ПРОДУКТЫ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ ГИДРОЛИЗОВАННОЕ ЦЕЛЬНОЕ ЗЕРНО
CHILDREN ALIMENTATION PRODUCTS CONTAINING HYDROLYSED WHOLE GRAINS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к продуктам детского питания, обогащенным цельным зерном. В частности, настоящее изобретение относится к продуктам детского питания с добавлением гидролизованного цельного зерна, где при этом не нарушен ни вкус, ни вязкость, ни органолептические свойства продуктов детского питания.
Уровень техники
В настоящее время имеются многочисленные данные, в основном, по результатам эпидемиологических исследований, свидетельствующие о том, что суточное потребление трех порций цельнозерновых продуктов, т.е. 48 г цельного зерна, благоприятно влияет на снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний, повышает чувствительность к инсулину и снижает риск развития диабета 2 типа, ожирения (главным образом, висцерального ожирения) и рака пищеварительной системы. Отмечается, что эти благоприятные для здоровья эффекты цельного зерна обусловлены синергетической ролью пищевых волокон и других компонентов, таких как витамины, минералы и биоактивные фитохимические элементы.
Административные органы в Швеции, США и Соединенном Королевстве уже утвердили конкретные требования по профилактике заболеваний сердца на основе имеющихся научных доказательств.
Продукты питания, содержащие пищевые волокна, также пользуются все большей популярностью у потребителей, не только потому, что потребление цельного зерна в настоящее время включено в некоторые национальные диетические рекомендации, но также потому, что цельнозерновые продукты считаются полезными и натуральными. Рекомендации по потреблению были установлены органами управления и экспертными группами для привлечения потребителей к использованию цельного зерна. Например, в США рекомендовано употреблять 45-80 г цельного зерна в сутки. Однако данные, приведенные по национальным диетическим опросам в Соединенном Королевстве, США и Китае, показали, что потребление цельного зерна составляет от 0 до 30 г цельного зерна в сутки.
Отсутствие цельнозерновых продуктов в продаже и плохие органолептические качества доступных цельнозерновых продуктов в целом считаются препятствием для потребления цельного зерна и ограничивают количество цельного зерна для добавления, например, в продукты для детского питания, поскольку при повышении количества добавленного цельного зерна резко изменяются физические и органолептические свойства продукта для детского питания.
Цельное зерно также является признанным источником пищевых волокон, фитонутриентов, антиоксидантов, витаминов и минералов. В соответствии с определением, данным Американской ассоциацией химиков по переработке зерновых продуктов (ААСС), цельное зерно и продукты питания, приготовленные из цельного зерна, состоят из цельного семени злака. Цельное семя злака содержит зародыш, эндосперм и отруби. Обычно оно обозначается как зерновка.
Далее, в последние годы возросло внимание потребителей к маркировке продуктов питания, например, продуктов для детского питания, и они считают, что произведенные продукты питания должны быть как можно более натуральными и полезными для здоровья. Таким образом, необходимо разработать технологии производства продуктов питания и напитков и продукты питания и напитки, с ограничением применения ненатуральных пищевых добавок, даже когда такие ненатуральные пищевые добавки полностью разрешены органами здравоохранения или контроля за безопасностью продуктов питания.
Учитывая полезные для здоровья эффекты цельных злаков, необходимо обеспечить цельнозерновой ингредиент, содержащий как можно больше интактных пищевых волокон. Продукты для детского питания являются хорошим источником для обеспечения цельного зерна, и для повышения содержания цельного зерна в продукте или порции, конечно, можно повысить размер порции. Но это нежелательно, поскольку приводит к увеличению потребления калорий. Другой проблемой является то, что простое повышение содержания цельных злаков в продукте обычно ухудшает физические свойства, такие как вкус, текстура и общий внешний вид продукта для детского питания (органолептические свойства), а также способность к обработке.
Для потребителя нежелательно нарушать органолептические свойства продуктов для детского питания при повышении суточного потребления цельного зерна. Такими органолептическими свойствами являются вкус, текстура и общий внешний вид.
Очевидно, что эффективность производственной линии является обязательным требованием в пищевой промышленности. Она включает транспортировку и обработку сырьевых материалов, формирование продуктов для детского питания, упаковку и последующее хранение на складах, в магазинах или в домашних условиях.
US 4, 282, 319 относится к способу приготовления гидролизованных продуктов из цельного зерна и к полученным таким способом продуктам. Способ включает ферментативную обработку в водной среде протеазой и амилазой. Полученный продукт можно добавить в различные типы продуктов. US 4, 282, 319 описывает полную деградацию белков, присутствующих в цельном зерне.
US 5, 686, 123 раскрывает суспензию из злаков, полученную путем обработки альфа-амилазой и бета-амилазой, со специфической генерацией мальтозных единиц, без глюканазного эффекта.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение продуктов для детского питания, с большим содержанием цельного зерна и пищевых волокон, с сохранением низкого потребления калорий, предоставляющих отличное качество для потребителя, который можно легко получить в промышленном масштабе при рациональных затратах, без нарушения органолептических свойств.
Сущность изобретения
Соответственно, в первом объекте изобретение относится к продукту детского питания, содержащему:
- по меньшей мере один пищевой ингредиент, выбранный из группы, состоящей из овощей, фруктов, мяса, рыбы, яиц, бобов, ароматических трав, орехов и любой их комбинации;
- композицию из гидролизованного цельного зерна;
- альфа-амилазу или ее фрагмент, где альфа-амилаза или ее фрагмент в активном состоянии не обладают гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам; и
где продукт для детского питания имеет вязкость в диапазоне 301-1000 мПа•с.
Другой объект настоящего изобретения относится к способу приготовления продукта детского питания в соответствии с настоящим изобретением, где указанный способ включает:
1) приготовление композиции из гидролизованного цельного зерна, включающее стадии:
a) взаимодействия цельнозернового компонента с ферментной композицией в воде, где ферментная композиция содержит по меньшей мере одну альфа-амилазу, где указанная ферментная композиция не обладает гидролитической активностью в отношении пищевых волокон;
b) обеспечения реакции ферментной композиции с цельнозерновым компонентом, до получения цельнозернового гидролизата;
c) обеспечения композиции из гидролизованного цельного зерна путем инактивации указанных ферментов, где указанный гидролизат достигает вязкости от 50 до 5000 мПа•с при 65°C;
2) получение продукта детского питания путем смешивания композиции из гидролизованного цельного зерна с премиксом, содержащим по меньшей мере один пищевой ингредиент, выбранный из группы, состоящей из овощей, фруктов, мяса, рыбы, яиц, бобов, ароматических трав, орехов и любой их комбинации.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает результаты анализа с помощью тонкослойной хроматографии различных ферментов при контакте с пищевыми волокнами. Подписи под различными дорожками указывают следующее:
A0: пятно чистого арабиноксилана (контроль)
β: пятно чистого бета-глюкана (контроль)
A: пятно арабиноксилана после инкубации с ферментом, указанным под дорожкой (BAN, Validase HT 425L и Alcalase AF 2.4L)
β: пятно бета-глюкана после инкубации с ферментом, указанным под дорожкой (BAN, Validase НТ 425L и Alcalase AF 2.4L)
E0: пятно фермента(контроль)
На Фиг.2 показан профиль молекулярной массы при гельпроникающей хроматографии (ГПХ) для бета-глюкана и арабиноксилана без добавления фермента (однородная линия) и после инкубации с Alcalase 2.4L (пунктирная линия). A) бета-глюкан овса; B) арабиноксилан пшеницы.
На Фиг.3 показан профиль молекулярной массы при гельпроникающей хроматографии (ГПХ) для бета-глюкана и арабиноксилана без добавления фермента (однородная линия) и после инкубации с Validase HT 425L (пунктирная линия). A) бета-глюкан овса; B) арабиноксилан пшеницы.
На Фиг.4 показан профиль молекулярной массы при гельпроникающей хроматографии (ГПХ) для бета-глюкана и арабиноксилана без добавления фермента (однородная линия) и после инкубации с MATS L (пунктирная линия). A) бета-глюкан овса; B) арабиноксилан пшеницы.
Раскрытие изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно установили, что при обработке цельнозернового компонента альфа-амилазой и, факультативно, протеазой, цельное зерно становится менее вязким, а последующее смешивание с получением продукта для детского питания упрощается. Это обеспечивает возможность повышения количества цельного зерна в продукте. Кроме того, обработка альфа-амилазой также приводит к снижению потребности в добавлении подсластителя, такого как сахароза, к продуктам для детского питания.
