专利名称：抑制冷冻食物和组合物中冰晶生长的方法
本申请是1987年7月23日提出的序号为077142的美国专利申请的后续申请。077142号申请可作为参考。
本发明涉及一种抑制冷冻食物中冰晶生长的方法，特别是涉及在冷冻之前向食物中加入部分脱去木质素的植物纤维、半纤维素B或它们的混合物，以抑制冷冻后的食物中冰晶生长的方法。此外，本发明还涉及含有冰晶生长抑制剂的食品。
近几年来，食物冷冻技术，特别是速冷技术带来了许多的方便。然而，冷冻食品工业却受到因冷冻食品中冰晶生长成大块而引起冷冻食品具有粒状或砂状结构的现象的困扰。冰晶的生长使食物配方中的水份被浸出，因此严重地损害食物的结构和口感。
在食品体系中，冰晶的过度生长是特别令人烦恼的事情，食品如冰淇淋、冰牛奶和其它冷冻制品中的水份和其它成分之间存在一种敏感的平衡。冰晶的过度生长在一段时间内发生，并且由于冷冻食品的冷冻/解冻循环而加速。以冰淇淋为例，由于水份从冰淇淋配料中析出而成为大的结晶，严重地损坏了冰淇淋的结构，使之变得象粒状纸板一样。冰晶生长并不局限于冷冻食品的外表面，而在整个冷冻食品物料中发生。
本发明提供了一种方法，通过靠降低冰晶的过大体积和降低冰晶的生长速度来抑制冰晶的生长，以改进冷冻食品的稳定性。
慨括地说，根据本发明，以足以抑制冷冻食物中冰晶生长的有效量，向冷冻食物中加入部分脱去木质素的植物纤维(PDPF)、半纤维素B或它们的混合物(总起来称为“冰晶生长抑制剂”)，来改进冷冻食物的稳定性。本发明所考虑的冷冻食物包括冷冻制品、冰淇淋、冰牛奶、点心棒、水果棒和果汁棒。
本发明的冷冻食物组合物已改进了稳定性，并降低了因冰晶过度生长而引起的损坏。这些冷冻食品组合物含有冰晶生长抑制剂和其它食品成份。
本发明实践中特别感兴趣的是向如冰淇淋一类的冷冻制品中加入抑制冰晶生长有效量的一或多种冰晶生长抑制剂，使其稳定。该冷冻制品适于长期贮存，并能经受冷冻/解冻循环而不会因冰晶生长导致损坏。最好使用半纤维素B作冰晶生长抑制剂，特别是从PDPF提取的半纤维素B。
本文所用的术语“部分脱去木质素的植物纤维”和“PDPF”是指部分脱去木质素的任何植物纤维。通常从植物纤维基质中去除大约30-70%的木质素，最好40-60%。
本文所用的术语“半纤维素B”是指用碱溶液从植物物料中浸取分离出半纤维素混合物，酸化后再用乙醇从该混合物中沉淀出的半纤维素。
本文所用的术语“抑制冰晶生长”是指一种方法，就是防止冷冻食物中形成的冰晶长成大的晶体。这个术语不是指防止冰晶生成的方法，而仅仅是指限制冰晶的平均尺寸和它们的生长速率。
在本发明的实践中，按配方制造冷冻食品时，将部分脱去纤维素的植物纤维(PDPF)、半纤维素B或它们的混合物即冰晶生长抑制剂掺入到冷冻食物中。在形成适于冷冻的食品的过程中将冰晶生长抑制剂加入到食品中。这种混合可采用标准的公知混合技术如物理混合，或采用标准的干混或湿混技术，较好的是将冰晶生长抑制剂加入食品的含水相或组分中。各组分的混合和添加顺序对本发明的实践并不重要。
部分脱去木质素的植物纤维(PDPF)可以是任何植物纤维，从中提取或除去大约30-70%、最好是40-60%的木质素。部分脱去木质素的植物纤维最好是木质纤维素基质的碱性过氧化物处理的转化产物。如下的美国专利或专利申请公开了非木质的木质纤维素的碱性过氧化物处理US专利4649113;专利申请06/809803，85年12月16日申请，06/912296，86年9月29日申请，上述文献均作参考。上述说明书可从国家技术情报中心获得，地址为5285PortRoyalRd·Spring-field，VA22161。
用已知提取方法可从任何木质纤维素植物中获得半纤维素B，例如，用《糖化学方法》第5卷，“多糖概论”(GENERALPOLYSA-CCHARIDES)，1965年，科学出版社，144-145页中所公开的提取方法。然而，最好用我们在同时申请的、还未确定序号的(No-)题为“半纤维素提取”的美国专利申请中所公开的方法，从木质纤维素植物中提取半纤维素B，该申请此处可结合参考。
从任何木质纤维素基质、最好从非木质的木质纤维素基质中获取PDPF和半纤维素B。适用的基质包括玉米糠、玉米秸秆、玉米芯、麦糠、糖甘蔗渣、苜蓿干草、大麦糠、大麦壳、燕麦糠、燕麦壳、稻糠、甜菜浆、柑桔浆、柑桔皮、花生壳、香蕉皮、羊豆角秆、大豆秆和北非矛草。优选的基质包括麦糠、玉米糠、玉米秸秆、大麦糠、稻糠和燕麦糠。
