具有增强的耐加工性和溶解稳定性的米粉组合物的制作方法

专利名称：具有增强的耐加工性和溶解稳定性的米粉组合物的制作方法
本申请要求2005年4月29日提出的美国临时申请60/676,585和2005年6月22日提出的美国临时申请60/692,833以及2006年4月10日提交的“将要给出序列号”的申请的优先权。
背景技术：
本发明涉及一种具有增强的耐加工性和溶解稳定性的米粉组合物，制备所述米粉的方法及其应用。所述米粉是通过热-湿处理低直链淀粉米粉制备而成的。
谷粉通常由淀粉，蛋白质，脂质，纤维和其它物质组成。淀粉，通常是谷粉的主要成份，是由两种多糖分子组成的复合碳水化合物，所述两种多糖是直链淀粉，即通过α-1，4-D-糖苷键连接的D-脱水葡萄糖单元的基本线性的且柔性的聚合物，和支链淀粉，即通过α-1，6-D-糖苷键连接的带分枝的线性聚合物。
天然谷粉或淀粉通常不足以满足食品工业加工食品的需求。通常通过工业中已知的多种技术对淀粉进行化学改性来改变淀粉的功能以满足上述需求。特别地，通常进行化学改性以增强耐加工性和水分散性或高水分食品中的稳定性。
当加热天然淀粉的水分散液时，淀粉颗粒开始膨胀，并且分散液形成粘着的、软膏状的质地。烹调天然淀粉的过程中，上述质地状态迅速转变成弹性的、橡胶状的状态其中膨胀的颗粒破裂。烹调时间、温度和浓度以及剪切力和pH值的微小变化均足以影响这种转变。可以使用特定类型的化学改性以克服膨胀的淀粉颗粒对处理和加工条件的极度敏感性。
近年来，趋向于研发具有改性淀粉的所有性质，但是却具有较低程度甚至无化学处理的淀粉的趋势。例如，已经尝试通过使用β-淀粉酶酶促水解交联的糯性淀粉来增加淀粉的低温稳定性(Wurzburg，U.S.3,525,672)。上述水解缩短或除去了淀粉分子最外面的β-链。由此，减少了这些支链部分交联的可能，导致显著降低食品产品暴露于低温或冻结温度时的脱水收缩和凝胶化作用。
与可以选择使用大量既定的改性淀粉以满足食品加工以及消费者需求的复杂需要相比，食品工业使用具有高度功能性淀粉的选择非常有限，包括加工的高水分食品的情况。当用于高水分食品时，已知天然谷粉在食品加工条件下显示粘度的可变性和其它不受欢迎的性质。而且，与天然淀粉一样，天然谷粉具有导致不受欢迎的绵长(long)且粘着的质地的趋势以及在加工的高水分食品中具有低稳定性。
已知的增进高水分食品中谷粉功能性的技术方案包括杂化选择和物理加工。例如，糯性谷粉可用于增进加工的食品的稳定性。然而，上述食品不具备高度的耐加工性，并且趋于形成劣等的、粘着的、胶凝的质地。
本领域已知使用谷粉的热-湿处理通过退火过程以增强含有直链淀粉的谷粉的耐加工性。然而，当用于高水分食品时，上述谷粉显示低稳定性。
令人惊奇地，现在发现热-湿处理低直链淀粉米粉可以形成具有独特的且有益的性质的米粉，特别是增强的耐加工性和溶解稳定性。
发明概述本发明涉及一种具有增强的耐加工性和溶解稳定性的米粉组合物，制备所述米粉的方法及其应用。所述米粉是通过热-湿处理低直链淀粉米粉制备而成的。本发明进一步涉及含有所述米粉的食品产品，特别是具有高水分含量的加工食品。
此处所述的，谷粉意指一种多成份组合物，其中包括淀粉并且可以包括蛋白质，脂肪(脂质)，纤维，维生素和/或矿物质。不受限制地，谷粉意指包括粗粉，全麦粉，cone，粗磨谷粉，和粗磨谷粉片，但并不包括纯淀粉。
此处所述的，低直链淀粉意指直链淀粉含量低于18-25％(普通米粉)，但高于约3％(普通糯性米粉)，直链淀粉基于谷粉中淀粉的重量。
此处所述的，耐加工性意指在高水分环境例如高水分食品的加工过程中，当谷粉暴露于热、剪切力和/或酸性条件时，具有松散的(short)、非粘着质地并且其粘度显著高于天然谷粉。
此处所述的，溶解稳定性意指谷粉在高水分(湿度)环境中维持稳定并且不形成凝胶。特别是，当在固体含量为9％且pH值为3的水溶液中使用其中淀粉被充分烹调出来(糊化)的谷粉时，可以从溶液中取出一匙并且不会形成缺失(divot)或者会在5分钟内再次填回，以使所述溶液平面再次变平。
此处所述的，糊化意指淀粉充分烹调且失去其颗粒结构的过程。颗粒意指天然淀粉的结构，其中淀粉不溶于水，至少部分结晶，并且在偏振光下可能具有双折射和马尔他十字(Maltese cross)。
此处所述的，蛋白质变性意指描述蛋白质结构中的非共价转变。所述转变可能改变蛋白质聚合物的二级，三级或四级结构。
此处所述的，目标温度意指面粉加工时的基本恒定温度(升温时间(ramp uptime)之后)。
附图描述附

图1描绘了各种通过流变学方法B2(Rheology Method B2)烹调的热-湿处理过的含有直链淀粉的谷粉的模量(G’)数据(详见实施例)。
附图2描绘了中性条件下(pH＝6.5)天然米粉和热-湿处理过的糯性米粉和低直链淀粉米粉的勃拉班德尔粘度(Brabender viscosity)。
