CN112788953A - 含有豆科蛋白和酪蛋白的混合物的食物组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及：一种富含精氨酸的食物组合物，所述食物组合物包含基于所述组合物的重量的按重量计10％‑20％的蛋白，并且具有如用本文定义的测试A测量的0.01至0.2N的低硬度；其通过混合豆科蛋白源和酪蛋白源的制备方法；以及还有其用途，特别是在食物加工领域并且最特别是食物配制品的制备中的用途。所述食物组合物优选地包含豆科蛋白源和酪蛋白源的混合物。所述豆科蛋白源优选是豌豆蛋白分离物。

Description

含有豆科蛋白和酪蛋白的混合物的食物组合物

技术领域

本发明涉及一种包含蛋白并且具有低硬度的富含精氨酸的食物组合物，涉及其通过混合豆科蛋白源和酪蛋白源的制备方法，并且还涉及其用途，特别是在食物加工领域并且最特别是食物配制品的制备中的用途。

技术背景

蛋白连同碳水化合物和脂质一起构成我们饮食的相当大的一部分。通常，消耗的蛋白是动物来源的(称为动物蛋白)，如肉、鱼、蛋和乳制品，或者是植物来源的(称为植物蛋白)，如谷物和豆科植物。

它们的营养作用是提供氨基酸和能量，这些氨基酸和能量是合成人体蛋白所需的底物。

蛋白由一系列氨基酸组成。存在20种氨基酸，其中的9种是人类必需，因为人体不能合成它们并且因此必须通过饮食来提供。

在常规方法中，基于蛋白的必需氨基酸含量来评估这些蛋白的质量。作为一般规则，与植物蛋白相比，动物来源的蛋白更富含某些必需氨基酸像赖氨酸，但是乳蛋白在精氨酸方面则更差。

与其他蛋白源(如大豆和乳)相比，豆科蛋白(尤其是豌豆和蚕豆)含有高百分比的精氨酸，这使其成为需要高精氨酸水平的应用(如护理食物配制品和抗溃疡配制品(参见WO99/58000)、或还有抗肌肉减少症配制品)的良好选择。用通常包括一系列加热和冷却步骤以便控制其中的微生物水平的方法获得此类配制品。

不幸的是，当加热豌豆蛋白时，它在冷却后可能产生更高的粘度，并且产生不适于一些需要更液体的配制品的消费者像老年人的产品。加热和冷却步骤导致凝胶结构，其有时可能是相当硬的。

降低硬质地的解决方案可以是水解豌豆蛋白，但是这导致更苦得多的味道和更少的营养蛋白。用来获得此类配制品的方法也更加复杂和昂贵。

因此，仍然对富含精氨酸的基于豌豆的食物组合物存在技术需要，所述食物组合物具有相对低的硬度并且在灭菌和冷却步骤之后保持液态。

发明内容

本发明的第一个目的是一种食物组合物，基于所述组合物的重量，所述食物组合物包含按重量计10％至20％、优选地15至20％的蛋白，其中所述组合物展现出如用本文定义的测试A测量的0.01至0.2N、优选地0.1至0.2N的硬度。

本发明的第二个目的是一种用于制备本发明的食物组合物的方法，所述方法包括以下步骤：

·提供组合物，所述组合物按50/50至85/15、特别是60/40至80/20的豆科蛋白源与酪蛋白源的重量比包含水，豆科蛋白源、优选地豌豆蛋白分离物，和酪蛋白源、优选地乳蛋白浓缩物；

·任选地将所述组合物混合直至完全均化；

·任选地将所述组合物引入包装中；

·对所述组合物进行热灭菌。

本发明的第三个目的是本发明的或用本发明的方法可获得的食物组合物在制备食物配制品(如专用营养组合物或饲料组合物)中的用途。

具体实施方式

出于本发明的目的，术语“食物组合物”或“食物配制品”旨在意指可以被动物或人类摄取的组合物。食物组合物的实例包括供人类消耗的食品、动物饲料和饮料。

本发明的食物组合物展现出如用本文定义的测试A测量的0.01至0.2N、优选地0.1至0.2N的硬度。

基于所述组合物的重量，本发明的食物组合物包含按重量计10％至20％、优选地11％至20％、12％至20％、13％至20％、14％至20％、甚至更优选地15％至20％的蛋白。

