CN102742766A - 通过湿热处理制造的完整谷粒-水胶体复合物用于饱足、减少食物摄入和重量管理的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及完整谷粒-水胶体复合物、其制备及其在食物中的用途。复合物正面影响它们掺入其内的食物，以给出更长持续和/或更有效的饱足，优选没有不利地影响质地和加工，从而实现用于能量管理的商业上可行成分的发展。本发明进一步涉及通过增加此类饱足来减少食物摄入和/或管理重量。

Description

通过湿热处理制造的完整谷粒-水胶体复合物用于饱足、减少食物摄入和重量管理的用途
技术领域
本发明涉及通过湿热处理制造的完整谷粒-水胶体(whole grain-hydrocolloid)复合物及其在食物中的用途。
发明内容
本发明涉及完整谷粒-水胶体复合物、其制备及其在食物中的用途。复合物正面影响它们掺入其内的食物，以给出更长持续和/或更有效的饱足，由此帮助能量管理。本发明进一步涉及通过增加此类饱足来减少食物摄入和/或管理重量。
本发明解决了与用于饱足的现有工艺水平成分相关的主要局限性：以可食用形式的强临床功效和食物产品中相容的过程。通过组合2种生理学饱足机制，完整谷粒和水胶体的独特组合使得更有效或更强的饱足效应成为可能。进一步地，通过控制特别是食物形式中水胶体的水合，这2种物质的独特复合使得更高的完整谷粒含量和改善的质地成为可能，而不会不利地影响临床功效。一般地，当高水平的商购可得的完整谷粒和水胶体掺入食物内时，加工性和/或食用价值受损害。本发明允许更高水平的完整谷粒，同时使水胶体在食物中的有害作用降到最低，从而使得与可比较的“干混物”对照比较，优异的食用价值和质地益处成为可能，所述对照可以具有更高的水结合和来自未复合水胶体的胶粘度。
术语“复合物”意欲包括2种或更多种成分，其已共同加工以形成其中成分不是物理上可分离的材料。
术语“干混物”意欲包括组合的2种或更多种成分，以形成其中成分是物理上可分离的材料。
术语“水胶体”意欲包括具有中性电荷(非离子)的任何粘化胶质(viscosifying gum)。
如通过AOAC Method 991.43所述试验描述的那样，术语"总膳食纤维含量"(TDF)通过被过滤分离的未消化材料的重量来测量。在一个实施方案中，这可以包括对人消化酶的水解(消化)有抗性的植物材料的多糖和残余物，包括非淀粉多糖、抗性淀粉、木质素和次要组分诸如蜡、角质和软木脂。
术语“抗性淀粉(RS)”定义为淀粉和淀粉降解产物的总和，其在健康个体的小肠中不被吸收，且通过用胰腺α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶(AMG)处理进行测量，其使用实施例部分中描述的Englyst方法的修改。它包括本领域已知的所有抗性淀粉在内。抗性淀粉产品意指含有抗性淀粉的产品。
“高抗性淀粉含量”意指基于淀粉的重量按重量计至少70％的抗性淀粉含量。
如本文所用，术语"完整谷粒"旨在不仅包括谷物粒本身，而且还旨在包括已通过本领域熟知的方法部分加工的那些，包括例如干燥研磨谷粒，诸如粗面粉、粗粉、核仁和面粉。其未旨在包括已被加工而去除了谷粒部分的谷物粒；其不旨在包括淀粉。
本文使用的术语“高直链淀粉”定义为基于淀粉按重量计对于小麦或稻含有至少27％直链淀粉，并且对于其他来源至少约50％直链淀粉，特别是至少约70％、更特别是至少约80％直链淀粉。直链淀粉百分比通过使用在实施例部分中描述的电位(potentiometric)测试进行测定。
如本文使用的，术语“增加的饱足”意指，与相等热含量的可容易消化的10 DE(右旋糖当量)麦芽糖糊精(例如STAR-DRI 100，从Tate & Lyle，Decatur，Illinois，USA商购可得)消耗比较，在复合物消耗后至少2小时内的热摄入减少统计学显著量。
如本文使用的，术语“哺乳动物”意欲包括人。
附图说明
图1A-1B描述了胃/肠粘度的测量。
图2A-2C描述了胃/肠粘度样品制备实验设计。
具体实施方案
