CN1950400A - 淀粉处理方法 - Google Patents

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Abstract

将高直链淀粉含量的淀粉进行处理以在改善水结合性能的同时保留抗性。通过加热和微流化作用预处理淀粉改变了淀粉的功能性，以引起产物粘度、抗性淀粉含量、粒径和分子量的变化。该处理过的淀粉产生食品等级的抗性淀粉，其具有结合水、产生粘度、胶凝以及形成薄膜的能力。它们可以用作脂肪替代成分。

Description

淀粉处理方法
本发明涉及淀粉、特别是抗性淀粉的功能改性，目的是改善淀粉的加工性能和产品性能。
发明背景
淀粉对食品的性能有着主要的影响。它保持水分、增稠和胶凝的能力都是淀粉所需要的性能，其有助于结构改进(texture development)，使其成为有价值的食品成分。淀粉的一些其它作用是用于稳定乳液、涂布食品和封装食品成分用于保护敏感组分和目标递送。
淀粉由两种聚合物组成，即，直链淀粉(长链线性结构)和支链淀粉(高度支化的高分子量聚合物)。直链淀粉与支链淀粉的比例随淀粉的来源而变化。一些淀粉已经被遗传选择，使得它们不含任何直链淀粉(例如：蜡质玉米淀粉)。淀粉以颗粒形式存在，并且由于要功能化，它们需要水合、膨胀和受到加热作用。在不搅拌的情况下进行蒸煮将产生溶胀的颗粒，并产生粘性。剪切或搅拌通常导致颗粒破裂和粘度降低。
天然淀粉由于具有较低的加工耐受性并产生稀薄的淀粉糊(weakbodied pastes)，所以在食品应用中的使用有限。可以将它们衍生化(例如：通过羟基与化学试剂反应)或改性(例如：通过酸处理或采用加热)，使它们在食品应用中更加有用。有许多化学方法改性的淀粉(例如：羟丙基淀粉，淀粉酯如乙酰化和磷酸化淀粉，水解的淀粉和酶处理的淀粉，它们已经用酸或酶处理以降低平均分子大小)，它们已经进入广泛的食品应用。虽然化学改性可以给予淀粉所需要的性能，但是人们日益关注的是使用物理处理对淀粉进行改性。
目前，存在已经被预糊化和预煮过的预糊化淀粉。尽管它们由于在低温下具有水合和产生粘性的能力而用于方便食品，但是它们却比它们的母体淀粉的粘性低。
食品生物聚合物可以通过采用加热、剪切和高压进行物理改性。在60MPa，25℃下高压加工小麦淀粉15分钟产生了改变的膨胀性质，并且从淀粉颗粒中释放直链淀粉(Douzals，J.P.，Perrier Cornet，J.M.，Gervais P.and Coquille J.C.，1998)，高压糊化小麦淀粉和压力产生的凝胶(J.Agric.Food Chem 46，4824-4829)。玉米淀粉和改性玉米淀粉的动态脉冲压力(在70℃下，414或620MPa)降低了淀粉悬浮液的熔解温度，但是没有改变其粘度(Onwulata，C.I.和Elchediak，E.，2000)。通过动态脉冲压力处理的淀粉和纤维(Food ResearchInternational 33，367-374)。在450-600MPa下处理10％的蜡质玉米淀粉分散液通常提高了表观粘度(Stolt，M.Stoforos，N.G.，Taoukis，P.S.and Autio，K.，1999)。高压处理的蜡质玉米淀粉分散体的流变性质的评估和模型化(Journal of Food Engineering 40，293-298)。
声处理已显示可以降低小麦淀粉的分子量(Seguchi，M.，Higasa，T.and Mori，T.，1994)。通过声处理研究小麦淀粉结构。(Cereal Chemistry71(6)636-639)。在施加超声波之后，观察到蜡质玉米淀粉的降解。在等于或高于淀粉的糊化温度下，降解加速(Isono，Y.，Kumagai，T.andWatanabe，T.，1994)。糯米淀粉的超声降解(Biosci.Biotech.Biochem58(10)1799-1802)。绿豆、马铃薯和米淀粉的声处理没有改变聚合度，但是它们的功能性通过其作用发生了变化，所述作用使溶胀的颗粒破裂而不是破坏淀粉分子内的键(Chung，K.M.，Moon，T.W.，Kim，H.andChun，J.K.，2002)。声处理的绿豆、马铃薯和米淀粉的生化性能(CerealChemistry，79(5)631-633)。
