CN101528058B - 用于食品的改良增稠剂组合物 - Google Patents

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Abstract

公开了含有从种子的胚乳获得的半乳甘露聚糖水状胶体的改良的增稠剂组合物及方法。该增稠剂组合物含有决明子水状胶体和高酯化果胶的组合并且可用于使食品和饲料产品增稠。决明子水状胶体和高酯化果胶的组合在食品，且特别是乳制品如热处理酸奶中呈现出增效的流变学和稳定性效果。

Description

用于食品的改良增稠剂组合物
发明领域
本发明涉及改良的增稠剂组合物，其含有获自种子胚乳的水状胶体(下文中称为“水状胶体”)。更具体地，本发明涉及增稠剂组合物，其含有决明子水状胶体和高酯化果胶的增效性组合，及其作为食品和饲料中的增稠剂的用途。增效性组合呈现出优于单独的决明子水状胶体或果胶的提高的流变学和稳定性作用。
发明背景
水状胶体源自可以从豆科和伞形花科的植物种子胚乳、灌木和树木提取的多糖。罗望子树，Tamarindus indica L.(罗望子胶)；西腊干草，Trigonella foenum-graecum L.(胡芦巴胶)；野生山扁豆和sicklepod植物，小决明(Cassia tora)和钝叶决明(Cassiaobtusifolia)(决明子胶)；刺槐，Ceratonia siliqua L.(刺槐豆胶，LBG)；tara bush，Caesalpinia spinosa L.(tara胶)和瓜儿豆植物，Cyamopsis tetragonoloba L.(瓜儿豆胶)是常见的胚乳物质来源。已知从这些种子获得的多糖能用作含水体系中的增稠剂和胶凝剂。已知获自胡芦巴胶、决明子胶、刺槐豆胶、tara胶和瓜尔豆胶的多糖为聚半乳甘露聚糖。聚半乳甘露聚糖由1→4连接的β-D-甘露吡喃基单体构成，在主链中的吡喃甘露糖残基的6位碳上具有重复的1→6链接的α-D-半乳糖基侧基支链。豆科和伞形花科的不同种的半乳甘露聚糖聚合物在从聚半乳甘露聚糖主链侧出的半乳糖基侧链单体的出现频率是互不相同的。胡芦巴胶所含的聚半乳甘露聚糖中的D-甘露糖基与D-半乳糖基的平均比例大约为1∶1，瓜尔豆胶中大约为2∶1，tara胶中大约为3∶1，刺槐豆胶大约为4∶1，而决明子胶大约为5∶1。为了说明的目的，以下用图解表示了获自决明子胶的聚半乳甘露聚糖的结构：
Figure G2007800401344D00021
聚甘露糖主链重复单体
其中n表示半乳甘露聚糖聚合物中重复单体的数目。在一个方面中，n表示从约10至约50的整数。在另一个方面中，n表示从约15至约35的整数，再一个方面中，约20至约30的整数。再一个方面中，聚半乳甘露聚糖具有至少100,000的数量平均分子量。在另一个方面中，数量平均分子量为约150,000至约500,000，再一个方面中，为约200,000至约300,000(通过GPC方法使用聚苯乙烯标准品来测定分子量)。再一方面中，数量平均分子量为500,000至超过1,000,000。
通常，从决明子、刺槐豆、tara和瓜儿豆的种子提取出来的胚乳粉含有3至12％的水，至多2％的脂肪，至多7％的粗蛋白，至多4％的粗纤维，至多2％的灰分和至少75％的残余多糖。制备具有改良特性的较纯半乳甘露聚糖的方法是已知的，这些半乳甘露聚糖用于较宽范围的用途中，如，例如，用于人和动物食用的食品和饲料产品中。例如，在已知的方法中，通过加热成熟的种子，接着将其接受机械压力，如碾碎或研磨，从小决明(Cassia tora)或从钝叶决明(Cassiaobtusifolia)的种子提取胚乳。这种处理使得胚芽和胚乳外壳粉碎。通过过筛从子叶和外壳碎片中分离出完整的种子胚乳，然后将其接受粉碎处理，如美国专利US2,891,050中所述的。以这种方式制得的决明子胚乳粉具有所需的胶凝特性，但保留了特定的果香和轻微的苦味。此外，粉末具有黄色至浅褐色的颜色，这在感官上是令人不愉快的。
在美国专利US4,826,700中，公开了基于决明子半乳甘露聚糖和卡拉胶混合物的胶凝剂和增稠剂。
美国专利US4,840,811公开了从小决明(Cassia tora)的胚乳生产决明子胚乳粉的方法。所获得的产品是无色、无气味和无味道的。在公开的方法中，将胚乳用溶剂提取至少一次，以减少杂质，如蒽醌衍生物。提取溶剂包括水和烷醇和/或丙酮的混合物。干燥后，将胚乳转化成所需的细度。
与胶凝剂应当给食品提供凝胶状稠度同时就口味、气味和颜色特性不影响产品的事实无关，从这些现有方法中产生的最终水状胶体仍然含有某些植物化学物质，特别是，蒽醌的衍生物。已经将这类化合物鉴定为对人类健康是潜在有害的(S.O.Mueller等，“Food andChemical Toxicology”(食品和化学毒理学)，37(1999)，p481至491)。
怀疑引起不利健康影响的典型蒽醌衍生物是由以下通式所示的1，8-羟基蒽醌，如大黄素甲醚、大黄酚、芦荟-大黄素和大黄酸：
Figure G2007800401344D00031
大黄素甲醚   R1＝OCH3    R2＝CH3
芦荟-大黄素  R1＝H       R2＝CH2OH
大黄酸       R1＝H       R2＝COOH
大黄酚       R1＝H       R2＝CH3
如上所公开的，美国专利US4,840,811涉及在减少由蒽醌产生的有害气味、颜色和口味影响的努力中降低决明子胶中这些化合物水平的方法。’811的公开内容没有认识到树胶中蒽醌存在的固有毒性问题。然而，为了提供可安全用于食品、饲料、药品和个人护理的决明子水凝胶的目的，迫切需要水凝胶基本上不含潜在有害的蒽醌。
