一種包含植物甾醇和谷維素的水性飲料及其制備方法

專利名稱：一種包含植物甾醇和谷維素的水性飲料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種水性飲料及其制備方法，具體涉及一種包含植物留醇和谷維素的 水性飲料及其制備方法。
背景技術：
植物留醇是植物中各種留醇的總稱，目前已知其種類有40余種之多，其中主要成 分是谷留醇，約為50 % ；其次是菜油留醇，約為33 % ；再次是豆留醇、菜籽留醇等。植物甾醇 是3位為羥基的留體化合物，按化學結構可分為4-無甲基留醇、4-單甲基留醇和4，4’_雙 甲基留醇三類。植物留醇通常為片狀或粉末狀白色固體，熔點較高，如豆留醇熔點為167 170°C。留醇的相對密度略大于水，不溶于水，可溶于乙醚、苯、氯仿、石油醚等多種有機溶 劑。谷維素又名米糠素，是以環木菠蘿醇類為主體的阿魏酸酯和以留醇類為主體的阿 魏酸酯組成的一種天然混合物，存在于玉米胚芽油、小麥胚芽油、稞麥糠、油菜籽油等中，以 毛糠油中的谷維素含量最高。谷維素是一種淡黃色至黃色的結晶性粉末，熔點為118 119. 5°C，無味，有特殊香氣，不溶于水，易溶于堿性乙醇、乙醚，溶于熱的油脂，耐熱性強。人體血液中存在高水平膽固醇與罹患心血管疾病，如高脂血癥、動脈硬化、心律不 齊、心肌梗塞等的風險增加密切相關。降低人體對外源性膽固醇的吸收對防治與膽固醇相 關的疾病具有特殊意義。大量的動物試驗和人體臨床試驗數據表明，植物留醇對于降低血 液膽固醇和低密度脂蛋白含量，減輕心血管疾病的發生有顯著意義，但植物留醇降低人體 內甘油三酯的效果不明顯。谷維素則能有效降低血清總膽固醇和甘油三脂含量，降低肝臟 脂質，減少血清過氧化脂質。植物留醇降膽固醇功能的作用機理主要有以下幾種主要的理論①植物留醇可以 將小腸中的膽固醇沉淀下來，使其呈現不溶解狀態，因此不能被吸收；②膽固醇能溶解于小 腸內腔的膽汁酸微膠束(主要由膽汁鹽和磷脂組成)，這是其被吸收的必要條件，而植物甾 醇的存在可以將膽固醇替換出來，使之不能經膽汁酸微膠束被運送到達小腸微絨毛的吸收 部位；③在小腸微絨毛膜吸收膽固醇時與膽固醇相互競爭，阻礙對膽固醇的吸收。根據上述 植物留醇的作用機理，在進食高膽固醇膳食的同時食用富含植物留醇的食品，抑制膽固醇 吸收的效果會更好。谷維素降低血脂的機制主要有以下三點①抑制吸收膽固醇作用，試驗表明大鼠 攝入含有谷維素的高膽固醇飼料，能抑制消化道吸收外源性膽固醇；②抑制體內合成 膽固醇作用，小鼠試驗表明，攝入谷維素后肝臟中能明顯抑制醋酸與甲羥戊酸合成膽固醇； ③促進膽固醇異化、排泄作用，在小鼠皮下注射谷維素，能促進膽固醇異化，并隨糞便排出， 比較發現攝入谷維素可使膽固醇、膽汁酸排出量增加一倍。Pollak在1953年使用谷甾醇作為藥物，治療高膽固醇癥。當時使用的是植物甾 醇晶體，溶解性和生物可利用性都比較差，因此使用的劑量很大，每天高達25g，沒能得到廣 泛應用。到70年代，大劑量使用植物留醇的治療方法開始減少，因為人們發現大劑量的使用會導致谷固醇血癥，即血清中的植物留醇濃度明顯升高。從90年代開始，人們的研究轉 到了植物甾烷醇酯的研究和產品開發上。1995年，芬蘭Rasio公司的Benecol產品問世， Benecol是將植物留醇酯化后得到植物留烷醇酯，可以添加到脂肪類食品(如人造黃油) 當中去，這種留醇酯可以被小腸中的酶類水解，釋放出具有生理活性的游離留醇。每天服用 3g Benecol，有降血脂的功效，能降低10%的總膽固醇，降低15%的低密度脂蛋白，對高密 度脂蛋白和甘油三脂無影響。隨后，同類產品先后在澳大利亞、法國、德國、日本、英國、美國 等國家上市。有研究結果顯示，溶解性提高的合成植物留醇衍生物對腸吸收膽固醇的抑制作 用不及天然植物甾醇強(Mattson 等，The American Journal of ClinicalNutrition35 April 1982，第697 700頁)，特別是這種油溶性衍生物的缺點在于必須還要同時吸收許 多可食用油，因此提高植物留醇的生物利用率的方法得到了深入研究，有關這方面的研究 已做了大量的工作。