專利名稱：含有茶氨酸和咖啡因的用于提高精神警覺性的食品或飲料制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有特定量的茶氨酸和咖啡因以提高精神警覺性的飲料制品。
背景技術(shù)：
和現(xiàn)有技術(shù)能夠提高人體精神和體力的食品和飲料制品日益流行。特別地，用于提高精神敏度的產(chǎn)品尤其具有商業(yè)價值。
含有產(chǎn)生提神效果組分的飲料在幾個世紀(jì)來已知?，F(xiàn)代飲品中茶和咖啡最為有名。在這兩種飲料中通常認(rèn)為咖啡因產(chǎn)生了精神促進(jìn)作用。然而現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，除了含有咖啡因外，茶中還含有具有提神作用的其它天然組分。
茶中含有酶、生化中間體和通常與植物生長和光合作用有關(guān)的結(jié)構(gòu)組分的組合。還含有賦予茶以獨特味道、澀味、香味和顏色的多種天然物質(zhì)。其中許多是通過紅茶制造中所謂的發(fā)酵階段的氧化反應(yīng)產(chǎn)生。茶的生產(chǎn)長期以來僅僅通過對涉及化學(xué)的基本了解的傳統(tǒng)加工方法而生產(chǎn)。另外，茶葉中含有天然來源的氨基酸茶氨酸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)茶氨酸對人體和大腦具有許多有益效果。
然而，目前茶氨酸僅以合成的sun-theanine的形式大量可供。這大部分是由于在茶樹原料的可萃取茶固相中僅僅含有約1％的天然茶氨酸。
EP 1 393 726(Taiyo，2001)中公開了含有茶氨酸的用于提高精神集中度的組合物(例如食品或藥物)。其中公開的組合物中含有0.00025-100重量％，0.005-100重量％，和0.05-100重量％的茶氨酸。
US 5,501,866(Ito En，1995)中公開了含有咖啡因和茶氨酸的組合物，其中茶氨酸與咖啡因的比例為10∶1-500∶1。
US 5,780,086(P&G，1996)中公開了含有茶氨酸和咖啡因的綠茶飲料。
US 6,268,009(P&G，1999)中公開了含有茶氨酸和咖啡因的綠茶提取物，并且公開了具有200ppm茶氨酸和992ppm咖啡因的一種萃取物。
一杯泡制紅茶中含有至多約20毫克/100克茶氨酸和40毫克/100克咖啡因。這些相應(yīng)于飲料的0.02和0.04重量％或200和400ppm。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特定量的咖啡因和茶氨酸產(chǎn)生出人意料和協(xié)同的精神效果。
發(fā)明詳述組合物該組合物適于人類直接消費。其因此為食品或飲品。優(yōu)選其為飲料，更優(yōu)選其為茶基飲料。然而，還可能為其它產(chǎn)品形式，例如糖果、小吃、口香糖、冰激淋等。
本發(fā)明飲料還可蒸餾或充碳酸氣。充碳酸氣本身看起來可以產(chǎn)生防腐作用，因此充碳酸氣的產(chǎn)品不必與蒸餾產(chǎn)品相同。部分溶解的二氧化碳可以削弱細(xì)胞壁的生長。
除了咖啡因和茶氨酸的濃度外，本發(fā)明飲料可通過常規(guī)方式配制。
術(shù)語“茶基飲料”指的是含有山茶(Camellia sinensis)、苦茶(Camellia assamica)或博士茶(Aspalathus linearis)葉固體提取物的飲料。葉子可進(jìn)行所謂的“發(fā)酵”步驟，葉子在發(fā)酵步驟中被“紅茶”生產(chǎn)的早期釋放的某些內(nèi)源酶氧化。氧化甚至可通過外源酶的作用補(bǔ)充，外源酶例如氧化酶、漆酶和過氧化物酶。葉子或者已經(jīng)被部分發(fā)酵(“烏龍茶”)或基本沒有發(fā)酵(“綠茶”)。茶可以以不同形式加入飲料中，所述不同形式包括萃取物、濃縮物、粉末或顆粒。
