JPH10506955A - 熱的に抑制された予備ゲル化された粒状スターチ及びフラワー並びにそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スターチを脱水させて無水物又は実質的に無水物とし、次いで脱水されたスターチをそれらを抑制するのに十分な温度で十分な時間を要して熱処理することによって、予備ゲル化された粒状スターチ及びフラワーを熱的に抑制する。当該スターチは、粒子の団結性を保つ当該技術分野で公知の方法を用いて熱的に抑制される前又は後に予備ゲル化されてもよい。熱的抑制工程前にスターチ又はフラワーのpHが7.0 以上に上げられることが好ましい。脱水工程は、スターチを直接加熱することにより、溶剤を用いてスターチを抽出することにより、又はスターチを凍結乾燥させることにより実施することができる。熱的抑制の前又は後に蛋白質及び／又は脂質が除去されることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】 熱的に抑制された予備ゲル化された粒状スターチ及びフラワー並びにそれらの製 造方法 技術分野 本発明は、抑制された予備ゲル化された粒状スターチ及びフラワー(flour)並 びにそれらの製造方法に関する。 背景技術 天然のスターチ粒子は冷水に不溶である。しかしながら、天然のスターチ粒子 が水に分散され、そして加熱された場合には、それらは水和して膨潤する。次い で、加熱、剪断又は極端なpHを続けると、ゲル化した粒子の断片及びスターチ分 子は水に分散、すなわち溶解する。 スターチ基材に依存して、予備ゲル化されたスターチは、水に分散した後、特 定の組織(texture)及び粘度特性を示す。アミロースを含有するスターチは、ゲ ル様又は非凝集性の組織を示す。アミロース含有率の高い、例えばアミロース含 有率が40％以上のスターチは固化して非常に堅いゲルとなる。主としてアミロペ クチンを含有するスターチ、すなわちワキシースターチ（waxy starch）は、ア ミロース含有スターチと同様なゲル特性を提供しない。未改質の予備ゲル化され たアミロペクチン含有スターチは、水に分散された場合に、凝集性及び流動性の ある組織を示す。 予備ゲル化前にスターチを化学的に架橋させて組織を改良することができる。 架橋によって、粒子を互いに結合させる会合の基因である水素結合が強められ、 ゲル化時のスターチ粒子の膨潤及び水和 が抑制され、その結果、抑制されたスターチ粒子が残留する。化学的に架橋され たスターチの予備ゲル化された粉末を水に分散させると、その分散液は重い(hea vy)又は短い(short)と記述される非凝集性及び軟膏状の組織を有する。 予備ゲル化されたスターチに香料をブレンドすることが望ましい。トウモロコ シ、ソルガム（sorghum）及びコムギのような多くのスターチは、少量の不飽和 脂肪酸を含む。脂肪酸は貯蔵時に不快な臭気を発する。更に、存在する蛋白質は 、スターチに望ましくない穀物の風味を与える。トウモロコシ及びワキシーメイ ズのような特定のスターチは、予備ゲル化の結果として生じる「木のような」又 は「ポプシクル棒（popsicle stick）」の臭気のために増粘食品に使用されない 。ワキシーコーンスターチを予備ゲル化する際に「木のような」臭気の発生を防 止する方法を開示している米国特許第4,303,451 号（1981年12月1日にW．C．Sei delに付与）を参照されたい。スターチ粒子は、ゲル化前に約120 〜200℃の温度 で0.1 〜24時間加熱される。この加熱時間は、デキストリン化を達成するには不 十分ではあるが、木のような臭気の発生を抑制するには十分である。トウモロコ シ、コムギ、コメ及びサゴの組織及び風味は、この熱処理により改良されたが、 これらのスターチは食品組成物において一致しない再現不能な結果を与えた（第 ２段落、第14〜18行参照）。 ある用途において、化学的に改質されたスターチ及びフラワーは許容可能でな いか又は望ましくない。従って、未改質の予備ゲル化された粒状スターチであっ て、化学的に架橋された予備ゲル化された粒状スターチの組織特性を有し、且つ 実質的に悪い風味を有しない粒状スターチが求められている。 発明の開示 本発明は、熱的に抑制された予備ゲル化された粒状スターチ及びフラワーを提 供する。これらのスターチ及びフラワーは、当該スターチ粒子の大部分が膨潤す るが、そのまま残るように予備ゲル化される。また、スターチ及びフラワーが、 化学的に架橋したスターチの粘度及び組織特性を有するように、化学薬品を使用 せずにスターチ及びフラワーは熱的に抑制される。熱的に抑制された予備ゲル化 された粒状スターチ又はフラワーは冷水中に分散され、そしてもし十分に抑制さ れている場合には、スターチがアミロペクチン含有スターチであるならば非凝集 性かつ軟膏状の組織を有し、またスターチがアミロース含有スターチであるなら ば滑らかで均質なゲル状の組織を有する。 スターチ及びフラワーは、最初に予備ゲル化され、次いで熱的に抑制されても よく、またそれらは最初に熱的に抑制され、次いで予備ゲル化されてもよい。 熱的抑制方法は、(a) 場合に応じてスターチ又はフラワーのpHを約7.0 以上の pHに調節する工程；(b) 無水物又は実質的に無水物になるまでスターチ又はフラ ワーを脱水する工程；及び、(c) 脱水されたスターチ又はフラワーを、それらを 抑制するのに十分な温度で十分な時間を要して熱処理し、スターチ又はフラワー を抑制し、好ましくはスターチ又はフラワーを非凝集性にする工程を含む。本明 細書において用いる「実質的に無水物」なる用語は、１重量％以下の水分を含有 することを意味する。 予備ゲル化方法は、最初に粒状スターチ又はフラワーを水中で、典型的には1. 0 部のスターチに対して1.2 〜2.0 の割合の水の中でスラリー化させ、次いで好 ましくは塩基の添加によりpHを中性以上に調節することにより実施される。