KR100252193B1 - 온수 또는 냉수 분산성 및 고온 또는 저온 팽윤 점성을갖는 녹말제품 - Google Patents

Abstract

물리적으로 변형된 녹말 제품은, 압력 및 열을 사용하여, 예컨대 검 및/또는 계면활성제와 임의로 혼합될 수 있는 출발 물질 녹말을 압출시키므로써 제조된다. 제품의 특성은 압출기 내 물질의 수분 함량 및 압출기의 배출 말단에 제공된 다이 플레이트에서의 온도 및 압력을 변화시키므로써 조절될 수 있다. 압출기내 나사 요소는 압출기 배럴 내 압력을 단거리에 걸쳐 가능한 한 높게 유지하기 위해 배출 말단에서 충분한 혼합 요소를 사용할 목적으로 선택된다. 물리적으로 변형된 녹말 제품은 충분히 익은 녹말 및 몇몇 날 녹말 입자로 부분적으로 이루어져 있다. 그들은 저온 또는 고온에서의 팽윤 점성을 갖는, 냉수 또는 온수 내에서 매우 분산 가능하다.

Description

온수 또는 냉수 분산성 및 고온 또는 저온 팽윤 점성을 갖는 녹말 제품{STARCH PRODUCTS HAVING HOT OR COLD WATER DISPERSIBILITY AND HOT OR COLD SWELLING VISCOSITY}

본 발명은 분산성 녹말 제품, 및 특히 예컨대 압출 공정에서 압력(전단) 및 열을 사용하여 제조된 물리적으로 변형된 녹말 제품에 관한 것이다. 본 발명의 제품은 식품, 특히 인스탄트 온 또는 냉 식품에서 개선된 기능을 갖는다.

녹말은 증점제로서 식품에서 널리 사용된다. 그들은 개개의 과립으로서 존재한다는 점에서 탄수화물 중 유일하다. 그러나, 현대 식품 가공 및 저장 용도에서, 과립 녹말의 특성은 특정 열, 산 및 냉동-해동 조건을 견디기 위해 변형될 것임에 틀림없다. 현재, 식품 가공자는 화학적으로 변형된 녹말을 피하고, 물리적으로 변형된 녹말과 같은 천연 제품을 사용하는 것을 선호한다.

과립 녹말이 겔화 온도 이상에서 과량의 물에서 가열될 때, 그것은 수화되고 겔화되어 점성의 가용화된 페이스트를 형성한다. 실제로, 녹말 과립은 사용 시에 요리 전에 냉수에 분산시키는 것을 필요로 한다.

온수 또는 냉수와 혼합될 때 재구성되는 페이스트를 제공하는 예비 겔화된 녹말 제품이 개발되었다. 녹말 제조자는 날 녹말을 수화시키고 나서, 롤-건조 또는 분무-건조와 같은 기술에 의해 녹말을 겔화시킨다. 불행히도, 건조된 예비겔화된 녹말 제품은 온수에서 쉽게 분산되지 않고, 응집된 덩어리가 형성되어 일정치 않은 페이스트 점성을 갖는 덩어리 페이스트를 제공한다.

건조된 예비 겔화된 녹말과 계면활성제의 포함에 의해 분산력 문제를 피하려는 것이 시도되었고, 미합중국 특허 제 3,537,893 호; 제 3,582,350 호; 제 3,443,990 호 및 제 4,260,642 호에서 예증되는 바와 같이, 어느 정도 개선된 분산력을 얻었다.

녹말 페이스트에 대한 계면활성제의 효과는 또한 E. M. Osman in Starch; Chemistry & Technology, Vol. II, Chapter VII, pp. 189-191; Whistler & Paschall Eds., Academic Press, N.Y. (1967)에 의해 서술된다.

용어 '열-수분 처리된 녹말'은 이 분야에서 공지되어 있고, 조절된 수분 조건 하에 열 처리에 적용된 녹말을 언급하는데 일반적으로 사용되고, 이때 조건은 녹말은 겔화되지 않고(즉, 복굴절의 실질적 손실을 보이지 않고), 덱스트린화되지 않도록 하는 것이다. 열-수분 처리된 녹말이 온수 분산성 식품에서 사용된다면, 그럼에도 불구하고, 이 혼합물의 끓고 있는 물 내로의 분산은 피복 배리어(barrier)가 녹말에 대해 형성되어 부가의 수화를 막는 표면 겔화에 의해 덩어리 및 응집되거나 피복된 덩어리의 형성을 초래한다.

덩어리 또는 응집된 덩어리를 갖는 균일한 페이스트를 꾸준히 제공하는, 온수 또는 끓고 있는 물에서 분산 가능한 녹말 제품은 미합중국 특허 제 4,491,483 호에서 서술된다.

녹말과 검 또는 녹말, 검 및 유화제의 배합물은 일반적으로 공지되어 있다(미합중국 특허 제 3,917,875 호; 제 4,140,566 호; 제 4,081,567 호; 제 4,105,461 호; 제 4,119,564 호; 제 4,120,986 호; 제 4,140,808 호; 및 제 4,192,900 호 참고). 검은 이들 배합물 내에서 증점제 또는 안정화제로서 사용된다. 그럼에도 불구하고, 식품 배합자는 검이 비싸기 때문에 이들 제품 내에 가능한 한 많은 양의 녹말을 사용하는 것을 선호한다.

압출을 사용한 녹말 및 녹말과 검의 블렌드를 변형시키는 방법이 공지되었다. 미합중국 특허 제 4,859,484 호는 녹말과 검이 별도로 수화되고, 긴밀하게 혼합되고, 압출되는 녹말 및 검 블렌드를 가공시키는 방법을 서술한다. 이 방법은 녹말 중량을 기준으로 70-200% 양의 물을 요구한다. 다른 두 미합중국 특허, 제 5,208,061 호 및 제 5,275,774 호는 녹말 제품을 제조하기 위한 압출 방법을 서술한다. 녹말을 변형시키기 위한 압출의 사용은 또한 Shaw S. Wang in 'Gelatinization and Melting of Starch and Tribochemistry in Extrusion', Starch/Starke 45(1993) Nr. 11, pp 388-390 에 의해 서술되었다.

출원인은 예컨대, 수분, 온도 및 압력의 특정 조건 하에 압출에 의해 압력 및 열을 사용하여 녹말 및 녹말과 다른 물질의 혼합물을 물리적으로 변형시키는 개선된 방법을 이제 발견했다. 개선된 방법의 물질적으로 변형된 제품은 뜨거운 또는 차가운 액체 내 높은 분산력을 위해 제조될 수 있고, 응집된 덩어리를 형성하지 않는다.

식품에서 개선된 기능을 갖는 물리적으로 변형된 녹말 제품은 녹말, 또는 녹말과 검의 혼합물, 녹말과 계면활성제, 또는 녹말, 검 및 계면활성제를 압출하므로써 제조된다. 하나의 녹말질 물질로 부터 비변형된 녹말, 또는 다른 녹말질 물질로 부터 변형되지 않은 녹말 및/또는 변형된 녹말 또는 녹말들(예컨대, 화학적으로, 유전학적으로, 또는 물리적으로 변형된 녹말)의 배합물이 출발 물질 녹말로서 사용될 수 있다. 검이 출발 물질 녹말과 혼합될 때, 하나의 검 또는 검들의 배합물이 사용될 수 있다. 하나의 계면활성제 또는 계면활성제들의 배합물일 수 있는 계면활성제는 변형된 녹말-계면활성제 제품이 원해질 때 출발 물질 녹말 또는 녹말/검 혼합물에 첨가된다. 본원에서 사용되는 바와 같이 용어 출발 물질은 출발 물질 녹말, 또는 출발 물질 녹말과 검의 혼합물, 또는 출발 물질 녹말, 검 및 계면활성제의 혼합물, 또는 출발 물질 녹말과 계면활성제의 혼합물을 의미한다.

