CN115697085A - 食品最佳组成的确定方法 - Google Patents

Abstract

食品最佳组成的确定方法，本发明涉及一种确定食品组成的方法、食品的制备方法、根据本发明的方法制备的食品及其用途。

Description

食品最佳组成的确定方法

背景技术

已证明诸如心血管疾病、高血压、2型糖尿病(DMT2)、一些癌症和骨骼健康不良的行业疾病与饮食模式有一定程度的相关性。超重或肥胖人群的比例正以在惊人的速度增加。不良的饮食模式包括某些营养素(如饱和脂肪或糖)的过度食用，还包括其他重要营养素(如维生素B6或钾)的低摄入。

在不吸烟和定期体育活动的前提下，饮食对健康状况的潜在影响是巨大的。先前的研究表明，正确的饮食可以预防大约82％的心脏病发作、70％的中风、90％以上的2型糖尿病和70％以上的结肠癌。

出于不同的目的，人们可能食用各种各样的饮食，例如减重、增重、增肌、治疗糖尿病等。尽管一些饮食在短期内促进了预期效果，但从长期来看，几乎所有饮食都无法达到目标。因此，全世界患有营养相关疾病的人数有所增加。显然，与不良饮食模式相关的问题无法解决。相反，与饮食有关的问题正在增加。

错误饮食的一个原因可能与还原论思维有关。为了理解这个问题，科学家往往倾向于将问题的一个方面分离出来，并将其与其他变量分开进行评估。迄今为止，还原论思维一直主导着饮食和与饮食相关的食品。还原论思维的典型例子是注重减少碳水化合物、减少脂肪或增加食品中蛋白质含量的饮食。然而，我们必须考虑到人体是复杂的，食物也是复杂的。因此，当食用食物时，两个复杂的系统开始相互作用。许多参数开始相互影响并协同作用。不可能将一个参数分离出来，只从这一方面来解决问题。

以下例子说明了还原论思维：食品中公开的有11种不同的饱和脂肪酸、6种单不饱和脂肪酸、6种n-6多不饱和脂肪酸和5种n-3多不饱和脂肪酸。如今，用分析工具可以测定这些脂肪酸。当然，食品中有大量的未知脂肪酸是目前分析工具无法检测到的。食物中的脂肪酸是复杂的，大多数脂肪酸的确切功能尚不清楚。尽管如此，科学界倾向于减少对ω-3脂肪酸(好脂肪)和饱和脂肪酸(坏脂肪)的讨论。尽管一种食物包含数千种具有不同的功能的营养素，但食物中的ω-3脂肪酸含量很低。由于ω-3脂肪酸对健康有积极影响，建议食用含有ω-3脂肪酸的食物或含有ω-3脂肪酸药物。相反，建议避免含有饱和脂肪酸的食物。

整体方法可以部分解决这个问题。整体方法考虑食用天然食物，而不是分开的食物部分。人们努力在饮食中考虑常量营养素，并避免食物中的常量营养素失衡(US 2019/0159505A1)。因为重点是碳水化合物、脂肪和蛋白质等常量营养素，因此，这种方法只是整体的一部分。然而，这些常量营养素仅代表复杂细胞需求的一小部分。细胞需要数百或数千种不同的营养素才能发挥最佳功能。目前的方法没有考虑所需的盐、微量元素和维生素。即使关注特定的常量营养素，例如“蛋白质”，也不能达到预期的积极结果。必须考虑的是，如果食物的氨基酸组成因其蛋白质组成而不平衡，那么即使蛋白质浓度本身是最佳的，食物也不可能对身体具有最佳的营养。因此，有必要进一步细化，至少平衡食品中的氨基酸组成、脂肪酸组成、维生素组成和矿物质组成。

人们发表了不同的尝试来优化食物的营养成分。这些优化研究大多集中在从碳水化合物、蛋白质或脂肪中的热量摄入上。目前的食品通常补充单一分离的营养素，如维生素、矿物质或食物碎片，如乳清或乳蛋白(WO 01/67889A1)。然而，在食物中添加单一的营养素是一种还原论方法。平衡食物的营养成分远远超过平衡常量营养素的热量摄入。单一的营养素相互作用，并在细胞中产生积极或消极的协同效应。例如，已经证明蛋白质与维生素D和钙的结合可以促进肌肉的形成。首先，这些单一的营养素不属于同一类营养素。蛋白质属于常量营养素，是必需氨基酸和非必需氨基酸的来源。因此，蛋白质是能量的来源，有助于再生。维生素D促进活力。钙是一种已知的能促进骨骼强度的矿物质。然而，只有将这三种单一的营养素结合起来，才能产生具有完全不同的生物学功能的协同作用，并促进肌肉的形成(US 10,455,853B2)。因为营养素以协同的方式发挥作用，因此，为了达到最佳的身体功能，必需、半必需和非必需营养素需要以类似的方式进行优化。

选择更健康的食物有助于预防某些疾病。基于食物的饮食指南，如美国人饮食指南，给出了一般人群的健康饮食建议。这些建议往往是基于营养充足和降低与饮食相关疾病的风险提出的。由此，饮食指南，例如由美国医学研究所(IOM)，发布了膳食参考摄入量(DRI)或健康饮食指数(HEI 2015)。这些指导方针可以推动营养教育或菜单规划。关于健康食物选择的建议分为两个层面：在食物类别的层面上，例如，多吃水果、少吃肉等。在营养水平上，比如多吃ω-3脂肪酸、少吃饱和脂肪酸等。然而，消费者很难一直有条理地筹备不同食物类别的食品，或者消费者很难知道是否/何时达到了推荐的营养目标。因为消费者在食用前需要了解每种食品的营养成分，因此这些通用的指南也很难实践。

为了帮助消费者，许多软件可以用来平衡他们的饮食。软件通常向消费者推荐一定用量的食物。消费者记录所食用的食物，该程序计算营养平衡，并为该消费者的下一餐提出建议(US 2010/0198605 A1)。因此，消费者将会受到长期的监控(WO 2016/050958 A1)。这种方法有各种缺点。首先，该方法是针对特定消费者的，并且缺少通用性。第二，该软件实际上向消费者建议的是饮食习惯的行为变化。一个人的行为可以在短期改变，消费者可能会得到积极的结果，但从长远来看，消费者会回到其以前的行为模式，从而使得这个想法不可持续。第三，这些方法产生持续的逻辑压力，以搜索软件建议的特定食物。在繁忙的日常生活中，在需要的时候得到建议的食物并不简单，因此，人们可能经常倾向于吃家里可得的任何东西，并失去完全遵循建议的动力。第四，人们自由选择食物的自由受到限制。人们需要从软件建议的几个替代方案中选择一个。为此，US 2010/0198605 A1公开了一种食品选择系统。

