СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКТА НА ОСНОВЕ ЦЕЛЬНОГО ЗЕРНА ЗЛАКОВ
METHOD OF PRODUCING EXTRACT BASED ON WHOLE CEREAL GRAINS

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу получения экстракта на основе цельного зерна злаков. В частности, настоящее изобретение относится к получению напитка, содержащего компонент напитка, содержащий экстракт на основе цельного зерна злаков, в котором экстракт цельного зерна злаков сохраняет пищевую ценность цельного зерна злаков и который делает возможным обеспечение желаемых органолептических свойств напитка.
Уровень техники
Экстракты зерновых, такие как солодовый экстракт, используются в качестве компонентов напитков, таких как солодовые какао-напитки. Солодовый экстракт, например экстракта зерновых, производят основываясь на классических способах, используемых пивоварнями для пивоварения. В этом способе зерновые, такие, как ячмень или пшеница, убирают и сушат так, чтобы они могли храниться до появления потребности в использовании. Традиционный процесс получения солода включает замачивание зерна в воде, проращивание в течение нескольких дней и стабилизацию зерна бережной сушкой, чтобы снизить влагосодержание, в типичном случае - примерно до влажности 5%. Во время осоложения образуются ферменты, превращающие крахмалистый эндосперм в растворимые компоненты. Ферменты, такие как α-амилаза, β-амилаза, β-глюканаза, протеазы, арабиноксиланазы, синтезируются в прорастающем зерне. При осоложении эти ферменты также изменяют структуру клеточной стенки, делая возможным более простую и полную экстракцию растворимой фракции зерна злаков во время последней стадии процесса.
Осоложенное цельное зерно обычно размалывают до неоднородного порошка, который смешивают с водой в соотношении 3-10 (или иногда даже больше) частей воды на 1 часть зерна. Начальная температура воды может быть около 40-50°C, чтобы провести гидролиз крахмала протеазами и ферментами, гидролизующими клеточную стенку. Как только достигнута достаточная степень гидролиза, температуру повышают до уровня между 60 и 70°C, чтобы провести гидролиз крахмала α- и β-амилазами. Как только гидролиз завершен, температуру суспензии повышают приблизительно до 80°C, чтобы инактивировать ферменты. Суспензию пропускают через сепарирующее устройство, такое как фильтрационный чан, декантатор, или плоский, или рамочный фильтр. Жидкую часть отделяют от нерастворимых/частично растворимых веществ путем фильтрации и выщелачивания. Выщелачивание включает промывание нерастворимого зерна до полного удаления всех легко растворимых веществ. Жидкую часть стабилизируют сушкой до порошкообразного состояния или выпариванием до получения пасты, обычно с содержанием сухого вещества свыше 78 масс.%.
Полученные порошок или паста могут быть использованы как компоненты в напитке. Оставшийся нерастворимый материал (отработанное зерно/пивная дробина) обычно продают как корм для животных или отправляют на свалку.
Недавно были описаны напитки, в которых используют зерновые культуры путем простого добавления помолотых зерновых, муки зерновых или физически модифицированных зерновых, таких как хлопья, гранулы и т.п. Содержание зерновых в этих напитках ограничено вследствие влияния на органолептические свойства и сложностей в растворении или суспендировании зерновых в напиток. Получающийся напиток может оказаться очень вязким и будет больше напоминать смузи, а не напиток, или в нем может выпасть осадок, или хлопья зерновых будут плавать по поверхности.
Патент US 5,135,765 описывает способ получения богатых белком продуктов и/или волокнистых продуктов, который включает стадии прессования отработанного пивоваренного зерна во влажном состоянии и пропускание через сито воды из этого прессованного зерна, чтобы разделить ее на белоксодержащую фракцию и волокнистую фракцию. Патент US 5,135,765 описывает, что тонкое измельчение волокнистого материала следует предотвращать, потому что это может привести к трудностям в последующем отделении белоксодержащей фракции от волокнистой. Кроме того, патент US 5,135,765 описывает, что полученную волокнистую фракцию используют как корм или как горючее.
Патент US 4,282,319 описывает способ приготовления гидролизованных продуктов из цельного зерна и производных от них продуктов. Патент US 4,282,319 описывает использование протеолитических ферментов, чтобы превратить водонерастворимые белки в водорастворимые продукты и далее обработать крахмалистое содержимое амилазой, чтобы образовать водорастворимые крахмалопродукты. Продукт далее обрабатывают удалением фракции отрубей и удалением воды, чтобы получить сухой, полувлажный или жидкий, но концентрированный производный продукт. Продукт можно добавлять как подсластитель в такие продукты питания, как хлеб, напитки и зерновые продукты, при этом полученные отруби могут быть использованы как волокнистые добавки в хлеб. Однако патент US 4,282,319 не описывает волокносодержащий компонент напитка, который сохраняет пищевую ценность цельного зерна злаков и улучшает суспензионные свойства.
Продукты и способы, описанные выше, связаны со следующими недостатками:
При традиционном подходе к экстракту зерновых, как описано выше, часть зерна не используется в напитке, а скорее продается как корм для животных. Неиспользованная часть содержит ряд ценных дополнительных пищевых компонентов, таких как волокна, белки, полипептиды или аминокислоты, витамины и минералы.
