被果糖天然甜化的谷物产品的制作方法

2025-10-23 12:20:03 442次浏览

专利名称：被果糖天然甜化的谷物产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及用酸处理谷物颗粒或其碎片以生产早餐谷类食品。
谷物是合理的膳食搭配所必需的蛋白质和复杂碳水化合物的丰富来源。另外，谷物可从其分散颗粒形状加工成薄片、碎片、粉状或其它类似形状。由直链淀粉和支链淀粉组成的淀粉为将谷物颗粒转化成即食的早餐食物、热食物、面包和其包烤制品提供了可成形性。
麸皮是谷物的一个部分，其淀粉含量相对较低，Fulger等人的美国专利4，500，558号所用的方法是通过挤压使麸变形，以使其更易于碾磨。按照美国专利4，500，558号，天然存在于麸料中或加到麸料中的淀粉含量为10-25%，淀粉在挤压过程中起到气塞作用以建立压力，并经挤压包覆在麸料上。
经碾磨、煮过或其它处理的谷物通常味道很淡，无甚差异。已设计出许多方案来处理谷物，使其味道更甜，更多种化和更加有差异。
将谷物淀粉转化成更小成分具有很久历史。通过稀酸、稀碱处理淀粉，或通过酶催化反应，可将长链多糖水解为短链多糖和单体，如葡萄糖和麦芽糖。
虽然有一些证据表明在麦芽(Pufols，M.H.等，PlantPhysiology38，454(1962)和其它高等植物(Barfay，J.Nature185，924(1960])中存在木糖异构酶活性，但现在依然认为在蒸煮过程中该酶将变性。
当改变谷物使其产生的麦芽糖或葡萄糖(即右旋糖)的量足以使旱餐谷物食品变甜时，有可能出现可成形性和/或产品破裂问题。通常需要淀粉的形成基质的能力，以便能对谷物进行加工、混和并成型为即食的终产品，如碎麦片，谷物薄片以及膨化或疏松谷物产品。
过去，对于谷物中的纤维转化为不同形式注意很少(但却很重要)，因为谷物碾磨过程中大部分纤维能够从谷物中去掉。对谷物中的纤维素含量进行处理的已知方法中主要是改进谷物中淀粉部分的可加工性，以便进一步处理，或从脱除的纤维部分回收有价值的食品。
在Fugles等人的美国专利4，656，040号中，是将形成基质成分(它或者是改性麸皮部分，或者是烤制过的籽芽部分，或者是两者的结合)与一种酶促进水解的胚乳部分混合。按该专利所述，胚乳部分含有整个谷粒大约95%的淀粉，如果用α-淀粉酶和葡糖淀粉酶单独对其处理可避免脱味。
Wahl的美国专利1，178，039、Kiely的美国专利2，853，388、Allen等人美国专利3，157，513、Hesseltine等人的美国专利3，243，301以及Hagiwara等人的盖美国专利4，056，637都揭示了用蛋白水解酶处理谷物及其亚成分。日本的这种处理的例子有日本专利公布号57-47465(1982年3月18日公布)。但是，所有这些引用的文献都没有指出碎片、薄片或挤压谷物产品的生产。
指出了通过用蛋白水解酶处理谷物生产碎片、薄片或挤压谷物产品的美国专利包括Anhaltges的976，332;Hoffman等人的1，541，263;Bendenk等人的3，664，848;Conrad的4，282，319和4，377，602。
在这些利用蛋白水解酶生产谷物产品的方法中，并未对整粒谷物或麸皮部分进行酶处理以保持淀粉或大分子量糊精的形成基质能力。
利用纤维素酶，或α-淀粉酶、淀粉葡糖苷酶和葡萄糖异构酶对谷物进行酶处理的方法，在下列美国专利中有所揭示Mulles的4，069，103;Antrim等人的4，089，745;Schoenrock的4，247，636;Ostre的4，292，331;Cestelli等人的4，378，432;Horwath等人的4，458，017以及Schoanrock等人的4，501，814。欧洲专利申请号78，782主和瑞士专利公布号622，028(1981年3月13日公布)揭示了使用攻击淀粉的酶的方法。日本公告57-47363揭示了生产一种谷物饮料的方法，它是在100-200℃的温度下膨化谷物，再用一种酶(如纤维素酶)进行处理。将酶处理过的谷物加热干燥，然后烘烤。
但是，经纤维素酶或α-淀勖浮⑵咸堑矸勖负推咸烟且旃姑复聿牟锊⒉皇枪任锸称贰Ｔ谡庑┪南字胁⒚挥兄赋霰Ａ舻矸鄣男纬苫侍匦裕员阄复淼墓任锾峁┛沙尚涡浴在制备谷物产品时用产糖酶对磨碎的谷物或谷物部分进行酶处理，已在下列美国专利中有所揭示Frangie的1，172，270;Karg的2，040，943;Fine的2，289，416;Blanchon的，3，255，015;Kviesitis的3，395，019，Kelly等人的3，930，027;Buffa等人的3，950，543以及Goeriny等人的4，311，714。
但是，在这些专利的方法中，并没有指出将这些酶处理的粉碎谷物或谷物部分形成薄片、碎片或挤压谷物食品。
Gasses等人的美国专利4，374，860和Ganlwerka的美国专利4，438，150公开了一种生产粉或薄片状即食早餐谷食的方法，它包括用产糖酶对粉碎谷物或谷物部分进行酶处理。
在生产薄片、碎片或挤压形状的即食(Ready-to-eat)谷食过程中用产糖酶对粉碎谷物或谷粒部分进行酶处理，已在Kellogg的美国专利1，564，181、Humphrey的美国专利1，568，162以及Fulges等人的美国专利4，431，6J4和4，435，430中公开。
在利用产糖酶生产这些成品谷食和即食早餐产品的方法中，并没有指出进行酶处理以保留淀粉或淀粉和大分子量糊精的形成基质能力，同时提高甜度和使味道多样化。
在制备谷物产品过程中用产糖酶对整个谷物进行酶转化公开于Gustavson的美国专利2，3130，028，Hugenlaud的美国专利2，555，235;Keahetian的美国专利262，464;Gay的美国专利3，948，015;Fulger等人的美国专利4，371，551以及日本专利公告37-1654。
但是，在这些通过利用产糖酶对整个谷物进行酶转化生产谷物产品的方法中，没有提到将酶处理的谷物加工成薄片、碎片或挤压形状的即食谷食。
Kellogg的美国专利2，174，982，Fine的美国专利2，289，416以及Friger等人的美国专利4，254，150公开了一种生产碎片、薄片或挤压形状的即食谷物食品的方法，它包括用产糖酶对整个谷粒进行酶处理。
美国专利2，174，982指出了一种从小麦、黑麦、玉米或燕麦等谷物制造薄片或碎片谷食的方法。在此，是将整个谷物在碱中煮沸以部分溶解麸皮外壳。然后冲洗谷物，除掉碱，再用麦芽处理，使淀粉转变为糊精。向麦芽汁中加进调味物质，麦芽汁保持在148°F-170°F，以使谷物膨胀且让调味物质渗透。再将该物质加压烧煮，干燥，使其成薄片或碎片。对碎片来说该物质的湿度为20%。如该专利所述，产物中的糊精使其更加松脆。
美国专利2，289，416提供一种从整个谷物制造薄片或碎片形谷食的方法。酶处理之前，通过加热处理整个谷物，破坏麸皮外壳，且使淀粉糊化。在这一预处理之后，将酶直接加到整个谷物中。该专利指出，该酶对糊化淀粉作用更迅速，以发芽谷物作为酶源，在60℃-70℃糊化淀粉充分转化。且指出，破碎能够极大地增加胚乳的渗透性，它可在糊化之前或之后完成。据说在蒸煮之前向面粉或粉碎谷物中加入酶实际只将不会导致淀粉转化为其亚成分。发芽大麦粉和淀粉酶浓缩物(即米曲霉淀粉酶制品)分别用作酶源。麦芽糖是用这一方法产生的唯一特定公开的糖。
美国专利4，254，150提供一种薄片形谷食的生产方法。在此，淀粉被酶就地转化成葡萄糖。将整个谷物或谷物碎渣(从粗渣适当加工的碎谷物)与水混合，形成含20-40%谷物碎片的糊浆。使该糊浆膨胀，然后加入α-淀粉酶调节糊浆的PH值。然后在蒸气喷射炉中于100℃-110℃温度范围内加热糊浆。再将该糊浆通过一温度也维持在100℃-110℃的管型转化器。淀粉在此转化成麦芽糊精。然后向糊浆中加进淀粉葡糖苷酶，促使麦芽糊精转化为葡萄糖。在单滚干燥器上干燥糊浆，形成热塑薄层，冷却使其变脆，然后切成薄片。糊浆干燥之前，可加进麸皮或其它添加物以生产饲料。在不从谷物或其它干物质(如谷蛋白、纤维及外壳)中分离出淀粉的情况，完成了谷物中淀粉的酶解。
在这些生产即食谷食的方法中，并未指出用产糖酶对整个谷物进行酶处理，从而保留淀粉和高分子量糊精的形成基质性质，同时提高甜度且使味道多样化。
本⒚魈峁┝艘恢稚鸹暮挡凸任锸称返姆椒ǎ渲刑鸹蔷复硎迪值模北Ａ袅说矸酆透叻肿恿亢男纬苫侍匦浴Ｔ诒痉⒚髦校堑木偷夭鲂枰仙倭康牡矸圩憧纱锏剿杼鸲取９堑牟贡痉⒚鞯暮挡凸任锸称肪哂性銮苛说姆涿酆腿蠓缥逗拖阈汀５矸鄯纸饬康慕档突垢纳屏嗣复淼墓任锛庸の挡凸任镄巫吹目沙尚涡院鸵欢ㄌ鸲认碌男巫幢３帜芰ΑＴ诒痉⒚髦泄任铩⒚娣刍虼址壑械牡矸酆或纤维素成分可被酶改变，产生果糖。因此，本发明的一个方面就是用酶改变含有淀粉和纤维素纤维的面粉或粗粉中的纤维素成分。于一定条件下糖化纤维素且在处理有面粉或粗粉中产生果糖，在这种条件下，几乎所有这样产生的果糖以及所有或绝大部分的淀粉都被保留。
本发明提供了生产甜化早餐谷物制品的方法，其中甜化是用酶将淀粉和/或纤维素转化为果糖实现的。向果糖的转化使得本发明的谷物产品具有增强的蜂蜜和全麦风味和香气。此外，由于与其它还原糖相比果糖具有更高的甜化能力，因此仅需要较少的淀粉转化或较少地破坏高分子量糊精便可得到所需的甜度。这就使得可以保留较大部分的淀粉和高分子量糊精以利于加酶处理后的谷物产品的基体成型和可加工性。不仅如此，由于保留的淀粉和/或高分子量糊精的提高，还增强了一定甜度下的早餐谷物食品的外形保持能力。
