CN117425408A - 燕麦分级方法以及由其生产的饮料 - Google Patents
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Abstract
用于制备燕麦组合物(诸如燕麦基饮料)包括以下步骤：将燕麦基料微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分，将MF渗透物级分超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分，以及将MF渗余物级分、UF渗余物级分和任选的水组合以形成燕麦组合物。
Description
对相关申请的引用
本申请于2022年4月18日作为PCT国际专利申请提交，并且要求2021年4月20日提交的美国临时申请系列号63/176,936的优先权，该临时申请的公开内容通过引用整体结合于此。
发明背景
本发明大体上涉及使用微滤、超滤、纳滤和反渗透的组合对燕麦基料进行分级以制备燕麦基料的级分，并且随后将某些燕麦基料级分组合以制备燕麦基饮料。
发明概述
提供本概述从而以简化的形式介绍在本文中进一步描述的一些概念的选择。本概述不旨在鉴定要求保护的主题的必需或必要特征。本概述也不旨在用于限制要求保护的主题的范围。
与本发明的各方面相一致，本文公开了用于制备燕麦组合物的第一方法，并且第一方法可以包括：(i)将燕麦基料微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分，(ii)将MF渗透物级分超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分，以及(iii)将MF渗余物级分、UF渗余物级分和任选地水组合以形成燕麦组合物。
在本发明的另一个方面提供了用于制备燕麦组合物的第二方法，并且第二方法可以包括：(a)将燕麦基料超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分，(b)将UF渗余物级分微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分，(c)将MF渗透物级分超滤以生产第二UF渗透物级分和第二UF渗余物级分，(d)将MF渗余物级分和/或第二UF渗透物级分浓缩以生产浓缩级分，(e)将UF渗透物级分和/或第二UF渗余物级分纳滤以生产NF渗透物级分和NF渗余物级分，以及(f)将浓缩级分、NF渗透物级分和任选的水组合物以形成燕麦组合物。
前面的概述和下面的详述二者都提供了实例并且仅是说明性的。因此，前面的概述和下面的详述不应被认为是限制性的。此外，还可以提供除本文所阐述的那些以外的特征或变化。例如，某些方面可以涉及在详述中描述的各种特征组合和子组合。
附图简述
下图构成本说明书的一部分并且被包括以进一步说明本发明的某些方面。结合详述和实施例，参考这些图可以更好地理解本发明。
图1示出了用于由燕麦基料制备燕麦组合物的第一生产方法的示意性流程图。
图2示出了用于由燕麦基料制备燕麦组合物的第二生产方法的示意性流程图。
定义
为了更清楚地定义本文使用的术语，提供以下定义。除非另有指明，否则以下定义适用于本发明。如果术语在本发明中使用但是在本文中没有具体定义，则可以应用来自IUPAC化学术语目录第2版(1997)(IUPAC Compendium of Chemical Terminology,2nd Ed(1997))的定义，只要该定义不与本文中应用的任何其他公开内容或定义冲突或者使该定义可以应用的任何权利要求变得不确定或无法实施即可。对于通过引用并入本文的任何文件提供的任何定义或用法与本文提供的定义或用法相冲突而言，以本文提供的定义或用法为准。
在本文中，描述了主题的特征，以便在特别的方面中可以设想不同特征的组合。对于本文公开的各个方面和/或特征，在具有或不具有对特定组合的明确描述的情况下，考虑了不会不利地影响本文所述的设计、组合物、过程和/或方法的所有组合。另外，除非另有明确记载，否则可以组合本文公开的任何方面和/或特征以描述与本发明相一致的发明设计、组合物、过程和/或方法。
在本发明中，尽管经常以“包含”各种组分或步骤的方式来描述组合物和方法，但是除非另有指明，否则组合物和方法也可以“基本上由”各种组分或步骤“组成”或者“由”各种组分或步骤“组成”。例如，与本发明的方面相一致的燕麦基组合物可以包含MF渗余物级分、UF渗余物级分和水；备选地，可以基本上由MF渗余物级分、UF渗余物级分和水组成；或备选地，可以由MF渗余物级分、UF渗余物级分和水组成。
