鹰嘴豆制剂及其应用

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本发明提供一种富含营养成分的鹰嘴豆可溶性级分及其制造方法。

1.一种制造富含营养成分的鹰嘴豆制剂的方法，包括：(a)机械地破碎鹰嘴豆种子以制造鹰嘴豆悬浮液；(b)以蛋白酶、淀粉酶和肌醇六磷酸酶酶化处理所述鹰嘴豆悬浮液；(c)从所述鹰嘴豆悬浮液中分离可溶性级分，由此制得富含营养成分的所述鹰嘴豆制剂。 2.权利要求1所述的方法，进一步包括干燥所述可溶性级分。 3.权利要求1或2所述的方法，其中所述（b）包括添加大约0.02%—大约0.06%的半胱氨酸。 4.权利要求11-3中任一项所述的方法，其中所述（b）包括加热所述悬浮液以使存在于其中的淀粉和蛋白质变性。 5.权利要求11-4中任一项所述的方法，其中所述（b）包括用所述肌醇六磷酸酶孵化所述悬浮液并混合所述悬浮液以分解肌醇六磷酸。 6.一种包括根据权利要求1-5任一项所述的方法制造的可溶性组分的组合物。 7.权利要求6所述的组合物，为一种婴儿配方组合物。 8.一种滋补婴儿的方法，包括使用权利要求7中的婴儿配方组合物喂养婴儿。

相关申请

本申请要求2010年2月7日提交的第61/302,136号美国临时专利申请的优 先权，其全部内容引入本文作为参考。

技术领域和背景技术

本发明涉及用于婴儿配方奶粉及其它可吸收组合物中的鹰嘴豆制剂。

婴儿配方奶粉是一种作为单一的营养源足以支持婴儿成长的可吸收组合 物。通常使用的婴儿配方奶粉包含作为蛋白质来源的纯化的牛奶乳清和酪蛋白、 作为脂肪来源的植物油混合物、作为碳水化合物来源的乳糖、维他命-矿物质混 合物、以及取决于生产商的其它组分。

尽管基于牛奶的配方奶粉是很普遍的，但是有超过5%的婴儿对牛奶蛋白质 过敏，因此必须喂养基于植物的代替品。

最常见的基于植物的配方奶粉是基于大豆的。尽管基于大豆的配方奶粉减 少了过敏的可能性，但是对牛奶过敏的婴儿可能也对豆奶粉过敏。另外，基于 大豆的配方奶粉包含植物雌激素类化合物（植物雌激素），其可能对婴儿发育 产生负面影响。尽管没有确凿的证据显示短期内对成年人的影响，但是已表明 与植物雌激素接触可能对婴儿有长期的有害影响。

基于牛奶的配方奶粉的另一个选择是水解蛋白配方奶粉（也称为低过敏配 方奶粉），其基于部分或完全水解的乳清、酪蛋白或牛胶原蛋白。水解蛋白奶 粉比牛奶或大豆配方奶粉更容易消化并较少可能引起过敏反应。然而，由于极 少有直接涉及其营养价值的研究，因而蛋白质水解产物的营养价值仍存在争议。

为了解决基于牛奶、大豆和蛋白质的配方奶粉的局限性所作出的各种尝试 导致了基于鹰嘴豆的配方奶粉的开发。

鹰嘴豆因其高的营养价值被认为适合作为婴儿配方奶粉。然而，由于鹰嘴 豆包含抗营养物质，例如蛋白酶抑制剂、淀粉酶抑制剂、肌醇六磷酸、多酚、 和低聚糖，因此其在婴儿配方奶粉中的使用时，要求对其进行加工处理以减少 或去除这类抗营养物并增强鹰嘴豆成分的消化性和可溶性。

现有技术中处理鹰嘴豆的方法一般包括提取、过滤或酶处理的步骤以减少 或去除不可溶的和/或抗营养的成分。尽管这些步骤可增强最终产物的消化性和 可溶性，但是它们也可能导致有营养价值的蛋白质含量的大量减少。

在将本发明转化为实践的过程中，本发明人设计出了一种新的鹰嘴豆处理 方法，其在保持鹰嘴豆大部分的营养成分的同时，又能增强最终产物的消化性 和可溶性。

发明内容

因此，本发明提供了一种制备包含鹰嘴豆的组合物的方法，其中该组合物 不含异黄酮、谷蛋白、乳糖、肌醇六磷酸盐、低聚糖和其它抗营养因子。

本发明进一步提供一种包含鹰嘴豆的组合物，利用本发明的方法，即在所 有处理阶段添加半胱氨酸（最多0.08%，优选0.04%）和使用NaOH（最多0.08%） 调节pH值，其中得到的该组合物不含异黄酮、谷蛋白、乳糖、肌醇六磷酸、低 聚糖和其它抗营养因子。