在本发明中，谷物或至少一个谷物部分用水蒸煮至谷物淀粉至少部分糊化。酶处理可在蒸煮前、同时或蒸煮后进行。最好限制加酶处理过程中的用水量，使所有的水被谷物吸收，以此减少在沥干蒸煮过的谷物时造成的糖的损失。谷物或至少一个谷物部分的蒸煮和酶处理的程度应使得谷物或颗粒基本上保持分离性或整体性。这样可以用常规的大规模谷物食品成型设备将加酶处理过的颗粒成型为早餐谷物制品的形状。
本发明的一个方面是使用葡糖淀粉酶形成右旋糖。使用葡糖异构酶使一部分右旋糖转化为果糖。葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶可同时加入或先后加入。最好是在蒸煮之后再将葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶加入以防止这些酶早期失活。在本发明中，可以使用α-淀粉酶将淀粉转化为糊精。α-淀粉酶可以与葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶同时加入或在其之前加入。
本发明的另一方面涉及生产果糖甜化谷物产品的方法，包括下述步骤提供一种含有谷物纤维的谷物;润湿这种含有谷物纤维的谷物;使润湿的谷物与一系列酶(包括纤维素酶和葡萄糖异构酶)接触;温育所述含有谷物纤维和酶的润湿谷物，其时间应足以产生果糖;收集含有果糖的甜化谷物产物。含有谷物纤维的谷物较好的是谷物面粉或粗粉。
本发明的又一方面是在所述方法中使润湿的谷物面粉或粗粉与纤维素酶、糖化酶如α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶，和葡萄糖异构酶接触。
本发明的又一方面涉及生产甜化谷物产品的方法，其中收集的甜化谷物产品经过烘烤。
本发明的又一方面涉及生产甜化谷物产品的方法，其中谷物面粉或粗粉在用一系列酶温育以产生果糖之前用蔗糖液润湿。
本发明的又一方面涉及生产甜化谷物产品的方法，包括用纤维素酶水解谷物中部分或基本上全部纤维素和用葡萄糖异构酶将其所述水解产物转化为果糖。
加酶处理过的谷物可以温育或调合长达约48小时，典型的为约2-24小时。将调合好的产物沥干，制成早餐谷物制品形状。加酶处理过的谷物成型可采用切碎、成片、研磨、挤压等方法。加热成型后的谷物制品便使酶失去活性。也可以在成型步骤之前或同时引发酶的失活。
淀粉的加酶转化所产生的果糖与酶处理过程中产生的其它还原糖一起足以产生甜味。产生的果糖还可带来蜂蜜型或全麦型香脆口感和香味。本发明谷物产品的果糖含量至少为全部干固体重量的约1%(重量)，较好的为约至少5%(重量)。本发明的谷物产品的还原糖含量基于全部干固体的重量可高达35%，适宜的为约10%至25%。加酶转化所产生的果糖的量基于谷物产品中单糖的总重量可为约5%至约45%，适宜的为约15%至约40%。
本发明的谷物产品是用含有果糖的还原糖甜化的。谷物或至少一个谷物部分中天然存在的淀粉和/或纤维素经加酶处理，使得最终产物具有甜化和口感的组合效果和令人满意和香味。
可以应用于本发明的谷物包括小麦、燕麦、稻米、玉米、大麦、黑麦及其组合等。优选的谷物是小麦。谷物可以是破碎的或未破碎的。破碎的谷物使酶更易于穿透，结果使转化时间缩短。在本发明中也可以采用的谷物部分包括来源于谷物粉碎产物的任何部分或未经筛分的粗粉，例如麸皮部分、胚乳部分、胚芽部分或其混合物，例如面粉或全麦面粉。谷物的部分可以通过常规的研磨、分级和调合的方法制取。
上述“至少一个谷物部分”一般应含有至少10%(重量)，适宜的为约25%至约45%(重量)谷物纤维(干基)。较好的谷物部分是麦麸。麦麸中天然存在的和/或添加的淀粉量可以高达60%(重量)。较高的淀粉含量(适宜的为约45%至约55%)可使得谷物产品中产生较高量的果糖。
谷粒可以是切开的(适宜的用钢刃切开)，整粒或萌芽的或制成麦芽的。对于生产碎片谷物制品和薄片谷物制品而言，整粒是较好的。
本发明中，加酶转化进行中应使得谷粒保持分离性或整体性。还应该尽可能增大果糖相对于还原糖总量的百分比含量，只要不造成过份的甜度或影响产物的加工性或颜色即可。在对谷物部分的处理时，也应保持其颗粒(如麸皮)的整体性。保持谷粒或颗粒的整体性或分离性以及保留淀粉或高分子量糊精对于将其用常规的加工设备成型或加工为早餐谷物食品的形状常常是必需的。例如，在生产碎片小麦时，对麦粒的加酶处理不能损害麦粒的整体性或分离性。如果分离性被破坏，麦粒会阻塞碎片辊进料料斗并趋向于粘附在碎片辊上。淀粉或形成基体的高分子量糊精的保留应足以使其具有加工性和易于成型以及使最终产物具有抗破裂能力。
在本发明中，使用D-木糖酮醇异构酶(也称为木糖异构酶，更常称为葡萄糖异构酶)将葡萄糖转化为果糖。根据本发明的一个方面，葡萄糖是通过采用淀粉葡糖苷酶或葡糖淀粉酶(也称为淀粉-1，6-葡糖苷酶)产生的。葡糖酶可通过使淀粉酶转化或谷物淀粉衍生的糊精酶转化生产出葡萄糖。用α-淀粉酶对谷物或至少一个谷物部分进行处理可以得到糊精。α-淀粉酶在α-1，4-半缩醛(-C-O-C-)键无规则地水解淀粉分子，经葡糖淀粉酶使之断裂产生葡萄糖。因此，用葡糖淀粉酶使之断裂产生出更多的还原糖，同时保留较高分子量糊精以增强其基体成型能力。在本发明中，α-淀粉酶的使用可以根据需要而定。
在本发明中，α-淀粉酶(如果使用的话)与谷物或者至少一个谷物部分和水的混合可以在蒸煮前，蒸煮开始时或蒸煮后进行。如果α-淀粉酶在蒸煮之前加入，要将谷物或至少一个谷物部分在α-淀粉酶的存在下于适宜的为约68°F(20℃)至约212°F(100℃)的温度下浸湿。浸湿时间为约半小时至约4小时。
谷物在水和α-淀粉酶(如使用的话)的存在下蒸煮至淀粉至少部分糊化。糊化的程度典型的为完全糊化。完全糊化是指用差示扫描量热法测定完全没有双折射和完全没有糊化热函。
蒸煮温度一般为176°F(80℃)至约212°F(100℃)，时间一般为约15分钟至约45分钟。预浸或蒸煮过程中的pH以约5-8为宜。一般情况下，蒸煮的时间和温度应足以消除谷粒中的白心或仅剩模糊的白心。
蒸煮后，谷物或至少一个谷物部分与水与葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶混合。也可以在蒸煮后将α-淀粉酶加入(如果使用的话)。如果是在蒸煮后加入，也可以是先前加入过的附加部分。葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶可以在蒸煮后同时加入或先后加入，或同时加入一部分再先后加入一部分。这些酶的先后加入可以使pH和温度适应于特定的酶。如果α-淀粉酶是在蒸煮后加入，可以先于葡糖淀粉酶或与其同时加入。
在葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶先后加入的情况下，用葡糖淀粉酶处理的温度宜为约68°F(20℃)至约176°F(80℃)，pH值宜为约3-8，温度最好为约131°F(55℃)至约167°F(75℃)，pH值最好为约4-6。用葡萄糖异构酯处理的温度宜为约68°F(20℃)至约212°F(100℃)，pH值宜为约5-9，温度最好为131°F(55℃)至约158°F(70℃)，pH值最好为约6-8。
在用葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶同时处理的情况下，转化宜在温度为约68°F(20℃)至约176°F(80℃)、pH值为约5-8下进行，最好在温度为约131°F(55℃)至约158°F(70℃)、pH值为约6-7下进行。当α-淀粉酶是在蒸煮后加入时，在加入葡萄糖淀粉酶之前用α-淀粉酶进行处理的时间纱小时，适宜的温度为约176°F(80℃)至约194°F(90℃)。用α-淀粉酶处理之后，必要时使反应混合物冷却至适合于采用葡糖淀粉酶的温度。用葡萄糖淀粉酶和葡糖异构酶处理的总时间或培养周期可达48小时，典型的为约2小时至约24小时。当葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶先后使用时，用葡糖淀粉酶的处理时间可达约24小时，用葡萄糖异构酶的处理可再达约24小时。
在本发明的方法中，蒸煮后和在用α-淀粉酶(如果使用的话)、葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶进行处理的过程中对谷物或至少一个谷物部分进行匀湿。
蒸煮和用葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶处理过程中所用的水量最好应限制为使得几乎所有的水都能被谷物或至少一个谷物部分所吸收。这可以降低排水造成的还原糖的损失。适宜的是，蒸煮过程和加酶处理过程中所用的水量为水和谷物或至少一个谷物部分的总量的约20%至约55%(重量)。可以在蒸煮后加水以使酶与蒸煮过的谷物或谷物部分混合，实现加酶处理的均匀性。加酶处理之后，排掉残存的多余的水。沥干后的加酶处理过的谷物或谷物部分在成型前可根据需要进行调和以使水均匀分布于谷物。
如没有另外说明，本发明中所用的酶浓度是按照美国专利No.4，376，824第8栏第47行至第11栏第8行所述以“活性”定义的。糖的测定、右旋糖当量(DE)的计算和异构化程度(果糖%)的测定也是依据美国专利No.4，376，824所述的方法进行的(见第11栏第10行至第12栏第43行)。本文引用该专利文献作参考。
