基于匹马菌素和顶空气体的饮料防腐系统的制作方法_3

文档序号:9251503阅读:来源:国知局
匹马菌素能够以lppm的浓度存在。较不 优选但可接受的是〇.5ppm的浓度。还需要存在提供匹马菌素与环糊精至少1:1比率 的0-环糊精数量。该比率允许形成足够量的复合物,使得足够数量的匹马菌素经过120天 的时期得到保存。当匹马菌素的总浓度处于20-25ppm时,仅一部分匹马菌素保持与环 糊精复合。该部分将反映对饮料的液体部分施加的压力。
[0049] 水溶液饮料包含在密封容器中,并且与顶空气体紧密接触。最终,在液体中吸收的 气体和顶空中存在的气体之间将达到(数小时)平衡。在达到平衡后,存在于液体和顶空 中的气体的部分将为氧。作为本发明的必要性,氧量必须小于8300mcg。优先地,氧量将不 大于5000mcg。绝对优先的是小于500mcg的氧含量。必须指出顶空中的氧总量可以以浓度 (ppb)的方式或以量(微克)的方式表示。meg在本文和权利要求中使用,因为顶空对于所 有类型的饮料不是恒定的,并且因此meg略微更准确,除非饮料类型是已知的。例如,背景 实施例3,饮料是已知的,因此ppb是准确的。
[0050] 氧可以以几种方法从饮料中去除。除氧外的气体可以喷洒(sparred)到液体内, 并且这将引起〇 2从溶液中置换,只要液体上的气相充满与喷雾中采用的相同的气体。例如, 能够采用N2喷洒从溶液中置换0 2,但在液体顶部上的空间需要被清扫,不含通过N2气流从 饮料中释放的氧。
[0051] 水溶液饮料包含在密封容器中,并且与顶空气体紧密接触。顶空气体需要以一定 数量存在,所述数量将对饮料施加等价于至少3个绝对大气压(2大气压表)(44. 08绝对 psi或29. 39psi表)的压力。出于除产品稳定性外的原因,气体压力可以与所需要的一样 大。例如,许多碳酸饮料具有4. 5-4. 7的C02体积,其获得在60°C下44psi的压力。
[0052] 水溶液饮料包含在密封容器中,并且与顶空气体紧密接触。顶空气体需要以一定 数量存在,所述数量将对饮料施加等价于至少3个绝对大气压(2大气压表)(44. 08绝对 psi或29. 39psi表)的压力。出于除产品稳定性外的原因,气体压力可以与所需要的一样 大。例如,许多碳酸饮料具有4. 5-4. 7的C02体积,其获得在60°C下44psi的压力。
[0053]用于提供压力的气体必须是除氧外的气体。对于我们有利的气体是二氧化碳 (C02)或氮(N 2)。然而,到气体就饮料中含有的成分而言是惰性的程度,其他气体是可接受 的。一般应理解为惰性的其他气体包括氩(Ar)、一氧化氮也称为氧化氮(N0)、二氧化氮也 称为氧化亚氮也称为笑气(N02)、二氧化硫(S0 2)、氙Xe)、氖(Ne)或氦(He)、一氧化碳(C0)。 一般来说,这些气体以类似于队或C02的数量使用,以便提供大于2个大气压的压力。所需 的每类气体的实际数量容易确定,并且从一类气体到另一类并无显著不同。
[0054]气体可以借助于其中气体通过液体鼓泡的喷洒进行添加,或液化气体可以以小滴 的形式添加,如通常当添加氮(液氮)时的情况。具有暴露于空气的表面的水相液体已获得 进入液体内的一定数量的氧。除非强制去除,否则在平衡后,氧将变成顶空气体的一部分。 还能添加液体形式的气体,当在超过液体冰点的温度下与液体混合时,其随后转换回气体。 还能可测量地降低气体(空气)的量。
[0055] 本发明在2. 4到至少5. 6,特别是2. 8至4. 4的pH范围下可应用。pH对容器内的 气压没有可测量的影响。溶液和气体需要被可以密封的容器束缚,但容器无需是氧不透性 的。然而,容器主体和密封应作用于可测量地延迟〇 2从大气中进入。用除〇2外的气体使容 器增压的简单动作一般作用于减慢〇2通过聚合物膜例如聚对苯二甲酸乙酯(PET)的进入。
