CN101677599A - 在热加工食品中减少丙烯酰胺生成的方法 - Google Patents

在热加工食品中减少丙烯酰胺生成的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在热加工食品中减少丙烯酰胺含量的方法。一方面，本方法涉及提供具有天冬酰胺的脱水食品产品，在溶液中再次水合所述食品产品并热加工所述食品产品。另一方面，所述方法涉及提供具有天冬酰胺的脱水食品产品并在具有丙烯酰胺还原剂的溶液中再次水合所述食品产品。

Description

在热加工食品中减少丙烯酰胺生成的方法
发明背景
[0001]技术领域
[0002]本发明涉及一种在热加工食品中减少丙烯酰胺含量的方法。本发明使得生产的食品具有明显减少的丙烯酰胺的水平。本方法将具有天冬酰胺的脱水食品进行再次水合。
[0003]相关技术的说明
[0004]化学物质丙烯酰胺已经以聚合物形式在工业应用中长期用于水处理、浓缩油回收、造纸、絮凝剂、增稠剂、矿石加工和免烫织物。最近，在许多食品的检测中，丙烯酰胺单体呈阳性。特别是主要在高温下加工的碳水化合物食品产品中已发现了丙烯酰胺。在丙烯酰胺的检测中呈阳性的食品的例子包括咖啡、谷类、曲奇、马铃薯片、饼干、油炸马铃薯条、面包和面包卷以及粘滚上面包屑的炸肉。由于食品中的丙烯酰胺是最近发现的现象，所以其生成机理还尚未确定。但是，由于丙烯酰胺单体在食品产品是不需要的，在热加工食品中可明显减少或消除丙烯酰胺的方法将是有用的。
发明内容
[0005]本发明是一种在热加工食品产品中减少丙烯酰胺含量的方法，在一个实施例中，在马铃薯片中减少丙烯酰胺含量的方法包括以下步骤：提供脱水马铃薯片，将所述马铃薯片在再水合溶液中再次水合以产生缺少天冬酰胺的马铃薯片，并热加工所述缺少天冬酰胺的马铃薯片。
[0006]在一个实施例中，本发明提供了一种在热加工食品中减少丙烯酰胺的方法，所述方法包括以下步骤：提供在多个细胞壁中含有天然天冬酰胺浓度的植物食品，将所述植物食品脱水以制作脱水食品，并将所述脱水食品在再水合溶液中再次水合，使得所述再水合的食品具有减少的天冬酰胺浓度，所述减少的天冬酰胺浓度至少低于所述天然天冬酰胺浓度的50％。本发明上述和其它的特点和优点将会在下面的文字描述中变得很明显。
发明详述
[0007]在热加工食品中丙烯酰胺的生成需要有碳源和氮源。假定碳由碳水化合物源提供，氮由蛋白质源或氨基酸源提供。许多来自植物的食品原料，例如大米、小麦、玉米、大麦、大豆、马铃薯和燕麦都含有天冬酰胺并主要是具有较少氨基酸成分的碳水化合物。一般来讲，这样的食品原料具有小的氨基酸库，其除了天冬酰胺之外还含有其它的氨基酸。可以构成蛋白质的模块并在这些食品原料中发现的二十种标准氨基酸包括但不限于，赖氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、精氨酸、组氨酸、甘氨酸和天冬氨酸。
[0008]通过“热加工”的意思是食品或食品原料(其中所述食品的成分例如食品原料的混合物)被加热到至少80℃的食品温度。食品或食品原料的热加工优选在约100℃至205℃的温度之间进行。在一个实施例中，热加工食品被加热到高于约120℃的食品温度。在一个实施例中，植物食品在热油中被油炸，热油的温度在约300°F(148℃)至约375°F(190℃)之间，并优选在约350°F(177℃)至约360°F(182℃)之间。在一个实施例中，植物食品在热油中被油炸到低于重量比约4％的含水量，并优选重量比约1％至约3％的含水量。所述食品原料可以在最终食品产品生成前以升高的温度被单独加工。
