一种包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910090838.3

申请日:

20090810

公开号:

CN101991159A

公开日:

20110330

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

A23L2/38,A23L1/30

主分类号:

A23L2/38,A23L1/30

申请人:

中国科学院过程工程研究所

发明人:

郝国防,任广智

地址:

100190 北京市海淀区中关村北二条1号

优先权:

CN200910090838A

专利代理机构:

北京泛华伟业知识产权代理有限公司

代理人:

曹津燕

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内容摘要

本发明提供一种包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法,该水性饮料包含植物甾醇、谷维素和至少一种乳化剂,其中植物甾醇、谷维素与乳化剂的重量比为1∶0.1~10∶0.01~5,乳化剂选自蔗糖脂肪酸酯、辛癸酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。该水性饮料利用植物甾醇和谷维素的协同作用,使两者的降脂功效最大化,可明显降低人体总胆固醇水平,降低人体心血管病的风险。本发明的包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法成功地将植物甾醇和谷维素分散于水性饮料中,形成的包含植物甾醇和谷维素的油相液滴小于2微米。

权利要求书

1.一种水性饮料,该水性饮料包含植物甾醇、谷维素和至少一种乳化剂,其中植物甾醇、谷维素与乳化剂的重量比为1∶0.1~10∶0.01~5,乳化剂选自蔗糖脂肪酸酯、辛癸酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。 2.根据权利要求1所述的水性饮料,其特征在于,所述植物甾醇的重量占水性饮料总重量的0.2%~5%。 3.根据权利要求1或2所述的水性饮料,其特征在于,所述植物甾醇选自谷甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇和豆甾醇中的一种或多种。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的水性饮料,其特征在于,所述水性饮料为水、果汁饮料、汽水、牛奶、豆奶、谷物制成的饮料或酒精饮料。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的水性饮料的制备方法,该制备方法包括以下步骤:将植物甾醇、谷维素与至少一种乳化剂的混合物在60~180℃下加热熔化并搅拌均匀;将熔化的混合物与预热至60~95℃的水性饮料的余下组分混合;在3000~10000rpm下搅拌混合物,得到包含植物甾醇和谷维素的水包油型乳液。 6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,该制备方法还包括对所述包含植物甾醇和谷维素的水包油型乳液进行均质化。 7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,所述水性饮料的余下组分在混合前加入乳化剂,该乳化剂占所述水性饮料中的乳化剂总重量的0%~50%(重量)。 8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述均质化步骤采用高压均质机进行,高压均质机在2000~10000Psi下操作。 9.根据权利要求5至8中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述混合物的熔化在110℃~150℃下进行。

说明书



技术领域

本发明涉及一种水性饮料及其制备方法,具体涉及一种包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法。

背景技术

植物甾醇是植物中各种甾醇的总称,目前已知其种类有40余种之多,其中主要成分是谷甾醇,约为50%;其次是菜油甾醇,约为33%;再次是豆甾醇、菜籽甾醇等。植物甾醇是3位为羟基的甾体化合物,按化学结构可分为4-无甲基甾醇、4-单甲基甾醇和4,4’-双甲基甾醇三类。植物甾醇通常为片状或粉末状白色固体,熔点较高,如豆甾醇熔点为167~170℃。甾醇的相对密度略大于水,不溶于水,可溶于乙醚、苯、氯仿、石油醚等多种有机溶剂。

谷维素又名米糠素,是以环木菠萝醇类为主体的阿魏酸酯和以甾醇类为主体的阿魏酸酯组成的一种天然混合物,存在于玉米胚芽油、小麦胚芽油、稞麦糠、油菜籽油等中,以毛糠油中的谷维素含量最高。谷维素是一种淡黄色至黄色的结晶性粉末,熔点为118~119.5℃,无味,有特殊香气,不溶于水,易溶于碱性乙醇、乙醚,溶于热的油脂,耐热性强。

人体血液中存在高水平胆固醇与罹患心血管疾病,如高脂血症、动脉硬化、心律不齐、心肌梗塞等的风险增加密切相关。降低人体对外源性胆固醇的吸收对防治与胆固醇相关的疾病具有特殊意义。大量的动物试验和人体临床试验数据表明,植物甾醇对于降低血液胆固醇和低密度脂蛋白含量,减轻心血管疾病的发生有显著意义,但植物甾醇降低人体内甘油三酯的效果不明显。谷维素则能有效降低血清总胆固醇和甘油三脂含量,降低肝脏脂质,减少血清过氧化脂质。

植物甾醇降胆固醇功能的作用机理主要有以下几种主要的理论:①植物甾醇可以将小肠中的胆固醇沉淀下来,使其呈现不溶解状态,因此不能被吸收;②胆固醇能溶解于小肠内腔的胆汁酸微胶束(主要由胆汁盐和磷脂组成),这是其被吸收的必要条件,而植物甾醇的存在可以将胆固醇替换出来,使之不能经胆汁酸微胶束被运送到达小肠微绒毛的吸收部位;③在小肠微绒毛膜吸收胆固醇时与胆固醇相互竞争,阻碍对胆固醇的吸收。根据上述植物甾醇的作用机理,在进食高胆固醇膳食的同时食用富含植物甾醇的食品,抑制胆固醇吸收的效果会更好。

谷维素降低血脂的机制主要有以下三点:①抑制吸收胆固醇作用,试验表明大鼠摄入含有1%谷维素的高胆固醇饲料,能抑制消化道吸收外源性胆固醇;②抑制体内合成胆固醇作用,小鼠试验表明,摄入谷维素后肝脏中能明显抑制醋酸与甲羟戊酸合成胆固醇;③促进胆固醇异化、排泄作用,在小鼠皮下注射谷维素,能促进胆固醇异化,并随粪便排出,比较发现摄入谷维素可使胆固醇、胆汁酸排出量增加一倍。

