具有治療高脂血症、高血糖症和改善腸胃道的低聚糖燕麥飲品的製作方法

2023-04-26 08:28:11

專利名稱：具有治療高脂血症、高血糖症和改善腸胃道的低聚糖燕麥飲品的製作方法
技術領域：
本發明關於一種可治療高脂血症、高血糖症和改善腸胃道功能的低聚糖燕麥飲品 和其三酶水解與微細化研磨製法。
背景技術：
長久以來，燕麥早已是大眾熟悉的健康穀物，燕麥除了富含蛋白質、胺基酸、必需 脂肪酸、維生素B群和鐵、鋅、鎂等礦物質外，更含有豐富的水溶性和非水溶性膳食纖維，特 別是葡聚糖(β-glucan)。多年來醫學、營養學界已有多項研究結果顯示，燕麥葡 聚糖對於心血管疾病、糖尿病、高血壓、便秘等具有預防與改善效果。因此，燕麥的營養成分 被研究應用於各類食品添加。例如，美國專利第4，996，063號中揭露一種利用α -澱粉酶來水解燕麥以製備水 溶性膳食纖維的方法，這種方法製得粉狀膳食纖維作為食品添加劑，可作為脂肪替代品。美國專利第5，686，123號揭露一種均質且穩定的穀類懸濁液和其製法，這種方法 將燕麥片粉碎研磨至粒徑0. 8 1mm，隨後以50 53°C溫水攪拌溶解為燕麥漿，並於第一 階段以β 「澱粉酶水解至粘度介於3 0. lPas，第二階段再以α -澱粉酶水解至粘度小於 0. 5Pas，最後以137 138°C，3 4秒高溫滅菌，得到均質且穩定的燕麥懸濁液。美國專利第6，451，369號揭露一種非乳製品的即飲牛奶替代品和其相關產品， 其所揭露的方法利用溼式研磨製備預糊化燕麥漿(固形物佔10 15% (w/w))，隨後加 入α-澱粉酶和β-澱粉酶同一時間進行酶水解1 2小時，產生具有大量的麥芽糖 (maltose)和β-葡聚糖的燕麥懸濁液。美國專利第6，685，974號揭露一種以燕麥為主的功能性糖漿的製備方法，這種方 法將粒徑100目(相當於150 μ m)以下的燕麥粉溶解於水中成稠狀漿液，隨後添加α-澱 粉酶進行酶處理(68°C，2. 5小時)，接著再添加糖化酶(glucoamylase)進行酶處理，使漿液 轉化變成功能性燕麥糖漿，但所得產物不具有任何穀物風味。又如，中國專利第1566161號中揭露一種燕麥β _葡聚糖的製備方法，它是將燕麥 製備成燕麥麩，滅酶；在45 65°C條件下，加水攪拌，調整pH為9 11 ；分離後收集濾液， 加入α -澱粉酶處理，70 90°C保持1 2小時；冷卻至10 30°C，調整pH為4. 5 5. 0， 攪拌後靜置，沉澱蛋白質；離心得到上清液，超濾濃縮，在濃縮液中加入異丙醇，得到β-葡 聚糖膠狀沉澱；離心β-葡聚糖膠狀沉澱，真空乾燥，得到β-葡聚糖產品。又如，中國專利第1966531號揭露一種燕麥β _葡聚糖的製備方法，它是以燕麥麩 為原料，經粉碎、微波輔助提取、加澱粉酶和糖化酶處理、等電點沉澱、離心分離、上清液濃 縮、乙醇沉澱、離心分離收集沉澱、加水復溶、β-葡聚糖酶水解、噴霧乾燥過程後得到了具 有顯著促進腸道和糞便雙歧桿菌、乳酸桿菌增殖作用的高效益生元燕麥β 「葡聚糖產品。先前技術中所揭露的水溶性膳食纖維製備方法，雖可獲得高產率的燕麥β _葡聚 糖，但其工藝步驟繁瑣並且酶處理時間長，以致生產成本較高。另外，部分先前技術製法所得產品已失去燕麥天然香味，無法提供人們食用天然燕麥的風味感受。此外，除了燕麥β-葡聚糖之外，低聚異麥芽糖已知可以降低腸道PH值和促進腸 道蠕動，抑制有害菌的增生，並減少有害菌代謝所產生的有毒廢物，具有維持體內環保，活 化人體功能的功效。然而，先前技術中所提出的製備方法尚無法獲得同時富含葡聚糖 和低聚異麥芽糖等成分的燕麥飲品。據此，本發明提出一種結合微細化研磨技術和酶水解技術的製造方法，先將燕麥 片研磨處理得到微細化燕麥粉，再經α -澱粉酶、β -澱粉酶和轉移葡萄糖苷酶進行二階段 酶處理，從而得到液態均勻、穩定性佳且富含葡聚糖和低聚異麥芽糖等功能性成分的 新穎燕麥飲品。

發明內容
