DE69807916T2 - Bei raumtemperatur stabiles getränk auf tee-basis - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein umgebungsstabiles, auf Tee basierendes Produkt und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Hintergrund und Stand der Technik
• In den letzten Jahren hat es ein sich kontinuierlich vergrößerndes Sortiment für Konsumenten gegeben, die ihren Durst mit Fertiggetränken löschen möchten. Viele davon wenden sich nun von den gut bekannten Soft-Getränken auf Tee basierenden Getränken zu, seien diese kohlensäurehaltig oder still, und der "natürlichen" Erfrischung, die sie vorsehen können.
• Tee enthält eine komplexe Kombination an Enzymen, biochemischen Zwischenstoffen und Strukturelementen, welche normalerweise mit Pflanzenwachstum und Photosynthese in Verbindung gebracht werden. Es gibt ebenfalls viele natürliche Substanzen, die Tee seinen einzigartigen Geschmack, Adstringens, Aroma und Farbe verleihen. Viele davon werden durch die Oxidationsumsetzungen hergestellt, die während des sogenannten Fermentationsstadiums der Schwarzteeherstellung auftreten. Die Teeproduktion ist lange durch traditionelle Herstellungsverfahren mit nur einem grundlegenden Verständnis für die beteiligte Chemie betrieben worden. Als Folge haben Hersteller entdeckt, dass das Herstellen von umgebungsstabilen, auf Tee basierenden Getränken in dem Volumen, das erforderlich ist, um mit herkömmlicheren Soft-Drinks zu konkurrieren, nicht einfach eine Frage der Aromatisierung eines Soft-Getränks mit Tee ist.
• Der Geschmack eines auf Tee basierenden Getränks und seine Stabilität bauen auf die Stabilität des Getränks als ganzes. Es ist daher kritisch, die Qualität des Getränks zu bewahren. Die Hefen und Schimmel, die in auf Tee basierenden Getränken und anderen Soft-Getränken wachsen können, können durch Hitzebehandlung oder durch Verwendung von Konservierungsstoffen getötet oder bekämpft werden. Einige auf Tee basierende Getränke werden daher pasteurisiert und dann in Glas- oder spezielle hitzestabile PET-Behälter abgefüllt. Dies ist als "Heißabfüllung" bekannt. Unglücklicherweise kann dies ein teurer Arbeitsgang sein, welcher eine Menge umweltfeindlichen Abfall erzeugt. Es ist daher für Hersteller attraktiver geworden, ihre auf Tee basierenden Produkte in PET-Standardbehälter zu verpacken, welche von Einzelserviereinheiten bis Multiservierpackungen reichen und die Stabilität des Produkts unter Verwendung von maßgeschneiderten Geschmacks- und Konservierungssystemen bewahren. Dies ist als "Kaltabfüllung" bekannt. Es ist auch in sofern brauchbar, als dass man leicht ein Teekonzentrat oder Pulver verwenden kann.
• Unglücklicherweise kann die Verwendung gewöhnlicher Konservierungsstoffe den Geschmack eines auf Tee basierenden Getränks beeinflussen. Dies ist insbesondere bei Sulfit und Sorbat der Fall. Zugabe eines starken Aromas wie Zitrone kann den Konservierungsmittelgeschmack ausgleichen. Jedoch sind Konsumenten interessiert daran, andere Aromen zu erleben. Ferner betrachten einige der Konsumenten, die von auf Tee basierenden Produkten als eine gesündere und natürlichere Alternative zu Soft- Getränken angezogen wurden, manchmal Konservierungsstoffe als die Art von synthetischen Zusatzstoffen, die sie lieber vermeiden würden.
• Viele Länder haben Gesetze, die die Verwendung bestimmter Nahrungsmittelzusatzstoffe, einschließlich einiger Konservierungsstoffe, in Lebensmittel und Getränken verbieten. Die Gesetze können stark variieren, aber es gibt einen klaren Trend bei Nahrungsmitteln, weniger und niedrigere Gehalte an chemischen Konservierungsstoffen, insbesondere synthetischen, zu enthalten.
• Entsprechend gibt es einen Bedarf für angenehm aromatisierte, umgebungsstabile, auf Tee basierende Getränke, die niedrige Gehalte an synthetischen Konservierungsstoffen haben.
• Eine Strategie zur Vermeidung der Verwendung von synthetischen chemischen Zusatzstoffen ist die Verwendung natürlich auftretender und weniger potentiell toxischer Alternativen, wie Öle von Zimt, Thymian usw. Zurück in den frühen 80ern durchmusterten Japanische Forscher eine Vielzahl an Substanzen, einschließlich natürlicher Produkte und Lebensmittelzusatzstoffe mit bekannten Konservierungseigenschaften, aber niedriger Toxizität und hofften, synergetische Kombinationen zu finden. Tatsächlich offenbart die Japanische Patentbeschreibung JP A-57-194775 ein Mittel von dem gesagt wird, dass es die Konservierung und Qualität von Nahrungsmitteln verbessert, welches Zimtsäure und andere organische Säure als wirksame Bestandteile enthält. Die andere organische Säure kann Zitronen-, Essig-, Äpfel-, Fumar-, Sorbin-, Wein-, oder Milchsäure sein. Es wird beansprucht, dass die Kombination aus Zimtsäure und diesen anderen organischen Säuren eine synergetische, antibakterielle Wirkung ergibt. Es wird vorgeschlagen, dass etwa 50 bis 500 ppm Zimtsäure und von etwa 50 bis 5000 ppm organische Säure verwendet wird. Diese Gehalte werden verwendet, um Daikon (Japanisches, sauer Eingelegtes), Kamaboko (ein gekochtes Fischpastenprodukt), Hampen (einen aus zerstoßenen Fisch hergestellten japanischen Kuchen), Wiener Würstchen; gemischte Bohnenpaste und Mehlpaste zu konservieren. Die Beschreibung erwähnt keine Eignung für Tee.