除非另有说明，否则术语“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”旨在包括复数个备选方案，例如至少一个备选方案。例如，除非另有说明，否则“成分”的公开意指涵盖一种成分，或者一种以上成分的混合物或组合。
在所公开的方法中，除非另有说明，否则术语“组合”涵盖组分以任何顺序、任何方式以及任何时间长度进行接触。例如，可以通过掺合或混合来组合组分。
本发明公开了几种类型的范围。当公开或要求保护任何类型的范围时，意图是个别地公开或要求保护这样的范围可以合理涵盖的每个可能的数字，包括范围的端点以及其中涵盖的任何子范围和子范围的组合。例如，在本发明的方面中，MF渗余物级分可以具有0.2至6重量％的总膳食纤维含量。通过公开纤维含量为0.2至6重量％，意图是记载纤维含量可以是所述范围内的任何量，并且例如可以包括0.2至6重量％范围的任何范围或组合，诸如0.2至4重量％、0.2至2重量％或0.2至1重量％等。同样地，本文公开的所有其他范围应以类似于该实例的方式解释。
通常，无论是否明确指出是这样的，量、大小、配方、参数、范围或其他数量或特性均为“约”或“近似”。不论是否被术语“约”或“近似”修饰，权利要求均包括数量或特性的等同物。
尽管与本文中描述的那些类似或等同的任何方法、设备和材料都可以在本发明的实施或测试中使用，但是在本文中描述了典型的方法、设备和材料。
出于描述和公开例如出版物中描述的构建体和方法的目的，本文提及的所有出版物和专利均通过引用结合于此，其可以与当前描述的发明组合使用。
发明详述
燕麦是注重健康的消费者中很受欢迎的谷物。事实上，经常食用燕麦片的人群的体重指数(BMI)低于不食用燕麦片的人群(Oatmeal consumption is associated withbetter diet quality and lower body mass index in adults:the National Healthand Nutrition Examination Survey(NHANES),2001-2010,Nutr.Res.2015Dec,35(12),1052-9)。另外，由于可溶性纤维(特别是β-葡聚糖)的存在，每天食用两份全燕麦与降低总体和LDL曲线有关。
植物基饮料-诸如燕麦基饮料-越来越受欢迎，部分是由于认识到健康益处和减少环境影响。然而，从营养角度来说，这些产品的大部分热量来自内源性和添加的碳水化合物(主要是糖)。已发现富含碳水化合物的饮食增加甘油三酯水平。另外，这些产品具有相对较低的蛋白质含量，并且依赖添加其他脂肪来源以提供积极的感觉和感官特性。
本发明的一个目的是一种用于分级燕麦基料制备物的连续方法，并且更具体地，一种利用多种聚合物膜技术来定制来自液体燕麦基料的组合物的方法。燕麦基料制备物可以源自各种预处理工艺步骤。
在本文中，使液体燕麦基料经受一系列过滤步骤(利用微滤、超滤和/或纳滤)，从而产生基于个别组分的分子量和溶解度的富含脂质、碳水化合物/糖和蛋白质的产品级分。随后可以将特定的产品级分以各种比例掺合或组合以获得所需的燕麦基饮料组合物。还可以添加其他成分以形成饮料组合物，诸如调味剂、稳定剂、脂肪、维生素、矿物质等。
有利地，据信所公开的方法可以最小化或消除外部来源脂肪的使用，同时产生具有可定制的蛋白质富集和有利的糖和其他非纤维碳水化合物减少的燕麦基组合物。此外，据信所公开的方法还可以从起始燕麦基料材料中浓缩蛋白质，同时使淀粉和碳水化合物最小化。
制备燕麦组合物的方法
根据本发明的一个方面，用于制备燕麦组合物的第一方法可以包括以下步骤(或基本上由以下步骤组成，或由以下步骤组成)：(i)将燕麦基料微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分，(ii)将MF渗透物级分超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分，以及(iii)将MF渗余物级分、UF渗余物级分和任选的水组合以形成燕麦组合物。根据本发明的另一个方面，用于制备燕麦组合物的第二方法可以包括以下步骤(或基本上由以下步骤组成，或由以下步骤组成)：(a)将燕麦基料超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分，(b)将UF渗余物级分微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分，(c)将MF渗透物级分超滤以生产第二UF渗透物级分和第二UF渗余物级分，(d)将MF渗余物级分和/或第二UF渗透物级分浓缩以生产浓缩级分，(e)将UF渗透物级分和/或第二UF渗余物级分纳滤以生产NF渗透物级分和NF渗余物级分，以及(f)将浓缩级分、NF渗透物级分和任选的水组合物以形成燕麦组合物。
