CN1327755A - 基本无沉淀的饮料乳化稳定剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有益于贮存稳定乳液所用的改性淀粉,并提供一种稳定的、基本无沉淀的饮料。本发明还涉及一种制备在水溶液中具有低浊度特性的改性淀粉的方法,及制备含该改性淀粉的化学组合物和食品、包括饮料等的方法。

Description

基本无沉淀的饮料乳化稳定剂

本发明要求以暂定序列号为60/200,576的美国申请的申请日2000年4月28日及暂定序列号为09/812,127的美国申请的申请日2001年3月19日为优先权日。

本发明涉及一种有益于贮存稳定乳液的改性淀粉，同时本发明提供一种稳定的、基本无沉淀的饮料。本发明还涉及一种制备在水溶液中有低浊度特性的改性淀粉的方法，及制备含有该改性淀粉的化学组合物、食品，包括饮料等的方法。

在食品、化妆品、油漆、制药和聚合物工业，以及纺织、皮革加工、浮游选矿、钻井和农业喷洒操作中，都会以各种化学组合物用作乳化剂。在这些应用中，乳化剂也起到稳定连续相的粘度或流动性的作用。通常，这些应用要求乳液具有长期贮藏急定性。

常规的作为水溶性乳化剂和稳定剂的组合物包括胶，如阿拉伯胶和瓜尔豆胶，淀粉，蛋白和各种水溶性聚合物。参见《化学技术百科全书》，Kirk-Othmer编，第3版，Wiley-Interscience，纽约，纽约州，1979，第8卷第900—910，918，923—925页；第12卷第55—56页。由于阿拉伯胶的贮藏稳定性，其在许多应用中是优选的。

阿拉伯胶是一种支链的、取代杂多糖，具有极大的水溶性、低粘度和无气味、无色或无味的特性。阿拉伯胶已经作为一种乳化剂和稳定剂用于食品中，如糖果、糖浆、食用香料油乳液、冰淇淋和饮料，以及用于墨水、粘合剂、纺织和平版印刷用溶液。

阿拉伯胶是一种天然胶，其产于中东和非洲。由于阿拉伯胶来自这些地区，因此其价格昂贵，而且其供应和质量均是不可预知的。因此，工业上在长期寻找一种能够取代阿拉伯胶的、贮藏稳定的、可靠的、低成本的材料。已有建议将淀粉衍生物用作比用途。

例如，于1953年12月1日公开的Caldwell等人的US2,661,349公开了取代的二羧酸酐淀粉半酯衍生物。这些衍生物能形成稳定的水包油乳液，而适合用于饮料乳液、香精乳液和其它乳液。另外，己经成功地用冷水可溶的、低粘度辛烯基琥珀酸(octenylsuccinate)淀粉衍生物取代碳酸饮料中的阿拉伯胶。已用高粘度辛烯基琥珀酸衍生物取代色拉调味汁中的阿拉伯胶。参见P.Trubiano，第9章，变性淀粉：特性及用途，CRC出版社，Boca Raton，Fla，1986，第134—47页。

用于饮料和风味剂乳液中的低粘度(转化的)淀粉通常是通过酸解基础淀粉制备的。制备低粘度淀粉的方法是公知的。于1977年7月12日公开的Richards等人的US4,035,235公开了一种亲油取代淀粉的降解方法，该方法用α淀粉酶酶解替代酸降解来制备低粘度淀粉。亲油取代淀粉适合于风味剂胶囊和水包油乳液。这些转化方法制备的淀粉制品适合作为油的乳化剂用于饮料中。

使用已知的淀粉衍生物取代阿拉伯胶的一个缺陷是己知的淀粉衍生物在贮藏中不稳定。与阿拉伯胶相比，这些淀粉衍生物的保质期短和稳定性差。因此，在一些应用中，如用于软饮料和相似类型的饮料生产中的风味糖浆基料，这些淀粉衍生物的表现不如阿拉伯胶。由于饮料生产者要将食用香料糖浆基料运至各个不同的灌瓶点，在那里，糖浆基料在被用于灌瓶操作前可能要长期贮藏，因此，食用香料油乳液在贮藏过程中必须保持稳定。

