专利名称：补钙果汁饮料的制备方法
本申请涉及有营养意义的补钙果汁饮料，特别涉及这种补钙饮料的制备方法。
膳食钙不足至少是某些人发生骨质疏松症的一种原因。例如，有人发现在许多年龄组中，钙摄取和骨质呈相关。也有人提出儿童时期钙摄取的水平直接影响骨骼成熟时才定形的峰骨。
已发现，从少年后期至成年早期，膳食钙的摄取一般都明显降低，特别是女性更明显，因为女性在发育时期发生钙摄取降低一般比同龄男性早得多。同时，女性作为一个群体，对生命过程中长期的钙缺乏特别敏感。钙缺乏可能是绝经的妇女发生严重骨质疏松症的一个原因。
钙可从各种膳食中获得。主要的钙源是乳制品，特别是牛奶。牛奶提供十分有价值的膳食钙源。然而从青少年时期开始，直至生命晚期，一般人都没有食用足够量的牛奶，以获得必要的钙。这可能是牛奶作为一种“社会需要”的饮料没有吸引力的原故。的确，有人发现幼女，特别是成年妇女通常认为牛奶是一种不具社会吸引力的饮料，热量太大，味道也欠佳。此外，由于食用牛奶，常引起胃肠道的不适，所以相当一部分人进入成年后对乳糖不能忍受。
为了获得更多的钙，显然需要找出比牛奶更具有吸引力的饮料。这种饮料必须是食用足够量的，能提供营养有意义量钙的饮料。一般人经常在早餐饮用的饮料是果汁制品，特别是桔汁。跟牛奶一样，桔汁以有益于健康，营养丰富而著称。而且通常认为桔汁味道颇佳。因此可以认为，按照营养学补充钙的桔汁是终身获得大量膳食钙的另一工具。
按照营养学将桔汁或其他果汁的钙补充到有意义的浓度并非很简单。牛奶中平均钙含量约为0.12%(重量)。在桔汁中要有如此高含量的钙需要考虑许多问题。
最主要的问题是要保证钙一旦溶解就不能从桔汁中沉出。由于高浓度的钙存在，从浓缩桔汁中沉出钙可能是极突出的问题。然而，由于果汁中存在酸性系统和其他成份，钙从单强化果汁制品中沉出也是可能发生的。桔汁本来就含有柠檬酸和马来酸的混合物。将钙源直接加入桔汁中形成的热力学最稳定的柠檬酸钙类也是最不溶的。这些不溶的柠檬酸钙类能十分迅速地从桔汁中沉出。
商售的加钙冷果汁制品存在着特殊的钙沉淀问题。为了延长抗微生物和霉菌生长的稳定性，冷冻果汁制品于包装前要进行巴氏法消毒或灭菌消毒。典型的消毒方法是将果汁液流过高温〔约180°F(82.2℃)-212°F(100℃)〕或超高温〔约212°F(100℃)-260°F(126.7℃)〕的巴氏消毒器或灭菌器。这种装置的例子是板框式换热器(高温)和蒸汽直接浸渍灭菌器(超高温)。
使人惊奇的是当含钙果汁流过高温巴氏消毒装置或灭菌装置时，果汁中的钙盐会沉淀出来。以氢氧化钙或碳酸钙作为添加钙源的含钙柠檬汁则更为明显。当含钙的柠檬汁通过高温巴氏消毒器或灭菌器时，不溶的柠檬酸钙便沉淀出来。析出的柠檬酸钙沉着于巴氏消毒器或灭菌器的内表面。如果不停工加以清洗，沉淀的柠檬酸钙甚至会剥落掉入消毒过的冷冻果汁中。(此外，就板框式热交换器而言析出的和沉着的柠檬酸钙能降低热传导效率。)在果汁中按照钙量相对增加酸量可在一定程度上减轻沉淀问题。然而这使冷冻果汁的酸味增强。降低果汁中的钙浓度也可减少钙盐沉淀，但明显的缺点是给制备方法和产品的灵活性带来了限制。因此，钙必须以下述方法加入冷冻果汁制品中，即该法能防止高温巴氏消灭或灭菌引起的钙沉淀问题，能按希望的浓度将钙加入果汁中，并且还能避免冷冻果汁制品的酸味过份增加。
1973年3月27日授予Berry等人的美国专利3，723，133号公开了一种脱水，脱酸柠檬汁制品及其制备方法。该专利公开的方法包括用离心法分离出果汁的上清液，用巴氏法消毒，然后加入磨得很细的氢氧化钙或其他金属的氢氧化物干粉中和之。沉淀出来的柠檬酸钙用离心法除去后，澄清液与第一次离心后的果汁残余物合并，浓缩，与发泡剂混合，干燥，制得脱水脱酸性柠檬汁制品。除柠檬汁外，Berry等人的方法也可用于“任何酸含量经常变化的其他含糖果汁”。参见第3集42-44行。
1951年9月4日授予Sterens等人的美国专利2，567，038号公开了一种制备干果汁浓缩物的方法。该法是缓冲果汁的酸性或调高其PH值使之部分中和，然后用巴氏法消毒(中和及缓冲果汁酸性的方法之一是加入碱性物质，如氢氧化钙或氢氧化钠)。消毒过的该果汁在适当的真空条件下浓缩，然后加入足够量的粒状糖以获得一种湿性颗粒混合物。将这种糖-果汁混合物干燥，得到一种干果汁浓缩物。
