DE69329781T2 - Konzentrierte, bioverfügbare kalziumquelle - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft konzentrierte biologisch verfügbare Kalziumquellen in der Form von Süßstoffergänzungen mit signifikanten Gehalten an konzentriertem Kalziumcitratmalat. Die Ergänzungen sind zur Verwendung in Lebensmitteln, Getränken und pharmazeutischen Produkten bestimmt.
- Vitamin- und Mineralstoffergänzungen zur Verwendung beim Menschen und in der Veterinärmedizin sind allgemein üblich. Manche Diäten, schweres körperliches Training und Krankheitszustände können die Aufnahme beträchtlicher Mengen von Mineralstoffen und Vitaminen erfordern, die über jene hinausgehen, die im allgemeinen aus einer sonst als normal angesehenen Diät zu erhalten sind. Eine Ergänzung von Vitaminen und Mineralstoffen ist in erster Linie für solche Fälle wichtig, wo eine unausgeglichene Diät gegeben ist, inklusive bei heranwachsenden Kindern. Ältere Erwachsene haben einen zusätzlichen Bedarf an Kalzium, um den mit zunehmendem Alter auftretenden Knochenverlust verhindern zu helfen. Frauen nach der Menopause brauchen zusätzliches Kalzium wegen der hormonellen Veränderungen, die die Geschwindigkeit des Knochenverlusts erhöhen können, was zu einer weiteren Verringerung der Knochenmasse führt. Daher ist eine Ergänzung der Diät mit einer gut biologisch verfügbaren Quelle von Kalzium wünschenswert. Kalzium kann aus einer Vielzahl von diätetischen Quellen gewonnen werden.
- Primäre Quellen von Kalzium sind Milchprodukte, insbesondere Milch selbst, die 75 % der täglichen Kalziumaufnahme ausmachen kann, wogegen andere Lebensmittel als Milchprodukte im allgemeinen weniger als 200 mg Kalzium täglich beitragen. Jedoch ist es möglich, daß, beginnend mit jugendlichem Erwachsensein und kontinuierlich durch das spätere Leben hin, die Bevölkerung im allgemeinen unzureichende Mengen von Milch konsumiert, um die empfohlenen diätetischen Kalziummengen zu erhalten. Dieser verringerte Konsum kann ebenso durch Laktose-Intoleranz wie auch durch die mangelnde Attraktivität von Milch als Getränk bei gesellschaftlichen Gelegenheiten verursacht sein.
- Eine Erwägung hinsichtlich der Wirksamkeit von Kalziumergänzungen ist die, daß nicht alle Kalziumquellen gleichermaßen löslich oder biologisch verfügbar sind. Kalziumcitrat ist schlecht in Wasser löslich; 1 g Kalziumcitrat löst sich in 1.050 g kaltem Wasser. Kalziummalat zeigt eine gering bessere Löslichkeit.
- Kalziumhydroxid ist nur schwach in Wasser löslich und es absorbiert Kohlendioxid aus der Luft, um leicht Kalziumcarbonat zu bilden, das hinsichtlich seiner Löslichkeit ebenfalls beschränkt ist.
- Es ist für die biologische Verfügbarkeit von Kalzium wichtig, daß die Kalziumsalze im Magen und im Darm löslich sind. Diese Löslichkeit trägt dazu bei, das Kalzium für die Resorption leichter verfügbar zu machen. Somit hängt die Auswahl der Kalziumsalze von der Wechselwirkung der Salze mit Sekreten in Magen und Darm ab.
- Kautabletten sind eine populäre Form der Kalziumergänzungen. Sie lassen jedoch ein körniges Mundgefühl und einen kreidigen Nachgeschmack zurück, der von vielen als unangenehm empfunden wird. Die Verwendbarkeit dieser bekannten Ergänzungen ist unterschiedlich. Anders als Mittel, wie etwa Östrogen, die den Metabolismus des Knochens beeinflussen, wurde von den nahrungsmäßigen Kalziumergänzungen angenommen, daß sie nur eine andere Nährstoffquelle schaffen, die richtig resorbiert und metabolisiert werden kann oder nicht.
- Konzentrierte flüssige biologisch verfügbare Kalziumergänzungen sind in der Fachwelt nicht bekannt. Einige Getränke, die Kalzium enthalten, sind jedoch bekannt, wobei sie einen der Milch entsprechenden Kalziumgehalt (1/3 RDA) in 6 bis 8 oz. Getränk zur Verfügung stellen. Sie sind trüb, zeigen oft Anzeichen von Feststoff-Ausscheidung und sind nur in begrenzten Geschmackskategorien verfügbar (in der Regel Zitrus).
- Kalziumcitratmalat (CCM) ist eine äußerst gut biologisch verfügbare Kalziumquelle. Kalziumcitratmalat kann als ein Pulver erhalten werden oder es kann in situ gebildet werden. Derzeit kann Kalziumcitratmalat in bestimmten im Handel verfügbaren Fruchtsaftgetränken erhalten werden, die Kalzium in einer der Milch entsprechenden Menge in gut schmeckenden Produkten zur Verfügung stellen.
- Es besteht ein Bedarf daran, ein Mittel zur Anreicherung einer Vielzahl von normalerweise konsumierten Lebensmittel- und Getränkeprodukten zur Verfügung zu stellen. Eine mit einer konzentrierten biologisch verfügbaren Kalziumquelle, wie etwa Kalziumcitratmalat, angereicherte Süßstoffergänzung kann ein Mittel zur Verfügung stellen, um Nahrungsmittel und Getränke in einer flüssigen Form und mit einem Träger anzureichern, welcher üblicherweise als ein normaler Bestandteil in der Herstellung von Nahrungsmittel- und Getränkeprodukten verwendet wird. Eine solche Süßstoffergänzung würde vorzugsweise zur maximalen Erleichterung der Verwendung in einer gießbaren/pumpbaren Lösung vorliegen. Die Formulierung einer gießbaren/pumpbaren Lösung mit konzentriertem Kalziumcitratmalat verursacht Schwierigkeiten bei der Solubilisierung der festen Bestandteile, wie etwa der Säuren, des Zuckers und der Kalziumquelle. Je mehr Kalzium zugesetzt wird, umso mehr Säure wird zugesetzt und es liegt weniger Flüssigkeit zur Lösung der Feststoffe vor. Das bedeutet, daß die zur Bildung von CCM verwendeten Bestandteile immer größere und noch größere Anteile der Feststoffe ausmachen und im allgemeinen 5 Gew.-% bis 65 Gew.-% der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen darstellen.
- Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Süßstoffergänzungen herzustellen, die nahrungsmäßig ergänzt sind mit konzentriertem Kalziumeitratmalat; die biologisch verfügbar sind; die klare Lösungen darstellen, die optisch nicht von üblicherweise verwendeten flüssigen Süßstoffen zu unterscheiden sind, und die bei der Verwendung in Getränken und Nahrungsmitteln einen annehmbaren Geschmack ergeben können.
