CN1023759C - 碳水化合物奶油代用品的制备方法及改进食品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的脂肪代用品是一种由碳水化合物颗粒构成的水分散性大胶体，其中颗粒是球形的，粒度分布可以产生水包油型乳化液的滑润口感特性。

Description

本专利申请是申请号为211，494（申请日为1988年6月24日）申请的接续专利申请，原申请在此作为参考文献。

本发明涉及奶油或脂肪代用品特别是球状的碳水化合物颗粒的制备方法，所述颗粒的粒径分布能使这些颗粒在食物中产生类似脂肪或奶油口感。本发明还涉及改进食品的方法，这种方法包括用本发明的碳水化合物颗粒代替原食品中脂肪或奶油的全部或部分。

脂肪代用品技术是已知的。例如，蔗糖聚酯是已知的用作脂肪代用品的液体聚合物，但这种聚酯能从人体内脏中浸提维生素，使维生素不能被人体吸收。另外，低分子量的蔗糖聚酯会产生一种令人非常烦恼的情况，医学和专利文献中称之为“肛漏”。在文献中，对相应的抗肛漏试剂也进行了说明，这种试剂与蔗糖聚酯脂肪代用品一起使用。据报道，在体温100°F左右，高分子量的蔗糖聚酯具有粘性、固态或蜡状的特征，不会产生“肛漏”。但是，这些高分子量的蔗糖聚酯只在相对高的温度 才具有脂肪口感，这就要求在含有它们的食物凝固成蜡状前快速食用。因此，这种高分子量的蔗糖聚酯的效用非常有限。例如：欧洲专利申请87870021.0（公开号：0236288，公开日1987年9月9日）;美国专利3，600、186;4，005，196;3，954，976和4，005，195。

在辛尔（Singer）等人提出的美国专利4，734，287中，公开了一种用变性乳清蛋白非聚合颗粒作为脂肪或奶油代用品，具有乳状液的滑润口感特性。但辛尔等人所公开的脂肪代用品不能在高温下使用，即不能用于煎、烤、烘，因为乳清蛋白颗粒会结块而失去乳状液特性。

本发明提出的奶油代用品，通常是热稳定的，食用后不会产生“肛漏”。

众所周知，碳水化合物可形成凝胶。淀粉和葡聚糖可以以球状存在，或很容易加工成球状，例如：用在色谱柱上的交联葡聚糖凝胶类的交联葡聚糖珠粒，其粒径范围约为0.25至10mm，在加热、剪切和酸性条件下，这些碳水化合物能以球状稳定存在。本申请中所描述并要求保护的碳水化合物大胶体颗粒的形成在本发明之前不是公知的。

按照本发明，当水合颗粒具有的平均粒径分布大约为0.1至4μm，且超过5μm的颗粒数不到全部颗粒数的2%时，球状的碳水化合物颗粒能产生脂肪口感的特性。这些颗粒是非聚合的，并具有水包油型乳状液的滑润口感特性。本发明的大胶体可以全部或部分代替食品中的脂肪或奶油。这些食品如：冰淇淋、酸牛奶、色拉调味料、蛋黄酱、奶油、奶油干酪或其它干酪、酸性稀奶油、酱汁、糖霜、食品上面的涂抹奶油、冷冻糖食、牛奶、咖啡加白成份以及涂抹食品。

特别是，淀粉、葡聚糖，食用胶和纤维素，可以形成稳定的球状颗粒悬浮液。其粒径分布可产生水包油型乳状液的滑润口感特性，即脂肪奶油口感。

本发明的水合碳水化合物颗粒是球状颗粒，其平均粒径分布大约为0.1-4μm，超过5μm的颗粒数不到颗粒总数的2%。将水合碳水化合物颗粒加到含脂肪或奶油的食品中部分或全部替代食品中原有的脂肪或奶油，制出的食品与含脂肪食品具有同样的奶油口感。

