非酒精飲料的澄清與精制專利技術綜述

鄒旭鵬

摘要以A23L2/70的分類號為主線，通過分析在該分類號及其子分類號領域中的專利申請文件，通過分析重點專利申請對各領域中的技術方案進行了介紹，并通過數據分析了在這些領域中的重點專利申請以及重點申請人和國家，闡述了在非酒精飲料的澄清這一領域中采用的技術手段，希望能夠使讀者對該技術的發展脈絡有一個清晰的認識，并能夠對今后的科研或生產工作有所幫助。

關鍵詞飲料；澄清；過濾；脫氣；離子交換；吸附；離心；微生物材料

中圖分類號S3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）16-260-03

1非酒精飲料澄清專利技術申請簡介

《國際專利分類表》（IPC分類）是根據1971年簽訂的《國際專利分類斯特拉斯堡協定》編制的，是目前唯一國際通用的專利文獻分類和檢索工具，為世界各國所必備。問世的30多年里，IPC對于海量專利文獻的組織、管理和檢索，做出了很大的貢獻。在專利數據庫中，為了便于檢索或查詢，針對不同的技術，將不同的專利申請各分配了不同的分類號，IPC采用了功能和應用相結合，以功能性為主、應用性為輔的分類原則。采用等級的形式，將技術內容注明：部—分部—大類—小類—大組—小組，逐級分類形成完整的分類體系。依據某一種產品的國際分類，就可以很容易地檢索出該產品所屬技術領域的專利信息了。例如，針對非酒精飲料的澄清這一技術，在IPC分類號中的分類號碼為A23L2/70，而該技術又有多種細分的技術領域，因此，在A23L2/70的分類之下又有多個細分領域。目前，對于非酒精飲料的澄清技術，常用的有超濾技術[1]、添加吸附劑[2]、包埋技術[3]、復合酶處理[4]等。專利數據庫中比較有代表性的有：中文專利數據庫CNABS，外文專利數據庫VEN。筆者在這2個數據庫中經過檢索，現將A23L2/70分類號下的專利文獻申請情況列入表1。

表1A23L2/70分類號下的專利文獻申請情況

件

項目CNABSVEN

A23L2/70（非酒精飲料的澄清或精制；除去不希8822 852

望有的物質）

A23L2/72（過濾）224185

A23L2/74（使用膜，例如滲透、超濾）153190

A23L2/76（除去氣體）30140

A23L2/78（離子交換）34227

A23L2/80（吸附）67216

A23L2/82（絮凝）1799

A23L2/84（用微生物或生物材料，例如酶）727991

為了更加直觀地展現上述數據，先將其做成餅狀圖，如圖1、2所示。

圖1CNABS庫中該分類號下各領域所占比例情況

圖2VEN庫中該分類號下各領域所占比例情況

從表1及圖1、2中可以清楚看出，無論是國內申請還是國外申請，對非酒精飲料的澄清和精制的方法中，使用最多的是采用微生物材料的方法，這可能是由于采用諸如過濾、離子交換、吸附、膜處理等方法對非酒精飲料進行處理時，會將飲料中的一些其他的較大粒徑或較大分子的營養成分，也當作雜質一起除去了，而這會降低產品中營養成分的含量，嚴重影響產品的食用價值。因為在目前的實際生活中，飲料的作用已經不僅僅局限于解渴這一初衷，而是衍生出了提高人體免疫力、抗疲勞、抵抗疾病等諸多功能作用。而采用微生物如酶等方法，將飲料中的大分子物質或難溶物質分解為小分子或易溶于水的物質，從而不必除去這些成分，則不會減少產品中的營養成分的含量，因此，采用微生物處理的方法成為目前非酒精飲料的澄清和精制方法中最為流行或最常用的方法。

圖3、4是不同年代關于非酒精飲料澄清和精制方法專利文獻申請情況。而該領域中各主要申請人所在國家情況如圖5所示。

可見，隨著時間的發展，在該領域內，專利申請的數量是遞增的，這說明人們對于非酒精飲料的澄清和精制越來越重視了，預示著在今后的幾年內，關于非酒精飲料澄清和精制方面的專利的申請量將會越來越多。