本发明进一步涉及包含鹰嘴豆的经处理的配方奶粉，其中该配方奶粉中不 含异黄酮、谷蛋白、乳糖、肌醇六磷酸、低聚糖和其它抗营养因子，消除了不 溶性残余物（主要是纤维）。

本发明进一步涉及包含鹰嘴豆的经处理的配方奶粉，其中该配方奶粉中不 含异黄酮、谷蛋白、乳糖、肌醇六磷酸、低聚糖和其它抗营养因子，其淀粉降 解为可溶性糊精。

本发明进一步提供一种包含鹰嘴豆的组合物，利用本发明的方法，即蛋白 质部分水解后的溶解作用以及肌醇六磷酸的化学键断裂所导致的消化性增强和 过敏性的降低，其中得到的该组合物不含异黄酮、谷蛋白、乳糖、肌醇六磷酸、 低聚糖和其它抗营养因子。

本发明进一步提供一种制造不含异黄酮、谷蛋白、乳糖、肌醇六磷酸、低 聚糖和其它抗营养因子、并包括至少20%的蛋白质和表现出60%或更高溶解性 的鹰嘴豆组合物的方法。

本发明通过提供在酶的干预下的一系列特定步骤成功地解决目前已知技术 的缺点。第一步的目的在于，使蛋白质与酶接触使其进一步发生酶促反应（蛋 白酶）。第二步涉及抗营养因子的去活（肌醇六磷酸酶）。第三步是为了消化 蛋白质并增强其可溶性。

除非另有界定，此处使用的全部技术和科技用语与本发明所属技术领域的 技术人员通常的理解具有相同的意义。尽管与本文描述类似或等效的方法和材 料均可用于本发明的实践或测试中，但是以下描述的是优选的方法和材料。在 发生冲突的情况下，以本专利说明书为准（包括定义）。另外，该材料、方法 和实例仅仅是说明性的，不是为了限制本发明。

附图说明

参照附图，以下仅通过举例的方式描述本发明。现借助对附图细节的具体 参考进行，应该强调的是，其细节的展示只是为了说明性的讨论本发明的优选 实施例而举出的例子，目的在于对读者提供最有用和最容易理解本发明的原理 和概念。就此而言，除必须对本发明有基本理解外，并没有试图过于详细展示 本发明的结构细节，采取对附图的说明方式，将使所属领域的技术人员清楚本 发明的各种形式是如何被付诸实践的。

在附图中：

图1为制备本发明组合物的方法的流程图。

图2更详细地示出了图1所示方法的步骤6。

具体实施方式

本发明为一种鹰嘴豆的制剂，其可用作婴儿配方奶粉、营养食品及其它可 吸收组合物的基础。

通过参考附图及附带的描述将更容易理解本发明的原理和操作。

在详细解释本发明至少一个实施例之前，应当理解本发明的应用不限于以 下的描述或以实例方式给出的几个示例中提出的细节。本发明能以其它实施例 或通过多种方式实践或实现。并且，应当理解本文使用的措辞以及术语是为了 说明之目的，而不应当认为是对其加以限制。

鹰嘴豆制剂，因其高营养价值、低过敏可能性和低植物雌激素含量而适用 于，例如，婴儿配方奶粉。

然而，在可吸收组合物，例如婴儿配方奶粉中的鹰嘴豆制剂的使用，需要 从鹰嘴豆中去除抗营养成分，例如，可与铁螯合的肌醇六磷酸、以及低聚糖， 例如难以消化和形成胀气的棉籽糖和水苏糖。

尽管现有技术描述了多个从鹰嘴豆制剂中去除抗营养物的方法，但是这些 方法可引起营养成分（例如蛋白质、淀粉）陷于或粘附于被去除的碳水化合物 成分中从而带来损失，这是不希望的。

按照上述步骤，产品分析显示，使用本发明的鹰嘴豆处理方法时没有大量 的蛋白质损失（处理最后获得22%的蛋白质，而其原料包括约25%（w/w）的蛋 白质）。

为了克服现有技术方法的局限，本发明者设计了一种新的用于生产鹰嘴豆 制剂的鹰嘴豆处理方法，优选地，该鹰嘴豆制剂用于制造婴儿配方奶粉和其它 可吸收组合物。正如以下在实例部分清楚说明的，采用这种鹰嘴豆处理方法减 少了抗营养成分的含量，但保持了具有重要营养价值的蛋白质和碳水化合物成 分、以及维他命、矿物质和其它可溶成分。另外，本发明的处理方法提供这种 可溶形式的成分，因此大大有利于其在以液体食用的组合物（例如婴儿配方奶 粉）中的应用。

