CN104783040A - 源自燕麦麸皮的食品组合物及其制造方法 - Google Patents
源自燕麦麸皮的食品组合物及其制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了源自燕麦麸皮的、特别是源自裸燕麦的麸皮的食品组合物以及其制造方法。通过至少包括将燕麦麸皮粉碎，物理地将其细胞壁破坏，使β-葡聚糖游离于破碎物中的粉碎工序，和用选自植酸酶、纤维素酶、溶菌酶和木聚糖酶的至少一种酶作用于破碎物的工序的方法获得的组合物不仅富含β-葡聚糖，还富含膳食纤维、蛋白质、脂质、矿物质等有用的营养素、营养成分。
Description
技术领域
本发明涉及从燕麦麸皮中得到的食品组合物及其制造方法。具体地，本发明涉及以燕麦麸皮为原料，将麸皮中含有的β-葡聚糖、膳食纤维、其他的营养素以更适合身体吸收和利用的形态所含有的食品组合物以及其制造方法。
背景技术
燕麦一般加工成燕麦粥、燕麦片、辗制燕麦等用来食用。通常将燕麦的外皮(即，麸皮)去除掉而食用，但也有以燕麦全粒为加工对象的情形。在前一情形下，不能有效利用麸皮中含有的成分，另外在后一情形下，得到的食品含有包含于胚乳中的糖质，存在例如难以适用于糖尿病患者的可能性。
燕麦的麸皮中含有β-葡聚糖、纤维成分、其他营养素。例如，β-葡聚糖具有抑制血糖值上升的效果和降低胆固醇的作用，作为预防生活习惯病方面的有效性已经广为人知。有尝试将β-葡聚糖分离，并且将其浓度提高后进行利用的报导。例如，利用水或者有机溶剂将β-葡聚糖提取出来，并干燥后提高其浓度的方法(例如，特开2003-081999号公报(专利文献1)、特开2005-082517号公报(专利文献2)、特开2003-286175号公报(专利文献3)。并且，着眼于β-葡聚糖的分子量，提出了以特定比例包含高分子量和低分子量β-葡聚糖的组合物(特开2009-263655号公报(专利文献4))。但是这些提案仅仅是着眼于β-葡聚糖，利用其生理活性，并没有涉及麸皮中所含的其他成分的利用。
燕麦的麸皮中包含膳食纤维、矿物质、脂质、蛋白质、氨基酸等。膳食纤维特别是水溶性膳食纤维具有改善便秘、抑制血液中葡萄糖的吸收、以及通过长期服用来降低胆固醇的效果等多种生理活性，由此具有改善生活习惯病的效果已经广为人知。其他的成分也是期望从食物良好地平衡摄取的营养成分。
但是，麸皮如果不通过任何加工，人体不能充分地吸收和利用这些成分，所以，加工成为必要。并且，麸皮的加工品中一般对食感而言残留有粒状感，即粗糙的感觉的情形多，也可以说这种不好的食感造成了麸皮加工品的利用范围狭小。
作为燕麦麸皮的加工方法，例如，提出了对麸皮进行微粉碎，将细胞壁破坏，提高游离状态的β-葡聚糖浓度的方法(例如，美国专利6,060,519号(专利文献5)、WO2004/099257A1公报(专利文献6)，但是这些提案不过是着眼于β-葡聚糖的加工方法，难说具有发挥麸皮中所含有成分的综合性生理活性的意图，并且，在微粉碎的情形，其难于加工，限制了作为食品的利用。而且，认为其将糖质原样地留存于加工品中，在想控制血糖值的情形时，认为其利用受到了限制。
另外，提出了含有β-葡聚糖的谷类麸皮制品的制造方法(特表2011-515077号公报(专利文献7))。这个方法中，在称为热机械加工处理工序的处理中温度设定为40到70摄氏度。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]特开2003－081999号公报
[专利文献2]特开2005－082517号公报
[专利文献3]特开2003－286175号公报
