CN101500425A - 使用高度精制的纤维素纤维成分减少或替代蛋含量的强化消费品 - Google Patents

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Abstract

高度精制的纤维素材料是用作通过焙烤，油炸，烧烤制备的未发酵或发酵的有外皮产品或其他热制备的面粉或谷物基食品的制备中的配料的物质组成，所述的产品如炸土豆片，发面饼干，预烹饪的物质，其含有0.25％－5.0％重量的高度精制的纤维素纤维，2－20％重量的动物可食用的油或脂肪，30－92.75％的面粉或谷物和5－45％重量的水。终产品具有提高的外皮强度和对破裂和刚性破碎的抵抗力。

Description

使用高度精制的纤维素纤维成分减少或替代蛋含量的强化消费品
相关申请数据
本申请是2006年5月25日申请的发明名称为“使用高度精制的纤维素纤维成分的强化饼干，油炸土豆片，华夫和未发酵产品”的美国专利申请系列No.11/440,603的部分继续，美国专利申请系列No.11/440,603是2005年6月23日申请的发明名称为“使用柑桔类纤维成分的减脂起酥油，层酥(roll-in)和涂抹酱”的美国专利申请系列No.11/165,430的部分继续，美国专利申请系列No.11/165,430是2004年10月20日申请的发明名称为“结合水状胶体的高度精制的纤维素材料”的美国专利申请系列No.10/969,805的部分继续，美国专利申请系列No.10/969,805是2002年11月6日申请的发明名称为“高度精制的纤维材料，其制备方法及含有该纤维的产品”的美国专利申请系列No.10/288,793的部分继续。在此将这些申请中的每一篇都以其整体引入作为参考。
发明背景
1.发明领域
本发明涉及其中通常存在黄油的消费食品和商品的添加剂领域，这些食品和商品尤其是含面粉的制品，如给人或其他动物食用的焙烤或深锅油炸的商品，特别涉及可以通过用含水的高度精制的纤维素组合物替换或替代黄油或人造黄油和/或替换蛋含量来减少这些面粉制品的脂肪含量同时保持含面粉制品中感知的口味和感官品质的添加剂。
2.技术背景
FDA、美国心脏协会和Harvard发表的论文中都将反式脂肪和饱和脂肪与提高的LDL(有害胆固醇)和因此提高的心脏病之间联系起来。从2006年1月开始，FDA要求食品公司在标签上列出反式脂肪酸的量。为了降低食品中反式脂肪的含量，起酥油供应商已经引入了低反式脂肪的起酥油。然而，在较新的提供用于低反式起酥油的组合物中，饱和脂肪的量有所增加。在典型的起酥油中，饱和脂肪从标准起酥油中的26％升高至低反式起酥油中的40％。因此，尽管起酥油供应商试图提供具有较低反式脂肪的更健康的产品，仍存在着与增加的饱和脂肪的交换，这引起了对饱和脂肪成分的关注。对于为标签上没有反式脂肪而担忧的公司，将低反式/较高饱和脂肪的起酥油转换成某些高脂肪产品例如蛋糕，甜甜圈等的公司，将仍然需要标注反式脂肪酸的量，并且还要标明较高水平的饱和脂肪。
美国专利No.6,251,458；5,487,419；4,923,981；4,831,127；4,629,575(Weibel)涉及物质添加剂。US4,923,981更多地涉及脂肪替代问题，描述了使用膨胀的实质细胞纤维素(PCC)用于减少脂肪。然而，该Weibel专利具体指出通过使用碱性或酸性条件的方法来制备PCC。此外，该专利没有给出干燥该产品的方法，也没有能够使用干燥和膨胀的PCC，而本发明技术中所用的该产品是干燥形式的。
美国专利No.5,964,983(Dinand)使用碱性和/或酸性条件来制备微纤维化的纤维素。Dinand公开了使用碱性和/或酸性条件来制备微纤维化的纤维素，但是同样没有公开将水，纤维和起酥油一起直接混合来制备脂肪减少的起酥油，油，人造黄油或黄油。
美国专利5,766,662(Inglett)描述了替代脂肪，但是具体指出了该脂肪替代产品是根据他的发明制得的产品，是通过机械和化学方法的结合制得的产品。此外，在产品用于替代脂肪之前，他制备的干燥产品需要在剪切装置即高速搅拌机中进行剪切。该工作没有公开将水，纤维和起酥油一起直接混合来制备脂肪减少的起酥油，油，人造黄油或黄油。
鉴于Weibel专利(6,251,458；5,487,419；4,923,981；4,831,127和4,629,575)中，只有专利4,923,981似乎显示出关于使用膨胀的实质细胞纤维素(PCC)替代脂肪以用于减少脂肪具有相关的公开内容。所得到的产品不是脂肪减少的起酥油，涂抹酱，层酥，黄油或油，而是混合的产品。此外，该专利具体指出通过使用碱性或酸性条件的方法来制备PCC。Weibel也没有给出干燥纤维的方法，这在提供高度精制的纤维素纤维的方法中是非常有意义且重要的步骤，尤其是来自柑桔类果肉的高度精制的纤维素纤维和具有高实质含量的材料。Weibel没有公开使用干燥并膨胀的PCC。
几个其他的现有技术来源(美国专利#：5,658,609，5,190,776，5,360,627，5,439,697，6,048,564)陈述了脂肪减少的起酥油，人造黄油，涂抹酱，层酥，黄油或油的概念，但它们是由改性淀粉，树胶，乳化剂的组合物或其他成分的组合物制得的，与本发明使用膨胀的细胞壁纤维素和水来进行脂肪减少的目的相反。
公开的美国专利申请No.20020012722描述了一种即食食品，在60％的置信水平，其具有高于-8.00的较低口味值；低于0.90的水活度；并以单参照份为基础，含有：a.)提供至少19％所述食品总热量值的氨基酸源；b.)提供少于30％所述食品总热量值的脂肪；和c.)提供所述食品总热量值平衡的碳水化合物和至少约2.5克的膳食纤维。
通常使用非常高的温度和压力来实现从纤维素中除去木质素。这些极端条件引起原料片段破裂，因此释放基于纤维素的微纤维。此外，将原料接受高浓度的氢氧化钠。参见，例如，Chen等的美国专利No.5,817,381。这样的方法就需要的温度和压力而言是非常耗能的。此外，由于使用大量氢氧化钠引起的升高的pH水平，该方法产生了认为是带有危险性的废汽。废汽的处理增加了生产成本，并且影响了该方法的整体效率。
Lundberg等对该方法的改进(美国专利申请系列No.09/432,945)包括精制纤维素的方法，该方法包括将原料浸泡于具有约五(5)至50％(干基)的NaOH中，以产生浸泡过的原料，该浸泡持续约6小时，以使得NaOH起作用，将浸泡过的原料精制来产生精制材料，将精制过的材料分散以产生分散的精制材料，并且将分散的精制材料均质来产生高度精制的纤维素(HRC)凝胶，其具有至少约一(1)％的木质素浓度和约25至至少约56g H2O/g干HRC的保水能力(WRC)。Lundberg等发明的方法产生了pH在8至9范围内的废汽，并且与常规的纤维素精制方法相比，体积也减少了。在一个实施方案中，该方法进一步包括排出和洗涤浸泡过的原料，直至pH降至约8至9，在约20至100℃的温度下在具有约一(1)至20％干基浓度的过氧化氢中漂白洗涤过的材料，并且将漂白过的材料洗涤和过滤，以产生具有约三十百分比(30％)固体含量的滤过材料。可以将其通过板式精制机来精制滤过的材料。随着将材料剪切成精制的纤维素颗粒，板式精制机基本上破坏了木质素。断言该发明的方法是节约能量的，因为不需要和现有技术方法一样的高压和温度。尽管中存在较高的木质素浓度，Lundberg等发明的HRC凝胶具有至少和现有技术产品一样好的保水能力，或优于现有技术的产品。使用板式精制机来破坏木质素而不是使用高浓度的NaOH具有附加的优点：产生具有8至9范围内pH的无害废汽，并且体积也减少了。
美国专利No.6,083,582描述了一种方法和材料其中将高度精制的纤维素纤维降解成微纤维，并进一步加工成生物可降解的甚至是可食的组合物，薄膜，涂层和固体材料。用于形成可硬化组合物的方法包括提供含有高度精制的非木质纤维素纤维的组合物，通过机械方法将非木质纤维素纤维的大小减小至小于2mm，减少所述含有纤维素纤维的组合物中存在的所述非木质纤维素纤维内的木质素结合微纤维的量，以形成第一种纤维产品，在液体存在下给所述第一种纤维产品提供至少300psi的压力，并在一定的时间间隔内除去所述压力，这将使得所述纤维素纤维分解成在所述液体中含有微纤维的第二种纤维产品。该专利描述了一种可食食品，其中具有营养价值的材料被由该专利的纤维制得的材料薄膜覆盖，包裹或覆盖并包裹。
美国专利No.6,231,913描述了预乳化纤维组合物，即，由油和可以形成水包油型乳液的混合物形成的混合物，使用本领域技术人员已知的标准乳化设备，如高压，超声波或其他均质机，转子/定子装置，和类似的设备。所用的压力，剪切速率和/或乳化时间可以根据所用的特定设备而大范围地变化。将均质机用于乳化时，所用的压力通常为约130psi至约220psi，优选约180psi。使用均质机以外的设备用于乳化时，所用的剪切速率通常为约9,000至约100,000/秒。乳化时间通常为约1秒至约10分钟，但是可以更高，这取决于是以单程还是以多程来进行乳化，并更常见地为约2秒至约30秒。
发明概述
高度精制的纤维素材料，通过以下的纤维材料来限定：该纤维材料具有通过AOAC991.43测量的高于15％，或高于20％，或高于25％或高于30％总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC56-30测量的每份纤维高于三，四或五份水的保水能力，如说明书中所列的按照字面意义或进行改进来测量，并且少于50％，75％或少于90％的可溶性纤维，该纤维素材料用作食品材料制备中的成分，食品材料是生或熟的，如通过煮，蒸，焙烤，油炸，烤制备的非发酵或发酵过的有外皮的产品，意大利面制品，包裹产品，蛋糕，饼干，面粉糕饼等或其他热制备的面粉或谷物基食品，如意大利面制品，包裹产品(例如，馄饨，软玉米卷，薄煎饼，奶酪卷等)，油炸土豆片，发面饼干，预先烹饪的物质含有0.05％-5.0％重量高度精制的纤维素纤维，0，1或2-20％重量的动物可食用油或脂肪，30-92.75％面粉或谷物和5-45％重量水。通过用含有0.05-8％高度精制的纤维素和每份高度精制的纤维素添加的2至50重量份含水液体的组合物替代来完全或按比例减少配方中的蛋含量。最终产品与其中使用蛋的产品具有接近或不可区分的特性。
发明详述
高度精制的纤维素材料是材料1的组合物。熟的或生的可食物质通常具有以下配方：包括可食物质0.5-30％重量的干燥或未干燥形式的蛋，蛋白，蛋黄或蛋替代品，通过含有0.05-10％高度精制的纤维素和每份干的高度精制的纤维素材料添加的2-50重量份含水物质优选水的替代物质，该可食物质具有减少或替代的蛋含量。终产品可以基于任何现有的或将来的配方，其要求总物质(干的或湿的)的约1-30％，1-15％，1-12％或2-10％，包括蛋，蛋白，蛋黄或蛋替代品。这些产品可以包括，通过非限制性的实例来例举，面粉糕点，面包，意大利面，饺子，百吉饼，小面包干，包裹产品，蛋糕，饼干，面包皮，全蛋制品或任何其他加入了蛋的产品，产品包括a)0.05％-7％总重量的高度精制的纤维素产品，其通过以下的纤维材料来限定：该纤维材料具有通过AOAC991.43测量的高于20％，25％或低于30％的总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC56-30测量的每份纤维高于三，四或五份水的保水能力，如说明书中所列的按照字面意义或进行改进来测量，并且少于50％，少于75％或少于90％的可溶性纤维，b)蛋白质谷物产品，并含有或不含有c)脂肪或油，用作通过煮，蒸，焙烤，油炸，烤制备的未发酵或发酵产品或其他热制备的面粉或谷物基食品制备中的成分，如上述的那些食品，预先烹饪的物质优选含有0.05％-5.0％重量高度精制的纤维素纤维；0，1或2-20％重量的动物可食用油或脂肪；30-92.75％面粉或谷物和5-45％重量水，并且其中最初配方中约1-8％总固体成分(考虑为湿的或干的)的蛋成分(在此定义为蛋，蛋白，蛋黄或蛋替代品的术语)通过本发明描述的技术来全部或部分替换或替代。终产品具有提高的外皮强度以及对破裂和刚性破碎的抵抗力。
