JP7008346B2 - 脱酸されたクランベリージュースおよびその調製方法 - Google Patents

脱酸されたクランベリージュースおよびその調製方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7008346B2
JP7008346B2 JP2019515515A JP2019515515A JP7008346B2 JP 7008346 B2 JP7008346 B2 JP 7008346B2 JP 2019515515 A JP2019515515 A JP 2019515515A JP 2019515515 A JP2019515515 A JP 2019515515A JP 7008346 B2 JP7008346 B2 JP 7008346B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
deoxidized
cranberry juice
juice
resin
cranberry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019515515A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019528745A (ja
Inventor
レイノー エリック
デュヴァル チャールズ
ボードアン スタニスラス
ムーリス ジェイクス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
West Invest SA
Original Assignee
West Invest SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by West Invest SA filed Critical West Invest SA
Publication of JP2019528745A publication Critical patent/JP2019528745A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7008346B2 publication Critical patent/JP7008346B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L2/00Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
    • A23L2/70Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter
    • A23L2/78Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter by ion-exchange
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L2/00Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
    • A23L2/02Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation containing fruit or vegetable juices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/105Plant extracts, their artificial duplicates or their derivatives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/18Magnoliophyta (angiosperms)
    • A61K36/185Magnoliopsida (dicotyledons)
    • A61K36/45Ericaceae or Vacciniaceae (Heath or Blueberry family), e.g. blueberry, cranberry or bilberry
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P13/00Drugs for disorders of the urinary system
    • A61P13/02Drugs for disorders of the urinary system of urine or of the urinary tract, e.g. urine acidifiers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2200/00Function of food ingredients
    • A23V2200/30Foods, ingredients or supplements having a functional effect on health
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00Food ingredients
    • A23V2250/20Natural extracts
    • A23V2250/21Plant extracts
    • A23V2250/2116Flavonoids, isoflavones
    • A23V2250/21166Proanthocyanidins, grape seed extracts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2300/00Processes
    • A23V2300/34Membrane process
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2236/00Isolation or extraction methods of medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicine

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Non-Alcoholic Beverages (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Confectionery (AREA)
  • Seeds, Soups, And Other Foods (AREA)
  • Jellies, Jams, And Syrups (AREA)

Description

本発明は、脱酸されたクランベリージュース、そのジュースを脱酸するプロセス、およびそのプロセスを用いて得られる脱酸されたジュースの様々な用途に関する。
クランベリーは、北米のブルーベリー、ヨーロッパのホワートルベリー、およびVaccinium属の他のさまざまなベリーの近縁種である。これらの植物のすべては、それらが小さく伏地性であること、酸性土壌で生育すること、および抗酸化物質が特に豊富なベリーを生ずることを共有している。
クランベリーは直径10~20mmの果実で、成熟すると鮮やかな赤色になる。それは高い酸度と渋みを持っているため、その風味は非常に特徴的である。
クランベリーはその健康上の利点と特定の病気の予防でよく知られている。
クランベリーの健康上の利点は、以下の事実によって特に説明される。この植物が様々な種類のフラボノイドを含み、そのフラボノイドが心血管疾患、ある種の癌および老化に関連する様々な病気などの疾患の発生の予防に関与する。
クランベリーの主なフラボノイドは次のとおりである。
・アントシアン(「アントシアノシド」または「アントシアニン」とも呼ばれる)、これはその果実の特徴的な赤色を付与する;
・アントシアニジン;
・フラバノール、および特に:
フラバン-3-オールモノマー(例えば、カテキン、エピカテキン、ガロカテキンおよびエピガロカテキン);
フラバン-3-オールポリマー(例えば、プロアントシアニジン(「縮合タンニン」とも呼ばれる));
・ガロタンニンおよびエラジタンニン(「加水分解性タンニン」とも呼ばれる);
・グリコシル化形態および/またはアグリコン形態の、ケルセチンなどのフラボノール)。
「アントシアン」は、アントシアニジンヘテロシド、すなわち糖を担持するアントシアニジンを指す。アントシアンのオシド部分は、単糖(グルコース、ガラクトース、ラムノース)、二糖(ラムノースに結合したグルコースからなるルチノース、キシログルコース)または三糖であり得る。ほとんどのアントシアノシドはアントシアニジン 3-モノシドおよび3,5-ジオシドである。
「アントシアニジン」は、フラボノイドのサブクラスをいい、その基本構造は、酸素とともにC環を形成する3つの炭素で結合された2つの芳香環AとBで構成される。最も一般的な6つのアントシアニジンは、シアニジン、デルフィニジン、ペラルゴニジン、ペオニジン、ペチュニジンおよびマルビジンである。
クランベリーにおいて、糖は、乾燥抽出物の総重量に対して約45~67重量%の糖を表す。特に存在する糖類は、グルコース、フルクトース、スクロースおよびソルビトールを含む。
最後に、クランベリー中に存在する主な有機酸は、キナ酸、クエン酸、リンゴ酸ならびにヒドロキシ安息香酸およびヒドロキシケイ皮酸などのフェノール酸である。クランベリーは、100gあたり、約0.05gのヒドロキシ安息香酸(主に安息香酸によって表される)および0.1g未満のヒドロキシケイ皮酸(主にp-クマル酸、シナピン酸およびコーヒー酸によって表される)を含む。
クランベリーの伝統的な用途は、本質的にその果実の変換された形に基づいている。すなわち、
・ゼリーフルーツ、
・ほとんどの場合、濃縮または乾燥された、ジュース、および
・この植物に含まれる異なる化合物(プロアントシアニジンを含む)のさまざまなプロセスを経た精製によって得られる抽出物、またはその果実からのジュース、またはそのジュースの生産活動に由来する、まとめて絞りかすと呼ばれる皮およびパルプ。
クランベリーは果実が完全に成熟すると2.3に近い、非常に低い天然のpHを有する。この高い酸性の性質は、天然クランベリージュースの使用を食品組成物において非常に扱いにくくする。実際、その過度の酸性と渋みのために、多くの人がそれを飲むことを拒否する。
クランベリージュースが一般的に、純粋にまたはジュースタイプの農業食品配合物の主成分として消費されていないのはこのためである。実際に、現在市販されているクランベリージュースをベースとするフルーツジュース配合物において、クランベリージュースの重量含有量は、ジュースの全質量に対して15%から20%以下の間である。それは、通常は約7%である。
本発明の一態様は、脱酸されるクランベリージュースを脱酸するプロセスに関する。
本発明の一態様は、脱酸されたクランベリージュースに関する。
本発明のさらなる一態様は、本発明のプロセスを使用して得ることができる脱酸されたクランベリージュースを対象とする。
本発明のさらなる一態様は、例えば、以下に記載されるプロセスを使用した、脱酸されたクランベリージュースを含む食品組成物を対象とする。
発明の詳細な説明
本発明は、脱酸されたクランベリージュースに関し、
・その脱酸されたジュースのpHが、3~5、より好ましくは3.2~3.8である;
・その脱酸されたジュースのキナ酸/リンゴ酸の比が、0.7より大きく、好ましくは0.8より大きく、あるいは約0.8~約1または約0.85~約0.99である;
・その脱酸されたジュースは、添加された糖、塩基もしくはキレート剤などのマスキング剤または緩衝剤を含まない、ことを特徴とする。
一実施形態は、脱酸されるクランベリージュースを脱酸するためのプロセスからなり、
・脱酸されるクランベリージュースを弱陰イオン交換樹脂上に溶出させて、溶出後に脱酸されたクランベリージュースを得ること;
・弱陰イオン交換樹脂はアクリルまたはスチレンタイプの樹脂であること;
・脱酸されるクランベリージュースは、溶出後の脱酸されたクランベリージュースがpH=pKa1(リンゴ酸)<pH<pKa(安息香酸)を有するような速度(BV/時)で前記樹脂上に溶出されること;
ここで、「pKa1(リンゴ酸)」はリンゴ酸の第1の酸性度のpKaを表し、「pKa(安息香酸)」は安息香酸のpKaを表す、ことを特徴とする。
さらに、約6より大きいpH値は、通常、不可逆的な、フラボノイドの構造の実質的な変性(あるいは換言すれば、変質)を生じることに留意されたい。
クランベリーの場合、過度に高いpH値に特に敏感であるこれらの対象化合物の中でも、例えばアントシアンでは、クランベリージュースの着色(赤みを帯びたもの)が、pHが約6では最初に青みがかった色になり、次いでpHが8~9の場合は緑色になり、最後にpHが9~10では黒になるという事実から、その構造変化が目に見える。