Pollak在1953年使用谷甾醇作为药物,治疗高胆固醇症。当时使用的是植物甾醇晶体,溶解性和生物可利用性都比较差,因此使用的剂量很大,每天高达25g,没能得到广泛应用。到70年代,大剂量使用植物甾醇的治疗方法开始减少,因为人们发现大剂量的使用会导致谷固醇血症,即血清中的植物甾醇浓度明显升高。从90年代开始,人们的研究转到了植物甾烷醇酯的研究和产品开发上。1995年,芬兰Rasio公司的Benecol产品问世,Benecol是将植物甾醇酯化后得到植物甾烷醇酯,可以添加到脂肪类食品(如人造黄油)当中去,这种甾醇酯可以被小肠中的酶类水解,释放出具有生理活性的游离甾醇。每天服用3g Benecol,有降血脂的功效,能降低10%的总胆固醇,降低15%的低密度脂蛋白,对高密度脂蛋白和甘油三脂无影响。随后,同类产品先后在澳大利亚、法国、德国、日本、英国、美国等国家上市。

有研究结果显示,溶解性提高的合成植物甾醇衍生物对肠吸收胆固醇的抑制作用不及天然植物甾醇强(Mattson等,The American Journal of ClinicalNutrition35:April 1982,第697~700页),特别是这种油溶性衍生物的缺点在于必须还要同时吸收许多可食用油,因此提高植物甾醇的生物利用率的方法得到了深入研究,有关这方面的研究已做了大量的工作。

美国专利3,881,005将谷甾醇、淀粉水解物、二氧化硅和聚氧化二甲苯(polyoxylene)山梨聚糖单硬脂酸酯按一定比例混合,通过匀浆、脱气、加热杀菌和蒸发而制得口服的药用谷甾醇可分散粉未。美国专利6,054,144和6,110,502中制备可水分散的植物甾醇的生产方法是将米谷甾醇或植物甾醇、单官能团表面活性剂和多官能团表面活性剂按一定比例在水中混合,然后干燥混合物。欧洲专利289,636描述了一种生产稳定型乳化或增溶的甾醇的方法,它是将植物甾醇与含有蔗糖脂肪酸酯和/或聚甘油脂肪酸酯的多羟基化合物液体按一定比例混合,再用水稀释此混合物。美国专利6,190,720将一种或多种熔化的植物甾醇与一种或多种脂肪、一种或多种乳化剂混合成同质性,在搅拌下冷却此匀浆混合物至约60℃得到糊状物。这种食品成份能用于油基(oil-based)食品,如色拉调味剂、人造黄油等。美国专利6,267,963涉及一种植物甾醇-乳化剂的复合物,它的熔点比植物甾醇的熔点至少低30℃,其特征在于,由于其熔点降低,在食品加工过程中或之后,植物甾醇-乳化剂不大可能结晶,并可以以有效量掺入到食品中以降低血清胆固醇的含量。

中国专利02828595.6中采用的方法是将植物甾醇和乳化剂热熔化,然后与水或含乳化剂的水合并,高速搅拌所得到的合并物,得到胶束形式的植物甾醇在水中的分散体,此分散体可应用于多种食物成分。中国专利200510089781.7中将植物甾醇和碳水化合物在高温高压的水溶液中溶化,冷却后得到植物甾醇-碳水化合物复合物水溶液,如将此水溶液干燥可得到植物甾醇-碳水化合物复合物的粉末。

1994年,日本大冢制药公司上市谷维素制剂(Hi-Z),每片含50毫克谷维素,用于治疗轻度、中度高脂血症,每日服用300毫克。目前已经上市的谷维素保健营养品有日本丰年制油公司出品的含谷维素的营养胶囊;日本筑野食品工业公司出品的含谷维素的胶囊和“糙米精”制品,每包1克,内含肌醇250mg,谷维素250mg;日本吉原制油公司出品的“Beduty”含谷维素片;日本Bowsaw油脂公司推出的“米寿丸”,可加入烹煮的食物中补充谷维素;台湾省中国化学制药有限公司出品的含谷维素的“亿福糖衣片”等。

发明内容

本发明的发明人经过深入研究发现,植物甾醇和谷维素的联合使用会产生良好的协同作用,因此发明人采用制备水包油乳液的技术制备包含植物甾醇和谷维素的水性饮料,通过调整乳化剂的种类及用量,得到稳定的水包油乳液,既可降低总胆固醇,还可明显降低甘油三酯,特别是通过植物甾醇和谷维素在降脂功效上的协同作用,获得了良好的降脂效果。因此,本发明提供了一种包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法。

本发明的技术方案如下:

一种水性饮料,该水性饮料包含植物甾醇、谷维素和至少一种乳化剂,其中植物甾醇、谷维素与乳化剂的重量比为1∶0.1~10∶0.01~5,乳化剂选自蔗糖脂肪酸酯、辛癸酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。

在上述水性饮料中,植物甾醇的重量可以占水性饮料总重量的0.2%~5%。植物甾醇可以选自谷甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇和豆甾醇中的一种或多种。水性饮料可以为水、果汁饮料、汽水、牛奶、豆奶、谷物制成的饮料或酒精饮料。

上述水性饮料的制备方法可以包括以下步骤:

将植物甾醇、谷维素与至少一种乳化剂的混合物在60~180℃下加热熔化并搅拌均匀;

将熔化的混合物与预热至60~95℃的水性饮料的余下组分混合;