Другой недостаток традиционного экстракта зерновых в том, что он особенно непригоден для зерновых, которые производят большую долю нерастворимого вещества после гидролиза, таких как ячмень и пшеница.
Еще одним недостатком является результат просто добавления, например, помолотых зерновых или зерновых хлопьев, потому что у этих компонентов есть тенденция к приданию напитку текстуры повышенной вязкости, вследствие набухания волокон и отделения зерновых компонентов как осадка и/или как субстанции, плавающей на поверхности напитка.
Следовательно, имеется потребность в обеспечении способа и компонента напитка, в котором сохраняется или почти сохраняется пищевая ценность цельного зерна злаков, в котором суспензионные свойства компонента напитка улучшены и/или который делает возможным предоставить напиток с улучшенными органолептическими свойствами.
Сущность изобретения
Таким образом, описанные выше проблемы решаются настоящим изобретением. Итак, один объект изобретения относится к способу получения экстракта на основе цельного зерна злаков, который включает стадии:
(i) обеспечение цельного зерна злаков;
(ii) подвергание цельного зерна злаков первому измельчению;
(iii) подвергание измельченного цельного зерна злаков гидролизу макромолекулярных компонентов, обеспечивающему получение модифицированного цельного зерна злаков;
(iv) отделение растворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков от нерастворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков;
(v) подвергание нерастворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков повторному измельчению и/или ферментативному гидролизу, и/или химической модификации с получением фракции зерна злаков, содержащей частицы, имеющие размер максимум 100 мкм, такие как максимум 50 мкм, например максимум 30 мкм; и
(vi) повторное включение по меньшей мере части фракции зерна злаков, полученной на стадии (v), в по меньшей мере часть растворимой фракции, полученной на стадии (iv), с получением экстракта на основе цельного зерна злаков.
Другой объект изобретения относится к экстракту на основе цельного зерна злаков, получаемого описанным выше способом.
Еще одним объектом изобретения является обеспечение компонента напитка, содержащего фракцию зерна злаков, получающуюся в результате модификации нерастворимой части измельченного и гидролизованного цельного зерна злаков, упомянутая фракция зерна злаков содержит частицы, имеющие размер максимум 100 мкм, такие как максимум 50 мкм, например максимум 30 мкм, и содержание остаточного крахмала максимум 20 масс.%, например максимум 5 масс.% крахмала, например максимум 3 масс.% крахмала, например максимум 2 масс.% крахмала, например максимум 1 масс.% крахмала.
Еще один объект настоящего изобретения обеспечивает способ получения напитка, имеющего улучшенную органолептическую и/или повышенную пищевую ценность, который включает стадии:
(a) обеспечение компонента напитка согласно настоящему изобретению,
(b) смешивание компонента напитка стадии (а) с жидким компонентом и получение напитка.
Следующий объект настоящего изобретения обеспечивает напиток, состоящий из:
(1) жидкого компонента и
(2) компонента напитка согласно настоящему изобретению.
Краткое описание фигур
Фигура 1 демонстрирует способ настоящего изобретения, проиллюстрированный блок-схемой.
Фигура 2a демонстрирует стадии переработки нерастворимой фракции для получения нерастворимой фракции, обладающей улучшенными суспензионными свойствами и хорошими органолептическими показателями. В этом случае влажное отработанное зерно подвергают ферментативной модификации и/или повторному измельчению, и/или химической модификации.
Фигура 2b демонстрирует распределение по размеру частиц, присутствующих в нерастворимой фракции. Линия 1 обозначает традиционно получаемую нерастворимую фракцию, имеющую размер частиц свыше 100 мкм. Линии 2 и 3 обозначают нерастворимую фракцию, содержащую частицы размером менее 100 мкм и получаемые согласно настоящему изобретению повторным измельчением (или помолом).
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно.
Раскрытие изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что путем обработки цельного зерна злаков особым образом становится возможным улучшить суспензионные свойства нерастворимой фракции без ухудшения органолептических свойств. Такое уменьшение суспензионных свойств может привести к тому, что нерастворимая фракция станет более пригодной для использования в качестве компонента напитка. Путем повторного включения переработанной нерастворимой фракции в технологию получения экстракта на основе цельного зерна злаков возможно обеспечить напиток, обладающий особенно желательными органолептическими свойствами. Большое количество цельного зерна злаков может быть добавлено в напиток, потому что суспензионные свойства компонента напитка улучшены и уменьшенный размер нерастворимой фракции приводит к уменьшенному влиянию на вязкость напитка.
Таким образом, первый объект изобретения относится к способу получения экстракта на основе цельного зерна злаков, обладающего улучшенными суспензионными свойствами, упомянутый способ включает стадии:
(i) обеспечение цельного зерна злаков;
(ii) подвергание цельного зерна злаков первому измельчению;
(iii) подвергание измельченного цельного зерна злаков гидролизу макромолекулярных компонентов, обеспечивающему получение модифицированного цельного зерна злаков;
(iv) отделение растворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков от нерастворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков;
(v) подвергание нерастворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков повторному измельчению и/или ферментативному гидролизу, и/или химической модификации с получением фракции зерна злаков, фракция зерна злаков содержит частицы, имеющие размер максимум 100 мкм, такие как максимум 50 мкм, например максимум 30 мкм; и
(vi) повторное включение по меньшей мере части фракции зерна злаков, полученной на стадии (v), в по меньшей мере часть растворимой фракции, полученной на стадии (iv), с получением экстракта на основе цельного зерна злаков.
