CN109414043B - 制备具有降低的糖含量的水解淀粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制备包含水解淀粉的食物产品的方法，以及涉及可通过该方法获得的产品。与常规淀粉水解方法相比，该方法具有降低由水解产生的糖(即麦芽糖)的量的优点。

Description

制备具有降低的糖含量的水解淀粉的方法

技术领域

本发明涉及制备包含水解淀粉的食物产品的方法。特别地，本发明涉及与常规水解方法相比，制备包含具有较低麦芽糖量的水解淀粉的食物产品的方法。

背景技术

在当前用于制备含淀粉的食物产品的制造方法中，使用淀粉分解酶分解淀粉和减少产品粘度。高粘度产品在生产线中难以处理，因此用导致较低粘度的酶来处理淀粉。然而，淀粉降解还导致产生二糖，特别是麦芽糖等。人们越来越关注食物产品中糖(单糖和二糖)水平的影响，因此期望较低水平的糖诸如麦芽糖。糖水平对于婴儿和/或儿童食物产品的制备特别重要。

已知谷物粉也包含在特定条件下产生麦芽糖的天然酶。该酶的胶凝和活性似乎对麦芽糖产生程度起着重要作用(Effect of Gelatinization and Hydrolysis Conditionson the Selectivity of Starch Hydrolysis with alpha-Amylase from Bacilluslicheniformis.T.Baks et al.,J.Agric.Food Chem.2008,56,488-495(胶凝和水解条件对用来自地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶进行淀粉水解的选择性的影响，T.Baks等人，《农业食品化学杂志》，2008年，第56卷，第488-495页)；Etude de la mesure de l’activitéde la bêta et de l’alpha-amylase des farines de froment.R.Geoffroy,Novembre-Décembre1954)。

因此，针对淀粉的水解的改善的方法将是有利的。

发明内容

因此，本发明的目标涉及提供用于制备包含水解淀粉的食物产品的方法。

特别地，本发明的目标在于提供解决涉及包含水解淀粉的食物中糖的水平的现有技术的上述问题的方法。更特别地，本发明的目标在于提供与常规水解方法相比，提供包含具有较低麦芽糖量的水解淀粉的食物产品的方法。

因此，本发明的一个方面涉及用于制备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)提供既包含淀粉、又包含至少一种淀粉分解酶的原料，

b)提供以下成分：水、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并且使a)中的原料所提供的至少一种淀粉分解酶失活的温度，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，使得实现期望的水解度，从而获得包含水解淀粉的食物产品。

本发明的另外的方面涉及可通过本发明的方法获得的或所获得的食物产品。

附图说明

图1示出了常规水解方法(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)进行水解的装置。

图3示出了用于在线水解的常规装置(参见实施例3)。

图4示出了使用高剪切混合器(环层混合器，参见实施例4)进行在线水解的装置。

图5示出了感官小组对通过常规方法和本发明方法所获得成品进行测试比较的结果(参见实施例6)。

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“摄氏度(degrees C)”是指摄氏度。

如本文所用的术语“淀粉”是指大多数植物进行能量存储所用的多糖大分子。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。豆类的示例包括豆类(诸如黑白斑豆、红豆、菜豆)、豌豆、兵豆、鹰嘴豆、花生等。当术语“淀粉”用于本发明的语境中时，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”是指因其谷类的可食用部分而栽培的任何草。谷物的示例为小麦、大米、玉米、大麦、黑麦、燕麦、荞麦、小米、昆诺阿藜、高粱等等。

如本文所用的术语“食物产品”是指适于人类消费的成品和/或旨在在经受包括热处理的另外的加工步骤之后递送成品的中间制备物。成品食物产品的具体非限制性示例为饼干、薄脆饼、谷物(早餐和婴儿谷物)、面包、烘焙产品、披萨、谷物乳饮料、婴儿食物等。旨在在经受另外的加工步骤之后递送成品的制备物的具体非限制性示例为面糊、面团、浆液等。

在本发明的语境中，“婴儿谷物”产品标识两个主要类别：需要用水重构的完全谷物产品，因为它们已经包含通过膳食递送的所有必需营养物质；以及旨在用牛奶、婴儿配方食品、较大婴儿配方食品和/或GUM重构的标准谷物产品。