人们认为在饮料应用中稳定性问题的发生是由于淀粉制品易于老化，从而引起在长期贮藏中风味剂油乳液分解。在严重的情况下，淀粉可老化形成凝胶并且食用香料油可从水相中完全分离出来。淀粉的老化实质上是一结晶过程，该过程是当淀粉分子的直链部分之间相互对准，并通过羟基形成链间氢键时发生的。当发生足够的链间结合时，分子缔合形成聚集体从而水合能力降低、并因此降低水溶解性。这些聚集体可能会沉淀或在较浓的溶液中可能形成凝胶。老化的倾向更多是发生在含大量直链淀粉分子的淀粉中。在既含有直链(淀粉)又含有支链(淀粉)，或只含有支链分子的淀粉中，老化的倾向较少发生。当温度降低时，既含有直链淀粉又含有支链淀粉的淀粉显现出较强的老化倾向。

在某些应用中，老化已得到部分解决，其是通过化学衍化淀粉分子，从而通过干扰淀粉分子间或同一分子各部分的缔合来稳定淀粉，并因此减少在贮藏中淀粉水合能力降低的倾向。例如，将淀粉与某种试剂反应而引入取代基，如羟丙基、磷酸根、醋酸根或琥珀酸根以稳定贮藏中的淀粉分子。这些衍化反应在淀粉上进行后，该淀粉可以通过交联或降解被进一步改性以得到特定用途的淀粉。然而，这些衍生淀粉并没有提供阿拉伯胶所具有的稳定乳化作用的性能。

其它已知的低温下限制淀粉老化的方法也不能提供稳定的乳化用淀粉。例如，于1970年8月25日公开的Wurzburg等人的US3,525,672公开了用酶，如β一淀粉酶处理交联的、抑制型淀粉增稠剂，从而赋予饼馅料、布丁和其它要在低温下贮存的增稠食品所用淀粉增稠剂的冷冻/解冻稳定性。据称除了所述抑制过程，有时部分衍化淀粉基料是有利的。典型的取代基包括酯基，如醋酸酯、琥珀酸酯，和磷酸酯、硫酸酯基以及醚基团。

于1984年1月31日公开的Wurzburg等人的US4,428,972公开了一种在水分散体中具有优异低温稳定性的蜡质淀粉增稠剂，其中的淀粉得自于选择的wxsu2基因型植物。

于1993年2月9日公开的Chiu等人的US5,185,176公开了一种改性淀粉制品，该制品是一种能够替代阿拉伯胶的、用于贮存、冷藏和冷冻/解冻的稳定乳化剂。然而，在某些低温饮料中，这些乳化剂不能产生沉淀度特别低的饮料。

因此，仍然需要一种用于低温下基本无沉淀的饮料的乳化剂。

因此，本发明的目的是提供一种特别为制备低温下基本无沉淀的饮料所用乳化剂的改进的淀粉，以及制备该改进淀粉的方法。

进一步的目的是提供具有良好的贮存稳定性的含有淀粉基乳液的产品，特别是含有食用香料油乳液的饮料。

本发明涉及一种有益于贮存稳定的乳液用改性淀粉，并提供一种稳定的、基本无沉淀的饮料。本发明还涉及一种制备具有在水溶液中低浊度特性的改性淀粉的方法，和制备含该改性淀粉的化学组合物和食品，包括饮料等的方法。

本发明的制备乳化用淀粉的方法包括：通过以任何顺序进行衍化和外酶解使基础淀粉改性。可视需要在改性前或中间的任何步骤，将淀粉漂白、转化或糊化。然后将改性淀粉的水溶液过滤得到浊度低于约80浊度计浊度单位(“NTUs”)，优选低于约25的溶液，参照本文下面的实施例3所述的实验。

本发明的淀粉浊度低，能用作乳化剂，特别是在含食用香料油的饮料中，并且能使这种饮料的沉淀量小于约2，优选小于约1(参照下面所述的沉淀评价试验)。本发明进一步提供具有良好贮存稳定性、含有本发明乳化用淀粉的改进食品，特别是低沉淀饮料和食用香料浓缩物。

本发明涉及一种改性淀粉，该改性淀粉有益于贮存稳定的乳液并取代在需要稳定、基本无沉淀的水包油乳液体系中，尤其是在用食用香料油增香的饮料中的阿拉伯胶。本发明还涉及一种制备具有在水溶液中低浊度特性的改性淀粉的方法，以及含改性淀粉的化学组合物和食品，包括饮料等的制备方法。

