система доставки низкокалорийных наполнителей

Формула изобретения

1. Инкапсулированный съедобный волокнистый продукт с регулируемым влагопоглощением, содержащий частицы съедобного волокна, способные поглощать влагу, причем указанные частицы имеют наружную поверхность, по существу, покрытую внутренним слоем, содержащим съедобный жир или липид, а внутренний слой покрыт внешним слоем, содержащим съедобный белок; причем инкапсулированный съедобный волокнистый продукт содержит от около 45 до около 75% частиц съедобного волокна, от около 10 до около 35% съедобного жира или липида и от около 10 до около 40% съедобного белка, при этом внутренний и внешний слои обеспечивают эффективный влагобарьер, препятствующий значительному разбуханию частиц съедобного волокна из-за влагопоглощения во время обработки, хранения и на начальных стадиях переваривания пищи человеком, причем влагобарьер разрушается на последующих стадиях переваривания, так что частицы съедобного волокна разбухают в результате влагопоглощения.

2. Продукт по п.1, в котором частицы съедобного волокна выбраны из группы, состоящей из целлюлоз, нерафинированных крахмалов, модифицированных крахмалов, глюканов, отрубей, гидроколлоидов, ксантанов, альгинов, солей альгинатов, пектинов, гуаров, хитозана и их смесей.

3. Продукт по п.2, в котором частицы съедобного пищевого волокна представляют собой отруби, выбранные из группы, состоящей из зерновых отрубей.

4. Продукт по п.2, в котором съедобный жир или липид имеют температуру плавления от около 30°С до около 40°С.

5. Продукт по п.2, в котором съедобный жир или липид представляет собой низкокалорийный триглицерид или триглицерид с пониженной калорийностью, либо их смесь, содержащую одну или две жирных кислоты с короткой цепью, а также одну или две насыщенных кислоты с длинной цепью.

6. Продукт по п.2, в котором съедобный белок выбран из группы, состоящей из казеина, зеина, соевого изолята, концентрата молочного белка, концентрата белка молочной сыворотки и их смесей.

7. Продукт по п.1, в котором съедобный белок выбран из группы, состоящей из казеина, зеина, соевого изолята, концентрата молочного белка, концентрата белка молочной сыворотки и их смесей.

8. Продукт по п.4, в котором съедобный белок выбран из группы, состоящей из казеина, зеина, соевого изолята, концентрата молочного белка, концентрата белка молочной сыворотки и их смесей.

9. Продукт по п.5, в котором съедобный белок выбран из группы, состоящей из казеина, зеина, соевого изолята, концентрата молочного белка, концентрата белка молочной сыворотки и их смесей.

10. Способ получения инкапсулированного съедобного волокнистого продукта с регулируемым влагопоглощением, предусматривающий (1) получение частиц съедобного волокна, способных поглощать влагу и имеющих наружную поверхность, (2) нанесение распылением внутреннего слоя, содержащего съедобный жир или липид на наружную поверхность частиц съедобного волокна, так чтобы обеспечить, по существу, полное покрытие наружной поверхности части съедобного волокна внутренней поверхностью, и (3) нанесение распылением внешнего слоя, включающего съедобный белок на внутренний слой, так чтобы обеспечить, по существу, полное покрытие внутреннего слоя внешним слоем; при этом внутренний и внешний слой образуют эффективный влагобарьер, препятствующий значительному разбуханию частиц съедобного волокна из-за влагопоглощения во время обработки, хранения и начальных стадий переваривания человеком, причем влагобарьер разрушается на последующих стадиях переваривания, так что частицы съедобного волокна разбухают в результате влагопоглощения; при этом полученный инкапсулированный съедобный волокнистый продукт содержит от около 45 до около 75% частиц съедобного волокна, от около 10 до около 35% съедобного жира или липида и от около 10 до около 40% съедобного белка.

11. Способ по п.10, в котором частицы съедобного волокна выбирают из группы, состоящей из целлюлоз, нерафинированных крахмалов, модифицированных крахмалов, глюканов, отрубей, гидроколлоидов, ксантанов, альгинов, солей альгинатов, пектинов, гуаров, хитозана и их смесей; при этом съедобный жир или липид имеют температуру плавления от около 30°С до около 40°С; съедобный белок выбирают из группы, состоящей из казеина, зеина, изолята сои, концентрата молочного белка, концентрата сывороточного белка и их смесей.

12. Способ по п.11, в котором съедобный жир или липид представляет собой низкокалорийный триглицерид или триглицерид с пониженной калорийностью, либо их смесь, в состав которых входят одна или две жирных кислоты с короткой цепью, а также одна или две насыщенных кислоты с длинной цепью.

13. Способ по п.10, в котором нанесение внутреннего слоя осуществляют распылением съедобного жира или липида по наружной поверхности частиц съедобного волокна, а внешний слой наносят распылением съедобного белка на внутренний слой.

