专利名称：具有治疗高脂血症、高血糖症和改善肠胃道的低聚糖燕麦饮品的制作方法
技术领域：
本发明关于一种可治疗高脂血症、高血糖症和改善肠胃道功能的低聚糖燕麦饮品 和其三酶水解与微细化研磨制法。
背景技术：
长久以来，燕麦早已是大众熟悉的健康谷物，燕麦除了富含蛋白质、氨基酸、必需 脂肪酸、维生素B群和铁、锌、镁等矿物质外，更含有丰富的水溶性和非水溶性膳食纤维，特 别是葡聚糖(β-glucan)。多年来医学、营养学界已有多项研究结果显示，燕麦葡 聚糖对于心血管疾病、糖尿病、高血压、便秘等具有预防与改善效果。因此，燕麦的营养成分 被研究应用于各类食品添加。例如，美国专利第4，996，063号中揭露一种利用α -淀粉酶来水解燕麦以制备水 溶性膳食纤维的方法，这种方法制得粉状膳食纤维作为食品添加剂，可作为脂肪替代品。美国专利第5，686，123号揭露一种均质且稳定的谷类悬浊液和其制法，这种方法 将燕麦片粉碎研磨至粒径0. 8 1mm，随后以50 53°C温水搅拌溶解为燕麦浆，并于第一 阶段以β “淀粉酶水解至粘度介于3 0. lPas，第二阶段再以α -淀粉酶水解至粘度小于 0. 5Pas，最后以137 138°C，3 4秒高温灭菌，得到均质且稳定的燕麦悬浊液。美国专利第6，451，369号揭露一种非乳制品的即饮牛奶替代品和其相关产品， 其所揭露的方法利用湿式研磨制备预糊化燕麦浆(固形物占10 15% (w/w))，随后加 入α-淀粉酶和β-淀粉酶同一时间进行酶水解1 2小时，产生具有大量的麦芽糖 (maltose)和β-葡聚糖的燕麦悬浊液。美国专利第6，685，974号揭露一种以燕麦为主的功能性糖浆的制备方法，这种方 法将粒径100目(相当于150 μ m)以下的燕麦粉溶解于水中成稠状浆液，随后添加α-淀 粉酶进行酶处理(68°C，2. 5小时)，接着再添加糖化酶(glucoamylase)进行酶处理，使浆液 转化变成功能性燕麦糖浆，但所得产物不具有任何谷物风味。又如，中国专利第1566161号中揭露一种燕麦β _葡聚糖的制备方法，它是将燕麦 制备成燕麦麸，灭酶；在45 65°C条件下，加水搅拌，调整pH为9 11 ；分离后收集滤液， 加入α -淀粉酶处理，70 90°C保持1 2小时；冷却至10 30°C，调整pH为4. 5 5. 0， 搅拌后静置，沉淀蛋白质；离心得到上清液，超滤浓缩，在浓缩液中加入异丙醇，得到β-葡 聚糖胶状沉淀；离心β-葡聚糖胶状沉淀，真空干燥，得到β-葡聚糖产品。又如，中国专利第1966531号揭露一种燕麦β _葡聚糖的制备方法，它是以燕麦麸 为原料，经粉碎、微波辅助提取、加淀粉酶和糖化酶处理、等电点沉淀、离心分离、上清液浓 缩、乙醇沉淀、离心分离收集沉淀、加水复溶、β-葡聚糖酶水解、喷雾干燥过程后得到了具 有显著促进肠道和粪便双歧杆菌、乳酸杆菌增殖作用的高效益生元燕麦β “葡聚糖产品。先前技术中所揭露的水溶性膳食纤维制备方法，虽可获得高产率的燕麦β _葡聚 糖，但其工艺步骤繁琐并且酶处理时间长，以致生产成本较高。另外，部分先前技术制法所得产品已失去燕麦天然香味，无法提供人们食用天然燕麦的风味感受。此外，除了燕麦β-葡聚糖之外，低聚异麦芽糖已知可以降低肠道PH值和促进肠 道蠕动，抑制有害菌的增生，并减少有害菌代谢所产生的有毒废物，具有维持体内环保，活 化人体功能的功效。然而，先前技术中所提出的制备方法尚无法获得同时富含葡聚糖 和低聚异麦芽糖等成分的燕麦饮品。据此，本发明提出一种结合微细化研磨技术和酶水解技术的制造方法，先将燕麦 片研磨处理得到微细化燕麦粉，再经α -淀粉酶、β -淀粉酶和转移葡萄糖苷酶进行二阶段 酶处理，从而得到液态均勻、稳定性佳且富含葡聚糖和低聚异麦芽糖等功能性成分的 新颖燕麦饮品。
发明内容
