飲料抗氧化劑體系的制作方法

專利名稱：飲料抗氧化劑體系的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于飲料的抗氧化劑體系；特別是用于立即可飲的飲料的抗氧化劑體系。本發明還涉及含抗氧化劑體系的飲料和飲料前體，以及涉及利用抗氧化劑體系除氧的方法。
很多飲料由于暴露于氧而受到有害影響。特別是對立即可飲的飲料；尤其是立即可飲的咖啡飲料。通過利用熱水從經烘烤的和研磨的咖啡豆中浸取可溶咖啡干物質得到立即可飲的咖啡飲料。所得到的浸出物還可稀釋到所需的濃度，通常含可溶咖啡干物質的重量約為1％。將各種添加劑加到經稀釋的浸出物中，然后裝入容器。再將容器密封并進行加壓殺菌。還可實行某些中間步驟。例如，在形成稀釋的浸出物之前，可以將其濃縮和干燥成粉末。當不在浸出場所將咖啡裝容器時，通常是這樣做的。
在此過程中，咖啡可能幾次暴露于氧。例如，氧可以存在于用于從烘烤和研磨的咖啡豆中浸取可溶咖啡干物質的熱水中。此外，在浸取或者在例如濃縮和干燥的后續處理過程中，咖啡也可能暴露于氧。此外，在填裝時氧也可進入容器。不論在工藝過程的何處咖啡都會暴露于氧，現認為氧對咖啡飲料的味道和香氣會產生不良影響。特別是，飲料失去其新鮮、純正的味道和香氣；而味道和香氣又是新調咖啡的特色。其不良影響經常是形成苦、酸味道。
為了降低氧的影響，過去已經采取了各種措施。這些方法通常集中在防止氧的侵入。例如，日本專利申請6-141776公開了在惰性氣體環境中利用脫氧水來浸取咖啡的研磨物。此外，包括將稀釋的浸出物填裝容器的所有后續步驟，都是在惰性氣氛下進行的。該專利申請介紹所形成的產物具有很好的新鮮味道。所推薦的惰性氣體是氮。這種技術的主要問題是成本問題。在氮氣氣氛中進行全部浸取和填裝操作處理是很昂貴的。此外，對水脫氧不是理想的方法，并且不能將氧完全除去。
已嘗試的另一種方法是在工藝過程中使用抗氧化劑。例如，美國專利5384143介紹了一種方法，其中咖啡浸出物快速地冷卻到20℃以下，然后將選自異抗壞血酸、抗壞血酸以及其水溶性鹽的抗氧化劑添加到冷卻的浸出物中。然后將該浸出物在無氧的條件下裝罐。這種技術比在惰性氣氛中進行全部加工處理要更便宜，但也存在一些問題。特別是，咖啡是一種很強的抗氧化劑，其比在食品中通常使用的抗氧化劑能更快地清除氧。因此，在這一專利中所介紹的抗氧化劑能除去一些氧，但它們還未強到足夠防止咖啡清除所存在的大部分氧。因而，咖啡會受到某種程度的氧化損害。
已有的另一種方案是利用酶體系。例如，已經建議利用基于葡萄糖氧化酶和醇氧化酶的體系。然而由于受氧降解仍然發生，所以這些體系證明是不適宜的。此外，這些酶體系經常產生不希望有的過氧化氫。
因此，本發明的目的是提供一種抗氧化劑體系，其價格便宜，并且足夠強地從本身就是抗氧化劑的飲料成分中除氧。
因此，本發明的一個方面，是對立即可飲的飲料提供抗氧化劑體系，該體系包含葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶、葡萄糖氧化酶基質和無機除氧劑。
已驚人地發現，葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶、葡萄糖氧化酶基質和無機除氧劑的組合是一種足夠強的抗氧化劑，即很少的量就能足以抗衡是強抗氧化劑例如咖啡的飲料成分。由于只需少量，因此該體系是一種既價廉又有效的抗氧化劑。此外，該體系屬食用類；特別是只需少量。
本發明的另一方面是提供一種含抗氧化劑體系的立即可飲的飲料，該體系包含葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶、葡萄糖氧化酶基質和無機除氧劑。
