CN101888789A - 淀粉的聚集 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于聚集淀粉的方法、涉及通过所述方法可获得的淀粉、涉及含有所述淀粉的食品、以及涉及所述淀粉的用途。本发明的方法包括将淀粉与含有盐的水溶液混合并干燥该混合物。

Description

淀粉的聚集
技术领域
本发明涉及一种用于聚集(胶结，agglomerate)淀粉的方法、涉及通过所述方法可获得的淀粉、涉及含有所述淀粉的食品，以及涉及所述淀粉的用途。
背景技术
淀粉和淀粉衍生物是在各种各样的食品如烘焙奶油(bakerycream)、方便面、汤料、干拌食品(dry mixes)、肉等中采用的多功能组分。淀粉通常赋予增强营养价值、改善味道和/或提供产品所期望的粘度和结构。
淀粉或其衍生物在食品中的应用在任何情况下都不是直接的。一个问题就是所谓称为“成团(lumping)”。淀粉组分的部分在工艺中粘到一起，而产生团块。这些团块又被用户觉察为讨厌的和不希望的。另一个问题是淀粉和其它干组分如盐、调味品、草料(herbs)等可能发生分层(脱混，demixing)。在从包装和更重要的是从工厂的筒仓定量配料中，在淀粉的流动性能方面遇到其它问题。
部分这些问题能够通过聚集淀粉或其衍生物得到解决。
EP-A-1 166 645描述了利用糖、麦芽糖糊精和冷可溶淀粉(coldsoluble starch)制备聚集淀粉产品。麦芽糖糊精在聚集淀粉产品中的随机分布据说避免了成团问题。产品是自由流动的，这便于对食品系统进行配料。然而，该方法并未避免淀粉与具有较高密度组分如盐的分层问题。另外，由于加入麦芽糖糊精或冷可溶淀粉而使粘度显著降低。
US-B-7 186 293描述了通过使含有天然淀粉和预压实(pre-compacted)淀粉粉末的混合物流化(或流体化)并将含有预压实淀粉粉末的浆料喷雾到该流化的混合物上，或通过生产预压实淀粉粉末和天然淀粉的含水浆料，接着喷雾干燥该料浆，而制备聚集淀粉组合物的方法。所获得的聚集淀粉据说具有改进的流动性能。然而这种方法需要首先制备预压实淀粉粉末的额外步骤。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于制备聚集淀粉(agglomerated starch)的简单方法。
本发明的另一目的是提供一种用于制备聚集淀粉的方法，其在加工期间避免或至少减少团块的形成。
本发明另一目的是提供一种用于制备聚集淀粉的方法，该聚集淀粉与其它干组分不会产生分层和/或分凝(分开或分离，segregate)，或仅在较低程度上分层和/或分凝。
本发明另一目的是提供一种用于制备聚集淀粉的方法，具有增大的流动性能。
本发明发明人令人惊讶地发现，这些目的中的一个或多个能够通过提供其中淀粉通过盐进行聚集的方法而满足。
因此，在第一个方面，本发明涉及一种用于制备聚集淀粉的方法，包括
-将淀粉与盐和水混合；和
-干燥该混合物。
不期望受到理论束缚，本发明发明人认为，在混合和干燥之后，脱水盐形成粘结淀粉颗粒的晶体。盐晶体在盐粘结的单个淀粉颗粒周围形成一个层。以这种方式，能够形成一种淀粉/盐聚集体。当向这样的聚集淀粉施加水时，该盐有助于淀粉适当地溶解。