本发明涉及完整谷粒-水胶体复合物、其制备及其在食物中增加哺乳动物中的饱足的用途。本发明还涉及由于诱导饱足的热摄入减少，这将帮助重量管理。
复合物的完整谷粒组分可以衍生自任何天然来源。如本文使用的，天然来源是如在自然界中发现的那种。还合适的是衍生自通过标准育种技术获得的植物的谷粒，所述标准育种技术包括杂交育种、易位、倒转、转化或基因或染色体改造为包括其变异的任何其他方法。此外，衍生自由上述一般组合物的诱发突变和变异生长的植物的完整谷粒在本文中也是合适的，其可以通过诱变育种的已知标准方法产生。
关于完整谷粒的一般来源是谷物，并且包括但不限于玉米(玉蜀黍)、大麦、小麦、稻、黑麦、燕麦、苋菜红、竹芋、美人蕉或高粱及其高直链淀粉变种。在一个实施方案中，完整谷粒的来源是高直链淀粉谷粒。
在另一个实施方案中，植物来源是具有直链淀粉扩展基因型的那种，完整谷粒的淀粉包含按重量计小于10％的支链淀粉。这种谷粒衍生自植物育种种群特别是玉米，其是种质选择的一般复合物，并且如通过丁醇分馏/排阻层析技术测量的，其淀粉包含按重量计至少75％的直链淀粉，任选地至少 85％直链淀粉(即正常直链淀粉)。淀粉进一步包含按重量计小于10％、任选地小于5％的支链淀粉和另外约8至25％低分子量直链淀粉。谷粒优选衍生自具有与众多直链淀粉扩展修饰基因偶联的隐性遗传的直链淀粉扩展基因型的植物。这种谷粒及其制备方法在美国专利号5,300,145中描述，其说明书引入本文作为参考。
复合物的完整谷粒组分可以直接衍生自天然来源，和/或可以是物理、化学或酶促修饰的。在一个实施方案中，完整谷粒组分具有高抗性淀粉含量。在另一个实施方案中，完整谷粒组分来源于高直链淀粉玉米。
复合物的水胶体组分可以是具有中性电荷(非离子)的任何粘化胶质，并且意欲包括但不限于瓜尔胶、魔芋(konjac)、豆角胶、塔拉胶及其他此类胞外多糖。在一个实施方案中，水胶体组分是瓜尔胶。在另外一个实施方案中，胶质是具有在4,000至5,500 cps之间的粘度规格的高粘度胶质(使用Brookfield RVT，锭子#4 @ 20 RPM在25℃1％的水溶液)。
复合物具有至少90:10的完整谷粒:水胶体比(wt/wt)。在一个实施方案中，完整谷粒:水胶体比(wt/wt)是至少80:20。在另一实施方案中，复合物具有不大于95:5的淀粉:水胶体比(wt/wt)。
在本发明的一个方面，完整谷粒是高直链淀粉玉米粉并且水胶体是瓜尔胶。
将两种材料掺合并且使掺合物经受湿热处理(HMT)以形成复合物。单个成分的湿热处理是本领域熟知的，如美国公开第2006-0263503号和美国公开第2002-0197373号举例的，所述公开的说明书以引用方式并入本文。
在制备本发明的复合物中，完整谷粒-水胶体掺合物需要通过湿热处理在指定的总含水量和定义温度组合下加工指定的时间，以避免使完整谷粒的淀粉部分或完全胶质化使得淀粉保留其粒状结构。通过在这些条件下处理完整谷粒，将制备复合物。
基于干混物重量，湿热处理之前的掺合物的总含水(含湿)量将是按重量计约10至50%的范围，且在一个实施方案中是约20至30%的范围。即，含湿量是组分中存在的水含量加上添加的水(如果存在)。在一个实施方案中，湿度的这一相对水平基本上在整个加热步骤中维持恒定。在另一个实施方案中，在加热期间未向掺合物添加水(即，除组分的平衡含湿量以外，在加热步骤期间不存在水)。在另一个实施方案中，含湿量在湿热处理期间不受控制(保持基本上恒定)，使得得到的复合物具有比掺合物更低的含湿量。
完整谷粒-水胶体掺合物在约60至160℃的目标温度下、且在一个实施方案中在约80至120℃的温度下进行湿热处理。虽然取决于所用的具体完整谷粒和水胶体(包括但不限于蛋白质、淀粉、脂质和水胶体的来源和量以及组分的粒度)，最期望的温度和含水量可以变化，但重要的是完整谷粒中存在的淀粉维持在粒状状态。粒状状态意指淀粉未损失其结晶性和双折射特征。
取决于所用完整谷粒、其直链淀粉含量和粒度和所用水胶体以及水分的量和加热温度，在目标温度下的加热时间可以变化。在一个实施方案中，此类加热时间会是约1分钟至24小时。在另一个实施方案中，目标温度下的加热时间会是约15分钟至2小时。