言い換えれば、クランベリージュースのpHが約6の閾値に達すると、これはこのジュースに天然に含まれる特定の対象化合物の化学的分解を引き起こす。対象化合物がいったん変質すると、それは抗酸化性など、クランベリージュースに有益な健康上の効果(特に上記で概説したある種の疾患に関する予防効果)をもたらすその天然の性質をもはや有さない。対象化合物が変質しそれらの有益な健康特性を失うのを防ぐために、クランベリージュースの脱酸プロセスの間、対象化合物、特にフラボノイドへの化学的ストレスを避けることが重要であるのはこのためである。
したがって、1つの好ましい実施形態は、脱酸されたジュースのpHが、閾値pH値または約6のpHを超えない(好ましくはプロセス中の任意の時点で)プロセスである。
本発明の発明者らは、クランベリージュースを脱酸するための新しいプロセスを開発し、それは上記のように対象化合物を変質させないため、完全に有効である。さらに、本発明のプロセスは、既存の装置の変更を必要とせずに、ジュース製造および変換設備において実施することができる。
本発明のプロセスはまた、クランベリージュースに以下をもたらすという利点を有する:
・所望の用途に対して所望の値に標準化されたpH。この値は達成するべき設定値として定められる;
・天然のフルーツジュースの色に似た色。したがってその消費者になじみがある;
・クランベリージュースの場合、次の濃縮ステップが脱酸されたクランベリージュースに対して行われるかどうかに応じて、5~65のBrix値の濃度指数;
・クランベリージュースの場合、天然のクランベリージュースと比べてはるかに少ない渋味。これは、糖類および/または化学マスキング化合物の添加またはその希釈を必要とせず、食品および医療用途に非常に適している;
・天然のフルーツジュースの官能的な性質と非常によく似た官能的な性質。したがって、その消費者は完全に認識できる。
結果として、本発明の脱酸されたクランベリージュースは、現在実施されているものよりも高い重量含有量レベルでフルーツジュース配合物に使用することができ、それは最大で15~20%、通常は7%である。これは、現在市販されているクランベリージュースベースのフルーツジュースと比較して、上に概説したビタミンおよびフラボノイド(すなわち、酸化防止剤)などの、このジュースに含まれる様々な対象化合物をより高い含有量レベルで含むクランベリージュースに基づくフルーツジュース配合物を提供するという利点を有する。
一実施形態によれば、脱酸プロセスは、陰イオン交換樹脂を含むカラム中で行われ、前記カラムは、カラム入口とカラム出口とを有し、前記溶出は、脱酸される前記クランベリージュースを少なくとも1回循環して、溶出後に脱酸されたジュースを得る。
プロセスの一実施形態は以下からなる。
・カラム内で脱酸される前記ジュースの循環流速を10BV/時以上、例えば10BV/時~250BV/時の速度に調整すること;
・1~20、好ましくは5~10BVの範囲の量のクランベリージュースを使用すること;
・カラムの高さとカラムの直径との比が0.3~1、より好ましくは0.4~0.6;または約0.5であるカラムを使用すること;
それにより
・カラムの出口におけるジュースのpHは、少なくとも1つの対象化合物が変質するpH閾値を超えず、好ましくはpKa1(リンゴ酸)<pH<pKa(安息香酸)である。
一実施形態では、脱酸プロセスは、少なくとも以下を含む脱酸装置で行われる。
・少なくとも1つの対象化合物を含む脱酸されるクランベリージュースを収容するように構成された容器;
・脱酸されたジュースを受け取るための容器;
・陰イオン交換樹脂を含むカラムであって、前記カラムはカラム入口とカラム出口とを有する、カラム;
前記プロセスは、脱酸される前記ジュースを前記カラム内で少なくとも1回循環させて、脱酸されたジュースを得ることからなる少なくとも1つのステップを含み、前記プロセスは、カラム内での前記ジュースの前記循環速度が10BV/時~250BV/時であり、
・カラムを出るジュースのpHは、少なくとも1つの対象化合物が変質する閾値pH値を超えず;
・脱酸されたジュースを受け取る容器内のジュースのpHは、所定のpH値まで上昇する;
ように調整されることを特徴とする。
「BV」は「ベッドボリューム」、すなわちカラム中の樹脂の容積の頭字語である。実際、イオン交換樹脂を充填したカラムで実施されるジュース脱酸の技術分野では、カラム内のジュースの循環(あるいは換言すると、通過)流速をBV/時間で表すことは完全に普通である。これは、正規化された方法で、すなわちカラムの容積とは無関係に、流速を示すという利点を有する。このため、以下の説明では、特にクランベリージュースの循環流速がBV/時で表される。
したがって、本発明の脱酸プロセスの間、陰イオン交換樹脂を含有するカラム中のクランベリージュースの循環流速は、10BV/時~250BV/時を保ちながら変化し得る。
プロセスの一実施形態では、クランベリージュースの量(BV)は1~20、好ましくは5~10である。
本発明のプロセスの独創性に寄与する1つの要素は、少なくとも10BV/時の高い流速で陰イオン交換樹脂を含有するカラム中でクランベリージュースが少なくとも1回循環すること、およびまた、カラムを出るジュースのpHが、クランベリージュースに天然に含まれる対象化合物が変質しうるpH閾値を超えないように調整することにある。
これは、前記対象化合物が化学的ストレスを受けることのない陰イオン交換樹脂によって、脱酸されるという利点を有し、その結果、脱酸されたクランベリージュースが健康上の利点があるその対象化合物(例えば、アントシアンなどのフラボノイド)の全てを保持する。
本発明の脱酸されたクランベリージュースの総プロアントシアニジン含有量は、前記脱酸されたクランベリージュースとする脱酸されるクランベリージュースと実質的に同じである。
脱酸されたクランベリージュースのプロアントシアニジン、フェノール酸およびフラボノイドの含有量は、前記脱酸されたクランベリージュースとする脱酸されるクランベリージュースと実質的に同じである。
脱酸されたクランベリージュースの無機カチオンの含有量は、前記脱酸されたクランベリージュースとする脱酸されるクランベリージュースと実質的に同じである。無機カチオンは、特にカリウム、カルシウムおよびナトリウム(K、CaおよびNa)である。
好ましくは、処理されたジュースは、脱酸されるクランベリージュースの含有量よりも実質的に低くない、プロアントシアニジン、フェノール酸、フラボノイドまたは無機カチオンの含有量を有する。さらにより好ましくは、処理されたジュースは、脱酸されるクランベリージュースの含有量より実質的に低くない、2、3または4の前記プロアントシアニジン、フェノール酸、フラボノイドおよび無機カチオンの含有量を有する。
「実質的に」とは、測定誤差を超えて変化しない含有量を指し、好ましくは含有量の95~105%、または98~102%、より好ましくは99~101%の範囲外に変化しない含有量を指す。
本発明の脱酸されたジュースは、添加された糖、塩基もしくはキレート剤などのマスキング剤、または緩衝剤を含まない。
本発明は、濃縮されているか否かにかかわらず、例えば5~65Brix度、例えば約50Brixであり得る濃度指数を有する、本発明の脱酸されたクランベリージュースに関する。
本発明のプロセスは、「前処理」、例えば、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸またはこれらの組み合わせなどの食品有機酸などの酸(例えば溶液中)を用いた陰イオン交換樹脂の反応性の部分的失活を必要としない。
本発明の一実施形態では、脱酸装置は複数のカラム、例えば好ましくは2~10、さらにより好ましくは3~6のカラムを含む。本発明の一実施形態では、脱酸装置は3つのカラムを含む。
ジュース処理プロセスにおける複数のカラムの実施は完全に典型的であり、当業者に公知である。したがって、本発明の脱酸プロセスのこの実施形態は、当業者の範囲内にある。
脱酸装置がいくつかのカラムを含むことによって、本発明の脱酸プロセスの性能を向上させることが可能になる。
本発明のプロセスの一実施形態では、前記脱酸されるクランベリージュースは、脱酸されるフルーツジュースを収容するように構成された前記容器とカラムとの間のループ内で循環している。本発明のこの実施形態では、脱酸されるべきジュースを収容するように構成された容器と、脱酸されたジュースを受け取るための容器とは、同一の単一の容器である。したがって、脱酸されるジュースは、それが容器からカラムの入口に行き、カラムを移動し、次にカラムの出口から容器に再結合するようにループ内を循環する。
本発明のプロセスの一実施形態では、前記脱酸されるクランベリージュースは、ループ内を部分的に循環し、カラムを出た後に以下のようになる:
・脱酸されたクランベリージュースの第一の部分は、脱酸されるジュースを含むように構成された容器に再結合する;および
・脱酸されたクランベリージュースの第二の部分は、脱酸されたクランベリージュースを受け取るための容器に加わる。
フルーツジュース処理プロセスにおけるループ内の部分循環の実施は、完全に典型的であり、当業者に公知である。ループ内の部分循環は、特に脱酸されたジュースを濃縮したい場合に使用される。したがって、本発明の脱酸プロセスのこの実施形態は、当業者の範囲内にある。
本発明のプロセスの別の実施形態では、脱酸されるクランベリージュースを前記カラム内で一度だけ循環させる。
上述の本発明のプロセスのこれらの実施形態、すなわち複数のカラムを実施すること、ならびにカラム内の単一の通過による循環またはループ内の循環、該当する場合には部分ループ内の循環を組み合わせることができ、したがって、本発明の文脈において考慮され得る他の実施形態を提供する。
少なくとも1つの対象化合物は、上述したクランベリージュース中に天然に存在するフラボノイドのうちの1つであり得る。それは、アントシアン、アントシアニジン、フラバノール、ガロタンニン、エラジタンニンおよびフラボノールの中から選択することができる。好ましくは、対象化合物はアントシアンである。
対象化合物の変質は上で説明されている。それは一般に不可逆的である対象化合物の構造的変性を含む。対象化合物が変質すると、それはその有益な健康特性、例えばその抗酸化特性をもはや有しないこともある。
本発明の一実施形態では、本発明のプロセスは、脱酸されるクランベリージュースの前処理のためのステップを含む。
この前処理ステップは、当業者の利用可能な範囲内で、既存の技術を用いて果汁を清澄化することからなり得る。これらの清澄化技術の例は遠心分離およびろ過(特に膜、珪藻またはプレートろ過)を含む。
例えば、清澄化は、500NTU(比濁法濁度単位)未満、好ましくは100未満、さらにより好ましくは25NTU未満の濁度を有するクランベリージュースを得るまで有利に行われる。
この前処理ステップはカラムの目詰まりを防止するという利点を有する。
本発明のプロセスの間、クランベリージュースを脱酸するために陰イオン交換樹脂を用いて酸を捕捉する。より具体的には、カラム内で吸着剤(すなわちポリマーである樹脂)上の陰イオンの他の陰イオンに対する交換が起こる。
好ましくは、樹脂は弱陰イオン交換樹脂である。例えば、弱陰イオン交換樹脂は、10より大きいpHで中性であり、10未満のpHでイオン化する三元アミンである。その結果、弱交換樹脂は、その陽イオン機能が溶液のpHに基づいて解離する樹脂を指すことが理解される。
弱陰イオン交換樹脂は、弱酸および多価酸に非常に特異的であるという利点を有する。さらに上述したように、脱酸されるクランベリージュースは、弱酸である有機酸を含む。実際、リンゴ酸の第1の酸性度のpKa(すなわち酸性度定数)は3.4であり、キナ酸のそれは4.3であり、安息香酸のそれは4.2である。
本発明の文脈において、「弱酸」とは、水中で完全には解離していない酸を指す。そのpKaが高いほど酸は弱くなる。
他の実施形態では、酸が捕捉され、ヒドロキシル化イオンが放出される。これによりpHが上昇し、水分子が形成される。
交換平衡式(I)は以下の通りである。
樹脂-NH + 酸-H + HO →樹脂-NH -酸 + OH (I)
好ましくは、陰イオン交換樹脂は、アクリルまたはスチレンタイプの交換樹脂である。
有利には、それはアクリルタイプの陰イオン交換樹脂である。アクリルタイプの陰イオン交換樹脂は、好ましくは1.6~3.2の容量を有する。樹脂はまた、5:1(ジュース:樹脂)の体積比で、脱酸されるジュースと樹脂とを5分間接触させた後に観察される+0.10pH/分単位以上の初期交換速度を有する。樹脂の粒径は300~600μMの間で変動する。
アクリルタイプの弱陰イオン交換樹脂の一例は、DOW CHEMICAL社によりAMBERLITE(登録商標)の商品名で市販されているCR5550モデルである。
