本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年03月30日，申請(qǐng)?zhí)枮?01210089990.1，發(fā)明名稱(chēng)為“通過(guò)濕熱處理制造的完整谷粒-水膠體復(fù)合物用于飽足、減少食物攝入和重量管理的用途”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及通過(guò)濕熱處理制造的完整谷粒-水膠體(wholegrain-hydrocolloid)復(fù)合物及其在食物中的用途。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及完整谷粒-水膠體復(fù)合物、其制備及其在食物中的用途。復(fù)合物正面影響它們摻入其內(nèi)的食物，以給出更長(zhǎng)持續(xù)和/或更有效的飽足，由此幫助能量管理。本發(fā)明進(jìn)一步涉及通過(guò)增加此類(lèi)飽足來(lái)減少食物攝入和/或管理重量。

本發(fā)明解決了與用于飽足的現(xiàn)有工藝水平成分相關(guān)的主要局限性：以可食用形式的強(qiáng)臨床功效和食物產(chǎn)品中相容的過(guò)程。通過(guò)組合2種生理學(xué)飽足機(jī)制，完整谷粒和水膠體的獨(dú)特組合使得更有效或更強(qiáng)的飽足效應(yīng)成為可能。進(jìn)一步地，通過(guò)控制特別是食物形式中水膠體的水合，這2種物質(zhì)的獨(dú)特復(fù)合使得更高的完整谷粒含量和改善的質(zhì)地成為可能，而不會(huì)不利地影響臨床功效。一般地，當(dāng)高水平的商購(gòu)可得的完整谷粒和水膠體摻入食物內(nèi)時(shí)，加工性和/或食用價(jià)值受損害。本發(fā)明允許更高水平的完整谷粒，同時(shí)使水膠體在食物中的有害作用降到最低，從而使得與可比較的“干混物”對(duì)照比較，優(yōu)異的食用價(jià)值和質(zhì)地益處成為可能，所述對(duì)照可以具有更高的水結(jié)合和來(lái)自未復(fù)合水膠體的膠粘度。

術(shù)語(yǔ)“復(fù)合物”意欲包括2種或更多種成分，其已共同加工以形成其中成分不是物理上可分離的材料。

術(shù)語(yǔ)“干混物”意欲包括組合的2種或更多種成分，以形成其中成分是物理上可分離的材料。

術(shù)語(yǔ)“水膠體”意欲包括具有中性電荷(非離子)的任何粘化膠質(zhì)(viscosifyinggum)。

如通過(guò)aoacmethod991.43所述試驗(yàn)描述的那樣，術(shù)語(yǔ)"總膳食纖維含量"(tdf)通過(guò)被過(guò)濾分離的未消化材料的重量來(lái)測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施方案中，這可以包括對(duì)人消化酶的水解(消化)有抗性的植物材料的多糖和殘余物，包括非淀粉多糖、抗性淀粉、木質(zhì)素和次要組分諸如蠟、角質(zhì)和軟木脂。

術(shù)語(yǔ)“抗性淀粉(rs)”定義為淀粉和淀粉降解產(chǎn)物的總和，其在健康個(gè)體的小腸中不被吸收，且通過(guò)用胰腺α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶(amg)處理進(jìn)行測(cè)量，其使用實(shí)施例部分中描述的englyst方法的修改。它包括本領(lǐng)域已知的所有抗性淀粉在內(nèi)。抗性淀粉產(chǎn)品意指含有抗性淀粉的產(chǎn)品。

“高抗性淀粉含量”意指基于淀粉的重量按重量計(jì)至少70％的抗性淀粉含量。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)"完整谷粒"旨在不僅包括谷物粒本身，而且還旨在包括已通過(guò)本領(lǐng)域熟知的方法部分加工的那些，包括例如干燥研磨谷粒，諸如粗面粉、粗粉、核仁和面粉。其未旨在包括已被加工而去除了谷粒部分的谷物粒；其不旨在包括淀粉。

本文使用的術(shù)語(yǔ)“高直鏈淀粉”定義為基于淀粉按重量計(jì)對(duì)于小麥或稻含有至少27％直鏈淀粉，并且對(duì)于其他來(lái)源至少約50％直鏈淀粉，特別是至少約70％、更特別是至少約80％直鏈淀粉。直鏈淀粉百分比通過(guò)使用在實(shí)施例部分中描述的電位(potentiometric)測(cè)試進(jìn)行測(cè)定。

如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“增加的飽足”意指，與相等熱含量的可容易消化的10de(右旋糖當(dāng)量)麥芽糖糊精(例如star-dri100，從tate&lyle，decatur，illinois，usa商購(gòu)可得)消耗比較，在復(fù)合物消耗后至少2小時(shí)內(nèi)的熱攝入減少統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著量。

如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“哺乳動(dòng)物”意欲包括人。

附圖說(shuō)明

圖1a-1b描述了胃/腸粘度的測(cè)量。

圖2a-2c描述了胃/腸粘度樣品制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

具體實(shí)施方案

本發(fā)明涉及完整谷粒-水膠體復(fù)合物、其制備及其在食物中增加哺乳動(dòng)物中的飽足的用途。本發(fā)明還涉及由于誘導(dǎo)飽足的熱攝入減少，這將幫助重量管理。

