ОБОГАЩЕННАЯ МАГНИЕМ КОМПОЗИЦИЯ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ, НАПИТОК ЕЕ СОДЕРЖАЩИЙ Российский патент 2014 года по МПК A23L1/304 A23L2/00 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способу получения цитрата калия-магния и его применениям.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Следующие ссылки считаются релевантными для понимания настоящего изобретения.

Ссылки

1. US 4985593, Walsdorf et al., "Magnesium Potassium Citrate",

2. US 5219889, Walsdorf et al., "Dietary supplementation with potassium magnesium citrate",

3. US 7091246, Rushforth, "Dietary supplementation with stoichiometrically specific potassium magnesium citrate".

4. US 6287607, Pak et al., "Potassium calcium citrate compositions and methods therefore".

5. US 4551342, Nakel et al., "Beverages containing specific cation-edible acid mixtures for improved flavor impression".

6. US 5432200, Walsdorf et al., "Method for increasing urinary excretion of electrolytes".

7. US 4867989, Silva et al., "Chewing gum mineral supplement".

8. US 4738856 от 19/04/1988, Clark "Beverages and method for making a beverage for the nutritional supplementation of calcium in humans".

9. US 4582709, Peters et al., "Chewable mineral supplement".

10. "The effect of varying molar ratios of potassium magnesium citrate on thiazide-induced hypokalemia and magnesium loss", Ruml, Wuermster, Poindexter and Pak, Journal of clinical pharmacology (1998), 38(11), 1035-1041.

11. "Reduction of renal stone risk by potassium-magnesium citrate during 5 weeks of bed rest" Zerwekh, Odvina, Wuermser, Pak, Journal of Urology (2007), 177(6) 2179-2184.

12. US 20070003613 A1, Christhy et al., "Preparation to support maintenance of acid-alkaline balance in the human body and methods directed to using same".

13. DE 202006012450 U1, "Soft drink base concentrate and beverage with base-forming minerals".

14. US 20050197402, Rushforth Dennis, "Dietary supplementation with stoichiometrically specific potassium magnesium citrate".

15. US 4895980, Walsdorf et al., "Method of manufacturing magnesium potassium citrate".

16. US 6616955, Nunes et al., "Beverage compositions comprising palatable calcium and magnesium sources".

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к композициям, содержащим пищевой магний, которые являются стабильными в пищевых продуктах и напитках. Композиция состоит из магния, калия и цитрата в качестве активных компонентов. Она основана на том факте, что увеличение количества магния, то есть молярной концентрации относительно молярной концентрации калия в такой трехкомпонентной системе от ранее известного 1:4 до 1:1 или 2,5:1, дает композицию, которая является более эффективной для увеличения потребления магния. Магнийсодержащие композиции по настоящему изобретению являются стабильными в различных формах пищевых продуктов, а также в белоксодержащих напитках или в их концентратах и не выделяются из жидкой фазы даже при длительных периодах хранения. Магнийсодержащая композиция по настоящему изобретению имеет приятный вкус и не влияет на органолептические свойства напитка или концентрата напитка, к которому она добавлена, и, таким образом, служит в качестве эффективной магниевой добавки (обогатителя) для напитков и твердой пищи.

Таким образом, настоящее изобретение относится к сухой обогащенной магнием композиции, содержащей:

(1) по меньшей мере один источник магния;

(2) по меньшей мере один источник калия; и

(3) по меньшей мере один источник цитрата;

где композиция имеет объемную плотность от 0,35 до 0,75 г/см³ и содержит от 8% до 15% (масс./масс.) магния и от 7,5% до 16% (масс./масс.) калия на сухую массу. Более предпочтительно, композиция содержит от 9% до 13% (масс./масс.) магния и от 8% до 12% калия (масс./масс.) на сухую массу и объемная плотность составляет от 0,55 до 0,65 г/см³. Цитрат составляет от 75% до 80% на сухую массу.

