用于制備可膠凝淀粉產(chǎn)品的方法

專利名稱：用于制備可膠凝淀粉產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備淀粉產(chǎn)品的方法、通過(guò)這種方法得到的淀粉產(chǎn)品以及這種淀粉產(chǎn)品的用途。
在本領(lǐng)域中通過(guò)將高直鏈淀粉經(jīng)受例如溫度、剪切、壓力和pH的特定條件而制備適合作為增稠劑的淀粉產(chǎn)品是眾所周知的。
美國(guó)專利第5,188,674號(hào)涉及用于噴射蒸煮和噴霧干燥聚合物以回收干燥的基本無(wú)定形的水可溶或水可分散聚合物粉末的方法。該方法包括回收淀粉、優(yōu)選高直鏈淀粉。據(jù)介紹，為了避免聚合物的降解，蒸煮溫度不應(yīng)該太高，特別是在聚合物是淀粉的情況下。依照美國(guó)專利第5,188,674號(hào)，在直鏈淀粉含量低于40％的情況下，蒸煮溫度應(yīng)該低于162℃。沒(méi)有描述其中至少部份結(jié)晶的淀粉產(chǎn)品、例如包含球晶的淀粉產(chǎn)品被回收的方法。
美國(guó)專利第5,131,953號(hào)涉及一種包含超過(guò)40％直鏈淀粉的預(yù)膠凝的噴霧干燥的非粒狀、非結(jié)晶的、非逆轉(zhuǎn)的淀粉。該粉末可以按照美國(guó)專利第5,188,674中描述的方法得到。
然而，仍然存在著可供選擇的能夠用作制備用于多種目的、具有令人感興趣的性能的淀粉產(chǎn)品的工藝的需要。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將含有低于50％直鏈淀粉的淀粉經(jīng)受特殊的溫度程序，可以得到具有令人感興趣的用于例如食品應(yīng)用方面的性能的可膠凝的產(chǎn)品。
因此，本發(fā)明涉及一種用于制備淀粉產(chǎn)品的方法，其中-提供了一種通常以懸浮液形式存在的含水淀粉混合物，該淀粉混合物包括水和淀粉，所述淀粉包含以干物質(zhì)計(jì)低于50wt.％含量的直鏈淀粉；并且
-將該淀粉混合物加熱到至少170℃的溫度。
本發(fā)明的方法提供了一種簡(jiǎn)單的制備具有令人感興趣的性能如好的涂抹性、短的凝膠化誘導(dǎo)時(shí)間和/或好的膠體穩(wěn)定性的可膠凝淀粉產(chǎn)品的途徑。
本發(fā)明的方法的優(yōu)勢(shì)在于將非改性的淀粉處理成可規(guī)類為非改性淀粉、在許多食品級(jí)應(yīng)用方面必需或至少優(yōu)選的產(chǎn)品的適用性。


圖1為本發(fā)明的包含球晶的凝膠產(chǎn)品的顯微照片(正交偏光鏡)。
圖2A和2B分別為本發(fā)明的20％凝膠(2B)和Paselli SA2TM的20％凝膠(2A)的相對(duì)比顯微照片。
圖3和4為依照實(shí)施例V沒(méi)有在室溫下存放而制備的((高模量型)，圖3)以及依照實(shí)施例VI在室溫下攪拌一夜而制備的(瞬間球晶型，圖4)可膠凝淀粉產(chǎn)品的可涂抹凝膠的顯微照片。
圖5為依照實(shí)施例VII將可膠凝的瞬間球晶型淀粉產(chǎn)品的懸浮液在140℃加熱后，冷卻并存放而得到的橡膠狀非可涂抹的凝膠。
淀粉可以是來(lái)自任何自然或轉(zhuǎn)基因植物來(lái)源的淀粉。優(yōu)選的淀粉為谷物淀粉、根淀粉和塊莖淀粉。利用塊莖淀粉可以得到非常好的結(jié)果，特別是利用馬鈴薯淀粉。任選在加熱懸浮液之前對(duì)淀粉例如通過(guò)化學(xué)、酶和/或物理改性而進(jìn)行改性。適宜的化學(xué)改性的例子包括淀粉由酸進(jìn)行溫和降解和乙?；?。
淀粉的直鏈淀粉含量基于干重優(yōu)選低于45wt.％，基于干重更優(yōu)選低于40％，基于干重還更優(yōu)選低于35wt.％。使用包含基于干重為30wt.％的淀粉可以得到非常好的結(jié)果。通常，淀粉中直鏈淀粉的含量基于干重高于5wt.％。優(yōu)選地，直鏈淀粉的含量基于干重高于10wt.％。更優(yōu)選地，直鏈淀粉的含量基于干重至少為15wt.％。使用包含基于干重至少20wt.％直鏈淀粉的淀粉可以得到非常好的結(jié)果。淀粉干物質(zhì)的余量通常由一般存在于淀粉中的組分形成，特別是支鏈淀粉以及可選的一些類脂和/或蛋白質(zhì)。
淀粉混合物中的水可以是任何一種適宜制備食品級(jí)產(chǎn)品的水。雖然應(yīng)該使用蒸餾或軟化水，但是使用自來(lái)水也可以得到令人滿意的結(jié)果?？蛇x擇地，水中可以補(bǔ)充一種或多種添加劑，例如一種或多種pH調(diào)節(jié)劑。
