Область, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области пищевой промышленности и, в частности, касается обогащения воды, соков и напитков кальций-магниевыми лактат-цитратными комплексами, которые не обязательно могут быть стабилизированы углеводами.
Уровень техники
Кальций - наиболее распространенный минеральный элемент организма, это главный компонент, входящий в состав костей и зубов.
Кальций также играет важную роль в некоторых физиологических процессах.
Кальций обеспечивает полноценное формирование зубов и костной ткани в юности и соответствующее его потребление является важным. Недостаточное содержание кальция в организме может быть причиной, вызывающей развитие остеопороза в пожилом возрасте.
Так как организм человека не вырабатывает минеральные элементы, его состояние в целом зависит от поступления кальция извне, как с пищей, так и в виде пищевых добавок. Адекватное потребление кальция считается важным в течение всей жизни человека. Согласно рекомендациям NIH (Комиссия) Consensus Development Panel от 1994 г. рекомендуемые ежедневные нормы потребления кальция для каждой возрастной группы составляет от 800-1200 мг/день до 1500 мг/день.
Было установлено, что кальциевые соли органических кислот являются в целом биологически более ценными, чем неорганические соли. При использовании для обогащения пищевых продуктов цитрат кальция благодаря своей высокой биологической ценности обладает преимуществами по сравнению с другими кальциевыми солями. Цитрат кальция в противоположность кальцию вообще имеет единственный незначительный недостаток, выражающийся в том, что он мешает адсорбции других минералов, в особенности железа. Кроме того, длительный прием кальция в виде лактат-цитратной соли может уменьшать риск образования камней в почках и мочевыводящей системе, т.к. цитратные ионы являются ингибиторами кристаллизации камнеобразующих кальциевых солей.
Магний также играет важную роль в организме человека. В организме взрослого человека содержится 20-28 г магния, приблизительно 60% этого количества приходится на скелетную систему, остальные 40% приходятся на мышцы и мягкие ткани и около 1% - на жидкости организма.
Магний участвует во многих биохимических и физиологических процессах, таких как биосинтез, гликолиз, передача генетического кода, активация ферментов и т.д. Далее экстрацеллюлярный магний крайне необходим для поддержания электрического потенциала мембран нервной и мышечной ткани и для передачи импульсов через нервно-мышечные соединяющие узлы. Общепринятые рекомендуемые диетические нормы потребления (RDA) для взрослых обоих полов составляют 4,5 мг/кг, т.е. 280 мг для женщин и 350 мг в день для мужчин (для тех и других - с 19 лет и старше) (Recommended Dietary Allowances, National Academy Press, Washington, D.C., 1989, 10th Edition).
Добавление кальция в воду или прозрачные осветленные напитки связано с весьма серьезными проблемами. С одной стороны, при использовании хорошо растворимых источников кальция (хлорид кальция и др.) высокое содержание растворимого кальция приводит к появлению нежелательного вкуса и дестабилизации протеинов. С другой стороны, слабо растворимые источники кальция не будут вызывать дестабилизацию мицелл протеина, но они будут быстро выпадать в осадок. Поэтому растворимость источников кальция следует выбирать в пределах очень небольшого диапазона растворимости.
Исходя из вышесказанного, в настоящее время существует потребность в разработке источников кальция или кальция вместе с магнием для обогащения воды, соков, напитков и других жидких пищевых продуктов, не вызывающих коагуляцию и седиментацию, с улучшенными вкусовыми характеристиками, без горького вкуса или постороннего запаха.
В J09175994 описан содержащий кальций напиток, приготовленный путем растворения источника кальция, карбоната кальция или измельченной в порошок раковины моллюска яблочной и/или лимонной и молочной кислотами, в частности, при соотношении: 1:1-20 с последующей инкубацией при 50-100°С. Его преимуществом является приятный вкус.