所有的淀粉和面粉(以下称为“淀粉”)都适合用作为此处的基础材料，并且可以是从任何天然资源得到的。本文中使用的天然淀粉是自然界中发现的。得自于通过标准育种技术，包括杂交、易位、转化、蜕变或其它基因方法或染色体工程得到的植物及其变种的淀粉都是适合的。另外，得自于由人工诱变生长的植物和上述基因组合的变种的淀粉在此也是适合的，这些植物及变种可通过已知的诱变育种标准方法得到。

基础淀粉的通常来源为谷物、块茎、根、豆类和水果。天然来源可以是玉米、土豆、红薯、香焦、大麦、小麦大米、西米、苋属植物、木薯、竹芋、美人蕉属植物和高梁，包括它们的蜡质或高直链淀粉品种。此处所用的术语“蜡质”指包括含有至少约95％重量支链淀粉的淀粉，术语“高直链淀粉”指包括含有至少约40％重量直链淀粉的淀粉。

有用的基础淀粉也包括任何淀粉的转化制品，包括通过氧化、酶转化(包括α淀粉酶)、酸水解、加热和/或酸糊精化制备的流态或稀糊淀粉、热的和或剪切的制品。

作为基础材料，糊化的或预糊化的淀粉也是适合的，这些淀粉得自于任何淀粉，包括本领域公知的并在US4,465,702、US5,037,929、US5,131,953和US5,149,799中公开的转化淀粉。常规的预糊化淀粉的方法也是本领域技术人员所公知的，例如淀粉：化学与技术，第3卷一工业篇，第22章—“预糊化淀粉的生产和用途”，R.L.Whistler和E.F.Paschall编，学术出版社，纽约，1967。

制备本发明的乳化用淀粉的方法包括通过以任何顺序衍化和外酶解使基础淀粉改性。在改性前或中间的任何步骤，可选择地将淀粉漂白、转化或糊化。然后将改性淀粉的水溶液过滤以得到浊度低于80NTUs的溶液。

转化基础淀粉时，转化通常在转化淀粉变性前进行(通过衍化和外酶解)。具体使用的转化方法包括中度水解、加热糊精化和α-淀粉酶水解。也可选择在改性过程中进行转化，尤其在衍化后和外酶解前进行。如下文所述，通常在外酶解前用α-淀粉酶进行转化。一般，当需要高粘度的乳化体系时，不需要转化基础淀粉。

在淀粉改性前或中间(即衍化后和外酶解前)，视需要用本领域公知的方法将淀粉基料漂白。氯漂白是特别有效的，尤其是在淀粉改性前浓度为8200ppm时。当使用氯漂白时，在得到所需的颜色后，用酸式亚硫酸盐中和漂白物，接着将漂白后淀粉衍化。

另外，视需要在淀粉改性前或中将淀粉基料糊化，并且如果糊化在淀粉衍化后和降解前进行尤为有益。糊化过程使淀粉分子的颗粒结构打开，由此使外酶更容易并均匀地降解淀粉分子的外支链。

淀粉基料可以任何顺序衍化和外酶解，该淀粉基料是视需要经转化、漂白或糊化的。用能够赋于淀粉乳化性能的任何试剂处理来完成衍化。具体地说，该试剂必须含有疏水部分，并可以含有亲水部分。特别有用的疏水部分为含有至少约5个碳原子，并优选约5—约24个碳原子的烷基、烯基、芳烷基或芳烯基。如下述优选实施方案中，可通过试剂赋予亲水基团，或如其它实施方案中，淀粉本身的羟基作为亲水部分，试剂只赋予疏水部分。

在一优选实施方案中，按照US2,661,349介绍的方法，通过淀粉与烯基环二羧酸酐反应将淀粉衍化。然而，在淀粉分子上产生所需的混合疏水和亲水功能团，并因此提供稳定乳化性能的任何衍化淀粉的方法，都可用来制备本发明的改性淀粉。这包括目前本领域未公知的方法。

当需要低粘度的乳化剂时，优选的实施方案为一种已转化为水流度(WF)高至约60的、含支链淀粉的淀粉如蜡质玉米淀粉的辛烯基琥珀酸半酯化衍生物。水流度为粘度的经验测试，在0—90刻度范围，其中流度为粘度的倒数。通常用Thomas旋转剪切式粘度计(由Arthur H.Thonmas公司制造，费城，宾西法尼亚州。19106)来测量淀粉的水流度，用粘度为24.73cps的标准油在30℃下标定，该油回转100次需要23.12±0.05秒。通过测量不同固形物含量的淀粉回转100次所用时间来得到精确和可重复的水流度的测量值，其中粘度取决于淀粉转化程度(转化加强，粘度下降)。在一优选实施方案中，用至少0.25％，并优选3.0％的辛烯基琥珀酸酐处理经转化的淀粉。如果需要，可使用羟丙基辛烯基琥珀酸衍生物。

