具有高纤维含量的低糖食品制造技术

本发明专利技术提供了用于生产糖含量降低并富含膳食纤维的食品、特别是果蔬汁饮料的方法以及由此生产的食品。所述加工食品卡路里低并同时保留起始原料的可口味道，并含有有益量的膳食纤维。所述加工食品还含有山梨糖醇和葡萄糖酸。

Low Sugar Food with High Fiber Content

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高纤维含量的低糖食品
本专利技术提供了用于生产糖含量降低并富含膳食纤维的食品、特别是果蔬汁饮料的方法以及由此生产的食品。所述食品卡路里低并同时保留起始原料的可口味道，并含有有益量的膳食纤维。
技术介绍
在最近几十年中，从饮料摄入的膳食能量的增加是造成在北美观察到的肥胖症流行的主要因素。如今，美国人每天比30年前多消费150–300卡路里，并且含卡路里饮料占这种增加的50％。在普通美国人群中，来自于饮料的能量摄入量目前占每日总能量摄入量的21％。来自于短期人类研究的证据表明以液体形式消费的卡路里与来自于固体食物的卡路里相比具有弱的饱足性质并引发不良的能量补偿。这些发现表明液体卡路里消费的增加可能引起体重增加，并且反过来，液体卡路里摄入量的降低可能引起体重减轻。即使不添加糖，果汁也含有与软饮料中几乎相同量的糖。果汁的卡路里含量的主要贡献者是单糖葡萄糖和果糖。在被定义为含有“100％果汁”的饮料中，糖主要源自于果糖。已知葡萄糖的摄取刺激调控食物摄入的身体化学物质(例如胰岛素)的释放。另一方面，果糖很少抑制食欲，并且它似乎偏好性地与新脂肪细胞的形成相关。微生物能够通过两种主要过程降低果蔬汁的卡路里含量：生物矿化和生物转化。许多生物体在有氧条件下可以实现单糖和二糖(葡萄糖、果糖和蔗糖)向二氧化碳和水的完全转化(由有氧呼吸引起的生物矿化)。这些糖的代谢由酵母物种最高效地实现。酵母可以根据它们的能量生产方式是利用呼吸还是发酵而分成几组。最广为人知的酵母物种是面包和酿酒的酵母，即酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)，其容易地适应于变化的生长条件。例如，取决于氧和其他碳源的存在，酿酒酵母可以在几种不同途径中利用葡萄糖。另一方面，来自于克鲁维酵母属(Kluyveromyces)、红酵母属(Rhodotorula)和隐球酵母属(Cryptococcus)的酵母是专性呼吸的(在限氧环境中不发酵或生长)。不同于酿酒酵母，克鲁维酵母属(Kluyveromyces)的酵母对葡萄糖浓度不敏感。在高葡萄糖浓度下，酿酒酵母即使在有氧条件下也利用糖生产乙醇(克莱布特里效应)。克鲁维酵母属是克莱布特里阴性的，并且因此即使在高的葡萄糖/果糖浓度下，它在有氧条件下也生产生物质、CO2和水，并且不生产乙醇。除了大肠埃希氏杆菌(E.coli)和黑曲霉变种(Aspergillusnigervarawamori)之外，乳酸克鲁维酵母(K.lactis)是在工业中在发酵罐中生长以大规模生产凝乳酶的主要生物体之一。凝乳酶被用于乳酪生产。植物、真菌和某些细菌能够将单糖转变成多糖。多糖如纤维素、半纤维素、果胶、树胶、粘液质和木质素是膳食纤维。尽管这些纤维在化学上不相关，但它们都对人类消化系统的分解具有抗性。所有植物均产生葡萄糖聚合物纤维素作为细胞壁的主要成分。纤维素是绿色植物的初生细胞壁、许多形式的藻类和卵菌(真菌的一个超科)的结构组分。某些细菌物种能够合成纤维素然后分泌它以形成生物膜。纤维素是由几百至超过一万个β(1→4)连接的D-葡萄糖单元的直链构成的多糖，并且是地球上最常见的有机化合物。纤维素没有味道也没有气味。在维管植物中，纤维素由玫瑰花结末端复合体(RTC)在细胞质膜处合成。RTC是直径约为25nm的六聚体蛋白质结构，其含有合成单个纤维素链的纤维素合成酶。RTC含有至少三种不同的纤维素合成酶。纤维素合成需要链引发和随后的链延伸两个截然分开的过程。合成酶蛋白同工型(CesA)葡萄糖基转移酶使用甾类引物谷甾醇-β-葡萄糖苷和尿苷二磷酸(UDP)-葡萄糖引发纤维素聚合。纤维素合成酶利用UDP-D-葡萄糖前体来延长生长中的纤维素链。来自于气杆菌属(Aerobacter)、醋杆菌属(Acetobacter)、无色杆菌属(Achromobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、产碱杆菌属(Alacaligenes)、固氮菌属(Azotobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、根瘤菌属(Rhizobium)和八叠球菌属(Sarcina)的细菌合成纤维素。醋杆菌属物种的研究得最广泛的成员是木醋杆菌(A.xylinum)，这个物种将葡聚糖链从气孔挤出到生长培养基中。这些链聚集成微纤丝，其束集以形成微生物纤维素带。各种不同的糖被用作底物。生产大多数发生在液体与空气的界面处。木醋杆菌(Acetobacterxylinum)是自然界最高产的产纤维素细菌。典型的单个细胞可以在1小时内将多达108个葡萄糖分子转变成纤维素。考虑到在一个小液滴内可以堆积一百万个细胞并且每个这些“工厂”能够每小时将多达108个葡萄糖分子转变成纤维素，纤维素生产速率是巨大的。果聚糖是由植物、酵母、真菌和细菌产生的果糖聚合物。具有短链长的果聚糖被称为低聚果糖(FOS)，而较长链的果聚糖被称为菊糖或左聚糖。FOS可以通过β-果糖苷酶对蔗糖的转果糖基作用来制备。得到的混合物含有通式为葡萄糖-果糖n(GFn)的寡糖，其中n在1至5的范围内。FOS被大量品种的微生物天然生产，包括：出芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)，短梗霉(Aureobasidiumsp.)，节杆菌(Arthrobactersp.)，日本曲霉(Aspergillusjaponicus)，黑曲霉(Aspergillusniger)，米曲霉(Aspergillusoryzae)，海枣曲霉(Aspergillusphoenicis)，萨氏曲霉(Aspergillussydowii)，麦角菌(Clavicepspurpurea)，尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)，常现青霉(Penicilliumfrequentans)，小刺青霉(Penicilliumspinulosum)，寄生疫霉(Phytophthoraparasitica)，短柄帚霉(Scopulariopsisbrevicaulis)和酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)。