本发明提供了一种用于获得具有改进的特性的富含纤维的柑橘类果渣的方法以及通过所述方法获得的产品。具体而言，该方法允许获得果渣衍生的具有改进的溶解性的柑橘类纤维，该柑橘类纤维可以用作果汁、饮料和其他食品的工业生产中的食品添加剂。
背景技术：
当前全世界越来越意识到健康饮食对长寿和生活质量具有直接影响。现在水果并且尤其是柑橘类水果因其营养含量和维生素含量被认为是饮食中令人希望的组分。食品产业正将越来越多的资源致力于开发新的且更健康的基于水果的产品的目标，并且致力于尽可能多地从加工水果中回收有价值的组分。新设备的快速发展以及还有传统方法的自动化和优化将这些成为可能。
关于柑橘类水果的工业加工，可以衍生全范围的产品。在其加工中最重要的步骤是榨汁。这导致产生各种可以随后加工的副产品，例如果渣(渣(purée))、干纤维、精油、天然色素等等。这些产品中的一些可以不经任何进一步加工而商业化，而其他则被并入更复杂的衍生物中。在果汁生产方面，橙子是所有柑橘类水果中最重要的。在全世界，橙汁的消费仍然在上升。虽然它具有高含量的健康组分例如维生素(C、B3、B1)、矿物质(镁、钾和钙)、抗氧化剂和类黄酮，但它缺乏膳食纤维含量。纤维是衍生自植物的食品的不可消化部分。它主要由水溶性和水不溶性多糖构成，并且与许多健康相关益处相关，这些益处中发现有体重减轻、低胆固醇和降低的结肠癌风险。因此，从健康角度而言，所希望的是增加柑橘汁、饮料和其他食品的纤维含量。
食品产业已经提出以下方法，通过该方法将一定量的具有非常高的纤维含量的经碾磨柑橘类果渣与橙汁、橙子软饮料和其他食品衍生物进行混合从而增加其纤维含量并由此增加其有益特性。然而，存在与添加纤维至果汁和饮品中相关联的问题。干燥的柑橘类果渣带有可恶化果汁口感的烹调风味。可替代地，富含纤维的柑橘类果渣可以是半液体的而不是干燥的。在这种情况下，对于最终产品的商业价值非常重要的是，添加的半液体果渣完全地被果汁溶解并且它不破坏果汁的最初特性。经碾磨果渣完全溶解于果汁中使得当商业产品到达最终消费者中时，两相(纤维和液体)的分离最小化。
柑橘类果渣纤维通常是通过研磨来自榨汁的副产品获得的。在柑橘类果渣的生产中使用的副产品通常由内果皮(包含果汁的分隔室，还称为细胞)构成，但有时候还可以包含中果皮(白色内皮(albedo))。水果的外果皮(皮，还称为外皮)不用于此目的。典型地，研磨方法依赖于工业磨的使用，尤其是基于使用石头的那些。
存在众多已知的被设计为从植物来源(包括柑橘类果渣)提取纤维的方法和工艺，从而使得可以将纤维掺入用于人类消费的不同产品中，例如在EP 1784087 B1、DE 19943188等中披露的那些。然而，它们均利用果渣的某种化学处理，例如暴露于不同类型的有机溶剂中、以及其随后的萃取，这使得它们在安全性和废物处理方面的工业部署复杂化。
因为当将柑橘类纤维与果汁或其他食品混合时柑橘类纤维的溶解性在最终产品的品质方面中是至关紧要的，因此存在寻求生产果渣衍生的且具有改进的溶解性和总体特性的柑橘类纤维的便利程序的需要。
技术实现要素：
诸位发明人已经发明出一种用于获得从具有改进特性的柑橘类果渣衍生的纤维的方法。具体而言，已经发现了一种允许因从内果皮榨汁而产生的副产品被加工为给出富含纤维的果渣的方法，该富含纤维的果渣更易于与任何果汁(例如比如橙汁)混合并且被溶解，使得将植物纤维掺入这些产品中更高效。
