穩(wěn)定糖漿和成品飲料中的山梨酸或苯甲酸的制作方法
【專利說明】穩(wěn)定糖漿和成品飲料中的山梨酸或苯甲酸 發(fā)明領域
[0001] 本發(fā)明涉及用于穩(wěn)定糖漿和成品飲料中的山梨酸或苯甲酸的方法。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 山梨酸（2, 4,-已二烯酸）廣泛用作食物和飲料中的防腐劑。當在飲料應用中使 用山梨酸時，常見問題是糖漿和成品飲料中的低溶解度。
[0004] 由于其低溶解度，山梨酸在糖漿和成品飲料中是不穩(wěn)定的，導致乳析和沉淀物。例 如，在室溫下在水中的山梨酸溶解度為0. 16重量％。在含有60重量％糖的溶液中的山梨 酸溶解度為〇. 08重量％。在高酸糖漿中的山梨酸溶解度小于0. 1重量％。
[0005] 期望具有在糖漿中至少1200-1600ppm和在成品飲料中的至少200-250ppm的山梨 酸，但由于低溶解度、乳析、沉積、沉淀和相分離，難以達到此類量。
[0006] 同樣地，苯甲酸是廣泛使用的防腐劑，但在濃縮糖漿和成品飲料中也具有低溶解 度；因此，還期望增加苯甲酸在糖漿和成品飲料中的溶解度。
[0007] 發(fā)明概述
[0008] 本發(fā)明的一個方面涉及通過下述制備山梨酸微分散體的方法：將山梨酸鹽特別是 山梨酸鉀溶解于水中，以形成山梨酸鉀溶液，將穩(wěn)定劑加入水中，以形成穩(wěn)定劑溶液；將山 梨酸鉀溶液和穩(wěn)定劑溶液組合且混合；并且調(diào)整PH以形成穩(wěn)定的山梨酸分散體，其中所述 分散體的粘度不大于l〇〇〇cps。
[0009] 另一個方面涉及通過將上述山梨酸微分散體加入飲料用糖漿中，來制備飲料用糖 漿的方法。
[0010] 另一個方面涉及通過將碳酸水或處理水加入上述濃縮飲料用糖漿中，來制備軟飲 料飲品的方法。
[0011] 本發(fā)明的進一步方面涉及通過下述制備苯甲酸微分散體的方法：將苯甲酸鹽特別 是苯甲酸鈉或苯甲酸鉀溶解于水中，以形成苯甲酸鈉溶液，將穩(wěn)定劑加入水中，以形成穩(wěn)定 劑溶液；將苯甲酸鈉溶液和穩(wěn)定劑溶液組合且混合；并且調(diào)整PH以形成穩(wěn)定的苯甲酸分散 體，其中所述分散體的粘度不大于lOOOcps。
[0012] 另一個方面涉及通過將上述苯甲酸微分散體加入飲料用糖漿中，來制備飲料用糖 漿的方法。
[0013] 另一個方面涉及通過將碳酸水或處理水加入上述飲料用糖漿中，來制備軟飲料飲 品的方法。
[0014] 附圖簡述
[0015] 圖1描述了對于依照本發(fā)明的方面制備的山梨酸分散體，與溫度相對的山梨酸分 散體粘度。
[0016] 圖2描述了對于依照本發(fā)明的方面制備的山梨酸分散體，與阿拉伯樹膠％相對的 山梨酸分散體粘度。
[0017] 發(fā)明詳述
[0018] 本發(fā)明的方面涉及用于穩(wěn)定糖漿和成品飲料中的山梨酸或苯甲酸的方法。穩(wěn)定劑 用于穩(wěn)定山梨酸或苯甲酸以及維持低粘度。
[0019] 微分散體由山梨酸或苯甲酸和穩(wěn)定劑例如阿拉伯樹膠形成。穩(wěn)定的山梨酸或苯 甲酸微分散體是貨架期穩(wěn)定的，并且具有小于200cPs，特別是小于lOOcPs的低粘度，如在 25°C下通過布氏粘度計（Brookfield viscometer)測量的。含有穩(wěn)定的山梨酸或苯甲酸微 分散體的濃縮糖漿和成品飲料同樣是貨架期穩(wěn)定的。