因此，在本发明中，α-淀粉酶浓度是以lig/g表示的，其中“g”是淀粉干物质的克数。“Lig”是力规分的缩写，它是1967年版的美国纺织化学和染色化学者协会技术手册(卷43，pp.B-174和B-175)中公布的标准试验的修正方法AATCC103-1965“用于脱浆和检测的细菌α-淀粉酶”所规定的酶活性。
所公布的方法修正方案是(1)将25.3g氢氧化钠(化学纯)和340g磷酸二氢钾(化学纯)溶于水并稀释至2升，制备淀粉底物的缓冲液。
(2)将125ml缓冲液加到冷却的糊膏状淀粉底物，然后使底物体积增至500ml。
(3)测定淀粉底物的pH值，必要时，调节至6.20+0.05。
(4)用0.025摩尔氯化钙溶液作为酶样品稀释剂。该稀释剂的制备是将11.1g无水氯化钙(化学纯)溶于水并使其体积达到4升。
(5)由BAU换算力规分的公式为BAU×2.85＝力规分。
葡糖淀粉酶的活性单位(GU)是由下述步骤中于60℃和pH为4.5时每小时催化产生1g右旋糖的酶用量确定的。
将10ml(10%)含有20mM乙酸盐缓冲剂、pH为4.5的部分水解的淀粉(例如Maltrin-10，GrainProcessingCo.产品，Muscatine，Iowa)用吸液管加入保持在60℃的加盖反应器中，加入1ml含有0.03-0.15GU的葡糖淀粉酶溶液并混合，混合物于60℃保持1小时。1小时保温期结束后，加入预定体积的1M氢氧化钠使pH值为8.5-10.5以终止酶作用。然后将混合物冷却至室温。
将得到的2.5ml检测水解液用吸液管移入25ml费林溶液中，费林溶液的制备如“StandardAnalyticalMethodsoftheMemberCompaniesoftheCornIndustryResearchFoundation，Inc.”(1001ConnecticutAve.，N.W.，WashingtonD.C.20036)中所述的测定DE的方法E-26.(右旋糖当量(DE)的定义为以右旋糖表示的还原糖存在的浓度，干物质的百分比计算)。根据上述测定DE的步骤，使混合物沸腾并用含有5g右旋糖的标准右旋糖溶液滴定。用与上述制备检测水解液相同的方式制备对比混合物并进行滴定，不同之处在于1ml葡糖淀粉酶溶液是在1小时保温期和加入氢氧化钠溶液之后加入。葡糖淀粉酶活性的计算式为(GU)/(g) ＝0.002V((C-A)/W)其中V是检测水解液的总体积(ml)，通常为11.2ml，C是用于滴定对比混合物的标准右旋糖溶液量(ml)，A是用于滴定检测水解液的标准右旋糖溶液量(ml)，W是每毫升稀释的酶溶液中酶的重量。
葡萄糖异构酶活性用IGIU单位表示。
IGIU是国际葡萄糖异构酶单位的缩写，表示在pH为6.84-6.85(0.2M马来酸钠)，温度为60℃，初始溶液中含有2摩尔葡萄糖/升，0.02摩尔MgSO4和0.001摩尔Co Cl2/升时，每分钟将1毫摩尔葡萄糖转化为果糖所需用的酶量。葡萄糖异构酶的测定用N.E.Lloyd等著“谷物化学”，49，No.5，pp.544-553(1972)中所描述的方法进行。
除另有注明，酶的浓度或剂量用lig/g，GU/g或IGIU/g表示，其中“g”是初始存在的淀粉干物质的克数。除另有说明，小麦的淀粉含量假定为63.2%(干基，重量)。
在本发明中，适宜的酶浓度是α-淀粉酶为约1lig/g至约1000lig/g，葡糖淀粉酶为约0.1GU/g至约10GU/g，葡萄糖异构酶为约1IGIU/g至约100IGIU/g。如果使用α-淀粉酶，其浓度最好至少为约200lig/g。
本发明中所用的酶是商业上可得到的。热稳定性酶是优选的。适用于本发明的酶包括NovoIndustryA/S生产的热稳定性α-淀粉酶，芬兰SugarCo.，Ltd.生产的以SPEZYMEGA-200为注册商标出售的葡糖淀粉酶和同一芬兰公司生产的以SPEZYMEGI为商标出售的葡萄糖异构酶。
加酶处理过程中的pH值可用一种可食用的缓冲剂控制。较好的缓冲剂是含有乙酸和乙酸盐和乙酸盐缓冲剂。可以使用pH值调节剂例如氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钙对pH值进行连续调节。可用的其它缓冲剂或pH值调节剂包括丙酸盐、乳酸盐、富马酸盐、马来酸盐、柠檬酸盐和磷酸盐，例如磷酸钾。
本发明还涉及将谷物面粉或粗粉中一部分纤维素成分或淀粉以及纤维素组分转化为果糖以制备甜化谷物产品的方法。研磨前，谷物具有高含量的纤维和淀粉。这些谷物包括各种大粒和小粒谷物，例如玉米、黑麦、稻米、小麦和大麦。其它农作物例如大豆和花生也具有可观的淀粉和纤维含量，用本发明所述的方法可将其转化为果糖。谷类作物具有特别高的纤维或纤维素含量，且含有大量的淀粉。例如，小麦的表皮、珠心、内种皮都含有麦麸，其纤维含量高，是黑面粉和全麦面粉的主要组成部分。在研磨过程中将麦麸与麦粒的胚乳分离制成面包粉，并将麦麸收集起来单独研磨制成麦麸粉。这些面粉中的纤维组分含有可观量的纤维素。
在本发明的方法中，润湿的含有谷物纤维的研磨谷物或谷物整粒，最好是含有纤维素和淀粉的谷物面粉或粗粉，先进行可有可无的粉碎，然后与一系列酶接触，包括纤维素酶和葡萄糖异构酶以及必要时也可以采用的糖化酶;润湿的谷物面粉或粗粉与所述一系列酶一起保温足够的时间以产生果糖，最后收集含有果糖的产品。
在本发明的方法中，谷物面粉或粗粉中纤维素含量的显著部分可经加酶处理转化为葡萄糖。将谷物面粉或粗粉的纤维素部分转化为葡萄糖并由此生产果糖使得谷物面粉或粗粉中大量淀粉可以保留下来，以用来保持由这些处理过的面粉或粗粉最终生产的谷物产品的结构和可成型性。另一可选择的方法是也可以将一部分淀粉糖化，以便再产生一些葡萄糖或其它糖类，或通过葡萄糖异构酶的作用再产生一些果糖，同时保留大量淀粉和高分子量糊精以满足处理后的谷物的结构和成型步骤的需要。
已知果糖比葡萄糖或蔗糖具有更高的甜度。因此，根据本发明可以生产具有所需甜度同时保留相对低的可消化的热量的高纤维谷物，因为本发明方法的一个方面是没有必要糖化淀粉。如上所述，本发明方法的一种产品是加酶处理过的甜化低热量高纤维谷物产品。
更详细地讲，本发明的诸多方面所涉及的方法都是在润湿的谷物中用纤维素酶和葡萄糖异构酶处理生产果糖。一般要将谷物研磨或用其它方法破裂、粉碎或破碎成小粒。这种研磨过的谷物最好是由含有淀粉和纤维素的谷物制成，呈粗粉或细粉或未经筛过的粗粉形式。这些谷物包括玉米、稻米、小麦、燕麦、大麦和黑麦的大粒和小粒谷物。由这些谷物制得各种各样的面粉或粗粉作为本发明方法的原料。由这些谷物制成的并且适于生产早餐谷物食品的面粉或粗粉是众所周知的。就面粉而言，由小麦制成的是较好的，特别是麦麸粉、黑面粉和全麦面粉尤其适用。麦麸粉是特别好的。
一般情况下，面粉是以干燥的形式供应的，其水含量为20%或更低，一般约为10%。在根据本发明对其进行加酶处理之前或与之间时，要增加面粉的水含量。通常，水含量应增加到足以使上述一系列酶显示活性，所有这些酶一般是在有水或使成水谷物的环境下才起作用。水含量是根据HO占全部混合物总量的百分比确定的。水含量的范围为约25%至更高。为维持上述系列酶的活性，水含量在约40%至约80%之间是较好的。
根据所用面粉的类型、所需最终谷物产品的结构和所需糖化及果糖转化反应的速度，水含量可有变化。然而，一般说来，水含量不能超过面粉或粗粉所能吸收的水量。采用麦麸粉时使其水含量为约55%至约60%，可以得到松脆的甜化谷物产品。
面粉或粗粉中的水含量可以采取增加或从中排出水的方式进行调节。如果是在加入酶系列之前将面粉或粗粉浸入溶液或水中预润湿的，有必要采用常规的方法将多余的水除掉，例如采用倾析、吸走、压挤、滤出或加热或其组合的方法。如果使用的是干面粉或粗粉，水量的调节可以采用添加含水的溶液来完成。所述溶液可以是含水的酶溶液，例如上述纤维素酶和葡萄糖异构酶的水溶液，或者在需要时也可以是淀粉酶和淀粉葡糖苷酶的水溶液。
此外，面粉也可以用调味糖浆的水溶液润湿。所述调味糖浆可含有蔗糖、水果提取物等。然而，由于通过酶的作用从面粉中已产生显著量的葡萄糖和果糖，在本发明的方法中没有必要加入这种蔗糖的水溶液。
按照本发明，在过程中最好用足够维持酶系活性的湿度进行谷粉或粗谷粉的酶处理。但一般是不希望加入这样多的水于谷粒或谷粉中的，过量的水可在酶处理之后排掉，从湿谷粒或谷粉中回收。可以有多余的水被排掉，这样大的水含量一般将导致酶处理后产生的可溶性糖的损失。因此，最好在湿润谷粒或谷粉时使用不多于谷粒或谷粉可以完全吸收的水溶液。
在制备作进一步加工的谷粉或粗谷粉时，谷粉或粗粉要被破裂以部分改变其中的淀粉和纤维素。一般，破裂过程包括加热，最好应用湿热。因此可使用通蒸汽、蒸汽加压、在封闭容器中加压蒸煮，或者较不常采用的是应用干热。化学破裂方法，如用弱碱处理，也是已知的。
在整谷粒、粗谷粉或谷粉中加入酶系可在生产本发明的甜化谷产品过程中的各个点上进行。总的说来，可在谷粉或粗谷粉破裂过程的前、后或过程中加入。通常在破裂后最好使谷粒、粉或粗粉与酶系接触。可以不受下述理论的限制，即可以认为谷粒、谷粉或粗粉的破裂可增加破裂的粉中酶对酶作用物的微观可适性，因而最大程度地提高葡萄糖产率和糖的有效性以及少量棕黄反应的糖化物，如果甜化谷产品最后需要烹调的话。
酶系也可在破裂前加入。若酶系此时在过程中加入，便可调节其后的破裂步骤，以维持破裂作用期的一部分中的酶活性，办法是调节该部分的温度上升速度，这部分的酶一谷粒、粉、粗粉混合物的温度是上升的。当然，破裂步骤可以用来最终基本上或完全使加入整谷粒、粉或谷粉的酶失去活性，假如酶系是在破裂步骤前加入的话。
