CN106714563B - 健康饼干 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种饼干面团，所述饼干面团包含：按成品饼干的重量计至少8重量％的量的蛋白质；按所述成品饼干的重量计从5重量％至20重量％的量的纤维；其中所述面团包括按所述面团的重量计至少0.5重量％的量的天然乳清蛋白，并且其中所述纤维包括黏性的可溶性纤维和/或不溶性纤维。
Description
本公开涉及一种健康饼干产品，该产品含有高水平的蛋白质和纤维，足以提升饱食感或饱腹感且足以满足营养要求，诸如做为蛋白质和/或纤维“源”或“富含”蛋白质和/或纤维。具体地讲，本公开提供了一种面团和一种用于形成这种面团的方法，该方法使得面团中纤维和蛋白质含量增大，而不会损害面团的操作特性。
蛋白质是健康均衡饮食的一种重要营养成分。在消化过程中，蛋白质被分解成较小的多肽链和氨基酸，这些氨基酸随后用于生成新的蛋白质。一些氨基酸被称为“必需氨基酸”，因为它们不能由机体生物合成，必须从食物中摄取。蛋白质可得自肉类、鱼类和蛋类，以及来自全粒谷物、豆科植物、豆类、大豆、干果、坚果和种子。本领域中已知的是，蛋白质可用于提高食物产品所提供的饱腹感。
同样已知的是，纤维是健康均衡饮食的一种重要营养成分。膳食纤维是聚合度大于3的碳水化合物，在小肠中既不会被吸收也不会被消化。它们形成了从低聚糖到复杂植物细胞壁的种类繁多的物质。根据膳食纤维的功能性质，通常将其分为以下3种主要类型：
a)不溶性纤维，诸如存在于谷粒、蔬菜和水果中的抗性淀粉和植物细胞壁多糖；
b)无黏性的可溶性纤维，多半为低聚糖，包括低聚果糖、抗性糊精和聚葡萄糖；以及
c)黏性的可溶性纤维，其为在溶液中具有延伸构象的多糖，诸如来自燕麦、瓜耳胶和其他黏性的树胶的可溶性β-葡聚糖。
膳食纤维具有许多生理益处，例如使血液葡萄糖响应下降、胆固醇降低、改善运输和规律性，以及提高饱腹感。在许多国家，纤维摄入量低于推荐标准，因此期望增加食物产品的纤维含量。
WO2010046492论述了提高饼干的纤维含量的益处，并论述了与提高纤维含量相关的多个问题。具体地讲，添加纤维可强有力地结合面团中的水，并影响面团的水合。
EP2255663论述了使用变性蛋白质和纤维的组合来提高由饼干或薄脆饼干产品所体验到的饱腹感的用途。
US6610347公开了富含纤维的组合物，制备这些组合物的工艺涉及到在蒸发器中烹煮酪蛋白钙和乳清蛋白浆液并对该混合物进行喷雾干燥。该方法依赖于蛋白质和纤维之间的物理相互作用，以形成限制纤维颗粒溶胀的层。
US2005058759公开了蛋白质强化的低碳水化合物零食食物及其制备和使用方法，该零食食物具有约10％至约50％脂肪材料、约5％至约40％食糖替代物、约5％至约50％蛋白质材料。
CN102783610公开了代餐谷物棒以及用于制备代餐谷物棒的方法。
因此，期望提供一种改良产品，能够提供高水平的蛋白质和纤维，提供更高饱腹感，解决与现有技术相关的问题，或者至少提供其商业上可用的替代品。
根据第一方面，提供了一种饼干面团，其包含：
以重量计，量为至少8重量％的蛋白质；
以成品饼干的重量计，量为从5重量％至20重量％的纤维；
其中面团包括按面团的重量计至少0.5重量％的量的天然乳清蛋白，并且其中纤维包括黏性的可溶性纤维和/或不溶性纤维。
现将进一步描述本发明。在以下段落中，对本发明的不同方面进行了更详细的限定。除非有相反的清楚指示，否则可将如此限定的每个方面与任何其他一个或多个方面结合。具体地讲，可将被指示为“优选”或“有利”的任何特征与被指示为“优选”或“有利”的任何其他一个或多个特征结合。
术语“饼干”意指任何由面团或面糊制备的具有低水分含量(低于5％，优选低于4％)和脆质构的烘焙的谷物产品，包括通常所知的饼干、曲奇饼、薄脆饼干、威化和烘焙的燕麦棒，优选饼干、曲奇饼、薄脆饼干和威化。
术语“饼干面团”意指在烘焙时适于形成饼干的面团。面团是本领域中所熟知的，其通常由干成分和添加的水以制得可用混合物而成形。
面团包括按成品饼干的重量计至少8重量％的量的蛋白质。也就是说，面团包含足够的蛋白质，以使得在饼干烘焙成形时，成品饼干包含至少8重量％的蛋白质。应认识到，烘焙过程导致面团中的水分损失。因此，通过稍微降低按湿面团重量计的蛋白质的量，从而达到饼干中8重量％的蛋白质水平。饼干中的蛋白质水平与干成分中的蛋白质水平相关。
面团包括按成品饼干的重量计从5重量％至20重量％的量的纤维。也就是说，面团包含一定量纤维，以使得在饼干烘焙成形时，成品饼干包含至少5重量％至20重量％纤维。应认识到，烘焙过程导致面团中的水分损失。因此，通过稍微降低按湿面团重量计的纤维的量，从而达到饼干中5重量％的纤维水平。饼干中的纤维水平与干成分中的纤维水平相关。优选的是，纤维处于按成品饼干的重量计从10重量％至16重量％的量。
面团包括按面团的重量计至少0.5重量％的量的天然乳清蛋白。因为乳清蛋白可能受烘焙过程影响，因此将天然乳清蛋白的水平由面团的重量来表征。面团包含足量的添加的水以使面团可操作。
术语“天然”意指尚未变性的蛋白质。使蛋白质变性的方法是烘焙领域中所熟知的，其包括通常利用蒸汽或热水进行的热处理。天然乳清蛋白是一种保持了其在原始乳源原料中的形式和结构的蛋白质。天然乳清蛋白可为经喷雾干燥的乳清蛋白，或者可以已经经受低温处理，前提条件是该蛋白质基本上保持其天然形式。
