專利名稱：得自糧谷的營養部分的制作方法
得自糧谷的營養部分 發明領域
本發明涉及得自諸如小麥、大麥、燕麥或黑麥這樣的糧谷的營養 部分。特別地，本發明涉及用作食品中的營養源的谷粉和麩部分以及 生產它們的方法。
背景技術：
諸如小麥、大麥、燕麥和黑麥之類的糧谷一般由包住胚乳和胚芽 的外麩層組成。常規的糧谷磨粉涉及脫除一部分或全部外麩層，分離
胚芽和隨后研磨胚乳。糧谷磨粉一般涉及一系列步驟清潔、勻濕、 研磨、篩分和清粉。磨粉過程的總體目標是從糧谷提取最大量的最純 形式的胚乳。胚乳被研磨成谷粉或粗粒面粉。這需要有效分離糧谷的 各組分，即麩、胚乳和胚芽。 一般認為，麩和胚芽對磨成粉的最終產 品 有有害的影響。
例如，在常規的小麥磨粉過程中，在初始的清潔步驟之后，用水 和/或蒸汽調節小麥粒并令其在勻濕拒中靜置4至20小時(勻濕)以 使小麥粒的麩皮韌化并使胚乳軟化或柔韌化。小麥粒的勻濕使麩皮融 和在一起，并且是在常規磨粉過程之前進行的小麥粒的一個基本調節 步驟以按所需方式改變小麥粒的物理狀態。勻濕無庸置疑地是決定從 給定小麥粒產生的胚乳的量的最重要因素，因此，在磨粉之前必須謹 慎地適當調節小麥粒。遺憾的是，為了韌化和融和麩皮而進行的小麥 粒勻濕也導致胚乳與麩內層的某種程度的融和，因此這些組分的分離 更加困難。然后使調節過的小麥粒經歷相繼的階段，這些階段中的每 一個研磨、分離和凈化產物。第一研磨操作(第一粉碎)打來勻濕的 小麥粒以暴露胚乳并從麩刮掉一部分胚乳。然后將麩、胚芽和胚乳顆 粒的粗磨混合物篩分以將這些顆粒分級用于進一步的研磨、凈化或篩
分。然后，將較細分級的顆粒(它們是胚乳、麩和胚芽的混合物)送 到適當的凈化步驟。將由麩和粘附胚乳組成的粗殘余物送到下一個研 磨步驟(第二粉碎)以從麩脫除更多的胚乳。在常規的磨粉機中重復
這個研磨、篩分和凈化過程高達五或六次(5或6次粉碎)。然而， 每個研磨過程產生細麩顆粒(麩粉)和胚芽顆粒，它們具有與胚乳一 起分離的趨勢并且難于(如果不是不可能的話)從胚乳中脫除。每個 研磨操作產生越來越多的麩粉，使問題增加了。
在糧谷磨粉中，脫除的麩一般被作為全麩用于動物飼料或供人類 食用。例如，在小麥加工中，脫除的麩主要用于動物飼料或作為全麩 而且胚乳被研磨成焙烤或面食生產用谷粉。大麥主要用于動物飼料， 用于產生啤酒生產用麥芽，用于播種和在較小的程度上用作人類食物 用途中的成分。將磨成粉的谷粒分離成不同的部分一般僅僅是根據在 每一研磨步驟產生的產物的密度或顆粒大小來分離研磨的胚乳和粘附 的麩。
已知諸如小麥、燕麥、大麥和黑麥之類的糧谷是生物活性組分的 充足來源，所述生物活性組分包括抗氧化劑、復合酚類、木脂素類、 類黃酮、維生素、纖維、蛋白質和其它營養物。用于分離各種生物活 性組分的大多數嘗試涉及通過研磨將糧谷磨成粉，然后使用化學方法 從谷粉或麩提取所需的生物活性組分。
當前正進行著關于"功能食品"的大量研究。功能食品是提供超 出基本營養的健康益處的食物和食物組分。功能食品提供超過正常維 持、生長和發育所需量的基本營養物和/或提供賦予健康益處或希望有 的生理作用的生物活性組分。
需要一種根據其中所含生物活性組分而將糧谷分離成各部分的高 效方法。
發明概述
本發明涉及分離有價值的糧谷組分并使所述益處得以更充分地利 用。本發明的構思最初涉及選擇諸如小麥、大麥、燕麥和黑麥之類的
糧谷的栽培種，所述栽培種具有在外麩層的一層或多層中濃縮的所需 生物活性組分，包括抗氧化劑、復合酚類、木脂素類、類黃酮、維生 素、纖維、蛋白質和其它營養物。然后，根據各麩層中所含的所需生 物活性組分將外麩層分離成優選三個部分，所述生物活性組分包括抗 氧化劑、復合酚類、木脂素類、類黃酮、維生素、纖維、蛋白質和其 它營養物。這使最大益處和價值得以從飲食增補劑、營養品形式或強 化食品形式的麩部分獲得。可以將胚乳進一步加工成谷粉或例如乙醇 生產中的淀粉來源。所述分級過程產生三個類型的麩部分，任意地將
