制作基于豆类的营养产品的方法[0001]发明背景[0003]众所周知豆类含有高含量的蛋白质，纤维和氨基酸。由于它们的营养价值，人们已经进行了多种尝试以便将豆类掺入即食的零食产品中。然而，绝大多数的这些方法需要较长的烹制时间以使豆类的坚硬的表皮软化。长时间的浸泡和烹制会导致外壳中所含的膳食纤维和蛋白质流失，并且由于额外的吸收了水分因此需要额外的处理步骤以去除水分，影响了面团产品的黏稠度以及终产品中的营养成分的含量。此外，由完整的大豆制作的产品一般具有某种“生涩的”或“生豆的”异味和气味，对此现有技术中没有成功控制或去除这些味道以使此问题最小化的方法。[0004]人们已经进行了多种尝试试图将豆类蛋白质掺入到零食食品产品中。美国专利第6，291, 009号和第6，479, 089号公开了一种基于大豆的面团和由此面团制作的产品，使用烘烤或烘焙过的大豆的衍生物例如全脂大豆粉或其它的大豆粉，或大豆蛋白浓缩物或大豆蛋白分离物，这样得到的产品的营养品质较差。此外，大豆蛋白浓缩物和大豆蛋白分离物是收敛性物质并且在咀嚼期间不能咬断使得消费者感觉需要较长的时间咀嚼。这样，因为口感(口干)和质地特征不佳，因此希望尽可能少的使用大豆蛋白分离物和大豆蛋白浓缩物作为组分。此外，与未经处理的生的组分相比，大豆蛋白分离物和大豆蛋白浓缩物相对较贵。例如，大豆蛋白分离物和大豆蛋白浓缩物的价格是生的大豆的10倍或更多。而且，全脂大豆粉和其它的大豆粉一般是由已经经过溶剂提取和热处理(例如烘焙和烘烤)的完整大豆经过碾碎制作的，其中溶剂提取和热处理会使酶和胰蛋白酶抑制剂失活。因此，使用高含量的全脂大豆粉和其它的大豆粉同样会使生产的产品的口感，质地和味道都不佳。[0005]美国专利第4，601，910号公开了一种烹制大豆的方法，其中通过浸泡和烹制在被选择的水果汁添加剂中的大豆而将大豆软化。然而，这种方法需要时间，浸泡和烹制步骤的时间范围至少半小时和高达5个半小时。美国专利第3，142，571号公开了用热水提取膨胀的大豆蛋白产品以滤掉不受欢迎的味道，然而仅提供了一种乏味的产品。[0006]因此在本领域中需要一种制作即食的营养零食产品的省时的方法，其中所述的营养零食产品由植物性蛋白质例如生的豆类制作。这种方法使用节省成本的食品提供高含量的蛋白质，并且生产的产品没有生的豆类具有的典型的不受欢迎的味道。此方法也允许制作多种产品，包括营养补充剂和营养零食食品例如饼干，薄脆饼干以及曲奇饼干，同时对于对营养品质没有贡献的其它干组分的需要最少。基于豆类的零食食品模拟传统制作的零食产品的感官特征，包括味道和质地，并提供了蛋白质的良好的来源例如以货架期稳定形式存在的营养全面的大豆蛋白质。
[0007]本发明提供了一种由完整的未经加工过的豆类制作基于豆类的面团的节省时间和成本的方法以及由此面团制作的零食产品。总的来说，已经发现通过压力烹制豆类，获得了产生基于豆类的可压片的面团的改进的方法，允许制作多种即食的货架期稳定的具有良好来源的蛋白质的零食食品。压力烹制使得烹制时间显著降低并且省去浸泡步骤，这是某些豆类特别是硬的豆类所需要的。令人惊讶的是，已经发现当与前面所述的大气压下的长时间的浸泡豆类的方法相比，本发明获得了较低含水量的豆类。当制备基于豆类的面团时这是非常有益的，因为所需的被加工过的干组分的用量得到满意的降低从而获得了可压片的面团。这样不仅降低了成本而且还去掉了任何可能的异味。[0008]在将豆类与其它的组分混合形成可压片的面团之前使用低热应力脱水可进一步降低经压力烹制过的豆类的含水量，优选使用低于160° F的温度。面团被揉好成型并然后被烹制制成具有至少5g的蛋白质的营养食品产品。这种方法很容易被改变以提供多种营养产品，范围从高蛋白的零食到能够对营养不良的人群增加营养的营养补充剂。在此过程中的任一点都可对食品产品进行调味，无论是在烹制之前或在烹制之后。所得到的产品的局部和内在的风味的范围很广。因此，本发明提供了一种货架期稳定的即食食品产品，它具有至少5g的蛋白质并且其最终的含水量小于3%。本发明的上述的和其它的特征和优点在下面的详细描述中将更加明显。