较长的果聚糖由主要包含β(2→l)糖苷键的菊糖和在果糖单元之间主要包含β(2→6)糖苷键的左聚糖构成。在FOS中，左聚糖由微生物包括革兰氏阴性物种的成员例如成团泛菌(Pantoeaagglomerans)、解淀粉欧文氏菌(Erwiniaamylovora)、弱氧化醋杆菌(Acetobactersuboxydans)、氧化葡糖杆菌(Gluconobacteroxydans)和左聚糖气杆菌(AerobacterLevanicum)以及革兰氏阳性细菌例如枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、多粘类芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)、变异链球菌(Streptococcusmutans)、粘性放线菌(Actinomycesviscosus)和棒杆菌属(Corynobacteria)的几个成员天然生产。左聚糖形成非结构性糖类，其可以连接在一起形成包含成千上万个单元的超分子。运动发酵单胞菌(Zymomonasmobilis)和醋杆菌属(Acetobacter)的成员是关于左聚糖生产调查得最多的细菌。果聚糖(包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备低糖高纤维食品的方法，所述方法包括将含有糖的起始食品或包含所述起始食品的组合物与至少一种类型的微生物细胞相接触的步骤，其中所述微生物细胞具有降低所述起始食品的糖含量和将单糖或二糖转变成至少一种寡糖和/或多糖的活性，由此获得与所述起始食品相比糖含量降低并且至少一种寡糖和/或多糖的含量提高的加工食品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.26 US 62/412,855;2017.04.27 US 62/490,6111.一种用于制备低糖高纤维食品的方法，所述方法包括将含有糖的起始食品或包含所述起始食品的组合物与至少一种类型的微生物细胞相接触的步骤，其中所述微生物细胞具有降低所述起始食品的糖含量和将单糖或二糖转变成至少一种寡糖和/或多糖的活性，由此获得与所述起始食品相比糖含量降低并且至少一种寡糖和/或多糖的含量提高的加工食品。2.权利要求1的方法，其中所述微生物细胞选自死细胞、活细胞及其组合。3.权利要求1至2任一项的方法，其中所述微生物细胞是死微生物细胞。4.权利要求3的方法，其中所述死微生物细胞被固定化。5.权利要求1至4任一项的方法，其中所述微生物细胞选自酵母细胞、细菌细胞及其组合。6.权利要求5的方法，其中所述微生物细胞是选自红发夫酵母(Xanthophyllomycesdendrorhous)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyceslactis)、多形汉逊酵母(Ogataeapolymorpha)、核果梅奇酵母(Metschnikowiafructicola)、酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、从橄榄分离的酵母及其任何组合的酵母。7.权利要求5至6任一项的方法，其中所述细菌细胞选自运动发酵单胞菌(Zymomonasmobilis)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)、多粘类芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)及其任何组合。8.权利要求7的方法，其中所述微生物细胞是运动发酵单胞菌(Zymomonasmobilis)。9.权利要求1至8任一项的方法，其中所述方法包括将所述起始食品或包含所述起始食品的组合物与至少一种酵母物种和至少一种细菌物种或真菌物种的微生物细胞的组合相接触。10.权利要求9的方法，其中所述酵母细胞的物种选自乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyceslactis)、多形汉逊酵母(Ogataeapolymorpha)、核果梅奇酵母(Metschnikowiafructicola)、酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、红发夫酵母(Xanthophyllomycesdendrorhous)和从橄榄分离的酵母。11.权利要求9至10任一项的方法，其中所述细菌细胞的物种选自木醋杆菌(Acetobacterxylinum)、胃八叠球菌(Sarcinaventriculi)、运动发酵单胞菌(Zymomonasmobilis)、木葡糖杆菌(Gluconobacterxylinus)、假单胞菌(Pseudomonassp.)#142、产左聚糖微杆菌(Microbacteriumlaevaniformans)、多粘类芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、浸麻芽孢杆菌(Bacillusmacerans)、唾液链球菌(StreptococcusSalivarius)、肠膜状明串珠菌(Leuconostocmesenteroides)和左聚糖气杆菌(Aerobacterlevanicum)。12.权利要求9至10任一项的方法，其中所述真菌细胞的物种选自日本曲霉(Aspergillusjaponicus)、黑曲霉(Aspergillusniger)、臭曲霉(Aspergillusfoetidus)、米曲霉(Aspergillusoryza)、出芽短梗霉(Aureobasidiumpul...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·沙皮拉，E·巴拉奇斯基，
申请(专利权)人：耶路撒冷希伯来大学伊森姆研究发展有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL