JP2013526288A - 長期保存寿命を有する超音波処理された栄養製品 - Google Patents

Abstract

長期保存寿命を有する栄養製品および栄養バーが開示される。栄養製品または栄養バーは、押し出し成形プロセスまたは厚板化プロセスと組み合わせて強力超音波を利用して製造される。栄養製品および栄養バーの製造プロセス中に強力超音波を利用することによって、結果的な製品が長期保存寿命および改良されたテクスチャを有することが、見いだされた。いくつかの実施形態において、栄養バーは固形クリスプマトリクスを含む。

Description

本開示は、長期保存寿命を有する栄養バーなど、超音波処理された栄養製品に関する。本開示はまた、強力超音波を用いて栄養製品を製造する方法にも関する。

多くの栄養製品、具体的には栄養バー、食品バー、スナックバー、エネルギーバーなどは、相当量のタンパク質材料を含有する。典型的なタンパク質含有原料は、大豆および乳漿分離物を含んでもよく、これらは乳化作用、水結合、およびゲル強度などの機能特性が異なっていてもよい。大豆タンパク質分離物、乳漿タンパク質分離物、ナトリウムまたはカゼインカルシウム、全乳タンパク質、および著しい粘度、ゲル強度、および水結合特性を呈するその他のものなどのタンパク質原料は、栄養バーの初期テクスチャ特性に著しい影響を及ぼす。

タンパク質含有原料、特に大量のタンパク質含有原料を含む栄養バーは、一般的にその保存寿命にわたって硬化し、そのためその保存寿命にわたって商業的受容性を低下させる。高い水結合特性を呈するタンパク質は、バーの初期テクスチャに良好な影響を及ぼすと考えられるが、しかしその保存寿命にわたってバーのテクスチャを固化させる効果を有すると信じられている。固化は水分損失そのものによってではなく、むしろ炭水化物分画からタンパク質分画へなど、何らかの原料から別の原料への水分の移動によって生じると、一般的に信じられている。経時的な栄養バーのこの硬化または固化は、タンパク質凝集、および炭水化物分画による結晶状構造の形成という二重の原因の結果であると、一般的に考えられている。

水分を保持し、テクスチャを改良するために、ガム、マルトデキストリン、およびセルロース誘導体などの様々な異なる炭水化物が栄養バー製剤に添加される。これらの原料は、環境への水分損失を防止するのにある程度効果的であるかも知れないが、タンパク質原料への水分移動の防止におけるその効果は、ごくわずかである。水分損失時に結晶状の形状を取る、マルトデキストリンなどの炭水化物の量の増加は、保存寿命中の固化効果を増強して商業的受容性を低下させると信じられている。

米国特許第６，６７６，９８２号明細書 米国特許出願公開第２００３／０１２５３０１号明細書

長期間にわたって柔らかいテクスチャを維持して改善された保存寿命をもたらす、意図される栄養、エネルギーなどを提供する栄養バーおよび関連する栄養製剤の需要がある。

本開示は、超音波処理栄養製剤および封止パッケージを含む組成物を対象とし、栄養製剤は、栄養製剤の重量比で約５％から約９５％の量の炭水化物、栄養製剤の重量比で約５％から約９５％の量のタンパク質、および栄養製剤の重量比で約１％から約３０％の量の脂質を含み、栄養製剤は少なくとも３ヶ月の保存寿命を有する。

本開示はさらに、改善された保存寿命を有する超音波処理栄養製剤を製造するプロセスを対象とする。プロセスは、スラリを形成するためにタンパク質、炭水化物、脂質、結合剤、および水を配合するステップと、スラリを強力超音波に曝すステップと、超音波処理栄養組成物を生成するためにスラリを押し出し成形するステップと、を含む。

本開示はさらに、改善された保存寿命を有する超音波処理栄養製剤を製造するプロセスを対象とする。プロセスは、スラリを形成するためにタンパク質、炭水化物、脂質、結合剤、および水を配合するステップと、スラリを強力超音波に曝すステップと、超音波処理組成物を生成するために超音波処理されたスラリを厚板化するステップと、を含む。

強力超音波は、長期保存寿命を有する栄養バーを製造するために利用可能であることが、見いだされている。強力超音波は製造されたバーの表面への水分の移動を抑制および／または遅延させ、そうして柔らかさを維持することによって保存寿命を延長すると思われるので、栄養バーを作製するために利用される栄養スラリを製造プロセス中の適切な時間に強力超音波に曝すことにより、結果的に得られる栄養バーは長期間にわたってより柔らかいテクスチャを維持し、その保存寿命は延長される。加えて、改善された保存寿命は、強力超音波の印加による、バーに含まれるポリマの構造変化と関連しているかも知れない。押し出し成形の前および／または最中に、または厚板化の前に、栄養バースラリに強力超音波を印加することによって、長期保存寿命栄養バーが生成されることが分かった。

強力超音波を利用して作製された本開示の栄養製剤および栄養バーは、製造プロセス中に強力超音波を利用して作られていない栄養バーと比較して、より長い保存期間を有するという利点がある。本開示以前には、バーが防湿および防酸素パッケージで包装されていても、経時的な栄養バーのテクスチャの硬化は問題であり、保存寿命が短縮する結果となった。製品の保存寿命におけるいずれの時点における本開示の栄養バーのテクスチャも、最初に製造されたときの栄養バーのテクスチャと実質的に類似しているだろう。したがって本開示による長期保存寿命の栄養バーは、経時的な硬化が低減された栄養バーである。

テクスチャ、柔らかさ、および保存寿命に関して挙げられた利点に加えて、本開示の超音波処理栄養製剤および栄養バーはまた有利なことに、より見栄えのよいスラリから作製されることが、思いがけず見いだされた；つまり、バーまたは類似する製品に成形される前に強力超音波プロセスに曝されたスラリは、よりクリーミーで色が濃く、より均一で均質な外観を呈し、これはより望ましく商業的に受容可能な製品になる。これは、全体的に改善された栄養バー製品の外観をもたらし、現在の栄養バーよりも優れた、タンパク質成分などの何らかの成分を実際に隠し持っている可能性があり、その結果としても、消費者が結果的に得られる製品を「高タンパク」製品であると期待しないように、より見栄えのよい製品となる。

本開示の押し出し成形プロセスでの使用に適した、超音波支援押し出し成形装置の模式図である。

本開示の栄養製剤および対応する製造方法は、製造プロセス中に１回以上の特定の時間に強力超音波を利用して製造された、本明細書で定義される固形クリスプマトリクスを随意的に含有する、栄養バーまたはその他の固形製品形態を対象とする。本開示の栄養製剤および方法のこれらおよびその他の必須または任意の要素または限定は、以下に詳細に記載される。

本明細書で使用される「固形クリスプマトリクス」という用語は、別途指定されない限り、ライスクリスプ、コーンクリスプ、またはその他類似の周知の炭水化物含有またはタンパク質含有材料と類似の低嵩密度特性を有し、約０．４ｇ／ｃｍ^３未満、好ましくは約０．３５ｇ／ｃｍ^３未満、より好ましくは約０．１０ｇ／ｃｍ^３から約０．３０ｇ／ｃｍ^３、さらに好ましくは約０．２２ｇ／ｃｍ^３から約０．２８ｇ／ｃｍ^３であり、約０．２４ｇ／ｃｍ^３から約０．２７ｇ／ｃｍ^３を含む嵩密度を有する、軽くてカリカリした食品を指す、栄養製剤技術における専門用語である。「固形クリスプマトリクス」という用語は、自由流動クリスプ微粒子、そのような微粒子の結合凝集体、および／または固形バー状マトリクスを含み、このような微粒子、凝集体、またはマトリクスはすべて、本明細書に記載される必要な嵩密度特性を有することを前提とする。

本明細書で使用される「封止パッケージ」という用語は、栄養バーなどの栄養製剤を気密的に空気から封入および封止する、適切なプラスチックまたは箔の食品等級パッケージを指す。