面团包含纤维，该纤维包括黏性的可溶性纤维和/或不溶性纤维。如上文所述，根据膳食纤维的功能性质，其通常分为三种主要类型。面团优选地包括不溶性纤维，诸如存在于谷粒、蔬菜和水果中的抗性淀粉和植物细胞壁多糖；和/或黏性的可溶性纤维，其为在溶液中具有延伸构象的高摩尔质量多糖，诸如来自燕麦、瓜耳胶和其他黏性的树胶的可溶性β-葡聚糖。优选的是，面团不包含任何(优选地小于2重量％的饼干的重量，更优选地小于1重量％，更优选地基本上不包含)无黏性的可溶性纤维，该纤维大多为低聚糖，诸如低聚果糖、抗性糊精和聚葡萄糖。
本发明人已经发现，很难将额外的纤维掺入饼干面团中。对不溶性纤维和黏性的可溶性纤维来讲尤为如此。不希望受理论的束缚，据认为由于纤维对水具有高亲和力，它们往往会吸收混合过程中添加的水，从而阻止或延迟面团的成形。因此需要更多水来使可加工的面团成形，尤其是包含黏性的可溶性纤维的面团。面团质构同样往往会在静置时间内不断变化，由于水从连续相迁移到纤维颗粒而变得更干更硬，这只能通过添加更多水来解决。
虽然增强面团水合作用可用于使面团更具有延展性，但本发明人已经发现，增强水合作用在制备饼干时具有多个缺点。具体地讲，面团水合作用增强可使面团质构发生变化，需要更长的烘焙时间和/或更高的温度，这样成本很高并可导致质量问题，诸如着色过度，烤焦异味和发生龟裂。面团水合作用增强同样导致在烘焙过程中淀粉糊化增强，从而提高血糖响应，并由此降低这类富含蛋白质纤维饼干的营养益处。
本发明人已进一步发现，对于蛋白质来说存在与纤维相同的问题。因此，对于膳食纤维与蛋白质的组合，所需的面团水合作用发生了此类增强，使得面团块在此过程中不能再被处理。这阻止了面团到达营养(“富含”蛋白质和/或纤维)或饱腹感要求的有效水平。
如上文所述，已知纤维和蛋白质显著提高面团硬度。虽然解决这种问题的一种途径是增强面团的水合作用，但本发明人惊讶地发现，对于天然乳清蛋白尤其是天然乳清蛋白浓缩物和分离物，会观察到截然不同的情况。本发明人发现，这种天然乳清蛋白可用于使面团水合作用减小，或者当其与纤维组合使用时，使得水分含量得以保持或降低，同时提高面团的纤维含量。
天然乳清蛋白的例子包括天然乳清蛋白浓缩物(WPC)或分离物(WPI)，例如购自Lactalis Ingredients公司的Prolacta 80TM或购自Fonterra公司的天然乳清蛋白分离物WPI 894TM。不希望受理论的束缚，一种可能的解释是，这些蛋白质的高溶解度使其易于在面团混合的过程中溶解在添加的水中，因此提高连续相(水和糖)的体积，而不形成部分水化膨胀的颗粒，即分散相的一部分。这些发现表明，这类高度可溶性无黏性的蛋白质(为天然和非聚集的)可被视为类似于水和糖的面团增塑剂。
优选的是，不溶性纤维包括一种或更多种来自谷物谷粒的糠麸和/或来自水果或蔬菜的纤维。优选的是，谷物谷粒选自小麦、燕麦、大麦和裸麦，或其两种或更多种的组合。优选的是，黏性的可溶性纤维包括瓜耳胶、塔拉胶、刺槐豆胶、胡芦巴、黄原胶、果胶、海藻酸盐、β-葡聚糖、葡甘露聚糖、魔芋和洋车前子中的一种或更多种。
优选的是，黏性的可溶性纤维和/或不溶性纤维构成按面团的重量计从3重量％至15重量％。优选的是，这些纤维形成面团的5重量％至10重量％。这些纤维对于提供饱食感、饱胀感和/或饱腹感以及其他膳食益处(诸如减缓血液葡萄糖响应、降低血液胆固醇和改善规律性)很重要。此外，尽管饼干中的纤维和蛋白质含量较高，但这些纤维使得制备的面团具有所需水平的水合作用。
优选的是，纤维包括按成品饼干的重量计小于2重量％(优选小于2重量％)的无黏性的可溶性纤维。这些纤维易于掺入饼干面团，但其在结肠中发酵可造成一些不适并限制肠胃耐受性，对已经含有不溶性和/或可溶性黏性纤维的高纤维产品尤为如此。
优选的是，面团包括按面团的重量计小于25重量％，更优选地小于20重量％，并最优选地小于15重量％的量的添加的水。优选的是，面团包括至少12重量％的量的添加的水。
值得注意的是，面团中的水是为使面团成形而添加的水。在所用的成分中可能包含痕量水分，而除非另外指明，否则在考虑面团水合作用时并不包括这部分水分(参见实例3和4)。
优选的是，蛋白质处于按成品饼干重量计高达25重量％，更优选地按成品饼干重量计约14重量％的量。优选的是，蛋白质以成品饼干的从10重量％至20重量％的量存在，更优选的是，以从12重量％至16重量％的量存在。这些蛋白质水平为饼干提供了改善的营养结构，和/或由成品饼干得到的有利饱食感或饱腹感。
面团优选地含有至少0.5重量％的天然乳清蛋白。本发明人发现，存在最佳剂量的天然乳清蛋白，可校正膳食纤维或其他蛋白质的影响并“恢复”面团机械加工性。优选的是，天然乳清蛋白处于按面团的重量计从1重量％至11重量％的量。若低于此临界剂量，则面团太干、太硬且内聚性不够，致使饼干面团块抵御不了转移至烘箱的过程而发生破裂。更优选地，面团含有从1.5重量％至8重量％的天然乳清蛋白，更优选地2重量％至6重量％。
优选的是，面团中的蛋白质含量低于25重量％，更优选地低于20重量％。若高于此临界剂量，则面团变得过粘，因而面团块往往变形并在成形之后变得不完整。
优选的是，面团包括按成品饼干的重量计从5重量％至25重量％，优选地从10重量％至20重量％的量的糖。优选的是，面团包括按成品饼干的重量计从5重量％至25重量％，优选地从10重量％至20重量％的量的脂肪。优选的是，面团中糖与脂肪的重量比为约1:1。这些脂肪水平和糖水平有助于提供内聚的、同时也是营养上有益的面团。
