PL2108270T5 - Produkt spożywczy albo napój zawierający teaninę i kofeinę dla zwiększania skupienia umysłu - Google Patents

Description

Opis [0001] Niniejszy wynalazek dotyczy produktu w postaci napoju, który zawiera określoną ilość teaniny i kofeiny, dla dostarczenia zwiększonej czujności umysłu.

Podstawa i stan techniki [0002] Produkty spożywcze i napoje, które mogą zwiększać umysłowe i fizyczne możliwości ludzkiego ciała stają się coraz bardziej popularne. W szczególności produkty które dają podwyższony stan ostrości umysłu są wyjątkowo cenne komercyjnie.

[0003] Napoje, które zawierają składniki wpływające na umysł są znane od stuleci. Współcześnie napoje herbaty i kawy są prawdopodobnie najbardziej znane. Zwyczajowo rozumie się, że to kofeina w tych dwóch napojach dostarcza takiego pobudzenia umysłu. Jednak stwierdzono, że herbata, obok tego, że zawiera kofeinę, także zawiera inne naturalne składniki które mają wpływ na umysł.

[0004] Herbata zawiera skomplikowaną kombinację enzymów, biochemicznych związków pośrednich oraz strukturalnych składników normalnie związanych z rozwojem rośliny i fotosyntezą. Zawiera także wiele naturalnych substancji, które dają herbacie jej unikalny smak, cierpkość, aromat i kolor. Wiele z nich jest wytwarzanych w reakcjach utleniania, jakie zachodzą podczas tak zwanego etapu fermentacji przy wytwarzaniu czarnej herbaty. Wytwarzanie herbaty od dawna opiera się na tradycyjnych metodach obróbki tylko z podstawowym zrozumieniem zachodzących chemicznych przemian. Dodatkowo herbata stanowi naturalne źródło aminokwasu - teaniny. Stwierdzono, że teanina ma wiele korzystnych skutków dla ludzkiego ciała i umysłu.

[0005] Jednak, obecnie jest ona dostępna w dużych ilościach tylko w postaci syntetycznej L-teaniny (sun-theanine). Głównie wynika to z faktu, że naturalnie występująca teanina stanowi tylko około 1% możliwych do wyekstrahowania stałych składników herbaty w materiale roślinnej herbaty.

[0006] W publikacji patentowej EP 1 393 726 (Taiyo, 2001) ujawniono kompozycję (na przykład produkt spożywczy albo farmaceutyczny) do polepszania koncentracji umysłu która zawiera teaninę. Ujawniono kompozycje zawierające od 0.00025 do 100% wagowych, od 0.005 do 100% wagowych oraz od 0.05 do 100% wagowych teaniny.

[0007] W publikacji patentowej US 5,501,866 (Ito En, 1995) ujawniono kompozycję zawierającą kofeinę i teaninę, przy czym stosunek teaniny do kofeiny wynosi od 10:1 do 500:1.

[0008] W publikacji patentowej US 5,780,086 (P&G, 1996) ujawniono napój zielonej herbaty, który zawiera teaninę i kofeinę.

[0009] W publikacji patentowej US 6,268,009 (P&G, 1999) ujawniono ekstrakt zielonej herbaty zawierający teaninę i kofeinę, oraz ujawniono ekstrakt zawierający 200 ppm teaniny i 992 ppm kofeiny.

[0010] Filiżanka zaparzonej czarnej herbaty zawiera aż do w przybliżeniu 20 mg/100 g teaniny i 40 mg/100 g kofeiny. To przekłada się na 0.02 i 0.04% wagowych napoju, albo 200 i 400 ppm.

[0011] Twórcy niniejszego wynalazku odkryli, że szczególne ilości kofeiny i teaniny dają nieoczekiwany i synergistyczny wpływ na umysł.

Szczegółowy opis wynalazku Napój [0012] Napój jest odpowiedni do bezpośredniej konsumpcji przez ludzi. Korzystnie jest to napój na bazie herbaty.

[0013] Napoje według wynalazku mogą być niegazowane, albo gazowane /nawęglane/. Wydaje się, że samo gazowanie dostarcza efektu konserwowania i dlatego formulacja /skład/ gazowanego produktu nie musi być taka sama jak produktu niegazowanego. Częściowo rozpuszczony dwutlenek węgla może uszkadzać wzrost ścian komórkowych.

