CN106535646A - 用于增稠含水液体的淀粉组合物 - Google Patents

用于增稠含水液体的淀粉组合物 Download PDF

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Abstract

本发明具体涉及例如由患有吞咽障碍的人使用的用于增稠含水液体的淀粉产品和淀粉组合物。在一方面，本发明提供了一种预胶化羟丙基化淀粉，其具有在约1％至约10％的范围内的羟丙基化水平；在约400cP至约3500cP的范围内的RVA粘度；其中预胶化羟丙基化淀粉易于分散在牛奶中。另一方面提供了一种预胶化羟丙基化淀粉，其具有在约1％至约10％的范围内的羟丙基化水平；和在约400cP至约3500cP的范围内的RVA粘度；以及小于约80％的相应天然淀粉的表面蛋白质。

Description

用于增稠含水液体的淀粉组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年5月27日提交的美国临时专利申请号62/003,467和2014年8月5日提交的英国专利申请号1413832.5的优先权，这两篇申请中的每一篇在此通过引用整体并入本文。
技术领域
在某些方面，本发明总体上涉及淀粉产品和淀粉组合物。在更特定的方面，本发明更具体地涉及例如由患有吞咽障碍的人使用的用于增稠含水液体的淀粉产品和淀粉组合物。
背景技术
吞咽困难或不适被认为是吞咽障碍。吞咽障碍可伴随各种各样的病症，诸如钝性咽喉损伤、手术引起的损伤、中风、多发性硬化、阿斯伯格综合症、食管癌、喉癌、恰克氏病、脂泻病、囊性纤维化病、亨廷顿氏舞蹈病、尼曼匹克病、诸如肌萎缩性侧索硬化、阿耳滋海默氏病、帕金森氏病之类的神经性病症、肥胖症、里-代二氏综合症、高胆固醇症、硬皮病和糖尿病。患有吞咽障碍的人通常缺乏恰当地密封气管或将整个食物团和/或饮料推动至胃中的能力。因此，有吞咽障碍的人处于食物或饮料被误送至它们的肺中的风险之中，这存在细菌感染、肺炎，甚至窒息的风险。
吞咽障碍对于液体的吞咽来说尤其成问题。由于液体粘度低，所以它们特别容易滴落到肺中。增稠这种供食用的液体是解决该问题的常用方法。增稠还有助于提供更好的进食控制以及提供更大的口腔刺激，这也有助于控制吞咽障碍的症状。
改性食用淀粉通常用于增稠用于吞咽障碍患者的液体。最为方便的是，可以在服用时，例如通过向所需液体中添加干粉之后加以搅拌来进行增稠。然而，淀粉可能难以均匀地混合到液体中。例如，在许多情况下，淀粉很快润湿，形成粘稠胶状团块，可能将干燥材料中的一些吸入气泡中形成“鱼眼”或粉末凝块。这些属性可能令使用者非常不舒服。因此，希望有一种在最小的搅拌下与液体快速地均匀结合的淀粉增稠剂。当液体是牛奶时这可能尤其困难；牛奶中所含的脂肪和蛋白质悬浮体的复杂性质使得淀粉的分散特性难以预测，特别是就大规模生产中的方法可变性来说。这些问题最终使得提供一种可靠且可分散在牛奶中的淀粉增稠剂很难。
因此，仍然需要一种可靠且易于分散在牛奶中的改进的淀粉增稠剂。
发明内容
本发明的一方面是一种预胶化羟丙基化淀粉，其具有
在约1％至约10％的范围内的羟丙基化水平；以及
在约400cP至约3500cP的范围内的RVA粘度；
其中预胶化羟丙基化淀粉易于分散在牛奶中。
本发明的另一方面是预胶化羟丙基化淀粉，其具有
在约1％至约10％的范围内的羟丙基化水平；
在约400cP至约3500cP的范围内的RVA粘度；以及
小于约80％的相应天然淀粉的表面蛋白质。
本发明的另一方面为一种用于制造预胶化羟丙基化淀粉的方法，该方法包括
将淀粉羟丙基化并对该淀粉进行表面处理以提供羟丙基化淀粉，以及
将羟丙基化淀粉胶化。
所述方法可进一步包括使淀粉在胶化之前交联，和/或使胶化材料附聚。
本发明的另一方面为通过包括以下步骤的方法制备的预胶化羟丙基化淀粉：
将淀粉羟丙基化并对该淀粉进行表面处理以提供羟丙基化淀粉，以及
将羟丙基化淀粉胶化。
所述方法可进一步包括使淀粉在胶化之前交联，和/或使胶化材料附聚。
本发明的另一方面为一种包括如本文所述的预胶化羟丙基化淀粉的淀粉组合物。
本发明的另一方面为一种用于增稠含水液体的方法，该方法包括将如本文所述的淀粉组合物分散在液体中以提供基本上均匀的增稠液体。
具体实施方式
在一方面，本发明提供了一种用于例如增稠液体(例如，诸如饮料和肉汤之类的可饮用液体)的预胶化羟丙基化淀粉。预胶化羟丙基化淀粉可具有，例如，在约1％至约10％的范围内的羟丙基化水平；以及在约400cP至约3500cP的范围内的RVA粘度。值得注意的是，在某些实施例中，淀粉组合物易于分散在牛奶中。