本发明的淀粉聚集体能够有利地应用到含盐食品(salty foodproduct)，如速溶汤粉和肉中。这些优点包括，淀粉聚集体溶解游离团块，并且盐和淀粉不会或很难分层并且终端用户能够在一个操作中采用聚集淀粉/盐混合物，导致更少的错误和更低的储存成本。另外，该产品是自由流动的。
本发明的聚集淀粉应用是非常方便的。例如，汤在大多数情况下都具有盐味。当制备汤类制品时，加盐因此经常是必要步骤。然而，如果仅淀粉和盐混合，则很难得到均质掺混物，因为在包装淀粉期间，盐和其它成分就会由于成分之间密度不同而发生分离。聚集淀粉的加入克服了现有技术的这一缺点。
本发明的发明人并未发现任何更早描述利用盐来聚集淀粉的出版物。JP-A-59 066 858描述了KCl或KCl和NaCl与粘结剂如羧甲基纤维素或可溶淀粉的混合物的粒化。这样的粒化据说阻止了盐的聚集。在该日本专利申请中，淀粉仅仅起到运行盐组合物进行粒化的作用。
淀粉是沉积在种仁、茎、根和块茎中的储备碳水化合物。淀粉通常由两个组分构成：称为直链淀粉的直链α(1-4)D-葡聚糖聚合物(发现的支化水平较低)和称为支链淀粉的复杂支化的α(1-4和1-6)D-葡聚糖聚合物。
对于本发明的方法，能够使用天然淀粉及它们的衍生物。淀粉能够合适地来源于根、块茎、谷物、豆类，或能够独立地来自其他植物。淀粉例如能够来源于玉米、大麦、小麦、水稻、黑小麦、黍粒(millet)、木薯(tapioca)、竹芋(arrow root)、香蕉、马铃薯、甜马铃薯、豆荚、西谷米(sago)等。由于它们的高粘性，所以马铃薯淀粉及其衍生物是优选的。
在一个具体实施方式中，采用高直链淀粉(直链淀粉含量高于30％)，如直链玉米淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、高直链马铃薯淀粉、或其组合。这些高直链淀粉可以来源于优先通过天然过程产生直链淀粉的植物，但也能够通过遗传改性植物获得。
在另一个实施方式中，采用所谓的蜡质淀粉。这些淀粉含有超过93wt％的支链淀粉。能够用于本发明的蜡质淀粉众所周知的实例有蜡质玉米淀粉、蜡质小麦淀粉、蜡质大麦淀粉、蜡质高梁淀粉、蜡质大米淀粉、蜡质马铃薯淀粉和蜡质木薯淀粉。这些高支链淀粉可以来源于优先通过天然过程产生支链淀粉的植物，但是也能够通过遗传改性植物获得。
淀粉衍生物也可以用于本发明。本领域技术人员熟知许多衍化的方式(O.B.Wurzburg(Ed.)，“Modified Starches：Properties andUses”，CRC Press Inc.，Boca Eaton，Florida，1986)。例如，衍生物包括化学改性淀粉、物理改性淀粉包括重新胶化淀粉(regelatinised starch)、酶改性淀粉和生物技术改性淀粉。衍生化的实例涵盖交联、酶降解、酸降解、氧化、醚化、酯化、干烘烤(dryroasting)和糊精化。
物理处理也能够赋予淀粉不同的功能。滚筒干燥、喷雾蒸煮和挤出将使淀粉变成冷水可溶的。特殊的物理处理描述于专利EP-B-0 804 488中。在干热工艺中，淀粉进行物理交联，即在不添加化学品的情况下获得化学交联淀粉的产品性能(热抑制作用)。可替代地，如专利EP-B-0 436 208中描述的，马铃薯和香蕉淀粉能够在较高湿度水平下(湿热处理)加热以产生具有交联性能的产品，。本发明涉及所有能够利用这些衍生化技术制备的淀粉衍生物。
在本申请中提到的淀粉能够单独使用或组合使用。