在本发明的语境中，术语“全家谷物”标识包含适合儿童和成人食用的谷物的组合物。例如，全家谷物用(全脂或脱脂)牛奶重构，并且以粥的形式食用。

如本文所用的术语“胶凝”是指淀粉颗粒膨胀和打开的过程，其中淀粉颗粒中淀粉分子的分子间键断裂，导致水的结合并且淀粉颗粒不可逆地溶解在水中。胶凝温度的确定是本领域技术人员所熟知的，并且可通过例如Kofler热台显微镜法(进一步参见表1和注释)或例如差示扫描量热法(DSC)进行。

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支链淀粉酶。淀粉酶的示例包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶。

发明的方法

在制备含淀粉的食物的常规方法中，淀粉的粘度呈现问题。为了避免粘度增加，通常进行淀粉的酶促水解。然而，除了别的之外，此类水解还可能导致麦芽糖产生，增大该方法产品中存在的糖水平。食物中存在的糖的量是令个体有一些担忧的话题，因此期望限制存在于食物产品中普通糖(单糖和二糖)的量。本发明基于以下令人惊讶的发现：与常规水解方法相比，本发明方法的实施产生包含具有较低麦芽糖量的水解淀粉的食物产品。

不受理论的束缚，据信通过本发明的方法，原料的淀粉颗粒在水合水存在下开始溶胀。因此，淀粉分子可通过在长链内的位点处而不是在末端处添加的淀粉分解酶(例如淀粉酶)消化。存在于原料中的内源性淀粉酶有利于末端(链的末端)处的消化，从而产生二糖和更高的糖(麦芽糖)含量。同时，原料中存在的内源性淀粉酶即刻失活，并且因此不产生二糖(即麦芽糖)。与此同时，该方法中存在的剪切力有利于破坏淀粉颗粒，从而有助于淀粉分子的消化，并且允许降低反应时间和/或降低所添加的淀粉酶的量。因此，本发明人注意到，本发明方法令人惊讶的效果是协同减少了淀粉水解期间生成的糖(特别是麦芽糖)的量。

因此在一个实施方案中，本发明的方法涉及用于制备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)提供既包含淀粉、又包含至少一种淀粉分解酶的原料，

b)提供以下成分：水、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并且使a)中的原料所提供的至少一种淀粉分解酶失活的温度，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，使得实现期望的水解度，从而获得具有水解淀粉的食物产品。

原料

本发明的方法涉及提供既包含淀粉、又包含至少一种淀粉分解酶的原料。

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存储颗粒的部分的制备物。在一些实施方案中，此类制备物还可包括植物的其它部分，诸如茎、叶等。此类植物制备物通常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“干燥”是指包含0.01％w/w至20％w/w的范围内的水，诸如0.01％w/w至16％w/w、0.01％w/w至15％w/w、0.01％w/w至12％w/w、0.01％w/w至8％w/w、0.01％w/w至5％w/w、0.01％w/w至3％w/w，诸如0.01％w/w至0.5％w/w％，或例如基本上不含水。例如，小麦粉可包含最多15％的水分(w/w)，诸如12％w/w至15％w/w、12％w/w至14％w/w或12％w/w至13％w/w，并且被认为是干燥的植物制备物。

如本文所用的术语“粉”是指研磨产品。粉的粒度或粒度分布不被认为对该方法是关键的。适合作为制备水解淀粉的原料的粉的形式的植物制备物是本领域已知的，并且此类制备物的选择也在本领域技术人员的技能范围内。

内源性淀粉分解酶

本发明方法的原料既包含淀粉、又包含至少一种淀粉分解酶。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。换句话讲，原料可包含淀粉分解酶，其不通过人工干预添加，而是连同来自植物材料的淀粉(颗粒)共同提取的，即内源性淀粉分解酶。内源性淀粉分解酶的示例包括α-淀粉酶、β-淀粉酶和γ淀粉酶。

例如，在小麦的特定情况下，内源性淀粉分解酶(特别是内源性淀粉酶)通常在60摄氏度-70摄氏度以上失活。其它谷物中内源性酶的失活温度可根据技术人员熟知的方法来确定，例如通过使用商业试剂盒来确定不同条件下的酶活性。