取决于所用设备、加工条件和所用的完整谷粒和水胶体组分，加热(升温)时间可以变化。在一个实施方案中，期望具有短加热时间以避免在得到的复合物中形成颜色和不良气味。在另一个实施方案中，加热时间小于约5分钟，且在另一个实施方案中小于约1分钟。
用于湿热处理掺合物以获得复合物的条件使得淀粉的粒状结构不破坏(胶质化)；即，淀粉颗粒维持结晶性和双折射性。进一步地，当在偏振光下观察粒状结构时，在完整谷粒组分的天然淀粉中存在的任何马耳他十字(Maltese cross)将没有损失。在一些条件下，诸如高湿度和高温下，淀粉颗粒可以部分溶胀，但结晶度未被完全破坏。在这些条件下，淀粉颗粒尚未被破坏。
湿热处理可以在提供粉末加工的足够能力的本领域已知的任何设备中进行。在一个实施方案中，该设备额外提供用于下列一个或多个的足够能力：水分添加、湿度控制、混合、加热和/或干燥。在一个实施方案中，设备是连续管状的薄膜干燥器，诸如商购自Hosokawa-Bepex (Solidaire干燥器)。在另一个实施方案中，设备是连续薄膜干燥器与连续受热螺旋输送器串联的组合，其可以任选地被加压以控制目标温度下的含湿量。在另一实施方案中，设备是批量犁铧混合器（ploughshare mixer）。湿热处理可以分批进行或者作为连续过程进行。
完整谷粒-水胶体掺合物或复合物可以在湿热处理(HMT)之前或之后被额外加工，只要这种加工不破坏淀粉的粒状结构即可。在一个实施方案中，这种额外加工可以包括使用α-淀粉酶或酸处理的降解，且在另一个实施方案中，包括化学改性。
在湿热处理之前，完整谷粒组分的粒度可以例如通过研磨、聚结和/或筛分来调整。在湿热处理之后，复合物的粒度也可被调整；然而，应注意，研磨可能降低复合物的总膳食纤维和/或RS含量。
组分或复合物可以使用本领域已知任何技术来纯化。在一个实施方案中，完整谷粒使用本领域已知的方法来漂白以减小颜色。完整谷粒或复合物的pH也可使用本领域已知的方法来调整。在一个实施方案中，将复合物的pH调整到5.5至8.0。
复合物可以使用不会使其淀粉胶质化的本领域已知的任何干燥方式来干燥。干燥包括本领域已知的任何方法，包括但不限于喷雾干燥、快速干燥、空气干燥、冷冻干燥、真空干燥、带式干燥和转鼓式干燥。在一个实施方案中，复合物被空气干燥，且在另一实施方案中其被快速干燥。
所用的预加工和/或后加工方法可以进一步控制复合物的物理或化学性质或以另外使得复合物期望用于食物中。
在本发明的一个方面，除完整谷粒和水胶体以外，复合物不含有热量组分。
所得复合物将含有完整谷粒，完整谷粒的淀粉保留了其粒状结构，如当在显微镜下观察时其双折射特征、和当在偏振光下观察时没有损失天然淀粉中存在的任何马耳他十字证实的。
在一个实施方案中，复合物会具有至少约45%(w/w)的总膳食纤维含量。在另一个实施方案中，复合物会具有至少约50%(w/w)的总膳食纤维含量，且在另一实施方案中至少约55%(w/w)的总膳食纤维含量。在本发明的一个方面，复合物会具有高于干混物至少3% (w/w)的总膳食纤维的绝对增加。在另一个方面，复合物会具有高于干混物至少4.5% (w/w)的总膳食纤维的绝对增加。取决于用于湿热处理的条件以及具体的起始组分，膳食纤维的水平会变化。通过实施例部分中使用的程序，测量总膳食纤维含量。
在一个实施方案中，复合物会具有按淀粉重量计至少约70%的抗性淀粉含量。在另一个实施方案中，复合物会具有按淀粉重量计至少约75%的抗性淀粉含量，在另一实施方案中为按淀粉重量计至少80%，且在另一实施方案中为按淀粉重量计至少约85%。取决于用于湿热处理的条件以及具体的起始组分，抗性淀粉的水平会变化。通过实施例部分中使用的程序，测量抗性淀粉含量。
得到的复合物具有高体外胃粘度含量。在本发明的一个实施方案中，与纯的完全水合瓜尔胶比较，复合物具有至少90%曲线下面积(AUC)的体外胃粘度含量。在本发明另一个实施方案中，与瓜尔胶比较，复合物具有至少95% AUC的体外胃粘度含量。在本发明另一个实施方案中，与瓜尔胶比较，复合物具有至少100% AUC的体外胃粘度含量。使用实施例部分中所述方法，测量体外胃粘度含量。