美国专利US2,891,050公开了从豆科种子如瓜儿豆、tara和刺槐豆产生粘性物质的方法，包括将获得的胚乳调节至30至60％的含水量并将加湿的胚乳通过滚筒将其碾平的步骤。在随后的步骤中，将压平的胚乳干燥并研磨。本领域中将这种方法称为“压片/研磨”法。将根据该方法制备的半乳甘露聚糖用作纸张、色拉调料、冰淇淋、焙烤制品和其他食品制造中的添加剂。
德国公开专利申请DE 10047278公开了可以通过将种子接受简单的研磨处理以分开胚乳和外壳，接着将胚乳研磨以产生所需的颗粒大小来获得决明子种子的胚乳粉。公开了决明子半乳甘露聚糖的水状胶体适用于食品应用。
公开的国际专利申请WO 2004/113390公开了基本上无色、无气味和无味道并且很大程度上无蒽醌并保持卓越胶凝特性的半乳甘露聚糖粉如决明子粉的生产方法。公开的方法适用于从常见的胚乳物质生产食品级水状胶体，常见的胚乳物质如从罗望子树Tamarindus indica L.(罗望子胶)；西腊干草，Trigonella foenum-graecum L.(胡芦巴胶)；野生山扁豆和sicklepod植物，小决明(Cassia tora)和钝叶决明(Cassia obtusifolia)(决明子胶)；刺槐，Ceratonia siliquaL.(刺槐豆胶，LBG)；tara bush，Caesalpinia spinosa L.(tara胶)和瓜儿豆植物，Cyamopsis tetragonoloba L.(瓜儿豆胶)的种子分离的胚乳。分离的水状胶体可以用作高纯度、感官上复杂的食品的添加剂。WO2004/113390的公开内容在此全部引入作为参考。
果胶归类为可溶性纤维。在大部分植物中可以发现，但是在柑桔类水果(如橙子、柠檬、葡萄柚)和苹果中最为集中。通过在适度酸性条件下水提取柑桔皮苹果泥来获得果胶。从柑桔皮获得的果胶称为柑桔果胶。果胶作为胶凝剂广泛用于食品工业中，以给食品提供胶状质地，主要是基于水果的食品，如果酱和果冻。在化学上，果胶是含有约300至约1,000个单糖单体的多糖。D-半乳糖醛酸是果胶的主要单糖单体。果胶的结构是复杂的。果胶分子具有线性主链，其由1→4连接的α-D-半乳糖醛酸及其甲酯的单体构成。半乳糖醛酸单体可以是盐的形式(半乳糖醛酸盐)，其给予果胶阴离子特性。结构的大部分由同聚的部分甲基化的聚-α-(1→4)-D-半乳糖醛酸残基构成，还可含有交替的α-(1→2)-L-鼠李糖基-α-(1→4)-D-半乳糖醛酸基部分，该部分含有支链点，该支链点具有主要为L-阿拉伯糖和D-半乳糖的大部分中性的侧链(1-20个残基)(鼠李聚糖半乳糖醛酸I)。果胶还可以含有包括连接聚-α-(1→4)-D-半乳糖醛酸部分的其他残基如D-木糖、L-岩藻糖、D-葡萄糖醛酸、D-芹菜糖、3-脱氧-D-甘露-2-辛酮糖酸(Kdo)和3-脱氧-D-来苏-2-庚酮糖酸(Dha)的侧链。果胶的分子量为50,000至250,000道尔顿。果胶中的半乳糖醛酸残基可以用甲基酯化。酯化度(DE)是商业果胶的许多功能性特征的主要决定因素。可以基于DE值将果胶分类。其中50％或更多半乳糖醛酸残基受到酯化的果胶称为高酯化(HE)果胶，如高甲氧基或HM果胶。其中低于50％的半乳糖醛酸残基受到酯化的果胶称为低酯化(LE)果胶，如低甲氧基(LM)或LM果胶。为了说明的目的，果胶在主链中包括以下线性结构单体：
Figure G2007800401344D00051
同时未在以上说明性结构示意图中示出，羧酸基团可以是甲基化的和/或以羧酸盐的形式(例如，铵、钾和钠)。
以下是其中果胶的羧酸基团受到酯化(例如，甲基化)的线性结构单体的示意图：
Figure G2007800401344D00052
为了说明的目的，前述结构的重复单体显示为完全酯化的。认识到游离的羧酸基团和/或羧酸盐(例如，铵、钾和钠)可以沿着聚合物的主链存在。
在以上代表性的果胶通式中，n表示聚合物主链中重复单体的数目。在一个方面中，n表示约20至约250的整数。在另一个方面中，n表示约30至约200的整数，再一方面中，约35至约150。
果胶主要用作胶凝剂，但也可以用作增稠剂和水分粘合剂。低甲氧基果胶(＜50％DE)在钙离子的存在下并在低pH下(例如，3-4.5)形成热-可逆的凝胶，而高甲氧基果胶(≥50％DE)在足量的(例如，65％重量)糖如蔗糖存在下并在低pH下(例如，＜3.5)快速形成热不可逆的凝胶；甲氧基含量越低，凝固越慢。使用商业果胶甲基酯酶可以降低酯化度，使得在Ca2+离子存在下形成更高粘性且更坚实的凝胶。报道了来自甜菜的高(2-O-和/或3-O-半乳糖醛酸主链)乙酰化果胶凝胶差，但是由于其更大的疏水特性，具有理想的乳化能力，但这可能是由于相关的果胶杂质引起的。因此，果胶根据来源和提取方法，可以呈现出广泛不同的特性。
尽管已经描述了用于获得和利用纯化食品级半乳甘露聚糖水状胶体的方法，但在文献中没有教导以下认识：决明子水状胶体和高酯化果胶的组合可以协同诱导提高的流变学(例如，粘度构建)和稳定特性，特别是在需要最小含量添加剂的食品和饲料应用中。
附图简述
图1表示显示了含有不同聚半乳甘露聚糖增稠剂添加剂的热处理酸奶(3.9％脂肪；3.6％蛋白；增稠剂浓度：0.5％)以及在不同条件下存储的Brookfield粘度(在20rpm，7℃下测量的)的图。
