專利名稱：含有離散淀粉顆粒的食料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在食品工業(yè)的淀粉，特別是涉及用在加工食料中的淀粉，該加工食料至少在一個(gè)加工步驟中經(jīng)受熱和/或剪切處理。
在自然界淀粉是極其豐富的，僅次于作為天然有機(jī)化合物的纖維素。在所有形式的綠葉植物中均能發(fā)現(xiàn)淀粉，存在于它們的根、莖、種子和果實(shí)中。淀粉為供這些植物在休眠和發(fā)芽期間的能量的食品。它對(duì)于人和動(dòng)物以及低等生物也具有類似的用途。然而，人們已發(fā)現(xiàn)，淀粉的使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出將它作為生物能量源的最初設(shè)想。實(shí)際上，現(xiàn)有的每種工業(yè)中均以這種或那種形式使用淀粉或它的衍生物。
在食品和藥品中，淀粉是用于影響或控制諸如結(jié)構(gòu)、美感、濕度、稠度和儲(chǔ)存穩(wěn)定性之類的特性。它也可用于粘合或用于分解；用于膨脹或壓實(shí)；用于透明化或模糊化；用于吸取水分或抑制水分；用于制得松脆結(jié)構(gòu)或有彈性(粘性)的結(jié)構(gòu)、均勻的結(jié)構(gòu)或漿狀的結(jié)構(gòu)，用于生產(chǎn)(半)固體凝膠或(粘性)液體、柔軟的涂層或松脆的涂層。它也可用于乳化或形成耐油膜。淀粉也可用于輔助加工、包裝、潤(rùn)滑或水分平衡。淀粉確實(shí)在食品工業(yè)中作為多功能組分。
食品淀粉的最通常的來源是玉米、馬鈴薯、小麥、木薯和大米。玉米是在較溫暖的氣候下栽培，世界玉米產(chǎn)量的一半來自美國(guó)，玉米也是美國(guó)最大的莊稼。中國(guó)是世界上第二大玉米生產(chǎn)國(guó)，產(chǎn)量約10％。世界馬鈴薯產(chǎn)量的約70％是生長(zhǎng)在歐洲和俄羅斯的寒冷和潮濕的氣候下。要求更溫和氣候的小麥?zhǔn)侵饕L(zhǎng)在蘇聯(lián)、北美和歐洲。世界大米產(chǎn)量的約90％來自于南亞和東南亞，而木薯生長(zhǎng)在赤道附近的狹窄熱帶區(qū)域。
碳水化物例如淀粉的結(jié)構(gòu)單元是含有6個(gè)碳原子和形成吡喃糖環(huán)的α和β-D葡萄糖。通過酶縮合，在兩個(gè)葡萄糖分子之間除去一個(gè)水分子以形成一個(gè)化學(xué)鍵。這個(gè)縮合反應(yīng)主要在碳1和4之間發(fā)生，但是偶爾在碳1和6之間發(fā)生。
當(dāng)α1，4鍵形成時(shí)，得到直鏈的均聚物，我們稱之為直鏈淀粉。這個(gè)鏈的長(zhǎng)度將隨植物種類而變化，但通常平均長(zhǎng)度將為500至2000個(gè)葡萄糖單元之間。在以往，直鏈淀粉被認(rèn)為在構(gòu)型上僅僅是直線型，但最近的研究顯示在一些直鏈淀粉分子中有有限支鏈存在。
當(dāng)酶縮合是在葡萄糖單元中于碳1和6之間發(fā)生時(shí)，在淀粉中形成第二種聚合物。除去主要的1，4-鍵接之外，這個(gè)偶然的連接鍵導(dǎo)致了支化效應(yīng)和得到尺寸遠(yuǎn)大于直鏈淀粉而其直鏈長(zhǎng)度僅僅為25-30個(gè)葡萄糖單元的分子。這個(gè)分子被稱作為支鏈淀粉。
所有淀粉均是由這些分子的一種或兩種制成，只是一種分子相對(duì)于另一種分子的比率將隨淀粉來源不同而變化。玉米具有約25-28％直鏈淀粉，而其余為支鏈淀粉。高直鏈淀粉玉米的直鏈淀粉可高達(dá)80％。糯玉米沒有直鏈淀粉而木薯具有約17％的直鏈淀粉。馬鈴薯具有約17-25％直鏈淀粉而剩余的是支鏈淀粉。
隨著植物生產(chǎn)淀粉分子，它在中心核的周圍以連續(xù)層的形式沉積淀粉分子以形成緊密堆積的顆粒。只要可能，相鄰的直鏈淀粉分子和支鏈淀粉的外層分支通過平行形式的氫鍵相聯(lián)而得到輻射狀的、稱作為“微膠束”的結(jié)晶束。這些微膠束將顆粒連接在一起以使得它們?cè)?熱)水中溶脹而沒有使得單個(gè)淀粉分子完全破環(huán)且溶液化。
這些高度取向和結(jié)晶的微膠束區(qū)域解釋了未凝膠的淀粉顆粒為什么能旋轉(zhuǎn)極化光的平面以制得特性干涉十字。這個(gè)雙折射十字是用于鑒定淀粉來源的特征之一。當(dāng)結(jié)晶微膠束呈輻射狀取向分布時(shí)，雙折射十字消失了。
凝膠溫度被視作為包括從最初發(fā)現(xiàn)雙折射消失至剩下10％以下時(shí)的溫度范圍。這個(gè)溫度范圍是受顆粒之內(nèi)的粘結(jié)力(其隨種類而變化)大大地影響。高直鏈淀粉含量的玉米由于在顆粒內(nèi)高度的線型化，因而比其它玉米品種具有大得多的粘結(jié)力。另一方面，在馬鈴薯顆粒中的正磷酸酯基易于使凝膠化的粘結(jié)更弱和要求更低的能量。
當(dāng)?shù)矸垲w粒是在水中加熱時(shí)，在無定形區(qū)域較弱的氫鍵被破裂且顆粒隨累積的水合作用而溶脹。較緊密鍵聯(lián)的微膠束保持未受損傷，仍將顆粒保持在一起。雙折射消失了。隨著顆粒繼續(xù)膨脹，更多的水嵌入，透明度得以改進(jìn)，更多的空間被占領(lǐng)，運(yùn)動(dòng)被限制且粘度增長(zhǎng)。
