CN1906216A - 可缓慢消化的含淀粉的食品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缓慢消化的含淀粉食品，如谷类食品和小吃，其中所述含淀粉食品的淀粉相的实质成分在食品的生产过程中，通过改变通常适用于各食品的方法和必要时的就地配方而转变为可缓慢消化的形式。

Description

可缓慢消化的含淀粉的食品

本发明涉及一种可缓慢消化的含淀粉的食品，如谷类食物和小吃，且其中所述含淀粉食品的淀粉相的实质成分在食品的生产过程中，利用改性通常用于各食品的方法和必要时的配方而就地转变为可缓慢消化的形式。

在含淀粉的食品的生产过程中，在绝大多数情况下都要对淀粉进行处理，使其能极其快速地消化并转变为葡萄糖。这会导致血糖浓度快速升高(糖过多化)，而随后血糖浓度又强烈下降(糖过低化)。这些食品具有很高的血糖指数(GI)。大量的最新研究指出，具有高GI的食品是造成糖尿病、肥胖症和心脏-循环系统疾病的重要原因。WHO认为在食品包装上标识GI值是有助于预防所述这些疾病。因此需要有一种含淀粉的且具有降低的GI值，即可缓慢消化的食品。在本文中，理想情况是具有一种随时间恒定的水解性的食品，即其中每个时间单位内可精确释放出一定量的用于物质代谢消化的葡萄糖。特别是对于糖尿病患者来说，迫切地希望这种食品。目前对此最好的解决方法是对糖尿病患者使用消化相对较慢的不经烹制的、即天然的玉米淀粉(uncooked corn starch)(WO95/24906)。但是，一方面服用含水浆液形式的天然玉米淀粉并不十分令人喜欢，另一方面这里也只能得到一种有限的时间恒定的葡萄糖释放。另外，天然玉米淀粉的温度稳定性是有限的，从而使得要混入到可加工的食品制剂中是颇受局限的一个难题。缓慢消化淀粉的其他形式是耐消化淀粉(例如High Mais，Novelose，Actistar，Crystalean)。这些淀粉具有高的结晶成分并且在小肠中可消化约50％。其余则在大肠中发酵。在小肠中可消化的成分绝大多数很快就消化掉，因此作为食品添加剂的耐消化淀粉只能很有限地降低GI。

其他缓慢消化的淀粉记载在WO2004/066955A2中。这些淀粉可通过将约5％的淀粉悬浮于水中进行凝胶化并用α淀粉酶处理而得到。然后淀粉沉淀析出，使其可得到具有高的结晶组分。根据公开内容，这种淀粉所具有的消化性能介于耐消化淀粉和未处理的天然淀粉之间。

其他可缓慢消化的淀粉记载在US2003/0219520A1和US2003/0215562A1中。其中同样是将具有较低直链淀粉含量或者具有较高直链淀粉含量的淀粉凝胶化，并在高于70％的水含量条件下用脱支链酶(异淀粉酶，支链淀粉酶)脱支链到至少90％。接着淀粉沉淀析出并得到具有较高结晶成分的产品，由此降低消化速率。这些淀粉的消化性能同样也介于耐消化淀粉和未处理的天然淀粉之间。

与现有的利用缓慢消化成分来降低水解速率和GI的解决方法不同，本发明的任务在于，利用改变通常用于各食品的方法和必要时的配方，而在食品的生产过程中使含淀粉食品的淀粉相的实质成分就地转变为可缓慢消化的形式。这种解决方法可看作是一种就地技术。

通过使淀粉相全部转变为缓慢消化的形式，一方面，与将低GI成分添加到高GI相中的方法相比可以获得意义重大的GI的更高降低，并且另一方面还可改善诸如松脆性的感官性能。因此该就地技术在这两方面来说都是非常吸引人的。

本发明涉及一种使用包括配方和方法的措施使水解速率可调节在宽范围内。尤其是，惊人地发现，可以得到具有低的、必要时具有恒定水解速率的食品，由此可以长期持续恒定释放葡萄糖。因此，有利地影响血糖量，不仅可避免过高糖化和过低糖化并且可长期持续以葡萄糖形式输送能量。

食品的优良性能可按如下方法获得，即在第一步中至少将食品淀粉部分凝胶化或至少使其部分塑性化。在凝胶化过程中淀粉颗粒的部分结晶的结构会转变为非晶结构，其中仍以其实体保留的颗粒在塑性化过程中颗粒也消失。接着进行调节，其中发生重结晶和形成网络或凝胶。这过程中再形成部分结晶的结构，但是该结构不同于天然淀粉的部分结晶结构，其可有针对性地对相关参数进行调整并具有更高的温度稳定性。现已发现，根据网络形成的程度，即随着网络密度的增加，淀粉酶的抑制程度和由此而导致的水解速率的降低程度也增加。还发现，通过使用短链的直链淀粉(Short Chain Amylose，SCA)可获得特别有利的结构，同时也可大大加快这种结构的形成速度。由于形成了网络结构，食品也就具有有限的可膨胀性，由此在消化作用时限制了水解淀粉酶的进入。也由此与导致很快水解的非晶状态相比，消化速率大大下降。构成网络中结点的晶体是缓慢消化甚至不消化的。在小肠中不消化的部分可以耐消化淀粉(RS)的形式存在。晶体的消化部分和具有有限膨胀能力的非晶相则以有利的、缓慢消化的淀粉形式存在，而这种形态构成了食品的主要成分。缓慢消化淀粉对RS之比可以通过网络的参数来调节，特别是在RS量小时，可以获得很高含量的缓慢消化的淀粉，并且可以获得不含快速消化淀粉的食品。总之，由此就可以调节到介于非晶淀粉的非常快速和不利的水解性(如在大多数制备的含淀粉食品中的情况那样)，和最小的水解速率之间的任意的水解速率。

