DE69227320T2

DE69227320T2 - Lagerstabile getränkskonzentrate mit kalziumzusatz

Info

Publication number: DE69227320T2
Application number: DE69227320T
Authority: DE
Inventors: Alice Lyles Cincinnati Oh 45240 Burkes; Jeffrey Lee Cincinnati Oh 45208 Butterbaugh; George Michael Cincinnati Oh 45242 Fieler; William Jeffrey Cincinnati Oh 45241 Gore; Maria Elena Cincinnati Oh 45215 Zuniga
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: US5422128A; DE69227320D1; HK1012872A1; AU3240193A; WO1993012672A1; CA2123604A1; EP0622992B1; CN1056967C; TW230188B; MX9207553A; CN1077610A; CA2123604C; EP0622992A1

Description

Technisches Gebiet

Die Patentanmeldung betrifft lagerstabile Getränkekonzentrate zur Herstellung von Getränken und Lebensmittelzusammensetzungen, welche nährstoffmäßig mit signifikanten Spiegeln von Calcium supplementiert sind. Diese Patentanmeldung betrifft insbesondere mehr als fünffache Getränkekonzentrate, die eine hervorragende Stabilität bei hohen Temperaturen vorsehen. Diese Anmeldung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser Konzentrate.

Hintergrund der Erfindung

Calcium-Insuffizienz in der Nahrung kann eine beitragende Ursache für Osteoporose in manchen Populationen sein. Zum Beispiel ist eine positive Korrelation zwischen Calciumaufnahme und Knochenmasse über viele Altersgruppen hinweg festgestellt worden. Es ist vorgeschlagen worden, daß der Spiegel der Calciumaufnahme in frühen Lebensabschnitten direkt die bei Reife des Skelettes erzielte Spitzen-Knochenmasse beeinflußt.
Calcium kann aus einer Vielzahl von Nahrungsquellen erhalten werden. Die Hauptquellen von Calcium sind Molkereiprodukte, insbesondere Milch. Allerdings wird von der allgemeinen Population zu Beginn des jungen Erwachsenseins und fortgesetzt im späteren Leben Milch typischerweise nicht in ausreichenden Mengen konsumiert, um die benötigten Spiegel von Calcium zu erhalten. Dies kann durch Lactoseintoleranz als auch durch die Unattraktivität von Milch als Getränk für "soziale Anlässe" verursacht sein.
Um eine größere Aufnahme von Calcium über das gesamte Leben hin zu erzielen, werden ansprechendere Alternativen zu Milch benötigt. Solche Getränke müssen in ausreichenden Mengen konsumiert werden, um nährstoffmäßig vorteilhafte Mengen von Calcium zur Verfügung zu stellen. Deshalb sind Nicht-Molkereiprodukt-Getränke, die einen Milch- Spiegel von Calcium, 0,12 Gew.-%, umfassen, erwünscht. Zu diesem Zweck sind Softdrinks und Fruchtsaft-Produkte entwickelt worden, welche mit Calcium angereichert sind.
Um Fracht- und Verpackungskosten zu sparen, werden konzentrierte Getränke bevorzugt. Diese Getränke werden zum Zeitpunkt des Verbrauchs verdünnt. Mehr als fünffache Konzentrate werden aus ökonomischen Gründen stark bevorzugt. Bei stärkerer Konzentration dieser Getränke nimmt allerdings der Wassergehalt ab, weswegen es schwieriger wird, Calcium und Zucker zu solubilisieren.
Das Britische Patent 2 207 335, Buisson et al., veröffentlicht am 1. Februar 1989, offenbart dreifache bis fünffache Getränkekonzentrate, welche solubilisiertes Calcium; eine eßbare Säure-Komponente, umfassend Citronen-, Äpfel-, Fumar-, Adipin-, Glucon-, Wein- und Milchsäuren; Chlorid und eine Geschmackskomponente, die nicht mehr als 20% Fruchtsaft auf einfachstarker Basis enthält, umfaßt.
Das US-Patent 4 722 847, Heckert, erteilt am 2. Februar 1988, offenbart dreifache bis fünffache Calcium-supplementierte Fruchtsaftkonzentrate, welche im wesentlichen frei von zugesetztem Protein sind. Die Konzentrate umfassen solubilisiertes Calcium, eine Säurekomponente, die eine Mischung von Citronen- und Äpfelsäure in spezifischen Verhältnissen umfaßt, mindestens 45% Fruchtsaft, einen Zuckergehalt von etwa 6º bis 75º Brix und nicht mehr als etwa 0,7% Chloridion.
Die EP-A-0 244 903 beschreibt Fruchtsaftgetränke und Saftkonzentrate, umfassend 0,15-1,30 Gew.-% solubilisiertes Calcium, 1, 2 bis 20 Gew.-% einer Säurekomponente, welche eine Mischung von Citronensäure und Äpfelsäure bei einem Gewichtsverhältnis von 5 : 95 bis 90 : 10 umfaßt, mindestens 45 Gew.-% Fruchtsaft und einen Zuckergehalt von 6 bis 75º Brix.
Die EP-A-0 227 174 offenbart Getränke und Getränkekonzentrate, umfassend wenigstens spezifische Mengen an Calcium, Säuren, die aus Mischungen von Citronensäure, Äpfelsäure und Phosphorsäure gewählt sind, und eine Geschmackskomponente, enthaltend nicht mehr als 40% Fruchtsaft auf einer Einfachstark-Basis.
In der EP-A-0 301 653 werden Getränke und Getränkekonzentrate beschrieben, welche definierte Mengen von solubilisiertem Calcium, eine eßbare Säurekomponente, Sulfat, Chlorid, eine Geschmackskomponente und einen Süßmacher enthalten.
Bei der Entwicklung von Alternativen, welche einen Milch-Spiegel an Calcium umfassen, sind mehrere Bedenken zu Tage getreten, von denen das erste die Stabilität ist. Wegen des Gehaltes von Calciumsalzen in den Getränkekonzentraten, die notwendig sind, um einen Milch-Spiegel von Calcium zu erzielen, ist die Ausfällung von unlöslichen Calciumsalzen, insbesondere bei hohen Temperaturen, ein Problem. Stabilität bei hohen Temperaturen, welche größer als 90ºF (32ºC) sind, ist besonders wichtig für die Aufbewahrung in nicht mit Air- Condition ausgestatteten Warenhäusern, insbesondere in tropischen Umgebungen, und für die Aufbewahrung in der Nähe von Wärmequellen, wie denjenigen, welche in handelsüblichen Küchen vorgefunden werden.
Eine andere Erwägung ist die Entwicklung eines Calcium-supplementierten Getränkes, welches einen wünschenswerten Geschmacks- und Mundempfindungs-Qualitäten aufweist. Das Einschließen von hohen Anteilen von Calcium vermittelt signifikante "kalkige" und/oder "beißende/brennende" Mund-Gefühlsempfindungen. Darüber hinaus vermittelt der Einschluß von Chlorid dem Geschmack eine bittere Note. Zusätzlich zum Vorsehen eines Verbraucherannehmbaren Geschmackes muß das Getränk für den Verbraucher visuell ansprechend sein. Der Einschluß von signifikanten Spiegeln an Calcium erzeugt oft ein getrübtes undurchsichtiges Getränk. Alle diese Bedenken werden durch den niedrigen Gehalt von solubilisierendem Wasser in mehr als fünffachen Getränkekonzentraten weiter erschwert.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, mehr als fünffache (5X) Getränkekonzentrate bereitzustellen, welche nährstoffmäßig mit Cacium supplementiert sind, bei hohen Temperaturen stabil sind und eine vom Verbraucher annehmbare Geschmacks- und Mundempfindung als auch ein lösliches System aufweisen, d. h. frei von Calcium- oder Zucker- Feststoffen sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein lagerstabiles, mehr als fünffaches Getränkekonzentrat, das geeignet ist, Einfachstarkgetränke mit einer Calciumkonzentration von mindestens 0,04 Gew.-% zu erzielen, umfassend:
(a) 0,2 bis 1,20 Gew.-%, vorzugsweise 0,4 bis 1 Gew.-% solubilisiertes Calcium, vorzugsweise stammend aus der Calciumcarbonat, Calciumhydroxid, Calciumchlorid, Calciumitrat, Calciumsulfat und Mischungen hiervon umfassenden Gruppe;
(b) 0,7 bis 8,25 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 6 Gew.-% einer Säurekomponente, umfassend eine Mischung aus Citronensäure und Äpfelsäure, wobei die Mischung ein Gewichtsverhältnis von Citronensäure zu Äpfelsäure von 5 : 95 bis 50 : 50, vorzugsweise von 20 : 80 bis 26 : 74 aufweist;
(c) 0,1 5 bis 1,2 Gew.-% eines sauren Anions, gewählt aus der Chloridanion, Nitratanion, Sulfatanion und Mischungen hiervon umfassenden Gruppe;
(d) 0,001 bis 30 Gew.-% einer Geschmackskomponente;
(e) 35 bis 75 Gew.-% Zucker, vorzugsweise gewählt aus der Fructose, Glucose, Saccharose, Maltose und Mischungen hiervon umfassenden Gruppe, wobei am meisten bevorzugt der Zucker Fructose ist; und
(f) 20 bis 60 Gew. -% Wasser;
wobei das Gewichtsverhältnis der Säurekomponente zu dem solubilisierten Calcium 3,5 bis 6,5, vorzugsweise 4 bis 6, beträgt und das Getränkekonzentrat einen pH von weniger als oder gleich 4, 5, vorzugsweise weniger als oder gleich 3,5 und am meisten bevorzugt weniger als oder gleich 3, 3 aufweist.
Diese Getränkekonzentrate sind bei Temperaturen von mehr als 90ºF (32ºC) mindestens 30 Tage lang stabil. Ein zusätzlicher Vorteil ist ihre Stabilität während mindestens 120 Tagen bei Temperaturen von 70ºF (21ºC) bis 90ºF (32ºC).
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner mehr als fünffache Frucht- und botanische bzw. Pflanzen-Saftkonzentrate zur Herstellung von Getränken, welche nährstoffmäßig mit signifikanten Anteilen von Calcium supplementiert sind. Die Geschmackskomponente für Frucht- und Pflanzen-Saftkonzentrate reicht von 1 Gew.-% bis 70 Gew.-% eines Einfachstarksaftes, gewählt aus der Gruppe, welche aus Fruchtsäften, botanischen Säften und Mischungen davon besteht. Anstelle von Einfachstarksäften können Fruchtsaftkonzentrate im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 25 Gew.-% der Getränkekonzentrate verwendet werden.
Die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung liefern signifikante Spiegel von nährstoffmäßig nutzbringendem Calcium. Darüber hinaus besitzen sie eine signifikante Stabilität vor Calciumsalzausfällung bei hohen Temperaturen, während sie eine Verbraucherannehmbare Geschmacks- und Mundempfindung vorsehen. Die am stärksten bevorzugten Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung sehen eine Stabilität vor Calciumsalzausfällung bei 120ºF (49ºC) während mindestens 7 Tagen, eine vom Verbraucher annehmbare Geschmacks- und Mundempfindung und ein lösliches System, d. h. frei von Calcium- oder Zuckerfeststoffen, vor.
Die am stärksten bevorzugten Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung sind mehr als etwa 5,5fach und umfassen:
(a) etwa 0,5 Gew.-% bis 0,75 Gew.-% solubilisiertes Cacium;
(b) 3,0 bis 4,0 Gew.-% einer Säurekomponente, umfassend eine Mischung von Citronensäure und Äpfelsäure, wobei die Mischung ein Gewichtsverhältnis von Citronensäure zu Äpfelsäure von etwa 26 : 74 aufweist;
(c) 0,15 Gew.-% bis 0,3 Gew.-% Chloridion;
(d) eine wirksame Menge einer Geschmackskomponente;
(e) 45 Gew.-% bis 70 Gew.-% Zucker (auf Basis des Trockengewichts), gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Maissirup mit hohem Fructoseanteil, wobei die Feststoffe zu mindestens 50% Fructose sind, flüssiger Fructose und Mischungen hiervon;
(f) 30 Gew.-% bis 55 Gew.-% Wasser;
wobei das Gewichtsverhältnis der Säurekomponente zu dem solubilisierten Calcium 4 bis 6 beträgt und das Getränkekonzentrat einen pH-Wert von weniger als oder gleich 3,5 aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser mehr als fünffachen, Calcium-supplementierten Getränkekonzentrate.
Alle Verhältnisse, Proportionen und Prozentsätze hierin beziehen sich auf Gewicht, es sei denn es ist anderweitig angegeben.