[0014] Napoje według niniejszego wynalazku są formułowane w typowy sposób, z wyjątkiem ilości kofeiny i teaniny.

[0015] Określenie "napój na bazie herbaty" opisuje napój który zawiera stałe ekstrakty liściastego materiału rośliny Camellia sinensis, Camellia assamica, albo Aspalathus linearis. Liście mogą być poddane tak zwanemu etapowi "fermentacji" w którym są utleniane przez pewne endogennne enzymy jakie są uwalnianie podczas wcześniejszych etapów wytwarzania "czarnej herbaty". Takie utlenianie może nawet być uzupełnianie przez działanie egzogennych enzymów, takich jak oksydazy, lakkazy oraz peroksydazy. Alternatywnie, liście mogą być częściowo fermentowane (herbata "oolong"), albo zasadniczo nie fermentowane ("zielona herbata"). Herbata może być dodana do napoju w różnej postaci, w tym jako ekstrakt, koncentrat, proszek albo jako granulat.

[0016] Dodawanie herbaty do medium często zwiększa ryzyko mikrobiologicznego psucia. Tak jest prawdopodobnie dlatego, że herbata stanowi pożywkę dla rozwoju drobnoustrojów. Większość drobnoustrojów jakie zazwyczaj rozwijają się w napojach na bazie herbaty świetnie rozwija się na cukrze, źródle azotu, tlenu, cynku, magnezu, potasu, fosforu oraz witamin. Dlatego korzystne jest ograniczanie zawartość cukru do 8 do 10 stopni brix, jednak można stosować aż do 60 stopni brix, gdy produkt jest herbacianą mieszanką. Zawartość tlenu może być minimalizowana przez wstępne pasteryzowanie, albo obróbkę termiczną albo rozpraszanie azotu. Zawartość minerałów w napoju na bazie herbaty można zminimalizować stosując EDTA, cytrynian, albo środek zmiękczający wodę. Dla przykładu, drobnoustroje mogą rosnąć w herbacie jeśli stężenie jonów magnezu przekracza 0.2 ppm, i potrzebują tylko śladowych ilości cynku. Trzeba być ostrożnym przy stosowaniu cytrynianu w tym celu ponieważ może on wpływać na smak.

[0017] Przy niskich stężeniach, takich jak 0.1 do 3%, herbata działa jak substancja odżywcza która zwiększa potencjalną możliwość mikrobiologicznego psucia. Jest to nieoczekiwane biorąc pod uwagę znane przeciwbakteryjne i przeciwwirusowe właściwości herbaty. Tak nie jest aż nie przekroczy się stężenia 3% gdy herbata zaczyna tłumić rozwój drożdży i pleśni.

[0018] Jakość wody może poważnie szkodzić trwałości napoju. Jest to ważny czynnik gdy przygotowuje się napój na bazie herbaty do napełniania na zimno. Z tego powodu często będzie ważne aby minimalizować zawartość drożdży w wodzie na wszystkich etapach produkcji. Sposoby znane w dziedzinie obejmują chlorowanie/odchlorowanie oraz działanie promieniami UV.

[0019] Środki zakwaszające w postaci słabych kwasów mają niewielkie, jeśli w ogóle mają, działanie jako słabo kwasowe środki konserwujące ze względu na to, że nie są one zdolne do penetrowania komórek drobnoustrojów. Ich stężenie ogólnie określa się w odniesieniu do miareczkowanej kwasowości w równoważnikach kwasu cytrynowego (w g/l). Napoje na bazie herbaty zazwyczaj mają 1 do 4 g/l miareczkowalną kwasowość. Wartość pH takich napojów mieści się między pH 2.5 a pH 4.2. Psujące żywność drożdże mogą rozwijać się przy pH do 2.0 a spory pleśni zazwyczaj mogą rozwijać się do pH 1.6.

[0020] Przy pH takim jak 3.0, gdy nie ma przeciwdrobnoustrojowego działania wynikającego z samej wartości pH, zapobiegającego psuciu wywołanemu przez drożdże albo pleśnie, dodawanie 100 ppm kwasu cynamonowego całkowicie wyniszczy ich rozwój. Taka ilość kwasu cynamonowego przy obojętnym pH zupełnie nie daje efektu, zatem pokazuje to znaczącą synergię między kwasem cynamonowym a niskim pH.

