專利名稱：涂布的大豆制品和涂布方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涂布顆粒領(lǐng)域，具體地說是涂布大豆制品或大豆粉。
背景技術(shù)：
涂布技術(shù)在食品業(yè)中的應(yīng)用一直在快速發(fā)展。它包括將純物質(zhì)或混合物涂布或包埋成另一物質(zhì)。該涂布或包埋的物質(zhì)通常是液體，但是可以是固體或氣體。涂布的食品數(shù)量隨著成本更有效的制備工藝和材料的引入而明顯增加。然而，一直需要降低生產(chǎn)成本并增加食品級材料的數(shù)量以及解決有關(guān)穩(wěn)定性、分散性、可濕性、控制釋放和遞送食品組分的問題。
通過涂布工藝將許多益處賦予食品業(yè)。例如，這種工藝可以提高食品的風(fēng)味、香味、穩(wěn)定性、外觀、營養(yǎng)價值和質(zhì)地。它也可以使食品組分更易處理、更易溶解、提供水分、熱或其它外在條件的保護(hù)并增加抗氧化的穩(wěn)定性。重要的是保證了營養(yǎng)價值和感觀質(zhì)量至少與最初食品相同。在食品領(lǐng)域具有安全、無毒、可食用的涂布材料也是重要的。
針對特定健康問題的營養(yǎng)組分和產(chǎn)品可以降低因某些維生素和礦物質(zhì)帶來的異味，能夠長時間釋放營養(yǎng)素，增強對外界溫度和水分的穩(wěn)定性，并減少與其它組分的不理想的化學(xué)反應(yīng)。可以控制褪色、腐敗、吸水和酵母繁殖?？梢蕴岣吡鲃有圆⑶铱梢詼p少聚集和結(jié)塊。使用涂布發(fā)酵劑可以改善焙烤產(chǎn)品的質(zhì)地和外觀。營養(yǎng)小吃，例如大豆基產(chǎn)品，也可以使用涂布以在擠出時保護(hù)風(fēng)味或者提高分散性或可濕性。
經(jīng)常食用大豆食品的人們患許多種類的癌癥(包括乳腺癌、結(jié)腸癌、肺癌和前列腺癌)的比例較低。他們患心臟病的比例也低得多。研究顯示，在膳食中加入大豆蛋白可以顯著降低膽固醇水平，并且顯著降低心臟病的危險。作為健康飲食的一部分，大豆食品也可以幫助控制糖尿病和腎臟疾病，并且可以降低骨質(zhì)疏松癥的危險。
然而，需要改進(jìn)涂布工藝以提高食品應(yīng)用中組分的遞送和保護(hù)，同時解決成本問題。
微膠囊化已定義為一種將小顆粒(通常直徑在1-1000微米)的固體、液體或氣體包裝在第二種材料中形成微膠囊的方法。(Sanguansri等，Microencapsulation for Innovative Ingredients A Scoping StudyOpportunities for Research into the Microencapsulation of FoodIngredients，F(xiàn)ood Science Australia，May 2001)。
Gibbs等人，International Journal of Food Sciences andNutrition，50213-224(1999)研討了食品工業(yè)中的膠囊化。
WO 93/07761公開于1993年4月29日，描述了一種再水合時可用作脂肪代用品的干燥微膠囊化蛋白質(zhì)產(chǎn)品。
WO 94/08468公開于1994年4月28日，描述了一種自由流動的噴霧干燥粉末產(chǎn)品，其含有改善食品的表面活性物質(zhì)，所述表面活性物質(zhì)選自脂質(zhì)性質(zhì)的有機酯，例如為食用脂肪酸的甘油或聚甘油部分酯的攪打或充氣乳化劑。
在1997年3月6日公開并轉(zhuǎn)讓給E.I.du Pont de Nemours andCompany的WO 97/07879描述了一種涂布小固體顆粒，例如粉狀或顆粒材料的設(shè)備和方法。該方法包括計量含有涂布材料的液體組合物到流動限制器中，其中液體組合物是溶液、漿液或熔融物，并注入氣流穿過流動限制器，同時計量液體組合物以在流動限制器的出口產(chǎn)生紊流區(qū)，由此將液體組合物霧化。在將氣流注入穿過流動限制器之前將其加熱。將固體顆粒加入到紊流區(qū)，同時計量液體組合物并注入熱氣體以將固體顆粒與霧化的液體組合物混合。在紊流區(qū)的混合使得固體顆粒被涂布材料涂布。
E.I.du Pont de Nemours and Company的WO 97/07676公開了WO 97/07879的設(shè)備，以及該設(shè)備在涂布谷物保護(hù)固體顆粒的方法中的用途。涂布物不溶于水，并且涂布厚度由重量百分比而不是厚度表示。
2000年1月18日授予Wysong等人的美國專利6,015,773描述了一種谷物保護(hù)組合物，其包含用直徑在0.5-50微米范圍內(nèi)的水不溶性涂布材料涂布的單核谷物保護(hù)固體顆粒。該組合物是通過使涂布顆?；旧喜痪奂姆椒ㄖ频玫?。
2002年6月19日申請的申請?zhí)枮?0/174,687且代理案號為BB-1879 US NA的申請人的讓受人的待審申請公開了一種用液體涂布材料干涂布最大直徑在0.5mm-20.0mm范圍內(nèi)的食品顆粒的方法。涂布的食品顆粒的水分含量與未涂布的食品顆粒的水分含量基本上相同。還公開了一種用液體涂布材料包封直徑在5微米-5毫米范圍內(nèi)的冷凍液體顆粒的方法。
代理案號為CL2101、CL2148、CL2150、CL2178和PTI sp1255的申請人的讓受人的待審且目前已申請的臨時申請公開了與本申請有關(guān)的主題，在此特別引用作為參考。
美國專利3,241,520和3,253,944公開了一種顆粒涂布方法，其中將相對大的丸劑、微粒和顆粒懸浮在空氣流中，同時將液態(tài)涂布材料與這些顆粒混合。
2002年5月1日授予Cherukuri等的美國專利6,224,939 B1描述了一種包封飼料的方法和設(shè)備，其中在自由流動條件下噴霧固體基質(zhì)添加劑。
Shahidi等人在Critical Reviews in Food Science and Nutrition，33(6)501-547(1993)中提供了食品組分微膠囊化技術(shù)的綜述。
發(fā)明概述本發(fā)明包括一種涂布大豆制品的方法，該方法包括以下步驟(a)將液體涂布材料計量到流動限制器中，(b)與步驟(a)同步將氣流注入通過流動限制器，以便(i)霧化該液體涂布材料和(ii)產(chǎn)生氣流和霧化的液體涂布材料的紊流，其中氣流任選經(jīng)過加熱；和(c)與步驟(a)和(b)同步向紊流區(qū)加入大豆制品，其中大豆制品與霧化的液體涂布材料混合，得到涂布的大豆制品。
在第二個實施方式中，本發(fā)明包括將步驟(a)-(c)重復(fù)至少一次，其中液體涂布材料相同或者不同。
本方法可以用任何大豆制品例如大豆蛋白分離物、大豆?jié)饪s物、大豆粉、大豆子葉纖維、去皮大豆、大豆胚軸、大豆粗粉(soy grits)、大豆碎片(soy chips)、大豆細(xì)粉(soy flour)、大豆組織蛋白和大豆片(soy flakes)實施。
另一方面，液體涂布材料選自甜味劑、食品調(diào)味劑或強化劑、食品色素、食品香味劑、防結(jié)塊劑、保濕劑、抗微生物劑、抗氧劑、表面改性劑、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、礦物質(zhì)、營養(yǎng)補充劑、乳化劑或其混合物。
又一方面，本發(fā)明包括通過本發(fā)明方法制得的涂布的大豆制品，這種涂布的大豆制品在食品領(lǐng)域以及包含通過本發(fā)明方法制備的涂布的大豆制品的食品、營養(yǎng)補充物、飲料、嬰兒配制食品、寵物食品和動物飼料中的用途。
在第三個實施方式中，本發(fā)明包括一種涂布粉末的方法，該方法包括以下步驟(a)將液體涂布材料計量到流動限制器中，(b)與步驟(a)同步將氣流注入通過流動限制器，以便(i)霧化該液體涂布材料和(ii)產(chǎn)生氣流和霧化的液體涂布材料的紊流，其中氣流任選經(jīng)過加熱；和(c)與步驟(a)和(b)同步向紊流區(qū)加入粉末，其中該粉末與霧化的液體涂布材料混合，得到涂布的粉末。
