CN114867365A - 可溶性木薯粉组合物 - Google Patents
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Abstract
本文描述了一种可溶性木薯粉组合物，该可溶性木薯粉组合物具有用于食物产品中所期望的化学特性以及溶解度和粘度功能，该食物产品为诸如饮料混合物、婴儿食品、医药产品、乳液、方便食品或基于小吃的填料。此类组合物可用作麦芽糖糊精的部分或完全替代品，并且提供标签更加清洁的替代物。
Description
技术领域
本申请涉及可溶性粉组合物及其制造方法。
背景技术
消费者要求食品和饮料应用中标签友好的麦芽糖糊精的替代物。期望开发出标签友好的替代物的同时，也期望此类替代物具有与麦芽糖糊精类似的功能性。
发明内容
本文描述了一种可溶性木薯粉组合物，该可溶性木薯粉组合物具有用于制作食物产品所期望的化学特性以及溶解度和粘度功能，该食物产品为诸如饮料混合物、婴儿食品、医药产品、乳液、方便食品或基于小吃的填料。此类组合物可用作麦芽糖糊精的部分或完全替代品，并且提供标签更加清洁的替代物。
附图说明
图1提供了用于实现本文所述的可溶性木薯粉组合物的制造过程的图示。
图2示出了本文所述的可溶性木薯粉组合物的粒度分布。
图3和图4分别提供了在给定剪切速率和温度下可溶性木薯粉组合物与麦芽糖糊精的粘度对比曲线。
具体实施方式
本文描述了一种可溶性木薯粉组合物及其制造方法。此类可溶性木薯粉组合物可作为麦芽糖糊精的替代品用于食品和饮料应用中。应当理解，木薯粉在本文中也可称为树薯粉，并且这种术语差异是基于地理和市场差异。市售树薯粉通常含有在每100克粉2.0克至10克纤维范围内的纤维含量(可溶性纤维和不可溶性纤维两者)，而市售木薯粉可能更精细化，并且可含有比先前提及的树薯粉更少的纤维量。在本申请中，对树薯粉或木薯粉的提及是指含有大于每100克粉2克纤维的碾磨粉。如本文所用，术语“可溶性木薯粉”可指水解的、酶促处理的、酶促改性的和/或溶解的木薯粉。技术人员从例如US5350593和US20186268997了解到如何制造可溶性木薯粉，其公开内容通过引用并入本文。
此类可溶性木薯粉已被处理以促进其主要组分在液体诸如水中的更大溶解度。此外，此类可溶性粉表现出与麦芽糖糊精类似的功能性，具有适用于食品和饮料应用所期望的“纯正风味”、口感和质地。如本文所用，术语“可溶性”是指粉组分在水中的溶解度。如本文所用，术语“粉”涵盖(1)非谷物粉和(2)分级的非全谷物粉，其中麸皮和胚芽的一部分已被除去。
本文描述了一种可溶性木薯粉组合物，其是通过用酶处理天然木薯粉以获得可溶性木薯粉中间物而产生。酶优选地为α-淀粉酶，然而也可使用其他细菌或真菌酶，例如但不限于异酶、葡糖酶、β-酶、支链淀粉酶和/或α-酶和/或它们的组合。在优选的方面中，α-淀粉酶是热稳定的α-淀粉酶。随后，通过设计用于水解细胞壁物质的第二酶处理该可溶性木薯粉中间物，该第二酶为例如但不限于果胶酶、β葡聚糖酶、木聚糖酶和纤维素酶。该通过第二酶处理的可溶性木薯粉组合物在本文中被称为“第一可溶性木薯粉组合物”。可选地，该第一可溶性木薯粉组合物随后可经过过滤以产生在本文中被称为“第二可溶性木薯粉组合物”的经过过滤可溶性木薯粉组合物。两者总说，则该第一可溶性木薯粉组合物和该第二可溶性木薯粉组合物在本文中被称为“可溶性木薯粉组合物”。图1提供了用于实现本文所述的可溶性木薯粉组合物的制造过程的图示。
就其各成分而言，本文所述的可溶性木薯粉组合物包括90重量％至98重量％，并且更优选地92重量％至97重量％范围内的碳水化合物含量。该可溶性木薯粉组合物的蛋白质含量在0.5重量％至1.5重量％范围内，优选地介于0.75重量％和1.3重量％之间，更优选地介于0.9重量％和1.1重量％之间，并且更优选地约为1重量％。脂肪含量小于1重量％，并且不可溶性纤维含量在0.5重量％至3.5重量％，并且更优选地在0.5重量％至1重量％范围内。
本文所述的可溶性木薯粉组合物的葡萄糖当量(“DE”)在5至18，并且更优选地在8至15范围内。此类组合物能够与天然粉区分开来，并且其溶解度和粘度功能显著改善，以用于某些食品应用。
