抗光诱导的味道变化的饮料和食品、其制备方法以及赋予这种抗性的组合物 【技术领域】
本发明涉及具有增加的对光诱导的味道变化的抗性的饮料和食品以及可有利地用作饮料或食品中的添加剂以防止或减少光诱导的味道变化的组合物。本发明的光稳定组合物特别适合用于接触光易于发生变味的饮料或食品，尤其是它们的包装不充分地保护它们免受光的有害影响的饮料或食品。
本发明还包括这些组合物的生产方法，以及使用本发明的组合物制备改善的饮料和食品的方法。
背景技术
光诱导的变味形成是饮料和食品工业中众所周知的问题。各种与光接触引发或加速的变味发生反应已在科学文献中描述。这些变味发生反应进展的速率通常在与波长低于500nm的光，特别是紫外光接触时显著增加。
饮料和食品中的光敏性味道变化可通过使用促进变味发生反应的光频率不透过的材料包装这些饮料或食品而得到有效抑制。不过，由于各种原因，有时需要使用不具有该光屏蔽性质的包装材料。在这些情况下，饮料或食品的组分将需要优化以达到针对光诱导的味道变化具有足够的稳定性。在这些饮料或食品的常规组分不能达到该要求的情况下，可以使用特定的光稳定添加剂。
本领域已知采用多种添加剂用于稳定饮料和食品以对抗光诱导的变味形成。这些添加剂中的许多源于它们能够例如通过清除一种或多种反应物和/或关键中间产物来抑制变味发生反应的效力。此外，推荐使用清除引起变味的反应产物(例如通过形成非挥发性复合物)的添加剂或促进这些反应产物降解为不太有味的活性产物的添加剂。
代替如上所述的使光诱导的变味发生反应的影响最小化，还可以通过引入添加剂来防止这些反应发生，所述添加剂中和所述光特别是所述光中紫外部分的不希望的影响。US5,948,458描述了一种用于防止含有不饱和脂质和脂肪的液体食品由于该液体食品与紫外光接触引起的腐败、酸败或变色的方法，所述方法包括向所述食品中加入紫外吸收有效量的磷酸三钙的步骤。
US4,389,421教导了加入含有1，8-环氧基团的有机化合物如1，8-桉树脑以防止或显著减少麦芽饮料中的日照味。其中假设将1，8-环氧化合物加入麦芽饮料中通过防止五碳片段(异戊烯基链)从异α酸的异己烯酰侧链断裂而防止甲基丁烯基硫醇的形成，该片段若从所述侧链断裂则将与巯基反应形成异戊烯基硫醇(甲基丁烯基硫醇)。认为1，8-环氧化合物可通过与异戊烯基片段反应或通过保护异己烯酰侧链免于片段化或通过阻断巯基与异戊烯基片段反应来防止甲基丁烯基硫醇的形成。
许多已推荐用于稳定饮料或食品以对抗光诱导的变味形成的食品添加剂必须在产品包装上标明为化学品。考虑到消费者的接受性，饮料和食品的制造商通常不愿意使用这些化学或人造添加剂，而更愿意采用可能使成分标签更有吸引力(消费者友好标签)且提供相似功能的添加剂。
【发明内容】
本发明的发明人发现含有显著量的美拉德反应产物的组合物可以有利地用作饮料和食品中的添加剂以保护其对抗光诱导的味道变化，特别是如果这些组合物在用在添加剂之前已被脱色则更是如此。因此，本发明提供含有较多(substantial)量的美拉德反应产物的组合物，所述美拉德反应产物包括取代吡咯和取代吡喃酮(例如麦芽酚)，所述组合物进一步的特征在于其将紫外射线(280nm处)的高吸收和560nm处的可见光的低吸收组合。
美拉德反应也称为非酶褐变，其是涉及羰基和氨基化合物例如还原糖和氨基酸的复杂的级联反应。糖和氨基之间的反应首次于1908年由二位英国人Ling和Malting所描述，他们认为是啤酒中的颜色形成。在1912年，Louis-Camille美拉德描述在还原糖和氨基之间的褐变反应。尽管并非最先报告该反应，美拉德最先意识到该反应在如植物病理学、地质学和医学等多领域中的重要性。在食品技术中，美拉德反应在熟食品和加工食品的颜色、芳香、味道、质地和营养价值的形成中起重要作用。
含有显著量的美拉德反应产物的组合物在本领域中，特别是调味剂领域中是众所周知的。由于所谓的类黑精即作为美拉德反应终产物的褐色含氮聚合物和共聚物的存在，这些已知的组合物一般具有强的褐色。此外，这些已知组合物一般具有远低于100的吸收比A280/560。
本发明的光稳定组合物的本质方面是所述组合物中的类黑精的水平已被大大地减少，同时却保留了认为防止光诱导的味道变化的低分子美拉德反应产物。因此，本发明的组合物一般具有至少100的吸收比A280/560。