一些出版物认为一些营养素是健康的，而其他营养素是不健康的。他们建议减少甚至去除所谓的“不健康”营养素，如碳水化合物，增加“健康”营养素，如食物中的蛋白质。然而，一种营养素的健康程度是其浓度的作用，而不是其在食物中的存在与否。一个很好的例子就是当前的高蛋白炒作。食品工业生产的产品的蛋白质含量越来越高，因为这一趋势缺乏科学证据。市场上有高达70％的含蛋白质的食品。食用更多含蛋白质食品的消费者希望能增加肌肉或减重。虽然他们可能在短期内实现这一目标，但他们可能通过高释放氨进行排毒或由于血液中尿酸浓度高导致中风或蛋白质取食过量导致的体脂肪增加，从而导致肾脏出现新的健康问题。食品工业另一种常见食物营养平衡方法是食用任何标准食物，并补充有限的营养。例如，什锦早餐麦片中补充了化学合成的维生素。按照这种方式，什锦早餐麦片似乎更平衡，但这种方法有缺陷。首先，添加单一营养素或一组营养素，例如维生素，可能对细胞代谢没有影响或有有害影响。其基本思想是通过补充一种单独的营养素来平衡一种食品的营养成分。事实上，食物可能没有预期的积极效果；更糟的是，在某些情况下，补充营养可能会对身体造成负面影响。例如，由于许多关于抗氧化剂对健康影响的正面报道，用抗氧化剂补充食物成为一种炒作。然而，最近的一项研究表明，在食物中补充强抗氧化剂、维生素E和N-乙酰半胱氨酸会增加小鼠肿瘤进展，降低小鼠存活率(Sayin等人,ScienceTranslational Medicine,2014:Vol.6,Issue 221,pp.221)。其次，如果在食物中添加两种单一营养，那么食物的营养就不均衡。所有常量营养素和微量营养素需要以完美的比例相互平衡。食物中的所有营养素都以协同作用的方式发挥其积极作用。如果数百种营养素中只有一种是不平衡的，那么可能不会发生预期的积极影响。目前，在食品中测定了大约30种常量营养素和微量营养素，食品工业只平衡了少数常量营养素。另一方面，任何食物都含有30多种单一营养素。一种食物可以由成千上万的单一营养素组成。因此，用一种或两种单一营养素(如维生素E或N-乙酰半胱氨酸或蛋白质)来补充食物并不能解决平衡问题。相反的，由于其高剂量，其可能会引入一种新的、更剧烈的失衡。

因此，没有关于使用天然原材料在大范围内平衡常量营养素和微量营养素的食品的公布。已公布的食品的设计只考虑了少量的常量营养素或微量营养素。公布的食品是随机提供少量营养素，而不考虑平衡其他营养素或协同作用。旨在改善健康的公布的食品大多采用化学合成的单一营养素，而不是天然存在的营养素、天然存在的食品或天然存在的食品原材料。

因此，有必要向消费者提供不需要改变习惯的食品，消费者可以定期以简单的方式购买，这些食品是市场上常见食品的更健康的替代品。此外，还需要为消费者提供选择他们喜欢的食品的充分自由。

发明内容

本发明通过独立权利要求的主题解决了技术问题，特别是通过提供根据本发明的用于确定食品组成的方法、根据本发明制备食品的方法、按照本发明制得的食品及其用途。

本发明涉及一种确定食品组成的方法，特别是一种用于确定食品组成的计算机实现的方法，包括以下步骤：

a)提供包括原材料的营养成分的至少一个数据库、目标食品和所述目标食品的目标营养成分，其中所述目标营养成分包括至少6种营养素的营养素值，

b)将用于确定目标食品中不同原材料的种类和用量的算法应用于所述至少一个数据库中的一组原材料的营养成分，

c)提供确定的具有营养成分的目标食品的原材料种类和用量，其中至少6种营养素的所述营养素值与所述目标营养成分中的所述相应营养素值相差不超过30％。

因此，确定食品组成的方法是一种通过计算机实现的方法，其中在步骤a)中提供包括原材料的营养成分的至少一个数据库、目标食品和目标食品的目标营养成分，其中所述目标营养成分包括至少6种营养素的营养素值。根据本发明，可以根据具体要求或个人偏好自由选择目标食品和目标食品的目标营养成分。随后，通过使用技术设备，特别是计算机，将用于确定食品中不同原材料的种类和用量的算法应用于所述至少一个数据库中的一组原材料的营养成分。在此步骤中，算法确定所述至少一个数据库中的一组原材料的原材料种类和原材料各自的用量，所述种类和用量为获得包括不同原材料且具有总的目标营养成分的目标食品所需要的，特别是其中至少6种营养素的所述营养素值与所述目标营养成分中所述相应的营养素值相差不超过30％。然后，可以使用所确定的具有营养成分的食品的原材料的种类和用量来制备具有与所述目标营养成分中相应的营养成分的目标食品，特别是所述营养成分中至少6种营养素的营养素值与目标营养成分中相应的营养素值相差不超过30％。

在本发明的一个特别优选的实施方案中，所述包括原材料的营养成分的至少一个数据库是一个数字数据库。优选地，包括原材料的营养成分的至少一个数据库是数字在线数据库。在本发明的另一个优选实施方案中，包括原材料的营养成分的至少一个数据库是数字离线数据库。优选地，所述至少一个数据库是SQL数据库。

优选地，所述包括原材料的营养成分的至少一个数据库在本地存储，特别是存储在计算机可读的存储介质上。优选地，所述包括原材料的营养成分的至少一个数据库在本地存储，特别是存储在计算机、平板电脑、智能手机、智能手表或健身跟踪设备的计算机可读存储介质上。在本发明的另一个优选实施方案中，包括原材料的营养成分的至少一个数据库被全局存储，特别是存储在服务器上。

优选地，所述包括原材料的营养成分的至少一个数据库，特别是包括原材料的营养成分的至少一个数字数据库，选自美国农业部数据库、欧洲食品信息资源数据库和瑞士食品组成数据库。

优选地，在步骤a)中提供至少2个，优选至少3个，优选至少4个，优选至少5个包括原材料的营养成分的数据库，特别是包括原材料的营养成分的数字数据库。在本发明的另一个优选实施方案中，在步骤a)中提供包括原材料的营养成分的数据库，特别是包括原材料的营养成分的单个数字数据库。

在本发明的优选实施方案中，所述食品包括至少2种原材料，优选至少3种原材料，优选至少5种原材料，优选至少6种原材料。

在本发明的另一个优选实施方案中，所述至少一个数据库中的原材料的营养成分包括原材料中的营养素，特别是微量和常量营养素的种类和用量的数据。

在本发明的特别优选实施方案中，一组原材料的营养成分包括至少一个数据库中的所有原材料的营养成分。优选地，一组原材料的营养成分包括至少一个数据库中所选原材料的营养成分，优选的，所述原材料选自不致敏原材料、无肉原材料、无动物产品的原材料、犹太清洁食物原材料和/或清真原材料。因此，根据本发明的方法可以选择一组特定的原材料，这些原材料例如符合文化或宗教饮食习惯、伦理饮食习惯、医疗饮食习惯、过敏性饮食习惯和/或特定的口味偏好。

在本发明的另一个优选实施方案中，与目标食品对应的普通食品的营养成分相比，在步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分得到改善。特别是，在步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分比与目标食品对应的普通食品具有更高的营养含量、更平衡的营养比例和/或更高的营养多样性。优选地，在步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分比与目标食品对应的普通食品具有更高的营养含量。在本发明的另一优选实施方案中，在步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分比与目标食品对应的普通食品具有更平衡的营养比例。优选地，在步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分比与目标食品对应的普通食品具有更高的营养多样性。优选地，在步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分比与目标食品对应的普通食品具有更低的热量。最优选地，在步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分比与目标食品对应的普通食品具有更高的营养多样性和更少的热量。

在本发明的另一优选实施方案中，在步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分对应于与目标食品对应的普通食品的营养成分，其中目标食品与普通食品至少1种、优选至少2种、优选至少3种、优选至少4种、优选至少5种原材料不同。

优选地，在步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分对应于与目标食品对应的普通食品的营养成分，其中与普通食品相比，目标食品中的营养用量不同，特别是增加。

在另一个优选实施方案中，步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分对应于与目标食品对应的普通食品的营养成分，其中与普通食品相比，目标食品中的营养浓度不同，特别是增加。

在本发明的一个特别优选实施方案中，步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分对应于与目标食品对应的普通食品的营养成分，其中与普通食品相比，目标食品中营养素的用量和浓度不同，特别是增加。

在本发明的一个优选实施方案中，在步骤a)中提供的目标食品的目标营养成分是针对特定个体或特定应用的营养成分。优选地，步骤a)中提供的食品的目标营养成分是特定个体的营养成分。在本发明的另一优选实施方案中，在步骤a)中提供的食品的目标营养成分是用于特定应用的营养成分。

