CN102105069A - 使用高固体调节连续生产用于谷物基食品的谷类面粉和全谷类面粉 - Google Patents

使用高固体调节连续生产用于谷物基食品的谷类面粉和全谷类面粉 Download PDF

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Abstract

一种生物方法和设备,其用于连续生产作为基础谷类和功能食品成分的新的润湿粉糊和全玉米面粉。该生物方法包括提供玉米籽的细磨部分;将该玉米籽的细磨部分与至少一种内淀粉酶和木聚糖内切酶合并,来产生加酶的细磨物;湿-热预煮该加酶的细磨物,来获得预煮的加酶细磨物;高固体调节该预煮的加酶细磨物,来部分水解淀粉胚乳和糠麸颗粒以产生酶调节的玉米籽颗粒;和碾磨该调节的玉米籽颗粒来获得面粉,该面粉包含调节的玉米籽颗粒的细磨部分。

Description

使用高固体调节连续生产用于谷物基食品的谷类面粉和全谷类面粉
发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种水热方法,用于由谷粒谷类和伪谷物来制造新的谷物面粉。本发明另外涉及用于生产基于谷类的食品的基于谷类的和功能食品成分的制备。本发明还涉及一种连续湿-热预煮方法,在高固体调节过程中使用内淀粉酶和木聚糖酶(xylanase)粉末作为加工助剂。这种方法用于生产预凝胶化的润湿粉糊面粉(masa flour),用于玉米基础和速溶全玉米面粉(instant whole-corn flour)。该面粉可以用于生产基于谷类的食品。
2.相关领域说明
AACC International(2006)comments在FDA´s Draft Guidance on Whole Grain Label Statements的第III部分提供了:
1)谷类和伪谷物当以完全形式(包括糠麸,胚芽和胚乳)消化时被认为是全谷类。整体常规营养成分组成(糖,蛋白质和脂肪的比例)类似于:小麦-包括斯佩尔特小麦,二粒小麦,farro,单粒小麦,远古硬质小麦和硬质小麦(杜伦麦),大米–非洲大米,大麦,玉米-玉米和爆花玉米,黑麦,燕麦,小米,高粱,埃塞俄比亚画眉草(teff),黑小麦,金莲花种子,薏仁,小米-fonio,黑米和亚洲米,苋米(Sanchez-Marroquin 1980 Ramirez 1983 1987)(在此以它们全部引入作为参考),昆诺阿藜,荞麦-酒石和野生大米。
2)最低程度的-加工的碾碎干小麦和碱法烹制的玉米也应当被认为是全谷类,即使少量的谷仁在使用传统的加工方法会损失。这些方法已经用于millennia,以及碾碎干小麦(US专利No.3132948)(在此以其全部引入作为参考)和润湿粉糊面粉(工业碱法烹制的最终产品:1993,fao.org)二者长期被认为是全谷类,并且营养上被认为是全谷类作用的。
3)已经完全脱皮的玉米面粉不是全谷类。碱法烹制的玉米产品是某些人种亚文化群(例如西班牙的)和美国年龄组的全谷类摄入的重要来源。一些加工留下了大量的谷皮,但是部分的糠麸和酚类溶解到碱性废水中,并且损失(Sanchez Ramirez and Contreras 2005)(在此以其全部引入作为参考)。
4)一些作者(Koh-Banerjee 2004 Jensen 2004)(在此以其全部引入作为参考)还考察了仅仅消耗含有51重量%或者更高的全谷类食品;25%或者更高的全谷类食品和包含任意量的全谷类的食品的健康益处。所消耗的食品的全谷类含量对于所观察到的风险的降低的影响并不显著。当总体全谷类摄入相当时,这些FDA健康要求权益(1999,在cfsan.fda.gov:Docket No.99P-2209,在Food Labeling guide-Appendix C:Whole grain foods and risk of heart disease and certain cancers)在全谷类消耗中是独立于食品源的全谷类浓度的。2005 Dietary Guidelines for Americans建立了分别的纤维(分类营养要求)和全谷类(分类健康要求)推荐标准,并且当它们称作膳食纤维(或者谷类纤维:实际的依从标记),维生素,矿物质和植物化学品/植物营养物(全谷类潜在的酚生物标记)能够减低心血管和冠心病的风险(CVD和CHD:Decker 等人 2002)(在此以其全部引入作为参考)。大部分的营养物要求规则仅仅适于这些常量营养/微量营养元素或者膳食物质(其已经建立了每日的)(对于>4岁的儿童,参考值基于2000卡摄入)。健康要求描述了食品,食品成分,或者膳食补充成分,与降低疾病或者健康有关的病情风险之间的关系。这样的要求必须能够确保精确无误的介绍给消费者。最后,结构/功能要求传统上出现于常规食品和膳食补充物以及药品的标签上。功能食品必须仍然是食品,如果它令人满意的被证实对身体的一种或多种目标功能具有有益的影响,在一定程度上它与提高健康和康乐状况(欧洲的A类型要求)和/或降低疾病风险(欧洲的B类型要求)有关。它们对于最佳的健康来说不是“魔力弹”,而是食品/膳食样式的一部分(Ashwell 2001 Hu 2003)(在此以其全部引入作为参考)。
最清楚的,全谷类不等于纤维,正如纤维不等于全谷类一样(DHHS和USDA从2005后推荐:摄入至少3盎司/天的全谷类,谷物,饼干,大米或者意大利面食)。今天,作为美国人膳食的一部分,每日消耗小于1餐的全谷物食品(主要来自小麦,大米和玉米)。膳食纤维可以容易的添加到食品中,使得难以区分全谷物和部分全谷物成分对于总纤维含量的贡献。WHO(2003)报告(Integrated prevention of noncommunicable diseases-cardiovascular, type-2 diabetes and certain cancers: Draft global strategy on Diet, Physical Activity and Health )推荐了膳食限制,脂肪为总摄入能量的15-30%,饱和脂肪小于10%。糖(全谷类)应当占大的要求(55-75%),但是零食糖应当保持低于10%。蛋白质摄入应当保持大约10-15%。大部分疾病是由不正确的生活方式和膳食引起的。流行的饮食习惯使得人们生病和虚弱,缩短他们的寿命,和削弱了智力和精神健康(Know Thyself-prevention is better than cure and health is wealth: SSSB-Satvic,G.T.1995)(在此以其全部引入作为参考)。
产业、学术和政府机构正在探索增加美国人膳食中全谷物摄入的方法。在广泛的多种主食(例如,20%-85%面粉含量和14-140g餐份规格的普通小麦食品:核仁巧克力饼,蛋糕,小甜饼,饼干,生面团坚果-发酵粉,松饼,意大利面食,馅饼皮,馅饼面团,比萨,白面包和玉米粉饼)中逐步替代为全谷物面粉(在某种程度上保持了味道,便利和适口性)可能是朝着提高全谷物消耗,同时将产品保持为消费者可接受的第一步(即,WO2006/118778:Pregel Corn Flours for Cereal-based Foods)(在此以其全部引入作为参考)。
主要的基于谷类的食品包括快餐(43%),早餐谷类(31%)和发酵面包和卷(14%)。但是,这些食品中仅仅一种是全谷类食品。
据估计8%的美国2岁或者以上人口每日消耗至少3餐份(或者盎司等价物)的全谷类(MyPyramid.gov)。如果摄入不变,通过向现有产品中加入全谷物面粉的配方变化将会增加(50%)数量的16g全谷物餐份/天,从2.2到3.3(Marquart 等人 2006)(在此以其全部引入作为参考)。
润湿粉糊面粉和小麦碾磨工业在1999年签署了一个联邦协议(Mexican Health Department),来用维生素和矿物质富集主食谷物面粉例如用于玉米粉圆饼的碱法烹制的玉米和用于面包和面粉玉米粉圆饼的精制小麦(insp.mx)。大约66%的小麦面粉品牌(即,Selecta®和Monterrey®)和全部的白润湿粉糊面粉品牌(即,Maseca® vitaminada和Agroinsa®,Minsa®)是强化的。这表明至少30-40%的墨西哥玉米粉圆饼消耗是用加入其中的烟酸,硫胺,核黄素,叶酸,还原的/氧化亚铁和/或氧化锌强化的。其他润湿粉糊和混合的全谷物面粉从1997以来已经进行了开发(即,第一和第二代主食面粉),用于提高微量营养元素含量和降低人群营养失调的风险(Ramirez和Sanchez-Marroquin,2004)(在此以其全部引入作为参考),例如:Maseca® enriquecida(具有6%的脱脂大豆粉),Maseca con amaran-TM(具有10-20%的全谷苋米(苋菜)),Maseca enfrijoladaTM(具有10-15%黑豆/红豆粉),Maseca 100% NaturalTM,Maiz amarillo con doble calcioTM和Maiz azul con doble calcioTM(白玉米,黄和蓝玉米,具有双倍的钙和维生素/矿物质)。