本明 細書において「中性」とは 、pH 7に近いpH値の範囲にわたり、約pH 6.5〜約7.5 を意味する。スラリーは、 粒状構造を破壊しない公知の予備ゲル化法を用いて予備ゲル化され、次いで水分 が２〜15％になるまで乾燥される。乾燥された予備ゲル化された粒状スターチ又 はフラワーは、次いで脱水により熱的に抑制され、次いで脱水されたスターチ又 はフラワーは熱処理される。 代わりに、スターチ又はフラワーが、pH調節され、熱的に抑制され、次いで予 備ゲル化されるべき場合には、粒状スターチ又はフラワーを水中でスラリー化さ せ、塩基の添加によりpHを中性以上に調節し、そしてスターチ又はフラワーをそ の水分が約２〜15％になるまで乾燥する。乾燥された粒状スターチ又はフラワー は、pH調節と同時に又はpH調節後、無水物又は実質的に無水物になるまで脱水す ることにより加水分解され、次いで脱水された粒状スターチ又はフラワーは熱処 理される。得られる粒状の熱的に抑制されたスターチ又はフラワーを水により洗 浄し、次いで粒状スターチを破壊しない公知の方法を用いて予備ゲル化すること が好ましい。 脱水は、熱的脱水であっても非熱的脱水であってもよい。熱的脱水は、含水率 を１％以下、好ましくは０％に減少させるのに十分な温度で十分な時間を要して 慣用的なオーブン若しくは電子オーブン又は他の加熱装置内でスターチを加熱す ることにより実施される。非熱的脱水を実施するための代表的な方法には、溶剤 、好ましくは親水性溶剤、より好ましくは水と共沸混合物を形成する親水性溶剤 （例えば、エタノール）を使用して粒状スターチ又は予備ゲル化されたスターチ から水を抽出すること又は粒状スターチを凍結乾燥させることが含まれる。 予備ゲル化工程又は熱的抑制工程の両方の後に、粒子の団結性を保つための公 知の方法により生成物を洗浄することができる。 熱的抑制前又は後の種々の蛋白質、脂質及び他の臭気成分の除去によって、熱 的に抑制されたスターチの風味（すなわち、味及び香気）が改良される。予備ゲ ル化されていないスターチからの蛋白質の亜塩素酸ナトリウム抽出法は以下で述 べる。蛋白質、脂質及び他の臭気成分を除去するために用いられる他の方法とし ては、アルカリ性pH（例えば、pH 11〜12）で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。蛋白質及び／又は 脂質に対してアフィニティーを有する極性及び無極性溶剤を使用することもでき る。例としては、アルコール（例えば、エタノール）、ケトン（例えば、アセト ン）、エーテル（例えば、ジオキサン）、芳香族溶剤（例えば、ベンゼン又はト ルエン）等がある。食品用途に対しては、適切な食品用溶剤が使用されるべきで ある。 スターチ又はフラワーの初期pH、脱水法及び脱水条件、並びに熱処理温度及び 熱処理時間等の加工条件を変えることによって、抑制度を変化させて種々の粘度 特性を最終的な予備ゲル化された粒状スターチ又はフラワーに付与することがで きる。脱水及び熱処理法のパラメーターが、熱的脱水及び熱処理のために使用さ れる特定の装置の関数でありうる限りは、装置の選択は、抑制度を調節する際の 因子にもなるであろう。 発明の実施の形態 トウモロコシ、エンドウ(pea)、ジャガイモ、サツマイモ、オオムギ、コムギ 、コメ、サゴ、アマランス（amaranth）、タピオカ、ソルガム、ワキシーコーン 、ワキシータピオカ、ワキシーライス、ワキシーオオムギ、ワキシーポテト、ワ キシーソルガムのような供給源、並びにアミロース含有率が40％以上のスターチ 及びフラワー から当該スターチ及びフラワーを得ることができる。 本明細書において「天然」のスターチは、自然界に見出されるものである。ス ターチは、未改質のものであっても、転化（例えば、酵素転化、熱転化、又は酸 転化）、酸化、ホスホリル化、エーテル化、エステル化、及び／又は化学的架橋 により改質されたものであってもよい。フラワーは、漂白又は酵素転化により改 質されてもよい。これらの修飾は、予備ゲル化前若しくは後又は脱水及び加熱処 理前若しくは後に実施することができる。 粒状構造を保つ公知の方法のいずれによってもスターチを予備ゲル化すること ができる。具体的な方法は、米国特許第4,280,851 号（1981年7月28日にPitchon 等に付与）；米国特許第4,465,702 号（1984年8月14日に付与）；米国特許第5, 037,929 号（1984年8月6日にRajagopalan 等に付与）；及び米国特許第5,149,79 9 号（1991年9月22日にRubensに付与）に開示されている。 米国特許第4,280,851 号は、粒状の予備ゲル化されたスターチを調製するため の複式噴霧乾燥方法を開示している。水性溶剤中の粒状スターチの混合物は、ノ ズル集成体内の噴霧口を通じて噴射されて微細な霧を形成する。熱媒が、前記ノ ズル集成体内の第２開口部を通じて噴霧されたスターチの霧中に噴射され、スタ ーチをそのゲル化温度まで加熱する。密閉チャンバーが、噴霧及び熱媒射出装置 を取り囲み、そして当該チャンバーからスターチの加熱された霧が出るように配 置された通気口を画定している。この配置は、スターチの霧がチャンバーを通じ て噴霧口から通気口まで移動する間の時間がスターチのゲル化時間を決めるよう なものである。得られる噴霧乾燥された予備ゲル化されたスターチは、窪みのあ る球状の形態にある均一にゲル化したスターチ粒子を含み、その粒子の大部分は 完全であり、また破壊されておらず、そして再び水和させると膨潤 する。 この複式噴霧／噴霧乾燥方法を実施する装置が米国特許第4,600,472 号（1986 年7月13日にPitchon 等に付与）に開示されている。