Способ настоящего изобретения может быть представлен схематически, как показано на схеме на фиг.1. Проиллюстрированный способ начинается с цельного зерна злаков, которое может быть сначала измельчено, или цельное зерно злаков может быть осоложено до того, как оно подвергнется первому измельчению.
Термин "измельчение" предназначен для любого физического разрушения цельного зерна с целью сделать макромолекулярную структуру цельного зерна доступной, например, воде или ферментам.
Измельченное (осоложенное) цельное зерно злаков может затем быть смешано с водой или, в качестве варианта, с ферментами для получения модифицированного цельного зерна злаков. Если цельное зерно злаков было успешно модифицировано, ферменты инактивируют и нерастворимую фракцию цельного зерна злаков можно отделить от растворимой фракции цельного зерна злаков. Нерастворимая фракция цельного зерна злаков может быть далее измельчена, это измельчение будет называться повторным, и, по выбору, нерастворимую фракцию цельного зерна злаков подвергают повторной ферментативной модификации и/или химической модификации до, после или одновременно со вторым измельчением. Нерастворимая фракция цельного зерна злаков может быть высушена до того, как ее подвергнут дальнейшему измельчению, повторному измельчению. Обработанная нерастворимая фракция называется фракцией зерна злаков. Приемлемое количество фракции зерна злаков возвращают в приемлемое количество растворимой фракции, чтобы получить экстракт на основе цельного зерна злаков. В настоящем случае, приемлемое количество растворимой фракции и приемлемое количество нерастворимой фракции повторного измельчения, также называемой фракцией зерна злаков, смешивают, чтобы получить компонент напитка, или вмешивают непосредственно в напиток.
В одном варианте реализации настоящего изобретения растворимая фракция (или ее фракция) и фракция зерна злаков (или ее фракция) происходят от цельного зерна различных видов злаков. Таким образом, растворимая фракция и фракция зерна злаков не обязательно происходят от одного и того же цельного зерна.
В одном варианте реализации настоящего изобретения фракцию зерна злаков вводят в растворимую фракцию, содержащую:
- растворимую фракцию, полученную от разделения растворимой/нерастворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков, и
- растворимую фракцию, происходящую от цельного зерна различных видов злаков.
Фракция растворимой фракции и фракция зерна злаков, кроме того, содержат компоненты, происходящие от цельного зерна различных видов злаков.
Таким образом, растворимая фракция и фракция зерна злаков не обязательно происходят от одного и того же цельного зерна.
В настоящем контексте термин "приемлемое количество" относится к количеству растворимой фракции и нерастворимой фракции повторного измельчения, которые следует смешать, чтобы получить желаемые органолептические свойства напитка. Таким образом, термин "приемлемое количество" зависит от использования и предоставленного напитка.
Существует несколько преимуществ, имеющихся у фракций зерна злаков с улучшенными суспензионными свойствами:
I. Повышение содержания цельного зерна злаков и волокон может быть обеспечено в конечном продукте, например напитке, при этом органолептические показатели продукта существенно не пострадают;
II. Пищевая ценность цельного зерна злаков может быть сохранена;
III. Существенно более сильное ощущение сытости без ухудшения органолептических характеристик продукта и пониженное усвоение. В настоящее время имеются ограничения для обогащения напитков цельным зерном, обусловленные проблемами с нетекучей вязкостью, текстурой зерна и вкусом. Однако использование в напитках цельного зерна злаков, обработанного согласно настоящему изобретению, позволяет обеспечить желаемую вязкость, желаемые органолептические характеристики, однородную текстуру, минимальное влияние на вкус и повышенную пользу для здоровья;
IV. Как дополнительное преимущество, можно улучшить углеводный профиль конечного продукта путем замены традиционных поставляемых извне подсластителей, таких как глюкозный сироп, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, инвертный сахар, мальтодекстрин, сахароза, концентрат волокон и т.д., более полезным источником сладости.
В настоящем изобретении термин "экстракт на основе цельного зерна злаков" относится к экстракту, полученному в результате обработки зерновых способом настоящего изобретения. Предпочтительно экстракт на основе цельного зерна злаков содержит по меньшей мере  часть нерастворимой фракции цельного зерна злаков.
В настоящем изобретении термин "фракция зерна злаков" относится к фракции, полученной в результате обработки нерастворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков способом, представленным в настоящем изобретении. Предпочтительно, фракция зерна злаков содержит нерастворимую фракцию цельного зерна злаков.
В настоящем контексте термин "нерастворимая фракция" относится к фракции, полученной из цельного зерна злаков, содержащего нерастворимые волокна, т.е. нерастворимые пищевые волокна, которые не расщепляются ферментами в толстой кишке или лишь в незначительной степени усваиваются кишечной микрофлорой. Примеры нерастворимых волокон включают целлюлозы, гемицеллюлозы, резистентный крахмал 1-го типа и лигнины. Другая польза нерастворимых волокон заключается в стимулировании пищеварительной функции через стимулирование перистальтики, которая заставляет мышцы кишки работать больше, становиться сильнее и функционировать лучше. Имеется также доказательство, что потребление волокон может быть связано с пониженным риском рака кишечника.
