CN112672651A - 蛋白棒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蛋白棒，其由包含蛋白质和/或蛋白质水解物的可塑物质形成。所述可塑物质包含具有高达1700Da的平均分子量的胶原蛋白水解物作为蛋白质水解物。
Description
本发明涉及一种蛋白棒，其由包含蛋白质和/或蛋白质水解物的可塑混合物形成。
特别是在运动员中，蛋白棒的受欢迎程度正在增长。它们使得以可储存和易于运输的方便食品的形式供应相对大量的蛋白质成为可能。当与体育活动相结合时，高蛋白质供应在营养上是明智的，特别是旨在促进肌肉发育。
在配制蛋白棒时，必须考虑到许多方面，其中一些不同的要求是矛盾的。一方面，基于营养的理由，期望尽可能高的蛋白质含量，而尽可能避免碳水化合物特别是糖。另一方面，制剂必须具有适当的稠度，也就是说，由不同组分形成的混合物必须是可塑的，以便于可以由此形成在尺寸上长期稳定的棒。因此，所述棒应既不松软，也不轻易破裂。
另一个重要的方面是蛋白棒在咬和咀嚼期间的味道和质地。为了达到最高可能的消费者接受度，蛋白棒的性质在这方面应当与可比较的零食例如巧克力棒尽可能地接近。然而，迄今为止几乎不可能实现该目的，特别是在高于60重量％的非常高的蛋白质含量情况下。
因此，本发明的目的是提出一种蛋白棒，其中混合物是轻易可塑的并且所述蛋白棒具有改善的、特别是更柔软的质地。
根据本发明，用在引言中提及的类型的蛋白棒来实现该目的，其中所述可塑混合物包含具有高达1700Da的平均分子量的胶原蛋白水解物作为蛋白质水解物。
出人意料的是，已经显示，添加这种类型的胶原蛋白水解物改善了所述混合物的可塑性，也就是说，所述混合物变得不那么易碎，并且蛋白棒的质地更柔软，也就是说，改善了在食用期间的口感。
令人感兴趣的是，使用已知的增塑剂例如甘油，特别是在具有高蛋白质含量的蛋白棒的情况下，无法获得可比较的效果。
在本发明的上下文中，词语“由可塑混合物形成”并不仅仅意味着起始混合物具有使棒成形所需要的可塑性，也意味着这种相同可塑性仍然存在于作为最终产品的根据本发明的蛋白棒中。实际上，所述可塑性导致蛋白棒在食用期间所期望的稠度和质地，因此本发明的棒具体来说也与其他具有酥脆或脆质地的含蛋白质的零食不同。
为了实现本发明的效果，所用的胶原蛋白水解物中1700Da或更低的低平均分子量是至关重要的。因为在食品或食品增补剂中的生物学活性而在现有技术中已经使用很多的其他胶原蛋白水解物通常具有在2000至5000Da范围内的平均分子量。使用这些产品不能改善蛋白棒的质地，或者至少不能使蛋白棒的质地改善超过可忽略不计的程度。
优选地，所述胶原蛋白水解物的平均分子量为800至1700Da，更优选为1000至1500Da。在本说明书的上下文中，所有给出的数字是指胶原蛋白水解物的重均分子量。特别地，这可以使用校准的标准肽通过凝胶渗透色谱法来确定。
优选地，通过含胶原蛋白原料的酶促水解来生产所述胶原蛋白水解物。对于该水解，特别地使用微生物或植物来源的内肽酶或外肽酶。肽酶和水解条件的适当选择允许生产在各自所需的分子量范围内的胶原蛋白水解物。
含胶原蛋白原料通常选自脊椎动物，优选哺乳动物或鸟类的皮肤或骨头，并且特别是选自牛或猪的皮肤(牛二层(bovine split)或猪肉皮)。作为替代方案，所述含胶原蛋白原料可以选自鱼类、特别是冷水或温水鱼类的皮肤、骨头和/或鳞片。
所述胶原蛋白水解物可以从这些原料以单步法生产，或经由明胶的中间阶段生产，在后一种情况下A型明胶和B型明胶都可以被使用。
作为替代方案，可以通过重组基因表达来生产用于根据本发明的蛋白棒的胶原蛋白水解物。通过使用特别是来自牛或猪的天然胶原蛋白序列及其在遗传修饰细胞(例如酵母、细菌或植物细胞，特别是烟草)中的表达，可以生产与相应的含胶原蛋白原料的水解产物基本上一致的产物。本文中，可以获得分子量的相对窄或精确地预定的分布。
胶原蛋白水解物在可塑混合物中的比例有利地在5至50重量％的范围内，优选在30至50重量％的范围内。本文中，需要多少比例的胶原蛋白水解物来改善质地特别取决于可塑混合物的其余组成。特别是有高的总蛋白质含量时，也将经常使用相对高比例的胶原蛋白水解物。另一方面，也可能期望独立于改善质地，进一步增加胶原蛋白水解物的比例，以便利用胶原蛋白水解物的营养优势，特别是其对骨头和关节的生物活性作用。
