CN1655688A - 食品添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及食品添加剂，具体而言其用于如沙拉酱、蛋黄酱、糊状食品和其他低脂肪含量产品的食品。本发明还涉及制备该食品添加剂的方法及其在食品制备中的应用。据发现，视该方法实施的方式而定，本发明的方法可以制备适于用作增白剂和/或脂肪/蛋白质替代物的食品添加剂。

Description

食品添加剂
技术领域
本发明涉及食品添加剂，具体而言是用于如沙拉酱、蛋黄酱、糊状食品和其他低脂肪含量产品的食品。本发明还涉及制备该食品添加剂的方法及其在食品制备中的应用。
背景技术
改性淀粉作为食品添加剂的应用例如可从EP0149258得知，其涉及水解的淀粉作为食品中部分脂肪和/或油替代物的应用。
EP0486936记载了酶催化脱支淀粉作为脂肪替代物的应用。
EP0372184涉及能够在水分散体中形成热逆变凝胶、高强度凝胶、稳定且不透明浑浊或润滑的脂肪样组织结构的酶催化脱支淀粉。在EP0372184的实施例6和10中显示，若改性淀粉被脱支化则不能得到任何稳定的不透明产品。
仅用脱支反应的方法制备改性淀粉的一个缺点是，即使并非不可能，也很难以一种经济上有吸引力的方式(即，在高固体含量下)来实施该制备，而同时仍能够得到具有所需质量的产品。在高固体含量下，改性反应产生的产品具有不利的处理性能。
EP0846704揭示了一种高度可发酵的稳定淀粉，其通过稀释淀粉并在酶催化条件下使该被稀释的淀粉被脱支化而得到，其中在脱支反应过程中发生退减作用。脱支反应进行到何种程度是不清楚的。
本发明的目的是提供一种基于淀粉制备食品添加剂的方法。据发现有可能通过以特定方法水解并脱支化淀粉制备具有特定性质的食品添加剂。还发现，视该方法实施的方式而定，本发明的方法可以制备适于用作增白剂和/或脂肪/蛋白质替代物的食品添加剂。
发明内容
第一方面，本发明涉及用于制备食品添加剂的方法，其包括水解并脱支化淀粉，其中脱支步骤起始于水解步骤之中或之后。
本发明进一步涉及可通过任一前述权利要求所述的方法制得的包含水解和脱支化的淀粉的食品添加剂，以及该食品添加剂用于赋予食品特定所需性质的应用。
据发现，本发明的食品添加剂可赋予食品奶油状、稠度(body)、组织构造(texture)和脂肪样口感，因此是一种有吸引力的脂肪和/或蛋白质替代物。在食品中应用本发明食品添加剂作为脂肪和/或蛋白质替代物的好处包括其在性价比、热值和/或更小的变味(off-taste)上的优势，因为其只需更少量即可使加入该添加剂的食品达到相同的效果。
进一步还发现，本发明的食品添加剂适于用作喷雾干燥助剂例如用于香料包囊、用作涂层助剂或胶凝增强剂。
还进一步发现，考虑到其葡萄糖当量值(DE)，可通过本发明方法得到的食品添加剂具有显著的胶凝势(gelling potential)(高胶凝速率、高胶凝强度以及少或无后胶凝(after-gelling))。
本发明的食品添加剂可提供作为增白剂、胶凝剂或其联合的有益效果。
已发现与仅通过水解改性的淀粉相比，本发明食品添加剂的溶解度低、胶凝强度高。还发现凝胶生成的速度通常较快，且胶凝强度对温度的敏感度相对较低(特别是在0到30℃之间)。
本发明的食品添加剂非常适合冷用或热用于食品的制备。因此本发明还涉及添加剂在食品制备中的应用，以及涉及包含本发明食品添加剂的食品。
优选的其中可使用本发明食品添加剂的食品的实例包括选自下组的食品：涂抹食品、人造奶油、沙拉酱、布丁、乳蛋糕、低脂奶酪、顶端配料、沙司、蛋黄酱、冰淇淋、酸乳酪、速冻点心、糖霜、酸奶油、面糊、面糊涂层、焙烤食品、面包用奶油(bakery creams)、乳脂替代品、起酥油以及婴儿食品。
用作原材料的适宜的淀粉的实例包括玉米、小麦、大麦、稻米、黑小麦、粟、木薯粉、木薯、香蕉、马铃薯、甘薯，及如源自高直链淀粉玉米、皱粒豌豆或绿豆的高直链型淀粉。优选地，所述淀粉为直链淀粉，其含有源自玉米、小麦、马铃薯、木薯粉或甘薯淀粉的淀粉。采用马铃薯淀粉得到了非常好的结果。
所述淀粉优选为天然淀粉。在本发明上下文中，术语“天然淀粉”用于指从天然原料中分离但通常基本上未经历物理和化学改性的淀粉。事实上，该术语通常用于本领域以表示这样的淀粉产品。一种可能用于制备本发明食品添加剂的淀粉衍生物为辛烯琥珀酰淀粉。
