CN1302733C - 酸性饮料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在酸性饮料中调配葡萄籽水提取物等具有嗜酸菌增殖抑制作用的物质的制造酸性饮料的方法；通过该方法得到的嗜酸菌增殖被抑制的酸性饮料；以及以所述的具有嗜酸菌增殖抑制作用的物质为活性成分、用于酸性饮料中的嗜酸菌增殖抑制剂。

Description

酸性饮料的制造方法
技术领域
本发明涉及嗜酸菌的增殖被抑制的酸性饮料，如运动饮料等及其制造方法。
背景技术
能够在酸性环境中生长的真菌(霉菌)和酵母被认为是引起乳酸菌饮料、运动饮料等具有酸性的饮料变质、酸败等问题的主要微生物，因为细菌通常难以在这样的酸性饮料中生长。
但是近来，PET瓶等作为酸性饮料的容器被广泛使用，PET瓶中的酸性饮料发生了上述真菌和酵母以外的微生物污染的问题。这样的污染问题看来是由嗜酸菌，特别是属于脂环酸芽孢杆菌属(Alicyclobacillus)的耐热性嗜酸菌引起的。
还没有提出解决由这些嗜酸菌引起的污染问题的方法。
另外，这样的污染问题不能通过用来对付一般细菌的控制饮料制品的间接、常规方法充分解决。这样的方法的例子包括降低饮料产品的储存温度(冷储存)的方法；饮料产品的高温灭菌方法(高温灭菌等)；和控制可由细菌引起饮料产品污染的环境条件如原料、工厂等的方法(卫生改善等)。
因此，本发明的目的是开发一种直接抑制饮料产品中嗜酸菌增殖的技术(抑菌技术)，替代间接、常规的方法。
发明的公开
本发明人为实现上述目的进行了大量研究。结果本发明人发现，例如葡萄籽的水提取物对于可以污染酸性饮料的有害嗜酸菌、特别是属于在一般的加热灭菌条件下不能完全杀灭的脂环酸芽孢杆菌属的嗜酸菌具有优良的抑菌效果。这样的嗜酸菌的具体例子包括酸热脂环酸芽孢杆菌(Alicyclobacillus acidocaldarius)、酸土脂环酸芽孢杆菌(Alicyclobacillus acidoterrestris)和环庚基脂环酸芽孢杆菌(Alicyclobacillus cycloheptanicus)。本发明人还发现通过在酸性饮料中加入上述物质，得到了嗜酸菌的增殖被抑制、满足上述目的的酸性饮料。
基于上述发现完成了本发明。
本发明提供制造酸性饮料的方法，其包括在酸性饮料中调配有效抑制能够在酸性饮料中增殖的嗜酸菌增殖的物质。
具体地，本发明提供以下方法：
(1)上述的方法，其中有效抑制能够在酸性饮料中增殖的嗜酸菌增殖的物质是选自葡萄籽的水提取物和葡萄榨汁残渣的水提取物的至少一种；
(2)上述的方法，其中有效抑制能够在酸性饮料中增殖的嗜酸菌增殖的物质在酸性饮料中的含量为0.00036-0.0073重量％；
(3)上述的方法，其中酸性饮料的pH小于4.6，选自果汁饮料、乳性饮料、蔬菜汁、凝胶状饮料、调味的水和运动饮料；和
(4)上述的方法，其中有效抑制嗜酸菌增殖的物质是具有抑制属于脂环酸芽孢杆菌属嗜酸菌增殖作用的物质。
本发明还提供通过上述的任一种方法获得的酸性饮料，其中嗜酸菌的增殖被抑制。
另外，本发明提供用于酸性饮料中的嗜酸菌增殖抑制剂，其含有选自葡萄籽的水提取物和葡萄榨汁残渣的水提取物的至少一种作为活性成分。
在本发明中，利用有效抑制能够在酸性饮料中增殖的嗜酸菌增殖的物质(即，嗜酸菌增殖抑制剂)是必须的。嗜酸菌增殖抑制剂的优选例子包括葡萄籽的水提取物和/或葡萄榨汁残渣的水提取物。
这些水提取物优选通过将葡萄籽或葡萄榨汁残渣预先与温度低于70℃的水接触以除去水溶性物质后，用70℃或更高温度的水提取来获得。这些水提取物含有原花色素作为抑制嗜酸菌增殖的主要成分之一。
原花色素是存在于植物中的缩合型丹宁酸。每种原花色素含有多种分子量不同的化合物，这些化合物通过2-30个单体单元如黄烷-3-醇和黄烷-3，4-二醇的缩合或聚合而形成。用酸处理原花色素时产生矢车菊色素、翠雀素、天竺葵色素等花色素。原花色素包括通过2-30个上述的花色素的缩合或聚合形成的聚合物(例如，二聚物、三聚物、四聚物等聚合物，特别是原矢车菊色素、原翠雀素、原天竺葵色素等)。另外，原花色素还包括其立体异构体。这些原花色素的每一种都具有所希望的抑制嗜酸菌增殖的作用。本发明的嗜酸菌增殖抑制剂中的抑制嗜酸菌增殖的活性成分可以是上述原花色素的任一种。