[0009]本发明的新颖性的特征列在所附的权利要求中。然而，本发明本身，使用的优选的方式，进一步的目标和其优点通过参考附图将被更好的理解，其中此附图表示的是本发明的一个实施例的流程图。
[0010]详细描述
[0011]如在此所使用的，适合的“豆类”是指生的，完整的，未经加工的豆类，它具有的天然蛋白质的含量范围占干基重的约19%到约45%并只包括从天然植物源中分离出来的天然豆类。适合的豆类可从很多的生产商购买到并包括豌豆，大豆，青豆，黑豆，红腰豆，白腰豆，菜豆，加那利豆(canary beans)，蚕豆，蔓越莓豆，羽扇豆，鹰嘴豆，绿豆，红扁豆，绿扁豆，以及木豆。特别是，此方法效果很好，即使对于那些在烹制之前一般需要长时间(通常过夜)浸泡的豆类，例如硬豆，例如鹰嘴豆，大豆，红腰豆，白腰豆，黑豆，整粒豌豆，菜豆和加那利豆。
[0012]当使用生的，完整的，未经加工的豆类时，在充分利用豆类的营养成分之前为了使豆类软化一般需要长时间的浸泡。豆类的软化需要将豆类在大气压条件下浸泡在水中或石灰水溶液中至少40分钟然后在锅中煮制并烹制约20分钟到25分钟。为了获得希望的黏稠度以得到可揉的面团还需要进一步浸泡几个小时，这取决于豆类的种类。
[0013] 申请人:已经发现通过压力烹制豆类，获得了形成基于豆类的面团的改进的方法，与现有的大气压条件下的浸泡方法相比，此方法不仅缩短了烹制时间而且也确实降低了豆类中的含水量。这不仅仅节约了成本，因为操作面团几乎不需要经过处理过的干组分，而且还允许掺入各种富含营养的组分。此外，在此所描述的方法在大气压条件下比浸泡步骤更好实施，这是因为它完全省去了长时间浸泡的步骤。事实上，已经发现压力烹制明显降低了至少83%的烹制时间，并得到了粘性面团。此外，低热应力脱水可保留所需要的营养成分以用于生产具有广泛的有益的营养品质的多种食品产品。
[0014]现在通过参考附图进一步详细讨论本发明的一个实施例。尽管下面的描述公开了压力烹制豆类的批次方法，但是当阅读了本发明的内容时，本领域的技术人员能够很容易确定同样能实施商业上的大规模的压力烹制方法。
[0015]在第一步中，将大量的豆类放入台式压力锅中，其中具有足量的水以没过豆类食品产品。正如在此所使用的，压力烹制10是指在密闭容器中烹制产品的方法，所述的密闭容器不允许空气或液体逸出并能够在密闭容器中产生超过海平面的现有的平均大气压(或约Iatm或14.7psi)的工作压力。因此，在此所使用的压力是指相对于周围的大气压蒸锅内的压力，也称为psig或psi。压力烹制的适合范围包括约IOpsi和约15psi之间的压力。
[0016]在一个实施例中，对于所使用的每一杯的豆类，添加约4-5杯的水。例如，在一个实施例中，当使用约I杯的生的大豆时，约使用4杯的水，在此一杯豆类的重量是约180g而水的重量是约910克。在另一个实施例中，使用了约一杯的鹰嘴豆(约200g)和约5杯的水(约 1140g)。
[0017]在一个实施例中，在约IOpsi至约15psi之间的压力下压力烹制豆类。在另一个实施例中，在约15psi的压力下压力烹制豆类。在任何的生产商中都可找到适合的压力锅。在测试运行中，使用了由Hawkins制造的鸣笛式压力锅，它会喷出蒸汽并发出少于5秒钟的鸣笛声。这种压力锅以脉动压力工作，从产生压力然后伴随鸣笛声逸出蒸气释放压力进行循环。此压力锅在约4分钟之后增压完毕，完成第一循环并伴随尖锐的鸣笛声导致蒸气突然逸出。然后热量下降并在约5个或更多的循环或约6分钟之后，将豆类从压力锅中移出用于进一步的处理。因此，在一个实施例中，豆类被烹制并在短于10分钟之后可用于进一步形成面团。在另一个实施例中，豆类被烹制约15分钟。在第三个实施例中，豆类被烹制约10分钟到15分钟之间。使用现有技术的方法，这通常需要至少一个小时而在一些情况下常常需要数个小时或整夜的浸泡才能实现。这种浸泡一般会导致豆类外壳的流失，而外壳中含有所需要的营养成分例如膳食纤维。长时间的浸泡步骤也可导致异味的释出。因此，在保留营养成分质量完整的同时显著并有益的降低了时间。