通常，在本文中独立地描述了第一方法和第二方法的特征(例如，燕麦基料的特性，燕麦组合物、超滤步骤和所得的UF渗透物级分和UF渗余物级分、纳滤步骤和所得的NF渗透物级分和NF渗余物级分以及微滤步骤和所得的MF渗透物级分和MF渗余物级分的特性，等等)，并且这些特征可以以任何组合进行组合以进一步描述所公开的方法。此外，除非另有说明，否则可以在所公开的方法中列出的任何步骤之前、期间和/或之后进行其他方法步骤。另外，根据任何公开的方法生产的任何燕麦组合物(例如，燕麦基饮料，预制用于消费)在本发明的范围内并且涵盖在本文中。
过滤技术(例如，微滤、超滤、纳滤等)可以通过在合适的条件(例如，压力)下使混合物通过膜系统(或选择性屏障)来分离或浓缩混合物中的组分。因此，浓缩或分离可以基于分子尺寸。被膜保留的流被称为渗余物(或浓缩物)。穿过膜孔的流被称为渗透物。现在参照用于制备燕麦组合物的第一方法，该方法可以包括以下步骤(或基本上由以下步骤组成，或由以下步骤组成)：(i)将燕麦基料微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分，(ii)将MF渗透物级分超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分，以及(iii)将MF渗余物级分、UF渗余物级分和任选的水组合以形成燕麦组合物。
步骤(i)中的燕麦基料可以具有任何合适的组成。燕麦基料可以具有1至12重量％固体(诸如3至9重量％固体或5至7重量％固体)的固体含量，但是不限于此。燕麦基料的典型蛋白质含量包括0.1至4重量％蛋白质、0.1至2.5重量％蛋白质或0.2至1.5重量％蛋白质等。燕麦基料可以具有任何合适的脂肪含量，涵盖无脂和低脂燕麦基料。因此，燕麦基料的脂肪含量的范围通常包括0至5重量％脂肪、0至3.5重量％脂肪或0至2重量％脂肪。
基于固体，燕麦基料通常可以含有40至重量％淀粉和/或淀粉副产物，但是不限于此。在一些方面，基于固体，燕麦基料可以含有45-75重量％淀粉和/或淀粉副产物，或50至70重量％淀粉和/或淀粉副产物。
燕麦基料的总膳食纤维含量通常在0.1至3重量％、0.1至2重量％或0.1至1重量％的范围内，但是不限于此。在燕麦基料中的总膳食纤维中，可溶性膳食纤维含量通常占总纤维的大部分，并且可以为总膳食纤维的40至100重量％；备选地，总膳食纤维的50至100重量％；或备选地，总膳食纤维的60至100重量％。因此，在一些方面，燕麦基料中的全部总膳食纤维或基本上全部总膳食纤维可以是可溶性膳食纤维。在燕麦基料中存在的可溶性膳食纤维中，基于可溶性膳食纤维，低分子量可溶性膳食纤维含量可以在0至100重量％的范围内，但是更通常，低分子量可溶性膳食纤维含量在10至100重量％或50至100重量％的范围内。
在用于制备燕麦组合物的第一方法中使用之前，所述方法还可以包括在步骤(i)之前对燕麦基料进行酶预处理的步骤。另外地或备选地，第一方法还可以包括研磨燕麦产品并且添加水以形成燕麦基料的步骤。例如，可以将燕麦产品、水和酸或碱组合以形成燕麦基料。在一个方面，在微滤之前，燕麦基料的pH为大于7(诸如至少8、至少8.5或至少9)可以是有益的。虽然不希望受理论束缚，据信在高pH条件下将燕麦基料微滤得到更好的蛋白质分离，并且从燕麦基料中回收更多的蛋白质。燕麦基料的代表性pH范围包括例如8至11、8.5至11、9至11、8至10、8.5至10或9至10。燕麦基料的这样的pH范围可以通过将燕麦产品、水和合适的食品级碱(诸如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠或碳酸钾等或其组合)组合来实现，但是不限于此。这些技术(例如，酶预处理、研磨、pH调节)中的任一种或组合可以在第一过滤/膜步骤之前使用，以提高蛋白质分离和产率，或减少膜污染，或提高操作效率，或其任何组合。
在步骤(i)中，将燕麦基料微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分。可以使用具有相对较大孔径的微滤膜进行微滤，所述孔径典型地在0.1至10μm范围内，例如孔径在0.2至2μm或0.1至0.2μm的范围内。在一些方面，微滤步骤利用孔径在0.1至0.2μm的范围内的膜系统，其中操作压力典型地小于75psig(例如，10-45psig)，并且操作温度在5至60℃(或35至55℃)的范围内，但是不限于此。