与WO2004/066955A2，US2003/0219520A1和US2003/0215562A1的区别主要在于，利用具有有限膨胀度的网络的参数来调节水解特性，为此需要以联结网络的微晶形态的晶体含量很少(约1-50％)，而在所述的专利申请中微晶(约40-70％)在沉淀后主要不是相互连结的并且水解特性可通过微晶的不同完整度(缓慢消化部分)和可随意获得的非晶淀粉(快速消化部分)的含量来确定。因为淀粉网络结构延伸到整个淀粉相或淀粉相的基本部分并且是在食品生产中形成，所以这种淀粉网络可视为就地网络，并且因此而带来GI的降低也可称作是GI的就地降低。由此与利用添加缓慢消化成分的方法来降低GI的途径之间提供了清晰的界限。

在含淀粉食品的生产过程中，要将淀粉成分至少完全分解，该过程中它们由部分结晶的状态转变为实际上完全非晶状态。其他加工条件则最多实现最小程度的重结晶，从而使得食品的淀粉相随后可以一种接近非晶态淀粉水解速率的速度进行消化。该速度在体外条件下约1000％/h，而基于淀粉的食品如玉米片、小吃、饼干、土豆片、油炸土豆片、油炸土豆条或品客薯片(Pringles)的水解速度在体外环境中则在800-1000％/h的范围内。

目前在食品加工中所使用的调节过程是基于加工技术的或者是根据结构性能而使用的，并且不适合降低食品的GI或水解速率。狭义上说，本发明涉及的是加入另外的加工步骤和/或改变现有的加工步骤，并且还涉及提供合适的特定的加工或调节参数，由此可利用更经济的方法来制得能明显降低食品GI的淀粉网络结构。因为淀粉的结晶通常是缓慢进行，所以本发明的另一方面在于提供能加速对于网络形成关键的过程的条件。一方面，当网络在食品生产中的一个相中产生且随后使用高温，如在焙烘(Back)、烘烤、发泡或干燥过程中，连接网络的微晶的温度稳定性是非常重要的。另一方面，当食品在消费前要历经高温和含水环境时如在烹制或加热过程中，温度稳定性也很重要。基于这些理由，对用于制备含淀粉食品的各种方法的降低水解速率或GI的方法给出适合的条件并且从狭义上来说其涉及的是各种改进方法。

为此，将该方法划分为以下几个基本加工单元：

准备工作，其中至少将基本的配方成分相互混合并特别地进行至少一个实质分解淀粉的过程(例如烹制挤出)；成型和中间步骤，其中至少部分确定至少是最重要的几个成型参数(例如热切割(Heissabschlag)和膨胀)并进行必要时的调节过程(例如平衡水含量或松弛度)；后处理，其中最终确定一些性能如水含量、结构、颜色和味道并且之后可进行包装(例如烘烤、干燥、涂糖浆、喷雾等)。在多数制备含淀粉食品的方法中，这些基本的加工单元可以不同，其中，这样一个加工单元可包括不同的加工步骤并且这些加工单元也可以部分重叠。能获得有利的淀粉网络结构的调节过程可以在成型加工之前和/或之中和/或之后，和/或在后处理步骤之中和/或之后进行，并优选要适合于各个条件。

说明书详述

基体淀粉

为制备缓慢消化的含淀粉的食品，可以从任意淀粉(基体淀粉)或淀粉混合物出发，例如玉米淀粉、小麦淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉、稻米淀粉、西米淀粉、豌豆淀粉等。这里所谓的淀粉既可理解为狭义上的淀粉，也可理解为是面粉和粗粒粉。淀粉可以是经化学、酶催、物理或基因技术改性的。淀粉的直链淀粉含量可以从0％(蜡状淀粉)直至接近100％(高直链淀粉含量的淀粉)。优选淀粉具有优良的结晶性能。其可以是例如其支链淀粉A-侧链具有＞10、优选＞12、最优选＞14的链长的淀粉，和/或其直链淀粉含量＞20、优选＞30、最优选＞50的淀粉，和/或经过改性以获得更好结晶性能的淀粉，如经酸水解和/或酶催水解的淀粉例如弱烹制(dünnkochend)的淀粉或部分脱支链的淀粉。淀粉可以以非凝胶化的状态、部分达到完全凝胶化或者部分达到完全塑性化的形式使用。因为对于大多数含淀粉的食品来说所用淀粉的种类只是规定在确定的范围内的，优选的淀粉要理解为，如有可能即要优选使用相应的淀粉或添加作为配方改进。

短链直链淀粉(SCA)

