專利名稱：：馬鈴薯纖維及其制備方法和用途的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及制備馬鈴薯纖維的方法、根據該方法制備的馬鈴薯纖維、和馬鈴薯纖維的用途。
背景技術：
：已知有許多植物纖維用于人類消耗并且同樣地用于各種工業(yè)應用。纖維對于以下方面來說是重要的，例如對于營養(yǎng)學、在食品工藝學中作為膠凝劑和乳化劑、和在工業(yè)和食物應用中都作為結構增強劑或組織形成劑(texturiser)。纖維特別重要的是作為粗糙纖維素食物，其對于人類消化來說是不可缺少的。首先，纖維可以以靶向方式從工廠分離，但是其次，它們還可以通過再循環(huán)生產殘余物來制備，例如通過處理各種殘渣(pomace)制備。標準的商用纖維，例如水果纖維、蔬菜纖維或糖用甜菜纖維，涉及各種缺點，例如原材料昂貴并且可用性有限和/或生產工藝昂貴、功能性(例如，水結合能力)有限、顯明的固有顏色、它們自己的明顯的味道和在一些情況中有不可避免地存在的污染物的過敏原性可能性。生產經常是昂貴的，例如在柑桔纖維的情況中，因為柑桔類水果是昂貴的原料。在麥麩的情況中已知變應性的問題，例如其包含面筋的殘余物，使得不能被患有乳糜瀉的人食用。獲得馬鈴薯纖維的方法從EP0413681Bl已知。那些馬鈴薯纖維克服了許多上述缺點，并且對人體營養(yǎng)作出重要的貢獻，因為它們從不含過敏原的原料生產，原料可以大批地獲得并且比用于制備植物纖維的其它原料價格低廉。然而，根據EP0413681Bl生產的馬鈴薯纖維確實具有變化相當大的不確定特征，這可能是由于生產工藝的原因。同時，以這種方式生產的馬鈴薯纖維具有高的蛋白質含量和配糖生物堿含量。眾所周知，配糖生物堿是有毒的，因此，它們的含量應該盡可能低，特別是在食物中。在該工藝中得到并且然后再利用的馬鈴薯汁(馬鈴薯果實水)包含氧化的多酚，使得生產的纖維呈現(xiàn)發(fā)黑的褐色和一定的苦味。即使已知馬鈴薯產品沒有變應性，但是盡管如此，蛋白質總是變應性的潛在來源，因此應該總是保持蛋白質含量盡可能低。此外，殘余的蛋白質使得馬鈴薯纖維有一定的馬鈴薯味，否則馬鈴薯纖維是無味的。
發(fā)明內容本發(fā)明的一個目的是提供制備馬鈴薯纖維的方法，其克服了現(xiàn)有技術的缺點。特別地，本發(fā)明意在提供一種方法，其保持了生產的馬鈴薯纖維的天然優(yōu)點，尤其是它們的高的水結合能力、不含過敏原和廉價原料的高度可用性，以及提供具有低配糖生物堿含量、具有淺色、味道適中和低蛋白質含量的馬鈴薯纖維。另一個目的是提供相應制備的馬鈴薯纖維，和它們的用途。第一個目的是通過權利要求1所述的方法實現(xiàn)的。根據權利要求14所述的馬鈴薯纖維和根據權利要求20所述的馬鈴薯纖維的用途也在本發(fā)明的范圍內。優(yōu)選的實施方案可以參見各自的從屬權利要求。已經意外地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的用于制備馬鈴薯纖維的方法是非常廉價的，因為與生產馬鈴薯淀粉相比，在分離馬鈴薯淀粉和纖維之前，不需要額外的努力，并且只是在這點之后才開始專門的用于馬鈴薯纖維的生產工藝，其導致比現(xiàn)有技術更低的成本，同時與現(xiàn)有技術相比改善了纖維的質量。將淀粉馬鈴薯用作本發(fā)明方法的起始原料，它們是廉價的并且可以大量得到。本發(fā)明方法的主要優(yōu)點在于可以制備只有100到120卯m的低配糖生物堿含量的馬鈴薯纖維，與例如如果使用EP0413681Bl方法有320到450卯m的配糖生物堿形成對比。