CN109310125B - 用于制备包含水解淀粉的食物产品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备包含水解淀粉的食物产品的方法。具体地讲,本发明涉及一种制备包含水解淀粉并显示某些质地特性(具体地讲,粗面粉质地)的食物产品的方法。

Description

用于制备包含水解淀粉的食物产品的方法
技术领域
本发明涉及一种制备包含水解淀粉的食物产品的方法。具体地讲,本发明涉及一种制备包含水解淀粉并显示某些质地特性(具体地讲,粗面粉(semolina)质地)的食物产品的方法。
背景技术
采用常见的滚筒干燥技术制造的谷物产品典型的特征在于:在液体中重构后具有光滑质地。虽然消费者通常很好地感觉到了这种光滑质地,但在一些地区,更具颗粒性的口感(粗面粉质地)被视为更具优势。
存在具有粗面粉质地的谷物产品,但其制造方法存在一些技术挑战。例如,应添加提供粗颗粒/片的成分(例如,硬质小麦粗面粉),并且此方法可能限制使用已存在于制造场所中的谷物粉的可能性。此外,按所需量引入粗颗粒成分通常可在处理期间引起问题(沉降和/或分离),这些问题要求克服严格工艺和配方调整。
还可通过使用团聚工艺获得粗面粉质地。无论如何,由于可能会在最终产品中引发的微生物问题,该方法也不是完美的。
因此,用于水解淀粉并制备具有粗面粉质地的谷物产品的新方法将是有利的。具体地讲,需要一种方法,该方法提供基于水解淀粉并具有此类粗面粉质地的谷物产品,该方法不需要添加粗颗粒成分和/或其不需要严格地调整配方和工艺制造条件。
发明内容
因此,本发明的目的涉及提供一种用于生产包含水解淀粉并具有粗面粉质地的食物产品的方法。
具体地讲,本发明的目的在于提供一种解决上述关于涉及包含水解淀粉的食品中的粗面粉质地的现有技术问题的方法。更具体地讲,本发明的目的是提供一种方法,该方法提供包含水解淀粉且具有粗面粉质地的食物产品。
因此,本发明的一个方面涉及一种用于生产包含水解淀粉的食物产品的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供包含淀粉的原料,
b)提供以下成分:水、脂肪、至少一种淀粉分解酶和任选地一种或多种其它成分,
c)混合步骤a)的原料和步骤b)的成分,
d)将步骤c)的混合物的温度调节至导致所述混合物中的淀粉胶凝的温度,以及
e)与步骤d)同时,使步骤c)的所述混合物经受高剪切混合,
f)温育步骤e)的混合物,使得达到期望的水解度,
g)任选地热处理通过高剪切混合根据步骤a)至f)获得的混合物;
h)任选地冷却由先前步骤获得的混合物;
j)干燥根据步骤a)至f)通过高剪切混合获得的混合物;
从而获得包含水解淀粉的食物产品。
本发明的另一方面涉及一种通过本发明的方法可获得的或者获得的食物产品。
附图说明
图1示出了用于在线水解的常规设置(参见实施例1)。
图2示出了使用高剪切混合器(环层混合器,参见实施例2)进行在线水解的设置。
图3示出了通过常规方法和本发明方法获得的成品的感官小组测试比较结果(参见实施例3)。
图4报道了内部小组在如上所述重构后对八种产品就其粗面粉感官属性进行评估的相对等级。
现将在下文中更详细地描述本发明。
具体实施方式
定义
在进一步详细讨论本发明之前,首先定义下列术语和惯例。
术语“℃”是指摄氏度。
如本文所用的术语“淀粉”是指用于大多数植物的能量储存的多糖大分子。它由通过糖苷键连接的大量葡萄糖单元组成。淀粉的两种高分子量组分为直链淀粉和支链淀粉。淀粉例如存在于谷物、块茎和豆类中。块茎的示例包括马铃薯、甘薯、木薯、山药等。豆类的示例包括菜豆(诸如黑白斑豆、红豆、海军豆)、豌豆、扁豆、鹰嘴豆、花生等。当术语“淀粉”用于本发明的上下文中时,它可以表示来自一种植物来源的淀粉或来自不同植物来源的淀粉的混合物。
如本文所用的术语“谷物”是指针对其谷粒的可食用部分而栽种的任何草本植物。谷物的示例是小麦、大米、玉米、大麦、黑麦、燕麦、荞麦、小米、昆诺阿藜、高粱等。
如本文所用的术语“食物产品”是指适于人类食用的成品和/或意在经受附加处理步骤(包括热处理)之后形成成品的中间制备物。成品食物产品的特定非限制性示例为饼干、薄脆饼、谷物(早餐和婴儿配方食品),特别是用于粥、面包、烘焙产品、比萨、谷物乳饮料、婴孩食物等的谷类食物。具体地讲,成品食物产品可以是用于粥的谷物(如婴儿谷物或全家谷物)或用于谷物乳饮料的谷物。旨在在经受附加加工步骤之后递送成品的制备物的特定非限制性示例为面糊、面团、浆液等。
在本发明的上下文中,“婴儿谷物”产品指的是包含待施用于婴儿的谷物的组合物,并且具有两个主要类别:全谷物产品,其需要在水中重构,因为其已包含待通过膳食递送的所有必需营养物质;和标准谷物产品,其意在用奶(全脂奶或脱脂奶)重构、婴儿配方食品、较大婴儿配方食品(follow-on formula)和/或GUM。
在本发明的上下文中,术语“全家谷物”是指包含儿童和成人食用的谷物的组合物。例如,全家谷物在奶(全脂奶或脱脂奶)中重构并且以粥的形式食用。
如本文所用的术语“胶凝”是指溶胀和打开在自然态下为半结晶的淀粉颗粒的过程,在该过程中淀粉颗粒的淀粉分子的分子间键断开,由此使得结晶度消失并导致与水的结合以及淀粉颗粒大分子(即,直链淀粉和支链淀粉)在水中的不可逆溶解。确定胶凝温度是本领域技术人员所熟知的,并且可由例如Kofler热台显微镜(进一步参见表1和注释)或例如差示扫描量热仪(DSC)进行。
