專利名稱:經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制的淀粉產(chǎn)品的用途的制作方法
本申請要求2004年7月29日提交的臨時申請60/591,997的權(quán)益背景技術本發(fā)明涉及經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉在控制或調(diào)節(jié)血糖水平中的用途。當此類淀粉用作食品和飼料來源時，通過改變飯后吸收時間和速率來控制和/或調(diào)節(jié)哺乳動物的血糖水平。
在典型的西方飲食中，淀粉是主要能量來源。大多通過烹調(diào)形式食用的精制淀粉(精制淀粉的說明參見Imberty等的Die Starke，43(10)，375-84(1991))被迅速和完全地消化，這通常造成血糖快速升高。然而，一些精制淀粉在小腸中能耐酶水解，以致于這些淀粉在它們到達大腸并于此為寄居的微生物所利用之前，基本上不分解(這定義為耐受淀粉或RS)。根據(jù)它們的來源和耐受性方式，Englyst(Englyst，H.N；等人Eur J.Clin Nutr 46(附錄2)S33-S50，1992)定義了三種不同種類的耐受淀粉。第四種類型的RS是后來由Brown(Brown等人，F(xiàn)oodAustralia，43(6)，272-75(1995))描述的，涉及含有醚、酯類的化學改性淀粉和耐酶消化的交聯(lián)淀粉。
術語“有效(available)碳水化合物”定義為食品中碳水化合物的總量減去不易消化的碳水化合物的量。不易消化的碳水化合物包括食用纖維，糖醇和不易消化的糖。食用纖維的大類包括以上由Englyst和Brown定義的幾類淀粉(RS1到4)。在一些已公開的例子中，耐受淀粉作為食用纖維(例如Chui等人US專利號5,902,410)使用標準試驗方法(參見AOAC 985.29和991.43)被測量或定量并且不提供或提供很少可吸收的餐后葡萄糖，但可在大腸發(fā)酵。此外，耐受淀粉的存在影響食品中有效碳水化合物的量，其方式與食用纖維(例如纖維素、菊粉、車前子(psylium)和糠)影響有效碳水化合物量的方式相同。
血糖響應(GR)指在0到120分鐘時間周期內(nèi)食物對于血糖水平的不同影響(NIH公開號為99-38921999)。它被測量為對于特定一天、特定食物樣品在個體受試者中血糖響應曲線下的增量面積。各種食物的血糖響應的大小和持續(xù)時間反映了含有葡萄糖的組分，諸如淀粉的消化和吸收的速度和程度的變化。這一直用于確定個別食物餐后葡萄糖響應的大小，還用于比較(相對的血糖響應)使用相同樣品或供應量的食品。這用于測定人和動物攝取的食品對血糖的影響。
在本申請中使用的血糖指數(shù)(GI)(Jenkins D.J.A等人，Am J.Clin.Nutr.34(3)362-66(1981))定義為“試驗食品50g的有效碳水化合物部分的血糖響應曲線下的增量面積，表示為相對由相同受試者所攝取的標準食品的相同量的有效碳水化合物的響應百分數(shù)”。對標準食品給予固定值100，可以是50g的葡萄糖或者50g的白面包。
該GI設法定量在食品中的的各種成分相互作用和它們在如何消化碳水化合物源以及在葡萄糖吸收中的作用。由于在試驗食品中要求規(guī)定量的有效碳水化合物(50g)，因此必須消耗更大(有時還要大得多的)部分的試驗食品。換句話說，富含脂肪、蛋白質(zhì)或食用纖維的食品要求更大用量以便攝取所需要的50g有效碳水化合物。
當攝取食品時，葡萄糖在血液中的量服從兩個基本機理。第一個是當食物被消化時，葡萄糖進入血流的吸收率。第二個機理是葡萄糖從血流進入軀體組織的的吸收率。雖然這是兩個機理的簡單理解，但一個本領域技術人員可以認識到該機理、所涉及反應和過程的復雜性和多層面性。在正常健康的個體中，身體具有調(diào)節(jié)血糖水平在某些特定范圍內(nèi)的機能(按照American DiabetesAssociation，Diabetes Care，24(附錄)，1-9(2001)的說明，空腹血漿葡萄糖水平為3.9-6.1mmol/L)。例如，血糖水平提高刺激胰島素的產(chǎn)生，胰島素的作用不僅有促進將葡萄糖吸收進入組織，而且在脂肪和蛋白質(zhì)的新陳代謝中發(fā)揮主要作用。因此，已經(jīng)顯示引起血糖濃度激增的食品，產(chǎn)生快速(但不均勻(but offset))升高的血清胰島素水平，其導致通過肌細胞、脂肪組織和肝臟吸取、儲存和使用葡萄糖，從而使血糖濃度平衡在“正常”范圍內(nèi)。
吸收到組織中的葡萄糖可以轉(zhuǎn)化成糖元作為肌肉的儲存方式。糖元在生理活動時使用而在休息時被補充。Carb(碳水化合物)輸入是一種過程，運動員在體育活動之前利用該過程增加肌肉中糖元形式能量的儲藏。它是“一種訓練和營養(yǎng)的改變使肌糖元儲藏能在耐久性競爭前最大化的策略”(Michelle Minehan，AIS Sports Nutrition Program，2003)。如果血糖水平降到某種水平之下，糖元還可以被從肌肉輸送到血流以增加血糖水平。
