СУБЛИМИРОВАННЫЙ ЗАКУСОЧНЫЙ ПРОДУКТ, СОДЕРЖАЩИЙ ГИДРОЛИЗОВАННОЕ ЦЕЛЬНОЕ ЗЕРНО
SUBLIMATED SNACK PRODUCT CONTAINING HYDROLYSED WHOLE GRAINS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к сублимированному закусочному продукту с добавлением цельного зерна для детей младшего возраста. В частности, настоящее изобретение относится к сублимированному закусочному продукту, где в сублимированные закусочные продукты добавлено гидролизованное цельное зерно, и при этом не нарушен ни вкус, ни вязкость, ни органолептические свойства сублимированного закусочного продукта.
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 (растительные) вещества.
Административные органы в Швеции, США и Соединенном Королевстве уже утвердили специфические 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 свойства доступных цельнозерновых продуктов в целом считаются препятствием для потребления цельного зерна, и ограничивают количество цельного зерна для добавления, например, в закусочные продукты/снэки для детей младшего возраста, поскольку при повышении количества добавленного цельного зерна резко изменяются физические и органолептические свойства сублимированного закусочного продукта 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 для детей младшего возраста, 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 не натуральных пищевых добавок, даже когда такие не натуральные 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. Сублимированный закусочный продукт является 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, консистенция и общий внешний вид сублимированного закусочного продукта (органолептические свойства), а также способность к обработке.
Для потребителя нежелательно нарушать органолептические свойства продукта 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 сублимированного закусочного продукта, 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 сублимированного закусочного продукта, с большим содержанием цельного зерна и пищевых волокон, предоставляющего отличное качество для потребителя, который можно легко получить в промышленном масштабе при рациональных затратах, без нарушения органолептических свойств.
Сущность изобретения
Соответственно, в первом аспекте изобретение относится к сублимированному закусочному продукту, содержащему:
- пищевой компонент, выбранный из молочного компонента, овощного компонента, фруктового компонента, или их смесей;
- 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
- эмульгирующий компонент.
Краткое описание чертежей
Фигура 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)
β0: пятно чистого бета-глюкана (контроль)
A: пятно арабиноксилана после инкубации с ферментом, указанным под дорожкой (BAN, Validase HT 425 L и Alcalase AF 2.4 L)
β: пятно бета-глюкана после инкубации с ферментом, указанным под дорожкой (BAN, Validase HT 425 L и Alcalase AF 2.4 L)
E0: пятно фермента (контроль)
На Фигуре 2 показан профиль молекулярной массы при гельпроникающей хроматографии (ГПХ) для бета-глюкана и арабиноксилана без добавления фермента (однородная линия), и после инкубации с Alcalase 2.4 L (пунктирная линия). A) бета-глюкан овса; B) арабиноксилан пшеницы.
На Фигуре 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 425 L (пунктирная линия). A) бета-глюкан овса; B) арабиноксилан пшеницы.
На Фигуре 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 путем обработки цельнозернового компонента альфа-амилазой, и факультативно, протеазой, цельное зерно становится менее вязким, а последующее смешивание с получением композиции для приготовления сублимированного закусочного продукта 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 лиофилизированным закусочным продуктам питания.
Таким образом, в первом аспекте настоящее изобретение относится к сублимированному продукту питания, содержащему:
- пищевой компонент, выбранный из молочного компонента, овощного компонента, фруктового компонента, или их смесей;
- композицию из гидролизованного цельного зерна;
- альфа-амилазу или ее фрагмент, где альфа-амилаза или ее фрагмент не обладают гидролитической активностью по отношению к пищевым волокнам в активном состоянии; и
- эмульгирующий компонент.
В частности, такой сублимированный закусочный продукт может быть приспособлен для детей младшего возраста, особенно с точки зрения диетических потребностей, таких как обогащение витаминами и минералами.
Некоторые преимущества сублимированного закусочного продукта, содержащего гидролизованный цельнозерновой компонент 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 параметров 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 сублимированных закусочных продуктов цельным зерном из-за не текучей вязкости, зернистой текстуры, и вкусовых проблем. Однако, применение гидролизованного цельного зерна в соответствии с настоящим изобретением в сублимированных закусочных продуктах 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 сублимированных закусочных продуктов 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.