本发明的一个目的为提供一种可治疗高脂血症、高血糖症和改善肠胃道功能的低 聚糖燕麦饮品的三酶水解与微细化研磨制造方法，其包括以下步骤(1)以燕麦片为原料，经过研磨处理使燕麦片形成平均粒径小于约100 μ m的微细 化燕麦粉，并使其溶解于水中形成燕麦浆；(2)将燕麦浆进行酶处理先加入β -淀粉酶(β -amylase)进行第一阶段酶反 应，当燕麦水解液粘度约1至0. IPas时，再加α -淀粉酶(α -amylase)和转移葡萄糖苷酶 (transglucosidase)进行第二阶段酶反应，直至燕麦水解液粘度约0. 1至0. OlPas ；(3)将前述步骤(2)所得的燕麦水解液加热灭酶，随后降温；和(4)将前述步骤(3)的燕麦水解液，以UHT超高温瞬间灭菌，经此步骤可得到具有 稳定天然风味的燕麦饮品。本发明的又一目的为提供一种由此制得的微细化低聚糖燕麦饮品，其包含约 0. 2 0. 5% (w/w)的β -葡聚糖和约1 3% (w/w)的低聚异麦芽糖，并且所含的燕麦颗 粒具有约50 μ m以下的平均粒径。
图1是本发明实施方案的制造流程简图。
具体实施例方式本发明方法的步骤(1)在于以燕麦片为原料，经过研磨处理使燕麦片形成平均粒 径小于约100 μ m，优选小于约75 μ m的微细化燕麦粉，并使其溶解于水中形成燕麦浆。根据本发明的一个实施方案，燕麦片通过干式球磨机研磨成平均粒径小于约 100 μ m，优选小于约75 μ m的微细化燕麦粉，随后使所得微细化燕麦粉搅拌溶解于优选约 30°C至约60°C，更优选约50°C至约55°C的水中形成燕麦浆。优选地，燕麦浆中微细化燕麦 粉与水的重量比例约为1 3至1 15，相当于约6% w/w至约25% w/w的干固体含量。根据本发明的另一个实施方案，燕麦片也可以直接通过湿式球磨机研磨成具有平 均粒径小于约100 μ m,优选小于约75 μ m的微细化燕麦粉的浆体，随后任选地加水使得浆 体中微细化燕麦粉与水的重量比例约为1 3至1 15，相当于约6% w/w至约25% w/w 的干固体含量。同样，可通过直接以加热过的水研磨或通过后续加热处理，使所得燕麦浆优选具有约30°C至约60°C，更优选50°C至约55°C的温度，以帮助微细化燕麦粉溶解于水中达 到所希望的萃取程度。合适地，所得燕麦浆具有至少约为5，优选约为5至8的pH值。此外，如所属领域 一般技术人员所理解，不论是干式研磨操作或是湿式研磨操作，使用去离子水可达到特别 优异的效果。另一方面，为便于研磨操作，也可以直接使用市售预糊化燕麦片作为原料。本发明方法的步骤(2)在于将步骤(1)所得的燕麦浆进行二阶段的酶处理先 加入β -淀粉酶进行第一阶段酶反应，当燕麦水解液粘度为约1至0. IPas,优选小于约
0.3Pas时，再加α -淀粉酶和转移葡萄糖苷酶进行第二阶段酶反应，直至燕麦水解液粘度 为约0. 1至0. 0 IPas，优选小于约0. 05Pas。如所属领域一般技术人员所理解，酶处理期间所加入的酶量、操作温度和操作时 间受到诸多因素的影响，例如，所使用的原物料、添加的酶和终产物粘度等。所属领域一般 技术人员可依据所希望得到的产物粘度来最优化酶处理的操作条件。根据本发明的一个实施方案，第一阶段酶反应中β -淀粉酶的添加量约为0. 1至 1.0% (w/w)，优选约为0. 2至0. 5% (w/w)，并且在约40°C至70°C，优选约50至65°C的温度 下操作。第二阶段酶反应中α-淀粉酶和转移葡萄糖苷酶的添加量分别约为0.1至1.0% (w/w)，优选约为0. 2至0. 5% (w/w)，并且在约40至70°C，优选约50至65°C的温度下操作。 完成全部两阶段酶处理约需0. 5至3小时，优选约需1至1. 5小时。完成上述两阶段酶处理后，接着将所得的燕麦水解液加热灭酶，随后降温。根据本 发明的一个实施方案，灭酶处理优选在约85至95°C，优选约90°C的温度下进行约3 5分 钟，优选约3分钟，随后降温至约50至70°C。最后，本发明方法的步骤(4)在于将灭酶后的产物，以UHT超高温瞬间灭菌(约 130至140°C ；10 60秒)，从而得到微细化燕麦饮品。任选地，可进一步运用无菌冷灌装 技术(as印tic cool filling system)包装所得终产物。