胰島素產(chǎn)生過量/不足，或體內(nèi)細胞對于通常由胰島素產(chǎn)生的作用作出的反應與許多情況有關。胰島素耐受性(IR)是這樣一種情況，其中軀體組織變得不易接受胰島素從而為實現(xiàn)相同的生理效應需要更高水平的胰島素。已確定IR的主要影響在于軀體細胞利用的葡萄糖減少，導致脂肪在儲存脂肪部位的流動性(mobilization)提高，和軀體組織中蛋白質(zhì)的消耗(Guyton，AC.，“Textbook ofMedical Physiology“(第7版)，W.B.Saunders CompanyPhiladelphia，Pa.923-36)。其它由于胰島素產(chǎn)生過量/不足而導致的情況包括低血糖，高血糖癥，葡萄糖調(diào)節(jié)損害，胰島素耐受綜合癥，血胰島素增多，異常脂血癥(dyslipidemia)，異常纖維蛋白溶解(dysfibrinolysis)，代謝綜合癥，綜合癥X和糖尿病(II型，又名非-胰島素依賴性糖尿病(NIDDM))，和可能出現(xiàn)的生理情況，如心血管病，視網(wǎng)膜病，腎病，周圍神經(jīng)病和性功能紊亂。
另一個常常與血糖水平激增和快速擺動有關的影響是不能控制和維持體重。胰島素在身體內(nèi)起到許多作用，在葡萄糖向脂肪的轉(zhuǎn)化中也起作用(Anfinsen等人，美國專利公開號2004/0043106)。胰島素耐受性，要求更高水平的血清胰島素，被認為是導致體重增加的原因之一，因為胰島素水平的提高促進了脂肪的不必要儲存。專家長期推薦一天時間內(nèi)吃飯要少量多餐，以力圖調(diào)節(jié)血糖(和相應的能量供應)在一恒定、一致的水平。另外，已經(jīng)顯示血糖水平快速降低(通常發(fā)生在劇烈升高之后)誘發(fā)健康成人食欲旺盛(饑餓)。另外研究顯示，葡萄糖在延長時間內(nèi)釋放導致特定的益處，可包括提高更長時間的飽腹感(重量控制，如減肥和長期重量穩(wěn)定化)，持續(xù)能量釋放(提高運動成績，包括訓練)和改善集中注意力和記憶力。
淀粉，或富淀粉原料，可以在較長時間之內(nèi)向血液中提供葡萄糖，可用于維持正常/健康的血糖水平(即血糖量正常)和減少/消除血糖水平的急劇變化。它將是一種用于預防和治療上述討論到的任何情況的優(yōu)異的碳水化合物源。健康的個體可以利用含有這些淀粉的食品，以實現(xiàn)其控制葡萄糖釋放或調(diào)節(jié)食品中的能量釋放，以及預防或治療許多與血糖和胰島素濃度不規(guī)律有關的疾病的愿望。
現(xiàn)在意外地發(fā)現(xiàn)經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉可以控制和/或調(diào)節(jié)哺乳動物的血糖水平及飯后吸收。另外發(fā)現(xiàn)此類經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉，當適當?shù)嘏渲迫胧称坊蛴米髟鲅a，可以給消費者提供較長時間內(nèi)受控的和/或受調(diào)節(jié)的葡萄糖向血液的補給。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉在控制和/或調(diào)節(jié)葡萄糖在消耗后(即飯后)由食品或添加物中釋放速率的用途。此類淀粉包括通過使用本領域已知的方法處理天然的淀粉或富淀粉材料，如面粉或粗面粉以交聯(lián)或抑制淀粉而制備的那些淀粉，特別是采用三偏磷酸鈉(STMP)和/或三磷酸鈉(STPP)處理的那些淀粉。此類經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉，可能減少初始劇烈升高的血糖，并且當適當?shù)嘏渲迫胧称窌r，可向消費者提供較長時間內(nèi)受控制/調(diào)節(jié)的葡萄糖，并有助于提供正常的/健康的血糖水平，包括那些顯現(xiàn)抗胰島素性的個體。
在這里使用的“粒狀”的含義是要表示沒有用任何化學或物理方法凝膠化或分散。粒狀淀粉可以使用顯微鏡方法由在偏振光下存在的雙折射(馬耳他十字形)測定。粒狀淀粉在它們的凝膠溫度以下，也顯著地不溶于水。非粒狀淀粉是那些已被處理或加工為在它們的凝膠溫度(典型地約65℃)下易溶于水(CWS)的淀粉。一些淀粉可被加工而變得可溶，然后允許逆轉(zhuǎn)形成在100℃下不再可溶的粒子(晶粒)，但還是非粒狀。在本發(fā)明的一個實施方案中，使用該粒狀淀粉。
大多數(shù)研究人員和公開文獻選擇兩時間點以測量碳水化合物的消化力。這些點為攝入后或?qū)τ谏矬w外技術在酶解消化開始后的20和120分鐘，但并不能準確地反映胃部和小腸的吸收。出于本申請的目的，在20，120和240分鐘時測量各種樣品的消化作用，以更好的講述這些樣品在哺乳動物消化系統(tǒng)中會具有的真實生理效應。
