专利名称：一种包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水性饮料及其制备方法，具体涉及一种包含植物留醇和谷维素的 水性饮料及其制备方法。
背景技术：
植物留醇是植物中各种留醇的总称，目前已知其种类有40余种之多，其中主要成 分是谷留醇，约为50 % ；其次是菜油留醇，约为33 % ；再次是豆留醇、菜籽留醇等。植物甾醇 是3位为羟基的留体化合物，按化学结构可分为4-无甲基留醇、4-单甲基留醇和4，4’_双 甲基留醇三类。植物留醇通常为片状或粉末状白色固体，熔点较高，如豆留醇熔点为167 170°C。留醇的相对密度略大于水，不溶于水，可溶于乙醚、苯、氯仿、石油醚等多种有机溶 剂。谷维素又名米糠素，是以环木菠萝醇类为主体的阿魏酸酯和以留醇类为主体的阿 魏酸酯组成的一种天然混合物，存在于玉米胚芽油、小麦胚芽油、稞麦糠、油菜籽油等中，以 毛糠油中的谷维素含量最高。谷维素是一种淡黄色至黄色的结晶性粉末，熔点为118 119. 5°C，无味，有特殊香气，不溶于水，易溶于碱性乙醇、乙醚，溶于热的油脂，耐热性强。人体血液中存在高水平胆固醇与罹患心血管疾病，如高脂血症、动脉硬化、心律不 齐、心肌梗塞等的风险增加密切相关。降低人体对外源性胆固醇的吸收对防治与胆固醇相 关的疾病具有特殊意义。大量的动物试验和人体临床试验数据表明，植物留醇对于降低血 液胆固醇和低密度脂蛋白含量，减轻心血管疾病的发生有显著意义，但植物留醇降低人体 内甘油三酯的效果不明显。谷维素则能有效降低血清总胆固醇和甘油三脂含量，降低肝脏 脂质，减少血清过氧化脂质。植物留醇降胆固醇功能的作用机理主要有以下几种主要的理论①植物留醇可以 将小肠中的胆固醇沉淀下来，使其呈现不溶解状态，因此不能被吸收；②胆固醇能溶解于小 肠内腔的胆汁酸微胶束(主要由胆汁盐和磷脂组成)，这是其被吸收的必要条件，而植物甾 醇的存在可以将胆固醇替换出来，使之不能经胆汁酸微胶束被运送到达小肠微绒毛的吸收 部位；③在小肠微绒毛膜吸收胆固醇时与胆固醇相互竞争，阻碍对胆固醇的吸收。根据上述 植物留醇的作用机理，在进食高胆固醇膳食的同时食用富含植物留醇的食品，抑制胆固醇 吸收的效果会更好。谷维素降低血脂的机制主要有以下三点①抑制吸收胆固醇作用，试验表明大鼠 摄入含有谷维素的高胆固醇饲料，能抑制消化道吸收外源性胆固醇；②抑制体内合成 胆固醇作用，小鼠试验表明，摄入谷维素后肝脏中能明显抑制醋酸与甲羟戊酸合成胆固醇； ③促进胆固醇异化、排泄作用，在小鼠皮下注射谷维素，能促进胆固醇异化，并随粪便排出， 比较发现摄入谷维素可使胆固醇、胆汁酸排出量增加一倍。Pollak在1953年使用谷甾醇作为药物，治疗高胆固醇症。当时使用的是植物甾 醇晶体，溶解性和生物可利用性都比较差，因此使用的剂量很大，每天高达25g，没能得到广 泛应用。到70年代，大剂量使用植物留醇的治疗方法开始减少，因为人们发现大剂量的使用会导致谷固醇血症，即血清中的植物留醇浓度明显升高。从90年代开始，人们的研究转 到了植物甾烷醇酯的研究和产品开发上。1995年，芬兰Rasio公司的Benecol产品问世， Benecol是将植物留醇酯化后得到植物留烷醇酯，可以添加到脂肪类食品(如人造黄油) 当中去，这种留醇酯可以被小肠中的酶类水解，释放出具有生理活性的游离留醇。每天服用 3g Benecol，有降血脂的功效，能降低10%的总胆固醇，降低15%的低密度脂蛋白，对高密 度脂蛋白和甘油三脂无影响。随后，同类产品先后在澳大利亚、法国、德国、日本、英国、美国 等国家上市。有研究结果显示，溶解性提高的合成植物留醇衍生物对肠吸收胆固醇的抑制作 用不及天然植物甾醇强(Mattson 等，The American Journal of ClinicalNutrition35 April 1982，第697 700页)，特别是这种油溶性衍生物的缺点在于必须还要同时吸收许 多可食用油，因此提高植物留醇的生物利用率的方法得到了深入研究，有关这方面的研究 已做了大量的工作。