CN108347975A - 基于燕麦的产品及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及挤出的基于燕麦的产品以及它们的制造方法。本发明还涉及包含挤出的基于燕麦的产品的组合物，例如食品或饮料组合物。

Description

基于燕麦的产品及其制造方法
技术领域
本发明涉及挤出的基于燕麦的产品，以及它们的制造方法。本发明还涉及包含挤出的基于燕麦的产品的组合物，例如食品或饮料组合物。
背景技术
本说明书中对现有技术的任何论述绝不应被视为承认此现有技术是广泛已知的或构成本领域公知常识的一部分。
燕麦(Avena sativa)是适于人食用的谷类粮食。燕麦因其β葡聚糖含量较高而通常被认为是健康食品。实际上，现已认识到经常食用β葡聚糖有助于维持正常的血液胆固醇浓度。按照饮食产品、营养与过敏反应(NDA)、欧洲食品安全局(EFSA)专家小组的意见，依照委员会第1160/2011号条例(EU)，通过其每天摄入3g燕麦β葡聚糖(每餐1g燕麦β葡聚糖)的食品可以展现出以下健康声明：“燕麦β葡聚糖降低血液中的胆固醇水平。降低血液胆固醇水平能够降低患冠心病的风险。”还认为β葡聚糖可具有调节糖血症和消化的特性。此外，燕麦蛋白相对富含色氨酸，色氨酸是人类饮食中必需的氨基酸。燕麦也富含抗氧化剂(诸如燕麦生物碱、生育酚和生育三烯酚)。
β葡聚糖存在于整个淀粉质胚乳中。其集中在麸皮中。β葡聚糖通常占据全粒燕麦的2％-8％(干重)。燕麦产品之间膳食纤维和β葡聚糖的含量不同。例如，常规的燕麦麸皮产品含有15％-32％干重的膳食纤维，其中8％-12％干重是β葡聚糖。
由于燕麦中β葡聚糖的浓度相对较低，因此通常难以在具有合理食用分量的食物中达到期望的β葡聚糖含量。可以在生产食物产品期间加入纯化的可溶性β葡聚糖。但是，由于难以纯化β葡聚糖，这是一种昂贵的解决方案。另一种方法包括用酶预处理燕麦组分(例如用α淀粉酶处理，然后是转筒或喷雾干燥)以得到高度可溶性的β葡聚糖。但是，该方法引入另外的加工步骤，相当昂贵并且通常没有得到高产率的可溶性β葡聚糖。
另外，β葡聚糖对机械加工很敏感。在高机械加工下，β葡聚糖分解成较小的片段，这导致与完整或长链β葡聚糖相关联的健康益处部分丧失。
为了避免这种问题，已知的是，用β葡聚糖(例如纯化的β葡聚糖)补充经机械加工的产品。但是，在实施过程中，这可导致所添加的β葡聚糖在最终组合物中成堆离析且分布不均匀。总之，无法确保推荐的β葡聚糖日摄入量。此外，如上所述，这是一种相当昂贵的解决方案。
食用燕麦的典型示例为按照传统的方式用压制的燕麦制备或者按照更用户友好型方式用预蒸煮的燕麦薄片制备的粥。传统的粥是通过在水或牛奶中蒸煮压制的燕麦或预蒸煮的燕麦薄片来制备的。粥的粘度快速增大，并且如果蒸煮时间过长，则所得产品将变得非常浓稠并且形成难以食用的团块。例如，燕麦薄片或燕麦粥以品牌诸如UNCLE TOBYS或QUAKER OATS在市场上出售。
传统上，燕麦薄片以相对简单的方法制备。从颖果(去壳谷粒)中去掉燕麦粒的外花被(外壳或皮)。该去壳谷粒被认为是全粒燕麦。然后去壳谷粒经过汽蒸以使天然存在的脂肪酶失活。实际上，去壳谷粒天然富含脂肪酶，并且脂肪由于脂肪酶酶活性而易于氧化酸败。然后可以将经过汽蒸的去壳谷粒切成碎片。接着，切块或全燕麦去壳谷粒通过在辊中经过而被切成薄片，从而提供燕麦薄片，也称为压制的燕麦。可以使用压制的燕麦(或燕麦薄片)来制备粥，这通常需要蒸煮压制的燕麦。
具有高含量燕麦的产品(诸如粥)通常呈现强烈而独特的“燕麦”味道，消费者可能不喜欢这种味道。GB 2209457A公开了用于制备预蒸煮燕麦薄片的方法的示例。在该方法中，经预处理的燕麦薄片在水中浸泡30分钟到最多约3小时以达到介于16重量％和23重量％之间的水分含量，然后在蒸煮挤压机中蒸煮，排出，在挤出机的出口处切割，并最后烘干至水分含量介于2重量％和12重量％之间。预处理包括使燕麦粒中天然存在的酶失活的汽蒸步骤。通常，在挤出机的出口处将挤出物切割成粒料，然后通过压力轧制使其再次成形为薄片。该方法需要浸泡经预处理的燕麦，并压力轧制挤出物。这两者都增加了制造方法的复杂性。
US 5,997,934涉及一种用于制备蒸煮的谷物或干燥宠物食品的方法，该方法包括制备水与主要包含谷物粉或粗粒小麦粉的干预混物的混合物，蒸煮该混合物并且通过借助于齿轮泵将其压挤通过挤出模具来挤出该混合物。齿轮泵位于混合和蒸煮装置的下游和挤出模具的上游。所有的示例都使用玉米粉作为主要谷物。
WO 2010/140963 A2涉及一种通过挤出蒸煮燕麦浆料来制备基于燕麦的食物产品的方法。该浆料通过将燕麦组分与水混合来制备。燕麦组分包括富含胚乳淀粉的燕麦粉、燕麦膳食纤维、蛋白质以及来自燕麦粒的油。优选的是，燕麦组分得自此前未经热处理的燕麦粒。
US 4,497,840涉及一种由燕麦麸皮制备的食物产品。
US 2010/0112167涉及使用低剪切挤出方法来制备可溶性燕麦或大麦粉以将燕麦或大麦粉糊精化并完全胶凝化。将湿混合物加入单螺杆挤出机中。当在液体中复溶时所获得的粉末状产品完全溶解。
US 5,372,826涉及可食用颗粒物嵌入其中并附接到其的即食型谷物薄片以及用于制备所述谷物薄片的方法。更具体地讲，本发明包括：包含以基本上均匀的方式嵌入其中的蒸煮的谷类粮食和可食用颗粒物的即食型谷物薄片；具有嵌入其中的可食用颗粒物并且另外具有附接到所述薄片表面的可食用颗粒物的即食型谷物薄片；以及用于制备此类即食型谷物薄片的方法。
EP 1219177 A1涉及用于制备蒸煮的谷物或干燥宠物食品的方法，该方法包括制备水与主要包含谷物粉或粗粒小麦粉的干燥预混物的混合物，并且借助于齿轮泵首先将该混合物压挤通过热交换器(在该热交换器中蒸煮该混合物)，然后压挤通过挤出模具(用于实施该方法的装置，并且通过该方法可获得产品)。
希望克服或改善现有技术的至少一个缺点，或提供有用的替代方案。具体地讲，希望提供一种简单的方法来制备具有优异的感官特性(包括味道和质地)的基于燕麦的产品，从而以多用途且易于使用的方式为消费者带来燕麦的健康益处。例如，希望提供一种制备基于燕麦的产品的方法，该产品可用作制备各种食物产品或饮料产品的成分。
发明内容
本发明人意外地发现，可以用相对少量的水(小于25重量份的水/100重量份干混物)来执行包含高含量燕麦组分(大于50重量％)的干混物的蒸煮挤出。另外，所得产品不仅显示具有高含量的完整β葡聚糖(从而能够递送燕麦的健康益处)，而且还表现出对于消费者优异的感官特性。
为此，本发明的实施方案提出了用于制备基于燕麦的碎片的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将干混物送入蒸煮挤出机中，所述干混物包含50重量％至99.9重量％的燕麦组分和0.1重量％至2重量％的抗氧化剂，
b)按照10至25重量份水/100重量份干混物范围内的比例将水注入该蒸煮挤出机中，以获得生面团，
c)在120℃以上的料筒温度下在注水的下游蒸煮生面团，
d)在40至135W.h/kg的比机械能以及2.5至10kg干混物/h/mm2模具表面的流量下挤出生面团，
e)将绳状生面团切成碎片并使碎片膨胀，从而得到基于燕麦的碎片。
本发明的另一个实施方案提出了由蒸煮挤出的基于燕麦的碎片组成的产品，其中所述基于燕麦的碎片包含0.1重量％至2重量％的抗氧化剂和50重量％至99.9重量％的燕麦组分，其中该产品包含2重量％至16重量％的β葡聚糖，其中至少50％的β葡聚糖具有至少106g/mol的分子量。