附图3描绘了用于评价实施例部分的样品的质地评选(texture ballot)。烹调淀粉并置于室温烧杯大小由应用确定，对于烹调推荐4盎斯的透明塑料杯通用刻度 首先观察杯中的淀粉并且评价下列外观性质不透明度定义淀粉呈混浊状的程度(混浊度)技术使用白色塑料搅拌棒并如图所示将其直立于容器的边缘，为了更好地判断，可以将搅拌棒向中心移动等级 描述 样品0 非不透明度-澄清/半透明去离子水5 轻微不透明度/浊度 0.375％全脂牛奶溶液10中等不透明度/浊度 5％全脂牛奶溶液15强不透明度全脂牛奶图3续-1颜色定义白色至深褐色等级描述样品0 白色二氧化钛溶液5 轻微褐色NOVATION8600淀粉8 中度褐色未洗涤的NOVATION2300淀粉15 深/金褐色 蜂蜜图3续-2光泽/光亮定义其反射光的程度技术通过对着先前后倾斜容器来评价在产品表面上看到的光亮的数量等级描述 样品5 轻微光泽/光亮NOVATION1900淀粉10 中等光泽 NOVATION8600淀粉15 强光泽/光亮 蜂蜜，或Jello-明胶搅拌凝胶5次粒状的/浆状的/块状的以0，1，2，3表示类别
图3续-3如果产品是粒状的，进一步通过下列标准分级。
粒状的-小的，均一的，圆形颗粒
图3续-4搅拌20次重复使用上述搅拌5次时引用的参照评价粘性(可用匙取的)物质搅拌产品并对下述性质分级粘度定义在物质中移动匙所需的力量
将一满匙原料提高到烧杯以上4-6英寸-使其从匙上流至烧杯，并测量粘着性定义在其裂开或破裂前原料变形的程度
图3续-5原料和方法信息不透明度参照全脂牛奶溶液特定百分比全脂牛奶溶于蒸馏水颜色和光泽/光亮参照容器4盎司塑料容器。
样品大小80g淀粉烹调液或容器装满3/4。
二氧化钛溶液0.05％的50％二氧化钛溶液(Warner Jenkinson，批号#21885BD)NOVATION8600淀粉(批号FEX-7560)，未洗涤的，未洗涤的NOVATION2300淀粉(批号ABC-046)，NOVATION1900淀粉(批号DKC-066)5％固体(无水)溶于蒸馏水，通过在水温为98℃时总共水浴烹调20分钟制得。将淀粉分散于1％NaCl溶液中后，将样品置于热水浴中，搅拌3分钟直至淀粉糊化，然后加盖并烹调剩余的17分钟。烹调后，使用去离子水校正由蒸发导致的质量损失。样品趁热转换入4盎司的容器并在不加盖的情况下自然冷却。NOVATION1900淀粉(批号DKC-066)如上制备，24小时后表面结皮。蜂蜜金黄褐色花蜜，真正天然纯蜂蜜，John Paton公司，总经销商，PA粒状的/浆状的/块状的参照Dannon脱脂酸奶搅拌20次以打破任何胶凝化的/成块的结构。MELOGEL淀粉6.6％固体(原样)溶于蒸馏水，通过在沸水浴(98℃)中烹调20分钟(约前3分钟搅拌)，并进行1个/多个F/T循环制得。
粘度参照THERMTEX，WNA，COLFLO67，和FIRMETEX淀粉6.6％固体(原样)溶于蒸馏水，通过在沸水浴(98℃)中烹调20分钟(约前3分钟搅拌)制得。
粘着性参照COLFLO67，NOVATION2600，NOVATON270O，糯玉米/木薯粉/马铃薯淀粉6.6％固体(原样)溶于蒸馏水，通过在沸水浴(98℃)中烹调20分钟(约前3分钟搅拌)制得。烹调物的显微评价应该显示下述20分钟，淀粉烹调物 显微评价＝烹调类型COLFLO67淀粉 良好烹调＝～80％充分膨胀，10％夹生，10％碎片颗粒NOVATION2600淀粉 稍微煮得过久＝～70％膨胀，5％夹生，25％碎片颗粒NOVATION2700淀粉 中等程度煮得过久＝～50％膨胀，0％夹生，50％碎片颗粒糯玉米/木薯粉/马铃薯淀粉 极度煮得过久＝～10％充分膨胀，0％夹生，90％碎片颗粒发明详述本发明涉及一种具有增强的耐加工性和溶解稳定性的米粉组合物，制备所述米粉的方法及其应用。所述米粉是通过热-湿处理低直链淀粉米粉制备而成的。
用于本发明的米粉得自天然来源。此处所述的，天然是指其在自然界存在的状态。同样适用的是来源于植物的谷粉，所述植物是通过标准育种技术获得的，所述育种技术包括杂交，易位，倒位，转化或其它向其中引入变异的基因或染色体工程方法。此外，来自上述遗传组合物的诱导突变和变异的植物的淀粉同样适于此处，所述遗传组合物可以由已知的突变育种标准方法产生。
适于本发明的米粉具有低直链淀粉含量的淀粉组分。在一个实施方案中，所述谷粉是一种米粉，并且直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为5-15％，在另一个实施方案中直链淀粉含量为10-13％，并且另一个实施方案中为13-15％。
可以通过任何用于谷粉生产领域的方法从植物材料获得所述谷粉，其中在一个实施方案中得自干磨法。然而，也可以使用包括湿磨法和干磨法技术组合的其它方法。
在一个实施方案中，谷粉含有约8-25％水分，1-50％蛋白质，0.1-8％脂肪(脂质)，1-50％纤维，20-90％淀粉，0-3％灰份和任选的其它成份，例如营养素(例如，维生素和矿物质)。使用本领域已知的方法可以改变颗粒大小和各组份的百分含量。例如，可以使用精细研磨和气流分级改变蛋白质含量。不受限制地，谷粉可以包括小麦粉，全麦粉，整粒面粉，和粗磨谷粉。
制备本发明的米粉时，需要起始谷粉具有特定量的水分含量或湿度，并且加热至所定义的温度以达到增强的耐加工性和溶解稳定性的目标。将要进行热处理的淀粉的总湿度或水分含量在约10-80％的范围内，在一个实施方案中在15-30％的范围内，以干谷粉的重量计。在另一个合适的实施方案中，加热步骤中的水分含量基本恒定。例如，可以通过在密封容器中热处理谷粉以避免水分蒸发来达到上述目的。在另一个实施方案中，热处理具有干燥的效果，在加工过程中减少谷粉的水分含量。