图2表示显示了含有不同聚半乳甘露聚糖增稠剂添加剂的热处理酸奶(3.9％脂肪；3.6％蛋白；增稠剂浓度：0.5％)以及在不同条件下存储的Brookfield粘度(在100rpm，7℃下测量的)的图。
图3表示显示了含有不同比例的决明子水状胶体和高甲基化果胶的热处理酸奶(3.5％脂肪；3.6％蛋白；增稠剂浓度：0.5％)的Brookfield粘度(在20rpm，7℃下测量的)的图。酸奶样品储存在不同的条件下。
示例性实施方案的描述
将描述根据本发明的示例性实施方案。在此所述的这些示例性实施方案的各种改变、改进或变化是所公开领域的技术人员清楚的。将理解认为所有这样依赖于本发明的教导，并且通过其这些教导已经超越现有技术的改变、改进或变化在本发明的范围和精神之内。
一个示例性实施方案涉及含有决明子水状胶体(树胶)和高酯化果胶的增稠剂组合物。
另一个示例性实施方案涉及含有决明子树胶和高酯化果胶的食品组合物。
再一个示例性实施方案涉及含有决明子树胶和高酯化果胶组合物的乳制食品组合物，如奶产生的产品(例如，酸奶和热处理的酸奶)。
再一个示例性实施方案涉及通过在其中使用决明子树胶和高酯化果胶的组合物提高食品和饲料组合物的流变学和稳定性的方法。
另一个示例性实施方案涉及含有本发明的增稠剂组合物(即，决明子水状胶体和以上的(外源)高酯化果胶)的食品组合物。
再一示例性实施方案涉及提高食品如乳制品的流变学和稳定性的方法。
决明子水状胶体
决明子水状胶体没有特别限制，只要其适用于食品和饲料应用。可以使用任何决明子树胶，只要其纯度水平允许其用于食品应用中。更重要地，所使用的决明子水状胶体中应当基本上不存在不利的化合物，如蒽醌。“基本上不存在”的意思为：在一个方面中，决明子水状胶体中的蒽醌如大黄素甲醚、大黄酚、大黄素、芦荟-大黄素和大黄酸的总量为约10ppm或更低，在另一个方面中，低于2ppm，再一方面中，低于1ppm，再一方面中，低于0.7ppm，基于决明子水状胶体干重。
在一个示例性实施方案中，可以根据WO 2004/113390的公开内容制得合适的决明子水状胶体，例如，决明子水状胶体可以通过以下方法制得，其包括步骤：
(i)用水将决明子碎片膨胀，以形成膨胀的碎片组合物；接着任选地将膨胀的碎片组合物分散于水/有机溶剂混合物中，和
(ii)将依据(i)获得的组合物湿切的至少一个步骤。
任选地，该方法可以进一步包括其他步骤：
(iii)将步骤(ii)中获得的切碎并且膨胀的碎片组合物加入水和有机溶剂的混合物中；和
(iv)分离水/有机溶剂混合物和切碎的碎片组合物，以获得半乳甘露聚糖水状胶体。
通常，在步骤(i)，膨胀的碎片是分散(悬浮)于水或水/有机溶剂混合物中的颗粒形式。在一个可替换的实施方案中，可以在以下所述的用于依据步骤(i)所示的任选分散步骤的水/有机溶剂混合物中进行膨胀步骤(i)。
在一个实施方案中，用于膨胀步骤(i)中碎片的水不含有任何衍生剂。
在以上提到的任选的实施方案中，所述步骤(i)中的水/有机溶剂混合物中的有机溶剂含量为至少约30％重量。
在上述方法的可替换实施方案中，至少两种不同的胚乳碎片，如，例如，决明子和瓜儿豆的碎片可以用作胚乳来源。
按照WO 2004/113390中所述的方法，显著减少了水状胶体即决明子水状胶体中的杂质的量。通过添加相对于膨胀颗粒递增含量的有机溶剂，从水状胶体中和水一起除去了半乳甘露聚糖水状胶体中不需要的化合物，如，例如，脂肪、蛋白质、纤维、灰分和植物化学物质(例如，蒽醌及其衍生物)。提高有机溶剂与水的比例，有助于从半乳甘露聚糖水状胶体中除去水和不需要的化合物。通过WO 2004/113390的方法获得的决明子水状胶体是无色、无气味和无味道的。通常，半乳甘露聚糖水状胶体中的脂肪、蛋白质和灰分的总含量低于约15％重量，在另一个方面中，低于约12％重量。然而，最重要地，不利的化合物，如蒽醌，基本上不存在于上述所获得的决明子水状胶体中。可以通过常规分析方法如HPLC或GC/MS测定水状胶体中蒽醌的存在和含量。对于详细内容，请参考S.O.Mueller等，Food and ChemicalToxicology(食品和化学毒理学)，37(1999)，p481至491，其公开内容在此引入作为参考。
如WO 2004/113390中所述的，获得了具有改善的感官特性(例如，透明度、低浊度、低气味、无味道和颜色)和提高的物理特性(例如，粘度、断裂强度(也称为外部凝胶强度)、凝胶强度(通常称为内部凝胶强度)和纯度的水状胶体组合物。这些特性使得由公开的方法制得的水状胶体特别适用于食品和饲料应用。
如在此和整个说明书中所用的，术语“碎片”表示没有接受任何进一步处理的粗制(原始的或未加工)决明子、刺槐豆(LBG)、tara或瓜儿豆的胚乳粉。如本领域所知的，术语碎片通常与术语“胚乳”互换使用。决明子、刺槐豆、tara和瓜儿豆的碎片在市场上可购得。通常，决明子获自小决明(Cassia tora)、钝叶决明(Cassiaobtusifolia)或其混合物。在自然界中，小决明(Cassia tora)和钝叶决明(Cassia obtusifolia)共同存在于相同的农田中，并且通常是一起采收的。
如在此和整个说明书中所用的，术语“半乳甘露聚糖”与术语“聚半乳甘露聚糖”可互换使用。
用于膨胀胚乳的水可以含有添加剂，添加剂选自碱性来源，如氢氧化钠、氢氧化钾；酸性来源，如柠檬酸、醋酸和抗坏血酸；缓冲剂和缓冲体系；酶，如蛋白酶、中性酶、碱性酶、胃蛋白酶；碱金属盐，如氯化钠或氯化钾；或碱土金属盐，如氯化钙，或所述添加剂的组合物。
