БЫСТРОРАСТВОРИМЫЕ СУХИЕ НАПИТКИ, СОДЕРЖАЩИЕ ГИДРОЛИЗОВАННОЕ ЦЕЛЬНОЕ ЗЕРНО Российский патент 2016 года по МПК A23L2/38 A23C11/00 A23L23/10 A23F3/14 A23F5/00 A23F5/44 

Область техники

Настоящее изобретение относится к быстрорастворимым сухим напиткам, обогащенным цельным зерном. В частности, настоящее изобретение относится к быстрорастворимым сухим напиткам, обогащенным гидролизованным цельным зерном, при этом ни вкус, ни вязкость, ни органолептические свойства таких быстрорастворимых сухих напитков не ухудшаются.

Уровень техники

В настоящее время имеется большое количество доказательств, полученных главным образом из эпидемиологических исследований, того, что ежедневный прием трех порций продуктов из цельного зерна, то есть 48 г цельного зерна, положительно ассоциируется со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний, увеличением чувствительности к инсулину и уменьшением риска развития диабета типа 2, ожирения (главным образом висцерального ожирения) и рака органов пищеварительной системы. Сообщается, что эти полезные для здоровья эффекты цельных зерен обуславливаются синергетической ролью пищевых волокон и других компонентов, таких как витамины, минеральные вещества и биологически активные фитохимические соединения.

Контрольно-надзорные органы в Швеции, США и Великобритании уже одобрили особое заявление об их полезности для здоровья сердца, базирующееся на имеющемся научном обосновании.

Но популярность пищевых продуктов, содержащих пищевые волокна, увеличивается среди потребителей не только потому, что потребление цельного зерна в настоящее время включено в ряд национальных диетических рекомендаций, но также и потому, что продукты из цельного зерна считаются натуральными и полезными. Правительственными органами и экспертными группами были разработаны рекомендации по употреблению цельного зерна для поощрения использования потребителями цельного зерна в качестве пищевого продукта. Например, в США рекомендуется употреблять 45-80 г цельного зерна в сутки. Однако данные, представленные национальными службами по контролю за пищевыми рационами в Великобритании, США и Китае показывают, что потребление цельного зерна варьирует между 0 и 30 г цельного зерна в сутки.

Небольшое количество предлагаемых на прилавках продуктов из цельного зерна и недостаточные органолептические качества доступных продуктов из цельного зерна в целом определяются как барьеры для потребления цельного зерна и ограничивают количество цельного зерна, которое может добавляться к, например, быстрорастворимому сухому напитку, поскольку при увеличении количеств добавленного цельного зерна физические и органолептические свойства такого быстрорастворимого сухого напитка могут изменяться очень резко.

Цельное зерно также является признанным источником пищевых волокон, фитонутриентов, антиоксидантов, витаминов и минеральных веществ. Согласно определению, данному Американской ассоциацией специалистов по химии злаков (American Association of Cereal Chemists, AACC), цельное зерно и пищевые продукты, изготавливаемые из цельного зерна, включают все семя злака полностью. Цельное семя злака содержит зародыш, эндосперм и отруби. Обычно оно именуется зерном.

Кроме того, в последние годы у потребителей повысилось внимание к этикетам на пищевых продуктах, например, на быстрорастворимых сухих напитках, и они ожидают, что предлагаемые пищевой промышленностью продукты будут настолько натуральными и здоровыми, насколько это возможно. Поэтому желательно разработать технологию производства пищевых продуктов и напитков и обеспечить пищевые продукты и напитки с ограниченным использованием ненатуральных пищевых добавок, даже когда такие ненатуральные пищевые добавки являются полностью одобренными органами здравоохранения или обеспечения безопасности пищевых продуктов.

Учитывая пользу для здоровья крупяных продуктов из цельного зерна, желательно предоставление ингредиента из цельного зерна, содержащего настолько много интактных пищевых волокон, насколько это возможно. Быстрорастворимые сухие напитки являются хорошим средством доставки для снабжения цельным зерном и повышения содержания цельного зерна в продукте или в порции, что, разумеется, может быть достигнуто посредством увеличения размера порции. Но это не является желательным, поскольку приводит к большему потреблению калорий. Другая сложность, связанная лишь с увеличением содержания цельного зерна в продукте, состоит в том, что это обычно влияет на физические свойства быстрорастворимых сухих напитков, такие как вкус, текстура и общий внешний вид (органолептические свойства), а также на их пригодность к переработке.

Компромисс в пользу увеличения ежедневного потребления цельного зерна, достигаемый за счет органолептических свойств быстрорастворимых сухих напитков, для потребителя не желателен. Такими органолептическими качествами являются вкус, текстура и общий внешний вид.

Очевидно, что эффективность функционирования производственных линий является в пищевой промышленности обязательным требованием. Это включает манипулирование и обработку сырья, образование быстрорастворимых сухих напитков, упаковку и дальнейшее хранение на складах, на магазинных полках или в домашних условиях.

Патент US 4282319 относится к способу приготовления гидролизованных продуктов из цельного зерна и к получаемым таким образом продуктам. Данный способ включает ферментативную обработку протеазой и амилазой в водной среде. Полученный продукт может добавляться к продуктам различным типов. Патент US 4282319 описывает полное разрушение присутствующих в цельном зерне белков.

Патент US 5686123 раскрывает зерновую суспензию, полученную обработкой одновременно альфа-амилазой и бета-амилазой, обе из которых приводят к специфическому образованию мальтозных единиц и не проявляют никакого эффекта глюканазы.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение быстрорастворимых сухих напитков, которые являются богатыми цельным зерном и пищевыми волокнами при поддержании низкого уровня потребления калорий, которые обеспечивают превосходное восприятие при употреблении потребителем и которые могут быть легко введены в промышленное производство с приемлемыми затратами без ухудшения органолептических показателей.

Сущность изобретения

Соответственно, в первом объекте изобретение относится к быстрорастворимому сухому напитку, содержащему:

- первичный ингредиент из частиц или агломерированных частиц, имеющих размер менее 500 мкм;

- композицию гидролизованного цельного зерна;

- альфа-амилазу или ее фрагмент, при этом такая альфа-амилаза или ее фрагмент не проявляют никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии; и

- влагу в количестве не более 5 масс.% от массы быстрорастворимого сухого напитка.

Другой объект настоящего изобретения относится к способу приготовления быстрорастворимого сухого напитка согласно настоящему изобретению, при этом указанный способ предусматривает:

1) приготовление композиции гидролизованного цельного зерна, включающее стадии:

a) взаимодействие цельнозернового компонента с ферментной композицией в воде, при этом такая ферментная композиция содержит по меньшей мере одну альфа-амилазу и указанная ферментная композиция не демонстрирует никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам,

b) самопроизвольное реагирование ферментной композиции с компонентом цельного зерна для получения продукта гидролиза цельного зерна,

c) получение композиции гидролизованного цельного зерна путем инактивации указанных ферментов после достижения указанным продуктом гидролиза вязкости, находящейся при измерениях при 65°C между 50 и 5000 МПа·с,

2) обеспечение быстрорастворимого сухого напитка посредством смешивания композиции гидролизованного цельного зерна с первичным ингредиентом из частиц или агломерированных частиц, имеющих размер менее 5 мм.

Следующий объект относится к напитку быстрого приготовления, содержащему быстрорастворимый сухой напиток согласно настоящему изобретению, ресуспендируемый в жидком компоненте.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 представляет результаты тонкослойного хроматографического анализа различных ферментов, взаимодействующих с пищевыми волокнами. Легенда для различных дорожек:

А0: пятно чистого арабиноксилана (холостая проба);

β0: пятно чистого бета-глюкана (холостая проба);

А: пятно арабиноксилана после инкубации с ферментом, отмеченное ниже дорожки (BAN, валидаза НТ 425L и алкалаза AF 2.4L);

β: пятно бета-глюкана после инкубации с ферментом, отмеченное ниже дорожки (BAN, валидаза НТ 425L и алкалаза AF 2.4L);

Е0: пятно фермента (холостая проба).

Фигура 2 показывает полученные эксклюзионной хроматографией (SEC) молекулярно-массовые профили β-глюкана и арабиноксилана без добавления фермента (простая линия) и после инкубации с алкалазой 2.4L (пунктирная линия). A) - β-глюкан овса; B) - арабиноксилан пшеницы.

Фигура 3 показывает полученные эксклюзионной хроматографией (SEC) молекулярно-массовые профили β-глюкана и арабиноксилана без добавления фермента (простая линия) и после инкубации с валидазой НТ 425L (пунктирная линия). А) - β-глюкан овса; В) - арабиноксилан пшеницы.

Фигура 4 показывает полученные эксклюзионной хроматографией (SEC) молекулярно-массовые профили β-глюкана и арабиноксилана без добавления фермента (простая линия) и после инкубации с MATS L (пунктирная линия). A) - β-глюкан овса; B) - арабиноксилан пшеницы.