Настоящее изобретение позволяет обеспечить для потребителей, особенно детей младшего возраста, удобный путь потребления источника пищевых волокон. Сублимационная сушка и аэрированная текстура продукта позволяют обеспечить продукт, легко растворимый в полости рта. В дополнение к удобной форме, важным полезным эффектом для потребителя является диетическая доставка пищевых волокон. Этот источник пищевых волокон дополняет питательную ценность, обеспеченную молочным, фруктовым или овощным источником.
«Сублимационная сушка» является способом обезвоживания, который осуществляется путем замораживания материала с последующим снижением окружающего давления для обеспечения сублимации замороженной воды, содержащейся в материале, непосредственно из твердой фазы в газ.
«Аэрация» является способом введения воздуха для повышения концентрации газа в жидкостях. Аэрацию можно проводить путем продувки газа через жидкость, распыления жидкости в газ, или перемешивания жидкости для повышения поверхностной абсорбции.
«Растворимость» определяется как изменение твердости продукта при переходе из сухого во влажное состояние.
«Твердость» определяется как пиковая нагрузка перед разломом материала. Применяли Универсальный анализатор твердости, модель 4465 с ячейкой для статической нагрузки 100 Н, производство Instron, Кэнтон, Массачусетс. Для анализа применяли компрессионную наковальню №2830-11 в качестве датчика. Исходно устанавливали скорость датчика 1 мм/сек для примерно 90% сжатия. Скорость была основана на данных статьи из J. Texture Studies, 36 (2005), p.p.157-173, «Effects of Sample Thickness of Bite Force for Raw Carrots and Fish Gels» («Влияние толщины образца на силу надкусывания для сырой моркови и рыбного желе»). Анализ повторяли на 10-15 повторных образцах для каждой переменной.
В контексте настоящего изобретения термин «ребенок младшего возраста» относится к возрастной группе младше 3 лет. Он охватывает определения Кодекса «грудной ребенок» и «ребенок раннего возраста».
Параметром качества сублимированного закусочного продукта, 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 усилия или растягивающего напряжения. Если не указано иное, вязкость приведена в мПа·с.
«Вязкость» определяется как мера сопротивления вещества потоку. Вязкость измеряли с применением вискозиметра Брукфильда со штативом Helipath(R) со стойкой F-Т перед аэрацией композиции. Вязкость позволяет удерживать форму вещества при аэрации и осаждении.
Сублимированный закусочный продукт в соответствии с настоящим изобретением может быть обогащен более чем одним минералом и/или витамином. Таким образом, в одном варианте осуществления сублимированный закусочный продукт обогащают по меньшей мере двумя, по меньшей мере тремя, по меньшей мере четырьмя, и по меньшей мере пятью минералами и/или витаминами, выбранными из группы, состоящей из кальция, витамина A, витамина D, цинка и железа в повышенной концентрации, или любой их комбинации.
Концентрация минералов и витаминов может варьировать в зависимости от специфической возрастной группы и типа продукта. Таким образом, в одном варианте осуществления сублимированный закусочный продукт обогащен по меньшей мере одним компонентом, выбранным из группы, состоящей из витамина A в диапазоне концентрации 20-200 мкг ретинолового эквивалента/100 г, витамина D в диапазоне концентрации 0,1-5 мкг/100 г, цинка в диапазоне концентрации 0,2-2 мг/100 г, и железа в диапазоне концентрации 0,5-5 мг/100 г.
Поскольку продукт из настоящего изобретения предназначен для детей младшего возраста, может быть предпочтительным минимизировать количество синтетических консервантов и синтетических красителей. Таким образом, в одном варианте осуществления сублимированный продукт не содержит синтетических консервантов или синтетических красителей.
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, тефф, 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» и «гидролизованный цельнозерновой компонент» относится к цельнозерновым компонентам, подвергнутыми 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 выражения «композиция из гидролизованных цельных зерен» и «гидролизованный цельнозерновой компонент» также относятся 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 концентрации 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 на основе массы сухого вещества, если не указано иное.
Сублимированный закусочный продукт 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 сублимированный закусочный продукт содержит указанную протеазу или ее фрагмент в концентрации 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 2.4 L (EC 3,4,21,62) от Novozymes.
В зависимости от времени инкубации и концентрации 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 сублимированный закусочный продукт 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, Fungamyi 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 фрагменты 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 сублимированный закусочный продукт, 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 или не сахарного подсластителя» относится к сахарам или не сахарным подсластителям, исходно не присутствующим, или исходно не вырабатываемым в композиции из гидролизованного цельного зерна. Примерами таких внешних Сахаров или не-сахарных подсластителей 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 невосстановленного конца полисахаридной цепи. Сладость препарата возрастает с увеличением концентрации высвобождаемой глюкозы. Таким образом, в одном варианте сублимированный закусочный продукт дополнительно содержит амилоглюкозидазу или ее фрагменты. Может быть предпочтительным добавлять амилоглюкозидазу при производстве композиции из гидролизованного цельного зерна, поскольку сладость препарата возрастает при повышении концентрации 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 сублимированного закусочного продукта в соответствии с настоящим изобретением, является то, что оно обеспечивает снижение содержания сахара (например, сахарозы) в сублимированном закусочном продукте 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 сублимированного закусочного продукта, и следовательно, может быть необходимо ограничить применение амилоглюкозидаз. Таким образом, в одном варианте осуществления сублимированный закусочный продукт 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 сублимированный закусочный продукт 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 сладкости 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 специфических 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 425 L и Validase RA от Valley Research, Fungamyi от Novozymes, и MATS от DSM; протеаза может быть выбрана из группы, состоящей из Alcalase, iZyme В и iZyme G (Novozymes).
Концентрация ферментов в соответствии с настоящим изобретением в сублимированном закусочном продукте может влиять на органолептические свойства сублимированного закусочного продукта. Кроме того, концентрацию ферментов можно также регулировать путем изменения таких параметров, как температура и время инкубации. Таким образом, в одном варианте осуществления сублимированный закусочный продукт содержит от 0,0001 до 5 масс.% от общего содержания цельного зерна в сублимированном закусочном продукте 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 сублимированный закусочный продукт содержит от 0,001 до 3 масс.% альфа-амилазы от общего содержания цельного злака в сублимированном закусочном продукте, 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 сублимированный закусочный продукт содержит от 0,001 до 3 масс.% амилоглюкозидазы от общего содержания цельного зерна в сублимированном закусочном продукте, 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 сублимированный закусочный продукт содержит от 0,001 до 3 масс.% глюкозоизомеразы от общего содержания цельного зерна в сублимированном закусочном продукте, 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 единице, образуемой бета-амилазами, является мальтоза. Таким образом, в одном варианте осуществления сублимированный закусочный продукт 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 злаков, 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 сублимированный закусочный продукт 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 злаков»), 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 является нативной по меньшей мере на 95%, по меньшей мере на 97%, по меньшей мере на 98%, или интактна 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 одном варианте осуществления настоящего изобретения композиция из гидролизованного цельного зерна имеет содержание глюкозы по меньшей мере 0,25 масс.% от композиции из гидролизованного цельного зерна, на основе массы сухого вещества, такое как по меньшей мере 0,35%, например, по меньшей мере 0,5%.
В зависимости от используемых специфических ферментов, сахарный профиль готового продукта может изменяться. Таким образом, в одном варианте осуществления сублимированный закусочный продукт имеет отношение мальтозы к глюкозе ниже 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 глюкозных 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 сублимированный закусочный продукт имеет отношение мальтозы к глюкозе + фруктозе 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.
Далее, в одном варианте осуществления настоящего изобретения сублимированный закусочный продукт имеет отношение мальтозы к фруктозе ниже 230:1 по 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 % от массы готового продукта. В одном варианте осуществления сублимированный закусочный продукт имеет общее содержание цельного зерна в диапазоне 1-30% к массе сублимированного закусочного продукта, 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 % по 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 сублимированный закусочный продукт в соответствии с настоящим изобретением имеет содержание композиции из гидролизованного цельного зерна в диапазоне 1-30% от массы сублимированного закусочного продукта, 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 сублимированном закусочном продукте для детей младшего возраста, можно добавить большее количество гидролизованного цельного зерна (по сравнению с композицией из негидролизованного цельного зерна), без существенного влияния на органолептические свойства продукта, благодаря повышению количества растворимых волокон в гидролизованном цельном зерне.