将复合物喂给哺乳动物。在一个实施方案中，哺乳动物是伴侣动物，包括但不限于犬和猫。在另一个实施方案中，哺乳动物是人。
复合物是有效的，从而使得与相等热含量的可容易消化的10 DE(右旋糖当量)麦芽糖糊精消耗比较时，消耗通过使在消耗后至少2小时内的热摄入减少至少统计学显著量有效增加饱足。在本发明的一个方面，统计上显著量的热量摄取减少是至少10%。在另一个实施方案中，复合物以至少7.5克的量是有效的，在另一个实施方案中，至少10克，在另外一个实施方案中，至少15克，并且在另外一个实施方案中，至少20克。在一个方面，使用任何上述标准，热摄入减少至少15％。在进一步的方面，使用任何上述标准，热增加减少至少20％。在另一个方面，使用相同标准，热摄入在消耗后24小时时期内是减少的。此类降低的热摄入可以进一步导致增加的重量减轻。
本发明的所得到的复合物可以像这样食用或掺入多种食物内，所述食物包括但不限于冷冻形式的零食条、烘焙食物例如松饼和饼干、现成食用的谷物、糊和其他低湿度食物系统。食物产品也意欲包括营养产品，包括但不限于益生素和合生素组合物、糖尿病食物和补充物、饮食食物、控制血糖生成应答的食物以及片剂和其他药物剂型。食物产品包含复合物和至少一种另外的食用成分。
当加入食物产品中时，所得到的复合物以所需的任何量加入。在一个方面，复合物以食物产品5 - 75％(w/w)的量加入，并且在另一个方面，以食物产品10 - 65％(w/w)的量加入。在一个实施方案中，复合物以基于食物至少10％(w/w)的量加入。在另一个实施方案中，复合物以基于食物至少15％(w/w)的量加入。在另外一个实施方案中，复合物以基于食物至少20％(w/w)的量加入。在另外一个实施方案中，复合物以基于食物至少25％(w/w)的量加入。在进一步的实施方案中，复合物以基于食物至少30％(w/w)的量加入。在再进一步的实施方案中，复合物以基于食物至少35％(w/w)的量加入。在本发明的另外进一步的实施方案中，例如通过替代常规淀粉、面粉、粗磨粉或谷粒，复合物代替照常规加入食物中的至少部分面粉或其他基于碳水化合物的产品。
完整谷粒-水胶体复合物对于食物的添加可以不以任何有害方式显著影响食物的器官感觉属性，包括质地(胶粘度)或滋味，并且在某些情况下，可以提供有利的器官感觉变化。复合物对于食物的添加可以增加食物的营养价值，例如抗性淀粉和/或膳食纤维含量。
实施例和方法学
呈现下述实施例以进一步举例说明且解释本发明，并且不应在任何方面视为限制性的。除非另有说明，所有份、比和百分率按重量计给出，并且所有温度是摄氏度(℃)。
下述成分在实施例自始至终使用。
Hi-玉蜀黍®(Hi-maize®)完整谷粒玉米粉，商购自National Starch LLC的含有约60% RS和30% TDF的高直链淀粉玉米完整谷粒粉。
从Gum Technology Corporation商购可得的主要由高分子量半乳甘露聚糖组成的Coyote Brand™ Guar Gum HV。
下述测试操作在实施例自始至终使用：
A. 抗性淀粉 ( “ RS ” ) 测定 ( 修改的 Englyst 方法 )
使用修改形式的Englyst消化法(Englyst等人，European Journal of Clinical Nutrition，第46卷(Suppl. 2)，第S33-S50页，1992)测定抗性淀粉含量。操作和修改在下文详述。可快速消化的淀粉(RDS)定义为在20分钟时释放的葡萄糖量；可缓慢消化的淀粉(RDS)定义为在20分钟和120分钟之间时释放的葡萄糖量；抗性淀粉(RS)是在温育120分钟后未水解的淀粉。RS含量通过下述间接测定：测量在温育120分钟后消化的碳水化合物(即游离葡萄糖)的量，随后通过扣除来自碳水化合物的游离葡萄糖的量计算RS，以给出基于碳水化合物含量的％RS。