Композиция может дополнительно содержать искусственные или натуральные красители, эмульгаторы, модификаторы вкуса или другие пищевые добавки, такие как пищевые консерванты и стабилизаторы. В частности, обогащенную магнием композицию по изобретению используют для обогащения напитков магнием, особенно молока, молокоподобных напитков, соевого молока и естественно или искусственно обогащенных белоксодержащих напитков. Она может либо растворяться в напитке, либо существовать в виде суспендированной добавки. Обогащенная магнием композиция, введенная в напиток, является стабильной в течение по меньшей мере 90 суток, где из напитка выпадает в осадок менее 5% (масс./масс.) композиции. Следует отметить, что "стабильный" относится к тому факту, что магнийобогащенная композиция остается в жидкой фазе по существу без выпадения в осадок. "По существу без" означает, что выпадает в осадок менее 5% композиции. "Остающийся в жидкой фазе" означает по меньшей мере одно из следующего: остающийся суспендированным, остающийся растворенным, остающийся связанным с суспендированным твердым веществом или жидкостью.

Источник магния выбран из группы, состоящей из гидроксида магния, оксида магния, карбоната магния, цитрата магния или их смесей.

Источник цитрата выбран из группы, состоящей из лимонной кислоты, моногидрата лимонной кислоты, моно-, ди- или тринатриевой соли лимонной кислоты, лимонной кислоты, моно-, ди-, трикалиевой соли лимонной кислоты или цитрата аммония.

По меньшей мере один источник калия выбран из группы, состоящей из гидроксида калия, цитрата калия, бикарбоната калия или их смесей.

В соответствии с настоящим изобретением сухая обогащенная магнием композиция по настоящему изобретению может содержать молярное соотношение магний : калий : цитрат 1:1:1 или 5:2:4.

Изобретение также относится к способу получения сухой обогащенной магнием композиции, включающему:

(1) растворение по меньшей мере одного источника цитрата в воде, перемешивание и охлаждение;

(2) добавление по меньшей мере одного источника магния и по меньшей мере одного источника калия к перемешиваемому охлажденному водному раствору, и

(3) сушку водного раствора магния с получением сухой обогащенной магнием композиции, где указанная композиция содержит по меньшей мере 8% магния на сухую массу и по меньшей мере 7,5% калия на сухую массу.

Изобретение также относится к продуктам питания или пищевому продукту, содержащим обогащенную магнием композицию. Пищевой продукт может представлять собой напиток или концентрат напитка, содержащий обогащенную магнием композицию. В частности, напитки представляют собой молоко и напитки на основе молока, которые могут быть обогащены белками, витаминами, минералами или их смесями. Неограничивающие примеры напитков выбраны из соевого молока, коровьего молока, верблюжьего молока, козьего молока или их смесей и кисломолочных продуктов типа йогуртов. Такие напитки также могут содержать дополнительные пищевые добавки, выбранные из какао, ванили, фруктовых или овощных концентратов или ароматизаторов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, настоящее изобретение направлено на магнийсодержащие композиции, которые стабильны в пищевых продуктах и напитках, а также в добавках к пищевым продуктам и напиткам. Указанные композиции содержат относительно высокое молярное отношение магния к калию, например от примерно 1:1 до примерно 2,5:1. Предпочтительно, композиции подходят для применения в молоке, соевом молоке и других "молокоподобных", "молокосодержащих", белоксодержащих напитках или их смесях. Несмотря на большое число добавок, доступных в настоящее время и известных в данной области техники, многие из этих добавок нестабильны и выпадают в осадок в растворе с течением времени. Достаточно жесткие ограничения, связанные с использованием источников магния в пище и напитках, приходятся на белоксодержащие напитки. Это связано с тем, что когда источник магния является растворимым, ионы Mg²⁺ будут взаимодействовать с белками во время термической обработки (УВТ или пастеризации); а когда источник магния является нерастворимым, вещество будет постепенно выпадать в осадок в течение периода хранения. Замедление выпадения в осадок достигается с большим трудом и различные типы гидроколлоидов обычно используют с целью поддержания равномерного распределения магния в растворе или в пищевом продукте, в который он был добавлен.