Definitionen:

"Getränkekonzentrat", wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Getränkeprodukt, welches bei Verdünnung mit der passenden Wassermenge trinkbare Getränke bildet. Getränkekonzentrate werden typischerweise formuliert, um trinkbare Getränke bei Verdünnung mit 3 bis 9 Gewichtsteilen Wasser oder 4 bis 9 Volumenteilen Wasser bereitzustellen.
"Getränke-Vormischungs-Konzentrat", wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Getränke-vormischung, zu welcher Zucker zusammen mit wahlweisen Bestandteilen, wie Konservierungsstoffen (normalerweise von Abfüllern/Herstellern) mit der passenden Menge Wasser zugegeben werden, um Getränkesirups oder trinkbare Einfachstarkgetränke zu bilden. Getränke-Vormischungs-Konzentrate innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung werden typischerweise zubereitet, um trinkbare Getränke bereitzustellen, wenn sie mit etwa 10 % bis etwa 14% Hersteller/Abfüller-Bestandteilen vereinigt und dann mit etwa 75% bis etwa 85% Wasser oder etwa 5 bis etwa 7 Volumenteilen Wasser verdünnt werden.
"Hersteller/Abfüller-Bestandteile" bezieht sich auf Zucker, typischerweise Saccharose oder Fructose, und wahlfreie Bestandteile, wie Stabilisiermittel; typischerweise Faser- und Trübungsmittel, und Vitamine, wie Ascorbinsäure, Vitamin C, Vitamin E und pro A.
"Sirupe", wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Getränkeprodukt, welches bei Verdünnung mit der geeigneten Menge an Wasser ein trinkbares Getränk bildet. Sirupe, wie hierin beschrieben, werden vom Hersteller/Abfüller bei im allgemeinen etwa 6X (sechsfacher), noch allgemeiner 4X bis 8X, Stärke hergestellt, so daß der Sirup mit 5 Volumenteilen Wasser verdünnt wird, um ein Einfachstarkgetränk zu bilden. Man ist großteils mit diesem Sirup im Zusammenhang mit einer Abgabevorrichtung vertraut, welche ein Aliquot von Sirupen und Wasser abgibt, wie in einem "Convenience-Store" bzw. Lebensmittel-Geschäft.
"Getränk" oder "Einfachstarkgetränk", wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Getränkezusammensetzung in einer servierfertigen trinkbaren Form. Getränke der vorliegenden Erfindung umfassen typischerweise etwa 80% Wasser. Innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung betrachtete Getränke schließen sowohl mit Kohlensäure angereicherte als auch nicht-perlende (noncreative) Formen ein.
"Fünffache" oder "5X", wie hierin verwendet, ist als ein Konzentrat definiert, wobei ein Volumenteil mit 4 Volumenteilen Wasser verdünnt wird, um ein Einfachstarkgetränk zu erzielen. Dies erfordert eine auf der relativen Dichte basierende Berechnung, um, bezogen auf das Gewicht, in die Verdünnung umzuwandeln. In ähnlicher Weise ist "zehnfach" oder "10X", wie hierin verwendet, als ein Konzentrat definiert, wobei ein Volumenteil Konzentrat mit neun Volumenteilen Wasser verdünnt wird, um ein Einfachstarkgetränk zu erzielen.
"Wasser", wie hierin verwendet, schließt Wasser aus Geschmacksstoffen, Saftkonzentraten, Zuckersirups und anderen Quellen, z. B. Gum- bzw. Gummilösungen, ein. Das Hydratationswasser von Calcium und anderen Feststoffen muß eingeschlossen werden.
"Feststoffe", wie hierin verwendet, sind hauptsächlich die gelösten Zucker, Salze und Geschmacksmaterialien. Gummis werden ebenfalls eingeschlossen. Typischerweise werden die Feststoffe durch den Brechungsindex gemessen und werden als ºBrix bezeichnet. Die Brix- Angabe approximiert den Zuckergehalt des Konzentrats.
"Zucker", wie hierin verwendet, bezeichnet einen Kohlenhydrat-Süßstoff Vorzugsweise handelt es sich bei diesen um Mono- und Disaccharide. Der Zucker schließt sowohl flüssige Sirups als auch kristalline oder feste Zucker ein. Zucker werden auf einer Trockengewichtsbasis ausgedrückt, das heißt ein Fructosesirup mit 77% Feststoffen, von denen 55% Fructose sein können (er kann eine geringfügige Menge an Glucose aufweisen), und 23% Wasser. Einhundert Gramm dieses Sirups würden siebenundsiebzig Gramm Feststoffe und dreiundzwanzig Gramm Wasser vorsehen.
"Umfassend", wie hierin verwendet, bedeutet, daß verschiedene Komponenten miteinander gemeinsam in den Getränkekonzentraten und Lebensmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Folglich sind die Begriffe "im wesentlichen bestehend aus" und "bestehend aus" in dem Begriff umfassend beinhaltet.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Calcium

Die Schlüsselnährstoffkomponente der Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung ist Calcium. Geeignete Quellen von Calcium schließen Calciumcarbonat, Calciumoxid, Calciumhydroxid, Calciumsufat, Calciumchlorid, Calciumphosphat, Calciumhydrogenphosphat und Calciumdihydrogenphosphat ein, als auch die jeweiligen organischen Salze von Calcium, z. B. Calciumcitrat, Calciummalat, Calciumtartrat oder Calciumlactat. Mischungen von Calciumcarbonat und Calciumhydroxid, welche gegebenenfalls und bevorzugt Calciumchlorid, Calciumsulfat und Calciumnitrat einschließen, sind besonders bevorzugte Calciumquellen. Am meisten bevorzugt sind Calciumcarbonat und Calciumhydroxid, da diese Salze durch die organische Säure neutralisiert werden, wodurch Wasser und Kohlendioxid, im Falle des Carbonats, gebildet werden. Diese Neutralisationsprodukte beeinflussen den Geschmack oder die Azidität des Getränkes nicht. Um in der vorliegenden Erfindung nützlich zu sein, muß das Calcium "solubilisiert", d. h. gelöst oder suspendiert, in dem Getränk oder Getränkekonzentrat vorliegen. Folglich wird auf die in den Getränkekonzentraten der vorliegenden Erfindung eingeschlossene Menge an Calcium begrifflich als "solubilisiertes Calcium", d. h. die Menge von gelöstem oder suspendierten Calciumion, Bezug genommen werden.
Für die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung stammt solubilisiertes Calcium vorzugsweise aus Calciumcarbonat, Calciumhydroxid, Calciumchlorid, Calciumsulfat, Calciumnitrat und Mischungen hiervon.
Für einfachstarke oder die trinkbaren Getränke, welche aus den Konzentraten der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, ist Calcium bei einer Menge von mindestens 0,04 Gew.-% vorhanden. Dieser Minimalanteil von Cacium (etwa 1/3 bis eine Hälfte des Milch-Gehaltes) stellt eine signifikante Nährstoff Supplementierung aus dem Getränk zur Verfügung. Vorzugsweise beträgt der Maximalspiegel von Calcium auf Einfachstarkbasis bis zu 0,26 Gew.-% für Frucht- und Pflanzensaftgetränke und typischerweise bis zu 0,15% für andere Getränke. Wenn der Spiegel von Calcium in Einfachstark-Fruchtsaftgetränken stark über 0,26 Gew.-% (über 0,15 Gew.-% für andere Getränke) erhöht wird, wird es viel schwieriger, zufriedenstellende Geschmacks- und Stabilitätseigenschaften zu erzielen. Vorzugsweise beläuft sich der Spiegel von Calcium in Frucht- und Pflanzensaftgetränken auf 0,10 bis 0,20 Gew.-%, was den Milch-Gehalt, d. h. 0,12 Gew.-%, einschließt, und auf 0,055 bis 0, 09 Gew.-% für andere Einfachstarkgetränke.
Die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung umfassen 0,2% bis 1,20% solubilisiertes Calcium. Bevorzugt umfassen die Getränkekonzentrate 0,4% bis 1,0%, weiter bevorzugt 0,5% bis 0,75% solubilisiertes Calcium.

Säurekomponente

Eine Schlüsselkomponente für Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung vom Standpunkt der Stabilität gegen Ausfällung unlöslicher Calciumsalze, der Geschmacks- und Mundempfindungs-Qualität und eines wünschenswerten Anfangs der Bitterkeit ist die eßbare Säurekomponente, welche aus zugefügten Säuren, Einfachstarksäften oder Konzentratsäften verfügbar ist. Diese Säurekomponente umfaßt eine Mischung von Citronensäure und Äpfelsäure. Die Mischung von Citronensäure und Äpfelsäure der vorliegenden Erfindung besitzt ein Gewichtsverhältnis von Citronensäure zu Äpfelsäure von 5 : 95 bis 50 : 50. Das bevorzugte Gewichtsverhältnis für Citronensäure zu Äpfelsäure beträgt 20 : 80 bis 26 : 74. Das am stärksten bevorzugte Gewichtsverhältnis für Citronensäure zu Äpfelsäure beträgt 26 : 74. Diese Säuren können entweder als Säuren oder als ihre jeweiligen anionischen Salze, d. h. Citrat und Malat, vorhanden sein.
Es ist wichtig für diese Erfindung, daß das Calcium von den Citronen- und Äpfelsäuren vollständig neutralisiert wird und daß die Säure im Überschuß vorliegt. Jedes Mol Calcium hat eine Ladung von plus 2. Jede Citronensäure hat 3 Carboxylgruppen, welche von dem Calcium neutralisiert werden, und jede Äpfelsäure hat 2 Carboxylgruppen. Somit neutralisiert jedes Mol Calciumion eine Äpfelsäure oder zwei Drittel eines Mols von Citronensäure. Das hierin beschriebene Produkt muß einen Überschuß von Citronen- und Äpfelsäuren aufweisen. Vorzugsweise liegen 50% mehr Citrat- und Malat-Anionen als Calcium vor. Im allgemeinen ist festgestellt worden, daß ein Gewichtsverhältnis von Säuren zu Calcium von 3,5 bis 6,5, vorzugsweise von 4 bis 6, dieses Ergebnis bewirkt.
Eine andere Weise, dies numerisch auszudrücken, ist die folgende Gleichung: 2x < 3y + 22, worin x = Mole von Calcium, y = Mole von Citronensäure und z = Mole von Äpfelsäure.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung hängt der Anteil der Säurekomponente (hier nachfolgend Gesamtsäuren) von der beteiligten Getränkezusammensetzung, dem eingeschlossenen Spiegel an Calcium (wie früher erörtert), als auch den erwünschten Mundempfindungs-, Geschmacks- und Stabilitätseigenschaften ab.
Für die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung kann der Anteil von Gesamtsäuren von 0,7 bis 8,25% und vorzugsweise von 1% bis 6% reichen. Der am stärksten bevorzugte Anteil von Gesamtsäuren beträgt 3% bis 4%.

Saure Anion-Komponente: Chlorid, Nitrat und Sulfat

Eine wichtige Komponente für die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung ist der Spiegel von vorhandenen sauren Anionen, spezifisch Chloridion, Nitration und Sulfation. Die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung können 0,15% bis 1, 2% Chlorid-Anion, Nitrat-Anion, Sulfat-Anion und Mischungen davon umfassen. Vorzugsweise liegt der Spiegel von Chloridanion, Nitratanion, Sulfatanion und Mischungen hiervon im Bereich von 0,15% bis 1,0%. Weiter bevorzugt beträgt der Spiegel von 0,2% bis 0,5%. Diese Bereiche basieren auf dem Gewicht des Anions und nicht dem des Salzes. Das heißt, das Gewicht des Kations wird ignoriert.
Die Chlorid-, Nitrat- und Sulfatanionen werden vorzugsweise aus ihren korrespondierenden Säureformen erhalten, d. h. Chlorwasserstoffsäure und Salpetersäure, oder aus ihren entsprechenden Calciumsalzen, wie Calciumnitrat, Calciumsulfat oder Calciumchlorid.
Getrennt davon können Calciumsalze, die in sauren Medien löslich sind und welche starke Säuren (pKa < 3,1) in Lösung bilden, in Kombination mit Chlorwasserstoffsäure oder Salpetersäure verwendet werden. Diese Calciumsalze schließen dreiwertiges Calciumphosphat, Calciumpyrophosphat und Calciumtartrat ein und können 1% bis 25% des solubilisierten Calciums (d. h. bei Anteilen von 0,002 Gew.-% bis 0,24 Gew.-% Calcium) bereitstellen. Die freien Säure-Formen dieser Salze, d. h. Ortho-Phosphor-, Pyrophosphor- oder Weinsäuren können ebenfalls in Kombination mit Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure, Calciumchlorid oder Calciumnitrat verwendet werden, um den pH-Wert des Konzentrates zu senken und zu ermöglichen, daß mehr Calcium gelöst wird (0,2% bis 1,20%). Andere Kationen, wie Natrium, Kalium, Magnesium und Zink, können hierin verwendet werden.
Es sollte bemerkt werden, daß festgestellt wurde, daß Chlorid-Anion für Verarbeitungsgerätschaften aus nichtrostendem Stahl korrosiv ist. Aus diesem Grunde werden Mischungen von Chloridanion mit anderen geeigneten Anionen, wie Nitrat und Sulfat, bevorzugt. Aufgrund der schlechten Löslichkeit von Sulfat, werden Mischungen von Sulfatanionen mit anderen geeigneten Anionen erfordert.
Das Chloridanion wird vorzugsweise aus Calciumchlorid abgeleitet, welches 1% bis 25 % solubilisiertes Calcium bereitstellen kann. Weiter bevorzugt stellt Calciumchlorid 10% bis 20% solubilisiertes Calcium zur Verfügung. Calciumchlorid, Calciumnitrat und Calciumsulfat kombiniert können 1% bis 25% des solubilisierten Calciums für Konzentrate bereitstellen. Vorzugsweise stellen Calciumchlorid, Calciumnitrat und Calciumsulfat kombiniert 10% bis 20 % des solubilisierten Calciums, das in Konzentraten vorhanden ist, bereit. Vorzugsweise stammt das restliche Calcium, im Bereich von 80% bis 90%, von Calciumcarbonat oder Calciumhydroxid. Diese Quellen haben den Vorteil, daß sie von den Säuren neutralisiert werden, und steuern daher keinen Anionen-Nebengeschmack bei.
Die Verwendung von Chlorid-, Nitrat- und Sulfatanionen in den Getränkekonzentraten der vorliegenden Erfindung trägt zu der Stabilität bei hohen Temperaturen, wenn hohe Spiegel an solubilisierten Calcium, d. h. der Milchspiegel, verwendet werden, bei. Dies ist insbesondere wahr, wenn sie in Kombinationen mit einem Maissirup mit hohem Fructoseanteil verwendet werden.
Es ist ebenfalls festgestellt worden, daß mehr als 5fache Getränkekonzentrate vor Calciumausfällung wenigstens etwa dreißig (30) Tage lang bei Temperaturen von mehr als 90ºF (32ºC) stabil sind, während eine vom Verbraucher annehmbare Geschmacks- und Mundempfindung bereitgestellt wird, wenn Fructose der Süßstoff ist. Vorzugsweise wird flüssige Fructose verwendet.
Der Anteil von Fructose liegt bevorzugt im Bereich von 45% bis 75%, weiter bevorzugt 50% bis 65%. Die Fructosequelle liegt weiter bevorzugt in Form von Fructosesirup, flüssiger Fructose, Trockenfructose, Maissirup mit hohem Fructoseanteil, umfassend mindestens 50% Fructose-Feststoffe, vorzugsweise etwa 55% Fructosefeststoffe, vor. Die am stärksten bevorzugte Fructosequelle ist flüssige Fructose, welche von A. E. Staley Manufacturing, Decatur, Ill., erhältlich ist. Obwohl diese Getränkekonzentrate eine gute Stabilität bei mehr als 90ºF (32ºC) gewähren, ist ohne die Verwendung der Säure-Anionen, z. B. Chlorid, der Spiegel an solubilisiertem Calcium vermindert und es kann typischerweise nur die Hälfte des Milchspiegel-Calciums erzielt werden.