在柑橘类水果的工业加工中的一个通常程序是一旦果汁已经从分隔室(细胞)中榨取出，那么典型地将剩余的内果皮的副产品用石磨机进行碾磨。然后可以将所得果渣与旨在用于人类消费的果汁混合，从而增加其膳食纤维含量。然而，如上所述，令人希望的使得这种果渣在果汁中的溶解最大化，以使得当混合物到达消费者时存在相的最小分离。理想地，果渣的溶解性的改进应通过不隐含多重化学处理步骤的方法来实现。
诸位发明人已经出人意料地发现，与典型地通过仅使用一种碾磨机类型(例如石磨机)获得的果渣相比，通过组合使用两种不同碾磨机(研磨仪)、石磨机以及刀片磨，获得的富含纤维的果渣当与果汁混合时更易溶解。
因此，本发明的第一方面是一种用于从柑橘类果渣中获得柑橘类水果纤维的方法，该方法包括研磨步骤，其中将该柑橘类果渣的总重量的10％至90％用微刃研磨仪进行研磨，并且将该果渣的剩余重量用石磨进行研磨。
本发明的方法意味着待加工的果渣分离为两部分，并且以平行的方式分开地加工。第一部分仅用微刃研磨仪研磨，同时第二部分仅用石磨研磨。然后将所得经加工的部分混合在一起。如在下文发现的实验数据中所示，已出人意料地发现通过该方法产生的经加工果渣相比于通过单一使用石磨或单一使用刀片研磨仪产生的果渣更易溶解。因此，如果添加至纤维耗尽的果汁中时，通过本发明的方法产生的果渣会比通过其他方法产生的果渣更完全地混合并且保持悬浮更长的时间。这使得当混合物到达消费者时，富含纤维的果渣和果汁的分离最小化。显然，该方法不涉及使用一系列用于改进经加工柑橘类果渣的特性的化学处理。
有利地，本发明的方法不会引起果渣纤维的感官特性的退化，因为果渣纤维在任一加工步骤中均未进行干燥，而且也未暴露于任何化学处理中。
本发明的第二方面是可通过包括研磨步骤的方法获得的经研磨柑橘类水果纤维，其中将该柑橘类果渣的总重量的10％至90％用微刃研磨仪进行研磨，并且将该果渣的剩余重量用石磨进行研磨，其中该果渣是内果皮果渣，并且最终粒度是在0.5和5微米之间。
本发明的第三方面是富含经研磨柑橘类水果纤维的果汁、饮料或食品，该经研磨柑橘类水果纤维可通过根据本发明的第一方面的方法获得，其中经研磨柑橘类水果纤维的量高达总重量的70％。
本发明的第四方面是富含具有根据本发明的第二方面的经研磨柑橘类水果纤维的果汁、饮料或食品。
本发明的第五方面是根据本发明的第二方面的经研磨柑橘类水果纤维用于制备食品、饮料或果汁的用途。
具体实施例
为了便于理解，包括以下定义。
术语“柑橘类果渣(citrus pulp)”和“柑橘渣(citrus purée)”在此可互换使用，并且是指当榨取果汁时由粉碎柑橘类水果的内果皮产生的纤维副产品。通常，柑橘类果渣仅由水果的内果皮(分隔室)构成，但它还可以另外包括中果皮(白色内皮)。柑橘类水果的果渣通常并非由皮(外果皮)构成。
术语“微刃磨”、“微刃研磨仪”、“刀片碾磨机”以及“刀片研磨仪”均可以在此互换使用，并且如在此使用的，是指用于基于配备有切割装置(刀片)的转动件的使用通过剪切和撕碎产生粒度减小的研磨机器，该转动件以非常高的速度运行，将物料撕碎为具有精确增量的所需细度，产生具有均一大小的碎片。微切大小是由微刃的数量、间隔、角度和暴露深度以及转动装置的速度来决定。一种这样的研磨机器是例如尤索(Urschel)销售的URSCHEL COMITROL 1700。
术语“石磨机”和“石磨”在此可互换使用，并且如在此使用的，是指用于基于转筒的使用通过磨损和压缩力产生粒度减小的研磨机，该转筒部分地填充有通过滚球或滚石的摩擦和冲击将物料研磨为所需粒度的球状物或石头。它们通过在筒的一端处使用进料并且在另一端处使用排放来运行。一种这样的研磨机器是例如STONE MILL FRYMA MK-360/R。