优选额外使用聚合度＜300、优选＜100、更优选＜70、最优选＜50的短链直链淀粉(Short Chain Amylose，SCA)。SCA可以例如通过使用淀粉酶从直链淀粉，或利用脱支链酶如异淀粉酶或支链淀粉酶从支链淀粉而得到。通过使用SCA可特别优选地得到缓慢消化的含淀粉的食品并且特别可以显著地加速有利的网络结构的生成，由此即简化了方法并可低成本地进行该方法。另外，还可提高热稳定性。因此SCA起到如下一种作用，即其一方面通过形成混合微晶而诱导基体淀粉的结晶，并且另一方面提高网络密度，由此降低膨胀性并因此降低水解速率。为了获得这优点，关键是尽可能地分子分散基体淀粉和SCA的混合物。通过将例如溶液形式的SCA混合入至少部分凝胶化的基体淀粉中，或者通过以非晶态形式，例如以喷雾干燥形式的SCA混入，或者通过以部分结晶形式的SCA混入，并接着在制备基体淀粉的过程中将其分解，或者通过在制备基体淀粉时用脱支链的酶直接从基体淀粉中得到SCA，而能获得上述目的。若是用其他淀粉酶如α淀粉酶来处理基体淀粉，则也可得到类似的优点。由此可降低分子量并改善结晶性。另外，在某些条件下，例如在其中基体淀粉以非晶形式、准冻结形式存在时在较低水含量且较低温度条件下，且其中没有SCA并不形成网络结构时使用SCA也可得到网络结构。优选SCA的份数以整个淀粉计且以重量％表示为在1-95、优选2-70、更优选3-60且最优选4-50的范围内。

为制备缓慢消化的含淀粉食品，第一步中要将淀粉基体调节到至少部分凝胶化或者至少部分塑性化的状态。优选的是在该状态下使SCA尽可能地分子分散在基体淀粉中。这可通过已知的烹制和混合方法来实现。特别优选利用挤压而制备。

从其中淀粉至少部分以非晶态形式存在的制备情况出发，通过调节作用可消除网络的形成并因此而使淀粉转变为缓慢消化的形式。其中，调节作用的参数对于实现有利的网络结构的形成和对于水解速率程度的下降非常重要。调节过程的关键参数是水含量Wo，温度Tk和时间tk。这些参数值都依赖于配方(基体淀粉的种类，可能情况下有部分SCA)。现已发现，在以下所给出的一般条件下涉及的有利的参数值：调节过程中水含量Wo以重量％表示应在10-90、优选14-70、更优选16-60、最优选18-50的范围内。其特征是膨胀度Q较低的窄网孔的网络结构具有降低的水含量，且其有利于水解速率的降低。另外，较低的水含量也是比较有利的，因为终产品多数都会具有＜30％的水含量并因此必须再去除更少量的过程水。

对于温度基准值To，在以℃表示的Tk-To之差为20-150、优选35-135、更优选50-120、最优选70-100的范围内时，在To与Wo之间具有以下关系：

表1

Wo	[％]	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	80	90
																	To	[C]	98	55	23	-3	-24	-41	-55	-67	-78	-87	-95	-102	-108	-119	-128

有关所述值之间的水含量值Wo对To适用内推值。如果相应的优选温度区间的Tk的下限值位于＜＜0℃的温度处，则Tk下限值是刚好高于淀粉-水混合物冰点的温度值(约-10℃)。随着水含量Wo降低则有利地使用较高的温度值Tk。

以h计的调节时间tw在0-24、优选0.1-12、更优选0.25-6、最优选0.5-3的范围内。这里，0h的调节时间值表示，不进行特殊的调节过程并且通过改变所存在的工艺窗和/或添加SCA来实现理想的Gi的降低。显然，也可以使用＞24h的调节时间。所述的优选范围涉及到经济地优化方法，其中尽可能最短的工艺时间是有利的。

若是使用SCA，则优选使用较高的温度Tk、较低的水含量Wo和较短的时间tk，而若不用SCA则条件相反。调节作用的参数Wo和Tk也可以具有依照时间的进程并且特别优选将调节作用结合干燥过程，以此可以简化方法并达到最为经济。

为在尽可能短的时间内得到最大的效果，即水解速率Ho的显著下降，选择合适的调节参数是重要的。因此可以，例如在使用SCA时，在约20-35％的水含量范围在50℃下进行的调节在半小时内实现的水解速率Ho的下降，和例如对于不含SCA的配方在约30-50％的水含量范围内通过在25℃下进行的调节而在24h内实现的下降相同。在高含量直链淀粉时和/或在高温度下进行的调节过程中，可以得到高的热稳定性。

以下阐述适用于特殊方法的条件且由此获得更低的消化速率。从中可以得出，例如，从降低消化速率方面来考虑改变过程操作。这里所公开的策略和手段一般也可用于本文没有阐述的方法中。

颗粒到薄片的挤出烹制(PFEC)