[0009]在此所述的热加工食品可以由热加工的食品原料，和/或食品生原料生成。热加工的食品原料的一个例子是马铃薯薄片，它由生马铃薯在其被暴露在高达200℃的温度下的操作生成。热加工的食品原料的其它例子包括加工过的燕麦、煮成半熟并干燥的大米、熟大豆产品、玉米湿润粉糊、炒咖啡豆和炒可可豆。食品生原料的例子包括生马铃薯切片，其可以被加热来制作马铃薯片或油炸马铃薯条，例如通过将生马铃薯切片在约100℃至约205℃的温度下油炸。
[0010]在例如葡萄糖的单糖的存在下加热例如赖氨酸和丙氨酸的氨基酸不会生成丙烯酰胺。(例如参见例1和2)。然而，当在单糖的存在下加热氨基酸天冬酰胺时，已经发现了大量丙烯酰胺的生成。(例如参见例3)。但令人意外的是，在有单糖存在的情况下，天冬酰胺与另一种氨基酸如赖氨酸的存在会导致丙烯酰胺生成的增加而大大多于天冬酰胺仅是单独的一种氨基酸存在时的情况。(例如参见例4)。
[0011]已经确定了在单糖存在，天冬酰胺被加热时会有丙烯酰胺的生成的情况下，就可通过使天冬酰胺失活来实现在热加工食品中减少丙烯酰胺。通过“失活”是指从食品中去除天冬酰胺或通过转化或结合到另一种干扰丙烯酰胺从天冬酰胺生成的化学物质的方式使天冬酰胺沿着丙烯酰胺的生成路径不起反应。例如，天冬酰胺可以通过浸提被失活。当溶液的pH值被保持在微酸或微碱时，天冬酰胺在水溶液中的溶解性将被提高，优选pH值是5至9之间。天冬酰胺还可以通过发酵被失活。此外，天冬酰胺还可以通过结合到蛋白质被失活。天冬酰胺还可以通过添加例如以乳酸钙、柠檬酸钙或苹果酸钙形式的钙的二价阳离子被失活。
[0012]用于失活的其它方法是将天冬酰胺与天冬酰胺酶接触。天冬酰胺酶将天冬酰胺分解为天冬氨酸和氨。使用天冬酰胺酶的实施例在例5中被示出。
[0013]用于失活天冬酰胺的另一种方法包括通过将食品脱水，随后再次水合来处理所述食品，这使得被处理过的食品与相同的未被处理过的食品相比具有较低浓度的天冬酰胺。这种方法在下面的说明书中的例6-8中被示出。
[0014]根据这样的方法，食品包括由马铃薯制作的生马铃薯片，其在脱水之前可选地被剥皮并被切片成适当的厚度来制作马铃薯片。这种生马铃薯片可以在脱水之前被烫漂或未被烫漂。
[0015]适当的脱水马铃薯片从由例如北卡罗莱纳州，Winterville的Harmony House食品公司的卖主处商业获得。可选地，通常具有约70％至约80％的天然含水量的生马铃薯片可以通过现在技术中已知的一种或多种脱水方法被脱水，这些方法包括但不限于红外烤箱、微波炉和对流加热烤箱。本领域的技术人员清楚地知道了食品片的脱水方法。在此使用的脱水被定义为在非油介质中的脱水过程，所述脱水过程去除了大量的水分，使得当脱水食品片被再次水合时，这种食品片具有的天冬酰胺比脱水之前的食品片具有的天冬酰胺低约50％。在此使用的脱水食品片是被脱水使得随后再水合的所述食品片是含有缺少天冬酰胺的食品的任何食品片。在此使用的，缺少天冬酰胺的食品包括低于约50％，优选低于约70％，最优选低于约90％的在脱水之前的食品片的天冬酰胺浓度。
[0016]令人惊讶地，已经发现被定义为脱水马铃薯片的处理过的已经被再次水合的马铃薯片与未处理过的马铃薯片相比具有较低浓度的天冬酰胺。在此使用的未处理过的食品片是未被脱水的新鲜食品片。