如上所述，本发明的第一方面是一种用于从柑橘类果渣中获得柑橘类水果纤维的方法，该方法包括研磨步骤，其中将该柑橘类果渣的总重量的10％至90％用微刃研磨仪进行研磨，并且将该果渣的剩余重量用石磨进行研磨。
在本发明的第一方面的实施例中，该微刃研磨仪基于配备有切割装置的转动件的使用通过剪切和撕碎产生粒度减小，该转动件以非常高的速度运行以将物料撕碎为所需细度，并且该石磨基于转筒的使用通过磨损和压缩力产生粒度减小，该转筒部分地填充有将物料研磨为所需细度的球状物或石头。在本发明的第一方面的实施例中，该微刃研磨仪和该石磨以2800和3200转/分钟之间的速度运行。
在本发明的第一方面的实施例中，该微刃研磨仪和该石磨以2900和3100转/分钟之间的速度运行。
在第一方面的实施例中，该微刃研磨仪以3000转/分钟的速度运行，并且该石磨以2920转/分钟的速度运行。
在第一方面的实施例中，该微刃研磨仪以0.0013英寸的切割深度、0.0033英寸的开度以及216个刀片运行，并且该石磨是具有46/60的粒化程度的刚玉石磨。
在第一方面的实施例中，该微刃研磨仪以0.0013英寸的切割深度、0.0033英寸的开度以及216个刀片运行，并且该石磨是具有46/60的粒化程度和中等硬度的刚玉石磨。
在第一方面的实施例中，研磨步骤为将果渣的总重量的15％至85％用微刃研磨仪进行研磨，并且将该果渣的剩余重量用石磨进行研磨。在第一方面的实施例中，研磨步骤为将果渣的总重量的20％至80％用微刃研磨仪进行研磨，并且将该果渣的剩余重量用石磨进行研磨。
在第一方面的实施例中，研磨步骤为将果渣的总重量的25％至75％用微刃研磨仪进行研磨，并且将该果渣的剩余重量用石磨进行研磨。
在本发明的第一方面的另一个实施例中，微刃研磨仪是URSCHEL C OMITROL 1700型号。
在本发明的第一方面的另一个实施例中，石磨是STONE MILL FRY MA MK-360/R型号。
在本发明的第一方面的另一个实施例中，果渣是内果皮果渣和中果皮果渣的混合物。
在本发明的第一方面的另一个实施例中，果渣是内果皮果渣。
在第一方面的另一个实施例中，该方法进一步包括均质化步骤。
在本发明的第一方面的另一个实施例中，均质化方法是用APV R55-54-95型号的均质仪进行。
在第一方面的另一个实施例中，均质化是在从150至250bar的压力下进行。
在第一方面的另一个实施例中，均质化是在从180至220bar的压力下进行。
在本发明的第一方面的另一个实施例中，柑橘类水果是橙子或柠檬。可以用于本发明中的其他柑橘类水果是葡萄柚、青柠、柑桔和大红桔。
又如上所述，本发明的第二方面是可通过包括研磨步骤的方法获得的经研磨柑橘类水果纤维，其中将该柑橘类果渣的总重量的10％至90％用微刃研磨仪进行研磨，并且将该果渣的剩余重量用石磨进行研磨，其中该果渣是内果皮果渣，并且最终粒度是在0.5和5微米之间。
在第二方面的实施例中，最终粒度是在2和5微米之间。
又如上所述，本发明的第三方面是富含经研磨柑橘类水果纤维的果汁、饮料或食品，该经研磨柑橘类水果纤维可通过根据本发明的第一方面的方法获得，其中经研磨柑橘类水果纤维的量高达总重量的70％。
在本发明的第三方面的另一个实施例中，果汁、饮料或食品为经研磨柑橘类水果纤维的量高达总重量的60％。
在本发明的第三方面的另一个实施例中，果汁、饮料或食品为经研磨柑橘类水果纤维的量高达总重量的50％。
在本发明的第三方面的另一个实施例中，果汁、饮料或食品为经研磨柑橘类水果纤维的量高达总重量的25％。