优选的，所述特定个体选自婴儿、12岁以下儿童、50岁以下成年人和50岁以上成年人。特别优选的，所述特定个体是婴儿，特别是2岁以下的婴儿。在本发明的另一个优选实施方案中，所述特定个体是儿童，特别是12岁以下的儿童。优选的，所述特定个体是成年人，特别是50岁以下的成年人。优选的，所述特定个体是50岁以上的成年人，优选是60岁以上的成年人，优选是70岁以上的成年人，优选是80岁以上的成年人。在本发明的另一个优选实施方案中，所述特定个体是孕妇。优选的，所述特定个体是哺乳期妇女。在本发明的一个特别优选的实施方案中，所述特定个体是超重的个体，特别是肥胖的个体。优选的，所述特定个体是想要增肌的个体。在本发明的另一个优选实施方案中，所述特定个体组是患有糖尿病、心血管疾病、癌症和/或阿尔茨海默病的个体。最优选的，所述特定个体是患糖尿病、心血管疾病、癌症和/或阿尔茨海默病的风险增加的个体。因此，根据本发明的方法允许确定适合于满足不同个体的营养需求的食品组成，特别是取决于例如生命阶段、遗传背景、健康状况和/或药物治疗。在本发明的特别优选实施方案中，在步骤a)中提供的食品的目标营养成分是针对特定个体的营养成分。

在本发明的一个特别优选的实施方案中，特定个体组是一组动物，特别是家养动物，例如但不限于宠物或农场动物。因此，根据本发明的方法也能够确定适合于满足动物的营养需求的食品组成。例如，由根据本发明的方法确定的食品的组合物可以是适合于满足猫、狗、马、牛、猪、山羊和/或绵羊的营养需求的食品的组合物。

在另一优选实施方案中，在步骤a)中提供的食品的目标营养成分是针对特定性别的营养成分。

在本发明的优选实施方案中，所述目标营养成分包括至少7个营养素值，优选至少8个营养素值，优选至少9个营养素值，优选至少10个营养素值，优选至少11个营养素值，优选至少12个营养素值，优选至少13个营养素值，优选至少14个营养素值，优选至少15个营养素值，优选至少16个营养素值，优选至少17个营养素值，优选至少18个营养素值，优选至少19个营养素值，优选至少20个营养素值，优选至少25个营养素值，优选至少30个营养素值，优选至少35个营养素值，优选至少40个营养素值，优选至少45个营养素值，优选至少50个营养素值，优选至少60个营养素值，优选至少70个营养素值。

优选的，所述目标食品的所述目标营养成分是提供至少20％，优选至少25％，优选至少30％，优选至少35％，优选至少40％，优选至少45％，优选至少50％，优选至少55％，优选至少60％，优选至少65％，优选至少70％，优选至少75％，优选至少80％，优选至少85％，优选至少90％，优选至少95％，优选至少100％，以满足膳食参考摄入量(DRI)或推荐膳食摄入量(RDA)，特别是满足个体，特别是为了满足群体的膳食参考摄入量(DRI)或推荐膳食摄入量(RDA)。

在本发明的另一优选实施方案中，所述目标食品的目标营养成分是提供20％、30％，优选40％，优选50％，优选60％，优选70％，优选90％，优选80％，优选100％的营养成分，以满足膳食参考摄入量(DRI)或推荐膳食摄入量(RDA)，特别是满足个体特别是特定群体的膳食参考摄入量(DRI)或膳食参考摄入量或推荐膳食摄入量(RDA)。

在本发明的优选实施方案中，所述原材料是来源于天然来源的材料。优选的，所述原材料是天然存在的原料或天然存在的原材料的一部分。在本发明的另一优选实施方案中，所述原材料是在工业过程中制备的，特别是是加工过的原材料。在另一优选实施方案中，所述原材料是合成原材料。

在本发明的一个特别优选实施方案中，所述目标食品具有营养成分，所述营养成分中至少6种营养素，优选至少7种营养素，优选至少8种营养素，优选至少9种营养素，优选至少10种营养素，优选至少11种营养素，优选至少12种营养素，优选至少13种营养素，优选至少15种营养素，优选至少16种营养素，优选至少17种营养素，优选至少18种营养素，优选至少19种营养素，优选至少20种营养素，优选至少25种营养素，优选至少30种营养素，优选至少35种营养素，优选至少40种营养素，优选至少45种营养素，优选至少50种营养素，优选至少60种营养素，优选至少70种营养素与步骤a)中提供的目标营养成分中相应的营养素值相差最多50％，优选最多45％，优选最多40％，优选最多35％，优选最多30％，优选最多25％，优选最多20％，优选最多15％，优选最多10％，优选最多5％。

在本发明的另一个优选实施方案中，所述目标食品具有营养成分，其中所述营养素值为最多10种营养素，优选最多9种营养素，优选最多8种营养素，优选最多7种营养素，优选最多6种营养素，优选最多5种营养素，优选最多4种营养素，优选最多3种营养素，优选最多2种营养素，优选最多1种营养素与步骤a)提供的目标营养成分中相应的营养素值相差至少5％，优选至少10％，优选至少15％，优选至少20％，优选至少25％，优选至少30％，优选至少35％，优选至少40％，优选至少45％，优选至少50％。

特别优选的，所述目标食品具有营养成分，其中最多5种营养素，优选最多4种营养素，优选最多3种营养素，优选最多2种营养素，优选最多1种营养素的营养素值超过可耐受的上限摄入水平(UL)。优选地，所述目标食品的营养成分中没有营养的营养素值超过可耐受的上限摄入水平(UL)。

在本发明的优选实施方案中，所述目标食品的营养成分中的营养素值与目标营养成分中的营养素值的平均偏差为最多5％，优选最多10％，优选最多15％，优选最多20％，优选最多25％，优选最多30％，优选最多35％，优选最多40％。

在本发明的另一个优选实施方案中，已经使用机器学习程序训练了用于确定目标食品中不同原材料的种类和用量的算法。

优选地，机器学习程序基于选自线性回归、逻辑回归、支持向量机、决策树、随机森林、K-最近邻算法(kNN)、K-均值聚类算法、朴素贝叶斯法、主组成分析(PCA)、超解析线性整数模型(SLIM)、神经网络、梯度提升回归树。

在本发明的优选实施方案中，在步骤c)中以配方的形式提供了目标食品的组成，特别是用于制备目标食品的原材料的种类和用量，具有营养成分，所述营养成分中至少6种营养素的营养素值与目标营养成分中的相应营养素值相差至多30％。

在本发明的一个特别优选实施方案中，用于确定目标食品中不同原材料的种类和用量的算法进一步提供了用于确定目标食品的组成的评分。优选地，在步骤c)中提供用于确定目标食品的组成的评分。

优选的，确定目标食品的组成的分数是决定系数(R²)。在本发明的一个特别优选的实施方案中，决定系数(R²)为至少0.8，优选为至少0.81，优选为至少0.82，优选为至少0.83，优选为至少0.84，优选为至少0.85，优选为至少0.86，优选为至少0.87，优选为至少0.88，优选为至少0.89，优选为至少0.9，优选为至少0.91，优选为至少0.92，优选为至少0.93，优选为至少0.94，优选为至少0.95，优选为至少0.96，优选为至少0.97，优选为至少0.98，优选为至少0.99。

在本发明的一个特别优选的实施方案中，用于确定目标食品的组成的评分基于步骤c)中提供的目标食品的原材料的种类和用量的营养素值与步骤a)中提供的目标营养成分中的营养素值的偏差，特别是累积偏差。

