專利名稱：淀粉質食品的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種淀粉質食品的生產(chǎn)方法，該方法中，通過酶水解制備至少含一種淀粉質原料及水的混合物，再將該混合物進行高靜水壓處理。
長期以來，人們一直采用富含淀粉的原料如谷物或馬鈴薯來生產(chǎn)糊精或右旋糖。常規(guī)方法首先使用α-淀粉酶通過酶水解作用液化原料和其淀粉的混合物，然后使用淀粉葡萄糖苷酶或β-淀粉酶對水解得到的液體進行糖化處理，再對所說的液體加熱殺菌而使酶失活。
EP 0,031,050公開了一種易與水混溶的粉狀淀粉食品的生產(chǎn)方法，該方法包括制備一種淀粉質原料與水的混合物，加熱該混合物并通過酶水解使其液化，制備第二種包含淀粉質原料、水及至少一部分第一種液化混合物的混合物，使第二種混合物的干物質含量為35-45％(重量)，加熱第二種混合物，通過酶水解使其液化，對其加熱殺菌以使酶失活，再將其噴霧干燥。
在這些方法中，通常通過加熱使酶失活，從而使食品腐敗酶部分失活或全部失活以保證食品的衛(wèi)生質量。這樣就避免了在貯存期間食品出現(xiàn)不希望發(fā)生的變化，如食品的組織破壞和/或味覺改變。
但是，上述方法還存在若干缺陷，這些缺陷包括食品的營養(yǎng)價值降低如維生物含量減少，食品的鮮度損失，以及組織降解。
業(yè)已提出了很多種改進方法，其目的是對食品殺菌或使食品中存在的內(nèi)源性酶失活。
FR 2,650,942描述了一種使食品腐敗酶失活的方法，該方法是在高壓及限定的氣體氣氛下進行加熱而使酶失活的，所說的氣氛初始包含二氧化碳和/或一氧化二氮。
EP 480,422公開了一種包括對果汁中天然存在的果膠酶進行失活處理而對果汁殺菌的方法。首先使果汁進行蛋白分解消化，再對其進行高壓處理。這兩種處理手段可使內(nèi)源性果膠酶失活，而單獨通過高壓使微生物破壞。
此外，Hara等公開了在室溫及至少6000Kg/cm2的壓力下使存在于大米醇(rice alcoho1)中的糖酶和蛋白酶失活的方法。該文獻表明，醇濃度對酶失活有影響(化學文摘，113，57385k號)。
這些在中等溫度下使用高壓的酶失活方法采用了氣體或化合物如抑制劑或醇，可大大增強酶的失活程度。但單獨使用高壓并不能使酶特別是內(nèi)源性酶充分失活。
此外，這些方法并沒有對早先加入食品中為使食品轉化的外源性酶的選擇性失活給予足夠的關注。
本發(fā)明的目的是提供一種在中等溫度下對存在于淀粉質食品中的糖酶進行選擇性失活的方法，經(jīng)過處理的食品能很好地保持其營養(yǎng)、感觀及結構性能。
為此，本發(fā)明給出了一種淀粉質食品的生產(chǎn)方法，該方法包括通過酶水解制備一種至少含一種淀粉質原料及水的混合物；并將所說的混合物在300-1100MPa的靜水壓及10-90℃的溫度下進行處理。
令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在中等溫度下僅通過高壓即可選擇地使加至淀粉質原料中的外源性糖酶失活，而來自微生物源的這些酶通常被認為比類似的內(nèi)源性酶更為穩(wěn)定。
本發(fā)明方法的優(yōu)點在于可使早先加至淀粉質食品中為進行生化轉化的糖酶選擇性地失活。因而本發(fā)明的方法可適時地對食品中的外源性糖酶的作用進行精確控制。
因而，本發(fā)明可以制備具有保藏感觀、營養(yǎng)及組織性能的水解淀粉質食品，其意義在于，可以使用一種制備所述食品的方法，其中采用的溫度低于135℃，甚至低于90℃。
本發(fā)明方法的優(yōu)點還在于可通過高壓及中等溫度處理，對面粉和水的混合物進行糊化和殺菌處理，從而盡可能地保持被處理食品的所有質量。