본 발명의 제품의 특성은 압출기 내 물질의 수분 함량 및 압출기의 다이 플레이트 온도 및 압력과 같은 압출 조건을 조절하므로써 조작된다.

압출기 외에 녹말을 변형시키기 위한 공지된 장치가 본 발명의 제품을 제조하는데 사용될 수 있고, 상기 장치는 분무 건조기, 롤 건조기, 압축 롤, 분쇄기, 폭발 푸퍼(puffer) 및 원하는 제품 특성이 얻어질 수 있도록 출발 물질의 압력(또는 전단), 온도 및 수분을 작업자가 조절하게 하는 다른 수단을 포함한다.

하나 이상의 녹말 혼합물, 또는 검 및/또는 계면활성제와 같은 다른 성분과 출발 물질 녹말이 사용될 때, 혼합물은 그들이 압출기에 첨가되기 전에, 또는 그들이 압출기 자체 내에서 혼합에 의해 제조될 수 있기 전에 부분적으로 또는 완전히 제조될 수 있다. 용어 혼합물, 블렌드 등은 이 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다.

본 발명의 제품은, 건조된 그레이비/소스 혼합물 (즉, 스파게티 소스, 칠면조 그레이비, 네덜란드 소스), 샐러드 드레싱 (부을 수 있고 스푼으로 뜰 수 있는), 인스탄트 녹말 (집에서 사용하기 위한), 푸딩 혼합물, 수프 및 반죽 컨디셔너용 담체(베이킹) 등과 같은 식품을 비롯하여, 변형된 녹말을 요구하는 많은 용도에서 사용될 수 있다. 본 발명의 제품은 또한 원하는 점탄성 특성(지방 유사한 물질과 연관된 원하는 입맛에 관련된 특징)을 보인다.

압출기는 최종 제품이 광현미경 사진에 의해 지시되는 바와 같이 겔화된, 부분적으로 겔화된 및 겔화되지 않은 녹말 과립의 이질 덩어리이도록 녹말 과립의 조절된 혼합을 제공할 목적으로 작동된다. 압출기는 또한 열 에너지 입력을 최소화하면서 기계적 에너지 수준을 최대화할 목적으로 작동된다. 압출기용 나사 요소 모양은 단거리에 걸쳐 가능한 한 높게 배럴 내에서 압력을 유지하기 위해 배출 말단에서 충분한 혼합 요소를 사용할 목적으로 선택된다. 출발 물질의 수분 함량은 압출기 내로 출발 물질을 도입하기 전에 물을 첨가하므로써 및/또는 출발 물질용 유입구에서 또는 근처에서 압출기 배럴의 제 1 구간 내로 물을 주입하므로써 조절된다. 다양한 오리피스 또는 미리 선택된 고정된 오리피스를 갖는 다이는 미리 결정된 범위 내로 다이-플레이트 압력을 조절하는 수단으로서 사용된다. 다이-플레이트에서의 압력 및 온도는 나사 형상 및 회전 나사 속도(분당 회전), 압출기 내로의 공급물의 속도, 및 압출기 내 물질 조성의 함수이다. 온도는 또한 배럴 재킷에 의해 첨가된 임의 냉각 또는 가열의 함수이다. 제품이 압출기의 다이 오리피스(들)을 나갈 때, 물은 증기로서 나와서 압출물의 수분 함량을 감소시킨다.

이 공정의 특징은 공정이 압출기 배럴을 둘러싸는 가열 및/또는 냉각 재킷이 제공된 유형의 최소 외부 온도 조절을 요구하고, 몇몇 경우에 외부 열이 필요하지 않도록 압출기 배럴 내에서 전단시키므로써 충분한 열이 제공된다는 것이다. 출발 물질 및/또는 첨가된 물의 예비-가열 또는 예비-냉각이 압출기 내에 원하는 온도를 성취하는 수단으로서 사용될 수 있다하더라도, 성분은 바람직하게 주위 온도에서 압출기에 첨가된다.

본 발명의 제품은 건조되고/되거나 연마되거나 분쇄될 수 있고, 단 건조, 연마 또는 분쇄의 조건은 부가의 겔화 및 제품 기능의 손실을 피하기 위해 선택된다. 따라서, 약 120℉ 이하의 온도에서 건조시키고, 과열을 피하기 위해 다중 패스 연마 또는 분쇄를 이용하는 것이 바람직하다. 벨트 건조기, 튜브 및 기송관 건조기, 환상 건조기 및 플래시 건조기와 같은 통상의 건조기가 사용될 수 있다. Fitz 분쇄기와 같은 통상의 연마 또는 분쇄 장치가 또한 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 뜨거운 시스템에서 제품의 분산력을 향상시키는데 사용될 수 있는 유일한 응집 절차에 관한 것이다.

본원에서 서술된 모든 백분율은 중량 기준이고, 모든 비는 달리 지적되지 않는 한 중량/중량에 의해 표현된다. 본원에서 녹말, 출발 물질 녹말 또는 출발 물질의 중량에 대한 모든 언급은 그 안에 존재하는 수분을 포함한다.

녹말질 물질 중 하나 또는 배합물로 부터 유도된 녹말은 본 발명에 따른 출발 물질 녹말로서 사용될 수 있다. 옥수수, 찰옥수수, 밀, 감자, 타피오카, 마니옥, 곡용 수수, 사고(sago), 및 쌀을 포함한 여러 물질들의 임의의 녹말질 물질이 녹말원으로서 사용될 수 있다. 따라서, 출발 물질 녹말은 한 유형의 비변형된 녹말, 다른 유형의 비변형된 녹말의 블렌드, 변형된 녹말 또는 녹말들, 및/또는 변형된 및 비변형된 녹말의 블렌드로 구성될 수 있다. 출발 물질 녹말은 일반적으로 약 8% 내지 약 13% 의 수분 함량을 가질 것이다.

검 또는 검들의 혼합물은 출발 물질 녹말과의 배합으로 사용될 수 있고, 본원에서 용어 검은 하나의 검 또는 검들의 배합물을 언급할 수 있다. 적합한 검은 구주콩 검, 키산탄 검, 구아 검, 겔란 검, 예비 수화된 검 등을 포함한다.

녹말 및 검의 혼합물이 사용될 때, 검은 출발 물질 녹말 중량을 기준으로 약 0.05% 내지 약 20%, 바람직하게 약 0.05% 내지 약 10%, 및 가장 바람직하게는 약 0.5% 내지 약 5%의 양으로 첨가된다.

공정의 시작에서, 출발 물질이 압출기 내로 먼저 도입될 때, 과량의 첨가된 물은 압출기를 통한 흐름을 용이하게 하기 위한 희석제로서 사용된다. 전형적으로, 압출기는 물로 출발하여 출발 물질이 점차로 첨가된다. 출발 물질의 첨가 속도가 증가함에 따라, 물 첨가 속도는 원하는 정상상태(steady state) 공정 조건이 성취될 때까지 감소된다. 물은 압출기의 유입구에서 또는 그 근처에서 출발 물질과 혼합된다. 선택적으로는, 약간 초과의 물이 또한 그들이 압출기 내로 도입되기 전에 출발 물질에 첨가될 수 있다.

본 발명에 따른 원하는 정상상태 작업(즉, 정상상태 연속 압출 공정)은 출발 물질 녹말 중량을 기준으로 약 18% 내지 약 45%, 바람직하게 약 18% 내지 약 35%, 및 가장 바람직하게 약 20% 내지 약 30%의 전체 수분 함량(즉, 모든 물질은 압출기내에서 가공되고, 즉 첨가된 물 + 출발 물질의 수분 함량)에서 성취된다. 수분 함량은 최종 제품의 특성을 조작하기 위해 이 범위 내에서 조절되고, 이 때 보다 낮은 수분 가공 조건이 보다 높은 수분 가공 조건 보다 덜 겔화되는 제품을 생성한다.

