JP2018111802A - 凝集され、熱的に阻害されたスターチの製造方法 - Google Patents

凝集され、熱的に阻害されたスターチの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】熱的に阻害されたスターチ凝集体の調製方法の提供。【解決手段】この方法により調製された熱的に阻害されたスターチ凝集体は、凝集されていないが、熱的に阻害されたスターチ凝集体と同じように熱的に阻害された熱的に阻害されたスターチより高い粘度を与える。【選択図】なし

Description

発明の背景
本発明は、物理的に変性されたスターチ、及び食品におけるその応用に関する。より詳細には、本発明は、熱的に阻害されたスターチ系調質剤（ｔｅｘｔｕｒｉｚｅｒ）の粘度を改善する方法、及び食品における該調質剤の応用に関する。
スターチは、その良好な増粘及びゲル化特性のために、食品産業において用いられている主要な原料である。しかし、スターチ応用の広範な範囲では、プロセス耐性の欠如のため、及び溶解度、粘度、質感及び透明度等の所望の特性を与えることができないことのために、単独で天然スターチを用いることができない。例えば、食品加工において、熱、せん断、及び／又は極端なｐＨ、特に酸性ｐＨは、スターチ粒を破壊し、食品にスターチを分散させる傾向がある。したがって、未変性天然スターチは、概して加工食品における使用に適していない。これらの欠点に打ち勝つために、天然スターチは、任意の種々のスターチ変性技術、すなわち化学的、物理的、及び／又は酵素変性を用いて変性されることが多い。
スターチ分子の化学的変性は、上記で言及されたこれらの所望の特性を達成するために用いられることが多い。スターチを化学的に変性する多くの方法が、所望の機能的特性を達成するために、長年に亘って開発されてきた。係る変性技術としては、酸転化、架橋（例えばＰＯＣ１3による）、及び誘導化（例えばアセチル化、エステル化、エーテル化、及びプロピレン化（例えばＰＯ変性））などが挙げられる。これらの変性は、天然スターチと比べて、プロセス耐性、高粘度、より良好な増粘性粉末、より優れたゼラチン化耐性、及び老化安定性などの種々の所望の特性のいずれかを有するスターチをもたらす。
例えば、化学的架橋により変性されたスターチは、高い温度処理及び高いせん断の影響に、よりよく耐えることができる。化学的に架橋されたスターチは、二官能性試薬（例えばオキシ塩化リン、トリメタリン酸ナトリウム、無水アジピン酸、無水酢酸及びエピクロロヒドリン）によりスターチ粒を変性することにより調製される。化学的に架橋されたスターチは、熱、せん断及び極端なｐＨ等のプロセス処理に対するはるかに良好な耐性、並びに処理操作に亘るプロセス粘度安定性を有し、その天然対照物と比べて、望ましい食品の滑らかな質感、及び貯蔵寿命を与える。
化学的変性に加えて、又は代わりに、特定の水分及び温度条件における処理により、スターチのある種の特性を物理的に変化させることができる。係る物理的プロセスは、化学的変性により得られるものと類似の機能的特性をスターチに与える。物理的変性は、非化学的変性食品材料に対する増加する消費者選好のために、化学的変性を上回って望まれることが多い。通常、スターチは、所望の機能性を達成するのに十分な粒状構造変化を生じるのに十分な継続時間で、特定の熱及び水分条件に粒状スターチを供することにより物理的に変性される。
水熱処理の２つの基本的な種類が、スターチの生理化学的特性を変性するのに一般的に用いられる。これらの方法では、特定の水準の水分を有するスターチは、著しい水準のスターチゼラチン化を生じさせない（すなわち、スターチ粒はそのモルフォロジーを維持している）特定の期間加熱される。ガラス転移温度超、かつ、ゼラチン化温度未満の温度における過剰な、又は中間の水分（例えば約４０質量％〜約８０質量％、又は９０質量％の水分）を有するスターチの処理は、「アニール」（ＡＮＮ）と呼ばれる。ゼラチン化温度は、温度範囲に亘って典型的に起こるスターチゼラチン化と共に、スターチのソースに応じて変化する。例えば、天然（すなわち未変性）ポテトスターチのゼラチン化温度は、約５６℃〜約６６℃であるが、天然コーンスターチのゼラチン化温度は、約６２℃〜約７２℃である。用語「熱水分処理」（ＨＭＴ）は、そのゼラチン化温度を超える温度にて、ゼラチン化に不十分な水分で熱処理されたスターチを指す（すなわち、約１０質量％〜約３０質量％の水分の量で存在することができる、制限された水分による熱処理）。
上記のように、これらの２つの種類の物理的変性は、ガラス転移温度を超え、かつ、処理に用いられる特定の水分含有量に応じて、関連のあるスターチのゼラチン化温度未満（ＡＮＮ）、又はゼラチン化温度超（ＨＭＴ）の温度にて起こる（例えば、ＡＮＮのスラリーのように過剰な水分、又はＨＭＴに関して全く加えられず、若しくは少量だけ加えられた水分）。特に、水熱処理は、ゼラチン化温度、酵素感受性、溶解度、膨潤体積、及びＸ線回折パターンの変化を増大させるのに用いることができる。これらのパラメータの変化は、スターチの起源及び水熱処理条件に応じて変化する。
スターチの熱的変性の第三の種類は、熱的阻害である。熱的阻害は、当分野でよく知られており、参照により本開示に組み入れられる米国特許第５，７１８，７７０号；第５，９３２，０１７号；第６，２３１，６７５号；第６，４５１，１２１号；第８，２６８，９８９号；第８，４７１，００３号；及び第８，７５９，５１１号に例示される。熱的阻害は、熱的阻害プロセスにおいて、スターチ粒の水分含有量が少なくとも実質的に無水にされ、スターチ粒が次いで熱処理されるという点で、ＡＮＮ及びＨＭＴとは異なる。言い換えると、乾燥熱的阻害は、高温（例えば１２５℃〜１８０℃）にて、実質的に無水の粒状スターチを加熱することを含む方法であり、それは、１つの実施態様において、アルカリ条件で起こることができる。このプロセスにより得られた熱的に阻害されたスターチは、制限された粒子膨潤、及び天然スターチよりペースト化中の粘度破壊が小さい等の特徴的な機能的特性を有する。熱的に阻害されたスターチのこれらの特性及び機能性が、化学的に架橋されたスターチのものと類似するため、化学的添加剤を含まない熱的に阻害されたスターチは、食品用途に好ましい。
熱的に阻害されたスターチは、生成物の改善された機能が非化学的プロセス由来であるため、概して機能的な天然スターチとして認められる。従来、熱的に阻害されたスターチは、スターチ粒が最終生成物中に保持されるように製造される。
化学的に架橋されたスターチのように、熱的に阻害されたスターチは、食品に増粘化を与える。熱的阻害の程度は、特に食品用途に要求される粘度に依存する。概して、スターチが調理される温度が高いほど、スターチ阻害の程度は大きい。１つの側面において、本発明は、係る熱的に阻害されたスターチ、具体的には、任意の化学的変性を含まない熱的に阻害されたスターチに関する。
スターチは、化学試薬の添加なく、水熱破壊（これ以降「阻害された」又は「熱的に阻害された」と呼ぶ）耐性であるスターチ粒構造をもたらすプロセスにおいて熱的に阻害される。要求される熱的阻害の程度は、食品中の熱的に阻害された（例えば増粘化、ゲル化、膨潤等）スターチにより求められる所望の機能性、並びに食品を調製するのに用いられる特定のプロセス条件、及び所望の機能性の程度に依存する。これらの熱的に阻害されたスターチは、化学的に架橋されたスターチに類似の機能的特徴（例えば、プロセス耐性、改善された粘度）を有するが、ゼラチン化温度の開始が、特にスターチが中程度に又は高度に阻害される際により低いという点で異なる。
ある種の天然スターチ、たとえばワキシースターチの調理中、粒はゼラチン化され、ピーク粘度は達成され、次いで粘度は、スターチ粒が破壊され、スターチポリマーが可溶化された際に低下し始める。ワキシースターチに関して、これは、典型的には粘着性又は流れやすいスターチペーストをもたらす。対照的に、熱的に阻害されたスターチが調理された際、スターチ粒は、構造的破壊に対してより耐性があり、熱的に阻害されていない天然スターチと比べてほとんど又は全く粘度低下をもたらさない。この破壊に対する耐性は、ゼラチン化されたスターチが、流れやすいか、又は粘着性ではなく、むしろ軟膏様で粘度が大きい傾向があることを意味する非粘着性又は「短い」質感のペーストと主観的に考えられるものをもたらす。