出于本发明的目的，术语“蛋白”旨在意指由肽键连接的一系列氨基酸构成的单链或多链的多肽大分子。在本发明中，术语“蛋白”涵盖从豆科植物(像蚕豆或豌豆)获得的蛋白和酪蛋白。

可以使用本领域技术人员众所周知的用于量化蛋白水平的任何参考测定方法。优选地，进行总氮(以％/粗品计)的确定，并将结果乘以系数6.25。蛋白领域中的这种众所周知的方法是基于以下观察结果：蛋白平均含有16％氮。

在一个实施例中，本发明的食物组合物包含豆科蛋白源和酪蛋白源的混合物。

在本发明的背景下，术语“酪蛋白”旨在意指相关的磷蛋白的家族(αS1、αS2、β、κ)。这些蛋白通常发现于哺乳动物的乳中。例如，牛乳包含按重量计约80％的蛋白，并且人乳包含按重量计约20％至45％的蛋白。在本发明的背景下，术语“酪蛋白源”旨在意指包含酪蛋白的组合物。酪蛋白源可以衍生自奶牛，但是也可以衍生自其他动物，像山羊。酪蛋白最常见的形式是酪蛋白酸钠，但是存在其他形式，像酪蛋白酸钾或乳蛋白浓缩物(MPC)。

在优选的实施例中，酪蛋白源可以选自乳蛋白浓缩物、酪蛋白酸钙、酪蛋白酸钠、酪蛋白酸镁、酪蛋白酸钾及其混合物。更优选地，酪蛋白源可以是乳蛋白浓缩物。

在本发明的背景下，术语“豆科植物”旨在意指任何属于苏木科、含羞草科或蝶形花科的植物，如苜蓿、三叶草、羽扇豆、豌豆、豆、蚕豆、马蚕豆或小扁豆，并且更特别地是豌豆。术语“豆科蛋白”旨在意指例如通过提取和任选地进一步修饰衍生自豆科植物的蛋白。术语“豆科蛋白源”旨在意指包含豆科蛋白的组合物(如豆科蛋白分离物或浓缩物)。

在优选的实施例中，豆科蛋白源可以是豌豆蛋白分离物、豌豆蛋白浓缩物、蚕豆蛋白分离物、蚕豆蛋白浓缩物、及其混合物。更优选地，豆科蛋白源可以是豌豆蛋白分离物。

适合的豌豆蛋白分离物或浓缩物可以用本领域技术人员已知的常见和可获得的方法从豌豆中提取。通过湿法获得的豌豆蛋白分离物，如EP 1400537中披露的那些，是特别优选的。

本文中术语“豌豆”被考虑到其最广泛接受的意义，并且特别地包括：

·“光皮豌豆(smooth pea)”和“皱皮豌豆(wrinkled pea)”的所有品种，以及

·所有“光皮豌豆”以及“皱皮豌豆”的突变品种，这不论所述品种通常预期的用途(用于人类消费的食物、动物饲料和/或其他用途)。

在本申请中，术语“豌豆”包括属于豌豆属的、更具体地属于菜豌豆(Pisumsativum)种的豌豆的品种。

所述突变品种是特别地被称为“r突变体”、“rb突变体”、“rug 3突变体”、“rug 4突变体”、“rug 5突变体”以及“lam突变体”的那些品种，如在C-L HEYDLEY等人的文章中所说明，名称为“Developing novel pea starches”Proceedings of the Symposium 10of theIndustrial Biochemistry and Biotechnology Group of the Biochemical Society[“开发新型豌豆淀粉”生化学会工业生化与生物技术小组研讨会10的论文集],1996,pp.77-87。