在加熱開(kāi)始時(shí)淀粉混合物中淀粉與水的比例不是特別嚴(yán)格。優(yōu)選地，淀粉與水的比例至少為5∶95(wt/wt)，更優(yōu)選至少為10∶90?；趯?shí)用的原因，淀粉與水的比例通常低于70∶30，優(yōu)選低于50∶50。為了得到具有非常滿意的膠凝性能的包含球晶的產(chǎn)品，使用淀粉與水比例為40∶60、更特別是在10∶90和40∶60之間的淀粉混合物可以得到非常好的結(jié)果。
淀粉混合物通常具有酸性的pH值，至少是在加熱開(kāi)始的時(shí)候。通過(guò)加入強(qiáng)和/或弱酸(緩沖劑)可以將pH得到預(yù)定值?；蛘撸A(yù)定的pH至少部份受淀粉本身影響，例如，當(dāng)使用酸性淀粉或在加熱過(guò)程中釋放酸性基團(tuán)的衍生淀粉(例如，在加熱過(guò)程中釋放乙?；囊阴；牡矸?時(shí)。
含水淀粉混合物的pH(在25℃所測(cè)量的)優(yōu)選低于6.5，更優(yōu)選低于6。pH通常至少為2，優(yōu)選高于4，更優(yōu)選至少為5。
含水淀粉混合物至少被加熱到170℃的溫度、優(yōu)選到175和250℃之間的溫度、更優(yōu)選到180和220℃之間的溫度一段時(shí)間以足夠使得淀粉顆粒充分破壞；優(yōu)選直到所有淀粉顆粒充分破壞(形成膠狀淀粉)，更優(yōu)選直到所有淀粉分子充分溶解形成淀粉溶液。
適宜的加熱時(shí)間可以根據(jù)這里所公開(kāi)的信息和普通的常識(shí)例行地確定。例如，它可以在30-600秒的范圍內(nèi)、優(yōu)選在60-300秒的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在100-200秒的范圍內(nèi)適宜地選擇。
在加熱和下個(gè)步驟之間，經(jīng)加熱的含水淀粉混合物(在加熱步驟結(jié)束時(shí)優(yōu)選為溶液)可以通過(guò)例如過(guò)濾而純化。然而，在加熱和下個(gè)步驟之間經(jīng)加熱的淀粉混合物沒(méi)有這種純化(例如過(guò)濾)也可以達(dá)到非常好的結(jié)果。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)以特殊的方式進(jìn)一步處理經(jīng)加熱的含水淀粉混合物，可以得到各種具有令人感興趣的性能的產(chǎn)物。進(jìn)一步處理步驟的典型例子包括冷卻淀粉混合物、干燥淀粉混合物和結(jié)晶至少部分淀粉混合物中的淀粉。此外，如果干燥產(chǎn)物優(yōu)選在被再溶解之后進(jìn)行，產(chǎn)物可以進(jìn)行另外的加熱步驟。
在加熱步驟之后，通常冷卻含水淀粉混合物(優(yōu)選為溶液)，最終優(yōu)選到0-100℃的溫度，更特別到0-50℃。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠根據(jù)這里所公開(kāi)的信息和一般的常識(shí)使用適宜的冷卻速率。例如冷卻速率在5-200℃/min的范圍內(nèi)、更特別在40-100℃/min的范圍內(nèi)可以得到好的結(jié)果。
結(jié)晶通常受冷卻和/或(噴霧)-干燥經(jīng)加熱的淀粉混合物(特別是淀粉溶液)影響。在優(yōu)選的方法中，結(jié)晶期間形成淀粉球晶(即雙折射晶體)。
干燥可以以任何方式實(shí)現(xiàn)，例如，通過(guò)沉淀(通常在乙醇中)、凍干或噴霧干燥。
例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)加熱如上所述的淀粉混合物以及其后開(kāi)始干燥所得到的經(jīng)加熱的淀粉混合物，可以制備具有相對(duì)高動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)模量(對(duì)水中包含20wt.％淀粉的產(chǎn)物來(lái)說(shuō)，按振蕩剪切電流測(cè)定所測(cè)量通常至少為10000Pa、優(yōu)選至少為30000Pa)的淀粉產(chǎn)品，此時(shí)混合物中的淀粉仍然基本上未結(jié)晶(如在K.Svegmark，A.M.Hermansson剪切引起熱處理的馬鈴薯淀粉分散體的粘彈性行為的變化。Carbohydr.Polym.，13，(1990)，29-45中所描述的)。為此，經(jīng)加熱的含水淀粉混合物(特別是溶液)可以被干燥而無(wú)需在干燥步驟開(kāi)始時(shí)首先完全冷卻產(chǎn)物或?qū)a(chǎn)物冷卻到至少20℃、優(yōu)選至少50℃、更優(yōu)選在70和100℃之間的溫度。為了得到具有相對(duì)高模量的產(chǎn)物，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)干燥(冷卻的)含水淀粉混合物而無(wú)需任何相當(dāng)長(zhǎng)的存放是有利的。更特別地，在本實(shí)施方案中，存放通常低于30min，優(yōu)選為0-15min。