14. Пищевой продукт, содержащий инкапсулированный съедобный волокнистый продукт с регулируемым влагопоглощением, при этом инкапсулированный съедобный волокнистый продукт содержит частицы съедобного волокна с наружной поверхностью, причем наружная поверхность частиц съедобного волокна, по существу, покрыта внутренним слоем, содержащим съедобный жир или липид, который является низкокалорийным триглицеридом, триглицеридом с пониженной калорийностью, или их смесью, и содержит одну или две короткоцепьевые жирные кислоты и одну или две длинноцепьевые жирные кислоты, при этом внутренний слой покрыт внешним слоем, содержащим съедобный белок, причем внутренний и внешний слой образуют эффективный влагобарьер, препятствующий значительному разбуханию частиц съедобного волокна из-за влагопоглощения во время обработки, хранения и на начальных стадиях переваривания человеком, при этом влагобарьер разрушается на последующих стадиях переваривания, так что частицы съедобного волокна разбухают в результате влагопоглощения.

15. Пищевой продукт по п.14, в котором частицы съедобного пищевого волокна выбраны из группы, состоящей из целлюлоз, нерафинированных крахмалов, модифицированных крахмалов, глюканов, отрубей, гидроколлоидов, ксантанов, альгинов, солей альгинатов, пектинов, гуаров, хитозана и их смесей; при этом съедобный жир или липид имеют температуру плавления от около 30°С до около 40°С; съедобный белок выбран из группы, состоящей из казеина, зеина, изолята сои, концентрата молочного белка, концентрата сывороточного белка и их смесей; причем инкапсулированный съедобный волокнистый продукт содержит от около 45 до около 75% частиц съедобного волокна, от около 10 до около 35% съедобного жира или липида и около от около 10 до около 40% съедобного белка.

16. Пищевой продукт по любому из пп.14 и 15, содержащий до около 60% инкапсулированного съедобного волокнистого продукта.

17. Продукт на основе инкапсулированного съедобного волокна с контролируемым поглощением воды, содержащий частицы съедобного волокна, выбранные из группы, состоящей из целлюлоз, нерафинированных крахмалов, модифицированных крахмалов, глюканов, отрубей, гидроколлоидов, ксантанов, альгинов, солей альгинатов, пектинов, гуаров, хитозана и их смесей; причем указанные частицы съедобного волокна имеют внешнюю поверхность, при этом по меньшей мере около 80% внешней поверхности частиц съедобного волокна, по существу, покрыто внутренним слоем, содержащим съедобный жир или липид, и при этом по меньшей мере около 90% внутреннего слоя, по существу, покрыто внешним слоем, содержащим гидрофильный съедобный белок, выбранный из казеина, зеина, соевого изолята, концентрата молочного белка и концентрата белка молочной сыворотки, при этом внутренний и внешний слой обеспечивают эффективный влагобарьер, препятствующий значительному разбуханию частиц съедобного волокна из-за влагопоглощения во время обработки, хранения и на начальных стадиях переваривания пищи человеком, причем влагобарьер разрушается на последующих стадиях переваривания, так что частицы съедобного волокна разбухают в результате влагопоглощения, и при этом продукт на основе инкапсулированного съедобного волокна содержит от около 45% до около 75% частиц съедобного волокна, от около 10 до около 35% съедобного жира или липида и от около 10 до около 40% съедобного волокна.

18. Продукт по п.17, в котором частицы съедобного волокна выбраны из группы, состоящей из целлюлоз, нерафинированных крахмалов, модифицированных крахмалов, глюканов, отрубей, гидроколлоидов, ксантанов, альгинов, солей альгинатов, пектинов, гуаров, хитозана и их смесей.

19. Способ получения продукта на основе инкапсулированного съедобного волокна с контролируемым поглощением влаги, включающий: (1) получение частиц съедобного волокна, имеющих внешнюю поверхность, (2) нанесение внутреннего слоя, содержащего съедобный жир или липид на внешней поверхности частиц съедобного волокна, так чтобы покрыть внутренним слоем около 80% частиц съедобного волокна, и (3) несение внешнего слоя, содержащего гидрофильные съедобные белки, выбранные из группы, состоящей из казеина, зеина, соевого изолята, концентрата молочного белка и концентрата белка молочной сыворотки, на внутреннем слое, так чтобы покрытие внутреннего слоя внешним слоем было больше покрытия частиц съедобного волокна внутренним слоем; при этом внутренний и внешний слой обеспечивают эффективный влагобарьер, препятствующий значительному разбуханию частиц съедобного волокна из-за влагопоглощения во время обработки, хранения и на начальных стадиях переваривания пищи человеком, причем влагобарьер разрушается на последующих стадиях переваривания, так что частицы съедобного волокна разбухают в результате влагопоглощения, и при этом внутренний слой наносят посредством распыления съедобного жира или липида на поверхность частиц съедобного волокна, а внешний слой наносят распылением съедобного белка на внутренний слой.