Продукты по настоящему изобретению могут быть использованы для удовлетворения потребности на рынке в стабильных источниках магния, которые подходят для добавления в пищевые продукты и напитки. Продукты по настоящему изобретению используются в качестве добавок и не влияют на органолептические свойства или вкус пищевого продукта или напитка, в которые их добавляют. Магнийсодержащие продукты по настоящему изобретению являются стабильными и обычно не выпадают в осадок во время хранения пищевого продукта/напитка даже после хранения в течение примерно 90 суток. Следовательно, применение гидроколлоидов для замедления выпадения в осадок не требуется для продуктов по настоящему изобретению.

Настоящее изобретение относится, в частности, к стабильным сухим композициям органического магния в форме цитрата калия-магния, к способам получения этих композиций и их применению в качестве магниевых добавок. Продукты по настоящему изобретению могут находиться в твердой форме, такой как порошок, хлопья, гранулы, и в жидкой форме, такой как жидкий концентрат, суспензия, микроэмульсия. Такие продукты могут потребляться либо непосредственно для усиления поглощения магния, либо в качестве добавки к различным пищевым продуктам и напиткам для обогащения этих пищевых продуктов магнием. Композиции в любой из вышеупомянутых форм являются стабильными в напитках и продуктах питания, к которым они добавлены.

Композиции по настоящему изобретению демонстрируют высокую биодоступность. Композиции по настоящему изобретению стабильны в процессах стерилизации и пастеризации, известных в области технологии производства пищевых продуктов и напитков. Композиция по настоящему изобретению не требует совместного добавления других агентов для сохранения магния в стабильной суспензии. Несмотря на это указанная композиция может дополнительно содержать искусственные или натуральные красители, эмульгаторы, модификаторы вкуса или другие пищевые добавки, такие как пищевые консерванты.

Неограничивающий способ получения сухой обогащенной магнием композиции по настоящему изобретению представлен в данной заявке.

На первой стадии смешивания лимонную кислоту или ее соли растворяют в деионизованной воде посредством перемешивания для образования водного раствора, содержащего лимонную кислоту или ее соли обычно в концентрации от 0,25 до 1,2 М. Неограничивающий источник цитрата выбран из группы, состоящей из лимонной кислоты, безводной лимонной кислоты, моногидрата лимонной кислоты, моно-, ди- или тринатриевой соли лимонной кислоты, трикалиевой соли лимонной кислоты или цитрата аммония. Водный раствор охлаждают до заданной температуры ниже 25°С. Кожухи охлаждения, известные в данной области техники, могут быть использованы в широком масштабе, или сосуд может быть по меньшей мере частично погружен в водяную баню в малом масштабе, как известно в данной области техники. В настоящем изобретении использовали различные охлаждающие аппараты (такие как CH10TR, помер на заводской табличке 30089, Unique, Nehalim, Израиль, или СС230, Huber High Precision Thermoregulation, Offenburg, Германия).

К перемешиваемому охлажденному водному раствору, содержащему лимонную кислоту или ее соли, добавляют примерно 2-7 молей магния и примерно 2,5-3 моля калия. Обычно эту стадию осуществляют в стандартном сосуде для смешивания, хорошо известном в данной области техники. Как правило, эта стадия смешивания занимает вплоть до 30 минут, пока сосуд охлаждается. Диапазон конечного значения рН перед процессом сушки составляет 7,5-10,5. Реакция может быть выполнена при различных концентрациях реагентов, но предпочтительный диапазон TDS перед сушкой составляет 25-35%.