本發明的一個目的為提供一種可治療高脂血症、高血糖症和改善腸胃道功能的低 聚糖燕麥飲品的三酶水解與微細化研磨製造方法，其包括以下步驟(1)以燕麥片為原料，經過研磨處理使燕麥片形成平均粒徑小於約100 μ m的微細 化燕麥粉，並使其溶解於水中形成燕麥漿；(2)將燕麥漿進行酶處理先加入β -澱粉酶(β -amylase)進行第一階段酶反 應，當燕麥水解液粘度約1至0. IPas時，再加α -澱粉酶(α -amylase)和轉移葡萄糖苷酶 (transglucosidase)進行第二階段酶反應，直至燕麥水解液粘度約0. 1至0. OlPas ；(3)將前述步驟(2)所得的燕麥水解液加熱滅酶，隨後降溫；和(4)將前述步驟(3)的燕麥水解液，以UHT超高溫瞬間滅菌，經此步驟可得到具有 穩定天然風味的燕麥飲品。本發明的又一目的為提供一種由此製得的微細化低聚糖燕麥飲品，其包含約 0. 2 0. 5% (w/w)的β -葡聚糖和約1 3% (w/w)的低聚異麥芽糖，並且所含的燕麥顆 粒具有約50 μ m以下的平均粒徑。


圖1是本發明實施方案的製造流程簡圖。
具體實施例方式本發明方法的步驟(1)在於以燕麥片為原料，經過研磨處理使燕麥片形成平均粒 徑小於約100 μ m，優選小於約75 μ m的微細化燕麥粉，並使其溶解於水中形成燕麥漿。根據本發明的一個實施方案，燕麥片通過乾式球磨機研磨成平均粒徑小於約 100 μ m，優選小於約75 μ m的微細化燕麥粉，隨後使所得微細化燕麥粉攪拌溶解於優選約 30°C至約60°C，更優選約50°C至約55°C的水中形成燕麥漿。優選地，燕麥漿中微細化燕麥 粉與水的重量比例約為1 3至1 15，相當於約6% w/w至約25% w/w的幹固體含量。根據本發明的另一個實施方案，燕麥片也可以直接通過溼式球磨機研磨成具有平 均粒徑小於約100 μ m,優選小於約75 μ m的微細化燕麥粉的漿體，隨後任選地加水使得漿 體中微細化燕麥粉與水的重量比例約為1 3至1 15，相當於約6% w/w至約25% w/w 的幹固體含量。同樣，可通過直接以加熱過的水研磨或通過後續加熱處理，使所得燕麥漿優選具有約30°C至約60°C，更優選50°C至約55°C的溫度，以幫助微細化燕麥粉溶解於水中達 到所希望的萃取程度。合適地，所得燕麥漿具有至少約為5，優選約為5至8的pH值。此外，如所屬領域 一般技術人員所理解，不論是乾式研磨操作或是溼式研磨操作，使用去離子水可達到特別 優異的效果。另一方面，為便於研磨操作，也可以直接使用市售預糊化燕麥片作為原料。本發明方法的步驟(2)在於將步驟(1)所得的燕麥漿進行二階段的酶處理先 加入β -澱粉酶進行第一階段酶反應，當燕麥水解液粘度為約1至0. IPas,優選小於約
0.3Pas時，再加α -澱粉酶和轉移葡萄糖苷酶進行第二階段酶反應，直至燕麥水解液粘度 為約0. 1至0. 0 IPas，優選小於約0. 05Pas。如所屬領域一般技術人員所理解，酶處理期間所加入的酶量、操作溫度和操作時 間受到諸多因素的影響，例如，所使用的原物料、添加的酶和終產物粘度等。所屬領域一般 技術人員可依據所希望得到的產物粘度來最優化酶處理的操作條件。根據本發明的一個實施方案，第一階段酶反應中β -澱粉酶的添加量約為0. 1至 1.0% (w/w)，優選約為0. 2至0. 5% (w/w)，並且在約40°C至70°C，優選約50至65°C的溫度 下操作。第二階段酶反應中α-澱粉酶和轉移葡萄糖苷酶的添加量分別約為0.1至1.0% (w/w)，優選約為0. 2至0. 5% (w/w)，並且在約40至70°C，優選約50至65°C的溫度下操作。 完成全部兩階段酶處理約需0. 5至3小時，優選約需1至1. 5小時。完成上述兩階段酶處理後，接著將所得的燕麥水解液加熱滅酶，隨後降溫。根據本 發明的一個實施方案，滅酶處理優選在約85至95°C，優選約90°C的溫度下進行約3 5分 鍾，優選約3分鐘，隨後降溫至約50至70°C。最後，本發明方法的步驟(4)在於將滅酶後的產物，以UHT超高溫瞬間滅菌(約 130至140°C ；10 60秒)，從而得到微細化燕麥飲品。任選地，可進一步運用無菌冷灌裝 技術(as印tic cool filling system)包裝所得終產物。