專(zhuān)利名稱(chēng)：：面筋和淀粉的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種將小麥粉分離成面筋和淀粉的方法。本發(fā)明還涉及一種制備具有改進(jìn)特性的面團(tuán)的方法，及涉及一種富集面筋的部分，由其獲得的面筋具有改進(jìn)的特性、特別是具有更高的最大應(yīng)力和延展性。
背景技術(shù)：
：將小麥粉分離成生命必需的面筋和淀粉，是一項(xiàng)重要的工業(yè)過(guò)程。分離的面筋蛋白具有多種用途，例如作為增稠劑(texturisingagent)或粘合劑、在面包制造工業(yè)中作為小麥粉改進(jìn)劑，而生產(chǎn)出的淀粉可加工成糖漿，或用于一般的工業(yè)用途，尤其是食品工業(yè)。工業(yè)上上述面筋-淀粉分離過(guò)程總是包括至少一個(gè)濕法分離步驟，例如常規(guī)的"馬丁法(Martinprocess)"。在馬丁法中，將小麥粉和水混合成面團(tuán)并通過(guò)水洗將淀粉從面團(tuán)中提取出來(lái)。包括濕法分離步驟的方法的另一實(shí)例公開(kāi)于EPA090.533，其中第一步是將小麥粉與水混合得到面團(tuán)。然后將混合過(guò)程中形成的面筋聚集體邊溫和地揉捏邊洗滌。通過(guò)這一洗滌步驟或通過(guò)用潷析器或水力旋流器離心分離將淀粉從漿液中分離出來(lái)，并且通過(guò)過(guò)篩、接著在一個(gè)環(huán)形干燥器上用約10ox:-i5or:的空氣干燥而將不溶的面筋從漿液中回收。在閃速干燥的情況下，通常要用較高甚至高達(dá)300"C的溫度。干燥步驟非常關(guān)鍵，因?yàn)槊娼钊菀资軇×壹訜岬钠茐牟⑶沂テ涔δ?。典型地，按干料?jì)，從這些方法中得到的面筋具有75-80%的蛋白含量。所述分離方法的缺點(diǎn)在于用到大量的水，之后需對(duì)其進(jìn)行純化。第二，面筋總會(huì)遭受一定量的熱破壞。第三，當(dāng)前方法固有的缺點(diǎn)為可溶蛋白的損失，該可溶蛋白被洗掉，并且通過(guò)揉捏過(guò)程中可能形成的面筋-淀粉和面筋-NSP復(fù)合物而損失掉。用當(dāng)前技術(shù)不能將所述面筋-NSP復(fù)合物純化成生命必需的面筋。第四，過(guò)度揉捏是現(xiàn)有技術(shù)方法的一個(gè)公知的問(wèn)題，經(jīng)常導(dǎo)致較低的產(chǎn)量。此外，在連續(xù)工藝中，很難做到防止過(guò)度揉捏，并且通常需要挑選高質(zhì)量的小麥，這會(huì)導(dǎo)致更高的原料造價(jià)。換言之，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)方法極其依賴(lài)于面團(tuán)的最佳混合，因此不得不調(diào)整混合步驟以抵償面粉的質(zhì)量差別。并且，現(xiàn)有技術(shù)方法似乎也不太適合(產(chǎn)量較低)面包生產(chǎn)質(zhì)量低劣的面粉。另一缺點(diǎn)為需要揉捏步驟，本
技術(shù)領(lǐng)域：
中公認(rèn)該步驟會(huì)影響被稱(chēng)作麥谷蛋白大聚合體(GMP)的麥谷蛋白聚集體主要部分的量。而面團(tuán)的揉捏對(duì)建立初始濕法分離是必不可少的，延長(zhǎng)揉捏時(shí)間不利地導(dǎo)致相當(dāng)一部分的面筋損失在不可回收的面筋-多糖復(fù)合物中。此外，應(yīng)指出的是，揉捏時(shí)間對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響取決于所用面粉的質(zhì)量。EPA010.447教導(dǎo)了一種通過(guò)稀釋一個(gè)充分形成的面團(tuán)而實(shí)現(xiàn)面筋聚集的方法，其中所述面團(tuán)通過(guò)用常規(guī)混合器混合每重量份面粉0.6-1份水而得到，進(jìn)一步用每重量份面團(tuán)0.5-3份水稀釋該面團(tuán)，并且或同時(shí)或隨后對(duì)該混合物施加剪切，由此而獲得面筋聚集體。換算顯示，按面粉的干重計(jì)，該發(fā)明的面團(tuán)具有0.58-0.88范圍變化的水分含量。剪切通過(guò)例如劇烈攪拌和/或經(jīng)由一個(gè)狹窄孔口抽吸面團(tuán)水混合料而施加。根據(jù)T.R.G.Jongenetal.CerealChem.80,383-389(2003),該混合方法被有些致人迷惑地稱(chēng)為"剪切法"，但實(shí)際上由三個(gè)部分即剪切流、旋轉(zhuǎn)流和拉伸流的組合構(gòu)成。在Jongenetal.的文章中，用標(biāo)量參數(shù)D區(qū)分完全旋轉(zhuǎn)流(D=-1)、完全剪切流(D=0)和完全拉伸流(D=+1),其將在下文進(jìn)行更詳細(xì)的論述。因此，EPA010.447的方法一一連同為獲得面團(tuán)的第一個(gè)揉捏步驟一一與常規(guī)揉捏方法并無(wú)差別。而且，認(rèn)為附加的稀釋步驟和相對(duì)高的40-50匸的水溫甚至?xí)M(jìn)一步降低產(chǎn)品質(zhì)量。