Неограничивающие примеры используемого магния выбраны из группы, состоящей из гидроксида магния, оксида магния, карбоната магния, цитрата магния или их смесей. Неограничивающие примеры используемого калия выбраны из группы, состоящей из гидроксида калия, цитрата калия, бикарбоната калия или их смесей.

Обычно калиевую соль добавляют для того, чтобы получить молярное отношение калия к цитрату в диапазоне 0,5-1. Обычно магниевую соль добавляют в подходящей концентрации для получения молярного соотношения магния и цитрата в диапазоне 1-1,25.

На стадии сушки водный раствор сушат и жидкость удаляют из него с получением сухой композиции цитрата калия-магния. Обычно сушку осуществляют с использованием процесса распылительной сушки или сублимационной сушки на сушильном установке APV PSD52 (APV Nordic Anhydro, Silkeborg, Дания) с использованием воздуха на входе с температурой от 190 до 350°С, как известно в данной области техники. Избыток жидкости удаляют из раствора до тех пор, пока не образуется твердая фаза. Твердая фаза может быть в виде порошка, хлопьев, гранул или другой твердой формы. Полученную твердую композицию затем можно соответствующим образом хранить и/или упаковывать либо в твердой форме, либо в жидкой форме (растворенную или суспендированную). Полученная композиция обычно имеет объемную плотность от примерно 0,55 до 0,65 г/см³, более типично, примерно 0,6 г/см³.

Полученная сухая композиция цитрата калия-магния, как правило, имеет состав, представленный в таблице ниже.

  Типичный состав композиции цитрата калия-магния на сухую массу^* КОМПОНЕНТ ОТНОСИТЕЛЬНОЕ МОЛЯРНОЕ СООТНОШЕНИЕ ПРОЦЕНТ СУХОЙ КОМПОЗИЦИИ [МАСС./МАСС.%] ЦИТРАТ 1-2 75-80 МАГНИЙ 1-2,5 9-13 КАЛИЙ 1 8-16 ^* следует отметить, что "сухую массу" рассчитывали, исключая вплоть до 10% адсорбированной воды в продукте

Примеры

Пример 1: Способ получения цитрата калия-магния с молярным соотношением ионов Mg, К и цитрата 1:1:1

332,5 г безводной лимонной кислоты растворяли в 1840 г воды; при перемешивании и охлаждении добавляли 82 г оксида магния и 158 г гидроксида калия. Смесь сушили в распылительной сушке. Анализ полученного вещества продемонстрировал следующие свойства: объемная плотность - 0,6 кг/л; содержание Mg - 9,5%; содержание К - 10%.

Пример 2: Способ получения цитрата калия-магния с молярным соотношением ионов Mg, К и цитрата 5:2:4

540 г безводной лимонной кислоты растворяли в 2840 г воды; при перемешивании и охлаждении добавляли 141 г оксида магния и 107 г гидроксида калия. Смесь сушили в распылительной сушке. Анализ полученного вещества продемонстрировал следующие свойства: объемная плотность - 0,6 кг/л; содержание Mg - 12,5%; содержание К - 8,2%.

Пример 3: Применение для обогащения напитка

3 г вещества, полученного в Примере 1, добавляли к 1 литру соевого молока при перемешивании. Определяли содержание Mg и обнаружили, что оно составляет 445 мг/л. После хранения в течение двух суток без перемешивания снова определяли содержание Mg в верхнем слое и обнаружили, что оно составляет 444 мг/л.

Пример 4: Применение для обогащения напитка

3 г вещества, полученного в Примере 2, добавляли к 1 литру соевого молока при перемешивании. Определяли содержание Mg и обнаружили, что оно составляет 547 мг/л. После хранения в течение двух суток без перемешивания снова определяли содержание Mg в верхнем слое и обнаружили, что оно составляет 545 мг/л.

Пример 5: Применение для обогащения напитка

3 г вещества, полученного в Примере 1, добавляли к 1 литру соевого молока при перемешивании. Определяли содержание Mg и обнаружили, что оно составляет 297 мг/л. После хранения в течение двух суток без перемешивания снова определяли содержание Mg в верхнем слое и обнаружили, что оно составляет 289 мг/л.