此外，根據本發明的另一個實施 方案，所製得的微細化燕麥飲品可進一步進行脫水乾燥處理(例如，噴霧乾燥機)，以產生 提供穩定的優點和運輸上經濟的穩定燕麥飲品粉，這種粉末在飲用前需要以水恢復。本發明方法具有如下的特點(1)提供一種全谷即飲品，免去穀物麥片衝泡的程序，具有方便新穎性。(2)使用α -澱粉酶、β -澱粉酶和轉移葡萄糖苷酶分階段酶反應，於最佳生產條 件下，僅需費時約1 1. 5小時，大幅縮短工藝時間和人力成本。(3)結合無菌冷灌裝技術，延長產品於常溫儲存期限達9個月。除了上述工藝上的優點外，根據本發明方法製得的微細化燕麥飲品所含的燕麥顆 粒由於具有約50 μ m以下，優選30 μ m以下的平均粒徑，故可省略過濾加工步驟，直接充填 於包裝容器，完整保留全谷營養。另一方面，本發明方法的酶處理過程除了 葡聚糖外， 可同時產生低聚異麥芽糖產物，其含量為穀物麥片的3倍以上。根據本發明方法製得的微細化燕麥飲品富含葡聚糖和低聚異麥芽糖，其包含 約0. 2 0. 5 % w/w,優選約0. 35 0. 45 % w/w的β -葡聚糖和約1 3 % w/w,優選約
1.5 2. 5% w/w的低聚異麥芽糖。因此，經人體實驗證實，本發明所提供的微細化燕麥飲 品不僅有助於降低血中總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯，並可降低空腹血糖值， 具有改善代謝症候群(metabolic syndrome)的保健功效。從而，本發明所提供的微細化燕麥飲品具有預防與治療高脂血症、高血糖症等生活習慣病和改善腸胃道功能的潛力。此外，本發明所提供的微細化燕麥飲品不僅保有燕麥天然風味，並且具備類似牛 奶口感，可用於替代牛奶成分，特別適合乳糖不耐症患者；也可用於製造冰淇淋、燕麥粥、優 酪乳、奶昔、保健飲料或點心食品的基底或添加紅豆、蜂蜜等成分作為調味穀類飲品。以下實施例是用於對本發明作進一步說明，而非用以限制本發明的範圍。所屬領 域技術人員可輕易達成的修飾和改變均包括於本案說明書揭示內容和所附權利要求書的 範圍內。實施例1.工藝技術(a)以燕麥片為原料，經過乾式球磨機粉碎處理得到微細化燕麥粉(平均粒徑約 75um)ο(b)燕麥粉加水溶解(10 20 % w/w ；pH 5 8)，加熱攪拌10 15分鐘(溫度 50 60°C)，製成燕麥漿。(c)將燕麥漿進行酶處理先加入0. 2 0. 5% (w/w)的β -澱粉酶進行酶反應 (溫度50 65°C )，當燕麥水解液粘度小於約0. 3Pas時，再加入0. 2 0. 5 % (w/w) α -澱粉 酶和轉移葡萄糖苷酶進行酶反應(溫度50 65°C )，直至燕麥水解液粘度小於約0. 05Pas, 完成全部酶處理約需1 1. 5小時。(d)前述步驟(c)的燕麥水解液，加熱滅酶3分鐘(溫度90°C)，隨後降溫至50 70 "C。(e)前述步驟(d)的燕麥水解液，經過UHT超高溫瞬間滅菌(溫度140°C，30秒) 和無菌冷灌裝技術流程後，得到富含β-葡聚糖(約0.4%w/w)和低聚異麥芽糖(約2.0% w/w)的燕麥飲品。(f)前述步驟(e)的燕麥飲品，其平均粒徑約30μπι以下。2.生理功能評估依據臺灣行政院衛生署公告「健康食品的調節血脂功能評估方法」進行人體實驗， 實驗前先對志願者抽血檢驗血液生化值，篩選血脂在邊緣危險值以上者(總膽固醇大於 200mg/dL、甘油三酯大於200mg/dL、或低密度脂蛋白膽固醇大於130mg/dL)，共23人。實驗 期為期六周，受試者每日飲用本發明的燕麥奶產品680毫升，並規定在實驗期間內不得服 用降血脂相關藥物或補充品，在實驗開始前、實驗第三周和實驗第六周結束後各抽一次靜 脈血液，分析血脂值、空腹血糖值，並以統計軟體進行數據分析，結果如表1所示。(a)對血清膽固醇(TC)濃度的影響受試者在食用本發明的燕麥奶產品三周後，血清TC濃度從215. 8士36. 6mg/ dL顯著降低至199. 0士26. 8mg/dL(_7. 8 % ;p小於0. 