約100到120ppm的配糖生物堿含量相當于馬鈴薯天然包含的配糖生物堿水平的大約一半。因為已知配糖生物堿是有毒的，顯而易見，根據本發(fā)明方法制備的馬鈴薯纖維比根據現(xiàn)有技術方法制備的馬鈴薯纖維更有利于消費者的健康。本發(fā)明的馬鈴薯纖維的蛋白質含量為3到7%，與現(xiàn)有技術相比，其大幅度降低了這些纖維的過敏原性可能性。此外，用這種方法增加了纖維的純度，其顯著地提高了將它們用于食物和用于工業(yè)技術中的可能性，因為蛋白質引起不需要的和無法控制的變色和化學縮合和裂解產物，特別是在pH和熱負荷發(fā)生變化的情況下。其它優(yōu)點是更低的灰分含量、更淺的顏色和大約8到12%的大部分抗性淀粉，其具有益生效果。根據本發(fā)明制備的馬鈴薯纖維和現(xiàn)有技術的馬鈴薯纖維的成分研究如以下表l所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發(fā)明的本質特征在于，在生產過程的盡可能早的階段和盡可能徹底地從纖維中分離包含提供多種不利性質的物質的馬鈴薯果實水(potatofruitwater)。在工藝過程中，應該使纖維和馬鈴薯果實水之間的接觸時間保持盡可能地短，以便對纖維不利的物質不能滲入纖維，這些物質保留在纖維中并且不再能從纖維被排除(氧化酚類，其導致顏色變深和在一定含量時引起苦味)或者只能在花費巨大努力和代價后才能被除去(蛋白質和配糖生物堿)。另外，在本發(fā)明方法中優(yōu)選干燥馬鈴薯纖維，使得有可能省卻研磨纖維并且仍然形成細粒(fine-grained)產物，這對于使用者是有利的，因為可以更容易和更迅速地與另外的成分混合。這通過與先前已經過干燥的馬鈴薯纖維混合的步驟實現(xiàn)。如果纖維的交換表面(其與纖維的粒徑成反比)更大，則期望的與來自各成分混合物的水的結合也更迅速地發(fā)生。同時，省卻研磨步驟避免產生過量的不希望的纖維粉塵，其在應用中引起損失并且對在該生產工藝中工作的操作人員有害。參考附圖和以下詳細的實施例，可以從本發(fā)明方法的詳細說明顯而易見本發(fā)明的主題的另外的特征和優(yōu)點，圖1是本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案的流程圖。具體實施方式在實施本發(fā)明的方法時，首先將馬鈴薯充分地洗滌，優(yōu)選分幾個階段進行洗滌，并且在最后階段用清水(例如，飲用水或相應質量的水)漂洗。任選地，盡管是優(yōu)選的，在隨后的階段除去固體雜質，以滿足衛(wèi)生要求。除去雜質的一種可能性包括例如人工除去這種固體，所述固體可為例如草屑或泥土的形式。同時，也可以任選地除去仍附著于馬鈴薯的任何漂洗水，優(yōu)選通過振動，使得漂洗水被抖落。將目前已經干凈的馬鈴薯研磨成細的漿料，然后在技術上可行的情況下盡可能除去馬鈴薯果實水。優(yōu)選通過稱為傾析器(decanter)的臥式離心機(horizontalcentrifuge)分離馬鈴薯果實水，盡管原則上所有已知的分離機(優(yōu)選離心分離機)都適合這一目的。與馬鈴薯果實水一起，對馬鈴薯質量有害的所有物質，即主要是多酚、多酚氧化酶PPO、蛋白質、配糖生物堿、以及可溶性鹽和礦物質基本上被除去。在這個步驟(步驟d)中，實現(xiàn)總馬鈴薯果實水的約50%到約70%的馬鈴薯果實水去除效率。