如本文所用的术语“淀粉分解酶”是指能够将淀粉转化为糊精和糖(单糖或二糖)的任何酶。淀粉分解酶的示例包括淀粉酶和普鲁兰酶。淀粉酶的示例包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶。
在本发明的上下文中,表述“脂肪”(“fat”或“fats”)或“脂肪源”或“脂质”或“脂质源”或“油”(“oil”或“oils”)表示可食用固体或液体脂肪或它们的混合物。脂肪的非限制性类别是来自动物、微生物、海藻或植物来源的那些。可根据本发明使用的脂肪的非限制性示例为:鱼油、可可油、可可脂等同物(CBE)、可可脂代用品(CBS)、植物油(例如油菜籽油、棕榈油、玉米油、大豆油、椰子油和/或葵花油)和奶油制酌油等。
如本文所用的术语“粗面粉质地”是指根据本发明获得的产品在(水、牛奶或如上所定义的物质中)重构后的感官属性。“粗面粉”属性被定义为“口中感觉到的圆颗粒的量、尺寸和/或硬度”,并且可由受过训练的感官小组成员以0至10分进行评分。
在本发明的上下文中,已使用具有粗面粉质地的一种参考产品来训练小组成员评估该属性;可如下制备产品:
·在盘状器皿中于搅拌状态下混合30g粗面粉产品[Semoule de blédur(Mclassic,Migros,CH)]、150g奶(1.5%脂肪物质)和150g冷水;
·添加10g糖以更贴近产品风味(可选步骤);
·使加热基板处于最大功率下;
·开始沸腾后,将加热基板的功率降低50%,并在不停止搅拌的情况下使其烹饪4分钟;
·上述步骤是获得粘连且稠厚质地所必须的,如有必要,再烹饪一分钟。
以10分制计时,该参考物在圆颗粒的粗面粉感官属性—量方面的分数为8.5。
以10分制计时,该参考物在圆颗粒的粗面粉属性—尺寸方面的分数为2.5。
以10分制计时,该参考物在圆颗粒的粗面粉属性—硬度方面的分数为5。
发明方法
本发明基于令人惊讶的发现:本发明方法的具体实施得到包含水解淀粉的食物产品,且相比于通过常规方法获得的产品提供的光滑口感,该食物产品具有粗面粉质地。
据信采用本发明的方法时,包含水解淀粉的食物产品得以实现粗面粉质地,这归因于针对存在于混合物中的成分的特定设置以及所采用的操作条件。
事实上观察到要确保在食物产品中获得粗面粉质地,脂肪的存在是必要的。如实施例3和实施例4中所示,缺乏脂肪时,产品无法获得粗面粉质地属性。类似地得出结论:高剪切混合条件是确保使食物产品获得粗面粉质地所必需的。如实施例3中所示,在进行步骤e)期间缺乏可递送高剪切混合的设备时,食物产品无法获得粗面粉质地属性。
因此,不受理论的束缚,据信在淀粉胶凝过程中,高剪切混合条件允许淀粉和脂质进行一些特定的排列,或使得存在于混合物中的淀粉分子和脂质之间存在相互作用。这将在再水合期间诱发粗颗粒的形成,这会赋予成品食物产品粗面粉质地。
事实上,据信高剪切增加脂肪在谷物/淀粉基质上的分散,并且脂肪滴的分散越大,脂肪滴越小,并且重构期间油与液体的接触表面将更大。因此,在重构期间,谷物/淀粉对液体的吸入减速并且较慢的水渗透(或吸入)可增强粗面粉质地。
因此,本发明的一个方面涉及一种用于生产包含水解淀粉的食物产品的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供包含淀粉的原料,
b)提供以下成分:水、脂肪、至少一种淀粉分解酶和任选地一种或多种其它成分,
c)混合步骤a)的原料和步骤b)的成分,
d)将步骤c)的混合物的温度调节至导致所述混合物中的淀粉胶凝的温度,以及
e)与步骤d)同时,使步骤c)的所述混合物经受高剪切混合,
f)温育步骤e)的混合物,使得达到期望的水解度,
g)任选地热处理通过高剪切混合根据步骤a)至f)获得的混合物;
h)任选地冷却由先前步骤获得的混合物;
j)干燥根据步骤a)至f)通过高剪切混合获得的混合物;
从而获得包含水解淀粉的食物产品。
在本发明的一个实施方案中,提供了一种用于生产包含水解淀粉的食物产品的方法,该食物产品除被赋予粗面粉质地外,还具有以下特征:与通过常规水解方法获得的产品相比,其包含较低量的麦芽糖。
在此类实施方案中,本发明涉及一种用于生产包含水解淀粉的食物产品的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供原料,该原料包含淀粉和至少一种淀粉分解酶,
b)提供以下成分:水、脂肪、至少一种另外的淀粉分解酶和任选地一种或多种其它成分,
c)混合步骤a)的原料和步骤b)的成分,
d)将步骤c)的混合物的温度调节至导致所述混合物中的淀粉胶凝的温度并且使由a)中的原料提供的至少一种淀粉分解酶失活,以及
e)与步骤d)同时,使步骤c)的所述混合物经受高剪切混合,
f)温育步骤e)的混合物,使得达到期望的水解度,
g)任选地热处理通过高剪切混合根据步骤a)至f)获得的混合物;
h)任选地冷却由先前步骤获得的混合物;
j)干燥根据步骤a)至f)通过高剪切混合获得的混合物;
从而获得包含水解淀粉的食物产品。
原料
本发明的方法涉及提供包含淀粉的原料。
在一个实施方案中,原料包含淀粉和至少一种淀粉分解酶。
一些实施方案涉及根据本发明的方法,其中原料为植物制备物,诸如植物的包含大部分植物淀粉储存颗粒的那部分的制备物。在一些实施方案中,此类制备物也可包含植物的其它部分,诸如茎、叶等。在一些实施方案中,此类植物制备物还包含至少一种淀粉分解酶。