[专利文献4]特开2009－263655号公报
[专利文献5]美国专利6,060,519号
[专利文献6]WO2004/099257A1公报
[专利文献7]特表2011－515077号公报
发明概述
发明要解决的课题
本发明者们此次通过特定的方法加工燕麦的麸皮，特别是裸燕麦的麸皮，发现获得了以更容易被身体吸收和利用的形态包含不仅仅是β-葡聚糖，还有膳食纤维、其他营养素的食品组合物。本发明是基于这一发现的发明。
因此，本发明的目的是提供源自燕麦麸皮，特别是源自裸燕麦的麸皮的食品组合物和其制造方法。
解决课题的手段
由此，本发明的食品组合物是从燕麦麸皮获得的食品组合物，特征在于包含
10质量％以上的β－葡聚糖、
30质量％以上的膳食纤维、
18质量％以上的蛋白质、
8质量％以上的脂肪、
40质量％以下的糖质。
另外，本发明的食品组合物的制造方法的特征在于，至少包括将燕麦麸皮粉碎，物理地将其细胞壁破坏，使β-葡聚糖游离于破碎物中的粉碎工序，和用选自植酸酶、纤维素酶、溶菌酶和木聚糖酶的至少一种酶作用于上述破碎物的工序。
附图简述
[图1]是显示自实施例获得的本发明食品组合物所含有的β-葡聚糖的分子量分布的图。
用于实施发明的实施方案
食品组合物的成分构成和用途
本发明的食品组合物是从燕麦的麸皮，特别优选地是从裸燕麦的麸皮得到的组合物，除了富含β-葡聚糖外，还富含膳食纤维、蛋白质、脂质、矿物质等有用的营养素、营养成分。具体地，本发明的食品组合物的特征在于包含
10质量％以上的β-葡聚糖、
30质量％以上的膳食纤维、
18质量％以上、优选地18～22质量％的蛋白质、
8质量％以上、优选地8～12质量％的脂肪、
40质量％以下的糖质。
特别地，关于β-葡聚糖，和原料麸皮相比，本发明的食品组合物含有相对更多的低分子量β-葡聚糖。具体而言，成为分子量30万以上的β-葡聚糖的量减少，30万以下的成分相应地增加的组成。该结果使得与摄取未经过处理的燕麦麸皮的情形相比，β-葡聚糖的吸收变得容易，实现了摄取少量就能达到β-葡聚糖抑制血糖值上升的效果和降低胆固醇的作用等效果。
另外，关于糖质，意指非膳食纤维的碳水化合物。本发明的食品组合物具有糖质含有量少，膳食纤维含量比较多的特点，具有使血糖值上升平稳且低值的特点。也就是说，本发明的食品组合物具有低GI(升糖指数(Glycemic Index))的特点。特别是对于不能摄取糖质的II型糖尿病患者和具有糖尿病临界点的人群来说，显示出可以促进胰岛素的分泌、抑制血糖值上升等改善糖尿病的效果。并且，能够期待改善便秘、抑制血液中的葡萄糖的吸收、和通过长时间服用来降低胆固醇的效果。根据本发明的优选实施方案，在含有的糖质中通过对淀粉进行β化，获得了能够抑制淀粉吸收的效果。
另外，根据本发明的优选实施方案，食品组合物中脂质的80质量％以上是不饱和脂肪酸。
本发明的食品组合物具有燕麦麸皮原有的味道和香醇，能够直接食用。如上所述，由于本发明的食品组合物不仅仅含有β-葡聚糖，也含有膳食纤维、蛋白质、脂质、矿物质等有用的营养素、营养成分，因此可以作为健康食品来提供。
进一步地，本发明的食品组合物也可以添加到其他的食品中，能够作为食品添加物使用来提高该食品的商品价值。因此，通过本发明，提供了含有本发明的食品组合物的食品添加物。例如，也能够溶解在牛奶，酸奶，大酱汤等中饮用；也可以添加至面类，面包，烘焙点心类等中食用。因此，进一步地根据本发明，提供了包含本发明的食品组合物或上述食品添加物的食品。实施了后述的微粉化工序的食品组合物的口感是滑溜的，这大大改善了现有的含有麸皮的食品差的口感。
制造方法
本发明的食品组合物能够通过以下方法优选地制造。
