CN101166425A - 大豆子叶纤维和生产所述纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开内容涉及生产被处理的水性大豆子叶纤维混悬液的一些方法和由此产生的水性大豆子叶纤维混悬液。在一些实施方案中，这些方法涉及用氧化剂和碱以任意的顺序处理水性大豆子叶纤维混悬液。本公开内容还涉及此处理的水性大豆子叶混悬液在食物和饮料制备中的用途。
Description
对相关申请的交叉参考
本申请对2005年3月9日提交的，同时待审的，系列号为60/659,984的美国临时专利的优先权提出了要求，将其全部内容并入本文作为参考。
发明领域
本发明涉及制备和处理纤维，特别是大豆子叶纤维的方法；被处理的大豆子叶纤维；以及此被处理的大豆子叶纤维在食物和饮料，如酸奶酪，加工的肉类等的制备中的应用。
技术背景
大豆子叶纤维(SCF)是一种可商业获得的产品。例如，可从Fuji Oil公司，Solae(PTI)和Ralston Purina公司商业获得SCF，特别是，如KERRYISO FIBER，SOLAE FIBRIM 1020，SOLAE FIBRIM 2000，和FUJISOYAFIBRE-S。典型地，大豆子叶纤维含有高含量的总可食纤维(TDF)，折干计算，大约为50％或更多；含有低含量的可溶性纤维，折干计算，大约5％；且含有大豆蛋白质，折干计算，可达到约35％。
现存多种已知的获得大豆子叶纤维的方法。任何技术都适合生产SCF。在已知的技术中有一个在对完整大豆进行处理的过程中获得SCF的方法。通常，完整的大豆首先被干燥，破裂，然后修整和压片以促进油提取，从而除去大豆外壳。利用己烷提取这些薄片以除去粗油，然后进行瞬间去溶剂化以除去残留的己烷，制成白色的薄片。再进一步利用温和的氢氧化钠溶液处理这些白色薄片，以提取蛋白质和沉淀混悬液中通常含有约15％SCF固体的不可溶性湿SCF。
然而，为了增强大豆子叶纤维在食物和饮料中的应用，已发现应该改变某些与SCF有关的影响器官感觉的性质。更为具体地，特别是为了在食物和饮料中的应用，需要减少如沙砾或白垩般的口感，使豆腥味或谷物的臭味减至最小，并使其棕褐色变淡。
优选和示范的实施方案详述
在第一个实施方案中，本发明涉及一种方法以及由此生成的SCF混悬液，所述方法包括用如过氧化物的基质与氧化剂，如碱金属氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化铵或它们的混合物的组合处理湿大豆子叶纤维的混悬液，所述湿大豆子叶纤维的混悬液优选地含有约1％到约15％的固体，以生产pH高于7，优选为约9到约12的SCF混悬液。如果需要，可干燥和/或研磨此生成的SCF混悬液。任选地，可通过如超声波、湿研磨或优选的均化的任意方法，在引入氧化剂和碱前，处理此湿SCF混悬液以减小SCF的颗粒尺寸。此SCF湿混悬液可以通过任何方法获得，诸如例如，将水加入到干SCF中。
在第二个实施方案中，本发明涉及一种方法，以及此生成的pH在约7到约9范围内的SCF混悬液，所述方法包括用如过氧化物的氧化剂与碱，如碱金属氢氧化物、氢氧化铵、碳酸盐、碳酸氢盐或它们的混合物的组合处理湿大豆子叶纤维的混悬液，所述湿大豆子叶纤维的混悬液优选地含有约1％到约15％的固体，以生产pH在约9到约12范围内的SCF混悬液，然后再降低SCF混悬液的pH为约7到约9。如果需要，可干燥和/或研磨此生成的pH在约8到约9范围内的SCF混悬液。任选地，可通过如超声波、湿磨法或优选的均化的任意方法，在引入氧化剂和碱前，处理此湿SCF混悬液以减小SCF的颗粒尺寸。SCF混悬液的pH值可以通过任意适合的方法，如通过超声波，或优选地通过加热，从约9到约12被降低到约7到约9。优选地，pH值为约8.5。