Пример 6: Применение цитрата KMg в молярном соотношении 4:1:2

Цитрат калия-магния готовили в соответствии с US 4985593. 5,6 г полученного вещества добавляли к 1 литру соевого молока и образцы хранили в холодильнике. После хранения в течение 48 часов определяли содержание Mg в верхнем слое и обнаружили, что оно равно 372 мг/литр, в то время как начальная концентрация Mg составляла 373 мг/литр.

Пример 7: Применение тримагния цитрата

2,2 г тримагния цитрата нонагидрата добавляли к 1 литру соевого молока при перемешивании. Определяли содержание Mg и обнаружили, что оно составляет 475 мг/л. После хранения в течение двух суток без перемешивания снова определяли содержание Mg в верхнем слое и обнаружили, что оно составляет 307 мг/л. 35 процентов магния выпало в осадок в течение двух суток.

Пример 8: Применение смеси тримагния цитрат + каррагинан

2,2 г тримагния цитрата нонагидрата и 0,2 г каппа-каррагинана добавляли к 1 литру соевого молока при перемешивании. Определяли содержание магния и обнаружили, что оно составляет 471 мг/л. После хранения в течение двух суток без перемешивания снова определяли содержание Mg в верхнем слое и обнаружили, что оно составляет 351 мг/л. 25 процентов магния выпало в осадок в течение двух суток.

Пример 9: Применение смеси трикалия цитрат + тримагния цитрат

2,2 г тримагния цитрата нонагидрата и 2,2 г трикалия цитрата добавляли к 1 литру соевого молока при перемешивании. Определяли содержание магния и обнаружили, что оно составляет 476 мг/л. После хранения в течение двух суток без перемешивания снова определяли содержание Mg в верхнем слое и обнаружили, что оно составляет 418 мг/л. 12 процентов магния выпало в осадок в течение двух суток.

Пример 10: 120 г вещества, полученного в Примере 1, добавляли к 40 литрам соевого молока, после перемешивания смесь подвергали хорошо известной (в данной области техники) УВТ обработке и образцы собирали и хранили в холодильнике. Содержание магния в верхнем слое образца определяли в течение 13 педель, и результаты оказались следующими:

- исходное содержание Mg - 468 мг/л;

- через 1 неделю - 471 мг/л;

- через 2 недели - 470 мг/л;

- через 3 недели - 471 мг/л;

- через 4 недели - 470 мг/л;

- через 5 недель - 462 мг/л;

- через 6 недель - 468 мг/л;

- через 7 недель - 470 мг/л;

- через 8 недель - 468 мг/л;

- через 9 недель - 467 мг/л;

- через 10 недель - 465 мг/л;

- через 11 недель - 471 мг/л;

- через 12 недель - 465 мг/л;

- через 13 недель - 466 мг/л.

Изобретение относится к обогащенной магнием композиции, предназначенной для использования в приготовлении напитков и содержащей калий, магний и цитрат, к способу получения такой композиции и к напитку, содержащему указанную композицию. Согласно изобретению композицию, обогащенную магнием, содержащую 9-13 масс.% магния, 8-16 масс.% калия и от 75% до 80% цитрата на сухую массу и имеющую объемную плотность 0,55-0,65 г/см^3, получают путем растворения по меньшей мере одного источника цитрата в воде, перемешивания и охлаждения, последующего добавления по меньшей мере одного источника магния и по меньшей мере одного источника калия в перемешиваемый охлажденный водный раствор и сушки водного раствора магния с получением сухой обогащенной магнием композиции. Полученную композицию в количестве от 2 г/л до 6 г/л используют для изготовления напитка, в частности фруктового, овощного или молочного, и дополнительно содержащего ароматизаторы, витамины, минералы и белки. Изобретение позволяет получить стабильные обогащенные магнием напитки, которые без применения гидроколлоидов не выпадают в осадок во время хранения по меньшей мере в течение 90 суток. 3 н. и 16 з. п. ф-лы, 1 табл., 10 пр.

