JP2013523968A - 澱粉を化工するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)非アルファ化澱粉の水性スラリーを、噴霧乾燥機の二流体ノズルに供給するステップであって、二流体ノズルは、非アルファ化澱粉の水性スラリーのための少なくとも1つの入口と、過熱蒸気を供給するための少なくとも1つの入口と、少なくとも1つの出口とを備える内部チャンバを備える、ステップと、
b)非アルファ化澱粉の水性スラリーを、二流体ノズルの内部チャンバ内に噴霧するステップと、
c)過熱蒸気を、二流体ノズルの内部チャンバ内に注入し、これにより、非アルファ化澱粉の噴霧された水性スラリーを、内部チャンバ内の過熱蒸気により加熱して、部分的に糊化された澱粉のスラリーを生成するステップであって、内部チャンバ内への少なくとも1つの入口での過熱蒸気の温度は、150℃〜650℃、好ましくは250℃〜550℃、より好ましくは350℃〜450℃の範囲にある、ステップと、
d)部分的に糊化された澱粉を、内部チャンバから少なくとも1つの出口を通って反応器内へ排出するステップと、
e)前記反応器内に排出されたスラリーを過熱蒸気と接触させて、排出されたスラリー内の前記部分的に糊化された澱粉を完全に糊化し、完全に糊化された澱粉を乾燥して、乾燥した粒子状アルファ化澱粉を生成するステップと
を含む。
スラリー(乾燥物質18重量%)を、ワキシーメイズ澱粉を使用して、25℃で形成した。スラリーを、図1に示すような、本発明によるノズルに供給した。ノズルには、内径6mmの管状セクション17を規定する内面15を与えるスペーサー要素(10)を含めた。スペーサー要素の長さは4mmであった。
試験は、澱粉セルと呼ばれるシリンダ測定系およびシャフトST24(Anton Paar Physica、Germany製)を備えるMCR300レオメータ(同じくAnton Paar Physica)で実施した。澱粉ペーストは、澱粉の水分含有量を、始めに、IR水分バランス(Sartorius MA30)を用いて130℃で20分間測定して調製した。既知量の澱粉(表1参照)を600mlのビーカーに量りとり、50gのエチレングリコールで湿らせた。400gの緩衝溶液(0.02M酢酸塩緩衝液、pH5.5)を澱粉に添加し、大匙を用いて1分間、全体を徹底的に混合した。次いで、ペーストを1時間、室温で静置してから、測定を実施した。
貯蔵弾性率G’(Pa)を、歪み(%)の関数として、以下の手順に従って、30℃で測定した。
− 10分の第1区間:記録なし
− 600秒(10分)の第2区間:データ点の記録
− 300測定点
− 歪み 0.1〜100% log
− 周波数 1Hz
澱粉の膨張と溶質の度合の測定
正規化貯蔵弾性率の定義
膨張係数
澱粉の膨張の度合は、30℃で、(Tester and Morrison(1990)、Swelling and Gelatinization of Cereal Starches., I. Effects of Amylopectin, Amylose, and Lipids、Cereal Chemistry、第67巻、第6号、第551〜557頁)(非特許文献2)の直接法を使用して測定した(100mg澱粉)。
SF(AP)=SF×100/AP
(式中、APはアミロペクチン含有量(重量%))である。
膨張係数を、(Steeneken(1989)、Rheological Properties of Aqueous Suspensions of Swollen Starch Granules、Carbohydrate Polymers、第11巻、第23〜41頁)(非特許文献4)の方法を用いて、膨張体積q(mL/g)と最密充填濃度c*(g/mL)(式中、c*=1/q)に変換した。
0.02M酢酸塩緩衝液については、d=0.997g/mL、