优选的是，面团包括内含物，优选地为燕麦薄片或任何谷粒碎片(诸如，谷物或假谷物)、脆饼的薄片、碎粒形式的古谷粒(例如昆诺阿藜)或豆科植物(豌豆、鹰嘴豆等)。这些内容物为成品带来纤维和蛋白质的组合、有吸引力的质构对比和天然/有益健康的特性。
也可掺入其他内容物诸如巧克力豆或干水果片。
优选的是，面团包括面粉和燕麦薄片，面粉与薄片的比值为1.5:1。
根据另一方面，提供了可通过成形并烘焙本文所述的饼干面团可获得的饼干。成形技术，包括旋转模制在内的成形技术是本领域中熟知的。将面团组合物烘焙形成饼干的所需温度和条件是本领域中熟知的。
优选的是，饼干具有小于0.4的水活度。产品的水活度(Aw)是食品工业领域熟知的概念。这个值计量样品中的水的可用性。在大多数情况中，这个水活度与产品的水分含量不成比例。用于测量产品的Aw的方法是本领域技术人员已知的。例如，它可用Aqualab CX-2或series 3或者用Novasina测量。下文中示出的所有Aw值均在25±0.1℃下测量。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于形成本文所述的饼干面团的方法，该方法包括：
a)在混合机中提供液体脂肪成分；
b)在液体脂肪中添加膳食纤维以包覆该纤维；
c)将面粉与被脂肪包覆的纤维混合形成混合物；
d)添加糖溶液至该混合物以形成面团；以及
e)可选地添加内容物到该面团中；
其中天然乳清蛋白在步骤b或步骤c中引入。
在一个优选的例子中，混合过程包括：
a)在混合机中掺入液体脂肪(例如油)并使乳化剂溶解于其中；
b)分散膳食纤维以便用脂肪/乳化剂将其包覆，并以低速混合30秒，然后以高速混合4.5分钟；
c)将糖和BCA(碳酸氢铵)溶解在添加的水中以便得到均匀的液体(浆液状)；
d)向混合机中加入剩余的粉末，即面粉、盐以及其他烘焙粉BCS(碳酸氢钠)和SAPP(酸式焦磷酸钠)；
e)添加糖溶液，并以中等速度混合0.5至1分钟；
f)添加燕麦薄片并以中等速度共混2至4分钟。
蛋白质(包括天然乳清蛋白)可在步骤b)或步骤d)中加入。操作者评估每一阶段持续时间的标准是面团的质构及其均匀性。这一过程因为需要预先溶解糖，而不属于惯例做法。本发明人发现，如果未预先溶解糖，天然乳清蛋白将在糖之前溶解，从而争夺水，这阻止了糖的增溶，进而得到更难以处理的较硬面团。优选的是，糖溶液构成在面团中添加的糖和水的全部，并可选地还包括碳酸氢铵。
所用的这一混合过程在现有技术中是不推荐的：成分掺入顺序的影响已由Manohar和Rao针对酥性饼干进行研究(R.S.Manohar,P.H.Rao,Eur.FoodRes.Technol.1999,210,43-48(R.S.Manohar、P.H.Rao，《欧洲食物研究与技术》，1999年，第210期，第43-48页))。这些作者得出结论：降低面团水合作用的最有效方法是形成“乳状液分层”(也就是说，在水中溶解糖并分散脂肪以形成水基乳液)，然后加入包括面粉在内的剩余粉末。这使得能够得到具有低水合(16％)、低弹性恢复率(表示面筋形成较少)、低内聚性、低粘合性的面团，并且在烘焙之后得到更酥脆饼干。相比之下，本文所用的混合方法(被Manohar和Rao称为“添加水和面粉之后形成乳状液分层”)是效果最差的：面团具有的水合作用(25％)、弹性恢复率、内聚性、粘合性都明显更高，并在烘焙之后得到具有过高厚度、多孔糕点心和较硬质构的饼干。因此，现有技术不推荐促进面粉与水的接触。
溶解糖通常导致曲奇饼的扩展增大，其厚度相应减小。此外，这样可得到缺少脆性的硬产品，因为在烘焙之后，完全溶解的糖形成硬“玻璃”而非处于糖晶体的形式，糖晶体的作用如同“破碎点”并促进脆质构的产生。然而本文需要用到上述方式，这是因为乳清蛋白会通过与糖竞争所添加的水而阻止糖溶解。根据常规烘焙技术，这种情况是不期望的。
有利的是，本发明人已经发现，本文所述的方法使得在混合阶段期间面团水合作用与标准面团(也就是说，未强化任何纤维或蛋白质)相当，在成形阶段产率和面团稳定性与标准面团(未强化)相当，并使得成品饼干的堆叠高度与对照饼干(未强化)类似。
优选的是，液体脂肪成分被提供有一种或更多种乳化剂。
优选的是，面粉被提供有其他干粉末成分，优选为盐和/或碳酸氢钠和/或酸式焦磷酸钠。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于由本文所述的面团形成饼干的方法，该方法包括下列步骤：
(i)成形面团；以及
(ii)烘焙所成形的面团。
优选的是，成形面团的步骤是旋转模制步骤。旋转模制对于使水分含量低且包含内容物的面团成形是特别有利的。还可使用另选的成形方法，诸如层合、成片材或低剪切挤出，并在混合和面团水合时提供本领域人员熟知的合适校正。
优选的是，该方法还包括挂糖衣料、施加覆盖料和/或填充物于该饼干的步骤。
优选的是，该方法还包括包装曲奇饼的步骤。
该产品可以可选地还包含覆盖料。该填充物可在饼干产品内提供，在两个或更多个饼干产品之间提供，或者作为饼干的至少外部部分周围的上面覆盖料层提供。也就是说，当仅有一块饼干时，填充物部分可被完全沉积到该饼干的一个表面上，或者在每个表面上部分地沉积。填充物部分还可被沉积在饼干内部。当有两块或更多块饼干时，填充物部分可被夹在两块饼干之间以形成所谓的夹心饼干。
也可在烘焙之前添加糖衣料，以控制饼干的最终颜色并赋予光亮的外观。
