專利名稱：在擠出過程中穩(wěn)定的食物產(chǎn)品用多不飽和脂肪酸組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含PUFA(長鏈多不飽和脂肪酸)的組合物在制備經(jīng)過擠出的谷物食品中的用途。更廣義地，本發(fā)明涉及此類組合物用于制備所有類型的經(jīng)過擠出的食物(人類或動物的，包括幼兒和寵物食品)的用途。更具體地，本發(fā)明涉及膠囊封裝的顆粒的用途用于制備食物，所述顆粒包含PUFA，尤其是來自海洋生物油的PUFA，其能在經(jīng)過擠出的此類食物(優(yōu)選地，谷物食品)中保持好的口感(sensory)屬性，本發(fā)明還涉及由此獲得的經(jīng)過擠出的食物。
過去數(shù)年間，海洋生物油作為長鏈多不飽和脂肪酸的來源，已吸引了很大的興趣，長鏈多不飽和脂肪酸作為膳食補充劑的重要性日益增加。如今已有合理的證據(jù)表明，膳食中PUFA水平的增加可以降低冠心病導致的死亡率，這是通過對血壓、動脈硬化以及血栓形成的影響來實現(xiàn)的。
根據(jù)雙鍵在分子碳鏈中的位置，將PUFA分類為n-9、n-6或n-3PUFA。n-6 PUFA的例子是亞油酸(C18:2)、花生四烯酸(C20:4)、γ-亞麻酸(GLA，C18:13)和二高-γ-亞麻酸(DGLA，C20:3)。n-3 PUFA的例子是α-亞麻酸(C18:13)、二十碳五烯酸(EPA，C20:5)和二十二碳六烯酸(DHA，C22:6)。近年來在食品工業(yè)方面，EPA和DHA尤其具有吸引力。最容易獲得的這兩種脂肪酸的來源是魚和從其中提取的海洋生物油。
隨著雙鍵數(shù)目的增多，PUFA的氧化降解也會增加，還會發(fā)展出人們不想要的“異味”，主要是魚的氣味和味道。對PUFA，例如EPA和DHA的興趣增加，推動了對魚油和PUFA濃縮物進行精煉和穩(wěn)定的方法的研究。
長期以來，人們已知，新鮮精煉的海洋生物油最初是沒有異味和魚的味道及氣味的，但是，氧化導致的變質(zhì)會迅速發(fā)生。人們做出了很多嘗試，企圖對油加以穩(wěn)定，例如，通過加入不同的抗氧化劑或它們的混合物。但是，目前大多數(shù)嘗試都失敗了，或者至少還都有進一步改善的可能性。直到現(xiàn)在，人們?nèi)孕枰_發(fā)出基于PUFA或含有PUFA的海洋生物油的組合物，所述組合物在長時間都具有好的口感屬性，并且因此能用作為膳食補充劑，例如，以干燥的、能自由流動的粉末或珠粒的形式使用。市場上有很多種經(jīng)過穩(wěn)定的PUFA油和微膠囊封裝的粉末，較之未經(jīng)過穩(wěn)定化的油，它們的確顯示出口感上的改進。但是，PUFA的口感問題對它們在食品中的應(yīng)用和用途來說仍是最限制性的因素。對于通過與熱、水分、氧和壓力相關(guān)的激烈(aggressive)工藝生產(chǎn)的食物而言，這點尤其真確。此類工藝的一個重要的例子就是擠出工藝，其廣泛應(yīng)用于對谷物的制備，尤其是被稱為早餐谷物的那些。將PUFA以經(jīng)過穩(wěn)定的油或微膠囊封裝的粉末的形式加入，會使得最終的谷物具有不可被接受的口感屬性。
根據(jù)美國專利(USP)4,670,247和EP 285 682 B2，通過下述方法來制備脂溶性珠粒用水、明膠和糖來乳化脂溶性物質(zhì)，例如，多不飽和脂肪酸，然后進一步地將所述乳液轉(zhuǎn)化為液滴，將液滴收集到收集粉末中，形成顆粒，將這些顆粒與收集粉末加以分離，對得到的產(chǎn)物進行熱處理，以形成水不溶性珠粒。糖是還原糖，其可以選自由果糖、葡萄糖、乳糖、麥芽糖、木糖及其混合物所組成的組。根據(jù)USP 4670247，所用的收集粉末是淀粉粉末。熱處理導致明膠基質(zhì)的交聯(lián)。根據(jù)傳統(tǒng)加熱方法，交聯(lián)步驟通過下述過程來進行在電爐中預熱過的不銹鋼槽上，開始在大約90℃的溫度下加熱2小時，最后在大約180℃的溫度下加熱小于一分鐘。
根據(jù)USP 6,444,227，含有脂溶性物質(zhì)，例如PUFA的珠粒是通過如下方法獲得的(a)使所述物質(zhì)、明膠、還原糖，以及可選地，抗氧化劑和/或保濕劑形成水性乳液，(b)可選地，加入交聯(lián)酶，(c)將所述乳液轉(zhuǎn)變?yōu)楦稍锓勰┮约?d)通過輻射或通過孵育(在酶存在的情況下)使得明膠基質(zhì)在被包被的顆粒中交聯(lián)。
根據(jù)EP 494 417 B1，在交聯(lián)的明膠基質(zhì)中包含水可乳化的活性成分的穩(wěn)定的、熱水不可溶的粉末是通過下述方法獲得的(a)在明膠、葡萄糖和/或果糖以及有機或無機酸的堿金屬或堿土金屬鹽的水溶液中制備所述活性成分的乳液，(b)將該乳液的水含量減少至15-4％(w/w)，將組合物加熱至55-180℃的溫度，同時將組合物的水含量保持為至少3％(w/w)的水平。
根據(jù)EP 547 422 B1，包含脂溶性維生素或類胡蘿卜素(包埋于基于明膠的基質(zhì)中)的穩(wěn)定的、熱水不可溶的粉末是通過如下方法來制備的(a)制備一種水分散體系，其主要含有這些脂溶性的活性物質(zhì)、還原糖以及(作為膜形成膠體的)明膠，其與生理可承受的有機氨基化合物(其含有堿性伯氨基以及，此外，另一種氨基、羥基、烷氧基或羧基)組合，所述有機氨基化合物是游離形式的或結(jié)合為鹽的形式的，和/或與一定量的堿性堿金屬或堿土金屬化合物組合，使得該分散體系的pH為7.5至10，(b)將該分散體系轉(zhuǎn)化為以粉末形式存在的干燥的維生素和/或類胡蘿卜素產(chǎn)品，以及(c)在60至180℃下對該粉末進行熱固化。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，含有PUFA、按照上文所述交聯(lián)的明膠基質(zhì)的珠粒或粉末(例如，分別見USP 4,670,247以及USP 6,444,227或EP 494 417 B1和EP547 442 B1中)可被加入到將經(jīng)歷擠出的食物，優(yōu)選地，谷物，并且最終產(chǎn)品會具有非常好的口感屬性?，F(xiàn)在也已發(fā)現(xiàn)，除明膠之外，還有其它植物和動物來源的能被交聯(lián)的蛋白質(zhì)可用作為基質(zhì)。植物蛋白質(zhì)的來源可以是，例如，大豆、豌豆、羽扁豆、豆(bean)、蠶豆、鷹嘴豆和其它豆科植物，麥麩(gluten)、小麥、燕麥、大麥、水稻、苞谷(corn)、玉米(maize)和其它谷物，或芥菜籽(canola)、油菜籽、向日葵等。術(shù)語“蛋白質(zhì)”還包含通過化學方法、酶方法或熱降解得到的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物。
術(shù)語“珠?！卑魏文z囊封裝的(尤其是微膠囊封裝的)顆粒和粉末，其中含有活性油溶性物質(zhì)，例如，維生素、類胡蘿卜素、PUFA等。所述顆?？梢酝ㄟ^粉末捕捉工藝(具有一層水不溶性物質(zhì)，例如，淀粉、硅酸鈣、硅酸等的珠粒)、通過噴霧干燥或噴霧團聚得到。顆粒尺寸可以在大約10-10000微米的范圍內(nèi)，優(yōu)選地，大約10-1000微米對噴霧干燥的產(chǎn)物的而言，大約10-200微米，對于粉末捕捉的產(chǎn)物而言，大約125-850微米，以及對于團聚的產(chǎn)物而言，大約10-300微米。
本發(fā)明因此涉及以珠粒形式存在的組合物的用于制備經(jīng)過擠出的食物(優(yōu)選地，谷物)的用途，所述組合物包含包埋于經(jīng)交聯(lián)的蛋白質(zhì)基質(zhì)(優(yōu)選地，明膠或明膠糖基質(zhì))中的PUFA，本發(fā)明還涉及包含此類珠粒的經(jīng)過擠出的食物，優(yōu)選地，谷物，此外，本發(fā)明還涉及制備它們的方法。
以珠粒形式存在的、包含經(jīng)交聯(lián)的明膠糖基質(zhì)的組合物及其制備方法在例如U.S.專利說明書No.4,670,247、5,126,328、5,153,177、5,356,636和6,444,227中有所描述，上述說明書的內(nèi)容通過引用被并入本申請。上述參考文獻中沒有具體提到但是等同于(尤其是在其穩(wěn)定性的方面)它們的組合物及其制備方法也是本發(fā)明的實施方式。
本發(fā)明的組合物還可額外含有用作為保護性膠體的蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物，例如，來自大豆或羽扁豆的蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物。術(shù)語“PUFA”涉及多不飽和脂肪酸，其單獨或作為混合物被用作為膳食補充劑，其可以是通過合成來制備的，或從天然來源純化、濃縮或分離的，其可以是游離酸、其鹽、甘油單/雙或三酯或其它酯類(例如，乙酯，其可例如通過酯交換作用從甘油酯獲得)的形式。
優(yōu)選的PUFA是n-3和n-6 PUFA，特別是食品級質(zhì)量的EPA、DPA和DHA，優(yōu)選地，以其甘油三酯形式存在的，特別是作為從海洋生物油(優(yōu)選地，從魚類)獲得的濃縮物的組分存在。可通過本領(lǐng)域已知的方法，例如，加入抗氧化劑、乳化劑、調(diào)味品或香草，例如迷迭香或鼠尾草提取物來使對其進行穩(wěn)定和/或脫臭。
術(shù)語“經(jīng)過擠出的食物”和“經(jīng)過擠出的谷物”的含義就是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的含義，其包含通過壓縮獲得的所有食物或谷物，所述壓縮是對其進行制備的一部分，該術(shù)語涉及基于苞谷、小麥、黑麥、大麥、燕麥、水稻、小米等的擠出產(chǎn)品，其可選地包含添加劑，例如調(diào)味劑、維生素和礦物質(zhì)。經(jīng)過擠出的谷物和用于對其進行制備的技術(shù)在例如“Extrusion Cooking”，R.Guy，editor，Woodhead Publ.Ltd.，Cambridge，GB，2001中有詳細描述，其通過引用被并入本申請說明書中。因此，術(shù)語“擠出”包含擠出烹煮以及在相對低的溫度下進行的擠出。低溫擠出被用于制備意大利粉和面條，而高溫下的擠出被用于制備即食(ready-to-eat)谷物，例如早餐谷物或點心。在一種優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明涉及即食谷物。典型地，經(jīng)過擠出的谷物包括玉米片、麥片、麥麩片(bran flake)、脆米條(rice crispy)、爆米花(rice flake)、麥圈、玉米膨化食品、小麥膨化食品、玉米球和小麥球。它們中的很多都以熟知的商標名在市場上有售。
本發(fā)明的食物或谷物制品可以從各種各樣不同的主體谷類成分制得，其包括整個谷粒，例如全麥、水稻、苞谷、燕麥、大麥、小米和黑麥；谷粒的組分，例如，小麥胚芽和麥麩，包括燕麥麥麩、小麥麥麩等；面粉，例如，小麥面粉、玉米面粉等；豆類，例如，大豆、豌豆、豆等；以及非麥麩類纖維來源，例如，梅脯(prune)纖維、甜菜纖維和柑橘類果肉以及其它傳統(tǒng)上被包含于即食谷物中的原材料成分。
對根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)過擠出的食物的制備是根據(jù)本領(lǐng)域內(nèi)公知的方法來進行的。該方法通?？杀桓爬榘ㄈ缦虏襟E(a)向擠出機中加入食物材料、含PUFA的珠粒以及可選地，內(nèi)部潤滑劑和/或其它成分，(b)將這些組分在擠出機中混合，獲得均質(zhì)混合物，(c)將所述混合物擠出，并切割為小塊，以及，可選地(d)對所述小塊進行包被和/或干燥。
在本發(fā)明的一種具體的實施方式中，即，對經(jīng)過擠出的谷物進行的制備中，所述方法包括如下步驟(a)向螺桿擠出機中加入谷物、含PUFA的珠粒以及可選地，內(nèi)部潤滑劑和/或其它成分，(b)將這些組分在擠出機中混合，獲得均質(zhì)混合物，(c)將所述混合物擠出，并切割為小塊，以及，可選地(d)對所述小塊進行包被和/或干燥。
使用合適的擠出螺桿構(gòu)造的任何擠出機都可使用，傳統(tǒng)地，使用水平螺桿擠出機，優(yōu)選地，使用具有用于獲得低剪切混合的構(gòu)造的擠出機。例如，可以使用交替式窄節(jié)距(alternative small pitch)運輸元件和分布式混合元件(其相互之間錯開一個角度)的組合，用于在擠出機桶的內(nèi)部提供軸向定向的漏流。交替式運送元件和分布式混合元件和捏合元件的組合使得材料流被連續(xù)打斷，而沒有對物質(zhì)的剪切，由此使得對物質(zhì)的混合以低的機械能量輸入方式來進行。同向嚙合雙螺桿擠出機(例如，可從Bühler，Switzerland；Clextral，F(xiàn)rance；Werner and Pfleiderer，Germany；APV，Englandor Wenger，USA獲得的)；或共捏合機(Co-Kneader)(可從Buss，Switzerland獲得)是優(yōu)選的，因為它們較之單螺桿擠出機能提供更好的混合作用。
組分可以作為預混合物被加入到擠出機中，或在擠出機的不同位置單獨加入。其它成分包含通常用于制備經(jīng)過擠出的谷物的添加劑，例如，調(diào)味劑、抗氧化劑、維生素、礦物質(zhì)、保護性膠體和能增加食物產(chǎn)品的營養(yǎng)或膳食價值的其它成分。
為被成功包括進食物產(chǎn)品，以及為了在通常的貯藏條件下穩(wěn)定，PUFA珠粒的顆粒尺寸應(yīng)當從50μm(微米)至1600μm。優(yōu)選的顆粒尺寸范圍從大約160μm至840μm，更優(yōu)選的范圍為從180-450μm。尤其優(yōu)選的是200-300μm之間的顆粒尺寸范圍。
根據(jù)公開的數(shù)據(jù)值，經(jīng)交聯(lián)的珠粒中PUFA的含量可以在1-80％或20-40％之間變動，優(yōu)選的范圍分別為10-60％或25-35％，但是該含量可以總是隨著消費者的特定趨勢和需求，以及特定的最終產(chǎn)品而變動。
在經(jīng)過擠出的谷物中，PUFA的含量還可以在很寬的限制內(nèi)變動，可以選用取決于需求的劑量。因此，強化含量可以在從0.1％至10％的范圍內(nèi)，優(yōu)選是1-3％。
在好的口感質(zhì)量方面，經(jīng)PUFA強化的經(jīng)過擠出的谷物的穩(wěn)定性預期能在通常的貯藏條件下保持數(shù)周直到數(shù)月。
下述實施例詳細說明了本發(fā)明。
實施例將118.5g干燥魚膠、23.4g果糖、20.9g甘油和17.2g抗壞血酸鈉置于1000ml雙層壁容器中，加入140ml去離子水，在用攪拌盤(micerdisc)以500轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)和大約40℃下進行攪拌的同時，使混合物稱為溶液。該溶液被稱為基質(zhì)溶液。之后，將132.2g ROPUFA‘30’n-3Food Oil(精煉的魚油混合物，具有最少30％的以甘油三酯形式存在的n-3PUFA[至少25％DHA、EPA和DPA]，用混合的生育酚、棕櫚酸抗壞血酸酯加以穩(wěn)定，含有迷迭香提取物)乳化于該基質(zhì)中，攪拌10分鐘。在乳化和攪拌期間，攪拌盤被設(shè)置為4800rpm。在該乳化之后，乳液的內(nèi)部相的平均顆粒尺寸為大約254nm(通過激光衍射測量)。用310ml去離子水稀釋乳液，溫度被保持為70℃。
隨后，將1300g玉米淀粉(用硅酸流化)放置到實驗室用噴霧盤上，冷卻至至少0℃。用旋轉(zhuǎn)噴霧嘴分兩部分將乳液噴霧到噴霧盤上。由此獲得的包被有玉米淀粉的顆粒被過篩(篩級為0.125至0.63mm)，篩去多余的玉米淀粉，用空氣流在室溫下進行干燥。由此獲得了389g包被有玉米淀粉的顆粒，其具有非常好的流動性，已被完全干燥，并能對其很好地加以操作。
為進行熱處理，將上述顆粒中的100g的部分放置到流化床干燥機(Retsch)上，加熱到135℃，20分鐘。該熱處理使得明膠基質(zhì)交聯(lián)(Maillard反應(yīng))。最終產(chǎn)物的DHA/EPA含量為9.0％(DHA5.3％；EPA3.7％)，交聯(lián)度94％，干燥損失1.2％。交聯(lián)度是通過下述方法來測量的15分鐘內(nèi)將產(chǎn)物分散到55℃水中，濃度為20％，測定釋放的PUFA油。