在特定实施方案中,原料为干燥的植物制备物,诸如粉。因此,原料可选自一种或多种谷类的粉,诸如选自小麦粉、大米粉、玉米粉、大麦粉、黑麦粉、燕麦粉、荞麦粉、小米粉、昆诺阿藜粉、高粱粉的粉;由一种或多种块茎诸如马铃薯、木薯制成的粉;由豆类制成的粉,诸如豌豆粉;或它们的组合。
如本文所用的术语干是指所包含的水在0.01%至20%重量/重量的范围内,诸如0.01%至16%重量/重量、0.01%至15%重量/重量、0.01%至12%重量/重量、0.01%至8%重量/重量、0.01%至5%重量/重量、0.01%至3%重量/重量,诸如0.01%至0.5%重量/重量,或例如基本上不含水。例如,小麦粉可包含最多15%的水分(重量/重量),诸如12%至15%重量/重量,12%至14%重量/重量或12%至13%重量/重量,并且其被认为是干植物制备物。
如本文所用的术语粉是指研磨得到的产品。粉的粒度或粒度分布不被认为对该方法是关键的。适于用作用于生产水解淀粉的原料的粉形式的植物制剂是本领域已知的,并且此类制剂的选择也在本领域的技术人员的技能范围内。
内源性淀粉分解酶
在本发明的一个实施方案中,用于本发明方法的原料包含淀粉和至少一种淀粉分解酶。在该实施方案中,存在于原料中的至少一种淀粉分解酶可为内源性淀粉分解酶。换言之,原料可包含并非由人为干预而添加的淀粉分解酶,而是与淀粉(颗粒)一起共同提取自植物物质,即为内源性淀粉分解酶。内源性淀粉分解酶的示例包括α-淀粉酶和β-淀粉酶以及γ-淀粉酶。
例如,在小麦的特定情况下,内源性淀粉分解酶,尤其是内源性淀粉酶,通常在60℃-70℃以上失活。其它谷物中的内源酶的失活温度可根据技术人员已知的程序确定,例如使用商品化试剂盒在不同条件下确定酶活性。
可使用的可商购获得的试剂盒的示例为可获自MegazymeTM的Betamyl方法(K-beta3 10/10,β-淀粉酶活性),以及
Figure BDA0001911845260000071
(α-淀粉酶活性)。
在一个实施方案中,本发明涉及一种根据本发明的方法,其中在步骤d)中,将步骤c)的混合物的温度调节至导致淀粉胶凝并导致所述混合物中内源性淀粉分解酶失活的温度。此类温度调节与使步骤c)的混合物经受如步骤e)中所述的高剪切混合同时进行。
提供水
本发明的方法包括提供水并与原料混合。淀粉的酶促水解需要水的存在。如果原料以干燥形式提供,诸如例如干植物制备物,例如例如植物粉,则可通过以下方式中的一种或多种提供水:蒸汽注入(steaminjection)、添加水、提供另外的含水成分、提供至少一种(另外的)淀粉分解酶的含水溶液或它们的组合。
如果原料不是干燥形式,而是包含20%重量/重量以上的水,或例如15%重量/重量以上的水,可将水视为至少部分地由原料提供。在一些实施方案中,还可例如通过以下方式中的一种或多种提供另外的水:蒸汽注入、添加水、提供另外的含水成分、提供至少一种(另外的)淀粉分解酶的含水溶液或它们的组合。
在特定的实施方案中,提供水包括以蒸汽形式提供水。在特定的实施方案中,蒸汽形式的水以蒸汽注入(诸如直接蒸汽注入)的方式提供。在其它实施方案中,蒸汽形式的水以蒸汽注入(其中成分喷射在蒸汽气氛中)的方式提供。直接蒸汽注入的优点是在加入水的同时快速加热原料、任选地从上述其它来源提供的水、至少一种(另外的)淀粉分解酶、脂肪和任何任选的另外成分的混合物。
可通过任何合适的装置实现直接蒸汽注入,并且对此类装置的选择在本领域普通技术人员的技能范围内。
在一个实施方案中,当至少部分地以蒸汽形式提供水时,可在以此种方式提供蒸汽的同时进行步骤d)和e)。
一些实施方案涉及根据本发明的方法,其中所述混合物(步骤c)具有的总固体含量在20%至70%重量/重量的范围内,诸如30%至70%重量/重量,诸如35%至70%重量/重量,诸如诸如40%至70%重量/重量,诸如45%至70%重量/重量,诸如50%至70%重量/重量,诸如55%至70%重量/重量,诸如40%至65%重量/重量。
一些实施方案涉及根据本发明的方法,其中所述混合物(步骤c)具有的固体总含量在20%至60%重量/重量的范围内,诸如30%至60%重量/重量,诸如35%至60%重量/重量,诸如40%至60%重量/重量,诸如45%至60%重量/重量,诸如50%至60%重量/重量,诸如55%60%重量/重量;或例如20%至55%重量/重量,20%至50%重量/重量,20%至40%重量/重量;或例如30%至50%重量/重量,或30%至40%重量/重量。
在步骤b)中添加淀粉分解酶
本发明的方法包括一个步骤,其中将至少一种淀粉分解酶加入到原料中并与原料和脂肪一起混合。因此,在步骤b)中,提供淀粉分解酶,并在步骤c)中混合所有成分。
步骤b)中所提供的至少一种淀粉分解酶可为任何合适的淀粉分解酶,例如淀粉酶(诸如α-淀粉酶和/或β-淀粉酶)和/或普鲁兰酶。在特定的实施方案中,至少一种另外的淀粉分解酶是α-淀粉酶和β-淀粉酶中的一种或多种。在一些实施方案中,本发明涉及一种根据本发明的方法,其中在步骤b)中提供的所述至少一种淀粉分解酶包含或由对所提供的原料而言不是内源性的淀粉酶组成。
可根据存在于原料中的淀粉的胶凝温度来选择步骤b)中提供的至少一种淀粉分解酶。因此,在特定的实施方案中,步骤b)中提供的该至少一种淀粉分解酶在步骤d)中调节混合物的温度或该温度以上(进一步参见下文的胶凝温度)具有活性。