有利には、カラムの直径に対するカラムの高さの比は、0.3~1、より好ましくは0.4~0.6である。特に好ましくは、この比は0.5である。
前記比が0.3~1である場合、これは、陰イオン交換樹脂で充填されたカラム中でジュースの脱酸プロセスの間に典型的に使用される流速を超える非常に高い流速で、2バール~5バールの圧力で、脱酸されるクランベリージュースをカラム中で循環させることができるという利点を有する。
カラムの全体積は、それが含有する樹脂の体積の1~2倍、好ましくは1.3~1.7倍、さらにより好ましくは1.4~1.6倍の間であり得る。
好ましくは、脱酸されるクランベリージュースの循環は、上昇流カラム中で行われる。イオン交換樹脂の分野では、樹脂が化学種(当面の場合は弱酸)を捕捉するときに、処理されるジュースの循環を上昇流モードで実施することは極めて伝統的である。実際、樹脂が種を捕獲するとき、それは体積が増加し、上昇流モードではジュースの循環が、樹脂のこの膨張を妨げる可能性がある圧力増加現象を防ぐ。
陰イオン交換樹脂の床の高さは、30cm~200cm、好ましくは50cm~100cmにすることができる。
プロセスの一実施形態では、カラムを出るクランベリージュースのpHは、0.5pH単位増加した閾値pH値を決して超えない。
好ましくは、クランベリージュースの場合、少なくとも1つの対象化合物が変質する閾値pH値は、6から9の間に含まれる。
本発明のプロセスの実施形態において、カラムを出るクランベリージュースのpHは、クランベリージュースに天然に含まれる少なくとも所定の弱酸のpKaより高い。これらの実施形態は、クランベリージュースに天然に含まれる弱酸の中から少なくとも1つの決定された弱酸のより選択的な捕捉を可能にする。カラム内を循環するクランベリージュースのpHが、このジュースに天然に含まれる所定の弱酸のpKaより低い場合、この酸は陰イオン交換樹脂によってほとんど捕捉されない。
本発明の脱酸プロセスの間の少なくとも1つの弱酸の選択的捕捉は特に有利である。実際、クランベリージュースを希釈および/または他の化合物の添加なしでそれを消費可能にするためには、そのクランベリージュースを脱酸することが必要であるが、それが含むある種の酸もジュースにとって有益な健康および/または風味特性を有する。このためこれらの酸を捕捉しないことは興味深い。
クランベリージュースでは、リンゴ酸は非常に濃縮されていて、このジュースに過度に酸性で渋い味を与える。このため、その濃度を減少させるために、それを本発明のプロセスの間に陰イオン交換樹脂で捕捉するための努力がなされている。しかしながら、天然クランベリージュース中に存在するキナ酸および安息香酸は天然防腐剤であるという利点を有する。それらの大部分をクランベリージュース中に保持すること、従って本発明のプロセスの間にそれらが陰イオン交換樹脂によって捕捉されるのを防ぐことは有用である。
上記で想起されたリンゴ酸、キナ酸および安息香酸のpKa値を考慮すると、本発明の脱酸プロセスの間にリンゴ酸を選択的に捕捉したい場合、カラムを出るクランベリージュースのpH値は、リンゴ酸のpKaより高くなければならないが、キナ酸および安息香酸のpKaより低くなければならない。
本発明の一実施形態では、カラムを出るクランベリージュースのpH値は、リンゴ酸の第1の酸性度のpKa(すなわち約3.4)と安息香酸のpKa(すなわち約4.2)との間である。この実施形態では、安息香酸およびキナ酸はほとんど陰イオン交換樹脂によって捕捉されない。したがって、本発明のプロセスの間の前記ジュースの脱酸にも関わらず、それらの濃度はクランベリージュース中で実質的に一定に保たれる。
したがって、カラムを出るクランベリージュースの約3.5のpH値は、本発明の脱酸プロセス中にリンゴ酸をより選択的に捕捉するため、そしてそれ故にその脱酸前のクランベリージュースのキナ酸および安息香酸濃度と実質的に等しい脱酸されたジュース中のキナ酸および安息香酸濃度を維持するために特に適切である。
一実施形態では、カラムを出るクランベリージュースは、0.7より大きい、好ましくは0.8~1、または0.85~0.99のキナ酸/リンゴ酸比を有する。
もちろん、1つまたは複数の弱酸がさらに選択的に捕捉される本発明のこれらの実施形態では、カラムから出るクランベリージュースのpH値も、フラボノイドなどの対象化合物が変質しうる閾値pH値より低いので、脱酸されたクランベリージュースはその官能特性および治療上の利点を保持する。
好ましくは、クランベリージュースの場合、決定されたpH値は3~5の間、より好ましくは3.2~3.8の間である。
非常に好ましくは、クランベリージュースの場合、決定されたpH値は約3.5である。言い換えれば、本発明のプロセスのこの実施形態では、クランベリージュースは、はじめ(すなわち、その脱酸前)2.3~2.5の間であったクランベリージュースのpHが脱酸プロセスの終わりには約3.5の値に達するまでカラム内を循環する。
カラム内のクランベリージュースの循環は、脱酸装置を備えたポンプを使用して行うことができる。好ましくは、ポンプは容積置換ポンプである。
脱酸装置は、カラムを出る脱酸されたクランベリージュースのpHを測定するためのpHメーターをさらに含んでもよい。
本発明の一実施形態では、カラム内のクランベリージュースの循環流速は、脱酸装置を備えたPID(比例、積分、微分)レギュレーターを使用して調整される。PIDレギュレーターは業界で伝統的に使用されている装置であり、プロセスの閉ループスレーブを実行することを可能にする。
したがって、本発明の一実施形態では、脱酸装置は、ポンプと、カラムを出る脱酸されたジュースのpHを測定するためのpHメーターとをさらに含み、カラムを出るクランベリージュースのpH値(前記pHメーターによって測定され、PIDレギュレーターによって受信され)から、前記PIDレギュレーターは、カラム内の前記クランベリージュースの循環流速が10BV/時~250BV/時の間となるようにポンプに流速指令信号を送り、以下のように調整される:
・カラムを出るクランベリージュースのpHが、少なくとも1つの対象化合物が変質する閾値pH値を超えない;
・脱酸されたクランベリージュースを受け取るための容器内のクランベリージュースのpHは、決定されたpH値まで上昇する。
本発明の一実施形態では、装置は、脱酸されたクランベリージュースを含む容器内のpHを測定するためのpHメーターをさらに含む。したがって、脱酸されたジュースのpHの変化を監視すること、特にそれが決定されたpH値に達したかどうかを監視することが可能である。
樹脂が少なくとも1つの決定された弱酸を選択的に捕捉する本発明の実施形態において、クランベリージュースの循環流速は、カラムを出るクランベリージュースのpHが前記少なくとも1つの決定された弱酸のpKaよりも大きくなるようにさらに調整される。
PIDレギュレーターの調整、すなわち特に流量指令信号をポンプに送るための計算アルゴリズムの開発は、完全に当業者の範囲内である。実際、当業者は、日常の試験から、本発明のプロセスの間に、クランベリージュースのカラム中の循環流速を調整するためにどのようにPIDレギュレーターを調整するかを知っているであろう。
陰イオン交換樹脂の交換速度は、樹脂内部の陰イオンの拡散速度(架橋度はこの拡散速度の要因の1つである)と樹脂-クランベリージュース界面の拡散速度(樹脂の各粒の周りの液膜を通る拡散)による。一般に、交換速度は、樹脂粒子の細かさ、交換される陰イオンの移動度、ならびに考慮されるジュースの濃度および温度と共に増加する。樹脂床を通るクランベリージュースの循環速度を上げることによって、樹脂-クランベリージュースの接触時間が制限される。したがって交換は制限され、それはカラムの出口でpHを調整することを可能にする。
クランベリージュースの循環流速が上で概説した式(I)の交換平衡速度を超える場合、交換反応は不完全であり、樹脂はクランベリージュース中に存在する全ての酸を捕捉する時間がない。
循環流速が増加するほど、カラム出口のpHは低下する傾向がある。逆に、循環流速が減少するほど、カラムの出口におけるクランベリージュースのpHは上昇する傾向にある。
したがって、カラム中のクランベリージュースの循環流速を調節することによって、カラムから出るpHを調整することが可能である。
本発明のプロセスの開始時に、陰イオン交換樹脂は酸を捕捉することができる多くの活性部位を含み、それはカラムの入口と出口との間のクランベリージュースのpHの著しい変動をもたらす。カラムから出るクランベリージュースの過度に高いpH(すなわち、関心のある化合物が変更される閾値pH値を超える)を避けるために、クランベリージュースの全ての酸が樹脂の活性部位によって捕捉される時間がないように、カラム中のクランベリージュースの循環流速がプロセスの開始時に高いことが必要である。
例えば、クランベリージュースの場合、適用される動力学は、好ましくはリンゴ酸を付着させることを可能にし、それ故、高い選択性でリンゴ酸の一部を捕捉する。
次に、樹脂の活性部位が飽和するにつれて、カラム内のクランベリージュースの循環流速が減少し得る。したがって、プロセス中のカラム内のクランベリージュースの循環流速の調整は、本発明の文脈においては不可欠である。
例えば、本発明のプロセスの開始時、すなわちカラム中のクランベリージュースの循環の最初の約2~4分の間、流速は好ましくは100BV/時~150BV/時である。この循環流速は、ジュースの脱酸のためにイオン交換カラムにおいて伝統的に実施されている循環流速、一般に約5BV/時、よりもはるかに高い。
カラムを出るジュースのpHが、フラボノイドなどの対象化合物が変質する閾値を超えないようにするため、そして該当する場合、クランベリージュースに天然に含まれる少なくとも1つの決定された弱酸のpKaを超えるようにするため、プロセスの最初に100BV/時を超える、非常に高いジュースの循環流速を課す必要がある。次に、脱酸されたクランベリージュースのpHが決定されたpH値、クランベリーの場合好ましくは約3.5、まで徐々に増加するように、この循環流速を減少させ、一定に保つことができる。
脱酸されるジュースがカラム内を少なくとも1回通過する最後に、本発明の脱酸プロセスは、脱酸されたクランベリージュースを濃縮するためのステップをさらに含んでもよい。例えば、それは逆浸透または蒸発などの技術を含んでもよい。
脱酸されたクランベリージュースの濃縮のためのこの追加のステップは、完全に当業者の範囲内である。
さらに、クランベリージュースの通過中に陰イオン交換樹脂によって捕捉された酸を回収するために、本発明の脱酸プロセスの最後に、樹脂を飽和させるステップを行うことが可能である。実際、樹脂によって捕捉された酸は、ジュース以外の用途において重要であり得る。例えば、クランベリージュースの場合、この再生により、本発明のプロセスの間に捕捉されたリンゴ酸を利用することが可能になる。
飽和ステップは完全に当業者の範囲内である。例えば、塩酸溶液、好ましくは1mol/L(73g/Lの樹脂)の濃度で実施することができる。
さらに、この同じ樹脂を用いて、クランベリージュースの別の脱酸を行うことができるように、陰イオン交換樹脂の再生のためのステップを実施することができる。
この陰イオン交換樹脂再生ステップもまた完全に当業者の範囲内である。例えば、1mol/Lの水酸化ナトリウム溶液(80g/Lの樹脂)を用いて行うことができる。
したがって、クランベリージュースの脱酸プロセスの最後に、次のように進めることが可能である:
・例えば上述のように、樹脂を飽和させるためのステップが実行される;
・任意に、続いて水ですすぎ、好ましくは迅速にすすぐ;
・その後、例えば上述のような、再生ステップ;
・任意に、その後に水で1回または数回すすぐ(例えば、ゆっくりとしたすすぎ、次に速いすすぎ)。
本発明はまた、例えば上記のように本発明のプロセスに従って脱酸された、クランベリージュースを含む食品組成物に関する。
食品組成物において、濃縮されたまたはされていない(例えば、5~65Brix値、および例えば約50Brixでもよい濃度指数を有する)クランベリージュースは、開発された製品のスクロースまたは健康に有害な他の任意の単純または複雑な糖などの外因性糖添加を置き換えることができるという利点を有する。
食品組成物は、炭酸飲料または非炭酸飲料であり得る。例えば、それはフルーツジュースでもよい。
飲料の他に、食品組成物はまた、シャーベット、アイスクリーム、乳製品およびソースの中から選択され得る。
本発明の食品組成物の例は以下の通りである:
・アイスティー、特にクランベリーとラズベリー、ライムまたはマンゴーとの混合物を含むアイスティー;
・クランベリーとレモン、グレープフルーツまたはガラナとの混合物を含む炭酸飲料;
・クランベリーとピンクグレープフルーツ、ブラッドオレンジ、ブドウ園モモまたはグレナデンとの混合物を含む非アルコール濃縮シロップ;