利用其中干燥由噴霧干燥來(lái)實(shí)現(xiàn)的方法已經(jīng)得到非常好的結(jié)果。任選地，例如，在被干燥之前稀釋經(jīng)加熱的淀粉混合物，以得到水中含5-10wt.％淀粉的溶液。
在其中淀粉被噴霧干燥的方法中，得到一種當(dāng)接觸水時(shí)形成具有相對(duì)高模量的熱致可逆的凝膠的產(chǎn)物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種高模量產(chǎn)物非常適合于作為脂肪代用品，特別是在涂抹食品中，或作為酪蛋白酸鹽代用品，特別是在人造干酪中的應(yīng)用。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種高模量產(chǎn)物適合于作為具有好的濕氣阻隔性能的透明或不透明膜(例如，可與明膠相比的)。例如，它可以通過(guò)將淀粉產(chǎn)品在水中的組分溶液涂抹到表面上而適用于食品的表面。同樣已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種高模量產(chǎn)物非常適于作為食品用膨脹助劑或作為巧克力格板。此外，這種高模量產(chǎn)物也可以用作熱致可逆的膠凝淀粉產(chǎn)品。
在一個(gè)可供選擇的本發(fā)明的方法中，例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)能夠制備一種可涂抹的淀粉產(chǎn)品，其已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)非常適合其中要求或希望瞬間膠凝或稠化的應(yīng)用。這種方法包括將含水淀粉混合物，特別是懸浮液，進(jìn)行如上所述的加熱步驟以及其后在任選的干燥它之前冷卻淀粉產(chǎn)品。冷卻優(yōu)選在100℃或低于100℃的溫度下進(jìn)行，更優(yōu)選在10-50℃范圍的溫度下進(jìn)行。然后冷卻的淀粉混合物在可選的被干燥例如噴霧干燥之前優(yōu)選存放至少30分鐘，優(yōu)選直到50小時(shí)，更優(yōu)選為12-36小時(shí)。在存放期間，至少部分淀粉通常結(jié)晶形成球晶。存放可以在不需要攪拌淀粉產(chǎn)品下而進(jìn)行。出于實(shí)用的原因，特別是由于大規(guī)模的生產(chǎn)，存放通常發(fā)生在淀粉產(chǎn)品的一些運(yùn)動(dòng)之下。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣得到的淀粉產(chǎn)品具有吸引人的類似軟膏的特性。
在存放之后，可以適宜地干燥或直接進(jìn)一步加工產(chǎn)物，例如用于食品。例如干燥可以通過(guò)淀粉在有機(jī)液體如乙醇中的沉淀、冷凍干燥、旋轉(zhuǎn)干燥或噴霧干燥而進(jìn)行。為了實(shí)用的原因，噴霧干燥是優(yōu)選的。這樣，得到一種干燥的、可瞬間膠凝的，即可以延緩在冷水中(例如約15-30℃)形成凝膠的淀粉產(chǎn)品。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種凝膠具有好的涂抹特性。例如它可以很容易地涂抹在三明治上。根據(jù)發(fā)明可瞬間膠凝產(chǎn)物的特別優(yōu)點(diǎn)是在冷水中形成凝膠而不成為塊狀的能力。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣得到的一種可涂抹的淀粉產(chǎn)品非常適合用于各種可涂抹的食品。例如，它可以在人造干酪中用作酪蛋白酸鹽的代用品，在例如醬油、涂抹食品等等中作為增稠劑，在低脂肪冰淇凌或巧克力涂抹食品中作為脂肪代用品。