它們標記為"A，， 、 "B"和"C"。三個麩部分中每一個具有不同的功 能和用途。例如，從食品加工者的觀點來看，通過添加高纖維麩部分 作為一種成分來增加纖維要容易得多，只要高純度麩的來源是可以定 期獲得的。本發明的產品可以用于營養品(例如能量方條狀食品)的 配方，或者在高蛋白質部分的情況下，可以用于水產養殖。
因此，本發明的一個方面提供了 一種用于將具有包在外麩中的胚 乳和胚芽的糧谷分離成具有所需生物活性組分的不同部分的方法，其
中所述外麩包含一系列具有不同的化學和物理性質的單獨的層，所述 方法包含
(a) 選擇清潔、干燥的糧谷的一個或多個栽培種，所述糧谷選自小 麥、大麥、燕麥和黑麥，所述栽培種在外麩層的一層或多層中具有濃 度適合用作營養品的所需生物活性組分，所述生物活性組分選自抗氧 化劑、復合酚類、木脂素類、類黃酮、維生素、礦物質、纖維、蛋白 質和其它營養物；
(b) 用約1-3重量％的水調節選定的干燥清潔栽培種；
(c )然后，在水分已經僅僅滲透通過外麩的纖維層而沒有使外麩各層 融和在一起之后，將調節過的栽培種進料到一個或多個機器中，在所 述機器中，調節過的栽培種的粒被一起劇烈地研磨以脫除外麩的纖維 層下至種皮層，其中被脫除的纖維層的可溶性和不溶性纖維含量高；
(d) 通過吸風從所述處理過的栽培種分離和收集被脫除的纖維層， 并且將被脫除的纖維層干燥和過篩；
(e)然后，將外麩纖維層已經被脫除的調節過的栽培種進料到一個 或多個機器，在所述機器中，調節過的栽培種的粒在磨石上摩擦以脫 除粘附外麩的殘留內層；
(f )通過吸風將從處理過的栽培種得到的被脫除內層分離和收集成 兩個麩部分，即，具有小于40%的纖維含量和20至25%的蛋白質含 量的第一麩部分和具有小于20%纖維的第二麩部分。
另一方面，本發明提供了一種高纖維組合物，它包含栽培種、優 選大麥栽培種的麩層的表皮、真皮、模細胞和粉管細胞層，所述栽培 種在外麩層的一層或多層中具有濃度適合用作營養品的所需生物活性 組分，所述生物活性組分選自抗氧化劑、復合酚類、木脂素類、類黃 酮、維生素、礦物質、纖維、蛋白質和其它營養物。所述大麥栽培種 優選地選自下組CDCFibar， 一種兩棱蠟質無殼大麥品種；CDC Alamo， 一種兩棱蠟質無殼大麥；Merlin, —種蠟質兩棱化無殼大麥；Waxbar， 一種兩棱化去殼大麥；WB Salute, —種兩棱去殼、蠟質、高P葡聚糖 大麥；和CDC McGwire, —種兩棱無殼大麥。所述高纖維組合物具有 大于75重量％的可溶性和不溶性纖維含量和小于18重量％的蛋白質 含量。
在本發明的又一方面，提供了一種組合物，該組合物包含栽培種、 優選大麥栽培種的內麩層，所述栽培種在外麩層的一層或多層中具有 濃度適合用作營養品的所需生物活性組分，所述生物活性組分選自抗 氧化劑、復合酚類、木脂素類、類黃酮、維生素、礦物質、纖維、蛋 白質和其它營養物。 一種優選的培養基蛋白質組合物包含大麥栽培種 的一個或多個內麩層，所述組合物主要由種皮(外種皮)、珠心組織 和一些糊粉細胞組成并且具有小于40重量％的可溶性和不溶性纖維 含量和小于25重量％的蛋白質含量。另一種優選的低纖維組合物包含 大麥栽培種的一個或多個內麩層而且可能還含有種皮和珠心組織的一 部分，所述內麩層主要由糊粉細胞層組成，所述組合物來自糊粉細胞 層的可溶性P葡聚糖含量高而且具有小于20重量％的可溶性和不溶 性纖維含量和小于18-20重量％的蛋白質含量并且具有良好的降血
糖指數。