Geschmackskomponente

Die zur Vermittlung von Geschmacksmerkmalen an die Getränkekonzentrate effektive jeweilige Menge der Geschmackskomponente kann von dem/den gewählten Geschmack/ Geschmäcken, dem gewünschten Geschmackseindruck und der Form der Geschmackskomponente abhängen. Die Geschmackskomponente der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise aus der Gruppe gewählt, welche aus Fruchtgeschmäcken, botanischen Geschmäcken, Fruchtsäften, botanischen Säften und Mischungen hiervon besteht. Die Geschmackskomponente macht gewöhnlich 0,001% bis 30% der Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung aus. Wenn Einfachstarkfruchtsaft der Geschmacksstoff ist, beläuft sich der Geschmacksstoff auf 1 % bis 30%, vorzugsweise 5% bis 30%, des Getränkekonzentrates. Das Wasser in dem Einfachstarkfruchtsaft muß in das Wasser des Getränkekonzentrates eingeschlossen werden. Säfte stellen auch Zucker zur Verfügung (etwa 10% für Einfachstarksäfte bis etwa 75% für Fruchtkonzentrate). Diese Zucker müssen im Zuckerspiegel berücksichtigt werden. Die als der Geschmacksstoff verwendete Menge an Saft hängt von dessen Konzentration ab und wird vom Fachmann ohne weiteres bestimmt.
Der Begriff "Fruchtgeschmäcke" betrifft diejenigen Geschmäcke, welche aus dem eßbaren reproduktiven Teil einer Samenpflanze abgeleitet sind, insbesondere einer solchen, welche ein mit dem Samen assoziiertes süßes Fruchtmark aufweist. Ebenfalls innerhalb des Begriffs "Fruchtgeschmack" eingeschlossen sind synthetisch hergestellte Geschmacksstoffe, welche angefertigt sind, um aus natürlichen Quellen abgeleitete Fruchtgeschmäcke zu simulieren. Besonders bevorzugte Fruchtgeschmäcke sind die Citrus-Geschmäcke, einschließlich Orangengeschmacksrichtungen, Citronengeschmäcken, Limonengeschmäcken und Grapefruitgeschmäcken. Neben Citrusfruchtgeschmacksrichtungen kann eine Vielzahl von anderen Fruchtgeschmäcken verwendet werden, wie Äpfelgeschmäcke, Weintraubengeschmäcke, Kirschgeschmäcke und Ananasgeschmäcke. Diese Fruchtgeschmacksrichtungen können aus natürlichen Quellen, wie Fruchtsäften und Geschmacksölen, abgeleitet oder ansonsten synthetisch hergestellt werden.
Der Begriff "botanische Geschmacksrichtung(en)" bezieht sich auf Geschmäcke, welche aus von der Frucht verschiedenen Teilen einer Pflanze abgeleitet sind; d. h. aus Bohne, Nüssen, Borke, Wurzeln und Blättern abgeleitet sind. Ebenfalls innerhalb des Begriffs "botanischer Geschmack" eingeschlossen sind synthetisch hergestellte Geschmäcke, welche angefertigt sind, um botanische Geschmäcke, welche aus natürlichen Quellen abgeleitet sind, zu simulieren. Beispiele derartiger Geschmacksrichtungen beinhalten Kakao, Schokolade, Vanille, Kaffee, Cola, Tee und dergleichen. Botanische Geschmäcke können aus natürlichen Quellen, wie essentiellen Ölen und Extrakten, abgeleitet sein oder können synthetisch hergestellt werden.
Der Begriff "Fruchtsaft/Fruchtsäfte" bezieht sich auf Citrussäfte, Nicht-Citrussäfte, wie Äpfelsaft, Traubensaft, Birnensaft, Nektarinensaft, Johannisbeersaft, Himbeersaft, Stachelbeersaft, Brombeersaft, Blaubeersaft, Erdbeersaft, Zimt, Apfelsaft, Kakaosaft, GranatÄpfelsaft, Guavasaft, Kiwisaft, Mangosaft, Papayasaft, Wassermelonensaft, Cantaloupe-Salt, Kirschsaft, Preiselbeersaft, Ananassaft, Pfirsichsaft, Aprikosensaft, Pflaumensaft, Backpflaumen- bzw. Zwetschgensaft, Passionsfruchtsaft, Tamarindosaft, Bananensaft und Mischungen dieser Säfte. Bevorzugte Fruchtsäfte sind die Citrussäfte. Der Begriff "Citrussäfte" bezieht sich auf Fruchtsäfte, die unter Orangensaft, Citronensaft, Limonensaft, Grapefruitsaft, Mandarinensaft und Mischungen davon gewählt werden. Die am stärksten bevorzugten Fruchtsäfte zur Verwendung sind Äpfelsaft, Birnensaft, Traubensaft, Passionsfruchtsaft, Pfirsichsaft, Aprikosensaft, Papayasaft und Mischungen davon.
Zusätzlich zu Fruchtsäften kann jedweder botanische Saft als gesamte oder als Teil der Geschmackskomponente der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der Begriff "botanische(r) Säfte/Saft" bezieht sich auf Säfte, welche aus von der Frucht verschiedenen Teilen einer Pflanze abgeleitet sind, z. B. aus Stämmen, Bohnen, Nüssen, Borke, Wurzeln und Blättern abgeleitet sind. Für die Herstellung der Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung besonders geeignete botanische Säfte schließen Tomatensaft, Salatsaft, Selleriesaft, Spinatsaft, Kohlsaft, Wasserkressesaft, Löwenzahnsaft, Rhabarbersaft, Karottensaft, Runkelrübensaft und Gurkensaft ein.
Für die Verwendung in der Geschmackskomponente der vorliegenden Erfindung werden die Frucht- und botanischen Säfte typischerweise und vorzugsweise durch herkömmliche Methoden konzentriert. Fruchtsäfte werden typischerweise von 20ºBrix auf 80ºBrix konzentriert.
Die Säfte können durch Eindampfen konzentriert werden. Herkömmliche Verdampfer bzw. Evaporatoren vom aufsteigenden oder absteigenden Film-Typ, Evaporatoren, welche das aufsteigende und absteigende Film-Merkmal kombinieren, Mehrfachröhren-Evaporatoren, Evaporatoren vom Platten-Typ, Expansions-Fluß-Evaporatoren und Zentrifugations-Verdampfer können verwendet werden und sind bevorzugt.
Andere Mittel zur Konzentrierung von Saft können verwendet werden. Diese würden reverse Osmose, Sublimations-Konzentrierung, Gefriertrocknen oder Gefrierkonzentrierung einschließen. Ökonomisch wird es jedoch bevorzugt, eine Evaporationstechnik zu verwenden.

Zucker

Der Begriff "Zucker" schließt alle Kohlenhydrate oder Zucker ein, zum Beispiel Mono- und Disaccharide, wie Glucose, Saccharose, Maltose und. Fructose, Zuckeralkohole, Dextrine niedrigen Molekulargewichts und verwandte Kohlenhydrate. "Zucker" schließt auch flüssige Fructose, Feststoffe von Maissirup mit hohem Fructoseanteil, Invertzucker, Maltosesirup, Maissirup und Zuckeralkohole, einschließlich Sorbitol und Mischungen hiervon, ein. Künstliche oder hochintensive Süßstoffe werden von dem Begriff Zucker nicht beinhaltet, aber sie können in der Zusammensetzung als ein Mittel zur Verbesserung des Getränke- Geschmackes oder -Aromas vorhanden sein.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Gehalt von Zucker auf einer Trockengewichtsbasis liegt im Bereich von 35% bis 75%, vorzugsweise 40% bis 75%, und am stärksten bevorzugt von 45% bis etwa 70%. Bevorzugte Zucker zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind Fructose, Glucose, Maltose, Saccharose, Invertzucker und Mischungen hiervon. Fructose wird im allgemeinen in der Form von flüssiger Fructose, von Maissirup mit hohem Fructoseanteil, Trockenfructose oder Fructosesirup verwendet. Vorzugsweise umfaßt der Maissirup mit hohem Fructoseanteil (auf Feststoff Basis) mindestens 50% Fructose und weiter bevorzugt mehr als 55 04 Fructose (auf einer Feststottbasis). Bevorzugte Fructosequellen sind Maissirups mit hohem Fructoseanteil, enthaltend 55% Fructose-Feststoffe und flüssige Fructose (99% Fructose-Feststoffe), welche beide von A. E. Staley Manufacturing, Decatur, IL., erhältlich sind.
Typischerweise ist der Zucker für die Verwendung in den vorliegenden Zusammensetzungen ein Monosaccharid oder ein Disaccharid. Diese schließen Saccharose, Fructose, Dextrose, Maltose und Lactose ein, aber andere Kohlenhydrate können verwendet werden, wenn weniger Süße erwünscht ist. Es können ebenfalls Mischungen von Zuckern verwendet werden.
Bevorzugte Zucker zur Verwendung sind Saccharose und Fructose. Es sollte bemerkt werden, daß festgestellt worden ist, daß Zucker, insbesondere Maissirup mit hohem Fructoseanteil, die Absorbierbarkeit/biologische Verfügbarkeit von Calcium aus Getränken, welche aus den Getränkekonzentraten der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, verbessern.
Andere natürliche oder künstliche Süßstoffe können verwendet werden. Künstliche Süßmacher schließen Saccharin, Cyclamate, Acetosulfam, L-Aspartyl-L-phenylalanin-Niederalkylester-Süßmacher (z. B. Aspartam), L-Aspartyl-D-alaninamide, offenbart im U.S.-Patent 4 411 925 an Brennan et aL, erteilt am 23. Oktober 1983, L-Aspartyl-D-serinamide, offenbart im U.S.-Patent 4 399 163 an Brennan et al., erteilt am 16. August 1983, L-Aspartyl-L-1- hydroxymethyl-alkanamid-Süßstoffe, welche im U.S.-Patent 4 338 346 an Brand, erteilt am 21. Dezember 1982, offenbart sind, L-Aspartyl-1-hydroxyethyl-alkanamid-Süßstoffe, offenbart im U.S.-Patent 4 423 029 von Rizzi, erteilt am 27. Dezember 1983, L-Aspartyl-D-phenylglycinester- und Amid-Süßstoffe, offenbart in der Europäische Patentanmeldung 168 112 von J. M. Janusz, veröffentlicht am 15. Januar 1986, ein.
Wegen der Azidität der Getränkekonzentratsysteme der vorliegenden Erfindung und aufgrund von Temperaturen überhalb etwa 90ºF (32ºC) können sich L-Aspartyl-L- phenylalanin-Niederalkylester-Süßmacher, wie Aspartam, zersetzen und sind deshalb für die Verwendung in den vorliegenden Zusammensetzungen nicht bevorzugt.
Die Menge des in den Getränkekonzentraten und Lebensmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung effektiven Süßmachers hängt von dem jeweiligen verwendeten Süßmacher und der erwünschten Süßheitsintensität ab. Für Mischungen aus nichtkalorienhaltigen Süßmachern und Zuckern variiert die Menge von Nicht-Kalorien-Süßmacher in Abhängigkeit von der Süßheitsintensität des jeweiligen Süßmachers (von 0,5% bis 2%). Bei der Bestimmung der Menge (Trockengewichtsbasis) von Zucker wird jedweder in der Geschmackskomponente vorhandene Zucker oder andere Süßmacher, typischerweise aus der Verwendung von Säften, ebenfalls eingeschlossen. Gering-kalorienhaltige Süßmacherkombinationen, welche einen Nicht-Kalorien-Süßmacher, wie Aspartam, und einen Zucker, wie Maissirup-Feststoffe, oder Zuckeralkohole enthalten, können ebenfalls in Getränkemischungen verwendet werden, sie werden jedoch aufgrund von Stabilitätsproblemen der künstlichen Süßmacher bei dem pH-Wert der Konzentrate nicht bevorzugt.

Konzentration

Die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung sind mehr als 5fache Getränkekonzentrate. Typischerweise ist die Konzentration größer als 5,1-fach und vorzugsweise größer als 5,5-fach. Am stärksten bevorzugt ist die Konzentrierung 5,75 oder größer. Im allgemeinen wird die Konzentration von 5,5-fach bis 10-fach reichen.
Bei diesen hohen Konzentrationen wird die vorhandene Wassermenge von 20% bis 60%, vorzugsweise von 25% bis 60%, reichen. Weiter bevorzugt liegt das vorhandene Wasser im Bereich von 30% bis 55% der Getränkekonzentrate.
Wasser schließt das gesamte Wasser im Geschmacksstoff, Zucker und anderen flüssigen Komponenten ein.

pH-Wert

Die Getränkekonzentrate besitzen einen pH von weniger als oder gleich zu 4,5. Vorzugsweise ist der pH-Wert geringer als oder gleich zu 3,5 und weiter bevorzugt geringer als oder gleich zu 3,3. Typischerweise wird der pH-Wert für die Getränkekonzentrate im Bereich von 2,5 bis 4,5 liegen.