本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步包括另外的步驟以進(jìn)一步改變淀粉產(chǎn)品的特性。例如淀粉產(chǎn)品的質(zhì)感，特別是可以利用例如高速攪拌器(例如Ultra-Turrax)、或膠體磨或均化器來(lái)平滑可涂抹的淀粉產(chǎn)品，這樣導(dǎo)致動(dòng)態(tài)剪切模量的減少。
在某些場(chǎng)合，懸浮本發(fā)明制得的淀粉產(chǎn)品、特別是包含球晶的可涂抹的產(chǎn)品并將懸浮液進(jìn)行加熱步驟以得到橡膠狀的、非可涂抹的凝膠是有利的。溫度優(yōu)選升至淀粉結(jié)晶、特別是球晶不可逆轉(zhuǎn)溶解的溫度。選擇的溫度通常至少為80℃，優(yōu)選約為120-180℃，更優(yōu)選約為130-150℃。這樣得到橡膠凝膠狀的產(chǎn)品，其可用作角叉菜膠的代用品。并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種產(chǎn)品非常令人滿意地用于UHT(超高溫處理)食品例如以形成室溫穩(wěn)定的光滑的可切割的布丁。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的方法非常適合以連續(xù)的方式或部份連續(xù)的方式實(shí)施。特別是優(yōu)選連續(xù)進(jìn)行加熱步驟，更優(yōu)選在噴射式蒸煮鍋中進(jìn)行。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及通過(guò)依照任何上述權(quán)利要求的方法而得到的淀粉產(chǎn)品。這種產(chǎn)品的例子特別包括可膠凝的淀粉粉末、熱致可逆的淀粉凝膠、可涂抹的凝膠和橡膠狀的淀粉凝膠。
本發(fā)明的熱致可逆的凝膠通常具有低于125℃的熔化溫度，優(yōu)選低于100℃。
產(chǎn)品中淀粉分子的重均分子量(Mw)可以在10000-25.106g/mol的范圍內(nèi)。優(yōu)選的Mw至少為50000g/mol，更優(yōu)選至少為100000g/mol。Mw優(yōu)選低于18.106g/mol，更優(yōu)選低于10.106g/mol。這里所使用的Mw是在95℃利用作為洗脫液DMSO/0.1M的含水NaNO3(90/10v/v)在PLGel Mixed-D/Mixed E柱上通過(guò)SEC-MALLS-RI(尺寸排阻色譜法-多角度激光散射-折射率指數(shù)檢測(cè))所測(cè)定的值，正如在“S.H.Yoo，J.L.Jane.由配有多角度激光散射以及折射率指數(shù)檢測(cè)儀的高性能尺寸排阻色譜法測(cè)定支鏈淀粉的分子量和旋動(dòng)半徑.Carbohydr.Polym.，49，(2002)，307-314”中所描述的。
在本發(fā)明的可膠凝的產(chǎn)品中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它包含相對(duì)高含量的抗淀粉酶淀粉?？沟矸勖傅矸郾欢x為通過(guò)Englyst方法(3.H.N.Englyst，S.M.Kingman，J.H.Cummings.營(yíng)養(yǎng)上重要的淀粉餾分的分類和測(cè)量.Eur.J.Clinical Nutr.，46(Suppl.2)，(1992)，S33-S50)所測(cè)定的在37℃和pH5.2時(shí)不能被胰腺淀粉酶消化的淀粉。
不可降解(即抗性)的淀粉含量基于干物質(zhì)優(yōu)選低于40wt.％，更優(yōu)選為1-40wt.％，再優(yōu)選為15和30wt.％之間。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含本發(fā)明的淀粉產(chǎn)品的食品。這種食品的例子包括快餐、點(diǎn)心(特別是即食點(diǎn)心、低脂肪點(diǎn)心和可切割布丁)，人工干酪、巧克力和巧克力代用品、低脂肪涂抹食品、低脂肪人造黃油、冷法可調(diào)羹的產(chǎn)品和醬油。
本發(fā)明的產(chǎn)品非常適合例如在食物上形成膜，其中膜作為防潮層。
本發(fā)明更進(jìn)一步涉及這里所描述的淀粉產(chǎn)品作為膠凝劑、增稠劑、防潮層、脂肪代用品或膨脹助劑的用途。
當(dāng)用作膠凝劑時(shí)，淀粉產(chǎn)品的量?jī)?yōu)選至少為3wt％。出于這樣的目的，淀粉可以例如以基于干產(chǎn)品大約5wt.％的濃度用于低脂肪人造黃油或可切割的布丁。
以等于20wt％的濃度作為脂肪代用品已經(jīng)取得了非常好的結(jié)果。