体外葡萄糖释放结果调整至仅考虑材料的总淀粉部分而不是总碳水化合物含量。从基于其在复合物中的百分率测定的样品重量中扣除水胶体、脂质和蛋白质量。基于复合物的总淀粉部分完成这点，以测定RS含量。包括非淀粉材料的重量将导致人为更高的复合物RS含量。
标准溶液、酶溶液、空白和葡萄糖对照的制备：
a. 由20 ml 0.25M乙酸钠组成的反应“空白”。
b. 由20 ml 0.25M乙酸钠缓冲液加上500 mg葡萄糖组成的葡萄糖标准。
c. 通过将0.5％(w/v)胃蛋白酶(来自Sigma的猪胃粘膜(P7000))加上0.5％(w/v)瓜尔胶(来自Sigma的G-4129瓜尔胶)溶解于0.05M HCl中制备母液A。
d. 纯化的酶溶液的制备：将12g猪胰酶(Sigma)溶解于85 mls去离子化室温水中。随后将溶液离心(3000 rpm，10分钟，50 ml管)，并且倾倒上清液且保存。
e. 通过将40 mg干转化酶(Sigma)和1.0 ml淀粉葡糖苷酶(AMG)(来自Novozymes的300L AMG)加入上述上清液中制备母液B。
RS 含量的测定 ( 修改的 Englyst 方案 ) ：
将每种测试样品称重(至最接近0.1 mg)，以在每个试管中递送550 – 600 mg碳水化合物。随后将10 mls溶液A加入每个管。将样品紧紧覆盖，混合且随后在37℃的静止水浴中温育30分钟。加入10 mls 0.25M乙酸钠缓冲液，以中和溶液。接下来，以20 – 30秒间隔将5 mls酶混合物(溶液B)加入样品、空白和葡萄糖管中，并且置于37℃水浴内用于消化。管在消化过程中水平振荡。在消化时间的120分钟时，取出0.5 ml等分试样，并且置于19 mls 66％乙醇的分开管内，以停止反应(酶将沉淀；在下一个步骤前再分散)。随后将乙醇溶液的1.0 ml等分试样吸取到1 ml微量离心管内，并且以3000 g离心5分钟。随后使用葡萄糖氧化酶/过氧化物酶(GOPOD)方法(Megazyme Kit K-Gluc)测量葡萄糖浓度。将3 ml GOPOD置于每个培养管内，并且加入0.1 ml每种样品，充分混合且在50℃温育20分钟。对于在510nm波长处的吸光度，分光光度计测量测定游离葡萄糖。基于相对于标准的UV吸光度，计算关于每种样品的葡萄糖百分比(消化)。运行包括常规马齿形玉米的参考样品的常规对照。所有分析至少两份重复地运行。
B. 使用 AOAC 方法 991.43 的总膳食纤维 ("TDF") 测定：
使用推荐用于AOAC Official Method 991.43的Megazyme-K-TDFR诊断试剂盒测定总膳食纤维(TDF)。将一式两份样品(1.0g干燥基)分散在400ml高型烧杯内的0.05m MES/TRIS缓冲溶液(40ml，pH 8.2)中并添加热稳定α-淀粉酶溶液(50μl)。将混合物在摇动水浴中于98℃下温育35分钟。冷却到60℃之后，混合物用蛋白酶(100μl)处理并温育30分钟。用HCl溶液将消化液调整到pH4.5。然后添加葡糖淀粉酶(200μl)，并将混合物在60℃下再消化30分钟。通过添加4体积的95%乙醇来沉淀不可溶残渣。该残渣在填充过滤器上被收集，在105℃下干燥过夜，称量并作为总膳食纤维计算(减去残渣中的蛋白质和灰含量)。在干燥基础上记录所有TDF数据。
C. 含湿量 ( “％ M ” ) 测定：
使用从Sartorius AG可得的Sartorius电湿度分析仪(型号MA 30)测定复合物和条的含湿量。将湿度天平设为以“自动”模式的105℃。以这种模式，MA 30识别何时不再预期相当大的重量变化(当湿度丧失/单位时间达到零，或读数在重量轻微降低后保持短时间恒定时)，并且自动终止湿度测定程序。
D. 通过电位滴定的直链淀粉含量：
将0.5g淀粉(1.0g研磨谷粒)样品在10mls浓缩氯化钙(按重量计约30％)中加热至95℃共30分钟。将样品冷却至室温，用5mls 2.5％乙酸双氧铀溶液稀释，充分混合且以2000 rpm离心5分钟。随后将样品过滤，以给出澄清溶液。使用1cm旋光小室旋光测定淀粉浓度。随后用标准化的0.01N碘溶液直接滴定样品的等分试样(通常5mls)，同时使用铂电极连同KCl参考电极记录电位。达到拐点所需的碘量作为结合的碘直接测量。通过假定1.0克直链淀粉将结合200毫克碘计算直链淀粉的量。