1960年3月15日授予Ponting的美国专利2，928，744号公开了一种防止苹果汁脱色的方法。该方法是在基本纯净的马来酸存在下将苹果弄碎，在该果汁中加入足够的碳酸钙或氢氧化钙使PH回到天然的水平，借此除去过量的马来酸。过量的马来酸以马来酸钙的形式沉淀出来，然后经过过滤法除去。也可参见1915年6月1日授予Gore的美国专利1，141，458号，该专利公开了一种方法将氢氧化钙混悬液(石灰乳)加入苹果汁(或其他果汁)中，以中和存在的游离酸;通过滤压器除去混悬物质，然后浓缩，得到含马来酸钙结晶的糖浆，通过滤压器，使糖浆和结晶分开。
1984年10月16日授予Jr.Eisenhardt等人的美国专利4，477，481号公开了一种冷冻干燥柠檬果肉的方法。方法为处理湿柠檬果肉，使其PH至少增至约4.0，然后冷冻并冷冻干燥，使其含水量低于10%(重量)。可采用氢氧化钾或氢氧化钙使果肉的PH增加。
本发明涉及补钙的单强化果汁饮料，特别涉及这些饮料的制备方法。该方法包括如下步骤a)至少提供一种经巴氏法消毒的果汁，其中溶解的钙不大于约0.12%(重量)，柠檬酸约为0-4%(重量)。
b)提供一种氢氧化钙浆;和c)以适当的体积比将该氢氧化钙浆均匀地分散于经巴氏法消毒过的果汁中，得到一种补钙的果汁饮料，此饮料具有1)约0.05-0.26%溶解的钙;
2)至少约45%的果汁;
3)约2-16°白利糖度(Brix)的固体成份;
4)PH约为5.0或更低。
本发明的方法可避免含钙果汁因高温巴氏消毒或灭菌引起的钙盐沉淀问题，特别是柠檬酸钙的沉淀问题。这样也避免或减少了巴氏消毒装置或灭菌装置用以清除沉着于内表面的钙盐的昂贵周期性停工。本方法还提供了单强化果汁产品，此产品含有期望浓度的钙，而不必增加与钙量相关的酸量。该果汁可用于制备具有低酸含量和更好的甜-酸平衡的冷冻果汁制品，特别是冷冻柠檬汁制品。
文中所用的“果汁饮料”意指下列果汁饮料含有至少约45%的果汁，而且是单强化现成(立即可饮用)的饮料。本发明的果汁饮料也可是“全强化”型饮料，其中含有至少约95%的果汁。
本发明范围内的果汁饮料也包括称之为软饮料(nectar)的持久型果汁制品。这些持久型果汁制品一般含有约50-90%的果汁。最好的持久性果汁制品含有50-70%果汁。
这里所说的“浓缩果汁”意指其中去掉了一部分水的果汁。
本文用的“果汁液”涉及通常的果汁原料的均一混合物，其中包括浓缩果汁，果汁香料，调味挥发物，果皮油，可见的果肉或果渣，加上其他物质，如添加食用酸，钙源，其他矿物质，维他命和类似物。
本文用的“果汁”涉及柑桔属果汁，非柑桔属果汁如苹果汁，葡萄汁，梨汁，樱桃汁，浆果汁，菠萝汁，桃汁，杏汁，梅汁，李汁，西番莲果汁，香蕉汁和这些果汁的混合物。
本文用的柑桔属果汁涉及桔汁，柠檬汁，酸橙汁，葡萄柚汁，红桔汁及它们的混合物。
本发明涉及的所有果汁均是单强化果汁。
本文用的“组成”指的是在本发明的果汁饮料和果汁液中能加入的各种成份。相应地，“组成”一词包括限制更多的词“主要由…组成”和“由…组成”。
本文用的“巴氏消毒”和“巴氏消毒法”涉及不用放射线处理的消毒方法，该法将被消毒物加热至一定温度，并保持足够的时间，至少部分消毒，使被消毒物中微生物和霉菌不能生长，而又使被消毒物的化学组成基本不发生变化。经巴氏法消毒的物质的特征在于就对抗微生物和霉菌生长性腐败而言，其稳定性较长，术语“巴氏法消毒”和“巴氏消毒法”包括更加限定的术语“灭菌”和“灭菌法”，即，经过处理的材料基本上没有微生物和霉菌生长。
制备本发明补钙果汁饮料的一个重要成份是果汁液。下面关于果汁配方和其后的巴氏消毒或灭菌的许多讨论将集中于桔汁，根据本发明将桔汁用于制备高质量的补钙桔汁饮料。
然而，按照本发明，以其他柑桔属果汁(如葡萄柚汁)，非柑桔属果汁(苹果汁)，以及果汁的混合物也可组成配方，并按照该方法进行巴氏法消毒或灭菌。
