專利名稱：用作膨化助劑的淀粉磷酸酯的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及淀粉磷酸酯在食品或工業(yè)產(chǎn)品中作為膨化和/或結構助劑的用途。本發(fā)明還提供了含有淀粉磷酸酯的配制物和改進的膨化產(chǎn)品，尤其是壓制谷類早餐和快餐。
背景技術：
膨化是許多材料的一個重要特性，且在許多應用，包括制備片材、成型發(fā)泡體和疏松填充產(chǎn)品以及制備食品中是有用的。膨化材料在其中是有用的食品包括面糊、寵物食物、谷類早餐和快餐。通過許多方法包括壓制、噴出、油炸和烘烤來實現(xiàn)食品的膨化。
用于制造膨化產(chǎn)品的膨化工藝影響淀粉的物理和結構性能。在已知的食品膨化工藝條件下，淀粉經(jīng)歷熔融、塑化和/或膠凝化過程。以塑化或膠凝化狀態(tài)存在的淀粉聚合物結構影響產(chǎn)品的膨化、脆性、咬進(bite)、疏松和結構特性以及具體產(chǎn)品的屬性如谷類食品的儲存周期(bowl life)。
另一重要的參數(shù)是淀粉中直鏈淀粉-支鏈淀粉的相對含量。已知直鏈淀粉提供膨化產(chǎn)品松脆性和強度，然而增加的支鏈淀粉含量典型地導致產(chǎn)品具有增加的膨化、脆性和疏松。
在改變膨化產(chǎn)品的膨化和結構的目的下已對淀粉進行改性。例如，已使用預凝膠化的淀粉，其中工藝條件不使淀粉的顆粒結構完全凝膠化或完全解離。Wang，S.W.膨化快餐中的淀粉和淀粉衍生物，谷類食品世界(Starches and Starch Derivatives in ExpandedSnacks，Cereal Foods World)，Vol.42，pg743-745(1997)。另外，為了降低淀粉聚合物嚴重的破碎作用，在高剪切條件下已使用交聯(lián)淀粉(同上作者)。
而且，已知已被改性以提供冷水可溶性的淀粉可改進最終膨化產(chǎn)品的膨化和結構。這類冷水可溶淀粉包括羥丙基化或羧甲基化淀粉。參見美國專利No.39566990；Bhattacharyya，D.，Singhal，R.s.和P.R.Kulkarni羧甲基淀粉膨化助劑，碳化合物聚合物(Carboxymethyl Starchan Expansion Aid，CarbohydratePolymers)31，79-82(1996)；和美國專利No.5480669。耐水淀粉也已被用于改變食品的膨化(同上作者)。另外，雖然已公開了磷酸化淀粉在食品中的使用，但是沒有公開將其用作膨化助劑。
已公開將淀粉磷酸單酯用于各種食品中，尤其是作為增粘劑，為了改進非膨化食品的結構和穩(wěn)定性。尤其是，美國序列No.09/633832(本文引入該文獻所公開的內容作為參考)公開了在含有蛋白質、低到中等濕度的食品中使用淀粉磷酸單酯以改進這類食品的味覺、結構、顏色和保濕量。在此情況下，結構是指在用淀粉磷酸單酯處理過的食品的儲存期間，通過改進保溫量從而被顯著地改變的結構。
令人驚奇地，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，與天然淀粉結構或改性天然淀粉結構中的直鏈淀粉/支鏈淀粉含量無關，淀粉磷酸單酯可被有利地用作食物，尤其是谷類早餐和快餐中的膨化助劑。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及淀粉磷酸酯在食品或工業(yè)產(chǎn)品中作為膨化和/或結構助劑的用途。本發(fā)明還提供了含有淀粉磷酸酯的配制物和改進的膨化產(chǎn)品，尤其是壓制的谷類早餐和快餐。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及淀粉磷酸酯在食品或工業(yè)產(chǎn)品中作為膨化和/或結構助劑的用途。本發(fā)明還提供了含有淀粉磷酸酯的配制物和改進的膨化產(chǎn)品，尤其是壓制的谷類早餐和快餐。