現(xiàn)在通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例I在不銹鋼的DSC杯中制備20wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上)馬鈴薯淀粉的蒸餾水懸浮液。在氣密密封該杯后，將懸浮液在DSC儀器上以10℃/min的加熱速率加熱到190-210℃，而后驟冷(200℃/min)至室溫。在直接打開(kāi)杯子后，得到一種清澈的溶液。在室溫下將這種溶液存放一夜后，得到一種具有滑膩質(zhì)地的凝膠。顯微鏡下，這種凝膠由雙折射球晶組成。在DSC儀器上密封的杯中加熱這樣得到的凝膠給出了35和90℃之間、峰溫度為63℃的熔化轉(zhuǎn)變。同樣的凝膠在4℃下冷卻一夜后，這個(gè)熔化轉(zhuǎn)變可以恢復(fù)。(這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了從加熱含水的淀粉到＞170℃而得到的凝膠的球晶和熱致可逆的性質(zhì))。
實(shí)施例II將20wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上)馬鈴薯淀粉的軟化水懸浮液在100℃膠凝，然后在密封的不銹鋼圓筒內(nèi)于調(diào)整過(guò)的烘箱中加熱以便使懸浮液的溫度以10℃/min的速度上升到185℃，然后以兩步驟冷至室溫。清澈的溶液在室溫下存放一夜后，得到具有球晶結(jié)構(gòu)的凝膠。通過(guò)(a)冷凍干燥脫水凝膠，或通過(guò)(b)用一些水稀釋凝膠以得到可澆注的凝膠懸浮液，然后通過(guò)在攪拌下將懸浮液加入到10升乙醇，而后真空干燥乙醇洗滌的沉淀物而得到粉末形式的可膠凝的淀粉產(chǎn)品。將20wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上)干燥的可膠凝淀粉產(chǎn)品的軟化水懸浮液加熱到100℃，并且載入恒溫在20或4℃的動(dòng)態(tài)光譜儀以跟蹤動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)模量G′與時(shí)間的關(guān)系。在20℃16小時(shí)后，所得到的G′為14100Pa，誘導(dǎo)時(shí)間為零(其中誘導(dǎo)時(shí)間被定義為較大地顯示不同于0的G′值所需的時(shí)間)。在4℃16小時(shí)后，所得到的G′為58600Pa，誘導(dǎo)時(shí)間為零。對(duì)于以相同方式制備的20wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上)含水的馬鈴薯麥芽糖糊精(Paselli SA2)凝膠，16小時(shí)后G′值分別為2300(20℃)和23000Pa(4℃)，而誘導(dǎo)時(shí)間分別為3.3和0.4小時(shí)(這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了可膠凝淀粉產(chǎn)品的制備以及它的膠凝能力)。
實(shí)施例III依照實(shí)施例II制備干燥可膠凝的淀粉產(chǎn)品。在室溫下制備這種淀粉產(chǎn)品20wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上)軟化水的懸浮液并載入恒溫在20或4℃的動(dòng)態(tài)光譜儀，以跟蹤動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)模量G′與時(shí)間的關(guān)系。在20℃16小時(shí)后，所得到的G′為5500Pa，誘導(dǎo)時(shí)間為零(其中誘導(dǎo)時(shí)間被定義為較大地顯示不同于0的G′值所需的時(shí)間)。在4℃16小時(shí)后，所得到的G′為22200Pa，誘導(dǎo)時(shí)間為零。在相同條件下制備的20wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上)Paselli SA2凝膠沒(méi)有表現(xiàn)出瞬間特性(這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了可膠凝淀粉產(chǎn)品的瞬間特性)。