本发明的组合物中包含的美拉德反应产物能够吸收紫外射线。例如，麦芽酚在274nm处具有UV吸收最大值，而3，5-二羟基-6-甲基-2，3-二氢吡喃酮在296nm处。2-乙酰基吡咯在290nm处具有UV吸收最大值，而吡咯-2-醛和5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛在293nm处具有UV吸收最大值。虽然本发明的发明人认为本发明的组合物的有利性质主要与美拉德反应产物的紫外吸收性质有关，但是这些保护性质部分地来自这些物质的其他固有特性是可能的。
【具体实施方式】
因此，本发明的一方面涉及一种组合物，其包含
(A)至少10μg的取代吡咯/kg干物质，所述取代吡咯由下式I代表：
其中R1代表含有1-6个碳原子的任选氧化的烃基；R2代表氢或含有1-6个碳原子的任选氧化的烃基；而R3代表氢或直链或支链的C1-C5烷基残基；和
(B)至少100mg的吡喃酮/kg干物质，优选至少500mg的吡喃酮/kg干物质，所述吡喃酮选自麦芽酚、2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮(DDMP)及其组合；
所述组合物当以0.1重量％的干固体含量溶于水中时，表现：
i.超过0.01，优选超过0.05的280nm处的吸收(A280)；和
ii.至少100，优选至少200的吸收比A280/560。
美拉德反应产物B(麦芽酚和DDMP)的形成取决于所使用的反应条件。控制反应条件以使得形成大量的麦芽酚而仅有微小量的DDMP是可行的，反之亦然。根据本发明可以有利地使用含有显著水平的麦芽酚的组合物和含有显著水平的DDMP的组合物。
本发明的光稳定组合物的重要特征是其在250-400nm范围内，特别是在250-350nm范围内相对高的紫外吸收。280nm处的吸收，即A280是这一特殊性质的好的量度。一般地，本发明的组合物具有超过0.05，优选超过0.1，最优选超过0.3的A280。如本文以下“颜色强度”项下所述，A280相对于％固体测定，只是吸收在280nm处而不是在610nm处测定。
本发明的组合物的另一个重要特征是吸收比A280/560。所述光稳定组合物具有特别是在250-400nm范围内的波长下相对高的紫外光吸收以及相对低的可见光吸收，如在波长280nm和560nm处的光吸收的比(A280/560)至少100，优选至少200所证明。更优选，本发明的组合物具有至少250，更优选至少400，更优选至少500，最优选至少1000的吸收比A280/560。
如本文所用，术语“波长”，除非另外指出，是指光的波长。无论何时提及“吸收”，除非另外指出，这是指光的吸收。
本发明的组合物如果含有浓度为至少50μg/kg，更优选至少250μg/kg，最优选至少1000μg/kg的取代吡咯，则其对赋予光稳定特性特别有效。本发明的组合物中的麦芽酚和/或DDMP的浓度有利地为100mg/kg，优选至少200mg/kg，更优选至少500mg/kg，最优选至少2000mg/kg。
在本发明的组合物中可以存在的显著量的其它美拉德反应产物包括由下式代表的取代呋喃：
其中R4代表含有1-6个碳原子的任选氧化的烃基，而R5代表氢。一般地，本发明的组合物中的所述取代呋喃的浓度是至少100mg/kg，优选至少150mg/kg，最优选至少250mg/kg。根据特别优选的实施方案，所述取代呋喃代表5-羟基甲基-糠醛。
在本发明的优选实施方案中，所述取代吡咯由上式I代表，其中R1代表氧化的烃基，其含有1-6个，优选1-4个碳原子。更优选，R1代表氧代-取代的烃基残基，其含有1-3个，优选1-2个碳原子。根据另一优选实施方案，R1代表-(CO)CH3或-CHO。
根据另一优选实施方案，式I中的R2代表氢、C1-C2烷基或含有1-2个碳原子的氧化的烃基。更优选，R2代表氢、甲基、CH2OH或CHO。更优选，R2代表氢、甲基或CH2OH。根据一个特别优选的实施方案，R2代表氢。根据另一个特别优选的实施方案，R2代表CH2OH。
R3优选代表氢、甲基或-CH2CH2CH(CH3)CH3。根据一个特别优选的实施方案，R3代表氢。根据另一个特别优选的实施方案，R3代表-CH2CH2CH(CH3)CH3。根据另一个优选的实施方案，R3代表甲基。
根据特别优选的实施方案，所述取代吡咯选自2-乙酰基吡咯、吡咯-2-甲醛、甲基-吡咯-2-甲醛、5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛及其组合。在一个有利的实施方案中，所述取代吡咯是2-乙酰基吡咯。在另一个同等有利的实施方案中，所述取代吡咯是5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛。