本發(fā)明中，所有淀粉和面粉(下文稱作“淀粉”)在此均適用且可從任何天然來源得到。此處所使用的天然淀粉或面粉是指在自然界中發(fā)現(xiàn)的天然淀粉或面粉。通過標準的育種技術包括雜交育種、易位、倒轉、轉化或基因或染色體工程所導致的變化在內的任何其它方法獲得植物，從這些植物中得到的淀粉和面粉也是合適的。另外，由人工突變和上述基因組合所產(chǎn)生的變化而生長的植物，所述植物可通過已知的突變育種的標準方法來制備，從其中得到的淀粉或面粉也適于本發(fā)明。
淀粉和面粉的典型來源是谷類、塊莖類、根莖類、豆莢類和果實。天然來源可以是玉米、豌豆、土豆、甜著、香蕉、大麥、小麥、大米、西米、莧屬植物、木薯、竹芋屬、美人蕉屬、高粱和蠟狀或高度直鏈淀粉的物種。此處所使用的術語“蠟狀”是指包括含有至少約95％重量支鏈淀粉的淀粉或面粉/和術語“高度直鏈淀粉”是指包括含有至少約40％重量直鏈淀粉的淀粉或面粉。
本發(fā)明也可使用衍生于任何淀粉的轉化產(chǎn)品，包括通過氧化、酶轉化、酸水解、熱和/或酸糊精化而制備的流動性或細起泡性淀粉，如/或剪切產(chǎn)品。
也可使用化學改性的淀粉，條件是這種改性不破壞淀粉的顆粒結構。這種化學改性包括，但不限于，交聯(lián)淀粉、乙?；陀袡C酯化淀粉、羥乙基化和羥丙基化淀粉、磷酸化和無機酯化淀粉、陽離子、陰離子、非離子和兩性離子淀粉、和淀粉的琥珀酸酯和取代琥珀酸酯衍生物。這類改性在本領域中是公知的，例如參見改性淀粉性能和用途(Modified StarchesProperties and uses)，Ed.Wurzburg，CRC Press，Inc.，F(xiàn)lorida(1986)。
可通過本領域已知的方法制備本發(fā)明配制物中所使用的淀粉磷酸單酯。在美國專利No.4166173中公開了淀粉磷酸單酯的傳統(tǒng)制備方法，本文引入其中所公開的內容作為參考。這些制備方法通常要求用堿金屬磷酸鹽浸漬基質淀粉，將基質淀粉干燥到含濕量小于20％和在連續(xù)的蒸煮器、糊化器(dextrinizer)、對流烘箱或真空烘箱中加熱，使之發(fā)生磷酸化作用。
利用流化床方法制備淀粉磷酸單酯的另外的方法在美國專利3843377和WO99/64467中被公開，本文引入其中所公開的內容作為參考。這些方法披露了利用流化床反應器，為了在100-175℃的溫度下，在小于5％濕度的半干燥條件下，在尿素存在下熱處理和磷酸化淀粉20-60分鐘。
術語“淀粉磷酸單酯”包括，但不限于，本領域普通技術人員所熟知的所有等價術語，如單淀粉磷酸酯和包括各種條令性(regulatory)定義物。食品中所使用的淀粉磷酸單酯的條令性定義物常常是根據(jù)其制備方法來定義的。例如，在歐洲，單淀粉磷酸酯定義為用正磷酸或正磷酸鈉或鉀或三聚磷酸鈉酯化的淀粉。在美國，淀粉磷酸單酯是用三偏磷酸鈉或用三聚磷酸鈉和三偏磷酸鈉酯化的食品淀粉。