Пищевые волокна являются съедобной частью растений, которая не разрушается пищеварительными ферментами. Пищевые волокна перевариваются в толстом кишечнике человека ферментами микрофлоры. Имеется два типа волокон: растворимые и нерастворимые. Как растворимые, так и нерастворимые пищевые волокна могут способствовать ряду положительных физиологических эффектов, включая хороший транзит [пищи] через пищеварительный тракт, что помогает предотвратить запор или ощущение наполненности. Органы здравоохранения рекомендуют потребление от 20 до 35 г волокон в день, в зависимости от массы тела, пола, возраста и потребления энергии.
В противоположность нерастворимой фракции имеется растворимая фракция, которую получают способом, описанным настоящим изобретением. Растворимая фракция содержит растворимые волокна и другие растворимые компоненты цельного зерна, например белки, витамины, минеральные вещества, сахара, и т.д.
В настоящем контексте термин "растворимые волокна" может также включать пищевые волокна, которые подвергаются полной или частичной ферментации в толстой кишке. Примеры растворимых волокон зерновых включают бета-глюканы, арабиноксиланы, арабиногалактаны и резистентный крахмал 2-го и 3-го типов и олигосахариды, производные от последних. Растворимые волокна из других источников включают, например, пектины, акациевую камедь, камеди, альгинат, агар, полидекстрозу, инулин и галактоолигосахариды. Некоторые растворимые волокна называют пребиотиками, потому что они являются источниками энергии для пробиотиков, присутствующих в толстом кишечнике. Еще одной пользой растворимых волокон является контроль за сахаром крови, который важен для предотвращения диабета, контроля холестерина и уменьшения риска сердечно-сосудистых заболеваний.
В одном варианте реализации настоящего изобретения растворимая фракция может быть солодовым экстрактом.
Исходный материал в настоящем способе может быть цельным зерном злаков.
Цельное зерно злаков является продуктом, изготовленным из зерна зерновых культур, содержащего все съедобные части зерна, т.е. зародыш, эндосперм и отруби.
В одном варианте реализации настоящего изобретения цельное зерно злаков может быть обеспечено из цельного зерна злаков, зернового продукта, раскрытого в патенте ЕР 0031050, жидкого цельного зерна (ЖЦЗ), молотого цельного зерна злаков или муки зерновых или любой комбинации из них.
В настоящем контексте термин "зерновые" относится к однодольным растениям семейства Роасеае (злаковые), выращиваемым ради их съедобного крахмалсодержащего зерна.
В одном варианте реализации настоящего изобретения цельное зерно злаков отбирают из группы, состоящей из ячменя, коричневого риса, дикорастущего риса, булгура, проса, овса, сорго, спельты, тритикале, ржи, пшеницы, ядра пшеничного зерна, полевицы, канареечника, бусенника, фонио и псевдозерновых. Виды растений, которые не принадлежат к семейству злаков, но также могут формировать крахмалистые семена или плоды, которые могут быть использованы таким же способом, как зерно зерновых, называются псевдозерновыми. Примерами псевдозерновых могут служить амарант, гречиха, татарская гречиха и квиноа.
В еще одном варианте реализации настоящего изобретения термины "зерновые" и/или "цельное зерно злаков" включают как зерновые, так и псевдозерновые. Предпочтительно, термины "зерновые" и/или "цельное зерно злаков" не включают псевдозерновые.
В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения цельное зерно злаков является осоложенным цельным зерном злаков.
Одним преимуществом нерастворимой фракции, предоставляемой способом, описанным в настоящем изобретении, может быть то, что суспензионные свойства нерастворимой фракции улучшены. Это улучшение рассматривается относительно суспензионных свойств необработанной нерастворимой фракции, например, имеющей в основном частицы размером свыше 100 мкм.
В настоящем контексте термин "суспензионные свойства" относится к расширенной нерастворимой фракции, которую следует суспендировать в жидкой фазе. Обычно нерастворимые частицы диспергируют через жидкую фазу, например, механическим взбалтыванием, перемешиванием или встряхиванием. Суспензиями являются растворы, в которых нерастворимая фракция со временем оседает или по меньшей мере  часть нерастворимой фракции со временем оседает, если раствор оставить в покое.
В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения нерастворимая фракция модифицированного цельного зерна злаков после подвергания повторному измельчению и/или ферментативной модификации, и/или химической модификации, также называемая фракция зерна злаков, содержит частицы, имеющие размер максимум 100 мкм, такие как максимум 50 мкм, например максимум 30 мкм
Чтобы контролировать органолептические свойства напитка и/или улучить пищевую ценность напитка, по меньшей мере  50% нерастворимой фракции содержит частицы, имеющие размер как указано выше, такие как по меньшей мере 75% нерастворимой фракции содержит частицы, имеющие размер как указано выше, например, по меньшей мере  90% нерастворимой фракции содержит частицы, имеющие размер как указано выше, такие как по меньшей мере 95% нерастворимой фракции содержит частицы, имеющие размер как указано выше, например, по меньшей мере  98% нерастворимой фракции содержит частицы, имеющие размер как указано выше.
Предпочтительно нерастворимая фракция модифицированного цельного зерна злаков может быть подвергнута повторному измельчению и/или ферментативной модификации, и/или химической модификации, более предпочтительно нерастворимая фракция модифицированного цельного зерна злаков может быть подвергнута повторному измельчению и химической модификации, даже более предпочтительно нерастворимая фракция модифицированного цельного зерна злаков может быть подвергнута повторному измельчению и ферментативной модификации, даже более предпочтительно, нерастворимая фракция модифицированного цельного зерна злаков может быть подвергнута повторному измельчению, и ферментативной модификации, и химической модификации.