該立即可飲的飲料最好是一種咖啡飲料，特別是黑咖啡飲料。該立即可飲的飲料可以是經加壓殺菌。
本發明的再一個方面是提供一種含抗氧化劑體系的濃縮飲料，該體系包含葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶、葡萄糖氧化酶基質以及無機除氧劑。
該無機除氧劑最好是亞硫酸鹽；例如亞硫酸鈉。
本發明的再一方面是提供一種用于降低飲料中氧的方法，該方法包含向飲料中添加一種包含葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶、葡萄糖氧化酶基質和無機除氧劑的抗氧化劑體系；將該飲料填裝入容器；以及將容器密封。
本發明的再一個方面是提供一種用于降低含浸出干物質的飲料中的氧的方法，該方法包含向浸取液體中添加一種包含葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶、葡萄糖氧化酶基質和無機除氧劑的抗氧化劑體系；利用該浸取液體從浸取底物中所得的浸出干物質形成飲料；將飲料填裝入容器中；以及將容器密封。
最好，在減少氧或無氧條件下將飲料填裝入容器。此外，在將容器密封之前可以再加一定量的抗氧化劑體系到飲料中。
下面僅通過舉例介紹本發明的一些實施方案。本發明提供一種用于從飲料和飲料濃縮物中除氧的抗氧化劑體系。該抗氧化劑體系例如可以在飲料加工過程中使用，可在飲料的前體例如飲料濃縮物中使用或者在立即可飲的飲料中使用。該抗氧化劑體系特別適合用于立即可飲的咖啡飲料，本文將主要對此進行介紹。然而，應認識到這樣做是為使介紹簡明，該抗氧化劑體系并不局限于這種應用。
該抗氧化劑體系包含葡萄糖氧化酶(EC1.1.3.4)。根據如下的反應式，葡萄糖氧化酶催化氧化葡萄糖以形成異抗壞血酸該抗氧化劑體系還包含過氧化氫酶(EC1.11.1.6)。過氧化氫酶則根據如下反應式使過氧化物催化降解葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶最好以酶混合物的形式提供。一種適宜的酶混合物是由Novo Nordisk AS of Novo Allé,2880 Bagsvaerd,Denmark銷售的Novozym_358酶制劑。這種酶制劑是由曲霉(Aspergillus niger)制備的，并且通常被認為是安全的。
抗氧化劑體系還包含葡萄糖氧化酶基質。其呈葡萄糖的形式。葡萄糖氧化酶基質可以是飲料本身的固有成分，也可以添加到飲料中，或者為這兩種兼而有之。咖啡飲料情況下，一般將葡萄糖氧化酶基質添加到飲料混合物中，這是因為咖啡幾乎不含或不含葡萄糖。然而，對于本來含葡萄糖的飲料，不再需要添加葡萄糖。
抗氧化劑體系還包含無機除氧劑。在無機除氧劑中，亞硫酸鹽是特別有用的。適宜的亞硫酸鹽包含二氧化硫，亞硫酸鈉、偏亞硫酸氫鈉、無水亞硫酸氫鈉、偏亞硫酸氫鉀、無水亞硫酸氫鉀以及這些制劑的混合物。亞硫酸鈉是特別優選的。無機除氧劑除了進一步除氧外，還除去由葡萄糖氧化酶產生的過氧化氫。
抗氧化劑體系的使用量取決于需處理的物質以及存在的氧量。同樣，在抗氧化劑體系中使用的各種成分的量也取決于需處理的物質和存在的氧量。此外，所使用的酶量取決于酶的活性。對于每一種應用場合這些量易于確定。
然而，通常所使用的葡萄糖氧化酶的量，按需處理的物質總重量計約小于0.5％。例如，按需處理的物質總重量計，所使用的葡萄糖氧化酶的量約為0.001％-0.1％。對于咖啡飲料，按重量計數量范圍約0.005％(重量)-0.05％(重量)是特別優選的。葡萄糖氧化酶的活性最好約為1500-2500單位/毫升；例如約為2000單位/毫升。一單位的酶在25℃和pH為5.1時可催化形成l微摩爾H2O2。
