JP5473936B2 - カルシウム強化飲料およびその製造方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本願は、参照することによりそれらの全体が本明細書に援用される、「カルシウム強化飲料およびその製造方法(Calcium-Fortified Beverages and Method of Making Thereof)」という発明の名称で2007年12月20日に出願した米国特許出願第11/961,689号の優先権を主張する、「カルシウム強化飲料およびその製造方法(Calcium-Fortified Beverages and Method of Making Thereof)」という発明の名称で2008年12月9日に出願した国際出願第PCT/US2008/086073号の優先権を主張する。
本発明は、カルシウム強化飲料およびその製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、飲料にカルシウム強化する商業上経済的な方法、および、その結果として添加カルシウムが存在するにもかかわらず、良好な官能特性を有する飲料に関する。
周知の商業的に成功している飲料を強化する方法は、クエン酸リンゴ酸カルシウムの添加である。しかしながら、クエン酸リンゴ酸カルシウムの添加は、操作の複雑さ、および運用コストを加えることとなる。例えば、クエン酸リンゴ酸カルシウムは低温殺菌の間に容易に沈殿し、装置のスケーリングに影響を及ぼすことから、飲料加工費の増大につながる。したがって、加工上の問題を起こさない、代替となるカルシウム源が必要とされている。
飲料の他のカルシウム源は当技術分野で周知である。しかしながらこれらの強化システムは一般に、味に欠点を有する。例えば、塩化カルシウムはしょっぱい後味を与える。水酸化カルシウムおよび酸化カルシウムは飲料中の酸を中和し、結果的に薄っぺらい味の飲料を生じさせる。乳酸カルシウムは苦い後味を有する。リン酸三カルシウムは金属性の後味を有する。硫酸カルシウムは非常に乾いた後味を有する。したがって、味に顕著な欠点を有しないカルシウム強化飲料が必要とされている。
さらには、一部のカルシウム源はやや溶けにくいか、または程々にしか溶けず、飲料への使用は困難または非実用的である。クエン酸カルシウムは、栄養的に高いレベルでは、やや溶けにくい。飲料では、程々にしか溶けない、およびやや溶けにくいカルシウム源は異物感(grittiness)または乳状の曇りを生じうるが、これらは一般に、消費者には望ましいとはみなされず、これらを用いて、溶解性の、または溶解したカルシウムを提供することはできない。さらには、やや溶けにくいカルシウム源を有する飲料によって提供されるカルシウムの量は、パッケージごとに、また1つのパッケージ内であっても供給ごとに、大幅に変化しうる。
より安価な飲料用のカルシウム源が必要とされており、また、カルシウムが存在することに起因する味の欠点を有しない、結果的に得られる飲料も必要とされている。
追加のクエン酸またはクエン酸化合物の存在を必要としないカルシウム強化飲料も依然として必要とされている。
本発明にしたがって、良好な味を有するカルシウム強化飲料が提供される。特定の量における乳酸カルシウムとヒドロキシアパタイトの組合せが、驚くほど良好な味を有すること、言い換えれば、カルシウム源に起因する顕著に否定的な味が存在しないことが見出された。本発明の1つの態様では、カルシウム強化飲料は、栄養的に多量のカルシウムを提供するために存在するカルシウム源を有してなり、ここで前記カルシウム源は、すべてカルシウム源が寄与するカルシウムに基づいて、約40%〜約65%の乳酸カルシウム、および約35%〜約60%のリン酸三カルシウム、好ましくはヒドロキシアパタイトを有してなる。