将具有特定水分含量的谷粉加热至约50-180℃的目标温度，并且在一方面，加热至约80-120℃。重要的是谷粉中的淀粉维持颗粒状态。可以发生其它改变，包括蛋白质的变性。加热时间根据谷粉组成，包括淀粉和蛋白质含量，粒径分布，淀粉成份的直链淀粉含量，希望的的耐加工性增强的程度以及水分含量和加热温度可以不同。在一个实施方案中，在目标温度的加热时间为约1-150分钟，并且在另一个实施方案中是约30-120分钟。
可以使用任何本领域已知的设备进行热处理，所述设备为粉末加工，增湿和湿控制，混合，加热和干燥提供了足够的能力。热处理可以分批或连续过程进行。在一个实施方案中，所述设备是分批铧混合器。在另一个实施方案中，所述设备是连续固液混和器，其后是连续加热的螺旋运输机。在另一个实施方案中，所述连续过程单独使用管状薄膜干燥器，或者与连续螺旋一同使用以延长并控制停留时间。可以将任何使用的系统加压以控制目标温度为100℃或高于100℃时的水分含量。
处理谷粉的条件必须使谷粉中淀粉的颗粒结构不被破坏。在一个实施方案中，所述颗粒仍旧是双折射的，并且在偏振光下观察淀粉的颗粒结构时，具有存在马尔他十字的迹象。在某些条件下，例如高湿度和高温，淀粉颗粒可能部分膨胀，但结晶性并未被完全破坏。然而，上述现象应该被最小化，以维持最高可能的耐加工性。由此，如此处使用的术语“颗粒淀粉”是指主要维持其颗粒结构并且具有部分可结晶性的淀粉，并且颗粒可以是双折射的以及在偏振光下可以明显存在马尔他十字。此外，热-湿处理对蛋白质成份的变性作用可能对观察到的谷粉的功能性有影响。热处理得到的淀粉产品仍旧具有至少部分颗粒结构，并且在一个实施方案中在显微镜下观察时是双折射的且在偏振光下观察存在马尔他十字。
得到的米粉将具有增强的耐加工性和溶解稳定性。所述米粉耐加工，当在高水分环境例如高水分食品中在加工过程中暴露于热，剪切力和/或酸性条件时，具有松散的，非粘着质地并且其粘度显著高于天然谷粉，并且如果在热-湿处理前进行改性，粘度高于所述处理之前。此处所述的，高水分环境或食品是指具有以环境或食品重量计至少50％水(湿度)，并且可以包括所述谷粉的溶液或溶胶。在本发明的一方面，热-湿处理后谷粉的粘度(水中固体含量为9％)至少高于天然谷粉5倍，在另一个方面，至少高约8倍。
在一个实施方案中，使用吸光度方法C1(Absorbance Method C1)，米粉具有至少为0.1，且小于0.3的吸光度值。在另一个实施方案中，使用吸光度方法C2，米粉具有大于0.1且小于0.2的吸光度值。
得到的米粉还具有溶解稳定性，其中在高水分(湿度)环境中米粉维持稳定并且不产生胶凝化。特别是，当在含有9％固体且pH值为3的水溶液中使用其中淀粉被充分烹调出来(糊化)的谷粉时，可以从溶液中取出一匙且不会形成缺失或者会在5分钟内再次填回，以使所述溶液平面再次变平。
在其淀粉以9％的固体含量且pH值为3时被充分烹调出来后，得到的米粉进一步以使用流变学方法B1得到大于25且小于150Pa的模量(G’)为特征。在另一个实施方案中，在其淀粉以9％的固体含量且pH值为3时被充分烹调出来后，得到的谷粉进一步以使用流变学方法B2得到大于250且小于600Pa的模量(G’)为特征。
在其淀粉以9％的固体含量且pH值为3时被充分烹调出来后，得到的米粉进一步以使用流变学方法B1得到大于0.25且小于1.0的正切δ(tanδ)为特征。在另一个实施方案中，在其淀粉以9％的固体含量且pH值为3时被充分烹调出来后，得到的谷粉进一步以使用流变学方法B2得到大于0.10且小于0.50的正切δ(tanδ)为特征。通常，已知具有大于1的tanδ的淀粉是液体状的或粘稠的，而那些具有小于1的tanδ的淀粉是柔软的块或硬的凝胶。柔软块样品的tanδ在0.1-0.5之间，更坚硬的胶凝样品的tanδ小于0.1。实施例部分更确切地描述了所述模量和tanδ特征。
热-湿处理之后，允许谷粉风干以达到平衡水分条件，或者可以使用急骤干燥机或其它干燥手段进行干燥，包括喷雾干燥，冷冻干燥，或转鼓干燥。在一个实施方案中，谷粉是风干的或者急骤干燥的。还可以调整谷粉的pH值，并且通常调整至6.0-7.5之间。
所述谷粉可以进一步化学、物理或者酶促改性，以提供额外的功能或令人满意的性质。所述改性可以在热-湿处理之前和/或之后完成。在一个实施方案中，谷粉不进一步改性，且在另一个实施方案中，谷粉在热-湿处理之后改性。
包括用任何试剂或组合试剂进行处理的化学改性可以提供不完全破坏淀粉颗粒性质的改性，并且意指不受限制地包括交联淀粉，乙酰化的和有机酯化的淀粉，羟乙基化和羟丙基化的淀粉，磷酰化和无机酯化淀粉，阳离子化、阴离子化、非离子化、和两性离子化淀粉，以及淀粉的琥珀酸酯和取代琥珀酸酯衍生物。上述改性是该领域已知的，例如Modified StarchesProperties and Uses，Ed.Wurzburg，CRC Press，Inc.，Florida(1986)。其它合适的改性和方法公开于美国专利No.4,626,288，2,613,206和2,661,349。然而，应该注意到，虽然交联可以增强耐加工性和/或溶解稳定性，本发明并不包括那些单独使用交联即足以获得令人满意的效果的实施方案。
在一个实施方案中，谷粉不进行化学改性。其具有清洁标贴(clean labeling)的额外用处。
物理改性意指包括剪切和其它本领域已知的且可以用于谷粉的物理改变。在本发明的一个方面，通过本领域已知的方法例如研磨和过筛，凝聚或颗粒化来改变热-湿处理之前或之后谷粉的粒径分布。在另一个方面，通过使用精细研磨和气流分级改变谷粉的组成。