本明細書で使用される「保存寿命」という用語は、製品の商業的に使用可能な寿命を指し、それ以降、製品は、販売および／または消費に適さないかまたは望ましくない。

本明細書で使用されるすべてのパーセンテージ、分率、および比率は、別途指定されない限り、総製剤の重量に対するものである。列挙された原料に関わるすべてのこのような重量は、活性レベルに基づいており、したがって、別途指定されない限り、商業的に入手可能な材料に含まれてもよい溶媒または副生成物を含まない。

本明細書で使用される数値範囲は、具体的に開示されているか否かに関わらず、その範囲内のすべての数値および数値の部分集合を含むように意図される。さらに、これらの数値範囲は、その範囲のいずれの数値または数値の部分集合をも対象とする請求項を支持するものとして解釈されるべきである。たとえば、１から１０の開示は、２から８、３から７、５から６、１から９、３．６から４．６、３．５から９．９などの範囲を支持するものとして解釈されるべきである。

別途指定されるかまたはその言及がなされる文脈によって逆に明らかに暗示されない限り、本開示の単数の特徴または限定のすべての言及は、対応する複数の特徴または限定を含み、また逆もしかるべきである。

別途指定されるかまたは言及される配合物が作られる文脈によって逆に明らかに暗示されない限り、本明細書で使用される方法およびプロセスステップのすべての組み合わせは、いずれの順序で実行されることも可能である。

本開示の様々な実施形態はまた、製品がなおも本明細書に記載される必要な原料または特徴のすべてを含んでいる場合には、本明細書に記載されるいずれの任意または選択された必須原料または特徴も、実質的に含まなくてもよい。この文脈において、ならびに別途指定されない限り、「実質的に含まない」という用語は、選択された製品が、実効容量未満の任意原料、通常は０．１重量％未満、ならびに０重量％未満を含むそのような任意のまたは選択された必須原料を含有することを、意味する。

本開示の栄養製剤、栄養バー、および対応する製造方法は、本明細書に記載される開示の必須要素および制約、ならびに本明細書に記載されるかまたは別途栄養製剤調製用途で有用な、いずれかの付加的または任意原料、成分、または制約を含み、これらからなり、または基本的にこれらからなることが、可能である。

製品形態
本開示の栄養製剤は、主に少なくとも脂質、タンパク質、炭水化物、および結合剤を含む、超音波処理栄養製剤である。栄養製剤は通常、押し出し成形または厚板化によって成形される、スナックバー、食事代替バー、エネルギーバー、鈍化血糖反応バー（糖尿病バー）、体重減少バーなどのような、栄養バーである。

本開示の栄養バーは一般的に、約５％から約２０％（重量比）、または約３％から約１５％（重量比）、または約５％から約１０％（重量比）、または約７％から約９％（重量比）の含水率を有する。

超音波処理栄養製剤は、従来通りに作製された栄養製剤と比較して、長期保存寿命を有する。本開示の栄養バーの保存寿命は、少なくとも３ヶ月、または少なくとも４ヶ月、または少なくとも５ヶ月または１２ヶ月、または１８ヶ月であり、６から１８ヶ月を含む。

栄養製剤は、唯一の、主要な、または補助的な栄養源を提供するように、あるいは特定の疾病または状態に悩む個人における使用のための特別な栄養製剤を提供するように、十分な種類および量の栄養素を用いて、調製されてもよい。

主要栄養素
栄養製剤および栄養バーは一般的に、少なくとも脂質、タンパク質、および炭水化物を含む。一般的に、栄養製剤での使用に適した周知のまたはその他の脂質、タンパク質、および炭水化物のいずれの源もまた、このような主要栄養素が本明細書で定義される栄養製剤の必須要素にも適合していれば、本明細書での使用にも適しているだろう。

脂質、タンパク質、および炭水化物の総濃度および量は、意図されるユーザの栄養必要量に応じて異なってもよいものの、このような濃度または量は最も典型的には、本明細書に記載されるように、その他いずれかの必須脂質、タンパク質、およびまたは炭水化物原料を含む、以下の具体的範囲のうちの１つに収まる。

炭水化物
本開示の栄養製剤は、炭水化物源を含む。炭水化物濃度は最も典型的には、栄養製剤の重量比で、約１％から約５０％を含み、約１０％から約３０％を含む、約５％から約９５％の範囲である。炭水化物源は、経口投与に関して安全かつ有効であり、選択された製品形態で必須またはその他の原料に適合する、いずれの周知またはその他適切な源であってもよい。

栄養製剤で使用するための適切な炭水化物または炭水化物源は、単純、複雑、または変形、あるいは配合物であってもよい。適切な炭水化物の非限定例は、加水分解または加工デンプンまたはコーンスターチ、マルトデキストリン、ブドウ糖ポリマ、オリゴ糖（たとえばフラクトオリゴ糖、グルコオリゴ糖）、ショ糖、コーンシロップ、コーンシロップ固形物、米由来の炭水化物、ブドウ糖、果糖、乳糖、高果糖コーンシロップ、ハチミツ、糖アルコール（たとえばマルチトール、エリスリトール、ソルビトール）、およびこれらの組み合わせを含む。

その他の適切な炭水化物は、いずれかの食物繊維または繊維源を含み、その非限定例は、オーツ麦外皮繊維、エンドウ豆外皮繊維、大豆外皮繊維、大豆子葉繊維、テンサイ繊維、セルロース、コーンブラン、およびこれらの組み合わせなどの不溶性食物繊維源を含む。

したがって、栄養製剤で使用するための炭水化物は、好ましくは、２０未満を含み、１から１０も含む、約４０未満のＤＥ（デキストロース当量）値を有する、可溶性および／または不溶性繊維、またはその他の複合炭水化物を含んでもよい。

脂質
本開示の栄養製剤は、脂質または脂質源を含んでもよい。脂質濃度は最も典型的には、栄養製剤の重量比で、約１％から約３０％を含み、約３％から約１５％を含む、約０％から約９０％の範囲である。脂質または脂質源は、経口投与に関して安全かつ有効であり、選択された製品形態で必須およびその他の原料に適合する、いずれの周知またはその他適切な源であってもよい。

栄養製剤での使用に適した脂質または脂質源は、ココナッツ油、分画ココナッツ油、大豆油、コーン油、オリーブ油、ベニバナ油、高オレイン酸ベニバナ油、ＭＣＴ油（中鎖脂肪酸トリグリセリド）、ヒマワリ油、高オレイン酸ヒマワリ油、パームおよびパーム核油、パームオレイン、キャノーラ油、魚油、アマニ油、ルリチシャ油、綿実油、月見草油、ブラックカラント種子油、遺伝子組換え油源、真菌油、魚油（たとえばマグロ、イワシ）、などを含む。その他の適切な脂質は、オメガ３脂肪酸、オメガ６脂肪酸、およびこれらの組み合わせを含む、必須および非必須脂肪酸の両方を含む。

タンパク質
本開示の栄養製剤はまた、タンパク質またはタンパク質源も含む。タンパク質濃度は最も典型的には、栄養製剤の重量比で、約１％から約２０％を含み、約２％から約１０％を含む、約５％から約９５％の範囲である。タンパク質またはタンパク質源は、経口投与に関して安全かつ有効であり、選択された製品形態で必須およびその他の原料に適合する、いずれの周知またはその他適切な源であってもよい。

栄養製剤での使用に適したタンパク質またはタンパク質源は、加水分解、部分的加水分解、または非加水分解タンパク質またはタンパク質源を含み、乳（たとえばカゼイン、乳漿）、動物（たとえば肉、魚、卵白）、穀類（たとえば米、トウモロコシ）、野菜（たとえば大豆、エンドウ豆、イモ）、またはこれらの組み合わせなど、いずれか周知のまたはその他の適切な源に由来することが可能である。本明細書で使用されるタンパク質はまた、栄養製剤で使用されるために知られている遊離アミノ酸も含むことができ、あるいは完全にまたは部分的にこれによって置き換えられてもよく、その非限定例は、トリプトファン、グルタミン、チロシン、Ｌ−メチオニン、システイン、タウリン、Ｌ−アルギニン、カルニチン、およびこれらの組み合わせを含む。