隨著含直鏈淀粉的顆粒的溶脹，一些更小直鏈淀粉分子是被溶液化且滲出以再結(jié)合成緊密的膠束，如果淀粉濃度是低的，該膠束將沉淀或者如果淀粉濃度是高的該膠束將形成凝膠。這被稱作為“退減”或回生。凝固的糊將隨時(shí)間的延長(zhǎng)而變得渾濁和模糊的且將最終釋放出水以收縮成有彈性的密度。
糯玉米基本上不具有非線型的直鏈淀粉分子，所以它的糊將仍然是可流動(dòng)的和透明的。它將不膠凝或滲水。具有少量直鏈淀粉的木薯當(dāng)糊化之后得到柔軟的凝膠。由高直鏈淀粉固化得到極剛硬的凝膠。
凝膠化期間的物理變化總結(jié)如下顆粒溶脹且失去雙折射；透明度和粘度增長(zhǎng)；且較小的線型分子溶解并再結(jié)合以形成凝膠。
未改性形式的淀粉在食品工業(yè)中具有受限的用途。糯玉米淀粉是一個(gè)很好的例子。未改性的顆粒易于水合，快速溶脹、破裂、失去粘度和制得脆弱的、極彈性和極具粘合性的糊。通常地，我們改性淀粉以提高或抑制它的固有性能以適用于特定用途。提供增稠性，改進(jìn)粘結(jié)性，增長(zhǎng)穩(wěn)定性，提高口感和光澤性，膠凝，分散或變得渾濁。
通常地，我們交聯(lián)以控制結(jié)構(gòu)和提供耐受熱、酸和剪切性。因此，我們?cè)谔幚砼浞?、加工和產(chǎn)品儲(chǔ)存壽命時(shí)有更好控制性和提高的靈活性。淀粉的交聯(lián)通常被視為在隨機(jī)的位置處“點(diǎn)焊”顆粒、增強(qiáng)氫鍵和抑制顆粒溶脹和破環(huán)的方式。
這個(gè)交聯(lián)處理增強(qiáng)了較嫩弱的糯性淀粉以使得它們的煮熟糊是更粘的且稠厚的且是極少可能隨著延長(zhǎng)烹煮時(shí)間、增長(zhǎng)酸性或劇烈的攪拌而被破環(huán)。通常地，選擇淀粉的交聯(lián)程度(且特別是糯性淀粉，例如參見EP 0 796868)以使得產(chǎn)物含有許多完全溶脹的、在加工和包裝之后未受損傷的顆粒以達(dá)到最佳的粘度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
另一個(gè)重要的淀粉改性是穩(wěn)定化改性。這個(gè)改性防止了膠凝、滲水并保持了結(jié)構(gòu)的外表。
在選擇合適的淀粉以實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)任務(wù)時(shí)，必須考慮到加工溫度、在該溫度下需要的時(shí)間長(zhǎng)度和糊化淀粉將遇到的剪切力。食品淀粉例如是在乳制品工業(yè)中用于廣泛的產(chǎn)品以提供許多所需的性能包括粘度、結(jié)構(gòu)、口感和改進(jìn)的穩(wěn)定性。當(dāng)考慮到乳制品對(duì)于在奶中存在的蛋白質(zhì)敏感的性質(zhì)時(shí)，淀粉的選擇是特別重要的。在選擇淀粉之前，必須考慮許多因素；加工條件、組分和儲(chǔ)存要求均影響淀粉的綜合性能。
溫度越高、剪切力越大且暴露至這些作用下的時(shí)間越長(zhǎng)，顆粒更多地溶脹且更脆性以及易于破裂。我們通過交聯(lián)而在顆粒之間提供氫鍵而能夠確立對(duì)剪切、溫度和酸的耐受性。
通常地，希望在加工期間達(dá)到膠凝溫度以確保淀粉的結(jié)構(gòu)特性被充分地達(dá)到。對(duì)此的兩個(gè)例外是使用預(yù)凝膠的淀粉和以所需混合料的形式使用淀粉(其中用戶將可以在家里煮熟淀粉)。蒸煮時(shí)間、溫度和剪切量均是在選擇淀粉時(shí)考慮的重要參數(shù)。溫度越高、剪切率越高和保持時(shí)間越長(zhǎng)，均將增長(zhǎng)對(duì)淀粉的蒸煮程度。例如，改性淀粉可在90℃下蒸煮10分鐘(以達(dá)到最佳粘度)，但在140℃的超高溫度(UHT)加工下僅僅需要5-15秒鐘。
在經(jīng)受均質(zhì)化的乳制品和其它制品中耐剪切性被認(rèn)為是特別重要的。如果所述制品包含“煮熟”型淀粉且在蒸煮之前進(jìn)行均質(zhì)化，那么淀粉較少未被損壞。然而，如果淀粉被膠凝化，它必須是極耐受以抵抗所遇到的高剪切以避免過多的顆粒破裂，過多的顆粒破裂導(dǎo)致包含無定形直鏈淀粉和/或支鏈淀粉聚集體的淀粉形成具有發(fā)粘結(jié)構(gòu)的食品。
當(dāng)將食品加熱處理至糊化溫度(75℃)時(shí)，除非選擇合適的淀粉，在食品體系中的淀粉糊可以是未充分蒸煮的，得到乳濁狀、稀產(chǎn)品。如果食品是保持在高溫下較長(zhǎng)的時(shí)間(如在填充之前在鍋中蒸煮時(shí)就是這種情況)，淀粉可以被過度蒸煮。這可再次導(dǎo)致具有破裂的淀粉顆粒的產(chǎn)品，該淀粉顆粒帶有使得產(chǎn)品的口感發(fā)粘的所不希望的無定形的、韌性的以及粘合的結(jié)構(gòu)，這種情況通常不被消費(fèi)者認(rèn)可，消費(fèi)者經(jīng)常更需要松脆結(jié)構(gòu)。