05)；而六周後血清TC濃度為 200. 7士31. 3mg/dL，仍較實驗前顯著降低(ρ小於0. 05)。(b)對血清甘油三酯(TG)濃度的影響受試者在食用本發明的燕麥奶產品三周後，血清TG濃度從148. 6士 113. 2mg/ dL顯著降低至110. 0 士 70. 4mg/dL(-26 % ;p小於0. 05)；而六周後血清TG濃度為 115. 5士75. lmg/dL，仍較實驗前顯著降低(ρ小於0. 05)。(c)對血清低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)濃度的影響
受試者在食用本發明的燕麥奶產品三周後，血清LDL-C濃度從142.8±25.7mg/ dL顯著降低至128.0 士 24. lmg/Dl (-10. 4 % ；ρ小於0.05)；而六周後血清LDL-C濃度為 131. 6士26. 8mg/dL，仍較實驗前顯著降低(ρ小於0. 05)。(d)對血清高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)濃度的影響受試者在食用本發明的燕麥奶產品三周後，血清HDL-C濃度從49. 4士 15. 6mg/dL 顯著降低至46.4±14.4mg/dL(p小於0. 05)；而六周後血清HDL-C濃度為47.6±13.4mg/ dL，相比於第三周有回升的情形，並且與實驗前相比無統計差異(ρ大於0. 05)。(e)對空腹血糖值(Glucose)的影響受試者在食用本發明的燕麥奶產品三周後，空腹血糖濃度從110.2±20.8mg/dL 顯著降低至104. 2士 18.4mg/dL(p小於0.05)；而六周後空腹血糖濃度為104. 1 士 14.9mg/ dL，仍較實驗前顯著降低(ρ小於0. 05)。表1、受試者的血脂和空腹血糖濃度權利要求
1.一種可治療高脂血症、高血糖症和改善腸胃道功能的低聚糖燕麥飲品的製造方法， 其包括以下步驟(1)以燕麥片為原料，經過研磨處理使燕麥片形成平均粒徑小於約100μ m的微細化燕 麥粉，並使其溶解於水中形成燕麥漿；(2)將燕麥漿進行酶處理先加入β-澱粉酶(β-amylase)進行第一階段酶反應，當 燕麥水解液粘度為約1至約0. IPas時，再加α -澱粉酶(α -amylase)和轉移葡萄糖苷酶 (transglucosidase)進行第二階段酶反應，直至燕麥水解液粘度為約0. 1至約0. OlPas ；(3)將前述步驟(2)所得的燕麥水解液加熱滅酶，隨後降溫；和(4)將前述步驟(3)的燕麥水解液，以UHT超高溫瞬間滅菌，獲得具有穩定天然風味的 燕麥飲品。
2.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(1)是通過乾式研磨將燕麥片研磨成平均粒 徑小於約75 μ m的微細化燕麥粉，隨後使所得微細化燕麥粉攪拌溶解於水中形成燕麥漿， 其中燕麥漿中微細化燕麥粉與水的重量比例約為1 3至1 15，相當於6 25% w/w的 幹固體含量。
3.根據權利要求1所述的方法，步驟(1)是通過溼式研磨將燕麥片研磨成具有平均粒 徑小於約75 μ m的微細化燕麥粉的漿體，隨後任選地加水使得漿體中微細化燕麥粉與水的 重量比例約為1 3至1 15，相當於6 25% w/w的幹固體含量。
4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的方法，其中步驟(1)中使用去離子水，並 且所得燕麥漿具有約50°C至約60°C的溫度。
5.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的方法，其中步驟(1)所得燕麥漿具有至 少約為5至8的pH值。
6.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的方法，其中步驟(2)包括先加入β-澱 粉酶進行第一階段酶反應，當燕麥水解液粘度達到約0. 3pas以下時，再加α -澱粉酶和轉 移葡萄糖苷酶進行第二階段酶反應，直至燕麥水解液粘度達到約0. 05pas以下。