此外，根据本发明的另一个实施 方案，所制得的微细化燕麦饮品可进一步进行脱水干燥处理(例如，喷雾干燥机)，以产生 提供稳定的优点和运输上经济的稳定燕麦饮品粉，这种粉末在饮用前需要以水恢复。本发明方法具有如下的特点(1)提供一种全谷即饮品，免去谷物麦片冲泡的程序，具有方便新颖性。(2)使用α -淀粉酶、β -淀粉酶和转移葡萄糖苷酶分阶段酶反应，于最佳生产条 件下，仅需费时约1 1. 5小时，大幅缩短工艺时间和人力成本。(3)结合无菌冷灌装技术，延长产品于常温储存期限达9个月。除了上述工艺上的优点外，根据本发明方法制得的微细化燕麦饮品所含的燕麦颗 粒由于具有约50 μ m以下，优选30 μ m以下的平均粒径，故可省略过滤加工步骤，直接充填 于包装容器，完整保留全谷营养。另一方面，本发明方法的酶处理过程除了 葡聚糖外， 可同时产生低聚异麦芽糖产物，其含量为谷物麦片的3倍以上。根据本发明方法制得的微细化燕麦饮品富含葡聚糖和低聚异麦芽糖，其包含 约0. 2 0. 5 % w/w,优选约0. 35 0. 45 % w/w的β -葡聚糖和约1 3 % w/w,优选约
1.5 2. 5% w/w的低聚异麦芽糖。因此，经人体实验证实，本发明所提供的微细化燕麦饮 品不仅有助于降低血中总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯，并可降低空腹血糖值， 具有改善代谢综合征(metabolic syndrome)的保健功效。从而，本发明所提供的微细化燕麦饮品具有预防与治疗高脂血症、高血糖症等生活习惯病和改善肠胃道功能的潜力。此外，本发明所提供的微细化燕麦饮品不仅保有燕麦天然风味，并且具备类似牛 奶口感，可用于替代牛奶成分，特别适合乳糖不耐症患者；也可用于制造冰淇淋、燕麦粥、优 酪乳、奶昔、保健饮料或点心食品的基底或添加红豆、蜂蜜等成分作为调味谷类饮品。以下实施例是用于对本发明作进一步说明，而非用以限制本发明的范围。所属领 域技术人员可轻易达成的修饰和改变均包括于本案说明书揭示内容和所附权利要求书的 范围内。实施例1.工艺技术(a)以燕麦片为原料，经过干式球磨机粉碎处理得到微细化燕麦粉(平均粒径约 75um)ο(b)燕麦粉加水溶解(10 20 % w/w ；pH 5 8)，加热搅拌10 15分钟(温度 50 60°C)，制成燕麦浆。(c)将燕麦浆进行酶处理先加入0. 2 0. 5% (w/w)的β -淀粉酶进行酶反应 (温度50 65°C )，当燕麦水解液粘度小于约0. 3Pas时，再加入0. 2 0. 5 % (w/w) α -淀粉 酶和转移葡萄糖苷酶进行酶反应(温度50 65°C )，直至燕麦水解液粘度小于约0. 05Pas, 完成全部酶处理约需1 1. 5小时。(d)前述步骤(c)的燕麦水解液，加热灭酶3分钟(温度90°C)，随后降温至50 70 "C。(e)前述步骤(d)的燕麦水解液，经过UHT超高温瞬间灭菌(温度140°C，30秒) 和无菌冷灌装技术流程后，得到富含β-葡聚糖(约0.4%w/w)和低聚异麦芽糖(约2.0% w/w)的燕麦饮品。(f)前述步骤(e)的燕麦饮品，其平均粒径约30μπι以下。2.生理功能评估依据台湾行政院卫生署公告“健康食品的调节血脂功能评估方法”进行人体实验， 实验前先对志愿者抽血检验血液生化值，筛选血脂在边缘危险值以上者(总胆固醇大于 200mg/dL、甘油三酯大于200mg/dL、或低密度脂蛋白胆固醇大于130mg/dL)，共23人。实验 期为期六周，受试者每日饮用本发明的燕麦奶产品680毫升，并规定在实验期间内不得服 用降血脂相关药物或补充品，在实验开始前、实验第三周和实验第六周结束后各抽一次静 脉血液，分析血脂值、空腹血糖值，并以统计软件进行数据分析，结果如表1所示。(a)对血清胆固醇(TC)浓度的影响受试者在食用本发明的燕麦奶产品三周后，血清TC浓度从215. 8士36. 6mg/ dL显著降低至199. 0士26. 8mg/dL(_7. 