これらのスターチの製造に 使用するのに適するノズルが米国特許第4,610,760 号（1986年９月９日にKirkpa trick 等に付与）に開示されている。米国特許第4,847,371 号（1989年7月11日 にSchara等に付与）には複式噴霧方法及びPitchon 等の特許明細書に記載のもの と同様な装置が開示されている。 米国特許第4,465,702 号は、冷水で膨潤する粒状コーンスターチを製造する方 法を開示している。10〜25重量部の未ゲル化スターチが50〜75重量部の水性Ｃ₂ 〜Ｃ₃アルカノールと約13〜20部の水の中でスラリー化される。アルカノール及 び水混合物は、スターチ中の水を含めて約15〜35重量％の水を含む。スターチス ラリーは、密閉区画内で約300〜360°Ｆの温度で約30分間加熱される。次いで、 予備ゲル化された粒状スターチがスラリーから回収される。 米国特許第5,037,929 号は、冷水に可溶な粒状スターチを製造する方法を開示 している。このスターチ粒子は、水及び1,3-プロパンジオール、ブタンジオール 、又はグリセロールのような多価アルコールの中でスラリー化される。スラリー が80〜130℃で約３〜30分間加熱されると、スターチの粒子団結性を保ったまま 粒子の結晶構造は一重らせん結晶又は非晶質状態に変化する。スターチは液相か ら回収される。 米国特許第5,149,799 号は、予備ゲル化された粒状スターチを製造するための 単式噴霧乾燥方法及び装置を開示している。このスターチは水性媒体中でスラリ ー化され、そしてスターチスラリーの流れは約50〜200psig の圧力で噴霧ノズル 内で噴霧チャンバーに供給される。蒸気が50〜250psig の圧力で噴霧チャンバー に導入される と同時にスターチが加熱され、そして蒸気がチャンバーの底部にある通気口を通 じてスターチを押し出し、スターチは霧状になる。この方法は、二流体内部混合 噴霧ノズル（two-fluid internal mix spray nozzle）内で実施される。この方 法及び装置は、スターチが噴霧される際に十分な熱及び水分をスターチに供給し てスターチを均一にゲル化させる。噴霧されたスターチは、最低限の熱又はスタ ーチが噴霧チャンバーから出る際の剪断作用により乾燥される。 スターチを水に分散させた場合にスターチが高い又は低い初期粘度を示したと しても、当該技術分野で公知の予備ゲル化方法により予備ゲル化の程度を調節す ることができる。一般に、予備ゲル化に噴霧乾燥が用いられるならば、噴霧ノズ ル内での滞留時間はより長くなり、スターチに対する蒸気の割合は高くなり、そ の後にスターチを水中に分散させる場合には予備ゲル化されたスターチの初期粘 度は高くなる。逆に、滞留時間が短くなると、熱及び水分の量は減少し、粘度は 低くなる。 熱的抑制方法の第１工程において、スターチ又は熱的に抑制された予備ゲル化 されたスターチ（以下、スターチと呼ぶ）は、当該スターチを無水物又は実質的 に無水物にするのに十分な温度で十分な時間を要して脱水される。第２工程にお いて、脱水された（すなわち、無水又は実質的に無水）スターチは、当該スター チを抑制するのに十分な温度で十分な時間を要して熱処理される。 水の存在下でスターチが加熱される場合には、スターチの加水分解又は分解が 起こりうる。加水分解及び分解によって粘度が低下するために抑制の効果が限定 され、高粘度生成物が所望とされる場合に望ましくない。従って、スターチの加 水分解の条件は、加水分解及び分解を抑えながら抑制が促進されるように選ばれ る必要がある。この基準に合致する条件を用いることができる。溶剤抽出又は凍 結乾燥による水の除去は、スターチを直接加熱して水を蒸発させるよりもスター チを加水分解させにくい。 熱的脱水に対して適切な条件は、低温又は脱水前にスターチのpHを上昇させる ことである。熱的脱水に対して好ましい条件は、低温と中性から塩基性のpHとの 組み合わせからなる。スターチを脱水するのに用いられる温度は好ましくは125 ℃以下、より好ましくは100 〜120℃である。脱水温度は100℃以下であることも 可能であるが、水分を除去するのに100℃以上の温度がより有効である。 好ましいpHは少なくとも７であり、最も好ましくはpH 8以上であり、典型的に はpH 7.5〜10.5であり、好ましくは8 〜9.5 である。 12以上のpHでは、ゲル化がより容易に起こり、そのためpHを12以下に調節するこ とが効果的である。 必要であれば、pHを保つためにリン酸ナトリウムのような緩衝剤を使用しても よい。pHを上昇させるための代わりの方法として、スターチ又は予備ゲル化され たスターチが所望のpHになるまで、熱的抑制工程の間又は前に当該スターチに塩 基溶液を噴霧することからなる。他の方法は、好ましくは熱的脱水工程及び熱処 理工程の間にアンモニアのようなアルカリ性ガスを吹き込むことからなる。当該 スターチが食品中に使用されない場合には、当該スターチのpHを上昇させること ができる作用しうる又は適切な無機又は有機塩基を使用することができる。 食品用途に対し、pH調節工程において使用するのに適する食品用塩基としては 、限定するわけではないが、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ピロリン酸四 ナトリウム、オルトリン酸アンモニウム、オルトリン酸二ナトリウム、リン酸三 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、水酸化カリウ ム、並びに食品及び薬品に関する行政法若しくは他の食品規制法のもとで食品に 対してその使用が認められている他の塩基がある。最終製品が、意図する最終用 途にとって好ましい製造方法に適合する限りにおいては、これらの規制法のもと で食品に対して使用が認められていない塩基も使用できる。好ましい食品用塩基 は炭酸ナトリウムである。