加工燕麦以获得具有增加的燕麦生物碱含量的燕麦的方法
【专利说明】加工燕麦以获得具有增加的燕麦生物碱含量的燕麦的方法
[0001] 相关申请的参考
[0002] 本申请要求2013年3月4日提交的U.S.列号13/784, 255的优先权，其整体内容 通过引用明确地并入本文。 发明领域
[0003]本发明总地来说涉及具有可溶性组分的全燕麦粉（下称"可溶性燕麦粉"）。更具 体地，本发明涉及制造具有增加的燕麦生物碱（avenanthramide)含量的可溶性燕麦粉的 方法。
[0004] 发明背景
[0005] 由于其健康益处，燕麦粥成为主要的人类饮食已经有许多年了。例如，各种研究已 经表明每日食用燕麦粥可以帮助降低血液胆固醇，降低心脏病的风险，促进健康的血液流 动以及维持健康的血压水平。此外，燕麦粥具有高含量的复合碳水化合物和纤维，这有助于 缓慢的消化和稳定的血糖水平。
[0006]燕麦生物碱为燕麦独有的抗氧化剂。自从其于1980年代首次分离后，已表征了超 过30个同物，燕麦中最丰富的燕麦生物碱为2p、2f和2c。这些多酚显示强力的抗氧化、抗 炎性和抗动脉粥样硬化特性，并可有益于患有慢性炎性疾病、过敏和心血管疾病的人们。在 食品工业以外，燕麦生物碱的益处也被广泛记载。曲尼司特是燕麦生物碱的类似物，其已被 批准用于治疗炎症相关疾病，并且护肤产品Aveeno?基于燕麦生物碱的经证实的益处。
[0007] 为了实现对人体健康的有益效应，燕麦生物碱必须被足量摄取。在1999年Tufts 大学的研究当中，确认了燕麦生物碱在摄取后于人体中是生物可利用的且保持生物活性。 在服用60或120mg后，总血浆燕麦生物碱的最大浓度分别为168和560nM。由明尼苏达大 学进行的较近期研究显示，历时8周服用低至每日0. 4或9. 2mg剂量的燕麦生物碱增加了 血浆总抗氧化活性并且对数种抗氧化和抗炎性参数具有剂量响应效应。这些效应或许是由 于燕麦生物碱在不同组织与器官中的累积和高浓度所致。
[0008]在燕麦谷物中的燕麦生物碱含量基于品种和食物加工方法而不同。例如，热处理 通常减少燕麦生物碱2f、2c，且更显著地减少2p。增加燕麦生物碱含量的加工方法对于帮 助人们通过经常食用燕麦产品来达到健康益处是非常重要的。
[0009] 核因子-κB(NF-κB)是调节DNA转录的真核生物核转录因子家族并且涉及与炎 症和免疫反应相关的基因的活化。NF-κB对炎症反应的调节通过增强编码促炎细胞因子 例如肿瘤坏死因子（TNF)-a、白细胞介素（IL)_6和白细胞介素（ID-Ιβ的基因的表达来 发生。NF-κΒ的活化导致炎症，其进而参与许多疾病例如哮喘、类风湿性关节炎和炎症性 肠病的发病机制，并且至少部分地为诸如动脉粥样硬化和阿兹海默症的疾病的致病原因。 NF-κB(作为针对感染的免疫反应的调节剂）的抑制是限制肿瘤细胞增殖和降低炎症水平 的关键。研究已显示燕麦生物碱抑制NF-κB活化。
[0010] 随着现今的忙碌生活方式，消费者需要便利性，如可携带和易于制备。消费者希望 来自各种食品来源的燕麦粥，包括饮料，和方便食品，如棒、饼干、薄脆饼、果沙（smoothies) 等。
[0011] 期望制备具有足够可溶性纤维的全燕麦产品以满足证明健康诉求所必需的FDA 限度。例如，全燕麦产品必须具有〇.75g可溶性β-葡聚糖纤维/份食物。为了制备含有 至少0. 75g可溶性燕麦纤维/份（约18g全谷物燕麦）的燕麦饮料，必须使用高度可溶性 燕麦粉。传统上，使用酶如淀粉酶来制备高度可溶性粉。然后将酶处理过的燕麦粉滚 筒干燥或喷雾干燥。这种方法以至少两个步骤进行，传统上是昂贵的，并且以低比率产生可 溶性燕麦粉。例如，一浆液批次由粉（燕麦）和水（70-90%含水量）制备。然后将一种或 几种酶加入到该浆液中并保持在最佳酶反应条件下，接着进行酶失活过程。然后将该浆液 转移至喷雾或滚筒干燥器中。
[0012] 本领域对可高分散于液体或半固体介质、保持作为全谷物的特性标准并富含抗氧 化剂的燕麦粉存在需求。
[0013] 发明简述
[0014] 本发明的几个方面涉及具有增加的燕麦生物碱含量的可溶性燕麦粉。该可溶性燕 麦粉产品为全燕麦粉，从而具有全谷物燕麦的特性。
[0015] 本发明的几个方面涉及可溶性燕麦粉用于各种饮料和食品的用途，以提供增加的 健康益处。