根据本发明的方法，盐以溶液形式提供。原则上，能够使用任何盐，但是对于食品中的应用而言，盐优选NaCl，但是可以使用任何其它可食用的盐，如KI、KCl、CaSO4、K2SO4、CaCl2、MgCl2、CaI2、或它们的混合物。盐溶液的浓度能够为0.1％至饱和的盐溶液。然而，还可以利用甚至更高的盐浓度，如过饱和的盐溶液。优选地，盐浓度为至少1％，更优选至少10％。在一个高度优选的实施方式中，采用饱和盐溶液。
淀粉与盐和水的混合能够在常规混合器中实施。典型地，混合进行几分钟，优选3～10min。混合期间的温度能够低于55℃，如0～55℃。一般地，混合在室温下进行。三种组分加入混合器的次序并不是高度重要的。原则上，能够选择任何可能的次序，包括三种组分同时加入、首先混合淀粉和盐而随后加水、首先混合淀粉和水而随后加盐、首先混合盐和水而随后加淀粉。优选的次序是在水中溶解盐而形成盐溶液，随后加入淀粉。
根据一个优选的实施方式，混合通过在淀粉颗粒上喷雾含盐的水溶液而实施。淀粉颗粒优选是干燥的，但是能够具有高达30％的水分含量。
根据另一个实施方式，湿淀粉(例如，从真空脱水的生产线上新鲜提取的)与盐溶液或精细盐粉末混合。
根据另一个实施方式，淀粉悬浮液与干燥盐混合。
随后，淀粉、盐和水的混合物进行干燥，由此产生淀粉聚集体。
在采用含水盐溶液的情况下，在混合期间淀粉与盐溶液的重量比可以在1∶0.1～1∶0.7的范围内，取决于盐溶液的浓度。在饱和盐溶液的情况下，淀粉和盐溶液的重量比优选在1∶0.3～1∶0.5的范围内。如果淀粉和盐溶液之间的重量比低于1∶0.1，则很难实现淀粉颗粒在盐溶液中均匀分布。
在本发明一个特定实施方式中，淀粉还与糖混合。糖也具有粘结淀粉的能力，以至于提高淀粉的聚集作用。同样，将组分加入混合器中的次序并不是高度重要的。原则上，能够选择任何可能的次序。例如，淀粉首先可以与盐和水混合而随后与糖混合。淀粉也可以与糖和水首先混合而随后与盐进行混合。也可以是盐和糖首先溶解于水中之后，该溶液与淀粉进行混合。在另一实施方式中，所有组分同时加入混合器中。优选的次序是将盐和糖溶解于水中以形成溶液，随后加入淀粉。
可以使用任何糖，例如葡萄糖、果糖、右旋糖、半乳糖、甘露糖、蔗糖、乳糖和/或麦芽糖。
而且，其它的水可溶组分可以与淀粉混合，如麦芽糖糊精或冷可溶淀粉。这些水可溶组分有助于淀粉的聚集。
混合之后，混合的组合物进行干燥。干燥可以使用烘炉、快速干燥器(急骤干燥器，flash dryer)、流化床干燥器(fluid bed dryer)、喷雾干燥器、蒸汽喷射蒸箱(spray cooker)、真空干燥器、微波、真空冷冻干燥器、气流干燥器(pneumatic dyer)进行干燥，利用处于高温的沸石进行干燥，或在空气中进行干燥而实施。这些干燥技术的组合也包括在本发明的方法中。技术人员能够操作某些干燥器，如喷雾干燥器或流化床干燥器，而获得具有所期望性能，如分散性和/或粒径的产品。
优选干燥期间淀粉的温度不超过60℃，更优选不超过50℃。较高的温度对于淀粉是有害的。聚集淀粉典型地干燥到水分含量低于30％，优选低于25％，更优选低于20％，而更加优选低于10％。
为了优化分散性和/或粒径，干燥的淀粉聚集体还可以进行一个可选的粉碎(磨碎，grind)步骤，优选在干燥之后进行。粉碎例如可以通过使干燥的淀粉通过具有200～2000μm筛孔的网筛而实施。