在另一个优选的实施方案中，本发明的组合物含有至少100mg，优选至少1000mg，更优选至少5000mg，更优选至少10000mg，最优选至少20000mg的2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮(DDMP)/kg干物质。
在本发明的另一个优选实施方案中，所述光稳定组合物含有至少100mg，优选至少500mg，更优选至少1000mg，最优选至少2000mg的麦芽酚/kg干物质。
本发明的光稳定组合物中含有的5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛的量优选为至少1μg/kg干物质，更优选至少3μg/kg干物质，更优选至少6μg/kg干物质，最优选至少10μg/kg干物质。本发明的发明人观察到5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛对抑制日晒变味的形成特别有效。
在本发明的组合物同时含有所示量的取代呋喃和麦芽酚/DDMP的情况下，所述组合物的光稳定性质特别被认可。
本发明的光稳定组合物从含有还原糖的反应混合物起始被合适地制备。由于通常一些还原糖不反应，所以本发明的组合物一般含有以干物质重量计至少0.1％的还原糖。优选地，本发明的组合物含有以干物质重量计至少0.5％，更优选至少1％，最优选至少3％的还原糖。
本发明的组合物通常还含有一定量的1-氨基-1-脱氧-2-酮糖(阿马多里重排产物)。这些物质在美拉德反应的起始阶段形成。一般地，本发明的组合物含有至少10μg的1-氨基-1-脱氧-2-酮糖/kg干物质。最优选地，所述组合物含有至少100μg的酮糖/kg干物质。
本发明的组合物适合用于稳定多种饮料和食品以对抗光诱导的味道变化。不过最好的结果在含水食品中，特别是水连续食品中获得。为避免在这些产品中使用本发明的组合物会引起沉淀，优选本发明的稳定组合物是基本上完全水溶的。优选本发明的稳定组合物达到至少0.01重量％的干固体含量，更优选达到至少0.05重量％的干固体含量，最优选达到0.1重量％的干固体含量时是基本上完全水溶的。
如前所述，本发明的光稳定组合物优选包含不大于微量的类黑精。类黑精是相对大分子，其可以在美拉德反应完成后通过过滤或基于分子量、大小、疏水性或电荷能够分离的其它分离技术合适地去除。所得组合物一般包含以干物质重量计小于30％，优选小于20％，更优选小于15％，更优选小于10％，最优选小于5％的分子量超过30kDa的组分。更特别地，前述的量涉及分子量超过10kDa，更特别地超过5kDa，最特别地超过1kDa的组分。本发明的组合物中含有的分子量超过30kDa的组分的量通过将所述组合物的水溶液通过MilliporeYM30过滤器来测定。可以分别使用MilliporeYM10和YM1过滤器测定分子量超过10kDa和1kDa的组分的含量。要注意，用于测定高分子组分含量的不同技术可能获得不同的结果。因此，应理解，本申请中所述的kDa数就上述的方法学而定义。
低颜色强度，特别是在波长600nm处左右的低颜色强度也表明了类黑精及其它产生颜色物质的降低水平。在本发明的特别优选的实施方案中，本发明的光稳定组合物具有在610nm处不超过0.024，优选不超过0.01的如本文所计算的颜色强度。更优选地，如本文所计算的，所述颜色强度不超过0.003。测定在610nm处的颜色强度的合适方法在下文中描述。
本发明的组合物以例如固体含量为至少10重量％的相对浓缩的形式有利地被提供。更优选地，所述固体含量是至少20重量％，最优选地至少30重量％。本发明的组合物可以采用液体剂、糖浆剂、糊剂、散剂、颗粒剂或片剂的形式。优选地，本发明的组合物包含小于80重量％，更优选小于70重量％的水。
本发明的光稳定组合物可以合适地包含添加剂，例如抗氧化剂、乳化剂和载体物质。不过，优选地，本发明的组合物不包含任何认为不是“天然的”，也就是需要标记为“人造的”、“合成的”或“化学的”成分。此外，本发明的组合物优选包含以干物质重量计小于10％，更优选小于5％焦糖或脱色焦糖，另外，本发明的组合物优选包含以干物质重量计小于0.3％，更优选小于0.1％的果糖嗪(fructosazine)，所述果糖嗪选自2，5-脱氧果糖嗪、2，6-脱氧果糖嗪、2，5-果糖嗪、2，6-果糖嗪及其组合。