在3000~10000rpm下搅拌混合物,得到包含植物甾醇和谷维素的水包油型乳液。

上述制备方法还可以包括对包含植物甾醇和谷维素的水包油型乳液进行均质化,以改善乳液的性能。其中,水性饮料的余下组分可以在混合前加入乳化剂,该乳化剂占水性饮料中的乳化剂总重量的0%~50%(重量)。均质化步骤可以采用高压均质机进行,高压均质机在2000~10000Psi下操作。上述混合物的熔化优选在110℃~150℃下进行。

本发明的包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法成功地将植物甾醇和谷维素分散于水性饮料中,形成的包含植物甾醇和谷维素的油相液滴小于2微米,可充分提高它们的生物利用度,发挥其降血脂作用。其中,植物甾醇对降低人体总胆固醇及低密度脂蛋白有效,谷维素对降低人体总胆固醇及甘油三酯有效,更重要的是将这二者同时使用可以产生协同作用,可明显降低人体总胆固醇水平,降低人体罹患心血管病的风险。

具体实施方式

下列实施例旨在进一步描述而非限制本发明,除非另外说明,本说明书所使用的所有百分比和比率都是以重量计算的。

实施例1到4:

在500ml容器中加入下表1中所示的谷甾醇、谷维素、辛癸酸甘油酯和蔗糖硬脂酸酯(HLB 13),加热至120℃,在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相,在2L的容器中加入去离子水,加热至85℃,将油相加入到水相中,以7000rpm高速搅拌20分钟,冷却至30℃,用100目筛网过滤。

表1

  实施例  谷甾醇  谷维素  辛癸酸甘油酯  蔗糖硬脂酸酯  去离子水  1  10g  10g  2g  8g  1000g

  2  10g  10g  5g  5g  1000g  3  15g  5g  5g  5g  1000g  4  5g  15g  5g  5g  1000g

将制成的包含谷甾醇和谷维素的乳液在1500rpm的条件下离心15分钟,观察离心管内乳液分层和沉淀情况。结果见表2。

表2

  实施例  分层  沉淀  1  无  无  2  无  无  3  无  无  4  无  无

将制成的乳液在冰箱冷藏室(4℃)和室温(25±5℃)下分别储存3个月,观察瓶管内乳液分层和沉淀情况。结果见表3。

表3

分析实施例1的乳液的粒度分布,结果如下表4中所示。实施例2到4的颗粒分析结果与实施例1的结果近似。

表4

 颗粒大小(μm)  累计(%)

 0.084  10.02 0.112  21.14 0.178  36.40 0.214  44.68 0.342  50.22 0.496  62.94 0.869  77.51 1.149  87.46 1.520  92.34 1.832  98.01 3.206  100.00

实施例5到8:

在500ml容器中加入下表5中所示的菜油甾醇、谷维素、辛癸酸甘油酯和蔗糖硬脂酸酯(HLB 13),加热至130℃,在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相,在2L的容器中加入去离子水,加热至85℃,将油相加入到水相中,以7000rpm高速搅拌20分钟,所得乳液用高压均质机以5000psi的压力处理1次,乳液冷却至30℃,用100目筛网过滤。

表5

  实施例  菜油甾醇  谷维素  辛癸酸甘油酯  蔗糖硬脂酸酯  去离子水  5  10g  10g  2g  8g  1000g  6  10g  10g  5g  5g  1000g  7  15g  5g  5g  5g  1000g  8  5g  15g  5g  5g  1000g

将制成的包含菜油甾醇和谷维素的乳液在1500rpm的条件下离心15分钟,观察离心管内乳液分层和沉淀情况。结果见表6。

表6

  实施例  分层  沉淀  5  无  无  6  无  无  7  无  无  8  无  无

将制成的包含菜油甾醇和谷维素的乳液在冰箱冷藏室(4℃)和室温下(25±5℃)分别储存3个月,观察瓶管内乳液分层和沉淀情况。结果见表7。

表7

分析实施例5的乳液的粒度分布,结果如下表8中所示。实施例6到8的颗粒分析结果与实施例5的结果近似。

表8

 颗粒大小(μm)  累计(%) 0.084  9.13 0.112  20.22 0.178  34.16 0.214  45.42 0.342  51.15

 0.496  64.29 0.869  89.24 1.149  90.02 1.520  95.57 1.832  99.11 3.206  100.00

实施例9到11:

在500ml容器中加入下表9中所示的谷甾醇、谷维素、蔗糖硬脂酸酯(HLB 13)和聚甘油脂肪酸酯(HLB 12),加热至130℃,在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相,在2L的容器中加入去离子水,加热至85℃,将油相加入水相中,以7000rpm高速搅拌20分钟,乳液冷却至30℃,用100目筛网过滤。

表9

  实施例  谷甾醇  谷维素  蔗糖硬脂酸酯  聚甘油脂肪酸酯  去离子水  9  10g  10g  2g  8g  1000g  10  15g  5g  5g  5g  1000g  11  5g  15g  5g  5g  1000g

将制成的乳液在1500rpm条件下离心15分钟,观察离心管内乳液分层和沉淀情况。结果见表10。

表10

  实施例  分层  沉淀  9  无  无  10  无  无  11  无  无

将制成的乳液在冰箱冷藏室(4℃)和室温(25±5℃)下分别储存3个月,观察瓶管内乳液分层和沉淀情况。结果见表11。

表11

分析实施例9的乳液的粒度分布,结果如下表12中所示。实施例10、11的颗粒分析结果与实施例9的结果近似。

表12

 颗粒大小(μm)  累计(%) 0.084  11.78 0.112  22.07 0.178  38.67 0.214  46.59 0.342  53.63 0.496  62.77 0.869  76.43 1.149  89.38 1.520  94.76  1.832  99.02  3.206  100.00

实施例12:

