专利名称：供含茶饮料使用的香料的制作方法
技术领域：
本发明申请涉及天然和合成制备的公知物料(flagrantmaterials)的应用，所述公知物料还在含茶固形物的水基饮料中作为灭菌剂。这些物料选自取代的苯基化合物。
背景技术：
和现有技术众所周知酸化的和天然pH值的立即可饮(RTD)茶饮料，在2.5-6.5pH值范围内，不管采用何种包装均易变质。与罐装相比，包装在玻璃和塑料瓶(由于增加了的02入口)中，以及在较高的pH范围的茶饮料比罐装茶更易遭受酵母和霉菌造成的变质。
有许多不同的方法用于制备并包装或瓶装立即可饮(RTD)茶。例如，在一种方法中，所有的瓶子可以被消毒，且茶饮料首先进行巴氏灭菌，然后在较高的温度下装瓶。这些高温处理均需要大量的用于设备的资金投入，且如果有许多不同的装瓶设备，如果并非不可能证明是合理的，具有这种高温装置的这些多样的设备的每一种的装备花费会是非常高昂的。
此外，所有这些高温手段是相当无效的，且除了原始的设备花费以外需要非常高的能量消耗和过多的花费。由此可见，能够制备和装瓶RTD茶，而不需要这样无效花费、大量能源消耗，而且还需要大量的初始设备投资的方法是令人向望的。
如果预定装瓶是在大量的现存的装瓶设备中进行，这是特别有效的。
在克服这些问题的努力中，获得了一种循序渐进的方法。首要的需要是生产一种优异的调香茶饮料，这种茶饮料是符合微生物学要求的，且可以通过各种的仓库和零售门路，在常规的运销联络线上被运送和贮藏。这些需要必须满足且同时应保持花销在合理的水平上，并使用现存的装瓶设备。这又需要在专门的设备上，例如高温灭菌和巴氏灭菌设备和水处理设备诸如反渗透(RO)设备上使投入的资金最小化。
研究表明，通过开始一系列“障碍”或步骤，所有的上述条件均可以满足，其中的每一步均被设计成使用现存设备和资源。在一个合理的花费水平内，同时改善了茶饮料的微生物稳定性，而没有对其美味造成有害的影响的情况下，这可以被实现。
这些步骤包括使用水硬度非常低的水；使用的pH值约2.5-4.0；使用选择的具有pH和水调节剂的螯合剂；使用与pH水和螯合剂相结合的选择的缩聚磷酸盐；和使用经选择的众所周知的防腐剂，例如乳链球菌素、那他霉素、山梨酸和山梨酸盐和苯甲酸和苯甲酸盐并结合低水硬度、pH值调节剂、螯合剂和缩聚磷酸盐。这些步骤一起贡献于抗菌效果，且由此各自独立地增长了抗菌效果。
这些步骤的每一个均至少增加了抗菌效果，并和经常性产生出协同抗菌效果。然而它们没有正面地贡献于茶饮料的全部美味，相反地，进行所有这些步骤改善了微生物稳定性而没有负面地影响风味。由此，增长的抗菌效果量必须考虑到茶的香味轮廓。
对于许多不同的用途，许多防腐剂是有效的。然而，通常没有对主要作为香料的天然化合物的抗菌活性进行过考虑。
将选择的天然物料用作防腐剂，已经作了一些尝试。举例来说，日本专利申请57/194775就是其中之一，其中肉桂酸用于与选择的其它有机酸包括柠檬酸和山梨酸组合。
美国专利5431940通过使用具有低硬度的水并与其它防腐剂和缩聚磷酸盐结合，得到使饮料稳定的方法。碱度是指定的。
含茶饮料，由于其美妙风味的均衡需要对防腐剂的选择给予极大的关注。好的均衡必须实现茶的稳定且没有对其风味造成有害的影响。因此，需要使用一种天然的化合物作为香料，它还可以作为灭菌剂。
已公开了一种方法和组合物，用于给予茶饮料一种令人愉快的风味，同时对立即可饮的不含气的碳酸化茶饮料中的微生物生长的控制作出贡献，并用于在环境或冷却温度下分配和销售。另外，也公开了引入了上述的一种循序渐进的或“障碍”的方法的一种方法和组合物。该饮料包括草药茶，“不含气饮料”和碳酸化饮料均有，以及红茶、乌龙茶和绿茶。所述方法使用的选择的化合物选择性地与障碍或循序渐进的方法结合。这些天然的化合物可以由天然或合成的途径获得。