一実施形態において、本開示の栄養製剤は大豆タンパク質成分を含み、その源は、大豆フレーク、大豆タンパク質分離物、大豆タンパク質濃縮物、加水分解大豆タンパク質、大豆粉、大豆タンパク質繊維、または大豆に由来するその他いずれかのタンパク質またはタンパク質源を含むが、これらに限定されるものではない。商用の大豆タンパク質源は栄養技術において周知であり、その非限定例は、「Ｓｏｙ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｉｓｏｌａｔｅ ＥＸＰ−Ｈ１１８」、「ＥＸＰ−Ｅ−０１０１、および「Ｓｕｐｒｏ Ｐｌｕｓ６７５の商品名の下でＴｈｅ Ｓｏｌａｅ Ｃｏｍｐａｎｙによって流通している大豆タンパク質分離物を含む。

主要栄養素プロファイル
本発明の栄養製剤中の脂質、炭水化物、およびタンパク質の総量および濃度は、選択された製剤、および意図されるユーザの食物的または医学的必要性に応じて、かなり異なることが可能である。主要栄養素濃度の付加的な適切な例は、以下に挙げられる。この文脈において、総量または濃度とは、栄養製剤中のすべての脂質、炭水化物、およびタンパク質源を指す。このような総量または濃度は、最も典型的および好適には、以下の表に記載される具体的な範囲のいずれかにおいて調製される。

主要栄養素＊

各数値の前には「約」という用語がつく。

結合剤
本開示の栄養製剤はまた、様々な比較的乾燥した原料を配合してその構造を提供するための「糊」の役割を果たす、結合剤または結合薬も含む。結合剤濃度は最も典型的には、栄養製剤の重量比で、約１％から約２０％を含み、約２％から約１５％を含む、約１％から約２５％の範囲である。結合剤または結合薬源は、経口投与に関して安全かつ有効であり、選択された製品形態で必須およびその他の原料に適合する、いずれの周知またはその他適切な源であってもよい。

本開示の栄養製剤での使用に適した結合剤は、シロップなど、コーンシロップ、無糖シロップ、ショートニング、アルコールなど、糖含有および無糖結合剤を含む。適切な結合剤の一具体例は、無糖マシュマロ結合剤である。

固形クリスプマトリクス
本開示の超音波処理栄養製剤は主に、上述のように、固形食物製品形態、好ましくは栄養スナックまたは栄養食事代替バーを、対象とする。いくつかの実施形態において、栄養製剤は、本明細書で定義される、固形クリスプマトリクスを含む。周知のまたはその他の、いずれの固形食物製品形態も、本明細書での使用に適している。最終製品中のクリスプの劣化を最低限に抑えるためにスラリが強力超音波に曝された後に、栄養バーなどの栄養製剤中で利用される場合に固形クリスプマトリクスを形成する固形クリスプは、栄養製剤を形成するスラリに添加されることが、一般的には好ましい。

栄養バーおよびその他の栄養製剤を製造するために従来利用されてきた成分（すなわち、タンパク質、炭水化物、脂質、結合剤など）の相互作用の性質、ならびにこれらの成分の量のため、従来のプロセス（すなわち、本明細書に記載される強力超音波を利用しないプロセス）によって作製された栄養バーは、本明細書に記載されるように、形状を維持して、押し出し成形または厚板化の後の変形に抵抗する能力を有する。固形クリスプマトリクスが従来通りに作製された栄養バーに添加されると、固形クリスプマトリクスによって付加的な密度および構造が提供され、作製されて固形クリスプマトリクスを含有するスラリは、変形の問題を伴わずに従来通りに容易に所望の栄養バーとして押し出し成形または厚板化されることが可能である；つまり、押し出し成形または厚板化の後に変形または崩壊する傾向のある、異なる出発材料を含有するいくつかの押し出し成形または厚板化スラリと比較して（栄養バーとは異なる成分を含む、プレッツェル生地、ショートブレッド生地、クラッカー生地、パンなど）、これらは一般的に押し出し成形または厚板化の後も非常に良好にその形状を維持し、変形することなく容易に切断されることが可能である。

存在する場合には、本開示の栄養製剤の固形クリスプマトリクスは主に：１）任意の可溶性粘性繊維のほかに、そしてこれに加えて、重量比で約１０％から約８９％の炭水化物；２）重量比で約１％から約４９％のタンパク質；および３）随意的に重量比で約１０％から約５０％の可溶性粘性繊維、を含む。固形クリスプマトリクスのこれらの成分の各々は、後により詳細に記載される。

本開示の栄養製剤は、固形クリスプマトリクス、ならびに１つ以上のその他の固形クリスプ材料の配合物を含んでもよく、ここでその他の固形クリスプ材料は、可溶性粘性繊維を含有しないか、そうでなければ約９重量％を超える可溶性粘性繊維を含有しない。その他の固形クリスプ材料は、製剤中の固形クリスプマトリクスおよび固形クリスプ材料の配合物の重量比で、栄養製剤中にゼロパーセントから約９９％存在してもよく、約５％から約９０％を含み、約２０％から約８０％も含み、約３０％から約５０％も含む。このようなその他の固形クリスプ材料は、好ましくは栄養製剤の必須固形クリスプマトリクス成分について本明細書に記載された範囲内の嵩密度を有する、いずれか従来のまたは別途周知の穀物ベースのクリスプを含む。このようなその他の固形クリスプ材料の非限定例は、大豆クリスプ、ライスクリスプ、コーンクリスプ、クリスプ状のタピオカデンプン、様々なマルチグレインクリスプ、およびこれらの組み合わせを含む。

本開示の栄養製剤または栄養バーの任意の固形クリスプマトリクス成分は好ましくは、単独で、または上記のような付加的なクリスプ材料と配合して、栄養製剤の重量比で、約５０％から約９８％を含み、約７５％から約９５％も含み、約８０％から約９０％も含む、栄養製剤の重量比で約５％から１００％存在する。栄養製剤はまた、重量比でゼロから９５％の、ナッツまたは種子、フルーツまたはその他の風味材料、加工助剤（たとえば結合剤）、抗酸化剤、ビタミンおよびミネラルなど、任意の材料も含んでよい。

栄養製剤として調製された固形クリスプマトリクスは、結合された低嵩密度材料または食物粒子の凝集体、あるいは連続的または実質的に連続的な低嵩密度マトリクスであってもよく、ここで固形クリスプマトリクスは、約０．２４ｇ／ｃｍ^３から約０．２７ｇ／ｃｍ^３を含む、約０．４ｇ／ｃｍ^３未満、好ましくは約０．３５ｇ／ｃｍ^３未満、より好ましくは約０．１０ｇ／ｃｍ^３から約０．３０ｇ／ｃｍ^３、さらに好ましくは約０．２２ｇ／ｃｍ^３から約０．２８ｇ／ｃｍ^３の、嵩密度を有する。

固形クリスプマトリクスの嵩密度は、ほとんどいずれの従来方法によっても測定または別途判定されることが可能であり、ここで嵩密度は、マトリクスが、マトリクス全体におよびその間に空気またはガス状空洞が分散された、さらに小さい固形クリスプマトリクスの固形多孔質バーあるいは成形または自由流動凝集体であるか否かに関わらず、マトリクスの単位体積（ｃｍ^３）あたりの質量または重量（ｇｍ）である。

固形クリスプマトリクスは、本明細書に記載される低嵩密度材料を作るのに適したいずれの方法によって作製されてもよい。一実施形態において、固形クリスプマトリクスは、連続調理プロセスとしての高温短時間（ＨＴＳＴ）押し出し成形などの押し出し成形プロセスによって作製されてもよい。クリスプ原料は配合され（たとえば、米粉、グアーガム、リン酸三カルシウム、マルトデキストリン、大豆タンパク質分離物、水）、配合物は計量されて付加的な水分（蒸気）とともに押し出しバレルへの供給ラインに入れられ、ネジまたは一連のネジによって前方に搬送される。ネジの内部には、バレルの出口末端に向かって漸進的に浅くなる溝がある。供給物に付与される機械エネルギーは、供給物を調理するための熱に変換される。この調理をさらに促進するために、バレルが加熱されることも可能である。水分と熱とのこの組み合わせは、供給粉末を生地に変換する。生地の温度が１００℃を超えると、水が過熱状態になる。そして生地がダイから外れる際に、過熱水は爆発して生地の膨張を引き起こす。この膨張した生地は、小片に切り分けられて乾燥またはトーストされることが可能であり、その結果、本発明の栄養製剤で使用される固形クリスプマトリクスが得られる。プロセスは、必要な嵩密度をもたらす従来の手段によって、制御される。固形クリスプマトリクスの形成においてこのような低嵩密度食物粒子または材料を作るいくつかの適切な方法は、たとえば米国特許第６，６７６，９８２号明細書（Ｍｏｄｙ）に記載されており、この記載は事前に参照により本願に組み込まれた。