飲料は、任意の種類の飲料でありうるが、果汁飲料であることが好ましい。適切な果汁としては、オレンジ果汁などの柑橘系の果汁、および、例えば、リンゴ、ナシ、ブドウ、パイナップル、イチゴ、タンジェリン、グレープフルーツ、バナナ、ブルーベリー、クランベリー、ザクロ、ラズベリー、トマト、ニンジン、およびセロリを含めた非柑橘系の果汁および/または野菜の搾汁が挙げられる。
本発明の別の態様によれば、飲料は、典型的には、ビタミンD2、ビタミンD3、およびそれらの混合物からなる群より選択されるビタミンDをさらに含む。本発明の別の態様によれば、飲料は、240mlの飲料あたり少なくとも80I.U.のビタミンDを含む。
本発明の別の態様によれば、飲料は、240mlの飲料あたり約250mg〜約450mgのカルシウムを含む。
本発明のさらに別の態様では、飲料は、任意の添加したビタミンおよび/またはミネラルを除き、濃縮還元ではない100%果汁である。飲料は、トップノート香味成分を、カルシウム源の後味を少なくとも実質的にマスキングするのに十分な量でさらに含めてもよい。トップノート香味成分は果物から得て差し支えなく、典型的には、飲料組成物全体の重量で約0.001%〜約0.5%、さらに具体的には約0.001%〜約0.1%含まれうる。
本発明のさらに別の態様によれば、生物的に利用可能なカルシウム源を有してなる飲料の製造方法が提供される。その方法は、栄養的に多量のカルシウムを提供する工程であって、前記カルシウムがカルシウム源に由来し、ここで約40%〜約65%のカルシウムが乳酸カルシウム由来、約35%〜約60%のカルシウムがヒドロキシアパタイト由来である、工程を有してなる。本方法は、さらに、前記カルシウム源を液体に溶解する工程、トップノート香味成分を、前記カルシウム源に由来する異味を少なくともある程度マスキングするのに十分な量で提供する工程、前記飲料に前記トップノート香味成分を分散する工程、および最終的なレディ・トゥ・ドリンク飲料の調製を完成させる工程を有してなる。
本発明に従った飲料の製造方法を例証する工程流れ図。
本発明にしたがって、カルシウム強化飲料が提供される。その飲料は、任意の種類の飲料でありうる。好ましい飲料は果汁飲料である。適切な果汁としては、オレンジ果汁などの柑橘系の果汁、およびリンゴ果汁などの非柑橘系の果汁が挙げられる。飲料は、果汁飲料または100%果汁製品であることが好ましい。当業者に理解されるように、100%果汁製品はUSDA(米国農務省)の要求を満たしている。その要求には、最低糖度および特定の糖酸比が含まれる。100%果汁製品には、さまざまな果汁成分の量を変化させたものも含まれうる。例えば、一部の100%果汁製品にはパルプが含まれるが、他のものではパルプは除外される。典型的には、オレンジ果汁は少なくとも約11.8の糖度を有するべきである。好ましい100%果汁製品は、濃縮物に由来しない。
果汁を強化するためのカルシウム源は、約40%〜約65%のカルシウムが乳酸カルシウムに由来し、約35%〜約60%のカルシウムがヒドロキシアパタイトに由来するものである。飲料に単独で添加される乳酸カルシウムは、苦みのある後味を生じる。飲料に単独で添加されるヒドロキシアパタイトを含めたリン酸三カルシウムは、金属性の後味を生じる。驚くべきことに、乳酸カルシウムおよびリン酸三カルシウムは、それぞれ、味に欠点を有しているが、開示される相対量でのそれらの組合せは、味に顕著な欠点を有しないことが判明した。
明確にするために、カルシウム源には、果汁に天然に産生されるカルシウムは含めない。さらには、ヒドロキシアパタイトはリン酸三カルシウムとして知られることが多い。しかしながら、技術的にはヒドロキシアパタイトはリン酸三カルシウムと同一ではない。ヒドロキシアパタイトは10CaO・3P25・H2OまたはCa10(PO46(OH)2の近似式を有する、2つの分子を含む結晶単位格子を有してなる天然のミネラルであるが、リン酸三カルシウムは化学式Ca3(PO42を有する。
強化飲料中のカルシウムは、栄養的に多量、すなわち240mlあたり少なくとも100mgである。飲料は、240mlあたり少なくとも約180mgのカルシウムを提供することが好ましい。飲料は、240mlあたり約250mg〜約500mgのカルシウムを提供することがさらに好ましい。飲料は、240mlあたり約300mg〜約400mgのカルシウム、もしくは、240mlあたり約325mg〜約375mg、または約350mgのカルシウムを提供することがさらになお好ましい。
カルシウム強化飲料の香味は、カルシウム源に由来する任意の微妙な異味をマスキングするためのトップノート香味成分を加えることにより、さらに改善されうる。本明細書では、トップノート香味は、製品を味わう、または消費する際に最初に感知される香味である。よって、特定の製品についての適切なトップノートはその製品に応じて決まる。オレンジ果汁では、トップノートはオレンジ柑橘系の香味である。オレンジ果汁では、任意の適切なオレンジ柑橘系香味料であるトップノート香味料を使用することができる。これらのトップノート香味料は、例えばスイス国ジュネーブ所在のFirmenich SAを含む、さまざまな会社から市販されている。トップノート香味成分は、新鮮でみずみずしい、生の天然のオレンジ果汁の味を提供することができる。飲料が果汁を含む場合、トップノート香味料は同一の果物または野菜に由来するか、またはそれらから果汁/菜汁として抽出され、したがって天然の香味料で構成されうる。あるいは、トップノートは、人工香味料全体に、またはある程度、存在しうる。典型的には、トップノート香味料の量は、すべて組成物全体の重量で、約0.0001%〜約0.5%の範囲、さらに典型的には約0.0001〜約0.1%の範囲、またさらに典型的には約0.0001%〜約0.008%の範囲、さらに典型的には、組成物全体の重量で約0.001%〜約0.004%の範囲であろう。
さらには、飲料は、ビタミンDが補充されることが好ましいであろう。ビタミンD2、ビタミンD3またはそれらの混合物を用いて、飲料にビタミンDが補充されることが好ましい。飲料は240mlあたり50I.U.以上のビタミンDを提供する。1つの実施の形態では、飲料は240mlあたり少なくとも約80I.U.のビタミンDを提供する。
さらには、飲料には要望に応じたさまざまな栄養補助剤が提供されうる。適切なミネラル栄養補助剤としてはマグネシウムおよびセレンが挙げられる。適切なビタミン栄養補助剤としては、ビタミンA、B1、B2、B3、B6、C、およびEが挙げられる。他の適切な栄養補助剤としては、ω−3脂肪酸、グルコサミンおよび繊維が挙げられる。
他の適切な栄養補助剤としては、グルコサミンおよびn−アセチルグルコサミンなどのアミノ糖が挙げられる。グルコサミンは任意の適切な形態でありうる。グルコサミンの一部の適切な形態としては、グルコサミン硫酸塩、グルコサミン硫酸塩ナトリウム塩、グルコサミン硫酸塩カリウム塩、グルコサミン塩酸塩、グルコサミン・ヨウ化水素酸塩、グルコサミン酢酸塩、グルコサミン・クエン酸塩、グルコサミン・ドデカノエート、およびグルコサミン・リンゴ酸塩が挙げられる。グルコサミンは貝に由来するが、当技術分野で周知のように、発酵(例えば、菌または微生物)または酵素反応(例えば、果糖およびグルタミン)によっても産生されうる。典型的なアミノ糖の量は約0.15重量%〜約0.55重量%であり、さらに典型的には約0.20重量%〜約0.40重量%である。グルコサミンは単独で利用して差し支えなく、あるいは、コラーゲン、コンドロイチン、MSM(メチルスルホニルメタン)、ヒアルロン酸、リコピン、リノール酸、アスコルビン酸、およびそれらの塩など、本発明の組成物および方法に存在して差し支えない他の栄養補助剤と組み合わせて使用してもよい。