在第三个实施方案中，本发明涉及一种方法以及由此生成的pH约为7的SCF混悬液，所述方法包括用如过氧化物的氧化剂与碱，如碱金属氢氧化物、氢氧化铵、碳酸盐、碳酸氢盐或它们的混合物的组合处理湿大豆子叶纤维的混悬液，所述湿大豆子叶纤维的混悬液优选地含有约1％到约15％的固体，以生产pH在约9到约12范围内的SCF混悬液，再通过任意方法，如通过加热，降低SCF混悬液的pH为约7到约9，然后中和SCF混悬液的pH为约7。如果需要，可干燥和/或研磨此生成的pH约为7的SCF混悬液。任选地，可通过如超声波、湿磨法或优选的均化的任意方法，在引入氧化剂和碱前，处理此湿SCF混悬液以减小SCF的颗粒尺寸。SCF混悬液的pH值可以通过使用任意适合的酸进行的中和作用，如使用有机酸或优选地，无机酸，如柠檬酸、盐酸等，从约7到约9被降低到约7。
在第四个实施方案中，本发明涉及一种方法，包括用氧化剂如过氧化物与碱，如碱金属氢氧化物、氢氧化铵、碳酸盐、碳酸氢盐或它们的混合物的组合处理湿大豆子叶纤维的混悬液，所述湿大豆子叶纤维的混悬液优选地含有约1％到约15％的固体，以生产pH在约9到约12范围内的SCF混悬液，再降低SCF混悬液的pH为约7到约9的pH。随后，SCF混悬液的pH被中和为pH约为7，然后对pH值约为7的SCF混悬液进行溶剂提取或蒸汽蒸馏。在这个实施方案中，本发明还涉及由此实施方案获得的SCF混悬液，其中具有约为7的中性pH的SCF混悬液被进行溶剂提取或蒸汽蒸馏。如果需要，可干燥和/或研磨得到的溶剂提取或蒸汽蒸馏的，pH值约为7的SCF混悬液。任选地，可以通过如超声波、湿磨法或优选地均化的任意方法，在引入氧化剂和碱前，处理此湿SCF混悬液以减小SCF的颗粒尺寸。SCF混悬液的pH值可以通过使用任意适合的方法，如加热或超声波，等，被降低到约7到约9。接着得到的SCF混悬液的pH值可以通过使用任意适合的酸如有机或无机酸和如盐酸，进行的中和作用，被降低到约7。可以对此SCF混悬液进行溶剂提取，以辅助颜色色素的减少，从而使SCF混悬液的颜色变淡；还至少部分地帮助提取通常产生豆腥味(beany flavor)的挥发性香料化合物，从而生成无味的SCF混悬液。或者，可以蒸汽蒸溜SCF混悬液，通过蒸发产生豆腥味的挥发性香料化合物帮助减小味道，从而生成无味的SCF混悬液。可以进行此蒸汽蒸馏可以例如通过用蒸汽加热SCF混悬液至温度为约285，再在真空条件下向一个封闭的室中喷射被加热的SCF混悬液以实现急冷和香料挥发物的蒸发。
在第五个实施方案中，本发明涉及一种方法，包括对湿大豆子叶纤维混悬液进行溶剂提取或蒸汽蒸馏。湿SCF混悬液优选地含有约1％到15％的固体。可以对SCF混悬液进行溶剂提取，以帮助减少颜色色素，从而使SCF混悬液的颜色变淡，还至少部分地帮助提取通常产生豆腥味的挥发性香料化合物，从而生成无味的SCF混悬液。或者，可以对SCF混悬液进行蒸汽蒸溜，以通过蒸发减少引起豆腥味的挥发性香料化合物，从而生成无味的SCF混悬液。可以利用任意常规技术对SCF混悬液进行蒸汽蒸馏，诸如，例如通过用蒸汽加热SCF混悬液至温度为约285，再在真空条件下向一个封闭的室中喷射被加热的SCF混悬液以实现急冷和香料挥发物的蒸发。在这个实施方案中，本发明还涉及由对湿SCF混悬液进行溶剂提取和蒸汽蒸馏获得的SCF混悬液。如果需要，可以干燥和/或研磨由溶剂提取或蒸汽蒸馏方法得到的SCF混悬液。
在本文实施方案中，可使用如下特征。
湿SCF或湿大豆子叶纤维所涉及的水性混悬液优选地含有约1％到15％固体。更为优选地，所述SCF混悬液含有约10％到约13％的固体。
湿SCF混悬液颗粒尺寸的减小可以通过使用任意常规技术进行。例如，可以通过使用超声波、湿磨法或优选地均化方法实现颗粒尺寸的减小。在一个实施方案中，均化是在总压力为2000psi的范例条件下进行的，优选地在2个阶段进行，第一个在1500psi，第二个在500p.s.i。湿研磨设备的实例包括石材研磨机和胶体磨。