復(fù)合物的完整谷粒組分可以衍生自任何天然來(lái)源。如本文使用的，天然來(lái)源是如在自然界中發(fā)現(xiàn)的那種。還合適的是衍生自通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)育種技術(shù)獲得的植物的谷粒，所述標(biāo)準(zhǔn)育種技術(shù)包括雜交育種、易位、倒轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)化或基因或染色體改造為包括其變異的任何其他方法。此外，衍生自由上述一般組合物的誘發(fā)突變和變異生長(zhǎng)的植物的完整谷粒在本文中也是合適的，其可以通過(guò)誘變育種的已知標(biāo)準(zhǔn)方法產(chǎn)生。

關(guān)于完整谷粒的一般來(lái)源是谷物，并且包括但不限于玉米(玉蜀黍)、大麥、小麥、稻、黑麥、燕麥、莧菜紅、竹芋、美人蕉或高粱及其高直鏈淀粉變種。在一個(gè)實(shí)施方案中，完整谷粒的來(lái)源是高直鏈淀粉谷粒。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，植物來(lái)源是具有直鏈淀粉擴(kuò)展基因型的那種，完整谷粒的淀粉包含按重量計(jì)小于10％的支鏈淀粉。這種谷粒衍生自植物育種種群特別是玉米，其是種質(zhì)選擇的一般復(fù)合物，并且如通過(guò)丁醇分餾/排阻層析技術(shù)測(cè)量的，其淀粉包含按重量計(jì)至少75％的直鏈淀粉，任選地至少85％直鏈淀粉(即正常直鏈淀粉)。淀粉進(jìn)一步包含按重量計(jì)小于10％、任選地小于5％的支鏈淀粉和另外約8至25％低分子量直鏈淀粉。谷粒優(yōu)選衍生自具有與眾多直鏈淀粉擴(kuò)展修飾基因偶聯(lián)的隱性遺傳的直鏈淀粉擴(kuò)展基因型的植物。這種谷粒及其制備方法在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,300,145中描述，其說(shuō)明書(shū)引入本文作為參考。

復(fù)合物的完整谷粒組分可以直接衍生自天然來(lái)源，和/或可以是物理、化學(xué)或酶促修飾的。在一個(gè)實(shí)施方案中，完整谷粒組分具有高抗性淀粉含量。在另一個(gè)實(shí)施方案中，完整谷粒組分來(lái)源于高直鏈淀粉玉米。

復(fù)合物的水膠體組分可以是具有中性電荷(非離子)的任何粘化膠質(zhì)，并且意欲包括但不限于瓜爾膠、魔芋(konjac)、豆角膠、塔拉膠及其他此類(lèi)胞外多糖。在一個(gè)實(shí)施方案中，水膠體組分是瓜爾膠。在另外一個(gè)實(shí)施方案中，膠質(zhì)是具有在4,000至5,500cps之間的粘度規(guī)格的高粘度膠質(zhì)(使用brookfieldrvt，錠子#4@20rpm在25℃1％的水溶液)。

復(fù)合物具有至少90:10的完整谷粒:水膠體比(wt/wt)。在一個(gè)實(shí)施方案中，完整谷粒:水膠體比(wt/wt)是至少80:20。在另一實(shí)施方案中，復(fù)合物具有不大于95:5的淀粉:水膠體比(wt/wt)。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，完整谷粒是高直鏈淀粉玉米粉并且水膠體是瓜爾膠。

將兩種材料摻合并且使摻合物經(jīng)受濕熱處理(hmt)以形成復(fù)合物。單個(gè)成分的濕熱處理是本領(lǐng)域熟知的，如美國(guó)公開(kāi)第2006-0263503號(hào)和美國(guó)公開(kāi)第2002-0197373號(hào)舉例的，所述公開(kāi)的說(shuō)明書(shū)以引用方式并入本文。

在制備本發(fā)明的復(fù)合物中，完整谷粒-水膠體摻合物需要通過(guò)濕熱處理在指定的總含水量和定義溫度組合下加工指定的時(shí)間，以避免使完整谷粒的淀粉部分或完全膠質(zhì)化使得淀粉保留其粒狀結(jié)構(gòu)。通過(guò)在這些條件下處理完整谷粒，將制備復(fù)合物。

基于干混物重量，濕熱處理之前的摻合物的總含水(含濕)量將是按重量計(jì)約10至50%的范圍，且在一個(gè)實(shí)施方案中是約20至30%的范圍。即，含濕量是組分中存在的水含量加上添加的水(如果存在)。在一個(gè)實(shí)施方案中，濕度的這一相對(duì)水平基本上在整個(gè)加熱步驟中維持恒定。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在加熱期間未向摻合物添加水(即，除組分的平衡含濕量以外，在加熱步驟期間不存在水)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含濕量在濕熱處理期間不受控制(保持基本上恒定)，使得得到的復(fù)合物具有比摻合物更低的含濕量。

完整谷粒-水膠體摻合物在約60至160℃的目標(biāo)溫度下、且在一個(gè)實(shí)施方案中在約80至120℃的溫度下進(jìn)行濕熱處理。雖然取決于所用的具體完整谷粒和水膠體(包括但不限于蛋白質(zhì)、淀粉、脂質(zhì)和水膠體的來(lái)源和量以及組分的粒度)，最期望的溫度和含水量可以變化，但重要的是完整谷粒中存在的淀粉維持在粒狀狀態(tài)。粒狀狀態(tài)意指淀粉未損失其結(jié)晶性和雙折射特征。