在500ml容器中加入10g谷甾醇、10g谷维素和4g聚甘油脂肪酸酯(HLB12)加热至130℃,在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相,在2L的容器中加入含2g辛癸酸甘油酯的1000g去离子水,加热至85℃,将油相加入水相中,以7000rpm高速搅拌20分钟,所得乳液用高压均质机以5000psi的压力处理1次,乳液冷却至30℃,用100目筛网过滤。

将制成的乳液在1500rpm条件下离心15分钟,离心管内乳液未出现分层和沉淀现象。

将制成的乳液在冰箱冷藏室(4℃)和室温(25±5℃)下分别储存3个月,瓶内乳液未出现分层和沉淀情况。

实施例13:

在500ml容器中加入下表13中所示的谷甾醇、谷维素、辛癸酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯(HLB 12),加热至130℃,在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相,在1L的容器中加入去离子水,加热至85℃,将油相加入水相中,以7000rpm高速搅拌20分钟,乳液冷却至30℃,用100目筛网过滤。

表13

  谷甾醇  谷维素  辛癸酸甘油酯  聚甘油脂肪酸酯  去离子水  10g  10g  2.5g  7.5g  200g

将制成的乳液按1∶4的比例在匀速搅拌的情况下分别加入已灭菌的低脂牛奶和100%的纯苹果汁中,搅拌10分钟,灌瓶密封。

将制成含乳液的牛奶饮料和果汁在1500rpm条件下离心15分钟,观察离心管内饮料分层和沉淀情况。结果见表14。

表14

  实施例  分层  沉淀  低脂牛奶  无  无  果汁  无  无

将制成含乳液的牛奶饮料和果汁在冰箱冷藏室(4℃)和室温(25±5℃)下分别储存3个月,观察瓶管内乳液分层和沉淀情况。结果见表15。

表15

实施例14:动物试验

试验动物为大鼠40只,全部为雄性,体重120~140g。每日用高脂饲料(添加1%胆固醇)喂养2周,空腹12小时后尾部取血测量血清总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和甘油三酯(TG)。随机将试验动物分为4组,每组10只,分别为对照组、植物甾醇组、谷维素组和混合配方组,对照组继续用高脂饲料喂养,植物甾醇组、谷维素组和混合配方组则分别喂养添加了植物甾醇、谷维素以及植物甾醇组和谷维素混合物的高脂混合饲料,喂养2周后,空腹12小时眼部取血测量TC、LDL-C和TG。后2周各组大鼠的饲料情况见下表16。

表16

  组别  饲料  植物甾醇(g/Kg/天)  谷维素(g/Kg/天)  对照组  高脂饲料  -  -  植物甾醇组  高脂饲料  0.4  -  谷维素组  高脂饲料  -  0.4  混合配方组  高脂饲料  0.2  0.2

含植物甾醇和谷维素的补充饲料制备处方见表17,制备方法同实施例9,其中去离子水的用量为500ml。

表17

采用高脂混合饲料喂养2周前、后测定TC、LDL-C和TG的结果见表18。

表18

*:试验前指喂养高脂饲料2周后的基础血脂水平的测定结果;

试验后指再喂养高脂混合饲料2周后的测定结果。

结论:在降低总TC和LDL-C方面,混合配方组试验后的数据与试验前的数据相比,与对照组试验后的数据相比,均具有显著差异(p<0.01),与植物甾醇组和谷维素组试验后数据相比,也具有显著差异(p<0.05),这可能是因为植物甾醇在肠道内抑制胆固醇吸收、谷维素在动物体内抑制胆固醇的合成这两个机制产生了协同作用,从而得到良好的降血脂效果。在降低TG方面,植物甾醇组与对照组无明显差别,谷维素组和混合配方组与对照组相比,具有显著差异(p<0.01),但这两组之间的降TG效果接近。

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1、(10)申请公布号 CN 101991159 A (43)申请公布日 2011.03.30 CN 101991159 A *CN101991159A* (21)申请号 200910090838.3 (22)申请日 2009.08.10 A23L 2/38(2006.01) A23L 1/30(2006.01) (71)申请人 中国科学院过程工程研究所 地址 100190 北京市海淀区中关村北二条 1 号 (72)发明人 郝国防 任广智 (74)专利代理机构 北京泛华伟业知识产权代理 有限公司 11280 代理人 曹津燕 (54) 发明名称 一种包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其 制备方法 (5。

2、7) 摘要 本发明提供一种包含植物甾醇和谷维素的 水性饮料及其制备方法,该水性饮料包含植物 甾醇、谷维素和至少一种乳化剂,其中植物 甾醇、谷维素与乳化剂的重量比为 1 0.1 10 0.01 5,乳化剂选自蔗糖脂肪酸酯、辛癸 酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。该 水性饮料利用植物甾醇和谷维素的协同作用,使 两者的降脂功效最大化,可明显降低人体总胆固 醇水平,降低人体心血管病的风险。本发明的包 含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法成 功地将植物甾醇和谷维素分散于水性饮料中,形 成的包含植物甾醇和谷维素的油相液滴小于 2 微 米。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产。

3、权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 11 页 CN 101991159 A1/1 页 2 1. 一种水性饮料, 该水性饮料包含植物甾醇、 谷维素和至少一种乳化剂, 其中植物甾 醇、 谷维素与乳化剂的重量比为10.1100.015, 乳化剂选自蔗糖脂肪酸酯、 辛癸 酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。 2. 根据权利要求 1 所述的水性饮料, 其特征在于, 所述植物甾醇的重量占水性饮料总 重量的 0.2 5。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的水性饮料, 其特征在于, 所述植物甾醇选自谷甾醇、 菜油 甾醇、 菜籽甾醇和豆甾醇中的一种或多种。 4. 根据权利要求 1 至。