熱的抑制工程により生じる組織及び粘度はpHが上昇す るにつれて高められ、高いpHでは熱処理工程時にスターチが褐色になる傾向があ ることに留意しなければならない。 実験室規模での溶剤を用いる脱水に対し、スターチ又はフラワー（水分約４〜 ５％）をソックスレーシンブル(Soxhlet thimble)内に入れ、次いでソックスレ ー(Soxhlet)抽出器内に入れる。適切な溶剤を前記抽出器内に入れ、還流温度ま で加熱し、次いでスターチ又はフラワーを脱水するのに十分な時間還流させる。 還流時に溶剤がスターチ又はフラワー上に濃縮されるので、スターチ又はフラワ ーは溶剤の沸点よりも低い温度に暴露される。例えば、エタノール（沸点約７８ ℃）抽出時に、スターチの温度はわずかに約40〜50℃である。エタノールが溶剤 として使用される場合には、還流は約17時間継続される。抽出されたスターチ又 はフラワーをシンブルから取り出し、トレイ上に広げ、そして過剰な溶剤を蒸発 させる。エタノールを用いた場合に、エタノールを蒸発させるのに要する時間は 約20〜30分間である。スターチ又はフラワーを即座に適切な熱処理用の加熱装置 内に入れる。工業的規模での脱水に対して、いかなる連続抽出装置も適する。 凍結乾燥による脱水に対し、スターチ又はフラワー（水分４〜５％）をトレイ 上に置き、そして凍結乾燥機内に入れる。適切なバルクトレイ凍結乾燥機はニュ ーヨーク州所在のStone Ridge から商標名Dura-Tapのもとで入手可能である。凍 結乾燥機は、プログラムされたサイクルで作動してスターチ又はフラワーから水 分を除去する 。スターチ又はフラワーの温度を約20℃で一定に保ち、真空度を50ミリトール（ mT）にまで上げる。スターチ又はフラワーを凍結乾燥機から取り出し、そして即 座に適切な熱処理用の乾燥装置に入れる。 スターチを脱水した後、スターチを抑制するのに十分な温度又は温度範囲で十 分な時間を要してスターチを熱処理する。好ましい熱処理温度は100℃以上であ る。実際的な目的に対する熱処理温度の上限は通常200℃であり、200℃では高度 に抑制されたスターチを得ることができる。典型的には、熱処理は、120 〜180 ℃、好ましくは140 〜160℃、より好ましくは160℃で実施される。抑制度は、pH 及び熱処理温度並びに時間に依存する。例えば、スターチ又はフラワーをpH 9.0 に調節し、オーブンの温度が160℃である場合には、軽度に抑制されたスターチ 又はフラワーは４〜５時間の加熱を櫃よ付とし、中程度に抑制されたスターチ又 はフラワーは約５〜６時間の加熱を必要とし、そして高度に抑制されたスターチ 又はフラワーは６〜８時間の加熱を必要とする。低温では、長い加熱時間を必要 とする。約5.0 〜6.5 のpHを有する天然のスターチのように、スターチ又はフラ ワーのpHが低い場合には、加熱は低い抑制をもたらす。 フラワーに対して、対応するスターチと比較した場合に、それと同様なレベル の抑制を達成するために低い温度／短い加熱時間が必要とされる。 スターチを熱的に脱水する場合には、脱水工程と熱処理工程が連続しているこ とも可能であり、これはスターチを周囲温度から加熱することにより達成するこ とができる。流動床を使用する場合には、温度が約125℃に達する前に水分が蒸 発してスターチが無水物になる。スターチ又はフラワーが無水物又は実質的に無 水物になった 後、加熱を続けたままにしておくと、最終的な熱処理温度に達する前であっても 、同時にある程度の抑制が達成される。 スターチ又はフラワーは、個々に抑制されても、又は１種以上が同時に抑制さ れてもよい。スターチ又はフラワーは、熱的抑制過程を阻害せず、また熱的に抑 制された予備ゲル化された粒状スターチ又はフラワーの特性を変化させない他の 材料又は添加物の存在のもとで抑制されてもよい。 熱的脱水及び熱処理工程は、常圧下、減圧下又は加圧下で実施することができ 、そして当該技術分野で公知の手段を用いて達成することができる。好ましい方 法は、乾燥気流中又は不活性気体雰囲気中で乾熱を適用することによる。 熱的脱水及び熱処理装置は、工業用オーブン、例えば、慣用的なオーブン、電 子オーブン、デキストリン化機、流動床反応器及び乾燥機、加熱装置及び他の種 類の加熱器を備えた混合機及び配合機であることができるが、水分が凝集してス ターチ上に凝結しないように当該装置が通気口を備えていることを条件とする。 当該装置は、水蒸気を当該装置から除去する手段、例えば、当該装置のヘッドス ペースから空気を掃除する減圧若しくは送風機又は流動ガスを備えていることが 好ましい。熱処理工程は、その中で熱的脱水工程が実施される同一装置内で達成 することができ、脱水工程と連続することが都合良い。 低分解率で高粘度を有する予備ゲル化され且つ熱的に抑制されたスターチは、 慣用的な加熱オーブンにおけるよりも短い時間で流動床反応器において得られる 。適切な流動ガスは空気及び窒素である。安全上の理由から、酸素を12％以下含 むガスを使用することが好ましい。 適切な流動床反応器は、ニュージャージー州ニューブルンスウィ ック（New Brunswick）所在のProcedyne Corporation 製のモデルFDR-100 であ る。この流動床反応器の断面積は0.05平方メートルである。最初の床高さは0.3 〜0.8 メートルであるが、通常は0.77メートルである。流動ガスは、他に記載が ない限り空気であり、５〜21メートル／分の速度で使用される。前記反応器パネ ルの側壁は熱油により加熱され、そして流動ガスは電熱機により加熱される。試 料を反応器内に装入し、次いで流動ガスを導入するか、又は流動ガスを導入して いる間に試料を装入する。試料が無水物になるまで試料を周囲温度から125℃に 昇温させ、そして特定の熱処理温度になるまで更に加熱する。熱処理温度が160 ℃である場合には、その温度は３時間以内に達成される。 