飲料は、添加したビタミン、栄養補助剤または他のアジュバントの存在を除き、100%果汁であることが好ましい。
別の実施の形態では、飲料は、実質的に100%未満の果汁を有してなる、果汁製品である。果汁製品は、約5%〜約55%の果汁を有してなることが好ましい。果汁製品は任意の適切な栄養甘味料および/または果汁製品にとって高強度の甘味料を用いて甘味を付与されうる。これらの甘味料は当技術分野でよく知られており、適切な栄養甘味料の非限定的な例としては、ショ糖、果糖、ブドウ糖、麦芽糖、またはそれらの組合せが挙げられる。適切な高強度の甘味料の非限定的な例としては、アセスルファムカリウム(アセスルファムKまたはAce Kとして一般に知られている)、スクラロース、ステビア抽出物、羅漢果、モナチン、およびレバウディオサイドAが挙げられる。果汁製品は、必要に応じて、人工および天然の香味も有していて構わない。
本発明に従った果汁飲料の製造方法を、図を参照して説明する。生果汁源を、適切なデリバリーパイプ6および8を通じて貯蔵タンク2および4内に入れる。果汁は、ライン10を通り、バルブ12を経て貯蔵タンク2から排出することができ、果汁はライン14を通じてサージ・タンク16内へと導かれる。果汁は、サージ・タンク16からライン18を通じて、せん断混合/分注装置20へと導かれる。混合装置20は、加えられる材料に応じて、固体を液体に、および/または、液体を液体に混合するのに適している。本目的に適切な混合装置は当技術分野で周知であり、例えば、APV社(米国ウィスコンシン州レイクミルズ所在)から「TPM+」という商品名で市販される混合装置、およびIKA Works社(米国ノースカロライナ州ウィルミントン所在)から「CMS2000」という商品名で市販される混合装置が挙げられる。混合装置20に、ライン22を通じて乾燥した乳酸カルシウムを導入し、ライン24を通じて乾燥したヒドロキシアパタイトを導入する。ヒドロキシアパタイトおよび乳酸カルシウムの導入は、同時でも連続的でもよい。あるいは、乳酸カルシウムとヒドロキシアパタイトを予め混合した後、予混合した状態で導入することもできる。オレンジ果汁への添加は継続的に行うことができる。ライン22の乳酸カルシウム粉末は、約49.4kg/m3〜約98.8kg/m3(約0.5lb/gal〜約1.0lb/gal)の速度で導入され、約59.28kg/m3〜約88.92kg/m3(約0.6lb/gal〜約0.9lb/gal)が好ましい。例えば、ライン24のヒドロキシアパタイトは、例えば、約19.76kg/m3〜約59.28kg/m3(約0.2lb/gal〜約0.6lb/gal)、好ましくは約24.7kg/m3〜約44.46kg/m3(約0.25lb/gal〜約0.45lb/gal)など、任意の所望の速度で導入されて差し支えなく、ライン18のオレンジ果汁と共に、利用する装置の要望および許容に応じて約340.69〜378.55リットル/分(約90〜100ガロン/分)以上の流量で導入される。さらには、本発明の飲料には、ビタミン、特にビタミンD、または例えばビタミン栄養剤でありうる栄養補助剤であって構わない、所望のアジュバントが補充されうる。典型的には、この特定の事例ではビタミンDの液体流れ26であるアジュバントの流れは、図示するように、せん断混合装置/分配器20およびせん断混合装置30によって、果汁中に分散される。流れ26のアジュバントは、トップノートおよび任意の他の所望の添加剤を含みうる。アジュバントは、流れ26において、ビタミンDおよび/または任意の所望の栄養補助剤、およびトップノートを含みうる。ビタミンDおよびトップノートを含めた、アジュバントまたはそれらの任意の部分は、カルシウムを果汁に添加する前および添加の間にも加えることができるが、典型的には、カルシウムを添加した後に加えられる。
