專利名稱：抑制冷凍食物和組合物中冰晶生長的方法
本申請(qǐng)是1987年7月23日提出的序號(hào)為077142的美國專利申請(qǐng)的后續(xù)申請(qǐng)。077142號(hào)申請(qǐng)可作為參考。
本發(fā)明涉及一種抑制冷凍食物中冰晶生長的方法，特別是涉及在冷凍之前向食物中加入部分脫去木質(zhì)素的植物纖維、半纖維素B或它們的混合物，以抑制冷凍后的食物中冰晶生長的方法。此外，本發(fā)明還涉及含有冰晶生長抑制劑的食品。
近幾年來，食物冷凍技術(shù)，特別是速冷技術(shù)帶來了許多的方便。然而，冷凍食品工業(yè)卻受到因冷凍食品中冰晶生長成大塊而引起冷凍食品具有粒狀或砂狀結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象的困擾。冰晶的生長使食物配方中的水份被浸出，因此嚴(yán)重地?fù)p害食物的結(jié)構(gòu)和口感。
在食品體系中，冰晶的過度生長是特別令人煩惱的事情，食品如冰淇淋、冰牛奶和其它冷凍制品中的水份和其它成分之間存在一種敏感的平衡。冰晶的過度生長在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生，并且由于冷凍食品的冷凍/解凍循環(huán)而加速。以冰淇淋為例，由于水份從冰淇淋配料中析出而成為大的結(jié)晶，嚴(yán)重地?fù)p壞了冰淇淋的結(jié)構(gòu)，使之變得象粒狀紙板一樣。冰晶生長并不局限于冷凍食品的外表面，而在整個(gè)冷凍食品物料中發(fā)生。
本發(fā)明提供了一種方法，通過靠降低冰晶的過大體積和降低冰晶的生長速度來抑制冰晶的生長，以改進(jìn)冷凍食品的穩(wěn)定性。
慨括地說，根據(jù)本發(fā)明，以足以抑制冷凍食物中冰晶生長的有效量，向冷凍食物中加入部分脫去木質(zhì)素的植物纖維(PDPF)、半纖維素B或它們的混合物(總起來稱為“冰晶生長抑制劑”)，來改進(jìn)冷凍食物的穩(wěn)定性。本發(fā)明所考慮的冷凍食物包括冷凍制品、冰淇淋、冰牛奶、點(diǎn)心棒、水果棒和果汁棒。
本發(fā)明的冷凍食物組合物已改進(jìn)了穩(wěn)定性，并降低了因冰晶過度生長而引起的損壞。這些冷凍食品組合物含有冰晶生長抑制劑和其它食品成份。
本發(fā)明實(shí)踐中特別感興趣的是向如冰淇淋一類的冷凍制品中加入抑制冰晶生長有效量的一或多種冰晶生長抑制劑，使其穩(wěn)定。該冷凍制品適于長期貯存，并能經(jīng)受冷凍/解凍循環(huán)而不會(huì)因冰晶生長導(dǎo)致?lián)p壞。最好使用半纖維素B作冰晶生長抑制劑，特別是從PDPF提取的半纖維素B。
本文所用的術(shù)語“部分脫去木質(zhì)素的植物纖維”和“PDPF”是指部分脫去木質(zhì)素的任何植物纖維。通常從植物纖維基質(zhì)中去除大約30-70%的木質(zhì)素，最好40-60%。
本文所用的術(shù)語“半纖維素B”是指用堿溶液從植物物料中浸取分離出半纖維素混合物，酸化后再用乙醇從該混合物中沉淀出的半纖維素。
本文所用的術(shù)語“抑制冰晶生長”是指一種方法，就是防止冷凍食物中形成的冰晶長成大的晶體。這個(gè)術(shù)語不是指防止冰晶生成的方法，而僅僅是指限制冰晶的平均尺寸和它們的生長速率。
在本發(fā)明的實(shí)踐中，按配方制造冷凍食品時(shí)，將部分脫去纖維素的植物纖維(PDPF)、半纖維素B或它們的混合物即冰晶生長抑制劑摻入到冷凍食物中。在形成適于冷凍的食品的過程中將冰晶生長抑制劑加入到食品中。這種混合可采用標(biāo)準(zhǔn)的公知混合技術(shù)如物理混合，或采用標(biāo)準(zhǔn)的干混或濕混技術(shù)，較好的是將冰晶生長抑制劑加入食品的含水相或組分中。各組分的混合和添加順序?qū)Ρ景l(fā)明的實(shí)踐并不重要。
