抗光诱导的味道变化的饮料和食品、其制备方法以及赋予这种抗性的组合物的制作方法

专利名称：抗光诱导的味道变化的饮料和食品、其制备方法以及赋予这种抗性的组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有增加的对光诱导的味道变化的抗性的饮料和食品以及可有利地用作饮料或食品中的添加剂以防止或减少光诱导的味道变化的组合物。根据本发明的产品和组合物包含低颜色强度的焦糖化碳水化合物。本发明特别适用于接触光易于发生变味的饮料或食品，尤其是它们的包装不充分地保护它们免受光的有害影响的饮料或食品。
本发明还包括使用这些组合物生产这样的饮料和食品的方法。
背景技术：
光诱导的变味形成是饮料和食品工业中众所周知的问题。各种与光接触引发或加速的变味发生反应已在科学文献中描述。这些变味发生反应进展的速率通常在与波长低于500nm的光，特别是紫外光接触时显著增加。
饮料和食品中的光敏性味道变化可通过使用促进变味发生反应的光频率不可透过的材料包装这些饮料或食品而得到有效抑制。不过，由于各种原因，有时需要使用不表现该光屏蔽性质的包装材料。在这些情况下，饮料或食品的组分将需要优化以达到针对光诱导的味道变化具有足够的稳定性。在这些饮料或食品的常规组分达不到该要求的情况下，可以使用特定的光稳定添加剂。
本领域已知采用多种添加剂用于稳定饮料和食品以对抗光诱导的变味形成。这些添加剂中的许多的效力源于它们例如通过清除一种或多种反应物和/或关键中间产物来抑制变味发生反应的能力。此外，推荐使用清除引起变味的反应产物(例如通过形成非挥发性复合物)的添加剂或促进这些反应产物降解为不太有味的产物的添加剂。
代替如上所述的使光诱导的变味发生反应的影响最小化，还可以通过引入这样的添加剂来防止这些反应发生，该添加剂中和所述光特别是所述光中紫外部分的不希望的影响。US 5,948,458描述了一种用于防止含有不饱和脂质和脂肪的液体食品由于该液体食品与紫外光接触引起的腐败、酸败或变色的方法，所述方法包括向所述食品中加入紫外吸收有效量的磷酸三钙的步骤。
US 4,389,421教导了加入含有1，8-环氧基团的有机化合物如1，8-桉树脑以防止或显著降低麦芽饮料中的日照味。其中假设将1，8-环氧化合物加入麦芽饮料中通过防止五碳片段(异戊烯基链)从异α酸的异己烯酰侧链断裂而防止甲基丁烯基硫醇的形成，该片段若从所述侧链断裂则将与巯基反应形成异戊烯基硫醇(甲基丁烯基硫醇)。认为1，8-环氧化合物可通过与异戊烯基片段反应或通过保护异己烯酰侧链免于片段化或通过阻断巯基与异戊烯基片段反应来防止甲基丁烯基硫醇的形成。
许多已推荐用于稳定饮料或食品以对抗光诱导的变味形成的食品添加剂必须在产品包装上标明为化学品或人造品。考虑到消费者的接受性，饮料和食品的制造商通常不愿意使用这些化学添加剂，而更愿意采用可能使成分标签更有吸引力(消费者友好标签)且提供相似功能的添加剂。

发明内容
本发明的发明人发现使用含有低颜色强度的焦糖化碳水化合物的组合物可以使饮料和食品具有改进的对光诱导的味道变化的抗性。焦糖化碳水化合物例如焦糖的使用提供了这样的优点，即本发明的组合物在产品包装成分目录上可以以消费者友好的术语例如“焦糖”、“焦糖色”、“焦糖提取物”或“焦糖分离物”相称。
本发明的发明人意想不到地发现焦糖化，即碳水化合物被加热时发生的反应，产生表现吸收紫外光而不被分解成不希望的变味产生物质的能力的反应产物，尤其是如果该碳水化合物在氮源存在下发生焦糖化。更重要地，本发明的发明人发现，不像焦糖化物质的其它固有成分，这些紫外吸收物质基本上无色。因而，基于这一知识，本发明的发明人已开发出一种可用于稳定饮料或食品以对抗光诱导的味道变化而基本上不引起颜色变化的组合物。尽管本发明的发明人认为本发明的组合物的有利性质主要与其紫外吸收性质相关，但是本发明的组合物的保护性质也可能部分地源于其它特性。
本发明的产品和光稳定组合物包含低颜色强度的焦糖化碳水化合物并且具有对紫外光特别是250-400nm波长的紫外光的相对高吸收和可见光的相对低吸收，这表现为波长280nm和560nm处的光吸收比(A280/560)为至少200。低颜色强度的焦糖化碳水化合物如下合适地制备使焦糖脱色以去除产生棕色的成分同时保留紫外吸收成分，这表现为A280/560增加至少100％。或者，焦糖化碳水化合物可以通过选择与颜色赋予成分(例如类黑精)的形成相比更有利于紫外吸收成分(例如吡嗪)的形成的反应条件来制备。
通常基于所谓的消光比(吸收比A280/560)来表征通过在氮源存在下焦糖化制备的可商购的焦糖，消光比通过下面“分类/吸收度比值”项下描述的方法测定。一般地，这些焦糖表现小于120的吸收比A280/560。根据本发明的焦糖脱色去除在560nm左右吸收的呈色成分同时保留其紫外吸收特性。因而，根据本发明的焦糖脱色产生与通过在氮源存在下焦糖化制备的普通焦糖(特别是氨法焦糖(ammoniacaramel)和亚硫酸铵法焦糖(sulphite ammonia caramel))相比具有显著高的吸收比A280/560的物质。
具体实施例方式
因此，本发明一方面涉及含有焦糖化碳水化合物的组合物，所述组合物当以0.1重量％的干固体含量溶于水中时，表现i.超过0.01，优选超过0.05，更优选超过0.1，最优选超过0.3的280nm(A280)处的吸收；和ii.至少200，优选至少250的吸收比A280/560。
本发明的焦糖化碳水化合物不同于普通焦糖之处在于其相对低含量的呈色成分，特别是棕色呈色成分。呈色成分的低含量由相对低的560nm处的吸收(A560)表明。同时，焦糖化碳水化合物表现强的紫外吸收能力，这由本发明的组合物的A280所证实。因而，本发明的焦糖化碳水化合物和本发明的组合物的特征在于相对高的吸收比A280/560。本发明的组合物一般包含以干固体重量计至少10％，优选至少20％，更优选至少30％，甚至更优选至少40％，最优选至少50％的焦糖化碳水化合物。