高品质润湿粉糊和功能玉米面粉的生产可以如下来实现:通过常规的和现代的技术(干和湿碾磨),仅仅如果有机(收割前/收割后无杀虫剂)或者食品-级玉米,使用良好的农业习惯做法(GAP)来实现,具有下面的特性:籽粒尺寸和硬度均匀,较少数量的应力裂纹和籽粒损坏,并且易于消化和种皮在石灰-水预煮方法中易于除去。
五个常规种类的玉米(硬质玉米,爆花玉米,面粉,马齿种玉米和甜玉米)是基于籽粒特性的。基于胚乳品质和商业生产的普通玉米分类将它们分为下面的类型:1)<1%的甜玉米,用于加工的蔬菜;2)1%的爆花玉米,用于糖果;3)12%的面粉用于食品;4)14%的硬质玉米;和5)73%的马齿种玉米,用于饲料/食品。
在黄色和白色-马齿种玉米玉米中,角状(硬的和半透明的)胚乳与面粉(软的和不透明的)胚乳的平均比例可以是大约1:1-2.4:1(Pomeranz 等人,1984,Gonzalez,1995,和Yuan 等人,1996)(其全部在此以它们整体引入作为参考)。已知的是食品级玉米(US No.1和2:USFGC,1996)应当在它形成最终的产品前进行部分烹煮,以使得它成为一种新的预煮的玉米面粉。白色和黄色玉米可以包含:11.0-11.5%的水份,72.2-73.2%的淀粉/非淀粉多糖,9.8-10.5%蛋白质,3.7-4.6%脂肪和1.1-1.7%灰分。成熟的马齿种玉米籽(Watson,1987;1993,fao.org)(其在此以其全部引入作为参考)具有五个可分的成分,基于干重:尖端(0.8-1.1%),种皮(5.1-5.7%)和糊粉(2.0-3.0%),胚乳(78.3-81.9%)和胚芽(10.2-11.9%)。
在干或者湿碾磨方法中,分离的糠麸包括种皮/种子覆层,尖端,糊粉层和淀粉胚乳的粘附块(Stone 2006)。本地产的玉米糠麸同样包含膳食纤维(57-76%),淀粉(4-22%),来自胚乳的蛋白质和糖蛋白(Saulnier 等人1995和Hromadkova 等人1995)(其全部在此以它们整体引入作为参考)(5-8%)以及脂肪(2-7%)。
在干碾磨方法中,初级产品是面粉和角状胚乳的分离块,其是通过渐进的碾磨,筛分(或者分级)和风选(或称抽吸(aspiration))方法来回收的。干碾磨经常用于指下面方法之一:a)调配(或称缓苏(tempering))脱胚;b)石磨或者非脱胚的;和c)干磨乙醇法(即,New SuperPro Designer® Model,USDA-ERRC,2006)。调配脱胚方法可以分离胚乳,胚芽和糠麸片,用于食品和饲料用途。
在南美洲北部,特别是在哥伦比亚和委内瑞拉,食品级玉米是用干碾磨技术来加工的,而无废水,并且将它进一步转化成水蒸气预煮的,脱胚的(US专利3212904和EP1142488A2)(其全部在此以它们整体引入作为参考)或者脱糠麸的(EP0883999A2和US专利6326045)(其全部在此以它们整体引入作为参考)面粉,用于传统玉米食品。它的消耗主要是以“玉米饼”的形式,其是一种平坦的或者卵形的,未发酵的和焙烤的厚的薄烤饼,由干碾磨的玉米面粉制成。在其他南美国家,玉米饭(玉米饼和玉米粥)和玉米面粉用于不同的面包店(薄烤饼混合物:肉馅卷饼和cachapa),稀粥(“colada”-稀粥)和快餐。
为了通过湿碾磨来回收淀粉,胚乳细胞中的颗粒必须从蛋白质基质(麸质)中如下来除去:在浸渍方法中,用碱性或者酸性还原剂(优选二氧化硫或者乳酸)处理玉米(或者胚乳)。使用蛋白酶,木聚糖酶和淀粉酶的酶玉米湿碾磨(US专利No.6566125和6899910)(其全部在此以它们整体引入作为参考)不仅减少了固体损失,而且缩短了浸渍时间,这代表着21%的资金/能量成本。在未来5年,玉米淀粉精制机将开始执行这种工艺(USDA,2002)。
带皮玉米($120/吨,18 MM-Btu:$6.7 USD/MM-Btu)通过湿碾磨精制能够产生:55%的高价值淀粉(或者58%糖或者15-30%的无水乙醇),20%的动物饲料(纤维/蛋白质),5%的麸质餐(蛋白质),2%的油和18%的玉米浸泡液(饲料或者发酵基质)。所增加的其他有价值的和基于谷类的产品包括玉米蛋白质分离物(湿摩擦微碾磨® 工艺:energeticsusa.com),其可以在增长的营养品($685亿/年)和健康($185亿/年)食品市场中具有新的应用。
虽然有机谷粒的市场小于现有的常规市场,但是有机工业在2003的美国消费市场中增长了20%,达到$108亿。
模块化湿碾磨装置(例如迷你生物精制机:MBR:EnerGenetics International,Inc.)能够由低价值燃料乙醇操作来生产高价值产品(33%产率:$660/吨,>$18 USD/MM-Btu)。玉米代表了大约40%的总乙醇生产成本($300/吨)和大约33%的能量(气或者油)。乙醇制造商受益于大力度的免税:$20亿每年的补贴,他们在2005年销售了大于160亿升的乙醇($114亿价值和几乎3体积%的全部汽车燃料),并且生产预期在2007年上升50%(sciam.com)。
从1973年以来,美国新增能源需求中大于80%是由能量回收和可再生能量提供的($0.25 USD/MM-Btu)。但是导致了今天天然气的高价格(2000年$3.50 USD,2006年>$7 USD:oilnergy.com),没有协调的国际和国家项目和激励措施来鼓励更快的采用有效的和可再生的能量(生物燃料)以及天然气,将不会出现价格的切实降低。这种整合的方案的成功和成本效应已经进行了加工的重新设计或者持续改进:减少/再循环/转售废物,减少用能和排放(Acee,1997)(在此以其全部引入作为参考)。
碱法烹制的玉米面粉(NCF)是通过下面步骤生产的:玉米粒的碱预煮(加热和浸泡),清洗,湿碾磨该碱法烹制玉米,和干燥,由此产生玉米润湿粉糊面粉。在工业或者商业水平上,碾磨和脱水加工步骤是主要的成本因素。将这种预煮面粉过筛和共混,用于不同的产品应用,并且它通常在包装用于商业餐桌或者包装的玉米粉圆饼和基于玉米的食品之前,用添加剂进行补充。在商业操作中,玉米固体损失估计为5-14%,这取决于玉米类型(硬或者软)和预煮的严格性,浸泡(5-24h),清洗和干燥方法(Pflugfeder 等人 1988Bressani,1997和Sahai 等人2001)(其全部在此以它们整体引入作为参考)。
在碱法烹制过程中最重要的生化变化是:提高Ca:P比带来的钙含量的增加;不溶性膳食纤维和玉米蛋白的减少;硫胺和核黄素的减少;亮氨酸:异亮氨酸比例的减少,同时减少了对烟酸的需要;从糠麸和胚乳释放的烟酸;和阿魏酸工业滤取(1500-1900ppm:Sanchez 等人, 2005,WO2004/110975)(其全部在此以它们整体引入作为参考),残留的杀虫剂/杀真菌剂和微生物毒素(黄曲霉毒素-B1和烟曲霉素-B1)到碱浸泡液或者“nejayote”(Murphy 等人, 2006 Palencia 等人, 2003)(其全部在此以它们整体引入作为参考)。
从最早的人类食品保存记录以来,就已经出现了发酵生产不同的食品和新的成分(也称作生物加工)。微生物和酶被广泛的用于将原料食品基物(例如谷粒和牛奶)转化成过剩的发酵产品(例如酵母面包,酵母玉米/pozol和酵母乳)。乳酸发酵的主要结果是胚乳蛋白质/玉米蛋白分散体和在随后用于酸发酵玉米饮料或者稀粥的碾磨过程中淀粉释放的强化(“yugurtlike corn products”:Steinkraus,2004)(其在此以其全部引入作为参考)。生物加工工艺已经进一步开发,用于专门生产食品成分(例如有机酸,氨基酸,维生素和水胶质),或者加工助剂(酶:糖酶-淀粉酶/木聚糖酶/纤维素酶/葡聚糖酶/支链淀粉酶或者糖基水解酶,水解酶-蛋白酶,脂肪酶/酯酶,异构酶,氧化还原酶,裂解酶,转移酶和连接酶)。加工助剂(第二直接添加剂)被用于在食品加工过程中实现一定的技术效果,但是目的并非充当最终食品(21 CFR173)中的技术或者功能添加剂。充当用于食品和饲料应用的加工助剂的酶获自下面的公司:Alltech,Amano,Danisco-Cultor-Genencor,Dyadic,EDC/EB,Gist-Brocades,Iogen,Novozymes,Old Mill,Primalco,Rhodia-Rhom和Valley Research。全部通常公认为安全(GRAS)物质(通过重组细胞-DNA工艺制成)必须符合在21 CFR170.36(GRAS Notice)中提出的管理要求。
用于润湿粉糊面粉的适当加工的市售玉米简化了玉米粉圆饼产品的生产,因为用户取消了废水处理所要求的管理技术,将玉米可靠地处理和加工成用于玉米粉圆饼和快餐的润湿粉糊。但是,预凝胶化的玉米面粉可以具有下面的品质和成本限制:高成本,缺少味道/香味,和差的纹理。随着玉米/玉米粉圆饼快餐(在2001年的流行风味快餐中为$45亿零售额)和墨西哥食品市场在全球范围内的持续增长,在工业润湿粉糊面粉和传统润湿粉糊之间的品质和价格差异将变窄。据估计另外的每年大约 $20亿的销售可归因于较小的玉米粉圆饼加工商和制造商(US2006193964)(其在此以其全部引入作为参考)。还估计美国人在2000年消费了大约850亿个玉米粉圆饼(不包括玉米粉圆饼切片)。
