含有纤维的水饮料的制作方法

专利名称：含有纤维的水饮料的制作方法
技术领域：
本发明涉及水基饮料，其含有可溶纤维，但是并没有牺牲货架稳定性、外观、安全性、味道以及有益的营养性。
背景技术：
近几年来，随着广大的消费者以及食品公司对纤维的有益营养有了更深入的认识，从而引起了对纤维的极大兴趣，使得纤维赢得广泛的欢迎。
纤维的生理特性和有益的营养是多种多样的。人们认为纤维对于血糖的控制，对于胆固醇和甘油三酸酯的代谢、产气的肠发酵、胃肠道功能的控制均是具有有益效果的，并认为它们对肠道微生物菌群也具有益生效果。
膳食纤维被认为是可溶和不可溶的食品成分，它们不能被人体胃肠道中的酶所消化。这些纤维包括非淀粉多糖、(源自植物、藻类、细菌或真菌)抗性淀粉以及木质素和寡糖。
膳食纤维包括了各种各样的化合物，它们具有共同的性质，即基本上不能被肠道中的胃肠道酶所消化，在肠道中它们或多或少地被当地的微生物菌群所发酵。
所有的膳食纤维并不具有相同的结构，也不具有相同的物化性质，由此提供了不同的保健作用。不可溶的膳食纤维，例如纤维素和半纤维素对于降低食品通过消化道的时间是非常有益的。另一方面，一些可溶的和非常粘的纤维，例如瓜尔豆胶和β-葡聚糖对血糖具有作用，而一些非粘性的纤维，例如果寡糖，对肠道发酵以及对微生物菌群的发展是有积极作用的。
膳食纤维的主要来源是植物和谷物食品。但是目前由于加工食品消费量的增加，使得纤维的平均日摄取量降低。因此，就出现了这样一种趋势，就是在加工食品中补充添加纤维，包括可溶的和/或不溶的纤维。但是，用纤维进行补充存在这样的问题，有时会给所添加的食品带来砂砾口感。
在饮料领域，也尝试着用纤维对饮料进行补充。这样的饮料也含有可溶的或不可溶的纤维，且通常以药用添加饮料的形式添加糖、膳食以及风味剂和香精，其中纤维悬浮和/或溶解在液相中。
用纤维对饮料进行补充，并不是真正象想象的那样使用粘性的或不溶的纤维。一些尝试只是用可溶的纤维对饮料进行补充，例如软饮料和澄清的饮料。US 5851578公开了一种添加了可溶纤维的液体饮料，并且用食用酸作为缓冲剂。该饮料经过了巴氏杀菌。确实，由于纤维被微生物，例如细菌、霉菌和真菌所发酵，为了防止发酵和确保良好的货架稳定性，则酸化是必须的。该专利也作出了这样的教导，即如何制备所述饮料成分的粉状颗粒混合料，以便于所述饮料的复水(reconstitution)。
然而。如果饮料的酸化带来了良好的溶解性，使饮料变质的可能性最小化，则在这样的酸性条件下，一些可溶纤维可能被水解成简单的糖。
根据现有技术，在饮用之前才在饮料中补充纤维是优选的，这样就避免了可溶纤维的变质或水解。
US 6248390公开了一种含纤维水。该专利公开了这种饮料的制备方法，这是通过将纤维溶解进水中而实现的，并且还教导了将得到的溶液进行高压灭菌，用以确保微生物状态。但是，在该文献中没有记载涉及对溶液进行高压灭菌的试验。确实，可以想到这样剧烈的热处理会导致可溶纤维的部分水解，以及该溶液光密度的提高。而且，目前大多数适合于瓶装水的包装材料是由塑料，例如PET制备的，这是不耐温度高于100℃的高压灭菌的。
因此就有了对这样一种澄清饮料的需求，即所述的饮料含有不会受到水解的可溶纤维，该饮料是货架稳定的，且不会牺牲味道、口感和外观。

发明内容
因此，本发明涉及一种货架稳定、澄清和中性pH的含有水和可溶纤维的水组合物，其特征在于-水是基本上被软化的，-并且所述可溶纤维包括链长是约2至20个单元的寡糖。