取決于所用完整谷粒、其直鏈淀粉含量和粒度和所用水膠體以及水分的量和加熱溫度，在目標(biāo)溫度下的加熱時(shí)間可以變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，此類(lèi)加熱時(shí)間會(huì)是約1分鐘至24小時(shí)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，目標(biāo)溫度下的加熱時(shí)間會(huì)是約15分鐘至2小時(shí)。

取決于所用設(shè)備、加工條件和所用的完整谷粒和水膠體組分，加熱(升溫)時(shí)間可以變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，期望具有短加熱時(shí)間以避免在得到的復(fù)合物中形成顏色和不良?xì)馕?。在另一個(gè)實(shí)施方案中，加熱時(shí)間小于約5分鐘，且在另一個(gè)實(shí)施方案中小于約1分鐘。

用于濕熱處理?yè)胶衔镆垣@得復(fù)合物的條件使得淀粉的粒狀結(jié)構(gòu)不破壞(膠質(zhì)化)；即，淀粉顆粒維持結(jié)晶性和雙折射性。進(jìn)一步地，當(dāng)在偏振光下觀察粒狀結(jié)構(gòu)時(shí)，在完整谷粒組分的天然淀粉中存在的任何馬耳他十字(maltesecross)將沒(méi)有損失。在一些條件下，諸如高濕度和高溫下，淀粉顆?？梢圆糠秩苊?，但結(jié)晶度未被完全破壞。在這些條件下，淀粉顆粒尚未被破壞。

濕熱處理可以在提供粉末加工的足夠能力的本領(lǐng)域已知的任何設(shè)備中進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，該設(shè)備額外提供用于下列一個(gè)或多個(gè)的足夠能力：水分添加、濕度控制、混合、加熱和/或干燥。在一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)備是連續(xù)管狀的薄膜干燥器，諸如商購(gòu)自hosokawa-bepex(solidaire干燥器)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)備是連續(xù)薄膜干燥器與連續(xù)受熱螺旋輸送器串聯(lián)的組合，其可以任選地被加壓以控制目標(biāo)溫度下的含濕量。在另一實(shí)施方案中，設(shè)備是批量犁鏵混合器（ploughsharemixer）。濕熱處理可以分批進(jìn)行或者作為連續(xù)過(guò)程進(jìn)行。

完整谷粒-水膠體摻合物或復(fù)合物可以在濕熱處理(hmt)之前或之后被額外加工，只要這種加工不破壞淀粉的粒狀結(jié)構(gòu)即可。在一個(gè)實(shí)施方案中，這種額外加工可以包括使用α-淀粉酶或酸處理的降解，且在另一個(gè)實(shí)施方案中，包括化學(xué)改性。

在濕熱處理之前，完整谷粒組分的粒度可以例如通過(guò)研磨、聚結(jié)和/或篩分來(lái)調(diào)整。在濕熱處理之后，復(fù)合物的粒度也可被調(diào)整；然而，應(yīng)注意，研磨可能降低復(fù)合物的總膳食纖維和/或rs含量。

組分或復(fù)合物可以使用本領(lǐng)域已知任何技術(shù)來(lái)純化。在一個(gè)實(shí)施方案中，完整谷粒使用本領(lǐng)域已知的方法來(lái)漂白以減小顏色。完整谷?；驈?fù)合物的ph也可使用本領(lǐng)域已知的方法來(lái)調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施方案中，將復(fù)合物的ph調(diào)整到5.5至8.0。

復(fù)合物可以使用不會(huì)使其淀粉膠質(zhì)化的本領(lǐng)域已知的任何干燥方式來(lái)干燥。干燥包括本領(lǐng)域已知的任何方法，包括但不限于噴霧干燥、快速干燥、空氣干燥、冷凍干燥、真空干燥、帶式干燥和轉(zhuǎn)鼓式干燥。在一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合物被空氣干燥，且在另一實(shí)施方案中其被快速干燥。

所用的預(yù)加工和/或后加工方法可以進(jìn)一步控制復(fù)合物的物理或化學(xué)性質(zhì)或以另外使得復(fù)合物期望用于食物中。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，除完整谷粒和水膠體以外，復(fù)合物不含有熱量組分。

所得復(fù)合物將含有完整谷粒，完整谷粒的淀粉保留了其粒狀結(jié)構(gòu)，如當(dāng)在顯微鏡下觀察時(shí)其雙折射特征、和當(dāng)在偏振光下觀察時(shí)沒(méi)有損失天然淀粉中存在的任何馬耳他十字證實(shí)的。

在一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合物會(huì)具有至少約45%(w/w)的總膳食纖維含量。在另一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合物會(huì)具有至少約50%(w/w)的總膳食纖維含量，且在另一實(shí)施方案中至少約55%(w/w)的總膳食纖維含量。在本發(fā)明的一個(gè)方面，復(fù)合物會(huì)具有高于干混物至少3%(w/w)的總膳食纖維的絕對(duì)增加。在另一個(gè)方面，復(fù)合物會(huì)具有高于干混物至少4.5%(w/w)的總膳食纖維的絕對(duì)增加。取決于用于濕熱處理的條件以及具體的起始組分，膳食纖維的水平會(huì)變化。通過(guò)實(shí)施例部分中使用的程序，測(cè)量總膳食纖維含量。

在一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合物會(huì)具有按淀粉重量計(jì)至少約70%的抗性淀粉含量。在另一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合物會(huì)具有按淀粉重量計(jì)至少約75%的抗性淀粉含量，在另一實(shí)施方案中為按淀粉重量計(jì)至少80%，且在另一實(shí)施方案中為按淀粉重量計(jì)至少約85%。取決于用于濕熱處理的條件以及具體的起始組分，抗性淀粉的水平會(huì)變化。通過(guò)實(shí)施例部分中使用的程序，測(cè)量抗性淀粉含量。

