鹰嘴豆制剂及其应用 相关申请
本申请要求 2010 年 2 月 7 日提交的第 61/302,136 号美国临时专利申请的优先权， 其全部内容引入本文作为参考。
技术领域和背景技术
本发明涉及用于婴儿配方奶粉及其它可吸收组合物中的鹰嘴豆制剂。
婴儿配方奶粉是一种作为单一的营养源足以支持婴儿成长的可吸收组合物。 通常 使用的婴儿配方奶粉包含作为蛋白质来源的纯化的牛奶乳清和酪蛋白、 作为脂肪来源的植 物油混合物、 作为碳水化合物来源的乳糖、 维他命 - 矿物质混合物、 以及取决于生产商的其 它组分。
尽管基于牛奶的配方奶粉是很普遍的， 但是有超过 5% 的婴儿对牛奶蛋白质过敏， 因此必须喂养基于植物的代替品。
最常见的基于植物的配方奶粉是基于大豆的。 尽管基于大豆的配方奶粉减少了过 敏的可能性， 但是对牛奶过敏的婴儿可能也对豆奶粉过敏。 另外， 基于大豆的配方奶粉包含 植物雌激素类化合物 （植物雌激素） ， 其可能对婴儿发育产生负面影响。尽管没有确凿的证 据显示短期内对成年人的影响， 但是已表明与植物雌激素接触可能对婴儿有长期的有害影 响。
基于牛奶的配方奶粉的另一个选择是水解蛋白配方奶粉 （也称为低过敏配方奶 粉） ， 其基于部分或完全水解的乳清、 酪蛋白或牛胶原蛋白。水解蛋白奶粉比牛奶或大豆配 方奶粉更容易消化并较少可能引起过敏反应。然而， 由于极少有直接涉及其营养价值的研 究， 因而蛋白质水解产物的营养价值仍存在争议。
为了解决基于牛奶、 大豆和蛋白质的配方奶粉的局限性所作出的各种尝试导致了 基于鹰嘴豆的配方奶粉的开发。
鹰嘴豆因其高的营养价值被认为适合作为婴儿配方奶粉。然而， 由于鹰嘴豆包含 抗营养物质， 例如蛋白酶抑制剂、 淀粉酶抑制剂、 肌醇六磷酸、 多酚、 和低聚糖， 因此其在婴 儿配方奶粉中的使用时， 要求对其进行加工处理以减少或去除这类抗营养物并增强鹰嘴豆 成分的消化性和可溶性。
现有技术中处理鹰嘴豆的方法一般包括提取、 过滤或酶处理的步骤以减少或去除 不可溶的和 / 或抗营养的成分。尽管这些步骤可增强最终产物的消化性和可溶性， 但是它 们也可能导致有营养价值的蛋白质含量的大量减少。
在将本发明转化为实践的过程中， 本发明人设计出了一种新的鹰嘴豆处理方法， 其在保持鹰嘴豆大部分的营养成分的同时， 又能增强最终产物的消化性和可溶性。
发明内容 因此， 本发明提供了一种制备包含鹰嘴豆的组合物的方法， 其中该组合物不含异 黄酮、 谷蛋白、 乳糖、 肌醇六磷酸盐、 低聚糖和其它抗营养因子。
本发明进一步提供一种包含鹰嘴豆的组合物， 利用本发明的方法， 即在所有处理
阶段添加半胱氨酸 （最多 0.08%， 优选 0.04%） 和使用 NaOH（最多 0.08%） 调节 pH 值， 其中得 到的该组合物不含异黄酮、 谷蛋白、 乳糖、 肌醇六磷酸、 低聚糖和其它抗营养因子。
本发明进一步涉及包含鹰嘴豆的经处理的配方奶粉， 其中该配方奶粉中不含异黄 酮、 谷蛋白、 乳糖、 肌醇六磷酸、 低聚糖和其它抗营养因子， 消除了不溶性残余物 （主要是纤 维） 。
本发明进一步涉及包含鹰嘴豆的经处理的配方奶粉， 其中该配方奶粉中不含异黄 酮、 谷蛋白、 乳糖、 肌醇六磷酸、 低聚糖和其它抗营养因子， 其淀粉降解为可溶性糊精。