已经提出了改变淀粉性能的物理方法。
美国专利5455342公开了压力处理淀粉和瓜尔胶。
美国专利5945528公开了使用高压均化器生产分子量分布狭窄的淀粉分解产物。
美国专利6048563公开了在酸性条件下采用高剪切制备具有低粘度和高纤维的功能改性的瓜尔胶产品。
美国专利6689389公开了一种洗涤和剪切处理以纯化淀粉和除去蛋白质，并且降低分子量分布。
公开于文献中的其它方法包括高压加工法或声处理。
抗性淀粉是不能在小肠内被吸收的淀粉。它们到达大肠，在大肠中被结肠微生物群发酵。它们在人体健康中作为营养成分具有重要的作用。
抗性淀粉难于加工，并且具有差的成分功能性，主要是因为与非抗性淀粉相比它们的水结合性能较差。
本发明的目的是提供一种以受控制和可预测的方式改变抗性淀粉功能性的新的物理方法。
发明概述
为此，本发明提供了一种获得具有改进的水结合性能的抗性淀粉的方法，其中将高直链淀粉含量的淀粉在高于淀粉糊化温度的温度、高于400巴的压力下处理足以产生改进的水结合性能而保持抗性的时间。
控制工艺参数以产生所需的功能性，例如改进的胶凝、增稠和增溶性能。加工条件通过对胶凝和变稠作用的影响，可以影响淀粉的抗性含量。
本发明部分地以这样的发现为基础，即，应用加热和微流化作用改变了抗性淀粉的选定性能例如抗性淀粉的粘度、粒径、分子量、热性能。当将本发明的压力处理用于一系列食品和药品应用时，能够产生出所需要的淀粉性能，同时保持有效的抗性淀粉含量；例如：在50℃下粘度高于10cPs，以及抗性淀粉的含量高于30wt％，以干基计。
关心食品加工技术例如高压匀化、微流化、高压加工和超声波的应用是因为它们存在不依靠使用化学品而改变生物聚合物性能特征的潜能。使用物理方法代替其它处理方法改变淀粉性能特性，以产生具有区别性能的新食品成分的能力具有若干优点。采用物理方法，对用于许多现有技术方法的化学品没有要求。物理改性方法是一种更加清洁和更加环保的方法。在日益强调保持环境清洁和减少用于食品加工的添加剂的社会里，这是一个优点。
先前还没有提出将微流化作用与预煮淀粉颗粒的加热相结合用于高直链淀粉含量淀粉的改性。
与现有技术的压力处理相反，微流化方法采用相互作用和辅助室，其设计有明确固定的几何结构的微通道，以实现均匀颗粒和液滴尺寸降低。它包括将液体分配入两个微通道，然后使它们在一个反应室中重新结合，两股液体射流在反应室中碰撞，引起空化作用。在与匀化作用相同的压力下，通过微流化作用产生得到的产物粒径略小于匀化产物，并具有更紧密的粒径分布。
另一方面，本发明以如下发现为基础：静态高压处理或超声破碎的应用也可以改变湿抗性淀粉的物理性能，而加工后保持有效的抗性淀粉含量。
本发明的该方法采用高于淀粉糊化温度的升高的温度，这些温度通常在60℃至160℃之间变化。通过所需的性能变化确定进行处理的时间，但是该时间通常为30至90分钟。
改变的性能取决于淀粉类型以及加热和微流化参数。微流化是优选的压力处理，因为它产生的分子量变化比通过高压加工或声处理获得的大。压力范围优选为400到1000巴。
另一方面，本发明提供了一种通过如下方法获得的具有改进的水结合性能的抗性淀粉：将高直链淀粉含量的淀粉在高于淀粉糊化温度的温度下和高于400巴的压力下处理足以产生改进的水结合性能而保持抗性的时间。该处理过的淀粉可以作为湿态成分使用，或者可以用任意常规干燥方法(包括喷雾干燥)干燥而形成粉末。在这两种形式中，经处理的淀粉可以用作具有营养价值的食品成分，在许多食品中作为脂肪替代物。
发明详述
附图
图1：50℃下10％未加工的、加热的或者加热和微流化的抗性淀粉悬浮液的粘度；
图2：98℃下10％未加工的、加热的或者加热和微流化的抗性淀粉悬浮液的粘度；