20. Способ по п.19, в котором частицы съедобного волокна выбирают из группы, состоящей из целлюлоз, нерафинированных крахмалов, модифицированных крахмалов, глюканов, отрубей, гидроколлоидов, ксантанов, альгинов, солей альгинатов, пектинов, гуаров, хитозана, и их смесей; при этом съедобный жир или липид имеют температуру плавления от около 30°С до около 40°С; съедобный белок выбирают из группы, состоящей из казеина, зеина, изолята сои, концентрата молочного белка, концентрата сывороточного белка и их смесей; причем инкапсулированный съедобный волокнистый продукт содержит от около 45 до около 75% частиц съедобного волокна, от около 10 до около 35% съедобного жира или липида и от около 10 до около 40% съедобного белка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к улучшенным низкокалорийным наполнителям или волокнам (например, целлюлозе, крахмалу, отрубям, глюканам, гидроколлоидам и т.п.). В особенности, изобретение относится к инкапсулированным низкокалорийным наполнителям или волокнам, в которых используется съедобное покрытие, состоящее из первого слоя (например, основной или внутренний слой), состоящего из жира или липида, который, по меньшей мере, частично окружает отдельные волокна, и второго слоя (например, внешний слой), состоящего из белка, который окружает первый слой, нанесенный на отдельные волокна.

Низкокалорийные наполнители, такие как целлюлоза, крахмал, глюканы, зерновые отруби, и гидроколлоиды (например, ксантан, гуар и альгинат) обычно представляют собой неперевариваемые полимеры, которые могут использоваться в пищевых продуктах. Рассматриваемые агенты, к которым обычно относятся «волокна» или «грубые корма», обычно проходят через пищеварительную систему в основном в незатронутом состоянии и, как было показано, обладают некоторыми актуальными и потенциально полезными свойствами, касающимися здоровья. Используемый в тексте термин «волокна» относится к неперевариваемому органическому материалу, содержащемуся в пище, а термин «гидроколлоид» относится к материалу, образующему гель при взаимодействии с водой. Волокна и гидроколлоиды способны хорошо абсорбироваться в воде, что приводит к значительному увеличению их размера (часто до 20-кратного увеличения исходного объема).

Хорошо известно полезное действие пищевого волокна. Добавление таких неперевариваемых материалов в пищу стимулирует перистальтику кишечника, что способствует усиленному перевариванию сопровождающих пищевых материалов. Благодаря влиянию на пищеварение повышенное потребление клетчатки обеспечивает уменьшение заболеваний желудочно-кишечного тракта, включая рак кишечника.

Помимо сказанного выше, волокна предложены в качестве диетических продуктов, понижающих количество холестерина. Пищевое волокно также уменьшает риск ишемической болезни сердца, причем в этом случае рассматривается большое число механизмов такого действия помимо понижения содержания холестерина, включающих, например, понижение содержания триглицеридов, понижение давления и нормализацию содержания глюкозы после приема пищи. См., например, Lupton et al., Dietary Fiber and Coronary Disease: Does the Evidence Support an Association? , Curr. Atteroscler. Rep., 5:500-5 (2003). Способность пищевого волокна ослаблять гипертензию и нормализовать содержание глюкозы может оказаться более полезной для некоторых пациентов, чем возможность снижения уровня содержания холестерина.

Также показано, что длительный прием пищевого волокна оказывает полезное действие на толерантность к глюкозе и липидный обмен, что предусматривает возможность ценной терапии для лечения диабета второго типа. См. Li et al., Long-term Effects of High Dietary Fiber Intake on Glucose Tolerance and Lipid Metabolism in Gk Rats: Comparison among Barley, Rise and Corn starch , Metabolism, 52:1206-10 (2003).

Одним из типов соединений неволокнистого типа, которые способны понижать уровень содержания холестерина, является растительный белок (например, соевой белок). Carroll Review of Clinical Studies on Cholesterol-Lowering Response to Soy Protein , J. Am Dietetic Assoc. 91: 820-827 (1991). Значительное уменьшение содержания холестерина (в интервале 15-20%) зарегистрировано при режиме питания, включающем в основном соевый белок, по с равнению с контрольной диетой, содержащей в основном казеин. Meinertz et al., Soy Protein and Casein in Cholesterol-enriched Diets: Effects on Plasma Lipoproteins in Normolipidemic Subjects , Am. J. Clin. Nutr., 50:786-793 (1989); Sirtori et al., Clinical Experience with the Soybean Protein Diet in the Treatment of Hypercholesterolemia , Am. J. Clin. Nutr.., 32:1645-1658 (1979); Sirtori et al., Soybean-Protein Diet in the Treatment of Type II Hyperlipoproteinemia Lancet 275-277 (1977). Следует отметить, что эффект понижения уровня содержания холестерина при потреблении соевого белка проявляется не на всех пациентах и он особенно выражен при потреблении этого вещества молодыми субъектами и субъектами, у которых установлено гиперлипидемическое состояние. Meinertz et al., Am. J. Clin. Nutr., 50:786-793 (1989). Однако комбинация пищевых волокон и белков, понижающих содержание холестерина, может оказывать положительное влияние на существенное снижение уровня LDL-холестерина.