焙烤(Maseca® Regular-yellow:60%和<60目)和加工-食品(Maseca® Normal-white:70%和<45目)的新配方保持了增长例如由碱法烹制的玉米面粉制成的基于玉米的玉米粉圆饼快餐和玉米面粉意大利饺®(US专利No.6491959和Erempoc King and Ramirez 1997)(其全部在此以它们整体引入作为参考)。第三代(3G)谷类食品包括挤出烹煮步骤,随后是冷却,保持和干燥来制造“谷类粒料”,其是通过油炸或者焙烤而膨胀,来制造碱法烹制的基于玉米的食品原料(新的润湿粉糊基快餐,在US专利No.5120559中,(其在此以其全部引入作为参考),具有100%Maseca®white,和在US2004/086547提出的降低血胆脂醇过多的快餐(其在此以其全部引入作为参考),具有Maseca® Regular-yellow)。另一个例子是如下来制造的早餐谷类:烹煮全谷类或者粗面粉(小麦,大麦,黑麦,燕麦,大米或者玉米),用微生物异淀粉酶(食品加工助剂)处理该谷类材料,调配(或称缓苏,即,保持在20%-55%的含湿量和80℃),成形,撕碎和焙烤或者烘烤该基于谷类的食品(CA2015149和CA2016950)(其整体在此以其全部引入作为参考)。US专利No.2174982(其在此以其全部引入作为参考)教导了一种由谷粒例如小麦,黑麦,玉米或者燕麦来制造撕碎的或者切除薄片的谷类食品的方法。另外一种由全谷类来制备谷类的方法包含破裂该糠麸包皮,任选的加热来凝胶化该淀粉,然后用来自发芽谷粒的淀粉酶处理该凝胶化的淀粉。在调配(2小时/60-70℃)后,将该转化的谷粒加热来使得酶失活,干燥和加工来产生薄片或者粒状形式的烘烤产品(US专利No.2289416)(其在此以其全部引入作为参考)。高耐受粒状淀粉可以在足以破坏粒状性质的谷类淀粉的湿度百分比和温度进行制备,并且使用内淀粉酶或者化学试剂来消化无定形区域(EP1088832A1)(其在此以其全部引入作为参考)。酶处理还可以使用高固体来进行。在这种酶转化方法中(EP0806434)(其在此以其全部引入作为参考),将淀粉,水(30-35%)和淀粉酶以一定的量混合,来产生单一相粉末化混合物,并且该酶是热活化的。在早餐谷类(第三代快餐)生产中(其包括用于淀粉凝沉的保持时间),加入木聚糖内切酶(endoxylanase)(1-20ppm)来预调节谷物基原材料(20-50%湿度)加速了该凝沉,并且因此允许缩短调配步骤(US专利No.7033626)(其在此以其全部引入作为参考)。
含有全谷类的新的焙烤食品能够具有带有这样标签的资格,即,该标签具有下面的或者其他的相关健康主张:a)“癌症的发展依赖于许多因素。摄入低脂肪和高谷类产品的膳食,水果和蔬菜(其包含膳食纤维)能够降低你患癌症的风险”(21 CFR101.76);和b)“心脏疾病的发展依赖于许多因素。摄入低饱和脂肪和胆固醇和高水果,蔬菜和谷类产品(其包含纤维)的膳食能够降低血液中的胆固醇水平和你患心脏疾病的风险”(21 CFR101.77和81:FDA/DHHS,2004和Jones 2006)(其整体在此以其全部引入作为参考)。
碾磨或者磨碎方法包括两种截然不同的破坏机理,即:a)脱粒(冲击/切割或者压缩),一种操作,其产生了具有与母粒相同量级尺寸的子粒,和b)表面磨蚀(磨损/擦拭或者摩擦),另外一种操作,其在初始阶段中导致产生了细粒。这些现象的存在显然来自于特有的双峰尺寸分布曲线和大和小颗粒群相对重量的逐渐变化(Becker 等人,2001,Peleg 等人1987和Aguilar and Ramirez 1991)(其整体在此以其全部引入作为参考)。圆盘-碾磨(磨损)和叶轮-碾磨(冲击)的降低尺寸方法是稍有不同的。在圆盘碾磨中,玉米粒是通过冲击和剪切力沿着较弱的线破裂的;所形成的颗粒典型的不是非常小的,并且具有较差的粒度均匀性。用叶轮碾磨所碾磨的颗粒受到高速转动叶轮的研磨剂环的力;所以材料片被从大块材料上磨掉。在原料玉米粗磨粉中(US目数400-45,具有75%淀粉,8%蛋白质,5%膳食纤维和1%脂肪,其是用叶轮-磨机来碾磨的),与小颗粒的曲线相比,大颗粒(>60目:>250µm)产生了较低的峰粘度(在95℃)和更长的峰时间(在95℃)(Becker 等人,2001)(其在此以其全部引入作为参考)。他们还发现叶轮-碾磨产生了一些淀粉损坏以及热引起的蛋白质变性(温度≤50℃)。这种机械损坏能够提高凝胶化程度,并且具有比未碾磨的和圆盘-碾磨的玉米粗磨粉更低的表观粘度。较高的蛋白质含量(3倍或者2.4%比0.7%)是在介质叶轮颗粒(目数120-70:170µm中值)中测量的,通过不仅稀释它们的淀粉含量,而且变性它们的胚乳蛋白质,产生了比介质圆盘颗粒更低的峰粘度(95℃)。由白玉米(圆盘或者石头-碾磨)所制备的脱水湿润粉糊产生了比碱法烹制玉米低的粘度(Martinez-Bustos 等人2001)(其在此以其全部引入作为参考)。在基于玉米的面粉中加入大豆蛋白质降低了峰粘度,因为淀粉被稀释到用于富集的玉米粉圆饼的豆类玉米混合物中(Tonella 等人1982)(其在此以其全部引入作为参考)和具有石灰处理的玉米和苋米(苋菜)面粉的tamal/玉米饼(Ramirez 1983 and Ramirez Hernandez and Steinkraus 1984)(其整体在此以其全部引入作为参考)。
Azteca Milling L.P.玉米面粉(Becker 等人,2001(其在此以其全部引入作为参考):Maseca®品牌,<60目,具有68%淀粉,9%蛋白质,8%膳食纤维和4%脂肪)被用于使用热机械挤出方法,由玉米来制造挤出的半成品,并且所记录的峰和最终粘度分别比未处理的粗磨粉低了5和10倍。淀粉降解成低聚糊精能够随着挤出温度的升高和淀粉含水量的降低而升高。食品挤出机可以被认为是高温和短时间的炊具(<5min),在其中含湿量为10-30%的粒状淀粉(粗磨粉/面粉)首先压缩成压实的生面团,并且在加工过程中通过高压,加热(60-135℃)和机械剪切转化成熔化的无定形物质。使用细微的润粉糊面粉的新的挤出(在85-90℃)(Azteca Milling:Maseca®white,具有8%总纤维)产生了一种快餐,具有独特的饼干状结构(在相同的作用力下更快的破裂)和crunchier纹理(Chen 等人2002和US专利No5120559)(其整体在此以其全部引入作为参考)。他们不仅检测了在润湿粉糊面粉(30-50%)中更高部分的凝胶化(这归因于润湿粉糊-生面团干燥(10-30%)),而且更粘的和凝胶化的挤出物(>90%凝胶化)半成品粒料(准备油炸:10-12%水)或者玉米粉圆饼切片(准备食用:1-2%)。类似的基于玉米的玉米粉圆饼切片使用了预凝胶化的玉米面粉,其的量为总面粉配方的8-65%(Maseca ®Regular yellow:具有20%-60%凝胶化度)。低脂肪和焙烤的产品(>5-15%糠麸)也可以用具有玉米粉圆饼风味的易碎的和非糊状纹理来生产(US专利No.6491959)(其在此以其全部引入作为参考)。
第一热/湿研究了使用过量的水含量淀粉悬浮液或者浆体:>30%)的情况或者水含量低于30%的情况(在固体-糊中没有游离的水),湿气类型是清楚的(Stute,1992)(其在此以其全部引入作为参考)。但是,在一些研究中,如果它是退火(低温和长时间:50-65℃和>10 h,具有>50%水)或者热/湿处理(高温和短时间:95-110℃和<2h,具有15-30%水),则它是不清楚的。第一公开粘度曲线表示了较低的峰粘度,具有更高的凝胶化温度(峰粘度温度),并且取决于水热处理程度,在较低的程度时较高和在较高的程度时较低的回缩。淀粉颗粒降低的凝胶化程度(即,低的溶胀能力)导致了更高的回缩(这种退火效应被用于制备布丁淀粉或者“预凝胶化的马铃薯淀粉”;Stute 1992),而在较高的改性度,溶胀被抑制到这样的程度,即,回缩降低(这种热-湿效应被用来制造“部分预凝胶化的全麦面粉”或者速溶面粉,具有15%-99%的凝胶化度;Messager 2002)(其在此以其全部引入作为参考)。喷射成糊的可水合胶体(低到7%-39%固体或者高到61-93%的含湿量),例如谷类,淀粉和纤维素衍生物能够有效的使用直接水蒸气注入来实现(高压饱和水蒸气,60-200 psi)。玉米-淀粉糊或者浆体(10-800微米)的混合喷射烹煮瞬间加热到高于凝胶化温度(成糊温度150℃,在1-8分钟内),并且将颗粒在水/水蒸气中的悬浮液强力搅拌,快速溶胀淀粉来实现水合,分裂和分散它们的聚合物链来形成流体溶胶(Perry,2000)(其在此以其全部引入作为参考)。相反,玉米-淀粉挤出或者玉米-淀粉水蒸气喷射-烹煮-随后转鼓干燥(150℃)(在高温(175℃和140℃)具有低的水含量(20%))二者产生了完全熔化的或者分子分散的/分裂的淀粉。挤出的玉米淀粉在室温吸水,来形成由可溶淀粉和溶胀胚乳制成的糊,并且较少降解成低聚糊精(Shogren 等人 1993)(其在此以其全部引入作为参考)。所以,术语退火(低于凝胶化温度的高湿处理)和热-湿或者半干(高于凝胶化温度的低湿处理)完全描述了淀粉小粒的不同变化。
