得自粮谷的营养部分的制作方法

专利名称：得自粮谷的营养部分的制作方法
得自粮谷的营养部分 发明领域
本发明涉及得自诸如小麦、大麦、燕麦或黑麦这样的粮谷的营养 部分。特别地，本发明涉及用作食品中的营养源的谷粉和麸部分以及 生产它们的方法。
背景技术：
诸如小麦、大麦、燕麦和黑麦之类的粮谷一般由包住胚乳和胚芽 的外麸层组成。常规的粮谷磨粉涉及脱除一部分或全部外麸层，分离
胚芽和随后研磨胚乳。粮谷磨粉一般涉及一系列步骤清洁、匀湿、 研磨、筛分和清粉。磨粉过程的总体目标是从粮谷提取最大量的最纯 形式的胚乳。胚乳被研磨成谷粉或粗粒面粉。这需要有效分离粮谷的 各组分，即麸、胚乳和胚芽。 一般认为，麸和胚芽对磨成粉的最终产 品 有有害的影响。
例如，在常规的小麦磨粉过程中，在初始的清洁步骤之后，用水 和/或蒸汽调节小麦粒并令其在匀湿拒中静置4至20小时(匀湿)以 使小麦粒的麸皮韧化并使胚乳软化或柔韧化。小麦粒的勻湿使麸皮融 和在一起，并且是在常规磨粉过程之前进行的小麦粒的一个基本调节 步骤以按所需方式改变小麦粒的物理状态。匀湿无庸置疑地是决定从 给定小麦粒产生的胚乳的量的最重要因素，因此，在磨粉之前必须谨 慎地适当调节小麦粒。遗憾的是，为了韧化和融和麸皮而进行的小麦 粒匀湿也导致胚乳与麸内层的某种程度的融和，因此这些组分的分离 更加困难。然后使调节过的小麦粒经历相继的阶段，这些阶段中的每 一个研磨、分离和净化产物。第一研磨操作(第一粉碎)打来匀湿的 小麦粒以暴露胚乳并从麸刮掉一部分胚乳。然后将麸、胚芽和胚乳颗 粒的粗磨混合物筛分以将这些颗粒分级用于进一步的研磨、净化或筛
分。然后，将较细分级的颗粒(它们是胚乳、麸和胚芽的混合物)送 到适当的净化步骤。将由麸和粘附胚乳组成的粗残余物送到下一个研 磨步骤(第二粉碎)以从麸脱除更多的胚乳。在常规的磨粉机中重复
这个研磨、筛分和净化过程高达五或六次(5或6次粉碎)。然而， 每个研磨过程产生细麸颗粒(麸粉)和胚芽颗粒，它们具有与胚乳一 起分离的趋势并且难于(如果不是不可能的话)从胚乳中脱除。每个 研磨操作产生越来越多的麸粉，使问题增加了。
在粮谷磨粉中，脱除的麸一般被作为全麸用于动物饲料或供人类 食用。例如，在小麦加工中，脱除的麸主要用于动物饲料或作为全麸 而且胚乳被研磨成焙烤或面食生产用谷粉。大麦主要用于动物饲料， 用于产生啤酒生产用麦芽，用于播种和在较小的程度上用作人类食物 用途中的成分。将磨成粉的谷粒分离成不同的部分一般仅仅是根据在 每一研磨步骤产生的产物的密度或颗粒大小来分离研磨的胚乳和粘附 的麸。
已知诸如小麦、燕麦、大麦和黑麦之类的粮谷是生物活性组分的 充足来源，所述生物活性组分包括抗氧化剂、复合酚类、木脂素类、 类黄酮、维生素、纤维、蛋白质和其它营养物。用于分离各种生物活 性组分的大多数尝试涉及通过研磨将粮谷磨成粉，然后使用化学方法 从谷粉或麸提取所需的生物活性组分。
当前正进行着关于"功能食品"的大量研究。功能食品是提供超 出基本营养的健康益处的食物和食物组分。功能食品提供超过正常维 持、生长和发育所需量的基本营养物和/或提供赋予健康益处或希望有 的生理作用的生物活性组分。
需要一种根据其中所含生物活性组分而将粮谷分离成各部分的高 效方法。
发明概述
本发明涉及分离有价值的粮谷组分并使所述益处得以更充分地利 用。本发明的构思最初涉及选择诸如小麦、大麦、燕麦和黑麦之类的
粮谷的栽培种，所述栽培种具有在外麸层的一层或多层中浓缩的所需 生物活性组分，包括抗氧化剂、复合酚类、木脂素类、类黄酮、维生 素、纤维、蛋白质和其它营养物。然后，根据各麸层中所含的所需生 物活性组分将外麸层分离成优选三个部分，所述生物活性组分包括抗 氧化剂、复合酚类、木脂素类、类黄酮、维生素、纤维、蛋白质和其 它营养物。这使最大益处和价值得以从饮食增补剂、营养品形式或强 化食品形式的麸部分获得。可以将胚乳进一步加工成谷粉或例如乙醇 生产中的淀粉来源。所述分级过程产生三个类型的麸部分，任意地将