制備本發(fā)明的淀粉磷酸單酯的尤其合適的方法是使用美國序列No.09/633832中所公開的流化床技術。該申請公開了用磷酸鹽試劑，和需要時用一種寡糖，浸漬所需的淀粉的方法。接著當浸漬的淀粉處于流化狀態(tài)時，將其干燥到基本無水的狀態(tài)，優(yōu)選占淀粉重量的1％或更低。然后加熱浸漬淀粉產(chǎn)生磷酸化作用?？梢匀魏雾樞蜻M行用寡糖和磷酸鹽試劑浸漬淀粉的步驟。接著調節(jié)所得漿料的pH至3-12，優(yōu)選6-9.5。
這一尤其合適的方法中所使用的“磷酸鹽試劑”定義為磷酸化淀粉所使用的任何磷酸鹽試劑，包括正、焦、偏或三聚磷酸鹽。例證性的磷酸鹽試劑是堿金屬磷酸鹽如正磷酸鈉和鉀、磷酸、氯氧化磷、三聚磷酸鈉和鉀以及三偏磷酸鈉和鉀。磷酸鹽試劑可以是或單、二或三烷基金屬磷酸鹽或其結合物。
通過加入占淀粉重量小于約15％，優(yōu)選小于約10％的試劑可實現(xiàn)用磷酸鹽試劑的浸漬。磷酸鹽試劑可以以干燥狀態(tài)加入到濕淀粉顆粒中，或通過將試劑溶解在水中以形成水溶液，水溶液再與淀粉顆?；旌?。美國專利Nos.4166173和4216310中公開了這些浸漬技術，本文引入其中所公開的內容作為參考。
制造淀粉磷酸單酯的優(yōu)選方法中任選使用的寡糖可包括加入任何寡糖。其來源可相同于或不同于淀粉組分以及可從任何天然來源中得到，包括上述的那些。此處所定義的寡糖含有通過糖苷鍵連接的一到二十個糖單元。寡糖擬包括單糖、二糖、低聚糖、玉米糖漿固體和麥芽糖糊精。適于本發(fā)明使用的寡糖包括，但不限于脫支淀粉、玉米糖漿固體、葡萄糖、果糖、麥芽糖，尤其是DE約為20-40的玉米糖漿固體。盡管寡糖擬包括單糖，但這些單糖通常會添加許多工業(yè)應用中不需要的顏色和/味道。因此，本發(fā)明中尤其合適的寡糖是通過糖苷鍵連接的含有至少兩個糖單元的那些。
在制備淀粉磷酸單酯的優(yōu)選方法中，可通過加入干燥的寡糖或者寡糖的含水溶液來達到向淀粉中任選加入寡糖。尤其是，可向攪拌的淀粉漿料中加入寡糖或者向攪拌的寡糖水溶液中加入淀粉。另外，可將寡糖的水溶液噴灑在干燥或濕的淀粉顆粒上。
根據(jù)優(yōu)選的制備方法，將用磷酸鹽和任選地用寡糖浸漬的浸漬淀粉接著進入流化狀態(tài)和熱處理以發(fā)生磷酸化作用。盡管可一步進行熱處理，但優(yōu)選以兩步進行熱處理。首先，將浸漬淀粉進入流化狀態(tài)和在小于140℃，尤其60-140℃和最尤其約100℃-約125℃下，干燥到基本無水條件，尤其是小于淀粉重量1％的含濕量。第二，當仍在流化狀態(tài)時，將干燥產(chǎn)品加熱到約100-約185℃，尤其是約120-約140℃，加熱時間為約30-約300分鐘。在高于約150℃的溫度下，加工時間優(yōu)選小于約45分鐘。
通過在真空或在氣流下劇烈混合固體淀粉顆粒來達到流化狀態(tài)，因此可實現(xiàn)淀粉在真空或氣流中的均勻分布。可通過在流化床反應器中，在大氣壓或高于大氣壓下，使用空氣或氣流，或者通過充分的機械攪拌來完成劇烈混合。使用加壓氣體影響流化狀態(tài)時，氣流速度必須達到最小，使得顆粒可自由移動并顯示“流化狀態(tài)”。流化狀態(tài)導致很有效的傳熱以及使淀粉在低溫下快速干燥到基本無水狀態(tài)。在流化條件下，干燥和加熱浸漬淀粉導致淀粉磷酸單酯具有高反應效率的，高取代度和無機磷酸鹽的低殘留量。
然后將淀粉磷酸單酯，優(yōu)選是通過前述方法所制備的淀粉磷酸單酯，摻入到適于在諸如壓制谷類早餐或快餐之類可膨化食品中使用的配制物內。與用非衍生的天然淀粉取代淀粉磷酸單酯的配制物相比，含有含量占配制物重量約0.1-50％，更尤其約1-25％重量和特別尤其約5-約20％的淀粉磷酸單酯的配制物顯示膨化程度的顯著增加。配制物中淀粉磷酸單酯的含量增加也會增加配制物的膨化度。