水与粉(碎片)的重量比至少为约1.5比1，在另一个实施方案中，至少约2比1。在一个实施方案中，水与粉的重量比应当不超过约5比1，在另一个实施方案中，约4比1(该段描述中所用的重量比指的是水与干粉的重量比)。
在一个方面中，膨胀步骤中水相的pH可以为约5至至多约13，在另一个实施方案中，为约6至约8。
在本发明的一个方面中，膨胀步骤需要约5至120分钟，在另一个方面中，为约10至80分钟。在本发明进一步的方面中，膨胀步骤为约20至60分钟。在一个方面中，用来膨胀碎片的水具有约15℃至100℃的温度，在另一个方面中，至多约50℃，再一个方面中，约20℃至40℃。膨胀的同时可以将物质进行搅拌，可以在步骤开始时总地加入用于膨胀碎片的水，或边搅拌边计量加入。理想地，将水加入直至不再发生膨胀。
根据WO 2004/113390中所述的一个实施方案，没有将步骤(i)中获得的膨胀胚乳干燥，而是按其原样使其接受湿切碎步骤(ii)。在可替换的实施方案中，将膨胀的胚乳分散于水/有机溶剂混合物中，以形成分散体。在依次给定的方面中，所述水/有机溶剂混合物中分散的膨胀胚乳为至少约30、35、40、45、50、55或60％重量。在另一个方面中，基于水/有机溶剂混合物，水/有机溶剂混合物中的有机溶剂含量为约70至约95％重量，再一方面中，为至少80％重量。
在一个方面中，膨胀的胚乳(碎片)与水/有机溶剂混合物的重量比为约1∶3至约1∶10，另一个方面中，约1∶5至约1∶8。
在任选的分散步骤(iii)中所用的水/有机溶剂混合物中存在的有机溶剂选自与水混溶并且对健康和安全无害的溶剂。对于食品和饲料应用，在本发明的一方面中，将甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇及其混合物用作溶剂。在本发明的一个方面中，水与醇如例如异丙醇的合适比例为约15∶85至约85∶15，在另一个方面中，为约25∶75至约50∶50(所有比例以wt.比wt.为基础)。在进一步的方面中，水与异丙醇的比例为约30∶70(wt./wt.)。
如在此和整个说明书中所用的，术语“膨胀碎片”意思是包括膨胀碎片自身或已经分散于以上将其描述为本发明的可替换实施方案的水/有机溶剂混合物中的膨胀碎片。
为了将膨胀的胚乳湿切，或可替换地，将膨胀的胚乳分散于水/有机溶剂混合物中，可以使用任何适用于切碎粘状或粘性物质的切碎装置。示例性切碎装置是绞肉机或割碎机，以及切碎研磨机。可以使用常规的绞肉机来切碎或湿切膨胀的碎片。这些装置是肉加工工业中公知的。在一个实施方案中，使用Jupiter Model 885绞肉机(JupiterKuechenmaschinenfabrik GmbH+Co.，德国)来切碎膨胀的碎片。由于这些装置产生的低剪切力，由这些机器对待加工的产品产生的影响是低的。通常，由切碎加工的产品的温度没有显著升高，通常升高不超过约5℃。这将绞肉机与常规的挤压机区分开来，挤压机对加工的产品施加高的压力和剪切力，导致加工产品的温度显著升高。因此，“切碎”指的是在上述切碎条件下并且在以其最简单形式的绞肉机为代表的切碎装置中进行的活动。当然，提供上述切碎条件的任何大小和容量的相似类型的装置同样是合适的。
使用术语“切碎”，而不是“研磨”或“粉碎”。WO 2004/112290中将术语“研磨”定义为表示对胚乳粉施加的有力的撕裂作用。因此，通过本发明的定义和词典中通常可接受的定义，例如，The AmericanHeritage Dictionary(1985，Houghton Mifflin Company)，将“切碎”定义为表示切或跺成非常小的碎片的作用。这与“研磨”或“粉碎”的方法截然相反，“研磨”或“粉碎”与WO 2004/113390优先权日之前的常规方法结合使用。研磨表示通过摩擦，尤其是通过两个硬表面之间的摩擦来压碎、粉碎或粉末化的作用。此外，“切碎”还与“碾磨”相区别，“碾磨”表示研磨的作用，例如，将谷物碾磨成面粉或粗粉。因此，特意将涉及对膨胀的碎片进行碾磨和研磨的方法从WO 2004/113390中所述方法的范围中排除出来。
然而，最重要地，WO 2004/113390中所述的方法形成半乳甘露聚糖水状胶体，特别是决明子水状胶体，与用传统方式制备的半乳甘露聚糖相比，其除了高纯度，就粘度和胶凝作用如凝胶强度和断裂强度以及热稳定性而言，其具有提高的特性。
如在此和整个说明书中所用的，术语“树胶”与术语“水状胶体”可互换使用。其表示通过例如如上所述的方法从代表性的碎片获得的半乳甘露聚糖水状胶体。
胶凝剂和增稠剂被理解为在生产和加工阶段过程中为了获得所需稠度和粘度加入水或含水加工流体中，或加入固体或液体食品或饲料中的物质。特别是在食品领域中，从代表性的胚乳获得的水状胶体的特征在于与其他水状胶体的胶凝作用，高程度的效率和需要特别低的浓度。
通常，水状胶体，如WO 2004/113390中所公开的决明子水状胶体，可以以单一的水状胶体或结合其他水状胶体用作各种食品应用中的稳定剂、组织形成剂、可溶性纤维源、乳化剂、载体、用于风味的受控活性释放和作为保水剂，如FDA Food Categories，Code of FederalRegulations 21 C.F.R.§170.3中特意指出的，在此将其引入作为参考。
高酯化果胶
通常，在一个实施方案中，存在于本发明的增稠剂组合物中的高酯化果胶(“HE果胶”)具有约50,000至约250,000道尔顿的分子量，在另一个实施方案中，具有约50,000至约200,000道尔顿，或约50,000至约150,000道尔顿。“高酯化”的意思是，在一个方面中，果胶分子中所有所有羧酸基团的至少约50％，在另一个方面中，至少约60％，再一个方面中，至少约65％，另一个方面中，至少约68％是酯化的。在一个实施方案中，通过甲基来酯化羧酸基团。在一个示例性的实施方案中，果胶选自柑桔果胶，如源自橙子、柠檬、酸橙或葡萄柚的那些。在另一个实施方案中，增稠剂组合物含有柑桔果胶，其中在一个方面中，羧基酯化的水平为至少约60％，在另一个方面中，至少约65％，再一个方面中，至少约68％，其中果胶分子中所含的羧基是由甲基酯化的。高甲基化果胶(“HM”果胶)是可购得的，例如，从Herbstreith&Fox，德国。
增稠剂组合物
本发明的增稠剂组合物包括决明子水状胶体成分和高酯化果胶成分。增稠剂组合物有效地使水和任何含水的组合物增稠(即，组合物理想地提高了含水体系的粘度，即使少量使用时)。在一个方面中，增稠的含水组合物通常含有约0.1％至约10％重量的本发明的增稠剂组合物，另一个方面中，约0.2％至约7％重量，再一个方面中，约0.2％至约5％重量，基于组合物的重量。
或者，一方面，构成增稠剂组合物的单独的增稠剂成分的量(即，决明子水状胶体和高酯化果胶)可以单独为约0.1％至约8％重量，另一方面，约0.2％至约5％重量，而再一方面，约0.2％至约3％重量，基于增稠的组合物的重量，只要决明子水状胶体和高酯化果胶的总含量没有超过以上对于增稠剂组合物所述的量(即，一方面，总量至多约10％重量，而另一方面，至多约7％重量，而再一方面，至多5％重量)。
通常，本发明的增稠剂组合物含有决明子水状胶体和高酯化果胶，一方面，决明子与高酯化果胶的重量与重量比为约90∶10至约10∶90，另一方面，约80∶20至约20∶80，而再一方面，约70∶30至约30∶70，而再一方面，50∶50。在食品和饲料组合物中，一方面，如果增稠剂组合物中决明子水状胶体与高酯化果胶的重量比为约80∶20至约20∶80，可以获得所需的粘度水平，另一方面，约70∶30至约30∶70，而再一方面，约50∶50。
可以将增稠剂组合物(决明子和高酯化果胶)作为预先混合的混合物加入食品或饲料组合物中，或可替换地，以上述的含量将增稠剂组合物的单独成分(即，决明子水状胶体和高酯化果胶)分开加入待增稠的食品或饲料产品中。如果需要，在加入待增稠的食品或饲料产品之前，可以将单独的或在预先混合的混合物中的决明子水状胶体成分和果胶成分溶解于水中。如果分开添加决明子水状胶体和果胶成分，根据之前所示的使用单独成分的总含量和比例。
食品应用
本发明含有决明子水状胶体和高酯化果胶如例如高甲基化柑桔果胶的增稠剂组合物可以单独使用，或与其他树胶如刺槐豆胶、卡拉胶、黄原胶或tara树胶、淀粉或明胶结合使用，用于各种食品中，包括宠物食品，如潮湿的宠物食品。组合物可以使用单价、二价或三价阳离子的食品可接受盐，防腐剂，如苯甲酸钠、柠檬酸或山梨酸，或离子螯合剂，如柠檬酸、酒石酸或正磷酸。可以将产品干燥并储存，然后通过在冷水或温水系统中水合转化成凝胶或溶胶形式时，因此形成的触变粘性胶状分散体可以直接用于食品组合物中。产生的粘度在低浓度下有些剪切力敏感，并取决于温度、浓度、pH、离子强度以及诱导的搅动。可以通过旋转的剪切型粘度计测量粘度，低浓度下使用毛细管粘度计，高浓度下使用挤压式流变仪。通常，通过Brookfield RVT粘度计(Brookfield Engineering Laboratories，Stoughton，Massachusetts)在20rpm或100rpm测量粘度，根据粘度，使用锭子3、4或5。
本发明的增稠剂组合物可以用来使食品增稠，食品选自焙烤制品和焙烤混合物，包括所有即可食用或即可焙烤的产品、面粉和上桌前需要制备的混合物；饮料，含酒精的，包括麦芽饮料，葡萄酒，蒸馏酒和鸡尾酒混合物；饮料和饮料基料，不含酒精的，只包括特定的或加调料的茶，软饮料，咖啡替代品，以及水果和蔬菜调味明胶饮料；早餐谷物，包括即可食用的以及速食和常规热谷物；干酪，包括凝乳和乳清干酪，奶油干酪，天然干酪，搓碎的干酪，加工干酪，涂抹干酪，蘸取干酪和混杂干酪；口香糖，包括所有形式；咖啡和茶，包括常规的，去咖啡因的和速溶类型；调味料和调味品，包括原味调味酱和涂抹酱，橄榄，腌菜汁和调味品，但不包括香辛料或草药；糖食和糖霜，包括糖果和调味的糖霜，果汁软糖，焙烤巧克力，和红糖，方糖，冰糖，枫糖，糖粉和粗糖；乳制品类似物，包括非乳奶，冷冻或液体乳脂替代品，人造稀奶油，表面装饰物和其他非乳制品；蛋制品，包括液体、冷冻或干燥的蛋，以及从其制得的鸡蛋菜肴，即，蛋卷，芙蓉蛋(egg foo young)，鸡蛋沙拉和冷冻的多道鸡蛋膳食，但不是新鲜鸡蛋；脂肪和油，包括人造黄油，沙拉酱，黄油，沙拉油，起酥油和烹调油；鱼制品，包括所有做好的主菜，沙拉，开胃菜，冷冻的多道膳食和含有鱼的涂抹酱，贝类和其他水生动物，但不是新鲜的鱼；鲜蛋，包括煮鸡蛋和仅由新鲜带壳蛋做成的蛋菜；新鲜的鱼，只包括新鲜的鱼和冷冻的鱼，贝类，和其他水生动物，新鲜水果，果冻和果汁，只包括生的水果，柑桔，甜瓜和浆果，以及从其制得的家里制作的“果汁饮料”和宾治；新鲜肉类，仅包括新鲜的或家庭冷冻的牛肉或小牛肉，猪肉，羔羊或羊肉，以及从其制得的家里制作的含鲜肉菜肴，沙拉，开胃菜，或三明治涂抹酱；新鲜禽类，仅包括新鲜或家庭冷冻的家禽和猎鸟，以及从其制得的家里制作的含新鲜禽类的菜肴，沙拉，开胃菜，或三明治涂抹酱；新鲜蔬菜，番茄和土豆，只包括新鲜的以及家里制作的蔬菜；冷冻乳制