减少食物中丙烯酰胺的方法,含有减量丙烯酰胺的食物的制作方法

专利名称：减少食物中丙烯酰胺的方法,含有减量丙烯酰胺的食物的制作方法
技术领域：
本发明涉及降低食品中丙烯酰胺含量，并涉及含有减量丙烯酰胺的食品。本发明进一步涉及一种商品。
背景技术：
自出现文明以来，含碳水化合物的食物已成为人们饮食中的主要部分。如今，含碳水化合物的食物(如面包、早餐谷类、点心、饼干、曲奇、炸薯条、熟淀粉质蔬菜、塔可饼饼皮以及小吃)被普遍地食用。虽然无数年来上述食物已成为人们饮食的一部分，但研究人员近来才发现，许多这些食物中包含丙烯酰胺。
2002年4月，瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学的研究人员宣布了他们的发现在许多种烹制的食物中产生了丙烯酰胺，一种可能致癌的化合物。丙烯酰胺在老鼠体内具有与食物中其它致癌物类似的致癌能力，但对于人类，其在食物中的相对致癌能力还是未知的。对于丙烯酰胺，只有有限的人口资料，并且这些资料不能证明职业性接触丙烯酰胺有致癌的危险。(FAO/WHO关于食物中丙烯酰胺健康问题的鉴定概要报告；日内瓦，瑞士，2002年6月25至27日)虽然需要进一步研究才能确定人们以通常存在于上述食物中的含量食用丙烯酰胺可产生怎样的健康影响(若存在的话)，但许多消费者对此表示关注。因此，本发明的一个目的是提供降低食品中丙烯酰胺含量的方法。本发明还旨在提供含有减量丙烯酰胺的食品。进一步地讲，本发明旨在提供一种商品，该商品告知消费者食品含有减量或少量的丙烯酰胺。
发明概述在一个方面，本发明提供了一种降低食品中丙烯酰胺含量的方法。在一个实施方案中，该方法包括在加热之前降低食品物料中的天冬酰胺含量。
在另一个方面，本发明提供了降低食品物料中天冬酰胺含量的方法。在一个实施方案中，该方法包括在加热之前从食品物料中提取至少部分天冬酰胺。
在另一个方面，本发明提供了具有减量丙烯酰胺的食品。
在另一个方面，本发明提供了具有减量天冬酰胺的食品物料。
在另一个方面，本发明还提供了一种商品，该制品告知消费者，食品含有减量或少量的丙烯酰胺或天冬酰胺。
所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文献的引用不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。
附图简述

图1.图1列出了所提出的反应机理，根据该机理，丙烯酰胺形成于天冬酰胺和羰基源(如葡萄糖)。R1和R2可以是H、CH3、CH2OH、CH2(CH2)nCH3，或任何其它组成还原糖的组分；n可以是任何小于10的整数。
图2.图2列出了所提出的反应机理，根据该机理，天冬酰胺酶与天冬酰胺发生反应以阻止丙烯酰胺的形成。
图3.图3列出了天冬酰胺和天冬氨酸LC分析的样本色谱图。x轴表示保留时间，y轴表示响应。
发明详述申请者已发现，当被加热时，天冬酰胺(存在于几乎所有生物体系中的天然存在的氨基酸)可产生丙烯酰胺。从而在被加热时，含天冬酰胺越多的食物趋于包含更高含量的丙烯酰胺；当在存在还原糖的情况下加热含天冬酰胺食物时，尤其如此。还已发现，当食物被烹制到较低的最终含水量时，生成的丙烯酰胺较多。
不受理论的限制，据信通过图1中所列的反应机理可在食品中产生丙烯酰胺。据信，游离天冬酰胺的α-氨基与羰基源反应形成席夫碱。加热条件下，该席夫碱加合物脱去羧基形成产物，该产物可以(1)水解形成β-丙氨酸酰胺(加热条件下该化合物可进一步降解形成丙烯酰胺)，或(2)分解形成丙烯酰胺和相应的亚胺。(申请者已发现，环状前体的原子包含丙烯酰胺中的碳原子和氮原子。)因此，申请者已进一步发现，在烹制之前除去至少部分天冬酰胺可减少在加热食物中的丙烯酰胺的形成。当加热含有减量天冬酰胺的上述食物时，形成的丙烯酰胺量也减少了。用溶剂提取是去除天冬酰胺的优选方法。优选的溶剂是水。
A.减少食品中丙烯酰胺的方法在一个方面，本发明提供了减少食品中丙烯酰胺的方法，所述方法包括在最终加热(如，烹制)之前降低食品物料中的天冬酰胺含量。在一个实施方案中，该方法包括在最终加热之前从食品物料中提取至少部分天冬酰胺。在优选的实施方案中，降低食品中丙烯酰胺含量的方法包括(1)提供食品物料，其中所述食品物料包含天冬酰胺；(2)非必须地减小食品物料的粒径；(3)非必须地增加食品物料的细胞膜渗透性；(4)从食品物料中去除至少部分天冬酰胺；和(5)加热食品物料形成最终食品。
在另一个方面，本发明提供减少食品物料中天冬酰胺的方法。在一个实施方案中，该方法包括从食品物料中提取至少部分天冬酰胺。在一个实施方案中，提取包括在溶剂中热烫食品物料。优选的溶剂是水。在优选的实施方案中，降低食品中天冬酰胺含量的方法包括(1)提供食品物料，其中所述食品物料包含天冬酰胺；(2)非必须地减小食品物料的粒径；(3)非必须地增加食品物料的细胞膜渗透性；和
(4)从食品物料中提取天冬酰胺。
1.提供食品物料，其中所述食品物料包含天冬酰胺本文所用术语“食品物料”包括食物制作中所用的任何类型含天冬酰胺可食用物质，包括两种或多种食物的混合物。
2.非必须地减小食品物料的粒径非必须但优选地，可减小食品物料的粒径，尤其是当天冬酰胺的去除包括提取时。提取过程据信是一种扩散控制现象，因此缩短扩散距离可提高提取效率。减小食品物料的粒径减小了扩散距离，从而提高了提取效率。粒径的减小可由任何合适的方法来完成，这些方法包括切割、砍劈、浸软、粉碎、研磨、撕碎、挤压、捣碎，或这些方法的组合。
3.非必须地增加食品物料的细胞膜渗透性将重要组分保持在活细胞内对细胞生存力非常重要。许多细胞使用主动传送来将细胞内重要组分的浓度保持在比渗透所允许的浓度更高的水平。由于这个原理，从细胞中提取某些组分是困难的。不受理论的限制，据信天冬酰胺处于食品物料的细胞结构内；这使得天冬酰胺不易适用于提取。申请者已发现通过改变细胞膜结构来提高渗透性可大大提高天冬酰胺的提取效率。
可用任何合适的方法来改变食品物料的细胞膜以提高天冬酰胺的提取，所述方法包括，但不限于，加热(如，对流、辐射、微波、红外)、渗透压变化、改变细胞环境的pH、用一种或多种酶处理(例如，纤维素降解酶如纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、或它们的混合物)、冻融循环、其它细胞膜破碎方法(如，超声破碎)、或它们的组合。
在一个优选的实施方案中，使用热烫来改变细胞膜。热烫过程中，可用各种方式来影响细胞的渗透性。例如，可扩大细胞的内容物(如，由于淀粉胶凝作用)，引起细胞膜破裂。此外，加热可使细胞膜蛋白质变性，导致细胞泄漏。这会导致天冬酰胺的提取效率提高。
4.从食品物料中去除至少部分天冬酰胺从食品物料中去除至少部分天冬酰胺。优选地，食品物料中天冬酰胺的含量降低了至少约10％，优选至少约30％，更优选至少约50％，还更优选至少约70％，甚至更优选至少约90％。
可使用任何去除天冬酰胺的合适方法。去除天冬酰胺的优选方法包括提取。本文所用的提取包括任何将食品物料与溶剂接触以去除部分天冬酰胺的方法。任何可溶解天冬酰胺的溶剂可用于提取(例如，任何可溶解天冬酰胺的食品级溶剂、酸或碱)，然而优选的溶剂是水。水是天冬酰胺提取的理想溶剂有几个原因(1)天冬酰胺非常易溶解于水；(2)水非常廉价；和(3)水通常被认为是安全的。
可使用任何合适的提取方法。例如，提取可包括如浸泡、浸提、洗涤、漂洗、主浸浴等方法，或这些方法的组合。
优选地，提取过程在溶剂为液体并且食品物料的物理属性(如，对最终食品影响较大的那些)不会被不利影响的温度下进行。当水被用作溶剂时，温度下限典型为约0℃；然而如果使用盐或共溶剂(或某些其它获得凝固点降低的方法)来降低凝固点时，下限可低于0℃。温度上限典型为低于蛋白质的变性温度，例如，低于约170°F(77℃)。在一个实施方案中，提取温度为约5℃至约70℃，优选为约10℃至约60℃。