在优选的实施例中，所述豆科蛋白衍生自光滑豌豆。

豌豆是具有富含蛋白的种子的豆科植物，它已经在欧洲和法国得到了广泛的开发，不仅作为动物饲料而且作为人类消耗的食物的蛋白源。

类似所有的豆科植物蛋白，豌豆蛋白是由三个主要类别的蛋白组成的：球蛋白(豌豆蛋白的按重量计约50％-60％)、白蛋白(豌豆蛋白的按重量计约20％-25％)和“不溶性”蛋白。此外，豌豆球蛋白可以分为三个家族：豆球蛋白、豌豆球蛋白和伴球蛋白。

豌豆蛋白的价值在于它们良好的乳化能力、它们缺少变应原性以及它们的低成本，这使它们成为经济的功能成分。

此外，豌豆蛋白有利地促进了可持续发展并且它们的碳影响非常积极的。这是因为豌豆栽培是对环境友好的并且不需要含氮肥料，因为豌豆固定大气氮。

在一个实施例中，本发明的食物组合物展现出50/50至85/15、更特别是60/40至80/20的豆科蛋白源与酪蛋白源的重量比。

根据相关的营养要求，本发明的食物组合物可以具有一定量的豆科蛋白，其足以有资格成为富含精氨酸的食物组合物。例如，根据JASPEN(日本肠外与肠内营养学会(Japanese Society for Parenteral&Enteral Nutrition))的指南，患有压迫溃疡的人的精氨酸的推荐量应为7.5g/天。豌豆蛋白分离物中精氨酸的平均含量是总蛋白含量的按重量计约6.5％。在85％富含蛋白的分离物中，精氨酸占5.5g/100g分离物。相比之下，乳蛋白浓缩物中精氨酸的平均含量是蛋白总重量的按重量计约3％。

在本发明的背景下，术语“精氨酸”旨在意指由下式表示的氨基酸。在豆科蛋白中、特别是在豌豆蛋白中，所述氨基酸的量较高。

在一个实施例中，基于组合物的重量，本发明的食物组合物包含按重量计0.4％至1.4％、特别是0.5％至1.3％、更特别是0.6％至1.2％的精氨酸。

本发明的食物组合物可以进一步包含添加剂，如调味剂、稳定剂、胶凝剂、乳化剂、甜味剂、可溶性纤维、不溶性纤维、淀粉、糊精或多元醇。

在一个实施例中，本发明的食物组合物进一步包含麦芽糊精，基于组合物的总重量，优选地包含按重量计16％至20％的麦芽糊精，基于组合物的总重量，甚至更优选地包含按重量计约16％、17％、18％、18.5％、18.8％、19％或20％的麦芽糊精。

在一个实施例中，本发明的食物组合物进一步包含油、典型地是葵花油。在一个实施例中，基于组合物的总重量，本发明的食物组合物进一步包含按重量计1％至5％的葵花油，基于组合物的总重量，甚至更优选地包含按重量计约2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％或3％的葵花油。

可以用以下描述的根据本发明的方法获得本发明的食物组合物。

针对本发明的食物组合物描述的所有实例和优选的实施例同样适用于本发明的方法。

本发明的方法包括提供包含水、豆科蛋白源和酪蛋白源的组合物的步骤。

按50/50至85/15、更特别是60/40至80/20的豆科蛋白源与酪蛋白源的重量比，将豆科蛋白源和酪蛋白源混合在一起。

特别地，可以调节组合物中水、豆科蛋白源和酪蛋白源的量，以便获得基于组合物的重量，包含按重量计10％至20％、优选地11％至20％、12％至20％、13％至20％、14％至20％、甚至更优选地15％至20％的蛋白的组合物。

可以将豆科蛋白源和酪蛋白源作为干粉混合，并且可以随后添加水。可替代地，可以将豆科蛋白源和酪蛋白源直接混合到水中。可以使用本领域中已知的常见技术，像搅拌器、均化泵或均混器、混砂机和分散器。

