CN1078049C - 能分散于热水的,基于包覆油脂的含淀粉颗粒的稠化剂 - Google Patents

能分散于热水的,基于包覆油脂的含淀粉颗粒的稠化剂 Download PDF

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Abstract

一种类似于奶油面粉糊的食品稠化剂的制备方法。将细颗粒的含淀粉物质输送到密闭的颗粒包覆区，在其中使熔融的高熔点油脂以细液滴形式喷洒在颗粒上将其包覆。同时，用冷却气体将包覆的颗粒冷却到油脂的熔点以下。包覆的颗粒可自由流动并易于在热水中分散。

Description

能分散于热水的，基于包覆油脂的含淀粉颗粒的稠化剂
本发明涉及可分散在热水中的食品稠化剂(binding agent)。本发明也涉及这种稠化剂的制备方法。
稠化剂，有时也称为增稠剂，是构成许多脱水食品如脱水酱汁、汤汁和肉汁的基本成分。这些脱水食品通常还含有其它的成分如脱水蔬菜、肉汁、酵母浸膏、糖、盐、油脂、油等，但是稠化剂可使脱水食品一旦再水化就成为人们所喜爱的浓稠状、奶油般的形态。这种稠化剂的概念和传统烹调中所用的奶油面粉糊相似。
和奶油面粉糊一样，稠化剂通常由含淀粉物质和油脂制备。含沉淀物质通常是某种面粉；特别是小麦粉，虽然其它的面粉也可应用。现在所用的油脂通常是固态植物油脂。将含淀粉物质和油脂混合，常常还要脱水，然后加到脱水食品其它成分中。但是，应用这种稠化剂时常出现严重的问题，当将热水搅拌进脱水食品后，发生成团或结块的现象。如果该食品是作为“速溶食品”，最重要的是一加入热水，脱水食品就能迅速再水化，又不致成团或结块。
美国专利4363824致力于解决这个问题。该专利描述了一种方法，其中包括首先将一种高熔点油脂加热到其熔点之上(例如至70℃)。然后将面粉混入形成含约55～80％面粉的面团。然后将面团转移到冷却罐中，使它在可控制的条件下冷却。具体地说，面团按这样的条件冷却：至少当面团在35～15℃下进行恒速降温。以这种方式冷却可使油脂改变其结晶结构，当温度为20～35℃时，制成的产物中含有50％以下的液体油脂。然后使冷面团通过冷却辊压成薄片。将面团成片状刮下。以薄片作为稠化剂加到脱水食品中。按这种方法制成的稠化剂使脱水食品具有良好的再水化性能。但是，为了使它们易于通过冷却辊加工，稠化剂中含有较高量的脂肪物质。在某些情况下，例如如果稠化剂是用于低脂肪食品中，这种方法就不适用。
美国专利4568551公开了另外一种方法。该专利描述的方法包括将高熔点的油脂加热熔化，然后使熔体与一种含淀粉物质，特别是小麦粉，混合形成均匀的面团。然后往其中混入少量的水。将面团加热到90℃以上，在此高温下进行连续混合，直至湿含量降至7％以下。然后使面团冷至室温，并磨碎形成自由流动的脱水稠化剂。这种稠化剂据称很容易分散在沸水中，而不致形成团块。这种方法的缺点是常常需要加热到90℃以上，并保持较长时间。这就使得该方法成本高昂。
英国专利1478843还公开了另一种方法，该专利描述的方法包括用高熔点的食用油脂在行星式混合器或研碎钵中包覆成团的淀粉。该方法的优点是操作简单，不需要加热和冷却。稠化剂油脂含量也比较低；例如约20％(重量)。但是，稠化剂不是由成型好的颗粒制成，流动性比较差。
所以，就有需要制备一种可自由流动，在热水中容易分散的食品稠化剂，所述稠化剂可含有低量的脂肪物质，而且制备过程可以不需要高温。
因而，本发明的一个方面是提供一种制备食品稠化剂的方法，该方法包括：
将温度低于10℃的冷却气体导入密封的颗粒包覆区的上方，使输送至密封颗粒包覆区的含淀粉物质颗粒冷却，含淀粉物质颗粒的粒径小于500μm；