A280相对于％固体而测定，如本文下面在“颜色强度”项下所述，除了吸收在280nm而不是610nm处测定。
除非另外指出，本文所用术语“波长”指光的波长。无论何时提及“吸收”，除非另外指出，这是指光的吸收。
焦糖化通常定义为导致挥发物(焦糖香味)和棕色产物(焦糖色)形成的糖的热降解。该过程是酸或碱催化的，并且通常需要在pH 3-9下超过120℃的温度。热诱导的焦糖化中香味和颜色的产生需要糖，通常为单糖，首先经历分子内重排。通常，该反应引起H+的释放。因此，经历焦糖化的溶液的pH随时间下降。
焦糖化在一系列复杂的反应中发生。起始的烯醇化反应特别重要，因为它启动后续的事件链。这些反应产生糖降解产物，该糖降解产物可进一步通过羟醛缩合反应产生含氧杂环和碳环化合物。热焦糖化的关键中间产物是醛酮糖(osulose)。它们是α-二羰基化合物如3-脱氧己醛酮糖(hexosulose)。这些物质不仅导致焦糖色形成而且产生具有典型焦糖味的重要挥发性产物。
本发明的发明人发现，焦糖化碳水化合物，尤其是通过在氮源存在下焦糖化获得的焦糖特别适于根据本发明使用。如此得到的焦糖的特征在于存在显著量的环状含氮成分例如吡嗪衍生物。本发明的发明人观察到，本发明的组合物在稳定饮料和食品以对抗对光诱导的味道变化方面的效力和其N-杂环物质的含量之间具有强的正相关性。在优选的实施方案中，本发明的组合物包含以干物质重量计至少0.5％，优选至少1.0％，更优选至少3.0％的N-杂环物质。发现环含有至少两个氮原子的N-杂环物质表现特别好的光稳定性质。特别优选芳族N-杂环物质，尤其是包含两个氮原子的芳族N-杂环物质。优选地，N-杂环物质选自吡嗪、嘧啶、哒嗪及其组合。
根据本发明的N-杂环物质优选表现至少10mg/kg，更优选至少100mg/kg的水溶性。所述物质的分子量一般不超过500，优选不超过400，更优选不超过350。
本发明的发明人观察到，如果焦糖化碳水化合物包含显著量的吡嗪衍生物，特别是含有碳水化合物衍生的取代基的吡嗪衍生物，则本发明的组合物产生特别好的结果。因此，在特别优选的实施方案中，本发明的组合物包含以干物质重量计至少0.5％，优选至少1.0％，更优选至少3.0％的根据式(I)的吡嗪衍生物 (I)其中R1-R4独立地代表氢；羟基烃基残基；羟基烃基残基的酯；或羟基烃基残基的醚；且R1-R4中至少一个为羟基烃基残基或其酯或醚。优选地，R1-R4中至少一个代表羟基烃基残基或其酯，更优选地它代表羟基烃基残基。
本发明包括可以由本文所示式代表的所有立体异构体。因此，本发明可以使用本发明的N-杂环物质的外消旋混合物和所述物质的基本上纯的对映异构体。
在特别优选的实施方案中，R1-R4中至少两个为羟基烃基残基或其酯或醚。如果吡嗪衍生物包含两个羟基烃基残基，则优选这些残基在对位或间位。最优选地，在本发明的吡嗪衍生物中，R1-R4中两个为羟基烃基残基或其酯或醚。
本文所用的术语“羟基烃基”指羟基取代的烃基。术语“烃基”指支链和直链烃链，其任选地包含一个或多个不饱和碳碳键，即碳碳双键和碳碳三键，所述烃原子优选具有1-20个碳原子。羟基烃基的典型实例包括支链以及非支链羟基烷基和羟基烯基。除羟基取代基外，该烃基残基还可包含其它取代基，例如羰基、羧基、酰基、氨基、酰氨基(acyl)、烷氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硫醇基、二硫化物基、醚基、酯基、烷硫基和酰氨基(amide group)。优选所述其它取代基包含不多于10个，更优选不多于5个碳原子。最优选该烃基残基不包含除一个或多个羟基以外的取代基。
一般地，该羟基烃基残基含有1-10个，优选2-4个碳原子，更优选3或4个碳原子。在特别优选的实施方案中，该吡嗪衍生物中存在的碳原子的总数为5-12，更优选为9-12。
优选该至少一个羟基烃基残基含有至少两个羟基。更优选所述残基含有三或四个羟基。
本发明的光稳定组合物中的吡嗪衍生物一般包含高比例的二取代吡嗪。因此，在优选的实施方案中，本发明的组合物包含以干物质重量计至少0.5％的根据式(I)的吡嗪衍生物，其中R1-R4中至少两个独立地代表羟基烃基残基或其酯或醚。
本发明的组合物中特别富含的二取代吡嗪衍生物的实例包括果糖嗪(fructosazine)，特别是2，5-和2，6-取代果糖嗪。因此，在优选的实施方案中，本发明的组合物包含以干物质重量计至少0.1％，更优选至少0.3％，甚至更优选至少0.5％，最优选至少1.0％的选自如下的果糖嗪2，5-脱氧果糖嗪(1-[5-(2，3，4-三羟基丁基)-吡嗪-2-基]-丁烷-1，2，3，4-四醇)、2，6-脱氧果糖嗪(1-[6-(2，3，4-三羟基丁基)-吡嗪-2-基]-丁烷-1，2，3，4-四醇)、2，5-果糖嗪(1-[5-(1，2，3，4-四羟基丁基)-吡嗪-2-基]-丁烷-1，2，3，4-四醇)、2，6-果糖嗪(1-[6-(1，2，3，4-四羟基丁基)-吡嗪-2-基]-丁烷-1，2，3，4-四醇)及其组合。在尤其优选的实施方案中，该果糖嗪选自2，5-脱氧果糖嗪、2，6-脱氧果糖嗪及其组合。最优选该果糖嗪选自1-[6-(2，3，4-三羟基丁基)-吡嗪-2-基]-丁烷-1，2，3，4-四醇、1-[5-(2，3，4-三羟基丁基)-吡嗪-2-基]-丁烷-1，2，3，4-四醇及其组合。后两种脱氧果糖嗪由下式代表 1-[6-(2，3，4-三羟基丁基)-吡嗪-2-基]-丁烷-1，2，3，4-四醇(2，6-脱氧果糖嗪)