混合装置20で得られる混合材料は、ライン28を経てインライン式の高せん断混合装置30内へと供給され、混合装置20で果汁に加えた材料をさらに分散および溶解させる。適切な高せん断混合装置は当技術分野で周知であり、米国マサチューセッツ州イーストロングメドウ所在のSilverson社から販売されるもの、または米国ノースカロライナ州ウィルミントン所在のIKA Works社のDR2000が挙げられる。
次に、高せん断混合装置30から得られる混合物の流れは、ライン32を経て冷却器34へと導かれ、保持ライン36を経てタンク2へと導かれる。処理タンク2内の果汁はタンク16へと再循環され、処理は、所望の量の乳酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、およびアジュバントが達成されるまで継続される。
乳酸カルシウムおよびヒドロキシアパタイトを加えるための上述の方法は、タンク2内の果汁中のカルシウムおよび任意の所望のアジュバントの濃度が、最終製品における所望の濃度に達したときに停止して差し支えない。
あるいは、本方法は、タンク2内の果汁中のカルシウムのレベルが、最終製品に所望される量を、例えば2倍、3倍、4倍、5倍、またはそれ以上でありうる任意の所望の量だけ超えるように、継続されて差し支えない。次に、タンク2の果汁をバルブ12およびライン38を通じてタンク4に供給することによって、タンク2の果汁をタンク4の果汁で希釈して、所望の最終濃度を達成することができる。
パイロットデータに従った同一の装置を使用する、クエン酸リンゴ酸カルシウムおよび水酸化カルシウムの添加に関する従来技術の方法と比較して、本発明は、カルシウムの添加、混合、および分散/溶解時間を半分に減らすことができる。この理由の1つは、望ましくない香味および不適切なカルシウム反応、および/または不必要な不溶のカルシウムの形成を生じる可能性がある、ライン28における大幅なpH変化を引き起こさず、また、温度の上昇を低減させるように、粉体混合装置20における水酸化カルシウムの添加を比較的ゆっくり行わなければならないことである。
カルシウムの所望の濃度が達成されると、100%濃度(single-strength)の果汁はタンク4からライン40を経て低温殺菌のための熱交換器42へと運ばれる。次いで、得られた低温殺菌果汁は、包装、バルク輸送、または後日使用するために保管されうる。パイロットデータは、本発明のカルシウム源が、従来のカルシウム源であるクエン酸リンゴ酸カルシウムよりも熱交換器42の規模を縮小できることを示唆している。処理効率の改善は、本発明のカルシウム源が従来技術のカルシウム源に対して予期せぬ利点を有することの別の理由である。
飲料に加える際にヒドロキシアパタイトおよびリン酸三カルシウムにとって好ましい粒径分布は、すべて湿式の篩い分けで、約0.5%以下が140メッシュによって保持され、約5%以下が325メッシュによって保持されることが好ましく、0.06%が140メッシュによって保持され、2%が325メッシュによって保持されることがさらに好ましい。
本発明を特定の好ましい実施の形態に関して述べてきたが、当業者に認識されるように本発明は多くの変更、変形、および再配置が可能であり、それらの変更、変形、および再配置は添付の特許請求の範囲に含まれることが意図されているものと理解されたい。

Claims (18)

  1. 良好な味を有するカルシウム強化オレンジ果汁飲料であって、
    オレンジ果汁
    240mlあたり100mg以上のカルシウムを提供するカルシウム源であって、40%〜65%の乳酸カルシウムおよび35%〜60%のヒドロキシアパタイトを含むカルシウム源;および
    0.001%〜約0.004質量%のトップノートオレンジ柑橘香味料;を含むオレンジ果汁飲料。
