用于从饮品中选择性除去亚硫酸盐的方法和用于其的模块化装置的制造方法
【专利说明】用于从饮品中选择性除去亚硫酸盐的方法和用于其的模块化 装置
[0001] 相关申请的交叉引用 特此要求2013年10月2日提交的美国临时专利申请序列号61/885,803的根据35 U.S.C.§119 (e)的权益，并且所述临时专利申请的公开内容通过引用特此并入本文。
[0002] 公开领域 本公开一般设及从包含游离亚硫酸盐的饮品中除去游离亚硫酸盐的方法，W及相关设 备和组件。更具体而言，本公开设及通过使饮品与有效量的能够馨合游离亚硫酸盐的非离 子固相材料接触来从包含游离亚硫酸盐的饮品中除去游离亚硫酸盐的方法。
[0003] 相关技术简述 亚硫酸盐是常用食品添加剂，并且是果酒(wine)的普遍成分。所有的葡萄酒均含有亚 硫酸盐作为天然发酵副产物，但亚硫酸盐中的大多数是在装瓶之前被添加。亚硫酸盐溶解 于果酒中作为防腐剂和抑菌剂。由于它们的抗氧化能力，亚硫酸盐防止氧化损伤并且允许 果酒适当地变陈。然而，过量的亚硫酸盐给予不合意的味道并且可造成严重的健康风险。许 多消费者报告了对亚硫酸盐暴露的不良反应，并且亚硫酸盐过敏是常见的，尤其是在哮喘 患者中。
[0004] 本领域已知采用离子交换树脂来从果酒中除去亚硫酸盐，例如，如在美国专利号 5,071,664、美国专利号US 2008/0041240和美国专利号US 2007/0196546 Al中描述。然而， 离子交换方法不加区别地吸附宽范围的化合物并且使得运种方法不适合用于像果酒之类 的饮品，因为除去非亚硫酸盐化合物是不合意的。此外，离子交换方法将置换的反离子引入 饮品中。此类反离子通常无意于被包括在饮品中，并且可W改变饮品的性质，诸如颜色、沉 积水平、碳酸饱和水平和抑。在一些情况下，离子交换方法可W显著地改变处理过的流体的 pH。例如，如美国专利号5,071，664中描述，用于从果酒中除去亚硫酸盐的阴离子离子交换 树脂已表现出使果酒的pH从约2.5至4.5的典型的果酒pH升高上至约11.0。因此，为了可饮 性和安全性，必须调低用运种树脂处理过的果酒的pH，从而不合意地地将另外的处理步骤 引入亚硫酸盐除去工艺中。
[0005] 添加过氧化氨已被作为从果酒中除去游离亚硫酸盐的方法提出，例如在商品 S02G(T中。然而，过氧化氨是非特异性氧化剂，并且将过氧化氨添加至果酒中可不利地氧化 合意的非亚硫酸盐化合物，从而负面影响果酒的味道。
[0006] 如，例如，在Lin等人，A Biocatalyst for the Removal of Sulfite from Alcoholic Beverages, Biotechnol Bioeng., 89 (I),第123-7页（2005年I月）中所示 出，还已使用生物催化方法来将果酒中的亚硫酸盐氧化成硫酸盐。然而，生物催化方法是低 效的，其处理商业的750mL瓶装果酒要花费3个小时。此外，在抑8.5下观察到使用生物催化 方法的最佳亚硫酸盐转化，该抑比大多数果酒的天然抑(约2.5-4.5)的碱性强得多。因此， 为了可饮性和安全性，也必须调低通过生物催化方法处理的果酒的抑，从而不合意地将另 外的处理步骤引入亚硫酸盐除去工艺中。
[0007] 此外，一些人认为通过对果酒进行谨析或曝气可W从果酒中除去亚硫酸盐。理论 上，认为谨析或曝气改变果酒中亚硫酸盐水平，因为亚硫酸盐在暴露于大气时将被氧化。虽 然可能发生亚硫酸盐被大气氧化，但运W缓慢的速率发生，并且使得重要的调味化合物对 于氧化降解敏感。重要的是，并非所有的果酒都通过对果酒进行简单谨析或曝气来增强，因 为过多暴露于氧气，特别是氧化亚硫酸盐所需的量，可不利地改变果酒的味道并且不适用 于所有的果酒。