• Die EU-Gesetzgebung beschränkt die Verwendung von Sorbinsäure auf 300 ppm. Es gibt keine legale Grenze für Zimtsäure, aber die berichtete Aromaverwendung innerhalb der Industrie beträgt 31 ppm.
• Zimt ist ein gut bekanntes Gewürz, das wegen seines starken, charakteristischen und gefälligen Aromas geschätzt wird. Zimtsäure wird hauptsächlich bei der Herstellung von Methyl-, Ethyl- und Benzylestern für die Parfümindustrie verwendet. Der Ethylester wird verwendet, um Glasprismen und Linsen herzustellen. Andere Ester werden in der Medizin verwendet. Die Säure ist auch als Wurmmittel bekannt. Das entsprechende Aldehyd ist beißender, aber wird ebenfalls in der Aroma- und Parfümindustrie verwendet.
• Das starke, aber nicht überwältigende Aroma von Zimt, zusammen mit seiner Konservierungsfähigkeit und Vertrautheit als natürlich vorkommendes Gewürz wurde durch die vorliegenden Erfinder als attraktiv für einen Schlüsselbestandteil eines Aromatisierungssystems zur Verwendung in umgebungsstabilen, auf Tee basierenden Getränken erkannt. Obwohl es einige im Handel erhältliche Kräutertees gibt, die Zimt entixalten, ist Zimtsäure in Teelösungen mit niedrigem pH größtenteils unlöslich.
• Die vorliegenden Erfinder haben nun ein umgebungsstabiles, auf Tee basierendes Getränk entwickelt, welches Zimtsäure in annehmbar niedrigen Konzentrationen in Kombination mit einem Säuerungsmittel und gegebenenfalls einigen zusätzliche Konservierungsstoffen enthält.
Gegenstand der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein gesprochen ein umgebungsstabiles, auf Tee basierendes Getränk, das ein Teeextrakt, das nicht mehr als 3% Teefeststoffe enthält, Zimtsäure oder ein saures Derivat davon in einer Konzentration von zwischen 1 und 150 ppm und ein Säuerungsmittel in einer Menge umfasst, die den pH des Getränks unter pH 4,5 hält.
• Die Konservierungseigenschaften des Systems können durch Zugabe von einem oder mehreren schwachen Säuren als Konservierungsstoffe ergänzt werden.
• Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Getränks.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein umgebungsstabiles, auf Tee basierendes Getränkt. Es umfasst Zimtsäure oder ein Derivat davon in einer Konzentration zwischen 1 und 150 ppm und ein Säuerungsmittel in einer Menge, die den pH des Getränks unterhalb pH 4,5 hält.
• Der Begriff "auf Tee basierendes Getränk" beschreibt ein Getränk, das die festen Extrakte von Blattmaterial von Camellia sinensis, Camellia assamica oder Aspalathus linearis enthält. Die Blätter können einem sogenannten "Fermentations"-Schritt unterworfen worden sein, wobei sie durch bestimmte endogene Enzyme oxidiert werden, die während des frühen Stadiums der "Schwarztee"-Herstellung freigesetzt werden. Diese Oxidation kann sogar durch die Wirkung von exogenen Enzymen, wie Oxidasen, Laccasen und Peroxidasen ergänzt werden.
• Alternativ können die Blätter teilweise fermentiert ("Oolong"-Tee) oder im Wesentlichen unfermentiert ("Grüner"-Tee) gewesen sein. Der Tee kann zu dem Getränkt in verschiedenen Formen zugegeben werden, einschließlich einem Extrakt, einem Konzentrat, einem Pulver oder als Körner.
• Bei niedrigen Konzentrationen, wie 0,1 bis 3%, wirkt Tee als Nährstoff, der das Potential für mikrobielles Verderben erhöht. Dies ist in Anbetracht der bekannten antibakteriellen und antiviralen Eigenschaften von Tee unerwartet. Erst wenn man eine Konzentration von 3% überschreitet, beginnt Tee damit, das Wachstum von Hefen und Schimmeln zu unterdrücken.