本发明的发明人发现如果本发明的光稳定组合物包含以干物质重量计至少30％，优选至少50％的谷物来源物质则获得特别好的结果。根据特别优选的实施方案，所述谷物来源物质来自选自大麦、小麦、稻(rice)、黑麦、玉米、高梁及其组合的谷物。更优选地，所述物质来自选自大麦、小麦、黑麦及其组合的谷物，最优选为大麦。
本发明的另一方面涉及本发明的光稳定组合物用作添加剂以防止或减少饮料或食品中光诱导的味道变化。一般地，将基于引入的干物质的量计算为至少0.01重量％，优选至少0.02重量％，更优选至少0.03重量％的量的本发明的组合物引入饮料或食品中。一般地，亦基于引入的干物质的量计算，引入的量将不超过1重量％，优选将不超过0.5重量％，更优选它将不超过0.3重量％。
根据特别优选的实施方案，将本发明的光稳定组合物加入啤酒中，优选在发酵前加入啤酒中。所述组合物可以在麦芽汁煮沸前、期间或之后加入。优选地，所述组合物在麦芽汁煮沸期间或之后加入。
本发明的组合物特别适合用于防止含有显著量的核黄素的饮料和食品中光诱导的味道变化，核黄素物质可以充当光引发剂。所述组合物特别有利地用于含有至少10μg/kg(ppb)核黄素，更优选至少50μg/kg核黄素，最优选至少100μg/kg核黄素的饮料和食品中。
如果本发明的光稳定组合物用于稳定瓶装饮料，则所述组合物的益处特别明显。术语“瓶装饮料”包括在玻璃容器(例如瓶、罐等)中的饮料以及在透光塑料中的饮料，所述透光塑料例如基于聚乙烯(例如聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和/或聚萘二甲酸乙二酯(PEN))；聚碳酸酯；PVC；和/或聚丙烯的塑料。在特别优选的实施方案中，本发明的光稳定组合物在绿色、无色(clear)(例如火石玻璃)或蓝色玻璃的瓶装饮料中用作添加剂，特别是光稳定添加剂。最优选它在绿色或无色玻璃的瓶装饮料中用作添加剂。
本发明包括所述光稳定组合物在多种饮料包括啤酒、软饮料、酒精饮料、汁液、乳制饮料等中的用途。在特别优选的实施方案中，所述组合物用于防止或减少麦芽饮料如啤酒、淡啤酒、麦芽酒、英国黑啤酒、香迪饮料以及其它从发酵麦芽提取液制备或包含发酵麦芽提取液的饮料中光诱导的味道变化。本发明的光稳定组合物特别有利地用于改善啤酒，更优选相对淡色啤酒的光稳定性，所述相对淡色啤酒例如EBC色值小于25，更优选小于15，最优选小于12的啤酒。测定EBC色值的合适方法在下文中描述。
在酿造工业中公知酿造饮料例如陈贮啤酒、淡啤酒、英国黑啤酒、烈性黑啤酒等(本文通称为“啤酒”)接触日光或人造光对这些饮料的感官质量具有有害影响。更确切地说，已知接触光引起所谓“臭鼬(skunky)”味的产生，该“臭鼬”味有时也称作“日晒”或“光照”味。一般地，波长250-550nm的光特别强烈地促进啤酒中日晒味的形成。一般地，可以说，波长越短，日晒味形成速率越高。
认为挥发性含硫化合物是日晒味的原因。认为这些含硫化合物至少部分地是由饮料中的其它含硫化合物与光化学降解的啤酒花组分反应形成。极其少量的这些硫化合物足以赋予饮料日晒味并使它较少为消费者所接受(参见例如Kirk-Othmer，Encyclopedia of ChemicalTechnology，4th Ed.，Vol.4，pages 22-63，1992和美国专利申请2002/0106422)。
认为导致引起日晒味的含硫物质的光化学反应是由核黄素的存在所辅助。核黄素可能作为饮料中的光引发剂并以显著的量存在于啤酒中。啤酒中的核黄素主要来源于其中所用的麦芽。另外较少程度上，啤酒花和发酵过程中的酵母的作用也可对啤酒中核黄素的含量有贡献(参见例如Tamer等的“Kinetics of Riboflavin Production by BrewersYeast”，pages 754-756 Enzyme Microb.Technology，1988，Vol.10，December)。
为解决日晒味问题，已建议降低啤酒中核黄素的量(Sakuma等的“Sunstruck Flavour Formation in Beer”，ASBC Journal)。可以通过分解，例如通过使用光化学辐射(US3,787,587、US5,582,857和US5,811,144)来完成核黄素的去除。也可以通过用吸收性粘土处理啤酒(US6,207,208)或通过用酵母和肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)的组合联合发酵(US6,514,542)来降低啤酒中存在的核黄素的量。还已提出使用固定化核黄素结合蛋白去除核黄素或将所述蛋白加入饮料中以灭活核黄素(EP-A0879878)。本发明的光稳定组合物对防止啤酒，尤其是在透光的容器中贮存的啤酒的日晒味的产生特别有效，所述透光的容器特别是对330-360nm波长的光可透过的容器，更特别是对320-400nm的较宽谱的光可透过的容器。