由此通常認(rèn)為加工設(shè)備對(duì)淀粉顆粒的影響是關(guān)鍵性的。由高速混合、研磨、均質(zhì)化或泵送所施加的剪切力可損壞淀粉顆粒且使所得的食料發(fā)粘。如所前所述，通過交聯(lián)淀粉，通常得到對(duì)剪切以及溫度和酸的耐受性。這例如是對(duì)在低PH、高溫度下蒸煮且還經(jīng)受膠體研磨的沙拉醬淀粉的要求。經(jīng)受閃蒸冷卻的布丁淀粉將是需要剪切耐受性的另一個(gè)例子。
然而，在經(jīng)受中等或高剪切或溫度處理的食料中使用交聯(lián)淀粉還具有缺點(diǎn)，因?yàn)橥ǔＪ遣豢赡芴峁┮环N包含淀粉的食料，例如帶有松脆、均勻或奶油狀結(jié)構(gòu)和有光澤的外表的甜點(diǎn)、沙司或湯料。通常地，在經(jīng)受剪切和受熱的食料中使用交聯(lián)淀粉得到具有無氣孔或粗燥的結(jié)構(gòu)或無光澤的外表的食料。然而，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，已發(fā)現(xiàn)使用一些類型的糯性谷物淀粉能夠得到如下的食料即使由于隨所采用的交聯(lián)度而缺乏粘度，從而稍微有點(diǎn)稀，但它至少具有相當(dāng)好的松脆度、均勻性或光澤性。然而，通常需要其它更貴的增稠劑例如樹膠或明膠用于改進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和視覺性能并且提供對(duì)加工條件例如剪切或溫度處理的耐受性。
本發(fā)明提供了改性淀粉的用途和在食料(湯料、(乳制)甜點(diǎn)、沙司、奶油、佐料和餡等)中使用這些改性淀粉的方法，當(dāng)該方法用以制備經(jīng)受熱和/或剪切處理的食料時(shí)，所述食料具有所希望的均勻的、松脆的結(jié)構(gòu)和有光澤的外表，甚至在長(zhǎng)時(shí)間處理之后也是如此，而使用其它淀粉經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間處理之后將使產(chǎn)物變成發(fā)粘、粗燥或無光澤的。
本發(fā)明提供一種用于制備在經(jīng)過中等至高熱處理和/或中等至高剪切處理之后具有松脆或均勻的結(jié)構(gòu)和/或有光澤的外表的食料的方法，其包括將一種在加工之后、特別是在熱處理和/剪切處理之后能夠分解成離散粒子的交聯(lián)淀粉或淀粉顆粒添加至所述食料的組分中。此處所述的發(fā)明得到如下的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)松脆和均勻，外表有光澤的食品(包含淀粉)是相關(guān)于在所述食品中存在的淀粉片斷的尺寸和粘合性。由此發(fā)現(xiàn)，比通常溶脹淀粉顆粒尺寸更小的離散淀粉顆粒的存在是有利于得到具有這些所需特性的食品。
簡(jiǎn)單地說，由本發(fā)明得到的發(fā)現(xiàn)是使用在加工之后，至少是在最終產(chǎn)物中，具有大溶脹淀粉顆粒的淀粉使得食品是無光澤的和無氣孔的，使用在加工之后具有破裂狀顆粒的淀粉得到具有發(fā)粘的無定形直鏈淀粉或支鏈淀粉聚集體的食品，但是使用在加工之后成為比通常溶脹淀粉顆粒尺寸更小的粘合的或離散的淀粉顆粒的淀粉使得食品是松脆的、均勻的和/或有光澤的。
為了得到脂肪狀口感，WO 89/12403使用交聯(lián)的奎藜籽狀淀粉(其顆粒已經(jīng)是極細(xì)的(直徑為1-5微米))，顯然是為了避免必須使用更通常的具有大得多顆粒(其被視為不合適)的淀粉。然而，本發(fā)明優(yōu)選提供使用更具商業(yè)吸引性大顆粒型淀粉(其在制備食品制品期間或之前是從分散體分解成離散的片段且也不導(dǎo)致從碳水化物溶液制得新的片段)以提供所需的感官特性。類似地，在US5370894中使用了例如選自于Colacasia esculenta，Saponaria vaccaria，Amaranthus retroflexus，Maranta arudinacea，小麥B和蕎麥的極細(xì)顆粒型淀粉(0-4微米)和不易通常獲得的顆粒型淀粉，而本發(fā)明使用具有大得多顆粒，首先平均直徑為10微米以上、優(yōu)選為15微米以上、且甚至更優(yōu)選是20微米，其能夠從分散體分解成離散的片段，所述的片段提供所需的感官特性。
WO98/31240，優(yōu)選來源于顆粒直徑通常為2-10微米的大米淀粉，將生(未交聯(lián))淀粉與蛋白質(zhì)溶液混合以得到具有明顯尺寸分布的結(jié)構(gòu)化劑，是較小(例如0.1-20微米)和較大(例如100-400微米)的顆粒的混合物。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種用于制備在經(jīng)過中等至高熱處理和/或中等至高剪切處理之后具有松脆或均勻的結(jié)構(gòu)和/或有光澤的外表的食料的方法，其包括將一種含有在熱處理和/剪切處理之后能夠分解成離散顆粒的交聯(lián)淀粉顆粒的淀粉添加至所述食料中，還包括將所述食料進(jìn)行熱處理和/或剪切處理。正如比較表3和表4可見，當(dāng)使用本發(fā)明的淀粉時(shí)，熱處理和剪切處理甚至可產(chǎn)生所需的特征。