8 % ;p小于0. 05)；而六周后血清TC浓度为 200. 7士31. 3mg/dL，仍较实验前显著降低(ρ小于0. 05)。(b)对血清甘油三酯(TG)浓度的影响受试者在食用本发明的燕麦奶产品三周后，血清TG浓度从148. 6士 113. 2mg/ dL显著降低至110. 0 士 70. 4mg/dL(-26 % ;p小于0. 05)；而六周后血清TG浓度为 115. 5士75. lmg/dL，仍较实验前显著降低(ρ小于0. 05)。(c)对血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)浓度的影响
受试者在食用本发明的燕麦奶产品三周后，血清LDL-C浓度从142.8±25.7mg/ dL显著降低至128.0 士 24. lmg/Dl (-10. 4 % ；ρ小于0.05)；而六周后血清LDL-C浓度为 131. 6士26. 8mg/dL，仍较实验前显著降低(ρ小于0. 05)。(d)对血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)浓度的影响受试者在食用本发明的燕麦奶产品三周后，血清HDL-C浓度从49. 4士 15. 6mg/dL 显著降低至46.4±14.4mg/dL(p小于0. 05)；而六周后血清HDL-C浓度为47.6±13.4mg/ dL，相比于第三周有回升的情形，并且与实验前相比无统计差异(ρ大于0. 05)。(e)对空腹血糖值(Glucose)的影响受试者在食用本发明的燕麦奶产品三周后，空腹血糖浓度从110.2±20.8mg/dL 显著降低至104. 2士 18.4mg/dL(p小于0.05)；而六周后空腹血糖浓度为104. 1 士 14.9mg/ dL，仍较实验前显著降低(ρ小于0. 05)。表1、受试者的血脂和空腹血糖浓度权利要求
1.一种可治疗高脂血症、高血糖症和改善肠胃道功能的低聚糖燕麦饮品的制造方法， 其包括以下步骤(1)以燕麦片为原料，经过研磨处理使燕麦片形成平均粒径小于约100μ m的微细化燕 麦粉，并使其溶解于水中形成燕麦浆；(2)将燕麦浆进行酶处理先加入β-淀粉酶(β-amylase)进行第一阶段酶反应，当 燕麦水解液粘度为约1至约0. IPas时，再加α -淀粉酶(α -amylase)和转移葡萄糖苷酶 (transglucosidase)进行第二阶段酶反应，直至燕麦水解液粘度为约0. 1至约0. OlPas ；(3)将前述步骤(2)所得的燕麦水解液加热灭酶，随后降温；和(4)将前述步骤(3)的燕麦水解液，以UHT超高温瞬间灭菌，获得具有稳定天然风味的 燕麦饮品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)是通过干式研磨将燕麦片研磨成平均粒 径小于约75 μ m的微细化燕麦粉，随后使所得微细化燕麦粉搅拌溶解于水中形成燕麦浆， 其中燕麦浆中微细化燕麦粉与水的重量比例约为1 3至1 15，相当于6 25% w/w的 干固体含量。
3.根据权利要求1所述的方法，步骤(1)是通过湿式研磨将燕麦片研磨成具有平均粒 径小于约75 μ m的微细化燕麦粉的浆体，随后任选地加水使得浆体中微细化燕麦粉与水的 重量比例约为1 3至1 15，相当于6 25% w/w的干固体含量。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其中步骤(1)中使用去离子水，并 且所得燕麦浆具有约50°C至约60°C的温度。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其中步骤(1)所得燕麦浆具有至 少约为5至8的pH值。
6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其中步骤(2)包括先加入β-淀 粉酶进行第一阶段酶反应，当燕麦水解液粘度达到约0. 3pas以下时，再加α -淀粉酶和转 移葡萄糖苷酶进行第二阶段酶反应，直至燕麦水解液粘度达到约0. 05pas以下。
