專利名稱：淀粉處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及淀粉、特別是抗性淀粉的功能改性，目的是改善淀粉的加工性能和產(chǎn)品性能。
背景技術(shù)：
淀粉對食品的性能有著主要的影響。它保持水分、增稠和膠凝的能力都是淀粉所需要的性能，其有助于結(jié)構(gòu)改進(texture development)，使其成為有價值的食品成分。淀粉的一些其它作用是用于穩(wěn)定乳液、涂布食品和封裝食品成分用于保護敏感組分和目標遞送。
淀粉由兩種聚合物組成，即，直鏈淀粉(長鏈線性結(jié)構(gòu))和支鏈淀粉(高度支化的高分子量聚合物)。直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例隨淀粉的來源而變化。一些淀粉已經(jīng)被遺傳選擇，使得它們不含任何直鏈淀粉(例如蠟質(zhì)玉米淀粉)。淀粉以顆粒形式存在，并且由于要功能化，它們需要水合、膨脹和受到加熱作用。在不攪拌的情況下進行蒸煮將產(chǎn)生溶脹的顆粒，并產(chǎn)生粘性。剪切或攪拌通常導(dǎo)致顆粒破裂和粘度降低。
天然淀粉由于具有較低的加工耐受性并產(chǎn)生稀薄的淀粉糊(weakbodied pastes)，所以在食品應(yīng)用中的使用有限。可以將它們衍生化(例如通過羥基與化學(xué)試劑反應(yīng))或改性(例如通過酸處理或采用加熱)，使它們在食品應(yīng)用中更加有用。有許多化學(xué)方法改性的淀粉(例如羥丙基淀粉，淀粉酯如乙?；土姿峄矸郏獾牡矸酆兔柑幚淼牡矸?，它們已經(jīng)用酸或酶處理以降低平均分子大小)，它們已經(jīng)進入廣泛的食品應(yīng)用。雖然化學(xué)改性可以給予淀粉所需要的性能，但是人們?nèi)找骊P(guān)注的是使用物理處理對淀粉進行改性。
目前，存在已經(jīng)被預(yù)糊化和預(yù)煮過的預(yù)糊化淀粉。盡管它們由于在低溫下具有水合和產(chǎn)生粘性的能力而用于方便食品，但是它們卻比它們的母體淀粉的粘性低。
食品生物聚合物可以通過采用加熱、剪切和高壓進行物理改性。在60MPa，25℃下高壓加工小麥淀粉15分鐘產(chǎn)生了改變的膨脹性質(zhì)，并且從淀粉顆粒中釋放直鏈淀粉(Douzals，J.P.，Perrier Cornet，J.M.，Gervais P.and Coquille J.C.，1998)，高壓糊化小麥淀粉和壓力產(chǎn)生的凝膠(J.Agric.Food Chem 46，4824-4829)。玉米淀粉和改性玉米淀粉的動態(tài)脈沖壓力(在70℃下，414或620MPa)降低了淀粉懸浮液的熔解溫度，但是沒有改變其粘度(Onwulata，C.I.和Elchediak，E.，2000)。通過動態(tài)脈沖壓力處理的淀粉和纖維(Food ResearchInternational 33，367-374)。在450-600MPa下處理10％的蠟質(zhì)玉米淀粉分散液通常提高了表觀粘度(Stolt，M.Stoforos，N.G.，Taoukis，P.S.and Autio，K.，1999)。高壓處理的蠟質(zhì)玉米淀粉分散體的流變性質(zhì)的評估和模型化(Journal of Food Engineering 40，293-298)。