可使用的可商购获得的试剂盒的示例为购自Megazyme^TM(β淀粉酶活性)和

(α淀粉酶活性)的Betamyl方法(K-β3 10/10)。

在一个实施方案中，本发明涉及根据本发明的方法，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且所述混合物中内源性淀粉分解酶失活的温度。如步骤e)所述，这种温度调节同时使步骤c)的混合物经受高剪切混合。

内源性淀粉分解酶消化淀粉分子并产生麦芽糖。根据本发明的方法的一个优点是内源性淀粉分解酶非常快速地(几乎瞬时)失活，从而防止它们产生麦芽糖并降低最终食物产品中麦芽糖量。据信内源性淀粉分解酶的快速失活通过加热至胶凝温度连同通过该方法实施的同时高剪切混合来实现(进一步参见下文)。

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，诸如例如干燥的植物制备物，诸如例如植物粉，则水可通过蒸汽注入(steam injection)、添加水、提供含水的另外的成分、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中的一种或多种来提供。

如果原料不是干燥形式，但包含超过20％w/w的水，或例如超过15％w/w的水，则可认为水至少部分地由原料提供。在一些实施方案中，还可提供更多水，例如通过蒸汽注入、添加水、提供含水的另外的成分、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中的一种或多种来提供。

在特定实施方案中，提供水包括以蒸汽的形式提供水。在特定实施方案中，通过蒸汽注入诸如直接蒸汽注入的方式提供蒸汽形式的水。在其它实施方案中，通过蒸汽注入(其中成分在蒸汽气氛中喷洒)的方式提供蒸汽形式的水。直接蒸汽注入的优点是在添加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和任何任选的另外的成分的混合物。

直接蒸汽注入可通过任何合适的方式实现，并且此类方式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时提供水时，这种蒸汽提供可与步骤d)和e)同时发生。

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)的总固体含量在如下范围内：20％w/w至60％w/w，诸如30％w/w至60％w/w，诸如35％w/w至60％w/w，诸如40％w/w至60％w/w，诸如45％至60％，诸如50％至60％，诸如55％至60％；或例如20％w/w至55％w/w，20％w/w至50％w/w，20％w/w至40％w/w；或例如30％w/w至50％w/w，或30％w/w至40％w/w。

另外的淀粉分解酶

本发明的方法包括将至少一种另外的淀粉分解酶添加到原料并与原料一起混合的步骤。因此，在步骤b)中提供除步骤a)中提供的淀粉分解剂之外的淀粉分解酶，并且在步骤c)中混合所有成分。

在一些实施方案中，除步骤a)中提供的内源性淀粉分解酶之外，提供至少一种另外的淀粉分解酶。

至少一种另外的淀粉水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/或支链淀粉酶。在特定实施方案中，至少一种另外的淀粉水解酶为α-淀粉酶和β-淀粉酶中的一种或多种。在一些实施方案中，本发明涉及根据本发明的方法，其中所述至少一种另外的淀粉分解酶包含对于所提供的原料不是内源性的淀粉酶或由其组成。

至少一种另外的淀粉分解酶的选择可取决于原料中所存在淀粉的胶凝温度。因此，在特定实施方案中，步骤b)中提供的该至少一种另外的淀粉分解酶在步骤d)中混合物被调节至的温度或该温度以上具有活性(进一步参见下文的胶凝温度)。

在另外的特定实施方案中，步骤b)中提供的至少一种另外的淀粉分解酶具有在步骤d)中温度被调节至的温度或该温度以上的最佳温度。酶的最佳温度是酶具有最大催化活性的某个温度或温度的范围。

如上所述，至少一种另外的淀粉分解酶可作为水溶液提供。

在混合物中所存在淀粉的胶凝温度范围内或以上的温度处选择至少一种具有活性或例如具有最佳温度的另外的淀粉分解酶，确保淀粉的水解将进行并且将归因于选择的酶。

淀粉酶可从若干经销商商购购得，例如杜邦(DuPont)、诺维信(Novozymes)、帝斯曼(DSM)、生物催化剂(BioCatalysts)。

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为脂肪诸如油、蛋白质或氨基酸源、碳水化合物源诸如糖和/或益生元、矿物质、维生素等。

在一个实施方案中，步骤b)中没有提供其它成分。通过该方法获得的产品将是本文提及的作为水解碳水化合物成分(HCI)的非成品中间食物产品。进一步参见下文“可通过方法获得的产品”。

在该方法的一些实施方案中，通过本发明方法获得的食物产品本身为成品食物产品。在此类实施方案中，在步骤b)中提供至少一种其它成分，诸如一种或多种成分，诸如例如脂肪诸如油、蛋白质或氨基酸源、碳水化合物源诸如糖和/或益生元、矿物质、水果成分、基于牛奶的成分和维生素。在一个实施方案中，在步骤b)中提供脂肪诸如油。

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。

据信这种混合十分关键，并且因此可以任何合适的方式完成。混合方法的选择在本领域技术人员的技能范围内。

在根据本发明的方法的一些实施方案中，将步骤a)的原料和步骤b)的成分混合的步骤c)在步骤d)之前进行。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”。

然而，不一定必须预混成分：可将干燥成分和水直接进料到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)的成分进料到容器，在其中进行加热并且同时进行混合。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)，其中在步骤c)中获得的混合物的温度被调节至导致所述混合物中淀粉胶凝的温度。在高剪切混合混合物的同时调节温度。不受理论的束缚，据信淀粉的胶凝能够增大接触添加到淀粉分子中的酶，从而改善水解过程的效率。

胶凝温度是指淀粉胶凝的温度(或温度范围)。不同种类的植物产生可能具有不同胶凝温度的淀粉，并且这些是本领域熟知的。以举例的方式在下表1中示出一些淀粉的胶凝温度范围。

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
		玉米(包谷)	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热台显微镜法(开始-中点-结束)确定(“Starch:Chemistry andTechnology”,edited by James BeMiller and Roy Whistler,Food Science andTechnology International Series,Third edition 2009(表8.1“淀粉：化学和技术”，由James BeMiller和Roy Whistler编辑，《食品科学和技术国际系列》，第三版，2009年))。

因此，根据原料中的淀粉类型(或多种类型)，将温度调节至将导致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，胶凝温度可由Kofler热台显微镜法(也参见表1)确定。

在一些实施方案中，淀粉的胶凝的程度是至少一半淀粉是胶凝的，诸如至少70％w/w、80％w/w、90％w/w，或者可以基本上完全胶凝，即混合物中基本上所有淀粉都是胶凝的。

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摄氏度以上，例如在70摄氏度至95摄氏度的范围内，诸如70摄氏度至90摄氏度，或70摄氏度至85摄氏度，或例如75度至95度，诸如80度至95度或85度至95度。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)失活，同时涵盖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)失活，同时涵盖至少一种另外的淀粉分解酶的最佳温度。

在根据本发明的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，在d)中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)(将步骤c)的混合物的温度调节至导致所述混合物中淀粉胶凝的温度)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的步骤，例如通过使用高剪切混合器。

高剪切混合可为0.5秒至10分钟的时间，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。

高剪切混合可使得混合物在1秒至10分钟的时间内均质化，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，高剪切混合使得混合物在1秒至50秒的时间内均质化，诸如1秒至40秒，诸如1秒至30秒。

在这种情况下，均质化是指淀粉颗粒溶胀并分散到介质中。

所述高剪切混合与将温度调节至胶凝温度同时进行(步骤c)，如上所讨论。如讨论的那样，据信同时发生的温度调节和高剪切混合一起作用以使淀粉水解，并且产生最少的单糖和二糖(具体地讲是麦芽糖)。

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，而将主体的另一部分向相反方向推动。

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散到主要连续相中，例如固体、半液体或液相。通常，移动转子或叶轮与称为定子的固定部件一起使用以产生高剪切。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为：环层混合器、均质化器、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”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一段时间内(毫秒至秒，诸如0.5秒至60秒)发生胶凝，基本上是瞬时的。

在加热、均质化、胶凝和内源性酶失活的这个非常短的时间被证明具有以下效果：降低内源性酶有时间产生的麦芽糖量，同时为至少一种另外的淀粉分解酶起作用提供最佳条件。这些效果的组合共同起作用以降低所产生的二糖(例如麦芽糖)的量。

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(特别是调节至相关胶凝温度)的装置。

本发明的特定实施方案涉及根据本发明的方法，其中高剪切混合步骤e)通过使用高剪切混合器特别是环层混合器来实现。

环形层混合器递送高圆周速度。所得的离心力使产品向外进入容器侧壁上的环层。在旋转混合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。

使用环形层混合器时，直接蒸汽注入实施简单，这是使用环形层混合器的另外的优点。

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。如下所述，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(即，预混步骤)和步骤d)之前在环层混合器中进行。

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。

在本发明的一个实施方案中，环层混合器的速度可在500rpm至2500rpm的范围内。

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)的高剪切混合所获得的混合物，使得实现期望的水解度。

该温育步骤涉及将步骤e)的混合物在一定温度保持一定的一段时间的步骤。该温育允许酶特别是步骤b)的至少一种另外的淀粉分解酶可起作用。在一些实施方案中，混合可发生在温育期间。混合避免沉淀，并且/或者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期望的水解度，并且在本领域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期望的特性来确定。例如，如果期望较高的粘度，则可能不需要大量淀粉水解。

一些实施方案涉及根据本发明的方法，其中步骤f)的温育在选择的范围内的温度进行，使得至少一种另外的淀粉分解酶具有最佳活性。

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，但该信息也通常由酶的供应商提供。还可参见标题“另外的淀粉分解酶”，以进一步讨论温度的选择。

在一些实施方案中，在以下条件下进行步骤f)的温育，温度范围：70摄氏度至95摄氏度，诸如70摄氏度至90摄氏度，例如70摄氏度至85摄氏度，或例如75摄氏度至95摄氏度，诸如75摄氏度至80摄氏度；一段时间的范围：1分钟至24小时，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至60分钟；或例如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。

在线定量给料

在本发明的一些实施方案中，可根据本发明的方法获得的中间半成品成分(HCI)可进一步通过与其它成分(包括其它基于谷物的成分)混合进行处理。

在此类情况下，本发明人惊奇地发现，在能够灭活淀粉分解酶(诸如例如步骤g)的热处理进行之前即刻，将HCI食物产品与剩余的基于谷物的成分混合是特别有利的。该方法因此称为“在线混合”，并提供经由根据本发明的方法制备HCI成分保持实现低麦芽糖水平的优点，无需考虑所得的混合物中是否存在仍然具有活性的淀粉分解酶。

为了在混合和热处理之间生成最少的糖(麦芽糖)，将设备时长(例如管道和静态混合器)设定为小于30秒例如小于20秒的保持时间以达到最低流量。

另外的步骤

另外的实施方案涉及根据本发明的方法，还包括步骤g)通过步骤a)至f)的高剪切混合获得的混合物进行另外的热处理。

步骤g)中热处理的目的是降低产品的微生物负荷，以及使酶失活，包括使步骤b)的至少一种另外的淀粉分解酶失活。因此，将选择步骤g)的热处理的温度和一段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)的热处理可例如通过使均质化混合物的温度达到90摄氏度至170摄氏度的范围内的温度2秒至5分钟的一段时间进行。

在特定实施方案中，使步骤g)中的温度达到100摄氏度至140摄氏度的范围内的温度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。

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。

本发明的方法还可包括一个或多个将一种或多种另外的成分添加到混合物中的另外的步骤。这些成分可为适于所制造食物产品的任何成分。特别地，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间点添加。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)之后即刻、或例如在步骤e)之后和步骤f)之前即刻，添加一种或多种另外的成分。在一些实施方案中，可在步骤f)之后诸如在步骤f)之后和在任何另外的步骤之前即刻，添加另外的一种或多种成分。本领域技术人员将理解常规成分(包括热敏营养物质)的要求，并且可确定可在什么时间点添加这些成分。

在一些实施方案中，本发明的方法还包括冷却通过前一步骤获得的混合物的步骤i)。冷却可通过任何合适的方法实现，并且可冷却至例如-20摄氏度至18摄氏度的范围内的温度，诸如例如0摄氏度至10摄氏度，诸如0摄氏度至5摄氏度。