品甜点和混合物，包括冰淇淋，冰奶，果汁牛奶冻和其他冷冻乳制品甜点和特制品；水果和冰糕，包括所有冷冻的水果和冰糕；明胶，布丁和馅料，包括调味的明胶甜点，布丁，乳蛋糕，冻糕，派馅料和明胶基沙拉；谷物制品和意大利面，包括通心粉和面制品，米饭，和冷冻的多道菜肴，不含肉和蔬菜；肉汁和酱汁，包括所有肉酱和肉汁，以及番茄，奶，黄油和特制酱汁；硬糖和止咳糖，包括所有硬类型的糖；草药、种子、香辛料、调味料、混合物、提取物和香料，包括所有天然和人造香辛料、混合物和调味料；果酱和果冻，家庭制作的，只包括家庭制作的果浆，果冻，果泥，蜜饯和甜味涂抹酱；蛋糕的表面装饰物；果浆和果冻，商业的，只包括商业加工的果酱，果冻，果泥，蜜饯和甜味涂抹酱；肉制品，包括通过商业加工制备或使用商业加工的肉通过家庭制备的所有肉和含肉菜肴，沙拉，开胃菜，冷冻的多道肉膳食，和三明治配料；奶，全脂奶和脱脂奶，包括全脂，低脂和脱脂流质奶；奶制品，包括调味奶和奶饮料，奶粉，表面装饰物，点心蘸料，涂抹酱，控制体重的基于奶的饮料，和其他源自奶的产品；坚果和坚果制品，包括完整或脱壳的树坚果，花生，可可以及坚果和花生涂抹酱；植物蛋白制品，包括National Academy of Sciences/National Research Council“重构植物蛋白”种类，以及肉，家禽和鱼替代品，类似物和从植物蛋白制得的挤压制品；家禽制品，包括通过商业加工制备或使用商业加工的家禽通过家庭制备的所有家禽和含家禽菜肴，沙拉，开胃菜，冷冻多道家禽膳食，和三明治配料；加工的水果和果汁，包括所有商业加工的水果，柑桔，浆果和混合物；从其制得的沙拉，果汁和果汁宾治，浓缩物，稀释物，“果汁饮料”和饮料替代品；加工的蔬菜和蔬菜汁，包括所有商业加工的蔬菜，蔬菜菜肴，冷冻多道蔬菜膳食，以及蔬菜汁和混合物；快餐食品，包括薯片，椒盐卷饼和其他新式点心；软糖，包括棒糖，巧克力，奶油巧克力软糖，薄荷糖以及其他耐嚼的糖或牛轧糖；汤，家庭制作的，包括肉，鱼，家禽，植物和混合的家庭制作的汤；汤和汤混合物，包括商业制得的肉，鱼，家禽，蔬菜以及混合的汤和汤混合物；糖替代品，包括颗粒状的，液体和片状的糖替代品；和甜的酱汁，表面装饰物和糖浆，包括巧克力，浆果，水果，玉米糖浆和枫甜酱汁和表面装饰物。如上所述，可以将根据本发明的增稠剂组合物加入肉和碎肉中，如用于制备香肠，以及例如，用于肉制品和汉堡包肉饼的肉冻，而没有负面地影响口味和口感。
如之前所讨论的，本发明还涉及含有本发明的增稠剂组合物的食品和饲料组合物。食品/饲料组合物中的增稠剂组合物含量通常取决于食品/饲料的类型。
在进一步的方面中，示例性实施方案涉及通过本发明的增稠剂组合物增稠的乳制品和奶制品，如酸奶和热处理的酸奶。术语“奶”意思是包括全脂奶、脱脂奶、低脂奶和脱脂流质奶；奶制品，包括调味奶和奶饮料，奶粉。典型的奶制品是低脂酸奶和较高脂肪含量的酸奶。在一个方面中，奶和酸奶的脂肪含量为约0％或约0.1％至约4.2％重量，在另一个方面中，约0.2％至约3.9％，再一个方面中，约0.3％至约3.8％重量。典型的奶和酸奶具有至多约3.8％或3.9％重量的脂肪含量。此外，存在总脂肪含量为0％的无脂酸奶，其同样可以使用本发明的增稠剂组合物来增稠。通常的奶蛋白含量为约3％至约4％重量，而酸奶的蛋白含量为约3％至约6％重量，这各自取决于奶和酸奶的类型。
在一个方面中，本发明的示例性实施方案涉及含有上述含量的本发明增效增稠剂的热处理酸奶。通常通过使用混合(Ultra
Figure G2007800401344D00161
混合机，10,000rpm，40秒)将增稠剂组合物分散于酸奶组合物中来制得这样的热处理酸奶。可以将决明子水状胶体和高酯化果胶预先混合，随后作为混合物加入酸奶组合物中。或者，可以将决明子水状胶体和高酯化果胶作为分开的成分顺次加入酸奶中。添加的次序不重要。可以在加入酸奶组合物之前，将决明子水状胶体和高酯化果胶(例如，高甲基化果胶)在混合物中溶于或分散于水中，或分开分散于水中。在低温，如在一个方面中，约5℃至约15℃，在另一个方面中，约7℃至约12℃，约1至约25小时的膨胀时间后，可以将酸奶组合物加热，例如，在一个方面中，在约70℃至约90℃温度的水浴中加热，在另一个方面中，约83℃至约90℃，再一方面中，约86℃。此后，将水浴冷却至约70℃。然后，将酸奶组合物彻底搅拌，例如，在约10,000rpm搅拌约60秒钟(Ultra Turrax混合机)。然后将酸奶组合物冷却至约20℃的温度，并储存在约4℃至8℃的温度。在生产后5至12天对储存的样品在约7℃的温度下进行粘度测量。另一个粘度测量在20℃的温度下对存储21天的样品进行，以模拟酸奶在货架期结束时的质量(最小10周)。
在一个方面中，因此形成的增稠热处理酸奶通常含有约0.1％至约10％重量的本发明的增稠剂组合物，在另一个方面中，约0.2％至约5％重量，再一个方面中，约0.2％至约3％重量，基于酸奶组合物的总重，或可替换地，组合物的单个成分的含量为如上所述的浓度。在本发明的所有实施方案中，热处理酸奶可以具有不同的稠度，从可用勺舀起的凝胶样稠度至可饮用的液体稠度。
在一个方面中，所述热处理酸奶的脂肪含量为约0.1％至4.2％重量，在另一个方面中，约0.2％至约3.9％重量，再一个方面中，约0.3％至3.8％重量，基于酸奶的重量。通常酸奶具有至多约3.8％或3.9％重量的脂肪含量，基于酸奶的重量。然而，高脂肪含量酸奶具有至多10％重量的。