熱処理の程度に応じて、阻害の種々の水準を達成することができる。例えば、ほとんど破壊を伴わないより高い粘度の生成物、及び破壊を伴わない高度に阻害された低い粘度の生成物を、本開示に記載の熱的阻害プロセスにより調製することができる。概して、熱的阻害の水準は、温度、時間及びｐＨ等のプロセス条件に基づいて変化する。阻害の程度が高いほど、生成物のプロセス安定性は高い（すなわち、スターチペーストに適用された連続的な加熱及び／又はせん断によるより低いペースト粘度破壊）。しかし、阻害の高い程度は、ある種の食品における熱的に阻害されたスターチの適用を制限しつつ、十分に低いペースト粘度をもたらす。ベーススターチを調整して痕跡量のタンパク質及び脂質を除去することにより、熱的に阻害されたスターチのペースト粘度、色、及び風味を改善する試みがなされてきた。残念なことに、係る調整により得られる粘度改質剤は、よくても最低限である。
（加熱あり又はなしで）増粘化されるかゲル化される食品は、熱的に阻害された予めゼラチン化されていない又は予めゼラチン化された粒状スターチを、食品成分の処理より前、又は処理中に食品成分の１種又はそれより多くに加えることにより調製することができる。食品は、熱的に阻害されたスターチを含む食品中で典型的に用いられる成分の１種又はそれより多く（例えば脂肪、タンパク質など）を置き換えるか、部分的に置きかえることにより拡張することもできる。粒状の予めゼラチン化されていないスターチと粒状の予めゼラチン化されたスターチとを含む熱的に阻害されたスターチの混合物を用いることもできる。
（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ（登録商標）Ｍｉｃｒｏ Ｖｉｓｃｏ Ａｍｙｌｏｇｒａｐｈ又はＲａｐｉｄ Ｖｉｓｃｏ Ａｎａｌｙｚｅｒにより測定される）スターチペースト化において、ペースト粘度は、スターチ粒が水を吸収し、粒子膨潤をもたらす場合に増加する。熱的阻害は、これらの膨潤化された粒の破壊を防止し、これにより、その完全に膨潤化された状態を達成した後の粘度破壊を妨げるか低減する。因子（例えばスターチ粒の膨潤の程度、膨潤された粒の、スターチポリマーの破壊及び浸出なく変形する能力、膨潤された粒のサイズ及び形状並びにその剛性、並びに膨潤されたスターチ粒表面間の摩擦の程度）の組み合わせが、与えられるスターチのペースト粘度に影響を与えることがよく認識されている。
スターチの熱的な阻害が、食品に必要な所望の機能を与えるという保証はない。例えば、熱的に阻害されたスターチは、化学的に変性されたスターチより小さいペースト粘度を与えることが多い。したがって、市販で入手可能なものより粘度の大きい熱的に阻害されたスターチに対する必要がある。
本発明の概要
本発明によれば、熱的に阻害されたスターチの粘度はプロセスにおいて増加し、それにっよって得られる生成物が現在市販で入手可能な熱的に阻害されたスターチより高い粘度を有する。この得られる生成物は、熱的に阻害されたスターチ凝集体の形態である。熱的に阻害されたスターチ凝集体は、スターチ結合剤とスターチ粒とを共に混合して、少なくとも部分的にスターチ粒をコーティングし、スターチ凝集体を形成することにより調製される。凝集体は、無水又は実質的に無水まで脱水される。脱水されたスターチ凝集体は、次いで約１００℃〜約２００℃の温度にて、最大約２０時間熱処理され、それにより、スターチ凝集体を熱的に阻害する。これらの熱的に阻害されたスターチ凝集体は、熱的に阻害されたスターチ粒、及び熱的に阻害されたスターチ凝集体が同様に熱的に阻害された場合、スターチ凝集体中に存在するスターチ粒と同じ天然スターチ由来の非凝集の熱的に阻害されたスターチ粒より粘度が高い。
本発明の１つの側面において、スターチ結合剤は可溶化スターチである。スターチ結合剤は、スターチ粒と同じ天然スターチ由来であることができる。本発明の別の側面において、スターチ結合剤は、スターチ粒のものとは異なる天然スターチ由来であることができる。
結合剤として用いられる可溶化スターチを、種々の方法で変性することができる。例えば、可溶化スターチを、物理的に変性し；少なくとも部分的にゼラチン化し、分散させることができる。さらに、可溶化スターチは、変性スターチ由来であることができる。種々の変性スターチを用いることができ、それは酵素的に変性されたスターチ及び化学的に変性されたスターチを含む。スターチ粒を結合させるのに効果的であるような、スターチを可溶化する他の方法は、当分野で知られている。
本発明で用いられるスターチ結合剤を、バッファー中でスターチ結合剤を分散させることによってスターチ粒と混合するより前にｐＨ調節することができ、それにより、スターチ粒と混合するより前に、スターチ結合剤を実質的に中性又はわずかにアルカリ性とすることができる。
スターチ結合剤のように、スターチ粒は、任意選択的に変性されたスターチであることができる。種々の変性されたスターチを、スターチ結合剤及びスターチ粒の両方に関して用いることができ、それは酵素的に変性されたスターチ及び化学的に変性されたスターチを含む。本発明の１つの側面において、スターチ結合剤及びスターチ粒の両方は、化学的に変性されていない。
種々のスターチベースを、スターチ結合剤及びスターチ粒として用いることができる。１つの実施態様において、スターチ粒はワキシースターチ粒である。
スターチ結合剤のように、スターチ粒を、バッファー中にスターチ粒を分散させることによって結合剤と混合するより前に任意選択的にｐＨ調節することができ、それにより、スターチ粒を実質的に中性又はわずかにアルカリ性とすることができる。１つの実施態様において、スターチ粒は、スターチ結合剤と混合するより前にほぼ中性又はそれより大きいｐＨに調節される。
スターチ凝集体を形成するのに用いられるスターチ結合剤の量は、変化させることができる。好ましくは、用いられるスターチ結合剤の量は、スターチ粒の全質量を基準として約０．０５質量％〜約５０．０％である。
スターチ結合剤及びスターチ粒のスラリーを製造することにより、スターチ結合剤及びスターチ粒を共に混合することができる。別の実施態様において、スターチ粒の上にスターチ結合剤を噴霧することにより、スターチ結合剤及びスターチ粒を共に混合することができる。さらに別の実施態様において、スターチ結合剤及びスターチ粒に関するベースは、スターチ結合剤が可溶化され、処理中に、少なくとも部分的にスターチ粒をコーティングするように混合され、処理されることができる。この実施態様において、スターチ結合剤に関するベースは、スターチ粒とは異なること、及びより低いゼラチン化温度を有する等、処理に対してより堅固さが低いことが必要とされる。
本発明は、本開示に記載の方法にしたがって得られる熱的に阻害された凝集スターチをさらに提供する。さらに、本発明は、本開示に記載の方法にしたがって得られる熱的に阻害された凝集スターチを含有する食品を含む。
本明細書に亘って、文脈が明確に別のものを示唆しない限り、「１つの側面において」、「１つの実施態様において」などは、同じ実施態様を必ずしも指すわけではない（ただし、それは可能である）。「別の実施態様において」、「さらに別の実施態様において」、「別の側面において」、「さらに別の側面において」などは、必ずしも異なる側面（実施態様）を指すわけではない（ただし、それは可能である）。したがって、以下に記載のように、本発明の種々の側面（実施態様）は、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく容易に組み合わせることができる。
図１は、研究室スケールのプロセスを用いて調製された粘性スターチのブラベンダー（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ）ペースト化プロファイルを示すグラフである。 図２は、沈降体積（各サンプルに関して左側の棒）及びパーセント溶解度（各サンプルに関して右側の棒）を示す棒グラフである。 図３は、パイロットスケールプロセスを用いて調製された粘性スターチのブラベンダーペースト化プロファイルを示すグラフである。
発明の詳細な説明
本開示に与えられるのは、熱的に阻害されたスターチの粘度を改善する方法である。本発明によれば、スターチ粒を少なくとも部分的にコーティングして凝集体を形成すること、及びその後凝集スターチを熱的に阻害することにより製造されたスターチは、熱的に阻害された非凝集の、又はその後凝集した同じスターチより粘度が大きい生成物をもたらす。
本発明の目的に関して、「熱的に阻害されたスターチ凝集体」は、少なくとも部分的に粒をコーティングし、スターチ凝集体を形成するように結合剤と混合され、次いで無水又は実質的に無水まで脱水され、熱処理されて、熱的に阻害されたスターチ凝集体をもたらすスターチ粒を意味する。このプロセスにより調製される、得られるスターチ凝集体は、結合剤により少なくとも部分的にコーティングされた個々のスターチ粒、及び２つ又はそれより多くのスターチ粒の凝集体の両方を含む。個々のスターチ粒に対するスターチ凝集体の割合は、プロセス条件及び用いられる配合物に依存する。