以下の熱処理工程において、熱的に抑制されたスターチ又はフラワーを篩分け して所望の粒度を選別してもよい。 産業上の応用性 これらのスターチ及びフラワーは、化学的に架橋した予備ゲル化された粒状ス ターチが有用であることが知られている食品用途及び工業的用途において有用で ある。 使用される全てのスターチ及びフラワーが粒状のものであって、、ニュージャ ージー州ブリッジウォーター（Bridgewater）所在のナショナル・スターチ・ア ンド・ケミカル・カンパニー（National Starch and Chemical Company）により 提供されている。 試験試料のための対照は、試験試料と同じ天然供給元に由来するものであって 、未改質のものであるか又は試験試料のように改質されたものであり、他に記載 がない限り、pHが同じである。 試験試料及び対照試料の双方の全てのスターチ及びフラワーを個々に調製し、 そして試験した。 他に記載が無いかぎり、試料のpHは、水中のスターチ又はフラワーを固形分30 〜40％でスラリー化させ、次いで所望のpHに達するまで十分な量の５％炭酸ナト リウム溶液を転化することにより上昇させた。 噴霧ノズルであるタイプ1/2J（イリノイ州ウィートン所在のSpraying Systems Company製）を使用し、パイロットサイズの噴霧乾燥機であるタイプI-KA＃4（ マサチューセッツ州アットレボロフォールズ（Attleboro Falls）所在のAPV Cre paco，Inc.，Dreyer Division製）内でスラリーを予備ゲル化した。前記噴霧ノ ズルは下記の通りの構成であった：流動キャップ：251376、及びエアキャップ： 4691312。スターチに対する蒸気の比が3.5 〜4.5：１であるように初期低温粘度 が低い試料を噴霧し、そしてスターチに対する蒸気の比が5.5 〜6.5：１である ように初期冷粘度が高い試料を噴霧した。噴霧乾燥後で脱水工程前の全ての試料 の含水率は４〜10％であった。 オーブン内又は前記流動床反応器内で試験試料を脱水及び熱処理した。 最終加熱温度での試料の含水率は０％であった。流動床内で脱水し、熱処理し た試料の一部を採取し、表に示した温度及び時間で抑制に関する試験を行った。 下記の通りのブラベンダー法を用いて抑制に関する試験を試料に対して行った 。 試験すべき予備ゲル化された熱的に抑制された粒状スターチを十分な量の蒸留 水中でスラリー化させ、下記の通りのpH 3の4.6 ％無水固形スターチスラリーを 得た：132.75g のスクロース、26.55gのスターチ、及び同量の酸又は緩衝化酸並 びに下記の水を、標準的な家庭用ミックスマスター(Mixmaster)配合機内で#1の 設定で３分間 混合した。実施例１で報告するブラベンダー粘度に対し、108gの酢酸及び405.9g の水を使用した。実施例２で報告するブラベンダー粘度に対し、50g のクエン酸 ナトリウム／クエン酸緩衝液（pH 3）及び366.7gの水を使用した。次いで、350c m/g のカートリッジを備えたブラベンダービスコアミログラフ（Brabender VISC O＼Amylo＼GRAPH）の試料カップにスラリーを導入し、そしてスラリーを30℃に 加熱して10分間保持したときの粘度を測定した。30℃での粘度及び30℃で保持後 10分経過したときの粘度（10）を記録した。これらの温度での粘度のデータは、 予備ゲル化の程度の測定値である。30℃での粘度の値が大きいほど、予備ゲル化 工程時の粒子の膨潤及び水和の程度が大きい。 95℃まで加熱を続け、そしてその温度を10分間維持した（10’）。ピーク粘度 及び95℃から10分後の粘度をブラベンダーユニット（BU）で記録し、その値を用 いて下記式： （式中、「ピーク」はブラベンダーユニットでのピーク粘度であり、「（95℃＋ 10’）」は95℃で10分経過したときのブラベンダーユニットでの粘度である） に従って粘度のブレークダウン率（％）を計算した。ピーク粘度が無い場合、す なわち示されるデータが増加曲線又は平らな曲線である場合には、95℃での粘度 及び95℃に達した後10分経過したときの粘度を記録した。 予備ゲル化されたスターチに対し、冷水中に分散された場合の粘度は、予備ゲ ル化工程時に最初にスターチが加熱される程度に依存する。予備ゲル化時に粒子 が完全に膨潤又は水和しない場合には、スターチを水中に分散させて加熱したと きにゲル化し続ける。抑制 は、スターチを固形分4.6 ％でpH 3の水中に分散させ、加熱した場合のスターチ 粘度を測定することにより決定される。 粘度を測定するのに使用される装置はブラベンダービスコアミログラフ（Brab ender VISCO＼Amylo＼GRAPH（ニュージャージー州ハッケンサック所在のC.W．Br abender Instruments，Inc.製））である。このVISCO＼Amylo＼GRAPHは、スター チスラリーをプログラムされた加熱サイクルにかけた場合に増加する粘度を釣り 合わせるのに要するトルクを記録する。精度は±２％である。 予備ゲル化されたスターチが高い初期低温粘度を有することは、スターチが予 備ゲル化工程で非常に蒸煮（cook）されたことを意味し、得られるブラベンダー トレースは次のようになるであろう：高度に抑制されたスターチに対してトレー スは平らな曲線となり、スターチが既に非常に膨潤し、更なるゲル化できなくな るほど抑制されたことを示唆するか、又はトレースが増加曲線になり、更なるゲ ル化がある限度まで遅い速度で起こることを示唆する。あまり抑制されていない スターチに対してトレースは減少曲線になり、若干の粒子が断片化され、抑制さ れていない対照よりも粘度の全減少分が小さいか、又は第２ピークを示すが、抑 制されていない対照よりも粘度の低下は小さい。 