通常，在一个方面中，酸奶还含有约3％至约6％重量含量的蛋白质，在另一个方面中，约3.2％至4.8％重量，再一个方面中，约3.2％至约3.8％重量，基于酸奶组合物的重量。脂肪含量将根据酸奶的类型而不同。通常，在一个方面中，特定类型酸奶的pH为约4.0至4.5，另一个方面中，为约4.2至约4.4。
可以选择高酯化果胶的含量，在一方面中，使其为约5％至20％重量，在另一个方面中，约5％至15％重量，再一个方面中，约7％至约13％重量，基于乳制品中蛋白质的含量，乳制品为例如酸奶，如热处理酸奶。
另一个示例性实施方案涉及含有酸奶组合物约0.2％至约1.0％重量的本发明增效增稠剂组合物的热处理酸奶，增稠剂组合物含有决明子水状胶体和果胶，其中果胶分子中所有羧基的至少65％是由C1至C5烷基酯化的。示例性烷基为甲基。在另一个方面中，果胶是柑桔果胶，其中果胶分子中羧基的至少65％是由C1至C5烷基酯化的。示例性烷基是甲基。在进一步的示例性实施方案中，所述酸奶组合物进一步含有约0.1％至约4.2％重量的脂肪和约3.0％至约4.0％重量的蛋白质，基于酸奶组合物的重量。
通常用含有重量与重量比为1或更低的决明子水状胶体与果胶的增稠剂组合物来使可饮用热处理酸奶组合物增稠。在另一个方面中，决明子水状胶体与果胶的重量与重量比为约20∶80至约50∶50。
除了增稠剂和通常的酸奶组分，酸奶还可以含有含量为酸奶组合物约2％至约4％重量的糖(蔗糖)。
酸奶可以进一步含有常规含量的基于钙和钠的防腐剂，如山梨酸钾，以及调味剂，如香草，巧克力，和/或水果。
在一个方面中，以上所有结合乳制品的描述适用于热处理酸奶，再一个方面中，适用于含有增稠剂组合物的酸奶，该增稠剂组合物含有上述的高甲基化柑桔果胶。
已经令人惊讶地发现与代表性的高酯化果胶和其他聚半乳甘露聚糖如刺槐豆胶、瓜尔豆胶和tara胶的组合物相比较时，决明子水状胶体和高酯化果胶如例如高甲基化柑桔果胶的组合物产生提高的增稠效果，改善的口感特性(例如，较少的砂砾感)以及提高的对随着时间产生的沉淀的抵抗力。发现决明子水状胶体和高酯化果胶的结合与上述其他聚半乳甘露聚糖相比，呈现出好得多的保水能力。此外，发现根据本发明的增稠剂组合物不仅呈现出更高的粘度，而且在长期存储条件下，甚至在升高的存储温度下，保持了粘性特性。这些组合物延长了必需将稠度和质地保持延长时间段的食品和饲料组合物的货架期。
由于乳制品货架期短暂的性质，本发明的增稠剂在奶制品和酸奶应用中特别有用。在一个示例性的实施方案中，原料酸奶在添加本发明的增稠剂并随后将酸奶热处理后呈现出较好的增稠和稳定性效果，在一个方面中，酸奶的热处理在约70℃至约90℃的温度下进行，在另一个方面中，为约83℃至约90℃，该温度范围对应于实现聚半乳甘露聚糖如决明子水状胶体的完全水合需要的温度。因此，以下的实施例集中于作为一般食品应用代表的酸奶应用。
以下实施例是用于说明的目的，并且不是用来以任何方式限制本发明。将理解可以在不同装置和设备上进行本发明，并且可以实现关于原料、设备细节和操作方法的各种变化，而没有脱离本发明要求的真实精神和范围。
实施例
材料和方法
原料(如果没有另外指出)：
(a)决明子：小决明(cassia tora)/钝叶决明(obtusifolia)树胶，依据商品名RheoRangerTM SR从Noveon Inc.购得
(b)刺槐豆：刺槐豆胶，依据商品名L147从丹麦的Danisco购得，
(c)Tara：tara碎胶，从印度的Globe购得
(d)瓜儿豆：瓜儿豆碎胶，依据商品名Vidogum GH 200从瑞士的Unipektin购得，
(e)高酯化果胶：具有68％酯化度的甲基化柑桔果胶，依据商品名Classic CM 203从德国的Herbstreith&Fox购得，
(f)酸奶：商业酸奶。在各个实施例中具体指出脂肪含量和蛋白质含量。所用的所有酸奶含有约4％重量的用于分散水状胶体的糖和约0.33％重量的作为防腐剂的山梨酸钾。酸奶具有约4.2至4.4的pH值。
粘度测量方法：
将按照各个实施例中具体指出含量的半乳甘露聚糖水状胶体和高酯化果胶预先分散于水中，然后加入酸奶中。使用来自IKA的Ultra
Figure G2007800401344D00201
T25将酸奶组合物在10,000rpm彻底混合40秒钟。在9℃膨胀19小时后，将酸奶在水浴中加热至86℃的温度。此后，将水浴冷却至约70℃。然后，将酸奶组合物在10,000rpm(Ultra Turrax T25)彻底搅拌60秒钟。最后，将酸奶组合物冷却至约20℃的温度并在7℃或20℃的温度下存储给定的时间。在7℃生产存储后5和12天时进行粘度测量。对于其他样品，在20℃存储21天后进行测量，以模拟保存周期(最少10周)结束时酸奶的质量。然后使用Brookfield RVT数字粘度计在20rpm或100rpm测量粘度(参见实施例)，使用RVTBrookfield锭子(20rpm：锭子大小3或4；100rpm：锭子大小3，4或5；取决于产品的粘度水平)。时间和温度按照结合各自的实施例所给定的。
一般过程
制得10％的高甲基化果胶溶液，加热至90℃，并随后冷却至室温(20℃)。然后将算好含量的水状胶体加入该溶液中。结合各自的实施例给出半乳甘露聚糖水状胶体和果胶的含量。将所得到的预混物加入还没有热处理的(原料)酸奶中。使用Ultra
Figure G2007800401344D00202