再一方面，本發明提供了方條狀食品配方，它具有至多50重量％ 的一種或多種如前文所述得自大麥栽培種的麩部分組合物作為主要活 性成分、0-10%的脂質增補劑、至多50%的碳水化合物增補劑、至 多25%的復合糖增補劑和0至25%的蛋白質增補劑。在一個具有用于 降低血清膽固醇的高可溶性和不溶性纖維和低糖血指數營養的優選配 方中，所述方條狀食品包含至多50%的得自大麥栽培種的高纖維組合 物作為本發明的主要活性成分、5至10%的脂質增補劑、至多50%的 碳水化合物增補劑和至多25%的復合糖增補劑。該配方中的復合糖增 補劑是通過本發明的方法生產的一個或多個小麥麩部分。具有高蛋白 質和高可溶性纖維并且用作免疫系統加強劑(booster )和性能增強劑 的另一個優選配方包含至多50%的本發明大麥麩部分組合物作為主 要活性成分、至多50%的碳水化合物增補劑、至多25%的復合糖增補 劑和至多25%的蛋白質增補劑。另一個優選配方具有平衡的蛋白質而 且被用作含有免疫系統加強劑的食物替代產品，包含作為主要活性成 分的至多25%的本發明的培養基蛋白質大麥麩組合物和至多50%的 本發明的低纖維大麥麩組合物、至多25%的碳水化合物增補劑、至多 25%的復合糖增補劑和至多10%的蛋白質增補劑。
附圖簡述
為了使本發明能更加清楚地得到理解，現在將通過實施例、參照 附圖詳細地描述本發明的優選實施方案，這些附圖中


圖1是大麥粒結構的示意圖。 圖2是大麥的各外麩層的示意圖。 圖3是小麥粒結構的示意圖。
圖4是將大麥和小麥分級產生含有所需生物活性組分的麩部分的 方法和應用該方法的^夫部分的示意圖。
圖5是包括在圖4中的用于糧谷分級的脫麩過程的示意圖。
圖6是摻有本發明的產品的不同的可能的方條狀食品配方的圖表。
優選實施方案詳述 糧谷的外麩層是由具有不同化學和物理性質的不同的細胞層構成
的。大麥粒l，例如，示意性地顯示于
圖1。大麥可以是具有包住大麥 粒的外皮或殼的常規品種，也可以是無殼品種。在任一種情況下，大
麥粒1具有包住胚乳3和胚芽4的外麩層2。如圖2中示意性地顯示 的那樣，大麥的外麩層具有七個不同的層表皮5、真皮6、模細胞7、 粉管細胞8、種皮9、珠心組織IO和糊粉細胞11。已經證明大麥具有 很多有價值的健康和營養特征，包括促進健康和改善消化系統和免疫 系統的功能。USDA臨床試驗已經顯示，食用含有P葡聚糖的大麥顯著 地改善了高膽固醇男性的數個心血管危險因子，當于健康飲食一起食 用時降低膽固醇約5%至10%。整粒飲食顯著降低了收縮壓、舒張壓 和平均動脈血壓，與纖維來源無關。本發明涉及產品的生產，所述產 品中這些有價值的組分以足以提供營養效果、從而使所述益處得以更 充分地得到利用的濃度存在。
在大麥各麩層中存在著兩類纖維。諸如P葡聚糖之類的可溶性纖 維不僅存在于麩，而且存在于整個大麥粒。可溶性纖維經過消化系統 時溶于水并變成一種濃的凝膠(thick gel )。這種凝膠樣物質覆蓋消 化系統的壁，減緩消化作用和營養物的吸收。可溶性纖維被認為能幫 助降低血液膽固醇并調節血糖水平。不溶性纖維包括纖維素、 一些 半纖維素、木質素和酶抗性淀粉。不溶性纖維不溶于水，但在通過腸 時吸收水。這類纖維促進腸規則性(bowel regularity),處理腸障 礙，并且被認為有益于預防結腸癌。
圖3中一般性顯示的小麥粒12具有由幾個不同的層(確定為14 至20)構成的麩皮13。從外到內層的各個麩層是表皮20、真皮19、 模細胞18、粉管細胞17、種皮16、珠心組織(透明層)15和糊粉細 胞14。在麩皮內部是帶有小麥胚芽(一般確定為22)的胚乳21。 一 般而言，所述這些麩層共同構成小麥粒的約15重量％,而胚芽占小麥
粒的約2. 5%且胚乳占小麥粒的約83重量％。
本發明的構思是，根據外麩層中所含的生物活性組分，將糧谷(在 本例中是大麥或小麥)的外麩層(例如，圖2中的5至11以及圖3 中的14至20)分離成不同的部分。這樣能從所述部分實現最大利益 和價值，不管是作為飲食增補劑、營養品，還是作為強化食品中的成 分。在這里闡釋的實施方案中，本發明的分級過程優選地產生三類麩 部分，任意性地標記為"A" 、 "B，，和"C"。這些麩部分中的每一個 具有不同的功能和用途。從食品加工者的觀點來看，通過添加具有高 纖維含量的麩部分作為一種成分來增加纖維要容易得多。