酶促改性意指包括通过任何酶进行的改性，只要其可以在不破坏谷粉中淀粉颗粒结构的条件下进行水解，并且包括水解谷粉中存在的淀粉和/或蛋白质即可。
还可以对谷粉进行其它淀粉或谷粉领域所公知的加工，例如通过酸和/或热以及氧化进行的转变。可以使用本领域已知的方法纯化谷粉，以从淀粉去除谷粉与生俱来的或加工过程中产生的味道，气味或颜色。碱洗技术也是有用的和本领域已知的。
得到的本发明的米粉可以用于任何食品或饮料组合物(以下统称为食品)。这些包括人类和/或动物消费的食品。典型的食品产品包括，但不限于，婴儿食品，汤，酱汁，调味料，肉汁，方便食品，乳制品和其它高水分食品。食品加工可以包括混合，剪切，烹调，杀菌，UHP处理，冷冻或其它已知的食品加工方法。进一步，所述谷粉可以用于其它食品，例如谷物，例如即食的、膨化或膨胀谷物和食用前经烹调的谷物；烘烤食品，例如面包，饼干，家常小甜饼，蛋糕，松饼，面包卷，糕点和其它基于谷物的成份；面食制品，饮料；油炸和涂层食品；快餐；肉制品；调味品；和经培养的乳制品例如酸奶，奶酪和酸奶油。
可以添加并用于任意给定食品的米粉的量在很大程度上取决于功能性观点上可以允许的量。换言之，谷粉的用量通常可以是食品感观评价可以接受的最高量。本发明的一方面，谷粉的用量为以食品重量计的约0.1-50％，且在另一方面，谷粉的用量为以食品重量计的约1-25％。所述组合物还额外含有至少一种其它可食用成份。所述可食用成份是本领域已知的，并且包括，但不限于蛋白质，碳水化合物，脂肪，维生素和矿物质。
现有如下实施方案进一步说明和解释本发明，并且不应理解为限制性的。
1.一种谷粉，其特征在于a.大于25且小于150的模量；b.大于0.25且小于1.0的tanδ；和c.溶解稳定性，其中所述谷粉是一种米粉，并且所述模量和tanδ是通过流变学方法B1测定的。
2.实施方案1所述的谷粉，其特征进一步在于增强的耐加工性。
3.实施方案1所述的谷粉，进一步包括低直链淀粉含量。
4.实施方案1所述的谷粉，其中所述谷粉的直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为5-15％。
5.实施方案4所述的谷粉，其中直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为10-13％。
6.实施方案1所述的谷粉，其特征进一步在于通过吸光度方法C1测量的吸光度值为至少0.1且小于0.3。
7.实施方案1所述的谷粉，其中所述谷粉基本上未经化学改性。
8.包含实施方案1所述的谷粉和至少一种其它可食用成份的组合物。
9.包含实施方案5所述的谷粉和至少一种其它可食用成份的组合物。
10.热-处理谷粉的方法，包括a)在水分含量为以干粉重量计的10-80％，目标温度为50-180℃的条件下加热米粉，在目标温度下加热1-150分钟以形成热处理过的谷粉；其中选择所述条件以使谷粉中的淀粉维持其颗粒结构；其中热处理过的谷粉的特征为大于25且小于150的模量；大于0.25且小于1.0的tanδ；和溶解稳定性；以及其中所述模量和tanδ是通过流变学方法B1测定的。
11.实施方案10所述的方法，其中热处理过的谷粉的特征进一步为增强的耐加工性。
12.实施方案10所述的方法，其中所述谷粉是低直链淀粉谷粉。
13.实施方案10所述的方法，其中所述谷粉的直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为5-15％。
14.实施方案10所述的方法，其中所述谷粉的直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为10-13％。
15.实施方案10所述的方法，其中所述谷粉的水分含量为以干谷粉重量计的15-30％。
16.实施方案10所述的方法，其中所述目标温度为80-120℃。
17.实施方案10所述的方法，其中在目标温度的时间为30-120分钟。
18.实施方案10所述的方法，其中加热过程中基本维持水分恒定。
19.一种含直链淀粉的非糊化米粉，其特征在于(a)通过吸光度方法C2测量的小于0.2且大于0.1的吸光度值；(b)大于250Pa且小于600Pa的G’；和(c)大于0.10且小于0.50的tanδ；其中所述模量和tanδ是通过流变学方法B2测定的。
20.实施方案19所述的谷粉，其特征进一步为增强的耐加工性。
21.实施方案19所述的谷粉，进一步包括低直链淀粉含量。
22.实施方案19所述的谷粉，其中所述谷粉是一种米粉，其直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为5-15％。
23.实施方案22所述的谷粉，其中直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为13-15％。
24.实施方案19所述的谷粉，其中所述谷粉基本上未经化学改性。
25.包含实施方案19所述的谷粉和至少一种其它可食用成份的组合物。
26.热-处理谷粉的方法，包括在水分含量以干谷粉重量计为10-80％，目标温度为50-180℃的条件下加热米粉，在目标温度下加热1-150分钟以形成热处理过的谷粉；其中选择所述条件以使谷粉中的淀粉维持其颗粒结构；其中热处理过的谷粉的特征为通过吸光度方法C2测量的小于0.2且大于0.1的吸光度值，大于250Pa且小于600Pa的G’，和大于0.10且小于0.50的tanδ；其中所述模量和tanδ是通过流变学方法B2测定的。