它们标记为"A，， 、 "B"和"C"。三个麸部分中每一个具有不同的功 能和用途。例如，从食品加工者的观点来看，通过添加高纤维麸部分 作为一种成分来增加纤维要容易得多，只要高纯度麸的来源是可以定 期获得的。本发明的产品可以用于营养品(例如能量方条状食品)的 配方，或者在高蛋白质部分的情况下，可以用于水产养殖。
因此，本发明的一个方面提供了 一种用于将具有包在外麸中的胚 乳和胚芽的粮谷分离成具有所需生物活性组分的不同部分的方法，其
中所述外麸包含一系列具有不同的化学和物理性质的单独的层，所述 方法包含
(a) 选择清洁、干燥的粮谷的一个或多个栽培种，所述粮谷选自小 麦、大麦、燕麦和黑麦，所述栽培种在外麸层的一层或多层中具有浓 度适合用作营养品的所需生物活性组分，所述生物活性组分选自抗氧 化剂、复合酚类、木脂素类、类黄酮、维生素、矿物质、纤维、蛋白 质和其它营养物；
(b) 用约1-3重量％的水调节选定的干燥清洁栽培种；
(c )然后，在水分已经仅仅渗透通过外麸的纤维层而没有使外麸各层 融和在一起之后，将调节过的栽培种进料到一个或多个机器中，在所 述机器中，调节过的栽培种的粒被一起剧烈地研磨以脱除外麸的纤维 层下至种皮层，其中被脱除的纤维层的可溶性和不溶性纤维含量高；
(d) 通过吸风从所述处理过的栽培种分离和收集被脱除的纤维层， 并且将被脱除的纤维层干燥和过篩；
(e)然后，将外麸纤维层已经被脱除的调节过的栽培种进料到一个 或多个机器，在所述机器中，调节过的栽培种的粒在磨石上摩擦以脱 除粘附外麸的残留内层；
(f )通过吸风将从处理过的栽培种得到的被脱除内层分离和收集成 两个麸部分，即，具有小于40%的纤维含量和20至25%的蛋白质含 量的第一麸部分和具有小于20%纤维的第二麸部分。
另一方面，本发明提供了一种高纤维组合物，它包含栽培种、优 选大麦栽培种的麸层的表皮、真皮、模细胞和粉管细胞层，所述栽培 种在外麸层的一层或多层中具有浓度适合用作营养品的所需生物活性 组分，所述生物活性组分选自抗氧化剂、复合酚类、木脂素类、类黄 酮、维生素、矿物质、纤维、蛋白质和其它营养物。所述大麦栽培种 优选地选自下组CDCFibar， 一种两棱蜡质无壳大麦品种；CDC Alamo， 一种两棱蜡质无壳大麦；Merlin, —种蜡质两棱化无壳大麦；Waxbar， 一种两棱化去壳大麦；WB Salute, —种两棱去壳、蜡质、高P葡聚糖 大麦；和CDC McGwire, —种两棱无壳大麦。所述高纤维组合物具有 大于75重量％的可溶性和不溶性纤维含量和小于18重量％的蛋白质 含量。
在本发明的又一方面，提供了一种组合物，该组合物包含栽培种、 优选大麦栽培种的内麸层，所述栽培种在外麸层的一层或多层中具有 浓度适合用作营养品的所需生物活性组分，所述生物活性组分选自抗 氧化剂、复合酚类、木脂素类、类黄酮、维生素、矿物质、纤维、蛋 白质和其它营养物。 一种优选的培养基蛋白质组合物包含大麦栽培种 的一个或多个内麸层，所述组合物主要由种皮(外种皮)、珠心组织 和一些糊粉细胞组成并且具有小于40重量％的可溶性和不溶性纤维 含量和小于25重量％的蛋白质含量。另一种优选的低纤维组合物包含 大麦栽培种的一个或多个内麸层而且可能还含有种皮和珠心组织的一 部分，所述内麸层主要由糊粉细胞层组成，所述组合物来自糊粉细胞 层的可溶性P葡聚糖含量高而且具有小于20重量％的可溶性和不溶 性纤维含量和小于18-20重量％的蛋白质含量并且具有良好的降血
糖指数。