此外，EPA282.038公開(kāi)了一種制備不溶于水的、改良的面筋產(chǎn)品的方法，所述面筋產(chǎn)品通過(guò)下述步驟獲得(a)揉捏小麥粉、L-抗壞血酸、胱氨酸和水的混合物，(b)在高剪切力下混合步驟(a)中得到的面團(tuán)，優(yōu)選在擠出機(jī)、絞肉機(jī)或能夠在高剪切力下混合面團(tuán)的機(jī)器中進(jìn)行(參見(jiàn)EPA282.038，第5頁(yè)，第28行)，其中將所述面筋機(jī)械打碎成較小的分子，并且按面團(tuán)的總蛋白含量計(jì)，可溶于O.05N乙酸水溶液中的蛋白含量增至75-85重量％，和(c)將不溶于水的、改良的面筋與面團(tuán)分離。但是，包含有高剪切的混合方法是由剪切流、旋轉(zhuǎn)流和拉伸流三個(gè)部分的組合構(gòu)成的，如上所述。而本發(fā)明方法則只包括本說(shuō)明書(shū)中定義為"單純剪切"或"單純剪切流"的剪切流。此外，本發(fā)明方法還提供了其特性不同于現(xiàn)有技術(shù)已知面筋產(chǎn)品的面筋產(chǎn)品。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種從面粉中分離面筋和淀粉的方法，該方法具有更高的蛋白產(chǎn)率、改進(jìn)的蛋白質(zhì)量，并顯著降低了可溶蛋白的損失。本發(fā)明涉及一種從面粉中分離面筋和淀粉的方法，所述方法包括步遞.(a)混合一種面粉和一種含水液體，以得到一個(gè)按面粉干重計(jì)水分含量小于50%的面團(tuán);(b)使(a)步中得到的面團(tuán)經(jīng)受一個(gè)剪切應(yīng)力至少1kPa且單位機(jī)械能輸入至少5kJ/kg的實(shí)質(zhì)的單純剪切流，以獲得加工的面團(tuán)；和(c)將加工的面團(tuán)分離成一個(gè)富集面筋的部分和一個(gè)富集淀粉的部分。圖1展示了由兩種不同的方法即本發(fā)明方法和包括z型葉片式混合的常規(guī)方法獲得的面筋的大變形斷裂特性。圖2展示了用本發(fā)明方法由Spring面粉制備的面團(tuán)的GMP含量。圖3展示了用本發(fā)明方法由Soissons面粉制備的面團(tuán)的GMP含量。具體實(shí)施方式在本說(shuō)明書(shū)及其權(quán)利要求中，動(dòng)詞"包含"及其變化形式以非限制性的含義使用，意指緊跟該詞的各條目包括在內(nèi)，但并不排除未明確提及的條目。此外，用修飾語(yǔ)"一，，或"一種"提及某元素時(shí)，并不排除存在多于一種該元素的可能性，除非上下文中清楚地要求有一種并且只有一種該元素。因此修飾語(yǔ)"一"或"一種，，通常意指"至少一種"。對(duì)本發(fā)明必要的是，必須理解在現(xiàn)有
技術(shù)領(lǐng)域：
公知的標(biāo)準(zhǔn)揉捏方法中，即包括有揉捏和/或抽吸步驟的方法中，全部三種變形都出現(xiàn)(1)單軸拉伸(2)單純剪切和(3)固體旋轉(zhuǎn)。T,R.G.Jongenetal.CerealChem.80，383-389(2003),對(duì)包括面粉試驗(yàn)儀(Farinograph)、Do-corder、揉混儀(mixograph)和Eberhart螺旋式混合器在內(nèi)的各種揉捏機(jī)構(gòu)造進(jìn)行了理論研究，該文獻(xiàn)以引用的方式納入本說(shuō)明書(shū)。他們定義了用于區(qū)分旋轉(zhuǎn)流、單純剪切流和拉伸流的流參數(shù)D，即對(duì)完全旋轉(zhuǎn)流D--l，對(duì)完全單純剪切流0=0和對(duì)完全拉伸流0=+1。據(jù)Jongenetal.所述，面粉試驗(yàn)儀混合器提供約等量的拉伸、剪切和旋轉(zhuǎn)，這大概地解釋了表1所示的D值(接近零)。Do-corder混合器提供較多的拉伸和極少的旋轉(zhuǎn)，揉混儀混合器提供較多的單純剪切和極少的旋轉(zhuǎn)，而Eberhart混合器提供顯著的旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步指出，這些混合器將主要在移動(dòng)部分和器壁附近提供顯著的剪切流。然而，在考察的所有混合器中全部三種類(lèi)型的變形都存在，即旋轉(zhuǎn)、單純剪切和拉伸。必須指出的是旋轉(zhuǎn)實(shí)際上并不引起變形。但是在本發(fā)明方法中，實(shí)質(zhì)上只發(fā)生一種變形，即單純剪切。術(shù)語(yǔ)"單純剪切"為本
技術(shù)領(lǐng)域：
所公知，意指材料的各平面只在一個(gè)方向相互滑動(dòng)(參見(jiàn)C.W.Macosko,"Rheology,Principles,MeasurementsandApplications",VCHPublishers,Inc.，NewYork(1994),具體為27-29頁(yè)、40頁(yè)和70-75頁(yè)；其內(nèi)容以引用的方式納入本說(shuō)明書(shū))。因此，本發(fā)明方法采用一種"實(shí)質(zhì)的單純剪切流，，實(shí)施，該剪切流在本說(shuō)明書(shū)中被定義為其中拉伸率s小于10s—i的變形條件。該方法不應(yīng)將GMP含量降低至低于面粉中原始GMP含量的70%(優(yōu)選不低于80%，更優(yōu)選不低于90%)。術(shù)語(yǔ)"單位機(jī)械能"(SME)在本
技術(shù)領(lǐng)域：