以抑制冷冻食品中冰晶生长的有效量，将冰晶生长抑制剂加入到冷冻食品中。通常，所加冰晶生长抑制剂的量，以食品总重量为基准，约为0.01-2%，优选0.05～1.0%，最佳范围为冷冻食品总重量的0.1～0.5%。PDPF的用量最好为冷冻食品总重量的0.25～0.75%，半纤维素B的量为冷冻食品总重量的0.1～0.5%。
本发明的冰晶生长抑制剂可加入到任何含水的冷冻食品中，特别是那些能经受冷冻/解冻循环的冷冻食品中。典型的冷冻食品包括冰淇淋、冷冻制剂、冷冻制品、甜食棒、水果棒、布丁饮料和果汁棒。只要用本发明的冰晶生长抑制剂一起制作这些食品，即很少出现由于冰晶过度生长而导致的食品变坏。
本发明预计可抑制任何冷冻体系中的冰晶生长，包括含有高效增甜剂和/或低脂含量的“常规”食品和“营养”食品。可以与本发明冷冻食品掺合的高效增甜剂包括天冬酰苯丙氨酸甲酯及其盐和络合物，氨酰基糖，糖精，蔗糖(Sucralose)，alitame，acesul-fame-K，thaumatin，蛇菊苷等等。本发明考虑的低脂含量食品包括含脂肪代用品如蔗糖聚酯的食品。
当使用PDPF作为冰晶生长抑制剂时，PDPF最好在球磨机或针磨机中湿磨到刚好在纤维破坏点之前。在产品制备过程中将磨好的PDPF掺合到冷冻食品中。最好将磨好的PDPF冰晶生长抑制剂过100目筛，即粒度小于100目。
在本发明一个优选的实施方案中，使用半纤维素B作为冷冻食品中的冰晶生长抑制剂。任何半纤维素B均可使用。正如本文所描述的，最好使用由PDPF中提取的半纤维素B，特别是从麦糖PDPF中所提取的。半纤维素B用量优选为食品总重量的0.05～1.0%，最好为总重量的0.25%。
如下实施例是对本发明实践的说明，但并不只限于此范围。
例1、半纤维素B作冰晶生长抑制剂从部分脱去木质素的麦糠(根据美国专利4649113公开的方法由加工麦糠中获得)中，在室温下以16小时溶液萃取法，用PH13.0的NaOH提取半纤维素B。连续搅拌反应混合物，在萃取16小时后，上清液用醋酸调节到PH为5。从上清液沉淀出半纤维素A，过滤除去。以产生70%(W)乙醇浓缩物的量，向上清液中加乙醇，使半纤维B沉淀。以部分脱去木质素的麦糠总重为基准，约萃取出11%作为半纤维素B。在食物加工过程中，把得到的半纤维素B加到冷冻食品的水相中，以抑制冰晶生长。
例2、PDPF作冰晶生长抑制剂将从麦糠中获得的PDPF进行湿法针磨，并过100目筛。将这种PDPF物料加入到食品中，以抑制冰晶生长。这样制得的冷冻食品在冷冻条件下是稳定的。此外，这种冷冻食品在冷冻/解冻循环下也是稳定的。
例3、冷冻食品配方下表是含有本发明冰晶生长抑制剂的冷冻食品的配方，它们的制备使用了标准的食品加工技术。
Ⅰ.冰淇淋非脂牛奶固体(MSNF)11%乳脂10%糖10%
谷物糖浆固体5%半纤维素B0.25%单和二甘油脂0.1%瓜耳胶0.1%角叉胶(Carrageenan)0.1%多山梨醇酯80或600.1%调料适量Ⅱ、布丁饮料MSNF10%乳脂4%糖12%谷物糖浆固体6%可可3%木薯淀粉2%部分脱去木质素的植物纤维(PDPF)0.5%角叉胶(Carrageenan)0.15%多山梨醇酯80或606.1%调料适量Ⅲ、冷冻制品(Novelty)水果浆或汁30%(或适量)糖12%谷物糖浆固体6%半纤维素B0.25%调料适量瓜耳胶0.1%角叉胶(Carrageenan)0.1%Ⅳ、无糖冷冻甜食牛奶固体-非脂13%MaltrinM-200麦芽糖糊精(18-20DE)5%K型多葡萄糖5%乳脂4%山梨醇3%微晶纤维素CL6110.5%＊稳定剂 0.3%多山梨醇酯800.1%天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商标)0.1%半纤维素B0.25%＊单和二甘油酯、瓜耳胶、羧甲基纤维素(CMC)和角叉胶的混合物。
Ⅴ、无糖冰冻甜食水89.30%麦芽糖糊精18-20DE5%山梨醇5%柠檬酸0.20%＊稳定剂 0.20%调料0.13%多山梨醇酯800.10%
天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商标)700PPmPDPF1%＊含有单和二甘油脂、瓜耳胶、CMC和角叉胶。