因此，在本发明的优选实施方案中，所述算法将食品组成中的每种营养素的确定浓度与目标营养成分中的目标浓度进行比较。优选的，所述算法提供每种营养素浓度的最佳范围、可接受范围和超出范围。在特定实施方案中，所述算法提供了针对所确定的食品组成的评分。例如，如果食品中的钙浓度在最佳范围内，食品得1分，如果糖浓度在可接受的范围内，食品得0.5分，如果盐浓度超出范围，食品得0分。在优选实施方案中，每种营养素的所有评分的总和是食品的最终评分。食品的得分可以用来显示所述食品的健康程度。然而，根据本发明，可以想到的是表示步骤c)中提供的目标食品的原材料的种类和用量的营养素值与步骤a)中所提供的目标营养成分中的营养素值的偏差的任何合适的评分系统，特别是累积偏差。仅作为一个示例，确定目标食品组成的评分可以从0到1或从0％到100％、从A到E、从I到VI和/或可以以颜色代码的形式表示。在先前的非限制性示例中，例如1、100％、E、VI和/或特定预定颜色可以表示步骤c)中提供的目标食品的原材料的种类和用量的营养素值与步骤a)中提供的目标营养成分中的营养素值的完美匹配。

在本发明的另一优选实施方案中，在步骤c)中提供至少两种、至少三种、优选至少三种、优选至少四种、优选至少五种目标食品的不同组成，所述目标食品的营养成分，其中至少6种营养素的营养素值与目标营养成分中的相应营养素值相差最多30％。根据本发明的本实施方案，向用户提供用于目标食品的各种合适组成，并可以利于基于例如但不限于原材料可用性、口味偏好、文化或宗教饮食习惯、伦理饮食习惯、过敏、医疗饮食需求和/或生产技术相关问题作出决定。

本发明还涉及一种食品的制备方法，特别是一种通过计算机制备食品的方法，包括以下步骤：

aa)根据本发明的食品组成确定方法确定食品的组成，

bb)制备具有在步骤aa)中确定的组成的食品。

因此，在步骤aa)中，通过本发明的确定食品组成的方法确定食品的组成，在步骤bb)中，使用由此获得的关于目标食品的原材料种类和用量的信息制备具有确定组成的食品。

很明显，对于技术人员来说，制备不同种类的食品所需的步骤可能会有很大的不同。基于根据本发明方法确定的原材料种类和用量制备以饮料作为目标食品所需的步骤与制备例如面粉、意大利面或烹饪所需的步骤明显不同。根据目标食品，步骤bb)中的制备例如可以包括一个或多个加工步骤，所述加工步骤选自干燥、水合、杀菌、巴氏杀菌、切割、切碎、捏合、研磨、碾磨、混合、调配、蒸煮、烘烤、冷冻和罐装。本领域技术人员已知，步骤aa)中确定具有所述组成的食品的确切制备方法取决于食品的种类。

在本发明的优选实施方案中，所述食品是即食食品。在本发明的另一优选实施方案中，所述食品是速食食品，如速食饮料或食品粉。

在本发明的特别优选实施方案中，所述食品选自意大利面、烘焙、糖果和饮料。

所述食品优选自面条、馄饨、面包、面粉、披萨、什锦早餐麦片、燕麦花卷、薯条、饼干、冰淇淋、奶油、凝胶、酱汁、饮料和奶昔，特别是面条、面包、面粉、披萨、什锦早餐麦片、饼干、冰淇淋、奶油、凝胶、酱汁、饮料。

本发明还涉及一种通过根据本发明食品的制备方法制备的食品。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中总能量的5％至80％，优选10％至70％，优选30％至65％，优选45％至60％由碳水化合物提供。

在另一个优选实施方案中，所述食品中总能量的最多15％，优选最多10％，优选最多5％，优选最多1％由游离糖提供。优选的，食品中总能量的最多10％，优选最多5％，优选最多1％由添加的分离糖提供。

优选的，所述食品包括来自至少两种，优选至少三种，优选至少四种不同原材料的碳水化合物。

在本发明的另一个优选实施方案中，所述食品包括至少一种具有低升糖指数的碳水化合物和/或至少一种具有高升糖指数的碳水化合物。优选的，根据本发明的食品包括至少一种缓慢消化的碳水化合物和/或至少一种快速消化的碳水化合物。优选的，所述食品包括至少两种，优选至少三种，优选至少四种不同的碳水化合物。

在另一个优选实施方案中，所述食品中总能量的5％至50％，优选5％至40％，优选10％至40％，优选5％至30％，优选5％至20％，优选15％至25％由蛋白质提供。

优选的，所述食品包括来自至少两种，优选至少三种，优选至少四种不同原材料的蛋白质。

在本发明的优选实施方案中，所述食品的非必需氨基酸(NAA)与必需氨基酸(EAA)的比例为10：1至1：2，优选为5：1至1：1、优选为4.5：1至3.5：1、优选为3.5：1至2.5：1。在另一优选实施方案中，所述食品的非必需氨基酸(NAA)与必需氨基酸(EAA)的比例为至少2.5，优选至少3、优选至少3.5、优选至少4、优选至少4.5、优选至少5。优选的，所述食品的非必需氨基酸(NAA)与必需氨基酸(EAA)比例为最多10，优选最多8、优选最多6、优选最多5、优选最多4.5、优选最多4、优选最多3.5、优选最多3、优选最多2.5、优选最多2。

在本发明的另一优选实施方案中，所述食品的丙氨酸或甘氨酸浓度低于总蛋白质含量的15wt.％，优选为15wt.％-10wt.％，优选为10wt.％-5wt.％，优选为5wt.％-2wt.％，优选2wt.％-0wt.％。优选的，所述食品不含丙氨酸。优选的，所述食品不含甘氨酸。

在本发明的另一个优选实施方案中，所述食品总能量的最多6％，优选最多4％，优选最多2％由丙氨酸提供。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中总能量的最多6％，优选最多4％，优选最多2％由甘氨酸提供。

在本发明的优选实施方案中，基于所述食品的总重量，所述食品包括至少30wt.％的支链氨基酸(BCAA)。优选的，所述食品包括20wt.％至30wt.％，优选10wt.％至20wt.％，优选5wt.％至10wt.％，优选1wt.％至5wt.％的亮氨酸。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中总能量的1至8％至优选1.5至5.5％至优选2.5至4.4％由支链氨基酸(BCAA)提供。

在本发明的优选实施方案中，基于食品的总重量，所述食品包括至少20wt.％的亮氨酸(Leu)。优选地，基于食品的总重量，所述食品包括15wt.％至20wt.％，优选10wt.％至15wt.％，优选5wt.％至10wt.％，优选1wt.％至5wt.％的亮氨酸。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中总能量的0.5％至3％，优选0.7％至2.5％，优选1.2％至2％，由亮氨酸(Leu)提供。

在本发明的优选实施方案中，基于食品的总重量，所述食品包括至少20wt.％的谷氨酰胺(Gln)。优选地，基于食品的总重量，所述食品包括15wt.％至20wt.％，优选10wt.％至15wt.％，优选5wt.％至10wt.％，优选1wt.％至5wt.％的谷氨酰胺。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中的总能量最多10％，优选最多8％，优选最多6％，优选最多4％，优选最多2％由谷氨酰胺(Gln)提供。

在本发明的优选实施方案中，基于食品的总重量，所述食品包括至少20wt.％天冬酰胺(Asn)。优选地，基于食品的总重量，所述食品包括15wt.％至20wt.％，优选10wt.％至15wt.％，优选5wt.％至10wt.％，优选1wt.％至5wt.％的天冬酰胺。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中的总能量最多10％，优选最多8％，优选最多6％，优选最多4％，优选最多2％由天冬酰胺(Asn)提供。

在本发明的优选实施方案中，基于食品的总重量，所述食品包括至少40wt.％谷氨酰胺(Gln)和天冬酰胺(Asn)。优选地，所述食品包括30wt.％至40wt.％，优选20wt.％至30wt.％，优选10wt.％至20wt.％，优选2wt.％至10wt.％的谷氨酰胺和天冬酰胺。