聲處理已顯示可以降低小麥淀粉的分子量(Seguchi，M.，Higasa，T.and Mori，T.，1994)。通過聲處理研究小麥淀粉結(jié)構(gòu)。(Cereal Chemistry71(6)636-639)。在施加超聲波之后，觀察到蠟質(zhì)玉米淀粉的降解。在等于或高于淀粉的糊化溫度下，降解加速(Isono，Y.，Kumagai，T.andWatanabe，T.，1994)。糯米淀粉的超聲降解(Biosci.Biotech.Biochem58(10)1799-1802)。綠豆、馬鈴薯和米淀粉的聲處理沒有改變聚合度，但是它們的功能性通過其作用發(fā)生了變化，所述作用使溶脹的顆粒破裂而不是破壞淀粉分子內(nèi)的鍵(Chung，K.M.，Moon，T.W.，Kim，H.andChun，J.K.，2002)。聲處理的綠豆、馬鈴薯和米淀粉的生化性能(CerealChemistry，79(5)631-633)。
已經(jīng)提出了改變淀粉性能的物理方法。
美國專利5455342公開了壓力處理淀粉和瓜爾膠。
美國專利5945528公開了使用高壓均化器生產(chǎn)分子量分布狹窄的淀粉分解產(chǎn)物。
美國專利6048563公開了在酸性條件下采用高剪切制備具有低粘度和高纖維的功能改性的瓜爾膠產(chǎn)品。
美國專利6689389公開了一種洗滌和剪切處理以純化淀粉和除去蛋白質(zhì)，并且降低分子量分布。
公開于文獻中的其它方法包括高壓加工法或聲處理。
抗性淀粉是不能在小腸內(nèi)被吸收的淀粉。它們到達大腸，在大腸中被結(jié)腸微生物群發(fā)酵。它們在人體健康中作為營養(yǎng)成分具有重要的作用。
抗性淀粉難于加工，并且具有差的成分功能性，主要是因為與非抗性淀粉相比它們的水結(jié)合性能較差。
本發(fā)明的目的是提供一種以受控制和可預(yù)測的方式改變抗性淀粉功能性的新的物理方法。
發(fā)明概述為此，本發(fā)明提供了一種獲得具有改進的水結(jié)合性能的抗性淀粉的方法，其中將高直鏈淀粉含量的淀粉在高于淀粉糊化溫度的溫度、高于400巴的壓力下處理足以產(chǎn)生改進的水結(jié)合性能而保持抗性的時間。
控制工藝參數(shù)以產(chǎn)生所需的功能性，例如改進的膠凝、增稠和增溶性能。加工條件通過對膠凝和變稠作用的影響，可以影響淀粉的抗性含量。
本發(fā)明部分地以這樣的發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)，即，應(yīng)用加熱和微流化作用改變了抗性淀粉的選定性能例如抗性淀粉的粘度、粒徑、分子量、熱性能。當將本發(fā)明的壓力處理用于一系列食品和藥品應(yīng)用時，能夠產(chǎn)生出所需要的淀粉性能，同時保持有效的抗性淀粉含量；例如在50℃下粘度高于10cPs，以及抗性淀粉的含量高于30wt％，以干基計。
關(guān)心食品加工技術(shù)例如高壓勻化、微流化、高壓加工和超聲波的應(yīng)用是因為它們存在不依靠使用化學(xué)品而改變生物聚合物性能特征的潛能。使用物理方法代替其它處理方法改變淀粉性能特性，以產(chǎn)生具有區(qū)別性能的新食品成分的能力具有若干優(yōu)點。采用物理方法，對用于許多現(xiàn)有技術(shù)方法的化學(xué)品沒有要求。物理改性方法是一種更加清潔和更加環(huán)保的方法。在日益強調(diào)保持環(huán)境清潔和減少用于食品加工的添加劑的社會里，這是一個優(yōu)點。
先前還沒有提出將微流化作用與預(yù)煮淀粉顆粒的加熱相結(jié)合用于高直鏈淀粉含量淀粉的改性。
與現(xiàn)有技術(shù)的壓力處理相反，微流化方法采用相互作用和輔助室，其設(shè)計有明確固定的幾何結(jié)構(gòu)的微通道，以實現(xiàn)均勻顆粒和液滴尺寸降低。它包括將液體分配入兩個微通道，然后使它們在一個反應(yīng)室中重新結(jié)合，兩股液體射流在反應(yīng)室中碰撞，引起空化作用。在與勻化作用相同的壓力下，通過微流化作用產(chǎn)生得到的產(chǎn)物粒徑略小于勻化產(chǎn)物，并具有更緊密的粒徑分布。
