耐嚼型基于谷物的棒状组合物和制备该基于谷物的棒状组合物的方法

摘要

本发明涉及耐嚼型基于谷物的棒状组合物，其包含谷物部分和粘合剂部分，其中粘合剂部分包含活性小麦面筋组合物。本发明还涉及制备耐嚼型基于谷物的棒状组合物的方法，其中该基于谷物的棒状组合物包含谷物部分和粘合剂部分，其中为了制备权利要求任一项中的基于谷物的棒状组合物，该方法包括下述步骤：干燥混合谷物部分和粘合剂部分的活性小麦面筋组合物形成部分；向干燥混合物加入粘合剂部分的增塑剂组合物形成部分，并充分混合以使增塑剂组合物均匀分布；成形并冷压该均匀化的物质，和调整该成形的和被压制的物质，直到得到稳定的基于谷物的棒状组合物结构。

说明书

本发明涉及耐嚼型基于谷物的棒状组合物(bar composition)，其包含谷物部分和粘合剂部分。本发明进一步涉及制备该耐嚼型基于谷物的棒状组合物的方法。

谷物棒(cereal bar)，也称为格兰诺拉棒(granola bar)，已经成为非常流行的小吃。与松散的早餐谷物的坚松度(consistency)不同，格兰诺拉棒被冷压成棒状或烤成该形状，因此提供了更方便的小吃。

谷物棒的成分通常包含谷物部分和粘合剂部分。谷物部分的成分可由刨片的(flaked)谷物，滚压的(rolled)谷物，膨胀的(expanded)谷物或挤出的(extruded)谷物构成，且可以包含一种或多种选自小麦、燕麦、大麦、黑麦、大米、玉米、荞麦、斯佩耳特小麦(spelt)等的谷物。谷物部分可进一步包含坚果(nut)和/或干果(dried fruit)。

用于将谷物部分稳定地粘合在一起的粘合剂部分可由不同类型组成，具有的主要成分为：

-基于糖的混合糖浆，包括葡萄糖糖浆；

-基于食用脂的粘合剂；

-显示粘度的粘合剂体系，如冷溶胀的淀粉、基于明胶的粘合剂、果胶或基于瓜尔胶的粘合剂。

如Lebensmitteltechnik(1985)，第210页中所述，由此获得的谷物棒可在软的、耐嚼的或硬的类型的谷物棒之间改变。软的类型的谷物棒具有含水量更高的粘合剂部分，由此提供了软的，咀嚼友好(chewing-friendly)的结构，而硬的类型的谷物棒具有更高的糖浓度，由此使粘合变得更坚固且更易碎。耐嚼型谷物棒主要由谷物部分和慢煮过的(low boiled)粘合部分(如糖溶液或焦糖物质)组成，可以添加明胶、阿拉伯胶、胶凝剂等，使得获得耐嚼特性。

然而，使用基于糖或基于食用脂的粘合剂增加了快速消化的碳水化合物的含量或卡路里含量，这是从营养观点看是不希望的。而且，越来越要求食品组合物表现出增加的饱足因子(fullness factor)(关于饱满感(satiety))和降低的GI(血糖生成指数(Glycemic Index))。该血糖生成指数是数字(数学)指数，其基于它们的血糖生成响应(即，它们在人体内向葡萄糖的转化)的速率将碳水化合物分级。血糖生成指数使用0-100的范围，较高值的食物引起血糖的快速上升。纯葡萄糖作为参照点，且血糖生成指数(GI)记为100。饱足因子是NutritionData开发的数学公式，其从所给食物或食谱的营养物含量预测饱满感。具有高饱足因子值的食物更可能以较低的卡路里吃饱。

为了降低基于糖或基于脂肪的粘合剂含量，已经进行了许多努力，如以下段落中所引用的许多文件。

在EP 0348196中，格兰诺拉棒产品中的脂肪降低已经通过将基于蔗糖脂肪酸酯的脂肪替代物代替粘合剂组合物中的脂肪而实现。

虽然提供了卡路里降低，但是已知该脂肪替代物能够产生肠道问题。

在EP 0306773中，描述无糖粘合剂组合物适合作为谷物棒的粘合剂。该粘合剂由糖替代物和蛋白水解产物以3∶1至1∶3的比例构成，为团块形式。糖替代物优选为粉末形式的山梨醇，且蛋白水解产物为小麦面筋水解产物或明胶水解产物。然后谷物棒通过下述制备：将谷物成分与一些水混合，然后加入粘合剂团块。由此，得到改善的、简化的、更快的和更有效的制备低糖谷物棒的方法。

