富含锌的饮用水组合物及相关包装饮用水组合物的制作方法

本发明涉及富含锌的饮用水组合物和包装的富含锌的饮用水组合物。

本发明还涉及用于制备这种组合物和这种包装水组合物的方法。

背景技术：

目前，通常将矿物质添加到瓶装水中供人饮用，以便向消费者提供富含矿物质的水。

一般来讲，根据人们期望水所具有的营养和味道特性，瓶装水富含各种矿物质和成分：钙、镁、碳酸氢盐、钠、硫酸盐等。

已知瓶装水中添加各种不同成分，但是迄今为止，市场上富含锌的饮用水非常少。

通常不将现有富含锌的饮料视为水，因为它们含有糖、甜味剂和/或酸化剂。

锌是人体的必需痕量元素，并在生物体中具有重要作用，这尤其是因为它活化给定酶。具体地讲，锌在以下方面发挥作用：

-蛋白质合成，并由此在生长、细胞再生、繁殖、生育力、愈合、脱皮方面和免疫方面。

-胰岛素激素合成以及利用碳水化合物、味觉和色觉。

通常锌以较少的量存在于多种食物(牡蛎、肉类、内脏、全麦面包、鸡蛋、鱼、干蔬菜)中，但不良的多样化喂食可导致锌缺乏。

每日推荐摄取(dri)量为约10至15mg，但该量根据年龄和性别不同而变化：儿童(5至8mg/d)、青少年(10mg/d)、女性(8mg/d)以及男性(11mg/d)。

锌缺乏可导致生长迟缓、性晚熟、脱皮和味觉障碍、脱发、愈合变慢以及免疫问题。在怀孕这一关键时期期间，锌缺乏可导致胎儿出现畸形的风险。

世界卫生组织已经公布，在一些国家中已经发现一些严重锌缺乏症，尤其在儿童和孕妇人群中。举例来说，这些国家如印度、巴基斯坦或尼日利亚。

因此在这些国家需要考虑强化锌。这种强化可通过在人食物产品中添加锌而实现。但是，出于实际和经济原因，优选的是在饮料中添加锌，尤其是在供人饮用的饮用水中添加锌。

然而，在水中很难实现锌稳定性，因为其取决于多个参数，并且在12个月货架期之前通常会出现锌沉淀。举例来说，在瓶装水的货架期期间，锌稳定性取决于水ph、环境温度、碳酸氢盐浓度、瓶(通常是pet塑料瓶)厚度和容积。

因此，在一些达到特定ph特性(例如ph超过7.5)的水中，锌将与碱性离子结合形成不溶性氢氧化物(zn(oh)2)或碳酸盐(znco3)。这种不溶性组分将导致水中锌浓度不均匀，并导致水中出现不期望的沉淀。

此外，在由例如pet制成的常用塑料瓶中，一旦出现不溶性氢氧化锌形式沉淀，锌将与塑料瓶壁相互作用并将粘着到壁上。因此饮用所述水的人就不可能吸收锌，从而达不到期望的强化效果。

为了避免瓶装水在货架期期间达到这种ph，所提出的一种解决方案是使用强酸(例如硫酸)酸化水基质(在加入锌之前)，以便得到ph低于6.5至7的最终水产品，从而防止货架期期间ph升至7.5。但是，使用额外的酸存在一定的局限性，因为在一些国家，监管机构不批准这类ph低于6.5的水/不将其视为水产品。

更明确地讲，在现有富含锌的水组合物中，在货架期期间，由于溶解的二氧化碳经由瓶壁损失，同时存在碳酸氢盐(水基质中所固有的)，使得水ph随时间缓慢升高。

化学平衡反应如下：

hco3^-+h⁺→h2o+co2

因此，当溶解的二氧化碳通过瓶壁逸出时，氢离子浓度下降，使得ph升高。

对于保存在常规pet瓶中的水，可优化水基质中矿物质和盐(包括锌)的浓度以达到所需平衡。

如今常规pet瓶被定义为0.6l瓶具有15gpet重量、1.5l瓶具有29gpet重量的瓶。

但是，当瓶为pet轻质瓶时，由于瓶壁变薄导致逸出更多溶解的二氧化碳，使ph升高更快，进而在ph达到7.5时出现锌沉淀：通过使用轻质瓶使ph升高加快，导致锌在富含锌的水中沉淀更快。

轻质瓶应被理解为与常规pet瓶相比pet重量减小的瓶。pet重量至少减少5％。举例来说，pet轻质瓶是0.6l瓶具有13gpet重量、1.5l瓶具有27gpet重量的瓶。

