[发明专利]生产低糖饮料的方法和系统

说明书

公开了用于以有效、可负担和可扩展的方式选择性地去除饮料中的天然糖类的方法和系统。

相关申请的交叉引用

本发明与2017年11月28日提交的发明名称为“生产低糖饮料的方法和装置”的共同拥有的美国临时专利申请序列号62/591,566相关并要求其优先权，该申请的公开内容通过引用整体结合于此。

技术领域

本发明涉及通过去除饮料中原始和未处理形式的天然存在的糖来处理饮料(可饮用液体，根据Merriam Webster)以降低其中的糖含量。

背景技术

2009-2016年期间，全球果汁市场的复合年均增长率(CAGR)为1.6％，2016年达到约440亿升。果汁是天然来自水果的液体。通过机械挤压或浸渍水果将其提取。它通常作为饮料消费或用作食品中的成分或调味剂。由于其新鲜的性质和营养益处，果汁市场目前代表着数十亿美元的产业。根据IMARC集团题为“果汁(橙汁)市场-全球行业趋势、份额、规模、增长、机会和预测2017-2022”的报告，该市场在2017-2022年的复合年增长率预计将达到2％，到2022年将达到490亿升左右。橙汁和苹果汁约占全球果汁市场的55％(GlobalIndustry Analysis，2015)。

消费者比其他苏打水或软饮料更喜欢果汁的一种常见动机是其天然来源和感知到的健康益处(即维生素、矿物质、营养纤维等)。然而，果汁呈现高糖浓度，通常每100ml含8-10克糖。天然果汁中发现的糖通常包括蔗糖、果糖和葡萄糖。与高糖消耗有关的主要问题是肥胖，其与发达国家和发展中国家的重大公共卫生问题(包括糖尿病和营养不良)相关。饮料行业承受着减少饮料中糖分的压力，因为苏打水和果汁等高糖饮料对健康构成长期威胁。果汁和蔬菜汁尤其如此，因为尽管被认为是健康的，但其糖分也很高。

虽然市场上有低糖和低糖水果饮料，但是这些饮料是果汁与其他饮料(即椰子水)的混合物，或用水稀释的果汁且通常添加低热量甜味剂的混合物。这些产品不具有与天然果汁相同的感官和营养特性，并且需要一系列添加剂来再现果汁体验。另外，已经尝试通过对糖不具有特异性的树脂来减少果汁中的糖。结果，这种减糖过程改变了果汁的酸度、味道、气味，有时甚至是颜色，为果汁提供了不同的感官体验。因此，这些现代的果汁减糖处理方法导致处理过的果汁不如普通未处理的果汁那样受欢迎。

果汁的其他减糖过程也使用化学方法，例如在加工果汁时添加酶，使糖不易消化，或使用非酒精发酵，这通常会导致果汁环境发生重大变化。其他减少糖分的过程使用昂贵的过滤系统，例如超滤或反渗透过滤器，这些系统并不是专门为除去糖分而设计的。结果，这些过程对处理过的果汁的感官和营养特性产生负面影响。另外，这些方法中的一些很昂贵，以至于它们在商业规模上不实用。

天然富含糖的其他饮料包括牛奶，通常每100毫升包含3.5至5.5克乳糖。除了与牛奶中糖的含量有关的营养问题外，一些消费者对乳糖不耐或过敏。市场上唯一的无乳糖或低乳糖牛奶是通过酶水解乳糖并通过水解获得葡萄糖和半乳糖而获得的。

发明内容

本发明提供了以有效、可负担和可扩展的方式选择性地去除饮料中天然存在的糖的方法和系统。

本发明提供了去除天然存在的糖并生产低糖和无糖饮料的方法和系统，同时旨在保持饮料的天然来源及其感官和营养特性。

本发明提供了以总体上选择性的方式从复杂的高糖含量液体(如饮料)中除去糖的方法(工艺)和系统，其没有将任何非天然化学物质混合到其中或除了去除糖分子和可能的有机酸之外不显著改变其化学组成。

本发明的实施方案涉及用于获得低糖天然果汁的方法和系统，该低糖天然果汁通常为非浓缩(NFC)或浓缩(NC)的橙汁或苹果汁。本发明可以适用于其他蔬菜汁和果汁，以及其他饮料，例如牛奶。对于牛奶和其他乳制饮料，要去除的糖是乳糖。