可以使用任意的氧化剂，特别是那些可被食物应用所接受的。适合的氧化剂的实例包括，但不限于，过氧化钡、过氧化苯甲酰、次氯酸钙、过氧化氢、过氧化镁、高氯酸、臭氧、溴酸钾和过氧化钠。可以使用的过氧化物包括，优选地，过氧化氢、过氧化苯甲酰和其他适合的过氧化物。可以使用任意的碱。适合的碱包括碱金属氢氧化物如氢氧化钠、氢氧化钾等，氢氧化铵、碳酸盐或碳酸氢盐。可以使用的适合的碳酸盐或碳酸氢盐包括，但不限于，碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵或它们的混合物。氧化剂和碱被联合使用，且其数量足以使通常pH值约为7的作为原材料的湿SCF混悬液的pH值升高为大于7，优选地升高pH值到约9到约12，优选地约为10.5。氧化剂和碱可以以任意的方式和顺序加入。可先或后加入氧化剂，或者同时加入氧化剂和碱。优选地，加入氧化剂，随后再加入碱。
可以通过任何适合的方式降低湿SCF混悬液的pH值。适合降低pH值的示范技术包括，但不限于，超声波，或优选地通过加热SCF混悬液。在一个具体的实施方案中，SCF混悬液的加热可以在温度为约60℃下进行约4小时的时期。在本文条件下，SCF混悬液的pH值可以从约9到约12被降低到约7到约9，优选地降pH值为约8.5。
SCF混悬液pH值的中和涉及将SCF混悬液的pH值调节为约7。本文SCF混悬液的中和可以通过加入酸调节pH值到7完成。可使用任何酸进行中和。实例包括有机酸，如柠檬酸等；和无机酸，如盐酸等。
进行本文使用的SCF混悬液的溶剂提取，以帮助减少SCF混悬液中的颜色色素，从而使SCF混悬液颜色变淡，还至少部分地帮助提取通常产生豆腥味的挥发性香料化合物，从而生成无味的SCF混悬液。可以使用的适合的溶剂包括，但不限于，水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、2-丙酮(异丙酮)、己烷、正丁醇，以及它们的混合物等。
本文使用的蒸汽蒸馏涉及通过从SCF混悬液中蒸发，减少产生豆腥味的挥发性香料化合物，从而生成无味的SCF混悬液。此蒸汽蒸馏可以通过任何的已知方式进行。在一个具体的实施方案中，此蒸汽蒸馏通过如下方式完成：用蒸汽加热SCF混悬液至温度为约285，再在真空条件下向一个封闭的室中喷射被加热的SCF混悬液以实现急冷和香料挥发物的蒸发。
以下是关于在本文公开内容中第一、二、三、四和五个实施方案所描述的SCF混悬液与未处理SCF混悬液相比的预测。预计第一个和第二个实施方案中的SCF混悬液将会有改善的沙砾感和颜色。
预计第三个实施方案中的SCF混悬液将会为无味。
预计第四个和第五个实施方案中的SCF混悬液，当使用溶剂提取时，将会有改善的豆子/谷类的味道和改善的颜色。
通过参考以下的实施例，将会更容易地理解本发明。当然，本发明还有许多其它形式，一旦本发明被完全公开，这些形式对于本领域的技术人员将成为显而易见的。由此认为实施例的提供仅仅是为了例证的目的，而不以任何方式被解释为对此公开内容范围的限制。
实施例1
在这个实施例中，起始的大豆子叶纤维(SCF)材料含有85％的水，0.6％的可溶性可食纤维，7.65％的不溶性可食纤维，5.4％的蛋白质，和0.6％的脂肪。
将400克干SCF上载到200号网眼的美国标准测试滤网上(截断值为75微米)，并在Ro-Tap滤网摇动器上摇动10分钟。使用的是通过滤网的材料。将1300克自来水装入到一个2升的塑料烧杯中，并利用IkaLabortechnik实验室混合器在500rpm开始搅拌。通过缓慢地加入到水中和持续的搅拌直到SCF被分散，使从滤网得到的SCF悬浮。通过使用Brookfield Model HAT粘度计进行测量，所得到的SCF混悬液在27℃时的粘度为60cps。