Раскрытие изобретения

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что в результате обработки компонента из цельного зерна альфа-амилазой и необязательно протеазой цельное зерно становится менее вязким и его последующее примешивание к быстрорастворимому сухому напитку может быть упрощено. Это приводит к возможности увеличения количества цельного зерна в продукте. Кроме того, обработка альфа-амилазой также приводит к снижению необходимости добавления к продуктам в форме быстрорастворимых сухих напитков подслащивающего вещества, такого как сахароза.

Таким образом, в первом объекте изобретение относится к быстрорастворимому сухому напитку, содержащему:

- первичный ингредиент из частиц или агломерированных частиц, имеющих размер менее 500 мкм;

- композицию гидролизованного цельного зерна;

- альфа-амилазу или ее фрагменты, при этом такая альфа-амилаза или ее фрагменты не проявляют никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии; и

- влагу в количестве не более 5 масс.% от массы быстрорастворимого сухого напитка.

Имеется несколько преимуществ наличия быстрорастворимого сухого напитка, содержащего гидролизованный цельнозерновой компонент согласно настоящему изобретению:

I. Может быть обеспечено увеличение содержания в конечном продукте цельного зерна и волокон притом, что органолептические показатели продукта по существу не затрагиваются.

II. Могут быть сохранены пищевые волокна из цельного зерна.

III. Усиливается ощущение чувства сытости по существу без воздействия на органолептические показатели продукта и происходит более медленное переваривание. В настоящее время существуют ограничения в отношении обогащения быстрорастворимых сухих напитков цельным зерном из-за вязкости, которая не обеспечивает текучести, из-за зернистой текстуры и проблем со вкусом. Однако применение в быстрорастворимых сухих напитках гидролизованного цельного зерна согласно настоящему изобретению делает возможным обеспечение желательной вязкости, гладкой текстуры, минимального воздействия на вкусоароматические свойства и увеличение питательной ценности в отношении здоровья и хорошего самочувствия.

IV. Дополнительное преимущество может состоять в улучшении углеводного профиля быстрорастворимого сухого напитка вследствие замены традиционно вносимых извне подслащивающих веществ, таких как крахмальная патока, кукурузная патока с высоким содержанием фруктозы, инвертный сироп, мальтодекстрин, сахароза, концентрат волокон, инулин и т.д. на более полезный источник подслащивания.

В данном контексте термин «быстрорастворимый сухой напиток» относится к порошкам, содержащим по меньшей мере один первичный ингредиент, предназначенный для ресуспендирования в жидкости, такой как молоко или вода. Примерами первичного ингредиента являются чайная смесь, смесь фруктов, кофейная смесь, смесь цикория, смесь какао, забеливающая смесь или суповая смесь.

Таким образом, в одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток предназначается для ресуспендирования в жидком компоненте перед употреблением. В следующем воплощении жидкий компонент является водой, молоком, молочными компонентами или их смесями. Следует понимать, что жидкость может быть горячей или холодной.

Показателем качества быстрорастворимого сухого напитка и важным параметром в отношении пригодности продукта к переработке является вязкость композиции гидролизованного цельного зерна. В данном контексте термин «вязкость» является мерой «густоты» или текучести жидкости. Таким образом, вязкость является мерой резистентности жидкости при ее деформировании под действием сдвигового напряжения или растягивающего усилия. Если не указывается иного, вязкость представляется в МПа·с.

Вязкость может измеряться с помощью устройства Rapid Visco Analyser производства Newport Scientific. Rapid Visco Analyser измеряет сопротивление продукта действию перемешивающей лопасти. Вязкость измеряется после перемешивания в течение 10 минут при 65°C и на скорости 50 об/мин.

Цельнозерновой компонент может быть получен из различных источников. Примерами источников цельного зерна являются крупа, мука для подсыпки, зерно грубого помола, мука и микронизированное зерно (мука тонкого помола). Цельное зерно может быть измельчено, предпочтительно способом сухого помола. Такое измельчение может выполняться до или после того, как цельнозерновой компонент приводится в контакт с ферментной композицией согласно изобретению. Цельное зерно может быть измельченным/молотым до величины частиц, характеризующихся медианным диаметром частиц (объемное распределение) X₅₀ в диапазоне 1-500 мкм, таким как 50-500 мкм, таким как в диапазоне 100-300 мкм, например, в диапазоне 150-250 мкм.

В одном воплощении настоящего изобретения цельнозерновой компонент может быть подвергнут тепловой обработке с целью ограничения появления прогорклости и микробного числа.

Цельное зерно является зерновым продуктом из однодольных растений семейства Poaceae (злаки), культивируемых благодаря их пригодным к употреблению в пищу, крахмалистым зернам. Примеры крупяных продуктов из цельного зерна включают перловую, рисовую крупу, черный рис, неочищенный рис, дикий рис, гречиху, вареную и высушенную пшеничную крупу («булгур»), кукурузу, просо, овес, сорго, пшеницу спельта, тритикале, рожь, пшеницу, ядро пшеничного зерна, тефф, канареечник, бусенник («Иовлевы слезы») и фонио. Виды растений, которые не принадлежат к семейству злаков, но также вырабатывают крахмалистые семена или плоды, которые могут использоваться таким же образом, как и зерна хлебных злаков, называются псевдозерновыми культурами. Примеры псевдозерновых культур включают амарант, гречиху, гречиху татарскую и лебеду квиноа. При определении зерновых культур они будет включать как зерновые, так и псевдозерновые культуры.

Таким образом, цельнозерновой компонент согласно изобретению может иметь происхождение из зерновой или псевдозерновой культуры. Так, в одном воплощении композицию гидролизованного цельного зерна получают из растения, выбранного из группы, состоящей из ячменя, риса, коричневого риса, дикого риса, черного риса, гречихи, булгура, кукурузы, проса, овса, сорго, пшеницы спельта, тритикале, ржи, ядра пшеничного зерна, теффа, канареечника, бусенника, фонио, амаранта, гречихи, гречихи татарской, лебеды квиноа, других видов зерновых и псевдозерновых культур и их смесей. В общем случае источник зерна зависит от типа продукта, так как каждый вид зерна обеспечивает его собственный вкусовой профиль.

Цельнозерновые компоненты являются компонентами, изготавливаемыми из неочищенных зерен зерновых культур. Цельнозерновые компоненты содержат все съедобные части зерна, то есть зародыш, эндосперм и отруби. Цельнозерновые компоненты могут обеспечиваться в различных формах, таких как молотая форма, в виде хлопьев, дробленого зерна или в других формах, широко известных в мукомольной промышленности.

В данном контексте выражение «композиция гидролизованного цельного зерна» относится к ферментативно переработанным цельнозерновым компонентам или цельнозерновому компоненту, переработанному с применением по меньшей мере альфа-амилазы, которая является альфа-амилазой, не проявляющей в активном состоянии никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Композиция гидролизованного цельного зерна может быть, кроме того, переработана с помощью протеазы, которая является протеазой, не проявляющей в активном состоянии никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам.

В данном контексте подразумевается, что понятие «композиция гидролизованного цельного зерна» также касается ферментативной обработки муки и последующего восстановления цельного зерна посредством смешивания муки, отрубей и зародыша. Следует также понимать, что восстановление может быть выполнено перед применением в конечном продукте или в процессе примешивания к конечному продукту. Таким образом, восстановление цельного зерна после обработки одной или нескольких отдельных частей цельного зерна также является частью настоящего изобретения.

До или после измельчения цельного зерна цельнозерновой компонент может быть подвергнут гидролитической обработке с тем, чтобы разрушить полисахаридную структуру и при необходимости белковую структуру цельнозернового компонента.

Композиция гидролизованного цельного зерна может обеспечиваться в форме жидкости, концентрата, порошка, сока или пюре. Если применяется более одного типа ферментов, следует понимать, что ферментативная обработка цельного зерна может быть выполнена последовательным добавлением ферментов или обеспечением ферментной композиции, содержащей более одного типа ферментов.

В данном контексте фраза «фермент, не проявляющий никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии» должна пониматься как также касающаяся ферментной смеси, из которой происходит данный фермент. Например, описанные в данном контексте протеазы, амилазы, глюкоизомераза и амилоглюкозидаза могут обеспечиваться перед применением в виде ферментной смеси, которая не является полностью очищенной и, таким образом, обладающей ферментативной активностью по отношению, например, к пищевым волокнам. Однако активность к пищевым волокнам может также обеспечиваться специфическим ферментом, если такой фермент является многофункциональным. Для целей данного изобретения ферменты (или ферментные смеси) лишены гидролитической активности к пищевым волокнам.

Выражение «никакой гидролитической активности» или «лишенный гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам» может охватывать разложение вплоть до 5% пищевых волокон, такое как вплоть до 3%, такое как вплоть до 2% и такое как разложение вплоть до 1%. Такое разрушение может являться неизбежным в случаях, когда применяются высокие концентрации или инкубация в течение длительного времени.