출발 물질 녹말 및 검이 출발 물질로서 사용될 때, 압출기의 정상상태 공정에서의 수분 함량은 또한 상기 서술된 바와 같은 범위 내에서 조절되고, 최종 제품의 가공 파라미터 및 특성은 상기 서술된 바와 같은 방식으로 조작된다.

본 발명의 출발 물질을 보충하기 위해 계면활성제가 출발 물질 녹말 또는 출발 물질 녹말 및 검 모두와 함께 사용되는 본 발명의 실시 양태에서, 계면활성제는 계면활성제 중 하나 또는 배합물로 이루어질 수 있고, 그들은 일반적으로 출발 물질 녹말의 중량을 기준으로 약 2% 내지 약 50%, 및 바람직하게 약 2% 내지 약 35%의 양으로 사용된다. 적합한 계면활성제는 글리세리드, 바람직하게 지방산의 모노- 또는 디-글리세리드와 같은 식품 유화제를 포함한다. 대표적인 계면활성제는 글리세롤 모노스테아레이트, 나트륨 스테아로일-2-락틸레이트, 칼슘 스테아로일-2-락틸레이트 및 다른 알칼리 금속 염 스테아로일-2-락틸레이트, 팔미트산 또는 스테아르 지방산, D-글루코스 3-스테아레이트, 메틸 알파-D-글루코시드-6-스테아레이트, 수크로스 모노스테아레이트, 소르비탄 테트라스테아레이트, 나트륨 스테아로일 푸마레이트 등을 포함한다. 정상상태에서 수분 함량 및 최종 제품의 가공 파라미터와 특성은 상기 서술된 바와 같은 방식으로 조작된다.

여러 유형의 압출기는 본 발명에 따라 사용될 수 있고, 단 그들은 압출기 내 압력과 온도 조건 및 다이 플레이트에서의 압력과 온도가 조절될 수 있는 방식으로 작동될 수 있다. 단일 나사 또는 이중 나사 압출기가 사용될 수 있으나, 대부분의 용도를 위한 바람직한 압출기는, 보다 우수한 배럴 열 전이를 갖고 보다 우수한 혼합을 성취할 수 있는 이중 나사 유형이다. 적합한 압출기는 배럴 및 그의 보어 내에 배치된 나사 요소 또는 2 개의 나사 요소를 갖는다. 나사 요소의 모양은 압출기의 작동 특성 및 본 발명의 제품의 특성을 변형시키기 위해 변화될 수 있다.

다이 플레이트는 압출기의 배출 말단에서 제공되고, 다이 플레이트 내 오리피스 또는 오리피스들의 크기는 원하는 다이 플레이트 온도 및 압력을 성취하기 위해 선택된다. 다이 플레이트 압력은 in²게이지 당 약 200 lb 내지 약 2500 lb('psig 또는 p.s.i.g.'로서 본원에서 단축됨), 바람직하게 약 500 psig 내지 약 1600 psig로 조절되고, 다이 플레이트 온도는 약 140℉ 내지 약 285℉, 바람직하게 약 140℉ 내지 약 265℉에서 조절된다. 다이 플레이트의 온도는 압출물의 온도 보다 어느 정도 더 낮을 수 있음을 알 수 있을 것이다.

이중 나사 압출기는 도 1 이 압출기의 보어(4) 내에 배치된 나사(3a)를 가진 압출기 배럴(1)의 부분 단면의 측면도인 도면에서 설명된다. 같은 요소는 양 나사 (3a) 및 (3b)가 보여지는 부분 단면의 상면도인 도 2에서 설명된다. 나사는 압출기 유입구(5) 내로 도입된 출발 물질 녹말 또는 출발 물질이 왼쪽으로 이동하고, 다이 플레이트(6)를 향해, 그리고 그의 오리피스(7)를 통해 가압되도록 통상의 구동 수단(보이지 않음)에 의해 시계 방향으로 동시 회전된다.

다이 플레이트(6)는 각각 부분 투시도 도 2a 및 2b 에서 설명되는 바와 같이 하나의 오리피스(7) 또는 다중 오리피스(7)를 가질 수 있다. 하나 이상의 오리피스의 개구부의 크기가 변하므로써, 다이 플레이트 압력을 변화시키는 조절가능한 오리피스 다이 플레이트가 또한 사용될 수 있다. 압출기 내 유량이 증가됨에 따라, 다이 플레이트에서 원하는 온도 및 압력을 유지시키기 위해 오리피스의 크기는 증가된다. 단일 개구부의 조절가능한 오리피스 다이 플레이트는 오리피스(7)의 개구부의 크기를 변화시키기 위해 조절 손잡이 나사(8)가 사용되는 부분 투시도 도 2c에서 설명된다. 각 다이 플레이트의 주위에 배치된 장착 볼트(16)는 압출기의 배출 말단에 다이 플레이트를 부착시키는 작용을 한다.

물은 유입구(9)를 통해 압출기 내로 도입되고, 출발 물질 녹말 또는 출발 물질은 유입구(5)를 통해 압출기 내로 도입된다. 상기 토론되는 바와 같이, 과량의 물은 공정의 시작에서 사용되고, 이어서 정상상태 가공 조건이 성취될 때까지 점차로 감소된다. 정상상태에서, 압출기에서 가공되는 물질의 수분 함량은 원하는 조절된 허용 오차 내에서 비교적 일정한 값으로 유지되고, 다이 플레이트 온도 및 압력은 비교적 일정한 값에서 유사하게 유지된다.

나사 (3a) 및 (3b)는 여러가지 압출기 요소로 이루어져 있다. 본 발명의 작업 실시예에서 사용되는 나사를 제조하기 위해 사용된 압출기 요소는 도 3-15 에서 설명된다. 도 1 및 도 2 에서 보여지는 나사 (3a) 및 (3b)는 도 11-15 에서 보여진 시어록 압출기 요소의 여러 가지 조합물로 제조된 혼합 요소 (11) 및 (12)를 갖는 6각형 축 (10a) 및 (10b) 상에 고정된 나사 요소의 모양을 설명하고, 운반 요소 (13) 및 (14)는 도 3, 5-8 및 10 에서 보여지는 압출기 요소의 여러 가지 조합물로 제조된다. 테이퍼 나사 (15a) 및 (15b)(도 4 및 9 를 또한 참고하라)는 다이 플레이트 바로 전에 압력을 증가시키기 위해 제공된다. 상기 토론되는 바와 같이, 나사 요소는 단거리에 걸쳐 가능한 한 높게 배럴 내 압력을 유지시키기 위해 배출구 말단에서 적합한 혼합 요소를 갖는 나사를 제조하기 위해 배치된다.

본 발명의 제품은 온 또는 냉 액체 내에서 높은 분산력을 갖도록 제조될 수 있고, 응집된 덩어리를 형성하지 않는다. 제품의 특성은 출발 물질에 의해 및 수분 함량의 가공 조건, 다이 플레이트에서의 압력(전단) 및 다이 플레이트에서의 온도에 의해 결정된다. 다이 플레이트의 압출기 업스트림 내 온도 및 압력은 또한 제품의 원하는 특성을 얻기 위해 조절될 수 있고, 이 조절은 회전 나사 속도를 변화시키고, 압출기 내 공급 속도를 변화시키고, 재킷을 사용하여 냉각 및/또는 가열시키므로써 성취된다. 따라서, 가공 조건은 이질 혼합물 내에서 겔화된, 부분적으로 겔화된 및 비겔화된 녹말 과립으로 구성되는 제품을 얻기 위해 선택된다. 겔화된, 부분적으로 겔화된 및 비겔화된 물질의 상대량은 분산력 및 점도에 대한 제품의 특성을 결정할 것이다. 보다 높은 정도로 겔화된 과립을 갖는 제품은 액체 내에서 가장 쉽게 분산되고, 덜 충분히 익은 입자를 갖는 것들은 보다 높은 점도를 제공할 것이다.