1-[5-(2，3，4-三羟基丁基)-吡嗪-2-基]-丁烷-1，2，3，4-四醇(2，5-脱氧果糖嗪)。
本发明包括合成的(人造的)和天然的吡嗪衍生物在饮料或食品中的使用，天然的吡嗪衍生物最优选。这里术语“天然的”用于指这种吡嗪衍生物从天然源获得，即它不是通过(石油)化学制品反应获得。
本发明的组合物当通过在氮源存在下使糖焦化获得时通常将包含显著量的氨基糖例如葡糖胺和果糖胺。更特别地，该组合物一般将包含至少0.001％，优选至少0.01％，更优选至少0.03％，最优选至少0.05％的氨基糖，特别是含有单糖或二糖残基的氨基糖，更特别是含有单糖残基的氨基糖。以上百分比以该组合物的干物质的重量％计算。
本发明的组合物适于稳定多种饮料和食品以对抗光诱导的味道变化。不过最好的结果在含水食品中获得，特别是水连续食品。为避免在这些产品中使用本发明组合物会引起沉淀，优选本发明的稳定组合物是基本上完全水溶的。优选本发明的组合物达到至少0.01重量％的干固体含量，更优选达到至少0.05重量％的干固体含量，最优选至少0.1重量％的干固体含量时是基本上完全水溶的。
本发明的光稳定组合物包含不大于微量的类黑精，类黑精是焦糖化物质呈棕色的主要原因。类黑精是相对大的分子，其可以在焦糖化反应完成后通过过滤或能够基于分子量、大小、疏水性或电荷而实现分离的其它分离技术合适地去除。得到的组合物一般包含以干物质重量计小于30％，优选小于20％，更优选小于15％，甚至更优选小于10％，最优选小于5％的分子量超过30kDa的成分。更特别地，前述的量涉及分子量超过10kDa，甚至更特别超过5kDa，最特别超过1kDa的成分。本发明的组合物中包含的分子量超过30kDa的成分的量通过将所述组合物的水溶液通过MilliporeYM30过滤器来测定。MilliporeYM10和YM1过滤器可以用于测定分子量分别超过10kDa和1kDa的成分的含量。要注意，测定高分子成分含量的不同技术可能产生不同的结果。因此，要理解，本申请中所述的kDa数就上述的方法学而定义。
低颜色强度，特别是在波长600nm处左右的低颜色强度也表明了类黑精及其它产生颜色物质的降低水平。在本发明的特别优选的实施方案中，本发明的光稳定组合物具有在610nm处不超过0.024，优选不超过0.01的如本文所计算的颜色强度。甚至更优选所述颜色强度不超过如本文所计算的0.003。测定在610nm处的颜色强度的合适方法在下文中描述。
本发明的组合物以例如固体含量至少10重量％的相对浓缩的形式有利地被提供。更优选固体含量至少20重量％，最优选至少30重量％。本发明的组合物可以采用液体剂、糖浆剂、糊剂、粉剂、颗粒剂或片剂的形式。优选本发明的组合物包含小于80重量％，更优选小于70重量％的水。
如上所述，本发明的组合物合适地包含含氮物质。不过优选本发明的组合物中的含氮物质的量是有限的。因此，在优选的实施方案中，由氮测定(凯氏定氮法)，方法II(FNP 5)测定的本发明的组合物的总含氮量以干物质重量计少于20％，更优选少于15％，最优选少于10％。在另一优选的实施方案中，所述含氮量以干物质重量计为至少0.1％，更优选至少0.2％。
根据本发明的光稳定组合物可以合适地包含添加剂，例如抗氧化剂、乳化剂和载体物质。然而，优选本发明的组合物不包含任何不认为是“天然的”，即需要标记作“人造的”、“合成的”或“化学的”成分。在特别优选的实施方案中，整个本发明的组合物可以标记作“焦糖”、“焦糖色”、“焦糖分离物”、“焦糖提取物”等。
本发明另一方面涉及本发明的光稳定组合物作为添加剂的用途，用于防止或减少饮料或食品中光诱导的味道变化。一般地，本发明的组合物以基于引入的干物质的量计算至少0.01重量％，优选至少0.02重量％，更优选至少0.03重量％的量引入该饮料或食品中。一般地，引入的量将不超过1重量％，优选它将不超过0.5重量％，更优选它将不超过0.3重量％，它们也基于引入的干物质的量计算。
本发明的组合物特别地适合于防止包含显著量的核黄素的饮料和食品中光诱导的味道变化，核黄素能作为光引发剂。所述组合物特别有利地用于包含至少10μg/kg(ppb)核黄素，更优选至少50μg/kg核黄素，最优选至少100μg/kg核黄素的饮料和食品中。
如本文前述，根据本发明的光稳定组合物有利地包含较多(substantial)量的吡嗪衍生物。一般地，本发明的组合物以使得到的产品包含至少0.5mg/kg，优选至少1mg/kg，更优选至少3mg/kg，最优选至少10mg/kg的如本文前述定义的吡嗪衍生物的量引入饮料或食品中。在甚至更优选的实施方案中，该麦芽饮料包含至少0.5mg/kg，优选至少1mg/kg的选自如下的果糖嗪2，5-脱氧果糖嗪、2，6-脱氧果糖嗪、2，5-果糖嗪、2，6-果糖嗪及其组合。
如果本发明的光稳定组合物用于稳定瓶装饮料，则所述组合物的益处特别明显。术语“瓶装饮料”包括在玻璃容器(例如瓶、罐等)中的饮料以及在透光塑料中的饮料，所述透光塑料例如基于聚乙烯(例如聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和/或聚萘二甲酸乙二酯(PEN))；聚碳酸酯；PVC；和/或聚丙烯的塑料。在特别优选的实施方案中，本发明的光稳定组合物在绿色、无色(clear)(例如火石玻璃)或蓝色玻璃的瓶装饮料中用作添加剂，特别是光稳定添加剂。最优选它在绿色或无色玻璃的瓶装饮料中用作添加剂。
本发明包括该光稳定组合物在多种饮料包括啤酒、软饮料、酒精饮料、汁液、乳制饮料等中的用途。在特别优选的实施方案中，该组合物用于防止或减少麦芽饮料如啤酒、淡啤酒、麦芽酒、英国黑啤酒、香迪饮料以及其它从发酵麦芽提取物制备或包含发酵麦芽提取物的饮料中光诱导的味道变化。本发明的光稳定组合物特别有利地用于改善啤酒，更优选相对的淡色啤酒的光稳定性，所述相对的淡色啤酒例如EBC色值小于25，更优选小于15，最优选小于12的啤酒。测定EBC色值的合适方法在下文中描述。