• Zimtsäure (3-Phenyl-2-propenonsäure) ist ein gut bekanntes Aromatisierungsmittel für Kuchen, Getränke, Kaugummi und Eiscreme. Abgeleitet von Zimt, was schon lange zu Nahrungsmitteln zugegeben worden ist, wird sie in den meisten Ländern als ein brauchbares und harmloses Aroma angesehen. Wenn sie in einem auf Tee basierenden Getränkt gelöst wird, verleiht sie einen milden, harzigen Geruch, welcher Honig und Blumen ähnelt, mit einem süßen und schwach würzigen Geschmack. Eine Aromatisierungswirkung ist bei Konzentrationen über etwa 10 ppm offenbar. Bei Konzentrationen über 30 ppm wird das Aroma besonders stark. Ein zusätzlicher Nutzen ist die Unterdrückung von unerwünschter Konservierungsstoffnoten aus Chemikalien wie Sorbin- und Benzoesäure. Von den zwei Isomeren, die es gibt, ist das Trans-Isomer zur Verwendung bei der Aromatisierung gewöhnlicher von Interesse.
• Zimtsäure wurde 1965 GRAS (also Generally Recognised as Safe) Status durch die FEMA (Flavouring Extract Manufacturers Association) verliehen. Während es keine Gesetzgebung in der Europäischen Union gibt, die die Verwendung von Zimtsäure in Nahrungsmitteln oder Getränken verhindert oder einschränkt, ist das normale Verwendungsmaximum, worauf sich die Industrie intern geeinigt hat, gegenwärtig 31 ppm.
• Eine Anzahl an Zimtsäurederivaten sind bekannt und werden in der Nahrungsmittelindustrie verwendet. Diese schließen p- Dimethylamino-cinnamat, Zimtaldehyd, Cinnamylacetat, Zimtalkohol, Cinnamylbenzoat, Zimtsäurecinnamylester, Cinnamylformat, Cinnamylisobutyrat, Cinnamylisovalerat und Cinnamylphenylacetat. Zum Zwecke dieser Erfindung könnte man Zimtsäure mit einem oder mehreren von seinen Derivaten substituieren oder kombinieren, jedoch müsste man die Konzentrationen bedenken, die erforderlich sind, um gewünschte Ergebnisse jeder Auswirkung auf Aroma und Geschmack zu erreichen.
• Ein Säuerungsmittel für die Zwecke dieser Erfindung kann jede Substanz sein, die zugegeben wird, um den pH einer Lösung zu senken und/oder einem Getränk einen sauren Geschmack zu verleihen. Es sind üblicherweise schwache Säuren, wie Zitronen-, Äpfel-, Essig-, Bernstein-, Fumar-, Milch-, Wein-, Ascorbinsäure oder verdünnte Mineralsäuren wie Salz-, Phosphor oder Schwefelsäure. In Konzentrationen so hoch wie 3000 ppm neigen sie dazu, eine leichte, falls überhaupt, antimikrobielle Wirkung zu haben.
• Halten des pH unter 4,5 stellt sicher, dass die Zimtsäure größtenteils als undissoziierte Säuremoleküle verbleibt.
• Zimtsäure ist eine schwache Säure mit einem pKa von 4,37- 4,44. Die antimikrobielle Wirksamkeit von Zimtsäure hängt davon ab, dass sie sich größtenteils in der Form von undissoziierten Säuremolekülen befindet. Schwache Säuren dissoziieren sich nicht vollständig in Ionen, wenn sie in Wasser gelöst werden, sondern bilden ein Äquilibrium zwischen der geladenen, ionisierten Form und der ungeladenen, undissoziierten Form. Die Anteile der zwei Formen werden von dem pH der Lösung abhängen. In saureren Lösungen befindet sich mehr der undissoziierten Form. Der pH, bei welchem es eine gleiche Konzentration der undissoziierten und der dissoziierten Formen gibt, wird der pKa genannt.
• Die Art und Weise der antimikrobiellen Wirkung von Zimtsäure versteht sich seit den 50ern so, dass sie durch die Hemmung der Brauchbarkeit von Phenylalanin und Tyrosin durch Mikroorganismen wirkt. Sie ist ebenfalls als Konservierungsstoff aus schwacher Säure in Betracht gezogen worden.
• Von schwachen Säuren als Konservierungsstoffe wird in ihrer undissoziierten Form angenommen, dass sie in der Lage sind, die Membranen von Mikroorganismen aufzulösen, in die Zellen einzudringen, in der höheren pH-Umgebung zu dissoziieren und so den inneren pH zu senken. Dies kann die Aktivität vieler entscheidender Enzyme deutlich beeinflussen und so schließlich die kontaminierten Zellen töten.
• Jedoch zeigt die Forschung durch die vorliegenden Erfinder, dass Zimtsäure als Membran wirksame Verbindung tätig ist, die bei niedrigem pH die Konzentration der Membran-löslichen Zimtsäure erhöht, also sie funktioniert nicht als klassischer, Konservierungsstoff aus schwacher Säure.
• Säuerungsmittel aus schwacher Säure haben aufgrund ihrer Unfähigkeit, in mikrobielle Zellen einzudringen, eine geringe Wirkung als Konservierungsstoffe aus schwacher Säure, falls überhaupt. Ihre Konzentration wird im Allgemeinen als ihr titrierbarer Säuregrad in Zitronensäureäquivalenten bezeichnet (in g/l). Auf Tee basierende Getränke enthalten gewöhnlich 1 bis 4 g/l titrierbare Säure. Der pH von solch einem Getränk neigt dazu, zwischen pH 2,5 und pH 4,2 zu fallen. Zersetzungshefen können bis runter auf pH 2,0 wachsen, während Schimmelsporen typischerweise bis runter auf pH 1,6 wachsen können.