提取过程中，不仅可除去天冬酰胺，而且还可除去各种其它溶剂可溶解(如，水溶性)组分。因为许多这些溶剂可溶解的组分可包含风味剂化合物，所以提取可能对最终食品的风味有负面影响。申请人已发现，使用主浸浴提取方法可最小化从食品物料中去除其它溶剂可溶解组分，包括风味剂化合物。
主浸浴提取方法可使用主浸浴来从食品物料中选择性地提取一个或多个组分，而对其它组分的浓度无不利影响。用含溶剂的浸浴液接连提取几批食品物料来建立一个主浸浴液以建立或接近用溶剂提取的食品物料中一个或多个可提取组分的平衡。这些组分可使用任何合适的方法选择性地从溶剂中分离或除去。剩余的可溶解组分与食品物料建立或接近平衡。接连着，用确定的浸浴液来处理另一批或几批食品物料。这导致选择性去除所述组分，而对其它组合的浓度无不利影响。每批食品物料处理完后，可加入补充的溶剂以保持浴液恒容。
只要主浸浴液建立后，连续的几批食品物料可用批量、半批量或连续方式(如，逆流连续方法，其中食物沿一个方向泵入而溶剂沿相反方向泵入)提取。
在本发明中，可使用主浸浴来从食品物料中选择性地除去天冬酰胺。可用各种方式实施主浸浴方法来从溶剂中除去天冬酰胺。例如，这些方式可包括将天冬酰胺变换酶加入主浸浴的溶剂中，将溶剂抽吸通过固定有天冬酰胺变换酶的柱，或将溶剂抽吸通过包含对天冬酰胺具有选择性(如，包含对天冬酰胺具有特异性的受体位点)的吸附剂柱。
在一个实施方案中，将一种天冬酰胺变换酶加入到主浸浴液中以选择性地除去天冬酰胺。本文所用的“天冬酰胺变换酶”或“酶”包括任何能够改变天冬酰胺化学结构的酶。例如，具有天冬酰胺变换功能的脱酰胺酶包括在这些术语中。本文所用术语“天冬酰胺变换酶”和“酶”包括一种或多种酶；例如，该术语包括两种或多种酶的混合物。
在一个优选的实施方案中，天冬酰胺变换酶是能够水解游离天冬酰胺的酰胺基的酶。用于本文的优选酶是天冬酰胺酶。天冬酰胺酶的优选来源为Sigma-Aldrich，目录号为#A2925。不受理论的限制，据信加入这种酶可使天冬酰胺的侧链降解；这样做时，酰胺键被水解，并且天冬酰胺转变成天冬氨酸。该反应机理列于图2中。
当主浸浴中的酶将天冬酰胺转变成天冬氨酸时，这对后来加入的几批食品物料的附加天冬酰胺提取产生了驱动力。可提取物质与食品物料平衡使得其它除天冬酰胺以外的可溶解食品物料组分不被提取出来，而天冬酰胺继续反应并被酶转化。形成于天冬酰胺的天冬氨酸浸回到食品物料中并达到平衡。每批食品物料处理完后加入补充的溶剂和/或含酶溶液，以补偿被上一批食品物料带走的溶液；这使得主浸浴保持恒容。
酶是按照活性单位来销售的，而不是按照重量或体积。因此，获得期望的最终食品丙烯酰胺减少量所需酶的有效量将取决于所用具体酶产品的活性。
加入酶的量取决于天冬酰胺的减少量，以及由此所期望的丙烯酰胺的减少量。加入酶的量还取决于食品物料中含有的天冬酰胺量；含有较多天冬酰胺的食品物料，通常需要增加酶的量或增加反应时间，以达到相同的丙烯酰胺的减少量。加入酶的量还取决于所用的具体酶(例如，具体的酶降解天冬酰胺的能力)和所处理的具体食品物料。本领域的技术人员将能够依据具体的食品物料、具体的酶、酶的具体活性和期望的结果，决定酶的有效量。
当酶已反应至所需程度后，非必须地使其钝化或从食品物料中除去。当使用可安全食用的酶(如天然存在和存在于普通食物中)时，可选择不将酶钝化或除去。可供选择地，可使用任何合适的钝化酶方法使酶失活。例如，通过利用热、pH调节、用蛋白酶处理，或它们的组合，可使酶失活。而且，可使用任何合适的方法将酶从食品物料中除去，该方法包括但不限于提取。酶可被钝化、除去或进行钝化和除去的组合。
在另一个实施方案中，不直接将天冬酰胺变换酶加入到主浸浴液中，而是将浸浴液中的提取物抽吸通过固定有天冬酰胺变换酶的床或柱(所述酶可吸附或化学键合到底物(优选为惰性底物，如柱中的塑料片或小珠)或中空膜管的壁上)。这种方法的主要优点是游离酶不直接接触食品物料，否则食品物料会从主浸浴液中带走部分酶，从而需要补充酶。将酶固定可减小或消除补充昂贵的酶的费用。这个实施方案还有使其它溶剂可溶解组分从食品物料中除去最少的优点。
在另一个实施方案中，来自确定的主浸浴液中的溶剂液流被送至包含中空纤维膜(如美国专利5,869,297中公开的那些)、透析材料或尺寸排除材料(如，沸石)的柱中，该尺寸排除材料允许天冬酰胺分子或其它相等或更小尺寸的分子从液流中扩散出来。最终效果是从食品物料中选择性去除天冬酰胺，达到所需的丙烯酰胺减少量，而不会不利地减少最终食品的风味。
在另一个实施方案中，提取物的液流被送到包含选择性吸收天冬酰胺的吸附剂的柱中。合适的吸附剂可包括，但不限于，分子筛、沸石、环糊精、粘土、硅藻土、二氧化硅(如，诸如Florisil的硅酸镁类)、离子交换树脂(阴离子或阳离子或混合树脂，如Amberlite)、或它们的组合。最终效果是从食品物料中选择性去除天冬酰胺，达到所需的丙烯酰胺减少量，而不会不利地减少最终食品的风味。
在另一个实施方案中，提取物的液流被送至包含天冬酰胺特异性吸收剂的柱中，该吸收剂包含对天冬酰胺具有特异性的受体位点。这种方法的最终效果是从食品物料中选择性去除天冬酰胺，达到所需的丙烯酰胺减少量，而不会不利地减少最终食品的风味。
尽管上述的各个实施方案都用柱的方法来描述，但是应当理解，这些实施方案也可以用任何其它合适的方式来实现，如流化床、工业规模的连续液相色谱法(例如，比如公布于1980年7月1日授予Logan等人的美国专利4,210,594中所述的那种方法)，或以批量方式，其中将吸收剂加入液流中然后将吸收剂从液流中分离出来。
此外，尽管上述实施方案描述了用主浸浴处理食品物料来除去天冬酰胺的批量方法，但是应当理解，食品物料和溶剂可用半批量或连续方式(如逆流连续方法，其中食品物料沿一个方向泵入而溶剂沿相反方向泵入)来接触。另外，食品物料还可以是柱中的床层，而将溶剂泵送通过该柱。
5.加热食品物料形成最终的食品然后可以通常方式加热食品物料，如烘烤、油炸、挤压、烘干(如，借助真空烘箱或滚筒式干燥器)、膨化或微波。在酶接触食品物料的实施方案中，加热过程中可能使酶钝化，因此非必须的钝化步骤和加热(如，烹制)步骤可同时进行。经由烹制进行的加热处理可使酶变性和钝化，使得食品物料不再具有持续的酶活性。而且在加热步骤中，给予至少一部分时间，使酶进行反应。
本文所用的“最终食品”包括，但不限于，可以食用的食物和用作制作其它食物的成分的食物。
优选地，最终食品中丙烯酰胺的含量降低了至少约10％，优选至少约30％，更优选至少约50％、还更优选至少约70％、且甚至更优选至少约90％。
B.实施所述方法的方式可以任何合适的方式来实施本发明。例如，可以分批、半分批或连续的方式来实施本发明的方法。
C.含有减量丙烯酰胺的食品本文的方法可被应用于生产任何合适的食品，包括，但不限于，制作时加热的含碳水化合物食物，尤其是低水分食物(如，少于约10％的水分)。例如，可使用该方法降低存在于马铃薯泥、马铃薯片、加工小吃、炸薯条、早餐谷类、面包、曲奇、饼干、蛋糕、比萨饼皮、咸脆卷饼、薯饼、薯丝球、玉米粉圆饼和塔可饼饼皮中的丙烯酰胺含量。
在一个实施方案中，油炸加工薯片的丙烯酰胺含量小于约400ppb，优选小于约300ppb，更优选小于约200ppb，还更优选小于约50ppb，甚至更优选小于约10ppb。
在另一个实施方案中，油炸马铃薯片的丙烯酰胺含量小于约40ppb，优选小于约30ppb，更优选小于约20ppb，甚至更优选小于约10ppb，最优选小于约5ppb。