T25将酸奶组合物在10,000rpm下彻底混合40秒钟。在9℃膨胀19小时后，将酸奶在水浴中加热至86℃的温度。此后，将水浴冷却至约70℃。然后，将酸奶组合物在10,000rpm(Ultra Turrax T25)彻底搅拌60秒钟。最后，将酸奶组合物冷却至约20℃的温度并在7℃或20℃的温度下存储。然后在连同各自的实施例规定的时间后和温度下进行粘度测量。样品大小为大约180g。实验和所获得的结果概括于以下的表格和相应的附图中。
结果
表1
热处理酸奶(3.9％脂肪；3.6％蛋白质)的粘度
  半乳甘露聚糖(wt.％)   果胶(wt.％)   粘度15天/7℃(mPa·s)   粘度112天/7℃(mPa·s)   粘度121天/20℃(mPa·s)
  决明子；0.2   0.3   1765   2700   3800
  LBG；0.2   0.3   1270   1350   1000
  瓜儿豆；0.2   0.3   925   965   988
  Tara；0.2   0.3   750   770   1130
1Brookfield粘度，在7℃，20rpm下测量，锭子3和4
在热处理酸奶中将决明子水状胶体和高酯化柑桔果胶一起使用提高了粘度，显著高于以相同浓度使用的LBG/果胶，瓜儿豆/果胶或tara/果胶体系。图1是以上表1中所示结果的图示。
表2
热处理酸奶(3.9％脂肪；3.6％蛋白质)的粘度
  半乳甘露聚糖(wt.％)   果胶(wt.％)   粘度15天/7℃(mPa·s)   粘度112天/7℃(mPa·s)   粘度121天/20℃(mPa·s)
  决明子；0.2   0.3   860   1060   1216
  LBG；0.2   0.3   760   780   1000
  瓜儿豆；0.2   0.3   588   610   640
  Tara；0.2   0.3   515   510   740
1Brookfield粘度，在7℃，100rpm下测量，锭子3，4和5
100rpm的剪切速率模拟了特定酸奶的触觉(口感)并提供了样品之间就“乳脂状”，“稠/稀”而言的感官差异的良好表示。图2是以上表2中所示结果的图示。
表3
热处理酸奶(3.5％脂肪；3.6％蛋白质)的粘度
  决明子(wt.％)   果胶(wt.％)   粘度15天/7℃(mPa·s)   粘度114天/20℃(mPa·s)
  0.20   0.30   406   880
  0.25   0.25   690   1440
  0.30   0.20   870   2200
  0.20   0.20   314   920
1Brookfield粘度，在7℃，20rpm下测量，锭子3和4
结果表明在改变决明子水状胶体和高酯化果胶之间的比例后以及通过将整个混合物的浓度从0.5降至0.4％来节约成本的实施例，对于组织形成，还有更大的潜能，而甚至还未应用60％决明子水状胶体：40％果胶的表观最佳比例。图3是以上表3中所示结果的图示。

Claims (23)

1.增稠剂组合物，包括：
a)决明子水状胶体；和
b)高酯化果胶，
其特征在于决明子水状胶体与高酯化果胶的重量比为90∶10至10∶90。
2.权利要求1的增稠剂组合物，其中决明子水状胶体与高酯化果胶的重量比为80∶20至40∶60。
3.权利要求1的增稠剂组合物，其中决明子水状胶体与高酯化果胶的重量比为70∶30至50∶50。
4.权利要求1的增稠剂组合物，其中决明子水状胶体获自小决明(cassia tora)，钝叶决明(cassia obtusifolia)及其组合。
5.权利要求1的增稠剂组合物，其中果胶分子中所有羧酸基团的至少60％被酯化。
6.权利要求5的增稠剂组合物，其中羧酸基团是用甲基酯化的。
7.权利要求1的增稠剂组合物，其中所述果胶是柑桔果胶。
8.权利要求1的增稠剂组合物，其中所述果胶具有50,000道尔顿至250,000道尔顿的分子量。
9.含有如权利要求1至8任一项中限定的增稠剂组合物的食品组合物。
10.权利要求9的食品组合物，进一步含有脂肪和蛋白质。
11.权利要求10的食品组合物，含有选自奶和酸奶的乳制品成分。
12.权利要求11的食品组合物，其中所述奶选自全脂奶、脱脂奶、低脂奶。
13.权利要求11的食品组合物，其中所述奶是脱脂流质奶。
14.权利要求11的食品组合物，其中酸奶是热处理酸奶。
15.权利要求11至14任一项的食品组合物，其中所述乳制品成分含有0.1wt％至4.2wt％的脂肪，基于组合物中乳制品的总重。
16.权利要求15的食品组合物，其中所述乳制品成分另外含有3.0wt％至4.0wt％的蛋白质，基于组合物中乳制品的总重。
17.权利要求16的食品组合物，其中所述乳制品成分选自酸奶。
18.权利要求17的食品组合物，其中所述酸奶是经热处理的。
19.权利要求17的食品组合物，其中所述果胶是柑桔果胶，并且果胶分子中所有羧基的至少65％是被甲基酯化的。
20.权利要求19的食品组合物，其中所述酸奶含有0.1至4.2wt％的脂肪和3.0至4.0wt％的蛋白质，基于酸奶的重量。
21.权利要求20的食品组合物，其中决明子水状胶体与甲基化柑桔果胶的重量比为65∶35至55∶45，基于决明子水状胶体和甲基化柑桔果胶的量。
22.权利要求21的食品组合物，其中所述增稠剂组合物以0.1至10wt％的量存在，基于总组合物的重量。
23.使食品或饲料组合物增稠的方法，包括添加如权利要求1至8任一项中限定的增稠剂组合物。
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