可以生产具有各种特性的高度精制的纤维素纤维并通过各种截然不同的方法来生产。为了本专利申请的目的，我们将高度精制的纤维素纤维限定为具有通过AOAC 991.43测量的高于30％的总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC 56-30测量的每份纤维高于五份水的保水能力(WHC)的那些，按照字面意义或进行如下改进来测量；即，1)使用剪切来预先水合纤维材料，和/或2)只使用AACC 56-30的第一级步骤(1-4)来找到合适的WHC并使用这作为最终的WHC值，3)在替代10％的2-10％固体下或使用2.5g纤维材料用于样品大小替代方法中要求的5g来测定最终或合适的WHC值，和/或4)使用该方法来测量干燥或未干燥物质的保水能力，只要它们在给定的条件下得到测量。各种产品可以产生具有各种特性的高度精制的纤维素产品，部分是基于含有纤维的起始有机物质以及加工步骤，参数和试剂。各种方法的基础目的是将纤维质的和或细胞物质(通常来自农业产品，尤其是植物群(植物))以最大的方式减少结构。例如，随着最初的物质得到剪切，切碎，爆炸，破坏或另外地减小，从完整的细胞结构变成形成最初有机物质一部分的原纤维，纤维，颗粒和其他结构。教导了这样的方法和所得到的膨胀的高度精制的纤维素材料的各种参考文献包括但不限于美国专利No.5,766,662；5,342,636；4,957,599；和共同未决的2006年5月25日申请的发明名称为“使用高度精制的纤维素纤维成分的强化饼干，油炸土豆片，华夫和未发酵产品”的美国专利申请系列No.1/440,603，2004年10月20日申请的发明名称为“结合水状胶体的高度精制的纤维素材料”的美国专利申请系列No.10/969,805，其是2002年11月6日申请的发明名称为“高度精制的纤维材料，其制备方法及含有该纤维的产品”的美国专利申请系列No.10/288,793的部分继续。申请人在此还引入了公开的美国专利申请No.20030116289的主题作为参考，其描述了该发明包括精制纤维素的改进的方法，产生高度精制的纤维素材料。该方法包括将原料浸泡于温和的NaOH中，使用降低的温度和压力，并用板式精制机将材料精制，使得废水蒸汽的体积减少，并且具有8至9范围内的pH。该发明还包括具有至少约一(1)％重量的木质素浓度和约25至至少约56gH2O/g干HRC保水能力的HRC凝胶。在此将这些参考文献中的每一篇都以其整体引入，参考其总的和具体的公开内容，包括高度精制的纤维素纤维的概念。
某些食品类型持续存在的问题是贮藏，包装，运输，包装操作等过程中产品易于受损以及具有较高的胆固醇水平或蛋含量(一些使用者对其是敏感或过敏的)，特定的食品类型即相对平的(例如，具有至少5∶1或7∶1的长宽比，如面粉糕点，蛋糕，饼干，百吉饼，面包，小面包干，发面饼干，油炸土豆片(例如，玉米大米，蔬菜，大米，小麦或其他有机可食的基于蛋白质的来源)，华夫等，椒盐卷饼，玉米卷外皮(软的或硬的)，干面条和各种形式的意大利面制品。蛋替代指的是干燥或未干燥形式的任何蛋相关制品的替代，如蛋黄，蛋白或全蛋。
目前公开的技术确定了将高度精制的纤维素材料(纤维，原纤维，纤维状的和颗粒)加入制成发面饼干的配方混合物中，并烹饪含有发面饼干或易碎面粉的产品，将提高产品表面或外皮的强度。当至少0.05％，至少0.25％，至少0.50％，至少0.75％，至少1.0％，至少1.25％，至少1.50％至高达约5-7％的配方混合物湿重包括高度精制的纤维素材料时，这尤其有效。应当对每个配方鉴定优选的范围，但仍然在所示的范围之内，并且期望在更窄的范围内：0.5％至4.0％配料湿重，或在0.75％至3.0％配料湿重的范围内。该益处确切的机理或原因尚不清楚，但已经通过实际的降低实践证实了。
存在几种截然不同类型的考虑用于本发明实践中的含有发面饼干或易碎面粉的制品，发面饼干，油炸土豆片，华夫，椒盐卷饼，玉米卷外皮，全麦发面饼干，干面条和意大利面制品。可以使用发酵和未发酵产品进一步分解所有类型，尽管有一种产品，油炸土豆片，很少使用发酵。这些发面饼干中的每一种都具有外皮成分，其中最外层表面(至少在烹饪后最初的时候)比发面饼干的内部氧化更多或受更多应力(例如，褐变，更脆，起泡成比发面饼干总体厚度更薄的外表，更易碎的外层成分)。这是因为来自烹饪过程中的这种应力使得发面饼干的外皮层或最外层更趋于受到损坏。加入高度精制的纤维素纤维，如通过>30％的总膳食纤维和五倍的保水能力限定的，根据本发明技术的产品，尤其是在此产生和所述的源自柑桔类果肉的高度精制的纤维素产品解决和缓和了该问题，提供了更坚实的外皮，同时仍然保留发面饼干外皮中预期和所需的必要口味，感觉，弹性，脆性和质地特征。
重要的是注意到本发明工艺实践中的术语“高度精制的纤维素”产品与称为“膳食纤维”的更常规物质相比较时的差异。包括发面饼干制品的焙烤制品的许多教导包括使用膳食纤维作为提高焙烤商品中膳食或营养益处的一种方法。膳食纤维通常指的是使用大量(bulk)纤维材料，通常是很少加工的状态(例如，干燥但没有高度剪切)，使得纤维基本上保持完整，甚至在显微镜检查下(例如，40X或500X检查)可以容易地看到细胞壁结构和细胞形态。
公开的美国专利申请No.20050274469；20050271790；20050074542；20040086626和20030116289公开了高度精制的纤维素材料。
根据Chen专利的现有技术的结果是使用以下方法测得的含水HRC凝胶和干燥的HRC粉末的WRC值，该测量方法使用约0.004至0.025gNaOH/g水的NaOH浓度。HRC凝胶和HRC粉末的WRC值都在约20值至少约56g H2O/g干HRC的范围内，这取决于碱性溶液的浓度，通过AACC56-10在不同的固体含量下测量，固体含量通常少于5％，更常见为1％。使用约0.007g NaOH/g H2O的NaOH浓度获得对于凝胶至少约56g H2O/g干HRC的最大WRC值。干燥HRC凝胶获得WRC约三(3)至15％的降低，这可以是由于结构损坏如由脱水引起的重结晶所导致的，然而，HRC粉末也呈现出高WRC值，在约0.007g NaOH/gH2O的NaOH浓度下具有至少约56gH2O/g干HRC的最大WRC值。与Ang和Miller在CerealFoods World，Multiple Functions of Powdered Cellulose as a FoodIngredient(谷物食品世界，作为食品成分的粉末状纤维素的多功能)，Vol 36(7)：558-564(1991)中报道的甚至更早的现有技术HRC产品3.5至10g水/g干粉纤维素的WRC值相比较，显示出Chen专利的HRC凝胶和粉末都比在该发明时已知的现有技术材料高得多的保水能力。
保水能力(WRC)和保油能力(ORC)的测定。WRC是在标准离心下保留的水含量的测量。根据美国谷物化学家协会(AACC)的方法56-10来测定含水HRC凝胶和冻干的HRC的WRC值，除了在1％的水合状态下测量保水能力。在ORC(保油能力)测试中，使用相同的程序，除了使用油替代水。
孔径和微表面积的测定。使用来自Micromeritice Instrument Co.的MicromeriticsTM2000测量冻干的HRC样品的孔径和微表面积。使用0.0001g的精确度来称重测试样品。在所有情况中，测试样品重量超过100mg，以减少称重误差的影响。在85℃和6mmHg真空下，将样品脱气，并除去水分和其他杂质。在氮气环境中分析脱气样品。测量平均的孔直径，BET表面积和Langmuir表面积。通过从等温线数据计算吸收气体的单层体积来测定BET表面积。通过将表面积与作为单层吸收的气体体积相关联来获得Langmuir表面积值。
结果和讨论-孔径和表面积
平均孔径是HRC结构的疏松度的测量。随着NaOH浓度提高至0.007％，平均孔径快速提高，然后在该NaOH浓度中进一步缓慢提高。表面积在0.007％NaOH达到最大值，这与以上讨论的最大WRC值相一致。表面积在最大值后的降低似乎表明大孔与小孔的比例增加，这引起了总表面积的降低。在一个实施方案中，Lundberg申请的方法除去足够程度的木质素或基本上使其钝化，使得没有发生不利的纤维结块。就潮湿形式的两种产品(Chen产品和Lundberg申请的产品)之间的WHC/粘度而言，不存在很大的明显差异，但是在产品/方法之间存在显著的以及商业上和技术上重要的差异：1)Chen从未提供干燥凝胶产品的方法或2)将干燥产品复水。此外，3)本发明用于柑桔类的方法不需要化学处理，并且不需要任何机械处理来产生复水成高WHC/粘度凝胶的干燥产品。此外，关于所有的表面积和孔径测量存在更少的关注。
希望本发明技术的实践中所用的高度精制的纤维素纤维材料具有以下特性。HRC物质应当在温和搅拌4小时后在去离子水中3％的浓度下在20℃提供至少200cps的粘度(优选至少300cps)，至少8X纤维干重的保水能力(优选至少10X，至少15X和至少20X)，还通过以下方法来测定这：过滤饱和的纤维材料，排出过量的水(例如，在50g/10cm2温和压力下持续三分钟)，将排过水的湿纤维材料称重，然后将排过水的物质脱水(至低于5％保留水/纤维的重量)并将干燥的产品称重来测定除去的吸收水含量。后一种方法是不太优选的，但是可以解决纤维的干燥通常改变其物理特性的问题，并且特别是干燥的纤维(除非另外剪切)通常在干燥后失去WRC。
通常可以通过适度的处理来制备高度精制的纤维素材料(例如，纤维素，改性纤维素，衍生的纤维素，半纤维素，木质素等)，并且基于从更剧烈的和有害环境的方法产生的最好的高度精制的纤维素产品的特性，仍然提供相等或提高的特性。可以用通常温和的方法处理专门具有实质细胞壁结构的水果或植物细胞来形成高度吸收性的微纤维。特别可以以大体积使用来自柑桔类水果和甜菜的细胞来允许批量生产以产生具有独特且提高特性的高度精制的纤维素纤维。这些专有的实质微纤维(此后称为EPM’s)具有提高的保水性和增稠特性，这能够使纤维混入可食产品(例如，焙烤商品，液化食品，掼打食品，肉类，肉填充物，乳制品，酸奶，冷冻食品小菜，冰淇淋等)和可以用于产生可食食品的混合物(例如，焙烤配料，脱水或低水合制品)中时提供独特的益处。
在氢氧化物浸泡步骤不存在下进行新的方法，用于从实质细胞壁产品例如柑桔类水果和甜菜副产物制备HRC纤维。这是优于Chen和Lundberg专利所述现有技术的显著进步。Dinand等(美国专利No.5,964,983)还推荐了除了漂白以外使用化学处理步骤。在本发明中，与Dinand等相比较，我们能够获得更高的功能性(按照粘度所测量的)，即使我们使用了较少的化学处理，这可能是由于我们将较高含量的剪切和化学能量放入了物质中。该产品能够呈现与现有技术中更费力精制的农业产品相同或提高的保水性和物理特性，并且在一些情况中，可以提供甚至更高的保水值，增稠和其他特性，这些可以在特定的使用领域中产生独特的益处。
