制備具有增加的燕麥生物堿含量的高分散性全谷物粉的方法
【專利說明】制備具有増加的燕麥生物堿含量的高分散性全谷物粉的方 法
[0001] 相關申請的交叉參考
[0002] 本申請要求2013年3月15日提交的U.S.專利申請號13/833, 717的優先權，其 公開內容通過引用明確地并入本文。 發明領域
[0003] 本發明總地來說涉及制備高分散性或者稱作"可溶性"全谷物粉的方法。更具體 地，本發明涉及制造具有增加的燕麥生物堿含量的高分散性燕麥粉的方法。
[0004] 背景
[0005] 由于對高膽固醇、肥胖和心臟病的關注，許多消費者對關于他們的飲食進行更健 康的選擇有興趣。為此，存在給消費者提供全谷物、低膽固醇產品的需求。然而，隨著快速 的生活方式，對于消費者制備健康的膳食或點心是困難的。因此，還存在給消費者提供即食 營養產品的需求。此外，在市場中存在對可飲用形式的含有高水平全谷物的食物的需求。
[0006] 希望制備在加工過程中保持其結構（S卩，淀粉質胚乳、胚芽和麩皮）以滿足證明健 康訴求所必需的FDA限度的全谷物產品。更具體地，希望制備在加工過程中保持全谷物結 構的在液體或半固體介質中高分散的水解全谷物粉。
[0007] 在食品工業中已經進行了嘗試，以提供在整個加工過程中保持完整谷物結構的水 解全谷物；然而，水解的全谷物粉易于結塊，具有不可接受的口感和/或對消費者是沒有吸 引力的。本發明克服了上述問題并且給消費者提供了保持完整谷物結構和營養價值并且 在液體和半固體介質中高分散的水解全谷物粉，由此具有改善的口感和提高的消費者接受 度。
[0008] 燕麥生物堿為燕麥獨有的抗氧化劑。自從其于1980年代首次分離后，已表征了超 過30個同系物，燕麥中最豐富的燕麥生物堿為2p、2f和2c。這些多酚顯示強力的抗氧化、 抗炎性和抗動脈粥樣硬化特性，并可有益于患有慢性炎性疾病、過敏和心血管疾病的人們。 在食品工業以外，燕麥生物堿的益處也被廣泛記載。曲尼司特是燕麥生物堿的類似物，其已 被批準用于治療炎癥相關疾病，并且護膚產品Aveeno?基于燕麥生物堿的經證實的益處。
[0009]為了實現對人體健康的有益效應，燕麥生物堿必須被足量攝取。在1999年Tufts大學的研究當中，確認了燕麥生物堿在攝取后于人體中是生物可利用的且保持生物活性。 在服用60或120mg后，總血漿燕麥生物堿的最大濃度分別為168和560nM。由明尼蘇達大 學進行的較近期研究顯示，歷時8周服用低至每日0. 4或9. 2mg劑量的燕麥生物堿增加了 血漿總抗氧化活性并且對數種抗氧化和抗炎性參數具有劑量響應效應。這些效應或許是由 于燕麥生物堿在不同組織與器官中的累積和高濃度所致。
[0010] 在燕麥谷物中的燕麥生物堿含量基于品種和食物加工方法而不同。例如，熱處理 通常減少燕麥生物堿2f、2c，且更顯著地減少2p。增加燕麥生物堿含量的加工方法對于幫 助人們通過經常食用燕麥產品來達到健康益處是非常重要的。
[0011] 核因子-kB(NF-kB)是調節DNA轉錄的真核生物核轉錄因子家族并且涉及與炎 癥和免疫反應相關的基因的活化。NF-kB對炎癥反應的調節通過增強編碼促炎細胞因子 例如腫瘤壞死因子（TNF)-a、白細胞介素（IL)-6和白細胞介素（IL)-IP的基因的表達來 發生。NF-kB的活化導致炎癥，其進而參與許多疾病例如哮喘、類風濕性關節炎和炎癥性 腸病的發病機制，并且至少部分地為諸如動脈粥樣硬化和阿茲海默癥的疾病的致病原因。 NF-kB(作為針對感染的免疫反應的調節劑）的抑制是限制腫瘤細胞增殖和降低炎癥水平 的關鍵。研究已顯示燕麥生物堿抑制NF-kB活化。
[0012] 簡述
[0013] 本發明的幾個方面涉及具有增加的燕麥生物堿含量的可溶性燕麥粉。本發明的另 外方面涉及制備水解全谷物粉的方法。在本發明的一個方面中，酶水解全谷物粉，同時保持 全谷物的完整性。
[0014] 在本發明的另一個方面中，將全谷物細磨并且隨后聚集，以改善谷物在液體或半 固體介質中的分散性。用于聚集的谷物可以是未處理的/天然的、預糊化的或水解的。
[0015] 通過參考以下的描述，本發明的這些和其他方面，連同優點和特征，將變得清楚。 此外，應當理解在此所述的各種實施方案的特征不互相排斥，并且可以以各種組合和排列 存在。
[0016] 附圖簡述