根据本公开的一个优选方面，提供了一种饼干面团，其包含：
按成品饼干的重量计至少12重量％的量的蛋白质；
按成品饼干的重量计从10重量％至15重量％的纤维；
其中面团包括按面团的重量计至少1重量％的量的天然乳清蛋白，并且其中纤维包括黏性的可溶性纤维和/或不溶性纤维。
本发明人已经发现，通过组合特定剂量的天然乳清蛋白与其他蛋白质，或通过使膳食纤维的质构变化，面团的可操作性可得到保持。这令人感到惊讶，因为根据现有技术的推荐，使乳清蛋白变性并聚集是将其对面团加工性的影响最小化的最好途径。现有技术通常还报道这类产品在富含乳清蛋白浓缩物时会收缩，而本发明人发现对于天然乳清蛋白而言，情况恰恰相反。
具体地讲，本发明人已经发现直接来源于冷牛奶(也就是说此前未经加热)而未经热处理的乳清蛋白具有得以保持的胶凝能力。如若没有这种蛋白质，高纤维面团则为粉状，并且不能被加工。本发明人已经发现最佳量的乳清蛋白提供了理想的可操作面团。低于此量时，面团为粉状，而高于此量时，面团变得过粘而不适于旋转模制工艺。
本发明提供了多个具体优势。这些优势包括，高纤维高蛋白饼干提供了饱腹感。全粒产品得以改善，借此对面团水合和面团稳定性的限制可得到改善。乳清蛋白同样得到复原的堆叠高度和脆性。此外，可能提供具有多种内容物(诸如干水果)的大体积曲奇饼。
不希望受理论的束缚，本发明的方法不涉及蛋白质和纤维之间的任何具体物理相互作用。取而代之，蛋白质溶解使水的保持能力降低。
根据另一方面，提供了一种饼干，其包含：
以重量计，量为至少8重量％的蛋白质；
以重量计，量为5重量％至20重量％的纤维；
其中饼干是通过成形并烘焙面团可获得的，面团包括以面团的重量计，至少0.5重量％的量的天然乳清蛋白，并且其中纤维包括黏性的可溶性纤维和/或不溶性纤维。
将结合非限制性附图对本公开进行描述：
图1的柱形图示出了针对实例1中不同面团所添加的水的百分比。
图2的柱形图示出了针对实例2中含有纤维(瓜耳胶和燕麦糠麸)和天然乳清蛋白浓缩物两者的不同面团所添加的水的百分比。
图3是如本文所述方法中所进行的步骤的流程图。
在图3中，步骤如下所示：
步骤A-在混合机中提供液体脂肪成分。
步骤B-在液体脂肪中添加膳食纤维以包覆该纤维。
步骤C-混合面粉与由脂肪包覆的纤维和天然乳清蛋白组成的共混物，以形成混合物。
步骤D-添加糖溶液至该混合物以形成面团。
步骤E-添加内容物到该面团中。
步骤F-引入天然乳清蛋白。
步骤G-成形面团，优选地通过旋转模制成形所述面团。
步骤H-烘焙所成形的面团。
步骤I-施加覆盖料、挂糖衣料和/或填充物至饼干。
步骤J-包装曲奇饼。
现将结合以下非限制性实例对本公开进行描述。
实例1
在本实例中，旋转模制的面团富含蛋白质，并且监测到其具有获得适用于旋转模制的面团的所需水合水平。
添加蛋白质以便在烘焙之后的饼干中得到约23的总蛋白。使用了不同的蛋白质：
·酪蛋白酸钠＝SC
·天然乳清蛋白浓缩物＝WPC
·基于总蛋白质含量的含有约80％的酪蛋白和20％的乳清蛋白的乳蛋白浓缩物＝MPC
·豌豆蛋白浓缩物＝PPC
在对照配方中蛋白质成分代替面粉添加。干面粉和蛋白质的量保持等于1340g。在添加时，蛋白质的量以干重计保持恒定，等于340g。其他成分(脂肪、糖等)在面团中的量保持恒定。对面团的水含量进行调整，以便得到适用于后续成形的面团。表1中记录了富含蛋白质的面团的配方。
表1：实例1的面团配方。
使用以下制备过程。使用配备有平板式搅拌桨叶并在30至120rpm范围速度下操作的10kg容量的VMI Phebus混合机。
以下列步骤手动掺入各成分：
a)在混合机中掺入油和乳化剂，以30rpm共混1分钟；
b)分散蛋白质，以30rpm混合30秒并以120rpm混合4.5分钟。
c)将糖溶解在添加的水中以便得到均匀液体(浆液状)，然后将BCA(碳酸氢铵)分散于其中；
d)向混合机中加入剩余的粉末，即面粉、盐以及其他烘焙粉BCS(碳酸氢钠)和SAPP(酸式焦磷酸钠)；
e)添加糖溶液，并以40rpm混合2.5至4分钟。
在混合结束时，面团温度为26.5±1.5℃。在混合之后，面团直接使用实验室级旋转模制机成形(未经静置时间)，以便评估面团技术特性。
添加的水量和得到可加工面团所需的面团水分记录在表2中并示于图1中。
表2：富含WPC的面团和富含其他类型蛋白质的面团之间的比较。
据发现，添加除天然乳清蛋白浓缩物(WPC)之外的所有蛋白质，面团水合作用均显著增大，最高至对照面团的几乎3倍。令人惊讶的是，在添加WPC时，可能得到的可加工面团具有比对照面团更低的水合作用，同时又保持了面团的机械加工性。其他乳蛋白质诸如酪蛋白酸钠和乳蛋白浓缩物(虽然以干重计含有20％的WPC)具有与天然WPC截然不同的特性。
将天然乳清蛋白与其他蛋白质(诸如豌豆蛋白质浓缩物(PPC)和乳蛋白浓缩物(MPC))共混，得到具有中等水合要求的面团。例如，对于25％WPC和75％PPC的共混物而言，需要添加18％水，该值处于仅添加WPC样品的所添加水值10.2％与仅添加PPC样品的所添加水值23.5％之间。
实例1总结
饼干面团富含蛋白质以便在烘焙的饼干中得到约23％的总蛋白。对面团的水含量进行调整，以便得到适用于使用旋转模制成形的面团。使用了不同的蛋白质成分：酪蛋白酸钠、天然乳清蛋白浓缩物、乳蛋白浓缩物和豌豆蛋白浓缩物。对于除天然WPC之外的所有蛋白质，需要显著提高面团水合作用，最高至对照面团的3倍。令人惊讶的是，在添加WPC时，可能降低面团水合作用(相比于对照面团)。将WPC与其他蛋白质需要添加的水的中间值(也就是说，在WPC所需添加水值和其他蛋白质所需添加水值之间)共混，以得到可操作的面团。