该方法使用了一类化学化合物，还对茶饮料的稳定性作出了贡献，所述的化合物其特征是有一个含芳香基的结构，优选芳香族酸，例如苯基丁烯酸或苯基己烯酸和选择的衍生物。
该芳香基化合物的通式如下所示
其中R1是具有最多为约9个碳的不饱和的，非卤代侧链，其中之一优选是羧基，它可以被或未被酯化，且所述侧链至少具有一个双键。该R1侧链优选具有最多约6个碳原子。该R1侧链可以含源自酯、醇、酮或酸族的不饱和分子成分。该化合物还含有另外的占据苯环上其它位置的R2-6基团，其中R2-6可以是相同的或不同的，且可以是氢或低分子量非卤代中性的或负电性的基团，例如尤其是O、COOH、OH、OCH3、OC2H5、CH3和C2H5，但R2-6的至少其中之一必须是低分子量基团。这样的化合物的例子包括天然存在的，尤其是芥子酸、咖啡酸、香豆酸、绿原酸和阿魏酸以及丁香酚和茴香脑。当适当地组合时，这些化合物给予茶饮料令人愉快的或独特的理想的和有特色的风味。这些化合物还对饮料的稳定性作出了贡献，且可以单独使用或与适度的热处理或减量的传统化学防腐剂例如，山梨酸和/或苯甲酸和其盐结合使用。它们还贡献于环境温度和冷却温度下的抗菌活性。
如上所述，酸化的和天然的pH基茶饮料，包括在2.5-7.0pH值范围内的果汁味的和含果汁的茶饮料，众所周知是易受酵母、霉菌、耐酸细菌(例如，乳酸芽胞杆菌、葡糖芽胞杆菌/醋酸芽胞杆菌)和/或嗜常温菌或嗜热菌的芽胞型(例如，凝结芽胞杆菌和脂环族芽胞杆菌)和非芽胞型细菌造成的变质。本发明的化合物例如单独的3，4-二羟基肉桂酸(即咖啡酸)、4-羟基-3-甲氧基肉桂酸(即阿魏酸)和3-咖啡鞣酸(即绿原酸)，当与低量的山梨酸或苯甲酸和其混合物以及其它风味成分结合配制时，提供了一种令人愉快的、理想的和有特色的风味茶，同时有益地增加了其抗菌活性。所述的化合物可以优选以约25-约600ppm的单独的浓度使用，且主要地用作已发现是非常有效的抗菌剂的香料。所述化合物有效地防御着立即可饮茶饮料和含果汁、水果或蔬菜提取物和/或附加的香料的茶饮料中的酵母、霉菌和其它耐酸和非耐酸芽胞型和非芽胞型致腐细菌。
本发明的化合物，如果需要，可以使用较高的含量为高达约2000ppm或更高。
这些化合物作为抗菌剂相对于简单的酚酸，如苯甲酸，具有增长的效能，相信可归因于不饱和侧链的存在。这种侧链的效能的增长随侧链的长度和侧链中含有的反应双键的数量的增加而增加。这些双键的存在加强了所述化合物在被动的传送进入细胞之后，在微生物的细胞内的所述化合物的反应性。这类似于传送苯甲酸进入细胞。接下来细胞内部酸部分的分解和伴随着的一种或多种高反应双键的存在的组合效果，有效地贡献给了可察觉到的抗菌效果。小化学基团的释放，或通过其键结构的功效，容易有效地共享电子，稳定苯环的电荷，且减少所需的能量以推动反应在环上的其它位置发生。在环上其它位置的相对小的吸电子基团使其失去稳定，且因此更容易作为高反应带电物质或自由基被释放。在同一环上的这些电子释放和电子吸收物质的组合提供了独特的反应性能。
小尺寸的附着基团有助于容易通过细胞膜，且一旦进入细胞内部就集中反应能量。这些组合包括H、OH、CH3、NH2、OCH3作为“活化”(电子释放)基团，和COOH、COCH3、CHO、NO2以单独形式或附着在不饱和短链上，作为电子吸收基团，以高反应电荷或自由基形式被释放。
包括天然衍生的和合成制备的公开种类化合物的使用，提供了一些抗菌化合物，可以用于配制当前被流行定义的“全天然”饮料。在环境温度和/或具有延长货搁置寿命的冷却温度下是稳定和安全的，具有令人愉快的风味的立即可饮的不含气的和碳酸化的茶饮料，由此成为可能。另外，这类化合物的适应性足以提供一个宽广的试剂选择，适合于补充加强和/或贡献出独特的理想的和有特色的风味，提供给所述的茶饮料系统的风味。