본 발명 제품의 광현미경 사진은 이질 혼합물 내에 충분히 익은 과립으로 부터 부분적으로 겔화된 과립을 통해 날 과립까지의 겔화의 범위를 보인다. 이 범위의 겔화는 이들 새로운 제품을 특성화하는 분산력 및 점성의 유일한 조합을 제공한다는 것이 가설된다.

녹말의 증점력은 수화 능력을 측정하므로써 분석적으로 예측할 수 있다. 하기 방법은 250㎖ 원심분리관을 사용하기 위해 중량 및 부피를 2 배로 하므로써, American Association of Cereal Chemists, 3340 Pilot Knob Road, St. Paul, Minnesota 55127-2097 U.S.A.로 부터 이용 가능한 AACC Method 56-20 으로 부터 응용되었고, 본 발명 제품의 수화 능력을 측정하기 위해 사용했다:

1. 샘플 건조 물질(d.s.)을 측정한다.

2. 원심분리관의 자중 중량을 기록한다.

3. 원심분리관 내로 4g 의 샘플을 '상태 그대로(as-is)' 첨가한다.

4. 증류수 80㎖ 를 재빨리 첨가하고, 관뚜껑을 덮고, 덩어리를 최소화 하기 위해 가능한 한 빨리 흔든다.

5. 5 분 및 10 분에서 3 번 뒤집으면서, 10 분간 그대로 둔다.

6. 2000 rpm 에서 15 분 동안 원심분리시킨다.

7. 침전층으로 부터 상등액을 분리한다.

8. 침전층을 함유하는 원심분리관의 무게를 단다.

9. 상등액의 굴절지수(RI)를 측정하고, 1132 옥수수 시럽에 대한 RI-DS 표를 사용하여 % d.s.를 결정한다 (Corn Refiners Association, 1701 Pennsylvania Avenue, N.W., Suite 950, Washington, DC 20006 으로 부터 이용 가능한 CRA 방법 E-54 를 참고하라).

하기와 같이 계산되었다:

수화 능력 =

% 용해물 = 상등액의 % d.s.

본 발명의 제품은 적어도 약 5, 및 바람직하게 적어도 약 7 의 수화 능력을 갖는다. 본 발명의 제품은 또한 약 2 이하, 바람직하게 약 1.5 이하의 % 용해물을 갖는다.

도 1은 본원에서 배치된 나사를 가진 압출기 배럴의 부분 측단면도이다.

도 2는 본원에서 배치된 나사를 가진 압출기 배럴의 부분 상면도이다.

도 2a는 단일 오리피스 다이를 설명한다.

도 2b는 다중 오리피스 다이를 설명한다.

도 2c는 조절 가능한 오리피스 다이를 설명한다.

도 3은 Wenger 55325-003 으로서 표시된 9 유닛 3/4 피치 나사이다.

도 4는 Wenger 55321-005 으로서 표시된 9 유닛 3/4 피치 테이퍼 나사이다.

도 5은 Wenger 55357-003 으로서 표시된 9 유닛 전체 피치 나사이다.

도 6은 Wenger 55357-103 으로서 표시된 6 유닛 전체 피치 나사이다.

도 7은 Wenger 55326-003 으로서 표시된 9 유닛 1/2 피치 나사이다.

도 8은 Wenger 55326-103 으로서 표시된 6 유닛 1/2 피치 나사이다.

도 9는 Wenger 55387-003 으로서 표시된 3 중 날개 테이퍼 나사이다.

도 10은 Wenger 55395-003 으로서 표시된 4.5 유닛 3/4 피치 나사이다.

도 11, 12 및 13 은 각각 Wenger 55324-101, 55324-103 및 55324-105 로서 표시된 두꺼운 시어록(shearlocks)이다.

도 14 및 15는 각각 Wenger 55364-101 및 55364-103 으로서 표시된 얇은 시어록이다.

도 16은 1.604 의 굴절 지수를 갖는 오일 매질 내에서 75X 크기에서 부분적으로 교차된 편광 필터로 취해진 본 발명 제품의 광현미경 사진이다.

도 17은 글리세린 및 물 매질 내에서 75X 크기에서 취해진 본 발명 제품의 광현미경 사진이다.

도 18은 글리세린 및 물 매질 내에서 75X 크기에서 부분적으로 교차된 편광 필터로 취해진 본 발명 제품의 광현미경 사진이다.

도 19는 1.604 의 굴절 지수를 갖는 오일 매질 내에서 75X 크기에서 부분적으로 교차된 편광 필터로 취해진 본 발명 제품의 광현미경 사진이다.

도 20은 글리세린 및 물 매질 내에서 75X 크기에서 취해진 본 발명 제품의 광현미경 사진이다.

도 21은 글리세린 및 물 매질 내에서 75X 크기에서 부분적으로 교차된 편광 필터로 취해진 본 발명 제품의 광현미경 사진이다.

도 22는 1.604 의 굴절 지수를 갖는 오일 매질 내에서 75X 크기에서 부분적으로 교차된 편광 필터로 취해진 상업용 예비-겔화된 옥수수 녹말의 광현미경 사진이다.

도 23은 글리세린 및 물 매질 내에서 75X 크기에서 상업용 예비-겔화된 옥수수 녹말의 광현미경 사진이다.

도 24는 글리세린 및 물 매질 내에서 75X 크기에서 부분적으로 교차된 편광 필터로 취해진 상업용 예비-겔화된 옥수수 녹말의 광현미경 사진이다.

도 25는 1.604의 굴절 지수를 갖는 오일 매질 내에서 75X 크기에서 부분적으로 교차된 편광 필터로 취해진 상업용, 분무-건조된, 변형된 녹말의 광현미경 사진이다.

도 26은 글리세린 및 물 매질 내에서 75X 크기에서 취해진 상업용, 분무-건조된, 변형된 녹말의 광현미경 사진이다.

도 27은 글리세린 및 물 매질 내에서 75X 크기에서 부분적으로 교차된 편광 필터로 취해진 상업용, 분무-건조된, 변형된 녹말의 광현미경 사진이다.

작업을 Wenger Mfg., Sabetha, KS, U.S.A. 로 부터 Wenger TX52 및 TX80 압출기를 사용하여 완결했다. 작업의 대부분은 동시-회전하는 나사, 100 마력 모터 및 벨트 구동 시스템를 갖는 TX80 이중 나사 압출기를 이용했다. 압출기는 다중 구간을 갖는 배럴 재킷을 가졌다. 최종 3 개의 배럴 구간을 66-67℉ 에서 수도물을 사용하여 냉각시켰다. 녹말을 300 lb. 스테인레스 호퍼로 부터 미리조절된 패들 스크린을 통해 압출기 배럴 내로 공급했다. 성분을 1.5 마력 Day 리본 블렌더로 200 lb. 배치로 혼합하고, 제품을 AFC 2 마력의 기울어진 나선형 공급기를 가진 압출기에 운반했다.

단거리에 걸쳐 가능한 한 높게 배럴 내 압력을 유지하기 위해 배출 말단에서 충분한 혼합 요소들을 사용하기 위해 나사 요소를 배치했다. 이 장치는 열 에너지 및 열 생성을 최소화하면서 최대 모터 토크를 사용한다. 온도를 조절하기 위해 냉각수를 수동으로 조절했다.

나사 요소 장치는 압출기의 배출 말단에서 테이퍼 나사 바로 뒤에 시작하는 6개의 혼합 요소(전방 3 개 , 이어서 역 3 개)를 포함했다. 6 개의 전방 흐름 혼합 요소는 또한 배출 말단으로 부터, 즉 유입구 더 가까이에서 사용했다. 모든 남아 있는 요소는 전방 운반 나사 요소였다.

압출물 샘플을 주위 공기 건조시키고, Fitz Model DS6 분쇄 기계에서 분쇄시켰다. 녹말은 2 회 패스를 사용하여 분쇄될 때 가장 우수한 결과를 얻었다. 제 1 패스 분쇄는 번호 3 의 둥근 호울스크린(0.128' 직경)을 포함했다. 제 2 패스 분쇄는 0027 스크린(0.027' 직경)을 포함했다. 시도 최종일에 수집한 축축한 압출물 샘플을 1 일 이상 동안 120℉ 에서 공기 오븐 내에서 건조시켰다.