- Repräsentative Beispiele des Stands der Technik sind zum Beispiel EP-A- 297 681 und WO 91/11118. Die EP-A-297 681 offenbart eine Nahrungs- Mineralstoffergänzung, die Eisenverbindungen und Kalziumverbindungen in Kombination mit Citraten oder Tartraten, Ascorbaten und gegebenenfalls Fructose enthalten. Die WO 91/11118 offenbart ein durch Mineralstoffe ergänztes Süßwaren- Produkt mit verbesserten Eigenschaften der biologischen Verfügbarkeit von Mineralstoffen, welches eine Matrix aus zuckerfreien Süßwarenbestandteilen enthält, in welcher mehrfache diskrete Bereiche einer Mineralstoffergänzungszusammensetzung gemeinsam mit mehrfachen diskreten Bereichen einer schwergekochten Süßwarenzusammensetzung darin verteilt enthält, in welcher ein genießbares Geschmacksverstärker eingebaut ist. Das Verstärkungsmittel ist aus der Gruppe Zitronensäure, Apfelsäure, Weinsäure, Ascorbinsäure und Mischungen hievon ausgewählt. Keine dieser beiden Literaturstellen des Stands der Technik offenbart alle wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Süßstoffergänzungszusammensetzungen, wie sie in Anspruch 1 beansprucht sind.
- Wie der Ausdruck "Kalziumcitratmalat" oder "CCM" hierin verwendet wird, bezieht er sich auf eine Mischung oder einen Komplex von Kalzium, Citrat und Malat.
- Wie der Ausdruck "Apfelsäure" hierin verwendet wird, bezieht er sich auf die Mischung der D- und der L-Isomeren, d. h. Apfelsäure ist optisch aktiv, und es wird hierin die racämische Mischung verwendet. D-Apfelsäure und L-Apfelsäure können getrennt oder in Mischung verwendet werden.
- Wie "Wasser" hierin verwendet wird, umfaßt dieses die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorliegenden Wassers. "Wasser" umfaßt Wasser aus Geschmackstoffen, Fruchtsaftkonzentraten, Zuckersirupen und anderen Quellen, z. B. Gummilösungen. Auch das Hydratationswasser von Kalzium und anderen Feststoffen ist inkludiert.
- Wie "Feststoffe" hierin verwendet werden, sind diese in erster Linie die aufgelösten Zucker, Salze, Gummis, Säuren und lösliches Kalzium. "Fructose-Feststoffe" bezieht sich auf die gelöste Fructose. In der Regel werden die Feststoffe durch den Brechungsindex gemessen und werden Brix genannt. Brix ist eine Annäherung an den Gehalt an gelöstem Feststoff des Konzentrats.
- Wie "umfassend" hierin verwendet wird, bedeutet es, daß verschiedene Bestandteile gleichzeitig in den erfindungsgemäßen Süßstoffergänzungszusammensetzungen verwendet werden können. Dementsprechend sind die Ausdrücke "im wesentlichen bestehend aus" und "bestehend aus" in dem Ausdruck "umfassend" enthalten.
- Durch "ernährungsmäßig" oder "ernährungsmäßig ergänzende Menge" wird hierin verstanden, daß die bei der praktischen Durchführung dieser Erfindung verwendete Menge eine nährende Menge von Kalzium bei typischen täglichen Einnahmemengen des Endprodukts ergibt. Diese Menge ist eine Ergänzung oder ein Zusatz zu dem normalerweise in der Diät vorliegenden Kalzium. In der Regel wird die ergänzende Menge etwa 10% bis etwa 300% der empfohlenen Diätmenge (Recommended Dietary Allowance RDA) von Kalzium ausmachen. Vorzugsweise werden mindestens 30% der empfohlenen Diätmenge (RDA) zur Verfügung gestellt. Die RDA ist in den Vereinigten Staaten von Amerika definiert (vgl. Recommended Daily Dietary Allowance - Food and Nutrition Board, National Academy of Sciences - National Research Council).
- Spezielle Verbindungen und Zusammensetzungen, die in den Verfahren hierin verwendet werden sollen, müssen lebensmittelgerecht oder pharmazeutisch anwendbar sein. Die Zusammensetzungen müssen genießbar und für menschlichen und/oder tierischen Konsum zugelassen sein. Wie der Ausdruck hierin verwendet wird, ist ein "pharmazeutisch annehmbarer" Bestandteil ein solcher, der zur Verwendung bei Menschen und/oder Tieren ohne unerwünschte nachteilige Nebenwirkungen (wie etwa Toxizität, Irritation und allergische Reaktion) geeignet ist in Übereinstimmung mit einem annehmbaren Verhältnis von Vorteil/Risiko, wenn er in der Weise dieser Erfindung verwendet wird. Die spezifisch "sichere und wirksame Menge" wird selbstverständlich von solchen Faktoren, wie dem körperlichen Zustand des Konsumenten, dem Alter des Konsumenten, der Natur einer gleichzeitigen medikamentösen Therapie (sofern eine solche vorliegt) und der speziellen eingesetzten Formulierungen abhängen.
- Wie der Ausdruck "Getränk[e] von einfacher Stärke" hierin verwendet wird, bezieht er sich auf eine Getränkezusammensetzung in einer servierfertigen trinkbaren Form. Diese wird in der Regel weniger als 15º Brix haben.
- "Zucker", wie dieser Ausdruck hierin verwendet wird, bedeutet einen Kohlenhydrat-Süßstoff. Vorzugsweise sind diese Zucker Mono- und Disaccharide, wie etwa Glucose, Saccharose, Maltose, Fructose, Zuckeralkohole, Dextrine mit niedrigem Molekulargewicht und verwandte Kohlenhydrate. Der Ausdruck "Zucker" umfaßt sowohl flüssige Sirupe als auch kristalline oder feste Zucker. "Zucker" umfaßt auch flüssige Fructose, Maissirup-Feststoffe mit hohem Fructosegehalt, Invertzucker, Maltosesirup und Zuckeralkohole, inklusive Sorbit und Mischungen hievon. Künstliche oder besonders intensive Süßstoffe sind von dem Ausdruck Zucker nicht umfaßt.
- Geoffenbart ist eine flüssige Süßstoffergänzungszusammensetzung in der Form einer klaren Lösung, die biologisch verfügbares Kalzium bereitstellt und folgende Bestandteile umfaßt:
- a) lösliches Kalzium;
- b) einen genießbaren Säurebestandteil, der eine Mischung von Zitronensäure und Apfelsäure umfaßt, wobei die Mischung mindestens 50 Gew.- % Apfelsäure enthält; und
- c) Zucker;
- in welcher Zusammensetzung das Gewichtsverhältnis des genannten genießbaren Säurebestandteils zu dem genannten löslichen Kalzium 3 : 1 bis 17 : 1 beträgt; in welcher der genannte Zucker mindestens 25%, bezogen auf Trockengewicht, Fructose enthält; und in welcher das Gewichtsverhältnis von Zucker zu genießbarem Säurebestandteil 1 : 1 bis 40 : 1 beträgt.
- Alle Prozentangaben und Verhältnisse hierin beziehen sich auf das Gewicht, sofern dies nicht anders angegeben wird.