在又一特定的实施方案中,步骤b)中提供的至少一种淀粉分解酶的最佳温度为步骤d)中所调节至的温度或该温度以上的温度。酶的最佳温度是某一温度或温度范围,在该温度下酶的催化活性最大。
如上所述,步骤b)中所提供的至少一种淀粉分解酶可作为含水溶液提供。
在混合物中存在的淀粉的胶凝温度范围内或以上的温度选择在步骤b)中提供的具有活性,或例如具有最佳温度的至少一种淀粉分解酶,确保淀粉的水解将发生并且将是由所选的酶引起的。
淀粉分解酶可商购获自若干经销商,例如杜邦(DuPont)、诺维信(Novozymes)、DSM、BioCatalysts。
在一个实施方案中,除在步骤a)中提供淀粉分解酶之外,还在步骤b)中提供淀粉分解酶,并在步骤c)中混合所有成分。
在一些实施方案中,除步骤a)中提供内源性淀粉分解酶之外,还提供了至少一种另外的淀粉分解酶。
脂肪
根据本发明,在步骤b)中提供脂肪。
在一个实施方案中,步骤b)中提供的脂肪以占固体组合物的1%至40%,例如1%至30%,例如2%至25%,例如7%至20%重量/重量,例如7%至18%重量/重量,例如7%至15%重量/重量的量加入。
在另一个实施方案中,步骤b)中提供的脂肪以占固体组合物的1%至40%,例如1%至30%,例如2%至25%,例如5%至20%重量/重量,例如5%至18%重量/重量,例如5%至15%重量/重量的量加入。
在一个实施方案中,脂肪为可食用固体或液体脂肪或它们的混合物。
在一个实施方案中,脂肪选自:植物油(例如油菜籽油、棕榈油、玉米油、大豆油、椰子油和/或葵花油)、黄油和奶油制酌油或它们的混合物。
在一个实施方案中,脂肪诸如油在步骤b)中提供。在另一个实施方案中,脂肪诸如油在步骤b)中以占固体组合物的2%至25%,例如7%至20%重量/重量的量提供。
如上所述,据信在淀粉于高剪切混合下胶凝的同时存在脂肪是获得粗面粉质地的关键,该质地是根据本发明方法的食物产品的特征所在。
另外的成分
在本发明的一些实施方案中,包括一种或多种其它成分。一种或多种另外的成分可为适用于食物的任何成分。在特定的实施方案中,在步骤b)中添加的一种或多种其它成分不受步骤d)和e)的温度和高剪切混合的负面影响。一种或多种其它成分的示例可以是蛋白或氨基酸源、碳水化合物源诸如糖和/或益生元、纤维、膳食纤维、矿物质、维生素等。
在方法的一些实施方案中,通过本发明方法获得的食物产品自身为成品食物产品。在此类实施方案中,步骤b)中提供的至少一种其它成分,诸如一种或多种以下成分,诸如例如:蛋白或氨基酸源、碳水化合物源诸如糖和/或益生元、纤维、膳食纤维、矿物质、植物成分、水果成分、奶基成分以及维生素。
混合和预混
本发明的方法包括混合步骤a)的原料和步骤b)的成分的步骤。
据信这种混合不是关键的,因此可以任何合适的方式完成。对混合方法的选择在本领域技术人员的技能范围内。
在根据本发明方法的一些实施方案中,在步骤d)之前进行步骤c):混合步骤a)的原料和步骤b)的成分。这意味着原料和成分在步骤d)中进行的温度调节之前混合。这称为“预混”。在如上所述预混成分的情况下,据信在进行步骤d)之前的混合顺序也不是关键的。
在一个实施方案中,在混合步骤a)的原料和步骤b)的其余成分(脂肪和其它任选成分)之后,提供步骤b)的淀粉分解酶,使得步骤c)并非同时混合步骤a)和b)中所提供的所有成分。
在另一个实施方案中,混合步骤a)的原料和步骤b)的成分是同时进行的,使得步骤c)同时混合步骤a)和b)所提供的所有成分。
然而,预混成分不是必须的:干燥成分和水可直接进料至高剪切混合器(诸如环层混合器)内。
在其它特定实施方案中,混合步骤c)与步骤d)同时进行。例如,可将步骤a)的原料和步骤b)的成分进料至容器,在该容器内进行加热,同时进行混合。
在一个实施方案中,步骤c)、d)和e)同时在环层混合器中进行。
将温度调节至胶凝温度
本发明的方法包括步骤d),在该步骤中,步骤c)中所获得的混合物的温度被调节至导致所述混合物中的淀粉胶凝的温度。混合物的温度调节与高剪切混合同时进行。
胶凝温度是指淀粉在过量水(例如,总固体不超过20%)中胶凝的温度(或温度范围)。不同种类的植物产生可具有不同胶凝温度的淀粉,并且这些淀粉是本领域熟知的。一些淀粉的胶凝温度范围在下表1中以举例的方式给出。
表1:一些淀粉的典型胶凝温度
淀粉类型 胶凝温度范围(℃)*
小麦 58-61-64
大米 68-74-78
玉蜀黍(玉米) 62-67-72
马铃薯 58-63-68
木薯 59-64-69
糯玉米 63-68-72
高粱 68-74-78
*由Kofler热台显微镜测定(开始-中点-结束)(Table 8.1“Starch:Chemistryand Technology”,edited by James BeMiller and Roy Whistler,Food Science andTechnology International Series,Third edition 2009)。
因此,根据原料中的淀粉类型(或多种类型),将温度调节至将引起淀粉胶凝的适当温度。在一个实施方案中,根据原料中的淀粉类型(或多种类型),将温度调节至将引起至少一部分淀粉胶凝的适当温度。
不同淀粉的胶凝温度是本领域所熟知的,并且适当的胶凝温度的选择在熟悉该领域的人员的技能范围内。例如,胶凝温度可以通过Kofler热台显微镜测定(也参见表1)。