需要改性的、水解的蛋白作为粘合剂成分以获得所需的产物。必须加入一些水，而这些水之后必须除去。

WO 2007/008385涉及基于蛋白质的粘合剂体系，其包含范围为5-50％重量的改性的小麦蛋白的分离物，和多种其它粘合剂成分，如0-50％重量的湿润剂(如，甘油)，0-50％重量的非营养增甜剂(如，山梨醇)和5-60％重量的水。也可掺入一些其它蛋白质。这些粘合剂能够替换传统的在食品体系中基于碳水化合物的粘合剂。然而，为了作为适合的粘合剂材料，蛋白分离物必须用酸处理和还原以提供降低的粘-弹性质。同时，该蛋白应该在水中可溶/可分散，由此表现出更好的可伸展性、活力和粘附性。

认为为了使蛋白可溶/可分散的蛋白成分的其它改性是不利的。

在EP 1782698中，描述了低卡路里的整粒谷物棒，其中粘合使用基于碳水化合物的粘合剂实现，该粘合剂部分由食用纤维成分，如菊糖、寡果糖或焦糖构成。

由此，便宜的粘合剂成分被明显更昂贵的成分代替了。

除了低糖或低脂的谷物棒，还非常感兴趣的是高蛋白的谷物棒。

在US 4,055,669中，描述了高蛋白封闭脂的食物组合物(high proteinfat-occluded food composition)用作粘合剂，且从其制备食品或早餐棒产品。在该专利中描述的发明中潜在的问题是未掩蔽的蛋白味道产生问题。提出的解决方案为提供粘合剂，蛋白颗粒用粘合剂脂肪涂覆以掩蔽异味。

这些蛋白颗粒的涂覆导致额外的步骤，因此使过程复杂化，同时加入了额外的脂肪。

使用高蛋白刨片的食物材料(含有部分水解的大豆分离物)的耐嚼型高蛋白谷物棒描述于，例如US 2004/043128中。其中，描述了碳水化合物-粘合剂用于制备耐嚼型谷物棒。需要低粘度蛋白以使挤出过程中产生的转矩最小化。

在WO 2005/002366中，描述了高蛋白格兰诺拉-型营养棒，其包含10％重量％或更多的块状(nuggets)的大豆和/或大米蛋白，至少一种过渡金属或过渡金属化合物，和2重量％或更多的湿润剂(如甘油)。根据该申请，这些高蛋白格兰诺拉-型营养棒在贮存过程中没有产生异味(off-taste)，且表现出良好的感觉特性。大豆和/或大米蛋白块的蛋白含量高于60％，优选高于80％。整体上，该营养棒通常含有12-40％的蛋白质。在该营养棒中碳水化合物水平通常为20-65％。

在制备耐嚼型谷物棒中，如以上US4055669、US2004/043128或WO2005002366中所述，标准实践是使用加热从粘合剂中蒸发水和/或熔化基于脂肪的粘合剂，然后冷却该物质以固化。这可以在单独的容器中或在挤出步骤中实现。然而其使加工复杂化，增加了额外的与能量需求相关的成本。

因此，本发明的目的是提供耐嚼型基于谷物的棒状组合物，其具有高蛋白含量，而没有添加脂肪或碳水化合物作为粘合剂，其中基于谷物的棒状组合物表现出诱导饱满感的作用(或高饱足因子)、降低的血糖生成指数和可变的耐嚼质地(texture)。

现在出人意料地发现，本发明的目的通过提供下述耐嚼型基于谷物的棒状组合物得到解决，该组合物包含谷物部分和粘合剂部分，其中所述粘合剂部分包含活性小麦面筋组合物(vital wheat gluten composition)。

该基于谷物的棒状组合物具有高蛋白含量，且表现出诱导饱满感的作用和降低的血糖生成指数，其没有添加碳水化合物或脂肪作为粘合剂。根据上述WO 2007/008385的教导，这是出人意料的，因为在WO 2007/008385中，改性的小麦蛋白分离物包含用酸和还原剂处理的小麦面筋。