在這里使用的術語“可快速消化淀粉”是指在攝入后第一個20分鐘內(nèi)被完全吸收的淀粉或其部分，如通過迅速增加的血糖濃度所測量的(Englyst等人，Eur.J.Nutr.46(附錄.2)，s33-s50)。
在這里使用的術語“耐受淀粉”是指一種在小腸中不消化的淀粉或其部分。
術語“可慢慢消化淀粉”是指一種淀粉或其部分既不是可快速消化淀粉也不是耐受淀粉。換句話說，可慢慢消化淀粉是任何在哺乳動物體內(nèi)整個胃和小腸的長度釋放大部分葡萄糖的淀粉(典型地于人體中在20分鐘到240分鐘之間)。對于這些淀粉更完整的敘述參見Englyst等人，European Journal of ClinicalNutrition，1992，46，s33-s50。(注解與在20和240分鐘之間釋放其葡萄糖的淀粉相反，Englyst描述的可慢慢消化淀粉在20和120分鐘之間釋放其葡萄糖。)在這里使用的術語“結(jié)合磷”是指如通過實施例部分闡述的試驗測定的結(jié)合的磷，而添加的結(jié)合磷是指結(jié)合的磷不是天然地存在于淀粉中而是通過化學或其它方法加入。因此可以由從改性淀粉的結(jié)合磷中扣除未改性淀粉基的結(jié)合磷測定添加的結(jié)合磷。
附圖的簡述
圖1描繪與普通淀粉作比較的緩慢葡萄糖釋放，以及含有此類淀粉的食品的理想的葡萄糖釋放。
圖2描繪未蒸煮的以各種程度與STPP/STMP交聯(lián)的玉米淀粉的實際的葡萄糖釋放。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉在控制和/或調(diào)節(jié)哺乳動物的血糖水平和飯后吸收中的用途。此類淀粉是通過使用本領域已知的方法處理天然的淀粉或富含淀粉材料，如面粉或粗面粉，以交聯(lián)或抑制淀粉來制備的，特別是采用三偏磷酸鈉(STMP)和/或三磷酸鈉(STPP)進行處理。此類經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉，當適當?shù)嘏渲迫胧称坊蜃鳛橐环N添加物被攝取時，相比較其它類型的淀粉，可為消費者在較長時間周期內(nèi)(對應于材料位于胃部/小腸內(nèi)的時間)提供更恒定的血糖(預防/最小化劇烈升高)水平。此類淀粉和含有這些淀粉的食品將幫助消費者調(diào)節(jié)和維持正常健康的血糖水平。
在這里使用的淀粉，包括全部淀粉，面粉和含來源于塊莖、谷物、豆類和種子或任何其它天然來源的含淀粉的材料，它們均可適用于本發(fā)明。在這里使用的天然的淀粉，是一種自然得到的淀粉。另外適用的淀粉可產(chǎn)生自通過標準育種技術，包括雜交，易位，倒置，轉(zhuǎn)化或任何其它基因或染色體工程的方法使其包含變異而獲得的植物，其典型地稱為遺傳改性生物體(GMO)。另外，通過已知標準誘變育種方法而產(chǎn)生人工突變(包括那些來自化學誘變)和以上遺傳組合變異的植物產(chǎn)生的淀粉也適用于本發(fā)明。
淀粉的典型來源為谷類，塊莖，根，豆類和水果。天然的來源可以是谷類(玉米)，豌豆，土豆，甘薯，香蕉，大麥，小麥，大米，燕麥，西谷米，莧屬植物，木薯淀粉(木薯)，竹芋粉，美人蕉，黑小麥和高粱，也可以是其蠟質(zhì)的(低直鏈淀粉)變異品種。特別有用的來源包括玉米，土豆，木薯和大米。在這里使用的術語“蠟質(zhì)的”或“低直鏈淀粉”意思是包括按直鏈淀粉重量計，含有至多約10％，特別是至多約5％，更特別為至多約2％重量的淀粉。具體化的，本發(fā)明內(nèi)涉及全部淀粉并且意思是包括全部淀粉源，包括那些天然存在的，遺傳改變的，或雜交育種獲得的。然而，淀粉中直鏈淀粉大于40％的高直鏈淀粉，不適合用于本發(fā)明。
本發(fā)明的淀粉可以通過采用多官能(即雙功能)交聯(lián)劑處理天然淀粉或富淀粉材料而制備，或使淀粉經(jīng)已知工藝以產(chǎn)生抑制作用。在一個實施方案中，該試劑選自三偏磷酸鈉，三磷酸鈉及其組合。此類交聯(lián)改性為本領域已知并在Modified StarchesProperties and Used中舉例公開，Wurzburg Ed.CRC出版公司，F(xiàn)lorida(1986)。一個本領域技術人員可以認識到通過改變反應條件和試劑，也許可能改變雙-取代反應相對單-取代反應的水平和比率。該比率怎樣影響消化和吸收入體內(nèi)的速度依賴于許多因素，包括淀粉類型、直鏈淀粉含量和粒狀組分/構(gòu)象以及試劑類型和反應條件。該消化速率還取決于食品制備的途徑或方式，以及個體對此類食品的反應，包括在每一個體中的生物化學和生理機能的變化。
除了別的因素以外，交聯(lián)的量取決于淀粉、交聯(lián)試劑和淀粉在攝入前是否被蒸煮等。當使用交聯(lián)試劑，如使用STMP時，交聯(lián)的量可通過結(jié)合磷的含量測定，并且在本發(fā)明中，(交聯(lián)的量)以可慢慢消化的有效量來表征。在一個實施方案中，結(jié)合磷的量在0.10-0.35％范圍之內(nèi)。如果使用不同的淀粉抑制方式，必須用可替代的方法確定反應效率和抑制水平。