几种用于工业润湿粉糊生产的方法包括:a)传统烹煮(即,高温和长时间);b)加速的水蒸气烹煮(即,高温和短时间);和c)使用低含湿量的挤出烹煮(即,高温和短时间),使用石灰烹煮所述全或者研磨的玉米籽。玉米润湿粉糊包括烹煮的玉米,其处于它的湿(新的润湿粉糊)或者干(湿润粉糊或者碱法烹制的面粉)的市售产品形式,用于玉米粉圆饼和衍生物。
它包括将玉米在水(1-2%石灰)中蒸煮(80-100℃)的碱烹煮。将该烹煮的籽粒浸泡12小时或者更长,然后用水清洗,来除去石灰和可溶固体。该清洗的籽粒(碱法烹制玉米)可以在圆盘磨机中碾磨,所形成的玉米生面团(湿润粉糊)适于制造新的产品。
将水蒸气注入到玉米在石灰-水悬浮液(玉米:水的比例为1:2-3,和基于玉米的1-2%的石灰)中来开始全玉米籽的水蒸气烹煮。将水蒸气注入来部分凝胶化该玉米淀粉(在70-95℃持续20-100分钟)。该石灰烹煮的籽粒浸泡一整夜(在平均40℃ >10 h),然后清洗和圆盘碾磨,来切割,捏合和混合该研磨的碱法烹制玉米,来形成润湿粉糊。它的钙含量主要在种皮和胚芽中增加,并因此稳定了脂质氧化(Fernandez-Muñoz 等人2004)(其在此以其全部引入作为参考)。在圆盘-磨碎过程中加入另外的水,目的是冷却磨机和提高水含量。干燥步骤和随后的磨碎和筛分将产生干的润湿粉糊面粉,用于玉米粉圆饼和切片。
用于碱法烹制谷粒的新的酶(具有碱-蛋白酶:200-250ppm)方法(US专利No.6428828)(其在此以其全部引入作为参考)被用于玉米粒/膳食,来生产速溶润湿粉糊面粉和减少废水固体(3-12%)。其它处理的谷粒是小麦,大米,高粱和小米。四种最近的低温和碱性或者中性pH预煮方法已经用于玉米粒,来形成速溶玉米面粉,用于玉米粉圆饼,玉米饼和快餐食品(US专利No.6265013,6638554,7014875和US2006/024407)(其整体在此以其全部引入作为参考)。几种内酶(木聚糖酶,淀粉酶和蛋白酶)被用于进行玉米粒中的不溶性异木聚糖和淀粉和蛋白质糠麸细胞壁的连续和部分地水解。
使用加速的水蒸气-烹煮(MX专利993834和US专利No.4594260,6344228和6387437)(其整体在此以其全部引入作为参考),水蒸气是在压力下在1-40分钟的时间内注入到含水悬浮液(玉米:水比例为1-1.5:0.3-1,和0.3-1.5%石灰),通常的范围是1-大约25 psig(70-140℃)。将碱法烹制玉米清洗,并且冷却到大约80℃,然后浸泡大约60-180分钟。该湿的或者半干的浸泡碱法烹制玉米进行连续冲击-碾磨和急剧干燥,进行部分地烹煮或者预凝胶化。这种使用不小于180℃气体的同时的粉碎和脱水,产生了酶失活(内生的和微生物的)以及产品的湿-热杀菌(US专利No.2704257)(其在此以其全部引入作为参考)。
在该润湿粉糊面粉分级之后,吸水量(产率)和峰粘度(面糊粘度测量器)的增加将取决于粒度分布。这些用于工业润湿粉糊生产的现有技术的方法包括短的预烹煮和浸泡时间,具有降低的可溶废物(1.2-2.7%化学需氧量)和总固体(~1.5-3.5%)。
已经如下来测试了低含湿量的脱皮的或者全玉米面粉的挤出烹煮(Baz ú a 等人,1979,US专利No.5532013和6482459)(其全部在此以其全部引入作为参考):将膳食/面粉混合物,与石灰(玉米:水比例为1:0.3-0.6,和基于面粉为0.2-0.25%碱试剂)和水在挤出机炊具或者水平螺杆传送机中挤出,直到将均匀的生面团或者水蒸气处理的膳食在60-130℃(>20 psig)均匀加热了1-7分钟。该冷却的玉米生面团或者膳食(40-70℃)在热空气中进一步脱水,碾磨和过筛,来产生部分脱皮的或者全玉米面粉。玉米烘烤(200-260℃,5-12分钟)会通过糊精化作用而解聚,并且降低谷类和玉米淀粉在低水含量(9-10%)时的溶胀潜力。在挤出所用的低湿条件下,淀粉颗粒的凝胶化取决于热和机械条件的组合,来产生食品,该食品是柔软的和易溶于水的。
与上述的传统碱法烹制方法(TNP)相反,一些专利申请已经公开了(WO2004008879,US专利No.6516710,MX/PA/a/2001/012210或者US2003/198725)(其全部在此以其全部引入作为参考)依靠湿-热烹煮/预烹煮来制备碱法烹制的和速溶玉米面粉,使用或者不使用碱废水生产。最近的革新涉及分馏的碱法烹制方法(FNP),来获得速溶润湿粉糊和干燥润湿粉糊面粉,包括在短时间内使用水蒸气注入来加热脱皮的/脱胚的玉米(US专利No.6277421)(其在此以其全部引入作为参考)或者玉米部分(US专利No.6265013,US2006/177554,US2006/193964和Cortes 等人, 2006)(其全部在此以其全部引入作为参考),以使得它们的胚乳,胚芽和种皮部分部分凝胶化和变性。
虽然上述的现有技术方法能够部分地烹煮或者浸泡/调节全或者破碎的玉米,使用或者不使用内酶作为加工助剂,但是在进行本发明的时候,市场上仍然没有一种连续方法,其不仅使用湿-热预煮,而且还使用酶处理脱麸的玉米和研磨的全玉米,以最小量的水和能量来产生部分的和全玉米面粉。
发明内容及目标
因此,本发明的一个目标是提供一种完全不同于现有技术的预煮方法,该方法热,机械和酶加工谷粒例如玉米,小麦,大米,大麦,黑麦,燕麦,高粱,小米,黑小麦,埃塞俄比亚画眉草,苋米(苋菜),昆诺阿藜和荞麦,来产生面粉类产品。该方法可以包括步骤:提供玉米籽的细磨部分;将所述玉米籽的细磨部分与内淀粉酶和木聚糖内切酶的至少一种酶合并,来产生加酶的细磨物;湿-热预煮所述加酶的细磨物来获得预煮的加酶的细磨物;高固体调节所述预煮的加酶细磨物,来部分地水解淀粉胚乳和溶胀淀粉和糊粉-糠麸颗粒,以产生酶调节的玉米籽颗粒;和碾磨所述调节的玉米籽颗粒来获得面粉,该面粉包含所述调节的玉米籽颗粒的细磨部分。本发明另一目标是使用洁净的籽粒和生产脱麸玉米和研磨的玉米,目的是在连续湿-热预煮过程中进行受控的淀粉凝胶化和蛋白质变性。
另一目标是利用连续高固体调节,使用市售的内淀粉酶和木聚糖内切酶来生产这些预凝胶化的和速溶化的玉米面粉,其不仅是水和能量有效的,而且还没有现有技术的加工预凝胶和速溶玉米面粉的方法昂贵。至少一种GRAS 内酶可以用作加工助剂。
仍然的另一目标是生产润湿粉糊面粉,用于基于谷类的食品所用的基于玉米的和全玉米面粉,其中这样的基于谷类的和功能食品成分在它们的生物化学和植物化学含量和理化性能方面是相对均匀的。
本发明上述和其它目标和优点是通过一种新的连续方法来实现的,该方法用于生产基于谷类的食品所用的预凝胶和速溶玉米面粉,其的实施方案包含步骤:增湿该全洁净的籽粒来对其进行预调节;碾磨该润湿的籽粒来产生细磨和粗磨部分;筛分该细磨物和从两种磨碎部分中风选(或称抽吸(aspiration))轻的糠麸部分,用于例如动物饲料;重新碾磨该粗磨物来进一步除去糠麸;将该筛分的细磨物与作为加工助剂的内淀粉酶和木聚糖内切酶混合,来产生加酶的磨碎料;在另外一种饱和水蒸气流中湿-热预煮玉米颗粒流,来获得部分凝胶化和蛋白质变性;放空排除废水蒸气和分离预煮的细微颗粒;高固体调配所述细磨物,来部分消化胚乳和糊粉-糠麸部分二者;热空气干燥该调节的细磨物和内淀粉酶失活,来延长保存寿命,同时抽取废热空气;用洁净空气冷却,同时消耗干燥细磨物中的湿空气;碾磨聚集的颗粒;过筛和分离从粗磨物中所生产的该细磨物,同时将粗磨部分进一步重新碾磨,和筛分该细磨物来获得玉米面粉;和将细面粉与石灰混合,来获得润湿粉糊面粉和全玉米面粉,用于玉米和基于谷类的食品。
附图说明
当结合附图进行阅读时,本发明可以从对优选的实施方案的说明中来理解。
图1是一种示意性流程图,表示了使用低湿和酶处理的连续的和工业化方法,使用内淀粉酶和木聚糖内切酶粉末作为加工助剂来制作用于玉米和基于谷类的食品的润湿粉糊和全玉米面粉。
图2 A表示了阿糖基木聚糖标准物(A)和China-Kangwei(B)低聚木糖(XOS)的对比色谱图。
图2B是一种用2-PMP(木聚糖酶;1000ppm)水解的样品的放大的HPAEC-PAD色谱图,表示了线性低聚木糖(DP:5-8)在全玉米面粉和润湿粉糊面粉中的酶生产。
图2C是一种ESI-MS光谱,表示了前生物(prebiotic)脱麸低聚木糖(XOS)(DP:5-7葡萄糖醛-阿拉伯-木糖(GAX)低聚物或者酸性低聚木糖)在全玉米面粉和润湿粉糊面粉中的酶生产。
图2D是一种用2-PMP(木聚糖酶:1000ppm)水解的样品的ESI-MS光谱,表示了前生物脱麸低聚木糖(XOS)(DP:5-7葡萄糖醛-阿拉伯-木糖低聚物或者酸性低聚木糖)在全玉米面粉和润湿粉糊面粉中的酶生产。
具体实施方式
首先参考图1,这里以流程图的形式表示了本发明的一种实施方案。它包括 a 预调节器1;初级磨机2;带有相连的风选器的筛子3;混合器4;工业低湿预煮器5;旋风分离器6;高固体调节器7;加热器8;带有风扇的干燥器9;带有相连的风扇的冷却器10;第二磨机11和分类器12。