- Die Wirkungen von Glucose und Glucosepolymeren auf die Kalziumaufnahme wurden bereits früher demonstriert. Vgl. Wood, R. J., Gerhardt A. und Rosenberg I. H., "Effects of Glucose and Glucose polymers on Calcium Absorption in Healthy Subjects", Am. J. Clin. Nutr. 1987; 46 : 699-701. Bei Verwendung einer Vielzahl von Versuchstechniken wurde gezeigt, daß Glucose (oder Glucosepolymere) die Kalziumaufnahme sowohl bei Ratten als auch bei Menschen verstärkt. Vgl. Zheng, J. J., Wood, R. J., Rosenberg, I. H., "Enhancement of Calcium Absorption in Rats by Coadministration of Glucose Polymer", Am. J. Clin. Nutr. 1985; 41: 243-5. Die Wirkungen von organischen Säuren auf die Kalziumaufnahme wurden auch in Versuchen festgehalten. Von Oxalsäure ist bekannt, daß sie die biologische Verfügbarkeit des Kalziums herabsetzt. Vgl. Heaney, R. P., Weaver, C. M., "Oxalate: Effect on Calcium Bioavailability", Am. J. Clin. Nutr. 1989; 50: 830-2. Jedoch zeigte es sich, daß die Kalziumaufnahme aus Salzen von Gluconat, Acetat, Citrat, Lactat und Carbonat im Verhältnis zueinander und zu der Aufnahme aus Milch äquivalent war. Vgl. Sheikh, M. S., Santa Ana, C. A., Nicar, M. J., Schiller, L. R., Fordtran, J. S., "Gastrointestinal Absorption of Calcium From Milk and Calcium Salts", N. Engl. J. Med: 1987; 317: 532.6. Die Aufnahme von Kalzium aus Kalziumcitratmalat erwies sich als überlegen in Vergleich zu Kalziumcarbonat und Milch und läßt somit den Schluß zu, daß sie besser ist als aus allen Kalziumquellen, von denen es bekannt ist, daß sie gleich oder weniger gut biologisch verfügbar sind als Kalziumcarbonat und Milch. Vgl. Smith, K. T., Heaney, R. P., Flora, L., Hinders, S. M., "Calcium Absorption From a New Calcium Delivery System (CCM)", Calcif. Tissue Int. 1987; 41 : 351-2, und Miller, J. Z., Smith, D. L., Flora, L., Slemenda, C., Jiang, X., Johnston, C. L. Jr., "Calcium Absorption From Calcium Carbonate and an New Form of Calcium (CCM) in Healthy Male and Female Adolescents", Am. J. Clin. Nutr. 1988; 48 : 1291-4. Überraschenderweise wurde nun entdeckt, daß durch Variierung der organischen Säure und des Zuckerprofils von Kalziumcitratmalat- Süßstoffergänzungszusammensetzungen, die Fructose enthalten, die biologische Verfügbarkeit von Kalzium verbessert werden kann.
- Die Wirkungen des Zuckerprofils auf die biologische Verfügbarkeit von Kalzium wurden durch Messung des intestinalen Kalziumtransports in vitro bewertet. Monoschichten von Zellen der humanen abgeleiteten Caco-2 Darm-Zell- Linie wurden auf mikroporösen Filtern unter Verwendung von Standard- Zellkulturtechniken gezüchtet. Die Zell-Linie Caco-2 ist vorteilhaft für diesen Zweck, da sie viele der histologischen und biochemischen Eigenschaften der menschlichen Dünndarmzellen in vivo zeigt. Der Transport von &sup4;&sup5;Ca von der luminalen (intestinalen) zur serosalen (Blutstrom) Seite der Zellen wurde als ein Marker für die Kalziumaufnahme aus mehreren wässerigen Testpräparaten, die unterschiedliche Zusammensetzungen von Zuckern enthielten, verwendet. Alle Testlösungen wurden in einer Standard-Pufferlösung hergestellt, die zur Durchführung von Zellkulturexperimenten geeignet war und 0,4 g Kalzium pro Liter enthielt.
- Eine dritte Gruppe von Proben wurde nach der Vorbehandlung der Zellen mit 1,25 Dihydroxy-Cholecalciferol [1,25 (OH)&sub2;D&sub3;], einer metabolisch wirksamen Form von Vitamin B, von der es bekannt ist, daß sie die Darmresorption von Kalzium stimuliert, geprüft. Im Vergleich zu unbehandelten Zellen wurde die Kalziumresorptionsrate um 24% in beiden untersuchten Proben angehoben (Daten nicht gezeigt). Jedoch war die Wirkung der Zuckerzusammensetzung auf die Kalziumresorption in den durch Vitamin D stimulierten Zellen (später gezeigt) im wesentlichen die gleiche wie die in unstimulierten Zellen.
- Diese Daten demonstrieren, daß Verbesserungen bei der biologischen Verfügbarkeit von Kalzium aus gemischten Zuckersystemen erfolgen, wenn die Gewichtsverhältnisse der Zucker in Richtung zu größeren Fructosekonzentrationen eingestellt werden. Außerdem besteht eine gleichmäßige Verbesserung der Kalziumaufnahme, die vom Vitamin-D-Stoffwechsel unabhängig ist.
- Die Wirkung der Zucker und der Zitronensäure und Apfelsäure auf die biologische Verfügbarkeit von Kalzium wurde an der Ratte durch eine Ganzkörper &sup4;&sup7;Ca Retentionstechnik bestimmt. Dieser Bioassay ist geeignet, da er das Nettoergebnis der Resorption durch den gesamten Gastrointestinaltrakt mißt und mehrfache Routen der Kalziumausscheidung berücksichtigt. Junge erwachsene männliche Sprague-Dawley-Ratten wurden einzeln in umgebungsmäßig kontrollierten Räumen untergebracht und mit Standard-Laboratoriumsfutter und Leitungswasser gefüttert. Mehrere Proben, die Kalziumcitratmalat enthielten und mit 470a radiomarkiert waren, wurden den Tieren durch orale Gabe verabreicht (n = 8/Gruppe). Die Gesamtkörper-Radioisotopgehalte wurden unmittelbar nach der Verabreichung (Zeit 0) und 72 Stunden später in einem für kleine Tiere geeigneten Ganzkörper-Gammazähler gemessen. Alle Radioisotopgehalte wurden auf die Hintergrundstrahlung und den Grad des Abbaus nach 72 Stunden des &sup4;&sup7;Ca-Isotops korrigiert. Die Prozente biologischer Verfügbarkeit wurden als der 72-Stunden- Isotopgehalt, dividiert durch den Gehalt zur Zeit 0 · 100 berechnet. Alle Zubereitungen waren wässerig und enthielten 1,3 Gramm Kalzium/Liter.
- Bei Veränderung des Verhältnisses von Zitronensäure zu Apfelsäure in Abwesenheit von Zucker ergab sich praktisch keine Wirkung auf die biologische Verfügbarkeit. Im Gegensatz dazu wurde in Anwesenheit von Zuckern eine größere biologische Verfügbarkeit mit einem Säure-Gewichtsverhältnis erreicht, bei welchem Apfelsäure begünstigt war. Die Zugabe der Zucker verbesserte immer die biologische Verfügbarkeit des Kalziums. Jedoch tritt bei gegebenem Gewichtsverhältnis von Zitronensäure Apfelsäure eine größere biologische Verfügbarkeit von Kalzium bei einer Zuckerzusammensetzung auf, die einen größeren Fructosegehalt begünstigt. Somit sind bevorzugte Zusammensetzungen im Hinblick auf die biologische Verfügbarkeit von Kalzium jene, die Zucker enthalten. Weiters wird die biologische Verfügbarkeit von Kalzium deutlich in Zusammensetzungen verstärkt, in welchen das Säure-Gewichtsverhältnis die Apfelsäure begünstigt und das Zucker-Gewichtsverhältnis die Fructose begünstigt. Zusammenfassend kann gesagt werden, daß herausgefunden wurde, daß Wechselwirkungen der Gewichtsverhältnisse der organischen Säure und der Zucker-Gewichtsverhältnisse zu einer verbesserten biologischen Verfügbarkeit von Kalzium führen. Schlüssel für diese Erkenntnisse sind die Beobachtungen, daß 1) größere Fructosekonzentrationen die biologische Verfügbarkeit von Kalzium aus dem Kalziumcitratmalat steigern; 2) eine Variierung des Gewichtsverhältnisses Zitronensäure: Apfelsäure unter Begünstigung der Apfelsäure ebenfalls die biologische Verfügbarkeit von Kalzium in Anwesenheit von Zuckern verbessert. Daher besteht ein Verfahren zur Lieferung einer biologisch verfügbaren Kalziumquelle darin, eine sichere und wirksame Menge einer Süßstoffergänzungszusammensetzung zu verabreichen, die ein Verhältnis (Gew./Gew.) von genießbarem Säurebestandteil zu löslichem Kalzium von 3 : 1 bis 17 : 1, vorzugsweise von 5 : 1 bis 13 : 1, und am bevorzugtesten von etwa 6 : 1 bis 8 : 1, enthält. Der genießbare Säurebestandteil umfaßt eine Mischung von Zitronensäure und Apfelsäure, wobei die genannte Mischung mindestens 50 Gew.% Apfelsäure enthält. Weiters beträgt ein Verhältnis (Gew./Gew.) von Zucker zu genießbarem Säurebestandteil 1 : 1 bis 40 : 1, vorzugsweise 4 : 1 bis 25 : 1, und am bevorzugtesten 5 : 1 bis 15 : 1. Der Zuckerbestandteil umfaßt mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 25 % bis 30% und am bevorzugtesten mindestens 50% Fructose (bezogen auf Trockengewichtsbasis).