另一方面，所述粉末選自大豆粉、小麥粉、燕麥粉、黑麥粉、大麥粉、大米粉、小米粉和玉米粉。
在又一方面，液體涂布材料選自甜味劑、食用調(diào)味劑或強化劑、食用色素、食用香味劑、防結(jié)塊劑、保濕劑、抗微生物劑、抗氧劑、表面改性劑、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、礦物質(zhì)、營養(yǎng)補充劑、乳化劑或其混合物。
在又一方面，本發(fā)明還包括將步驟(a)-(c)重復(fù)至少一次，其中液體涂布材料相同或者不同。
還感興趣的是一種通過本發(fā)明方法制備的涂布的大豆粉末以及包含由本發(fā)明方法制備的涂布的大豆粉末的任何食品、焙烤食品、小吃食品。
附圖簡述


圖1描述了大豆蛋白加工。
圖2是本發(fā)明設(shè)備的一部分的示意圖。
圖3是圖2所示設(shè)備的一部分的切除、放大、橫截面圖。
圖4描述了圖2和3中所示設(shè)備的另一構(gòu)造。
發(fā)明詳述本文提到的所有專利、專利申請和出版物都全文引用作為參考。
在本說明書中，使用了許多術(shù)語。
本文所用的術(shù)語“大豆制品”是指由大豆加工所得的任意產(chǎn)品。
本文所用的術(shù)語“粉末”是指細(xì)碎粉末，并包括食品粉末和非食品粉末。
本文所用的術(shù)語“涂布”是指粘合、吸附、加載和/或加入(一定程度上)至少一種液體涂布材料到顆粒上和/或其中。該涂層可以是任意厚度；它不一定均勻，也不一定涂布整個表面。本文所用的術(shù)語“干涂布”是指待涂布的顆粒以其干態(tài)涂布的涂布方法，該方法在涂布之前不需要將顆粒分散在連續(xù)液相中，并且在該方法結(jié)束時，相對于其未涂布的形式，顆粒基本未增加。術(shù)語“涂布”和“干涂布”在本文中可以交換地使用。正如本文所用的，術(shù)語涂布不一定意味著涂布顆粒防止了氧化或者揮發(fā)性物質(zhì)通過涂層擴散。
本文所用的術(shù)語“水分含量”是指在涂布之前或之后存在于食品顆粒中的水分，例如水或溶劑的量。
本文所用的術(shù)語“氧化”是指元素中的原子失去電子由此使其帶更多正電的方法。元素的價相應(yīng)地增加使得脂溶性維生素破壞、失去天然顏色、香味和風(fēng)味降低或變化，并產(chǎn)生有毒代謝物。
本文所用的術(shù)語“大小”是指涂布顆粒的最大直徑或者最長軸。
本文所用的術(shù)語“揮發(fā)物”是指在相對低的溫度下易于揮發(fā)，即其揮發(fā)快的化合物或材料?！皳]發(fā)物”例如可以是指食品內(nèi)的香味揮發(fā)物、環(huán)境中可能擴散到食品中并引起“異味”或臭味的揮發(fā)物、或者氣態(tài)水分。
本發(fā)明包括一種涂布大豆制品的方法，該方法包括以下步驟(a)將液體涂布材料計量到流動限制器中，(b)與步驟(a)同步將氣流注入通過流動限制器，以便(i)霧化該液體涂布材料和(ii)產(chǎn)生氣流和霧化的液體涂布材料的紊流，其中氣流任選經(jīng)過加熱；和(c)與步驟(a)和(b)同步向紊流區(qū)加入大豆制品，其中大豆制品在紊流區(qū)與霧化的液體涂布材料混合，得到涂布的大豆制品。
因此，與待涂布的顆粒在流化床內(nèi)經(jīng)過分批連續(xù)涂布以保證在處理容器內(nèi)長的停留時間以便充分涂布的流化床設(shè)備不同，本發(fā)明方法不需要這種分批連續(xù)涂布就能實施。事實上，本發(fā)明方法可以認(rèn)為是基本上是“一步”法，其中進(jìn)行涂布的區(qū)域內(nèi)的停留時間極其短。
另一方面，上述方法還包括將步驟(a)-(c)重復(fù)至少一次，其中液體涂布材料相同或者不同。
因此，涂布的大豆制品可以用液體涂布材料的組合涂布以提高分散性、可濕性、氧化穩(wěn)定性并增加存放期。此外，可以將調(diào)味劑、色素、香料等的獨特組合涂布到顆粒上。因此涂布的許多涂層可以使獨特定制的涂布的大豆制品具有所需顏色、風(fēng)味和鮮度；每一涂層具有保持其最初整體性和功能的能力，這是由于涂布到顆粒上的后續(xù)層具有最小“混合”。
此外，這種大豆制品還可以用相同的液體涂布材料涂布多次，使所述方法能夠獲得涂布材料具有特定控制厚度的大豆制品。這種用相同液體涂布材料涂布多次的大豆制品可以連續(xù)方法涂布。也可以連續(xù)方法將第一設(shè)備的出口與第二設(shè)備的入口相連給顆粒提供多個涂層。
本方法有幾個優(yōu)點。據(jù)信本發(fā)明的方法比目前通常依賴噴霧干燥技術(shù)進(jìn)行的涂布方法在成本方面更有效。而且，一個特別重要的方面，本方法作為連續(xù)方法操作更靈活。而且，由于這是干涂布法，其中液體涂布和干燥步驟在大豆制品通過本發(fā)明設(shè)備期間同時進(jìn)行，因此顯示整體顆粒質(zhì)量提高了。由于觀察到用本方法涂布的顆粒在整個加工期間保持其形態(tài)、結(jié)構(gòu)完整性和粒徑，因此大豆制品的整體顆粒質(zhì)量也提高了。而且重要的是，涂布顆粒的最初水分含量在加工期間基本上不變。換句話說，涂布大豆制品的水分含量與未涂布的大豆制品的水分含量基本上相同。該方法獲得水分沒有損失并且沒有顯得太干或吸收其它水分并變潮、濕透或聚集的最終涂布的大豆制品。
本發(fā)明的設(shè)備和方法的操作中固有的靈活性使得可以制備具有仔細(xì)控制和獨特特性的高質(zhì)量的涂布大豆制品。例如，涂布液的濃度值、固體顆粒進(jìn)料和液體涂布物進(jìn)料的流速、液體進(jìn)料與固體進(jìn)料之比以及氣流的溫度和速度都可以容易地改變，從而獲得具有特定所需特性的涂布的大豆制品顆粒。
涂布的大豆制品的大小不應(yīng)超過20.0mm。大小的下限取決于涂布的大豆制品、產(chǎn)品的用途、貯藏條件、液體涂布材料的類型，等等。
合適的液體涂布材料是可用于任何食品領(lǐng)域例如任何食品、營養(yǎng)補充物、飲料、嬰兒配制食品等的那些。人們食用的領(lǐng)域通常應(yīng)使用通常認(rèn)為安全(“GRAS”)的材料。如果所需領(lǐng)域是加入到寵物食品或動物飼料中，那么其它液體涂布材料也是合適的。
例如，認(rèn)為是GRAS的一些材料包括但不限于如下多糖/水膠體例如淀粉、瓊脂/瓊脂糖、果膠/聚果膠酸酯、卡拉膠和其它樹膠；蛋白質(zhì)例如明膠、酪蛋白、玉米蛋白、大豆和白蛋白；脂肪和脂肪酸例如甘油單酯、二酯和三酯、月桂酸、癸酸、棕櫚酸和硬脂酸及其鹽；纖維素衍生物；親水和親脂蠟類例如蟲膠、聚乙二醇、巴西棕櫚蠟或蜂蠟；糖衍生物，等等。
這些液體涂布材料的實例包括，但不限于，甜味劑、食品調(diào)味劑或強化劑、食品色素、食品香味劑、防結(jié)塊劑、保濕劑、抗微生物劑、抗氧劑、表面改性劑、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、礦物質(zhì)、營養(yǎng)補充劑、乳化劑或其混合物。
甜味劑的實例包括，但不限于，糖代用品例如糖精、環(huán)己氨磺酸鹽、莫那靈(monellin)、索馬汀(thaumatin)、仙茅甜蛋白(curculin)、神秘果素(miraculin)、甜菊苷、葉甘素、甘草甜素、硝基苯胺類、二氫查爾酮、甘素、對硝基苯基脲基丙酸鈉(suosan)、胍類、肟類、噁噻嗪酮(oxathiazinone)二氧化物、阿司帕坦、阿力甜(alitame)等。還可以提到的有單糖和低聚糖。單糖的實例包括，但不限于，半乳糖、果糖、葡萄糖、山梨糖、瓊脂糖(agatose)、塔格糖和木糖。作為低聚糖，可以提到的有，蔗糖、乳糖、乳果糖、麥芽糖、異麥芽糖、麥芽酮糖(maltulose)、蔗糖和海藻糖。還可以使用的其它甜味劑包括，但不限于，高果糖玉米糖漿或糖醇類。