予備ゲル化されたスターチが低い初期低温粘度を有する場合に、このことはス ターチが予備ゲル化工程時にあまり蒸煮されず、初期粘度ピーク粘度を達成する ためには更に蒸煮する必要があることを意味し、得られるブラベンダートレース は次のようになるであろう：高度に抑制されたスターチに対し、トレースは増加 曲線になり、遅い速度で更なるゲル化がある限度まで起こることを示唆し、あま り抑制されていないスターチに対し、トレースはゲル化が起こる際にピーク粘度 を示し、次いで粘度が低下するが、抑制されていない 対照よりも低い粘度減少率を示す。 下記実施例における熱的に抑制された予備ゲル化された粒状スターチ及び対照 は、上記のように調製されたものであって、上記手順を用いてブラベンダー曲線 から得られるデータに関係づけて定義されるものである。 ブラベンダー加熱サイクル時に、(i)ブラベンダー曲線がピーク粘度をもたな い連続的に増加する粘度を示し、予備ゲル化されたスターチが高度に抑制されて 更なるゲル化に耐えることを示唆するか、又は、(ii)ブラベンダー曲線が第２ピ ークを示すか又は抑制されていない対照に比してピーク粘度からの粘度の減少率 が低く、スターチの抑制がある程度達成されたことを示唆するならば、ブラベン ダー曲線から得たデータを用いて抑制が存在すると決定される。 実施例１ ワキシーメイズの試料をpH 6.0、8.0 及び10.0に調節し、高い及び低い初期粘 度の両方で上記のように予備ゲル化した。pHが調節されたスターチを加水分解さ せ、次いで流動床内で160℃で示した時間を要して熱処理した。それらの抑制に ついて評価した。 結果を以下の表に示す。 データは若干の熱的抑制が全ての場合において達成されたことを示しており、 初期pHが高いほど及び加熱時間が長いほど抑制度が増加することを示している。 pHが6.0 で０分及び30分の試料に対し、 記録されたピークは実際に最初の高い粘度がブレークダウンし始めた後に得られ た第２ピークであった。pHが10の試料の幾つかでは、ピーク粘度がなく、高度に 抑制されたスターチであることが示唆された。 実施例２ この実施例は、別のスターチ基材及びワキシーメイズスターチからの熱的に抑 制された予備ゲル化された粒状スターチの調製法を説明する。粒状スターチを初 期pHに調節し、上記方法を用いて予備ゲル化し、次いで140℃のオーブン内で示 した時間熱処理した。加熱評価及びブラベンダー結果を以下のように示す。表中 で、「mod.」なる略語は「中程度に」を、「sl．」なる略語は「僅かに」を、「 v.」なる略語は「非常に」を意味する。 蒸煮評価 この結果は、他のスターチ基材を使用して熱的に抑制された予備ゲル化された 粒状スターチを調製することができること、及び脱水及び熱処理に流動床よりも むしろオーブンが使用される場合において非凝集性スターチに対して長い時間及 び／又は高いpHが必要とされることを示している。 実施例３ この実施例は、予備ゲル化前にスターチを熱的に抑制することができることを 示す。粒状ワキシーメイズスターチを9.5 のpHに調節し、次いで流動床内で160 ℃（320°Ｆ）で示した時間熱処理した。得られたスターチを再びスラリー化し 、所定のpHにpHを調節し、次いで上記の噴霧乾燥機内で予備ゲル化させた。噴霧 ノズルキャップのサイズを変えることによりノズル背圧を変化させることによっ て、初期粘度に違いが生じた。噴霧ノズルのキャップサイズはpH 5.5及び8.5 の 試料に対しては７mmであり、pH 7.0の試料に対しては 10.0mmであった。 ブラベンダー結果を以下に示す。 この結果は、熱処理時間が長い場合に、非常に抑制されているが低い初期粘度 を有するスターチが得られることを示している。 実施例４ この実施例は、その後のアルコール抽出によって、熱的に抑制された予備ゲル 化された粒状スターチの風味を改良することを説明する。 熱的に抑制された予備ゲル化された粒状ワキシーメイズ（pH 9.5に調節され、 流動床内で160℃で180 分間熱処理されたもの）をソックスレー抽出器に入れ、 次いで溶剤としてエタノール（沸点78℃）を使用して一晩（約17時間）還流させ た。次いで、抽出されたスターチを紙の上に広げ、過剰なエタノールを蒸発させ た。同じ条件下で熱的に抑制され、次いでエタノール抽出された未ゲル化粒状ワ キシーメイズ及び予備ゲル化された非粒状ワキシーメイズは双方とも風味が改良 されたために、エタノールにより抽出された予備ゲル化された粒状スターチは刺 激性の低い風味を有するのはもっともである。 実施例５ この実施例は、熱的に抑制されたワキシーメイズの風味（すなわち、味及び香 気）に及ぼす種々の蛋白質、脂質及び他の臭気成分を 除去することの効果を説明する。 予備ゲル化工程又は熱的抑制工程のいずれかの前に、下記のようにワキシーメ イズスターチから蛋白質を除去した。Ｗ＝1.5（75ポンドの水に対してスターチ が50ポンド）でスターチをスラリー化させ、次いで硫酸を用いてpHを３〜3.5 に 調節した。スターチの重量に基づいて２％の塩化ナトリウムを加えた。３％水酸 化ナトリウム溶液を用いて約9.5 にpHを上昇させ、次いで乾燥前に良く洗浄した 。スターチの蛋白質濃度は、約0.1 ％以下に減少させるべきである。未処理ワキ シーメイズの蛋白質濃度は約0.1 ％に減少させるべきである。 以下で述べるように熱的に抑制された粒状ワキシーメイズのこの処理により風 味が改良されたために、この処理によって熱的に抑制された予備ゲル化された粒 状スターチの風味も改良されるであろう。種々の蛋白質、脂質、及び他の臭気成 分の除去によって、他のスターチ基材及びフラワーの風味も改良されることが予 測される。 M．Meilgaard等による“Sensory Evaluation Techniques”第47〜111 頁（CRC Press Inc.