В DE 4111040 описан фруктовый сок, обогащенный смесью калий-цитрата, лактата кальция, глюконата магния и глюконата железа. рН предложенного фруктового сока предпочтительно доводят до 4,3 с помощью сока лимона или лайма. Преимущество заключается в использовании минералов, обычно присутствующих в рационе и напитках в незначительных количествах, и в обеспечении приятного вкуса.
В J55088685 раскрыт состав укрепляющего здоровье напитка, содержащий лактат кальция, уксус, аминокислоты и необязательно молочную кислоту, лимонную кислоту и/или яблочный уксус в водном щелочном растворе. Композиция включает 500-1000 мг лактата кальция и 500-3000 мг обогащенного аминокислотами уксуса в 100 мл раствора, имеет рН 3,6-3,8 и содержание сахара 6,5-10%. Например, в 100 мл раствора содержится 150-500 мг молочной кислоты, 150-500 мг лимонной кислоты и/или 500-2000 мг яблочного уксуса. Необязательно в состав могут быть включены лимонная кислота, мед, ароматизатор и т.д. За счет использования лактата кальция и уксуса, обогащенного аминокислотами, содержание кальция в напитке составляет 1200 ppm. Установлено, что ионы кальция легко поглощаются и напиток предотвращает закисление крови и различные заболевания и расстройства, вызванные дефицитом кальция.
Напитки, содержащие кальций и витамин С, с улучшенной стабильной окраской, описаны в патенте US 5424082. Стабильные укрепляющие напитки, содержащие витаминные и минеральные добавки, описаны в патенте US 4992282.
В WO 995114 описан комплекс, полученный путем взаимодействия нерастворимого источника кальция и раствора лимонной и молочной кислот, а также пищевой продукт, обогащенный эффективным количеством метастабильного комплекса, и способ получения такого продукта.
В WO 9832344 описаны налитки для повышения дозы кальция в рационе.
Изобретение основывается на том, что высокий уровень потребления кальция может быть достигнут за счет использования глицерофосфата кальция в составе низкощелочного (рН 2,8-4,6) напитка.
В WO 9631130 описаны кальциевые добавки в твердой форме в виде концентрата для напитков или в виде жидкой или порошкообразной пищевой добавки, содержащей источник кальция, которым предпочтительно является глицерофосфат кальция, витамин D, растительное масло и гумми.
Подавляющее большинство этих патентных документов не касается вопроса, какое же количество этих напитков обеспечивает рекомендуемое для ежедневного потребления количество кальция и других компонентов.
Кроме того, такие обогащенные добавками напитки утрачивают органолептические свойства, что важно для хорошей оценки их потребления. Приемлемые в биологическом плане соли кальция, такие как карбонат кальция, фосфат кальция и цитрат кальция имеют тенденцию к очень низкой растворимости в воде, что приводит к их осаждению. Большинство растворимых солей кальция имеют очень неприятный горький вкус, тогда как другие (например, глицерофосфат кальция) очень дороги, или же - как лактат кальция - имеют очень низкое содержание кальция.
Таким образом, имеется потребность в обладающих хорошими вкусовыми свойствами питьевой воде (в бутылках), соках и напитках, содержащих кальций в количестве, соответствующем US Рекомендациям ежедневного потребления.
Сущность изобретения
Ранее было установлено, что лактат-цитратные-кальциевые комплексы, полученные путем взаимодействия основного источника кальция, например гидроксида кальция, оксида кальция или карбоната кальция, со смесью молочной и лимонной кислот, необязательно стабилизированные различными углеводами, такими как сахароза, фруктоза, мальтодекстрины, кукурузный сироп и т.д., могут использоваться для обогащения насыщенной углекислым газом и ненасыщенной воды, осветленных соков, напитков с низкими значениями рН, которые стабильны при температуре замораживания, при комнатной и повышенной температурах, а также в циклах замораживания/оттаивания без выпадения осадка и изменения органолептических качеств.
В соответствии с данным изобретением предусматривается жидкий пищевой продукт, включающий воду, сок или напиток с низким рН и обогащающее количество кальциевого лактат-цитратного комплекса, образованного путем взаимодействия основного источника кальция со смесью молочной и лимонной кислот, в котором часть ионов кальция заменена ионами магния.