得到的復(fù)合物具有高體外胃粘度含量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，與純的完全水合瓜爾膠比較，復(fù)合物具有至少90%曲線(xiàn)下面積(auc)的體外胃粘度含量。在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案中，與瓜爾膠比較，復(fù)合物具有至少95%auc的體外胃粘度含量。在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案中，與瓜爾膠比較，復(fù)合物具有至少100%auc的體外胃粘度含量。使用實(shí)施例部分中所述方法，測(cè)量體外胃粘度含量。

將復(fù)合物喂給哺乳動(dòng)物。在一個(gè)實(shí)施方案中，哺乳動(dòng)物是伴侶動(dòng)物，包括但不限于犬和貓。在另一個(gè)實(shí)施方案中，哺乳動(dòng)物是人。

復(fù)合物是有效的，從而使得與相等熱含量的可容易消化的10de(右旋糖當(dāng)量)麥芽糖糊精消耗比較時(shí)，消耗通過(guò)使在消耗后至少2小時(shí)內(nèi)的熱攝入減少至少統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著量有效增加飽足。在本發(fā)明的一個(gè)方面，統(tǒng)計(jì)上顯著量的熱量攝取減少是至少10%。在另一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合物以至少7.5克的量是有效的，在另一個(gè)實(shí)施方案中，至少10克，在另外一個(gè)實(shí)施方案中，至少15克，并且在另外一個(gè)實(shí)施方案中，至少20克。在一個(gè)方面，使用任何上述標(biāo)準(zhǔn)，熱攝入減少至少15％。在進(jìn)一步的方面，使用任何上述標(biāo)準(zhǔn)，熱增加減少至少20％。在另一個(gè)方面，使用相同標(biāo)準(zhǔn)，熱攝入在消耗后24小時(shí)時(shí)期內(nèi)是減少的。此類(lèi)降低的熱攝入可以進(jìn)一步導(dǎo)致增加的重量減輕。

本發(fā)明的所得到的復(fù)合物可以像這樣食用或摻入多種食物內(nèi)，所述食物包括但不限于冷凍形式的零食條、烘焙食物例如松餅和餅干、現(xiàn)成食用的谷物、糊和其他低濕度食物系統(tǒng)。食物產(chǎn)品也意欲包括營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品，包括但不限于益生素和合生素組合物、糖尿病食物和補(bǔ)充物、飲食食物、控制血糖生成應(yīng)答的食物以及片劑和其他藥物劑型。食物產(chǎn)品包含復(fù)合物和至少一種另外的食用成分。

當(dāng)加入食物產(chǎn)品中時(shí)，所得到的復(fù)合物以所需的任何量加入。在一個(gè)方面，復(fù)合物以食物產(chǎn)品5-75％(w/w)的量加入，并且在另一個(gè)方面，以食物產(chǎn)品10-65％(w/w)的量加入。在一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合物以基于食物至少10％(w/w)的量加入。在另一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合物以基于食物至少15％(w/w)的量加入。在另外一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合物以基于食物至少20％(w/w)的量加入。在另外一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合物以基于食物至少25％(w/w)的量加入。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，復(fù)合物以基于食物至少30％(w/w)的量加入。在再進(jìn)一步的實(shí)施方案中，復(fù)合物以基于食物至少35％(w/w)的量加入。在本發(fā)明的另外進(jìn)一步的實(shí)施方案中，例如通過(guò)替代常規(guī)淀粉、面粉、粗磨粉或谷粒，復(fù)合物代替照常規(guī)加入食物中的至少部分面粉或其他基于碳水化合物的產(chǎn)品。

完整谷粒-水膠體復(fù)合物對(duì)于食物的添加可以不以任何有害方式顯著影響食物的器官感覺(jué)屬性，包括質(zhì)地(膠粘度)或滋味，并且在某些情況下，可以提供有利的器官感覺(jué)變化。復(fù)合物對(duì)于食物的添加可以增加食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，例如抗性淀粉和/或膳食纖維含量。

實(shí)施例和方法學(xué)

呈現(xiàn)下述實(shí)施例以進(jìn)一步舉例說(shuō)明且解釋本發(fā)明，并且不應(yīng)在任何方面視為限制性的。除非另有說(shuō)明，所有份、比和百分率按重量計(jì)給出，并且所有溫度是攝氏度(℃)。

下述成分在實(shí)施例自始至終使用。

hi-玉蜀黍^?(hi-maize^?)完整谷粒玉米粉，商購(gòu)自nationalstarchllc的含有約60%rs和30%tdf的高直鏈淀粉玉米完整谷粒粉。

從gumtechnologycorporation商購(gòu)可得的主要由高分子量半乳甘露聚糖組成的coyotebrand?guargumhv。

下述測(cè)試操作在實(shí)施例自始至終使用：

a.抗性淀粉(“rs”)測(cè)定(修改的englyst方法)