向介質(zhì)中加入茶通常增加微生物酸敗的危險。這可能是由于茶葉提供了微生物生長的養(yǎng)分。大多數(shù)微生物通?？稍诓杌嬃现猩L，由于糖、氮源、氧、鋅、鎂、鉀、磷酸鹽和維生素而生長茂盛。因此有利的是將含糖量限定為8-10白利糖度，然而當(dāng)產(chǎn)品為茶混合物時可使用高達(dá)60的白利糖度。含氧量可通過預(yù)先巴氏滅菌法或一些熱處理或氮氣吹掃而最小化。茶基飲料的礦物質(zhì)含量可使用EDTA、檸檬酸鹽或軟水劑最小化。例如，如果鎂離子濃度超過0.2ppm，微生物可在茶中生長，并且其僅僅需要痕量的鋅。由于可以影響味道，必須小心使用檸檬酸鹽。
在例如0.1-3％的低濃度，茶是提高微生物酸敗趨勢的營養(yǎng)物。由于已知的茶的抗菌和抗病毒性質(zhì)，這是沒預(yù)料到的。直到濃度超過3％時茶才開始抑制酵母和霉菌的生長。
水質(zhì)可能嚴(yán)重破壞飲料的穩(wěn)定性。在制造冷灌裝的茶基飲料時這是重要的因素。為此目的通常重要的是在全部生產(chǎn)階段將使用的水中的酵母含量最小化?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的方法包括氯化/脫氯和紫外線輻射。
由于不能穿透微生物細(xì)胞，弱酸酸化劑作為弱酸防腐劑作用很小，如果有作用的話。其濃度通常指的是相應(yīng)于檸檬酸當(dāng)量的可滴定酸度(克/升)。茶基飲料通常具有1-4克/升的可滴定酸度。這種飲料的pH通常為2.5-4.2。酸敗酵母可在低至pH 2.0時生長，而霉菌孢子通常在低至pH 1.6時生長。
在例如3.0的pH，pH本身沒有對酸敗酵母或霉菌的抗菌效果，加入100ppm肉桂酸將會完全消滅生長。這種數(shù)量的肉桂酸在中性pH完全無效，這表明肉桂酸和低pH之間重要的協(xié)同作用。
本發(fā)明的防腐和調(diào)味體系可任選包括其它防腐劑。為此目的優(yōu)選弱酸防腐劑?；蛘?，還可考慮作為現(xiàn)有弱酸防腐劑的補(bǔ)充物在低pH使用肉桂酸。根據(jù)另一方面，常規(guī)弱酸防腐劑通過使微生物細(xì)胞酸化，即降低內(nèi)部pH pHI而起作用。在溶液中，未離解的弱酸能夠溶于微生物的膜中并進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。由于電荷阻止其溶于類脂膜中，帶電、離解的離子不能進(jìn)入細(xì)胞。一旦進(jìn)入細(xì)胞，未離解的弱酸分子到達(dá)更高pH(6.5-7.0)區(qū)域，并且立即恢復(fù)變成帶電離解的離子形式。其還可釋放質(zhì)子H+，并因此降低內(nèi)部pH。
質(zhì)子的連續(xù)釋放增加了H+離子濃度，并使得內(nèi)部pH降低至細(xì)胞酶停止作用的水平。弱酸進(jìn)入細(xì)胞的運動還從介質(zhì)中除去質(zhì)子，并使得外部pH升高。最終內(nèi)外部pH將相同，則弱酸進(jìn)入細(xì)胞的流動將會停止。
為了具有最大效果，弱酸防腐劑最好在酸性介質(zhì)中作用，由此更多的未離解酸能夠進(jìn)入細(xì)胞，并使得細(xì)胞的內(nèi)部pH在弱酸轉(zhuǎn)運停止之前降得更低。
弱酸防腐劑包括山梨酸、苯甲酸、亞硫酸、乙酸、丙酸和parabenz。在低濃度時，它們對飲料pH的酸化劑作用通常很小(如果有作用的話)，但它們具有大的抗菌作用。不同弱酸傾向于具有不同的pKa值，例如山梨酸具有4.76的pKa值，亞硫酸具有1.88的pKa值。這表示在4.76的pKa值時將存在50％的山梨酸和50％的山梨酸離子。在比該值更高的pH時將會存在更多的山梨酸離子和更少的未離解的酸，例如在pH為6.5時將會有2％山梨酸和98％的山梨酸鹽。