• Bei einem pH wie 3,0, wo es keine antimikrobielle Wirkung per se durch den pH gegen Zersetzungshefen oder Schimmel gibt, wird Zugabe von 100 ppm Zimtsäure das Wachstum vollständig vernichten. Diese Menge an Zimtsäure ist bei neutralem pH völlig ohne Wirkung und demonstriert so eine wesentliche Synergie zwischen Zimtsäure und einem niedrigen pH.
• Das umgebungsstabile Getränk der vorliegenden Erfindung kann gegebenenfalls andere Konservierungsstoffe einschließen. Konservierungsstoffe aus schwacher Säure werden für diesen Zweck bevorzugt. Alternativ kann man die Verwendung von Zimtsäure bei niedrigem pH als Ergänzung für bestehende Konservierungsstoffe aus schwacher Säure in Betracht ziehen. Aus beiden Perspektiven funktionieren traditionelle Konservierungsstoffe aus schwacher Säure durch das Säuern von Zellen von Mikroorganismen, also Senken des inneren pH, pHi. In Lösung sind die undissoziierten schwachen Säuren in der Lage, sich in den Membranen von Mikroorganismen zu lösen und in die Zellen zu wandern. Beladene, dissoziierte Ionen können in Zellen nicht eintreten, weil ihre Ladung sie daran hindert, sich in der Lipidmembran zu lösen. Sobald die undissoziierten Moleküle der schwachen Säure in der Zelle sind, kommen sie in einen Bereich von viel höherem pH (6,5-7,0) und verwandeln sich sofort zurück in ihre geladene, dissoziierte, ionische Form. Dies setzt auch Protonen, H, frei und senkt so den inneren pH.
• Kontinuierliche Abgabe von Protonen erhöht die H-Ionenkonzentration und veranlasst den inneren pH auf Stände zu sinken, bei welchen die Zellenzyme aufhören zu funktionieren. Die Wanderung schwacher Säure in Zellen entfernt auch Protonen aus dem Medium und veranlasst den äußeren pH zu steigen. Schließlich werden der innere und äußere pH gleich sein und der Fluss von schwacher Säure in die Zelle wird stoppen.
• Um eine maximale Wirkung zu erreichen, funktionieren die Konservierungsstoffe aus schwacher Säure am besten in sauren Medien, wo es viel mehr undissoziierte Säure gibt, welche in der Lage ist, in die Zellen einzutreten, und es dem inneren pH von Zellen ermöglicht, tiefer gesenkt zu werden, bevor der Transport der schwachen Säure stoppt.
• Konservierungsstoffe aus schwacher Säure schließen Sorbinsäure, Benzoesäure, Sulfit, Essigsäure, Propionsäure und Parabenz ein. Bei niedrigen Konzentrationen haben sie als Säuerungsmittel typischerweise eine geringe Wirkung auf den pH von Getränken, falls überhaupt, aber können eine größere antimikrobielle Wirkung haben. Unterschiedliche schwache Säuren neigen dazu, unterschiedliche pKa-Werte zu haben, z. B. hat Sorbinsäure einen pKa von 4,76 und Sulfit hat einen pKa von 1,88. Dies bedeutet, dass es bei pH 4,76 50% Sorbinsäure und 50% Sorbat-Ionen geben wird. Bei einem höherem pH als diesem, wird es mehr Sorbat und weniger undissoziierte Säure geben, z. B. bei pH 6,5 wird es 2% Sorbinsäure und 98% Sorbat geben.
• In dem umgebungsstabilen Getränk der Erfindung wird die passende Wahl und Konzentration einer schwachen Säure als Konservierungsstoff von dem pK der schwachen Säure und dem pH des Endprodukts abhängen. Die Kombination von Zimtsäure und Benzoesäure wird bevorzugt, wenn der pH des auf Tee basierenden Getränks niedriger als pH 3,0 ist. Hingegen wird die Kombination von Zimtsäure und Sorbinsäure bevorzugt, wenn der pH des auf Tee basierenden Getränks weniger als pH 3,4 beträgt.
• Die Stabilität des Getränks hängt davon ab in der Lage zu sein, den pH des Getränks unter dem pH von 4,5 zu halten. Allgemein gesprochen können alle nach Stand der Technik bekannten Mittel zum Anpassen und Halten des pH des auf Tee basierenden Getränkt verwendet werden. Wenn eine schwache Säure als Konservierungsstoff in die mikrobielle Zelle eintritt, veranlasst sie den inneren pH dazu zu fallen und den äußeren pH dazu zu steigen.
• Die vorliegenden Erfindung glauben, dass es eine Synergie an Pufferkapazität (titrierbarer Säuregrad) mit bestimmten schwachen Säuren als Konservierungsstoffe wie Sorbat, Benzoat und Sulfit geben kann. Es mag auch einige Synergien zwischen Zimtsäure und mindestens bestimmten schwachen Säuren als antimikrobielle Mittel geben. Die vorher erwähnte Japanische Patentbeschreibung JP A-57-194775 beschreibt solch eine Interaktion zwischen Zimtsäure und organischen Säuren wie Zitronen-, Essig-, Äpfel-, Fumar-, Sorbin-, Wein- oder Milchsäure.