使用修改形式的englyst消化法(englyst等人，europeanjournalofclinicalnutrition，第46卷(suppl.2)，第s33-s50頁(yè)，1992)測(cè)定抗性淀粉含量。操作和修改在下文詳述。可快速消化的淀粉(rds)定義為在20分鐘時(shí)釋放的葡萄糖量；可緩慢消化的淀粉(rds)定義為在20分鐘和120分鐘之間時(shí)釋放的葡萄糖量；抗性淀粉(rs)是在溫育120分鐘后未水解的淀粉。rs含量通過(guò)下述間接測(cè)定：測(cè)量在溫育120分鐘后消化的碳水化合物(即游離葡萄糖)的量，隨后通過(guò)扣除來(lái)自碳水化合物的游離葡萄糖的量計(jì)算rs，以給出基于碳水化合物含量的％rs。

體外葡萄糖釋放結(jié)果調(diào)整至僅考慮材料的總淀粉部分而不是總碳水化合物含量。從基于其在復(fù)合物中的百分率測(cè)定的樣品重量中扣除水膠體、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)量?；趶?fù)合物的總淀粉部分完成這點(diǎn)，以測(cè)定rs含量。包括非淀粉材料的重量將導(dǎo)致人為更高的復(fù)合物rs含量。

標(biāo)準(zhǔn)溶液、酶溶液、空白和葡萄糖對(duì)照的制備：

a.由20ml0.25m乙酸鈉組成的反應(yīng)“空白”。

b.由20ml0.25m乙酸鈉緩沖液加上500mg葡萄糖組成的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)。

c.通過(guò)將0.5％(w/v)胃蛋白酶(來(lái)自sigma的豬胃粘膜(p7000))加上0.5％(w/v)瓜爾膠(來(lái)自sigma的g-4129瓜爾膠)溶解于0.05mhcl中制備母液a。

d.純化的酶溶液的制備：將12g豬胰酶(sigma)溶解于85mls去離子化室溫水中。隨后將溶液離心(3000rpm，10分鐘，50ml管)，并且傾倒上清液且保存。

e.通過(guò)將40mg干轉(zhuǎn)化酶(sigma)和1.0ml淀粉葡糖苷酶(amg)(來(lái)自novozymes的300lamg)加入上述上清液中制備母液b。

rs含量的測(cè)定(修改的englyst方案)：

將每種測(cè)試樣品稱(chēng)重(至最接近0.1mg)，以在每個(gè)試管中遞送550–600mg碳水化合物。隨后將10mls溶液a加入每個(gè)管。將樣品緊緊覆蓋，混合且隨后在37℃的靜止水浴中溫育30分鐘。加入10mls0.25m乙酸鈉緩沖液，以中和溶液。接下來(lái)，以20–30秒間隔將5mls酶混合物(溶液b)加入樣品、空白和葡萄糖管中，并且置于37℃水浴內(nèi)用于消化。管在消化過(guò)程中水平振蕩。在消化時(shí)間的120分鐘時(shí)，取出0.5ml等分試樣，并且置于19mls66％乙醇的分開(kāi)管內(nèi)，以停止反應(yīng)(酶將沉淀；在下一個(gè)步驟前再分散)。隨后將乙醇溶液的1.0ml等分試樣吸取到1ml微量離心管內(nèi)，并且以3000g離心5分鐘。隨后使用葡萄糖氧化酶/過(guò)氧化物酶(gopod)方法(megazymekitk-gluc)測(cè)量葡萄糖濃度。將3mlgopod置于每個(gè)培養(yǎng)管內(nèi)，并且加入0.1ml每種樣品，充分混合且在50℃溫育20分鐘。對(duì)于在510nm波長(zhǎng)處的吸光度，分光光度計(jì)測(cè)量測(cè)定游離葡萄糖?；谙鄬?duì)于標(biāo)準(zhǔn)的uv吸光度，計(jì)算關(guān)于每種樣品的葡萄糖百分比(消化)。運(yùn)行包括常規(guī)馬齒形玉米的參考樣品的常規(guī)對(duì)照。所有分析至少兩份重復(fù)地運(yùn)行。

b.使用aoac方法991.43的總膳食纖維("tdf")測(cè)定：

使用推薦用于aoacofficialmethod991.43的megazyme-k-tdfr診斷試劑盒測(cè)定總膳食纖維(tdf)。將一式兩份樣品(1.0g干燥基)分散在400ml高型燒杯內(nèi)的0.05mmes/tris緩沖溶液(40ml，ph8.2)中并添加熱穩(wěn)定α-淀粉酶溶液(50μl)。將混合物在搖動(dòng)水浴中于98℃下溫育35分鐘。冷卻到60℃之后，混合物用蛋白酶(100μl)處理并溫育30分鐘。用hcl溶液將消化液調(diào)整到ph4.5。然后添加葡糖淀粉酶(200μl)，并將混合物在60℃下再消化30分鐘。通過(guò)添加4體積的95%乙醇來(lái)沉淀不可溶殘?jiān)?。該殘?jiān)谔畛溥^(guò)濾器上被收集，在105℃下干燥過(guò)夜，稱(chēng)量并作為總膳食纖維計(jì)算(減去殘?jiān)械牡鞍踪|(zhì)和灰含量)。在干燥基礎(chǔ)上記錄所有tdf數(shù)據(jù)。

c.含濕量(“％m”)測(cè)定：

使用從sartoriusag可得的sartorius電濕度分析儀(型號(hào)ma30)測(cè)定復(fù)合物和條的含濕量。將濕度天平設(shè)為以“自動(dòng)”模式的105℃。以這種模式，ma30識(shí)別何時(shí)不再預(yù)期相當(dāng)大的重量變化(當(dāng)濕度喪失/單位時(shí)間達(dá)到零，或讀數(shù)在重量輕微降低后保持短時(shí)間恒定時(shí))，并且自動(dòng)終止?jié)穸葴y(cè)定程序。