實(shí)施例IV以含蠟玉米淀粉(0％直鏈淀粉)、木薯淀粉(17％直鏈淀粉)、馬鈴薯淀粉(21％直鏈淀粉)、通常的玉米淀粉(26％直鏈淀粉)和高直鏈淀粉的玉米淀粉(63％直鏈淀粉)為基礎(chǔ)，依照實(shí)施例II中描述的一般方法制備干燥可膠凝的淀粉產(chǎn)品。最終的加熱溫度列于下表中。將干燥可膠凝的淀粉產(chǎn)品的軟化水懸浮液加熱到100℃并且載入恒溫在20℃的動(dòng)態(tài)光譜儀，以跟蹤動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)模量G′與時(shí)間的關(guān)系。存放16小時(shí)后所得到凝膠的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)模量G′和重均分子量Mw列于表I中(這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了淀粉類型對(duì)凝膠性能的影響)。
表I
實(shí)施例V制備20wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上)馬鈴薯淀粉的自來(lái)水懸浮液，并調(diào)節(jié)到pH為5.5。將懸浮液在180℃下噴射蒸煮160秒，然后將熱的淀粉溶液直接注入噴霧干燥器以制備干燥可膠凝的淀粉產(chǎn)品。這種產(chǎn)品具有聚集類型的形態(tài)(見(jiàn)圖3)。將這種干燥可膠凝淀粉產(chǎn)品的10°DH水的懸浮液加熱到100℃并載入恒溫的動(dòng)態(tài)光譜儀，或者直接載入光譜儀，以跟蹤在表II中指定溫度下的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)模量。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)模量G′與時(shí)間的關(guān)系列于表II中(這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了非結(jié)晶的、直接噴霧干燥的可膠凝高模量型淀粉產(chǎn)品的制備和膠凝特性)。
表II
aGSP＝可膠凝的淀粉產(chǎn)品；b膠凝前蒸煮(蒸煮)或在室溫下混合膠凝劑和水(瞬間)。
實(shí)施例VI將20wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上)的馬鈴薯淀粉懸浮液按實(shí)施例V中所描述的方法加熱，然后通過(guò)使用噴射式蒸煮鍋的冷卻部分快速冷卻至室溫，然后在室溫下以24轉(zhuǎn)/分鐘連續(xù)攪拌下存放一夜以使部分淀粉結(jié)晶。將重結(jié)晶的淀粉懸浮液均化并且注入噴霧干燥器以得到干燥可膠凝的淀粉產(chǎn)品。這種產(chǎn)品具有球晶的形態(tài)。按實(shí)施例V中所描述的方法評(píng)價(jià)這種產(chǎn)品的膠凝特性(表III)(這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了球晶瞬間型可膠凝的淀粉產(chǎn)品的制備和膠凝特性)。
表III
aGSP＝可膠凝的淀粉產(chǎn)品；b膠凝前蒸煮(蒸煮)或在室溫下混合膠凝劑和水(瞬間)。
實(shí)施例VII將按實(shí)施例VI中所描述的方法制備的10％干燥可膠凝淀粉產(chǎn)品的自來(lái)水10°DH懸浮液在高壓釜中140℃下加熱5分鐘。將所得到的溶液存放一夜后，得到橡膠狀不能涂抹的凝膠。當(dāng)對(duì)按實(shí)施例V中所描述的方法制備的干燥可膠凝淀粉產(chǎn)品在140℃下進(jìn)行所描述的處理時(shí)，在20℃下存放一夜后得到可涂抹的顆粒凝膠。(這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了球晶瞬間型可膠凝淀粉產(chǎn)品作為制備橡膠狀凝膠的原材料的用途)。
實(shí)施例VIII將依照實(shí)施例V和VI制備的可膠凝淀粉產(chǎn)品，依照Englyst方法(如上面所引用的參考文獻(xiàn))測(cè)試它們?cè)诃h(huán)境溫度下與水混合并在100℃加熱后以及在20℃下存放一夜的淀粉酶消化性。結(jié)果如表IV所示。(這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了抗淀粉酶的存在以及在可膠凝淀粉產(chǎn)品中不但對(duì)瞬間和而且對(duì)蒸煮以及存放應(yīng)用來(lái)說(shuō)的緩慢消化淀粉能力)。