Wahlweise Bestandteile

Sowohl die Wassermenge als auch der pH-Wert vermitteln dem Produkt mikrobielle und Pilz- Stabilität aufgrund der niedrigen Wasser-Aktivität. Die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung können jedwede(n) andere(n) Bestandteil oder Bestandteile umfassen, welche typischerweise als wahlfreie Bestandteile verwendet werden. Andere geringfügigere Getränkebestandteile werden häufig eingeschlossen. Solche Bestandteile schließen Konservierungsstoffe, wie Benzoesäure und Salze hiervon, Schwefeldioxid etc., ein. Ebenfalls sind typischerweise Farbstoffe, abgeleitet entweder aus natürlichen Quellen oder synthetisch hergestellt, eingeschlossen; siehe L. F. Green, Developments in Soff Drinks Technology, Band 1 (Applied Science Publishers Ltd., 1978), S. 185-186 (hierin durch den Bezug darauf einbezogen) in Bezug auf Konservierungsstoffe und Farbstoffe, welche in Getränken verwendet werden.
Gummis, Emulgatoren und Öle können eingeschlossen werden, um die Textur und Trübung des Getränkes zu verändern. Typische Bestandteile schließen Guargummi, Xanthan, Alginate, Mono- und Diglyceride, Lecithin, Pektin, Mark, Baumwollsamenöl, Pflanzenöl und Wägeöle ein. Ester und andere Geschmacks- und Essenz-Öle können ebenfalls verwendet werden.

Anwendungen

Die vorliegenden Getränkekonzentrate können, zusätzlich zur Anfertigung von einfachstarken kohlensäurehaltigen und nicht-kohlensäurehaltigen Getränken, als ein Süßmacher und/oder Geschmacksstoff in Lebensmittelzusammensetzungen verwendet werden.
Lebensmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können von 1% bis 99% der Getränkekonzentrate enthalten. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Lebensmittelzusammensetzungen schließen Backwaren, Fruchtdrinks/Mixe, Tiefkühl-Lebensmittel, Süßwaren, kohlensäurehaltige Getränke, Milchgetränke/Mischgetränke, Gelatinen, Puddings, Füllungen, Frühstücks-Getreideprodukte, Frühstücks-Stangen, Saucen, Marmeladen, Gelees, Aufschlagmassen, Tabletten, Sirups, oral verabreichte Arzneimittel, Brotaufstriche, Kaugummis und Schokoladen ein. Die am stärksten bevorzugten Lebensmittelzusammensetzungen sind Konditoreiprodukte bzw. Süßwaren, wie Süßwaren-Riegel und -Gummis.
Die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung können vollständig oder teilweise statt den Zuckern in einer Lebensmittelzusammensetzung substituiert werden. Genau in der Art, wie Anpassungen in Rezepten und Zubereitungen für die unterschiedlichen Eigenschaften von Saccharose und Fructose oder Dextrose vorgenommen werden, müssen Einstellungen für die verschiedenen Eigenschaften dieser Zuckerderivate vorgenommen werden. Diese Änderungen liegen innerhalb der Fähigkeiten eines Fachmanns.
Es folgt eine beispielhafte teilweise Liste von Lebensmittelzusammensetzungen, welche mit diesen Zuckerderivaten hergestellt werden können: Kuchen, Plätzchen, "Brownies", andere süße Snacks, Zuckerguß, Glasuren, Pastetenfüllungen, Puddings, Cremes, harte und weiche Süßigkeiten, Schokoladen, Cracker, Snacks, hergestellt aus Kartoffeln, Mais, Weizen und anderen Getreiden, Saucen, Bratensoßen bzw. Fleischsäfte, Joghurt, Eiscreme, Gelees, Marmeladen, Brötchen, Brotwaren, Brötchen, Muffins, Doughnuts und süße Stangen.

Herstellungsverfahren

Um die Stabilität der Konzentrate zu erzielen, müssen die Materialien in einer bestimmten Reihenfolge zugegeben werden. Die Zucker und Calciumsalze werden solubilisiert und sie kompetieren um das Wasser, um in Lösung zu bleiben. Um eine konzentrierte Lösung herzustellen, welche frei von Feststoffen ist, müssen alle Feststoffe in Wasser gelöst werden, und zwar entweder als eine Vormischung oder während des Zugabeschrittes.
Es werden mehrere Vormischungen oder Lösungen gebildet. Zuerst werden die Zucker in Wasser gelöst. Zur Bequemlichkeit werden flüssige Zucker oder Sirups verwendet. Eine bevorzugte Zuckerquelle ist flüssige Fructose, Invertsinip und Maissirup mit hohem Fructoseanteil. Im allgemeinen weisen diese Sirupe 50% bis 99% Zuckerfeststoffe auf.
Die Citronen- und Äpfelsäuren werden ebenfalls in Wasser gelöst. Die Konservierungsstoffe und wahlfreien Bestandteile, d. h. Verdickungsmittel, Gummis, Alginate, Pectine und Emulgatoren, bilden eine dritte Lösung.
Die Calciumquelle wird als eine Aufschlämmung hergestellt. Calciumchlorid, -nitrat, -sulfat und -phosphate werden zuerst in Wasser gelöst. Das verbleibende Calcium wird dann zugegeben, um eine Aufschlämmung anzufertigen. Vorzugsweise ist dieses verbleibende Calcium Calciumhydroxid, Calciumoxid oder Calciumcarbonat. Das Calciumhydroxid und Calciumcarbonat reagieren mit den organischen Säuren, so daß das Calcium im Verarbeitungsschritt solubilisiert wird. Während man nicht wünscht, durch die Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß ein metastabiler Calciumcitrat-Malat-Komplex gebildet wird, der in dem Konzentrat in Lösung bleibt. Wenn es in der hier beschriebenen Weise verarbeitet wird, ist das Calcium löslicher als die entsprechenden Salze, d. h. Calciumcitrat und Calciummalat.
Die Geschmackskomponente ist ein separater Mix. Wenn die Geschmackskomponente Citronen- oder Äpfelsäuren enthält, wie dies zum Beispiel bei einem Fruchtsaft oder Fruchtsaftkonzentrat der Fall wäre, muß das Verhältnis der Citronen- zur Äpfelsäure angepaßt werden, um dasselbe zu sein, wie in der Citronen- und Äpfelsäure-Vormischung. Zusätzliche Citronen- oder Äpfelsäure wird zugegeben, falls dies zur Erzielung dieses Verhältnisses notwendig ist. Ansonsten kann sich Calciumcitrat oder Calciummalat während des Verarbeitungsschrittes bilden und präzipitieren. Ist es einmal ausgefällt, ist es schwierig in dem begrenzt verfügbaren Wasser erneut aufzulösen.
Die Mischungsreihenfolge ist die folgende:
Die Zucker und die Säurelösung werden unter Rühren gemixt, um eine gleichförmige Mischung herzustellen. Die Zugabeabfolge ist nicht kritisch. Die Säuren können in dem Mixtank mit Wasser gelöst werden und der Zucker kann eingepumpt werden, oder die Zuckerlösung kann in den Tank eingebracht und die Säurelösung eingepumpt werden.
Zu dieser Mischung wird die Calciumaufschlämmung zugesetzt. Die Zugabe wird so gesteuert, daß die Reaktionsmischung nicht zu warm wird. Die Temperatur sollte 120ºF (49ºC) nicht überschreiten. Das Calcium wird durch die Citronen- und Äpfelsäuren während dieser Zugabe neutralisiert. Die Temperatur steigt aufgrund der Neutralisationswärme an. Wenn Calciumcarbonat verwendet wird, erzeugt die Neutralisierung Kohlendioxid, welches eine Schaumbildung verursachen kann. Dies kann duch die Zugabegeschwindigkeit des Calciums reguliert werden.
Danach wird der Geschmack zu der Calcium-, Citronen- und Äpfelsäure-Zucker- Mischung zugesetzt. Jegliche Konservierungsstoffe, Gummis, Emulgatoren, Vitamine, Mineralien, Pflanzenöle, Wägeöle oder andere wahlfreien Bestandteile werden in dieser Stufe zugegeben. Diese Materialien werden als eine Wasserlösung oder als Flüssigkeiten zugegeben.
Das Konzentrat ist aufgrund seiner niedrigen Wasseraktivität lagerstabil. Es kann jedoch mit einer kurzzeitigen Hochtemperaturbehandlung pasteurisiert oder anderweitig sterilisiert werden, wie dies für Produkte dieses Typs herkömmlich geschieht.
In grundlegender Weise ist dies ein Verfahren zur Herstellung eines lagerstabilen, mit Calcium angereicherten Getränkekonzentrates, umfassend:
(1) Herstellen einer Mischung von einer Zuckerlösung und von Citronen- und Äpfelsäure in Wasser;
(2) Zugeben einer Aufschlämmung aus Calciumsalzen in Wasser, wobei irgendeines aus Calciumcitrat, Calciummalat und anorganischem Calciumsalz zuerst in Wasser aufgelöst wird und dann weitere Calciumsalze zur Herstellung der Aufschlämmung zugesetzt werden, wobei die Aufschlämmung unter Bewegen zugegeben und wobei die Temperatur unterhalb von 120ºF (49ºC) gehalten wird,
(3) Zugeben zu der Mischung aus (2) der in Wasser gelösten Geschmacksstoffe, wobei die in dem Geschmacksstoff vorliegende Citronen- und Äpfelsäure im gleichen Verhältnis vorliegt, wie die Säuren in (1); und
(4) Zugeben zu der Mischung aus (3) irgendwelcher Konservierungsstoffe und wahlweiser Bestandteile in Wasser.
Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung für die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung ist wie folgend beschaffen:
Eine Getränkebasis (50fach bis 200fach konzentriert) wird zuerst hergestellt, indem als erstes ein Geschmackskonzentrat angefertigt wird. Fruchtkonzentrate und -Pürees werden in den geeigneten Mengen miteinander vermischt, um zu dem/der gewünschten fertiggestellten Getränkegeschmack und -stärke zu führen. Sie werden gut vermischt und hinsichtlich Citronen- und Äpfelsäuregehalt analysiert, um für die gewünschte Endgetränke-Azidität zu sorgen. Andere natürliche und künstliche Geschmackskomponenten können ebenfalls zugesetzt werden. Geringfügigere Bestandteile (einschließlich Antischaummitteln, Pectin, Konservierungsstoffen, Farbstoffen und Trübungsmitteln) werden zugegeben und die letztendliche Azidität der Basis wird eingestellt, um einen Ziel-pH-Wert vorzusehen. Die Basis kann homogenisiert werden, um eine stabile Emulsion für Transport und Lagerung bereitzustellen.
Eine separate Mischung von Zucker und den organischen Säuren und Calcium wird angefertigt.
Flüssiger Süßmacher (60 bis 77% Feststoffe) wird in den Mischtank zugegeben. Eine separate Vormischung aus Citronen- und Äpfelsäuren, gelöst in Wasser, wird hergestellt und danach in den Süßmacher beigemischt. Eine zweite Vormischung aus den Calciumsalzen, gelöst oder aufgeschlämmt in Wasser, wird hergestellt und danach in den Mischtank mit den organischen Säuren und Süßmachern unter gutem Rühren eingeführt. Die Calciumsalze, bevorzugt Calciumhydroxid oder Calciumcarbonat, reagieren mit den Säuren in der Gegenwart der Zuckerfeststoffe, um einen stabilen Calcium-Citrat-Malat-Komplex zu bilden, wobei sich gleichzeitig Neutralisationswärme und Kohlendioxid bilden, wenn Calciumcarbonat verwendet wird. Nachdem die Mischung transparent wird, wobei keine festen Teilchen beobachtet werden, wird die konzentrierte Geschmacksbasis, die Geschmackskomponente, zugegeben. Schließlich werden irgendwelche Konservierungsstoffe und jedwede anderen Anreicherungen (Vitamin C) zugegeben. Es können auch zusätzliche Vitamine und Mineralien zugesetzt werden.
Das Konzentrat kann hinsichtlich Feststoffgehalt und Azidität analysiert werden. Der Feststoffgehalt ist die vorhandene Menge von Zucker und anderen gelösten Feststoffen. Falls notwendig, kann zusätzlicher Zucker zugesetzt werden. Der pH-Wert wird durch Zugeben des sauren Anions eingestellt. Das Konzentrat kann, für Lagerung und Verteilung an die Verbraucher, entweder pasteurisiert und warm verpackt oder abgekühlt und kalt verpackt werden.
Letztendlich verdünnt der Verbraucher den Sirup mit Wasser zu der gewünschten fertigen Getränkestärke.
Ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Getränkesirups/Getränkekonzentraten besteht darin, ein Satzverfahren anzuwenden, wobei eine erste Vormischung, ein mit Calcium angereicherter Zuckersirup, und eine zweite Vormischung, eine Getränkegeschmacks-Basis, welche unabhängig voneinander stabil vor Calciumausfällung und Zuckerkristallisation bei hohen Temperaturen während mindestens etwa 4 Stunden, vorzugsweise wenigstens etwa 3 Tagen sind, hergestellt und vereinigt werden. Diese Vormischungen können unmittelbar vereinigt oder zu einem späteren Zeitpunkt vereinigt werden. Bei Vereinigung bilden sie ein Getränkevormischungs-Konzentrat, das lediglich die Zugabe einer geeigneten Menge an Wasser und Süßmacher zur Verdünnung zu einem Getränkesirup oder Einfachstarkgetränk erfordert.
Die erste Vormischung ist ein mit Calcium angereicherter Zuckersirup mit einer biologisch verfügbaren Calciumquelle, welcher mindestens etwa 4 Stunden lang, vorzugsweise mindestens etwa 7 Tage lang und am stärksten bevorzugt mindestens etwa 21 Tage lang bei Temperaturen von mindestens etwa 85ºF (29ºC) lagerstabil ist, und welcher eine klare pumpbare Lösung ist.