本發(fā)明還提供一種按照本發(fā)明的方法，其中所述交聯(lián)淀粉顆粒是非谷物淀粉顆粒。對(duì)于食料而言，通常是希望在用在甜點(diǎn)、沙司、湯料、餡、佐料等等中時(shí)，淀粉在味道方面通常是清淡的和中性的。當(dāng)相比于諸如如玉米、小麥、大米、高粱、糯玉米和糯高粱之類的淀粉時(shí)，通常具有最中性味道的淀粉是非谷物的，例如塊莖或根型淀粉如馬鈴薯和木薯，當(dāng)其混入至食品中時(shí)，使食品具有一些不希望有的味道(因淀粉而異)。這些異味已被某些人描述為“木質(zhì)味”、“玉米味”、“淀粉味”、“辛辣味”或“白堊味”，且這些味道在熱處理之后經(jīng)常是最辛辣的。在制備這些食品的過程中通過使用本發(fā)明的非谷物淀粉，現(xiàn)在是極可能避免在經(jīng)受熱處理和/或剪切處理的食料中的這些異味。
在本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述淀粉是馬鈴薯淀粉，優(yōu)選是降解的馬鈴薯淀粉，優(yōu)選源自于正常的馬鈴薯，優(yōu)選具有正常的直鏈淀粉含量。降解可通過用氧化劑或酶處理，優(yōu)選通過用酸處理例如用無機(jī)酸如硫酸處理，或通過用次氯酸鈉處理而實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選選擇降解程度以致于在加工之后可達(dá)到一定大小(當(dāng)然依賴于食料所針對(duì)的公眾的喜好)的淀粉分解以得到提供具有所需結(jié)構(gòu)或感官特征的所需離散顆粒，從而保持或得到基本上松脆、均勻的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選同時(shí)具有光澤性。
例如已經(jīng)實(shí)施酸處理以改進(jìn)味道(US4,368,212)，但其中不改進(jìn)感官特性例如結(jié)構(gòu)、口感和光澤性。
本發(fā)明的方法還優(yōu)選的是，其中所述淀粉顆粒是源自于所謂的糯性型的淀粉，此處將其定義為支鏈淀粉∶直鏈淀粉之比至少為90∶10，優(yōu)選至少為95∶5，更優(yōu)選至少為99∶1。用具有更高支鏈淀粉含量的顆粒是容易得到離散的淀粉顆粒，特別是使用低交聯(lián)程度，未經(jīng)降解時(shí)更是如此。進(jìn)一步更優(yōu)選的淀粉是源自于糯性型馬鈴薯，其中隨著交聯(lián)率大大地變化是可能的，特別是當(dāng)于糯玉米比較時(shí)更是如此。優(yōu)選選擇交聯(lián)度以使得在加工之后可達(dá)到一定程度的淀粉分解以得到提供具有所需結(jié)構(gòu)或感官特征的所需離散顆粒，從而保持或得到基本上松脆、均勻的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選同時(shí)具有光澤性。
本發(fā)明還提供一種在經(jīng)過中等至高熱處理和/或中等至高剪切處理之后能夠分解成離散粒子的交聯(lián)淀粉顆粒。所述的離散粒子是在給定的幾個(gè)顯微圖中示出，且含有此種離散粒子的食料通過測(cè)量粒徑分布而能夠容易地與其它食料區(qū)分開來，這正如


圖19所示例。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種在經(jīng)過中等至高熱處理和/或中等至高剪切處理之后能夠分解成離散粒子的非谷物淀粉顆粒，其優(yōu)選源自于酸降解的馬鈴薯淀粉或源自于支鏈淀粉∶直鏈淀粉之比至少為90∶10，優(yōu)選至少為95∶5，更優(yōu)選至少為99∶1的馬鈴薯淀粉，例如源自于遺傳修飾的馬鈴薯植物突變體或源自于不含直鏈淀粉的馬鈴薯植物突變體。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種根據(jù)本發(fā)明的淀粉顆粒，所述顆粒已經(jīng)經(jīng)受交聯(lián)。交聯(lián)淀粉本身是本領(lǐng)域公知的一種方法和各種試劑也是公知的。實(shí)例是表氯醇、三偏磷酸鈉、三氯氧磷(POCl3)、乙酸酐或帶有兩個(gè)或以上鹵素的其它試劑，表鹵醇或環(huán)氧基或可用作交聯(lián)劑的所有試劑的混合物。優(yōu)選磷酸雙淀粉和己酸雙淀粉。交聯(lián)淀粉例如可以是用0.003-0.024％，優(yōu)選用0.01-0.03％的己酸酐交聯(lián)。在用己酸酐交聯(lián)之前，淀粉可以用過氧化氫和/或過乙酸處理。優(yōu)選用量為對(duì)應(yīng)于0.001％-0.045％活性氧、最優(yōu)選用量為對(duì)應(yīng)于0.005-0.045％活性氧。磷酸雙淀粉例如可以是由三偏磷酸鈉交聯(lián)以達(dá)到的程度是使得剩余的磷酸酯是不超過馬鈴薯淀粉的0.14％或其它淀粉的0.04％。