E. 瓜尔胶粘度的测量：
瓜尔胶的Brookfield粘度使用下文列出的操作(Cold Brookfield Viscosity Analysis Method：B-V-1.03B，Polypro International，Inc.)进行测定。将样品分散在水中且允许水合；Brookfield粘度在指定时间读数。
仪器：
1. Waring掺合机，用户型号(最低限度360瓦发动机)
2. 夸脱掺合机杯(不锈钢或玻璃)
3. 自耦变压器(Variac)，0-140伏
4. 天平，精确度+/- 0.01克
5. 刻度量筒，500 ml
6. 烧杯，Griffin Low Form，600 ml
7. 秒表
8. 含锭子的Brookfield RV粘度计
9. 恒温水浴
10. 搅拌棒
11. 称重皿
12. 温度计。
化学制品和试剂：
蒸馏或去离子水(pH调整至5.5-6.0)。
程序：
A. 水的制备
1. 将pH调整至5.5-6.0(使用稀释的氮气或HCl)
2. 将温度调整至25℃
B. 校准
1. 确保Brookfield指针自由移动并且根据制造商的说明书适当校准
2. 用7.00缓冲液将pH仪设为阅读7.00 +/- 0.01
C. 分析操作
1. 将待测试的5.00 +/- 0.01克胶质称重到称重皿内
2. 将495 +/- 2 ml蒸馏或去离子水测量到在掺合机基础上设定的Waring掺合机杯内
3. 调整掺合机的速度，以便形成在掺合机叶片和水顶部之间一半的涡旋(约1500-1800 rpm)
4. 瓜尔胶块将不进入溶液内并且促成不准确的粘度读数。避免粉末与掺合机杯的壁或混合叶片的中心接触。为了形成不含块的溶液，将胶质导向涡旋斜度的顶部。同时启动秒表且将瓜尔胶快速倒到搅动水内。
5. 继续混合2分钟。溶液一变稠，就轻轻增加叶片速度以维持轻度涡旋。使空气滞留保持最低限度。在2分钟时，将溶液转移到600 ml Griffin Low Form烧杯内。如果可见块，则为无效测试。
6. 在恒温水浴中维持溶液温度在25℃。
7. 使用20 rpm粘度计速度。通常将使用#3锭子。如果粘度最初低于1300 cps，那么可能需要#2锭子。
8. 粘度读数将在混合后15分钟、30分钟、1小时、2小时、4小时和24小时获得。在需要读数前1分钟时，从浴中取出含溶液的烧杯，用玻璃棒搅拌溶液，置于粘度计下且安装锭子。在读数前20秒，打开粘度计，在指定时间读数。
9. 在2小时读数且记录pH。由于溶液的粘稠性质，可能需要一些时间以达到稳定读数。
F. 胃 / 肠粘度的测量：
开发了台式胃模型，并且包括衍生自参考文献(Kimura等人，2000，National Enzyme Co. / TNO Nutrition and Food Research，2004)中提及的其他胃模型的特征。这个消化模型还模拟在“进食”状态中胃组分的缓冲能力，如区别于在“禁食”或空腹状态中运行的其他胃模型。为了标准化消化过程且改善该操作在实验室中的重现性，做出某些简化假定：
·胃大小，1.25升。
·通过胃托预处理的咀嚼模拟，不使用唾液淀粉酶。
·搅动：通过往复振荡器平台，120 rpm，运行自始至终恒定。
·温度：自始至终固定37℃(器皿浸入温度调节的水浴中)；正常人体温度。
·胃介质组分：
○胃蛋白酶(来自猪胃粘膜–例如，Sigma P7000)；通过低pH条件由胃蛋白酶原激活，将蛋白质组分分解成肽且在pH 2-4之间是最活跃的。
○粘蛋白(保护性蛋白质；例如，II型，Sigma M2378)；因为胃蛋白酶来自胃壁细胞，所以决定在系统中包括也衍生自胃壁的粘蛋白保护性蛋白质。
○ pH 5.0缓冲系统：邻苯二甲酸氢钾(例如，Sigma 179922)/NaOH(例如1.0N溶液，Sigma S2567)。模拟某些食物的存在，作为缓冲液不如乙酸盐强。