在本发明的优选实施方案中，基于食品的总蛋白质含量，所述食品的谷氨酰胺(Gln)或天氨酰胺(Asn)浓度低于20wt.％，优选为20wt.％至15wt.％，优选为15wt.％至10wt.％，优选10wt.％至5wt.％，优选为5wt.％至0wt.％。优选地，所述食品不包括谷氨酰胺或天冬酰胺。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中的总能量最多16％，优选最多10％，优选最多8％，优选最多6％，优选4％由谷氨酰胺和天冬酰胺提供。

在本发明的优选实施方案中，基于食品的总重量，所述食品包括至少20wt.％谷氨酸(Glu)。优选地，基于食品的总重量，所述食品包括15wt.％至20wt.％，优选10wt.％至15wt.％，优选5wt.％至10wt.％，优选1wt.％至5wt.％的谷氨酰胺。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中的总能量的1％至9％，优选2％至6％，优选3％至5％由谷氨酸(Glu)提供。

在本发明的优选实施方案中，基于食品的总重量，所述食品包括至少20wt.％天冬氨酸(Asp)。优选地，基于食品的总重量，所述食品包括15wt.％至20wt.％，优选10wt.％至15wt.％，优选5wt.％至10wt.％，优选1wt.％至5wt.％的天冬氨酸。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中总能量的1％至9％，优选2％至6％，优选3％至5％，由天冬氨酸(Asp)提供。

在本发明的优选实施方案中，基于食品的总重量，所述食品包括至少40wt.％的谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)。优选地，基于食品的总重量，所述食品包括30wt.％至40wt.％，优选20wt.％至30wt.％，优选10wt.％至20wt.％，优选2wt.％至10wt.％的谷氨酸和天冬氨酸。

在本发明的优选实施方案中，基于总蛋白质的含量，所述食品的谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)浓度低于20wt.％，优选为20wt.％至15wt.％，优选为15wt.％至10wt.％，优选10wt.％至5wt.％，优选为5wt.％至0wt.％。优选地，所述食品不包括谷氨酸或天冬氨酸。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中的总能量的最多16％，优选最多12％，优选最多8％，优选最多6％，优选最多4％，由谷氨酸和天冬氨酸提供。

优选地，食品中总能量的5％至50％，优选为5％至40％，优选为10％至40％，优选为8至30％，优选为15％至30％，优选为20％至25％，优选为10％至20％，优选为12％至18％由脂肪提供。

在本发明的具体优选实施方案中，所述食品包括来自至少两种，优选至少三种，优选至少四种不同原材料的脂肪。

在本发明的优选实施方案中，所述食品包括至少一种多不饱和脂肪酸(PUFA)。优选地，所述至少一种多不饱和脂肪酸选自二十二碳己酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)、α-亚麻酸(ALA)、亚油酸(LA)和花生四烯酸(ARA)。优选地，所述食品包括至少一种ω-3脂肪酸。在本发明的具体优选实施方案中，所述至少一种多不饱和脂肪酸和/或所述至少一种ω-3脂肪酸包含在至少一种自然产生的原材料中，特别是来源于藻类、海产品、真菌、亚麻籽和/或坚果。特别优选地，所述至少一种多不饱和脂肪酸和/或所述至少一种ω-3脂肪酸来源于至少一种油，特别是来源于橄榄油、亚麻籽油、鱼油、杏仁油、核桃油、菜籽油、海藻油和/或葡萄籽油。在本发明的另一个优选实施方案中，所述食品包括至少一种多不饱和脂肪酸和/或所述至少一种ω-3脂肪酸是封装形式。

在另一个优选实施方案中，所述食品中总能量的最多20％，优选最多10％，优选最多5％由饱和脂肪酸提供。

在本发明的另一优选实施方案中，所述食品中总能量的0至30％，优选3％至20％，优选5％至15％，优选6％至11％由多不饱和脂肪酸(PUFA)提供。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中总能量的0至30％，优选2％至20％，优选3％至15％，优选4％至8％由n-6亚油酸(18：2)提供。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中总能量的0至5％，优选0.2％至2％，优选0.3％至1％，优选0.4％至0.8％由n-3α-亚麻酸(18：3)提供。

在本发明的优选实施方案中，所述食品中总能量的5％至80％，优选10％至70％，优选30％至65％，优选45％至60％由碳水化合物提供和/或5％至50％，优选5％至40％，优选5％至30％，优选5％至20％，优选10％至40％，优选15％至25％由蛋白质提供和/或5％至40％，优选8％至30％优选10％至20％，优选12％至18％，优选最多30％，优选最多20％，优选最多10％，优选最多5％由脂肪提供。

在本发明的具体优选实施方案中，所述食品是不致敏的，特别是不包括谷蛋白、乳糖、坚果和/或鸡蛋、素食、纯素食、犹太清洁食物和/或清真食品。优选地，所述食品不致敏，特别是不含谷蛋白、乳糖、坚果和/或鸡蛋。在另一优选实施方案中，所述食品是素食，具体为不包括肉类。优选地，所述食品是纯素食，特别是不包括动物来源的原材料。在另一优选实施方案中，所述食品为犹太清洁食物。所述食品优选为清真食品。

在本发明的优选实施方案中，所述食品由天然存在的原材料组成。优选地，所述食品仅包括从天然来源获得的营养素。在一个具体优选的实施方案中，所述食品不包括化学合成的营养素。优选地，所述食品不包括添加的分离营养素，特别是不包括添加的分离维生素、蛋白质、碳水化合物、脂肪、脂肪酸、氨基酸、核苷酸、抗氧化剂、微量元素和/或矿物质。

在本发明的另一优选实施方案中，所述食品包括至少一种添加的分离营养素。优选地，所述食品包括至少两种，优选至少三种，优选至少四种添加的分离营养素。优选地，所述食品包括至多一种添加的分离营养素。优选地，所述食品包括最多两种，优选最多三种，优选最多四种添加的分离营养素。特别优选的是，所述添加的分离营养素选自维生素、蛋白质、碳水化合物、脂肪、脂肪酸、氨基酸、核苷酸、抗氧化剂、微量元素和矿物质。在本发明的优选实施方案中，所述食品包括添加的分离的维生素D和/或维生素B12。在本发明的另一优选实施方案中，所述食品包括添加的分离NaCl。

在本发明的另一优选实施方案中，所述食品包括至少一种生物活性原材料，所述生物活性原料选自绿茶、抹茶、姜黄、小球藻、姜、豆蔻、藏红花和大蒜，特别是包括绿茶、姜黄、姜、藏红花和大蒜。

在另一个优选实施方案中，所述食品包括至少一种感官和/或视觉上有吸引力的原材料，所述原材料选自天然着色剂、合成着色剂、天然香料、合成香料、香草、姜、巧克力、可可、柠檬、甜菜根、橙子、菠菜、胡萝卜和角豆。

优选地，根据本发明的食品包括至少一种原材料，优选至少两种，优选至少三种，优选至少四种，所述原材料选自谷物、豆类、种子、坚果、油、水果、蔬菜、海产品、肉类、肉制品、牛奶和奶制品。

在本发明的优选实施方案中，所述食品适合人类食用。在另一优选实施方案中，所述食品适合动物食用。

在本发明的优选实施方案中，通过本发明的食品制备方法制备的食品包括谷物的麸，例如但不限于燕麦麸、米糠、麦麸。

在本发明的优选实施方案中，通过本发明的食品制备方法制备的食品包括豆类或豆类面粉，例如但不限于扁豆、豆类、蚕豆、鹰嘴豆、豌豆或羽扇豆。

在另一优选实施方案中，所述食品是可制备的，特别是通过本发明的食品制备方法制备，所述食品包括油性种子、其面粉或其压制的蛋糕或其压制蛋糕的面粉，例如但不限于亚麻籽、葵花籽、南瓜籽、芝麻籽、大麻籽、杏仁籽、核桃籽、榛子籽。