酶系也可在破裂作用的过程中加入，调节每一种酶的加入量和加热速度以得到最终产物中葡萄糖异构酶和葡糖淀粉酶已在美国专利4，532，208和4，536，477中分别叙述。再者，使用热稳定酶可使本发明的方法通常在高于75℃的温度下进行。因此，可用于缩短在甜化的谷产品中产生葡糖所需的时间。在本发明的方法中，酶系中各酶加入湿谷粉或粗粉中的次序也是很重要的，一般，各种酶可同时加入破裂的或非破裂谷粒、粉或粗粉，或者按葡萄糖异构酶在最后加入的次序加入各种酶。葡糖转化酶活性达到的稳定状态类似于慢速加入葡萄糖转化成果糖所达到的稳定状态是所希望的。在这些条件下产生的果糖的浓度不象抑制葡萄糖形成果糖那样大。通常，当谷粉底物湿润条件为75%的水或小于75%水时，一次加入所有的酶是合适的。在这些条件下，由纤维素酶或纤维素酶和糖化酶(如α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶)相结合产生的葡萄糖由葡萄糖异构酶转化成果糖，其转化率基本上与葡萄糖的产率相等。通常，加入过量葡萄糖异构酶是合适的。
酶处理后，谷粒或至少一种谷粒部分可用常规大规模生产的谷类加工设备制成早餐谷制品。例如，将甜化谷粒切碎、制片、挤压或磨粉。
在生产即食的碎麦片饼干时，供酶甜化的碎谷粒的适合水份含量约为28%～49%(重量)，比较典型的约为39%～43%(重量)(按谷粒重量计算)。经蒸煮和匀湿的用酶甜化谷粒最好是用带传送器输送至一料斗，加入螺旋传送器。后者通过料斗或流管将谷粒送至粉碎辊组或研磨机。
切碎机包括相反转动的一对辊子，其中一个辊子有周槽和跨越周槽的网纹槽以生产整块的网纹板。最好控制二辊间的空隙以避免膜(webbing)的产生。谷粒通过两辊之间，变形成周槽和网纹槽。每对辊子生产一面团层，上面有许多大体平行的纵向线和大体垂直于此线的网纹线。纵线由周槽产生，与下置的传送带运动方向平行，面团层的网纹线是由网纹槽产生的，通常垂直于传送带的运动方向。
切条机是沿着普通的下置传送带成线型排列的。每一切条的面团层和片是置于上位传送带上的，它们的纵向线有相同的方向。
将切条的面团层连续地重叠起来，叠层用已知的切割装置按产品流动方向横向和纵向切割成为多线饼干预制品，切割可以切透叠层，成为烘烤前的一个个的饼干形状。但较好的是部分切透有填料的叠层使成为饼干形状，接着用已知方法烘烤并分离烘烤过的并部分切割的叠层成为一个个的饼干。此步骤使切割的产品通过烘炉时的定向易于控制。
在麦片的生产中，用酶甜化的谷粒可以干燥至适合的麦片水分含量，并在有光滑表面的大的相反转动的钢筒之间通过，钢筒可以内部冷却或加热。在制成麦片前可以将谷粒进行研磨。
可以将谷粒或一种谷粒部分进行干燥，然后在磨中研细来生产磨细的谷产品。然后，磨细的产品可以进行烘烤。
在挤压产品的生产中，可将酶甜化的谷粒或至少一种谷粒部分任意干燥至适当的挤压水分含量，并且双螺旋厨用挤压机进行挤压。各种模具都可用于把甜化谷料挤压成膨化或不膨化的早餐谷制品。
在本发明中，酶是通过常规烘、烤和干燥步骤的加热被去活的，以提供货架稳定的产品，例如在碎麦片饼干的生产中，切好的叠层可在常规设备中进行干燥、烘、烤。适合的叠层干燥、烘、烤炉包括ProctorandSchwartz，WernerLehara和Spooner炉，这些炉中有鼓风装置、煤气燃烧嘴和一个运送带，炉中用于干燥、烘、烤饼干预制品的温度模式一般在约200-600°F的范围。通常，此范围内的温度适合于所有酶的失活。干燥、烘、烤的总时间应使其避免过度变棕，特别是在本发明的产品有还原糖存在的情况下。干燥、烘、烤的适合时间取决于产品厚度、大小、炉子类型，产品中还原糖的量。一般说来，适合的时间为约4-10分钟。
酶糖化的本发明的产品所得到的果糖的量应提供足够的甜度和可口的复合的类蜂蜜风味。酶处理谷粒或至少一个谷粒部分而产生的果糖的量应为谷产品总干重的至少1%，最好是5%，据信本发明的产品的可口的复合风味及芳香是果糖和谷粒蛋白质间的Maillard(美拉德)反应结果。本发明的谷产品的还原糖含量可达干重的35%左右，以10%～25%左右为适宜，通常，本发明的谷产品的果糖含量在约5%～45%的范围，最好是约15%至约40%或更多(以谷产品的总单糖含量计算)。
酶处理的小麦样品还原糖含量可用Bernfield的改良的二硝基水杨酸法(DNS)测定。也可用其它方法测定。
制备分析样品时，可用小型电咖啡研磨机研磨成比较细的粉末。研细和混合后，取一小样进行干固体测定。
可溶性还原糖的提取是将0.3-1.0克的干小麦磨粉样品悬浮于50ml的无离子水中，搅拌2小时，然后用高速离心法或过滤法除去不溶物，取自清液即滤液等分试样直接用于DNS还原糖测定。
如用湿样品，在提取前需有酶去活处理，这可在面粉样品加水后立即加入几滴10%的NaOH溶液将提取液的pH调至10左右来实现，或在50ml0.02M的碳酸盐/碳酸氢盐缓冲溶液中(其pH为10)提取粉状样品。
DNS试剂的制备是将1.0g3，5-二硝基水杨酸(DNS)溶于20ml2N的NaOH溶液和50ml无离子水中，再加入30gRochelle盐(四水合酒石酸钾钠)。当盐全部溶解后，加水至100ml，试剂置具塞棕色瓶中在室温下贮存。
标准葡萄糖溶液的制备(0.01M)是将0.180g无水葡萄糖溶于约80ml的无离子水中，然后稀释至100ml。由标准葡萄糖溶液制备0～10μM/ml浓度的一系列稀溶液，在一系列的试管中各加入1.0mlDNS试剂。用吸液管在每一试管中置入1.0ml不同浓度的葡萄糖溶液。每一试管用一玻璃球(或大理石球)或铝箔盖住，侵入沸水浴中5分钟(须准确)，然后再将试管侵入冷水浴中10分钟。然后在每一试管中加入10.0ml无离子水并用旋涡混合器很好地混合，在适合的比色计或光谱仪测定540nm波长的吸收，以空白试剂(1.0mlDNS，1.0ml无离子水，按上述方法处理)作参比。绘制540nm的吸收/葡萄糖浓度图。
将未知浓度的样品稀释到每毫升含1～10μM还原糖的浓度，每一样品按标准化步骤处理，自标准曲线测定还原糖的浓度。
转化成糊精和还原糖的谷淀粉的量基本上可达100%(以干淀粉为基础计算)。然而，转化成低分子量产品的转化率不应太高以致破坏其易成型性或机加工性或减低了最后的谷产品的强度。另外，转化成低分子量产品的转化率应该足够高以使能提供甜味量的果糖。
本发明可用于生产现成的早餐谷制品。即时谷食以及热谷食。
本发明用下述实例给以进一步解释。除非另外指明，酶的剂量或浓度是指每克干物质小麦淀粉的酶含量，假设小麦的淀粉含量为63.2%(以干重为基础计算);所有的温度均使用摄氏度;所有的百分数、比率和比例均按重量计;除非另外指明，小麦是未粉碎的。
实例1以果糖自然甜化的现成碎麦片饼干可用1000克未粉碎的整麦种加700ml水于100℃下蒸煮30分钟，接着把蒸煮过的小麦冷至85℃，不需沥水。然后可加入3.2ml(约100liq/lg全干淀粉)NevoTermamylT-120α-淀粉酶(20，000liq/ml)于蒸煮过的小麦中。将α-淀粉酶和蒸煮过的麦种彻底混合，在85℃下保温2小时，然后冷却至60℃以同时加入葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶。可加入的Spezyme葡糖淀粉酶(200GU/ml)的量为1.6ml(每克全干淀粉约0.5GU)，可加入的Spezyme葡萄糖异构酶(630IGIU/ml)的量为1.0ml(每克全干淀粉约1.0IGIU)。将麦种和酶混合后在60℃保温18小时，用酶处理过的麦粒可进行沥水。然后将麦粒进行干燥至湿含量约为41%。此后麦粒可用相反转动的辗辊(其中一个有槽)制成连续的网状片，将网状片，叠成10层的叠层体，将叠层体部分切成矩形、匙形饼干预制品。然后将预制品在煤气区段炉中干燥、烘、烤7分钟，进口处至出口处的温度由200°F左右至600°F左右，其后再把预制品分离成一个个的饼干，得到的产品水分含量约为4.5%(重量)。
实例2以果糖自然甜化的现成碎麦片饼干的制备，除在加入葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶后将麦种和酶在60℃下保持2小时而不是18小时外，可按实例1的方法进行。
实例3果糖自然甜化的现成碎麦片饼干的制备，除将3.2ml(100liq/g)的α-淀粉酶加入蒸煮水中，再加入麦种外，可按实例1的方法进行。蒸煮后将麦种在85℃下保温2小时，然后冷却至60℃以按实例1的方法加入葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶。
实例4除加入葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶后，将麦种和酶在60℃下保温2小时而不是18小时外，按实例3的方法制备果糖自然甜的现成碎麦片饼干。
实例5除下述条件外，按实例1的方法制备果糖自然甜化现成碎麦片饼干a)将蒸煮后男÷罄淙粗 1℃而不是85℃，不需沥水;b)不使用α-淀粉酶;c)冷却的小麦在21℃下保持2小时以加入葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶后，加热至60℃。
实例6除下述条件外，按实例2的方法制备果糖自然甜化现成碎麦片饼干a)在蒸煮水中加入半量的α-淀粉酶(50liq/g)，再加麦种，将其余一半量(50liq/g)的α-淀粉酶加入蒸煮过的小麦片;b)葡糖淀粉酶的加入量为3.2ml(约1.0GU/g)而不是1.6ml(约0.5GU/g);c)葡萄糖异构酶的加入量为0.5ml(约0.5IGIU/g)而不是1.0ml(约1.0IGIU/g)。