啤酒中日晒味的主要来源是3-甲基-2-丁烯-1-硫醇(3-MBT)。对于水中的该物质的感觉阈值只有几ng/kg(ppt)。认为3-MBT通过啤酒中光激发的核黄素(主要来源于麦芽组分)和苦味素之间的反应形成，苦味素是主要来源于啤酒花的异α酸。抑制光诱导的味道变化的有效量的本发明的光稳定组合物的使用通过3-MBT形成率降低至少30％，优选至少50％，更优选至少60％，甚至更优选至少70％，最优选至少80％来证明。
本发明还提供生产抗光诱导的味道变化的饮料或食品的方法，所述方法包括引入上述光稳定组合物。在一个优选的实施方案中，所述方法包括将基于引入的干物质的量计算为0.01-5重量％的量，优选0.02-3重量％的量的光稳定组合物引入饮料或食品中。
另外，本发明还包括抗光诱导的味道变化的且通过该方法获得的饮料或食品。
本发明的另一方面涉及EBC色值小于25，优选小于15，更优选小于12的含啤酒花饮料，其包含至少0.3μg/l的如本文前述所定义的取代吡咯和至少300μg/l麦芽酚和/或DDMP。如果所述含啤酒花饮料包含至少1μg/l，更优选至少5μg/l，最优选至少20μg/l的取代吡咯，则抗光诱导的味道变化的稳定性被特别有效地实现。同样地，所述饮料优选包含至少1mg/l，更优选至少3mg/l，最优选至少6mg/l麦芽酚和/或DDMP。
根据特别优选的实施方案，本发明的含啤酒花饮料含有至少5mg/l，优选至少10mg/l，更优选至少20mg/l的麦芽酚。
根据另一优选的实施方案，所述含啤酒花饮料含有至少40mg/l，优选至少60mg/l的2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮。
根据另一优选的实施方案，所述含啤酒花饮料含有至少5ng/l，优选至少10ng/l，更优选至少25ng/l的5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛。
本发明的饮料和组合物中的麦芽酚、2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮和/或5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛的浓度可以通过以下标题“方法”下描述的分析方法来合适地测定。
优选地，所述含啤酒花饮料是发酵的谷物基饮料。更优选地，所述含啤酒花饮料是啤酒、麦芽酒、英国黑啤酒、香迪饮料或从啤酒花提取液制备或含啤酒花提取液的其它饮料。更优选地，所述饮料是啤酒，最优选地是陈贮啤酒。在特别优选的实施方案中，所述含啤酒花饮料具有黄色或浅黄色颜色，即它没有与使用显著量的着色焦糖有关的带褐色的颜色。
如本文前述，在已包装于容器中的光敏感产品中，本发明的光稳定组合物的益处将特别明显，所述容器对小于500nm，尤其是小于400nm波长的光透过，例如绿色、无色和蓝色玻璃。因此，在优选的实施方案中，本发明的含啤酒花饮料以绿色、无色或蓝色玻璃瓶装，特别是以无色或绿色玻璃瓶装。
本发明的另一方面涉及生产组合物的方法，所述组合物可以合适地用作添加剂以改善饮料或食品抗光诱导的味道变化的稳定性，所述方法包括：
●提供美拉德反应混合物，所述反应混合物包含：
○0.3-35重量％的氨基化合物，所述氨基化合物选自氨基酸、肽、蛋白质及其组合；
○10-90重量％的碳水化合物，所述碳水化合物含有以反应混合物重量计0.5-80重量％的一种或多种还原糖，所述还原糖选自麦芽糖、异麦芽糖、麦芽三糖、葡萄糖和果糖；和
○0-20重量％水；
其中所述反应混合物中含有的干组分的至少20重量％为谷物来源的；
●在至少10秒的时间(P)中将所述美拉德反应混合物加热至至少80℃的温度(T)，获得反应产物，所述反应产物当以0.1重量％的干固体含量溶于水中时表现至少0.1的560nm处的吸收；和
●将所述反应产物脱色以将其吸收比A280/560增加至少100％。