[0020] 在本發(fā)明的上下文中，如果在35-110° F，特別是40-90° F下觀察至少40天，不 存在乳析、沉積、沉淀或相分離，則飲料或濃縮糖漿是穩(wěn)定的。
[0021] 微分散體意指山梨酸或苯甲酸顆粒以0. 1-50微米，例如0. 5-10微米大小存在。
[0022] 在進一步方面，微分散體可以含有山梨酸和苯甲酸顆粒兩者。另外，微分散體與除 山梨酸和苯甲酸顆粒之外的其他防腐劑相容，所述其他防腐劑例如但不限于六偏磷酸鈉、 鈣/鈉（鈣/鈉 EDTA)和月桂酰精氨酸乙酯（LAE)。
[0023] 本發(fā)明的方法最初與穩(wěn)定山梨酸相關進行討論，但除非另有說明，否則穩(wěn)定苯甲 酸將含有相同方法步驟和參數(shù)。
[0024] 本發(fā)明的方法涉及依照下述步驟制備山梨酸微分散體的方法：
[0025] 將山梨酸鉀溶解于水中，以形成山梨酸鉀溶液。山梨酸鉀在水中容易溶解，例如在 室溫下在水中45重量％。在水中的山梨酸鉀濃度在30-65重量％的范圍內(nèi)。溶液中的水 溫為 20-100°C，例如 20-80°C、或 25-60°C、或 45-60°C。
[0026] 穩(wěn)定劑溶液通過將穩(wěn)定劑溶解或分散于水中而形成。穩(wěn)定劑以0. 1-40重量％，例 如0. 5-30重量％的量存在于穩(wěn)定劑溶液中。水溫為30-60°C，并且可以與山梨酸鉀溶液的 溫度相同或不同。
[0027] 在以3000-10000rpm的高剪切混合下，將山梨酸鉀溶液與穩(wěn)定劑溶液組合，其中 pH維持在3-5下，以將所有山梨酸鹽轉換為山梨酸且形成微分散體。組合溶液的溫度維持 在 20-60 °C，例如 40-50 °C 下。
[0028] 所得到的分散體中的山梨酸量在l_30w/w，例如3_20w/w的范圍內(nèi)。分散體含有 0. 1-25重量％，例如0. 3-20重量％穩(wěn)定劑和3-20重量％山梨酸。
[0029] 山梨酸分散體在高剪切混合下進一步混合5分鐘。需要時，通過添加食物級別酸， 將分散體的pH調(diào)整至2. 5-4,例如2. 8-3. 5。酸以達到所需pH的量加入，并且完全在本領 域技術內(nèi)。山梨酸和阿拉伯樹膠的分散體在2. 8-3. 5的pH水平下更穩(wěn)定（更少沉積）。隨 著PH增加，分散體粘度增加。
[0030] 為了降低粒子大小，山梨酸分散體進一步經(jīng)歷以3000-5000psi的勻漿化共1-2次 經(jīng)過，導致同質(zhì)的細微分散體。分散體中的粒子大小例如為0.1-5微米的粒子大小。分散 體的粘度小于200cPs，如在25°C下通過布氏粘度計測量的。
[0031] 山梨酸的穩(wěn)定性與穩(wěn)定劑的水平相關。例如，當阿拉伯樹膠的量小于8重量％時， 分散體以5-10%山梨酸固體時沉積。山梨酸分散體的穩(wěn)定性取決于粘度。分散體穩(wěn)定性隨 著粘度增加而增加。如實例中所示，當分散體含有〇. 1-20重量％穩(wěn)定劑和5-15重量％山 梨酸時，分散體是穩(wěn)定的，且無乳析、沉積、沉淀或相分離。
[0032] 例如，當羧甲基纖維素（CMC)用作穩(wěn)定劑時，獲得穩(wěn)定的山梨酸分散體。分散體中 的CMC水平在0. 1-3% w/w的范圍內(nèi)，取決于CMC的分子量。具有CMC的分散體的粘度在 IO-1000 cPs 的范圍內(nèi)，例如 25-100cPs。