食品調(diào)味劑或強化劑的實例包括，但不限于，谷氨酸一鈉、麥芽酚、5′-單核苷酸，例如肌苷等。
食用色素的實例包括，但不限于，檸檬黃、核黃素、姜黃、玉米黃素、β-胡蘿卜素、胭脂樹橙、番茄紅素、斑蝥黃、蝦青素、β-阿樸-8′-胡蘿卜素醛、淡紅、莧菜紅、Ponceau 4R(E124)、Carmine(E120)、花青素、赤鮮紅、Red 2G、Indigo Carmine(E132)、Patent Blue V(E131)、亮藍(lán)、葉綠素、葉綠素銅絡(luò)鹽、Green S(E142)、Black BN(E151)等。
食用香味劑的實例包括，但不限于，羰基化合物、吡喃酮類、呋喃酮類、硫醇類、硫醚類、二和三硫化物、噻吩類、噻唑類、吡咯類、吡啶類、吡嗪類、酚類、醇類、烴類、酯類、內(nèi)酯類、萜類、揮發(fā)性硫化合物等。
防結(jié)塊劑的實例包括，但不限于，六氰鐵酸(II)鈉、鉀、鈣，硅酸鈣、硅酸鎂、磷酸三鈣、碳酸鎂等。
保濕劑的實例包括，但不限于，1，2-丙二醇、甘油、甘露醇(manitol)、山梨糖醇等。
抗微生物劑的實例包括，但不限于，苯甲酸、PHB酯、山梨酸、丙酸、乙酸、亞硫酸鈉和焦亞硫酸鈉、焦碳酸二乙酯、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、亞硝酸鹽、硝酸鹽、抗生素、聯(lián)苯、鄰苯基苯酚、噻苯咪唑等。
抗氧化劑的的實例包括，但不限于，生育酚類、2，6-二叔丁基-對甲酚(BHT)、叔丁基-4-羥基茴香醚(BHA)、沒食子酸丙酯、沒食子酸辛酯、沒食子酸十二酯、乙氧喹、抗壞血酸棕櫚酸酯、抗壞血酸等。
表面改性劑的實例包括，但不限于，甘油單酯、二酯和衍生物、糖酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇酯、硬脂基(stearyl)-2-乳酸酯等。
營養(yǎng)補充劑的實例包括，但不限于，維生素類，包括脂溶性維生素類視黃醇(維生素A)、鈣化醇(維生素D)、生育酚(維生素E)、植物性維生素K(維生素K1)，水溶性維生素類硫胺(維生素B1)、核黃素(維生素B2)、吡哆醇(維生素B6)、煙酰胺(尼克酸)、泛酸、生物素、葉酸、氰鈷胺素(維生素B12)、抗壞血酸(維生素C)、多元不飽和脂肪酸(PUFA)等。
可用于液體涂布材料的其它碳水化合物包括多糖例如瓊脂、藻酸鹽、卡拉膠、帚叉藻聚糖、阿拉伯膠樹、印度膠、黃芪膠、刺梧桐膠、瓜爾膠、角豆膠、羅望子粉、阿拉伯半乳聚糖、果膠、淀粉、改性淀粉、糊精、纖維素、纖維素衍生物、半纖維素、黃原膠、硬葡聚糖、葡聚糖、聚乙烯吡咯烷酮等。
脂質(zhì)的實例包括，但不限于，飽和和不飽和脂肪酸、一和二?；视皖悺⑷；视皖悺⒘字?、糖脂類、磷脂?；苌镱?、甘油糖脂類、鞘脂類、脂蛋白類、二醇脂質(zhì)、蠟類、角質(zhì)素等。
礦物質(zhì)的實例包括，但不限于，鈉、鉀、鎂、鈣、氯化物、磷酸鹽、鐵、銅、鋅、錳、鈷、釩、鉻、硒、鉬、鎳、硼、二氧化硅、硅、氟、碘、砷等。
本發(fā)明的方法可以用大豆加工獲得的任何大豆制品實施。大豆制品包括，但不限于，大豆蛋白產(chǎn)品。有三組主要的大豆蛋白產(chǎn)品。這些組基于蛋白質(zhì)含量，并且在40％到大于90％的范圍內(nèi)。所有這三個大豆蛋白產(chǎn)品組(除全脂粉之外)都得自脫脂碎片。它們是大豆細(xì)粉和粗粉、大豆?jié)饪s蛋白和大豆分離蛋白。得自大豆加工的其它大豆制品包括大豆纖維，特別是大豆子葉纖維。
還有基于傳統(tǒng)東方方法(oriental process)的特定產(chǎn)品，它利用整豆作原料。
例如，大豆制品可以選自大豆分離蛋白、大豆?jié)饪s物、大豆粉、大豆子葉纖維、去皮大豆、大豆胚軸、大豆粗粉、大豆碎片、大豆細(xì)粉、大豆組織蛋白和大豆片等。其它實例列于表1。
表1得自大豆種子a的大豆蛋白產(chǎn)品整豆產(chǎn)品加工過的大豆蛋白產(chǎn)品烤大豆全脂和脫脂粉焙烤大豆 大豆粗粉豆芽 大豆胚軸豆奶 豆粉豆奶特定大豆食品/組分大豆蛋白分離物豆奶 大豆?jié)饪s蛋白豆腐 大豆組織蛋白印尼豆豉(tempeh) 織構(gòu)化(textured)粉和濃縮物日本豆醬 織構(gòu)化濃縮物醬油 織構(gòu)化分離物水解植物蛋白攪打蛋白
a參見Soy Protein ProductsCharacteristics，Nutritional Aspectsand Utilization(1987).Soy Protein Council“加工”是指用于獲得表1中所列產(chǎn)品的任意物理和化學(xué)方法，包括，但不限于，加熱調(diào)理、成片和粉碎、擠出、溶劑萃取或含水浸泡并萃取全籽或部分籽。而且，“加工”包括用于由全籽或部分籽濃縮和分離大豆蛋白的方法，以及在制備發(fā)酵大豆食品中各種傳統(tǒng)東方方法。已對這些產(chǎn)品建立了商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格(參見National OilseedProcessors Association Yearbook and Trading Rules 1991-1992)。稱之為“高蛋白”或者“低蛋白”的產(chǎn)品是由這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格描述的那些?！癗SI”是指由the American Oil Chemists′Society Method Ac441定義的氮溶出率。
“KOH氮溶解度”是大豆粉質(zhì)量的指標(biāo)，是指在如Araba和Dale所述的條件下[Poult.Sci.6976-83(1990)]可溶于0.036 M KOH中的氮的量。“白”片是指經(jīng)過脫脂并用受控的濕熱處理從而具有約85-90的NSI的去皮片狀子葉。該術(shù)語也可以是指經(jīng)過粉碎以通過100號美國標(biāo)準(zhǔn)篩的具有類似NSI的粉?！笆熘?Cooked)”是指NSI是約20-60的大豆蛋白產(chǎn)品，通常是粉?！翱局?Toasted)”是指NSI低于20的大豆蛋白產(chǎn)品?！按址邸笔侵该绹鴺?biāo)準(zhǔn)篩號在10號與80號之間的去皮脫脂子葉?！按蠖?jié)饪s蛋白”是指由三種基本方法由脫脂去皮大豆制備的產(chǎn)品酸浸出(在約pH 4.5下)、用醇萃取(約55-80％)和用濕熱使蛋白質(zhì)變性然后用水萃取。制備大豆?jié)饪s蛋白的常用條件已由Pass描述[(1975)美國專利3,897,574；Campbell等人，(1985)在New Protein Foods，由Altschul和Wilcke編輯，Academic Press，Vol.5，Chapter 10，Seed Storage Proteins，PP 302-338]?！皵D出”是指這樣的加工使用高壓和高溫使物料(粗粉、細(xì)粉或濃縮物)通過夾套鉆(jacketed auger)，從而改變物料的質(zhì)地?！翱棙?gòu)化”和“構(gòu)造化”是指用于改變物料的物理特性的擠出方法。包括熱塑性擠出的這些加工的特征以前已有描述[Atkinson(1970)美國專利3,488,770、Horan(1985)在New Protein Foods中，由Altschul和Wilcke編輯，Academic Press，Vol.1A，Chapter 8，pp 367-414]。而且，以前已描述了包括大豆蛋白產(chǎn)品的復(fù)合食品混合物擠出加工期間所用的條件[Rokey(1983)Feed Manufacturing Technology 111，222-237；McCulloch，美國專利4,454,804]。
圖1描述了大豆加工。