Таким образом, в первом объекте настоящее изобретение относится к продукту для детского питания, содержащему:
- по меньшей мере один пищевой ингредиент, выбранный из группы, состоящей из овощей, фруктов, мяса, рыбы, яиц, бобов, ароматических трав, орехов и любой их комбинации;
- композицию из гидролизованного цельного зерна;
- альфа-амилазу или ее фрагмент, где альфа-амилаза или ее фрагмент в активном состоянии не обладают гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам; и
где продукт для детского питания имеет вязкость в диапазоне 301-1000 мПа•с. Некоторые преимущества продукта для детского питания, содержащего композицию из гидролизованного цельного зерна в соответствии с настоящим изобретением, могут заключаться в следующем:
I. Можно обеспечить повышение содержания цельного зерна и пищевых волокон в готовом продукте, без существенного нарушения органолептических свойств продукта.
II. Можно сохранить пищевые волокна из цельного зерна.
III. Обеспечивается большее ощущение сытости, по существу без влияния на органолептические свойства продукта, и замедленное расщепление. В настоящее время имеются ограничения для обогащения продуктов для детского питания цельным зерном из-за не текучей вязкости, зернистой текстуры и вкусовых проблем. Однако применение гидролизованного цельного зерна в соответствии с настоящим изобретением в продуктах для детского питания позволяет обеспечить необходимую вязкость, однородную текстуру, минимальное влияние на вкус и аромат и дополнительные благоприятные для здоровья и самочувствия эффекты.
IV. Дополнительным преимуществом может быть улучшение углеводного профиля продуктов для детского питания путем замены традиционных добавленных извне подсластителей, таких как глюкозный сироп, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, инвертный сироп, мальтодекстрин, сахароза, концентрат волокон, инулин, и т.д., более полезным источником подсластителей.
В контексте настоящего изобретения термин «продукт для детского питания» относится к упакованному продукту питания в приготовленной форме, готовой для употребления, или к упакованному продукту питания, предназначенному для восстановления в жидком компоненте. Термин «готовый к употреблению» означает, что продукт питания готов и пригоден для непосредственного употребления из упаковки, без необходимости добавления дополнительных ингредиентов. Термин «готовый к употреблению» не исключает выливания продукта питания или части продукта питания в стакан, чашку, банку или тому подобное.
Продукты детского питания и способ их приготовления описаны в EP 2190309. Спустя исходные шесть месяцев исключительно грудного вскармливания, грудные дети должны начинать получать диетически адекватные, безопасные и подходящие дополнительные продукты питания. Дополнительные продукты питания применяют для отнятия от груди, и их можно определить как «любой продукт, произведенный или приготовленный местно, пригодный в качестве дополнения к грудному молоку или детской смеси, когда они становятся недостаточными для удовлетворения диетических потребностей грудного ребенка». Они включают, например, молочные продукты, продукты домашнего приготовления и обработанные продукты на основе злаков, фруктов, овощей, мяса, рыбы и углеводов. Дополнительные продукты питания нужно вводить в рацион грудных детей, когда грудное вскармливание или заменители грудного вскармливания более не удовлетворяют диетическим потребностям грудного ребенка. Во время этого переходного периода, когда развивается пищеварительная система ребенка, рацион ребенка может постепенно развиваться от исключительно молочной диеты до полностью разностороннего рациона, подобного рациону взрослых.
В рацион могут быть постепенно введены различные вкусы и текстуры, например, посредством злаков, смешанных с обычным молоком для грудных детей или пюре из фруктов и овощей, мяса и рыбы. Позднее, постепенно можно добавлять твердые продукты питания.
Многие матери готовят дополнительные продукты питания дома. Однако маловероятно, что эти продукты питания будут удовлетворять всем требованиям, касающимся содержания калорий, железа и других микроэлементов, необходимых для детей в возрасте 6-24 месяцев. В свете вышесказанного, производители продуктов питания разработали дополнительные продукты с оптимизированной калорийностью, обогащенные микроэлементами, для удовлетворения этих требований. Они содержат белок, углевод и жир в различных количествах.
Обычно для обеспечения стерильности продукта в течение срока годности продуктов для детского питания, известные продукты питания производят посредством способа, в котором ингредиенты герметизируют в маленьких контейнерах (обычно в стеклянных банках) в варочном сосуде под давлением и высокой температуре в течение продолжительного периода времени, пока не будет достигнута стерильность. Однако этот способ может приводить к потере или разрушению термочувствительных питательных веществ.
Таким образом, в одном варианте осуществления продукт детского питания является продуктом, готовым к употреблению, или продуктом для детского питания, требующим восстановления в жидком компоненте. В дополнительном варианте осуществления продукт для детского питания находится в форме жидкости, концентрата, сока или пюре.
Термин «ребенок» относится к определенной возрастной группе или возрастным группам, таким как дети в возрасте примерно от 4 до 6 месяцев (стадия 1), дети в возрасте примерно от 6 до 8 месяцев (стадия 2), дети в возрасте примерно от 8 до 12 месяцев (стадия 3) или дети в возрасте примерно от 12 до 36 месяцев (стадия младшего возраста). Таким образом, в одном варианте осуществления продукт для детского питания пригоден для:
I. Детей в возрасте примерно от 4 до 6 месяцев (Стадия 1).
II. Детей в возрасте примерно от 6 до 8 месяцев (Стадия 2).
III. Детей в возрасте примерно от 8 до 12 месяцев (Стадия 3) или
IV. Детей в возрасте примерно от 12 до 36 месяцев (Стадия младшего возраста). Поскольку продукт из настоящего изобретения предназначен для детей, может быть предпочтительно свести к минимуму количество синтетических консервантов и синтетических красителей. Так, в одном варианте осуществления, молочный напиток со злаками для детей не содержит синтетических консервантов или синтетических красителей.
Параметром качества продуктов для детского питания и важным параметром с точки зрения обрабатываемости продукта является вязкость композиции из гидролизованного цельного зерна. В контексте настоящего изобретения термин «вязкость» является мерой «плотности» или текучести жидкости. Таким образом, вязкость является мерой сопротивления жидкости, деформируемой под действием сдвигового напряжения или растягивающего напряжения. Если не указано иное, вязкость приведена в мПа•с.
Вязкость можно измерить с применением Rapid Visco Analyser от Newport Scientific. Rapid Visco Analyser измеряет сопротивление продукта при перемешивании лопастной мешалкой. Вязкость измеряли спустя 10 минут перемешивания при 65°С и 50 об/мин.
Вязкость продукта для детского питания в соответствии с настоящим изобретением может варьировать в зависимости от конкретных продуктов. В одном варианте осуществления настоящего изобретения вязкость находится в диапазоне 301-1000 мПа•с, таком как 301-800 мПа•с, таком как 301-600 мПа•с или таком как 301-400 мПа•с. В одном варианте осуществления вязкость измеряют на 50% содержании сухих веществ.
Цельнозерновой компонент может быть получен из различных источников. Примерами цельнозерновых источников являются манная крупа, гранулы из муки, крупа, мука и микронизированная крупа (микронизированная мука). Цельное зерно может быть измельчено, предпочтительно путем сухого помола. Такое измельчение можно проводить до или после обработки цельнозернового компонента с ферментной композицией в соответствии с настоящим изобретением.
В одном варианте настоящего изобретения цельнозерновой компонент может быть подвергнут тепловой обработке для ограничения прогоркания и содержания микроорганизмов.
Цельное зерно является зерном однодольных растений семейства Роасеае (семейства злаков), культивируемых благодаря их съедобным, крахмалистым семенам. Примеры цельнозерновых семян включают ячмень, рис, черный рис, коричневый рис, дикий рис, гречиху, булгур, кукурузу, просо, овес, сорго, полбу, тритикале, рожь, пшеницу, ядра пшеничного зерна, тэфф, канареечник канарский, бусенник обыкновенный (слезы Иова) и фонио. Виды растений, не принадлежащие к семейству злаков, также дающие крахмалистые семена или плоды, которые можно применять таким же способом, как семена злаков, называются псевдо-злаками. Примеры псевдо-злаков включают амарант, гречиху, татарскую гречиху и лебеду киноа. Под термином «злаки» подразумеваются как собственно злаки, так и псевдо-злаки.
Таким образом, цельнозерновой компонент в соответствии с настоящим изобретением может происходить из злаков или псевдо-злаков. Таким образом, в одном варианте осуществления композицию из гидролизованных цельных зерен получают из растения, выбранного из группы, состоящей из ячменя, риса, коричневого риса, дикого риса, черного риса, гречихи, булгура, кукурузы, проса, овса, сорго, полбы, тритикале, ржи, пшеницы, ядра пшеничного зерна, тэффа, канареечника канарского, бусенника обыкновенного (слез Иова), фонио, амаранта, гречихи, татарской гречихи, лебеды киноа, других видов злаков и псевдо-злаков, и их смесей. В целом, источник зерен зависит от типа продукта, поскольку каждое зерно обеспечивает собственный вкусовой профиль.
Цельнозерновые компоненты являются компонентами, изготовленными из неочищенных семян злаков. Цельнозерновые компоненты содержат все съедобные части зерна, т.е. зародыш, эндосперм и отруби. Цельнозерновые компоненты могут быть обеспечены во множестве различных форм, таких как молотые, хлопьевидные, дробленые, или другие формы, как общеизвестно в мукомольной промышленности.
В контексте настоящего изобретения выражение «композиция из гидролизованного цельного зерна» относится к цельнозерновым компонентам, подвергнутым ферментативной обработке, или к цельнозерновому компоненту, обработанному по меньшей мере альфа-амилазой, где альфа-амилаза в активном состоянии не обладает гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам. Композиция из гидролизованных цельных зерен может быть подвергнута дополнительной обработке протеазой, где протеаза в активном состоянии не обладает гидролитической активностью в отношении пищевых волокон.
В контексте настоящего изобретения также необходимо понять, что выражение «композиция из гидролизованных цельных зерен» также относится к ферментативной обработке муки и последующему восстановлению цельного зерна путем смешивания муки, отруби и зародыша. Также необходимо понять, что восстановление может быть выполнено перед применением в готовом продукте или во время смешивания в готовом продукте. Таким образом, восстановление цельного зерна после обработки одной или нескольких индивидуальных частей цельного зерна также является частью настоящего изобретения.
До или после измельчения цельного зерна, цельнозерновой компонент можно подвергнуть гидролитической обработке для разрушения полисахаридной структуры и факультативно белковой структуры цельнозернового компонента.
Композиция из гидролизованного цельного зерна может быть обеспечена в форме жидкости, концентрата, порошка, сока или пюре. Если применяют более одного типа ферментов, то необходимо понять, что ферментативную обработку цельного зерна можно проводить путем последовательного добавления ферментов, или путем обеспечения ферментной композиции, содержащей более одного типа ферментов.
В контексте настоящего изобретения выражение «фермент, не обладающий в активной форме гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам» необходимо понимать, как охватывающее также ферментную смесь, из которой произошли ферменты. Например, протеазы, амилазы, глюкозоизомераза и амилоглюкозидаза, описанные в контексте настоящего изобретения, могут быть обеспечены как ферментная смесь, которая не полностью очищена перед применением, и поэтому обладает ферментативной активностью, например, по отношению к пищевым волокнам. Однако активность по отношению к пищевым волокнам может также быть связана со специфическим ферментом, если фермент является многофункциональным. Как применяется здесь, ферменты (или смеси ферментов) не обладают гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам.
Термин «не обладающий гидролитической активностью» или «лишенный гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам» может включать 5% разрушение пищевых волокон, такое как до 3%, такое как до 2% и такое, как разрушение до 1%. Такое разрушение может быть неизбежным, если применяют высокие количестве или продолжительное время инкубации.
Термин «в активном состоянии» относится к способности фермента или смеси ферментов выполнять гидролитическую функцию и является состоянием фермента до его инактивации. Инактивация может происходить за счет деградации и денатурации.
В целом, массовые проценты в заявке являются процентами в пересчете к массе сухого вещества, если не указано иное.
Продукт для детского питания в соответствии с изобретением может содержать протеазу, не обладающую в активном состоянии гидролитической активностью в отношении пищевых волокон. Преимущество добавления протеазы в соответствии с настоящим изобретением состоит в том, что вязкость гидролизованного цельного зерна можно дополнительно снизить, что также может привести к снижению вязкости готового продукта. Таким образом, в одном варианте осуществления в соответствии с настоящим изобретением продукт для детского питания содержит указанную протеазу или ее фрагмент в количестве от 0,0001 до 5 масс.% от общей массы цельного зерна, такой как 0,01-3%, такой как 0,01-1%, такой как 0,05-1%, такой как 0,1-1%, такой как 0,1-0,7%, или такой как 0,1-0,5%. Оптимальная концентрация добавленных протеаз зависит от нескольких факторов. Поскольку было установлено, что добавление протеаз при производстве гидролизованного цельного зерна может приводить к горькому привкусу, то добавление протеазы можно считать компромиссом между низкой вязкостью и побочным привкусом. Кроме того, добавленное количество протеазы может также зависеть от времени инкубации при производстве гидролизованного цельного зерна. Например, можно применять более низкую концентрацию протеазы, если повышается время инкубации.
Протеазы являются ферментами, обеспечивающими гидролиз белков. Их можно применять для снижения вязкости композиции из гидролизованного цельного зерна. Примером подходящего фермента является Alcalase 2.4L (EC 3, 4, 21, 62) от Novozymes.
В зависимости от времени инкубации и количества протеазы, определенное количество белков из гидролизованного цельнозернового компонента может быть гидролизовано до аминокислот и пептидных фрагментов. Таким образом, в одном варианте осуществления гидролизовано 1-10% белков из цельнозерновой композиции, такое количество, как 2-8%, например, 3-6%, 10-99%, такое как 30-99%, такое как 40-99%, такое как 50-99%, такое как 60-99%, такое как 70-99%, такое как 80-99%, такое как 90-99%, или такое как 10-40%, 40-70%, и 60-99%. Вновь, деградация белка может приводить к снижению вязкости и улучшению органолептических свойств.
В контексте настоящего изобретения выражение «содержание гидролизованного белка» относится к содержанию гидролизованного белка из цельнозерновой композиции, если не указано иное. Белок может быть разрушен на большие или малые пептидные единицы, или даже на аминокислотные компоненты. Специалистам в данной области техники известно, что при обработке и хранении возникает небольшая степень деградации, не обусловленная внешней ферментативной деградацией.
В целом, необходимо понять, что ферменты, используемые при производстве композиции из гидролизованного цельного зерна (и таким образом, также присутствующие в готовом продукте), отличаются от соответствующих ферментов, натурально присутствующих в цельнозерновом компоненте.
Поскольку продукт для детского питания в соответствии с настоящим изобретением может также содержать белки из источников, отличающихся от гидролизованного цельнозернового компонента, которые не деградированы, может быть уместным оценить деградацию белка по более специфическим белкам, присутствующим в цельнозерновой композиции. Таким образом, в одном варианте осуществления деградированные белки являются белками из цельного зерна, такими как глютеновые белки, глобулины, альбумины и гликопротеины.
Амилаза (EC 3. 2. 1. 1) является ферментом, классифицированным как сахаридаза - фермент, разрушающий полисахариды. Она главным образом является компонентом панкреатического сока и слюны, необходимым для разрушения углеводов с длинной цепью, таких как крахмал, на единицы меньшего размера. Здесь альфа-амилазу применяют для гидролиза желатинизированного крахмала для снижения вязкости композиции из гидролизованного цельного зерна. Примерами альфа-амилазы, пригодной для настоящего изобретения, являются Validase HT 425L, Validase RA от Valley Research, Fungamyl от Novozymes и MATS от DSM. Эти ферменты не обладают активностью по отношению к пищевым волокнам в используемых условиях обработки (продолжительность, концентрация фермента). Напротив, например, BAN от Novozymes разрушает пищевые волокна, помимо крахмала, на волокна с низкой молекулярной массой или олигосахариды, см. также пример 3.
В варианте осуществления настоящего изобретения ферменты не обладают активностью по отношению к пищевым волокнам, когда концентрация фермента составляет менее 5 масс.%, такая как менее 3 масс.%, например, ниже 1 масс.%, такая как ниже 0,75 масс.%, например, ниже 0,5 масс.%.
Некоторые альфа-амилазы генерируют мальтозные единицы в виде наименьших углеводных соединений, в то время как другие также способны производить фракцию глюкозных единиц. Таким образом, в одном варианте осуществления альфа-амилаза или ее фрагмент являются альфа-амилазой, продуцирующей смешанные сахара, включая глюкозо-продуцирующую активность, в активном состоянии. Было установлено, что некоторые альфа-амилазы обладают глюкозо-продуцирующей активностью, но не обладают гидролитической активностью в отношении пищевых волокон в активном состоянии. Используя альфа-амилазу, обладающую глюкозо-продуцирующей активностью, можно получить повышенную сладость, поскольку глюкоза почти в два раза слаще мальтозы. В одном варианте осуществления настоящего изобретения требуется уменьшенное количество внешнего источника сахара для добавления в продукт для детского питания, если применяют композицию из гидролизованного цельного зерна в соответствии с настоящим изобретением. Когда альфа-амилазу, обладающую глюкозо-продуцирующей активностью, применяют в композиции из ферментов, можно отменить или по меньшей мере уменьшить применение других внешних источников сахара или несахарных подсластителей.
В контексте настоящего изобретения термин «внешний источник сахара» относится к сахарам, исходно не присутствующим, или исходно не вырабатываемым в композиции из гидролизованного цельного зерна. Примерами таких внешних сахаров могут быть сахароза, лактоза и искусственные подсластители.