在一些实施方案中，本发明的方法还包括干燥例如滚筒干燥和研磨的步骤，以制备可在使用前重构的干燥产品。

在一个实施方案中，其中在步骤b)中添加任选成分，该方法包括干燥步骤j)。干燥被定义为在受控条件下施加热量，以除去液体或半液体食物中存在的水并得到固体产品。

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)的原理是将材料薄膜施加到连续旋转的蒸汽加热金属转筒的光滑表面。干燥材料的薄膜被位于液体或半液体材料的施加点相对的固定刀连续刮除。干燥器由单个转筒或一对带有或不带卫星滚筒的滚筒组成。

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。

在此类实施方案中，所获得的产品可为如上所述在重构后以粥的形式食用的成品婴儿食物或全家谷物产品。

在另一个实施方案中，其中在步骤b)中不添加任选成分，步骤f)的混合物经受热处理步骤g)。在此类实施方案中，所获得的产品可为如上定义的中间食物产品(HCI)。

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描述为包含水解淀粉和降低的麦芽糖量。在此语境中，术语“降低的麦芽糖量”是指与通过常规淀粉水解方法(诸如实施例1中描述的方法)产生的麦芽糖量相比，麦芽糖量降低。特别地，与不包含本发明方法的步骤d)和e)的淀粉水解方法相比，麦芽糖量降低。

在特定实施方案中，本发明涉及根据本发明的产品，其中与例如实施例5中所示的常规方法相比(76％)，存在的麦芽糖量降低高达100％，例如降低90％，例如降低80％，例如降低70％。在其它实施方案中，本发明涉及根据本发明的产品，其包含的麦芽糖量为通过常规方法产生的相应产品中存在的麦芽糖量的1％至25％，诸如1％至15％，或5％至15％，或例如5％至10％。在另外的实施方案中，本发明涉及包含小于5％w/w、诸如0.1％w/w至5％w/w、0.1％w/w至4％w/w、0.1％w/w至4％w/w、0.1％w/w至3％w/w、0.1％w/w至2.5％w/w或0.05％w/w至2％w/w或0.1％w/w至2％w/w的麦芽糖的产品。

本发明的产品可为液体产品，包括水解淀粉，或者液体可被干燥。产品可为成分或完整的食物。

在该方法的一些实施方案中，所获得的食物产品为中间体。这意味着所获得的食物产品本身是成分，因此将例如通过与另外的成分组合进一步加工以实现最终食物产品。

此类中间体也可称为酶促水解的碳水化合物成分(HCI)。

成品食物产品是指出售给消费者的食物产品。最终食物产品的示例包括婴儿配方食品(例如粉末形式或即饮型)、谷物、饮料等。

应当注意，在本发明的其中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：常规水解

以下常规水解在线装置导致产生HCI(水解碳水化合物成分)作为半成品液体成分(中间食物产品的示例)。可还包含该HCI作为制成最终食物产品的成分。

在常规装置中，通过螺杆传送装置将小麦粉与水(环境温度或温暖温度)和淀粉酶的溶液混合。所得的“面团”落在水解罐中，在其中注入蒸汽以达到酶活性的最佳温度。在该最佳温度，反应时间通常为在罐中25分钟，并且然后在管中10分钟至20分钟，取决于所需的水解的程度。在这些条件下，所获得的浆液具有降低的粘度和约15至25的右旋糖当量(DE)。然后出于卫生原因以及为了使酶失活，进行热处理(例如：120℃以上20秒)。然后进行冷却，之后可存储或直接使用。在最终热处理之前，可将HCI与另外的成分(例如原生粉(nativeflour)±蔗糖、油)进一步湿混合。

浆液也可被干燥以产生粉末，或用作上述液体食物。

图1是HCI过程的简化工艺图。

实施例2：具有环层混合器的水解在线装置

在根据本发明的方法中，使用环层混合器(RLM)代替上文在实施例1中描述的螺杆传送装置。在那种情况下，蒸汽直接注入到RLM中，而不是注入到水解罐中。

图2示出了具有RLM的生产线的简化工艺图。

使用具有10升容量的RLM，速度设定为2000rpm。RLM具有两个入口，其中第一入口用于引入小麦粉和酶溶液。蒸汽经由第二入口注入。蒸汽过热，并且用于使罐中的粉和酶混合物的温度达到75摄氏度至80摄氏度的温度，温度由探头测得。因此，成分混合物几乎瞬时既被加热、又被均质化。将所得的经处理的混合物从环层混合器中输出到保持罐。将经处理的混合物在75摄氏度下温育约25分钟，以允许酶进一步水解。