本文所用的“大豆子葉纖維物料”定義為去皮、脫脂且去胚大豆的部分，它不溶于pH基本高于或低于大豆蛋白的7S和11S的組合部分的等電點的水溶液中(通常pH為6.0或更大，或者3.0或更小，其中7S大豆蛋白部分的等電點是4.5而11S部分大豆蛋白的等電點是5.3)。本文所用的大豆子葉纖維物料包括純大豆多糖纖維(有可溶性和不溶性纖維部分)，而且包括含有大豆多糖纖維以及大豆蛋白和其它少量組分例如灰分和脂肪的組合物。例如，F(xiàn)ibrim 1450(可從DuPontProtein Technologies Inc.購得的大豆子葉纖維物料)，以重量計含有80.6％膳食纖維(本身)；12.2％蛋白質(zhì)(N x 6.25％，本身)；3.6％灰分、0.9％脂肪(酸水解)；和其它少量組分。本文所用的“大豆子葉纖維物料”不包括大豆皮纖維。
可用于本發(fā)明的大豆子葉纖維物料可以由可商購獲得的大豆細(xì)粉、大豆粗粉、大豆粉或大豆片制得。大豆細(xì)粉、大豆粗粉、大豆粉或大豆片用pH基本高于或低于大豆蛋白的等電點(pH 4.5)的水溶液萃取以從子葉纖維中萃取蛋白質(zhì)和水溶性碳水化合物。優(yōu)選含水萃取劑的pH大于pH 6.0或者小于pH 3.0。最優(yōu)選含水萃取劑是pH為8.0-10.0的堿性水溶液，優(yōu)選氫氧化鈉水溶液?；蛘邇?yōu)選的含水萃取劑是pH為1.0-3.0的酸性溶液，優(yōu)選鹽酸溶液。
從子葉纖維物料中萃取蛋白質(zhì)和水溶性碳水化合物之后，將含有蛋白質(zhì)和碳水化合物的液體萃取物與纖維物料分離?？梢愿鶕?jù)常規(guī)分離工藝?yán)珉x心和過濾將萃取物與纖維物料分離。
可用于本發(fā)明的大豆子葉纖維物料可以商購獲得。例如，F(xiàn)IBRIM1260和FIBRIM1450(可從DuPont Protein Technologies獲得)，是可用于本發(fā)明的大豆子葉纖維物料。
根據(jù)本發(fā)明方法制備的涂布的大豆制品可以加入到各種食品和飲料領(lǐng)域中。例如，可以提到的有肉例如肉餡、肉糜、醋漬肉和注入本發(fā)明的涂布的大豆制品的肉；營養(yǎng)補充物；飲料例如營養(yǎng)飲料、運動飲料、蛋白質(zhì)強化飲料、果汁、牛奶、牛奶代用品和減肥飲料；干酪例如硬和軟干酪、奶油干酪和農(nóng)家干酪；冷凍甜食例如冰淇淋、牛奶冰淇淋、低脂冷凍甜食和非乳冷凍甜食；酸奶；湯；布??；焙烤產(chǎn)品；和色拉調(diào)料；和糖衣(dip)和涂抹醬(spread)例如蛋黃醬；和酸奶油飲料；和塊狀食品(food bar)。
還可以提到的有，谷物食品、小吃食品、焙烤食品、油炸食品、保健食品、嬰兒制品、飲料、營養(yǎng)補充物、乳制品、寵物食品或動物飼料。
谷物食品是由谷粒加工獲得的食品。谷粒包括得自生產(chǎn)食用谷物(種子)的草類的任意植物。最普遍的谷粒是大麥、玉米、小米、燕麥、昆諾阿藜、大米、黑麥、高梁、黑小麥、小麥和茭白。谷物食品的實例包括，但不限于，整谷物、碎谷物、粗粉、細(xì)粉、麩、胚芽、早餐谷物、擠出食品、面條等。
焙烤食品包括任意的上述谷物食品并經(jīng)過焙烤或者以可與焙烤相比的方式加工，即干燥或者經(jīng)過加熱硬化。焙烤食品的實例包括，但不限于面包屑、焙烤小吃、微型餅干、微型發(fā)面餅干、微型曲奇餅干和微型椒鹽脆餅。
小吃食品包括上面或下面所述的任意食品。
油炸食品包括經(jīng)過油炸的上面或下面所述的任意食品。
保健食品是賦予健康益處的任意食品。許多由油籽獲得的食品都可以認(rèn)為是保健食品?？梢蕴岬降挠写蠖?、亞麻籽、芝麻籽、南瓜籽、向日葵籽或者由這些籽加工的食品或者將它們加入到食品中。例如，可以提到的有豆塊和豆仁。除了由油籽獲得的食品之外，還可以提到的有由水果獲得的食品，例如果豆、漿果干等。
飲料是任意可以飲用的液體。例如，可以提到的有非碳酸飲料；碳酸飲料；果汁，鮮、冷凍、罐裝或濃縮物；靜止水或汽水；加香或原味牛奶飲料，等等。成人和嬰兒營養(yǎng)制品在本領(lǐng)域為公知并且可以商購獲得(例如，得自Ross Products Division，Abbott Laboratories的Simifac、Ensure、Jevity和Alimentum)。
嬰兒制品是喂食嬰幼兒的液體和重組粉末。它們用作人乳的代用品。嬰兒制品在嬰兒膳食中起著特殊的作用，這是由于它們經(jīng)常是嬰兒營養(yǎng)素的唯一來源。盡管母乳喂養(yǎng)仍然是嬰兒的最佳營養(yǎng)，但是嬰兒制品足夠接近，以致嬰兒不僅能夠存活而且能夠長大。嬰兒制品越來越接近母乳。
乳制品是由牛奶獲得的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品包括，但不限于，全乳、脫脂乳、發(fā)酵乳產(chǎn)品例如酸奶酪或酸奶、奶油、黃油、煉乳、脫水乳、咖啡伴侶、冰淇淋、干酪、乳清產(chǎn)品、乳糖，等等。
寵物食品是用來喂食寵物例如狗、貓、鳥、爬行動物、魚、嚙齒動物等的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品可以包括上面的谷物和保健食品，以及肉和肉副產(chǎn)品、草和干草產(chǎn)品，包括但不限于紫花苜蓿、梯牧草、燕麥或雀麥草等。
動物飼料是用來喂食動物例如火雞、小雞、牛和豬等的產(chǎn)品。就上面的寵物食品而言，這些產(chǎn)品可以包括上面所列的谷物和保健食品、肉和肉副產(chǎn)品以及草和干草產(chǎn)品。
在另一方面，本發(fā)明包括使用本發(fā)明方法制備的任意涂布大豆制品以及用本發(fā)明方法制備的涂布大豆制品用作食品組分、營養(yǎng)補充物組分、飲料組分、嬰兒制品組分、寵物食品組分或動物飼料組分的用途。
在又一方面，本發(fā)明包括一種涂布粉末的方法，該方法包括步驟(a)將液體涂布材料計量到流動限制器中，(b)與步驟(a)同步將氣流注入通過流動限制器，以便(i)霧化該液體涂布材料和(ii)產(chǎn)生氣流和霧化的液體涂布材料的紊流，其中氣流任選經(jīng)過加熱；和(c)與步驟(a)和(b)同步向紊流區(qū)加入粉末，其中該粉末與霧化的液體涂布材料混合，得到涂布的粉。
本發(fā)明的該方法可以用為食品粉末或非食品粉末的任意粉末實施。大多數(shù)粉末的粒徑通常在10微米-1000微米的范圍內(nèi)。大多數(shù)食品粉末是由谷物獲得的。谷物是兩種主要水膠體淀粉和微晶纖維素的來源。(水膠體是多糖重復(fù)糖單元的碳水化合物聚合物)。微晶纖維素是非纖維形式的纖維素。它分散于水中，但是不溶解。就大多數(shù)而言，使用原始的、未改性形式的微晶纖維素作為非營養(yǎng)填料、粘合劑和助流劑。
可以使用本發(fā)明方法涂布的粉末的實例包括，但不限于，大豆粉、小麥粉、燕麥粉、黑麥粉、大麥粉、大米粉、小米粉、玉米粉、膳食纖維，無論是可溶性的還是不溶性的?？扇苄岳w維的常規(guī)來源大麥、燕麥、蘋果、豆類、柑橘類、許多蔬菜、豌豆、車前草籽、南瓜等。不溶性纖維的常規(guī)源有玉米、亞麻籽、全麥和全谷物產(chǎn)品，等等。精制過的谷物已將纖維除去。例如精白粉是精制過程中除去纖維的全小麥粉。
上面所述的任意液體涂布材料也適用于涂布粉末。
同樣，本發(fā)明的方法還包括將步驟(a)-(c)重復(fù)至少一次，其中液體涂布材料相同或者不同。
在另一方面，本發(fā)明包括包含由本發(fā)明方法制備的涂布的大豆粉末的任意食品。這些食品的實例包括，但不限于，焙烤食品、小吃食品。同樣，用本發(fā)明方法制備的涂布的大豆粉末作為食品組分的用途落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
用于實施本發(fā)明方法的設(shè)備通常如上面討論的共有PCT申請WO97/07879中所述。本發(fā)明的設(shè)備通常以圖2中的10表示。
本發(fā)明的設(shè)備包括圖2和3中以12表示的第一室。流動限制器14安裝在該第一室的一端。流動限制器通常安裝在第一室的下游，如圖2和3所示。流動限制器14有出口14a，如圖3中的詳細(xì)圖所示。盡管流動限制器以與第一室不同的元件顯示，但是如果需要的話，它可以與其形成一體。本發(fā)明的流動限制器可以具有各種構(gòu)型，只要它用于限制流動并由此增加通過它的流體的壓力。通常，本發(fā)明的流動限制器是噴嘴。
圖2和3所示的第一或液體入口管16以與第一室流體相通的方式安裝以將液體組合物計量到該室中。液體入口管16通過流動限制器14的出口將液體組合物計量到第一室12中，并優(yōu)選沿其軸向長度方向觀察時在流動限制器的中心。液體組合物由計量泵18從含有該液體組合物的貯藏容器20計量通過液體入口管16，如圖2所示。
液體組合物可以是，用作涂布材料的材料溶解在液體中的溶液，或者是用作涂布材料的材料不溶解在液體中的漿液或乳液?；蛘?，液體組合物可以是用作涂布材料的熔融物。熔融物是指在其熔點或之上但是低于其沸點的溫度下的任意物質(zhì)。在任意這些情況下，液體組合物可以包括除涂布材料之外的組分。應(yīng)注意的是當(dāng)液體組合物是熔融物時，貯藏容器20必需加熱至高于液體組合物的熔融溫度的溫度以便將液體組合物保持在熔融狀態(tài)。
涂布顆粒的設(shè)備還包括第二或氣體入口管22，它經(jīng)過安裝與第一室流體相通，如圖2和3所示。通常，氣體入口管應(yīng)以與第一室流體相通的方式安裝在流動限制器的上游。氣體入口管22注入第一氣流通過流動限制器，從而產(chǎn)生氣流的紊流。該紊流賦予液體組合物霧化液體組合物的剪切力。
第一氣流在進(jìn)入流動限制器之前應(yīng)具有足夠?qū)怏w加速至至少一半聲速或更大的停滯壓力，從而保證在流動限制器的出口形成足夠強度的氣體紊流，特定氣流例如空氣或氮氣的聲速，將取決于氣流的溫度。這是由下面的聲速等式表示的，CC=kgRT]]>其中k＝氣體比熱的比例g＝重力加速度R＝通用氣體常數(shù)T＝氣體的絕對溫度因此，第一氣流的加速取決于氣流的溫度。
如上所述，使液體組合物霧化的是加壓氣體。液體組合物在液體入口管的壓力正好需要足夠克服氣流的系統(tǒng)壓力。優(yōu)選液體入口管在流動限制器14的上游具有擴展的軸向長度。如果液體入口管太短，流動限制器將堵塞。
本發(fā)明的設(shè)備還包括安裝在第二入口管中和流動限制器的上游用于在注入流動限制器之前任選加熱第一氣流的裝置。優(yōu)選地，加熱裝置包括加熱器24，如圖2所示?；蛘?，加熱裝置可以包括熱交換器、電阻加熱器、電加熱器或任意類型的加熱設(shè)備。加熱器24安裝在第二入口管22內(nèi)。如2所示的泵26將第一氣流運送通過加熱器24并進(jìn)入第一室12。當(dāng)使用熔融物作為涂布材料時，氣流應(yīng)加熱至大致液體組合物的熔融溫度的溫度以保證熔融物在顆粒上固化。同樣正如上面對該設(shè)備所述的，當(dāng)使用熔融物時，如果對第一入口管提供輔助加熱也是有用的，它提供熔融物然后注入，從而防止了管線堵塞。
本發(fā)明的設(shè)備還包括圍繞第一室的第二室32，如圖2和3所示。第二室密封氣體紊流。本發(fā)明的設(shè)備還包括漏斗28，如圖2和3所示。漏斗28將顆粒加入到第二室32的區(qū)域，在其中已經(jīng)產(chǎn)生氣體紊流。優(yōu)選流動限制器的輸出端位于漏斗下面的第一室內(nèi)且在漏斗的中心線上(即，產(chǎn)生氣體紊流的區(qū)域)。這樣保證了將顆粒直接加入到氣體紊流內(nèi)。這一點很重要，因為如上所述，該紊流使得液體組合物受到霧化液體組合物的剪切力。通過提供最容易加入顆粒的構(gòu)造還增加了可操作性。此外，這些剪切力將霧化的液體組合物與顆粒分散和混合，使得顆粒在紊流區(qū)內(nèi)被涂布。漏斗28可以從貯藏容器30直接加料，如圖2中的箭頭29所示。本發(fā)明的漏斗可以包括精確地將顆粒計量到紊流區(qū)的計量裝置，使該粒與來自液體入口管16的液體原料成特定比例。該計量建立了顆粒上的涂布水平。通常，本發(fā)明的漏斗對大氣是開放的。當(dāng)使用熔融物時，優(yōu)選顆粒在室溫下，因為這樣有利于最初處于高溫的熔融物在紊流區(qū)涂布顆粒之后熔融物固化。
本發(fā)明的設(shè)備還包括將第二氣流加入到第二室內(nèi)的入口34。第二氣流的該入口優(yōu)選位于第二室32的上游端或其附近。第二室32的出口與收集容器相連，例如圖2中的36所示的。第二氣流起降低在紊流區(qū)內(nèi)批次連續(xù)涂布(batchwise successive coating)的任何趨勢并將涂布顆粒冷卻和傳送到收集容器，如圖3中的箭頭31所述。具體地說，當(dāng)使用溶液或漿液時，在紊流區(qū)和容器之間將溶液或漿液的固體冷卻，以便當(dāng)顆粒到達(dá)容器時，包含溶液或漿液的固體的固體涂層形成于顆粒上。當(dāng)使用熔融物時，液體組合物在紊流區(qū)內(nèi)冷卻，以便當(dāng)顆粒到達(dá)容器時，包含熔融物的固體涂層形成于顆粒上。第一氣流以及第二氣流經(jīng)收集容器36的頂部排放。
就圖2和3所示的構(gòu)造而言，入口34可以與鼓風(fēng)機(未圖示)相連，該鼓風(fēng)機將第二氣流供應(yīng)到第二室。然而，鼓風(fēng)機和第二室32可以省去，并且可以使用第一氣流冷卻顆粒并將它們運送到容器36。在這種情況下，得自溶液或漿液的固體或者熔融物在紊流區(qū)和收集容器之間的大氣中冷卻并在顆粒上固化，并且涂布顆粒落入收集容器36。
優(yōu)選產(chǎn)生紊流的第二室區(qū)的軸長約為第二室的直徑的10倍。這樣能夠使得在流動限制器出口處的壓力最小化。在流動限制器的出口附近，優(yōu)選位于漏斗的中心線，將顆粒加料到第二室32內(nèi)，如圖2和3所示。如果出口處的壓力太大，顆粒將回流到漏斗內(nèi)。
第二氣流的壓力必需足夠幫助將涂布顆粒從紊流區(qū)運送到收集區(qū)，但是應(yīng)低于第一氣流的壓力。這是由于需要在第一氣流和第二氣流之間相對高的速度差來產(chǎn)生足夠的紊流度，從而涂布顆粒。
而且根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用液體涂布材料干涂布大豆制品或大豆粉的方法。該方法提供了一步法，由此將待涂布的物料加料到設(shè)備內(nèi)，涂布并收集，不需要從液體中分離和/或過濾出固體。
應(yīng)注意的是，本發(fā)明的方法可以使用圖2、3和4中所述的設(shè)備實施，盡管應(yīng)理解的是本發(fā)明的方法并不限于所述設(shè)備。而且，應(yīng)注意的是盡管本發(fā)明方法的一次或循環(huán)基本上或者完全涂布顆粒，但是可以使用多次將其它涂布材料粘附到顆粒上，這取決于液體涂布材料所需的厚度。
該方法包括將液體組合物計量到流動限制器，例如圖2和3所示的流動限制器14中的步驟。如上所述就設(shè)備而言，液體組合物可以是溶液、漿液、乳液或熔融物。
本發(fā)明的方法還包括與將液體組合物計量到流動限制器同步地將氣流，例如從氣體入口管(例如圖2和3中的22所示的)注入通過流動限制器，從而在流動限制器的出口產(chǎn)生氣體紊流。紊流區(qū)內(nèi)的剪切將液體組合物霧化。
在將氣流注入通過流動限制器之前控制氣流。氣流可以由加熱器，例如圖2中所示的加熱器24加熱。如上所述就設(shè)備而言，當(dāng)液體組合物是溶液或漿液時，將氣流加熱至足夠蒸發(fā)溶液或漿液的液體的溫度，從而留下溶液或漿液中的固體。當(dāng)液體組合物是熔融物時，應(yīng)將氣流加熱至大約液體組合物的熔融溫度的溫度，從而保持液體組合物，并且特別是，熔融物為液體(即，熔融)形式。如上所述就設(shè)備而言，當(dāng)使用熔融物時，如果在注入之前在供給熔融物的第一入口管提供輔助加熱，對防止管線堵塞也是有用的。
本發(fā)明的方法還包括與液體組合物的計量和氣流的注入同步地將顆粒加入到紊流區(qū)的步驟。這樣在紊流區(qū)將顆粒與霧化的液體組合物混合。在紊流區(qū)的該混合使得顆粒被液體涂布材料涂布。該顆粒優(yōu)選經(jīng)過計量以便控制加入到紊流區(qū)的顆粒和液體的比例。這樣建立了顆粒的涂布水平。當(dāng)使用溶液或漿液時，加熱氣流的熱量用于蒸發(fā)溶液或漿液中的液體，留下溶液或漿液中的固體涂布顆粒。在紊流區(qū)的該混合然后用來自溶液或漿液的剩余固體涂布顆粒。當(dāng)使用熔融物時，紊流區(qū)的該混合用熔融物涂布顆粒。粒徑應(yīng)不超過20.0mm。
如上所述，紊流區(qū)(為紊流的區(qū)域)，通過注入高壓氣體穿過流動限制器的作用而形成。正如上面討論的就設(shè)備而言，優(yōu)選在注入之前將氣流加速至至少約一半的聲速，從而保證在流動限制器的出口形成足夠強度的紊流區(qū)。
顆粒在紊流區(qū)的停留時間由第一室的幾何學(xué)和從氣體入口管注入的氣體量決定。顆粒在紊流區(qū)內(nèi)的平均停留時間優(yōu)選小于250毫秒。更優(yōu)選，顆粒在紊流區(qū)內(nèi)的平均停留時間在25-250毫秒的范圍內(nèi)。由于紊流區(qū)的作用，可以獲得短的停留時間。該短的停留時間使得本發(fā)明的方法與常規(guī)涂布方法相比因該時間而有益，因此，涂布顆粒的成本降低。通常，顆粒從漏斗，例如圖2和3中所示的漏斗28加入，該漏斗對大氣開放。如上所述就設(shè)備而言，當(dāng)液體組合物是熔融物時，優(yōu)選顆粒處于室溫下，這是由于這樣在紊流區(qū)內(nèi)熔融物(最初在較高溫度下)涂布到顆粒上之后便于熔融物固化。
本發(fā)明的方法還可以包括在紊流區(qū)上游加入另一氣流以冷卻和運送涂布顆粒的步驟。將該其它氣流加入穿過一室，例如圖2和3中所示的第二室32。正如上面就設(shè)備解釋的，第二氣流的壓力必須足夠幫助將涂布顆粒從紊流區(qū)運送到收集容器，但是應(yīng)低于第一氣流的壓力以便實現(xiàn)涂布。當(dāng)使用溶液或漿液時，溶液或漿液中的固體在紊流區(qū)和收集容器(例如上面所述的收集區(qū)36)之間的第二室內(nèi)冷卻并于顆粒上固化。當(dāng)使用熔融物時，熔融物在紊流區(qū)和收集容器之間的第二室內(nèi)冷卻并于顆粒上固化。當(dāng)不包括第二室時，固體或熔融物在紊流區(qū)和收集容器之間的大氣中冷卻并在顆粒上固化，然后涂布顆粒落入容器。
涂布材料性質(zhì)上通常是液體，并且可以是單一或多個化學(xué)組份。因此，它們可以是純液體、溶液、懸液、乳液、熔融聚合物、樹脂等。這些物料通常具有在1-2000厘泊范圍內(nèi)的粘度。涂敷的涂層性質(zhì)上可以是親水、疏水或兩性的，這取決于其化學(xué)組成。當(dāng)涂敷多個涂層時，它可以作為另一殼粘附在前一涂層上，或者作為待涂布的物料的表面上的單個顆粒。這些材料也可以是反應(yīng)性的以便它們使涂布的物料的粘性增加或者變成固體或半固體物料。由于在所選物料上形成的涂層在上述范圍內(nèi)，因此涂布材料應(yīng)能夠分子分散，這樣涂層可以從分子水平生長。
圖2、3和4中所示的設(shè)備可用于許多方法。這樣一種方法是用調(diào)味劑、著色劑等涂布大豆制品或大豆粉。在該方法中，大豆制品或大豆粉進(jìn)入設(shè)備并且用于涂布大豆制品或大豆粉的物料經(jīng)漏斗進(jìn)入設(shè)備的高剪切/紊流區(qū)。所得霧化的涂布材料涂布大豆制品或大豆粉的表面，原樣經(jīng)空氣作用運輸通過設(shè)備。該方法的溫度比溶劑在該方法操作壓力下的蒸發(fā)溫度高至少5℃，這樣涂布混合物內(nèi)的揮發(fā)性物料(例如，水)在幾毫秒內(nèi)蒸發(fā)。然后將涂布的大豆制品或大豆粉以基本上干態(tài)運送到設(shè)備之外，這樣從該方法的一端到另一端基本上沒有凈水分增加。凈水分增加是由在105℃下操作的Cenco水分天平測定(cencomoisture balance)的。因此，以簡單的步驟實現(xiàn)物料的涂布和干燥。由于保持了大豆制品或大豆粉的質(zhì)量，而且顆粒涂布均勻，物料不因過度暴露于相對高溫下而降解，并且顆粒不聚集或粘附在容器側(cè)，因此這是重要的。而且，涂布大豆制品或大豆粉的水分含量與未涂布的大豆制品或大豆粉的水分含量大致相等。
使用對流干燥方法除去將溶液、漿液或乳液涂布到顆粒表面上所產(chǎn)生的剩余揮發(fā)物。該方法的設(shè)計排除了濕顆粒到達(dá)它們可能粘附的任何壁，從而提高了系統(tǒng)的清潔度，并且也可以包括一個可以降低另外可能發(fā)生的任何顆粒與顆?；蛘哳w粒與壁粘附的循環(huán)系統(tǒng)。該方法可以選自任意數(shù)量的方法，包括但不限于快速干燥、氣流輸送器干燥和噴霧干燥或其組合。干燥的停留時間通常小于1分鐘，優(yōu)選在毫秒時幀內(nèi)。
如圖4中所示，圖2和3的設(shè)備可以具有另一構(gòu)造。固體經(jīng)漏斗43進(jìn)入設(shè)備。經(jīng)位于設(shè)備頂部的液體入口管42加入液體，這樣液體進(jìn)入高剪切/紊流區(qū)。熱氣體經(jīng)噴嘴41進(jìn)入室44。室44的產(chǎn)品出口進(jìn)入收集器40。該構(gòu)造可以更快地改變涂布所用的液體并且維修不貴。
實施例通過以下實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，這些實施例用于描述性的，并不解釋用于限制本發(fā)明的范圍。
根據(jù)實施例制備的涂層是以相對涂布顆粒質(zhì)量的百分比分布計算的。以質(zhì)量平衡為基礎(chǔ)確定涂布水平。
實施例1用蔗糖涂布分離大豆蛋白顆粒從而提高分散性將分離大豆蛋白制品(“ISP”，Supro 500E，DuPont ProteinTechnologies，St.Louis，MO)以單個涂布和干燥法涂布蔗糖層以便制備涂布蔗糖的蛋白質(zhì)顆粒。圖4中所示的設(shè)備具有直徑為32mm且長度為300mm的混合室，該混合室?guī)в?0mm的噴管喉部和外徑為6.5mm且內(nèi)徑為4.8mm的中心液體加料管。該設(shè)備有單螺桿計量加料器(AccuRate)或者計量固體顆粒的振動加料器(Syntron)。蠕動泵配備有計量液體的6.5mm Tygon彈性體管。使用沒有進(jìn)一步處理的Supro 500E并以938g/min計量到系統(tǒng)中。使用該蠕動計量泵將食品級蔗糖溶液(水中84％w/w)以94g/min計量到中心管。以345Kpa將氣體供應(yīng)到噴嘴，并且在噴嘴處于316℃。使用空氣霧化蔗糖溶液，在混合區(qū)產(chǎn)生負(fù)壓以誘導(dǎo)Supro 500E的加入，并提供熱量使得任何剩余水分從Supro 500E蒸發(fā)。立即將混合/干燥的產(chǎn)品收集在聚酯斜紋布袋過濾器中。該產(chǎn)品具有等于涂布顆粒最終質(zhì)量的7.8％的蔗糖涂層。與涂布之前的顆粒相比，殘留水分(通過Cenco水分天平測定)沒有增加。蔗糖涂布的ISP保留未涂布的ISP原料的干燥可流動性能并在液體介質(zhì)中具有提高的分散性。
以涂布和未涂布的顆粒在水中完全分散為基礎(chǔ)評價顆粒的分散性。簡而言之，該方法如下。將5克待測定的顆粒加入到燒杯中的150mL水中，并將該混合物快速攪拌20秒。通過攪拌時間評價分散程度。在20秒內(nèi)完全分散的顆粒樣品指定分散等級是4.0，而小于20秒的時間內(nèi)分散的樣品指定等級在4和5之間，如表2中所示。根據(jù)表2，在攪拌20秒之后不完全分散的顆粒樣品指定分散性值在0-4的范圍內(nèi)。
表2
用作該涂布法原料的未涂布的ISP的分散性等級為2.3。涂布有其重量的7.8％的蔗糖的顆粒具有提高的分散性等級2.8。