燕麦和麸皮
本发明中的燕麦包含欧美的带皮燕麦(Covered Oat)和中国的裸燕麦(Naked Oat)，具体而言包含普通品种(Avena sativa)、东方品种(Avenaorientalis Schreb)、地中海品种(Avena byzantine Koch)、中国裸燕麦(Avena nuda)。并且，麸皮是指燕麦的外皮。在本说明书中所说的麸皮和外皮是同义使用的。
在本发明的优选实施方案中，作为燕麦使用的是中国的裸燕麦(Avena nuda)。中国的裸燕麦也称为裸燕麦。根据本发明者们的发现，与其他燕麦品种的麸皮相比较，该裸燕麦的麸皮β-葡聚糖量、蛋白质量、脂质特别是不饱和脂肪酸量高，而糖质含有量低。从这样的裸燕麦的麸皮，通过本发明的方法进行加工，能够得到优异的食品组合物。
将作为本发明食品组合物的来源的燕麦，也即成为原料的燕麦，对其粒子清洗干净干燥后，通过制粉机分离为燕麦粉和表面的麸皮。燕麦粉可以通过食用来利用，在本发明中利用了通常被废弃的麸皮。根据本发明的优选实施方案，在该制粉机处理之前也可以焙煎燕麦，焙煎可以在100～120℃左右进行5～10分钟左右。
粉碎工序
本发明中，对燕麦的麸皮首先进行粉碎工序，该工序的主要目的是物理地对其细胞壁进行破环，将β-葡聚糖游离于破碎物中。通过物理加压的方式来实施粉碎，该加压粉粹优选地在加热下实施。施加的压力通常优选为40～150Kg/cm2左右。另外，在粉碎工序中，摩擦会发热，积极地加热或者为了防止过多地加热，优选对温度进行控制。根据本发明的优选实施方案，在该粉粹工序中，优选地将麸皮置于75℃～150℃的温度范围内，更优选地80～150℃的范围内。并且，根据本发明的优选实施方案，优选分阶段控制温度，例如，优选以80～90℃的阶段、然后110～120℃的阶段、进一步地130～140℃的阶段进行升温的同时，实施粉碎工序。粉碎处理的时间也可以合适地确定为能够使β-葡聚糖游离至破碎物中的范围，根据本发明的优选实施方案，优选20秒～3分钟左右。进一步地，在上述那样的将温度阶段性上升的实施方案中，每个温度中优选进行10秒～1分钟以内的时间。
根据本发明的优选实施方案，粉碎工序是通过挤出机粉碎麸皮。认为通过挤出机的压力、热、摩擦剪切力的复合粉碎处理，将细胞壁通过物理方式高效破坏，使β-葡聚糖游离至破碎物中。在挤出机中，麸皮优选地一边在已加热的管中加热，一边通过管内部的旋转螺杆挤向管末端的喷嘴出来。在本发明中，该旋转螺杆轴利用的是有两个轴的双轴挤出机，从其效率的观点出发是优选的。不特别地限定挤出机的螺杆的构造、末端的布局样式。
根据本发明的优选实施方案，在粉碎工序之前，对麸皮添加水，这能够提高粉碎工序的效率，因此是优选的。水的添加量可考察粉碎工序的效率合适地确定，例如，相对于麸皮，添加5～25质量％的水。优选地在粉碎工序之前，将添加水后的麸皮用搅拌机进行充分的搅拌，优选地使之均匀地包含水。另外，也可以在粉碎工序中添加水。
酶解作用的工序
在本发明中，将从上述粉碎工序得到的破碎物随后用选自植酸酶、纤维素酶、溶菌酶和木聚糖酶中的至少一种酶进行作用。根据本发明的优选实施方案，用全部这些酶作用。此处，植酸酶是指从植酸(肌醇六磷酸)切割下无机磷酸的酶。通过该酶，将植酸螯合的离子游离出来，变成人类能够吸收和利用的状态。另外，纤维素酶是指将β-葡聚糖中的糖苷键进行加水分解的酶。溶菌酶是指将构成真细菌的细胞壁的多糖类进行加水分解的酶。木聚糖酶是指切断木聚糖中的β-1,4键、分解成木糖的酶。通过这些酶的作用，可以将β-葡聚糖低分子量化，并且可以将一部分水不溶性膳食纤维变成水溶性等，将麸皮中含有的成分转换成人类可能吸收、利用的形态。