本発明に有用なスターチは、制限されないが、バナナ、コーン（トウモロコシ）、エンドウ、豆、レンティル、ポテト、サツマイモ、ヤム、オオムギ、小麦、米、サゴ、アマランス、タピオカ（キャッサバ）、ソルガム、ライ麦、オート麦、カンナ及びアロールート、並びにこれらの高アミロース及びワキシー型などの任意の天然起源由来であることができる。好ましいスターチは、低アミロース又はワキシースターチである。本開示で用いられる高アミローススターチは、スターチの少なくとも５０質量％のアミロースを有することを意味することが意図され、別の実施態様において、少なくとも７０質量％、さらに別の実施態様において少なくとも８０質量％のアミロースを有することが意図される。低アミローススターチは、高アミローススターチではないスターチであり、ワキシースターチを包含する。本開示で用いられるワキシーは、５質量％以下のアミロース、別の実施態様において３質量％以下、さらに別の実施態様において１質量％以下のアミロースを有することを意味することが意図される。特段区別されない限り、本記載におけるスターチへの言及は、対応するフラワーを含むことも意味する。
本開示で用いられる天然スターチは、天然に見られるものを指し、化学的に変性されたスターチを含まない。天然スターチは、その化学的構造を変化させることなく、その植物源から単離されたスターチ粒である。
凝集より前に、本発明に用いられる天然スターチ粒を、任意選択的に、当分野で知られているように、酵素的、物理的（例えばアニール、熱水分処理）、又は化学的に変性（例えば架橋）することができる。しかし、未変性天然スターチ粒もまた、本発明による凝集化に適している。
本発明で用いられるスターチ粒を、任意選択的に緩衝することもできる。天然スターチ粒は、約４．０〜約６．５の中性のｐＨを有する。本開示で用いられる実質的に「中性」は、ｐＨ７程度のｐＨ値の範囲を含み、約ｐＨ６．５〜約ｐＨ７．５を含むことを意味する。スターチを、その中性のｐＨにて処理することができるが、スターチの好ましいｐＨは少なくとも７．０である。典型的に、ｐＨは約７．０〜約１０．５、好ましくは約７．０〜約９．５の範囲である。１つの実施態様において、ｐＨは７．５〜８．５の範囲でわずかにアルカリ性である。１２を超えるｐＨにおいて、ゼラチン化はより容易に起こり；したがって、１２未満でのｐＨ調節がより効果的である。
スターチのｐＨを調節するために、スターチ粒を、水又は他の適した水性媒体中で、典型的には約１．５〜約２．０部の水対約１．０部のスターチの比においてスラリーにすることができる。次いで、ｐＨを、任意の適した塩基の添加により上昇させることができる。ｐＨを調節する代わりの方法において、塩基又はバッファー溶液を、スターチが所望のｐＨを達成するまで粉末化スターチの上に噴霧することができ、又はＮＨ3等のアルカリ性ガスをスターチに注入することができる。熱的阻害プロセスの質感及び粘度の利益は、中性又はわずかにアルカリ性のｐＨ範囲で向上する。より高いｐＨ水準を用いることができるが、加熱工程中にスターチの褐色化が増大する傾向がある。
食品用途に関して、ｐＨ調節工程に有用な適した食品グレード塩基としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、及び水酸化カリウムが挙げられる。これらの塩基としては、食品医薬局法又は他の食品基準法で食品への使用が認められている任意の他の塩基も挙げることができる。最終的な生成物が食品使用に関する良好な製造実践を守るように、スターチから洗い流すことができることを条件として、これらの法規で食品への使用が認められていない塩基を用いることもできる。好ましい食品グレード塩基は、炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、又はクエン酸三カリウムである。
スターチ粒のｐＨ調節が完了したら（又は代わりにｐＨ調節が望まれないスターチ粒に関して）、スターチ粒を結合剤と混合して、少なくとも部分的にスターチ粒をコーティングし、スターチ凝集体を形成する。本発明は、機能性、特にスターチの粘度を、粒を少なくとも部分的にコーティングし、結合するスターチ系結合剤を用いて、スターチ粒を少なくとも部分的に凝集させることにより改善する新規のアプローチを提供する。係るスターチ凝集体は、熱的に阻害された際に、同じベーススターチ由来であり、同じ条件下で処理された非凝集の熱的に阻害されたスターチ粒と比べて粘度が改善するか、増大した。
多くの材料のいずれかを結合剤として用いることができるものの、本発明は、スターチ粒とのその適合性、及び任意の非スターチ材料又は化学種を含まない生成物を作り出す能力のために、スターチ系結合剤を使用する。スターチ粒を共にコーティングするか結合するのに用いられるスターチ系結合剤は、任意の天然スターチ由来であることができる。１つの実施態様において、スターチ系結合剤は、それが共に結合するか凝集させる天然スターチ粒と同じベース天然スターチ由来である（例えば、スターチ粒とスターチ系結合剤は、両方ともワキシートウモロコシ由来である）。別の実施態様において、スターチ系結合剤は、それが共に結合するか凝集させる天然スターチ粒とは異なるベース天然スターチ由来である（例えば、スターチ粒はワキシートウモロコシ由来であり、スターチ系結合剤はポテト由来である）。スターチ粒に関して上記で記載されるように、スターチ系結合剤を任意選択的に緩衝して、スターチ粒のｐＨを調節することもできる。
１つの実施態様において、このスターチ系結合剤は、任意の化学的変性を受けていない、物理的に変性されたか、完全に調理されたスターチであることができ、依然として規制の目的及びしたがって与えられた洗浄ラベル指定に関して「未変性の」（すなわち、化学的に変性されていない）スターチと考えられる最終的な凝集生成物をもたらす。これらの未変性スターチ系結合剤に、例えば高温ドラム上又は噴霧乾燥器内でスターチを同時に調理し、乾燥させることにより、冷水可溶性又は膨潤性を与えることができる。この冷水膨潤性スターチを次いで可溶化し、少なくとも部分的に水又は他の水性媒体に分散させ、次いでスターチ粒と混合してスターチ凝集体を形成させることができる。好ましくは、結合剤は、少なくとも部分的に調理される。
別の実施態様において、スターチ系結合剤は、化学的変性及び前ゼラチン化を任意選択的に受けることができる。この化学的に変性された冷水膨潤性スターチを、次いで水又は水性媒体に分散させるか可溶化させ、次いでスターチ粒と混合してスターチ凝集体を形成させることができ、それは化学的に変性されたスターチ凝集体をもたらす。結合剤の化学的変性の非制限的な例としては、安定性を改善する架橋及び置換が挙げられる。
概して、結合剤として用いられるスターチは、少なくとも部分的に、好ましくは完全に調理された天然又は（例えば物理的に、酵素的に、及び／又は化学的に）変性されたスターチであることができる。スターチ結合剤を、水又は熱的阻害に要求されるｐＨを維持するのに適したバッファーに少なくとも部分的に分散させることができる。スターチ凝集体を形成するのに用いられるスターチ結合剤の量は、スターチ粒の全質量を基準として約０．０５〜約５０．０％、好ましくは約０．１〜約２５．０％、より好ましくは約０．５〜約１５．０％である。スターチ結合剤の選択は、最終生成物に要求される特性に依存する。凝集化、粒子サイズ分布、及び安定性の所望の水準を有する生成物を得るために、スターチ系結合剤を、所望の割合において、半湿潤又は湿潤条件で粒状スターチと混合することができる。生成物特性は、用いられる凝集化プロセス及び装置にも依存する場合がある。
スターチ凝集体が形成されたら、それを、熱、又は以下に制限されないが、空気乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥、乾燥剤への曝露、フラッシュ乾燥又はドラム乾燥などの任意の他の適切な方法の適用により脱水することができる。この脱水工程より前に、スターチスラリーを脱水し、及び／又は乾燥し、好ましくは約１２％未満の水分乾燥固体基準（ｄｓｂ）まで脱水し、及び／又は乾燥することができる。係る乾燥は、スターチ凝集体を無水又は実質的に無水条件まで脱水する脱水工程とは区別されるべきである。スターチが水の存在下で熱（例えば約１２５℃又はそれより高い）を受けた際、スターチの加水分解又は分解が起こる場合がある。したがって、スターチ凝集体の脱水条件を、阻害が加水分解又は分解より起こりやすいように選択するのがよい。その基準に合う任意の条件を用いることができるものの、適した条件は、１２５℃未満の低温において脱水すること、及び／又は脱水の前にｐＨを上昇させることからなる。したがって、好ましい脱水条件は、低温と中性から塩基性のｐＨとの組み合わせからなる。