，Boca Raton，Florida 1987）に記載されているような片側風味差 検定法（one-sided directional difference taste testing procedure）を用い 、蛋白質が減少された熱的に抑制された粒状ワキシーメイズ（pH 9.5に調節；流 動床内で160℃で90分間脱水及び加熱）を、熱処理前に蛋白質が減らされていな い同様な熱的に抑制されたワキシーメイズと比較した。 風味差検定に対し、３％スターチ加工物（100℃で15分間加熱された試料）を 調製し、次いでパネリストにいずれの試料が「良好な」な風味であるかを尋ねた 。試料の間に存在する色の違いを打消すために、全ての試験を知覚評価試験室内 で赤色光のもとで行った。 結果は次の通りであった： 上記結果は、熱処理前の蛋白質の除去によって、熱的に抑制された予備ゲル化 されていない粒状ワキシーメイズスターチの風味を改良することが促進されるこ とを示している。 本発明の好ましい態様を詳細に述べてきたが、当業者によって本発明の種々の 修飾及び改良が明らかになるであろう。従って、本発明の真意及び範囲は請求の 範囲によってのみ限定されるべきであって、上記記載によって限定されない。

【手続補正書】 【提出日】１９９７年７月１８日 【補正内容】 (1) 請求の範囲を別紙の通り補正します。 (2)(イ)明細書第２頁第１行〜第６行において「化学的に架橋されたスターチの 予備ゲル化された粉末を水に分散させると、その分散液は重い（heavy）又は短 い（short）と記述される非凝集性及び軟膏状の組織を有する。 予備ゲル化されたスターチに香料をブレンドすることが望ましい。」とあるを 、『化学的に架橋されたスターチの予備ゲル化された粉末を水に分散させると、 その分散液は重い（heavy）又は短い（short）と記述される非凝集性及び軟膏状 の組織を有する。 特定の食品に対しては、冷水中で少なくとも弱いゲルを形成する瞬間ゲル化ス ターチ（instant gelling starch）が望ましい。米国特許第4,391,836 号（1983 年７月５日にC．W．Chiuに付与）には、約70ｇのブルーム強度を有する少なくと も弱いゲルを形成させることを特徴とする瞬間ゲル化タピオカスターチ又はポテ トスタートを製造する方法が開示されている。pHが約５〜12である天然のタピオ カスターチ又はポテトスターチの水性スラリーをドラム乾燥させて当該スターチ を冷水分散性にする。ドラム乾燥されたスターチは、次いで熱処理され、それら のピーク又は最大粘度がブラベンダー粘度範囲（タピオカスターチに対しては約 1000〜4200 B.U．であり、そしてポテトスターチに対しては約2400〜4400 B.U. である。）に低下される。熱処理は慣用的な加熱装置内で約125〜180℃で約1.5 〜24時間を要して実施される。この順序を逆にすると、すなわち熱処理の次にド ラム乾燥させると、うまくいかない。pHが約6.5 であり、そして適切な時間及び 温度が選択される限りにおいては、わずかに転化された（流動性）タピオカスタ ーチ及びポテトスターチを用いることができる。この方法により瞬間ゲル化ワキ シースターチを製造することができない。 予備ゲル化されたスターチに香料をブレンドすることが望ましい。』に補正し ます。 (ロ) 明細書第２頁第16行〜第21行において「この加熱時間は、デキストリン化 を達成するには不十分ではあるが、木のような臭気の発生を抑制するには十分で ある。トウモロコシ、コムギ、コメ及びサゴの組織及び風味は、この熱処理によ り改良されたが、これらのスターチは食品組成物において一致しない再現不能な 結果を与えた（第２段階、第14〜18行参照）。」とあるを、『この加熱時間は、 デキストリン化を達成するには不十分ではあるが、木のような臭気の発生を抑制 するには十分である。熱処理後、ワキシーメイズスターチは、ドラム乾燥のよう な公知の技術により予備ゲル化される。トウモロコシ、コムギ、コメ及びサゴの 組織及び風味は、この熱処理により改良されたが、これらのスターチは食品組成 物において一致しない再現不能な結果を与えた（第２段階、第14行〜18行参照） 。』に補正します。 (ハ) 明細書第11頁第９行〜第10行において「典型的には、熱処理は、120 〜18 0℃、好ましくは140 〜160℃、より好ましくは160℃で実施される。」とあるを 、『典型的には、熱処理は、120 〜180℃、好ましくは140 〜160℃、より好まし くは160℃で20時間以内の時間を要して実施される。』に補正します。 請求の範囲 １．粒子の団結性を保ちながらスターチ又はフラワーを予備ゲル化する工程； 含水率が１％以下になるように粒状スターチ又はフラワーを熱的に又は非熱的に 脱水させてスターチ又はフラワーを無水物又は実質的に無水物にする工程；及び 、無水又は実質的に無水のスターチ又はフラワーを、それらを抑制するのに十分 な温度で十分な時間を要して熱処理する工程であって、前記温度が100℃以上で あり、そして前記時間が20時間以内である工程により調製される熱的に抑制され た予備ゲル化された粒状スターチ又はフラワー。 ２．バナナ、トウモロコシ、エンドウ、ジャガイモ、サツマイモ、オオムギ、 コムギ、コメ、サゴ、アマランス、タピオカ、ソルガム、V.O.ハイブリッドワキ シーメイズ、ワキシーメイズ、ワキシータピオカ、ワキシーライス、ワキシーオ オムギ、ワキシーポテト、ワキシーソルガム、及び40％以上のアミロースを含有 するスターチから成る群より選ばれ、脱水工程前に8〜9.5 のpHに調節された請 求項１記載のスターチ。 ３．熱的に抑制された予備ゲル化された粒状スターチ又はフラワーを製造する 方法であって、 粒子の団結性を保ちながらスターチ又はフラワーを予備ゲル化させる工程； 含水率が１％以下になるように粒状スターチ又はフラワーを熱的に又は非熱的 に脱水させて前記スターチ又はフラワーを無水物又は実質的に無水物にする工程 ；及び 無水又は実質的に無水のスターチ又はフラワーを、それらを抑制するのに十分 な温度及び時間を要して熱処理する工程であって、前記温度が100℃以上であり 、そして前記時間が20時間以内である工程を含む方法。 ４．脱水工程及び熱処理工程前に粒状スターチのpHを８〜9.5 に調節する工程 を更に含み、脱水工程及び熱処理工程が流動床内で120 〜180℃で約４時間以内 の時間を要して同時に実施され、そして予備ゲル化工程が同時脱水熱処理工程後 に実施される請求項３記載の方法。 ５．予備ゲル化工程、脱水工程若しくは熱処理工程及び／又はpHが調節された 脱水及び熱処理されたスターチを水を用いて洗浄する工程の前又は後に、スター チから蛋白質及び／又は脂質を除去する工程を更に含む請求項４記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ )，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ， ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ ，ＶＮ (72)発明者 トーマス，デビット ジェイ. アメリカ合衆国，ミネソタ 55123，イー ガン，ウエストチェスター サークル 4299 (72)発明者 チウ，チュン−ワイ アメリカ合衆国，ニュージャージー 07090，ウエストフィールド，ウッズ エ ンド ロード 305 (72)発明者 ジェフコート，ロジャー アメリカ合衆国，ニュージャージー 08807，ブリッジウォーター，ダウ ロー ド 847 (72)発明者 ハンチェット，ダグラス ジェイ. アメリカ合衆国，ニュージャージー 07885，ワートン，セント マリーズ ス トリート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．熱的に抑制され且つ予備ゲル化された粒状スターチ又はフラワー。 ２．水中に分散された後、熱的に抑制されていない予備ゲル化された粒状スタ ーチ又はフラワー基材に比して粘度安定性が高いことを特徴とする請求項１記載 のスターチ又はフラワー。 ３．熱的に抑制され、その後に予備ゲル化された請求項１記載のスターチ又は フラワー。 ４．予備ゲル化され、その後に熱的に抑制された請求項１記載のスターチ又は フラワー。 ５．穀類、根菜類、塊茎類、マメ科植物又は果物のスターチ又はフラワーであ る請求項１記載のスターチ又はフラワー。 ６．バナナ、トウモロコシ、エンドウ、ジャガイモ、サツマイモ、オオムギ、 コムギ、コメ、サゴ、アマランス、タピオカ、ソルガム、V.O.ハイブリッドワキ シーメイズ、ワキシーメイズ、ワキシータピオカ、ワキシーライス、ワキシーオ オムギ、ワキシーポテト、ワキシーソルガム、及び40％以上のアミロースを含有 するスターチ又はフラワーから成る群より選ばれる請求項５記載のスターチ又は フラワー。 ７．スターチがワキシースターチである請求項６記載のスターチ。 ８．改質スターチであって、改質が予備ゲル化前若しくは後及び／又は熱的抑 制前若しくは後に行われた請求項１記載のスターチ。 ９．転化されたスターチ、誘導化されたスターチ、化学的に架橋されたスター チ、誘導化され且つ転化されたスターチ、誘導化され且つ化学的に架橋されたス ターチ、及び転化され且つ化学的に架橋 されたスターチから成る群より選ばれる請求項８記載のスターチ。 10．改質フラワーであって、改質が予備ゲル化前若しくは後及び／又は熱的抑 制前若しくは後に行われた請求項１記載のスターチ。 11．漂白された及び／又は酵素転化されたフラワーである請求項９記載のフラ ワー、 12．熱的に抑制され且つ予備ゲル化された粒状スターチ又はフラワーを製造す る方法であって、 (a) 粒子の団結性を保ちながらスターチ又はフラワーを予備ゲル化する工程； (b) スターチ又はフラワーを無水物又は実質的に無水物になるまで熱的に又は 非熱的に脱水する工程；及び (c) 脱水されたスターチ又はフラワーを抑制するのに十分な温度で十分な時間 を要して脱水されたスターチ又はフラワーを熱処理する工程； を含む方法。 13．予備ゲル化工程が脱水工程前に実施される請求項12記載の方法。 14．予備ゲル化工程が脱水工程及び熱処理工程後に実施される請求項12記載の 方法。 15．熱的脱水工程が粒状スターチ又はフラワーを100℃以上で直接加熱するこ とにより実施されるか、又は非熱的脱水工程が親水性溶剤を用いてスターチ若し くはフラワーを抽出するか若しくはスターチ若しくはフラワーを凍結乾燥するこ とにより実施される請求項12記載の方法。 16．熱処理が約120 〜180℃で20時間以内で実施される請求項12記載の方法。 17．脱水工程及び熱処理工程前に粒状スターチ又はフラワーのpH を中性以上に調節する工程を更に含む請求項12記載の方法。 18．脱水工程及び熱処理工程前にpHを約８〜9.5 に上昇させ；脱水工程及び熱 処理工程が、流動床内で約140 〜160℃で約５時間以内の時間を要して、pHが調 節されたスターチ又はフラワーに対して同時に実施され；及び、予備ゲル化工程 が脱水工程及び熱処理工程前に実施される、請求項16記載の方法。 19．脱水工程及び熱処理工程前にpHを約８〜9.5 に上昇させ；脱水工程及び熱 処理工程が、流動床内で約140 〜160℃で約５時間以内の時間を要して、pHが調 節されたスターチ又はフラワーに対して同時に実施され；予備ゲル化工程が脱水 工程及び熱処理工程後に実施され；及び、脱水され且つ熱処理されたスターチ又 はフラワーを予備ゲル化工程前に水を用いて洗浄する工程を更に含む、請求項17 記載の方法。 20．pH調節工程、予備ゲル化工程、脱水工程又は熱処理工程の前又は後にスタ ーチから蛋白質及び／又は脂質を除去する工程を更に含む請求項12記載の方法。