本發明的方法是一種獨特的系統，它從任何糧谷漸進性地脫除外 層。例如，大麥具有七個截然不同的細胞層，其中每一層各自具有不 同的性質。本發明的方法逐漸地脫除這些層，從而可以收各個單獨的 細胞層以產生在纖維、蛋白質、營養物、維生素和痕量礦物質含量上 有不同的麩部分。
上文指出的本發明涉及將選自帶有包在外麩中的胚乳和胚芽的大 麥、燕麥、小麥和黑麥的糧谷，分離成具有所需生物活性組分的不同 部分的方法，其中外麩包含一系列具有不同化學和物理性質的單獨的 層。正如與大麥和小麥有關的圖4和5中最佳闡釋的那樣，作為第一 個步驟，本方法包含選擇清潔、干燥的糧谷的一個或多個栽培種，所 述糧谷選自小麥、大麥、燕麥和黑麥。選擇的栽培種具有在外麩層的 一層或多層中濃縮的所需生物活性組分，所述所需生物活性組分選自 抗氧化劑、維生素、礦物質、復合酚類、木脂素類、類黃酮、纖維、 蛋白質和其它營養物。本發明優選地選擇在麩中具有高P葡聚糖含量 而在胚乳中則相反的大麥、小麥或燕麥的栽培種。迄今為止，常規的 大麥育種(在北美洲栽培的大麥有90%是用于制麥芽)已經集中在用 于制麥芽的改良品種，其中的目的是降低P葡聚糖水平。本發明涉及 確定具有高P葡聚糖水平的品種。迄今為止，被確定為可用于本發明 的品種是CDC Fibar， 一種兩棱蠟質無殼大麥品種；CDC Alamo， 一種 兩棱蠟質無殼大麥；Merlin, —種蠟質兩棱化無殼大麥；Waxbar, —
種兩棱脫殼大麥；WB Salute, —種兩棱脫殼、蠟質、高P葡聚糖大麥； 和CDC McGwire, —種兩棱無殼大麥。具有高P葡聚糖水平的有用的 小麥品種包括兩個蠟質小麥品種，現在它們被確定為ID- 629和ID-630。
P葡聚糖是存在于大麥、燕麥和酵母細胞的可溶性纖維化合物， 數量可忽略的P葡聚糖正常存在于其它糧谷例如小麥和黑麥。在諸如 大麥之類的一些谷粒中，P葡聚糖不僅存在于麩層，而且存在于通過 研磨整谷粒或去殼谷粒產生的粗粉。大麥粒一般含有在4至5%范圍 內的P葡聚糖，盡管一些栽培種可能含有更高的百分數。根據栽培種， P葡聚糖可能均勻地分散于整個胚乳并且可能在各麩層、特別是糊粉 層中具有高濃度。已經報道了，正在開發實驗品種以濃縮各麩層中的 P葡聚糖。還預期了，具有高P葡聚糖水平的栽培種將具有在各麩層 中的高濃度。
據報道，P葡聚糖能促進健康并改善消化和免疫系統的功能。P 葡聚糖可以吸收重量是其很多倍的水，形成濃的不能吸收的凝膠。當 該凝膠通過消化系統時，它覆蓋胃腸道的襯里，減緩營養物的消化和 吸收。還才艮道了，它們可以通過降低血清膽固醇水平而減小心臟病的 危險。P葡聚糖調節糖吸收和釋放入血流的速率。此外，它們具有幫 助控制腸內自由基(可以損害DNA或細胞膜的高活性化合物)水平的 抗氧化劑性質，而且據推測，這種性質是P葡聚糖對結腸癌的保護作 用的一部分原因。將這些健康聲明用在標簽上還沒有得到美國食品及 藥物管理局(FDA)的批準；然而，通過美國國家大麥食品委員會(US National Barley Foods Council)和其它組織的努力，已經向FDA 提出了批準申請。現已完成了審查過程，US FDA已經授權使用關于來 自大麥的P葡聚糖可溶性纖維在降低冠心病危險中的作用的健康聲 明。
目前，燕麥和燕麥產品在美國獲得了健康聲明標簽的FDA批準， 而且公認的是，這些產品具有與膳食纖維有關的有益品質，包括那些 與P葡聚糖有關的有益品質。食物中P葡聚糖的主要來源是燕麥、酵
母細胞壁和蘑菇。然而，P葡聚糖水平高于燕麥中P葡聚糖水平的無 殼蠟質大麥有多種。直到最近為止， 一直難于以足以使其用作食品成 分的高純度分離大麥P葡聚糖。