微滤步骤后的MF渗余物级分通常具有3至20重量％固体并且在一些情况下4至18重量％固体或5至12重量％固体的固体含量。MF渗余物级分的蛋白质含量可以根据燕麦基料和微滤步骤而显著变化，但是通常，0.5至10重量％蛋白质、0.5至6重量％蛋白质或0.8至5重量％蛋白质的蛋白质含量是典型的。同样地，MF渗余物可以具有宽范围的脂肪含量，诸如0至10重量％、0至7重量％或0至4重量％。MF渗余物的总膳食纤维含量在一个方面可以在0.2至6重量％的范围内，在另一个方面可以在0.2至4重量％的范围内，并且在又一个方面可以在0.2至2重量％的范围内，但是不限于此。
在步骤(ii)中，MF渗透物级分(一些或全部)可以使用孔径典型地在0.01至0.1μm范围内的超滤膜进行超滤。在某些工业(诸如乳品工业)中，通常基于截留分子量(MWCO)而不是孔径来确定超滤膜。超滤膜的截留分子量可以在1000-100,000道尔顿或10,000-100,000道尔顿之间变化。例如，可以使用聚合物膜系统(也可以使用陶瓷膜)对MF渗透物进行超滤。聚合物膜系统(或陶瓷膜系统)可以被配置成具有这样的孔径，使得分子量大于1,000道尔顿、大于5,000道尔顿或大于10,000道尔顿的物质得以保留，同时使较低分子量的物质通过。例如，截留分子量为10,000道尔顿的UF膜系统可以用于乳品工业，用于分离和浓缩乳蛋白质。在一些方面，超滤步骤利用孔径在0.01至0.1μm的范围内并且操作压力典型地在15-150psig范围内或45-150psig范围内的膜系统。超滤步骤通常可以在3至15℃、诸如4至12℃或5至10℃的范围内的温度下进行，但是不限于此。与较高温度超滤(例如，～25-50℃)相比，较低温度下的超滤通常得到更好的产品质量和感官特性。
在本发明的一个方面，在步骤(ii)中将MF渗透物级分(一些或全部)超滤可以包括通过超滤膜将MF渗透物级分渗滤。例如，将MF渗透物级分渗滤可以包括将MF渗透物级分和水的混合物渗滤，并且该混合物可以利用任何合适的比例或相对量的MF渗透物级分和水。
在超滤前，MF渗透物级分的pH通常可以调节为在5至8.5的范围内，并且更通常在5至8的范围内；备选地，5至7.5；备选地，5.5至8.5；备选地，5.5至8；备选地，6至8.5；备选地，6至8；或备选地，6至7.5。如果燕麦基料在微滤前的pH相对较高，则可以在超滤之前用任何合适的食品级酸调低pH，所述食品级酸的说明性实例可以包括柠檬酸、磷酸、硫酸、盐酸、乙酸或乳酸等或其组合。
超滤步骤后的UF渗余物级分通常具有1至12重量％固体并且在一些情况下3至9重量％固体或5至7重量％固体的固体含量。UF渗余物级分的蛋白质含量可以根据燕麦基料和微滤步骤(例如，粒径和溶解性)而显著变化，但是通常，0.05至7重量％蛋白质、0.05至4重量％蛋白质、0.05至1重量％蛋白质、0.05至0.5重量％蛋白质、0.1至7重量％蛋白质或0.5至7重量％蛋白质的蛋白质含量是典型的。换言之，UF渗余物级分的蛋白质含量-基于固体-典型地在一个方面可以在30至75重量％蛋白质的范围内，在另一个方面可以在35至70重量％蛋白质的范围内，在另一个方面可以在30至65重量％蛋白质的范围内，在又一个方面可以在40至60重量％蛋白质的范围内，并且在又一个方面可以在45至55重量％蛋白质的范围内。
UF渗余物具有相对低的脂肪含量，诸如0至1重量％、0至0.5重量％或0至0.2重量％。UF渗余物的总膳食纤维含量在一个方面可以在0.1至3重量％的范围内，在另一个方面可以在0.1至2重量％的范围内，并且在又一个方面可以在0.1至1重量％的范围内，但是不限于此。
制备燕麦组合物的方法的步骤(iii)包括将MF渗余物级分、UF渗余物级分和任选的水组合以形成燕麦组合物。这些组分的任何组合可以以任何合适的相对比例混合或组合，以形成燕麦组合物。在一些方面，可以将至少MF渗余物级分和UF渗余物级分组合以形成燕麦组合物，而在其他方面，可以将至少MF渗余物级分、UF渗余物级分和水组合以形成燕麦组合物。
此外，还可以在组合步骤中添加成分。合适的成分的非限制性实例可以包括糖/甜味剂、调味剂、防腐剂(例如，以防止酵母或霉菌生长)、稳定剂、乳化剂、益生元物质、益生菌、维生素、矿物质、ω3脂肪酸、植物甾醇、抗氧化剂或着色剂等，以及它们的任何混合物或组合。