图3：50℃下10％未加工的、加热的或者加热和微流化的抗性淀粉悬浮液的粘度(温度循环-冷却到50℃，加热到98℃，然后冷却到50℃之后)；
图4：通过微流化作用，Hi Maize 1043的链长缩短；
图5：通过微流化作用，Hylon VII的链长缩短；
图6：通过微流化作用，Novelose 260的链长缩短；
图7：通过微流化作用，马铃薯淀粉的链长缩短；
图8：通过微流化作用，Novelose 330的链长缩短；
图9：通过各种加工方法，Hylon VII的链长缩短；
图10：通过微流化作用，小麦淀粉的链长缩短。
图11：固态13C CPMAS(交叉极化的幻角自旋)NMR谱
用于淀粉性能的改性的加工处理
微流化的应用
由于初步微流化试验表明：在微流化之前将淀粉悬浮液在90℃下热处理30-60分钟几乎不导致除马铃薯淀粉之外所用所有抗性淀粉的粘度变化，所以在随后的实验中，在微流化之前将淀粉在较高温度(121℃，60分钟)下加热。这是为了确保淀粉在微流化之前糊化。
除非另有说明，使用70℃的去离子水制备每种淀粉的20％悬浮液(成分重量/总重量)，将其装入73×82mm的容器，并且在121℃热处理60分钟以确保已完全糊化。将马铃薯淀粉在热处理之前制成10％(重量成分/总重量)悬浮液。这是因为马铃薯淀粉的起始温度测定为62.64℃，而当加入70℃的水中时，产物开始增稠。与马铃薯淀粉类似，小麦、玉米和蜡质玉米淀粉也增稠，所以将其制成达到10％(成分重量/总重量)。
在微流化之前将样品加热至60℃并稀释至10％(除已经为10％成分重量/总重量的马铃薯、小麦、玉米和玉米淀粉之外)，其中所述微流化在400或800巴下使用中型规模的微流化器M210-EH-B(MFIC，NewtonMA，USA)，该微流化器具有425μm Q50Z辅助加工模块和200μm E230Z相互作用室(用于分散和细胞破碎)的组合。采用1次或3次通过微流化器。
超声破碎或静态高压处理的应用
通过直接分散到70℃的水中，使Hylon VII达到20％固体(淀粉成分重量/悬浮液总重量)，然后在121℃下将其在73×82mm容器中处理60分钟。然后，在60℃下使这些样品达到10％固体，并进行如下处理：
使用实验室超声波处理器-Hielscher UP400S(InnovativeUltrasonics，Australia)在50毫升/分钟@380瓦下进行超声处理。
使用高压处理装置-QFP 35L(Avure，USA)在6,000巴下高压处理15分钟。
淀粉的性能特征
粘度
采用装有C-CC 27/T200杯和B-CC27/Q1摆动附件(bobattachment)的Paar Physica MCR300流变仪(Paar Scientific)测量淀粉的粘度。
将该仪器设定为以100rpm的速度运行，在10分钟内将该产品加热到98℃，并在98℃下保持30分钟，然后在10分钟内冷却至50℃，并在该温度下保持3分钟。将作用于摆动附件的剪切力变化作为粘度单位(cP)进行测量。
为了便于各种淀粉和处理效果之间的对比，将50和98℃下的粘度用作流变性质变化的指标，因为它们可以给出关于淀粉在适度和蒸煮温度下的特性的信息。所使用的淀粉溶液是液态的、未加工的淀粉和预处理的湿淀粉悬浮液。
粒径分析
将测量是基于跃迁时间理论(time of transition theory)的GalaiCIS-1(Particle and Surface Sciences Pty Ltd)用于测定复原的Hylon VII、小麦、玉米和蜡质玉米淀粉样品的粒径分布。将样品分散于水中，并将其转入具有微型磁力搅拌器的样品比色杯中，然后装入用于测量粒径的Galai CIS-1。
抗性淀粉分析