令人意想不到的是，申请人发现通过添加纤维得到的澄清水饮料，并没有现有技术产品的缺点，所述的纤维含有链长是约2至20个单元、优选2至15个单元且更优选2至8个单元的寡糖。链长度也公知为聚合度，DP。
合适的寡糖选自由果糖残基通过β(2-1)键连接而得到的果寡糖。该优选的果寡糖的链长度是约2至20个果糖单元，优选2至15个单元，且更优选2至8个果糖单元。
本发明水组合物中含有的纤维的量是每升水0.1至10g，优选1至7g/L，且更优选2至5g/L。
术语“中性pH”指的是本发明水组合物的pH范围为约5.5至8.5、优选约6.5至7.5。
尽管中性pH有时是优选的，以便于满足所有饮用者的口味，但是也包括pH值是约4至约5的酸性pH的饮料。但是，如上所述，在酸性介质溶液中的可溶纤维的稳定性非常关键，而采用链长度是约2至20个单元的寡糖是不可能的，这是因为这样的纤维将被快速水解，从而丧失了这些化合物的生理作用。由此产生了对水基饮料的需求，该水基饮料酸性pH，但是同时其中含有的可溶纤维在长期贮存期间仍然是稳定的，即没有被水解。
因此，本发明的另一个目的是提供一种货架稳定、澄清和酸性pH的含有水和可溶纤维的水组合物，其特征在于-水是基本上被软化的或矿化的，-并且所述可溶纤维含有分子量是约2000的耐消化的麦芽寡糖。
源自淀粉水解的麦芽糖糊精的葡萄糖值[DE]一般是1至20，通常通过α-淀粉酶作用于糊化的淀粉而制备。市售产品通常是以自由流动的喷雾干燥粉提供的。麦芽寡糖是含有高达约10个葡糖酐残基的寡糖，并且发现于高水解度的麦芽糖糊精中。在本发明有关果寡糖发生水解是一个问题的酸性水饮料描述的上下文中，分子量是约2000的合适的耐消化麦芽寡糖可选自Fibresol麦芽糖糊精。该产品由Matsutani Chemical Industry Co.，Ltd，Japan市售得到。这样的化合物含有约9至12个葡萄糖单元，且通常源自淀粉，将淀粉经过物理、化学和酶处理，使得所得到的麦芽寡糖不为人体内酶消化。更具体地是将玉米淀粉在温度是约160℃下、在盐酸(＜0.15％)存在下通过干热处理，随后用淀粉酶(α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶)处理。制备的不可消化的糊精可以接着从剩余的酶中分离出来，葡萄糖和低分子量副产品通过用活性炭处理并在离子交换柱上分级进行分离。
由此发现，采用耐消化的麦芽寡糖，例如Fibresol，可以获得具有酸味的水组合物，可以满足特殊的消费者的需要，且避免了这些纤维成分的水解，由此保留了保健效果。
确实，通常对应于pH范围是约4至约5的酸味，特别适合含有另外的风味剂，例如植物香精、草药香精和水果香精的水饮料。事实上，从味道的角度看，水果的和植物的香精通常是酸性的和碱性的溶解介质，这是不适合的。
此外，术语“基本上软化”根据本发明指的是矿物质水平小于约400PPM、优选小于200PPM、更优选小于100PPM且甚至更优选是约40至约70PPM的本发明水组合物。
在本发明中，术语“货架稳定”指的是本发明的水组合物在周围冷或热(约37℃)温度下贮存，即使经过了长时间，例如数月的贮存也没有出现微生物损害、寡糖降解、浑浊度提高，也没有出现寡糖沉淀。