在特别优选实施方案中，通过本发明的食品制备方法制备的食品包括燕麦麸、米糠、豌豆粉和亚麻籽。

优选地，通过本发明的食品制备方法制备的食品是基于面团的产品，特别是面包、脆面包、意大利面、馄饨或披萨。优选地，基于面团的产品包括燕麦麸、米糠、豌豆粉和亚麻籽。

特别优选的是，可制备的，特别是可通过本发明的食品制备方法制备的食品是包括小麦胚芽、亚麻籽、米糠、燕麦、大麻籽、盐和豆类的面包。

在本发明的另一优选实施方案中，可制备的，特别是可通过本发明的食品制备方法制备的食品是包括扁豆、葵花籽、小麦胚芽、麦麸、菠菜、酵母、苹果、甜菜根、胡萝卜、燕麦麸、姜黄和肉桂的燕麦花卷。

优选地，可制备的，特别是可通过本发明的食品制备方法制备的食品是包括扁豆、竹纤维、米糠、燕麦麸、营养酵母、姜黄和胡椒的面条。

在本发明的优选实施方案中，可制备的，特别是可通过本发明的食品的制备方法制备的食品是填充面食，优选是馄饨，包括米糠、葵花籽、扁豆、菠菜、蘑菇、洋葱、燕麦麸、番茄、西兰花、胡萝卜、酵母、大蒜、盐、姜黄、胡椒和抹茶。

在本发明的另一优选实施方案中，可制备的，特别是可通过本发明的食品制备方法制备的食品是包括菊苣根、亚麻籽、酵母、米糠、洋葱、番茄、红辣椒、豆类、芹菜、燕麦麸、牛至、盐、大蒜、油和胡萝卜的披萨。

本发明还涉及根据本发明的食品用于预防和/或治疗与血糖相关的疾病，特别是糖尿病、肥胖、心血管疾病、阿尔茨海默病和/或癌症。

在另一方面，本发明涉及根据本发明的食品的用途，特别是非治疗性用途，用于增重、减重、增加肌肉质量、降低总胆固醇血清水平、降低非HDL胆固醇血清水平、降低总胆固醇/高密度脂蛋白比例和/或降低甘油三酯血清水平。

在优选实施方案中，本发明涉及根据本发明的食品的用途，特别是非治疗性用途。在另一实施方案中，本发明涉及根据本发明的食品用于减重的用途，特别是非治疗性用途。本发明还涉及根据本发明的食品用于增加肌肉质量的用途，特别是非治疗性用途。

在另一实施方案中，本发明涉及根据本发明的食品的用途，特别是非治疗性用途，用于降低总胆固醇血清水平、降低非HDL胆固醇血清水平、降低总胆固醇/HDL比例和/或降低甘油三酯血清水平。

在本发明中，术语“原材料”是指可用于制备食品的任何可食用物质或任何添加剂。该术语包括经过加工或未经加工的天然存在的原材料以及合成原材料。根据本发明，“原材料”可以是简单物质，如特定的植物材料，例如水果或蔬菜，或特定的动物产品，例如肉、牛奶或鸡蛋，但也可以是复杂食物本身，例如面包或面条。在后一种情况下，本发明的“食品”可以是复合膳食。

在本发明的上下文中，“原材料种类”用于指定特定种类的原材料。“原材料种类”的典型例子是全麦、鹰嘴豆、土豆、菠菜、西红柿、鸡肉、三文鱼。

本文中使用的术语“原材料用量”是指特定用量的原材料。在本发明的上下文中，“原材料的用量”可以指食品组合物中“原材料”的绝对量和关联量。

本文中使用的术语“食品”是指含有一种以上营养素的任何可食用或可注射的营养实体。根据本发明，“食品”可以是天然存在的，或者也可以是工业制备的产物。

在本发明的上下文中，术语“食品”用于指定由至少两种原材料组成的任何制备的可食用或可注射的实体。本文所用的“食品”可以是固体、半固体或液体。“食品”的典型例子是面包、面条、披萨、什锦早餐麦片、饼干、果汁或蔬菜汁、速食食品和速食饮料。

在本发明的上下文中，术语“目标食品”是指期望获得的“食品”。例如，在选择面条作为“目标食品”的情况下，则根据本发明的方法中使用的算法考虑适合于面条中使用的原材料。所述原材料不一定必须是面条生产中常用的原材料，但也可以包括完全或部分替代普通原材料的特殊原材料。

本文中使用的术语“一餐”包括至少一种食品的实体，优选至少两种为满足食欲和/或满足个人的营养需求而消费的食品。通常，“一餐”与“零食”的区别在于其原材料、食品和/或食品的种类和/或用量。“一餐”的典型例子是汤、披萨、面食、沙拉碗等。

在本发明的上下文中，术语“算法”表示一系列定义明确的计算机可实现指令，以执行特定任务。从初始状态和初始“输入”开始，指令描述了一种计算，当执行时，通过有限用量的定义明确的连续步骤，最终产生一个“输出”，并终止于最终结束状态。在一个特别优选的实施方案中，用于确定目标食品中不同原材料的种类和用量的“算法”管理三个模块。在此特定实施方案中，第一模块是设置目标食品和目标营养成分。目标营养成分包括不同营养素的目标浓度。目标营养成分中单个营养素的目标浓度不需要是单个值，也可以是一个浓度窗口。浓度窗口可以进一步定义为最佳浓度范围、可接受的浓度范围和超出范围。下面的示例说明了目标营养成分中营养钙的浓度的特定实施方案：最佳浓度范围：100mg至300mg，可接受的浓度范围：50至100和300至350，超出范围：0至50和高于350。优选地，第二模块包括访问至少一个数据库，特别是至少一个原材料数据库。所述至少一个数据库优选地包括尽可能多的不同的原材料和相应的营养成分。至少一个数据库中的原材料可以优先是未加工的天然原材料，如燕麦、胡萝卜等。也可以是加工原材料，如燕麦片，胡萝卜泥。所述至少一个数据库优选包括营养成分，特别是数据库中每个原材料的营养素的浓度，例如但不限于钙、钾、蛋白质、维生素A、维生素C等。特别是，所述算法的第三个模块是原材料多样性的限制。根据本发明的算法确定了目标食品的组成，如面包、面条、冰沙、披萨等。然而，并不是所有的原材料都适合于每种食品。例如，如果目标食品是冰沙，则优选是在组合物中使用水果、蔬菜和/或谷物。至少有一个数据库中的原材料，如鱼、奶酪等，不太适合做冰沙。根据本发明的算法优选地提供了优选某些原材料(在本例中是水果和蔬菜)或排除某些原材料(在本例中是鱼或奶酪)的可能性。因此，优选地，根据应确定组成的目标食品使用算法的第三模块。在本发明的其他实施方案中，所述算法的第三模块也可以关闭，并且所述算法结合了所有可能的原材料，而不管它们的味道兼容性如何。

根据本发明的“算法”优选是结合上述模块的软件。优选地，在第一步中，所述算法将所述至少一个数据库中的所有可能的原材料以固定的用量混合，并确定所述原材料组成物的营养成分。然后比较所得到的营养成分和目标营养成分。在第二步中，将最佳拟合的原材料设置为常数，并改变其用量，以最佳匹配目标营养成分中的营养浓度。因此，在这一步中，所述组成的营养分布中的营养素的浓度再次发生变化，并将所得到的营养分布与目标营养分布进行比较。这两个步骤(选择新的原材料和修改每个原材料的用量)最好以迭代的方式执行。通过这种方式，组合物的营养成分一步一步地接近于目标营养成分。最后，通过概述与目标营养成分最匹配的原料的种类和用量，提供目标食品的确定组成，特别是具有营养成分的原料，其中至少6种营养素的营养值与目标营养素状况中的相应营养值相差最多30％。