通常使用的葡萄糖氧化酶基質的量，按需處理的物質的總重量計約少于1％。例如，按需處理的物質的總重量計，所使用的葡萄糖氧化酶的量優選為0.005％-0.5％。對于咖啡飲料，特別優選的用量約為0.01％(重量)-0.3％(重量)。例如約為0.05％(重量)。葡萄糖氧化酶基質可以存在于需處理的物質中，或者添加到該物質中，或者兩者兼而有之。對于咖啡飲料，通常是添加葡萄糖氧化酶基質。對于必然經受熱處理的飲料，使用的葡萄糖氧化酶基質的量最好保持在達到所需葡萄糖氧化酶基質活性所需的最小量。按這種方式，可以避免形成不希望的美拉德反應。
使用的無機除氧劑的量，按需處理的物質的總重量計通常約小于0.1％。例如，無機除氧劑的用量按需處理的物質的總重量計優選約為0.001％-0.05％。對于咖啡飲料，優選的用量約為0.002％(重量)到0.03％(重量)；例如約為0.005％(重量)。此外，應當遵照有關食品中的無機除氧劑的最大剩余含量的各項管理要求。
如果使用過氧化氫酶，用量不是關鍵的。通常過氧化氫酶是以與葡萄糖氧化酶的混合物提供的，因此，過氧化氫酶含量由使用的葡萄糖氧化酶的量確定。
在處理飲料的過程中，可以在不同的地方使用抗氧化劑體系。例如對于咖啡和茶飲料，可以將抗氧化劑體系添加到要用來從咖啡或茶中浸取可溶性干物質的水中。按照這種方式，用于浸取的水可經有效地除氧。然而，由于葡萄糖氧化酶在約60℃以上的溫度下會變性，故應當在加熱浸取水以前進行處理。
抗氧化劑體系也可以添加到在浸取之后得到的浸出物中。在添加抗氧化劑體系的酶時，浸出物的溫度應當低于約60℃。在浸出物已除氧后，該浸出物可以在例如濃縮或干燥或兩者兼而有之的過程中進行熱處理。對無機除氧劑則在60℃以上的溫度下可持續操作。當然，為了得到最好的效果，應當在降低氧或無氧條件下進行所有進一步的浸出物處理。可以采用現有技術中已提出的各種技術。按照這種方式，可以得到含有抗氧化劑體系和低氧含量的飲料、飲料濃縮物或飲料粉末。
還可以在飲料填裝入容器之前添加抗氧化劑體系。在添加抗氧化劑體系的酶時，飲料溫度應當低于約60℃。在飲料已經除氧后，可以按通常的方式將飲料加壓殺菌。為了得到最好的效果，可以在降低氧或無氧的條件下進行其后的飲料填裝入容器的操作。可以采用現有技術中已提出的各種技術。得到的飲料所含溶解的氧最好低于約lppm，更好是溶解的氧低于約0.5ppm。
抗氧化劑體系可以與任何類型的飲料組合使用，例如與茶飲料、咖啡飲料、巧克力飲料、麥芽飲料等組合使用。然而，該體系特別適合用于咖啡飲料，這是由于該體系能夠與咖啡的強抗氧劑作用相抗衡。特別適宜得到純凈、新鮮味道和香氣的黑咖啡飲料。按可溶咖啡干物質的重量計，這些飲料通常約含0.5-1.5％。還可以含甜味劑。
下面介紹幾個具體實例，以便進一步說明本發明。
實例1制備三種飲料并標準化，以包含約8ppm的溶解氧。第一種飲料(飲料1)是新調的咖啡，含1％(重量)的可溶性咖啡干物質。第二種飲料(飲料2)是由市售的速溶咖啡制備的，含1％(重量)的可溶咖啡干物質。第三種飲料(飲料3)是新調的咖啡，含1％(重量)的可溶性咖啡粒子、0.1％(重量)的Novozym_358酶制劑、0.1％(重量)的葡萄糖和0.008％(重量)的亞硫酸鈉。將這些飲料裝在敞口的可進入空氣的容器中，按照一定的時間間隔測定溶解氧的濃度。
結果如下
該結果表明，在飲料3中的抗氧化劑體系比新調的和速溶咖啡能更快地除去溶解的氧。因此，該抗氧化劑體系能足以與咖啡競爭氧；所以保護咖啡不受氧損害。
實例2制備含咖啡干物質的罐。所有罐均約含1％(重量)咖啡干物質，約5％(重量)糖、約0.065％(重量)碳酸氫鈉，以及0.01％(重量)賴氨酸。所有罐均在相同的條件下填裝和密封。在填裝過程中，每罐所裝內容物均暴露于空氣。