再一方面，本发明提供了方条状食品配方，它具有至多50重量％ 的一种或多种如前文所述得自大麦栽培种的麸部分组合物作为主要活 性成分、0-10%的脂质增补剂、至多50%的碳水化合物增补剂、至 多25%的复合糖增补剂和0至25%的蛋白质增补剂。在一个具有用于 降低血清胆固醇的高可溶性和不溶性纤维和低糖血指数营养的优选配 方中，所述方条状食品包含至多50%的得自大麦栽培种的高纤维组合 物作为本发明的主要活性成分、5至10%的脂质增补剂、至多50%的 碳水化合物增补剂和至多25%的复合糖增补剂。该配方中的复合糖增 补剂是通过本发明的方法生产的一个或多个小麦麸部分。具有高蛋白 质和高可溶性纤维并且用作免疫系统加强剂(booster )和性能增强剂 的另一个优选配方包含至多50%的本发明大麦麸部分组合物作为主 要活性成分、至多50%的碳水化合物增补剂、至多25%的复合糖增补 剂和至多25%的蛋白质增补剂。另一个优选配方具有平衡的蛋白质而 且被用作含有免疫系统加强剂的食物替代产品，包含作为主要活性成 分的至多25%的本发明的培养基蛋白质大麦麸组合物和至多50%的 本发明的低纤维大麦麸组合物、至多25%的碳水化合物增补剂、至多 25%的复合糖增补剂和至多10%的蛋白质增补剂。
附图简述
为了使本发明能更加清楚地得到理解，现在将通过实施例、参照 附图详细地描述本发明的优选实施方案，这些附图中


图1是大麦粒结构的示意图。 图2是大麦的各外麸层的示意图。 图3是小麦粒结构的示意图。
图4是将大麦和小麦分级产生含有所需生物活性组分的麸部分的 方法和应用该方法的^夫部分的示意图。
图5是包括在图4中的用于粮谷分级的脱麸过程的示意图。
图6是掺有本发明的产品的不同的可能的方条状食品配方的图表。
优选实施方案详述 粮谷的外麸层是由具有不同化学和物理性质的不同的细胞层构成
的。大麦粒l，例如，示意性地显示于
图1。大麦可以是具有包住大麦 粒的外皮或壳的常规品种，也可以是无壳品种。在任一种情况下，大
麦粒1具有包住胚乳3和胚芽4的外麸层2。如图2中示意性地显示 的那样，大麦的外麸层具有七个不同的层表皮5、真皮6、模细胞7、 粉管细胞8、种皮9、珠心组织IO和糊粉细胞11。已经证明大麦具有 很多有价值的健康和营养特征，包括促进健康和改善消化系统和免疫 系统的功能。USDA临床试验已经显示，食用含有P葡聚糖的大麦显著 地改善了高胆固醇男性的数个心血管危险因子，当于健康饮食一起食 用时降低胆固醇约5%至10%。整粒饮食显著降低了收缩压、舒张压 和平均动脉血压，与纤维来源无关。本发明涉及产品的生产，所述产 品中这些有价值的组分以足以提供营养效果、从而使所述益处得以更 充分地得到利用的浓度存在。
在大麦各麸层中存在着两类纤维。诸如P葡聚糖之类的可溶性纤 维不仅存在于麸，而且存在于整个大麦粒。可溶性纤维经过消化系统 时溶于水并变成一种浓的凝胶(thick gel )。这种凝胶样物质覆盖消 化系统的壁，减緩消化作用和营养物的吸收。可溶性纤维被认为能帮 助降低血液胆固醇并调节血糖水平。不溶性纤维包括纤维素、 一些 半纤维素、木质素和酶抗性淀粉。不溶性纤维不溶于水，但在通过肠 时吸收水。这类纤维促进肠规则性(bowel regularity),处理肠障 碍，并且被认为有益于预防结肠癌。
图3中一般性显示的小麦粒12具有由几个不同的层(确定为14 至20)构成的麸皮13。从外到内层的各个麸层是表皮20、真皮19、 模细胞18、粉管细胞17、种皮16、珠心组织(透明层)15和糊粉细 胞14。在麸皮内部是带有小麦胚芽(一般确定为22)的胚乳21。 一 般而言，所述这些麸层共同构成小麦粒的约15重量％,而胚芽占小麦
粒的约2. 5%且胚乳占小麦粒的约83重量％。
本发明的构思是，根据外麸层中所含的生物活性组分，将粮谷(在 本例中是大麦或小麦)的外麸层(例如，图2中的5至11以及图3 中的14至20)分离成不同的部分。这样能从所述部分实现最大利益 和价值，不管是作为饮食增补剂、营养品，还是作为强化食品中的成 分。在这里阐释的实施方案中，本发明的分级过程优选地产生三类麸 部分，任意性地标记为"A" 、 "B，，和"C"。这些麸部分中的每一个 具有不同的功能和用途。从食品加工者的观点来看，通过添加具有高 纤维含量的麸部分作为一种成分来增加纤维要容易得多。