[0021] Układ konserwujący i smakowo-zapachowy według niniejszego wynalazku może ewentualnie zawierać inne środki konserwujące. Dla tego celu korzystne są słabo kwasowe środki konserwujące. Alternatywnie, można przewidywać stosowanie kwasu cynamonowego przy niskim pH, jako uzupełnienie dla występujących słabo kwasowych środków konserwujących. Z obu perspektyw, tradycyjne słabo kwasowe środki konserwujące działają poprzez zakwaszanie komórek drobnoustrojów, to jest obniżanie wewnętrznego pH, pH,. W roztworze, niezdysocjowane słabe kwasy są zdolne do rozpuszczania w membranach drobnoustrojów i przechodzenia do wnętrza komórek. Naładowane, zdysocjowane jony nie mogą wchodzić do komórek ponieważ ich ładunek nie pozwala na ich rozpuszczanie w lipidowej membranie. Gdy są wewnątrz komórki, to cząsteczki niezdysocjowanego słabego kwasu pojawiają się w obszarze o znacznie większym pH (6.5-7.0) i natychmiast powracają do przechodzenia w naładowaną zdysocjowaną jonową postać. To także uwalnia protony, H+, a przez to obniża wewnętrzne pH.

[0022] Ciągłe uwalnianie protonów zwiększa stężenie jonów H+ i powoduje że wewnętrzne pH spada do poziomów przy jakich komórkowe enzymy zaprzestają działania. Ruch słabego kwasu do komórek także usuwa protony z medium i powoduje że rośnie zewnętrzne pH. Ostatecznie wartości pH wewnątrz i na zewnątrz będą takie same i przepływ słabego kwasu do komórek zatrzyma się.

[0023] Aby uzyskać maksymalny efekt, słabo kwasowe środki konserwujące najlepiej pracują w kwaśnym medium, gdzie jest znacznie więcej niezdysocjowanego kwasu zdolnego do wchodzenia do komórek, i umożliwiają wymuszenie obniżenia wewnętrznego pH komórek zanim zatrzyma się transport słabego kwasu.

[0024] Słabo kwasowe środki konserwujące obejmują kwas sorbinowy, kwas benzoesowy, siarczyn, kwas octowy, kwas propionowy oraz parabeny. Przy niskich stężeniach zazwyczaj mają niewielkie, jeżeli mają, działanie jako środki zakwaszające pH napoju, ale mogą mieć główne działanie przeciwdrobnoustrojowe. Różne słabe kwasy mają różne wartości pKa, na przykład kwas sorbinowy ma wartość pKa wynoszącą 4.76, a siarczyn ma wartość pKa wynoszącą 1.88. Oznacza to, że przy wartości pH 4.76 będzie 50% kwasu sorbinowego i 50% jonów sorbinianowych. Przy wartościach pH większych niż te, będzie więcej sorbinianu i mniej niezdysocjowanego kwasu, na przykład przy wartości pH 6.5 będzie 2% kwasu sorbinowego i 98% sorbinianu.

[0025] W układzie konserwującym i smakowo-zapachowym według wynalazku odpowiedni wybór i stężenie słabo kwasowego środka konserwującego będzie zależało od wartości pKa słabego kwasu i wartości pH końcowego produktu. Kombinacja kwasu cynamonowego i kwasu benzoesowego jest korzystna gdy pH napoju na bazie herbaty jest mniejsza niż pH 3.0. Podczas gdy kombinacja kwasu cynamonowego i kwasu sorbinowego jest korzystna gdy pH napoju na bazie herbaty jest mniejsza niż pH 3.4.

[0026] Trwałość układu konserwującego i smakowo-zapachowego polega na tym, że jest zdolny do utrzymywania pH napoju poniżej pH 4.5. Ogólnie mówiąc, mogą być zastosowane dowolne środki znane w stanie techniki dla dostosowywania i utrzymywania pH napoju na bazie herbaty.

Zawartość teaniny i kofeiny [0027] Produkty według niniejszego wynalazku zawierają teaninę i kofeinę.