酶解作用的温度和时间可以根据使用的酶的最佳温度等合适地确定，例如，一般是40～50℃、20分钟～1小时。酶解作用中优选适当地搅拌粉粹物。
酶解作用完毕后，使酶失活。失活的处理例如可以通过将体系的温度升温至90～120℃左右而实施。失活后，优选将体系放冷至室温。
附加工序
本发明的食品组合物是通过上述粉碎工序和酶解作用工序得到的组合物，但根据本发明的优选实施方案，优选对得到的组合物进一步实施以下任一或者全部的处理工序。
(a)淀粉的β化
根据本发明的优选实施方案，优选将得到的组合物中含有的淀粉进行β化处理，转变成人类难消化的β淀粉。另外，经β化的淀粉，从作为膳食纤维的功能方面来看也是优选的。具体而言，将组合物在2～4℃的温度下放置约24小时，由此β化包含的淀粉。这样，成为了也可以提供给限制糖质摄取的人群的组合物。
(b)干燥·微粉化
根据本发明的优选实施方案，通过将得到的组合物进行以下的干燥和微粉化工序，得到均匀的组合物，并且，得到口感滑溜的组合物。首先将得到的组合物进行湿式粉碎，对组合物进行均质化和微细化，这样得到了浆状物。将得到的浆状物接下来进行干燥工序。干燥的方法例如有干燥喷射方法，冷冻干燥方法，热空气干燥等方法，但一般伴随着难于干燥高粘度的浆状物。在本发明中，优选利用滚筒式干燥机。优选地，滚筒的表面温度设定在120～180℃、时间30秒～2分钟左右的条件下，可以干燥成片状物。这种片状物通过粉碎机(例如，机械喷射式粉碎机)粉末化，根据需要，通过过筛调整粒径，得到粉体状的本发明的食品组合物。
(c)其他的工序
根据本发明的优选实施方案，将得到的本发明的食品组合物优选进行杀菌工序和去除金属工序，保障其安全性。杀菌例如能够通过微波杀菌机进行，并且，金属去除能够通过磁性机械实施。
实施例
实施例1
将裸燕麦的麸皮40Kg，放入200L带有搅拌设备的罐体中，加入4L的水，在45～50℃的温度之间进行30分钟的搅拌、搅拌速度在80－100rpm之间。将该混合物装进双轴挤出机(Delun公司制造，设备型号DL56)，螺杆的转速设定为100rpm的同时，首先在80℃处理10秒、然后在110℃处理10秒后，接下来在130℃处理10秒，加热的同时进行混合处理。处理后，将湿粉末放置，冷却至室温。
在具有搅拌装置的500L的反应罐体中，装入得到的湿粉末45Kg、水320L，将温度升温到40～50℃。在反应罐体中加入酶液体(新日本化学社制造的植酸酶(商品名：SMITEAM PHY)4g，用水0.5L溶解后的酶液体)，搅拌30分钟后，于120℃搅拌20分钟，进行酶的失活处理。将处理液转移到450L的冷却罐中，冷却至室温后，冷却至2-4℃温度的同时，搅拌24小时，将淀粉进行β化处理，得到浆状物。
得到的浆状物用湿磨机(Donghua公司制造，设备型号DMJ110LA)在控制为40～50℃的温度，150rpm处理后，用滚筒式干燥机在140℃、3分钟的条件下进行干燥，得到片状物。将该片状物通过粉碎机(Erle公司制造，设备型号WF－30X)粉碎后得到了粉体。通过过筛后得到平均粒径D50为158μm的粉体。
分析由此得到的组合物的成分。其结果如下列的表所示。
[表1]
表中，原料或制品100g中的g数
进一步地，分析了制品含有的β-葡聚糖的分子量分布和原料中的β-葡聚糖的分子量分布。其结果如图1所示。
实施例2
除了将实施例1中的双轴挤出机的处理变为在80℃处理30秒、110℃处理30秒、130℃处理30秒以外，其它与实施例1同样地实施，获得了组合物。分析得到的组合物的β-葡聚糖的分子量分布，如图1所示。
实施例3