スターチ凝集体の脱水に用いられる温度は、好ましくは約１２５℃又はそれより低い温度にて、より好ましくは約１００〜約１２５℃の温度にて、又はその温度の範囲で維持される。脱水温度は約１００℃又はそれより低いことができるが、少なくとも１００℃の温度は、水分の除去により効果的である。熱的脱水は、スターチの全質量を基準として約５質量％又はそれ未満、好ましくは約１質量％未満（すなわち無水又は実質的に無水）まで水分含有量を減少させるのに十分な時間及び温度にて、従来のオーブン、強制空気オーブン、流動床反応器／乾燥器又は任意の他の加熱デバイスにおいてスターチ凝集体を加熱することにより実施することができる。１つの実施態様において、水分含有量を約３％未満まで減少させる。本発明の目的に関して、「実質的に無水」は、スターチ凝集体の水分含有量が、スターチ凝集体の全質量を基準として約５質量％又はそれ未満であることを意味する。「無水」は、スターチ凝集体の水分含有量が、スターチ凝集体の全質量を基準として約１％未満であることを意味する。全てのパーセント水分の数値は、乾燥固体基準である。
脱水後、スターチ凝集体を、スターチの阻害に有効な量の時間及び温度にて、又は温度の範囲で熱処理することができる。好ましい加熱温度は約１００℃又はそれより高い。実用的な目的に関して、熱処理の上限温度は通常約２００℃、高度に阻害されたスターチを得ることができる温度範囲である。典型的には、熱処理は、約１２５℃〜約１８０℃、好ましくは約１４０℃〜約１７０℃、より好ましくは約１６５℃にて実施される。時間及び温度プロファイルは、所望の阻害の水準に依存する。例えば、従来のオーブンを用いる場合、阻害時間は約１〜約２０時間、典型的には約２〜約６時間、通常約１．５〜約４．５時間の範囲であることができる。流動床乾燥器／反応器を用いる場合、阻害時間は約０分（すなわち阻害は温度上昇中に起こる）〜約１０．０時間、典型的には約０．２５時間〜約４．０時間の範囲であることができる。より阻害されたスターチを得るように、より長い時間がより低温で要求される。
脱水及び熱処理工程は連続であることができ、環境温度にて開始し、次いで温度を上昇させるようにスターチ凝集体に熱を適用することにより達成されることができる。多くの場合において、水分が排出され、スターチ凝集体は、温度が熱的阻害温度に到達する前に無水であるか実質的に無水である。スターチ凝集体が無水又は実質的に無水の状態に到達した後、阻害の幾つかの水準が、最終的な処理温度に到達する前に達成される場合がある。ピーク粘度に到達した後により大きい粘度の破壊があるものの、これらの阻害の初期の低い水準において、ピーク粘度は、典型的にはより長い熱処理時間により到達する阻害水準より高い。熱処理の継続時間が増加するほど、ピーク粘度は粘度のより小さい破壊により次第に低くなる。
上記のように、スターチ粒を、スターチ系結合剤と混合するより前に、任意選択的に変性し、及び／又はｐＨ調節することができる。スターチ結合剤を、任意選択的に、任意の順序で、完全に調理しない場合には少なくとも部分的に変性し、スターチ粒と混合するより前にｐＨ調節することができる。スターチ粒をスターチ系結合剤と混合してスターチ凝集体を形成し、これらのスターチ凝集体を次いで熱的に阻害する。概して、スターチ凝集体は、スターチ凝集体を無水又は実質的に無水にするのに十分な時間及び温度にてスターチを脱水することにより、熱的に阻害される。これらの無水又は実質的に無水のスターチ凝集体を、次いでスターチ凝集体を阻害するのに十分な時間及び温度で熱処理する。
スターチベース、脱水条件、加熱時間及び温度、初期のｐＨ、及びプロセス工程中の他の変数は、得られる阻害の程度に影響を与える場合がある。これらの全ての因子は相互に関係し、これらの種々の変数は、阻害の程度、並びに阻害された生成物の質感及び粘度特性を制御するのに有効である。
熱的阻害より前のスターチ粒及び結合剤両方からの種々のタンパク質、脂質及び他のオフフレーバー成分の除去により、得られる熱的に阻害されたスターチ凝集体の風味（すわなち味及び香り）を改善することができる。タンパク質からの亜鉛酸ナトリウム抽出及びエタノール抽出は、抽出の有用な方法である。タンパク質の除去に用いることができる他の手順としては、アルカリ性ｐＨ（例えばｐＨ１１〜１２）にてスターチを洗浄すること、及び／又はプロテアーゼによりスターチを処理することが挙げられる。タンパク質及び／又は脂質に親和性を有する極性及び非極性溶媒を用いることもできる。用いられる任意の溶媒は、熱的に阻害されたスターチ凝集体が食品に用いられる場合、アルコール等の食品グレード溶媒（例えばエタノール又はイソプロパノール）であるのがよい。
ブレンダー、ホモジナイザー、ミキサー、流動床コーティングシステム、流動床凝集化システム、及び所望の水準への凝集化を許容する任意の他の適切な装置などの任意の適切な装置を凝集化に用いることができる。混合方法、混合速度、温度、水分の量、及びスターチ粒と結合剤の割合は、スターチ粒の凝集化の程度に影響を与える因子である。上記に記載されるように、凝集化は、結合剤により２つ又はそれより多くのスターチ粒を凝集体にクラスター化すること、結合剤により、残っている粒を部分的に又は完全にコーティングすることを指す。
概して、スターチ粒の凝集化は、スターチ粒を結合剤と混合することにより起こる。１つの実施態様において、乾燥スターチ粒を、適切な混合デバイスを用いて結合剤と混合し、凝集スターチを作り出す。スターチ粒とスターチ結合剤の割合は、粒の凝集化及びコーティングの所望の水準に依存する。結合剤を、凝集体を形成するために、これらの２種の成分を混合する適切なモードを適用しつつ、スターチ粒の上にそれを噴霧、ポンピング、又は注入することにより適用することができる。
別の実施態様において、凝集化を、湿潤スターチ粒をスターチ結合剤と混合することにより実施する。この湿潤凝集化プロセスにおいて、（約１５．０〜約９０．０％水分を含む）スターチ粒及び適切な量のスターチ結合剤のスラリーを、適切な混合デバイスを用いて調製することができる。凝集体を次いで乾燥し、ふるいにかけ、乾燥後の粒子サイズの低減（すなわち粉砕、ミリング）工程あり又はなしで熱的阻害プロセスに使用する。
凝集化は、スターチ粒とスターチ結合剤とを含有するスラリーを噴霧乾燥させることにより実施することもできる。これは、あるｐＨを維持するような緩衝のあり又はなしで実施することができる。噴霧乾燥に関して、スターチスラリーを、約６０％以下、好ましくは約４０％以下、より好ましくは約２０％以下の固体の濃度にて製造することができる。スラリー濃度は、所望の最終生成物特性（例えば凝集化の程度）、及びプロセス条件（例えばスラリーの粘度、水分除去の容易さ等）の両方に依存する。
スターチ凝集体の熱的阻害の実施において実施されるプロセス工程は、環境圧力又はより高い圧力にて起こることができ、スターチ実践者に知られている任意の手段を用いて達成されることができる。１つの実施態様において、プロセス工程を、空気又は修飾ガス状環境、たとえば酸素含有量を増加させた空気中での乾燥加熱の適用により実施し、流動床反応器又はスターチに要求される加熱条件を与えることができる任意の他の適した装置において実施することができる。
脱水及び熱処理（すなわち熱的阻害）に有用な装置としては、任意の産業用オーブン（例えば従来のオーブン、デキストリン化装置、流動床反応器及び乾燥器、又は加熱デバイスを備えたミキサー及びブレンダー、並びに他の種類の加熱器）が挙げられる。特に脱水工程を同じ装置において実施する場合、水分がスターチの上に蓄積し、凝結しないように、装置は、環境又は幾つかの他の減湿メカニズムへの通気口を備えることができ、及び／又は（例えば、流動化ガスの使用、又は脱湿デバイスにより、装置のヘッド空間から空気を掃引する減圧又はブロワ―により）他の方法でそれから水蒸気を除去するように修正されることができる。熱処理を、脱水が起こる同じ装置で達成することができ、最も便利には、脱水工程と連続である。脱水が、熱処理（例えば流動床反応器又は乾燥器）と連続である場合、脱水は、熱処理温度まで装置を上昇させながら起こる。
粘度のパーセント破壊が全く又はほとんどない高い粘度を有する熱的に阻害されたスターチ凝集体は、流動床反応器において、他の従来の加熱オーブンを用いて達成することができるより短い時間で得られる。流動床反応器／乾燥器は、ベッドが機械的に流動化されたもの、及びベッドがガスにより流動化されたものを含むことが意図される。適した流動化ガスとしては、空気（酸素濃度を増加させてもよい）、及び窒素が挙げられる。