部分脫去木質(zhì)素的植物纖維(PDPF)可以是任何植物纖維，從中提取或除去大約30-70%、最好是40-60%的木質(zhì)素。部分脫去木質(zhì)素的植物纖維最好是木質(zhì)纖維素基質(zhì)的堿性過氧化物處理的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。如下的美國專利或?qū)＠暾?qǐng)公開了非木質(zhì)的木質(zhì)纖維素的堿性過氧化物處理US專利4649113;專利申請(qǐng)06/809803，85年12月16日申請(qǐng)，06/912296，86年9月29日申請(qǐng)，上述文獻(xiàn)均作參考。上述說明書可從國家技術(shù)情報(bào)中心獲得，地址為5285PortRoyalRd·Spring-field，VA22161。
用已知提取方法可從任何木質(zhì)纖維素植物中獲得半纖維素B，例如，用《糖化學(xué)方法》第5卷，“多糖概論”(GENERALPOLYSA-CCHARIDES)，1965年，科學(xué)出版社，144-145頁中所公開的提取方法。然而，最好用我們?cè)谕瑫r(shí)申請(qǐng)的、還未確定序號(hào)的(No-)題為“半纖維素提取”的美國專利申請(qǐng)中所公開的方法，從木質(zhì)纖維素植物中提取半纖維素B，該申請(qǐng)此處可結(jié)合參考。
從任何木質(zhì)纖維素基質(zhì)、最好從非木質(zhì)的木質(zhì)纖維素基質(zhì)中獲取PDPF和半纖維素B。適用的基質(zhì)包括玉米糠、玉米秸稈、玉米芯、麥糠、糖甘蔗渣、苜蓿干草、大麥糠、大麥殼、燕麥糠、燕麥殼、稻糠、甜菜漿、柑桔漿、柑桔皮、花生殼、香蕉皮、羊豆角稈、大豆稈和北非矛草。優(yōu)選的基質(zhì)包括麥糠、玉米糠、玉米秸稈、大麥糠、稻糠和燕麥糠。
以抑制冷凍食品中冰晶生長的有效量，將冰晶生長抑制劑加入到冷凍食品中。通常，所加冰晶生長抑制劑的量，以食品總重量為基準(zhǔn)，約為0.01-2%，優(yōu)選0.05～1.0%，最佳范圍為冷凍食品總重量的0.1～0.5%。PDPF的用量最好為冷凍食品總重量的0.25～0.75%，半纖維素B的量為冷凍食品總重量的0.1～0.5%。
本發(fā)明的冰晶生長抑制劑可加入到任何含水的冷凍食品中，特別是那些能經(jīng)受冷凍/解凍循環(huán)的冷凍食品中。典型的冷凍食品包括冰淇淋、冷凍制劑、冷凍制品、甜食棒、水果棒、布丁飲料和果汁棒。只要用本發(fā)明的冰晶生長抑制劑一起制作這些食品，即很少出現(xiàn)由于冰晶過度生長而導(dǎo)致的食品變壞。
本發(fā)明預(yù)計(jì)可抑制任何冷凍體系中的冰晶生長，包括含有高效增甜劑和/或低脂含量的“常規(guī)”食品和“營養(yǎng)”食品?？梢耘c本發(fā)明冷凍食品摻合的高效增甜劑包括天冬酰苯丙氨酸甲酯及其鹽和絡(luò)合物，氨?；牵蔷?，蔗糖(Sucralose)，alitame，acesul-fame-K，thaumatin，蛇菊苷等等。本發(fā)明考慮的低脂含量食品包括含脂肪代用品如蔗糖聚酯的食品。
當(dāng)使用PDPF作為冰晶生長抑制劑時(shí)，PDPF最好在球磨機(jī)或針磨機(jī)中濕磨到剛好在纖維破壞點(diǎn)之前。在產(chǎn)品制備過程中將磨好的PDPF摻合到冷凍食品中。最好將磨好的PDPF冰晶生長抑制劑過100目篩，即粒度小于100目。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用半纖維素B作為冷凍食品中的冰晶生長抑制劑。任何半纖維素B均可使用。正如本文所描述的，最好使用由PDPF中提取的半纖維素B，特別是從麥糖PDPF中所提取的。半纖維素B用量優(yōu)選為食品總重量的0.05～1.0%，最好為總重量的0.25%。
如下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明實(shí)踐的說明，但并不只限于此范圍。
例1、半纖維素B作冰晶生長抑制劑從部分脫去木質(zhì)素的麥糠(根據(jù)美國專利4649113公開的方法由加工麥糠中獲得)中，在室溫下以16小時(shí)溶液萃取法，用PH13.0的NaOH提取半纖維素B。連續(xù)攪拌反應(yīng)混合物，在萃取16小時(shí)后，上清液用醋酸調(diào)節(jié)到PH為5。從上清液沉淀出半纖維素A，過濾除去。以產(chǎn)生70%(W)乙醇濃縮物的量，向上清液中加乙醇，使半纖維B沉淀。以部分脫去木質(zhì)素的麥糠總重為基準(zhǔn)，約萃取出11%作為半纖維素B。在食物加工過程中，把得到的半纖維素B加到冷凍食品的水相中，以抑制冰晶生長。