为得到其它产品，可进行产生所需粘度和乳化特性的任何程度的取代或转化作用。例如，US4,035,235公开了一适用的实施方案，包括制备淀粉的亲水衍生物的方法，该衍生物用于取代包胶的非水溶性物质，如挥发性食用香料油和香精中的阿拉伯胶。

按照优选实施例，在制备淀粉衍生物后进行糊化。可通过本领域公知的方法，包括间歇蒸煮法等来完成糊化。参见Thomas DJ.和Atwell，W.A.，淀粉，第3章，第25—27页，Eagen出版社，St.Paul，MN(1999)。视需要，然后可将糊化后的衍生淀粉用本领域公知的α-淀粉酶解、中度酸水解和/或热糊精化法水解(“转化”)。如参见M.W.Rutenberg，“淀粉和其改性产物”，第22—36页，《水溶性胶和树脂手册》，R.L.Davidson编，McGraw Hill公司，纽约，纽约州(1980)。在衍生淀粉淤浆糊化后，将该淤浆的固形物、温度和pH调节至能提供最佳的酶活度。在约30℃下、固形物含量约20Brix的衍生淀粉溶液中，特别优选使用400ppm的α—淀粉酶，直至粘度达到约60—约100cps。然后司通过将溶液温度升至约95℃和将pH降至约4.5，使α—淀粉酶失活。

然后用外酶处理已部分降解的衍生淀粉。酶活性的理想参数随所用的酶而变化。因此，酶的降解速率取决于所用的酶的类型、酶的浓度、底物浓度、pH、温度、是否含有抑制剂等因素。根据酶的类型或其来源，需要将各种参数调节至得到理想消化速率。通常，优选酶消化反应在有助于接下来的淀粉组合物干燥、同时保持理想反应速率的最高固形物含量下进行。例如，对于此处用于制备饮料用乳化剂的大麦β—淀粉酶，预煮的淀粉分散液中固形物含量优选高达33％。可使用更高的固形物含量，然而，固形物含量高，搅拌会困难或无效，并且淀粉分散液不易操作。特别优选使用在30℃下固形物含量为20Brix的400ppm的β—淀粉酶，由此提供最佳粘度25—30cps。

虽然是用β—淀粉酶作为酶成分来说明本发明的方法，但是，其它酶，如外-α-1，4-葡糖甙酶、外-1，4-α-D-葡聚糖麦芽四氢酶、外-1，4-α-D-葡聚糖麦芽六氢酶，或任何表现出选择性从非还原端断开淀粉分子的1，4—键、但保留1，6键完整的其它外酶都可用于制备本发明的改性淀粉。

由于该外酶只从支链淀粉分子的外支上除去葡萄糖、麦芽糖或较大分子的糖单体，并不支解分子，该酶降解法产生其中的短链分支点仍完整的分子。在支链淀粉中，分支点约占分子的单糖单体的约4％—5％。支链淀粉酶降解后，分子的外支缩短至与其它支链的缔合减少或消除的程度，并且保留的1，6支点防止内支缔合。因此，在贮存和反复冷冻/解冻中，降解的分子表现出改进的抗老化性。因此能够从淀粉分子的非还原端断开1，4键但保留1，6键的外酶是本发明的要素。

虽然本发明的方法以溶液形式使用酶，但使用固定在固体载体上的酶的方法地落入本发明的范围。

通过酶的活性水平来调整酶和底物的理想浓度。酶活性用每ml酶水溶液的Distatic Power度(DP°)来表示。DP°为酶在0.1ml的5％样本酶制剂溶液中的含量，当该样本在20℃下用100ml底物培养1小时时，能产生足够还原5ml费林氏溶液的还原糖。在《食品化学法典》，第3版，国家学术出版社，华盛顿特区，1981年，第484页中公开了测定DP°的方法。

在理想的温度和pH条件下，在8小时内将固形物含量高达33％的糊化淀粉溶液降解需要的DP°以每100克干淀粉计超过334。优选DP°为以每100克干淀粉计840—1,110(在pH为5.3和温度为57℃下)。