在分離馬鈴薯果實水之后保留在固體級分中的是固體淀粉和纖維固體，它們可能與殘留量的馬鈴薯果實水在一起。然后通過用水漂洗將固體級分(漿料)分成淀粉和纖維，漂洗用水可任選地再循環(huán)，優(yōu)選在離心篩(centrisieve)中進行，因此可包含一定量的馬鈴薯果實水，在該過程中水的存在意味著淀粉顆粒作為粗淀粉漿以實質上液體的形式存在并且可以隨后經歷淀粉精制。從液體級分分離目前已經基本上不含干擾污染物的粗纖維，使得在例如使用離心篩時，其保留在篩子罩上，并且隨后同樣地進行精制。除了提及的離心篩之外，也可以使用利用輕質纖維和重質淀粉顆粒之間的密度不同的水力旋流器(hydroeyclones)和其它分離機。在本發(fā)明的方法中，馬鈴薯的研磨優(yōu)選如此進行一方面，馬鈴薯的細胞壁被破壞，使得淀粉顆粒以必要的程度暴露并且可以隨后回收，但是由皮和細胞壁材料組成的纖維粒子保持比淀粉顆粒更大，使得它們可以通過尺寸的不同得到分離。在已經除去淀粉之后，粗纖維通過用水洗滌進行精制。在這方面，特別優(yōu)選實現(xiàn)纖維與水的充分混合，使得由于高的耗水量引起的成本和對環(huán)境的負擔可以保持在最小限度。上述離心篩極好地適合這個目的，盡管也可以使用其它技術，例如使用葉輪式混合器，隨后離心(傾析器、分離機、水力旋流器)。特別優(yōu)選使用新鮮的水精制纖維，特別是分幾個階段并且以逆流方式進行。這個精制工藝的一些流出物可用于步驟(e)，而其余的被處置掉。在精制步驟之后，優(yōu)選將經過處理的已經具有較高干固體含量的纖維預排水，優(yōu)選通過離心機進行，特別優(yōu)選傾析器。其它脫水技術，例如壓榨，比離心得到更高的干固體含量，但是相對于分離的水量，其需要的努力不相稱地高，因為，由于衛(wèi)生學和營養(yǎng)生理學，例如在將纖維用作動物飼料時，通常使用的添加劑(如石灰或絮凝聚合物)中沒有一種可以使用。在隨后的步驟中，將經過預排水的纖維與已經干燥的纖維混合，以便能夠通過一次經過干燥器使纖維構成最終產品。此處的混合應該非常充分，以避免濕和干的囊袋(pockets)，其可能妨礙干燥步驟?；旌鲜沟玫玫降牟牧戏浅＞鶆蚝褪杷刹⑶曳鬯閳F粒。優(yōu)選混合可以通過槳式混合器實現(xiàn)?；旌弦部梢酝ㄟ^使用(小型)磨實現(xiàn)。在混合之后，將纖維進一步干燥，有可能使用任何已知類型的用于固體材料的干燥機，例如流化床干燥機、氣流輸送干燥機、氣升式干燥機或噴霧干燥機。在干燥之后得到的干燥材料可以至少部分地被返送回到循環(huán)中并且在步驟(g)中被加入到濕纖維中。當用這種方法返送回干燥材料時，通常也稱為"回加"(add-back)。由于充分混合，在干燥步驟中得到纖維粒子，其在不經任何額外的研磨步驟的情況下尺寸可小于500um。然而，如果期望纖維更小，例如至多250um，粗略估計，通過篩目250um的篩網過濾也沒有困難，盡管這樣其比現(xiàn)有技術有利地需要更小型的磨和更少的能量輸入。同時，用這種方法溫和地處理纖維，并且它們在應用中的工業(yè)特征，尤其是它們的水結合能力和它們的淺顏色得到更好的保持。另外，省卻了研磨，或者至少將其限制在部分物流，意味著仍然存在的淀粉顆粒沒有被工藝中產生的熱不可避免地損壞，由此它們沒有喪失它們的消化抗性和相應的益生特征。在干燥步驟之后，優(yōu)選燃燒分級步驟(fireclassificationstep),優(yōu)選在1，000um進行，以便從系統(tǒng)除去燒結的和聚集的纖維和雜質的碎屑和團粒(例如，金屬屑)，由此使得所有物質對于食品工藝學的目的都是衛(wèi)生的，并且準備好最后包裝。