本发明发明人进一步发现，改性淀粉，如乙酰化淀粉、氧化和/或羟丙基化淀粉，能够通过将淀粉与不同类型的淀粉(如天然淀粉或衍生物)混合，然后用盐溶液润湿该混合物被胶化至一定程度。这与天然淀粉用盐溶液润湿而不产生胶化淀粉相反。不期望受到理论束缚，本发明发明人认为，用盐溶液进行润湿导致改性淀粉发生胶化(或部分胶化)，并在淀粉混合物聚集中起到粘结剂的作用。本发明发明人令人惊讶地发现，该实施方式导致产生溶解更好的淀粉聚集体，并因此产生更低程度的成团。
基于干重，改性淀粉能与天然淀粉能够以0.5～70％的量进行混合。润湿例如可以涉及喷雾或浸泡等。盐溶液与淀粉混合物的比率能够在0.4∶1，优选0.6∶1的范围内。合适地，能够采用饱和盐溶液。在干燥之后，获得淀粉混合物和盐的聚集体。
在另一个方面，本发明涉及通过本发明的方法可获得的淀粉聚集体。根据本发明的方法，获得淀粉聚集体，其中基本上所有的淀粉颗粒都被盐覆盖。盐不仅存在于聚集淀粉颗粒之间，而且也存在于淀粉颗粒的精细孔隙/孔道内部。因此，水很容易以均质方式渗透到淀粉中，并由此降低或甚至防止团块形成。
所得的淀粉聚集体能够应用于各种各样的食品。在另一个方面，本发明因此涉及一种利用本发明的淀粉聚集体来制备食品的方法。
在另一方面，本发明涉及一种包含本发明的淀粉聚集体的食品。
其中能够包含本发明的淀粉聚集体的食品包括，例如速溶汤粉、汤料、肉汁(gravy)、调料(seasoning)、香味载体(flavour carrier)、速溶吉士粉(instant custard)、饮料、预混粉末(pre-mixed powder)、烘烤食品(bakery product)、肉制品(meat product)、沙司(sauce)、沙司粘结剂(sauce binder)、面条制品(noodle preparation)、零食(snack)、盐味饼干(salty biscuit)、和方便食品(convenience food)。本发明的淀粉聚集体还可以应用于生产熟食(ready meals)、罐头汤料(canned soup)、乳制品等。这种概括并不用于限制本申请的领域，而只是提及一些实例。
在另一方面，本发明涉及本发明的聚集淀粉作为增粘剂的用途。已发现，聚集淀粉能够合适地用作增粘剂以为产品提供期望的粘度。
现在将进一步通过以下非限制性实施例举例说明本发明。
具体实施方式
实施例1
材料
所用的淀粉是普通的马铃薯淀粉、支链马铃薯淀粉及它们的衍生物。Eliane 100是一种天然蜡质马铃薯淀粉，而Perfectamyl AC是一种乙酰化马铃薯淀粉。这些淀粉和衍生物获自AVEBE。实施例中所用的盐和糖是普通食盐(NaCl)和普通食用糖(蔗糖)。
方法
通过将100mL热水(95℃)倾倒入烧杯中的2g(干基)淀粉中，同时温和搅拌1min来检测成团。随后使该溶液通过80-目网筛。收集筛子上的残余物并干燥。成团率(％)根据以下方程进行计算。
成团(％)＝残余物(db，g)×100％/2(g)
在模型汤中的粘度采用Brabender Viscograph E(5wt％淀粉浓度，扭矩700cmg)进行检测。
聚集
淀粉与近似饱和的盐溶液通过喷雾和混合而进行混合。随后，该混合物在烘炉中于约50℃下干燥，直至淀粉的水分含量低于20％。干淀粉通过使其通过具有500μm筛孔的网筛而温和地粉碎。随后，淀粉装在在密封的袋中。
结果总结在表1中。
表1
  淀粉产品   成团率(％)   Tg(℃)   峰值粘度(B.U.(粘度单位))   最终粘度(B.U.)