美國專利3，881，005將谷留醇、淀粉水解物、二氧化硅和聚氧化二甲苯 (polyoxylene)山梨聚糖單硬脂酸酯按一定比例混合，通過勻漿、脫氣、加熱殺菌和蒸發而 制得口服的藥用谷留醇可分散粉未。美國專利6，054，144和6，110，502中制備可水分散的 植物留醇的生產方法是將米谷留醇或植物留醇、單官能團表面活性劑和多官能團表面活性 劑按一定比例在水中混合，然后干燥混合物。歐洲專利289，636描述了一種生產穩定型乳 化或增溶的留醇的方法，它是將植物留醇與含有蔗糖脂肪酸酯和/或聚甘油脂肪酸酯的多 羥基化合物液體按一定比例混合，再用水稀釋此混合物。美國專利6，190，720將一種或多 種熔化的植物留醇與一種或多種脂肪、一種或多種乳化劑混合成同質性，在攪拌下冷卻此 勻漿混合物至約60°C得到糊狀物。這種食品成份能用于油基(oil-based)食品，如色拉調 味劑、人造黃油等。美國專利6，267，963涉及一種植物留醇_乳化劑的復合物，它的熔點比 植物留醇的熔點至少低30°C，其特征在于，由于其熔點降低，在食品加工過程中或之后，植 物甾醇-乳化劑不大可能結晶，并可以以有效量摻入到食品中以降低血清膽固醇的含量。中國專利02828595. 6中采用的方法是將植物留醇和乳化劑熱熔化，然后與水或 含乳化劑的水合并，高速攪拌所得到的合并物，得到膠束形式的植物留醇在水中的分散體， 此分散體可應用于多種食物成分。中國專利200510089781. 7中將植物留醇和碳水化合物 在高溫高壓的水溶液中溶化，冷卻后得到植物留醇-碳水化合物復合物水溶液，如將此水 溶液干燥可得到植物留醇_碳水化合物復合物的粉末。1994年，日本大冢制藥公司上市谷維素制劑(Hi-Z)，每片含50毫克谷維素，用于 治療輕度、中度高脂血癥，每日服用300毫克。目前已經上市的谷維素保健營養品有日本 豐年制油公司出品的含谷維素的營養膠囊；日本筑野食品工業公司出品的含谷維素的膠 囊和“糙米精”制品，每包1克，內含肌醇250mg，谷維素250mg ；日本吉原制油公司出品的 “Beduty”含谷維素片；日本Bowsaw油脂公司推出的“米壽丸”，可加入烹煮的食物中補充谷 維素；臺灣省中國化學制藥有限公司出品的含谷維素的“億福糖衣片”等。

發明內容
本發明的發明人經過深入研究發現，植物留醇和谷維素的聯合使用會產生良好的 協同作用，因此發明人采用制備水包油乳液的技術制備包含植物留醇和谷維素的水性飲料，通過調整乳化劑的種類及用量，得到穩定的水包油乳液，既可降低總膽固醇，還可明顯 降低甘油三酯，特別是通過植物留醇和谷維素在降脂功效上的協同作用，獲得了良好的降 脂效果。因此，本發明提供了一種包含植物留醇和谷維素的水性飲料及其制備方法。本發明的技術方案如下一種水性飲料，該水性飲料包含植物留醇、谷維素和至少一種乳化劑，其中植物甾 醇、谷維素與乳化劑的重量比為1 0.1 10 0.01 5，乳化劑選自蔗糖脂肪酸酯、辛癸 酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一種或多種。在上述水性飲料中，植物留醇的重量可以占水性飲料總重量的0. 2% 5%。植物 甾醇可以選自谷留醇、菜油留醇、菜籽留醇和豆留醇中的一種或多種。水性飲料可以為水、 果汁飲料、汽水、牛奶、豆奶、谷物制成的飲料或酒精飲料。上述水性飲料的制備方法可以包括以下步驟將植物留醇、谷維素與至少一種乳化劑的混合物在60 180°C下加熱熔化并攪拌 均勻；將熔化的混合物與預熱至60 95°C的水性飲料的余下組分混合；在3000 IOOOOrpm下攪拌混合物，得到包含植物留醇和谷維素的水包油型乳液。上述制備方法還可以包括對包含植物留醇和谷維素的水包油型乳液進行均質化， 以改善乳液的性能。其中，水性飲料的余下組分可以在混合前加入乳化劑，該乳化劑占水性 飲料中的乳化劑總重量的0% 50% (重量)。均質化步驟可以采用高壓均質機進行，高壓 均質機在2000 IOOOOPsi下操作。上述混合物的熔化優選在110°C 150°C下進行。本發明的包含植物留醇和谷維素的水性飲料及其制備方法成功地將植物留醇和 谷維素分散于水性飲料中，形成的包含植物留醇和谷維素的油相液滴小于2微米，可充分 提高它們的生物利用度，發揮其降血脂作用。其中，植物留醇對降低人體總膽固醇及低密度 脂蛋白有效，谷維素對降低人體總膽固醇及甘油三酯有效，更重要的是將這二者同時使用 可以產生協同作用，可明顯降低人體總膽固醇水平，降低人體罹患心血管病的風險。