代わりに、従来のオーブンをスターチ凝集体を阻害するのに用いることができる。オーブンの温度は、熱的に阻害されたスターチ生成物を得るために、約１２５〜約２００℃、好ましくは約１４０℃〜約１７０℃、最も好ましくは約１６５℃であるように調節するのがよい。選択された温度、バッチサイズ、ｐＨ、用いられるスターチ又はフラワーの選択、及び他の因子に応じて、加熱プロセスを約１〜約２０時間に亘って実施することができる。例えば、１６５℃の温度にて、加熱工程を、好ましくは約０．５〜約６．０時間実施する。
スターチ凝集体を、所望の粒子サイズ範囲を得るように、熱的阻害より前、又は後にスクリーニングするかミリングすることができる。凝集スターチのサイズ分布は、適切なスクリーニング方法（例えば、望まない粒子サイズを分けるふるい分け）を用いることにより、凝集させるのに用いられる特定の処理装置（例えば、グラニュレーター、流動床ミキサー／乾燥器、ウルスター（Ｗｕｒｓｔｅｒ）ミキサー、フロイントベクター（Ｆｒｅｕｎｄ‐Ｖｅｃｔｏｒ）流動床ミキサー、ＣｏｒｉＭｉｘミキサー、流動床凝集器、又は噴霧乾燥器）又は当分野で知られている任意の他の方法での適切な操作設定を用いることにより制御することができる。用いられるプロセス装置に応じて、調製される材料は、結合剤により少なくとも部分的にコーティングされた非凝集スターチ粒を含む、種々のサイズの凝集体を含有することができる。
さらに、スターチ凝集体のｐＨを、所望のように調節することができる。例えば、ｐＨをスターチの天然に存在するｐＨに調節することができる。
上記のスターチ粒及び結合剤、並びに熱的に阻害されたスターチ凝集体の調製プロセスを考慮して、係るプロセスを、所望の粘度プロファイル及び／又は質感等の特定の機能的特性を有する生成物を得るように修正することができる。これらの非制限的なプロセス修正又は変形としては、
ａ）天然の未変性で予めゼラチン化されていないスターチ粒を、スターチ粒と同じスターチベースから完全に調理され、分散されたスターチと凝集させること；
ｂ）天然の未変性で予めゼラチン化されていないスターチ粒を、スターチ粒と同じスターチベースから部分的に調理され、分散されたスターチと凝集させること；
ｃ）天然の未変性で予めゼラチン化されていないスターチ粒を、スターチ粒とは異なるスターチベースからの十分に低いゼラチン化温度を有する予めゼラチン化されていないスターチと凝集させること；
ｄ）天然の未変性で予めゼラチン化されていないスターチ粒を、スターチ粒のものとは異なるスターチベースから完全に調理され、分散されたスターチと凝集させること；
ｅ）天然の未変性で予めゼラチン化されていないスターチ粒を、酵素的に及び／又は化学的に変性された完全に調理され、分散された変性スターチと凝集させること；
ｆ）（物理的に又は化学的に）変性されたスターチ粒を、完全に調理され、分散された天然スターチと凝集させること；又は
ｇ）（物理的に又は化学的に）変性されたスターチ粒を、酵素的に及び／又は化学的に変性された完全に調理され、分散された変性スターチと凝集させること
が挙げられる。
上記の例示的な選択肢の全てに関して、ｐＨ調節を、適したバッファー系を用いて、スターチ粒、結合剤、又は両方で、最終生成物に望まれる特性及び機能（例えばペースト粘度）に応じて実施することができる。
上記のプロセスにしたがって結合剤を用いて調製された凝集体及び粒コーティングは、同等の非凝集の熱的に阻害されたスターチ粒より高いペースト粘度を有するスターチ凝集体をもたらす。凝集された熱的に阻害されたスターチによるペースト粘度の改善は、結合剤の量と凝集化の得られる程度、並びに阻害の程度及び粒と結合剤の両方のスターチ源等の他の因子に依存する。したがって、ペースト粘度の異なる水準は、スターチの種々の種類及び量を用いて得ることができる。
より高い達成可能な粘度は、スターチのより低い使用が同じ粘度を達成することを可能にする。したがって、非凝集の熱的に阻害されたスターチを用いた場合より、より少ない凝集された熱的に阻害されたスターチを用いることができる。熱的に阻害されたスターチ凝集体を、他の未変性若しくは変性スターチ、又は食品に用いられる他の食品成分と混合することができる。熱的に阻害されたスターチ凝集体が有用である食品としては、熱処理された食品、酸性食品、乾燥混合物、冷蔵食品、冷凍食品、押出食品、オーブン調製食品、ストーブトップ調理食品、電磁調理可能な食品、脂肪分の高い、又は低脂肪食品、及び低い水活性を有する食品が挙げられる。熱的に阻害されたスターチが特に有用である食品は、低温殺菌、レトルト処理、又は超高温（ＵＨＴ）処理等の熱的処理工程を要求する食品である。
熱的に阻害されたスターチ凝集体は、非化学的に架橋されたスターチ増粘剤、粘性付与剤、ゲル化剤、又は拡張剤が要求される食品で特に有用である。処理された食品配合物に基づいて、実践者は、最終的な食品に必要な濃さ及びゲル化粘度、並びに所望の質感を与えるのに必要な熱的に阻害されたスターチ凝集体の量及び種類を容易に選択することができる。典型的には、スターチ凝集体を、食品の約０．１〜約３５質量％、最も好ましくは約２〜約６質量％の量で用いる。
熱的に阻害されたスターチ凝集体の使用により改善することができる食品の中には、フルーツ系パイフィリング、ベビーフードなどの高酸性食品（ｐＨ＜３．７）；トマト系生成物等の酸性食品（ｐＨ３．７〜４．５）；グレービー、ソース及びスープ等の低酸性食品（ｐＨ＞４．５）；ソース、グレービー及びプリン等のストーブトップ調理された食品；プリン等のインスタント食品；注ぐことができ、スプーンで食べられるサラダドレッシング；乳製品又は模造乳製品（例えばヨーグルト、サワークリーム及びチーズ）等の冷蔵食品；冷凍デザート及びディナー等の冷凍食品；冷凍ディナー等の電磁調理可能な食品；ダイエット製品及び病院食等の液体生成物；焼き菓子、グレービー、ソース、プリン、ベビーフード、ホットシリアルなどを調製する乾燥混合物；衣調理及び揚げるより前に食品に予めまぶす乾燥混合物がある。熱的に阻害されたスターチ凝集体は、封入フレーバー及びクラウド等の食品成分の調製に有用であることができる。
手順
質感による阻害の特性評価
水性媒体に分散され、ゼラチン化まで加熱された際、阻害が低から中程度のスターチは、ある質感の特徴を示す。以下の例において、サンプルは、サンプルの加熱され、ゼラチン化されたスラリーが非粘着性の滑らかな質感を示した場合に阻害されたと考えられた。
ブラベンダー粘度データによる阻害の特性評価
熱的に阻害されたスターチの特性評価は、それが水に分散され、ゼラチン化された後に、その粘度の測定を参照して、より最終的になされる。ペースト粘度を測定するのに用いられる装置は、（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ（登録商標）ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ、ドイツ、デュイスブルクにより製造された）Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ（登録商標）Ｍｉｃｒｏ Ｖｉｓｃｏ‐Ａｍｙｌｏ‐Ｇｒａｐｈ（登録商標）である。Ｍｉｃｒｏ Ｖｉｓｃｏ‐Ａｍｙｌｏ‐Ｇｒａｐｈ（登録商標）は、スターチスラリーがプログラムされた加熱サイクルを受けた際に進展する粘度と釣り合うのに必要なトルクを記録する。阻害されていないスターチに関して、サイクルは、６５℃〜約９５℃の範囲内のピーク粘度の進展と共に、通常約６０℃〜約７０℃にて粘度の開始を含み、スターチが高温、通常約９５℃にて保持された際に生じる粘度の破壊も含む。記録は、Ｍｉｃｒｏ Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ Ｕｎｉｔｓ（ＭＶＵ）と呼ばれる測定の任意単位において加熱サイクルを通して粘度を追跡する曲線又はペースト化プロファイルからなる。
阻害されたスターチは、阻害されていない同じスターチ（これ以降コントロールスターチと呼ばれる）の曲線とは異なるブラベンダー曲線（ペースト化プロファイル）を与える。阻害の程度が増大すると、スターチペーストのピーク粘度及び粘度の破壊は減少する。阻害の適切な水準において、粒のゼラチン化及び膨潤の速度は減少し、粘度破壊は消失し、長期の調理により、ペースト化粘度プロファイルは徐々に上昇曲線となる。
概して、ペースト化中のスターチのピーク粘度は、全体の構造的完全性を失うことなく、適用されたせん断下で膨潤し、変形するスターチ粒の能力に依存する。
沈降体積／溶解度による阻害の特性評価