实例2
在本实例中，面团富含纤维与蛋白质，并且监测到其具有获得适用于旋转模制的面团的所需水合水平。
加入黏性的可溶性纤维、瓜耳胶(GG)和燕麦糠麸(OB)，以便在烘焙之后的饼干中得到12％的总膳食纤维(TDF)，包括来自面粉和薄片的那些。
蛋白质成分为豌豆蛋白浓缩物(PPC)和天然乳清蛋白浓缩物(WPC)。加入蛋白质以便在饼干中得到16％的总蛋白质，包括来自面粉和薄片的那些。
加入纤维和蛋白质代替面粉和薄片，保持面粉/薄片比值恒定为1.5:1。调整糖和脂肪含量，以便在烘焙之后的饼干中保持恒定值15％(每种)。表3示出面团配方。
表3：实例2的面团配方
| 代码 | F6 | F7 | F8 | F9 | F10 | F11 | F12 |
| 配方 | 对照 | GG | GG+PPC | GG+WPC | GG+PPC/WPC | OB | OB+WPC |
| 面粉 | 39.1％ | 37.5％ | 29.3％ | 33.0％ | 30.2％ | 25.3％ | 24.3％ |
| 燕麦薄片 | 26.1％ | 16.1％ | 12.6％ | 14.1％ | 12.9％ | 17.3％ | 16.2％ |
| 糖 | 11.2％ | 10.1％ | 10.8％ | 10.0％ | 10.6％ | 10.4％ | 10.4％ |
| 脂肪 | 9.4％ | 9.5％ | 9.8％ | 10.6％ | 10.0％ | 8.7％ | 9.5％ |
| 乳化剂 | 0.4％ | 0.4％ | 0.4％ | 0.4％ | 0.4％ | 0.4％ | 0.4％ |
| 盐 | 0.2％ | 0.1％ | 0.1％ | 0.2％ | 0.1％ | 0.2％ | 0.2％ |
| 乳清蛋白浓缩物 | - | - | - | 10.5％ | 2.4％ | - | 6.7％ |
| 豌豆蛋白浓缩物 | - | - | 9.4％ | - | 7.2％ | - | - |
| 瓜耳胶 | - | 7.8％ | 8.5％ | 9.5％ | 8.7％ | - | - |
| 燕麦糠麸 | - | - | - | - | - | 14.9％ | 16.7％ |
| 烘焙粉 | 1.5％ | 1.4％ | 1.3％ | 1.5％ | 1.4％ | 1.5％ | 1.3％ |
| 水 | 12.2％ | 17.2％ | 17.8％ | 10.0％ | 16.0％ | 21.3％ | 14.3％ |
| 总计 | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ |
*GG：瓜耳胶；OB：燕麦糠麸；WPC：乳清蛋白浓缩物；PPC：豌豆蛋白浓缩物。
使用以下制备过程。使用配备有平板式搅拌桨叶并在1(低速)至3(高速)3种速度下操作的20kg容量的Hobart混合机。
如下手动掺入各成分：
a)在混合机中掺入油和乳化剂，并以中等速度将二者共混1分钟；
b)分散膳食纤维和蛋白质，并以低速混合30秒，然后以高速混合4.5分钟；
c)将糖溶解在添加的水中以便得到均匀液体(浆液状)，然后将BCA(碳酸氢铵)分散于其中；
d)向混合机中加入剩余的粉末，即面粉、盐以及其他烘焙粉BCS(碳酸氢钠)和SAPP(酸式焦磷酸钠)；
e)添加糖溶液，并以中等速度混合0.5至1分钟；
f)添加燕麦薄片并以中等速度共混2至4分钟。
在混合结束时，面团温度为26±2℃。在混合之后，面团使用实验性工厂旋转模制机成形，以便评估面团技术特性。
添加的水的量和得到可加工面团所需的面团水分记录在表4中并示于图2中。
表4：面团的组成和实例2的成品
*GG：瓜耳胶；OB：燕麦糠麸；WPC：乳清蛋白浓缩物；PPC：豌豆蛋白浓缩物。
如本实例所示，提高纤维(瓜耳胶GG或燕麦糠麸OB)或豌豆蛋白质含量(PPC)需要显著增大面团水合作用。13.但是，添加天然WPC到富含GG和OB的面团中，对于瓜耳胶饼干(F9)，能够显著降低面团水合作用至10％，而对于燕麦糠麸(F12)降至14％。这些面团水合值接近对照面团的水合值，对于含有12％纤维和16％蛋白质的面团来说，这是出乎意料的。
与单独添加PPC和WPC的样品相比，PPC和WPC共混的样品再次表现出中间特征值。饼干F10富含瓜耳胶(12％)同时富含蛋白质(16％)。WPC与PPC的比值为1:4，面团水合要求为16.0％。
本实例表明，优先添加WPC到任何其他蛋白质源降低了富含纤维和蛋白质的面团的水合要求，同时保持了面团机械加工性。
表5：实例2的饼干尺寸。
添加膳食纤维导致饼干显著收缩，尤其对堆叠高度影响明显。这种收缩在添加豌豆蛋白浓缩物(PPC)时甚至更强。但是，组合使用天然乳清蛋白浓缩物WPC与纤维能够得到接近对照饼干的尺寸(尤其是长度和宽度)或甚至更大的尺寸，尤其是堆叠高度。针对含有纤维和WPC的饼干所观察到的堆叠高度增大可提供减少烘焙粉尤其是BCA使用量的机会，以便精确匹配对照饼干的尺寸。这种类型的校正对本领域的技术人员来说是已知的。
注意，WPC的使用稍微提高了饼干的扩展性(长度更大、宽度更大)以及堆叠高度。这并不是常见的表现，因为使扩展性提高的多数成分(像糖、脂肪)同样会降低饼干厚度。