另一方面，本發(fā)明以如下發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)靜態(tài)高壓處理或超聲破碎的應(yīng)用也可以改變濕抗性淀粉的物理性能，而加工后保持有效的抗性淀粉含量。
本發(fā)明的該方法采用高于淀粉糊化溫度的升高的溫度，這些溫度通常在60℃至160℃之間變化。通過所需的性能變化確定進行處理的時間，但是該時間通常為30至90分鐘。
改變的性能取決于淀粉類型以及加熱和微流化參數(shù)。微流化是優(yōu)選的壓力處理，因為它產(chǎn)生的分子量變化比通過高壓加工或聲處理獲得的大。壓力范圍優(yōu)選為400到1000巴。
另一方面，本發(fā)明提供了一種通過如下方法獲得的具有改進的水結(jié)合性能的抗性淀粉將高直鏈淀粉含量的淀粉在高于淀粉糊化溫度的溫度下和高于400巴的壓力下處理足以產(chǎn)生改進的水結(jié)合性能而保持抗性的時間。該處理過的淀粉可以作為濕態(tài)成分使用，或者可以用任意常規(guī)干燥方法(包括噴霧干燥)干燥而形成粉末。在這兩種形式中，經(jīng)處理的淀粉可以用作具有營養(yǎng)價值的食品成分，在許多食品中作為脂肪替代物。
發(fā)明詳述附150℃下10％未加工的、加熱的或者加熱和微流化的抗性淀粉懸浮液的粘度；圖298℃下10％未加工的、加熱的或者加熱和微流化的抗性淀粉懸浮液的粘度；圖350℃下10％未加工的、加熱的或者加熱和微流化的抗性淀粉懸浮液的粘度(溫度循環(huán)-冷卻到50℃，加熱到98℃，然后冷卻到50℃之后)；圖4通過微流化作用，Hi Maize 1043的鏈長縮短；圖5通過微流化作用，Hylon VII的鏈長縮短；圖6通過微流化作用，Novelose 260的鏈長縮短；圖7通過微流化作用，馬鈴薯淀粉的鏈長縮短；圖8通過微流化作用，Novelose 330的鏈長縮短；圖9通過各種加工方法，Hylon VII的鏈長縮短；

圖10通過微流化作用，小麥淀粉的鏈長縮短。
圖11固態(tài)13C CPMAS(交叉極化的幻角自旋)NMR譜用于淀粉性能的改性的加工處理微流化的應(yīng)用由于初步微流化試驗表明在微流化之前將淀粉懸浮液在90℃下熱處理30-60分鐘幾乎不導(dǎo)致除馬鈴薯淀粉之外所用所有抗性淀粉的粘度變化，所以在隨后的實驗中，在微流化之前將淀粉在較高溫度(121℃，60分鐘)下加熱。這是為了確保淀粉在微流化之前糊化。
除非另有說明，使用70℃的去離子水制備每種淀粉的20％懸浮液(成分重量/總重量)，將其裝入73×82mm的容器，并且在121℃熱處理60分鐘以確保已完全糊化。將馬鈴薯淀粉在熱處理之前制成10％(重量成分/總重量)懸浮液。這是因為馬鈴薯淀粉的起始溫度測定為62.64℃，而當加入70℃的水中時，產(chǎn)物開始增稠。與馬鈴薯淀粉類似，小麥、玉米和蠟質(zhì)玉米淀粉也增稠，所以將其制成達到10％(成分重量/總重量)。
在微流化之前將樣品加熱至60℃并稀釋至10％(除已經(jīng)為10％成分重量/總重量的馬鈴薯、小麥、玉米和玉米淀粉之外)，其中所述微流化在400或800巴下使用中型規(guī)模的微流化器M210-EH-B(MFIC，NewtonMA，USA)，該微流化器具有425μm Q50Z輔助加工模塊和200μm E230Z相互作用室(用于分散和細胞破碎)的組合。采用1次或3次通過微流化器。
超聲破碎或靜態(tài)高壓處理的應(yīng)用通過直接分散到70℃的水中，使Hylon VII達到20％固體(淀粉成分重量/懸浮液總重量)，然后在121℃下將其在73×82mm容器中處理60分鐘。然后，在60℃下使這些樣品達到10％固體，并進行如下處理使用實驗室超聲波處理器-Hielscher UP400S(InnovativeUltrasonics，Australia)在50毫升/分鐘@380瓦下進行超聲處理。