在另一个实施方案中，由切削马铃薯制成的炸薯条的丙烯酰胺含量小于约40ppb，优选小于约30ppb，更优选小于约20ppb，最优选小于约10ppb。
在另一个实施方案中，玉米小吃的丙烯酰胺含量小于约75ppb，优选小于约50ppb，更优选小于约10ppb。
尽管本文的方法通常将用优选的脱水马铃薯制品、加工炸薯条、马铃薯片、炸薯条和玉米小吃来描述，但本领域的技术人员应当理解，本文方法可应用于任何合适的产品。非限制性实施例包括饼干、面包(如黑麦、小麦、燕麦、马铃薯、白色全谷物制品、杂面粉、大麦饼，麻花状面包、小圆面包、卷状面包、比塔饼、无酵饼、意大利香草面包、烤脆的面包片、双烤面包片、油煎面包块、软松饼、软和硬面包棒、加热即食型面包)、焗蛋糕、曲奇、丹麦酥皮饼、羊角面包、果馅饼、派皮、馅饼皮、松饼、巧克力蛋糕、长方形蛋糕、油炸圈饼、点心(如椒盐卷饼、墨西哥玉米片、玉米片、薯片、加工小吃、加工薯片、挤制点心、挤制填充点心、随身干粮、格兰诺拉麦片、什锦点心、油炸马铃薯丝)、面粉、玉米粉、混合料(如蛋糕混合料、饼干混合料、核仁巧克力饼混合料、面包混合料、薄烤饼混合料、薄煎饼混合料、奶油面糊混合料、比萨饼面团)，冷冻生面团(如饼干、面包、面包棒、羊角面包、餐包、比萨饼面团、曲奇、丹麦酥皮饼、巧克力蛋糕、派皮)、冷冻食品(如派皮、馅饼、果馅饼、卷饼、比萨饼、食物的皮、蛋糕、薯条、薯饼、涂面包屑后烹制的食品如鸡和鱼、涂面包屑后烹制的蔬菜)、百吉饼、谷类早餐、点心、薯条、蔬菜(如干燥的、烤的、烘的、煎的、炸的、真空干燥的)、塔可饼饼皮、薯饼、马铃薯泥、烤面包片、烤三明治、面粉和玉米粉圆饼、薄煎饼、薄烤饼、蛋奶烘饼、奶油面糊、比萨饼皮、稻米、基于坚果的食物(如花生酱、含有切碎坚果的食物)、水果(如干燥的、烤的、烘的、煎的、炸的、真空干燥的、烘焙的、果子冻、馅饼夹心、烧过的、葡萄干、蔓越橘、樱桃)、油炸煎果、酒精饮料(如啤酒和麦芽酒)、含有炒可可豆的食品(如狗饲料、猫饲料、雪貂饲料、豚鼠饲料、沙鼠饲料、仓鼠饲料、鸟饲料、骆驼饲料、鸵鸟饲料、鸸鹋饲料、牛饲料、鹿饲料、麋鹿饲料、水牛饲料、兔饲料、鼠饲料、鼠饲料、鸡饲料、火鸡饲料、猪饲料、马饲料、山羊饲料、绵羊饲料、猴子饲料、鱼饲料)。
1.含有减量天冬酰胺和丙烯酰胺的脱水马铃薯制品可使用本发明通过降低食品物料中的天冬酰胺含量来制作含有减量丙烯酰胺的脱水马铃薯制品。下面将阐述制作上述脱水马铃薯制品的优选方法，但本发明不限于这个具体的实施方案。虽然下面详细阐述的这个实施方案描述了在煮熟的马铃薯烘干之前提取天冬酰胺，但应当理解，酶天冬酰胺的提取可在任何适于制作脱水马铃薯制品方法的任何合适步骤中完成。例如，可以在烹制前、烹制后、粉碎前、粉碎后，或制成最终脱水马铃薯制品前的任何其它合适加工步骤中进行天冬酰胺的提取。本文方法还可结合本领域已知的任何适于制作脱水马铃薯制品的方法一起实施，如阐述于“Potato Processing”，第4版，Talburt和Smith编辑，AVI Books，Van NostrandReinhold Co.，New York，1987年，[下文中为“PotatoProcessing”])第535页至646页的那些。
在优选的实施方案中，依照下列方法可制作脱水马铃薯制品，如马铃薯片、马铃薯饼或马铃薯粒。通常，该方法包括(1)提供马铃薯；(2)非必须地减小马铃薯的粒径；(3)非必须地增加马铃薯的细胞膜渗透性；(4)蒸煮马铃薯；(5)从马铃薯中提取天冬酰胺；(6)用马铃薯制成湿马铃薯泥；和(7)将湿马铃薯泥干燥形成脱水马铃薯制品。
应当理解，虽然提取步骤在上述实施方案中被列为步骤(5)，但是提取步骤可在本方法的任何其它合适步骤中完成。在另一个实施方案中，制作脱水马铃薯制品的方法包括(1)提供马铃薯；(2)非必须地减小马铃薯的粒径；(3)非必须地增加马铃薯的细胞膜渗透性；(4)蒸煮马铃薯；(5)用马铃薯制成湿马铃薯泥；(6)将湿马铃薯泥干燥形成脱水马铃薯制品；和(7)从马铃薯中提取天冬酰胺，其中所述提取在上述步骤1至6
中的任何一个之前、之中或之后完成。
应当理解，上述步骤1至6可按任意合适的顺序进行。
可使用任何合适的马铃薯(如用于制作常规的马铃薯片、饼或粒的那些)来制作本文的脱水马铃薯制品。优选地，可采用，例如，但不限于，Norchip、Norgold、Russet Burbank、Lady Rosetta、Norkotah、Sebago、Bintje、Aurora、Saturna、Kinnebec、IdahoRusset、Altura、Russet Norkotah、Atlantic、Shepody、Asterix和Mentor等品种的马铃薯来制作脱水马铃薯制品。
含有小于约5％还原糖(以脱水马铃薯为基准计算)，优选小于约3％，更优选小于约2％的马铃薯为优选的。例如，含有低含量还原糖(即小于1.5％)的马铃薯对于制作用于制作油炸马铃薯小吃的脱水马铃薯制品尤其优选。
将马铃薯经过蒸煮使其软化以便捣成泥。马铃薯可削皮、局部削皮或不削皮。蒸煮前马铃薯可以是完整的，或可切成任意大小的薄片。蒸煮操作可以是将马铃薯软化以将其捣成泥的任何加热或其它类型的烹饪方法。例如，可通过将马铃薯浸没在水或蒸汽中来蒸煮。
例如，典型地，平均厚度为约0.95cm(3/8英寸)至约1.27cm(1/2英寸)的马铃薯片可用温度为约200°F(93℃)至约250°F(121℃)的蒸汽蒸煮约12分钟至约45分钟，更具体地讲约14分钟至约18分钟。典型地，切成丝状的马铃薯片可用温度为约200°F(93℃)至约250°F(121℃)的蒸汽蒸煮7分钟至约18分钟，更具体地讲为约9分钟至约12分钟，以达到所需的硬度。
煮熟的马铃薯(如，煮熟的马铃薯片)中的天冬酰胺可用水提取。非必须地，煮熟的马铃薯片的尺寸可用上述各种方法来减小以便于进行提取处理。煮熟的马铃薯可通过浸泡在水中达预定的一段时间来提取。提取时间可从几分钟到几小时，这取决于所需的天冬酰胺减小量。典型的提取时间为约30分钟至约4小时。提取阶段过后，将马铃薯从提取溶液中分离出来。这可用任何合适的方法(如，过滤、离心或滗析)来完成。
提取处理后，提取后的马铃薯粉碎可通过任何合适的方法来完成，这些方法例如但不限于碾碎、捣碎、切碎或它们的组合，以形成湿马铃薯泥。
可将非必须成分加入并混入湿马铃薯泥中。上述非必须成分可包括淀粉。淀粉可包括，但不限于，任何合适的天然淀粉或改性淀粉，包括加入到或加回到马铃薯泥中的任何干马铃薯制品。还非必须地向湿马铃薯泥中加入乳化剂作为加工助剂。
形成马铃薯泥后，可如下所述进一步将其干燥和加工形成脱水马铃薯制品。这些脱水马铃薯制品可以呈任何形状，例如，但不限于，小薄片、饼状、颗粒、团块、薄片、碎片、小片、细粉或微粒。可供选择地，湿马铃薯泥可用于制作这些产品例如，但不限于，马铃薯泥、马铃薯小馅饼、马铃薯烤饼和马铃薯小吃(如压炸薯条、马铃薯条和薯片)。例如，可使用湿马铃薯泥来制作压炸薯条，如1963年4月9日公布的授予Backinger等人的美国专利3,085,020中所描述的那些。
可采用任何利用马铃薯泥制作上述脱水马铃薯制品的合适方法(例如本领域已知的那些方法)并且可使用任何合适的设备。例如，可依据已知方法将马铃薯泥干燥制成片状，该已知方法例如下述专利中所述的那些方法2000年5月23日公布的授予Villagran等人的美国专利6,066,353、以及1956年8月19日公布的授予Cording等人的美国专利2,759,832、和1957年2月5日公布的授予Willard等人的美国专利2,780,552。可按照2001年9月11日公布的授予Villagran等人的美国专利6,287,622中所阐述的方法，将马铃薯泥干燥制成饼状。按照1975年11月4日公布的授予Purves等人的美国专利3,917,866中所述的方法，或用其它已知的方法(如1949年12月6日公布的授予Greene等人的美国专利2,490,431中所述的那些)，通过加工所述的马铃薯泥可制成粒状。合适的干燥器可选自那些熟知的干燥装置，包括但不限于，流化床干燥器、刮壁式热交换器、滚筒式干燥器、冷冻干燥器和气升干燥器等。