Термин «в активном состоянии» относится к способности фермента или ферментной смеси осуществлять гидролитическую активность и является состоянием фермента до его инактивации. Инактивация может происходить как при разложении, так и при денатурации.

В целом повсюду в данной заявке, если не указывается иного, массовые проценты приводятся как массовые проценты в расчете на сухую массу.

Быстрорастворимый сухой напиток согласно данному изобретению может содержать протеазу, которая не проявляет никакой гидролитической активности к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии. Преимущество добавления протеазы согласно изобретению состоит в том, что может быть дополнительно снижена вязкость гидролизованного цельного зерна, что также может приводить к уменьшению вязкости конечного продукта. Таким образом, в одном воплощении согласно изобретению быстрорастворимый сухой напиток содержит указанную протеазу или ее фрагмент в количестве от 0,0001 до 5 масс.% от общего содержания цельного зерна, такой как 0,01-3 масс.%, такой как 0,01-1 масс.%, такой как 0,05-1 масс.%, такой как 0,1-1 масс.%, такой как 0,1-0,7 масс.% или такой как 0,1-0,5 масс.%. Оптимальное количество добавления протеаз зависит от нескольких факторов. Поскольку было обнаружено, что добавление протеазы в ходе получения гидролизованного цельного зерна может приводить к постороннему горькому привкусу, добавление протеазы может рассматриваться как компромисс между более низкой вязкостью и посторонним привкусом. Кроме того, количество протеазы может также зависеть от времени инкубации в ходе получения гидролизованного цельного зерна. Например, может использоваться более низкая концентрация протеазы при увеличенном времени инкубации.

Протеазы являются ферментами, обеспечивающими возможность гидролиза белков. Они могут применяться для уменьшения вязкости композиции гидролизованного цельного зерна. Примером такого подходящего фермента является алкалаза 2.4L (ЕС 3.4.21.62) от Novozymes.

В зависимости от времени инкубации и концентрации протеазы определенное количество белков гидролизованного цельнозернового компонента может быть гидролизовано до пептидных и аминокислотных фрагментов. Так, в одном воплощении гидролизуются 1-10% белков композиции цельного зерна, такие как 2-8%, например, 3-6%, 10-99%, такие как 30-99%, такие как 40-99%, такие как 50-99%, такие как 60-99%, такие как 70-99%, такие как 80-99%, такие как 90-99% или такие как 10-40%, 40-70% и 60-99%. И в этом случае разрушение белка сможет приводить к сниженной вязкости и улучшенным органолептическим показателям.

В данном контексте понятие «содержание гидролизованного белка», если не определяется иным образом, обращается к содержанию гидролизованного белка в композиции цельного зерна. Белок может быть расщеплен на более крупные или менее крупные пептидные единицы или даже на аминокислотные компоненты. Специалисту в данной области понятно, что в ходе обработки и хранения будет происходить разложение в небольшой степени, причиной которого не будет являться внешнее ферментативное разложение.

В целом следует понимать, что ферменты, применяемые при получении композиции гидролизованного цельного зерна (и поэтому также присутствующие в конечном продукте), отличаются от соответствующих ферментов, представленных в цельнозерновом компоненте естественным образом.

Так как быстрорастворимый сухой напиток согласно изобретению может также содержать белки из источников, отличных от гидролизованного цельнозернового компонента, которые не являются разрушенными, адекватная оценка степени разложения белка может быть выполнена на более специфических белках, присутствующих в композиции цельного зерна. Таким образом, в одном воплощении разрушенные белки являются белками цельного зерна, такими как белки клейковины, глобулины, альбумины и гликопротеиды.

Амилаза (ЕС 3.2.1.1) является ферментом, классифицируемым как сахаридаза - фермент, который расщепляет полисахариды. Главным образом она является составной частью панкреатического сока и слюны, необходимой для расщепления длинноцепочечных углеводов, таких как крахмал, на более мелкие единицы. Здесь альфа-амилаза применяется для гидролиза клейстеризованного крахмала с целью уменьшения вязкости композиции гидролизованного цельного зерна. Валидаза НТ 425L, валидаза RA от Valley Research, фунгамил от Novozymes и MATS от DSM представляют примеры альфа-амилаз, подходящих для настоящего изобретения. Эти ферменты не демонстрируют никакой активности по отношению к пищевым волокнам при используемом режиме обработки (продолжительность, концентрации ферментов). Напротив, например, BAN от Novozymes расщепляет пищевые волокна, помимо крахмала, на низкомолекулярные волокна или олигосахариды (см. также пример 3).

В одном воплощении настоящего изобретения ферменты не показывают никакой активности по отношению к пищевым волокнам, когда количество ферментов составляет менее 5 масс.%, такую как менее 3 масс.%, например, ниже 1 масс.%, такую как менее 0,75 масс.%, например, менее 0,5 масс.%.

Некоторые альфа-амилазы в качестве наименьших углеводных образований производят мальтозные единицы, тогда как другие способны также производить фракцию глюкозных остатков. Таким образом, в одном воплощении альфа-амилаза или ее фрагменты являются альфа-амилазой, вырабатывающей смесь Сахаров и включающей способность производить при нахождении в активном состоянии глюкозу. Было обнаружено, что некоторые альфа-амилазы обладают при нахождении в активном состоянии как способностью вырабатывать глюкозу, так и отсутствием какой-либо гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Благодаря наличию альфа-амилазы, которая обладает способностью вырабатывать глюкозу, может быть достигнуто увеличение сладости, так как сладость глюкозы почти вдвое превышает сладость мальтозы. В одном воплощении настоящего изобретения при использовании гидролизованной композиции цельного зерна согласно настоящему изобретению необходимо добавление к быстрорастворимому сухому напитку уменьшенных количеств внешнего источника сахара. Когда в ферментной композиции используется альфа-амилаза, обладающая способностью вырабатывать глюкозу, становится возможным исключить или по меньшей мере сократить использование других внешних источников сахара или несахарных подслащивающих веществ.

В данном контексте термин «внешний источник сахара» относится к сахарам, не присутствующим исходно или исходно не вырабатываемым в композиции гидролизованного цельного зерна. Примерами такого внешнего источника Сахаров могут быть сахароза, лактоза и искусственные подслащивающие вещества.

Амилоглюкозидаза (ЕС 3.2.1.3) является ферментом, способным высвобождать глюкозные остатки из крахмала, мальтодекстринов и мальтозы, гидролизуя глюкозные остатки с невосстановленного конца полисахаридной цепи. Сладость препарата увеличивается с увеличением концентрации высвободившейся глюкозы. Таким образом, в одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток содержит, кроме того, амилоглюкозидазу или ее фрагменты. Может быть предпочтительным добавление амилоглюкозидазы к получению композиции гидролизованного цельного зерна, поскольку сладость препарата возрастает с увеличением концентрации высвобожденной глюкозы. Это также может быть предпочтительным с условием того, что амилоглюкозидаза не влияет на полезные для здоровья свойства цельного зерна, прямо или косвенно. Таким образом, в одном воплощении амилоглюкозидаза не проявляет никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии. Значение изобретения и, в частности, способа приготовления быстрорастворимых сухих напитков согласно изобретению состоит в том, что оно делает возможным снижение содержания в быстрорастворимых сухих напитках сахара (например, сахарозы) по сравнению с другими описанными на текущем уровне техники продуктами. Когда в ферментной композиции используется амилоглюкозидаза, становится возможным обойтись без других внешних источников сахара, например, без добавок сахарозы.

Однако, как упоминалось выше, некоторые альфа-амилазы способны вырабатывать глюкозные остатки, которые могут добавлять продукту достаточно сладости, делая применение амилоглюкозидазы не обязательным. Кроме того, применение амилоглюкозидазы также увеличивает стоимость производства быстрорастворимых сухих напитков и, следовательно, может быть желательным ограничение применения амилоглюкозидаз. Таким образом, в еще одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток согласно изобретению не содержит амилоглюкозидазу, такую как экзогенная амилоглюкозидаза.

Глюкоизомераза (D-глюкозокетоизомераза) вызывает изомеризацию глюкозы во фруктозу. Таким образом, в одном воплощении настоящего изобретения быстрорастворимый сухой напиток, кроме того, содержит глюкоизомеразу или ее фрагменты, при этом глюкоизомераза или ее фрагменты не проявляют никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии. Глюкоза обладает 70-75% сладости сахарозы, тогда как фруктоза вдвое слаще сахарозы. Таким образом, способы производства фруктозы имеют значительную ценность, поскольку сладость продукта может быть значительно увеличена без добавления внешнего источника Сахаров (таких как сахароза или искусственные подслащивающие вещества).

Для получения композиции гидролизованного цельного зерна согласно изобретению может применяться множество различных специфических ферментов или ферментных смесей. Требование к ним состоит в том, чтобы в применяемых условиях процесса они не демонстрировали по существу никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Так, в одном воплощении альфа-амилаза может выбираться из валидазы НТ 425L и валидазы RA от Valley Research, фунгамила от Novozymes и MATS от DSM, протеаза может выбираться из группы, состоящей из алкалазы, iZyme В и iZyme G (Novozymes).