[0017]可以使用任何适当的脱水方法和温度/时间曲线，只要在再次水合后的天冬酰胺的含量至少低于天然天冬酰胺含量的约50％。在一个实施例中，脱水步骤在冷冻干燥步骤中在常压或低于常压下进行。在一个实施例中，脱水在相对低的热量条件下在常压下进行，例如低于约165°F(74℃)的烤箱温度，并且在一个实施例中，在约71℃至约74℃之间进行约45分钟至约一个小时的脱水，直到含水量低于重量比约5％，较优选低于重量比约4％，还要优选低于重量比约3％，且最优选重量比在约1％至2％之间。当然，提供的上述数据是为了说明为不是为了限定的目的。上面仅仅提供了适当的脱水方法和温度/时间曲线的例子。本领域的技术人员根据这些公开将毫无疑义地能够发现在常压或其它压力下的使用各种介质和具有温度/时间曲线的其它的适当的脱水方法可以在后续的再次水合处理时，将食品产品中天冬酰胺的水平减少到天然水平的约50％，所述介质包括微波、红外、对流和其它现有技术中已知的介质。
[0018]在一个实施例中，食品片在常压下的低热量条件下被脱水。因此，在常压下的低热量条件被定义为食品片在约110°F(43C)至约165°F(74℃)的炉温下脱水到所需要的脱水水平。常压下高于165°F(74C)的炉温可以引起细胞壁不必要的破裂。在此使用的低热量条件是使食品片脱水而没有烹制所述食品片的脱水曲线。这样的低热量条件可以部分糊化所述马铃薯细胞中的淀粉，但不会破坏所述马铃薯细胞之间的细胞键或破坏所述细胞壁。
[0019]根据本实施例的一个例子，脱水马铃薯片在再水合溶液中被再次水合。所述再水合溶液可以被保持在任何适当的温度范围并且所述马铃薯片可以被保持在所述溶液中一段所需要的时间，以产生缺少天冬酰胺的马铃薯片。在一个实施例中，所述再水合溶液包括温度范围在约1℃至约18℃之间的再水合溶液，优选温度范围在约7℃至约12℃之间。这样的温度范围对于在再水合后提供脆的、坚实的马铃薯切片是有利的。再水合过程中的理论是作为丙烯酰胺前体的天冬酰胺从所述马铃薯片中被浸提出。因此，所述马铃薯片应该被再次水合至少到所述马铃薯片包括低于约50％，优选低于约70％，更优选低于90％的未被处理过的马铃薯片的天然天冬酰胺含量。在一个实施例中，所述脱水马铃薯片被再次水合到重量比约30％至约80％之间的含水量。
[0020]根据一个实施例，所述再水合溶液包括水。根据另一个实施例，所述再水合溶液还包括一种或多种丙烯酰胺还原剂。由于天冬酰胺是丙烯酰胺的前体，天冬酰胺还原剂与丙烯酰胺还原剂是同义的，由于这些减少天冬酰胺的物理或化学的处理也会产生减少丙烯酰胺的水平或含量，这是由于有较少的天冬酰胺可以被转化为丙烯酰胺。然而，应该指出的是相反的事实可能不是真实的，例如，一些丙烯酰胺还原剂可能在丙烯酰胺分子生成后破坏了丙烯酰胺分子。
[0021]尽管如此在某些实施例中，再水合溶液包括一种或多种丙烯酰胺还原剂，其选自天冬酰胺酶、可选的具有还原剂的一种或多种游离硫醇，所述游离硫醇选自半胱氨酸、N-乙酰基-L-半胱氨酸、N-乙酰基-半胱胺、还原型谷胱甘肽、二硫苏糖醇和酪蛋白；一种或多种氨基酸，其选自半胱氨酸、赖氨酸、氨基乙酸、组氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、缬氨酸和精氨酸；和具有低于约6.0pKa的减少pH值的一种或多种盐。这些盐包括但不限于氯化钙、乳酸钙、苹果酸钙、葡萄糖酸钙、磷酸二氢钙、醋酸钙、乳糖酸钙、丙酸钙、硬脂酰基乳酸钙、氯化镁、柠檬酸镁、乳酸镁、苹果酸镁、葡萄糖酸镁、磷酸镁、硫酸镁、六水合氯化铝、氯化铝、铵明矾、铝酸钾、铝酸钠、硫酸铝、氯化铁、葡萄糖酸亚铁、富马酸亚铁、乳酸亚铁、硫酸亚铁、氯化铜、葡萄糖酸铜、硫酸铜、葡萄糖酸锌和硫酸锌。这些丙烯酰胺还原剂在U.S.专利申请第11/033,364号中被讨论，其通过参考在此结合。如果在被结合的申请和本公开中有任何的抵触，使用本公开进行控制。
[0022]本发明的一些实施例将在下面的例子中示出：
[0023]例子1：