本发明总的描述包括高度精制的纤维素产品以及提供和使用这些产品的方法，该产品含有源自有机纤维植物物质的微纤维，其含有所有纤维材料至少50％重量的实质纤维材料，高度精制的纤维素产品具有至少25g H2O/g干高度精制的纤维素产品的碱性保水能力。高度精制的纤维素产品可以具有至少50g H2O/g干高度精制的纤维素产品的保水能力。
实质细胞壁指的是软的或多汁的组织，其是可食植物中最大量的细胞壁类型。例如，在甜菜中，实质细胞是围绕次生维管组织(木质部和韧皮部)的最大量组织。与通过果胶连在一起的次生细胞壁相比，实质细胞壁含有相对薄的细胞壁(Haard和Chism，1996，FoodChemistry.Fennema编辑，Marcel Dekker NY，NY)。在次生细胞壁(木质部和韧皮部组织)中，细胞壁比实质细胞厚得多，并且由木质素连在一起(Smook)。这些术语是本领域公知的。
如本发明实践中所用的，术语“干”或“干产品”指的是含有低于纤维15％重量水的物质。来自有机产品的有机纤维材料含有至少50％重量纤维材料，有机产品选择甜菜，柑桔类水果，葡萄，西红柿，菊苣，马铃薯，菠萝，苹果，胡萝卜和越桔。食品或食品添加剂在上述高度精制的纤维素产品的食品或食品添加剂中可以具有至少0.05％重量的固体。食品还具有至少约1％或至少约2％重量的本发明的高度精制的纤维素纤维。
用于精制纤维素材料的方法可以包括：
将来自有机纤维植物物质的含有所有纤维材料至少50％重量的实质纤维材料的原料浸泡在含有低于1％NaOH的水溶液中；
排出原料并使原料在使得纤维和细胞软化的条件下(包括室温和压力的环境条件以及加速条件)静置一段足够的时间，使得剪切可以将纤维打开至至少40％，至少50％，至少60％或至少70，80，90或95％的理论潜能。这通常需要超过4小时的浸泡来获得该范围的理论潜能。优选该浸泡持续超过5小时，并优选持续至少约6小时。该浸泡时间对于使材料完全软化是至关重要的。当将这样的低碱浓度用于浸泡中时，没有静置时间，材料不能完全软化，并且不能被剪切/打开至全部潜能。该方法产生了浸泡过的原料；并且该方法继续精制浸泡过的原料来产生精制的材料；并且将浸泡过的原料干燥。
该方法可以通过许多不同的商业方法来进行干燥，尽管一些在本发明的实践中呈现出提高的性能。优选至少部分通过流化床干燥或急骤干燥或两者的结合来进行干燥。至少部分通过托盘式干燥来进行可替换的干燥处理或另一个相关的干燥步骤。例如，通过将第一流有机纤维植物物质和第二流有机纤维植物物质加入干燥器中来进行流化床干燥，第一流具有低于第二流有机纤维植物物质的含水量至少10％的含水量。使用更大的含水量差异(例如，至少15％，至少20％，至少25％，至少40％，至少50％重量比重量的水分百分比或重量比重量的水比固体百分比)也在本发明实践的范围内。在干燥方法中，可以在干燥之前用有机溶剂提取出水分。在双流干燥过程中，第二流有机纤维植物物质可以具有至少25％水比固体含量，而第一流可以具有少于15％的水比固体含量。可以作为分批或连续处理来进行这些过程。该方法可以在浸泡之前使用切碎和洗涤。
根据本发明的有用处理的另一种描述可以包括排出并在洗涤水中洗涤浸泡过的原料来产生洗过的材料；在过氧化氢中漂白洗过的材料来产生漂白过的材料；并洗涤和过滤漂白过的材料来产生过滤的材料。
根据本发明膨胀的纤维材料的干燥可以使用室温或更高的空气温度，该温度干燥了膨胀的纤维产品并保持了纤维材料表面积，氢结合，保水能力和粘度中至少两个特征性的功能。还有用的是使用回混或蒸发，使有机纤维植物物质成为能在流化床空气干燥器的空气中流动的固体/水分比。特别地，这可以使用以下方法来进行，该方法使用流化床干燥器或急骤干燥器来干燥膨胀或高度精制的纤维素纤维产品。
使用急骤或流化床干燥器是优于Dinand等推荐的干燥方法的优点。我们已经发现了通过使用流化床或急骤干燥器，不需要低温和受控湿度来干燥本发明的材料。实际上，尽管几乎可以使用流化床或急骤干燥器中的任何干燥温度，我们已经使用高空气温度(400℉)干燥了本发明的产品，并在复水后与干燥前的材料相比较，获得具有接近相等功能特性的干燥产品。此外，使用本发明的方法，可以干燥任何表面积膨胀的纤维素产品，并且所获得的功能性产品不限于实质细胞壁材料。使用流化床或急骤干燥器，使用相对高的干燥空气温度(400℉+)，以及干燥非实质细胞壁(次生细胞)和获得功能性产品的能力与Dinand等教导的用于干燥膨胀的实质细胞壁材料的相对低温例如100℃(212℉)和干燥器类型差异很大。
明尼苏达大学专利申请(Lundberg等)描述了获得功能性干燥产品的能力。然而，他们能够获得功能性产品的唯一途径是通过冷冻干燥(Gu等，2001)。-来自(Gu，L.，RRuan，P.Chen，W.Wilcke，P.Addis.2001.Structure Function Rela tionships of HighlyRefined Cellulose.(高度精制纤维素的结构功能相关性)Transactions of the ASAE.Vol 44(6)：1707-1712)。冷冻干燥对于大体积的膨胀细胞壁产品在经济上不是可行的干燥操作。
可以将本发明的纤维产品复水或部分复水，使得高度精制的纤维素产品复水成低于90g H2O/g纤维材料，70g H2O/g纤维材料，50g H2O/g纤维材料的水平，或复水成低于30g H2O/g纤维材料或低于20g H2O/g纤维材料的水平。该复水过程在至少一种特性的目标范围内调节产品的功能性，这些特性选自保水能力，保油能力和粘度，并可以包括使用高剪切混合机来快速分散溶液中的有机纤维植物物质材料。此外，该方法还包括将干物质浸泡在溶液中的复水，使用或不用温和的搅拌。
使用的优选方面包括焙烤制品，在焙烤制品中存在至少1％重量的本发明的有机纤维产品。该方法通过将至少1％重量的所要求的产品加入焙烤制品中可以提高焙烤制品的稳定性，通常在焙烤之前将1％至10％重量的有机纤维植物物质加入焙烤制品中，然后将焙烤制品进行焙烤。该方法可以包括提高面粉基焙烤制品的贮藏稳定性，包括在焙烤之前将1％至10％重量的高度精制的有机纤维植物物质产品1加入焙烤制品中，然后将焙烤制品进行焙烤。
通常将本发明的基本方法描述为从柑桔类果肉(不是树木或植物的木质和茎干以及叶子，而是来自果实，果肉和皮同时)提供了新的和强化的纤维废副产物或来自甜菜，西红柿，菊苣，马铃薯，菠萝，苹果，越桔，葡萄，胡萝卜等的纤维(也是排除了茎干和叶子)。然后任选将提供的纤维材料浸泡在水或水溶液中(优选不存在足够的金属或金属氢氧化物，例如，KOH，CaOH，LiOH和NaOH)，因为这些将会把pH升高至高于9.5，优选完全不存在这样的氢氧化物(限定为低于3.0％，低于1.0％，更常见为低于0.9％，低于0.7％，低于0.5％，低于0.3％，低于0.1％)。然后排出浸泡过的物质并任选用水洗涤。这以后任选为漂白步骤(可以使用任何漂白剂，但是温和的漂白剂将不会破坏待使用的纤维材料的完整物理结构(过氧化氢是一个优选的实例，以及温和的氯漂白)。还发现了漂白步骤是任选的，但是一些产品需要较少的颜色含量，并需要漂白。在任选接受剪切机器(如将材料剪切成微纤维的板式精制机)之前，将(任选)漂白过的材料洗涤并过滤。然后任选将任选浸泡，漂白并精制的材料分散，并在高压下均质来产生HRC凝胶。
本发明的HRC分散体是高度粘性的半透明凝胶。HRC实施方案包括将干燥的粉末再次分散于水中来形成凝胶样溶液。HRC的功能性特征与各种特性相关，包括保水能力和保油能力，平均孔径和表面积。这些特性自然与吸收特征相关，但是由本发明的方法和产品提供的特性和益处看来与本发明实践中形成的其他特性相关。
本发明还包括具有约一至二十百分比(1至20％)木质素浓度的含水HRC凝胶。本发明的HRC产品呈现出令人惊讶的高WRC，为约20至至少约56g H2O/g干HRC的范围。该高WRC至少和现有技术中具有较低或相同木质素浓度的产品的WRC一样好，在一些情况中优于这些产品的WRC。HRC产品对ORC(保油能力)呈现出一定的良好特性。
对于根据本发明的方法，一般的起始点是用足够小的原料开始，在最初的装置(例如，在其中进行浸泡或洗涤)中进行加工，如浸泡槽或大桶。作为之前加工的结果，可以直接提供副产物，之前的加工为例如除去果汁，除去糖，除去甜菜碱，或形成纤维副产物的其他处理。将原料大小减小(例如，切碎，撕碎，磨碎)成小于或等于约10 x 5cm或5cm x 2cm的碎片时，也可以开始本发明的方法。可以使用任何常规类型的人工或自动化减小大小的装置(如，切碎机，撕碎机，切割机，切片机等)，如刀或较大的商业大小的切碎机。然后将所得到大小的原料洗涤并排出，因此除去脏的和不要的杂质。然后将洗过并切碎的原料浸泡。将水浴保持在约20至100℃的温度。将温度维持于该范围内，以便软化材料。在一个实施方案中，将约100g切碎的原料浸泡在2.5升约20至80℃温度范围的水浴中，持续10至90分钟。
将所得到的浸泡过的原料接受另一次洗涤和排干。这次洗涤以及再一次的洗涤和排干对于甜菜，马铃薯，胡萝卜(并且一定程度上也对于西红柿，菊苣，苹果，菠萝，越桔，葡萄等)比对于柑桔类材料更有意义。这是因为甜菜，马铃薯，胡萝卜生长在地面上，而不是象柑桔类产品那样挂在灌木和树丛中，因此从它们生长的土壤中获得更多的物质。甜菜和胡萝卜易于具有更多的持久着色物质(染料，色素，矿物质，草酸盐等)，并保留着根据它们的最终用途通常希望除去的香味。在一个实施方案中，用自来水洗涤浸泡过的原料。在另一个实施方案中，将材料排干。这以后任选为用约一(1)至20％(干基)过氧化物浓度的过氧化氢漂白材料。漂白步骤对于实现柑桔类和葡萄纤维转化成高度精制的纤维素在功能上不是必需的。关于胡萝卜和甜菜，可能需要一些化学处理，尽管该处理可能比玉米基HRC产品所用的漂白对纤维具有显著低得多的应力。来自我们的经验，对于甜菜需要一些化学步骤，并且漂白是一个任选项。使用碱预处理水浴是另一个选项。酸处理或另一种漂白剂是其他选项。
任选将材料在约20至100℃漂白约五(5)至200分钟。然后将漂白的材料接受用水的洗涤，接着用筛网过滤。筛网可以是任何合适的尺寸。在一个实施方案中，筛网具有约30至200微米的网格大小。
然后将含有固体的滤过物质精制(例如，在板式精制机，磨石机，锤磨机，球磨机或挤压机)。在一个实施方案中，进入精制机(例如，板式精制机)中的滤过物质含有约百分之四(4％)的固体。在另一个实施方案中，可以在没有加入水的情况下进行精制。板式精制机有效地切碎颗粒，以形成微纤维。也称为盘磨机的板式精制机包括一个主体，其具有两个脊行钢板，用于研磨物质。一个板，精制板，旋转，而第二个板保持静止。板限定了帮助研磨的凹槽。一种板式精制机是由Sprout Waldron of Muncy，PA制造的，并且是型号12-ICP。该板式精制机具有以1775rpm运转的60马力电动机。
可以将水加入精制机中，来帮助固体保持流动而没有堵塞。水有助于防止精制机平板过热，这会引起精制机中物质燃烧。(这是与所用的研磨或剪切装置的类型无关的问题)。精制机上平板之间的距离是可调节的。为了设定精制平板的距离，将编号的刻度盘固定于精制平板调节柄上。用测微计测量平板之间的距离，并记录刻度盘上相应的编码。评价几个平板距离并记录设定编号。将各种流动稠度用于精制机中，通过改变固体进料速率来调节。通过精制机流动的水量保持不变。将样品多次通过精制机。在一个实施方案中，将材料通过板式精制机一次或多次。
然后使用离心来分离微纤维，以产生精制的物质。然后将精制的物质在水中稀释直至固体含量为约0.5至37％。然后将物质分散。在一个实施方案中，分散持续至获得基本上均匀的悬浮液，约为2至10分钟。均匀的悬浮液降低了堵塞的可能性。