這個燃燒分級作為原則性問題在所有的散裝產品中進行，無論是天然來源還是工業(yè)來源。燃燒分級技術是本領域已知的。然后，可以將纖維包裝并且適當?shù)卮鎯?，或者應用。生產的馬鈴薯纖維實質上由馬鈴薯的細胞材料和皮部分組成。在徹底洗滌過程中被除去一部分的包含木質素的皮的殘余物，基于馬鈴薯纖維的總重量，占纖維材料的約2到3重量％。細胞壁由纖維素、半纖維素和果膠組成。除了這些典型的纖維材料之外，馬鈴薯纖維還包含殘余的礦物質(灰分)、蛋白質和抗性淀粉和可消化淀粉。本發(fā)明的纖維比現(xiàn)有技術的馬鈴薯纖維具有更大的純度，因為包含的異質組分的量(蛋白質和礦物質分別為2到3重量％和3到7重量％)比現(xiàn)有技術水平顯著更低。淀粉含量總體上與現(xiàn)有技術水平相當接近，但是本發(fā)明的纖維包含高比例的抗性淀粉，其只在大腸中代謝，因此通過對腸內菌叢發(fā)揮積極的影響而產生健康的、重要的、積極的益生效果?；诳偟母衫w維物質，抗性淀粉相當于約8到12重量％。該纖維的另一個主要優(yōu)點是配糖生物堿的含量有大約2/3的減少，配糖生物堿是強大的毒素，這就是原則上綠色的馬鈴薯和番茄不能吃的原因，眾所周知，因為它們包含濃縮形式的配糖生物堿。根據本發(fā)明生產的馬鈴薯纖維的顏色淺，很少變色并且具有似奶油的味道。如上已經說明的，通過以下特征特別地實現(xiàn)本發(fā)明的主題的優(yōu)點在生產過程的早期階段和盡最大可能分離掉馬鈴薯果實水以及其干擾物質。其它重要的方面是溫和的干燥、省卻研磨，條件是應用所需的顆粒大小允許這樣作。馬鈴薯果實水的早期分離防止多酚和PPO滲入纖維。溫和的干燥只引起輕微的變色(奶油色)，與現(xiàn)有技術的馬鈴薯纖維的橙色或褐色變色形成對比。更低的木質素含量額外地減少了纖維的灰色，由此呈現(xiàn)更淺顏色(蒼白色)。如本領域已知的，色值表示為L+值(白度、亮度)和b+值(黃色/橙色)并且據此進行測量。纖維的最重要功能性質是它們的水結合能力，其實質上源于實際的纖維材料，即，纖維素、半纖維素和果膠。半纖維素和果膠通常屬于可溶纖維，而纖維素和(在一定程度上)木質素構成纖維的不溶性部分。從食物生理學的角度關心的是稱為粗糙纖維素食物的不溶物質，因為它們刺激腸進行更大的機械運動，產生更規(guī)律和更軟的糞便。還有關于是否降低小腸的癌癥風險的討論，盡管還不是很清楚可溶纖維的益生效果是否沒有同樣地起某些作用。馬鈴薯的約1:15到1:20的異常高的水結合能力是任何其它天然纖維幾乎不能達到的，使得它們對于食物和工業(yè)技術這的各種應用都引起關注。因為水結合可以在化學上通過使水粒子附著和結合于纖維材料和通過物理沉淀在空穴中進行，其使得通過本發(fā)明的方法實現(xiàn)的溫和處理纖維的重要性顯而易見。由于研磨，纖維的末端裂開，有效用于沉淀的空穴數(shù)減少，結果是水結合減少。較小的粒徑(尤其是灰塵樣細粒子)還引起貯存容量與纖維質量的比率越來越多地改變，有損于水結合容量。以下實施例描述了本發(fā)明的馬鈴薯纖維的有利用途。實施例U寬面條("帶狀面條"))420g硬粒小麥粉280g水22g馬鈴薯纖維Lg_^_"。g生產首先，將所有成份置于碗中并且一起混合2分鐘。然后將混合物以較高速度揉合成緊密的生面團，其不再潮濕并且不再發(fā)粘。將生面團成形為球狀，用食品薄膜覆蓋并且靜置1小時。