DK165217B - Fiberholdigt produkt, fremgangsmaade til fremstilling heraf samt anvendelse heraf - Google Patents

Description

i

DK 165217B

Opfindelsen angår et fiberhol digt produkt, der er baseret på frø fra bælgplanter, samt en fremgangsmåde til fremstilling heraf og anvendelse heraf til fremstilling af et præparat til forebyggende eller terapeutisk behandling hos mennesker eller 5 dyr, f.eks. som tilsætning til næringsmidler, nydelsesmidler • og foderstoffer.

Moderne mennesker og endog visse dyr, især kæledyr, får normalt utilstrækkeligt med fibre gennem den daglige kost eller 10 det daglige foder. Dette menes at være årsag til en række ulemper og lidelser, herunder de såkaldte velfærdssygdomme som tyktarmskatar, udposninger på tarmen, hjerte-karsygdomme, sukkersyge, galdesten og nyresten. Der er endog fremsat den teori, at fibermangel i den daglige kost kan være medvirkende år-15 sag til udviklingen af mavekræft. Helt generelt forholder det sig således, at en fiberrig kost er gavnlig for fordøjelsen, idet en sådan kost modvirker både forstoppelse og diarré.

Der er yderligere grunde til at holde den daglige fiberindta-20 gelse på et tilstrækkeligt højt niveau, nemlig at fibrene efter indtagelse giver en mæthedsfornemme1 se uden at virke fedende, samt at fibrene kan virke som bærere for vigtige stoffer, såsom salte, sporstoffer og vitaminer.

25 Der er allerede et marked for fiberholdige produkter beregnet til at afhjælpe det konstaterede underskud af fibre i mange menneskers og visse dyrs kost. De fleste fiberprodukter på markedet er celluloseholdige skal fraktioner, f.eks. klid og frøskaller fra ærter, f.eks. som beskrevet af James L. Vetter 30 i artiklen "Fiber as a Food Ingredient" fra Food Technology bind 38, nr. 1, januar 1984, side 64-69, eller hele formalede plantedele, f.eks. tangplanter, eller fabrikationsrester fra fremstillingen af næringsmidler og foderstoffer og andre produkter, såsom saft og olier.

Indtagelse af en række af disse kendte produkter, især i overdrevent omfang, kan give uønskede bivirkninger, såsom dannelse 35

DK 165217B

2 af propper i spiseroret og i tarmene samt nedsat optagelse af vigtige kostbestanddele, såsom calcium, jern og zink. Sidstnævnte ulempe kendes især efter indtagelse af klidfibre, hvis indhold af phytinsyre kan binde mineralerne calcium, jern, 5 zink med flere, så de bliver uoptagelige.

En yderligere ulempe ved mange af de kendte fiberprodukter er en ikke. særlig tiltalende smag samt et ikke altid delikat udseende. Hertil kommer, at de fleste kendte produkter er frem-10 stillet ved en tørformalingsproces, hvorved eventuelle kemikalierester fra dyrkningen ikke vil blive fjernet. Dette indebærer, at fabrikanter af de kendte produkter, for at sikre sig imod at der kan påvises kemikalierester i deres produkter, løbende må foretage kostbare kontrol analyser.

15

Mange af de kendte fiberprodukter er kun i ringe grad vandabsorberende og anvendes for at forøge fiberindholdet i et produkt eller blot som fyldstof og ikke på grund af nogen speciel funktionel effekt, der kan udnyttes ved f.eks. en ekstrude-20 ringsproces. Dette kan være en ulempe både i relation til deres anvendelse som tilsætning ved tilberedning af næringsmidler og foderstoffer samt deres evne til at regulere fordøjelsen og afføringen. Det er anerkendt, at fibre, der binder vand i fordøjelsessystemet, er medvirkende til en forholdsvis hur-25 tig passage af føden gennem tarmen, og at dette er ønskeligt, fordi sandsynligheden for, at der dannes kræftfremkaldende stoffer i tarmen, derved antages at være mindre end sædvanligt. Bl.a. med henblik på at afhjælpe manglerne ved de kendte produkter er der nu opfundet et skalfrit fiberprodukt, der er 30 baseret på frø fra bælgplanter.

Det er således formålet med den foreliggende opfindelse at anvise et fiberholdigt produkt, der er velegnet til anvendelse som et præparat eller som tilsætning, f.eks. til næringsmid-35 ler, nydelsesmidler eller foderstoffer, hvilket præparat eller hvilken tilsætning egner sig til forebyggende eller terapeutisk behandling hos mennesker eller dyr.