熱的に阻害されたスターチの特性評価を、調理中の粒子膨潤及び溶解度の程度により決定することもできる。スターチ又は凝集スターチは、熱的阻害後に、調理中の非阻害未変性スターチと比べて、幾らか制限された粒子膨潤を示す。この熱的に阻害されたスターチの制限された膨潤は、溶液に分散されたより少ない材料（すなわちポリマー）をもたらす。概して、高度に熱的に阻害されたスターチは、中程度に又は軽度に熱的に阻害されたスターチより少ない粒子膨潤及び少ない溶解性含有物を示し、中程度に又は軽度に熱的に阻害されたスターチより多く沈降する。粒子膨潤を、目盛り付き測定シリンダー内で、調理されたスターチを沈降させることにより決定することができる。スターチ層の高さは、粒子膨潤の程度に対応する沈降体積を表す。溶解度の程度は、旋光計を用いてシリンダー内の液体の透明な上層に分散したスターチ材料の濃度を読み取ることにより見積もることができる。
例
以下の例は、本発明の実施態様をより完全に示す。例において、別段の注釈がない限り、全ての部及びパーセントは質量で与えられ、全ての温度はセ氏温度である。ｐＨ調節（存在する場合）及び熱処理に用いられる条件は示される。時間は、その温度における加熱時間である。ゼロ保持時間が示される場合（例えば１６５℃／０分）、それは、材料がその特定温度（例えば１６５℃）を達成するとすぐにサンプルが取り出されることを意味する。脱水より前のスターチの初期ｐＨが示される。スターチのｐＨが調節される場合、ｐＨ調節は、別段の特定がない限りクエン酸カリウムによりなされる。
手順
サンプル調製
用いられる全てのスターチは、別段の示唆がない限り粒状であり、イリノイ、ウエストチェスターのＩｎｇｒｅｄｉｏｎ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄにより与えられた。試験サンプルのコントロールは、試験サンプルと同じ天然源由来であり、別段の示唆がない限り同じｐＨであった。全てのスターチ、試験及びコントロールサンプルの両方が、必要に応じて再現で調製され、独立に試験された。
スターチ粒及び／又は結合剤のｐＨは、必要に応じて５〜４０％固体にて水中でスターチ又は結合剤をスラリーにすること、及び所望のｐＨが達成されるまでバッファー溶液の十分な量を加えることにより上昇させた。
当分野で従来のように（ゼラチン化なしで）、サンプルの全質量を基準として約２〜約１５％水分まで全てのサンプルをオーブン乾燥又はフラッシュ乾燥させた。
熱的阻害工程前又は後のｐＨの測定は、４部の水に対する１部の無水スターチからなるサンプルで行われた。
スターチ粒を、（１）パイロットスケールＣｏｒｉＭｉｘ（登録商標）ＣＭ‐２０Ｍｉｘｅｒ（Ｌｏｄｉｇｅ、ドイツ、パーダーボルンから入手可能）を用いて凝集させ、フラッシュ乾燥し、次いで熱的に阻害し、（２）熱的に阻害し、次いでスラリーを製造することにより凝集させ、次いで乾燥させ、粉砕し、ふるいにかけ、又は（３）混合によりスターチ粒の上に溶解性スターチのスラリーを噴霧して凝集体を形成し、次いで乾燥させ、熱的に阻害し、粉砕し、ふるいにかけた。ＣｏｒｉＭｉｘ（登録商標）ＣＭ‐２０Ｍｉｘｅｒは、均一な混合物へのスターチ結合剤及びスターチ粒の高速の連続混合を可能にする。したがって、スターチ結合剤及びスターチ粒を共に混合することにより、後にフラッシュ乾燥される湿ったスターチ凝集体がもたらされるか形成される。
従来のオーブン又は他の装置が特定される場合を除いて、試験サンプルを、Ｎｅｗ Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ、ＮＪのＰｒｏｃｅｄｙｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造された流動床反応器、モデル番号ＦＤＲ‐１００において脱水し、熱処理した。流動床反応器の断面積は、０．０５平方メートルであった。開始ベッド高さは０．３〜０．８メートルであったが、通常０．７７メートルであった。流動化ガスは、別段の示唆がある場合を除いて空気であり、５〜１５メートル／分の速度にて用いられた。反応器の側壁を高温オイルにより加熱し、流動化ガスを電気加熱器により加熱した。サンプルを反応器に入れ、流動化ガスをその後導入するか、流動化ガスを導入しながらサンプルを反応器に入れた。サンプルを、サンプルが実質的に無水になるまで環境温度から１２５℃にし、次いで特定の熱処理温度にさらに加熱した。熱処理温度が１６５℃であった場合、その温度を達成する時間は３時間未満であった。
最終的な加熱温度におけるサンプルの水分濃度は、別段の記載がない限り１％未満であった。サンプルの一部を取り出し、表に示された温度及び時間にて阻害に関して試験した。これらのサンプルを、以下のペースト化粘度プロファイル分析手順を用いて阻害に関して試験した。
ペースト粘度（ブラベンダーＭＶＡ‐Ｕ）試験手順
別段の記載がない限り、以下のペースト粘度手順を用いた。全てのサンプルは、十分な量の蒸留水でスラリー化されて、６％無水固体スターチスラリーを与えた。ｐＨを、１１０ｍＬキャニスターを備えたＢｒａｂｅｎｄｅｒ（登録商標）Ｍｉｃｒｏ Ｖｉｓｃｏ‐Ａｍｙｌｏ‐Ｇｒａｐｈ（登録商標）（Ｍｏｄｅｌ Ｕ）のサンプルカップに導入されたスラリー、ナトリウムホスフェート、及びクエン酸バッファーによりｐＨ３．０に調節した。スターチスラリーを９５℃まで急速に加熱し、１５分間保持した。
ブラベンダーペースト化プロファイルからのデータを用いて、ブラベンダー加熱サイクル中に９２℃〜９５℃でｐＨ３の水に５〜８％固体を分散させた際に、ブラベンダーデータがピーク粘度のない連続の粘度上昇を示した場合に阻害が存在すると決定し、それは、スターチが阻害されたことを示した。
沈降体積試験手順
試験サンプルの沈降体積及び溶解度を、試験サンプルスターチ粒子（凝集又は非凝集スターチ粒）を調理し、それを特定の期間に亘って１００ｍＬの目盛り付きシリンダー内で沈降させることにより測定する。沈降体積を次いで読み（すなわち目盛り付きシリンダー内のスターチ層の体積読み取り）、上澄みに溶解する濃度を旋光計を用いて決定する（Ｐｏｌａｒｉｍｅｔｅｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅａｄｉｎｇ、すなわち「ＰＣＲ」）。パーセント溶解度を、以下の式
（式中、ＳＶは沈降又はスターチ体積（ｍＬ）であり、ＭＳは希釈物中のスターチの質量（ｇ）である。）
にしたがって決定する。
以下の例において、パーセント水分は、スターチを脱水し、熱処理する間の熱的阻害プロセスより前の初期の水分含有量である。上記のように、スターチを環境温度から加熱温度にする際、スターチは無水又は実質的に無水になる。
粒子サイズ分布
サンプルの粒子サイズ分布を、乾燥セルを備えたレーザー回折粒子サイズ分析器（Ｍｏｄｅｌ ＬＳTM１３３２０ＭＷ、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ（登録商標）、米国カリフォルニア、ブレア）により評価した。凝集スターチ粒子の理想粒子サイズは約２０〜３０μｍであるが、時折存在するかなり大きな凝集体（例えば約１００〜１５０ｐｍ）は、この種類の生成物には一般的ではない。好ましい凝集体サイズを、プロセス中により大きい凝集体をふるいにかけること、又はプロセス条件（たとえば混合速度、凝集化に用いられる装置の種類、及びベーススターチと溶解性スターチとの混合中の水分濃度の制御）を制御することにより得ることができる。凝集体のミリング又は粉砕は、粒子サイズを低減する別の選択であるが、典型的にはスターチ粒及び凝集体に損傷を与える危険のために好ましくない。
例
以下の例は、ワキシートウモロコシスターチ粒からの本発明によるスターチを熱的に阻害する種々の方法、及び粘度及び沈降体積／溶解度のプロセスにおける変動の結果を示す。
例１‐研究室スケールの製造
種々の量のスターチ結合剤と、スターチ結合剤及び／又はスターチ粒中の種々の量のバッファーとを有するスターチサンプルを以下の表１のレシピにしたがって調製した。
各サンプルを表１に与えられたレシピ及びプロセスに基づいて調製して粘度への効果を示し、非凝集の熱的に阻害されたスターチ（すなわちサンプルＤ及びＦ）に対して熱的に阻害された凝集スターチを比較した。サンプルを以下のように調製した。
サンプルＡ１を、ワキシートウモロコシ天然スターチ粒と混合するより前に、６．０のｐＨにスターチ結合剤を緩衝することにより調製した。スターチ粒自体のｐＨ調節は実施しなかった。ｐＨ調節された可溶化スターチ結合剤を、次いで混合しながらスターチ粒の上に可溶化スターチ結合剤を噴霧することにより、研究室ミキサーを用いてスターチ粒と共に混合した。得られたスターチ混合物を次いで５０℃に維持されたオーブンを用いて乾燥させてスターチ凝集体を形成し、室温に冷却した。これらのスターチ凝集体を、その後１２５℃にて無水（すなわち１％未満水分）まで脱水し、次いで強制空気オーブン（Ｍｏｄｅｌ Ｍ１１５、Ｂｉｎｄｅｒ ＧｍｂＨ、ドイツ、ツットリンゲン）内で１６５℃に加熱し、スターチ凝集体を阻害した。