・クランベリーベースのコーヒーと浸出液のためのシロップ;
・アルコール飲料、例えばリキュール(特に25のアルコール含有量を有するリキュール);
・クランベリーとモヒートまたはウォッカとをベースとしたカクテル;
・乳製品;
・ビネグレット、例えばクランベリーとラズベリーまたはバルサミコ酢とをベースとするビネグレット;
・香りのよいソース、例えばクランベリーとコショウ、ペスト、タマネギのフライ、エシャロットまたはライムとの混合物を含む香りのよいソース;
・クランベリーと任意に唐辛子とをベースにしたバーベキュータイプのソース;
・デザートトッピング、例えば、クランベリーと赤の果実、ストラッチャテッラ、チョコレート、サトウキビ、ココナッツまたは蜂蜜との混合物を含むデザートトッピング。
したがって、食品組成物は、飲料、シャーベット、アイスクリーム、ソース、デザートトッピングおよびビネグレットの中から選択することができる。
本発明はまた、上記のような本発明の脱酸されたクランベリージュースを含む栄養補助食品組成物に関する。
本発明はまた、尿感染症の予防における使用のための、上記の脱酸されたクランベリージュースを含む組成物に関する。
本発明のプロセスを実施することができる、脱酸装置の実施形態の非限定的な例として、添付の図面ならびに前記プロセスに関連する実験データを参照して以下に提供される詳細な説明を使用して本発明はよりよく理解される。
図1は、第1の実施形態に従って本発明の脱酸プロセスを実施することができる装置を模式的に示す。 図2aは、第2の実施形態に従って本発明の脱酸プロセスを実施することができる装置を模式的に示す。 図2bは、第3の実施形態に従って脱酸プロセスを実行することができる装置を模式的に示す。 図2cは、第4の実施形態に従って脱酸プロセスを実施することができる装置を模式的に示す。 図3は、5BV/時の流速で第1の樹脂を充填したイオン交換カラム中でクランベリージュースを一回通過させることによる脱酸実験の過程にわたるBVの関数としてのpH値の変化のグラフである。 図4は、5BV/時の流速で第2の樹脂を充填した陰イオン交換カラム中のクランベリージュースを一回通過させることによる脱酸実験中のBVの関数としてのpH値の変化のグラフである。 図5は、第1の樹脂を用いて8BVの装填量での再循環で行われた脱酸実験の時間の関数としてのpH値および循環流速の変化を示すグラフである。 図6は、第1の樹脂を用いて10BVの装填量での再循環で行われた脱酸実験の時間の関数としてのpH値および循環流速の変化を示すグラフである。 図7は、第1の樹脂を用いて9BVの装填量での循環で行われた脱酸実験の時間の関数としてのpH値および循環流速の変化を示すグラフである。 図8は、第1の樹脂を用いて9BVの装填量での再循環で行われた脱酸実験の時間の関数としてのpH値および循環流速の変化を示すグラフである。 図9は、第1の樹脂を用いて8BVの装填量での再循環で行われた脱酸実験の時間の関数としてのpH値および循環流速の変化を示すグラフである。 図10は、第2の樹脂を用いて6BVの装填量での再循環で行われた脱酸実験の時間の関数としてのpH値および循環流速の変化を示すグラフである。 図11は、第2の樹脂を用いて8BVの装填量での再循環で行われた脱酸実験の時間の関数としてのpH値および循環流速の変化を示すグラフである。 図12は、第2の樹脂を用いて10BVの装填量での再循環で行われた脱酸実験の時間の関数としてのpH値および循環流速の変化を示すグラフである。 図13は、第1の樹脂を用いて行われた実験の脱酸されるクランベリージュースの装填量の関数としての実験の期間、実験終了時のpHの変化を示すグラフである。 図14は、第2の樹脂を用いて行われた実験の脱酸されるクランベリージュースの装填量の関数としての実験の期間、実験終了時のpHの変化を示すグラフである。 図15は、塩酸、次いで水の累積BVの関数としての塩化物濃度、リンゴ酸濃度およびキナ酸濃度の変化のグラフである。 図16は、塩酸、次いで水の累積BVの関数としての塩化物、リンゴ酸およびキナ酸における濃度の変化のグラフである。
図1は、脱酸されるクランベリージュースが陰イオン交換カラム内で一回循環する第1の実施形態に従って本発明の脱酸プロセスを実施することができる装置を模式的に示す。
図2aは、脱酸されるクランベリージュースが陰イオン交換カラム内のループを循環する第2の実施形態に従って本発明の脱酸プロセスを実施することができる装置10を模式的に示す。
図2bは、脱酸されるクランベリージュースが陰イオン交換カラム内のループを循環する第3の実施形態に従って本発明の脱酸プロセスを実施することができる装置100を模式的に示す。
図2bは、脱酸されるクランベリージュースが3つの陰イオン交換カラム内の閉じたループを循環する第4の実施形態に従って本発明の脱酸プロセスを実施することができる装置1000を模式的に示す。
装置1、10、100および1000によって共有され、同じ機能を有する構造要素は、図1、図2a、図2bおよび図2cに関係なく、同じ参照番号を有する。
装置1、10、100および1000は以下を含む:
・脱酸されるクランベリージュース、すなわち脱酸される未処理ジュースを収容するための供給容器を収容するように構成された容器2;
・容器2の内容物を撹拌するためのモーター3;
・カラム入口8aおよびカラム出口8bを有する陰イオン交換カラム8(装置1000は3つのカラム8を含む);
・ジュース用の調整流量計4;
・温度プローブ5;
・ポンプ6;
・圧力計7;
・弁9;
・カラム8bを出るジュースのpHを測定するためのpHメーター18;
・カラム8の再生溶液のための取入路11;
・再生液がカラム8を通過した後にそれを排出するための排出チャネル12;
・カラム8で脱酸されるジュースのための取入チャネル14。
再生液は、カラム8に含まれる陰イオン交換樹脂を再生するためのステップで使用される。この再生ステップについては上述した。
したがって、流量計4、温度プローブ5、およびポンプ6はチャネル14上に配置されている。
図1、2a、2bおよび2cの点線は、PIDレギュレーターを模式的に示す。pHメーター18によって測定され、PIDレギュレーターによって受信されたカラムの出口8bのpH値から、前記PIDレギュレーターは、計算アルゴリズムから、循環流速が、カラム8の前記ジュースの循環流速が10BV/時~250BV/時であり、そして上に概説したように調整されるように、ポンプ6に流速指令信号を送る。
装置1、10、および1000は、脱酸されたジュースをカラム8から排出するための排出チャネル13をさらに含む。
装置1の場合、前記チャネル13は、カラム8を循環し、したがって脱酸されたジュースを集めるために、図1には示されていない脱酸されたジュース収容容器に接続される。
装置10の場合、本発明の脱酸プロセスが実行されると、脱酸されるジュースは容器2とカラム8との間のループを循環する。したがって容器2は、脱酸されたジュースの収容容器でもある。チャネル13は、容器2に接続されており、カラム8を循環したジュースが容器2内に再統合される。
3つのカラム8を含む装置1000についても同じことが言える。チャネル13は、容器2に接続されており、3つのカラム8を循環したジュースが容器2に再度組み込まれる。
装置100は、ジュースが容器2とカラム8との間で部分的にループを循環するように構成されている。
装置100は、レベル測定手段15、流量計16、任意の流量弁17、カラム8から容器2に向かう脱酸されたジュースの第1の部分を排出するための第1の排出チャネル13a、および第2の排出チャネル13bをさらに含む。排出チャネル13bは、図2bには示されていない、カラム8からジュースのこの第2の部分を受け取るための容器に向かう脱酸されたジュースの第2の部分を排出するためのものである。
任意の速度弁17の調整は、容器2へのその再組込みと、脱酸されたジュースを収容するための容器へのその排出との間の脱酸されたジュースの所望の分配を可能にする。上記で説明したように、したがってチャネル13bによって排出される脱酸されたジュースの第2の部分は、完全に当業者の範囲内で濃縮処理にかけることができる。
図2bにおいて、任意の流速弁17と流量計4および流量計16とを接続する点線は、カラム8aの入口でのクランベリージュースの流速と流量計16によって測定された脱酸されたジュースの収集流速との間の差に基づいて、再利用流速(すなわち、容器2に再度組み込まれる脱酸されたクランベリージュースの流速)を制御するための任意の流速弁17の開度を調整することを可能にするPIDレギュレーターの調整ループを模式的に示す。
以下に概説する実験は、はじめに以下の特徴を有するクランベリージュースの脱酸の実施に関する。
・Brix度7.6の濃度指数。
・pH2.47。
・赤い色
・総酸度0.098当量/L。
・リンゴ酸濃度9.47g/L。
・キナ酸濃度6.63g/L。
クランベリージュースの乾物は、ショ糖スケールでBrix指数を測定することによって推定した。
酸の分析は以下の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって行った:
・Aminex HPX-87H商品名でBIO-RAD社からで市販されている7.8×300のカラム。
・溶離液 60℃で1mL/分の溶出流速で実施される3mmol/Lの硫酸溶液。
・陽イオンの分析は、Agilent-brandの装置を用いて、ICP(Inductively Coupled Plasma)によって行う。
実験は次の3つの部分に分けられる:
a)陰イオン交換樹脂を含むビーカー中で、定常モード(言い換えれば、「バッチ」モード)でのクランベリージュースの脱酸;
b)陰イオン交換樹脂を充填したカラムの一回の通過によるクランベリージュースの脱酸;
c)陰イオン交換樹脂を充填したカラムのループ内での循環によるクランベリージュースの脱酸。
以下に概説する実験はすべて20℃で行った。
これらのすべての脱酸実験の間、到達すべきクランベリージュースの決定されたpH値を3.5に設定した。言い換えれば、3.5はこれらのすべての脱酸実験の終了時にクランベリージュースのpHについて達成されるべき「目標値」であった。
これらの実験中に使用した5つの陰イオン交換樹脂は、以下の表1に概説した特徴を有していた、すなわち:
・モデル、
・樹脂を販売している会社およびその商品名、
・構造、
・供給者によって示され、等量/Lで表される総理論容量、
・樹脂のビーズの粒径(μmで表示)、
・均一性係数(以下、「UC」と略す)、ここで、UC=d60/d10(ビーズの質量の60%の直径の直径/ビーズの質量の10%の直径)。
Figure 0007008346000001
実験中に使用した5つの樹脂の特性を概説する表1
A-定常モードでのクランベリージュースの脱酸:
以下の実験手順に従って、樹脂1~5のそれぞれについて2つの試験(E1およびE2)を行った。
ビーカー中で50mLのクランベリージュースを10mLの選択した樹脂と接触させて混合物を得た。
その混合物を磁化撹拌機で連続的に撹拌し、上清のpHを定期的に測定した。
平衡に達したら、5分後に観察されたpHの変化から初期交換速度を決定した。
以下の表2は、時間の関数としての(分で表される)、第1の試験(E1)および第2の試験(E2)の間に樹脂1を含む混合物で測定されたpH、ならびに計算されたpHの平均値(平均pH)を概説する。
Figure 0007008346000002
樹脂1を含む混合物で測定されたpH値を概説する表2
樹脂1について、0.12pH単位/分の初期交換速度を決定した。
以下の表3は、時間の関数としての(分で表示される)、第1の試験(E1)および第2の試験(E2)の間に樹脂2を含む混合物で測定されたpH、ならびに計算されたpHの平均値(平均pH)を概説する。
Figure 0007008346000003
樹脂2を含む混合物で測定されたpH値を概説する表3
樹脂2について、0.19pH単位/分の初期交換速度を決定した。
以下の表4は、時間の関数としての(分で表される)、第1の試験(E1)および第2の試験(E2)の間に樹脂3を含む混合物で測定されたpH、ならびに計算されたpHの平均値(平均pH)を概説する。
Figure 0007008346000004
樹脂3を含む混合物で測定されたpH値を概説する表4
樹脂3について、0.07pH単位/分の初期交換速度を決定した。
以下の表5は、時間の関数としての(分で表される)、第1の試験(E1)および第2の試験(E2)の間に樹脂4を含む混合物で測定されたpH、ならびに計算されたpHの平均値(平均pH)を概説する。
Figure 0007008346000005
樹脂4を含む混合物で測定されたpH値を概説する表5
樹脂4について、0.06pH単位/分の初期交換速度を決定した。