使用Megazyme抗性淀粉分析程序(RSTAR 11/02，AOAC Method2002.02；AACC Method 32-40)测量粉状淀粉的抗性淀粉含量。对每个样品进行重复分析。将样品在37℃下在具有胰α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶(AMG)的振动水浴中保温16小时，在此期间，通过两种酶的共同作用将非抗性淀粉溶解并水解成葡萄糖。通过添加等体积的乙醇或工业用甲醇变性酒精(IMS，变性乙醇)终止反应，并通过离心回收颗粒形式的RS。然后通过悬浮于含水的IMS或乙醇(50％，v/v)将其洗涤两次，接着进行离心。
通过倾析除去自由液体。通过磁力搅拌器在冰水浴中强有力地搅拌，将颗粒中的RS溶于2M的KOH。用醋酸盐缓冲剂中和该溶液，并用AMG将淀粉定量水解成葡萄糖。采用葡糖氧化酶/过氧化物酶试剂(GOPOD)测量葡萄糖，而且这是衡量样品RS含量的一个尺度。非抗性淀粉(溶解了的淀粉)可以通过以下方法测定：把原始的上层清液和洗涤液汇集起来，将体积调节至100ml，并用GOPOD测定葡萄糖含量。
傅里叶变换红外(FTIR)
在该研究中，FTIR技术用于表征淀粉粉末的变化。由FTIR确定的结构信息用于估计淀粉成分的反应性醛基。预处理淀粉的分子量由FTIR吸光度估计，其中该吸光度从分散于KBr基体的微流化样品中收集；对于未加工的淀粉，使用漫反射率吸光度读数。
右旋糖酐标准物(右旋糖酐10、40、150和500)来自Pharmacia，Uppsala，Sweden。将4mg标准物或样品分散在315mg的KBr中，并使用玛瑙研钵和研杵研磨。所有的粉末在分析前均在真空下用硅胶在干燥器中干燥一整夜。使用8吨cm-2压力2分钟，制备KBr片。为每个样品和标准物制备重复片。
使用装有OMNIC EPS软件的Nicolet model 360分光光度计(Madison，WI)记录FTIR光谱。在没有KBr的情况下将样品夹持器用于本底谱图，并将每个样品从4000-500cm-1以4cm-1的分辨率进行32次扫描。
获得了样品的单光束光谱，并对照样品夹持器的本底谱图对其进行校正，得到吸光度单位的谱图。通过OMNIC EPS软件可以采用的正切法，获得校正过的峰高吸光度测量值。
在两个主要区域内研究淀粉的红外光谱。直接连接在醛羰基上的单独的氢在2929cm-1，醛羰基的吸收在1647cm-1。可以预料，C-H和C＝O伸缩振动的峰高吸光度随着淀粉分子量的降低而增加。画出校正过的峰高吸光度对右旋糖酐标准物的分子量的图形。
实施例1：微流化抗性淀粉的特征
粘度
图1和2阐明了微流化对湿淀粉性能的影响。
同预料的一样，所有未加工的抗性淀粉的粘度较低(1.3-2.3cP)。同预料的一样，热处理(121℃/60分钟)提高了淀粉悬浮液的粘度，因为当温度升高时，淀粉颗粒出现溶胀和糊化，伴随着粘度的增加。结合采用热处理和微流化显著地改变了所有经加工的抗性淀粉悬浮液的粘度。
经加工的淀粉悬浮液
图1和2给出了这些悬浮液的粘度。在这种情况下，将抗性淀粉在已预处理(即在121℃下加热/微流化)并且仍然处于液态(10％成分重量/总悬浮液重量)之后进行检测。
处理工艺后50℃下的粘度
加热时，所有预处理的抗性淀粉在50℃下的粘度与初始未加工的淀粉相比有所增加(图1)。在所有检验的淀粉中，马铃薯淀粉在加热时的粘度(511cPs)最高，而其它抗性淀粉的粘度在4-72cPs的范围内变化。加热并微流化的淀粉在50℃下的粘度取决于淀粉的种类、通过的次数和压力。注意到，在800巴下微流化(通过1次)的加热淀粉的粘度通常类似于或小于相应的在400巴下微流化(通过3次)的加热淀粉的粘度。从实用的角度来看，如果需要类似的粘度，则在800巴下的微流化(通过1次)优于在400巴下的微流化(通过3次)。将微流化用于加热的抗性淀粉(Hylon VII、Hi-Maize、Novelose 260、Novelose 330)提高了在50℃(初始)下的粘度，并且该粘度随着微流化压力的增加而增加。加热的微流化的淀粉的粘度为：Hylon VII在88-717cPs之间、Hi-Maize在14-226cPs之间、Novelose 260在73-1160cPs之间，以及Novelose 330在19-561cPs之间。基于加热的淀粉的微流化作用获得的粘度增加在10-1088cPs的范围内变化。这些粘度的增加表示淀粉性能有着显著的变化。微流化作用对马铃薯淀粉粘度的影响是复杂的。