[0018]在压力烹制10步骤之后，将烹制过的豆类碾碎20。虽然可使用任何方法用于碾碎，在测试运行中使用了由Urschel试验室有限公司制造的切割机。在碾碎之前，也可任选将豆类倒出然后转移进行碾碎。在第一个实施例中，在约15psi的压力下仅压力烹制了 10分钟，经过烹制的碾碎的豆类的含水量范围在约42%到约49%之间。在第二个实施例中，当压力烹制15分钟时，含水量的范围在约53%到约59%之间。在另一个实施例中，烹制过的并且碾碎的大豆的含水量为约42%和约43%之间。在另一个实施例中，碾碎的大豆的含水量为约49%。在另一个实施例中，烹制过的并且碾碎的鹰嘴豆的含水量在约46%和47%之间。优选，含水量保持在约55%以下，因为含水量超过约55% (重量比)压片有困难。因此，已经发现压力烹制确实提供了生产可操作的基于豆类的面团的好处，不必仅为了降低含水量的目的而添加更多的干组分。相反，只需要添加水就能生产可操作的基于豆类的面团。
[0019]在另一个实施例中，为了降低烹制后的水分，将豆类进行低热应力脱水20。正如在此所使用的，“低热应力脱水”是指使用低于约160° F的温度对碾碎的豆类进行脱水以便保留营养成分。在一个实施例中，低热应力脱水是通过离心作用实现的。在另一个实施例中，烹制过的大豆穿过温度被设定为低于约160° F的烤炉。在另一个实施例中，使用微波干燥。
[0020]然后，根据预期的终产品将附加的组分与豆类在一个大搅拌器中使用浆进行混合40成型50基于豆类的面团。在一个实施例中，在添加到碾碎的大豆之前在搅拌器中将混合物混合在一起。干组分的混合物包括淀粉，蛋白质，纤维，全粒，种籽，蔬菜，水果，维生素，和/或矿物质以及它们的混合物。例如，附加的淀粉，糖，纤维，蛋白质，起酥油，全粒，种籽，蔬菜，水果和维生素和/或矿物质补充剂，和它们的混合物。淀粉选自由改性淀粉，预糊化淀粉，天然淀粉，预糊化的改性淀粉，和它们的混合物组成的组中。纤维选自由燕麦纤维，竹纤维，马铃薯纤维，玉米糠，大米糠，小麦糠，抗性淀粉，菊粉，以及它们的混合物组成的组中。附加的蛋白质选自由大豆粉，大豆柏，大豆渣，大豆饼，大豆蛋白分离物，大豆蛋白浓缩物，乳清蛋白，牛乳蛋白，以及它们的混合物组成的组中。全粒包括但不限于小麦粒的粉质胚乳，粗面粉，大麦粒和燕麦粒。种籽包括但不限于芝麻籽，婴粟籽和亚麻籽。可使用任何干燥的或脱水的蔬菜例如脱水的西兰花。同样的，可使用任何干燥的水果包括例如不限于蔓越莓。
[0021]在一个实施例中，将其它的制作过程产生的副产品混合到面团中以提高风味或质地和进一步消除浪费。例如，可使用生产其它食品中残留的玉米洗脱物，马铃薯淀粉，任何过量的燕麦或燕麦片和橙子汁浆。在测试运行中，添加了包括维生素A和E，铁，锌和它们的组合或混合物的预混合的矿物质。在一个实施例中，除了添加干组分的混合物，还添加了油，包括但不限于玉米油，棉花籽油或葵花油，这有助于提供粘性面团。在一个实施例中，基于豆类的面团包括0%至6% (重量比)的油。在另一个实施例中，基于豆类的面团包括约5%的油。所获得的面团产品包括约5%到95%的蛋白质。在一个实施例中，面团包括至少45%的烹制过的豆类从而提供良好来源的蛋白质。在一个实施例中，面团包括约40%到45%之间的烹制过的豆类,约5%的油，和约20%到约30%的淀粉。
[0022]一旦添加所需要的组分，面团被成型50。可添加水以提高面团的含水量形成操作性更强的面团。在一个实施例中，在添加干组分之后添加约13%至约14%之间的水将面团成型50。在一个实施例中，面团包括(湿基重)约45%至55%之间的大豆，约17%至约30%之间的淀粉，和约13%的附加的蛋白质。在一个实施例中，面团还包括约10%的糖(湿基重)。获得的这种形式通过例如揉，压片，切割或成型成为任何其它的零食产品。在一个实施例中，将面团卷成需要的厚度并被切割。例如，在一个实施例中，将面团转移到成倍缩减的压片机中，对面团压片。在一个实施例中，被切割的片的直径是约4_。然后将成型的预制品送入烤炉进行烹制60。在一个实施例中，烹制步骤产生了货架期稳定的含水量为约1.5%的零食食品产品。在另一个实施例中，烹制步骤产生了货架期稳定的具有约0.8%到约2.0%之间的含水量的零食食品产品。更具体的，可获得约1.0%的含水量。