因此，需要提出一种解决方案，使得富含锌的饮用水中可溶形式锌的稳定性增强，且与包装水的日常条件和储存时间以及商业化相兼容。除上述之外，水应具有改善且适当的味道。

技术实现要素：

在这些方面，本发明提供了根据权利要求1所述的待被包装在壁宽度局部小于150μm的轻质容器中的富含锌的饮用水组合物。

所述富含锌的饮用水基于包含添加了以下矿物质的饮用水的水基质：

-0至400mg/l的钙；

-0至300mg/l的镁；

-2至25mg/l的锌；以及

-0至300mg/l的钠；

在所述水组合物中，控制添加到水基质中的碳酸氢盐的量，并且该量不应超过10mg/l，以限制水组合物中二氧化碳气体的逸出。

优选地，富含锌的饮用水组合物含有在以下范围内的限定矿物质：

-60至90mg/l的钙；

-23至34mg/l的镁；

-2至12mg/l的锌；以及

-60至90mg/l的钠；

-水基质中的碳酸氢盐不超过10mg/l。

这些指定范围使得富含锌的饮用水组合物符合消费者在味道方面的期望。

举例而言，预定的矿物质组由一组矿物质化合物(包括氯化钙、硫酸镁、硫酸锌和氯化钠)组成。

有利的是，水基质的饮用水包含部分或完全去离子化的饮用水。这使得有可能更好地控制水基质中碳酸氢盐的含量。

更具体地讲，在制备时，水基质的ph在6.5至7之间。这一特性能够延缓ph随时间的升高。

根据任选的另一个特征，可通过酸化水基质来部分地调节水基质的ph。通过向水基质中添加强酸来完成水基质的酸化。

以上所提出的特征使得富含锌的饮用水组合物能在制备后12个月期间内ph升高有限，以使得在制备12个月之后ph不超过7.5，从而限制锌在富含锌的饮用水组合物中发生沉淀。

本发明还涉及包装的富含锌的饮用水组合物。所述包装的富含锌的饮用水包括：

a)富含锌的饮用水组合物，该组合物基于包含饮用水和以下矿物质

组的水基质：

-0至400mg/l的钙；

-0至300mg/l的镁；

-2至25mg/l的锌；以及

-0至300mg/l的钠；

其中水基质中碳酸氢盐的量不超过10mg/l，以及

b)壁宽度局部小于150μm的瓶、小袋和/或容器形式的保护性包装。

所提出的组合物被特别设想为包装在壁宽度局部小于150μm的轻质容器中。

优选地，富含锌的饮用水组合物中存在的矿物质含量在以下范围内：

-60至90mg/l的钙；

-23至34mg/l的镁；

-2至12mg/l的锌；以及

-60至90mg/l的钠；

-水基质中的碳酸氢盐不超过10mg/l。

举例而言，矿物质由一组矿物质化合物组成，包括氯化钙、硫酸镁、硫酸锌和氯化钠。

富含锌的饮用水组合物的水基质的饮用水包含部分或完全去离子化的饮用水这一事实的有利方面在于其使得能控制水基质中碳酸氢盐的水平。

具体地讲，在制备时，富含锌的饮用水组合物的水基质的ph在6.5和7之间。

例如，在包装的富含锌的饮用水组合物中，在40℃的最高环境温度下的12个月时间段内，锌沉淀低于包含在富含锌的饮用水组合物中的总可溶锌的10％。

本发明还涉及一种用于制备这种富含锌的饮用水组合物和包装的富含锌的饮用水组合物的方法。所述方法包括通过下列方式制备水基质：

-获得一定体积的饮用水；

-测试饮用水的体积，以确定该体积中钙、镁、钠和碳酸氢盐的量；

-向该体积饮用水中添加矿物质小包。

根据本发明，矿物质小包包含预定量的钙、镁、锌和钠，以制备水基质。

为了更好地控制添加到水基质中的矿物质的量，该方法还包括根据所测定的钙、镁、锌和钠的量制备矿物质小包。

以下具体实施方式和附图详细阐述了特定实施方案，足以使本领域的技术人员实施所述组合物、包装的组合物和方法。其他实施方案可具有结构、逻辑、过程和其他变化。实施例仅仅代表可能的变型。除非明确要求，否则单个元件和功能通常是任选的，并且操作顺序也可改变。一些实施方案的部分和特征可被包括在其他实施方案的部分和特征中，或替代其他实施方案的部分和特征。