[0024]这个例子证实在单糖和氨基酸赖氨酸的存在下没有生成丙烯酰胺。约0.2g的葡萄糖和约0.1g的L-赖氨酸水合物以及0.2ml的水在20ml的顶空进样瓶中被混合。所述进样瓶用铝箔覆盖并在气相色谱炉中使用下面的温度曲线被加热：初始温度设置在40℃；随后将温度每分钟升高20℃直到200℃；在200℃停留两分钟；随后将顶空进样瓶冷却到40℃。加热之后将混合物干燥，这时混合物变黑。反应混合物用100毫升的水进行提取，且水中的丙烯酰胺通过GC-MS进行测定。当葡萄糖与L-赖氨酸水合物加热时，没有检测到丙烯酰胺(检测限低于10亿分之50)。如果美拉德反应是丙烯酰胺的来源，那么这种赖氨酸反应混合物应已经含有丙烯酰胺，因为所述反应混合物大范围地呈褐色。
[0025]例子2：
[0026]这个例子证实在出现单糖和氨基酸丙氨酸的存在下没有生成丙烯酰胺。除了所使用的氨基酸是L-丙氨酸之外，重复例子1中的方法。同样，在超过10亿分之50的检测限的情况下，没有能够测定到丙烯酰胺。
[0027]例子3：
[0028]这个例子证实在单糖和天冬酰胺的存在下丙烯酰胺的生成。除了氨基酸是L-天冬酰胺一水合物之外，重复例子1。在反应混合物用水提取并通过GC-MS测定丙烯酰胺时，测定到反应混合物中有10亿分之55,106的丙烯酰胺。按0.1g天冬酰胺的初始进料计算，生成的丙烯酰胺约有9％。
[0029]例子4：
[0030]这个例子证实在单糖、天冬酰胺和第二种氨基酸的存在下丙烯酰胺的生成。除了等份的L-赖氨酸水合物和L-天冬酰胺一水合物每种有0.1g之外，重复例子1。对反应混合物进行丙烯酰胺测试，发现有10亿分之214,842水平的丙烯酰胺。按天冬酰胺和赖氨酸的初始进料计算，生成的丙烯酰胺约有37％。
[0031]例子5：
[0032]这个例子证实在天冬酰胺酶的存在下，对天冬酰胺和葡萄糖进行加热时减少了丙烯酰胺的生成。将这种天冬酰胺酶溶解在pH值为8.6的0.05M三盐酸缓冲液中以制备活性天冬酰胺酶溶液。对照组天冬酰胺酶溶液也通过将所述活性天冬酰胺酶溶液的一部分以100℃加热20分钟以使这种酶的失活来制备。在所述对照组中，将约0.2g的葡萄糖、约0.1g的天冬酰胺和约20mil的热天冬酰胺酶溶液在20ml的顶空进样瓶中混合。在活性酶试验中，将0.2g的葡萄糖、0.1g的天冬酰胺和20mil的活性天冬酰胺酶溶液在20ml的顶空进样瓶中混合。在所述顶空进样瓶中的酶的含量为250个酶单位。将所述对照组和活性酶混合物都制备成两份。所述顶空进样瓶都在37℃保持两个小时，随后在80℃的炉中放置40小时进行蒸发使其干燥。加热之后，在每个顶空进样瓶中加入0.2ml的水。随后将这些顶空进样瓶以如下温度曲线在气相色谱炉中加热：以初始温度40℃开始；随后将温度每分钟升高20℃直到约200℃；并在冷却到约40℃之前在200℃停留两分钟。反应混合物用50ml的水进行提取，且水中的丙烯酰胺通过GC-MS进行测定。所测得的值在下表1中示出：
表1：在天冬酰胺酶和葡萄糖的存在下丙烯酰胺的生成
 试验材料  丙烯酰胺(ppb)   减少的百分率
 对照组1   334,810   ----
 对照组2   324,688   ----
 活性天冬酰胺酶1   66   99.9
 活性天冬酰胺酶2   273   99.9
[0033]正如可以看到的，用将天冬酰胺分解成天冬氨酸和氨的酶对所述体系进行处理将丙烯酰胺的生成减少了99.9％以上。这个试验证实减少天冬酰胺或反应性的天然天冬酰胺的浓度将会减少丙烯酰胺的生成。
[0034]例子6