Существующие пищевые продукты неспособны в полной мере использовать все преимущества применения пищевых волокон. Было высказано предположение о том, что обработка отрубей способна уменьшать эффект понижения уровня содержания холестерина, который обычно наблюдается при потреблении необработанных отрубей. Kerckhofs et al., Cholesterol-Lowering Effect of Beta-glucan from Oat Bran in Mildly Hypercholesterolemic Subjects May Decrease When Beta-glucan is Incorporated into Bread and Cookies, Am. J. Clin. Nutr., 78:221-7 (2003).

Потребление пищевого волокна в Соединенных Штатах и других западных странах обычно ограничено, что связано с безвкусной текстурой продукта, неудовлетворительным послевкусием и другими вкусовыми характеристиками. Вкусовая непривлекательность волокна частично связана с его тенденцией к поглощению воды многократным разбуханием вещества относительно исходного размера. Способность к поглощению воды также влияет на динамику процесса при использовании любой пищевой композиции, содержащей волокна. В связи с этим весьма трудно добавлять значительные количества волокна и гидроколлоидов в печеные продукты, такие как печенье, крекеры, паста, тесто, чипсы и кондитерские изделия. Кроме этого, такая способность к поглощению воды часто приводит к образованию веществ с нежелательной текстурой и консистенцией. Так, например, добавление гидрофильного волокна без покрытия в тесто приводит к получению домашнего теста, которое не растекается при выпечке, в результате чего получают продукты с сухим послевкусием и конечной текстурой, похожей на продукты типа кекса, но не на традиционную выпечку.

В уровне техники известны съедобные покрытия, предотвращающие перенос воды в пищевые продукты. Углеводы, липиды и белковые вещества уже использовались как таковые или совместно с целью изменения влагопоглощения различных пищевых продуктов, включая низкокалорийные наполнители. Создание эффективного покрытия на волокне для предотвращения или значительного уменьшения водоопоглощения является трудной операцией из-за гидрофобной природы и сложной конфигурации волокон. Даже небольшие дефекты покрытия могут приводить к значительному влагопоглощению. Несмотря на то, что гидрофобная природа липидов, включающих жиры, масла и воски, делает их особенно пригодными для создания водонепроницаемых барьеров, было показано, что они не могут служить адекватными барьерными слоями для волокон, поскольку не способны образовывать сплошной барьер вокруг волокон. Липидное покрытие пищевых продуктов обычно содержит отверстия и зазоры, через которые легко проникает вода.

Хотя при использовании углеводов в качестве покрытия получают сплошное покрытие, такое покрытие обычно недостаточно для предотвращения адсорбции воды из-за гидрофильной природы такого покрытия. Доказано, что белковые покрытия также не являются адекватными барьерами для поглощении воды, поскольку имеют высокие значения зета-потенциала, что приводит к неполному покрытию волокон. Таким образом, использование липидов, белков или их простых смесей, в общем плане, оказывается недостаточным для полной инкапсуляции частиц волокна и по существу предотвращения поглощения воды частицами волокон.

В патенте США 4915971 раскрывается съедобная пленка, предназначенная для замедления переноса воды в индивидуальные компоненты многокомпонентного пищевого продукта. Такая пленка состоит из гидрофильного полимерного основного слоя, находящегося вблизи с гидрофобным липидным основным слоем, причем гидрофобная поверхность находится на определенном расстоянии от гидрофильного слоя. Пленка формируется на непищевой несущей поверхности, после чего ее удаляют и помещают между двумя соседними компонентами пищевого продукта таким образом, что гидрофобный липидный слой ориентируется относительно пищевых кмпонентов с повышенным давлением насыщенного пара.

Описано инкапсулирование пищевого волокна с использованием волокна, более растворимого в воде. Так, например, в опубликованной заявке США 2003/0059458 предлагается способ маскировки непривлекательных органолептических свойств (например, цвета, вкуса и текстуры) волокна цератонии путем инкапсуляции с использованием водорастворимого пищевого волокна.

WO 00/74501 описывает мелкозернистую композицию на основе волокна, содержащую, по меньшей мере, одно пищевое волокно, окруженное нерастворимым или мало растворимым волокном, доставляющим пищевое волокно в определенные участки пищеварительного тракта без его растворения.

В патенте США 5545414 предлагается твердая матрица, содержащая белок, жир и углевод, которая включает пищевое волокно (например, гуар инкапсулированный в зеине), диспергированное в системе.