Предпочтительно иметь сублимированный закусочный продукт с высоким содержанием пищевых волокон без нарушения органолептических параметров продукта. Таким образом, в другом варианте осуществления сублимированный закусочный продукт имеет содержание пищевых волокон в диапазоне 0,1-10% к массе сублимированного закусочного продукта, такое как 0,1-5%, предпочтительно, в диапазоне 0,5-3%, еще более предпочтительно, в диапазоне 1-2 масс.%. Сублимированный закусочный продукт в соответствии с настоящим изобретением может быть обеспечен с 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 сублимированном закусочном продукте в соответствии с настоящим изобретением может варьировать. Так, в другом варианте осуществления содержание сухого вещества находится в диапазоне 1-50% от массы сублимированного закусочного продукта, например, меньше 50%, таком, как меньше 40%, таком, как меньше 25%, или таком, как меньше 10%. 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 сублимированный закусочный продукт с хорошими органолептическими параметрами, такими как сладость, без добавления больших количеств внешних источников сахара. Так, в другом варианте осуществления сублимированный закусочный продукт имеет содержание сахара или не-сахарного подсластителя менее 15% от массы сублимированного закусочного продукта, такое как менее 10%, менее 7%, менее 5%, менее 3%, менее 1%, такое как 0%. Поскольку композиция из гидролизованного цельного зерна дополняет сублимированный закусочный продукт источником углеводов, таких как глюкоза и мальтоза, то сублимированный закусочный продукт 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 сублимированный закусочный продукт не содержит гигроскопичного вещества. Примерные ингредиенты сублимированного закусочного продукта могут включать витамины; эмульгаторы, такие как лецитин; белковые порошки; фруктовое или овощное пюре, сок или концентрат; какао-порошок; алкилрезорцинолы; фенольные соединения, и другие активные ингредиенты, такие как ДГК, или пребиотики.
В другом варианте осуществления сублимированный закусочный продукт может иметь содержание соли в диапазоне 0-2% от массы сублимированного закусочного продукта. В более конкретном варианте осуществления соль является хлоридом натрия.
В зависимости от специфического типа сублимированного закусочного продукта, различные вкусоароматические компоненты могут быть добавлены для обеспечения необходимого вкуса. Так, в одном варианте осуществления сублимированный закусочный продукт дополнительно содержит вкусоароматический компонент. В дополнительном варианте осуществления вкусоароматический компонент выбран из группы, состоящей из какао, меда, ванили; фруктового и овощного пюре, сока или концентрата; вкусоароматических средств, и их комбинаций.
Сублимированный закусочный продукт может также содержать пребиотики и/или пробиотики. «Пребиотик» означает неперевариваемый пищевой ингредиент, благоприятно влияющий на организм-носитель благодаря избирательной стимуляции роста и/или активности одного или ограниченного числа видов бактерий в толстой кишке, и таким образом, улучшающий здоровье организма-носителя/хозяина (Gibson and Roberfroid "Dietary Modulation of the Human Colonic Microbiota: Introducing the Concept of Prebiotics" J. Nutr 125: 1401-1412; («Диетическая модуляция микрофлоры кишечника человека: введение концепции пребиотиков»)). «Пробиотик» означает, в контексте бактериальных штаммов, препараты микробных клеток или компоненты микробных клеток, оказывающие благоприятное влияние на здоровье или самочувствие организма-носителя (Salminen S, Ouwehand A. Benno Y. et al «Probiotics: how should they be defined» Trend Food Sci. Technol. 1999: 10 107-10 («Пробиотики: как их необходимо определить»)).
Помимо гидролизованного цельнозернового компонента, композиция из настоящего изобретения содержит пищевой компонент и эмульгатор.
Пищевой компонент может быть выбран из молочного компонента, фруктового компонента, овощного компонента, или их смесей. В частности, возможны смеси молочного компонента и фруктового компонента, а также смеси молочного компонента и овощного компонента, смеси нескольких фруктовых компонентов, смеси нескольких овощных компонентов, смеси овощного компонента и фруктового компонента. В одном варианте осуществления пищевой компонент присутствует в количестве от 50% до 98%, предпочтительно от 60% до 90%, и наиболее предпочтительно от 70% до 85% от композиции.