[0035]这个例子证实了对于处理过(脱水/再次水合)的马铃薯切片中的天冬酰胺的含量与未被处理过的马铃薯切片中的天冬酰胺的含量相比大大地减少了。新鲜的马铃薯被剥皮并被切片为约0.070英寸的总厚度。两组来自Harmony House食品公司的具有约0.070英寸的预脱水切片厚度且具有重量比约3.7％初始含水量的脱水马铃薯切片在约4L的再水合溶液中在约48°F(9℃)下再次水合约24小时并达到重量比约71％的含水量。包括约200g的脱水切片的第一组在没有酶的约4L的水中被再次水合，包括约200g的脱水切片的第二组在具有约40,000个酶单位的天冬酰胺酶的约4L的水中被再次水合。
[0036]取自三个批次中的一个批次的两种样品进行天冬酰胺的分析。每个测定批次的平均值在下面表2中显示。
表2：再次水合的马铃薯切片的天冬酰胺水平
  试验材料   天冬酰胺(nmol/g)   减少的百分率
  浸泡在水中未处理过的马铃薯   522.52   --
  在水中再次水合的脱水马铃薯切片   71.34   86.3％
  在酶中再次水合的脱水马铃薯切片   1.68   99.7％
[0037]如上面的试验结果所证实的，在水溶液中的脱水马铃薯切片将天冬酰胺含量减减少了约86％，多于在相同量的水溶液中浸泡的未处理过的相同量的马铃薯切片中减少的天冬酰胺含量。在天冬酰胺酶溶液中将脱水马铃薯切片再次水合将天冬酰胺含量减少了约99％，多于在相同量的水溶液中浸泡的未处理过的相同量的马铃薯切片中减少的天冬酰胺含量。
[0038]例子7
[0039]这个例子证实了对于脱水马铃薯切片，在再次水合步骤中的天冬酰胺含量的减少多于未被处理的马铃薯切片。此外，所述例子还证实了根据本发明的一个实施例可以实现在油炸马铃薯切片中丙烯酰胺水平的未检出。
[0040]约200g的未处理过的马铃薯被切片成约0.053英寸的厚度并在没有酶的7L的水中在约45°F(7℃)的温度下浸泡约5小时。随后，马铃薯切片和水都进行天冬酰胺的试验。水中显示了15.46nmol/g的天冬酰胺浓度，马铃薯切片中显示了355.9nmol/g的天冬酰胺浓度，这意味着当生马铃薯切片在冷却溶液中被浸泡时，相对低水平的天冬酰胺从生马铃薯切片中被浸提。
[0041]通过在约165°F(74℃)的炉温下加热具有约0.053英寸的初始厚度的切片约50分钟制备重量比约2-3％的含水量的脱水切片。出于对比的目的，这些切片的一部分在水溶液中被再次水合，另外一些在酶溶液中被再次水合。具有约0.053英寸的初始或预脱水厚度的约200g的脱水马铃薯切片在不具有酶的约7L的水中在约45°F(7℃)的温度下被再次水合约5小时到重量比约68％至70％之间的含水量。再次水合的马铃薯切片和水随后进行天冬酰胺试验。水中显示了202.51nmol/g的天冬酰胺浓度，马铃薯切片中显示了64.88nmol/g的天冬酰胺浓度，这意味着在相同的浸泡条件下，与生马铃薯切片相比，脱水马铃薯切片浸提出了更多水平的天冬酰胺。
[0042]随后，约200g的脱水马铃薯切片在约7L水中含有约40,000个酶单位的酶溶液中在约45°F(7℃)的温度下被再次水合约5小时到重量比约68％至70％的含水量。获得的马铃薯切片显示了0.17nmol/g的天冬酰胺含量。随后，所述获得的马铃薯切片在约353°F(178℃)的玉米油中油炸2分10秒到约2.1％的含水量并进行丙烯酰胺试验。所述丙烯酰胺水平低于约10亿分之10的检测限。例子7的全部结果在下面的表3中显示，其中“-”表示未进行测定，“ND”表示低于约10亿分之10。
表3：再次水合的马铃薯切片和再水合溶液的ASN和AA水平
  试验材料   天冬酰胺(nmol/g)(马铃薯)   天冬酰胺(nmol/g)(溶液) 丙烯酰胺(ppb)
  未处理的马铃薯切片(对照组)   355.90   15.46   --
  在水中再次水合的马铃薯切片   64.88   202.51   --