В одном варианте реализации настоящего изобретения первое измельчение на стадии (ii) и/или повторное измельчение на стадии (v) осуществляют использованием способа, выбранного из группы, состоящей из помола, гомогенизации ультразвуком, высоким давлением, микронизации, экструзии или их сочетаниями.
Кроме того, воду можно добавить при первом измельчении цельного зерна злаков, чтобы сделать процесс измельчения более эффективным.
Вслед за первым измельчением измельченное цельное зерно злаков может быть подвергнуто гидролизу макромолекулярных компонентов цельного зерна злаков. Например, измельченное цельное зерно злаков может быть подвергнуто гидролизу углеводов и/или белков, и/или липидов, и/других органических компонентов (например, полифенолов).
Первое измельчение может быть грубым или тонким. Предпочтительно, первое измельчение является грубым.
В одном варианте реализации настоящего изобретения гидролиз, например, углеводов и/или белков (на стадии (iii)), может быть ферментативной модификацией. Предпочтительно, ферментативную модификацию осуществляют при температуре в интервале 10°C-122°C, предпочтительно в интервале 20-100°C, например в интервале 20-40°C или в интервале 40°C-65°C.
В еще одном варианте реализации настоящего изобретения гидролиз, например, углеводов и/или белков (на стадии (iii)) может быть осуществлен до в основном завершенной модификации крахмала, которая имеет место. Термин "в основном завершенная модификация" относится к максимум 10% начального содержания крахмала, который может остаться после модификации, например, максимум 5%, например, максимум 2%, например, максимум 1%, такому как максимум 0,5% начального содержания крахмала, который может остаться после модификации.
Гидролиз, например, углеводов и/или белков (на стадии (iii)) может быть осуществлен одним или более эндогенным ферментом(-ами) и/или добавлением одного или более экзогенного фермента(-ов) или их сочетанием.
В отношении одного или более экзогенного фермента(-ов), такой экзогенный фермент(ы)), может быть выбран из группы, состоящей из протеаз, декстриназ, ферментов, гидролизующих клеточную стенку, амилаз и амилоглюкозидаз, их фрагментов и любых их сочетаний. Предпочтительно, смесь нескольких вышеперечисленных ферментов может быть использована.
Чтобы сохранить пищевую ценность цельного зерна злаков по меньшей мере один из одного или более экзогенного фермента(-ов) может быть ферментом(-ами), не проявляющим в активном состоянии модифицирующей активности в отношении пищевых волокон.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один эндогенный фермент(-ы) и/или экзогенный фермент(-ы) является протеазой и/или амилазой. Протеаза может быть активной в щелочных, нейтральных или кислых условиях pH.
В еще одном варианте реализации настоящего изобретения протеаза может быть металлопротеазой, треонинпротеазой, цистеинпротеазой, аспартатпротеазой, протеазой глутаминовой кислоты, серинпротеазой или их сочетанием.
Амилаза может предпочтительно быть альфа-амилазой, такой как 1,4-α-D-глюканглюканогидролаза или гликогеназа, бета-амилазой, такой как 1,4-α-D-глюканмальтогидролаза или сахарообразующей амилазой, глюкоамилазой, такой как амилоглюкозидаза или экзо-1,4-α-глюкозидаза или любое из сочетание.
Когда гидролиз, например, углеводов и/или белков достиг по существу полной модификации, способ может дополнительно содержать стадию инактивации ферментной активности. Инактивация может быть осуществлена изменением температуры до температуры в интервале 40-130°C, предпочтительно в интервале 75-85°C. Предпочтительно, инактивация может быть осуществлена за время по меньшей мере 15 секунд, такое как по меньшей мере 30 секунд, например, по меньшей мере 1 минута, такое как по меньшей мере 5 минут, например, по меньшей мере 10 минут, такое как по меньшей мере 20 минут, например, по меньшей мере 30 минут.
Гидролиз различных макромолекулярных компонентов цельного зерна злаков может также быть достигнут любыми другими средствами, известными специалистам в данной области, такими как химическая модификация, например кислотный гидролиз.
Когда гидролиз закончен и растворимая часть цельного зерна злаков высвобождена из нерастворимой части, растворимая фракция и нерастворимая фракция могут быть разделены. Таким образом, в одном варианте реализации настоящего изобретения отделение растворимой фракции от нерастворимой (на стадии (iv)) может быть выбрано из группы, состоящей из фильтрации, центрифугирования, декантации и их сочетания.
В зависимости от назначения растворимой фракции она может быть дальше обработана, чтобы предоставить различные фракции, содержащие особые компоненты, или она может быть концентрирована. Предпочтительно, растворимую фракцию, полученную в результате разделения (на стадии (iv)), концентрируют. Концентрат может содержать по меньшей мере 10 и до 97,5 масс.% растворимой фракции до концентрирования. Конечный концентрат может иметь форму жидкости, геля или порошка.
Полученная нерастворимая фракция может быть подвергнута дальнейшей обработке.
