供含茶飲料使用的肉桂酸的制作方法

專利名稱：供含茶飲料使用的肉桂酸的制作方法
技術領域：
本發明申請涉及天然或合成制備的香料的應用，所述香料還在含茶固形物的水基飲料中作為抗菌劑。這些物料是反式肉桂酸及其鹽和酯。
背景技術：
和現有技術眾所周知酸化的和天然pH值的立即可飲(RTD)茶飲料，在2.5-6.5pH值范圍內，不管采用何種包裝均易變質。與罐裝相比，包裝在玻璃和塑料瓶(由于增加了的O2入口)中，以及在較高的pH范圍的茶飲料比罐裝茶更易遭受酵母和霉菌造成的變質。
有許多不同的方法用于制備并包裝或瓶裝立即可飲(RTD)茶。例如，在一種方法中，所有的瓶子可以被消毒，且茶飲料首先進行巴氏滅菌，然后在較高的溫度下裝瓶。這些高溫處理均需要大量的用于設備的資金投入，且如果有許多不同的裝瓶設備，如果并非不可能證明是合理的，具有這種高溫裝置的這些多樣的設備的每一種的裝備花費會是非常高昂的。
此外，所有這些高溫手段是相當無效的，且除了原始的設備花費以外需要非常高的能量消耗和過多的花費。由此可見，能夠制備和裝瓶RTD茶，而不需要這樣無效花費、大量能源消耗，而且還需要大量的初始設備投資的方法是令人向望的。
如果預定裝瓶是在大量的現存的裝瓶設備中進行，這是特別有效的。
在克服這些問題的努力中，獲得了一種循序漸進的方法。首要的需要是生產一種優異的調香茶飲料，這種茶飲料是符合微生物學要求的，且可以通過各種的倉庫和零售門路，在常規的運銷聯絡線上被運送和貯藏。這些需要必須滿足且同時應保持花銷在合理的水平上，并使用現存的裝瓶設備。這又需要在專門的設備上，例如高溫滅菌和巴氏滅菌設備和水處理設備諸如反滲透(R0)設備上使投入的資金最小化。
研究表明，通過開始一系列“障礙”或步驟，所有的上述條件均可以滿足，其中的每一步均被設計成使用現存設備和資源。在一個合理的花費水平內，同時改善了茶飲料的微生物穩定性，而沒有對其美味造成有害的影響的情況下，這可以被實現。
這些步驟包括使用水硬度非常低的水；使用的pH值約2.5-4.0；使用選擇的具有pH和水調節劑的螯合劑；使用與pH水和螯合劑相結合的選擇的縮聚磷酸鹽；和使用經選擇的眾所周知的防腐劑，例如乳鏈球菌素、那他霉素、山梨酸和山梨酸鹽和苯甲酸和苯甲酸鹽并結合低水硬度、pH值調節劑、螯合劑和縮聚磷酸鹽。這些步驟一起貢獻于抗菌效果，且由此各自獨立地增長了抗菌效果。
這些步驟的每一個均至少增加了抗菌效果，并經常性產出協同抗菌效果。然而它們沒有正面地貢獻于茶飲料的全部美味，相反地，進行所有這些步驟改善了微生物穩定性而沒有負面地影響風味。由此，增長的抗菌效果量必須考慮到茶的香味外觀。
對于許多不同的用途，許多防腐劑是有效的。然而，通常沒有對主要作為香料的天然化合物的抗菌活性進行過考慮。
將選擇的天然物料用作防腐劑，已經作了一些嘗試。舉例來說，日本專利申請57/194775就是其中之一，其中肉桂酸用于與選擇的其它有機酸包括檸檬酸和山梨酸組合。
美國專利5431940通過使用具有低硬度的水并與其它防腐劑和縮聚磷酸鹽結合，得到使飲料穩定的方法。堿度是指定的。
含茶飲料，由于其美妙風味的均衡需要對防腐劑的選擇給予極大的關注。好的均衡必須實現茶的穩定且沒有對其風味造成有害的影響。因此，需要使用一種天然的化合物作為香料，它還可以作為抗菌劑。