在酿造工业中公知酿造饮料例如陈贮啤酒、淡啤酒、英国黑啤酒、烈性黑啤酒等(本文通称为“啤酒”)接触日光或人造光对这些饮料的感官质量具有有害影响。更确切地说，已知接触光引起所谓“臭鼬(skunky)”味的产生，该“臭鼬”味有时也称作“日晒”或“光照”味。一般地，波长250-550nm的光特别强烈地促进啤酒中日晒味的形成。一般地，可以说，波长越短，日晒味形成速率越高。
认为挥发性含硫化合物是该日晒味的原因。认为这些含硫化合物至少部分地是由饮料中的其它含硫化合物与光化学降解的啤酒花成分反应形成。极其少量的这些硫化合物足以赋予饮料日晒味并使它较少为消费者所接受(参见例如Kirk-Othmer，Encyclopedia of ChemicalTechnology，4thEd.，Vol.4，pages 22-63，1992和美国专利申请2002/0106422)。
认为导致引起日晒味的含硫物质的光化学反应是由核黄素的存在所辅助。核黄素可能作为饮料中的光引发剂并以显著的量存在于啤酒中。啤酒中的核黄素主要来源于其中所用的麦芽。另外较少程度上，发酵过程中的啤酒花和酵母的作用也可对啤酒中核黄素的含量有贡献(参见例如Tamer等的“Kinetics of Riboflavin Production by BrewersYeast”，pages 754-756 Enzyme Microb.Technology，1988，Vol.10，December)。
为解决日晒味问题，已建议降低啤酒中核黄素的量(Sakuma等的“Sunstruck Flavour Formation in Beer”，ASBC Journal)。可以通过分解，例如通过使用光化学辐射(US 3,787,587、US 5,582,857和US5,811,144)来完成核黄素的去除。也可以通过用吸收性粘土处理啤酒(US 6,207,208)或通过用酵母和肠膜明串珠菌(Leuconostocmesenteroides)联合发酵(US 6,514,542)来降低啤酒中存在的核黄素的量。也已提出使用固定化核黄素结合蛋白去除核黄素或将所述蛋白加入饮料中以灭活核黄素(EP-A 0 879 878)。本发明的光稳定组合物对防止啤酒，尤其是在透光的容器中贮存的啤酒的日晒味的产生特别有效，所述透光的容器特别是330-360nm波长的光可透过的容器，更特别是320-400nm的较宽谱的光可透过的容器。
啤酒中日晒味的主要来源是3-甲基-2-丁烯-1-硫醇(3-MBT)。该物质在水中的感觉阈值只有几ng/kg(ppt)。认为3-MBT通过啤酒中光激发的核黄素(主要来源于麦芽成分)和苦味素之间的反应形成，苦味素是主要来源于啤酒花的异α酸。有效量的本发明的光稳定组合物抑制光诱导的味道变化的用途通过3-MBT形成率降低至少30％，优选至少50％，更优选至少60％，甚至更优选至少70％，最优选至少80％而表明。用于测定MBT形成减少的合适方法在实施例中描述。
本发明另一方面涉及一种生产组合物的方法，所述组合物可以合适地用作添加剂以改善饮料或食品针对光诱导的味道变化的稳定性，所述方法包括以下步骤■提供焦糖化原料；■将所述原料脱色以使其A280/560增加至少100％。
可以通过本领域已知的任何能够实现从本文前述定义的光稳定组合物的所述原料中选择性分离的技术或能够选择性去除焦糖化原料中存在的呈色物质(colouring substance)的技术例如漂白来实现焦糖化原料的脱色。合适的分离技术的实例包括用吸附材料(例如反相吸附剂)处理、过滤和色谱法。在本发明方法的一个实施方案中，通过用一个或多个截止值不大于30kDa，优选不大于10kDa，更优选不大于5kDa，最优选不大于1kDa的过滤器过滤来实现脱色。在另一个实施方案中，通过将呈色物质吸附在反相吸附剂特别是烷基-键合硅胶上或吸附在阳离子交换树脂上来实现脱色。在另一实施方案中，通过液相色谱，优选通过反相色谱或阳离子交换色谱实现脱色。
焦糖化之后，焦糖化原料可能含有几乎不溶于含水体系的高分子产物。当在本来透明的饮料或食品中这样使用时，这可能引起不希望的混浊(haze或cloudiness)。因此，在优选的实施方案中，本发明的方法产生基本上完全水溶的组合物，其意指如果为达到所述的水溶性而需要的话，所述方法包括另外的去除和/或溶解不溶性物质的步骤。该不溶性物质可以通过例如超声处理或通过加入溶剂而合适地溶解。
在本发明的方法中，不溶性物质的任选去除或溶解优选在脱色前进行。要注意，本发明还包括其中脱色和不溶性物质的去除在一步中例如通过过滤实现的方法。
本发明还包括其中原料包含焦糖和一种或多种其它酿造辅料(brewing adjunct)例如麦芽、发芽大麦、糖浆的方法。用于本发明方法的特别合适的焦糖是European Union Directive 95/45；Purity Criteriaconcerning Colours for use in Foodstuffs中规定的和US Food ChemicalCodex IV中规定的焦糖。因此，在非常优选的实施方案中，焦糖化原料包含以干物质重量计至少50％的酿造辅料，包含以干物质重量计至少5％的焦糖。更优选该原料包含以干物质重量计至少10％，甚至更优选至少30％，最优选至少50％的焦糖。