然后将所得到的分散的精制物质，即微粒，在任何已知的以合适的压力运行的高压均质机中均质。在一个实施方案中，使用高于约5,000psi的压力。所得到的高度精制的纤维素(HRC)凝胶可以呈现出约1至20％重量的木质素含量，这部分取决于其最初的含量。
在高压均质之前，在本发明中的精制步骤之前没有使用温和的NaOH浸泡不需要使用高温和高压蒸煮(高温意思是超过100℃的温度，高压意思是超过14psi绝对值的压力)。可以使用高温和高压蒸煮，但对于经济和产品产量都是不利的。该新的方法进一步避免了需要温和浓度的NaOH或高度浓缩的NaOH以及相关的排放含有任何含量的NaOH和有机化合物的废水的不利环境影响。该方法还避免了需要昂贵的回收系统。在一个实施方案中，本发明中排放蒸汽的pH仅为约8至9，甚至可以达到7。本发明的方法具有更多显著优于现有技术方法的优点：减少了水的使用，只使用了常规方法中所用水量的约三分之一至一半来生产HRC凝胶，含量甚至低于Chen方法中所用的。
所有机械操作，精制，离心，分散和均质将视为任选的，尤其是在柑桔类果肉或其他树上结的水果果肉的情况中。此外，可以使用其他剪切操作，如挤压机，石磨机，球磨机，锤磨机等。对于柑桔类果肉，产生膨胀细胞结构需要的唯一处理是干燥(使用新的干燥方法)，然后在本发明方法的膨胀和剪切步骤之前适当地水合原料。这种简单的方法还可以用于其他原料来源中。
水合是意思是将干燥的纤维重建成水合状态的术语，使得其具有与干燥前物质相似的功能。可以使用各种方式来获得水合。例如，通过将干燥产品置于溶液中，接着剪切混合物可立即产生水合。剪切装置的实例是高剪切分散器，均质机，搅拌机，球磨机，挤压机或石磨机。另一种水合干物质的方法是将干燥产品置于溶液中并使用温和或最小的搅拌将物质混合一段时间。在用于配方之前水合干物质也可以用于其他不溶性纤维材料，以提高它们的功能性。
来自EPM产品最初的纤维/细胞浆液难以干燥。甚至本领域中存在着公开(例如，美国专利4,413,017和美国专利4,232,049)：如果没有昂贵和费时的方法(如冷冻干燥，延长的平台干燥等)，这样处理的产品的浆液不容易干燥。冷冻干燥是有效的，但也是在经济上和/或商业上不理想的。相似地，可以使用托盘式干燥机，但是时间长度，劳动和能量需求使得该方法是昂贵的。根据本发明以下的实践，可以将柑桔类和/或甜菜副产物的浆液经济而有效地干燥。可以使用任何类型的对流干燥方法，包括急骤干燥机，流化床干燥机，喷雾干燥机等。可以使用的干燥机的一个实例是流化床干燥机，将干物质加入浆液中来平衡材料中的含水量。已经发现了在流化床干燥机中将5:1至1:1干物质加入湿物质中提高了干燥机内的空气流动并且可以将物质有效干燥。不存在“干”和“湿”物质结合的情况下，浆液仅仅使空气通过物质冒泡，没有有效的干燥并且干燥机中没有真实的流化床流动。当然，术语湿和干在一定程度上是相对的，但是通常认为湿物质具有至少>40％水/<60％固形物，而干物质具有低于20％水/80％固形物。含量没有与物质成比例的含量及其各自的含水量使流体在流化床干燥机中流动的影响那么关键。这些范围是估算的。通常可能的是使用具有较低含水量的“湿”物质，但必须是通过早先的干燥或其他除去水分的方法所获得的。为了经济的目的，而不是为了能够根据本发明从柑桔类或甜菜副产物制造HRC微纤维，更经济的是使用较高含水量的纤维材料作为湿物质。将湿和干物质流化床干燥后(可以在比使用平台干燥机需要的更适度的温度下用空气来进行这(例如，可以使用低RH的室温空气，以及可以是加热的空气)。还可以替换或结合流化床干燥机来使用急骤干燥机，以在产生功能性干燥产品之前从柑桔类或甜菜副产物实现水分减少。当然，必需控制急骤干燥器中的停留时间以实现合适量的水分减少并防止燃烧。可以通过初级或原始制造商来提供这些步骤，或将产品提供给中间消费者，其将进行该干燥步骤至该阶段确定的处理规格。
用于干燥任何膨胀的纤维素产品的干燥方法的一个方面，尤其是用于干燥非常难以干燥或干燥昂贵的高度精制的纤维素纤维和颗粒。最初只能使用冷冻干燥作为商业上可用的方法来成功干燥那些产品。该方法是昂贵的并且是高度耗能的。根据本发明的用于干燥任何膨胀的纤维素纤维或颗粒产品的方法包括通过以下步骤来干燥膨胀的纤维素产品：提供具有为水重量/纤维固体重量的第一含水量的第一堆膨胀的纤维素纤维产品；提供具有为水重量/纤维固体重量的第二含水量的第二堆膨胀的纤维素纤维产品，第二含水量比所述第一含水量低至少20％；合并所述第一堆膨胀的纤维素纤维产品和所述第二堆膨胀的纤维素纤维产品来形成混合的物质；在干燥环境中干燥所述混合物质来形成干燥的混合物质。该方法将干燥的混合物质干燥至低于20，低于10，低于8，低于5或低于3H2O/g纤维材料的含水量。通过非限制性实例来举例，该方法可以使用选自急骤干燥机，流化床干燥机及其组合的干燥环境。
干燥纤维产品的复水和剪切(特别是至少10,000秒-1水平的高剪切，优选至少15,000秒-1，更常见高于20,000，高于30,000，高于40,000和方便地高于50,000秒-1(这是一些实施例中所用的实际剪切速率)能够使所得到的剪切过的纤维保留更多的水分并更强烈地保持水分。已经在根据本发明的实践使用物质中注意到将本发明的纤维产品复水时，与将要加入进一步的组合物如食品中的游离水相比较，纤维(和存在于进一步的组合物中的纤维)中复水纤维的水活度水平降低。已经发现用0.1至50％重量本发明的HRC纤维产品烹饪获得的食品对产品的感官测试是高度可接受的(外皮特征，香味/香气，颗粒/质地，口味，气味和新鲜度，尤其是对于混合物，冷冻食品，焙烤制品，肉制品，更特别是对于焙烤商品，焙烤制品和肉制品)。重要地，由于较高的水分保留，产品维持口味和口感特性更长时间。产品的高水分吸收率和充分分散的性质还使得其自身成为颜料，沙拉酱，加工干酪，沙司，乳制品，肉制品和其他食品中有效的增稠剂/悬浮剂。
认为甜甜圈，面包，面粉糕点和其他面粉制品在湿润时是最新鲜的，易于保持水分并且感官特征与包含了这些纤维而更长久的新鲜度相适。在焙烤制品中，面包体积维持与添加了本发明产品的相同。
在另一个实施方案中，关于保水特征和保持强度，本发明的HRC产品具有至少和现有技术产品(包括Chen产品)一样好或甚至优于现有技术产品的WRC和ORC。这是真实的，即使本发明的产品可以具有高于使用常规方法制得并干燥的产品的木质素浓度(和Lundberg专利产品的含量相同)。推定存在的木质素已经基本上钝化至足够的程度，使得随后不会发生不利的结块。这些提高特性的另一个原因可能是由于本发明的HRC产品中存在的多孔网络结构引起的，但是由于在NaOH中高浓度的浸泡而在现有技术产品中失去了该结构，甚至在Lundberg专利使用温和NaOH溶液时也略微减少了。
通过本发明源自实质细胞材料的高度精制的纤维素微纤维产品提供了各种没有预料到的特性和益处。在此有时候将这些产品称为“专门的实质细胞壁结构”。这变现出大部分材料的来源来自为实质细胞的植物细胞结构的事实。如之前所述的，本发明的HRC微纤维不是通过植物的叶子，茎干等(其不仅是实质细胞壁结构，而且具有更多的实质性细胞结构)的温和处理而产生的。这并不表示本发明实践中所用的柑桔类或甜菜细胞和纤维的任何来源必须纯化来提供仅有实质细胞。来自叶子和茎干的更实质性细胞的相对存在大概将使得细胞或纤维材料的相对比例维持于少如有效物质乃至没有转化成HRC的物质，但在满足本发明强化的HRC微纤维的性质中将起到更多的作用。在一些情况中，希望允许相当部分的更实质性的细胞和纤维保留或甚至与本发明具有现有技术HRC纤维的HRC(基于柑桔类或甜菜的实质)产品混合以获得本发明那些和现有技术那些特别所需特性的中间产物。在本发明的初级制造过程中(即，其中根据本发明温和的处理方法将基本上只具有实质细胞壁的细胞转化成HRC微纤维或颗粒的方法)，可以存在重量比例高达百分之五十(50％)的更实质性的细胞和纤维。优选存在较低浓度的更实质性的纤维，使得能更好地获得本发明HRC纤维特性的益处，使得进入精制加工流中的批次或流动流中具有专门实质细胞壁的比例构成加入精制流动流中的纤维或细胞材料的至少50％，至少60％，至少70％，至少80％，至少90％，至少95％，至少97％，至少98％，至少99％或优选约100％。关于其他HRC添加剂或纤维添加剂，最终的纤维产品应当还含有大约相似比例的本发明的HRC产品。
在本发明源自柑桔类和甜菜副产物的温和精制的细胞和纤维的HRC物质意想不到的特性和益处中是HRC纤维的实际情况，来自实质细胞的HRC纤维的稳定性，高保水能力，纤维保水特性的强度，即使加热时HRC纤维保持水(水分)的能力，贮藏时HRC纤维保持水(水分)的能力，以及与没有结合HRC纤维的产品中存在相似浓度水分的食品相比较，HRC纤维在食品中保持水分而没有促进食品降解、变质或腐败的能力。本发明的纤维材料阻止水分移动的能力也是益处的一部分。这种受到阻止的水分移动和受本发明纤维阻止或吸收的水的水活度与之前讨论的通过纤维的水结合活性和结合强度相关。因为阻止水分远离其他更易于受到基于水分变质的其他成分，本发明的物质在这方面提供了显著的益处。特别在作为冷冻，冷藏，熟的或在室温包装中的终产品贮藏的食品(包括焙烤商品，如面包，面粉糕点，棒，长条面包，蛋糕，饼干，派，馅料，砂锅菜，蛋白质沙拉(例如，金枪鱼沙拉，鸡肉沙拉)，谷物，发面饼干，肉，加工过的乳制品，加工干酪，主菜等)中可以看到这些益处。可以作为由消费者使用的包装混合物的一部分来提供本发明的HRC纤维，终产品中保留的HRC纤维在消费者完成(焙烤或烹饪)的产品中提供了本发明的益处。本发明的HRC纤维材料在本发明的实践中提供了其他的物理特性改进能力。例如，纤维可以提供增稠特性，帮助悬浮或分散组合物内的其他物质等。尤其从甜菜提供的本发明的HRC纤维中存在这些特性。
终产品中提供可辨认益处的理想纤维百分比为低如终产品总干重的0.01％或0.05％或0.1％。本发明的HRC纤维产品可以用作产品干重的0.05至50％重量，终产品干重的0.5％至40％，1至40％，1至30％，1至25％，1至20％，1至15％，1至10％和2至20％重量。
使用Brookfield LVDV++粘度计(Middleboro，MA)测量时，最终干燥产品意想不到的特性是在0.5rpm的1％溶液中具有1000-300,000厘泊的粘度。对于最终加工的产品，其他意想不到的特性是具有与其他常见的水凝胶如黄原胶相似的流变学曲线。本发明膨胀的纤维产品是高度有效的，并且在环境上是安全的粘度增强剂。此外，除了功能性益处，在可食产品中是非常有用的，将它们加入可食产品中，如饮料，干酪，焙烤商品，液体和半液体产品(炖菜，汤等)。
有用的源自动物的蛋白的非限制性实例包括，分离或源自牛奶的乳蛋白；分离或源自哺乳动物，爬行动物和两栖动物的肌肉组织蛋白；结缔组织蛋白，分离或源自蛋或蛋成分的卵蛋白；及其混合物。有用的乳蛋白的非限制性实例包括酪蛋白，如酪蛋白酸钠和酪蛋白酸钙；和乳清蛋白，如β-乳球蛋白和α-乳清蛋白。这些乳蛋白可以源自全乳，脱脂乳，无脂奶粉固体，乳清，乳清蛋白浓缩物，乳清蛋白分离物，酪蛋白酸盐及其混合物。有用的结缔组织蛋白的非限制性实例包括胶原蛋白，明胶，弹性蛋白及其混合物。
可以用于产生本发明的营养组合物的氨基酸来源包括或源自，但不限于，植物蛋白，动物蛋白，来自单细胞生物体的蛋白，游离氨基酸及其混合物。有用的植物产生的蛋白的非限制性实例包括：分离或源自豆类植物，如大豆，花生，豌豆和扁豆的种子蛋白；分离或源自谷物颗粒，如小麦，燕麦，大米，玉米，大麦和黑麦的谷物蛋白；及其混合物。有用的种子蛋白的非限制性实例包括选自大豆粉，大豆蛋白浓缩物，大豆蛋白分离物，花生粉及其混合物的物质。有用的谷物蛋白的非限制性实例包括选自小麦粉，小麦蛋白浓缩物及其混合物的物质。