在制备上述的优选嗜酸菌增殖抑制剂，即葡萄籽的水提取物和葡萄榨汁残渣的水提取物时，使用的葡萄可以是任何种类，如白葡萄、红葡萄、黑葡萄等。对于所使用的葡萄的品种也没有限制，例如，霞多丽(Chardonnay)、尼亚加拉(Niagara)、新蜜思嘉(Neo Muscat)、甲州(Koshu)、特拉华(Delaware)、蜜思嘉-贝蕾A(Muscat BeileyA)、康尔早生(Campbell early)等。
葡萄榨汁残渣的例子包括，为制造葡萄汁饮料、葡萄酒等从上述的葡萄榨取果汁后收集的残渣，即榨汁的残渣；和制造红葡萄酒时在预发酵后通过压榨葡萄而得的榨汁残渣。
按干重计算，榨汁残渣通常含有约50％果皮、约45％籽和少量的梗。作为用于本发明的上述榨汁残渣，优选不含花色素系红色素的白葡萄的榨汁残渣。
作为用于本发明的葡萄籽，优选从上述的榨汁残渣获得的那些。这是因为，从榨汁残渣中含有约45％葡萄籽这一事实明显可以看出在榨汁残渣中含有大量葡萄籽，因此容易从榨汁残渣获得葡萄籽。这样获得的葡萄籽还含有大量原花色素及少量的杂质如糖类等。
将葡萄籽和葡萄榨汁残渣的每一种原样或在用割机等碎化至适当大小后进行水提取。由于葡萄籽内部含有油分，所以优选将其原样进行水提取，而不是将其碎化成片后进行。
水提取在70℃或更高的温度下进行，优选约80-约120℃，更优选约80-约100℃。
对于水提取时加到原料(按干重计算)中的水量没有限制。一般对于100g原料调配约200至约2000ml水，即水量是原料的约2-约20倍(体积/重量)。优选水量是原料的约3-约10倍(体积/重量)。在提取过程中，按照需要可以使用少量的表面活性剂如蔗糖脂肪酸酯等。当使用表面活性剂时，表面活性剂的用量为水量的约0.01-约1.0％(重量/体积)。
可以适当选择提取时间，以使原花色素的提取量达到最大。提取时间一般为约10分钟至约4小时，优选约15分钟至约2小时。
可以使用任何类型的提取器，如间歇式提取器、半连续式提取器、连续式提取器等提取器进行提取过程。每种提取器优选为密封型装置。密封型提取器按需要可以是耐压的。提取过程优选在搅拌内容物的同时进行。
上述提取处理之后，通过过滤、离心分离等获得所希望的提取液(含有原花色素的水溶液)。另外，按照需要，可以将所得的提取液(含有原花色素的水溶液)与水洗提取残渣所得的溶液一起进行过滤等。
如此获得的提取液，即含有原花色素的水溶液，可以用作提取另一种原料的水。
如此获得的含有原花色素的水溶液一般含有约0.1-约5(重量/体积)原花色素。
在本发明中，上述所得的提取液可以原样、或按照需要进行浓缩或干燥后用作嗜酸菌增殖抑制剂。
为获得含有高纯度原花色素的嗜酸菌增殖抑制剂，特别优选采用下述的高度提取法、精制法等。
高度提取的一个优选例子包括以下步骤：将葡萄榨汁残渣或葡萄籽与低温水接触作为预处理；然后通过将液体与固体分离除去水溶性物质(包括杂质，如糖类、有机酸等)；以及通过上述的热水提取法提取残渣。
在上述方法中，将葡萄榨汁残渣或葡萄籽与低温水接触的预处理在低于70℃、优选约40至低于70℃的温度下进行。预处理时在原料(按干重计算)中加入的水量为原料的约2-约20倍(体积/重量)、优选约3-约10倍(体积/重量)。提取时间为约5分钟至约4小时，优选约10分钟至约2小时。
原料与水接触的上述处理后，通过固-液分离法除去液体，并按照需要用适量的水洗净所得的残渣，然后进行上述的热水提取。
所得的含有原花色素的水溶液一般含有约0.1至约5％(重量/体积)原花色素，纯度为约30-约80％。
上述的提取液可以通过下面的方法(a)-(c)精制。下面的方法可以制备含有更高纯度的原花色素的所希望的提取液。
(a)吸附剂处理法：该方法包括用吸附剂如聚苯乙烯系树脂Sephadex(注册商标)LH-20(Pharmacia制造)、聚酰亚胺、反相二氧化硅凝胶等吸附原花色素，然后用水冼净并用极性溶剂冼脱，分离、收集所希望的提取液。
(b)膜分离法：该方法是使用反渗透膜或超滤膜分离和收集分级分子量(fractional molecular weight)500-5000的级分(例如参看特开昭63-267774号公报)。