В одном варианте реализации настоящего изобретения нерастворимая фракция модифицированного цельного зерна злаков (полученную в результате разделения на стадии (iv) может быть подвергнута повторной ферментативной обработке, химической обработке, ферментации или их сочетанию до, во время или после повторного измельчения (на стадии (v)).
Повторное измельчение может быть грубым или тонким. Предпочтительно, повторное измельчение является тонким.
Следующей стадией обработки может быть вторая ферментативная обработка. Предпочтительно, вторую ферментативную обработку осуществляют одним или более экзогенным ферментом(-ами). В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более экзогенный фермент(-ы) является ферментом, гидролизующим клеточную стенку, предпочтительно выбранным из группы, состоящей из арабиноксилана, бета-глюканаз, целлюлаз, эндоксиланаз, включая эндо-1,4-β-ксиланазу, Е.С.3.2.1.8, β-ксилозидазу, включая ксилан-1,4-β-ксилозидазу, Е.С.3.2.1.37, α-глюкуронидазу, включая α-глюкозидуроназу, Е.С.3.2.1.139, α-арабинофуранозидазу, включая α-L-арабинофуранозидазу, Е.С.3.2.1.55, ацетилксиланэстеразу, включая Е.С.3.1.1.72, β-ксилозидазу и ее фрагменты.
Результатом действия одного или более экзогенного фермента(-ов) может быть изменение структурных свойств и/или улучшение функциональности, например вкуса и питательных свойств цельного зерна злаков и/или нерастворимой фракции.
Обработанная нерастворимая фракция, полученная способом, описанным здесь, называется фракция зерна злаков. Эта фракция зерна злаков предпочтительно может быть использована как компонент напитка.
В одном варианте реализации настоящего изобретения компонент напитка содержит фракцию зерна злаков. Эта фракция зерна злаков, полученная в результате модификации нерастворимой части измельченного и гидролизованного цельного зерна злаков, содержит частицы, имеющие размер максимум 100 мкм, такие как максимум 50 мкм, например, максимум 30 мкм, остаточное содержание крахмала максимум 20 масс.% крахмала, такое как максимум 5 масс.% крахмала, например, максимум 3 масс.% крахмала, такие как максимум 2 масс.% крахмала, например, максимум 1 масс.% крахмала.
В настоящем контексте термин "экстракт на основе цельного зерна злаков" относится к экстракту на основе цельного зерна злаков, содержащему нерастворимую фракцию или сочетание растворимой фракции и нерастворимой фракции. Желаемые органолептические свойства напитка могут быть получены путем смешивания приемлемого количества растворимой фракции и нерастворимой фракции. Однако относительно традиционно производимых напитков, содержащих цельное зерно злаков, возможно добавить в напиток больше цельного зерна злаков, обработанного, как описано в настоящем изобретении. Таким образом, в одном варианте реализации настоящего изобретения компонент напитка содержит по меньшей мере 50 масс.% фракции зерна злаков, такой как по меньшей мере 60 масс.%, например, по меньшей мере 75 масс.%, такой как по меньшей мере 85 масс.%, например, по меньшей мере 90 масс.%, такой как по меньшей мере 95 масс.%, например, по меньшей мере 98 масс.%.
В другом варианте реализации настоящего изобретения компонент напитка содержит 5-30 масс.% пищевых волокон, например 8-25 масс.% пищевых волокон, или 10-20 масс.% пищевых волокон, или 12-17 масс.% пищевых волокон.
В еще одном варианте реализации фракция зерна злаков содержит 25-75 масс.% пищевых волокон; 10-35 масс.% белка и 10-35 масс.% углеводов.
Как указано выше, экстракт на основе цельного зерна злаков может быть сочетанием как растворимой фракции, так и нерастворимой фракции. В одном варианте реализации настоящего изобретения компонент напитка содержит по меньшей мере 15 масс.% растворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков, например по меньшей мере 25%, или по меньшей мере 50%, или по меньшей мере 75%.
В одном варианте реализации настоящего изобретения компонент напитка содержит максимум 70 масс.% белка или его фрагментов, например, максимум 50 масс.% белка или его фрагментов, например, максимум 20 масс.% белка или его фрагментов, или максимум 2 масс.% белка или его фрагментов, или максимум 1 масс.% белка или его фрагментов.
В другом варианте реализации настоящего изобретения компонент напитка содержит по меньшей мере 5 масс.% белка или его фрагментов, например, по меньшей мере 10 масс.% белка или его фрагментов, например, по меньшей мере 25 масс.% белка или его фрагментов, или по меньшей мере 50 масс.% белка или его фрагментов, например, по меньшей мере 60 масс.% белка или его фрагментов.
Может быть преимуществом, что настоящий компонент напитка может быть компонентом напитка с высоким содержанием сахара или компонентом напитка с низким содержанием сахара. Если компонент напитка является компонентом напитка с высоким содержанием сахара, компонент напитка содержит свыше 50 масс.% сахарозы, максимум 95 масс.% сахарозы, например, максимум 85 масс.% сахарозы, например, максимум 75 масс.% сахарозы, например, максимум 65 масс.% сахарозы. Если компонент напитка является компонентом напитка с низким содержанием сахара, компонент напитка содержит максимум 50 масс.% сахарозы, например, максимум 40% сахарозы, например, максимум 25% сахарозы, например, максимум 15% сахарозы, например, максимум 10% сахарозы, например, максимум 5% сахарозы или 0% сахарозы.