因此根据本发明的一个方面，提供了一种制造富含营养成分的可溶性的鹰 嘴豆级份的方法。

本发明使用的鹰嘴豆（Cicer arietinum）[也称为garbanzo bean,Indian pea, ceci bean,bengal gram,Chana,Kabuli chana（仅指较大的品种）、Harbharaa,konda  kadalai,kadale kaalu,sanaga pappu,shimbra,Kadala]可为其中任意一种，优选地 为西班牙卡布里（Spanish-Kabuli）、3279卡布里（Kabuli），迪西（desi）1408S5、 迪西（8631）、哈达斯-卡布里（Hadas-Kabuli）、迪西（desi）8575、拉兹（Raz）、 法蒂（Vardit）,巴（Bar）或者雅登（Yarden）等品种。

在考虑以下原则的情况下开发了本处理方法：

（i）在处理过程中，在最小化蛋白质、脂肪、淀粉、矿物质和维他命的损 失的同时来生成富有这些成分的鹰嘴豆可溶性级份。

(ii)去除不提供营养价值的不可溶成分（例如纤维）。

(iii)去除或减少抗营养物和潜在的有害成分（例如肌醇六磷酸、低聚糖）。

(iv)获得至少60%的溶解度。

(v)获得相对于原料至少90%的蛋白质含量（例如最终的蛋白质含量为20% 或更多，而鹰嘴豆种子含大约20-25%重量的蛋白质）。

这些原则能够获得适用于高级食品例如婴儿配方奶粉、谷类制品等干制剂。

以下描述用于制造本发明组合物的优选方法。该方法也在图1和图2中示 出。

处理任意适合品种的完整鹰嘴豆以去除鹰嘴豆外壳，例如在一个示例性的 实施例中,室温下将它们浸泡在包括NaOH和NaHCO3（分别在0.00-0.35%和 0.00-0.75%的浓度下）的水中24小时（附图1，步骤1）。

可在任一步骤添加NaOH（浓度是鹰嘴豆干物质的0.05-0.30%（w/w）） 和半胱氨酸（Cysteine）（相对于鹰嘴豆干物质的0.01-0.08%）以增加蛋白质 溶解性。

然后冷冻鹰嘴豆（高达5小时，-20°C）并将其解冻于环境温度（ambient  temprature）下（步骤2-3）。这个过程增加蛋白质溶解性并减少制剂的过敏可 能性。

然后对鹰嘴豆去皮（图1，步骤4）并干法或湿法研磨（图1，步骤5）为 微粒鹰嘴豆制剂。

然后对鹰嘴豆制剂进行浸泡、加热和酶化处理（图1，步骤6）以使蛋白质 可溶。在图2中更详细地对图1的步骤6进行描述。

现在参考图2，将从图1步骤5中得到的鹰嘴豆制剂加热到80-100摄氏度 下保持2-20分钟，以改变淀粉和蛋白质的性质（图2，步骤a）。

然后，将得到的悬浮液冷却至60-80摄氏度（图2，步骤b）并持续混合下 对其进行酶化处理5分钟（图2，步骤c）以降解淀粉。

淀粉降解之后，将悬浮液冷却至40-60摄氏度（图2，步骤d）并在2小时 或小于2小时内添加肌醇六磷酸酶（图2，步骤e）以分解肌醇六磷酸。然后在 20小时或小于20小时内添加蛋白酶混合物（图2，步骤g）。此后，在某个温 度，例如在95-180摄氏度的情况下，将该悬浮液留置进行干燥大约3小时的时 间（图2，步骤h）。可使用任意的干燥技术进行干燥，例如但不限于空气干燥、 空气循环干燥、通风干燥、喷雾干燥、真空干燥、泡沫垫干燥、和例如使用滚 筒干燥器的薄膜干燥。

由于淀粉降解促进肌醇六磷酸和蛋白质的释放，为了优化结果，需要依次 添加淀粉酶、肌醇六磷酸酶和蛋白酶。然而，为了简化工序并增强降解，可在 制剂中同淀粉酶一起加入蛋白酶，并可以根据情况也一起加入肌醇六磷酸酶。 在这种情况下，这些酶优选地将其包覆入载体中，该载体防止酶被降解并防止 酶被可能的抑制剂破坏，并当酶的底物的水平不是反应限制级水平时，使其定 时释放。

可通过淀粉酶降解这种载体以释放被包覆的酶。用于定时释放蛋白酶和肌 醇六磷酸酶的淀粉酶降解载体可包括交联淀粉（参见US6607748）。

在淀粉酶仍然具有活性时，在制剂中有蛋白酶的存在可帮助减少任何依然 残留在制剂中的淀粉酶抑制剂蛋白质/多肽。

回到图1，在酶化降解后，将混合物蒸煮，使酶失活（图1，步骤7）。然 后将不溶性的纤维成分离心分离或过滤出来，然后可对制剂进行干燥（使用蒸 汽、喷雾干燥、滚筒干燥或冷冻干燥）使水分含量为10%或更少，筛选和整批 包装（步骤8-10）。

