富鋅飲用水的制造方法、組合物和包裝水的制作方法
【專利摘要】本發明涉及富鋅飲用水、也稱作最終水產品的制造方法，其由包含飲用水的水基質開始，包括第一步驟：-測量所述水基質的pH(步驟A)，和之后的一種或另一種次序的下述步驟：-將所述水基質酸化(步驟B)以獲得具有低于7的pH的最終水產品，和-以0.8毫克/升至5毫克/升的濃度添加鋅(步驟C)，以使在40℃的最高溫度下經12個月最終水產品中的鋅沉降低于可溶鋅的10％。本發明還涉及富鋅飲用水組合物和包裝的富鋅飲用水。
【專利說明】富鋅飲用水的制造方法、組合物和包裝水
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及供人食用的富鋅飲用水的制造方法。
[0002]本發明還涉及富鋅飲用水組合物和包裝的富鋅飲用水。
【背景技術】
[0003]當前常在要裝瓶供人食用的水中加入礦物質。
[0004]瓶裝水通常根據我們希望水具有的營養和味道性質富含各種礦物質和成分:鈣、鎂、碳酸氫鹽、鈉、硫酸鹽等。
[0005]盡管已知在要裝瓶的水中加入不同成分，但迄今市面上的富鋅飲用水非常少。
[0006]現有的富鋅飲料通常不被視為水，因為它們含糖。
[0007]鋅是人類必需的微量元素，并在生物體中具有重要作用，尤其是因為其激活許多酶。鋅特別作用于:
[0008]-蛋白質合成，并因此作用于生長、細胞再生、繁殖、生育、愈合、剝脫狀況和免疫
[0009]-人胰島素的激素合成和碳水化合物的利用、風味評定和色覺。
[0010]通常，鋅少量存在于許多食物(牡蠣、肉、內臟、全麥面包、蛋、魚、菜干)中，但攝食多樣性不足會造成鋅缺乏。
[0011]每日推薦攝入量(DRI)為大約10至15毫克，但對兒童(5至8毫克/天)、青少年(10毫克/天)、女性(8毫克/天)或男性(11毫克/天)而言不等。
[0012]鋅缺乏會導致生長遲緩、性成熟遲緩、剝脫和味覺問題、脫發、愈合遲緩和免疫問題。在妊娠期間(這是關鍵期)，鋅缺乏會導致胎兒畸形的危險。
[0013]世界衛生組織已指出在某些國家存在相當高的鋅缺乏，尤其是在兒童和孕婦中。其中可提到印度、巴基斯坦或尼日利亞。
[0014]因此在這些國家要考慮鋅強化。可通過在人類食品中添加鋅來進行這種強化。但是，出于實用和經濟原因，優選在供人食用的飲料中，尤其在飲用水中添加鋅。
[0015]但是，在具有特定pH特性(例如pH超過7.5至8.5)的某些水中，鋅會與水分子結合產生不溶性氫氧化物(Zn(OH)2)。這種不溶性組分會導致水中的鋅濃度不均勻并導致水中存在令人討厭的沉降物。
[0016]此外，在例如由PET制成的常用塑料瓶中，一旦以不溶性氫氧化物形式沉淀，鋅會與瓶子的塑料壁相互作用并粘到壁上。所述水的飲用者然后不可能吸收到鋅并且無法實現所需的強化作用。
[0017]因此，有必要提出一種解決方案，其能夠制造具有提高的鋅可溶形式穩定性并與包裝水的一般儲存和商業化條件和時間相容的富鋅飲用水。
[0018]發明概述
[0019]就此而言，本發明提供了根據權利要求1的具有有限鋅沉降的供人食用的富鋅飲用水、也稱作最終水產品的制造方法。
[0020]這種方法由包含飲用水的水基質開始包括:第一步驟:
[0021]-測量所述水基質的pH，
[0022]和之后的一種或另一種次序的下述步驟:
[0023]-將所述水基質酸化，以獲得具有低于7的pH的最終水產品，
[0024]-以0.8毫克/升至5毫克/升的濃度添加鋅。
[0025]這種方法能夠制造鋅主要為可溶形式的富鋅飲用水，在該產品在貨架上的平均儲存時間內和條件下沉降低于可溶鋅的10%。
[0026]這些平均儲存時間和條件已被定義為是在最高達40°C的溫度下12個月(I年)的平均時間。該包裝水因此在至少12個月期間保持最終水產品的性質。