然后出于卫生原因以及为了使酶失活，对混合物进行热处理(例如：120℃以上20秒)。然后进行冷却，之后可存储或直接使用。在最终热处理之前，可将HCI与其它成分(例如原生粉±蔗糖、油)进一步湿混合。

浆液也可被干燥以产生粉末，或用作上述液体食物。

实施例3：常规在线水解装置

在常规在线水解过程的该示例中(其中水解在成品食物产品的生产线中进行)，在制备罐中混合小麦粉、水和任选地其它成分进行(例如蔗糖、油等)。然后将浆液泵送到管中。在静态混合器之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摄氏度以上，诸如70摄氏度至95摄氏度，例如70摄氏度至90摄氏度，诸如70摄氏度至85摄氏度，例如75摄氏度至85摄氏度)。淀粉酶也可添加到初始液体批料制备罐中。然后在出于卫生原因和酶失活的最终热处理(例如：120℃以上20秒)之前，在该最佳温度进一步处理浆液一定停留时间(与步骤f的温育相应)，取决于所需的水解的程度(例如2分钟至10分钟)。然后根据本发明的方法使浆液(包含约45％w/w固体)经受滚筒干燥处理(热处理步骤，与步骤j相应)，以提供随后可研磨并包装用于商业用途的成品食物产品。滚筒干燥处理在单缸滚筒干燥器中在包括介于185摄氏度和190摄氏度之间的温度以及包括介于4rpm和5rpm之间的速度下进行。

图3为用于在线水解装置的简化工艺图。

实施例4：本发明的在线水解的方法

本发明的方法也可结合作为用于制备成品食物产品的方法中的在线水解的方法。

在根据本发明方法的一个示例中，如上文实施例3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代替。

使用具有10升容量的RLM，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。蒸汽过热，并且用于使罐中的粉和酶混合物的温度达到75摄氏度至80摄氏度的温度，温度由探头测得。因此，成分混合物几乎瞬时既被加热、又被均质化。将所得的经处理的混合物从环层混合器中输出到保持管。将经处理的混合物在75摄氏度下温育超过2分钟的时间，以允许酶进一步水解。

该高剪切混合器的关键特征是，允许粉胶凝以及与蒸汽和淀粉酶混合瞬时和同时发生。

参见图4中的简化工艺图。

实施例5：麦芽糖含量的比较

在具有环层混合器[实施例2)或4)中所述的装置]和没有环层混合器[实施例1)或3)中所述的装置]的两种不同装置中测量麦芽糖的降低。

在液体HCI中分析糖分布(HPAEC方法)、右旋糖当量DE(Lane Eynon)、干物质(烘箱)和粘度(30％固体时的流动曲线，50℃，50rpm，20分钟)(类似于上述实施例1和2所述获得，报告于表1中)。

在滚筒干燥原型中分析糖分布(HPAEC方法)和粘度(重构条款浓度下的流动曲线，50℃，50rpm，20分钟)(类似于上述实施例3和3所述获得，报告于表3中)。

表2：水解碳水化合物成分半成品液体成分的结果

表2示出了与常规装置相比，在使用高剪切混合器(环形层混合器)的装置中产生的麦芽糖量显著降低。

相对粘度和右旋糖当量也降低，显示出有可能降低所添加淀粉酶的量和/或停留时间。

表3：结果-在线酶促水解

表3示出了与常规装置相比，在使用高剪切混合器(环形层混合器)的装置中产生的麦芽糖量显著降低。

相对粘度也降低，显示出有可能降低所添加淀粉酶的量和/或停留时间。

在滚筒干燥产品中测量由实施例7中所述的装置产生的麦芽糖水平，并与通过混合相同的HCI成分和基于谷物的浆液但没有应用实施例7中所述的在线定量给料条件所获得的浆液中所得的麦芽糖水平进行比较。

表5使用在线定量给料所得的麦芽糖水平(实施例7)

表5示出了在实施例7中描述的条件下，通过使用环层混合器获得的基于谷物的浆液与半成品成分(HCI)的混合保持经由环层混合器制备所实现的低麦芽糖水平，无需考虑此类浆液中存在内源性淀粉分解酶。

