通过酸移除生产饮料的方法

通过酸移除生产饮料的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及饮料领域。
【背景技术】
[0002] 世界卫生组织（WHO)预测超重和肥胖症可能很快成为不良健康的最重要原因。因 此迫切需要支持健康生活方式的食物和饮料。这类产品应当优选地具有低卡路里，但具有 高含量的其他有益的营养成分。
[0003] EP0748168涉及一种无醇提神饮品，其是通过使用微生物将葡萄糖发酵成葡糖酸 制备得到的。但是，在细菌发酵后，所产生的液体含有高水平的葡糖酸和葡糖酸盐。为了降 低这些成分的含量，该饮料不得不稀释，因此降低其他微量营养成分的水平。
[0004] US20120114791涉及用于生产醇含量降低的含醇饮料的方法。所述方法包括用 葡萄糖氧化酶和葡萄糖异构酶处理未发酵的饮料起始溶液的步骤，这可以导致糖减少约 19%。所述方法可以包括任选的步骤：移除至少一部分生成的葡糖酸，例如借助中和通过添 加形成葡糖酸微溶盐的物质，优选碳酸钙。
[0005] 发明概述
[0006] 本发明提供用于制备卡路里低和有益微量营养成分高的饮料的方法。特别地，本 发明提供用于在饮料生产期间移除有机酸的方法。如上文所述，降低葡萄糖水平可以导致 酸（例如葡糖酸）的产生。本申请发明人已经发现现有技术方法受到限制，因为酸产生最终 抑制葡萄糖移除，并且因此仅可以移除相对低水平的葡萄糖和/或产生高水平的酸。有趣 的是，本发明提供多种方法，其中连续移除生成的有机酸，优选地在生成有机酸的同时。因 此，在本发明的方法中，糖移除不因积累高水平的有机酸而受到影响，因为可以连续地移除 有机酸。
[0007] 有趣的是，本发明表明这类饮料是可口的，提供良好的味道（taste)。如果酸度保 持在低水平，则糖可以保持在低水平，从而产生低卡路里含量的饮料。
[0008] 本发明提供用于降低有机酸水平同时保持一种或多种微量营养成分的水平的方 法。有趣的是，本文所述的方法产生可口的饮料，例如风味（flavor)和口味良好的饮料。重 要的呈香化合物（aroma compound)被保留在饮料中。根据本发明方法制备的饮料的另一 个有趣的特征是，甚至在不添加非天然成分的情况下，饮料也是可口的，并含有良好的微量 营养成分水平。
[0009] 在一个方面，本发明提供制备饮料的方法，其中所述方法包括以下步骤：
[0010] a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
[0011] b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；且
[0012] c)任选地将所述液体与以下物质一起孵育：
[0013] (i) 一种或多种发酵葡萄糖的微生物；和/或
[0014] (ii)能够催化葡萄糖转化成有机酸的酶或酶混合物；且
[0015] d)从所述液体移除至少10%的一种或多种酸性离子（acidic ions)，同时使所述 液体中保留所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
[0016] 其中通过阴离子交换反向电增强透析（AX-REED)膜堆移除所述酸性离子，所述膜 堆含有：
[0017] i)至少一个由以下组成的单元（cell):
[0018] 1.限定起始液体室的两张阴离子交换膜；和
[0019] 2.用于透析液的两个其他室，其中所述两个其他室位于起始液体室的相对两侧并 与起始液体室相邻，并且其中所述两个其他室可以相连；
[0020] ii) 一组端膜；
[0021] iii)用于借助至少两个电极跨膜堆施加电场的装置；
[0022] iv)用于反转所述膜堆内的电场方向的装置，
[0023] 并且其中移除涉及以下步骤：
[0024] i)将起始液体插入到起始液体室中；且
[0025] ii)将透析液插入用于透析液的两个其他室中；且
[0026] iii)跨膜堆施加电场；
[0027] iv)在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转，
[0028] 其中所述AX-REED液是饮料或所述AX-REED液可以经进一步加工以获得饮料。
[0029] 起始液体可以在起始液体室中孵育预先确定的保留时间。
[0030] 步骤d)尤其可以涉及从所述液体移除至少10%的一种或多种酸性离子，同时使 所述液体中保留至少65%的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液。
【附图说明】
[0031] 图1显示REED设备的概观。
[0032] 图2显示在两个连续REED受控发酵期间麦芽糖和葡萄糖的消耗量。
[0033] 图3显示在REED处理期间随时间推移柠檬汁中柠檬酸、苹果酸和抗坏血酸的浓 度。图A)显示处理4. 5小时，而图B)显示处理3. 5小时。
[0034] 图4显示示例性REED设备。
[0035] 图5显示在75人组成的试验组中对具有22g/L、37g/L或52g/L葡萄糖的饮料的 偏好性。对含有37g/L的饮料存在明显的偏好性。
[0036] 图6显示如受过培训的品尝组评价的饮料A和饮料B的啤酒风味谱。实线：饮料 A (基于 REED)。
[0037] 点线：饮料B (基于稀麦芽汁）。
[0038] 图7显示在试验59 (图A))期间和在试验60 (图B))期间的pH曲线。
[0039] 发明详述
[0040] 生产饮料的方法
[0041] 本发明涉及用于生产饮料或饮品基料（drinks base)的方法，其中所述饮品基料 可以通过添加一种或多种风味化合物而加工成饮料。
[0042] 特别地，本发明的方法可用于制备糖与有机酸的比率处于60:1至1:2范围内的饮 料，本申请发明人已经发现所述饮料是特别可口的。所述糖与有机酸的比率可以是下文在 "糖与有机酸的比率"节中描述的任何比率。
[0043] 本发明的方法还可用于制备酸度降低的饮料。
[0044] 本发明的方法通常包括以下步骤：
[0045] a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
[0046] b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；且
[0047] c)任选地将所述液体与以下物质一起孵育：
[0048] (i) 一种或多种发酵葡萄糖的微生物；和/或
[0049] (ii)能够催化葡萄糖转化成有机酸的酶或酶混合物；且
[0050] d)从所述液体移除至少10%的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留所 述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
[0051] 其中通过阴离子交换反向电增强透析（AX-REED)膜堆移除所述酸性离子。
[0052] 步骤d)尤其可以从所述液体移除至少10%的一种或多种酸性离子，同时使所述 液体中保留至少65 %的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
[0053] 其中通过阴离子交换反向电增强透析（AX-REED)膜堆移除所述酸性离子。
[0054] AX-REED液可以是成品饮料（final beverage)，然而AX-REED液也可以经进一步 加工以获得成品饮料。因此在本发明的一个实施方案中，该方法包括执行步骤a)、b)、c)和 d)，其中饮料是获得的AX-REED液。
[0055] 步骤a)的起始液体可以是可用作制备饮料的起始液体的任何液体。特别地，它可 以是下文在"生产发酵饮料的方法"节中和"不采用细菌发酵而生产饮料的方法"节中及"采 用酶促转化糖生产饮料的方法"节中描述的任何起始液体。
[0056] 步骤a)的微量营养成分可以是下文在"微量营养成分"节中描述的任何微量营养 成分。
[0057] 起始液体的糖可以是在"糖"节中描述的任何糖。
[0058] 该方法的步骤b)是任选的步骤，可以执行所述步骤以将一种或多种糖转化成葡 萄糖。这个步骤是否进行将取决于起始液体是否含有除葡萄糖以外的其他糖，并取决于是 否期望将一种或多种所述其他糖转化成葡萄糖。
[0059] 在本发明的一些实施方案中，该方法主要从起始液体移除有机酸以产生酸度较低 的饮料或饮品基料。在这些实施方案中，如果起始液体包含成品饮料或饮品基料中也期望 的糖水平和组成，则通常将排除步骤b)。
[0060] 在本发明的其他实施方案中，该方法包括发酵步骤（步骤C(i)))。在这些实施方 案中，优选的是，如果起始液体仅包含低水平的葡萄糖或如果起始液体包含高水平的除葡 萄糖之外的其他糖，则执行步骤b)。步骤b)可以按照下文在"将糖转化成葡萄糖"节中描 述的任何方式形成。
[0061] 步骤c)也是任选的步骤。在步骤c(i)中，优选地通过发酵葡萄糖以获得有机酸 来降低葡萄糖水平。通常，在其中起始液体包含比期望水平高的糖水平的本发明实施方案 中进行步骤C)。因此，步骤c)，如步骤c (i)，尤其是其中起始液体包含多于10%、例如多于 9 %、如多于8 %、例如多于7 %的糖的本发明实施方案中的方法的一部分。所述百分数作为 w/w给出。糖可以是下文在"糖"节中描述的任何糖。步骤c(i)可以按照下文在"与发酵 葡萄糖的微生物一起孵育"节中描述的任何方式进行。
[0062] 在本发明的其他实施方案中，该方法包括步骤c，所述步骤c包括与能够催化葡萄 糖转化成有机酸的酶或酶混合物一起孵育（步骤C (ii))。在这些实施方案中，优选的是，如 果起始液体仅包含低水平的葡萄糖或如果起始液体包含高水平的除葡萄糖之外的其他糖， 则执行步骤b)。步骤b)可以按照下文在"将糖转化成葡萄糖"节中描述的任何方式形成。 [0063] 包括与能够催化葡萄糖转化成有机酸的酶或酶混合物一起孵育的步骤c (ii)也 是任选的步骤。步骤c(ii)通过酶促降解葡萄糖以获得有机酸，降低葡萄糖水平。通常， 在其中起始液体包含比期望水平高的糖水平的本发明实施方案中进行步骤C)。因此，步骤 C)，如步骤C (ii)，尤其是其中起始液体包含多于10%、例如多于9%、如多于8%、例如多于 7%的糖的本发明实施方案中的方法的一部分。所述百分数作为w/w给出。糖可以是下文 在"糖"节中描述的任何糖。步骤c(ii)可以按照下文在"与葡萄糖降解酶一起孵育"节中 描述的任何方式进行。
[0064] 使用AX-REED膜堆从液体移除一种或多种酸性离子。如本文所用，术语"移除有 机酸"是指移除所述有机酸的酸性离子。AX-REED膜堆可以是下文在"ΑΧ-REED"节中描述 的任何AX-REED膜堆，并且移除可以按照下文在"ΑΧ-REED"节中描述的任何方式进行。移 除所述酸性离子优选地以其中使至少一种微量营养成分保留在液体中的方式进行。所述微 量营养成分可以是下文在"微量营养成分"节中描述的任何微量营养成分。如本文所用的 术语"保留所述至少一种微量营养成分"意指所述至少一种微量营养成分的浓度降低不多 于30%、优选地降低不多于20%、如不多于10%，例如所述微量营养成分的浓度在执行步 骤d)期间降低不多于5%。甚至更优选地，"保留所述至少一种微量营养成分"意指所述微 量营养成分的浓度在执行步骤d)之前和之后相同或更高。
[0065] 步骤d)通常涉及通过以下步骤移除酸性离子：
[0066] i)将起始液体插入到AX-REED膜堆内的起始液体室中；且
[0067] ii)将透析液插入AX-REED膜堆内的用于透析液的两个其他室中；且
[0068] iii)跨膜堆施加电场；
[0069] iv)在所述室中孵育所述起始液体，因而使电场方向每隔一段时间反转。
[0070] 所述在所述室中孵育起始液体可以进行预先确定的保留时间。可以根据具体方法 选择预先确定的保留时间。通常，在"不采用细菌发酵而生产饮料的方法"节中描述的方法 需要较短的保留时间。而在"生产发酵饮料的方法"节和"采用酶促转化糖生产饮料的方法" 节中描述的方法通常需要较长的保留时间。可以选择保留时间以获得所需的pH。特别地， 可以选择保留时间以获得期望的接触时间，所述接触时间可以是下文在"接触时间"节中描 述的任何接触时间。
[0071] 除上文所述的步骤a)至d)之外，本发明的方法还可以包括步骤e)，其中步骤e) 包括从所述液体移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留至少65%的所述至 少一种微量营养成分，其中通过阳离子交换反向电增强透析（CX-REED)膜堆移除所述阳离 子。CX-REED膜堆可以是下文在"CX-REED"节中描述的任何CX-REED膜堆，并且步骤e)可 以按照在"CX-REED"节中描述的任何方式进行。因此，在一个实施方案中，本发明涉及一种 用于制备酸度降低的饮料的方法，所述方法包括以下步骤：
[0072] a)提供包含至少一种微量营养成分和至少一种糖的起始液体；和
[0073] b)如果所述糖不是葡萄糖，则将所述糖的至少一些转化成葡萄糖；和
[0074] c)任选地将所述液体与一种或多种发酵葡萄糖的微生物一起孵育；和
[0075] d)从所述液体移除至少10%的一种或多种酸性离子，同时使所述液体中保留至 少65%的所述至少一种微量营养成分，因而获得AX-REED液，
[0076] 其中通过阴离子交换反向电增强透析（AX-REED)膜堆移除所述酸性离子；且
[0077] e)从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体中保留所述至少一 种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
[0078] 其中通过阳离子交换反向电增强透析（CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
[0079] 步骤e)尤其可以涉及从AX-REED液移除至少部分的一种阳离子，同时使所述液体 中保留至少65%的所述至少一种微量营养成分，因而获得CX-REED液，
[0080] 其中通过阳离子交换反向电增强透析（CX-REED)膜堆移除所述阳离子。
[0081] 步骤e)通常涉及通过以下步骤移除阳离子：
[0082] i)将起始液体、部分 AX-REED 处理的液体（partly AX-REED treated liquid)或 AX-REED液插入到AX-REED液室中；且
[0083] ii)将第二透析液插入用于第二透析液的两个其他室中；且
[0084] iii)跨膜堆施加电场；
[0085] iv)在所述室中孵育所述液体，因而使电场方向每隔一段时间反转。
[0086] 所述在所述室中孵育起始液体可以进行预先确定的保留时间。可以根据具体方法 选择预先确定的保留时间。可以选择保留时间以获得所需的电导率。特别地，可以选择保 留时间以获得期望的接触时间，所述接触时间可以是下文在"接触时间"节中描述的任何接 触时间。
[0087] CX-REED液可以是成品饮料。然而，CX-REED液也可以经进一步加工以获得成品饮 料。例如CX-REED液将是成品饮料，或它将是饮品基料，所述饮品基料将