  Eliane 100   49.69   64.1   1575   583
  聚集Eliane 100   0.06   68.2   901   380
  Perfectamyl AC   51.26   58.9   1380   750
  聚集Perfectamyl AC   0.15   63.1    -   583
在聚集之后，胶化温度微微升高。聚集淀粉的峰值粘度降低，同时最终粘度并未显示出较大差异。
图1示出了蜡质马铃薯淀粉(Eliane 100)相对于用盐聚集的蜡质马铃薯淀粉的糊化行为。图2示出了改性马铃薯淀粉(Perfectamyl AC)相对于用盐聚集的天然马铃薯淀粉的胶化行为。灰色线示出了在加热和冷却后的粘度发展情况。
实施例2
利用以下成分制备了两种速溶汤粉。
  聚集Eliane 100(g)   糖(g)   盐(g)   MSG(谷氨酸单钠)(g)
  速溶汤粉1   6.2   3.2   2.8   7.8
  速溶汤粉2   7.8   3.2   2.2   7.8
将200mL热水(＞90℃)倾倒入干混粉末中，同时温和搅拌。在两种情况下，获得汤的均质结构，同时没有产生目视可见的成团。
实施例3
制备和评价了以下三个样品。
样品1：1000g的天然马铃薯淀粉用460mL饱和NaCl溶液进行喷雾。
样品2：950g(95wt％)的天然马铃薯淀粉与50g(5wt％)获自AVEBE的Perfectamyl AC(乙酰化马铃薯淀粉)充分混合。该淀粉混合物用500mL饱和NaCl溶液进行喷雾。
样品3：970g(97wt％)的天然马铃薯淀粉与30g(3wt％)获自AVEBE的Perfectamyl A3108(氧化的马铃薯淀粉)充分混合。该淀粉混合物用520mL饱和NaCl溶液进行喷雾。
通过饱和NaCl溶液喷雾的样品照片如图3所示(3A：天然马铃薯淀粉；3B：Perfectamyl AC；3C：Perfectamyl A3108)。图4示出了不同样品的显微照片(4A：天然马铃薯淀粉；4B：PerfectamylAC；4C：Perfectamyl A3108)。图1和2清楚地表明了样品2和3胶化至一定程度，而样品1的淀粉没有发生胶化。
喷雾之后，每一样品的淀粉混合物通过30号网筛(595μm筛孔)挤出，随后在40℃空气干燥直至淀粉混合物的水分含量低于18％。
样品2和3的最终聚集淀粉如图5中所示(5A：天然马铃薯淀粉与Perfectamyl AC的混合物；5B：天然马铃薯淀粉与PerfectamylA3108的混合物)。
胶化温度和峰值粘度温度通过Brabender Viscograph进行检测，并且结果如表1中所示。
聚集的主要目的是避免或降低淀粉或淀粉产品在热水溶液(如速溶汤粉)中制备时的成团问题。成团通过将2g(干基)淀粉温和地倒入在烧杯中的100mL热水(95℃)中，同时温和地搅拌1min。然后使该溶液通过80目网筛(筛孔180μm)。收集筛子上的残余物并干燥。成团率(％)根据以下方程计算：
Figure GPA00001153379500121
结果如表2中所示。
表2：相比于典型的聚结淀粉，聚集淀粉的物理性质
  聚集淀粉   成团率(％)   Tgb(℃)   Tg时间c(min)   Tpd(℃)   Tp时间e(min)   时间差f(min)
  Granamyl P13a   4.7   62.2   12.42   79.4   23.5   11.08
  97％NPSg+3％Perfectamyl A 3108h6％聚集   0   68.8   16.67   94.5   37.17   20.50
a Granamyl P13是一种通过典型聚集方法制备的聚集天然马铃薯淀粉(通过在流化床中将淀粉用麦芽糖糊精溶液喷雾而聚集的淀粉)
b Tg是胶化温度
c Tg时间是胶化开始时的时间
d Tp是达到峰值粘度时的温度
e Tp时间是达到峰值粘度时的时间
f 时间差是达到峰值粘度时的时间和胶化开始时的时间之间的时间
g NPS是天然马铃薯淀粉
h Perfectamyl A3108是氧化的马铃薯淀粉
已发现，甚至聚集淀粉仍不能完全避免成团(成团率为4.7％，而未聚集的普通淀粉成团率超过40％)。然而，天然淀粉与改性淀粉(Perfectamyl A3108)的混合物没有产生任何成团。
聚集的混合物的胶化温度稍微更高，并且时间差比GranamylP13显著更高。这表明淀粉的聚集混合物将会吸水溶胀并缓慢发生胶化，这将避免外部淀粉胶化太快。外部淀粉的快速胶化将会封装和阻止内部淀粉吸收水用于胶化，这导致产生成团。这可能是为什么聚集混合物更好地避免成团的原因。