在约20℃，通过泵抽经过一个分为2阶段的APV Gaulin Model 15 MR实验室均化器，在总压力为2000psi下(第一阶段1500psi，第二阶段500psi)，均化SCF混悬液。此均化的SCF混悬液在28℃时的粘度约为5000cps，通过使用Thermo Orion Model 520pH仪测量，其pH值约为7.1。
将752克均化的SCF混悬液放入一个2升的塑料烧杯中，然后加入14.7克过氧化氢溶液(36％的过氧化氢，以重量计)。这等同于每100克干SCF约5.29克过氧化氢。手动搅拌SCF混悬液直至均质。接着，加入3.5克的氢氧化钠溶液(50重量％的氢氧化钠)，并手动搅拌直到均质。氢氧化钠等同于每100克干SCF约1.75克氢氧化钠。加入氢氧化钠之后，被处理的SCF混悬液的pH值立即成为约为10.5。覆盖并在Neslab型号GP-400的水浴中加热SCF混悬液直到约60℃。维持样品温度4小时，且每小时用平勺混合一次以维持同质性。加热后的pH值为8.2。
随后，通过加入盐酸中和SCF混悬液的pH值。使用平勺将酸分散。加入足量的酸直至pH约为7.0。中和后，25℃时的粘度约为20,600cps。
通过持续30分钟的搅拌，将约100克的pH中和的SCF混悬液分散到装有约1升异丙醇的2升塑料烧杯中。停止搅拌，将不溶性物质沉淀进行约45分钟，直至上清液澄清。在不搅乱沉淀物的前提下，通过尽可能多地倾出溶剂而将上清液倾析。将沉淀置于Whatman 4号滤纸上，并在真空下过滤以进一步除去溶剂。将此湿的滤饼铺开在一个铝盘(宽8英寸，长16英寸)上以增强溶剂的蒸发。然后在Shel实验室型号1430的真空烘箱中，在约65℃和27英寸汞真空条件下，干燥样品1小时。在RetschGrindomix型号GM 200中，以2000rpm的速度研磨此被干燥的SCF 30秒。结果显示于下表1中。
表1
| 特性 | 未被处理的SCF | 被处理的SCF |
| 颜色(Hunter实验室值)aLab | 78.361.0613.62 | 85.57-0.185.63 |
| 味道b | 豆腥味 | 几乎无味的 |
| 口感b | 沙砾般的 | 轻微白垩质的 |
| 密度(g/mL) | 0.62 | 0.13 |
a是利用Hunter实验室ColorQuest XE比色计进行测量的。
b味道和口感是在将约3克SCF分散到147克冷脱脂牛奶中后，通过感官手段进行评价的。
以上数据揭示被处理的SCF混悬液具有改善的颜色、味道和口感的特征。(L)值的升高表示SCF更白。降低的(a)值表示颜色更绿。降低的(b)值表示颜色更蓝。
预期本文被处理的SCF混悬液在食物和饮料中具有用途。例如，预期此被处理的SCF混悬液在肉类产品、奶油面糊、面包、酸奶酪、奶制品、饮料、营养块、烘焙产品，和涂料中有用。还预期本文处理的SCF混悬液在制药应用中具有用途。
应该明确地理解本文描述的公开内容的形式仅用于进行例证，而无意于限制本发明的范围。本发明包括在此公开内容和以下权利要求的范围内所有的变化。
Claims (56)
1.一种制备pH值大于7的第二水性大豆子叶纤维(SCF)混悬液的方法，包括：
a)提供第一水性大豆子叶纤维混悬液，
b)向所述第一水性SCF混悬液中引入氧化剂，
c)向所述第一水性SCF混悬液中引入碱，和
d)回收pH值大于7的所述第二水性SCF混悬液。
2.按照权利要求1的方法，其中在引入所述氧化剂和所述碱前对所述第一水性SCF混悬液进行颗粒尺寸的减小。
3.一种制备pH值在约7到约9的范围内的第三水性大豆子叶纤维(SCF)混悬液的方法，其包括：
a)提供第一水性大豆子叶纤维混悬液，
b)向所述第一水性SCF混悬液中引入氧化剂，
c)向所述第一水性SCF混悬液中引入碱，
d)生产出由此生成的pH值在约9到约12的范围内的第二水性SCF混悬液，