- Die Zucker werden auf der Basis des Trockengewichts ausgedrückt. Zum Beispiel würden 100 Gramm Maissirup mit hohem Fructosegehalt, der 77% Feststoffe, von denen 42% Fructosefeststoffe sein können (der Rest der Feststoffe sind Glucose und untergeordnete Bestandteile), und 23% Wasser enthält, 77 Gramm Feststoffe und 23 Gramm Wasser zur Verfügung stellen.
- Zusätzlich zu Fructose sind bevorzugte Zucker zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung Glucose (Dextrose), Maltose, Saccharose, Invertzucker und Mischungen hievon.
- Besonders bevorzugt zur Verwendung in allen vorliegenden Zusammensetzungen ist eine Kombination von Zuckern, die 25% bis 99%, vorzugsweise 25 % bis 99% Fructose enthält, da herausgefunden wurde, daß mindestens 15% Fructose die biologische Verfügbarkeit erhöhen und die Inhibierung von Kalziumausfällung und/oder Saccharose-Kristallisation mit der Zeit und bei hohen Temperaturen unterstützen.
- Im allgemeinen wird Fructose in der Form von flüssiger Fructose, Maissirup mit hohem Fructosegehalt, trockener kristalliner/fester Fructose, Fructosesirup und Mischungen hievon verwendet. Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren Maissirupe mit hohem Fructosegehalt enthalten zu 71% bis 77% Feststoffe und zu 23% bis 29% Wasser, wobei 42% bis 90% der Feststoffe Fructosefeststoffe sind. Ein als "flüssige Fructose" bezeichneter Maissirup mit hohem Fructosegehalt ist die am meisten bevorzugte Fructosequelle. Flüssige Fructose hat zu 77% Feststoffe und zu etwa 23% Wasser, wobei die Feststoffe etwa 95% bis etwa 100% Fructosefeststoffe sind.
- Bevorzugte Fructosequellen sind: High Fructose Corn Syrup 42 (HFCS 42), der etwa 71% Feststoffe (etwa 42% sind Fructose, etwa 28% sind Dextrose und etwa 1% ist Maltose) und etwa 29% Wasser enthält und von A. E. Staley erhältlich ist; High Fructose Corn Syrup 55 (HFCS 55), der etwa 77% Feststoffe (etwa 55% Fructose, 22% Dextrose und untergeordnete Bestandteile) und etwa 23% Wasser enthält und von A. E, Staley erhältlich ist; sowie flüssige Fructose, die etwa 77% Feststoffe (etwa 99% Fructose und der Rest untergeordnete Bestandteile) und 23% Wasser enthält und von A. E. Staley erhältlich ist.
- Es sei festgehalten, daß in überraschender Weise Zucker, insbesondere fructosehaltige Mischungen, sich als solche erwiesen haben, die die Resorbierbarkeit/Bioverfügbarkeit von Kalzium erhöhen:
- Im allgemeinen wird die diätetisch empfohlene Menge (RDA) für Kalzium im Bereich von etwa 400 mg pro 6 kg für Kinder bis zu etwa 1200 mg für Frauen und Männer im Alter von 11 bis 24 liegen. 1200 mg ist die empfohlene RDA für stillende Mütter. Eine flüssige Unze der erfindungsgemäßen Süßstoffergänzungszusammensetzungen kann in der Regel etwa 10% bis etwa 300% RDA für irgendeine gegebene Person ergeben.
- Die erfindungsgemäßen Süßstoffergänzungszusammensetzungen umfassen eine Mischung von Kalzium; den Säureanionen Citrat und Malat; sowie Zucker, wovon mindestens 15% Fructose ist. Kalziumcitratmalat (CCM) ist eine biologisch verfügbare Kalziumquelle, die eine Mischung von Kalziumsalzen von Zitronensäure und Apfelsäure umfaßt. CCM wird in situ in dem flüssigen Medium (zugesetztes Wasser und/oder Zuckersirupe) durch Reaktion eines Kalziumsalzes oder von Mischungen hievon mit dem genießbaren Säurebestandteil gebildet.
- Um in der vorliegenden Erfindung verwendbar zu sein, muß das Kalzium in dem flüssigen Medium "solubilisiert", d. h. gelöst sein. Dementsprechend wird die in den erfindungsgemäßen Süßstoffergänzungszusammensetzungen enthaltene Kalziummenge unter Bezugnahme auf "solubilisiertes Kalzium", d. h. die Menge des gelösten Kalziumions, genannt werden.
- Geeignete Kalziumquellen sind u. a. Kalziumcarbonat, Kalziumoxid, Kalziumhydroxid, Kalziumsulfat, Kalziumchlorid, Trikalziumphosphat, Kalziumhydrogenphosphat und Kalziumdihydrogenphosphat ebenso wie die jeweiligen organischen Salze von Kalzium, z. B. Kalziumcitrat, Kalziummalat und Kalziumtartrat. Es wurde herausgefunden, daß etwa 3% bis etwa 30% des löslichen Kalziums durch ein saures Kalziumsulfat zur Verfügung gestellt werden können, wie etwa durch Kalziumchlorid, Kalziumsulfat, Kalziumnitrat, Kalziumacetät und Mischungen hievon. Obwohl Kalziumlactat kein saures Kalziumsalz ist, kann es zur Bereitstellung von 3% bis 30% des löslichen Kalziums verwendet werden und es ergibt eine ähnliche Wirkung wie die, die durch Verwendung eines sauren Kalziumsalzes hervorgerufen wird. Vorzugsweise werden 10% bis 20% des löslichen Kalziums aus einem sauren Kalziumsalz und/oder Kalziumlactat bereitgestellt. Bevorzugte saure Kalziumsalze zur Verwendung hierin sind Kalziumchlorid, Kalziumnitrat, Kalziumsulfat und Mischungen hievon.
- Mischungen von Kalziumcarbonat und Kalziumhydroxid, die gegebenenfalls Kalziumchlorid, Kalziumsulfat und Kalziumnitrat enthalten, sind verwendbar und werden oft zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Süßstoffzusammensetzungen bevorzugt. Die am meisten bevorzugten Kalziumquellen sind Kalziumcarbonat, Kalziumhydroxid und Mischungen hievon, da diese Kalziumsalze durch die organischen Säuren unter Bildung von Kohlendioxid und/oder Wasser neutralisiert werden.