3

Den foreliggende opfindelse angår således et fiberholdigt produkt baseret på frø fra bælgplanter, hvilket produkt er ejendommeligt ved, at det består af frøets cellevægsbestanddele, der er isoleret efter forudgående fjernelse af frøskallen.

5

Produktet ifølge opfindelsen har et stort indhold af uopløselige fibre i form af hemicel 1 ulose og pectin. Det indeholder desuden en del stivelse og protein, medens indholdet af cellulose og lignin er meget lavt.

10

Fibermaterialet i det foreliggende fiberprodukt stammer fra cellevægsbestanddele fra bælgplanters afskallede frø. I modsætning til de fleste andre fiberprodukter på markedet indeholder produktet ifølge opfindelsen således i alt væsentligt 15 ikke cellulosehold ige skaller. Fibermaterialet ifølge opfindelsen kan, i modsætning til de ovennævnte kendte fiberprodukter, ved ekstrusion give et ekspanderet og sprødt produkt.

Produktet ifølge opfindelsen har typisk en hvid farve, en 20 kornstørrelse på 1-2 mm og en neutral smag. Det er desuden typisk i stand til at binde vand svarende til 10-15 gange sin egen vægt. Et kornet produkt ifølge opfindelsen kan om ønsket uden videre tørformales til en given kornstørrelse.

25 Som en særlig fordel ved produktet ifølge opfindelsen skal nævnes produktets gode funktionelle egenskaber. Produktet kan således ved ekstrudering uden nogen form for tilsætning give et ekspanderet og sprødt produkt, og det er i stand til at binde vand svarende til 10-15 gange sin egen vægt. Produktet 30 er i modsætning til andre kendte fiberprodukter smags- og far-veneutralt. Dette gør idet egnet som hjælpestof til en lang række levnedsmidler.

Endnu en betydningsfuld fordel ved den foreliggende opfindelse 35 er, at eventuelle kemikalierester fra dyrkningen, som kan stamme fra anvendelsen af et eller flere bekæmpelsesmidler, desuden i alt væsentligt er blevet fjernet ved vådformalings-

DK 165217 B

4 processen og den gentagne vask af fibrene, hvilket ikke sker ved anvendelse af en konventionel tørformalingsproces. Som eksempler på bekæmpelsesmidler, hvis forekomst man således kan sikre sig imod i produktet ifølge opfindelsen kan nævnes u-5 krudtsbekæmpelsesmidler, såsom Trifluralin, Dinoseb, Bladex, Basagran 480, Fervin, Fusilade, Glyphosat, Diquat-Dibromid, plantesygdomsbekæmpelsesmidler, såsom Captan, Maneb, Rodilan, Rovdal og Daconil samt skadedyrsbekæmpelsesmidler, såsom Para-thion, MetaSystox SO, Ekatin, Pyretroider, Pirimor G og Fen.i-10 trothion.

Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmdåe til fremstilling af det heri omhandlede fiberholdige porodukt, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved det i krav 5's kendetegnende del 15 anførte.

Man går således frem ved at hele frø fra bælgplanter afskalles til fjernelse af den celluloseholdige skal, idet der samtidigt skylles og dampbehandles af bakteriologiske årsager; hvorefter 20 de afskallede frø vådformales til åbning af plantecellerne og til opløsning eller opslæmning af de i plantecellerne indeholdte stivelsespartikler, .proteiner og opløselige komponenter-, hvorpå proteiner, salte, opløselige bestanddele og stivelsespartikler fjernes som filtrat ved filtrering på i og for 25 sig kendt måde, f.eks. på centrifugalsigte, hvorefter den resulterende filterkage atter opslæmmes i vand og filtreres. Den vaskede filterkage presses til forøgelse af tørstofindholdet, inden filterkagen raspes og tørres.

30 De fleste andre kendte fiberprodukter er enten produceret ved tørformaling af skaller eller en tørformaling af hele råvarer med efterfølgende grovseparation af fibre ved hjælp af vindsigtning. Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen bliver skallerne fjernet på forhånd, hvorefter de flækkede frø vådforma-35 les. Fibrene bliver iøvrigt gentagne gange vasket i rent vand, hvorved uheldige ernærings-, smags- og farvekomponenter fjernes. Ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er 5 der endvidere mulighed for veldefinerede ændringer af den kemiske sammensætning ved hjælp af forskellige sigter.