根据本发明的蛋白棒的总蛋白质含量可以在宽范围内变化，其中低分子量的胶原蛋白水解物的增塑作用甚至在有相对低的蛋白质含量时起作用。然而，由于这种作用，根据本发明，也可能获得高蛋白质含量，其在不添加根据本发明的胶原蛋白水解物时，将不会产生可塑的或可食用的混合物(太硬)。因此，根据本发明的一个有利的实施方式，可塑混合物包含的蛋白质和/或蛋白质水解物的总量为可塑混合物的至少50重量％，优选至少60重量％，更优选至少65重量％。
上文所显示的定量比例总是指纯的蛋白质或蛋白质水解物的质量，也就是说，在扣除所用组分中的任何水含量之后。
有利地，除了胶原蛋白水解物外，可塑混合物还包含一种或多种蛋白质和/或蛋白质水解物，特别是在总蛋白质含量高的情况下。这些也可以特别基于营养的理由来选择。优选地，其他蛋白质和/或蛋白质水解物选自乳蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白、小麦蛋白及其水解物以及其他胶原蛋白水解物。这些最后部分特别是与出于改善质地的目的而存在的平均分子量高达1700Da的胶原蛋白水解物相比具有更高或不同的生物活性的胶原蛋白水解物。
在本发明的优选实施方式中，根据本发明提供的胶原蛋白水解物相对于蛋白质和/或蛋白质水解物的总量的比例在10至70重量％的范围内。
根据本发明的蛋白棒的其他优选的组分特别是从现有技术已知其用途的组分。
有利地，可塑混合物还包含一种或多种植物脂肪。这些优选选自椰子油、棕榈油、向日葵油和可可脂。植物油的含量通常在可塑混合物的5至15重量％的范围内。
由于营养的考虑，蛋白棒通常不包含糖，即单糖和二糖，尽管使用这些糖并不排除在本发明的范围之外。相反，可塑混合物优选还包含一种或多种糖替代物。这些尤其包括各种糖醇和不可消化的多糖，例如低聚果糖和菊粉。根据本发明的蛋白棒中的糖替代物优选选自甘油、山梨醇和低聚果糖。
还优选使用甘油，因为它在根据本发明的蛋白棒中充当保湿剂。
最后，可塑混合物还可以包含一种或多种调味剂和/或甜味剂。
在本发明的上下文中，可塑混合物(以及由其形成的蛋白棒)的密度通常为0.9g/cm3或更高，优选为1.0g/cm3或更高。
在根据本发明的蛋白棒的优选实施方式中，可塑混合物包含：
-5至50重量％的胶原蛋白水解物，优选为30至50重量％；
-0至45重量％的其他蛋白质和/或蛋白质水解物，优选为5至30重量％；
-5至15重量％的植物脂肪；
-5至15重量％的甘油；和
-5至15重量％的水。
如上所述，这里显示的定量比例也是指无水的胶原蛋白水解物或其他蛋白质和/或蛋白质水解物。
根据本发明的蛋白棒可以以不同的份量大小生产。特别地，蛋白棒的重量可以为5至100g，优选为30至60g。
此外，本发明涉及具有高达1700Da的平均分子量的胶原蛋白水解物在生产用于蛋白棒的可塑混合物中的用途。
已经结合根据本发明的蛋白棒解释了根据本发明的用途的特定优点和优选实施方式。
通过下文的实施例，参考附图更详细地描述本发明的这些和其他优点。分别如下：
图1：具有不同胶原蛋白水解物的可塑混合物的不同蛋白棒的照片显示。
实施例1
为了研究胶原蛋白水解物的平均分子量对蛋白棒的可塑性和质地的影响，从可塑混合物生产五种不同的蛋白棒，不同之处仅在于使用的胶原蛋白水解物的类型，且具有表1中显示的组成。
表1
| 组分 | 重量份，以重量％计 |
| 胶原蛋白水解物 | 40 |
| 乳蛋白和乳清蛋白 | 32 |
| 甘油 | 9 |
| 可可脂，作为植物脂肪 | 9 |
| 调味剂，三氯蔗糖 | <1 |
| 水 | 10 |
由于在每种情况下大约10重量％的水含量，可塑混合物中有效的定量比例是约36重量％的胶原蛋白水解物与约29重量％的乳蛋白和乳清蛋白。
表2中示出了不同可塑混合物A至E中胶原蛋白水解物的平均分子量。
表2
在每种情况下，使用40g的可塑混合物A至E来模制尺寸为约9cm·3.5cm·1cm的蛋白棒A至E。因此，蛋白棒A至D是根据本发明的蛋白棒，其中胶原蛋白水解物的分子量高达1700Da，而蛋白棒E是比较实施例。