Амилоглюкозидаза (EC 3. 2. 1. 3) является ферментом, способным высвобождать глюкозные остатки из крахмала, мальтодекстринов и мальтозы путем гидролиза глюкозных единиц от не восстановленного конца полисахаридной цепи. Сладость препарата возрастает с увеличением количества высвобождаемой глюкозы. Таким образом, в одном варианте продукт для детского питания дополнительно содержит амилоглюкозидазу или ее фрагменты. Может быть предпочтительным добавлять амилоглюкозидазу при производстве композиции из гидролизованного цельного зерна, поскольку сладость препарата возрастает при повышении количестве высвобождаемой глюкозы. Также может быть предпочтительным, чтобы амилоглюкозидаза не оказывала влияния на благоприятные свойства цельного зерна, напрямую или опосредованно. Таким образом, в одном варианте амилоглюкозидаза в активном состоянии не демонстрирует гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Преимуществом изобретения и, в частности, способа приготовления продукта для детского питания в соответствии с настоящим изобретением является то, что оно обеспечивает снижение содержания сахара (например, сахарозы) в продукте для детского питания, по сравнению с продуктами, описанными в предшествующем уровне техники. Когда амилоглюкозидазу применяют в композиции из ферментов, становится возможной отмена других внешних источников сахара, например, добавления сахарозы.
Однако, как упоминалось выше, некоторые альфа-амилазы способны генерировать глюкозные единицы, которые могут обеспечить достаточную сладость продукта, делая необязательным применение амилоглюкозидазы. Далее, применение амилоглюкозидазы также повышает затраты на производство продукта для детского питания, и следовательно, может быть необходимо ограничить применение амилоглюкозидаз. Таким образом, в одном варианте осуществления продукт для детского питания в соответствии с изобретением не содержит амилоглюкозидазы, такой как экзогенная амилоглюкозидаза.
Глюкозоизомераза (D-глюкозы кетоизомераза) вызывает изомеризацию глюкозы с образованием фруктозы. Таким образом, в одном варианте осуществления настоящего изобретения продукт для детского питания дополнительно содержит глюкозоизомеразу или ее фрагменты, где глюкозоизомераза или ее фрагменты в активном состоянии не обладают гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам. Глюкоза имеет сладость, составляющую 70-75% от сладости сахарозы, в то время как фруктоза в два раза слаще сахарозы. Таким образом, способы производства фруктозы имеют большое значение, поскольку сладость продукта может быть существенно увеличена без добавления внешнего источника сахара (такого, как сахароза или искусственные подсластители).
Ряд конкретных ферментов или смесей ферментов можно применять для производства композиции из гидролизованного цельного зерна в соответствии с настоящим изобретением. Необходимо, чтобы они по существу не обладали гидролитической активностью в условиях способа в отношении пищевых волокон. Таким образом, в одном варианте осуществления настоящего изобретения альфа-амилаза может быть выбрана из Validase HT 425L и Validase RA от Valley Research, Fungamyl от Novozymes, и MATS от DSM; протеаза может быть выбрана из группы, состоящей из Alcalase, iZyme B и iZyme G (Novozymes).
Концентрация ферментов в соответствии с настоящим изобретением в продукте для детского питания может влиять на органолептические свойства продукта для детского питания. Кроме того, концентрацию ферментов можно также регулировать путем изменения таких свойств, как температура и время инкубации. Таким образом, в одном варианте осуществления продукт для детского питания содержит от 0,0001 до 5 масс.% от общего содержания цельного зерна в продукте для детского питания по меньшей мере одного из:
- альфа-амилазы или ее фрагмента, где альфа-амилаза или ее фрагмент в активном состоянии не обладают гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам;
- амилоглюкозидазы или ее фрагмента, где амилоглюкозидаза в активном состоянии не обладает гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам;
- глюкозоизомеразы или ее фрагмента, где глюкозоизомераза в активном состоянии не обладает гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам.
В другом варианте осуществления продукт для детского питания содержит от 0,001 до 3 масс.% альфа-амилазы от общего содержания цельного злака в продукте для детского питания, такое количество, как 0,01-3%, такое как 0,01-0,1%, такое как 0,01-0,5%, такое как 0,01-0,1%, такое как 0,03-0,1%, такое как 0,04-0,1%. В другом варианте осуществления продукт для детского питания содержит от 0,001 до 3 масс.% амилоглюкозидазы от общего содержания цельного зерна в продукте для детского питания, такое количество, как 0,001-3%, такое как 0,01-0,1%, такое как 0,01-0,5%, такое как 0,01-0,1%, такое как 0,03-0,1%, такое как 0,04-0,1%. В другом варианте осуществления продукт для детского питания содержит от 0,001 до 3 масс.% глюкозоизомеразы от общего содержания цельного зерна в продукте для детского питания, такое количество, как 0,001-3%, такое как 0,01-0,1%, такое как 0,01-0,5%, такое как 0,01-0,1%, такое как 0,03-0,1%, такое как 0,04-0,1%.
Бета-амилазы являются ферментами, разрушающими сахариды, однако основной наименьшей углеводной единицей, образуемой бета-амилазами, является мальтоза. Таким образом, в одном варианте осуществления продукт для детского питания в соответствии с настоящим изобретением не содержит бета-амилазы, такой как экзогенная бета-амилаза. При отсутствии бета-амилаз большая часть крахмалов будет гидролизоваться до глюкозных единиц, поскольку альфа-амилазы не будут конкурировать с бета-амилазами за субстраты. Таким образом, можно получить усовершенствованный сахарный профиль. Это отличается от US 5, 686, 123, где раскрыта суспензия зерновых, полученная путем обработки и альфа-амилазой, и бета-амилазой.
В некоторых случаях действие протеазы не является обязательным, чтобы обеспечить достаточно низкую вязкость. Таким образом, в одном варианте осуществления в соответствии с настоящим изобретением продукт для детского питания не содержит протеазы, такой как экзогенная протеаза. Как описано ранее, добавление протеазы может вызвать побочный горький привкус, чего в некоторых случаях необходимо избежать. Это отличается от US 4, 282, 319, который раскрывает способ, включающий ферментативную обработку с протеазой и амилазой.
В целом, ферменты, используемые в соответствии с настоящим изобретением для получения композиции из гидролизованного цельного зерна, не обладают гидролитической активностью в активном состоянии по отношению к пищевым волокнам. Таким образом, в другом варианте осуществления композиция из гидролизованного цельного зерна имеет по существу интактную структуру бета-глюкана, по сравнению с исходным материалом. В другом варианте осуществления композиция из гидролизованного цельного зерна имеет по существу интактную структуру арабиноксилана, по сравнению с исходным материалом. С применением одного или нескольких ферментов в соответствии с настоящим изобретением для производства композиции из гидролизованного цельного зерна, можно сохранить по существу интактную структуру бета-глюкана и арабиноксилана. Степень деградации структуры бета-глюкана и арабиноксилана можно определить с помощью гельпроникающей хроматографии (ГПХ). Эта методика ГПХ описана более подробно в статье ((Determination of beta-Glucan Molecular Weight Using SEC with Calcofluor Detection in Cereal Extracts» Lena Rimsten, Tove Stenberg, Roger Andersson, Annica Andersson, and Per Åman. Cereal Chem. 80(4):485-490 («Определение молекулярной массы бета-глюкана с применением ГПХ с детекцией посредством Calcofluor в экстрактах зерновых»), включенной посредством ссылки.
В контексте настоящего изобретения выражение «по существу интактная структура» необходимо понимать как то, что основная часть структуры остается интактной. Однако, из-за естественной деградации в любом натуральном продукте, часть структуры (такой как структура бета-глюкана или структура арабиноксилана) может быть разрушена, хотя деградация может не быть обусловлена добавленными ферментами. Таким образом, выражение «по существу интактная структура» нужно понимать так, что структура нативна по меньшей мере на 95%, по меньшей мере на 97%, по меньшей мере на 98%, или нативна по меньшей мере на 99%.
В контексте настоящего изобретения такие ферменты, как протеазы, амилазы, глюкозоизомеразы и амилоглюкозидазы, означают ферменты, которые были предварительно очищены или частично очищены. Такие белки/ферменты могут вырабатываться бактериями, грибками или дрожжами, однако они могут быть также растительного происхождения. В целом, такие вырабатываемые ферменты в контексте настоящего изобретения относятся к категории «экзогенных ферментов». Такие ферменты можно добавить к продукту при производстве для обеспечения определенного ферментативного эффекта у вещества. Подобным образом, в контексте настоящего изобретения, когда фермент в настоящем изобретении исключается, это относится к экзогенным ферментам. В контексте настоящего изобретения такие ферменты, например, обеспечивают ферментативную деградацию крахмала и белков для снижения вязкости. В связи со способом из настоящего изобретения необходимо понять, что такие ферменты могут находиться в растворе или могут быть присоединены к поверхности, такие как иммобилизованные ферменты. В последнем способе белки могут не являться частью готового продукта.