• Von anderen Faktoren wird angenommen, das sie die Konservierungsfähigkeiten von schwachen Säuren beeinflussen. Zum Beispiel sollten wenigstens theoretisch zwei schwache Säuren als Konservierungsstoffe mit dem gleichen pKa gleiche Wirkungen auf mikrobielle Zellen haben. Jedoch ist Sorbinsäure etwa 200 mal wirksamer als Konservierungsstoff als Essigsäure. Die Differenz kann in der Geschwindigkeit liegen, bei welcher sich diese schwachen Säuren als Konservierungsstoffe in der Membran lösen und in Zellen eintreten. Von Sorbinsäure wird angenommen, dass sie schnell in die Zellen gelangt, während Essigsäure Schwierigkeiten haben kann, sich in der Membran zu lösen. Daher würden, falls die Eigenschaften der mikrobiellen Membran verändert werden, schwache Säuren dazu gebracht werden, viel schneller einzutreten, und dies würde die Wirksamkeit von schwachen Säuren als Konservierungsstoffe erhöhen. Die Stabilität des auf Tee basierenden Getränks der Erfindung kann durch die geeignete Zugabe von Membranstörern, wie Emulgatoren, Surfactanten, Fettsäuren mit mittleren Ketten und ihren Estern (zum Beispiel Nonanonsäure, Decanonsäure, Monoglyceryllaurat, Detergentien in Nahrungsmittelqualität, Sterinen (zum Beispiel Cholesterin oder Ergosterin) und natürlichen Ölen (zum Beispiel Hopfenöl, Zimtöl, etherisches Zitronenöl und Teeextrakte und Öle) erhöht werden. Einige davon können den Fluss von schwachen Säuren als Konservierungsstoffe in die Zelle verlangsamen, während andere ihn erhöhen können.
• Das umgebungsstabile, auf Tee basierende Getränkt der vorliegenden Erfindung kann durch ein Verfahren hergestellt werden, das die Schritte umfasst: Zugabe von Zimtsäure oder einem Derivat davon zu einer Teelösung, Zugabe eines Säuerungsmittels zu dem Gemisch, um den pH des Getränks unter pH 4,5 zu bringen und zu halten. Man könnten gegebenenfalls einen zusätzlichen Konservierungsstoff zugeben, zum Beispiel einen oder mehrere Konservierungsstoffe aus schwacher Säure.
• Ein umgebungsstabiles, auf Tee basierendes Getränkt gemäß der Erfindung sollte vorzugsweise nicht mehr als 3% Teefeststoffe enthalten, da höhere Konzentrationen dazu neigen, unerwünscht dick und sogar trübe zu werden. Eine Teefeststoffkonzentration zwischen 1 und 2% ist ideal.
• Zimtsäure ist in etherischen Ölen, Benzol, Ether, Aceton, kristallisierter Essigsäure und Kohlenstoffdisulfit frei löslich. Jedoch ist Zimtsäure nicht leicht löslich in Tee und man würde ein auf Tee basierendes Getränk nicht mit einem der vorher erwähnten Chemikalien verunreinigen wollen. Aus diesem Grund ist es häufig notwendig, einen Löslichkeit verstärkenden Schritt vor der Zugabe von Zimtsäure zu der Teelösung einzuschließen. Dies kann erreicht werden durch Sprühtrocken der Zimtsäure auf ein Trägerpulver (welches gegebenenfalls auf Zucker basiert sein kann) und Zugeben des Pulvers zum Tee, was die Säure in ihr Salz umwandelt, oder Lösen der Zimtsäure in einer kleinen Menge an organischem Lösungsmittel wie Ethanol oder Propylenglycol.
• Die vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, dass es besser ist, die Zimtsäure vor dem Säuerungsmittel zuzugeben. Falls die Zimtsäure danach zugegeben wird, neigt sie dazu auszufällen und es gibt einen darauf folgernden Verlust an Wirksamkeit.
• Die Wasserqualität kann die Stabilität eines Getränks ernstlich untergraben. Dies ist ein wichtiger Faktor bei der Herstellung eines auf Tee basierenden Getränks zur Kaltabfüllung. Zu diesem Zweck wird es häufig wichtig sein, den Hefegehalt des verwendeten Wassers bei allen Produktionsstadien zu minimieren. Nach Stand der Technik bekannte Verfahren schließen Chlorieren/Dechlorieren und UV-Bestrahlung ein.
• Umgebungsstabile, auf Tee basierende Getränke der Erfindung können still oder kohlensäurehaltig sein. Carbonisieren scheint selbst eine Konservierungswirkung vorzusehen und daher muss die Formulierung eines kohlensäurehaltigen Produkts nicht die gleiche sein, wie die eines stillen. Die vorliegenden Erfinder haben beobachtet, dass Carbonisieren die antimikrobielle Wirkung von Zimtsäure und mindestens einiger schwacher Säuren als Konservierungsstoffe wie Sorbinsäure synergetisch zu steigern scheint. Das teilweise gelöste Kohlendioxid kann Zellwandwachstum beeinträchtigen.