优选的干燥方法包括那些降低总热量输入的方法。例如，当制作脱水马铃薯片时，冷冻干燥、滚筒式干燥、共振或脉冲式流动干燥、红外干燥或它们的组合是优选的；当制作脱水马铃薯粒时，气升干燥、流化床干燥或它们的组合是优选的。
虽然本文的脱水马铃薯制品主要用马铃薯片来描述，但是对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的马铃薯泥可被脱水制成任何所需的源自马铃薯泥的脱水马铃薯制品。
滚筒式干燥(例如使用通常用于马铃薯制品工业的滚筒式干燥器)是将马铃薯泥干燥形成薄片的优选方法。优选的方法利用单滚筒干燥器，其中将湿马铃薯泥以薄片状涂抹在滚筒上，薄片的厚度为约0.005″至约0.1″，优选约0.005″至约0.05″，更优选约0.01″。典型地，当使用滚筒式干燥器时，通过传送手段将马铃薯泥加至滚筒的上表面上。小直径未加热的轧辊逐渐地将新鲜的马铃薯泥涂敷在已经在滚筒上的部分上，由此形成具有预定厚度的片或层。小轧辊的圆周速度与滚筒的圆周速度相同。马铃薯泥层沿着滚筒的一部分圆周转动后，刮片将干燥的薄片从滚筒上剥落从而取下干燥的薄片。典型情况下，通过将包含在滚筒内的蒸汽增压至约483kPa(70磅/平方英寸)至约965kPa(140磅/平方英寸)来将滚筒式干燥器自身加热至约250°F(121℃)至约375°F(191℃)，优选约310°F(154℃)至约350°F(177℃)，更优选约320°F(160℃)至约333°F(167℃)的温度。为获得最佳结果，适当控制干燥器滚筒的转速及其内部温度，以便获得水分含量为约5％至约14％，优选约5％至约12％的最终产品。典型地，约9秒/转至约25秒/转，优选约11秒/转至约20秒/转的转速(秒/转)是足够的。
一旦湿马铃薯泥被制成薄片并干燥后，就可将所得马铃薯片的干燥薄片破碎成较小的片(如果需要的话)。这些较小的片可以为任何所需尺寸。可使用任何能将淀粉和马铃薯细胞损害减至最小的破碎薄片方法，例如压碎、磨碎、扎碎、切割或粉碎。例如，可用UrschelLaboratories，Inc.(Valparaiso，Indiana)生产的UrschelComitro来粉碎薄片以使薄片破碎。可供选择地，这片马铃薯片可保持完整。如本文所用，完整一张马铃薯片和较小的片状部分都包括在术语“马铃薯片”中。
2.由含有减量丙烯酰胺和天冬酰胺的脱水马铃薯制品制成的食品含有减量丙烯酰胺和天冬酰胺的脱水马铃薯制品可用于制作任何合适的食品。脱水马铃薯制品的一种特别优选的用途是制作由生面团制成的加工薯片。上述加工薯片的实施例包括描述于1976年12月21日公布的授予Liepa的美国专利3,998,975、1995年11月7日公布的授予Villagran等人的美国专利5,464,642、1995年11月7日公布的授予Lodge的美国专利5,464,643和Dawes等人于1996年1月25日以WO 96/01572公布的PCT申请PCT/US95/07610中的那些。
脱水马铃薯制品还可再水化，并用于制作食品，例如马铃薯泥、马铃薯馅饼、马铃薯薄烤饼和其它马铃薯小吃，例如压炸薯条和马铃薯条。例如，可使用脱水马铃薯制品制作压炸马铃薯制品，例如描述于1963年4月9日公布的授予Backinger等人的美国专利3,085,020和1976年10月18日公布的授予Cremer的美国专利3,987,210中的那些。脱水马铃薯制品还可用于面包、勾芡肉汤、调味料、婴儿食品或任何其它合适的食品中。
3.含有减量丙烯酰胺的马铃薯片可使用本发明来制作含有减量丙烯酰胺的马铃薯片。下面将阐述制作上述马铃薯片制品的优选方法，但本发明不限于这个具体的实施方案。制作马铃薯片的典型方法阐述于“Potato Processing”，第371页至489页。
在一个优选实施方案中，本发明提供了降低马铃薯片中丙烯酰胺含量的方法，该方法包括(1)非必须地剥去马铃薯皮；(2)非必须地洗涤马铃薯；
(3)将马铃薯切片制成马铃薯薄片；(4)非必须地漂洗马铃薯薄片；(5)非必须地热烫马铃薯薄片；(6)提取马铃薯薄片以降低天冬酰胺含量；(7)非必须地干燥马铃薯薄片；(8)油炸马铃薯薄片，制成马铃薯片。
最优选地，马铃薯薄片在进行天冬酰胺提取之前热烫。虽然以上描述了在上述第(6)步提取天冬酰胺，但是应当理解，提取可在本方法的任何适宜步骤中进行。在另一个实施方案中，降低马铃薯片中丙烯酰胺含量的方法包括(1)非必须地剥去马铃薯皮；(2)非必须地洗涤马铃薯；(3)马铃薯切片制成马铃薯薄片；(4)非必须地漂洗马铃薯薄片；(5)非必须地热烫马铃薯薄片；(6)非必须地干燥马铃薯薄片；(7)油炸马铃薯薄片，制成马铃薯片。
(8)提取马铃薯薄片以降低天冬酰胺含量，其中所述提取在上述步骤1至7中的任何一个之前、之中或之后完成。
应当理解，上述步骤1至7可按任何合适的顺序进行。
提取步骤可用任何合适方法完成。优选的方法可包括浸泡、用主浸浴提取和漂洗。
在一个实施方案中，厚度为约0.5mm至约1.5mm的马铃薯薄片被用于制作马铃薯片。热烫薄片，在水中加热到约54℃(130°F)至约77℃(170°F)约15秒至约3分钟。热烫后的薄片非必须地冷却。然后将热烫后的薄片泡在水中约15分钟至约4小时来提取之。提取可在一个或多个提取步骤中完成。所得马铃薯薄片的天冬酰胺含量降低。然后在油炸制成马铃薯片之前将马铃薯薄片非必须地干燥。
依照本发明方法制作的马铃薯片的丙烯酰胺含量小于约40ppb，优选小于约30ppb，更优选小于约20ppb，甚至更优选小于约10ppb，最优选小于约5ppb。
4.炸薯条可使用本发明来制作含有减量丙烯酰胺的炸薯条。下面将阐述制作上述炸薯条的优选方法，但本发明不限于这个具体的实施方案。例如，可在本领域已知的制作炸薯条方法的任何适宜加工步骤中进行天冬酰胺提取，例如阐述于“Potato Processing”第491页至534页中的那些，或描述于美国专利6,001,411和6,013,296中的那些方法。
在一个优选的实施方案中，本发明提供了降低炸薯条中丙烯酰胺含量的方法，该方法包括(1)非必须地剥去马铃薯皮；(2)非必须地洗涤马铃薯；(3)削切马铃薯制成马铃薯条；(4)非必须地漂洗马铃薯条；(5)非必须地热烫或非必须地半油炸马铃薯条；(6)非必须地冷却马铃薯条；(7)从马铃薯条中提取天冬酰胺；(8)非必须地干燥马铃薯条；(9)非必须地给马铃薯条裹上面衣；和(10)半油炸马铃薯条，制成半成品炸薯条。
最优选地，马铃薯条在进行天冬酰胺提取之前热烫。虽然以上描述了在上述第(7)步提取天冬酰胺，但应当理解，提取可在本方法的任何适宜步骤中进行。在另一个实施方案中，降低炸薯条中丙烯酰胺含量的方法包括(1)非必须地剥去马铃薯皮；(2)非必须地洗涤马铃薯；(3)削切马铃薯制成马铃薯条；(4)非必须地漂洗马铃薯条；
(5)非必须地热烫或非必须地半油炸马铃薯条；(6)非必须地冷却马铃薯条；(7)非必须地干燥马铃薯条；(8)非必须地给马铃薯条裹上面衣；(9)半油炸马铃薯条，制成半成品炸薯条；和(10)从马铃薯条中提取天冬酰胺，其中所述提取在上述步骤1至9中的任何一个之前、之中或之后进行。
应当理解上述步骤1至9可按任何合适的顺序进行。
提取步骤可用任何合适方法完成。优选的方法可包括浸泡、用主浸浴提取和漂洗。