如本领域的普通技术人员将认识到的，羟丙基化水平以基于干淀粉的重量的重量百分比计算。羟丙基化水平可由本领域的普通技术人员根据本文的描述进行改变，这取决于所期望的最终的羟丙基化预胶化淀粉的特性。例如，在如本文所述的羟丙基化预胶化淀粉的某些实施例中，羟丙基化水平在约1％至约10％的范围内。在如本文所述的羟丙基化预胶化淀粉的某些特定实施例中，羟丙基化水平在约1％至约8％的范围内，或在约1.5％至约6％的范围内，或在约2％至约5％的范围内。在如本文所述的组合物的其它实施例中，羟丙基化水平在约1％至约5％的范围内，或在约1％至约6％的范围内，或在约1.5％至约5％的范围内，或在约1.5％至约8％的范围内，或在约1.5％至约10％的范围内，或在约2％至约6％的范围内，或在约2％至约8％的范围内，或在约2％至约10％的范围内。
如本领域的普通技术人员将认识到的，预胶化羟丙基化淀粉的粘度可被测定作为其RVA粘度。RVA粘度被定义为使用快速粘度分析仪模型(Rapid Visco Analyzer Model)RVA-4通过以下方法测量的粘度。将1.85g待测量的材料、4.5g丙二醇和25.65g的pH为6.5的缓冲剂添加到仪器杯中，制成5.5％的干固体基含水混合物。仪器混合参数如下：在700rpm下混合1分钟，并在160rpm下混合47分钟。仪器温度参数如下：在35℃下15分钟，在7分钟内从35℃加热至95℃，在95℃下保持10分钟，在6分钟内从95℃冷却至35℃，在35℃下保持10分钟，总共用时48分钟。初始粘度是在时间＝14.7分钟时的测量值。在本文用作RVA粘度的最终粘度是在时间＝47.4分钟时的测量值。
RVA粘度可由本领域的普通技术人员根据本文的描述进行改变，这取决于所期望的最终的羟丙基化预胶化淀粉的特性。例如，在如本文所述的组合物的某些实施例中，预胶化羟丙基化淀粉的RVA粘度在约400cP至约3500cP的范围内。例如，在如本文所述的羟丙基化预胶化淀粉的某些特定实施例中，RVA粘度在约700cp至约2500cp的范围内，或在约400cp至约3000cp的范围内、或在约400cp至约2500cp的范围内，或在约400cp至约2000cp的范围内，或在约700cp至约3500cp的范围内，或在约700cp至约3000cp的范围内，或在约700cp至约2000cp的范围内。
例如，在某些实施例中，羟丙基化预胶化淀粉被交联。本领域的普通技术人员可以选择交联的数量和类型，以给羟丙基化预胶化淀粉提供期望的粘度。淀粉可以以多种方式被交联。例如，在某些实施例中，淀粉通过磷酸(例如，通过单或或多磷酸桥，其通过，例如，利用POCl3或者在其它实施例中利用碱性三偏磷酸盐或三聚磷酸盐处理淀粉而形成)交联。在其它实施例中，淀粉通过亚烷基交联剂(例如，通过与表氯醇反应形成的亚烷基交联剂)或者二羧酸交联剂交联。本领域的普通技术人员将基于本文的描述选择(一种或多种)适当的交联剂，以给预胶化羟丙基化淀粉提供期望的特性。
在某些实施例中，本文所描述的羟丙基化预胶化淀粉易于分散在牛奶中。如本文所使用的，“易于分散在牛奶中”意味着材料通过以下描述的试验：将6.5g材料添加到118g、2％的牛奶中，然后使其静置10秒，然后再用手握住长柄匙搅拌10秒。使搅拌后的样品静置40秒，然后将其倾注通过10目筛。为了通过该试验，整个混合物将倾注通过筛，而没有团块被截留在该筛上。
本发明人已经确定，在某些实施例中，淀粉颗粒表面上的蛋白质的量的减少可以大大改进羟丙基化预胶化淀粉的分散性。因此，在如本文所述的预胶化羟丙基化淀粉的某些实施例中，预胶化羟丙基化淀粉具有小于约80％、小于约50％或者甚至小于约20％的相应天然淀粉的表面蛋白质。如普通技术人员将认识到的，预胶化羟丙基化淀粉将具有其所源自的相应天然淀粉。下文更加详细地描述了天然淀粉的实例。可以测量淀粉的表面蛋白质。如下文更加详细描述的，可以以多种方式减少蛋白质的量，例如，通过利用诸如蛋白酶和淀粉酶的酶类处理、利用酸处理、利用碱或机械磨蚀处理。
羟丙基化预胶化淀粉可以以，例如，颗粒或粉末固体形式提供。在某些实施例中，羟丙基化预胶化淀粉具有在约2％至约15％(即以重量计)的范围内的水分水平。例如，在某些实施例中，羟丙基化预胶化淀粉具有在约4％至约7％的范围内的水分水平。在其它实施例中，淀粉组合物具有在约6％至约10％的范围内，或在约7.5％至约10％的范围内，或在约6％至约15％的范围内，或在约7.5％至约15％的范围内，或在约6％至约8.5％的范围内，或在约7.5％至约8.5％的范围内的水分水平。发明人已经确定，分散性，尤其是在牛奶中的分散性，在水分含量大于约7.5％时可以得到改进。
在本文所描述的淀粉组合物的某些实施例中，羟丙基化预胶化淀粉具有在约13lb/ft3至约20lb/ft3的范围内，例如在约14lb/ft3至约16lb/ft3的范围内的堆积密度。在本文所描述的羟丙基化预胶化淀粉的某些实施例中，羟丙基化预胶化淀粉具有使得70％的组合物被截留在U.S.#30号筛与U.S.#120号筛之间的颗粒尺寸分布。此外，如本文所述的羟丙基化预胶化淀粉材料的某些理想的实施例基本上不含细粉。如本文所使用的，“细粉”为最大直径小于125μm的颗粒。在一个实施例中，羟丙基化预胶化淀粉具有小于约15％、小于约10％、小于8％或者甚至小于约5％的细粉。当然，如普通技术人员将认识到的，可以不必从产品中去除所有细粉。例如，在某些实施例中，羟丙基化预胶化淀粉包括大于约0.1％、大于约0.5％、大于1％或者甚至大于约3％的细粉。