本文中使用的术语“营养成分”是指目标食品中不同种类和浓度的营养素。“目标营养成分”是指特定的预定“营养成分”，即目标浓度下的特定目标营养素组。具有某种“营养成分”或某种“目标营养成分”的食品或原材料，还可以另外包括不属于“目标营养成分”的其他营养素。在一些实施方案中，“目标营养成分”可以是针对特定个体组或特定应用的最佳营养成分。在其他实施方案中，“目标营养成分”是与普通食品的“营养成分”相比所改善的营养成分，例如在营养素平衡、营养素种类、营养素用量和/或营养素相互比例方面有所改善。根据本发明，所述目标食品的“营养成分”的特征在于，至少6种营养素的营养素值与“目标营养成分”中相应的营养素值最多相差30％。

在本发明的上下文中，术语“常量营养素”是指细胞或生物体的生长和发育所需的大量营养素。常量营养素可能包括但不限于碳水化合物、脂肪、蛋白质、氨基酸、盐和水。

本文中使用的术语“微量营养素”包括具有生物学功能的化合物，这些化合物仅需少量或微量。在具体实施方案中，该术语可包括有机和无机化合物，如单个氨基酸、核苷酸、脂肪酸、维生素、抗氧化剂、矿物质和微量元素，如但不限于铜、铁、锌、硒和锰。

在本发明的上下文中，术语“必需氨基酸”或简称“EAA”是指人体不能以足以满足营养需求的速率从头合成的天然存在的氨基酸，因此需要通过食物摄取。健康成年人的“必需氨基酸”是组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸。

术语“半必需氨基酸”在本发明中用于指定可在人体中合成的氨基酸，其中所述合成可在特定的生理或病理生理条件下受到限制。

在本发明的上下文中，术语“非必需氨基酸”或简称“NAA”是指可以在人体中合成足够量以满足营养需求的天然存在的氨基酸。因此，“非必需氨基酸”并不一定需要通过食物摄入。健康成年人的“非必需氨基酸”是丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸和丝氨酸。

在本发明的上下文中，术语“一种”意味着包括“一种”或“一种或多种”的含义。

在本发明的上下文中，术语“包括(comprising)”优选具有“包含(containing)”或“包括(including)”的含义，即包括具体识别的元素，而不排除其他元素的存在。然而，在优选实施方案中，术语“包括(comprising)”也理解为“基本上由...组成”的含义，并且在进一步的优选实施方案中具有“由...组成”的含义。

本发明的进一步优选实施方案是从属权利要求的主题。

附图说明

通过以下实施例和图进一步说明本发明。

图1显示了2020年3月15日从美国农业部数据库中获得的原材料扁豆的典型营养成分。

图2显示了一个基于欧洲食品安全局(EFSA)膳食参考摄入量(DRI)的目标营养成分的示例(2019年9月)。

图3是根据本发明的方法的示意图。

图4显示了使用根据本发明的方法确定的作为目标食品的面粉的不同组成。

图5显示了食用本发明食品5周后的体重变化。

图6显示了食用本发明食品5周后体重变化与受试者年龄之间的相关性的研究。

图7显示了食用本发明食品5周后的体重变化与受试者初始体重之间的相关性的研究。

图8显示了食用本发明食品5周后受试者血液胆固醇浓度的变化。

图9显示了食用本发明食品5周后饥饿感的变化。

图10显示了食用本发明食品5周后睡眠质量的变化。

具体实施方式

实施例1：披萨配方

由于碳水化合物和饱和脂肪含量高，纤维和蛋白质含量低，多不饱和脂肪酸浓度低，披萨通常被认为是不健康的。根据本发明的方法已被用于确定具有改进的营养成分的披萨的替代配方。表1显示了一种传统披萨的组成。

表1：一种传统披萨的组成

小麦，白色(g)	150
		番茄，生的(g)	50
奶酪，切达干酪，浓味(sharp),切片(g)	50
		油、橄榄油、沙拉或蒸煮(g)	5
食用盐(g)	5

根据传统披萨的配料，确定了其营养成分。随后，根据本发明的方法以确定与传统披萨相比具有改善的营养成分的披萨的替代组合物。表2示出了通过根据本发明的方法确定的披萨的组成与传统披萨的组成之间的比较。

表2：传统披萨和根据本发明的披萨的组成的比较

与传统披萨相比，通过根据本发明的方法获得的披萨的营养成分改善了约29％(配方1)。配方2提供了一种根据本发明的方法确定的替代披萨，与传统披萨相比，其营养成分更加丰富(改善62％)。表3显示了三种配方的示例性营养参数。

表3：传统披萨和根据本发明的披萨的营养参数

通过根据本发明的方法获得的披萨的配方具有较低的饱和脂肪、较高的纤维含量、较高的蛋白质含量、较高的PUFA含量和较低的热量。特别是，与传统披萨相比，由配方2获得的披萨具有显著改善的营养成分，而且是一种低热量的产品。

实施例2：改善目标食品的营养成分

为了证明根据本发明的方法如何能够改善众所周知的传统食品的营养成分，我们使用根据本发明的方法确定了作为目标食品的面粉原材料的不同组合(见图4)。与白小麦粉相比，营养成分的改善见表4。

表4：与白小麦面粉相比，面粉营养成分的改善

表5：与白小麦面粉相比，面粉的典型组成和营养成分的改善

从图4和表5所示，根据本发明方法的算法可以根据至少一个数据库中的目标营养成分和一组原材料营养成分来确定作为目标食品的营养改良面粉的组成。

在一种以上的组成与目标营养成分相同的情况下，将向用户提供所有可能性(见试验4、试验19和试验29)。

实施例3：临床试验

对根据本发明的方法获得的食品进行了临床研究。在本研究中，以葡萄糖/胰岛素的比值(G：I比值)来测定食品对人体代谢的影响。由于通过根据本发明的方法获得的食品降低了血清胰岛素水平，因此G：I比值的测定可用作评估所述食品的治疗效果的简单测定。

实施例4：食品对体重的影响

实验的目的是研究本发明食品对体重的影响。我们建议受试者将多种根据本发明的食品纳入他们的日常饮食中。受试者在为期5周的调查期内食用了这些食品。向受试者提供多种根据本发明的产品，以提供良好的日常饮食，避免受试者在一定时间后不食用根据本发明的产品。

根据本发明设计和生产了以下食品：

面包：小麦胚芽、亚麻籽、米糠、燕麦、大麻籽、盐、豆类。

燕麦花卷：扁豆、葵花籽、小麦胚芽、麦麸、菠菜、酵母、苹果、甜菜根、胡萝卜、燕麦麸、姜黄、肉桂。

面条：扁豆、竹纤维、米糠、燕麦麸、酵母、姜黄、胡椒粉。

馄饨：米糠、葵花籽、扁豆、菠菜、蘑菇、洋葱、燕麦麸、番茄、西兰花、胡萝卜、酵母、大蒜、盐、姜黄、胡椒、抹茶。

披萨：菊苣根、亚麻籽、酵母、米糠、洋葱、番茄、红辣椒、豆类、芹菜、燕麦麸、牛至、盐、大蒜、油、胡萝卜。

本研究中的所有食品都是使用根据本发明的方法开发的。在每种食品中，大约60种单一营养素的浓度和比例都得到了优化。因此，食品在大约60种营养素方面营养均衡。为此，我们考虑了每种原材料的营养成分。该特殊算法用于确定所使用的原材料的种类和原材料的用量，以获得最佳平衡的食品组成。这样，就获得了营养完全均衡的食品。

随机选取66名年龄在19～72岁的男性和女性为研究受试者。一些受试者的体重指数(BMI)正常，一些受试者超重，一些受试者有身体不适(疾病)，而另一些受试者没有任何身体不适。总的来说，研究受试者代表了人群的随机反映。

研究受试者被分为两组：

A组包括33名受试者，建议他们将上述食品纳入其日常饮食中。没有其他限制，例如不限制卡路里，不限制做更多的运动。如果A组的受试者喜欢吃面包，他们应该吃根据本发明确定和制备的面包，而不是在超市购买普通的面包。如果他们喜欢吃馄饨，他们应该吃根据本发明确定和制备的馄饨，而不是在超市购买通常的馄饨等。除了他们通常吃的东西之外，也没有限制吃其他任何东西。

B组也有33名受试者。建议B组的受试者以与A组相同的方式将根据本发明确定和制备的食品纳入他们的饮食中。此外，告知B组的受试者练习以下5个惯例：1)每餐前喝水，2)缓慢吃食物，至少20分钟，3)下午19点后，在晚上不要吃任何食物。4)每天最多进餐3次，中间不加餐，5)除了根据本发明的食品之外，受试者没有其他限制，如不限制热量，不限制做运动等。

食用根据本发明食品的受试者报告说，这些食品具有高度的饱腹感，而不会很快再次感到饥饿(见图9)。食品为受试者提供必要的单一营养素。因此，受试者可以在不感到饥饿和不缺乏身体必需营养的情况下减重。

结果显示，66人中有63人在5周的调查期内体重下降(图5)。在5周内，有两人体重增加，增加都在0.5kg以下。一名妇女在测定期间有月经，因此她的身体在测定时积累了水分，因此她似乎增加了3.6kg。两天后，她的体重又降低了2kg，该特定人员被排除在食品引起的体重变化评估之外。

B组的受试者减重(平均-2.9kg)比A组减重(平均-2.6kg)更多。这也表明，简单的行为改变有助于并强化了根据本发明的食品的积极效果。然而，仅根据本发明的食品就足以在体内产生积极的作用(A组)。

对研究结果进一步分析确定食品的影响是否取决于受试者的年龄。

数据分析表明，几乎所有受试者的体重都减轻了(图5)。此外，19至40岁的受试者减重(平均-2kg)似乎比40至60岁的受试者减重更少(平均-4kg)。对这种差异的一种解释可能是，受试者没有任何特别的限制去遵循。他们可以自由地吃任何他们想吃的东西。年轻的受试者可能倾向于吃更多的垃圾食品，更多的是工业上过度加工的食品。我们认为年轻和老年受试者之间饮食习惯的差异是观察到的体重减轻差异的主要原因(图6)。然而，可以得出结论，根据本发明的食品在年轻和老年受试者中产生了类似的效果。

在下一步中，还评估了观察到的减重是否取决于受试者的初始体重；换句话说，减重是否取决于受试者的体重指数(BMI)。数据分析表明，减重与初始体重无关。根据本发明，瘦子和超重的受试者通过食用食品都能同样能很好地减重(图7)。

实施例5：食品对血液中胆固醇水平的影响

受试者的血液胆固醇水平也发生了变化。在受试者开始食用根据本发明的食品之前，采集了他们的血液样本。本研究的方法与实施例4中所述的相同。在食用本发明食品5周后，从受试者中采集另一血液样本。尽管血液参数的变化通常需要更长的时间，但仍可以观察到胆固醇水平下降的趋势。令人惊讶的是，在如此短的时间范围内就可以观察到下降(图8)。

实施例6：食品对生活质量的影响

本研究进一步包括监测可能受食用本发明食品影响的其他参数。在这方面，每周询问受试者一些问题，并记录他们的主观感受的变化。特别是，研究人员询问受试者，他们在白天食用根据本发明的食品时，是否比平时感到更多或更少的饥饿。

大多数受试者报告说，根据本发明的食品具有很高的饱腹感。他们不像以前那样感到很饿了。最重要的是，他们并没有像研究前部分观察到的那样出现饥饿危机。在食用了这些食品后，饥饿危机的高峰就减少了或消失了(图9)。饥饿危机或饥饿感是许多因素的结果，比如受试者还吃其他什么，比如甜食，简单的碳水化合物等。必须考虑到，在测试过程中，受试者没有其他的饮食限制。他们可以随心所欲地吃甜食。饥饿感的影响主要取决于受试者摄入的甜食或简单碳水化合物的频率和数量。然而，在食用根据本发明的食品时仍有一种感觉不那么饥饿的趋势。这可能是由于这些食品的营养成分很平衡。在研究中提供的食品中，没有单一的营养限制。因此，受试者每餐都摄入一整套均衡营养素。因此，身体得到了所有必要的营养，并且没有直觉的欲望来弥补缺失的营养素。这可能是饥饿感减少或消失的原因。

向受试者提出的另一个问题是，他们是否意识到了睡眠质量的变化。大多数受试者表示，睡眠质量没有明显的差异。睡眠是另一个复杂的过程。影响睡眠质量的因素有很多。尽管如此，我们仍然可以观察到受试者的睡眠质量有改善的趋势(图10)。这种积极的结果可能是由于摄入了均衡的食物，因此不会暴饮暴食，睡得更好。

Claims (16)

1.一种通过计算机确定食品组成的方法，包括以下步骤：

a)提供包括原材料的营养成分的至少一个数据库、目标食品和所述目标食品的目标营养成分，其中所述目标营养成分包括至少6种营养素的营养素值，

b)将用于测定目标食品中不同原材料的种类和用量的算法应用于所述至少一个数据库中的一组原材料的营养成分，

c)提供测定的具有营养成分的目标食品的原材料的种类和用量，其中至少6种营养素的所述营养素值与所述目标营养成分中的所述相应的营养素值相差不超过30％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述食品包括至少两种原材料。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中一组原材料的营养成分包括至少一个数据库中所选原材料的营养成分，所述原材料优选选自不致敏原材料、无肉原材料、无动物产品的原材料、犹太清洁食物原材料和/或清真原材料。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述食品的目标营养成分是针对特定个体或特定应用的营养成分。

5.根据权利要求4所述的方法，其中食品的目标营养成分是针对特定性别的营养成分。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述原材料是来源于天然来源的材料。

7.一种通过计算机制备食品的方法，包括以下步骤：

aa)根据权利要求1至6中任一项所述的方法确定食品的组成，

bb)制备具有在步骤aa)中确定的所述组成的食品。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述食品选自面条、面包、面粉、披萨、什锦早餐麦片、燕麦花卷、薯条、饼干、冰淇淋、奶油、凝胶、酱汁、饮料。

9.一种根据权利要求7或8所述的方法制备的食品。

10.根据权利要求9所述的食品，其中所述食品中总能量的5％至80％，优选10％至70％，优选30％至65％，优选45％至60％由碳水化合物提供，和/或所述食品中总能量的5％至50％，优选5％至40％，优选5％至30％，优选5％至20％由蛋白质提供，和/或所述食品中总能量的最多30％，优选最多20％，优选最多10％，优选最多5％由脂肪提供。

11.根据权利要求9或10所述的食品，所述食品中非必需氨基酸(NAA)与必需氨基酸(EAA)的比例为10：1至1：1：2，优选5：1至1：1，优选4.5：1至3.5：1，优选3.5：1至2.5：1。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的食品，所述食品中谷氨酰胺或天冬酰胺浓度低于总蛋白质含量的20％，优选20％至15％，优选15％至10％，优选10％至5％，优选5％至0％。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的食品，所述食品中丙氨酸或甘氨酸浓度低于总蛋白质含量的15％，优选15％至10％，优选10％至5％，优选5％至2％，优选2％至0％。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的食品，其中所述食品不致敏，特别是不包括谷蛋白、乳糖、坚果和/或鸡蛋、素食、纯素食、犹太清洁食品和/或清真食品。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的食品，其用于预防和/或治疗与血糖有关的疾病，特别是糖尿病、肥胖、心血管疾病、阿尔茨海默病和/或癌症。

16.根据权利要求9至15所述食品用于增重、减重、增肌、降低总胆固醇血清水平、降低非高密度脂蛋白胆固醇血清水平、降低总胆固醇/高密度脂蛋白比例和/或降低甘油三酯血清水平的非治疗用途。

Images