以下の表6は、時間の関数としての(分で表される)、第1の試験(E1)および第2の試験(E2)の間に樹脂5を含む混合物で測定されたpH、ならびに計算されたpHの平均値(平均pH)を概説する。
Figure 0007008346000006
樹脂5を含む混合物で測定されたpH値を概説する表6
樹脂5について、0.13pH単位/分の初期交換速度を決定した。
これらの表2~6および樹脂1~5の初期交換速度を考慮すると、以下のことが分かる:
・樹脂4を用いて行った試験では、3.5の目標pH値を達成することができない:試験の終了時に、pHは3.22の値で停滞する;
・樹脂1および2を用いて行った試験のみがこの目標pH値3.5を大きく超える;
・樹脂3および5を用いて行った試験は、この3.5の目標pH値にかろうじて到達する(それぞれ3.51および3.6の値)。
・樹脂1および2は同じ初期交換速度を有し、ビーカー内での脱酸の終わりに最も高いpHを達成することを可能にする。
以下のセクションB)およびC)における実験は樹脂1および2のみを用いて行った。
実験B)およびC)は、陰イオン交換樹脂(樹脂1または2)を充填したカラムを用いてクランベリージュースの脱酸を行う。
カラム内のクランベリージュースの循環流速は、以下で、mL/分で表示されるが、BV/時間でも表示される。
セクションBおよびCにおける全ての実験について、樹脂体積は50mLであった。ただし、セクションC)における樹脂1を用いた第4および第5の実験では樹脂体積は460mLであった。
B-比較例:5BV/時間の循環流速を有する陰イオン交換カラム(樹脂1および2)の一回通過によるクランベリージュースの脱酸
再循環なしで陰イオン交換カラムを用いて行ったこれらの実験は、上記のようにクランベリージュース上の樹脂1および2の交換容量を決定することを可能にした。
実験手順は、以下のとおりである:
樹脂1および2をそれぞれカラムに充填した。クランベリージュースは、脱酸するために樹脂床を通して浸透させた。
図1は、セクションBのこれらの実験を行った装置1を模式的に示す。
樹脂1および樹脂2を用いて行ったこれらの実験ではカラム1内のクランベリージュースの循環流速は、常に5BV/時(4mL/分)であった。
循環流速は5BV/時で一定であり、このセクションBのクランベリージュースの脱酸実験は、本発明の脱酸プロセスに関する比較実験である。
以下の表7は、カラムを通過したクランベリージュースの体積(Lで表示)に基づく、樹脂1を用いて行った実験について概説している:
・BV;
・Brix度で表された濃度指数;
・pHB:pHメーター18によってカラム8aの出口で測定された脱酸されたクランベリージュースのpH値;
・pHA:前記ジュースの収容容器(図1には示されていない)中で測定された脱酸されたクランベリージュースのpH値。
Figure 0007008346000007
樹脂1を用いて行った実験についてのBV値、Brix度での濃度指数、pHAおよびpHBを概説する表7。
図3は、BVの関数としてのpHAおよびpHB値の変化を示すグラフである。
図3の表7に照らして、pHAおよびpHB値の一定の減少が分かる。
pHA値は常にpHBの値以上である。これは以下の理由から、論理的に説明することができる:
・pHAはクランベリージュースの「平均」pHを表す。なぜなら、それは実験全体を通して、カラムを1回通過した後のクランベリージュースを受け取る容器中で測定されるからであり、そして
・pHBは、カラムを出た直後に測定されるクランベリージュースの「瞬間的な」pHを表す。
pHAとpHBの値は、5BVではまたは約1時間の実験では、9を超える。
実験中、カラムを出たクランベリージュースの色は黒であり、それから緑、青、そして最後に赤になった。固定色の量が多いようである。
脱酸されたクランベリージュースを受け取るための容器中のクランベリージュースは、11BV後に目標値3.5に達した(11BVでのpHA:3.55および12BVでのpHA:3.41)。
脱酸されたクランベリージュースを受け取るための容器中に集められたこのクランベリージュースについて、7~8BVの間のpHの低下が観察される(6BVにおけるpHA:8.87および7BVにおけるpHA:7.72)。
したがって、この実験の間、クランベリージュースはpHの著しい変化を受け、それは色の変更およびアントシアンなどの対象化合物の沈殿(言い換えれば、変質)をもたらした。
表8は以下を概説する:
・クランベリージュースに存在するリンゴ酸とキナ酸の濃度:
・未処理(すなわち、脱酸されるクランベリージュース);
・未処理のクランベリージュースが12BVで樹脂1で充填されたカラム2を通過した時に受入容器中で脱酸された;
・未処理のクランベリージュースが18BVで樹脂1で充填されたカラム2を通過した時に受入容器中で脱酸された;
・キナ酸濃度とリンゴ酸濃度との比。
Figure 0007008346000008
12BVおよび18BVでの未処理クランベリージュース中に存在するリンゴ酸およびキナ酸の濃度を概説する表8
表8を考慮すると、樹脂1を用いたこの脱酸実験で以下のことが分かる:
・キナ酸およびリンゴ酸は樹脂1によって捕捉される:それらの濃度は、クランベリージュースが12BVまで脱酸されたとき、すなわち目標値3.5に達した直後に、それぞれ6.63から4.46に、および9.47から4.89になる;
・リンゴ酸は、キナ酸よりも樹脂1によってより固定される。比は0.7から0.9になる。
したがって、キナ酸は樹脂1との親和性が低い。
以下の表9は、カラムを通過したクランベリージュースの容量(Lで表示)に基づく、樹脂2を用いて行った実験について概説している:
・BV;
・Brix度で表された濃度指数;
・上記で定義されたpHB;
・上記で定義されたpHA。
Figure 0007008346000009
樹脂2を用いて行った実験についてのBV値、Brix度での濃度指数、pHAおよびpHBを概説する表9。
図4は、BVの関数としてのpHAおよびpHB値の変化を示すグラフである。
図4の表9を考慮すると、pHAおよびpHB値の一定の減少が分かる。
pHAおよびpHBの値は、6BVではまたは実験の最初の1時間以上では9を超えている。
実験中、カラムを出たクランベリージュースの色は黒であり、それから緑、青、そして最後に赤になった。固定色の量が多いようである。
収容容器内のクランベリージュースは、10BV後に目標値3.5に達した(9BVでのpHA:3.67および10BVでのpHA:3.46)。
収容容器に集められたこのクランベリージュースについては、6~7BVの間のpHの低下が観察される(6BVでのpHA:9.62および7BVでのpHA:5.31)。
したがって、この実験の間、クランベリージュースはpHの著しい変化を受け、それは色の変更およびアントシアンなどの対象化合物の沈殿(言い換えれば、変質)を引き起こした。
表10は以下を概説する:
・クランベリージュースに存在するリンゴ酸とキナ酸の濃度:
・未処理(すなわち、脱酸されるクランベリージュース);
・未処理のクランベリージュースが10BVで樹脂2で充填されたカラムを通過した時に受入容器中で脱酸された;
・未処理のクランベリージュースが15BVで樹脂2で充填されたカラム2を通過した時に受入容器中で脱酸された;
・キナ酸濃度とリンゴ酸濃度との比。
Figure 0007008346000010
10BVおよび15BVでの未処理クランベリージュース中に存在するリンゴ酸およびキナ酸の濃度を概説する表10
表10を考慮すると、樹脂2を用いたこの脱酸実験中に以下のことが分かる:
・キナ酸およびリンゴ酸は樹脂2によって捕捉される:クランベリージュースが10BVまで脱酸されたとき、すなわち目標値3.5に達した直後に、それらの濃度はそれぞれ6.63から5.91におよび9.47から5.11になる;
・リンゴ酸は、キナ酸よりも樹脂2によってより固定される。比は0.7から0.83になる。
したがって、キナ酸は樹脂2との親和性が低い。
表8と表10を比較すると、次のことがわかる:
・樹脂2は樹脂1よりはるかに少ないキナ酸を捕捉する;
・樹脂2は樹脂1よりもわずかに低い交換容量を有する。実際、それは樹脂1より少ないリンゴ酸およびキナ酸を捕捉する。
C-陰イオン交換カラムのループ内での循環によるクランベリージュースの脱酸:
このセクションCにおける実験は、ループ循環を有する陰イオン交換カラムで行われた。樹脂1および2をそれぞれカラムに充填した。
カラムの出口で、クランベリージュースの流出物を供給槽に再導入した。
図2aは、これらの実験をループ内で脱酸されるクランベリージュースの循環を用いて行った装置10を模式的に示す。
樹脂1を充填したカラムを用いて、脱酸されるクランベリージュースの装填量(すなわち、ループ内を循環して脱酸されるクランベリージュースの量)を確認するために5回の実験を行った。
pHメーター18によってカラムの出口8bで測定した脱酸されたクランベリージュースの測定したpHを、以後「pH2」と呼ぶ。
図2aには示されていないpHメーターによって容器2内で測定したクランベリージュースの測定したpHを、以後「pH1」と呼ぶ。
1回目の実験は、8BVのクランベリージュースの装填量で行った。
この第1の実験では、以下の表11は、時間の関数(分で表される)として概説する:
・pH1とpH2の値;
・カラム内を循環するクランベリージュースの流速(mL/分およびBV/時で表される)。流速は常に10BV/時~250BV/時の間である。
Figure 0007008346000011
pH2、pH1の値および8BVの装填量のクランベリージュースの循環流速を概説する表11
図5は、装填量8BVのクランベリージュースのループ内での循環を伴うこの第1の実験について、時間経過としてのpH1、pH2およびBV/時で表される流速の変化を示すグラフである。
表11および図5を考慮すると、特に以下が分かる:
・容器内のクランベリージュースのpHは、47分のループ循環後に目標値3.5に達した;したがって、この第1の実験は、本発明の脱酸プロセスの第1の実施に対応する。
・1分後、次いで2分後に、カラム出口のクランベリージュースのpHは、それぞれ、5.01、4.09であった;次に、4分後にはそれは3.2であった。
・カラムの出口でのクランベリージュースは、依然として5以下のpHを有していた。したがって、本発明のプロセスは、アントシアンなどの対象化合物を変質させる可能性は低い。
2回目の実験は、10BVのクランベリージュースの装填量で行った。
この第2の実験では、以下の表12は、時間の関数(分で表される)として概説する。
・pH1とpH2の値;
・カラム内を循環するクランベリージュースの流速(mL/分およびBV/時で表される)。流速は常に10BV/時~250BV/時の間である。
Figure 0007008346000012
pH2、pH1の値および10BVの装填量のクランベリージュースの循環流速を概説する表12
図6は、装填量10BVのクランベリージュースのループ内での循環を伴うこの第2の実験について、時間の関数としてpH1、pH2およびBV/時で表される流速の変化を示すグラフである。
表12と図6を考慮すると、特に次のことが分かる:
・カラムの出口のクランベリージュースは、依然として4未満のpHを有していた。したがって、本発明のプロセスは、アントシアンなどの対象化合物を変質することがない。
・240分の実験の後、容器内のクランベリージュースのpHは約3.39の実質的に一定の値に達し、そのため、これは設定目標値3.5に非常に近い;
・したがって、この第2の実験は、本発明の脱酸プロセスの実施に対応する。
3回目の実験は9BVのクランベリージュースの装填量で行った。
この第3の実験では、以下の表13は時間の関数(分で表される)として概説する:
・pH1とpH2の値;
・カラム内を循環するクランベリージュースの流速(mL/分およびBV/時で表される)。流速は常に10BV/時~250BV/時の間である。
Figure 0007008346000013
pH2、pH1の値および9BVの装填量のクランベリージュースの循環流速を概説する表13
図7は、装填量9BVのクランベリージュースのループ内での循環を伴うこの第3の実験について、時間の関数としてpH1、pH2およびBV/時で表される流速の変化を示すグラフである。
表13と図7を考慮すると、特に次のことが分かる:
・カラムの出口のクランベリージュースは、依然として4未満のpHを有していた。したがって、本発明のプロセスは、アントシアンなどの対象化合物を変質しなかった。
・110分の実験の後、容器内のクランベリージュースのpHは目標値の3.5に達した;
・したがって、この第3の実験は、本発明の脱酸プロセスの実施に対応する。
4回目の実験は9BVのクランベリージュースの装填量で行った。
この4回目の実験では、以下の表14は時間の関数(分で表される)として概説する:
・pH1とpH2の値;