d.通過(guò)電位滴定的直鏈淀粉含量：

將0.5g淀粉(1.0g研磨谷粒)樣品在10mls濃縮氯化鈣(按重量計(jì)約30％)中加熱至95℃共30分鐘。將樣品冷卻至室溫，用5mls2.5％乙酸雙氧鈾溶液稀釋?zhuān)浞只旌锨乙?000rpm離心5分鐘。隨后將樣品過(guò)濾，以給出澄清溶液。使用1cm旋光小室旋光測(cè)定淀粉濃度。隨后用標(biāo)準(zhǔn)化的0.01n碘溶液直接滴定樣品的等分試樣(通常5mls)，同時(shí)使用鉑電極連同kcl參考電極記錄電位。達(dá)到拐點(diǎn)所需的碘量作為結(jié)合的碘直接測(cè)量。通過(guò)假定1.0克直鏈淀粉將結(jié)合200毫克碘計(jì)算直鏈淀粉的量。

e.瓜爾膠粘度的測(cè)量：

瓜爾膠的brookfield粘度使用下文列出的操作(coldbrookfieldviscosityanalysismethod：b-v-1.03b，polyprointernational，inc.)進(jìn)行測(cè)定。將樣品分散在水中且允許水合；brookfield粘度在指定時(shí)間讀數(shù)。

儀器：

1.waring摻合機(jī)，用戶(hù)型號(hào)(最低限度360瓦發(fā)動(dòng)機(jī))

2.夸脫摻合機(jī)杯(不銹鋼或玻璃)

3.自耦變壓器(variac)，0-140伏

4.天平，精確度+/-0.01克

5.刻度量筒，500ml

6.燒杯，griffinlowform，600ml

7.秒表

8.含錠子的brookfieldrv粘度計(jì)

9.恒溫水浴

10.攪拌棒

11.稱(chēng)重皿

12.溫度計(jì)。

化學(xué)制品和試劑：

蒸餾或去離子水(ph調(diào)整至5.5-6.0)。

程序：

a.水的制備

1.將ph調(diào)整至5.5-6.0(使用稀釋的氮?dú)饣騢cl)

2.將溫度調(diào)整至25℃

b.校準(zhǔn)

1.確保brookfield指針自由移動(dòng)并且根據(jù)制造商的說(shuō)明書(shū)適當(dāng)校準(zhǔn)

2.用7.00緩沖液將ph儀設(shè)為閱讀7.00+/-0.01

c.分析操作

1.將待測(cè)試的5.00+/-0.01克膠質(zhì)稱(chēng)重到稱(chēng)重皿內(nèi)

2.將495+/-2ml蒸餾或去離子水測(cè)量到在摻合機(jī)基礎(chǔ)上設(shè)定的waring摻合機(jī)杯內(nèi)

3.調(diào)整摻合機(jī)的速度，以便形成在摻合機(jī)葉片和水頂部之間一半的渦旋(約1500-1800rpm)

4.瓜爾膠塊將不進(jìn)入溶液內(nèi)并且促成不準(zhǔn)確的粘度讀數(shù)。避免粉末與摻合機(jī)杯的壁或混合葉片的中心接觸。為了形成不含塊的溶液，將膠質(zhì)導(dǎo)向渦旋斜度的頂部。同時(shí)啟動(dòng)秒表且將瓜爾膠快速倒到攪動(dòng)水內(nèi)。

5.繼續(xù)混合2分鐘。溶液一變稠，就輕輕增加葉片速度以維持輕度渦旋。使空氣滯留保持最低限度。在2分鐘時(shí)，將溶液轉(zhuǎn)移到600mlgriffinlowform燒杯內(nèi)。如果可見(jiàn)塊，則為無(wú)效測(cè)試。

6.在恒溫水浴中維持溶液溫度在25℃。

7.使用20rpm粘度計(jì)速度。通常將使用#3錠子。如果粘度最初低于1300cps，那么可能需要#2錠子。

8.粘度讀數(shù)將在混合后15分鐘、30分鐘、1小時(shí)、2小時(shí)、4小時(shí)和24小時(shí)獲得。在需要讀數(shù)前1分鐘時(shí)，從浴中取出含溶液的燒杯，用玻璃棒攪拌溶液，置于粘度計(jì)下且安裝錠子。在讀數(shù)前20秒，打開(kāi)粘度計(jì)，在指定時(shí)間讀數(shù)。

9.在2小時(shí)讀數(shù)且記錄ph。由于溶液的粘稠性質(zhì)，可能需要一些時(shí)間以達(dá)到穩(wěn)定讀數(shù)。

f.胃/腸粘度的測(cè)量：

開(kāi)發(fā)了臺(tái)式胃模型，并且包括衍生自參考文獻(xiàn)(kimura等人，2000，nationalenzymeco./tnonutritionandfoodresearch，2004)中提及的其他胃模型的特征。這個(gè)消化模型還模擬在“進(jìn)食”狀態(tài)中胃組分的緩沖能力，如區(qū)別于在“禁食”或空腹?fàn)顟B(tài)中運(yùn)行的其他胃模型。為了標(biāo)準(zhǔn)化消化過(guò)程且改善該操作在實(shí)驗(yàn)室中的重現(xiàn)性，做出某些簡(jiǎn)化假定：