압출 후에 존재하는 녹말 겔화도를 녹말 과립에 대한 압출 조건의 효과를 확인하기 위해 압출 시도 중 및 그에 연속하여 현미경 기술을 사용하여 측정했다. 복굴절을 대한 녹말 과립의 조사로, 날 녹말 과립의 겔화도 및 수의 표현을 얻었다. 표준 13-15μ 분포를 너머 팽윤된 녹말 과립을 특성화하기 위해, 입자 크기 분석을 또한 사용했다.

실시예 1

통상의 비변형된 옥수수 녹말을 단독으로 압출하고, 나트륨 스테아로일 락틸레이트, 10 D.E. 말토덱스트린, 수크로스, 덱스트린, 유연한 녹말 및 검과 공압출시켰다. 이들 시도는 열 및 전단을 사용하여 제한된 분산력 및 팽윤 점성을 갖는 매우 가용성인 녹말을 초래한다.

이 시도는 주요 성분으로서 Corn Products, Argo, Illinois, U.S.A. 로 부터의 BUFFALO 3401 비변형된 옥수수 녹말 및 Refinacoes de Milho, Sao Paulo, Brazil로 부터 AMISOL 4000 찰옥수수 녹말을 사용했다. Casco Inc., Etobicoke, Ontario, Canada 로 부터의 Casco 7011 및 7071 뿐만 아니라, Casco's 1910(10 D.E.) 말토덱스트린을 첨가제로서 사용했다.

구주콩 및 키산탄 검을 Colony Import 및 Export Corporation, Garden City, NY, U.S.A. 로 부터 얻었다. 나트륨 스테아로일 락틸레이트(ARDOTAN SP55K)를 Grinsted Products, Industrial Airport, KS, U.S.A. 로 부터 구입했다. 예비-수화된 검을 TIC Gums, Belcamp, MD, U.S.A. 로 부터 얻었다.

시도를 Wenger TX52 이중 나사 공회전 압출기에서 수행했다. 최종 3 개의 구간이 Mokon 뜨거운 오일 온도 조절기에 연결되도록 배럴 재킷을 배치했다. 녹말을 300 lb 스테인레스 호퍼로 부터 미리 조절된 패들 스크린을 통해 압출기 배럴까지 공급했다. 수동으로 수분 조절하기 위해 수도물을 예비조절기로 계량했다. 성분을 0.75 hp 패들 혼합기로 100 lb 배치로 12 분 이상 혼합했다.

실험용 나사 형상을 도면에서 설명된 압출기 요소를 언급하는 표 I 에서 서술한다. 이 장치의 목적은 단거리에 걸쳐 가능한 한 높게 배럴 내 압력을 유지하기 위해 배출 말단에서 충분한 혼합 요소를 사용하는 것이다. 이 장치는 열 에너지 및 열 생성을 최소화하면서 최대 모터 토크를 사용한다. 온도를 조절하기 위해 냉각을 수동으로 조절했다.

다이 형상은 5 개의 호울 개구부를 갖는 단일 다이로 구성된다. 각 호울은 직경 5㎜ 였다.

대부분의 압출물 샘플을 주위 공기 건조시키고, 수송을 위해 수동으로 부수었다. 후에, 선택된 압출물 샘플을 0.027 스크린을 갖는 Mikro-Samplmill 을 사용하여 분쇄했다.

초기 실행은 비변형된 BUFFALO 3401 옥수수 녹말만을 압출하는 것을 포함했다. 연속 실행은 나트륨 스테아로일 락틸레이트, 10 D.E. 말토덱스트린, 수크로스, 덱스트린, 유연한 녹말, 구주콩, 키산탄 및 예비 수화된 검과 녹말을 공압출하는 것을 포함했다. 찰옥수수 녹말을 또한 유사한 프로토콜로 주요 성분으로서 압출했다. 인스탄트 온 음료 및 다른 식품에서 사용하기에 적합한 분산가능한 압출물을 제공하기 위한 성분 및 조건을 선택했다.

실행을 위한 작업 조건 및 출발 물질을 표 III 에서 보인다. 대부분의 실행을 위한 녹말 공급 속도는 34.3 kg/hr(분당 8 회전(rpm) 공급기 세팅)이었다. 최소의 안정한 물 첨가 속도는 3.3 kg/hr이었다. 이들 조건에서 압출기 배럴에 들어가는 녹말-물 혼합물의 전체 수분은 19.3 내지 20.2% 범위였다. 배럴 rpm은 작업 조건에 의존하여 160 내지 212 의 범위였다.

Mokon 뜨거운 오일 유닛은 배럴 상 (다이 플레이트로 부터) 제 1 및 제 2 재킷 구간에서 일정한 120℃ 온도를 유지했다. 완전히 겔화되고 팽윤된 압출물을 얻기 위해 시도 중에 온도를 일정하게 유지했다.

다이 플레이트 압력은 전형적으로 400 내지 600 psig 범위였다. % 압출기 하중(즉, 모터상 % 전기 드로오)은 실행 조건에 따라 16 내지 46% 범위였다. 예비조절기 rpm은 전형적으로 82 내지 105 rpm 범위였다.

시작 절차는 초기 녹말 유량을 갖는 과량의 물을 사용하는 것으로 구성된다. 녹말 유량을 과량의 물로 원하는 고정점까지 증가시켰다. 최종적으로, 물 유량을 압출물의 원하는 팽창이 성취될 때까지 감소시켰다.

성분이 12 분 이상 동안 예비조절기 내로 공급된 후에 압출물 샘플을 조사했다.

비분쇄된 압출물은 첨가제 및 조성물에 따라 색이 변했다. 대부분의 압출물 '로우프'는 건조 및 냉각시에 깨지기 쉽다. 압출물 샘플을 단지 수송을 위해 부수었다. 선택된 샘플을 Mikro-Samplmill 상 0027 스크린을 사용하여 분쇄했다.

실시예

Corn Products' BUFFALO 3401 비변형된 옥수수 녹말을 사용하여 시도했다. 구주콩 및 키산탄 검 및 예비-수화된 검 및 다른 물질을 실시예 1 에서와 같은 원으로 부터 얻었다.

작업을 Wenger TX80 압출기에서 완결했다. Wenger TX80 이중 나사 압출기는 공회전 나사, 100 hp 모터 및 벨트 구동 시스템을 갖는다. 냉각 및 증기 열 부분을 갖는 압출기 배럴 재킷이 배치된다. 수도물(66℉)을 최종 3 개의 배럴 구간 상에서 냉각시키기 위해 수동으로 변화시켰다. 녹말을 300 lb 스테인레스 호퍼로 부터 예비조절 패들 스크린을 통해 압출기 배럴 내로 공급했다. 수도물을 수분 조절을 위해 예비조절기로 계량했다. 성분을 1.5 hp Day 리본 블렌더로 200 lb 배치로 혼합했다. 제품을 AFC 2 hp 기울어진 나선형 공급기를 갖는 압출기에 공급했다

나사 형상을 도면에서 설명된 압출기 요소를 언급하는 표 II 에서 서술하고, 실시예 1 에서와 같이, 단거리에 걸쳐 가능한 한 높게 배럴 내 압력을 유지하기 위해 배출 말단에서 충분한 혼합 요소를 사용하는 것을 고안했다.

온도를 조절하기 위해 냉각수를 수동으로 조절했다.

다이 형상은 3/4 in 최대 직경 오리피스를 갖는 1 개의, 단일, 둥근-호울, 조절가능한 다이로 구성되었다. 다이 오리피스의 직경을 ＜0.344 in(0.0929 sq. in.) 및 ＞0.281 in(0.0620 sq. in.) 개구부로 조절했다. 증가된 생산 속도를 위해 보다 큰 개구부가 요구될 것이다.