然后，將生面團在稍微撒粉的表面上搟開成薄片并且進料到通心面機器中?，F(xiàn)在切成寬面條并且掛起到略干燥或發(fā)白，整齊然后冷凍。對于生產的寬面條，本發(fā)明的馬鈴薯纖維的優(yōu)點顯而易見。寬面條保持高的粗糙纖維素食物含量，其產生健康益處。另外，該面食較高的水結合能力意味著必定使用較少的材料。實施例2(面巻)1,010g小麥粉550型655g水50g酵母44g馬鈴薯纖維20g食鹽10g食品脂肪酸的甘油單酯和甘油二酯2_g_生產將酵母溶解在一些水中。然后，將干成份置于碗中并且將它們用生面團鉤混合2分鐘，然后以中等速度加工為粘性的生面團。使生面團發(fā)酵IO分鐘。使生面團形成坯料，使它們靜置20分鐘，然后擠掉氣泡。首先在聯(lián)合蒸籠中在35。C和75%空氣濕度下發(fā)酵30分鐘，然后在18(TC和60%濕度下烘烤13分鐘。最后在打開蓋的情況下在190'C最后烘烤5分鐘。將本發(fā)明的馬鈴薯纖維用于生產面巻產生焙烤損失的2.6%減少。此外，有更多的水被結合在焙烤產品中，并且碎屑保持令人愉快的濕潤，其同樣產生積極的口感。實施例3(7又堡)用于每個重70g的約ll個漢堡的成份:533.5g瘦牛肉(腰腿肉)160g五花肉(豬油)10g鹽0.5g黑胡椒粉24g馬鈴薯纖維72g水800g制備通過粉碎機的5mm盤切碎牛肉和五花肉。加入混合香辛料和鹽并且充分混合。使肉混合物形成圓的漢堡餡餅并且在對流箱(convectomat)中在150。C烤干。當將本發(fā)明的馬鈴薯纖維用于制造漢堡時，有利地提高了脂肪和水-結合能力；當使用例如超過3重量％的馬鈴薯纖維時，不再觀察到逸出的水。實施例4(冰淇淋)2.8g食用脂肪酸的甘油單酯和甘油二酯(E471)95g冰糖，細粒的0.1g胡蘿卜素60g澄清的黃油0.2g香草桿7gBourbonvanillasugar(磨碎香草豆和糖的混合物)1.2g增稠劑(槐豆粉[E410]/角叉菜膠[E407])26g全脂奶粉6g擰檬汁250g奶油370g牛奶，3.5%脂肪lg鹽4.1g馬鈴薯纖維823.4g制備將牛奶和奶油加熱到70°C。然后加入干成份并且攪拌直到所有物質都完全溶解(不煮沸，因為這樣引起分離)。用手動混合器以最高速度攪打混合物5分鐘(7(TC)，然后使混合物在冷藏箱中冷卻約20分鐘(不允許結晶)。現(xiàn)在攪打另外的5分鐘。然后將混合物傾倒到冰淇淋機中并且在約45分鐘冷凍到約-6'C。最后，再裝填冰淇淋，貼標簽并且保存在冷藏箱中。本發(fā)明的馬鈴薯纖維在生產冰淇淋中的使用是指可以并入更多的粗糙纖維素食物，對健康有益。由于結晶減少，有可能結合更多的水。特別地，還發(fā)現(xiàn)生產的冰淇淋產生令人愉快的口感。實施例5(精制蛋糕(馬德拉蛋糕(Madeiracake)))小麥粉405型87.5g小麥淀粉125g黃油0.5g10g發(fā)酵粉125g糖125g全蛋18g馬鈴薯纖維4g磨碎香草豆和糖的混合物33g水《5s檸檬汁620g將列舉的成份用于制造蛋糕混合料，將其置于塊狀烘烤罐中。然后將混合物在罐中在19(TC烘烤35分鐘。即使在生產蛋糕和酥皮糕點時，增加粗糙纖維素食物的比例可以產生健康益處。另外，由于更好的水結合，蛋糕在更久的時間內保持新鮮。在實施例5中生產的蛋糕，在13天之后，水分含量從23.9%下降到16.6%，而不含馬鈴薯纖維的常規(guī)的標準蛋糕的水分含量從20.7%降低到14.0%。這對于大的面包店通過倉庫的暫時貯存到超級市場全程的供應后勤可能是有利的，使得可以為超級市場中的產品標注更久的"最佳食用"日期("bestbefore"date)。