在本發(fā)明防腐和調(diào)味體系中，弱酸防腐劑的選擇及其濃度將取決于弱酸的pKa和最終制品的pH。當(dāng)茶基飲料的pH小于3.0時，優(yōu)選肉桂酸和苯甲酸的組合。然而當(dāng)茶基飲料的pH小于3.4時，優(yōu)選肉桂酸和山梨酸的組合。
防腐和調(diào)味體系的穩(wěn)定取決于能夠?qū)嬃系膒H維持在4.5以下。通常而言，可使用本領(lǐng)域已知的調(diào)節(jié)和保持茶基飲料pH的任意方式。
茶氨酸和咖啡因含量本發(fā)明制品含有300-3000ppm的茶氨酸和200-2000ppm的咖啡因。另外，茶氨酸與咖啡因的比例為5∶1-1∶15。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這種組合物施加到個體時，能夠?qū)е录卸?concentration)、精神集中(mental focus)和/或個體警覺(alertness)的明顯提高。即便是施加前精神不好和/或身體疲勞的個體中也是如此。因此，雖然組合物中任選含有其它已知能夠減輕精神壓力和/或身體疲勞的作用劑(例如氨基酸精氨酸)，在一個優(yōu)選實施方案中，該組合物基本上不含有這些作用劑。特別優(yōu)選組合物中含有少于100ppm，更優(yōu)選少于50ppm，更優(yōu)選少于10ppm，并且最優(yōu)選少于約1ppm的精氨酸。
茶氨酸與咖啡因的比例優(yōu)選為4∶1-1∶15，更優(yōu)選3∶1-1∶1。
茶氨酸的濃度可為400-2000ppm，優(yōu)選600-1500ppm?？Х纫虻臐舛瓤蔀?00-1500，優(yōu)選400-1000ppm。
重要的是茶氨酸和咖啡因的相對濃度。然而同樣重要的是為了實現(xiàn)本發(fā)明的利益而遞送到消費者的茶氨酸和咖啡因的特定量。在這方面，能夠經(jīng)口遞送給人(a)40-500毫克茶氨酸和(b)30-400毫克咖啡因，并且具有小于500克的質(zhì)量的組合物是合適的。優(yōu)選其遞送80-400毫克茶氨酸。優(yōu)選其遞送60-300毫克咖啡因。
實施例實施例1飲料使用與市售無糖即飲茶基飲料(LiptonTMPeach Lite Ice Tea)相同的組成配制安慰劑飲料，只不過配方中不使用茶葉固體。然后向惰性安慰劑中加入茶氨酸(suntheanineTM，其為99％L-茶氨酸并且得自Taiyo公司)和/或咖啡因(藥物級)，以產(chǎn)生三組(每250ml)含有150毫克咖啡因、250毫克茶氨酸或150毫克咖啡因和250毫克茶氨酸的試驗飲料。這些量分別相應(yīng)于約600ppm咖啡因、1000ppm茶氨酸或600ppm咖啡因和1000ppm咖啡因的濃度。
認(rèn)字一組人參加認(rèn)字測試。試驗在四天進(jìn)行，每天使用上述一種不同飲料。向每個人顯示15個字，每次在電腦屏幕上一個字。約20分鐘后，再次顯示與15個新字隨機(jī)混合的一系列字。受試者必須在鍵盤上選擇“是”或“否”鍵以確認(rèn)他們從第一次顯示的字中認(rèn)出的字。試驗分別在飲用飲料之前(t＝0)和飲用飲料30分鐘和90分鐘之后進(jìn)行。相對于時間t＝0，全部受試者回答所需的平均時間(Δt)列于表1。
表1

能夠看出，與其單獨使用相比，較高量的比例約為1.7∶1的茶氨酸和咖啡因的組合產(chǎn)生出人意料和協(xié)同的益處。
警覺使用Bond-Lader情緒調(diào)查表測試警覺。調(diào)查表包括16種直觀模擬等級，其以例如警覺-困倦、鎮(zhèn)靜-興奮的反義詞對中的一個定義。各個項目的評價使用公式組合，以產(chǎn)生三種情緒因素的評分警覺、鎮(zhèn)靜和滿足。試驗在飲用飲料之前(t＝0)和飲用飲料30分鐘和90分鐘之后進(jìn)行。相對于時間t＝0，全部受試者評分差異的平均值(Δs)列于表2。
表2

再次能夠看出，較高量的比例約為1.7∶1的茶氨酸和咖啡因的結(jié)合產(chǎn)生出人意料和協(xié)同的益處。