已經報道，小麥麩部分中的酚類化合物(包括酚酸、木脂素類和 類黃酮在內)與膳食纖維一起能使人們免受癌癥、糖尿病和冠心病。 迄今鑒定的其麩層具有營養性質的合適的小麥栽培種包括所有當前的
力口拿大紅色春小麥和石更質小麥(Canadian Red Spring wheats and Durum wheats )，而且優選包括目前確定為ID - 629和ID - 630的兩個 蠟質小麥品種。被脫除和分離的各麩層具有顯著量的不溶性纖維和顯 著量的類黃酮(flavinoids)。與小麥胚乳的面筋相比，麩層中的蛋 白質品質在營養上更優。
為了使各外麩層能根據它們的生物活性組分得以脫除和收集，圖 4中所示的過程，在選擇所需的栽培種之后通過使小麥和大麥栽培種 經歷脫麩過程而繼續。給小麥脫麩的方法描述于例如美國專利 No. 5， 082， 680;美國專利No, 5， 240， 733和美國專利No. 5， 387， 430, 它們并入本文做參考。本發明人已經確定，可以采用類似的方法進行 大麥脫麩。所述脫麩方法漸進性地脫除大麥或小麥粒的各外麩層，使 所需的麩層得以脫除、分離和收集，與常規的磨粉或去皮操作中基本 均勻的單一麩產品形成對照。在圖4中，將脫麩過程中脫除的各外麩 層分離成三個優選的部分。小麥麩部分中的一個或多個在例如早餐谷 物食品、焙烤成分、膳食纖維來源、能量方條狀食品成分、低糖血指 數食物和營養增補劑中有效用。可以將所述小麥胚乳磨成谷粉或粗粒 面粉，分離成淀粉或面筋或者用于水產養殖或用于乙醇生產。大麥麩 部分中的一個或多個在例如低糖血指數產品、膽固醇降低產品、救急 食品、食物替代方條狀食品和治療性飲料、混合物或方條狀食品中有
效用。可以將所述大麥胚乳磨成谷粉，分離成淀粉或蛋白質或者用于 水產養殖或用于乙醇生產。
所述脫麩過程被示意性地示于圖5并且通過在調濕混合器中用大 約1 - 3重量％的水調節選定的清潔干燥栽培種來開始。將調濕的谷粒送入保持箱(holding bin)而且在數分鐘內，優選在大約五分鐘內， 在水分已經僅僅滲透通過外麩的纖維層而沒有使外麩各層融和在一起 之后，將調節過的栽培種進料到一個或多個"摩擦"型機器中，在所 述機器中，調節過的栽培種的粒被一起劇烈地研磨以脫除外麩的纖維 層下至種皮層。通過吸風從所述處理過的栽培種分離和收集被脫除的 纖維層，并且將被脫除的纖維層干燥和過篩。將被脫除的纖維層任意 性地確定為部分A。所述麩部分"A"是大麥或小麥粒的外麩層的組合。 各外層主要由表皮、真皮、模細胞和粉管細胞層組成。該A部分具有 高纖維(~78% )和低蛋白質(-8% )含量。這個產物包含大約3.5 重量％的無殼大麥或小麥粒。大麥中的麩部分"A"可以用于早餐谷物 食品、面包和焙烤食品、滾面包屑和稀面糊、小吃、纖維增補劑和食 物替代飲料。外纖維層已經脫除了的加工谷粒離開"摩擦"型機器進 入第二保持箱。優選的"摩擦"型機器可以從捷克共和國(Czech Republic)的Prokop Milling Machines獲得，但是精米機(rice whitening machines )(臥式和豎式才幾器)也可以得到而且可以為 做這項工作進行改裝。
然后，將外麩纖維層已經被脫除的調節過的栽培種進料到一個或 多個"研磨，，型機器，在所述機器中，調節過的栽培種的粒在磨石上 摩擦以脫除粘附外麩的殘留內層。通過吸風將被脫除的內麩層分離和 收集成兩個麩部分，即，被稱為部分"B"的第一麩部分，它一般具有 40%的纖維含量和20至25%的蛋白質含量；以及被稱為部分"C"的 第二麩部分，它來自糊粉層的可溶性0葡聚糖含量高(在大麥的情況 下)，蛋白質含量低而且具有良好的降血糖指數。