圖31985～2013年該分類號下中文專利申請情況

圖41900～2013年該分類號下外文專利申請情況

圖5該分類號下外文專利主要產出國

2該領域中國內主要申請人以及重點申請的情況分析

通過統計分析發現，在該領域中申請量最多的個人申請人為李亞萍，非個人申請中申請量排名靠前的分別為江南大學和浙江大學、百事可樂、中國農業大學、不二制油株式會社等高校或企業。申請人為李亞萍的專利申請文件數量較多，但是經過閱讀該申請人在該領域中申請的專利文獻發現，其采用的技術方案是通過離心分離和采用膜濃縮的方法達到精制的目的，雖然申請數量較多，但是技術方案實質上相同，僅是原料的配比有所區別。而江南大學申請的專利文獻主要集中在采用酶方法來澄清飲料，即分類號為A23L2/84，而百事可樂在該領域中申請的專利文獻中，技術方案多是屬于加入表面活性劑或者是加入一些配體，使其與容易產生沉淀的物質結合，促進其在水中的溶解度，從而達到精制的目的，因此，在平時工作中如果遇到這類技術方案時，可重點關注一下百事可樂的專利。而中國農業大學的專利則側重于采用分離、膜過濾、加入膠體這幾種手段來達到澄清的目的。

此外，通過分析在該領域中被引證次數較多的文獻，可以發現一些該領域的的技術脈絡。例如，在分類號為A23L2/70的領域中，專利文獻CN1087481A被引證了100次，說明其在該領域中的影響較大，其所要解決的技術問題是：現有技術中，一些飲料中需要添加一些油溶性的物質，而這些物質在水中的溶解度很低，在產品制備過程中會產生一些沉淀，而這些沉淀會降低產品的品質，為了解決這一問題，申請人通過加入一種特定的乳化劑，使得產品能夠均勻地分散在水中，從而達到澄清的目的。公開號為CN1119825A的專利文獻，名稱為《來自葫蘆科水果的甜汁的組合物及其制法》，其所要解決的技術問題是：澄清來自葫蘆科水果的甜汁，在該文件中，由于原料特有的性質，使得其果汁中不僅含有一些難溶物質，還含有一些難聞的氣味需要除去，以改善產品的品質。而為了解決這一問題，發明人在產品的澄清和精制的過程中采用了包括離子交換樹脂、添加澄清劑和吸附劑、過濾或離心、酶處理這幾種常用的方法結合使用，從而達到產品的澄清和精制的目的。可見，有些情況下，非酒精飲料的澄清和精制并不會單單采用一種方法，而會采用多種方法結合達到目的。專利文獻CN1214613A，其公開了一種用陽離子交換處理和毫微濾改進澄清度和顏色的綠茶萃取液，該篇文獻被引證180次，其通過陽離子交換樹脂去除綠茶萃取液中的金屬離子，特別是鈣離子和鎂離子，因為這些金屬離子能夠同果膠或蛋白質結合形成絡合分子，這些絡合分子能沉淀產生渾濁。此外，又結合使用微濾膜技術除去一些較大的高分子量成分，以及一些殘留的金屬離子/絡合物而產生的氧化產物，通過這2種手段結合從而達到澄清和精制的目的。該專利文獻代表了飲料澄清和精制技術領域中采用離子交換和微濾技術的應用，具有典型的代表性。專利文獻CN1439314A公開了一種蛋白質穩定劑，其所要解決的技術問題是：一些蛋白質飲料尤其是酸性蛋白質飲料中，經過長時間放置時，飲料中的蛋白質會產生絮凝而產生沉淀，而發明人通過在飲料中加入蛋白質穩定劑，使得蛋白質穩定的懸浮在飲料中。而在分類號為A23L2/72（過濾）之下，專利文獻CN1625428A公開了一種預涂層過濾介質及制備和使用方法，該發明的技術方比較典型，雖然其是通過過濾達到澄清的目的，但是，發明人在過濾介質上還加入了涂層，該涂層為陽離子材料，能夠吸收抗衡離子，沉淀金屬離子，進一步增強產品澄清的功效。該專利文獻的技術方案具有典型的代表性，但是，其并不是常規的僅僅將產品過濾。而在A23L2/76（除去氣體）的分類號之下，具有代表性的專利文獻CN1135308A和CN1156566A均在飲料的加工過程中采用了脫氣的手段除去不需要的氣體。而在現有技術中，脫氣最常用的手段是真空脫氣，此外，有些非酒精飲料在生產過程中會產生泡沫，而這些泡沫的存在會影響產品的外觀品質，因此，在生產過程中，會視情況選擇進行脫氣處理。可見，對飲料進行脫氣處理也僅是所屬技術領域的常規技術手段。在分類號為A23L2/80（吸附）的領域內，專利文獻CN1228794A具有代表性，其公開了一種除去液體中多酚的聚酰胺組合物，特別是其實例2中，在經熟化的啤酒中加入各種吸附劑，除去其中的多酚，從而達到對啤酒澄清和精致的目的。而在A23L2/84的領域內，使用較多的是在飲料中加入一些能夠分解引起沉淀或渾濁的物質的酶，來達到澄清的目的。目前，在飲料中最常用的澄清手段也是通過加入酶來實現的，重點在于針對不同的引起混濁或沉淀的物質加入合適的酶，酶的種類的選擇非常重要，如專利文獻CN1178551A（一種有氨肽酶活性的酶）、CN1232622A（飲料抗氧化劑體系）都是通過添加各種酶來達到澄清的目的。專利文獻CN1484491A（富含具有羧基末端脯氨酸殘基的肽的蛋白質水解產物）中，其通過添加特定的酶分解飲料中能夠產生苦味的物質，從而達到對飲料精制的目的，可見，通過酶法處理不僅僅是能夠起到澄清的作用，還能夠達到精制的效果。而專利文獻CN1641014A公開了一種嗜酸乳桿菌及其應用，其采用嗜酸乳桿菌發酵果蔬汁，制備得到一種蔬菜汁飲料。這類技術則是通過添加一些微生物，將原料中的一些成分進行轉化，從而達到精制的目的，不過，這類技術一般多用于發酵乳飲料，其目的是為了進行精制，從而獲得一種口味或風味不同的飲料，而不是為了澄清。

