JP5247801B2 - デンプンの変性方法 - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B31/00—Preparation of derivatives of starch
- C08B31/003—Crosslinking of starch
Description
【図1】本発明に従って処理した低アミロースコーンスターチ(SHS試料)から作
製した6%水性分散液と、従来の噴霧蒸解/乾燥およびロール乾燥低アミロースコーンスターチとの間の、せん断速度(s−1)に応じた見掛け粘度(mPa・s)の比較を示す図である。3つのすべての試料に関して出発材料は、同一の低アミロースコーンスターチ(C*Gel 04201、Cargill)であった。
【図2】本発明に従って処理した低アミロースコーンスターチ(SHS試料)から作
製した6%水性分散液と、通常の噴霧蒸解/乾燥およびロール乾燥低アミロースコーンスターチとの間の、加えられるひずみ(%)に応じた貯蔵弾性係数G’(Pa)の比較を示す図である。3つのすべての試料に関して出発材料は、同一の低アミロースコーンスターチ(C*Gel 04201、Cargill)であった。
【図3】本発明の噴霧乾燥器において使用することができる反応チャンバーの実施形
態の部分的線図である。
【図4】本発明の噴霧乾燥器において使用することができる反応チャンバーの実施形
態の部分的線図である。
【図5】本発明の噴霧乾燥器において使用することができる反応チャンバーの実施形
態の部分的線図である。
【発明を実施するための形態】
・固体粒子の層を、熱および物質の交換を可能にする気体の上向きの流れによって流動化される。
・生成物を、熱および物質の交換を可能にする高速の気体と共に送管を通って空気圧によって搬送する。
・注入生成物を気流中、例えば噴射機/砕解機、ケージミル中で分散させる。
・その生成物を、サイクロンまたはフィルター中で気体から分離する。
・さらにリング原理により選別機が、その生成物の一部の滞留時間/再循環を制御する。
・生成物を、熱および物質の交換を可能にする気流中にバッフルを備えた回転チューブを通して搬送する。
・その生成物の滞留時間/輸送を、チューブの傾斜によって制御する。
・生成物を、噴霧機、例えば通常は垂直の大型円筒形チャンバー中で加圧ノズル、多流体ノズル、または回転噴霧機を介して気体の並流または向流の中に噴霧する。
・その気体の流量が、滞留時間の制御を可能にする。
・熱移動および物質移動は、分散した液滴と気体の直接接触によって達成される。
・その生成物を、サイクロンまたはフィルター中で気体から分離する。
・円筒状の設備を通過する生成物を、生成物の滞留時間/輸送を制御するパドルを備えた回転シャフトによって機械的に搬送する。
・固形物の完全な混合、表面の再生、熱および物質の良好な交換が、保証される。
乾燥量基準で18.5重量%の低アミロースコーンスターチ(C*Gel 04201、Cargill)を25℃でスラリー化した。過熱水蒸気処理の開始に先立って反応チャンバーを、400m3/時の流量を有する過熱水蒸気の連続流で満たした。反応チャンバーの入口における過熱水蒸気の温度は400℃、反応チャンバーの出口における温度は130℃であった。デンプンスラリーを、Spraying Systems SK 77/21型の噴霧ノズルを通して約44リットル/時の流量で反応チャンバーにポンプで注入した。デンプンスラリーの流れの入口圧力は110000hPaと測定された。次いで乾燥済み過熱水蒸気処理デンプンを反応チャンバーの底部で収集した。この試料に関してレオロジー実験を行った。
試験は、スターチセルと呼ばれる円筒型測定システムを備えたAnton Paar Physica(Germany)から入手したMCR300レオメーターおよびシャフトST24(これもまたAnton Paar Physicaから入手した)で行った。デンプンペーストは、最初にIR水分計(Sartorius MA30)を用いてデンプン含水率を130℃において20分間測定することによって調製した。既知量のデンプン(表1参照)を600mlビーカー中で計量し、エチレングリコール50gで湿らせた。このデンプンに緩衝液(0.02M酢酸緩衝液、pH5.5)400gを加え、その全体を大型スプーンで1分間完全に混合した。次いで測定を行う前にこのペーストを室温で1時間静止したままにした。
せん断速度(s−1)に応じた粘度の測定を、下記の手順に従って30℃において行った。
・最初の10分間の期間(記録しない)
・次の587.9秒間(9.8分間)の期間(データポイントの記録)
・150の測定点
・せん断速度0.1から100s−1
ひずみ(%)に応じた貯蔵弾性係数G’(Pa)の測定を、下記の手順に従って30℃において行った。
・最初の10分間の期間(記録しない)
・次の600秒間(10分間)の期間(データポイントの記録)
・300の測定点
・ひずみ0.1から100log%
・周波数1Hz
正規化粘度および正規化貯蔵弾性係数の定義