所述麩部分"B"主要由種皮(外種皮)、珠心組織和一些糊粉細 胞組成。該產物之所以這樣命名是由于小于40%的中等纖維含量和較 高的蛋白質含量(25至22% )。所述產物包含大約2. 5重量％的無殼 大麥或小麥粒。麩部分"B"可以用于早餐谷物食品、焙烤食品、稀面 糊和滾面包屑、調味汁和基于谷物的飲料。
所述麩部分"C"主要由包圍無殼大麥或小麥粒的胚乳的糊粉細胞
層組成。它也可以含有一部分種皮和珠心組織。所述c部分具有較低
纖維含量小于20%和較高蛋白質含量18-20。/。。所述C部分占無殼大 麥或小麥粒重量的大約4%。該麩部分"C"在谷粉、基于谷物的飲料、 早餐谷物食品、湯和調味汁增稠劑和增補劑的強化中將得到應用。上 述產物中內含物的百分比將根據每個食品生產商所需的結果或所有的 配方而有所變化。
通過將外麩層被脫除了的栽培種磨成粉而完成該過程，產生了適 合于選自下組的用途的產品發酵生產乙醇、制備水產養殖飼料和用 作食品中的成分。
大麥谷粉，例如，由如下組成的混合物組成淀粉、蛋白質和P 葡聚糖，以及構成余量的其它的殘存不溶物和灰分。
蠟質無殼大麥栽培種的蛋白質含量一般在12. 5至15%范圍內。 糊粉層中蛋白質含量高的品種對于產生高蛋白質(25 - 30% )大麥谷 粉的干分級過程來說是理想的。這個成分對于添加到營養食物替代品 配方和需要較高蛋白質的其它應用來說是理想的。
如前文所述，功能食品被描述為"其中已經利用或附加了一種或 多種成分的濃縮以增加它們對健康飲食的貢獻的食品"。過去，功能 食品被歸入健康食物店，但近期它們已經被搬進主流超市而且已經成 為食品工業最快速增長的部分。
本發明的所有麩部分在功能食品界都會有市場。作為組分，可以 將這些產品與傳統成分混合和相配從而生產具有有益的健康益處的食
口卩o
麩的"c，，部分是這種成分的一個極好的實例。在大麥的情況下，
這個部分既有可溶性(P-葡聚糖)纖維又有不溶性(纖維素)纖維。 p葡聚糖可以減少心臟病、糖尿病和一些癌癥。所述不溶性纖維改善 消化道的功能，而可溶性和不溶性纖維兩者可以支持免疫系統。
營養品被定義為"含有能提供醫療益處或幫助預防疾病的添加成 分的食品和飲料"。換句話說，涉及食品的、"營養品"和"藥物" 的組合，所述食品引起類似于傳統藥物的反應。從分級獲得的所述大 麥麩產品非常適合這個范疇。P葡聚糖、麩纖維以及可能地某些淀粉 看來在這個市場中占有地位。
在二十世紀七十年代，人們引入了塊狀格蘭諾拉麥片(Granola Bar)作為單獨包裝的塊狀糖(candy bar)的營養替代品。最初的產 品集中在那些傳達"天然"形象的有機和未精煉的成分而且往往是非 常可變的并且包裝低劣且保存期短。由于主流食品公司轉向要求消費 者的健康食物的更加"天然"風格的產品，倡導改進塊狀格蘭諾拉麥 片的質量的新產品。在二十世紀九十年代，方條狀食品市場多樣化成 用于健身或營養增補劑的食物替代品、降低的卡路里、和高蛋白質產 品的領域。方條狀食品已經成為各種營養物的送遞賦形劑。
可能為了引入特殊的營養益處而生產采用本發明的麩部分的方條 狀食品。如指出的那樣，主要由部分"A"制成的產品將是膳食纖維的 極好來源。在大麥的情況下，它來自P葡聚糖的可溶性纖維和來自外 層的不溶性纖維的水平(大于75% )將足以幫助降低血清膽固醇(低 密度脂蛋白)高達12%，根據日消費單一的IOO克方條狀食品。大麥 麩"B"部分提供高蛋白質(20 - 25 %)和良好水平的纖維(小于40 % )。基于"B，，部分的方條狀食品將幫助調節糖尿病患者的血糖水平。 "C"部分將是蛋白質含量高(18-20% )而纖維含量低(小于20% )。 這將是食物替代產品中的極好的成分。它也可以用于年輕人和運動員 用的營養增補劑。此外，有了全數的維生素和礦物質，這些方條狀食 品可以充當用于救究或用于人道主義食品援助的救急食品來源。