所述化合物的一些具体的例子如下所示
芥子酸 咖啡酸
4-羧基苯基山梨酸
对香豆酸 绿原酸
丁香酚 茴香脑
阿魏酸虽然不希望受理论的束缚，理论上抗菌物料进行如下操作，但基本上生物体一般会被动地传送上述的处于其未分离(未改变)状态的化合物类型。一旦该化合物处于细胞中，它开始分离，基本上破坏了细胞内部的pH平衡。一种生物体例如，拜列氏接合糖酵母，据报道这是一种造成饮料中严重的变质问题的酵母，该酵母拥有将防腐剂例如苯甲酸轻易地泵出的能力，从而导致拜列氏接合糖酵母多少具有抗防腐剂的名声。本发明的化合物几乎不可能次于防腐剂泵，这是由于增加了不饱和侧链的高反应性。相信，基于这个原因，所公开类型的化合物是有效的。
除了用于茶饮料的选择性的公知物料，优选降低pH值至约2.5至4.0以改善饮料的稳定性。当果汁或果味香料用于立即可饮茶饮料例如，柠檬味茶饮料时，这是特别有用的。
另外，已经发现，当自来水中镁和钙离子共同的量，以CaCO3计的最小值保持在不超过约300ppm时，本发明的香料/抗菌剂化合物提供改善了的茶饮料稳定性。优选该硬度小于约100ppm和最优选小于约50ppm或更低，例如25ppm或更少。这可以通过合适方式的去离子反渗透或离子交换来实现。
另外已发现选择的磷酸盐也有助于稳定性和风味，因此含有约100ppm至约1000ppm或更高的缩聚磷酸盐，且优选约250ppm至约500ppm的缩聚磷酸盐，所述的缩聚磷酸盐具有如下结构式
其中m平均约3至100，和M是钠或钾。
其它的防腐剂例如山梨酸或山梨酸盐和苯甲酸或苯甲酸盐或对羟基苯甲酸甲酯，它们可以约50-1000ppm的含量单独使用或组合使用，以提供有益的效果而不会影响风味。
另外，螯合剂例如EDTA、NTA等，以约20ppm至约1000ppm的含量下使用是有益的，且优选约30ppm至约1000ppm。当使用EDTA时，优选采用较低的含量。
许多合适的螯合剂列于《食品添加剂手册》第二版，由Furia编辑，CRC出版。
如本文所使用的术语“茶浓缩液”是指一种来源于浓缩的茶提取物的产品，所述的浓缩茶提取物用水稀释，以形成可饮用的茶饮料。提取的方法不重要，且本领域的任何公知方法均可以使用。
如本文所使用的术语“茶饮料”是指一种由茶浓缩液、提取物或粉末制备的可饮用的饮料。通常该饮料通过与水混合制备。多种其它的香料和/或果汁也可以包括在茶饮料中，例如果汁、蔬菜汁等。如果使用浓缩液或粉末，接下来通常就将所述的浓缩液或粉用充足的水稀释，以制备出茶饮料。优选的茶浓缩液或粉一般稀释至含有约0.06至0.4％的茶固形物含量，优选约0.08至0.2％的茶固形物含量，用以提供可饮用的茶饮料，但这依赖于要求的风味轮廓，且可以采用0.01至0.5％或更高的量。
如本文所使用的术语“茶固形物”是指一般存在于茶提取物中的那些固形物，包括常规的茶抗氧化剂。当由Camellia sinensis的提取物制备时，多酚化合物一般是茶固形物中的主要成分。然而茶固形物也可以包括咖啡因、蛋白质、氨基酸、矿物质和碳水化合物。
除非另有说明，本文和所附的权利要求书中的所有份数和比例均以重量计。
为了证明用以实现微生物的稳定性的一种逐步的或“障碍”的方法，进行几套试验以确立使用这一方法的好处。这些独立的步骤如下所示1.使用低水硬度的水；2.pH值控制；3.包括EDTA的螯合剂；
4.缩聚磷酸盐；5.苯甲酸盐；6.山梨酸盐；7.本发明的化合物。
一种含约0.08％茶固形物的立即可饮(RTD)的茶组合物，其制备需具有下述常规成分。