・カラム内を循環するクランベリージュースの流速(mL/分およびBV/時で表される)。流速は常に10BV/時~250BV/時の間である。
Figure 0007008346000014
pH2、pH1の値および9BVの装填量のクランベリージュースの循環流速を概説する表14
図8は、装填量9BVのクランベリージュースのループ内での循環を伴うこの第4の実験について、時間の関数としてpH1、pH2およびBV/時で表される流速の変化を示すグラフである。
表14と図8を考慮すると、特に次のことが分かる:
・カラムの出口のクランベリージュースは、依然として5未満のpHを有していた。したがって、本発明のプロセスは、アントシアンなどの対象化合物を変質する可能性は低い。
・120分の実験の後、容器内のクランベリージュースのpHは約3.35の実質的に一定の値に達し、そのため、これは設定目標値3.5に非常に近い。
・したがって、この第4の実験は、本発明の脱酸プロセスの実施に対応する。
5回目の実験は、8BVのクランベリージュースの装填量で行った。この5回目の実験については、以下の表15は、時間の関数として(分で表される)概説する:pH1およびpH2の値ならびにカラム内を循環するクランベリージュースの流速(mL/分およびBV/時で表す)。
この5回目の実験では、最初の2分間のカラムのクランベリージュースの循環流速は2.6BV/時であり、したがって、10BV/時未満であった。
したがって、この5回目の実験の最初の2分間では、本発明の脱酸プロセスを実施しなかった。以下に、これが脱酸されるクランベリージュースに及ぼす影響について概説する。
Figure 0007008346000015
pH2、pH1の値および8BVの装填量のクランベリージュースの循環流速を概説する表15
図9は、装填量9BVのクランベリージュースのループ内での循環を伴うこの第5の実験について、時間の関数としてpH1、pH2およびBV/時で表される流速の変化を示すグラフである。
表15および図9を考慮すると、特に次のことが分かる:
・実験の最初(すなわち、クランベリージュースのループ内の循環)の2分間では、流速はわずか2.6BV/時であり、実験の開始時にカラムを出るクランベリージュースのpH値(これは8.5(すなわち、アントシアンなどの対象化合物が変質する可能性が高いpH値)を超えていた)に影響を及ぼした;
・流速が2.6BV/時から52.2BV/時に上昇すると、クランベリージュースのpHは直ちに8.92から3.28に変わった。すなわち、クランベリージュースは対象化合物が変質しないpH値に達した。;
・実験の49分後、容器内のクランベリージュースのpHは目標値の3.5に達した。
したがって、この第5の実験は、クランベリージュースの循環流速が少なくとも10BV/時でなければならないことの重要性、ならびにその調節、特に、クランベリージュースが、カラムを出るときに、アントシアンなどの対象化合物が変質する可能性がある値よりも高いpHを持たないようにするために、それが高くなければならない場合の実験の開始時での調節の重要性を証明する。
樹脂2を充填したカラムを用いて、脱酸されるクランベリージュースの装填量を変えて(すなわち、ループ状に循環配置した)3つの実験を行った。
1回目の実験は装填量6BVで行った。
この第1の実験では、以下の表16は、時間の関数として(分で表される)概説する:
・pH1とpH2の値;
・カラム内を循環するクランベリージュースの流速(mL/分およびBV/時で表される)。流速は常に10BV/時~250BV/時の間である。
Figure 0007008346000016
pH2、pH1の値および6BVの装填量のクランベリージュースの循環流速を概説する表16
図10は、装填量6BVのクランベリージュースのループ内での循環を伴うこの第1の実験について、時間の関数としてpH1、pH2およびBV/時で表される流速の変化を示すグラフである。
表16と図10を考慮すると、特に次のことが分かる:
・実験開始時の120BV/時の高い循環流速にもかかわらず、カラムを出るクランベリージュースのpH値は9.58であった(すなわち、アントシアンなどの対象化合物が変質する可能性が高いpH値);
・次に、2分の実験の後、クランベリージュースのpH値は依然として5未満であった(すなわち、対象化合物が変質しそうにないpH値)。
・したがって、実験の最初の1分は、非常に高い循環流速にもかかわらず、対象化合物にとって有害であったかもしれない;
・装填量6BVのクランベリージュースと樹脂2では、カラムを出るクランベリージュースのpHが9より大きいという事実から、実験の開始時に対象化合物の変質を防ぐために、120BV/時以上の循環流速および/または別の寸法のカラムを実施する必要がある;
・17分の実験後、容器内のクランベリージュースのpHは目標値の3.5に達した。
2回目の実験は、装填量8BVで行った。
この第2の実験では、以下の表17は、時間の関数として(分で表される)概説する:
・pH1とpH2の値;
・カラム内を循環するクランベリージュースの流速(mL/分およびBV/時で表される)。流速は常に10BV/時~250BV/時の間である。
Figure 0007008346000017
pH2、pH1の値および8BVの装填量のクランベリージュースの循環流速を概説する表17
図11は、装填量8BVのクランベリージュースのループ内での循環を伴うこの第2の実験について、時間の関数としてpH1、pH2およびBV/時で表される流速の変化を示すグラフである。
表17および図11を考慮すると、特に以下のことが分かる;
・実験開始時の120BV/時の高い循環流速にもかかわらず、カラムを出るクランベリージュースのpH値は6.83であった(すなわち、アントシアンなどの対象化合物が変質し得るため、適度に許容されるpH値)。;
・次に、1.5分の実験後、クランベリージュースのpH値は依然として4.55未満であった(すなわち、対象化合物が変質しそうにないpH値);
・この2回目の実験では目標値の3.5に達しない;
・したがって、この第2の実験の間、対象化合物が変質したかもしれないという事実は別として、クランベリージュースのpHが設定された目標値3.5まで上昇するように、クランベリージュースの循環流速を調整しなかった。
3回目の実験は装填量10BVで行った。
この3回目の実験では、以下の表18は、時間の関数として(分で表される)概説する:
・pH1とpH2の値;
・カラム内を循環するクランベリージュースの流速(mL/分およびBV/時で表される)。流速は常に10BV/時~250BV/時の間である。
Figure 0007008346000018
pH2、pH1の値および10BVの装填量のクランベリージュースの循環流速を概説する表18
図12は、装填量10BVのクランベリージュースのループ内での循環を伴うこの第3の実験について、時間の関数としてpH1、pH2およびBV/時で表される流速の変化を示すグラフである。
表18と図12を考慮すると、特に次のことが分かる:
・クランベリージュースは、カラムを出るときに依然として4.5未満のpHを有していた。したがって、本発明のプロセスは、アントシアンなどの対象化合物を変質する可能性は低い;
・この3回目の実験では目標値の3.5に達しなかった;
・この第3の実験では、クランベリージュースのpHが設定された目標値3.5まで上昇するように、クランベリージュースの循環流速を調整しなかった。
表19は、行った実験(すなわち、樹脂1を用いた実験E1~E5および樹脂2を用いた実験E’1~E’3)に従って概説した要約表である:
・脱酸するためにボウル内を循環したクランベリージュースの量、換言すると、脱酸されるクランベリージュースの装填量。この量はBVで表される;
・Brix度(°Bx)で表される濃度指数;
・実験終了時の最終pH;
・実験の期間;
・420nm、520nm、620nmおよび280nmの光学濃度;
・強度と明度;
・420nm、520nm、620nmおよび280nmにおける相対光学濃度;
・相対強度と相対明度;
・脱酸されたクランベリージュース中のリンゴ酸およびキナ酸濃度;
・これらのリンゴ酸とキナ酸の濃度の比。
さらに、「未処理ジュース」と題された列において、未処理クランベリージュースの特徴が、すなわちその脱酸前が想起される。
光学濃度は、紫外可視分光光度法により測定した。
強度パラメータは、420nm、520nmおよび620nmにおける光学濃度の値の合計に対応する。
明度パラメータは、420nmにおける光学濃度と520nmにおける光学濃度との比に対応する。
280nmでの光学密度は、炭素および二重結合環の濃度の指標を提供し、したがって、それは機能性分子の濃度に比例する。
相対光学濃度は、対応するクランベリージュースのBrix度で表される濃度指数で割った光学濃度に対応する。これらの相対光学濃度値は、カラム中の水の存在による希釈効果を説明する。相対強度と相対明度値についても同じことが言える。
リンゴ酸およびキナ酸の濃度は、上記の装置を用いてHPLCにより決定した。
樹脂1および2を用いた本発明のプロセスを実施するこれらのすべての実験の間に、循環流速を調節して、pH値2.47から目標値の3.5に近い値に変化させることによってクランベリージュースを脱酸することができたことは注目すべきことである。したがって、実験の開始時にカラムから出るクランベリージュースのpHが高すぎ(したがって対象化合物に有害で)ないように、初期循環流速は非常に高くなければならない。次に、循環流速を徐々に減らし、樹脂1では約20BV/時、樹脂2では70BV/時で安定させた。樹脂2は樹脂1よりも速い動力学を有し、これは特に実験の始めに、カラムの出口でのクランベリージュースのpHを十分に調節することを必要とする。
Figure 0007008346000019
本発明の脱酸プロセスを実施する8つの実験の結果をまとめた表19
表19を考慮すると、以下のことが分かる:
・樹脂1は樹脂2の50倍の交換容量を有する。実際、樹脂1を用いると、pHを3.5に保ちながら約9BVまでのクランベリージュースを脱酸することが可能であり、一方、樹脂2を用いると、3.5pH単位のレベルを保証するために装填量6BVに限定する必要がある;
・これらの条件下で、樹脂2は着色強度の有意な減少を引き起こす:未処理ジュースは0.60であり、樹脂1ではpH3.5で0.77に達するが、樹脂2では0.29にすぎない;
・本発明のプロセスは、リンゴ酸の濃度に対するキナ酸の濃度の比を増加させる:それは、脱酸されたジュースでは0.7から0.9~1になる。
・リンゴ酸はキナ酸よりも著しく濃度が減少する。
本発明のプロセスに従って、10回の試験から得られたジュースを混合しそして50Brixに濃縮した。濃縮脱酸ジュースを未処理濃縮ジュースと比較した。以下が分かる:
・リンゴ酸の20%の減少
・キナ酸の一定濃度
・プロセスの間、カチオン(ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなど)の量が変化していない。
本発明のプロセスによって脱酸されたジュースの総プロアントシアニジンは、クランベリー粉末中のプロアントシアニジンを定量するための標準的方法のマルチラボ検証、Wiley Interscience、2010を使用してアッセイされ、そしてその結果をA2二量体プロアントシアニジン当量において以下の表に示す。
Figure 0007008346000020
成分(下表で特定)の走査は、ネガティブモードで液体クロマトグラフィーおよび4回飛行時間型(UPLC-QTOF)システムを使用して行った。試料をろ過した。コンピューター処理後、得られた正確な質量を、データバンクを用いた同定後にファミリーによって一緒にまとめた。次の表は、すべてのファミリーついて得られた面積の合計を示している。
Figure 0007008346000021
Figure 0007008346000022
Figure 0007008346000023
キャラクタリゼーションから明らかに生じるのは、プロアントシアニジン、フェノール酸、フラボノイド、および脱酸されたクランベリージュースの特定の重要なカチオンなどの対象化合物の含有量が、脱酸されるクランベリージュースと実質的に同じであるということである。
図13は、樹脂1を用いて行った5つの実験について、脱酸されるクランベリージュースの装填量の関数として、実験の期間および実験終了時のpHの変化を示すグラフである。
図13のグラフを考慮すると、カラムを樹脂1で充填した場合の脱酸されるクランベリージュースの最適装填量は9BVであることが分かる。
図14は、樹脂2を用いて行った3つの実験について、脱酸されるクランベリージュースの装填量の関数として、実験の期間および実験終了時のpHの変化を示すグラフである。
図14のグラフを考慮すると、カラムを樹脂2で充填した場合の脱酸されるクランベリージュースの最適装填量は6BVであることが分かる。