焦糖是多种化合物的复杂混合物，其中一些化合物是胶态聚集体形式。焦糖通过单独或在食品级酸、碱和/或盐存在下加热碳水化合物来生产。焦糖通常是具有焦糖味道和有些苦味的暗褐色至黑色的液体或固体。焦糖由可商购获得的食品级营养性甜味剂包括果糖、右旋糖(葡萄糖)、转化糖、蔗糖、乳糖、糖蜜和/或淀粉水解产物及其部分制备。可以使用的酸是食品级硫酸、亚硫酸、磷酸、乙酸和柠檬酸，合适的碱是氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙。可以使用的盐包括铵、钠和钾的碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐(包括一元和二元的)、硫酸盐和亚硫酸盐。焦糖溶于水。
四类不同的焦糖可以通过它们的生产中所用的反应物和通过特定的鉴别试验来区分(参见European Union Directive 95/45 PurityCriteria concerning Colours for use in Foodstuffs和the US FoodChemical Codex IV)■I类普通焦糖、苛性焦糖；E 150a。I类焦糖通过在有或没有酸、碱或盐但是没有铵或亚硫酸盐化合物存在下加热碳水化合物来制备。
■II类苛性亚硫酸盐焦糖；E 150b。II类焦糖通过在亚硫酸盐化合物存在下有或没有酸或碱但是没有铵化合物存在下加热碳水化合物来制备。
■III类氨法焦糖；E 150c。III类焦糖通过在铵化合物存在下有或没有酸或碱但是没有亚硫酸盐化合物存在下加热碳水化合物来制备。
■IV类亚硫酸铵法焦糖；E 150d。IV类焦糖通过在亚硫酸盐和铵化合物两者均存在下有或没有酸或碱下加热碳水化合物来制备。
用于III和IV类焦糖中的铵化合物包括氢氧化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸铵、硫酸铵、亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。亚硫酸盐化合物是例如亚硫酸、亚硫酸钾、亚硫酸钠和亚硫酸铵以及亚硫酸氢钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵。在制备过程中，食品级防沫剂可以用作加工助剂。
前述四类焦糖中，氨法焦糖和亚硫酸铵法焦糖是特别合适用于本发明方法的原材料。特别地，氨法焦糖(III类)构成制备根据本发明的光稳定组合物的优异原材料。
根据这一发明采用的脱色步骤不导致抑制日晒味形成的物质的显著去除或消除，而是仅仅去除或消除在可见区域内吸收的物质。因此，脱色基本上保留了脱色物质在与光诱导的变味形成有关的那些波长处的吸收特性。主要为紫外光阻挡化合物的这一保留由280/560比值(A280/560)最好地表示。该比值在欧洲焦糖纯度指南(95/45/EU)中使用，并表示作消光比。规定亚硫酸铵法焦糖(Ammonium sulphitecaramel)具有小于50的A280/560。尽管对氨法焦糖没有设定这样的规定，不过通常它将具有小于120的A280/560。由本发明的方法获得的含脱色的焦糖化碳水化合物的组合物一般具有大于200，优选大于250，更优选大于350，更优选大于400，甚至更优选大于500，最优选大于1000的A280/560。
根据先前提及的EU规定，焦糖必须具有610nm处0.01-0.6的颜色强度。对于氨法焦糖，要求颜色强度为0.08-0.36。测定颜色强度的方法的说明在下文中提供。本发明的方法中使用的含焦糖原料的颜色强度优选按干重计超过0.01，更优选超过0.024。在本发明的方法中，原料的颜色强度由于脱色优选降低至少5倍，更优选降低至少10倍，最优选降低至少20倍。
本发明的方法通常将制备出相当大量的本发明的光稳定组合物形式的产物。一般地，本发明方法的收率为5-90％，特别是10-80％。在特别优选的实施方案中，本发明的方法以至少20％的收率产生本发明的光稳定组合物。
本发明另一方面涉及表现针对光诱导的味道变化的改善的稳定性的饮料或食品，其中所述饮料或食品通过包括将本发明的光稳定组合物引入所述饮料或食品中的生产方法获得或可由该方法获得。特别地，本发明涉及这样的饮料或食品，所述饮料或食品包含至少0.5mg/kg，优选至少1mg/kg，更优选至少3mg/kg，最优选至少10mg/kg的如本文前述定义的吡嗪衍生物。在甚至更优选的实施方案中，该可由本发明的方法获得的饮料或食品包含至少0.5mg/kg，优选至少1mg/kg的选自如下的果糖嗪2，5-脱氧果糖嗪、2，6-脱氧果糖嗪、2，5-果糖嗪、2，6-果糖嗪及其组合。
本发明的另一方面涉及抗光诱导的味道变化的含啤酒花饮料，所述含啤酒花饮料特征在于EBC色值小于25，优选小于15，更优选小于12，且如本文前述定义的吡嗪衍生物的含量，以mg/kg表示，超过0.1×EBC色值，更优选超过1×EBC色值。甚至更优选所述含量超过5×EBC色值，最优选10×EBC色值。
优选该含啤酒花饮料是发酵的谷物基饮料。更优选该含啤酒花饮料是啤酒、麦芽酒、英国黑啤酒、香迪饮料或从啤酒花提取物制备或含啤酒花提取物的其它饮料。甚至更优选该饮料是啤酒，最优选是陈贮啤酒。在特别优选的实施方案中，该含啤酒花饮料具有黄色或浅黄色颜色，即它没有与使用显著量的着色焦糖有关的带褐色的颜色。
作为光稳定量的本发明的组合物的添加结果，含啤酒花饮料一般将包含至少0.5mg/kg，优选至少1mg/kg，更优选至少3mg/kg，最优选至少10mg/kg的如本文前述定义的吡嗪衍生物。在甚至更优选的实施方案中，该含啤酒花饮料包含至少0.5mg/kg，优选至少1mg/kg的选自如下的果糖嗪2，5-脱氧果糖嗪、2，6-脱氧果糖嗪、2，5-果糖嗪、2，6-果糖嗪及其组合。