Комплекс необязательно может быть стабилизирован углеводом, таким как сахароза, фруктоза, кукурузный сироп и т.д.
Более конкретно настоящее изобретение относится к обогащению прозрачных соков и напитков, не требующих использования гумми и др. стабилизаторов.
Основным источником кальция может быть, например, гидроксид кальция, оксид кальция или карбонат кальция, который обычно используется в виде суспензии или сухого порошка. Смесь молочной и лимонной кислот обычно используют в виде раствора, предпочтительно водного раствора.
Кальциевый лактат-цитратный комплекс представляет собой форму кальция, которая значительно более растворима, чем цитрат кальция, сводит к минимуму осаждение солей кальция в обогащенных кальцием напитках. С другой стороны, образование комплекса приводит к уменьшению содержания свободных ионов кальция, повышая тем самым стабильность при повышенной температуре обогащенных кальцием продуктов, а также предотвращая коагуляцию белков во время тепловой обработки напитков, например молока или других продуктов, основой которых является молоко.
Кальциевый лактат-цитратный комплекс имеет формулу [Cap{-ООС-СН2-С(OH)(COO-)-CH2-COO-}q {СН3-СН(ОН)-СОО-}r], где p, q, r означают молярное содержание кальция, лимонной и молочной кислот соответственно. Соотношение p и q могут составлять от 1:20 до 1:0,2, и соотношение р и r - от 1:0,2 до 1:20 соответственно. «Citr» означает -ООС-СН2-СОН(СОО-)-СН2-СОО-, a «Lact» означает СН3-СН(ОН)-СОО-.
Состав кальциевого лактат-цитратного комплекса играет важную роль для обеспечения термостабильности и растворимости продукта. Комплексы с более низким содержанием молочной кислоты являются более термостабильными и более пригодными для продуктов, содержащих цельные белки, из-за более низкого уровня содержания свободного кальция, включенного в систему комплекса.
Кальциевые лактат-цитратные комплексы предпочтительно получают, смешивая суспензию основного источника кальция, например гидроксида кальция, оксида кальция или карбоната кальция, с нужным количеством раствора лимонной и молочной кислот. Более того, определенная последовательность добавления ингредиентов приводит к образованию более стабильного лактат-цитратного комплекса кальция, то есть предпочтительно сначала к источнику кальция добавляют молочную кислоту, а затем добавляют лимонную кислоту. Комплексы по изобретению обладают всеми преимуществами ранее описанного в патенте US 5928691 К3[CaCitr Lact2] - комплекса, но имеет минимум или совсем не имеет горечи вследствие исключения калия из состава комплекса. Предпочтительные формулы метастабильных комплексов, не содержащих калия: [Са Citr0,2 Lact1,7] и [Са Citr0,45 Lact0,95].
Согласно настоящему изобретению часть ионов кальция может быть заменена ионами магния в соответствии с формулой:
[(CaxMgy)p{-OOC-CH2-C(OH)(COO-)-CH2-COO-}q{CH3-CH(OH)-COO-}r], где х означает молярное содержание кальция, у означает молярное содержание магния, р означает общее молярное содержание кальция и магния, q означает молярное содержание лимонной кислоты, г означает молярное содержание молочной кислоты. Соотношение х и у может составлять от 1:99 от 99:1, наиболее предпочтительно (3,0-3,5):1, соотношение р и q может составлять от 1:20 до 1:0,2 и соотношение р и r может составлять от 1:0,2 до 1:20. Кальций-магниевые лактат-цитратные комплексы, упоминаемые в данном описании, включают комплексы, в которых ионом металла является ион кальция и магния, т.е. комплексы являются кальций-магниевыми лактат-цитратными.
Кальций-магниевые лактат-цитратные комплексы настоящего изобретения предпочтительно получают смешиванием суспензии основного источника кальция, например гидроксида кальция, оксида кальция или карбоната кальция, с соответствующим количеством суспензии основного источника магния, например гидроксидом магния, оксидом магния или карбонатом магния, и затем добавлением желаемого количества раствора лимонной и молочной кислот.