本发明进一步提供一种包含鹰嘴豆的组合物， 利用本发明的方法， 即蛋白质部分 水解后的溶解作用以及肌醇六磷酸的化学键断裂所导致的消化性增强和过敏性的降低， 其 中得到的该组合物不含异黄酮、 谷蛋白、 乳糖、 肌醇六磷酸、 低聚糖和其它抗营养因子。
本发明进一步提供一种制造不含异黄酮、 谷蛋白、 乳糖、 肌醇六磷酸、 低聚糖和其 它抗营养因子、 并包括至少 20% 的蛋白质和表现出 60% 或更高溶解性的鹰嘴豆组合物的方 法。
本发明通过提供在酶的干预下的一系列特定步骤成功地解决目前已知技术的缺 点。第一步的目的在于， 使蛋白质与酶接触使其进一步发生酶促反应 （蛋白酶） 。第二步涉 及抗营养因子的去活 （肌醇六磷酸酶） 。第三步是为了消化蛋白质并增强其可溶性。
除非另有界定， 此处使用的全部技术和科技用语与本发明所属技术领域的技术人 员通常的理解具有相同的意义。 尽管与本文描述类似或等效的方法和材料均可用于本发明 的实践或测试中， 但是以下描述的是优选的方法和材料。 在发生冲突的情况下， 以本专利说 明书为准 （包括定义） 。另外， 该材料、 方法和实例仅仅是说明性的， 不是为了限制本发明。 附图说明 参照附图， 以下仅通过举例的方式描述本发明。现借助对附图细节的具体参考进 行， 应该强调的是， 其细节的展示只是为了说明性的讨论本发明的优选实施例而举出的例 子， 目的在于对读者提供最有用和最容易理解本发明的原理和概念。 就此而言， 除必须对本 发明有基本理解外， 并没有试图过于详细展示本发明的结构细节， 采取对附图的说明方式， 将使所属领域的技术人员清楚本发明的各种形式是如何被付诸实践的。
在附图中 ：
图 1 为制备本发明组合物的方法的流程图。
图 2 更详细地示出了图 1 所示方法的步骤 6。
具体实施方式
本发明为一种鹰嘴豆的制剂， 其可用作婴儿配方奶粉、 营养食品及其它可吸收组 合物的基础。
通过参考附图及附带的描述将更容易理解本发明的原理和操作。
在详细解释本发明至少一个实施例之前， 应当理解本发明的应用不限于以下的描 述或以实例方式给出的几个示例中提出的细节。 本发明能以其它实施例或通过多种方式实 践或实现。 并且， 应当理解本文使用的措辞以及术语是为了说明之目的， 而不应当认为是对 其加以限制。鹰嘴豆制剂， 因其高营养价值、 低过敏可能性和低植物雌激素含量而适用于， 例 如， 婴儿配方奶粉。
然而， 在可吸收组合物， 例如婴儿配方奶粉中的鹰嘴豆制剂的使用， 需要从鹰嘴豆 中去除抗营养成分， 例如， 可与铁螯合的肌醇六磷酸、 以及低聚糖， 例如难以消化和形成胀 气的棉籽糖和水苏糖。
尽管现有技术描述了多个从鹰嘴豆制剂中去除抗营养物的方法， 但是这些方法可 引起营养成分 （例如蛋白质、 淀粉） 陷于或粘附于被去除的碳水化合物成分中从而带来损 失， 这是不希望的。
按照上述步骤， 产品分析显示， 使用本发明的鹰嘴豆处理方法时没有大量的蛋白 质损失 （处理最后获得 22% 的蛋白质， 而其原料包括约 25%（w/w） 的蛋白质） 。