膨脹率(swelling factor)
デンプンの膨潤の度合いは、非特許文献4の直接法(デンプン100mg)を用いて30℃において測定した。0.02M酢酸緩衝液5mlの添加を、塊のないデンプンの水和を確実にする激しい渦流混合下で容積式ピペットを用いて行った。遠心分離は、3,000gで10分間(1,500gで5分間の代わりに)である。30℃における膨脹率は無次元(adimensional)である。
非特許文献5の方法を用いて膨脹率を膨潤容積q(ml/g)および最密濃度c*(g/ml)(ただしc*=1/q)に換算した。
w/w%のw/v%への換算は、30℃における密度を、
0.02M酢酸緩衝液についてはd=0.997g/ml、
エチレングリコール(GCによる99.0%)についてはd=1.113g/ml、
アルファ化デンプンについてはd=1.4g/ml
と仮定して行った。
非特許文献5に記載のように粘度および貯蔵弾性係数は、体積分率(膨張したデンプン顆粒の)c/c*=cqに応じて表すことができる。
η(c/c*)が正規化粘度であり、
G’(c/c*)が正規化貯蔵弾性係数である。
既知量のデンプン(表4参照)を600mlビーカー中で計量し、エチレングリコール50gで湿らせた。このデンプンに緩衝液(0.02M酢酸緩衝液、pH5.5)400gを加え、その全体を大型スプーンで1分間完全に混合した。次いでこのペーストを30℃において30分間撹拌(磁気撹拌、200分−1)した。
入口のデンプン(蒸解(cook−up)、すなわち非アルファ化)および本発明の出口のデンプン(SHS、すなわちアルファ化)を、それぞれUDMSO(9容積のDMSOおよび1容積の6M尿素)中に室温で48時間溶解させた(800mgの無水デンプン+100mlのUDMSO)。
・次の1,650秒間(27.5分間)の期間(データポイントの記録)
・可変積分時間(100から10s)による30の測定点
・せん断速度1から100s−1
乾燥量基準で17.8重量%のジャガイモデンプン(C*Gel 30002、Cargill)を18℃でスラリー化した。過熱水蒸気処理の開始に先立って反応チャンバーを、300m3/時の流量を有する過熱水蒸気の連続流で満たした。反応チャンバーの入口における過熱水蒸気の温度は400℃、反応チャンバーの出口における温度は120℃であった。デンプンスラリーを、Spraying Systems SK 77/21型の噴霧ノズルを通して約(30)リットル/時の流量で反応チャンバーにポンプで注入した。デンプンスラリーの流れの入口圧力は、(110000)hPaと測定された。次いで乾燥済み過熱水蒸気処理デンプンを反応チャンバーの底部で収集した。この試料に関してレオロジー実験を行った。
乾燥量基準で17.8重量%のタピオカデンプン(C*Gel 70001、Cargill)を18℃でスラリー化した。過熱水蒸気処理の開始に先立って反応チャンバーを、300m3/時の流量を有する過熱水蒸気の連続流で満たした。反応チャンバーの入口における過熱水蒸気の温度は300℃、反応チャンバーの出口における温度は120℃であった。デンプンスラリーを、Spraying Systems SK 77/21型の噴霧ノズルを通して約30リットル/時の流量で反応チャンバーにポンプで注入した。デンプンスラリーの流れの入口圧力は15000hPaと測定された。次いで乾燥済み過熱水蒸気処理デンプンを反応チャンバーの底部で収集した。この試料に関してレオロジー実験を行った。
乾燥量基準で17.8重量%のn−OSA低アミロースコーンスターチ(C*EmTex 06369、Cargill)を18℃でスラリー化した。過熱水蒸気処理の開始に先立って反応チャンバーを、300m3/時の流量を有する過熱水蒸気の連続流で満たした。反応チャンバーの入口における過熱水蒸気の温度は400℃、反応チャンバーの出口における温度は120℃であった。デンプンスラリーを、Spraying Systems SK 77/21型の噴霧ノズルを通して約30リットル/時の流量で反応チャンバーにポンプで注入した。デンプンスラリーの流れの入口圧力は110000hPaと測定された。次いで乾燥済み過熱水蒸気処理デンプンを反応チャンバーの底部で収集した。この試料に関してレオロジー実験を行った。
本発明の方法により得られた実施例1からのデンプン(SHS試料)、Cargillから入手したC*Gel−Instant 12410(ロール乾燥)、またはCargillから入手したC*HiForm A 12791(噴霧蒸解/乾燥)を用いてスープを調製した。スープを調製するための処方は下記のとおりである。
・乾燥したスープ成分混合物(デンプン/親水コロイドを含まない)13.25グラム
・デンプン(乾燥物質の重量を基準にして95%)6.25グラム
・水(85℃)250ml
・約1分間撹拌
本発明の方法により得られた実施例1からのデンプン(SHS試料)、Cargillから入手したC*Gel−Instant 12410(ロール乾燥)、またはCargillから入手したC*HiForm A 12791(噴霧蒸解/乾燥)を用いてインスタントチョコプディングを調製した。インスタントチョコプディングを調製するための処方は下記のとおりである。