中也是已知的，可按S.H.Peighambardoustetal.，CerealChem.81，714-721(2004)中闡述的基于一種錐體和平面裝置進(jìn)行計(jì)算，該文獻(xiàn)以引用的方式納入。實(shí)際上，由于混合過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩被連續(xù)記錄，單位機(jī)械能可由所用混合裝置的轉(zhuǎn)矩對(duì)加工時(shí)間的曲線及混合裝置的混合臂的旋轉(zhuǎn)速度按下列公式進(jìn)行計(jì)算S細(xì)-，M(歸其中，co是旋轉(zhuǎn)速度(s—"，邊是裝置中材料的質(zhì)量(kg)，#(t)是在時(shí)間f(Nm)時(shí)的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩是對(duì)施加到待變形材料上的力的一個(gè)度量，并被連續(xù)測(cè)量和記錄，/f是加工或剪切時(shí)間(s)。單位機(jī)械能以kJ/kg表示，并可在任意時(shí)間點(diǎn)t計(jì)算。小麥粉的組成不同。面筋的聚集和分離可以用硬質(zhì)小麥或軟質(zhì)小麥進(jìn)行。但是優(yōu)選水分含量小于20重量％且灰分含量小于i重量y。的面粉，按面粉總重計(jì)。(a)步中獲得的面團(tuán)的水分含量小于50%,更優(yōu)選小于45%，按面粉的干重計(jì)。從而，已發(fā)現(xiàn)面團(tuán)的水含量可以維持在相對(duì)較低的水平。(a)步中獲得的面團(tuán)可以為例如形成度為零的面團(tuán)(zero-developeddough)(ZD-面團(tuán))。ZD-面團(tuán)可才艮據(jù)D.T.CamposetaL，CerealChemistry73，105-107(1996)的方法，進(jìn)4亍如S.H.Peighambardoustetal.，CerealChemistry81，714-721(2004)中所/〉開(kāi)的改良而制備，上述兩篇文獻(xiàn)以引用的方式納入本說(shuō)明書(shū)。在該方法中，經(jīng)過(guò)篩成為約700lim平均粒徑的粉末狀水混合物與面粉在低溫下、優(yōu)選約-25匸的溫度下以所需重量比在Waring摻合器中#^，并且所述面粉在降低的速度下均勻分布。任選地，摻合物可以貯存在低溫下的封閉容器中。由于優(yōu)選轉(zhuǎn)移到面筋中的能量應(yīng)盡可能地低，因此所述成分的混合必須在低SME值下、優(yōu)選5kJ/kg以下并且更優(yōu)選2.5kJ/kg以下進(jìn)行。因此，根據(jù)該文獻(xiàn)，ZD-面團(tuán)被定義為具有以下特征的面團(tuán)通過(guò)混合1:9-9:1的重量比一—按面團(tuán)的總重計(jì)一一的至少面粉與水而制備，機(jī)械能輸入以SME計(jì)低于5kJ/kg，優(yōu)選低于2.5kJ/kg。制備(a)步中獲得的面團(tuán)的另一方法為RAPID0JET工藝，其中用到一個(gè)高壓噴水器，該噴水器可以捕獲空氣中飄落的面粉粒(參見(jiàn)www.rapidojet.de;Dr.B.Noll,"PresentationoftheRAPID0JET-procedure:Fast,energysavinganddustfreedoughpreparationbyusingahighpressurewaterjet";另夕卜參見(jiàn)US2004/0022917，兩篇文獻(xiàn)以引用的方式納入本說(shuō)明書(shū))。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選(b)步中施加的剪切應(yīng)力為至少1kPa，更優(yōu)選至少2kPa，極優(yōu)選至少5kPa，特別為至少10kPa。對(duì)所使用的剪切應(yīng)力沒(méi)有最大值的限制，然而，通常優(yōu)選剪切應(yīng)力不高于100kPa，優(yōu)選不高于75kPa。單位機(jī)械能(SME)輸入為至少5kJ/kg，優(yōu)選至少5.5kJ/kg，更優(yōu)選至少10.0kJ/kg，極優(yōu)選至少25.0kJ/kg,最優(yōu)選50.0kJ/kg。雖然似乎SME輸入的上限不是關(guān)鍵，但是建議其不高于500kJ/kg。本發(fā)明(a)步中使用的含水組合物優(yōu)選為水或一種稀的鹽溶液，該鹽溶液優(yōu)選具有0.05-5的離子強(qiáng)度。使用的鹽優(yōu)選為氯化鈉。根據(jù)本發(fā)明方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案，(a)步中獲得的面團(tuán)在(b)步之前在溫度0-50'C，優(yōu)選15-50t:下退火1-120邁in。更優(yōu)選退火步驟在20-4(TC下進(jìn)行30-90min。在該退火步驟中形成一個(gè)水合的、均質(zhì)的面團(tuán)。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，該停留時(shí)間通常取決于面團(tuán)水溫度和小麥粉質(zhì)量。該水合步驟可以在低剪切條件下在儲(chǔ)料器或在混合裝置中進(jìn)行。此處低剪切條件定義為SME小于5kJ/kg、優(yōu)選小于2.5kJ/kg。由此獲得的水合面團(tuán)的微結(jié)構(gòu)典型地顯示出散布在淀粉粒周?chē)牡鞍赘患c(diǎn)或聚集體。本發(fā)明方法優(yōu)選在一個(gè)剪切裝置中進(jìn)行，該剪切裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)可以提供一個(gè)剪切應(yīng)力至少1kPa且單位機(jī)械能輸入至少5kJ/kg實(shí)質(zhì)的單純剪切流。