生产的蛋白棒A至E具有非常高的总蛋白质含量，为65重量％。
图1示出了五种蛋白棒A至E的照片显示，显示了所含胶原蛋白水解物的平均分子量。可以看出，随着分子量增加，混合物的可塑性降低，也就是说，所生产的蛋白棒变得越来越易碎。本文中，由于混合物A具有特别好的可塑性，棒A显然具有特别均匀的结构。
此外，使用Warner-Bratzler剪切装置，特别地使用了来自Stable Micro Systems的质地分析仪TA.XTplus，分析了蛋白棒A至E的质地。在此质地分析期间，将样品放在底板上，并通过以恒定速度向下移动的刀片将所述样品变形或剪切。这是食品工业中的标准测试，旨在模拟产品被咬时的行为，其结果是测试结果与食用期间的感官印象相关。
该分析用7cm宽且0.3cm厚的刀片进行，所述刀片以0.7mm/s的速度向下移动，直到实现90％的变形。对于每种蛋白棒，进行了三次测量，并找到了平均值。
该质地分析的测量结果是相应的蛋白棒变形所需的最大可施加力(以克为单位)。表3中显示了蛋白棒A至E的结果。
表3
| 蛋白棒 | A | B | C | D | E |
| 第一次测量 | 1 828g | 2 524g | 2 940g | 4 204g | 5 641g |
| 第二次测量 | 1 814g | 2 457g | 3 206g | 4 820g | 5 296g |
| 第三次测量 | 1 819g | 2 693g | 2 855g | 4 272g | 4 900g |
| 平均值 | 1 820g | 2 558g | 3 000g | 4 432g | 5 279g |
从这些结果可以清楚地看出胶原蛋白水解物的平均分子量与蛋白棒的硬度之间的强相关性。对于口中可接受的质地，这种棒的测量值应低于约5000g。高于此值，蛋白棒太坚硬，以至于被认为是不可食用的。根据本发明的蛋白棒A至D满足了该要求，但比较实施例E则不能满足。
因此，这些实施例表明，添加根据本发明的具有高达1700Da的平均分子量的胶原蛋白水解物使得即使具有高的总蛋白质含量也可以生产具有被消费者接受的柔软质地的蛋白棒。
实施例2
尽管用于根据实施例1的蛋白棒的可塑混合物是在实验室规模上以每个批次300g生产的，本实施例显示了在小批量系统上的蛋白棒生产。为此，具有1200Da的平均分子量的胶原蛋白水解物的可塑混合物以3000g的批量被生产，具有表4中显示的组成。
表4
| 组分 | 重量份，以重量％计 |
| 1200Da的胶原蛋白水解物 | 42 |
| 乳蛋白和乳清蛋白 | 31 |
| 甘油 | 7 |
| 可可脂，作为植物脂肪 | 7 |
| 调味剂，三氯蔗糖，可可粉 | <1 |
| 水 | 12 |
考虑到各自的水含量，蛋白质和/或蛋白质水解物的有效定量比例为可塑混合物的约66重量％。
尽管蛋白质含量高，但仍可以在小批量系统上将混合物加工成具有良好可塑性的蛋白棒。这表明根据本发明的蛋白棒可以在实际生产条件下以高蛋白质含量生产。
实施例3
使用两种不同的胶原蛋白水解物，在实验室规模上(批量大小300g)生产了总蛋白质含量稍少的蛋白棒。可塑混合物的组成显示在表5中。
表5
| 组分 | 重量份，以重量％计 |
| 胶原蛋白水解物 | 20 |
| 乳蛋白和乳清蛋白 | 37 |
| 麦芽糊精 | 11 |
| 甘油 | 10 |
| 可可脂 | 10 |
| 可可粉 | 2 |
| 调味剂，三氯蔗糖 | <1 |
| 水 | 10 |
扣除水含量后，在此实施例中蛋白质和/或蛋白质水解物的有效总量为约51重量％。
在上面的制剂中，用于可塑混合物F(比较实施例)的是具有3000Da的平均分子量的胶原蛋白水解物，并且用于根据本发明的可塑混合物G的是具有1200Da的平均分子量的胶原蛋白水解物。
对于这两种混合物，评估了棒在生产期间各自的可塑性，进行了质地分析(如在实施例1中描述的)并确定了可塑混合物的密度。结果显示于表6。
表6
| 可塑混合物/棒 | F | G |
| 胶原蛋白水解物的平均分子量 | 3000Da | 1200Da |