在本发明的耐嚼型基于谷物的棒状组合物的优选实施方案中，粘合剂部分由30-45重量％的增塑剂组合物和55-70重量％的活性小麦面筋组合物组成，更优选地由35-42重量％的增塑剂组合物和58-65重量％的活性小麦面筋组合物组成，且最优选地由35-40重量％的增塑剂组合物和60-65重量％的活性小麦面筋组合物组成。

观察到在粘合剂部分中标准活性小麦面筋组合物和增塑剂组合物之间的相互作用导致本发明期望的基于谷物的棒状组合物，且不需要过度的加热或烤以去除过量的水。事实上，在调整(conditioning)期间，观察到粘合剂部分中不可逆的转变，导致所需的高蛋白耐嚼型基于谷物的棒状组合物。

在本发明的耐嚼型基于谷物的棒状组合物的一个有利的实施方案中，活性小麦面筋组合物由60-100重量％的活性小麦面筋和0-40重量％的植物蛋白和/或动物蛋白组成，更优选地由80-100重量％的活性小麦面筋和0-20重量％的植物蛋白和/或动物蛋白组成，且最优选地由90-100重量％的活性小麦面筋和0-10重量％的植物蛋白和/或动物蛋白组成。

所述动物蛋白可选自乳蛋白、明胶水解产物和/或血浆蛋白。

所述乳蛋白可选自酪蛋白酸盐(caseinates)、酪蛋白或乳清蛋白浓缩物或分离产物。

所述植物蛋白可选自大豆蛋白浓缩物和分离产物、改性的小麦蛋白、玉米蛋白浓缩物、豆类蛋白(leguminous protein)、向日葵蛋白和从燕麦、大麦或黑麦获得的蛋白浓缩物。

优选地，所述粘合剂部分包含增塑剂组合物。

所述增塑剂组合物优选由70-100重量％的甘油和0-30重量％的第二增塑剂构成，更优选地由85-100重量％的甘油和0-15重量％的第二增塑剂构成，且最优选地由90-100重量％的甘油和0-10重量％的第二增塑剂构成。

所述第二增塑剂可选自糖醇、低卡路里的碳水化合物成分和/或淀粉水解产物。

所述糖醇可选自山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇、异麦芽酮糖醇(isomalt)、木糖醇、拉克替醇、赤藓糖醇和/或氢化的淀粉水解产物，优选的糖醇为结晶粉末或浓缩糖浆形式的山梨醇。

所述低卡路里的碳水化合物成分可选自低聚果糖、菊糖、聚葡萄糖、焦糊精(pyrodextrine)和/或支链麦芽糖糊精。

本发明有利的耐嚼型基于谷物的棒状组合物的组成由45-65重量％的粘合剂部分和35-55重量％的谷物部分构成，更优选地由40-60重量％的粘合剂部分和40-60重量％的谷物部分构成，且最优选地由50-60重量％的粘合剂部分和40-50重量％的谷物部分构成。

所述谷物部分可包含滚压的、膨化的、刨片的、膨胀的和/或挤出的谷物；和/或坚果或干果。

所述谷物可涂覆有糖或巧克力。

所述谷物可选自小麦、黑麦、大麦、燕麦、斯佩耳特小麦、荞麦、玉米、高梁、大米、小米、小黑麦和/或奎藜籽(quinoa)。

本发明的另一目的是提供制备耐嚼型谷物棒的适合的方法，而没有现有技术中的方法的缺点，该缺点如大量的能量输入以去除过量的水或熔化基于脂肪的粘合剂，然后通过冷却步骤固化最终产物。

本发明的该目的通过提供制备耐嚼型基于谷物的棒状组合物的方法解决，其中所述基于谷物的棒状组合物包含谷物部分和粘合剂部分，且其中为了制备本发明和如上所述的基于谷物的棒状组合物，该方法包括下述步骤：