实例7除下述条件外，按实例2的方法制备果糖自然甜化现成碎麦片饼干a)用1.6mlα-淀粉酶(50liq/g)预浸小麦种;b)加入蒸煮过的小麦中的α-淀粉酶的量由3.2ml(100liq/g)减至1.6ml(50liq/g)。
实例8将1000g未粉碎的整麦种和700ml水在210°F蒸煮30分钟，然后将此蒸煮过的小麦冷却至60℃(不需沥水)以加入葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶。Spezyme葡糖淀粉酶(200GU/ml)的加入量为32.0ml(每克全干淀粉约10.0GU)。将葡糖淀粉酶和麦种混合并在60℃下保温4小时。然后，将5.0ml(每克全干淀粉约5.0IGIU)Spezyme葡萄糖异构酶(630IGIU/ml)用1.0M磷酸钾缓冲液缓冲至pH7.0。将蒸煮过的小麦种和葡糖淀粉酶混合物与缓冲葡萄糖异构酶混合，然后在60℃下保温14小时。其后便可将用酶处理过的谷粒进行沥水，然后干燥至湿含量约为41%。如实例1的方法进行粉碎、切割、干燥、烘、烤。
实例9将实例8的沥水后的用酶甜化的谷粒干燥至湿含量为20%(重量)而不是41%。用压片辊子将干燥的麦种压片，麦片在鼓形烤炉中以275°F的温度烘烤，以将酶去活并生产一种果糖甜化的烘烤产品。制备果糖自然甜化的现成麦片。
实例10本发明证明在小麦用酶法蒸煮时产生的还原糖在水中的潜在损失，此水量实质上是大于可被小麦吸收的量。
将20g清洁柔软的白小麦(即约18146g-以干重计算)与27ml的水混合。水中加入含1850力规分的0.185mlTermamyl-T-120α-淀粉酶。将此小麦、水和酶的混合物浸入沸水浴中30分钟，用一不含α-淀粉酶的用上述同样方法处理的样品作对照。蒸煮后将小麦在烧结玻璃漏斗中沥水15分钟，再在实验室真空下抽气30分钟，将小麦沥出的液体收集起来进行还原糖分析。然后，将小麦样品在实验室磨中研磨并彻底混合，对该物质取样作干固体颗粒的测定用。其次再将混合物质用水尽量提取，提取物用Bernfield的二硝基水杨酸法测定还原糖、[Bernfieldp.(1955)inMethodinEnzymology(Colowick，S.P.andKaplan，H.O.，ed.)Vol.l，p.149，AcademicPress，NewYork]，Bernfleld法是以右旋糖校准的，此法所得的数据列于表1。
表1还原糖(干重%)研磨麦粉沥出水总计对照0.510.020.53α-淀粉酶处理0.510.170.71淀粉的酶水解产生趋向于沥入小麦四周水溶液的可溶性还原糖，此还原糖损失按潜在甜化作用和增加过程沥出水的生物氧的需要而言是不希望有的。
实例11此实例证明各种α-淀粉酶对整小麦淀粉水解的效果。
进行了6个试验，每次分析中，蒸煮所加入的水由每克小麦1.35ml(实例10)减至每克小麦0.76ml。此处采用三种不同的加α-淀粉酶的方法和水解方法，每种用两个不同的α-淀粉酶(TermamylT-120)剂量，即100和200liq/g淀粉。在试验1和2中，将整的清洁小麦加入预热的水中，接着加α-淀粉酶。将此混合物在沸水浴中煮30分钟，煮后将小麦在烧结玻璃漏斗中沥水15分钟。再用实验室真空抽气30分钟。用此样品作干固体测定。然后将小麦悬浮于20毫摩尔的乙酸盐缓冲液中，其pH为3.0。然后将此物质在混合器中研磨以制备检验还原糖浓度的样品。沥出水也作还原糖分析。
在试验3和4中，按试验1和2相同的方法蒸煮小麦。蒸煮之后，让未沥水的小麦冷却至80℃并在沥水、干燥和混合前于80℃保温2小时。因在试验3和4中，小麦保留了所有的水分，所以未收集到沥出水。
在试验5和6中，加α-淀粉酶后，将小麦在室温下预浸，预浸3小时后按试验1和2的方法蒸煮和处理小麦。试验1、3、5的α-淀粉酶的浓度为100liq/g;试验2、4、6的α-淀粉酶浓度为200liq/g。试验1～6的结果在表2中说明(酶处理时间是近似时间)。
表2不同α-淀粉酶对小麦淀粉水解处理效果还原糖%(干重)试验剂量沥水体积-时间liq/gml小麦沥出水总量(小时)11002.30.320.050.371.2522002.51.340.061.401.25310000.8300.832.5420001.8801.882.551002.00.830.100.934.2562003.22.050.142.194.25
试验5和6包括在室温下预浸了3小时，产生了总量最多的还原糖。可以认为在蒸煮温度前，预浸使小麦吸收水分和α-淀粉酶。但必须指出，此方法中有相当一部分还原糖损失于沥出水中，并且酶接触的时间是最长的。对比起来，试验3和4中的蒸煮小麦是在沥水和干燥前在80℃下保温的，其结果是水解的程度降低，无沥水和还原糖损失，实质上接触时间较短了。因此可以说，热稳定的α-淀粉酶可以有效地用于小麦蒸煮步骤以将部分小麦淀粉水解成糊精。
实例12此实例证明各种葡糖淀粉酶处理方法对α-淀粉酶处理对整小麦淀粉水解产物的效果。
此例进行了包括对照试验在内的5个试验。在每一试验中，20g小麦配以α-淀粉酶(TermamylT-120)，浓度为200liq/g淀粉，并在室温下浸泡1小时;然后使用每克小麦约0.75ml的水在沸水浴中煮30分钟。对照试验中的小麦在蒸煮后进行沥水和干燥。其余的试验，将未沥水的小麦冷却至58℃，冷却后的未沥水的小麦配以含58.3GU的1.0ml葡糖淀粉酶(SpezymeGA)或5GU/g干小麦淀粉的剂量。此混合物在58℃下保温不同的时间，然后沥水、干燥。在取样测定干固体后将小麦研磨，悬浮于pH3的20毫摩尔的乙酸盐缓冲液中，加热终止酶的活性。将此悬浮液进行离心分离，除去不溶物。将各种上清液进行还原糖分析。实例12的试验结果列于表3。
表3试验还原糖水解百分数＊%(千重)对照(无GA)0.771.1GA(2小时)12.3617.6GA(4小时)13.2118.8GA(10小时)14.6120.8GA(22小时)16.9124.1＊以淀粉含量63.2%为基础(每克小麦702mg潜在还原糖)表3所述的结果显示葡糖淀粉酶迅速被小麦吸收。仅在58℃下保温2小时后，便得到还原糖12.36%(干重)。这样，约有17%的淀粉水解成还原糖。较长时间的保温产生了较多的还原糖。保温22小时，约有24%淀粉水解。
用葡糖淀粉酶处理4小时或10小时的小麦经研磨后在90℃的鼓风烘箱中干燥1小时，干燥的小麦散发出可口的甜味芳香，有些类似蜂蜜。将常规方法蒸煮不加酶的小麦样品也用同样方法干燥。干燥处理后的样品具有富丽的金棕色，未处理过的样品在干燥后保留着灰暗的稻草色。处理过的样品的味道比未处理过的样品或商品碎小麦样品感觉更甜、更有复合味。
实施例13本实施例说明了通过进一步使用葡萄糖异构酶，用比实施例12中更低浓度的α-淀粉酶和葡糖淀粉酶来生产变甜量的还原糖。
进行六次试验，其中蒸煮步骤是在降低水含量为每克小麦约0.75ml水的添加下进行的。
在试验1中，在蒸煮步骤未加α-淀粉酶。蒸煮后，将小麦冷却到60°，加入1.0ml含58.3GU的葡糖淀粉酶(SpezymeGA)(0.5GU/g)和11.6IGIU葡萄糖异构酶(SpezymeGI)(1IGIU/g)的酶液，并在60℃下温育2小时。
在试验2中，在蒸煮步骤未加α-淀粉酶。然后与浓度为2.0GU/g的葡萄糖淀粉酶和浓度为2.5IGIU/g的葡糖异构酶一起于60℃温育2小时。
在试验3中，α-淀粉酶以100Liq/g的浓度加入到蒸煮步骤中。将小麦蒸煮，然后与浓度为0.5GU/g的葡糖淀粉酶和浓度为1.0IGIU/g的葡萄糖异构酶一起于60℃温育2小时。
在试验4中，α-淀粉酶(TermamylT-120)以100Liq/g的浓度加入到蒸煮步骤中。将小麦蒸煮，然后浓度为2.0GU/g的葡糖淀粉酶和浓度为2.5IGIU/g的葡萄糖异构酶一起于60℃温育2小时。
在试验5中，α-淀粉酶和葡糖淀粉酶都分别以100Liq/g和0.5GU/g加入到蒸煮步骤中。将小麦蒸煮，然后在不进一步加入酶的情况下于60℃温育2小时。
在试验6中，α-淀粉酶以200Liq/g的浓度加入到蒸煮步骤中。将小麦蒸煮，然后与浓度为5GU/g的葡糖淀粉酶和浓度为5IGIU/g的葡萄糖异构酶一起于60℃温育2小时。
在各次试验中，于60℃两小时温育后，将小麦分成两等份。第一份立刻沥干并在风冷烘箱中于90℃干燥。第二份在沥干和干燥前于室温下缓和16小时。将各份干燥样品研磨并取样测定固体颗粒和还原糖浓度。结果示于表4表4酶浓度还原糖百分率＊αGAGI试验(Liq/g)(GU/g)(IGIU/g)未缓和缓和100.51.02.02.8202.02.53.05.031000.51.02.64.841002.02.53.96.751000.502.23.962005.05.0-13.2＊每100克干燥小麦还原糖(表示为葡糖)克数。
结果显示出，经缓和的样品的糖含量始终高于未经缓和的样品。这种结果表明，100℃蒸煮和60℃温育步骤后某些酶仍保持活性。对经研磨干燥的小麦样品进行品尝并与研磨的市售碎小麦样品进行比较。各样品感觉出的甜度与各样品还原糖含量密切相关。试验6的18小时样品的糖含量相当于每盎司供给的谷物约1/2茶匙的糖。样品的甜味容易品尝到，可能比天然变甜的谷物所必须的甜味要大。试验5的18小时样品(未用葡萄糖异构酶且葡糖淀粉酶加入到蒸煮步骤中)实际上感觉不到甜味。使用葡萄糖异构酶(试验5和实施例12中未使用葡萄糖异构酶)致使在比使用葡糖淀粉酶时更低还原糖含量的情况下也可感觉到甜味。