可以用于生产本发明的营养组合物的脂肪包括或源自，但不限于，植物油和脂肪，月桂油和脂肪，乳脂，动物脂肪，海产油，部分可消化的和不易消化的油和脂肪，表面活性脂质及其混合物。有用的植物油和脂肪包括，但不限于，基于C18不饱和脂肪酸如油酸，亚油酸，亚麻酸及其混合物的三酰基甘油。有用的未氢化，部分氢化和完全氢化的植物油的非限制性实例包括源自或分离自大豆，红花，橄榄，玉米，棉籽，棕榈，花生，亚麻子，向日葵，米糠，芝麻，菜籽，可可脂及其混合物的油。
有用的月桂油和脂肪包括，但不限于，基于具有12个碳的月桂酸的三酰基甘油。有用的月桂油和脂肪的非限制性实例包括椰子油，棕榈仁油，巴巴苏油及其混合物。
有用的动物脂肪包括，但不限于，猪油，牛脂，卵脂，肌肉组织中的内在脂肪及其混合物。
有用的海产油包括，但不限于，基于ω-3多不饱和脂肪酸如二十碳六烯酸C22:6的三酰基甘油。有用的海产油的非限制性实例包括鲱鱼油，鲕鱼油及其混合物。
有用的部分可消化的和不易消化的油和脂肪包括，但不限于，多羟基脂肪酸聚酯，结构甘油三酯，植物甾醇和甾醇酯，其他不易消化的脂质，如酯化的丙氧基化甘油(EPG)，及其混合物。有用的多羟基脂肪酸聚酯包括，但不限于，蔗糖聚酯，由Procter & Gambel Companyof Clicinnati，Ohio U.S.A.以商品名
Figure A200680055395D00271
销售。有用的结构甘油三酯的非限制性实例包括caprenin，salatrim及其混合物。有用的植物甾醇和甾醇酯的非限制性实例包括谷甾醇，谷甾烷，菜油甾醇及其混合物。
部分可消化的和不易消化的油和脂肪特别有用，因为它们几乎没有给食品提供热量并且可以给予掺入所述脂肪和油的食品以低胆固醇的能力。可以给食品提供低胆固醇能力的部分可消化的和不易消化的油和脂肪的实例包括，例如，蔗糖聚酯，由Procter & Gambel Companyof Cincinnati，Ohio U.S.A.以商品名OleanTM销售。
优选的部分可消化的脂质是含有流体链脂肪酸(即，短链饱和或不饱和脂肪酸)与长链饱和脂肪酸(C18-C24的链长)混合物的结构甘油三酯。部分可消化脂质的实例是caprenin(Procter & GambelCompanv of Cincinnati，Ohio U.S.A.)，其是由辛酸(C8：0)，癸酸(C10：0)和山芋酸(C22：0)构成的结构甘油三酯。其他实例是美国专利No.5,419,925中所述的热量降低的甘油三酯，其是由短链长度的饱和脂肪酸(C6：0-C10：0)和长链长度的饱和脂肪酸(C18：0-C24：0)构成的甘油三酯。部分可消化脂质的另一个实例是由Nabisco FoodsGroup(East Hanover，New Jersey)研发的低热量脂肪的salatrim家族。Salatrim低热量脂肪是由短链脂肪酸残基(C2:0-C4:0)和长链饱和脂肪酸(C16:0-C22:0)构成的甘油三酯。从Cultor FoodScience(Ardsley，N.Y.)依据商标名BenefatTM可获得salatrim。BenefatTM是salatrim家族的特定成分，包括乙酸(C2:0)，丙酸(C3:0)，丁酸(C4:0)和硬脂酸(C18:0)。
有用的表面活性脂质是可以有目的的加入食品组合物中的两性分子，用于它们的功能性性能或提高加工性能。尽管这些成分是辅助成分，将通过申请人的分析方法检测为可消化的脂肪。表面活性脂质的实例是乳化剂，其是通过在油/水界面定向和降低界面张力来稳定水包油型或油包水型乳浊液的表面活性脂质；和起泡剂，其是在气-水界面定量来稳定泡沫的表面活性剂。表面活性脂质还可以作为食品配料的内在成分来添加，如大豆油和蛋黄(例如，卵磷脂)中发现的磷脂。此外，作为加工的结果在食品中形成游离的脂肪酸。例如，作为甘油三酯水解的结果在油炸油中形成游离脂肪酸，并且这些脂肪酸将随着转移至食品中的油转移至油炸食品中。
有用的表面活性剂包括，但不限于，游离脂肪酸，单甘油酯，二甘油酯，磷脂，蔗糖酯，山里聚糖酯，聚氧乙烯山里聚糖酯，二乙酰酒石酸酯，聚甘油酯及其混合物。
如在此所用的，术语“碳水化合物”指的是糖醇，单糖，二糖，寡糖，可消化的、部分可消化的和不易消化的聚糖的总量；以及本发明实施方案中存在的木质素或木质素样物质。可以引入本发明中的碳水化合物可以包括，但不限于，单糖，二糖，寡糖，多糖，糖醇及其混合物。有用的单糖的非限制性实例包括：四糖，如赤藓糖；戊糖，如阿拉伯糖，木糖和核糖；和己糖，如葡萄糖(右旋糖)，果糖，半乳糖，甘露糖，山梨糖和塔格糖。
有用的二糖的非限制性实例包括：蔗糖，麦芽糖，乳糖和纤维二糖。有用的寡糖的非限制性实例包括：果糖寡聚糖；麦芽三糖；棉子糖；水苏糖；和玉米糖浆固体(具有n＝4-10的麦芽糖寡聚体)。有用的多糖包括，但不限于，可消化的多糖和不易消化的多糖。有用的可消化多糖的非限制性实例包括分离或源自谷物颗粒，豆荚，块茎和根的淀粉；通过淀粉的部分水解获得的麦芽糖糊精；糖原及其混合物。有用的淀粉的非限制性实例包括来自谷物，豆荚，块茎和根的粉末；天然，未改性的淀粉，预糊化的淀粉，化学改性的淀粉，高直链淀粉的淀粉，蜡质淀粉；及其混合物。有用的不易消化的多糖可以是水溶性的或水不溶性的。有用的水溶性或主要为水溶性的不易消化的多糖的非限制性实例包括：燕麦麸皮；大麦麸皮；亚麻籽；戊聚糖；植物提取物，如果胶，菊粉和β-葡聚糖可溶性纤维；种子半乳甘露聚糖，如瓜尔豆胶和槐豆胶；植物渗出物，如阿拉伯树胶，黄芪胶和刺梧桐胶；海藻提取物，如琼脂，卡拉胶，藻酸盐和furcellaran；纤维素衍生物，如羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素和甲基纤维素；微生物胶，如黄原胶和吉冷胶；半纤维素；聚葡萄糖；及其混合物。水不溶性和主要为水不溶性的不易消化的多糖的非限制性实例包括纤维素，微晶体纤维素，麸皮，抗性淀粉及其混合物。
有用的糖醇包括但不限于，甘油，山梨糖醇，木糖醇，甘露糖醇，麦芽糖醇，丙二醇，赤藓醇及其混合物。
附加剂可以包括至少以下的天然和合成制得的调味剂，无热量甜味剂，兴奋剂，黄烷醇，天然和合成制得的色素，防腐剂，酸化剂和食品稳定性抗氧化剂。给本发明的实施方案推荐调味剂，以便进一步增强它们的口味。如在此所用的，术语“调味剂”包括调味料和香辛料。可以将香料加入最初的配方中，或在生产产品后局部添加。任何天然或合成调味剂可以用于本发明中。水果香料，天然植物香料及其混合物可以用作调味剂。特别优选的香味调料是谷物基的，香辛料基的和黄油型香料。除了这些香料，可以使用各种甜味香料，如巧克力，果仁糖，焦糖和其他水果香料，如苹果香料，柑桔类香料，葡萄香料，树莓香料，越桔香料，樱桃香料等。这些水果香料可以源自天然来源，如果汁和香味油，或是合成制得的。优选的天然香料是芦荟，人参，银杏，山楂，芙蓉，野玫瑰果，甘菊，薄荷，茴香，生姜，甘草，莲子，五味子，锯榈，洋菝葜，红花，金丝桃，姜黄，豆蔻，肉豆蔻，肉桂，南非香叶木，桂皮，茉莉，山楂，菊花，荸荠，甘蔗，荔枝，竹笋等。通常，调味剂作为浓缩物或提取物或以合成产生的酯，醇，醛，萜，倍半萜烯等形式可方便地获得。用于任何实施方案中时，以有效量加入调味剂。
美国专利No.6,479,090中描述了用于点心，油炸土豆片，犹太逾越节薄饼和其他未发酵食品的各种配方，在此将其配方引入作为参考，和在此引用的所有参考文献一样，包括优先权要求中的申请和专利。
当面团具有高含量的小麦或其他含谷蛋白的面粉时，可以在室温产生能成片，伸展和切成片的粘着可加工的面团。常规小麦基面团焙烤成发面饼干提供了薄片状的结构，通常具有均匀的小孔和易碎的，粉状的，膨松的质地。咀嚼时，常规的发面饼干通常比油炸土豆片分散地更快。它们没有和油炸土豆片那样提供松脆的质地和破碎成碎片的感觉，在分散之前具有轻微的磨碎压缩。此外，发面饼干通常被截断(dockered)，以防止成枕头状(pillowing)并提供通常为平的下表面和多孔状的上表面。通过消除截断的孔可以从小麦基面团生产具有枕头状外观的牡蛎或汤发面饼干和点心发面饼干。然而，这些产品仍然具有膨松的，易碎的，粉状的质地和发面饼干外观，而不是油炸土豆片，松脆的薄片样质地和薄片样外观。
Dogliotti的美国专利No.4,209,536，Shishido的美国专利No.4,613,508，Moriki的美国专利No.4,752,493和Szwerc等的美国专利No.5,000,968中公开了通过将馅料针式注射至由小麦粉制得的中空膨胀点心中获得的有馅的焙烤发面饼干或点心。这些专利中没有公开具有表面气泡和周围松脆，薄边缘的薄片样点心的生产。将面团配制和加工成将焙烤过的/中空片切成片后保持疏松或枕头状的形状。
在Dogliotti的美国专利No.4,209,536的面粉糕点产品的外皮中通过使用蛋白获得了多孔状结构。
在Shishido的美国专利No.4,613,508的方法中，通过焙烤每100重量份谷物粉具有10-30重量份糖，10-25重量份可食脂肪或油，1.5-4.0％发酵剂和20-35重量份水的面团来制备硬面团饼干，获得了至少280％的膨松度。
Moriki的美国专利No.4,752,493中如动物或汽车图案形式的焙烤中空膨胀点心是从含淀粉原料混合物生产的。通过混合60-95重量份至少一种低膨胀能力的含淀粉材料和40-5重量份的至少一种高膨胀能力的含淀粉材料来制备原料混合物。低膨胀能力的材料可以是非粘性谷物，如小麦，黑麦，玉米，粳米，西米，高粱，小黑麦，粟米和豆类，或分离自这些来源的淀粉。高膨胀能力的材料可以是马铃薯，芋头，木薯，竹芋，红薯，糯米，蜡质玉米，或源自这些细胞壁破碎来源的淀粉。在滚成光滑片状之前，通过加入热水或通过蒸汽的作用将含淀粉原料混合物部分糊化，使得将含淀粉原料混合物的温度升高至65℃至90℃。根据Moriki，在焙烤时，面团块表面的淀粉被糊化，因此形成具有良好的气体保持能力和卓越拉伸性的外皮。加热时，面团块中的水和挥发性物质推动外皮向外，使得面团块膨胀并且在内部分成两层或两个壳，在其中形成空腔。
Szwerc等的美国专利No.5,000,968的有馅发面饼干从含有蛋白酶的面团制得。酶水解面粉的蛋白质，其释放面团，因此使得形成中空的中心，而不是多空状的中心，因为发面饼干在焙烤过程中在发酵剂的影响下膨胀。公开了这增强了发面饼干的外壳并使得可以通过注射针刺穿发面饼干表面来给发面饼干填充馅料。
用于称为发面饼干的焙烤商品的标准配方包括至少以下的，为非限制性实例：
30g活性干酵母
30g糖
0.80L温水；(105至115)
2.5L(250g)通用面粉；(3至3-1/2)或全麦粉*
10g盐
0.12L植物油
10g碎香菜(或其他种子，例如，茴香或欧莳萝种子)
通常，配方要求70-90％重量面粉，2-8％酵母，0-10％糖，0-8％盐，0.005至2％可食用油，5-30％水和0-5％调味料或种子添加剂。
*(或三份通用面粉比一份黑麦，荞麦，玉米或燕麦粉)。
在小碗中，将酵母和糖溶解于水中。在中碗中，混合面粉和盐。在干配料的中间弄一个孔，然后加入植物油和香菜籽。加入酵母混合物并将干配料搅拌成湿配料。将面团转移至轻轻撒了些面粉的案板上并捏合一会直至光滑。转移至含油的碗中，转动面团使其涂上油脂：让其发起直至体积加倍，约1小时。