それを作製するために用いられる方法に関わらず、固形クリスプマトリクスは最も典型的には、個別の、自由流動の、カリカリした粒子の形態であり、これはその後、栄養製剤中の連続または不連続固体マトリクスを形成するために配合されることが可能であり、そのすべては、このような食物粒子クリスプを原料として用いる従来のバー製造方法によって作製される。

本発明の栄養製剤は、たとえば曲線状または円筒形、円形またはウェハ状、長方形または従来のバー形状、あるいはランダムまたはその他の定義された形状など、ほとんどいかなるサイズまたは構成のいかなる食物製品形態でも、作製されてよい。これらの製品形態はまた、１つの容器またはパッケージ内に複数口分として包装されたものを含む、小型の一口サイズの固形物も含む。固形クリスプマトリクスはまた、適切な箱またはその他のパッケージ内の、たとえば朝食用シリアルなど、自由流動食物粒子として包装されてもよい。

本発明の栄養製剤は、固形クリスプマトリクスの１つ以上の層を含有してもよく、もしくはランダムの、配列された、またはパターン形成された構成の、固形クリスプマトリクスの１つ以上の離散領域を含有してもよい。栄養製剤、ならびにその内部の固形クリスプマトリクスは、いずれか適切な被覆材料で部分的または完全に被覆されてもよく、そのいくつかの一般的な例は、ヨーグルト、チョコレート、またはその他の菓子類もしくはその他の風味材料を含む。

可溶性粘性繊維
本開示の栄養製剤の任意の固形クリスプマトリクスは随意的に、固形クリスプマトリクスの重量比で約１９％から約４６％を含み、約２１％から約３２％も含む、約１％から約５０％、好ましくは約１５％から約４０％の、可溶性粘性繊維を含んでもよい。可溶性粘性繊維は、好ましくはグアーである。

本明細書で使用される「可溶性粘性繊維」という用語は、別途指定されない限り、本明細書で定義されるように粘性かつ可溶性の、いずれかの繊維または繊維含有材料を含んでもよい。本発明の目的のための可溶性繊維は、米国穀物化学者学会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｒｅａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ）（ＡＡＣＣ）法３２−０７によって定義されており、可溶性繊維または繊維源とは、ＡＡＣＣ法３２−０７によって判断されるように、食物繊維の少なくとも６０％が可溶性食物繊維であるものである。

本明細書で使用される「粘性繊維」という用語は、別途指定されない限り、固形クリスプマトリクスとして調製されたときに、少なくとも約１，０００ｃｐｓを含み、約１，０００ｃｐｓから約１０，０００ｃｐｓも含み、また約３０００ｃｐｓから約１０，０００ｃｐも含む、約３００センチポアズ（ｃｐｓ）より高いインビボ粘度を有するマトリクスを提供する、可溶性繊維を指す。

可溶性粘性繊維を特徴付ける目的のためのインビボ粘度は、以下の方法によって測定される：（１）３重量％の固形クリスプマトリクスを含有する水性混合物を作製する（固形クリスプマトリクス１０．４ｇおよび水３４９．３４ｇ）；（２）作りたての混合物を１分間混和する；（３）３７℃の水槽への配置によって混和温度を約３７℃まで上昇させる；（４）暖められて混和された混合物に３００マイクロリットルのシグマ・アルファ・アミラーゼを添加する；（５）混合物を１時間凝固させ、その後培養混合物をより完全に分散させるために約０．５分にわたって急速に撹拌する；そして（６）その後混合物をもう１時間凝固させてから、ただちにおよそ２５０ｃｍ^３の混合物を２５０ｃｍ^３のビーカに移し、（たとえば、３ｒｐｍで、６２番スピンドルのブルックフィールド粘度計を用いて、移された混合物の）粘度を測定する。

固形クリスプマトリクスで使用するための可溶性粘性繊維は、繊維インビボ粘度および繊維可溶性の上記の基準を満たす、いずれかの繊維または繊維系を含む。可溶性粘性繊維はまた、グアーガム、アラビアゴム、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ローカスト・ビーン・ガム、タピオカデンプン、アルギン酸、タピオカデキストリン、シトラスペクチン、低および高メトキシペクチン、カラギーナン、大麦グルカン、カラギーナン、オオバコ、オーツ麦βグルカン、およびこれらの組み合わせのうちの１つ以上を含む繊維源としての代替物においても定義されてよい。グアーガムが好ましい。

本明細書における好適な可溶性粘性繊維として、グアーガム（ガラクトマンナンポリマ）は、特別栽培されたマメ科植物の種子に由来する、複合炭水化物である。この炭水化物は、およそ百万の分子量を有する長直鎖分子である。長ポリマ鎖は、水を引きつけて弱く捕捉する；ならびに、水と混合されると、溶液中で互いに物理的に絡み合い、こうして粘性を生じる。

グアーガム源を含む、可溶性粘性繊維の適切な源の非限定例は、２１０１７米国メリーランド州ベルキャンプ、Ｒｉｃｈｌｙｎｎ Ｄｒｉｖｅ ４６０９のＴｉｃ Ｇｕｍｓより入手可能である（グアー８／２４、微細格子、超高粘度製品）。

可溶性粘性繊維はまた、米国特許出願公開第２００３０１２５３０１Ａ１号明細書（Ｗｏｌｆら）に記載される二重繊維系を含む２つ以上の可溶性粘性繊維も含んでよく、この記載は参照により本願に組み込まれる。

本明細書に記載される嗜好性の利点（たとえば、ネバついた食感の減少、歯の詰まりの減少）を提供するために、粘性可溶性繊維は固形クリスプマトリクスとして調製されることが、見いだされた。そして栄養製剤のほかの場所には少量の繊維しか見られないかも知れないものの、固形クリスプマトリクスの外側の栄養製剤は、グアーを含むこのような繊維を実質的に含まなくてもよい。この文脈において、「実質的に含まない」という用語は、組成物が、すべて栄養製剤の重量比として、約２％未満を含み、約０．１％未満も含み、そしてゼロパーセントも含む、約３％未満の、栄養製剤の内部だが固形クリスプマトリクス成分の外側にあるそのような繊維を含んでもよいことを意味する。

酸味料および酸味剤
本開示の栄養製剤および栄養バーは、随意的に酸味料、酸味剤、または両方を含んでもよい。固形栄養製品での使用について周知の、もしくはこれに適した、酸味および／または酸性風味を提供するいずれかの材料は、そのような材料が経口投与に関して安全かつ有効であり、選択された製品形態で必須またはその他の原料に適合する場合、本開示の製剤に使用されてもよい。

酸味料および酸味剤は、特に組み合わせて使用されるとき、そして以下に記載されるようなペクチン片と組み合わせて使用されるとさらに、栄養製剤を咀嚼および摂取している間、全体的な食感を改善し、歯の詰まりの程度または頻度を減少させることが、見いだされた。論理によって限定されることなく、選択された酸味料および／または酸味剤がその他多くの風味（またはまったくの無風味）よりも唾液分泌を刺激すること、および増加した唾液分泌はその後、歯の表面上、特に望ましくない歯の詰まりが最も起こりやすい溝のある咀嚼面上の、グアー含有製剤の付着をさらに減少させるための、咀嚼中の潤滑剤の役割を果たすことが、信じられている。

本発明の製剤での使用に適した酸味料は、解離されていない形態の、あるいはたとえばリン酸水素カリウムまたはナトリウム、リン酸二水素カリウム塩またはナトリウム塩など、それぞれの塩としての、いずれかの有機または無機食用酸を含む。適切な酸味料の非限定例は、クエン酸、リン酸、リンゴ酸、フマル酸、アジピン酸、グルコン酸、酒石酸、アスコルビン酸、酢酸、リン酸、およびこれらの組み合わせを含む。製剤中の酸味料濃度は最も典型的には、製剤の重量比で約０．１％から約１．０％を含む、製剤の重量比で約０．０１％、より典型的には約０．０５％から約３％を超える。