98℃下的粘度(冷却到50℃后，进行处理工艺，然后加热到98℃)
未加工的和加工的淀粉在98℃下的粘度为：Hylon VII在12-49cP的范围内变化、Hi Maize 1043在2-12cPs的范围内变化、马铃薯淀粉在40-274cPs的范围内变化、Novelose 260在2-85的范围内变化，以及Novelose 330在5-85的范围内变化(图2)。结果表明，Novelose260和Hi-Maize 1043具有热稳定性，并且在流变仪中至少98℃和100rpm下是抗剪切的，然而其它淀粉则不然。
基于马铃薯淀粉的微流化作用获得的98℃下(图2)的粘度与未加工的或加热的淀粉相比有下降的趋势。对于所有的RS2淀粉(即HylonVII、Hi-Maize 1043和Novelose 260)，微流化淀粉(400巴/通过3次比400巴/通过1次)98℃的粘度的下降趋势非常明显。然而，对于微流化、加热的Novelose 260或Hylon VII，在98℃下粘度的下降趋势(图2)与在50℃下的粘度所观察到的(图1)相反，图1中微流化作用引起了粘度的增加。
50℃下的粘度(在处理工艺和温度循环之后，该循环为-冷却到50℃，加热到98℃，然后冷却到50℃)
当淀粉悬浮液从98℃冷却至50℃时，由于测量温度的降低，粘度在50℃(结束)有预期的增加。注意到，在淀粉处理工艺后直接冷却时50℃下的粘度(图1)与50℃下的粘度(图3-温度循环后)之间存在显著差别，这是由于在粘度测量期间(对比图1和3)98℃下淀粉悬浮液保持了30分钟。
给出的结果表明，热处理和微流化的结合有效地改变了抗性淀粉在50℃和98℃下的粘度。具有实际意义的发现是，微流化作用显著地提高了所检测的抗性淀粉(期望马铃薯淀粉)在50℃下的粘度。
微流化的应用使采用物理处理改变淀粉粘度成为可能。如果将淀粉成分用于赋予食品结构，那么粘度的增加是有益的。一个附加的优点是，淀粉可以在蒸煮温度下轻易地加工。这些改变可以用来设计在食品工业中有不同应用的淀粉，例如低温增稠和高温稀释的效果。
加热和微流化的抗性淀粉的改进性能是存在的，尽管加工的淀粉在处理工艺之后保留了显著的抗性淀粉含量。
如果没有充分控制干燥过程，干燥时可能部分组损失淀粉处理工艺后液态中的粘度改进。然而，淀粉干燥领域的技术人员将能够限制淀粉功能性的损失，以生产干燥的、处理的淀粉粉末。
微流化淀粉的抗性淀粉含量
表1列出了喷雾干燥的抗性淀粉的抗性淀粉含量。结果表明，经处理的淀粉(Hi-Maize 1043、Hylon VII、Novelose 260和Novelose 330)保持了大量的抗性淀粉。这些淀粉中的大部分是具有高直链淀粉含量的淀粉。例外是马铃薯淀粉(一种仅含有20％直链淀粉的磷酸化淀粉)，它损失了其大部分抗性。
表1.喷雾干燥后经处理的抗性淀粉的抗性淀粉(RS)含量
  淀粉名称   处理*   RS   非-RS   总的淀粉
  (％w/w干基)
  Hi-Maize 1043   未加工的(没有处理)   54.1   42.5   96.7
  加热   37.4   60.9   98.3
  加热MF 400-1   37.8   56.9   94.7
  加热MF 400-3   34.2   58.4   92.7
  加热MF 800-1   34.6   62.8   97.5
  加热MF 800-3   33.1   65.8   99.0
  Hylon VII   未加工的   57.7   38.7   96.4
  加热   32.9   63.9   96.8
  加热MF 400-1   32.5   61.2   93.8
  加热MF 400-3   31.1   68.6   99.7