在本文中，“糖解酶”是指能切斷糖鏈的酶，它可以是α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡糖淀粉酶或支鏈淀粉酶。
“糖酶型酶”是指作用于糖的酶，如糖解酶或轉化酶。
為實現(xiàn)本發(fā)明的方法，首先制備一種包含至少一種淀粉質原料及水的混合物。
淀粉質原料可以是粗粒面粉和/或普通面粉，或為來自谷物或谷物混合物的淀粉，特別是小麥、大麥、燕麥、黑麥、大米和/或玉米。優(yōu)選使用從精白粉(60％的出粉率)至去殼谷粒(95％的出粉率)任何出粉率的粉碎產(chǎn)品。此外，也可使用其它富含淀粉的植物性原料作為淀粉質原料，如某些豆科植物的種子如大豆，和/或某些塊莖植物如馬鈴薯和/或某些塊根植物如芹菜和甜菜。
淀粉質原料與水的混合物中干物質的含量為10-50％(重量)，優(yōu)選25-35％(重量)。
然后將混合物進行糊化處理，即將混合物置于使混合物中的淀粉從結晶結構變?yōu)闊o定形結構的條件下，使混合物對水更具滲透性并更易于用酶煮解。但最好是同時對混合物進行糊化處理和殺菌處理，從而也使所有能引起食品腐敗的污染物微生物和酶失活。為此，向混合物中注入130-160℃的蒸汽，持續(xù)15-60秒?；旌衔镆部稍诟哽o水壓下進行中等加熱處理，例如，靜水壓為100-1100MPa，優(yōu)選300-1000MPa，溫度為10-120℃，優(yōu)選為10-90℃，處理時間為15-600秒。在生產(chǎn)線上設置一臺靜態(tài)混合器以使滅菌且糊化的混合物具有粘性。
根據(jù)最后產(chǎn)品的用途，在上述糊化步驟之前或之后，或者是在下述的水解步驟之前或之后，可向混合物中加入營養(yǎng)添加劑，特別是脫脂奶粉或乳清粉或脂肪物質。如果希望生產(chǎn)湯料的話，優(yōu)選可添加脂肪，特別是植物油脂如棕櫚油、椰子油、向日葵子油、玉米油和/或豆油，添加量可為所用面粉或谷粒重量的20-40％。如果希望生產(chǎn)酸性飲料粉，可向混合物中加入營養(yǎng)添加劑，特別是乳糖；并且也可使混合物發(fā)酵，特別是通過乳酸菌進行發(fā)酵。
隨后，采用工藝糖酶對已糊化的混合物進行水解。該過程可使用含糖酶的糖化麥芽或商購的酶，如糖解酶，特別是α-淀粉酶、β-淀粉酶、支鏈淀粉酶和葡糖淀粉酶，和/或轉化酶，和/或異構酶。這些酶可來源于植物或微生物，即通過細菌、酵母或霉菌產(chǎn)生。也可以滅活熱穩(wěn)定的細菌酶，即在例如高至80℃的溫度下仍能保持其催化活性的酶。
可以采用包含一種或多種糖酶型外源性酶在30-90℃下進行水解，水解持續(xù)時間應足以實現(xiàn)對所述產(chǎn)品的轉化，如進行10-120分。酶的用量主要取決于酶的活性、食品的組成以及水解條件。一般而言，相對于用于生產(chǎn)一份速食早餐或嬰兒營養(yǎng)物的淀粉質食品所需的面粉或谷粒的重量，可以用5％的糖化麥芽提取物或1％的細菌α-淀粉酶B100(國際生物合成，荷蘭)。
根據(jù)淀粉質原料制得的產(chǎn)品的應用情形，優(yōu)選通過至少一種糖解酶對其進行水解，該糖解酶對產(chǎn)品的流度和/或甜度有影響。如果希望產(chǎn)品包含糊精，可增強α-淀粉酶的活性，α-淀粉酶隨機地將淀粉分割成短鏈。這種產(chǎn)品經(jīng)干燥后，其稠度使其適于制備肉湯或一般湯料。相反，如果希望生產(chǎn)具有甜度的產(chǎn)品，可增強β-淀粉酶的活性，β-淀粉酶從淀粉的一端開始逐個地移去麥芽糖分子。
最后，將水解后的混合物置于300-1100MPa的壓力及10-90℃的溫度下處理，優(yōu)選置于靜水壓力400-1000MPa及溫度20-80℃，甚至30-70℃下進行處理。