本開示の製剤での使用に適した酸味剤は、いずれかの天然または人工風味、または風味の組み合わせを含み、これは摂取中に検出される十分な清涼感を製剤に提供する。このような酸味剤の非限定例は、イチゴ、リンゴ、ブルーベリ、ラズベリ、ブラックベリ、サクランボ、オレンジ、ライム、レモン、グレープフルーツ、タンジェリン、ベルガモット、カラマンシ、オランジェロ、シトロン、クレメンタイン、ダンシ、キンカン、ライムクワット、ミカン、マンダリンライム、ミネオラ、オランジェロ、オレンジクワット、ポメロ、ラングプール、ウンシュウミカン、シャドック、シークヮーサ、スウィーティ、タンジェロ、タンゴール、アグリ、または本明細書に記載される有機酸味料のうちの１つ以上を含有するその他の植物材料などの天然材料の小片または抽出物、またはこれらに基づく天然または人工風味を含む。特に有用なのは、乾燥イチゴ片（フレーク）および／またはリンゴ片である。

風味剤濃度は、風味剤、製剤中のその他の原料、製剤の望ましい全体的な風味プロファイル、風味がフルーツそのものを含むのかその抽出物のみを含むのか、などに応じて、著しく異なることが可能である。しかしながらこのような濃度は、最も典型的および総合的に、栄養製剤の重量比で少なくとも約０．０１％から、より典型的には約０．０５％から約１０％の範囲であり、約０．１％から約５％も含み、約０．５％から約４％も含む。

ゲル化含有物
本発明の栄養製剤は１つ以上のゲル化含有物をさらに含んでもよく、ここで含有物は水を含むが、含有物の重量比で、約０．５％から約７％を含み、約１．５％から約５％も含む、約９％以下の一次ゲル化剤であり、好ましくは酸味料、酸味剤、またはその両方も含む。

本明細書で使用される「ゲル化含有物」という用語は、最終製剤に先立って作製され、その後固形クリスプマトリクスの成分として、または固形クリスプマトリクスとは別の成分として、栄養製剤に添加される、個別のゲル化構造を指す。ゲル化含有物は、固形クリスプマトリクスまたは栄養製剤の別の領域全体にまとまって分散する多くのゲル化微粒子または小片の形態を取ることができ、あるいはたとえば栄養バー実施形態の上または内部の（１つまたは複数の）ゲル化層など、大きく連続的な（１つまたは複数の）ゲル化含有物を表す、１つまたは少数のより大きい離散領域または層の形態を取ることができる。

一旦製剤に添加および調製されると、特に固形クリスプマトリクスまたは製剤のその他の成分全体に個別の微粒子として分散したとき、ゲル化含有物は、そのゲル化構造のすべてではないものの多くを喪失する可能性があるが、それでもなお、選択されたゲル化剤、および栄養製剤に調製される前にゲル化微粒子に特異的に調製されたその他いずれかの原料の存在によって定義された栄養製剤の内部に、離散領域または区域を形成する。このようなその他の原料は好ましくは、酸味料、酸味剤、またはその組み合わせを含むが、その他の風味剤、風味増強剤、人工または天然甘味料、糖アルコールなど、その他様々な任意原料のいずれを含んでもよい。

ゲル化含有物は好ましくは、栄養製剤の重量比で少なくとも約１．０％、より好ましくは約１．２％から約１５％存在し、製剤の重量比で約２％から約１１％を含み、また約５％から約９％も含む。

ゲル化含有物で使用されるゲル化剤は、栄養製剤での使用に関して安全かつ有効な、そして別途栄養製剤内に調製されるようなその他の選択された原料と適合する、いずれのゲル化剤材料であってもよい。好適なゲル化剤は、このような繊維が先に記載された必要なゲル化剤濃度で水性ゲルを形成することが可能な程度の、本明細書に記載される粘性可溶性繊維を含む。本明細書に記載される粘性可溶性繊維の中でも、ペクチンが最も好ましい。

ゲル化含有物は好ましくは、いずれも本明細書内で先に記載された、任意だが好ましい酸味料、酸味剤、またはその両方と組み合わせて、栄養製剤に調製される。微粒子としてのゲル化含有物は好ましくは、様々な微粒子が酸味料および／または酸味剤を含有するようになっているが、ただし、ゲル化含有物を備える製剤が好ましいものの、このような酸味料および酸味剤のすべてまたは一部もまた、ゲル化含有物とは別の栄養製剤に調製されることも可能であると理解されている。酸味剤および／または酸味料と組み合わせて使用されるとき、好適なペクチンゲル化剤はまた、好ましくは高メトキシ化されたペクチン、最も典型的には、約５０％未満を含む、約６５％未満のエステル化度を有するものである。

ペクチン片またはその他類似の微粒子を含むものなどのゲル化含有物は、特に酸味料および酸味剤と組み合わせて使用されるとき、摂取中の歯の詰まりの減少および触感の改善において、さらに優れた能力を提供することが、見いだされた。したがって、本開示の製剤を定義する目的のため、クリスプ固体マトリクス中の粘性可溶性繊維の濃度はゲル化含有物によって提供される粘性可溶性繊維の濃度またはゲル化剤濃度とは切り離して考えられる。

本明細書での使用に適した酸味／酸性風味付けされたペクチン片を含有するものを含む、本発明の製剤での使用に適したいくつかのゲル化含有物の非限定例は、そのすべてが米国インディアナ州インディアナポリスのＳｅｎｓｉｅｎｔより入手可能な、Ｆａｎｔａｓｙ（Ｒ）イチゴ無糖フルーツ片、人工；天然および人工チョコレートピーナッツ片、無糖；天然および人工バターピーカンペクチン片、無糖；天然および人工エスプレッソペクチン片、無糖；天然リンゴシナモンペクチン片、無糖、を含む。適切な風味付けペクチン片のその他の非限定例は、カナダ、ブリティッシュコロンビア州アボッツフォードのＢＲＯＯＫＳＩＤＥ ＦＯＯＤＳ， ＬＴＤ．より入手可能な、リアルフルーツチップ（Ｒｅａｌｆｒｕｉｔｃｈｉｐｓ）、ラズベリ無糖−低正味炭水化物量を含む。

任意原料
本開示の栄養製剤は、製品の物理的、化学的、美的、または加工特性を改良する可能性のある、または標的集団において使用されたときに医薬または補助栄養成分として作用する可能性のある、その他の任意の成分をさらに含んでもよい。多くのこのような任意原料は、医療食または他栄養製品または医薬品投与形態での使用に関して知られ、あるいはこれに適しており、このような任意原料が経口投与に関して安全かつ有効であり、選択された製品形態で必須およびその他の原料に適合する場合、また本明細書の製剤でも使用されてよい。

このような任意原料の非限定例は、保存料、抗酸化剤、緩衝剤、医薬活性物質、本明細書に記載されるような付加栄養素、人工甘味料を含む甘味料（たとえばサッカリン、アスパルテーム、アセスルファムＫ、スクラロース）、着色料、本明細書に記載されるもの以外の風味剤、増粘剤および安定剤、潤滑剤、などを含む。

本開示の栄養製剤は、固形クリスプマトリクス中の材料に加えて、ならびにこれらとは別に、本明細書に記載される異なる脂質、炭水化物、およびタンパク質材料の様々な組み合わせ、ならびに付加的なビタミン、ミネラル、またはその他の栄養素を、さらに含んでもよい。

本明細書で使用される適切なミネラルの非限定例は、リン、ナトリウム、塩化物、マグネシウム、マンガン、鉄、銅、亜鉛、ヨウ素、カルシウム、カリウム、クロム、モリブデン、セレン、およびこれらの組み合わせを含む。