本文所述的可溶性木薯粉基本上可溶，并且相对于天然木薯粉起始材料具有更高溶解度。不受任何理论的束缚，本文认为上述酶处理和可选的后续过滤步骤会进一步改善溶解度。
溶解度是通过粒度分布和基于在90℃水中的湿/分散溶解度来测量。该可溶性木薯粉组合物包括以下粒度分布：其中90％的颗粒具有350微米或更小的粒度。该可溶性木薯粉组合物包括以下粒度分布：其中50％的颗粒具有150微米或更小的粒度。该可溶性木薯粉组合物包括以下粒度分布：其中10％的颗粒具有40微米或更小的粒度。在一些方面，该经过过滤的第二可溶性木薯粉组合物几乎完全可溶于水中，其中100％的颗粒的粒度小于1微米，更优选地，小于0.5微米，以及进一步更优选地，小于0.1微米。
优选地，本发明所述的可溶性木薯粉组合物包括以下粒度分布：其中90％的颗粒具有350微米或更小的粒度，并且50％的颗粒具有150微米或更小的粒度。优选地，其中10％的颗粒具有40微米或更小的粒度。优选地，该组合物包括以下粒度分布：其中100％的颗粒的粒度小于1微米，以及优选地，小于0.5微米。优选地，该组合物基本上可溶于水中。
此外，该可溶性木薯粉组合物具有所期望的粘度功能。该可溶性木薯粉组合物在20℃下具有1cP至10cP范围内的粘度和10％干固体，并且更优选地，(在10[1/s]的剪切速率下)在20℃下具有2cP至5cP范围内的粘度和10％干固体。
本文所述的可溶性木薯粉组合物是用于食品应用的较佳选择。值得注意的食品应用包括但不限于饮料、饮料混合物、婴儿食品、医药产品、食品乳液、方便食品、烘焙食品、乳品、色拉调味料、和基于小吃的填料或食物产品(包括冷冻食物)。饮料和饮料混合物可包括热饮或冷饮、风味乳(包括巧克力乳)、碳酸软饮料、果汁、运动饮料、营养饮料和婴儿代乳品的速溶混合物。乳品可包括冰淇淋、酸奶、酸奶油、掼奶油和非乳制绝对素食替代物。方便食品包括但不限于色拉调味料(可倾倒和勺舀型)、酱汁(速溶调味料和制备调味料)、调味品、布丁、棒、谷类食品、谷类食品的包衣、涂抹食品、低脂涂抹食品、糖衣、硬糖、软糖、橡皮糖产品和干混作料。烘焙食品可包括曲奇饼、蛋糕、松饼、薄脆饼干、面制糕点和层压烘焙产品。
本文所述的可溶性木薯粉组合物可作为麦芽糖糊精的至少部分替代品用于食品应用，并且在许多情况下可作为麦芽糖糊精的完全替代品用于食品应用。在目前使用麦芽糖糊精的任何食品应用中，此类可溶性粉可以是有效的麦芽糖糊精替代品。该可溶性木薯粉表现出与麦芽糖糊精类似的功能性(例如，pH值、溶解度和粘度)，使其成为食品应用中麦芽糖糊精的合适替代品。此类替代品具有消费者友好的标签效应，因为与麦芽糖糊精相比，一些消费者可能更愿意选用可溶性粉。
此外，此类可溶性木薯粉还具有在其中风味乳液形成并喷雾干燥的风味包封应用中替代麦芽糖糊精的能力，以将液体风味剂转化成固体。在这些应用中，麦芽糖糊精可与亲脂性淀粉一起使用，或另选地单独使用以形成风味乳液。麦芽糖糊精由于它们形成积极有助于包封的基质的能力而通常用于该空间中。本文所述的可溶性木薯粉可替代该空间中的麦芽糖糊精，因为它们具有温和的风味、低粘度和低成本。此外，可溶性木薯粉可替代涂覆油基风味剂中的麦芽糖糊精。
在优选的方面中，本文所述的可溶性木薯粉可用于速溶酱汁(例如，由消费者混合为酱汁形式的干混物)、制备的酱汁、干混调味料和风味包封物。此类可溶性木薯粉可以不同量添加，并且一致表现出与麦芽糖糊精类似的味道和功能性。
实施例
实施例#1：制备可溶性木薯粉的方法
在混合罐中，使用King Lion树薯粉(King Lion优质树薯粉，美国新泽西州的American Key Food Products有限公司)制备25％(重量/重量)的含水粉浆液。首先在混合罐中加入量为24kg的水，然后以慢速开始混合(以避免飞溅)。将8kg原样木薯粉缓慢添加到混合罐中，同时以慢速连续不断地混合内容物。将浆液维持在环境温度下。调节混合速度以防止粉固体沉降。
使用7％的HC1将进料罐中的浆液的pH和温度调节至4.8至5.2的pH值和约22℃的温度。在pH调节之后，以缓速继续混合浆液。将来自美国杜邦公司(DuPont)的GC 127(基于粉重量的0.085％)的酶(热稳定α-淀粉酶)以6.8g的量在干净的塑料容器中称重并添加到浆液中。