淀粉可以進一步改性以提供所希望的結(jié)構(gòu)和/或物理性能。另外的改性可以在交聯(lián)/抑制之前或之后完成，取決于另外的改性的類型。關于此類改性如何并用以及以怎樣的順序完成在本領域技術人員已知范圍內(nèi)。另外的改性可以包括減少分子量，如酸轉(zhuǎn)化和/或酶處理，以及用環(huán)氧丙烷(PO)、環(huán)氧乙烷(EO)、辛烯基琥珀酸酐(OSA)取代，乙?；?，氧化和糊精化。
如上所述的改性通常地采用某種形式的pH控制或pH調(diào)節(jié)在含水介質(zhì)中完成。一個熟練的從業(yè)者將容易理解進行這些反應的材料和設備的多樣性。這些反應條件的綜述，參見Modified StarchesProperties and Uses，Wurzburg，編輯，CRC出版公司，F(xiàn)lorida(1986)，第4章。其它反應介質(zhì)和條件也可使用，并且可提供在本發(fā)明的范圍內(nèi)的材料。這些包括，但不限于，干熱反應，溶劑反應，超臨界流體反應和氣體條件。
淀粉可以以粒狀或使用本領域已知技術凝膠化之后改性。此類技術包括那些，例如在美國專利US4,465,702,US5,037,929,US5,131,953和US5,149,799中公開的。還可參見StarchChemistry and Technology，第III卷-Industrial Aspects的第XXII章“Production and Use of Pregelatinized Starch”，R.L.Whistler和E.F.Paschall，editors，Academic Press，New York 1967。
本發(fā)明的淀粉可以被轉(zhuǎn)化，如通過氧化、酸水解、酶水解、熱和/或酸糊精化而制成的流動性或稀糊(thin-boiling)淀粉。這些方法是本領域公知的。
為確保食品安全，該淀粉可以用任何本領域已知的方法純化以除去淀粉臭味、顏色或消毒微生物的污染，或其它淀粉中天然存在或加工過程中產(chǎn)生的不良成分。適用于處理淀粉的純化方法公開于EP 554818(Kasica等人)代表的同族專利。堿洗技術也是有用的且描述于以U.S.4,477,480(Seidel)和5,187,272(Bertalan等人)為代表的同族專利。淀粉可以用酶來去除蛋白質(zhì)以純化。反應雜質(zhì)和副產(chǎn)物可以由透析、過濾、離心或任何其它本領域已知的用于分離和濃縮淀粉組合物的方法除去。該淀粉可以使用本領域已知的技術洗滌以除去可溶性低分子量組分，如單糖和二糖類和/或低聚糖。
所得的淀粉通常根據(jù)其預定的最終用途而調(diào)節(jié)到所需pH。一般說來，pH調(diào)節(jié)到3.0-約6.0。在一個實施方案中，使用本領域已知技術將pH調(diào)節(jié)到3.5-約4.5。
該淀粉可以使用本領域已知的方法回收，包括但不局限于，通過過濾或干燥，包括噴霧干燥、冷凍干燥、快速干燥或風干。
所得淀粉具有一種改變的消化圖譜，以致于在攝入第一個20分鐘內(nèi)，低于25％被消化。第一個20分鐘內(nèi)，一個實施方案中低于20％的淀粉被消化，而在另一個實施方案中，被消化的低于10％。
另外的，所得淀粉在攝入120分鐘內(nèi)有30-70％被消化。在一個實施方案中，該淀粉在攝入120分鐘內(nèi)有至少40-60％被消化，而在另一個實施方案中，120分鐘內(nèi)至少45-55％被消化。
另外，所得淀粉在攝入240分鐘內(nèi)有至少60％被消化。在一個實施方案中，該淀粉在攝入240分鐘內(nèi)有至少70％被消化，而在另一個實施方案中，240分鐘內(nèi)有至少80％被消化，而在又一個實施方案中，240分鐘內(nèi)有至少90％被消化。
對一個本領域技術人員是顯而易見的，蒸煮淀粉將影響可消化性和葡萄糖被吸收進入血流的速度。蒸煮效應的綜述參見Brown M.A.等人，British Journal ofNutrition，90，823-27(2003)。
最近Brown等人的一項專利申請US 2003/0045504A1中，2003年3月6日公開，引入本申請作為參考，耐受淀粉和食品中的其它組分(如各種脂質(zhì))之間的關系，影響可消化性、血糖指數(shù)(GI)、血糖響應(GR)和血糖水平。
淀粉很少被單獨攝入，而是典型地作為食物產(chǎn)品的成分被消耗。這些食物產(chǎn)品可以被利用以產(chǎn)生希望的葡萄糖釋放曲線。在一個實施方案中，該食品被利用以提供基本上零級葡萄糖釋放曲線，用于提供基本上恒定和持續(xù)的葡萄糖釋放速度。