在本发明的第三方面的另一个实施例中，果汁、饮料或食品为所包含的经研磨柑橘类水果纤维的量是总重量的5％-70％。
在本发明的第三方面的另一个实施例中，果汁、饮料或食品为所包含的经研磨柑橘类水果纤维的量是总重量的5％-50％。
又如上所述，本发明的第四方面是富含具有根据本发明的第二方面的经研磨柑橘类水果纤维的果汁、饮料或食品。
在本发明的第四方面的另一个实施例中，经研磨柑橘类水果纤维的量高达总重量的70％。
在本发明的第四方面的另一个实施例中，所包含的经研磨柑橘类水果纤维的量为总重量的5％-50％。
又如上所述，本发明的第五方面是根据本发明的第二方面的经研磨柑橘类水果纤维用于制备食品、饮料或果汁的用途。
在本发明的第五方面的实施例中，该果汁是水果汁或蔬菜汁。
在本发明的第五方面的实施例中，将水果汁与乳制品进行混合。
在本发明的第五方面的实施例中，该食品是零食。
在此使用通过本发明的方法“可获得”的果渣来定义通过用于获得它的方法的产品，并且是指可通过包括使用如上定义的微刃研磨仪和石磨研磨仪的方法获得的产品。出于本发明的目的，表述“可获得”、“获得”以及等效表述可互换使用，并且在任何情况下，表述“可获得”涵盖表述“获得”。
遍及整个说明书和权利要求书，词语“包括”以及该词语的变体并非意为排除其他技术特征、添加物、组分、或步骤。另外，词语“包括”及其变体涵盖术语“由……组成”。在查阅本说明书后本发明的另外的目的、优点和特征对于本领域技术人员来说将变得清楚，或者可以通过本发明的实践来获知。通过说明的方式提供了以下实例，并且这些实例并非旨在限制本发明。另外，本发明覆盖了在此描述的具体实施例和优选实施例的所有可能的组合。
实例
A)材料和方法
样品制备
在所述实验中使用的所有样品列于下文呈现的表1中。
M1是橙汁(林娜脐橙(Navelina)和晚脐橙(Navelate)品种)样品，该样品尚未富集从果渣衍生的任何纤维。通过破碎橙子并且将上清液吸移以允许适当的分离来获得果汁。
将该橙汁与富含纤维的通过不同加工方法(M2-M13)加工的果渣进行混合，并且在所有情况下对混合物的特性进行测试。用于富集橙汁的果渣另外是从林娜脐橙和晚脐橙品种的微粒化的橙子细胞中获得。
用于研磨橙子果渣的研磨仪是URSCHEL COMITROL 1700型号(刀片研磨仪)和/或FRYMA MK-360/R(石磨)。
在以下条件下使用微刃研磨仪(URSCHEL COMITROL 1700)：
·切割深度：0.0013英寸
·开度：0.0033英寸
·刀片数目：216
·3000转/分钟
在以下条件下使用石磨(FRYMA MK-360/R)：
·由刚玉制成。
·中等粒化程度：46/60。粒化程度(granulation)是对于在刚玉石中包含的每个单独颗粒的大小的量度，并且由对应于筛子网孔的数目(每英寸的目数)指示。可以按以下粒化程度提供FRYMA刚玉石：
·20、36粗
·46、60中等
·80、100、120细。
已从经验变得明显的是，当定子石的粒化程度比转子石的粒化程度更细一个粒化程度级别或者可能更细两个粒化程度级别时，实现最好的研磨结果。例如，碾磨石46/60＝转子的粒化程度46，定子的粒化程度60。
·中等硬度。刚玉石的硬度取决于添加的粘结剂的化学性质和品质。通过大写字母指示品质：对于FRYMA刚玉石磨机，可以考虑以下硬度级别：
·N至P中等硬，
·Q至U硬。
·2920转/分钟。
表1.用于对比的样品列表。
H-均质化
可离心和悬浮的果渣的测定