淀粉優(yōu)選是用0.01％-0.25％，最優(yōu)選由0.025-0.15％三偏磷酸鈉在本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的條件下交聯(lián)。優(yōu)選選擇交聯(lián)程度以使得在加工之后達(dá)到一定程度的分解。例如，對(duì)于三偏磷酸鈉(STMP)交聯(lián)而言，使用0-5000，優(yōu)選250-2500毫克STMP/每千克淀粉，對(duì)于三氯氧磷而言，使用0-400，或0-200，優(yōu)選40-150或75-100微升POCl3/每千克淀粉。當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員總是可能發(fā)現(xiàn)反應(yīng)試劑反應(yīng)的條件，可能是低產(chǎn)率，超出了得到具有所需性能的淀粉的優(yōu)選條件。磷酸雙淀粉也可用三氯氧磷交聯(lián)直至達(dá)到使得對(duì)馬鈴薯而言剩余的磷酸酯是不超過0.14％或?qū)ζ渌矸鄱允遣怀^0.4％。淀粉優(yōu)選是用0.00010％-0.01％三氯氧磷在本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的條件下交聯(lián)。當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員總是可能發(fā)現(xiàn)反應(yīng)試劑反應(yīng)的條件，可能是低產(chǎn)率，超出了得到具有所需性能的淀粉的優(yōu)選條件。
本發(fā)明的淀粉顆粒還優(yōu)選是經(jīng)受了穩(wěn)定化處理。穩(wěn)定化通常是通過本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法進(jìn)行，例如通過用乙酸酐或乙酸乙烯酯處理、通過羥烷基化或類似處理而得到。通過淀粉的羥烷基化而實(shí)施的穩(wěn)定化例如是用含有表鹵醇、或含有環(huán)氧基作為反應(yīng)點(diǎn)的試劑而進(jìn)行。羥丙基的加成通常是使用環(huán)氧丙烷于堿性條件下在淀粉的水懸浮液中進(jìn)行。交聯(lián)劑和/或穩(wěn)定劑是與淀粉在堿性條件下反應(yīng)。合適的堿性材料是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化鎂、碳酸鈉和磷酸鈉。優(yōu)選堿金屬氫氧化物和碳酸鹽，最優(yōu)選是氫氧化鈉和碳酸鈉。有時(shí)添加鹽以防止在堿性反應(yīng)條件下溶脹。優(yōu)選氯化鈉和硫酸鈉。使用乙酸酐或乙酸乙烯酯通過乙酰化作用進(jìn)行穩(wěn)定化。其它穩(wěn)定化試劑例如琥珀酸酐、1-辛烯基琥珀酸酐、三聚磷酸鈉、正磷酸鉀、正磷酸鈉或正磷酸。
本發(fā)明還提供經(jīng)受熱處理和/或剪切處理的食料，其包括源自于本發(fā)明的顆粒的離散粒子。所得的食料具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)和/或外表，特別是松脆的、均勻的或有光澤的。本發(fā)明還提供本發(fā)明的淀粉顆粒在制備經(jīng)受熱處理和/或剪切處理以改進(jìn)結(jié)構(gòu)和/或其味道的食料中的應(yīng)用和方法。用如下的詳細(xì)描述非限制性地說明本發(fā)明。詳細(xì)描述羥丙基化的交聯(lián)淀粉的制備由不同的原材料制備39％淀粉漿液。將硫酸鈉(100克/每千克淀粉)和氫氧化鈉(7.5克/每千克淀粉)添加至這個(gè)漿液中形成4.4％的溶液。將溫度升高至35℃并添加三偏磷酸鈉(NaTMF)。對(duì)于低交聯(lián)淀粉，使用625毫克NaTMF/每千克淀粉，“低”被定義為在325-1000毫克NaTMF/每千克淀粉之間變化或功能上等同于其它交聯(lián)劑，高交聯(lián)淀粉是用2500毫克NaTMF/每千克淀粉制得，“高”被定義為在1000-3500毫克NaTMF/每千克淀粉之間變化或功能上等同于其它交聯(lián)劑。其次，將環(huán)氧丙烷(最大取代度DSmax＝0.33)加入且使反應(yīng)進(jìn)行20-24小時(shí)。將漿液用硫酸中性化成PH5-6并通過使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)方法洗滌和干燥。所用原材料是支鏈馬鈴薯淀粉、正常馬鈴薯淀粉和糯玉米淀粉和降解的馬鈴薯淀粉。對(duì)于馬鈴薯淀粉的降解，使用不同的方法例如酸降解、氧化降解或酶降解采用本領(lǐng)域中公知的條件。例如39％淀粉漿液是用10N H2SO4(用量對(duì)應(yīng)于0.5-20摩爾％)或用量對(duì)應(yīng)于0.1-5％Cl2的次氯酸鈉在35-45℃，優(yōu)選在45℃下處理6-24小時(shí)。將產(chǎn)物洗滌和干燥之后用作羥丙基化和交聯(lián)的原材料。