27.实施方案26所述的方法，其中热处理过的谷粉的特征进一步为增强的耐加工性。
28.实施方案26所述的方法，其中所述谷粉是低直链淀粉谷粉。
29.实施方案26所述的方法，其中所述谷粉的直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为5-15％。
30.实施方案26所述的方法，其中所述谷粉的直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为13-15％。
31.实施方案26所述的方法，其中所述谷粉的水分含量为以干谷粉重量计的15-30％。
32.实施方案26所述的方法，其中所述目标温度为80-120℃。
33.实施方案26所述的方法，其中在目标温度的时间为30-120分钟。
34.实施方案26所述的方法，其中加热过程中基本维持水分恒定。
实施例现有如下实施例进一步说明和解释本发明，其不应被理解为是限制性的。除非另外指出，所有份数和百分含量都是以重量计的，并且所有温度均是摄氏度(℃)。
在实施例中使用下列原料。
a)糯性米粉(WRF)，购于Bangkok Industries(Bao Kao Den，Thailand)，1.2％直链淀粉b)低直链淀粉米粉，购于Riviana Foods(Houston，TX，USA)，RM-100AR，批号#7519，12.8％直链淀粉c)新加坡普通米粉(Singapore Regul Rice Flour)(RRF)，购于Bangkok Industries(Bao Kao Den，Thailand)，22.4％直链淀粉。
实施例中使用下列试验过程A.热分析使用带有液氮冷却附件的Perkin Elmer差示扫描量热器(DSC)7(PerkinElmer Differential Scanning Calorimeter)对天然谷粉和热湿处理过的谷粉进行热分析。称取10mg无水样品置于不锈钢密封盘，并加入适量水使得水与谷粉的比例为3∶1。密封上述盘，并以10℃/min的加热速率扫描10-160℃。重复测量两份样品，并且报告起始值，峰值和最终熔化温度值(℃)以及糊化焓值(J/g)的平均值。
B.流变学方法B1不使用恒温水浴在95℃进行烹调在设置为95℃的水浴中加热浴粉浆(以无水，9％固体含量，在pH为3的缓冲液中)20分钟得到淀粉分散体，对其进行流变学实验。烹调后，校正由于蒸发导致的质量损失。将预期会凝胶化的样品趁热倾倒入模具。然后冷却样品至室温并用流变仪检测。所述流变仪是流变流体分光计III(Rheometrics FluidsSpectrometer III)(Rheometrics Scientific，Piscataway，N.J.)。所有测量均通过几何平行板(parallel plate geometry)进行。在1.0 rad/sec-100 rad/sec的范围内对样品进行振荡频率扫描，样品的线性粘弹性窗中具有应变。上述线性粘弹性应变，γ，定义为足够小以致不破坏所检测材料结构的应变。测量得到的G’，G”曲线，并由G”对G’的比值计算tanδ。以10rad/sec的频率报告弹性模量和tanδ。
方法B2使用恒温水浴在95℃进行烹调在95℃的恒温水浴(Lauda E100，Ecoline Star edition)中烹调样品，以精确地维持温度(±0.02℃)。所有谷粉样品均以9％的固体含量(无水)，在pH＝3的缓冲液中烹调20分钟。烹调后使用去离子水校正由于蒸发导致的质量损失。对于预期会凝胶化的物质，在模具中制备样品以备流变学检测。在沸水浴中烹调后，将其趁热倾倒入模具。所述模具由尺寸为7.5cm×7.5cm且1mm厚的金属板组成。同样尺寸和厚度的橡胶置于该板上并用油密封。该橡胶在其中心切有直径为50mm的圆孔。由于方便操作，趁热使样品分散。冷却后，用聚脂薄膜(mylar film)覆盖样品，并将其置于实验台上约2小时后再用流变仪检测。
样品烹调后约2小时测量其流变学性质。所有样品均用Rheometric Scientific的Rhios RFS III流变仪进行检测。使用直径50mm，间隙尺寸1.5mm的几何平行板。收集动力学和静态数据。样品测量两次以确保良好的重现性。使用塑料抹刀将合适量的样品加于流变仪。设定间隙尺寸之后，使用塑料抹刀围绕围板修整样品以去除多余的物质。然后用50cps硅油覆盖样品，以防止检测过程中干燥。对于胶凝化的物质，仅仅收集样品的动力学数据。
使用下列标准流变学顺序(i)动态应变扫描应变0.1％-100％。当获得合适的应变时结束检测。@25℃(ii)动态频率扫描频率1-100rad/s @25℃(iii)瞬间步进速率(transient step rate)剪切速率＝1.0(l/s)，区域时间(zonetime)＝120秒@25℃(iv)稳速扫描(steady rate sweep)速率＝1-100(l/s)测量前延迟＝40秒@25℃C.吸光度方法C1得自烹调方法B1的物质不使用恒温水浴，在95℃，1％NaCl溶液中烹调9％谷粉固体含量(干基)的谷粉样品。然后稀释至1％谷粉固体含量，并将100gms倾倒入100ml的量筒。用于稀释的溶剂仍旧是1％NaCl溶液。24小时后，受抑制的物质(inhibited materials)(沉淀物)沉淀下来和不受抑制的物质(uninhibitedmaterials)保留于上清液中。根据上清液的浊度可以测量不受抑制的物质。这作为700nm波长处的吸光度进行测量，使用Spec 21D(Milton Roy，Rochester，NY)和1cm光程的比色杯(cuvette)。