一方面，在这样的中性pH条件下，没有寡糖链水解，并保持着这些纤维的所有有益营养。另一方面，采用分子量是约2000的耐消化麦芽寡糖，使酸性pH组合物的制备没有出现由于链水解而造成保健作用丧失这种情况。本发明水组合物中含有的纤维由此被输送至肠道微生物菌群，而预先并没有水解，并由此提供其益生作用。
还应该想到，饮用水可能被冷却，因此最好在约5℃贮存本发明的水组合物。有趣的是，含有纤维的本发明的水组合物可以贮存在这样的冷藏温度下，而且溶解的纤维并没有发生沉淀。这种优点是非常重要的，因为这样的沉淀对于饮用者的接受性来说，是一个致命的缺点。
而且，由于寡糖没有经过水解，所以没有简单糖的形成，对该组合物中性味道没有改变太多。但是，应该注意到向水中添加这样的纤维，对于水的苦味、甜味、柔和性、收敛性、滑爽性和金属味的调整显然是一种方便的方式，对饮用者而言，这种方式显著提高了味道的可接受性。事实上，所选择的纤维具有一种非常淡的甜味，有助于改善饮料的味道，而并不会提高热量值。确实，低矿物质水和软化水的一个缺点是其味道，这种味道不知何故给人一种淡和/或涩味的感觉。而且，对于含有香精、风味剂、提取物或任意其它溶质的水饮料而言，特别需要弱化它们中的一些的强度。因此，向本发明的低矿物质水中添加所选择的纤维，对于提供非常有味道的水来说似乎是一种良好的方式，所述的非常有味道的水是爽滑的和没有涩味的，只是略微有一些淡淡的甜味。
因此，本发明还涉及一种对于中性或酸性pH值的基本上软化的水的苦味、甜味、柔和性、收敛性、滑爽性和金属味的调整方法，该方法通过向所述的水中添加可溶纤维进行，所述的纤维选自链长度是约2至20个单元的寡糖和分子量是约2000的耐消化的麦芽寡糖。
根据本发明的一个方面，中性pH水组合物的合适寡糖选自由果糖残基通过β(2-1)键连接而得到的果寡糖。该优选的果寡糖的链长度是约2至20个果糖单元，优选2至15个单元，且更优选2至8个果糖单元。
就本发明的水组合物的外观而言，应该注意到这种水经过贮存仍然是澄清的和透明的。确实，选择链长度是2至20个单元的寡糖或分子量是约2000的耐消化的麦芽寡糖的寡糖避免了在贮存期间出现任何沉淀。
尽管本发明的水组合物由于味道的原因而基本上被软化这样一个事实，但是也可以补充矿物质，这是因为出乎意料地发现，通过使用本发明的纤维，在富含矿物质水中所观察到的、由添加矿物质带来的不知何故出现的砂砾味和金属味被掩蔽了起来。合适的矿物质可以选自Ca、Mg、Zn或Fe。如上所述，两种纤维来源的淡甜味呈现出淡淡的甜味，完全符合所需要的用途。
本发明水组合物的矿物质补充可以通过添加亚稳态的乳酸-柠檬酸钙或乳酸-柠檬酸钙-镁复合物而实现，如US 6,261,610中所公开的，在此引入该文献的全文作为参考。
根据饮用者的喜好，本发明的水组合物可以补充所有的功能性成分，所述的功能性成分可包括维生素、抗氧化剂、植物提取物和风味剂例如洋甘菊、菩提花(tilleul)、橙花或瓜拉那(guarurana)。
人们已知由于具有生理作用而用于调节生物功能的不同的植物和植物提取物。在可以由植物提取物调节的不同生理功能中，可以提及例如调节血压、脂肪氧化的提高、压力的释放、消化效力的提高、精神刺激、机敏性的提高、自由基的限制和皮肤修复。目前，许多口服补充剂是可以由市售得到的，有丸剂、片剂或用于输注的草药制剂的形式。一方面，片剂和丸剂并不能为消费者很好地认知，因为它们被视为非天然的，并且太象药了。另一方面，草药制剂例如草药茶，制备繁琐，且其得到的产品的味道也是不能令人满意的。确实，草药茶是由有效的植物和植物提取物制备的，其味道通常是苦的，并添加了大量的糖，而糖并不总是人们所需要的。