在本发明的实际应用中，任何呈球形或圆形且粒径范围为0.1至5μm的碳水化合物都是适用的。适用的碳水化合物有：淀粉、食用胶和纤维素，也可以使用不同碳水化合物的混合物。因为淀粉的天然形态是颗粒，所以最好的碳水化合物为淀粉，尽管其粒径通常大于上述范围。本发明中所使用的淀粉通过交联进行改性，以防止颗粒过度膨胀而超出范围。用交联改性的方法在本领域中是已知技术。合适的交联剂包括：磷酸盐、磷酰氯和二羧酸酐。交联的奎藜籽淀粉是一种最好的淀粉，因为这种细颗粒淀粉的粒径范围约为1至5μm。

其它合适的碳水化合物包括：藻酸钙、交联葡聚糖、多糖类食用胶（gellan    gum）、凝胶（curdlan）、魔芋、几丁质、裂裥菌素、脱乙酰几丁质。天然形状不是圆形的碳水化合物必须进行处理，使其成为球表，这可以通过下述方法来实现：制备一种碳水化合物溶液，并把该溶液迅速均匀地（典型地，是在高剪切力作用中）转化为凝胶。这样形成的凝胶小颗粒的粒径分布，就具有了上述0.1至5μm的范围。典型的方法是使碳水化合物溶液液流处于高紊流反应区域，形成凝胶微粒。也可采用高速搅拌和剪切条件。

藻酸钙大胶体的形成方法是制备藻酸钠溶液，通过具有超声喷雾喷嘴的装置或任何一种能产生直径小于5μm液滴的装置将上述藻酸钠溶液加入到含有钙离子的溶液中，从而制成藻酸钙大胶体，多糖类食用胶（gellan）的制备是将热的多糖类食用胶（gellan）溶液通过任何一种可产生直径小于5μm液滴的装置喷雾冷却，使其颗粒变小，进而形成球形大胶体颗粒。魔芋小颗粒的形成是使其溶液处于紊动的、热的、强碱性的反应区域中，

美国专利4，828，396公开的设备及混合方法对于制备本发明的细颗粒碳水化合物也是适用的，该专利在此作为参考文献。

碳水化合物的大胶体一旦形成，就不能让其进一步聚集，必须保持原状。加入聚集阻止剂可使颗粒稳定，例如卵磷脂、果胶和咕吨胶。美国专利4，734，287公开的乳清蛋白大胶体可用作脂肪代用品及聚集阻止剂，该专利在此作为参考文献。

本发明的碳水化合物大胶体中，含碳水化合物的重量百分数为1%至20%，这取决于不同碳水化合物的水合能力。水合大胶体加入食品中的量通常与被代替的脂肪重量相等，即：一份重量的脂肪 或奶油被一份重量的水合大胶体所代替。大胶体使用的多少取决于所制作的食品对奶油量的需要。

在类似的实例中，这里所描述的不同碳水化合物颗粒，都可以作为食品中脂肪或奶油代用品。本发明的碳水化合物大胶体，也可以和其它脂肪代用品结合使用，如：蛋白质大胶体脂肪代用品（见辛尔等人的美国专利4，734，287）、蔗糖聚酯等。碳水化合物的颗粒呈球形，其粒度分布使其具有水包油型乳状液（即：奶油）的口感特性。平均粒径分布范围为0.1至4μm，粒径超过5μm的颗粒不到全部颗粒数的2%。

实施例

实施例1，奎藜籽淀粉奶油代用品

本例所涉及的奶油代用品是从奎藜籽粒中分离出的淀粉制备的。按阿特韦尔（Atwell）等人在《谷类化学》60∶9（1983）中发表的“奎藜籽淀粉特性”一文所提供的方法，将全部的奎藜籽粒（2400克，藜属奎藜籽Willd，科罗拉多州，波尔德，奎藜籽有限公司出品）浸泡于6升0.1M的醋酸钠溶液中，溶液用20%HCl调到pH6.5，在温度约为4℃时，保持24小时。将80克这些物质用韦林氏混合器高速混合1.5分钟，然后用系列筛过滤，最后一级所用筛是美国试验筛标准400号。筛后，牛奶状悬浮液以3，000×g的转速离心16分钟，不要上层（浅灰至浅褐色）和水，将下层（白色）悬浮于水中再次离心。第二次离心后获得的颗粒含有纯净的奎藜籽淀粉小颗粒，将其抽真空干燥（＜40℃，60Cm    Hg）后，用乙醇洗涤，提取脂肪。再过滤并抽真空干燥。