- Für Zusammensetzungen, die 2,4% bis 7% lösliches Kalzium enthalten, ist Kalziumhydroxid nicht zur Verwendung als einzige Kalziumquelle bevorzugt. Die erfindungsgemäßen Süßstoffergänzungszusammensetzungen enthalten zu 2,5% bis 5% solubilisiertes Kalzium. Vorzugsweise enthalten die Süßstoffzusamrnensetzungen zu etwa 3% bis etwa 5% solubilisiertes Kalzium.
- Ein Schlüsselbestandteil für die biologisch verfügbaren Ergänzungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ist der genießbare Säurebestandteil. Es ist für diese Erfindung wichtig, daß das Kalzium vollständig durch die Zitronensäure und Apfelsäure neutralisiert wird und daß die anionische Ladung aus den Säuren im Verhältnis zu den kationischen Ladungen aus der Kalziumquelle im Überschuß vorliegt. Das Produkt hierin muß einen Überschuß an Säureäquivalenten aus Zitronen- und Apfelsäure aufweisen.
- Die Ergänzungszusammensetzungen enthalten zu etwa 25 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% Wasser. Die vorliegende Wassermenge wird die Konzentration der Zusammensetzungen bestimmen.
- Das bevorzugte Gewichtsverhältnis von Wasser zu Fructosefeststoffen für die Süßstoffergänzungszusammensetzungen liegt bei 2 : 1 bis 1 : 2. Das bevorzugtere Gewichtsverhältnis von Wasser zu Fructose liegt bei 1 : 5 zu 1 : 2 und das bevorzugteste Gewichtsverhältnis von Wasser zu Fructosefeststoffen beträgt 1 : 1.
- Die Süßstoffergänzungszusammensetzungen haben in der Regel einen pH von weniger oder gleich etwa 3,8. Vorzugsweise ist der pH niedriger als oder gleich etwa 3, 4 und bevorzugter ist er niedriger als oder gleich etwa 3,2. In der Regel wird der pH im Bereich von 2,5 bis 3,8 liegen. Der pH wird an der Süßstoffergänzung, so wie sie ist, ohne Verdünnung gemessen.
- Die erfindungsgemäßen Ergänzungszusammensetzungen können beliebige andere Bestandteile oder Bestandteile, die in der Regel als wahlweise Bestandteile verwendet werden, enthalten. Andere untergeordnete Bestandteile sind häufig enthalten. Solche Bestandteile inkludieren Konservierungsmittel, wie etwa Bezoesäure und Salze hievon, Schwefeldioxid etc. Vorzugsweise werden Konservierungsmittel zu den konzentrierten Süßstoffergänzungen zugesetzt, solange der pH oberhalb von etwa 3, 3 und der Feststoffgehalt bei weniger als etwa 42% liegt. Farbstoffe, die entweder aus natürlichen Quellen stammen oder synthetisch hergestellt sind, können verwendet werden.
- Gummi, Emulgatoren und Öle können zur Veränderung von Textur und Opazität der Süßstoffergänzung enthalten sein. Typische Bestandteile sind u. a. Guar-Gummi, Xanthan, Alginate, Mono- und Diglyceride, Lecithin, Pectin, Fruchtfleisch, Baumwollsamenöl, pflanzliches Öl und Beschwerungsöle. Ester und andere Geschmackstoffe sowie Essenzöle können ebenfalls verwendet werden.
- Wenn wahlweise Bestandteile, wie etwa eine Geschmackstoffkomponente, verwendet werden, müssen das zusätzliche Wasser, die Zitronensäure, die Apfelsäure und/oder die Zucker bei der Formulierung der erfindungsgemäßen Süßstoffergänzungen berücksichtigt werden.
- Saurer Anionenbestandteil: Chlorid, Nitrat und Sulfat Ein wahlweiser Bestandteil für die erfindungsgemäßen Süßstoffergänzungszusammensetzungen ist die Menge an vorliegenden organischen Säureanionen, wie etwa Chloridanion, Nitratanion, Sulfatanion, Acetatanion und Mischungen hievon. Die erfindungsgemäßen Ergänzungszusammensetzungen enthalten 0,05% bis 5% Säureanion, vorzugsweise Chloridanion, Nitratanion, Sulfatanion und Mischungen hievon. Das Säureanion liefert in der Regel eine Stabilitätsverbesserung um einen Faktor von 2. Es wurde herausgefunden, daß 0,05% bis 5% Lactatanion ebenso verwendet werden können und daß es einen ähnlichen Effekt wie die Säureanionen ergibt. Das Lactatanion kann aus seiner entsprechenden Säureform oder vorzugsweise aus seinem entsprechenden Kalziumsalz erhalten werden. Bei der Verwendung von Lactatanion und Acetatanion sind Mischungen von Anionen bevorzugt, da die Lactat- und/oder Acetatanionen einen unerwünschten Beigeschmack einbringen können.
- Vorzugsweise liegt der Gehalt an Säureanion im Bereich von 0,05% bis 5%.
- Bevorzugter liegt dieser Gehalt bei 0,2% bis 3%. Diese Bereiche basieren auf dem Gewicht des Anions und nicht auf dem des Salzes. Das heißt, daß das Gewicht des Kations nicht beachtet wird.
- Die Chlorid-, Nitrat- und Sulfatanionen werden vorzugsweise aus ihren entsprechenden sauren Formen erhalten, d. h. aus Chlorwasserstoffsäure und Salpetersäure, oder aus ihren entsprechenden Kalziumsalzen, wie etwa Kalziumchlorid, Kalziumnitrat oder Kalziumsulfat.
- Vorzugsweise wird das Säureanion dadurch gewonnen, daß 3% bis 30% lösliches Kalzium aus einem sauren Kalziumsalz stammen, wie etwa Kalziumchlorid, Kalziumnitrat, Kalziumsulfat, Kalziumacetat und Mischungen hievon. Obwohl Kalziumlactat kein saures Kalziumsalz ist, kann es verwendet werden, um 3% bis 30% des löslichen Kalziums zur Verfügung zu stellen, und es liefert einen ähnlichen Effekt wie den, der durch Verwendung eines sauren Kalziumsalzes erhalten wird. Zur Verwendung bevorzugte saure Kalziumsalze sind Kalziumchlorid, Kalziumnitrat, Kalziumsulfat und Mischungen hievon.
- Kalziumchlorid, Kalziumnitrat, Kalziumsulfat und Mischungen hievon können 3% bis 30% des solubilisierten Kalziums liefern. Vorzugsweise liefern Kalziumchlorid, Kalziumnitrat, Kalziumsulfat und Mischungen hievon 10% bis 20% des anwesenden solubilisierten Kalziums. Vorzugsweise stammt das verbleibende lösliche Kalzium aus Kalziumcarbonat, Kalziumhydroxid und Mischungen hievon. Diese Quellen haben den Vorteil, durch die Säuren neutralisiert zu werden. Das bevorzugteste saure Anion zur Verwendung hierin ist Chloridanion.
- Vorzugsweise stammt das Chloridanion aus Kalziumchlorid, das 3% bis 30% solubiliertes Kalzium zur Verfügung stellen kann. Bevorzugter liefert Kalziumchlorid 10% bis 20% solubilisiertes Kalzium. Wegen des geringeren Solubilitätsgrads von Sulfat sind Mischungen von Sulfationen mit anderen geeigneten Anionen bevorzugt.