本发明的方法是一种独特的系统，它从任何粮谷渐进性地脱除外 层。例如，大麦具有七个截然不同的细胞层，其中每一层各自具有不 同的性质。本发明的方法逐渐地脱除这些层，从而可以收各个单独的 细胞层以产生在纤维、蛋白质、营养物、维生素和痕量矿物质含量上 有不同的麸部分。
上文指出的本发明涉及将选自带有包在外麸中的胚乳和胚芽的大 麦、燕麦、小麦和黑麦的粮谷，分离成具有所需生物活性组分的不同 部分的方法，其中外麸包含一系列具有不同化学和物理性质的单独的 层。正如与大麦和小麦有关的图4和5中最佳阐释的那样，作为第一 个步骤，本方法包含选择清洁、干燥的粮谷的一个或多个栽培种，所 述粮谷选自小麦、大麦、燕麦和黑麦。选择的栽培种具有在外麸层的 一层或多层中浓缩的所需生物活性组分，所述所需生物活性组分选自 抗氧化剂、维生素、矿物质、复合酚类、木脂素类、类黄酮、纤维、 蛋白质和其它营养物。本发明优选地选择在麸中具有高P葡聚糖含量 而在胚乳中则相反的大麦、小麦或燕麦的栽培种。迄今为止，常规的 大麦育种(在北美洲栽培的大麦有90%是用于制麦芽)已经集中在用 于制麦芽的改良品种，其中的目的是降低P葡聚糖水平。本发明涉及 确定具有高P葡聚糖水平的品种。迄今为止，被确定为可用于本发明 的品种是CDC Fibar， 一种两棱蜡质无壳大麦品种；CDC Alamo， 一种 两棱蜡质无壳大麦；Merlin, —种蜡质两棱化无壳大麦；Waxbar, —
种两棱脱壳大麦；WB Salute, —种两棱脱壳、蜡质、高P葡聚糖大麦； 和CDC McGwire, —种两棱无壳大麦。具有高P葡聚糖水平的有用的 小麦品种包括两个蜡质小麦品种，现在它们被确定为ID- 629和ID-630。
P葡聚糖是存在于大麦、燕麦和酵母细胞的可溶性纤维化合物， 数量可忽略的P葡聚糖正常存在于其它粮谷例如小麦和黑麦。在诸如 大麦之类的一些谷粒中，P葡聚糖不仅存在于麸层，而且存在于通过 研磨整谷粒或去壳谷粒产生的粗粉。大麦粒一般含有在4至5%范围 内的P葡聚糖，尽管一些栽培种可能含有更高的百分数。根据栽培种， P葡聚糖可能均匀地分散于整个胚乳并且可能在各麸层、特别是糊粉 层中具有高浓度。已经报道了，正在开发实验品种以浓缩各麸层中的 P葡聚糖。还预期了，具有高P葡聚糖水平的栽培种将具有在各麸层 中的高浓度。
据报道，P葡聚糖能促进健康并改善消化和免疫系统的功能。P 葡聚糖可以吸收重量是其很多倍的水，形成浓的不能吸收的凝胶。当 该凝胶通过消化系统时，它覆盖胃肠道的衬里，减緩营养物的消化和 吸收。还才艮道了，它们可以通过降低血清胆固醇水平而减小心脏病的 危险。P葡聚糖调节糖吸收和释放入血流的速率。此外，它们具有帮 助控制肠内自由基(可以损害DNA或细胞膜的高活性化合物)水平的 抗氧化剂性质，而且据推测，这种性质是P葡聚糖对结肠癌的保护作 用的一部分原因。将这些健康声明用在标签上还没有得到美国食品及 药物管理局(FDA)的批准；然而，通过美国国家大麦食品委员会(US National Barley Foods Council)和其它组织的努力，已经向FDA 提出了批准申请。现已完成了审查过程，US FDA已经授权使用关于来 自大麦的P葡聚糖可溶性纤维在降低冠心病危险中的作用的健康声 明。
目前，燕麦和燕麦产品在美国获得了健康声明标签的FDA批准， 而且公认的是，这些产品具有与膳食纤维有关的有益品质，包括那些 与P葡聚糖有关的有益品质。食物中P葡聚糖的主要来源是燕麦、酵
母细胞壁和蘑菇。然而，P葡聚糖水平高于燕麦中P葡聚糖水平的无 壳蜡质大麦有多种。直到最近为止， 一直难于以足以使其用作食品成 分的高纯度分离大麦P葡聚糖。