サンプルＢを、スターチ結合剤と混合するより前に、７．０のｐＨにスターチ粒を緩衝することにより調製した。可溶化スターチ結合剤のｐＨ調節は実施しなかった。スターチ結合剤を、ｐＨ調節されたスターチ粒と共に混合した。高性能リング層ＣｏｒｉＭｉｘ（登録商標）ＣＭ‐２０ミキサー（Ｌｏｄｉｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ドイツ、パーダーボルン）を用いてスターチ結合剤及びスターチ粒を供給し、共に混合した。得られたスターチ混合物を、次いで５０℃に維持されたオーブンを用いて乾燥させてスターチ凝集体を形成し、室温に冷却した。これらのスターチ凝集体を、その後１２５℃にて無水（すなわち１％未満の水分）まで脱水し、次いで強制空気オーブン（Ｍｏｄｅｌ Ｍ１１５、Ｂｉｎｄｅｒ ＧｍｂＨ、ドイツ、ツットリンゲン）内で１６５℃に加熱し、スターチ凝集体を阻害した。
サンプルＣを７．０のｐＨにスターチ粒を緩衝することにより調製した。スターチ結合剤のｐＨ調節は実施しなかった。上記に与えられたレシピにより示されるように、サンプルＣは、スターチ結合剤を噴霧により粒の上に適用する際に、サンプルＢより少ないスターチ結合剤を用いた。スターチ結合剤を、混合しながらスターチ粒の上にスターチ結合剤を噴霧することにより、研究室ミキサーを用いてｐＨ調節されたスターチ粒と共に混合した。得られたスターチ混合物を、次いで５０℃に維持されたオーブンを用いて乾燥させてスターチ凝集体を形成し、室温に冷却した。これらのスターチ凝集体を、その後１２５℃にて無水（すなわち１％未満の水分）まで脱水し、次いで強制空気オーブン（Ｍｏｄｅｌ Ｍ１１５、Ｂｉｎｄｅｒ ＧｍｂＨ、ドイツ、ツットリンゲン）内で１６５℃に加熱し、スターチ凝集体を阻害した。
サンプルＤを７．０のｐＨにスターチ粒を緩衝することにより調製し、その後１２５℃にて１％未満の水分まで脱水し、次いで強制空気オーブン（Ｍｏｄｅｌ Ｍ１１５、Ｂｉｎｄｅｒ ＧｍｂＨ、ドイツ、ツットリンゲン）内で１６５℃に加熱し、スターチ凝集体を阻害した。凝集は実施しなかった。
サンプルＥを７．０のｐＨにスターチ粒を緩衝することにより調製した。このｐＨ調節されたスターチを、次いで１２５℃にて無水（すなわち１％未満の水分）まで脱水し、次いで強制空気オーブン（Ｍｏｄｅｌ Ｍ１１５、Ｂｉｎｄｅｒ ＧｍｂＨ、ドイツ、ツットリンゲン）内で１６５℃に加熱し、スターチ粒を阻害した。得られた熱的に阻害されたスターチを、次いで混合しながらスターチ粒の上にスターチ結合剤を噴霧することにより、研究室ミキサーを用いてスターチ結合剤と混合した。スターチ凝集体を、次いで５０℃に維持されたオーブンを用いて乾燥させてスターチ凝集体を形成し、室温に冷却した。
サンプルＦは、（中性付近又はわずかにアルカリ性条件に維持するように）ｐＨ調節されたワキシートウモロコシスターチ粒が、米国特許第５９３２０１７号（Ｃｈｉｕら（１９９９））に記載のように流動床反応器内で乾燥熱阻害されるプロセスにより調製された非凝集の熱的に阻害されたワキシーコーンスターチであった。このプロセスは、結合剤を用いたスターチ粒の凝集を含まない。スターチにさらなる変性は実施しなかった。スターチ凝集体は形成されなかった。
各サンプルをペースト粘度に関して評価した。粘度評価の結果を図１のペースト化プロファイルにより示す。図１から、凝集され、その後熱的に阻害されたスターチ粒（サンプルＡ〜Ｃ）が、熱的に阻害され、その後凝集されたスターチ粒（サンプルＥ）より予想外に高いペースト粘度を有することがわかる。さらに、結合剤を緩衝し、スターチ粒を緩衝しなかった熱的に阻害されたスターチ凝集体は、スターチ粒を緩衝し、結合剤を緩衝しなかった熱的に阻害されたスターチ凝集体より高いペースト化粘度をもたらした（サンプルＡ対サンプルＢ）。凝集体中の結合剤の量の低減は、粘度の低下をもたらし（サンプルＢ対サンプルＣ）、熱的に阻害され、その後凝集されたスターチ粒を予想外に超える高い粘度をさらに与えた（サンプルＣ対サンプルＥ）。
例１中の各サンプルを、沈降体積に関しても評価した。全てのサンプルを２０分間沸騰水中で調理し、ｐＨ３．０バッファーにおいて１００ｍＬ目盛り付きシリンダー内で４８時間沈降させた。沈降体積の結果を図２に示す。より高い沈降体積（「ＳＶ」）（各サンプルに関しての左側の柱）及び最小量の溶解度（各サンプルに関して右側の柱）を有していたサンプルが望ましい。図２から、緩衝された結合剤を用いて凝集され、その後熱的に阻害されたスターチ粒が、最もよい結果を与えたことがわかる（サンプルＡ）、概して、ＳＶが高いほど、粒子膨潤は高く、より高いペースト化粘度をもたらす。
各サンプルを粒子サイズ分布に関しても評価した。結果は以下のとおりであった。
（最も高い粘度を与えた）サンプルＡ１のサイズ分布の範囲は６〜３００μｍであり、上記の表２に示されるように２つのピークを有する。
例２‐パイロットスケール製造
（スターチ粒の質量を基準として）５％スターチ結合剤と、スターチ結合剤又はスターチ粒中の種々の量のバッファーとを有するスターチサンプルを、以下の表２のレシピにしたがって調製した。
各サンプルを表２に与えられたレシピ及びプロセスに基づいて調製し、粘度への効果を示した。サンプルを以下のように調製した。
サンプルＡ２を、ワキシートウモロコシ天然スターチ粒と混合するより前に、６．０のｐＨにスターチ結合剤を緩衝することにより調製した。スターチ粒自体のｐＨ調節は実施しなかった。ｐＨ調節されたスターチ結合剤を、次いでスターチ粒を共に混合した。高性能リング層ＣｏｒｉＭｉｘ（登録商標）ＣＭ‐２０ミキサー（Ｌｏｄｉｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ドイツ、パーダーボルン）を用いてスターチ結合剤及びスターチ粒を供給し、共に混合してスターチ凝集体を形成した。得られたスターチ凝集体を、次いでパイロットスケールフラッシュ／リング乾燥器（ＧＥＡ Ｂａｒｒ‐Ｒｏｓｉｎ、米国ウィスコンシン、ハドソン）を用いてフラッシュ乾燥し、室温に冷却した。これらのスターチ凝集体を、その後１２５℃にて１％未満の水分まで脱水し、次いでＦＤＲ‐１００流動床反応器（Ｐｒｏｃｅｄｙｎｅ Ｃｏｒｐ．、米国ニュージャージー、ニューブランズウィック）内で１６５℃に加熱し、スターチ凝集体を阻害した。サンプルＡ２は、用いられたレシピにおいて上記のサンプルＡ１に類似であるが、サンプルＡ２が、パイロットスケールプロセス装置を用いて調製される一方、サンプルＡ１は研究室装置を用いて研究室で調製される。
サンプルＦは、上記の同じ非凝集の熱的に阻害されたワキシーコーンスターチであった。スターチ凝集は実施しなかった。サンプルＦは、本発明による熱的に阻害されたスターチ凝集体に対して、非凝集の熱的に阻害されたスターチのペースト化プロファイルを示すように再び与えられる。
サンプルＧを、可溶化スターチ結合剤と混合するより前に、７．０のｐＨにワキシートウモロコシ天然スターチ粒を緩衝することにより調製した。スターチ結合剤にはｐＨ調節を実施しなかった。スターチ結合剤を、次いでｐＨ調節されたスターチ粒と共に混合した。高性能リング層ＣｏｒｉＭｉｘ（登録商標）ＣＭ‐２０ミキサー（Ｌｏｄｉｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ドイツ、パーダーボルン）を用いてスターチ結合剤及びスターチ粒を供給し、共に混合してスターチ凝集体を形成した。得られたスターチ凝集体を、次いでパイロットスケールフラッシュ／リング乾燥器（ＧＥＡ Ｂａｒｒ‐Ｒｏｓｉｎ、米国ウィスコンシン、ハドソン）を用いてフラッシュ乾燥し、室温に冷却した。これらのスターチ凝集体を、その後１２５℃にて１％未満の水分まで脱水し、次いでＦＤＲ‐１００流動床反応器（Ｐｒｏｃｅｄｙｎｅ Ｃｏｒｐ．、米国ニュージャージー、ニューブランズウィック）内で１６５℃に加熱し、スターチ凝集体を阻害した。
サンプルＨは、Ｉｎｇｒｅｄｉｏｎ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ、イリノイ、ウエストチェスターから得た未変性天然ワキシートウモロコシスターチであり、天然スターチ粒のペースト化プロファイルを示した。スターチには変性を実施しなかった。スターチ凝集体は形成されなかった。