(c)溶剂选择分离法：该方法是通过用乙酸乙酯分配并提取后，对乙酸乙酯层脱水处理，以及将含有原花色素的成分在氯仿等非极性溶剂中进行分级沉淀，进行分离和提取。
本发明中利用的葡萄籽的水提取物也可以使用市售品。这样的市售品的例子包括“KPA-F”和“Gravinol”，都是Kikkoman Corp.的产品。
在本发明中，在酸性饮料中加入有效抑制嗜酸菌增殖的物质的量一般为约0.00036-约0.0073重量％(例如，当使用葡萄籽的水提取物时对应于约3.7-约74mg/L)，由此可以发挥本发明所期望的抑制嗜酸菌增殖的作用。
在酸性饮料中加入该物质的时间没有限制。可以在酸性饮料制造过程中的任何工序、或各工序间加入，或可以在制造饮料后加入。
增殖被本发明抑制的嗜酸菌的典型例子包括酸热脂环酸芽孢杆菌、酸土脂环酸芽孢杆菌和环庚基脂环酸芽孢杆菌等。
在本发明中，术语“酸性饮料”包括pH小于4.6的各种饮料。这样的酸性饮料的例子包括按JAS标准分类的果汁饮料，如天然果汁、果汁饮料、果肉饮料、含果汁的饮料、含果粒的饮料等；按照日本厚生省52号令的规定分类的乳性饮料(包括酸奶等)，如乳饮料、发酵乳、乳酸菌饮料等；蔬菜汁；调味的水；运动饮料等。酸性饮料还包括凝胶状饮料。凝胶状饮料是指内容物发生轻微凝胶化、且在常温下振摇时凝胶容易崩解或与水分离的固体或半固体状饮料。
本发明提供嗜酸菌的增殖被抑制的酸性饮料。
实施发明的最佳方式
以下给出试验例和实施例，详细说明本发明。
试验例1
确定葡萄籽的水提取物对嗜酸菌增殖的抑制作用的试验
(1)试验酸性饮料
制备分别含有如下表1所示的成分的试验溶液A和试验溶液B作为试验酸性饮料，用于试验例1。各试验溶液的pH和白利糖度(Brixvalue)如表1所示。
表1
  试验溶液   成分   pH   白利糖度
  试验溶液A   砂糖+高果糖玉米糖浆：6.2重量/体积％氯化钠、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化钾、L-谷氨酸钠、氯化镁、维生素C、香料：适量   3.5   6.7
  试验溶液B   果糖+砂糖+低聚糖：2.2重量/体积％氯化钠、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化钾、乳酸钙、L-谷氨酸钠、氯化镁、甜味剂、维生素C、香料：适量   3.8   2.7
(2)试验菌
用作试验菌的是酸热脂环酸芽孢杆菌IFO15652(下称“试验菌a”)、酸土脂环酸芽孢杆菌ATCC49025(下称“试验菌b”)和环庚基脂环酸芽孢杆菌IFO15310(下称“试验菌c”)。
分别以下面的浓度向试验溶液A和B接种每种试验菌。
试验菌a：0.13cfu/ml
试验菌b：11cfu/ml
试验菌c：21cfu/ml
(3)有效抑制嗜酸菌增殖的物质
作为含有有效抑制嗜酸菌增殖的物质的市售品，使用含有葡萄籽水提取物的制剂“KPA-F”(Kikkoman Corp.的产品，含有37重量％葡萄籽提取物(含有40重量％多酚和38重量％原花色素)和63重量％糊精)。
(4)试验方法
向接种了各试验菌的各试验酸性饮料中，分别以10、15和20ppm的量(分别对应0.00036重量％、0.00054重量％和0.00073重量％葡萄籽水提取物)加入KPA-F制剂。之后，搅拌溶液并在98℃下灭菌30秒钟，并填充到PET瓶(容量：500ml)中制备样品溶液。作为对照品，以同样的方式制备没有添加KPA-F的对照溶液。
(5)抑菌试验
各样品溶液在50℃恒温室内保存14天。从保存开始3天后、7天后和14天后从恒温室内取出样品溶液，并按照下面的细菌试验方法测定各样品溶液中所含的嗜酸菌的数目。
[细菌试验方法]
从原始样品溶液取1ml并用磷酸缓冲液稀释，制备连续稀释液(例如，1/10稀释液、1/100稀释液等)。将各稀释液的1ml置于灭菌的皮氏培养皿中。然后，在皮氏培养皿中加入15-20ml预先熔融并保温45℃左右的灭菌标准琼脂培养基(已用柠檬酸将pH调至3.6-3.8)。充分形成涡流将培养基和溶液混合后，固化琼脂培养基。之后，将皮氏培养皿倒置的同时在50℃培养5天，并计数在琼脂培养基上出现的菌落数。将该数值(菌落数)与稀释率相乘，得出每ml样品溶液的细菌数。