圖6提供了一張圖表，確定了采用本發明的麩部分連同其它產品 的三種不同的方條狀食品和可能的配方。在每種情況下，所述配方包 括含在本發明大麥麩部分中的一種或多種之內的主要生物活性組分。 所述方條狀食品配方還包括所述小麥麩部分中的一種或多種作為復合 糖增補劑。其它組分包括維生素和礦物質增補劑(任選的)、脂質增 補劑、碳水化合物增補劑和蛋白質增補劑。已經為圖6中指出的具體 營養作用設計了這些方條狀食品配方。如果需要其它作用，采用本發 明麩部分作為主要成分的不同配方也是可能的。
通過本發明生產的麩部分具有作為人類食品的價值，所述人類食
品一般是飼料價值的5至6倍。這三個部分的總收得率是清潔大麥或 小麥重量的大約10%。
雖然在此詳細描述了本發明的各種實施方案，本領域技術人員能 夠理解的是，在不背離本發明的實質或所附權利要求書的范圍的情況 下，可以對它們4故出各種改變。
權利要求
1.用于將具有包在外麩中的胚乳和胚芽的糧谷分離成具有所需生物活性組分的不同部分的方法，其中所述外麩包含一系列具有不同的化學和物理性質的單獨的層，所述方法包含(a)選擇清潔、干燥的糧谷的一個或多個栽培種，所述糧谷選自小麥、大麥、燕麥和黑麥，所述栽培種在外麩層的一層或多層中具有濃度適合用作營養品的所需生物活性組分，所述生物活性組分選自抗氧化劑、復合酚類、木脂素類、類黃酮、維生素、礦物質、纖維、蛋白質和其它營養物；(b)用約1-3重量％的水調節選定的干燥清潔栽培種；(c)然后，在水分已經僅僅滲透通過外麩的纖維層而沒有使外麩各層融和在一起之后，將調節過的栽培種進料到一個或多個機器中，在所述機器中，調節過的栽培種的粒被一起劇烈地研磨以脫除外麩的纖維層下至種皮層，其中被脫除的纖維層的可溶性和不溶性纖維含量高；(d)通過吸風從所述處理過的栽培種分離和收集被脫除的纖維層，并且將被脫除的纖維層干燥和過篩；(e)然后，將外麩纖維層已經被脫除的調節過的栽培種進料到一個或多個機器，在所述機器中，調節過的栽培種的粒在磨石上摩擦以脫除粘附外麩的殘留內層；(f)通過吸風將從處理過的栽培種得到的被脫除內層分離和收集成兩個麩部分，即，具有小于40％的纖維含量和20至25％的蛋白質含量的第一麩部分和具有小于20％纖維的第二麩部分。
2. 權利要求1的方法，它包括處理外麩各層已被脫除的栽培種 以產生高蛋白質低纖維谷粉的步驟，所述谷粉適合于選自下組的用途 發酵生產乙醇、制備水產養殖飼料和用作食品中的成分。
3. 權利要求1或2的方法，其中所述糧谷是大麥。
4. 權利要求3的方法，其中所述大麥栽培種在外麩的纖維層中 具有15至30%的P葡聚糖含量。
5. 權利要求3或4的方法，其中所述大麥栽培種選自下組CDC Fibar, —種兩棱蠟質無殼大麥品種；CDC Alamo， 一種兩棱蠟質無殼 大麥；Merlin， 一種蠟質兩棱化無殼大麥；Waxbar， 一種兩棱化去殼 大麥；WB Salute， 一種兩棱去殼、蠟質、高P葡聚糖大麥；和CDC McGwire, —種兩棱無殼大麥。
6. 權利要求1或2的方法，其中所述糧谷是小麥。
7. 權利要求6的方法，其中所述小麥栽培種選自下組加拿大 紅色春小麥， 一種確定為ID- 629的蠟質小麥品種， 一種確定為ID -630的蠟質小麥品種和硬質小麥，其中被脫除并分離的麩層具有顯 著量的不溶性纖維和顯著量的類黃酮。
8. 權利要求7的方法，其中被脫除的麩層的蛋白質品質在營養上 優于小麥胚乳的面筋。
9. 通過權利要求1至5任一項的方法生產的高纖維組合物，它 包含栽培種的麩層的表皮、真皮、模細胞和粉管細胞層，所述栽培種 在外麩層的一層或多層中具有濃度適合用作營養品的所需生物活性組 分，所述生物活性組分選自抗氧化劑、復合酚類、木脂素類、類黃酮、 維生素、礦物質、纖維、蛋白質和其它營養物。
10. 權利要求9的高纖維組合物，它包含大麥栽培種的一個或多 個外麩層并且可溶性和不溶性纖維含量大于75重量％且蛋白質含量 小于18重量％。