本发明的又一个实施方案提出了由可以通过本发明所公开方法获得的挤出的基于燕麦的碎片组成的产品。
本发明的另一个实施方案提出了一种组合物，该组合物包含根据本发明的产品以及选自糖、果片、蔬菜片、坚果片、肉片、鱼片、奶粉、香料及其混合物的至少一种成分。
如所提及，本发明的实施方案涉及通过挤出蒸煮制造基于燕麦的碎片的方法。如下文将所示，尤其是在示例中，蒸煮挤出的基于燕麦的碎片的最终用途是非常多种多样的。所述基于燕麦的碎片可包含非常高含量的燕麦(包含至多99.9重量％的燕麦)，并且在复溶于水或牛奶中后仍保持良好的质地。由于传统的燕麦粥例如可以变得极其浓稠并且形成难以食用的团块，因此这是相当大的成就。相反，在复溶于水或牛奶中时，本发明的基于燕麦的碎片可以保持其总体形状并且即使使用不充足的液体(水或牛奶)来复溶也不会形成团块。
本发明的另一个优势是基于燕麦的碎片和包含此类基于燕麦的碎片的组合物可以快速地重新水合。制备即食型或即饮型产品需要的时间比制备传统燕麦粥需要的时间短。实际上，制备传统燕麦粥需要将燕麦蒸煮至少5至15分钟，这取决于传统燕麦粥是由燕麦片(非汽蒸燕麦)制备还是由压制的燕麦薄片(汽蒸燕麦)制备。本发明的基于燕麦的碎片可以在不到一分钟内在冷液体或热液体中再次水合并且可易于食用。这节省了消费者的时间并且使基于燕麦的碎片和组合物便于使用。
本发明的另一个优势是由于淀粉的完全或高凝胶化作用，它提供了一种高度可消化的产品。实际上，凝胶化的程度可以达到80％至100％。相比之下，压制的燕麦薄片达到40％以下的凝胶化程度，已知其产生消化不适。
本发明的另一个优势是存在于传统压制薄片中的浓烈典型燕麦味道有所减弱。
本发明的另一个优势是，产品当在冷液体或热液体中复溶时不呈现压制的燕麦薄片的典型胶质质地。
最后，基于燕麦的碎片包含高含量的β葡聚糖。因此，它们可以在单份中提供归于燕麦的公认的健康益处以及期望的感官特性(诸如膨胀的质地)，而无胶质质地。此外，一些消费者不喜欢的典型“燕麦”味道可有所减弱。
本领域的技术人员在结合附图阅读对本发明实施方案的详细描述后，会更清楚地了解本发明的这些及其他方面、特征和优点。
附图说明
图1示出了挤出对燕麦β葡聚糖结构的影响。
具体实施方式
如本说明书中所用，词语“包括”、“包含”等应被理解为包容性含义，而非排他性或穷举性含义；也就是说，是“包括，但不限于”的意思。
如在本说明书中所用，词语“约”应当被理解为适用于数字范围内的每个边界。此外，所有数值范围都应理解为包含该范围内的每个整数。
如在本说明书中所用，单数形式“一个”、“一种”、“所述”包括复数指代物，除非上下文明确地另外指明。
除非另有说明，否则本说明书中的所有百分比都指重量百分比。表述“重量％”、“按重量计的％”和“wt％”为同义词。其是指基于干重计的以百分比表示的量。
除非另有定义，否则所有科技术语都具有并且应当被赋予与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。
术语“速食产品”是指在食用之前不需要蒸煮的食品和饮料产品。速食产品可以由消费者方便快速地复溶于热液体或冷液体中，以供立即食用，这与需要蒸煮或浸泡较长时间段(诸如5分钟以上)的食物产品不同。
术语“燕麦组分”是指基于燕麦的成分，诸如燕麦去壳谷粒、压制的燕麦、燕麦碎粒、去壳谷粒碎粒、燕麦粉或全燕麦粉。纯成分或精制成分可得自燕麦组分，例如β葡聚糖或燕麦生物碱。为了本说明书的目的，不认为此类纯成分或精制成分是“燕麦组分”。然而，它们可以在制备过程中，例如在干混中加入，以提高该成分在基于燕麦的碎片中的含量。类似地，出于本说明书的目的，不认为燕麦纤维(诸如燕麦麸皮、其它燕麦纤维和/或燕麦壳)是“燕麦组分”，但是它们也可在制备过程中，例如在干混中加入以提高基于燕麦的碎片中的纤维含量。
术语“基于燕麦的碎片”或“燕麦碎片”是指根据本发明制备的蒸煮挤出产品。
术语“粉碎”是指例如通过压碎、碾磨、研磨或其它方法减小固体材料的粒度。
术语“水活度”(即Aw)被定义为物质中水的蒸气分压除以水的标准状态蒸气分压。水活度是食品行业中的一个常规参数。它是食物产品设计和食品安全的重要参数。实际上，食品设计师使用水活度来配制货架稳定的产品。如果将产品保持在一定的水活度以下，则霉菌的生长受到抑制，从而导致较长的货架期。水活度也是限制水分在食物产品内迁移的重要参数。因此，水活度用于预测多少水分迁移可影响最终产品。
术语“凝胶化程度”是指淀粉分子在水和热的存在下分子间键断裂所导致的淀粉凝胶化的程度。凝胶化通常改善淀粉酶水解淀粉的可用性，从而改善消化性。
制备基于燕麦的碎片的方法包括以下几个步骤：a)将干混物送入蒸煮挤出机中；b)将水加入蒸煮挤出机中以获得生面团；c)蒸煮该生面团；d)挤出该生面团；e)将绳状生面团切成碎片并使碎片膨胀；以及f)干燥碎片。
这可表现为相当标准的挤出蒸煮方法。但是，本发明人相信即使可能，挤出具有高燕麦含量的生面团(例如大于25重量％的干混物)也是困难的。实际上，燕麦中包含的高水平脂肪与由于β葡聚糖吸收水而导致的低水可用性相结合可导致挤出机堵塞。此外，挤出具有高燕麦含量的生面团所必需的比机械能(SME)的增加可影响β葡聚糖的完整性。因此本发明人相信要在不损坏挤出机的情况下挤出具有高燕麦含量的生面团，需要大量的水，诸如大于35重量份的水/100重量份干混物。但是，加入更多的水带来另一个问题。实际上，将更多的水加入生面团中将导致挤出机中的压力降低。因此，挤出产品的膨胀将受损并且这将导致碎片由于较低的膨胀而具有硬质地。此外，由于水含量太高，在模具出口处切割产品将变得很困难，这可防止制备具有限定形状的碎片。另外，由于挤出碎片中保留的水含量很高，将延长挤出之后的干燥步骤，因此将需要更多的能量。
令人惊讶的是，本发明人能够证明，可以挤出由包含非常高的量的燕麦组分(诸如高于50重量％)的干混物与相当低的量的水制备的生面团(诸如10至25重量份水/100重量份干混物)，而不影响膨胀特性，并且因此不影响所挤出产品的质地，另外不损害所挤出产品的有效切割，从而允许制备具有限定形状的挤出碎片而不影响所挤出的基于燕麦的碎片中β葡聚糖的完整性。
干混物可以作为共混物，或作为单独的干燥成分送入蒸煮挤出机中。优选的是，干混物在送入挤出机中之前既未经预调整也未经预处理。这意味着干混物未经预加热(例如通过蒸汽注入)或润湿。这消除干混物不期望改性的风险，诸如成分粘在一起或过早淀粉凝胶化。这也限制了在制备过程中添加水。
该干混物包含50重量％至99.9重量％的燕麦组分以及0.1重量％至2重量％的抗氧化剂。除了燕麦组分和抗氧化剂之外，该干混物还可包含干燥成分，诸如除燕麦之外的谷物、水果、蔬菜或豆类、乳基成分、甜味剂、着色剂、调味剂、可溶性或不溶性纤维或者维生素和矿物质。优选的是，干燥成分以干粉的形式提供。
传统上，首先除去燕麦粒的壳，从而提供粗燕麦去壳谷粒。然后粗燕麦去壳谷粒经过汽蒸以使脂肪酶失活。然后使用干热烤干经过汽蒸的燕麦去壳谷粒，这意味着它们是干燥的。然后将经烤干的燕麦去壳谷粒切成燕麦薄片。传统上，燕麦薄片用作制备标准燕麦粉的原料。燕麦粉也可通过研磨烤干或未烤干的燕麦去壳谷粒而直接制备。但是，由粗燕麦去壳谷粒制成的粉容易出现酸败问题。