用于制备本发明桔汁的浓缩桔汁，桔香汁，调味挥发物，可见的果肉和果皮油可通过标准的桔汁加工法获得。对于桔汁，葡萄柚汁和红桔汁的标准加工法参见Nagy等人著《柑桔科学和技术》，第2卷(AVI出版公司出版，1977年)，177-252页(本文引作对比文献)。用于非柑桔属果汁如苹果汁，葡萄汁，菠萝汁等的标准加工，以获得非柑桔属果汁和其他果汁，参见Nelson等人著《水果和蔬菜汁加工技术》(第三版，AVI出版，1980)180-505页(本文引作对比文献)。通常将不同来源的桔汁(如佛罗里达巴伦西亚，ParsonBrown，HamlinPin-eapple，BrazilianValencia，PerRio)混合并调节糖-酸比例。糖与酸之比约为8∶1至20∶1被认为是合适的。然而最好的糖与酸之比约为12∶1至18∶1。
桔子皮先用粗锉力锉以获得用于本发明的桔汁的果皮油。用自动挤汁机或手工挤压(不常用)提取桔汁。用于提取桔汁的装置类型并不重要。挤压装置挤出的原汁含有可见的果肉，碎片和籽。第一步将碎片和籽与汁和果肉分开。第二步将果肉与果汁分开。(分离出的果肉可用本发邮的桔汁)。
为了保存更多的必要的桔香料和调味化合物，可用蒸汽处理挤出的桔汁，以移出桔香料和调味挥发物。以桔香料和桔子调味剂的浓缩物的形式得到这些挥发成份。分离该浓缩物以得到含水桔子提取香精和桔子提取油。参见1984年6月13日公开的，授予Powers等人的欧洲专利说明书110，638(本文引作对比文献)该专利公开了一种合适的挥发油分离/回收方法和制备提取香精及提取油的方法。也可使用或部分使用其他来源的香精/调味剂。例如商售的桔香料，商售桔子油和冷压果皮油可部分和全部用作桔汁中的香料/调味剂。非桔子源的天然调味剂也可用作香料/调味物质。
可采用各种技术来浓缩食用果汁(分离过的或未分离过的)。这些技术一般包括蒸发浓缩或冷冻浓缩。蒸发浓缩时，使食用果汁通过蒸发器，或者更普遍地是通过一系列的蒸发器，合适的蒸发器包括薄膜蒸发器或者更普遍的是加温蒸发器(TASTE)。大多数浓桔汁通过蒸发浓缩而得到。然而也可用冷冻浓缩法制得用于本发明桔汁液的浓缩桔汁。典型的冰冻浓缩包括将桔汁的上清液通过一个有刮板的热交换器，形成基本上是纯冰的结晶，然后将结晶分出。1983年2月22日授予Strobel的美国专利4，374，865号公开了一种最好的冰冻浓缩方法(引为对比文献)。与蒸发浓缩不同的是，冰冻浓缩得到浓桔汁含有香料和调味挥发物。
除桔汁原料外，桔汁液常含有食用酸。天然桔汁中的柠檬酸在维持桔汁产品所需的PH和酸性特征的同时，是不足以中和后来加入的氢氧化钙的。因此，桔汁中需要加入食用酸。
对于果汁液，通常应加的食用酸是0-100%的柠檬酸和0-100%的马来酸。而桔汁液，要加入的食用酸包括约5-90%的柠檬酸和约10-95%的马来酸，最好是5-60%的柠檬酸和40-95%的马来酸。(对于非柑桔果汁液，如苹果汁液，加入的食用酸包括5-100%的柠檬酸和0-95%的马来酸，最好是20-100%的柠檬酸和0-80%的马来酸)。除柠檬酸和马来酸外，其他食用酸和磷酸，富马酸、己二酸、乳酸，酒石酸，葡糖酸或它们的混合物也可加入果汁液中。这些酸可以游离酸或以相应的盐，如柠檬酸盐，马来酸盐，磷酸盐，酒石酸盐，葡糖酸盐和乳酸盐的形式加入果汁中。
加入的食用酸浓度加上果汁中存在的各种天然酸的总量(以下称总酸量)取决于所涉及的果汁，待加入果汁的氢氧化钙的量，以及制成的果汁饮料所要求的酸度和味道。果汁液中的总酸量应足以中和后来加入的氢氧化钙的50-180%。果汁液中的总酸量最好是足够中和加入氢氧化钙的70-150%。
由于柠檬酸钙易于沉出，应该小心控制果汁液中柠檬酸的总量(加入的柠檬酸加上天然存在的柠檬酸)。对于柑桔属果汁液，柠檬酸的总量可以是约0.4%-4%，最好是约0.6-2.5%。对于非柑结属果汁液(如苹果)，柠檬酸总量约为0-2.5%。
本发明的果汁液含有糖，一般存在于果汁制品中。这些糖包括蔗糖，果糖，高果糖玉米糖浆、葡萄糖，转化糖及它们的混合物。果汁中存在的天然糖量对于本发明的果汁液是足够的。然而，对于持久型果汁饮料，应加糖，通常是加入蔗糖或高果糖玉米糖浆。