方法C2得自烹调方法B2的物质如方法B2所述，在pH＝3.0的缓冲液中烹调9％谷粉固体含量(干基)的谷粉样品。在95℃的恒温水浴中烹调样品。然后稀释至1％谷粉固体，并将100gms倾倒入100ml的量筒。用于稀释的溶剂仍旧是pH＝3.0的缓冲液。24小时后，受抑制的物质(沉淀物)沉淀下来和不受抑制的物质保留于上清液中。根据上清液的浊度可以测量不受抑制的物质。这作为700nm波长下的吸光度测量，使用Spec 21D(Milton Roy，Rochester，NY)和1cm光程的比色杯。
D.勃拉班德尔粘度(Brabender viscosity)中性条件下(pH6.5)，使用勃拉班德尔粘度测定仪测量米粉的粘度变化。使用基于谷粉固体的9％浆液固体(无水)。将41.4g无水谷粉加入带有搅拌棒的配衡塑料烧杯。加入缓冲溶液，使淀粉和缓冲溶液的总重量为83.0±1.0g，并充分搅拌以形成均匀的糊剂。然后，加入足够的缓冲溶液以使总加料重量达到460.0g。用搅拌棒充分混合浆液，并将其加入勃拉班德尔粘度测定仪的测定盘(Brabender Viscoamylograph bowl)。在下述温度变化范围，使用700cmg灵敏度的筒(sensitivity catridge)测量粘度。初始温度设定为50℃，然后以1.5℃/min的加热速率进行可控的加热，直至达到最高温度92℃。最终在92℃维持15分钟。以使用勃拉班德尔单位(BU)测量的勃拉班德尔粘度对时间和温度作图。
制备缓冲溶液使用缓冲溶液(pH6.5)代替蒸馏水，并按下述方法制备溶液A-0.2 M Na2HPO4通过用蒸馏水或去离子水溶解28.39g无水磷酸二钠(磷酸氢二钠)，在容量瓶中定容至1升而制得。
溶液B-0.1M柠檬酸通过用蒸馏水或去离子水溶解21.01g一水柠檬酸，在容量瓶中定容至1升而制得。
将710mL溶液A和290mL溶液B混合，以制备pH6.5的混合缓冲液。
E.通过电势滴定测量直链淀粉含量加热在10毫升浓氯化钙溶液(以重量计，约30％)中的0.5g淀粉(1.0g研磨谷粉)样品至95℃，30分钟。冷却样品至室温，用5毫升2.5％乙酸双氧铀溶液稀释，充分混合，并以2000rpm离心5分钟。然后过滤样品得到澄清溶液。
使用1cm的旋光池(polarmetric cell)旋光测定淀粉浓度。然后用标定的0.01N碘溶液直接滴定一份样品(通常是5毫升)，同时使用具有KCl参比电极的铂电极记录电势。直接以结合碘来测量达到拐点所需的碘量。通过假定1.0g直链淀粉可以结合200mg碘来计算直链淀粉的量。在直链淀粉范围低于20％时，直链淀粉测定结果的百分误差是+/-1％。直链淀粉百分含量更高时，误差可能更高。
F.质地评价基于附图3中提出的评选(ballot)评价所有样品的质地。
G.布氏粘度(Brookfield Viscosity)一个4盎司的罐子装满苹果婴儿食品。室温下使用Brookfield DV-II+，在″B″t-bar(#92)，heliopath OFF的条件下测量粘度，10rpm下，以厘泊为单位测量15秒。
H.Bostwiek稠度计(Bostwick Consistometer)Bostwick稠度计由一个水平的具有两个隔室的不锈钢槽组成。盛装待测样品的第一隔室通过弹簧门与第二隔室分开。第二隔室24cm长，并且具有带刻度的间隔0.5cm的平行线。测量包括打开弹簧门，使液体在重力作用下自由流下斜坡。测量以厘米表示的5，15，30以及60秒后流体从弹簧门流过的距离作为Bostwick稠度计的读数。
实施例1-热湿处理糯性米粉，低直链淀粉米粉和普通米粉本实施例说明谷粉的热湿处理方法。
a.将精细的水雾喷洒于1500g低直链淀粉米粉上(LARF，直链淀粉含量-12％；RM100AR-批号#7519)，同时在厨房辅助混合器中以2-3档速度混合。在喷洒过程中，通过Cenco水分平衡器(Cenco moisture balance)间歇核查谷粉的水分。将谷粉粉末调整至四种不同的最终水分含量15，20，25和30％。进一步混合1小时以确保水分均一。然后将约200g潮湿的谷粉密封于带有小于1英寸顶部空间的铝罐中。将密封的铝罐置于已经处于所需的温度75℃，90℃，95℃，100℃和120℃的烤箱中进行热湿处理。存在30分钟升温时间，以允许罐内的样品温度与外面的烤箱温度平衡。样品进一步在上述温度保持2小时。热-湿处理之后，打开罐，并在室温下风干热湿处理(HMT)过的谷粉。使用咖啡研磨器将干燥样品磨成细粉，并使用US20目的筛网(筛孔0.841mm)过筛。随后表征样品的热性质和流变学性质。
b.对糯性米粉重复实施例1a，除了将水分调整至25％然后在95℃进行热处理以外。
c.对普通米粉重复实施例1a，除了将水分调整至20％然后在100℃进行热处理以外。
表1使用DSC对天然谷粉和热湿处理过的谷粉进行热分析。平均值如下所示。