然后，将半成品炸薯条冷冻、包装和贮存以便以后油炸，制成成品炸薯条。本文所用术语“马铃薯条”是足够广义的，包括任何合适形状的马铃薯，如马铃薯块、华夫炸薯条、卷曲炸薯条、马铃薯块、薯饼、粗薯条、马铃薯皮或任何其它马铃薯部分。
最优选地，马铃薯条在天冬酰胺被提取之前热烫。如果需要给炸薯条裹上面衣，可使用合适的面衣材料(如淀粉或包括一种或多种淀粉的材料混合物)在半油炸之前裹在马铃薯条上。
由本发明的半成品炸薯条制成的炸薯条的丙烯酰胺含量小于约40ppb，优选小于约30ppb，更优选小于约20ppb，最优选小于约10ppb。
5.玉米小吃在另一个实施方案中，玉米小吃的丙烯酰胺含量可小于约75ppb，优选小于约50ppb，更优选小于约10ppb。优选的玉米小吃包括墨西哥玉米片和玉米片。尽管本文的方法通常用优选的墨西哥玉米片来描述，但应当理解，该方法可用于制作任何合适的玉米小吃。
墨西哥玉米片是特别受欢迎的消费小吃制品。传统上，墨西哥玉米片是由整粒玉米制成的，其中该整粒玉米已在热石灰水中蒸煮了约5至约50分钟，然后浸渍过夜。这种蒸煮-浸渍方法可软化外壳，并且可使玉米胚乳中的淀粉部分胶质化。然后，洗涤这种蒸煮-浸渍过的玉米(称为“nixtamal”)除去外壳，并研磨制成可塑性面团(称作“面团”)，其包含约50％的水分。将刚磨好的面团制成片状，切成点心坯，并在约302℃(575°F)至600°F(302℃ to316℃)的温度下烘烤约15至约30秒，以将含水量减少至约20％至约35％。然后将烘烤过的点心坯在热油中煎炸制成含水量小于约3％的墨西哥玉米片。参见，例如，1958年11月1日公布的授予Anderson等人的美国专利2,905,559和1972年9月12日公布的授予Amadon等人的美国专利3,690,895，以及“CornChemistryand Technology”(American Association of CerealChemists，Stanley A.Watson等人编)第410页至420页(1987年)。
还可由干面团粉制作墨西哥玉米片。在典型的制作上述干面团粉的过程中，例如1955年3月1日公布的授予de Sollano等人的美国专利2,704,257和1968年2月20日公布的授予Gonzales等人的美国专利3,369,908中所描述的那些，将用石灰处理过的玉米研磨并脱水形成稳定态。之后，可用水将干面团粉再水化制成面团面团，然后用该面团面团制作墨西哥玉米片，如Zimmerman等人在2001年12月6日公布的WO 01/91581中所描述的那些。
在一个实施方案中，可用下列方法制作玉米小吃，该方法包括(1)提供生面团，其中所述生面团包括具有减量天冬酰胺的面团；(2)由生面团制成点心坯；和(3)烹制点心坯，制成玉米小吃。
在另一个实施方案中，可用下列方法制作玉米小吃，该方法包括(1)非必须地热烫玉米；(2)提取玉米以形成天冬酰胺减量的玉米；(3)用玉米制成nixtamal；(4)用nixtamal制成点心坯；和
(5)烹制点心坯，制成玉米小吃。
可用本文方法制作的玉米小吃包括墨西哥玉米片、玉米片、或挤压玉米小吃。合适的烹制方法可包括烘焙、油炸、挤压、以及它们的组合。
应当理解提取可在过程的任何合适步骤进行。在一个实施方案中，制作玉米小吃的方法包括(1)非必须地热烫玉米；(2)用玉米制成nixtamal；(3)用nixtamal制成点心坯；(4)烹制点心坯，制成玉米小吃；和(5)提取玉米以得到天冬酰胺减量的玉米，其中所述提取在上述步骤1至4中的任何一个之前、之中或之后进行。
D.商品本发明的另一个实施方案是商品，其包括(a)食品，其中所述食品含有减量的丙烯酰胺；(b)装盛食品的容器；和(c)与容器有关的提示信息。
该提示信息告诉消费者，该食品包含减量的丙烯酰胺。合适的提示信息包括，但不限于，告知“减量”或“少量”丙烯酰胺的提示信息，告知含有小于规定量丙烯酰胺(如小于5ppb)的提示信息，以及告知食品达到或超过建议量或标准量(如规定的阈值或超过一般的含量)的提示信息。在一个实施方案中，提示信息告诉消费者，食品是用含减量或少量天冬酰胺的成分制得的，从而暗示该食品因此含有减量或少量的丙烯酰胺。
在另一个实施方案中，该商品包括(a)食品，其中所述食品含有减量的天冬酰胺；(b)装盛食品的容器；和(c)与容器有关的提示信息。
该提示信息告诉消费者，该食品包含减量或少量的天冬酰胺。
该提示信息可以是直接或间接附在容器上、直接或间接附在容器附近的印刷物，或可供选择地，可以是与容器有关的印刷、电子或广播提示信息。
可配售、呈现、展示或储存食品的任何容器均是合适的。合适的容器包括，但不限于，袋、罐、盒、碗、盘、盆和筒。
分析方法用特定的分析方法来量化用于表征本发明要素的参数。这些方法详细描述如下。
1.丙烯酰胺测定食品中丙烯酰胺(AA)的方法概述将1-13C-丙烯酰胺(13C-AA)掺入到食品中，然后用热水提取。用乙酸乙酯萃取含水上清液三次，然后合并乙酸乙酯萃取物，并浓缩，然后用带有特别检测AA和13C-AA的选择性离子监测的LC/MS分析。
萃取样品1.称量6.00±0.01g样品，放于125ml锥形瓶中。注意将样品放到食品加工机中，并脉动30秒，使粒径达约0.3cm(1/8英寸)或更小。如果样品太小以致不能在食品加工机中被有效地粉碎，则将样品置于一个新塑料袋中(如Whirl-PakTM或等效物)，然后用橡皮锤粉碎，直至粒径达约0.3cm(1/8英寸)或更小。
2.使用可调节的1000μL移液管(已校准)将120μL的100ng/μL13C-AA去离子蒸馏水溶液(ISTD2)直接加在样品上。
3.使用分配器，将40mL去离子蒸馏水加入到烧瓶中，并以箔覆盖。
4.于65℃的水浴中放置30分钟。
5.用分配器将10mL，2-二氯乙烷加入到烧瓶中，然后用Tekmar TissumizerTM(SDT-1810)或Ultra-Turrax(T18 Basic)匀化30秒，或直至均匀。用去离子蒸馏水冲洗探头，洗液接至该烧瓶中。
6.将25g均匀混合物放入到8打兰的小瓶中。
7.盖紧管口，然后以2500至5200转/分钟的速度离心30分钟。
8.将8g上清液小心地转移到另一个8打兰的小瓶中，注意不要将固体颗粒转移过去。
9.用分配器加入10mL乙酸乙酯，盖上盖，并涡旋10秒。
10.使所有乳液破乳；这可借助于涡旋或振荡一次或两次，然后使各层分开。
11.将尽可能多的上层(乙酸乙酯)转移到闪烁管中，而不要转移界面处的任何液体(水)。每次用5mL乙酸乙酯萃取两次以上，并加入到同一个闪烁管中。然后，加入约2g无水硫酸钠。
12.在60℃至65℃的水浴中，用和缓的氮气流将该萃取物浓缩至约1ml。将该萃取物转移到Pierce REACTI-VIALTM或等效的锥形玻璃瓶中，并进一步浓缩该萃取物，直至最终体积约为100μL至200μL。将该萃取物放入到带锥形套管的自动取样瓶中。
配制标准物储备液和内标物
中间标准物
校正标准
匀化器清洁方法在测定每个样品的间隔，用该清洁方法清洁匀化器。
1.将热自来水注入一个1L的锥形瓶中(≈80％满)，然后加入一滴DawnTM餐具洗涤液(购自Procter & Gamble Co.)或等效物。
2.将分散元件的探头尽可能深地插入到水中。
3.将溶液匀化约10至15秒。
4.将洗涤液从锥形瓶中倒出；用热自来水冲洗并再注入该锥形瓶。
5.再次匀化约10至15秒。
6.将锥形瓶倒空，再注入热自来水；再次匀化约10至15秒。
7.如果水不澄清且有颗粒物，则继续按需要多次匀化干净的热自来水，直至达到这个条件。
8.当热自来水澄清且无颗粒物时，用去离子蒸馏水冲洗探头。用LC/MS分析使用连接在Micromass LCZ质谱仪上的Waters 2690 LC，对样品进行分析。