Vormischung 1: mit Calcium angereicherter Zuckersirup

Der mit Calcium angereicherte Zuckersirup wird hergestellt aus:
1. Wasser;
2. Citronensäure;
3. Äpfelsäure;
4. Zucker, vorzugsweise flüssige Fructose, Maissirup mit hohem Fructoseanteil und Mischungen daraus;
5. Calciumquelle, z. B. CaCO&sub3;; und
6. gegebenenfalls einer sauren Anionenquelle, z. B. CaCl&sub2;.
Die Stabilität vor Calciumausfällung und Zuckerkristallisation über die Zeit und bei hohen Temperaturen ermöglicht der Vormischung 1, mit Calcium angereicherten Zuckersirupzusammensetzungen, ohne Kühlung, Verdünnung oder Einfrieren über Zeitperioden aufbewahrt zu werden.
Diese Zusammensetzungen sind vor Calciumausfällung und Zuckerkristallisation mindestens etwa vier (4) Stunden lang bei Temperaturen von mindestens etwa 85ºF (29ºC) und typischerweise etwa 3 Tage bis etwa 130 Tage, bevorzugt etwa 45 Tage bis etwa 100 Tage lang bei Temperaturen von mindestens etwa 85ºF (29ºC) stabil. Vorzugsweise sind diese Zusammensetzungen mindestens etwa fünf (5) Tage lang bei etwa 85ºF (29ºC) stabil.
Calcium angereicherte Zuckersirupzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen:
a) 0,6 Gew.-% bis 7 Gew.-% lösliches Calcium;
b) 2 Gew.-% bis 47 Gew.-% einer eßbaren Säurekomponente, umfassend eine Mischung von Citronensäure und Äpfelsäure, wobei das Verhältnis von Citronen- und Äpfelsäure-Äquivalenten zu Calciumäquivalenten von 1,5 : 1 bis 2 : 1, bevorzugt von 1,5 : 1 bis 1,8 : 1 beträgt, und das Verhältnis von Citronensäureäquivalenten zu Äpfelsäureäquivalenten von 3 : 97 bis 93 : 7, bevorzugt von 10 : 90 bis 50 : 50 und weiter bevorzugt etwa 20 : 80 beträgt;
c) 5% bis 80%, bevorzugt 5% bis 75% und weiter bevorzugt 25% bis 55%, auf einer Trockengewichtsbasis, Zucker, wobei vorzugsweise mindestens 15% des Zuckers Fructose ist und das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Fructose vorzugsweise von 5 : 1 bis 1 : 3, weiter bevorzugt von 2 : 1 bis 1 : 2 und am stärksten bevorzugt 1 : 1 bis 1 : 2 beträgt; und
d) 5 Gew.-% bis 92 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% bis 70 Gew.-% und weiter bevorzugt 23 Gew.-% bis 60 Gew.-% Wasser.
Diese Zusammensetzungen sind vor Calciumausfällung mindestens vier (4) Stunden bis mindestens 3 Tage lang bei Temperaturen von mindestens 85ºF (29ºC) stabil.
Bevorzugte mit Calcium angereicherte Zuckersirupzusammensetzungen, welche vor Calciumausfällung und Zuckerkristallisation wenigstens drei (3) Tage lang bei Temperaturen von mindestens 85ºF (29ºC) stabil sind, umfassen folgendes:
a) 0,6 Gew.-% bis 2,5 Gew.-%, vorzugsweise 1,2 Gew.-% bis 2,4 Gew.-% lösliches Calcium;
b) 2 Gew.-% bis etwa 17 Gew.-%, vorzugsweise 4 Gew.-% bis 14 Gew.-% einer eßbaren Säurekomponente, umfassend eine Mischung von Citronensäure und Äpfelsäure, wobei das Verhältnis von Citronen- und Äpfelsäure-Äquivalenten zu Calciumäquivalenten 1,5 : 1 bis 2 : 1, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1,8 : 1 beträgt, und das Verhältnis von Citronensäureäquivalenten zu Äpfelsäureäquivalenten von 3 : 97 bis 93 : 7, bevorzugt von 10 : 90 bis 50 : 50, und weiter bevorzugt etwa 20 : 80, beträgt;
c) 5% bis 75%, bevorzugt 35% bis 70% und weiter bevorzugt 30% bis 45%, auf einer Trockengewichtsbasis, Zucker, wobei der Zucker mindestens 5%, bevorzugt mindestens 15% und weiter bevorzugt mindestens 40% Fructose, auf einer Trockengewichtsbasis, umfaßt; und
d) 5 Gew.-% bis 92 Gew.-%, vorzugsweise 11 Gew.-% bis 70 Gew.-% und weiter bevorzugt 30 Gew.-% bis 60 Gew.-% Wasser.
Diese Zusammensetzungen sind vor Calciumausfällung und Zuckerkristallisation mindestens etwa vier (4) Stunden lang bei Temperaturen von mindestens 85ºF (29ºC) und typischerweise 3 Tage bis 130 Tage, vorzugsweise 45 Tage bis 100 Tage lang bei Temperaturen von mindestens 85ºF (29ºC) stabil. Von 3% bis 30% des löslichen Calciums kann aus einem sauren Calciumsalz stammen. Die Zusammensetzungen können bevorzugt ferner 0,05% bis 5%, bevorzugt 0,2% bis 3% eines sauren Anions umfassen, welches die Stabilität typischerweise um einen Faktor von zwei verbessert. Eine andere Methode zur Verbesserung der Stabilität auf mindestens etwa sieben (7) Tage besteht darin, daß vorzugsweise mindestens etwa 15% und weiter bevorzugt mindestens 40% des Zuckers Fructose sind, so daß das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Fructose 5 : 1 bis 1 : 3, bevorzugt 2 : 1 bis 1 : 2 und am stärksten bevorzugt 1 : 1 bis 1 : 2 beträgt.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung von mit Calcium angereicherten Zuckersirupzusammensetzungen, welche stabil vor Calciumausfällung und Zuckerkristallisation während mindestens 3 Tagen bei Temperaturen von mindestens 85ºF (29ºC) sind, welche folgendes umfassen:
a) 2,5 Gew.-% bis 7 Gew.-%, bevorzugt 2,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% lösliches Calcium;
b) 10 Gew.-% bis 47 Gew.-% einer eßbaren Säurekomponente, umfassend eine Mischung von Citronensäure und Äpfelsäure, wobei das Verhältnis von Citronen- und Äpfelsäure-Äquivalenten zu Calciumäquivalenten von 1,5 : 1 bis 2 : 1, bevorzugt von 1,5 : 1 bis 1,8 : 1 beträgt, und das Verhältnis von Citronensäureäquivalenten zu Äpfelsäureäquivalenten von 3 : 97 bis 93 : 7, vorzugsweise von 10 : 90 bis 50 : 50, und weiter bevorzugt etwa 20 : 80, beträgt;
c) 10% bis 70%, bevorzugt etwa 25% bis 60% und weiter bevorzugt 30% bis 50%, auf einer Trockengewichtsbasis, Zucker, wobei die Zuckerkomponente mindestens 15%, vorzugsweise mindestens 40% Fructose, auf einer Trockengewichtsbasis, umfaßt; und d) 20 Gew.-% bis 60 Gew.-%, bevorzugt 25 Gew.-% bis 60 Gew.-% Wasser, wobei das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Fructose im Bereich von 5 : 1 bis 1 : 2, vorzugsweise 2 : 1 bis 1 : 2 und am stärksten bevorzugt von 1 : 1 bis 1 : 2 liegt.
Diese Zusammensetzungen sind vor Calciumausfällung und Zuckerkristallisation mindestens vier (4) Stunden lang bei Temperaturen von mindestens 85ºF (29ºC) und typischerweise 3 Tage bis 130 Tage, bevorzugt 45 Tage bis 100 Tage lang bei Temperaturen von mindestens 85ºF (29ºC) stabil. Vorzugsweise sind diese Zusammensetzungen mindestens fünf (5) Tage lang bei 85ºF (29ºC) stabil.
3% bis 30% des löslichen Calciums können aus einem sauren Calciumsalz stammen. Die Zusammensetzungen können bevorzugt ferner 0,05% bis 5%, bevorzugt 0,2% bis 4% eines sauren Anions umfassen, welches die Stabilität typischerweise um einen Faktor von zwei verbessert. Das saure Anion wird bevorzugt aus der Gruppe gewählt, welche aus Chioridanion, Sulfatanion, Nitratanion und Mischungen davon besteht.

Verfahren zur Herstellung von Vormischung 1

Die Calciumsalze reagieren mit den organischen Säuren, so daß das Calcium im Verarbeitungsschritt solubilisiert wird. Während man nicht wünscht, durch die Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß ein metastabiler Calcium-Citrat-Malat-Komplex gebildet wird. Die Calciumsalze, z. B. Calciumcarbonat, zusammen mit den Citronen- und Äpfelsäuren, verbleiben in den Süßmacher-Supplementzusammensetzungen in Lösung. Bei Verarbeitung in der hier beschriebenen Weise ist das Calcium-Citrat-Malat löslicher als die entsprechenden Salze, d. h. Calciumcitrat und Calciummalat.
Um den maximalen Stabilitätsvorteil zu erzielen, sollten die Materialien in einer besonderen Reihenfolge zugesetzt werden. Wenn Zucker und Calciumsalze solubilisiert werden kompetieren sie um Wasser, um in Lösung zu bleiben. Um eine konzentrierte Lösung herzustellen, welche frei von Niederschlägen ist, sollten alle Feststoffe in flüssigen Medien, vorzugsweise in Wasser oder flüssiger Fructose, entweder als eine Vormischung oder während des Zugabeschrittes, gelöst oder aufgeschlämmt werden.
Es werden mehrere Vormischungen oder Lösungen gebildet. Die Zucker werden in Wasser gelöst, wenn eine kristalline oder feste Form von Zucker verwendet wird. Wegen der Einfachheit der Präparation werden flüssige Zucker oder Sirupe für die Verwendung am stärksten bevorzugt. Bevorzugte Zuckerquellen sind flüssige Fructose, Invertsinip und Maissirup mit hohem Fructoseanteil.
Die Citronen- und Äpfelsäuren werden ebenfalls in Wasser gelöst. Sobald die Säuren gelöst sind, wird die saure Anion-Quelle oder saure Calciumsalze, falls verwendet, z. B. Calciumchlorid, danach unter Rühren zugesetzt, bis sie in der Lösung aufgelöst sind, welche die Citronen- und Äpfelsäure enthält. Das Zusetzen einer sauren Anionen-Quelle, z. B. Calciumchlorid, hat zwei Vorteile, wobei einer darin besteht, daß der pH-Wert der Lösung verringert wird, was die Calciumlöslichkeit günstiger gestaltet, und es sich bei dem anderen darum handelt, daß eine größere Stabilität vor Calciumsalz-Ausfällung bei hohen Temperaturen erhalten wird. Falls verwendet, werden die Konservierungsstoffe und wahlweisen Bestandteile, d. h. Verdickungsmittel, Gummis, Alginate, Pectine, Emulgatoren, in flüssigen Medien gelöst oder aufgeschlämmt, um eine Vormischung zu bilden.
Der Zucker wird danach zu den Säuren in Lösung zugegeben.
Es ist wünschenswert, daß die Calciumquelle als eine Aufschlämmung hergestellt wird, allerdings ist es nicht notwendig. Somit wird/werden die Calciumquelle(n), z. B. Calciumcarbonat, in Wasser, flüssiger Fructose, Maissirup mit hohem Fructoseanteil oder einem anderen Zuckersirup dispergiert. (Calciumhydroxid wird als einzige Calciumquelle zur Verwendung in Aufschlämmungen aus lediglich flüssiger Fructose oder Maissirup mit hohem Fructoseanteil nicht bevorzugt.) Wenn verwendet, können die sauren Calciumsalze oder die saure Anion-Quelle zuerst durch langsames Zugeben unter Rühren in Wasser gelöst werden; allerdings wird es bevorzugt, daß sie ein Teil der Citronen- und Äpfelsäuren-Lösung sind. Die verbleibenden Calciumquellen können dann mit Wasser aufgeschlämmt werden. Es muß ein angemessenes Rühren angewandt werden, um die Aufschlämmung in Suspension zu halten, insbesondere bei Verwendung von Calciumhydroxid, welches dazu neigt, in Ecken und an toten Punkten eine Paste zu bilden.
Um die Stabilität der Calciummalat- und insbesondere der Calciumcitratspezies zu verbessern, wird es bevorzugt, daß Gewichtsverhältnis von Wasser zu Fructose (auf Trockengewichtsbasis) auf einen Bereich von etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 2 einzustellen. Die Zugabe von Fructose verringert das für die Bildung der unlöslichen Calciumsalze, wie Ca&sub3;Cit&sub2; · 4H&sub2;O, verfügbare Wasser. Ohne zugesetzte Fructose sind die Zusammensetzungen typischerweise mindestens etwa eine Woche lang stabil, wonach das unlöslichere Ca&sub3;Cit&sub2; · 4H&sub2;O gebildet wird. Für eine Stabilität von mehr als etwa einer Woche wird daher ein Gewichtsverhältnis von Wasser zu Fructose (auf einer Trockengewichtsbasis) von 2 : 1 bis 1 : 2 bevorzugt. Die Stabilität kann durch Einstellen des Gewichtsverhältnisses von Citronensäure zu Äpfelsäure in Vormischung 1 oder Vormischung 2, so daß sie vor der Zugabe äquivalent sind, verbessert werden. Vorzugsweise wird das Gewichtsverhältnis von Citronensäure zu Äpfelsäure im Bereich von 20 : 80 bis 80 : 20 liegen und weiter bevorzugt etwa 26 : 74 betragen. Darüber hinaus kann die Stabilität durch Einstellen des Gewichtsverhältnisses von Zuckern (auf einer Trockengewichtsbasis) zu Wasser in Vormischung 1 oder Vormischung 2 so, daß sie vor Zugabe äquivalent sind, verbessert werden. Vorzugsweise wird das Gewichtsverhältnis von Zuckern (auf einer Trockengewichtsbasis) zu Wasser im Bereich von 1 : 5 bis 3 : 1, vorzugsweise 1 : 1 bis 2 : 1, weiter bevorzugt von 1,5 : 1 bis 2 : 1 liegen und am stärksten bevorzugt etwa 2 : 1 betragen.
Eine bevorzugte Mischungsreihenfolge ist wie folgend beschaffen:
Die Zucker und die Säurelösung werden unter Rühren gemischt, um eine gleichmäßige Mischung herzustellen. Die Zugabesequenz ist nicht kritisch. Die Säuren können in dem Mischungstank mit Wasser aufgelöst werden und die Zuckerlösung kann eingepumpt werden, oder die Zuckerlösung kann in den Tank eingebracht werden und die Säurelösung wird eingepumpt.
Zu dieser Mischung wird die Calciumaufschlämmung oder die trockene Calciumquelle zugegeben. Die Zugabe wird so gesteuert, daß die Reaktionsmischung nicht zu warm wird. Die Temperatur sollte 120ºF (49ºC) nicht überschreiten. Verfahren zum Beibehalten der Temperatur unterhalb von 120ºF (49ºC) schließen die Verwendung von Mantelkühlung oder das Rezirkulieren des Ansatzes durch einen Wärmetauscher ein. Die Calciumquelle wird durch die Citronen- und Äpfelsäuren während dieser Zugabe neutralisiert und überschüssige Säure ist vorhanden. Die Temperatur steigt aufgrund der Neutralisationswärme an. Wenn Calciumcarbonat verwendet wird, erzeugt die Neutralisierung Kohlendioxid, welches eine Schaumbildung verursachen kann. Dies kann durch die Zugabegeschwindigkeit von Calciumcarbonat reguliert werden.
Jedwede Konservierungsstoffe, Gummis, Emulgatoren, Vitamine, Mineralien, Pflanzenöle, Wägeöle oder andere ähnliche wahlweise Bestandteile können bei dieser Stufe oder zu der Vormischung 2 zugegeben werden. Diese Materialien werden als eine Wasserlösung oder als Flüssigkeiten zugegeben.
Eine andere bevorzugte Mischungsreihenfolge ist wie folgend beschaffen:
Das Wasser und 30% eines Maissirups mit hohem Fructoseanteil (HFCS) werden auf 100ºF (38ºC) erwärmt. Die Säuren werden zu der Lösung gegeben und unter Rühren bis zur Auflösung gemischt. Hochschermischen, Mahlen oder Dispergatoren können verwendet werden, um ein ausreichendes Mischen in Systemen niedrigen Wassergehaltes zu gewähren. Wenn ein saures Calciumsalz oder Calciumlactat verwendet wird, wird es ebenfalls in dieser Lösung aufgelöst.
Die trockene Calciumquelle wird in dem verbleibendem HFCS dispergiert. Bei Verwendung von Calciumcarbonat wird die Zugabe so reguliert, daß eine Schaumbildung, welche durch das Neutralisationsprodukt, Kohlendioxid, verursacht wird, reguliert wird. Wenn Calciumhydroxid verwendet wird, ist der Neutralisationsvorgang eine exotherme Reaktion. Die Zugabe wird so gesteuert, daß die Reaktionsmischung 120ºF (49ºC) nicht überschreitet.