(6)结果
用于试验例1的各试验酸性饮料的所得结果如下表2和表3所示(表2：试验溶液A，表3：试验溶液B)。
表2
试验菌 KPA-F制剂添加量   嗜酸菌数(cfu/ml)
  0天   3天   7天   14天
试验菌a   -(无添加)10ppm(5mg/500ml)15ppm(7.5mg/500ml)20ppm(10mg/500ml)   0000   7000   5.2×102000   -000
试验菌b   -(无添加)10ppm(5mg/500ml)15ppm(7.5mg/500ml)20ppm(10mg/500ml)   14141414   218810   30443   4.5×102011
试验菌c   -(无添加)10ppm(5mg/500ml)15ppm(7.5mg/500ml)20ppm(10mg/500ml)   4444   5.7×102302   ＞104701   -600
表3
试验菌 KPA-F制剂添加量   嗜酸菌数(cfu/ml)
  0天   3天   7天   14天
试验菌a   -(无添加)20ppm(10mg/500ml)   00   2.8×1040   -0   -0
试验菌b   -(无添加)20ppm(10mg/500ml)   1111   139   ＞1043   -1
试验菌c   -(无添加)20ppm(10mg/500ml)   88   9.5×1040   -0   -0
注意各表中的符号“-”表示没有进行试验。
表2所示的结果说明对于试验溶液A，通过添加10ppm或更高浓度的KPA-F制剂，即0.00036％或更多葡萄籽水提取物，对使用的所有嗜酸菌(三种)表现出抑菌效果。另外，表3所示的结果说明对于试验溶液B，通过添加20ppm KPA-F制剂，对使用的所有嗜酸菌表现出抑菌效果。
试验例2
确定葡萄籽的水提取物对嗜酸菌增殖的抑制作用的试验
(1)试验酸性饮料和试验菌
制备试验例1所述的试验溶液A和试验溶液B作为试验酸性饮料，并用于试验例2。试验例1所述的试验菌a、试验菌b和试验菌c用作试验菌。但是各试验溶液中所含的各试验菌的浓度如下：
试验菌a：7cfu/ml，试验菌b：8cfu/ml，试验菌c：0.12cfu/ml。
(2)有效抑制嗜酸菌增殖的物质
作为有效抑制嗜酸菌增殖的物质，使用市售的葡萄籽水提取物(Kikkoman Corp.制的“Gravinol”)。
(3)试验方法
在接种了各试验菌的各酸性饮料中加入预定量的有效抑制嗜酸菌增殖的物质。然后，搅拌溶液并在98℃下灭菌30秒，并填充到PET瓶(容量：500ml)中制备样品溶液。作为对照，以同样的方式制备没有添加有效抑制嗜酸菌增殖的物质的对照溶液。
(4)抑菌试验
各样品溶液在50℃恒温室内保存1周。从保存开始3天后、7天后和10天后从恒温室内取出样品溶液，并按照与试验例1同样的方式测定各样品溶液中所含的嗜酸菌的数目。
(5)结果
对于试验例2中所使用的各试验酸性饮料所得的结果如下表4和表5所示(表4：试验溶液A，表5：试验溶液B)。
表4
试验菌 Gravinol添加量   嗜酸菌数(cfu/ml)
  0天   3天   7天   10天
试验菌a   -(无添加)7.3ppm(3.7mg/500ml)9ppm(4.6mg/500ml)11ppm(5.5mg/500ml)   7777   4246   2.6×103500   ----
试验菌b   -(无添加)7.3ppm(3.7mg/500ml)9ppm(4.6mg/500ml)11ppm(5.5mg/500ml)   8888   681225   65419   5.2×1045615
试验菌c   -(无添加)7.3ppm(3.7mg/500ml)9ppm(4.6mg/500ml)11ppm(5.5mg/500ml)   0000   0000   1.8×105000   ----
表5