Согласно изобретению, количество ферментов в продукте в виде быстрорастворимого сухого напитка может влиять на органолептические показатели быстрорастворимого сухого напитка. Кроме того, количество ферментов может также регулироваться изменением таких параметров, как температура и время инкубации. Таким образом, в одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток содержит в расчете на общее содержание цельного зерна в быстрорастворимом сухом напитке от 0,0001 до 5 масс.% по меньшей мере одного из:

- альфа-амилазы или ее фрагментов, при этом такая альфа-амилаза или ее фрагмент не проявляют никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии;

- амилоглюкозидазы или ее фрагмента, при этом такая амилоглюкозидаза не проявляет никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии; и

- глюкоизомеразы или ее фрагмента, при этом такая глюкоизомераза не проявляет никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии.

В еще одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток содержит по отношению к общему содержанию цельного зерна в быстрорастворимом сухом напитке от 0,001 до 3 масс.% альфа-амилазы, такое как 0,01-3 масс.%, такое как 0,01-0,1 масс.%, такое как 0,01-0,5 масс.%, такое как 0,01-0,1 масс.%, такое как 0,03-0,1 масс.%, такое как 0,04-0,1 масс.%. В еще одном другом воплощении быстрорастворимый сухой напиток содержит по отношению к общему содержанию цельного зерна в быстрорастворимом сухом напитке от 0,001 до 3 масс.% амилоглюкозидазы, такое как 0,01-3 масс.%, такое как 0,01-0,1 масс.%, такое как 0,01-0,5 масс.%, такое как 0,01-0,1 масс.%, такое как 0,03-0,1 масс.%, такое как 0,04-0,1 масс.%. В еще одном другом воплощении быстрорастворимый сухой напиток содержит по отношению к общему содержанию цельного зерна в быстрорастворимом сухом напитке от 0,001 до 3 масс.% глюкоизомеразы, такое как 0,01-3 масс.%, такое как 0,01-0,1 масс.%, такое как 0,01-0,5 масс.%, такое как 0,01-0,1 масс.%, такое как 0,03-0,1 масс.%, такое как 0,04-0,1 масс.%.

Бета-амилазы являются ферментами, которые также расщепляют сахариды, однако бета-амилазы в качестве наименьшей получаемой углеводный единицы главным образом подразумевают мальтозу. Таким образом, в еще одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток согласно изобретению не содержит бета-амилазу, такую как экзогенная бета-амилаза. При избегании бета-амилаз более значительная доля содержания крахмала будет гидролизоваться до глюкозных остатков, так как альфа-амилазы конкурируют с бета-амилазами за субстраты. Таким образом может быть получен улучшенный профиль сахаров. В этом заключается отличие от патента US 5686123, который раскрывает зерновую суспензию, получаемую обработкой и с альфа-амилазой, и с бета-амилазой.

В некоторых случаях действие протеазы для обеспечения достаточно низкой вязкости необходимым не является. Таким образом, в одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток согласно изобретению не содержит протеазу, такую как экзогенная протеаза. Как указывалось ранее, добавление протеазы может привести к появлению постороннего горького привкуса, которого в некоторых случаях желательно избегать. В этом состоит отличие от патента US 4282319, который раскрывает способ, включающий ферментативную обработку протеазой и амилазой.

В целом ферменты, используемые согласно настоящему изобретению для получения композиции гидролизованного цельного зерна, не показывают никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии. Таким образом, в следующем воплощении композиция гидролизованного цельного зерна имеет по существу интактную по отношению к исходному материалу структуру бета-глюкана. В еще одном следующем воплощении композиция гидролизованного цельного зерна имеет по отношению к исходному материалу по существу интактную структуру арабиноксилана. При использовании для получения композиции гидролизованного цельного зерна одного или нескольких ферментов согласно изобретению может поддерживаться по существу интактная структура бета-глюкана и арабиноксилана. Степень разрушения структур бета-глюкана и арабиноксилана может быть определена с помощью эксклюзионной хроматографии (SEC). Эта методика SEC более подробно была описана в публикации Lena Rimsten, Tove Stenberg, Roger Andersson, Annica Andersson и Per Åman «Determination of beta-Glucan Molecular Weight Using SEC with Calcofluor Detection in Cereal Extracts» («Определение молекулярной массы бета-глюкана в зерновых экстрактах с помощью SEC»), Cereal Chem. 80(4):485-490, которая включена здесь посредством ссылки.

В данном контексте понятие «по существу интактная структура» должна пониматься так, что большая часть структуры является интактной. Однако из-за протекающего в любом натуральном продукте естественного разложения часть структуры (такой как структура бета-глюкана или структура арабиноксилана) может быть разрушена, хотя такое разложение может происходить не из-за добавленных ферментов. Таким образом, «по существу интактная структура» должна пониматься как структура, являющаяся интактной по меньшей мере на 95%, такой как по меньшей мере на 97%, такой как по меньшей мере на 98% или такой, как интактная по меньшей мере на 99%.

В данном контексте такие ферменты, как протеазы, амилазы, глюкоизомеразы и амилоглюкозидазы относятся к ферментам, которые были предварительно очищены или частично очищены. Такие белки/ферменты могут продуцироваться бактериями, грибами или дрожжами, однако они могут также иметь растительное происхождение. В целом такие продуцируемые ферменты будут в данном контексте подпадать под категорию «экзогенных ферментов». Такие ферменты могут быть добавлены к продукту в ходе его получения для придания материалу некоторого ферментативного эффекта. Аналогичным образом в данном контексте, когда фермент не принимается настоящим изобретением, такой отклоненный фермент относится к экзогенным ферментам. В данном контексте такие ферменты, например, обеспечивают ферментативное расщепление крахмала и белков для уменьшения вязкости. В отношении способа изобретения следует понимать, что такие ферменты могут как находиться в растворе, так и быть присоединенными к поверхности, такими как ферменты на носителе. При последнем способе такие белки могут не являться частью конечного продукта.

Как упоминалось ранее, действие альфа-амилазы приводит к подходящему профилю сахаров, который может воздействовать на вкус и уменьшать количество сахара или подслащивающего вещества, добавляемого к конечному продукту извне.

В одном воплощении настоящего изобретения гидролизованная композиция цельного зерна имеет содержание глюкозы в расчете на сухую массу гидролизованной композиции цельного зерна по меньшей мере в 0,25 масс.%, такое как по меньшей мере 0,35 масс.%, например, по меньшей мере 0,5 масс.%.

В зависимости от используемых конкретных ферментов профиль Сахаров конечного продукта может меняться. Так, в одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток в расчете на массу в продукте имеет отношение содержания мальтозы к содержанию глюкозы ниже 144:1, такое как ниже 120:1, такое как ниже 100:1, например, ниже 50:1, такое как ниже 30:1, такое как ниже 20:1 или такое как ниже 10:1.

Если единственным применяемым перерабатывающим крахмал ферментом является альфа-амилаза, продуцирующая глюкозу, то по сравнению с применением альфа-амилазы, специфически вырабатывающей мальтозные единицы, более значительная доля конечного продукта будет в форме глюкозы. Так как глюкоза имеет более высокую сладость, чем мальтоза, следствием этого может быть исключение добавления дополнительного источника сахаров (например, сахарозы). Это преимущество может быть еще более выраженным в случае снижения величины такого соотношения посредством преобразования присутствующей в гидролизованном цельном зерне мальтозы в глюкозу (одна мальтозная единица преобразуется в два глюкозных остатка).

Отношение мальтозы к глюкозе может быть дополнительно снижено, если в ферментную композицию включается амилоглюкозидаза, так как такие ферменты также продуцируют глюкозные единицы.

Если ферментная композиция содержит глюкоизомеразу, часть глюкозы заменяется на фруктозу, которая имеет еще более высокую сладость, чем глюкоза. Так, в одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток в расчете на массу в продукте имеет отношение содержания мальтозы к содержанию глюкозы + фруктозы ниже 144:1, такое как ниже 120:1, такое как ниже 100:1, например, ниже 50:1, такое как ниже 30:1, такое как ниже 20:1 или такое как ниже 10:1.

Кроме того, в одном воплощении настоящего изобретения быстрорастворимый сухой напиток может иметь в продукте отношение мальтозы к фруктозы в расчете на массу ниже 230:1, такое как ниже 144:1, такое как ниже 120:1, такое как ниже 100:1, например, ниже 50:1, такое как ниже 30:1, такое как ниже 20:1 или такое как ниже 10:1.

В данном контексте выражение «общее содержание цельного зерна» должно пониматься как комбинация содержания «композиции гидролизованного цельного зерна» и содержания «сухих веществ цельного зерна». Если не указывается иного, «общее содержание цельного зерна» в конечном продукте представляется в виде масс.%. В одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток имеет общее содержание цельного зерна в диапазоне 1-35 масс.% от массы быстрорастворимого сухого напитка, такое как 5-35 масс.%, такое как 5-25 масс.%, такое как 10-20 масс.%, такое как 15-25 масс.%, такое как 1-20 масс.%, такое как 1-15 масс.%, такое как 1-10 масс.% и такое как 1-7 масс.%.

В данном контексте выражение «содержание композиции гидролизованного цельного зерна» должно пониматься как выраженное в масс.% содержание гидролизованного цельного зерна в конечном продукте. Содержание композиции гидролизованного цельного зерна является частью общего содержания композиции цельного зерна. Таким образом, в одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток согласно изобретению имеет содержание композиции гидролизованного цельного зерна в диапазоне 1-35 масс.% от массы быстрорастворимого сухого напитка, такое как 10-30 масс.%, такое как 20-28 масс.%, такое как 1-20 масс.%, такое как 1-10 масс.% и такое как 1-5 масс.%. Количество композиции гидролизованного цельного зерна в конечном продукте может зависеть от типа продукта. При использовании в быстрорастворимом сухом напитке композиции гидролизованного цельного зерна согласно изобретению может быть добавлено более высокое количество гидролизованного цельного зерна (по сравнению с композицией негидролизованного цельного зерна) по существу без воздействия на органолептические показатели продукта, вызываемого увеличением количества в гидролизованном цельном зерне растворимых волокон.

Было бы предпочтительным наличие быстрорастворимого сухого напитка, имеющего высокое содержание пищевых волокон и не ухудшающего при этом органолептические показатели продукта. Таким образом, в еще одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток имеет содержание пищевых волокон в диапазоне 0,1-20 масс.% от массы быстрорастворимого сухого напитка, такое как в диапазоне 0,5-15 масс.%, такое как в диапазоне 0,5-10 масс.%, такое как в диапазоне 0,5-3 масс.% и еще более предпочтительно в диапазоне 1-2 масс.%. Быстрорастворимый сухой напиток согласно изобретению может обеспечиваться высокими количествами пищевых волокон посредством добавления гидролизованного цельнозернового компонента, предоставляемого настоящим изобретением. Это может быть выполнено благодаря уникальной схеме способа согласно настоящему изобретению.

Пищевые волокна представляют собой съедобные части растений, которые не разрушаются пищеварительными ферментами. Пищевые волокна ферментируются в толстом кишечнике человека под действием микрофлоры. Существует два типа волокон: растворимые волокна и нерастворимые волокна. Как растворимые, так и нерастворимые пищевые волокна могут стимулировать множество положительных физиологических эффектов, включая хороший кишечный транзит, который помогает предотвращать запор, или появление ощущения сытости. Органы здравоохранения рекомендуют употребление в зависимости от массы, пола, возраста и потребления энергии 20-35 г волокон в сутки.

Растворимые волокна являются пищевыми волокнами, которые претерпевают в толстой кишке полную или неполную ферментацию. Примеры растворимых волокон из зерновых культур включают бета-глюканы, арабиноксиланы, арабиногалактаны и резистентный крахмал типа 2 и 3, а также образующиеся из последних олигосахариды. Растворимые волокна из других источников включают, например, пектины, аравийскую камедь, камеди, альгинат, агар-агар, полидекстрозу, инулины и галактоолигосахариды. Некоторые растворимые волокна называют пребиотиками, поскольку они являются источником энергии для полезных бактерий (например, Bifidobacteria и Lactobacilli), находящихся в толстом кишечнике. Кроме того, польза растворимых волокон включает контроль сахара в крови, что является важным в профилактике диабета, контроле холестерина или снижении риска сердечно-сосудистых заболеваний.

Нерастворимые волокна являются пищевыми волокнами, которые не ферментируются в толстом кишечнике или только медленно перевариваются кишечной микрофлорой. Примеры нерастворимых волокон включают целлюлозу, гемицеллюлозу, резистентный крахмала типа 1 и лигнины. Кроме того, полезные эффекты нерастворимых волокон включают поддержку кишечной функции через стимуляцию перистальтики, которая заставляет мышцы толстой кишки больше работать, становиться сильнее и функционально эффективнее. Имеется также свидетельство того, что потребление нерастворимых волокон может быть связано со снижением риска развития рака кишечника.

Общее содержание твердых веществ в быстрорастворимом сухом напитке согласно изобретению может варьировать. Так, в еще одном воплощении общее содержание влаги в быстрорастворимом сухом напитке не превышает 5 масс.%, такое как не более 3 масс.%, такое как не более 2 масс.%. Примерами факторов, влияющих на влагосодержание, может быть количество композиции гидролизованного цельного зерна и степень гидролиза этой композиции. В данном контексте выражение «общее содержание сухих веществ» эквивалентно 100 минус содержание влаги (%) продукта.

Быстрорастворимый сухой напиток согласно изобретению может подходить для нескольких типов порошкообразных продуктов. Так, в одном воплощении первичный ингредиент является кофейной смесью, чайной смесью, смесью фруктов, смесью цикория, смесью какао, забеливающей смесью или суповой смесью.

При его использовании в виде кофейной смеси, количество кофе может варьировать. Таким образом, в одном воплощении кофейная смесь содержит 5-85 масс.% кофе относительно общего количества быстрорастворимого сухого напитка, такое как 5-70 масс.%, такое как 5-50 масс.% или такое как 5-30 масс.%.

При его использовании в виде смеси цикория, количество цикория может варьировать. Таким образом, в одном воплощении смесь цикория содержит 5-85 масс.% кофе относительно общего количества быстрорастворимого сухого напитка, такое как 5-70 масс.%, такое как 5-50 масс.% или такое как 5-30 масс.%.

Было бы предпочтительно, если бы быстрорастворимый сухой напиток с хорошими органолептическими показателями, такими как сладость, мог быть получен без добавления больших количеств сахаров из внешних источников. Таким образом, в другом воплощении быстрорастворимый сухой напиток имеет содержание сахарозы менее 70 масс.% от массы быстрорастворимого сухого напитка, такое как менее 50 масс.%, менее 30 масс.%, такое как менее 25 масс.%, такое как менее 15 масс.% и такое как менее 10 масс.%. Так как композиция гидролизованного цельного зерна дополняет быстрорастворимый сухой напиток источником углеводов, таких как глюкоза и мальтоза, такой быстрорастворимый сухой напиток также подслащивается из натурального источника сахаров, отличного от внешнего источника сахаров. Таким образом, количество подслащивающего вещества, добавляемого извне, может быть ограничено. В еще одном воплощении сахароза имеет размер кристаллов в диапазоне от 100 мкм до 450 мкм.

Сахароза является широко применяемым в пищевых продуктах подсластителем, однако также могут использоваться и другие сахара. Так, в следующем воплощении быстрорастворимый сухой напиток содержит по меньшей мере один сахар, отличный от сахарозы, при этом указанный отличный от сахарозы сахар является моносахаридом, и/или дисахаридом, и/или олигосахаридом. В еще одном воплощении моносахарид является глюкозой, галактозой, фруктозой, декстрозой или любой их комбинацией. В еще одном другом воплощении дисахарид является мальтозой, лактозой или любой их комбинацией. Следует, разумеется, также понимать, что могут использоваться и другие отличные от сахарозы подслащивающие вещества. Таким образом, в одном воплощении подслащивающее вещество является сахаром или искусственным подслащивающим веществом с интенсивным вкусом, или натуральным высокоинтенсивным подслащивающим веществом, или их смесью.

Часто к продуктам, которые должны быть в сухом или полусухом состоянии, добавляются увлажнители. В одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток не содержит увлажнителя. Дополнительные компоненты быстрорастворимого сухого напитка включают витамины и минеральные вещества, консерванты, такие как токоферол, и эмульгаторы, такие как лецитин, сухие белки, какао-порошок, алкилрезорцинолы, фенольные смолы и другие активные ингредиенты, такие как DHA (докозагексаеновая кислота), кофеин и пребиотики.

В следующем воплощении быстрорастворимый сухой напиток имеет жирность менее 20 масс.% по отношению к массе быстрорастворимого сухого напитка, такую как менее 12 масс.%, такую как менее 10 масс.%, такую как менее 5 масс.% и такую как менее 3 масс.% от массы быстрорастворимого сухого напитка. Количество жира может варьировать в зависимости от типа продукта. Жировые компоненты предпочтительно являются растительными жирами, такими как масло какао, рапсовое масло, подсолнечное масло или пальмовое масло, предпочтительно негидрогенизированное.

В еще одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток может иметь содержание соли в диапазоне 0-2 масс.% от массы быстрорастворимого сухого напитка. В одном более конкретном воплощении соль является хлоридом натрия.

Быстрорастворимый порошок согласно изобретению может содержать один или несколько дополнительных компонентов. Таким образом, в следующем воплощении быстрорастворимый сухой напиток представляет собой смесь быстрорастворимого сухого напитка. В еще одном воплощении смесь быстрорастворимого сухого напитка содержит дополнительный ингредиент, такой как забеливатель, подслащивающее вещество, ароматизирующий компонент, наполнитель и/или пенообразователь.