使用高壓處理裝置-QFP 35L(Avure，USA)在6,000巴下高壓處理15分鐘。
淀粉的性能特征粘度采用裝有C-CC 27/T200杯和B-CC27/Q1擺動附件(bobattachment)的Paar Physica MCR300流變儀(Paar Scientific)測量淀粉的粘度。
將該儀器設(shè)定為以100rpm的速度運行，在10分鐘內(nèi)將該產(chǎn)品加熱到98℃，并在98℃下保持30分鐘，然后在10分鐘內(nèi)冷卻至50℃，并在該溫度下保持3分鐘。將作用于擺動附件的剪切力變化作為粘度單位(cP)進行測量。
為了便于各種淀粉和處理效果之間的對比，將50和98℃下的粘度用作流變性質(zhì)變化的指標，因為它們可以給出關(guān)于淀粉在適度和蒸煮溫度下的特性的信息。所使用的淀粉溶液是液態(tài)的、未加工的淀粉和預(yù)處理的濕淀粉懸浮液。
粒徑分析將測量是基于躍遷時間理論(time of transition theory)的GalaiCIS-1(Particle and Surface Sciences Pty Ltd)用于測定復(fù)原的Hylon VII、小麥、玉米和蠟質(zhì)玉米淀粉樣品的粒徑分布。將樣品分散于水中，并將其轉(zhuǎn)入具有微型磁力攪拌器的樣品比色杯中，然后裝入用于測量粒徑的Galai CIS-1。
抗性淀粉分析使用Megazyme抗性淀粉分析程序(RSTAR 11/02，AOAC Method2002.02；AACC Method 32-40)測量粉狀淀粉的抗性淀粉含量。對每個樣品進行重復(fù)分析。將樣品在37℃下在具有胰α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶(AMG)的振動水浴中保溫16小時，在此期間，通過兩種酶的共同作用將非抗性淀粉溶解并水解成葡萄糖。通過添加等體積的乙醇或工業(yè)用甲醇變性酒精(IMS，變性乙醇)終止反應(yīng)，并通過離心回收顆粒形式的RS。然后通過懸浮于含水的IMS或乙醇(50％，v/v)將其洗滌兩次，接著進行離心。
通過傾析除去自由液體。通過磁力攪拌器在冰水浴中強有力地攪拌，將顆粒中的RS溶于2M的KOH。用醋酸鹽緩沖劑中和該溶液，并用AMG將淀粉定量水解成葡萄糖。采用葡糖氧化酶/過氧化物酶試劑(GOPOD)測量葡萄糖，而且這是衡量樣品RS含量的一個尺度。非抗性淀粉(溶解了的淀粉)可以通過以下方法測定把原始的上層清液和洗滌液匯集起來，將體積調(diào)節(jié)至100ml，并用GOPOD測定葡萄糖含量。
傅里葉變換紅外(FTIR)在該研究中，F(xiàn)TIR技術(shù)用于表征淀粉粉末的變化。由FTIR確定的結(jié)構(gòu)信息用于估計淀粉成分的反應(yīng)性醛基。預(yù)處理淀粉的分子量由FTIR吸光度估計，其中該吸光度從分散于KBr基體的微流化樣品中收集；對于未加工的淀粉，使用漫反射率吸光度讀數(shù)。
右旋糖酐標準物(右旋糖酐10、40、150和500)來自Pharmacia，Uppsala，Sweden。將4mg標準物或樣品分散在315mg的KBr中，并使用瑪瑙研缽和研杵研磨。所有的粉末在分析前均在真空下用硅膠在干燥器中干燥一整夜。使用8噸cm-2壓力2分鐘，制備KBr片。為每個樣品和標準物制備重復(fù)片。
使用裝有OMNIC EPS軟件的Nicolet model 360分光光度計(Madison，WI)記錄FTIR光譜。在沒有KBr的情況下將樣品夾持器用于本底譜圖，并將每個樣品從4000-500cm-1以4cm-1的分辨率進行32次掃描。