试验菌 Gravinol添加量   嗜酸菌数(cfu/ml)
  0天   3天   7天
试验菌a   -(无添加)7.3ppm(3.7mg/500ml)9ppm(4.6mg/500ml)11ppm(5.5mg/500ml)   4444   1.1×102433   2.6×1041723
试验菌b   -(无添加)7.3ppm(3.7mg/500ml)9ppm(4.6mg/500ml)11ppm(5.5mg/500ml)   6666   75536   ＞105798
试验菌c   -(无添加)7.3ppm(3.7mg/500ml)9ppm(4.6mg/500ml)11ppm(5.5mg/500ml)   0000   0000   2.7×105000
注意各表中的符号“-”表示没有进行试验。
表4和表5所示的结果也说明，通过添加本发明对地嗜酸菌的增殖具有抑制作用的物质(添加量为0.00073％、0.0009％和0.0011％)，对使用的所有嗜酸菌(三种)表现出抑菌效果。
实施例1
酸性饮料的调制
(1)果汁饮料的调制
按照热填充(hot pack)法，通过将使用苹果汁、砂糖和酸味剂为原料的未稀释的溶液稀释4倍，调制50重量/体积％含苹果汁的饮料。混合上述组分时，向饮料中加入葡萄籽水提取物(“Gravinol”，Kikkoman Corp.制产品)作为有效抑制嗜酸菌增殖的物质，添加量为在饮料中含有0.004重量％该物质，从而调制了本发明的一种酸性饮料(pH4.0)。
所得的饮料口味良好。
(2)含果汁饮料的调制
以与实施例1(1)同样的方式，按照热填充法，使用温州蜜桔汁、果糖、调味剂、酸味剂和维生素C为原料，调制30重量/体积％含有温州蜜桔汁的饮料。当混合上述组分时，向饮料中加入葡萄籽水提取物(“Gravinol”，Kikkoman Corp.制产品)作为有效抑制嗜酸菌增殖的物质，添加量为在饮料中含有0.005重量％该物质，从而调制了本发明的一种酸性饮料(pH4.0)。
所得的饮料口味良好。
(3)含果汁的软饮料的调制
以与实施例1(1)同样的方式，按照热填充法，使用葡萄汁、高果糖玉米糖浆和柠檬酸钠为原料，调制20重量/体积％含葡萄汁的软饮料。当混合上述组分时，向饮料中加入葡萄籽水提取物(“Gravinol”，Kikkoman Corp.制产品)作为有效抑制嗜酸菌增殖的物质，添加量为在饮料中含有0.006重量％该物质，从而调制了本发明的一种酸性饮料(pH4.0)。
所得的饮料口味良好。
(4)发酵乳的调制
以乳、砂糖、高果糖玉米糖浆、桃子果肉、乳制品、凝胶化剂(果胶)和调味剂为原料，将这些物质溶解混合，然后在其中接种乳酸菌，调制了发酵乳。当混合上述组分时，向发酵乳中加入葡萄籽水提取物(“Gravinol”，Kikkoman Corp.制产品)作为有效抑制嗜酸菌增殖的物质，添加量为在饮料中含有0.007重量％该物质，从而调制了本发明的一种酸性饮料(pH4.0)。
所得的饮料口味良好。
(5)凝胶状饮料的调制
按照热填充法，使用砂糖、高果糖玉米糖浆、苹果汁、乳酸钙、增稠性多糖类、酸味剂和调味剂为原料，调制凝胶状饮料。当混合上述组分时，向饮料中加入葡萄籽水提取物(“Gravinol”，Kikkoman Corp.制产品)作为有效抑制嗜酸菌增殖的物质，添加量为在饮料中含有0.0037重量％该物质，从而调制了本发明的一种酸性饮料(pH4.0)。

Claims (3)

1.一种制造抑菌酸性饮料的方法，包括在酸性饮料中调配0.00036-0.0073重量％的有效抑制能够在酸性饮料中增殖的属于脂环酸芽孢杆菌属的耐热性嗜酸菌增殖的物质，该物质为选自葡萄籽水提取物和葡萄榨汁残渣的水提取物的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制造酸性饮料的方法，其中酸性饮料具有小于4.6的pH值，且选自果汁饮料、乳性饮料、蔬菜汁、凝胶状饮料、调味的水和运动饮料。
3.通过权利要求1所述的方法获得的酸性饮料，其中耐热性嗜酸菌的增殖被抑制。
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