[0017] 基于以下的附圖描述，將清楚本發明的許多其他目的、特征和優點。
[0018] 圖1說明了根據本發明制得的玉米和全小麥粉在擠出前和擠出后的淀粉值的比 較。
[0019] 圖2說明了在通過擠出加工前后以及在通過擠出和酶添加的加工前后，全燕麥粉 樣品的淀粉含量的比較。
[0020] 圖3A比較了使用本文所述方法形成的全燕麥粉（"SoluOat"）中所發現的燕麥生 物堿水平（2C、2P、2F及這些燕麥生物堿的總水平）。
[0021] 圖3B比較了使用本文所述方法形成的全燕麥粉（"SoluOat"）中所發現的燕麥生 物堿水平（2C、2P、2F及這些燕麥生物堿的總水平）。
[0022] 圖4比較了從表2所示各種加工條件得到的燕麥粉中所鑒定的燕麥生物堿的量。
[0023] 圖5描述在全燕麥粉、本文所述方法（"SoluOat")、及空白組中的NF-kB抑制活 性的百分比變化。
[0024] 發明詳述
[0025] 本發明涉及相對于根據先前已知方法所制備的可溶性燕麥粉，具有增加的燕麥生 物堿水平的可溶性燕麥粉。特別地，本發明涉及一種制備高分散性全谷物粉的方法。此外， 本發明涉及在整個加工過程中保持全谷物狀態并且在液體和半固體介質中高度分散的水 解全谷物粉。全谷物可以是任何合適的谷粒，如燕麥、小麥、玉米（corn)(玉米（maize)、 大米、大麥、黑麥、奎奴亞藜、高粱、粟、黑小麥或其組合。如在此所示的，"全谷物狀態"、"全 谷物特性標準"、"作為全谷物的特性標準"或"保持全谷物的完整性"應當表示由完整的、 碾碎的、破碎的或成片的穎果組成的全谷物，其主要的解剖學成分-淀粉質胚乳、胚芽和麩 皮-以與它們存在于完整穎果中相同的相對比例存在。谷粉的分散性在水中測量，待攪拌 五（5)秒后觀察硬塊的形成和硬塊的尺寸以及在水的頂部和底部形成的硬塊。關于根據本 公開內容制得的谷粉，在攪拌混合物約五（5)秒后，沒有硬塊出現或形成。
[0026] 在本發明的一個方面中，水解全谷物粉的方法包括水解、碾磨和聚集全谷物粉。更 具體地，使用酶水解谷粉。根據本發明所用的酶使全谷物粉保持其作為全谷物的特性標 準。水解全谷物粉同時保持全谷物的完整性的一個酶實例是a淀粉酶。根據本發明所用 的酶可以是水解構成全谷物的淀粉部分的支鏈淀粉（amlyopectin)分子上的a1-4鍵的 任何酶。所述酶還可水解全谷物的直鏈淀粉分子。適宜的酶包括約〇. 〇 1-0. 5 %范圍內，例 如約0.1-0. 2%的a-淀粉酶。在本公開內容一個方面中，所使用的a-淀粉酶可以是具 有大約 1，〇〇〇, 〇〇〇MffU/g(MffU_ 改質伍氏單位（ModifiedWohlgemuthUnit))的Validase BAA1000L。食品科學領域的普通技術人員會認識到可根據本發明使用一種或多種酶。使用 在此所列的方法，全谷物粉（如小麥粉和燕麥粉）的測試和分析已經檢驗和證實了在整個 加工過程中可保留淀粉分子。圖1和2中說明了該測試的結果。如以下表1中所示的，根 據本發明的這個方面制得的食品組分的任何變化最多是可忽略不計的。
[0027]表 1[0028]
[0029] 通過在整個"工過程中保持鋈谷物狀態，^寸于相據本發明'得的水解的全谷物粉 可以進行"全谷物"健康訴求。此外，在整個加工過程中保持全谷物的營養主鏈；因此，通過 在此所示的方法產生的水解的全谷物粉可提供與未水解的全谷物粉相同的營養益處。
[0030] 在本發明的一個方面中，通過用水和蒸汽水解全谷物粉起始混合物，將干的全谷 物粉預調節至約30% (dw)的總含水量。然后將至少一種水解全谷物粉同時保持全谷物的 完整性的酶加入到該混合物中。在本發明的另一個方面中，可將干的全谷物粉與糖、麥芽糖 糊精和/或混合的生育酚混合。
[0031] 在水解全谷物粉合適的時間長度后，然后使酶處理過的混合物接受擠出加工，以 繼續破壞和水解全谷物粉以及糊化和蒸煮該混合物，以形成蒸煮過的水解的全谷物面團。 混合物在擠出機中停留足以糊化和蒸煮淀粉的時間，但時間不足夠久以使淀粉糊精化至不 再是全谷物的程度或以其他方式改性而破壞全谷物外觀，一般為至少1分鐘，通常為約1至 約1. 5分鐘。通常，將材料從最初的入口溫度加熱至最終的出口溫度，以給淀粉糊化提供能 量。在本發明的一個方面中，在蒸煮擠出機出口的面