압출물 샘플을 주위 공기 건조시키고, Fitz Model DS6 Comminuting Machine 에서 분쇄했다. 녹말을 2 회 패스를 사용하여 분쇄할 때 가장 우수한 결과를 얻었다. 제 1 패스 분쇄는 #3 둥근 호울 스크린(0.128 in 직경)을 포함했다. 제 2 패스 분쇄는 0027 스크린(0.027 in 직경)을 포함했다. 시도 최종일에 수집한 축축한 압출물 샘플을 1 일 이상 동안 120℉ 에서 공기 오븐 내에서 건조시켰다.

시도는 비변형된 Corn Products' BUFFALO 3401 옥수수 녹말을 압출하는 것을 포함했다. 녹말을 또한 구주콩, 키산탄 및 TIC 검으로 부터의 예비-수화된 검과 공압출했다. 인스탄트 뜨거운 식품에 적합한 분산가능한 압출물을 제공하기 위한 성분 및 조건을 선택했다.

실행을 위한 작업 조건 및 출발 물질을 표 IV 에서 보인다. 대부분의 시도를 위한 녹말 공급 속도는 4.6 lb/분(17 rpm 공급기 세팅)이었다. 시도 중에 최소 안정한 물 첨가 속도는 0.408 lb/분이었다. 이들 조건에 대해 압출기 배럴에 들어가는 녹말-물 혼합물의 전체 수분은 18.7 내지 19.6% 범위였다. Wenger TX80 압출기 배럴은 전형적으로 152 내지 158 rpm 의 범위였다.

배럴상 (다이 플레이트로 부터) 제 1 및 제 2 재킷 구간을 67℉ 수도물로 수동으로 냉각시켰다.

다이 플레이트 압력은 전형적으로 1200 내지 1500 psig 범위였다. % 압출기 하중은 실행 조건을 기준으로 하여 38 내지 56% 범위였다. 이중 축 예비조절기 회전을 170 rpm 으로 미리 조정했다.

시작 절차는 초기 녹말 유량을 갖는 과량의 물을 사용하는 것으로 구성되었다. 녹말 유량을 과량의 물로 원하는 고정점까지 증가시켰다. 최종적으로, 물 유량을 원하는 조건이 성취될 때까지 감소시켰다. 최소 12 분 후에 압출물 샘플을 수집했다.

압출기로 부터 직접 나온 압출물 '로우프'는 가요성이었다. 대부분의 압출물 샘플은 건조 및 냉각 시에 적당히 깨어지기 쉽다.

가장 우수한 뜨거운 팽윤된 점도 결과를 위해, 압출물 샘플을 Fitz DS6 Comminuting Machine 상에서 2 회 패스로 분쇄했다. 2 회 패스는 분쇄기 내에 축적된 열에 기인하는 임의 부가의 녹말 겔화를 최소화했다. 제 1 패스는 #3 스크린(0.128' 직경)으로 분쇄했다. 제 2 패스는 0027 스크린(0.027' 직경)으로 분쇄했다.

비교 테스팅의 목적을 위해 대조군 조성물을 제조했다. 출발 물질 녹말은 BUFFALO 3401 비변형된 옥수수 녹말이었고, 그것을 Wenger TX80 이중 나사 압출기에서 가공했다. 녹말을 4.6 lb/분에 공급하고, 물을 약 1.1 lb/분에서 초기에 첨가하고, 공정 중에 약 0.2 lb/분 만큼 낮은 유량으로 첨가했다. 압출기를 34-40% 하중 용량 및 156-158 의 압출기 rpm 에서 실행했다. 다중 구간 압출기의 최종 구간 다음의 온도는 176℉ 였다. 다이 플레이트의 온도는 245-250℉ 였고, 다이 플레이트의 압력은 1200 psig 였다.

실시예 3

분석 및 적용 테스팅

성취될 겔화도의 시각적 확증을 제공하기 위해 광현미경 기술을 사용했다. 1.605 의 굴절지수를 갖고, 100X 에서 98% 교차극성을 보이는 침유 내에 샘플을 놓았다. 압출물을 또한 뜨거운 및 차가운 용도 모두에 대해 테스트했다.

작업 제 1 일 중에, 다양한 압출 조건을 반영하는 작은 배치의 물질을 제조했다. 모든 실행을 위한 압출 조건을 표 IV 에서 수록한다. 이들 물질 대 대조군 조성물의 광현미경 사진을 평가하고, 생성된 대조군 압출물은 익지 않은 날 녹말 과립으로 부터 부분적으로 겔화된 과립을 통해 완전히 익은 조각까지의 범위의 물질을 함유한다는 것이 관찰되었다. 부분적으로 극성화된 상은 이질 혼합물 내 날 녹말(말테즈 크로스(Maltese crosses)), 부분적으로 겔화된(약간의 복굴절) 입자 및 전체적으로 익은 입자(복굴절 없음)까지를 보였다.

물질 312-1A(표 IV)을 제 1 일 공정된 모든 표본의 최저 온도, 159℉ 에서 압출했다. 이 물질의 광현미경 사진은 몇몇 개개의 날 녹말 입자를 보였고, 이 때 대부분의 물질은 부분적으로 완전히 익은 녹말이다.

압출물 312-1H(표 IV)(단일-패스 분쇄)는 보다 높은 온도(259℉) 및 보다 낮은 압력에서 가공되었으며, 광현미경 사진은 Maltese crosses 를 가지는 보다 많은 개개의 날 녹말 과립들과 함께, 더 익은 형상으로 되기 쉬운 큰 크기의 조각들을 보였다. 중간 정도로 익은 입자는 그들이 312-1A 샘플 내에 존재하는 것 만큼 많이 존재하지는 않았다. 312-1H(표 IV)(이중-패스 분쇄)는 단일-패스 물질에서 보다 더 많은 양의 개개의 익지 않은 날 녹말 과립을 보였다.

압출물 312-J(표 IV)를 상승된 최고 온도, 266℉ 에서 가공했다. 관찰된 대부분의 영역에서, 개개의 날 녹말의 작은 조각들이 주된 복굴절 입자였다. 전형적으로, 큰 조각은 완전히 익었다.

고온에서의 용도를 위해, 응집된 물질(압출된 녹말, 말토덱스트린, 당) 30g 을 계속해서 교반하면서 200㎖ 의 뜨거운 액체 내로 혼합했다. 분산의 용이함 및 형성된 점성 속도 및 정도를 관찰했다. 배합물의 입맛, 점도 및 요리된 향을 또한 기록했다. 비교의 목적으로, 대조군 조성물을 사용한 양의 대조군 및 배치 3401-6 물질로의 음의 대조군 (표 III) 모두를 배합했다.

차가운 용도를 위해, 압출된 녹말 15g 을 계속해서 수동으로 교반하면서 차가운 액체 200㎖ 에 첨가했다. 각각의 테스트에서, 차가운 수돗물 및 차가운 균질화된 전유(全乳) 모두를 사용한 배합물을 테스트했다. 수화 속도, 성취된 점도 수준, 입맛 및 향을 기록했다. 뜨거운 용도 테스팅에 관해, 양의 대조군(배치 284-1A를 사용한) 및 배치 3401-6 을 사용한 음의 대조군(표 III)을 비교 테스트를 위해 배합했다.

원형(prototype)의 소량 배치 압출물에 대한 적용 테스트 결과를 하기와 같이 요약한다:

고온 용도 테스트에서, 덜 엄격한 조건 하에, 특별히 다이 플레이트에서 보다 낮은 온도 하에 압출된 녹말(즉, 312-1A 및 312-1B)(표 IV)은 더 즉각적으로 증점되고 더 높은 점성을 제공하는 것으로 보였다. 단일 및 이중-패스 분쇄된 312-1H(표 IV)는 312-1A, 1B (표 IV) 만큼 걸쭉하지 않았다.