Известные ранее инкапсулированные волокнистые продукты несмотря на возможное повышение вкусовой привлекательности волокна при некоторых применениях не замедляют перенос воды в той степени, которая желательна при обработке пищи или при переваривании. Инскапсулированные волокна изобретения характеризуются существенно более низкими влагобарьерными характеристиками. Таким образом, помимо повышенной вкусовой привлекательности инкапсулированные волокна изобретения обеспечивают улучшенное переваривание, что приводит к улучшенному чувству сытости.

Изобретение, в общем относится к низкокалорийным наполнителям, покрытым липидным соединением с целью формирования основы или внутреннего слоя с последующим инкапсулированием комплекса волокно/липид в белковом производном в качестве внешнего слоя. Фактически, изобретение предусматривает систему доставки съедобных волокон при регулировании абсорбции влаги съедобными волокнами. В результате использования инкапсулированного волокна изобретения поглощение воды съедобным волокном (и соответствующее разбухание съедобного волокна) может эффективно замедляться до тех пор, пока инкапсулированное волокно не достигнет желудка, и не начнется нормальный процесс переваривания пищи.

Кроме того, изобретение относится к инкапсулированному съедобному волокнистому продукту, характеризующемуся контролируемым влагопоглощением, в котором поверхность волокнистых частиц в достаточной степени покрыта внутренним слоем, включающем жир или липид, а внутренний слой по существу полностью покрыт внешним слоем, содержащим белок; причем внутренний и внешний слои обеспечивают эффективный влагобарьер для съедобного волокна в плане предотвращения существенного разбухания частиц съедобного волокна в результате поглощения влаги во время хранения и на начальных стадиях переваривания пищи человеком, при этом влагобарьер разрушается на последующих стадиях переваривания пищи, вследствие чего частицы съедобного волокна разбухают в результате поглощения воды. Согласно изобретению термин «начальные стадии» переваривания пищи включает прожевывание, проглатывание и поступление в желудок частиц инкапсулированного съедобного волокна или пищевого продукта, содержащего частицы инкапсулированного съедобного волокна. Согласно изобретению термин «последующие стадии» переваривания пищи означает реальные пищеварительные процессы, протекающие в желудке и при поступлении пищи в тонкий кишечник; однако, как правило, разбухание частиц съедобного волокна по существу завершается до поступления в тонкий кишечник.

Липидное покрытие или основной слой на частицах волокна служит для прикрепления белкового покрытия, наносимого позже, так что белковый слой полностью инкапсулирует частицы волокна. Примерами подходящих «низкокалорийных наполнителей» или волокнистых материалов, используемых в изобретении, могут служить различные типы целлюлозы, нерафинированные крахмалы, модифицированные крахмалы, глюканы, отруби, гидроколлоиды, ксантаны, альгинаты, соли альгинатов, пектины, гуар, хитозан и другие вещества, а также их смеси. Создание липидного или основного слоя, по меньшей мере, частично окружающего волокно, облегчает последующее нанесение белкового слоя, которое обычно весьма затруднительно в результате зета-потенциала волокна. Инкапсуляция белком и липидными слоями приводит к получению частиц волокна, которые можно добавлять в пищевой продукт, и которые не поглощают значительного количество воды во время обработки или начальных стадий потребления. В результате улучшаются свойства волокнистых источников при выпечке и переваривании пищи. Белковая оболочка также обеспечивает повышенное чувство сытости при потреблении пищи, содержащей инкапсулированный волокнистый ингредиент, поскольку волокно не выделяется из белковой оболочки до контактирования с пепсином и липазой в желудке, приводящему к быстрому поглощению воды и к расширению и заполнению желудка.

На чертежах:

Фиг.1 - инкапсулированное волокно по изобретению.

Фиг.2 - блок-схема способа получения инкапсулированного волокна изобретения.

Изобретение в общем относится к низкокалорийным наполнителям, покрытым производным жира или липида с образованием основного слоя, с последующей инкапсуляцией волокна и основного слоя продукта производным белка с получением внешнего слоя. Репрезентативное инкапсулированное волокно 10 показано на Фиг.1, где волокно 12 окружено жировым или липидным основным слоем 14, который, в свою очередь, окружен внешним белковым слоем 16; панели А и В предусматривают вид вдоль длины вытянутого волокна 12 и его поперечное сечение.