在PTEC法中一般要制备谷类的薄片。原则上可以使用与惯用的生产方法相同的配方和工艺。不同的是调节一些关键的工艺参数以适应缓慢消化的方案。在第一步中，以传统方法利用挤出烹制制备配方成分，其中淀粉实际上已完全分解。根据本发明，优选是部分分解范围为60-99％。在其后的用于形成网络的调节过程中，未分解的结构可增强调节效果。优选的是，在结束挤出时SCA优选以分子分散形态存在于淀粉中。在喷嘴上以热切割得到颗粒。以重量％表示的颗粒中优选的水含量Wo在15-40、优选18-35、更优选19-30、最优选20-25的范围内。在这一水含量范围内可进行调节作用，由此可明显降低水解速率。调节的温度Tk取决于表1中的Wo值和所述的Tk-To的间隔。若Wo＝25％则To＝-3℃而以℃表示的Tk在17-147、优选32-132、更优选47-117、最优选67-97的范围内。优选的调节时间值tk也同样可从通常优选的调节条件得到。特别优选的是普遍调节条件下的高调节温度值，因为此时可形成更为热稳定的微晶，这些微晶可耐受住其后使用高温的操作步骤。在常规方法中必要时可使用这调节阶段，以均衡颗粒的水含量。当然，这些参数并非是最优化的(水含量过低，温度过低，时间过短)，以能获得根据本发明的优良的网络结构。但是，传统的条件足以至少是在含有SCA的配方中获得至少是中等程度的水解速率下降效果。

在后续的薄片化过程中，在约40-60℃的温度范围内将颗粒成型为薄片。下一步中则将薄片置于炉中干燥。一般条件下，在干燥开始之初，水含量为18-20％且炉温在约220-300℃。在这些条件下，先前已调节得到的有利网络结构大大破坏。但仍然有利使用这一过程步骤以进行进一步的降低水解速率的调节作用，并得到先前调节得的网络结构。这一点可通过在较低温度和缓慢速度下进行的干燥来实现。干燥过程中有利的是炉温Tk作为水含量Wo的函数关系，其特点是，Tk-To(℃)范围在50-120、更优选70-100的范围内，而其中To是水含量Wo的函数可由表1中得到。由此，所存在的网络并不被损坏并且还可提高网络密度。调节时间或干燥时间对应于在通常的调节条件下所述的干燥时间。干燥结束时的最终水含量以重量％表示在约7-13、优选9-11的范围内，接着进行烘烤，从而可得到膨化的结构并形成气味和颜色。这过程中炉温(℃)在160-300、优选180-260、最优选190-240的范围内。在膨化时网络体密度会随着温度的升高而下降，所以优选使用尽可能低的温度。这种效应也可通过特别稳定的微晶，通过使用SCA和/或使用直链淀粉含量(％)为＞30、优选＞50的淀粉而使之最小化。膨化不是必不可少的。当调节炉温低于膨化温度时可以获得＜＜200％/h例如20％/h的水解速率最大下降结果。这些薄片同样是非常诱人且特别适于糖尿病患者食用的。

在某个PFEC的方案中可以不用颗粒而在挤出后直接通过剪切法制得薄片，接着将其烘焙和/或使其膨化。对于PFEC法所述的调节条件也可类似地转用到该方案上。由此可以得到例如缓慢消化的薄片。

直接-膨胀挤出-烹制(DEEC)

在DEEC法中要制备膨化的谷类和小食品，其中的膨化过程直接在挤出之后进行。在对该方法进行改进以降低水解速率时，原则上可以使用与惯常使用的生产方法相同的配方和操作步骤。不同于现有标准方法这里优选的是进行不完全的分解过程。在膨化后水含量一般在7-10％的范围内。根据本发明也优选更高的水含量，特别优选水含量(％)在8-30、优选10-25、更优选12-22、最优选13-20的范围内。这一点可通过在挤出时提高水含量和/或通过在膨化后例如通过调节相应的空气湿度而提高水含量以实现。优选地与标准方法相比有着更高的水含量以在其后的调节过程中获得较高的网络密度。在调节作用中，调节温度值Tk作为水含量Wo的函数之间关系的有利特点是，Tk-To(℃)在50-120、更优选70-100的范围内，且其中To是水含量Wo的函数关系可在表1中找到。调节时间或干燥时间相应于通常的调节条件下所述的干燥时间。在标准方法中，在膨化之后即进行干燥。这一过程可根据所述内容进行改进并用于进行调节。

由片状粗粉制得薄片

在该传统方法中，在烹制和部分多次回火步骤之后由片状粗粉成型得到薄片，接着以与在PFEC法中使颗粒成型为薄片一样的类似方式和方法对薄片进行进一步加工。由于所用方法的相似性，所以可以使用在PFEC中所述的条件而类似地、也用这种方法来形成有利的网络结构。但实质区别是使用了含SCA的配方的改进方案。因为从各种片状粗粉最后都制得薄片，因而没有可能利用混合方法来混入SCA。但是在片状粗粉烹制和凝胶化约1h时的分批烹制过程中，可以导入SCA的水溶液并使SCA分散进入粗粉中，从而同样可调节得到SCA与基体淀粉的分子分散形态的混合物。另一方案是，使用脱支链的酶，从而使得在正确的位置的粗粉的淀粉直接形成SCA。部分脱支链作用可以在分批烹制过程的起始阶段之前或该阶段内或其后进行，例如可通过将酶溶液喷雾到烹制的粗粉上。

焙烘法

普通的调节作用条件也可应用于各种焙烘法中，以得到缓慢消化的产品。因为在大多数情况下在焙烘过程中水含量Wo逐渐减少，所以调节作用基于各实际的水含量Wo而随时间改变。特别是在这里所提及的焙烘法中，使用了较高的水含量Wo，例如对挤出的小片或品客薯片(Pringles)进行焙烘时其在焙烘的初始具有＞30％的水含量。在这种情况下很难保留前面过程中已得到的网络结构。但是，如果在焙烘过程中水含量下降到Wo＜30％的程度时，将炉温降低到基于与Wo值相关的Tk的普通调节作用条件的温度范围，则就能得到有利的网络结构。当Wo＝15％时该温度范围最优选是在125-155℃。这就意味着，产品要在相应降低的炉温下进行完全焙烘。这方法可用于在焙烘过程结束时具有约20％的含水量的焙烘物品。在这系列产品中，如果含有一定量SCA则就可以更为显著地且在更短时间内收到效果。