优选的是，燕麦组分包括粗燕麦、去壳谷粒、经研磨燕麦去壳谷粒、汽蒸的燕麦去壳谷粒、烤干燕麦去壳谷粒、燕麦薄片、标准燕麦粉、全粒燕麦粉或它们的混合物。在实施方案中，干混物中的燕麦组分基本上由标准燕麦粉、燕麦薄片或它们的混合物组成。在另一个实施方案中，燕麦组分由全粒燕麦粉组成。优选的是，全粒燕麦粉由全粒去壳谷粒(诸如粗去壳谷粒)制成。在优选的实施方案中，干混物中的燕麦组分包括粗燕麦去壳谷粒、粗燕麦粉以及它们的混合物。在另一个优选的实施方案中，燕麦组分包括粗燕麦去壳谷粒和/或粗燕麦粉，以及标准燕麦粉和/或燕麦薄片。在另一个优选的实施方案中，干混物中的燕麦组分基本上由粗燕麦去壳谷粒、粗燕麦粉，以及它们的混合物组成。出于成本原因，使用粗燕麦去壳谷粒、粗燕麦粉以及它们的混合物作为燕麦组分可能受到关注，因为它们发生比标准燕麦粉或燕麦薄片更少的转化。优选的是，燕麦组分包括燕麦粒的淀粉胚乳、胚芽和麸皮，从而提供淀粉、蛋白质和纤维。
在实施方案中，干混物包含至少50重量％，至少55重量％，至少60重量％，至少65重量％，至少70重量％，至少75重量％，至少80重量％或至少85重量％的燕麦组分。在实施方案中，干混物包含至多99.9重量％，至多99.5重量％，至多99重量％，至多98重量％，至多97重量％，至多96重量％，至多95重量％，或至多90重量％的燕麦组分。例如，干混物包含50重量％至99.9重量％的燕麦组分，优选55重量％至99.5重量％的燕麦组分，诸如60重量％至99重量％的燕麦组分。如上所述，燕麦组分优选包括燕麦去壳谷粒、燕麦薄片、燕麦粉或它们的混合物。燕麦组分可能包括粗燕麦组分。在优选的实施方案中，燕麦组分基本上由燕麦去壳谷粒、燕麦薄片、燕麦粉或它们的混合物组成。
如上所述，干混物还包含0.1重量％至2重量％的抗氧化剂。抗氧化剂的示例包括磷酸二钠、磷酸氢二钾、生育酚、迷迭香提取物以及它们的混合物。抗氧化剂是重要成分，因为它通过降低水解性酸败和脂肪氧化来延长货架期。例如，干混物包含0.1重量％至1.8重量％，或0.1重量％至1.6重量％，或0.1重量％至1.5重量％的抗氧化剂。例如，干混物包含0.1重量％至1重量％的磷酸氢二钾，优选0.2重量％至0.5重量％的磷酸氢二钾。例如，干混物包含0.1重量％至0.5重量％的生育酚，优选0.1重量％的生育酚。优选的是，干混物包含0.1重量％至2重量％的生育酚和磷酸氢二钾的组合。
在实施方案中，干混物还包含2.5重量％至15重量％的添加β葡聚糖。与本发明人所期望的相反，可能的是在干混物中(即在挤出之前)加入β葡聚糖(即纯化的β葡聚糖)，并且即使β葡聚糖具有保水特性仍然能够挤出食物碎片，并在挤出产品中保持β葡聚糖结构。这导致挤出碎片的高β葡聚糖含量。在挤出的碎片中，β葡聚糖来自燕麦组分和任选添加的β葡聚糖。通常，添加的β葡聚糖由纯化的β葡聚糖连同载体的组合物(诸如麦芽糖糊精)组成。由于β葡聚糖是挤出碎片的一部分，因此避免了粉末成分在粒状食品组合物中成堆迁移问题。从而可以为消费者保证每份中β葡聚糖的含量。
如前所述，干混物还可包含选自以下的至少一种成分：除燕麦之外的谷物粉、蔬菜粉、果粉、豆粉、奶粉、甜味剂、着色剂、可溶性或不溶性纤维、维生素、矿物质。干混物可包含至多49.9重量％的这些附加成分。
除燕麦以外的谷物包括大米、裸麦、小麦、玉米、荞麦、粟、大麦、高粱、藜麦或苋菜。优选的是，谷物以粉形式提供。在干混物中加入谷物可能受到关注以使例如燕麦的味道减弱。例如，干混物包含10重量％至49重量％，优选25重量％至49重量％的除燕麦以外的谷物，优选谷物粉(诸如大米、小麦或玉米粉)。混合多种谷物是可能的。谷物对于碳水化合物含量来说备受关注。它们还提供纤维。
水果、蔬菜和豆类可能是受关注的成分以向基于燕麦的碎片提供颜色或风味。此外，水果、蔬菜和豆类包含受关注的膳食纤维、宏量营养素(诸如蛋白质)或植物营养素(诸如多酚)。优选的是，水果、蔬菜和豆类作为干粉或粉提供。例如，干混物包含5重量％至30重量％的果粉和/或蔬菜粉。
水果的示例包括苹果、黑莓、樱桃、枣、葡萄、橙、西番莲果、梨、桃、菠萝、李子、树莓和草莓。蔬菜的示例包括洋蓟、西兰花、胡萝卜、菜花、小胡瓜、南瓜、菠菜或番茄。豆类的示例包括菜豆、鹰嘴豆、云豆、扁豆或豌豆。可以考虑几种水果、蔬菜和/或豆类的组合。
可以将奶粉添加到干混物中。奶粉可用于提高基于燕麦的碎片中蛋白质的含量。奶粉的示例包括由牛奶、半脱脂奶、脱脂奶、乳蛋白以及它们的组合制成的粉末。乳蛋白的示例为酪蛋白、酪蛋白酸盐、酪蛋白水解物、乳清、乳清水解物、乳清浓缩物、乳清分离物、乳蛋白浓缩物、乳蛋白分离物及其组合。此外，乳蛋白可为例如甜乳清、酸乳清、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、牛血清白蛋白、酸性酪蛋白、酪蛋白酸盐、α-酪蛋白、β-酪蛋白和/或γ-酪蛋白。例如，干混物包含5重量％至40重量％的奶粉。
甜味剂包括天然甜味剂和糖替代物。天然甜味剂的示例包括龙舌兰糖浆、枣糖、果汁浓缩物、蜂蜜、枫糖浆、糖蜜。糖替代物的示例包括乙酰氨基磺酸钾、阿斯巴甜、纽甜、糖精、三氯蔗糖、爱德万甜、赤藓糖醇、氢化淀粉水解物、益寿糖、乳糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇、甜菊提取物、塔格糖、海藻糖。例如，干混物包含至多15重量％的甜味剂。例如，干混物包含3重量％至15重量％的糖或其它天然甜味剂，或足以提供相当于3重量％至15重量％糖的甜味感知的一定量的糖替代物。无论如何，天然甜味剂和糖替代物的量应遵守适用的规定。
代替或除了添加的β葡聚糖之外，干混物也可包含可溶性或不溶性纤维。优选的是，纤维包括菊粉和低聚果糖。例如，干混物包含至多30重量％，优选5重量％至25重量％的除添加β葡聚糖以外的纤维。例如，干混物包含至多25重量％的菊粉，例如5重量％至25重量％的菊粉，或10重量％至24重量％的菊粉。
此外，干混物也可包含维生素、矿物质和其它营养物质，这些营养物质包括维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素E、维生素K、维生素C、维生素D、叶酸、肌醇、烟酸、生物素、泛酸、胆碱、钙、钠、磷、碘、镁、铜、锌、铁、锰、氯化物、钾、硒、铬、钼、牛磺酸和L-肉碱。矿物质通常呈盐的形式。特定矿物质和其它维生素的存在及其含量可根据预期强化剂和目标消费者而有所不同。在任何情况下，强化剂水平都应遵守适用的规定。强化剂可以在挤出之前加入干混物中或直接加入挤出机中。通常，维生素、矿物质和其它营养物质占干混物的2重量％以下。
在实施方案中，干混物还包含至多1重量％的碳酸钙。添加碳酸钙改善了生面团的膨胀特性。例如，干混物包含0.5重量％、或0.6重量％、或0.7重量％、或0.8重量％、或0.9重量％的碳酸钙。
因此，干混物可具有下面的组成：
燕麦组分………………………50重量％至99.9重量％
抗氧化剂………………………0.1重量％至2重量％，优选作为生育酚和磷酸氢二钾的组合
添加的β葡聚糖………………至多15重量％，优选2.5重量％至15重量％
非燕麦谷物……………………至多49.9重量％，优选10重量％至49重量％，作为例如谷物粉
水果或蔬菜……………………至多49.9重量％，优选5重量％至30重量％，作为水果或蔬菜末
牛奶……………………………至多49.9重量％，优选5重量％至40重量％，作为粉末
甜味剂…………………………至多15重量％，优选3重量％至15重量％的糖，或者足以提供等同的甜味感知的量的甜味剂或糖替代物
可溶或不可溶的纤维…………至多30重量％，优选5重量％至25重量％的除β葡聚糖以外的纤维，诸如5重量％至25重量％的菊粉
维生素和矿物质………………通常小于干混物的2重量％
碳酸钙…………………………至多1重量％，优选0.1重量％至0.9重量％