3該領域中國外主要申請人以及重點申請的情況分析

在分類號為A23L2/70的領域下，EP0582887（被引用次數40次）是比較具有代表性的專利文獻，其通過采用超高壓均質的方法，使得果汁中的物質能夠均勻地分布在液體中，從而使得其不發生沉淀現象，此外，通過采用超高壓均質的方法還能極大地殺滅果汁中的微生物，延長貨架期或保質期；GB2087212（被引用次數30次）公開了一種在柑橘果汁或蔬菜汁中添加羧甲基纖維素鈉和海藻酸丙二醇酯，使得產品中的各組分能夠均勻地分散在液體之中，避免沉淀現象的發生。其是通過加入穩定劑的手段來精制產品。在A23L2/72的領域中，專利文獻CA2474980（被引用次數114次）是通過在過濾的過程中添加過濾助劑，并且還添加有吸附劑、與吸附劑混合的過濾助劑，通過這樣的手段提高過濾的效率，從而達到澄清的目的。專利文獻US4276179（被引用次數達70次）是通過添加多微孔吸附劑來進行吸附一些鹵代烴分子，從而增強過濾的效果，達到除去產品中特定的物質的目的。而在A23L2/74的領域中，專利文獻US3397790A（被引用次數135次）公開了一種有半透膜的過濾裝置，其能夠利用半透膜的選擇性透過的特性達到飲料澄清的目的。專利文獻EP0562100（引用次數達44次），其公開了采用納濾的手段過濾果汁飲料。在分類號為A23L2/76的領域中，專利文獻US4259360A（被引用次數58次）公開了一種脫氣的方法，其是將溶解有氣體的液體送入到一個封閉的裝置中，然后在壓力存在的狀態下充入氮氣，然后以一定的速度將該液體釋放出來，在這個過程中，由于內外壓力的差距，使得其中的氮氣和溶解的氧氣等氣體釋放出來，從而達到脫氣的目的。專利文獻US6241893A（被引用次數38次）公開了一種脫氣裝置，其采用一些非晶體的過濾介質，采用過濾的手段除去溶解在水中的氧氣、氨等物質。在分類號為A23L2/78的領域中，專利文獻EP0684771（被引用次數75次）公開了采用離子交換樹脂的方法除去果汁中的難聞的風味物質。專利文獻EP0782399（被引用次數60次）公開了采用離子交換樹脂除去溶液中的HCA。總之，離子交換的方法目的就是采用離子交換樹脂除去溶液中的陰陽離子，達到澄清的目的，是飲料澄清常用的方法。在分類號為A23L2/80的領域中，專利文獻NZ264067（被引用次數102次）公開了采用添加吸附劑，除去果汁中的多酚，并且通過洗脫劑洗脫多酚，通過除去果汁中的多酚，避免其被氧化，導致果汁變色，從而達到果汁澄清的目的。專利文獻US4276179（被引用次數70次）公開了通過在溶液中添加多孔吸附劑除去其中的非聚合狀態的鹵代烴以及鹵素。在分類號為A23L2/82的領域中，專利文獻US4162972（被引用次數29次）公開了一種澄清的方法，其是在渾濁的液體中注入氣體，以形成泡沫，經過一段時間之后，形成了一種三相系統，底層的是澄清的液體，上層的是一些絮凝的物質，最上層則是形成的泡沫，然后通過一定的手段除去上層的絮凝物質，從而達到澄清液體的目的。專利文獻US3236655（被引用次數20次）通過在果汁或蔬菜汁中加入助濾劑，通過助濾劑絮凝不溶性物質，再過濾除去這些難溶物質來達到澄清果汁的目的。在分類號為A23L2/84的領域中，專利文獻EP0934702（被引用次數56次）通過在飲料中添加葡萄糖氧化酶，促使飲料中的葡萄糖在氧氣存在的情況下，被分解為異抗壞血酸，而異抗壞血酸是一種抗氧化劑，能夠防止飲料中的多分類物質被氧化而變色；同理，如果飲料中還含有過氧化物，通過添加過氧化氫酶能夠促使過氧化物分解，從而達到澄清的目的。專利文獻US4478854（被引用次數52次）公開了在蔬菜汁中添加酶類分解其中附著于蛋白質的大豆多糖，并且分解細胞壁中的物質，破壞細胞壁，促使胞內有效物質的溶出，從而提升產品的利用率，同時促進澄清度。