施加高壓時無需使用特殊的抑制劑或氣體。優(yōu)選向食品原料上施加靜水壓即通過液體傳遞的壓力。為此，將該原料與用于傳遞高壓的液體如水或油隔離開，這是通過將食品包裝在柔性的容器中實現(xiàn)的，該容器由塑料或鋁制成。這些容器可被放置在高壓設備如高壓釜的腔室中，在此施加高壓進行處理，處理時間和溫度應足以使外源性酶失活。水解后的混合物也可通過適宜的導管直接傳輸至高壓設備如高壓釜的腔室中，在此施加所要求的壓力及溫度。
處理時間可超過30分鐘，優(yōu)選超過10分鐘。處理時間從達到所需溫度和壓力時開始計算，達到所需壓力和溫度的時間平均約為1分鐘。
最后，按照產(chǎn)品的用途可將經(jīng)水解及失活處理的混合物噴霧干燥。
在本發(fā)明方法的具體實施方案中，首先制備第一種淀粉質原料與水的混合物，將其煮解并通過酶水解進行液化處理；然后制備包含淀粉料質原料、水和至少一部分第一種液化混合物的第二種混合物，將第二種混合物煮解，通過酶水解使其液化，并將其置于靜水壓力300-1100MPa及10-90℃的溫度下進行處理。該方法可連續(xù)進行或間歇進行。連續(xù)加工工藝中可將一部分經(jīng)煮解的混合物直接循環(huán)至煮解前的混合物中(參見EP 0,031,050)。
對第一種和/或第二種混合物的煮解步驟最好由在靜水壓力300-1100MPa及溫度10-90℃的條件下一步處理過程代替。
以下通過實施例更詳細地說明本發(fā)明的方法。以下對附圖作出說明。


圖1是在650MPa壓力及60℃下在兩種谷物水解物中存在的細菌性α-淀粉酶的相對活性與處理時間的關系圖。
圖2是在900MPa壓力及30℃下在小麥水解物中存在的植物性α-淀粉酶的相對活性與處理時間的關系圖。
圖3是在900MPa壓力及60℃下在兩種谷物中存在的兩種α-淀粉酶(細菌性和植物性α-淀粉酶)的相對活性與處理時間的關系圖。
實施例1采用與EP 0,031,050所述方法類似的連續(xù)方法，使200Kg/h含水量13％的米粉與176Kg/h的飲用水及427Kg/h干物質含量41％的水解大米液體在15℃下混合。向混合物中注入蒸氣使其加熱至135℃，將其引入靜態(tài)混合器中，再將混合物轉移至保持導管中，在135℃保持110秒后，在密封夾套式罐內(nèi)通過減壓使混合物冷卻至68℃，罐內(nèi)的壓力等于68℃下混合物的蒸氣壓，通過冷凝器保持液壓力。向同一罐內(nèi)倒入30Kg/h經(jīng)稀釋的商購細菌酶的混合物，這樣使原料混合物中包含0.02％(干物質重量)的α-淀粉酶粉B100(國際生物合成，荷蘭)和0.15％(干物質重量)的葡糖淀粉酶NOVO 300L(NOVO，丹麥)。在該第一作用罐內(nèi)保持溫和攪拌混合物5分鐘，然后混合物被引入具有混合器的夾套式保持罐中，在此于大氣壓下在68℃下保溫1h。
得到的液體物流離開最后一個罐后分成兩部分，一部分427Kg/h被循環(huán)返回，另一部分428Kg/h被回收在軟塑料容器中。
這些容器被浸入裝在高壓釜內(nèi)的傳壓流體中。經(jīng)泵獲得650MPa的壓力。通過循環(huán)夾套套管內(nèi)的液體冷卻介質調(diào)節(jié)溫度至60℃。容器在溫度和靜水壓的綜合影響下放置不同的時間。
最后，通過所謂的phadebas方(Pharmacia Diagnostics Kit，瑞典)測量作為時間函數(shù)的殘余酶活性。為此，通過殘余的酶分解與淀粉相關的染料，通過分光光度測定法由吸收值測定釋放的染料的濃度。在給定的時間后酶的活性與測得的吸收值呈正比。測得的殘余活性與其處理前的活性之差為酶的相對活性。