• Zugabe von Tee zu Medien erhöht häufig das Risiko von mikrobieller Zersetzung. Dies kommt vielleicht daher, dass Tee Nährstoffe für mikrobielles Wachstum vorsieht. Die meisten Mikroben, die typischerweise in auf Tee basierenden Getränken wachsten können, gedeihen auf Zucker, einer Quelle für Stickstoff, Sauerstoff, Zink, Magnesium, Kalium, Phosphat und Vitaminen. Es ist daher vorteilhaft, den Zuckergehalt auf 8 bis 10 Brix-Grad zu begrenzen, jedoch könnte man bis zu 60 Brix-Grad verwenden, wenn das Produkt ein Teegemisch ist. Der Sauerstoffgehalt kann durch Vorpasteurisation oder etwas Hitzebehandlung oder Stickstoffüberschwänzung minimiert werden. Der Mineralstoffgehalt eines auf Tee basierenden Getränks kann unter Verwendung von EDTA, Zitrat oder einem Wasser-Weichmacher minimiert werden. Zum Beispiel können Mikroben in Tee wachsen, falls die Konzentration von Magnesiumionen 0,2 ppm überschreitet und sie brauchen nur Spurengehalte von Zink. Man muss bei der Verwendung von Zitrat zu diesem Zweck vorsichtig sein, da es den Geschmack beeinflussen kann.
• Die Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die folgenden Beispiele veranschaulicht werden.
Beispiele Beispiel 1 Die konservierende Wirkung von Trans-Zimtsäure
• Eine Anordnung von Flaschen, welche 50 ml YEPD (Yeast Extract Peptone Dextrose) und Zimtsäurekonzentrationen enthalten, die von 0 bis 1,0 mM und pHs, die von 2,5 bis 7,5 reichen, wurden mit Saccharomyces cerevisiae X2180 (10&sup4;/ml) herausgefordert und Hefe-Zählungen wurden spektrophotometrisch bei 600 nm nach 42 Stunden bestimmt. Die Ergebnisse werden in Fig. 1 dargestellt. Sie zeigen, dass das Wachstum von Hefen ernsthaft gehemmt wird, wenn der pH fällt und die Konzentration von Zimtsäure steigt. Wachstum wurde verhindert bei pH 2,5 mit 0,4 bis 1,0 mM Zimtsäure und bei pH 3,5 mit 0,6 bis 1,0 mM Zimtsäure. Unabhängiges Anpassen des pH oder der Zimtsäurekonzentration erweist sich nicht als erfolgreich und zeigt somit, dass die Interaktion synergetisch, statt nur addierend ist.
Beispiel 2 Die konservierende Wirkung von Zimtsäure, Methylester
• Eine Anordnung von Flaschen, welche 10 ml YEPD (Yeast Extract Peptone Dextrose) und Zimtsäure-(methylester)-konzentrationen enthalten, die von 0 bis 10 mM und pHs, die von 2,5 bis 7,5 reichen, wurden mit Saccharomyces cerevisiae X2180 (10&sup4;/ml) herausgefordert und Hefe-Zählungen wurden spektrophotometrisch bei 600 nm nach 140 Stunden bestimmt. Die Ergebnisse werden in Fig. 2 dargestellt. Sie zeigen, dass das Wachstum von Hefen mit 4 mM Zimtsäure(methylester) innerhalb des pH-Bereichs verhindert wurde. Der Methylester von Zimtsäure ist daher viel weniger wirksam, als die Trans-Zimtsäure und die antimikrobielle Wirkung des pH ist weniger signifikant.
Beispiel 3 Die konservierende Wirkung von Zimtsäure, Ethylester
• Eine Anordnung von Flaschen, welche 10 ml YEPD (Yeast Extract Peptone Dextrose) und Zimtsäure-(ethylester)-konzentrationen enthalten, die von 0 bis 10 mM und pHs, die von 2,5 bis 7,5 reichen, wurden mit Saccharomyces cerevisiae X2180 (10&sup4;/ml) herausgefordert und Hefe-Zählungen wurden spektrophotometrisch bei 600 nm nach 72 Stunden bestimmt. Die Ergebnisse werden in Fig. 3 dargestellt. Sie zeigen, dass das Wachstum von Hefen mit 6 mM Zimtsäure(methylester) innerhalb des pH-Bereichs und bei 4 mM unterhalb von pH 4,52 verhindert wurde. Der Ethylester von Zimtsäure ist daher weniger wirksam, als die Trans- Zimtsäure und die antimikrobielle Wirkung des pH ist weniger signifikant.
Beispiel 4 Die konservierende Wirkung von 2-Phenylpropionsäure
• Eine Anordnung von Flaschen, welche 10 ml gedeckelte YEPD (Yeast Extract Peptone Dextrose) und 2-Phenylpropionsäurekonzentrationen (Zimtsäure ist 3-Phenyl-2-propenonsäure) enthalten, die von 0 bis 18 mM und pHs, die von 2,5 bis 7,5 reichen, wurden mit Saccharomyces cerevisiae X2180 (10&sup4;/ml) herausgefordert und Hefe-Zählungen wurden spektrophotometrisch bei 600 nm nach 3 Tagen bestimmt. Die Ergebnisse werden in Fig. 4 dargestellt. Sie zeigen, dass das Wachstum von Hefen ernsthaft gehemmt wird, wenn der pH fällt und sich die Konzentration von 2- Phenylpropionsäure erhöht. Jedoch würde es scheinen, dass 2- Phenylpropionsäure weniger wirksam ist als Trans-Zimtsäure.