蒸煮挤出机包括配备有螺杆的几个连续料筒。将干混物送入第一料筒中。在将干混物送入蒸煮挤出机的第一料筒中之后，通过注射在第一料筒或第二料筒中按照10至25重量份的水/100重量份干混物的比例加入水，以获得生面团。这相当于生面团中水含量为约9.1％至约20％，这未考虑干混物的一些成分中包含的痕量水。优选的是，按照下列范围内的比例将水注入蒸煮挤出机中：12至24重量份水/100重量份干混物，优选13至23重量份水/100重量份干混物，更优选14至22重量份水/100重量份干混物，并且最优选18至21重量份水/100重量份干混物。
换句话讲，该生面团包含约80重量％至约90重量％的干物质(来自干混物)以及约10重量％至约20重量％的水。优选的是，该生面团包含约82重量％至约88重量％的干物质(来自干混物)以及约14重量％到18重量％的水。
将注入水的量保持在10重量份水/100重量份干混物和25重量份水/100重量份干混物之间允许挤出具有高燕麦含量的生面团同时避免对挤出机造成损坏，从而确保挤出机中的压力产生所挤出产品期望的膨胀，并避免生面团水分含量过高(水分含量过高可导致生面团粘到刀上，因此导致对挤出碎片的坏切割)。
本发明人已发现，当干混物包含除β葡聚糖以外的可溶性纤维(如菊粉)时，生面团的水含量可以低至10重量份水/100重量份干混物。
本发明人已发现，当主要纤维组分为β葡聚糖时，在蒸煮挤出机中注入的水量在12至25重量份水/100重量份干混物的范围内。当生面团不包含菊粉时尤其如此。
优选的是，在50℃以下的温度下将水注入蒸煮挤出机中。如果注入的水温度高于约60℃，则存在干混物中的淀粉在挤出过程中过早凝胶化的风险。在该过程的这一阶段淀粉的凝胶化可导致挤出机堵塞。优选的是，注入的水温度低于40℃，并且最优选低于30℃。由于挤出机内的摩擦，料筒的温度随着使用在生产批次的开始和结束之间增大。因此，水注入上游的料筒温度可以随着时间推移而增大，这也可导致第一料筒中的干混物中的淀粉过早凝胶化。在相对较低的温度下注入水有助于冷却挤出机，并降低过早凝胶化的风险。
在120℃以上的料筒温度下在注入水的下游进行生面团的蒸煮。
在注入水后，在蒸煮挤出机中将生面团共混并蒸煮。挤出机可为单螺杆或双螺杆挤出机。为了避免淀粉和纤维降解，尤其是燕麦组分中β葡聚糖的降解以及在挤出机内缓慢地蒸煮生面团，优选地选择相当长的挤出机构型。例如，挤出机可包括4至8个料筒，使得螺杆的L/D比(L：螺杆长度；D：螺杆直径)介于14和30之间。在另一个实施方案中，挤出机可包括4至6个料筒，使得螺杆的L/D比介于14和25之间。螺杆的旋转为系统增加机械能量，进而加热生面团。
此外，例如通过在挤出机周围的护套中循环热水或冷水可以控制料筒温度。首先，对第一料筒施加低温仅仅导致产品在挤出机的第一部分中混合和输送。低温是低于蒸煮生面团所需温度的温度。在挤出机的更下方，料筒配备有螺杆螺纹比在第一料筒中小的螺杆。这限制了体积并增加生面团移动的阻力。结果，生面团填充料筒和螺杆螺纹之间的空间并且被压缩。随着其沿料筒进一步移动，螺杆将生面团捏合成半固体、增塑的料团。当在较高温度(例如100℃以上)下加热生面团时，开始蒸煮(即挤出蒸煮)。应当在至少一个料筒的整个长度上控制温度。料筒温度可能对挤出产品的感官特性(诸如质地和/或味道)产生影响。例如，低于120℃的料筒温度将不能使挤出产品充分膨胀。另一方面，高于150℃的料筒温度(例如152℃的料筒温度)可导致燕麦抗氧化剂降解，从而影响所挤出的燕麦产品的货架期。本发明人已发现，当使用过高的蒸煮温度(即约155℃及以上)时，脂质氧化可以早在制备后约2周内发生。
在一个实施方案中，在120℃以上的料筒温度下进行挤出蒸煮。在另一个实施方案中，料筒温度包括在120℃至150℃之间。在又一个实施方案中，料筒温度包括在125℃至145℃之间，或在130℃至140℃之间。温度简况的示例公开于下面的示例中(参见表1)。例如，料筒温度可以是130℃、或135℃、或140℃、或145℃、或150℃、或155℃。
当在挤出机中剪切粘稠产品时，通过摩擦将来自发动机的机械能转化成热。机械能在整个产品中通过剪切耗散。剪切也影响产品结构。根据本发明的方法是温和的剪切挤出方法。术语“温和的剪切挤出”意指比机械能输入介于约40W.h/kg和140W.h/kg成品之间。比机械能(SME)是用于制造挤出产品的机械能的与尺度无关的量度。它与每单位质量产品的机械能输入相关。
SME的值是重要的控制挤出参数，因为它对挤出产品的膨胀具有影响。实际上，以低于40W.h/kg的SME将生面团挤出将导致挤出碎片的膨胀有限，从而得到具有较差的再水合特性的硬质产品。另一方面，当挤出具有高燕麦含量的生面团时，太高的SME(即高于135W.h/kg)对产品具有负面效应：淀粉被水解而不是被凝胶化，从而导致碎片在复溶于液体给料之后完全溶解。获得粥类产品而不是获得具有可识别形状的产品，并且将释放β葡聚糖，从而导致产品在复溶之后粘度增加。
优选的是，除β葡聚糖以外，当生面团也包含可溶性纤维(诸如菊粉)时，将生面团以40W.h/kg至135W.h/kg或45W.h/kg至135W.h/kg或50W.h/kg至135W.h/kg的比机械能(SME)挤出。
优选的是，当生面团的主要纤维组分为β葡聚糖时，将生面团以60W.h/kg至135W.h/kg或70W.h/kg至135W.h/kg或80W.h/kg至135W.h/kg的比机械能(SME)挤出。在另一个实施方案中，SME为65W.h/kg至135W.h/kg，或70W.h/kg至135W.h/kg，或75W.h/kg至135W.h/kg或80W.h/kg至135W.h/kg。在另一个实施方案中，SME为80W.h/kg至135W.h/kg，或82W.h/kg至135W.h/kg，或84W.h/kg至135W.h/kg或86W.h/kg至135W.h/kg。在本发明的另一个实施方案中，SME为65W.h/kg至130W.h/kg，或70W.h/kg至125W.h/kg或75W.h/kg至120W.h/kg。当生面团不包含菊粉时尤其如此。
生面团的流速也是重要的挤出参数。实际上，流速低于2.5kg/h/mm2将不允许挤出产品膨胀，这是由于挤出机模具处的压降不足，从而影响挤出产品的质地。另一方面，流速高于10kg/h/mm2将导致挤出机模具处的压降非常高，从而导致模具和挤出机堵塞。
双螺杆挤出机可以在高于单螺杆挤出机的速度下操作，提供更高的流速、更高的剪切速率和更好的混合。
在实施方案中，流速为2.5至10kg干混物/h/mm2模具表面。在另一个实施方案中，流速为2.5至9.5kg干混物/h/mm2模具表面，或2.5至9.0kg干混物/h/mm2模具表面，或2.5至8.5kg干混物/h/mm2模具表面，或3至8.5kg干混物/h/mm2模具表面，或3至8kg干混物/h/mm2模具表面，或3至7.5kg干混物/h/mm2模具表面，或3至7.0kg干混物/h/mm2模具表面。
在实施方案中，生面团在60至135W.h/kg的比机械能下以及在2.5至10kg干混物/h/mm2模具表面的流量下，优选在84至135W.h/kg的比机械能下以及在2.8至8.5kg干混物/h/mm2模具表面的流量下，并且更优选在84至135W.h/kg的比机械能下以及在3.0至7.0kg干混物/h/mm2模具表面的流量下挤出。
然后以特定于最终食物产品的设计使生面团在大气压下通过穿孔板或模具挤出。然后用旋转叶片将挤出的生面团切成具有特定厚度的碎片。随着生面团在压力下从模具或穿孔板中露出，其膨胀至最终形状并随着湿气被闪蒸成蒸汽而迅速冷却。挤出碎片的尺寸可根据所施加的切割而变化。例如，可以获得平均尺寸从0.2mm变化到1.5cm的挤出碎片。