已发现通过控制在该方法中作用于DE的水解和/或脱支化的程度，使其各自对葡萄糖当量值增加(ΔDE)的贡献在特定的范围内，从而可改变产品的质量。因此，所得到的产品可例如具有作为增白剂、脂肪替代物或其两者的特别有利的性质。
适合的水解方法在本领域内可例如得知自“Modified starches：Properties and Uses”，O.B.Wurzburg，CRC Press Inc.，1987”。水解可例如通过温和酸降解(见Shildneck，Smith(1967)，Production and uses ofacid-modified starch，于Starch chemistry and technology，第二卷：Industrialaspects，编辑Whistler & Paschall，Academic Press，217-235)、酶处理(麦芽糖糊精化)、或干热法(焦糊精化，见Evans，Wurzburg(1967)，Productionand use of starch dextrins，于Starch chemistry and technology，第二卷：Industrial aspects，编辑Whistler & Paschall，Academic Press，254-278)实施。
可用于温和酸降解的合适的酸包括Bronsted和Lewis酸。特别适合的酸为无机酸，如氢氯酸、硫酸、硝酸、磷酸以及其组合。淀粉中加入的所述酸的用量视水解所需的程度以及允许的反应时间而定。当使用磷酸时，还可使用部分中和的磷酸。在优选的反应条件下pH小于7，更优选为在4到6之间。任选地，可通过混入碱性盐如碳酸钠中和水解产物从而中止水解反应。
所述淀粉优选在酶催化下水解。典型的方法包括蒸汽加压蒸煮所述淀粉，在蒸汽加压蒸煮之中或之后加入酶，并通过蒸汽加压蒸煮变性淀粉终止反应，该变性淀粉可通过喷雾干燥复原。选定的条件易于由本领域熟练技术人员确定。使用α-淀粉酶进行酶促水解得到了非常好的结果。
实施水解的步骤优选使葡萄糖当量(DE)达到0.5-7，更优选1.5-4。此处使用的DE为使用Luff-Schoorl法测定的值(Schoorl(1929)，Suikertitratie，Chemisch weekblad，5，p.130)。
已发现在脱支反应之前开始水解淀粉是有利的。可使水解反应彻底进行直到得到由淀粉的DE所定义的所需的水解程度。还可使水解反应和脱支反应同时或部分同时进行。然而，依照本发明，水解反应始于脱支反应开始之前。
脱支反应可以任意方式进行。脱支反应优选在酶催化条件下进行。酶催化的脱支化处理通常导致生成短链的直链淀粉。脱支酶大概分成两种：支链淀粉酶和异淀粉酶。根据国际生物化学协会(1984)官方声明，第一种是指E.C.3.2.1.41α-糊精内切-1，6-糖苷酶。由定义可知，该种酶能够水解支链淀粉、糖原及支链淀粉和糖原的α-和β-极限糊精中的1，6-α-D-糖苷键。第二种属于E.C.3.2.1.68类。这种酶能够水解糖原、支链淀粉及它们各自的β-极限糊精中的1，6-α-D-糖苷键。通常，异淀粉酶很适用于淀粉中长链的脱支反应。考虑到工业效用，优选采用支链淀粉酶用于淀粉的脱支反应。特别合适的支链淀粉酶的实例是商业化产品，其商品名为Optimax L300(Genencor)、Optimax L1000(Genencor)和Promozyme 200L(Novo Enzymes)。
酶的最佳用量以及酶促处理的最佳条件取决于酶活性水平，进而取决于酶的来源与供应商以及所商购批次的酶的浓度。尽管本发明的方法优选采用溶解形式的酶，但同样可使用于固体载体中固定的酶。
持续进行脱支反应直到达到所希望的转化程度。可通过将例如温度或pH的条件改变至所用特异性酶的最佳范围之外来终止该过程。可适宜地通过测定脱支反应所生成的还原基确定转化的程度。这可按照通常使用的方法如Luff-Schoorl法通过例如作为葡萄糖当量(DE)测定其还原力。