權利要求1.制備馬鈴薯纖維的方法，包括以下步驟a)洗滌馬鈴薯；b)任選地除去固體雜質和附著于馬鈴薯的漂洗水；c)將馬鈴薯研磨成漿料；d)分離馬鈴薯果實水；e)除去淀粉并且任選地除去殘余的馬鈴薯果實水，以便得到粗纖維；f)精制粗纖維；g)混入已預先干燥的馬鈴薯纖維；和h)將纖維干燥。2.權利要求l的方法，其特征在于步驟a)的洗滌在其最后的步驟中用飲用水和/或相應質量的水進行。3.權利要求1或2中任一項的方法，其特征在于，在步驟b)中，人工除去雜質和/或通過振動除去水。4.前述權利要求中任一項的方法，其特征在于以下事實在步驟d)中，使用離心分離器進行分離，優(yōu)選使用臥式離心機進行分離。5.前述權利要求中任一項的方法，其特征在于以下事實在步驟d)中，分離掉總的馬鈴薯果實水的50%到70%。6.前述權利要求中任一項的方法，其特征在于以下事實步驟e)的分離在離心篩和/或水力旋流器中進行。7.前述權利要求中任一項的方法，其特征在于以下事實在步驟e)之后，對分離的淀粉進行淀粉精制。8.前述權利要求中任一項的方法，其特征在于以下事實步驟C)的研磨以纖維粒子保持比通過研磨實質上暴露的馬鈴薯中的淀粉顆粒更大的方式進行。9.前述權利要求中任一項的方法，其特征在于步驟f)的粗纖維的精制通過用水漂洗進行，特別是通過離心篩、傾析器和/或分離機進行。10.前述權利要求中任一項的方法，其特征在于在步驟f)之后和在步驟g)之前，將纖維預排水，優(yōu)選使用離心機進行。11.權利要求10的方法，其特征在于濕纖維與干纖維的質量比為約1:1至lj1:6。12.前述權利要求中任一項的方法，其特征在于，在步驟h)之后，將得到的纖維進行研磨。13.前述權利要求中任一項的方法，其特征在于在步驟h)的干燥之后對纖維進行燃燒分級處理。14.根據權利要求1到13中任一項的方法可得到的馬鈴薯纖維。15.權利要求14的馬鈴薯纖維，其特征在于配糖生物堿含量為100至lj120ppm。16.權利要求14或15中任一項的馬鈴薯纖維，其特征在于，基于馬鈴薯纖維的總重量，木質素含量為約2到約3重量％。17.權利要求14到16中任一項的馬鈴薯纖維，其特征在于，基于馬鈴薯淀粉的總重量，抗性淀粉含量為約8到約12重量％。18.權利要求14到17中任一項的馬鈴薯纖維，其特征在于，基于馬鈴薯纖維的總重量，蛋白質含量為約3到約7重量％。19.權利要求14到18中任一項的馬鈴薯纖維，其特征在于，基于馬鈴薯纖維的總重量，灰分含量為約2到約3重量％。20.權利要求14到19中任一項的馬鈴薯纖維作為食物的組分和用于工業(yè)應用的用途。21.權利要求20的用途，為增強目的用于肉類和香腸制品、焙烤制品、嬰兒食品、功能性食品、瀝青、填縫料或勾縫砂漿。全文摘要本發(fā)明涉及制備馬鈴薯纖維的方法，以及通過該方法得到的馬鈴薯纖維及其用途，所述方法包括以下步驟a)洗滌馬鈴薯；b)任選地除去附著于馬鈴薯的固體雜質和漂洗水；c)將馬鈴薯研磨為漿料；d)分離馬鈴薯果實水；e)除去淀粉并且任選地除去殘余的馬鈴薯果實水，以便得到粗纖維；f)精制粗纖維；g)混入已經預先干燥的馬鈴薯纖維；和h)將纖維干燥。文檔編號A23L1/035GK101263912SQ20081008293公開日2008年9月17日申請日期2008年3月13日優(yōu)先權日2007年3月13日發(fā)明者保羅·邦特羅克,格羅爾克·埃根戈爾,馬丁·洛茨,馬丁·耶恩申請人:埃姆斯蘭德-斯達克有限公司