- Die Verwendung von Chlorid-, Nitrat-, Sulfat-, Acetat- und Lactatanionen in den Ergänzungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung trägt zu der Stabilität bei hohen Temperaturen bei, wenn hohe Mengen an solubilisiertem Kalzium verwendet werden, z. B. Milchmenge und darüber.
- Die spezielle Menge des Geschmackstoffbestandteils, welche wirksam ist, um den Süßstoffergänzungszusammensetzungen Geschmackseigenschaften zu verleihen, kann von dem (den) ausgewählten Geschmackstoff(en), von dem gewünschten Geschmackseindruck und der Form des Geschmackstoffbestandteils abhängen. Der Geschmackstoffbestandteil der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Fruchtgeschmackstoffen und botanischen Geschmackstoffen besteht.
- Der Ausdruck "Fruchtgeschmackstoff(e)" bezieht sich auf jene Geschmackstoffe, die von dem genießbaren reproduktiven Teil einer Samenpflanze stammen, insbesondere einer solchen mit einem süßen Fruchtfleisch, das mit dem Samen verbunden ist. Ebenso von dem Ausdruck "Fruchtgeschmack" umfaßt sind synthetisch hergestellte Geschmackstoffe, die zur Simulierung von aus natürlichen Quellen stammenden Fruchtgeschmackstoffen hergestellt wurden. Die Zitrusgeschmackstoffe, inklusive Orangengeschmackstoffe, Zitronengeschmackstoffe, Limonengeschmackstoffe und Grapefruitgeschmackstoffe, können verwendet werden. Neben den Zitrusgeschmackstoffen kann eine Vielzahl anderer Fruchtgeschmackstoffe verwendet werden, wie etwa Apfelgeschmackstoffe, Traubengeschmackstoffe, Kirschengeschmackstoffe, Ananasgeschmackstoffe und dergleichen. Bevorzugte Fruchtgeschmackstoffe sind Apfel, Traube, Kirsche und dergleichen sowie Mischungen hievon. Diese Fruchtgeschmackstoffe können aus natürlichen Quellen stammen, wie etwa aus Fruchtsäften und Geschmackstoffölen, oder sie können auch synthetisch hergestellt werden.
- Der Ausdruck "botanische(r) Geschmackstoff(e)" bezieht sich auf Geschmackstoffe, die von anderen Teilen einer Pflanze als der Frucht stammen; d. h. die von Bohnen, Nüssen, Rinde, Wurzeln und Blättern stammen. Beispiele von botanischen Geschmackstoffen umfassen Kakao, Schokolade, Vanille, Kaffee, Cola, Tee und dergleichen. Botanische Geschmackstoffe können aus natürlichen Quellen stammen, wie etwa Essenzöle und Extrakte, oder sie können synthetisch hergestellt sein, um botanische Geschmackstoffe, die aus natürlichen Quellen stammen, zu simulieren.
- Fruchtkonzentrate und botanische Konzentrate und Pürees können verwendet werden. Fruchtsäfte und botanische Säfte sind zur Verwendung als Geschmackstoffmittel nicht bevorzugt. Wenn jedoch Fruchtsaft verwendet wird, hängt die Menge des als Geschmackgebungsmittel verwendeten Fruchtsafts von dessen Konzentration ab und wird leicht vom Fachmann auf diesem Gebiet festgestellt. Das Wasser in allen verwendeten geschmackgebenden Mitteln muß in die Prozentwerte Gesamtwasser der Süßstoffzusammensetzungen eingeschlossen werden. Zucker müssen für den Zuckergehalt berücksichtigt werden.
- Die Nahrungsmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können 1% bis 99% Ergänzungszusammensetzungen enthalten. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Nahrungsmittelzusammensetzungen inkludieren Backwaren, Fruchtgetränke/Mischgetränke, Tiefkühlnahrungsmittel, Zuckerwaren, kohlensäurehaltige Getränke, Milchgetränke/Mixgetränke, gelatinierte Waren, Puddinge, Füllungen, Frühstückscerealien, Frückstücksriegel, Saucen, Marmeladen, Gelees, geschlagene Aufsatzcremen, Tabletten, Sirupe, oral zu verabreichende Medizinen, Überzüge, Kaugummi, Zuckerwaren und Schokoladen. Die bevorzugten Nahrungsmittelzusammensetzungen sind Süßwarenprodukte, wie etwa süße Riegel, Frucht-Roll-ups®, Gummi, Zuckerwaren, Backwaren und Getränke.
- Die erfindungsgemäßen Ergänzungszusammensetzungen können zum Teil, in Abhängigkeit von der Menge des gebrauchten Kalziums und/oder dessen Konzentration, die Zucker in einer Nahrungsmittelzusammensetzung ersetzen. Je nach den erfolgten Einstellungen in den Rezepten und Formulierungen für die verschiedenen Eigenschaften von Saccharose und Fructose oder Dextrose müssen Einstellungen für die verschiedenen Eigenschaften der Süßstoffzusammensetzungen erfolgen. Diese Änderungen können von einem Fachmann auf dem Gebiet vorgenommen werden.
- Die folgende ist eine partielle Liste von Nahrungsmittelzusammensetzungen, die mit diesen Zuckerderivaten hergestellt werden können, als Beispiel angegeben: Kuchen, Kekse, braune Kekse, andere süße Snacks, Zuckerüberzüge, Glasuren, Kuchenfüllungen, Puddinge, überzogene Cerealien, beschichtete Nüsse (mit Honig geröstete Nüsse), Cremen, harte und weiche Zuckerwaren, Schokoladen, Crackers, Snacks aus Kartoffeln, Mais, Weizen und anderem Getreide, Saucen, Fleichsäfte, Joghurt, Eiscreme, Gelees, Marmeladen, Brotwaren, Brote, Semmeln, Muffins, Doughnuts und Mürbgebäck.
- Frühstücks-Mais-Cerealien können durch Beschichten der Maiskerne vor dem Bearbeiten, Erhitzen der Maiskerne in den Süßstoffergänzungen und Beschichten der Maiskerne, nachdem sie zu Flocken verarbeitet und getoastet wurden, vorzugsweise durch Aufsprühen des Süßstoffergänzungsmittels, hergestellt werden. Das bevorzugte Verfahren ist ein Erhitzen bei niedriger Feuchtigkeit der Maiskerne in der Süßstoffergänzungszusammensetzung.
- Die Kalziumsalze reagieren mit den organischen Säuren, sodaß das Kalzium während des Verfahrensschritts solubilisiert wird. Ohne durch eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß ein metastabiler Kalziumcitratmalat-Komplex gebildet wird. Die Kalziumsalze, z. B. Kalziumcarbonat, bleiben gemeinsam mit der Zitronensäure und der Apfelsäure in den Süßstoffergänzungszusammensetzungen in Lösung. Bei der Bearbeitung in der hierin beschriebenen Weise ist das Kalziumcitratmalat löslicher als die entsprechenden Salze, d. h. Kalziumcitrat und Kalziummalat.
- Um den Vorteil der maximalen Stabilität zu erreichen, sollten die Materialien in einer speziellen Reihenfolge zugesetzt werden. Wenn die Zucker und die Kalziumsalze solubilisiert sind, konkurrieren sie um das Wasser, um in Lösung zu bleiben. Um eine konzentrierte Lösung herzustellen, die frei von Niederschlägen ist, sollten alle Feststoffe in dem flüssigen Medium, vorzugsweise in Wasser oder flüssiger Fructose, entweder als eine Vormischung oder während des Zugabeschritts gelöst oder aufgeschlämmt sein.