公開了一種方法和組合物，采用上述的逐步地或“障礙”的方法加之肉桂酸用于給予茶飲料一種令人愉快的風味，同時對立即可飲的不含氣的和碳酸化的茶飲料中的微生物生長的控制作出貢獻，并用于在環境或冷卻溫度下分配和銷售。該飲料包括草藥茶，“不含氣飲料”和碳酸化飲料均有，以及紅茶、烏龍茶和綠茶。所述方法使用的肉桂酸與障礙或循序漸進的方法結合。所述的肉桂酸化合物可以是天然的或合成的，可以包括肉桂酸的反應產物例如其酯和鹽。
該方法使用了反式肉桂酸或苯基丙烯酸以及反應產物例如所述酸的鹽和酯，還對茶飲料的穩定性作出了貢獻。簡單的酯例如甲基、乙基和丙基酯是優選的。
當適當地組合時，該化合物給予茶飲料令人愉快的或獨特的理想的和有特色的風味。它還對飲料的穩定性作出了貢獻，且可以單獨使用或與適度的熱處理或減量的傳統化學防腐劑例如，山梨酸和/或苯甲酸和其鹽結合使用。它還貢獻于環境溫度和冷卻溫度下的抗菌活性。
如上所述，酸化的和天然的pH基茶飲料，包括在2.5-7.0pH值范圍內的果汁味的和含果汁的茶飲料，眾所周知是易受酵母、霉菌、耐酸細菌(例如，乳酸芽胞桿菌、葡糖芽胞桿菌/醋酸芽胞桿菌)和/或嗜常溫菌或嗜熱菌的芽胞型(例如，凝結芽胞桿菌和脂環族芽胞桿菌)和非芽胞型細菌造成的變質。本發明的化合物3-苯基丙烯酸(即反式-肉桂酸)，當在本發明中與低量的山梨酸或苯甲酸和其混合物以及其它風味成分結合配制時，提供了一種令人愉快的、理想的和有特色的風味茶，同時有益地增加了其抗菌活性。所述的化合物可以優選以約25-約600ppm的單獨的濃度使用，且主要地用作已發現是非常有效的抗菌劑的香料。所述化合物有效地防御著立即可飲茶飲料和含果汁、水果或蔬菜提取物和/或附加的香料的茶飲料中的酵母、霉菌和其它耐酸和非耐酸芽胞型和非芽胞型致腐細菌。
本發明的化合物，如果需要，可以使用較高的含量為高達約2000ppm或更高。
該化合物作為抗菌劑相對于簡單的酚酸，如苯甲酸，具有增長的效能，相信可歸因于不飽和側鏈的存在。這種側鏈的效能的增長隨側鏈的長度和側鏈中含有的反應雙鍵的數量的增加而增加。這些雙鍵的存在加強了所述化合物在被動的傳送進入細胞之后，在微生物的細胞內的所述化合物的反應性。這類似于傳送苯甲酸進入細胞。接下來細胞內部酸部分的分解和伴隨著的一種或多種高反應雙鍵的存在的組合效果，有效地貢獻給了可察覺到的抗菌效果。
包括天然衍生的和合成制備的公開化合物的使用，提供了獨特的抗菌化合物，可以用于配制當前被流行定義的“全天然”飲料。在環境溫度和/或具有延長擱置壽命的冷卻溫度下是穩定和安全的，具有令人愉快的風味的立即可飲的不含氣的和碳酸化的茶飲料，由此成為可能。
所述化合物的一個具體的例子如下所示
肉桂酸優選反式肉桂酸，且選擇的肉桂酸的鹽和簡單的酯也可以使用。
雖然不希望受理論的束縛，理論上抗菌物料進行如下操作，基本上生物體一般會被動地傳送上述的處于其未分離(未改變)狀態的化合物類型。一旦該化合物處于細胞中，它開始分離，基本上破壞了細胞內部的pH平衡。一種生物體例如，拜列氏接合糖酵母，據報道這是一種造成飲料中嚴重變質問題的酵母，該酵母擁有將防腐劑例如苯甲酸輕易地泵出的能力，從而導致拜列氏接合糖酵母多少具有抗防腐劑的名聲。本發明的化合物幾乎不可能次于防腐劑泵，這是由于增加了不飽和側鏈的高反應性。相信，基于這個原因，所公開的化合物是有效的。