根据特别优选的实施方案，所述美拉德反应混合物含有以干物质重量计至少50重量％的酿造辅料(brewing adjunct)，所述酿造辅料包含以干物质重量计至少30％，优选以干物质重量计至少50％的谷物，所述谷物选自大麦、小麦、稻、黑麦、玉米、高梁及其组合。
一般地，氨基化合物和碳水化合物的组合占所述美拉德反应混合物中含有的干物质的至少60重量％。优选地，所述氨基化合物和碳水化合物两者均为谷物来源的。
引发美拉德反应采用的加热条件优选满足以下条件：4000≤Px1.5(T-70)/10)≤2000000；P以秒表示，而T以℃表示。
所述方法的本质方面是热诱导的美拉德反应导致反应产物的显著褐变。因此，根据优选的实施方案，热处理后获得的反应产物当以0.1重量％的干固体含量溶于水中时表现至少0.3，更优选至少1.0的560nm处的吸收。
本发明的反应产物的脱色导致560nm处吸收的大大降低，而UV-吸收特性保持基本不变。因此，根据特别优选的实施方案，将热处理后获得的反应产物脱色以将其吸收比A280/560增加至少300％。
本发明的方法通常将以本发明的光稳定组合物的形式获得相当大量的产物。一般地，本发明的方法的收率为5-90％，特别地为10-80％。在特别优选的实施方案中，本发明的方法以至少20％的收率获得本发明的光稳定组合物。
方法
固体含量
通过利用纯石英砂组成的载体干燥样品来测定物质的固体含量，该纯石英砂通过40号而不是60号筛且通过盐酸消化、无酸洗涤、干燥和烧灼制备。将精确称重的30.0g制备砂与精确称重的1.5-2.0g物质混合，并在60℃和减压50mmHg(6.71kPa)下干燥至恒重。记录砂加焦糖或脱色焦糖的最终重量。如下计算％固体：
其中
wF＝砂加焦糖的最终重量
ws＝砂的重量
wc＝起初添加的焦糖的重量
颜色强度
为本说明的目的，某物质的颜色强度定义为在1cm石英杯中的于水中的固体的0.1％(w/v)溶液在610nm处的吸收度。如果必要，将溶液的pH调至4-7。
方法
将相当于100mg固体的量的物质转移入100ml量瓶中，用水稀释至体积，混合，如果溶液混浊则离心。以用水作为参照预先标准化的合适的分光光度计测定于1cm石英杯中的澄清溶液在610nm处的吸收度。如下计算物质的颜色强度：
如固体含量项下所述测量％固体。
分类/吸收度比值
为本说明的目的，物质的吸收度比值定义为于水中的固体的0.1％(w/v)溶液在280nm处的吸收度除以同一溶液在560nm处的吸收度。如果必要，将溶液的pH调至4-7。
方法
借助水将相当于100mg固体的量的物质转移入100ml量瓶中，稀释至体积，混合，如果溶液混浊则离心。将澄清溶液的5.0mL份用移液管转移入100ml量瓶中，用水稀释至体积并混合。以用水作为参照预先标准化的合适的分光光度计测定于1-cm杯中的0.1％(w/v)溶液在560nm处的吸收度和1∶20(v/v)稀释的溶液在280nm处的吸收度。(合适的分光光度计是配备有单色仪以提供带宽2nm或更窄且杂散光特征为0.5％或更少的分光光度计。)通过首先将在280nm处的吸收度单位乘以20(稀释系数)并通过将该乘积除以在560nm处的吸收度单位来计算吸收度比值。
EBC颜色
EBC推荐方法(European Brewery Convention，Analytic，1987)，其中在1cm石英比色杯中在430nm处测量光的吸收度，以水作为参照。测量的吸收度值乘以经验导出系数25，得出就EBC颜色单位而言的色值。EBC＝A430×25。
3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮的测定
在带有Waters Diode array 2996检测器的Waters Alliance 2695HPLC系统上进行分析，扫描范围210-500nm，使用Millennium32软件。所用柱：得自Supelco的Discovery HS C18柱(5μm，250×4.6mm)(目录号：568523-U)。
色谱条件：
-梯度：90％A，0’-17’；40％A，25’-30’；90％A 35’-45’。
-溶剂A：0.05％(v/v)甲酸水溶液(Milli-Q加水，用甲酸(98-100％，Riedel-de-Haёn，目录号：27001)调至pH )
-溶剂B：乙腈(Sigma-Aldrich，目录号：34998)
-运行时间45分钟
-流速0.3ml/min
-样品温度：8℃
-柱温度：20℃
-脱气：连续
-样品通过用溶剂A1∶2(v/v)稀释来制备