在一些实施方案中,淀粉的胶凝程度使得至少一半的淀粉胶凝,诸如至少70%重量/重量、80%重量/重量、90%重量/重量,或可基本上完全胶凝,即混合物中基本上所有的淀粉均被胶凝。
在一些实施方案中,将步骤d)中的温度调节至淀粉胶凝温度以上的温度,例如70℃以上的温度,例如在70℃至95℃的范围内的温度,诸如70℃至90℃,或70℃至85℃,或例如75℃至95℃,诸如80℃至95℃或85℃至95℃的温度。该温度范围将涵盖至少一种所添加的淀粉分解酶的最佳温度。
在一些实施方案中,将步骤d)中的温度调节至淀粉胶凝和内源性淀粉分解酶失活温度以上的温度,例如70℃以上的温度,例如在70℃至95℃的范围内的温度,诸如70℃至90℃,或70℃至85℃,或例如75℃至95℃的温度,诸如80℃至95℃或85℃至95℃。该温度范围将确保大多数内源性淀粉分解酶(例如内源性淀粉酶)的失活,同时包含至少一种另外的淀粉分解酶的最佳温度。在一个实施方案中,该温度范围将确保小麦内源性淀粉分解酶(例如内源性淀粉酶)的失活,同时包含至少一种另外的淀粉分解酶的最佳温度。
在一些实施方案中,将步骤d)中的温度调节至等于或高于55℃的温度,例如55℃至95℃的范围内的温度,例如60℃至95℃的范围内的温度,例如60℃至90℃的范围内的温度,诸如60℃至85℃,或65℃至85℃,或例如70℃至95℃的范围内的温度,诸如70℃至90℃,或70℃至85℃,或例如75℃至95℃的温度,诸如80℃至95℃或85℃至95℃。
在根据本发明方法的一些实施方案中,不同淀粉的混合物可存在于步骤c)的混合物中。在此类情况下,d)中所选择的温度可为所存在淀粉的最高胶凝温度。
在特定实施方案中,步骤d)(将得自步骤c)的混合物的温度调节至导致所述混合物中的淀粉胶凝的温度)通过直接蒸汽注入进行。
高剪切混合
本发明的方法包括使步骤c)的混合物经受高剪切混合(例如,通过使用高剪切混合器)的步骤。
高剪切混合的时间可为0.5秒至10分钟,诸如1秒至10分钟,诸如1秒至5分钟,诸如1秒至3分钟,诸如1秒至120秒,诸如1秒至90秒,诸如1秒至60秒。
高剪切混合可为使得混合物在以下时间内被均质化:1秒至10分钟,诸如1秒至5分钟,诸如1秒至3分钟,诸如1秒至120秒,诸如1秒至90秒,诸如1秒至60秒。
在特定实施方案中,高剪切混合为使得混合物在以下时间内被均质化:1秒至50秒,诸如1秒至40秒,1秒至30秒。
在本上下文中,被均质化意指淀粉颗粒被溶胀且分散到介质中。
所述高剪切混合与将温度调节至上述胶凝温度(步骤c)同时进行。
剪切力是未对齐的力,该力将主体的一部分向一个方向推动,而主体的另一部分向相反的方向推动。
在一些实施方案中,本发明涉及本发明的方法,其中步骤e)中的所述高剪切混合可通过使用高剪切混合器实现。高剪切混合器将成分或成分混合物分配到主连续相中,例如固相、半固相或液相中。通常,移动转子或叶轮与已知为定子的固定部件一起使用以形成高剪切。因此,高剪切混合器可被定义为包括转子和至少一个定子的混合器。高剪切混合器的示例是本领域熟知的,并且包括例如环层混合器。根据本发明的高剪切混合器的非限制性示例是:环层混合器、均化器、桨式混合器、针式混合器、造粒机、制粒机和高剪切泵。
在本发明的一个实施方案中,步骤e)中的高剪切混合不是挤出机。在一个实施方案中,根据本发明的高剪切混合器不是挤出机。
如本文所用的术语高剪切混合可被定义为通过使用环层混合器例如在实施例2中所述的条件下实现此类剪切的混合。
在使用直接蒸汽注入实现温度调节的情况下,热调节与高剪切混合一起导致在非常短的时间内(毫秒至秒,诸如0.5秒至60秒)发生胶凝,基本上是瞬时的。
环层混合器
可使用任何能够实现高剪切混合以及允许同时温度调节(特别是调节至相关的胶凝温度)的设备。
本发明的特定实施方案涉及根据本发明的方法,其中步骤e)中的高剪切混合通过使用高剪切混合器、尤其是环层混合器来实现。
环层混合器提供高圆周速度。所得的离心力使产品向外进入容器侧壁上的环层中。旋转搅拌器与混合转筒之间的高速差异与不同混合元件的使用相结合,确保高剪切混合。
当使用环层混合器时,直接蒸汽注入实施简单,这是使用环层混合器的另一个优点。
一些实施方案涉及根据本发明的方法,其中步骤c)至e)在环层混合器中进行。其它实施方案涉及根据本发明的方法,其中步骤c)直至并且包括步骤f)的至少一部分在环层混合器中进行。
特定实施方案涉及本发明的方法,其中步骤a)至e)在环层混合器中进行。如下文所提及的,其它实施方案涉及本发明的方法,其中步骤a)至c)在使用环层混合器之前进行(即,预混合步骤),并且步骤d)至e)于环层混合器中进行。
其它特定实施方案涉及本发明的方法,其中使用直接蒸汽注入来调节步骤d)中的温度并且环层混合器用于步骤e)的高剪切混合。
据信在存在脂肪的情况下在淀粉胶凝期间生成高剪切力对于向通过本发明方法制备的食物产品递送粗面粉质地而言是必不可少的。
如上文所报道,据观察,高剪切混合条件对于确保在食物产品中获得粗面粉质地而言是必要的。如实施例3中所示,在进行步骤e)期间缺乏可递送高剪切混合的设备(例如环层混合器)时,食物产品无法获得粗面粉质地属性。
温育
根据本发明的方法包括步骤f),该步骤温育通过步骤e)进行高剪切混合所获得的混合物,使得实现期望的水解度。