  在酶中再次水合的马铃薯切片   0.17   --   ND
[0043]在所示的实施例中，从马铃薯切片中浸提到水溶液中的天冬酰胺的水平是未处理过的马铃薯切片的较大的数量级(202.51比15.46)。因此，已经被浸泡在水溶液中的再水合过的马铃薯切片中剩余的天冬酰胺水平远低于被浸泡在相同的水溶液中的未处理过的马铃薯。与在相同量的水溶液中浸泡的相同量的生马铃薯切片相比，在天冬酰胺酶溶液中再次水合所述脱水马铃薯切片将天冬酰胺浓度减少了99.9％以上。此外，当在马铃薯溶液中被再次水合的所述马铃薯切片在约353°F(178℃)被油炸到约2.1％的含水量时，丙烯酰胺水平低于10ppb的检测限。这个试验建立了在水中或在天冬酰胺酶溶液中再次水合脱水马铃薯切片将减少丙烯酰胺的生成。
[0044]例子8
[0045]这个例子证实了在水中和在具有天冬酰胺酶的丙烯酰胺还原剂溶液中，脱水马铃薯切片被再次水合不同时间的天冬酰胺的比较性的减少水平。这个例子还显示了由处理过(再次水合已脱水)的马铃薯切片制作的油炸马铃薯切片的丙烯酰胺浓度的同时减少。
[0046]为了制作处理过的马铃薯切片，具有约0.053英寸的切片厚度的新鲜的马铃薯切片在约165°F(～74℃)的炉温下被脱水1小时到重量比约4％至约5％的含水量。所述脱水马铃薯切片在14L的溶液(仅有水的溶液和具有约40,000个酶单位的天冬酰胺酶的酶溶液)中在约43°F(6℃)下在各种时间增量(5分钟，30分钟，60分钟和2小时)进行再次水合。再次水合之后，对马铃薯切片和再水合溶液中的天冬酰胺水平进行试验。一些获得的已处理的马铃薯切片在约353°F(178℃)的玉米油中被油炸约2分30秒至2分40秒到重量比约1.3％至约1.4％的含水量并进行丙烯酰胺试验。结果在下面的表4中显示。
表4：再次水合的马铃薯切片的天冬酰胺和丙烯酰胺水平
  再水合时间   再水合溶液   再水合溶液中的天冬酰胺(nmol/g)   马铃薯切片中的天冬酰胺(nmol/g)   丙烯酰胺(ppb)
  5分钟   水   0.17   538.35   --
  5分钟   天冬酰胺酶   0.02   451.38   --
  30分钟   水   44.03   86.96   --
  30分钟   天冬酰胺酶   0.19   84.84   50.8
  60分钟   水   49.73   17.33   20.6
  60分钟   天冬酰胺酶   0.13   0.62   ＜10
  120分钟   水   53.36   13.93    --
  120分钟   天冬酰胺酶   0.11   0.42    --
[0047]可以从上面的表4看出，提供的脱水马铃薯切片在约43°F(6℃)的相对凉的水以相当快的速度被充分地再次水合将天冬酰胺浸提到所述再水合溶液中。这个试验建立了在水或在天冬酰胺酶溶液中再次水合脱水马铃薯切片将减少丙烯酰胺的生成。例如，现有技术的油炸马铃薯片通常具有约250ppb至约800ppb之间的丙烯酰胺的浓度。这个试验建立了，通过油炸在凉的天冬酰胺酶溶液中首先再次水合脱水马铃薯切片仅30分钟而处理过的马铃薯切片，丙烯酰胺可以被减少约80％。这假设相似的未处理过的马铃薯切片仅具有250ppb的丙烯酰胺浓度。([250-50.8]/250)。此外，通过将马铃薯切片在相对凉的水溶液中再次水合仅60分钟，丙烯酰胺被减少超过90％。放置到所述再水合溶液中的例如天冬酰胺酶的天冬酰胺还原化合物还可以提高从马铃薯片中将天冬酰胺浸提到所述再水合溶液中的优先性。相似的未处理过的马铃薯切片仅具有250ppb的丙烯酰胺含量。([250-20.6]/250)。这些减少是保守的，这是因为它们是基于假设250ppb的对照组所计算出的减少。在马铃薯片中的较高的丙烯酰胺的浓度是常见的。(例如参见，http://www.cfsan.fda.gov/～dms/acrydata.html)。此外，在一个实施例中，例如，在相对凉的酶溶液中再次水合60分钟，本发明提供了一种通过目前的使用仪器制作具有未检出的丙烯酰胺水平的油炸马铃薯片的方法，所述油炸马铃薯片具有低于10ppb的丙烯酰胺水平。