7.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的方法，其中步驟(2)中α-澱粉酶、 β -澱粉酶和轉移葡萄糖苷酶的添加量各約為0. 1至1. 0% (w/w)，並且酶處理的操作溫度 為約40°C至約70°C。
8.根據權利要求7所述的方法，其中步驟(2)中α-澱粉酶、澱粉酶和轉移葡萄糖 苷酶的添加量各約為0. 2至0. 5% (w/w)，並且酶處理的操作溫度為約50°C至約65°C。
9.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的方法，其進一步包含以無菌冷灌裝技術 包裝步驟(4)所得的微細化燕麥飲品。
10.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的方法，其進一步包含以脫水乾燥技術將 步驟(4)所得的微細化燕麥飲品製成粉末。
11.一種可治療高脂血症、高血糖症和改善腸道功能的微細化燕麥飲品，它是根據權利 要求1至9中任一權利要求所述的方法所製得。
12.—種微細化燕麥飲品，其包含約0. 2至約0. 5% (w/w)的β -葡聚糖和約1至約 3% (w/w)的低聚異麥芽糖，並且所含的燕麥顆粒具有約50 μ m以下的平均粒徑。
13.根據權利要求12所述的微細化燕麥飲品，所含的燕麥顆粒具有約30μπι以下的平 均粒徑。
14.根據權利要求12或13所述的微細化燕麥飲品，其具有治療高脂血症、糖尿病和改 善腸道功能。
15.一種根據權利要求11至14中任一權利要求所述的微細化燕麥飲品作為牛奶替代 成分的用途。
16.一種根據權利要求11至14中任一權利要求所述的微細化燕麥飲品作為製造冰淇 淋、燕麥粥、優酪乳、奶昔、保健飲料、調味穀類飲品或點心食品的基底的用途。
17.—種可治療高脂血症、高血糖症和改善腸道功能的微細化燕麥粉，它是根據權利要 求10所述的方法所製得。
18.—種可治療高脂血症、高血糖症和改善腸道功能的微細化燕麥粉，它是通過將根據 權利要求12所述的微細化燕麥飲品脫水乾燥所製得。
19.一種根據權利要求17或18所述的微細化燕麥粉作為牛奶替代成分的用途。
20.一種根據權利要求17或18所述的微細化燕麥粉作為製造冰淇淋、燕麥粥、優酪乳、 奶昔、保健飲料、調味穀類飲品或點心食品的基底的用途。
全文摘要
本發明提出一種可治療高脂血症、高血糖症和改善腸胃道功能的低聚糖燕麥飲品和其三酶水解與微細化研磨製造方法，這種方法是將燕麥片經微細化研磨粉碎處理(平均粒徑小於約100μm)，使其溶解於水中形成燕麥漿，並加入α-澱粉酶(α-amylase)、β-澱粉酶(β-amylase)和轉移葡萄糖苷酶(trans-glucosidase)進行酶處理，從而得到富含功能性成分的燕麥飲品，它除了完整保留燕麥β-葡聚糖，更含有高於一般燕麥產品的低聚異麥芽糖成分。使用前述製法可完整保留整粒燕麥營養成分，並省略過濾操作，有利於提高原料利用率，並於最優化短時間的發酵與滅菌條件完成，此步驟可避免燕麥漿在加工過程中發生產品酸敗的可能性。使用前述低聚糖燕麥飲品進行人體試驗評估生理功效，證實可降低血中總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯和空腹血糖值。本發明的低聚糖燕麥飲品口感香醇順滑與牛奶相似，並保有天然燕麥風味，不僅改變了傳統燕麥的食用方式，也大幅提高了燕麥加工產品的營養保健價值，並且具有預防與治療高脂血症、高血糖症等生活習慣病和改善腸胃道功能的潛力。
文檔編號A23L1/29GK101991163SQ20091016408
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月10日 優先權日2009年8月10日
發明者周俊良, 樊謙騰, 賴慧民, 陳冠翰, 陳建宇 申請人:愛之味股份有限公司