该温育步骤涉及在一定温度下将来自步骤e)的混合物保持一定时间段的步骤。该温育允许酶尤其是步骤b)的至少一种(另外的)淀粉分解酶起作用。在一些实施方案中,混合可发生温育期间。混合避免沉淀,和/或有利于均匀且稳定的温度特征。在特定实施方案中,步骤f)中的混合不是高剪切混合。
可选择温度以提供至少一种(另外的)淀粉分解酶(诸如来自步骤b)的淀粉酶)的最佳性能。所述温育条件(温度、时间、混合速度)的选择将取决于混合物中淀粉所需的水解度,并且在本领域的普通技术人员的技能范围内。期望的水解度例如通过食物产品的所需特征来确定。例如,如果需要较高的粘度,则可能不需要大量的淀粉水解。
一些实施方案涉及根据本发明的方法,其中步骤f)的温育于选定范围内的温度进行,使得步骤b)的至少一种(另外的)淀粉分解酶具有最佳活性。
步骤b)的至少一种(另外的)淀粉分解酶具有最佳活性的温度可由常规研究确定,但是该信息也通常由酶的供应商提供。还参见标题“在步骤b)中添加淀粉分解酶”以进一步讨论对温度的选择。
在一些实施方案中,步骤f)的温育在70℃至95℃范围内(诸如70℃至90℃,例如70℃至85℃,或例如75℃至95℃,诸如75℃至80℃)的温度下,在1分钟至24小时的范围内(诸如1分钟至12小时,诸如1分钟至10小时,诸如1分钟至8小时,诸如1分钟至7小时,诸如1分钟至6小时,诸如1分钟至5小时,诸如1分钟至4.5小时,诸如1分钟至4小时,诸如1分钟至3.5小时,诸如1分钟至3小时,诸如1分钟至2.5小时,诸如1分钟至120分钟,诸如2分钟至80分钟,诸如10分钟至80分钟,10分钟至60分钟;或者例如1分钟至10分钟,1分钟至8分钟,或1分钟至5分钟,或例如2分钟至10分钟)进行一段时间。
干燥
方法包括干燥步骤j),例如滚筒干燥和研磨,以生产可在使用前重构的干燥产品。
干燥被定义为在受控条件下施加热,以除去液体或半液体食物中存在的水并产生固体产品。
在一个实施方案中,此步骤j)为滚筒干燥步骤。滚筒干燥过程(或转筒干燥)的原理是将材料的薄膜施加到连续旋转的蒸汽加热金属转筒的光滑表面上。干燥材料的膜通过位于液体或半液体材料的施加点对面的固定刀被连续地刮除。干燥器由具有或不具有卫星滚筒的单个转筒或一对转筒组成。
滚筒干燥是本领域的常规干燥技术。本领域技术人员将能够根据本发明的方法选择合适的滚筒干燥温度和速度来制备食物产品。
在这种实施方案中,所获得的产品可以是如上所述在重构后以粥的形式食用的成品婴儿谷物产品或全家谷物产品。
另外的步骤
另一些实施方案涉及根据本发明的方法,还包括步骤g)对根据步骤a)至f)通过高剪切混合获得的混合物的附加热处理。
步骤g)中的热处理的目的是降低产品的微生物负荷,以及使酶失活,包括来自步骤b)的至少一种(另外的)淀粉分解酶。因此,将选择步骤g)的热处理的温度和时间以满足这两个要求,并且可通过任何合适的方式进行。选择方法以及适当的温度和时间被认为是在本领域具有知识的人的技能范围内。步骤g)的热处理可以例如通过使均质化混合物的温度达到90℃至170℃范围内的温度达2秒至5分钟的一段时间来进行。
在特定实施方案中,使步骤g)中的温度达到100℃至140℃范围内的温度达4秒至60秒的一段时间。
在一些特定实施方案中,步骤g)的热处理通过直接蒸汽注入进行。
在一个实施方案中,步骤g)的热处理可在步骤e)之后进行,诸如在步骤e)之后直接进行。在本发明的此类实施方案中,步骤c)直至并且包括步骤f)的至少一部分在环层混合器中进行。
步骤g)的热处理可在步骤j)之前进行,诸如直接在步骤j)之前进行。
本发明的方法还可包括一个或多个另外的步骤,其中将一种或多种其它成分加入混合物中。这些成分可为适于所制造的食物产品的任何成分。具体地讲,期望包含在最终食物产品中但可能受到例如步骤c)和d)的加热和/或高剪切混合的负面影响的成分可有利地在这些所述步骤之后的时刻添加。可能受到负面影响的成分的示例包括热敏营养物质,诸如热敏维生素和/或益生菌。例如,可在步骤e)之后,例如在步骤e)之后和步骤f)之前,或例如在步骤e)之后立即,或例如在步骤e)之后和步骤f)之前立即添加一种或多种另外的成分。在一些实施方案中,另外的一种或多种成分可在步骤f)之后添加,诸如在步骤f)之后且在任何另外的步骤之前立即添加。本领域技术人员将认识到常规成分(包括热敏营养物质)的要求,并且可以确定可在哪些时刻添加这些成分。
在一些实施方案中,本发明的方法还包括步骤h):冷却通过前一步骤获得的混合物。冷却可通过任何合适的方法实现,并且可以是例如冷却至-20℃至18℃范围内的温度,诸如例如0℃至10℃的温度,诸如0℃至5℃的温度。
可通过方法获得的产品
本发明在第二方面涉及可通过根据本发明的方法获得的食物产品。在该方面的一个实施方案中,本发明涉及一种通过根据本发明的方法获得的产品。
根据本发明的食物产品可被描述为包含水解淀粉并且在本发明的含义内具有粗面粉质地。
在特定实施方案中,本发明涉及一种根据本发明的产品,其中根据所述方法评分的粗面粉属性等于或高于1,特别是等于或高于2。
成品食物产品是指出售给消费者的食物产品。最终食物产品的非限制性示例包括谷物、谷物乳饮料等。
应当注意,在本发明的方面中的一个方面的上下文中描述的实施方案和特征也适用于本发明的其他方面。
本申请所引用的所有专利和非专利参考文献均据此全文以引用方式并入。
现将在下面的非限制性实施例中进一步详细描述本发明。