[0023]在一个实施例中，烹制步骤包括使用在250° F的温度下的烤炉。在另一个实施例中，使用温度范围在约300° F到450° F之间的多个烤炉或多个区。例如，将面团转移到包括4个热区，停留时间为约2.2分钟的烤炉中。适合的烤炉由APV制造。一区被设定在约450° F的温度，二区被设定在约425° F的温度，三区被设定在约350° F的温度，以及四区被设定在约325° F的温度。一旦离开，被烘焙过的面团片包括为约8.5%的含水量。然后将烘焙过的小片通过传送带转移到空气冲击式烤炉中停留5到6分钟的时间，更优选约5.5分钟。一旦离开，得到的脆片含有的水分为约1.5%，然后优选进行调味。在一次测试运行中，脆片使用10% (重量比)的油，5% (重量比)的Wasabi Ranch和0.11% (重量比)的预混合的维生素A和E的混合物调味。I盎司(28g/约16片)的每份的产品具有约5g的总的脂肪含量，约5g的总的碳水化合物，约6g的蛋白质和约128卡的热量。
[0024]在另一个实施例中，其中面团包括糖，将面团卷成球，其直径为约I至2英寸之间。在轻轻拉平之后，将面团产品送入温度被设定为250° F的烤炉中停留约80分钟。一旦离开，得到的奶油酥饼被调味。在一次测试运行中，奶油酥饼用含有3% (重量比)的油，3% (重量比)的红糖粉和0.11% (重量比)的预混合的维生素A和E的混合物调味。I盎司的每份产品(28g/约4块奶油酥饼)具有约6g的总的脂肪含量，约14g的总的碳水化合物，约5g的蛋白质，和约133卡的热量。
[0025]本发明提供了许多优点。首先，烹制豆类的时间被显著缩短，完全省去长时间的浸泡和烹制的时间。第二，来自传统玉米粉圆饼生产线上的现有的食品加工的设备包括烤炉，油炸锅，调味转桶，以及压片和焙烤平台都能够与压力锅连用。因此，在一个实施例中，玉米粉圆饼的食品制造商可容易的使用现有的设备制备基于豆类的面团。第三，烧焦豆子，产生异味的风险降低，营养成分和味道的流失风险降低。第四，来自其它生产线的副产品可被掺入到零食产品中，因此没有经历全面的食品浪费，结果扔掉的废物更少并且生产成本下降，同时保留了食品中的有益的营养成分的水平并产生了能够抵消营养不良的具有良好味道的大量的零食。第五，本发明提供了制备更天然的含有更少的附加的干组分的食品产品的方法，并因此降低了成本，这些干组分可产生不受欢迎的异味。第六，此方法允许掺入宽范围的组分和营养补充剂以便于不同的微量营养素和矿物质强化剂可并能够将所需的各种营养成分给予营养不良的人群及孩子中。营养密度提高是由于使用了完整的豆子(相对于加工过程中去除了各种部分)。最终，本方法提供了简化的节省成本的易被重现的方法。
[0026]除非指出，在所有情况下所有表示组分的量的数字应当理解为可修改为术语“约”。因此，除非有相反的说明，在说明书和所附的权利要求中列出的数字参数是粗略估计，它们根据希望通过本发明获得的性能发生变化。至少，不是用来将等同物的相应说法的应用限定到本发明的权利要求的范围，每一个参数应当至少根据所报导的重要数字的数目并通过使用舍入法来理解。尽管列在本发明的宽范围的数字范围和参数是近似的，但是在具体实施例中所列的数值报告的尽可能准确。然而任何数字值本身含有一些错误，这是由于在各自的测试中的标准偏差导致的。
[0027]尽管本发明被具体说明并参考优选实施例进行了描述，但是本领域技术人员应当理解可进行各种形式的变化并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可改变细节。