4、 3 中任一项所述的水性饮料, 其特征在于, 所述水性饮料为水、 果 汁饮料、 汽水、 牛奶、 豆奶、 谷物制成的饮料或酒精饮料。 5. 根据权利要求 1 至 4 中任一项所述的水性饮料的制备方法, 该制备方法包括以下步 骤 : 将植物甾醇、 谷维素与至少一种乳化剂的混合物在 60 180下加热熔化并搅拌均 匀 ; 将熔化的混合物与预热至 60 95的水性饮料的余下组分混合 ; 在 3000 10000rpm 下搅拌混合物, 得到包含植物甾醇和谷维素的水包油型乳液。 6. 根据权利要求 5 所述的制备方法, 其特征在于, 该制备方法还包括对所述包含植物 甾醇和谷维素的水包油型乳液进行均质化。 。

5、7.根据权利要求5或6所述的制备方法, 其特征在于, 所述水性饮料的余下组分在混合 前加入乳化剂, 该乳化剂占所述水性饮料中的乳化剂总重量的 0 50 ( 重量 )。 8. 根据权利要求 6 所述的制备方法, 其特征在于, 所述均质化步骤采用高压均质机进 行, 高压均质机在 2000 10000Psi 下操作。 9. 根据权利要求 5 至 8 中任一项所述的制备方法, 其特征在于, 所述混合物的熔化在 110 150下进行。 权 利 要 求 书 CN 101991159 A1/11 页 3 一种包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种水性饮料及其制备方法,。

6、 具体涉及一种包含植物甾醇和谷维素的 水性饮料及其制备方法。 背景技术 0002 植物甾醇是植物中各种甾醇的总称, 目前已知其种类有 40 余种之多, 其中主要成 分是谷甾醇, 约为 50; 其次是菜油甾醇, 约为 33; 再次是豆甾醇、 菜籽甾醇等。植物甾醇 是 3 位为羟基的甾体化合物, 按化学结构可分为 4- 无甲基甾醇、 4- 单甲基甾醇和 4, 4 - 双 甲基甾醇三类。植物甾醇通常为片状或粉末状白色固体, 熔点较高, 如豆甾醇熔点为 167 170。甾醇的相对密度略大于水, 不溶于水, 可溶于乙醚、 苯、 氯仿、 石油醚等多种有机溶 剂。 0003 谷维素又名米糠素, 是以环木菠萝。

7、醇类为主体的阿魏酸酯和以甾醇类为主体的阿 魏酸酯组成的一种天然混合物, 存在于玉米胚芽油、 小麦胚芽油、 稞麦糠、 油菜籽油等中, 以 毛糠油中的谷维素含量最高。谷维素是一种淡黄色至黄色的结晶性粉末, 熔点为 118 119.5, 无味, 有特殊香气, 不溶于水, 易溶于碱性乙醇、 乙醚, 溶于热的油脂, 耐热性强。 0004 人体血液中存在高水平胆固醇与罹患心血管疾病, 如高脂血症、 动脉硬化、 心律不 齐、 心肌梗塞等的风险增加密切相关。降低人体对外源性胆固醇的吸收对防治与胆固醇相 关的疾病具有特殊意义。大量的动物试验和人体临床试验数据表明, 植物甾醇对于降低血 液胆固醇和低密度脂蛋白含量。

8、, 减轻心血管疾病的发生有显著意义, 但植物甾醇降低人体 内甘油三酯的效果不明显。谷维素则能有效降低血清总胆固醇和甘油三脂含量, 降低肝脏 脂质, 减少血清过氧化脂质。 0005 植物甾醇降胆固醇功能的作用机理主要有以下几种主要的理论 : 植物甾醇可以 将小肠中的胆固醇沉淀下来, 使其呈现不溶解状态, 因此不能被吸收 ; 胆固醇能溶解于小 肠内腔的胆汁酸微胶束 ( 主要由胆汁盐和磷脂组成 ), 这是其被吸收的必要条件, 而植物甾 醇的存在可以将胆固醇替换出来, 使之不能经胆汁酸微胶束被运送到达小肠微绒毛的吸收 部位 ; 在小肠微绒毛膜吸收胆固醇时与胆固醇相互竞争, 阻碍对胆固醇的吸收。 根据上。

9、述 植物甾醇的作用机理, 在进食高胆固醇膳食的同时食用富含植物甾醇的食品, 抑制胆固醇 吸收的效果会更好。 0006 谷维素降低血脂的机制主要有以下三点 : 抑制吸收胆固醇作用, 试验表明大鼠 摄入含有 1谷维素的高胆固醇饲料, 能抑制消化道吸收外源性胆固醇 ; 抑制体内合成 胆固醇作用, 小鼠试验表明, 摄入谷维素后肝脏中能明显抑制醋酸与甲羟戊酸合成胆固醇 ; 促进胆固醇异化、 排泄作用, 在小鼠皮下注射谷维素, 能促进胆固醇异化, 并随粪便排出, 比较发现摄入谷维素可使胆固醇、 胆汁酸排出量增加一倍。 0007 Pollak 在 1953 年使用谷甾醇作为药物, 治疗高胆固醇症。当时使用的。

10、是植物甾 醇晶体, 溶解性和生物可利用性都比较差, 因此使用的剂量很大, 每天高达 25g, 没能得到广 泛应用。到 70 年代, 大剂量使用植物甾醇的治疗方法开始减少, 因为人们发现大剂量的使 说 明 书 CN 101991159 A2/11 页 4 用会导致谷固醇血症, 即血清中的植物甾醇浓度明显升高。从 90 年代开始, 人们的研究转 到了植物甾烷醇酯的研究和产品开发上。1995 年, 芬兰 Rasio 公司的 Benecol 产品问世, Benecol 是将植物甾醇酯化后得到植物甾烷醇酯, 可以添加到脂肪类食品 ( 如人造黄油 ) 当中去, 这种甾醇酯可以被小肠中的酶类水解, 释放出具。