在这些条件下，14分钟后洗脱3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮。
麦芽酚和5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛的测定
麦芽酚和5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛通过SBSE/GC/MS(搅拌棒吸附萃取/气相色谱/质谱)测定。在定条件(30min，280℃)之后，将膜厚0.5mm、长10mm的Gerstel TwisterTM在30.0g的样品(例如啤酒)中在室温下平衡45分钟。然后将twister在Gerstel TDU (Thermo Desorption Unit)中脱附，程序为40℃起始温度(0.50分钟)，然后240℃/min至260℃。将CIS(Cooled Injection System)设定在-20℃下，以12°/sec喷射加热至280℃。
GC系统由Agilent 6890A GC组成，配有Chrompack毛细管柱CP-Sil 8CB Low Bleed/MS，50m，0.25mmID和0.25μm膜厚。将烤箱在50℃下操作2分钟，然后以10℃/min升至300℃。使用氦作为载气，1.5mL/min，恒流。使用Agilent 5973 Mass Selective Detector探测，在EI 70eV下操作，扫描范围33至300m/z。将麦芽酚在11.5min处洗脱，通过将126m/z处的信号与先前记录的校准曲线比较来定量。将5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛在11.5min处洗脱，通过将195m/z处的信号与先前记录的校准曲线比较来定量。
实施例
实施例1
从一系列焦化大麦芽(crystal barley malt)制备本发明的光稳定组合物。使用表1中所示的加热和烘焙条件以中试规模制备这些焦化大麦芽。
表1
炖条件 烘焙条件大麦1 70℃下1小时 135℃下1小时大麦2 70℃下1小时 150℃下1小时大麦3 70℃下1小时 180℃下1小时
另外，从Weyermann specialty malting公司(Bamberg，德国)提供的巧克力黑麦(chocolate rye)芽、焦糖黑麦(caramel rye)芽和焦糖小麦(caramel wheat)芽制备光稳定组合物。
另外，通过用300ml水研磨100g的麦芽样品来制备前述麦芽以及常规生产的麦芽(淡色麦芽)。淡色麦芽用作参照样品。
将得到的悬浮液离心并进行纸过滤。将上清液酸化至pH4.2(0.3M HCl)。使用配有MilliporeYM10再生纤维素超滤膜(1000标称分子量限，直径：76mm，目录号：13642)的Millipore Amicon系列8000(型号8400，400mL)搅拌器对所得的滤液进行超滤。将如此获得的超滤液通过旋转蒸发(一般15毫巴压力，40℃)浓缩至含有5至32重量％干固体的溶液。
使用本文前述的分析方法在不同的波长下测量焦化大麦芽样品的吸收。获得的结果显示在表2中：
表2
样品 280nm 430nm 560nm 610nmA280/560大麦1 1.025 0.011 0.000 0.000 2135大麦2 1.338 0.013 0.001 0.000 2390大麦3 0.594 0.003 0.000 0.000 2968
另外，进行分析以测定麦芽样品中的美拉德反应产物的浓度。5-羟基甲基-糠醛(HMF)、麦芽酚和2-乙酰基吡咯的实测浓度显示在表3(mg/kg干物质)中。
表3
mg/kg DM mg/kg DM mg/kg DM样品 HMF 麦芽酚 2-乙酰基吡咯巧克力黑麦 19239 4299 0.6焦糖黑麦 13391 1019 3.5焦糖小麦 19188 924 1.8大麦1 2416 156 0.04大麦2 6333 436 2.2大麦3 53008 8078 4.3
实施例2
通过将实施例1中所述的处理的麦芽和超滤参照麦芽以20g/L(干重)的剂量加入Heinekenpilsner(荷兰)中来比较所述处理的麦芽和参照麦芽的光稳定性质。将所述组合物加入新鲜酿造的啤酒中，然后装入300mL绿色玻璃瓶(Heinekenexport，BSN或Rexam bottle35.5EB-5GR)中。以将啤酒中截留的大气氧和顶部空隙最小化的方式进行装瓶。