[0027]因此，在這一 12個月期間和在之前提到的條件下，包裝水中的鋅沉降非常低(低于可溶鋅的10%)。此外，由于鋅保持可溶形式和在水中的均勻濃度，不存在與瓶子或容器壁的相互作用，因此鋅可以以最佳方式被所述水的飲用者吸收。
[0028]這是非常有意義的，因為其能夠大規模實施鋅強化并屬于公共健康努力的一部分。
[0029]該水基質主要包含來自鉆井或其它水泉的飲用水。所述飲用水可直接使用(在不同的檢查、試驗和過濾后)或可以部分或完全去除礦物質。
[0030]根據另一特征，通過將強酸添加到水基質中進行水基質酸化步驟。使用強酸的優點在于，由于添加的酸的量非常小，不會可察覺地改變味道。
[0031]強酸選自下述酸:硫酸、磷酸、鹽酸。但是，出于實用原因，硫酸是優選的，因為其不會導致形成不溶性鹽。
[0032]本發明的方法包括加鋅步驟。鋅以選自下述列舉的鹽形式添加:硫酸鋅、氯化鋅，但也可以使用其它鋅鹽。該鋅鹽可以是無水或水合的。
[0033]考慮到一個人每天飲用一升富鋅水，選擇最終水產品中添加的鋅量以涵蓋每日推薦攝入量(DRI)的大約5至30%。每升水添加的鋅量能在對抗鋅缺乏的公共健康計劃的框架內明顯有助于鋅強化。
[0034]另外和任選地，本發明的方法還包括以可溶鹽形式添加鎂和/或鈣的步驟。這一步驟在初始PH測量(步驟A)后該方法的任何步驟中進行。
[0035]出于實用原因，可以在加鋅步驟的過程中與鋅同時地添加鎂。在這種情況中，制造硫酸鋅和硫酸鎂的混合物。在加鋅步驟的過程中將這種混合物在線注入水基質中。
[0036]根據另一特征，鎂優選以硫酸鎂形式添加，但也可能以氯化鎂形式添加。鎂以10暈克/升至375暈克/升的濃度添加。
[0037]就鈣而言，其以氯化鈣形式以20毫克/升至I克/升的濃度添加。
[0038]所要求保護的方法還包括添加碳酸氫鹽的附加和任選步驟。碳酸氫鹽通常在該方法的最后添加，由此形成最終水產品，但它們可以在該方法中更早添加，例如在將水基質酸化之前。
[0039]在這種情況下，碳酸氫鹽的添加是該方法的最后一個步驟并得到最終水產品。
[0040]碳酸氫鹽根據我們希望水具有的味道特征以碳酸氫鈉和/或碳酸氫鉀形式添加。
[0041]添加的碳酸氫鹽的量可變并且為5毫克/升至500毫克/升。
[0042]所要求保護的方法還包括添加碳酸氫鹽的附加和任選步驟。碳酸氫鹽通常在該方法的最后添加，由此形成最終水產品，但可以在該方法中更早添加，例如在將水基質酸化之N /.刖。
[0043]富鋅飲用水的制造方法還包括核查最終水產品的pH的步驟，以確保所述最終水產品具有避免鋅沉降所需的PH特征。
[0044]根據另一特征，本發明的制造方法包括最終水產品在包裝前的臭氧處理步驟。這種臭氧處理步驟——通過氣態臭氧注射——旨在破壞最終水產品中可能存在的微生物并防止任何可能的微生物生長。
[0045]本發明還涉及根據權利要求13包含鋅、鎂和/或鈣并具有低于7的pH的富鋅飲用水組合物，以使在最多40°C的溫度下經12個月所述組合物中的鋅沉降低于可溶鋅的10%。
[0046]本發明還涉及根據權利要求14的包裝的富鋅飲用水。這種包裝的富鋅飲用水包含富鋅飲用水組合物和保護包裝(瓶、袋和/或容器)。
[0047]該富鋅飲用水組合物確實可根據其將來的用途包裝在不同的包裝中。可然后將所述水包裝在瓶(例如塑料瓶)中、或袋子或甚至更大體積的容器中。
[0048]附圖簡述
[0049]現在參照幾幅圖詳細描述本發明的不同實施方案，這些圖通過簡圖呈現富鋅飲用水制造方法的附圖，并呈現水中的鋅沉降與水PH關系。
[0050]圖1提供了本發明的制造方法的簡圖。
[0051]圖2提供了一幅圖，其描繪對于包含2.3毫克/升鋅的水，水中的可溶鋅量變化與水pH的關系。
[0052]圖3提供了一幅圖，其描繪對于包含3.7毫克/升鋅的水，水中的可溶鋅量變化與水pH的關系。
[0053]發明詳述
[0054]如簡圖形式的圖1中所示，本發明的富鋅水制造方法以水基質開始。該水基質主要包含來自鉆井或其它水泉的飲用水。所述飲用水可直接使用(在不同的檢查和試驗后)或可以部分或完全去除礦物質。