表IV
aGSP＝膠凝的淀粉產(chǎn)品；bRDS、SDS、RS為依照參考3中描述的方法測(cè)定的可快速消化的淀粉、可緩慢消化的淀粉以及抗淀粉酶淀粉；cMw＝重均分子量；d樣品難于分散。
實(shí)施例IX將按實(shí)施例V中所描述的方法制備的可膠凝高模量型淀粉產(chǎn)品作為單一的水解膠體用于40％脂肪涂抹物(清淡的人造黃油)依照目前工藝的制備中。最終的涂抹物中在沒(méi)有其它加入的水解膠體情況下可膠凝淀粉產(chǎn)品的量為5.0wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上)。最終的涂抹物表現(xiàn)出好的外在結(jié)構(gòu)、涂抹性以及對(duì)刀的粘附性，而無(wú)水滲出。
實(shí)施例X將按實(shí)施例V中所描述的方法制備的可膠凝高模量型淀粉產(chǎn)品作為酪蛋白酸鹽的代用品用于人造干酪中。包含作為主要組分的可可脂肪(21.8％)、酪蛋白酸鈉(22％)、可膠凝淀粉產(chǎn)品(4％)和水(48％)的人造干酪依照目前的工藝制備，以達(dá)到15％酪蛋白酸鹽的替代。得到的人工干酪表現(xiàn)出好的熔化和粉碎特性。
實(shí)施例XI將按實(shí)施例VI中所描述的方法制備的可膠凝瞬間型淀粉產(chǎn)品作為脂肪代用品用于巧克力涂抹物中。將可膠凝淀粉產(chǎn)品(18.7wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上))和軟糖(10.0％)與熱巧克力牛奶混合，將混合物用高速攪拌器處理，然后在4℃下存放而得到具有好的涂抹性能用于例如三明治的低脂肪巧克力糊。
實(shí)施例XII將按實(shí)施例VI中所描述的方法制備的可膠凝瞬間型淀粉產(chǎn)品作為脂肪代用品用于香草冰淇淋中。將濃縮的低脂肪(4％)牛奶(52份)用水(14.6份)稀釋。將部分稀釋的液體在攪拌下加入到可膠凝淀粉產(chǎn)品(16.7份(干物質(zhì)基礎(chǔ)上))和香草糖(16.7份)的復(fù)合物中。在剩余的液體加入以后，將混合物攪拌以得到在-18℃下存放的氣孔結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例XIII將按實(shí)施例VI中所描述的方法制備的可膠凝瞬間型淀粉產(chǎn)品作為膠凝劑和角叉菜膠代用品用于奶油點(diǎn)心中。將可膠凝淀粉產(chǎn)品的含水懸浮液(5.1wt.％(干物質(zhì)基礎(chǔ)上)在140℃下加熱5分鐘，然后冷卻到80℃，隨后加入軟糖(9.4％)、低脂肪奶粉(7.8％)和葡萄糖一水合物(5.5％)。將復(fù)合物混合并在4℃下存放至少24小時(shí)以產(chǎn)生橡膠狀凝膠型結(jié)構(gòu)的布丁，其表現(xiàn)出好的切割性能和穩(wěn)定的抗?jié)B出性。
實(shí)施例XIV(淀粉膜)通過(guò)澆鑄依照實(shí)施例V制備的(在水中100℃或120℃下溶解)10％可膠凝高模量淀粉產(chǎn)品的溶液并在80℃下干燥澆鑄溶液2小時(shí)制備膜。從在100℃下溶解的淀粉產(chǎn)品得到不透明的膜，從在120℃下溶解的淀粉產(chǎn)品得到透明的膜。兩種膜都是食品級(jí)的并且都具有防潮性。
實(shí)施例XV(餅干上的隔離膜)將依照實(shí)施例V制備的可膠凝高模量型淀粉產(chǎn)品用水混合(10wt.％淀粉)并在120℃下加熱10分鐘，然后冷卻到50℃。隨后通過(guò)刷涂在餅干上涂上冷卻的溶液，然后在90℃干燥30分鐘。
通過(guò)在20℃和80％RH下存放測(cè)試防潮性。通過(guò)及時(shí)稱重測(cè)量濕氣的傳遞。將結(jié)果與作為防潮層的漂布和明膠相比較。結(jié)果如下面的表V所示。
表V
實(shí)施例XVI(膨脹改進(jìn)劑)將依照實(shí)施例V的30wt.％水中的淀粉產(chǎn)品在120℃下加熱10分鐘，而后在100℃下干燥。將得到的產(chǎn)品于190℃下在油中擠出。這樣得到細(xì)微多孔結(jié)構(gòu)，膨脹系數(shù)(擠出后的厚度/擠出前的厚度)為3.5。
權(quán)利要求
1.制備淀粉產(chǎn)品的方法，其中-提供含水淀粉混合物，該淀粉包含以干物質(zhì)計(jì)含量低于50wt.％的直鏈淀粉；并且-將所述淀粉混合物加熱到至少170℃的溫度。
2.依照權(quán)利要求1的方法，其中將淀粉混合物加熱到175和250℃之間的溫度，優(yōu)選在180和220℃之間。