除糖外，用来制备持久型果汁饮料的果汁液也可含有其他甜味剂。合适的甜味剂包括糖精，环已烷基磺酸盐，乙酰磺胺，L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸低级烷基酯甜味剂(如天冬酰苯丙氨酸甲酯)L-天冬氨酰-D-丙氨酰胺(1983年10月23日授予Brennan等人的美国专利4，411，925号号公开，本文引作对比文献)，L-天冬氨酰基-D-丝氨酰胺(1983年8月16日授予Brennan等人的美国专利4，399，163号公开，本文引作对比文献)，L-天冬氨酰基-L-I-羟甲基烷酰胺甜味剂(1982年12月21日授予Brand的美国专利4，338，346号公开，本文引作对比文献)，L-天冬氨酰甜味剂(1983年12月27日授予Rizzi的美国专利4，423，029号，本文引作对比文献)，L-天冬氨酰-D-苯基甘氨酸酯和酰胺甜味剂(1987年9月8日授予Janusz的美国专利4，692，512号，本文引作对比文献)，L-天冬氨酰-D-取代杂芳环甘氨酸酯和酰胺甜味剂(1987年9月8日授予Blum等人的美国专利4，692，513号本文引作对比文献)和类似物。特别好的用于持久型果汁制品的甜味剂是天冬酰苯丙氨酸甲酯。
巴氏消毒之前，果汁液的固体含量(主要是糖)通常是约5-20°白利糖度(Brix)。果汁液的固体含量取决于其中所含的果汁量和果汁液与氢氧化钙浆结合的体积比例。对于制备至少约90%果汁的全强化饮料所用的果汁液，其固体含量约为9-16°白利糖度。对于制备含约50-90%果汁的持久型果汁饮料所用的果汁液，其固体含量大约是8-14°白利糖度(除糖外，不含其他甜味剂)，或是约5-9°白利糖度(含有其他甜味剂)。
本发明的果汁液基本上不加入蛋白质。这些蛋白质包括大豆蛋白，乳清蛋白浓缩物和类似物。这些蛋白能与果汁香精和调味剂反应，如果水解，能生成有不愉快的芳味的短链肽或氨基酸。对于本发明的果汁液，加入的蛋白质量一般不大于0.1%。最好其中不含加入的蛋白质。
如果需要，在巴氏消毒或灭菌之前，可加入钙盐以部分补充钙。对此目的特别适合的钙盐包括碳酸钙，氧化钙和氢氧化钙。对于更窄的范围，其他钙盐，如硫酸钙，氯化钙和葡萄糖酸钙也可用作部分钙的补充。在巴氏消毒或灭菌前加入果汁液中的钙盐量应该是果汁液中溶解的钙不超过0.12%。在巴氏消毒或灭菌前，果汁液中的钙含量不大于0.05%更好。最好在巴氏消毒或灭菌前一点钙也不加。这样，当进行巴氏消毒或灭菌时，能最大限度地减少钙盐，特别是柠檬酸钙从果汁液中沉出。
本发明的果汁液中也可包括存在于果汁制品中的任何其他成份。如防腐剂，维生素和其他矿物质。适合的维生素包括维生素A，D，E，C(抗坏血酸)，B1(硫胺)，B2(核黄素)，B12烟酸，叶酸和生物素。除了其中含钙外，其他的矿物质是铁，锌，钾，镁，锰和铜。如需要，果汁液中也可含有天然的和合成的色素。
果汁液按配方配好后进行巴氏消毒或灭菌。将用果汁液制备的大多数果汁饮料包装成冷冻果汁制品。除非果汁液在无菌条件下制备，为了延长冷冻果汁制品抗微生物和霉菌生长的稳定性，巴氏消毒或灭菌是必要的。
冷冻的果汁制品通过高温巴氏消毒装置进行巴氏消毒，消毒的温度约为180°F-212°F(82.2℃-100℃)。果汁液的高温巴氏消毒可用间接热交换器进行。间接热交换器可是真管道式或板框式热交换器。不论用哪种间接热交换器对果汁液进行巴氏消毒，均可导致冷冻果汁制品的质量下降。这是因为热交换效率率低，果汁液与高温表面接触时间延长所致。
本发明的果汁液最好用超高温法进行巴氏消毒或灭菌。超高温法涉及的温度为约212°-260°F(100°-126.7℃)。超高温法的优点是对微生物的杀灭和灭活的速率比果汁液的化学降解快。因此，使用超高温法，既能对果汁液进行巴氏消毒或灭菌，又可对冷冻果汁制品的质量不产生明显有害影响。
超高温法是通过直接的热交换法进行消毒的。直接热交换法能将果汁液暴露于高温的时间减少至几秒钟，如约2-6秒。直接热交换包括蒸汽注入和蒸汽浸渍两种。对于本发明果汁液的巴氏消毒或灭菌，最好是直接蒸汽浸渍。合适的直接蒸汽浸渍的巴氏消毒系统包括Crepaco超高温蒸汽浸渍加热器，以及Cherrg-Burrell和BASI所提供的直接蒸汽浸渍系统。