实施例14本实施例说明了还原糖产率比实施例13得到提高，条件是a)在以85℃代替60℃蒸煮之后进行α-淀粉酶处理，b)葡萄糖淀粉酶和葡糖异构酶处理是在60℃下进行18小时(代替2小时)，之后在室温下再进行16小时。
在试验1中，进行对照试验，其中未加入酶。在约100℃下，用每克小麦约1.39ml水蒸煮小麦30分钟。
在试验2中，蒸煮步骤未加入酶。蒸煮小麦，然后与浓度为100Liq/g的α-淀粉酶(TermamylT-120)一起于85℃温育2小时。温育步骤之后，使混合物冷却到60℃，随后将1.0ml含58.3GU的SpezymeGA葡糖淀粉酶(0.5GU/g)和11.7IGIU的SezymeGI葡萄糖异构酶(1.0IGIU/g)的溶液加入到冷却的混合物中。然后，冷却的混合物于60℃再温育2小时或18小时。
在试验3中，α-淀粉酶以50Liq/g的浓度加入到蒸煮步骤中。蒸煮步骤之后，更多的α-淀粉酶以50Liq/g的浓度加入到混合物中，然后再使其于85℃温育2小时。混合物冷却到60℃，按试验2的方式加入葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶。
在试验4中，小麦用浓度为Liq/g的α淀粉酶于60℃预渍2小时。蒸煮步骤之后，更多的淀粉酶以50Liq/g的浓度加入并按照试验3处理小麦。
在试验5中，α-淀粉酶以100Liq/g的浓度加入到蒸煮步骤中，于85℃下，将小麦温育2小时而不再进一步加入α-淀粉酶。然后，使小麦冷却到60℃，按试验2加入葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶。
在试验6中，α-淀粉酶以50Liq/g的浓度加入到蒸煮步骤中。蒸煮步骤之后，以50Lq/g的浓度将进一步的淀粉酶加入到混合物中，然后于85℃温育2小时。然后，使混合物冷却到60℃，随后将浓度为1.0GU/g的葡糖淀粉酶和浓度为0.5IGIU/g的葡萄糖异构酶加入到混合物中，然后使其于60℃再温育2小时或18小时。
在试验2～5中，蒸煮用的水量约为用于试验1的水量的一半。在试验6中，蒸煮用的水量约为用于试验1的水量的2/3。
在按照试验1～6指出的方式处理后，将小麦沥干并在风冷烘箱中于90℃干燥2小时。然后对小麦进行研磨并掺和，随后取样进行干固体颗粒测定、还原糖分析和品尝评定。结果示于表5。
表5剂量还原糖百分率试验(Liq/g)GA(GU/g)GIIGIU/g)2小时18小时10000-21000.51.011.117.231000.51.08.712.741000.51.09.714.251000.51.06.914.361001.00.514.021.5实施例14的结果表明，除了对照之外，在所有试样中，小麦中的淀粉都显著水解成还原糖。这在18小时温育后更是如此。最多的还原糖是在试验6中生产出的，其中得到21%以上的还原糖。除了试验1之外，所有18小时样品都易于感觉到甜味，具有可口、复杂、蜜状香味。据认为，这种香味是在高温干燥过程中还原糖、特别是果糖与蒸煮谷物中的其它成份之间的Maillard反应的结果。
实施例15本实施例表明了在蒸煮步骤中加入或未加入α-淀粉酶的条件下，葡糖淀粉酶对于全部小麦中还原糖产率的影响。
此次共进行了8次试验。试验1，2和3是在无任何α-淀粉酶的情况下进行的。本实施例的全部试验是采用低水量蒸煮，也就是100克小麦加75ml水。蒸煮步骤之后，将小麦冷却到60℃并加入1.0ml含适量酶活性的SpezymeGA葡糖淀粉酶溶液。在试验1中，以2GU/g浓度加入葡糖淀粉酶。在试验2中，以5GU/g的浓度加入葡糖淀粉酶。在试验3中，以10GU/g的浓度加入葡糖淀粉酶。用葡糖淀粉酶与小麦于60℃温育并定期取样进行还原糖分析。
在试验4和5中，α-淀粉酶(TermamylT-120)以50Liq/g的浓度加入蒸煮步骤。在试验4中，以2GU/g的浓度加入葡糖淀粉酶。如同试验1，2和3，于60°温育小麦并定期取样进行还原糖分析。
在试验6和7中，α-淀粉酶以100Liq/g的浓度加入到蒸煮步骤中。试验6中蒸煮步骤之后，将小麦冷却到60℃并加肱ǘ任 GU/g的葡糖淀粉酶。在试验7中，小麦冷却到85℃并在冷却到60℃以前保温3小时，随后以2GU/g的浓度加入葡糖淀粉酶并定期取样进行还原糖分析。
在试验8中，α-淀粉酶以200Liq/g的浓度加入到蒸煮步骤。蒸煮步骤之后，小麦冷却到60℃并加入浓度为2GU/g的葡糖淀粉酶。于60℃温育小麦并定期取样进行还原糖分析。表6提供了试验1～8的还原糖百分率
表6还原糖百分率试验剂量3小时6小时10小时22小时46小时10liq-2GU2.886.548.7216.6118.0920liq-5GU3.516.7612.2319.8726.6730liq-10GU4.7010.2815.7323.9536.39450liq-2GU3.125.457.9816.3317.41550liq-5GU3.347.3511.1816.7031.006100liq-2GU3.146.518.3713.8124.847100liq-2GU7.0713.64(7小时)-21.29＊35.21＊＊8200liq-2GU4.116.8210.7421.7430.11＊19小时＊＊43小时这些数据表明，不使用α-淀粉酶亦可生产出显著量的还原糖。低剂量的α-淀粉酶(即50liq/g或更低)对由恒剂量葡糖淀粉酶生产出的还原糖的量没有显著影响。在试验1～3中，未使用α-淀粉酶并生产出显著含量的还原糖，而葡糖淀粉酶的剂量仅为2GU/g淀粉却生产出16.6%的还原糖，即16.6克/100克小麦(22小时，60℃)。较高剂量的葡糖淀粉酶可提高还原糖的产率。
试验3～8的结果表明，当与葡糖淀粉酶一起使用时，不同剂量的α-淀粉酶对还原糖的产率有影响。用低剂量的α-淀粉酶，即50～100liq/g，当α-淀粉酶于60℃温育时，还原糖的产率往往约相同或降低。举例来说，在加入或不加入α-淀粉酶的情况下，用2GU/g剂量的葡糖淀粉酶，还原糖的产率约相同(试验1，4和6)。若在蒸煮步骤之后和加入任何葡糖淀粉酶以前包含有3小时85℃温育步骤，则用200lig/g较高剂量的α-淀粉酶或用100liq/g剂量的α-淀粉酶可提高还原糖产率。
在试验7中，用浓度为2GU/g的葡糖淀粉酶，在19小时温育期中，100liq/g剂量的淀粉酶和85℃温育步骤得到21%以上的还原糖。经实测，19小时的样品(试验7)味道非常甜。而采用85℃温育(如试验7)，接着进行短时间60℃温育(仅7～10小时)便可得到足够甜的谷物。
实施例16本实施例表明了当酶糖化小麦中不加入α-淀粉酶时葡萄糖异构酶和pH值对还原糖分布的影响。
在本实施例中，两次酶处理试验未加α-淀粉酶。在约100℃下，蒸煮20克全小麦30分钟，用水量约为每克小麦0.75ml。
在试验1中，在蒸煮步骤后，冷却小麦并通过加入1ml每升含200GU的葡糖淀粉酶溶液，单独与10GU/g淀粉剂量的葡糖淀粉酶一起于60℃温育16小时。
在试验2中，在蒸煮步骤后，将小麦与剂量分别为10GU/g和10IGIU/g的葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶一起于60℃温育。在1.0M磷酸盐缓冲剂(pH7.0)中加入2ml葡糖异构酶(100IGIU/ml)。
在试验2中，先加入葡糖淀粉酶，然后在加入葡萄糖异构酶之前，在PH值约为5.3～5.8的条件下将混合物温育16小时。采用这种手段是允许葡糖淀粉酶使一些淀粉在以较高PH值加入异构酶之前的最佳PH值条件下水解成葡萄糖。在用葡萄糖异构酶于60℃温育24小时之后，将小麦烘干、研磨，然后取样，通过液体色谱法对糖进行分析。结果归纳在表7
表7干小麦中碳水化合物组成%试验葡糖果糖116.970.78210.916.13实施例17本实施例表明了通过挤压法形成的酶致甜的麸皮谷物的制备方法。
将100克红麦麸皮(约14wt%淀粉，以干成份计)和100克白麦粗麸(约60wt%淀粉，以干成份计)混合。以麸皮(以干重计)的总重量为基准，淀粉含量约为37wt%。在加入200克水之后，于100℃将物料蒸煮30分钟以使淀粉胶凝。冷却到65℃后，以5克的量(约5GU/克麸皮)加入SpezymeGA200葡糖淀粉酶(200GU/克)。将葡糖淀粉酶与麸皮混合，然后于65℃保温60分钟。随后，加入足够量的氢氧化镁(约1克/100克糖)以调节并保持pH值约7.5，之后，加入0.6mlSpezymeGI葡糖异构酶(3600IGIU/ml)以使酶浓度约为10.8IGIU/克麸皮。然后，在65℃下，将麸皮和酶的混合物再保温60分钟。在121℃下，将变甜的麸皮谷物随后蒸煮15分钟，并用配有搅肉机/挤出机的HobartA200混合机通过1/8孔挤出。由此形成的条状物于100℃干燥，得到湿含量为大约1.5wt%～约3wt%的最终产物。通过液体色谱法证实，干燥产物含糖约为11%葡糖、5%果糖、3%麦芽糖和1%其它糖，并具有足够的成型用的剩余淀粉和高分子量的糊精(约17%)。以37%(重量)的麸皮混合物(干重计)的淀粉含量为基准，根据差值计算剩余淀粉和高分子量糊精的含量。