Beispiel 5 Die konservierende Wirkung von Zimtaldehyd
• Eine Anordnung von Flaschen, welche 10 ml YEPD (Yeast Extract Peptone Dextrose) und Zimtaldehydkonzentrationen enthalten, die von 0 bis 0,5 mM und pHs, die von 2,5 bis 7,5 reichen, wurden mit Saccharomyces cerevisiae X2180 (10&sup4;/ml) herausgefordert und Hefe-Zählungen wurden spektrophotometrisch bei 600 nm nach 81 Stunden bestimmt. Die Ergebnisse werden in Fig. 5 dargestellt. Sie zeigen, dass Wachstum von Hefen mit 0,4 mM Zimtaldehyd bei pH 2,5 und pH 3,5 und mit 0,5 mM Zimtaldehyd bei pH 4,5 verhindert wurde. Es gibt eine antimikrobielle Wirkung des pH, aber dies wird offensichtlicher, wenn die Konzentration von Zimtaldehyd 0,4 mM überschreitet. Als Konservierungsstoff ist Zimtaldehyd attraktiv, jedoch sind sein Geschmack und Aroma viel stärker als Trans-Zimtsäure.
Beispiel 6 Die konservierende Wirkung von 2-Methoxyzimtaldehyd
• Eine Anordnung von Flaschen, welche 10 ml gedeckelte YEPD (Yeast Extract Peptone Dextrose) und 2-Methoxyzimtaldehydkonzentrationen enthalten, die von 0 bis 1,0 mM und pHs, die von 2,5 bis 7,5 reichen, wurden mit Saccharomyces cerevisiae X2180 (10&sup4;/ml) herausgefordert und Hefe-Zählungen wurden spektrophotometrisch bei 600 nm nach 3 Tagen bestimmt. Die Ergebnisse werden in Fig. 6 dargestellt. Sie zeigen, dass Wachstum von Hefen mit 0,8 mM von 2-Methoxyzimtaldehyd bei pH 2,5 und mit 1,0 mM von 2- Methoxyzimtaldehyd von pH 2,5 bis pH 7,5 verhindert wurde. Irgendwelche Anzeichen einer antimikrobiellen Wirkung von pH scheint es nur zu geben, wenn die Konzentration von 2-Methoxyzimtaldehyd 0,6 mM überschreitet.
Beispiel 7 Die konservierende Wirkung von Zimtalkohol
• Eine Anordnung von Flaschen, welche 10 ml YEPD (Yeast Extract Peptone Dextrose) und Zimtalkoholkonzentrationen enthalten, die von 0 bis 10 mM und pHs, die von 2,5 bis 7,5 reichen, wurden mit Saccharomyces cerevisiae X2180 (10&sup4;/ml) herausgefordert und Hefe-Zählungen wurden spektrophotometrisch bei 600 nm nach 55 Stunden bestimmt. Die Ergebnisse werden in Fig. 7 dargestellt. Sie zeigen, dass Wachstum von Hefen mit 0,4 mM Zimtalkohol bei pH 2,5 und mit 0,6 mM Zimtalkohol von pH 2,5 bis pH 7,5 verhindert wurde. Es würde scheinen, dass die antimikrobielle Wirkung des pH minimal ist.
Beispiel 8 Niedrige pH Minima für Zersetzungshefen
• Eine Auswahl an Zersetzungshefen (Saccharomyces rouxii, Candida parapsilosis, Schiz. pombe, Zygosaccharomyces bailii, Debaryomyces hansenii und Saccharomyces cerevisiae) wurde in YEPD (Yeast Extract Peptone Dextrose) bei verschiedenen pH (gesäuert mit Salzsäure) für 7 Tage wachsen gelassen. Das Wachstum wurde spektrophotometrisch gemessen. Die Ergebnisse werden in Fig. 8 dargestellt und zeigen die Wirkung von pH allein auf das Wachstum von Zersetzungshefen, also in Abwesenheit von Zimtsäure oder eines ihrer Derivate.
Beispiel 9 Niedrige pH Minima für Zersetzungsschimmel
• Eine Auswahl an Zersetzungsschimmeln (Aspergillus ochraceous, Penicilium expansum, Aspergillus flavus, Neosartoria fischeri, Paecilomyces varioti und ayssoclamys fulva) wurden in Kartoffeldextrosebrühe bei verschiedenen pH (gesäuert mit Salzsäure) für 7 Tage wachsen gelassen. Wachstum wurde durch Filtration und Wiegen gemessen. Die Ergebnisse werden in Fig. 9 dargestellt und zeigen die Wirkung von pH allein auf das Wachstum von Zersetzungsschimmeln, also in Abwesenheit von Zimtsäure oder eines ihrer Derivate.