实施例4
对不同淀粉聚集体(天然的、化学改性的、物理改性的和重新胶化的淀粉)的成团率进行了测试。淀粉聚集体利用NaCl的饱和溶液制备。结果如下表3所示。
表3：不同淀粉聚集体的成团率结果
  盐/淀粉聚集体   成团率(％)
  10％Perfectamyl ACa+90％NPSb   0.08
  Farinex AG600c   0.12
  Paselli WA4d   0.18
  Eliane C100e   0.21
  Prejel VA70f   0.19
  预胶化玉米淀粉   0.27
  预胶化木薯淀粉   0.31
  豌豆淀粉   0.22
a Perfectamyl AC是乙酰化马铃薯淀粉
b NPS是天然马铃薯淀粉
c Farinex AG600是羟丙基化马铃薯淀粉
d Paselli WA4是预胶化马铃薯淀粉
e Eliane C100是预胶化蜡质马铃薯淀粉
f Prejel VA70是预胶化羟丙基二淀粉磷酸酯马铃薯淀粉。

Claims (19)

1.用于制备聚集淀粉的方法，包括：
-将淀粉与盐和水混合；和
-干燥所述混合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述淀粉进一步与糖混合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述淀粉和水以含水淀粉悬浮液的形式提供。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述盐和水以包含所述盐的水溶液的形式提供。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述水溶液具有的盐浓度为至少1％，更优选至少10％，并且最优选为饱和盐溶液。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述混合包括在所述淀粉上喷雾包含盐的水溶液。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述干燥的混合物被粉碎。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述干燥包括使用烘炉、快速干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器、蒸汽喷射蒸箱、真空干燥器、微波干燥器、真空冷冻干燥器、气流干燥器，利用处于高温的沸石进行干燥，或在空气中进行干燥。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述盐是NaCl。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述淀粉选自由玉米淀粉、大麦淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、黑小麦淀粉、黍粒淀粉、木薯淀粉、竹芋淀粉、香蕉淀粉、马铃薯淀粉、甜马铃薯淀粉、西谷米淀粉、绿豆淀粉和豌豆淀粉组成的组。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述淀粉是淀粉衍生物，如交联淀粉、氧化淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉、干烘烤淀粉或糊精化淀粉。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述淀粉是包含改性淀粉如乙酰化淀粉、氧化和/或羟丙基化淀粉，以及不同类型的淀粉如天然淀粉或衍生淀粉的淀粉混合物。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，基于干重，改性淀粉在所述淀粉混合物中的量为0.5～70％。
14.通过前述权利要求中任一项所述的方法可获得的聚集淀粉。
15.含有根据权利要求14所述的聚集淀粉的食品。
16.制备一种食品的方法，包括利用根据权利要求14所述的聚集淀粉。
17.根据权利要求16所述的方法可获得的食品。
18.根据权利要求15或17所述的食品，为速溶汤粉、汤料、肉汁、调料、香味载体、速溶吉士粉、饮料、预混粉末、烘烤食品、肉制品、沙司、沙司粘结剂、面条制品、零食、盐味饼干或方便食品的形式。
19.根据权利要求14所述的聚集淀粉作为增粘剂的用途。
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