根据克尔（Kgrr）等人的美国专利2，801，242提供的方法，将提取出的奎藜籽淀粉进行交联。50克提取的淀粉，与120克水混合，加入5克NaCl，将钠的浓度提高到0.4M，然后向悬浮液中加入5克Na₃P₃O₈，用4%的NaOH调节pH至11.6接着加热至40℃，保持此温度8小时，同时进行搅拌。每小时都对混合物pH进行监测，必要时用4%NaOH调节pH至11.60。用20%HCl将混合物pH值调至5.2后，反应结束。将所得物质过滤、洗涤、再过滤、然后抽真空干燥，得到交联的奎藜籽淀粉。

交联的奎藜籽淀粉和羧甲基纤维素（CMC）（7HOF    CMC，美国德拉瓦，维明顿，阿奎朗有限公司出品）混合物的制备，是将0.15%（W/W）的CMC加到10%（W/W）交联奎藜籽淀粉分散液中，奎藜籽和CMC在搅拌下加热至95℃，然后冷却。水中的天然奎藜籽和交联奎藜籽淤浆也加热至95℃，然后冷却。

当天然奎藜籽淀粉小颗粒被加热时，它们就会膨胀。通过光学显微镜观察，那些在实验结束时仍保持完整的颗粒的粒径为3.5μm，据观察，膨胀的颗粒呈散状，大多数颗粒都破裂（对于天然淀粉这种现象是常见的）。

在同样的加热条件下，交联的淀粉颗粒不发生膨胀和破裂。用光学显微镜观察到的粒径为1至2μm，这些颗粒比加热的天然颗粒更密集，外形更球形化。由康特（Coulter）多次分粒计数分析所确定的交联颗粒的平均粒径为1.89μm。

经蒸煮后的分散天然奎藜籽淀粉颗粒，是典型的半透明白色胶状浆糊，呈糊状;而交联的奎藜籽是白色、中等粘度的液体，该液体是滑润的，稠度有些类似奶油。稀释的CMC（它本身不呈奶油状）加入到加工后的交联奎藜籽淀粉中，产生低粘度、可灌注的白色液体，使奶油特征增强。

实施例2，魔芋奶油代用品

本例涉及的奶油代用品是用魔芋粉制备的。用一包9盎司的魔芋（魔芋属的魔芋，K.Koch.日本Vesugi    Shokuhin公司提供）与300克至400克水在韦林氏混合器搅拌下高速混合30秒′，样品用带有搅拌头的Silverson搅拌器搅拌，用一个蠕动泵（Master-Flex，Cole-Parmer设备）以最高速度并与搅拌器的剪切方向相反的方向通过搅拌头来抽吸样品。调节搅拌器的速度使通过系统的液流很小，保持样品回流，剪切5至10分钟。然后将剪切过的样品在620bar（9000Psi）下，用罗尼（Rannie）高压均质机（微型试验室型，8.30H，罗尼a/s，丹麦，阿伯特鲁德产）均质10次，再用威特曼（Whatman）1号过滤器真空过滤。将滤液离心，分离出颗粒。

滤液中的魔芋颗粒呈球形，粒径范围是2至5μm。这些分散的颗粒有聚集成凝块的特性。用康特多次分粒计数分析所确定的粒径范围是1.5至5μm，离心后所形成的魔芋颗粒是半透明、胶状的，摸上去非常滑溜。