淀粉和富淀粉材料，如面粉，可以按它們的原狀態(tài)被消耗，不過通常是在蒸煮和/或其它加工之后消耗。因此，本發(fā)明要包括那些當被添加到食品中以及被加工后具有改變葡萄糖釋放曲線的優(yōu)點的淀粉。在一個實施方案中，含有加工后淀粉的食品提供基本上零級的葡萄糖釋放曲線，用于提供基本上恒定和持續(xù)的葡萄糖釋放速度。此類食品通過下面實施例部分描述的方法制造。
本發(fā)明的交聯(lián)淀粉不產(chǎn)生通常高血糖點指數(shù)淀粉，如大多數(shù)的天然淀粉引起的快速增加的血糖水平，而是提供一種在基線之上更緩和的增長，其持續(xù)更長的時間周期。它還是耐加工的，因為在攝入含有該淀粉的食品后沒有大的和快速的血糖水平增加，并且葡萄糖從制備的和/或加工的食品中的釋放基本上恒定。
本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉可以用于各種食品，包括但不限于烘焙商品，包括餅干，面包，松餅，百吉餅，小點心，小甜點，餡餅酥皮和蛋糕；谷類食品，條塊，比薩餅，意大利面制品，調(diào)味品，包括可傾倒的調(diào)味品和可調(diào)的調(diào)味品；餅餡，包括水果和奶油夾心；調(diào)味料，包括牛奶沙司和乳品型調(diào)味料，如奶酪調(diào)味料；肉汁；清淡的糖漿劑；布?。荒逃偷案?；酸奶；酸奶油；飲料，包括乳品型飲料；糖漿；調(diào)味品，甜食和口香糖；和湯。
可食用品還包括營養(yǎng)食品和飲料，包括營養(yǎng)增補劑，糖尿病患者產(chǎn)品，用于持續(xù)能量釋放的產(chǎn)品，如運動飲料，營養(yǎng)棒和能量棒。
該經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉可以還用于各種動物飼料產(chǎn)品，提供所希望的斷奶后動物生長發(fā)育的斷奶配方，藥物配方，營養(yǎng)藥物(nutraceuticals)制品，非處方藥(OTC)制品，藥片，膠囊劑和其它已知的用于人和/或動物消耗的藥物運輸載體和/或得益于從配方中恒定釋放葡萄糖的任何其它應用。
該經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉可以添加任何需要的或必需的量以獲得組合物的功能性。在一個實施方案中，該淀粉可以添加的量，按組合物重量計，為0.01％-99％。在另一個實施方案中，按組合物的重量計，淀粉添加的量為1-50％。如同任何其它淀粉一樣可以用同樣的方法將該淀粉添加到食品或飲料中，通常由直接混合進入產(chǎn)品或以溶膠的形式添加。該食品可以含有附加組分，例如水。
可食產(chǎn)品可以使用經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉配制，它將提供一種基本上零級的葡萄糖釋放速度。此類產(chǎn)品可以為消費者在較長時間周期內(nèi)提供葡萄糖和更恒定的血糖水平。
控制和/或調(diào)節(jié)葡萄糖吸收的速率和大小的產(chǎn)品可以提高更長時間周期的飽腹感，并因此在重量控制上有用。它們還可以提供持續(xù)能量釋放，并因此增加運動成績，包括訓練，和改善集中注意力和記憶力。
該產(chǎn)品還可以提供藥物學益處，包括減少糖尿病發(fā)展的風險，治療肥胖病，如減肥或重量控制，和預防或治療高血糖癥，胰島素耐受，血胰島素增多，異常脂血(dyslipidemia)和異常纖維蛋白溶解(dysfibrinolysis)。
實施例下面出現(xiàn)的實施例用于進一步說明和解釋本發(fā)明，決不認為限定本發(fā)明范圍。所有使用的百分數(shù)均為重量/重量計。
下列使用的試驗方法貫穿全部實施例模擬消化-(Englyst等人，European Journal of Clinical Nutrition，1992，46，s33-s50)食品樣品被研磨/切碎好象被咀嚼過一樣。粉狀淀粉樣品篩選為250微米或更小的粒度。稱量500-600mg±0.1mg的樣品并加到樣品試管中。10ml的胃蛋白酶(0.5％)、瓜耳膠(0.5％)和HCl(0.05M)溶液加入到每一試管中。
制備空白和葡萄糖標準試管。該空白是20ml的含有0.25M乙酸鈉和0.02％氯化鈣的緩沖液。葡萄糖標準通過混合10ml乙酸鈉緩沖液(如上所述)和10ml的50mg/ml葡萄糖溶液而制備。制備雙份的標準。
通過添加18g豬胰酶(Sigma P-7545)到120ml的去離子水中，均勻混合，然后3000g離心10分鐘制備酶混合物。收集上層清液，并添加48mg的干轉(zhuǎn)化酶(Sigma 1-4504)和0.5ml AMG E(Novo Nordisk)。
樣品試管在37℃預孵化30分鐘，然后從水浴中移出，10ml乙酸鈉緩沖液與玻璃球/大理石一起加入(用于搖振時幫助物理破碎樣品)。
5ml酶混合物被加入到樣品、空白和標準樣中。在37℃水浴中，約180搖振/分鐘水平地搖振這些試管。時間“零”表示酶混合物第一次添加到第一試管中。
20、120和240分鐘之后，0.5-ml等分試樣從培養(yǎng)樣品中移出并放入一個單獨的含有20ml 66％乙醇的管中(用于停止反應)。1小時后，一個待分試樣在3000g離心10分鐘。