然后将这些碎片例如在流化床干燥机或传动带带式干燥机中干燥。在实施方案中，将膨胀的碎片干燥至3重量％至4重量％的水含量。
在实施方案中，该方法包括涂覆基于燕麦的碎片的步骤。可以例如在滚筒或涂覆盘中通过喷涂进行涂覆。涂层组合物可以是可溶于水的涂层或基于脂肪的涂层。一般来讲，在干燥之前将可溶于水的涂层施加在基于燕麦的碎片上。可溶于水的涂层的示例是施加于早餐谷物上的基于糖的浆料。一般来讲，在干燥之后将基于脂肪的涂层施加在基于燕麦的碎片上。基于脂肪的涂层的示例是施加在咸味手拿零食上的基于脂肪的浆料。
在实施方案中，然后将挤出的碎片粉碎或研磨至0.1mm至3mm范围内的平均尺寸。例如，可以将挤出的碎片粉碎至0.1mm的尺寸，或至0.15mm的尺寸，或至2mm的尺寸，或至2.5mm的尺寸或至3mm的尺寸。可以使用标准研磨机来进行粉碎，然后筛分至期望的粒度。
本发明的另一个方面是由蒸煮挤出的基于燕麦的碎片组成的产品。此类碎片可以按照上述方法制备。因此，基于燕麦的碎片包含0.1重量％至1重量％的抗氧化剂以及50重量％至99.9重量％的燕麦组分，其中基于燕麦的碎片包含2重量％至16重量％的β葡聚糖，并且其中至少50％的β葡聚糖具有至少106g/mol的分子量。在实施方案中，基于燕麦的碎片中β葡聚糖的含量为2重量％至16重量％。在另一个实施方案中，基于燕麦的碎片中β葡聚糖的含量范围为7重量％至16重量％。
分子量是表征多糖并确定其流变特性的基本参数。例如，燕麦β葡聚糖的固有粘度值将随着分子量的增加而增大。燕麦β葡聚糖分子量的分布在约0.4×106g/mol至最多约3×106g/mol之间变化，这取决于燕麦β葡聚糖的来源和β葡聚糖的提取方法。
有利的是，如下面的示例中所论述并如图1中所示，根据本发明的基于燕麦的碎片中保留了β葡聚糖的结构。因此，提供一种具有高β葡聚糖含量并具有非常受关注的质地和口感的食物或饮料组合物是可能的。
燕麦组分包含β葡聚糖可溶性纤维，诸如β-1,3-葡聚糖、β-1,6-葡聚糖、或β-1,4-葡聚糖或它们的混合物。燕麦是一种廉价的β葡聚糖来源，但是从燕麦提取β葡聚糖却非常困难且昂贵。在不同的燕麦产品中，β葡聚糖含量有所不同。通常，常规燕麦麸皮产品中β葡聚糖的浓度包括在8％至12％干重之间。
上文已经结合制备方法描述了燕麦组分。
在实施方案中，基于燕麦的碎片包含至少55重量％，或至少60重量％，或至少65重量％，或至少75重量％，或至少80重量％，或至少85重量％的燕麦组分。在实施方案中，基于燕麦的碎片包含至多99.9重量％，或至多99.5重量％，或至多99重量％，或至多98重量％，或至多97重量％，或至多96重量％，或至多95重量％，或至多90重量％的燕麦组分。例如，基于燕麦的碎片包含50重量％至99.9重量％的燕麦组分，诸如55重量％至99.5重量％的燕麦，或60重量％至99重量％的燕麦组分。
基于燕麦的碎片还包含0.1重量％至2重量％如上所述的抗氧化剂。
如已经提及，除了燕麦组分和抗氧化剂以外，基于燕麦的碎片还可包含其它成分诸如除燕麦以外的谷物粉、蔬菜粉、果粉、豆粉、奶粉、甜味剂、着色剂、维生素、矿物质。先前描述了这些成分。
在实施方案中，基于燕麦的碎片具有大于66％的淀粉凝胶化程度。在另一个实施方案中，凝胶化程度为66％至98％，或70％至97％，或80％至96％，或85％至95％。在又一个实施方案中，凝胶化程度为66％至95％，或70％至90％，或80％至90％。凝胶化程度指示产品的蒸煮程度。通常，在压制的燕麦薄片中实现的凝胶化程度低于50％。如果凝胶化程度太低，则淀粉可能较不易消化并且可能引发消化不适。重要的是，本发明的燕麦碎片的凝胶化程度必须小于100％，以避免碎片在复溶于液体中时完全溶解，从而保留碎片在复溶的最终产品中的形状。
凝胶化程度使用酶反应来确定并被表示为凝胶化淀粉与总碳水化合物之间的比率。为了测定包含在产品中的总碳水化合物，首先将待分析的产品样品在来自球芽孢杆菌(Bacillus globigii)(西格玛奥德里奇(Sigma Aldrich)A3403)的α淀粉酶的存在下于95℃下蒸煮至少一小时。然后将产品过滤。将来自黑曲霉(Aspergillus niger)(西格玛奥德里奇(Sigma Aldrich)A7095)的淀粉转葡糖苷酶加入样品中，并使反应在37℃下进行30分钟，从而使得总碳水化合物转化为葡萄糖。然后过滤样品。通过在37℃下使样品与来自黑曲霉(西格玛奥德里奇(Sigma Aldrich)A7095)的淀粉转葡糖苷酶反应30分钟来测定凝胶化淀粉。从而将凝胶化淀粉转化为葡萄糖。然后过滤样品。为了测量两种情况下葡萄糖的含量，首先使用来自Boehringer Mannheim/R-Biopharm的试剂盒使样品与己糖激酶和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶反应，然后最终在340nm下使用DU 720紫外光谱仪(贝克曼库尔特公司(Beckman Coulter))测量葡萄糖。将0.5g/L的葡萄糖溶液用作标准品。
在实施方案中，基于燕麦的碎片具有在0.1至0.5范围内的水活度Aw。如果水活度太低(例如低于0.1)或太高(例如高于0.5)，则在货架期期间氧化和酸败的风险增大。优选的是，基于燕麦的碎片的水活度在0.1至0.4的范围内；更优选的是，基于燕麦的碎片的水活度在0.1至0.3的范围内，甚至更优选在0.1至0.25的范围内。
在实施方案中，基于燕麦的碎片在环境温度(通常介于20℃和23℃之间)下具有6至12个月的货架期。在基于燕麦的产品中，货架期主要是通过测量产品的酸败来评估的。例如，由于内源性脂肪酶而引起的氧化反应可产生不期望的苦味。酸败与包装的顶部空间中戊烷浓度的增加以及氧气浓度的降低相关。戊烷是由于游离脂肪酸的氧化所得到的降解产物。因此，可以通过测量戊烷浓度来监测脂肪组分的氧化。戊烷的存在因此指示氧化的开始，而氧气的减少指示由于氧化引起的氧气消耗。
通过执行加速货架期测试来确定燕麦产品的货架期。为了执行这种测试，将约50g的产品置于约1L的密封罐中。然后将产品在37℃、70％相对湿度下保存几个月(可以与环境温度下的货架期相关的加速货架期条件)，或将产品在4℃下保存几个月以用作基准。每隔一定时间(即在1个月、2个月、3个月等之后)，测量顶部空间中戊烷和氧气的量，作为酸败发展的指标。戊烷可以通过常用的分析方法诸如气相色谱-火焰离子化检测(GC-FID)测量。FID通常使用氢气/空气火焰，样品被传递到该火焰中以氧化有机分子并产生带电粒子(离子)。收集这些离子，并产生电信号，然后测量该电信号。使用购自珀金埃尔默(PerkinElmer)的配有FID检测器的GC-Clarus 500TM来测量戊烷。使用Servomex量氧计测量氧气。
还可以由感官评价小组来评估货架期。实际上，受过训练的人可对酸败味道或气味非常敏感。
利用本发明，我们能够制备与传统压制的燕麦薄片相比具有延长货架期的基于燕麦的碎片。实际上，传统燕麦产品的货架期通常为4至6个月，而根据本发明的基于燕麦的碎片的货架期延长至最多9至12个月。
基于燕麦的碎片的优势是它们在液体(诸如冷的、环境温度下或温的水或牛奶)中再水合后保持其总体形状。由于吸收水，基于燕麦的碎片可以膨胀。但是，与一些挤出产品相反，本发明的基于燕麦的碎片在再水合之后不在液体中破裂。此外，基于燕麦的碎片保持为单独的小片。它们在再水合之后不形成浓稠的团块。基于燕麦的碎片的形状取决于挤出模具。例如，基于燕麦的碎片的形状选自心形、星形、动物、字母和数字或几何图形。例如，开发了尺寸为3mm至8mm的基于燕麦的心形碎片。