使用水作为喷射式煮浆锅的进料，喷射式煮浆锅在270℉(132℃)的煮浆温度与203℉(95℃)的出口温度(产品罐中的常压闪蒸)之间平衡。一旦设定了煮浆条件，就开始将木薯粉浆液进料到喷射式煮浆锅中。将离开喷射式煮浆锅的液化产物收集到产品罐中，产品罐配备有顶部混合器并且温度控制到高达95℃。在第一次喷射煮浆之后，优选将经过喷射煮浆的浆液第二次穿过喷射式煮浆锅，随后以2g的剂量添加GC 127(基于粉重量的0.025％)的酶。
将液化物在95℃下的产品罐中保持所期望的保持时间(约30分钟至1小时)，同时以慢速连续不断混合液化物以避免热液体飞溅。在所期望的保持时间完成后，在95℃下将pH调节至2.7至3.0，并且将液化物保持在设定pH下15分钟。以慢速继续混合液化物以避免热液体飞溅。为了确保酶的完全失活，要准确控制温度并且将保持时间设定为15分钟。
通过调节蒸汽阀关闭加热，并且使浆液冷却至80℃(如需要，则使用冷却水循环)。以慢速继续混合液化物以避免热液体飞溅。使用NaOH碱缓冲液将液化物中的pH调节至4.45。可用喷雾干燥液化物以制备可溶性木薯粉中间物。
为了制备第一可溶性木薯粉组合物，将12kg液化物直接转移到Groen蒸煮用具。一旦pH介于4.45之间，并且温度在48℃至53℃下，则将49.9g粘酶L(根据Novozymes Inc.，最佳pH范围为3.3至5.5，并且温度为25℃至55℃)添加到浆液中，并且进行酶促反应60分钟。将浆液加热至85℃并且持续15分钟以杀死粘酶L。然后可用喷雾干燥该可溶性木薯粉组合物以获得该第一木薯粉组合物。
在一些情况下，在喷雾干燥之前，通过布氏真空过滤(使用沃特曼(Whatman)滤纸级4或VWR过滤纸417孔35μ至45μ)来过滤该第一木薯粉组合物，以获得经过过滤的第二可溶性木薯粉组合物。此类过滤之后可进行喷雾干燥。
图1提供了该过程的一般图示。表1提供了与标准木薯粉相比的第一和第二木薯粉组合物的化学组成。
实施例#2：溶解度和粒度分布
本文所述的可溶性木薯粉组合物因为表现出良好的溶解功能，是用于食品应用的较佳选择。使用Malvern Mastersizer 3000激光衍射粒度分析仪进行粒度分布分析。通过激光衍射测定材料的粒度，激光衍射测量随着激光束穿过分散的颗粒样品由散射光强度的角变化确定的粒度分布。该分散的颗粒样品是水中的浆液。Dx(10)、(50)和(90)分别表示10％、50％和90％的群体低于D10、D50和D90的直径。D[4,3]是体积加权平均值。在样品制备中，制备10ml 1％的麦芽糖糊精或可溶性粉溶液。将样品逐滴添加到Hydro LV细胞中，直到遮光度达到至少1％，以开始测量。如果添加了1％10ml溶液并且遮光度仍小于1％，则粒度被认为是零。
表2和图2示出了可溶性木薯粉中间物物质和本文所述第一和第二可溶性木薯粉组合物的粒度分布。值得注意的是，该第一和第二可溶性木薯粉组合物均表现出指示粒度分布的良好溶解度。然而，该第二可溶性木薯粉组合物的过滤提升了这一溶解度，几乎完全可溶，指示总体粒度分布为0微米。
表1
在90℃水中溶解后可溶性木薯粉的粒度分布
实施例#3：粘度
本文所述的可溶性木薯粉组合物因为同时表现出良好的粘度功能，是用于食品应用的较佳选择。图3和图4分别提供了在给定剪切速率和温度下与麦芽糖糊精的粘度对比曲线。图3提供了在10[1/s]至100[1/s]之间的剪切速率下和20℃下测量各种样品时的粘度曲线。在10[1/s]的剪切速率下，与麦芽糖糊精粘度为2.3厘泊(cP)相比，第一可溶性粉组合物的粘度为4.3cP，并且第二可溶性粉组合物的粘度为1.8cP。图4示出了在以20/s的剪切速率测量时和25℃下，与麦芽糖糊精的粘度为2.1cP相比，第一可溶性粉组合物的粘度为2.7cP，并且第二可溶性粉组合物的粘度为1.7cP。
实施例#5：色拉调味料感官分析
将水与含有Cargill Dry MD 01909干燥成分或第一或第二可溶性木薯粉组合物(即麦芽糖糊精的一对一替代物)进行混合，并在Cuisinart食品加工机中混合大约3分钟。全部配方参见表3。将油缓慢添加到混合器中，并且混合大约5分钟。然后添加醋并混合大约1分钟。