Ved en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen 5 gennemgår hele ærter en afskalningsprocedure, hvor den cellu-loseholdige skal fjernes. Samtidig forbedres den bakteriologiske kvalitet ved skylning og dampbehandling. Herved vil det resulterende produkt uden videre kunne godkendes af myndighederne som tilsætning til levnedsmidler herunder nydelsesmidler 10 og foderstoffer.

De således afskallede ærter bliver herved vådformalet på grovformalingsmølle efterfulgt af finformalingsmølle, således at plantecellerne åbnes, og deres indhold i form af stivelsespar-15 tikler, protein og opløselige komponenter går i opløsning eller bliver suspenderet.

Ved en efterfølgende sigtning, der hensigtsmæssigt kan foregå med en centrifugalsigte, går protein, salt og opløseligt car-20 bohydrat med filtratet. Ved anvendelse af en sigte, går ligeledes størstedelen af stivelsespartiklerne med filtratet. Den ovennævnte behandling giver en betydelig reduktion af næringsstoffer, dvs. energigivende stoffer såsom opløseligt carbohy-drat, protein og stivelse.

25

Den resulterende fiberholdige fiberkage vaskes og sigtes igen på centrifugalsigter, hvorefter fiberkagen presses, fortrinsvis i en snekkepresse, til et tørstofindhold på ca. 30 vægt%, og derpå raspes, f.eks. ved passage gennem et Alexander raspe-30 apparat, hvorefter det tørres i fluidiseret leje.

Det eneste kemikalium, som anvendes ved denne behandling, er en ganske ringe mængde NaOH til pH-værdijustering efter forma-1 i ngen.

Produktet ifølge opfindelsen udmærker sig i modsætning til andre fiberprodukter ved at have overraskende gode funktionelle egenskaber.

35 6

DK 165217B

Produktets evne til at ekspandere ved ekstrusion gør det særligt velegnet til fremstilling af sprøde produkter. Det er desuden muligt at udnytte produktets fremragende evne til at binde vand, f.eks. som tilsætningsstof i farsvarer og andre 5 charcuterivarer, idet en sådan vandbindende evne modvirker svind ved behandling, såsom stegning, kogning, røgning, ligesom det bidrager til fastholdelse af produktets facon og ønskede konsistens.

10 Fiberproduktet kan i øvrigt· på grund af smagsneutralitet og acceptabel farve anvendes som hjælpestof i en lang række levnedsmidler, nydelsesmidler og foderstoffer, f.eks. charcuterivarer, såsom burgere og andre farsvarer, supper, snacks, mor-genmadsaprodukter og konfekturevarer samt forskellige typer 15 foderstoffer, især til kæledyr. Begrundelsen for anvendelsen er således især ønsket om en funktionel effekt i slutprodukterne, f.eks. forøget vandbinding i burgeren, eller ønsket om både en funktionel effekt og en fiberberigelse i f.eks. chokolade og snacks. Sundhedsmæssigt er der ved anvendelse af fibre 20 den fordel, at fibrene i mange tilfælde substituerer andre mere energigivende (fødende) ingredienser.

Produktet ifølge opfindelsen kan også med produktionsmæssig fordel indgå i produkter med henblik på disses anvendelse til 25 behandling og/eller forebyggelse af de i indledningen nævnte lidelser.

Opfindelsen angår derfor også anvendelsen af et fiberholdigt produkt ifølge opfindelsen til fremstilling af et præparat til 30 forebyggelse eller behandling hos mennesker og dyr, der har behov for en sådan forebyggelse mod eller behandling for lidelser, der kan afhjælpes ved tilføring af en efter den pågældende lidelse eller de pågældende lidelser afpasset mængde af det fiberholdige produkt.

Produktet ifølge opfindelsen kan formuleres med varierende partikelstørrelse. Til anvendelse som tilsætning eller hjælpe- 35

DK 165217B

7 stof i konfekturebranchen formuleres produktet sædvanligvis til en partikelstørrelse på 15-20μ (formaling på en mølle af typen Alpine ZPS kan anvendes). Til anvendelse som tilsætning eller hjælpestof i kødbranchen formuleres produktet sædvanlig-S vis til en part i kel s tørre Ise på 1-2 mm, hvilket svarer ti 1 partikelstørrelsen umiddelbart efter tørringen. Til anvendelse som tilsætning eller hjælpestof i bager i branchen formuleres produktet sædvanligvis til en partikelstørrelse på 200-400 μ (hvilket kan opnås ved formaling på en mølle af typen Alpine 10 UPZ).