  加热MF 800-1   30.0   68.4   98.4
  加热MF 800-3   30.5   68.9   99.3
  Novelose 260   未加工的(没有处理)   46.1   52.2   98.3
  加热   34.2   64.7   98.9
  加热MF 400-1   33.2   66.0   99.2
  加热MF 400-3   33.3   65.9   99.2
  加热MF 800-1   30.4   68.1   98.5
  加热MF 800-3   28.5   65.4   93.8
  Novelose 330   未加工的(没有处理)   48.3   48.0   96.3
  加热   45.3   49.7   95.0
  加热MF 400-1   48.9   43.9   92.8
  加热MF 400-3   46.8   45.4   92.2
  加热MF 800-1   45.9   45.1   91.0
  加热MF 800-3   46.3   49.9   96.1
  马铃薯   未加工的(没有处理)   78.7   12.9   91.7
  加热   3.9   89.8   93.7
  加热MF 400-1   4.6   87.1   91.7
  加热MF 400-3   5.4   90.8   96.2
  加热MF 800-1   7.0   89.5   96.4
  加热MF 800-3   4.6   87.1   91.6
*注：MF 400-1-微流化@400巴和通过1次，第一个数字是微流化压力，第二个数字是通过的次数：以入口185℃/出口80℃喷雾干燥。
湿加热或加热和微流化的淀粉的抗性淀粉含量(％干基)在湿处理的淀粉通过喷雾干燥转变为粉末之后是相似的(表2)。
表2：对比湿淀粉和喷雾干燥的淀粉的抗性淀粉含量
  处理   湿样品(％w/w干基)   粉末*(％w/w干基)
  未加工的淀粉(没有处理)仅加热加热MF 800-1加热MF 800-3 332928   58333029
*以入口185℃/出口80℃喷雾干燥
微流化抗性淀粉的粒径
表3列出了加热和微流化的淀粉的粒径。该处理引起了淀粉粒径的减小。
表3：喷雾干燥的预处理Hylon VII的粒径分布
  淀粉的处理  颗粒直径(数目)
 最频值(mode)(μm)   平均(μm)
  未加工的淀粉(没有处理)  6.8   7.9
  加热MF 400-1  ＜0.75   4.4
  加热MF 400-3  ＜0.75   4.9
  加热MF 800-1  ＜0.75   1.4
  加热MF 800-3  ＜0.75   3.6
以入口185℃/出口80℃喷雾干燥
微流化抗性淀粉的分子量
通过处理，降低了喷雾干燥的抗性淀粉的平均分子量，表明由于所采用的工艺导致存在键的断裂(图4-8)。
实施例2：通过高压加工或超声波处理的抗性淀粉的特性
表4列出经加工的淀粉的选定特性。
表4：通过高压加工或超声波处理的喷雾干燥的抗性淀粉的特性
  特征   未加工的淀粉(没有处理)   超声波处理的淀粉   加压处理的淀粉
  抗性淀粉含量(％w/w干基)粒径(μm)   586.8(最频值)7.9(平均)   35＜0.75(最频值)1.3(平均)   35＜0.75(最频值)2.9(平均)
*以入口185℃/出口80℃喷雾干燥
加工后，保持了约60％的初始抗性。粒径数据表明，处理的淀粉粒径存在减小。淀粉的平均分子量同样降低(图9)。
实施例3：经微流化的非抗性谷物淀粉的特性
非抗性淀粉的处理改受了非抗性淀粉的性能(表5、图10)。
表5：经微流化和喷雾干燥的非抗性谷物淀粉的特性
  淀粉   处理   抗性淀粉含量(g/100g干基)   粒径(最频值)(μm)   粒径(平均)(μm)