차가운 배합물에서는, 정반대에 해당하는 것으로 보였다. 냉수 배합물에서, 보다 높은 온도에서 압출된 녹말은 보다 더 증점되는 것으로 보였다. 312-1H(표 IV)(단일 및 이중-패스 분쇄된)는 312-1A 및 312-1B 보다 더 증점되는 것으로 보였다. 모든 차가운 배합물을 38℉ 에서 밤새 냉장고에서 유지시켰다. 현탁액이 유지되었더라도, 약간의 물은 표면으로 이동했다. 샘플 312-1A(표 IV)는 가장 높은 물 수준을 보였고; 샘플 312-H(단일 및 이중 패스) 및 312-J(표 IV)는 가장 낮은 물 수준을 보였다. 모든 경우에서, 유탁액은 간단한 수동 교반에 의해 쉽게 재형성될 수 있었다. 시도는 보다 높은 온도에서의 압출이 차가운 액체 내에서 녹말 용해도를 향상시킨다는 것을 가리킨다.

특정 샘플을 대조군 조성물과 비교하기 위해 Haake 점도 및 입자 크기 분석을 또한 이용했다. 이들 분석을 차가운 용도 테스팅을 위해 배합된 샘플에서 수행했다. 25℃ 에서 Haake 점도를 차가운 물에 샘플을 첨가한 후 15 분간 실행했다. 313-2A, 313-2C, 및 313-2H (모두 표 IV) 샘플에 대해 수행된 적용 테스트에 대한 결과를 하기와 같이 요약한다:

차가운 용도 테스트

샘플 10±초에서의 입자 크기 부피

Haake 점도평균 직경 ㎛

대조군 조성물 512 195.7

313-2A 179 185.1

313-2C 293 235.8

313-2H 229 201.4

음의 대조군 96 59.8

테스트 배치에 대한 점도 데이타가 대조군 조성물에 대해 얻은 값을 충족시키지는 않았더라도, 그들은 실시예 1 의 제품 보다 실질적으로 더 우수했다.

입자 크기 분포 패턴을 시각적으로 비교했다. 샘플 313-2A(표 IV)는 대조군 조성물과 가장 유사한 분포를 가지는 것으로 보였고, 뜨거운 용도 테스트에서 대조군과 가장 유사하게 수행했다. 1 일 전 표본 평가로 주목되는 바와 같이, 보다 높은 온도에서 압출된 녹말(313-2H, 표 IV)은 보다 빨리 수화되었고, 차가운 배합물에서 보다 많은 점성을 제공한다.

압출 시도는 냉수 또는 온수 팽윤성 제품을 생산하기 위해 비교적 높은 압력 하에 온화한 수분의 녹말을 가공하는 압출기의 능력을 증명했다.

실시예 4

현미경 검사

본 발명 제품의 두 샘플, 313-2C 및 314-3S(모두 표 IV)을 현미경 검사에 의해 시험하고, 상업용 예비-겔화된 옥수수 녹말 및 상업용 분무-건조된, 변형된 옥수수 녹말과 비교 실험했다.

샘플을 넣기 위해 2 개의 매질을 사용했다. Cargille 액체 1.604 (Cargille Laboratories, 55 Commerce Road, Cedar Grove, NJ 07009 U.S.A. 로 부터 구입 가능)는 1.604 의 복굴절지수를 갖는 오일이다. 이 오일은 샘플이 용해되거나 팽윤되는 것을 막는다. 입자의 굴절지수 보다 훨씬 더 높은 굴절지수는 관찰 및 현미경 사진에 대한 대조를 증가시킨다. 다른 탑재물은 1:1 글리세린 : 물이었다. 물은 입자를 팽윤시키고, 글리세린은 증발을 방지한다. 팽창된 녹말 입자는 탑재물(글리세린 및 물)의 복굴절지수와 가까운 복굴절지수를 가져서, 대조는 매우 낮았다.

샘플 313-2C

오일 내에 둔 입자는 무색의 투명 내지 반투명한 불규칙적인 칩이다. 부분적으로 교차된 편광 필터로, 약간의 입자들이 등방성이고, 다른 입자들이 광도로서 보여지는 복굴절을 보인다는 것을 도 16 에서 볼 수 있다. 'Maltese crosses'를 갖는 작고 밝은 입자는 옥수수 녹말 과립이다. 보다 큰 밝은 입자는 녹말 과립의 응집체이다. 다른 정도로, 과립은 과립의 크로스가 때때로 찌그러지더라도 보다 큰 응집체 내에서 여전히 구별될 수 있다. 몇몇 입자에서, 단지 몇몇의 약하고 흐린 복굴절 과립은 등방성 매트릭스에 매립될 수 있다.

글리세린 및 물에 있는 대부분의 입자가 팽윤된다. 남아 있는, 손상되지 않은 녹말 과립은 도 17 에서 보여지는 바와 같이, 모양, 즉 보다 거친 반대 모서리 및 보다 '고형인' 형상에 의해 인지될 수 있고, 교차된 편광 필터로, 도 18 에서 나타난 바와 같이 그들의 잔여 복굴절에 의해 인지될 수 있다. 완전히 겔화된 녹말 입자는 복굴절 없이 단지 약간의 결을 가진 부드러운, 펄프 슬랩으로 팽윤된다. 겔화된 녹말의 전형적인 약한 낟알 모양이 보이고, 몇몇의 팽윤된 입자에서 약한 불규칙적인 찰흔이 보인다. 복굴절의 대부분을 잃었으나 덩어리 조직을 보유한, 중간의, 부분적으로 겔화되고 부분적으로 팽윤된 입자가 특히 관심 있다. 이들 입자들 또는 입자들의 일부에서, 팽윤된 과립의 묶음이 보여질 수 있다. 대조는 이들 영역에서 더 강하다. 부분적으로 팽윤된 이들 영역은 꽤 분명한 것(팽윤된 것 및 심지어 날 과립이 보여질 수 있는 것)으로 부터 개개의 과립이 구별될 수 없을 정도로 뭉쳐져 서로 들러 붙어 있는 것까지 다양하게 존재한다. 샘플의 이 성분은, 그것이 물을 흡수하고 팽윤되나 약간의 물질 및 강도를 보유하는 능력을 가짐으로 인하여, 증점 특성에서 중요한 것으로 생각된다.

샘플 314-3S

이 샘플은 이것이 완전히 겔화된 녹말로 부터 날 과립까지 다양한, 동일한 비균질의 입자를 함유한다는 점에서 샘플 313-2C 와 유사하다. 그러나, 이 샘플은 다량의 중간, 부분적으로 겔화된 입자를 함유하는 것으로 보인다. 도 19 에서 보여지는 바와 같이, 오일 내에 있는 날 과립이 거의 없다. 또한, 절대적으로 복굴절(광도)이 없는 거의 완전히 등방성인 칩이 있다. 그러나, 많은 입자는 과립의 응집체이다.

물 및 글리세린 내에 있는, 이 샘플은 샘플 313-2C 와 같은 유형의 입자를 가지나, 유형들의 비는 다르다. 보다 많은 부분적으로 팽윤된, 덩어리 물질이 존재한다. 도 20 은 글리세린 및 물 내 샘플의 현미경 사진이고, 도 21 은 편광 필터로 취해진 글리세린 및 물 내의 샘플의 현미경 사진이다.

상업용 미리-겔화된 옥수수 녹말

비교를 위해 이 제품을 시험했다. 오일 내에 있는 이 제품은 (본 발명의 제품이 보다 작은 평균 입자 크기로 분쇄되었더라도) 본 발명의 제품과 유사한 칩 형태를 함유하는 것으로 보인다. 그러나, 부분적으로 교차된 편광기를 사용하여, 그것이 도 22 에서 보여지는 바와 같이 복굴절 입자, 개개의 과립 또는 응집체를 함유하지는 않는다는 것을 알 수 있다. 입자는 균일하게 등방성이다. 이 제품은 녹말 겔화도에 있어서 꽤 균일하다, 즉 그것은 완전히 겔화된다.