实施例3，魔芋奶油代用品

本例涉及由魔芋粉制备奶油代用品的另一种方法。将168.32克水加入到带有平板搅打器的5夸脱混合筒（厨房设备类）中，定在速度4档上开动。魔芋粉（12.88克）在搅拌时加入，混合过程持续2分钟。将准备补加的水（205.12克）加热至180°F，在魔芋粉混合2分钟后，将25%体积的水加入，继续混合，每隔两分钟将另外三份25%体积的热水加入混合器中。将Ca（OH）₂淤浆（13.68克，7%W/W）（J.T.Baker，美国新泽西州、菲力斯堡）加入到溶液中混合30秒，混合物放入深度为1至2英寸的容器中，静置分层，容器在50℃吹氮的条件下放置一夜。加热一夜后，混合物形成坚硬的胶体。

将魔芋胶切成约0.25英寸宽、2英寸长的细条，放入转子/定子式均质机（如由罗斯（Ross）公司制造的）中。每100克胶体加入75克水，胶体以3/4全速剪切5分钟，然后在800bar（11，600psi）的条件下用罗尼高压均质机均质10次，均质后的物质用威特曼1号滤纸和平底瓷漏斗真空抽滤。在光滑的粘性滤饼仍处于胶状时，便将其放入容器中贮存，每100克魔芋粉大约能得到10克滤饼。

滤饼用Dapple程序机组进行图象分析（Dapple系统，美国加利福尼亚州，桑尼威尔），分析时，脱水的颗粒放在玻璃载片上，其容重平均当量粒径为0.8μm。水合颗粒用康特多次分粒计数分析得到它们的体积平均粒径为3.12μm，数量平均粒径1.17。在1%的1ml溶液中颗粒的数量确定为1.39×10⁹。据信，这两种方法所观察到的粒径上的不同，部分是由于使用图象分析法时在显微镜片下测量的是干燥的颗粒，而用康特多次分粒计数分析法测量的是水合的颗粒。滤饼具有奶油状、滑润口感。

实施例4，藻酸盐奶油代用品

本例涉及的奶油代用品是从藻酸盐制备的，0.5%（W/W）的藻酸钠溶液（Kelgin    XL，美国加里福尼亚州，圣地牙哥市Kelco公司出品），是用4.0克藻酸钠和796克水混合配制而成，将该溶液以2000×g转速离心，除去少量不溶物质，澄清的溶液放到如美国专利4，828，396所述的液体处理装置中。该装置用于本例时稍微有了改进，特别是，将进口处通常安置的热电偶用放在六角螺母中的色谱隔片来代替，这是为了在液体处理装置工作时。用3cc注射器和20号计量针加入氯化钙溶液。

在液体处理装置中加入约330克上述的藻酸钠溶液，关紧容器盖后启动装置，以5720rpm的速度运转。18ml2%CaCl₂溶液全部用注射器快速加入到正在剪切的溶液中，加完后继续剪切10分钟以上。由于装置产生机械热，所以需要用自来水在外壳中循环进行冷却。

所得含有藻酸钙微粒的分散液，用光学显微镜观察到其小颗粒粒径在1μm范围内，这个结果同用康特多次分粒计数分析所得到的结果是一致的，中等颗粒的粒径为1.35μm。

实施例5.藻酸盐奶油代用品

本例涉及另一能用藻酸盐制备奶油代用品的方法。150克2%（W/V）的藻酸钠溶液（Kelgin XL，美国加里福尼亚州，圣地牙哥市，Kelco公司出品）加到400克10%（W/W）的CaCl₂（Mallinkrodt肯塔基州，帕尔斯）中，同时在Dispermat混合器上以500rpm转速进行混合。这种物质需混合5分钟以保证所有的藻酸盐都充分反应，使沉淀物沉积，用虹吸的方法将多余的溶液排净。