各サンプルをペースト粘度に関して評価した。粘度評価の結果を図２のペースト化プロファイルにより示す。スターチ粒又はスターチ結合剤（コーティング及び凝集化剤）のｐＨ調節は、対応する熱的に阻害されたスターチの最終的なペースト粘度に影響を与えることが結果から分かった。ｐＨ調節の方法に関わらず、凝集化は、非凝集の熱的に阻害されたワキシーコーンスターチコントロールと比べて、十分に高いペースト粘度を与える。図３から、凝集され、その後熱的に阻害されたスターチ粒（サンプルＡ２及びＧ）が、凝集されていないコントロールの熱的に阻害されたスターチ粒（サンプルＦ）に対して予想外に高いペースト粘度を有することがわかる。さらに、結果は、スターチ粒（サンプルＧ）又はスターチ結合剤（サンプルＡ２）のｐＨ調節が、対応する熱的に阻害されたスターチの最終的なペースト粘度に影響を有することを示す。
この例２の熱的に阻害されたサンプルの沈降体積及び溶解度は、例１で議論された熱的に阻害された凝集サンプルのものに匹敵した。
まとめると、結合剤として分散され、又は可溶化されたスターチを用いてスターチ粒を結合すること、及び次いでスターチ凝集体を熱的に阻害することにより凝集されたスターチは、（ｉ）熱的に阻害され、次いで同じ結合剤を用いて凝集された同じスターチ、及び（ｉｉ）凝集されていない同じスターチの両方より十分に高いペースト粘度を有するスターチをもたらす。最も高いペースト粘度は、スターチ粒に剤を適用するより前に結合剤をｐＨ調節した際に生じる。最終生成物の粘度は、熱的阻害の程度（時間及び温度）に加えて、（１）用いられるプロセス、（２）用いられる結合剤の割合又は量、及び（３）スターチ粒と結合剤との緩衝の寄与の３つの主因子に依存する。
本発明の特定の実施態様が示され、記載されてきた一方、種々の他の変更及び改変を、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに行うことができることは、当業者に明らかであろう。したがって、本発明の範囲内である係る全ての変更及び改変を、添付の特許請求の範囲内に含むことが意図される。
本発明の特定の実施態様が示され、記載されてきた一方、種々の他の変更及び改変を、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに行うことができることは、当業者に明らかであろう。したがって、本発明の範囲内である係る全ての変更及び改変を、添付の特許請求の範囲内に含むことが意図される。
本開示は以下も包含する。
［１］
スターチ結合剤とスターチ粒とを含むスターチ凝集体を形成することと、
前記スターチ凝集体を無水又は実質的に無水まで脱水することと、
約１００℃〜約２００℃の温度にて最大約２０時間、前記無水又は実質的に無水のスターチ凝集体を熱処理することにより、前記スターチ凝集体を熱的に阻害することと
を含む熱的に阻害されたスターチの粘度を増加させる方法。
［２］
前記スターチ結合剤を、スターチを少なくとも部分的に可溶化することにより形成する、上記態様１に記載の方法。
［３］
前記スターチ結合剤を、バッファー中で少なくとも部分的に可溶化することによって形成することにより、前記スターチ粒と混合するより前に、前記可溶化スターチ結合剤を実質的に中性又はわずかにアルカリ性にする、上記態様２に記載の方法。
［４］
前記スターチ結合剤が少なくとも部分的にゼラチン化される、上記態様１〜３のいずれかに記載の方法。
［５］
前記スターチ結合剤及び前記スターチ粒が同じ天然スターチ由来である、上記態様１〜４のいずれかに記載の方法。
［６］
前記スターチ結合剤及び前記スターチ粒が異なる天然スターチ由来である、上記態様１〜４のいずれかに記載の方法。
［７］
前記スターチ結合剤が変性スターチ由来である、上記態様１〜６のいずれかに記載の方法。
［８］
前記変性スターチが酵素的に変性されたスターチである、上記態様７に記載の方法。
［９］
前記変性スターチが化学的に変性されたスターチである、上記態様７に記載の方法。
［１０］
前記スターチ粒が天然スターチ粒である、上記態様１〜９のいずれかに記載の方法。
［１１］
前記スターチ粒がワキシースターチ粒である、上記態様１〜１０のいずれかに記載の方法。
［１２］
前記スターチ粒をバッファー中に分散させることにより、前記スターチ結合剤と混合するより前に、前記スターチ粒を実質的に中性又はわずかにアルカリ性にすることをさらに含む、上記態様１〜１１のいずれかに記載の方法。
［１３］
スターチ結合剤の量が、前記スターチ粒の質量を基準として約０．０５質量％〜約５０．０質量％である、上記態様１〜１２のいずれかに記載の方法。
［１４］
熱処理より前に、前記凝集体のｐＨを７．０〜９．５に調節することをさらに含む、上記態様１〜１３のいずれかに記載の方法。
［１５］
前記熱的に阻害されたスターチ凝集体が、スターチ凝集体中の粒と同じスターチ由来の熱的に阻害された非凝集スターチ粒、熱的に阻害されたスターチ粒、及び同じ条件下で熱的に阻害されていた、熱的に阻害されたスターチ凝集体より高い粘度を有する、上記態様１〜１４のいずれかに記載の方法。
［１６］
上記態様１〜１５のいずれかに記載の方法により得られた凝集スターチ。
［１７］
上記態様１６に記載の凝集スターチを含む食品。

Claims (17)

  1. スターチ結合剤とスターチ粒とを含むスターチ凝集体を形成することと、
    前記スターチ凝集体を無水又は実質的に無水まで脱水することと、
    約１００℃〜約２００℃の温度にて最大約２０時間、前記無水又は実質的に無水のスターチ凝集体を熱処理することにより、前記スターチ凝集体を熱的に阻害することと
    を含む熱的に阻害されたスターチの粘度を増加させる方法。
  2. 前記スターチ結合剤を、スターチを少なくとも部分的に可溶化することにより形成する、請求項１に記載の方法。
  3. 前記スターチ結合剤を、バッファー中で少なくとも部分的に可溶化することによって形成することにより、前記スターチ粒と混合するより前に、前記可溶化スターチ結合剤を実質的に中性又はわずかにアルカリ性にする、請求項２に記載の方法。
  4. 前記スターチ結合剤が少なくとも部分的にゼラチン化される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記スターチ結合剤及び前記スターチ粒が同じ天然スターチ由来である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記スターチ結合剤及び前記スターチ粒が異なる天然スターチ由来である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記スターチ結合剤が変性スターチ由来である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記変性スターチが酵素的に変性されたスターチである、請求項７に記載の方法。
  9. 前記変性スターチが化学的に変性されたスターチである、請求項７に記載の方法。
  10. 前記スターチ粒が天然スターチ粒である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記スターチ粒がワキシースターチ粒である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 前記スターチ粒をバッファー中に分散させることにより、前記スターチ結合剤と混合するより前に、前記スターチ粒を実質的に中性又はわずかにアルカリ性にすることをさらに含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. スターチ結合剤の量が、前記スターチ粒の質量を基準として約０．０５質量％〜約５０．０質量％である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 熱処理より前に、前記凝集体のｐＨを７．０〜９．５に調節することをさらに含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 熱的に阻害されたスターチ凝集体が、スターチ凝集体中の粒と同じスターチ由来の熱的に阻害された非凝集スターチ粒、熱的に阻害されたスターチ粒、及び同じ条件下で熱的に阻害されていた、熱的に阻害されたスターチ凝集体より高い粘度を有する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法により得られた凝集スターチ。
  17. 請求項１６に記載の凝集スターチを含む食品。
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