  玉米淀粉蜡质玉米小麦淀粉   没有加热MF 800-1没有加热MF 800-1没有加热MF 800-1   0.96.30.40.50.39.6   11.0＜0.7512.1＜0.753.8＜0.75   8.61.07.91.55.61.0
*以入口185℃/出口80℃喷雾干燥
处理后抗性淀粉含量增加，这还伴随着颗粒粒径的减少。图10表明，该处理引起了小麦淀粉分子内部键的断裂。
改性淀粉成分在产品中的性能
为了证明改性抗性淀粉成分的改进性能，用湿态的新成分配制许多产品实例。
实施例4：微流化的抗性淀粉成分在酸奶中的性能
经微流化的抗性淀粉使抗性淀粉向酸奶的添加成为可能。使用未加工的和处理的Hylon VII(加热和800巴/通过1次的微流化)。
将脱脂奶粉复原到所需要的总固体(9-12％w/w)，以400rpm的恒定搅拌在85℃下加热30分钟，然后冷却到43℃。在添加培养物之前或发酵之后添加淀粉。加入培养物(嗜热链球菌ST2和保加利亚乳杆菌LB1为3∶2的混合物)，并将酸奶混合物在43℃下发酵直到pH达到4.6。将酸奶冷却到4℃，在300rpm下搅拌，然后在4℃下储存。对于需要在发酵后(AF)添加淀粉的酸奶，在搅拌前添加了淀粉。
表6给出了在恒定固体总量下酸奶的性能。结果表明，添加微流化淀粉改善了酸奶的性能。高粘度和改进的抗脱水收缩作用在酸奶中是合乎需要的性能。淀粉的抗性淀粉含细腻组织(smooth texture)。该实例表明，为了改善酸奶中的水结合和构建组织，采用经处理的成分。
表6.添加未加工的和微流化的Hylon VII对酸奶性能的影响
  酸奶(没有淀粉)   有未加工的Hylon VII的酸奶   有微流化的Hylon VII的酸奶
  添加淀粉的阶段   不合适的   发酵前   发酵后   发酵前   发酵后
  配方
  脱脂奶固体淀粉总固体性能pH粘度(P)*脱水收缩**(ml/50g)   120124.25.814.4   93124.34.814.8   93124.24.414.3   93124.38.79.1   93123.99.213.7
*-剪切速率为46s-1下的粘度；**在4℃下在筛网上4小时后从酸奶中排出的乳清
实施例5：含有微流化的抗性淀粉的淀粉凝胶甜品
在凝胶甜品中使用经加热和微流化的淀粉(800巴/通过3次)的实例表明改性淀粉成分充当胶凝剂的能力。
将含有经加热和微流化的Hylon VII(10％固体)和糖(10％w/w)的配方在60℃混合，然后填满模子，并在4℃下储存24小时。形成直立的甜品。该实例表明，经加热和微流化的抗性淀粉可以用作用于简单凝胶甜品的成分，给予该甜品一种在室温下稳定的结实的凝胶。
实施例6：具有微流化抗性淀粉的冰淇淋
将冰淇淋中的脂肪替代物视为潜在的应用，其中可以添加抗性淀粉以制作无脂肪的冰淇淋，而又不损害该产品的物理性能。在该实例中，在冰淇淋产品中，将未加工的Hylon VII或经处理的抗性淀粉(加热和800巴/通过3次的微流化)用于代替乳脂、乳化剂和稳定剂。
表7中列出了使用的冰淇淋混合物配方。将混合物用巴氏法灭菌，在4℃下老化一整夜，然后在冰淇淋机(Sunbeam)中搅拌。将冰淇淋在-20℃下硬化7天。
表7：具有或没有处理的淀粉的冰淇淋配方
  没有淀粉的配方   具有淀粉的配方
  成分   ％w/w   成分   ％w/w
  脱脂奶粉*蔗糖奶油(35％脂肪)瓜尔胶CMCGMS(40％)水混合物中的％TS   11.014.011.00.10.10.263.636.4   脱脂奶粉*蔗糖淀粉**水混合物中的％TS   11.014.04.270.829.2
*脱脂奶粉成分具有4％水分；**微流化的淀粉成分具有10.5％总固体；CMC-羧甲基纤维素，GMS-甘油单硬脂酸酯
表8给出了冰淇淋的物理性能。
表8.冰淇淋物理功能性结果概要
  冰淇淋的描述   粘度(泊)   膨胀率(％)   坚固性(N)   熔化测试(％)