如本文前述，对于已包装在容器中的光敏感产品，本发明的光稳定组合物的益处将特别明显，所述容器使小于500nm，尤其是小于400nm波长的光透过，例如绿色、无色和蓝色玻璃。因此，在优选的实施方案中，本发明的含啤酒花饮料以绿色、无色或蓝色玻璃瓶装，特别是无色或绿色玻璃瓶装。
方法固体含量通过利用纯石英砂组成的载体干燥样品来测定物质的固体含量，该纯石英砂通过40号而不是60号筛且通过盐酸消化、无酸洗涤、干燥和烧灼制备。将精确称重的30.0g制备的砂与精确称重的1.5-2.0g物质混合，并在60℃和减压50mmHg(6.7kPa)下干燥至恒重。记录砂加焦糖或脱色焦糖的最终重量。如下计算％固体 其中wF＝砂加焦糖的最终重量wS＝砂的重量wc＝最初添加的焦糖的重量颜色强度为本说明的目的，某物质的颜色强度定义为在1cm石英杯中的固体于水中的0.1％(w/v)溶液在610nm处的吸收度。如果必要，将该溶液的pH调至4-7。
方法将相当于100mg固体的量的物质转移入100mL量瓶中，用水稀释至体积，混合，如果溶液混浊则离心。以用水作为参照预先标准化的合适的分光光度计测定于1cm石英杯中的该澄清溶液在610nm处的吸收度。如下计算物质的颜色强度
如固体含量项下所述测定％固体。
分类/吸收度比值为本说明的目的，物质的吸收度比值定义为固体于水中的0.1％(w/v)溶液在280nm处的吸收度除以同一溶液在560nm处的吸收度。如果必要，将该溶液的pH调至4-7。
方法借助水将相当于100mg固体的量的物质转移入100mL量瓶中，稀释至体积，混合，如果溶液混浊则离心。将该澄清溶液的5.0mL份用移液管转移入100mL量瓶中，用水稀释至体积并混合。以用水作为参照预先标准化的合适的分光光度计测定于1-cm杯中的0.1％(w/v)溶液在560nm处的吸收度和1∶20(v/v)稀释的溶液在280nm处的吸收度。(合适的分光光度计是配备有单色仪以提供带宽2nm或更窄且杂散光特征为0.5％或更少的分光光度计。)通过首先将在280nm处的吸收度单位乘以20(稀释系数)并通过将该乘积除以在560nm处的吸收度单位来计算吸收度比值。
EBC颜色EBC推荐方法(European Brewery Convention，Analytic，1987)，其中在1cm石英比色杯中在430nm处测量光的吸收度，以水作为参照。测量的吸收度值乘以经验导出系数25，得出EBC颜色单位的色值。EBC＝A430×25。
实施例实施例1
从焦糖(D35型ex Devolder S.A.-N.V.)如下制备根据本发明的光稳定组合物将20克液体焦糖(60-80％固体，以干重计)溶于200mL蒸馏水中，使用配备有MilliporeYM10再生纤维素超滤膜(10000标称分子量限，直径76mm，目录号13642)的Millipore AmiconXseries 8000(8400型，400mL)进行超滤。
收集150mL滤液，施于70g、5×6.5cm C18-RP SPE床(SupelcoLC-18材料)上，该C18-RP SPE床使用前用50％(v/v)乙醇/水处理并用200mL蒸馏水渗滤。用150mL蒸馏水洗脱后，施于该柱上，并收集另外的50mL。该收集部分使用前冻干。
实施例2进行LC-PDA分析以鉴定作为实施例1中所述的光稳定组合物的紫外吸收特性的主要原因的物质。
方法学■Waters Alliance2690 HPLC系统，带有Waters二极管阵列996检测器，扫描范围210-400nm，Millennium 32软件■Prevail Carbohydrate ES(5μm，250×4.6mm)柱，得自Alltech(目录号35101)■等度，运行时间40分钟，流速0.5ml/min■溶剂75％乙腈(Sigma-Aldrich，目录号34998)，25％(v/v)甲酸水溶液(用甲酸(98-100％)调至pH 3的Milli-Q加水，ACS试剂exRiedel-de Han)■样品温度5℃■柱温度25℃■脱气连续■样品通过在分析前用乙腈1∶1(v/v)稀释，然后过滤(PVDF 0.45μM针筒式滤器)来制备
为测定组分1和2的精确质量，将脱色焦糖注射在使用氨基基分析柱的LC-electrospray-ToF-MS(正模式)上。使用甲醇中的70mg/L聚丙氨酸溶液作为锁定质量(lockmass)(内标(intemal calibrant))。发现两种化合物的元素组成是C12H21N2O7(＝(M+H)+)。
数据2，6-脱氧果糖嗪1-[6-(2，3，4-三羟基-丁基)-吡嗪-2-基]-丁烷-1，2，3，4-四醇实测质量305.1353计算质量305.1349Δ质量1.3ppm数据2，5-脱氧果糖嗪1-[5-(2，3，4-三羟基-丁基)-吡嗪-2-基]-丁烷-1，2，3，4-四醇实测质量305.1346计算质量305.1349
Δ质量-0.8ppm实施例3通过将实施例1中所述的光稳定组合物以0.5、1.0和2.0g/L(干重)的剂量加入Heineken pilsner(荷兰)中来评价根据本发明的焦糖源组合物的光稳定性质。将该组合物加入新鲜酿造的啤酒中，之后装入300mL绿色玻璃瓶(Heineken export，BSN或Rexam bottle 35.5EB-5GR)中。以将啤酒中截留的大气氧和顶部空隙最小化的方式进行装瓶。
将包含所示量的光稳定组合物的瓶以及对照样品瓶与由氙灯模拟的日光接触(Atlas Material Testing Technology)。60分钟内的光剂量是2700KJ/m2。另外，将包含1.0g/L该稳定组合物的样品在相同的条件下光照2、8、甚至24小时。