已经报道，小麦麸部分中的酚类化合物(包括酚酸、木脂素类和 类黄酮在内)与膳食纤维一起能使人们免受癌症、糖尿病和冠心病。 迄今鉴定的其麸层具有营养性质的合适的小麦栽培种包括所有当前的
力口拿大红色春小麦和石更质小麦(Canadian Red Spring wheats and Durum wheats )，而且优选包括目前确定为ID - 629和ID - 630的两个 蜡质小麦品种。被脱除和分离的各麸层具有显著量的不溶性纤维和显 著量的类黄酮(flavinoids)。与小麦胚乳的面筋相比，麸层中的蛋 白质品质在营养上更优。
为了使各外麸层能根据它们的生物活性组分得以脱除和收集，图 4中所示的过程，在选择所需的栽培种之后通过使小麦和大麦栽培种 经历脱麸过程而继续。给小麦脱麸的方法描述于例如美国专利 No. 5， 082， 680;美国专利No, 5， 240， 733和美国专利No. 5， 387， 430, 它们并入本文做参考。本发明人已经确定，可以采用类似的方法进行 大麦脱麸。所述脱麸方法渐进性地脱除大麦或小麦粒的各外麸层，使 所需的麸层得以脱除、分离和收集，与常规的磨粉或去皮操作中基本 均匀的单一麸产品形成对照。在图4中，将脱麸过程中脱除的各外麸 层分离成三个优选的部分。小麦麸部分中的一个或多个在例如早餐谷 物食品、焙烤成分、膳食纤维来源、能量方条状食品成分、低糖血指 数食物和营养增补剂中有效用。可以将所述小麦胚乳磨成谷粉或粗粒 面粉，分离成淀粉或面筋或者用于水产养殖或用于乙醇生产。大麦麸 部分中的一个或多个在例如低糖血指数产品、胆固醇降低产品、救急 食品、食物替代方条状食品和治疗性饮料、混合物或方条状食品中有
效用。可以将所述大麦胚乳磨成谷粉，分离成淀粉或蛋白质或者用于 水产养殖或用于乙醇生产。
所述脱麸过程被示意性地示于图5并且通过在调湿混合器中用大 约1 - 3重量％的水调节选定的清洁干燥栽培种来开始。将调湿的谷粒送入保持箱(holding bin)而且在数分钟内，优选在大约五分钟内， 在水分已经仅仅渗透通过外麸的纤维层而没有使外麸各层融和在一起 之后，将调节过的栽培种进料到一个或多个"摩擦"型机器中，在所 述机器中，调节过的栽培种的粒被一起剧烈地研磨以脱除外麸的纤维 层下至种皮层。通过吸风从所述处理过的栽培种分离和收集被脱除的 纤维层，并且将被脱除的纤维层干燥和过筛。将被脱除的纤维层任意 性地确定为部分A。所述麸部分"A"是大麦或小麦粒的外麸层的组合。 各外层主要由表皮、真皮、模细胞和粉管细胞层组成。该A部分具有 高纤维(~78% )和低蛋白质(-8% )含量。这个产物包含大约3.5 重量％的无壳大麦或小麦粒。大麦中的麸部分"A"可以用于早餐谷物 食品、面包和焙烤食品、滚面包屑和稀面糊、小吃、纤维增补剂和食 物替代饮料。外纤维层已经脱除了的加工谷粒离开"摩擦"型机器进 入第二保持箱。优选的"摩擦"型机器可以从捷克共和国(Czech Republic)的Prokop Milling Machines获得，但是精米机(rice whitening machines )(卧式和竖式才几器)也可以得到而且可以为 做这项工作进行改装。
然后，将外麸纤维层已经被脱除的调节过的栽培种进料到一个或 多个"研磨，，型机器，在所述机器中，调节过的栽培种的粒在磨石上 摩擦以脱除粘附外麸的残留内层。通过吸风将被脱除的内麸层分离和 收集成两个麸部分，即，被称为部分"B"的第一麸部分，它一般具有 40%的纤维含量和20至25%的蛋白质含量；以及被称为部分"C"的 第二麸部分，它来自糊粉层的可溶性0葡聚糖含量高(在大麦的情况 下)，蛋白质含量低而且具有良好的降血糖指数。