根據(jù)本發(fā)明的第一種優(yōu)選實(shí)施方案，優(yōu)選實(shí)施本發(fā)明方法的剪切裝置為錐-板(或錐-錐)型，包含一個(gè)旋轉(zhuǎn)板、一個(gè)非旋轉(zhuǎn)錐體和一個(gè)使該裝置的板旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中旋轉(zhuǎn)板和非旋轉(zhuǎn)錐體之間的角度在0.1。-5。、優(yōu)選O.5°-4°之間，并且其中錐體角在80°-100°之間。當(dāng)用于本發(fā)明的方法時(shí)，將面團(tuán)引入所述板和錐體之間。該裝置的優(yōu)點(diǎn)為具有一個(gè)穿過(guò)錐形空隙的本質(zhì)上恒定的剪切，因?yàn)殄F體和板之間的線速度隨著距旋轉(zhuǎn)板軸心的距離的增加而增加，這將在下文中進(jìn)行解釋。因此，本發(fā)明方法的(b)步優(yōu)選在錐-板型或錐-錐型反應(yīng)器中進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明方法的第二種優(yōu)選實(shí)施方案，剪切裝置為Couette型或同心圓柱體型，包含一個(gè)外圓柱體和一個(gè)內(nèi)圓柱體。外部及內(nèi)部圓柱體限定一個(gè)在內(nèi)圓柱體外表面和外圓柱體內(nèi)表面之間體積的環(huán)隙，當(dāng)用于本發(fā)明方法時(shí)，面團(tuán)包含在環(huán)隙中。才艮據(jù)本發(fā)明的該第二種優(yōu)選實(shí)施方案，(b)步優(yōu)選在CoueUe型或同心圓柱體型反應(yīng)器中進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明，第一種優(yōu)選實(shí)施方案的反應(yīng)器或裝置優(yōu)于第二種優(yōu)選實(shí)施方案的反應(yīng)器或裝置，這將在下文中進(jìn)行解釋。裝置優(yōu)選具有一個(gè)加熱設(shè)備，能夠控制剪切過(guò)程中的溫度在20-40'C之間、優(yōu)選25-40。C之間。發(fā)現(xiàn)加工溫度在約40TC以上時(shí)會(huì)對(duì)生產(chǎn)出的面筋的質(zhì)量和/或?qū)Ψ蛛x過(guò)程具有不利影響。剪切速率優(yōu)選為2-100s—、更優(yōu)選10-60s—、特別為20-50s—\剪切速率可以例如保持恒定，但也可以應(yīng)用一個(gè)遞增的剪切速率。本發(fā)明方法的(b)步之后，將加工的面團(tuán)分離成一個(gè)富集面筋的部分和一個(gè)富集淀粉的部分。該分離步驟可以按本
技術(shù)領(lǐng)域：
已知的傳統(tǒng)分離技術(shù)進(jìn)行。富集淀粉的部分例如可通過(guò)用潷析器或水力旋流器離心分離而獲得，而富集面筋的部分方便地通過(guò)過(guò)篩進(jìn)行分離。無(wú)需任何額外的水或無(wú)需實(shí)施常用的洗滌步驟，即可分離出含有至少50重量％、優(yōu)選至少60重量％面筋蛋白的富集面筋的部分。如果使用錐-板裝置實(shí)施本發(fā)明方法的(b)步驟，則這類(lèi)裝置的優(yōu)點(diǎn)為具有一個(gè)穿過(guò)錐形空隙的絕對(duì)速度剖面(但具有恒定的剪切)，從而提供了一個(gè)面筋甚至更加富集的部分。干燥后，富集面筋的部分適于工業(yè)焙烤面包之用，此外，富集面筋的部分還可以通過(guò)水洗而進(jìn)一步提高等級(jí)，例如通過(guò)實(shí)施常規(guī)的馬丁法。本發(fā)明還涉及一種制造面團(tuán)的方法，所述方法包括以下步驟(i)混合一種面粉與一種含水液體，以得到一個(gè)按面粉干重計(jì)水分含量小于50%的面團(tuán)；和(ii)使(i)步中得到的面團(tuán)經(jīng)受一個(gè)剪切應(yīng)力至少1kPa且單位機(jī)械能輸入至少5kJ/kg的實(shí)質(zhì)的單純剪切流。該方法的面團(tuán)可進(jìn)行一個(gè)分離步驟，例如如上所述的本發(fā)明方法的(c)步，以將加工的面團(tuán)分離成一個(gè)富集面筋的部分和一個(gè)富集淀粉的部分。但是，該方法制成的面團(tuán)也可用于其它用途。產(chǎn)品特性與已知揉捏方法相比，本發(fā)明方法的有效性表現(xiàn)在以下方面。例如，從本發(fā)明方法獲得的富集淀粉的部分取樣進(jìn)行的分析表明，富集淀粉的部分中面筋的量下降。在富集面筋的部分中甚至觀察到了更為突出的效果，其含有超過(guò)50重量％的蛋白。由于起始產(chǎn)品中淀粉過(guò)量，因此淀粉濃度的增加不太顯著。面筋的質(zhì)量可以用多種流變學(xué)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)?？蛇x擇的方法之一為下述方法。才艮據(jù)Sliwinskietal.所述的方法(Sliwinski，E.L.，F(xiàn).vanderHoef，P.Kolster，andT.vanVliet.2004.Large—deformationpropertiesofwheatdoughinuni-andbiaxialextension.Partii.Glutendough.RheologicaActa43:321;其內(nèi)容以引用方式納入)進(jìn)行試驗(yàn)，研究在單軸拉伸下面筋面團(tuán)大變形的流變特性和斷裂特性。