[0028] Stwierdziliśmy, że podawanie takiego napoju człowiekowi może skutkować zauważalnym polepszeniem jego koncentracji, skupienia umysłowego oraz/albo czujności. Tak jest nawet w przypadku osób, które nie są umysłowo oraz/albo fizycznie wyczerpane przed podaniem. I tak, chociaż napój może ewentualnie zawierać dodatkowe środki (takie jak aminokwas - arginina) znane jako usuwające stres u umysłowo oraz/albo fizycznie wyczerpanych osób, to w korzystnym wykonaniu napój jest zasadniczo wolny od takich środków. W szczególności, korzystne jest gdy napój zawiera mniej niż 100 ppm, bardziej korzystnie mniej niż 50 ppm, nawet bardziej korzystnie mniej niż 10 ppm a optymalnie mniej niż 1 ppm argininy.

[0029] Korzystnie stosunek teaniny do kofeiny wynosi od 4:1 do 1:1.5, bardziej korzystnie od 3:1 do 1:1.

[0030] Ilość teaniny może wynosić od 400 do 2000 ppm, bardziej korzystnie od 600 do 1500 ppm. Ilość kofeiny może wynosić od 300 do 1500, bardziej korzystnie od 400 do 1000 ppm.

[0031] Względne stężenia teaniny i kofeiny są ważne. Jednak także ważne jest aby konsumentowi dostarczać określoną ilość teaniny i kofeiny w celu uzyskania korzyści niniejszego wynalazku. W związku z tym, odpowiedni jest napój zdolny do dostarczania (a) od 80 do 500 mg teaniny, (b) od 30 do 400 mg kofeiny człowiekowi poprzez usta i ma masę mniejszą niż 500 g. Korzystnie dostarcza on od 80 do 400 mg teaniny. Korzystnie dostarcza on od 60 do 300 mg kofeiny. PRZYKŁADY Przykład 1 Napoje [0032] Przygotowano napój placebo o składzie identycznym ze składem komercyjnie dostępnego wolnego od cukru gotowego do spożycia napoju na bazie herbaty (Lipton™ Peach Lite Ice Yea) z tym, że stałe składniki herbaty wykluczono ze składu formulacji. Następnie do obojętnego placebo dodawano teaninę (Suntheanine™ która jest 99% L-teaniną i jest dostępna z firmy Taiyo Corporation) oraz/albo kofeinę (gatunku farmaceutycznego) dla wytworzenia trzech testowych napojów zawierających (w 250 ml podawanej porcji) albo 150 mg kofeiny, albo 250 mg teaniny, albo 150 mg kofeiny i 250 mg teaniny. Te ilości odpowiadają, odpowiednio, stężeniom w przybliżeniu 600 ppm kofeiny, 1000 ppm teaniny, albo 600 ppm kofeiny i 1000 ppm teaniny.

Rozpoznawanie słowa [0033] Grupa ludzi brała udział w teście rozpoznawania słowa. Test prowadzono przez cztery dni, każdego dnia podawano inny z opisanych powyżej napojów. Serię 15 słów pokazywano każdej osobie, jedno słowo na raz na ekranie komputera. Około 20 minut później, osobie ponownie pokazywano serię słów przypadkowo zmieszanych z 15 nowymi słowami. Osoba miała przycisnąć guzik albo 'YES' albo 'NO' na klawiaturze dla wskazania rozpoznanych słów z pierwszej listy. Test prowadzono przed spożyciem napoju (t=0) i ponownie 30 i 90 minut po spożyciu. Średnia liczona w stosunku do wszystkich osób czasu potrzebnego na odpowiedź (At) względem czasu = 0 jest przedstawiona w Tabeli 1. TABELA 1

[0034] Można zauważyć, że kombinacja dużej ilości teaniny i kofeiny w stosunku w przybliżeniu i .7:1 daje nieoczekiwane i synergistyczne korzyści w porównaniu do sytuacji gdy stosuje się je pojedynczo.