Пищевые волокна, подходящие для использования согласно изобретению, включают целлюлозу, нерафинированные крахмалы, модифицированные крахмалы, глюканы, отруби, гидроколлоиды, ксантанны, альгины, соли альгинатов, пектины, гуары, хитоозан и аналогичные вещества, а также их смеси. Особенно предпочтительные пищевые волокна включают волокна отрубей (в особенности злаковых отрубей), целлюлозы, а также альгинатные соли, такие как альгинат калия. Волокно 12, показанное на Фиг.1, имеет продолговатый вид; могут использоваться другие формы волокна (например, сферические, эллипсоидальные и т.п.). Как правило, наибольший размер волокна по длине (например, длина волокна 12 на Фиг.1а) составляет от около 75 до около 100 микрон; предпочтительно от около 25 до около 50 микрон, причем может использоваться меньший размер (например, диаметр волокна, указанный на Фиг.1В), например от около 5 до около 10 микрон, предпочтительно от около 25 до около 50 микрон.

Первый или внутренний слой инкапсулированного материала, наносимый на волокно изобретения, содержит жировой или липидный слой, выполняющий функцию основного слоя, для последующего сцепления со вторым или внешним белковым слоем. Подходящие жиры или липиды, используемые для формирования основного слоя, включат съедобные жиры или липиды с температурой плавления от около 10 до около 39°С, предпочтительно от около 30 до около 37°С. Примерами таких веществ могут служить масляный жир, салатрим, масла тропических фруктов, частично гидрированные растительные масла и аналогичные материалы, а также их смеси. Салатрим представляет собой смесь ацилтриглицеридов с короткой или длинной цепочкой, полученных внутренней этерификацией триацетина, трипропионина, трибутирина или их смесей с гидрированной канолой, соей, хлопковым маслом, подсолнечным маслом, причем эти смеси содержат 30-67 мол.% низкомолекулярных жирных кислот (SCFA) и 33-70 мол.% высокомолекулярных жирных кислот. Олестра представляет собой смесь гекса-, гепта- и октаэфиров сахарозы, которая не гидролизуется в кишечнике и не поглощается в желудочной среде. Перечисленные вещества образуются по реакции сахарозы с эфирами жирных кислот, полученных из съедобных жиров и масел (например, соевого масла, кукурузного масла, кокосового масла и хлопкового масла) с длиной углеродной цепи С₈-С ₂₂. Особенно предпочтительные жиры включают триглицериды с низкой или пониженной калорийностью или их смеси, содержащие жирную кислоту с одной короткой цепью (включающей от около 2 до около 4 углеродных атомов) и насыщенную жирную кислоту, содержащую две длинные цепи (от около 16 до около 22 углеродных атомов) жирных кислот с двумя короткими цепочками (от около 2 до около 4 углеродных атомов) и одну насыщенную жирную кислоту, содержащую длинную углеродную цепь (от около 16 до около 22 углеродных атомов); такие триглицериды, по меньшей мере, частично перерабатываются в желудке под воздействием желудочного сока, например под воздействием липазы. Такие предпочтительные низкокалорийные триглицериды могут быть получены, например, от Danisco A/s (Copenhagen, Denmark) с торговой маркой Benefat®.

Хотя необязательно, чтобы внутренний слой из жира или липида полностью покрывал или инкапсулировал частицы волокна, обеспечивается по существу охват поверхности волокна. Согласно изобретению термин «по существу охват» или термин «по существу полный охват» поверхности волокна или термин «полный охват» внутреннего слоя обозначает охват, образующий по меньшей мере около 80%, более предпочтительно около 90%, либо, по меньшей мере около 95% покрытия поверхности волокна. Как отмечалось выше, внутренний слой обеспечивает основной слой, к которому могут прилипать внешние белковые слои. По существу внутренний слой выполняет функции клея для внешнего белкового слоя.

Внешний слой инкапсулированного волокна изобретения включает белковый слой, выполняющий функции защитного слоя или барьера для влаги, причем этот слой связан с внутренним жировым или липидным слоем. Белки, подходящие для использования в изобретении, включают казеин, зеин, изолят сои, концентрат молочного белка, концентрат белка сыворотки, а также аналогичные материалы и их смеси. Белки должны обладать высокой диспергируемостью и/или растворимостью в воде или этаноле, однако при удалении растворителя они образуют пленки. Зеин является предпочтительным белком для создания покрытия и обладает высокой водостойкостью после удаления спирта. Казеин, соевый изолят, концентрат молочного белка и концентрат сывороточного белка также способны образовывать пленки после удаления растворителя; причем устойчивость таких пленок может быть повышена нагреванием покрытого материала до интервала от около 70 до около 100°С с целью сшивания пленки. Внешний или белковый слой должен обеспечивать окончательное покрытие или инкапсуляцию покрытого липидом волокнистого продукта. Согласно изобретению термин «исчерпывающий охват или инкапсуляция» означает, что, по меньшей мере, около 90%, более предпочтительно, по меньшей мере, около 95%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, около 97% поверхности волокна, на который нанесен липид, покрыты или инкапсулированы белком.