附图说明

现参考以下实施例进一步描述本发明。应当理解，受权利要求书保护的本发明并非旨在以任何方式限制于这些实施例。

现将参考以下附图以举例的方式描述本发明的实施方案，其中：

-图1是对比相同配方的、标准瓶和轻质瓶装的水中可溶锌浓度的曲线；以及

-图2是示出锌溶解度随锌强化水组合物的ph变化的曲线。

具体实施方式

本说明书中使用的词语“包括”、“包含”和类似的词语，都不应被理解为具有排他性或穷举性的含义。换句话讲，这些词语旨在用于意指“包括但不限于”。

不能将本说明书中对现有技术文献中的任何参考视为承认此类现有技术为众所周知的技术或构成本领域普遍常识的一部分。

本实施方案涉及富含锌的饮用水组合物、包装的富含锌的饮用水组合物以及用于制备这种组合物的方法。

对所述附图的分析将提供根据本发明的富含锌的饮用水组合物的定义和设计中的重要参数。

附图中图1是对比使用给定配方且存储在60℃下的、标准瓶和轻质瓶装的水之间可溶锌(mg/l)浓度的曲线。该图清楚地表明，对于相同配方，锌将在轻质塑料瓶中比在常规塑料瓶中更早地出现沉淀。这主要是由于瓶壁变薄所导致的co2逸出增加。因此，有必要提出一种新的富含锌的饮用水组合物，使得可溶形式锌的稳定性增强，且与包装水的日常条件和储存时间相兼容。本发明在配制组合物时考虑了轻质塑料瓶的特异性，以便减少co2气体的逸出。

图2是示出锌溶解度随锌强化水组合物的ph变化的曲线。如从图中可见，对于低于7.3的ph，在富含锌的水组合物中锌保持可溶，但一旦ph达到7.4，锌就开始沉淀，富含锌的水组合物中可溶锌大大减少。如上所述，ph是管理锌在富含锌的水组合物中的溶解度的一个关键驱动因素。富含锌的饮用水组合物的水基质的目标ph应尽可能低，从而防止过早出现锌沉淀。

所提出的组合物考虑了这些参数，避免使用将升高组合物ph的组分。因此，本发明的富含锌的饮用水组合物提出尽可能降低水基质中的碳酸氢盐的量。

这可通过选择水基、含有少量碳酸氢盐的饮用水或不含碳酸氢盐的去离子水来实现。作为替代方案，饮用水可以是部分或完全去离子化的饮用水。所谓“少量碳酸氢盐”，其意指水基质中以及本发明的富含锌的饮用水组合物中碳酸氢盐的量低于10mg/l。在一些情况下，可需要添加在限定低含量(低于10mg/l)范围内的碳酸氢盐来确保满足消费者对味道的要求。

与其他知名矿物水品牌中的碳酸氢盐的量相比，本发明组合物中所提出的有限量的碳酸氢盐含量非常低：

-碳酸氢盐(hco3-)：384mg/l

-碳酸氢盐(hco3-)：360mg/l

此外，低的有限量的碳酸氢盐有利于防止锌与碳酸氢盐结合而形成不溶碳酸锌(znco3)。

本发明使得富含锌的饮用水组合物具有一定矿物质含量，从而实现一种独特性，符合消费者对富含锌的饮用水的期望。

本发明的富含锌的饮用水组合物将被包装在壁宽度局部小于150μm的轻质容器中，并且基于包含其中添加以下矿物质的饮用水的水基质：

-0至400mg/l的钙；

-0至300mg/l的镁；

-2至25mg/l的锌；

-0至300mg/l的钠；以及

-碳酸氢盐不超过10mg/l。

所提出的矿物质范围是其中富含锌的饮用水组合物在被包装在壁宽度局部小于150μm的轻质容器中时在环境温度下具有8至12个月货架期的范围，所述环境温度可能达到高达60℃的温度。

对所提出的饮用水组合物进行优化，以使得富含锌的饮用水组合物的特定味道满足当地消费者的期望。

因此，优选地，矿物质含量在以下范围内：

-60至90mg/l的钙；

-23至34mg/l的镁；

-2至12mg/l的锌；

-60至90mg/l的钠；以及

-碳酸氢盐不超过10mg/l。

所提出的矿物质通过矿物质化合物(包括氯化钙、硫酸镁、硫酸锌和氯化钠)形式添加。

添加所述量的矿物质之后，在制备时，水基质的ph在6.5和7之间。

所提出的组合物使得ph在制备后12个月期间升高有限，并且ph在制备12个月之后不超过7.5。

如果需要为了确保进一步限制产品货架期期间(最少12个月)ph升高，可通过酸化水基质来进一步调节水基质的ph。通过向水基质中添加给定量的强酸来完成水基质的酸化。

强酸选自硫酸和盐酸。

优选地，将硫酸加入水基质中，因为所添加酸的含量非常小(小于20mg/l)，因此对最终水产品的味道没有影响。此外，使用硫酸不会导致形成不溶性盐。

本发明还涉及包装的富含锌的饮用水，其包括：如上所述的富含锌的饮用水组合物以及瓶、小袋和/或容器形式的保护性包装。

富含锌的饮用水组合物被包装在保护性包装中，以便存储和/或进行销售。所用的包装根据需求可具有非常大的差异。因此，富含锌的饮用水组合物可为瓶装，例如塑料瓶装，例如为常规pet瓶形式并优选为pet轻质瓶形式，或用于存储水的任何其他相容材料瓶形式。这些瓶的容积可在20cl至10l之间变化，但也可使用其他容积的容器。