Verfahren zur Herstellung von Niedrigwassersystemen bei Verwendung von Maissirup mit hohem Fructoseanteil oder flüssiger Fructose

Bei der Herstellung von Proben mit einem sehr geringen Wassergehalt, weniger als oder gleich zu 20%, ist es notwendig, nicht weniger als 70% der flüssigen Fructose und/oder des Maissirups mit hohem Fructoseanteil (HFCS) zu verwenden. Dies wird das zum Lösen der Säuren notwendige Wasser bereitstellen. Das Wasser und 70% der flüssigen Fructose und/oder des Maissirups mit hohem Fructoseanteil wird auf 100ºF (38ºC) erwärmt. Die Säuren werden zu der Lösung gegeben und unter Bewegung gemischt, bis sie gelöst sind. Das Lösen der Säuren in Wasser ist endotherm, was verursacht, daß die Temperatur absinkt. Daher kann zusätzliche Wärme benötigt werden, um die Säuren zu lösen. Ein fortgesetztes Erwärmen kann notwendig sein, um die Säuren zu lösen. Man achtet darauf, daß die Temperatur 120ºF (49ºC) nicht überschreitet. Wenn saure Calciumsalze, z. B. Calciumchlorid, verwendet werden, werden sie ebenfalls in dieser Lösung aufgelöst.
Die trockene Calciumquelle wird in dem verbleibenden Zuckersirup dispergiert. Calciumhydroxid wird zur Verwendung als die einzige Calciumquelle bei diesem Verfahren nicht bevorzugt. Es neigt dazu, mit dem Maissirup mit hohem Fructoseanteil zu reagieren, wobei eine feste Masse gebildet wird. Die Zugabe wird so reguliert, daß eine durch das Neutralisationsprodukt Kohlendioxid verursachte Schaumbildung reguliert wird. An diesem Punkt ist die Zusammensetzung sehr viskos. Eine fortgesetzte Erwärmung kann notwendig sein. Die Zugabe wird so reguliert, daß die Reaktion 120ºF (49ºC) nicht überschreitet.

Verfahren zur Herstellung von Niedrigwassersystemen bei Verwendung von Fructose oder kristallinen Zuckern

Bei der Herstellung von Proben mit sehr niedrigem Wassergehalt, weniger als oder gleich zu etwa 20%, ist es notwendig, Wärme zu verwenden. Das Wasser wird auf 100ºF (38ºC) erwärmt. Die Säuren werden der Lösung zugegeben und unter Bewegen gemischt, bis sie gelöst sind. Dann wird der Zucker zugesetzt. Ein fortgesetztes Erwärmen kann notwendig sein, um die Zucker aufzulösen. Man achtet darauf, daß die Temperatur 120ºF (49ºC) nicht überschreitet. Wenn Calciumchlorid verwendet wird, wird es ebenfalls in dieser Lösung gelöst.
Zu dieser Mischung wird die trockene Calciumquelle zugesetzt. Die Zugabe wird so gesteuert, daß eine durch das Neutralisationsprodukt Kohlendioxid verursachte Schaumbildung reguliert wird. An diesem Punkt ist der Sirup sehr viskos. Eine fortgesetzte Erwärmung kann notwendig sein. Wenn Calciumhydroxid verwendet wird, ist der Neutralisationsvorgang eine exotherme Reaktion, weshalb das Ausmaß der angewandten Erwärmung vermindet werden kann. Die Zugabe wird so reguliert, daß die Reaktionsmischung 120ºF nicht überschreitet.
Die Süßmacher-Supplement-Zusammensetzungen sind im allgemeinen aufgrund ihrer geringen Wasseraktivität lagerstabil. Die Zusammensetzungen können jedoch mit einer kurzzeitigen Hochtemperaturbehandlung pasteurisiert oder anderweitig sterilisiert werden, wie es für Produkte dieses Types herkömmlich ist.