エチレングリコール(GCで99.0%)については、d=1.113g/mL、
アルファ化澱粉については、d=1.4g/mL
と仮定して行った。
Steeneken(1989)に記載されているように、貯蔵弾性率は、(膨張澱粉顆粒の)体積分率の関数c/c*=cqとして表すことができる。
既知量の澱粉(表2参照)を600mlのビーカーに量りとり、50gのエチレングリコールで湿らせる。400gの緩衝溶液(0.02M酢酸塩緩衝液、pH5.5)を澱粉に添加し、大匙を用いて1分間、全体を徹底的に混合した。次いで、ペーストを、30℃で30分間、撹拌した(磁気撹拌、200min−1)。
入口澱粉(蒸解(cook−up)、即ち、非アルファ化澱粉)と、本発明の出口澱粉(SHS、即ち、アルファ化澱粉)とをUDMSO(9体積のDMSOと1体積の6M尿素)に48時間、室温で溶解させた。800mgの無水澱粉+100mLのUDMSO。
− 5分の第1区間:記録なし
− 1,650秒(27.5分)の第2区間:データ点の記録
− 様々な積分時間(100〜10秒)での30測定点
− ずり速度 1〜100s−1
不溶性の非α−グルカン材料が存在するとき(例えば、フラワー中のタンパク質)、上清の見かけ粘度を測定する前に、溶液を静置するか(1g、一晩)または遠心分離する(1,000g、10分)ことが推奨される。
スラリー(乾燥物質18重量%)を、ワキシーメイズ澱粉を使用して、25℃で形成した。スラリーを、例1で記載したような本発明によるノズルに供給し、例1に記載したように処理した。過熱蒸気処理を開始する前に、スラリーを効率よく噴霧させるため、熱および速度を与える加圧蒸気の連続する流れに、ノズルの内部チャンバを適合させた。澱粉スラリーを、流速約29リットル/時で、ノズルにポンプ注入した。噴霧は、入口温度232℃および出口温度137℃を有する連続的な過熱蒸気環境で行う。例1のように、反応器の出口での過熱蒸気の温度は137℃であった。乾燥したアルファ化澱粉粒子を、反応器の底部から回収した。
乳児用食品を、ふるい(200μm未満)にかけた例1と例2の澱粉を使用して調製し、また従来的に噴霧蒸解された澱粉(C*HiForm A 12791、Cargill、Incorporatedより)を使用して調製した。それぞれについて、3.84gの澱粉を、24.3gのNAN(登録商標)Pro乳児用フードミックス(澱粉非含有)と共に乾燥ブレンドした。164gの脱塩水を40℃でbebe−jou哺乳瓶(250ml)に入れて、40℃に整えた。前記乾燥ブレンド物を、この水に加え(時間t=0)、15秒間、振り動かした(t=0からt=15まで)。混合物を、Anton Paar Physica MCR300澱粉セル(スピンドルST24、40℃、ずり速度23s−1)に注いだ。粘度を、正確にt=135秒で測定し、データ積分時間10秒で、15分間記録した。図2は、試験した混合物それぞれの粘度発現を示す。図2において、X軸の時間0秒は、脱塩水に澱粉含有乾燥ミックスを添加してから135秒後に相当する。図2には、例1によって得られた澱粉が、従来的に噴霧蒸解された澱粉よりも迅速に粘度を発現させたこと、また例2によって得られた澱粉が、より一層迅速に粘度を発現させ、他の澱粉で達成された粘度よりも極めて高い最終粘度に達したことを示す。
Claims (14)
- 澱粉を化工するための方法であって、以下:
a)非アルファ化澱粉の水性スラリーを、噴霧乾燥機の二流体ノズルに供給するステップであって、二流体ノズルが、非アルファ化澱粉の水性スラリーのための少なくとも1つの入口と、過熱蒸気を供給するための少なくとも1つの入口と、少なくとも1つの出口とを備える内部チャンバを備える、ステップ;
b)非アルファ化澱粉の水性スラリーを、二流体ノズルの内部チャンバ内に噴霧するステップ;
