CN1258333C - 低植酸含量的谷物产品 - Google Patents

Abstract

一种婴儿谷物产品，其中含有含植酸的蛋白质源，但其降低了植酸含量。对包括淀粉基、含植酸的蛋白质源和作为内生植酸酶源的整粒谷物粉的混合物进行培养，以降低混合物的植酸含量，来获得该谷物产品。接着将该混合物加热，使淀粉基凝胶化，并使内生植酸酶钝化。该谷物产品含小于1μmol/g的植酸。

Description

低植酸含量的谷物产品

本发明技术领域

本发明涉及含谷物和豆类混合物的谷物食品，且其基本上无植酸。该谷物产品特别适合于用作断奶食品。本发明还涉及制备该谷物产品的方法。

本发明背景技术

在婴儿达到约4至6个月之后，为了满足快速生长的要求，需要高营养素密度的固体或半固体食品。这些固体或半固体食品被称作断奶食品。而且，为了满足婴儿在快速生长期间的需要，源自断奶食品的矿物质和痕量元素的生物可利用率应该是高的。

断奶食品通常是婴儿谷物产品，所述的谷物产品含一种或多种谷物和一种蛋白质源，例如牛奶或豆类。谷物和豆类含植酸(肌醇1，2，3，4，5，6-六磷酸酯)、天然成分和植物的磷贮存形式。在消化道的pH条件下，植酸对矿物质和痕量元素，例如Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺和Mg²⁺有强的束缚能力。这使得矿物质和痕量元素不能被吸收。

在谷物和豆类中，植酸主要以肌醇-6-磷酸酯的形式存在，在通过植酸酶作用的食品加工期间，它可以被降解为低级的磷酸肌醇或肌醇。这可以提高矿物质和痕量元素的吸收。通过使用市售的植酸酶制剂可以进行植酸的酶降解；所述的酶制剂由微生物例如黑曲霉获得。

近来，已经有人提出某些谷物例如黑麦、黑小麦、小麦和荞麦是植酸酶的潜在来源(Egli，I.，Davidsson，L.，和Hurrell，R.F.；谷物、假谷物和豆类的植酸酶活性(Phytase Activity of Cereals，Pseudocereals and Legumes)，Poster，1997)。然而却没有将这些植酸酶源用于断奶食品生产的建议。而且，将制备婴儿谷物产品的原料中的植酸降解只需较简单的工艺。

因此，本发明的目的是提供含谷物和豆类混合物的谷物产品，其中该谷物产品基本上没有植酸。

本发明概述

因此，一方面本发明提供了一种婴儿谷物产品，其中该产品包括含有含植酸的蛋白质源的凝胶化的淀粉基，和作为内生植酸酶源的整粒谷物粉。

该婴儿谷物产品优选是即食形式的断奶食品。

另一方面，本发明提供一种婴儿谷物产品，该产品含有含植酸的蛋白质源，并且降低了植酸含量，该产品通过包括以下步骤的方法而获得：

对包括淀粉基、含植酸的蛋白质源和整粒谷物或整粒谷物粉的混合物进行培养，所述的整粒谷物或整粒谷物粉是内生植酸酶源，可用来降低混合物的植酸含量；和

将该混合物加热，使淀粉基凝胶化，并使内生植酸酶钝化。

在另外的一个方面，本发明提供一种用于制备婴儿谷物产品的方法，所述的产品降低了植酸含量，该方法包括：

对包括淀粉基、含植酸的蛋白质源和整粒谷物粉的混合物进行培养，所述的整粒谷物粉是内生植酸酶源，可用来降低混合物的植酸含量；和

将该混合物加热，使淀粉基凝胶化，并使内生植酸酶钝化。

在另一方面，本发明提供作为内生植酸酶源的整粒谷物粉在降低含有含植酸蛋白质源的婴儿谷物产品的植酸含量中的用途。

优选实施方案的详细描述

现在只以实施例的方式描述本发明的实施方案。本发明基于某些整粒谷物是内生植酸酶源的发现，通过将其加入婴儿谷物产品，可以降解婴儿谷物产品中的植酸。降解可以是彻底的。

整粒谷物可以是任何合适的内生植酸酶源谷物。该内生植酸酶源谷物可以通过在溶液中将具有植酸基质的谷物的研磨样品混合，接着测定无机磷酸盐的释放而轻易地确定。例如，该整粒谷物可以是大麦、荞麦、小麦、黑小麦或黑麦。优选整粒谷物是以面粉的形式存在。

整粒谷物优选提供的量是婴儿谷物产品干重的约1％至约20％；例如约5％至约15％重量。所采用的精确的量将依赖于婴儿谷物产品成分中的植酸含量和植酸酶的活性。然而，对于任何具体的应用，该用量可以轻易地确定。

所提供的淀粉基可以是任何合适的淀粉源。特别合适的是含谷物面粉例如小麦粉、米粉、玉米面、小米面、燕麦粉和高梁粉的淀粉。或者该淀粉基可以是马铃薯淀粉或马铃薯的形式。另外，可以使用这些淀粉源的混合物。

该淀粉源优选提供的量是婴儿谷物产品干重的约40％至约80％；例如约50％至约75％重量。

含植酸的蛋白质源可以是提供合适蛋白质源的豆类或油料种子。例如，豆类可以是大豆、绿豆、豇豆、鹰嘴豆、豌豆和小扁豆，而油料种子可以是棉籽。该豆类或油料种子优选是面粉或蛋白质浓缩物的形式。特别优选是大豆粉。

该豆类或油料种子优选提供的量是婴儿谷物产品干重的约10％至约60％；例如约15％至约30％重量。选择精确的量用以提供所需的蛋白质含量；例如约10％至约20％重量的蛋白质。

如果需要，婴儿谷物产品也含有其它合适的蛋白质源例如非脂乳固体、乳清和酪蛋白。

而且，婴儿谷物产品也可以含有合适的脂类源。合适的脂类源包括乳脂肪、玉米油、橄榄油、向日葵油、红花油、菜子油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油和鱼油。

为了改善该婴儿谷物产品的感官性能，该婴儿谷物产品可以含有甜味剂和合适的风味剂。合适的甜味剂包括蔗糖、麦芽糖、乳糖、麦芽糖糊精和玉米糖浆固体。而且，人工甜味剂例如糖精、环磺酸盐、乙酰舒泛、氯化蔗糖衍生物和L-天门冬氨酰基甜味剂，例如，阿斯巴甜，如果需要和允许，也可以被包括进来。

该婴儿谷物产品优选用矿物质和维生素强化，以满足婴儿的需要。合适的矿物质包括钙、磷、碘、铁、镁、铜、锌、锰、氯化物、钾、钠、硒、铬和钼。合适的维生素包括维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、微生物E、维生素K、维生素C、维生素D、叶酸、烟酸、泛酸、胆碱和生物素。该维生素和矿物质的量根据需要选择，并与用于婴儿谷物产品的主流规则相一致。

该婴儿谷物产品可以选择性地含有其他物质，这些物质具有有益效果，例如可以是纤维、乳铁蛋白、核苷酸和核苷等。

该婴儿谷物产品可以通过任何合适的技术制备。然而一个重要的步骤却是将豆类或油料种子粉与整粒谷物粉进行培养，以确保内生植酸酶降解植酸。如果淀粉基含植酸，则该淀粉基也优选与整粒谷物培养。

为了实现最佳的植酸降解，整粒谷物粉、豆类或油料种子粉和淀粉基在水性液体，优选在水中形成浆液。该浆液的温度和pH值优选被调节至植酸酶具有最佳活性所具有的值。该温度优选是约35℃至约60℃；例如约50℃至约55℃。该pH值优选是约4.5至约6.0；例如约5.0至约5.6.如果必要，可以添加合适的酸例如柠檬酸、酒石酸、苹果酸、盐酸等来调节pH值。

培养浆液足够长的时间来降解植酸达到一个可接受的水平；优选是完全降解。根据植酸的含量、豆类或油料种子的种类和数量、整粒谷物的种类和数量、浆液干物质含量、所采用的温度和pH值，则所用的时间是不同的。然而，在任何情况下，通过简单的试验就可以快速确定最佳时间。但通常合适的时间范围是60分钟至约200分钟。