- Es werden verschiedene Vormischungen oder Lösungen gebildet. Die Zucker werden im Wasser aufgelöst, wenn eine kristalline oder feste Form des Zuckers verwendet werden soll. Zur leichteren Herstellung sind flüssige Zucker oder Sirupe zur Verwendung am besten geeignet. Bevorzugte Zuckerquellen sind flüssige Fructose, Invertsirup und Maissirup mit hohem Fructosegehalt.
- Die Zitronensäure und die Apfelsäure werden auch in Wasser gelöst. Sobald die Säuren gelöst sind, wird die saure Anionenquelle, wenn sie verwendet wird, z. B. Kalziumchlorid, dann zu der die Zitronensäure und die Apfelsäure enthaltenden Lösung zugesetzt. Die Zugabe einer sauren Anionenquelle, z. B. von Kalziumchlorid, hat zwei Vorteile, wobei einer die Herabsetzung des pH-Werts der Lösung ist, weil die Kalziumsolubilität dann günstiger ist, und der andere der ist, daß eine größere Stabilität gegenüber der Ausfällung von Kalziumsalzen bei höheren Temperaturen erreicht wird. Wenn die Konservierungsmittel und wahlweise Bestandteile, d. h. Verdickungsmittel, Gummi, Alginate, Pektine, Emulgatoren, verwendet werden, werden diese zur Bildung einer Vormischung in flüssigem Medium aufgelöst oder aufgeschlämmt.
- Dann wird der Zucker zu den Säuren in Lösung zugesetzt.
- Es ist wünschenswert, die Kalziumquelle als eine Aufschlämmung vorzubereiten, jedoch ist dies nicht notwendig. Somit wird (werden) die Kalziumquelle(n), z. B. Kalziumcarbonat, in Wasser, flüssiger Fructose, Maissirup mit hohem Fructosegehalt oder anderem Zuckersirup dispergiert. Wenn das Ausführungsbeispiel die Verwendung von sauren Kalziumsalzen erfordert, können diese zuerst in Wasser gelöst werden, indem sie langsam unter Rühren zugesetzt werden. Die verbleibenden Kalziumquellen werden dann zur Herstellung einer Aufschlämmung zugesetzt. Entsprechendes Rühren muß vorgenommen werden, um die Aufschlämmung in Suspension zu halten, insbesondere, wenn Kalziumhydroxid verwendet wird, welches dazu neigt, in den Ecken und toten Winkeln eine Paste zu bilden.
- Wenn verwendet, liegt die Geschmackstoffkomponente als eine weitere Vormischung vor. Wenn der Geschmackstoffbestandteil Zitronensäure oder Apfelsäure enthält, wie zum Beispiel einen Fruchtsaft oder ein Fruchtsaftkonzentrat, wird das Verhältnis von Zitronensäure zu Apfelsäure vorzugsweise so eingestellt, daß es das gleiche wie in der Vormischung von Zitronensäure und Apfelsäure ist. Weitere Zitronensäure oder Apfelsäure wird erforderlichenfalls zugesetzt, um dieses Verhältnis zu erreichen. Andererseits können Kalziumcitrat oder Kalziummalat während des Bearbeitungsschritts gebildet werden und können ausfallen. Sobald sie ausgefallen sind, sind sie schwierig wieder aufzulösen.
- Zur Verbesserung der Stabilität des Kalziummalats und insbesondere des Kalziumcitrats ist es bevorzugt, das Gewichtsverhältnis von Fructose [bezogen auf Trockengewicht] zu Wasser auf einen Bereich von etwa 1 : 1 bis etwa 2 : 1 einzustellen. Die Zugabe von Fructose reduziert das zur Bildung der unlöslichen Kalziumsalze, wie etwa Ca&sub3;Cit&sub2;.4H&sub2;O, verfügbare Wasser und begünstigt auch die biologische Verfügbarkeit. Somit wird für eine Stabilität von mehr als etwa einer Woche ein Gewichtsverhältnis von Fructose (bezogen auf Trockengewicht) zu Wasser von 2 : 1 bis 1 : 2 bevorzugt. Wenn ein Geschmackstoffbestandteil verwendet wird, kann die Stabilität durch Einstellen des Gewichtsverhältnisses von Zitronensäure zu Apfelsäure in dem Geschmackstoffbestandteil oder in der Lösung, die die Kalzium-/, Zucker- und Säure-Vormischungen enthält, so eingestellt werden, daß sie vor der Zugabe des Geschmackstoffes zu der Lösung äquivalent sind. Vorzugsweise wird das Gewichtsverhältnis von Zitronensäure zu Apfelsäure im Bereich von 20 : 80 bis 50 : 50 und bevorzugter bei etwa 26 : 74 liegen. Zusätzlich dazu kann die Stabilität durch Einstellung des Gewichtsverhältnisses von Fructose (bezogen auf Trockengewicht) zu Wasser in dem Geschmackstoff oder in der Lösung, die das Kalzium, den Zucker und die Säuren als Vormischungen enthält, so eingestellt werden, daß sie vor der Zugabe des Geschmackstoffs zu der Lösung äquivalent sind.
- Eine bevorzugte Mischsequenz ist wie folgt:
- Die Zucker und die Säurelösung werden unter Rühren zur Herstellung einer einheitlichen Mischung gemischt. Die Zugabefolge ist nicht wesentlich. Die Säuren können in dem Mischtank mit Wasser gelöst werden und die Zuckerlösung wird eingepumpt oder die Zuckerlösung kann in den Tank eingegeben werden und die Säurelösung wird eingepumpt.
- Zu dieser Mischung wird die Kalziumaufschlämmung oder die trockene Kalziumquelle zugesetzt. Die Zugabe wird so gesteuert, daß die Reaktionsmischung nicht zu heiß wird. Die Temperatur sollte 120º F (49ºC) nicht übersteigen. Verfahren, um die Temperatur unterhalb von 120º F (49ºC) zu halten, sind u. a. die Verwendung einer Mantelkühlung oder der Umlauf des Ansatzes durch einen Wärmeaustauscher. Die Kalziumquelle wird durch die Zironensäure und die Apfelsäure während dieses Zugabevorgangs neutralisiert und es liegt überschüssige Säure vor. Die Temperatur steigt durch die Neutralisationswärme an. Wenn Kalziumcarbonat verwendet wird, entsteht durch die Neutralisation Kohlendioxid, das ein Schaumbilden verursachen kann. Dieses kann durch die Zugabegeschwindigkeit des Kalziumcarbonats reguliert werden.
- Gegebenenfalls wird dann ein Geschmackstoff zu der Mischung aus Kalzium, Zitronensäure und Apfelsäure und Zucker zugesetzt. Ebenso werden Konservierungsmittel, Gummi, Emulgatoren, Vitamine, Mineralstoffe, pflanzliche Öle, Beschwerungsöle oder andere wahlweise Bestandteile in dieser Stufe zugesetzt. Diese Stoffe werden als eine wässerige Lösung oder als Flüssigkeiten zugesetzt.
- Eine weitere bevorzugte Mischsequenz ist wie folgt:
- Das Wasser und 30% eines Maissirups mit hohem Fructosegehalt (HFCS) werden auf 100ºF (38ºC) erwärmt. Die Säuren werden zu der Lösung zugesetzt und unter Rühren eingemischt, bis sie gelöst sind. Mischen mit hoher Scherung, Mahlen oder Dispergiervorrichtungen können dazu verwendet werden, um eine ausreichende Mischung in Systemen mit wenig Wasser zu ergeben. Wenn ein saures Kalziumsalz oder Kalziumlactat verwendet wird, werden diese auch in dieser Lösung aufgelöst.