11、有生理活性的游离甾醇。 每天服用 3g Benecol, 有降血脂的功效, 能降低 10的总胆固醇, 降低 15的低密度脂蛋白, 对高密 度脂蛋白和甘油三脂无影响。 随后, 同类产品先后在澳大利亚、 法国、 德国、 日本、 英国、 美国 等国家上市。 0008 有研究结果显示, 溶解性提高的合成植物甾醇衍生物对肠吸收胆固醇的抑制作 用不及天然植物甾醇强 (Mattson 等, The American Journal of ClinicalNutrition35 : April 1982, 第 697 700 页 ), 特别是这种油溶性衍生物的缺点在于必须还要同时吸收许 多可食用油, 因此提高。

12、植物甾醇的生物利用率的方法得到了深入研究, 有关这方面的研究 已做了大量的工作。 0009 美 国 专 利 3,881,005 将 谷 甾 醇、 淀 粉 水 解 物、 二 氧 化 硅 和 聚 氧 化 二 甲 苯 (polyoxylene) 山梨聚糖单硬脂酸酯按一定比例混合, 通过匀浆、 脱气、 加热杀菌和蒸发而 制得口服的药用谷甾醇可分散粉未。美国专利 6,054,144 和 6,110,502 中制备可水分散的 植物甾醇的生产方法是将米谷甾醇或植物甾醇、 单官能团表面活性剂和多官能团表面活性 剂按一定比例在水中混合, 然后干燥混合物。欧洲专利 289,636 描述了一种生产稳定型乳 化或增溶。

13、的甾醇的方法, 它是将植物甾醇与含有蔗糖脂肪酸酯和 / 或聚甘油脂肪酸酯的多 羟基化合物液体按一定比例混合, 再用水稀释此混合物。美国专利 6,190,720 将一种或多 种熔化的植物甾醇与一种或多种脂肪、 一种或多种乳化剂混合成同质性, 在搅拌下冷却此 匀浆混合物至约 60得到糊状物。这种食品成份能用于油基 (oil-based) 食品, 如色拉调 味剂、 人造黄油等。美国专利 6,267,963 涉及一种植物甾醇 - 乳化剂的复合物, 它的熔点比 植物甾醇的熔点至少低 30, 其特征在于, 由于其熔点降低, 在食品加工过程中或之后, 植 物甾醇 - 乳化剂不大可能结晶, 并可以以有效量掺入。

14、到食品中以降低血清胆固醇的含量。 0010 中国专利 02828595.6 中采用的方法是将植物甾醇和乳化剂热熔化, 然后与水或 含乳化剂的水合并, 高速搅拌所得到的合并物, 得到胶束形式的植物甾醇在水中的分散体, 此分散体可应用于多种食物成分。中国专利 200510089781.7 中将植物甾醇和碳水化合物 在高温高压的水溶液中溶化, 冷却后得到植物甾醇 - 碳水化合物复合物水溶液, 如将此水 溶液干燥可得到植物甾醇 - 碳水化合物复合物的粉末。 0011 1994 年, 日本大冢制药公司上市谷维素制剂 (Hi-Z), 每片含 50 毫克谷维素, 用于 治疗轻度、 中度高脂血症, 每日服用 。

15、300 毫克。目前已经上市的谷维素保健营养品有日本 丰年制油公司出品的含谷维素的营养胶囊 ; 日本筑野食品工业公司出品的含谷维素的胶 囊和 “糙米精” 制品, 每包 1 克, 内含肌醇 250mg, 谷维素 250mg ; 日本吉原制油公司出品的 “Beduty” 含谷维素片 ; 日本 Bowsaw 油脂公司推出的 “米寿丸” , 可加入烹煮的食物中补充谷 维素 ; 台湾省中国化学制药有限公司出品的含谷维素的 “亿福糖衣片” 等。 发明内容 0012 本发明的发明人经过深入研究发现, 植物甾醇和谷维素的联合使用会产生良好的 协同作用, 因此发明人采用制备水包油乳液的技术制备包含植物甾醇和谷维素。

16、的水性饮 说 明 书 CN 101991159 A3/11 页 5 料, 通过调整乳化剂的种类及用量, 得到稳定的水包油乳液, 既可降低总胆固醇, 还可明显 降低甘油三酯, 特别是通过植物甾醇和谷维素在降脂功效上的协同作用, 获得了良好的降 脂效果。因此, 本发明提供了一种包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法。 0013 本发明的技术方案如下 : 0014 一种水性饮料, 该水性饮料包含植物甾醇、 谷维素和至少一种乳化剂, 其中植物甾 醇、 谷维素与乳化剂的重量比为10.1100.015, 乳化剂选自蔗糖脂肪酸酯、 辛癸 酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。 0015 在上述水性饮料。

17、中, 植物甾醇的重量可以占水性饮料总重量的 0.2 5。植物 甾醇可以选自谷甾醇、 菜油甾醇、 菜籽甾醇和豆甾醇中的一种或多种。水性饮料可以为水、 果汁饮料、 汽水、 牛奶、 豆奶、 谷物制成的饮料或酒精饮料。 0016 上述水性饮料的制备方法可以包括以下步骤 : 0017 将植物甾醇、 谷维素与至少一种乳化剂的混合物在 60 180下加热熔化并搅拌 均匀 ; 0018 将熔化的混合物与预热至 60 95的水性饮料的余下组分混合 ; 0019 在300010000rpm下搅拌混合物, 得到包含植物甾醇和谷维素的水包油型乳液。 0020 上述制备方法还可以包括对包含植物甾醇和谷维素的水包油型乳液。