將本發(fā)明方法獲得的面筋與通過(guò)包括有剪切和拉伸的常規(guī)z型葉片式混合(最佳混合時(shí)間，醒面60分鐘)制得的面團(tuán)中獲得的面筋相比較。結(jié)果示于實(shí)施例4和圖1中。該圖顯示，由本發(fā)明方法制得的面筋具有明顯更高的強(qiáng)度(圖1A)、延展性(圖IB)和拉伸總能量(圖1C)值。令人驚訝地，與常規(guī)混合方法制得的面團(tuán)相比，本發(fā)明方法制得的面團(tuán)具有改進(jìn)的特性。特別是，本發(fā)明的面團(tuán)具有改進(jìn)的表觀應(yīng)變硬化值dlna/dsH。此外，本發(fā)明的面團(tuán)還具有提高的GMP濕重含量。特別是，本發(fā)明面團(tuán)的表觀應(yīng)變硬化值dinct/deH比ZD-面團(tuán)的表觀應(yīng)變硬化值dlna/deH至多小5°/。。而且，按干料計(jì)算，本發(fā)明面團(tuán)的GMP濕重為制備所述面團(tuán)過(guò)程中所使用面粉的初始GMP含量的至少80%。明顯地，優(yōu)選后種方法是一種包含上面公開(kāi)的步驟(i)和(ii)的方法。驚訝地發(fā)現(xiàn)，與由常規(guī)混合方法(表示為"混合")獲得的面筋相比，由本發(fā)明方法(表示為"剪切")獲得的面筋具有改進(jìn)的特性。特別是，由本發(fā)明方法獲得的面筋具有更高的最大應(yīng)力a,和更大的延展性(表示為Henky應(yīng)變)。因此，由本發(fā)明方法獲得的面筋具有以下特征cj隠(剪切)/amax(混合)大于1.2,并且Henky應(yīng)變(剪切)/Henky應(yīng)變(混合)大于1.1。優(yōu)選a阻(剪切)/cj隨(混合)大于l.25，更優(yōu)選大于1.30,特別為大于1.35。優(yōu)選Henky應(yīng)變(剪切)/Henky應(yīng)變(混合)大于1.15,更優(yōu)選大于1.20。在單軸拉伸下，將單純剪切處理相對(duì)于常規(guī)混合對(duì)面團(tuán)的流變學(xué)特性的影響進(jìn)行了比較(參見(jiàn)實(shí)施例3)。驚訝地發(fā)現(xiàn)，單純剪切時(shí)，面團(tuán)的表觀應(yīng)變硬化值dlncj/dsH的降低比常規(guī)混合時(shí)要慢的多。因此本發(fā)明還涉及一種可從本發(fā)明方法(b)步制得的加工面團(tuán)中獲得的富集面筋的部分，其中相對(duì)于ZD-面團(tuán)的表觀應(yīng)變硬化值dlna/deH，所述加工面團(tuán)的表觀應(yīng)變硬化值dlncr/dsH的減少量小于5%?；蛘?，可從(b)步制得的加工面團(tuán)中獲得的富集面筋的部分的表觀應(yīng)變硬化值dlna/dsH至少為ZD-面團(tuán)的表觀應(yīng)變硬化值dlna/dsH的95%。與面筋質(zhì)量有關(guān)的另一個(gè)重要參數(shù)為面筋中的麥谷蛋白大聚合體(GMP)含量。使用常規(guī)混合即揉捏時(shí)，GMP含量隨加工時(shí)間迅速降低。但是，本發(fā)明方法對(duì)如圖2和3中所示的分別由Spring面粉和Soissons面粉制備的面團(tuán)的GMP含量無(wú)有害影響。因此，本發(fā)明方法提供了這樣一種面團(tuán)，其中按干料計(jì)算，面團(tuán)的GMP濕重為最初面粉的初始GMP含量的至少80%、優(yōu)選至少90%。因此，本發(fā)明還涉及一種可從本發(fā)明方法(b)步制得的加工面團(tuán)中獲得的富集面筋的部分，其中按干料計(jì)算，所述加工面團(tuán)的GMP濕重為本發(fā)明方法(a)步中所用面粉的初始GMP含量的至少80%。富集面筋的部分含有平均粒徑至少與最初小麥粉的粒徑相同的面筋顆粒。這歸因于單純剪切處理不會(huì)導(dǎo)致在一般混合條件下——例如揉捏條件下一一可觀察到的麥谷蛋白顆粒的破裂。而誘發(fā)變形的剪切會(huì)導(dǎo)致麥谷蛋白顆粒聚集成更大的絲束，導(dǎo)致有效粒徑的增加。剪切加工并分離的面筋部分的尺寸分布曲線在粒徑高于10nm處具有其體積最高峰。剪切加工并分離的富集面筋的部分中最小粒徑大于0.5nm，優(yōu)選大于1jim。粒徑才艮據(jù)C.Donetal.，J.CerealSci.37，1-7(2003)中7〉開(kāi)的方法進(jìn)行確定。本發(fā)明方法的另一優(yōu)點(diǎn)為，用本領(lǐng)域已知方法會(huì)獲得低經(jīng)濟(jì)價(jià)值的殘余部分。當(dāng)使用本發(fā)明的方法時(shí)，該殘余部分的量要少的多。實(shí)施例實(shí)施例1Spring面粉和Soissons面粉試樣由WCFS,Wageningen，荷蘭，提供。Spring是一種強(qiáng)筋硬質(zhì)加拿大小麥栽培品種，而Soissons是一種弱筋法國(guó)小麥栽培品種。根據(jù)供應(yīng)商，兩種面粉均為純的并且從單一小麥栽培品種中得到。選擇含有11%面筋(db)的面筋-淀粉(GS)混合物作為弱筋原料源。市售小麥面筋和淀粉從RoquetteCo.(法國(guó))獲得。十二烷基>5克酸鈉(SDS)從Sigma獲得，其具有高于99%的純度。所用的所有其它化學(xué)品及染色劑至少為分析純。原料的水分含量和灰分含量及面粉試驗(yàn)儀的特性分別按AACC批準(zhǔn)方法44-15A、08-01和54-21(AACC，2000;ApprovedMethodsoftheAACC10thEd.AmericanAssociationofCerialChemists,St.Paul,MN)進(jìn)行確定。