烘焙面包时，最终含水量一般在40-50％的范围内。在通常温度下在烘焙时面包中不能形成网络结构。但是如果使用SCA，则在冷却过程和储存时最优选在3-33℃下(Wo＝45％)在室温范围内20-60分内形成网络，由此能显著降低面包心的GI。面包皮则在烘焙时已经形成了网络，因为这里的含水量要低的多。由此也就可得到更高的松脆性和更长的保鲜度，即从大气或面包心中吸湿的条件下，面包皮可更长时间保持松脆。通过例如在制备生面团时导入SCA水溶液或者通过导入脱支链酶的溶液则其在面团发酵时可就地从面粉中产生SCA。

性能

由于是就地制得的淀粉网络，所以消化速率可以在很宽的范围内调节，并且特别是相对于传统方式制得的类似的含淀粉食品，这速率有所降低。最初的体外水解速率Ho与GI(参见图4)具有直接关系，但是可以很简单和精确地测定，所以这里采用这一数值来表征消化性能。关于由体内实验得到的GI值的问题可参阅Am J Clin Nutr2002；76：5-56(International table ofglycemic index and glycemic load values：2002，第6页：Why do GI values forthe same types of foods sometimes vary)。

以％表示的Ho的下降度为＞10、优选＞20、更优选＞30、最优选＞50。对于例如玉米片，在与传统玉米片相比的配方中可以调节Ho值(％/h)为800、600、380、320和190(对比表2，57-4，58-1至58-4号)，而在一般的、传统的玉米片则具有900这一数值，由此所达到的降低度(％)为11，33，58，64甚至79％。在得到的不同类型的玉米片中还有一些具有＜900％/h的Ho的产品，例如全玉米片具有约750％/h的数值。对于这种类型，通过使用就地技术也可降低Ho，然后将该值作为Ho＝750％/h的降低度的比较值。由此也需要阐明，如何来解释术语“类似的含淀粉食品”。在大多数情况下可认为是类似的配方，同样也可理解为方法上有相似性，并且对于就地技术来说有关配方(特别是使用SCA)和有关方法的一般变化方案可理解为包括在相似性中。

耐消化淀粉含量的增加与Ho降低度有关。由于微晶产生的耐消化淀粉含量(％)优选为1-25，更优选2-20，最优选3-15。

为降低Ho优选使用SCA组分并进行特殊的调节作用以产生有利的淀粉网络。但是这不是必须的。一方面，如果不含有SCA通过合适的调节作用也可获得足够的Ho降低度，而另一方面如果使用SCA而不进行特殊的调节作用的情况下在传统的工艺条件下能形成有利的网络结构。

特别优选是在尽可能长的时间内具有恒定的水解速率的状态。这相当于对有机体以恒定时间导入葡萄糖。优选的是本发明的含淀粉食品具有恒定的或接近恒定的水解速率，以％/h表示为＜600、优选＜450、更优选＜300、最优选＜150。恒定水解速率的持续时间以分表示为＞10、优选＞15、更优选＞20、最优选＞30。在例如图1中，对于配方WS77-1在30分钟有约110％/h的恒定体外水解速率。体内与体外相比，时间长度可延长约5-8个因子，从而使得所述体内时间相当于明显长的时间段，为此对有机体产生恒定地输入葡萄糖。

淀粉网络的产生与淀粉相的膨胀程度的下降有关，由此在消化过程中造成淀粉酶进入的难度。有利的膨胀度Q在1.1-5、优选1.2-4.5、更优选1.25-3、最优选1.27-2的范围内。

所制得淀粉网络的一个重要性质是联结网络的微晶的熔融温度，特别是当网络是在制备过程中产生并且其后还要经受强烈的热负荷时，或者当食品在消耗前需要加热时。如果温度是处在某个特定水含量Wo下的普通调节条件下所指定的温度范围内，则在生产时涉及的热负荷下能保证微晶具有稳定性。微晶的熔融温度越高，则热负荷可以越高且不会损坏网络。在很高的熔融温度下，必要时也可超过所述范围。微晶的熔融温度可适宜地利用DSC测定并且以℃表示优选为＞60、更优选＞70、再优选＞80、最优选＞90。在高调节温度下，在使用SCA情况下(其中热稳定性随着聚合度DP增加直达DP值约300)并在使用具有优选直链淀粉含量的基体淀粉的情况下可使用较高熔融温度。

对于松脆的食品例如膨化的薄片和小吃来说，松脆度是一项很重要的性能。在制备玉米片时，新型的连续挤出法实质上要比传统的分批烹制法更为简单和廉价。但是目前却仍然经常使用分批烹制法，因为该过程中松脆性更为突出。利用可对比的感官测试可以发现，所形成的淀粉网络明显改善松脆性。这一方面归因于微晶的存在，另一方面，网络也延缓水的吸收，并由此既提高了松脆度又可更为长久地持续保持，例如具有所形成的网络结构的玉米片在牛奶中可更长时间地保持松脆。在由大气吸水性下情况也类似。因此，利用淀粉网络降低消化速率方面进行改性后的含淀粉食品，则表明其松脆性，更好且更长久地保持并在吸收水的情况下也很少强烈下降。由此可以例如利用挤出得到玉米片，这种玉米片相对于分批烹制法所得到的玉米片来说显示出相当的甚至更好的松脆性。