本发明的第三方面是包含如上所述基于燕麦的碎片以及选自以下至少一种的成分的组合物：糖、果片、蔬菜片、坚果片、肉片、鱼片、奶粉、香料及其混合物。此类组合物可以是食物组合物或饮料组合物，该组合物可以与液体(诸如牛奶或水)复溶为食品或饮料(燕麦碎片被研磨)。在实施方案中，该组合物包含70重量％至95重量％的基于燕麦的碎片，优选80重量％至90重量％的基于燕麦的碎片。对于饮料组合物，优选地将基于燕麦的碎片粉碎。在食物组合物中，基于燕麦的碎片可以是粉碎的或未粉碎的。
食物组合物的示例包括速溶食品、甜粥、咸粥、汤或粥样产品。饮料组合物的示例包括速溶饮料、颗粒饮料或冰沙。
在一些实施方案中，基于燕麦的碎片可以在温热或冷液体中复溶以作为粥(其可以是甜的或咸的)或汤食用。在另一个实施方案中，可以将基于燕麦的碎片研磨成较小的颗粒并将其与冷或温热液体混合以作为饮料食用。在另外的实施方案中，基于燕麦的碎片可以作为零食或可被烧结或不被烧结的模压零食食用。在又一个实施方案中，可以将基于燕麦的碎片研磨，所得颗粒可以与液体混合以形成生面团，该生面团随后可成形并作为素食汉堡食用。
本发明的另一个实施方案是包含如上所述研磨的燕麦碎片，以及如豆子粉、香料和草药之类的咸成分以制备蔬菜汉堡类食物的组合物，该组合物复溶为待在盘中蒸煮的汉堡形生面团。
本发明的最后一个实施方案是具有这些研磨的燕麦碎片与坚果、奶粉和糖以通过烧结技术得到圆形或片剂形燕麦零食(作为巧克力片)的组合物。
实施例
实施例1：挤出的燕麦碎片
基于燕麦的碎片是按照表1中的配方，在表2中提到的挤出条件下，并以表3中提到的螺杆构型，通过挤出制备的。
方法如下：在间歇式搅拌器中干法混合干粉成分。通过K-TRON重力送料器将混合物送入双螺杆挤出机CLEXTRAL BC 45的料斗中。该挤出机由4或6个具有下表3所示螺杆构型的料筒组成。该挤出机的长度为L＝800mm至1200mm，其中L/D比率为14.4至21.6(L：螺杆长度；D：螺杆直径)。在第一料筒中加入水。将这些成分混入挤出机内的生面团中。然后将生面团挤出通过模具并将其直接在模具上切成碎片。模具有4个心形孔或圆孔(最大直径：2mm)。
可以使用其它蔬菜粉代替胡萝卜粉，所述其它蔬菜诸如菠菜、西葫芦、青豌豆、甜菜或番茄。
表1干混物配方
配方编号 单位 1 2 3 4 5 6
燕麦粉 重量％ 50 70 85 99.5 79.9 50
米粉 重量％ 49
小麦粉 重量％ 29 29
胡萝卜粉 重量％ 20
糖 重量％ 14
碳酸钙 重量％ 0.5 0.5 0.5 0.5
生育酚 重量％ 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
磷酸氢二钾 重量％ 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
β葡聚糖粉末(28％w/w)(燕麦麸粉) 重量％ 20
β葡聚糖含量 g/100g 2 2.8 3.4 3.98 3.19 7.6
该挤出机被构造成具有800mm的总长度，由四个料筒元件组成。每个料筒元件均具有200mm的长度，并在表2中所述的温度下受热。在挤出机的总长度内，使用由表3中所述的螺杆元件组成的螺杆外形。
在挤出过程中，生面团稍微膨胀。然后在流化床干燥机上将这些碎片干燥至约3％湿度的含水量。在静置时间期间将这些碎片冷却至环境温度(例如20℃)。
通过将配方1至6与挤出条件A和B相结合来制备基于燕麦的碎片。蒸煮挤出的基于燕麦的碎片的凝胶化程度平均为80％至98％。
标准小袋填充有基于燕麦的碎片，用于评估货架期。由经过训练的感官评价小组并通过使用如上所述的常用分析方法测量小袋中的戊烷含量来评估货架期。
表2挤出参数
挤出条件 单位 A B
螺杆速度 rpm 400 300
水 kg 14 19.5
干混物 kg 70 100
温度简况
料筒1 ℃ 20 20
料筒2 ℃ 80 125
料筒3 ℃ 110 130
料筒4 ℃ 145 140
产品温度 ℃ 126.5 126
机械能 W.h/kg 134.97 84
比重 g/L 237 335
表3-螺杆外形/构型
螺杆元件 1 2 3 4 5 6 7 8
长(mm) 300 200 50 50 100 25 25 50
螺距(mm) 50 33 25 双叶 33 -25 25 33
螺纹 C2F C2F C2F 中间 C2F C2F C2FC C2F
根据加速的货架期测试(在37℃、70％相对湿度下进行)，基于燕麦的碎片在20℃下具有6至12个月的货架期。
使用如表2和表3中所述的类似挤出机条件来进行其它试验，不同的是针对100重量份干混物使用15重量份或25重量份的水。在这些条件下获得的燕麦碎片是可以接受的。用15重量份的水获得的燕麦碎片比在使用更多的水时更加膨胀。另一方面，当使用25重量份以上的水时，生面团具有粘到刀片的趋势。
实施例2：粉末状燕麦饮料
使用实施例1中的配方3(表1)与挤出条件A(表2)制备燕麦碎片。然后使用0.4mm的研磨筛研磨干燥的燕麦碎片，粉末状饮料按照下列方式通过干燥混合制备：
-研磨的燕麦粉末………30重量份
-糖………………………4重量份
-草莓调味剂……………1重量份
将17.5g干混物填装到食品级小袋中。
甜燕麦饮料可以通过将小袋的内容物倒入150mL温热牛奶(例如约80℃)中来制备。已经发现，牛奶的温度越高，复溶的速度越快。
或者，还可以通过将小袋内容物与150mL冷水或冷牛奶(例如在约4-7℃下或在环境温度下)混合来制备冷饮料。
该饮料可以例如使用共混机或直接在玻璃杯中复溶。
这种按照配方3由燕麦碎片制备的粉末状燕麦饮料中的β葡聚糖含量为每份约0.5gβ葡聚糖(即17.5g)，这代表2.9g/100g的β葡聚糖含量。
实施例3：甜燕麦粥
使用实施例1中的配方2(表1)与挤出条件B(表2)来制备燕麦碎片。干燕麦碎片的尺寸为3mm至5mm。粥干混物通过干燥混合下述成分来制备：
-挤出的燕麦碎片……………82.7重量％
-糖……………………………15重量％
-盐……………………………0.1重量％
-香草醛………………………0.2重量％
-干苹果片……………………2重量％
将40g干混物填装到食品级小袋中。
甜粥可以通过将小袋的内容物倒入140mL温热牛奶(例如约80℃)中来制备。这种粥在2至3分钟内复溶，显示具有宜人质地的完整软碎片。大部分液体被燕麦碎片吸收。燕麦碎片保持其形状，由于吸收水而膨胀一些，但它们不分解。与用压制的燕麦薄片制备的传统粥相反，这种粥不具有胶质质地。另外，这种粥还保持相当软的质地，使其容易用勺食用。
这种按照配方2由燕麦碎片制备的甜燕麦粥中的β葡聚糖含量为每份(即40g)约0.9gβ葡聚糖，这表示2.3g/100g的β葡聚糖含量。
实施例4：富含燕麦β葡聚糖的甜燕麦粥
使用实施例1中的配方6(表1)与挤出条件B(表2)制备燕麦碎片。干燕麦碎片的尺寸为3mm至5mm。燕麦粥干混物通过干燥混合下述成分来制备：
-挤出的燕麦碎片……………82.7重量％
-糖……………………………15重量％
-盐……………………………0.1重量％
-香草醛………………………0.2重量％
-干苹果片……………………2重量％
将40g干混物填装到食品级小袋中。