以粒径小于约80μm的液滴形式将熔化的熔点高于35℃的食用油脂喷入颗粒包覆区，包覆含淀粉物质的颗粒，使形成的包覆颗粒含有约60～85％(重量)的含淀粉物质和约40～15％(重量)的食用油脂，冷却气体使包覆在包覆颗粒上的食用油脂冷至食用油脂的熔点以下；收集包覆好的颗粒。
令人惊奇的是，这种方法制成的稠化剂很容易分散在热水中而不会成团，并提供令人满意的形态和稠度。例如，在试验中，所述稠化剂可在20秒内溶于热水中。此外，该稠化剂可含有较低量的脂肪；例如低至15％(重量)。该稠化剂包覆颗粒基本上是球形的可以自由流动。所以本发明提供了一种优异的粉状的脱水食品稠化剂。
喷洒入颗粒包覆区油脂的量优选足以使包覆颗粒含有约20～40％(重量)的油脂和约80～60％(重量)的含淀粉物质。含淀粉物质优选含有至少50％(重量)的面粉；特别是小麦粉。但是，可用的其它类的面粉例如有谷物粉、木薯粉等。此外，凝聚的淀粉如马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉等也可以和面粉合并使用。
含淀粉物质颗粒的粒径优选小于300μm。特别优选的是，少于25％(重量)含淀粉物质颗粒的粒径小于约50μm，少于5％(重量)颗粒粒径大于约200μm。也优选颗粒粒径分布比较小；例如至少60％(质量)的颗粒粒径在平均粒径的60μm之内。优选约70％(质量)的颗粒粒径在约80～150μm的范围内。平均颗粒粒径优选的100μm。
食用油脂的熔点优选为35～50℃。食用油脂的熔点特别优选为40～45℃。
喷入颗粒包覆区的熔融油脂液滴的粒径优选约5～80μm。液滴粒径更优选为约5-40μm。
在喷入颗粒包覆区之前，食用油脂要加热到其熔点之上。最好，食用油脂的加热温度不高于其熔点10～20℃，例如，对熔点为40～45℃的油脂，可以加热到约55～60℃。
包覆后的颗粒最好冷却到油脂熔点的至少20℃以下。例如，包覆的颗粒可冷却到约15℃以下，优选约0～10℃。
在一个实施方案中，含淀粉物质颗粒以与冷却气流相反方向经过颗粒包覆区下落。然后熔融油脂喷向下落的含淀粉物质颗粒流的中心。最好，喷洒方向基本上与含淀粉物质颗粒流相垂直。
在所述实施方案中，冷却气体的流速优选不足以完全流化包覆的颗粒，但可防止它们从颗粒包覆区下落。因而，冷却气的流速最好选择使得颗粒在颗粒包覆区的停留时间小于约5分钟，更优选小于2分钟，例如约1分钟。在包覆区的停留时间太长，将会使包覆颗粒带有大量的油脂。包覆颗粒的粒径也会太大。另一方面，在包覆区中的停留时间太短，将使包覆颗粒带有的油脂太少，而不能使最终形成的食品达到所需要的稠度。同样，冷却气体太少也将达不到所需要的冷却程度。但是，冷却气体的流速可以按包覆颗粒的要求进行调节。冷却气体需要的流速取决于诸多因素如冷却气体的温度、熔融油脂的温度、包覆颗粒的流动速率、液体的横截面积、颗粒粒径等。但是，本领域的技术人员很容易确定合适流速。
在另一个实施方案中，含淀粉物质颗粒可以用冷却空气流化。含淀粉物质颗粒于颗粒包覆区在食周油脂喷洒时，停留时间可以是约10至约20分钟。这个实施方案特别适合于间歇工艺。最好，熔化油脂往颗粒流化床内喷洒的时间为20分钟或更少；例如约15分钟。熔融油脂喷洒完毕后，颗粒要再流化一段时间，以使包覆颗粒进一步冷却。
最好，包覆颗粒的粒径在100μm至约700μm的范围内，例如约200～500μm。
冷却气体优选为空气，因为这是最便宜的气体；但是任何适用的气如二氧化碳和氮气都可应用。空气在通入颗粒包覆区前优选冷却到低于约10℃，例如-20至约6℃。
包覆的颗粒从包覆区取出后，可以在0～15℃下贮存，以使涂层中的油脂转变成γ晶型。通常发现，油脂在颗粒上最初固化时，形成的是不稳定的α-晶型。如果油脂在低于约15℃的温度下贮存直至72小时，晶型首先转变为β晶型，然后再转变为稳定的γ晶型。