具有該擠出穩(wěn)定形式的早餐谷物是根據(jù)本領(lǐng)域公知的方法在水平雙螺桿擠出機(Bühler，Switzerland)上制備的。
下述組合物被用于制備經(jīng)過擠出的谷物產(chǎn)品
工藝參數(shù)I/d＝16；螺桿轉(zhuǎn)速380rpm；壓力67bar；口模溫度156℃。
擠出之后，在包被盤中用糖漿(水中75％蔗糖)包被谷物，隨后在流化床干燥機上干燥。
通過經(jīng)過培訓的品嘗小組對由此獲得的未被包被的早餐谷物加以評價。用關(guān)于魚味的分級機制，通過描述性分析來進行口感分析。
與補充有含有未交聯(lián)的基質(zhì)PUFA的珠粒的谷物相比，上述谷物的口感屬性明顯更好。
權(quán)利要求
1.包含包埋于經(jīng)交聯(lián)的蛋白質(zhì)基質(zhì)中的PUFA的、以膠囊封裝的顆粒形式存在的組合物用于制備經(jīng)過擠出的食物的用途。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物的用途，所述組合物以珠粒形式存在。
3.如權(quán)利要求1或2所述的組合物的用途，所述蛋白質(zhì)基質(zhì)是明膠基質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項所述的組合物的用途，其中所述食物是谷物。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的組合物的用途，其中所述PUFA是經(jīng)過純化和穩(wěn)定的海洋生物油的一部分。
6.如權(quán)利要求1-5中任意一項所述的組合物的用途，其中所述主要的PUFA含量由EPA和DHA所代表。
7.經(jīng)過擠出的食物，其特征在于，其含有在權(quán)利要求1-3、5和6中任意一項中所定義的組合物。
8.如權(quán)利要求7所述的經(jīng)過擠出的食物，其中所述食物是谷物。
9.一種方法，用于制備如權(quán)利要求7所述的經(jīng)過擠出的食物，所述方法是通過本身已知的方式來進行的。
10.一種方法，用于制備如權(quán)利要求7或8所述的經(jīng)過擠出的食物，所述方法包括如下步驟(a)向擠出機中加入食物材料、含PUFA的膠囊封裝的顆粒以及可選地，內(nèi)部潤滑劑和/或其它成分，(b)將這些組分在所述擠出機中混合，獲得均質(zhì)混合物，(c)將所述混合物擠出，并切割為小塊，以及，可選地(d)對所述小塊進行包被和/或干燥。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，用于制備經(jīng)過擠出的谷物，所述方法包括如下步驟(a)向螺桿擠出機中加入谷物、含PUFA的珠粒以及可選地，內(nèi)部潤滑劑和/或其它成分，(b)將這些組分在所述擠出機中混合，獲得均質(zhì)混合物，(c)將所述混合物擠出，并切割為小塊，以及，可選地(d)對所述小塊進行包被和/或干燥。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有PUFA的膠囊封裝的顆粒用于制備經(jīng)過擠出的食物的用途，涉及補充有PUFA的經(jīng)過擠出的食物以及對其進行制備的方法，所述PUFA包埋于蛋白質(zhì)基質(zhì)中。
文檔編號A23L1/164GK1929751SQ200580008156
公開日2007年3月14日 申請日期2005年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月18日
發(fā)明者斯爾萬恩·迪谷特, 卡林·費特斯, 尼科爾·克里曼, 布魯諾·洛恩伯格, 約翰恩·尤爾恩 申請人:帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司