例2、PDPF作冰晶生長抑制劑將從麥糠中獲得的PDPF進(jìn)行濕法針磨，并過100目篩。將這種PDPF物料加入到食品中，以抑制冰晶生長。這樣制得的冷凍食品在冷凍條件下是穩(wěn)定的。此外，這種冷凍食品在冷凍/解凍循環(huán)下也是穩(wěn)定的。
例3、冷凍食品配方下表是含有本發(fā)明冰晶生長抑制劑的冷凍食品的配方，它們的制備使用了標(biāo)準(zhǔn)的食品加工技術(shù)。
Ⅰ.冰淇淋非脂牛奶固體(MSNF)11%乳脂10%糖10%
谷物糖漿固體5%半纖維素B0.25%單和二甘油脂0.1%瓜耳膠0.1%角叉膠(Carrageenan)0.1%多山梨醇酯80或600.1%調(diào)料適量Ⅱ、布丁飲料MSNF10%乳脂4%糖12%谷物糖漿固體6%可可3%木薯淀粉2%部分脫去木質(zhì)素的植物纖維(PDPF)0.5%角叉膠(Carrageenan)0.15%多山梨醇酯80或606.1%調(diào)料適量Ⅲ、冷凍制品(Novelty)水果漿或汁30%(或適量)糖12%谷物糖漿固體6%半纖維素B0.25%調(diào)料適量瓜耳膠0.1%角叉膠(Carrageenan)0.1%Ⅳ、無糖冷凍甜食牛奶固體-非脂13%MaltrinM-200麥芽糖糊精(18-20DE)5%K型多葡萄糖5%乳脂4%山梨醇3%微晶纖維素CL6110.5%＊穩(wěn)定劑 0.3%多山梨醇酯800.1%天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商標(biāo))0.1%半纖維素B0.25%＊單和二甘油酯、瓜耳膠、羧甲基纖維素(CMC)和角叉膠的混合物。
Ⅴ、無糖冰凍甜食水89.30%麥芽糖糊精18-20DE5%山梨醇5%檸檬酸0.20%＊穩(wěn)定劑 0.20%調(diào)料0.13%多山梨醇酯800.10%
天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商標(biāo))700PPmPDPF1%＊含有單和二甘油脂、瓜耳膠、CMC和角叉膠。
Ⅵ、不加糖的牛奶巧克力冰棒脫脂乳49.80%全乳28.60%K型多葡萄糖7.50%麥芽糖糊精18-20DE7.50%無脂牛奶(NFDM)4.30%可可(12%W型植鞣坯革)2.00%穩(wěn)定劑0.13%多山梨醇酯800.10%天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商標(biāo))700ppmPDPF1%Ⅶ、不加糖的水果棒水59.43%草莓漿30.00%麥芽糖糊精18-20DE5.00%山梨醇5.00%穩(wěn)定劑0.20%調(diào)料0.20%多山梨醇酯800.10%
天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商標(biāo))700ppmPDPF1%Ⅷ、不加糖的果汁棒水83.38%65°白利桔汁濃縮液5.90%麥芽糖糊精18-205.00%山梨醇5.00%穩(wěn)定劑5.00%檸檬酸0.20%調(diào)料0.15%多山梨醇酯800.10%天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商標(biāo))700ppmPDPF1%Ⅸ、不加糖的水果奶油棒脫脂乳41.45%草莓漿35.00%K型多葡萄糖7.50%麥芽糖糊精18-20DE7.50%重乳油4.10%水3.95%穩(wěn)定劑0.33%多山梨醇酯800.10%
天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet商標(biāo))700ppm半纖維素B0.25%以相似的操作方法從本文所述的各種物源中獲得的PDPF和半纖維素B都是冷凍食品的有效的冰晶生長抑制劑。所生產(chǎn)的冷凍食品比不含有有本發(fā)明冰晶生長抑制劑的冷凍食品更加穩(wěn)定。
例4、用半纖維素B作為果汁凍型產(chǎn)品中的冰晶抑制劑利用前例所述方法從麥糠中提取半纖維素B，并用它制備下列組合物成分量6%半纖維素B溶液450ml水405ml檸檬汁45ml無脂干牛奶60gm天冬酰苯丙氨酸甲酯(Nutrasweet 商標(biāo)) 0.6gm這樣獲得的冷凍甜食是奶油狀的，由于大大降低了冰晶的生長而口感細(xì)膩。也可不加半纖維素B制備對(duì)照樣品，這種產(chǎn)品呈冰狀，而口感粗糙。