[0008] 经常地，用夹带的空气通过曝气设备来增强果酒，诸如在美国专利号US 2012 / 0156338 Al和美国专利号7,841，584 B2中公开的那些，W上专利通过引用特此并入。曝气 器用于软化丹宁酸并且改善味道，但如上所述，其不能够消除亚硫酸盐。
[0009] 品酒家普遍同意不同的果酒需要不同的制备方法，W获得可能的顶峰体验。然而， 所有的果酒天然地含有亚硫酸盐，并且将从亚硫酸盐的除去中受益。
[001日]发明概述 本公开设及包含游离亚硫酸盐的饮品，包括但不限于果酒的增强。具体而言，它是指用 于从复合流体饮品中选择性除去游离亚硫酸盐的方法。此外，它公开了亚硫酸盐除去设备 和模块化组件，所述模块化组件包括除任选的澄清剂之外的亚硫酸盐捕获部件，或沉积过 滤部件和/或曝气部件。
[0011] 本公开提供用于通过使游离亚硫酸盐馨合在固相材料上来从包含游离亚硫酸盐 的饮品中选择性除去游离亚硫酸盐(例如亚硫酸氨盐阴离子种类)的方法。在一个实施方式 中，所述方法包括:提供有效量的非离子固相材料，并且使饮品与非离子固相材料接触，从 而使游离亚硫酸盐馨合在非离子固相材料上，并且提供具有降低的游离亚硫酸盐量而另外 维持它开始时的总的化学组成（即非亚硫酸盐组分保留在饮品中，并且饮品的pH不明显改 变)的饮品。任选地，非离子固相材料可为食品安全的。
[0012] 在相关方面，本公开提供用于从饮品中选择性除去亚硫酸盐种类的设备，所述设 备包括用于接收包含游离亚硫酸盐的饮品的容器，所述容器封装能够从包含游离亚硫酸盐 的饮品中馨合游离亚硫酸盐的非离子固相材料。在一个实施方式中，包含游离亚硫酸盐的 饮品是果酒。任选地，可使所述设备适应于被用于从包含游离亚硫酸盐的饮品中除去游离 亚硫酸盐的组件接收。此外任选地，非离子固相材料可为食品安全的。
[0013] 在另一相关方面，本公开有利地提供用于从包含游离亚硫酸盐的饮品中除去游离 亚硫酸盐的组件，所述组件包括亚硫酸盐捕获模块和沉积过滤模块或曝气模块中的至少一 个，所述亚硫酸盐捕获模块包括能够从包含游离亚硫酸盐的饮品中馨合游离亚硫酸盐的非 离子固相材料、接收器(receptacle)，其具有入口和出口，W使得饮品可W流动通过接收 器。在一些实施方式中，亚硫酸盐捕获模块提供接收器，所述接受器包括能够从包含游离亚 硫酸盐的饮品中馨合游离亚硫酸盐的非离子固相材料。在其它实施方式中，亚硫酸盐捕获 模块提供接收器，所述接受器包括用于接收包含游离亚硫酸盐的饮品的容器，所述容器封 装能够从包含游离亚硫酸盐的饮品中馨合游离亚硫酸盐的非离子固相材料，所述接收器具 有入口和出口，W使得饮品可W流动通过接收器。在实施方式中，模块化组件包括沉积过滤 模块和任选地曝气模块。在另外的实施方式中，所述组件包括曝气模块和任选地沉积过滤 模块。在一些实施方式中，所述组件同时包括亚硫酸盐捕获模块、沉积过滤模块和曝气模块 或包括其任何组合。任选地，在前面提及的实施方式中的任何一个中，非离子固相材料可为 食品安全的固相材料。一般描述，运些功能作为独立的模块被收纳化oused)，所述模块可W 组合地组装W最佳地处理任何特定饮品（特别是果酒），W便提供最合意的饮用体验。因此， 根据本发明的模块化组件可W有利地提供消费者W组件，所述组件含有能够从含有亚硫酸 盐的饮品中除去亚硫酸盐的亚硫酸盐捕获模块，同时任选地还包括能够沉积过滤的沉积过 滤模块和/或能够夹带空气的曝气模块，从而允许消费者选择通过可变的组件和/或设备的 作动来确定和实施适当的处理。
[0014] 有利地，本文公开的方法、设备和组件的实施方式快速并且有效地除去游离亚硫 酸盐化合物，而不除去饮品的其它合意的组分，同时按需还提供过滤和曝气。
[0015] 附图简述 图1:包括亚硫酸盐捕获模块(模块1)、沉积过滤模块(模块2)和曝气模块(模块3)的完 全组装组件的平面表示。
[0016] 图2:图 1的轮廓描绘（contour rendering)。