Beispiel 10 Formulierungen
• Ein stiller, mit Zitrone aromatisierter Eistee enthält 77,00 g/l granulierten Zucker, 1,20 g/l Tee, 150 ppm Trans- Zimtsäure, 1,275 g/l Zitronensäure und 0,200 g/l Ascorbinsäure als Säuerungsmittel und 2,20 g/l Zitronenaroma. Eine Variante, die 0,40 g/l des Konservierungsstoffs aus schwacher Säure, Kaliumsorbat, einschließt, braucht nur 30 ppm Trans-Zimtsäure zu enthalten, um die gleiche Stabilität zu erreichen. In beiden Fällen darf der pH 3,3 nicht überschreiten, um das Konservierungssystem aufrecht zu erhalten.
Beispiel 11 Konservierung von kohlensäurehaltigen, auf Tee basierenden Getränken bei pH 3,4
• Die Stabilität eines kohlensäurehaltigen, Fertigteegetränks, welches 1,2 g/l Teefeststoffe enthält, wurde bei pH 3,4 in Gegenwart und Abwesenheit von 30 ppm Zimtsäure und 150 ppm Benzoesäure getestet. Die Stabilität wurde durch Inokulierung von Getränkeproben mit einem Hefe-Cocktail bestimmt, welcher drei Stämme von Z. bailii enthielt, und spektrophotometrischer Messung von jeglichem Hefewachstum nach 3 Wochen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 unten angegeben. Tabelle 1 Wirkung von Zimt- und Benzoesäuren auf die Stabilität eines kohlensäurehaltigen, auf Tee basierenden Getränks
• Diese Ergebnisse zeigen, dass Carbonisierung die konservierende Leistung von Benzoesäure und insbesondere der Kombination aus Benzoe- und Zimtsäuren bei pH 3,4 verstärkt.
Beispiel 12 Konservierung von kohlensäurehaltigen, auf Tee basierenden Getränken bei PH 3,6
• Die Stabilität eines kohlensäurehaltigen, Fertigteegetränks, welches 1,2 g/l Teefeststoffe enthält, wurde bei pH 3,6 in Gegenwart und Abwesenheit von Zimt- und Sorbinsäuren getestet. Die Stabilität wurde durch Inokulierung von Getränkeproben mit einem Hefe-Cocktail bestimmt, welcher drei Stämme von Z. bailii enthielt, und spektrophotometrischer Messung von jeglichem Hefewachstum nach 16 Wochen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 unten angegeben. Tabelle 2 Wirkung von Zimt- und Sorbinsäure auf die Stabilität eines kohlensäurehaltigen, auf Tee basierenden Getränks
• Diese Ergebnisse zeigen, dass Carbonisierung Stabilität für ein auf Tee basierendes Getränkt bringen kann, welches 30 ppm Zimtsäure und 200 ppm Sorbinsäure bei pH 3,6 enthält.

Claims (11)

1. Umgebungsstabiles, auf Tee basierendes Getränk, das ein Teeextrakt aus Camellia sinensis, Camellia assamica oder Aspalathus linearis umfasst, dass nicht mehr als 3% Teefeststoffe, Zimtsäure oder ein saures Derivat davon in einer Konzentration von zwischen 1 und 150 ppm und ein Säuerungsmittel in einer Menge enthält, die den pH des Getränks unter pH 4,5 hält.

2. Getränk gemäß Anspruch 1, das zwischen 10 und 50 ppm Zimtsäure enthält.

3. Getränk gemäß Anspruch 2, das zwischen 10 und 31 ppm Zimtsäure enthält.

4. Getränk gemäß Anspruch 1, worin das Säuerungsmittel ausgewählt wird aus Zitronen-, Äpfel-, Essig-, Bernstein-, Fumar-, Milch-, Wein-, Ascorbin-, Salz-, Phosphor- und Schwefelsäuren.

5. Getränk gemäß Anspruch 1, das einen zusätzlichen Konservierungsstoff einschließt:

6. Getränk gemäß Anspruch 1, dass eine Substanz einschließt, die in der Lage ist, mikrobielle Membranen zu stören.

7. Getränk gemäß Anspruch 5, worin der Konservierungsstoff eine schwache Säure aus der Gruppe ist, die ausgewählt wird aus Sorbinsäure, Benzoesäure, Sulfit, Essigsäure, Propionsäure und Parabenz.

8. Getränk nach Anspruch 1, das zwischen 1 und 2% Tee- Feststoffe enthält.

9. Getränk nach Anspruch 1, das ausreichend karbonisiert ist, um die antimikrobielle Aktivität des Konservierungs- und Geschmackssystems synergistisch zu steigern.

10. Verfahren zur Zubereitung eines umgebungsstabilen, auf Tee basierenden Getränks, das sich zum Kaltabfüllen eignet, umfassend die Schritte des Zugebens von Zimtsäure oder eines sauren Derivats davon in einer Konzenration von zwischen 1 und 150 ppm zu einer Teelösung, die nicht mehr als 3% Tee-Feststoffe von Camellia sinensis, Camellia assamica oder Aspalathus linearis enthält, und Zugeben eines Säuerungsmittels in einer Menge, die den pH des Getränks unter pH 4,5 hält.

11. Verfahren nach Anspruch 10, worin die Zimtsäure oder das saure Derivat davon auf einem Trägerpulver sprühgetrocknet wird, um deren Löslichkeit im Getränk zu verbessern.