在某些实施例中，为了提供期望的水分水平、密度和颗粒尺寸，预胶化羟丙基化淀粉可以以附聚形式提供。本领域的普通技术人员将调整常规的附聚技术，以给羟丙基化预胶化淀粉提供期望的特性(例如颗粒尺寸、密度、水分水平和细粉的量)。
如本公开全文且在下文更加详细描述的，淀粉产品被预胶化，即其在配制过程中由制造商胶化并干燥。预胶化淀粉在其分散在冷水或温水中时产生粘度，而无需进一步的强烈加热。预胶化淀粉在本领域还被称为预熟化淀粉、预胶凝淀粉、速溶淀粉、冷水可溶淀粉，以及冷水溶胀淀粉。
如上文所描述的，在某些实施例中，预胶化羟丙基化淀粉基本上被胶化(例如至少约75％、至少约80％或者甚至至少约85％被胶化)。在某些实施例中，淀粉的胶化程度在约75％至约99％、约80％至约99％，或者约85％至约99％的范围内。本领域的普通技术人员将使用差示扫描量热法(“DSC”)确定胶化程度。为了进行该测量，将预胶化羟丙基化淀粉碾磨成颗粒尺寸小于200μm，并将其与水混合至水分含量为65％。接着，在DSC装置中以10℃每分钟的速率将产品从10℃加热至100℃，并且评估在55℃至85℃的范围内的熔化焓，并将其与原料(即非胶化羟丙基化淀粉)的熔化焓进行比较。如下文更加详细描述的，淀粉可通过将淀粉熟化(例如经由蒸汽喷射喷雾熟化)而被胶化。
本领域的普通技术人员将认识到，本文所描述的预胶化羟丙基化淀粉可以基于多种类型的淀粉。本领域的普通技术人员可以基于本文的描述根据淀粉的性能、可获得性和成本，以及预胶化羟丙基化淀粉的所期望的特性来选择特定淀粉。
例如，本文所描述的预胶化羟丙基化淀粉可以为源自任何天然来源的淀粉。如本文所使用的天然淀粉为在植物中发现的淀粉，包括源自通过标准育种技术(包括杂交、易位、倒位、转化、插入、辐射、化学或其它诱导突变，或任何其它基因或染色体工程的方法)获得的以包括其变型的植物的淀粉。另外，源自通过诱导突变种植的植物的淀粉以及可通过已知的标准突变育种方法来生产的以上通用组合物的变型同样适合用于天然淀粉。淀粉可以源自各种来源，例如源自谷物、块茎和根、豆类和果实。典型来源或淀粉包括但不限于玉米、马铃薯、甘薯、小麦、木薯、豌豆、香蕉、车前草、大麦、燕麦、黑麦、黑小麦、西米、苋菜、竹芋、美人蕉、高粱和大米，并且可包括它们的低直链淀粉(糯性)及高直链淀粉品种。在一个实施例中，预胶化羟丙基化淀粉基于玉米淀粉，例如糯性玉米淀粉。
在如本文所述的预胶化羟丙基化淀粉的某些实施例中，淀粉具有相比于直链淀粉更高含量的支链淀粉。例如，在某些实施例中，淀粉的多糖成分为至少约80％的支链淀粉、至少约90％的支链淀粉、至少约95％的支链淀粉、至少约98％的支链淀粉，或者甚至至少约99％的支链淀粉。例如，淀粉可以为糯性淀粉，例如糯性玉米淀粉或糯性马铃薯淀粉。本领域的技术人员还将认识到，商业淀粉通常包括一定水平的其它淀粉污染物。例如，商业糯性玉米淀粉可含有几个百分点的马齿型玉米淀粉污染物。例如，由于污染，商业糯性玉米淀粉可包括小于约10％或小于约7％的马齿型淀粉。当然，本领域的普通技术人员可以选择其它各种淀粉，或者各种淀粉的混合物，以给本文所描述的预胶化羟丙基化淀粉提供期望的特性。
本文所描述的预胶化羟丙基化淀粉可以使用多种技术来制备。例如，在某些实施例中，预胶化羟丙基化淀粉通过包括以下步骤的方法制备：将淀粉羟丙基化并对该淀粉进行表面处理以提供羟丙基化淀粉。表面处理和羟丙基化可以按任何顺序进行，其它步骤可选地介于其间。例如，在一个实施例中，羟丙基化在表面处理之前进行。在某些实施例中，例如，为了给预胶化羟丙基化淀粉提供期望的粘度特征，所述淀粉例如在表面处理之前被交联。在一种这样的实施例中，羟丙基化淀粉在表面处理之前被交联。
淀粉的羟丙基化可以使用常规的羟丙基化技术来进行，例如通过在碱性条件下利用丙烯氧化物处理。可以使淀粉为强碱性pH(例如，在约8.5至约12.5的范围内，例如从约10至约12.5)，并在适于提供期望的羟丙基化水平的时间和温度条件下利用丙烯氧化物处理。pH可以利用诸如磷酸二钠、磷酸三钠、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙之类的多种，例如，碱金属或碱土金属盐中的任一种来调节，碱金属或碱土金属盐的用量为，例如，每份淀粉使用在约0.002至约0.030重量份的范围内的氢氧化钠或同样量的另一个碱金属。此外，可以添加诸如硫酸钠、硫酸镁、正磷酸二钠和正磷酸三钠之类的加工助剂，用量为，例如，每份淀粉使用在约0.001至约0.150重量份的范围内的的酸。羟丙基化反应可以在各种压力(例如0.5-5个大气压，或约环境大气压)下、在各种温度(例如20-100℃)下进行不同时间(例如3-36个小时)，这取决于淀粉和所期望的羟丙基化水平。在将淀粉羟丙基化的方法的一个实例中，在43.3℃(110℉)下将糯性玉米淀粉、水、硫酸钠和氢氧化钠进行结合以达到pH 11.6，并在43.3℃(110℉)下与丙烯氧化物反应20-24个小时。可以使用常规技术去除过量的丙烯氧化物。