应用

就地技术以其变化方案原则上可应用于任意的含淀粉食品中。在以下并非理解成限制性的列举的内容中提到一些最为重要的产品和产品系列，并且它们都可利用就地技术作为类似的、可缓慢消化的食品而制得：薄片状以及膨化的谷类食品例如玉米片、多粒薄片、具有较高纤维含量的薄片、稻米薄脆等；小吃和薄脆例如小片，特别是土豆、玉米和墨西哥薄片(玉米薄片)、薯条和土豆圈等；烘焙小吃，狭义上的基于淀粉的小吃、粉糊小吃、煎炸小吃；饼干，克力架，面包干、面包、薯片和土豆粒，动物食品特别是宠物食品。在大多数的这些产品中松脆性是一项重要的产品性能，且利用所述就地技术同样也可改善该性能。

图1：缓慢消化的玉米片的水解曲线

图2：缓慢消化的土豆类小吃的水解曲线

图3：缓慢消化的玉米片的水解曲线

图4：起始水解速率Ho与血糖指数(GI)之间的相互关系

实施例1

可利用制备缓慢消化的玉米片的实施例来表示就地技术应用于颗粒到薄片的挤出烹制方法(PFEC)的情况。在具有50ml捏合室的Brabender捏合机中，将由干燥状态下的91％的玉米粉、7.4％的糖、1.4％的盐和0.2％的麦芽所组成且含水量为31％的配方WS 77-0至WS 77-2，WS78-0和WS78-1(参见表2)，在转数为110upm且物料温度不超过105℃下，进行塑化6-8分钟。在其中一部分玉米粉由SCA代替的含SCA的配方是以喷雾干燥状态添加SCA。混合均匀的捏合物料在压机中压制成0.25mm厚的薄片。调节薄片使其具有的含水量Wo相当于表2中所给的，其中将其包装入莎纶箔中并在75至85℃的温度下存放30分钟。然后将薄片切割成片并任选将它们膨化和烘烤(10％的水含量，240℃，45s)。图1所示是所得玉米片的水解曲线与传统的凯洛格(Kellogg)玉米片(分批烹制法，类似的配方，在挤出时得到的玉米片具有非常类似的曲线，具有仅略高的Ho)、全麦面包、裸麦粗面包或黑麦粗面包和天然玉米淀粉的参比曲线进行比较。WS 77-0的曲线对应于调节后且在膨化和烘烤之前的片的状态。该状态具有仅76％/h的Ho，水解曲线只是略微高于天然玉米淀粉的曲线。在膨化和烘烤之后，Ho升高到180％/h(WS 77-1)的值。但是该值仍然远低于约900％/h的凯洛格玉米片的值。Ho的增加是基于片的膨化微细多孔结构，并由此缩短了酶的扩散途径。如果炉温略为降低并由此抑制了膨化效应，但是仍然进行烘焙，则WS 77-0的Ho的增加只是WS 77-1的约一半大。对于WS 77-2，同样从WS 77-0的状态出发，但是水含量在膨化烘烤起始期间高出2％。由此，在该情况下微晶就发生部分熔融并因此降低网络密度。对于该产品，约300％的Ho值仍然远低于类似的传统产品。为了达到具有20％/h的很低值Ho的低GI成分的相同降低结果，则该成分的量必须为约60％。这一实施例显示，与使用低GI成分时进行比较，利用就地技术降低GI的效果明显有利。对于WS 78-0和WS 78-1的曲线情况也与WS 77-0和WS 77-1类似，其区别是SCA成分只有一半大的含量并且调节条件略有改变。膨化样品WS 78-1的降低程度仍然是大的，480％/h的Ho值略低于全麦面包的值(530％/h)并且明显低于全粗粒玉米片的值(约750％/h)。

实施例2

可利用制备缓慢消化的土豆类小吃的实施例来显示就地技术应用于直接膨胀挤出-烹制法(DEEC)的情况。配方是由干燥状态的30％的土豆粉、69％的土豆粒和1％的盐组成，其中根据配方采用SCA替代部分粉末。将配方在L/D＝14的厨房挤出机内在水含量为24％和能量输入为450kJ/kg的条件下进行挤出，并以3mm的挤出物头粒化和在150℃下膨胀，得到的水含量为13％。然后通过潮湿空气将Wo提高到如表2中所述的值并在所述参数条件下进行调节。所得经膨胀的土豆类小吃产品的水解曲线示于图2中。没有加入SCA的配方的KS-0曲线显示了没有经调节的膨化状态的水解状态。因此，产品KS-0以Ho＝850％/h的速度非常迅速地消化。其原因是，挤出的熔体由于膨胀时迅速失水而几乎完全固化成非晶状态。但通过其后的调节作用将Ho下降到约500％/h的数值水平，在Tk＞70℃的温度下必须采用Wo＞25％的水含量和tk＞30分钟的时间。如果使用SCA则能以简单实施调节作用的情况下获得更大的降低结果。在产品KS-1中使用20％的SCA。在膨化后仍然能获得Ho＝770％/h的主要非晶的状态。接着，在膨化后为约13％的水含量由于在70℃于高湿度空气下的存储而其提高到Wo＝17％。接着，在30分钟内于125℃下进行调节并且Ho可以降低到约60％/h。其他KS-样品的曲线对应于含有更少量SCA的产品和改变的调节条件。结果表明，借助于就地技术可以获得介于天然玉米淀粉的非常缓慢的水解直到非晶态的非常迅速的水解之间的很宽的范围，并且可有目的地调节得到特殊的性质。