山梨酸钾 0.04％苯甲酸钾 0.03％柠檬酸 0.07％茶粉 0.08％着色剂成分 0.06％柠檬香精 0.1％HFCS(高果糖玉米糖浆55DE) 12％余量是水至 100％用磷酸调节pH值至2.8。
实施例1在30ppm EDTA存在和不存在的情况下，测量以Ca(CO3)计的水硬度，对不同的水硬度包括28ppm；36ppm；72ppm和138ppm条件下进行了研究。
在几种不同的水硬度含量下，以如上方法制备RTD饮料，且用抗防腐剂致腐酵母拜列氏接合糖酵母接种，接种量是10菌落形成单元(CFU)每ml饮料。该饮料接着被装瓶并观察破坏情况，例如，具有至少2对数增长的平面计数或“Frank致腐”诸如，例如CO2的产生或沉降等。
结果列表如下表1<
<p>表2
表3
表4
这些结果清楚地显示出水硬度的增长，降低了饮料中微生物的稳定性，且EDTA的添加加强了饮料的微生物的稳定性。据报道添加EDTA使微生物的细胞壁和细胞膜不稳定。因此，理论上EDTA通过降低水硬度，螫合金属和增加微生物细胞壁对防腐剂的渗透性的情况下，而使细胞壁和细胞膜失去稳定，有助于饮料的稳定性。
实施例2在约500ppm含量，pH值2.8和3.2下进行确定六偏磷酸盐效果的研究。除了含30ppm的EDTA和50ppm的水硬度以外，如实施例1的方法制备和装瓶RTD饮料。
以1CFU和10CFU的接种量，用拜列氏接合糖酵母接种。可以加或不加六偏磷酸盐。
表5
表6
表7
表8
结果清楚地显示通过使用六偏磷酸钠增加了开始变质延迟的时间。此外，较低的pH值条件下的这种加强有助于饮料的微生物稳定性。
实施例3在有或没有苯甲酸和山梨酸的情况下，对pH值2.8和3.1的影响进行测试研究。除了添加30ppm的EDTA，如实施例1的方法制备RTD饮料，山梨酸和苯甲酸的存在量是不同的，且水的硬度设定为50ppm。接种采用的是以1CFU/ml饮料的量的抗防腐剂酵母-拜列氏接合糖酵母。
结果列表如下表9
表10
表11
这些结果证明山梨酸、苯甲酸的组合以及降低pH值的效果，对饮料微生物稳定性具有的协同影响。
实施例4这是一项对本发明的化合物对茶饮料中微生物稳定性的影响进行甄别的研究。
该茶饮料是用热水从茶叶提取而制备的，且含约0.12％的茶固形物。该茶提取物用高果糖玉米糖浆作甜味剂，用柠檬香精调味来制备饮料。pH值是2.8。通过添加200ppm苯甲酸和300ppm山梨酸，由上述饮料制备山梨酸盐/苯甲酸盐对照物(对照物A)。制备了同样饮料，但是不含有山梨酸盐或苯甲酸盐的未防腐对照物(对照物B)。
除这些对照物外，通过向上述饮料添加如下所示的测试化合物，而制备的四个测试配方1.阿魏酸 200ppm2.香豆酸 200ppm3.芥子酸 200ppm4.咖啡酸 220ppm以10ml培养管一式三份进行测试。每个管用1CFU/ml饮料的防腐剂抵抗酵母拜列氏接合糖酵母接种。结果如下所示
表12至明显发生有“Frank致腐”即，释气的天
1000CFU/ml的拜列氏接合糖酵母接种，且样品一式三份进行测试。基于对每个复制品检测出浑浊的时间得到结果，并列表如下表13
这清楚地显示出通过使用咖啡酸改善了微生物的稳定性。
权利要求
1.一种含具有下式的非卤代的香料/抗菌化合物的茶饮料
其中所述的R1是具有最高9个碳原子的部分，且至少具有一个双键；其中所述的R2-6基团可以独立地是H或低分子量非卤代中性的或电子释放基团，且所述的R2-6基团的至少其中之一是低分子量非卤代中性的或电子释放基团，所述的化合物以具有抗菌效果的量存在于饮料中，且所述的化合物对所述的食品能具有选择性的风味效果。
2.一种水基饮料，其中包括至少约0.02至0.5wt％的茶固形物和防止微生物造成变质的足够量的权利要求1的化合物。