-干燥混合谷物部分和粘合剂部分的活性小麦面筋组合物形成部分(vital wheat gluten compostion forming part)；

-向干燥混合物加入粘合剂部分的增塑剂组合物形成部分(plasticizercompostion forming part)，并充分混合以使增塑剂组合物均匀分布；

-成形并冷压该均匀化的物质(mass)，和

-调整(conditioning)该成形的和被压制的物质，直到得到稳定的基于谷物的棒状组合物结构。

由此，活性小麦面筋组合物总是以粉末形式使用。

基于谷物的棒状组合物的不同成分的混合可通过分批混合器的方式进行，所述分批混合器(batch mixer)选自旋转分批混合器(rotary batch mixer)、Hobart或Kenwood-型混合器、双转子混合器(double rotor mixer)或卧式混合器(horizontal mixer)，所述混合器含犁(plough)型、桨(paddle)型或带式叶片(ribbon blade)型混合工具。

然而，基于谷物的棒状组合物的不同成分的混合也可以通过连续混合设备进行，所述连续混合设备选自旋转连续混合器(rotary continuous mixer)、双螺杆涂覆混合器(twin screw coating mixer)或同心螺旋式混合器(concentricscrew mixer)。

在本发明的一个优选方法中，该成形的和被压制的物质的调整在室温进行或通过在适度温度条件加热进行，直到得到稳定的基于谷物的棒状组合物结构。该稳定的基于谷物的棒状组合物结构可经历更长或更短的时间得到。稳定的结构是指产物不破碎(fall apart)，且所有成分完好地粘结在一起，且其中需要一些力量以从谷物棒掰开一部分。

该基于谷物的棒状组合物的调整和成形可使用制备现有技术的基于谷物的棒状组合物所用的标准仪器进行。

由于进一步观察到当在超过60℃的温度经受延长的调整时，基于谷物的棒状组合物的耐嚼质地可进一步发展为坚固到硬的结构，因此通过于95℃加热5-10分钟得到该耐嚼型基于谷物的棒状组合物的耐嚼质地。

现在，本发明将通过下述实施例进行说明，这些实施例不应理解为对本发明范围的限制，本发明的范围由所附权利要求书表示。

基于谷物的棒状组合物的质地可从软(soft)到稳固(firm)到坚固(tough)或甚至硬(hard)。粘合性、咀嚼性(chewiness)或质地的等级由表1中所示的值表示：

表1：表示粘合性、咀嚼性或质地等级的值

实施例1-5

在这一系列的实施例中，评估了相同粘合剂含量的粘合剂组合物对基于谷物的棒状组合物的质地、咀嚼性和粘合性的影响。

由此，咀嚼性定义为由于来自食物的持续弹性阻力产生的用力咀嚼的味觉感觉。

基于谷物的棒状组合物通过下述制备：首先将干谷物部分的成分(谷物、坚果和活性小麦面筋组合物)混合到Kenwood混合器中，直到获得不同成分的均匀分布。在下一步骤中，加入甘油(作为第一增塑剂)，有时与一些山梨醇糖浆(作为第二增塑剂)合并，并进一步混合直到所有成分在混合物中分布均匀。

然后将一份150g的该混合物成形为矩形块(rectangular tile)，并在适中的压力下压制在一起。

然后，由此压制的材料在室温(25℃)调整约12小时。

将另一份150g的该混合物以与上述相同的方法成形并压制，但之后在对流炉(convection oven)中于95℃加热5分钟，然后在室温放置。

结果示于表2a和2b。

表2a：实施例1-5的高蛋白基于谷物的棒状组合物的成分

  基于谷物的棒状组合  物成分(份/100)  实施例  1  实施例  2  实施例  3  实施例  4  实施例  5  谷物：  NestléLion  17.5  17.5  17.5  17.5  17.5  Kellogg’s coco pops  17.5  17.5  17.5  17.5  17.5  碎榛子(Chopped  hazelnuts)  8.8  8.8  8.8  8.8  8.8

  基于谷物的棒状组合  物成分(份/100)  实施例  1  实施例  2  实施例  3  实施例  4  实施例  5  粘合剂：  甘油  21.1  23.1  19.9  15.8  18.5  液体山梨醇  (70％ds)  -  -  -  5.3  2.6  活性小麦面筋  35.1  35.1  35.1  35.1  35.1

表2b：在室温(12小时)或在95℃调整5分钟后表2a中所示的基于谷物的棒状组合物的特性

从表2b中能够得出结论，成分的粘合性可以从松(loose)、低粘着性粘合(low cohesive binding)变化到非常粘着的粘合(very cohesive binding)。