[0055]對于水基質，通常使用位于生產現場的水資源。如果生產現場位于有許多水泉的地方，水基質主要由泉水形成。另一方面，如果生產現場位于自然界中的水非常少的地點，水基質主要由機械和/或化學過濾器加工過的飲用水形成。根據所用過濾器，該飲用水完全或部分去除礦物質。
[0056]因此，該水基質根據本地資源包含直接使用或在部分或完全去除礦物質后使用的飲用水。
[0057]該水基質因此可根據所用飲用水具有非常不同的化學組成。因此，處理和添加的成分/礦物質的性質和/或量不同。
[0058]首先將水基質儲存在罐I中。其然后流經水管2并到達儲存最終水產品的第二個罐-再礦化水罐3。
[0059]沿這一管道2設置了數個礦物質罐4a、4b、4c，它們含有在計量后直接在線注入該水管中的成分和/或礦物質。該水管中的水基質然后發生混合，以確保成分和/或礦物質在該水基質中的均勻稀釋。
[0060]可以根據要添加到水基質中的成分和/或礦物質的數量使用更多礦物質罐。
[0061]一旦在該管道中已注入所有礦物質和/或成分，將最終產品儲存在再礦化水罐3中，在此其可以使用機械裝置混合。例如，機械混合裝置可以是旋轉風扇。
[0062]沿管道2，可以設置一個或數個過濾器以留住水中所含的可能的外來元素。例如，在已加入所有礦物質和成分之后和在再礦化水罐3之前，在該管道上設置I微米過濾器5。
[0063]使用從管道2中取少量水的礦物質制備罐6制備濃縮礦物質溶液，其然后儲存在不同的礦物質罐4a至4c中。一次制造一種礦物質溶液，然后在將礦物質劑量注入在該管道中流動的水中之前儲存在礦物質罐中。
[0064]該制造方法的第一步驟一步驟A—在于測量所述水基質的pH。這種測量能夠根據將在該方法的進一步步驟中添加的成分/礦物質預測最終水產品的PH值，以確保不超過預定值——該值確保鋅以可溶形式留在最終水產品中。
[0065]使用標作7的校準pH計進行這種pH測量。
[0066]根據所得pH值并在知道將添加的成分/礦物質的情況下，可以知道是否有必要將該水基質酸化以使最終水產品的PH保持低于7。
[0067]步驟B在于將該水基質酸化。酸化程度取決于水基質的特征，尤其是pH值，并取決于為獲得最終水產品而要添加的成分/礦物質。
[0068]步驟B可以以幾種方式進行。
[0069]例如，其可以通過將強酸添加到水基質中進行。強酸是在水中完全電離的酸，即在水中強酸HA完全溶解成一個質子H+和共軛堿A-。
[0070]強酸選自硫酸、磷酸和鹽酸。
[0071]優選將硫酸添加到水基質中，因為酸添加量非常小，大約20毫克/升，因此不影響最終水產品的味道。此外，硫酸的使用不會導致形成不溶性鹽。
[0072]該方法的后繼步驟是加鋅步驟一步驟C。這一步驟能使水基質富集可溶鋅。
[0073]在步驟C的過程中，以0.8至5毫克/升的濃度添加鋅。考慮到一個人飲用一升富鋅飲用水，在水基質中添加的該鋅量能涵蓋每日推薦攝入量(DRI)的大約5至30%。
[0074]鋅以鋅鹽形式添加；例如無水或水合硫酸鋅，或無水或水合氯化鋅。這些鋅鹽的操作簡單，由此簡化該方法。
[0075]必須指出，添加的鋅量(0.8至5毫克/升)對該富集水的味道影響非常小。
[0076]除鋅外，可任選將鎂添加到水基質中。根據臨床研究，鎂有助于降低高血壓。此外，其有助于使心率正常并對肌肉收縮具有作用。
[0077]加鎂步驟一步驟C’ 一可以獨立于加鋅步驟C進行或可以合并到其中。
[0078]如果在獨立的步驟C’中添加鎂，這一步驟可以在加鋅步驟C之前或之后進行。
[0079]通常，鎂以鎂鹽形式，例如以硫酸鎂或氯化鎂形式添加。
[0080]但是，優選在單步中在添加鋅的同時添加鎂。在這種情況下，鎂和鋅例如以硫酸鎂和硫酸鋅的溶液形式一起添加到水基質中。
[0081]添加的鎂量通常為10暈克/升至375暈克/升。