Чтобы контролировать и/или улучшить чувственные впечатления от напитка и компонента напитка, компонент напитка содержит ароматизатор. В одном варианте реализации настоящего изобретения ароматизатор может быть выбран из группы, состоящей из какао, кофе, плодов, солода, сои, чая, овощей и любых их сочетаний.
Компонент напитка может также содержать жировой компонент. В одном варианте реализации настоящего изобретения жировой компонент может быть растительным жировым компонентом, рыбьим жиром или их сочетанием.
Компонент напитка может, кроме того, содержать молочный компонент, такой как обезжиренное молоко и/или молоко.
В зависимости от назначения компонента напитка и производственных условий компонент напитка может быть в форме жидкости, концентрата, пюре или порошка.
В одном варианте реализации настоящего изобретения компонент напитка содержит 25-45 масс.% смеси солодового экстракта и фракции зерна злаков, предпочтительно 34-38 масс.%, например около 36 масс.%; 15-25 масс.% обезжиренного сухого молока, предпочтительно 18-22 масс.%, например около 20 масс.%; 10-20 масс.% углеводов, предпочтительно 14-18 масс.%, например около 16 масс.%; 10-20 масс.% какао, предпочтительно 12-15 масс.%, например около 13 масс.% и 5-15 масс.% жирового компонента, предпочтительно 8-12 масс.%, например около 10 масс.%.
В настоящем случае солодовый экстракт может рассматриваться как растворимая фракция модифицированного цельного зерна злаков.
В другом варианте реализации настоящего изобретения компонент напитка содержит 10-50 масс.% смеси солодового экстракта и фракции зерна злаков, предпочтительно около 30 масс.%; 15-45 масс.% обезжиренного сухого молока, предпочтительно около 20 масс.%; 8-30 масс.% сахарозы, предпочтительно около 15 масс.%; 5-30 масс.% чистого и растворимого кофе, предпочтительно около 9 масс.% и 5-30 масс.% заменителя сливок, предпочтительно около 22 масс.%.
В другом варианте реализации настоящего изобретения компонент напитка содержит 10-50 масс.% смеси солодового экстракта и фракции зерна злаков, предпочтительно около 30 масс.%; 40-85 масс.% сахарозы, предпочтительно около 50-70 масс.%; и 10-25 масс.% какао, предпочтительно около 15-20 масс.%.
В другом варианте реализации настоящего изобретения компонент напитка содержит 50-80 масс.% смеси солодового экстракта и фракции зерна злаков, предпочтительно около 60 масс.%; 15-25 масс.% обезжиренного сухого молока, предпочтительно около 20 масс.%; и 7-15 масс.% жира, предпочтительно около 10 масс.%.
Смесь солодового экстракта и фракции зерна злаков может быть составлена в любых пропорциях, предпочтительно в соотношении, которое сохраняет соотношение, найденное в исходном цельном зерне злаков.
Компонент напитка может предпочтительно быть использован для приготовления напитка. В частности, компонент напитка может быть использован для приготовления напитка, обладающего улучшенными органолептическими свойствами и/или повышенной пищевой ценностью.
Напиток может быть приготовлен путем:
(a) обеспечения компонента напитка как описано в настоящем изобретении,
(b) смешиванием компонента напитка со стадии (а) с жидким компонентом и получение напитка.
Жидким компонентом может быть любого вида потребляемый жидкий компонент. Предпочтительно, жидкий компонент может быть выбран из группы, состоящей из воды, молока, плодового сока, овощного сока или любого их сочетания.
Молочный компонент может быть выбран из группы, состоящей из цельного молока, фракций сыворотки, казеина, любых их сочетаний. Следовательно, получаемый напиток может быть состоящим из:
(1) жидкого компонента; и
(2) компонента напитка как описано в настоящем изобретении.
В настоящем контексте термин "напиток" относится к композиции в форме сухого порошка, взвеси или жидкости. Следует понимать, что сухой порошок может быть восстановлен в любой применимой жидкости, пригодной для потребления. Взвесь или жидкость могут быть далее растворены, используя любую применимую жидкость, пригодную для потребления.
Упомянутый напиток может содержать по меньшей мере 5 масс.% готовой к употреблению основы растворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков, например, по меньшей мере 10 масс.% готовой к употреблению основы растворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков, например, по меньшей мере 20 масс.% готовой к употреблению основы растворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков, например, по меньшей мере 30 масс.% готовой к употреблению основы растворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков, например, по меньшей мере 50 масс.% готовой к употреблению основы растворимой фракции модифицированного цельного зерна злаков.
Концентрация фракции зерна злаков может быть по меньшей мере 5 масс.% напитка в готовой к употреблению основе, например, по меньшей мере 10 масс.% напитка в готовой к употреблению основе, например, по меньшей мере 20 масс.% напитка в готовой к употреблению основе, например, по меньшей мере 20 масс.% напитка в готовой к употреблению основе, например, по меньшей мере 30 масс.% напитка в готовой к употреблению основе, например, по меньшей мере 50 масс.% напитка в готовой к употреблению основе, например, по меньшей мере  75 масс.% напитка в готовой к употреблению основе.