Как упоминалось ранее, действие альфа-амилазы приводит к пригодному сахарному профилю, который может влиять на вкус и снижать количество внешнего сахара или подсластителя, которые нужно добавлять в готовый продукт.
В зависимости от используемых конкретных ферментов, сахарный профиль готового продукта может изменяться. Таким образом, в одном варианте осуществления продукт для детского питания имеет соотношение мальтозы к глюкозе менее 144:1, к массе продукта, такое как ниже 120:1, такое как ниже 100:1, например, ниже 50:1, такое как ниже 30:1, такое как ниже 20:1, или такое как ниже 10:1.
Если единственным ферментом, перерабатывающим крахмал, является генерирующая глюкозу альфа-амилаза, то большая доля готового продукта будет находиться в форме глюкозы, по сравнению с применением альфа-амилазы, специфически генерирующей мальтозные единицы. Поскольку глюкоза имеет большую сладость, чем мальтоза, это может сделать необязательным добавление дополнительного источника сахара (например, сахарозы). Это преимущество дополнительно усиливается, если отношение снижается путем превращения мальтозы, присутствующей в гидролизованных цельных злаках, в глюкозу (одна мальтозная единица превращается в две глюкозные единицы).
Отношение мальтозы к глюкозе можно дополнительно снизить, если включить амилоглюкозидазу в ферментную композицию, поскольку такие ферменты также генерируют глюкозные единицы. Если ферментная композиция содержит глюкозоизомеразу, то фракция глюкозы меняется на фруктозу, которая обладает еще большей сладостью, чем глюкоза. Таким образом, в одном варианте осуществления продукт для детского питания имеет соотношение мальтозы к глюкозе+фруктозе менее 144:1 к массе продукта, такое как ниже 120:1, такое как ниже 100:1, например, ниже 50:1, такое как ниже 30:1, такое как ниже 20:1, или такое как ниже 10:1.
Далее, в одном варианте осуществления настоящего изобретения продукт для детского питания имеет соотношение мальтозы к фруктозе менее 230:1 к массе продукта, такое как ниже 144:1 по массе продукта, такое как ниже 120:1, такое как ниже 100:1, например, ниже 50:1, такое как ниже 30:1, такое как ниже 20:1, или такое как ниже 10:1.
В контексте настоящего изобретения выражение «общее содержание цельного зерна» необходимо понимать как комбинацию содержания «композиции из гидролизованного цельного зерна» и «содержания твердого цельного зерна». Если не указано иное, «общее содержание цельного зерна» указано в масс.% к массе готового продукта. В одном варианте осуществления продукт для детского питания имеет общее содержание цельного зерна в диапазоне 1-30% к массе продукта для детского питания, такое как 1-20%, такое как 1-15%, такое как 1-10% и такое как 1-7%.
В контексте настоящего изобретения выражение «содержание композиции из гидролизованного цельного зерна» необходимо понимать как выраженное в масс.% к массе гидролизованного цельного зерна в готовом продукте. Содержание композиции из гидролизованного цельного зерна является частью общего содержания композиции из цельного зерна. Таким образом, в одном варианте осуществления продукт питания в соответствии с настоящим изобретением имеет содержание композиции из гидролизованного цельного зерна в диапазоне 1-30% от массы продукта для детского питания, такое как 1-20%, такое как 1-10% и такое как 1-5%. Количество композиции из гидролизованного цельного зерна в готовом продукте может зависеть от типа продукта. При использовании композиции из гидролизованного цельного зерна в соответствии с настоящим изобретением в продукте для детского питания, можно добавить большее количество гидролизованного цельного зерна (по сравнению с композицией из не-гидролизованного цельного зерна), без существенного влияния на органолептические свойства продукта, благодаря повышению количества растворимых волокон в гидролизованном цельном зерне.
Предпочтительно иметь продукт для детского питания с высоким содержанием пищевых волокон без нарушения органолептических свойств продукта. Таким образом, в другом варианте осуществления продукт для детского питания имеет содержание пищевых волокон в диапазоне 0,1-10% к массе продукта для детского питания, такое как 0,1-6%, предпочтительно, в диапазоне 0,5-4%, еще более предпочтительно, в диапазоне 1-2%, предпочтительно, в диапазоне 0,5-3%, еще более предпочтительно, в диапазоне 1-2 масс.%. Продукт для детского питания в соответствии с настоящим изобретением может быть обеспечен высоким количеством пищевых волокон, путем добавления гидролизованного цельнозернового компонента, обеспеченного настоящим изобретением. Это может быть достигнуто благодаря уникальной структуре способа в соответствии с настоящим изобретением.
Пищевые волокна являются съедобной частью растений, которая не разрушается пищеварительными ферментами. Пищевые волокна ферментируются микрофлорой в толстом кишечнике человека. Имеются два типа волокон: растворимые волокна и нерастворимые волокна. Как растворимые, так и нерастворимые пищевые волокна могут стимулировать ряд положительных физиологических эффектов, включая хорошее продвижение через кишечный тракт, способствующее профилактике запора, или ощущению сытости. Органы здравоохранения рекомендуют потреблять от 20 до 35 г волокон в сутки, в зависимости от массы тела, пола, возраста и потребления калорий.
Растворимые волокна являются пищевыми волокнами, которые подвергаются полной или частичной ферментации в толстой кишке. Примеры растворимых волокон из злаков включают бета-глюканы, арабиноксиланы, арабиногалактаны и резистентный крахмал 2 и 3 типа, и олигосахариды, полученные из последних. Растворимые волокна из других источников включают, например, пектины, камедь акации, камеди, альгинат, агар, полидекстрозу, инулины и галактоолигосахариды. Некоторые растворимые волокна называются пребиотиками, поскольку они являются источником энергии для полезных бактерий (например, Bifidobacteria и Lactobacilli), присутствующих в толстой кишке. Другие благоприятные эффекты растворимых волокон включают контроль сахара крови, что важно для профилактики диабета, контроль холестерина или снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний.
Нерастворимые волокна являются пищевыми волокнами, которые не ферментируются в толстой кишке, или лишь медленно перевариваются кишечной микрофлорой. Примеры нерастворимых волокон включают целлюлозу, гемицеллюлозу, резистентный крахмал 1 типа и лигнины. Другие благоприятные эффекты нерастворимых волокон включают стимуляцию функции кишечника за счет индукции перистальтики, что заставляет мышцы кишечника больше работать, становиться сильнее и лучше функционировать. Также имеется доказательство, что потребление нерастворимых волокон может быть связано со снижением риска рака кишечника.
Общее содержание сухого вещества в продукте для детского питания в соответствии с настоящим изобретением может варьировать. Так, в другом варианте осуществления общее содержание сухого вещества находится в диапазоне 5-30% от массы продукта для детского питания, например, 10-25%, таком, как 15-20%. Примером факторов, влияющих на содержание сухого вещества, может быть количество композиции из гидролизованного цельного зерна и степень гидролиза в этой композиции. В контексте настоящего изобретения выражение «общее содержание сухого вещества» равно 100 минус содержание влаги (%) в продукте.
Предпочтительно получить продукт для детского питания с хорошими органолептическими параметрами, такими как сладость, без добавления больших количеств внешних источников сахара. Так, в другом варианте осуществления продукт для детского питания имеет содержание сахара или не сахарного подсластителя менее 15% от массы продукта для детского питания, такое как менее 10%, менее 7%, менее 5%, менее 3%, менее 1%, такое как 0%. Поскольку композиция из гидролизованного цельного зерна дополняет продукт для детского питания источником углеводов, таким как глюкоза и мальтоза, то продукт для детского питания также подслащен натуральным источником сахара, отличающимся от внешнего источника сахара. Таким образом, количество добавленного внешнего подсластителя может быть ограничено. Сахароза является широко используемым подсластителем в продуктах питания, однако другие сахара также можно применять. Таким образом, в другом варианте осуществления сахар является моносахаридом и/или дисахаридом, и/или олигосахаридом. В одном варианте осуществления моносахарид является глюкозой, галактозой, декстрозой, фруктозой или любой их комбинацией. В другом варианте осуществления дисахарид является сахарозой, мальтозой, лактозой или любой их комбинацией.
Гигроскопические вещества часто добавляют в продукты, которые должны быть в сухом или полусухом состоянии. Таким образом, в одном варианте осуществления продукт для детского питания не содержит гигроскопичного вещества.
Примерные ингредиенты продукта для детского питания могут включать витамины и минералы; консерванты, такие как токоферол; эмульгаторы, такие как лецитин; белковые порошки; какао-порошок; алкилрезорцинолы; фенольные соединения, и другие активные ингредиенты, такие как докозагексаеновая кислота, кофеин и пребиотики.