- Die trockene Kalziumquelle wird in dem verbleibenden HFCS dispergiert. Bei Verwendung von Kalziumcarbonat wird die Zugabe so gesteuert, daß der durch das Neutralisationsprodukt Kohlendioxid gebildete Schaum unter Kontrolle gehalten wird. Wenn Kalziumhydroxid verwendet wird, ist das Neutralisationsverfahren eine exotherme Reaktion. Die Zugabe wird so gesteuert, daß die Reaktionsmischung 120ºF (49ºC) nicht übersteigt.
- Verfahren zur Herstellung von Systemen mit wenig Wasser unter Verwendung von Maissirup mit hohem Fructosegehalt oder flüssiger Fructose Bei der Herstellung von Proben mit einem sehr niedrigen Wassergehalt von weniger als oder gleich etwa 20% ist es notwendig, bis zu 70% flüssige Fructose und/oder Maissirup mit hohem Fructosegehalt (HFCS) zu verwenden. Dadurch wird das zur Auflösung der Säuren notwendige Wasser zur Verfügung gestellt. Das Wasser und 70% flüssige Fructose und/oder Maissirup mit hohem Fructosegehalt werden auf 100ºF (38ºC) erhitzt. Die Säuren werden zu der Lösung zugesetzt und diese wird unter Rühren gemischt, bis die Auflösung stattfindet. Das Auflösen der Säuren in Wasser ist endotherm und bewirkt, daß die Temperatur absinkt. Daher kann zusätzliche Wärme erforderlich sein, um die Säuren zu lösen. Fortgesetztes Erhitzen kann zum Auflösen der Säuren notwendig sein. Man muß dafür sorgen, daß die Temperatur 120ºF (49ºC) nicht überschreitet. Wenn saure Kalziumsalze, z. B. Kalziumchlorid, verwendet werden, werden sie auch in dieser Lösung aufgelöst. Die trockene Kalziumquelle wird in dem verbleibenden Zuckersirup dispergiert. Die Zugabe wird so gesteuert, daß eine durch das Neutralisationsprodukt Kohlendioxid verursachte Schaumbildung gesteuert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zusammensetzung sehr viskos. Fortgesetztes Erhitzen kann notwendig sein. Die Zugabe wird so gesteuert, daß die Reaktion 120ºF (49ºC) nicht übersteigt. Verfahren zur Herstellung von Systemen mit wenig Wasser unter Verwendung von Fructose oder kristallinen Zuckern.
- Bei der Herstellung von Proben mit sehr niedrigem Wassergehalt von weniger als oder gleich etwa 20% ist es notwendig, eine Erwärmung vorzunehmen. Das Wasser wird auf 100ºF (38º) erwärmt. Die Säuren werden zu der Lösung zugesetzt und unter Rühren bis zum Auflösen gemischt. Dann wird der Zucker zugesetzt.
- Fortgesetztes Erwärmen kann notwendig sein, um die Zucker zu lösen. Es wird sorgfältig gearbeitet, damit die Temperatur 120ºF (49ºC) nicht überschreitet. Wenn Kalziumchlorid verwendet wird, wird es ebenfalls in dieser Lösung gelöst.
- Zu dieser Mischung wird die trockene Kalziumquelle zugesetzt. Die Zugabe wird so gesteuert, daß eine durch das Neutralisationsprodukt Kohlendioxid verursachte Schaumbildung kontrolliert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Sirup sehr viskos. Fortgesetztes Erwärmen kann notwendig sein. Wenn Kalziumhydroxid verwendet wird, ist das Neutralisationsverfahren eine exotherme Reaktion, weshalb das Ausmaß des Erwärmens vermindert werden kann. Die Zugabe wird so gesteuert, daß die Reaktionsmischung 120ºF nicht übersteigt.
- Die Süßstoffergänzungszusammensetzungen sind im allgemeinen wegen ihrer niedrigen Wasseraktivität lagerstabil. Jedoch können die Zusammensetzungen durch eine kurzzeitige Hochtemperatur-Behandlung pasteurisiert oder auf andere Weise sterilisiert werden, wie dies für Produkte dieser Art üblich ist.
- Grundsätzlich ist dies ein Verfahren zur Herstellung eines lagerstabilen, mit Kalzium angereicherten Getränkekonzentrats, welches Verfahren umfaßt:
- (1) Bereiten einer Mischung einer Zuckerlösung mit Zitronensäure und Apfelsäure in Wasser;
- (2) Zugeben einer Aufschlämmung von Kalziumsalzen in Wasser, wobei beliebiges Kalziumcitrat, Kalziummalat, saures Kalziumsalz und eine saure Anionenquelle zuerst in Wasser gelöst werden und dann andere Kalziumsalze zugesetzt werden, um die Aufschlämmung herzustellen, wobei diese unter Rühren zugesetzt wird und die Temperatur auf unter 120ºF (49ºC) gehalten wird;
- (3) Zugeben des in Wasser gelösten Geschmackstoffbestandteils zu der Mischung von (2), wobei das Gewichtsverhältnis von Zitronensäure und Apfelsäure in dem Geschmackstoffbestandteil das gleiche Verhältnis ist wie das von Zitronensäure und Apfelsäure in (1) und das Gewichtsverhältnis von Fructose (bezogen auf Trockengewicht) zu Wasser in dem Geschmackstoffbestandteil das gleiche Verhältnis wie in (1) ist; und
- (4) Zugeben von beliebigen Konservierungsmitteln und wahlweisen Bestandteilen in Wasser zu der Mischung von (3).
Claims (7)
1. Eine flüssige Süßstoffergänzungszusammensetzung in Form einer klaren
Lösung, die biologisch verfügbares Kalzium bereitstellt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusammensetzung enthält:
a) lösliches Kalzium;
b) einen genießbaren Säurebestandteil, der eine Mischung von
Zitronensäure und Apfelsäure umfaßt, wobei die Mischung mindestens 50
Gew.-% Apfelsäure enthält; und
c) Zucker;
in welcher das Gewichtsverhältnis von genießbarem Säurebestandteil zu löslichem
Kalzium 3 : 1 bis 17 : 1 beträgt; in welcher der Zucker mindestens 25%, bezogen auf
Trockengewicht, Fructose enthält; und in welcher das Gewichtsverhältnis von
Zucker zu genießbarem Säurebestandteil 1 : 1 bis 40 : 1 beträgt.
2. Die Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher das Gewichtsverhältnis
von Zucker zu genießbarem Säurebestandteil 4 : 1 bis 25 : 1 beträgt.
3. Die Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, in welcher die
Zusammensetzung auch Wasser enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von Wasser
zu Fructose 1, 5 : 1 bis 1 : 2 beträgt.
4. Die Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in welcher das
Gewichtsverhältnis von Zucker zu genießbarem Säurebestandteil 5 : 1 bis 7,5 : 1
beträgt.
5. Die Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher die
Zusammensetzung weiters zu 0,05% bis 5% einen sauren Anionenbestandteil
enthält.
6. Die Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in welcher das
Verhältnis von genießbarem Säurebestandteil zu löslichem Kalzium 5 : 1 bis 13 : 1
beträgt.
7. Die Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welcher die
Zusammensetzung weiters zu 0,2% bis 4% einen sauren Anionenbestandteil
enthält, der aus Chlorid, Nitrat, Sulfat und Mischungen hievon ausgewählt ist.
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