每一試管中的葡萄糖濃度使用葡萄糖氧化酶/過氧化物酶方法(MegazymeGlucose Assay Procedure GLC9/96)測量。這是一種比色的方法。
淀粉的消化度由計算相對葡萄糖標樣的葡萄糖濃度確定，使用的轉(zhuǎn)化因子為0.9。20、120和240分鐘之后得到的結(jié)果作為“淀粉消化％”(干重計)。該實驗誤差確定為±4。
每一樣品分析批次包括一種未煮過的玉米淀粉參比試樣。玉米淀粉可接受的％消化值范圍是
1Melogel淀粉，玉米淀粉是從National Starch and Chemical Company，Bridgewater，NJ，USA商購的。
結(jié)合磷分析在5％乙二胺四乙酸溶液中制備1.7％的淀粉漿，并攪拌5分鐘并過濾。在過濾器上用200ml的去離子水洗滌樣品四次。在室溫下烘干樣品。在4N HCl中定量地制備3％淀粉漿，加入沸石，然后煮沸樣品7分鐘，冷卻到室溫，用去離子水定量地稀釋，離心除去任何可能的微粒。然后對樣品中的磷用感應耦合等離子體光譜測定法(ICP)通過標準分析方法分析以獲得結(jié)合磷總量。添加的結(jié)合磷由從改性淀粉中的總結(jié)合磷扣除非改性淀粉的總結(jié)合磷確定。
小甜點/餅干食品體系模型按如下所述的方法來模建小甜點的制備模型。
測量實驗淀粉的水分重量。
計算調(diào)節(jié)該淀粉的水分含量為25％(w/w)需要補給的水的量，這是典型的小甜點和餅干面團的水含量。
稱量50g的淀粉加入Sunbeam Mixmaster的攪拌缸中，攪拌葉片下降進入缸中，并將混合器打到“fold”位置。
以噴水到淀粉上的方式開始加入預先計算量的水，同時混合以確保均勻的水分分配。水在5分鐘內(nèi)完全加入；在“fold”設置下繼續(xù)混合直到淀粉不再粘住攪拌缸的壁?？倲嚢钑r間為8-10分鐘。
輸送50g的水合淀粉進入一個鋁罐(145mm×120mm×50mm)中，并均勻展開覆蓋整個盤底部。
190℃預熱烘箱。
在190℃烘焙該水合淀粉20分鐘。
從烘箱中取出該淀粉，立即放入4oz(118.3ml)的塑料罐中并扣緊蓋子。
冷卻該淀粉到室溫和確定烘焙淀粉中水分的重量。該烘焙淀粉的水分含量應該在5-8％(w/w)，這對于小甜點和餅干是典型范圍。
立即試驗葡萄糖從淀粉中的釋放或儲藏它在一個氣密容器用于隨后幾天的試驗。
實施例1-交聯(lián)淀粉的制備樣品1-對照玉米淀粉；Melogely淀粉，可從National Starch and ChemicalCompany，Bridgewater，NJ，USA商購。
樣品2-稱量3,000ml的自來水加入反應容器。攪拌下添加100g Na2SO4并攪拌直到溶解。伴隨充分的攪拌，添加2,000g玉米淀粉，然后根據(jù)需要滴加3％NaOH到該淤漿，達到40ml堿度(實際上667g NaOH對應44.00ml堿度)。攪拌該淤漿1小時并記錄pH(pH 11.68)。溫度調(diào)節(jié)到42℃。添加160g的99/1的STMP/STPP共混物并容許反應4小時。記錄最終的pH和溫度(pH 11.02和42℃)。該pH用3∶1HCl調(diào)節(jié)到5.5(pH 5.47使用164.99g HCl)。過濾所得淀粉餅，用3,000ml自來水洗滌兩次。破碎該餅并風干。
樣品3-稱量3,000ml的自來水加入反應容器。攪拌下添加100g Na2SO4并攪拌直到溶解。伴隨充分的攪拌，添加2,000g玉米淀粉，然后根據(jù)需要滴加3％NaOH到該淤漿，達到40ml堿度(667gNaOH對應44.00ml堿度)。攪拌該淤漿1小時和記錄pH(pH 11.69)。調(diào)節(jié)溫度到42℃。添加160g的99/1的STMP/STPP共混物并容許反應17小時。記錄最終的pH和溫度(pH 11.32和42℃)。用3∶1HCl調(diào)節(jié)該pH到5.5(pH 5.57使用146.88gHCl)。過濾所得淀粉餅，用3000ml自來水洗滌兩次。破碎該餅并風干。
樣品4-稱量3,300ml的自來水加入反應容器。攪拌下添加110g Na2SO4并攪拌直到溶解。伴隨充分的攪拌，添加2,200g玉米淀粉，然后根據(jù)需要滴加3％NaOH到該淤漿，達到40ml堿度(733gNaOH對應44.14ml堿度)。攪拌該淤漿1小時和記錄pH(pH 11.71)。溫度調(diào)節(jié)到42℃。添加220g的99/1的STMP/STPP共混物并容許反應17小時。pH用調(diào)節(jié)裝置和3％NaOH(消耗556.6g)保持。記錄最終的pH和溫度(pH 11.19和42℃)。用3∶1HCl調(diào)節(jié)該pH到5.5(pH5.49使用285.38gHCl)。過濾所得淀粉餅，用3,300ml自來水洗滌兩次。破碎該餅并風干。