優(yōu)選地，交聯(lián)度較高，就使用625毫克NaTMF，因?yàn)榻到獾牡矸鄣姆肿恿扛?。粘度和分解測(cè)量制備一含有基于干重為5％的羥丙基化的和交聯(lián)的淀粉漿液并在Brabender粘度儀按照溫度分布曲線進(jìn)行加熱。首先將懸浮液快速地加熱至45℃，然后將所述混合物以1.5℃/分鐘的速率加熱至90℃并將該溫度保持20分鐘。最后將溶液以1.5℃/分鐘的速率冷卻至25℃。從由此得到的溶液，利用布魯克菲爾德儀器測(cè)量粘度并得到在某些情況下稀釋的溶液的顯微圖。其次，將溶液暴露至高剪切條件下(Ultraturrax，10000rpm)1分鐘和2分鐘并進(jìn)行相同的測(cè)量。除去這些測(cè)量之外，還調(diào)查了溶液的結(jié)構(gòu)。
表1顯示了粘度測(cè)量的結(jié)果和表2顯示了溶液的顯微圖的結(jié)果(參見作為照片的
圖1和16)。
表1粘度測(cè)量
*高度交聯(lián)的正常馬鈴薯淀粉對(duì)于良好的測(cè)量是稀的。
**6％濃度***高是指1250毫克NaTMF/千克淀粉(20％水分)表2顯微圖
分解僅僅由糯性的和降解的衍生物進(jìn)行。高程度和低程度交聯(lián)的支鏈馬鈴薯淀粉兩者顯示出分解，而僅僅較低交聯(lián)的糯玉米衍生物在施加剪切下分解。在剪切之后具有最低交聯(lián)度的支鏈和降解的馬鈴薯淀粉衍生物由比具有更高交聯(lián)度的衍生物更小的粒子組成。
所有淀粉衍生物在剪切之前基本上具有漿狀的、粗燥或無光澤的結(jié)構(gòu)。在剪切之后，支鏈淀粉和降解的衍生物變成均勻的、有光澤的和松脆的糊狀。較低交聯(lián)的支鏈馬鈴薯衍生物相比于較高交聯(lián)的衍生物(其在剪切之后類似于糯玉米衍生物)是更粘合性的。降解的馬鈴薯淀粉衍生物得到低粘度的有光澤的分散體，同時(shí)較高交聯(lián)的衍生物得到相當(dāng)于較高交聯(lián)的支鏈馬鈴薯淀粉衍生物的粘性糊。正常的馬鈴薯淀粉產(chǎn)物在剪切之后保持是漿狀和無光澤的。糯玉米衍生物在剪切之后變得更有光澤的、均勻的和奶油狀的，而糊在剪切之前和之后的差別不是象支鏈馬鈴薯淀粉衍生物明顯。在所有的衍生物之中，僅僅最大交聯(lián)的支鏈馬鈴薯淀粉得到透明的糊，這使得其極適合于用在水果餡中。結(jié)果是總結(jié)在下列兩個(gè)表中。
表3-5％溶液在剪切之前的結(jié)構(gòu)
*6％溶液表4-在2分鐘剪切之后5％溶液的結(jié)構(gòu)
*6％溶液當(dāng)羥丙基化的交聯(lián)支鏈馬鈴薯淀粉或降解的馬鈴薯淀粉是用在加工步驟中涉及高剪切的應(yīng)用時(shí)，得到均勻和有光澤的產(chǎn)物。具有低交聯(lián)程度的支鏈馬鈴薯淀粉產(chǎn)物是極透明的且具有粘合性結(jié)構(gòu)。這個(gè)粘合性也在類似的糯玉米中發(fā)現(xiàn)衍生物中發(fā)現(xiàn)，但后者缺乏透明性。帶有更高交聯(lián)度的支鏈馬鈴薯淀粉產(chǎn)物是不透明的且是較少粘合性的，但仍然是均勻的和有光澤的。具有高交聯(lián)度的降解馬鈴薯衍生物行為類似，而較低交聯(lián)度得到由小粒子組成的低粘性分散體。正常的馬鈴薯淀粉衍生物在高剪切條件下得到具有漿狀和無光澤的結(jié)構(gòu)的糊。按照顆粒程度，觀察到，支鏈淀粉和降解馬鈴薯糊的大溶脹粒子在高剪切的影響下分解，這是不能用類似的正常馬鈴薯淀粉衍生物觀察到。這個(gè)現(xiàn)象解釋了所述的結(jié)構(gòu)差別。玉米衍生物也分解，但這僅僅在低交聯(lián)程度下觀察到。
支鏈或降解馬鈴薯淀粉的羥丙基化的和交聯(lián)衍生物當(dāng)它們被蒸煮且施加一定量的剪切(蒸汽加壓蒸煮)時(shí)得到均勻、松脆和有光澤的結(jié)構(gòu)。正常馬鈴薯淀粉的類似衍生物不具有這些特點(diǎn)。當(dāng)這個(gè)衍生物被蒸汽加壓蒸煮時(shí)，所述溶液得到無光澤的和漿狀的結(jié)構(gòu)。在一些應(yīng)用中例如佐料、果餡和布丁，希望均勻和有光澤的結(jié)構(gòu)，而在其它的應(yīng)用中例如番茄醬時(shí)，優(yōu)選漿狀結(jié)構(gòu)。所觀察到的差別是由于支鏈淀粉和降解衍生物的顆粒狀分解相比于正常馬鈴薯淀粉衍生物更容易進(jìn)行而引起的。為了觀察這個(gè)效應(yīng)，制備一些羥丙基化的支鏈馬鈴薯淀粉。酸降解馬鈴薯淀粉、正常馬鈴薯淀粉和具有兩種交聯(lián)度的糯玉米衍生物，并且在低剪切條件下加熱之后以及在高剪切條件下之后進(jìn)行調(diào)查。由溶液得到顯微圖以觀察顆粒尺寸的差別。