其中可有利地摻入淀粉磷酸單酯的壓制食品包括面糊、快餐、谷類早餐和寵物食物，尤其是谷類早餐和快餐食品以及最尤其是低濕度、方便谷類食品和快餐。為了得到所需成品的具體性能，諸如膨化度、味道和甜味，可根據(jù)工業(yè)中公知的方法調整配制物含量或加工參數(shù)。通常配制物可含有全部或部分研磨的谷類和面粉，包括玉米、小麥、燕麥、大米和大麥、本文如前所述的天然或改性淀粉、果糖、麥芽糖糊精、玉米糖漿固體、其它甜味劑和鹽。任選的添加劑可包括酸化劑、消泡(antiforaming)劑、抗氧劑、粘合劑/增量劑、豆莢類、防霉劑、堅果類、磷酸鹽和其它食品級化學品、調料和草本植物以及蔬菜。
可在任何給定食品中添加并使用的淀粉磷酸單酯的用量可根據(jù)機能閾值(functional standpoint)所能容許的用量來確定。換句話說，通常所使用的淀粉磷酸單酯的用量可高達感官檢驗中可接受的用量。在食品應用中，淀粉磷酸單酯通常占食品的約0.1-50％重量，更尤其是約1-25％重量和特別尤其是約5-約20％。
可通過使用適于膨化食品的任何已知技術如壓制、噴出、油炸、壓噴(gunpuffing)、空氣沖擊(air impingment)和烘烤來加工配制物?？墒褂脗鹘y(tǒng)的蒸煮-壓制機膨化工藝和設備，如美國專利No.3054677，3462277和FAST&Caldwell所披露的那些，膨化這些配制物以得到谷類早餐或快餐產(chǎn)品。參見FAST，R.B.，Caldwell，E.F.，谷類早餐及如何制作它們，Amre.Asso.Of Cereal Chem.，Inc.，第2版，215-278頁(2000)。不要求壓制的膨化技術擬包括在本發(fā)明內。
在要求壓制的這類方法中，在蒸煮器-壓制機中加工配制物和水的混合物，其中產(chǎn)生高壓、溫度和剪切。在這些工藝條件下，熔融、塑化和/或至少部分凝膠化該配制物。在高溫和高壓條件下，通過一個收縮的開口如通過一個多孔模頭排出所得到的材料。
取決于加工條件，可直接或間接地膨化該材料。當加工條件導致水瞬間蒸發(fā)以及產(chǎn)品的蒸煮時，直接膨化發(fā)生。經(jīng)過已知的后壓制工藝包括油炸、烘烤和微波加熱加工該材料，有時稱為半成品(a halfproduct)，來獲得間接膨化。
為了獲得直接膨化產(chǎn)品，當塑化材料受迫通過模頭時，維持模頭之前的溫度和壓力足夠高以引起壓力的驟然釋放，并伴隨著壓制材料中至少部分濕氣驟然轉化成蒸汽，使得在所得到的產(chǎn)品中出現(xiàn)氣泡。氣泡的出現(xiàn)和同時的冷卻過程產(chǎn)生“發(fā)泡型”微孔結構，它確定膨化產(chǎn)品的形態(tài)。因此，壓制機中配制物的膨化對含濕量敏感，所述含濕量反過來影響壓制配制物所需要的能量。
本文中的含濕量是指壓制期間壓制機中總的水的重量含量，包括配制物中的含水量和壓制期間所添加的水。為了生產(chǎn)直接膨化產(chǎn)品，壓制機的總合溫量通常在約10％-約30％范圍內，尤其是約15-約20％，和最尤其是約17％-約19％。對于間接膨化，可使用高達45％的總壓制機含濕量。