Czujność [0035] Czujność mierzono stosując kwestionariusz nastroju Bond-Lader’a. Kwestionariusz zawierał 16 wzrokowo-analogowych skali zakotwiczonych na obu końcach jednym słowem z pary przeciwstawień, takich jak zaalarmowany-senny, spokojny-podniecony. Wartości ocen od pojedynczych osób łączy się stosując wzór dla otrzymania wartości dla 3 czynników nastroju: zaalarmowany, spokojny i zadowolony. Test prowadzono przed spożyciem napoju (czas=0) i ponownie 30 oraz 90 minut po spożyciu. Średnia liczona w stosunku do wszystkich osób różnic w wartości oceny (As) w stosunku do t = 0 jest przedstawiona w Tabeli 2. TABELA 2

[0036] Znowu można zobaczyć, że jest nieoczekiwana i synergistyczna korzyść kombinacji dużej ilości teaniny i kofeiny podanych w stosunku w przybliżeniu 1.7:1.

Przykład 2 Napoje [0037] Przygotowano napój placebo o składzie identycznym ze składem komercyjnie dostępnego wolnego od cukru gotowego do spożycia napoju na bazie herbaty (Lipton™ Peach Lite Ice Yea) z tym, że stałe składniki herbaty wykluczono ze składu formulacji. Następnie do obojętnego placebo dodawano teaninę (Suntheanine™ która jest 99% L-teaniną i jest dostępna z firmy Taiyo Corporation) oraz/albo kofeinę (gatunku farmaceutycznego) dla wytworzenia trzech testowych napojów zawierających (w 250 ml podawanej porcji) albo 50 mg kofeiny, albo 50 mg teaniny, albo 50 mg kofeiny i 50 mg teaniny, albo 250 mg kofeiny, albo 250 mg teaniny, albo 250 mg teaniny i 250 mg kofeiny. Te ilości odpowiadają stężeniom w przybliżeniu 200 ppm kofeiny, 200 ppm teaniny, 200 ppm kofeiny i odpowiednio, 200 ppm teaniny, 1000 ppm kofeiny, 1000 ppm teaniny, albo 1000 ppm kofeiny i 1000 ppm teaniny.

[0038] Każdy napój testowano dla ocenienia jego wpływu na prosty czas reakcji, czas wyboru reakcji oraz szybkie wizualne przetwarzanie informacji.

Prosty czas reakcji (Simple Reaction Time - SRT) [0039] Osoba naciska spację za każdym razem gdy gwiazdka pokaże się na ekranie komputera. Odstęp czasu między pojawieniami jest przypadkowy. Dla każdego napoju obliczono średnią liczoną w stosunku do wszystkich osób zmiany czasu odpowiedzi (ASRT) 48 min po spożyciu napoju i czasu odpowiedzi bezpośrednio przed spożyciem.

Czas wyboru reakcji (Choice Reaction Czas - CRT) [0040] Przypadkowa seria liter (albo G albo B) pojawia się na ekranie komputera czcionką albo czerwoną albo zieloną. Osoby muszą odpowiedzieć tylko na czerwoną literę B (przez przyciśnięcie spacji). Dla każdego napoju obliczono średnią liczoną w stosunku do wszystkich osób zmiany czasu odpowiedzi (ACRT) 38 min po spożyciu napoju i czasu odpowiedzi bezpośrednio przed spożyciem.

Szybkie wizualne przetwarzanie informacji (Rapid visual information processing - RVIP) [0041] 43 minuty po spożyciu napoju, każda osoba monitorowała ciągły strumień cyfr dla 3 kolejnych liczb nieparzystych lub parzystych. Cyfry prezentowano z szybkością 100 na minutę a czas trwania zadania wynosił 5 minut z 8 prawidłowymi ciągami liczb prezentowanymi co 60 sekund. Dla każdego napoju obliczono średnią liczoną w stosunku do wszystkich osób prawidłowej liczby (RVIP).

Wyniki [0042] Wyniki trzech badań opisanych powyżej są przedstawione w Tabeli 3. TABELA 3

[0043] Jak można zobaczyć, stosunek 1:1 teaniny do kofeiny daje znaczącą poprawę w teście SRT w porównaniu do placebo dla obu niższych (50 mg) i wyższych (250 mg) poziomów, tylko napój zawierający wyższy poziom (250 mg) obu teaniny i kofeiny daje znaczącą poprawę dla wszystkich trzech wskazań (SRT, CRT oraz RVIP).