獲得了樣品的單光束光譜，并對照樣品夾持器的本底譜圖對其進行校正，得到吸光度單位的譜圖。通過OMNIC EPS軟件可以采用的正切法，獲得校正過的峰高吸光度測量值。
在兩個主要區(qū)域內(nèi)研究淀粉的紅外光譜。直接連接在醛羰基上的單獨的氫在2929cm-1，醛羰基的吸收在1647cm-1。可以預(yù)料，C-H和C＝O伸縮振動的峰高吸光度隨著淀粉分子量的降低而增加。畫出校正過的峰高吸光度對右旋糖酐標準物的分子量的圖形。
實施例1微流化抗性淀粉的特征粘度圖1和2闡明了微流化對濕淀粉性能的影響。
同預(yù)料的一樣，所有未加工的抗性淀粉的粘度較低(1.3-2.3cP)。同預(yù)料的一樣，熱處理(121℃/60分鐘)提高了淀粉懸浮液的粘度，因為當溫度升高時，淀粉顆粒出現(xiàn)溶脹和糊化，伴隨著粘度的增加。結(jié)合采用熱處理和微流化顯著地改變了所有經(jīng)加工的抗性淀粉懸浮液的粘度。
經(jīng)加工的淀粉懸浮液圖1和2給出了這些懸浮液的粘度。在這種情況下，將抗性淀粉在已預(yù)處理(即在121℃下加熱/微流化)并且仍然處于液態(tài)(10％成分重量/總懸浮液重量)之后進行檢測。
處理工藝后50℃下的粘度加熱時，所有預(yù)處理的抗性淀粉在50℃下的粘度與初始未加工的淀粉相比有所增加(圖1)。在所有檢驗的淀粉中，馬鈴薯淀粉在加熱時的粘度(511cPs)最高，而其它抗性淀粉的粘度在4-72cPs的范圍內(nèi)變化。加熱并微流化的淀粉在50℃下的粘度取決于淀粉的種類、通過的次數(shù)和壓力。注意到，在800巴下微流化(通過1次)的加熱淀粉的粘度通常類似于或小于相應(yīng)的在400巴下微流化(通過3次)的加熱淀粉的粘度。從實用的角度來看，如果需要類似的粘度，則在800巴下的微流化(通過1次)優(yōu)于在400巴下的微流化(通過3次)。將微流化用于加熱的抗性淀粉(Hylon VII、Hi-Maize、Novelose 260、Novelose 330)提高了在50℃(初始)下的粘度，并且該粘度隨著微流化壓力的增加而增加。加熱的微流化的淀粉的粘度為Hylon VII在88-717cPs之間、Hi-Maize在14-226cPs之間、Novelose 260在73-1160cPs之間，以及Novelose 330在19-561cPs之間?；诩訜岬牡矸鄣奈⒘骰饔毛@得的粘度增加在10-1088cPs的范圍內(nèi)變化。這些粘度的增加表示淀粉性能有著顯著的變化。微流化作用對馬鈴薯淀粉粘度的影響是復(fù)雜的。
98℃下的粘度(冷卻到50℃后，進行處理工藝，然后加熱到98℃)未加工的和加工的淀粉在98℃下的粘度為Hylon VII在12-49cP的范圍內(nèi)變化、Hi Maize 1043在2-12cPs的范圍內(nèi)變化、馬鈴薯淀粉在40-274cPs的范圍內(nèi)變化、Novelose 260在2-85的范圍內(nèi)變化，以及Novelose 330在5-85的范圍內(nèi)變化(圖2)。結(jié)果表明，Novelose260和Hi-Maize 1043具有熱穩(wěn)定性，并且在流變儀中至少98℃和100rpm下是抗剪切的，然而其它淀粉則不然。
基于馬鈴薯淀粉的微流化作用獲得的98℃下(圖2)的粘度與未加工的或加熱的淀粉相比有下降的趨勢。對于所有的RS2淀粉(即HylonVII、Hi-Maize 1043和Novelose 260)，微流化淀粉(400巴/通過3次比400巴/通過1次)98℃的粘度的下降趨勢非常明顯。然而，對于微流化、加熱的Novelose 260或Hylon VII，在98℃下粘度的下降趨勢(圖2)與在50℃下的粘度所觀察到的(圖1)相反，圖1中微流化作用引起了粘度的增加。