[0017] 图3:分离的亚硫酸盐捕获模块组件、沉积过滤模块组件和曝气模块组件的轮廓描 绘。
[0018] 图4:使用模块1和模块3的替代组件。
[0019] 图5A-图5F:包括亚硫酸盐捕获模块(模块1)、沉积过滤模块(模块2)和曝气模块 (模块3 )的完全组装设备的替代形状。
[0020] 图6A-图6D:包括封装非离子固相材料的用于接收包含游离亚硫酸盐的饮品的容 器的设备的描绘。
[0021] 图7:用于根据曝气-氧化方法测定溶液中的游离亚硫酸盐量的装置的表示。
[0022] 详述 本公开设及饮品，包括但不限于果酒的增强。具体而言，它是指用于从包含游离亚硫酸 盐的饮品中除去游离亚硫酸盐的方法、设备和组件。本公开提供用于通过使游离亚硫酸盐 馨合在非离子固相材料上来从包含游离亚硫酸盐的饮品中选择性除去游离亚硫酸盐(例如 亚硫酸氨盐阴离子种类）的方法。在一个方面，所述方法包括:提供有效量的非离子固相材 料，并且使包含游离亚硫酸盐的饮品与非离子固相材料接触，从而使游离亚硫酸盐馨合在 非离子固相材料上，并且提供具有降低的游离亚硫酸盐量而另外维持它开始时的总的化学 组成（即非亚硫酸盐组分保留在饮品中，并且饮品的抑不明显改变）的饮品。任选地，包含游 离亚硫酸盐的饮品是果酒。此外任选地，非离子固相材料可为食品安全的固相材料。在实施 方式中，使饮品与非离子固相材料接触包括允许包含游离亚硫酸盐的饮品流动通过非离子 固相材料。在一些实施方式中，使饮品与非离子固相材料接触包括将非离子固相材料浸没 在包含游离亚硫酸盐的饮品中。任选地，可将非离子固相材料封装在容器，诸如茶袋中，并 且可将容器浸没在待处理的包含游离亚硫酸盐的饮品中。
[0023] 如本文使用，术语"食品安全的"包括但不限于由美国食品和药物管理局化S FDA) 指定为"一般认为安全"（GRAS)的材料、列入21 USC §176.170中的材料、列入21 USC§ 173.357中的材料和/或具有欧盟指定许可的E-数的材料、和/或尚末被指定为GRAS或编为 E-数但已经证明W本文使用所建议的量对人类消费安全的组分。"食品安全的"材料还包括 根据前面提及的定义将被认为食品安全的两种或更多种材料的反应产物。"食品安全的"不 包括列入关于不应添加至食品中的物质的条例化C) No 1334/2008,附录III的部分A中的 材料。本文引用的所有条例和政策声明通过引用W它们的全部特此并入。
[0024] 如本文使用，术语"有效量"意欲指用W将包含游离亚硫酸盐的饮品中的游离亚硫 酸盐的量降低至小于10 ppm所需的非离子固相材料的量。本领域技术人员将容易地意识 到:有效的非离子固相材料的量将取决于诸如W下的因素:待处理的包含游离亚硫酸盐的 饮品的体积、使包含游离亚硫酸盐的饮品与非离子固相材料接触的方法(例如，使饮品流动 通过材料或将材料浸没在饮品中）、待处理的饮品的pH、固相材料的比表面积（surface area)、孔隙率和亚硫酸盐馨合负载容量（loading capacity)、包含游离亚硫酸盐的饮品的 粘度和待处理的包含游离亚硫酸盐的饮品中的游离亚硫酸盐的初始浓度。
[0025] 如本文使用，关于具有降低的游离亚硫酸盐量的饮品的抑相对于饮品在除去游离 亚硫酸盐之前的抑的变化，"明显地(被)改变"是指pH变化不大于约± 0.15、约± 0.12、约+ 0.10、约±0.09、约±0.08、约±0.07、约±0.06或约±0.05 抑单位。
[0026] 如本文使用，术语"饮品"意欲指用来由人类消费的任何液体。考虑为用于根据本 公开的组件和方法的饮品包括，但不限于发酵酒精饮品、发酵非酒精饮品（诸如汽酒)和非 发酵饮品。
[0027] 如本文使用，术语"馨合（sequester (S ))"、"馨合（sequestration)"、"馨合 (sequestering)"及如本文使用的"馨合"的其它重复意欲