实施例6：感官特征

研究所述在线酶促水解的样品(实施例3和4的样品，表3)对感官特征的影响，结果示于下表4中并且在图5中直观显示。

受过训练的外部感官小组由12名评估员组成，对重构成谷物粥的滚筒干燥原型进行评估。对产品外观、风味/香气和质地进行单值分析，没有重复。如上所述，粘度得分更低，显示出有可能降低所添加淀粉酶的量和/或停留时间。此外，结果表明，除粘度属性对整体产品感官属性的影响之外，这种配方和工艺条件中麦芽糖降低不具有显著性(强度无差异>1)。这代表了所实现的糖降低的另外的优点。

表4

对在线酶促水解样品的感官特征的影响。0＝无感官强度；10＝高感官强度。

实施例7：在线定量给料HCI和基于谷物的浆液

凭借静态混合器将谷物汤(基于谷物的浆液)与HCI的流(由如上文实施例2中所述制备的部分水解的谷物组成的中间产品)在线混合。对于每个流，测量和控制流速(HCI：109Kg/小时；基于谷物的浆液：141Kg/小时)。随后通过直接蒸汽注入(DSI)对混合物进行巴氏灭菌，并控制所得的保持时间和温度以确保食物产品安全性。然后将产品在大气压下闪蒸并凭借容积式泵泵送以供后续加工。

为了在两种基于谷物的汤流和HCI成分(混合三通)的混合点与热处理(DSI)之间生成最少的糖(麦芽糖)，管道和静态混合器的时长设定为具有小于20秒的保持时间以适于最低流速。

图6中示出了具有RLM的HCI和基于谷物的浆液的在线定量给料的示例性简化工艺图。

Claims (22)

1.用于制备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)提供既包含淀粉、又包含至少一种淀粉分解酶的原料，

b)提供以下成分：水、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，所述另外的淀粉分解酶包含对于所提供的原料而言不是内源性的淀粉酶，

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并且使a)中的原料所提供的所述至少一种淀粉分解酶失活的温度，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，使得实现期望的水解度，

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)中提供的所述至少一种另外的淀粉分解酶在步骤d)中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，将步骤c)的混合物调节至高于70摄氏度的温度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤d)中，将步骤c)的混合物调节至70摄氏度至95摄氏度的范围内的温度。

5.根据权利要求2所述的方法，其中步骤d)通过直接蒸汽注入进行。

6.根据权利要求3所述的方法，其中步骤d)通过直接蒸汽注入进行。

7.根据权利要求4所述的方法，其中步骤d)通过直接蒸汽注入进行。

8.根据权利要求1至7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秒的时间内均质化。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述原料为植物制备物。

10.根据权利要求9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。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述谷类的粉选自小麦粉、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。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述块茎选自马铃薯和木薯。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述由豆类制成的粉是豌豆粉。

14.根据权利要求1至7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％w/w至60％w/w的范围内。

15.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中将步骤d)中的所述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。

16.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中将步骤d)中的所述温度调节至70摄氏度以上。

17.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中步骤f)的所述温育在选择的范围内的温度进行，使得所述至少一种另外的淀粉分解酶具有最佳活性。

18.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中步骤f)的所述温育在70摄氏度至95摄氏度的范围内的温度进行1分钟至12小时的范围内的一段时间。

19.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

g)通过步骤a)至f)的高剪切混合获得的混合物的另外的热处理。

20.根据权利要求19所述的方法，其中在步骤g)进行之前即刻，将通过步骤a)至f)的高剪切混合获得的中间水解碳水化合物成分与包含淀粉的另外的成分混合。

21.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中与用常规淀粉水解方法获得的食物产品相比，所述食物产品包含降低的麦芽糖水平，所述常规淀粉水解方法不包括权利要求1至7中任一项中所述的步骤d)和步骤e)。

22.食物产品，所述食物产品通过权利要求1至21中任一项所述的方法获得，其中与用常规淀粉水解方法获得的食物产品相比，所述食物产品包含降低的麦芽糖水平，所述常规淀粉水解方法不包括权利要求1至21中任一项中所述的步骤d)和步骤e)。

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