Относительные количества волокна, первого или внутреннего слоя (т.е. жир или липид) и второго внешнего слоя (т.е. белок) могут значительно меняться. Обычно инкапсулированные волокна содержат от около 45 до около 75% волокна, от около 10 до около 35% материала первого слоя, и от около 10 до около 40% материала второго слоя. Предпочтительные инкапсулированные волокна содержат от около 50 до около 60% волокна, от около 10 до около 15% материала из жира или липида, от около 25 до около 45% материала белкового слоя.

Обычно, инкапсулированные волокна согласно изобретению достаточно устойчивы к влагопоглощению до тех пор, пока инкапсулированные волокна попадают в желудок и реализуются процессы переваривания пищи. После начала процесса переваривания желудочные белки (например, пепсин) вначале обеспечивают переваривание внешнего слоя белка. По мере переваривания внешнего слоя «отверстия» в инкапсулированном материале обеспечивают воздействие желудочной липазы на липиды внутреннего слоя. После этого может последовать гидратация самого волокна. Разбухание волокна из-за гидратации увеличивает его массу в желудочно-кишечном тракте, вызывая ощущение «насыщения». Таким образом, инкапсулированные волокна изобретения также могут повышать ощущение полного насыщения и в связи с этим уменьшать общее потребление пищи. Белки и липиды быстро гидролизуются в желудке, но не претерпевают изменения на ранних стадиях переваривания пищи. Волокно, обработанное согласно изобретению, обычно не дегидратируется в течение 30 минут при суспендировании в воде при комнатной температуре. Однако те же волокна могут гидратироваться в указанных условиях в течение 30 минут при добавлении комбинации из желудочной липазы и пепсина, что аналогично процессам, протекающим в желудке во время переваривания пищи. Не ограничиваясь конкретной теорией, предполагается, что при попадании инкапсулированных волокон изобретения в желудок находящийся там пепсин вначале удаляет внешний белковый слой. В это время вода, контактирующая с волокнами (либо через «отверстия» или через пустоты во внутреннем слое, или в качестве растворителя внутреннего слоя), инициирует разбухание волокон. На этой стадии, липаза, содержащаяся в желудке, способствует удалению или растворению внутреннего слоя, так чтобы обеспечить взаимодействие воды с волокном и завершение процесса набухания. Таким образом, предполагается, что волокно, содержащееся в инкапсулированном волокне согласно изобретению, в общем случае, не гидратируется до тех пор, пока желудочные пепсин и липаза не гидролизуют белковые и липидные слои, при этом происходит значительное расширение волокна и для многих пациентов создается чувство насыщения и понижается потребность в дальнейшем приеме пищи. Не ограничиваясь конкретной теорией, предполагается, что помимо эффекта сытости из-за расширения волокон объединение белка и пищевого волокна (которое согласно изобретению имеют один источник) также может оказывать влияние на ощущение сытости. См. Burley et al., Influence of High-fiber Food (Myco-protein) on Appetite: Effects on Satiation (Within Meals) and Satiety (Following Meals) , Eur. J. Clin. Nutr., 47(6):409-418 (1993).

Не ограничиваясь конкретной теорией, предполагается, что липид, содержащийся в инкапсулированном волокнистом продукте, также способен усиливать чувство сытости в результате стимуляции выделения холецистокинина (ССК). При стимуляции выделения ССК волокно пролонгирует повышение уровня его содержания в течение периода потребления пищи. Было предположено, что повышение содержания волокна или жира в муке приводит к увеличению уровня насыщенности у женщин. См. Burton-Freeman et al., Plasma Cholecystokinin in Associated With Subjective Measures of Satiety in Woman , Am. J. Clin. Nutr., 76(3): 659-667(2002). Инкапсулированное волокно согласно изобретению обеспечивает такие липиды и волокно в виде их единого источника.

Инкапсулированные волокна, полученные согласно изобретению, могут вводиться в тесто и выпечку, включающую, без конкретных ограничений, печенье, злаки, крекеры, пасту, тесто для пиццы, закуски, кондитерские изделия, десерты, питательные брикеты, пищевые добавки и аналогичные продукты. Обычно, количество инкапсулированных волокон, добавленных в различные пищевые продукты, составляет до около 60%, предпочтительно от около 10 до около 40%. Разумеется, что указанные предпочтительные интервалы могут изменяться в зависимости от назначения продукта. Так, например, пищевой брикет или пищевая добавка могут содержать большие количества волокна, чем продукты других типов. При необходимости могут использоваться более высокие или более низкие интервалы содержания рассматриваемого компонента.