所述麸部分"B"主要由种皮(外种皮)、珠心组织和一些糊粉细 胞组成。该产物之所以这样命名是由于小于40%的中等纤维含量和较 高的蛋白质含量(25至22% )。所述产物包含大约2. 5重量％的无壳 大麦或小麦粒。麸部分"B"可以用于早餐谷物食品、焙烤食品、稀面 糊和滚面包屑、调味汁和基于谷物的饮料。
所述麸部分"C"主要由包围无壳大麦或小麦粒的胚乳的糊粉细胞
层组成。它也可以含有一部分种皮和珠心组织。所述c部分具有较低
纤维含量小于20%和较高蛋白质含量18-20。/。。所述C部分占无壳大 麦或小麦粒重量的大约4%。该麸部分"C"在谷粉、基于谷物的饮料、 早餐谷物食品、汤和调味汁增稠剂和增补剂的强化中将得到应用。上 述产物中内含物的百分比将根据每个食品生产商所需的结果或所有的 配方而有所变化。
通过将外麸层被脱除了的栽培种磨成粉而完成该过程，产生了适 合于选自下组的用途的产品发酵生产乙醇、制备水产养殖饲料和用 作食品中的成分。
大麦谷粉，例如，由如下组成的混合物组成淀粉、蛋白质和P 葡聚糖，以及构成余量的其它的残存不溶物和灰分。
蜡质无壳大麦栽培种的蛋白质含量一般在12. 5至15%范围内。 糊粉层中蛋白质含量高的品种对于产生高蛋白质(25 - 30% )大麦谷 粉的干分级过程来说是理想的。这个成分对于添加到营养食物替代品 配方和需要较高蛋白质的其它应用来说是理想的。
如前文所述，功能食品被描述为"其中已经利用或附加了一种或 多种成分的浓缩以增加它们对健康饮食的贡献的食品"。过去，功能 食品被归入健康食物店，但近期它们已经被搬进主流超市而且已经成 为食品工业最快速增长的部分。
本发明的所有麸部分在功能食品界都会有市场。作为组分，可以 将这些产品与传统成分混合和相配从而生产具有有益的健康益处的食
口卩o
麸的"c，，部分是这种成分的一个极好的实例。在大麦的情况下，
这个部分既有可溶性(P-葡聚糖)纤维又有不溶性(纤维素)纤维。 p葡聚糖可以减少心脏病、糖尿病和一些癌症。所述不溶性纤维改善 消化道的功能，而可溶性和不溶性纤维两者可以支持免疫系统。
营养品被定义为"含有能提供医疗益处或帮助预防疾病的添加成 分的食品和饮料"。换句话说，涉及食品的、"营养品"和"药物" 的组合，所述食品引起类似于传统药物的反应。从分级获得的所述大 麦麸产品非常适合这个范畴。P葡聚糖、麸纤维以及可能地某些淀粉 看来在这个市场中占有地位。
在二十世纪七十年代，人们引入了块状格兰诺拉麦片(Granola Bar)作为单独包装的块状糖(candy bar)的营养替代品。最初的产 品集中在那些传达"天然"形象的有机和未精炼的成分而且往往是非 常可变的并且包装低劣且保存期短。由于主流食品公司转向要求消费 者的健康食物的更加"天然"风格的产品，倡导改进块状格兰诺拉麦 片的质量的新产品。在二十世纪九十年代，方条状食品市场多样化成 用于健身或营养增补剂的食物替代品、降低的卡路里、和高蛋白质产 品的领域。方条状食品已经成为各种营养物的送递赋形剂。
可能为了引入特殊的营养益处而生产采用本发明的麸部分的方条 状食品。如指出的那样，主要由部分"A"制成的产品将是膳食纤维的 极好来源。在大麦的情况下，它来自P葡聚糖的可溶性纤维和来自外 层的不溶性纤维的水平(大于75% )将足以帮助降低血清胆固醇(低 密度脂蛋白)高达12%，根据日消费单一的IOO克方条状食品。大麦 麸"B"部分提供高蛋白质(20 - 25 %)和良好水平的纤维(小于40 % )。基于"B，，部分的方条状食品将帮助调节糖尿病患者的血糖水平。 "C"部分将是蛋白质含量高(18-20% )而纤维含量低(小于20% )。 这将是食物替代产品中的极好的成分。它也可以用于年轻人和运动员 用的营养增补剂。此外，有了全数的维生素和矿物质，这些方条状食 品可以充当用于救究或用于人道主义食品援助的救急食品来源。