18、进行均质化, 以改善乳液的性能。 其中, 水性饮料的余下组分可以在混合前加入乳化剂, 该乳化剂占水性 饮料中的乳化剂总重量的050(重量)。 均质化步骤可以采用高压均质机进行, 高压 均质机在 2000 10000Psi 下操作。上述混合物的熔化优选在 110 150下进行。 0021 本发明的包含植物甾醇和谷维素的水性饮料及其制备方法成功地将植物甾醇和 谷维素分散于水性饮料中, 形成的包含植物甾醇和谷维素的油相液滴小于 2 微米, 可充分 提高它们的生物利用度, 发挥其降血脂作用。 其中, 植物甾醇对降低人体总胆固醇及低密度 脂蛋白有效, 谷维素对降低人体总胆固醇及甘油三酯有效, 更重要的是。

19、将这二者同时使用 可以产生协同作用, 可明显降低人体总胆固醇水平, 降低人体罹患心血管病的风险。 具体实施方式 0022 下列实施例旨在进一步描述而非限制本发明, 除非另外说明, 本说明书所使用的 所有百分比和比率都是以重量计算的。 0023 实施例 1 到 4 : 0024 在500ml容器中加入下表1中所示的谷甾醇、 谷维素、 辛癸酸甘油酯和蔗糖硬脂酸 酯(HLB 13), 加热至120, 在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相, 在2L的容器中加入去 离子水, 加热至 85, 将油相加入到水相中, 以 7000rpm 高速搅拌 20 分钟, 冷却至 30, 用 100 目筛网过滤。 0025。

20、 表 1 0026 实施例 谷甾醇 谷维素 辛癸酸甘油酯 蔗糖硬脂酸酯 去离子水 1 10g 10g 2g 8g 1000g 说 明 书 CN 101991159 A4/11 页 6 2 10g 10g 5g 5g 1000g 3 15g 5g 5g 5g 1000g 4 5g 15g 5g 5g 1000g 0027 将制成的包含谷甾醇和谷维素的乳液在1500rpm的条件下离心15分钟, 观察离心 管内乳液分层和沉淀情况。结果见表 2。 0028 表 2 0029 实施例 分层 沉淀 1 无 无 2 无 无 3 无 无 4 无 无 0030 将制成的乳液在冰箱冷藏室 (4 ) 和室温 (25。

21、5 ) 下分别储存 3 个月, 观察瓶 管内乳液分层和沉淀情况。结果见表 3。 0031 表 3 0032 0033 分析实施例 1 的乳液的粒度分布, 结果如下表 4 中所示。实施例 2 到 4 的颗粒分 析结果与实施例 1 的结果近似。 0034 表 4 0035 颗粒大小 (m) 累计 ( ) 说 明 书 CN 101991159 A5/11 页 7 0.084 10.02 0.112 21.14 0.178 36.40 0.214 44.68 0.342 50.22 0.496 62.94 0.869 77.51 1.149 87.46 1.520 92.34 1.832 98.01 。

22、3.206 100.00 0036 实施例 5 到 8 : 0037 在500ml容器中加入下表5中所示的菜油甾醇、 谷维素、 辛癸酸甘油酯和蔗糖硬脂 酸酯(HLB 13), 加热至130, 在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相, 在2L的容器中加入 去离子水, 加热至 85, 将油相加入到水相中, 以 7000rpm 高速搅拌 20 分钟, 所得乳液用高 压均质机以 5000psi 的压力处理 1 次, 乳液冷却至 30, 用 100 目筛网过滤。 0038 表 5 0039 实施例 菜油甾醇 谷维素 辛癸酸甘油酯 蔗糖硬脂酸酯 去离子水 5 10g 10g 2g 8g 1000g 6 10g。

23、 10g 5g 5g 1000g 7 15g 5g 5g 5g 1000g 8 5g 15g 5g 5g 1000g 0040 将制成的包含菜油甾醇和谷维素的乳液在1500rpm的条件下离心15分钟, 观察离 心管内乳液分层和沉淀情况。结果见表 6。 0041 表 6 0042 说 明 书 CN 101991159 A6/11 页 8 实施例 分层 沉淀 5 无 无 6 无 无 7 无 无 8 无 无 0043 将制成的包含菜油甾醇和谷维素的乳液在冰箱冷藏室(4)和室温下(255) 分别储存 3 个月, 观察瓶管内乳液分层和沉淀情况。结果见表 7。 0044 表 7 0045 0046 分析实。

24、施例 5 的乳液的粒度分布, 结果如下表 8 中所示。实施例 6 到 8 的颗粒分 析结果与实施例 5 的结果近似。 0047 表 8 0048 颗粒大小 (m) 累计 ( ) 0.084 9.13 0.112 20.22 0.178 34.16 0.214 45.42 0.342 51.15 说 明 书 CN 101991159 A7/11 页 9 0.496 64.29 0.869 89.24 1.149 90.02 1.520 95.57 1.832 99.11 3.206 100.00 0049 实施例 9 到 11 : 0050 在 500ml 容器中加入下表 9 中所示的谷甾醇、 。

25、谷维素、 蔗糖硬脂酸酯 (HLB 13) 和 聚甘油脂肪酸酯(HLB 12), 加热至130, 在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相, 在2L的 容器中加入去离子水, 加热至 85, 将油相加入水相中, 以 7000rpm 高速搅拌 20 分钟, 乳液 冷却至 30, 用 100 目筛网过滤。 0051 表 9 0052 实施例 谷甾醇 谷维素 蔗糖硬脂酸酯 聚甘油脂肪酸酯 去离子水 9 10g 10g 2g 8g 1000g 10 15g 5g 5g 5g 1000g 11 5g 15g 5g 5g 1000g 0053 将制成的乳液在 1500rpm 条件下离心 15 分钟, 观察离心管内乳。