某些罐(“測試罐”)還包含由0.1％(重量)的葡萄糖、0.01％(重量)Novozym_358酶制劑和0.005％(重量)亞硫酸鈉組成的抗氧化體系。其它罐作為對照物(“對照罐”)。
在1小時之后，由每組中的1個罐打開，測定溶解的氧。然后每組中其余各罐進行加壓殺菌并使之冷卻。在12天之后，將每組中的一個罐打開，并由感官評定員來分析試樣的味道和香氣。
測試組中的飲料具有較少的溶解氧，大為改進味道和香氣。
將每組未開封的罐在室溫下存儲10個星期，然后打開。測定pH值。對照罐中的飲料的pH值約為5.5，而測試罐中的飲料的pH值約為5.7。感官評定員分析測試罐中的飲料的香氣和味道，并已查明該飲料具有新鮮純正的味道和香氣。
實例3將經烘烤和研磨的咖啡放入浸取裝置中。所處狀態為非無氧的狀態。然后在約25-40℃的溫度下利用三種不同類型的去離子水中的一種浸取該咖啡。第一種類型即類型A為未經處理的去離子水。第二種類型即類型1為用含0.05％(重量)葡萄糖、0.01％(重量)Novozym_358酶制劑及0.005％(重量)亞硫酸鈉的除氧劑體系處理的去離子水。第三種類型即類型2為用含0.05％(重量)葡萄糖、0.1％(重量)Novozym_358酶制劑、0.005％(重量)亞硫酸鈉的除氧劑體系處理的去離子水。測定每種類型去離子水中和每種浸出物中溶解的氧含量。
用糖溶液稀釋所得到的每種浸出物，形成約含1％(重量)咖啡固形物的咖啡飲料。然后將每種飲料填裝入各罐并將罐密封。將每種飲料一個罐打開，測定飲料中溶解的氧含量。將其余的罐進行加壓殺菌。
結果表明，浸取液體中氧含量的降低使在最終飲料中的氧含量大為降低，盡管在非無氧的條件下制備飲料。
在室溫下將每組未經打開的罐存放10個星期，然后打開。由感官評定員分析在罐中的飲料的香氣和味道。使用類型1和2的水制備的飲料具有新鮮純正的味道和香氣。利用類型A的水制備的飲料具有不能令人滿意的味道和香氣。
權利要求
1．一種立即可飲的飲料。其包含抗氧化劑體系，該體系包含含有葡萄糖氧化酶、葡萄糖氧化酶基質以及過氧化氫酶的酶組合物以及無機除氧劑。
2．根據權利要求1所述的飲料，其包含約0.001％(重量)-0.1％(重量)的葡萄糖氧化酶。
3．根據權利要求1或2所述的飲料，其包含約0.005％(重量)-0.5％(重量)的葡萄糖氧化酶基質。
4．根據權利要求1至3中之一所述的飲料，其中的無機除氧劑是亞硫酸鹽。
5．根據權利要求4所述的飲料，其包含約0.001％(重量)-0.05％(重量)的亞硫酸鹽。
6．根據權利要求4或5所述的飲料，其中的亞硫酸鹽是亞硫酸鈉。
7．根據權利要求1到6中之一所述的飲料，其是一種黑咖啡飲料。
8．一種飲料濃縮物，其包含抗氧化劑體系，該體系包含含有葡萄糖氧化酶、葡萄糖氧化酶基質和過氧化氫酶的酶組合物，以及無機除氧劑。
9．一種降低飲料中的氧的方法，該方法包括向飲料中添加含葡萄糖氧化酶、葡萄糖氧化酶基質、過氧化氫酶以及無機除氧劑的抗氧化劑體系；將飲料填裝入容器；以及將容器密封。
10．一種用于降低在含浸出干物質的飲料中的氧的方法，該方法包含向浸取液體中添加含葡萄糖氧化酶、葡萄糖氧化酶基質、過氧化氫酶和無機除氧劑的抗氧化劑體系；利用該浸取液體從浸取底物中所得的浸出干物質形成一種飲料；將飲料填裝入容器中；以及將容器密封。
全文摘要
本發明涉及一種用于立即可飲的飲料和飲料濃縮物的抗氧化劑體系。該抗氧化劑體系特別適用于咖啡飲料。該抗氧化劑體系由葡萄糖氧化酶、葡萄糖氧化酶基質、過氧化氫酶和無機除氧劑組成。該飲料具有改進的香氣和味道。
文檔編號A23F5/36GK1232622SQ9910186
公開日1999年10月27日 申請日期1999年2月4日 優先權日1998年2月4日
發明者鄭英, 符小平, T·Y·沙爾卡斯 申請人:雀巢制品公司