将剩下的溶液和沉淀物放入美国专利4，828，396所述的液体处理装置中，以5270rpm的转速剪切10分钟，同时用自来水流经液体处理装置来保持溶液冷却。剪切后的物质用威特曼1号滤纸和平底瓷漏斗真空抽滤，所得滤饼放入大约等量的水中再悬浮。用罗尼高压均质机在800bar（11，600Psi）条件下均质10次，均质后的物质用威特曼1号滤纸和平底瓷漏斗真空抽滤，在沉淀物仍保持糊状时，就要放入贮存容器中保存。所得物质用带Dapple系统的图象分析法分析，结果表明;容重平均当量直径为0.88μm。滤饼起初显出一种带此粉末样的奶油口感，在快速食用时口感更加明显，这是由于藻酸盐颗粒的粒径在魔芋颗粒稍大而造成的。

前述的特例只用来对本发明进行说明，显然，对本领域的普通技术人员来说，可以对此作出很多变化和改进。因此，本发明的范围由权利要求所限定。

Claims (21)

1、一种制备水分散性大胶体的方法，该方法包括使碳水化合物微粒化以形成碳水化合物的水合大胶体颗粒，它具有基本上球状的外形，并且是不聚集的，其平均粒度分布范围约为0.1～4μm，粒度超过5μm的颗粒不到全部颗粒数的2%。

2、根据权利要求1所述的方法，其中所形成的颗粒为淀粉、葡聚糖、食用胶、魔芋、纤维素或它们的混合物。

3、根据权利要求2所述的方法，其中所形成的颗粒为淀粉。

4、根据权利要求1所述的方法，其中所形成的颗粒为交联的奎藜籽淀粉，交联的葡聚糖，魔芋或藻酸钙。

5、一种制备碳水化合物奶油或脂肪代用品的方法，该方法包括提供一种水合碳水化合物颗粒构成的水分散性大胶体，其中所述颗粒呈球形，并且是不聚集的，该颗粒的平均粒度分布范围约为0.1～4μm，粒度超过5μm的颗粒不到全部颗粒数的2%。

6、根据权利要求5所述的方法，其中颗粒是淀粉、食用胶、纤维素、葡聚糖、魔芋或它们的混合物。

7、根据权利要求5所述的方法，其中颗粒是淀粉。

8、根据权利要求5所述的方法，其中颗粒是交联的奎藜籽淀粉、交联的葡聚糖、魔芋或藻酸钙。

9、一种改进食品的方法，该方法包括在含有脂肪或奶油的食品中，用权利要求1制备的水分散性大胶体全部或部分地代替脂肪和/或奶油。

10、根据权利要求9所述的方法，其中所用的颗粒是淀粉、食用胶、纤维素、葡聚糖、魔芋或它们的混合物。

11、根据权利要求9所述的方法，其中所用的颗粒是淀粉。

12、根据权利要求9所述的方法，其中所用的颗粒是淀粉，食用胶、纤维素、葡聚糖、魔芋或它们的混合物。

13、根据权利要求12所述的方法，其中所用的颗粒是交联的奎藜籽淀粉、交联的葡聚糖或藻酸钙。

14、根据权利要求9所述的方法，其中所改进的食品是冰淇淋类冷冻糖食。

15、根据权利要求9所述的方法，其中所改进的食品是一种包括沙拉调味料和蛋黄酱在内的高酸性食品的类似食品。

16、根据权利要求9所述的方法，其中所改进的食品是一种包括干酪、奶油干酪在内的固化乳制品的类似食品。

17、根据权利要求9所述的方法，其中所改进的食品是一种包括酸性稀奶油、酸牛奶在内的发酵乳制品的类似食品。

18、根据权利要求9所述的方法，其中所改进的食品是一种包括牛奶、奶油在内的乳制品的类似食品。

19、根据权利要求9所述的方法，其中所改进的食品是一种包括糖霜和涂沫食品在内的半固体食品的类似食品。

20、根据权利要求9所述的方法，其中所改进的食品是一种在食品上面涂抹奶油的类似食品。

21、根据权利要求9所述的方法，其中所改进的食品是调味汁类似食品。