除了不进行植酸酶处理以外，其它与实施例1同样地实施，获得了组合物。进行了2次组合物的制备。分析得到的组合物中的植酸量。结果如下表所示。
[表2]
| 第一次 | 第二次 | |
| 有酶处理 | 1.46％ | 1.35％ |
| 无酶处理 | 2.56％ | 2.39％ |
实施例4
与实施例1同样地实施，获得了组合物。对该组合物的外观进行了观察并对营养成分进行了分析，其结果如下表所示。
[表3]
| 形状 | 粉末 |
| 内容量 | 30g |
| 颜色 | 黄～黄土色 |
[表4]营养成分分析(30g中)
| 成分名称 | |
| 能量 | 131.4kcal |
| 蛋白质 | 5.5g |
| 脂质 | 3.8g |
| 不饱和脂肪酸 | 3.1g |
| 糖质 | 18.8g |
| 钠 | 3mg |
| β-葡聚糖 | 3g |
将该食品组合物对20岁以上到未满50岁的22位男女进行了以下的实验。首先，在第一次实验中，全体人数一半的人数11人食用本发明的食品组合物混合白米饭，剩下的11人只食用白米饭，设置了一周的休止期后，对之前食用了试验食物的11人只食用白米饭，对之前只食用白米饭的人食用本发明的食品组合物和白米饭。因此，试验期间是前观察期6天、第一次检查1天、一周后第二次检查1天，全部的试验过程为2周。检查当天的采血时间点是空腹时、食用试验食物后30、60、90、120分钟后，共实施了5个时间点。
受试者22人的血液中的葡萄糖量和胰岛素量的平均值如下所示。
[表5]
实施例5
与实施例1同样地实施，获得了组合物。将该组合物10g分散于温水200ml中，由5名人员对于其食感和味道进行了感官评价。为了比较，对作为燕麦粉碎品的两种市售商品同样进行了感官评价，结果如下所示。
[表6]
Claims (13)
1.自燕麦麸皮得到的食品组合物，所述食品组合物的特征在于，包含
10质量％以上的β-葡聚糖，
30质量％以上的膳食纤维，
18质量％以上的蛋白质，
8质量％以上的脂肪，
40质量％以下的糖质。
2.权利要求1所述的食品组合物，其中所述燕麦麸皮是裸燕麦的麸皮。
3.权利要求1或权利要求2所述的食品组合物，其中所述脂质的80质量％以上是不饱和脂肪酸。
4.自燕麦麸皮得到食品组合物的制造方法，该食品组合物的制造方法的特征在于，至少包括将燕麦麸皮粉碎，物理地将其细胞壁破坏，使β-葡聚糖游离于破碎物中的粉碎工序，和用选自植酸酶、纤维素酶、溶菌酶和木聚糖酶的至少一种酶作用于所述破碎物的工序。
5.权利要求4所述的制造方法，其中燕麦是裸燕麦。
6.权利要求4或5所述的制造方法，其中所述粉碎工序是通过将所述麸皮在加热下施加物理压力，使所述麸皮的细胞壁膨胀破坏而实施的。
7.权利要求6所述的制造方法，其中所述物理压力是摩擦剪切力。
8.权利要求4～7中任一项所述的制造方法，其中作用于所述破碎物的酶是分解植酸的有效量的植酸酶。
9.权利要求4～8中任一项所述的制造方法，其还包括在酶解作用的工序后，实施淀粉的β化工序和/或微粉化工序。
10.食品组合物，其是通过权利要求4～9中任一项所述的方法得到的。
11.权利要求1～3中任一项所述的食品组合物或者权利要求10所述的食品组合物，其具有抑制血糖值上升的作用和/或者降低胆固醇的作用。
12.食品添加物，其包含权利要求1～3中任一项所述的食品组合物或者权利要求10所述的食品组合物。
13.食品，其包含权利要求1～3中任一项所述的食品组合物或者权利要求10所述的食品组合物。
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