Фигура 2 иллюстрирует способ согласно изобретению. Такой способ обычно включает (1) получение частиц съедобного волокна, имеющих наружную поверхность, (2) нанесение внутреннего слоя, содержащего съедобный жир или липид, на наружные поверхности частиц съедобного волокна, так чтобы обеспечить по существу полное покрытие наружной поверхности частиц съедобного волокна внутренней поверхностью и (3) нанесение внешнего слоя, содержащего съедобный белок, на внутренний слой, так чтобы обеспечить по существу полное покрытие внутреннего слоя внешним слоем; причем внутренний и внешний слои обеспечивают эффективный влагобарьер, препятствующий значительному разбуханию частиц съедобного волокна в результате поглощения влаги во время хранения и на начальных стадиях переваривания пищи в организме человека, причем влагобарьер разрушается на более поздних стадиях переваривания пищи, вследствие чего частицы съедобного волокна разбухают в результате абсорбции влаги. Предпочтительные методы, используемые для нанесения внутреннего и внешнего слоя, по существу исключают агломерацию частиц съедобного волокна.

Рассматриваемые волокна могут быть покрыты с использованием традиционных приемов нанесения покрытия. Так, приемы «укладки в формы (panning)», используемые в кондитерской промышленности, могут применяться в том случае, когда волокна осторожно нагревают во вращающемся кондитерском поддоне. Липидный материал (например, Benefat®) расплавляют или растворяют в растворителе (например, в спирте). После этого волокно обрызгивают липидным материалом. При использовании растворителя, после его испарения, на волокно наносят жир. Если растворитель не используют, то липидный материал обычно наносят при температуре, которая примерно на 20°С выше температуры плавления жира. После нанесения липидного слоя полученные волокна обычно охлаждают до комнатной температуры при постоянном перемешивании. Далее наносят белковый слой путем распыления белкового раствора. Так, для нанесения белкового слоя может использоваться 20% раствор зеина в этаноле. После этого растворитель выпаривают с получением инкапсулированных волокон. Обычно для удаления растворителя температуру повышают (например, до около 50°С).

Следующие ниже примеры иллюстрируют изобретение и не ограничивают его область. Для специалистов в данной области доступные многочисленные модификации, не нарушающие сущность и область изобретения. Если не оговорено особо, то все процентные значения и соотношения даны в массовом выражении. Все цитированные ссылки полностью включены в настоящий документ; такие ссылки, включают, без конкретных ограничений, патенты, опубликованные патенты, другие публикации и т.п.

Пример 1. Тонко размолотые пшеничные отруби (частицы неправильной формы размером от около 1 до 50 микрон) суспендировали в Glatt Air Technologies Agglomerator (Glatt Air Technologies, Германия). Benefat®) В (Danisco A/S (Copenhagen, Denmark); смесь триацилглицеринов насыщенных жирных кислот с короткой и длиной цепью с температурой плавления около 30°С растворяли в этаноле (около 35% Benefat®) В). Полученный раствор распрыскивали на суспендированные отруби в аггломераторе при температуре около 45°С с образованием слоя, покрытого жиром. Предполагаемое покрытие жировым слоем составляет более чем около 90%. 10% водный раствор казеината натрия распрыскивали на покрытое жиром волокно при температуре 40°С с образованием внешнего белкового покрытия. Затем полученный продукт сушили при температуре около 40°С в течение около 30 минут с образованием инкапсулированного волокна.

Инкапсулированное волокно использовали для приготовления карамели (сахарного печенья). Для получения теста использовали около 225 г муки, около 130 г сахара, около 31 г растительного масла, около 40 г инкапсулированного волокна, около 2,1 г соли, около 2,5 г бикарбоната натрия, около 33 г декстрозы и около 16 г воды, и такую смесь перемешивали в смесителе в течение около 2 минут. Тесто для печенья раскатывали и разрезали на кружки с помощью резца, помещали на кондитерский лист и затем выпекали в течение около 11 минут при температуре около 375°F (191°C). Таким же образом готовили контрольные образцы с использованием такого же теста, но без инкапсулированного волокна. Печенье, содержащее инкапсулированное волокно, по текстуре и вкусовым качествам (т.е. содержание влаги, мягкость с приятным послевкусием и ароматом) не отличалось от контрольных образцов. Ожидается, что добавление волокон без инкапсуляции согласно изобретению приведет к получению жесткого крупнозернистого печенья с сухим послевкусием. При воздействии пищеварительных ферментов (липаза и пепсин), инкапсулированные волокна согласно изобретению расширяются и удерживают воду.

Пример 2. Инкапсулированное волокно из Примера 1 также использовали для приготовления пасты (макаронное изделие). Около 200 г инкапсулированного волокна и около 800 г муки перемешивали в миксере в течение около 3 минут. Около 200 г воды медленно распрыскивали по смеси при постоянном перемешивании с получением теста для изготовления пасты. После этого полученное тесто экструдировали (либо в виде плоских листов или спагетти) с использованием ручного устройства для изготовления макарон. Экструдированную пасту сушили в течение ночи при комнатной температуре. Затем высушенную пасту варили в кипящей воде в течение 5 минут. Варенное макаронное изделие, содержащее инкапсулированное волокно, по текстуре и вкусовому качеству не отличалось от контрольной пасты, не содержащей добавленного волокна.