本发明的另一方面是提供一种由前述方法所制备的食品稠化剂，该稠化剂含有包覆的颗粒，各个颗粒都具有含淀粉物质的芯层和食用油脂的涂层；包覆颗粒的粒径约200～500μm，能分散在热水中。
本发明的另一方面是提供一种含有基本上是球形颗粒的可流动稠化剂，各个颗粒都具有含淀粉物质的芯层和食用油脂的涂层。食用油脂占稠化剂的约15～40％(重量)，含淀粉物质占稠化剂的约85～60％(重量)，包覆颗粒的粒径约200～500μm，可分散在热水中。
优选约70％(重量)的含淀粉物质组成颗粒粒径为约80～150μm的包覆颗粒的芯层。平均粒径优选约100μm。
现在仅通过实施例并参考附图来描述本发明的实施方案，所述附图是用以制备稠化剂的设备的示意图。
用以制备稠化剂的设备的一个实例如图1所示。这个设备是市售Babcock公司的产品，通常是用以生产凝聚的畜用食物。设备是由垂直排布长管状塔2组成。塔2含有基本上是圆柱形的上段4，颗粒加料管线6径向伸入上段4的顶部。颗粒加料管线6与位于上段4轴线上的分配器8相连。使用时，分配器8将颗粒均匀地分布在上段4中。
上段4的上面是基本上呈圆柱状的过滤器部分10。过滤器部分的直径比上段4的直径小，并终止于顶壁14。气体出口管线由过滤器部分10伸出。过滤器部分还包括过滤器筛网12，用以滤除通过气体出口管线16离开的气体夹带的颗粒。
在上段4以下，塔2渐渐缩小成基本上呈圆柱形的腰段18。腰段18下端与鼓凸部分20相连，鼓凸部分的外表面凸起，内表面凹进，上下两端的直径则基本相同。气体泄放管线38由鼓凸部分20引出后和气体出口管线16相连。塔2在这个区段的形态和气体泄放管线38可以控制塔2这部分的颗粒下降或上升的速率。
圆柱形的注入部分22位于鼓凸部分20的正下方。注入部分22有许多插入的注入喷嘴24，喷嘴24沿其圆周排布。每个注入喷嘴基本上朝向塔2的轴向。每个注入喷嘴都有一个细小的微孔，液体油脂物质通过这个微孔雾化成粒径小于约80μm的液滴。所需的孔径大小将取决于熔融油脂的粘度、压力和流速，任何本领域技术人员都很容易确定微孔的孔径。注入喷嘴24各自都与油脂加料管线26相连。油脂加料管线26依次与加热的油脂贮罐(未示出)相连，油脂贮罐中的油脂保持在液态。将一合适的油脂加料泵(未示出)连接在油脂加料管线中，使油脂以20～150巴(例如)压力泵压通过注入喷嘴24。合适的油脂加料泵是如Bran& Lubbe公司供应的高压活塞计量泵。但是熟练的工艺工程师都能从市售各种泵中选择其它合适的泵。
注入部分22的正下方，塔2向内收缩成基本上圆柱形的下段28。下段28的正下方，塔2再向内收缩成基本上圆柱形的进气部分30。进气部分30的侧面有一个气体入口32，它与气体入口管线34相连。
塔2在进气部分30的下端收缩成小的颗粒出口36，该出口成为塔2的塔底。出口处装有合适的阀门(未示出)，按需要闭合和开启。颗粒出口36的下方有适合的输送固体的传送机(未示出)，以将从颗粒出口36落下的包覆颗粒运走。
气体出口管线上装有通风机(未示出)将气体送往冷冻装置(也未示出)，气体在其中被冷却到10～-20℃。任何合适的冷冻装置如市售的冷冻机都可应用。冷却后的气体离开冷冻装置循环回到塔2底部附近的气体入口32。
含淀粉物质颗粒由颗粒加料斗(未示出)用压缩空气沿颗粒加料管线6输送。空气输送的气体优选取自通过气体出口管线16离开塔2的气体。气体分割的最佳位置是在气体出口管线16上通风机之后，和真正发生冷冻之前。用于颗粒加料管线6中输送颗粒的气体只需要稍微冷却，没有必要将气体冷至0℃以下。