具體實施例方式下列實施例旨在進一步描述而非限制本發明，除非另外說明，本說明書所使用的 所有百分比和比率都是以重量計算的。實施例1到4 在500ml容器中加入下表1中所示的谷留醇、谷維素、辛癸酸甘油酯和蔗糖硬脂酸 酯(HLB 13)，加熱至120°C，在攪拌下熔化形成的透明溶液作為油相，在2L的容器中加入去 離子水，加熱至85°C，將油相加入到水相中，以7000rpm高速攪拌20分鐘，冷卻至30°C，用 100目篩網過濾。表 1
實施例谷甾醇谷維素辛癸酸甘油酯蔗糖硬脂酸酯去離子水1IOgIOg2gSgIOOOg
權利要求
一種水性飲料，該水性飲料包含植物甾醇、谷維素和至少一種乳化劑，其中植物甾醇、谷維素與乳化劑的重量比為1∶0.1～10∶0.01～5，乳化劑選自蔗糖脂肪酸酯、辛癸酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一種或多種。
2.根據權利要求1所述的水性飲料，其特征在于，所述植物留醇的重量占水性飲料總重量的0.2% 5%。
3.根據權利要求1或2所述的水性飲料，其特征在于，所述植物留醇選自谷留醇、菜油 甾醇、菜籽留醇和豆留醇中的一種或多種。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的水性飲料，其特征在于，所述水性飲料為水、果 汁飲料、汽水、牛奶、豆奶、谷物制成的飲料或酒精飲料。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的水性飲料的制備方法，該制備方法包括以下步驟將植物留醇、谷維素與至少一種乳化劑的混合物在60 180°C下加熱熔化并攪拌均勻；將熔化的混合物與預熱至60 95°C的水性飲料的余下組分混合； 在3000 lOOOOrpm下攪拌混合物，得到包含植物留醇和谷維素的水包油型乳液。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，該制備方法還包括對所述包含植物 甾醇和谷維素的水包油型乳液進行均質化。
7.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述水性飲料的余下組分在混合 前加入乳化劑，該乳化劑占所述水性飲料中的乳化劑總重量的0% 50% (重量)。
8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述均質化步驟采用高壓均質機進 行，高壓均質機在2000 lOOOOPsi下操作。
9.根據權利要求5至8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述混合物的熔化在 110°C 150°C下進行。
全文摘要
本發明提供一種包含植物甾醇和谷維素的水性飲料及其制備方法，該水性飲料包含植物甾醇、谷維素和至少一種乳化劑，其中植物甾醇、谷維素與乳化劑的重量比為1∶0.1～10∶0.01～5，乳化劑選自蔗糖脂肪酸酯、辛癸酸甘油酯和聚甘油脂肪酸酯中的一種或多種。該水性飲料利用植物甾醇和谷維素的協同作用，使兩者的降脂功效最大化，可明顯降低人體總膽固醇水平，降低人體心血管病的風險。本發明的包含植物甾醇和谷維素的水性飲料及其制備方法成功地將植物甾醇和谷維素分散于水性飲料中，形成的包含植物甾醇和谷維素的油相液滴小于2微米。
文檔編號A23L1/30GK101991159SQ200910090838
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月10日 優先權日2009年8月10日
發明者任廣智, 郝國防 申請人:中國科學院過程工程研究所