50℃下的粘度(在處理工藝和溫度循環(huán)之后，該循環(huán)為-冷卻到50℃，加熱到98℃，然后冷卻到50℃)當?shù)矸蹜腋∫簭?8℃冷卻至50℃時，由于測量溫度的降低，粘度在50℃(結(jié)束)有預(yù)期的增加。注意到，在淀粉處理工藝后直接冷卻時50℃下的粘度(圖1)與50℃下的粘度(圖3-溫度循環(huán)后)之間存在顯著差別，這是由于在粘度測量期間(對比圖1和3)98℃下淀粉懸浮液保持了30分鐘。
給出的結(jié)果表明，熱處理和微流化的結(jié)合有效地改變了抗性淀粉在50℃和98℃下的粘度。具有實際意義的發(fā)現(xiàn)是，微流化作用顯著地提高了所檢測的抗性淀粉(期望馬鈴薯淀粉)在50℃下的粘度。
微流化的應(yīng)用使采用物理處理改變淀粉粘度成為可能。如果將淀粉成分用于賦予食品結(jié)構(gòu)，那么粘度的增加是有益的。一個附加的優(yōu)點是，淀粉可以在蒸煮溫度下輕易地加工。這些改變可以用來設(shè)計在食品工業(yè)中有不同應(yīng)用的淀粉，例如低溫增稠和高溫稀釋的效果。
加熱和微流化的抗性淀粉的改進性能是存在的，盡管加工的淀粉在處理工藝之后保留了顯著的抗性淀粉含量。
如果沒有充分控制干燥過程，干燥時可能部分組損失淀粉處理工藝后液態(tài)中的粘度改進。然而，淀粉干燥領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠限制淀粉功能性的損失，以生產(chǎn)干燥的、處理的淀粉粉末。
微流化淀粉的抗性淀粉含量表1列出了噴霧干燥的抗性淀粉的抗性淀粉含量。結(jié)果表明，經(jīng)處理的淀粉(Hi-Maize 1043、Hylon VII、Novelose 260和Novelose 330)保持了大量的抗性淀粉。這些淀粉中的大部分是具有高直鏈淀粉含量的淀粉。例外是馬鈴薯淀粉(一種僅含有20％直鏈淀粉的磷酸化淀粉)，它損失了其大部分抗性。
表1.噴霧干燥后經(jīng)處理的抗性淀粉的抗性淀粉(RS)含量
*注MF 400-1-微流化@400巴和通過1次，第一個數(shù)字是微流化壓力，第二個數(shù)字是通過的次數(shù)以入口185℃/出口80℃噴霧干燥。
濕加熱或加熱和微流化的淀粉的抗性淀粉含量(％干基)在濕處理的淀粉通過噴霧干燥轉(zhuǎn)變?yōu)榉勰┲笫窍嗨频?表2)。
表2對比濕淀粉和噴霧干燥的淀粉的抗性淀粉含量
*以入口185℃/出口80℃噴霧干燥微流化抗性淀粉的粒徑表3列出了加熱和微流化的淀粉的粒徑。該處理引起了淀粉粒徑的減小。
表3噴霧干燥的預(yù)處理Hylon VII的粒徑分布
以入口185℃/出口80℃噴霧干燥微流化抗性淀粉的分子量通過處理，降低了噴霧干燥的抗性淀粉的平均分子量，表明由于所采用的工藝導(dǎo)致存在鍵的斷裂(圖4-8)。
實施例2通過高壓加工或超聲波處理的抗性淀粉的特性表4列出經(jīng)加工的淀粉的選定特性。
表4通過高壓加工或超聲波處理的噴霧干燥的抗性淀粉的特性
*以入口185℃/出口80℃噴霧干燥加工后，保持了約60％的初始抗性。粒徑數(shù)據(jù)表明，處理的淀粉粒徑存在減小。淀粉的平均分子量同樣降低(圖9)。
實施例3經(jīng)微流化的非抗性谷物淀粉的特性非抗性淀粉的處理改受了非抗性淀粉的性能(表5、圖10)。
表5經(jīng)微流化和噴霧干燥的非抗性谷物淀粉的特性
*以入口185℃/出口80℃噴霧干燥處理后抗性淀粉含量增加，這還伴隨著顆粒粒徑的減少。圖10表明，該處理引起了小麥淀粉分子內(nèi)部鍵的斷裂。
改性淀粉成分在產(chǎn)品中的性能為了證明改性抗性淀粉成分的改進性能，用濕態(tài)的新成分配制許多產(chǎn)品實例。