3.如权利要求1或2所定义的饮料，其中所述的化合物的含量至少约20至2000ppm。
4.一种如前述任一权利要求所定义的饮料，其中具有足够量的所述化合物以完全抑制酵母、霉菌和其它微生物的生长。
5.一种如前述任一权利要求所定义的饮料，其中还包含有足够量的茶固形物以产生有效的抗氧化效果。
6.一种如前述任一权利要求所定义的饮料，其中除茶以外还包含有香料和/或水果或蔬菜汁或提取物。
7.如权利要求1定义的饮料，其具有2.5至4.5的pH值。
8.如权利要求1定义的饮料，其是由以Ca(CO3)计，测量的总水硬度不大于50ppm的水制备的。
9.如权利要求1定义的饮料，除了柠檬酸以外，其中含有约20ppm至约1000ppm的螯合剂。
10.如权利要求1定义的饮料，其中含有约100ppm至约1000ppm的缩聚磷酸盐。
11.如权利要求1所述的饮料，其中含有约50至1000ppm的选自山梨酸、山梨酸盐、苯甲酸、苯甲酸盐、对羟基苯甲酸甲酯和其混合物组成的组的防腐剂。
12.如权利要求1定义的饮料，其中所述的香料/抗菌化合物是天然的。
13.如权利要求1定义的饮料，其中所述的香料/抗菌化合物是合成的。
14.一种用于对茶饮料进行调香/防腐的方法，包括向所述的饮料添加具有抗菌效果量的下式化合物
其中所述的R1是具有最高9个碳原子的部分，且至少具有一个双键；其中所述的R2-6基团可以独立地是H或低分子量非卤代中性的或电子释放基团，且所述的R2-6基团的至少其中之一是低分子量非卤代中性的或电子释放基团，所述的化合物以具有抗菌效果的量存在于饮料中，且所述的化合物对所述的食品能具有选择性的风味效果。
15.一种改善茶饮料的微生物稳定性的方法，包括控制所述饮料的水硬度达到加强了抗菌水平的步骤；控制所述饮料的pH值达到加强了抗菌水平的步骤；向所述饮料中添加加强了抗菌效果量的缩聚磷酸盐；除了缩聚磷酸盐以外，向所述饮料中添加加强了抗菌效果量的螯合剂；向所述饮料中添加加强了抗菌效果量的苯甲酸或苯甲酸盐；向所述饮料中添加加强了抗菌效果量的山梨酸或山梨酸盐；向所述饮料中添加加强了抗菌效果量的下式化合物
其中所述的R1是具有最高9个碳原子的部分，且至少具有一个双键；其中所述的R2-6基团可以独立地是H或低分子量非卤代中性的或电子释放基团，且所述的R2-6基团的至少其中之一是低分子量非卤代中性的或电子释放基团，所述的化合物以具有抗菌效果的量存在于饮料中，且所述的化合物对所述的食品能具有选择性的风味效果。
16.一种茶饮料，其具有约25ppm至100ppm的水硬度，测定的pH值小于约3；约200ppm至700ppm的六偏磷酸钠；约10ppm至75ppm的EDTA；约100至300ppm的苯甲酸或苯甲酸盐；约100至300ppm的山梨酸或山梨酸盐；和约10至1000ppm的下式的化合物
其中所述的R1是具有最高9个碳原子的部分，且至少具有一个双键；其中所述的R2-6基团可以独立地是H或低分子量非卤代中性的或电子释放基团，且所述的R2-6基团的至少其中之一是低分子量非卤代中性的或电子释放基团，所述的化合物以具有抗菌效果的量存在于饮料中，且所述的化合物对所述的食品能具有选择性的风味效果。
全文摘要
公开了一种含水基茶固形物的饮料,其中还含有足够量的选择性的取代的苯基调香抗菌化合物以防止微生物生长,同时提供了令人愉快的风味或饮料,由此使所述饮料在感官上和微生物学方面令人满意。还选择性地应用了选择的“障碍”或逐步的抗菌控制。
文档编号A23F3/16GK1278142SQ98810617
公开日2000年12月27日 申请日期1998年10月9日 优先权日1997年10月28日
发明者M·C·西里格利尔诺, F·J·法雷尔, R·T·麦肯纳, P·J·罗滕博格 申请人:尤尼利弗公司