[发明专利]具有高纤维含量的低糖食品

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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(Saccharomyces cerevisiae)，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(Aspergillus niger var awamori)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。