В зависимости от конкретного типа быстрорастворимого сухого напитка, для обеспечения желательного вкуса могут быть добавлены различные ароматизирующие компоненты. Так, в следующем воплощении вкусоароматический компонент выбирается из группы, состоящей из кофейных, какао, фруктовых, солодовых, овощных и производимых промышленным способом ароматизаторов. Добавление вкусоароматического компонента может улучшить такие факторы, как вкус, вязкость и питательный профиль.

Признаки быстрорастворимого сухого напитка относятся к частицам в порошке. Таким образом, в следующем воплощении согласно изобретению частицы или агломерированные частицы являются сыпучими. В настоящем изобретении термин «сыпучий» относится к располагающимся рядом друг с другом частицам, которые не прилипают или по существу не прилипают друг к другу. Понятие «по существу не прилипают друг к другу» включает не более 5% частиц, прилипающих друг к другу, такое как не более 3%, например, не более 1%.

В еще одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток имеет размер частиц, характеризующийся медианным диаметром частиц (объемное распределение) X₅₀ в диапазоне 50-500 мкм, таким как 50-500 мкм, таким как в диапазоне 100-300 мкм, например, в диапазоне 150-250 мкм. Величина частиц может определять, насколько быстро порошок восстанавливается в жидком компоненте.

В отношении объекта обеспечения продукта настоящего изобретения представляется способ приготовления быстрорастворимого сухого напитка, при этом указанный способ предусматривает:

1) приготовление композиции гидролизованного цельного зерна, включающее стадии:

a) взаимодействия цельнозернового компонента с ферментной композицией в воде, при этом такая ферментная композиция содержит по меньшей мере одну альфа-амилазу и указанная ферментная композиция не демонстрирует никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам,

b) самопроизвольное реагирование ферментной композиции с компонентом цельного зерна для получения продукта гидролиза цельного зерна,

c) получение композиции гидролизованного цельного зерна путем инактивации указанных ферментов после достижения указанным продуктом гидролиза вязкости, находящейся при измерениях при 65°C между 50 и 5000 МПа·с,

2) обеспечение быстрорастворимого сухого напитка посредством смешивания композиции гидролизованного цельного зерна с первичным ингредиентом из частиц или агломерированных частиц, имеющих размер менее 5 мм.

В одном воплощении ферментная композиция, кроме того, содержит протеазу или ее фрагмент, при этом такая протеаза или ее фрагмент не проявляют никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии. Аналогичным образом ферментная композиция согласно настоящему изобретению может содержать амилоглюкозидазу и/или глюкоизомеразу.

Для обеспечения быстрорастворимого сухого напитка согласно изобретению могут контролироваться несколько параметров способа. Так, в одном воплощении стадия 1b) выполняется при температуре 30-100°C, предпочтительно от 50 до 85°C. В одном дальнейшем воплощении стадия 1b) выполняется в течение времени от 1 минуты до 24 часов, такого как от 1 минуты до 12 часов, такого как от 1 минуты до 6 часов, такого как 5-120 минут. В еще одном воплощении стадия 1b) выполняется при 30-100°C в течение 5-120 минут.

В еще одном дальнейшем воплощении допускается проведение стадии 1c) при 70-150°C в течение времени по меньшей мере в 1 секунду, такого как 1-5 минут, такого как 5-120 минут, такого как 5-60 минут. В одном дополнительном воплощении стадия 1c) выполняется при нагревании до по меньшей мере 90°С в течение 5-30 минут.

В еще одном воплощении реакция на стадии 1 с) останавливается, когда продукт гидролиза достигает вязкости между 50 и 4000 МПа·с, такой как между 50 и 3000 МПа·с, такой как между 50 и 1000 МПа·с, такой как между 50 и 500 МПа·с. В одном дополнительном воплощении вязкость измеряется при TS (общее содержание сухих веществ), равном 50.

В другом воплощении на стадии 1) обеспечивается композиция гидролизованного цельного зерна, когда общее содержание сухих веществ в указанном продукте гидролиза достигает 25-60%. Посредством управления вязкостью и содержанием сухих веществ можно обеспечивать гидролизованное цельное зерно в различных формах.

В одном дополнительном воплощении гидролизованный цельнозерновой компонент на стадии 1c) обеспечивается в форме жидкости, концентрата, порошка, сока или пюре. Преимущество возможности обеспечения гидролизованного цельнозернового компонента в различных формах состоит в том, что оказывается возможным добавление гидролизованного цельного зерна в высоких концентрациях без риска разбавления продукта (быстрорастворимого сухого напитка). Аналогичным образом, когда композиция гидролизованного цельного зерна предназначается для смешивания с порошком, может быть предпочтительным обеспечение композиции гидролизованного цельного зерна в сухом состоянии, таком как порошкообразное. Таким образом, одно воплощение изобретения относится к способу, при котором дальнейшие ингредиент(-ы), композиция гидролизованного цельного зерна и первичный ингредиент(-ы) смешиваются в сухом состоянии.

Вышеприведенные параметры могут быть приспособлены для регулирования степени расщепления крахмала, профиля сахаров, общего содержания твердых веществ и регулирования общих органолептических показателей конечного продукта.

Для улучшения ферментативной переработки цельнозернового компонента предпочтительным может быть проведение обработки зерна до или после ферментативного воздействия. Так, в одном воплощении цельное зерно тонко измельчается до величины частиц, характеризующихся медианным диаметром частиц (объемное распределение) X₅₀ в диапазоне 1-1000 мкм, таким как 5-500 мкм, таким как в диапазоне 100-300 мкм, например, в диапазоне 150-250 мкм. При размоле зерна делается доступной для действия ферментов большая площадь поверхности и тем самым процесс ускоряется. Кроме того, при использовании частиц зерна меньшей величины улучшаются органолептические показатели. В одном дополнительном воплощении цельное зерно до или после ферментативной обработки обжигается или обжаривается. Обжиг и обжарка могут улучшать вкус конечного продукта.

Могут выполняться несколько видов обработки для продления срока хранения продукта. Так, в одном воплощении данный способ, кроме того, содержит по меньшей мере одну из следующих обработок: UHT (ультравысокотемпературная обработка), пастеризация, тепловая обработка, автоклавирование и любая другая термическая или нетермическая обработка, такая как обработка давлением. В одном следующем воплощении быстрорастворимый сухой напиток применяется в асептических условиях в виде вложений. В еще одном воплощении быстрорастворимый сухой напиток применяется во вложениях не в асептических условиях, таких как автоклавирование или ″hot-for-hold″ (тепловая обработка для хранения).

Быстрорастворимый сухой напиток согласно изобретению может быть восстановлен в жидком компоненте. Таким образом, один объект данного изобретения относится к напитку быстрого приготовления, содержащему быстрорастворимый сухой напиток согласно изобретению, ресуспендируемый в жидком компоненте. В следующем воплощении жидкий компонент является водой, молоком, молочными компонентами или их комбинациями. В еще одном воплощении молоко выбирается из группы, состоящей из цельного молока, фракций сыворотки, казеина, любой их комбинации. Данный напиток быстрого приготовления может содержать по меньшей мере 1,25 г пищевых волокон на порцию, так, например, по меньшей мере 1,5 г пищевых волокон на порцию, например, по меньшей мере 2 г пищевых волокон на порцию.

В одном воплощении одна порция может содержать между 4 и 20 масс.% белка по отношению к массе напитка быстрого приготовления; 0-20 масс.% жира по отношению к массе напитка быстрого приготовления и/или 20-70 масс.% углеводов по отношению к массе напитка быстрого приготовления. Размер порции может варьировать от 100 до 250 мл жидкости.

Следует заметить, что воплощения и признаки, описанные в контексте одного из объектов или воплощений настоящего изобретения, также относятся и к другим объектам данного изобретения.

Все патентные и непатентные ссылки, упоминаемые в настоящей заявке, тем самым являются здесь включенными посредством ссылки во всей их полноте.

Далее изобретение описывается более подробно в следующих неограничивающих примерах.

Примеры

Пример 1. Приготовление композиции гидролизованного цельного зерна.

Ферментные композиции, содержащие валидазу НТ 425L (альфа-амилаза) необязательно в комбинации с алкалазой 2.4L (протеаза), использовалась для гидролиза пшеницы, ячменя и овса.

Смешивание может выполняться в автоклаве с двойной рубашкой, хотя может использоваться и другое промышленное оборудование. В непрерывном режиме используется скребковый миксер и скоблит внутреннюю поверхность миксера. Это позволяет избегать пригорания продукта и помогает поддерживать однородную температуру. Таким образом ферментативная активность лучше контролируется. В двойную рубашку может впрыскиваться пар для увеличения температуры, в то время как холодная вода может использоваться для ее снижения.