7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其中步骤(2)中α-淀粉酶、 β -淀粉酶和转移葡萄糖苷酶的添加量各约为0. 1至1. 0% (w/w)，并且酶处理的操作温度 为约40°C至约70°C。
8.根据权利要求7所述的方法，其中步骤(2)中α-淀粉酶、淀粉酶和转移葡萄糖 苷酶的添加量各约为0. 2至0. 5% (w/w)，并且酶处理的操作温度为约50°C至约65°C。
9.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其进一步包含以无菌冷灌装技术 包装步骤(4)所得的微细化燕麦饮品。
10.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其进一步包含以脱水干燥技术将 步骤(4)所得的微细化燕麦饮品制成粉末。
11.一种可治疗高脂血症、高血糖症和改善肠道功能的微细化燕麦饮品，它是根据权利 要求1至9中任一权利要求所述的方法所制得。
12.—种微细化燕麦饮品，其包含约0. 2至约0. 5% (w/w)的β -葡聚糖和约1至约 3% (w/w)的低聚异麦芽糖，并且所含的燕麦颗粒具有约50 μ m以下的平均粒径。
13.根据权利要求12所述的微细化燕麦饮品，所含的燕麦颗粒具有约30μπι以下的平 均粒径。
14.根据权利要求12或13所述的微细化燕麦饮品，其具有治疗高脂血症、糖尿病和改 善肠道功能。
15.一种根据权利要求11至14中任一权利要求所述的微细化燕麦饮品作为牛奶替代 成分的用途。
16.一种根据权利要求11至14中任一权利要求所述的微细化燕麦饮品作为制造冰淇 淋、燕麦粥、优酪乳、奶昔、保健饮料、调味谷类饮品或点心食品的基底的用途。
17.—种可治疗高脂血症、高血糖症和改善肠道功能的微细化燕麦粉，它是根据权利要 求10所述的方法所制得。
18.—种可治疗高脂血症、高血糖症和改善肠道功能的微细化燕麦粉，它是通过将根据 权利要求12所述的微细化燕麦饮品脱水干燥所制得。
19.一种根据权利要求17或18所述的微细化燕麦粉作为牛奶替代成分的用途。
20.一种根据权利要求17或18所述的微细化燕麦粉作为制造冰淇淋、燕麦粥、优酪乳、 奶昔、保健饮料、调味谷类饮品或点心食品的基底的用途。
全文摘要
本发明提出一种可治疗高脂血症、高血糖症和改善肠胃道功能的低聚糖燕麦饮品和其三酶水解与微细化研磨制造方法，这种方法是将燕麦片经微细化研磨粉碎处理(平均粒径小于约100μm)，使其溶解于水中形成燕麦浆，并加入α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)和转移葡萄糖苷酶(trans-glucosidase)进行酶处理，从而得到富含功能性成分的燕麦饮品，它除了完整保留燕麦β-葡聚糖，更含有高于一般燕麦产品的低聚异麦芽糖成分。使用前述制法可完整保留整粒燕麦营养成分，并省略过滤操作，有利于提高原料利用率，并于最优化短时间的发酵与灭菌条件完成，此步骤可避免燕麦浆在加工过程中发生产品酸败的可能性。使用前述低聚糖燕麦饮品进行人体试验评估生理功效，证实可降低血中总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯和空腹血糖值。本发明的低聚糖燕麦饮品口感香醇顺滑与牛奶相似，并保有天然燕麦风味，不仅改变了传统燕麦的食用方式，也大幅提高了燕麦加工产品的营养保健价值，并且具有预防与治疗高脂血症、高血糖症等生活习惯病和改善肠胃道功能的潜力。
文档编号A23L1/29GK101991163SQ20091016408
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者周俊良, 樊谦腾, 赖慧民, 陈冠翰, 陈建宇 申请人:爱之味股份有限公司