可通過測量產(chǎn)品的尺寸來直接測量或通過測量產(chǎn)品的堆密度來間接測量本發(fā)明壓制產(chǎn)品的膨化。這些分析方法是本領域已知的且例如被Harper & Tribbelhorn所公開。參見Harper，J.M.和R.E.Tribbelhorn，天然谷類淀粉壓制物的膨化，食品壓制科學和技術(Expansion of Native Cereal Starch Extrudates，F(xiàn)oodExtrusion Science and Technology)，Marcel Dekker，Inc.，第653-666頁(1992)。堆密度是指已知體積中壓制產(chǎn)品的重量，它與直接測量所得的膨化度成相反關系。
本發(fā)明配制物提供了一種膨化產(chǎn)品，即使在壓制條件如總的含水量可變的情況下該產(chǎn)品顯著膨化。例如，在壓制機總的含水量分別為17％和19％時，膨化玉米淀粉磷酸單酯配制物分別提供了具有0.29g/ml和0.36g/ml堆密度的膨化產(chǎn)品。這種膨化程度和類型比在含水量分別為17％和19％的條件下所制備的、具有0.51g/ml和0.55g/ml堆密度的、含有相應天然玉米淀粉的配制物優(yōu)越得多。
以下述實施方案進一步描述本發(fā)明。
1.一種膨化食品的方法，包括使含有淀粉磷酸單酯的配制物膨化。
2.實施方案1的方法，進一步包括壓制該配制物。
3.實施方案1的方法，其中通過下述步驟制備淀粉磷酸單酯(a)用磷酸鹽試劑浸漬淀粉以形成一種浸漬淀粉；(b)干燥浸漬淀粉到實質無水狀態(tài)；和(c)加熱以形成淀粉磷酸單酯。
4.實施方案3的方法，其中在流化床反應器中干燥步驟(b)的浸漬淀粉。
5.實施方案2的方法，其中通過選自直接膨化、烘烤、油炸、噴出、空氣沖擊和微波加熱中的方法膨化該壓制配制物。
6.實施方案2的方法，其中與相同條件下壓制的第二壓制配制物相比，該壓制配制物具有較低的堆密度，其中所述第二壓制配制物中，用相同百分重量的相應的天然淀粉替代壓制配制物的淀粉磷酸單酯。
7.實施方案6的方法，其中配制物中淀粉磷酸單酯以約0.1％-約50％重量存在。
8.實施方案7的方法，其中配制物中淀粉磷酸單酯以約1％-約25％重量存在。
9.實施方案7的方法，其中配制物中淀粉磷酸單酯以約5％-約20％重量存在。
10.一種通過下述步驟制備的含有淀粉磷酸單酯的配制物(a)用磷酸鹽試劑浸漬淀粉以形成一種浸漬淀粉；(b)干燥浸漬淀粉到實質無水狀態(tài)；和(c)加熱以形成淀粉磷酸單酯。
11.一種膨化產(chǎn)品，其中含有實施方案10的配制物。
12.實施方案11的膨化產(chǎn)品，其中產(chǎn)品是一種選自面糊、寵物食品、谷類早餐和快餐的食品。
13.實施方案12的膨化食品產(chǎn)品，其中配制物含有約0.1％-約50％重量的淀粉磷酸單酯，以該配制物為基準。
14.實施方案13的膨化產(chǎn)品，其中配制物含有約1％-約25％重量的淀粉磷酸單酯，以該配制物為基準。
15.實施方案14的膨化產(chǎn)品，其中配制物含有約5％-約20％重量的淀粉磷酸單酯，以該配制物為基準。
16.一種食品中使用的膨化助劑，其中包括淀粉磷酸單酯。
17.實施方案16的膨化助劑，其中通過下述步驟制備淀粉磷酸單酯(a)用磷酸鹽試劑浸漬淀粉以形成一種浸漬淀粉；(b)干燥浸漬淀粉到實質無水狀態(tài)；和(c)加熱以形成淀粉磷酸單酯。
18.使用實施方案16的膨化助劑用于膨化食品的方法。
19.實施方案3的方法，進一步包括向浸漬淀粉中加入寡糖。
下述實施例用于進一步闡述和解釋本發(fā)明，且無論如何不能看作是限制本發(fā)明。除非特別說明，所有份數(shù)和百分比均以重量給出，以及所有溫度均是攝氏度(℃)。
實施例在淀粉上鍵合磷的測量借助電感耦合等離子體-原子發(fā)射(“ICP-AE”)光譜，在酸水解淀粉樣品中測試淀粉樣品的磷含量。