圖1的結果表明，處理5分鐘后混合物的殘余α-淀粉酶活性降至起始活性的42％，處理15分鐘后降至小于起始活性的4％，處理30分鐘后降至小于起始活性的2％。
此外，與如上所述的混合物的α-淀粉酶的情形一樣，混合物的殘余淀粉葡萄糖苷酶活性作為時間的函數(shù)也以同樣比例降低。
實施例2按與實施例1所述同樣的方法，使包含在軟容器中的實施例1的米粉與水的水解混合物置于靜水壓力為900MPa及溫度為60℃下不同的一段時間。測量作為時間函數(shù)的酶的殘余活性。
圖3的結果表明，處理5分鐘后混合物的殘余α-淀粉酶活性降至小于起始活性的13％，處理15分鐘后降至小于起始活性的5％，處理30分鐘后已測不到酶活性(小于1％)。
此外，與如上所述的混合物的α-淀粉酶的情形一樣，混合物的殘余淀粉葡萄糖苷酶活性作為時間的函數(shù)也以同樣比例降低。
實施例3按與實施例1所述同樣的方法，將30Kg/h經(jīng)稀釋的商購的細菌α-淀粉酶B100加至作用罐內(nèi)使含水量13.7％的小麥粉水解，混合物包含0.1％(干物質重量)的酶粉。在第一作用罐內(nèi)保持溫和攪拌混合物5分鐘，然后混合物被引入具有混合器的夾套式保持罐中，在此于大氣壓下在80℃下保溫15分鐘。
干物質含量為41％的液體物流被分成兩部分，一部分421Kg/h循環(huán)至200Kg/h的小麥粉和164Kg/h的水中，將其如實施例1進行煮解，另一部分422Kg/h回收在軟塑料容器中。
按與實施例1所述同樣的方法，麥粉的水解混合物置于靜水壓力為650MPa及溫度為60℃下不同的一段時間。最后，測量作為時間函數(shù)的酶的殘余活性。
圖1的結果表明，處理5分鐘后殘余α-淀粉活性降至小于起始活性的22％，處理15分鐘后降至小于起始活性的12％，處理30min后降至小于起始活性的7％。
實施例4按與實施例1所述同樣的方法，將30Kg/h經(jīng)稀釋的含植物性α-淀粉酶(Cnistomalt，NESTLE)的麥芽提取物加至作用罐內(nèi)使含水量13.7％的小麥粉水解，混合物包含1％(干物質重量)的干提取物。在第一作用罐內(nèi)保持溫和攪拌混合物5分鐘，然后混合物被引入具有混合器的夾套式保持罐中，在此于大氣壓下在80℃下保溫15分鐘。
干物質含量為41％的液體物流被分成兩部分，一部分421Kg/h循環(huán)至含200Kg/h的小麥粉和165Kg/h的水的混合物中，將混合物如實施例1進行煮解，另一部分424Kg/h回收在軟塑料容器中。
按與實施例1所述同樣的方法，使小麥粉的水解混合物置于靜水壓力為900MPa的溫度為60℃或30℃下不同的一段時間。最后，測量作為時間函數(shù)的酶的殘余活性。
結果示于圖2和圖3，在30℃時，處理5分鐘后殘余α-淀粉酶活性為起始活性的13％，處理15分鐘后為起始活性的10％。在60℃時，處理5分鐘后殘余α-淀粉酶活性為起始活性的6％，處理15分鐘后小于4％。
實施例5除了在135℃用蒸氣煮解混合物被高靜水壓處理(采用80℃的蒸汽)代替以使混合物糊化并殺菌外，按實施例3所述同樣的比例用細菌α-淀粉酶B100使米粉水解。
這樣，首先使200Kg/h的小麥粉與164Kg/h的水混合，混合物被轉移至高壓釜中，在此向混合物施以400MPa的靜水壓力，溫度為80℃，加壓時間為15分鐘?；旌衔镌俦灰撩芊獾膴A套罐中，罐內(nèi)的壓力等于80℃下混合物的蒸氣壓，通過冷凝器保持該壓力。向同一罐內(nèi)倒入30Kg/h經(jīng)稀釋的α-淀粉酶B100，這樣使混合物中包含0.1％(干物質重量)的酶粉。在該第一作用罐內(nèi)保持溫和攪拌混合物5分鐘，然后混合物被引入具有混合器的夾套式保持罐中，在此于大氣壓下在80℃下保溫15分鐘。