反应可在有缓冲剂的情形下进行，以保证整个降解过程中pH处于理想水平。缓冲剂如醋酸盐、柠檬酸盐或其它弱酸盐是可接受的。可用其它试剂来优化酶活性。在pH约3—10，优选在pH5—7，并首选在55—60℃、pH5.7下可进行反应。

在酶消化过程中，必须将淀粉水分散液的温度保持在约20—100℃，优选55—60℃，并首选57℃。但是如果需要较短的反应时间，可采用温度为60—63℃，或较高的酶浓度。对于酶反应的其它参数，优选的理想温度范围随其它参数，如底物浓度、pH和其它影响酶活性因素的改变而变化，这些可由本领域技术人员确定。

允许酶反应持续至达到所需的降解水平，或从淀粉分子中大体除去所有可除去的麦芽糖为止。可通过不同方法测量酶反应进程。如果确定了得到特定淀粉组成的所有关键参数，便可即时使反应进行至预定的相关终点(如在例1中8小时)。也可通过测量还原糖的浓度来监控和确定终点。由1，4-α-D-葡萄糖甙酶作用而产生的麦芽糖是一种用本领域公知的方法易于测定的还原糖。也可用监控粘度变化或分子重量变化等其它方法来确定反应终点。

在一优选实施方案中，通过测定包含在反应介质中的还原糖的百分含量来测定降解终点。每个麦芽糖单体含有两个葡萄糖，但在还原糖分析中只能测到一个还原基团。因此，还原糖的重量百分数(以葡萄糖计)约等于由淀粉分子降解形成的麦芽糖的重量百分数的一半。如果β—淀粉酶夹杂有大量α—淀粉酶，那么反应介质可含有更高量的还原糖，还原糖的测量值必须校正以考虑此杂质对酶反应过程的测量值的影响。或者，可通过其它本领域公知的分析方法直接测量麦芽糖。

基本上改进淀粉组合物的低温稳定性所需的淀粉降解程度是可变的。这取决于所用淀粉的类型、存在的一些取代基及其性能和转化程度(如果有的话)。淀粉降解13％—35％重量能提高增稠剂的低温稳定性是公知的(参见US3,525,672)。对于低粘度乳化应用(即淀粉转化为WF40—60)，以淀粉分散液中的还原糖含量计，降解进行至高达70％重量的淀粉被水解为麦芽糖。特别适合是的那些降解进行至约5—70％重量的淀粉，更特别适合的是13—55％重量的淀粉已水解为麦芽糖的淀粉，以淀粉分散液中的还原糖含量计。

酶降解产生最大量的麦芽糖，理论上能够用纯β—淀粉酶和未转化的淀粉来获得，约占55％重量。但商业上不易得到纯β—淀粉酶。商业上可得到的β—淀粉酶含有少量的α—淀粉酶，即随机断开淀粉内支，使这些支链不受β—淀粉酶活性作用的外酶。通过酸、加热或氧化的淀粉转化具有类似的作用、但很少明显对淀粉的β—淀粉酶降解有影响。因此使用夹杂有少量α—淀粉酶的、商业上可得到的β—淀粉酶可产生高达70％重量的淀粉降解。

在达到所需的淀粉降解度后，可将酶失活。β—淀粉酶在约100℃时立刻失活，因此通过将淀粉分散液的的温度升至至少75℃并保持至少15分钟，可容易地终止反应。特别优选的实施方案是将淀粉分散液的的温度升至约55℃并将pH降至约5.5。

在酶失活后，用过滤助剂将降解后的淀粉溶液过滤。过滤助剂为能够形成可截留极细固体或泥浆、可变形絮状物的高渗透滤饼的颗粒状或纤维状固体。两种最普通的市售过滤助剂为硅藻硅石(也称为硅藻土)和纤维素纤维。硅藻土是由硅藻骨沉积物和是主要由碱性硅酸铝组成的“膨化的”熔岩颗粒的膨化珍珠岩制成的近乎纯硅石。纤维素纤维、碳和石膏也可作为过滤助剂。硅藻土是优选的过滤助剂。特别优选的硅藻土是粒径为约2—约6微米的硅藻土，包括如Celite(购自Maneel-Filterpure，WhitehouseNJ)和Radiolite800(购自Showa化学公司，东京，日本)。

优选对固形物含量约18％—30％的降解后的淀粉水溶液进行过滤。特别优选的是固形物含量为22％—23％之间的降解后的淀粉。将硅藻土装入多级压滤器的柱中。然后在正压下，将降解后的淀粉溶液泵入并通过压滤器。