Настоящее изобретение может включать молочный или компонент из суррогата молока. Молочный компонент в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения может также быть получен из различных источников. Молочный ингредиент, или ингредиент из молочного заменителя выбирают из молочного ингредиента, или из ингредиента из молочного суррогата, общеизвестного в данной области техники. В частности, молочный ингредиент выбирают из группы, включающей молоко, молочный порошок, йогурт, обезжиренное молоко и молочные белки, и их комбинации, но не ограничивающейся ими. Ингредиент из молочного заменителя выбирают из соевых белков и рисовых белков, и их комбинаций, но не ограничиваясь ими. Молочный ингредиент или ингредиент из молочного заменителя присутствует в количестве от 50% до 98%, предпочтительно от 60% до 90%, и наиболее предпочтительно от 70% до 85% от композиции. Таким образом, в дополнительном варианте осуществления молочный компонент выбран из группы, состоящей из жидкого или порошкового цельного молока; жидкого или порошкового обезжиренного молока; сливок; жидкой или порошковой последующей смеси, жидкого или порошкового молока для детей раннего возраста; жидких или порошковых сывороточных фракций; жидкого или порошкового казеина, жидкого или порошкового соевого молока; и любых их комбинаций. В дополнительном варианте осуществления молочный компонент содержит ферментированное или культивированное молоко, такое как йогурт, кефир или подобные продукты. Такое ферментированное молоко может быть обеспечено в виде жидкого, полужидкого или порошкового продукта. Молоко в жидкой или полужидкой форме может быть свежим или подвергнутым тепловой обработке. Могут быть обеспечены комбинации ферментированного молока, культивированного молока, или других молочных компонентов. Добавление молочного компонента может улучшать такие факторы, как вкус, вязкость, и диетический профиль.
Фруктовый или овощной компонент в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения выбраны из компонентов, общеизвестных в данной области техники. Предпочтительно, фруктовый или овощной ингредиент находится в форме пюре. Фруктовый или овощной ингредиент присутствует в количестве от 60% до 98%, предпочтительно от 70% до 90%, и наиболее предпочтительно от 60% до 80% от композиции.
Другой компонент из настоящего изобретения включает эмульгирующий компонент. Не желая углубляться в теорию, считается, что эмульгатор снижает поверхностное натяжение на границе раздела воздух-жидкость, таким образом, обеспечивая стабильную дисперсию пузырьков воздуха в вязком жидком матриксе. Эмульгатор предпочтительно является лактилированным моно- и диглицеридом. Лактилированный моно- и диглицерид выбирают из группы, состоящей из молочнокислых и лимоннокислых эфиров моно- и диглицеридов, очищенных перегонкой моноглицеридов, и их комбинаций, но не ограничиваясь ими. Не желая углубляться в теорию, считается, что молочнокислый компонент агента для облегчения взбивания остается в водной фазе на поверхности раздела водной фазы и гидрофобной фазы, в то время как моно- и диглицериды остаются в гидрофобной фазе взбитой молочной пены. Лактилированные моно- и диглицериды присутствуют в количестве от 0,001 до 1%, предпочтительно от 0,01 до 0,5%, и наиболее предпочтительно от 0,1 до 0,4% от композиции. Считается, что лактилированный моно- и диглицеридный компонент из настоящего изобретения стимулирует стабилизацию готовой аэрированной композиции.
Комбинацию пищевого компонента, эмульгирующего компонента и гидролизованного цельнозернового компонента затем пастеризуют посредством процедур, общеизвестных в промышленности. Пастеризация может занимать от 1 до 10 минут, при температуре от 170°F до 210°F, предпочтительно от 180°F до 205°F. Композиция из настоящего изобретения может дополнительно содержать факультативные ингредиенты, такие как крахмал, включая кукурузный крахмал, рисовый крахмал (нативный, модифицированный физическим или химическим путем), и крахмал тапиоки, но не ограничиваясь ими; сахара/подсластители, стабилизаторы, вкусоароматические средства, красители, фруктовые пюре, пребиотики, пробиотики, овощные пюре, пищевые волокна; обогатители, такие как ДГК, минералы и витамины, и желатины, такие как свиной, рыбий и бычий.
Композиция из настоящего изобретения имеет вязкость от 1000 до 150000 сП, в зависимости от температуры и скорости вискозиметра, используемого для измерения вязкости. В предпочтительном варианте осуществления вязкость сырой композиции находится в диапазоне от 30000 до 60000 сП при скорости 10 об./мин для шпинделя 6 на вискозиметре Брукфильда. Наиболее предпочтительным является диапазон от 35,000 до 50000 сП. В альтернативном варианте осуществления вязкость в соответствии с настоящим изобретением составляет от 1000 до 700000 сП, в зависимости от температуры и скорости вискозиметра, используемой для измерения вязкости. В предпочтительном альтернативном варианте осуществления вязкость сырой композиции находится в диапазоне от 100000 до 400000 сП при скорости 5 об./мин для шпинделя 6 на вискозиметре Брукфильда. Наиболее предпочтительным диапазоном для альтернативного варианта осуществления является диапазон от 200000 до 350000 сП. Необходимо отметить, что вязкость можно регулировать на основе об./мин и в зависимости от растворимости стабилизатора.