[0048]没有被理论限制或限定，据信在脱水过程中所述细胞结构被弱化(但未破坏)。所述细胞壁的弱化方便了后续的再水合过程的天冬酰胺的浸提。从而，在再次水合脱水马铃薯片的再水合溶液中的天冬酰胺的水平比再次水合未处理的、生马铃薯的再水合溶液中的天冬酰胺的水平要高得多。不管机理，本发明提供了一种由含有天冬酰胺的食品片制作缺少天冬酰胺的食品片的方法。
[0049]在一个实施例中，本发明涉及在非加工食品产品中减少丙烯酰胺，所述非加工食品产品由未捣碎的生食品制作，所述生食品可选择地被剥皮并且被切割为切片(例如，马铃薯切片)、立方形、楔形或适当尺寸的油炸马铃薯类的条。在此使用的未捣碎的食品片是在再水合步骤前没有被弄碎、粉碎或捣碎的食品片。在一个实施例中，油炸马铃薯类的条具有约5mm至约6mm的截面宽度。在另一个实施例中，马铃薯片包括被切割成例如约1mm至约3mm厚度，约50mm至约100mm长度和约20mm至约50mm宽度或现有技术中已知的其它适当尺寸的马铃薯厚片。由于与切片相比，油炸马铃薯类的条、楔形物和厚片具有不同的几何形状、比表面积等，下面所公开的在每个单元操作中的脱水和再水合时间可以根据需要进行调整。
[0050]本发明的一个或多个实施例提供的优点是相对凉的温度(例如，在约1℃至约18℃之间)可以进行有效的浸提。在这一发现之前，据信例如高于室温的较高温度对将天冬酰胺浸提出是有效的。
[0051]对本领域的技术人员来说，以干扰丙烯酰胺的生成的方法使天冬酰胺失活的其它技术将是显而易见的。随着在热加工前，食品原料或食品产品中的天冬酰胺水平的减少，最终加工食品中的丙烯酰胺的水平将明显地减少。
[0052]除了失活天冬酰胺，植物食品原料也可以从天冬酰胺水平低于其它相似植物的植物中培养和选取。植物食品原料中天冬酰胺的含量的减少将反映在相同的热处理条件下所生成的丙烯酰胺的含量上。
[0053]在通过参考一个实施例对本发明进行了特别说明和描述之后，本领域的熟练技术人员就会理解也可以采用其它不同的方法来减少丙烯酰胺，而并不背离本发明的精神和范围。本发明可以被应用于例如具有天冬酰胺的咖啡的任何植物食品或消费品。

Claims (27)

1.一种用于在马铃薯片中减少丙烯酰胺水平的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供未捣碎的脱水马铃薯片；
b)在再水合溶液中再次水合所述马铃薯片，以产生再水合的马铃薯片；和
c)热加工所述再水合的马铃薯片。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤a)的所述脱水马铃薯片包括已切片的马铃薯。
3.如权利要求1所述的方法，其中步骤a)的所述脱水马铃薯片包括油炸马铃薯类的条。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述脱水马铃薯片包括在常压下在低热量条件下被脱水的生马铃薯片。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述脱水马铃薯片在低于74℃的炉温下被脱水。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述脱水马铃薯片具有低于重量比3％的含水量。