使用时，将含淀粉物质的颗粒加到与颗粒加料管线6相连的加料斗中。为了能在塔2中更易控制，颗粒要有窄的粒径分布；例如颗粒粒径在约50～200μm的范围内，其中约70％(质量)的颗粒粒径为约80～150μm，平均颗粒粒径约100μm。沿颗粒加料管线吹送的空气将颗粒吸入气流中而输送至塔2。颗粒加料管线中气流的速度的选择以易于输送颗粒为准。颗粒到达塔2后，进入分配器8而均匀地沿塔2顶部分布。然后颗粒在重力的作用下沿塔2下落。输送颗粒到塔2的空气从分配器8周围出来后经气体出口管线16流出。任何被气体夹带的颗粒由滤网12滤出。显然，在选择塔2上段4中空气速度时要使夹带的颗粒尽可能少。
颗粒掉入进入塔2注入部分22的气流中，在此形成颗粒包覆区。约55～60℃的液体油脂在此以雾状形式喷入塔2。油脂液滴的粒径约5～80μm。所用的油脂是熔点为40～45℃的高熔点食用油脂。植物和动物油脂都可使用，但优选氢化植物油脂如氢化棕榈油脂、氢化花生油脂、氢化椰子油脂、氢化豆油脂等。适用的油脂例子是由Crocklaan得到的氢化棕榈油44。其它适用的油脂有牛油、分馏奶油等。
温度在-20～0℃范围内的冷却气体通过气体入口32吹入塔2。该冷却气体沿塔2上升与下落的颗粒逆流接触。上升的冷却气流降低了颗粒下落的速度，因而增加了颗粒在颗粒包覆区的停留时间。停留时间可随需要而变，通常采用的停留时间约1分钟。应当理解，在包覆区停留时间太长，形成带大量油脂的颗粒，包覆颗粒的粒径也将变得太大。另一方面，停留时间太短，将使包覆颗粒带有的油脂太少，而不能使最终的食物成品满足所需要的稠度，并且冷却也不充分。通过控制冷却气体的流速可以很容易控制在包覆区内的停留时间。特别是，通过控制流速可使尚未有足够油脂涂层的颗粒被进入包覆区的冷却空气带起来。一旦颗粒达到足够的涂层和质量，它们就能逆冷却气流下落。
从包覆区下落的包覆颗粒经过气体入口32从颗粒出口36落出。离开出口的包覆颗粒优选温度为0～10℃，粒径为约200～500μm。每个包覆颗粒优选含有约20～40％(重量)的油脂物质和约80～60％(重量)的含淀粉物质。然后将包覆的颗粒在0～15℃下贮存一定的时间，足以使油脂转变为稳定的γ晶型。得到包覆颗粒基本上是球形的(球形、椭球形和类似形状的混合物)，很容易流动。此外，该颗粒可快速分散在热的水性液体中。因而，所述包覆颗粒特别适合作为脱水食品的可分散稠化剂。
适用的塔2可由Babcock公司得到。但是，熟练的工艺工程师可以容易选择或设计其它适用的塔，因为本发明并不限制使用特定的设备。任何适合的凝结塔都可应用，在所述塔中，含淀粉颗粒可在重力作用下下落，并使雾化的熔融油脂喷洒其上，冷却的空气在塔内逆流吹向颗粒。
塔2适合用不锈钢制造，虽然也可以用其它合适的材料。
也可能在间歇的凝结器如流化床凝结器中完成上述过程。这种凝结器应该包括底部带有空气分配栅板的容器。容器的上部的过滤器可以滤掉夹带的固体。通过过滤器离开的空气送入冷却系统，再循环回至空气分配栅板。喷洒熔融油脂的喷嘴位于容器的侧面。
操作时，将一批含淀粉颗粒加入凝结器。冷却空气由空气分配栅板进入容器，使颗粒流化。颗粒一旦被流化，就将熔融油脂喷到颗粒上。根据所选凝结器的不同，熔融油脂可以从颗粒流化床的上部或侧面喷入凝结器。在足够的油脂喷洒到颗粒上后，终止喷洒油脂，所采用油脂、油脂的温度、油脂的粒径可如上所述。如果必要或需要，冷却空气可再连续地通入凝结器一段时间。此后将包覆的颗粒回收。合适的流化床凝结器都有市售产品。
如果需要，上述操作后可将其它增稠剂如瓜耳胶、果胶、明胶等加入稠化剂。然后可在稠化剂中添加脱水汤汁混合料、脱水肉汁混合料、脱水酱汁混合料等。
实施例1
应用Babcock公司制造的畜用食物凝结器，设备的塔2下段28的内径为3米。塔的注入部分22沿圆周方向分布36个注射喷嘴24。将小麦粉以3.6公吨/时的速率加到塔2中，所述小麦粉的粒径约50～200μm，约70％(质量)的颗粒的粒径在约80～150μm的范围内，平均粒径约100μm。用2400m3/h的空气流将小麦粉输送至塔2。