因此，存在着对这样一种食品的需求，即所述的食品通过植物提取物而得到生理功能的有益调节，而不具有现有产品的缺点。而且，固体食品通常需要溶解和/或乳化，以便于通过肠道屏障。所以，能够提供所有上述优点的水基饮料在生物利用度方面也是非常有效的。
因此，本发明涉及一种根据权利要求…的饮料，该饮料也含有植物提取物，选自芦荟(aloe vera)、蓝莓、咖啡因、维生素C、菊花、绿茶、瓜拉那、山楂和蜂蜜(honey)，它们单独使用或组合使用。
对上述成分的选择带来了下述好处-改善了心脏功能和循环，并提高了用于氧化过程的血氧输送能力，-与强有力的抗氧化剂结合增强了脂解或脂肪分解，保护身体不会随脂肪分解而受损害，-减轻胃肠机能不良和相关的腹泻。
从更普遍的意义上讲，本发明还涉及根据权利要求…的水基饮料的用途，其提高了饮用者精神的机敏性，这得益于添加了至少一种兴奋剂和至少一种血循环提高剂。合适的血循环提高剂可以选自山楂和蓝莓。
本发明还涉及根据权利要求…水基饮料的用途，用于改善皮肤健康和皮肤弹性，这得益于添加了皮肤回春剂和皮肤强化成分，例如芦荟提取物和/或维生素C。在后一种情况下，所选择的纤维与芦荟结合，得到了两种成分的协同作用，该纤维提高了芦荟提取物的吸收能力，由此由内部起作用，并不是由现有技术公知的那样仅是表面作用。
因此，本发明还涉及可溶纤维的用途，所述可溶纤维包括链长度是约2至20单元的寡糖，用于对中性pH富含矿物质水的苦味、甜味、柔和性、收敛性、滑爽性和金属味进行调整。
根据另外一个实施方案，本发明涉及可溶纤维的用途，所述的可溶纤维包括分子量是约2000的耐消化的麦芽寡糖，用于对酸性pH富含矿物质水的苦味、甜味、柔和性、收敛性、滑爽性和金属味进行调整。
由于本发明的水组合物含有的纤维具有高稳定性，可以以简单、直接和方便的方式，即只是通过简单地打开本发明水的瓶子并饮用所述水组合物，就将所有有益的可溶纤维传递给了饮用者。这样的瓶装水能够长期贮存在室温下，并不会对由所含纤维带来的固有品质和好处造成负面的影响。
确实，通过添加纤维，本发明的水组合物提供了一种传递纤维的所有有益营养的方式，即-改善和增强了肠内微生物菌群(特别是双歧杆菌)，-通过肠内微生物菌群的纤维发酵，产生短链脂肪酸，-提高粪便体积以及大便次数，-减缓健康人群餐后血液葡萄糖水平的升高(例如，在用餐或食用快餐时，饮用这种水)，-在长期的肠营养(enteral nutrition)的情况下，防止了肠粘膜萎缩，-对于血清胆固醇和甘油三酸酯水平有良好效果。
为了制备本发明的水组合物，该组合物不牺牲纤维的有益营养并且可以确保产品完美的货架稳定性，通过温和的制备工艺可以实现上述目的。
这样的制备工艺可以包括下述步骤-提供一种糖浆，其水中含有10-30wt.％的可溶纤维，-通过过滤器对所获得的糖浆进行过滤，所述的过滤器孔径小到足以排除至少99.9％的细菌、真菌、霉菌和孢子，-提供一种中性的或酸性pH并且是基本上被软化或矿化的水，-通过过滤器对所述水进行过滤，所述的过滤器孔径小到足以排除至少约99.9％的细菌、真菌、霉菌和孢子，-用臭氧处理过滤水，使水中的总微生物菌群降低至约0cfu/ml(菌落形成单位/ml)，-将过滤过的和臭氧处理过的水与过滤的糖浆在无菌条件下混合，由此获得本发明的水组合物，-在超清洁的环境中，将水组合物灌装到无菌瓶中。