将全玉米粒(例如US No1命名或者价值增强级),其已经通过干燥清洁(过筛和风选)而除去了破裂的玉米和外来材料,供给到预调节器1,在这里干净的玉米是连续的用水喷大约3-5分钟来均匀润湿和软化糠麸(种皮和糊粉),胚芽和胚乳部分。将玉米润湿率从大约10-12%调整为大约16-20%,同时使用玉米粒:水比例为1:0.12-1:0.24。该新的生物方法优选与玉米粒(Zea mays L.:白色,黄色和蓝色)有关,但是在它的范围内还包括用于食品和谷物基成分的其他的谷类(谷粉制的)谷粒和伪谷物。其他合适的谷类包括小麦(Triticum spp.),大米(Oryza spp.),大麦(Hordeum spp.),黑麦(Secale Graine spp.),燕麦(Avena spp.),小米(Brachiaria spp.,Pennisetum spp.,Panicum spp.,Setaria spp.,Paspalum spp.,Eleusine spp.,和Echinochloa spp.),高粱(Sorghum spp.),埃塞俄比亚画眉草(Eragrostis spp.),黑小麦(Phalaris arundinacea),荞麦(Fagopyrum spp.),苋米(苋菜)(Amaranthus cruentus,A.caudatus和A.hypochondriacus)和昆诺阿藜(Chenopodium quinoa)。
该增湿的籽粒通过初级磨机2,其将糠麸破碎和摩擦与籽粒松脱,撕下胚芽,和将该籽粒粗磨物碎成两部分。大尺寸部分的破碎玉米称作粗磨部分(“尾料”,并且它的一部分可以作为大片的粗磨粉分离),包括胚乳,胚芽和种皮-糠麸,而小尺寸部分称作细磨部分,包括胚乳,胚芽和糊粉-糠麸(也称作 “通过料”)。
因此获得的这种湿碾磨的全玉米接着导向带有相连的风选器的筛子3,在其中分离了三部分,即,小的较细的磨碎料随后供给到混合器4,大的粗磨碎料(高于10-25目)再循环到初级磨机2来另外重新磨碎,轻的糠麸用空气流分离作为玉米副产品(包含10%-16%水份)。这种分离的和轻的糠麸部分(高于10-25目)可以分别占用于生产部分的-全(湿润粉糊(masa))和全玉米面粉的干净玉米总重量的4%-16%和1%-3%。
过筛的较细的磨碎料(分别占引入玉米平均总重量的90%和98%)进一步传输到混合器4,在其中将它与内淀粉酶和木聚糖内切酶混合,所述酶优选为粉末形式,(酶活性从60℃到大约80℃,pH为6-大约9)来提供0.005-大约0.10重量%的加工助剂,来分别产生润湿粉糊和/或全玉米面粉。在混合之前,所述酶可以与作为载体的部分的玉米面粉混合,来形成所谓的酶预混合物。可能的是该内酶可以包括食品级或者粉末化载体和下面之一:α-淀粉酶(EC3.2.1.1)或者脱麸淀粉酶(例如EC3.2.1.11,33,41或者68)或者粒状淀粉内淀粉酶(DK200301568和US2006/147581;US2004/043109和US专利No.6890572)或者木聚糖内切酶(例如 EC3.2.1.8,32,78,99或者136;阿魏酸-阿糖基木聚糖/feraxan木聚糖内切酶,US专利No.4954447)(其全部在此以其全部引入作为参考)。通常,内淀粉酶和木聚糖酶粉末的混合量至高为细磨面粉的大约0.10%,优选0.005-大约0.10重量%。至少一种酶优选是选自微生物来源的内淀粉酶和木聚糖内切酶,其被称作GRAS物质,并且用作加工助剂(21 CFR170.36)。
在完成混合步骤之后,将该加酶的细磨物(包含16%-大约20%的水份)转移到工业低湿预煮器5中,它的设计本身是已知的,其中将饱和水蒸气在玉米细颗粒流进入水热预煮器(文丘里管)中时在压力下注入到该玉米流中,瞬间加热和增湿该细颗粒到期望的温度。该温度是通过调整注入水蒸气的压力来控制的,并且优选是大约100℃-大约170℃。将该细颗粒流在高温(例如70℃-80℃)进一步水合和分散大约0.2s-大约1s,并且通过流过该水热预煮器(文丘里混合管或者低压流动管)的玉米流速来调整驻留时间。优选该水蒸气压力是大约15 psi-90 psi来控制水蒸气流速和确保预煮温度对于固定的玉米流速来说是恒定的。通过这样的手段,将预煮的细磨物提高到含湿量为20%-大约25%(即,高于它的凝胶化和变性温度)。该淀粉和糊粉胚乳不仅部分凝胶化,而且胚芽和糊粉-糠麸蛋白质由于使用这种湿-热预煮技术而部分地增溶。甜玉米的热加工(在115℃进行25min)提高了增溶的阿魏酸低聚糖的水平,同时不溶性结合的配糖随着时间和温度而降低(Dewanto等人,2002)(其在此以其全部引入作为参考)。
该水蒸气预煮的细磨物然后送向旋风分离器6,在这里将废水蒸气(70℃-75℃)放空排出和与该预煮的细磨物分离。湿加热的细颗粒保持在高固体调节器7中,其中将该细磨物在60℃-70℃酶调节大约15-45分钟,来进一步进行1%-2%的吸湿(即,低于它的凝胶化温度)。淀粉胚乳(直链淀粉和支链淀粉多糖)和糊粉-糠麸部分(阿糖基木聚糖,糖蛋白和阿魏酸-低聚糖/FAXX或者糖化-阿魏酸盐,Kroon等人,1997)的酶水解促进了多孔淀粉和糠麸颗粒的均匀扩散和水合。这种调节步骤是在这样高的固体含量进行的,以至于该混合物是单相,没有可见的游离水,并且它在酶转化过程中不需搅拌。如图2A所示,阿糖基木聚糖标准物(A)和China-Kangwei(B)低聚木糖(XOS)的比较色谱图表示了前生物线性低聚木糖(DP:3-8阿拉伯-木糖低聚物)在全玉米面粉和润湿粉糊面粉中的酶生产。不溶性纤维通过木聚糖内切酶被转化成为可溶纤维和将阿糖基木聚糖水解成为线性(DP:3-8,图2B)和支化的(DP:5-7,图2C和2D)低聚木糖。
当至少一种内酶,淀粉和糠麸颗粒和水形成了单相,具有如迈克尔或者朗缪尔动力方程的第一级生物反应时,催化现象被称作均相催化。因此,水同时扩散到颗粒中的速度(在这里它经历了不可逆的反应)是以与它在颗粒中的浓度成比例的速率进行的(Danckwerts 1949)(其在此以其全部引入作为参考)。这种生物催化步骤还降低了热和扩散阻挡,并且允许冷凝水蒸气和加入内淀粉酶和木聚糖内切酶来部分消化,同时分别由胚乳和糊粉-糠麸部分来产生可溶糊精和低聚物。内酶能够通过不仅分裂来自直链淀粉和支链淀粉的葡聚糖聚合物,而且裂解低聚糊精,来降低淀粉悬浮液的峰粘度。
此后,该调节的预煮细磨物通过带有风扇的干燥器9(它的设计本身是已知的),以使得它与来自加热器8的热空气混合,由此使用燃料例如天然气和洁净空气来燃烧。该调节的材料由此在120℃-190℃的高温和0.5-2s的短时间,用排出的废热空气(60℃-大约80℃,具有15%-18%的水份)急剧干燥。该湿-热杀菌步骤引起了内酶变性以及用于延长存储寿命(例如大于3个月)的脂质稳定和进一步将面粉转化成典型的“烘烤”香味。该玉米面粉干燥来产生13%-大约15%的含湿量,这取决于期望的粒度。如果期望,该全玉米面粉可以进一步加热-预凝胶化下降到9%-13%的含湿量,来制造速溶面粉,该面粉用作食品所用的谷物基础成分。
加湿的温暖空气是从该干燥的酶处理的玉米材料中通过带有风扇的冷却器10除去的,因此进一步用周围的洁净空气将含湿量从大约9-15%降低到大约7-12%,这取决于所期望的部分的-全(10-12%)或者全玉米(7-9%)面粉的存储寿命。在湿-热预煮/高固体调配,干燥和冷却加工阶段过程中,将产生一定程度的颗粒聚集体,并且较大的玉米颗粒需要重新碾磨来达到均匀的产品规格。
在进一步的除湿之后,该冷却的和干燥的材料被供给到第二磨机11,在这里聚集的材料被研磨成两部分,即,细磨物(“通过料”)和粗磨物(“尾料”)。
该磨碎材料被导向具有合适的分级筛(例如低于25-120目)的分类器12,在其中细磨物被分离成玉米面粉,粗磨物进一步再循环到第二磨机11,其后重新碾磨。该重新碾磨的材料进一步过筛来产生均匀的玉米面粉,分别用于部分的-全(低于25-120目)或者全玉米(低于40-120目)。该玉米面粉可以与食品级或者粉末化的石灰混合,石灰的加入量至高为大约0.20%,优选至高0.10重量%。如果期望,该均匀的玉米面粉可以与食品级或者粉末化的石灰进一步混合,该石灰的量为大约0.10-0.20重量%,和大约0.02%-0.10%(基于面粉重量),来分别产生部分的-全(湿润粉糊)和全玉米面粉。
下表给出了全和部分的全面粉的生物化学和植物化学含量:用于谷粒食品的全玉米(<40-120目)和用于玉米食品的润湿粉糊(<25-120目)。用于面粉的碾磨的原料玉米(<25-80目)。
Figure 426876DEST_PATH_IMAGE001
该全玉米和润湿粉糊(部分-全)面粉二者包含来自胚乳、胚芽的颗粒以及种皮-糠麸和糊粉-糠麸部分,这产生了大的(25-60目)和小的(<120目)的双峰尺寸分布的部分。这里与连续玉米和润湿粉糊面粉方法(其能够分别产生65-85%(脱胚的)-88-95%(脱麸的))相比,另外潜在的获得了低湿预煮玉米总重量的98%和90%的谷物面粉产率(US专利No.6326045和6516710;US专利No.6344228和6387437)(其全部在此以其全部引入作为参考)。将玉米粒碾磨或者碱法烹制的,这里它在它的干碾磨或者湿烹煮过程中损失了一些糠麸。