将55～60℃的熔融氢化棕榈油脂(44型，熔点约45℃，Crocklaan公司产品)用泵加压至35巴，通过喷嘴24喷入塔2。喷入塔2的油脂液滴平均粒径约30μm。
将-20℃的冷却空气以14000m3/h的速率吹入气体入口32。面粉颗粒在包覆区的停留时间约1分钟，然后通过颗粒出口36落出。离开塔2的包覆颗粒的粒径为200至约500μm，含有约36％(重量)的油脂。
包覆的颗粒在10℃贮存72小时。得到的包覆颗粒基本上是球形的，很容易流动。
实施例2
将80g由实施例1方法得到的包覆颗粒(含36％油脂和64％面粉)在搅拌下加到1升沸水中。在约20秒内，颗粒迅速溶解，没有成团或结块的现象。得到的溶液100s-1时粘度150mPa·s，300s-1时粘度100mPa·s，这相当于酱汁的平均稠度。该溶液也呈均匀的奶油状。
实施例3
使用气动流化床凝结器。将2.25kg小麦粉置于凝结器的床格上。该小麦粉的粒径分布如下：25％(重量)以下的颗粒粒径小于约50μm，5％(重量)以下的颗粒粒径大于约200μm。颗粒的平均粒径约100μm。空气以足以使小麦粉颗粒床流化的速率通过凝结器循环。进入床的空气温度约6℃。离开凝结器的空气冷却到约6℃后再循环回到凝结器。
将1.26kg的约60℃的熔融氢化棕榈油脂(44型，熔点约45℃，Crocklaan公司产品)用泵加压至2.5巴，通过注入喷嘴进入凝结器。喷入凝结器油脂液滴粒径约30μm。往凝结器喷洒油脂的时间约15分钟。
油脂喷洒结束后，冷却空气再通过凝结器循环另外3～6分钟。冷却空气循环停止后，从凝结器中收集包覆的颗粒。包覆颗粒的粒径为200至约500μm，含有约36％(重量)的油脂。将包覆颗粒在4℃贮存24小时。得到的包覆颗粒基本上是球形的，很容易流动。
将80g包覆颗粒在搅拌下加到1升沸水中。约20秒内，颗粒就迅速溶解，无成团或结块的现象。得到溶液的粘度与中等稠度的酱汁相当。该溶液也呈均匀的奶油状。
实施例4
除了用0.75kg熔融氢化棕榈油脂喷洒小麦颗粒外，重复实施例3的方法。得到的包覆颗粒粒径为200至约500μm，基本上是球形，很容易流动，并含有约25％(重量)的油脂。

Claims (9)

1.一种制备食品稠化剂(binding agent)的方法，该方法包括：
将温度低于10℃的冷却气体导入密封的颗粒包覆区的上方，使输送至密封颗粒包覆区的含淀粉物质颗粒冷却，含淀粉物质颗粒的粒径小于500μm；
以粒径小于约80μm的液滴形式将熔化的熔点高于35℃的食用油脂喷入颗粒包覆区，包覆含淀粉物质的颗粒，使形成的包覆颗粒含有约60～85％(重量)的含淀粉物质和约40～15％(重量)的食用油脂，冷却气体使包覆在包覆颗粒上的食用油脂冷至食用油脂的熔点以下；收集包覆好的颗粒。
2.权利要求1的方法，其中含淀粉物质颗粒以与冷却气流相反的方向沿密闭的颗粒包覆区下落。
3.权利要求2的方法，其中含淀粉物质颗粒在密闭的颗粒包覆区的停留时间少于约5分钟。
4.权利要求1的方法，其中含淀粉物质颗粒在颗粒包覆区被冷却气流流化。
5.权利要求4的方法，其中含淀粉物质颗粒于颗粒包覆区在食用油脂喷洒时，停留时间约10至约20分钟。
6.权利要求1～5中任何一项的方法，其中包覆颗粒含有约20～40％(重量)的油脂和约80～60％(重量)的含淀粉物质。
7.权利要求1～5中任何一项的方法，其中粒径小于50μm的含淀粉物质颗粒少于25％(重量)，粒径大于200μm的颗粒少于5％(重量)。
8.权利要求1～5中任何一项的方法，其中至少60％(重量)的颗粒粒径在平均粒径的约60μm以内。
9.权利要求1～5中任何一项的方法，其中熔融食用油脂液滴的粒径范围为约5～80μm。
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