在直接蒸汽浸渍的巴氏消毒或灭菌中，果汁液以很薄的液层通过加压蒸汽，蒸汽在果汁液中冷凝，蒸汽中潜在的热能释放出来，立刻将果汁加热。同时，用一定量的水稀释蒸汽，稀释的水量与加热温度上升密切相关。在直接蒸汽浸渍中挥发的果汁芳香物和调味物基本上被再次冷凝，回到果汁液中。
在用直接蒸汽浸渍法进行巴氏消毒或灭菌前，果汁液最好先通过预热器。将果汁液预热至约40°-100°F(4.4°-37.8℃)。最好将果汁液预热至约60°85°F(15.6°-29.4℃)。果汁液的预热能减少在直接蒸汽浸渍加热时完成巴氏消毒或灭菌所需的时间和温度。巴氏消毒或灭菌的时间和温度的减少更好地保持了冷冻果汁制品的性质。
当用直接蒸汽浸渍法加热，进行巴氏消毒或灭菌时，用一排称之为冷却器交换器冷凝和冷冻果汁液和所有生成的果汁香料及调味挥发物。冷冻系统是密封的，以便包括水蒸汽和香料/调味挥发物在内的各种蒸汽重新冷却回到果汁液中。经巴氏消毒或灭菌的果汁液冷冻后的温度是约30°-50°F(-1.1°-10℃)，最好被冷冻至约30°-40°F(约-1.1°-4.4℃)。
用于制备本发明的补钙果汁饮料的另一重要成份是氢氧化钙浆。如果不是全部，至少这种氢氧化钙浆提供了大部分果汁饮料中的添加钙。该浆主要以氢氧化钙作钙源。然而，如果需要，少量的其他钙盐，如硫酸钙，葡萄糖酸钙，氯化钙，磷酸钙和乳酸钙也能用于该浆中。
混合适量的水和氢氧化钙可制得氢氧化钙浆。(由于氢氧化钙难溶于水，故它与水的混合物便形成一种浆)浆中氢氧化钙的含量是控制果汁饮料中添加钙的主要因素。通常，浆中氢氧化钙的含量约为2-16%(重量)，最好是含4-12%(重量)。
在与果汁液混合之前，最好对氢氧化钙浆进引巴氏消毒或灭菌。因为加热处理几乎不影响该浆的化学组成，因而可用任何一种巴氏消毒或灭菌装置加热处理氢氧化钙浆。通常用间接热交换器，包括管道式和板框式热交换器。
即使各种巴氏消毒或灭菌装置均可用于氢氧化钙浆的消毒，从方法难易和效率高低的角度出发，有几种因素需要考虑。当加热时，氢氧化钙浆能粘结在消毒装置的内表面。特别用间接热交换器加热时，更是如此。减少热浆和热介质间的温差可有助于减少粘结。此外，装置应能增进氢氧化钙浆的旋流(如管道式热交换器的直径要小)，但不要引起严重的压力出现(如管道直径不要小到生成的钙垢严重阻碍浆液通过的地步)。
由于加热对氢氧化钙浆的影响很小，故进行巴氏消毒或灭菌的时间可延长。相反，巴氏消毒或灭菌的温度可降低。一般氢氧化钙浆在约150°-190°F(65.6°-87.8℃)巴氏消毒或灭菌约20-60秒钟。该氢氧化钙浆最好在约170°-180°F(约76.7°-82.2℃)进行巴氏消毒或灭菌20-40秒。
氢氧化钙浆在巴氏消毒或灭菌之后，象巴氏消毒或灭菌的果汁液一样，然后将它冷冻。任何合适的热交换器或冷却器均可用来冷冻经巴氏消毒或灭菌过的氢氧化钙浆。该浆冷冻后的温度为约30°-50°F(约-1.1°-10℃)，最好冷冻至30°-40°F(-1.1°-4.4℃)。
将氢氧化钙浆(经巴氏消毒或灭菌处理的或未经处理的)均匀地分散于经巴氏消毒或灭菌的果汁液中。本文用的“均匀分散”涉及一种方法，用此法可将氢氧化钙浆完全均匀地分散于果汁液中。均匀分散能降低果汁液的局部PH值/氢氧化钙浓度。局部PH值过高氢氧化钙浓度过高能够引起果汁成份(如果胶)的不利降解。可采用任何一种合适的分次，最好是连续方法将各种各样物料液完全均匀地混合。将氢氧化钙浆完全均匀地混入果汁液中的合适装置包括均质器，装有普通搅拌的混合罐和静电搅拌器。对于完全均匀地分散氢氧化钙浆于果汁液中，使用静电搅拌器是特别适合的。适合的静电搅拌器包括商售的Komax系列。
通常，混合时，氢氧化钙浆和果汁液的温度几乎是相同的，一般约为30°-50°F(约-1.1°-10℃)，最好约为30°-40°F(约-1.1°-4.4℃)。混合后，得到的补钙果汁饮料的温度通常(但不总是)高于氢氧化钙浆和果汁液加入时的温度。这是由于氢氧化钙与果汁液中的酸反应的结果。