数据分析对于一系列乙酸乙酯中的五个标准样品，将响应比(AA峰的面积/13C-AA峰的面积)对相应的浓度比作图。所有标准样品包含4.5μg/mL的13C-AA，并且AA的浓度为从0μg/mL至5μg/mL。线性回归产生标准曲线，借助该标准曲线，从所测定的响应比中确定萃取物中的浓度比。当该浓度比乘以在萃取方法的步骤2加入到样品中的精确知道的13C-AA含量(标称2ppm)时，就可得到AA的ppm含量。
LC/MS的样品计算通过将y轴上的响应比(m/z 72的面积/m/z 73的面积)，对x轴上的浓度比([AA]/[13C-AA])作图，产生标准曲线。对于本实施例，该线的方程是y＝0.899x+0.0123。
4.0分钟时AA峰(m/z 72)的测定面积100,0004.0分钟时13C-AA峰(m/z 73)的测定面积500,000响应比Rr＝0.200。从标准曲线的斜率和截距，计算浓度比RcRc＝(0.200-0.0123)/0.899＝0.209已知样品中13C-AA的掺入量(2ppm)，则AA的测定含量为0.209×2ppm＝0.418ppm质量保证/质量控制(QA/QC)1.在准备标准物和/或样品时使用的所有天平，必须每周用一系列标准砝码检查它们的校准。这些天平应使用至少三个覆盖待测样品/标准物重量范围的砝码来检查。
2.应每天作出六个点的校准曲线。
3.应使用每一组样品分析工作参考物质(WRM)。该物质浓度的游动平均值应在2σ之内。如果不在该范围内，则该仪器应重新校准，并重新计算WRM。
2.天冬酰胺测定食物和饮料制品中的天冬酰胺和天冬氨酸原理将已称过重量的样品与5％HCl混合，并加热30分钟，然后匀化。将一部分均匀混合物离心，然后将一部分上清液稀释，并用FMOC试剂(9-芴甲基氯甲酸酯)处理，该试剂与天冬酰胺和天冬氨酸反应形成强荧光衍生物。然后用反相HPLC将FMOC-天冬酰胺从其它样品基质组分中分离开来。在260nm处激发，检测313纳米(nm)处的荧光发射。已知浓度的标准物分析可进行定量。
线性度四个标准样品(50-600ppm)的工作标准曲线给出的相关性为0.998或更高。由2000ppm的样品得出的曲线也给出了0.998的相关性。
精度马铃薯制品马铃薯淀粉中掺入四种含量的天冬酰胺和天冬氨酸(40、200、400和600ppm)。天冬酰胺的回收为100％(相对标准偏差小于4％)，而天冬氨酸的回收为110％(相对标准偏差小于4％)。
参考文献1.Herbert，P.；Santos，L；Alves，A.Journal of FoodScience(2001)，66(9)，1319-1325。
2.Heems，Dany；Luck，Geneviewe；Fraudeau，Chrisophe；Verette，Eric.Journal of Chromatography，A(1998)，798(1+2)，9-17。
体系可重复性在5天内一式两份平行测定薯片的工作参考物质。结果如下ug/g天冬酰胺ug/g天冬氨酸平均值7832.07 1440.98STD625.59 195.80％RSTD7.9913.59
以下是建议使用的化学药品和仪器；然而允许用等效物质进行替换。
化学药品Water，HPLC级或Milli-QTM级(Millipore)乙腈，HPLC级 Burdick & Jackson#AH015-4甲醇，HPLC级 Fisher #A452-4乙酸乙酯 Baker #9280-3戊烷 Burdick & Jackson#GC312-4天冬酰胺一水合物 EM Science天冬氨酸 Sigma #A-8949氨基异丁酸Sigma #A-83799-芴基氯甲酸酯(FMOC) ICN #150200硼酸钠EM Science #SX 0355-1硼酸 Fisher#A-73碳酸氢钠 ICN#194847四甲基氯化铵 Fisher #04640-500柠檬酸钠 MCB #SX445无水柠檬酸Baker #0122-01丙酮 Burdick & Jackson#010-4盐酸，0.1NFisher #SA48-500二水氯化钙Aldrich #22，350-6
设备移液管，聚乙烯(Samco #222)容量瓶(25、100、250、1000ml)定容吸移管(10ml)量筒(100-1000ml)HPLC贮液器(500ml、1L或2L)烧杯磁力搅拌器/搅拌子分析天平(4位)闪烁管离心管，带盖的螺旋帽(100×16mm)自动取样瓶(8×30mm，1ml)，卡口盖安全性该方法需要使用通风橱，并且涉及接触化学药品。请查阅关于通风橱使用和化学品溅出的安全规章。
仪器型号生产商自动仪 MicrolabSPE Hamilton泵/HPLC注射器HP 1100 Agilent检测器 RF10AXLShimadzu数据系统ChemstationAgilent色谱柱Phenomenex Luna 100×4.6mm C-18(2)3微米 # 00D-4251-EO配制试剂稀释剂(pH8.3至8.5；1000ml)。
1.称量3.0克硼酸钠、3.0克硼酸和8.0克碳酸氢钠于一个已去皮重的干燥烧杯中。
2.在磁力搅拌器上放置一个空的800ml烧杯。加入约500mlMilli-QTM水和搅拌子。剧烈搅拌水，但不要喷溅出来。
3.将步骤1的试剂定量转移到水中；搅拌直至其完全溶解。
4.将步骤3的溶液定量转移到1L的容量瓶中，并用Milli-QTM水稀释至容积；混合均匀。可稳定放置达六(6)个月。
氯化钙溶液(100克)。
1.称量40克二水合氯化钙于已去皮重的250ml烧杯中。
2.加入60克Milli-QTM水。混和均匀。在环境条件下保存于有盖的玻璃瓶中。可稳定放置达1年。
萃取溶剂(戊烷∶乙酸乙酯80∶20；500ml)安全性戊烷和乙酸乙酯是易挥发和易燃的。在通风橱中进行下列操作。
1.将400ml戊烷转移至500ml HPLC贮液瓶中。
2.加入100ml乙酸乙酯。混和均匀。在通风橱中/下盖上盖保存。
流动相(缓冲剂∶甲醇∶乙腈60∶5∶35，pH3.2，2L)1.称量1.35克四甲基氯化铵、3.65克柠檬酸和1.60克柠檬酸钠于已去皮重的干燥烧杯中。
2.在磁力搅拌器上放置一个空的800ml烧杯。加入约500mlMilli-QTM水和搅拌子。剧烈搅拌水，但不要喷溅出来。
3.将步骤1的试剂定量转移到水中；搅拌直至其完全溶解。
4.将步骤3的溶液定量转移到1L量筒中，并用Milli-QTM水稀释至1000ml；混合均匀。
5.将其转移至2升的HPLC流动相贮液器中。
6.加入200ml Milli-QTM水、100ml甲醇和700ml乙腈。在剧烈搅拌下，缓慢地加入后两种溶剂。在通风橱中进行该操作，并穿戴个人防护装备。具体细节请参见相关的物质安全性数据表(MSDS)。
7.搅拌时，用真空气吸对流动相进行脱气。
FMOC试剂溶液(丙酮中)1.称量0.10克FMOC试剂于已去皮重的100ml容量瓶中。
2.加入丙酮溶解，同样用它稀释至容积。混和均匀。在通风橱中进行该操作。穿戴上化学药品的MSDS中规定的PPE。
3.冷冻保存不超过六(6)个月。
用于样品萃取的酸溶液(5％HCl)1.将100ml Milli-QTM水加入200ml容量瓶中。
2.将4ml 1N的HCl加入容量瓶中。
用Milli-QTM水稀释至容积。
配制内标物(氨基异丁酸)ISTD A-内标物储备液A1.称量0.5克氨基异丁酸于已去皮重的250ml容量瓶中。
2.加入25ml 1.0N HCl和约100ml Milli-QTM水。涡旋混合，直至溶解。
用Milli-QTM水稀释至容积，并混合均匀。冷冻保存不超过六(6)个月。