例如，使用其中在由脱支反应引起的DE增加为0.2-4时终止该脱支反应的方法得到良好的结果。此外还发现所得到的食品添加剂特别适用于固体食品乳浊液如涂抹食品、人造奶油和低脂奶酪，适用于可用调羹食用的食品(spoonable product)如顶端配料、冷沙司、蛋黄酱、沙拉酱、布丁和乳蛋糕，适用于乳化肉食品(emulsified meat product)、液体食品和婴儿食品、粉状和液体汤以及沙司，适用于冰淇淋、速冻点心和糖霜，适用于面糊涂层和小面包(breadings)。还发现该方法特别适用于制备适合用作脂肪或蛋白质替代物的食品添加剂，其优选用于酸乳酪、低脂酸奶油和沙司中，用作香料包囊中的喷雾干燥助剂，用作优选用于起酥油和乳脂替代品中的部分脂肪替代物或用作胶凝增强剂(具体而言用于改善淀粉的胶凝)。
使用其中在由脱支反应引起的DE增加＞1且优选在1-7之间终止该脱支反应的方法同样得到良好的结果。此外还发现所得到的食品添加剂特别适用于固体食品乳浊液如涂抹食品、人造奶油和低脂奶酪，适用于可用调羹食用的食品如顶端配料、冷沙司、蛋黄酱、沙拉酱、布丁和乳蛋糕中，适用于酸乳酪、低脂酸奶油和沙司中，适用于面糊涂层和小面包中，作为涂层助剂或用于起酥油和乳脂替代品中。还发现该方法特别适用于制备食品添加剂，该食品添加剂适于用作香料包囊中的喷雾干燥助剂、涂层助剂、胶凝增强剂(具体而言用于改善淀粉的胶凝)或用作增白剂。
一旦脱支反应达到结束所需的程度，所述淀粉产品可以任何适宜的方式干燥，例如通过喷雾干燥。若需要，该产品可用任何已知的方式进行化学或物理改性。
具体实施方式
现在将通过下述非限制性的实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
材料和方法
反应条件
将DE为2.4(Luff-Schoorl法测定)的Paselli SA2(AVEBE，Veedam，荷兰)的30％(w/w)溶液800升在60℃温度并搅拌下温育。用1M的H2SO4调节pH至4.4。加入0.3％(w/w，基于干燥物质)的Optimax L1000(Genencor)后进行脱支反应16小时。通过加入10％NaOH使pH升至7并随后将混合物加热至90℃持续30分钟使酶钝化以终止该反应。喷雾干燥后得到DE为6.5的产品120kg。
分析方法
葡萄糖当量(DE，％)
采用Luff-Schoorl法测定葡萄糖当量(Schoorl(1929)，Suiker titratie，Chemisch weekblad，5，p.130)。
凝胶的制备
将40g(干燥物质)产品加入160ml自来水(10-12°DH)中制备20％(w/w)的凝胶。将混合物置于钢锅(16cm直径)中加热，在搅拌器强烈的搅拌下烹制至少1分钟。将重量校正至200ml(以补偿被蒸发的水)并将混合物装入200ml的烧杯中(高型)。
质构仪(texture analyzer)测定
采用质构仪(Stable micro systems TA-HDi)以向后挤压(backwards-extrusion)法测定凝胶的强度。1英寸的探针被压入凝胶中40mm又被移除。应用下列设置：
Pn测试速度5mm/s
测试速度2mm/s
测试后速度5mm/s
距离40.0mm
自动触发(trigger auto)，8克
将产品基于最大力量进行比较。
浊度
将样品在快速粘度测定仪(RVA-4，Newport Scientific)中以2％(w/w，干燥物质)的浓度溶于1％NaCl的去离子水溶液用于浊度测定。使用下列参数(profile)(混合物用量：40g)
起始温度50℃
500rpm搅拌10s
250rpm搅拌20s
222s内由50℃升温至95℃
在95℃维持600s
将混合物转移至试管中，室温下静置1h后用RATIO/XR浊度计测定。
结果
表1和图1所示为脱支化Paselli SA2(不同DE的)的值，所测定值为白度和胶凝强度。ΔDE为0.5-2.5时得到高胶凝强度，ΔDE＞4时为低胶凝强度。白度随脱支化程度增加而增加。在ΔDE为3.2或更高时超过最高可测值(2000NTU)。
表1：脱支化Paselli SA2的浊度和胶凝强度
  DE增量   胶凝强度     浊度(N)        NTU