可通过各种途径加压，包括(但不限于)齿轮泵。施于系统的压力导致流速超过1000升/小时/平方米，而过滤一段时间后降低至300升/小时/平方米。

可将得到的含降解淀粉的滤液喷雾干燥、滚筒干燥或以适合于应用的形式回收。喷雾干燥是优选的方法，并且可对粘度为20—30cps和30℃下固形物含量为约15％—30％的滤液进行此操作。

根据下述例4的方法测量，本过滤法导致淀粉的浊度小于约80，优选小于约50，和首选小于约30浊度计浊度单位(“NTUs”)。

本领域技术人员将意识到本发明方法的步骤，可以任何顺序进行，并且不限于上述优选实施方案。因此，在第二个优选实施方案中，该顺序是颠倒的，从而酶降解步骤在上述化学衍化步骤前完成。

如果最终用途需要进一步纯化的淀粉组合物，可通过渗析、过滤、离心分离或其它本领域公知的分离和浓缩淀粉组合物的方法，来去除麦芽糖和其它反应杂质和副产品。

对于低粘度乳化剂，可以用酶反应中粘度的降低来决定达到所需降解水平的时间。监控反应溶液粘度的方法如例1中所述。也可使用本领域公知的测量粘度的其它许多方法。但是，粘度可能被所希望的酶活性以外的因素改变。例如，如果β—淀粉酶含有大量的α—淀粉酶，那么粘度的降低不能直接与β—淀粉酶活性相关联。因此，如果用粘度变化来决定酶降解水平的话，必须注意监控α—淀粉酶的夹杂量。如果此处所用的β—淀粉酶或任何其它的1，4-α-D-葡萄糖甙酶含有大量α—淀粉酶杂质，那么在使用前可将β—淀粉酶纯化或将α—淀粉酶抑制剂加入到反应分散液中。

在饮料食用香料乳液应用中，转化为水流度约40—60的改性蜡质玉米淀粉是优选的。根据下述例5的方法测量，在经6个月的贮存后，含有本发明的淀粉和食用香料油，尤其是香橙油的饮料将显示沉淀度小于约2，优选小于约1，并基本约等于0。

下面的实施例将更详细说明本发明的实施方案。在这些实施例中，除非特别说明，所有份数和百分数均以干重计，且所有的温度为摄氏度。贮存稳定性是在低温下测量的，以促进老化和缩短测试时间。

实施例1

本例说明用作饮料食用香料乳液的本发明变性淀粉的制备。

用US2,661,349中的例11公开的方法制备蜡质玉米淀粉辛烯基琥珀酸衍生物(OSA)，只是用蜡质玉米淀粉替代玉米淀粉，且不用该参考文献中公开的0.5％、而是用3％的辛烯基琥珀酸酐与蜡质玉米淀粉反应。将28％的蜡质玉米OSA水浆在约300°F(149℃)下蒸汽加压蒸煮。然后，将蒸煮后的蜡质玉米OSA置于恒温浴中，并维持在85—88℃且不停搅拌。按需要用3％盐酸或氢氧化钠，将pH值调至5.8—6.0。

然后用α淀粉酶将蜡质玉米OSA水解。15分钟后，将溶液的温度升至95℃并将pH降至4.5。

将蒸煮后的蜡质玉米分散液OSA分成4份，并在每一份中加入不同量的得自于Fermco生物化学公司，Elk Grove Village，111的大麦β淀粉酶(1，4-α-D-葡聚糖麦芽水解酶(E.C.3.2.1.2))。以每100克干重干蜡质玉米OSA计，酶的加入量分别是168，334，840和1,110DP°。在以前的实验中已经证明酶于该浓度范围将在约8小时内产生所需的淀粉降解。以每100克淀粉计，含有至少334DP度的三份在3—8小时内达到所需的降解度。

通过监测分散液的漏斗粘度来决定降解度。因此，将大麦淀粉酶中的α—淀粉酶的夹杂量要控制在不超过0.4DU/ml酶溶液，从而使粘度不受此可变因素的影响。DU(糊精化单位)是在存在过量的β—淀粉酶的情况下，在20℃下以1gm/小时的速率糊精化可溶淀粉的α—淀粉酶的量。