水将选自适用于食物、饲料或化妆品应用的众所周知的来源。特别地，水可以是饮用水、去离子水、脱碳酸水或蒸馏水。

本发明的方法可以进一步包括混合组合物直至完全均化的步骤。在本发明的背景下，当组合物是均匀的悬浮液(即，它不包含未溶解的聚集体)时，可以达到完全均化。

本发明的方法可以进一步包括将组合物引入包装中的步骤。特别地，所述包装可以适用于直接给予消费者，例如塑料杯、塑料瓶、塑料袋、金属罐或纸瓶。

本发明的方法包括热灭菌的步骤。总体上，热灭菌可以通过例如在大于100℃的温度下加热组合物持续足以抑制酶和任何形式的微生物，特别是形成孢子的细菌的时间段来进行。

在优选的实施例中，加热步骤在包括在60℃与80℃之间、优选地70℃的温度下进行持续包括在20与60min之间、优选地在30与50min之间的时长。灭菌还可以在高温即在135℃至150℃的温度下进行持续通常不超过15秒(换句话说，在0.1与15秒之间)的时间段，这对应于UHT(超高温)灭菌。此技术具有保留所灭菌的产品的营养和感官特性的优点。可以通过本领域技术人员已知的装置和技术进行热灭菌步骤，如水浴、油浴、UHT机、直接蒸汽喷射系统、蒸煮机或焦耳加热。

然后使混合物经受冷却步骤，优选在4℃下冷却12小时。

根据本发明，对豌豆蛋白和酪蛋白源的混合物进行热灭菌步骤。没有此热处理步骤，豌豆和酪蛋白源的悬浮液将保持液体悬浮液状态，而没有达到具有所需硬度的所需软凝胶质地。不能显示出实例来示例未经热处理的混合物，因为不能用质地分析仪分析此类液体悬浮液样品以便测定其硬度。尽管使用了热灭菌步骤，但是通过本发明的方法获得的食物配制品仍展现出低硬度，即，小于0.2N。

本发明的食物配制品特别适用于需要蛋白、更特别是需要精氨酸的人。因此，本发明的食物组合物可以用于制备食物配制品，如专用营养组合物或饲料组合物。专用营养组合物的实例包括运动员、进行轻度锻炼的人、成长中的孩子和老年人的食物。

食物配制品特别地可以用于向具有咀嚼和吞咽问题(例如语言困难)的人供应营养。这些人，无论其年龄，都不能吃硬质地的食物，如肉和豆类。因此，本发明的食物组合物将帮助他们在其饮食中获得足够的蛋白。

测试方法

硬度的测量：测试A

根据以下方案，使用质地分析仪(如配备有齿形芯片的SHIMAZU EZ-SX)测量组合物的硬度：

1.将85g的食物组合物引入塑料袋(3cm直径，35cm长度)中

2.将塑料袋在70℃下加热40min，并且在4℃下冷却12h

3.打开塑料袋，并且取出食物组合物

4.切成具有2cm厚度的样品

5.将样品放在金属盘上，并且放在质地分析仪的载物台上。将齿型芯片用作质地分析仪的探针，并且将所述探针贴在圆柱形凝胶的侧面，并且使其下降直到探针到达金属盘的底部(速度1mm/sec)

6.进行分析，并且以牛顿(N)测量最大峰值硬度。

将用以下非限制性实例更好地理解本发明。

实例

在实例中使用以下成分：

·豌豆蛋白分离物(PPI-78％wt蛋白)：NUTRALYS S85F(来自罗盖特公司(ROQUETTE))

·乳蛋白浓缩物(MPC-76％wt蛋白)：MPC480(来自恒天然公司(FONTERRA))

·乳清蛋白浓缩物(WPC-80％wt蛋白)：WPC392(来自恒天然公司(FONTERRA))

·酪蛋白酸钠(SC-92％wt蛋白)：TATUA 100(来自TATUA公司)

·酪蛋白酸钙(CC-92％wt蛋白)：TATUA 200(来自TATUA公司)

·酪蛋白酸镁(MC-91％wt蛋白)：TATUA 600(来自TATUA公司)

·大豆蛋白分离物(SPI-85％wt蛋白)：SOLPEE 4000H(来自日清奥利友集团(Nisshin-oillio))

·麦芽糊精：

19(来自罗盖特公司(ROQUETTE))

·葵花油(来自昭和产业株式会社(Showa-sangyo))

所有实例共享相同的方案以便产生样品：

1.称重所有粉末和水

2.在磁力搅拌下将它们放入400ml烧杯中并且混合直到均化

3.将85g的组合物引入塑料包装(3cm直径，并且35cm长度)中

4.在70℃下加热40min

5.在4℃下冷却12h

下表中指示了每种成分的类型和量(以克计)。根据上述测试A测量每个样品的硬度。

步骤3至5与测试A的步骤1和2相同，并且无需重复。

实例1：20％蛋白含量的蛋白源选择的影响

在此实例中，按照上述程序，用不同的蛋白源制备组合物，基于组合物的重量，这些组合物包含按重量计20％的蛋白。下表中以克(g)指示每种成分的重量。下表中还指示了蛋白源之间的重量比。根据上述测试A，测量每种组合物的硬度(以牛顿(N)计)。

表1：根据本发明的豌豆蛋白分离物(PPI)和乳蛋白浓缩物(MPC)的混合物

表2：不根据本发明的豌豆蛋白分离物(PPI)和大豆蛋白浓缩物(SPC)的混合物

表3：不根据本发明的大豆蛋白分离物(SPI)和乳蛋白浓缩物(MPC)的混合物

SPI/MPC	#1	#2	#3	#4	#5	#6
							水	133	134.5	136	136.5	138	139.5
MPC	67	53.5	40	27	13.5	0
							SPI	0	12	24	36.5	48.5	60.5
麦芽糊精	48	48	48	48	48	48
							NaCl	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
葵花油	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2
							MPC比率(％)	100	80	60	40	20	0
SPI比率(％)	0	20	40	60	80	100
							硬度(N)	0.31	0.27	0.21	0.38	0.92	3.14
SD	0.065	0.027	0.007	0.031	0.417	0.118

表4：不根据本发明的豌豆蛋白分离物(PPI)和乳清蛋白分离物(WPI)的混合物

表5：根据本发明的豌豆蛋白分离物(PPI)和酪蛋白酸钙(CC)的混合物

表6：根据本发明的豌豆蛋白分离物(PPI)和酪蛋白酸镁(MC)的混合物

PPI/MC	#1	#2	#3	#4	#5	#6
							水	135	136.5	138.5	140.5	142	144
PPI	65	52	39	26	13	0
							MC	0	11.5	22.5	33.5	45	56
麦芽糊精	48	48	48	48	48	48
							NaCl	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
葵花油	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2
							MC比率(％)	0	20	40	60	80	100
PPI比率(％)	100	80	60	40	20	0
							硬度(N)	0.60	0.03	0.69	2.72	1.49	2.92
SD	0.149	0.011	0.271	0.275	1.018	1.919

表7：根据本发明的豌豆蛋白分离物(PPI)和酪蛋白酸钠(SC)的混合物

从上面的表，可以得出以下结论：

-包含呈50/50至85/15的豌豆蛋白分离物与酪蛋白源的重量比的豌豆蛋白分离物和酪蛋白源(例如乳蛋白浓缩物或酪蛋白酸镁)的混合物的组合物可以用作具有低硬度(即，低于0.2N、优选地0.1N与0.2N之间)的营养配制品；

-代表表1至7中每种组合物的照片的图1至7示出根据本发明的组合物具有接近液体/凝胶状态的软质地；

-单独的豌豆蛋白分离物，单独的酪蛋白源、或其他植物蛋白分离物(像大豆)产生在加热步骤后具有高于0.2N的硬度的食物组合物；

-呈50/50至80/20的重量比的豌豆蛋白分离物与酪蛋白源的组合产生了以下营养配制品，基于组合物的重量，所述营养配制品包含按重量计0.69％至1.12％的精氨酸。