将合适体积比的氢氧化钙浆分散于果汁液中，以提供一种理想的补钙果汁饮料。通过果汁液和氢氧化钙浆的体积比可以精确地控制生成果汁饮料中的钙补充量。该体积比取决于许多因素，包括果汁液中固体物浓度(白利糖度)，氢氧化钙浆中氢氧化钙的含量，果汁制品中所要求的钙量和其他一些因素。通常，果汁液与氢氧化钙浆的体积比是约100∶1至20∶1，最好是50∶1至30∶1。
为了控制补钙果汁饮料的最大PH值，也需要将果汁液和氢氧化钙浆混合。当把氢氧化钙浆分散于果汁液中时，得到的果汁饮料的PH值通常高于混合前果汁液的PH值，如果PH值增加太多，便促进微生物和霉菌生物和果汁液中某些成份的不利降解，如，果胶的降解。因此，补钙果汁饮料的PH值应不高于5.0，最好所得果汁的PH不超过4.5。选择适当的果汁液与氢氧化钙浆的体积比，适当的氢氧化钙浆中氢氧化钙的含量，适当的果汁液的总酸量或它们的结合，均可控制果汁饮料的PH值。
果汁液和氢氧化钙浆混合后得到的果汁饮料约含0.05-0.26%(重量)的溶解钙，即已溶解的或混悬的钙离子。按本发明法得到的果汁饮料最好含有约0.10-0.20%(重量)的溶解钙。
制得的补钙果汁饮料的固体含量(主要为固体糖)约为2-16°白利糖度。通常这种饮料的固体含量取决于其中果汁含量。对于至少含95%果汁的全强化饮料，其固体含量约为9-14°白利糖度。对于含约50-90%果汁的持久型果汁饮料，其固体含量约为5-13°白利糖度(除糖外无其他甜味剂)或2-8°白利糖度(含其他甜味剂)。
存在于补钙果汁饮料中的总酸量取决于所采用的具体果汁源，加入的钙量及所要求的口感，味道和稳定性。对于含有约0.05-0.25%(重量)溶解钙的果汁饮料，其总酸量约为0.4-4%(重量)。对于含有约0.10-0.20%(重量)溶解钙的优选果汁饮料，其总酸量约为0.6-2.5%(重量)。
补钙果汁饮料配制好后，装入纸板盒，瓶子或其他合适的容器。由于大多数包装好的果汁饮料是冷冻的，因此最好将其放入冰箱。
根据本发明方法，下面是制备补钙果汁饮料的具体实施例。
实施例1在2000加伦(7570升)的罐中混合下列成份，即可配制桔汁液成份重量%桔子浓缩液(65°白利糖度)22.80桔子肉2.63马来酸0.521柠檬酸0.026水溶性调味剂0.170油溶性调味剂0.005水加至100这种果汁液的固体含量为15.4°白利糖度，可滴定酸度(按照%柠檬酸计算)为1.19，PH为3.5。该果汁在215°F(101.7℃)和以35gpm(132.5lpm)的流速穿过Crepaco超高温浸渍加热器进行灭菌，在浸渍加热器中的滞留时间是2.5秒。灭菌后，穿过板框式热交换器冷冻至31°F(-0.6℃)。
在另一罐中制备10.3%(重量)的氢氧化钙浆。然后使该氢氧化钙浆在180°F(82.2℃)和以0.75gpm(2.81pm)的低流速穿过板框饺冉换黄飨荆诮占尤绕髦械闹土羰奔湮 0-60秒。然后经消毒的氢氧化钙浆于板框式热交换器中冷冻至40°F(4.4℃)。
将消毒过的氢氧化钙浆加入消毒过的果汁液中，氢氧化钙浆与果汁液的体积比为0.75∶35(加伦)，即2.8∶132.5(升);然后在Komax静电混合器〔6个零件，直径2寸(5.1厘米)〕中充分混合，使果汁液的PH值决不超过4.5。流出的含钙果汁液的温度约为33°F(0.6℃)。制得的补钙果汁饮料含0.12%的钙，PH4.05-4.10，固体含量为13.1°白利糖度，可滴定酸度(%柠檬酸)为0.76-0.77。
实施例2在2000加伦(7570升)的罐中混合下列成份配得桔汁液成分重量%桔汁浓缩店(65°白利糖度)22.80桔肉2.63马来酸0.521柠檬酸0.026水溶性调味剂0.170油溶性调味剂0.005水加至100此桔汁液的固体含量为15.5°白利糖度，可滴定酸度(%柠檬酸)为1.26，PH是3.43。此桔汁液在215°F(101.7℃)，以35gpm(132.5lpm)的流速穿过Crepaco超高温浸渍加热器灭菌，滞留时间为2.5秒。然后穿过板框式热交换器冷冻至31°F(-0.6℃)。
在另一罐中制备10.3%(重量)的氢氧化钙浆。并使该氢氧化钙浆在180°F(82.2℃)，并以1.09gpm(4.1lpm)的低流速穿过板框式热交换器灭菌，滞留时间为30-50秒。然后用板框式热交换器将灭菌的氢氧化钙浆冷冻至40°F(4.4℃)。