樹脂1を用いた3回目の実験では、上昇流モードで流速2BV/時で2BVの塩酸(1mol/L;73g/Lの樹脂)を用いて、次いで、上昇流モードを使用して流速2BV/時で2BVの水でゆっくりとすすぐことによって、樹脂の飽和を行った。
飽和の間、樹脂によって固定された酸は塩酸を通すことによって放出される。
以下の表20は、樹脂1について、出口で回収された流出液中の塩化物、リンゴ酸およびキナ酸の濃度を、それをそれぞれ、飽和およびすすぐための樹脂1を循環させた塩酸、次いで水のBVの関数として概説する。BVは累積的に表されている。これにより、樹脂1の飽和、それに続くすすぎの進行の関数として塩化物、リンゴ酸およびキナ酸濃度の変化を追跡することが可能になる。
Figure 0007008346000024
表20は、樹脂1の塩酸での飽和と続くすすぎの間の塩化物とリンゴ酸とキナ酸の濃度を概説する
図15は、塩酸、次いで水の累積BVの関数として、塩化物、リンゴ酸およびキナ酸の濃度の変化のグラフである。
樹脂2を用いた1回目の実験では、上昇流モードで流速2BV/時で2BVの塩酸(1mol/L;73g/Lの樹脂)を用いて、次いで、上昇流モードを使用して流速2BV/時で2BVの水でゆっくりとすすぐことによって、樹脂の飽和を行った。
以下の表21は、樹脂2について、出口で回収された流出液中の塩化物、リンゴ酸およびキナ酸の濃度を、それをそれぞれ、飽和およびすすぐための樹脂2を循環させた塩酸、次いで水のBVの関数として概説する。BVは累積的に表されている。
Figure 0007008346000025
表21は、樹脂2の塩酸での飽和と続くすすぎの間の塩化物とリンゴ酸とキナ酸の濃度を概説する
図16は、塩酸、次いで水の累積BVの関数として、塩化物、リンゴ酸およびキナ酸の濃度の変化のグラフである。
表20および21ならびに図15および16を考慮すると、以下のことに気付くであろう:
・樹脂2は回収留分中に過剰の塩化物を実質的に含まないため、樹脂1はより大きな交換容量を有するのに対し、樹脂2を用いて回収された留分中に平均10g/Lの残留塩化物が測定される。塩化物のおよそ1/3は、樹脂2での飽和の間は使用されない。
D-グレナデンシロップの配合例
以下の表22は概説する:
・本発明のプロセスで脱酸されたクランベリージュースを含むグレナデンシロップの配合物、すなわち「本発明の配合物」;
・伝統的に実施されているグレナデンシロップの同等の配合物、すなわち「比較配合物」。
Figure 0007008346000026
本発明と比較のグレナデンシロップの配合物を概説する表22
クエン酸は150g/Lの濃度で水中に溶解していた。
本発明のグレナデンシロップの配合物は、比較同等配合物と比較して、色素、および酸度補正剤として使用される食品添加物であるが、歯の問題を引き起こすことも知られているクエン酸を含まないという利点を有する。
E-クランベリー/ラズベリーシロップ配合物の例
以下の表23は概説する:
・本発明のプロセスで脱酸されたクランベリージュースを含むクランベリーシロップおよびラズベリーシロップの配合物、すなわち「本発明の配合物」;
・伝統的に実施されているクランベリー/ラズベリーシロップの同等の配合物、すなわち「比較配合物」。
Figure 0007008346000027
本発明と比較のクランベリー/ラズベリーシロップの配合物を概説する表23
本発明のクランベリーおよびラズベリーシロップの配合物は、比較同等配合物と比較して、以下の利点を有する:
・色素E124およびクエン酸を含まない;
・イソグルコースシロップからの糖の一部、ならびにエルダーベリーおよびグレープシロップからの糖を本発明のプロセスによる脱酸されたクランベリージュースで置換した。
比較配合物は、脱酸されていないクランベリージュースを含むことに留意する。
本発明のプロセスを用いてクランベリージュースを脱酸することにより、比較同等配合物よりも多くのクランベリージュースを含むクランベリーシロップおよびラズベリーシロップの配合物を得ることが可能になり、したがってクランベリージュースをよりよく活用することが可能になる。
クランベリーシロップとラズベリーシロップの配合物は、より自然なものとして認識される。それはさらに、赤い果実含有量が脱酸されていないクランベリージュース中の含有量からなる比較配合物よりも、高い赤い果実含有量が、ラズベリーおよびクランベリー香味料に加わることを示すことを可能とする。
F-クランベリーシャーベット配合
以下の表24は、本発明のプロセスを用いて脱酸されたクランベリーベースのシャーベット配合物を概説する。
Figure 0007008346000028
本発明によって脱酸されたクランベリージュースに基づくシャーベット配合物を概説する表24
本発明のプロセスを用いて脱酸されたクランベリージュースの低い酸性度は、このクランベリージュースを多く含む(シャーベットの総重量に対して重量含有量93%)シャーベット配合物を製造することを可能にする。非常に少量のフルクトースシロップおよび天然香料(シャーベットの総質量に対してそれぞれ、1%および6%の重量含有量)、ならびにシャーベット配合物中に食物添加物および色素が存在しないことは、とても自然で「純粋な果物」製品であることを証明する。
G-バーベキューソースタイプの調理用ソース配合物
このおいしい製品の例では、クランベリーのフルーティーなノートは、酸味と渋味の点での欠点がなく、伝統的なバーベキュータイプのノート、すなわちスモーキーと関連しており、ソースに砂糖/塩のバランスを与える。
下の表25に概説されるソースの全ての成分を混合し、生成物の鮮度を保つために85℃で5分間熱処理し、次に低温殺菌しそして無菌的に包装した。
Figure 0007008346000029
本発明によって脱酸されたクランベリージュースのベースを有するバーベキュータイプの調理用ソース配合物を概説する表25

Claims (17)

  1. 脱酸されたクランベリージュースであって、
    ・前記脱酸されたジュースのpHが、3.2~3.8であり;
    ・前記脱酸されたジュースのキナ酸/リンゴ酸の比が、0.85~0.99であり;
    ・前記脱酸されたジュースは、添加された糖、マスキング剤または緩衝剤を含まないことを特徴とする、脱酸されたクランベリージュース。
  2. 前記マスキング剤が、塩基またはキレート剤である、請求項1に記載の脱酸されたクランベリージュース。
  3. 前記脱酸されたクランベリージュースの総プロアントシアニジン含有量が、前記脱酸されたクランベリージュースとする脱酸されるクランベリージュースの95~105%の範囲外に変化しない、請求項1または2に記載の脱酸されたクランベリージュース。
  4. 前記脱酸されたクランベリージュースの無機カチオンの含有量が、前記脱酸されたクランベリージュースとする脱酸されるクランベリージュースの95~105%の範囲外に変化しない、請求項1~3のいずれか一項に記載の脱酸されたクランベリージュース。
  5. 前記脱酸されたクランベリージュースのプロアントシアニジン、フェノール酸、フラボノイドおよび無機カチオンのうちの2、3または4の含有量が、脱酸されるクランベリージュースの含有量より実質的に低くない、請求項1に記載の脱酸されたクランベリージュース。
  6. 前記無機カチオンが、カリウム、カルシウムおよびナトリウムである、請求項またはに記載の脱酸されたクランベリージュース。
  7. 脱酸されるクランベリージュースを脱酸するプロセスであって、
    ・前記脱酸されるクランベリージュースを弱陰イオン交換樹脂上に溶出させて、溶出後に脱酸されたクランベリージュースとすること;
    ・前記弱陰イオン交換樹脂は、アクリルまたはスチレンタイプの樹脂であること;
    ・前記脱酸されるクランベリージュースは、溶出後の前記脱酸されたクランベリージュースがpH=pKa1(リンゴ酸)<pH<pKa(安息香酸)を有するような速度(BV/時)で前記樹脂上に溶出されること;
    ここで、「pKa1(リンゴ酸)」はリンゴ酸の第1の酸性度のpKaを表し、「pKa(安息香酸)」は安息香酸のpKaを表す、を特徴とする、脱酸されるクランベリージュースを脱酸するプロセス。
  8. 前記陰イオン交換樹脂が、アクリルタイプである、請求項に記載のプロセス。
  9. 前記アクリルタイプの陰イオン交換樹脂が、1.6~3.2当量/Lの容量を有する、請求項に記載のプロセス。
  10. 前記樹脂が、前記脱酸されるジュースと前記樹脂との5:1の体積比で、前記脱酸されるジュースと前記樹脂とを5分間接触させた後に観察される+0.10pH/分単位以上の初期交換速度を有する、請求項またはに記載のプロセス。
  11. 前記プロセスが、500NTU未満の濁度を有するまで前記ジュースを清澄化することをさらに含む、請求項7~10のいずれか一項に記載のプロセス。
  12. 前記脱酸プロセスが、前記陰イオン交換樹脂を含むカラム中で行われ、前記溶出が、前記脱酸されるクランベリージュースを少なくとも1回循環することからなる、請求項7~11のいずれか一項に記載のプロセス。
  13. 前記カラム内で脱酸されるジュースの溶出速度が、10BV/時以上である、請求項12に記載のプロセス。
  14. 前記カラム内で脱酸されるジュースの溶出速度が、10BV/時~250BV/時である、請求項12に記載のプロセス。
  15. 脱酸されるクランベリージュースの体積が、1~20BVである、請求項12~14のいずれか一項に記載のプロセス。
  16. 求項1~のいずれか一項のクランベリージュースを含む、食品組成物。
  17. ***症の予防に使用するための、請求項16に記載の食品組成物。
JP2019515515A 2016-09-20 2017-09-19 脱酸されたクランベリージュースおよびその調製方法 Active JP7008346B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1658802A FR3056080B1 (fr) 2016-09-20 2016-09-20 Procede de desacidification d’un jus de fruit, notamment d’un jus de canneberge
FR16/58802 2016-09-20
PCT/EP2017/073641 WO2018054904A1 (fr) 2016-09-20 2017-09-19 Jus de canneberge désacidifié et procédé de préparation de ce dernier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019528745A JP2019528745A (ja) 2019-10-17
JP7008346B2 true JP7008346B2 (ja) 2022-02-10

Family

ID=57396655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019515515A Active JP7008346B2 (ja) 2016-09-20 2017-09-19 脱酸されたクランベリージュースおよびその調製方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11160296B2 (ja)
EP (1) EP3515206B1 (ja)
JP (1) JP7008346B2 (ja)
CN (1) CN109803541B (ja)
AU (1) AU2017329732B2 (ja)
CA (1) CA3035841C (ja)
ES (1) ES2821926T3 (ja)
FR (1) FR3056080B1 (ja)
MX (1) MX2019003085A (ja)
WO (1) WO2018054904A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2956812T3 (es) * 2018-08-24 2023-12-28 West Invest S A Sistemas y métodos para la desacidificación de fluidos
ES2922179T3 (es) 2018-10-02 2022-09-09 West Invest S A Procedimiento para producir PACs purificadas y azúcar a partir de zumo de fruta, y composiciones que comprenden los mismos
CN110537647A (zh) * 2019-08-29 2019-12-06 上海根莱食品有限公司 一种胶原蛋白肽酵母果汁复合饮料及其制备方法