淀粉的交联还可以例如使用任何常规方法来进行。交联剂结合淀粉的非晶形区域(例如淀粉的支链)中相邻的脱水葡萄糖单元。交联防止颗粒完全溶胀以及最终裂解。共价交联网络还使得颗粒对食品生产中常见的pH极限和高剪切过程耐受。可以使用各种交联剂，例如双官能醚化剂和/或酯化剂，例如表氯醇、二-β-氯乙基醚、如己二酸酐的二元有机酸等同物、氧氯化磷(POCl3)、三偏磷酸盐和多磷酸盐(例如其碱金属盐和碱土金属盐)、乙酸和二元或者三元羧酸的直链混合酸酐。另一种有用的交联剂为次氯酸钠，当使用适当量并且在适当的pH(例如11或更大)条件下，其提供被交联的淀粉。在如本文所述的淀粉组合物的某些实施例中。交联反应可以在多种条件下进行。例如，可以在强碱性pH(例如，在约8.5至约12.5的范围内，例如从约10至约12.5，例如在pH 11.6下)下、在各种温度下(例如10-100℃、20-65℃，例如43.3℃(110℉))用POCl3进行交联足够的时间以提供期望的交联水平，在该时间之后，可以通过利用酸(例如盐酸、磷酸、硫酸)降低pH(例如降至约6.5)来淬灭反应。在M.Rutenberg和D.Solarek的"Starch Derivatives:Production and Uses"，Starch:Chemistry and Technology，第X章，第324-332页，1984，以及美国专利号2,328,537和2,801,242中进一步描述了淀粉的交联。如本领域的普通技术将认识到的，淀粉的交联可以在羟丙基化之前或之后进行。
在某些实施例中，在预胶化羟丙基化淀粉中可能存在其他修改。这类修改的实例对于本领域的普通技术人员来说是熟悉的。例如在21C.F.R.172.892中描述了某些这类修改，该文献在此通过引用整体并入本文。实例包括由1-辛烯基琥珀酸酐、乙酸酐、醋酸乙烯酯、丙烯醛、琥珀酸酐进行的修改，以及由各种氧化剂进行的漂白。这类修改为本领域的普通技术人员所熟知，并且例如在MODIFIED STARCHES:PROPERTIES AND USES,Ed.Wurzburg,CRC Press,Inc.,Florida(1986)中进行了描述。在某些实施例中，在预胶化羟丙基化淀粉中提供了水平小于约10wt％、小于约5wt％、小于约2wt％、小于约1wt％或者甚至小于约0.5wt％的任何附加修改。然而，在某些可选实施例中，基本上不存在附加修改。
如上文所指出的，还对淀粉进行表面处理，例如以有助于提供具有可分散特征的产品预胶化羟丙基化淀粉。表面处理可以以多种方式进行，如下文更加详细描述的。表面处理可以例如在胶化之前进行。并且如上文所指出的，在本文所描述的预胶化羟丙基化淀粉的某些实施例中，淀粉颗粒在其表面具有大幅降低的蛋白质(例如小于约80％、小于约50％或小于约20％的相应天然淀粉的表面蛋白质)。本领域的普通技术人员可以进行本文所描述的表面处理以给预胶化羟丙基化淀粉提供期望的表面蛋白质水平。例如，可以在足以从淀粉的表面去除至少约20％、至少约50％或者甚至至少约80％的淀粉(即与在其上进行表面处理的材料相比)的条件和时间下进行表面处理。
例如，在如本文所述的预胶化羟丙基化淀粉的某些实施例中，利用蛋白酶处理淀粉(例如在羟丙基化之前或之后，以及在交联之前或之后)。可以在如上所述足以大幅降低蛋白质的量或者足以以其他方式改进产品预胶化羟丙基化淀粉的分散性(例如以提供可分散在牛奶中的淀粉)的条件下进行蛋白酶处理。适当的蛋白酶的实例包括，例如，嗜热菌蛋白酶、胃蛋白酶、Arg-C、弹性蛋白酶和胰蛋白酶。例如，淀粉可以在高温(例如35-75℃、50-70℃或约64℃)下经受嗜热菌蛋白酶处理几个小时(例如1-10、2-8或约4个小时)以从淀粉颗粒的表面去除一定量的蛋白质，或者以其他方式改进产品预胶化羟丙基化淀粉的分散性(例如以提供可分散在牛奶中的淀粉)。本领域的普通技术人员将基于本领域已知的酶消化过程开发用于蛋白酶处理的过程。
在如本文所述的预胶化羟丙基化淀粉的其他实施例中，利用诸如淀粉酶之类的糖酶处理淀粉(例如在羟丙基化之前或之后，以及在交联之前或之后)。可以在如上文所述足以大幅减少蛋白质的量或足以以其他方式改进产品预胶化羟丙基化淀粉的分散性(例如以提供可分散在牛奶中的淀粉)的条件下进行糖酶或淀粉酶处理。可以例如在去除淀粉颗粒的表面层的条件下进行糖酶处理，从而跟表面层一起去除表面蛋白质。适当的糖酶的实例包括，例如，过氧化氢酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶和γ-淀粉酶；作为本领域的普通技术人员，可以依次或同时地组合使用糖酶。本领域的普通技术人员将基于本领域已知的酶消化过程开发用于糖酶处理的过程。