Кроме того, напиток может иметь концентрацию белков или их фрагментов, по меньшей мере  5 масс.% напитка, например, по меньшей мере  10 масс.% напитка, например, по меньшей мере  15 масс.% напитка, например, по меньшей мере  20 масс.% напитка, например, по меньшей мере  25 масс.% напитка.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения напиток может содержать 10-50% белка к сухому веществу основы; 5-30% жиров к массе сухого вещества основы напитка, 10-75% углеводов к массе сухого вещества основы напитка и 5-30% фракции зерна злаков к массе сухого вещества основы напитка.
В другом варианте реализации настоящего изобретения напиток может обеспечить 10-50% общей энергии за счет белков; 5-30% общей энергии за счет жиров, 10-75% общей энергии за счет углеводов и в котором напиток содержит 5-30% фракции зерна злаков.
В еще одном варианте реализации настоящего изобретения напиток может обеспечить по меньшей мере 10% общей энергии напитка за счет белков, менее чем 30% общей энергии напитка за счет жиров, по меньшей мере 10% общей энергии напитка за счет углеводов и в котором напиток содержит по меньшей мере  5% фракции зерна злаков.
Вследствие возможности повысить содержание цельного зерна злаков в напитке, он рассматривается как напиток, способный принести пользу для здоровья потребителя.
Такая польза для здоровья может быть подобрана за счет улучшения желудочно-кишечного здоровья, обеспечения лучшего функционирования иммунной системы, обеспечения здорового старения, для уменьшения запоров, для снижения холестерина, для уменьшения частоты сердечно-сосудистых заболеваний, для снижения тучности, уменьшения частоты диабета или любых их сочетаний.
В настоящем контексте термин "(масс.%)" относится к массовому соотношению соединений или продуктов на основе сухого вещества, если не обозначено иначе.
Следует отметить, что варианты реализации и особенности, описанные в контексте одного объекта настоящего изобретения, также применяются к другим объектам настоящего изобретения.
Все относящиеся и не относящиеся к патентам ссылки, цитированные в настоящей заявке, являются включенными полностью посредством ссылки.
Теперь изобретение будет описано более подробно в следующих неограничивающих примерах.
Примеры
Пример 1 - Сухое отработанное зерно с хорошими органолептическими свойствами
Влажное отработанное зерно/пивную дробину получали как фильтрат в результате фильтрации осоложенного ячменя и подвергали стадии переработки, которая включает полное физическое разрушение в сочетании с ферментативной обработкой и/или химической переработкой. Переработка нацелена на изменение отработанного зерна в направлении предпочитаемого вкусового восприятия. После переработки влажное отработанное зерно незамедлительно сушили, чтобы получить порошок с увеличенным сроком годности по сравнению с влажным отработанным зерном.
Сухое отработанное зерно можно хранить до дальнейшего использования или сразу же использовать в сухом помоле, чтобы получить правильный размер частиц. Конечное сухое отработанное зерно, переработанное согласно настоящему изобретению, содержит частицы, имеющие размер менее 100 мкм, и обладает правильными органолептическими свойствами (например, вкусом, консистенцией, запахом и внешним видом) и хорошим сроком годности. Конечное сухое отработанное зерно, переработанное традиционными способами содержит частицы, имеющие размер свыше 100 мкм, и не обладает правильными органолептическими свойствами. Способ приготовления проиллюстрирован на фигуре 2a.
Типичный пример результата сухого помола - как показано на фигуре 2b относительно распределения частиц по размеру в порошке. Фигура показывает, что >80% частиц имеют размер <50 микрон, что позволяет предотвратить ощущение песка во рту.
Пример 2 - Сахар, покрытый отработанным зерном
Влажное отработанное зерно, полученное как фильтрат в результате фильтрации осоложенного ячменя, подвергали влажному помолу в шаровой мельнице до тех пор, пока размер частиц не уменьшался до менее 100 мкм, у более чем 85% менее 30 мкм.
Микронизированное отработанное зерно затем пастеризовали, применяя термообработку (95-100°C в течение 30 минут).
Микронизированное отработанное зерно затем постепенно всухую распыляли над смесью сахарной пудры и мелкого сахара (при соотношении 80/20) в агломераторе периодического действия (компания Mobatch из Heinen).
Начальное количество сахара составляло 2,4 кг, и микронизированное отработанное зерно постепенно распыляли над сахаром через перистальтический насос, контролируя скорость подачи (-45 г/мин).
Распыляющее сопло установили в средней части агломератора.
3
Температура потока воздуха варьировала от 95 до 105°C, со скоростью подачи 90-120 м/ч
Суммарное время агломерирования и сушки составило два часа, и конечный продукт (сахар, покрытый отработанным зерном) имел влажность 1,3-1,5%.
Пример 3 - Какао-напиток с цельнозерновым солодовым экстрактом
Порошок, который дозировали при 15 г на 100 мл воды и с 1 порцией, определенной как 28-30 грамм. Порошок, содержащий 30-40% цельнозернового солодового экстракта, как предоставлено в примере 2 (в идеале 36%), 15-25% обезжиренного сухого молока (в идеале 20%), 10-20% сахара (в идеале 16%), 10-20% какао (13%) и 5-15% жира (10%), в котором цельнозерновой солодовый экстракт содержит около 1-5% ценного отработанного зерна, которое состоит из примерно 50% нерастворимых волокон, примерно 25% белков и примерно 25% углеводов. Напиток имеет энергетическую ценность менее 255 ккал на порцию и предназначен для потребления в качестве основной части еды (например, завтрак).