面粉和凍干的GMP試樣的蛋白含量(Nx5.7)用M2100氮和蛋白分析儀(ThermoQuest-CEInstruments,Rodeno，Italy)通過(guò)Dumas法(Sebecic，B.andBalenovic，J，"Rapidecologicallyacceptablemethodforwheatproteincontentdetermination-comparisonofmethods"，DeutscheLebensmittelRundschau97,"I-"5(200D)進(jìn)行確定。蛋氨酸(methionin)用作標(biāo)準(zhǔn)物。在所述實(shí)驗(yàn)中所使用材料的化學(xué)及物理化學(xué)特性示于表1。丄>^,多勿豸發(fā)^多_4'^^^^面窗^^/務(wù)形成度為零的(ZD)面團(tuán)按D.T.Camposetal.，CerealChemistry73,105-107(1996)的方法及在S.H.Peighambardoustetal.，CerealChemistry81,714-721(2004)中/〉開(kāi)的改進(jìn)在壁櫥式冷凍間(walk-infreezer)(-18T)內(nèi)進(jìn)行制備。在所有ZD面團(tuán)制備中使用兩個(gè)百分比(重量/重量)的氯化鈉。按面粉干重計(jì)，分別使用0.42和0.43的水分含量來(lái)制備Soissons面團(tuán)和Spring面團(tuán)。所述水分含量的選擇能夠使所使用的物質(zhì)在剪切裝置中成功地加工(不滑脫)及使所獲得的產(chǎn)品具有良好的處理性(無(wú)粘性)。水凍的ZD面團(tuán)保存在冷凍器內(nèi)以用于剪切實(shí)驗(yàn)。人單純剪切過(guò)程使用前述剪切裝置(S.H.Peighambardoustetal.，CerealChemistry81,714-721(2004))實(shí)施。剪切單元的錐體部分在壁櫥式冷凍間內(nèi)用215-240g量的冰凍ZD面團(tuán)填充。用聚乙烯薄膜密封錐體并將ZD面團(tuán)在35'C下保持60min。該保持時(shí)間使得冰粒融化，導(dǎo)致面粉的水合，并從而得到均質(zhì)面團(tuán)。將錐體放入剪切單元中并將系統(tǒng)封閉。將面團(tuán)在該單元內(nèi)醒30min以使由體系的加壓密封產(chǎn)生的應(yīng)力松他。將該階段的一個(gè)面團(tuán)試樣在剪切運(yùn)行即將開(kāi)始之前從所述單元中取出，其被稱(chēng)為"未加工的"面團(tuán)。所有實(shí)驗(yàn)的剪切過(guò)程在30士2。C的溫度下進(jìn)行，而采用不同的加工時(shí)間。因此得到導(dǎo)致不同機(jī)械能輸入水平的不同的轉(zhuǎn)矩曲線。經(jīng)過(guò)剪切的試樣在加工后立即冷凍在液氮中。丄J;遂合《發(fā)用連接到計(jì)算才幾接口和控制單元(PL2100,Brabender測(cè)量和控制系統(tǒng)，Duisburg,Germany)的以3:2的差速轉(zhuǎn)動(dòng)的雙葉片對(duì)轉(zhuǎn)批式混合器(配備有一個(gè)300g面粉試驗(yàn)儀輥筒的Do-CorderE330,BrabenderOHG:Duisburg，Germany)進(jìn)行面粉的混合?；旌掀陂g連續(xù)記錄轉(zhuǎn)矩。用面粉和2%(重量/重量)的NaCl制備面團(tuán)。根據(jù)54-21方法——AACC批準(zhǔn)方法(AACC，2000;參見(jiàn)上面)——添加水。在63rpm速率和30"C恒定溫度下進(jìn)行不同時(shí)間的混合。這會(huì)對(duì)混合物質(zhì)產(chǎn)生不同的機(jī)械能輸入。加工的試樣立即冷凍在液氮中?；旌掀陂g提供給產(chǎn)品的機(jī)械能按照上述方程從轉(zhuǎn)矩曲線計(jì)算。在該方程中，慢速混合臂的旋轉(zhuǎn)速度(63rmp)用于計(jì)算SME。實(shí)施例2么J雙面^哞為、庠6^戶將面粉試樣(5g)分散在75ml石油醚中，混合15分鐘接著離心(10000rmp，環(huán)境溫度下10min)。脫脂后的面粉試樣中的石油醚殘留物通過(guò)將面粉在通風(fēng)櫥中在環(huán)境溫度下保持過(guò)夜而蒸發(fā)掉。下面的方法用于從面粉中分離GMP。在近似33ml的超速離心管中稱(chēng)量脫脂試樣(1.55g)。然后將該管放在渦旋混合器上，在劇烈渦旋時(shí)，用經(jīng)校準(zhǔn)的分配器添加9.125ml脫礦物質(zhì)水(軟化水)。繼續(xù)渦旋約10-15秒直至得到均勻且無(wú)團(tuán)塊的懸浮液。懸浮后立即添加3.875ml12%(重量/體積)的SDS溶液，接著用分配器添加兩份9ml的軟化水以達(dá)到1.5%(重量/體積)的SDS的最終濃度。然后將該管在Kontron超速離心機(jī)中超速離心(80000g，20。C下30min)。輕輕倒出上清液(SUP)并立即稱(chēng)重淀粉沉淀物上面形成的凝膠狀層(稱(chēng)為GMP),作為GMP濕重。該量以每100g試樣的凝膠的克數(shù)表示(db)。對(duì)每一個(gè)試樣，GMP的分離至少重復(fù)三次。將收集的GMP放入小管中并保持在環(huán)境溫度下(最多24hr)用于后續(xù)的分析。將GMP以濃縮的形式保持上述時(shí)間對(duì)結(jié)果無(wú)影響。