为了克服现有技术方法的局限， 本发明者设计了一种新的用于生产鹰嘴豆制剂的 鹰嘴豆处理方法， 优选地， 该鹰嘴豆制剂用于制造婴儿配方奶粉和其它可吸收组合物。 正如 以下在实例部分清楚说明的， 采用这种鹰嘴豆处理方法减少了抗营养成分的含量， 但保持 了具有重要营养价值的蛋白质和碳水化合物成分、 以及维他命、 矿物质和其它可溶成分。 另 外， 本发明的处理方法提供这种可溶形式的成分， 因此大大有利于其在以液体食用的组合 物 （例如婴儿配方奶粉） 中的应用。 因此根据本发明的一个方面， 提供了一种制造富含营养成分的可溶性的鹰嘴豆级 份的方法。
本发明使用的鹰嘴豆 （Cicer arietinum） [ 也 称 为 garbanzo bean,Indian pea,ceci bean,bengal gram,Chana,Kabuli chana（仅指较大的品种） 、 Harbharaa,konda kadalai,kadale kaalu,sanaga pappu,shimbra,Kadala] 可为其中任意一种， 优选地为西 班牙卡布里 （Spanish-Kabuli） 、 3279 卡布里 （Kabuli） ， 迪西 （desi） 1408S5、 迪西 （8631） 、 哈 达斯 - 卡布里 （Hadas-Kabuli） 、 迪西 （desi） 8575、 拉兹 （Raz） 、 法蒂 （Vardit） ,巴 （Bar） 或 者雅登 （Yarden） 等品种。
在考虑以下原则的情况下开发了本处理方法 ：
（i） 在处理过程中， 在最小化蛋白质、 脂肪、 淀粉、 矿物质和维他命的损失的同时来 生成富有这些成分的鹰嘴豆可溶性级份。
(ii) 去除不提供营养价值的不可溶成分 （例如纤维） 。
(iii) 去除或减少抗营养物和潜在的有害成分 （例如肌醇六磷酸、 低聚糖） 。
(iv) 获得至少 60% 的溶解度。
(v) 获得相对于原料至少 90% 的蛋白质含量 （例如最终的蛋白质含量为 20% 或更 多， 而鹰嘴豆种子含大约 20-25% 重量的蛋白质） 。
这些原则能够获得适用于高级食品例如婴儿配方奶粉、 谷类制品等干制剂。
以下描述用于制造本发明组合物的优选方法。该方法也在图 1 和图 2 中示出。
处理任意适合品种的完整鹰嘴豆以去除鹰嘴豆外壳， 例如在一个示例性的实施例 中 , 室温下将它们浸泡在包括 NaOH 和 NaHCO3（分别在 0.00-0.35% 和 0.00-0.75% 的浓度 下） 的水中 24 小时 （附图 1， 步骤 1） 。
可在任一步骤添加 NaOH（浓度是鹰嘴豆干物质的 0.05-0.30%（w/w） ） 和半胱氨酸 （Cysteine） （相对于鹰嘴豆干物质的 0.01-0.08%） 以增加蛋白质溶解性。
然后冷冻鹰嘴豆 （高 达 5 小 时， -20 ° C）并 将 其 解 冻 于 环 境 温 度 （ambient temprature） 下 （步骤 2-3） 。这个过程增加蛋白质溶解性并减少制剂的过敏可能性。
然后对鹰嘴豆去皮 （图 1， 步骤 4） 并干法或湿法研磨 （图 1， 步骤 5） 为微粒鹰嘴豆 制剂。
然后对鹰嘴豆制剂进行浸泡、 加热和酶化处理 （图 1， 步骤 6） 以使蛋白质可溶。在 图 2 中更详细地对图 1 的步骤 6 进行描述。
现在参考图 2， 将从图 1 步骤 5 中得到的鹰嘴豆制剂加热到 80-100 摄氏度下保持 2-20 分钟， 以改变淀粉和蛋白质的性质 （图 2， 步骤 a） 。