任选地，用于制备燕麦组合物的方法还可以包括将MF渗余物级分(一些或全部)浓缩以生产浓缩的MF渗余物级分的步骤，或者所述方法还可以包括将UF渗余物级分(一些或全部)浓缩以生产浓缩的UF渗余物级分的步骤，或者所述方法还可以包括将MF渗余物级分(一些或全部)浓缩以生产浓缩的MF渗余物级分的步骤和将UF渗余物级分(一些或全部)浓缩以生产浓缩的UF渗余物级分的步骤二者。因此，制备燕麦组合物的方法的步骤(iii)可以包括将MF渗余物级分(浓缩或未浓缩)、UF渗余物级分(浓缩或未浓缩)和任选的水组合以形成燕麦组合物。这些组分的任何组合可以以任何合适的相对比例混合或组合，以形成燕麦组合物。在一些方面，可以将至少MF渗余物级分和UF渗余物级分(其中至少一者已被浓缩)组合以形成燕麦组合物，而在其他方面，可以将至少MF渗余物级分和UF渗余物级分(其中至少一者已被浓缩)和水组合以形成燕麦组合物。如上，可以在组合步骤中添加任何合适的成分或成分的组合。
独立地，这些浓缩步骤中的每一个(例如，以增加固体含量)可以包括反渗透、正渗透或纳滤(例如，UF渗余物的NF渗余物，其与UF渗余物相比可以具有较高的固体和较少的矿物质)。反渗透是精细的过滤过程或浓缩过程，其中基本上所有的剩余组分被保留(RO渗余物)，并且仅水(RO渗透物)通过。通常，反渗透膜系统的截留分子量远小于100Da，并且因此在反渗透过程中浓缩除水以外的组分(例如，矿物质)。通常，反渗透包括孔径小于或等于0.001μm的膜系统。操作压力典型地在450-1500psig或450-600psig范围内。通常可以使用在5至45℃或15至45℃的范围内的温度。
任选地，用于制备燕麦组合物的方法还可以包括将MF渗余物级分(一些或全部)超滤以生产第二UF渗透物级分和第二UF渗余物级分的步骤。该超滤步骤可以以如上对于步骤(ii)所描述的方式进行。例如，将MF渗余物级分超滤可以包括通过超滤膜将MF渗余物级分渗滤，并且MF渗余物级分和水的混合物可以以任何合适的比例或相对量的MF渗余物级分和水使用。
此外，任选地，用于制备燕麦组合物的方法还可以包括将UF渗透物级分(一些或全部)和/或第二UF渗余物级分(一些或全部)纳滤以生产NF渗透物级分和NF渗余物级分的步骤。纳滤典型地使用保留分子量高于大约100-300Da的颗粒的膜元件。纳滤是压力驱动的过程，其中液体在压力下被迫通过膜，并且分子量大于指定截留值的物质被保留，而较小的颗粒通过膜孔。像超滤一样，纳滤可以同时进行浓缩和分离二者。纳滤可以使用孔径典型地在0.001至0.01μm的范围内、例如孔径在0.001至0.008μm的范围内的纳滤膜进行。在一些方面，纳滤步骤利用孔径在0.001至0.01μm的范围内的膜系统，其中操作压力典型地在150-450psig范围内，并且操作温度在10至60℃(或15至45℃)的范围内，但是不限于此。
因此，在一些情况下，制备燕麦组合物的方法的步骤(iii)可以包括将MF渗余物级分、UF渗余物级分、NF渗余物级分和任选的水组合以形成燕麦组合物。这些组分的任何组合可以以任何合适的相对比例混合或组合，以形成燕麦组合物。如上，可以在组合步骤中添加任何合适的成分或成分的组合。
此外，第一方法还可以进一步包括热处理燕麦组合物的步骤。在一个方面，热处理步骤可以包括在80℃至95℃的范围内的温度下进行巴氏杀菌达在2至15分钟的范围内的时间段。在另一个方面，热处理步骤可以包括在135℃至145℃的范围内的温度下进行UHT灭菌达在1至10秒的范围内的时间段。在又一个方面，热处理步骤可以包括在148℃至165℃的范围内的温度下进行UHT灭菌达在0至1秒(例如，0.05至1秒、0.05至0.5秒)的范围内的时间段。其他合适的巴氏杀菌或灭菌温度和时间条件根据本发明是显而易见的。此外，本发明不受用于进行巴氏杀菌/灭菌过程的方法或设备的限制-可以采用任何合适的技术和装置，无论是分批操作还是连续操作。
例如，典型的UHT灭菌技术包括间接蒸汽加热、直接蒸汽喷射、直接蒸汽注入等。对于间接蒸汽加热，燕麦组合物不与热源或加热介质直接接触，例如像热交换器一样。由于传热限制，间接加热需要更长时间以达到灭菌温度。有利地，在本发明的方面中，使用直接UHT灭菌对燕麦组合物进行热处理。在直接蒸汽喷射中，将高温蒸汽喷入含有燕麦组合物的管道或其他容器中，从而对燕麦组合物进行快速灭菌。直接蒸汽喷射通常连续地进行-燕麦组合物的连续流动与蒸汽的连续喷射相组合。在直接蒸汽注入中，将燕麦组合物喷洒到含有蒸汽的腔室中，从而对燕麦组合物进行快速且均匀的灭菌。与直接蒸汽喷射一样，直接蒸汽注入通常连续地进行。在热处理步骤之后，可以将燕麦组合物冷却至任何合适的温度，诸如在5℃至40℃或10℃至30℃的范围内。