食品實(shí)例可用匙取的食物佐料設(shè)備Fryma膠體磨佐料A(PH4.3-4.4)組分％ 克淀粉衍生物6.0180Paselli MD10 5.0150糖粉 2.060鹽1.545苯甲酸鈉 0.13山梨酸鉀 0.13醋(5％) 8.0240檸檬汁0.824芥末 1.030蛋粉(整個(gè))2.472油2.060自來水71.1 2133總計(jì) 100.0 3000佐料B(PH 3.6-3.70)組分％ 克淀粉衍生物6.0180Paselli MD10 5.0150糖粉 5.0150鹽1.545苯甲酸鈉 0.13山梨酸鉀 0.13醋(5％) 10.0 300檸檬汁0.412芥末 1.030蛋粉(整個(gè))2.472油2.060自來水66.5 1955總計(jì) 100.0 3000制備步驟-在一個(gè)塑料袋中混合干組分(除去蛋粉之外)-在碗中混合醋、檸檬汁和1833克水-將干組分混合在所述液體中并在攪拌下于蒸汽浴下加熱15分鐘。-冷卻至20℃-將蛋粉與其余的組分混合并添加入芥末-在Fryma中產(chǎn)生500毫巴的真空-開動(dòng)刮具并用淀粉混合物填充Fryma-添加蛋/芥末混合物-在30秒鐘之后添加入油(也是在30秒鐘內(nèi))-在Fryma中再混合30秒鐘-由此得到所述佐料。番茄沙司組分％番茄泥 15.0淀粉衍生物 4.0鹽 2.5糖粉12.5醋(5％) 12.5苯甲酸鈉0.1山梨酸鉀0.1自來水 53.3總計(jì)100.0制備步驟-混合干組分-在沙司盤中混合水和番茄泥-添加所述干組分混合料至所述液體中-在攪拌的同時(shí)加熱至90-95℃-在這個(gè)溫度加熱15分鐘-冷卻至20℃UHT布丁(荷蘭風(fēng)味)組分克 ％脫脂奶粉 31509.3糖 23106.8淀粉衍生物 13804.1顏料/味道 39 0.12鹽 15 0.04Satiagel HMR 7.5 0.02自來水 27升79.6制備步驟在一個(gè)容器中加入27升水。將奶粉加入至這個(gè)容器中且通過攪拌而懸浮。混合剩余的組分且在5分鐘之后將它們加入至奶粉中。將懸浮液泵送至緩沖塔中并通過片式熱交換器加熱至80℃并轉(zhuǎn)移至一個(gè)蒸汽加壓蒸煮鍋中并在140℃下蒸煮幾秒鐘。將布丁冷卻至40℃并裝入至隨后被密封的杯子中。凝膠強(qiáng)度測(cè)量佐料的凝膠強(qiáng)度是在Stevens LFRA儀器上使用TA 11插棒以2毫米/秒的速度和40毫米的滲透深度而測(cè)得。
根據(jù)步驟A制備可匙取的食物佐料。測(cè)定產(chǎn)物的凝膠強(qiáng)度。結(jié)果是總結(jié)在表5中。還就產(chǎn)物的感官性能而對(duì)它們進(jìn)行了評(píng)估。
表5 按照步驟A制備的可匙取的食物佐料的Stevens凝膠強(qiáng)度(單位為mPas)
**產(chǎn)物低粘性，在1周之后發(fā)生相分離基于產(chǎn)物A和B的佐料直接在制成之后均是有光澤的。然而，在6個(gè)月之后它們是稍微膠凝且有些呈無光澤的。這可通過用手?jǐn)嚢瓒謴?fù)。基于產(chǎn)物C的佐料是低粘性的且具有漿狀、無光澤的結(jié)構(gòu)。在兩周之后，在產(chǎn)物C的佐料中觀察到相分離。
在前述的佐料中，體系的PH值是約4.3。依賴于改性和淀粉的類型，PH對(duì)產(chǎn)物的性能可具有大的影響。在表6中，總結(jié)的結(jié)果是較多酸性的佐料。
表6 按照步驟B制得佐料的Stevens凝膠強(qiáng)度(單位為mPas)
佐料直接在制成之后均是有光澤的。然而，在6個(gè)月之后它們是稍微凝膠且有些呈無光澤的。這可通過用手?jǐn)嚢瓒謴?fù)。
作為第三種可能性，支鏈馬鈴薯淀粉可用在番茄沙司中。結(jié)果是總結(jié)在表7中。
表7 番茄沙司的凝膠強(qiáng)度和粘度
基于所有產(chǎn)物的番茄沙司是有光澤的和松脆的。馬鈴薯淀粉衍生物具有漿狀的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有時(shí)是優(yōu)選的。
表8 番茄沙司的粘度
從實(shí)驗(yàn)中可以得出的結(jié)論是，基于APS和WMS的湯料的粘度是相近的。所有湯料的結(jié)構(gòu)是松脆和有光澤的。
從食品實(shí)例中得到的結(jié)論是，由于顆粒分解，支鏈馬鈴薯淀粉衍生物給出相當(dāng)于非分解的糯性谷物衍生物的松脆、有光澤的結(jié)構(gòu)。(糯性)谷物淀粉具有的缺點(diǎn)是它們具有較不受歡迎的味道和由于宗教限制它們有時(shí)不能應(yīng)用在一些食物體系中。表9 影響淀粉性能的加工設(shè)備和條件
注意帶有刮板混合器的蒸汽夾套鍋通常被認(rèn)為是低剪切的。蒸汽注入和刮板式鍋剪切為中等。片式鍋、閃蒸冷卻器和研磨設(shè)備剪切是高的，且均化器剪切是極高的。這是通常的情況，當(dāng)然損壞也依賴于處理的長(zhǎng)度和所用的溫度。例如可能的是，蒸汽夾套鍋在延長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)可達(dá)到與均化器在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到的損壞。
附圖的說明