樣品5-稱量2500磅(1134kg)的自來水加入反應容器。攪拌下添加100Ibs(45.4kg)Na2SO4并攪拌直到溶解。充分的攪拌下，添加2,000 Ibs(907.2kg)的玉米淀粉。然后根據(jù)需要以4 Ibs/分鐘(1.8kg/分鐘)添加3％NaOH到淀粉漿中，達到40ml堿度(約600Ibs(272.2kg)NaOH對應于46ml堿度)?；旌衔飻嚢?小時并記錄該pH(pH 11.6)。溫度調(diào)節(jié)到108°F(42℃)。添加200Ibs(90.7kg)的99/1的STMP/STPP共混物并反應17小時。記錄最終的pH和溫度(pH 11.4和108°F(42℃))。根據(jù)需要，用3∶1HCl調(diào)節(jié)pH到5.5(pH 5.4使用75Ibs(34kg)HCl)。洗滌后的淀粉在Merco離心機中離心并快速干燥。
樣品8，9，11，13，14，15和16根據(jù)樣品3的相同方法制備。調(diào)節(jié)99/1的STMP/STPP共混物的量以獲得希望的結(jié)合磷水平。
樣品18-稱量750ml的水加入反應容器。攪拌下添加2.5g的NaCl并攪拌直到溶解。500g的淀粉被加入到該鹽溶液。根據(jù)需要滴加3％NaOH到淤漿中并強力攪動，到達pH 11-11.5，攪拌該淤漿1小時并記錄pH(pH 11.43)。添加20g的POCl3并容許反應30分鐘，同時在室溫下攪拌。用3∶1HCl調(diào)節(jié)pH到5.5。過濾所得淀粉分餅，用750ml自來水洗滌兩次。破碎該餅并風干。
測定每一未煮淀粉樣品的結(jié)合磷的量和葡萄糖的釋放量。結(jié)果在下表I中列出。
表I
可以從表I看出，樣品3顯示淀粉可以使用STMP和STPP組合交聯(lián)以獲得本發(fā)明的改變的消化曲線。這些淀粉的消化曲線描繪在圖2中。
實施例2-模型食品體系中的葡萄糖釋放各種基礎淀粉根據(jù)實施例1的一般方法使用STMP/STPP改性以獲得多種總的結(jié)合磷水平。照現(xiàn)在的樣子或在模型食品體系中測試這些淀粉的可消化性。
結(jié)果見下面的表II。
可以從表II看出，多種淀粉基可以使用STMP和STPP的組合交聯(lián)，導致在模型食品系統(tǒng)中本發(fā)明的改變的消化曲線。
實施例3-交聯(lián)試劑的對比實施例1中用STMP/STPP改性的玉米的消化與用三氯氧化磷(phosphorusoxychloride)改性的玉米相比較。結(jié)果見下面表Ⅲ。
表III
可以從表III看出，臼齒形玉米產(chǎn)品照現(xiàn)在的樣子或在模型小甜點中用三氯氧化磷來改性時，在要求的結(jié)合磷的范圍內(nèi)沒有獲得本發(fā)明的消化曲線。
實施例4-含有淀粉的食品以5-40％的水平添加實施例1的淀粉樣品以替換六種不同的食品中的面粉或其它碳水化合物成分。全部成分以配方的wt％列出。
1)白面包2)粗面粉面食3)營養(yǎng)棒4)風味酸奶飲料5)佐茶餅干6)谷類食品1)白色面包特級面粉 55.6白砂糖 4.3起酥油 2.8碘鹽 1.1活性干酵母 0.6面團質(zhì)量改進劑 35.0水 0.6總計 100.0制備在Hobart混合器中混合全部成分和水。低速混合2分鐘。中速混合14分鐘。使生面團靜止5分鐘。生面團標定分割為面塊(510g對應1/2kg面塊)。使生面團靜止5分鐘。在Glimek Dough-molder中模制面塊。試驗在90％RH，80℃發(fā)酵。在210℃烘焙22分鐘。
2)粗面粉面食粗面粉 74.1水 23.3干蛋白 1.5面團質(zhì)量改進劑 1.1
總計 100.0制備在Hobart/Kitchen輔助混合器中混合全部成分和水。低速混合10分鐘。給料進入壓片機形成面條。放置面條在沸水中煮5-10分鐘，并攪拌。排水。
3)營養(yǎng)棒蛋白質(zhì)粉末 33.6糙米糖漿劑 21.3干燕麥 10.5蜂蜜 9.0脫脂干牛奶 9.7大豆油 2.8花生面粉 5.3蘋果沙司或葡萄干漿 7.8總計 100.0制備在Hobart混合器中混合全部干燥成分(除燕麥)。在低速下混合5分鐘或直到共混。繼續(xù)混合同時添加液體成分。調(diào)入燕麥，同時繼續(xù)在低速下混合。通過壓縮形成希望的棒狀。
4)風味酸奶飲料全脂牛奶高達 100.0發(fā)酵(starter)培養(yǎng)物(Danisco′s Jo-mix NM 1-20)脫脂奶粉 任選總計 100,0酸奶制備預熱牛奶到65℃，在10.34兆帕下均化，然后在93℃保持2分鐘。冷卻混合物到44℃，用發(fā)酵培養(yǎng)物發(fā)酵。發(fā)酵到pH達到4.5，然后冷卻到4.5℃。酸奶可被抽吸形成平滑的凝乳。
混合果汁水 47.5濃縮草莓(40-60白利糖度) 40.0
果糖 10.0果膠 2.5總計 100.0果汁制備干混果糖和果膠。添加干混合料、水和濃縮草莓到混合器?；旌现钡焦呛凸z被分散。在80℃熱水浴中蒸煮混合汁15分鐘，冷卻到4.5℃。