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen belyses nærmere i de efterfølgende eksempler og under henvisning til den medfølgende tegning med et rutediagram, som viser behandlingen ifølge op-15 findelsen.

EKSEMPEL 1 I nærværende eksempel anvendes fuldmodne, afskallede ærter, 20 Pisum sativum. 200 kg/h afskallede ærter (1) doseres (2) sammen med 800 kg/h vand til en mølle (3) (Fryma MK 180), hvor blandingen underkastes en grovformaling. Den grovformalede blanding opslæmmes (4) og føres til en mølle (5) (Fryma ko-rundskivemølle MK 250), hvor blandingen underkastes finforma-25 ling, for at sikre at ca. 40% af de uopløste partikler har en partikelstørrelse på mindre end 30 μ. Opslæmningen føres derefter til en tank (6), hvori pH-værdien justeres til 6,8 ved tilsætning af 2N NaOH-opløsning. Det resulterende materiale omrøres i tanken (6) i ca. \ time, hvorved der opnås en god 30 ekstraktion af ærternes proteinindhold og opløselige bestanddele. Temperaturen er på dette tidspunkt ca. 18eC. Den til en pH-værdi på 6,8 justerede opslæmning føres derefter til en sigte (7) (Jesmasigte forsynet med et net på 100 μ). Fra sigten (7) fjernes en fraktion af protein, stivelse og opløselige 35 carbohydrater. Det resterende fibermateriale føres til en tank (8) med omrører. I tanken (8) opslæmmes materialet i vand i vægtforholdet 1:1, hvorefter den vundne opslæmning føres til

DK 165217 B

8 en sigte (9) (Jesmasigte med et net på 100 μ). Ved dette procestrin fjernes yderligere protein og stivelse samt smagskomponenter, hvorefter det resulterende produkt føres til en presse (10) (snekkepresse; Stord-Bartz P 13), hvor tørstofind-5 holdet i fiberfraktionen øges til ca. 30 vægt% tørstof. Den i pressen (10) pressede fiberkage er så tør, at den kan raspes på et raspeapparat (11) (Alexander-raspeapparat, Alexanderwerk Reibschnitzler type Ran-S). Det raspede produkt føres til et tørreapparat (12) (Vibro Fluidizer; Niro Atomizer). 98% af. det 10 efter tørringen vundne fiberprodukt har en partikelstørrelse på mindre end 2 mm.

EKSEMPEL 2 15 Nærværende eksempel belyser:

Blodsukkerstigning, oro-cecal transittid, intestinal fermentering og stivelsesabsorption efter indgift af 3 forskellige fiber-typer hos raske voksne.

20

Undersøgelsens formål var at bestemme indflydelsen af hvedeklid, roefibre og ærtefibre ifølge opfindelsen på: a) Absorption af hvedestivelse 25 b) Postprandiel blodglucosestigning c) Oro-cecal transittid

Endvidere belyses de tre fibertypers fermentering i colon med hensyn til brintudvikling.

30

Metode: 8 raske normalvægtige forsøgspersoner (medianalder 28 år, 22-31) indtog i randomiseret rækkefølge nedenstående testmåltider: 35 a) Brød bagt af 100 g hvedemel b) Brød bagt af 100 g glutenfrit hvedemel c) Brød bagt af 100 g hvedemel + 36 g hvedeklid

DK 165217B

9 . ^) Brød bagt af 100 g hvedemel + 22 g roefibre e) Brød bagt af 100 g hvedemel + 30 g ærtefibre f) De enkelte fibertyper i samme doser hver for sig g) Standardmåltid alene 5 h) Standardmåltid + de enkelte fibertyper for sig i samme dosering.

Standardmåltidet bestod af 150 g bøfkød, 50 g glucose og 20 g laktalose. Ved alle undersøgelser måltes i brint(Ha)koncentra-10 tionen i udåndingsluften hver 30. min. i 8 timer, som et mål for den pågældende fibertypes fermentering i colon.

Resultater: 15 % ikke-absorberet stivelse (median; range = 95¾ CF)

Hvedestivelse 8 (4 - 17)

Hvedestivelse u. gluten 0 (0 - 6)a

Hvedestivelse + hvedeklid 12,5 (5 - 22)a 20 '

Hvedestivelse + roefibre 12,5 (5 - 22)a

Hvedestivelse + ærtefibre 12 (5 - 27}a a = statistisk significant forskellig fra hvedestivelse alene.