得到的液體物流離開最后一個罐后分成兩部分，一部分421Kg/h被循環(huán)至未糊化的混合物中，另一部分422Kg/h被回收在軟塑料容器中。最后按與實施例1所述同樣的方法將水解的混合物置于靜水壓力650MPa及90℃下30分鐘。
實施例6除了在經(jīng)高靜水壓使混合物失活的步驟之前使9份未循環(huán)的水解混合物與1份植物油混合之外，按實施例3相同的比例和相同的條件采用α-淀粉酶B100使小麥粉水解，最后對經(jīng)650MPa和在60℃下失活處理30分鐘的混合物進行噴霧干燥。
由本發(fā)明的方法得到一種具有良好氣味流動性好的粉末，它在冷水和熱水中的溶解性均好，在室溫及惰性氣氛下于金屬盒內(nèi)放置數(shù)月后淀粉不會降解。從而為高質量地生產(chǎn)速食早餐飲品奠定了基礎。
權利要求
1.一種淀粉質食品的生產(chǎn)方法，該方法包括通過酶水解制備一種包含至少一種淀粉質原料和水的混合物，將所說的混合物在300-1100MPa的靜水壓力及10°-90℃的溫度下進行處理。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中制備一種包含至少一種淀粉質原料和水的混合物，將該混合物糊化，使其進行酶水解，然后將混合物在300-1100MPa的靜水壓力及10°-90℃的溫度下進行處理。
3.根據(jù)權利要求1和2的方法，其中將混合物在400-1000MPa的靜水壓力及30°～70℃的溫度下進行處理。
4.根據(jù)權利要求2的方法，其中將混合物在100-1100MPa的靜水壓力及10°-120℃的溫度下處理而使其糊化。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其中淀粉質原料為粗粒面粉或普通面粉，該原料來自谷物特別是小麥、大麥、燕麥、黑麥、大米、玉米；和/或豆科植物性原料的種子如大豆；和/或塊莖植物如馬鈴薯；和/或塊根植物如芹菜和甜菜。
6.根據(jù)權利要求1的方法，其中通過選自α-淀粉酶，β-淀粉酶、支鏈淀粉酶和葡糖淀粉酶的轉化酶或糖解酶來水解混合物。
7.根據(jù)權利要求1的方法，其中在混合物水解之前或之后，在其通過高靜水壓力處理之前，向混合物中加入營養(yǎng)添加劑，如脫脂奶粉或乳清或脂肪物質。
8.根據(jù)權利要求1的方法，其中至少將一部分混合物噴霧干燥。
9.根據(jù)權利要求8的方法，其中在混合物通過高靜水壓力處理之前，向混合物中加入營養(yǎng)添加劑，如乳糖；并且在混合物通過高靜水壓處理之后和在噴霧干燥之前對混合物進行發(fā)酵處理，如通過乳酸菌發(fā)酵。
10.根據(jù)權利要求1-9任一項的方法，其中為制備所說的水解的混合物，首先制備第一種淀粉質原料和水的混合物，將其煮解并通過酶水解進行液化處理；然后制備包含有淀粉質原料、水和至少一部分第一種液化混合物的第二種混合物，將第二種混合物煮解，通過酶解使其液化，并將其置于靜水壓力為300-1100MPa及10-90℃的溫度下進行處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種淀粉質食品的生產(chǎn)方法，該方法包括通過酶水解制備一種包含至少一種淀粉質原料和水的混合物，將混合物在靜水壓力為300-1100MPa及10-90℃的溫度下進行處理。
文檔編號A23L1/20GK1122199SQ9510668
公開日1996年5月15日 申請日期1995年5月23日 優(yōu)先權日1994年5月24日
發(fā)明者E·巴德舍爾, S·克雷里埃, A·蘭米, E·里茨 申請人:雀巢制品公司