물 및 글리세린 내에서, 입자는 단지 약간의 약하고 미세하며 낟알 모양의 조직을 갖는 부드러운 슬램으로 균일하게 팽윤된다. 과립의 단서는 남아 있지 않다. 도 23 은 글리세린 및 물 내 샘플의 현미경 사진이고, 도 24 는 편광 필터로 취해진 글리세린 및 물 내 샘플의 현미경 사진이다.

상업용, 분무-건조된, 변형된 옥수수 녹말

이 제품 또한 비교를 위해 시험했다. 오일 내에 있는 입자는 도 25 에서 보이는 바와 같이 완전히 등방성인 것으로 보인다. 입자는 분무 건조된 물질에서 전형적으로 나타나는 공기 버블을 보인다. 분무 건조는 또한 둥글려진 입자를 초래한다. 이 결과는 이들 입자에서 어느 정도 보여질 수 있다. 그들은 단순한 구가 아니라, 그들은 일반적으로 둥글려진 모양을 갖는다.

물 및 글리세린 내에 있는 이 제품은 균일하게 팽윤한다. 복굴절은 남아있지 않으나, 화학적 변형은 과립이 약간의 완전함을 보유하도록 팽윤을 제한한다. 팽윤된 입자는 본 발명의 제품과 유사한 덩어리 조직을 가지나, 화학적 처리에 의해 생산되었다. 도 26 은 글리세린 및 물 내 샘플의 현미경 사진이고, 도 27 은 편광 필터로 취해진 글리세린 및 물 내 샘플의 현미경 사진이다.

실시예 5

응집

응집 방법은 인스턴트 용도에서 유용한 조성물을 제조하기 위해 개발되었고, 이 방법은 본 발명의 물리적으로 변형된 제품, 및 충분히 예비-겔화된 녹말과 같은 물질을 함유하는 다른 녹말로서도 사용될 수 있다. 본 방법은 특정 성분 첨가 순서를 요구한다. 결정성의 매우 가용성인 물질, 당 또는 당의 유도체와 같은 코어 성분을 혼합기 내에 넣고, 물을, 첨가될 물의 중량을 제외한 성분 전체 중량의 약 0.5 중량% 내지 약 3.5 중량% 의 양으로 첨가한다. 그리고 나서, 코어 성분 및 첨가된 물을 혼합에 의해 블렌딩한다. 사용된 코어 성분의 양은, 첨가될 물을 제외한 전체 성분 중량을 기준으로 약 7% 내지 약 69% 이고, 다른 성분의 양에 따라, 코어 물질은 약 9 내지 약 69%, 바람직하게 약 7 내지 약 52% 의 양으로 제공될 수 있다. 적합한 코어 성분은 덱스트로스, 수크로스, 프락토스, 말토스, 락토스, 갈락토스 및 다른 모노- 및 디-사카라이드로 구성되는 군으로 부터 선택된다. 당 알콜이 또한 사용될 수 있다.

혼합기에 첨가되는 다음 성분은 비결정성 가용성 물질이다. 이 유형의 적합한 물질은 말토덱스트린, 옥수수 시럽 고체, 폴리덱스트로스 및 가용성 덱스트린으로 구성되는 군으로 부터 선택된다. 비결정의 가용성 물질은, 첨가된 물을 제외한 전체 성분의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 20%, 바람직하게 약 3% 내지 약 10% 의 양으로 첨가된다. 그리고 나서, 이 성분 및 다른 성분들을 혼합에 의해 블렌딩한다.

혼합기에 첨가된 최종 성분은 본 발명의 물질적으로 변형된 제품 또는 충분히 예비 겔화된 녹말과 같은 녹말 함유 물질이다. 이 성분을, 첨가된 물을 제외하고 전체 성분 중량을 기준으로 약 90% 내지 약 30%, 바람직하게 약 90% 내지 약 45% 의 양으로 첨가한다. 그리고 나서, 이 성분 및 다른 성분들을 혼합에 의해 블렌딩하여 본 발명의 응집된 제품을 만든다.

실험 작업은 벤치-탑 Hobart 혼합기를 이용했다. 결정의, 매우 가용성인 물질(예컨대, 당)을 충분히 습식시켜, 다음에 가용성이지만 결정성이 아닌 중간 성분(예컨대, 말토덱스트린)이 그 위에 블렌딩되는 코어를 제공한다. 최종적으로, 주요 성분(본 발명의 제품)을 시스템에 첨가한다. 첨가 순서 및 블렌딩 정도는 균질의, 유동성이고 뜨거운 매질 내에서 분산하기 쉬운 과립 유형의 제품을 생산하는데 중요하다. 성분의 농도는 가장 높은 녹말 하중을 생성하기 위해 조절된다. 담체 성분은 그들의 형태, 용해의 용이함 및 배합될 용도에서의 적합성에 따라 선택된다.

테스트될 배합물은 33% 의 당, 본 발명의 제품 60%, 및 7% 의 말토덱스트린으로 구성되었다. 단계의 순서는 하기와 같았다:

1. Hobart 혼합기 내에 당을 놓는 단계.

2. 전체 건조 성분의 2.5% 와 같은 양으로(즉, 당 50g, 압출된 녹말 90g 및 말토덱스트린 10g 의 블렌드에 대해, 물은 3.75g (150g 의 2-1/2%)과 같을 것이다) 당에 물을 뿌리는 단계.

3. 완전히 블렌딩될 때까지 속도 2 로 혼합하는 단계.

4. 저속으로 혼합하면서 말토덱스트린을 첨가하는 단계.

5. 완전히 블렌딩될 때까지 속도 2 로 혼합하는 단계.

6. 저속에서 혼합하면서 압출된 녹말을 첨가하는 단계.

7. 완전히 블렌딩될 때까지 속도 2 로 혼합하는 단계.

상기에 나타난 배합물에 대하여, 이 응집 절차는 하기와 같은 특성을 갖는 예비 혼합물을 결과시킨다 :

1. 블렌딩된 성분의 우수한 과립 형상 및 안정도.

2. 층을 이루지 않는 균질 혼합물.

3. 예비 혼합물은 유동성이고, 측정하기 쉽다.

상기 표에 나타난 결과로 부터 알 수 있는 바와 같이, 코어 성분, 가용성 비결정성 물질, 및 녹말 함유 물질로 구성되는 본 발명에 따라 제조된 응집된 조성물은, 균질의 유동성이며, 고온의 인스턴트 식품에서 쉽게 분산 가능하였다.

Claims (2)

1. a) 첨가될 물의 양을 제외한 성분 전체 중량의 7% 내지 69% 의 코어 성분을 혼합기에 첨가하고 ;

   b) 첨가될 물의 양을 제외한 성분 전체 중량의 0.5% 내지 3.5% 의 양으로 물을 첨가하고 ;

   c) 완전히 블렌딩될 때까지 혼합하고 ;

   d) 완전히 블렌딩될 때까지 혼합을 계속하면서, 상기 첨가된 물을 제외한 전체 성분 중량을 기준으로 1% 내지 20% 의 가용성 비결정성 물질을 첨가하고 ;

   e) 완전히 블렌딩될 때까지 혼합을 계속하면서, 상기 첨가된 물을 제외한 성분 전체 중량을 기준으로 90% 내지 30% 의 녹말 함유 물질을 첨가하는 단계들을 포함하여 구성되는,

   성분으로서 코어 성분, 가용성 비결정성 물질, 및 녹말 함유 물질을 사용하여, 균질의 유동성이고, 고온의 인스턴트 식품에서 쉽게 분산가능한 응집된 조성물을 제조하는 방법.
2. 녹말 함유 물질, 코어 성분 및 가용성 비결정성 물질로 구성되며 제 1 항 방법에 따라 제조된, 균질의 유동성인, 고온의 인스턴트 식품에서 쉽게 분산가능한 응집된 조성물.