最終產(chǎn)物制備以9∶1的混合比率共混酸奶和汁混合物。在17.3/3.5(兩階段)兆帕共均化。于4.5℃儲藏成品。
5)佐茶餅干小麥粉 48.0白砂糖 20.5乳清粉 1.3焙烤粉 1.2鹽 0.6起酥油 9.6蛋黃 2.0水 16.8總計 100.0制備在Hobart混合器中混合全部干燥成分和起酥油。低速混合5分鐘。添加蛋黃和水。低速混合5分鐘。生面團碾壓或成片，并切成餅干。在176℃烘焙12-15分鐘。
6)谷類食品a)擠出的早餐谷類食品(玉米基)改性玉米淀粉或面粉 40.0％玉米糊 45.0％糖 10.0％鹽 2.0％麥芽 3.0％100.0％
b)擠出的早餐谷類食品(雜糧)改性玉米淀粉或面粉 43.0％大米粉 11.5％燕麥粉 11.5％小麥粉 20.4％糖 9.0％麥芽 2.6％鹽 2.0％100.0％制備該谷類食品使用本領域已知技術制備。它們被擠出、壓片并烘烤或被擠出和膨化。如有必要，進一步干燥該谷類食品以形成最終含水量低于3％。
該食品使用Englyst消化方法消化，并在20，120和240分鐘時監(jiān)測葡萄糖釋放。在整個消化時間內(nèi)葡萄糖基本上是線性釋放。
權(quán)利要求
1.一種可食用產(chǎn)品，包括添加的結(jié)合磷酸鹽含量為0.10-0.35％的交聯(lián)淀粉，其中該淀粉提供的葡萄糖釋放在20分鐘時低于25％，120分鐘時在30-70％之間，在240分鐘時大于60％，且其中該淀粉不是高直鏈淀粉。
2.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉在20分鐘時提供低于20％的葡萄糖釋放。
3.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉在20分鐘時提供低于10％的葡萄糖釋放。
4.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉在120分鐘時提供40-60％之間的葡萄糖釋放。
5.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉在120分鐘時提供45-55％之間的葡萄糖釋放。
6.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉在240分鐘時提供大于70％的葡萄糖釋放。
7.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉在240分鐘時提供大于80％的葡萄糖釋放。
8.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉在240分鐘時提供大于90％的葡萄糖釋放。
9.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉應用一種選自三偏磷酸鈉，三磷酸鈉及其組合的試劑交聯(lián)。
10.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉已被糊精化。
11.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉已被氧化。
12.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該淀粉的存在量占干重的5-40％。
13.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中從食物中釋放的葡萄糖基本上是零級。
14.權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其中該葡萄糖的釋放速度在第一個240分鐘內(nèi)基本上是恒定的。
15.一種控制哺乳動物血糖水平的方法，該方法包括攝入權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品。
16.一種向哺乳動物提供受調(diào)控的葡萄糖補給的方法，該方法包括攝入權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品。
專利摘要
本發(fā)明涉及經(jīng)交聯(lián)或經(jīng)抑制淀粉在控制和/或調(diào)節(jié)哺乳動物血糖水平和飯后吸收中的用途。當把此類化學改性淀粉適當?shù)嘏渲迫胧称窌r，可用來在較長時間內(nèi)向消費者提供葡萄糖并提供更恒定的葡萄糖水平。
文檔編號A23L1/0522GKCN1736245SQ200510098108
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月28日
發(fā)明者I·布朗, M·K·奧科尼夫斯卡, R·L·比爾默斯, R·A·斯科爾格 申請人:國家淀粉及化學投資控股公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan