量/重量比为约4:1至约1:4。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的胶体，其中所述胶体包含约0.01重量％至约45重量％的咖啡因。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的胶体，其中所述胶体包含约0.5重量％的咖啡因。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的胶体，其中所述胶体包含约0.01重量％至约45重量％的鞣酸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的胶体，其中所述胶体包含约1.5％的鞣酸。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的胶体，其中所述胶体包含约0.01重量％至约55重量％的复合物，所述复合物包含约10:1至约1:10重量/重量比的咖啡因与鞣酸。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的胶体，其中所述胶体包含约1重量％至约2重量％的复合物，所述复合物包含约3:1至约1:3重量/重量比的咖啡因与鞣酸。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的胶体，其中所述胶体包含约0.01重量％至约40重量％的至少一种表面活性剂。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的胶体，其中所述胶体包含约1重量％的表面活性剂。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的胶体，其中所述表面活性剂选自由以下项组成的组：阿拉伯树胶、皂树提取物、改性淀粉、乳清蛋白分离物、棕榈酸、果胶、酪蛋白酸钠、卵磷脂、乳铁蛋白、二辛基磺基琥珀酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80和蔗糖。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的胶体，其中所述表面活性剂为聚山梨醇酯80。
15.一种用于制备根据权利要求1至14中任一项所述的胶体的方法，所述方法包括：将鞣酸添加到咖啡因的水溶液中；添加至少一种表面活性剂；以及搅拌所得混合物。
16.一种饮料，所述饮料包含根据权利要求1至14中任一项所述的胶体。
17.一种饮料糖浆，所述饮料糖浆包含根据权利要求1至14中任一项所述的胶体。
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