實施例2飲料使用與市售無糖即飲茶基飲料(LiptonTMPeach Lite Ice Tea)相同的組成配制安慰劑飲料，只不過配方中不使用茶葉固體。然后向惰性安慰劑中加入茶氨酸(suntheanineTM，其為99％L-茶氨酸并且得自Taiyo公司)和/或咖啡因(藥物級)，以產(chǎn)生三組(每250ml)含有50毫克咖啡因、50毫克茶氨酸、50毫克咖啡因和50毫克茶氨酸，250毫克咖啡因、250毫克茶氨酸或250毫克咖啡因和250毫克茶氨酸的試驗飲料。這些量分別相應(yīng)于約200ppm咖啡因、200ppm茶氨酸、200ppm咖啡因和200ppm茶氨酸、1000ppm咖啡因、1000ppm茶氨酸或1000ppm咖啡因和1000ppm咖啡因的濃度。
測試各個飲料對簡單反應(yīng)時、選擇反應(yīng)時和快速直觀信息處理的影響。
簡單反應(yīng)時(SRT)
每次當(dāng)asterix出現(xiàn)在計算機(jī)屏幕時受試者按空格鍵。出現(xiàn)的間隔是隨機(jī)的。對于各個飲料，計算所有受試者在飲用飲料后48分鐘和飲用飲料之前在反應(yīng)時間改變(ΔSRT)的平均值。
選擇反應(yīng)時(CRT)隨機(jī)序列的字母(例如G或B)以紅色或綠色字體顯示在計算機(jī)屏幕上。受試者必須僅僅對紅色B作出響應(yīng)(通過按空格鍵)。對于各個飲料，計算所有受試者在飲用飲料后38分鐘和飲用飲料之前在響應(yīng)時間改變(ΔCRT)的平均值。
快速直觀信息處理(RVIP)飲用飲料43分鐘后，各個受試者監(jiān)視連續(xù)數(shù)字流以標(biāo)記連續(xù)三個奇數(shù)或偶數(shù)。數(shù)字以每分鐘100個的速率出現(xiàn)，并且任務(wù)持續(xù)時間為5分鐘，每60秒出現(xiàn)8個正確的數(shù)字流。對于每種飲料，計算所有受試者指出的正確數(shù)目的平均數(shù)(RVIP)。
結(jié)果上述三種研究的結(jié)果列于表3。
表3

*明顯不同于安慰劑組。
可以看出，與安慰劑組相比，1∶1的茶氨酸和咖啡因在低濃度(50毫克)和高濃度(250毫克)都產(chǎn)生明顯的SRT改善，僅僅同時含有較高濃度(250毫克)茶氨酸和咖啡因的飲料產(chǎn)生全部三種指標(biāo)(SRT、CRT和RVIP)的明顯改善。
實施例3飲料根據(jù)表4中給出的配方制備安慰劑和測試飲料。兩種測試飲料每款(250毫升)含有50毫克咖啡因或50毫克咖啡因和100毫克茶氨酸。
表4

*包括茶萃取物的作用測試各個飲料對認(rèn)字和注意力轉(zhuǎn)換的影響。
認(rèn)字向27人一次一個人顯示15個字，每在電腦屏幕顯示1秒鐘。20分鐘后，以隨機(jī)順序一次一個地顯示這些原始字(老字)和15個擾亂字(新字)。對于每個字，受試者必須通過盡可能快地按指定鍵來指出這個字是否為老字。圖像出現(xiàn)的時間為30秒并且識別持續(xù)的時間為1分鐘。試驗分別在飲用飲料之前(t＝0)和飲用飲料60分鐘和90分鐘之后進(jìn)行。相對于時間t＝0，全部受試者響應(yīng)正確次數(shù)的平均值(Δw)列于表5。
表5

*明顯不同于安慰劑可以看出，與安慰劑相比，僅僅同時含有茶氨酸和咖啡因的飲料顯示出明顯的改善。
注意力轉(zhuǎn)換27個人參加測量持續(xù)注意力和執(zhí)行功能的任務(wù)。同時在顯示器上向受試者顯示紅色或紫色的字母和數(shù)字。當(dāng)出現(xiàn)紅色的字母和數(shù)字時，受試者注意字母并且僅當(dāng)字母為元音時按下空格鍵。當(dāng)出現(xiàn)紫色的字母和數(shù)字時，只有當(dāng)數(shù)字為偶數(shù)時按下空格鍵。顏色每4次交替一次。測試持續(xù)5分鐘。相對于時間＝0時正確響應(yīng)的平均響應(yīng)時間(Δt)、和相對于時間＝0時正確響應(yīng)的次數(shù)(Δn)列于表6和表7。