样品中MBT的浓度可以通过Hughes等描述的方法(Hughes P.S.，Burke S.和Meacham A.E.(1997)“Aspects of the lightstruck characterof beer”.Institute of Brewing，Proceedings of the 6th Central and SouthAfrica Section，pp.123-128)合适地测定。
对前述样品的分析表明包含该光稳定组合物的样品的MBT浓度比对照样品中的MBT浓度显著降低。

◆＝1小时，■＝2小时，▲＝8小时，*＝24小时照射上图还表明本发明的光稳定组合物的效力随与光接触的增加而增加(参见作为光接触时间的函数的1.0g/L样品％降低)。
通过使用本文前述的方法测量EBC色值和A280/560吸收比来测定根据实施例1的稳定组合物对前述啤酒样品的颜色的影响。另外，对包含实施例1的焦糖原材料(原始焦糖)而不是经处理的(脱色的)焦糖的啤酒样品进行相同的参数分析。获得以下结果EBC颜色(430nm)

*未给剂量的啤酒间由于批次不同的差异。
b损害长度(cm)。
c标准差。
dR，抗性，0cm＜损害长度≤3.0cm；MR，中等抗性，3.0cm＜损害长度≤6.0cm；MS，中等易感，6.0cm＜损害长度≤9.0cm；S，易感，损害长度＞9.0cm。
实施例2 与Xa31基因座连锁的分子标记的鉴定和遗传作图将RAPD(Willians et al.1990)和AFLP(Vos et al.1995)技术两者都被用于筛选与Xa31连锁的标记。为了在BSA和RAPD产物的个体筛选中检测到更多的多态性，本申请发明人将[33P-α]dCTP添加到PCR混合物中用于标记RAPD产物，并在4.5％的聚丙烯酰胺测序凝胶上分离所40％。
实施例6
已知当乳接触光，特别是日光时，它形成不希望的味道变化。由于这种接触，乳脂质氧化产物例如戊醛和己醛以及二甲硫形成。进行实验以测定根据本发明的光稳定组合物对乳中光诱导的变味产生的影响。
在二氧化碳气氛和密封下的手套箱中于20mL SPME(固相微萃取柱)小瓶(具有衬有PTFE的硅酮盖的平底(23mm×75mm)顶空小瓶，(目录号27199和27300)ex Supelco))中制备双份三种14mL乳样品。
样品A和C无添加的乳样品B含有1g/L实施例1中所述的光稳定组合物的乳。
将样品A用铝箔包裹并与其它样品一起置于光盒中，用实施例3中所用的氙灯照射30分钟。施用的光剂量是1350kJ/m2。照射之后，用SPME-GC-MS分析样品。
获得的结果表明所有乳样品均含有二甲硫。与样品A相比，照射后样品B和C中的二甲硫浓度降低，并观察到二甲基二硫醚的浓度显著增加。观察到的样品C中的二甲基二硫醚含量的增加比样品B中的二甲基二硫醚含量高得多。二甲基二硫醚是具有极高气味潜能的特别有恶臭味的物质。
实施例7进行实验以测定啤酒中果糖嗪的光稳定性质。
通过合成的2，5-脱氧果糖嗪实现的MBT减少将从葡糖胺合成的2，5-脱氧果糖嗪溶于Heineken陈贮啤酒(0.5g/L)中，并在无色玻璃小瓶(40mL(28×98mm)，带有开口螺帽(酚醛树脂帽，PTFE/硅酮隔膜)，目录号27089-U ex Supelco)中照射12分钟。所有样品均伴有适宜的空白。分析样品的MBT形成。发现加入0.5g/L量的合成2，5-脱氧果糖嗪导致MBT形成减少70％。
通过分离的2，6-脱氧果糖嗪和2，5-脱氧果糖嗪实现的MBT减少在带有Waters二极管阵列996检测器的扫描范围210-400nm的WatersDelta 600半制备HPLC系统上通过制备液相色谱从发酵的脱色焦糖中分离2，6-脱氧果糖嗪和2，5-脱氧果糖嗪。
柱资料来自Alltech的Prevail Carbohydrate ES(9μm，300×20mm)柱(目录号35215)，流动相组成75％乙腈(Sigma-Aldrich，目录号34998)，25％甲酸水溶液(用甲酸(98-100％)调至pH 3.0的Milli-Q加水，ACS试剂ex Riedel-de Han)，以流速10ml/min等度运行(运行时间40分钟)。样品温度25℃。柱温度25℃。
通过在分析前用乙腈1∶1(v/v)稀释发酵的脱色焦糖，然后过滤(PVDF 0.45μM针筒式滤器)来制备样品。将收集的部分进行溶剂蒸发(旋转蒸发仪)并冻干，得到7.5％含有2，6-脱氧果糖嗪的部分和4％含有2，5-脱氧果糖嗪的部分。分离的部分仅仅含有非常微量的污染物。
将两种分离物以250mg/L的剂量加入无色玻璃小瓶中，并照射12分钟。发现两种产物均使MBT形成降低大约60％。
通过合成的2，5-果糖嗪实现的MBT减少将2，5-果糖嗪ex Sigma-Aldrich以0.5g/L的浓度加入Heineken啤酒中。将无色玻璃小瓶中的样品照射12分钟。发现加入果糖嗪导致MBT形成大约降低70％。
实施例8用1M HCl水溶液使阳离子交换材料(Sigma-Aldrich，Dowex50WX4-400 strong cation exchange)达到H+型，并用蒸馏水充分洗涤直至洗涤物为中性。向10mL含有5g根据实施例1制备的冻干脱色焦糖的溶液中加入0、0.5、1.0、2.0和4克该阳离子交换材料。将这些混合物振荡过夜并过滤。将滤液冻干，将1g/L的干燥固体物质加入300g于Heineken绿色瓶中的Heineken啤酒中，并照射60分钟。使用实施例3中所述的MBT分析测定啤酒样品的EBC色值以及与对照样品相比MBT含量的降低。
得到的结果显示在下图中。
这些结果表明阳离子交换材料可用于(进一步)使焦糖脱色，同时保留大部分紫外吸收能力。
权利要求
1.一种含有焦糖化碳水化合物的组合物，所述组合物当以0.1重量％的干固体含量溶于水中时，表现i.超过0.01，优选超过0.05的280nm处的吸收(A280)；和ii.至少200，优选至少250的吸收比A280/560。