除了用于茶飲料的選擇性的香料，需要降低pH值至約2.5至4.0以改善飲料的穩定性。當果汁或果味香料用于立即可飲茶飲料例如，檸檬味茶飲料時，這是特別有用的。
另外，已經發現當自來水中鎂和鈣離子共同的量，以CaCO3計，保持在不超過約300ppm時，本發明的香料/抗菌劑化合物提供改善了的茶飲料穩定性。優選該硬度小于約100ppm和最優選小于約50ppm或更低，例如25ppm或更少。這可以通過合適方式的去離子反滲透或離子交換來實現。
另外已發現選擇的磷酸鹽也有助于穩定性和風味，因此含有約100ppm至約1000ppm或更高的縮聚磷酸鹽，且優選約250ppm至約500ppm的縮聚磷酸鹽，所述的縮聚磷酸鹽具有如下結構式
其中m平均約3至100，M是鈉或鉀。
其它的防腐劑例如山梨酸或山梨酸鹽和苯甲酸或苯甲酸鹽或對羥基苯甲酸甲酯，它們可以約50-1000ppm的含量單獨使用或組合使用，這是特別有益的，且不會影響風味。
另外，螯合劑例如EDTA、NTA等，以約20ppm至約1000ppm的含量下使用是有益的，且優選約30ppm至約1000ppm。當使用EDTA時，優選采用較低的含量。許多合適的螯合劑列于《食品添加劑手冊》第二版，由Furia編輯，CRC出版。
如本文所使用的術語“茶濃縮液”涉及一種來源于濃縮的茶提取物的產品，所述的濃縮茶提取物用水稀釋，以形成可飲用的茶飲料。提取的方法不重要，且本領域的任何公知方法均可以使用。
如本文所使用的術語“茶飲料”是指一種由茶濃縮液、提取物或粉末制備的可飲用的飲料。通常該飲料通過與水混合制備。多種其它的香料和/或果汁也可以包括在茶飲料中，例如果汁、蔬菜汁等。如果使用濃縮液或粉末，接下來通常就將所述的濃縮液或粉用充足的水稀釋，以制備出茶飲料。優選的茶濃縮液或粉一般稀釋至含有約0.06至0.4％的茶固形物含量，優選約0.08至0.2％的茶固形物含量，用以提供可飲用的茶飲料，但這依賴于要求的風味外觀，且可以采用0.01至0.5％或更高的量。
如本文所使用的術語“茶固形物”是指一般存在于茶提取物中的那些固形物，包括常規的茶抗氧化劑。當由Camellia sinensis的提取物制備時，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、蛋白質、氨基酸、礦物質和碳水化合物。
除非另有說明，本文和所附的權利要求書中的所有份數和比例均以重量計。
為了證明用以實現微生物的穩定性的一種逐步的或“障礙”的方法，進行幾套試驗以確立使用這一方法的危急程度。這些獨立的步驟如下所示1.使用低水硬度的水；2.pH值控制；3.包括EDTA的螯合劑；4.縮聚磷酸鹽；5.苯甲酸鹽；6.山梨酸鹽；7.反式肉桂酸。
一種含約0.08％茶固形物的立即可飲(RTD)的茶組合物，其制備需具有下述常規成分。