Vormischung 2: Getränke-Geschmacksstoffbasis und Verfahren zur Herstellung

Die Getränkegeschmacksbasis-Zusammensetzungen haben eine Konzentration von mehr als etwa 50fach bis etwa 100fach. Der pH-Wert für die Getränkegeschmacksbasis-Zusammensetzungen ist geringer als oder gleich zu etwa 3,5.
Die Getränkegeschmacksbasis-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung besitzen im allgemeinen eine Konzentration von etwa 10fach bis 500fach, vorzugsweise 50fach bis 100fach, und umfassen bevorzugt:
(a) eine wirksame Menge einer Geschmackskomponente;
(b) 3% bis 25% einer Säurekomponente, umfassend eine Mischung von Citronen- und Äpfelsäure, wobei das Gewichtsverhältnis von Citronensäure zu Äpfelsäure 20 : 80 bis 35 : 65 beträgt;
(c) 8% bis 50% Saccharose; und
(d) 20% bis 40% Wasser;
wobei die Geschmacksbasis vorzugsweise 3 Vol.-% bis 12 Vol.-% Saft bei Verdünnung zu einem Einfachstarkgetränk bereitstellt. Diese Getränkegeschmacksbasis-Zusammensetzungen bilden bei Vereinigung mit einem Calcium angereicherten Süßmacher, enthaltend 1,5% bis 7% lösliches Calcium, Getränkevormischungs-Konzentrate, welche vor Calciumausfällung bei Temperaturen von mindestens 90ºF (32ºC) wenigstens 3 Tage lang stabil sind.
Die weiter bevorzugten Getränkegeschmacksbasis-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung besitzen eine Konzentration von mehr als 50fach, typischerweise von 50fach bis 70fach, und umfassen:
(a) eine effektive Menge einer Geschmackskomponente;
(b) 3 Gew.-% bis 10,5 Gew.-% einer Säurekomponente, umfassend eine Mischung von Citronensäure und Äpfelsäure, wobei das Gewichtsverhältnis von Citronensäure zu Äpfelsäure 20 : 80 bis 30 : 70 beträgt;
(c) 8% bis 50%, auf einer Trockengewichtsbasis, Saccharose;
(d) 20% bis 40% Wasser,
wobei die Getränkegeschmacksbasis 3 Vol.% bis 12 Vol.%, bevorzugt 8 Vol.% bis 12 Vol.- %, Saft bei Verdünnung zu einem Einfachstarkgetränk bereitstellt. Diese stärker bevorzugten Getränkegeschmacksbasis-Zusammensetzungen bilden bei Vereinigung mit einem Calciumangereicherten Süßmacher, enthaltend 2,5% bis 3,5% lösliches Calcium, Getränkevormischungs-Konzentrate, welche vor Calciumausfällung bei Temperaturen von mindestens etwa 90ºF (32ºC) wenigstens 7 Tage lang, bevorzugt wenigstens 28 Tage lang, stabil sind.
Die Getränkegeschmacksbasis wird hergestellt aus:
1. Geschmackskomponente;
2. Wahlweise Bestandteile: Gummis/Verdicker, Farbstoffe, Konservierungsstoffe etc.;
3. Trockene, z. B. pulverförmige, Citronensäure und Äpfelsäure; und
4. Wasser.
Vorzugsweise werden die wahlweisen Bestandteile, z. B. Gummis, Farbstoffe und Konservierungsstoffe, vorgemischt und in flüssigen Medien, bevorzugt Wasser, gelöst.
Die Geschmackskomponente wird unter Verwendung von Standardverfahren im Fachgebiet hinsichtlich des Citronen- und Äpfelsäuregehaltes, Zuckergehaltes und Wassergehaltes analysiert. Die Geschmackskomponente umfaßt bevorzugt Frucht- und/oder botanische Konzentrate und/oder Pürees, so daß bei der Verdünnung der Getränkevormischungs- Konzentrate und Sirups zu einem Einfachstarkgetränk sie 3 bis 12 Vol.%, weiter bevorzugt 8 Vol.% bis 12 Vol.% Saft enthalten. Zum Beispiel wird eine 50X-Getränkevormischungskonzentrat-Zusammensetzung, formuliert, um 8 Vol.% bis 12 Vol.-% Saft auf einer Einfach starkbasis bereitzustellen, mit 10% bis 14% Zucker und 0% bis 2% wahlweisen Bestandteilen vereinigt werden, um einen Sirup zu bilden, wodurch eine Basis hergestellt wird, welche dann mit 6 Volumenteilen Wasser verdünnt wird, um ein Einfachstarkgetränk zu erzielen. Eine derartige 50X-Getränkegeschmacksbasis-Zusammensetzung wird 70 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% Frucht- und/oder Pflanzen-Konzentrate und/oder -Pürees umfassen. Die Vormischung-Lösungen werden in einen Mischtank gepumpt, worin Frucht- und/oder Pflanzen-Konzentrate, Pürees, Säuren, Zucker und Geschmacksstoffe zugesetzt werden, um das Geschmacksbasis-Konzentrat zu bilden. Die Lösung wird hinsichtlich des Citronen- und Äpfelsäuregehaltes, Wassergehaltes und Zuckergehaltes analysiert. Einstellungen werden vorgenommen, falls benötigt.
Bei der Herstellung der Getränkegeschmacksbasis muß man vorzugsweise die folgenden Dinge bestimmen:
1. Die gewünschte Menge von Calcium in dem fertigen Getränkevormischungskonzentrat. Dies bestimmt die Menge von Säure, welche sowohl in dem mit Calcium angereicherten Zuckersirup als auch in der Geschmacksbasis vorhanden sein kann.
2. Die beabsichtigte Menge von Feststoffen in der Geschmacksbasis, um den benötigten Spiegel von Feststoffen zu Wasser im fertiggestellten Getränkevormischungskonzentrat zu erhalten.
3. Die Menge und das Verhältnis von Citronen- und Äpfelsäure, die in der Getränkebasis beabsichtigt sind, um den benötigten Spiegel von Feststoffen zu Wasser im fertiggestellten Getränkevormischungskonzentrat zu erhalten.
4. Das gewünschte Endvolumen der Geschmacksbasis. (Die Menge muß festgelegt werden, um Verhältnisse etc. zu bestimmen)
5. Die Menge von Citronen- und Äpfelsäure in der Geschmackskomponente (Saftkonzentrat, Pürees etc.).
Die gewünschten Feststoffe (ºBrix), Gewichts-% Säure und das Volumen (gal) der Basis werden bestimmt. Eine ºBrix-Messung wird vorgenommen, um den Anteil von in der Geschmackskomponente vorhandenen Feststoffen, z. B. Pürees, d. h. Geschmackstoff, etc. zu bestimmen. Die Menge von benötigten Feststoffen wird dann ermittelt.
Man ermittelt das Gewicht von zusätzlichen benötigten Feststoffen aus Saccharose- Tabellen, welche ºBrix in Pfund/Gallone bzw. pds/gal Saccharose umwandeln.
Brix (Feststoffe) = (entsprechende Dichte aus Saccharose-Tabelle)
Brix (Feststoffe), gewünscht = (entsprechende Dichte aus Saccharose-Tabelle)
Die zuzufügende Menge an Feststoffen wird durch die folgenden Formeln berechnet:
Erwünschte Feststoffe = (Volumen der Basis, gewünscht) (Dichte von existierenden ºBrix) (% Feststoff) - existierender Feststoff = (existierendes Volumen) (Dichte von existierendem Brix) (% existierende Feststoffe)
Die Menge von vorhandener Citronen- und Äpfelsäure in der Geschmackskomponente wird gemessen und ihr Verhältnis wird ermittelt. Die Gesamtmenge an gewünschter Säure wird dann mit den jeweiligen Gewichtsverhältnissen von Citronensäure : Apfelsäure multipliziert, um zu ermitteln, wieviel von jeder Säure benötigt wird. Die existierenden Mengen werden von der benötigten Menge von Citronen- und Äpfelsäure subtrahiert.
Gewünschte Säure = (gewünschtes Volumen der Basis) (Dichte der existierenden ºBrix) (% Säure) - existierende Säure = (existierendes Volumen) (Dichte der existierenden ºBrix) (% existierende Säure).
Man ermittelt die zuzufügende Menge von Zuckerfeststoffen durch Subtrahieren der zugegebenen Säurefeststoffe von den zuzugebenden gesamten Feststoffen. Wenn Fruchtsaftkonzentrat als der Geschmacksstoff verwendet wird, wird dies die Menge an benötigtem Konzentrat bestimmen.
Zuzugebendes Konzentrat: Die Gewichts-% Säure werden von den ºBrix des Konzentrates subtrahiert, um die existierenden Zuckerfeststoffe zu ermitteln.
Deshalb:
Brix des Konzentrates - Gewichts-% Säure Zuckerfeststoffe im Konzentrat.
Benötigte Zuckerfeststoffe/% existierende. Zuckerfeststoffe = zuzugebendes Gewicht an Konzentrat.
Zuzugebendes Gewicht an Konzentrat/entsprechende Dichte bei den Brix's des Konzentrates = zuzugebende Gallonen an Konzentrat.
Nachdem die obenstehenden Berechnungen angestellt wurden, wird das Volumen an zugegebener Säure durch die folgende Gleichung ermittelt, was die zu der Geschmacksbasis zuzugebende Wassermenge bestimmt:
Durch zugegebene Säure verdrängtes Volumen = (zuzugebendes Gewicht an Säure) (0,0728).
Die zuzugebende Wassermenge wird wie folgend ermittelt:
Zuzugebendes Wasser = Gewünschtes Volumen - Aktuelles Volumen + Volumen des zuzugebenden Konzentrates + Volumen an trockener Säure.
Die Menge an zuzugebender Säure wird wie folgend berechnet:
Bei der Bestimmung der gewünschten Gewichts-% Säure in der letztendlichen Formel muß man auch die Säure berücksichtigen, welche aus dem mit Calcium angereicherten Zuckersirup kommt. Deshalb ist Gewichts-% Säure in der Geschmackskomponente die erwünschte gesamte Säure - der Menge an Säure, welche durch den CCM-Sirup beigetragen wurde.
Um die Getränkekonzentrate der vorliegenden Erfindung herzustellen, werden die zwei Vormischungen zugegeben. Die Menge von jeder Vormischung hängt von zwei Dingen ab. Sie hängt davon ab, wieviel Calcium in dem Calcium-angereicherten Zuckersirup enthalten ist und wieviel in dem fertiggestellten Getränk erwünscht wird. Auch hängt die Menge jeder einzelnen von dem Prozentsatz an Saft in der Basis und davon, wieviel für das fertiggestellte Getränk erwünscht wird, ab. Die Vormischungen werden gut vermischt. Für die Stabilität vor Calciumsalzausfällung über die Zeit und/oder bei hohen Temperaturen und für Stabilität vor Kristallisation von Zuckern ist das Gewichtsverhältnis von Citronensäure zu Äpfelsäure in Vormischung 1 vorzugsweise äquivalent zu dem Gewichtsverhältnis von Citronensäure zu Äpfelsäure in Vormischung 2. Ebenfalls für eine wahlfreie Stabilität, umfaßt die Vormischung 1 mehr als etwa 50% überschüssige Säureäquivalente aus Citronen- und Äpfelsäuren, und/oder Vormischung 1 und Vormischung 2 besitzen äquivalente Fructose-zu-Wasser- und/oder Feststoffe-zu-Wasser-Gewichtsverhältnisse. Ferner wird es bevorzugt, daß die Vormischungen innerhalb von ungefähr 3 Tagen, für eine bevorzugte Calciumstabilität bei der Getränkekonzentration, zusammengegeben werden.
Allerdings sind Vormischung 1 und Vormischung 2 vor Calciumpräzipitation über die Zeit und bei hohen Temperaturen stabil, als auch stabil vor Zuckerauskristallisieren mit der Zeit und bei hohen Temperaturen, und zwar während mindestens etwa 4 Stunden, bevorzugt mindestens etwa 3 Tage lang und am stärksten bevorzugt mindestens etwa 7 Tage lang. Dahingegen sind die am stärksten bevorzugten Zusammensetzungen von Vormischung 1 vor Calciumsalzausfällung mit der Zeit und bei hohen Temperaturen, als auch vor Zuckerauskristallisieren mit der Zeit und bei hohen Temperaturen mindestens etwa 28 Tage lang stabil.
Die fertiggestellten Vormischungs-Getränkekonzentrate werden Wasser und Zucker zur Verdünnung zu einem Getränkesirup oder zu einem Einfachstarkgetränk erfordern. Die Ermittlung der passenden Menge an Wasser und Süßstoff, vorzugsweise Saccharose und/oder Fructose, welche zuzugeben ist, liegt innerhalb der Fähigkeiten eines Fachmanns. Obwohl es für ein 50X-Vormischungskonzentrat oder eine Geschmacksbasis bevorzugt wird, zum Beispiel mit Zucker und Wasser verdünnt zu werden, um einen Sirup zu bilden, der dann mit etwa 6 Volumenteilen Wasser verdünnt wird, ist dies fernerhin nicht erforderlich, zumal die "Brix", d. h. der Süßheitsgrad, die Herbheit, eines Einfachstarkgetränkes häufig von Unterschieden im Verbrauchergeschmack diktiert werden.
Zusammengefaßt, ist dies ein Verfahren zur Herstellung eines lagerstabilen Getränke- Vormischungskonzentrates oder Getränkesirups und umfaßt die folgenden Schritte:
1. Herstellen eines mit Calcium angereicherten Zuckersirups, Vormischung 1, durch ein Verfahren, umfassend die Schritte des:
(1) Herstellens einer Lösung von Zucker und Wasser,
(2) Herstellens einer Lösung von Citronen- und Äpfelsäuren durch Lösen der Säuren in Wasser;
(3) Vereinigens der Zuckerlösung von (1) mit den Citronen- und Äpfelsäuren von (2) unter Bewegung;
(4) Zugebens, unter Bewegen, einer Aufschlämmung von Calciumsalzen in Wasser, während die Temperatur unterhalb 120ºF gehalten wird, bis die Neutralisationsreaktion vollständig ist und eine klare Lösung erzielt wird; und
2. Herstellen einer Getränkegeschmacksbasis, Vormischung 2, durch ein Verfahren, umfassend eine Geschmackskomponente, Wasser, Citronensäure und Äpfelsäure;
wobei das Gewichtsverhältnis von Citronen- und Äpfelsäure in Vormischung 2 das gleiche Verhältnis wie das der Citronen- und Äpfelsäuren in Vormischung 1 ist, und das Gewichtsverhältnis von Zuckern zu Wasser in Vormischung 2 das gleiche wie in Vormischung 1 ist, und das Gewichtsverhältnis von Zuckern (auf einer Trockengewichtsbasis) zu Wasser in Vormischung 1 und Vormischung 2 vorzugsweise im Bereich von 1 : 5 bis 3 : 1, bevorzugt von etwa 1 : 1 bis etwa 2 : 1, weiter bevorzugt 1,5 : 1 bis etwa 2 : 1, liegt, und am stärksten bevorzugt etwa 2 : 1 beträgt;
3. Vereinigen von Vormischung 1 und Vormischung 2.
Anstelle des Herstellens einer Zuckerlösung aus trockenem Zucker, können Zuckersirups, wie Maissirup mit hohem Fructoseanteil und flüssige Fructose, verwendet werden. Wenn eine saure Anion-Quelle verwendet wird, kann sie entweder in die Citronen- und Äpfelsäurelösung von Vormischung 1 aufgelöst werden oder in Wasser gelöst werden, und danach werden die Calciumquellen zugegeben, um die Calciumaufschlämmung von Vormischung 1 zu bilden. Wahlweise Komponenten, wie Konservierungsstoffe, können in Wasser aufgelöst und unter Bewegen zu Vormischung 1, Vormischung 2 oder der vereinigten Zusammensetzung zugesetzt werden.
Während die folgende Beschreibung unter Bezug auf zuckerhaltige Getränke erfolgt, können auch Getränke, welche einige nicht-kalorienhaltige Süßstoffe enthalten, durch geeignete Modifikation hergestellt werden; siehe L. F. Green, Developments in Soft Drinks Technology, Band 1 (Applied Science Publishers Ltd. 1978), S. 102-107 (hierin durch den Bezug darauf einbezogen), für eine weitere Beschreibung der Getränkeherstellung, insbesondere dem Verfahren zum Carbonisieren. Die zu einem Getränkekonzentrat zugefügte Menge an Kohlendioxid hängt von dem jeweiligen verwendeten Geschmacksstoffsystem und dem erwünschten Ausmaß der Carbonisierung ab. Gewöhnlich enthalten kohlensäurehaltige Getränke, welche aus der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, 1,0 bis 4, 5 Volumen an Kohlendioxid. Bevorzugte kohlensäurehaltige Getränke enthalten 2 bis 3,5 Volumen Kohlendioxid.

Beispiele

Es folgen spezifische Ausführungsformen der Getränkekonzentrate und Verfahren zur Herstellung derselben. Diese Beispiele sind veranschaulichend für die Erfindung.

Beispiel I

Ein 5,75faches (5,75X) Getränkekonzentrat der vorliegenden Erfindung, das bei 120ºF (49ºC) mindestens etwa 7 Tage lang und bei mehr als 90ºF (320C) 30 Tage lang stabil ist, wird wie folgend hergestellt:

Bestandteil Menge (g)

Vormischung A
Wasser 5,23
Calciumchlorid 0,43
Calciumhydroxid 0,87
Vormischung B
Wasser 1,00
Natriumbenzoat 0,13
Frucht-Vormischung
Basisvormischungs - Geschmacksstoff, Farbe 11,36 (enthält 0,013 g Citronensäure und 0,115 g Äpfelsäure aus Frucht)
Citronensäure 0,50
Äpfelsäure 1,32
Endmischung
Wasser 5,47
Citronensäure 0,39
Äpfelsäure 1,08
Flüssige Fructose¹ 72,00
Vormischung A 6,53
Frucht-Vormischung 13,18
Vormischung B 1,13
Ascorbinsäure 0,22
Gesamt 100, 00
¹Flüssige Fructose ist 77% Feststoffe, 23% Wasser, wobei 99,5% der Feststoffe Fructose sind. Sie wird bezogen von A. E. Staley Manufacturing Co., Decatur, IL.
Das Verhältnis von Citronensäure zu Äpfelsäure in der Fruchtvormischung und in der Endmischung beträgt 0,36. Der Gehalt an solubilisiertem Calcium beträgt etwa 0,6 Gramm.
Die Fruchtvormischung wird hergestellt, indem ein Geschmackskonzentrat durch Mischen von Fruchtkonzentraten und Pürees angefertigt wird. Sie wird mit den Säuren homogenisiert, um eine stabile Emulsion für Transport und Lagerung vorzusehen.
Flüssige Fructose (77% Feststoffe) wird in den Mischtank zugegeben. Eine separate Vormischung von in Wasser gelösten Citronen- und Äpfelsäuren wird hergestellt und dann in die Fructose beigemischt. Die Vormischung A wird hergestellt, indem zuerst Calciumchlorid in Wasser gelöst und danach das Calciumhydroxid zugegeben wird. Die Aufschlämmung wird zur Säure- und Fructose-Mischung bei gutem Rühren zugegeben. Die Zugabegeschwindigkeit wird so reguliert, daß die Temperatur um nicht mehr als etwa 10 Grad F ansteigt. Nachdem die Mischung transparent wird, wobei keine Feststoffteilchen beobachtet werden, wird die konzentrierte Fruchtvormischung und danach die Ascorbinsäure zugesetzt. Schließlich wird das Natriumbenzoat zugegeben.

Beispiel II

Ein 10faches Getränkekonzentrat wird auf eine zu Beispiel I ähnliche Weise hergestellt. Es ist mindestens 30 Tage lang bei mehr als 90ºF (32ºC) stabil.

Bestandteil Gewicht-%

Flüssige Fructose¹ 49,00
Citronensäure, wasserfrei 0,07
Natriumbenzoat 0,13
Ascorbinsäure 0,41
Wasser 28,38
Äpfelsäure 0,19
Calciumhydroxid 0, 54
CaCl&sub2; · 2H&sub2;O 0,26
Geschmacksstoff, Farbe und Verschiedenes 21,02
100,00
¹Flüssige Fructose wie im Beispiel I.

Beispiel III

Ein 6faches Getränkekonzentrat, bei mehr als 90ºF (32ºC) mindestens 30 Tage lang stabil, wird auf eine zum Beispiel I ähnliche Weise hergestellt.