·胃大小，1.25升。

·通過(guò)胃托預(yù)處理的咀嚼模擬，不使用唾液淀粉酶。

·攪動(dòng)：通過(guò)往復(fù)振蕩器平臺(tái)，120rpm，運(yùn)行自始至終恒定。

·溫度：自始至終固定37℃(器皿浸入溫度調(diào)節(jié)的水浴中)；正常人體溫度。

·胃介質(zhì)組分：

○胃蛋白酶(來(lái)自豬胃粘膜–例如，sigmap7000)；通過(guò)低ph條件由胃蛋白酶原激活，將蛋白質(zhì)組分分解成肽且在ph2-4之間是最活躍的。

○粘蛋白(保護(hù)性蛋白質(zhì)；例如，ii型，sigmam2378)；因?yàn)槲傅鞍酌竵?lái)自胃壁細(xì)胞，所以決定在系統(tǒng)中包括也衍生自胃壁的粘蛋白保護(hù)性蛋白質(zhì)。

○ph5.0緩沖系統(tǒng)：鄰苯二甲酸氫鉀(例如，sigma179922)/naoh(例如1.0n溶液，sigmas2567)。模擬某些食物的存在，作為緩沖液不如乙酸鹽強(qiáng)。

·胃階段：含hcl添加2小時(shí)。在胃階段中酸性hcl添加的速率假定為以恒定速率(對(duì)于1.25升胃容量，0.50ml/分鐘1.5nhcl)36毫克當(dāng)量(meq)/小時(shí)。酸通過(guò)計(jì)量蠕動(dòng)泵逐滴加到液體表面上。ph在2小時(shí)胃階段中從約5.0移動(dòng)到約2.0。

·中和：通過(guò)添加15ml6nnaoh(來(lái)自團(tuán)塊的溶液，例如sigmas8045)和15gnahco3(例如，sigmas6014)執(zhí)行：通過(guò)使用naoh和nahco3的組合，ph移動(dòng)可以不含過(guò)量起泡(如在單獨(dú)nahco3的情況下)和不含驅(qū)動(dòng)ph太高超過(guò)7.0的靶ph(如在單獨(dú)naoh的情況下)而快速完成。

·腸階段2小時(shí)：腸中存在的酶：胰酶(豬來(lái)源，例如sigmap8096)，淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶和核糖核酸酶的摻合物。在這個(gè)模擬中不包括的是膽汁酸(也稱(chēng)為膽汁鹽)。

·還應(yīng)當(dāng)指出葡萄糖釋放(gr)以及抗性淀粉水平在分開(kāi)的分析測(cè)試(englyst等人，1992)中進(jìn)行測(cè)量。

實(shí)施例1-濕熱處理的完整谷粒-瓜爾膠復(fù)合物：

在以下條件下進(jìn)行代表性濕熱處理。在標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)式kitchenaid?混合碗內(nèi)將80份的hi-玉蜀黍?完整谷粒玉米粉與20份瓜爾膠hv合并。用葉片附件以低速混合成分7到10分鐘以確保均勻性。用20份環(huán)境溫度蒸餾水以均勻方式噴霧該混合物。混合繼續(xù)額外30分鐘。檢查濕度以確認(rèn)25%的總濕度。將水合混合物放入密封鋁皿中并放入despatch爐(despatchovenco.,minneapolis,mn)。將混合物加熱至90℃并在90℃下保持2小時(shí)。在時(shí)間流逝后，使最終樣品冷卻，并隨后空氣干燥至10%至13%的最終含濕量。使用磨咖啡器研磨干燥樣品；使用us20目篩篩選研磨樣品。將通過(guò)us20目篩的材料用于體外和應(yīng)用篩選。

完整谷粒-瓜爾膠干混物的組成在下表1中描述。

表1：完整谷粒-瓜爾膠復(fù)合物成分和干混物制劑

使用修改的englyst測(cè)定的體外葡萄糖釋放(gr)

表2中結(jié)果證實(shí)，淀粉消化減少，如通過(guò)在瓜爾膠存在下對(duì)hi-玉蜀黍?完整谷粒玉米粉濕熱處理rs含量增加證實(shí)的。與干混物對(duì)照和天然wgcf比較，hmtwgcf-瓜爾膠復(fù)合物分別示出高≈10%和26%的rs含量。

表2：hi-玉蜀黍?wgcf-瓜爾膠復(fù)合物的體外葡萄糖釋放結(jié)果

1基于總淀粉含量。

盡管rs含量是重要的性能標(biāo)準(zhǔn)，但當(dāng)考慮這種成分的商業(yè)可行性時(shí)胃腸(gi)粘化能力和器官感覺(jué)也是重要的。對(duì)于這些測(cè)定，將測(cè)試復(fù)合物和多種對(duì)照配制成冷加工的條，并且隨后就體外gi粘度和感官屬性進(jìn)行測(cè)試。