c)過熱蒸気を、二流体ノズルの内部チャンバ内に注入し、これにより、非アルファ化澱粉の噴霧された水性スラリーを、内部チャンバ内の過熱蒸気により加熱して、部分的に糊化された澱粉のスラリーを生成するステップであって、内部チャンバ内への少なくとも1つの入口での過熱蒸気の温度が、150℃〜650℃、好ましくは250℃〜550℃、より好ましくは350℃〜450℃の範囲にある、ステップ;
d)前記部分的に糊化された澱粉を、前記内部チャンバから前記少なくとも1つの出口を通って反応器内へ排出するステップ;および
e)前記反応器内に排出されたスラリーを過熱蒸気と接触させて、排出されたスラリー内の前記部分的に糊化された澱粉を完全に糊化し、当該完全に糊化された澱粉を乾燥して、乾燥した粒子状アルファ化澱粉を生成するステップ、
を含む方法。 - 澱粉のアミロース含有量が35重量%以下、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下である、請求項1に記載の方法。
- 非アルファ化澱粉の水性スラリーの固形分含有量が、1〜40重量%、好ましくは20〜40重量%である、請求項1または2に記載の方法。
- アルファ化澱粉であって、UDMSO(9体積のDMSO、1体積の6M尿素)中、8mg/mlの濃度、25℃での、アルファ化澱粉の見かけ粘度の、対応する元の非アルファ化澱粉の見かけ粘度に対する比率が、1s−1において1.00〜1.18であり、前記澱粉の6重量%の水性分散液の30℃での正規化貯蔵弾性率G’(c/c*)が15〜30Paである、アルファ化澱粉。
- 溶質が15%未満、好ましくは12%未満である、請求項4に記載のアルファ化澱粉。
- 顆粒が未損傷であり、アミロペクチン基準SF(AP)による30℃での膨張係数(swelling factor)が25〜40、好ましくは28〜37、より好ましくは30〜35であることを特徴とする、請求項4または5に記載のアルファ化澱粉。
- (t0)135秒での初期粘度が50mPa.sより高く、好ましくは55mPa.sより高く、より好ましくは60mPa.sより高い、請求項4〜6のいずれか一つに記載のアルファ化澱粉。
- ノズル本体、ノズルキャップ、およびノズル本体とノズルキャップとの間に配置された内部チャンバを備えた、澱粉の噴霧乾燥に使用するための二流体ノズルであって、ノズル本体が、澱粉の水性スラリーの供給器に接続するように適合された、澱粉の水性スラリーを内部チャンバ内に噴霧するための少なくとも1つの噴霧器を備え、内部チャンバが、圧力下の過熱蒸気の供給器に接続するように適合された、圧力下の過熱蒸気を内部チャンバ内へ導入するための少なくとも1つの入口を備え、そしてノズルキャップが内部チャンバからの少なくとも1つの出口を備える、二流体ノズルにおいて、前記内部チャンバが、内部チャンバの長さを変えることが可能な、4〜1000mmの長さを有する置換可能および/または交換可能なスペーサー要素も備えることを特徴とする二流体ノズル。
- スペーサー要素が環状である、請求項8に記載のノズル。
- ステップa)において、非アルファ化澱粉の水性スラリーが、請求項8または9に記載の二流体ノズルに供給される、請求項1〜3のいずれか一つに記載の方法。
- 請求項4〜7のいずれか一つに記載のアルファ化澱粉の、食品、飼料、医薬品、化粧品、およびパーソナルケア製品における使用。
- 食品が、幼児用調合乳または乳児用食品である、請求項11に記載の使用。
- 乳児用食品成分と、10〜20%(乾燥重量基準)、好ましくは10〜15%の請求項5〜7のいずれか一つに記載の澱粉とを含有する、乳児用食品。
- 幼児用調合乳成分と、10〜20%(乾燥重量基準)、好ましくは10〜15%の請求項5〜7のいずれか一つに記載の澱粉とを含有する幼児用調合乳。
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