在本发明的一些方面，在热处理步骤之后，用于制备燕麦组合物的方法还可以包括在任何合适的容器中和在任何合适的条件下(无菌地或以其他方式)包装燕麦组合物的步骤。因此，在将本文所述的各种组分和成分组合以形成燕麦组合物之后，可以将燕麦组合物在无菌条件(或非无菌条件)下包装在容器中。可以使用任何合适的容器，所述容器诸如可以用于以零售渠道分销和/或销售燕麦基产品或饮料的容器。典型的容器的说明性和非限制性实例包括杯、瓶、袋(bag)或小包(pouch)等。容器可以由任何合适的材料制成，所述材料诸如玻璃、金属、塑料等，以及它们的组合。
与本发明的第一方法的方面相一致的合适的分离方法100的说明性和非限制性实例在图1中示出。首先，使燕麦基料105经受微滤110以形成MF渗透物级分114和MF渗余物级分112。使MF渗透物级分114经受超滤120以生产UF渗透物级分124和UF渗余物级分122，而使MF渗余物级分112经受超滤140以生产第二UF渗余物级分144。通过反渗透或正渗透或纳滤将UF渗余物级分122(和任选的UF渗透物级分124，或第二UF渗余物级分144，或其混合物，经由进料管线126)浓缩130以形成浓缩的UF渗余物级分132。使UF渗透物级分124或第二UF渗余物级分144或其混合物(经由进料管线146)经受纳滤150以形成NF渗余物级分152和NF渗透物级分154。在图1中，将至少浓缩的UF渗余物级分132和NF渗余物级分152组合160以形成燕麦组合物。随后，燕麦组合物被热处理170，然后冷却并且包装180。虽然未在图1中示出，但是第二UF渗余物级分144在不进行进一步加工的情况下可以与其他进料流组合160以形成燕麦组合物。
现在参考用于制备燕麦组合物的第二方法，第二方法可以包括：(a)将燕麦基料超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分，(b)将UF渗余物级分微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分，(c)将MF渗透物级分超滤以生产第二UF渗透物级分和第二UF渗余物级分，(d)将MF渗余物级分和/或第二UF渗透物级分浓缩以生产浓缩级分，(e)将UF渗透物级分和/或第二UF渗余物级分纳滤以生产NF渗透物级分和NF渗余物级分，以及(f)将浓缩级分、NF渗透物级分和任选的水组合物以形成燕麦组合物。第二方法中的燕麦基料可以与第一方法中的相同，并且第二方法中的步骤(超滤、微滤等)可以与本文所述的第一方法中的相应步骤(超滤、微滤)类似地进行。
例如，步骤(c)中的将MF渗透物级分(一些或全部)超滤的步骤可以包括通过超滤膜将MF渗透物级分(例如，MF渗透物级分和水的混合物)渗滤。另外，浓缩步骤(d)可以利用反渗透或正渗透。
制备燕麦组合物的第二方法的步骤(f)可以包括将浓缩级分、NF渗透物级分和任选的水组合以形成燕麦组合物。这些组分的任何组合可以以任何合适的相对比例混合或组合，以形成燕麦组合物。如上，可以在组合步骤中添加任何合适的成分或成分的组合。
与本发明的第二方法的方面相一致的合适的分离方法200的说明性和非限制性实例在图2中示出。首先，使燕麦基料205经受超滤210以形成UF渗透物级分212和UF渗余物级分214。使UF渗余物级分214经受微滤220以生产MF渗透物级分224和MF渗余物级分222，并且使MF渗透物级分224经受超滤240以形成第二UF渗透物级分242和第二UF渗余物级分248。通过反渗透或正渗透将MF渗余物级分222和/或第二UF渗透物级分242浓缩230以形成浓缩级分232。使UF渗透物级分212和/或第二UF渗余物级分248经受纳滤250以形成NF渗透物级分252和NF渗余物级分254。在图2中，将至少浓缩级分232和NF渗透物级分252组合260以形成燕麦组合物。随后，燕麦组合物被热处理270，然后冷却并且包装280。
实施例
通过以下实施例来进一步说明本发明，这些实施例不以任何方式被解释为对本发明的范围施加限制。在阅读了本文的描述之后，在不背离本发明的精神或所附权利要求的范围的情况下，本领域的普通技术人员可以想到其各种其他方面、修改和等同物。
按照CEM Turbo固体和水分分析仪(CEM Corporation，Matthews，北卡罗来纳州)的程序SMEDP 15.10 C来测定总固体(重量％)。根据一组ISO认证标准通过电感耦合等离子体光发射分光光度法测定钙含量。通过AOAC(公职分析化学家协会(Association ofOfficial Analytical Chemists))方法测定蛋白质含量和脂肪含量。
总膳食纤维、可溶性膳食纤维、低分子量膳食纤维和高分子量膳食纤维按照AOAC2011.25和2009.01方法通过HPLC测定。