本明細書で使用される適切なビタミンの非限定例は、カロテノイド（たとえば、ベータカロチン、ゼアキサンチン、ルテイン、リコピン）、ビオチン、コリン、イノシトール、葉酸、パントテン酸、コリン、ビタミンＡ、チアミン（ビタミンＢ_１）、リボフラビン（ビタミンＢ_２）、ナイアシン（ビタミンＢ_３）、ピリドキシン（ビタミンＢ_６）、シアノコバラミン（ビタミンＢ_１２）、アスコルビン酸（ビタミンＣ）、ビタミンＤ、ビタミンＥ、ビタミンＫ、およびその様々な塩、エステル、またはその他の誘導体、ならびにこれらの組み合わせを含む。

食品微粒子
本開示の製剤は、自由流動クリスプ微粒子として調製された実施形態を含み、これは最終製品形態であってもよく、あるいは本開示の様々な固形バー実施形態のような、そこから別の製品が調製される中間材料であってもよい。これらの自由流動クリスプ微粒子は、本開示の固形クリスプ製剤のいずれかを含んでもよく、これはやはり本明細書に記載される任意原料のいずれかをさらに含んでもよい。

自由流動クリスプ微粒子は、このような微粒子の自由流動性も維持しながら、このような微粒子の付着に適したいずれかの材料を用いて被覆されてもよい。このような被覆材料は、膜形成または非膜形成材料であってもよく、そのほとんどは、生体高分子（タンパク質および多糖類）または脂質のいずれかである。このような被覆材料の非限定例は、グルテン（たとえば、小麦グルテン）、乳タンパク質、大豆タンパク質、ゼラチン、デンプン（たとえば、ヒドロキシプロピル化デンプン）、ペクチン酸、セルロースエーテル、疎水性油脂またはろう、およびこれらの組み合わせを含む。

自由流動クリスプ微粒子は、特に食事の前に、スナックまたは満腹剤として、単独であるいは他の食品または飲料と組み合わせて摂取される、様々な食品上に振りかけられるかまたは混ぜ込まれる食品添加物として、使用されてもよい。自由流動クリスプは、スナックまたは食事代替バーまたはその他の消費者向け食品など、その他の食品の作製における製剤中間物として使用されてもよい。食品に振りかけられるかまたは混ぜ込まれるための食品添加物として、自由流動クリスプ微粒子は、微粒子形態の調味またはほかに風味付けされた食品添加物を提供するために、従来の調味料またはその他の風味とともに調製されてもよい。

食事の前または食事とともに使用するための、スナックまたは満腹剤として使用するために調製されるとき、自由流動クリスプ微粒子は、２５から１００キロカロリーを含み、４０から７５キロカロリーも含む、約１００キロカロリーまでの１回分投与量を含むこれらの実施形態を含み、１回分につき少なくとも約６グラムからであり、これは１回分につき約７から約１６グラムを含み、約８から約１２グラムも含む。

これらの自由流動微粒子中で特に有用な任意原料は、糖アルコール（たとえば、マルチトール、エリスリトール、ソルビトール、キシリトール、マンニトール、グリセリン、イソマルト、ラクチトール）またはその他の低血糖指数原料、調味料、フィトステロール、グリコマクロペプチドなどを含み、これらのすべてはクリスプ微粒子の内部または上に（すなわち被覆）調製されてもよい。

被覆された微粒子について、被覆は完成品の重量比で最大２５％であってもよく、完成品の重量比で約５から約２０％を含み、約８から約１４％を含む。

本開示の方法は、本開示の栄養製剤を対象とする。これらの方法は、以下を含む：（１）バランスの取れた、または完全な栄養源を提供するための、個人に対する栄養製剤の経口投与；（２）スナックまたは食事の投与に続く血糖反応の鈍化を与えるための、糖尿病患者またはその他の個人への栄養製剤の経口投与；（３）食欲減退を促進するための、糖尿病患者またはその他の個人への栄養製剤の経口投与；および（４）個人の総体重または総脂肪量の減少を促進するための、糖尿病患者またはその他の個人への栄養製剤の経口投与。

本発明の方法は、このような投与の利点が有用と思われる個人に対する、単回または分割投与における、少なくとも１食分の栄養製剤の連日投与を含んでもよい。この文脈において、１食分は、個人に投与される栄養製剤の一日分の総量として定義され、これは最も一般的には、１日当たり約１から６個のバーの形態であり、製剤からの一日分の総カロリー摂取量は少なくとも約５０ｋｃａｌ／日、より一般的には約５０ｋｃａｌ／日から約３，０００ｋｃａｌ／日、さらに一般的には約１２０ｋｃａｌ／日から約６００ｋｃａｌ／日である。

様々な方法で使用するための本開示の栄養製剤は、好ましくは脂質、タンパク質、炭水化物、ビタミン、およびミネラルの組み合わせを含むバー製剤であり、より好ましくは各バーにつき約９９キロカロリーから約３５０キロカロリー、さらに好ましくは約１２０キロカロリーから約２８０キロカロリーを含む。

製造
本開示の栄養製剤は、栄養製剤を形成するために利用されるスラリが製造プロセスの前または最中のいずれかの時点で強力超音波に曝されるならば、たとえば押し出し成形または厚板化など、選択された固形製品形態（栄養バーを含む）を作製するためのいずれの周知のまたは別途有効な製造技術によって作製されてもよい。強力超音波エネルギーは、栄養製剤が流動可能状態にある限り（たとえばスラリ）、いずれの時点で栄養製剤に印加されてもよい。多くのこのような製造技術は、被覆または未被覆、積層または非積層の栄養バーなど、いずれの製品形態についても知られており、当業者によって本明細書の開示に基づいて記載された栄養製剤に適用されることが可能である。

強力超音波を利用する本開示の方法は、低弾性材料の形態の栄養製品（すなわち栄養バー）の製造中に、流動性材料の改善されたレオロジ特性を提供する。強力超音波に曝されて押し出し成形された流動性材料は、ハチミツと類似の流動性を有する；つまり、強力超音波に曝された流動性材料は、押し出し成形機内により容易にポンプ送達および供給され得るように、よりニュートン的な特性を有する。

一般的に、本開示の栄養バーおよびその他の固形製剤は、最も典型的には、方法が本明細書に記載される強力超音波の使用を含む限り、焼かない栄養バーに一般的に使用される従来の方法によって製造される。特定の一実施形態において、栄養バーを作るために、１つまたは複数の強力超音波ステップを含む押し出し成形プロセスが利用される。適切な押し出し成形プロセスの１つは、スラリが強力超音波に曝露される少なくとも１つの強力超音波ステップを含む連続調理プロセスとしての、従来の高温短時間（ＨＴＳＴ）押し出し成形である。

ここで図１を参照すると、本開示の強力超音波押し出し成形プロセスでの使用に適した押し出し成形装置１が示されている。押し出し成形装置１は、乾燥原料用の供給部３（随意的に１つ以上の図示しない撹拌器を内部に含んでもよい）、送りネジ４、および液体原料用の液体添加開口部５を含む。供給部３および液体添加開口部５はいずれも、混合アーム９、１１、１３、および１５を含むプレコンディショナ７に供給する。プレコンディショナ７は、ネジ１９（図示されないが、複数のネジが使用されてもよい）を含む押し出し成形機１７内へ、そして成形ダイ２１を通じて、押し出し用の乾燥および液体原料の混合物を提供する。押し出し成形機１７にはホーン２３が接続され、これは押し出し成形機１７に強力超音波を提供する。ホーン２３は昇圧器２５に接続され、これは強力超音波を開始させるための変換器２７に接続されている。強力超音波電源２９および電力計３１も示されている。