3.依照權(quán)利要求1或2的方法，其中在加熱淀粉混合物之后，至少大部分淀粉在結(jié)晶步驟期間結(jié)晶。
4.依照權(quán)利要求3的方法，其中在結(jié)晶步驟期間形成淀粉球晶。
5.依照權(quán)利要求3或4的方法，其中在結(jié)晶之前、其間或之后將經(jīng)加熱的淀粉混合物冷卻到0-100℃范圍的溫度，優(yōu)選為0-50℃。
6.依照前述權(quán)利要求之一的方法，其中淀粉混合物在被加熱之后干燥。
7.依照權(quán)利要求6的方法，其中淀粉混合物通過(guò)噴霧干燥進(jìn)行干燥。
8.依照權(quán)利要求6或7的方法，其中干燥起始時(shí)淀粉混合物溫度至少為170℃，優(yōu)選為180-220℃。
9.依照權(quán)利要求6或7的方法，其中淀粉混合物在被冷卻到低于170℃的溫度之后進(jìn)行干燥，優(yōu)選在被冷卻到100℃或更低的溫度后進(jìn)行干燥。
10.依照權(quán)利要求9的方法，其中經(jīng)加熱的淀粉混合物被冷卻到10-40℃范圍的溫度，然后存放至少30分鐘-任選在運(yùn)動(dòng)下-之后被干燥。
11.依照權(quán)利要求6-9之一的方法，其中淀粉基本上保持未結(jié)晶，直到開(kāi)始干燥。
12.依照權(quán)利要求11的方法，其中經(jīng)加熱的淀粉混合物被冷卻到20和220℃之間的設(shè)定溫度，優(yōu)選在70和100℃之間，并且基本上一達(dá)到設(shè)定溫度就立即進(jìn)行淀粉混合物的干燥。
13.依照前述權(quán)利要求之一的方法，其中至少部分過(guò)程以連續(xù)的方式進(jìn)行。
14.依照權(quán)利要求13的方法，其中通過(guò)連續(xù)的蒸煮進(jìn)行加熱，優(yōu)選在噴射式蒸煮鍋中進(jìn)行。
15.依照前述權(quán)利要求之一的方法，其中加熱前淀粉混合物的pH(在25℃下測(cè)量)在2和7之間，優(yōu)選在4和6.5之間，更優(yōu)選在5和6之間。
16.依照前述權(quán)利要求之一的方法，其中水為自來(lái)水，任選補(bǔ)充有一種或多種添加劑。
17.依照前述權(quán)利要求之一的方法，其中淀粉為谷物、根或塊莖淀粉，優(yōu)選為馬鈴薯淀粉。
18.依照前述權(quán)利要求之一的方法，其中淀粉為化學(xué)、酶或物理改性的淀粉。
19.依照前述權(quán)利之一的方法，其中淀粉的直鏈淀粉含量基于干物質(zhì)在5和45wt.％之間，優(yōu)選基于干物質(zhì)在10和40wt.％之間，更優(yōu)選基于干物質(zhì)為15-30wt.％。
20.通過(guò)前述權(quán)利要求之一的方法制得的淀粉產(chǎn)品。
21.依照權(quán)利要求20的淀粉產(chǎn)品，其中淀粉產(chǎn)品為可膠凝的淀粉粉末、可涂抹的凝膠或橡膠狀的凝膠。
22.可涂抹的熱致可逆凝膠形式的淀粉產(chǎn)品，其包括淀粉球晶。
23.依照權(quán)利要求20-22之一的淀粉產(chǎn)品，其在20℃下水中是可膠凝的。
24.依照權(quán)利要求20-23之一的淀粉產(chǎn)品，其中按SEC-MALLS-RI所測(cè)量的淀粉的重均分子量在10000-25.106g/mol范圍內(nèi)，優(yōu)選為50000-20.106g/mol，更優(yōu)選為1.105-10.106g/mol。
25.包括權(quán)利要求20-24之一的淀粉產(chǎn)品的食品。
26.至少由權(quán)利要求20-24之一的淀粉產(chǎn)品組成的膜。
27.依照權(quán)利要求20-24之一的淀粉產(chǎn)品作為膠凝劑、增稠劑、防潮層、脂肪代用品或膨脹助劑的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備淀粉產(chǎn)品的方法，其中提供了一種含水的淀粉混合物并且將淀粉混合物加熱至高溫。本發(fā)明進(jìn)一步涉及通過(guò)這種方法得到的產(chǎn)品以及這種產(chǎn)品在各種食品應(yīng)用方面的用途。
文檔編號(hào)A23C9/154GK1788020SQ200480003906
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月10日
發(fā)明者阿爾貝特·揚(yáng)·雅各布·武奧特曼, 彼得魯斯·安東紐斯·馬里亞·斯泰內(nèi)肯 申請(qǐng)人:阿韋貝合作公司