实例2：蛋白含量的影响(对比)

在此实例中，按照上述程序，制备组合物，与实例1(按重量计20％)相比，这些组合物包含更高的蛋白含量(按重量计25％)或更低的蛋白含量(按重量计8％)。下表中以克(g)指示每种成分的重量。下表中还指示了蛋白源之间的重量比。根据上述测试A，测量每种组合物的硬度(以牛顿(N)计)。

表8：包含豌豆蛋白分离物(PPI)和乳蛋白浓缩物(MPC)的混合物的组合物(基于组合物的重量，具有按重量计25％的蛋白)

表9：包含豌豆蛋白分离物(PPI)和乳蛋白浓缩物(MPC)的混合物的组合物(基于组合物的重量，具有按重量计8％的蛋白)

PPI/MPC	#1	#2	#3	#4	#5
						水	174	173.5	173.5	173.5	173
PPI	26	19.5	13	6.5	0
						MPC	0	7	13.5	20	27
麦芽糊精	48	48	48	48	48
						NaCl	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
葵花油	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2
						PPI比率(％)	100	75	50	25	0
MPC比率(％)	0	25	50	75	100
						硬度(N)	0.035	0.035	0.034	0.034	0.035

上面的表8示出，基于组合物的重量，将蛋白含量按重量计从20％蛋白提高至25％蛋白导致硬度的高度增加，这导致不适用于特定消费者的营养的食物配制品。

上面的表9示出，具有低蛋白含量的组合物具有令人满意的硬度，但是它们的蛋白含量和精氨酸含量太低而不可用作营养配制品。

Claims (10)

1.一种食物组合物，基于所述组合物的重量，所述食物组合物包含按重量计10％至20％、优选地15％至20％的蛋白，其特征在于，所述食物组合物展现出如用本文定义的测试A测量的0.01至0.2N、优选地0.1至0.2N的硬度。

2.根据权利要求1所述的食物组合物，其特征在于，所述组合物包含豆科蛋白源和酪蛋白源的混合物。

3.根据权利要求2所述的食物组合物，其特征在于，所述豆科蛋白源选自豌豆蛋白分离物、豌豆蛋白浓缩物、蚕豆蛋白分离物、蚕豆蛋白浓缩物、及其混合物；特别地，所述豆科蛋白源是豌豆蛋白分离物。

4.根据权利要求2或3所述的食物组合物，其特征在于，所述酪蛋白源选自乳蛋白浓缩物、酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钙、酪蛋白酸镁、酪蛋白酸钾、及其混合物；特别地，所述酪蛋白源是乳蛋白浓缩物。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的食物组合物，其特征在于，所述豆科蛋白源与所述酪蛋白源的重量比是50/50至85/15、特别是60/40至80/20。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的食物组合物，其特征在于，基于所述组合物的重量，所述食物组合物包含按重量计0.4％至1.4％、特别是0.5％至1.3％、更特别是0.6％至1.2％的精氨酸。

7.一种用于制备如权利要求1至6中任一项所定义的食物组合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

·提供组合物，所述组合物按50/50至85/15、特别是60/40至80/20的豆科蛋白源与酪蛋白源的重量比包含水，豆科蛋白源、优选地豌豆蛋白分离物，和酪蛋白源、优选地乳蛋白浓缩物；

·任选地将所述组合物混合直至完全均化；

·任选地将所述组合物引入包装中；

·对所述组合物进行热灭菌；

·任选地，冷却所述组合物。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述热灭菌步骤在包括在60℃与80℃之间、优选地70℃的温度下进行，持续包括在20与60分钟之间、优选地在30与50分钟之间的持续时间。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，热灭菌步骤在包括在135℃至150℃之间的温度下进行，持续包括在0.1与15秒之间的持续时间。

10.如权利要求1至6中任一项所定义的或通过根据权利要求7至9中任一项所述的方法可获得的食物组合物在制备食物配制品如专用营养组合物或饲料组合物中的用途。

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