В одном воплощении ферментная композиция и вода смешиваются друг с другом при комнатной температуре между 10 и 25°C. При этой низкой температуре ферменты ферментной композиции имеют очень слабую активность. После этого добавляется цельнозерновой компонент и ингредиенты перемешиваются в течение непродолжительного времени, обычно менее 20 минут, до достижения гомогенности смеси.

Для активизации ферментов и гидролиза цельнозернового компонента смесь нагревается в постепенном или скачкообразном режиме.

Гидролиз приводит к снижению вязкости смеси. Когда продукт гидролиза цельного зерна достигает измеряемой при 65°C вязкости между 50 и 5000 МПа·с и общего содержания твердых веществ, например, в 25-60 масс.%, ферменты инактивируются нагреванием продукта гидролиза при температуре, превышающей 100°C, предпочтительно впрыскиванием нагретого до 120°C пара.

Ферменты дозируются в соответствии с общим количеством цельного зерна. Количества ферментов различаются в зависимости от типа цельнозерновых компонентов, поскольку нормы содержания в них белка являются различными. Соотношение воды и цельнозернового компонента для конечного цельнозернового продукта в жидкой форме может быть отрегулировано в соответствии с требуемой влажностью. Обычно отношение вода/цельнозерновой компонент составляет 60/40. Проценты представлены в виде масс.%.

Гидролизованное цельное пшеничное зерно Пшеничная мука из цельного зерна Субстрат Фермент амилаза 0,10% к массе субстрата Фермент протеаза 0,05% к массе субстрата   Гидролизованное цельное ячменное зерно Ячменная мука из цельного зерна Субстрат Фермент амилаза 0,10% к массе субстрата Фермент протеаза 0,05% к массе субстрата   Гидролизованное цельное зерно овса Овсяная мука из цельного зерна Субстрат Фермент амилаза 0,10% к массе субстрата Фермент протеаза 0,05% к массе субстрата

Пример 2. Профиль сахаров композиции гидролизованного цельного зерна. Были приготовлены композиции гидролизованного цельного зерна, содержащие пшеницу, ячмень и овес, согласно способу из примера 1.

НРАЕ (высокоэффективная жидкостная анионообменная хроматография) углеводов.

Композиции гидролизованного цельного зерна были проанализированы с помощью НРАЕ для иллюстрирования профиля сахаров гидролизованных композиций цельного зерна.

Углеводы экстрагировались с водой и разделялись ионообменной хроматографией на анионообменной колонке. Элюируемые соединения детектировались электрохимическим способом с помощью импульсного амперометрического детектора и определялись количественно в сравнении с площадями пиков внешних стандартов.

Общие количества пищевого волокна.

Дублированные образцы (обезжиренные в случае необходимости) перерабатывались в течение 16 часов способом, который моделировал человеческую пищеварительную систему, тремя ферментами (панкреатическая альфа-амилаза, протеаза и амилоглюкозидаза), для извлечения крахмала и белка. Для осаждения высокомолекулярного растворимого пищевого волокна добавлялся этанол. Полученная смесь фильтровалась, а остаток высушивался и взвешивался. Белок определялся в осадке одной из дублированных проб, в другой - зольный остаток. Фильтрат собирался, концентрировался и анализировался методом HPLC (высокоэффективная жидкостная хроматография) для определения количеств низкомолекулярного растворимого пищевого волокна (LMWSF).

Цельное пшеничное зерно.

  Сравнительный образец пшеницы Пшеница, гидролизованная алкалазой/валидазой Общее содержание Сахаров (масс.%) 2,03 24,36 Глюкоза 0,1 1,43 Фруктоза 0,1 0,1 Лактоза (моногидрат) <0,1 <0,1 Сахароза 0,91 0,69 Мальтоза (моногидрат) 0,91 22,12 Маннит <0,02 <0,02 Фукоза <0,02 <0,02 Арабиноза <0,02 0,02 Галактоза <0,02 <0,02 Ксилоза <0,02 <0,02

Манноза <0,02 <0,02 Рибоза <0,02 <0,02       Растворимые и нерастворимые волокна 12,90 12,94 Волокна LMW 2,63 2,96 Всего волокон 15,53 15,90

Цельное овсяное зерно:

  Сравнительный образец овса Овес, гидролизованный алкалазой/валидазой Общее содержание Сахаров (масс.%) 1,40 5,53 Глюкоза 0,1 0,58 Фруктоза 0,1 0,1 Лактоза (моногидрат) <0,1 <0,1 Сахароза 1,09 1,03 Мальтоза (моногидрат) 0,11 3,83 Маннит <0,02 <0,02 Фукоза <0,02 <0,02 Арабиноза <0,02 <0,02 Галактоза <0,02 <0,02 Ксилоза <0,02 <0,02 Манноза <0,02 <0,02 Рибоза <0,02 <0,02       Растворимые и нерастворимые волокна 9,25 11,28 Волокна LMW 0,67 1,21 Всего волокон 9,92 12,49

Цельное ячменное зерно.

  Сравнительный образец ячменя Ячмень, гидролизованный алкалазой/валидазой Общее содержание Сахаров (масс.%) 1,21 5,24 Глюкоза 0,1 0,61 Фруктоза 0,1 0,1 Лактоза (моногидрат) <0,1 <0,1 Сахароза 0,90 0,88 Мальтоза (моногидрат) 0,11 3,65 Маннит <0,02 <0,02 Фукоза <0,02 <0,02 Арабиноза <0,02 <0,02 Галактоза <0,02 <0,02 Ксилоза <0,02 <0,02 Манноза <0,02 <0,02 Рибоза <0,02 <0,02 Глюкоза 0,1 0,61 Фруктоза 0,1 0,1       Растворимые и нерастворимые волокна 9,70 10,44 Волокна LMW 2,23 2,63 Всего волокон 11,93 13,07

Результаты ясно демонстрируют, что значительное увеличение содержания глюкозы обеспечивается гидролизом, при этом содержание глюкозы гидролизованного ячменя составляет в расчете на сухую массу 0,61 масс.%, содержание глюкозы гидролизованного овсяного зерна составляет в расчете на сухую массу 0,58 масс.% и содержание глюкозы гидролизованной пшеницы составляет в расчете на сухую массу 1,43 масс.%.

Кроме того, результаты также показывают, что отношение мальтоза: глюкоза находится в диапазоне от около 15:1 до около 6:1.

Таким образом, на основании этих результатов можно сказать, что обеспечивается новый профиль сахаров, обладающий более высокой сладостью по сравнению с известным уровнем техники.

В заключение можно отметить, что при использовании композиции гидролизованного цельного зерна согласно изобретению может быть обеспечено увеличение сладости, и поэтому необходимость в дополнительных подслащивающих источниках может быть исключена или ограничена.

Помимо этого, данные результаты демонстрируют, что содержание пищевых волокон сохраняется интактным, а отношение количества растворимых и нерастворимых волокон по существу одинаковым и в негидролизованном цельном зерне, и в композиции гидролизованного цельного зерна.

Пример 3. Гидролитическая активность по отношению к пищевым волокнам.

Были проанализированы с помощью анализа тонкослойной хроматографией ферменты валидаза НТ 425L (Valley Research), алкалаза 2.4L (Novozymes) и BAN (Novozymes) в отношении их активности в отношении экстрактов арабиноксилановых и бета-глюкановых волокон, оба из которых являются компонентами пищевых волокон цельного зерна.

Результаты тонкослойного хроматографического анализа показали, что амилаза валидаза НТ и протеаза алкалаза не показали никакой гидролитической активности ни по отношению к бета-глюкану, ни к арабиноксилану, в то время как препарат коммерческой альфа-амилазы BAN вызывал гидролиз и бета-глюкана, и арабиноксилана, см. Фигуру 1. См. также пример 4.

Пример 4. Молекулярно-массовый профиль β-глюкана и арабиноксилана овса после ферментативного гидролиза.

Гидролиз.

Был приготовлен 0,5% водный раствор (отношение массы к объему) β-глюкана овса со средней вязкостью (Megazyme) или арабиноксилана пшеницы со средней вязкостью (Megazyme).

Был добавлен фермент при соотношении фермента и субстрата (E/S) 0,1 об.%. Реакция проводилась при 50°C в течение 20 минут, после чего образец помещался на 15 минут при 85°C, чтобы способствовать клейстеризации крахмала и гидролизу. Ферменты в завершение были инактивированы в течение 15 минут при 95°C. Были исследованы различные партии следующих ферментов:

алкалаза 2.4L (Valley Research): партия BN 00013;   партия 62477;   партия 75039; валидаза НТ 425L (Valley Research): партия RA8303A;   партия 72044; MATS L (DSM): партия 408280001.

Молекулярно-массовый анализ.