么2A余工Wz^窗試舉^為、庠將冷凍的加工的試樣凍干過(guò)夜以達(dá)到按物質(zhì)干重計(jì)為8%的平均水分值。然后將冷凍干燥的面團(tuán)在Retsch碾磨機(jī)上用0.25mm的篩網(wǎng)粉碎。按2.6部分所述進(jìn)行GMP的分離，至少重復(fù)三次。表1.小麥粉試樣的化學(xué)和物理化學(xué)特性<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>面粉試驗(yàn)儀最佳吸水量，表示為按面粉干重計(jì)的水分含量4543<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>實(shí)施例3義7^f在斧試發(fā)^面窗W承岸從經(jīng)過(guò)剪切的面團(tuán)中取兩份試樣一份，平行于剪切方向取，標(biāo)示為"P"，另一份，垂直(橫向)于剪切方向取，標(biāo)示為"T"。用剃刀刀片切一塊近似7x4cm、適于在SMS/Kieffer面團(tuán)及面筋延展性裝置[DoughandGlutenExtensibilityRig(StableMicroSystems,Godalming,Surrey,UK)]中研究的面團(tuán)，將面團(tuán)試樣立即放入預(yù)熱(30。C)的陪替氏培養(yǎng)亞中。為防止任何水分的損失，將該面團(tuán)用玻璃軍蓋住并放入潮濕空氣(RH=85%)中，將面團(tuán)在26"C下在其中保持45min。這段時(shí)間使得能夠?qū)γ鎴F(tuán)試樣進(jìn)行處理和運(yùn)輸以用于拉伸試驗(yàn)?；旌虾?，將一塊面團(tuán)(近似20g)輕輕滾圓成小球并按所述保持以作為經(jīng)過(guò)剪切的試樣。用于剪切和混合過(guò)程的面團(tuán)的取樣在盡可能少的人工干預(yù)條件下進(jìn)行。義2在#試發(fā)配備有一個(gè)5-kg測(cè)力計(jì)(loadcell)和一個(gè)Kieffer面團(tuán)及面筋延展性裝置的紋理分析儀(TA.XT2)用于對(duì)加工的面團(tuán)試樣進(jìn)行單軸拉伸試驗(yàn),根據(jù)Smewing的方法(J.Smewing，"ThemeasurementofdoughandglutenextensibilityusingSMS/KiefferRigandtheTA.XT2Textureanalyzer"，Surrey,UK:StableMicrosystemsLtd,1995)進(jìn)行。面團(tuán)的試驗(yàn)試樣通過(guò)將一塊面團(tuán)(4x6x2mm)放在Kieffer模具的帶溝槽的基座上進(jìn)行制備。該模具在放置面團(tuán)之前預(yù)熱到301C。使用涂有硅油的薄Teflon墊片(2x60mm)有助于防止面團(tuán)粘到模具的溝槽上。將模具上半部放置入位并夾緊，其將面團(tuán)分散在槽上以產(chǎn)生同一幾何形狀(3x5x53mm)的相等數(shù)量的面團(tuán)條。面團(tuán)在261C和90。/。RH條件下在模具內(nèi)醒45min。該醒面時(shí)間是在取樣后及制模前的45min面團(tuán)醒面之后。因此所有的拉伸試驗(yàn)在總計(jì)90min的醒面時(shí)間之后進(jìn)行。松弛時(shí)間之后，釋放夾子中的張力并且將模具轉(zhuǎn)移到溫度和濕度控制室(26X:，RH約90%),其中TA已預(yù)先放置。在做拉伸試驗(yàn)之前，將模具與周遭室中的大氣平衡10分鐘。然后單個(gè)的面團(tuán)條從Teflon墊片中分離出來(lái)，橫放在SMS/Kieffer裝置面團(tuán)支架上，接著立即用TA以3.3mm/s的鉤掛速度和2g的觸發(fā)力進(jìn)行試驗(yàn)。每個(gè)拉伸試驗(yàn)之后，確定最大延伸阻力(U和峰值力時(shí)的距離(Tronsmoetal.，CerealChemJ,587-595，2003;其內(nèi)容以引用的方式納入)。根據(jù)Dunnewindetal.，J.TextureStudies537-560，2004所述的方法一一其內(nèi)容以引用的方式納入，將力-位移曲線轉(zhuǎn)化成應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)，其中考慮到被拉伸試樣的尺度變化并假定面團(tuán)試樣的體積恒定。從得到的應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)計(jì)算單軸拉伸的斷裂性能。試樣承受的最大應(yīng)力或斷裂應(yīng)力(crmax)、斷裂應(yīng)力處的Henky應(yīng)變(fJ，以及在應(yīng)力-應(yīng)變曲線下的積分面積(A)，被分別當(dāng)作是對(duì)抗延伸性、延展性和延伸所需能量的度量。從應(yīng)力-應(yīng)變圖計(jì)算表觀應(yīng)變硬化值(dlrm/dsH)(對(duì)所有試驗(yàn)試樣，表觀應(yīng)變硬_化值在斷裂應(yīng)變的20-95%的應(yīng)變區(qū)間內(nèi)計(jì)算)。數(shù)據(jù)示于表2中("剪切，，表示本發(fā)明方法，"混合"表示常規(guī)混合方法)。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>實(shí)施例4從用本發(fā)明方法自Soisson面粉中獲得的富集面筋部分，用常規(guī)水洗技術(shù)分離面筋。