條制劑和制備

由測(cè)試成分和對(duì)照制備的冷凍形式的零食條用于評(píng)價(jià)質(zhì)地屬性且測(cè)量體外胃粘度。由玉米糖漿(63de)、無(wú)花果糊(23％濕度)和橙調(diào)味料(加熱后加入)組成的濕潤(rùn)(成分)相通過(guò)加熱至60℃(140°f)進(jìn)行制備，以軟化且?guī)椭旌暇鶆?。加熱的濕?rùn)相隨后加入由燕麥片、砂糖、米粉和鹽組成的預(yù)混合的干燥相?；旌系膱F(tuán)塊隨后劃分成40g小片且轉(zhuǎn)移到條模內(nèi)。配制條以遞送軟質(zhì)地，具有≈18％的含濕量和小于0.60的水活性。對(duì)零食條制劑進(jìn)行進(jìn)一步的精制工作，以開(kāi)發(fā)用于胃模型和感官評(píng)價(jià)的對(duì)照。配制對(duì)照條以匹配具有復(fù)合物的條的營(yíng)養(yǎng)概況、固體含量和質(zhì)地/硬度，并且作為參考點(diǎn)評(píng)價(jià)。為了達(dá)到這點(diǎn)，降低米粉并且增加糖和燕麥片水平，以提高固體含量且平衡碳水化合物水平(靶80％碳水化合物)。乳清蛋白質(zhì)(來(lái)自daviscofoodsinternational，inc.的instantizedbipro?)以0.09％加入，以平衡蛋白質(zhì)水平(靶5％蛋白質(zhì))，并且低芥酸菜子油以1.10％加入，以平衡脂肪水平(靶2.5％脂肪)。

條制劑顯示于下表3中。

表3-用于評(píng)價(jià)hmtwgcf-瓜爾膠復(fù)合物的條制劑

*在復(fù)合物中，這兩種成分呈實(shí)施例1中制備的復(fù)合物的形式。

感官評(píng)價(jià)：

通過(guò)由相同5個(gè)個(gè)體組成的感官實(shí)驗(yàn)對(duì)象組進(jìn)行零食條的感官評(píng)價(jià)。對(duì)于對(duì)照條建立基線(xiàn)感官得分。在對(duì)照條基質(zhì)中評(píng)價(jià)濕熱處理的復(fù)合物和干混物對(duì)照。將條的份大小調(diào)整至適應(yīng)材料的不同組成，標(biāo)準(zhǔn)化用于33.3g/份的對(duì)照條基質(zhì)的總量。這導(dǎo)致對(duì)于80:20復(fù)合物(對(duì)于總制劑4.6％膠質(zhì)水平)43.3g的份大小。做出這個(gè)調(diào)整以保持對(duì)于每個(gè)復(fù)合物運(yùn)行加入胃/腸粘度模型內(nèi)相同量的對(duì)照條基質(zhì)。

4個(gè)屬性，硬度、咀嚼性、膠粘度和臭氣(off-flavor)在9點(diǎn)享樂(lè)性量表上評(píng)定。對(duì)于膠粘度和臭氣，得分4分類(lèi)為可接受的邊界，并且5或以上分類(lèi)為不可接受的。咀嚼性和硬度基于條的個(gè)人感覺(jué)進(jìn)行評(píng)定，例如格蘭諾拉麥片條是9，并且水果條是1。評(píng)價(jià)前一天在工作臺(tái)上制備零食條樣品(室溫下貯存于密封容器中)，以允許條平衡。感官得分跨越5個(gè)小組成員求平均值，以允許做出比較。鑒定為失敗的主要模式的關(guān)鍵屬性是膠粘度和臭氣。

表4中的感官結(jié)果證實(shí)在膠粘性和臭氣方面，用hmt完整谷粒-瓜爾膠復(fù)合物制備的條評(píng)分低于用未加工干混物制備的條。

表4：用完整谷粒-瓜爾膠復(fù)合物制備的條與干混物對(duì)照比較的感官測(cè)試結(jié)果

表5表明用hmt完整谷粒-瓜爾膠復(fù)合物制備的條顯示比用干混物制備的條高≈20%的rs，指示rs含量在冷凍形式條應(yīng)用中維持得相對(duì)完整。

表5：用完整谷粒-瓜爾膠復(fù)合物和干混物對(duì)照制備的冷凍形式條的體外葡萄糖釋放結(jié)果

體外胃/腸粘度

含有測(cè)試成分的條通過(guò)如上所述的胃模型測(cè)試運(yùn)行。所有樣品，包括完全水合的瓜爾膠黃金標(biāo)準(zhǔn)參考，在等價(jià)瓜爾膠水平進(jìn)行測(cè)定。腸相粘度數(shù)據(jù)作為與完全水合的瓜爾膠參考比較的％曲線(xiàn)下面積(auc)呈現(xiàn)。表6中的數(shù)據(jù)顯示當(dāng)與完全水合的膠質(zhì)參考比較時(shí)，來(lái)自復(fù)合物的膠質(zhì)展示出100％的粘化能力。瓜爾膠使用本領(lǐng)域已知的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程進(jìn)行完全水合。

表6-在條應(yīng)用中hmt完整谷粒-瓜爾膠復(fù)合物胃粘度模型的黃金標(biāo)準(zhǔn)腸曲線(xiàn)下面積％

黃金標(biāo)準(zhǔn)是預(yù)水合且加入條固體中的6g/l瓜爾膠(7.5克預(yù)水合的瓜爾膠+125克條基質(zhì)/1.25l)。

tdf分析：

實(shí)施純凈成分的tdf分析以確定hmt工藝是否會(huì)增加tdf含量并進(jìn)一步表征這些材料。表7表明與天然wgcf和干混物相比hmt完整谷粒-瓜爾膠復(fù)合物的tdf含量分別高≈31%和7%。

表7：通過(guò)aoac方法991.43(medallionlabs)得到的hmt完整谷粒-瓜爾膠復(fù)合物和干混物的tdf結(jié)果