表6

*明顯不同于安慰劑表7

*明顯不同于安慰劑可以看出，與安慰劑相比，僅僅同時含有茶氨酸和咖啡因的飲料在飲用60分鐘后顯示出明顯的改善。然而在90分鐘后，僅僅含有咖啡因的飲料顯示出優(yōu)于安慰劑的改善，然而優(yōu)勢也僅限于正確響應(yīng)次數(shù)方面而非反應(yīng)時間方面。
權(quán)利要求
1.一種適于直接消費并且經(jīng)由人口遞送其功能益處的組合物，其包括(a)300-3000ppm茶氨酸；和(b)200-2000ppm咖啡因；并且其中茶氨酸與咖啡因的比為5∶1-1∶15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其為飲料，優(yōu)選茶基飲料。
3.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的組合物，其中茶氨酸的量為400-2000ppm。
4.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的組合物，其中茶氨酸的量為600-1500ppm。
5.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的組合物，其中咖啡因的量為300-1500ppm。
6.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的組合物，其中咖啡因的量為400-1000ppm。
7.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的組合物，其中茶氨酸與咖啡因的比為4∶1-1∶1.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物，其中茶氨酸與咖啡因的比為3∶1-1∶1。
9.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的組合物，其能夠經(jīng)口向人體遞送(a)40-500毫克茶氨酸，(b)30-400毫克咖啡因并且具有小于500克的質(zhì)量。
10.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的組合物用于明顯提高集中度、精神集中和/或警覺的用途。
11.一種提高個體集中度、精神集中和/或警覺的方法，包括向個體口服給予根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項的組合物。
12.一種飲料，其能夠經(jīng)口向人體遞送(a)40-500毫克茶氨酸，(b)30-400毫克咖啡因并且具有小于500克的質(zhì)量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的飲料，其為茶基飲料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適于人類直接消費的組合物，其包括(A)300－3000ppm茶氨酸和(B)200－2000ppm咖啡因；并且其中茶氨酸與咖啡因的比為5∶1－1∶15，當(dāng)其飲用時顯示集中度、精神集中和/或警覺的明顯提高。
文檔編號A23F3/16GK101076259SQ200580042368
公開日2007年11月21日 申請日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月8日
發(fā)明者G·N·歐文, J·賴克洛夫特, A·B·肖利, D·S·斯科特 申請人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司