1. Композиция, обогащенная магнием, для использования в приготовлении напитков, содержащая:
(1) по меньшей мере один источник магния,
(2) по меньшей мере один источник калия и
(3) по меньшей мере один источник цитрата,
где указанная композиция имеет объемную плотность 0,55-0,65 г/см³ и содержит 9-13% (масс./масс.) магния, 8-16% (масс./масс.) калия и от 75% до 80% цитрата на сухую массу.

2. Композиция по п.1, содержащая от 9% до 13% (масс./масс.) магния и от примерно 8% до 12% (масс./масс.) калия на сухую массу, имеющая объемную плотность от 0,55 до 0,65 г/см³.

3. Композиция по п.1, где источник магния выбран из группы, состоящей из гидроксида магния, оксида магния, карбоната магния, цитрата магния или их смесей.

4. Композиция по п.1, где источник цитрата выбран из группы, состоящей из лимонной кислоты, безводной лимонной кислоты, моногидрата лимонной кислоты, моно-, ди- или тринатриевой соли лимонной кислоты, трикалиевой соли лимонной кислоты или цитрата аммония.

5. Композиция по п.1, где указанный источник калия выбран из группы, состоящей из гидроксида калия, цитрата калия, бикарбоната калия или их смесей.

6. Композиция по любому из пп.1-5, где источник калия выбран из гидроксида калия или оксида калия; источник магния выбран из оксида магния или гидроксида магния; и источник цитрата представляет собой безводную лимонную кислоту или моногидрат лимонной кислоты.

7. Композиция по п.6, содержащая молярное соотношение магний : калий : цитрат 1:1:1.

8. Композиция по п.6, содержащая молярное соотношение магний : калий : цитрат 5:2:4.

9. Композиция по п.1, дополнительно содержащая стабилизаторы, красители или эмульгаторы.

10. Композиция по п.1 в сухой форме, выбранной из порошка, гранул, хлопьев.

11. Композиция по п.1, растворенная или суспендированная в водном растворе.

12. Напиток, содержащий композицию по любому из пп.1-11.

13. Напиток по п.12, представляющий собой напиток на натуральной основе или напиток на ненатуральной основе.

14. Напиток по п.13, где указанный напиток на натуральной основе выбран из фруктовых или овощных напитков или молочного напитка.

15. Напиток по п.14, где указанный молочный напиток выбран из соевого молока, восстановленной молочной смеси, козьего молока, овечьего молока, верблюжьего молока, заменителя молока, коровьего молока, овсяного молока, человеческого молока или их смесей.

16. Напиток по п.13, дополнительно содержащий ароматизаторы, витамины, минералы, белки.

17. Напиток по п.13, содержащий по меньшей мере от 2 г/л до 6 г/л композиции, обогащенной магнием.

18. Напиток по любому из пп.13-17, стабильный в течение по меньшей мере 90 суток.

19. Способ получения сухой обогащенной магнием композиции по п.1, содержащей:
(1) по меньшей мере один источник магния,
(2) по меньшей мере один источник калия и
(3) по меньшей мере один источник цитрата,
где указанная композиция имеет объемную плотность 0,55-0,65 г/см³, содержит от примерно 9% до примерно 13% (масс./масс.) магния, от примерно 8% до примерно 16% (масс./масс.) калия и от 75% до 80% цитрата на сухую массу,
включающий:
(1) растворение по меньшей мере одного источника цитрата в воде, перемешивание и охлаждение;
(2) добавление по меньшей мере одного источника магния и по меньшей мере одного источника калия в перемешиваемый охлажденный водный раствор, и
(3) сушку водного раствора магния с получением сухой обогащенной магнием композиции.