[0056]此处,饮料定义为含有多达16百分比固体(如通过折射计测定的)的大部分水相 液体,所述固体以糖、营养物质(维生素、能量补充剂等)、香料、颜色的形式。本发明可应 用于具有在2. 5至5. 6范围内的pH的任何饮料。例如,本发明可以与天然泡茶一起使用, 所述天然酿造的茶通常具有接近5. 5的pH。进一步地,本发明可应用于具有高达5. 6的pH 的任何饮料制剂中的使用。此类pH可以在某些调味的水或电解质替代制剂中发生。
[0057]对于任何产品制剂,通过细菌的腐败危险或来自食物传播的致病菌的公共卫生关 注需要通过除匹马菌素外的物理或化学试剂满足,与靶向范围内的pH无关。匹马菌素仅针 对酵母和霉菌有效。禁止细菌过度生长的方式是多种多样的。将弱有机酸加入许多类型的 饮料中,以便达到低于4. 5的pH。通过这样做,饮料达到"酸化"食物或"高酸性食物饮料" 的调节状态。衍生自大多数水果的100%果汁是天然酸性的,并且具有小于4. 5的pH。此 类产品不能支持最通常与食物传播的感染相关的所有已知致病生物的生长。
[0058]尽管不能支持病原体的生长,但在不存在通过化学或物理试剂的干预的情况下, 此类产品能够支持其他微生物的生长,所述其他微生物例如霉菌、酵母菌、乳酸菌(LAB)、脂 环酸芽抱杆菌属(Alicyclobacillus)和乙酸杆菌属(Acetobacter)。腐败产品但从健康角 度来看并不关心的生物在本文中统称为"腐败生物"。通常,通过不提供在满足细菌的生长 需求必须的浓度下的营养素可用度,这些生物在饮料中被抑制生长。一般来说,细菌比酵母 和霉菌更需要复杂营养。例如,许多类型的腐败细菌需要一种或多种维生素的存在,以便在 饮料中生长。
[0059]除了营养素剥夺之外或代替营养素剥夺,环糊精和匹马菌素的复合物可以通 过已知具有抗微生物活性的其他物质的存在得到补充。将两种或更多种抗微生物物质组 合到单一制剂内允许"多重障碍效应"的可能性,其中多重代谢过程被抑制至生物不能生 长且繁殖的程度。物质例如螯合剂、有机酸和酚类化合物例如萜烯可以与匹马菌素一起使 用。到环糊精和匹马菌素的复合物可以降低其他防腐剂的浓度的程度,从成本或感 官属性角度来看获得优点。饮料防腐系统可以进一步包含山梨酸、肉桂酸、其盐、EDTA、乙 二胺-N,N' -二琥珀酸(EDDS)、乙二胺-N,N' -双丙二酸(EDDM)、乙二胺-N,N' -双戊二酸 (EDDG)、六偏磷酸钠(SHMP)、偏磷酸钠(SAMP)、膦酸盐、二膦酸盐、N-二膦酸盐。饮料防腐 系统可以进一步包含自由基清除剂(抗氧化剂)例如抗坏血酸。
[0060] 一般地,饮料防腐系统掺入对铬、铝、镍、锌、铜、锰、钴、钙、镁和铁阳离子浓度在约 1. OmM或更少,例如约0. 5mM-0. 75mM、约0. 54mM或更少范围内的限制。本发明可以任选包括 水对批产品的使用,所述批产品已进行处理以去除金属阳离子,以便达到在生长期间由微 生物采用的矿物质的靶向浓度。与US 6, 268, 003的教导相反,优选处理方法是经由物理过 程反渗透和或电-去离子。如US 6, 268, 003中教导的,通过化学方法的处理是可接受的, 但不是优选的。降低水硬度的化学方式的使用通常导致特定单价阳离子例如钾阳离子浓度 中的增加,其作用于使本文描述的本发明受损。在某些示例性实施方案中,添加的水已通过 反渗透、电-去离子或两者进行处理,以使铬、铝、镍、锌、铜、锰、钴、钙、镁和铁的金属阳离 子的总浓度减少至约1. OmM或更少。