·胃阶段：含HCl添加2小时。在胃阶段中酸性HCl添加的速率假定为以恒定速率(对于1.25升胃容量，0.50 ml/分钟1.5N HCl)36毫克当量(mEq)/小时。酸通过计量蠕动泵逐滴加到液体表面上。pH在2小时胃阶段中从约5.0移动到约2.0。
·中和：通过添加15 ml 6N NaOH(来自团块的溶液，例如Sigma S8045)和15 g NaHCO3(例如，Sigma S6014)执行：通过使用NaOH和NaHCO3的组合，pH移动可以不含过量起泡(如在单独NaHCO3的情况下)和不含驱动pH太高超过7.0的靶pH(如在单独NaOH的情况下)而快速完成。
·肠阶段2小时：肠中存在的酶：胰酶(猪来源，例如Sigma P8096)，淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶和核糖核酸酶的掺合物。在这个模拟中不包括的是胆汁酸(也称为胆汁盐)。
·还应当指出葡萄糖释放(GR)以及抗性淀粉水平在分开的分析测试(Englyst等人，1992)中进行测量。
实施例 1 - 湿热处理的完整谷粒 - 瓜尔胶复合物：
在以下条件下进行代表性湿热处理。在标准台式KitchenAid®混合碗内将80份的Hi-玉蜀黍®完整谷粒玉米粉与20份瓜尔胶HV合并。用叶片附件以低速混合成分7到10分钟以确保均匀性。用20份环境温度蒸馏水以均匀方式喷雾该混合物。混合继续额外30分钟。检查湿度以确认25%的总湿度。将水合混合物放入密封铝皿中并放入Despatch炉(Despatch Oven Co., Minneapolis, MN)。将混合物加热至90℃并在90℃下保持2小时。在时间流逝后，使最终样品冷却，并随后空气干燥至10%至13%的最终含湿量。使用磨咖啡器研磨干燥样品；使用US 20目筛筛选研磨样品。将通过US 20目筛的材料用于体外和应用筛选。
完整谷粒-瓜尔胶干混物的组成在下表1中描述。
表1：完整谷粒-瓜尔胶复合物成分和干混物制剂
Figure DEST_PATH_106899DEST_PATH_IMAGE001
使用修改的 Englyst 测定的体外葡萄糖释放 (GR)
表2中结果证实，淀粉消化减少，如通过在瓜尔胶存在下对Hi-玉蜀黍®完整谷粒玉米粉湿热处理RS含量增加证实的。与干混物对照和天然WGCF比较，HMT WGCF-瓜尔胶复合物分別示出高≈10%和26%的RS含量。
表2：Hi-玉蜀黍® WGCF-瓜尔胶复合物的体外葡萄糖释放结果
¹基于总淀粉含量。
尽管RS含量是重要的性能标准，但当考虑这种成分的商业可行性时胃肠(GI)粘化能力和器官感觉也是重要的。对于这些测定，将测试复合物和多种对照配制成冷加工的条，并且随后就体外GI粘度和感官属性进行测试。
条制剂和制备
由测试成分和对照制备的冷冻形式的零食条用于评价质地属性且测量体外胃粘度。由玉米糖浆(63 DE)、无花果糊(23％湿度)和橙调味料(加热后加入)组成的湿润(成分)相通过加热至60℃(140 °F)进行制备，以软化且帮助混合均匀。加热的湿润相随后加入由燕麦片、砂糖、米粉和盐组成的预混合的干燥相。混合的团块随后划分成40g小片且转移到条模内。配制条以递送软质地，具有≈ 18％的含湿量和小于0.60的水活性。对零食条制剂进行进一步的精制工作，以开发用于胃模型和感官评价的对照。配制对照条以匹配具有复合物的条的营养概况、固体含量和质地/硬度，并且作为参考点评价。为了达到这点，降低米粉并且增加糖和燕麦片水平，以提高固体含量且平衡碳水化合物水平(靶80％碳水化合物)。乳清蛋白质(来自Davisco Foods International，Inc.的Instantized BiPRO®)以0.09％加入，以平衡蛋白质水平(靶5％蛋白质)，并且低芥酸菜子油以1.10％加入，以平衡脂肪水平(靶2.5％脂肪)。
条制剂显示于下表3中。
表3- 用于评价HMT WGCF-瓜尔胶复合物的条制剂
* 在复合物中，这两种成分呈实施例 1 中制备的复合物的形式。
感官评价：