植酸经消耗后的量是可选择的，但优选尽可能的低。例如，优选该量小于约1μmol/g的谷物产品；特别是小于约0.1μmol/g。

在浆液经培养之后，该浆液应被热处理以使淀粉基凝胶化、使任何酶钝化，并对浆液进行巴氏消毒。这可以按任何合适的方式进行。

例如，浆液可以通过直接注入蒸汽或通过使用合适的热交换器例如刮板式热交换器被加热。通常浆液的温度被升高至约120℃以上至少2秒。优选，该温度被升高至约130℃以上至少约5秒。之后，将浆液冷却；例如通过闪蒸冷却。如果需要液体谷物产品，则接着将浆液注入容器中，或可以通过喷雾干燥或滚筒干燥的方式进行干燥。滚筒干燥是优选的，因为获得了薄片谷物产品。

作为另一个实施例，浆液可以在挤出加热器中被热处理。为了提高终产品的结构属性，在挤压模之前，优选将压缩气体注入挤出加热器。合适的方法描述于US5385746中；其公开在此引入作为参考。

如果需要，在浆液被转变成其最终结构之前，需进行进一步酶处理。例如，该浆液可以用酶，例如淀粉酶培养，用以破坏淀粉基中的淀粉。优选在浆液已经被第一次热处理之后进行，用以使淀粉基凝胶化，并钝化任何酶。通过破坏淀粉基，源自终产品的复水的断奶食品的粘度更稳定。另外，制备出的糖提高了谷物产品的口味。谷物产品的可湿性也得到了提高。

该婴儿谷物产品通过用水或牛奶或其他合适的液体将其冲调可以用作婴儿的断奶食品。因为，该谷物产品降低了植酸含量或根本没有植酸，该谷物产品可以提供具有矿物质和痕量元素的高生物可利用率的营养密集食品。因此该谷物产品是断奶婴儿的理想食品。

实施例1

在混合器中制备28kg小麦粉(种类550)、8kg大豆粉和4kg整粒黑麦粉的干混合物。该干混合物具有的蛋白质含量是约15％重量。在混合条件下，向干混合物添加100升50℃的水。接着加入柠檬酸调节pH值至约5.5。得到的浆液接着在混合条件下，在50℃培养3小时。在开始(时间0)和之后每隔20分钟提取浆液的样品。

使用蒸汽注射将培养的浆液加热至135℃约30秒，用以钝化酶、对浆液进行巴氏消毒并使淀粉凝胶化。该加热的浆液接着进行闪蒸冷却至约70℃的温度。在滚筒干燥器上该冷却的浆液被干燥成薄片。

在提取了任何浆液样品后马上向样品中添加盐酸，以终止任何酶反应，并提取任何存在的植酸。在提取物中的磷酸肌醇(IP3，IP4，IP5，IP6)根据Sandberg和Ahderinne工艺(《食品科学杂志》(J.FoodSci.)：54，1986，547-550)采用HPLC分析法，用折射率探测进行确定。在类似的方式中，薄片样品用盐酸提取，并对不同的磷酸肌醇进行分析。

样品中的总磷酸肌醇含量如下：

样品	总磷酸肌醇/μmol/g
		时间＝0分钟	5.31
时间＝20分钟	0.83
		时间＝40分钟	0.16
时间＝60分钟	0.15
		时间＝80分钟	0.12
时间＝100分钟	未探测出
		薄片	未探测出

结构表明该谷物产品实际上没有植酸。

实施例2

在混合器中制备28kg小麦粉(种类550)、8kg大豆粉和4kg整粒小麦粉的干混合物。该干混合物具有的蛋白质含量是约15％重量。在混合条件下，向干混合物添加100升50℃的水。接着加入柠檬酸调节pH值至约5.1。得到的浆液接着在混合条件下，在50℃培养3小时，并接着如实施例1中所述加工成薄片。

而且，提取浆液和薄片的样品，并如实施例1中所述分析磷酸肌醇含量。样品的总磷酸肌醇含量如下：

样品	总磷酸肌醇/μmol/g
		时间＝0分钟	6.08
时间＝20分钟	2.96
		时间＝40分钟	0.19
时间＝60分钟	0.12
		时间＝80分钟	痕量
时间＝100分钟	痕量
		薄片	未探测出