Bestandteil Gewicht-%

Flüssige Fructose 74,80
Citronensäure, wasserfrei 0,62
Natriumbenzoat 0,13
Ascorbinsäure 0,23
Wasser 9,41
Äpfelsäure 1,77
Calciumhydroxid 0,90
CaCl&sub2; · 2H&sub2;O 0,44
Geschmacksstoff, Farbstoff & Verschiedenes 11,70
100,00

Beispiel IV

Ein 6,45faches Getränkekonzentrat, das bei mehr als 90ºF (32ºC) mindestens 30 Tage lang stabil ist, wird auf eine zum Beispiel I ähnliche Weise hergestellt.

Bestandteil Gewicht-%

Flüssige Fructose 78,80
Citronensäure, wasserfrei 0,64
Natriumbenzoat 0,13
Ascorbinsäure 0,24
Wasser 4,56
Äpfelsäure 1,83
Calciumhydroxid 0,95
CaCl&sub2; · 2H&sub2;O 0,47
Geschmacksstoff, Farbstoff & Verschiedenes 12,38
100,00
Beispiel IV enthält etwa 0,6% solubilisiertes Calcium und etwa 0,2% Chlorid-Anion.

Beispiel V

Ein 5,75faches Getränkekonzentrat, stabil bei 90ºF (32ºC) während mindestens 30 Tagen und bei 120ºF (49ºC) während wenigstens 7 Tagen, wird auf eine zum Beispiel I ähnliche Weise hergestellt.

Bestandteil Gewicht-%

Flüssige Fructose 72,00
Citronensäure, wasserfrei 0,59
Natriumbenzoat 0,13
Ascorbinsäure 0,22
Wasser 12,75
Äpfelsäure 1,67
Calciumhydroxid 0,87
CaCl&sub2; · 2H&sub2;O 0,43
Geschmacksstoff, Farbstoff & Verschiedenes 11,34
100,00
Beispiel V enthält etwa 0,6% solubilisiertes Calcium und etwa 0,2% Chloridanion.

Beispiel VI

Ein 5,75faches Getränkekonzentrat, das bei etwa 90ºF (32ºC) wenigstens etwa 30 Tage lang und bei etwa 120ºF (49ºC) wenigstens etwa 7 Tage lang stabil ist, wird auf eine zum Beispiel I ähnliche Weise hergestellt.

Bestandteil Gewicht-%

Flüssige Fructose 72,00
Citronensäure, wasserfrei 0,70
Natriumbenzoat 0,13
Ascorbinsäure 0,22
Wasser 12,52
Äpfelsäure 2, 00
Calciumhydroxid 1,09
Geschmacksstoff, Farbstoff & Verschiedenes 11,34
100,00
Beispiel VI enthält etwa 0,6% solubilisiertes Calcium.

Beispiel VII

Ein 5,75-faches Getränkekonzentrat, das bei über 90ºF (32ºC) mindestens etwa 30 Tage lang und bei etwa 120ºF (49ºC) mindestens etwa 7 Tage lang stabil ist, wird auf eine zu Beispiel I ähnliche Weise hergestellt.

Bestandteil Gew.-%

HFCS-55 (77%) 69,00
Citronensäure, wasserfrei 0,40
Natriumbenzoat 0,13
Ascorbinsäure 0,23
Wasser 16,19
Äpfelsäure 1,96
Calciumhydroxid 0,52
CaCl&sub2; · 2H&sub2;O 0,00
Geschmacksstoff, Farbstoffe & Verschiedenes 11,57
100,00
Beispiel VII enthält etwa 0,3% solubilisiertes Calcium. 55er-Maissirup mit hohem Fructoseanteil bzw. "High fructose corn syrup-55" ist eine Lösung aus 77% Feststoffen und 23% Wasser, die von A. E. Staley erhältlich ist; 55% der Feststoffe sind Fructose.
Diese Getränkekonzentrate sorgen zusätzlich zu ihrer erforderlichen Stabilität vor Calciumausfällung für ein vom Verbraucher annehmbares Getränk mit gutem Geschmack und guter Mundempfindung.

Beispiel VIII

Ein Getränkekonzentrat der vorliegenden Erfindung wird wie folgend hergestellt:

Vormischung 1:

Bestandteile Gew./Gew.-%

Wasser 5,52
Citronen- und Äpfelsäure 38,90
flüssige Fructose 35,65
CaCl&sub2; · 2H&sub2;O 7,70
CaCO&sub3; 12,23
100,00
1. flüssige Fructose wird bezogen von A. E. Staley und weist 77% Feststoffe und 23% Wasser auf, wobei es sich bei 99% der Feststoffe um Fructose handelt.
Die Citronen- und Äpfelsäure werden in 100% des Wassers und der flüssigen Fructose gelöst, wobei, während Mischens und Aufrechterhaltens der Temperatur unterhalb von etwa 100ºF (38ºC), leicht erwärmt wird. Dann wird CaCl&sub2; · 2H&sub2;O in der Lösung gelöst. CaCO&sub3; wird in der flüssigen Fructose dispergiert und dann der Lösung, die die Säuren und CaCl&sub2; · 2H&sub2;O enthält, unter Mischen zugegeben. An diesem Punkt kann eine Schaumbildung auftreten. Es wird gemischt, bis die Lösung klar wird und sich Gas entwickelt hat.
Die resultierende Zusammensetzung umfaßt etwa 1,7 Gew.-% lösliches Calcium; einen pH-Wert von 2,7 (gemessen, wie beschaffen); 71ºBrix und eine Dichte von 1,4, berechnet als relative Dichte. Die Vormischung 1-Zusammensetzung ist bei Temperaturen von mindestens etwa 85ºF (29ºC) mindestens etwa 21 Tage lang stabil.

Vormischung 2:

Bestandteile Gew./Gew. -%

Frucht-Konzentrate 72,43
Geschmacksstoffe und wahlfreie Bestandteile 8,07
Wasser 10,67
Citronen- und Äpfelsäuren 4,55
Saccharose 4,29
100,00

Vereinigtes System

Vormischung #1 76,35
Vormischung #2 23,65
100,00
Die Fruchtkonzentrate werden analysiert, um den Citronen- und Äpfelsäuregehalt zu bestimmen. Die Geschmacksstoffe und wahlfreie Bestandteile werden in Wasser dispergiert. Das Fruchtsaftkonzentrat wird dann während Rührens mit einem Blitz- bzw. "Lightning"- Mixer zugegeben. Feste Materialien, bestehend aus Citronen- und Äpfelsäuren und Zucker, werden danach zugegeben.
Vormischung 1 und 2 werden bei dem Verhältnis von 76,35% Vormischung 1 und 23,65% Vormischung 2 zusammengemischt. Die resultierende Zusammensetzung umfaßt etwa 1,2 Gew.-% lösliches Calcium; einen pH-Wert von etwa 3,5 (gemessen, wie beschaffen); und einen ºBrix von etwa 67º. Das Getränkevormischungs-Konzentrat ist bei etwa 90ºF (32ºC) mindestens etwa 35 Tage lang stabil vor Calciumausfällung.

Beispiel IX

Vormischung 1:

Bestandteile Gew./Gew.-%

Wasser 5,52
Citronen- und Äpfelsäure 38,90
flüssige Fructose 35,65
CaCl&sub2; · 2H&sub2;O 7,70
CaCO&sub3; 12,23
100,00
1. flüssige Fructose wird bezogen von A. E. Staley und weist 77% Feststoffe und 23% Wasser auf, wobei es sich bei 99% der Feststoffe um Fructose handelt.
Die Citronen- und Äpfelsäure werden in 100% des Wassers und der flüssigen Fructose gelöst, wobei, während Mischen und Beibehalten der Temperatur unterhalb von etwa 100ºF (38ºC), leicht erwärmt wird. Dann wird CaCl&sub2; · 2H&sub2;O in der Lösung gelöst. CaCO&sub3; wird der Lösung, die die Säuren und CaCl&sub2; · 2H&sub2;O enthält, unter Mischen langsam zugegeben. An diesem Punkt kann eine Schaumbildung auftreten. Es wird gemischt, bis die Lösung klar wird und sich Gas entwickelt hat.
Die resultierende Zusammensetzung umfaßt etwa 7,0 Gew.-% lösliches Calcium; einen pH-Wert von 2,06 (gemessen, wie beschaffen); 77ºBrix und eine Dichte von 1,4, berechnet als relative Dichte. Die Vormischung 1-Zusanimensetzung ist bei Temperaturen von mindestens etwa 85ºF (29ºC) mindestens etwa 4 Stunden lang stabil.

Vormischung 2:

Bestandteile Gew./Gew.-%

Erdbeer-WONF 68,0
Citronen- und Äpfelsäuren 2,0
Wasser 30,0
100,0

Vereinigtes System

Vormischung #1 95,1
Vormischung #2 4,9
100,0
Der Erdbeer-WONF wird analysiert, um den Säuregehalt zu bestimmen. Citronen- und Äpfelsäuren werden in Wasser gelöst. Der Erdbeer-WONF wird dann zu dem Wasser gegeben, um die Vormischung 2 zu bilden. Vormischung 1 und 2 werden bei dem Verhältnis von 95,1% Vormischung 1 und 4,9% Vormischung 2 zusammengemischt. Die resultierende Zusammensetzung umfaßt etwa 6,7 Gew.-% lösliches Calcium; einen pH-Wert von etwa 4,0 (gemessen, wie beschaffen); einen ºBrix von etwa 80º. Das Getränke-Vormischungs-Konzentrat ist bei Temperaturen von mindestens etwa 90ºF (32ºC) mindestens etwa 4 Stunden lang stabil.

Claims

1. Lagerstabiles, mehr als fünffaches Getränkekonzentrat, das geeignet ist, Einfachstarkgetränke mit einer Calciumkonzentration von mindestens 0,04 Gew.-% zu erzielen, umfassend:

(a) 0,2 bis 1,20 Gew.-%, vorzugsweise 0,4 bis 1 Gew.-% solubilisiertes Calcium, vorzugsweise stammend aus der Calciumcarbonat, Calciumhydroxid, Calciumchlorid, Calciumnitrat, Calciumsulfat und Mischungen hiervon umfassenden Gruppe;

(b) 0,7 bis 8,25 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 6 Gew.-% einer Säurekomponente, umfassend eine Mischung aus Citronensäure und Apfelsäure, wobei die Mischung ein Gewichtsverhältnis von Citronensäure zu Apfelsäure von 5 : 95 bis 50 : 50, vorzugsweise von 20 : 80 bis 26 : 74 aufweist;

(c) 0,15 bis 1,2 Gew.-% eines sauren Anions, gewählt aus der Chloridanion, Nitratanion, Sulfatanion und Mischungen hiervon umfassenden Gruppe;

(d) 0,001 bis 30 Gew.-% einer Geschmackskomponente;

(e) 35 bis 75 Gew.-% Zucker, vorzugsweise gewählt aus der Fructose, Glucose, Saccharose, Maltose und Mischungen hiervon umfassenden Gruppe, wobei am meisten bevorzugt der Zucker Fructose ist; und

(f) 20 bis 60 Gew.-% Wasser;

wobei das Gewichtsverhältnis der Säurekomponente zu dem solubilisierten Calcium 3,5 bis 6,5, vorzugsweise 4 bis 6, beträgt und das Getränkekonzentrat einen pH von weniger als oder gleich 4,5, vorzugsweise weniger als oder gleich 3, 5 und 25 am meisten bevorzugt weniger als oder gleich 3, 3 aufweist.

2. Getränkekonzentrat nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis von Citronensäure zu Apfelsäure 26 : 74 beträgt.

3. Getränkekonzentrat nach Anspruch 1 oder 2, wobei das saure Anion Chlorid ist und im Bereich von 0,15 bis 0,3% vorliegt.

4. Getränkekonzentrat nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Geschmackskomponente Saft ist, vorzugsweise gewählt aus der Fruchtsäfte, Pflanzensäfte und Mischungen hiervon umfassenden Gruppe.

5. Getränkekonzentrat nach Anspruch 1. 2, 3 oder 4, wobei die Fructose aus der flüssige Fructose, Maissirup mit hohem Fructoseanteil, Trockenfructose und Mischungen hiervon umfassenden Gruppe gewählt ist, und wobei vorzugsweise die Fructose flüssige Fructose ist.

6. Getränkekonzentrat nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei das Getränkekonzentrat eine Konzentration von mindestens 5,5-fach aufweist.

7. Verfahren zur Herstellung eines wie oben in den Ansprüchen 1 bis 6 definierten Getränkekonzentrats, umfassend:

(1) Herstellen einer Mischung aus einer Zuckerlösung, wobei vorzugsweise der Zucker aus der Saccharose, Fructose, Glucose, Maissirup mit hohem Fructoseanteil, flüssige Fructose, Invertsirup und Mischungen hiervon umfassenden Gruppe gewählt wird, und Citronen- und Apfelsäure in Wasser, wobei das Verhältnis von Citronen- zu Apfelsäure 5 : 95 bis 50 : 50, vorzugsweise 20 : 80 bis 26 : 74 beträgt;

(2) Zugeben einer Aufschlämmung aus Calciumsalzen in Wasser, wobei irgendeines aus Calciumcitrat, Calciummalat und anorganischem Calciumsalz zuerst in Wasser aufgelöst wird und dann weitere Calciumsalze zur Herstellung der Aufschlämmung zugesetzt werden, wobei die Aufschlämmung unter Bewegen zugegeben und wobei die Temperatur unterhalb 49ºC gehalten wird;

(3) Zugeben zu der Mischung aus (2) der in Wasser gelösten Geschmacksstoffe, wobei die in dem Geschmacksstoff vorliegende Citronen- und Apfelsäure im gleichen Verhältnis vorliegt, wie die Säuren in (1); und (4) Zugeben zu der Mischung aus (3) irgendwelcher Konservierungsstoffe und wahlweiser Bestandteile in Wasser.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die wahlweisen Bestandteile aus der Natriumbenzoat, Vitamin C, Pectin, Baumwollsamenöl und Mischungen hiervon umfassenden Gruppe gewählt werden.

9. Lebensmittelzusammensetzung, umfassend 1 bis 99% eines lagerstabilen Getränkekonzentrats nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6.