栄養バーを作製するために押し出し成形プロセスが利用されるとき、１つまたは複数のスラリを形成するために、まず所望の成分（たとえばタンパク質、炭水化物、脂質、結合剤、水、風味剤、ビタミン、ミネラルなど）が配合され、これらのスラリは所望のすべての成分を含む最終スラリを形成するために、押し出し成形の前の時点で最終的に配合される。この結果的なスラリはその後、栄養バーを形成するために、スラリの押し出し成形の前、押し出し成形中、または押し出し成形の前および最中の両方のいずれかにおいて、強力超音波に曝される。いくつかの実施形態において、複数のスラリが形成される場合、複数のスラリの各々は、個別に強力超音波に曝されて、その後配合されて最終スラリになってもよく、これは押し出し成形の前にさらなる強力超音波に曝されても曝されなくてもよい。結果的な栄養バーが固形クリスプマトリクスを含むように、押し出された栄養バーに固形クリスプが添加される場合、これらは好ましくは、１つまたは複数のスラリに強力超音波が印加された後で押し出し成形される前に、１つまたは複数のスラリに添加される。強力超音波は、いくつかの実施形態において、栄養バー中の形成されたクリスプの構造統合性を低下させる可能性があるので、１つまたは複数のスラリに強力超音波が印加された後、しかし押し出し成形プロセスの前に、１つまたは複数のスラリにクリスプが添加されることが一般的には好ましい。しかしながら、クリスプが強力超音波に曝されるように、強力超音波を用いる１つ以上のスラリの処理の前にクリスプを１つ以上のスラリに添加することも、本開示の範囲に含まれる。

強力超音波は通常、合計約６０分未満の時間だけスラリに印加され、合計約５０分を含み、または合計約４０分さえ含み、または合計３０分さえ含み、または合計２５分さえ含み、または合計２０分を含み、または合計１５分を含み、または合計１０分または５分、または合計３分さえ含む。いくつかのプロセスにおいて、最終的に押し出し成形機内に導入されたスラリは、形成中に、複数回の強力超音波に曝されてもよい；つまり、最初の２つの原料を含むスラリは、強力超音波に数分間曝された後、超音波処理済みスラリに１つ以上の追加成分が添加され、その後追加成分を含む新しいスラリが強力超音波に曝されてもよい。最終的に押し出し成形機内に導入されたスラリは、最終的なスラリが押し出し成形されて最終製品となる作製プロセスの間、１、２、３、４、または５回もしくはそれ以上、強力超音波に曝されていてもよい。

スラリに印加される強力超音波は、一般的に約４０キロヘルツ未満の周波数を有し、約３０キロヘルツ未満、もしくは約２０キロヘルツ未満、もしくは約１５キロヘルツ未満を含む。

スラリが形成されて強力超音波がスラリに印加された後（上記のように、強力超音波は随意的に押し出し成形中に印加されてもよい）、スラリは、計量されて付加的な水分（蒸気）とともに押し出しバレルへの従来型供給ラインに入れられ、ネジまたは一連のネジによって前方に搬送される。ネジの内部には、バレルの出口末端に向かって漸進的に浅くなる溝がある。スラリ供給物に付与される機械エネルギーは、スラリ供給物を調理するための熱に変換される。この調理をさらに促進するために、場合によりバレルが加熱されることも可能である。水分と熱とのこの組み合わせは、スラリ供給物を生地に変換する。生地の温度が１００℃を超えると、水が過熱状態になる。そして生地がダイから外れる際に、過熱水は爆発して生地の膨張を引き起こす。この膨張した生地は、長期保存寿命を有する本開示の超音波処理栄養バーを形成するために、所望の形状およびサイズに切り分けられて封止パッケージに包装されることが可能である。プロセスは一般的に、所望の嵩密度をもたらす従来の手段によって制御される。

押し出し成形プロセスを含まない、本開示の栄養バーを作るための別の適切な実施形態において、実質的に均質なスラリを形成するために、様々な成分（たとえばタンパク質、炭水化物、脂質、結合剤、水など）が配合および撹拌され、約１４０°Ｆまで加熱される。スラリはその後、上述のように強力超音波に曝され、次にミキサ内に供給され、随意的に固形クリスプ粒子またはその他の原料と配合される。結果的なスラリはその後、長期保存寿命を有する超音波処理栄養バーを製造するために、厚板化され（たとえば、０．５〜１．０インチのシート）、所望の形状に切り分けられ、随意的に被覆、冷却され、その後封止パッケージに包装される。

本開示の別の実施形態において、栄養バーは、従来の押し出し成形など、いずれの従来型方法で製造されてもよく、押し出し成形後に本明細書に記載されるように強力超音波に曝されてもよい；つまり、栄養バーは、従来の手段（すなわち、強力超音波を用いない手段）を用いて押し出し成形されてもよく、形成された栄養バー（まだ実質的に流動可能状態である）は、本明細書に記載される利点の１つ以上を付与するために強力超音波に曝されてもよい。この実施形態において、形成されたバーは、押し出し成形の直後、または約１分以内、または約２分、または約３分、もしくは約５分、または１０分、もしくは最大で押し出し成形後約３０分以内に、強力超音波に曝されてもよい。

本開示の製剤は、当然ながら、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、本明細書に具体的に記載されていないその他の周知のまたは別途適切な技術によって、製造されてもよい。したがって、本実施形態は、あらゆる点において例示的であって限定的ではなく、すべての変更および同等物もまた、本発明の記載に含まれると考えられる。以下の非限定例は、本発明の製剤および方法を、さらに説明する。

実施例
以下の実施例は、本開示の栄養製剤および栄養バーの特定の実施形態および／または特徴を示す。例は、図解目的のみのために与えられており、本開示の精神および範囲を逸脱することなくその多くの変形例が可能なので、本開示の限定として解釈されるべきではない。すべての例示的な量は、別途指定されない限り、製剤の総重量に基づく重量パーセントである。

実施例１
実施例１は、強力超音波を用いずに作製された２つの対照栄養試料（対照１〜２）と比較した、作製プロセスで強力超音波を利用して作製された３つの栄養試料（試料１〜３）硬度低下および靱性低下を示す。強力超音波の周波数は２０ＫＨｚおよび１００％に固定され、出力は１，０００Ｗに設定された。形成された各バー生地は、バー状に成形され、製造された同日中に硬度（力測定）および靱性（力曲線より下の面積）が測定された。

作製されて評価された５つの栄養試料の成分は、以下の表に示される。

対照＃１は、液体原料をすべて混合し、結果的な混合物を１２０℃まで加熱することによって、作製される。一旦この温度に到達すると、バー生地を形成するために、粉末化原料のすべてが液体原料に添加され、結果的なスラリがともに混合される。

対照＃２は、スラリを形成するために、最初に液体原料をすべて混合し、結果的な混合物を１２０℃まで加熱してから、そこに大豆タンパク質分離物、果糖、マルトデキストリン１８０、およびフラクトオリゴ糖を添加することによって、作製される。スラリはその後、電子レンジで１７０℃まで加熱される。一旦この温度に到達すると、バー生地を形成するために、残りの粉末化原料がスラリに添加され、そこに混合される。

試料＃１は、最初にカカオマスを約９０秒間電子レンジにかけ、その後残りの液体原料をカカオマス中に導入して混合することによって、作製される。結果的な液体混合物は、強力超音波に約５分間曝される。次に大豆タンパク質分離物が混合物に添加され、結果的な混合物は強力超音波に約１５分間曝される。次に果糖が混合物に添加され、結果的な混合物は強力超音波に約１０分間曝される。次にマルトデキストリン１８０が混合物に添加され、結果的な混合物は強力超音波に約１０分間曝される。次にファイバーソル２の総量の半分が混合物に添加され、結果的な混合物が強力超音波に約１０分間曝される。次に残りの粉末化原料が混合物に混合されて、バー生地を形成する。

試料＃２は、最初にカカオマスを約９０秒間電子レンジにかけ、その後残りの液体原料をカカオマス中に導入して混合することによって、作製される。結果的な液体混合物は、強力超音波に約５分間曝される。次に大豆タンパク質分離物が混合物に添加され、結果的な混合物は強力超音波に約１５分間曝される。次に果糖が混合物に添加され、結果的な混合物は強力超音波に約１０分間曝される。次にフラクトオリゴ糖が混合物に添加され、結果的な混合物は強力超音波に約１０分間曝される。次にマルトデキストリン１８０が混合物に添加され、結果的な混合物は強力超音波に約１０分間曝される。次に残りの粉末化原料が混合物に混合されて、バー生地を形成する。