美国专利3，881，005将谷留醇、淀粉水解物、二氧化硅和聚氧化二甲苯 (polyoxylene)山梨聚糖单硬脂酸酯按一定比例混合，通过勻浆、脱气、加热杀菌和蒸发而 制得口服的药用谷留醇可分散粉未。美国专利6，054，144和6，110，502中制备可水分散的 植物留醇的生产方法是将米谷留醇或植物留醇、单官能团表面活性剂和多官能团表面活性 剂按一定比例在水中混合，然后干燥混合物。欧洲专利289，636描述了一种生产稳定型乳 化或增溶的留醇的方法，它是将植物留醇与含有蔗糖脂肪酸酯和/或聚甘油脂肪酸酯的多 羟基化合物液体按一定比例混合，再用水稀释此混合物。美国专利6，190，720将一种或多 种熔化的植物留醇与一种或多种脂肪、一种或多种乳化剂混合成同质性，在搅拌下冷却此 勻浆混合物至约60°C得到糊状物。这种食品成份能用于油基(oil-based)食品，如色拉调 味剂、人造黄油等。美国专利6，267，963涉及一种植物留醇_乳化剂的复合物，它的熔点比 植物留醇的熔点至少低30°C，其特征在于，由于其熔点降低，在食品加工过程中或之后，植 物甾醇-乳化剂不大可能结晶，并可以以有效量掺入到食品中以降低血清胆固醇的含量。中国专利02828595. 6中采用的方法是将植物留醇和乳化剂热熔化，然后与水或 含乳化剂的水合并，高速搅拌所得到的合并物，得到胶束形式的植物留醇在水中的分散体， 此分散体可应用于多种食物成分。中国专利200510089781. 7中将植物留醇和碳水化合物 在高温高压的水溶液中溶化，冷却后得到植物留醇-碳水化合物复合物水溶液，如将此水 溶液干燥可得到植物留醇_碳水化合物复合物的粉末。1994年，日本大冢制药公司上市谷维素制剂(Hi-Z)，每片含50毫克谷维素，用于 治疗轻度、中度高脂血症，每日服用300毫克。目前已经上市的谷维素保健营养品有日本 丰年制油公司出品的含谷维素的营养胶囊；日本筑野食品工业公司出品的含谷维素的胶 囊和“糙米精”制品，每包1克，内含肌醇250mg，谷维素250mg ；日本吉原制油公司出品的 “Beduty”含谷维素片；日本Bowsaw油脂公司推出的“米寿丸”，可加入烹煮的食物中补充谷 维素；台湾省中国化学制药有限公司出品的含谷维素的“亿福糖衣片”等。
发明内容
本发明的发明人经过深入研究发现，植物留醇和谷维素的联合使用会产生良好的 协同作用，因此发明人采用制备水包油乳液的技术制备包含植物留醇和谷维素的水性饮料，通过调整乳化剂的种类及用量，得到稳定的水包油乳液，既可降低总胆固醇，还可明显 降低甘油三酯，特别是通过植物留醇和谷维素在降脂功效上的协同作用，获得了良好的降 脂效果。因此，本发明提供了一种包含植物留醇和谷维素的水性饮料及其制备方法。本发明的技术方案如下一种水性饮料，该水性饮料包含植物留醇、谷维素和至少一种乳化剂，其中植物甾 醇、谷维素与乳化剂的重量比为1 0.1 10 0.01 5，乳化剂选自蔗糖脂肪酸酯、辛癸 酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。在上述水性饮料中，植物留醇的重量可以占水性饮料总重量的0. 2% 5%。植物 甾醇可以选自谷留醇、菜油留醇、菜籽留醇和豆留醇中的一种或多种。水性饮料可以为水、 果汁饮料、汽水、牛奶、豆奶、谷物制成的饮料或酒精饮料。上述水性饮料的制备方法可以包括以下步骤将植物留醇、谷维素与至少一种乳化剂的混合物在60 180°C下加热熔化并搅拌 均勻；将熔化的混合物与预热至60 95°C的水性饮料的余下组分混合；在3000 IOOOOrpm下搅拌混合物，得到包含植物留醇和谷维素的水包油型乳液。上述制备方法还可以包括对包含植物留醇和谷维素的水包油型乳液进行均质化， 以改善乳液的性能。其中，水性饮料的余下组分可以在混合前加入乳化剂，该乳化剂占水性 饮料中的乳化剂总重量的0% 50% (重量)。均质化步骤可以采用高压均质机进行，高压 均质机在2000 IOOOOPsi下操作。上述混合物的熔化优选在110°C 150°C下进行。本发明的包含植物留醇和谷维素的水性饮料及其制备方法成功地将植物留醇和 谷维素分散于水性饮料中，形成的包含植物留醇和谷维素的油相液滴小于2微米，可充分 提高它们的生物利用度，发挥其降血脂作用。其中，植物留醇对降低人体总胆固醇及低密度 脂蛋白有效，谷维素对降低人体总胆固醇及甘油三酯有效，更重要的是将这二者同时使用 可以产生协同作用，可明显降低人体总胆固醇水平，降低人体罹患心血管病的风险。