然后， 将得到的悬浮液冷却至 60-80 摄氏度 （图 2， 步骤 b） 并持续混合下对其进行 酶化处理 5 分钟 （图 2， 步骤 c） 以降解淀粉。
淀粉降解之后， 将悬浮液冷却至 40-60 摄氏度 （图 2， 步骤 d） 并在 2 小时或小于 2 小时内添加肌醇六磷酸酶 （图 2， 步骤 e） 以分解肌醇六磷酸。然后在 20 小时或小于 20 小 时内添加蛋白酶混合物 （图 2， 步骤 g） 。此后， 在某个温度， 例如在 95-180 摄氏度的情况下， 将该悬浮液留置进行干燥大约 3 小时的时间 （图 2， 步骤 h） 。可使用任意的干燥技术进行干 燥， 例如但不限于空气干燥、 空气循环干燥、 通风干燥、 喷雾干燥、 真空干燥、 泡沫垫干燥、 和 例如使用滚筒干燥器的薄膜干燥。
由于淀粉降解促进肌醇六磷酸和蛋白质的释放， 为了优化结果， 需要依次添加淀 粉酶、 肌醇六磷酸酶和蛋白酶。然而， 为了简化工序并增强降解， 可在制剂中同淀粉酶一起 加入蛋白酶， 并可以根据情况也一起加入肌醇六磷酸酶。 在这种情况下， 这些酶优选地将其 包覆入载体中， 该载体防止酶被降解并防止酶被可能的抑制剂破坏， 并当酶的底物的水平 不是反应限制级水平时， 使其定时释放。
可通过淀粉酶降解这种载体以释放被包覆的酶。 用于定时释放蛋白酶和肌醇六磷 酸酶的淀粉酶降解载体可包括交联淀粉 （参见 US6607748） 。
在淀粉酶仍然具有活性时， 在制剂中有蛋白酶的存在可帮助减少任何依然残留在 制剂中的淀粉酶抑制剂蛋白质 / 多肽。
回到图 1， 在酶化降解后， 将混合物蒸煮， 使酶失活 （图 1， 步骤 7） 。 然后将不溶性的 纤维成分离心分离或过滤出来， 然后可对制剂进行干燥 （使用蒸汽、 喷雾干燥、 滚筒干燥或 冷冻干燥） 使水分含量为 10% 或更少， 筛选和整批包装 （步骤 8-10） 。
如以下所述， 可将最终得到的组合物 （湿的或干的可溶性级分） 用作婴儿配方奶 粉、 营养食品或药物组合物的基础。
本发明的可溶组合物的一个重要优点在于， 相比现有技术的鹰嘴豆制剂， 蛋白质 的可消化性有显著改善。本组合物提供 60% 的蛋白质溶解度， 大大高于现有技术的一般提 供 20% 的蛋白质溶解度的制剂。另外， 如在如下示例部分说明的， 当与现有技术的方法获得 的鹰嘴豆蛋白质组分相比时， 本制剂的蛋白质组分呈现典型的 SDS-PAGE 凝胶电泳分离图 形。
因此， 通过本发明的方法制造的鹰嘴豆制剂可用于为遭受营养不良的人群提供营 养并为年老和体弱者、 医院病人、 婴儿等提供营养。
因此， 本发明提供一种用于可溶性制剂的处理鹰嘴豆的新方法。如在以下示例部 分说明的， 使用本发明的均化、 酶化处理和分离步骤独特相结合的方法生产出包括超过 75%鹰嘴豆营养成分并少于 20% 的非营养成分 （例如纤维） 的可溶性鹰嘴豆级分。
因此根据本发明的另一方面， 提供一种组合物， 其包括可溶性鹰嘴豆级分， 其含有 超过 75% 鹰嘴豆营养成分和少于 20% 的非营养成分。