[0016] 通过参考以下的描述和所附附图，本发明的这些和其它方面，连同优点和特征，将 变得清楚。此外，应当理解在此所述的各种实施方案的特征不互相排斥，并且可以以各种组 合和排列存在。
[0017] 附图简述
[0018]图1Α比较了使用本文所述方法制得的全燕麦粉（"SoluOat"）中所发现的燕麦生 物碱水平（2C、2P、2F及这些燕麦生物碱的总水平）。
[0019]图1B比较了使用本文所述方法制得的全燕麦粉（"SoluOat"）中所发现的燕麦生 物碱水平（2C、2P、2F及这些燕麦生物碱的总水平）。
[0020] 图2比较了从段落[0064]的表所示的各种加工条件得到的燕麦粉中所鉴定的燕 麦生物碱的量。
[0021]图3描述在全燕麦粉、本文所述方法（"SoluOat")、及空白组中的NF-κB抑制活 性的百分比变化。
[0022] 图4描述未加工和经加工的全燕麦粉的近似组成。
[0023]图 5 描述SoluOat、SoluOatlOO、微磨化SoluOat和微磨化SoluOatlOO中包含的 水分、淀粉、蛋白质、脂肪、B-葡聚糖和TDF的百分比。
[0024] 图6描述相较于未水解的全燕麦粉或微磨化的全燕麦粉，根据本公开内容各个方 面制得的燕麦粉的黏度。
[0025] 发明详述
[0026] 本发明涉及相对于根据先前已知方法所制备的可溶性燕麦粉，具有增加的燕麦生 物碱水平的可溶性燕麦粉。该可溶性燕麦粉使用挤出机或其它适宜的连续蒸煮器制备。该 方法比现有技术方法更简易、较不昂贵并且耗时更少。
[0027] 根据本文所述方法制得的可溶性全燕麦粉在整个加工过程中保持其作为全谷物 的特性标准。"全谷物"或"为全谷物的特性标准"应指谷类谷物（在此例中为燕麦）"由 完整、碾磨压碎或成片的颖果组成，全部主要解剖学组分-淀粉质胚乳、胚芽和麸皮-以与 它们存在于完整颖果中相同的相对比例存在-应视为全谷物食物"。如图4所示，根据本公 开内容制得的经加工的燕麦粉保持与未加工燕麦粉所含的相同水平的淀粉、蛋白质、脂肪、 TDF、β葡聚糖、糖和麦芽糖。
[0028] 术语"可溶性燕麦粉"或"可溶性全谷物燕麦粉"是指保持可溶性组分例如β-葡 聚糖但也可高分散于液体例如水中的粉。粉的分散性在水中测量，待搅拌五（5)秒后观察 在水的顶部和底部上硬块的形成和硬块的尺寸。"高分散性"因此意指在搅拌混合物约5秒 后，没有硬块出现或形成。本领域技术人员将认知到的是，搅拌还可以用使粉掺入及混入液 体的摇动或某一其它特定动作来取代。
[0029] 最初，经酶处理的燕麦粉通过使全燕麦粉起始混合物和适宜的酶溶液在混合器 (有时称作预调节器）中组合且随后加热该混合物来制备。随后使该经酶处理的混合物经 历挤出加工，以水解、糊化及蒸煮燕麦粉混合物。
[0030] 适宜的起始混合物通过使全燕麦粉与其它所需成分组合来制备。例如，典型的起 始混合物含有全燕麦粉和砂糖。还可添加麦芽糖糊精和/或至少一抗氧化剂。
[0031] 全燕麦粉以起始组合物总重的约50%至约100%重量的量存在。在其它方面中， 全燕麦粉以约80%至约95%重量或约90%至约95%重量的量存在。
[0032] 糖可以是本领域技术人员已知的任何适宜的糖。糖的非限制性实例包括蔗糖、果 糖、葡萄糖、本领域已知的其它糖及其组合。通常，糖以起始组合物总重的约1%至约15% 重量或约3%至约15%重量的量存在。在其它方面中，糖以约3%至约7%重量的量存在。
[0033] 麦芽糖糊精以起始组合物总重的约0%至约15%重量的量存在。在进一步的方面 中，麦芽糖糊精以3%至约7%重量的量存在。
[0034] 抗氧化剂可以是任何适宜的抗氧化剂，如混合的天然生育酚或人工抗氧化剂，如 ΒΗΤ和ΒΗΑ。抗氧化剂以0. 1 %至2%重量的量存在。在其它方面中，抗氧化剂以约0. 25% 至约0. 75%重量的量存在。
[0035] 用于挤出加工的适宜的粉混合物配方。
[0036]
[0037] 酶可以是用来水解燕麦粉中的淀粉的任何适宜的酶并且不改变或不利地影响燕 麦粉中存在的β-葡聚糖。适宜的酶包括约0.01-0. 5%范围内，例如约0. 1-0. 2%的α-淀 粉酶。在本公开内容一个方面中，所使用的α-淀粉酶可以是具有大约1，〇