使用的方法是由国际果汁生产者联合会(International Federation of Fruit Juice Producers，IFFJP，1991)提出的方法，并且结果以悬浮果渣的百分比表示。将样品M2-M13以10％的浓度稀释于M1中，并且随后搅拌(300rpm)30分钟。将所有样品在UNICEN离心机(ORTOALRESA，马德里，西班牙)中在370g下在22℃离心10分钟，并且通过以下公式计算悬浮果渣的百分比：
Ps＝(PCM1+mca)-PCMx其中：
Ps是样品Mx中的悬浮果渣。
PCM1是天然果汁M1在370g离心10分钟之后的可离心果渣(这是常数值，仅取决于用于稀释果渣的果汁)。
PCMX是离心之后样品Mx的可离心果渣(根据表1，x的值是从2至13)。
粒度测定。
对于粒度的测定，使用NanoBrook 90Plus(布克海文仪器(Brookhav en Instruments))设备。
制备在0.0001％至1.0％v/v数量级的稀释悬浮液。小的超声发生器在破裂松散保持的团聚物中是有用的。需要两毫升或三毫升的悬浮液来进行测量。
将一次性的丙烯酸方形池用于水性的和简单的醇悬浮液。仅需要几分钟来使样品和池与NanoBrook 90Plus内主动控制的温度环境相平衡。
如果希望的话可用方形玻璃池，并且使用特殊的小体积池将所需物料的体积减少至仅50μL或10μL。对于水性样品，50μL是一次性吸收池。在所有情况下，样品是可回收的。对于非常小的粒子，使用高灵敏度BI-APD检测器。
统计分析
一式三份产生所有分析。所有结果是作为3个重复+/-标准偏差的均值给出。通过多变量分析和邓肯多范围检验进行均值的比较(p<0.0 5)。所有统计分析所使用的程序是Statgraphic Plus 5.1版(Statpoint Tech nologies公司，沃伦顿(Warrengton)，弗吉尼亚州)。
B)结果
这些实验的目标基本上是测试通过不同方法加工的果渣是否不同地由橙汁溶解。具有最佳溶解性的经加工果渣应是不太可离心的(即Pc值应较低)，并且在悬浮下的时间应保持更久(即Ps应较高)。在所有混合物的离心之后，在橙汁中处于悬浮的经加工果渣越多越好。
可离心的果渣(Pc)和悬浮果渣(Ps)
结果呈现于表2(混合物未均质化)和表3(混合物进行均质化)中。
表2.在均质化之前，在富含通过不同方法(Mx)得到的经加工果渣的橙汁样品中的可离心果渣和悬浮果渣。
所有结果示为平均值+/-标准偏差。
在表2中呈现的结果的分析揭示了在均质化之前，发现可离心果渣的最低值发现于样品M9和M10中，或者换言之，在离心(橙汁和通过不同方法产生的经加工果渣的)混合物之后，仍处于悬浮中最高量的果渣是对应于本发明方法M9和M10的果渣(分别为1.91和2.25)。
表3.在均质化之后，在富含通过不同方法(Mx)得到的经加工果渣的橙汁样品中的可离心果渣和悬浮果渣。
所有结果示为平均值+/-标准偏差。
与在均质化之前发现的结果一致，表3中的结果示出在均质化之后，还在由其富含纤维果渣是由本发明方法(M12-M13)产生的混合物获得的样品中发现可离心果渣的最低值。换言之，在离心之后仍处于悬浮的最高含量的果渣发现于样品M12和M13中(1.73和1.70)，这是两个其中富含纤维的果渣是通过刀片研磨仪和石磨组合加工的样品。
粒度
测定的最终粒度如下：
·对于通过刀片研磨仪加工的材料，最终粒度是1,17±0,015μm
·对于通过石磨加工的材料，最终粒度是1,78±0,028μm
·对于均质化之后的整个产品，最终粒度是1,53±0,014μm
本申请中的引用文献
EP 1784087 B1
DE 19943188。