在其他实施例中，表面处理为在如上文所述足以大幅减少蛋白质的量或者足以以其他方式改进产品预胶化羟丙基化淀粉的分散性(例如以提供可分散在牛奶中的淀粉)的条件下利用酸进行的处理(在羟丙基化之前或之后，以及在交联之前或之后)。可以进行酸处理，从而使得其不使预胶化羟丙基化淀粉的粘度降低至不适当的水平，尤其是当淀粉在酸处理之前进行交联时。例如，可以在不大于约3或者甚至不大于约2的pH(例如，约1至约2.5、约1.3至约2、约2、约1.5或者约1)下利用强酸(例如盐酸、硫酸)在如上文所述足以减少蛋白质的量或者足以以其他方式改进产品预胶化羟丙基化淀粉的分散性(例如以提供可分散在牛奶中的淀粉)的温度或时间下在含水介质中处理淀粉。例如，可以在各种压力(例如0.5-5个大气压，或者约环境大气压)下、在各种温度(例如20-100℃，或者30-80℃，或者35-55℃)下进行所述处理不同的时间(例如3-36个小时，或者4-20个小时，或者6-10个小时)。可以例如在去除淀粉颗粒的表面层的条件下进行酸处理，从而跟表面层一起去除表面蛋白质。可以使用多种强酸来调节pH，例如盐酸、硫酸或者磷酸。当达到期望的反应水平时，可以利用适当的碱(例如，诸如碳酸钠、氢氧化钠或碳酸氢钠之类的碱金属或碱土金属氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐)基本上中和反应混合物(例如，中和至在约5.5至约8.5的范围内的pH，例如，约6.5、约7或者约7.5的pH)。
当然，可以使用其他表面处理技术来减少淀粉表面上的蛋白质的量，或者以其他方式改进产品预胶化羟丙基化淀粉的分散性(例如以提供可分散在牛奶中的淀粉)。例如，在一个实施例中，表面处理为机械抛光，其在足以减少淀粉表面的蛋白质的量或者足以以其他方式改进产品预胶化羟丙基化淀粉的分散性(例如以提供可分散在牛奶中的淀粉)的条件下进行。
在本文所描述的反应中的任一个反应之后，可以对淀粉产品或中间体进行洗涤以基本上去除杂质，例如，那些在本文所描述的修改、交联和/或表面处理操作中引入的杂质。如本领域的普通技术人员将认识到的，可以使用多种方法和设备洗涤淀粉产品或中间体。例如，可以在可选地添加表面活性剂的同时，使用水、稀酸、稀碱或缓冲剂洗涤淀粉产品或中间体一次或更多次，并且使用离心、过滤或沉积将其从洗涤液体中分离出来。用于洗涤淀粉产品或中间体的离心装置的实例为Merco喷嘴离心机。
类似地，本文所描述的淀粉产品可以在任何中间体或最终产品阶段通过本领域已知的方法进行纯化，以去除淀粉天然具有的或在加工过程中产生的异味、臭气或颜色。在欧洲专利申请公开号554 818中公开了用于处理淀粉的适当的纯化方法。还可以使用碱洗技术。在美国专利号4,477,480和5,187,272中描述了这类洗涤技术的实例。
所期望的胶化程度可通过将淀粉熟化来实现。例如，在某些实施例中，羟丙基化经表面处理的淀粉通过喷雾熟化基本上胶化(例如，胶化至如上文所描述的程度)。本领域的普通技术人员将认识到，可以使用各种装置以各种方式进行喷雾熟化。例如，在某些实施例中，使用两相蒸汽喷射喷雾熟化喷嘴(诸如可从Spraying Systems Co.和Delevan SprayTechnologies购得的那些喷嘴)进行喷雾熟化。本领域的普通技术人员将调整常规喷雾干燥方法以提供期望的喷雾熟化产品。可以例如利用淀粉浆液在约4.5至约6的范围内的pH下进行所述方法。所述方法可以在，例如，约204.4℃(400℉)至约273.9℃(525℉)的范围内的喷嘴入口温度(例如约425℉、约450℉、约475℉或者约500℉)下；以及约79.4℃(175℉)至约126.7℃(260℉)的范围内的喷嘴出口温度(例如约195℉、约210℉、约230℉或者约250℉)下进行。所述方法可以在，例如，约3500psig至约5500psig内的范围内，例如约4000psig至约5000psig的压力下进行。蒸汽压力可以在，例如，约130psig至约165psig的范围内，例如，约140至约155psig。在美国专利号4,280,851中描述了喷雾熟化方法的实施例，该专利在此通过引用整体并入本文；本领域的普通技术人员将认识到，可以适当采用其他喷雾熟化方法。值得注意的是，在某些实施例中，喷雾熟化的产品基本上为干燥固体(例如，为细小粉末形式)，其具有在约4％至约7％的范围内的水分水平。
当然，本领域的普通技术人员将认识到，可以使用其他方法将淀粉熟化和干燥。例如，本领域的普通技术人员将认识到，羟丙基化经表面处理的淀粉可以可选地用不同的操作来熟化和干燥。例如，在某些实施例中，首先使羟丙基化经表面处理的淀粉熟化以提供期望的胶化程度，然后对其进行干燥以提供期望的水分水平。可以使用多种类型的熟化方法，例如喷射熟化和喷雾熟化。理想地，在熟化过程中存在水分(例如，为蒸汽形式)以帮助胶化。可以使用多种干燥技术来提供干燥产品，例如，喷雾干燥、闪速干燥、托盘干燥和转鼓干燥。干燥产品可以为，例如，基本上干燥的固体，其具有在约4％至约7％的范围内的水分水平。本领域的普通技术人员可以调整常规熟化和干燥过程以提供期望的胶化程度和期望的水分含量。