[0082]本發明的方法還包括任選的C”步驟(沒有顯示在圖1中但類似于步驟C’)，其中添加鈣。綜合鋅和鈣對生長的作用是相當令人感興趣的。
[0083]鈣是許多生物過程中的基本礦物質。除了是骨骼和牙齒的主要成分外，鈣對肌肉收縮、沖動傳導、心搏、凝血、免疫功能的能量發生是基本的。
[0084]此外，鈣也是提供水的味道品質所必需的。在這方面，可以提及味道的構成，因為正是添加的成分和礦物質賦予水最終味道。
[0085]步驟C”可以在加鋅步驟C之前或之后進行。
[0086]在本情況中，鈣以氯化鈣形式以20毫克/升至I克/升的濃度添加。
[0087]添加碳酸氫鹽的附加和任選步驟一步驟D—也并入本發明的制造方法中。碳酸氫鹽通常以碳酸氫鈉和/或碳酸氫鉀的形式添加。在該圖中，它們最后添加以產生在處理后包裝的最終水產品。
[0088]碳酸氫鹽根據水基質并根據最終水產品需要的味道以可變濃度添加。添加的碳酸氫鹽的平均濃度為大約5毫克/升至500毫克/升。
[0089]碳酸氫鹽的作用是提高該溶液的pH水平。在本情況中，然后有必要在水基質酸化步驟B的過程中使pH充分降低，以致一旦加入碳酸氫鹽，在包裝最終水產品時pH不高于7。
[0090]如果在將最終水產品裝瓶時pH高于7，鋅具有在瓶裝水儲存過程中沉淀的高風險，并且不再以可溶形式供所述水的飲用者利用。
[0091]從上文中可以理解，步驟B、C、C’、C”和D之間可以顛倒。例如，添加碳酸氫鹽的步驟D可以在將水基質酸化之前或剛剛在加鋅步驟C之后進行。
[0092]在已添加所有礦物質和成分后，隨之獲得最終水廣品。
[0093]在步驟E中通過測量pH對最終水產品進行pH檢查，以確保最終水產品的pH低于
7。使用標作7’的第二個pH計進行這種pH測量。
[0094]pH優選在6.5至7之間。
[0095]如果pH低于6.5，依據某些地方法規，最終產品不被視為水，而是被視為飲料，這對商業化和價格具有重要影響。
[0096]如果裝瓶時的pH高于7，最終水產品的pH具有在儲存過程中提高到7.5的界限以造成至少部分鋅沉降的高風險。富鋅飲用水然后由于鋅粘著到壁上以致無法被所述水的飲用者吸收而無法發揮其鋅強化作用。隨之失去這種富鋅飲用水的所有益處。
[0097]將最終水產品儲存在再礦化水罐3中，在此通常將其混合以實現成分和礦物質在最終水產品中的均勻稀釋。
[0098]最終水產品然后通過一個或多個過濾器5’過濾。在該方法的這一階段，所用過濾器小于之前使用的那些。過濾器5’的尺寸為例如0.22微米。
[0099]提供附加臭氧處理步驟一步驟F，以破壞最終水產品中可能存在的微生物并防止可能的微生物生長。
[0100]臭氧處理的原理是將水的微生物氧化。臭氧是作用于水的細菌和病毒的有力消毒劑。
[0101]使用臭氧發生器8通過已知臭氧處理法進行該處理。
[0102]臭氧處理盡管仍然昂貴，但能使水處理:
[0103]-在水中不留痕跡。因為臭氧天然恢復其原始形式(雙氧)，不同于大多數其它水處理方案，其在水中不留下任何痕跡。
[0104]-沒有二次效應。臭氧不會導致出現致癌性有機氯化產物。
[0105]-不影響味道。臭氧對水味道沒有影響；水然后喝起來不會令人不快。
[0106]在步驟G中，將富鋅飲用水裝瓶。
[0107]一般而言，使用不同成分、鹽和礦物質的濃溶液進行不同成分、鹽和礦物質的計量。
[0108]如前所述，在礦物質制備罐6中稀釋所提到的各成分或礦物質以形成濃溶液。將各濃溶液儲存在礦物質罐4a至4c中。將所需量的所涉礦物質/成分直接在線注入水管2中，然后與水基質混合。
[0109]圖2和3提供描繪對于包含2.3毫克/升和3.7毫克/升鋅的水，在40°C的溫度下儲存I個月后水中的可溶鋅量變化相對于水PH的圖。
[0110]從這些圖中清楚看出，最終水產品的PH影響最終水產品中的鋅溶解度。實際上，從給定pH(對含有2.3毫克/升鋅的水而言為pH7.7，對含有3.7毫克/升鋅的水而言為PH7.5)開始，鋅溶解度驟降。這意味著鋅以沉降物形式沉淀。