  2. ビタミンDをさらに含むことを特徴とする請求項を特徴とする請求項1記載のオレンジ果汁飲料。
  3. 前記ビタミンDが、ビタミンD2、ビタミンD3、およびそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする請求項2記載のオレンジ果汁飲料。
  4. 240mlあたり少なくとも80I.U.のビタミンDを提供することを特徴とする請求項3記載のオレンジ果汁飲料。
  5. 240mlあたり少なくとも180mgのカルシウムを提供することを特徴とする請求項4記載のオレンジ果汁飲料。
  6. 240mlあたり250mg〜450mgのカルシウムを提供することを特徴とする請求項1記載のオレンジ果汁飲料。
  7. 前記オレンジ果汁が濃縮還元ではないことを特徴とする請求項記載のオレンジ果汁飲料。
  8. トップノートオレンジ柑橘香味料ならびに任意の添加したビタミンおよびミネラルを除き、濃縮還元ではない100%のオレンジ果汁を含むことを特徴とする請求項1記載のオレンジ果汁飲料。
  9. トップノートオレンジ柑橘香味料が、前記カルシウム源の後味をマスキングするのに十分な量で存在することを特徴とする請求項1記載のオレンジ果汁飲料。
  10. 前記オレンジ果汁が、濃縮還元ではない100%果汁であることを特徴とする請求項記載のオレンジ果汁飲料。
  11. 栄養補助剤をさらに含むことを特徴とする請求項1記載のオレンジ果汁飲料。
  12. 前記栄養補助剤が、ビタミン栄養剤、ω−3−脂肪酸、アミノ糖、繊維、およびそれらの組合せから選択されることを特徴とする請求項11記載のオレンジ果汁飲料。
  13. 前記栄養補助剤が、グルコサミン、コラーゲン、コンドロイチン、メチルスルホニルメタン、ヒアルロン酸、リコピン、リノール酸、およびそれらの組合せから選択されることを特徴とする請求項11記載のオレンジ果汁飲料。
  14. 生物的に利用可能なカルシウム源を有してなるオレンジ果汁飲料の製造方法であって、
    オレンジ果汁、トップノートオレンジ柑橘香味料、ならびに乳酸カルシウムおよびヒドロキシアパタイトを含むカルシウム源を混合する工程を含み
    前記オレンジ果汁飲料が、240mlあたり100mg以上のカルシウムを提供し、前記カルシウム源が40%〜65%の乳酸カルシウムおよび35%〜60%のヒドロキシアパタイトを含み、
    前記トップノートオレンジ柑橘香味料が、0.001%〜約0.004質量%の量で前記オレンジ果汁飲料中に存在することを特徴とする方法。
  15. 前記オレンジ果汁飲料が240mlあたり少なくとも50I.U.のビタミンDを提供する量で、ビタミンD2、ビタミンD3、およびそれらの混合物からなる群より選択されるビタミンD源を混合する工程をさらに含むことを特徴とする請求項14記載の方法。
  16. 栄養補助剤を混合する工程をさらに含むことを特徴とする請求項14記載の方法。
  17. 前記乳酸カルシウムおよびヒドロキシアパタイトが、乳酸カルシウムのみまたはヒドロキシアパタイトのみを含むカルシウム源を有するカルシウム強化オレンジ果汁飲料と比較して、カルシウム乳酸カルシウムの苦い後味が低減されかつヒドロキシアパタイトの金属性の後味が低減されるのに十分な量で、カルシウム源中に存在することを特徴とする請求項1記載のオレンジ果汁飲料
  18. 前記乳酸カルシウムおよびヒドロキシアパタイトが、乳酸カルシウムのみまたはヒドロキシアパタイトのみを含むカルシウム源を有するカルシウム強化オレンジ果汁飲料と比較して、カルシウム乳酸カルシウムの苦みのある後味が低減されかつヒドロキシアパタイトの金属性の後味が低減されるのに十分な量で、カルシウム源中に存在することを特徴とする請求項14記載の方法
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