在如本文所述的淀粉组合物的某些实施例中，预胶化羟丙基化淀粉(例如，如上文所描述的干燥产品)被附聚以提供附聚的羟丙基化预胶化淀粉。可以使用本领域的普通技术人员熟悉的多种方法中的任何一种进行附聚，例如，使用例如Glatt流化床附聚机的再浸湿附聚。本领域的普通技术人员可以调整附聚条件，从而给材料提供如上文所述的期望的水分、颗粒尺寸和堆积密度特性。可以进行附聚，例如，以提供具有在为6％至约10％的范围内，或约7.5％至约10％的范围内，或约6％至约15％的范围内，或约7.5％至约15％的范围内，或约6％至约8.5％的范围内，或约7.5％至约8.5％的范围内的材料。类似地，可以进行附聚，从而使得附聚材料具有在约13lb/ft3至约20lb/ft3的范围内，例如在约14lb/ft3至约16lb/ft3的范围内的堆积密度。类似地，可以进行附聚，从而使得70％的附聚材料被截留在U.S.#30号筛与U.S.#120号筛之间。还可以进行附聚以提供基本上不含细粉的材料。在一个实施例中，附聚的羟丙基化预胶化淀粉具有小于约15％、小于约10％、小于8％或者甚至小于约5％的细粉。当然，如普通技术人员将认识到的，可以不必从产品中去除所有细粉。例如，在某些实施例中，附聚的羟丙基化预胶化淀粉包括大于约0.1％、大于约0.5％、大于1％或者甚至大于约3％的细粉。
在某些实施例中，预胶化羟丙基化淀粉(例如，上文所描述的干燥产品)在附聚之前被碾磨，例如，以提供用于附聚的尺寸相对均匀的颗粒。本领域的普通技术人员可以基于常规实验选择碾磨类型和程度。
当然，本领域的普通技术人员将认识到，可以使用其他方法和设备来提供附聚物。例如，在此通过引用整体并入本文的美国专利号4,871,398描述了一种用于制备胶化喷雾干燥的淀粉附聚物的连续方法。该方法使用美国专利号4,280,851中描述的类型的两个或多个加盖双流体喷嘴。在干燥塔中将两个或多个喷嘴排列，从而使得它们的喷雾模式交叉。交叉点距离喷嘴足够远以避免成团，但又足够靠近喷嘴从而使得颗粒表面足够粘以将颗粒粘结到附聚物中。
本领域的普通技术人员可以调整本文所描述的方法，以提供具有如本文所述的特性的预胶化羟丙基化淀粉。
本文所描述的预胶化羟丙基化淀粉可被配制成多种淀粉组合物。因此，本发明的一个实施例为包括如本文所述的预胶化羟丙基化淀粉的淀粉组合物。例如，在某些实施例中，淀粉组合物由预胶化羟丙基化淀粉组成，或者基本上由预胶化羟丙基化淀粉组成。当然，本领域的普通技术人员将认识到，淀粉组合物中可以包括诸如营养素和调味剂之类的其他组分。在某些实施例中，淀粉组合物包括至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约98％或者甚至至少约99％的如本文所述的预胶化羟丙基化淀粉。
在如本文所述的淀粉组合物的某些实施例中，淀粉组合物基本上不含麦芽糖糊精。发明人已经确定，麦芽糖糊精的添加，尽管理论上有助于改进牛奶分散性，但是可能带来严重的方法和产品的不一致(例如，就pH稳定性、可流动性、松散堆积密度、粘度、稠度而言)，同时提供具有不可靠分散性的产品。在如本文所述的淀粉组合物的某些实施例中，淀粉组合物具有小于约5％、小于约3％、小于约2％、小于约1％、小于约0.1％或者甚至小于约0.05％的麦芽糖糊精。
本发明的另一方面为一种用于增稠含水液体的方法。该方法包括使如本文所述的淀粉组合物分散在液体中以提供基本上均匀的增稠液体。如本文所使用的，基本上均匀的增稠液体将通过10目筛，由于淀粉被截留在筛上而没有团块。理想地，将淀粉组合物在液体中搅拌不超过5分钟(例如，不超过4分钟、不超过3分钟、不超过2分钟、不超过90秒或者甚至不超过1分钟)以提供基本上均匀的增稠液体。理想地，分散过程用时小于约6分钟(例如不超过5分钟、不超过4分钟、不超过3分钟、不超过2分钟或者甚至不超过90秒)。在某些实施例中，以在约15mL至约50mL每250mL液体的范围内的速率将淀粉组合物添加到液体中。在某些理想的实施例中，当淀粉组合物分散在液体中时，液体处于在约5℃至约30℃的范围内的温度下。
如本领域的普通技术人员将认识到的，可以使用本文所描述的淀粉组合物增稠多种含水液体。例如，在一个实施例中，所述液体为可饮用液体。可饮用液体的增稠尤其可用于如上文所述的那些患有吞咽障碍的人。如本文所述的可被增稠的液体的实例包括，例如，水、饮料、汤、肉汤、沙司、卤汁、糖浆、调料、药剂和营养增补剂。例如，在一个实施例中，所述液体为牛奶。在另一个实施例中，所述液体为水。
对本领域的技术人员而言显而易见的是，在不偏离本发明的范围下可以对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明将覆盖在所附权利要求书及其等同物的范围内对本发明进行的所有修改和变化。

Claims (51)

1.一种预胶化羟丙基化淀粉，其具有
在约1％至约10％的范围内的羟丙基化水平；以及
在约400cP至约3500cP的范围内的RVA粘度；
其中所述预胶化羟丙基化淀粉易于分散在牛奶中。
2.一种预胶化羟丙基化淀粉，其具有
在约1％至约10％的范围内的羟丙基化水平；
在约400cP至约3500cP的范围内的RVA粘度；以及
小于约80％的相应天然淀粉的表面蛋白质。
3.根据权利要求2所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述预胶化羟丙基化淀粉易于分散在牛奶中。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其具有小于约50％的相应表面淀粉的表面蛋白质。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其具有小于约20％的相应表面淀粉的表面蛋白质。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述预胶化羟丙基化淀粉为附聚形式。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其具有在约2％至约15％的范围内的水分水平。
8.根据权利要求1-6中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其具有在约4％至约7％的范围内的水分水平。
9.根据权利要求1-6中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其具有在约6％至约10％的范围内的水分水平。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其具有在大于约7.5％的范围内的水分水平。
11.根据权利要求1-6中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其具有在约7.5％至约10％的范围内的水分水平。
12.根据权利要求1-11中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其具有在约16lb/ft3至约18lb/ft3的范围内的堆积密度。
13.根据权利要求1-12中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中70％的所述组合物被截留在U.S.#30号筛与U.S.#120号筛之间。
14.根据权利要求1-13中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述预胶化羟丙基化淀粉具有在约1％至约8％的范围内的羟丙基取代。
15.根据权利要求1-13中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述预胶化羟丙基化淀粉具有在约1.5％至约6％的范围内的羟丙基取代。
16.根据权利要求1-13中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述预胶化羟丙基化淀粉具有在约2％至约5％的范围内的羟丙基取代。
17.根据权利要求1-16中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述预胶化羟丙基化淀粉被交联。
18.根据权利要求17所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述预胶化羟丙基化淀粉通过磷酸盐交联。
19.根据权利要求1-18中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述预胶化羟丙基化淀粉具有在约700cP至约2500cP的范围内的RVA粘度。
20.根据权利要求1-19中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述预胶化羟丙基化淀粉基于玉米淀粉。
21.根据权利要求1-19中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述预胶化羟丙基化淀粉基于糯性玉米淀粉。
22.根据权利要求1-21中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中任何附加修改的量为小于约1wt％的水平。
23.一种通过包括以下步骤的方法制备的预胶化羟丙基化淀粉：
将淀粉羟丙基化并对所述淀粉进行表面处理以提供羟丙基化淀粉，并且
将所述羟丙基化淀粉胶化。
24.根据权利要求23所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述羟丙基化在所述表面处理之前进行。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述羟丙基化通过在碱性条件下利用丙烯氧化物处理所述淀粉来进行。
26.根据权利要求23-25中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述方法进一步包括使所述淀粉交联。
27.根据权利要求26所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述羟丙基化淀粉在所述表面处理之前被交联。
28.根据权利要求26或权利要求27所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述交联通过在碱性条件下利用POCl3处理所述淀粉来进行。
29.根据权利要求23-28中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述表面处理为利用蛋白酶的处理。
30.根据权利要求29所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述蛋白酶为嗜热菌蛋白酶、胃蛋白酶、Arg-C、弹性蛋白酶和胰蛋白酶中的一种或多种。
31.根据权利要求29所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述表面处理为在50-70℃范围内的温度下利用嗜热菌蛋白酶的处理。
32.根据权利要求23-28中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述表面处理为在pH小于3下利用酸的处理。
33.根据权利要求23-28中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述表面处理为机械抛光。
34.根据权利要求23-28中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述表面处理为利用糖酶的处理。
35.根据权利要求34所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述糖酶为淀粉酶。
36.根据权利要求23-35中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述胶化通过使所述淀粉喷雾熟化来进行。
37.根据权利要求23-36中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其中所述方法进一步包括使所述预胶化羟丙基化淀粉附聚。
38.根据权利要求23-37中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉，其具有根据权利要求1-22中的任一项所述的特性。
39.一种淀粉组合物，其包括根据权利要求1-38中的任一项所述的预胶化羟丙基化淀粉。
40.根据权利要求39所述的淀粉组合物，其基本上由所述预胶化羟丙基化淀粉组成。
41.根据权利要求39所述的淀粉组合物，其包括至少约90wt％的所述预胶化羟丙基化淀粉。
42.根据权利要求39-41中的任一项所述的淀粉组合物，其中所述淀粉组合物基本上不含麦芽糖糊精。
43.一种用于制造预胶化羟丙基化淀粉的方法，所述方法包括：
将淀粉羟丙基化并对所述淀粉进行表面处理以提供羟丙基化淀粉，并且
将所述羟丙基化淀粉胶化以形成所述预胶化羟丙基化淀粉。
44.根据权利要求43所述的方法，其具有根据权利要求24-38中的任一项进一步所描述的限制。
45.一种用于增稠含水液体的方法，所述方法包括将根据权利要求39-42中的任一项所述的淀粉组合物分散在所述液体中以提供基本上均匀的增稠液体。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述液体为可饮用液体。
47.根据权利要求45所述的方法，其中所述液体选自以下各项组成的组：水、饮料、汤、肉汤、沙司、卤汁、糖浆、调料、药剂和营养增补剂。
48.根据权利要求45所述的方法，其中所述液体为牛奶。
49.根据权利要求45所述的方法，其中所述液体为水。
50.根据权利要求45-49中的任一项所述的方法，其中所述液体处于在约5℃至约30℃范围内的温度下。
51.根据权利要求45-50中的任一项所述的方法，其中将所述淀粉组合物在所述液体中搅拌不超过3分钟以提供所述基本上均匀的增稠液体。
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