В другом варианте осуществления продукт для детского питания имеет содержание жира в диапазоне 0-10 масс.% к массе продукта для детского питания, такое как 2-7% к массе продукта для детского питания. Количество жира может варьировать, в зависимости от типа продукта. Жировые компоненты предпочтительно являются растительными жирами, такими как масло какао, рапсовое масло, подсолнечное масло или пальмовое масло, предпочтительно не гидрированные.
В другом варианте осуществления продукт для детского питания может иметь содержание соли в диапазоне 0-2% от массы продукта для детского питания. В более специфическом варианте осуществления соль является хлоридом натрия.
В продукт для детского питания в соответствии с настоящим изобретением может быть добавлен жидкий компонент для обеспечения надлежащей консистенции и вязкости. Так, в одном варианте осуществления продукт для детского питания дополнительно содержит жидкий компонент. В другом варианте осуществления жидкий компонент выбран из группы, состоящей из воды, молока, жидкого фруктового экстракта, жидкого овощного экстракта, соевого компонента или любой их комбинации. В другом варианте осуществления молоко выбрано из группы, состоящей из цельного молока, сывороточных фракций, казеина и любой их комбинации. Добавление жидкого компонента может улучшать такие факторы, как вкус, вязкость и диетический профиль.
В одном варианте осуществления продукт для детского питания содержит белковый ингредиент, или овощной ингредиент, или белковый ингредиент и овощной ингредиент. В одном варианте осуществления на первой стадии овощной ингредиент варят, а белковый ингредиент варят отдельно от овощного ингредиента для обеспечения предварительно сваренных ингредиентов, а на второй стадии предварительно сваренные ингредиенты смешивают и подвергают УВТ обработке для стерилизации продукта.
Овощной ингредиент может содержать по меньшей мере один овощ. Более предпочтительно, овощной ингредиент содержит по меньшей мере два или три овоща.
Предпочтительно, отдельная варка овощного ингредиента обеспечивается путем обработки паром замороженных или свежих овощей. Это обеспечивает то преимущество, что если овощи заморожены, они быстро размораживаются. Кроме того, из овощей не удаляются питательные вещества. Далее, предпочтительно, овощи подвергают обработке паром в течение времени, зависящего от используемого овоща. Предпочтительно, по меньшей мере два вида овощей варят по отдельности друг от друга и смешивают после варки.
Предпочтительно, овощи варят в течение времени примерно от 1 минуты до 5 минут, примерно при 85°C-95°C .При этом обеспечивается преимущество «мягкой» варки овощей. Это выгодно приводит к минимальному разрушению структуры растительных клеток, минимальным побочным химическим реакциям и снижению вымывания водорастворимых витаминов.
Предпочтительно, белковый ингредиент содержит источник белка, выбранный из мяса и рыбы.
При раздельной тепловой обработке овощных ингредиентов и мяса, мясо можно жарить для получения вкуса и аромата мяса и овощей, приготовленных по отдельности, чтобы избежать смешивания различных вкусов и ароматов, обеспечивая более интенсивные вкусы и ароматы и снижая потерю питательных веществ. Предпочтительно, раздельная термическая обработка мяса или рыбы обеспечивается путем жарки или варки паром мяса или рыбы. В одном варианте осуществления мясо жарят вместе с луком. Предпочтительно, мясо или рыбу жарят или варят с паром в течение примерно 10 минут.
Предпочтительно, мясо или рыбу жарят в течение времени, зависящего от используемого мяса или рыбы. Это является преимуществом, поскольку время жарки можно регулировать, обеспечивая лучший результат для используемого мяса или рыбы. Кроме того, в отличие от традиционного способа автоклавирования, вкус и аромат мяса или рыбы не смешиваются со вкусом и ароматом овощей, пока овощи не сварены.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения ингредиент на основе теста или злака, например, риса, варят по отдельности от овощного ингредиента и белкового ингредиента, и смешивают или применяют в качестве подложки или основы для предварительно сваренных ингредиентов.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 4 до 6 месяцев (Стадия 1) содержат один или несколько овощей, выбранных из артишока, моркови, огурца, фенхеля, фасоли, лука-порея, салата-латука, пастернака, картофеля, тыквы, кабачка и кабачка-цуккини.
Предпочтительно, продукт для детского питания для детей в возрасте примерно от 4 до 6 месяцев (Стадия 1) содержит один или несколько видов мяса, выбранного из говядины, телятины, курятины, ягнятины, свинины, индюшатины и утятины.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 4 до 6 месяцев (Стадия 1) содержат один или несколько фруктов, выбранных из яблока, абрикоса, банана, ежевики, черной смородины, черники, вишни, финика, винограда, крыжовника, гуавы, лимона, лайма, мандарина, манго, дыни, нектарина, оливок, апельсина, персика, груши, ананаса, сливы, айвы, малины, красной смородины и арбуза.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 4 до 6 месяцев (Стадия 1) содержат одну или несколько ароматических трав и специй, выбранных из аниса, мелиссы лимонной, ромашки, тмина, корнишона, цветка померанцевого дерева и щавеля.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 6 до 8 месяцев (Стадия 2) содержат один или несколько овощей, выбранных из артишока, моркови, огурца, фенхеля, фасоли, лука-порея, салата-латука, пастернака, картофеля, тыквы, кабачка, кабачка-цуккини, брокколи, цветной капусты, баклажана, сладкого картофеля, томата, гороха и шпината.
Предпочтительно, продукт для детского питания для детей в возрасте примерно от 6 до 8 месяцев (Стадия 2) содержит один или несколько видов бобов, выбранных из сои, фасоли мунго, нута, вигны, фасоли обыкновенной, чечевицы, золотистой фасоли и кайануса.
В другом варианте осуществления продукт для детского питания для детей в возрасте примерно от 6 до 8 месяцев (Стадия 2) содержит один или несколько видов мяса, выбранного из говядины, телятины, курятины, ягнятины, свинины, индюшатины и утятины, и/или рыбы.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 6 до 8 месяцев (Стадия 2) содержат один или несколько фруктов, выбранных из яблока, абрикоса, банана, ежевики, черной смородины, черники, вишни, финика, винограда, крыжовника, гуавы, лимона, лайма, мандарина, манго, дыни, нектарина, оливок, апельсина, персика, груши, ананаса, сливы, айвы, малины, красной смородины, арбуза, инжира, папайи, маракуйи, клубники и мандарина.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 6 до 8 месяцев (Стадия 2) содержат одну или несколько ароматических трав и специй, выбранных из аниса, мелиссы лимонной, ромашки, тмина, корнишона, цветка померанцевого дерева, щавеля, кардамона, шнитт-лука, кумина, лука, шафрана, чабреца и тимьяна.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 6 до 8 месяцев (Стадия 2) содержат кокос.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 8 до 12 месяцев (Стадия 3) содержат один или несколько овощей, выбранных из артишока, моркови, огурца, фенхеля, фасоли, лука-порея, салата-латука, пастернака, картофеля, тыквы, кабачка, кабачка-цуккини, брокколи, цветной капусты, баклажана, сладкого картофеля, томата, гороха, шпината, спаржи, свеклы, брюссельской капусты, капусты кочанной, гороха огородного, редиса и репы.
Предпочтительно, продукт для детского питания для детей в возрасте примерно от 8 до 12 месяцев (Стадия 3) содержит один или несколько видов бобов, выбранных из сои, фасоли мунго, нута, вигны, фасоли обыкновенной, чечевицы, золотистой фасоли, кайануса, лимской фасоли и квадратного гороха.
Предпочтительно, продукт для детского питания для детей в возрасте примерно от 8 до 12 месяцев (Стадия 3) содержит один или несколько видов мяса, выбранного из говядины, телятины, курятины, ягнятины, свинины, индюшатины и утятины, и/или рыбы, и/или яиц.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 8 до 12 месяцев (Стадия 3) содержат один или несколько фруктов, выбранных из яблока, абрикоса, банана, ежевики, черной смородины, черники, вишни, финика, винограда, крыжовника, гуавы, лимона, лайма, мандарина, манго, дыни, нектарина, оливок, апельсина, персика, груши, ананаса, сливы, айвы, малины, красной смородины, арбуза, инжира, папайи, маракуйи, клубники, мандарина и ревеня.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 8 до 12 месяцев (Стадия 3) содержат одну или несколько ароматических трав и специй, выбранных из аниса, мелисы лимонной, ромашки, тмина, корнишона, цветка померанцевого дерева, щавеля, кардамона, шнитт-лука, кумина, лука, шафрана, чабера, тимьяна, кориандра, куркумы, щавеля обыкновенного, чеснока, мяты и ванили.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 8 до 12 месяцев (Стадия 3) содержат кокос и/или какао.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 12 до 36 месяцев (Стадия младшего возраста) содержат один или несколько овощей, выбранных из артишока, моркови, огурца, фенхеля, фасоли, лука-порея, салата-латука, пастернака, картофеля, тыквы, кабачка, кабачка-цуккини, брокколи, цветной капусты, баклажана, сладкого картофеля, томата, гороха, шпината, спаржи, свеклы, брюссельской капусты, капусты кочанной, гороха огородного, редиса, репы, грибов и кресс-салата.