權(quán)利要求
1.一種抑制冷凍食品中冰晶生長的方法，其特征是，向冷凍食品中加入有效量的部分脫去木質(zhì)素的植物纖維、半纖維素B或它們的混合物，抑制冰晶生長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，冷凍食品是一種冷凍制品(novelty)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，冷凍食品為冰淇淋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征是，冰晶生長抑制劑是一種部分脫去木質(zhì)素的植物纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征是，冰晶生長抑制劑是半纖維素B。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，冷凍食品是冰牛奶、甜食棒、水果棒或果汁棒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征是，冰晶生長抑制劑是一種部分脫去木質(zhì)素的植物纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征是，冰晶生長抑制劑是半纖維素B。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征是，冷凍食品是布丁飲料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，以冷凍食品總重量的0.01-5%的量將冰晶生長抑制劑加入到冷凍食品中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征是，冰晶生長抑制劑的量為總重量的0.05-2%。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征是，冰晶生長抑制劑的濃度為0.1-1%(W)
13.冷凍食品組合物，包括(a)食物成分和(b)部分脫去木質(zhì)素的植物纖維、半纖維素B或它們的混合物(加入量是以有效地抑制冷凍食品中冰晶生長)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的組合物，其特征是，(a)中的食物成分構(gòu)成冷凍制品(Novelty)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的組合物，其特征是，冷凍食品是冰淇淋。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的組合物，其特征是，冰晶生長抑制劑是半纖維素B。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的組合物，其特征是，冰晶生長抑制劑是部分脫去木質(zhì)素的植物纖維。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的組合物，其特征是，食物成分構(gòu)成冰牛奶、甜食棒、水果棒或果汁棒。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的組合物，其特征是，冷凍食品中冰晶生長抑制劑的量為冷凍食品總重量的0.01-5%。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的組合物，其特征是，冷凍食品中冰晶生長抑制劑的量為冷凍食品總重量的0.1-1%。
全文摘要
在冷凍食品中加入部分脫去木質(zhì)素的植物纖維、半纖維素B或它們的混合物，以抑制該食品中冰晶的生長。
文檔編號(hào)A23L3/37GK1031177SQ8810615
公開日1989年2月22日 申請(qǐng)日期1988年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月23日
發(fā)明者羅納德·E·巴尼特 申請(qǐng)人:紐特拉斯威特公司