Способ приготовления сублимированного закусочного продукта включает следующие стадии: (a) обеспечения пищевого компонента; (b) добавления эмульгирующего компонента; (c) термической обработки смеси; (d) факультативной ферментации смеси; (e) добавления газа, такого как азот, в смесь; (f) одновременной аэрации газа и смеси до получения аэрированного продукта; (g) охлаждения продукта; и (h) сублимации продукта.
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 сублимированного закусочного продукта в соответствии с настоящим изобретением. Так, в одном варианте осуществления стадию (1b) 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°C 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°С 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 TS 50.
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 в 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. 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 нетермические виды обработки, такие как обработка под давлением. В другом варианте осуществления сублимированный закусочный продукт герметизируют в асептических условиях. В другом варианте осуществления сублимированный закусочный продукт пакуют не в асептических условиях, таких как при автоклавировании или хранении в горячее виде.
Необходимо отметить, что варианты осуществления и характеристики, описанные в контексте одного из аспектов или вариантов осуществления настоящего изобретения, также применяют для других аспектов изобретения.
Все патентные и непатентные 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 425 L (альфа-амилазу), факультативно в комбинации с Alcalase 2,4 L, 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 отношение 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
Фермент протеаза
0,05% 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 отношение мальтозатлюкоза 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 негидролизованном цельном зерне и в композиции из гидролизованного цельного зерна.
Пример 3 - Гидролитическая активность в пищевых волокнах
Ферменты Validase HT 425L (Valley Research), Alcalase 2.4 L (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% (м/о) бета-глюкана овса средней вязкости (Megazyme) или арабиноксилана пшеницы средней вязкости (Megazyme) в воде.
Добавляли фермент с отношением 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 RA 8303 A
серия 72044
MATSL(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 0,1M, со скоростью 0,5 мл/мин. Детекцию осуществляли с применением индекса рефракции.
Результаты
На Фигурах 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 2.4 L (Фигура 2), Validase HT 425 L (Фигура 3) или MATS L (Фигура 4).
Пример 5 - Сублимированный закусочный продукт, содержащий гидролизованное цельное зерно
Сублимированный закусочный продукт можно приготовить следующим образом: гидролизованное цельное зерно в соответствии с примером 1 смешивают с молочным порошком и/или фруктовым пюре, витаминами, минералами, и текстурирующим агентом, таким как пектин, и/или камедь, и/или желатин. В смесь можно добавить эмульгирующий компонент. Суспензию можно смешать в миксере с высоким сдвиговым усилием, или подать насосом через гомогенизатор при высоком давлении. Затем смесь можно подвергнуть этапу термической обработки для пастеризации продукта и активации текстурирующего агента. После термической обработки продукт можно охладить, и можно провести дополнительный этап добавления пробиотиков. Вязкость суспензии является ключевым фактором для перехода к следующим этапам способа. Вязкость продукта в данной точке должна составлять примерно от 150000 сП до 450000 сП. Сырой материал затем можно подать в бункер аэратора. Блок охлаждения может быть соединен с линией аэрации для сохранения продукта в холодном виде. Суспензию можно аэрировать путем смешивания с газообразным азотом с применением установки Mondomix, затем можно осадить аэрированный продукт, факультативно с применением специальной формы. Затем продукт замораживают для стабилизации формы и подготовки к сублимации. Затем замороженный, факультативно формованный продукт сушат с применением лиофилизатора. Затем готовый продукт может быть упакован.
Способ описан более подробно в WO 2008141229 A1 и WO 2008141233 A1, содержание которых настоящим включено посредством ссылки во всей полноте.
Композиция может содержать от 60 масс.% до 80 масс.% пищевого компонента, от 20 масс.% до 40 масс.% гидролизованного цельнозернового компонента, и от 0,001 масс.% до 1 масс.% лактилированных моно- и диглицеридов.