e)降低所述第二水性SCF混悬液的pH值，从而提供pH值在约7到约9的范围内的第三水性SCF混悬液，和
f)回收pH值在约7到约9的范围内的所述的第三水性SCF混悬液。
4.按照权利要求3的方法，其中通过加热所述第二水性SCF混悬液降低所述第二水性SCF混悬液的pH值。
5.按照权利要求3的方法，其中在引入所述氧化剂和所述碱前对所述第一水性SCF混悬液进行颗粒尺寸的减小。
6.一种制备pH值约为7的第四水性大豆子叶纤维(SCF)混悬液的方法，包括：
a)提供第一水性大豆子叶纤维混悬液，
b)向所述第一水性SCF混悬液中引入氧化剂，
c)向所述第一水性SCF混悬液中引入碱，
d)生产出由此生成的pH值在约9到约12的范围内的第二水性SCF混悬液，
e)降低pH值在约9到约12的范围内的所述第二水性SCF混悬液的pH值，从而提供pH值在约7到约9的范围内的第三水性SCF混悬液，
f)中和pH值在约7到约9的范围内的所述第三水性SCF混悬液的pH值，从而提供pH值约为7的第四水性SCF混悬液，和
g)回收pH值约为7的所述第四水性SCF混悬液。
7.按照权利要求6的方法，其中在引入所述氧化剂和所述碱前对所述第一水性SCF混悬液进行颗粒尺寸的减小。
8.按照权利要求6的方法，其中通过加热所述第二水性SCF混悬液降低所述第二水性SCF混悬液的pH值，从而提供pH值在约7到约9范围内的第三水性SCF混悬液。
9.按照权利要求6的方法，进一步包括溶剂提取pH值约为7的所述第四水性大豆子叶纤维混悬液。
10.按照权利要求6的方法，进一步包括蒸汽蒸馏pH值约为7的所述第四水性大豆子叶纤维混悬液。
11.依据权利要求1的方法生产的产物。
12.依据权利要求3的方法生产的产物。
13.依据权利要求6的方法生产的产物。
14.依据权利要求9的方法生产的产物。
15.依据权利要求10的方法生产的产物。
16.按照权利要求1的方法，进一步包括干燥pH值大于7的所述第二水性大豆子叶纤维混悬液。
17.按照权利要求3的方法，进一步包括干燥pH值在约7到约9的范围内的所述第三水性大豆子叶纤维混悬液。
18.按照权利要求6的方法，进一步包括干燥pH值约为7的所述第四水性大豆子叶纤维混悬液。
19.按照权利要求9的方法，进一步包括干燥所述被溶剂提取的pH值约为7的第四水性大豆子叶纤维混悬液。
20.按照权利要求10的方法，进一步包括干燥所述被蒸汽蒸馏的pH值约为7的第四水性大豆子叶纤维混悬液。
21.依据权利要求16的方法生产的产物。
22.依据权利要求17的方法生产的产物。
23.依据权利要求18的方法生产的产物。
24.依据权利要求19的方法生产的产物。
25.依据权利要求20的方法生产的产物。
26.一种组合物，包含权利要求11的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
27.一种组合物，包含权利要求12的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
28.一种组合物，包含权利要求13的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
29.一种组合物，包含权利要求14的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
30.一种组合物，包含权利要求15的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
31.一种组合物，包含权利要求21的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
32.一种组合物，包含权利要求22的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