Предпочтительно, продукт для детского питания для детей в возрасте примерно от 12 до 36 месяцев (Стадия младшего возраста) содержит один или несколько видов бобов, выбранных из сои, фасоли мунго, нута, вигны, фасоли обыкновенной, чечевицы, золотистой фасоли, кайануса, лимской фасоли и квадратного гороха.
Предпочтительно, продукт для детского питания для детей в возрасте примерно от 12 до 36 месяцев (Стадия младшего возраста) содержит один или несколько видов мяса, выбранного из говядины, телятины, курятины, ягнятины, свинины, индюшатины и утятины, и/или рыбы, и/или яиц, и/или ракообразных.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 12 до 36 месяцев (Стадия младшего возраста) содержат один или несколько фруктов, выбранных из яблока, абрикоса, банана, ежевики, черной смородины, черники, вишни, финика, винограда, крыжовника, гуавы, лимона, лайма, мандарина, манго, дыни, нектарина, оливок, апельсина, персика, груши, ананаса, сливы, айвы, малины, красной смородины, арбуза, инжира, папайи, маракуйи, клубники, мандарина, ревеня, грейпфрута и киви.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 12 до 36 месяцев (Стадия младшего возраста) содержат одну или несколько ароматических трав и специй, выбранных из аниса, мелисы лимонной, ромашки, тмина, корнишона, цветка померанцевого дерева, щавеля, кардамона, шнитт-лука, кумина, лука, шафрана, чабера, тимьяна, кориандра, куркумы, щавеля обыкновенного, чеснока, мяты, ванили, базилика, лаврового листа, кервеля, корицы, гвоздики, имбиря, лакрицы, мускатного ореха, майорана, торреи, душицы, петрушки, перца, розмарина, шалфея и эстрагона.
Предпочтительно, продукты для детского питания для детей в возрасте примерно от 12 до 36 месяцев (Стадия младшего возраста) содержат кокос, какао, миндаль, орех бука, бразильский орех, орех кешью, каштан, лесной орех, австралийский орех, орех пекан, фисташки и грецкий орех.
Для объекта получения продукта из настоящего изобретения обеспечивается способ приготовления продукта для детского питания в соответствии с настоящим изобретением, включающий:
1) приготовление композиции из гидролизованного цельного зерна, включающее стадии:
a) взаимодействия цельнозернового компонента с ферментной композицией в воде, где ферментная композиция содержит по меньшей мере одну альфа-амилазу, где указанная ферментная композиция не обладает гидролитической активностью в отношении пищевых волокон;
b) обеспечения реакции ферментной композиции с цельнозерновым компонентом, до получения цельнозернового гидролизата;
c) обеспечения композиции из гидролизованного цельного зерна путем инактивации указанных ферментов, где указанный гидролизат достигает вязкости от 50 до 5000 мПа«с при 65°C;
2) обеспечение продукта для детского питания путем смешивания композиции из гидролизованного цельного зерна с премиксом, содержащим по меньшей мере один пищевой ингредиент, выбранный из группы, состоящей из овощей, фруктов, мяса, рыбы, яиц, бобов, ароматических трав, орехов и любой их комбинации.
В одном варианте осуществления ферментная композиция дополнительно содержит протеазу или ее фрагмент, где протеаза или ее фрагмент в активном состоянии не обладают гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам. Подобным образом, ферментная композиция может содержать амилоглюкозидазу и/или глюкозоизомеразу в соответствии с настоящим изобретением.
Некоторые свойства способа можно контролировать для обеспечения продукта для детского питания в соответствии с настоящим изобретением. Так, в одном варианте осуществления стадию (lb) проводят при 30-100°C, предпочтительно при 50-85°C. В дополнительном варианте осуществления стадию (1b) проводят в течение такого времени, как от 1 минуты до 24 часов, такого как от 1 минуты до 12 часов, такого как от 1 минуты до 6 часов, такого как 5-120 минут. В другом варианте осуществления стадию (1b) проводят при 30-100°С в течение 5-120 минут.
В другом варианте осуществления стадию (1c) проводят при 70-150°C в течение такого времени, как по меньшей мере 1 секунда, такого как 1-5 минут, такого как 5-120 минут, такого как 5-60 минут. В дополнительном варианте осуществления стадию (1c) проводят путем нагревания по меньшей мере до 90°C в течение 5-30 минут.
В другом варианте осуществления реакцию на стадии (1 с) останавливают, когда гидролизат достигает вязкости от 50 до 4000 мПа•с, такой как от 50 до 3000 мПа•с, такой как от 50 до 1000 мПа•с, такой как от 50 до 500 мПа•с. В дополнительном варианте осуществления вязкость измеряют при 50% содержании сухих веществ.
В другом варианте осуществления композицию из гидролизованного цельного зерна на стадии (1) обеспечивают, когда указанный гидролизат достигает общего содержания сухого вещества 25-60%. Путем контроля вязкости и содержания сухого вещества можно обеспечить гидролизованное цельное зерно в различных формах.
В дополнительном варианте осуществления гидролизованный цельнозерновой компонент на стадии (1c) обеспечивают в форме жидкости, концентрата, порошка, сока или пюре. Преимущество наличия композиции из гидролизованного цельного зерна в различных формах заключается в том, что когда ее используют в продукте питания, можно избежать разбавления путем применения сухой или полусухой формы. Подобным образом, если необходим более влажный продукт, можно применять композицию из гидролизованного цельного зерна в жидком состоянии.
Вышеуказанные свойства можно приспособить для регуляции степени деградации крахмала, сахарного профиля, общего содержания сухого вещества и для регуляции общих органолептических свойств готового продукта.
Для улучшения ферментативной обработки цельнозернового компонента может быть предпочтительным переработать зерна до или после ферментативной обработки.
При измельчении зерна большая поверхностная площадь становится доступной для ферментов, таким образом, ускоряя процесс. В дополнение, можно улучшить органолептические свойства, путем применения меньшего размера частиц зерен. В дополнительном варианте осуществления цельные зерна обжаривают или подрумянивают до или после ферментативной обработки. Обжаривание или подрумянивание может улучшить вкус готового продукта.
Для удлинения времени хранения продукта можно проводить некоторые виды обработки продукта. Так, в одном варианте осуществления способ дополнительно включает по меньшей мере один из следующих видов обработки: УВТ, пастеризацию, термическую обработку, автоклавирование, и любые другие термические или не термические виды обработки, такие как обработка под давлением. В другом варианте осуществления продукт для детского питания герметизируют в асептических условиях. В другом варианте осуществления продукт для детского питания пакуют не в асептических условиях, таких как при автоклавировании или хранении в горячем виде.
Необходимо отметить, что варианты осуществления и характеристики, описанные в контексте одного из объектов или вариантов осуществления настоящего изобретения, также применяют для других объектов изобретения.
Все патентные и не патентные ссылки, цитированные в настоящей заявке, включены посредством ссылки во всей полноте.
Изобретение далее описано более подробно в следующих не ограничивающих примерах.
Примеры
Пример 1 - приготовление композиции из гидролизованного цельного зерна Ферментные композиции, содержащие Validase HT 425L (альфа-амилазу), факультативно в комбинации с Alcalase 2,4L, использовали для гидролиза пшеницы, ячменя и овса.
Смешивание можно проводить в варочном аппарате с двойной рубашкой, хотя можно применять другое промышленное оборудование. Миксер со скребками работает непрерывно и очищает внутреннюю поверхность миксера. Это позволяет предотвратить пригорание и помогает поддерживать однородную температуру. Таким образом, ферментативная активность лучше контролируется. Пар можно ввести в двойную рубашку для повышения температуры, а холодную воду - для понижения.
В одном варианте осуществления ферментную композицию и воду смешивают при комнатной температуре от 10 до 25°C.При такой низкой температуре ферменты из ферментной композиции обладают очень слабой активностью. Затем добавляют компонент, и ингредиенты смешивают в течение короткого периода времени, обычно менее 20 минут, до получения однородной смеси.
Смесь нагревают постепенно или ступенчатым способом, для активации ферментов и гидролиза цельнозернового компонента.
Гидролиз приводит к снижению вязкости смеси. Когда цельнозерновой гидролизат достигает вязкости от 50 до 5000 мПа•с при 65°C и общего содержания сухого вещества, например, от 25 до 60 масс.%, ферменты инактивируют нагреванием гидролизата при температуре выше 100°C, предпочтительно путем инжекции пара при 120°C.