堆密度的測量將已知質量的壓制和膨化的配制的淀粉樣品引入到500ml燒杯中，以及測量樣品的體積。然后通過用所測量的壓制產(chǎn)品質量(以克為單位)除以一定的體積(以毫升為單位)來獲得堆密度。
實施例1制備淀粉磷酸單酯本實施例公開了制備本發(fā)明配制物中使用的淀粉磷酸單酯。
根據(jù)美國專利序列No.09/633832所公開的方法制備淀粉磷酸單酯(“SPM”)，本文引入其中所公開的內容作為參考。實施例1-4的對比配制物中所使用的和用于制備相應的淀粉磷酸單酯的天然淀粉(“NS”)包括高度直鏈的玉米淀粉(樣品I，HYLONVII，商購于National Starch and Chemical Co.)、蠟狀玉米淀粉(樣品II，商購于National Starch and Chemical Co.)、土豆淀粉(樣品III，商購于Emsland Staerke-德國)和小麥淀粉(樣品IV，商購于Midwest Grain Products Inc.)。
使用下述漿料浸漬方法，用三聚磷酸鈉浸漬淀粉。將1份天然淀粉在2重量份水中形成漿料。用HCl調節(jié)天然淀粉漿料的pH至6.0-6.5并攪拌30分鐘。然后在瓷漏斗中使?jié){料脫水，并用pH調節(jié)在6.0-6.5之間的、3-10％含水三聚磷酸鈉溶液浸漬所述漿料，得到2％三聚磷酸鈉(無水重量)浸漬的淀粉餅。
將浸漬淀粉(約4千克)在空氣中干燥到含濕量約為10-12％，研碎，接著在220°F的溫度下，在預熱流化床反應器中干燥到淀粉的含濕量小于1.0％。然后將干燥淀粉在30分鐘加熱到300°F的溫度，導致鍵合的磷含量為0.25-0.50％重量之間。
實施例2含有淀粉磷酸單酯的配制物的膨化本實施例闡述了用實施例1的淀粉磷酸單酯配制的谷類食品具有比用相應的天然淀粉配制的谷類食品優(yōu)越的膨化性。
以下述比例用實施例1的淀粉磷酸單酯和相應的天然淀粉(“NS”)配制谷類食品70％燕麥粉、10％糖、5％玉米粉和15％淀粉樣品。以下述比例配制谷類食品70％燕麥粉、10％糖和20％玉米粉，其中沒有淀粉。
在同向旋轉雙螺桿壓制機(購自Werner & Pfeiderer)中、在下述條件下進行壓制實驗選擇螺桿設計以提供中等剪切；螺桿速度為250rpm；長徑比為21；模頭直徑為2×3mm；含水量為17％；供料速率為13kg/h，混合區(qū)中筒體溫度設定為60℃、加熱/蒸煮區(qū)中筒體溫度設定為150℃，和模板加熱到140℃；和模頭面切刀具有2個刀片。
在模頭處切割壓制產(chǎn)品并在空氣中干燥。堆密度是指已知體積中壓制產(chǎn)品的重量。結果見表1。
表1含有天然和磷酸化淀粉的壓制配制物的堆密度
膨化與壓制的谷類食品產(chǎn)品的堆密度成相反關系，這是常識。表1的數(shù)據(jù)表明，與含有相應天然淀粉(“NS”)的配制物相比，用淀粉磷酸單酯制備的本發(fā)明的配制物證明了顯著改進的膨化，這反映在本發(fā)明膨化的谷類食品產(chǎn)品的堆密度較低。這確實與淀粉磷酸單酯樣品的植物來源無關。
實施例3膨化改變含水量的配制物本實施例證明了淀粉磷酸單酯改進谷類食品配制物的膨化能力與壓制變量如壓制總含水量無關。
在總的壓制機含水量為17％時，壓制根據(jù)實施例2所制備的天然玉米淀粉(“NS”)的谷類食品配制物以形成具有0.51g/ml堆密度的膨化產(chǎn)品。在總的含水量為19％時，壓制的NS配制物膨化，得到堆密度為0.55g/ml的產(chǎn)品。