試料＃３は、最初にカカオマスを約９０秒間電子レンジにかけ、その後残りの液体原料をカカオマス中に導入して混合することによって、作製される。結果的な液体混合物は、強力超音波に約３０秒間曝される。次に大豆タンパク質分離物が混合物に添加され、結果的な混合物は強力超音波に約１分間曝される。次に果糖が混合物に添加され、結果的な混合物は強力超音波に約１分間曝される。次にフラクトオリゴ糖およびマルトデキストリン１８０がともに混合され、その後このフラクトオリゴ糖とマルトデキストリン１８０の混合物が混合物に添加されて、次に結果的な混合物が強力超音波に約１分間曝される。次に残りの粉末化原料が混合物に混合されて、バー生地を形成する。

対照および試料バーの硬度および靱性が、ＴＡ．ＸＴｐｌｕｓテクスチャ分析器（ニューヨーク州スカーズデールのＴｅｘｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を用いて測定され、ここで硬度は生成された曲線の最大点として判断され、靱性は同じ曲線より下の面積として判断された。試験は、角度４５度のチゼル刃、および以下の設定を用いた（各試料が両方の距離で試験されるように、２つの距離設定が利用された）：（１）試験モード：圧縮；（２）試験前速度：１ミリメートル毎秒；（３）試験速度：２ミリメートル毎秒；（４）試験後速度：１０ミリメートル毎秒；（５）標的モード：距離；（６）距離：５ミリメートルおよび１０ミリメートル毎秒；（７）起動型：自動（力）；（８）起動力：５．０グラム；（９）中断モード：オフ；（１０）プロット停止位置：開始位置；（１１）風袋モード：自動；（１２）高機能オプション：オン；（１３）対照オーブン：停止；および（１４）枠偏向修正：オフ。

硬度および靱性実験の結果は、以下の表に示される。

上の表中のデータが示すように、製造プロセス中の強力超音波の印加は一般的に、結果的なバーの硬度および靱性を低下させる。やはりデータが示すように、結果的な材料のテクスチャ特性に影響を及ぼす変数は、温度、時間、原料の添加順序、および超音波の長さを含む。とりわけ、試料２および３は、対照バーと比較して、著しく減少した硬度および靱性を有していた。

実施例２〜６
実施例２〜６は、本開示の超音波処理栄養バー実施形態を示し、その出発原料は以下の表に挙げられる。

栄養バーは、連続調理プロセスとして高温短時間（ＨＴＳＴ）押し出し成形を利用して、本開示にしたがって作製される。液体原料は混合されて約１２０℃の温度まで加熱され、スラリを形成するために粉末原料がそこに添加される。次にこの結果的なスラリは、押し出し成形の前に強力超音波（約２０ＫＨｚ）に約１０分間曝される。

スラリが形成されて強力超音波がスラリに印加された後、スラリは計量されて付加的な水分（蒸気）とともに押し出しバレルへの供給ラインに入れられ、ネジまたは一連のネジによって前方に搬送される。ネジの内部には、バレルの出口末端に向かって漸進的に浅くなる溝がある。スラリ供給物に付与される機械エネルギーは、スラリ供給物を調理するための熱に変換される。水分と熱とのこの組み合わせは、スラリ供給物を生地に変換する。生地の温度が１００℃を超えると、水が過熱状態になる。そして生地がダイから外れる際に、過熱水は爆発して生地の膨張を引き起こす。この膨張した生地は、長期保存寿命を有する本開示の栄養バーを形成するために、所望の形状およびサイズに切り分けられて封止パッケージに包装されることが可能である。

実施例７〜１１
実施例７〜１１は、本開示の超音波処理栄養バー実施形態を示し、その出発原料は以下の表に挙げられる。

栄養バーは、厚板化プロセスを利用して、本開示にしたがって作製される。液体成分および粉末成分は、実質的に均質なスラリを形成するために、配合および撹拌され、約１４０°Ｆまで加熱される。スラリはその後、強力超音波（約２０ＫＨｚ）に約１０分間曝され、次にミキサ内に供給される。結果的な混合スラリはその後、長期保存寿命を有する栄養バーを製造するために、厚板化され（たとえば、０．５〜１．０インチのシート）、冷却された所望の形状に切り分けられ、その後封止パッケージに包装される。

Claims (30)

1. 超音波処理栄養製剤および封止パッケージを含む組成物であって、栄養製剤は、約５％から約９５％（重量比）の炭水化物、約５％から約９５％（重量比）のタンパク質、および約１％から約３０％（重量比）の脂質を含む、組成物。
2. 炭水化物が栄養製剤の重量比で約１０％から約３０％の量だけ存在し、タンパク質は栄養製剤の重量比で約２％から約１０％の量だけ存在する、請求項１に記載の組成物。
3. 栄養製剤が、栄養製剤の重量比で約１％から約３０％の量の脂質をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
4. 栄養製剤が、栄養製剤の重量比で約３％から約１５％の量の脂質をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
5. 栄養製剤が、栄養製剤の重量比で約１０％から約５０％の量の可溶性粘性繊維をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
6. 可溶性粘性繊維がグアーガムを含む、請求項５に記載の組成物。
7. 栄養製剤が０．４ｇ／ｃｍ^３未満の嵩密度を有する、請求項１に記載の組成物。
8. 栄養製剤が、約０．２２ｇ／ｃｍ^３から約０．２８ｇ／ｃｍ^３の嵩密度を有する、請求項１に記載の組成物。
9. 栄養製剤が固形クリスプマトリクスを含む、請求項１に記載の組成物。
10. 栄養製剤が、約５％から約１０％（重量比）の含水率を有する、請求項１に記載の組成物。
11. 栄養製剤が約７％から約９％（重量比）の含水率を有する、請求項１に記載の組成物。
12. 超音波処理栄養製剤を製造するプロセスであって、
    スラリを形成するために、タンパク質、炭水化物、脂質、結合剤、および水を配合するステップと、
    スラリを強力超音波に曝すステップと、
    超音波処理栄養剤を生成するためにスラリを押し出し成形するステップと、を含むプロセス。
13. スラリが、押し出し成形が実行される前に強力超音波に曝される、請求項１２に記載のプロセス。
14. スラリが、押し出し成形と同時に強力超音波に曝される、請求項１２に記載のプロセス。
15. スラリが、押し出し成形の前およびこれと同時に強力超音波に曝される、請求項１２に記載のプロセス。
16. 強力超音波が約３０キロヘルツ未満の周波数を有する、請求項１２に記載のプロセス。
17. 強力超音波が約２０キロヘルツ未満の周波数を有する、請求項１２に記載のプロセス。
18. 強力超音波が約１５キロヘルツ未満の周波数を有する、請求項１２に記載のプロセス。
19. スラリが、押し出し成形の前に強力超音波に約１５分以下の時間だけ曝される、請求項１３に記載のプロセス。
20. スラリが、押し出し成形の前に強力超音波に約１０分以下の時間だけ曝される、請求項１３に記載のプロセス。
21. スラリが、押し出し成形の前に強力超音波に約５分以下の時間だけ曝される、請求項１３に記載のプロセス。
22. スラリが、押し出し成形の前に強力超音波に約３分の時間だけ曝される、請求項１３に記載のプロセス。
23. 押し出し成形が高温短時間押し出し成形である、請求項１２に記載のプロセス。
24. 固形クリスプが、強力超音波の印加の後、および押し出し成形の前にスラリ中に導入される、請求項１２に記載のプロセス。
25. 超音波処理栄養製剤を製造するプロセスであって、
    スラリを形成するために、タンパク質、炭水化物、脂質、結合剤、および水を配合するステップと、
    スラリを強力超音波に曝すステップと、
    超音波処理栄養剤を生成するために超音波処理スラリを厚板化するステップと、を含むプロセス。
26. 固形クリスプが、強力超音波が印加された後、および厚板化の前にスラリに添加される、請求項２５に記載のプロセス。
27. 固形クリスプがグアーを含む、請求項２６に記載のプロセス。
28. 栄養製剤が、約１％から約５０％の炭水化物、および約１％から約２０％のタンパク質を含む、請求項２５に記載のプロセス。
29. 栄養製剤が、約１０％から約３０％の炭水化物、および約２％から約１０％のタンパク質を含む、請求項２５に記載のプロセス。
30. 栄養製剤が、約３％から約１５％の脂質、約１０％から約３０％の炭水化物、および約２％から約１０％のタンパク質を含む、請求項２７に記載のプロセス。

Images