[0111]所述水的飲用者對鋅的吸收然后受制并幾乎為零。
[0112]為了使富鋅飲用水中的鋅保持可溶形式以便被所述水的飲用者吸收，pH測量是非常重要的。
[0113]本發明還涉及富鋅飲用水組合物，其包含:
[0114]-0.8至5毫克/升鋅，
[0115]-10至375毫克/升鎂，和/或
[0116]-20至I克/升鈣，
[0117]并具有低于7的pH以使在40°C的最高溫度下經12個月所述組合物中的鋅沉降低于可溶鋅的10%。
[0118]使用所述制造方法獲得這種組合物。
[0119]本發明還涉及包裝的富鋅飲用水，其包含:如上所述的富鋅飲用水組合物和瓶、袋和/或容器形式的保護包裝。
[0120]將該富鋅飲用水組合物包裝在保護包裝中以便儲存和/或商業化。所用包裝可依需要大相徑庭。因此，可以將該富鋅飲用水組合物裝瓶，例如裝在塑料瓶，例如PET或用于儲存水的其它合適材料中。瓶子的體積可以為20cl至21不等。
[0121]可以根據用途將富鋅飲用水儲存在袋子或具有更大體積(例如5至20升)的容器中。
【權利要求】
1.富鋅飲用水、也稱作最終水產品的制造方法，其由包含飲用水的水基質開始，包括第一步驟: -測量所述水基質的PH(步驟A)， 然后以一種或另一種次序包括下述步驟: -將所述水基質酸化(步驟B)以獲得具有低于7的pH的最終水產品，和 -以0.8毫克/升至5毫克/升的濃度添加鋅(步驟C)， 以使在40°C的最高溫度下經12個月最終水產品中的鋅沉降低于可溶鋅的10%。
2.根據權利要求1的富鋅飲用水制造方法，其中所述水基質包含部分或完全去除了礦物質的飲用水。
3.根據權利要求1或2的富鋅飲用水制造方法，其中通過向水基質添加強酸進行水基質酸化步驟(步驟B)。
4.根據權利要求3的富鋅飲用水制造方法，其中所述強酸選自由硫酸、磷酸和鹽酸組成的組。
5.根據權利要求1至4任一項的富鋅飲用水制造方法，其中鋅以選自硫酸鋅、氯化鋅的鋅鹽形式添加。
6.根據權利要求1至5任一項的富鋅飲用水制造方法，其包括添加鎂(步驟C’)和/或鈣(步驟C”)的附加步驟。
7.根據權利要求6的富鋅飲用水制造方法，其中在加鋅步驟的過程中與鋅同時添加鎂。
8.根據權利要求6或7的富鋅飲用水制造方法，其中鎂以硫酸鎂或氯化鎂的形式以10暈克/升至375暈克/升的濃度添加。
9.根據權利要求6的富鋅飲用水制造方法，其中鈣以氯化鈣形式以20毫克/升至I克/升的濃度添加。
10.根據權利要求1至9任一項的富鋅飲用水制造方法，其包括以碳酸氫鈉和/或碳酸氫鉀形式添加碳酸氫鹽的附加步驟(步驟D)。
11.根據權利要求1至10任一項的富鋅飲用水制造方法，其包括核查最終水產品pH的步驟(步驟E)。
12.根據權利要求1至11任一項的富鋅飲用水制造方法，其包括最終水產品在包裝前的臭氧處理步驟(步驟F)。
13.富鋅飲用水組合物，其包含: -0.8至5毫克/升的鋅， -10至375毫克/升的鎂，和/或 -20至I克/升的鈣， 并具有低于7的pH以使在40°C的最高溫度下經12個月所述組合物中的鋅沉降低于可溶鋅的10%。
14.包裝的富鋅飲用水，其包含: a)富鋅飲用水組合物，其包含: -0.8至5毫克/升的鋅， -10至375毫克/升的鎂，和/或 -20至I克/升的鈣， 并具有低于7的pH以使在40°C的最高溫度下經12個月所述組合物中的鋅沉降低于可溶鋅的10%。 b)瓶、袋和/或容器形式的保護包裝。
【文檔編號】A61K33/30GK104244741SQ201380022193
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年2月26日 優先權日:2012年2月28日
【發明者】S·波尼爾, E·馬沙爾, R·撒布萊特 申請人:雀巢產品技術援助有限公司