对糖浆和水的过滤通过本领域普通技术人员公知的方式进行，例如通过孔径是约0.2至0.5μm的膜过滤器进行。
通过鼓泡臭氧于水中，实现水的臭氧化，以便于达到约0.1至1PPM的臭氧水平。
通过使用在灌装之前进行消毒的塑料瓶和盖可以实现无菌灌装，所述的消毒是通过例如臭氧或H2O2处理而实现的。灌装在超清洁环境中进行。
或者，可以通过采用超高温方法对物料消毒、随后在无菌条件下灌装制备产品。
具体实施例方式
实施例1具有果寡糖的水组合物的制备根据下述工艺制备无菌糖浆将平均聚合度是10(10个果糖单元)的浓缩果寡糖糖浆溶于水中，得到含有15wt.％和30wt.％果寡糖的两种糖浆。将由此得到的糖浆通过孔径为0.2μm的膜过滤器进行过滤。
糖浆的消毒情况通过对需氧微生物菌群总数进行计数来进行检查，而表1显示出完全没有活的微生物菌群。
表1-过滤的果寡糖糖浆微生物菌群的计数


根据下述工艺制备无菌水通过孔径为0.2μm的膜过滤器对矿物质含量是75PPM和pH是6.5的水进行过滤。
接着将臭氧气体鼓入过滤的水中，使水中溶解的臭氧量是0.8-1.0PPM，在灌装后立即测定的成品中的最终臭氧含量最小是0.2PPM。
接着将无菌混合物(糖浆和水)在无菌条件进行混合，并且在超清洁环境中(最小级别100的情况)或无菌条件下灌装，得到纤维(寡糖)的最终浓度是4g/l。
这些瓶子可以被贮存几周甚至数月，而不会出现菌落、异味，不会有寡糖水解，也没有任何着色情况出现。或者，该含有纤维的瓶装水也可以在冷藏温度下贮存，并且溶解的纤维没有出现沉淀。
实施例2含有纤维的水的感官评定将22位25-60年龄组的饮用者作为品味员，要求他们就下述水组合物的味道、气味和外观进行评价将不同温度下贮存的实施例1的水组合物与低矿物质矿泉水进行对比。测试的结果列于表2中。
结果清楚地表明，与传统的矿泉水相比，本发明的水组合物是非常优选的。
值得注意的是对于两种情况，样品的差异是明显的，用于区分产品的感官描述词是非常肯定的。与矿泉水相比，本发明的水组合物具有更滑爽的改善味道，没有感觉到涩味。
表2饮用者对本发明组合物的接受和感官特性


随后进行较大规模的试验，采用超过200位饮用者，与低矿化水相比，优选该产品的比例是65∶35。
权利要求
1.货架稳定、澄清和酸性pH的含有水和可溶纤维的水组合物，其特征在于所述可溶纤维包括分子量是约2000的耐消化的麦芽寡糖。
2.根据权利要求1的组合物，该组合物还含有选自植物提取物、草药和水果提取物中的至少一种成分，其可以单独使用或结合使用。
3.根据权利要求2的组合物的用途，对于以下生理调节的至少一种有作用血压的调节、脂肪氧化的提高、压力的释放、消化效力的提高、精神刺激、机敏性的提高、自由基的限制和皮肤修复。
全文摘要
本发明涉及一种含有纤维的水饮料。该水组合物基本上被软化，并具有中性的或酸性的pH。在本发明水组合物中含有的可溶纤维选自链长是约2至20个单元的寡糖和分子量是约2000的耐消化的麦芽寡糖。本发明的水组合物可以贮藏，并且不会发生诸如其中含有的寡糖水解和可溶纤维沉淀这样的不良反应。
文档编号A23L1/09GK1846535SQ200610080209
公开日2006年10月18日 申请日期2003年9月9日 优先权日2002年9月10日
发明者H·G·阿纳塔拉曼, C·J·B·布赖姆洛, G·F·克莱德, J－P·达旺斯, M·洛皮, T·D·那罗斯基, W·许普瑟尔, 吴伟坚 申请人:雀巢技术公司