相比之下，在這兩種總的壓制機含水量情況下，根據(jù)實施例1所制備的相應的磷酸化玉米淀粉(0.32％重量鍵合的磷)(“SPM”)配制物比天然玉米淀粉配制物顯示出改進的膨化。在17％總的壓制機含水量情況下，SPM配制物得到具有0.29g/ml堆密度的膨化產(chǎn)品；和在19％含水量的情況下，得到具有0.36g/ml堆密度的產(chǎn)品。因此，當使用較高的壓制機含水量時，即使SPM配制物顯示出堆密度增加，但SPM配制物的膨化仍然優(yōu)于NS配制物的膨化。
因此，含有淀粉磷酸單酯的谷類食品配制物會產(chǎn)生改進的膨化，盡管壓制變量如總的含水量變化。
實施例4淀粉磷酸單酯含量在一定范圍內變化的膨化本實施例闡述了與含有天然淀粉的配制物相比，含有5-15％淀粉磷酸單酯的谷類食品配制物具有優(yōu)異的膨化。
制備含有HylonVII淀粉磷酸單酯的配制物，并與含有HylonVII，非磷酸化的天然淀粉配制物作比較，其中所述淀粉磷酸單酯具有0.34％鍵合的磷，是根據(jù)實施例1的方法而制備的。配制物見下表2。
表2谷類食品配制物(％wt)
淀粉*或者是HylonVII淀粉或者是磷酸化到0.34％含量的HylonVII淀粉根據(jù)實施例2中所公開的方法壓制并膨化該配制物。見表2，5％磷酸化淀粉配制物膨化后，堆密度為0.465g/ml，而天然淀粉的值為0.481g/ml。在10％磷酸化淀粉含量情況下，膨化配制物的堆密度為0.370g/ml，0.437g/ml；和在15％情況下，對于磷酸化淀粉和天然淀粉，其堆密度分別為0.332g/ml和0.405g/ml。
因此，淀粉磷酸單酯提供了一種一致改進的膨化谷類食品配制物，即使在低的配制物含量情況下。
實施例5淀粉磷酸單酯的膨化與其它衍生化淀粉的膨化的比較本實施例闡述了與羧甲基化或羥丙基化淀粉相比，含有磷酸化淀粉(“淀粉磷酸單酯”)的配制物的意想不到的優(yōu)異膨化性能，所述磷酸化淀粉幾乎沒有冷水溶脹能力，而所述羧甲基化或羥丙基化淀粉具有高的冷水溶脹程度。
根據(jù)本發(fā)明實施例1所公開的方法磷酸化HylonVII淀粉(0.44％鍵合的磷)。作為比較目的，根據(jù)Rutenberg等所公開的方法(本文引入其中所公開的內容作為參考)，還制備HylonVII淀粉的羧甲基化樣品，其中羧基含量為3-3.5％重量。Rutenberg，M.W.andD.Solarek淀粉衍生物生產(chǎn)和用途(Starch DerivativesProduction and Use)，P.312-388在淀粉-化學和技術(Starch-Chemistry and Technology)，第312-388頁，AcademicPress(1984)。簡而言之，在醇中HylonVII淀粉被制漿，其固含量為35％。接著向漿料中加入15％重量含有50％氫氧化鈉溶液的淀粉并保溫10-30分鐘。加熱漿料到70℃后，向漿料中加入15％(以淀粉重量為基準)氯乙酸的鈉鹽。在攪拌18小時后，冷卻反應混合物至室溫并調節(jié)pH到中性。然后從溶液中過濾出羧甲基化淀粉，用醇/水混合物洗滌并干燥。
另外，根據(jù)Rutenberg等以及美國專利No.4863655(作者同上)所公開的方法(本文引入其中所公開的內容作為參考)，還制備HylonVII淀粉的羥丙基化樣品，其中鍵合的羥丙基含量為3-3.5％重量。