挤出的燕麦碎片包含7.6gβ葡聚糖/100g。一份40g这种富含燕麦β葡聚糖并按照配方6由燕麦碎片制备的甜燕麦粥包含约2.5g的β葡聚糖。
甜燕麦粥可以通过将小袋的内容物倒入140mL温热牛奶(例如约80℃)中来制备。这种粥在2至3分钟内复溶，显示具有宜人质地的完整软碎片。大部分液体被燕麦碎片吸收。燕麦碎片保持其形状，由于吸收水而膨胀一些，但它们不分解。与用压制的燕麦薄片制备的传统粥相反，这种粥不具有胶质质地。另外，这种粥还保持相当软的质地，使其容易用勺食用。
实施例5：咸燕麦粥
使用实施例1中的配方1(表1)与挤出条件B(表2)来制备燕麦碎片。干燕麦碎片的尺寸为3mm至5mm。燕麦粥干混物通过干燥混合下述成分来制备：
-挤出的燕麦碎片……………81重量％
-盐……………………………0.5重量％
-鸡肉调味剂…………………0.5重量％
-麦芽糖糊精…………………10重量％
-冷冻干燥的蘑菇……………4重量％
-冷冻干燥的豌豆……………2重量％
-冷冻干燥的洋葱片…………2重量％
将40g干混物填装到食品级小袋中。
可以通过将小袋的内容物倒入140mL沸水中来制备咸粥。这种粥在2至3分钟内复溶，显示具有宜人质地的完整软碎片。大部分液体被燕麦碎片吸收。燕麦碎片保持其形状，由于吸收水而膨胀一些，但它们不分解。与用压制的燕麦薄片制备的传统粥相反，这种粥不具有胶质质地。另外，这种粥还保持相当软的质地，使其容易用勺食用。
或者，使用由实施例1中的配方5(表1)与挤出条件B(表2)制备的燕麦碎片可用于代替上述实施例，或者与其结合使用。除了宜人的质地以外，此类咸粥还有宜人的颜色。
这种按照配方1由燕麦碎片制备的咸燕麦粥中的β葡聚糖含量为每份(即40g)约0.6gβ葡聚糖，这表示1.5g/100g的β葡聚糖含量。
实施例6：咸燕麦零食
使用实施例1中的配方1、2、4或5(表1)与挤出条件A(表2)来制备燕麦碎片。干燕麦碎片的尺寸为5mm至10mm。用植物油和麦芽糖糊精(右旋糖当量10至20)来制备涂层混合物。在60℃下用喷枪将该涂层混合物喷涂在燕麦碎片上。然后用粉末状咸鸡肉调味剂和干欧芹喷洒经涂覆的碎片。最后的配方是：
-挤出的燕麦碎片……………90重量％
-棕榈仁油……………………3重量％
-麦芽糖糊精…………………5重量％
-咸鸡肉调味剂………………1重量％
-欧芹…………………………1重量％
或者，可以使用其它咸成分(诸如咸牛肉调味剂、干洋葱、香料、红辣椒片、番茄粉等)来代替鸡肉调味剂或欧芹。
将燕麦零食填装到100g小袋中。它可以像这样作为手指食物食用。它也可用作沙拉上、汤中或碟子上的油煎面包块。
这种按照配方1、2、4或5含有燕麦碎片的咸燕麦零食中的β葡聚糖含量为每份(即100g)约3.6gβ葡聚糖。
实施例7：沙拉
使用实施例1中的配方1、2、4或5(表1)与挤出条件A(表2)来制备燕麦碎片。干燕麦碎片的尺寸为5至10mm。沙拉干混物通过干燥混合下列成分来制备：
-挤出的燕麦碎片共混物………93.5重量％
-冷冻干燥的豌豆………………2重量％
-冷冻干燥的洋葱片……………2重量％
-牛肉调味剂……………………2重量％
-盐………………………………0.5重量％
例如，挤出的燕麦碎片的共混物包含基于配方1、2和/或4的碎片(非风味碎片)与胡萝卜风味碎片(配方5)的混合物。例如，该共混物包含10重量％至100重量％的胡萝卜风味碎片，并且其余(如果有的话)则为非风味碎片。例如，共混物包含100重量％的胡萝卜风味碎片，或70重量％的胡萝卜风味碎片与30重量％的非风味碎片(配方1、2和/或4)，或30重量％的胡萝卜风味碎片与70重量％的非风味碎片。如上所述，在配方5中可以使用其它蔬菜代替胡萝卜。
将40g干混物填装到食品级小袋中。
咸燕麦沙拉可以通过将小袋的内容物倒入100mL沸水中来制备。该沙拉在2至3分钟内复溶，显示具有宜人质地的完整软碎片。大部分液体被燕麦碎片吸收。燕麦碎片保持其形状，由于吸收水而膨胀一些，但它们不分解。沙拉有非常宜人的口感。
这种按照配方4和5由燕麦碎片制备的沙拉中的β葡聚糖含量为每份(即40g)约1.28gβ葡聚糖，这表示3.2g/100g的β葡聚糖含量。
实施例8：颗粒燕麦饮料
使用实施例1中的配方4(表1)与挤出条件A(表2)来制备燕麦碎片。然后使用0.7mm的研磨筛研磨干燕麦碎片。粉末状饮料按照下列方式通过干燥混合制备：
-研磨的燕麦粉末………30重量份
-糖………………………4重量份
-草莓调味剂……………1重量份
将17.5g干混物填装到食品级小袋中。
甜颗粒燕麦饮料可以通过将小袋的内容物倒入150mL温热的牛奶(例如约80℃)中来制备。已经发现，牛奶的温度越高，复溶的速度越快。
或者，冷饮料也可通过将小袋内容物与150mL冷水或冷牛奶混合来制备。
该饮料可以在例如共混机中或玻璃杯中复溶。
该饮料有轻微颗粒质地。
根据配方4由燕麦碎片制备的饮料中的β葡聚糖含量为每份(即17.5g)约0.5gβ葡聚糖，其表示2.9g/100g的β葡聚糖含量。
实施例9：咸燕麦汤
使用实施例1中的配方1或4(表1)与挤出条件B(表2)来制备燕麦碎片。干燕麦碎片的尺寸为3mm至5mm。燕麦汤干混物通过干燥混合下述成分来制备：
-挤出的燕麦碎片……………90重量％
-盐……………………………1重量％
-鸡肉调味剂…………………1重量％
-冷冻干燥的蔬菜：蘑菇：4重量％；豌豆：2重量％；洋葱片：2重量％
将40g干混物填装到食品级小袋中。
营养丰富的燕麦汤可以通过将小袋的内容物倒入200mL的沸水中来制备。该汤在2至3分钟内复溶，显示具有宜人质地的完整软碎片。大部分液体被燕麦碎片吸收。燕麦碎片保持其形状，由于吸收水而膨胀一些，但它们不分解。该汤有非常宜人的口感。
这种按照配方1或4由燕麦碎片制备的咸燕麦汤中的β葡聚糖含量为每份(即40g)约1.4gβ葡聚糖，其表示3.5g/100g的β葡聚糖含量。
实施例10：燕麦片
使用实施例1中的配方4(表1)与挤出条件A(表2)来制备燕麦碎片。然后将干燕麦碎片研磨成介于0.1mm至3mm之间的尺寸。
干混物通过干燥混合下述成分来制备：
-挤出研磨的燕麦碎片………62重量％
-烧结糖基试剂………………28重量％
-榛子糊剂……………………10重量％
将干混物倒入例如具有巧克力片形状的模具中。然后将该混合物在140℃下蒸煮5分钟以允许成分的烧结。
这种按照配方4由燕麦碎片制备的燕麦片剂中的β葡聚糖含量为约2.45g/100gβ葡聚糖。
实施例11：蔬菜汉堡
使用实施例1中的配方4(表1)与挤出条件B(表2)来制备燕麦碎片。将干燕麦碎片研磨至介于0.1至3mm之间的尺寸。
干预混物通过干燥混合下述成分来制备：
-挤出研磨的燕麦碎片…………65重量％
-洋葱力量…………………………17重量％
-干韭片…………………………13重量％
-盐………………………………2重量％
-调味剂和香料…………………3重量％
将所有成分干燥混合。然后将50g该干混物与50mL冷牛奶混合。将这种湿面团成形为汉堡并在锅里蒸煮几分钟。
这种按照配方4由燕麦碎片制备的蔬菜汉堡中的β葡聚糖含量为约1.29gβ葡聚糖/100g。
实施例12：含菊粉的挤出燕麦碎片
如实施例1中所述的方法用于在表4中提到的挤出条件下并以表5中提到的螺杆构型制备包含菊粉的挤出燕麦碎片。干混物的配方如下：
-燕麦粉………………………………73.3重量％
-生育酚………………………………0.1重量％
-磷酸氢二钾…………………………0.3重量％
-碳酸钙………………………………0.3重量％
-香草味调味剂………………………0.1重量％
-Raftiline GR(89wt％的菊粉)……25.9重量％
挤出机被构造成具有1200mm的总长度，由四个料筒元件组成。每个料筒元件具有200mm的长度，并在表4中所述的温度下受热。在挤出机的总长度内，使用由表5中所述的螺杆元件组成的螺杆外形。
在挤出过程中，生面团略微膨胀。然后在流化床干燥机上将这些碎片干燥至约3％湿度的含水量。在静置时间期间将这些碎片冷却至环境温度(例如20℃)。
每100g挤出的燕麦碎片包含25.9g纤维，其中β葡聚糖2.9g，并且菊粉23g。
挤出的燕麦碎片可用于制备类似于实施例2至4中的那些的甜食品组合物。通过用咸调味剂代替香草味调味剂，或通过添加蔬菜粉，在制备类似于实施例5至11中的那些的咸食品组合物中还可以使用富含菊粉的挤出燕麦碎片。
表4挤出工艺参数
挤出条件 单位 值
螺杆速度 rpm 190
水 kg 14
干混物 kg 140
温度简况
料筒1 ℃ 20
料筒2 ℃ 85
料筒3 ℃ 110
料筒4 ℃ 120
料筒5 ℃ 130
料筒6 ℃ 140
产品温度 ℃ 134
机械能 W.h/kg 40.39
比重 g/L 325
表5-螺杆外形
螺杆元件 1 2 3 4 5 6 7 8
长(mm) 200 200 200 200 200 50 50 100
螺距(mm) 66 66 66 66 50 33 双叶 33
螺纹 C2F C2F C2F C2F C2F C2F C2FC C2F
实施例13：挤出的燕麦产品中的β葡聚糖尺寸
使用实施例1中的配方4(表1)与挤出条件B(表2)来制备燕麦碎片。在这些燕麦碎片中，以及在用于制备燕麦碎片的燕麦粉中测量β葡聚糖含量。还测量了水可提取的β葡聚糖(可溶性级份)的分子量。该分子量与β葡聚糖的聚合程度呈正相关。
按照下列方式测量β葡聚糖的分子量。首先，将待分析的干燥样品在50％乙醇中稀释，在99℃下加热15分钟以使内源性酶失活。弃去上清液并在99℃下用稀释在0.28mg/mLCaCl2溶液中的α淀粉酶(购自诺维信公司(Novozymes)的thermamylTM)(0.25％酶溶液)通过不断摇震对样品消解4小时，以提取β葡聚糖。通过采用特定荧光增白剂检测的尺寸排阻色谱法分析上清液。
如图1所示，挤出参数和条件对最终产品中水可提取的β葡聚糖的完整性具有非常有限的影响或无影响。实际上，成品(即挤出的产品)中的β葡聚糖的分子量与挤出之前燕麦粉中的水可提取的β葡聚糖的分子量类似。
虽然已在说明书中结合特定实施例公开了优选的实施方案，但应认识到，本发明并不限于这些优选的实施方案。各种变型形式对本领域的技术人员而言可变得显而易见并且可在实施本发明的过程中获得。应当理解，在不脱离本发明公开和教导的方法与组合物的前提下，所使用的材料和化学详情可略不同于所描述的情况，或由所描述的情况修改得到。

Claims (16)

1.一种用于制备基于燕麦的碎片的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将干混物送入蒸煮挤出机中，所述干混物包含50重量％至99.9重量％的燕麦组分和0.1重量％至2重量％的抗氧化剂，
b)按照10至25重量份水/100重量份干混物，优选地12至25重量份水/100重量份干混物范围内的比例将水注入所述蒸煮挤出机中，以获得生面团，
c)在120℃以上的料筒温度下在注水的下游蒸煮所述生面团，
d)在40至135W.h/kg干混物，优选地60至135W.h/kg干混物的比机械能以及2.5至10kg干混物/h/mm2模具表面的流量下挤出所述生面团，
e)将所述绳状生面团切成碎片并使所述碎片膨胀，从而得到所述基于燕麦的碎片。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述干混物还包含2.5重量％至15重量％的添加的β葡聚糖。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述干混物还包含5重量％至25重量％的菊粉。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中将所述膨胀的碎片干燥到3重量％至4重量％的水含量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述方法包括涂覆所述基于燕麦的碎片的步骤。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，所述方法包括将所述基于燕麦的碎片粉碎到0.1至3mm范围内的平均尺寸的步骤。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中所述干混物还包含选自以下的至少一种成分：除燕麦之外的谷物粉、蔬菜粉、果粉、豆粉、奶粉、甜味剂、着色剂、可溶性或不溶性纤维、维生素、矿物质。
8.一种由蒸煮挤出的基于燕麦的碎片组成的产品，其中所述基于燕麦的碎片包含0.1重量％至1重量％的抗氧化剂、至多25重量％的菊粉和50重量％至99.9重量％的燕麦组分，其中所述产品包含2重量％至16重量％的β葡聚糖，并且至少50％的所述β葡聚糖具有至少106g/mol的分子量。
9.根据权利要求8所述的产品，其中所述基于燕麦的碎片具有大于66％的凝胶化程度。
10.根据权利要求8或9所述的产品，其中所述基于燕麦的碎片具有0.1至0.5范围内的水活度Aw。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的产品，其中所述基于燕麦的碎片在液体中再水合后保持其总体形状。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的产品，其中所述基于燕麦的碎片还包含至多1重量％的碳酸钙。
13.根据权利要求8至12中的任一项所述的产品，其中所述干混物还包含选自以下的至少一种成分：除燕麦之外的谷物粉、蔬菜粉、果粉、豆粉、奶粉、甜味剂、着色剂、可溶性或不溶性纤维、维生素、矿物质。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的产品，所述产品包含：
燕麦组分………………………50重量％至99.9重量％
抗氧化剂………………………0.1重量％至2重量％，优选作为生育酚和磷酸氢二钾的组合
添加的β葡聚糖………………至多15重量％，优选2.5重量％至15重量％
非燕麦谷物……………………至多49.9重量％，优选10重量％至49重量％，优选作为谷物粉
水果或蔬菜……………………至多49.9重量％，优选5重量％至30重量％，优选作为果粉或蔬菜粉
牛奶……………………………至多49.9重量％，优选5重量％至40重量％，优选作为粉末
甜味剂…………………………至多15重量％，优选3重量％至15重量％的糖，或者足以提供等同的甜味感知的量的甜味剂或糖替代物
可溶性或不溶性纤维…………至多30重量％，优选5重量％至25重量％的除β葡聚糖以外的纤维，诸如5重量％至25重量％的菊粉
碳酸钙…………………………至多1重量％，优选0.1重量％至0.9重量％
15.根据权利要求8至14中的任一项所述的产品，所述产品能够通过根据权利要求1至7中的任一项所述的方法获得。
16.一种组合物，所述组合物包含根据权利要求8至15中任一项所述的产品以及选自糖、果片、蔬菜片、坚果片、肉片、鱼片、奶粉、香料及其混合物的至少一种成分。
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