实施例
实施例1:常规的在线水解设置
在常规在线水解过程的该示例(其中水解在生产成品食物产品的生产线中进行)中,在制备罐中混合小麦粉、水、脂肪和任选地其它成分(例如,蔗糖等)。然后将浆液泵送到管中。恰好在静态混合器前在线注入淀粉酶溶液,在静态混合器中注入蒸汽以达到酶活性的最佳温度(例如70℃以上,诸如70℃至95℃,例如70℃至90℃,诸如70℃至85℃,例如75℃至85℃)。淀粉酶也可添加到初始液体批料制备罐中。然后将浆液在该最佳温度下进一步处理停留时间(对应于步骤f的温育),这取决于所需水解的程度(例如,2分钟至10分钟),然后再出于卫生原因以及酶失活进行最终热处理(步骤g),例如在120℃以上处理20秒)。然后使浆液(包含约45%重量/重量的固体)经受根据本发明方法的滚筒干燥处理(对应于步骤j))以提供成品食物产品。滚筒干燥处理在单缸滚筒干燥器中在包含在185℃至190℃之间的温度以及在包含在4rpm至5rpm之间的速度下进行。随后可碾磨和包装成品食物产品以用于商业用途。
图1为用于在线水解设置的简化流程图。
实施例2:本发明的用于在线水解的方法
本发明的方法可以结合作为生产成品食物产品的方法中的在线水解方法。
在根据本发明的方法的一个实施例中,如上文实施例1中所述的“酶定量给料-蒸汽注入-静态混合器”的常规步骤被环层混合器(RLM)代替。
使用具有10升容量的RLM,并且速度设定为2000rpm。RLM具有两个入口,其中第一入口用于引入成分的混合物和酶溶液。蒸汽经由第二入口注入。蒸汽被过热化,并用于使罐中的粉和酶混合物的温度达到75℃至80℃的温度,如通过探头所测量的。因此,成分混合物几乎瞬间被加热和均质化。将所得的经处理的混合物从环层混合器中输出至保持管。将经处理的混合物在75℃下温育超过2分钟的时间,以通过酶进行进一步水解。
该高剪切混合器的关键特性在于其允许在采用蒸汽和其它添加成分(尤其是脂肪)的高剪切下瞬间且同时进行粉胶凝和混合。
然后使浆液经受如上文实施例1中所述的滚筒干燥处理。随后可碾磨和包装成品以用于商业用途。
参见图2中的简化流程图。
实施例3:采用或不采用本发明方法制备的基于谷物产品的粥的感官属性和质地 属性的比较
对通过重构具有相同配方(参见下表1)但在两种不同的制造设置(分别采用或不采用如上在实施例2)或1)中所述的环层混合器)下制备的谷物产品所获得的粥进行感官属性和质地属性评估。
表1-实施例3中所测试的配方
成分 量(%重量/重量)
小麦粉 44%
脱脂奶粉末 33%
脂肪 8%
2%
α-淀粉酶 <1%
果汁浓缩物 13%
微量成分 <1%
由12名评审员组成的经培训的外部感官小组评价经滚筒干燥样机重构而成的谷物粥。一元特征图包括产品外观、风味/香味以及质地(没有重复)。结果报告于表2中(图3中也以图形示出),并且结果显示了本发明方法(其中采用了RLM)对整个产品的感官属性具有影响,以下除外:在根据本发明方法(实施例2)制备的产品以及参考物(根据实施例1中所述的方法制备)中观察到粗面粉质地有差异,根据本发明方法制备的产品的评分为2(测得的粗面粉感官属性:口中感觉到的圆颗粒的量),而参考物的评分为0(测得的粗面粉感官属性:口中感觉到的圆颗粒的量)。在此类实验中,>0.5的评分通常是显著的。
表2
对实施例3的样品的感官特征的影响(0=没有感官强度;10=高感官强度)。
Figure BDA0001911845260000191
Figure BDA0001911845260000201
比较例4:
基于不包含脂肪的谷物产品和用本发明方法制备的粥的感官属性和质地属性的 比较
对通过重构具有相同配方(参见下表3)但在两种不同的制造设置(分别采用或不采用如以上实施例2)或1)中所述的环层混合器)下制备的谷物产品所获得的粥进行质地属性评估。
表3-实施例4中所测试的配方
成分 量(%重量/重量)
小麦粉 86%
13%
α-淀粉酶 <1%
微量成分 <1%
由12名评审员组成的经培训的外部感官小组评价经滚筒干燥样机重构而成的谷物粥。一元特征图包括产品外观、风味/香味以及质地(没有重复)。在实施例4中所测试的条件下,未在任何所测试的样品中观察到粗面粉质地,表明在使用本发明的方法时,组合物中脂肪的存在起着不期望但关键的作用。
实施例5
将重构速度与粗面粉属性感知相关联的实验
在Rapid Visco Analyser设备(RVA,Newport Scientific)上进行分析:
·采用与实施例3中所述相似的配方以及分别于实施例2(得自本发明方法的产品)和实施例1(参考物)中所述类似的过程制备经滚筒干燥的成品,这些产品在25mL小罐中于50℃的水中重构(150mL水中有50g产品)。
·在重构时,以50RPM(RPM:旋转次数/分钟)测量粉末粘度10分钟。
从每个RVA曲线中提取出最大粘度(ViscoMax,mPa.s)和达到该最大粘度的时间(Tvmax,min)。最大粘度代表半流质食物完全重构时的粘度。Tvmax代表粉末完全重构所需的时间。
图4中的图报道了内部小组在如上所述重构后对八种产品就其粗面粉感官属性进行评估的相对等级。如可从结果中观察到,相比于采用标准方法获得的产品(如实施例1的图中的“参考物”所述),感觉到根据本发明方法(如实施例2中所述)制备的产品中有6/7的产品具有增加的粗面粉质地。