且對(duì)由常規(guī)混合方法(參見(jiàn)實(shí)施例1，1.5部分)生產(chǎn)的富集面筋部分也進(jìn)行了分離。結(jié)果示于表3及圖1A和1B中。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>權(quán)利要求1.一種從小麥粉中分離面筋和淀粉的方法，所述方法包括步驟(a)混合一種面粉與一種含水組合物，以得到一個(gè)按所述面粉干重計(jì)水分含量小于50重量％的面團(tuán)；(b)將(a)步中得到的面團(tuán)經(jīng)受一個(gè)剪切應(yīng)力至少1kPa且每分鐘加工時(shí)間的單位機(jī)械能輸入至少5kJ/kg的實(shí)質(zhì)的單純剪切流，以得到一種加工的面團(tuán)；和(c)將加工的面團(tuán)分離成一個(gè)富集面筋的部分和一個(gè)富集淀粉的部分。2.權(quán)利要求1的方法，其中含水組合物為水或離子強(qiáng)度為0.05-5的稀釋的鹽溶液。3.權(quán)利要求2的方法，其中鹽為氯化鈉。4.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中在(b)步之前將(a)步中得到的面團(tuán)在0-50匸的溫度下退火1-120min。5.權(quán)利要求4的方法，其中將面團(tuán)在15-50t;的溫度下退火。6.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中，按干料計(jì)，加工的面團(tuán)的谷蛋白大聚合體(GMP)濕重為最初面粉的初始GMP含量的至少80%。7.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中(c)步包括離心和過(guò)篩。8.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中(b)步在一個(gè)其中存在絕對(duì)速度剖面的反應(yīng)器中進(jìn)行。9.權(quán)利要求8的方法，其中反應(yīng)器是一個(gè)錐-板型或錐-錐型反應(yīng)器。10.權(quán)利要求l-8中任一項(xiàng)的方法，其中(b)步在Couette型反應(yīng)器中進(jìn)行。11.權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中在(c)步中得到的富集面筋的部分用水洗滌。12.權(quán)利要求l-ll中任一項(xiàng)的方法，其中將富集面筋的部分進(jìn)行干燥。13.權(quán)利要求12的富集面筋的部分在焙烤面包中的用途，。14.可根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法獲得的富集面筋的部分。15.權(quán)利要求14的富集面筋的部分，具有大于0.5pm的最小粒徑。16.權(quán)利要求14或15的富集面筋的部分，其中富集面筋的部分可從按權(quán)利要求1的(b)步制得的加工的面團(tuán)中獲得，其中所述加工的面團(tuán)的表觀應(yīng)變硬化值din口/deH比ZD-面團(tuán)的表觀應(yīng)變硬化值dina/dsH至多小5%。17.權(quán)利要求14-16中任一項(xiàng)的富集面筋的部分，其中富集面筋的部分可從按權(quán)利要求1的(b)步制得的加工的面團(tuán)中獲得，其中所述加工的面團(tuán)具有的GMP濕重為權(quán)利要求1的(a)步中所使用面粉的初始GMP含量的至少80%，按干料計(jì)算。18.—種面筋，其中所述面筋的特征為a隨(剪切)/amax(混合)大于1.2，并且Henky應(yīng)變(剪切)/Henky應(yīng)變(混合)大于1.1。19.可由權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法的(a)步和(b)步獲得的面團(tuán)。20.—種面團(tuán)，其中所述面團(tuán)的表觀應(yīng)變硬化值dina/dsH比ZD-面團(tuán)的表觀應(yīng)變硬化值dlnci/deH小至多5%。21.—種面團(tuán)，其中所述面團(tuán)具有的GMP濕重為制備所述面團(tuán)過(guò)程中所使用面粉的初始GMP含量的至少80%，按干料計(jì)算。全文摘要本發(fā)明涉及一種從小麥粉中分離面筋和淀粉的方法，其中第一步，將小麥粉轉(zhuǎn)變成按面粉干重計(jì)水分含量小于50重量％的面團(tuán)。在隨后步驟中，將面團(tuán)經(jīng)受一個(gè)剪切應(yīng)力至少1kPa并且每分鐘加工時(shí)間單位機(jī)械能輸入至少5kJ/kg的實(shí)質(zhì)的單純剪切流，從而獲得加工的面團(tuán)。優(yōu)選用于實(shí)施該步驟的裝置含有一個(gè)錐-板型或錐-錐型反應(yīng)器，其中存在一個(gè)穿過(guò)錐形空隙的絕對(duì)速度剖面。在最后一步中，將加工的面團(tuán)分離成一個(gè)富集面筋的部分和一個(gè)富集淀粉的部分。富集面筋的部分非常適合于焙烤面包之用。文檔編號(hào)C08B30/04GK101223193SQ200680026013公開(kāi)日2008年7月16日申請(qǐng)日期2006年5月19日優(yōu)先權(quán)日2005年5月19日發(fā)明者A·J·萬(wàn)德古特,R·J·哈默,R·M·布默,S·H·皮海姆巴德斯特申請(qǐng)人:卡吉爾公司