在约60℃和pH约5下，进行约3.5小时的β—淀粉酶转化。然后将温度升至约90℃使酶失活。

为了测量漏斗粘度，称取38g转化淀粉(以无水干重计)，加入到带温度计的250ml配衡烧杯(不锈钢)中，用蒸馏水将总重兑至200g。将样本混合以溶解所有团块并加热或冷却至72°F(22℃)。用量筒量取总计100ml经蒸煮的淀粉分散液，然后将该淀粉分散液倒入校准过的漏斗，同时用手指盖住孔口。使少量流入量筒以去除截留的空气，并将遗留在量筒中的全部余物倒回漏斗中。用计时器，计录100ml样本流过漏斗尖所需的时间。

漏斗为标准58厚壁，电阻玻璃漏斗，其顶端直径为约9—10cm而漏斗管内径为约0.381cm。将漏斗校准从而用上述方法使100ml水在6秒内通过。

通过小心控制漏斗粘度测试参数和限制α—淀粉酶的夹杂量，由β—淀粉酶引起的淀粉降解度与粘度降低相关联。用费林氏法测定还原糖来确定降解度。

在此例中，在漏斗粘度值为9—50秒内，达到所需的酶反应终点。这些样本中的还原糖含量最高35％，优选5—35％，更优选20—35％，首选29—35％。相应的淀粉降解度以重量计为58—70％。当达到目标粘度，通过向反应液中注入直接蒸汽，直至温度达到至少75℃并维持至少15分钟，使酶失活。

然后将每份样品用硅藻土过滤至得到26％降解淀粉溶液。参见下面的例2。

然后在20 Brix下将各份进行喷雾干燥，其中的喷雾干燥器使用得自于Spraying System公司的标准#22 11/4 J喷嘴，其进口温度为160℃，出口温度为95—100℃。喷雾干燥后的淀粉制品过#40筛。

实施例2

此例说明本发明的过滤方法

将由例1得到的降解淀粉溶液通过硅藻土过滤助剂过滤。使用的优选过滤助剂为商业上可得的Radiolite 800(Showa化学公司，东京，日本)。将3升具有2—6微米颗粒大小分布的Radillite800悬浮于3升80℃的水中。

然后通过齿轮泵以1000升/小时/平方米的起始速率，将悬浮液泵入压滤器中，并用水冲洗直至排放物澄清。本例的压滤器装有用滤纸(有助于过滤助剂的沉积)填充的5个隔室。总过滤面积为0.25平方米。

然后用齿轮泵将按照例1制备的降解蜡质玉米淀粉溶液泵入压滤器中。起始流速为1000升/小时/平方米同时产生0.5kg/cm²/G的压力，经过20分钟后由于内压升高至1.5kg/cm²/G，流速降至300升/小时/平方米。

收集的滤液含有粘度为28cps的、26％经酶转化的材料溶液的降解淀粉溶液。

然后按照例1所述的方法将滤液喷雾干燥。

实施例3

本例说明测量本发明的降解淀粉样本、及以下例4中对比用的未过滤的降解淀粉样本浊度的方法。

将按照例1制得的淀粉(6.0g)溶于蒸馏水(194ml)中。待溶液中的气泡散失后，用HACK2100浊度计测量溶液的浊度。所有浊度值以浊度计浊度单位或NTU表示。按照例1制得的经过滤的淀粉的浊度为23NTU。

实施例4

本例说明当使用按照例1制得的经过滤的降解淀粉作为乳化剂时，出现所希望的沉淀物减少现象。出于对比，也用大体按照例1制得的降解淀粉制备一种对照饮料，但在喷雾干燥前，该淀粉不经过滤。下面描述饮料的制备和沉淀的评价。

饮料制备

首先，按下列步骤制备食用香料乳液。将苯甲酸盐(0.15％)和柠檬酸(0.35％)溶于水中(75.5％)以形成溶液。将按例1制得的淀粉(12％)悬浮在搅拌的溶液中并加入食用香料油混合物(12％)。将得到的混合物在3500psi下均质以得到平均粒度小于1微米的食用香料乳液。用于此例中的百分数(％)均表示占总食用香料乳液重量的百分数。食用香料油混合物由60％香橙油和40％酯胶组成。