实施例1
实施例1通过使用图1所示的工艺方案的部分来进行，并且表I总结了图1中的相关工艺流的固体、钙、脂肪、总膳食纤维(可溶性纤维、低分子量和高分子量)和蛋白质含量。将具有表I所示组成且pH为～6-6.8的燕麦基料用氢氧化钠调节至pH 8-8.5，然后微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分，并且将MF渗透物级用盐酸调节至pH 7-7.5，然后超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分。通过以大约50:50的重量比混合MF渗余物级分和UF渗余物级分来制备燕麦组合物(燕麦基饮料)。出乎意料地，MF渗余物级分(未进行进一步加工)展现出与牛奶类似的口感(柔滑和奶油感)，并且与传统植物基饮料(粉感和砂砾感)相比得到显著改善。此外，与微滤前的燕麦基料相比，MF渗余物中的异味显著减少。
如表I所示，在使燕麦基料经受微滤后，MF渗余物级分含高比例的脂质，可以将其进一步浓缩(如有需要)(例如，超滤或反渗透)。使用超滤膜使MF渗透物级分经受渗滤，并且UF渗余物级分含有较高比例的蛋白质和β-葡聚糖，其中UF渗透物级分含有更大质量的碳水化合物、糖和矿物质。任选地，UF渗透物级分可以进一步经受纳滤，并且可以将所得的富含矿物质的NF渗透物级分掺入燕麦组合物中。
实施例2
实施例2以与实施例1基本相同的方式进行，并且表II总结了相关工艺流及其各自组成。将具有表II所示组成且pH为～6-6.8的燕麦基料用氢氧化钠调节至pH 8-8.5，然后微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分，并且将MF渗透物级用盐酸调节至pH 7-7.5，然后超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分。通过混合大约49.46重量％的MF渗余物级分、49.46重量％的UF渗余物级分、0.1重量％的盐和0.98重量％的蔗糖来制备燕麦组合物(燕麦基饮料)，并且燕麦组合物具有表II所示的总固体、脂肪和蛋白质含量。有利地，这种最终燕麦组合物展现出中性风味和口感，而不具有传统植物基饮料中常见的粉感质地。实施例2中的燕麦基料在pH调节和微滤之前经过蛋白酶处理，得到未保留在MF和UF膜上的较低分子量物质，因此与实施例1相比，渗透物流中的蛋白质含量较高。
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Claims (22)
1.一种用于制备燕麦组合物的方法，所述方法包括：
(i)将燕麦基料微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分；
(ii)将所述MF渗透物级分超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分；以及
(iii)将所述MF渗余物级分、所述UF渗余物级分和任选的水组合以形成所述燕麦组合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述燕麦基料具有(或特征在于)1至12重量％、3至9重量％或5至7重量％的固体含量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述燕麦基料具有(或特征在于)：
0.1至4重量％、0.1至2.5重量％或0.2至1.5重量％的蛋白质含量；
0至5重量％、0至3.5重量％或0至2重量％的脂肪含量；和
0.1至3重量％、0.1至2重量％或0.1至1重量％的总膳食纤维含量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述燕麦基料具有(或特征在于)：
基于总膳食纤维，40至100重量％、50至100重量％或60至100重量％的可溶性膳食纤维含量；和
基于可溶性膳食纤维，0至100重量％、10至100重量％或50至100重量％的低分子量可溶性膳食纤维含量。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述MF渗余物级分具有(或特征在于)：
3至20重量％、4至18重量％或5至12重量％的固体含量；
0.5至10重量％、0.5至6重量％或0.8至5重量％的蛋白质含量；
0至10重量％、0至7重量％或0至4重量％的脂肪含量；和