安徽農業科學2015年

在非酒精飲料的澄清技術領域中，申請量最多的是俄羅斯的UNIV KUBAN TECHN大學、KRASD AGRIC PROD STORAGE AND PROCESSING、KRASNOD NII K、HRANENIJA I PERERABOTKI SEL SK、DUKTSII、UNIV KUBANSK、UNIV KUBAN AGRIC、N CAUCASUS AREA VETERINARY INST、SEV KAVKAZSKIJ ZONAL NYJ NI 、KIJ INST SADOVODSTVA I VINOGRA，這10個申請人總的申請量達636件，而這幾個申請人的就專利申請其技術方案均是：將蔬菜或水果原料采用不同菌種的微生物來處理，消除果汁或蔬菜汁經研磨后呈現乳濁狀態，達到澄清果汁或蔬菜汁的目的。申請人為BUCHER GUYER AG MASCH、BUCHER GUYER AG MASCHFAB、BUCHER GUYER AG MASCH，這三者申請的專利達86件，其申請的專利，均是各種采用了滲透膜的過濾裝置，采用這些裝置處理飲料，達到澄清飲料的目的。申請人為TROPICANA PROD INC，申請量達36件，其申請的案件多是關于柑橘果汁的處理過程，在A23L2/72、A23L2/76、A23L2/78領域均有涉獵。在此僅列出在該領域中申請量較多的案件以作示例，不對其他申請人一一列舉。

從上面這些重點申請人申請的專利特點來看，俄羅斯在該領域中申請量較多，但是其技術方案或技術手段較為單一，多是采用加入微生物對飲料進行處理，達到澄清的目的，因此，在遇到有關加入微生物來達到澄清飲料目的情況時，可重點關注一下俄羅斯在該領域中的申請。

4結語

總的來說，從技術領域來看，屬于A23L2/84（用微生物或生物材料，例如酶）領域的申請量相對較多，這也證明了該手段是飲料工業中最常用的方法。其他手段，如過濾、吸附、絮凝、離子交換等手段，都需要或多或少地除去飲料中的一些不溶性成分，進而導致產品中的一些營養物質被損耗，浪費了原料，提高了生產成本，而采用加入微生物/酶的方法，能夠將產品中的一些大分子難溶物質分解為小分子易溶物質，改進澄清度，之后通過滅菌或者滅活的手段處理產品即可，對產品的損耗程度能夠降到最低，因此，其是澄清的首選方法。一般而言，在非酒精飲料的澄清這一技術領域中，較少采用單一的技術手段來達到飲料澄清的目的，而是會采用多種澄清手段相結合。因此，在實際的科研和生產過程中，針對引起非酒精飲料渾濁的原因，可以有針對性地采用合適的技術手段對其進行處理，達到澄清的目的，進而提高產品的生產效率以及品質。

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