如以下所述，可将最终得到的组合物（湿的或干的可溶性级分）用作婴儿 配方奶粉、营养食品或药物组合物的基础。

本发明的可溶组合物的一个重要优点在于，相比现有技术的鹰嘴豆制剂， 蛋白质的可消化性有显著改善。本组合物提供60%的蛋白质溶解度，大大高于 现有技术的一般提供20%的蛋白质溶解度的制剂。另外，如在如下示例部分说 明的，当与现有技术的方法获得的鹰嘴豆蛋白质组分相比时，本制剂的蛋白质 组分呈现典型的SDS-PAGE凝胶电泳分离图形。

因此，通过本发明的方法制造的鹰嘴豆制剂可用于为遭受营养不良的人群 提供营养并为年老和体弱者、医院病人、婴儿等提供营养。

因此，本发明提供一种用于可溶性制剂的处理鹰嘴豆的新方法。如在以下 示例部分说明的，使用本发明的均化、酶化处理和分离步骤独特相结合的方法 生产出包括超过75%鹰嘴豆营养成分并少于20%的非营养成分（例如纤维）的 可溶性鹰嘴豆级分。

因此根据本发明的另一方面，提供一种组合物，其包括可溶性鹰嘴豆级分， 其含有超过75%鹰嘴豆营养成分和少于20%的非营养成分。

本组合物可用于制造任意可消化的组合物，包括例如婴儿配方奶粉、营养 品和药物组成物。本发明的可溶性鹰嘴豆组分可以液体形式（作为水溶液）或 作为干粉（可通过研磨对其进行进一步精加工）使用。以下实施例描述本发明 组合物的三个优选应用。

用于本文的用语“大约（about）”是指±10%。

对于本领域技术人员来说，通过对以下不在于限制目的的实施例的检验， 本发明另外的目的、优点、和新特征将更为清晰。另外，上文所描述的以及以 下权利要求部分中要求的本发明的多个不同实施例和各方面中的任意一个内容 均可在以下实施例中找到实验支持。

实施例

现在参考以下实施例，其与上述描述一起，以非限制的方式说明本发明。

实施例1

评估对一定量被增溶的固体进行的机械、热和化学（半胱氨酸/NaOH）处理 的特异性和结合效果。

方法

(i)浸泡（10%的完整鹰嘴豆、0.75%的NaHCO3、0.25%的NaOH、89%的水） 20小时。

(ii)（可选的）冷冻和解冻

(iii)去皮

(iv)湿法粉碎15（v）

(v)加热（100摄氏度，5分钟，高剪切率）

(vi)冷却至70摄氏度

(vii)添加淀粉酶（反应时间：两小时，高剪切速率）

(viii)冷却至55摄氏度

(ix)添加肌醇六磷酸酶（反应时间：30分钟，高剪切速率）

(x)冷却至50摄氏度

(xi)添加蛋白酶-反应时间：16小时。这个步骤中，该工序分为不同地添加 NaOH、半胱氨酸的处理方式而任选之。

(xii)离心过滤和分离成液体部分和沉淀物。

(xiii)对液体部分进行冷冻干燥

结果

对关于增溶干物质（dry matter，DM）的百分比处理效果进行评估并用以下 公式对其进行计算：

增溶的干物质%=DM液体部分×100/（DM液体部分+DM沉淀部分）

如下的表1提供结果的概要。

表1：处理条件和结果的概览

1在水浴槽中搅拌

2转子-定子均化器

结论

NaOH、半胱氨酸和均化作用增加溶解DM的百分比、冷冻对于增溶干物质 （DM）的百分比具有积极的作用。0.08%的半胱氨酸是过量的，最终的产品具 有不愉快的气味。

在这些结果的基础上，使用基本的配制方法和以下特定的处理来制备该产 品用于进行过敏性测试：

冷冻/解冻

高剪切速率（Becomix）

0.08%的NaOH

0.04%半胱氨酸

可以理解的是，本发明为了清楚起见，在文中以分开的前后关联的多个实 施例所描述的某些特征，也可用结合在一起的单个实施例方式来提供。相反地， 本发明为了简明起见，在文中以单个实施例所描述的多个特征也可被分别提供 或以任何适合的替代组合体提供。

尽管已结合其中的特定实施例对本发明进行了描述，显然，对本发明进行 很多更改、修改和变化对本领域技术人员来说是显而易见的。相应地，本发明 的目的在于包含全部的落入所附权利要求的精神和范围中的这种更改、修改和 变化。本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请在此整个引入本说明书 作为参考，其程度恰如各出版物、专利或专利申请以特定地和单独地方式引入 本说明书作为参考一样。此外，本申请中任何参考文献的引用或识别，不应当 解释为承认其可作为有关本发明的现有技术看待。

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