如果该谷粒已经进行了加工(例如破裂,压碎,辊压,挤出,珠光化和/或烹煮),则整个食品应当具有与初始谷粒种子中大致相同的基本组成和现存的营养物。所以通过本发明的方法所生产的该新的面粉具有比常规面粉平均更高的营养价值,并且具有比市售的基于玉米的食品中所用的干碾磨面粉(脱麸或者脱仁的)(INCAP,1961和FAO,1993)更高的脂肪(2-3倍),膳食纤维(1.5-3倍:以及2-3倍的作为全谷物摄入膳食生物标记的阿魏酸抗氧化剂)和蛋白质(1-1.5倍)组成。
在该低湿预煮后,发现了与传统的碱法烹制(Bressani 1997)(其在此以其全部引入作为参考)或者湿润粉糊面粉加工(13-17ppm)类似的烟酸含量(15-20ppm)。糙皮病被归因于提高的烟酸要求以及在基于玉米的膳食中高的亮氨酸:异亮氨酸比例和低色氨酸(烟酸前体)摄入。使用低内酶和低石灰添加(分别为0.005%和0.1-0.2%)的低湿预煮(20-25%的含湿)不仅有助于避免它的胚芽/糠麸部分中的脂质氧化,而且提高了它的含钙量。如果生产润湿粉糊面粉(1000-1600ppm),并且符合营养物要求(cfsan.fda.gov),则据估计一个玉米粉圆饼摄入将提供15%到25%的日常钙需要(160-260mg/餐/天:30g或者0.6盎司湿润粉糊面粉:USDA-SR16,用于7英寸玉米粉圆饼膳食,具有45%的含湿量)。
F.D.A.-Modernization Act,承认它不具有时间也不具有资源,在1997公布规则,公司可以制定它们自己认可的GRAS要求,然后报告给F.D.A.来进行可能的审批(GRAE或者通常作为有效性进行推荐)。公司可以花费2-5年来获得来自F.D.A.的在食品或者膳食补充物标识方面的健康要求((a)结构/功能要求-或者欧洲类型A等价物-,(b)重大的科学协议-S.S.A.,和(c)有资格的健康要求-或者B类型)。
与最近的工业润湿粉糊-面粉方法相比(US专利No.6516710和6344228,MX/PA/a/2001/012210或者US2003/198725)(其全部在此以其全部引入作为参考),在这种方法中,该新的低湿预煮产生了40%-80%的水和能量消耗的减少,并且具有相应的最小环境成本。
下表表示了全和部分的全玉米面粉的理化性能:用于谷粒食品的全玉米(<40-120目)和用于玉米食品的润湿粉糊(<25-100目)。用于面粉的碾磨的原料玉米(<25-80目)。
Figure 344017DEST_PATH_IMAGE002
该全玉米和润湿粉糊(部分全)面粉可以包括粗(25-60目)和细(<120目)颗粒。较大尺寸的颗粒是种皮-糠麸片,胚乳和胚芽。较小尺寸的颗粒主要是淀粉胚乳,胚芽和糊粉-糠麸片。因此,双峰尺寸分布和生物化学组成二者不仅影响用于谷类食品的玉米生面团的理化性能(表观粘度和粘附性),而且还影响它的产率(水吸收)。用于同样应用(快餐和玉米粉圆饼)的市售润湿粉糊面粉可以具有不同的物理,化学和成糊性能。碱法烹制的粗面粉(>20目)具有低的峰粘度,细面粉(<100目)表现出高的峰粘度,这表明粗面粉(用于快餐)水合得更慢,并且形成了较低的粘度(Gomez 等人 1991)(其在此以其全部引入作为参考)。
在这种方法中,润湿粉糊面粉的产率高于全玉米面粉和原料面粉,因为低湿预煮和热处理二者主要引起了部分地淀粉凝胶化和蛋白质变性。但是它的润湿粉糊 峰粘度低于原料面粉,但是高于玉米峰粘度,这反映了预凝胶面粉的低度淀粉改性。另一方面,速溶面粉的高度改性不仅是通过它的低产率,而且还通过它的低峰粘度来检测的,这表明了低湿预煮和高固体酶处理二者的效应。
实施例1
使用预凝胶润湿粉糊面粉作为谷物基础成分来制备基于玉米的食品:
由本发明的方法制成的预凝胶润湿粉糊和部分的全面粉可以用1:0.9-大约1:1.4重量比的温水重新水合,形成高产率的润湿粉糊生面团(50%-60%的最终含湿量),用于制备工业玉米快餐和市售玉米粉圆饼-焙烤食品。
该润湿粉糊面粉包含平均大约9%的膳食纤维(0.5%的可溶纤维或者低分子量线性(DP:3-8,图2B)和脱麸酸性低聚木糖(DP:5-7,图2C和图2D)。具有一定聚合度的低聚糖,DP:3-8,图2B)和800ppm含量(或者表示为500TE或者μmol 水溶性维生素E-当量/100g)的反-阿魏酸,其比原料玉米面粉(1600ppm和1000 TE)低了50%。Wu等人(2004)和USDA(2007年11月)(其整体在此以其全部引入作为参考)测量了例如下面的普通食品的亲水和亲脂抗氧化剂(总ORAC-氧自由基吸收能力单位为μmol TE/100g,总酚-TP单位为mg五倍子酸当量/100g):玉米粉圆饼切片-降低的脂肪(1704和304),黄色甜玉米(728和211),玉米片-一般碾磨(2,359和842),爆花玉米-Pop secret(1,743和117),蓝玉米粗粉(684和77),全谷物面包(1,421和171),燕麦糠麸-Quaker(1,886和163),未加工大米糠麸(24,287和667)和黑豆(8040和880)。酚化合物据信占了许多植物(水果,蔬菜,坚果,谷类和香料)的抗氧化剂能力的主要部分。阿魏酸是主要的酚类抗氧化剂,并且它是在碾磨润湿粉糊面粉过程中与玉米-糠麸以及烟酸(40%降低)一起除去的。10%-40%的阿魏酸损失可能发生在碱液水解过程中(1-4h/2N:Adom and Liu 2002)(其在此以其全部引入作为参考)和更高的93%的损失发生在石灰烹煮过程中(1h烹煮,15h浸泡,0.75%w/v:Martinez-Bustos 等人 2001)(其在此以其全部引入作为参考)。
这个预凝胶部分的全面粉具有比下面二者更高的阿魏酸含量:干碾磨的黄玉米(209ppm)和类似的脱麸谷粒面粉(小麦,燕麦和糙米(褐色大米):59,55和63ppm:Sosulski 等人1982)(其在此以其全部引入作为参考)。总酚含量与总抗氧化剂活性直接相关,并且酚与用于结合的提取物的阿魏酸含量之间的高度相关性反映了阿魏酸对于谷粒,水果和蔬菜中的总酚酸的主要贡献(即,羟基肉桂酸-阿魏酸/咖啡酸和羟基苯甲酸-原儿茶酸/五倍子酸的衍生物,花色素,黄酮,黄烷酮和flava-o/黄烷醇)。
据估计在墨西哥和中美洲,人均消耗的玉米粉圆饼是大约240g/天(8 玉米粉圆饼或者150面粉g),占了至少20%的每日卡路里和钙摄入(AACC,2001和SSA,2005)。所以,润湿粉糊-面粉玉米粉圆饼将提供大约1.5纤维g/餐,并且三个玉米粉圆饼餐(50g或者1.8盎司湿润粉糊面粉:USDA-SR16,7英寸玉米粉圆饼,≥45%含湿量)将提供至少18%的FDA日常纤维值(25g:cfsan.fda.gov)。市售的碱法烹制的玉米面粉(Maseca® regular)可以包含7-9%的膳食纤维和6-8%的不溶纤维(Bressani 1997和US专利No.6764699)(其全部在此以其全部引入作为参考)。
但是,F.D.A.规定全谷物产品为满足51%-61%全谷物标准的这些,其定义为(基于重量)小麦(12.5%纤维),大麦(10%纤维),燕麦(11%纤维),白大米和糙米(褐色大米)(1.8%和3.5%)。碱法烹制的玉米面粉(湿润粉糊)以及全谷物玉米粗粉(>7.3%)的规格仍然没有确定(Anderson 2004,AACC,2005,2006)(其全部在此以其全部引入作为参考)。Food-guide pyramid(2005)建议摄入一半的你的全谷粒(6盎司或者膳食谷物/天,4.5杯水果和蔬菜/天,用于2000卡路里的膳食:Mypyramid.gov)。此外,较少的食用高能食品(高脂肪/蛋白质和高糖或者高淀粉)和软饮料(高游离糖分)同样将减少总每日卡路里,来保持健康的体重。
工业石灰处理的玉米糠麸(Maseca®:>50%纤维,>3%可溶纤维,>2%脂肪,>5000ppm-阿魏酸和>500ppm-谷甾醇)包含了4-5%的未皂化物质,具有880ppm的总固醇含量,并且这代表了大约50%的干碾磨玉米胚芽含量(Arbokem,2000)(其在此以其全部引入作为参考)。来自碱法烹制的玉米糠麸的至少40%的植物甾醇类被酯化,这代表了>350ppm,其类似于具有450ppm的脂肪-酰基酯的干碾磨玉米糠麸(具有4200ppm-阿魏酸:Yadev 等人 2006)(其在此以其全部引入作为参考)。玉米纤维油具有三种天然植物甾醇类例如游离固醇(即,β-谷甾醇会干扰胆固醇的吸收),固醇 阿魏酸盐酯,和固醇脂肪-酰基酯。已经发现这些固醇降低了血液中的血清胆固醇,并且能够用作营养食品(US专利No.6677469)(其在此以其全部引入作为参考)。Oryzanol,一种类固醇-阿魏酸盐酯的混合物,是从大米糠麸油精制的未皂化物质(UM)中提取的(2570ppm:822ppm-阿魏酸当量)。这种工业糠麸副产物主要是固醇和γ-谷维素(在UM中为43%和28%)的混合物,并且稳定的大米糠麸(21%纤维,22.4%脂肪和4.1%的UM)可以作为健康食品成分销售(>$4/k:Kahlon 等人 2004)(其在此以其全部引入作为参考)。