实施例3

图3中所示为有利使用短链的直链淀粉(SCA)。类似于实施例1所述进行，但其中只是使用了玉米粉、水和必要时根据表2所述的一部分水溶液形式的SCA。由塑化料压制成0.5mm的薄片。在表2所示的Wo值下进行相应的调节作用，其中利用莎纶箔进行包裹而保持样品的水含量恒定。如果SCA含量为10％，则对于产品WS 58-1至WS 58-4，在合适的调节条件下甚至是没有特殊的调节作用(WS 58-1)也能获得显著的Ho降低效果，而在类似的产品WS 57-1至WS 57-4中，在可比较的调节作用下的效果(调节到略高的水含量Wo)则明显要小的多。为使产品WS 57获得更大的Ho降低效果，则需要更长的时间tk。

实施例4

这些实施例显示了就地技术在面包物品中的使用。在45％水含量条件下将小麦粉、酵母和盐捏合生成面团，该面团放置1小时，然后在240℃下烘焙45分钟(BT 7-0)。对于下一个面包生面团，在预热的预制面团的37℃温度下混入40℃的SCA溶液，其中，部分水通过该溶液而加入到在低含水量条件下预捏合的生面团中，从而使得水含量又为45％。在面团完全均匀捏合之后，将其静置1小时，然后如在240℃下烘焙BT 7-045分钟(BT 7-2)。对于另一面团如BT 7-0一样进行过程，但是用水加入脱支链的酶(Promozyme400L，400PUN/ml，Novozyme)并且用0.02M的柠檬酸盐缓冲液调节pH到5。酶的浓度为0.5％。静置1小时后通过微波将面团加热到60℃并在该温度下保持30分钟。然后如对BT 7-0一样进行烘焙。面包冷却后将其置于室温下1小时，然后从面包心中提取出用于水解的样品。参比的面包心BT 7-0具有850％/h的初始水解速率Ho，而对面包心BT 7-1具有460％/h且BT 7-2具有530％/h。因此可以达到消化速率的显著下降。BT 7-1和BT 7-2相对于BT 7-0来说，感官测试表明，其新鲜面包皮具有明显更高的松脆度。为了测试松脆度的发展情况，将面包封装在聚乙烯袋里，使得由面包心润湿面包皮。在12小时之后测试面包皮。对于改进的面包，由潮湿应力测试其面包皮比BT 7-0的软度更少。

实施例5

这些实施例显示了就地技术在土豆片和品客薯片中的应用。使用按比例为8∶2的土豆粒和土豆片作为基体淀粉，添加1.4％的盐，以淀粉计的SCA的份数总计为20％且Wo为32％。对于含有SCA的混合物，SCA是以1∶2的比例与水混合并在160℃下的高压釜中在5分钟内转变为溶液。然后在约95℃的温度条件下将该溶液加入到基体淀粉的至少部分热塑性的物料中，所述物料在Brabender捏合机中在110upm条件下具有95-100℃的物料温度。然后将均匀混合物压制成0.5mm厚的薄片。接着将薄片干燥到24％的水含量并在210℃下于1分钟内略微膨胀，该过程中水含量下降到15％。然后在15分钟内于130℃下且在约95％的高空气湿度条件下进一步烘焙样品，接着在140℃下于较低空气湿度条件下干燥3分钟。在SCA含量为10％时Ho可达到410％/h(CP5-1)，15％时则可达到310％/h(CP5-2)，而传统的土豆片和品客薯片所具有的Ho值为约880％/h或980％/h。

实施例6

这些实施例显示了就地技术在土豆片中的应用。向商用土豆片(Mifloc、Migros)中搅入70℃的水并基于干燥的土豆片混入10％的70℃的SCA溶液，从而使得混合物的水含量达到80％。将所得到的膏状物辊压成约0.2mm的薄片并在室温下且于84％的空气湿度下进行干燥(KF-2)。土豆片在处理前具有约820％/h的Ho值，而在处理后Ho则为210％。不添加SCA的相同的处理过程则得到620％/h的Ho值(KF-1)。另一替代方案是对KF-3将KF-2的薄片在110℃下进行干燥至水含量为17％，然后在约95％的空气湿度中于120℃下进行调节15分钟，接着进行干燥。由此得到Ho值为540％/h。