實施例2-5用不同量的蔗糖涂布分離大豆蛋白顆粒以提高分散性并提供氧化屏障使用實施例1的設(shè)備和方法制備許多涂布蔗糖的分離大豆蛋白顆粒。通過改變該方法的操作參數(shù)獲得最終產(chǎn)品中不同量的蔗糖。該方法的改進(jìn)和因此形成的產(chǎn)品中蔗糖的量列于表3。
表3
在分離大豆蛋白顆粒上成層的蔗糖涂層占最終產(chǎn)品的約0.5％-23％。這些實施例證實了通過簡單改變方法的操作參數(shù)可以將廣泛的蔗糖部分以涂層沉積在ISP顆粒上。用作該涂布方法原料的未涂布的ISP的分散性等級是2.3。在這些實施例中用蔗糖涂布的顆粒的分散性等級經(jīng)測定高達(dá)3.8。
通過測定在物料中形成的己醛證實在ISP顆粒上通過蔗糖涂層提供的氧化穩(wěn)定性。通過氧化留在大豆分離蛋白部分中的殘余油來形成己醛。己醛含量是通過氣相色譜法用火焰離子檢測器測定的。將分析未涂布的樣品和涂布不同量蔗糖的樣品的檢測器示蹤的積分獲得峰面積。在涂布之后和在4.4℃和43.3℃下貯藏3周之后測定所有樣品。結(jié)果示于表4。
表4
上述物料經(jīng)過訓(xùn)練過的感觀/異味專家測定用蔗糖涂布ISP是否有利于消除異味。在4.4℃下貯藏3周之后，無論是否涂布，專家在物料異味方面都未檢測出差異。
盡管表4中所示的結(jié)果以及感觀專家的結(jié)果在蔗糖涂層抑制ISP內(nèi)不希望的特征的呈現(xiàn)的能力方面模棱兩可，但是據(jù)信這些樣品在更極端和延長條件下的保溫將證實樣品，例如前面實施例中所述的樣品的差異。
實施例6涂布有多層蔗糖以提高分散性的分離大豆蛋白顆粒的制備使用上面實施例1制備的涂布蔗糖的分離大豆蛋白作為本發(fā)明涂布方法中的固體加料物料制備具有多層蔗糖的顆粒。該設(shè)備如實施例1中所述，同時進(jìn)行以下操作改進(jìn)。用作干燥氣體的空氣具有320℃的噴嘴溫度。將該涂布蔗糖的分離大豆蛋白顆粒以1067g/min的速度計量到設(shè)備中。將食品級蔗糖的溶液(水中84％w/w)以91g/min的速度并在95℃的溫度下計量到設(shè)備中。如實施例1中所述收集干燥涂布的顆粒。最終顆粒具有第一蔗糖內(nèi)涂層和占最終產(chǎn)品的14.0％的第二蔗糖外涂層。通過將涂布的分離大豆蛋白顆粒重復(fù)通過本發(fā)明的方法，可以產(chǎn)生不同量的多層。該多層顆粒的分散性等級為3.0。
實施例7-8還涂布TiO2層以提高顆粒白度的涂布蔗糖的分離大豆蛋白顆粒實施例7.使用上面實施例2制備的涂布蔗糖的分離大豆蛋白作為本發(fā)明涂布方法中的固體加料物料以制備外層為TiO2的蔗糖涂布的顆粒。該設(shè)備如實施例1所述，同時進(jìn)行以下操作改進(jìn)。用作干燥氣體的空氣的噴嘴溫度是315℃。將涂布蔗糖的分離大豆蛋白顆粒以828g/min的速度計量到設(shè)備中。將TiO2漿液(72％w/w顏料級物料在水中的漿液，DuPont，Wilmington，DE)以49g/min的速度并在22℃的溫度下計量到設(shè)備中。如實施例1所述收集該干式涂布的顆粒。最終顆粒具有第一蔗糖內(nèi)涂層和占最終產(chǎn)品的4.1％的第二TiO2外涂層。
實施例8.使用上面實施例1制備的涂布蔗糖的分離大豆蛋白作為本發(fā)明涂布方法中的固體加料物料以制備外層為TiO2的涂布蔗糖的顆粒。該設(shè)備如實施例1所述，同時進(jìn)行以下操作改進(jìn)。用作干燥氣體的空氣的噴嘴溫度是302℃。將涂布蔗糖的分離大豆蛋白顆粒以884g/min的速度計量到設(shè)備中。將TiO2漿液(72％w/w顏料級物料在水中的漿液，DuPont，Wilmington，DE)以87g/min的速度并在22℃的溫度下計量到設(shè)備中。如實施例1所述收集該干燥涂布的顆粒。最終顆粒具有第一蔗糖內(nèi)涂層和占最終產(chǎn)品的6.6％的第二TiO2外涂層。
使用Hunter色度計(Hunter Associates Laboratory，Reston，VA)測定顆粒的白度，如Hunter，R.S.(1952，″Photoelectric TristimulusColorimetry with Three Filters″，Circ.C.429，U.S.Dept.Comm.Natl.Bur.Std.U.S.中所述)。5％w/w的顆粒漿液在兩個不同溫度下保溫3周之后使用。測定兩組單獨未涂布的ISP作為對照樣品。這些測定的結(jié)果示于表5。結(jié)果用TiO2涂布顆粒顯著提高了ISP顆粒的白度。
表5
由這些實施例證實，可以通過改變方法的操作參數(shù)用不同量的增白劑涂布顆粒。
實施例9-17用蛋白質(zhì)涂布分離大豆蛋白顆粒以提供氧化屏障使用實施例1中所述的設(shè)備和方法制備許多具有干燥蛋白質(zhì)外層的分離大豆蛋白顆粒的不同制品。該蛋白質(zhì)外層用作水分和氧化的屏障。蛋白質(zhì)以用蠕動泵計量到設(shè)備中的溶液形式涂布。使用三個不同的蛋白質(zhì)物料作為涂層。明膠(Leiner Davis Gelatin，West Chester，PA)以實施例9、10和11中制備的26％w/w的物料水溶液提供。玉米蛋白(F400玉米蛋白，F(xiàn)reeman Industries，Tuckahoe，NY)以90％EtOH/10％水中的20％溶液提供，并用于制備實施例12和13中的物料。酪蛋白(Non Fat Dry Milk Powder Low Heat A Grade，T.C.Jacoby& Co.Inc.，St Louis，MO)以20％水溶液提供用于實施例14-17中制備的物料。將沒有經(jīng)過進(jìn)一步處理的Supro 500E用于實施例9-13。將沒有經(jīng)過進(jìn)一步處理的Supro 670E(DuPont ProteinTechnologies，St.Louis，MO)用于實施例14-17。設(shè)備和干燥涂布的顆粒的收集如實施例1中所述。通過改進(jìn)方法的操作參數(shù)，制備具有不同量蛋白質(zhì)作為屏障層的顆粒。該方法的改進(jìn)以及遞送作為外涂層的蛋白質(zhì)的量列于表6。
表6
這些實施例證實了可以將不同量的蛋白質(zhì)作為外涂層涂布到分離大豆蛋白上產(chǎn)生具有不同厚度和組成的氧化-水分屏障層的顆粒。
據(jù)信用蛋白質(zhì)涂布ISP顆粒，如前面實施例中所述，將防止ISP中的殘余油氧化降解。
實施例18-28用脂質(zhì)涂布分離大豆蛋白顆粒使用實施例1中所述的設(shè)備和方法制備許多涂布脂質(zhì)的分離大豆蛋白顆粒的不同制品。該脂質(zhì)外層用作分散性助劑或水分的屏障。脂質(zhì)以用蠕動泵計量到設(shè)備中的純液體形式涂布。將沒有經(jīng)過進(jìn)一步處理的Supro 500E用于實施例18-28。使用三種不同脂質(zhì)材料作為涂層。卵磷脂(Metarin DA51，Degussa Texturant Systems，F(xiàn)reising，Germany)用于制備實施例18-23中的物料。DURKEX(高度穩(wěn)定的植物油，得自Loders Croklaan，Wormerveer，Netherlands)用于制備實施例24-26中的物料。Dritex(高熔融溫度的脂肪，得自ACHFood Companies，Cordova，TN)用于制備實施例27和28中的物料。干燥涂布的顆粒的收集如實施例1中所述。通過改進(jìn)方法的操作參數(shù)，制備具有不同量脂質(zhì)作為屏障層的顆粒。該方法的改進(jìn)以及遞送作為外涂層的脂質(zhì)的量列于表7。
表7
這些實施例證實了可以將不同量的脂質(zhì)作為外涂層涂布到分離大豆蛋白顆粒上。
與涂布的ISP原料相比，測定涂布有卵磷脂或DURKEX的顆粒的分散性提高。分散性的測定如上面對實施例1-5中涂布蔗糖的ISP顆粒所述的。涂布脂質(zhì)的顆粒的分散性測定結(jié)果示于表8。
表8
表8中報道的結(jié)果證實用卵磷脂或DURKEX涂布ISP顆粒提高了分散性。