实施例6-9

这些实施例表明活性小麦面筋与其它植物或动物蛋白源组合的可能性。

表3a：实施例6-9的高蛋白基于谷物的棒状组合物的成分

  基于谷物的棒状组合  物成分(份/100)  实施例6  实施例7  实施例8  实施例9  谷物：  NestléLion  17.5  17.5  17.5  17.5  Kellogg’s coco  pops  17.5  17.5  17.5  17.5

  基于谷物的棒状组合  物成分(份/100)  实施例6  实施例7  实施例8  实施例9  碎榛子  8.8  8.8  8.8  8.8  粘合剂：  甘油  21.1  21.1  21.1  21.1  液体山梨醇(70％  d.s.)  -  -  -  -  乳清蛋白分离物  17.0  7.0  大豆蛋白分离物  17.0  明胶水解产物  17.0  活性小麦面筋  18.1  18.1  18.1  28.1

表3b：在室温(12小时)或在95℃调整5分钟后表3a中所示的基于谷物的棒状组合物的性质

从表3a和3b中能够清楚推出，根据所用的第二植物或动物蛋白的量，当与实施例1的组合物(如表2a中所示)比较性质时，可观察到重要的结构差异。尽管实施例6-8的产品的性质与实施例1的性质不同，但实施例9的性质与实施例1的性质非常相似。

实施例10

在实施例1的配方(formulation)中，NestléLion部分被相同量的慕斯利(muesli)混合物代替。加工条件相同。

所得基于谷物的棒状组合物是非常耐嚼的，表现出良好的粘合性，且具有稳固的质地。

实施例11

实施例1和实施例10的谷物棒的饱足因子使用NutritionData公式计算，并与市售产品比较。

FF＝MAX[0，5，Min(5.0，41.7/CAL^0.7+0.05*PR+6.17E-4*DF^3-7.25E-6*TF^3+0.617)]

其中：

-CAL为每100g的总卡路里；

-PR为每100g的蛋白克数；

-DF每100g的膳食纤维克数；

-TF为每100g的总脂肪克数。

表4：现有技术的基于谷物的棒状组合物和本发明的基于谷物的棒状组合物(实施例1和10)之间饱足因子的比较

  饱足因子  含草莓的NestléFitness棒  0.912  Vitalinea LU红莓(red berries)棒  0.998  Kellogg’s Special K巧克力棒  1.067  Kellogg’s Fruit’n Fibre棒  0.893  实施例1  2.18  实施例10  2.22

从表中可以得出，与现有技术的基于谷物的棒状组合物相比，本发明的基于谷物的棒状组合物表现出增加的饱足因子(如上所述，关于饱满感)，其通过US 2006/188548中所引的NutritionData开发的数学公式确定。使用该公式，市售的基于谷物的棒状组合物，如表4中所述，即含草莓的NestléFitness棒、Vitalinea LU红莓棒、Kellogg’s Special K巧克力棒和Kellogg’sFruit’n Fibre棒表现的饱足因子在0.9-1.1之间。然而，本发明的基于谷物的棒状组合物，使用相同的谷物/格兰诺拉基质材料，但包含本发明公开的基于蛋白质的粘合剂，表现出饱足因子为约2.2。

实施例12-16

在下述实施例中，如表5中所示，粘合剂部分与谷物部分的比例改变。

表5：实施例12-16的基于谷物的棒状组合物的成分

  谷物棒成分(份  /100)  实施例  12  实施例  13  实施例  14  实施例  15  实施例  16  谷物：

  谷物棒成分(份  /100)  实施例  12  实施例  13  实施例  14  实施例  15  实施例  16  NestléLion  12  16  20  22  24  Kellogg’s coco  pops  12  16  20  22  24  碎榛子  6  8  10  11  12  粘合剂：  甘油  26.2  22.5  18.7  16.9  15  活性小麦面筋  43.8  37.5  31.3  28.1  25.0

在实施例12(谷物/粘合剂比例为30/70)中，粘合剂部分的组合物高度可见，没有良好分布。所得基于谷物的棒状组合物非常粘。

在实施例13(40/60比例)中，粘合剂部分的组合物仍然可见，但视觉方面有很大改善。所有其它实施例(实施例14-16)均匀性非常好，且表现出良好的粘结性。

从表5中可以得出，在高浓度的粘合剂部分的情况下，与以上实施例所用的比例相比，粘合剂部分在所得基于谷物的棒状组合物中的分布变得较不均匀。