CN110698525B (zh) * 2019-10-31 2022-10-04 湖南朗林生物资源股份有限公司 一种蔓越橘提取物的制备方法
US20230157327A1 (en) 2020-04-27 2023-05-25 West Invest Sa Water drink comprising a fruit flavor and a process for preparing said water drink

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007534793A (ja) 2004-02-06 2007-11-29 ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー アクリルを含有する単分散パールポリマーの製造方法
JP2012171899A (ja) 2011-02-21 2012-09-10 Unitika Ltd ***症予防改善剤
CN104592011A (zh) 2015-02-13 2015-05-06 宁波杰顺生物科技有限公司 一种蔓越莓中奎宁酸提取物的制备方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1316502A (fr) * 1960-10-04 1963-02-01 Florida Citrus Canners Coopera Procédé d'amélioration du goût des jus de fruits par dialyse
FR2041431A5 (en) * 1969-04-24 1971-01-29 Buitoni Guiseppe Tomato or fruit juice ph adjustment by - anion exchange
JPS5943150B2 (ja) * 1982-05-24 1984-10-19 栗田整備株式会社 柑橘果汁の減酸装置
US4522836A (en) * 1983-05-19 1985-06-11 Mitco Water Laboratories, Inc. Upflow ion exchange treatment of natural edible juices containing high acidity and suspended solids
US4666721A (en) * 1985-06-21 1987-05-19 The Dow Chemical Company Process of removing acids from juice
EP0481603A1 (en) * 1990-10-15 1992-04-22 The Dow Chemical Company Separation of weak organic acids from liquid mixtures
JP2939441B2 (ja) * 1996-08-05 1999-08-25 小川香料株式会社 食品の呈味改善剤
US5817354A (en) * 1996-08-22 1998-10-06 Sepragen Corporation High throughput debittering
TR200001149T2 (tr) * 1997-10-28 2000-08-21 Unilever N.V. Oda sıcaklığında niteliği bozulmayan niteliği bozulmayan ve esası çay olan bir içecek
US7264837B2 (en) * 2003-04-02 2007-09-04 Tropicana Products, Inc. Resin deacidification of citrus juice and high acid maintenance
US20050175760A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-11 Yongsoo Chung Single strength juice deacidification incorporating juice dome
US20070275140A1 (en) * 2006-05-26 2007-11-29 Paula Safko Beverage compositions comprising a preservative system
US20100009060A1 (en) 2008-07-14 2010-01-14 Smith Jonathan D Method for processing raw fruit to produce enhanced fruit products and the fruit products produced by the method
EP2792254B1 (en) 2009-04-16 2016-10-05 Ocean Spray Cranberries, Inc. Phenolics extraction and their use in compositions with fumaric acid
CN101862010A (zh) * 2009-04-20 2010-10-20 赵玉平 一种降低果汁中有机酸含量的制备方法
CN101862011B (zh) * 2009-04-20 2014-02-19 赵玉平 一种降低果汁中有机酸含量的工艺
WO2012008830A1 (en) * 2010-07-13 2012-01-19 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Methods and compositions for deacidifying fruit juice
CN102805397B (zh) * 2012-08-30 2014-01-01 江苏省中国科学院植物研究所 一种黑莓果汁及其加工方法
CN105685761A (zh) * 2016-01-30 2016-06-22 烟台大学 一种降低果汁/果酒饮品有机酸的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007534793A (ja) 2004-02-06 2007-11-29 ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー アクリルを含有する単分散パールポリマーの製造方法
JP2012171899A (ja) 2011-02-21 2012-09-10 Unitika Ltd ***症予防改善剤
CN104592011A (zh) 2015-02-13 2015-05-06 宁波杰顺生物科技有限公司 一种蔓越莓中奎宁酸提取物的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109803541B (zh) 2024-01-30
CA3035841A1 (fr) 2018-03-29
FR3056080A1 (fr) 2018-03-23
US11160296B2 (en) 2021-11-02
EP3515206B1 (fr) 2020-08-05
FR3056080B1 (fr) 2019-09-13
CN109803541A (zh) 2019-05-24
AU2017329732A1 (en) 2019-04-11
ES2821926T3 (es) 2021-04-28
EP3515206A1 (fr) 2019-07-31
JP2019528745A (ja) 2019-10-17
MX2019003085A (es) 2019-09-18
CA3035841C (fr) 2020-10-06
WO2018054904A1 (fr) 2018-03-29
US20190216112A1 (en) 2019-07-18
AU2017329732B2 (en) 2022-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7008346B2 (ja) 脱酸されたクランベリージュースおよびその調製方法
Bagci Effective clarification of pomegranate juice: A comparative study of pretreatment methods and their influence on ultrafiltration flux
Gorinstein et al. Characterization of antioxidant compounds in Jaffa sweeties and white grapefruits
DE602004008007T2 (de) Verpackte, Tee-gegründete Getränke
AU2012343946B2 (en) Anthocyanin-based colorant
KR20090008230A (ko) 정제 녹차 추출물의 제조법
JP2014512836A (ja) 飲料
Castaldo et al. Composition of Italian kiwi (Actinidia chinensis) puree
Chen et al. Turbidity, antioxidant compounds, color, and dynamics of clarification of bayberry juice using various polysaccharide‐based clarifying agents
JP2024045698A (ja) 容器詰飲料及びその製造方法
Malek et al. Physicochemical properties, total phenolic and antioxidant activity of mixed tropical fruit juice, TP 3 in 1 TM
JP2000300224A (ja) 野菜ジュース
JP2004500090A (ja) カルシウム強化されたブドウに基づく生成物及びそれらの製造方法
Spagna et al. A method for anthocyanin extraction from fresh grape skin
KR20140028485A (ko) 딸기 꼭지를 이용한 항산화 활성이 강화된 딸기 음료 제조 방법
CA2461295A1 (en) Vitamin fortification of foodstuffs
JP2021505192A (ja) ポマース由来の食用液体、当該液体の製造方法および当該方法による製品
MAIN et al. QUALITY AND STABILITY OF BLUEBERRY JUICE BLENDED WITH APPLE, GRAPE AND CRANBERRY JUICE 1
JP2020171233A (ja) 酸性領域で香味を保持可能な容器詰青汁飲料
AU2021104833A4 (en) Simple and rapid commercial method for the production of anthocyanin pigment from the black carrot (daucus carota) juice by resin column chromatography
JPS6251971A (ja) 長期保存しても沈澱が生じない飲料等の製造法
Güler Physical, chemical and sensory properties of sour grape based beverages and monitoring of their quality changes during storage
JP2022170544A (ja) 酸性飲料、及び、酸性飲料の青色退色抑制方法
de Beer et al. Shelf life stability of red‐fleshed plum nectars: role of polyphenol fortification on quality parameters
JP2020171230A (ja) 中性領域で長期間緑色を保持可能な容器詰青汁飲料

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190520

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200831

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210812

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7008346

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150