热湿处理过的低直链淀粉米粉显示高粘度和应用时令人满意的质地。如表1所示，含直链淀粉的谷粉的热湿处理显示热性质的显著变化。与未经处理的天然谷粉相比，热湿处理过的低直链淀粉米粉和普通米粉具有更高的起始和峰值熔化温度。具有更高熔化温度的热湿处理过的谷粉可以在烹调过程中抗膨胀并显示延迟的糊化。因此，可以使用热湿处理过程通过退火实现对谷粉的抑制。不同热湿条件下处理的具有不同热性质的谷粉可以产生不同程度的抑制。
实施例2-热-湿处理过的谷粉的物理性质实施例2a)本实施例说明热湿处理过的米粉和天然米粉的物理性质。表2A描述的数据(由烹调方法B1制备)显示与未经处理的天然谷粉相比，热湿处理过低直链淀粉米粉显示更高的弹性模量和更低的tanδ。例如，与未经处理的天然低直链淀粉米粉相比，样品22，2，23和10显示更高的弹性模量。相比之下，糯性米粉(样品26)和普通米粉(27)与相应的天然谷粉(样品25，11)相比，没有显示弹性模量或tanδ的显著改进。
表2A热湿处理过的谷粉的制备，以及基于烹调过程B1的物理性质
实施例2b)应该注意，用序号标明的标记有“b”的样品与那些没有“b”的样品相同(例如，27和27b是相同样品)。
“b”仅仅表示检测是在不同的时间进行的。
表2B-热湿处理过的谷粉的制备，以及基于烹调过程B2的物理性质
与对照谷粉(样品#1)相比，含有12.8％直链淀粉时，热湿处理过的谷粉(样品#17b和#28)具有更高的刚度。与样品17b和样品28相比，热湿处理过的普通米粉(样品#27b和#12b)具有显著更高的刚度。上述样品(11，27b和12b)还显示与样品1，17b和28完全不同的柔软的凝胶质地。附图1和表2B对此进行了描绘。
实施例3-热湿处理过的谷粉的颗粒完整性本实施例说明了通过对谷粉进行热湿处理而实现的颗粒完整性的增加(如通过吸光度减少测得)。
表2A显示了热湿处理过的谷粉的吸光度数据。如表所示，与天然谷粉相比，热湿处理过的谷粉显示更低的吸光度，表明更高程度的颗粒完整性，其促成烹调所希望的物理性质。表2B显示了使用如上所述烹调过程B2的热湿处理过的谷粉的数据。
质地评价表3使用烹调过程B2(沸水浴)的谷粉的质地评价研究
上述表3的质地评价支持上述实施例2b。所有使用具有22.7％直链淀粉含量的普通米粉样品制备的食品产品均胶凝化(样品11，27b和12b)。相比之下，使用含低直链淀粉的米粉样品制备的食品产品没有胶凝化。应该注意，由于观察到的得自普通大米的谷粉样品形成凝胶的强度，无法评价该产品的被选产品标准。这些在表3中由“n/a”表示。
实施例4.不同加工时间下低直链淀粉米粉的热湿处理本实施例说明不同加工时间下低直链淀粉米粉的热湿处理。
将45kg低直链淀粉米粉加入分批处理铧混合器和干燥器(型号Processall，Cincinnati，OH，USA生产的300HP Prestovac反应器)。反应器可以加压以控制温度高于100℃时谷粉中的水分。通过混合作用谷粉被液化，并将水喷洒至谷粉上以达到19.1％的最终水分含量。加压反应器至40psi(2.7bar)，并将调整过湿度的谷粉加热至100℃的目标产品温度。升温时间为1小时。在100℃的目标温度，热处理进行120分钟，并在30，60，90和120分钟取样。风干所有样品至10-12％湿度，并过US20目的筛网(筛孔0.841mm)过筛。评价热-湿处理过的低直链淀粉米粉样品的流变学性质和吸光度(使用检测方法B1和C1)，所述样品在表4中为样品14-17。表4的数据显示60-120分钟的加工时间产生低直链淀粉米粉组合物，其中所述组合物具有令人满意的以模量G’和tanδ描述的流变学性质。进一步，数据显示更长的加工时间产生具有更令人满意的流变学性质的组合物。
表4不同时间下(30-120分钟)低直链淀粉米粉的热湿处理
实施例5-使用热-湿处理过的谷粉制备的食品本实施例描述了在增稠苹果沙司配方中使用热湿处理过的低直链淀粉米粉。热湿处理过的米粉和天然米粉均用于制备杀过菌的增稠苹果沙司。结果显示，与天然米粉相比，热湿处理过的低直链淀粉米粉具有增强的耐加工性(增强的粘度)。
使用下述配方制备食品
按照下述指示进行制备将水，米粉和柠檬酸混合。加入苹果固体。将混合物加热至65.6℃(150)，并在60-63℃(140-145)注入罐中。所述罐在盘式旋转杀菌锅(Stock Rotaryretort)中于115.5℃(240)杀菌35分钟。评价增稠苹果沙司的粘度差异。使用DV-II+Brookfield测量粘度，使用以下参数″B″t-bar(#92)，heliopathoff，在10RPM以厘泊为单位测量15秒。还使用Bostwick稠度计测量。Bostwick稠度计测量不同时间(以秒计)以厘米计的充填物流动的距离。较低的数值对应于较高的粘度。
下述表5列出了苹果沙司的评价结果。
表5天然米粉和热湿处理过的低直链淀粉米粉的Brookfield和Bostwick粘度数据
结果显示，热湿处理过的低直链淀粉米粉生产的苹果沙司杀菌后具有更高的粘度。热湿处理过的低直链淀粉米粉具有比天然米粉更优越的酸稳定性和热稳定性。