・スクロース31.5グラム
・脱脂粉乳15.8グラム
・カカオ3.15グラム
・デンプン12.6グラム
配合
設備は、Kroschから入手した3連ポンチロータリープレスである。粉末500gを使用して所望の錠剤を作製した。
錠剤の仕様は、円形平面1cm2の表面、重量350mg±5%、直径11.35mmである。
回転速度は40rpmからなる。
製造の間に問題は何も観察されなかった。すなわち材料の他着性は生じず、粉末の流動性は良好であり、かつ低い錠剤抜出力を示した。
分析は、赤外線天秤(infrared balance)を用いて行った。加えた温度は105℃であり、試料1gを平衡に達するまで5分間追跡した。
硬さの測定は、Erwekaから入手した「Multicheck 5」装置を用いて行った。評価の標準手順を適用し、10回の測定の平均値を計算した。
Claims (15)
- デンプンの変性方法であって、非アルファ化低アミロースデンプンを過熱水蒸気処理にかけるステップを含み、前記過熱水蒸気処理が、1つ以上の入口と1つ以上の出口とを有する、反応器の反応チャンバー中で行われ、前記反応チャンバーの前記入口における前記過熱水蒸気の温度が150℃から650℃の範囲にあり、かつ前記反応チャンバーの前記出口における前記過熱水蒸気の温度が105℃から155℃の範囲にある、前記方法。
- 分散液中の非アルファ化低アミロースデンプンが、噴霧機の近傍において15m/s以下の速度で過熱水蒸気の流れと接触する、請求項1記載の方法。
- 前記反応器が、噴霧乾燥器、流動層乾燥器、フラッシュ乾燥器、空気乾燥器、ベルト乾燥器、ロータリードラム乾燥器、撹拌乾燥器、リング型乾燥器、およびターボリアクターからなる群から選択される、請求項1または2に記載の方法。
- 噴霧乾燥器が、110000hPa(110バール)の圧力まで噴霧することを可能にする加圧ノズル、二流体ノズル、または回転噴霧機を備える、請求項3に記載の方法。
- 前記非アルファ化低アミロースデンプンスラリーが、20から40%の固形分含有量を有する、請求項1〜4のいずれか1つに記載の方法。
- アルファ化低アミロースデンプンであって、UDMSO(9容量のDMSO、1容量の6M尿素)中で8mg/mlの濃度において25℃で、前記アルファ化デンプンの見掛け粘度対その対応する親の非アルファ化デンプンの見掛け粘度の比が、1s−1において1.05以上であり、そして30℃における前記デンプンの6重量%水性分散液の正規化貯蔵弾性係数G’/(c/c*)が、80Pa以上である、アルファ化低アミロースデンプン。
- それが15%未満の可溶分を有する、請求項6記載のアルファ化低アミロースデンプン。
- それが粒状である、請求項6又は7記載のアルファ化低アミロースデンプン。
- 請求項6〜8いずれか1つに記載のデンプンと、さらなる食品成分とを含む、離乳食、乳児食、ソース、グレービーソース、ドレッシング、ベーカリークリーム、および飲料からなる群から選択される食品。
- 請求項6〜8のいずれか1つに記載のデンプンと、さらなるスープ成分とを含む、スープ。
- 請求項6〜8のいずれか1つに記載のデンプンと、さらなるプディング成分とを含む、プディング。
- 請求項6〜8のいずれか1つに記載のデンプンと、さらなる錠剤成分とを含む、錠剤。
- 過熱水蒸気で非アルファ化低アミロースデンプンを処理するための噴霧乾燥器であって、反応チャンバーを備え、前記チャンバーが、過熱水蒸気の流れを前記チャンバー中へ導入するための少なくとも1つの入口と、前記チャンバーの内容物が出て行くことを可能にするための少なくとも1つの出口と、液滴の霧を生成して過熱水蒸気の前記流れの通路に入れるためのノズルとを有し、前記液滴の霧が前記非アルファ化デンプンを含有する液体から形成され、前記反応チャンバーは、使用時に、前記反応チャンバーに入る過熱水蒸気の前記流れが前記チャンバー中に均一に分配されるようになるように、かつ前記反応チャンバーの内壁にほぼ平行な方向に流れるように構成され、前記噴霧乾燥器は、円錐台形部材をさらに備え、前記円錐台形部材が、前記円錐台形部材と前記チャンバーの前記内壁とが共に過熱水蒸気の前記流れの流入のための環状通路を画定するように、前記過熱水蒸気の前記入口のまたは前記入口近くの前記反応チャンバーの内側に位置し、かつ前記反応チャンバーの内壁から一定の間隔を置いて配置される、前記噴霧乾燥器。
- 前記過熱水蒸気の前記入口のまたは前記入口の近くの前記反応チャンバーの内側に位置し、かつ前記過熱水蒸気の流れの方向にほぼ垂直の、複数個の穿孔を有する多孔部材をさらに備える、請求項13に記載の噴霧乾燥器。
- 使用時に過熱水蒸気の前記流れが、前記反応チャンバーの長さの少なくとも5分の1にわたって均一に分配される、請求項13に記載の噴霧乾燥器。
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