ISTD B-工作内标物溶液B(将此溶液加入到校准标准物中)1.吸移1ml内标物溶液A至100ml容量瓶中。
2.用Milli-QTM水稀释至容积。可稳定保存1个月。
配制校准标准物储备校准液。
于已去皮重的50ml容量瓶中，称量0.100g(+/-0.001g)天冬酰胺和0.100g(+/-0.001g)天冬氨酸。加入25ml Milli-QTM水和1ml 1N的HCl。将其置于声波浴中，直至溶解，然后用Milli-QTMH2O稀释至容积。冷冻下溶液可保持有效6个月。
工作标准物。
配制下列工作校准标准物
冷冻下溶液可保持有效1个月。
配制样品1.称量1g样品于125ml锥形瓶中。
2.每个样品中加入48.0ml 5％的HCl溶液。
3.每个样品中加入2ml ISTD A。
4.用铝箔将每个烧瓶盖上，并在60C的水浴中放置30分钟。
5.每个样品中10mL二氯乙烷。
6.将样品匀化60秒。
7.将一部分样品倒入到30ml离心管中。
8.在5℃下以10000rpm离心32分钟。上清液用于“样品-稀释”步骤1中。
配制标准物和样品使用三种Micro1ab方法来稀释样品/标准物、加入内标物并形成FMOC衍生物。它们概述如下。
操作所用的Microlab方法稀释 TRANSDIL加入内标物ADDISTD形成FMOC衍生物ADDFMOC使用MICROLAB自动仪配制样品和标准物步骤1标准物-加入ISTD和稀释步骤1.对于每个标准物，准备两套管子。在一套管中，放入约2mL标准物，将这些装有标准物的管子放置在Microlab最左边的位置上。
2.将放有空管子的管架放置在Microlab最右边的架位上。
3.将工作内标物溶液B注入20ml玻璃(闪烁)管中，并放置在Microlab的工作区上。
4.选择方法ADDISTD。(混合200μl ISTD B、50μl标准物溶液，用Milli-QTM水将总容积稀释至4000μl)。
5.实施该方法。
6.从左边位置上取下管组，弃于一边。
7.从Microlab工作区取出工作内标物溶液，并冷冻。留下右边的管子用于步骤3。
步骤2样品-稀释步骤(在样品配制过程中已加入了ISTD)1.对于每个样品，准备两套管子。在一套管子中，放入约2mL样品，将这些装有样品的管子放置在Microlab最左边的位置上。
2.将放有空管子的管架放置在Microlab最右边的架位上。
3.选择方法TRANSDIL。(设置样品号，样品量为50μl，并且用Milli-QTM水稀释的最终稀释量为4000μl。)4.实施该方法。
5.从左边位置上取下管组，弃于一边。
留下右边的管子用于步骤3。
步骤3加入FMOC试剂-制备荧光衍生物1.准备一架100×16mm的螺帽管。
2.将管架放置在Microlab最右边的架位上。
3.将得自上面稀释步骤的标准物管和样品管放置于Microlab最左边的架位上。
4.将等分(22ml)的FMOC试剂溶液转移到玻璃闪烁管中。加入约100μL 40％氯化钙溶液；混合均匀。(加入氯化钙使FMOC试剂“带电”-这是用Microlab测定所必需的)。
5. 将闪烁管放置于Microlab工作区上。
6.选择方法ADDFMOC。
7.将注射器1和2从水切换到稀释剂(pH8.3至8.5)。
8.用稀释剂(pH8.3至8.5)对注射器1和2进行洗涤至少5个循环。
9.实施方法ADDFMOC。(将450μl FMOC溶液、250μl得自上面ADDISTD的样品混合，用稀释剂溶液稀释至最终容积为1300μl)。
10.从样品架位上取下管组，并丢弃。
11.从Microlab工作区取出FMOC试剂溶液，并冷冻。
13.从最右边的位置上取下管组，并置于通风橱中。静置至少10分钟，或直至溶液澄清(但不超过20分钟)。
14.每个管子中加入2ml萃取溶剂。盖上盖，并高速涡旋2分钟，以萃取出未反应的FMOC试剂。
15.准备另一管架55×16mm的管子。每个管子中加入1ml流动相溶液。
16.将1.0mL水层(下层)从离心管中转移到55×16mm的管中。
17.弃去上层(有机层)。
18.将样品转移到自动取样瓶中，并密封。
色谱法操作条件装有Chem Station软件的HP1100检测器Waters474扫描荧光检测器型号Norm信号0.0000波长激发260发射313增益10衰减1响应FST色谱柱Phenomex Luna C18(2)100×4.6mm 3uLC方法流量1.000ml/分钟等度操作(参见试剂配制-流动相)注射体积10.0ul温度设置不控温计算使用面积值，相对于已知量的标准曲线计算样品溶液y＝mx+by(天冬酰胺/ISTD比率)＝m(斜率)x(天冬酰胺浓度)+b(y轴截距)(y-b)/m＝x天冬酰胺(ppm)＝(天冬酰胺面积/ISTD面积-截距)/斜率[ppm＝ug/mL]实施例天冬酰胺(ppm)＝(215.45436/551.828--0.0165)/0.0023＝176.93ppm对于样品制备步骤中稀释/均化的校正。
天冬酰胺(ug/g)＝测得的天冬酰胺(ppm)X样品稀释液体积(50)(ml)样品的克数[ppm＝ug/mL]实施例
进行合格判断的标准●工作标准物质对照样品的准确度必须在天冬酰胺已知结果的10％范围之内。
●校准曲线的线性度(r2)必须为0.995或更大。
样品的LC色谱分析图3列出了样品的LC色谱图分析。
3.丙烯酰胺的减少百分比丙烯酰胺的减少％＝[(对照样品中丙烯酰胺的含量-已处理样品中丙烯酰胺的含量)/对照样品中丙烯酰胺的含量]×100。
以用于制作已处理样品完全相同的方式制作对照样品，不同之处在于对照样品未经过天冬酰胺除去处理。
4.天冬酰胺的减少百分比天冬酰胺的减少百分比＝[(对照样品中天冬酰胺的含量-已处理样品中天冬酰胺的含量)/对照样品中天冬酰胺的含量]×100。
以用于制作已处理样品完全相同的方式制作对照样品，不同之处在于对照样品未经过天冬酰胺除去处理。
实施例以下实施例举例说明本发明，但不旨在对其进行限制。
实施例1-含有减量酰胺的脱水马铃薯制品将Russet马铃薯削皮并切成0.64cm(”in)的厚片。在水中蒸煮至变软(～93℃(200°F)持续30分钟)。晾干并用水漂洗。使用橡胶刮刀用力使煮熟的厚片通过丝网来制作马铃薯泥(筛网丝的中心距为1.67mm)。部分这种马铃薯泥被留出来作为对照马铃薯泥。
将453g(1磅)泥状马铃薯和1,361g(3磅)水加入带有搅打器的Kitchen-Aid食物处理器(型号为#K45)中，搅打器每分钟的速度＝2。用粗筛(网丝中心距为1.67mm)过滤混合物。用细筛(网丝中心距为1.11mm)过滤液体部分(已经过滤的)。将两个固体部分混合。重复第一次洗涤五遍。
将所有一次洗涤后的部分混合在一起。对一次洗涤后的马铃薯泥重复洗涤过程至得到～1,905g(4.21bs)的二次洗涤后的马铃薯泥。
用冷冻干燥机将二次洗涤后的马铃薯泥和对照马铃薯泥干燥。
对照马铃薯泥和二次洗涤后的马铃薯泥的天冬酰胺含量(基于干重)分别为1.2％和小于0.2％。该方法的天冬酰胺减小量大于84％。
实施例2-含有减量酰胺的加工马铃薯小吃制品使用上述实施例1的对照和二次洗涤后的脱水马铃薯制品来制作如下表所述的加工马铃薯小吃
把干燥后的马铃薯制品磨成粉。将水和乳化剂混合，然后与粉完全混合形成生面团。然后将生面团通过研磨辊碾成片，然后将片状生面团切成椭圆形的点心坯。然后将点心坯在热油内油炸形成加工马铃薯小吃。
两个样品的水分和丙烯酰胺含量列于下表中
使用实施例1提取方法的加工马铃薯小吃的丙烯酰胺减小量大于98％。