用于涂布實施例27和28中制得的ISP顆粒的高熔融溫度脂肪使得ISP防水。水分屏障的效果是通過蛋白質(zhì)向水中的不同溫度依賴性分散測定的。室溫下將涂布高熔點脂肪的顆粒(約1g)放置在燒杯中的150mL水中。一部分涂布脂肪的顆粒漂浮在水的表面上，而剩余的沉在表面下。輕輕搖動燒杯并觀察5分鐘。觀察到水的外觀沒有大的變化。由于水不變混濁，因此推斷顆粒中的大豆蛋白因脂肪屏障而防水。類似地，將涂布高熔點脂肪的顆粒加入到90℃的水中。幾秒鐘內(nèi)，顆粒分散于水中并且水變混濁和灰白色。推斷超過脂肪屏障的熔點(70℃)不能用脂肪使大豆蛋白防水。因此在使脂肪熔融的溫度下蛋白質(zhì)釋放到水中。
實施例29用紅色顏料涂布谷物粉用紅色染料涂布小麥粉(Gold Medal All Purpose，General Mills，Inc.，Minneapolis，MN)以便制備適合制備有色焙烤食品的著紅色的粉末。設(shè)備和方法如實施例1中所述，同時進(jìn)行以下操作改進(jìn)。使用氮氣作為干燥氣體并在噴嘴上游加熱至300℃。將該粉末顆粒以500g/min的速度計量到設(shè)備中。將“Cardinal Red”Rit染料(UnileverBestfoods，North America，Englewood Cliffs，NJ)溶解至水中紅色染料濃度為30％w/w來制備紅色染料溶液。將該染料溶液以25g/min的速度和22℃的溫度計量到設(shè)備中。將該干燥涂布的顆粒收集到單個袋粉塵收集器中(bag dust collector)。該有色粉末是亮紅色物料，其粒徑分布和水分含量與原料不能區(qū)別開。
實施例30用藍(lán)色顏料涂布谷物粉用藍(lán)色染料涂布小麥粉(Gold Medal All Purpose，General Mills，Inc.，Minneapolis，MN)以便制備適合制備有色焙烤食品的著藍(lán)色的粉末。設(shè)備和方法如實施例1中所述，同時進(jìn)行以下操作改進(jìn)。使用氮氣作為干燥氣體并在噴嘴上游加熱至300℃。將該粉顆粒以500g/min的速度計量到設(shè)備中。將“Denim Blue”Rit染料(UnileverBestfoods，North America，Englewood Cliffs，NJ)溶解至水中濃度為30％w/w來制備藍(lán)色染料溶液。將該染料溶液以25g/min的速度和22℃的溫度計量到設(shè)備中。將該干燥涂布的顆粒收集到單個袋粉塵收集器中。該粉末是亮藍(lán)色物料，其粒徑分布和水分含量與原料不能區(qū)別開。
實施例31用蔗糖涂布大豆細(xì)粉以提高分散性用蔗糖涂布大豆細(xì)粉(DuPont Protein Technologies，St.Louis，MO)以便提高分散性。設(shè)備和方法如實施例1所述，同時進(jìn)行以下操作改進(jìn)。使用空氣作為干燥氣體并在噴嘴上游加熱至239℃。將該大豆細(xì)粉顆粒以950g/min的速度計量到設(shè)備中。將食品級蔗糖溶液(水中84％w/w)以114g/min的速度和95℃的溫度計量到設(shè)備中。將該干燥涂布的顆粒收集到單個袋灰塵收集器中。涂布的大豆粉保留了未涂布的大豆粉原料的干燥可流動性能，并且當(dāng)按照實施例1中所述的方法測定時在水中具有提高的分散性。
權(quán)利要求
1.一種涂布大豆制品的方法，該方法包括以下步驟(a)將液體涂布材料計量到流動限制器中，(b)與步驟(a)同步將氣流注入通過流動限制器，以便(i)霧化該液體涂布材料和(ii)產(chǎn)生氣流和霧化的液體涂布材料的紊流，其中氣流任選經(jīng)過加熱；和(c)與步驟(a)和(b)同步向紊流區(qū)加入大豆制品，其中將大豆制品與霧化的液體涂布材料混合，得到涂布的大豆制品。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中大豆制品選自大豆蛋白分離物、大豆?jié)饪s物、大豆粉、大豆子葉纖維、去皮大豆、大豆胚軸、大豆粗粉、大豆碎片、大豆細(xì)粉、織構(gòu)化大豆蛋白和大豆片。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中液體涂布材料選自甜味劑、食品調(diào)味劑或強化劑、食品色素、食品香味劑、防結(jié)塊劑、保濕劑、抗微生物劑、抗氧化劑、表面改性劑、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、礦物質(zhì)、營養(yǎng)補充劑、乳化劑或其混合物。
4.如權(quán)利要求1的方法，還包括將步驟(a)-(c)重復(fù)至少一次，其中液體涂布材料相同或者不同。
5.一種通過權(quán)利要求1-4中任意一項的方法制備的涂布的大豆制品。
6.一種食品，其包含通過權(quán)利要求1-4中任意一項的方法制備的涂布的大豆制品。
7.一種營養(yǎng)補充物，其包含通過權(quán)利要求1-4中任意一項的方法制備的涂布的大豆制品。
8.一種飲料，其包含通過權(quán)利要求1-4中任意一項的方法制備的涂布的大豆制品。
9.嬰兒制品，其包含通過權(quán)利要求1-4中任意一項的方法制備的涂布的大豆制品。
10.一種寵物食品，其包含通過權(quán)利要求1-4中任意一項的方法制備的涂布的大豆制品。
11.動物飼料，其包含通過權(quán)利要求1-4中任意一項的方法制備的涂布的大豆制品。
12.通過權(quán)利要求1-4中任意一項的方法制備的涂布的大豆制品用作食品組分、營養(yǎng)補充物組分、飲料組分、嬰兒制品組分、寵物食品組分或動物飼料組分的用途。
13.一種涂布粉末的方法，該方法包括以下步驟(a)將液體涂布材料計量到流動限制器中，(b)與步驟(a)同步將氣流注入通過流動限制器，以便(i)霧化該液體涂布材料和(ii)產(chǎn)生氣流和霧化的液體涂布材料的紊流，其中氣流任選經(jīng)過加熱；和(c)與步驟(a)和(b)同步向紊流區(qū)加入粉末，其中將該粉末與霧化的液體涂布材料混合，得到涂布的粉。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中粉末選自大豆細(xì)粉、小麥粉、燕麥粉、黑麥粉、大麥粉、大米粉、小米粉、玉米粉和填料粉。
15.如權(quán)利要求13的方法，其中液體涂布材料選自甜味劑、食品調(diào)味劑或強化劑、食品色素、食品香味劑、防結(jié)塊劑、保濕劑、抗微生物劑、抗氧化劑、表面改性劑、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、礦物質(zhì)、營養(yǎng)補充劑、乳化劑或其混合物。
16.如權(quán)利要求13的方法，還包括將步驟(a)-(c)重復(fù)至少一次，其中液體涂布材料相同或者不同。
17.一種通過權(quán)利要求13-16中任意一項的方法制備的涂布的粉末。
18.一種食品，其包含通過權(quán)利要求13-16中任意一項的方法制備的涂布的粉末。
19.一種焙烤食品，其包含通過權(quán)利要求13-16中任意一項的方法制備的涂布的粉末。
20.一種小吃食品，其包含通過權(quán)利要求13-16中任意一項的方法制備的涂布的粉末。
21.通過權(quán)利要求13-16中任意一項的方法制備的涂布的粉末用作食品組分的用途。
全文摘要
公開了一種涂布大豆制品或大豆粉的方法，其中大豆制品的水分含量與未涂布的大豆制品的水分含量基本上相同。還公開了使用本發(fā)明方法制備的涂布的大豆制品或涂布的大豆粉。
文檔編號A23K1/165GK1688342SQ03824226
公開日2005年10月26日 申請日期2003年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月14日
發(fā)明者S·M·達(dá)爾茲爾, T·弗里德曼, G·A·舒爾 申請人:納幕爾杜邦公司