33.一种组合物，包含权利要求23的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
34.一种组合物，包含权利要求24的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
35.一种组合物，包含权利要求25的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
36.一种方法，包括：
a)提供水性大豆子叶纤维混悬液，和
b)溶剂提取所述水性SCF混悬液，从而减少颜色色素和至少部分地提取产生豆腥味的的挥发性化合物。
37.按照权利要求36的方法，其中在所述溶剂提取前对所述水性SCF混悬液进行颗粒尺寸的减小。
38.依据权利要求36的方法生产的产物。
39.一种组合物，包含权利要求38的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
40.按照权利要求36的方法，进一步包括干燥所述被溶剂提取的水性SCF混悬液。
41.依据权利要求40的方法生产的产物。
42.一种组合物，包含权利要求41的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
43.一种方法，包括：
a)提供水性大豆子叶纤维混悬液，和
b)蒸汽蒸馏所述水性SCF混悬液，从而通过蒸发减少产生豆腥味的挥发性香料化合物。
44.依据权利要求43的方法生产的产物。
45.一种组合物，包含权利要求44的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
46.按照权利要求43的方法，进一步包括干燥所述被蒸汽蒸馏的水性SCF混悬液。
47.依据权利要求46的方法生产的产物。
48.一种组合物，包含权利要求47的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
49.按照权利要求43的方法，其中在所述蒸汽蒸馏前对所述水性SCF混悬液进行颗粒尺寸的减小。
50.一种制备被处理的水性大豆子叶纤维(SCF)混悬液的方法，包括：
a)提供第一水性大豆子叶纤维混悬液，
b)向所述第一水性SCF混悬液中引入氧化剂，
c)向所述第一水性SCF混悬液中引入碱，
d)生产出由此生成的pH值在约9到约12的范围内的第二水性SCF混悬液，
e)降低pH值在约9到约12的范围内的所述第二水性SCF混悬液的pH值，从而提供pH值在约7到约9的范围内的第三水性SCF混悬液，
f)中和pH值在约7到约9的范围内的所述第三水性SCF混悬液的pH值，从而提供pH值约为7的第四水性SCF混悬液，
g)溶剂提取pH值约为7的所述第四水性大豆子叶纤维混悬液，从而提供被溶剂提取的水性SCF混悬液，和
h)干燥所述被溶剂提取的水性SCF混悬液。
51.按照权利要求50的方法，其中所述氧化剂为过氧化氢，所述碱为氢氧化钠，在向所述第一水性SCF混悬液中引入所述碱之前，引入所述氧化剂，通过使用盐酸中和所述第三水性SCF混悬液的pH值，并用2-丙醇作为溶剂对所述第四水性SCF混悬液进行溶剂提取。
52.按照权利要求50的方法，其中在引入所述氧化剂和所述碱前对所述第一水性SCF混悬液进行颗粒尺寸的减小。
53.依据权利要求50的方法生产的产物。
54.依据权利要求51的方法生产的产物。
55.一种组合物，包含所述权利要求53的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
56.一种组合物，包含所述权利要求54的产物和一种成分，其中所述成分选自由下列各项组成的组：食物和饮料。
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