实施例6-热湿处理过的低直链淀粉米粉与热湿处理过的糯性米粉和普通米粉的湿合物的对比本实施例描述了热-湿处理过的不含直链淀粉的米粉(直链淀粉含量＜3％)和普通含有的直链淀粉的米粉(直链淀粉含量22％)的混合物的物理性质，并比较其与热-湿处理过的低-直链淀粉米粉性质的区别。将在20％水份和100℃下加工的热-湿处理过的低直链淀粉米粉与在相同条件下热-湿处理过的糯性米粉和普通米粉的混合物(50∶50w/w)进行比较。在该混合比率下，计算所得的12.5％的直链淀粉含量与低直链淀粉米粉(12.8％)相当。使用两种技术制备样品(i) 预混合谷粉，随后热-湿处理(样品20)(ii) 热-湿处理单独组份，然后混合在一起(样品21)使用检测方法B1和C1表征样品。表6显示数据。可以看出，与热-湿处理过的低直链淀粉米粉相比，所有混合物均显示更低的弹性模量和更高的tanδ。普通直链淀粉米粉显示不受欢迎的胶凝化质地，导致弹性模量过高且tanδ过低。
表6米粉混合物的表征
注释样品分析和制备都在方法B1的条件下。
实施例7热湿处理对糯性米粉和低直链淀粉米粉的抑制和耐加工性的影响本实施例说明了如在中性条件下(pH-6.5)，通过勃拉班德尔粘度测量所示的热湿处理对低直链淀粉米粉的抑制的影响，并将其与热-湿处理过的糯性米粉进行比较。本领域已知未抑制的淀粉或含淀粉组合物当维持在烹调湿度如相应的勃拉班德尔过程所定义的湿度时，显示最大粘度，并且随后粘度下降。相比之下，抑制的耐加工组合物不显示粘度下降或显示粘度持续上升。
如附图2所示，热湿处理过的糯性米粉不显示抑制，如当维持在92℃时，粘度下降(样品29-水分20％，100℃维持2小时)所示。相反，热-湿处理过的低直链淀粉米粉显示粘度上升，这些对于抑制组合物(样品5b)而言是典型的。进一步，所述产品显示显著延迟的糊化温度和在92℃粘度不变。通过控制热湿处理，抑制至不同程度的谷粉可以产生适于食品应用的耐加工性。
权利要求
1.1、一种谷粉，其特征在于a.大于25且小于150的模量；b.大于0.25且小于1.0的tanδ；和c.溶解稳定性，其中所述谷粉是米粉，并且所述模量和tanδ是通过流变学方法B1测定的。
2.权利要求1所述的谷粉，其直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为10-13％。
3.权利要求1所述的谷粉，其特征进一步在于通过吸光度方法C1测量的吸光度值为至少0.1且小于0.3。
4.热-处理谷粉的方法，包括a)在水分含量为以干谷粉重量计的10-80％，目标温度为50-180℃的条件下加热米粉，在目标温度下加热1-150分钟以形成热处理过的谷粉；其中选择所述条件以使谷粉中的淀粉维持其颗粒结构；其中热处理过的谷粉的特征为大于25且小于150的模量；大于0.25且小于1.0的tanδ；和溶解稳定性；以及其中所述模量和tanδ是通过流变学方法B1测定的。
5.一种含直链淀粉的非糊化米粉，其特征在于i.通过吸光度方法C2测量的吸光度值小于0.2且大于0.1；ii.G’大于250Pa且小于600Pa；和iii.tanδ大于0.10且小于0.50；其中所述模量和tanδ是通过流变学方法B2测定的。
6.权利要求1和5所述的谷粉，其特征进一步在于增强的耐加工性。
7.权利要求1和5所述的谷粉，进一步包含低直链淀粉含量。
8.权利要求1和5所述的谷粉，其中所述谷粉是米粉，其直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为5-15％。
9.权利要求5所述的谷粉，其中直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为13-15％。
10.权利要求1和5所述的谷粉，其中所述谷粉基本上未经化学改性生。
11.包含权利要求1，2或5所述的谷粉和至少一种其它可食用成份的组合物。
12.热-处理谷粉的方法，包括在水分含量为以干谷粉重量计的10-80％，目标温度为50-180℃的条件下加热米粉，在目标温度下加热1-150分钟以形成热处理过的谷粉；其中选择所述条件以使谷粉中的淀粉维持其颗粒结构；其中热处理过的谷粉的特征为通过吸光度方法C2测定的吸光度值小于0.2且大于0.1、G’大于250Pa小于600Pa、tanδ大于0.10且小于0.50；其中所述模量和tanδ是通过流变学方法B2测定的。
13.权利要求4和12所述的方法，其中热处理过的谷粉的特征进一步在于增强的耐加工性。
14.权利要求4和12所述的方法，其中所述谷粉是低直链淀粉谷粉。
15.权利要求4和12所述的方法，其中所述谷粉的直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为5-15％。
16.权利要求4和12所述的方法，其中所述谷粉的直链淀粉含量以谷粉中淀粉重量计为13-15％。
17.权利要求4和12所述的方法，其中所述谷粉的水分为以干谷粉重量计为15-30％。
18.权利要求4和12所述的方法，其中所述目标温度为80-120℃。
19.权利要求4和12所述的方法，其中在目标温度的时间为30-120分钟。
20.权利要求4和12所述的方法，其中加热过程中基本维持水分恒定。
全文摘要
本发明涉及一种具有增强的耐加工性和溶解稳定性的米粉组合物，制备所述米粉的方法及其应用。所述谷粉是通过热－湿处理低直链淀粉米粉制备而成的。得到的谷粉用于各种工业用途，特别是食品工业。
文档编号A23L1/0522GK1934994SQ200610084190
公开日2007年3月28日 申请日期2006年4月27日 优先权日2005年4月29日
发明者R·夏里夫, W·宾德朱斯, Y·-C·施, T·沙, V·格林 申请人:国家淀粉及化学投资控股公司