具体实施例方式下列实施例旨在进一步描述而非限制本发明，除非另外说明，本说明书所使用的 所有百分比和比率都是以重量计算的。实施例1到4 在500ml容器中加入下表1中所示的谷留醇、谷维素、辛癸酸甘油酯和蔗糖硬脂酸 酯(HLB 13)，加热至120°C，在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相，在2L的容器中加入去 离子水，加热至85°C，将油相加入到水相中，以7000rpm高速搅拌20分钟，冷却至30°C，用 100目筛网过滤。表 1
实施例谷甾醇谷维素辛癸酸甘油酯蔗糖硬脂酸酯去离子水1IOgIOg2gSgIOOOg
权利要求
一种水性饮料，该水性饮料包含植物甾醇、谷维素和至少一种乳化剂，其中植物甾醇、谷维素与乳化剂的重量比为1∶0.1～10∶0.01～5，乳化剂选自蔗糖脂肪酸酯、辛癸酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的水性饮料，其特征在于，所述植物留醇的重量占水性饮料总重量的0.2% 5%。
3.根据权利要求1或2所述的水性饮料，其特征在于，所述植物留醇选自谷留醇、菜油 甾醇、菜籽留醇和豆留醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水性饮料，其特征在于，所述水性饮料为水、果 汁饮料、汽水、牛奶、豆奶、谷物制成的饮料或酒精饮料。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的水性饮料的制备方法，该制备方法包括以下步骤将植物留醇、谷维素与至少一种乳化剂的混合物在60 180°C下加热熔化并搅拌均勻；将熔化的混合物与预热至60 95°C的水性饮料的余下组分混合； 在3000 lOOOOrpm下搅拌混合物，得到包含植物留醇和谷维素的水包油型乳液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，该制备方法还包括对所述包含植物 甾醇和谷维素的水包油型乳液进行均质化。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述水性饮料的余下组分在混合 前加入乳化剂，该乳化剂占所述水性饮料中的乳化剂总重量的0% 50% (重量)。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述均质化步骤采用高压均质机进 行，高压均质机在2000 lOOOOPsi下操作。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合物的熔化在 110°C 150°C下进行。
全文摘要
本发明提供一种包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法，该水性饮料包含植物甾醇、谷维素和至少一种乳化剂，其中植物甾醇、谷维素与乳化剂的重量比为1∶0.1～10∶0.01～5，乳化剂选自蔗糖脂肪酸酯、辛癸酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。该水性饮料利用植物甾醇和谷维素的协同作用，使两者的降脂功效最大化，可明显降低人体总胆固醇水平，降低人体心血管病的风险。本发明的包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法成功地将植物甾醇和谷维素分散于水性饮料中，形成的包含植物甾醇和谷维素的油相液滴小于2微米。
文档编号A23L1/30GK101991159SQ200910090838
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者任广智, 郝国防 申请人:中国科学院过程工程研究所