通过将1.26g食用香料乳液加入至由11％糖、0.3％柠檬酸和0.1％苯甲酸钠在1升水中经搅拌形成的溶液中制得饮料。将该饮料灌入两个12盎司瓶中并密封。

沉淀评价测试

在室温下经过6个月贮存后，形成沉淀的水平以0—4分来评价。0分表示在瓶中没有沉淀，1分表示有轻微沉淀，2分表示中度沉淀，3分表示重度沉淀和4分表示过度沉淀。

由未过滤的对照淀粉和按照例1得到的经过滤的淀粉样本制备两个平行测定样本饮料。在经6个月贮存后，经过滤的样本饮料平均沉淀值为0，表示其没有产生沉淀。在对比例中，未过滤的对照样本的饮料显示的平均沉淀值为2而表示有中度沉淀。

因此，在喷雾干燥前，过滤降解淀粉，对用以该淀粉为乳化剂制得的饮料的长期沉淀水平是有益的。

实施例5

本例说明用淀粉水溶液浊度来预测用本发明的淀粉乳化剂制得饮料的沉淀水平。

根据例3中的方法测量上述各种淀粉，即按照例1方法制得的经过滤淀粉、用0.75％氯漂白的经过滤的淀粉和未过滤的对照淀粉的浊度。如在例5中测量的，经过滤的淀粉溶液的浊度降低带来相应的所制备的饮料的沉淀降低。浊度和沉淀评价如下表1所示。

                          表1

淀粉	浊度(NTU)	饮料沉淀(6个月后)
			经过滤的淀粉样本	23	0
用w/0.75％氯处理过的经过滤的淀粉样本	24.8	0
			未经过滤的对照淀粉样本	80	2

从表1中可以看出，经过滤的淀粉样本水溶液的低浊度，与由该经过滤的淀粉样本制得的饮料大体无沉淀相关联。相反，未经过滤的对照淀粉高浊度与不希望的中度沉淀相关联。因此，能够用淀粉水溶液样本的浊度来预测用该淀粉制得的饮料沉淀水平。

由于已经详细地描述了本发明的优选实施例，因此在此基础上的各种改变和改进对本领域技术人员来说是显而易见的。因此对本发明的范围和精神之限定只能由权利要求书，而非上述说明书。

Claims (20)

1. 一种制备食品用乳化剂的方法，包括以下步骤：

a. 衍化基础淀粉以产生淀粉衍生物；

b. 通过淀粉衍生物与能够从淀粉的非还原端断开1，4-α-D-糖苷键、但不能断开淀粉1，6-α-D糖苷键的外酶反应，使淀粉衍生物降解；和

c. 通过过滤助剂将大体降解的淀粉过滤，使相应的喷雾干燥降解淀粉经过滤的水溶液(194ml水中6g)的浊度小于80浊度计浊度单位(“NTUs”)。

2. 权利要求1的方法，其中通过疏水基团使淀粉衍化。

3. 权利要求1—2的方法，其中步骤a和b可交换。

4. 权利要求1—3的方法，进一步包括转化基础淀粉。

5. 权利要求1—4的方法，进一步包括漂白基础淀粉。

6. 权利要求1—4的方法，进一步包括漂白衍生淀粉。

7. 权利要求1—6的方法，进一步包括糊化衍生淀粉。

8. 权利要求1—7的方法，其中过滤助剂为硅藻土。

9. 权利要求1—8的方法，其中过滤是在多级压滤器中、在正压下进行的。

10. 权利要求1—9的方法，其中降解淀粉经过滤的水溶液的浊度小于约50NTUs。

11. 权利要求1—10的方法，其中降解淀粉水溶液的浊度小于约30NTUs。

12. 权利要求1—11制备的乳化剂。

13. 包含权利要求12的乳化剂的食品。

14. 权利要求12—13的食品，进一步包括食用香料油(一种或多种)、甜味剂(一种或多种)和水。

15. 权利12—14的食品，其中食品是沉淀量小于约2的饮料。

16. 权利要求12—15的食品，其中饮料的沉淀量小于约1。

17. 权利要求12—16的食品，其中饮料的沉淀量大体为0。

18. 一种调味剂，包括具有改进稳定性和贮存中抗油析出性和抗胶凝化的乳液，其中该乳液是用含有疏水基团，或既含有亲水基团又含有疏水基团的淀粉衍生物制备的，通过与能够从淀粉的非还原端断开1，4-α-D糖苷键、但不能断开1，6-α-D-糖苷键的外酶反应，高达约70％重量的该淀粉衍生物已降解为麦芽糖，该乳液的沉淀率小于约2。

19. 权利要求18的调味剂，其中外酶为β淀粉酶，并且沉淀量小于约1。

20. 权利要求18—19的调味剂，其中沉淀量基本为0。