圖1 在剪切之前具有低交聯(lián)程度的支鏈馬鈴薯淀粉。圖2 在剪切1分鐘之后具有低交聯(lián)程度的支鏈馬鈴薯淀粉。圖3 在剪切2分鐘之后具有低交聯(lián)程度的支鏈馬鈴薯淀粉。圖4 在剪切之前具有高交聯(lián)程度的支鏈馬鈴薯淀粉。圖5 在剪切1分鐘之后具有高交聯(lián)程度的支鏈馬鈴薯淀粉。圖6 在剪切2分鐘之后具有高交聯(lián)程度的支鏈馬鈴薯淀粉。圖7 在剪切之前具有低交聯(lián)程度的正常馬鈴薯淀粉。圖8 在剪切1分鐘之后具有低交聯(lián)程度的正常馬鈴薯淀粉。圖9 在剪切2分鐘之后具有低交聯(lián)程度的正常馬鈴薯淀粉。
圖10 在剪切之前具有高交聯(lián)程度的正常馬鈴薯淀粉。
圖11 在剪切2分鐘之后具有高交聯(lián)程度的正常馬鈴薯淀粉。
圖12 在剪切之前具有低交聯(lián)程度的糯玉米淀粉。
圖13 在剪切1分鐘之后具有低交聯(lián)程度的糯玉米淀粉。
圖14 在剪切2分鐘之后具有低交聯(lián)程度的糯玉米淀粉。
圖15 在剪切之前具有高交聯(lián)程度的糯玉米淀粉。
圖16 在剪切2分鐘之后具有高交聯(lián)程度的糯玉米淀粉。
圖17 在剪切之前具有高交聯(lián)程度的降解馬鈴薯淀粉。
圖18 在剪切2分鐘之后具有高交聯(lián)程度的降解馬鈴薯淀粉。
圖19 在殺過菌的甜點(diǎn)中淀粉的數(shù)均粒徑分布。曲線A是支鏈馬鈴薯淀粉衍生物的分布，曲線B是正常馬鈴薯衍生物的分布。使用支鏈馬鈴薯淀粉衍生物制得具有消費(fèi)者十分歡迎的均勻和有光澤的結(jié)構(gòu)。使用正常的馬鈴薯淀粉制得通常不十分討人喜歡的粗燥的、無氣孔或無光澤的甜點(diǎn)。使用顯微驗(yàn)光分析而測(cè)量粒子尺寸；也就是說，兩條曲線是通過甜點(diǎn)樣品的顯微圖任意地畫出，相當(dāng)于例如
圖1-16之任一中所示，且由所述線分割的每個(gè)粒子具有對(duì)應(yīng)于由所述粒子切割的線段的長(zhǎng)度的尺寸。
權(quán)利要求
1.一種用于制備在經(jīng)過熱處理和/或剪切處理之后具有松脆或均勻的結(jié)構(gòu)和/或有光澤的外表的食料的方法，其包括將一種能夠在加工之后分解成離散顆粒的交聯(lián)淀粉添加至所述食料的組分中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述交聯(lián)淀粉是非谷物淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述的淀粉是被降解。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一的方法，其中所述淀粉的支鏈淀粉∶直鏈淀粉之比至少為90∶10，優(yōu)選至少為95∶5，更優(yōu)選至少為99∶1。
5.一種包含用在權(quán)利要求1-4之一的方法中的交聯(lián)淀粉的組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的組合物，其中所述淀粉是非谷物淀粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的組合物，其中所述淀粉的支鏈淀粉∶直鏈淀粉之比至少為90∶10，優(yōu)選至少為95∶5，更優(yōu)選至少為99∶1。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7之一的組合物，其中所述淀粉是源自于遺傳修飾的馬鈴薯植物突變體或不含直鏈淀粉的馬鈴薯植物突變體。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8之一的組合物，其中所述淀粉是經(jīng)受了穩(wěn)定化。
10.交聯(lián)淀粉在制備食料中的用途，其中淀粉顆粒分解成離散的粒子。
11.使用權(quán)利要求1-4任一的方法得到的食料。
12.包含有衍生自淀粉顆粒的離散粒子的食料。
全文摘要
本發(fā)明涉及用在食品工業(yè)的淀粉,特別是涉及用在加工食料中的淀粉,該加工食料至少在一個(gè)加工步驟中經(jīng)受熱和/或剪切處理。本發(fā)明提供了改性淀粉的用途和在食料(湯料、(乳制)甜點(diǎn)、沙司、奶油、佐料和餡等)中使用這些改性淀粉的方法,當(dāng)該方法用以制備經(jīng)受熱和/或剪切處理的食料時(shí),所得所述食料具有所希望的均勻的、松脆的結(jié)構(gòu)和有光澤的外表,甚至在長(zhǎng)時(shí)間處理之后也是如此,而使用其它淀粉經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間處理之后將使產(chǎn)物變成發(fā)粘、粗糙或無光澤的。
文檔編號(hào)A23C9/154GK1343098SQ00805078
公開日2002年4月3日 申請(qǐng)日期2000年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月17日
發(fā)明者彼得·呂克勒·布瓦爾達(dá), 伊多·彼得·布勒克爾, 雅各布·羅爾夫·沃爾特耶斯, 辛迪·塞梅因 申請(qǐng)人:馬鈴薯及衍生產(chǎn)品合作銷售生產(chǎn)阿韋貝公司