将灭菌的氢氧化钙浆加入灭菌的果汁液中混合，氢氧化钙浆与果汁液混合的体积为1.09∶35(加伦)，即4.1∶132.5(升)。然后于komax静电混合器〔6个零件，直径为2寸(5.1厘米)〕中充分混合，使果汁液的PH决不超过4.5。流出的含钙果汁液的温度为34°F(1.1℃)。制得的补钙果汁饮料含0.18%(重量)的钙，PH4.17-4.20，固体含量为13.2°白利糖度，可滴定酸度(%柠檬酸)为0.76-0.77。
实施例3在2000加伦(7570升)的罐中混合下列成份，配制桔汁液成份重量%结汁浓缩物(65°白利糖度)21.35桔肉2.61马来酸0.41柠檬酸0.022
水溶性调味剂0.20油溶性调味剂0.006水加至100此果汁液的固体含量为14.5°白利糖度，可滴定酸度(%柠檬酸)为1.15，PH3.43。在215°F(101.7℃)，此果汁液以35加伦/分(132.5升/每分)的流速流过Crepaco超高温浸渍加热器，进行灭菌，在加热器中的滞留时间为2.5秒。消毒的果汁液穿过板框式热交换器冷冻至31°F(-0.6℃)。
在另一罐中制备10.0%(重量)的氢氧化钙浆。该浆在180°F(82.2℃)，以每分钟0.79加伦(3升/分)的低流速流过板框式热交换器，进行灭菌，滞留时间为40-60秒。消毒过的氢氧化钙浆穿过板框式热交换器冷冻至33°F(0.6℃)。
按35加伦(132.5升)果汁液0.79加伦(3升)氢氧化钙浆的比例，将消毒过的氢氧化钙浆注入消毒过的果汁液中，然后于Komax静电混合器(6个零件，直径2寸，即5.1厘米)中充分混合，使果汁液的PH决不高于4.5。流出的含钙果汁液的温度约为34°F(1.1℃)。制得的补钙果汁饮料含钙0.18%，PH4.05-4.14，固体含量为12.6-12.8°白利糖度，再滴定酸度(%柠檬酸)为0.74-0.76。
实施例4在2000加伦(7570升)的罐中混合下列成份配制成桔汁液成份重量%桔汁浓缩物(65°白利糖度)21.39桔子果肉2.64马来酸0.525柠檬酸0.026水溶性调味剂0.206油溶性调味剂0.006水加至100此果汁液的固体含量为14.8°白利糖度，可滴定酸度(%柠檬酸)为1.17，PH3.49。此果汁液在215°F(101.7℃)以每分钟35加伦(即132.5升分/的流速流过Crepaco超高温浸渍加热器进行灭菌，在加热器中的滞留时间为2.5秒。消毒后的果汁液穿过板框式热交换器冷冻至31°F(-0.6℃)。
在另一罐中制备10.0%(重量)氢氧化钙浆。该浆在180°F(82.2℃)，以每分1.12加伦(即4.2升/分)的低流速通过板框式热交换器进行灭菌，滞留时间为30-50秒，消毒的氢氧化钙浆于板框式热交换器中冷冻至33°F(0.6℃)。
按35加伦(132.5)果汁液比1.12加伦(4.2升)氢氧化钙浆的比例，将氢氧化钙浆注入果汁液中，然后于Komax静电混合器(6个部件，直径2寸，即5.1厘米)中充分混合，使果汁液的PH值决不超过4.5。流出的含钙果汁液的温度为34°F(1.1℃)。制得的补钙果汁饮料含钙0.18%，PH4.29，固体含量为12.7°白利糖度，可滴定酸度(%柠檬酸)为0.58-0.59。
实施例5在2000加伦(7570升)罐中混合下列成份，配制含葡萄柚汁的果汁液成份重量%葡萄柚汁浓缩物(62°白利糖度)11.72葡萄柚果肉1.79马来酸0.72柠檬酸0.17油溶性调味剂0.017液体蔗糖(67.5°白利糖度)7.16维生素C0.02水加至100此果汁液的固体含量为13.1°白利糖度，可滴定酸度(%柠檬酸)为1.44，PH为2.92。此果汁液在215°F(101，7℃)，以每分钟35加伦(132.5升/分)的流速通过Crepaco超高温浸渍加热器进行灭菌，然后通过板框式热交换器冷冻至31°F(-0.6℃)。
在另一罐内制备10.0%(重量)的氢氧化钙浆。该浆在180°F(82.2℃)，以每分钟1.12加伦(4.2升/分)的流速通过板框式热交换器进行灭菌，滞留时间30-50秒。消毒的氢氧化钙浆于板框式热交换器中冷冻至33°F(0.6℃)。