实例2的饼干的感官特性由一组12名经过训练的志愿者进行分析。饼干的质构属性记录在表6中。
表6：由13名评审者组成的小组评估的感官特性平均值。
对于一些特性，诸如易碎性或融化情况，WPC的添加抵消了膳食纤维造成的影响，使得纤维-WPC饼干比富含纤维饼干更接近对照。WPC的使用同样导致相比于对照产品脆性、清爽程度增加，其可被视为有利于口感。
实例2总结
饼干面团富含黏性的可溶性纤维(瓜耳胶和燕麦糠麸)和蛋白质(豌豆蛋白浓缩物和天然乳清蛋白浓缩物)，以便在烘焙之后的饼干中得到12％的总膳食纤维和16％的总蛋白质。对面团的水含量进行调整，以便得到适用于使用旋转模制成形的面团。
经发现，掺入黏性的可溶性纤维需要使面团水合作用显著增大。当豌豆蛋白浓缩物加入富含纤维的面团中时，这一要求进一步增大。但是，通过添加天然乳清蛋白浓缩物，这一要求得到抵消。含有黏性的可溶性纤维和天然乳清蛋白浓缩物的面团可在与对照(未添加蛋白质或纤维)相同的面团水合作用下制备，并具有相同的技术特性。这大大有助于制备高纤维和高蛋白质饼干。
实例3
在本实例中，对富含纤维的面团中的天然乳清蛋白浓缩物(WPC)剂量进行调整，以得到具有与对照面团相同水合用作的可加工面团。在这种情况下，考虑了总面团水分，即添加的水以及来自原材料的残余水分。
使用并掺入下列若干膳食纤维，以便在成品中达到10％和20％的总膳食纤维(包括来自面粉和薄片的那些)：
·含有不溶性纤维的小麦糠麸(WB)
·含有黏性的可溶性纤维的瓜耳胶(GG)
·含有不溶性和黏性的β-葡聚糖可溶性纤维的燕麦糠麸(OB)。
逐渐增加乳清蛋白(WPC)的量代替面粉和薄片，保持面粉/薄片比值恒定为1.5:1。调整糖和脂肪含量，以便在烘焙之后的饼干中保持恒定值15％。
表7示出为达到20％的TDF目标而强化的含有小麦糠麸和WPC的面团配方。
表7：富含小麦糠麸(WB)并含有渐增含量的WPC的面团配方
| 代码 | F13 | F14 | F15 | F16 |
| 配方 | WB | WB+WPC | WB+WPC | WB+WPC |
| 面粉(g) | 408.0 | 356.0 | 308.0 | 262.0 |
| 燕麦薄片(g) | 272.0 | 236.0 | 204.0 | 172.0 |
| 糖(g) | 250.0 | 236.0 | 222.0 | 208.0 |
| 脂肪(g) | 204.0 | 202.0 | 200.0 | 200.0 |
| 乳化剂(g) | 8.4 | 8.4 | 8.4 | 8.4 |
| 盐(g) | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 |
| 乳清蛋白浓缩物(g) | - | 68.0 | 134.0 | 198.0 |
| 小麦糠麸(g) | 670.0 | 670.0 | 670.0 | 670.0 |
| 水(g) | 310.0 | 310.0 | 310.0 | 310.0 |
| 烘焙粉(g) | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 总计(g) | 2155.6 | 2119.6 | 2089.6 | 2061.6 |
| 面团水分(％) | 22.5％ | 22.5％ | 22.5％ | 22.5％ |
| TDF(饼干中的％) | 20％ | 20％ | 20％ | 20％ |
| WPC(饼干中的％) | 0％ | 4％ | 8％ | 12％ |
使用实例2中描述的制备工艺。在混合结束时，面团温度为29±2℃。
在混合过程中或在刚混合完之后，评估面团“质构”和特性，以便评估面团机械加工性。
·若未添加WPC，则在此水合水平下不能得到可成形面团。面团太粉，因此不适用于旋转模制。
·在添加4％WPC的情况下，面团更容易内聚但仍具有较低内聚性和稳定性，也就是说，面团的质构在饼干加工的典型时间尺度(1小时)中随时间发生变化。其被视为不可操作的，但接近可接受的范畴。
·在添加8％WPC的情况下，面团可成形，但稍微过于内聚。
·在添加12％WPC的情况下，面团过粘而不适于使用旋转模制技术成形。
相同方法适用于上述所有纤维，以得到10％和20％的总膳食纤维含量。
表8汇总了得到具有与对照面团相同水合作用的可操作面团而需要添加的WPC的量。WPC的量取决于膳食纤维的类型，但如表8所示，无论掺入的膳食纤维的量和类型如何，都存在某一剂量的WPC使样品与对照面团具有相同的水合作用。
表8：根据成品饼干的重量计，得到面团水合作用与对照面团相同的可成形面团所 需的天然WPC量的值。
| 纤维 | 饼干中10％的总纤维 | 饼干中20％的总纤维 |
| 燕麦糠麸 | 5％WPC(±1％) | |
| 小麦糠麸 | 0.5％WPC(±0.2％) | 5％WPC(±1％) |
| 瓜耳胶 | 3％WPC(±0.5％) | 10％WPC(±1％) |
实例3总结
饼干面团富含纤维(可溶性黏性或不溶性纤维，诸如瓜耳胶、燕麦糠麸和小麦糠麸)和天然乳清蛋白。加入纤维以在成品饼干中得到10％和20％的总纤维含量。以从0.5％至12％不断增大的量掺入天然乳清蛋白浓缩物，并监测对于不同的纤维而言这种添加对面团可加工性的影响。
据发现，对于任何指定的面团(纤维含量和类型)，存在某一最佳的天然乳清蛋白浓缩物剂量，在此剂量下可能得到具有与对照面团的水合作用和可加工性相同的面团。若WPC低于此剂量，则面团太干而不适用于旋转模制。若WPC高于此剂量，则面团过粘、过于内聚，使其也不适用于旋转模制。