0.2至6重量％、0.2至4重量％或0.2至2重量％的总膳食纤维含量。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述UF渗余物级分具有(或特征在于)1至12重量％、3至9重量％或5至7重量％的固体含量。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述UF渗余物级分具有(或特征在于)：
0.05至7重量％、0.05至4重量％、0.05至1重量％、0.05至0.5重量％、0.1至7重量％或0.5至7重量％的蛋白质含量；
0至1重量％、0至0.5重量％或0至0.2重量％的脂肪含量；和
0.1至3重量％、0.1至2重量％或0.1至1重量％的总膳食纤维含量。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中在步骤(ii)中将所述MF渗透物级分超滤包括将所述MF渗透物级分通过超滤膜渗滤。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，所述方法还包括：
将所述MF渗余物级分浓缩以生产浓缩的MF渗余物级分；和/或
将所述UF渗余物级分浓缩以生产浓缩的UF渗余物级分。
10.根据权利要求9所述的方法，其中浓缩包括反渗透、正渗透或纳滤。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中步骤(iii)包括将所述浓缩的MF渗余物级分、所述浓缩的UF渗余物级分和任选的水组合以形成所述燕麦组合物。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，所述方法还包括将所述MF渗余物级分超滤以生产第二UF渗透物级分和第二UF渗余物级分。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，所述方法还包括将所述UF渗透物级分和/或所述第二UF渗余物级分纳滤以生产NF渗透物级分和NF渗余物级分。
14.根据权利要求13所述的方法，其中步骤(iii)包括将所述MF渗余物级分、所述UF渗余物级分、所述NF渗余物级分和任选的水组合以形成所述燕麦组合物。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中：
步骤(i)中的所述燕麦基料在微滤前的pH为8至11、8.5至11、9至11、8至10、8.5至10、或9至10；和
步骤(ii)中的所述MF渗透物级分在超滤前的pH为5至8.5、5至8、5至7.5、5.5至8.5、5.5至8、6至8.5、6至8、或6至7.5。
16.一种用于制备燕麦组合物的方法，所述方法包括：
(a)将燕麦基料超滤以生产UF渗透物级分和UF渗余物级分；
(b)将所述UF渗余物级分微滤以生产MF渗透物级分和MF渗余物级分；
(c)将所述MF渗透物级分超滤以生产第二UF渗透物级分和第二UF渗余物级分；
(d)将所述MF渗余物级分和/或所述第二UF渗透物级分浓缩以生产浓缩级分；
(e)将所述UF渗透物级分和/或所述第二UF渗余物级分纳滤以生产NF渗透物级分和NF渗余物级分；以及
(f)将所述浓缩级分、所述NF渗透物级分和任选的水组合以形成所述燕麦组合物。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在步骤(c)中将所述MF渗透物级分超滤包括将所述MF渗透物级分通过超滤膜渗滤。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中所述方法还包括：
热处理所述燕麦组合物的步骤；和/或
将所述燕麦组合物包装在容器中的步骤。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的方法，其中所述组合步骤还包括添加成分，其中所述成分包括糖/甜味剂、调味剂、防腐剂、稳定剂、乳化剂、益生元物质、益生菌、维生素、矿物质、ω3脂肪酸、植物甾醇、抗氧化剂、着色剂或它们的任何组合。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在步骤(i)或步骤(a)之前对所述燕麦基料进行酶预处理的步骤。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述方法还包括研磨燕麦产品并且添加水且任选添加酸或碱以形成所述燕麦基料的步骤。
22.通过根据权利要求1-21中任一项所述的方法制备的燕麦组合物。
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