Кальций-магниевые цитрат-лактатные комплексы согласно настоящему изобретению могут успешно использоваться в сочетании с олигосахаридами или олиго- и полисахаридами, такими как инулин или гидролизованный инулин, например Raftilose P95 или Raftilin GR. Количество олигосахаридов или олиго- и полисахаридов может быть от 0,1 до 25%, предпочтительно от 0,2 до 2% и наиболее предпочтительно от 0,5 до 0,7% вес. в расчете на вес комплекса. Такое сочетание комплекса и инулина не снижает стабильности комплекса (осадок не образуется). Однако комбинация комплекса и инулина обеспечивает дополнительное преимущество, т.к. показано, что пищевые волокна повышают абсорбцию кальция.
Количество комплекса, введенного в жидкий пищевой продукт, например воду, напиток с низким рН или сок, может быть от 0,05 до 95%, предпочтительно от 0,1 до 25% и более предпочтительно - от 0,2 до 5% вес. в расчете на вес жидкого пищевого продукта.
Настоящее изобретение предусматривает также способ получения жидкого пищевого продукта, обогащенного кальцием и магнием, например воды, напитка с низким значением рН или сока, который предусматривает добавление обогащающего количества метастабильного кальциевого лактат-цитратного комплекса, полученного взаимодействием основного источника кальция со смесью молочной и лимонной кислот.
К комплексу могут быть с успехом добавлены углеводы, предпочтительно перед тем, как комплекс будет добавлен к обогащаемой воде, напитку с низким значением рН и соку. Количество углеводов (сахарозы, фруктозы, мальтодекстринов, кукурузного сиропа т.д.), вводимых в комплекс, может составлять 1-80%, предпочтительно более 5,20% вес. в расчете на вес комплекса. Углеводы можно также добавлять к обогащенной воде, напитку с низким значением рН или соку в виде водного раствора или в виде сухого порошка.
Кальций-магниевый лактат-цитратный комплекс может быть приготовлен in situ. Поэтому вместо предварительного получения комплекса и последующего его добавления ингредиенты комплекса (основный источник кальция с молочной и лимонной кислотами) могут быть добавлены в обогащаемую воду, напиток с низким значением рН или сок для их обогащения либо сразу же, либо последовательно, один за другим (тогда как кислоты должны быть введены первыми, перед добавлением источника кальция), где они провзаимодействуют с образованием комплекса. В данном варианте один или несколько ингредиентов могут быть добавлены в твердой форме или в виде растворов или дисперсий с получением обогащенной воды, напитка с низким значением рН, или сока.
Настоящее изобретение, кроме того, предусматривает способ получения обогащенных воды, напитка или сока, который предусматривает добавление основного источника кальция вместе с молочной и лимонной кислотами к пищевым продуктам с образованием комплекса в составе пищевого продукта.
Указанные ниже усовершенствования и/или преимущества достигаются использованием вышеописанных комплексов для обогащения воды, напитка или сока в соответствии с настоящим изобретением.
• Растворимость/прозрачность источника кальция.
• Улучшенные вкусовые качества, отсутствие горечи или постороннего запаха.
• Стабильность, отсутствие осадка при замораживании, при комнатной и повышенных (40°С) температурах.
• Термостабильность (пастеризация, UHT пастеризация/стерилизация).
• Устойчивость к замораживанию/оттаиванию.
• Пониженный уровень кальция, что не провоцирует коагуляции белков.
• Возможно приготовление in situ.
• Гидроксид кальция обеспечивает более высокий уровень кальция; 54,09% (для сравнения лактат кальция: 13,0%).
• Возможно использование для обогащения прозрачных или осветленных напитков и полужидких пищевых продуктов (например, желе, йогуртов и т.п.).
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Следующие ниже примеры иллюстрируют настоящее изобретение.