實施例4微流化的抗性淀粉成分在酸奶中的性能經(jīng)微流化的抗性淀粉使抗性淀粉向酸奶的添加成為可能。使用未加工的和處理的Hylon VII(加熱和800巴/通過1次的微流化)。
將脫脂奶粉復(fù)原到所需要的總固體(9-12％w/w)，以400rpm的恒定攪拌在85℃下加熱30分鐘，然后冷卻到43℃。在添加培養(yǎng)物之前或發(fā)酵之后添加淀粉。加入培養(yǎng)物(嗜熱鏈球菌ST2和保加利亞乳桿菌LB1為3∶2的混合物)，并將酸奶混合物在43℃下發(fā)酵直到pH達到4.6。將酸奶冷卻到4℃，在300rpm下攪拌，然后在4℃下儲存。對于需要在發(fā)酵后(AF)添加淀粉的酸奶，在攪拌前添加了淀粉。
表6給出了在恒定固體總量下酸奶的性能。結(jié)果表明，添加微流化淀粉改善了酸奶的性能。高粘度和改進的抗脫水收縮作用在酸奶中是合乎需要的性能。淀粉的抗性淀粉含細膩組織(smooth texture)。該實例表明，為了改善酸奶中的水結(jié)合和構(gòu)建組織，采用經(jīng)處理的成分。
表6.添加未加工的和微流化的Hylon VII對酸奶性能的影響
*-剪切速率為46s-1下的粘度；**在4℃下在篩網(wǎng)上4小時后從酸奶中排出的乳清實施例5含有微流化的抗性淀粉的淀粉凝膠甜品在凝膠甜品中使用經(jīng)加熱和微流化的淀粉(800巴/通過3次)的實例表明改性淀粉成分充當膠凝劑的能力。
將含有經(jīng)加熱和微流化的Hylon VII(10％固體)和糖(10％w/w)的配方在60℃混合，然后填滿模子，并在4℃下儲存24小時。形成直立的甜品。該實例表明，經(jīng)加熱和微流化的抗性淀粉可以用作用于簡單凝膠甜品的成分，給予該甜品一種在室溫下穩(wěn)定的結(jié)實的凝膠。
實施例6具有微流化抗性淀粉的冰淇淋將冰淇淋中的脂肪替代物視為潛在的應(yīng)用，其中可以添加抗性淀粉以制作無脂肪的冰淇淋，而又不損害該產(chǎn)品的物理性能。在該實例中，在冰淇淋產(chǎn)品中，將未加工的Hylon VII或經(jīng)處理的抗性淀粉(加熱和800巴/通過3次的微流化)用于代替乳脂、乳化劑和穩(wěn)定劑。
表7中列出了使用的冰淇淋混合物配方。將混合物用巴氏法滅菌，在4℃下老化一整夜，然后在冰淇淋機(Sunbeam)中攪拌。將冰淇淋在-20℃下硬化7天。
表7具有或沒有處理的淀粉的冰淇淋配方
*脫脂奶粉成分具有4％水分；**微流化的淀粉成分具有10.5％總固體；CMC-羧甲基纖維素，GMS-甘油單硬脂酸酯表8給出了冰淇淋的物理性能。
表8.冰淇淋物理功能性結(jié)果概要
經(jīng)處理的抗性淀粉(加熱和微流化的)可以成功地用作冰淇淋產(chǎn)品的脂肪替代物，其對組織沒有產(chǎn)生任何不利影響，同時提高了膨脹率、混合粘度、堅固性，并減緩了在室溫下的熔化。
實施例7含有微流化的淀粉成分的低脂肪的涂抹食品制備具有經(jīng)處理的Hylon VII(加熱和800巴/通過3次的微流化)的40％脂肪涂抹食品。經(jīng)處理的淀粉是涂抹食品的唯一“含水”成分。在中型規(guī)模的Gerstenberg和Agger涂抹食品設(shè)備(具有換相器)上進行該試驗。
根據(jù)表9中詳述的配方制備了18.33kg乳液的混合物。
表9低脂肪涂抹食品的配方
當生產(chǎn)該產(chǎn)品時，僅出于可行性目的，在配方中沒有使用色素或調(diào)味料。首先，將所有油溶性成分加至混合器，然后在強力攪拌下，慢慢添加經(jīng)處理的淀粉(作為10％總固體懸浮液)和鹽混合物。
當制備乳液(僅具有40％脂肪)時，它產(chǎn)生了穩(wěn)定的油連續(xù)乳液，其通過中型試驗設(shè)備輕易地加工。該產(chǎn)品堆積良好，在該設(shè)備上有正常的反壓力。最終產(chǎn)品的顯微鏡觀察表明，它具有類似于常規(guī)涂抹食品的乳液特性，其大部分含水液滴為3至5微米，少量液滴達到10微米。