谷粒中这种主要的膳食酚类是酚酸,并且阿魏酸存在于糊粉糠麸和种皮部分处的细胞壁中。与大米(9000ppm),小麦(4500-6600ppm和1000-二阿魏酸/糠麸;18500ppm-阿魏酸/糊粉)和大麦(1400)相比,玉米糠麸(Plate 等人 2005 Andreasen 等人 2001 Stone 2006)(其全部在此以其全部引入作为参考)是阿魏酸的一种最佳来源(31000ppm和5000-二阿魏酸)。
实施例2
使用速溶全玉米面粉作为谷物基础和功能食品成分,来制备基于谷类的食品:
由上述方法所获得的速溶和全面粉可以与29-49重量%的谷物面粉均匀混合,来提高它的成分配方:膳食纤维从大约70%提高到大约80%,酚类抗氧化剂从800%提高到大约1400%。该全面粉可以用1:0.6-大约1:0.9重量比的温水重新水合,形成低产率的玉米生面团(40%-50%的最终含湿量),用于制备新的小麦基和基于谷类的食品。
此外,全谷物面粉替代品(即,面饼)将提供另外0.98-1.36g的纤维/餐,并且三个面粉-玉米粉圆饼餐(52g或者1.9盎司全谷物面粉:USDA-SR16,全小麦面包,≤38%的含湿量)将提供大约12%-16%的FDA每日纤维值(cfsan.fda.gov)。
全谷类标志是2005年发行的,并且初始阶段I的标志带有用于具有50%或者更高的全谷类含量的产品的措词“好来源”,和用于具有100%全谷物的产品的措词“优异来源”。一年半之后,发行了用于全谷物食品的阶段II,并且标志宣传>50%的全谷物或者100%全谷物含量/标识的餐/供应(Wholegrains council.org)。
该速溶全面粉具有大约11%膳食纤维(1.1%可溶纤维)和低分子量线性低聚木糖,聚合度(DP)为3-8(图2B),和/或脱麸低聚木糖(酸性XOS),聚合度(DP)为5-7(图2C和图2D),和大约1400ppm的反-阿魏酸含量。这稍低于原料玉米(1600ppm),其表示了10-15%的热降解。但是,它的抗氧化剂活性(2000 TE)明显高于原料玉米(1000TE)和润湿粉糊面粉(500 TE),这表明酶水解(100%)的增加,其增溶了来自糊粉-糠麸和种皮-糠麸部分中的阿魏酸盐-低聚糖的阿魏酸。这种速溶全面粉具有这样的阿魏酸含量,其类似于实验室碾磨的黄玉米(1760ppm),但是高于其他全谷物面粉的含量(小麦,燕麦和糙米(褐色大米):650,360和300ppm:Adom Liu 2002)。该膳食-糠麸颗粒在碾磨过程中不破裂。因为它们在小肠不易酶消化,营养物直到它们达到大肠才被吸收,不溶性结合酚(5000ppm-阿魏酸)会在结肠中被微生物消化(40%)。阿魏酸化低聚糖(50%)的增溶程度高于小麦糠麸多糖的整体增溶(Kroon 等人 1997)(其在此以其全部引入作为参考)。这些结合的酚酸,主要是β-配糖(如聚合度≥3的低聚木糖,例如如图2B–2D所示),不能被人类的酶消化,并且不会在胃和小肠中消化,而是到达结肠,提供免疫健康(EP1733730)(其在此以其全部引入作为参考)和保持胃肠健康。美国试验生物协会联盟(FASEB,1987和American Dietetic Association,2007:食品productdesign.com)(其在此以其全部引入作为参考)推荐纤维摄入,其是66-75%不溶的和25-34%可溶的,这代表了在通常的,混合的膳食中所发现的纤维类型的比例(水果,蔬菜和全谷类:20-35g/天)。
黄色甜玉米中所存在的大约69%的阿魏酸是不溶性结合配糖(1700ppm,基于干物质),并且阿魏酸是酯化成异木聚糖侧链的主要化合物(市售白玉米中为700-1500,黑色/蓝色玉米中为1600-1800,市售黄玉米中为1000-1800ppm)。Dewanto等人(2002)(其在此以其全部引入作为参考)已经指出甜玉米热加工(在115℃进行25min)明显将总抗氧化剂活性提高了44%和将阿魏酸的植物化学含量提高了550%(从可溶酯和配糖中释放)和将总酚提高了54%。因此,归因于酚的增溶,热处理提高了甜玉米的抗氧化剂活性,虽然它明显损失了25%的维生素C。阿魏酸主要是以键合的形式存在的。游离的,可溶性共轭或者酯化的,和不溶性键合的或者糖基化形式的比例是0.1:1:100。类黄酮和阿魏酸构成了玉米,小麦,燕麦和大米中的总酚。键合的阿魏酸比键合的酚构成在玉米中是76%,在小麦中是61%,在全燕麦中是43%和在全大米中是47%(Adom Liu 2002)(其在此以其全部引入作为参考)。使用键合的阿魏酸盐和植物酚作为分析膳食生物标记,用于全谷类消耗和富含多酚的植物提取物(即,pycnogenol®)的实际方式会需要多年的开发(Virgill 等人, 2000 AACC 2006)(其在此以其全部引入作为参考)。
全谷产品如下来保持糠麸和胚芽二者:提供抗氧化剂酚酸(反/顺-阿魏酸,二阿魏酸,对羟基肉桂酸和咖啡酸)和植酸(与膳食纤维独立/协同作用),来减少(30%,3餐/天)心血管/冠状动脉疾病(CVD/CHD),结肠癌和II型糖尿病(Miller 等人 2000 Decker 等人2002,Ou 等人 2004 Jones 2006)(其全部在此以其全部引入作为参考)。几种流行病学研究已经一致确定全谷类为这些食品,其包含了大于25重量%的全谷物含量或者糠麸(Liu,2003)(其在此以其全部引入作为参考)。FDA的2003年用于更好主动营养的消费者健康信息提供了当这里存在着食品,食品成分或者膳食补充物与降低疾病或者健康有关的病情有关的风险之间关系的新证据时,使用认证过的健康主张(cfsan.fda.gov)。已经尝试了开发用于新的健康主张的评价抗反应性氧物质(ROS)活性的方法,其是通过它们在几种慢性疾病和与年龄有关的疾病的发病机理中的关系来充分判断的。但是,现代的膳食(红肉,高脂牛奶/黄油,精制谷类)还包含了氧化强化剂,包括铁/铜,过氧化氢,血红素,脂质过氧化物/醛类。这些氧化强化剂通过诱导胃、结肠和直肠癌而影响胃肠道。
阿魏酸是一种已知的酚抗氧化剂,是有效的自由基清除剂(一种ABTS自由基清除剂检测显示对于阿魏酸来说是3.3ppm的IC50或者50%抑制值,和对于作为正对照的五倍子酸来说是1.5ppm:Intasa-ChromadexTM analytical test report,2006)。Kikuzaki等人(2002)(其在此以其全部引入作为参考)以前公开了DPPH自由基清除和提高阿魏酸,谷维素(类固醇-阿魏酸盐),BHT,α-生育酚(水溶性维生素E)和五倍子酸的抑制效果(27%<21%<29%<42%<76%)。TEAC测试确定了水溶性维生素E溶液的浓度具有与1mM浓度化合物等价的抗氧化剂能力(Rice-Evans 等人 1996)(其在此以其全部引入作为参考)。类似的增加值在α-生育酚(水溶性维生素E),咖啡酸,阿魏酸和五倍子酸(1.0 <1.3 <1.9 <3.0)中发现。它还反映了氢给体抗氧化剂清除ABTS-自由基的能力。但是,Davalos等人(2004)(其在此以其全部引入作为参考)使用了不同的ORAC-FL(氧自由基吸收能力)测试,其描述了μmol 水溶性维生素E当量/μmol的纯化合物:BHA(合成的),阿魏酸和原儿茶酸(类似于五倍子),增加值分别是2.4,4.5和6.7。后者的检测已经大量用于评价下面物质的自由基清除能力:人血浆,蛋白质,DNA,纯抗氧化剂化合物和来自植物和食品提取物的新抗氧化剂(Prior 等人 1999)(其在此以其全部引入作为参考)。通常公认的全谷物面粉和食品的例子是:苋米(苋菜),大麦,褐色和彩色大米,荞麦,碾碎的干小麦,玉米(甜的和爆花的)和全玉米粗粉,二粒小麦/farro,grano,远古硬质小麦谷粒和斯佩尔特小麦,燕麦粗粉和全燕麦,昆诺阿藜,高粱,黑小麦,全黑麦,全或者裂解的小麦,小麦浆和野生大米。一种新的小麦糊粉(GrainWiseTM:6600µmol TE/100g:46%纤维)能够将小麦面粉(20%的添加量)的抗氧化剂含量增强1320 TE。一种全谷类小麦谷类包含2900 TE,而且市售的糠麸和胚芽具有8500和5000 TE(DPPH检测确定TE为µmol 水溶性维生素E当量/100g,Miller等人2000)(其在此以其全部引入作为参考)。2000 TE的全谷类面包高于1200 TE的白面包。
全谷面粉包含了比下面的它们的工业精制的面粉更高的阿魏酸浓度(在碱-酶水解后:Gamez Sanchez2006)(其在此以其全部引入作为参考):a)具有280-840ppm的全小麦(Selecta saludable®:harina de trigo integral和Nutri® integral)和具有35-60ppm的精制小麦(Sosulski 等人 1982)(其在此以其全部引入作为参考);和b)具有450ppm的全大米(Arroz SOS® integral)和碾磨的褐色/碾磨的大米(310-70ppm:Zhou 等人 2004)(其在此以其全部引入作为参考)。所以,功能食品工业具有机会来提供功能基(降低多酚氧化性损坏的风险,包括酚/阿魏酸,对羟基肉桂酸和原儿茶酸,作为抗反应性氧化物质的保护:结构/功能或者认证的健康主张)而非产品基主张,同时保持它的存储稳定性(>3个月)。一个挑战是使得这些基于谷类的食品(以及低脂肪/胆固醇膳食)比精制谷粒更吸引人和使得人们知道它们的更健康的特性。第三代功能食品成分(具有膳食抗氧化剂功能,并且降低了疾病风险)必须符合科学原理,由此它们是基于用于健康主张的键合酚类和阿魏酸生物标记物的。