以下述比例將每一種衍生淀粉混合到谷類食品配制物中10％衍生淀粉，10％糖、10％玉米粉和70％燕麥粉，并根據(jù)本發(fā)明實施例2所公開的步驟膨化每一種衍生淀粉。所測量的磷酸化的(淀粉磷酸單酯)、羥丙基化和羧甲基化的HylonVII的膨化配制物的堆密度分別為4.36g/ml、5.74g/ml和0.620g/ml。
因此，與本領域已知的其它衍生化的淀粉相比，含有磷酸化HylonVII淀粉的膨化配制物有利地顯示較低的堆密度，盡管事實是磷酸化樣品不顯示冷水溶脹性能，而所述冷水溶脹性能被認為對羥丙基化和羧甲基化衍生物的膨化性能有輔助作用。
權利要求
1.一種膨化食品的方法，包括使含有淀粉磷酸單酯的配制物膨化。
2.權利要求1的方法，進一步包括壓制該配制物。
3.權利要求1-2中任一項的方法，其中通過下述制備步驟制備淀粉磷酸單酯(a)用磷酸鹽試劑浸漬淀粉以形成一種浸漬淀粉；(b)干燥浸漬淀粉到實質無水狀態(tài)；和(c)加熱以形成淀粉磷酸單酯。
4.權利要求3的方法，其中在流化床反應器中干燥步驟(b)的浸漬淀粉。
5.權利要求2-4中任一項的方法，其中通過選自直接膨化、烘烤、油炸、噴出、空氣沖擊和微波加熱中的一種方法膨化該壓制配制物。
6.權利要求2-5中的任一項的方法，其中與相同條件下壓制的第二壓制配制物相比，該壓制配制物具有較低的堆密度，其中所述第二壓制配制物中，用相同百分重量的相應的天然淀粉替代壓制配制物的淀粉磷酸單酯。
7.權利要求1-6中的任一項的方法，其中配制物中淀粉磷酸單酯以約0.1重量％-約50重量％存在。
8.權利要求1-7中的任一項的方法，其中配制物中淀粉磷酸單酯以約1重量％-約25重量％存在。
9.權利要求1-8中的任一項的方法，其中配制物中淀粉磷酸單酯以約5重量％-約重量20％存在。
10.一種通過下述步驟制備的含有淀粉磷酸單酯的配制物(a)用磷酸鹽試劑浸漬淀粉以形成一種浸漬淀粉；(b)干燥浸漬淀粉到實質無水狀態(tài)；和(c)加熱以形成淀粉磷酸單酯。
11.一種膨化產(chǎn)品，其中含有權利要求10的配制物。
12.權利要求11的膨化產(chǎn)品，其中產(chǎn)品是一種選自面糊、寵物食品、谷類早餐和快餐的食品。
13.權利要求11-12中的任一項的膨化食品產(chǎn)品，其中配制物含有約0.1重量％-約50重量％的淀粉磷酸單酯，以該配制物為基準。
14.權利要求11-13中的任一項的膨化食品產(chǎn)品，其中配制物含有約1重量％-約25重量％的淀粉磷酸單酯，以該配制物為基準。
15.權利要求11-14中的任一項的膨化食品產(chǎn)品，其中配制物含有約5重量％-約20重量％的淀粉磷酸單酯，以該配制物為基準。
16.一種食品中使用的膨化助劑，其中包括淀粉磷酸單酯。
17.權利要求16的膨化助劑，其中通過下述步驟制備淀粉磷酸單酯(a)用磷酸鹽試劑浸漬淀粉以形成一種浸漬淀粉；(b)干燥浸漬淀粉到實質無水狀態(tài)；和(c)加熱以形成淀粉磷酸單酯。
18.使用權利要求16-17的膨化助劑用于膨化食品的方法。
19.權利要求3-9中的任一項的方法，進一步還包括向浸漬淀粉中加入寡糖。
全文摘要
本發(fā)明涉及淀粉磷酸酯在食品或工業(yè)產(chǎn)品中作為膨化和/或結構助劑的用途。本發(fā)明還進一步提供了含有淀粉磷酸酯的配制物和改進的膨化產(chǎn)品,尤其是壓制谷類早餐和快餐。
文檔編號A23L1/0522GK1366839SQ0210242
公開日2002年9月4日 申請日期2002年1月21日 優(yōu)先權日2001年1月26日
發(fā)明者W·賓德祖斯, P·A·阿爾蒂里 申請人:國家淀粉及化學投資控股公司