| 可塑性 | 好 | 更好(更柔软) |
| 质地分析(三个测量的平均值) | 3580g | 2670g |
| 密度 | 1.01g/cm<sup>3</sup> | 1.03g/cm<sup>3</sup> |
该实施例表明，在总蛋白质含量相对较低的情况下，即使在使用更高分子量的胶原蛋白水解物时，也可以生产具有可接受的可塑性和质地的蛋白棒。然而，在这种情况下，如果根据本发明使用低分子量的胶原蛋白水解物，这些性质仍可以显著改善。
Claims (16)
1.一种蛋白棒，其由包含蛋白质和/或蛋白质水解物的可塑混合物形成，其特征在于，所述可塑混合物包含具有高达1700Da的平均分子量的胶原蛋白水解物作为蛋白质水解物。
2.根据权利要求2所述的蛋白棒，其中所述胶原蛋白水解物的平均分子量为800至1700Da，优选为1000至1500Da。
3.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中通过含胶原蛋白原料的酶促水解来生产所述胶原蛋白水解物。
4.根据权利要求3所述的蛋白棒，其中所述含胶原蛋白原料选自脊椎动物，优选哺乳动物、鸟类或鱼类的皮肤或骨头，特别是选自牛或猪的皮肤。
5.根据权利要求1或2所述的蛋白棒，其中通过重组基因表达来生产所述胶原蛋白水解物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中在所述可塑混合物中胶原蛋白水解物的比例在5至50重量％的范围内，优选在30至50重量％的范围内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中所述可塑混合物包含的蛋白质和/或蛋白质水解物的总量为可塑混合物的至少50重量％，优选至少60重量％，更优选至少65重量％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中除了胶原蛋白水解物外，所述可塑混合物还包含一种或多种蛋白质和/或蛋白质水解物，所述蛋白质和/或蛋白质水解物优选选自乳蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白、小麦蛋白及其水解物以及其他胶原蛋白水解物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中所述胶原蛋白水解物相对于蛋白质和/或蛋白质水解物的总量的比例在10至70重量％的范围内。
10.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中所述可塑混合物还包含一种或多种植物脂肪，所述植物脂肪优选选自椰子油、棕榈油、向日葵油和可可脂。
11.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中所述可塑混合物还包含一种或多种糖替代物，所述糖替代物优选选自甘油、山梨醇和低聚果糖。
12.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中所述可塑混合物还包含一种或多种调味剂和/或甜味剂。
13.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中所述可塑混合物的密度为0.9g/cm3或更高，优选为1.0g/cm3或更高。
14.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中所述可塑混合物包含：
-5至50重量％的胶原蛋白水解物，优选为30至50重量％；
-0至45重量％的其他蛋白质和/或蛋白质水解物，优选为5至30重量％；
-5至15重量％的植物脂肪；
-5至15重量％的甘油；和
-5至15重量％的水。
15.根据前述权利要求中任一项所述的蛋白棒，其中所述蛋白棒的重量为5至100g，优选为30至60g。
16.具有高达1700Da的平均分子量的胶原蛋白水解物在生产用于蛋白棒的可塑混合物中的用途。
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