测量方法

水解性测量：水解性的测量是依据AOAC法2002.02，借助于Megazyme的耐消化淀粉试验盒进行。为进行水解，使用α淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶。该方法和Megazyme的试验盒是用于标准化测定淀粉基产品的耐消化淀粉(RS)的含量。与此不同的是，这里是按某些特定时间后，例如0.5，1，2，3小时等之后终止水解，以得到该时刻被消化掉的淀粉的量。为了确定RS含量，根据标准要进行16小时的水解。对于每个水解时间都要分别使用带有基质的小玻璃管。实验表明，这方法与等份试样提取法相比更为精确。在水解终止后，将残留物，即未消化的淀粉通过3000g的离心进行沉降，对其干燥并称重(M1)。由相对于干燥称重重量(M0)的差，以(M1-M0)/M0计算得到消化掉的淀粉的含量。如此得到的结果与利用GOPOD(葡萄糖氧化酶-过氧化物酶-氨基安替比林)测得的未消化淀粉的结果一致，如对比试验所得出的那样。对于除了淀粉和水之外还含有其他成分的基质，可以通过不使用淀粉酶的对比试验测定非淀粉成分的溶解部分，并且在16小时后由RS成分和M1之差得到不溶成分的量。由此可以将淀粉成分的水解和其他过程中分开。

用于水解动力学的体外分析的所述方法可用已知的GI值校正。这其中已经发现，在起始的水解速率Ho与相应的GI值之间存在良好的关联。这一点是可以预料，因为在绝大多数情况下大部分的淀粉都以速率Ho进行消化。Ho与GI(葡萄糖＝100)之间的关系示于图4。将从图中对具体的Ho值而得到的GI值看作为标准值，因为体内测量得的GI值多数情况下都表明有很大的分散。相反，体外水解速率的测定则更简单并且更精确，所以在本申请中是基于这些值。

DSC测量：差示扫描量热法(DSC)是用Perkin-Elmer DSC-7进行。该仪器是用铟校正。对于样品，使用封闭的不锈钢坩锅。样品重量分别为约60mg且样品水含量为70％，加热速率为10℃/分钟。分别确定淀粉样品结晶成分的熔融吸热的峰值温度Tp。

膨胀度：缓慢消化淀粉的样品膨胀度是用1cm×1cm且0.5mm厚的小片来进行。其中，将小片干燥到水含量为10％(重量G0)，然后室温下在去离子水中放置24小时(重量G1)。膨胀样品的重量除以干燥样品(0％的水)的重量即为膨胀度，Q＝G1/(0.9*G0)。对于膨化且多孔的样品，通过3000g的离心分离未结合的水由膨胀样品分离而测定G1。

Claims (10)

1.一种缓慢消化的含淀粉食品，其特征在于，在制备食品的过程中由至少部分凝胶化的状态至少一次就地制得淀粉网络，并且在其后续加工步骤中至少部分地保持这种淀粉网络，并且淀粉网络中微晶的DSC熔融温度值＞60℃，从而使得所制得的食品的起始水解速率(Ho)与类似的传统方法制得的食品相比，下降＞10％。

2.如权利要求1所述的食品，其特征在于，在至少10分钟内水解速率(Ho)是恒定或接近恒定的，并且必要时该恒定的水解速率＜600％/h。

3.如上述权利要求中至少一项所述的食品，其特征在于，膨胀度(Q)在1.1-5的范围内。

4.如上述权利要求中至少一项所述的食品，其特征在于，淀粉网络中的微晶的DSC熔融温度为＞70℃。

5.如上述权利要求中至少一项所述的食品，其特征在于，食品具有1-95％的短链直链淀粉且特别是食品具有联结网络的混合微晶，该混合微晶体由所述直链淀粉和基体淀粉所组成。

6.如上述权利要求中至少一项所述的食品，其特征在于，在调节温度下(Tk)，在某个水含量下(Wo)进行调节作用，并且相对于参比温度(To)的Tk-To之差(℃)在20-150、优选35-135、更优选50-120、最优选70-100的范围内进行，且其中参比温度(To)与水含量(Wo)有着如下函数关系： Wo [％]   10  15  20  25  30  35  40  45  50  55  60  65  70  80  90 To [℃]   98  55  23  -3  -24  -41  -55  -67  -78  -87  -95  -102  -108  -119  -128

且调节温度(Tk，℃)在各种情况下＞-10℃。

7.如上述权利要求中至少一项所述的食品，其特征在于，在制备方法的后面时间点在网络结构形成之后，不能超过温度T＝To+150℃、优选T＝To+135℃、更优选T＝To+120℃、最优选T＝To+100℃的水平，且其中To与Wo的函数关系由权利要求6中所示的To和Wo之间的关系得到。

8.如上述权利要求中至少一项所述的食品，其特征在于，食品

a)在颗粒到薄片挤出-烹制法中或者其变型中制得并且在膨化烘烤之前和/或之中和/或之后进行调节以实施淀粉网络结构；或

b)在直接膨胀挤出-烹制法中或者其变型中制得并且在膨化烘烤之后进行调节以实施淀粉网络结构；或

c)由片状粗粉制得并且在压片之前和/或在其后进行的步骤之中和/或之后进行调节作用以进行淀粉网络结构；或

d)利用烘焙法制得，其中在进行烘焙之时和/或完成烘焙之中和/或烘焙之后进行调节以得到淀粉网络结构。

9.如上述权利要求中至少一项所述的食品，其特征在于，食品选自：薄片状以及膨化的谷类食品；小吃、薄脆和条；片、品客薯片、烘焙小吃、煎炸小吃；饼干，克力架，面包干；面包；片状和粒状土豆；动物食品特别是宠物食品。

10.如上述权利要求之一所述的食品，其特征在于，食品具有更好的松脆性和/或更长久保持的新鲜度。

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