[0033] 將分散體加入糖漿內(nèi)，以提供在糖漿中0. 12-0. 5重量％ (1200-5000ppm)的山梨 酸濃度。糖漿通過任何合適的方法例如機械混合充分混合。含有山梨酸分散體的糖漿是穩(wěn) 定和同質(zhì)的。當山梨酸分散體糖漿稀釋到碳酸水內(nèi)時，它是立即溶解的，導致澄清的更軟的 飲料。
[0034] 所得的CSD飲料含有200-800ppm，例如250-650ppm山梨酸。在一個例子中，成品 CSD飲料含有250ppm山梨酸。所得到的飲料是穩(wěn)定的。
[0035] 以相似方式，制備貨架期穩(wěn)定的苯甲酸分散體。將苯甲酸鈉或鉀溶解于水中，以形 成苯甲酸鈉或鉀溶液。苯甲酸鈉在水中容易溶解，例如在室溫下在水中30重量％。同樣地， 苯甲酸鉀在水中容易溶解，例如在室溫下在水中39重量％。在20-70 °C的溫度下，在水中的 苯甲酸鈉或鉀濃度在30-65重量％的范圍內(nèi)。溶液中的水溫為20-100°C，例如20-80°C、或 25-60 °C、或 45-60 °C。
[0036] 穩(wěn)定劑溶液通過將穩(wěn)定劑溶解或分散于水中而形成。穩(wěn)定劑以0. 1-40重量％， 例如0. 5-30重量％的量存在于穩(wěn)定劑溶液中。含穩(wěn)定劑溶液的pH維持在2. 5-4。水溫為 30-60°C，并且可以與苯甲酸鈉或鉀溶液的溫度相同或不同。
[0037] 在以3000-10000rpm的高剪切混合下，將苯甲酸鈉或鉀溶液與穩(wěn)定劑溶液組合， 其中pH維持在2. 5-5下，以將所有苯甲酸鹽轉換為苯甲酸且形成微分散體。組合溶液的溫 度維持在20-60 °C，例如40 °C下。
[0038] 所得到的分散體中的苯甲酸量在l_30w/w，例如5-10w/w的范圍內(nèi)。分散體含有 0. 1-25重量％，例如0. 3-20重量％穩(wěn)定劑和5-20重量％苯甲酸。
[0039] 苯甲酸分散體在高剪切混合下進一步混合2-5分鐘，例如5分鐘。如上所述，使用 任何合適的食物級別酸，將最終分散體的pH調(diào)整至2. 5-4。苯甲酸分散體的穩(wěn)定性取決于 粘度。分散體穩(wěn)定性隨著粘度增加而增加。
[0040] 例如，當羧甲基纖維素（CMC)用作穩(wěn)定劑時，獲得穩(wěn)定的苯甲酸分散體。分散體中 的CMC水平在0. 1-3% w/w的范圍內(nèi)，取決于CMC的分子量。具有CMC的苯甲酸分散體的粘 度在IO-1000 cPs的范圍內(nèi)，例如25-lOOcps。
[0041] 將苯甲酸分散體以0. 1-0. 5重量％的濃度加入糖漿內(nèi)。用合適的食物級別酸，將 糖漿的pH調(diào)整至pH 2. 5-4。
[0042] 含有苯甲酸分散體的糖漿是穩(wěn)定和同質(zhì)的。當苯甲酸分散體糖漿稀釋到碳酸水或 處理水內(nèi)時，它是立即溶解的，導致澄清的更軟的飲料。
[0043] 所得的飲料含有200-800ppm，例如250-500ppm苯甲酸。在一個例子中，成品飲料 含有250ppm苯甲酸。所得到的飲料是穩(wěn)定的。
[0044] 對于本發(fā)明的任何方面合適的水可以進行處理，以降低水的總溶解固體。產(chǎn)生 處理水的方法是本領域普通技術人員已知的，并且尤其包括去離子、蒸餾、過濾和反滲透 ("r-o"）。術語"處理水"、"純化水"、"去礦物質(zhì)水"、"蒸餾水"、或"r-o水"在本