实施例3-马铃薯片仅热烫的使用未加工的马铃薯片，可制作含有减量丙烯酰胺的马铃薯片。将大西洋马铃薯去皮，并切成～1.1mm厚的片。清洗，并压干。在74℃(165°F)水中，将马铃薯片热烫15秒。冷却，并排去热烫过的马铃薯片中的水。在设置为191℃(375°F)的油炸锅中油炸处理过的马铃薯片60秒。(实施例2A)如上再制作两批薯片，不同的是将热烫时间变为60秒(实施例2B)和180秒(实施例2C)。
以与用于制作上述实施例2A、B和C相同的方式制作一个对照样品，不同之处在于马铃薯薄片未热烫。
使用本文阐述的方法，分析样品和对照物中的丙烯酰胺含量。
*注-仅制备了一个对照样品热烫并提取的使用未加工的马铃薯片，可制作含有减量丙烯酰胺的薯片。将大西洋马铃薯去皮，并切成～1.1mm厚的片。清洗，并压干。在74℃(165°F)水中，将马铃薯片热烫15秒。冷却，并排去热烫过的马铃薯片中的水。将100克热烫过的马铃薯薄片浸泡在250ml蒸馏/去离子水中一个小时来提取之。每隔8分钟涡旋搅拌样品1分钟。用微波炉(Panasonic微波炉，型号NN-S5488A)设置为高火加热2分钟，然后用约800ml冷自来水洗涤三次，每次10秒。在设置为191℃(375°F)的油炸锅中油炸处理过的马铃薯片60秒。(实施例2D)如上再制作两批马铃薯片，不同的是将热烫时间变为60秒(实施例2E)和180秒(实施例2F)。
以与用于制作上述实施例2D、E和F相同的方式制作一个对照样品，不同之处在于马铃薯薄片既不热烫也不提取。
使用本文阐述的方法，分析样品和对照物中的丙烯酰胺含量。
*注-仅制备了一个对照样品常规的薯片不进行热烫步骤，从而具有热烫步骤的薯片是本领域未知的。上述实施例表明，通过在马铃薯片制作方法中使用热烫和提取的新型组合，可获得优异的结果。
实施例4-炸薯条使用未加工的马铃薯条，可制作含有减量丙烯酰胺的炸薯条。
将大西洋马铃薯去皮，并切成横截面积为约8mm×8mm的马铃薯条。清洗，并压干。在74℃(165°F)水中，将马铃薯条热烫1分钟。冷却，并排去热烫过的马铃薯条中的水。将100克热烫过的马铃薯条浸泡在250ml蒸馏/去离子水中一个小时来提取之。每隔8分钟涡旋搅拌样品1分钟。用微波炉(Panasonic微波炉，型号NN-S5488A)设置为高火加热2分钟，然后用约800ml冷自来水洗涤三次，每次10秒。在设置为191℃(375°F)的油炸锅中油炸处理过的马铃薯条3分钟。(实施例3A)如上再制作两批炸薯条，不同的是将热烫时间变为3.5分钟(实施例3B)和7分钟(实施例3C)。
以用于制作上述实施例3A、B和C相同的方式，制作对照样品，不同之处在于它们未被提取。
使用本文阐述的方法，分析样品和对照物中的丙烯酰胺含量。
*注-仅制备了一个对照样品实施例5-商品将实施例3的马铃薯片包装于袋中，以向消费者出售。袋上印有提示信息，声明“无丙烯酰胺产品！”
实施例6-商品将实施例3的马铃薯片包装于袋中，以向消费者出售。袋上印有提示信息，声明“丙烯酰胺含量低！”实施例7-商品将实施例3的马铃薯片包装于袋中，以向消费者出售。袋上印有提示信息，声明“丙烯酰胺减少了90％以上！”该薯片的电视广告传递的信息是，“我们的薯片丙烯酰胺含量较低！”实施例8-商品将丙烯酰胺含量小于100ppb的实施例2的统一形状的加工薯片包装于圆筒罐中，以向消费者出售。该薯片的电视广告传递的信息是，“降低了丙烯酰胺含量！”实施例9-商品将实施例4的炸薯条包装于一端开口(薯条从此端伸出)的纸套中，以向消费者出售。张贴于销售炸薯条的零售机构内的广告牌写道，“我们的炸薯条含有减量的丙烯酰胺！”实施例10-商品将实施例4的炸薯条包装于一端开口(薯条从此端伸出)的纸套中，以向消费者出售。张贴于销售炸薯条的零售机构内的广告牌写道，“我们的炸薯条丙烯酰胺含量低！”实施例11-商品将实施例3的马铃薯片包装于袋中，以向消费者出售。袋上印有提示信息，声明“用低天冬酰胺含量的成分制成！”
实施例12-脱水马铃薯制品用水清洗黄褐色烘培的马铃薯，然后置于一锅沸水中。将马铃薯煮(浸没)1小时。从水中取出煮熟的马铃薯，去皮，然后将果肉捣碎。向15g马铃薯泥中加入45g水，并匀化该混合物，直至均匀，使其没有团块。
向该匀化过的溶液中加入200单位的谷氨酰胺酶，并且每隔5分钟摇晃该样品，共培养30分钟。
在进行30分钟培育后，用每2分钟递增的高火微波(Panasonic微波炉，型号NN-S5488A)加热产品10分钟，直至干燥(且变为褐色)。当用本文阐述的方法分析丙烯酰胺含量时，与使用除没有加入酶以外完全相同的方法制备出的脱水马铃薯(对照样品)相比较，用酶处理过的脱水马铃薯制品取得了大于10％的丙烯酰胺减少量。
尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但显而易见的是，本领域的那些技术人员可在不背离本发明的精神和范围的情况下作出许多其它的更改和修改。因此有意识地在附加的权利要求书中包括本发明范围内的所有这些变化和修改。
权利要求
1.一种降低食品物料中天冬酰胺含量的方法，所述方法包括(1)提供包含天冬酰胺的食品物料；(2)非必须地减小所述食品物料的粒径；(3)非必须地增加所述食品物料的细胞膜渗透性；和(4)从所述食品物料中提取天冬酰胺。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过热烫所述食品物料来使所述食品物料的细胞膜增大。
3.一种降低食品中丙烯酰胺含量的方法，所述方法包括(1)提供包含天冬酰胺的食品物料；(2)非必须地减小所述食品物料的粒径；(3)非必须地增加所述食品物料的细胞膜渗透性；(4)从所述食品物料中提取部分所述天冬酰胺；和(5)加热所述食品物料形成最终食品。
4.如权利要求3所述的方法，其中通过热烫所述食品物料来使所述食品物料的细胞膜增大。
5.一种商品，其包括(a)小吃片，其中所述小吃片含有减量的丙烯酰胺；(b)装盛所述小吃片的容器；和(c)附在所述容器上的提示信息；其中附在所述容器上的所述提示信息告知所述消费者，所述小吃片含有减量的丙烯酰胺。
6.如权利要求5所述的商品，其中所述小吃片为丙烯酰胺含量小于约40ppb的马铃薯片。
7.如权利要求6所述的商品，其中所述马铃薯片的丙烯酰胺含量小于约10ppb。
8.如权利要求5所述的商品，其中所述小吃片为丙烯酰胺含量小于约400ppb的加工薯片。
9.如权利要求8所述的商品，其中所述加工薯片的丙烯酰胺含量小于约200ppb。
10.如权利要求5所述的商品，其中所述小吃片为丙烯酰胺含量小于约75ppb的墨西哥玉米片。
11.如权利要求10所述的商品，其中所述墨西哥玉米片的丙烯酰胺含量小于约50ppb。
12.一种商品，其包括(a)炸薯条，其中所述炸薯条含有减量的丙烯酰胺；(b)装盛所述炸薯条的容器；和(c)附在所述容器上的提示信息；其中附在所述容器上的所述提示信息告知所述消费者，所述炸薯条含有减量的丙烯酰胺。
13.如权利要求12所述的商品，其中所述炸薯条的丙烯酰胺含量小于约40ppb。
14.如权利要求13所述的商品，其中所述炸薯条的丙烯酰胺含量小于约10ppb。
全文摘要
用于减少食品中丙烯酰胺的方法，含有减量丙烯酰胺的食品，以及商品。一方面，该方法包括在加热之前降低食品物料中的天冬酰胺含量。在一个实施方案中，该方法包括在加热之前从食品物料中提取至少部分天冬酰胺。另一方面，商品还告知消费者，食品含有减量或少量的丙烯酰胺或天冬酰胺。
文档编号A23L1/015GK1713824SQ200380103780
公开日2005年12月28日 申请日期2003年11月20日 优先权日2002年11月22日
发明者D·V·奇扎克, P·Y·T·林, R·A·桑德斯, M·斯托加诺维克, D·C·格鲁伯, M·D·M-S·韦拉戈兰, J·K·霍维, R·G·夏弗米尔 申请人:宝洁公司