已经报道了阿魏酸能够保护低密度脂蛋白和脂质免受氧化性损坏,表现出消炎性能,并且抑制了生物体外的致癌作用(通过阿魏酸(Sigma-Aldrich®)-130-390ppm的EC50-,全玉米面粉提取物-350-550ppm的EC50-和玉米糠麸提取物-250-400ppm的EC50-MCF-7乳房和Caco-2结肠癌细胞抑制或者增殖:Intasa-ITESM® analytical test report,2006)。结肠癌的发生归因于由方便的和精制的谷物的生活方式所形成的高脂肪/低膳食纤维膳食,同时失去了致癌物质吸收,胆汁酸稀释,降低诱变性和通便的好处。一直4年的膳食研究(25g/天的小麦饼干,该饼干具有30%糠麸)表明结肠直肠腺瘤的明显提高。但是,食用干酪乳杆菌(300亿细胞/3g/天:Yakult®)降低了新的肿瘤(Ishikawa 等人 2005)(其在此以其全部引入作为参考)。一种新的前生物谷类(Kashi® ViveTMkashi.com)是用8-谷物纤维(玉米粗粉/乳粉)和probiotics(L.acidophilus L.casei:10亿细胞/55g餐)制成的。
在美国,阿魏酸目前不是GRAS公认的,并且它缺少FDA或者FEMA批准。所以,它不能用作食品添加剂,化妆品或者药物。同样,在美国,日本(食品抗氧化剂)和大部分欧洲国家,选择众多的药品基本成分和药草,咖啡,香草,豆子(即,黑豆壳提取物,具有1000ppm-酚类如五倍子,58µmol-TE/g,2.5ORAC-值和120-130ppm的EC50:US2006024394)(其在此以其全部引入作为参考),香料,和新的植物药材(即,松树皮提取物,具有1800ppm的阿魏酸:US专利No.4698360)(其在此以其全部引入作为参考)的天然提取物,这归因于它们高的阿魏酸和其它酚的含量,并且将它们作为FDA-批准的抗氧化剂调合物加入到食品中。没有报道过阿魏酸盐摄入或者局部使用的急性或者慢性副作用。所以,在接下来的5-10年中,对于它的健康好处(即,肿瘤生长抑制剂和酶调节剂)的越来越多的证据很可能鼓励将来的临床试验和它的FDA状态的改变(Graf 1992)(其在此以其全部引入作为参考)。自由基的抗氧化剂抑制提供两种预防疾病或者改善病情的效果:1)抑制自由基的形成,和2)清除自由基和抑制DNA损坏,DNA损坏会导致癌细胞的启动/繁殖或者脂质氧化,这导致了心脏血管-动脉硬化-和冠状动脉疾病。USA大约35%的癌症死亡是与膳食有关的,提高膳食纤维摄入将减少一些形式的癌症和冠状心脏病,II型糖尿病和结肠壁憩室炎(TDF:Medallion®,2007)(其在此以其全部引入作为参考)。
所以,这种全谷物面粉在例如下面的减少的麸质(软/硬小麦,大麦,黑麦和燕麦)和基于谷类的食品的常规制造过程中可以进一步用作谷物基础和多功能成分:条(水果),饼干,甜饼干,饼干,焙烤的快餐(早餐,开胃菜,3G:半成品和压缩饲料),面饼(皮塔饼),面粉-玉米粉圆饼(餐桌-玉米粉圆饼,薄煎饼,烤肉,naan),面包类(面包,百吉饼,匹萨/馅饼皮,脆饼干,生面团坚果,面包屑),松脆饼,松饼,肉馅卷饼,华夫饼干/薄烤饼(法国可丽饼,苏格兰薄饼,美国烙饼和俄式薄煎饼),碾碎的干小麦/肉饭,意大利面食/馄饨,团子,面条,稀粥(稀麦片粥饮料:kenkey-Ghana-,ogi-Nigeria-,uji-Kenya和mageu-South Africa)。
从上述内容很显然可以通过一种有效的和新的连续方法来制造预凝胶化的和速溶玉米面粉,该方法包含湿热预煮和高固体酶处理,来产生润湿粉糊面粉,用于基于谷类的食品所用的基于玉米的和全玉米面粉,其中由于本发明的特征而防止了生物化学和植物化学营养物,水和能量的某些损失。
应当理解这里所示的和详细描述的和参考公开文献的本发明的实施方案,是为了示例而非限制。本领域技术人员可以进行其它变化和改变,而不脱离本发明的主旨。

Claims (21)

1.一种用于制造面粉的方法,其包含:
(i)将玉米籽的细磨部分与选自内淀粉酶和木聚糖内切酶的至少一种酶合并,来产生加酶的细磨物;
(ii)湿-热预煮所述加酶的细磨物,来获得预煮的加酶细磨物;
(iii)高固体调节所述预煮的加酶细磨物,来部分水解淀粉胚乳和糊粉-糠麸颗粒,来在酶调节的玉米籽颗粒中产生酸性低聚木糖;和
(iv)碾磨所述调节的玉米籽颗粒来获得面粉,该面粉包含所述调节的玉米籽颗粒的细磨部分。
2.根据权利要求1的方法,其中所述至少一种酶选自微生物来源的酶,其被称作GRAS物质和加工助剂。
3.根据权利要求1的方法,其中所述至少一种酶以细磨面粉的至高0.10重量%的量而混合。
4.根据权利要求1的方法,其进一步包含用25-120目筛分所述所述调节的玉米籽颗粒的细磨部分,来获得预凝胶玉米面粉。
5.根据权利要求1的方法,其进一步包含用40-120目筛分所述所述调节的玉米籽颗粒的细磨部分,来获得速溶全玉米面粉。
6.根据权利要求4的方法,其进一步包含步骤:将所述预凝胶玉米面粉与0.1-0.2重量%的石灰混合,来获得润湿粉糊面粉。
7.根据权利要求5的方法,其进一步包含步骤:将所述速溶全玉米面粉与至高0.1重量%的石灰共混,来获得全玉米面粉。
8.根据权利要求1的方法,其中所述湿-热预煮步骤包含:在100℃-170℃的温度烹煮所述加酶细磨物的流,来进行部分淀粉凝胶化和蛋白质变性。
9.根据权利要求1的方法,其中所述湿-热预煮步骤进一步包含步骤:当所述加酶的细磨物进入预煮器时,在压力下将饱和水蒸气注入到所述加酶细磨物的流中,在0.2-1s内将所述加酶细磨物颗粒加热和水合到20%-25%的含湿量。
10.根据权利要求1的方法,其中所述玉米籽的细磨部分如下来获得的:提供洁净的谷粒,使用喷水预调节所述洁净的谷粒,来产生润湿的全谷粒,通过摩擦使糠麸部分从其中松脱来磨碎所述润湿的全谷粒,和将所述润湿的全谷粒碾磨成所述细磨部分和粗磨部分。
11.根据权利要求10的方法,其进一步包含在所述合并步骤之前,筛分和风选所述细磨和粗磨部分。
12.根据权利要求11的方法,其中所述筛分和风选步骤包含除去轻的糠麸部分。
13.根据权利要求1的方法,其进一步包含在所述高固体调节步骤之前,对所述预煮的加酶细磨物进行放空的步骤。
14.根据权利要求1的方法,其进一步包含在使所述内酶失活和碾磨所述谷粒颗粒之前,热空气干燥所述酶调节的玉米籽颗粒,来产生进一步的凝胶化和内酶活性。
15.根据权利要求10的方法,其进一步包含重新碾磨所述粗磨部分的步骤。
16.根据权利要求10的方法,其进一步包含:
风选细磨和粗磨部分,来分离轻的谷粒糠麸部分;
再循环该风选的粗磨物;和
重新碾磨该风选的和再循环的粗磨物。
17.根据权利要求6的方法,其进一步包含:
用温水将所述预凝胶玉米面粉重新水合成大约1:0.9-大约1:1.4的重量比,来形成润湿粉糊生面团;和
用所述生面团制造至少一种基于玉米的食品。
18.根据权利要求7的方法,其进一步包含:
将所述速溶全玉米面粉与29-49重量%的谷物面粉混合,来产生全谷物面粉;
使用该全谷物面粉作为谷物基础和功能食品成分,来制造至少一种基于谷类的食品,该食品具有提高的膳食纤维,酸性低聚木糖和酚酸抗氧化剂含量。
19.根据权利要求18的方法,其中该全谷物面粉选自硬质小麦,硬小麦,软小麦,红小麦,大米,糙米,白玉米,黄玉米,蓝玉米,蛋白质品质玉米,(大麦,)大麦,黑麦,燕麦,小米,高粱,红高粱,紫高粱,埃塞俄比亚画眉草,黑小麦,荞麦,苋米和昆诺阿藜。
20.根据权利要求1的方法,其中所述至少一种酶是粉末形式的。
21.一种制造面粉的方法,其包含:
(i)用喷水预调节洁净的玉米籽,来产生润湿的全玉米籽;
(ii)通过摩擦使糠麸部分从其中松脱来磨碎所述润湿的全玉米籽,并且碾磨该润湿的全玉米籽来获得细磨部分和粗磨部分;
(iii)筛分和风选所述细磨部分和所述粗磨部分;
(iv)将所述筛分和风选的细磨部分与包含选自内淀粉酶和木聚糖内切酶中至少一种酶的粉末混合,来产生加酶的细磨物;
(v)通过注入饱和水蒸气流来湿-热预煮所述加酶细磨物,来产生水蒸气-预煮的加酶细磨物;
(vi)对所述水蒸气-预煮的加酶细磨物进行放空;
(vii)高固体调节所述水蒸气-预煮的加酶细磨物来部分水解淀粉胚乳和其糊粉-糠麸颗粒,在酶调节的玉米籽颗粒中产生酸性低聚木糖;
(viii)热空气干燥所述酶调节的玉米籽颗粒,产生干燥的玉米籽颗粒;
(ix)用洁净的空气冷却和进一步干燥所述干燥的玉米籽颗粒,同时放空湿空气;和
(x)碾磨所述冷却的和干燥的玉米籽颗粒,来获得面粉。
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