实施例18在5℃下，将白麦麸皮在蒸馏去离子水中浸泡约60小时，然后用干酪布挤干并磨成细糊。将0.25克湿麸皮放入50ml密闭瓶中并按以下所示加入酶。用1NHCl使总体积为10ml，最终pH值调节到5或6。在40℃下，摇动3.0小时重复该反应两次。反应结束，用Boehringer-Mannheim食品分析仪(种类编号139106)分析样品的碳水化合物含量。该酶制剂是采用在50mM醋酸钠、3mM叠氮化钠缓冲液(pH5.5)中的纤维素酶制剂(下面一些表中称作CEL，Trichodermareseii销售)，总比活性约为104Units/ml。[详见Shoemaker，S.etat，“CharacterizationandPropertiesofCellulasesPurifiedFromTrichodermareseiiStrainL27”，Bio/Technology(Oct.1983)]。这种酶制剂含有以下类型和数量的酶纤维素二糖水解酶I(CBHT)，60%;CBHII，10%;内葡聚糖酶I(EGI)，3.6%;EGII，3.0%;β-葡糖苷酶I(BGI)，0.05%;和BGII，2.0%。在50mM醋酸钠缓冲剂中(pH＝4.5)，于40℃下将酶制剂与以下底物一起保温30分钟，以测定酶活性1%Avicel，磷酸溶胀的纤维素(PSC)，木聚糖(Sigma)和甘露聚糖。以糖当量测定可溶性还原糖。活性单位表示为每分钟μmol葡萄糖(或木糖)当量。通过将酶与在50mM醋酸盐缓冲剂中(pH＝4.5)的0.27%CMC一起温育(30分钟)并用旋转粘度计(Brookfield)测定粘度随时间的降低来确定对羧甲基纤维素的活性。CMC活性单位人为地表示为每分钟流度的变化。按下述文献[Emert，DoctoralThesis，Va.Polytech.Inst.andStateU.，Blacksburg，Va.(1973)]测定纤维素二糖和对硝基苯基-D-葡糖苷(PNPG)活性，活性单位分别表示为每分钟消耗的μmol纤维素二糖和每分钟释放的μmolPNP。纤维素酶具有以下总活性分布(U/mg)Avicel(结晶纤维素)0.3;磷酸溶胀的纤维素(PSC)3.6;羧甲基纤维素3.6;纤维素二糖0.3;对硝基苯基-D-葡糖苷(PNPG)0.3;木聚糖1.2;甘露聚糖0.3。
采用在50mM磷酸钠、10mM磷酸镁、1mM Co Cl2中的葡糖异构酶(Spezyme)制剂(pH为6.0，活性为110 IGIU/ml)。结果示于表8。
表8干重%平均产率(gm/L)反应麸皮(g)CELGI缓冲剂D-葡糖D-果糖果糖10.25--10ml0020.255ml-5ml0.534030.255ml5ml-0.500.0529%将另外5ml等分的葡萄糖异构酶加入到反应器3中。于50℃下，反应器2和3温育过夜而不必摇动。另外，于50℃下，与反应(器)3相同的双份烧瓶过夜而不必摇动。产率如下
干重%反应D-葡糖D-果糖果糖200.53403(+GI)0.120.4720%3(双份)0.050.716.6%实施例19在45℃下，用6实施例18相同的酶制剂进行下述反应，不必摇动过夜，每种制剂一个烧瓶。采用按实施例18制备的白麦和红麦麸粉1.白麦麸粉干重%反应麸粉CelGI缓冲剂葡萄糖果糖果糖10.25gm--10ml002-5ml5ml-0030.25gm--5ml0.86040.25gm5ml5ml-0.860.999.3%
2.红麦麸粉干重%反应麸粉CelGI缓冲剂葡萄糖果糖果糖10.25--10002-5ml-50030.255ml-50.66040.255ml5-0.620.0811.4%在这两种试验中，含葡萄糖或葡萄糖/果糖的反应产物比没有葡萄糖或果糖的反应产物颜色更深。
实施例20实施例18中示出了下述反应所用的酶。在一个250mlErlenmeyer烧瓶中，以20ml总体积进行反应。预先不洗麸粉。温度为45℃保温20小时，然后60℃保温4小时，不摇动进行20小时，然后75rpm进行4小时。
ML产率g(L)24小时反应麸皮(g)纤维素酶GI缓冲剂葡萄果糖155.51.113.411.010.825--15003-5.51.113.400反应(g/L)产率的时间历程(g/l)
小时0123202224D-葡萄糖0.94.05.14.69.910.311.0D-果糖0.062.23.54.39.410.110.8假定纤维素含量约为11.3%，则纤维素转化成葡萄糖和果糖的转化百分率为77%。
实施例21酶、缓冲剂和麸皮粉与实施例19中相同。另外，使用下述酶α-淀粉酶(1，4-α-D-葡聚糖-葡聚糖水解酶E.C.3.2.1.1)(B.licheni-formis(sigma)销售，在此称作2A)，淀粉葡糖苷酶，外-1，4-α-葡糖苷酶，1，4-α-D-葡糖聚糖葡糖水解酶E.C.3.2.1.3(Aspergillus oryzase(sigma)出售，在此称作GA)。α-淀粉酶的浓度为11040 U/ml，GA为1400U/ml，GI为2250 IG IU/ml，纤维素酶为18.9～227 U/ml。缓冲剂与用于葡萄糖异构酶的相同50mM Na PO4，pH6.0，10mM Mg SO4，1mM Co Cl2。采用具有下述组成的增味糖浆，各组分用量以每百份若干份数计(ppc)，液体蔗糖(67白利糖度)34ppc;Na Cl2.0;无花果和洋李浓缩物2ppc，包含有烟酰胺、B1、B2、B6和C的纤维素溶液8ppc;余量为水。
采用以下木胶原(protocol)在11烧杯中，调节麸皮(102.5gm)和增味糖浆(46.6gm)(41ml)使之均衡。将物料彻底混合，用铝箔松散地复盖。在121℃、15psi下，将混合物高压消毒25分钟，然后冷却到室温。以39gm等分试样将混合物分布在11烧杯中。按以下方式处理等分试样
A纤维素酶2500U(7ml)葡萄糖异构酶2500U(1.6ml)缓冲剂，pH5.511.4ml在45℃，不摇动，湿饱和气氛和用箔紧密复盖的条件进行温育。
Bα-淀粉酶2500U(0.23ml)淀粉葡糖苷酶2500U(1.8ml)葡萄糖异构酶2500U(1.6ml)纤维素酶2500U(7ml)缓冲剂，pH5.59.37mlC缓冲剂，pH6.020ml在60℃、水浴、不摇动和用箔紧密复盖的条件下进行温育。
定期取样并冰冻。D-葡萄糖和D-果糖的测定是在0.2gm上述各试样上进行的。不同样品的干重是采用烘干箱，在铝锅中加热到150℃(2小时)进行测定的。
D-葡糖/D-果糖分析按实施例18～20所述的方法进行。用于研究的麸皮，其湿含量为50～60%。所以，各反应烧杯含有23.1gm干麸皮;分析各样品为0.1084gm，其大部分为干麸皮。
结果D-葡糖/D-果糖的产率
1.反应A(纤维素酶/葡糖异构酶)gm/L1小时2小时5小时22小时24小时D-葡糖12.412.08.312.215.0D-果糖1.21.62.24.25.1纤维素转化百分率～72～72～53～86～1060.084gm等分试样2.反应B(淀粉酶/纤维素酶/葡萄糖异构酶)克/升1小时2小时5小时22小时24小时D-葡萄糖19.419.913.318.821.6D-果糖2.44.14.54.99.6纤维素的转化百分数34372843480.084克等分样品3.反应C(对照)无D-葡萄糖或D-果糖由于高的单糖含量以及棕黄反应，在酶处理的情况下混合物比对照更暗、更粘。他们具有舒适的香味。
将含有反应B和C成分的烧杯样品于150℃烘烤20分钟。产生的产物的象现性质非常不同。酶处理样品的香味要比对照浓的多，舒服得多。酶处理的样品也较暗且颗粒彼此粘附，而对照较浅且颗粒分散。
实施例22-25可象实施例18-21一样生产被果糖甜化的谷物产品，只是取消了叠氮化钠和CoCl。
权利要求
1.一种生产被酶糖化的谷物产品的方法，包括a)用水蒸煮谷物或至少一个谷物部分至谷物淀粉至少部分糊化；b)用水和包括葡糖异构酶在内的酶处理蒸煮过的谷物或至少一个谷物部分，以产生果糖；c)使酶处理的谷物或至少一个酶处理的谷物部分成形，以及d)使酶失活，所产生的果糖量足以使谷物具有甜味。
2.如权利要求1所述的方法，其中在步骤a)蒸煮整粒的谷物，且在步骤b)的酶处理时蒸煮过的谷粒保持分散性。
3.如权利要求2所述的方法，其中将酶处理过的分散谷粒切片成型。
4.如权利要求2所述的方法，其中将酶处理过的分散谷粒压片成型。
5.如权利要求2所述的方法，其中将酶处理过的分散谷粒碾磨成型。
6.如权利要求1所述的方法，其中至少一个酶处理过的谷物部分或酶处理过的谷物被挤压成型。
7.如权利要求1所述的方法，其中在酶处理谷物或至少一个谷物部分时所加的水量的限制应使得至少几乎全部的水被谷物或至少一个谷物部分吸收，从而使果糖保留在谷物产品中。
8.如权利要求7所述的方法，其中在酶处理地所存在的水量为20%-55%(占水和谷物或至少一个谷物部分总重量的百分数)。
9.如权利要求1所述的方法，其中通过酶处理而产生的果糖量至少约5%(以占谷物产品的干燥固体总重量的百分数计)。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述的酶包括葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶。
11.如权利要求1所述的方法，其中酶处理和蒸煮是部分同时进行的。
12.如权利要求11所述的方法，其中酶处理包括在α-淀粉酶存在下蒸煮谷物或至少一个谷物部分，使部分谷物淀粉转化成糊精，然后用葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶处理蒸煮过的产物以产生果糖。
13.如权利要求12所述的方法，其中在蒸煮之前，谷物或至少一个谷物部分在α-淀粉酶存在下被湿浸。