  6.34.84.34.03.22.31.21.00.60.40.0     3.79      ＞20001.28      ＞20002.48      ＞20002.526.68      ＞200013.6416.45     29215.3414.31     43.810.622.38      20.8
实施例2
由Perfectamyl Gel MB(AVEBE，Veendam，荷兰)或与实施例1中所制备的产品联合来制备凝胶。所给出的所有百分比均指单独组分的干燥固体(Perfectamyl Gel MB：15.0％水分，实施例1产品：9.9％水分)。
用搅拌器将至多最终重量为1kg的样品分散于敞口锅中。将所需量的粉末称入锅中并用自来水将重量校正至1kg。搅拌锅中内容物的同时加热至沸腾。适度加热使沸腾持续1分钟。加入热水以补偿所蒸发水分。
将内容物倒入3个烧杯中(250ml，高型)，用表面皿盖上。将这些烧杯在20℃的水浴中温育所示的时间。
以Brookfield DV-1+升降(helipath)构造的Viscometer(10rpm)分析凝胶。所用升降转子视凝胶强度而定。其型号如在实验部分所示。所有的凝胶强度均在20℃下测定。结果如表2所示。
           表2：在7.5和9.0％干燥固体下胶凝的凝胶强度
胶凝时间(小时)2548120           凝胶中的干燥固体组成(％，基于凝胶总重)
Perfectamyl GelMB(7.5％)7 360(A)11 700(A)20 800(A)  Perfectamyl Gel MB(7.5％)实施例1的产品(1.5％)凝胶强度(mPa.s)27 300(A)48 000(C)111 000(C) Perfectamyl GelMB(9％)20 100(A)34 000(A)64 000(C)

Claims (16)

1.一种制备食品添加剂的方法，其包括水解和脱支化淀粉的步骤，其中该脱支反应步骤始于水解反应步骤之中或之后。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述的淀粉是天然淀粉。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述的淀粉选自玉米、小麦、马铃薯、木薯粉和甘薯淀粉。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其中水解淀粉使葡萄糖当量(DE)达到0.5-7，优选为1.5-4。
5.如权利要求1-4之一所述的方法，其中水解反应通过温和酸降解、酶处理或使用干热法进行。
6.如权利要求5所述的方法，其中使用α-淀粉酶水解淀粉。
7.如权利要求1-6之一所述的方法，其中使用支链淀粉酶和/或异淀粉酶水解淀粉。
8.如权利要求1-7之一所述的方法，其中在由脱支反应引起的DE增加为0.2-4时终止脱支反应。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述的食品添加剂是胶凝增强剂、喷雾干燥助剂或蛋白质/脂肪替代物。
10.如权利要求1-7之一所述的方法，其中在由脱支反应引起的DE增加为1-7时终止脱支反应。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述的食品添加剂是喷雾干燥助剂、涂层助剂、胶凝增强剂或增白剂。
12.通过如权利要求1-11之一所述的方法得到的包含水解和脱支化的淀粉的食品添加剂。
13.如权利要求12所述的食品添加剂在生产食品中的应用。
14.如权利要求13所述的应用，其中所述食品选自涂抹食品、人造奶油、沙拉酱、布丁、乳蛋糕、低脂奶酪、顶端配料、沙司、蛋黄酱、冰淇淋、酸乳酪、速冻点心、糖霜、酸奶油、面包用奶油、面糊、面糊涂层、焙烤食品、乳脂替代品、起酥油、婴儿食品、粉末状汤、液体汤以及小面包。
15.包含如权利要求12所述的食品添加剂的食品。
16.如权利要求15所述的食品，其选自涂抹食品、人造奶油、沙拉酱、布丁、乳蛋糕、低脂奶酪、顶端配料、沙司、蛋黄酱、冰淇淋、酸乳酪、速冻点心、糖霜、酸奶油、面糊、面包用奶油、面糊涂层、焙烤食品、乳脂替代品、起酥油、婴儿食品、粉末状汤、液体汤以及小面包。
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