Przykład 3 Napoje [0044] Przygotowano placebo i dwa testowe napoje o składach przedstawionych w Tabeli 4. Dwa testowe napoje zawierały 50 mg kofeiny, albo 50 mg kofeiny i 100 mg teaniny, na podawaną porcję (250 ml). TABELA 4

[0045] Każdy napój testowano dla określenia jego wpływu na rozpoznawanie i przeniesienie uwagi. Rozpoznawanie słowa [0046] Każdej z 27 osób pokazano 15 słów prezentowanych pojedynczo na ekranie komputera przez 1 sekundę każde. Po w przybliżeniu 20 minutach, te pierwotne słowa (stare słowa) plus 15 słów rozpraszających uwagę (nowe słowa) prezentowano pojedynczo w przypadkowej kolejności. Dla każdego słowa uczestnik miał wskazać czy ono było na pierwotnej liście przez przyciśnięcie wyznaczonego klawisza tak szybko jak to możliwe. Czas trwania prezentacji wynosił 30 sekund a czas trwania testu rozpoznawania wynosił 1 minutę. Test prowadzono przed spożyciem każdego napoju (t=0) i ponownie 60 i 90 minut po spożyciu. Średnia liczona w stosunku do wszystkich osób liczby prawidłowych odpowiedzi (Aw) względem czasu = 0 jest przedstawiona w Tabeli 5. TABELA 5

[0047] Jak można zobaczyć, tylko napój zawierający obie teaninę i kofeinę wykazał znaczną poprawę w stosunku do placebo.

Przeniesienie uwagi [0048] 27 osób brało udział w zadaniu w którym mierzono utrzymanie uwagi i funkcję wykonawczą. Uczestnikom prezentowano jednocześnie literę i numer na ekranie komputera, albo w czerwonym albo purpurowym kolorze. Gdy pojawiały się w czerwieni, osoba zwracała uwagę na literę i naciskała spację tylko

Claims (5)

1. jeśli była to samogłoska. Gdy pojawiały się w purpurze, osoby odpowiadały podobnie tylko jeśli liczba była parzysta. Kolor zmieniał się co 4-ty impuls. Czas trwania testu wynosił 5 minut. Średni czas odpowiedzi (At) dla prawidłowych odpowiedzi liczony względem czasu = 0, oraz liczba prawidłowych odpowiedzi (Δη) względem czasu = 0 są przedstawione w Tabelach 6 i 7. TABELA 6

   ...................................................................................................................TABELA 7...................................................................................................................

   [0049] Jak można zobaczyć, tylko napój zawierający obie teaninę i kofeinę wykazał znaczną poprawę w stosunku do placebo 60 minut po spożyciu. Jednak po 90 minutach, tylko napój zawierający kofeinę wykazał poprawę w stosunku do placebo, ale tylko w sensie liczby prawidłowych odpowiedzi a nie w sensie czasu reakcji. Zastrzeżenia patentowe:

   1. Napój zawierający (a) od 80 do 500 mg teaniny, (b) od 30 do 400 mg kofeiny, który ma masę mniejszą niż 500 g.
2. 2. Napój według zastrzeżenia 1, który jest napojem na bazie herbaty.
3. 3. Napój według zastrzeżenia 1 albo 2 zawierający od 80 do 400 mg teaniny.
4. 4. Napój według dowolnego z zastrzeżeń 1 do 3 zawierający od 60 do 300 mg kofeiny.
5. 5. Sposób dostarczania (a) od 80 do 500 mg teaniny, oraz (b) od 30 do 400 mg kofeiny przez podawanie mniej niż 500 g napoju ludziom po przez usta. Pełnomocnik: ODNOŚNIKI CYTOWANE W OPISIE Poniższa lista odnośników cytowanych przez zgłaszającego ma na celu wyłącznie pomoc dla czytającego i nie stanowi części dokumentu patentu europejskiego. Pomimo, że dołożono największej staranności przy jej tworzeniu, nie można wykluczyć błędów lub przeoczeń i EUP nie ponosi żadnej odpowiedzialności w tym względzie. Dokumenty patentowe cytowane w opisie • EP 1393726 A, Taiyo [0006] • US 5501866 A, Ito En [0007] • US 5780086 A [0008] • US 6268009 B [0009]