实例4
在本实例中，纤维、天然乳清浓缩物和添加的水的量是固定的。在实验规模下评估所得到的不同面团的技术特性，尤其是产率和加工稳定性。
面团配方富含纤维和天然乳清蛋白浓缩物。在饼干面团中掺入与实例3中的膳食纤维(小麦糠麸、瓜耳胶和燕麦糠麸)相同的膳食纤维，以便在成品中达到10％和20％的总膳食纤维(包括来自面粉和薄片的那些)。以相对有限的量(相比于其他实例)掺入天然乳清蛋白浓缩物代替面粉和薄片，保持面粉/薄片的比率恒定为1.5。调整糖和脂肪含量，以便在烘焙之后的饼干中保持恒定值15％。将总面团水分设定为固定值(20％、22.5％、25％和28％)，并评估可加工性。表9、表10、表11中分别给出了富含WPC，燕麦糠麸、瓜耳胶和小麦糠麸的面团配方。
表9：富含燕麦糠麸和天然乳清蛋白浓缩物的面团和饼干组成。
表10：富含瓜耳胶和天然乳清蛋白浓缩物的面团和饼干组成。
表11：富含小麦糠麸和天然乳清蛋白浓缩物的面团和饼干组成。
使用以下制备过程。将所有实验中的工艺参数(混合、旋转模制机器的旋转速度、烘焙方案等)保持恒定。
在从低速到高速操作下的20kg容量的Perkins Guitlard水平转筒搅拌器中进行混合。如下手动掺入各成分：
a)在混合机中掺入油和乳化剂，并以中等速度将二者共混1分钟；
b)(在添加时)分散膳食纤维和蛋白质，并以低速混合30秒，然后以高速混合4.5分钟；
c)将糖溶解在添加的水中以便得到均匀液体(浆液状)，然后将BCA(碳酸氢铵＝烘焙粉)分散于其中；
d)向混合机中加入剩余的粉末，即面粉、盐以及其他烘焙粉BCS(碳酸氢钠)和SAPP(酸式焦磷酸钠)；
e)添加糖溶液，并以中等速度混合0.5至1分钟；
f)添加燕麦薄片并以中等速度共混2至4分钟。
在混合结束时，面团温度为23±1℃。然后将面团静置15分钟，接着使用实验规模的R-Tech 300mm旋转模制机使其成形。对每一配方运行50分钟时间，在该时间段内旋转模制操作2分钟，然后停止5分钟。这使得在几乎1小时内运行一批15kg的面团，这约等于工业工艺的量级。
然后使用Imaforni连续烘箱烘焙饼干，并将其收集进行分析。然后针对所述每个2分钟运行时间段收集烘焙后的饼干，并分析其特性。基于数量计的可接收产品(没有明显缺陷)与不可接受产品(破裂或不完整产品)的比例表示为产率(公式如下)。可接收产品与工艺时间这一比例的变化被视为面团稳定性的指标。
对于这些实验中的每一者，从曲线中提取以下参数：
·50min工艺时间内的“平均产率”。根据平均产率值评估该机械加工性：
○平均产率从0至50％：技术特性差
○平均产率从50％至75％：技术特性可接收
○平均产率高于75％：技术特性良好
应注意，出于所用方法(旋转模制机器运行2分钟之后定期停止)的缘故，产率从本质上受到低估，因此不应与在连续运行工业线中得到的产率进行比较。
·“稳定时间”，其对应于产率为最大产率的至少75％的时间段。
实例4中不同配方的平均产率和稳定时间示于表12(成品中10％膳食纤维的配方)和表13(成品中20％膳食纤维的配方)中。NB：OB＝燕麦糠麸；GG＝瓜耳胶；WB＝小麦糠麸；WPC＝天然乳清蛋白浓缩物。
表12：富含纤维和WPC(成品中10％总膳食纤维含量)的面团的面团组成和产量指 标。
表13：富含纤维和天然WPC(成品中20％的总膳食纤维含量)的面团的面团组成和 产量指标。
不溶性或黏性的膳食纤维的添加显著降低了面团稳定性，如从平均产率降低和稳定时间减小而看出的那样。这种情况不能完全由本领域人员将采取的典型校正措施，即提高面团水合作用而解决：例如对于富含燕麦糠麸的配方F22而言，尽管其水分含量相比对照配方(F17)增大了25％(也就是说，F22配方为25％，F17配方为20％)，但其具有比对照配方更差的性能。
添加天然乳清蛋白浓缩物能够校正强化纤维所造成的影响。平均产率和面团稳定性均有所改善。例如，添加天然WPC到配方F22中(得到配方F21)，得到具有与对照面团性能相同且面团水合增大有限(+12.5％)的面团。
添加天然WPC因此成为恢复高纤维面团的技术性能的方式，同时有助于得到高纤维高蛋白质健康饼干(糖和脂肪含量有限)。
饼干尺寸记录在表14中。
表14：由具有可接收的或良好机械加工性的面团得到的饼干尺寸
添加膳食纤维降低了烘焙后的饼干的堆叠高度，这是本领域中熟知的问题。
连同膳食纤维一起添加WPC能够抵消纤维所造成的这种不利影响，并恢复堆叠高度值接近对照饼干的堆叠高度(相同高度或小于6％差异)。
实例4总结
与实例3类似，饼干面团富含纤维(可溶性黏性或不溶性纤维，诸如瓜耳胶、燕麦糠麸和小麦糠麸)和天然乳清蛋白。加入纤维以在成品饼干中得到10％和20％的总纤维含量。以从0％到9.3％不断增大的量掺入天然乳清蛋白浓缩物。将面团水分设定为固定值(20％、22.5％、25％和28％)，评估不同面团的可加工性，重点评估稳定性和产率。为此，实验规模旋转模制线按照在50分钟总时间内运行2分钟，然后等待5分钟这样的顺序(6次运行周期之后静置时间8分钟)进行操作。通过监测在烘焙之后轮廓完好饼干与不完整或破裂饼干之比，在视觉上评估不同操作顺序所得到的产率。作为参考，对照面团(未添加蛋白质和纤维)的水分含量为22.5％，并具有较高产率(>75％)。