表2
| 对照(减少的脂肪，17.5％油) | ||
| 成分 | ％ | 克 |
| 水 | 48.98 | 146.94 |
| 植物油 | 17.5 | 52.5 |
| Cargill Dry MD 01909(10DE) | 16.7 | 50.1 |
| 醋 | 7 | 21 |
| 糖 | 3 | 9 |
| 盐 | 1.7 | 5.1 |
| 蛋黄粉 | 1.5 | 4.5 |
| HiForm淀粉12754 | 2.8 | 8.4 |
| 芥末粉 | 0.5 | 1.5 |
| 山梨酸钾 | 0.12 | 0.36 |
| 黄原胶 | 0.2 | 0.6 |
| 总数 | 100 | 300 |
然后，测量Bostwick测量值并述其于表4中。使用Bostwick稠度计(CSCScientific Company,Inc.,Fairfax,Virginia,USA)以载重为100克的样品在15秒的测量窗内来完成该测量。还使用装有心轴64的Brookfield流变仪来测量粘度，转速为20rpm。Bostwick和粘度数据表明，本文所述的可溶性木薯粉组合物是麦芽糖糊精的合适替代品。
表3
还进行了专业的感官分析。用2盎司一份杯为每位小组成员供应约2盎司样品。指示小组成员在各样品之间用水净化他们的味觉。完成了旨在比较各测试样品与含有对照10DE麦芽糖糊精的色拉调味料相比的特征和属性的比较问卷。计算出平均比较分数，并在表5中呈现。表5再次表明本文所述的可溶性木薯粉组合物是麦芽糖糊精的合适替代品。
表4
表1
*DE(葡萄糖当量)是通过加入KI的碘量法测定。
Claims (15)
1.一种可溶性木薯粉组合物，所述可溶性木薯粉组合物包括：90重量％至98重量％范围内的碳水化合物含量、0.5重量％至1.5重量％范围内的蛋白质含量、小于1重量％的脂肪含量和0.5重量％至3.5重量％范围内的不可溶性纤维含量。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述不可溶性纤维含量在0.5重量％至1重量％范围内。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，所述组合物具有5至18范围内的葡萄糖当量。
4.根据权利要求3所述的组合物，所述组合物具有8至15范围内的葡萄糖当量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物经过过滤。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物在25℃下具有1cP至10cP范围内的粘度和10％干固体。
7.一种可溶性木薯粉组合物，所述可溶性木薯粉组合物包括以下粒度分布：其中90％的颗粒具有350微米或更小的粒度，并且50％的颗粒具有150微米或更小的粒度。
8.根据权利要求7所述的组合物，所述可溶性木薯粉组合物还包括以下粒度分布：其中10％的颗粒具有40微米或更小的粒度。
9.一种可溶性木薯粉组合物，所述可溶性木薯粉组合物包括以下粒度分布：其中100％的颗粒具有小于1微米的粒度。
10.根据权利要求9所述的组合物，所述组合物还包括以下粒度分布：其中100％的颗粒具有小于0.5微米的粒度。
11.根据权利要求9所述的组合物，其中所述组合物基本上可溶于水中。
12.一种食物产品，所述食物产品包括根据权利要求1、7或9所述的可溶性木薯粉组合物。
13.根据权利要求12所述的食物产品，所述食物产品为饮料混合物、婴儿食品、医药产品、乳液、方便食品、色拉调味料或基于小吃的填料。
14.根据权利要求12所述的食物产品，其中所述可溶性木薯粉组合物为麦芽糖糊精的至少部分替代品或完全替代品。
15.根据权利要求1、8或9所述的可溶性木薯粉组合物在饮料混合物、婴儿食品、医药产品、乳液、色拉调味料、方便食品或基于小吃的填料或食物产品中的用途。
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