  没有淀粉具有未加工的Hylon VII具有经处理的Hylon VII   1.32.47.1   29.4％80.2％64.9％   4110293   56.8％29.5％1.0％
经处理的抗性淀粉(加热和微流化的)可以成功地用作冰淇淋产品的脂肪替代物，其对组织没有产生任何不利影响，同时提高了膨胀率、混合粘度、坚固性，并减缓了在室温下的熔化。
实施例7：含有微流化的淀粉成分的低脂肪的涂抹食品
制备具有经处理的Hylon VII(加热和800巴/通过3次的微流化)的40％脂肪涂抹食品。经处理的淀粉是涂抹食品的唯一“含水”成分。在中型规模的Gerstenberg和Agger涂抹食品设备(具有换相器)上进行该试验。
根据表9中详述的配方制备了18.33kg乳液的混合物。
表9：低脂肪涂抹食品的配方
  成分   重量(kg)   添加百分数(％w/w)
  氢化的棉籽油(44℃熔点)低芥酸菜子油Dimodan 0T(蒸馏的单甘油酯)PGPR()盐淀粉/水总量   2.574.780.020.020.18310.7718.33   14260.20.2158.6100
当生产该产品时，仅出于可行性目的，在配方中没有使用色素或调味料。首先，将所有油溶性成分加至混合器，然后在强力搅拌下，慢慢添加经处理的淀粉(作为10％总固体悬浮液)和盐混合物。
当制备乳液(仅具有40％脂肪)时，它产生了稳定的油连续乳液，其通过中型试验设备轻易地加工。该产品堆积良好，在该设备上有正常的反压力。最终产品的显微镜观察表明，它具有类似于常规涂抹食品的乳液特性，其大部分含水液滴为3至5微米，少量液滴达到10微米。
最终产品的涂抹性能非常好，并且与常规的涂抹食品相比非常有利。没有迹象表明在重复涂抹作用期间产生的剪切力将水与乳液分开。该产品确实具有固有的风味，其可能与淀粉有关。
实施例8：封装水溶性的生物活性物质
所选择的生物活性物质是水解的乳清蛋白质。制备湿配方(含有12.2％总固体、2.44％水解乳清蛋白质和9.76％经加热和微流化的Hylon VII)，并将其在实验室规模的Drytec喷雾干燥器(入口温度180℃；出口温度80℃)中干燥。固态13C CPMAS(交叉极化的幻角自旋)NMR谱表明，在粉末样品中存在水解的乳清蛋白质(图11)。
由上述内容可以看出，本发明提供了一种独特成分，它具有营养价值，并具有常规脂肪替代成分所具有的容易加工的属性。本领域技术人员将认识到，本发明可以根据淀粉原料和所需的功能性以多种不同的方式实现。

Claims (10)

1、一种湿食品等级的高直链淀粉含量的抗性淀粉成分，已采用热和压力处理使得该成分能结合水，产生粘性，胶凝以及形成薄膜。
1、一种权利要求1所述的湿食品等级的高直链淀粉含量的淀粉，其在50℃下的粘度高于10cPs，以及以干基计，抗性淀粉的含量高于30wt％。
2、一种脂肪替代食品成分，它包括高直链淀粉含量的淀粉，该淀粉在50℃下的粘度高于10cPs，以及以干基计，抗性淀粉的含量高于30wt％。
3、一种通过以下方法获得的具有改进的水结合性能的抗性淀粉：将高直链淀粉含量的淀粉在高于淀粉糊化温度的温度下和高于400巴的压力下处理足以产生改进的水结合性能而保持抗性的时间。
4、权利要求4所述的抗性淀粉，在高于糊化温度的压力处理之后将其保持于湿态。
5、权利要求4所述的抗性淀粉，在高于糊化温度的压力处理后，已对它进行干燥。
6、一种改进高直链淀粉含量的淀粉的性能的方法，它包括以下步骤：将高直链淀粉含量的淀粉在高于淀粉糊化温度的温度下和高于400巴的压力下处理足以产生改进的水结合性能而保持抗性的时间。
7、权利要求7所述的方法，其中通过声处理或微流化作用施加压力。
8、权利要求7所述的方法，其中，所述处理是在淀粉的糊化温度和160℃之间的温度下、采用一次以上通过微流化室进行的。
9、权利要求7至9中任一项的方法，其中，随后将经处理的高直链淀粉含量的淀粉干燥。
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