11. 權利要求10的高纖維組合物，其中所述大麥栽培種選自下 組CDC Fibar， 一種兩棱蠟質無殼大麥品種；CDC Alamo， 一種兩棱 蠟質無殼大麥；Merlin, —種蠟質兩棱化無殼大麥；Waxbar， 一種兩 棱化去殼大麥；WB Salute， 一種兩棱去殼、蠟質、高P葡聚糖大麥； 和CDC McGwire, —種兩棱無殼大麥。
12. 通過權利要求1至5任一項的方法生產的組合物，它包含栽 培種的內麩層，所述栽培種在外麩層的一層或多層中具有濃度適合用 作營養品的所需生物活性組分，所述生物活性組分選自抗氧化劑、復 合酚類、木脂素類、類黃酮、維生素、礦物質、纖維、蛋白質和其它 營養物。
13. 權利要求12的組合物，它包含大麥栽培種的一個或多個內 麩層，所述組合物主要由種皮(外種皮)、珠心組織和一些糊粉細胞 組成，而且具有小于40重量％的可溶性和不溶性纖維含量和小于25重量％的蛋白質含量。
14. 權利要求12的組合物，它包含大麥栽培種的一個或多個內 麩層，所述內麩層主要由糊粉細胞層組成而且還可以含有所述種皮和 珠心組織的一部分，所述組合物來自糊粉細胞層的可溶性P葡聚糖含 量高而且具有小于20重量％的可溶性和不溶性纖維含量和小于18-20重量％的蛋白質含量并且具有良好的降血糖指數。
15. 食物替代方條狀食品，它具有至多50重量％的一種或多種 組合物作為主要活性成分、0-10%的脂質增補劑、至多50%的碳水 化合物增補劑、至多25 %的復合糖增補劑和0至25 %的蛋白質增補劑， 其中所述組合物選自權利要求9至14任一項的組合物。
16. 權利要求15的食物替代方條狀食品，它具有用于降低血清 膽固醇的高可溶性和不溶性纖維以及低糖血指數營養，它包含至多50 %的權利要求10或11的高纖維組合物作為主要活性成分、5至10% 的脂質增補劑、至多50%的碳水化合物增補劑和至多25%的復合糖增 補劑。
17. 權利要求16的食物替代方條狀食品，其中所述復合糖增補 劑是通過權利要求6至9的方法生產的一種或多種小麥麩部分。
18. 權利要求15的食物替代方條狀食品，具有高蛋白質和高可 溶性纖維并用作免疫系統加強劑和性能增強劑，它包含至多50%的權 利要求12或13的組合物作為主要活性成分、至多50%的碳水化合物 增補劑、至多25%的復合糖增補劑和至多25%的蛋白質增補劑。
19. 權利要求18的食物替代方條狀食品，其中所述復合糖增補 劑是通過權利要求6至9的方法生產的一種或多種小麥麩部分。
20. 權利要求15的食物替代方條狀食品，它具有平衡的蛋白質 且被用作含有免疫系統加強劑的食物替代產品，它包含作為活性成分的至多25%的權利要求12或13的組合物和至多50%的權利要求12 或14的組合物、至多25%的碳水化合物增補劑、至多25%的復合糖 增補劑和至多10%的蛋白質增補劑。
21.權利要求20的食物替代方條狀食品，其中所述復合糖增補 劑是通過權利要求6至8的方法生產的一種或多種小麥麩部分。
全文摘要
本發明涉及分離糧谷的有價值組分并且讓該益處得以更充分地利用。本發明的構思最初涉及選擇諸如小麥、大麥、燕麥和黑麥之類的糧谷的栽培種，所述栽培種具有在外麩層的一層或多層中濃縮的所需生物活性組分，包括抗氧化劑、復合酚類、木脂素類、類黃酮、維生素、纖維、蛋白質和其它營養物。然后，根據各麩層中所含的所需生物活性組分將外麩層分離成三個部分，所述生物活性組分包括抗氧化劑、復合酚類、木脂素類、類黃酮、維生素、纖維、蛋白質和其它營養物。這使最大益處和價值得以從飲食增補劑、營養品形式或強化食品形式的麩部分獲得。
文檔編號B02B3/00GK101193707SQ200680020565
公開日2008年6月4日 申請日期2006年4月7日 優先權日2005年4月8日
發明者C·J·芬德雷 申請人:1289620安大略公司