苯甲酸鉀 0.03％山梨酸鉀 0.04％茶粉 0.08％著色劑成分 0.06％檸檬酸 0.07％檸檬香精 0.1％HFCS(高果糖玉米糖漿55DE) 12％余量是水至 100％用磷酸調節pH值至2.8。
實施例1在30ppmEDTA存在和不存在的情況下，測量以Ca(CO3)計的水硬度，對不同的水硬度包括28ppm；36ppm；72ppm和138ppm條件下進行了研究。
在幾種不同的水硬度含量下，以如上方法制備RTD飲料，且用抗防腐劑致腐酵母拜列氏接合糖酵母接種，接種量是10菌落形成單元(CFU)每ml飲料。該飲料接著被裝瓶并觀察破壞情況，例如，具有至少2對數增長的平面計數或“Frank致腐”諸如，例如CO2的產生或沉降等。
結果列表如下
表1
表2
表3
表4
這些結果清楚地顯示出水硬度的增長，降低了飲料中微生物的穩定性，且EDTA的添加加強了飲料的微生物的穩定性。據報道添加EDTA使微生物的細胞壁和細胞膜不穩定。因此，理論上EDTA通過降低水硬度，螫合金屬和增加微生物細胞壁對防腐劑的滲透性，而使細胞壁和細胞膜失去穩定，有助于飲料的穩定性。
實施例2在約500ppm含量，2.8和3.2pH值下進行確定六偏磷酸鹽效果的研究。除了含30ppm的EDTA和50ppm的水硬度以外，如實施例1的方法制備和裝瓶RTD飲料，且以1CFU和10CFU的量，用拜列氏接合糖酵母接種，但可以含有或不合有六偏磷酸鹽。
表5<
>表6<
<p>表7
表8
結果清楚地顯示通過使用六偏磷酸鈉增加了開始變質延遲的時間。較低的pH值條件下的這種加強有助于飲料的微生物穩定性。
實施例3在有或沒有苯甲酸和山梨酸的情況下，對2.8和3.1pH值的影響進行測試研究。除了添加30ppm的EDTA，如實施例1的方法制備和裝瓶的RTD飲料，山梨酸和苯甲酸的存在量是不同的，且水的硬度設定為50ppm。接種采用的是以1CFU/ml飲料的量的抗防腐劑酵母-拜列氏接合糖酵母。
結果列表如下
表9
表10
<p>表11
這些結果證明山梨酸、苯甲酸的組合以及降低pH值的效果，對飲料微生物穩定性具有的協同影響。
實施例4這是一項對反式肉桂酸對茶系統中微生物穩定性的影響進行甄別的研究。除了pH值是3.0和水的硬度設定為72ppm和使用30ppm的EDTA以外，使用實施例1的飲料。接種采用的是以1CFU/ml飲料的量的抗防腐劑酵母拜列氏接合糖酵母。
結果列表如下表12
結果顯示反式肉桂酸對微生物的穩定性具有積極影響。通過反式肉桂酸的存在，增強了天然茶的風味/外觀。
實施例5使用反式肉桂酸和基于實施例3所示的山梨酸鹽、苯甲酸鹽的協同作用進行研究。重復實施例3中的變量，以確定在低防腐劑含量情況下，反式肉桂酸是否給予附加的穩定性。制備實施例1的RTD飲料。添加30ppm的EDTA，且水硬度是50ppm。此外，山梨酸和苯甲酸的含量不同，pH值不同，且反式肉桂酸的含量也不同。以1CFU/ml的拜列氏接合糖酵母用作接種物。
表
表14
表15
<p>表16<
上述結果清楚地證明，反式肉桂酸在降低的防腐劑水平和“障礙”方法的全面影響下，對穩定飲料是有效的。使用反式肉桂酸來改善飲料的風味外觀以降低防腐劑量是相當值得注意的。
權利要求
1.一種茶飲料，含有選自肉桂酸、肉桂酸鹽、肉桂酸酯和其混合物組成的組的化合物，并與以使用“障礙”方法的pH控制，六偏磷酸鹽、山梨酸、苯甲酸、EDTA和水硬度控制結合來穩定所述飲料，所述的化合物以有效抗菌量存在于飲料中并與所述的“障礙”結合，且所述的化合物對所述的飲料能具有選擇性的風味效果。
2.一種水基飲料包括至少約0.02至0.5％wt.的茶固形物和防止微生物造成變質的足夠量的肉桂酸、其鹽和酯并與權利要求1所定義的障礙結合。
3.如權利要求1或2所定義的飲料，其中所述的肉桂酸的含量至少約50至600ppm。
4.一種如前述任一權利要求所定義的飲料，具有足夠量的所述肉桂酸并結合所述的障礙以完全抑制酵母、霉菌和其它微生物的生長。
5.一種如前述任一權利要求所定義的飲料，還包含有足夠量的茶固形物以產生有效的抗氧化效果。
6.一種如前述任一權利要求所定義的飲料，除茶以外還包含有香料和/或水果或蔬菜汁或提取物。
7.如權利要求1定義的飲料，其中所述的肉桂酸是天然的。
8.如權利要求1定義的飲料，其中所述的肉桂酸是合成的。
9.如權利要求1定義的飲料，其中所述的肉桂酸是反式肉桂酸。
10.一種改善茶飲料的微生物穩定性而不會負面影響所述飲料風味的方法，包括以下步驟控制所述飲料的水硬度達到加強了抗菌水平的步驟；控制所述飲料的pH值達到加強了抗菌水平的步驟；向所述飲料中添加加強了抗菌效果量的縮聚磷酸鹽；除了縮聚磷酸鹽以外，向所述飲料中添加加強了抗菌效果量的螯合劑；向所述飲料中添加加強了抗菌效果量的苯甲酸或苯甲酸鹽；向所述飲料中添加加強了抗菌效果量的山梨酸或山梨酸鹽；向所述飲料中添加加強了抗菌效果量的肉桂酸。
11.一種改善了茶飲料微生物穩定性的方法，包括控制飲料的水硬度小于約70ppm的量；控制飲料的pH值小于約3.1；向所述飲料添加至少約500ppm的縮聚磷酸鹽；除了縮聚磷酸鹽以外，向所述飲料中添加至少約30ppm的螯合劑；向所述飲料中添加至少約100ppm的苯甲酸或苯甲酸鹽；向所述飲料中添加至少約100ppm的山梨酸或山梨酸鹽；向所述飲料中添加至少約20至200ppm的選自由肉桂酸；肉桂酸鹽、肉桂酸酯和其混合物組成的組的化合物。
12.一種茶飲料，具有以CaCO3計，約10ppm至150ppm的水硬度；pH值小于約3.1；約100ppm至1000ppm的六偏磷酸鈉；約10ppm至75ppm的EDTA；約50至1000ppm的苯甲酸或苯甲酸鹽；約50至1000ppm的山梨酸或山梨酸鹽；和約20至2000ppm的選自由肉桂酸、肉桂酸鹽、肉桂酸酯和其混合物組成的組的化合物。
全文摘要
公開了一種含水基茶固形物的飲料,其中還含有足夠量的肉桂酸及其鹽和酯作為調香/抗菌化合物和使用具有選擇性的水硬度、縮聚磷酸鹽、螯合劑、pH調節劑、苯甲酸和山梨酸含量的障礙方法以防止微生物生長,同時貢獻于令人愉快的飲料風味,由此使所述飲料在感官上和微生物學方面令人滿意。
文檔編號A23L3/3508GK1278143SQ98810620
公開日2000年12月27日 申請日期1998年10月9日 優先權日1997年10月28日
發明者M·C·西里格利爾諾, W·C·弗蘭克, M·M·克姆利, R·T·麥肯納, P·J·羅滕博格 申請人:尤尼利弗公司