图6提供了一张图表，确定了采用本发明的麸部分连同其它产品 的三种不同的方条状食品和可能的配方。在每种情况下，所述配方包 括含在本发明大麦麸部分中的一种或多种之内的主要生物活性组分。 所述方条状食品配方还包括所述小麦麸部分中的一种或多种作为复合 糖增补剂。其它组分包括维生素和矿物质增补剂(任选的)、脂质增 补剂、碳水化合物增补剂和蛋白质增补剂。已经为图6中指出的具体 营养作用设计了这些方条状食品配方。如果需要其它作用，采用本发 明麸部分作为主要成分的不同配方也是可能的。
通过本发明生产的麸部分具有作为人类食品的价值，所述人类食
品一般是饲料价值的5至6倍。这三个部分的总收得率是清洁大麦或 小麦重量的大约10%。
虽然在此详细描述了本发明的各种实施方案，本领域技术人员能 够理解的是，在不背离本发明的实质或所附权利要求书的范围的情况 下，可以对它们4故出各种改变。
权利要求
1.用于将具有包在外麸中的胚乳和胚芽的粮谷分离成具有所需生物活性组分的不同部分的方法，其中所述外麸包含一系列具有不同的化学和物理性质的单独的层，所述方法包含(a)选择清洁、干燥的粮谷的一个或多个栽培种，所述粮谷选自小麦、大麦、燕麦和黑麦，所述栽培种在外麸层的一层或多层中具有浓度适合用作营养品的所需生物活性组分，所述生物活性组分选自抗氧化剂、复合酚类、木脂素类、类黄酮、维生素、矿物质、纤维、蛋白质和其它营养物；(b)用约1-3重量％的水调节选定的干燥清洁栽培种；(c)然后，在水分已经仅仅渗透通过外麸的纤维层而没有使外麸各层融和在一起之后，将调节过的栽培种进料到一个或多个机器中，在所述机器中，调节过的栽培种的粒被一起剧烈地研磨以脱除外麸的纤维层下至种皮层，其中被脱除的纤维层的可溶性和不溶性纤维含量高；(d)通过吸风从所述处理过的栽培种分离和收集被脱除的纤维层，并且将被脱除的纤维层干燥和过筛；(e)然后，将外麸纤维层已经被脱除的调节过的栽培种进料到一个或多个机器，在所述机器中，调节过的栽培种的粒在磨石上摩擦以脱除粘附外麸的残留内层；(f)通过吸风将从处理过的栽培种得到的被脱除内层分离和收集成两个麸部分，即，具有小于40％的纤维含量和20至25％的蛋白质含量的第一麸部分和具有小于20％纤维的第二麸部分。
2. 权利要求1的方法，它包括处理外麸各层已被脱除的栽培种 以产生高蛋白质低纤维谷粉的步骤，所述谷粉适合于选自下组的用途 发酵生产乙醇、制备水产养殖饲料和用作食品中的成分。
3. 权利要求1或2的方法，其中所述粮谷是大麦。
4. 权利要求3的方法，其中所述大麦栽培种在外麸的纤维层中 具有15至30%的P葡聚糖含量。
5. 权利要求3或4的方法，其中所述大麦栽培种选自下组CDC Fibar, —种两棱蜡质无壳大麦品种；CDC Alamo， 一种两棱蜡质无壳 大麦；Merlin， 一种蜡质两棱化无壳大麦；Waxbar， 一种两棱化去壳 大麦；WB Salute， 一种两棱去壳、蜡质、高P葡聚糖大麦；和CDC McGwire, —种两棱无壳大麦。
6. 权利要求1或2的方法，其中所述粮谷是小麦。
7. 权利要求6的方法，其中所述小麦栽培种选自下组加拿大 红色春小麦， 一种确定为ID- 629的蜡质小麦品种， 一种确定为ID -630的蜡质小麦品种和硬质小麦，其中被脱除并分离的麸层具有显 著量的不溶性纤维和显著量的类黄酮。
8. 权利要求7的方法，其中被脱除的麸层的蛋白质品质在营养上 优于小麦胚乳的面筋。
9. 通过权利要求1至5任一项的方法生产的高纤维组合物，它 包含栽培种的麸层的表皮、真皮、模细胞和粉管细胞层，所述栽培种 在外麸层的一层或多层中具有浓度适合用作营养品的所需生物活性组 分，所述生物活性组分选自抗氧化剂、复合酚类、木脂素类、类黄酮、 维生素、矿物质、纤维、蛋白质和其它营养物。
10. 权利要求9的高纤维组合物，它包含大麦栽培种的一个或多 个外麸层并且可溶性和不溶性纤维含量大于75重量％且蛋白质含量 小于18重量％。