Ⅵ、不加糖的牛奶巧克力冰棒脱脂乳49.80%全乳28.60%K型多葡萄糖7.50%麦芽糖糊精18-20DE7.50%无脂牛奶(NFDM)4.30%可可(12%W型植鞣坯革)2.00%稳定剂0.13%多山梨醇酯800.10%天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商标)700ppmPDPF1%Ⅶ、不加糖的水果棒水59.43%草莓浆30.00%麦芽糖糊精18-20DE5.00%山梨醇5.00%稳定剂0.20%调料0.20%多山梨醇酯800.10%
天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商标)700ppmPDPF1%Ⅷ、不加糖的果汁棒水83.38%65°白利桔汁浓缩液5.90%麦芽糖糊精18-205.00%山梨醇5.00%稳定剂5.00%柠檬酸0.20%调料0.15%多山梨醇酯800.10%天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商标)700ppmPDPF1%Ⅸ、不加糖的水果奶油棒脱脂乳41.45%草莓浆35.00%K型多葡萄糖7.50%麦芽糖糊精18-20DE7.50%重乳油4.10%水3.95%稳定剂0.33%多山梨醇酯800.10%
天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商标)700ppm半纤维素B0.25%以相似的操作方法从本文所述的各种物源中获得的PDPF和半纤维素B都是冷冻食品的有效的冰晶生长抑制剂。所生产的冷冻食品比不含有有本发明冰晶生长抑制剂的冷冻食品更加稳定。
例4、用半纤维素B作为果汁冻型产品中的冰晶抑制剂利用前例所述方法从麦糠中提取半纤维素B，并用它制备下列组合物成分量6%半纤维素B溶液450ml水405ml柠檬汁45ml无脂干牛奶60gm天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet 商标) 0.6gm这样获得的冷冻甜食是奶油状的，由于大大降低了冰晶的生长而口感细腻。也可不加半纤维素B制备对照样品，这种产品呈冰状，而口感粗糙。
权利要求
1.一种抑制冷冻食品中冰晶生长的方法，其特征是，向冷冻食品中加入有效量的部分脱去木质素的植物纤维、半纤维素B或它们的混合物，抑制冰晶生长。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，冷冻食品是一种冷冻制品(novelty)。
3.根据权利要求1的方法，其特征是，冷冻食品为冰淇淋。
4.根据权利要求3的方法，其特征是，冰晶生长抑制剂是一种部分脱去木质素的植物纤维。
5.根据权利要求3的方法，其特征是，冰晶生长抑制剂是半纤维素B。
6.根据权利要求1的方法，其特征是，冷冻食品是冰牛奶、甜食棒、水果棒或果汁棒。
7.根据权利要求6的方法，其特征是，冰晶生长抑制剂是一种部分脱去木质素的植物纤维。
8.根据权利要求6的方法，其特征是，冰晶生长抑制剂是半纤维素B。
9.根据权利要求6的方法，其特征是，冷冻食品是布丁饮料。
10.根据权利要求1的方法，其特征是，以冷冻食品总重量的0.01-5%的量将冰晶生长抑制剂加入到冷冻食品中。
11.根据权利要求10的方法，其特征是，冰晶生长抑制剂的量为总重量的0.05-2%。
12.根据权利要求11的方法，其特征是，冰晶生长抑制剂的浓度为0.1-1%(W)
13.冷冻食品组合物，包括(a)食物成分和(b)部分脱去木质素的植物纤维、半纤维素B或它们的混合物(加入量是以有效地抑制冷冻食品中冰晶生长)。
14.根据权利要求13的组合物，其特征是，(a)中的食物成分构成冷冻制品(Novelty)。
15.根据权利要求13的组合物，其特征是，冷冻食品是冰淇淋。
16.根据权利要求15的组合物，其特征是，冰晶生长抑制剂是半纤维素B。
17.根据权利要求15的组合物，其特征是，冰晶生长抑制剂是部分脱去木质素的植物纤维。
18.根据权利要求13的组合物，其特征是，食物成分构成冰牛奶、甜食棒、水果棒或果汁棒。
19.根据权利要求13的组合物，其特征是，冷冻食品中冰晶生长抑制剂的量为冷冻食品总重量的0.01-5%。
20.根据权利要求19的组合物，其特征是，冷冻食品中冰晶生长抑制剂的量为冷冻食品总重量的0.1-1%。
全文摘要
在冷冻食品中加入部分脱去木质素的植物纤维、半纤维素B或它们的混合物，以抑制该食品中冰晶的生长。
文档编号A23L3/37GK1031177SQ8810615
公开日1989年2月22日 申请日期1988年7月23日 优先权日1987年7月23日
发明者罗纳德·E·巴尼特 申请人:纽特拉斯威特公司