最終產(chǎn)品的涂抹性能非常好，并且與常規(guī)的涂抹食品相比非常有利。沒有跡象表明在重復(fù)涂抹作用期間產(chǎn)生的剪切力將水與乳液分開。該產(chǎn)品確實具有固有的風(fēng)味，其可能與淀粉有關(guān)。
實施例8封裝水溶性的生物活性物質(zhì)所選擇的生物活性物質(zhì)是水解的乳清蛋白質(zhì)。制備濕配方(含有12.2％總固體、2.44％水解乳清蛋白質(zhì)和9.76％經(jīng)加熱和微流化的Hylon VII)，并將其在實驗室規(guī)模的Drytec噴霧干燥器(入口溫度180℃；出口溫度80℃)中干燥。固態(tài)13C CPMAS(交叉極化的幻角自旋)NMR譜表明，在粉末樣品中存在水解的乳清蛋白質(zhì)(圖11)。
由上述內(nèi)容可以看出，本發(fā)明提供了一種獨特成分，它具有營養(yǎng)價值，并具有常規(guī)脂肪替代成分所具有的容易加工的屬性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明可以根據(jù)淀粉原料和所需的功能性以多種不同的方式實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種濕食品等級的高直鏈淀粉含量的抗性淀粉成分，已采用熱和壓力處理使得該成分能結(jié)合水，產(chǎn)生粘性，膠凝以及形成薄膜。
1.一種權(quán)利要求1所述的濕食品等級的高直鏈淀粉含量的淀粉，其在50℃下的粘度高于10cPs，以及以干基計，抗性淀粉的含量高于30wt％。
2.一種脂肪替代食品成分，它包括高直鏈淀粉含量的淀粉，該淀粉在50℃下的粘度高于10cPs，以及以干基計，抗性淀粉的含量高于30wt％。
3.一種通過以下方法獲得的具有改進的水結(jié)合性能的抗性淀粉將高直鏈淀粉含量的淀粉在高于淀粉糊化溫度的溫度下和高于400巴的壓力下處理足以產(chǎn)生改進的水結(jié)合性能而保持抗性的時間。
4.權(quán)利要求4所述的抗性淀粉，在高于糊化溫度的壓力處理之后將其保持于濕態(tài)。
5.權(quán)利要求4所述的抗性淀粉，在高于糊化溫度的壓力處理后，已對它進行干燥。
6.一種改進高直鏈淀粉含量的淀粉的性能的方法，它包括以下步驟將高直鏈淀粉含量的淀粉在高于淀粉糊化溫度的溫度下和高于400巴的壓力下處理足以產(chǎn)生改進的水結(jié)合性能而保持抗性的時間。
7.權(quán)利要求7所述的方法，其中通過聲處理或微流化作用施加壓力。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述處理是在淀粉的糊化溫度和160℃之間的溫度下、采用一次以上通過微流化室進行的。
9.權(quán)利要求7至9中任一項的方法，其中，隨后將經(jīng)處理的高直鏈淀粉含量的淀粉干燥。
全文摘要
將高直鏈淀粉含量的淀粉進行處理以在改善水結(jié)合性能的同時保留抗性。通過加熱和微流化作用預(yù)處理淀粉改變了淀粉的功能性，以引起產(chǎn)物粘度、抗性淀粉含量、粒徑和分子量的變化。該處理過的淀粉產(chǎn)生食品等級的抗性淀粉，其具有結(jié)合水、產(chǎn)生粘度、膠凝以及形成薄膜的能力。它們可以用作脂肪替代成分。
文檔編號C08J5/18GK1950400SQ200580013808
公開日2007年4月18日 申請日期2005年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者M·A·奧古斯丁, P·圣古安斯里, A·吞 申請人:聯(lián)邦科學(xué)和工業(yè)研究組織