通过由相同5个个体组成的感官实验对象组进行零食条的感官评价。对于对照条建立基线感官得分。在对照条基质中评价湿热处理的复合物和干混物对照。将条的份大小调整至适应材料的不同组成，标准化用于33.3g /份的对照条基质的总量。这导致对于80:20复合物(对于总制剂4.6％胶质水平)43.3g的份大小。做出这个调整以保持对于每个复合物运行加入胃/肠粘度模型内相同量的对照条基质。
4个属性，硬度、咀嚼性、胶粘度和臭气(off-flavor)在9点享乐性量表上评定。对于胶粘度和臭气，得分4分类为可接受的边界，并且5或以上分类为不可接受的。咀嚼性和硬度基于条的个人感觉进行评定，例如格兰诺拉麦片条是9，并且水果条是1。评价前一天在工作台上制备零食条样品(室温下贮存于密封容器中)，以允许条平衡。感官得分跨越5个小组成员求平均值，以允许做出比较。鉴定为失败的主要模式的关键属性是胶粘度和臭气。
表4中的感官结果证实在胶粘性和臭气方面，用HMT完整谷粒-瓜尔胶复合物制备的条评分低于用未加工干混物制备的条。
表4：用完整谷粒-瓜尔胶复合物制备的条与干混物对照比较的感官测试结果
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE004
表5表明用HMT完整谷粒-瓜尔胶复合物制备的条显示比用干混物制备的条高≈20%的RS，指示RS含量在冷冻形式条应用中维持得相对完整。
表5：用完整谷粒-瓜尔胶复合物和干混物对照制备的冷冻形式条的体外葡萄糖释放结果
体外胃 / 肠粘度
含有测试成分的条通过如上所述的胃模型测试运行。所有样品，包括完全水合的瓜尔胶黄金标准参考，在等价瓜尔胶水平进行测定。肠相粘度数据作为与完全水合的瓜尔胶参考比较的％曲线下面积(AUC)呈现。表6中的数据显示当与完全水合的胶质参考比较时，来自复合物的胶质展示出100％的粘化能力。瓜尔胶使用本领域已知的标准过程进行完全水合。
表6- 在条应用中HMT完整谷粒-瓜尔胶复合物胃粘度模型的黄金标准肠曲线下面积％
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE006
黄金标准是预水合且加入条固体中的 6 g/L 瓜尔胶 (7.5 克预水合的瓜尔胶 + 125 克条基质 /1.25L) 。
TDF 分析：
实施纯净成分的TDF分析以确定HMT工艺是否会增加TDF含量并进一步表征这些材料。表7表明与天然WGCF和干混物相比HMT完整谷粒-瓜尔胶复合物的TDF含量分别高≈31%和7%。
表7：通过AOAC方法991.43(Medallion Labs)得到的HMT完整谷粒-瓜尔胶复合物和干混物的TDF结果

Claims (13)

1. 一种复合物，其含有完整谷粒和水胶体。
2. 权利要求1的复合物，其中所述完整谷粒是高直链淀粉完整谷粒。
3. 权利要求1的复合物，其中所述完整谷粒是高直链淀粉玉米完整谷粒。
4. 权利要求1-3中任一项的复合物，其中所述水胶体是非离子胶质。
5. 权利要求4的复合物，其中所述胶质选自瓜尔胶、魔芋、豆角胶、塔拉胶。
6. 权利要求4的复合物，其中所述胶质是瓜尔胶。
7. 权利要求1-6中任一项的复合物，其中所述复合物具有至少90:10的完整谷粒:水胶体比(w/w)。
8. 一种制备权利要求1-7中任一项的复合物的方法，其包含：混合完整谷粒和水胶体以形成掺合物；和湿热处理所述掺合物以形成复合物。
9. 一种食物产品，其包含权利要求1-7中任一项的复合物和另外的食用成分。
10. 权利要求9的食物产品，其中所述复合物是5 - 75％(w/w)的量。
11. 一种增加饱足的方法，其包含消耗至少7.5克权利要求1-7中任一项的复合物。
12. 权利要求11的方法，其中与相等热含量的可容易消化的10 DE麦芽糖糊精消耗后的热摄入比较，热摄入在消耗后经过至少2小时减少至少10％。
13. 权利要求1-7中任一项的复合物在增加饱足中的用途。
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