将烤炉预热至350℉，将面团穿孔并切成20块。将每块滚成球状并压成盘状。用手或用面糊机将一个圆盘状的面团尽可能地滚薄成圆形或椭圆形。将2-4块发面饼干置于(不管怎样，许多将会是合适的)略微涂了些油的焙烤板上，并用叉以2英寸的间隔戳开。焙烤直至边缘周围略微褐色，约15分钟。转移至架子上并使其冷却和最终的干燥。贮藏在密封罐中。使用剩余的球状面团重复(制备20个非常大的发面饼干)。
可以将种子置于面团中而非面团上，在焙烤之前撒在顶部。用蛋黄混合水涂在面团上，用作糖衣。将粗盐和破碎的胡椒放在顶部。
典型的硬椒盐卷饼的配方可描述为：
1袋活性干面包酵母(10-50g)
温水(0.2-0.8L)
～2T软黄油或人造黄油(20-50g)
～23/4杯面包粉(200-600g)
1/2t盐(0-30g)
1T糖(0-25g)
5t发面苏打(10-40g)或
将T(5-40g)混入1/2杯碳酸氢钠温水中，用作糖衣
如果需要，粗盐用于覆盖混合物。
使椒盐卷饼在室温发起，然后卷起成型，并在预热的湿润烤炉中焙烤。
Fazzolare等的美国专利No.4,873,093和4,834,996以及Addesso等的美国专利No.5,429,834和5,500,240中公开了从几乎没有谷蛋白的淀粉基组合物如马铃薯粉或玉米粉生产具有松脆质地和表面气泡的油炸土豆片样的淀粉基点心。几乎没有谷蛋白的淀粉基组合物与水混合时，没有形成在室温是粘着的并且连续可加工或压片的面团。通过在升高的温度条件下形成面团，如通过将配料蒸汽加热，来提高从几乎没有谷蛋白的配料制得的面团的可加工性，如Fazzolare等的美国专利No.4,873,093和4,834,996中所公开的。
通过优选方法制备高度精制的纤维素材料的制备实施例
实施例1
从当地的饲料库获得干燥的甜菜渣碎片。然后使用盘磨机或精制机将甜菜渣研磨成粉末。一种特别有用的板式精制机是由SproutWaldron of Muncy，PA制造的，并且型号为12-ICP。该板式精制机具有在1775rpm运转的60马力电动机。将干物质磨碎后，将它们浸泡在5％固体的100℃的热水中5分钟，材料在其中开始吸收水分。然后用屏障车中的水洗涤浸泡过的物质来除去任何不利的颗粒或可溶性物质。浸泡后，将物质稀释至3％固体并在150加仑(555升)槽中搅拌漂白。漂白条件为15％过氧化氢(基于干物质重)，11.5的pH，和80℃的温度，持续一小时。漂白后，然后在屏障车中洗涤物质。漂白后，然后使用和第一个步骤中相同的精制机将3％固体的材料再次精制，接着在型号为DR3-6A的IKA Dispax Reactor(Wilmington，NC)中进一步减小尺寸。然后使用型号为MC(P)-45的APV Gaulin高压均质机(Wilmington，MA)将分散的材料在8000psi(大约5 x 105秒-1剪切速率)下均质三次。然后将均质的物质在由Commercial DehydratorSystems(Eugene，OR)制造的Harvest Saver脱水机中在120℉干燥。然后将干燥的物质在Fitzmill，型号D6(Elmhurst，IL)中研磨，使用0.050英寸(0.12cm)圆22规格316目不锈钢筛网。研磨后，然后使用标准的厨房家用搅拌机在高速将研磨过的物质在1％固体复水三分钟。然后使用具有圆柱状锭子的Brookfield LVDV++粘度计(Middleboro，MA)测量粘度。Keltrol黄原胶和丙二醇藻酸盐(PGA)获自CP Kelco。通过在搅拌机中将材料混合3分钟来制得1％溶液。使用相同的Brookfield粘度计测定流变能力。结果示于图1中。该数据表明本发明的纤维能够在源自甜菜的1％纤维浓度下提供至少23,000的粘度，1rpm，20℃。在这些浓度和条件下使用本发明的教导来提供高于24,000和高于25,000的粘度以产生本发明的实质细胞基高度精制的纤维素纤维是在本领域技术人员能力范围内的。这通过图1得到了证明，其是Fiberstar’s加工的甜菜渣对黄原胶和PGA(丙二醇藻酸盐)的流变学曲线的比较。
柑桔类实施例2-6
实施例2：
从Vita Pakt(Covina，CA)获得冷冻洗涤过的柑桔果肉细胞。将热水加入冷冻果肉中来融化果肉。融化后，将物质在筛网上脱水来除去任何过量的水并使固体含量为5％。使用型号为12-ICP的SproutWaldron盘磨机(Muncy，PA)将融化并筛过的材料精制。然后使用型号为DR3-6A(Wilmington，NC)的IKA DispaxTM反应器在5％固体以50,000秒-1剪切速率分散精制的物质。然后使用具有圆柱状锭子的Brookfield LVDV++粘度计(Middleboro，MA)测量粘度。
实施例3：
从Vita PaktTM(Covina，CA)获得冷冻洗涤过的柑桔果肉细胞。将热水加入冷冻果肉中来融化果肉。融化后，将物质在筛网上脱水来除去任何过量的水并产生5％固体含量的果肉。使用型号为12-ICP的Sprout Waldron盘磨机(Muncy，PA)将融化并筛过的材料精制。然后使用型号为DR3-6A(Wil mi ngton，NC)的IKA DispaxTM反应器在5％固体分散精制的物质。然后使用型号为MC(P)-45的APV Gaulin高压均质机(Wilmington，MA)在5％固体将分散的材料在8000psi下均一次。然后使用具有圆柱状锭子的Brookfield LVDV++粘度计(Middleboro，MA)测量粘度。
实施例4：
从Vita PaktTM(Covina，CA)获得冷冻洗涤过的柑桔果肉细胞。将热水加入冷冻果肉中来融化果肉。融化后，将物质在筛网上脱水来除去任何过量的水并产生5％固体含量的果肉。使用型号为12-ICP的Sprout Waldron盘磨机(Muncy，PA)将融化并筛过的材料精制。然后使用型号为DR3-6A(Wilmington，NC)的IKA DispaxTM反应器在5％固体分散精制的物质。然后使用型号为MC(P)-45的APV Gaulin高压均质机(Wilmington，MA)在5％固体将分散的材料在8000psi(大约5 x 105秒-1剪切速率)下均质一次。通过Commercial DehydratorSystems制得的Harvest SaverTM脱水机(Eugene，OR)将均质过的物质在70℉(21℃)下干燥。然后将干燥的物质在Fitzmill，型号D6(Elmhurst，IL)中研磨，使用0.050英寸(0.12cm)圆22规格316目不锈钢筛网。研磨后，然后使用标准的厨房家用搅拌机在高速将研磨过的物质在1％固体复水三分钟。然后使用具有圆柱状锭子的Brookfield LVDV++粘度计(Middleboro，MA)测量粘度。
实施例5
从Vita PaktTM(Covina，CA)获得冷冻洗涤过的柑桔果肉细胞。将热水加入冷冻果肉中来融化果肉。融化后，将物质在筛网上脱水来除去任何过量的水并产生5％固体含量的果肉。然后将这些物质放入高度搅拌机中3分钟(大约30,000至40,000秒-1剪切速率)，然后使用具有圆柱状锭子的Brookfield LVDV++粘度计(Middleboro，MA)测量粘度。
实施例6：
从Vita PaktTM(Covina，CA)获得冷冻洗涤过的柑桔果肉细胞。将热水加入冷冻果肉中来融化果肉。融化后，将物质在筛网上脱水来除去任何过量的水并产生5％固体含量的果肉。然后通过CommercialDehydratorTMSystems制得的Ha rvest Saver脱水机(Eugene，OR)将融化的物质在70℉(21℃)下干燥。然后将干燥的物质在Fitzmill，型号D6(Elmhurst，IL)中研磨，使用0.050英寸(0.12cm)圆22规格316目不锈钢筛网。研磨后，然后使用标准的厨房家用搅拌机在高速将研磨过的物质在1％固体复水三分钟(大约30,000至40,000秒-1剪切速率)。然后使用具有圆柱状锭子的Brookfield LVDV++粘度计(Middleboro，MA)测量粘度。
显示了各种处理条件后柑桔果肉细胞粘度的表
Figure A200680055395D00361
实施例7：
使用产生大小装置的干燥产品的制备
QuadroTM(Milburn，NJ)，3％固体的复水干柑桔果肉产品，并将混合物通过型号Z3乳化器不同的时间。如下表中所示的，通过乳化器的比通过在搅拌机中剪切3.5分钟的复水更有效。使用这种类型的机器，将我们的产品供入分配器进料器中，在其中滴入水蒸汽中，得到水合，并直接进入配料混合物中，而不需要分配的分散槽并可以以大的生产规模来进行分级的复水。
显示各种通过高剪切乳化器vs厨房搅拌机的粘度的表(3％固体)
实施例8
还可以加工目前通常出售用于纤维来源的干燥柑桔皮和/或甜菜产品并产生功能性产品。干燥的磨碎的柑桔皮产品获自Vita PaktTM(Covina，CA)。然后在5％固体使用型号为DR3-6A的IKA DispaxTM反应器(Wilmington，NC)分散3％固体的干燥的磨碎的柑桔皮。然后将分散的物质使用型号为MC(P)-45的APV Gaulin高压均质机(Wilmington，MA)在8000psi下均质一次。然后使用具有圆柱状锭子的Brookfield LVDV++粘度计(Middleboro，MA)测量粘度。
实施例9
流化床干燥
使用Carrier Vibrating Equipment(Louisville，KY)一平方英尺振荡流化床干燥器来进行流化床干燥试验。获得与湿的给料物质具有接近相同的功能性的干燥产品。使用100-140℉(38-60℃)出气口温度，400℉(205℃)进气口温度进行干燥测试，并且在干燥器中的停留时间为大约5-25分钟。将所有接受干燥的物质干燥至低于15％的水分。在1％使用具有圆柱状锭子的Brookfield LVDV++粘度计(Middleboro，MA)测量所有粘度。在干燥前，湿的物质需要与干的物质回混(将较湿的物质加入较干的物质中来促进较湿物质的干燥)(回混比例为2份干的比1份湿的)，并且将总共61bs(2.6kg)的湿料放入分批类型的干燥机中。以下显示了来自该测试的结果：
Figure A200680055395D00381
实施例10：
急骤干燥
使用Carrier Vibrating Equipment(Louisville，KY)Tornesh干燥机进行中型规模的急骤干燥试验。在干燥之前，将湿物质(分散的柑桔果肉，和来自实施例2中的一样)与干物质回混，柑桔果肉还是来自实施例2的(回混比例为2份干比1份湿)，并将总共30lbs(13kg)50％水分的湿料放入干燥器中。获得与湿料物质具有相似功能的干燥产品。使用200℉(94℃)出气口温度进行干燥测试，并且在干燥器中的停留时间为大约1-3分钟。使用高度搅拌机将干燥的物质复水3分钟，并且在1％使用具有圆柱状锭子的Brookfield LVDV++粘度计(Middleboro，MA)测量所有粘度。以下显示了来自该测试的结果：
显示了急骤干燥试验结果的表
Figure A200680055395D00391
高度精制的纤维素材料的产品使用实施例
实施例11
用来自Fiberstar，Inc.的瓜尔豆胶，水和植物起酥油共同加工并加入Citri-FiTM 200FG柑桔纤维来制得脂肪减少的起酥油。所用的水量是Citri-FiTM重量的三倍和六倍，并用柑桔纤维和水的混合物替代一半起酥油。测试1含有100％植物起酥油。测试2含有50％起酥油并用纤维重量6倍的Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)和水来平衡。测试3含有50％起酥油并用纤维重量3倍的Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)和水来平衡。所有测试在75℉进行，使用五个重复。使用获自Texture Technologies的质地分析仪评价涂抹酱的铺展性，使用铺展性架子(TA-425TTC)来测量涂抹酱的粘着力和附着力。测试结果示于表1中。