优选地，保护性包装是局部壁宽度小于150μm的轻质包装。

例如，对于pet瓶，轻质瓶应被理解为与常规pet瓶相比pet重量减小的瓶。pet重量至少减少5％。举例来说，pet轻质瓶是0.6l瓶具有13gpet重量、1.5l瓶具有27gpet重量的瓶。

根据用途，还可能将富含锌的饮用水存储在小袋或具有更重体积的容器(例如5至20l)中。

本发明还涉及一种用于制备富含锌的饮用水组合物的方法。所述方法包括通过下列方式制备水基质的步骤：

-获得一定体积的饮用水；

-测试饮用水的体积，以确定该体积中钙、镁、钠和碳酸氢盐的量；

-向该体积饮用水中添加矿物质小包，

如上所述，这种方法包括获得一定体积饮用水的步骤。饮用水来自天然来源。天然来源可以是天然泉水、井水、自流水、城市用水、矿物质含量低于期望水平的任何其他来源或者甚至去离子水。因为矿物质含量应低于期望水平，因此饮用水优选包括部分或完全去离子化的饮用水。

优选地，饮用水将主要含有去离子水，以使得碳酸氢盐的含量低于富含锌的水组合物中限定量的碳酸氢盐。

在第二步骤中，测试饮用水的体积并计算所选矿物质(尤其是钙、镁、钠和碳酸氢盐)的含量。如果该体积的水含有已知稳定范围的矿物质，则这一步骤不是必须的。当所用饮用水是去离子水时，情况尤其如此。

在另外的实施方案中，可时常测试水源的矿物质含量，与将向其中添加矿物质小包的特定体积水分开。

在另一步骤中，按照预包装的矿物质成分领域已知的标准制造工艺，基于所测定的矿物质含量来获得或制备矿物质小包。矿物质小包组合物可基于上述的时常测试，而不是基于每一体积的水。

在某些实施方案中，所测定的体积的水中矿物质内容物用于形成一个或多个矿物质小包，这些小包在添加到该体积水中时将形成每种矿物质期望的总质量浓度。在备选的实施方案中，矿物质小包是基于天然来源水的平均矿物质含量或之前所测定的矿物质含量而形成的。

在一些实施方案中，矿物质小包是通过将一组矿物质化合物中每一种化合物混合在一起以形成矿物质混合物来制备的。可使用的矿物质化合物在下文中进一步讨论。矿物质化合物可以能够使矿物质溶解到该体积饮用水中的各种形式获得。矿物质化合物可以预先磨碎或颗粒状形式混合或者可在混合之后进行研磨，并且可以液体形式提供。如果矿物质化合物是预先磨碎的，则可进一步研磨以形成细粉混合物。在另外一些实施方案中，可单独添加矿物质化合物或者以任何可行形式一次添加一些矿物质化合物直至已添加期望含量的矿物质化合物。

矿物质小包是通过混合矿物质化合物制成的，并将向该体积水中提供期望的矿物质。所添加的矿物质化合物为氯化钙(以提供钙)、硫酸镁(以提供镁)、硫酸锌(以提供锌)和氯化钠(以提供钠)。如果需要，在矿物质小包中加入碳酸氢盐，但限制最终富含锌的饮用水组合物中碳酸氢盐少于10mg/l。

这些矿物质化合物为本发明实施方案提供最佳的味道特征。可添加其他潜在的矿物质化合物，前提是所选量的化合物能够形成淡矿物质味道、细腻的口感、清新味道和干净余感，而未在富含锌的饮用水组合物中产生锌沉淀。

在任选的附加步骤中，这种方法还可包括酸化水基质的步骤，以便将最终水产品的ph调节至低于7的ph。

优选地，通过向水基质中添加强酸来完成水基质的酸化步骤。强酸优选选自硫酸和盐酸。

优选地，将硫酸加入水基质中，因为所添加酸的含量非常小(小于20mg/l)，因此对最终水产品的味道没有影响。

虽然已经以举例的方式描述了本发明，但上面对具体实施方案的描述揭示了本发明的一般特性。应当理解，在不脱离权利要求书所限定的本发明范围的前提下，可通过采用现有知识对本公开作出变更和修改，针对各种应用容易地修改和/或调整本系统和方法。此外，对于具体的特征如果存在已知的等同物，则应如同在本说明书中明确提到的那样来引入这些等同物。