7.如权利要求1所述的方法，其中步骤b)中的所述再水合溶液包括天冬酰胺酶。
8.如权利要求1所述的方法，其中步骤b)中的所述再水合溶液包括一种或多种游离氨基酸，其选自半胱氨酸、赖氨酸、氨基乙酸、组氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、缬氨酸和精氨酸。
9.如权利要求1所述的方法，其中步骤b)中的所述再水合溶液包括一种或多种游离硫醇，其选自半胱氨酸、N-乙酰基-L-半胱氨酸、N-乙酰基-半胱胺、还原型谷胱甘肽、二硫苏糖醇和酪蛋白。
10.如权利要求9所述的方法，其中步骤b)中的所述再水合溶液还包括还原剂。
11.如权利要求1所述的方法，其中步骤b)中的所述再水合溶液还包括具有低于6.0pKa的一种或多种减少pH值的盐。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述再水合溶液具有7℃至18℃之间的温度。
13.如权利要求1所述的方法，其中步骤c)中的所述热加工包括在热油中油炸。
14.如权利要求1所述的方法，其中步骤c)中的所述热加工包括将所述再水合的马铃薯片加热为温度在120℃至205℃之间的马铃薯片。
15.一种用于在热加工食品中减少丙烯酰胺的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供具有天然天冬酰胺浓度的植物食品；
b)将所述植物食品脱水制作脱水食品，使得在步骤c)后减少的天冬酰胺浓度低于所述天然天冬酰胺浓度的至少50％；和
c)在再水合溶液中再次水合所述脱水食品以制作再水合的食品，其中所述再水合溶液具有至少一种丙烯酰胺还原剂。
16.如权利要求15所述的方法，其中步骤a)的所述植物食品包括马铃薯。
17.如权利要求15所述的方法，其中步骤b)的所述脱水在常压下在低热量条件下进行。
18.根据权利要求15所述的方法，其中步骤b)的所述脱水在低于74℃的食品温度下进行。
19.根据权利要求15所述的方法，其中步骤b)的所述脱水食品具有低于重量比3％的含水量。
20.根据权利要求15所述的方法，其中步骤c)的所述再水合溶液包括天冬酰胺酶。
21.根据权利要求15所述的方法，其中步骤c)的所述再水合溶液包括一种或多种游离氨基酸，其选自半胱氨酸、赖氨酸、氨基乙酸、组氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、缬氨酸和精氨酸。
22.根据权利要求15所述的方法，其中步骤c)的所述再水合溶液包括一种或多种游离硫醇，其选自半胱氨酸、N-乙酰基-L-半胱氨酸、N-乙酰基-半胱胺、还原型谷胱甘肽、二硫苏糖醇和酪蛋白。
23.根据权利要求15所述的方法，其中步骤c)的所述再水合溶液还包括还原剂。
24.根据权利要求15所述的方法，其中步骤c)的所述再水合溶液还包括具有低于6.0pKa的一种或多种减少pH值的盐。
25.根据权利要求15所述的方法，其中所述再水合溶液具有约1℃至18℃之间的温度。
26.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括在热油中油炸所述再水合的食品的步骤。
27.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括将所述再水合的食品热加工到约120℃至约205℃之间的温度的步骤。
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