Гидролизованные образцы отфильтровывались на шприцевом фильтре (0,22 мкм) и 25 мкл было введено в устройство для высокоэффективной жидкостной хроматографии Agilent серии 1200, оснащенное двумя серийными колонками TSKgel (G3000PWXL 7,8×300 мм), (GMPWXL 7,8×30 мм) и защитной колонкой (PWXL 6×44 мм, Tosoh Bioscence). В качестве подвижного буфера применялся 0,1М нитрат натрия (0,5 мл/мин). Детектирование осуществлялось измерением коэффициента отражения.

Результаты.

На Фигурах 2-4 представлены графики для обоих испытаний - контрольного (без ферментов) и теста с ферментами. Однако, поскольку по существу никаких различий между графиками нет, различение графиков друг от друга может оказаться сложным.

Выводы.

Никаких изменений в молекулярно-массовом профиле волокон бета-глюкана овса и арабиноксилана пшеницы после выполнения гидролиза с алаклазой 2.4L (Фигура 2), валидазой НТ 425L (Фигура 3) или MATS L (Фигура 4) найдено не было.

Пример 5. Приготовление кофейной смеси, содержащей 6 г цельного зерна.

Композиция гидролизованного цельного зерна была приготовлена согласно примеру 1.

В следующем примере композиция гидролизованного цельного зерна смешивалась со всеми другими ингредиентами способом сухого смешивания. В зависимости от типа используемого сырья этот способ выполнялся в 1 или 2 этапа. При использовании ингредиентов, вводимых в малых дозах, они заранее смешивались с частью основного ингредиента. Эта заранее приготовленная смесь после этого смешивалась со всеми другими основными ингредиентами.

Быстрорастворимый порошок затем восстанавливался в холодной или горячей воде, холодном или горячем молоке, холодных или горячих молочных компонентах или их комбинации.

Кофейная смесь с гидролизованным порошком цельного зерна.

Ингредиент Масс.% Гидролизованный порошок цельного зерна 5-35% Быстрорастворимый кофе 5-30% Порошкообразный забеливатель 0-40% Сахар 0-65% Молоко или молочный компонент 0-40% Витамины и минеральные вещества 0-2% Ароматизатор 0-2% Всего от 12 г до 40 г для восстановления в от 100 до 250 мл жидкости.

Изобретение относится к быстрорастворимому сухому напитку и способу его приготовления. Напиток содержит первичный ингредиент, предназначенный для ресуспендирования в молоке или воде, не более 5 мас.% влаги, 1-35 мас.% композиции гидролизованного цельного зерна, в которой цельнозерновой компонент гидролизован путём внесения альфа-амилазы и протеазы, которые не проявляют никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии. Способ приготовления напитка предусматривает получение композиции гидролизованного цельного зерна и её смешивание с молоком или водой, причём приготовление композиции включает следующие стадии: взаимодействие цельнозернового компонента с ферментной композицией в воде; самопроизвольное реагирование ферментной композиции с компонентом цельного зерна для получения продукта гидролиза цельного зерна; получение композиции гидролизованного цельного зерна путём инактивации указанных ферментов после достижения продукта гидролиза цельного зерна вязкости, находящейся при измерениях при 65˚С между 50 и 5000 МПа·с. Изобретение обеспечивает получение быстрорастворимых сухих напитков, обогащённых цельным зерном, вкус, вязкость и органолептические свойства которых не ухудшаются. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 табл., 5 пр.

1. Быстрорастворимый сухой напиток, содержащий:
- первичный ингредиент, предназначенный для ресуспендирования в жидкости, такой как молоко или вода;
- влагу в количестве не более 5 мас.% от массы быстрорастворимого сухого напитка;
- композицию гидролизованного цельного зерна в диапазоне 1-35 мас.% от массы быстрорастворимого сухого напитка, в которой цельнозерновой компонент гидролизован путем внесения альфа-амилазы и протеазы, которые не проявляют никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии.

2. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 1, который не содержит бета-амилазу.

3. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 1 или 2, который дополнительно содержит амилоглюкозидазу, которая не проявляет никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии.

4. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 1 или 2, который дополнительно содержит глюкоизомеразу, которая не проявляет никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии.

5. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 3, который дополнительно содержит глюкоизомеразу, которая не проявляет никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам при нахождении в активном состоянии.

6. Быстрорастворимый сухой напиток по любому из пп. 1, 2 или 5, в котором композиция гидролизованного цельного зерна имеет, по существу, интактную структуру бета-глюкана по отношению к исходному материалу.

7. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 3, в котором композиция гидролизованного цельного зерна имеет, по существу, интактную структуру бета-глюкана по отношению к исходному материалу.

8. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 4, в котором композиция гидролизованного цельного зерна имеет по существу интактную структуру бета-глюкана по отношению к исходному материалу.

9. Быстрорастворимый сухой напиток по любому из пп. 1, 2, 5, 7 или 8, в котором композиция гидролизованного цельного зерна имеет, по существу, интактную структуру арабиноксилана по отношению к исходному материалу.

10. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 3, в котором композиция гидролизованного цельного зерна имеет, по существу, интактную структуру арабиноксилана по отношению к исходному материалу.

11. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 4, в котором композиция гидролизованного цельного зерна имеет, по существу, интактную структуру арабиноксилана по отношению к исходному материалу.

12. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 6, в котором композиция гидролизованного цельного зерна имеет, по существу, интактную структуру арабиноксилана по отношению к исходному материалу.

13. Быстрорастворимый сухой напиток по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8 или 10-12, имеющий общее содержание гидролизованного цельного зерна в диапазоне 5-35 мас.% от массы быстрорастворимого сухого напитка, такое как 5-25 мас.%, такое как 10-25 мас.% и такое как 15-25 мас.%.

14. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 3, имеющий общее содержание гидролизованного цельного зерна в диапазоне 5-35 мас.% от массы быстрорастворимого сухого напитка, такое как 5-25 мас.%, такое как 10-25 мас.% и такое как 15-25 мас.%.

15. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 4, имеющий общее содержание гидролизованного цельного зерна в диапазоне 5-35 мас.% от массы быстрорастворимого сухого напитка, такое как 5-25 мас.%, такое как 10-25 мас.% и такое как 15-25 мас.%.

16. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 6, имеющий общее содержание гидролизованного цельного зерна в диапазоне 5-35 мас.% от массы быстрорастворимого сухого напитка, такое как 5-25 мас.%, такое как 10-25 мас.% и такое как 15-25 мас.%.

17. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 9, имеющий общее содержание гидролизованного цельного зерна в диапазоне 5-35 мас.% от массы быстрорастворимого сухого напитка, такое как 5-25 мас.%, такое как 10-25 мас.% и такое как 15-25 мас.%.

18. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 13, в котором быстрорастворимый сухой напиток является смесью быстрорастворимого сухого напитка.

19. Быстрорастворимый сухой напиток по любому из пп. 14-17, в котором быстрорастворимый сухой напиток является смесью быстрорастворимого сухого напитка.

20. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 18, в котором смесь быстрорастворимого сухого напитка содержит дополнительный ингредиент, такой как забеливатель, подслащивающее вещество, ароматизирующий компонент, наполнитель и/или пенообразователь.

21. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 19, в котором смесь быстрорастворимого сухого напитка содержит дополнительный ингредиент, такой как забеливатель, подслащивающее вещество, ароматизирующий компонент, наполнитель и/или пенообразователь.

22. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 20 или 21, в котором быстрорастворимый сухой напиток в расчете на массовое содержание в продукте имеет отношение мальтозы к глюкозе ниже 144:1, такое как ниже 120:1, такое как ниже 100:1, такое как ниже 50:1, такое как ниже 30:1, такое как ниже 20:1 или такое как ниже 10:1.

23. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 1, в котором первичный ингредиент является кофейной смесью, чайной смесью, смесью фруктов, смесью цикория, смесью какао, забеливающей смесью или суповой смесью.

24. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 18, в котором быстрорастворимый сухой напиток предназначается для восстановления в жидком компоненте перед употреблением.

25. Быстрорастворимый сухой напиток по п. 19, в котором быстрорастворимый сухой напиток предназначается для восстановления в жидком компоненте перед употреблением.

26. Способ приготовления быстрорастворимого сухого напитка по любому из пп. 1-25, который предусматривает:
1) приготовление композиции гидролизованного цельного зерна, включающее стадии:
a) взаимодействие цельнозернового компонента с ферментной композицией в воде, при этом такая ферментная композиция содержит альфа-амилазу и протеазу, причем указанная ферментная композиция не проявляет никакой гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам,
b) самопроизвольное реагирование ферментной композиции с компонентом цельного зерна для получения продукта гидролиза цельного зерна,
c) получение композиции гидролизованного цельного зерна путем инактивации указанных ферментов после достижения указанным продуктом гидролиза вязкости, находящейся при измерениях при 65°С между 50 и 5000 МПа·с,
2) обеспечение быстрорастворимого сухого напитка посредством смешивания композиции гидролизованного цельного зерна в диапазоне 1-35 мас.% от массы быстрорастворимого сухого напитка с первичным ингредиентом, предназначенным для ресуспендирования в жидкости, такой как молоко или вода.