将包含所示量的光稳定组合物的瓶以及含对照样品的瓶接触氙灯(Atlas Material Testing Technology)产生的模拟日光。60分钟期间的光剂量是2700KJ/m2。
通过Hughes等描述的方法(Hughes P.S.，Burke S.and Meacham A.E.(1997)“Aspects of the lightstruck character of beer”.Institute ofBrewing，Proceedings of the 6th Central and South Africa Section，pp.123-128)合适地测定样品中MBT的浓度。
前述样品的分析表明，含有光稳定组合物的样品中的MBT浓度显著低于参照样品中的MBT浓度，如表4所示。
表4
相对于参照样品的MBT水平大麦1 16％大麦2 9％大麦3 7％
实施例3
巧克力黑麦芽、焦糖黑麦芽和焦糖小麦芽由Weyermann specialtymalting公司(Bamberg，德国)提供。
将麦芽样品(110g)磨碎并与330ml水混合。在短时间的提取后，将麦芽离心(5000rpm，15min)，并将上清液进行纸过滤。将该滤液用milliQ水1∶1(v/v)稀释，然后经1kD膜超滤。然后通过在40℃下旋转蒸发将该滤液浓缩，得到具有4-14％固体(w/w)的澄清深橙色麦芽提取液。
使用本文前述方法通过分光光度计测定提取液的吸收谱(200-700nm)。这些分析结果显示在表5中。
表5
焦糖小麦焦糖黑麦巧克力黑麦提取液特征％固体 14 11 4.2A280 5.09 5.85 5.92A430 0.093 0.094 0.122A560 0.0079 0.0071 0.0181A610 0.0047 0.0042 0.0124A280/A430 55 62 48A280/A560 642 825 327
实施例4
将实施例3中获得的提取液(5ml)加入在无色玻璃瓶中的37mlHeineken export中，并光照12分钟。测定MBT浓度，相对于37mlHeineken+5ml水参照进行检测。另外，进行LAB颜色测定。这些分析结果显示在表6中。
表6
啤酒颜色(1g/l提取液) 焦糖小麦 焦糖黑麦 巧克力黑麦EBC430(啤酒：6.6) 9.1 9.1 9.6MBT实验相对于对照的MBT 12.3％ 9.6％ 13.8％剂量(g/l啤酒) 16.7 13.1 5.0
EBC430(提取液的附加效应) 38.8 30.7 15.3
实施例5
通过将1g/l的以下4种物质加入Heinekenpilsner(荷兰)中来评价这些物质的光稳定特性：
·麦芽酚(3-羟基-2-甲基-4-吡喃酮)
·吡咯-2-甲醛
·甲基-吡咯-甲醛
·2-乙酰基吡咯
·3，5-二羟基-2，3-二氢-6-甲基-吡喃-4-酮
·5-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛
将前述物质加入新鲜酿造的啤酒中，之后装入300mL绿色玻璃瓶(Heinekenexport、BSN或Rexam bottle 35.5 EB-5 GR)中。以将啤酒中截留的大气氧和顶部空隙最小化的方式进行装瓶。
将含所示量的光稳定组合物的瓶以及含对照样品的瓶接触氙灯(Atlas Material Testing Technology)产生的模拟阳光。12分钟期间的光剂量为2700KJ/m2。
通过Hughes等描述的方法(Hughes P.S.，Burke S.and Meacham A.E.(1997)“Aspects of the lightstruck character of beer”.Institute ofBrewing，Proceedings of the 6th Central and South Africa Section，pp.123-128)测定样品中MBT的浓度。将测试样品中的MBT水平与对照样品中的MBT水平比较。这些结果显示在表7中。
表7
名称MBT-抑制(1)(％)麦芽酚 20(2.6)吡咯-2-甲醛 44(2.0)
甲基-吡咯-甲醛 60(5.2)2-乙酰基吡咯 35(4.4)3，5-二羟基-2，3-二氢-6-甲基-吡喃-4-酮 575-羟基甲基-1-(3-甲基-丁基)-1H-吡咯-2-甲醛 78(5.0)
(1)括号中的值表示重复两次测量的测量误差(以％表示)
这些结果表明含有添加物质之一的样品中的MBT浓度显著低于对照样品中的MBT浓度。