据发现，不溶性或黏性的可溶性膳食纤维在很大程度上降低了面团稳定性和产率。增大水合作用使可加工性部分地复原，但通常仅在一段有限的时间内使其复原，在此之后产率显著降低。这种情况通过添加天然乳清蛋白浓缩物而得到抵消，其添加剂量取决于纤维类型和含量。通过添加这种蛋白质得到的产率增大量高于通过单独提高水合而得到的产率增大量。
掺入膳食纤维还降低了烘焙后的饼干的堆叠高度，这是本领域中熟知的。连同膳食纤维一起添加天然乳清蛋白浓缩物能够抵消纤维所造成的这种不利影响，并使堆叠高度值恢复到靠近或甚至高于对照饼干的高度。
虽然本文已详细描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员应当理解，可在不脱离本发明或所附权利要求书的范围的情况下对其做出多种变型。
Claims (23)
1.一种饼干面团，包含：
按成品饼干的重量计至少8重量％的量的蛋白质；
按所述成品饼干的重量计从5重量％至20重量％的量的纤维；
按所述成品饼干的重量计从5重量％至25重量％的量的糖；
其中所述面团包括按所述面团的重量计至少0.5重量％的量的天然乳清蛋白，并且其中所述纤维包括黏性的可溶性纤维和/或不溶性纤维；并且
其中所述饼干面团是通过下列方法获得的，所述方法包括：
a)在混合机中提供液体脂肪成分；
b)在所述液体脂肪中添加纤维以包覆所述纤维；
c)将面粉与被脂肪包覆的纤维混合形成混合物；
d)添加糖溶液至所述混合物以形成面团；以及
e)可选地添加内容物到所述面团中；
其中天然乳清蛋白在步骤b或步骤c中引入。
2.根据权利要求1所述的饼干面团，其中所述不溶性纤维包括一种或更多种来自谷物谷粒的糠麸和/或来自水果或蔬菜的纤维；和/或其中所述黏性的可溶性纤维包括瓜耳胶、塔拉胶、刺槐豆胶、胡芦巴、黄原胶、果胶、海藻酸盐、β-葡聚糖、葡甘露聚糖、魔芋和洋车前子中的一种或更多种。
3.根据权利要求2所述的饼干面团，其中所述谷物谷粒选自小麦、燕麦、大麦和黑麦，或其两种或更多种的组合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的饼干面团，其中所述黏性的可溶性纤维和/或不溶性纤维构成按所述面团的重量计从3重量％至15重量％；和/或
其中所述纤维包括按所述成品饼干的重量计小于2重量％的无黏性的可溶性纤维。
5.根据权利要求1所述的饼干面团，其中所述面团包括按所述面团的重量计小于25重量％的量的水。
6.根据权利要求5所述的饼干面团，其中所述面团包括按所述面团的重量计小于15重量％的量的水。
7.根据权利要求1所述的饼干面团，其中所述蛋白质处于按所述成品饼干的重量计高至25重量％的量。
8.根据权利要求7所述的饼干面团，其中所述蛋白质处于按所述成品饼干的重量计14重量％的量。
9.根据权利要求1所述的饼干面团，其中所述纤维处于按所述成品饼干的重量计从10重量％至16重量％的量。
10.根据权利要求1所述的饼干面团，其中所述天然乳清蛋白处于按所述面团重量计从1重量％至11重量％的量。
11.根据权利要求10所述的饼干面团，其中所述天然乳清蛋白处于按所述面团重量计在2重量％和6重量％之间的量。
12.根据权利要求1所述的饼干面团，包括：
(i)按所述成品饼干的重量计从10重量％至25重量％的量的糖；和/或
(ii)按所述成品饼干的重量计从5重量％至25重量％的脂肪；和/或
(iii)其中按所述成品饼干的重量计，糖与脂肪的比值为1:1。
13.根据权利要求12所述的饼干面团，包括按所述成品饼干的重量计从10重量％至20重量％的量的脂肪。
14.一种通过成形并烘焙根据权利要求1至13中任一项所述的饼干面团可获得的饼干。
15.根据权利要求14所述的饼干，其中所述饼干具有小于0.4的水活度。
16.一种用于形成根据权利要求1至13中任一项所述的饼干面团的方法，所述方法包括：
a)在混合机中提供液体脂肪成分；
b)在所述液体脂肪中添加纤维以包覆所述纤维；
c)将面粉与被脂肪包覆的纤维混合形成混合物；
d)添加糖溶液至所述混合物以形成面团；以及
e)可选地添加内容物到所述面团中；
其中天然乳清蛋白在步骤b或步骤c中引入。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述液体脂肪成分被提供有一种或更多种乳化剂，和/或其中所述面粉被提供有其他干粉末成分。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述面粉被提供有盐和/或碳酸氢钠和/或酸式焦磷酸钠。
19.根据权利要求16或权利要求17所述的方法，其中所述糖溶液构成在所述面团中添加的糖和水的全部。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述糖溶液还包括碳酸氢铵。
21.一种用于由权利要求1至13中任一项所述的饼干面团形成饼干的方法，所述方法包括下列步骤：
(i)成形所述面团；以及
(ii)烘焙所成形的面团。
22.根据权利要求21所述的方法，其中成形所述面团的步骤(i)是通过旋转模制进行的。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其中所述方法还包括：
(a)施加覆盖料、挂糖衣料和/或填充物至所述饼干的步骤；和/或
(b)包装曲奇饼的步骤。
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