Figure A200680055395D00392
A&B：相互之间没有统计学差异的标记分组。
表1：通过质地分析仪测量粘着力和附着力，将100％植物起酥油与50％起酥油和平衡为纤维重量6倍(测试2)和纤维重量3倍(测试3)的Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)和水进行比较。
表1的铺展性结果显示了可以制得与100％起酥油产品具有非常相似铺展性的50％起酥油涂抹酱。可以根据和柑桔纤维一起使用的水量来调节粘着力和附着力。在该实施例中，如果以柑桔纤维，瓜尔豆胶重量三倍来用水，那么涂抹酱具有较大的粘着力和附着力，而且更坚硬。而如果使用柑桔纤维，瓜尔豆胶重量六倍来用水，那么涂抹酱具有较小的粘着力和附着力，并且略微不太坚硬。
实施例12：
通过将Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)，水加入低反式层酥中，通常用于Danish的生产中，从Bunge可获得。再一次将各种水含量用于评价水含量之间的差异，还评价了另一种替代层酥含量的变化。替代层酥的含量为33％和50％。再一次使用质地分析仪测量粘着力和附着力。测试4含有100％的低反式层酥。测试5含有66％的低反式层酥，剩余的是纤维和其重量六倍的水。测试6含有50％的低反式层酥，剩余的是纤维和纤维重量3倍的水。测试7含有50％的低反式层酥，剩余的是纤维和纤维重量6倍的水。测试结构显示于表2中。
测试编号             粘着力(g/mm)           附着力(g/mm)
测试4                1295.88a               -1092.29a
测试5                1357.79a               -1120.43a
测试6                2135.99b               -1899.33b
测试7                1803.58c               -1687.1c
带有普通字母的上标分组表示相互之间在统计学上没有差异的组。
表2：通过质地分析仪测量对照低反式层酥和减脂低反式层酥涂抹酱的粘着力和附着力。测试4含有100％的低反式层酥。测试5含有66％的低反式层酥，剩余的是纤维及其重量六倍的水。测试6含有50％的低反式层酥，剩余的是纤维和纤维重量3倍的水。测试7含有50％的低反式层酥，剩余的是纤维和纤维重量6倍的水。
该测试的结果表明产品中具有低反式层酥，使用Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)重量六倍的水能在使用33％层酥替代时有效制备具有相似粘着力和附着力的产品，然而，在50％较高水平替代时，以纤维重量6或3倍用水时，层酥硬得多。这些结果表明为了获得相似铺展性的这种产品，应当使用较高的水量。
实施例13
使用通常用于Danish生产中的人造黄油进行了另一轮测试。这次直接使用了Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)重量六倍的水量并评价了两种水平的层酥替代，即，50％和33％替代。使用实施例一和二中相同的质地分析仪和装置测量粘着力和附着力。测试8含有100％人造黄油层酥。测试9含有66％人造黄油层酥，并且平衡是Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)和纤维重量6倍的水。测试10含有50％人造黄油层酥，并且平衡是Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)和纤维重量6倍的水。测试结果显示于表3中。
Figure A200680055395D0041144115QIETU
表3：通过质地分析仪测量对照人造黄油层酥和减脂人造黄油层酥涂抹酱的粘着力和附着力。测试8含有100％人造黄油层酥。测试9含有66％人造黄油层酥，并且平衡是Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)和纤维重量6倍的水。测试10含有50％人造黄油层酥，并且平衡是Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)和纤维重量6倍的水。
表3中所示的测试结果表明使用这种人造黄油层酥，纤维重量6倍的水量高于制备减脂层酥需要的水量，该减脂层酥与全脂对照相比较，具有相等的铺展性。
实施例14：
在实施例11和实施例12中，我们显示了通过加入Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)三倍重量的水可以制得与对照涂抹酱相比更稠的减脂涂抹酱。然而，制备更大粘着和附着质地的可替换方法是用更硬质地的脂肪开始，并且将6倍水和纤维加入该起始混合物中。在该实施例中，使用Swede Gold起酥油以及Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)和纤维重量6倍的水。将该混合物的质地与对照层酥相比较，如测试8中所示的。使用获自Texture Technologies的质地分析仪评价涂抹酱的铺展性，使用铺展性架子(TA-425TTC)来测量涂抹酱的粘着力和附着力。
Figure A200680055395D0042144221QIETU
表4：通过质地分析仪测量对照人造黄油层酥和减脂人造黄油层酥涂抹酱的粘着力和附着力。测试8含有100％人造黄油层酥。测试11含有硬脂肪层酥，是由50％Citri-FiTM 200FG(柑桔纤维，瓜尔豆胶)和纤维重量6倍的水减少的。
实施例15
将由8％蛋制得的对照Danish与由减脂蛋和蛋替代品制得的Danish相比较，蛋替代品由10份水与一份Citri-FiTM 100构成。所用的水量是纤维重量的10倍。将以下的配方用于对照和蛋减少的Danish。
 
                      对照              蛋减少50％的物质名称              (1bs)
Danish基料            100.00            100.00全蛋                  8.04              4.04水                    34.29             34.29酵母                  3.52              3.52层酥                  8.71              8.71水                    0.00              3.64Citri-FiTM100         0.00              0.36
表5：对照和蛋减少的Danish的生产中所用的配方
焙烤后，注意到就口味，质地，薄片状而言，对照和蛋减少的Danish彼此间接近相同，这表明蛋减少的产品中Citri-FiTM 100FG(柑桔纤维)和另外的水可以维持全蛋roll-in的完整性，来提供分层且薄片状的质地。
实施例16：蛋减少的蛋糕
将来自Fiberstar，Inc.的Citri-FiTM 100柑桔纤维用于测试100％蛋减少的起酥油蛋糕配方中。所用的Citri-FiTM 100柑桔纤维含量为从配方中取出的蛋重量的5.3％倍，并且水的含量是Citri-FiTM 100柑桔纤维重量的19倍。
预期用0.05-50％重量实施例1的高度精制纤维和剩余物水(如果需要，含有调味料)的组合物替代上述配方中全部或优选部分的蛋能够产生与对照配方和减少起酥油的配方相比具有相似的不可区分特性和口味的产品。
以下是该蛋糕的混合和焙烤程序。
1.在混合碗中混合纤维，水，起酥油和糖，并使用平的搅拌棒微弱地混合2分钟。
2.加入：蛋糕粉，糖，奶粉，焙烤粉，发面苏打，盐和预糊化的小麦淀粉。
3.在步骤3中逐渐加入水，并微弱地混合4分钟。刮擦碗。
4.将蛋(在改进技术的实践中，使用10％至100％替代品，替代品是0.05-10％重量实施例1的高度精制的纤维，平衡是水)，香草香精和水混合，并分两部分加入。
5.从步骤4中每加入一半后混合2分钟，并且在每天添加后刮除。
6.确认混合物已经得到完全混合，如果不够，那么再混合几分钟。
7.每个盘中称入580g面糊。
8.在360℉焙烤29分钟。
下表显示了对照和测试蛋糕的营养信息，这表明了减少的反式和饱和脂肪水平。
蛋糕营养信息
含有蛋替代品的强化产品通过蛋替代品具有更少的热量和较少的蛋白质以及较少的脂肪，减少的含量取决于所替代的蛋的百分比。
该表显示了就蛋糕高度和体积而言的蛋糕特性，这表明了含有减少脂肪和Citri-FiTM 100柑桔纤维的测试蛋糕具有增加的高度和体积。
Figure A200680055395D00441
因为起酥油在焙烤制品中具有软化作用，并且使它们能更长时间地保持新鲜，这些结果表明Citri-FiTM柑桔纤维可以用来替代干燥或未干燥形式的蛋黄，蛋白或全蛋并保持产品具有与对照相似的食用质量。
实施例18：减脂的小甜面包
根据下表中的配方，将Citri-FiTM 100柑桔纤维用于制备减少50％脂肪起酥油的小甜面包。
Figure A200680055395D00451
注意到在整个产品货架期中，小甜面包的物理外观以及就口味，质地和新鲜度的食用质量而言，彼此间非常相似。含有蛋替代品的强化产品通过蛋替代品甚至具有更少的热量和较少的蛋白质以及较少的脂肪，减少的量取决于所替代的蛋的百分比。
实施例19：减少蛋的松饼
除了制备减少蛋的松饼，并且所得到的减少脂肪蛋的面糊和标准品具有相似的稠度，所得到的产品与全脂油相比具有非常相似的食用质量。在该实施例中，将Citri-FiTM 200柑桔纤维和瓜尔豆胶用于减少松饼配方中的蛋。将Multi-Foods松饼混合物(#44812)用于该测试中，并且对照配方遵照包装袋上的说明。以下显示了用于松饼的配方：
Figure A200680055395D00461
注意到根据以上配方制得的松饼具有非常相似的体积和食用质量，难以区分彼此。
使用蛋替代品的强化产品通过蛋替代品甚至具有更少的热量和较少的蛋白质以及较少的脂肪，减少的含量取决于所替代蛋的百分比。
实施例20
以面粉重量0.75％和1.5％的含量使用获自Fiberstar Inc.的Citri-FiTM
Figure A200680055395D00462
纤维添加剂制备发面饼干。每份Citri-FiTM纤维另外加入四份水以维持与对照相似的面团稠度。实例配方显示于表1中。一旦面团得到混合，将其形成发面饼干的形状并在450℉焙烤10分钟直至褐色且松脆。
配料             对照          测试1        测试2
面粉             100.0         100.0        100.0
糖               3.5           3.5          3.5
水               27.3          33.0         30.2