Дозу фермента вносят в соответствии с общим количеством цельного зерна. Количества ферментов различаются в зависимости от типа цельнозернового компонента, поскольку уровни белка являются разными. Отношение вода/цельнозерновой компонент можно приспособить в соответствии с необходимой влажностью для готового жидкого цельного злака. Обычно соотношение вода/цельнозерновой компонент составляет 60/40.
Проценты являются массовыми.
Гидролизованная цельная пшеница
Цельная пшеничная мука
Субстрат
Фермент амилаза
0,10% к массе субстрата
Фермент протеаза
0,05% к массе субстрата
Гидролизованный цельный ячмень
Цельная ячменная мука
Субстрат
Фермент амилаза
0,10% к массе субстрата
Фермент протеаза
0,05% к массе субстрата
Гидролизованный цельный овес
Цельная овсяная мука
Субстрат
Фермент амилаза
0,10% к массе субстрата
Пример 2 - сахарный профиль композиции из гидролизованного цельного зерна Композиции из гидролизованного цельного зерна, содержащие пшеницу, ячмень и овес, готовили в соответствии со способом из Примера 1.
Углеводы по данным ВЭАОХ
Композиции из гидролизованного цельного зерна анализировали посредством ВЭАОХ (высокоэффективной анионообменной хроматографии), для иллюстрации сахарного профиля композиции из гидролизованного цельного зерна.
Углеводы экстрагировали водой и разделяли посредством ионной хроматографии на анионообменной колонке. Элюированные соединения определяли электрохимически, с помощью импульсного амперометрического детектора, и подсчитывали количество путем сравнения с площадью пиков внешних стандартов.
Общие пищевые волокна
Двойные образцы (обезжиренные, если необходимо) подвергали обработке в течение 16 часов способом, имитирующим пищеварительную систему человека с 3 ферментами (панкреатической альфа-амилазой, протеазой и амилоглюкозидазой) для удаления крахмала и белка. Этанол добавляли для осаждения растворимых пищевых волокон с высокой молекулярной массой. Полученную смесь фильтровали, а осадок сушили и взвешивали. Белок определяли в осадке в одной пробе из двойного образца, в другой определяли минеральный остаток. Фильтрат собирали, концентрировали и анализировали посредством ВЭЖХ для определения количества растворимых пищевых волокон с низкой молекулярной массой (РВНММ).
Цельная пшеница:
Стандарт пшеницы
Пшеница, гидролизованная алькалазой/валидазой
Общие сахара (масс.%)
2,03
24,36
Глюкоза
0,1
1,43
Фруктоза
0,1
0,1
Лактоза (моногидрат)
<0,1
<0,1
Сахароза
0,91
0,69
Мальтоза (моногидрат)
0,91
22,12
Маннит
<0,02
<0,02
Фукоза
<0,02
<0,02
Арабиноза
<0,02
0,02
Галактоза
<0,02
<0,02
Ксилоза
<0,02
<0,02
Манноза
<0,02
<0,02
Рибоза
<0,02
<0,02
Нерастворимые и растворимые волокна
12,90
12,94
Низкомолекулярные волокна
2,63
2,96
Общие волокна
15,53
15,90
Цельный овес:
Стандарт овса
Овес, гидролизованный алькалазой/валидазой
Общие сахара (масс.%)
1,40
5,53
Глюкоза
0,1
0,58
Фруктоза
0,1
0,1
Лактоза (моногидрат)
<0,1
<0,1
Сахароза
1,09
1,03
Мальтоза (моногидрат)
0,11
3,83
Маннит
<0,02
<0,02
Фукоза
<0,02
<0,02
Арабиноза
<0,02
<0,02
Галактоза
<0,02
<0,02
Ксилоза
<0,02
<0,02
Манноза
<0,02
<0,02
Рибоза
<0,02
<0,02
Нерастворимые и растворимые волокна
9,25
11,28
Низкомолекулярные волокна
0,67
1,21
Общие волокна
9,92
12,49
Цельный ячмень:
Стандарт ячменя
Ячмень, гидролизованный алькалазой/валидазой
Общие сахара (масс.%)
1,21
5,24
Глюкоза
0,1
0,61
Фруктоза
0,1
0,1
Лактоза (моногидрат)
<0,1
<0,1
Сахароза
0,90
0,88
Мальтоза (моногидрат)
0,11
3,65
Маннит
<0,02
<0,02
Фукоза
<0,02
<0,02
Арабиноза
<0,02
<0,02
Галактоза
<0,02
<0,02
Ксилоза
<0,02
<0,02
Манноза
<0,02
<0,02
Рибоза
<0,02
<0,02
Глюкоза
0,1
0,61
Фруктоза
0,1
0,1
Нерастворимые и растворимые волокна
9,70
10,44
Низкомолекулярные волокна
2,23
2,63
Общие волокна
11,93
13,07
Результаты ясно показали существенное увеличение содержания глюкозы, обеспеченное гидролизом, где содержание глюкозы в гидролизованном ячмене составило 0,61 масс.% к массе сухого вещества; содержание глюкозы в гидролизованном овсе составило 0,58 масс.% к массе сухого вещества; а содержание глюкозы в гидролизованной пшенице составило 1,43 масс.% к массе сухого вещества.
Далее, результаты также показали, что соотношение мальтоза : глюкоза находится в диапазоне примерно от 15:1 до 6:1.
Таким образом, на основе этих результатов обеспечен новый сахарный профиль с повышенной сладостью, по сравнению с предшествующим уровнем техники.
В заключение, повышенную сладость можно получить с применением композиции из гидролизованного цельного зерна в соответствии с настоящим изобретением, и таким образом, можно устранить или ограничить необходимость дополнительных источников подсластителей.
Кроме того, результаты продемонстрировали, что содержание диетических волокон остается неизменным, а отношение и количество растворимых и нерастворимых волокон остается по существу тем же самым в не гидролизованном цельном зерне и в композиции из гидролизованного цельного зерна.
Пример 3 - Гидролитическая активность в пищевых волокнах
Ферменты Validase HT 425L (Valley Research), Alcalase 2.4L (Novozymes) и BAN (Novozymes) анализировали с применением тонкослойной хроматографии на активность по отношению к арабиноксилану и бета-глюкану из экстрактов пищевых волокон из цельного зерна.
Результаты тонкослойной хроматографии показали, что амилаза Validase HT и протеаза Alcalase не проявляли гидролитической активности в отношении бета-глюкана или арабиноксилана, в то время как коммерческий препарат альфа-амилазы BAN вызывал гидролиз и бета-глюкана, и арабиноксилана, см. Фигуру 1. См. также Пример 4.
Пример 4 - Профиль молекулярной массы бета-глюкана и арабиноксилана овса после ферментативного гидролиза
Гидролиз:
Готовили раствор 0,5% (масса/объем) бета-глюкана овса средней вязкости (Megazyme) или арабиноксилана пшеницы средней вязкости (Megazyme) в воде.
Добавляли фермент с соотношением фермента к субстрату (Ф/С) 0,1 масс.%. Реакцию осуществляли при 50°C в течение 20 минут, затем образец помещали в условия с температурой 85°C на 15 минут для обеспечения желатинизации и гидролиза крахмала. Окончательно ферменты инактивировали при 95°C в течение 15 минут. Оценивали различные серии следующих ферментов.
Alcalase 2.4L (Valley Research):
серия BN 00013
серия 62477
серия 75039
Validase HT 425L (Valley Research):
серия RA8303A
серия 72044
MATS L (DSM):
серия 408280001
Анализ молекулярной массы
Гидролизованные образцы фильтровали с помощью фильтра для шприца (0,22 мкм), и 25 мкл вводили в систему для высокоэффективной жидкостной хроматографии Agilent 1200, оснащенную 2 колонками TSKgel (G3000PWXL 7,8×300 мм), (GMPWXL 7,8×30 мм) и предколонкой (PWXL 6×44 мм) (Tosoh Bioscence). В качестве промывающего буферного раствора использовали раствор нитрата натрия 0,1М, со скоростью 0,5 мл/мин. Детекцию осуществляли с применением индекса рефракции.
Результаты
На Фиг.2-4 приведены графики для контроля (без ферментов) и анализа с ферментами. Однако поскольку по существу нет разницы между графиками, трудно отличить графики друг от друга.
Выводы
Не отмечено сдвига профиля молекулярной массы бета-глюкана и арабиноксилана овса после гидролиза с Alcalase 2.4L (Фиг.2), Validase HT 425 L (Фиг.3) или MATS L (Фиг.4).
Пример 5 - Композиции для детского питания, содержащие гидролизованное цельное зерно
Композиции для детского питания, раскрытые в EP 2190309, или примерах 3 или 4 из EP 2154998, можно обеспечить с гидролизованным цельным зерном из Примера 1.