结果表明该谷物产品基本上没有植酸。

实施例3

对人进行研究。该研究的目的是测量基于小麦和大豆的婴儿谷物产品，在植酸完全降解的情况下，对成人吸收锌和铜的影响.植酸对成人和婴儿吸收铁有负面影响在文献中有广泛的记载。相反地，植酸对锌吸收的作用已被反驳，且关于植酸对铜吸收的影响，只有非常有限的信息。体外研究提出在植酸和铜之间有强的交互作用，虽然直到目前为止还不能证明适用于人类。

用上述技术(实施例2)制备无植酸(≤0.1μmol/g)的婴儿谷物产品，与含天然植酸含量(大约6μmol/g)的婴儿谷物产品进行比较。以交叉设计方式向各研究对象(七名经绝前女性和两名男性)提供无植酸婴儿谷物产品和具有天然植酸含量的婴儿谷物产品，使各研究对象作为她/他自身的对照。对具有稳定同位素(⁷⁰Zn和⁶⁵Cu)的锌和铜作含杂标记，基于粪便检验技术，测定到表观的锌和铜的吸收。通过热电离质谱仪进行同位素分析。基于六天粪便收集期内，锌和铜同位素标记的粪便***，用艳蓝指示，计算出表观分数的锌和铜的吸收。通过无可吸收粪便标记(镝)的***来证明粪便收集的完成。

源自无植酸(34.6％，范围26.1-51.7％)婴儿谷物产品平均表观分数(apparent fractional)的锌吸收比具有天然植酸含量(22.8％，范围10.4-32.3％)的婴儿谷物产品明显的高(p＝0.005)。在无植酸(19.7％，范围11.0-26.3％)婴儿谷物产品与具有天然植酸含量(23.7％，范围15.5-42.3％)的婴儿谷物产品之间平均表观部分的铜吸收没有明显的不同(p＝0.167)。

结果清楚地表明，在对婴儿谷物产品去植酸之后，有助于锌的吸收。

应该理解本文所述的本发明优选实施方案的多种改变和改进对本领域普通技术人员是显而易见的。这样的改变和改进并没有背离本发明的精神和范围，并没有有损其所带来的益处。因此表明这样的改变和改进被所跗的权利要求所覆盖。

Claims (7)

1.一种婴儿谷物产品，由凝胶化的淀粉源、除谷物外的含植酸的蛋白质源，和作为内生植酸酶源的整粒谷物或整粒谷物粉制备；其中该谷物产品中检测不到植酸，该产品是通过包括以下步骤的方法制备的：

对包括淀粉源、含植酸的蛋白质源和整粒谷物或整粒谷物粉的混合物进行培养，所述的整粒谷物或整粒谷物粉是内生植酸酶源，以用来完全降解植酸；和

将该混合物加热，使淀粉源凝胶化，并使内生植酸酶钝化。

2.根据权利要求1的婴儿谷物产品，其中所述凝胶化的淀粉源、除谷物外的含植酸的蛋白质源，和作为内生植酸酶源的整粒谷物或整粒谷物粉在pH值4.5至6.0进行培养。

3.根据权利要求1至2任一权利要求的婴儿谷物产品，其中整粒谷物粉选自大麦粉、荞麦粉、小麦粉、黑小麦粉和黑麦粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1至2任一权利要求的婴儿谷物产品，其中含植酸的蛋白质源是大豆。

5.根据权利要求1至2任一权利要求的婴儿谷物产品，其中整粒谷物粉提供的量是婴儿谷物产品干重的1％至20％。

6.根据权利要求1至2任一权利要求的婴儿谷物产品，其中具有的蛋白质含量是10％至20％重量。

7.一种制备婴儿谷物产品的方法，所述谷物产品中检测不到植酸，该方法包括：

对包括淀粉源、含植酸的蛋白质源和整粒谷物或整粒谷物粉的混合物进行培养，所述的整粒谷物或整粒谷物粉是内生植酸酶源，以用来完全降解植酸；和

将该混合物加热，使淀粉源凝胶化，并使内生植酸酶钝化。