26、液分层和沉淀情 况。结果见表 10。 0054 表 10 0055 实施例 分层 沉淀 9 无 无 10 无 无 11 无 无 0056 将制成的乳液在冰箱冷藏室 (4 ) 和室温 (255 ) 下分别储存 3 个月, 观察瓶 管内乳液分层和沉淀情况。结果见表 11。 0057 表 11 说 明 书 CN 101991159 A8/11 页 10 0058 0059 分析实施例 9 的乳液的粒度分布, 结果如下表 12 中所示。实施例 10、 11 的颗粒分 析结果与实施例 9 的结果近似。 0060 表 12 0061 颗粒大小 (m) 累计 ( ) 0.084 11.78 0.112 22。

27、.07 0.178 38.67 0.214 46.59 0.342 53.63 0.496 62.77 0.869 76.43 1.149 89.38 1.520 94.76 1.832 99.02 3.206 100.00 0062 0063 实施例 12 : 0064 在 500ml 容器中加入 10g 谷甾醇、 10g 谷维素和 4g 聚甘油脂肪酸酯 (HLB12) 加热 至 130, 在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相, 在 2L 的容器中加入含 2g 辛癸酸甘油酯 的 1000g 去离子水, 加热至 85, 将油相加入水相中, 以 7000rpm 高速搅拌 20 分钟, 所得乳 液用。

28、高压均质机以 5000psi 的压力处理 1 次, 乳液冷却至 30, 用 100 目筛网过滤。 说 明 书 CN 101991159 A9/11 页 11 0065 将制成的乳液在1500rpm条件下离心15分钟, 离心管内乳液未出现分层和沉淀现 象。 0066 将制成的乳液在冰箱冷藏室 (4 ) 和室温 (255 ) 下分别储存 3 个月, 瓶内乳 液未出现分层和沉淀情况。 0067 实施例 13 : 0068 在 500ml 容器中加入下表 13 中所示的谷甾醇、 谷维素、 辛癸酸甘油酯和聚甘油脂 肪酸酯 (HLB 12), 加热至 130, 在搅拌下熔化形成的透明溶液作为油相, 在 1。

29、L 的容器中 加入去离子水, 加热至 85, 将油相加入水相中, 以 7000rpm 高速搅拌 20 分钟, 乳液冷却至 30, 用 100 目筛网过滤。 0069 表 13 0070 谷甾醇 谷维素 辛癸酸甘油酯 聚甘油脂肪酸酯 去离子水 10g 10g 2.5g 7.5g 200g 0071 将制成的乳液按14的比例在匀速搅拌的情况下分别加入已灭菌的低脂牛奶和 100的纯苹果汁中, 搅拌 10 分钟, 灌瓶密封。 0072 将制成含乳液的牛奶饮料和果汁在1500rpm条件下离心15分钟, 观察离心管内饮 料分层和沉淀情况。结果见表 14。 0073 表 14 0074 实施例 分层 沉淀 。

30、低脂牛奶 无 无 果汁 无 无 0075 0076 将制成含乳液的牛奶饮料和果汁在冰箱冷藏室 (4 ) 和室温 (255 ) 下分别 储存 3 个月, 观察瓶管内乳液分层和沉淀情况。结果见表 15。 0077 表 15 0078 0079 实施例 14 : 动物试验 0080 试验动物为大鼠40只, 全部为雄性, 体重120140g。 每日用高脂饲料(添加1 说 明 书 CN 101991159 A10/11 页 12 胆固醇 ) 喂养 2 周, 空腹 12 小时后尾部取血测量血清总胆固醇 (TC)、 低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-C) 和甘油三酯 (TG)。随机将试验动物分为 4 组, 每组。

31、 10 只, 分别为对照组、 植物甾 醇组、 谷维素组和混合配方组, 对照组继续用高脂饲料喂养, 植物甾醇组、 谷维素组和混合 配方组则分别喂养添加了植物甾醇、 谷维素以及植物甾醇组和谷维素混合物的高脂混合饲 料, 喂养 2 周后, 空腹 12 小时眼部取血测量 TC、 LDL-C 和 TG。后 2 周各组大鼠的饲料情况 见下表 16。 0081 表 16 0082 组别 饲料 植物甾醇 (g/Kg/ 天 ) 谷维素 (g/Kg/ 天 ) 对照组 高脂饲料 - - 植物甾醇组 高脂饲料 0.4 - 谷维素组 高脂饲料 - 0.4 混合配方组 高脂饲料 0.2 0.2 0083 含植物甾醇和谷维。

32、素的补充饲料制备处方见表 17, 制备方法同实施例 9, 其中去 离子水的用量为 500ml。 0084 表 17 0085 0086 采用高脂混合饲料喂养 2 周前、 后测定 TC、 LDL-C 和 TG 的结果见表 18。 0087 表 18 0088 0089 * : 试验前指喂养高脂饲料 2 周后的基础血脂水平的测定结果 ; 0090 试验后指再喂养高脂混合饲料 2 周后的测定结果。 0091 结论 : 在降低总TC和LDL-C方面, 混合配方组试验后的数据与试验前的数据相比, 说 明 书 CN 101991159 A11/11 页 13 与对照组试验后的数据相比, 均具有显著差异 (p 0.01), 与植物甾醇组和谷维素组试验 后数据相比, 也具有显著差异 (p 0.05), 这可能是因为植物甾醇在肠道内抑制胆固醇吸 收、 谷维素在动物体内抑制胆固醇的合成这两个机制产生了协同作用, 从而得到良好的降 血脂效果。在降低 TG 方面, 植物甾醇组与对照组无明显差别, 谷维素组和混合配方组与对 照组相比, 具有显著差异 (p 0.01), 但这两组之间的降 TG 效果接近。 说 明 书 。

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