按35加伦(132.5升)果汁液比1.12加伦(4.2升)氢氧化钙浆的比例将氢氧化钙浆混入果汁液中，然后于Komax勒电混合器(6个部件，直径为2寸，即5.1厘米)中充分混合，使果汁液的PH决不超过4.5。流出的含钙果汁的温度约为34°F(1.1℃)。制得的补钙果汁饮料含0.18%的钙，PH3.81，固体含量11.5°白利糖度，可滴定酸度(%柠檬酸)为0.84。
实施例6在2000加伦(7570升)罐中混合下列成份可制得苹果汁液成份重量%苹果汁浓缩物(72°白利糖度)17.2柠檬酸0.51水溶性调味剂0.06维生素C0.06水加至100此果汁液的固体含量为13°白利糖度，计算的可滴定酸度(%柠檬酸)为约0.8，计算的PH小于4。此果汁液在215°F(101.7℃)，以每分钟50加伦(189.3升/分)的流速通过Crepaco超高温浸渍加热器进行灭菌，滞留时间为2.5秒。然后通过板框式热交换器冷冻至31°F(-0.6℃)。
在另一罐内制备10.0%(重量)的氢氧化钙浆。该浆在180°F(82.2℃)，以每分钟1.6加伦(6.1升/分)的流速通过板框式热交换器进行灭菌，滞留时间为20-30秒。灭菌后于板框式热交换器中冷冻至40°F(4.4℃)。
按50加伦(189.3升)果汁液比1.6加伦(6.1升)氢氧化钙浆的比率将氢氧化钙浆混入果汁液中，然后于Komax静电混合中充分混合，使果汁液的PH决不超过4.5。流出的含钙果汁液的计算温度为约34°F(1.1℃)。制得的补钙果汁饮料含钙0.18%，计算的PH小于5，固体含量为11.3°白利糖度，计算的可滴定酸度(%柠檬酸)为约0.3。
权利要求
1.一种制备补钙果汁饮料的方法，该饮料含有0.05-0.26%溶解钙(以重量计，下同)，最好含0.10-0.20%的溶解钙，至少4-5%果汁；2°-16°白利糖度的固体含量；PH等于或小于5.0，最好等于或小于4.5，其中该方法的特征在于该方法包括如下步骤组成a)提供一种巴氏消毒的果汁液，该果汁液含有不大于0.12%(最好是0%)的溶解钙和0-4%的柠檬酸；b)提供一种含有2-16%，最好是4-12%氢氧化钙的氢氧化钙浆；c)均匀地将氢氧化钙浆分散于巴氏消毒的果汁液中。
2.按权利要求1的方法，其另一特征在于巴氏消毒的果汁液与氢氧化钙浆的体积比为100∶1至20∶1，最好为50∶1至30∶1。
3.根据权利要求1至2中任一权利要求所述方法，其特征是，按步骤(c)，在-1.1°-10℃，最好是-1.1°-4.4℃将所说巴氏消毒的果汁浆和所说的氢氧化钙浆混合。
4.按权利要求1至3中任一权利要求所述方法，其特征是步骤(c)的操作方法，即于均化器或装有普通搅拌器的罐中或静电混合器中连续不断地将所说的氢氧化钙浆混入所说的巴氏消毒的果汁液中。
5.按权利要求1至4中任一权利要求所述方法，其特征在于用巴氏消毒法，最好是灭菌法处理氢氧化钙浆。
6.按权利要求1至5中任一权利要求所述方法，其特征在于所说的巴氏消毒果汁液被灭菌处理。
7.按权利要求1至6中任一权利要求所述方法，其特征在于所说巴氏消毒的或灭菌的果汁液是巴氏消毒过的或灭菌过的柑桔属果汁液，此果汁液含有0.4-4%，最好0.6-2.5%的柠檬酸。
8.按权利要求1至7中任一权利要求所述方法，其特征在于巴氏消毒的或灭菌的果汁液是至少含有95%桔汁的巴氏消毒或灭菌的果汁液。
9.按权利要求1至7中任一权利要求所述方法，其特征是所说的巴氏消毒或灭菌的果汁液是巴氏消毒过的或灭菌过的含50-70%葡萄柚汁的果汁液。
10.按权利要求1至6中任一权利要求所述方法，其特征在于所说的巴氏消毒或灭菌的果汁液是巴氏消毒过的或灭菌过的含0-2.5%柠檬酸的非柑桔属果汁液。
全文摘要
本发明公开了补钙果汁饮料的制备方法。将氢氧化钙浆均匀地混入巴氏消毒的或灭菌的果汁液中可制得补钙果汁饮料。
文档编号A23L2/52GK1034122SQ8910005
公开日1989年7月26日 申请日期1988年12月28日 优先权日1987年12月28日
发明者詹姆斯·保格·坎顿, 保罗·约瑟夫·罗素, 杰罗姆·约瑟夫·施米茨, 罗纳德·斯特普勒 申请人:普罗格特-甘布尔公司