Пример 1
Лимонную кислоту (1,26 г) растворяли в 80 г воды при комнатной температуре, затем добавляли 4,30 г 88% раствора молочной кислоты и при встряхивании добавляли раствор лимонной кислоты. Готовили дисперсию 2,22 г гидроксида кальция в 20 г воды. Соединяли суспензию гидроксида кальция, воды (132,2 г) и раствор двух кислот, перемешивали 5-10 мин до образования комплекса формулы [Са Citr0,2 Lact1,25] в виде прозрачного раствора. Содержание кальция в комплексе составляло 5,000 ppm.
Пример 2
Прозрачный комплекс (5,000 ppm Са), полученный в примере 1, добавили в воду до содержания 1000 мг/л и в течение 3-х месяцев хранили при низкой (4°С), комнатной и высокой (40°С) температурах. Выпадения осадка не наблюдалось. Обогащенную воду подвергали обработке «замораживание/оттаивание», выпадения осадка также не наблюдалось.
Пример 3
Прозрачный комплекс данного изобретения получали с содержанием 6,000 ppm Са и стабилизировали раствором 10% сахарозы.. Стабилизированный комплекс добавляли в абрикосовый нектар (Apricot Nectar @ 12) и 25% RDA добавляли до 1000 мг/л без осаждения и четко выраженного послевкусия кальция.
Пример 4
Прозрачный комплекс данного изобретения готовили с содержанием 2,000 ppm Са и стабилизировали его инулином (Raftilose P95 и Raftilin GR). Стабилизированный комплекс добавляли в воду до конечной концентрации Са 400 мг и 3 г инулина на обработку (500 мл).
Далее готовили насыщенные углекислым газом и/или подслащенные/неподслащенные варианты напитков. В течение 6 месяцев хранения при низкой (4°С), комнатной и повышенной (40°С) температурах не обнаруживалось выпадения осадка или явного послевкусия кальция.
Пример 5
8,9 г 88% раствора молочной кислоты добавили к 963 г воды при комнатной температуре, затем 8,9 г лимонной кислоты растворили в этом растворе при встряхивании. 6,9 г гидроксида кальция и 3,0 г гидроксида магния смешали вместе и затем добавили в раствор двух кислот, перемешивали в течение 5-10 мин до образования комплекса формулы [CaMg0,55 Cutr0,2 Lact1,25] в виде прозрачного раствора.
Пример 6
Прозрачный кальций-магниевый комплекс, полученный в примере 5, добавляли в воду до концентрации кальция 900 мг/л и 300 мг/л магния и хранили в течение трех месяцев при низкой (4°С), комнатной и высокой (40°С) температурах. Воду, обогащенную кальцием и магнием, подвергали циклической обработке замораживание/оттаивание, при этом выпадения осадка не наблюдалось.
Изобретение относится к области пищевой промышленности. Жидкий пищевой продукт, обогащенный кальцием и магнием, представляет собой воду, соки и напитки, содержащие обогащающее количество кальций-магниевого лактат-цитратного комплекса, образованного при взаимодействии щелочного источника кальция и щелочного источника магния со смесью молочной и лимонной кислот, необязательно стабилизированных углеводами. Данное изобретение позволяет улучшить вкусовые качества, т.к. в продукте отсутствует горечь или посторонний запах. 3 н. и 14 з.п. ф-лы.
[(CaxMgy)p{-OOC-CH2-C(OH)(COO-)-CH2-COO-}q{CH3-CH(OH)-COO-}r],
в которой x означает молярное содержание кальция, у означает молярное содержание магния, p означает общее молярное содержание кальция и магния, q означает молярное содержание лимонной кислоты, г означает молярное содержание молочной кислоты и в которой соотношение x и у составляет от 1:99 до 99:1, соотношение p и q составляет от 1:20 до 1:0,2 и соотношение p и r составляет от 1:0,2 до 1:20.
| WO 9832344, 30.07.1998 | |||
| US 5928691, 27.07.1999 | |||
| ЕР 0507157, 07.10.1992 | |||
| WO 9631130, 10.10.1996. |