从结果中也可以观察到,在较高的Tvmax值(据信其与重构动力学相关)下,粗面粉质地变得更突出。因此,不受理论的束缚,据信颗粒吸收液体更慢/更困难可能与向产品提供粗面粉质地的粗颗粒的存在相关联。

Claims (24)

1.一种用于生产包含水解淀粉的食物产品的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供包含淀粉的原料,
b)提供以下成分:水、脂肪、至少一种淀粉分解酶和任选地一种或多种其它成分,其中以固体组合物的1%至40%重量/重量的量加入脂肪,
c)混合步骤a)的原料和步骤b)的成分,
d)将步骤c)的混合物的温度调节至导致所述混合物中的淀粉胶凝的温度,以及
e)与步骤d)同时,使步骤c)的所述混合物经受高剪切混合,其中所述高剪切混合通过使用环层混合器实现,
f)温育步骤e)的混合物,使得达到期望的水解度,
g)任选地热处理由先前步骤获得的混合物;
h)任选地冷却由先前步骤获得的混合物;
j)干燥通过先前步骤获得的混合物;
从而获得包含水解淀粉的食物产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其中步骤b)中所提供的所述至少一种淀粉分解酶在步骤d)中所述混合物被调节至的温度或该温度以上具有活性。
3.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤d)中,步骤c)的混合物被调节至高于55℃的温度。
4.根据权利要求3所述的方法,其中在步骤d)中,步骤c)的混合物被调节至在55℃至95℃的范围内的温度。
5.根据权利要求2所述的方法,其中在步骤d)中,步骤c)的混合物被调节至高于55℃的温度。
6.根据权利要求5所述的方法,其中在步骤d)中,步骤c)的混合物被调节至在55℃至95℃的范围内的温度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中在混合步骤a)的原料和步骤b)的其余成分之后,提供步骤b)的所述淀粉分解酶。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中混合步骤a)的原料和步骤b)的成分同时进行。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中步骤b)通过直接蒸汽注入进行。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中步骤e)中的所述高剪切混合使得所述混合物在1秒至50秒的时间内被均质化。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中所述原料为植物制备物。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述原料选自一种或多种谷类的粉;由一种或多种块茎制成的粉;由豆类制成的粉;或它们的组合。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述谷类的粉是选自小麦粉、大米粉、玉米粉、大麦粉、黑麦粉、燕麦粉、荞麦粉、小米粉、昆诺阿藜粉、高粱粉的粉。
14.根据权利要求12所述的方法,其中所述块茎选自马铃薯和木薯。
15.根据权利要求12所述的方法,其中所述由豆类制成的粉是豌豆粉。
16.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中步骤b)中提供的脂肪成分的量为固体组合物的2%至25%重量/重量。
17.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中步骤b)中提供的脂肪成分的量为固体组合物的5%至20%重量/重量。
18.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中步骤b)中提供的脂肪成分的量为固体组合物的5%至18%重量/重量。
19.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中步骤c)的所述混合物的总固体含量在20%至70%重量/重量的范围内。
20.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中步骤d)中的所述温度被调节至淀粉胶凝温度以上的温度。
21.根据权利要求20所述的方法,其中步骤d)中的所述温度被调节至70℃以上的温度。
22.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中步骤f)的所述温育在70℃至95℃范围内的温度进行1分钟至12小时范围内的一段时间。
23.权利要求1至22中任一项所述的方法用于制造特征在于具有粗面粉质地的食物产品的用途,其中所述粗面粉质地是指在重构后的感官属性,其被定义为口中感觉到的圆颗粒的量、尺寸和/或硬度,并且其中粗面粉属性等于或高于1。
24.一种通过权利要求1至22中任一项所述的方法获得的具有粗面粉质地的食物产品,其中所述粗面粉质地是指在重构后的感官属性,其被定义为口中感觉到的圆颗粒的量、尺寸和/或硬度,并且其中粗面粉属性等于或高于1。
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