2.根据权利要求1的组合物，其中所述组合物包含以干固体重量计至少10％的焦糖化碳水化合物。
3.根据权利要求1或2的组合物，其中所述组合物包含至少0.5％，优选至少1.0％的N-杂环物质。
4.根据权利要求1-3之任一项的组合物，其中所述组合物包含以干物质重量计至少0.5％，优选至少1％的根据式(I)的吡嗪衍生物 其中R1-R4独立地代表氢；羟基烃基残基或羟基烃基残基的酯；或羟基烃基残基的醚；且R1-R4中至少一个是羟基烃基残基或其酯或醚。
5.根据权利要求4的组合物，其中所述羟基烃基残基含有1-10个碳原子。
6.根据权利要求4或5的组合物，其中所述吡嗪衍生物包含至少两个羟基烃基残基。
7.根据前述权利要求之任一项的组合物，其中所述组合物包含以干物质重量计至少0.1％，优选至少0.3％的选自如下的果糖嗪2，5-脱氧果糖嗪、2，6-脱氧果糖嗪、2，5-果糖嗪、2，6-果糖嗪及其组合。
8.根据前述权利要求之任一项的组合物，其中所述组合物是基本上完全水溶的。
9.根据前述权利要求之任一项的组合物，其中所述组合物包含以干物质重量计少于30％的分子量超过30kDa，特别是超过5kDa的成分。
10.根据前述权利要求之任一项的组合物，其中所述组合物在610nm处的颜色强度不超过0.024，优选不超过0.01。
11.根据前述权利要求之任一项的组合物，其中所述组合物的固体含量是至少10重量％，优选至少20重量％，最优选至少30重量％。
12.根据前述权利要求之任一项的组合物，其中由氮测定(凯氏定氮法)，方法II(FNP 5)测定的所述组合物的总氮含量以干物质重量计少于20％，优选以干物质重量计为0.1-15％。
13.根据权利要求1-12之任一项的组合物作为添加剂的用途，用于防止或减少饮料或食品中光诱导的味道变化。
14.根据权利要求13的用途，其中将所述组合物以基于引入的干物质的量计算的0.01-1重量％，优选0.02-0.3重量％的量引入所述饮料或食品中。
15.根据权利要求13或14的用途，其中将所述组合物引入瓶装饮料中，优选引入绿色、无色或蓝色玻璃的瓶装饮料中。
16.根据权利要求13-15之任一项的用途，用于防止或减少啤酒中，更优选EBC色值小于25，优选小于15的啤酒中的光诱导的味道变化。
17.一种生产抗光诱导的味道变化的饮料或食品的方法，所述方法包括将根据权利要求1-12之任一项的组合物引入所述饮料或食品中。
18.根据权利要求17的方法，其中将所述组合物以基于引入的干物质的量计算的0.01-1重量％，优选0.02-0.3重量％的量引入所述饮料或食品中。
19.权利要求17或18的方法，其中将所述组合物引入瓶装饮料中，优选引入绿色、无色或蓝色玻璃的瓶装饮料中。
20.根据权利要求17-19之任一项的方法，所述方法包括将所述组合物引入啤酒中，更优选引入EBC色值小于25，优选小于15的啤酒中。
21.一种用于生产组合物的方法，所述组合物可以合适地用作添加剂以改善饮料或食品针对光诱导的味道变化的稳定性，所述方法包括如下步骤·提供焦糖化原料；·将所述原料脱色以使其A280/560至少增加100％。
22.根据权利要求21的方法，其中所述原料经历过滤步骤。
23.根据权利要求21或22的方法，其中所述原料包含以干物质重量计至少50％的酿造辅料，包含以干物质重量计至少5％的焦糖。
24.根据权利要求23的方法，其中所述原料包含以干物质重量计至少10％，优选至少30％的焦糖。
25.根据权利要求24的方法，其中所述焦糖是氨法焦糖、亚硫酸铵法焦糖或其组合。
26.根据权利要求21-25之任一项的方法，其中所述原料在610nm处的颜色强度超过0.01，优选超过0.024。
27.根据权利要求21-26之任一项的方法，其中所述原料的颜色强度由于所述脱色而至少降低10倍。
28.根据权利要求21-27之任一项的方法，其中所述方法的收率为5-90％，优选为10-80％。
29.一种抗光诱导的味道变化的饮料或食品，其中所述饮料或食品通过权利要求17-20之任一项的方法获得。
30.一种抗光诱导的味道变化的含啤酒花饮料，所述饮料特征在于小于25，优选小于15的EBC色值，且如权利要求4中定义的吡嗪衍生物的含量以mg/kg表示超过0.1×EBC色值。
31.根据权利要求30的饮料，其中所述饮料包含至少0.5mg/kg，优选至少1mg/kg的如权利要求4中定义的吡嗪衍生物。
32.根据权利要求31的饮料，其中所述羟基烃基残基含有1-10个碳原子。
33.根据权利要求31或32的饮料，其中所述羟基烃基残基含有至少两个羟基。
34.根据权利要求31-33之任一项的饮料，其中所述吡嗪衍生物包含至少两个羟基烃基残基。
35.根据权利要求31-34之任一项的饮料，其中所述饮料包含至少0.5mg/kg，优选至少1mg/kg的选自如下的果糖嗪2，5-脱氧果糖嗪、2，6-脱氧果糖嗪、2，5-果糖嗪、2，6-果糖嗪及其组合。
36.根据权利要求29-35之任一项的饮料，其中所述饮料以绿色、无色或蓝色玻璃瓶装。
全文摘要
本发明一方面涉及一种含有焦糖化碳水化合物的组合物，所述组合物当以0.1重量％的干固体含量溶于水中时，表现i.超过0.01，优选超过0.05，更优选超过0.1，最优选超过0.3的280nm处的吸收(A
文档编号A23L3/3544GK1860215SQ200480028122
公开日2006年11月8日 申请日期2004年9月29日 优先权日2003年9月29日
发明者理查德·范德阿尔克, 彼得·布洛克尔, 路易斯·伯尔绍, 埃里克·理查德·布劳沃, 保罗·沙恩·休斯, 亨克·凯塞尔斯, 弗雷德·奥利罗克, 马塞尔·范费恩 申请人:海内肯供应连锁公司