14.如权利要求12所述的方法，其中蒸煮过的产物同时用葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶处理。
15.如权利要求12所述的方法，其中α-淀粉酶的用量约为1 liq/g-1000 liq/g，葡糖淀粉酶的用量约为0.1 GU/g-10 GU/g，葡萄糖异构酶的用量约为1 IG IU/g-100 IG IU/g。
16.如权利要求10所述的方法，其中用葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶的处理是在温度约为68°F(20℃)-176°F(80℃)、PH值约为5-8的条件下进行的。
17.如权利要求13所述的方法，其中浸湿时的温度约为68°F(20℃)-212°F(100℃)，PH值约为5-8。
18.如权利要求12所述的方法，其中蒸煮在温度约为176°F(180℃)-212°F(100℃)、PH约为5-8的条件下进行，，葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶的处理在温度约为68°F(20℃)-176°F(80℃)、PH约为5-8的条件下进行。
19.如权利要求12所述的方法，其中葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶处理在温度约为131°F(55℃)-158°F(70℃)、PH约为6-7的条件下进行。
20.如权利要求12所述的方法，其中谷物产品中还原糖的含量约为10%-25%(占总干燥固体的重量百分比)，果糖的量约为5%-45%(占谷物产品的总单糖含量的重量百分比)。
21.如权利要求1所述的方法，其中酶处理包括用α-淀粉酶、葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶处理蒸煮过的谷物或谷物部分以产生果糖。
22.如权利要求21所述的方法，其中首先用α-淀粉酶处理谷物或谷物部分，然后再用葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶处理。
23.如权利要求22所述的方法，其中谷物或谷物部分在蒸都过程中用α-淀粉酶处理，蒸煮之后补加α-淀粉酶然后加入葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶，产生果糖。
24.如权利要求23所述的方法，其中葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶处理在温度约为68°F(20℃)-176℃(80℃)、PH约为5-8的条件下进行。
25.如权利要求23所述的方法，其中葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶先后加入，葡糖淀粉酶处理在温度约为68°F(20℃)-176°F(80℃)、PH约为3-8的条件下进行，葡萄糖异构酶处理在温度约为68°F(20℃)-212°F(100℃)、PH约为5-9的条件下进行。
26.如权利要求22所述的方法，其中在步骤a)蒸煮整粒谷物，且蒸煮过的谷物颗粒在用α-淀粉酶、葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶处理时保持分散性。
27.如权利要求26所述的方法，其中整粒谷物是发芽的。
28.如权利要求26所述的方法，其中酶处理过的分散谷粒被切片成型，且通过烘烤碎片使酶失活。
29.如权利要求4所述的方法，其中通过烘烤薄片使酶失活。
30.用权利要求1的方法获得的被酶糖化的谷物产品。
31.用权利要求1的方法获得的被酶糖化的谷物产品，它是一种即食谷物食品。
32.用权利要求1的方法获得的被酶糖化的谷物产品，它是一种即食谷物薄饼。
33.如权利要求31所述的被酶糖化的谷物产品，其中谷物产品的还原糖含量约为10%-25%(干燥固体总重量百分比)，果糖的量约为5%-45%(占谷物产品总单糖含量的重量百分比)，果糖至少约为谷物产品的干燥固体总重量的1%。
34.一种生产被酶糖化的即食谷物产品的方法，包括a)蒸煮整粒谷物，b)用水和包括葡萄糖异构酶在内的酶处理蒸煮过的谷物，产生甜化量的果糖，同时使蒸煮过的谷粒保持分散状态。c)使酶处理的谷物成形，以及d)使酶失活，谷物产品中果糖含量至少约为谷物产品的干燥固体总重量的1%。
35.如权利要求34所述的方法，其中酶的失活包括加热成型的谷物。
36.如权利要求35所述的方法，其中酶处理过的分散谷物颗粒被切片成型。
37.如权利要求36所述的方法，其中将酶处理过的谷物切成网状整片，将网状片进行层压，层压物进行切割，然后烤烘使酶失活。
38.如权利要求35所述的方法，其中酶处理包括在α-淀粉酶存在下蒸煮谷物，使部分谷物淀粉转化成糊精，然后用葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶处理蒸煮过的产物以产生果糖。
39.如权 8所述的方法，其中α-淀粉酶的用量约为1 liq/g-1，000liq/g，葡糖淀粉酶用量约为0.1 GU/g-10 GU/g，葡萄糖异构酶的用量约为1 IG IU/g-100 IG IU/g，蒸煮是在温度约为176°F(80℃)-212°F(100℃)、PH约为5-8的条件下进行，葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶处理是在温度约为68°F(20℃)-176℃(80℃)、PH约为5-8的条件下进行。
40.如权利要求39所述的方法，其中果糖的量约为谷物产品的单糖总含量的5%-45%(重量比)。
41.用权利要求37的方法获得的被酶糖化的谷物产品，它是一种即食谷物碎饼。
42.用权利要求38的方法获得的被酶糖化的谷物产品，它是一种即食谷物薄片。
43.一种生产被酶糖化的即食谷物产品的方法，包括a)蒸煮谷物部分，b)用水和包括葡萄糖异构酶在内的酶处理煮过的谷物部分，使部分谷物淀粉转化成甜化量的果糖。c)使酶处理过的谷物部分成形，以及d)使酶失活，谷物产品中果糖的含量至少约为谷物产品干燥固体重量的1%。
44.如权利要求43所述的方法，其中谷物部分是小麦麸粉。
45.如权利要求44所述的方法，其中的酶包括α-淀粉酶、葡糖淀粉酶和葡萄糖异构酶。
46.如权利要求44所述的方法，其中酶处理至少部分在蒸煮之前。
47.如权利要求44所述的方法，其中酶处理过的谷物部分通过挤压成片。
48.如权利要求44所述的方法，其中麸粉中淀粉的含量约占干重的25%-45%。
49.如权利要求1所述的方法，其中步骤a)中的谷物或至少一个谷物部分包括麸皮。
50.一种生产甜化谷物产品的方法，包括a)向含有纤维素和淀粉的谷物中加入水溶液使谷物湿润，水溶液的加入量应足以维持纤维素和/或淀粉被酶转化成果糖，且其量还应使得几乎所有的溶液被谷物吸收。b)加压下加热或用碱处理使步骤a)产生的润湿谷物破碎，破碎的程度应能有效地促进纤维素和/或淀粉向果糖的酶促转化，c)向步骤b)产生的破碎润湿谷物中加入能使纤维素和/或淀粉向果糖有效转化的酶，得到润湿谷物和酶的混合物，d)在一使酶有活性的温度下将所说的润湿谷物和酶的混合物保温足够时间，使谷物中的纤维素和/或淀粉转化成果糖，以及e)收集富含果糖的谷物产品。
51.如权利要求50所述的方法，其中酶选自由纤维素酶、葡萄糖异构酶、α-淀粉酶和淀粉-葡糖苷酶组成的一组酶，
52.如权利要求51所述的方法，其中酶包括纤维素酶和葡萄糖异构酶，且纤维素酶在葡糖异构酶之前加到破碎的润湿谷物中。
53.如权利要求51所述的方法，其中的酶是纤维素酶、α淀粉酶、淀粉-葡糖苷酶和葡萄糖异构酶，且所说的纤维素酶、α-淀粉酶和淀粉-葡糖苷酶在葡萄糖异构酶之前加到破碎的润湿谷物中。
54.如权利要求50所述的方法，在所说的收集步骤之后进一步包括一个干燥步骤。
55.如权利要求54所述的方法，其中干燥步骤在温度约为250°F-450°F的条件下进行。
56.如权利要求50所述的方法，其中保温步骤在温度约为25℃-80℃的条件下进行。
57.如权利要求50所述的方法，其中所述的润湿步骤和加酶步骤同时进行。
58.如权利要求50所述的方法，其中润湿谷物的水分含量约为40%-75%(重量/体积)。
59.用权利要求50的方法生产的富含果糖的甜化谷物产品。
全文摘要
本发明介绍了生产一种早餐谷物食品的方法，它通过用包括葡萄糖异构酶在内的酶处理谷物或至少一个谷物部分以产生果糖而被甜化，同时保持了谷物颗粒的分散性或完整性。
文档编号A23L1/105GK1034304SQ8810689
公开日1989年8月2日申请日期1988年9月27日优先权日1987年9月28日
发明者约翰A·梅斯利, 索尔L·奈德曼, 理查德L·安特里姆, 理查德A·约翰逊申请人:纳比斯克布兰德斯公司

文档序号 : 【 541436 】

技术研发人员：约翰Ａ.梅斯利,索尔Ｌ.奈德曼,理查德Ｌ.安特里姆,理查德.Ａ.约翰逊
技术所有人：纳比斯克布兰德斯公司

备注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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约翰Ａ.梅斯利丨索尔Ｌ.奈德曼丨理查德Ｌ.安特里姆丨理查德.Ａ.约翰逊丨纳比斯克布兰德斯公司