本组合物可用于制造任意可消化的组合物， 包括例如婴儿配方奶粉、 营养品和药 物组成物。本发明的可溶性鹰嘴豆组分可以液体形式 （作为水溶液） 或作为干粉 （可通过研 磨对其进行进一步精加工） 使用。以下实施例描述本发明组合物的三个优选应用。
用于本文的用语 “大约 （about） ” 是指 ±10%。
对于本领域技术人员来说， 通过对以下不在于限制目的的实施例的检验， 本发明 另外的目的、 优点、 和新特征将更为清晰。另外， 上文所描述的以及以下权利要求部分中要 求的本发明的多个不同实施例和各方面中的任意一个内容均可在以下实施例中找到实验 支持。
实施例
现在参考以下实施例， 其与上述描述一起， 以非限制的方式说明本发明。
实施例 1
评估对一定量被增溶的固体进行的机械、 热和化学 （半胱氨酸 /NaOH） 处理的特异 性和结合效果。 方法
(i) 浸泡 （10% 的完整鹰嘴豆、 0.75% 的 NaHCO3、 0.25% 的 NaOH、 89% 的水） 20 小时。
(ii)（可选的） 冷冻和解冻
(iii) 去皮
(iv) 湿法粉碎 15（v）
(v) 加热 （100 摄氏度， 5 分钟， 高剪切率）
(vi) 冷却至 70 摄氏度
(vii) 添加淀粉酶 （反应时间 ： 两小时， 高剪切速率）
(viii) 冷却至 55 摄氏度
(ix) 添加肌醇六磷酸酶 （反应时间 ： 30 分钟， 高剪切速率）
(x) 冷却至 50 摄氏度
(xi) 添加蛋白酶 - 反应时间 ： 16 小时。 这个步骤中， 该工序分为不同地添加 NaOH、 半胱氨酸的处理方式而任选之。
(xii) 离心过滤和分离成液体部分和沉淀物。
(xiii) 对液体部分进行冷冻干燥
结果
对关于增溶干物质 （dry matter， DM） 的百分比处理效果进行评估并用以下公式对 其进行计算 ：
增溶的干物质 %=DM 液体部分 ×100/（DM 液体部分 +DM 沉淀部分）
如下的表 1 提供结果的概要。
表1： 处理条件和结果的概览
在水浴槽中搅拌
转子 - 定子均化器
结论
NaOH、 半胱氨酸和均化作用增加溶解 DM 的百分比、 冷冻对于增溶干物质 （DM） 的百 分比具有积极的作用。0.08% 的半胱氨酸是过量的， 最终的产品具有不愉快的气味。
在这些结果的基础上， 使用基本的配制方法和以下特定的处理来制备该产品用于 进行过敏性测试 ：
冷冻 / 解冻
高剪切速率 （Becomix）
0.08% 的 NaOH
0.04% 半胱氨酸
可以理解的是， 本发明为了清楚起见， 在文中以分开的前后关联的多个实施例所 描述的某些特征， 也可用结合在一起的单个实施例方式来提供。 相反地， 本发明为了简明起 见， 在文中以单个实施例所描述的多个特征也可被分别提供或以任何适合的替代组合体提 供。
尽管已结合其中的特定实施例对本发明进行了描述， 显然， 对本发明进行很多更 改、 修改和变化对本领域技术人员来说是显而易见的。 相应地， 本发明的目的在于包含全部
21的落入所附权利要求的精神和范围中的这种更改、 修改和变化。本说明书中提到的所有出 版物、 专利和专利申请在此整个引入本说明书作为参考， 其程度恰如各出版物、 专利或专利 申请以特定地和单独地方式引入本说明书作为参考一样。此外， 本申请中任何参考文献的 引用或识别， 不应当解释为承认其可作为有关本发明的现有技术看待。