25

Oro-cecal transittid min, (median; range = 95% CF)

Hvedestivelse 360 (210 - 420)

Hvedestivelse + hvedeklid 165 (120 - 300)a 30

Hvedestivelse + roefibre 240 (90 - 360)a

Hvedestivelse + ærtefibre 270 (90 - 300)ab a = statistisk significant forskellig fra hvedestivelse alene b = statistisk significant forskellig fra hvedestivelse + hve-35 deklid.

DK 165217B

10

Proprandielt bloda lueose respons.

Peak- AUC

værdi (mmol/1 x t) ___f mmo 1 /1)______ 5 Standard måltid alene 7 90.

+ Hvedeklid 5,3 54 + Roefibre 6,4 68 + Ærtefibre _5,7a_28a_ AUC = areal under blodglucose - tids kurven. Beregnet som ABS x t, frem til skæringspunkt med udgangsværdi. Kun ærtefibre viser significant forskellige værdier fra standard måltid alene. Ærtefibre reducerer AUC med 69%.

Det fremgår at det ærtefiberholdige produkt ifølge opfindelsen 15 reducerer blodsukkerstigning og således er velegnet til såvel forebyggende som terapeutisk behandling af sukkersyge og sukkersygens følgesygdomme.

20 9 25 30 v 35

Claims (14)

1. Fiberholdigt produkt, der er baseret på frø fra bælgplan-s ter, kendetegnet ved, at det består af frøets cellevægsbestanddele, der er isoleret efter forudgående fjernelse af frøskallen.

2. Produkt ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det indeholder 10 42-46 vægt%, fortrinsvis ca. 45 vægt% uopløselige fibre [AOAC me-tode], 0-2 vægt%, fortrinsvis ca. 1 vægt% opløselige fibre, 15 38-45 vægt%, fortrinsvis ca. 41 vægt% (enzymatisk) stivelse, 6-7 vægt%, fortrinsvis ca. 6 vægt% protein, 2-4 vægt%, fortrinsvis ca. 3 vægt% aske, 20 resten vand.

3. Produkt ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at det indeholder ca. 45% uopløselige fibre (AOAC), hovedsagelig hemicellulose og pectin, samt ca. 41% ærtestivelse. 25

4. Produkt ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at det er baseret på ærter.

5. Fremgangsmåde til fremstilling af et fiberholdigt produkt ifølge krav 1, kendetegnet ved, at til fjernelse af 30 den celluloseholdige skal afskallede og af bakteriologiske årsager skyllede og dampbehandlede hele frø fra bælgplanter vådformales til åbning af plantecellerne og til opløsning eller opslæmning af de i plantecellerne indeholdte stivelsespartikler, proteiner og opløselige komponenter; hvorpå proteiner, 35 salte, opløselige bestanddele og stivelsespartikler fjernes som filtrat ved filtrering på centrifugalsigte, hvorefter den resulterende filterkage vaskes, filtreres og presses til forøgelse af tørstofindholdet, inden filterkagen raspes og tørres. DK 165217 B 12

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at filtreringen sker ved hjælp af en centrifugalsigte.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, 5 at der presses til et tørstofindhold på ca. 30 vægt%.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at tørringen sker i fluidiseret leje.

9. Anvendelse af et fiberholdigt produkt ifølge krav 1-4 til fremstilling af et præparat til forebyggelse eller behandling hos mennesker eller dyr, der har behov for en sådan forebyggelse mod eller behandling for lidelser, der kan afhjælpes ved tilføring af en efter den pågældende lidelse eller de pågæl-15 dende lidelser afpasset mængde af det fiberholdige produkt.

10. Anvendelse ifølge 9 til fremstilling af et præparat til forebyggelse eller behandling af sukkersyge.

11. Anvendelse ifølge krav 9 eller 10 af et fiberholdigt pro dukt i form af et ekspanderet og sprødt produkt.

12. Anvendelse ifølge krav 9 eller 10 af et fiberholdigt produkt i form af konfekture, kendetegnet ved, at der 25 anvendes et produkt med en partikelstørrelse på 12-20 μ.

13. Anvendelse af et fiberholdigt produkt ifølge krav 1-4 som hjælpestof ved fremstilling af charcuterivarer, kendetegnet ved, at der anvendes et produkt med en partikel- 30 størrelse på 1-2 mm.

14. Anvendelse af et fiberholdigt produkt ifølge krav 1-4 som hjælpestof ved fremstilling af et bageri produkt, k e n d e -tegnet ved, at der anvendes et produkt med en partikel- 35 størrelse på 200-400 μ.