酵母             0.5           0.5          0.5
盐               1.1           1.1          1.1
苏打             0.6           0.6          0.6
起酥油           12.1          12.1         12.1
100FG                   1.5          0.75
表1：含有Citri-FiTM 100FG的实例发面饼干配方
使用测试1和测试2配方制得的发面饼干与对照相比较显著更强硬。尽管所有发面饼干具有相似的食用质量和口味，明显Citri-FiTM纤维添加剂的含量可以用来上下调节发面饼干的强度。例如，在测试1中使用1.5％Citri-FiTM 100FG纤维添加剂，与具有减少0.75％面粉重量的Citri-FiTM纤维添加剂100FG的测试2相比较，强度明显增强，而与对照相比较，两种都显著较强。
实施例21
使用不同含量的获自Fiberstar Inc.的Citri-FiTM
Figure A200680055395D00471
纤维添加剂制得意大利面产品。每份Citri-FiTM纤维另外加入19份水以维持与对照相似的面团稠度。实例配方显示于表1中。一旦面团得到混合，将其形成意大利面的形状，并在400℉焙烤5分钟直至褐色且松脆。
配料                   对照           测试1          测试2
面粉                   100.0          100.0          100.0
水                     22.1           76             152
盐                     4.0            4.0            4.0
蛋                     160            80             0
油                     11.6           11.6           11.6
Figure A200680055395D00472
100 FG          0              4              8
可以由相等重量的以重量计的HRC/水组合物来替代蛋(在此按比例重160克，由于较大的蛋含量是必需的成分，由HRC和水100％替代是不可能令人满意的)，使用至少10％替代，优选高达50％，但可能高达100％蛋重量，期望对产品的最终特性具有最小的影响。
实施例22
以面粉重量4.27％的含量使用获自Fiberstar Inc.的Citri-Fi
Figure A200680055395D00481
纤维添加剂制得玉米粉圆饼薄片。每份Citri-FiTM纤维另外加入六份水以维持与对照相似的面团稠度。实例配方显示于下表中。一旦面团得到混合，将其形成玉米粉圆饼薄片的形状，并在400℉的油炸油中油炸。注意到Citri-Fi纤维添加剂测试与对照相比较更强烈。
 
物质名称            对照(1bs)           2％Citri-FiTM(1bs)
Masa面粉            100.0                100.0水                  113.6                113.6Citri-FiTM200       0.0                  4.27额外的水            0.0                  25.6
实施例23(带有比较实施例)
将发面饼干样品送至Merlin进行评价。于06年4月18日收到样品，06年4月20日进行评价。将样品鉴定为：
·咸味发面饼干对照
·咸味发面饼干0.5％Citri-Fi100FG
·咸味发面饼干1％Citri-Fi100FG
三点弯曲方案
使用可调节的桥平台(TA-92)和圆形末端的刀片探针(TA-42)进行3点弯曲测试。桥平台具有两个钢轨，为了该评价，钢轨间隔开1-英寸间距。通过每个边缘的两个钢轨来支撑发面饼干样品。探针沿着中心线接触样品并持续通过发面饼干下降，测量使其破碎需要的力量。预测试速度为3.0mm/秒。圆形末端刀片探针以该速度移动直至质地分析仪表面检测特征检测到10克的力量(触发)，并且指出其以1.0mm/秒的速度通过发面饼干移动了15.0mm。探针以10.0mm/秒的速度收回。每个变量测试十四至十五个发面饼干。
结果
TA-TX2数据
 
发面饼干ID 峰值力(克) 与峰值的距离 早期应力破碎#
对照 2265 1.56 22(n＝15)
0.5％ CF 100FG 2362.7 1.85 16(n＝14)
1.0％ CF 100FG 2826.5 1.70 16(n＝15)
含有1％Citri-Fi 100 FGTM添加剂的发面饼干明显花费了更大的力来破碎。变量之间与峰值的距离没有显著差异。这表示需要相似的距离来实现破碎。在测试过程注意到的另一种驱使是最终破碎之前应力破碎的数量。对照具有最高数量。发面饼干中Citri-Fi100TM添加剂的存在似乎减少了应力破碎的数量。感官评价在样品之间没有获得任何风味差异。所有样品都是松脆的。1.0％Citri-Fi 100FGTM添加剂样品必对照略微更密实和坚韧一些。
蛋替代配方
配料：
2杯面粉
1/2茶匙盐
2茶匙焙烤粉
3个蛋(大约2-3液量盎司)
用6-9液量盎司水和3％重量实施例1的产品来替代蛋。
说明：用叉在大碗中混合所有配料。如果需要，加入更多的液体和面粉，使面团变硬和可捏制。放在撒了面粉的案板上并捏合直至光滑。分成三部分并将每部分滚薄。给每个片层上轻轻撒上些面粉。切成条状。在煮之前使面条略微干燥。煮：将意大利面加入加盐的沸水中。煮7分钟。排干。煮后，预期该物质具有相似的稠度，由于不存在蛋含量，只有适度的口味差异。可以通过减少蛋替代品的含量(例如，使用1个蛋和2-6液量盎司替代品)和通过将调味料加入混合物中以提高口味来抵偿这种差异。

Claims (20)

1.制备营养物质的方法，包括提供用于营养物质的配方，该配方包括蛋成分作为配料，由该配方制备生的营养物质，和用替代组合物替代至少10％重量或体积的总蛋需求，该替代组合物含有0.05-10％重量的高度精制的纤维素，重量的用于平衡至少一部分除去蛋需求的含水载体，然后烹饪生的营养物质。
2.权利要求1的方法，其中高度精制的纤维素产品包括具有通过AOAC 991.43测量的高于20％的总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC 56-30测量的每份纤维高于三份水的保水能力的纤维材料。
3.权利要求1的方法，其中高度精制的纤维素产品包括具有通过AOAC 991.43测量的高于30％的总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC 56-30测量的每份纤维高于五份水的保水能力的纤维材料。
4.权利要求1的方法，其中配方要求蛋成分的量为每1-6杯面粉或谷物约1-3个蛋。
5.熟的食品，含有a)0.05％-5％总重的高度精制的纤维素产品，该纤维素产品包括具有通过AOAC 991.43测量的高于30％的总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC 56-30测量的每份纤维高于五份水的保水能力并含有低于90％可溶纤维的纤维材料，b)蛋白质谷物产品，和c)脂肪或油，但低于2％蛋成分的总重。
6.权利要求5的食品，进一步含有发面苏打。
7.权利要求5的食品，进一步含有盐。
8.权利要求6的食品，其中发面饼干产品具有表面，并且在表面上含有气泡。
9.权利要求8的食品，其中蛋白质谷物产品包括源自选自玉米，马铃薯，大米，小麦，燕麦和大豆的至少一种谷物，水果或蔬菜的面粉或物质。
10.权利要求8的食品，其中发面饼干产品由意大利面制品，面粉糕点，面包，小面包干，面条或可食外包装构成。
11.提供用于烹饪可食食品的物质的方法，包括提供可烹饪的物质，该可烹饪的物质含有：
a)0.05％-5％总重的高度精制的纤维素产品，该纤维素产品包括具有通过AOAC 991.43测量的高于30％的总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC 56-30测量的每份纤维高于五份水的保水能力并含有低于90％可溶纤维的纤维材料，所述的可溶纤维以2-7％重量与水的混合物来添加；
b)蛋白质谷物产品，
c)起酥油，
d)任选地，发酵剂，和
e)水，至a)，b)和c)的至少10％重量
形成可烹饪的物质，如果存在发酵剂，使可烹饪物质发起，如果发起了，将发起的可烹饪物质擀平，并烹饪可烹饪物质以形成食品。
12.权利要求10的方法，其中可烹饪物质进一步含有发面苏打，盐或焙烤粉和盐两者，并且食品包括意大利面制品，面包，面条或面粉糕点。
13.权利要求12的方法，其中通过煮或蒸来烹饪可烹饪物质。
14.权利要求12的方法，其中蛋白质谷物产品包括源自由玉米，马铃薯，大米，小麦，燕麦和大豆组成的组的面粉或物质。
15.改善食品的低胆固醇或降低的蛋含量的方法，包括提供用于食品的配料混合物，该混合物含有：
a)0.05％-5％总重的高度精制的纤维素产品，该产品包括具有通过AOAC 991.43测量的高于30％的总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC 56-30测量的每份纤维高于五份水的保水能力并含有低于90％可溶纤维的纤维材料
b)蛋白质谷物产品，
c)任选地，发酵剂，和
c)起酥油，和
如果存在发酵剂，使配料混合物发起，使发起的配料混合物成型，并烹调配料混合物以形成食品。
16.权利要求15的方法，其中可烹饪物质进一步含有发面苏打。
17.权利要求15的方法，其中可烹饪物质进一步含有盐。
19.包括意大利面制品，百吉饼，面包，小面包干的食品，其含有a)0.05％-5％总重的高度精制的纤维素产品，以2-7％重量与水的混合物来添加，该纤维素产品包括具有通过AOAC 991.43测量的高于30％的总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC 56-30测量的每份纤维高于五份水的保水能力并含有低于90％可溶纤维的纤维材料，和b)超过20％的面粉。
20.19.椒盐卷饼，玉米粉圆饼，马铃薯片，谷物，点心食品，玉米卷或外壳产品，其含有a)0.05％-5％总重的高度精制纤维素产品，该纤维素产品包括具有通过AOAC991.43测量的高于30％的总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC56-30测量的每份纤维高于五份水的保水能力并含有低于90％可溶纤维的纤维材料，和b)超过1％的面粉。
21.给发面饼干，椒盐卷饼，炸土豆片或玉米粉圆饼提供a)提高的外皮强度，和b)对破裂和刚性破碎的抵抗力的方法，包括制备待烹饪成发面饼干，椒盐卷饼，炸土豆片或玉米粉圆饼中至少一种的混合物，该混合物包括具有通过AOAC 991.43测量的高于30％的总膳食纤维(TDF)含量和通过AACC 56-30测量的每份纤维高于五份水的保水能力并含有低于90％可溶纤维的纤维材料。
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