[0061] 如本领域通常理解的,术语"防腐(preserve) "、"防腐的"和"防腐 (preservation) "的定义未能传达关于物质或制剂保持无腐败的时间段的任何特异性。另 外,术语"防腐的"还可以意指不含除微生物腐败外的事件。例如,产品可以使免于成分分 解、感官属性丧失或变色。因此,术语防腐需要提供背景,以便传达任何科学或实际关联性。 如本文使用的,单独的术语"防腐"、"防腐的"和"防腐"指起因于微生物一般类别的存在狃 生长的腐败的完全预防至少120天的时期,所述微生物称为高酸性腐败微生物。对于匹马 菌素在本文件中的使用特异性的,术语"防腐"、"防腐的"和"防腐"局限于意指针对能够腐 败高酸饮料的酵母的防腐。代表性但非限制性的对于其匹马菌素是本发明中的有效防腐剂 的酵母类型是下述属中的物种:酒香酵母属、酵母属(Saccharomyces)、接合酵母属、假丝 酵母属(Candida)、德巴利酵母属(Debaryomyces)、克勒克酵母属(Kloeckera)、红酵母属 (Rhodotorula)和球拟酵母属(Toruolopis)。
[0062] 经过其产品必须保持无腐败的120天时期反映将饮料产品从制造场所通过销售 渠道运输到消费者手中所需的时间。腐败的不存在通过下述注意到:任何腐败生物的生长 证据的不存在(浊度、活菌数、直接显微镜计数或列举的其他标准方法)和产品属性中的任 何可辨别变化的不存在,所述变化可以照常规归于腐败生物的代谢。
[0063] 如本文使用的,术语"抑制"应理解为意指完全停止或阻止。
[0064] 通常,产品在环境条件下进行防腐,所述环境条件包括在贮存、运输和展示期间经 历的完全温度范围(例如〇°C至40°C、10°C至30°C、20°C至25°C ),而不限于对任何给定温 度的暴露长度。
[0065] 匹马菌素是作用于禁止酵母和真菌生长的天然生物活性化合物。匹马菌素的另 一个通用名为纳他霉素。纳他霉素的IUPAC系统名为(IR,3S,5R,7R,8E,12R,14E,16E,1 8E, 20E, 22R, 24S, 25R, 26S) - {[3S, 4S, 5S, 6R) -4-氨基-3, 5-二羟基-6-盐酸甲哌噻吨 (methyloxan) -2-基]氧} -1,3, 26三羟基-12-甲基-10-氧基-6, 11,28-三氧杂三环 [22. 3. 1. 05'7]二十八-8, 14, 16, 18, 20 五烯-25-羧酸。匹马菌素(C33H47N013)的 IUPAC 名 称的第二个版本是22-[ (3氨基-3, 6-双脱氧-B-D-甘露吡喃糖基)_氧]_1,3, 26-二轻 基-12-甲基-10-氧基-6, 11,28-三氧杂三环[22. 3. 1. 05'7]二十八-8, 14, 16, 18, 20 五 烯-25-羧酸。匹马菌素已被分配CAS编号7681-93-8。它已被批准用于至少某些食物(例 如,欧洲食品添加剂编号为E235 (防腐剂)和E1201 (稳定剂),而且推荐的ADI是0-0. 3mg/ kg体重。
[0066]
[0067] 匹马菌素
[0068] 匹马菌素是白色、无味无臭的化合物。抗微生物活性在至少短暂暴露于120° F是 稳定的,并且不以可测量速率分解,除非温度超过356° F。不幸的是,匹马菌素在水溶液中 不是特别可溶。当pH估计为大约6. 4时,它证实在纯水(25°C )中仅0. 052mg/ml (52mg/L) 的溶解度。(匹马菌素具有单一的羧基基团,其促成酸性pH值)。
[0069] "最小抑制浓度"(MIC)是另一个对于其照常规不限定或了解标准时间段的术语。 在药学领域,MIC通常用于指定与不含该物质的阳性对照相比较,在过夜温育中抑制单一类 型微生物生长的物质浓度(参见维基百科)。然而,科学界的其他人也采用术语MIC来意指 多种温育时期和抑制程度的状况中的任一种。
[0070] 甚至在药物领域内也认识到,经过24小时温育时期发展的MIC值可能不是在48 小时或更长时间后发展的相同值。除非另有说明,否则物质可能在实验的前24小时期
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