11. 权利要求10的高纤维组合物，其中所述大麦栽培种选自下 组CDC Fibar， 一种两棱蜡质无壳大麦品种；CDC Alamo， 一种两棱 蜡质无壳大麦；Merlin, —种蜡质两棱化无壳大麦；Waxbar， 一种两 棱化去壳大麦；WB Salute， 一种两棱去壳、蜡质、高P葡聚糖大麦； 和CDC McGwire, —种两棱无壳大麦。
12. 通过权利要求1至5任一项的方法生产的组合物，它包含栽 培种的内麸层，所述栽培种在外麸层的一层或多层中具有浓度适合用 作营养品的所需生物活性组分，所述生物活性组分选自抗氧化剂、复 合酚类、木脂素类、类黄酮、维生素、矿物质、纤维、蛋白质和其它 营养物。
13. 权利要求12的组合物，它包含大麦栽培种的一个或多个内 麸层，所述组合物主要由种皮(外种皮)、珠心组织和一些糊粉细胞 组成，而且具有小于40重量％的可溶性和不溶性纤维含量和小于25重量％的蛋白质含量。
14. 权利要求12的组合物，它包含大麦栽培种的一个或多个内 麸层，所述内麸层主要由糊粉细胞层组成而且还可以含有所述种皮和 珠心组织的一部分，所述组合物来自糊粉细胞层的可溶性P葡聚糖含 量高而且具有小于20重量％的可溶性和不溶性纤维含量和小于18-20重量％的蛋白质含量并且具有良好的降血糖指数。
15. 食物替代方条状食品，它具有至多50重量％的一种或多种 组合物作为主要活性成分、0-10%的脂质增补剂、至多50%的碳水 化合物增补剂、至多25 %的复合糖增补剂和0至25 %的蛋白质增补剂， 其中所述组合物选自权利要求9至14任一项的组合物。
16. 权利要求15的食物替代方条状食品，它具有用于降低血清 胆固醇的高可溶性和不溶性纤维以及低糖血指数营养，它包含至多50 %的权利要求10或11的高纤维组合物作为主要活性成分、5至10% 的脂质增补剂、至多50%的碳水化合物增补剂和至多25%的复合糖增 补剂。
17. 权利要求16的食物替代方条状食品，其中所述复合糖增补 剂是通过权利要求6至9的方法生产的一种或多种小麦麸部分。
18. 权利要求15的食物替代方条状食品，具有高蛋白质和高可 溶性纤维并用作免疫系统加强剂和性能增强剂，它包含至多50%的权 利要求12或13的组合物作为主要活性成分、至多50%的碳水化合物 增补剂、至多25%的复合糖增补剂和至多25%的蛋白质增补剂。
19. 权利要求18的食物替代方条状食品，其中所述复合糖增补 剂是通过权利要求6至9的方法生产的一种或多种小麦麸部分。
20. 权利要求15的食物替代方条状食品，它具有平衡的蛋白质 且被用作含有免疫系统加强剂的食物替代产品，它包含作为活性成分的至多25%的权利要求12或13的组合物和至多50%的权利要求12 或14的组合物、至多25%的碳水化合物增补剂、至多25%的复合糖 增补剂和至多10%的蛋白质增补剂。
21.权利要求20的食物替代方条状食品，其中所述复合糖增补 剂是通过权利要求6至8的方法生产的一种或多种小麦麸部分。
全文摘要
本发明涉及分离粮谷的有价值组分并且让该益处得以更充分地利用。本发明的构思最初涉及选择诸如小麦、大麦、燕麦和黑麦之类的粮谷的栽培种，所述栽培种具有在外麸层的一层或多层中浓缩的所需生物活性组分，包括抗氧化剂、复合酚类、木脂素类、类黄酮、维生素、纤维、蛋白质和其它营养物。然后，根据各麸层中所含的所需生物活性组分将外麸层分离成三个部分，所述生物活性组分包括抗氧化剂、复合酚类、木脂素类、类黄酮、维生素、纤维、蛋白质和其它营养物。这使最大益处和价值得以从饮食增补剂、营养品形式或强化食品形式的麸部分获得。
文档编号B02B3/00GK101193707SQ200680020565
公开日2008年6月4日 申请日期2006年4月7日 优先权日2005年4月8日
发明者C·J·芬德雷 申请人:1289620安大略公司