CN101594788A - 化学改性淀粉的天然等价物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组合物，其含有具有8至25(w/w)持水性的柑橘水果纤维和选自玉米淀粉、米粉、高粱淀粉、木薯淀粉及其混合物的天然淀粉。

Description

化学改性淀粉的天然等价物
技术领域
本发明涉及化学改性淀粉的可食替代品。进一步涉及所述包含柑橘纤维和天然淀粉的替代品的制备方法。最后，本发明涉及柑橘纤维和天然淀粉作为化学改性淀粉的天然替代品的用途。
发明背景
食品制造商持续挑战着发现以最小化原料成本来呈现美味可口且可信食品的方法。特别努力的一个方面是产生包括全部天然成分的组合物的目标。特别地，消费者需要含有没有化学改性但具有与化学改性淀粉相同功能特性的淀粉的食品。
实际上，通常用不同试剂将淀粉进行化学改性来产生例如对加工变量如加热、剪切力、pH极端状态和存储稳定性具有卓越耐受性的淀粉。这样的化学改性淀粉在整个加工操作和食品正常货架期中特别提供了理想的光滑质地和加工粘度稳定性。相反，未改性淀粉粘度降低，松散增稠能力和质感，并且作为食品加工过程中遇到的应力的结果，在存储过程中的行为不可预测。加热、剪切力和/或极端pH，尤其是酸性pH，易于完全破坏淀粉颗粒并将淀粉聚合物分散至食品中。因此，也称为天然淀粉的未改性淀粉通常不适宜用于加工食品中。
本领域中已经提出了不同方案来解决该问题，例如，在EP 721471和EP 1038882中，公开了功能上等同于化学改性(即，交联的)淀粉的热抑制淀粉和面粉。
EP 830379和1159880涉及受到抑制的预糊化非颗粒淀粉，以便具有化学交联预糊化非颗粒淀粉的质感。在这些参考文献中，所述的“物理”改性淀粉不含有化学改性，但其结构在加工过程中得到了改性。
本领域中已经提出了另一种解决方法，由低脂乳浊液中的柑橘纤维来完全替代化学改性淀粉。这种解决方法看上去是令人满意的，即使出现了一些砂砾感，因为柑橘纤维是高度功能化的组织形成物质，但柑橘纤维具有相对昂贵的问题。
因此，仍然需要呈现与化学改性淀粉相同功能并具有低成本的天然成分。本发明通过提供包含柑橘纤维和天然淀粉的组合物、作为化学改性淀粉的可食替代品的用途及其制备方法满足了这种需要。实际上，发明人令人惊讶地发现将柑橘纤维与天然淀粉混合形成了具有食品工业中需要的加工耐受性的产品，加工耐受性如对剪切力的耐受性，以及改善的组织结构和冻融稳定性。
发明概述
本发明涉及适于替代化学改性淀粉的组合物，其包含具有7至25(w/w)持水性的柑橘纤维和选自玉米淀粉、米粉、高粱淀粉、木薯淀粉、蜡质小麦粉、无淀粉酶马铃薯淀粉及其混合物的天然淀粉。在优选的实施方案中，所用的淀粉是蜡质淀粉。其中柑橘水果纤维与天然淀粉的比例为约1∶10至约2∶1的组合物也是本发明的一部分。
本发明中，柑橘纤维具有60至85-wt％(干重)的总膳食纤维含量和7至25(w/w)的持水性。柑橘纤维可含有至多12％(w/w)蛋白质。此外，柑橘纤维可获自选自橙子、橘子、酸橙、柠檬和葡萄柚的柑橘水果。在优选的实施方案中，所用的柑橘纤维是橙子果肉纤维。
根据本发明的组合物可以进一步含有可食添加剂，例如，黄原胶、瓜尔豆胶、果胶、角叉菜胶、纤维、大豆蛋白及其混合物。
本发明还涉及本发明组合物的制备方法，其中制备柑橘纤维和天然淀粉的掺混物，然后将其机械处理，以便将掺混物均质来形成混合物；此后，在搅拌下将混合物蒸煮至淀粉的糊化温度。
现在公开的发明适用于食品应用、饲料应用、药品或化妆品中。含有本发明组合物的沙司和汤是优选的实施方案。终产品中根据本发明的组合物的含量优选约2至约6％wt。
附图：
图1是以旋转模式测量时，化学改性淀粉(C*Tex 06209)、热抑制淀粉(Novation 2300)和根据本发明的组合物(柑橘纤维和天然淀粉)的行为比较实例。
详述
本发明涉及适于替代化学改性淀粉的组合物，其含有具有7至25(w/w)持水性的柑橘纤维和选自玉米淀粉、糯米粉、高粱淀粉、木薯淀粉、蜡质小麦粉、无淀粉酶马铃薯淀粉及其混合物的天然淀粉。在优选的实施方案中，天然淀粉是蜡质淀粉，以及特别是糯米粉。
用于本发明中的柑橘纤维是颇有价值的成分，具有相对高的总膳食纤维含量和平衡的可溶性与不溶性膳食纤维的比例。例如，总膳食纤维优选由约45-50％可溶性膳食纤维和50-55％不溶性膳食纤维构成。平衡的不溶性(结构)和可溶性(主要是果胶)纤维的膳食纤维范围在生理学功能学中比谷物基纤维有利。柑橘纤维，特别是橙子纤维，更特别是干燥的柑橘纤维，具有极高的持水性，与其他柑橘纤维如VitacelTM橙子纤维(可获自Rettenmaier)相比，形成了高粘度。在一个优选的实施方案中，干燥的柑橘纤维具有约60至约85-wt％的总膳食含量(基于干物质)和7至约25(w/w)的持水性。优选，总膳食纤维含量为至少约70-wt％，而持水性为至少约8(w/w)，更优选至少约12，最优选19至25。干燥柑橘纤维的蛋白质含量至多12，优选8至12-wt％。
从多种柑橘水果的柑橘囊中提取柑橘纤维，柑橘水果的非限制实例包括橙子、橘子、酸橙、柠檬和葡萄柚。
柑橘囊指的是柑橘水果内部含果汁部分中所含的纤维物质。纤维囊有时候也称为粗果肉、悬浮物、柑橘细胞、漂浮果肉或果肉。相反，从柑橘皮获得的柑橘粉的特征在于橙皮口味和气味，以及暗橙色，这严重地限制了产品的使用。柑橘纤维对柑橘粉的其他优点是较高的总膳食纤维含量(例如，约72-wt％对58-wt％)；较低碳水化合物含量(例如，约5-wt％对15-wt％)；和较高的持水性(例如，高于约8.5g水/g纤维对5.5g/g)。
可溶性与不溶性膳食纤维的比例是柑橘纤维功能性中的重要因素。其他重要考虑包括研磨的程度(粒度测定)和干燥条件(干燥过程)。通常，越高的研磨程度(即，越细的纤维粒度测定)，导致溶液中的纤维越爽滑，以及降低的吸水能力和降低的持油能力(与粗纤维比较)。优选，可根据未决的专利申请WO2006/033697中公开的方法来获得干燥的柑橘水果纤维。在优选的实施方案中，柑橘纤维是具有12至25持水性的橙子纤维，优选19至25。所述橙子纤维优选具有2至10的持油性，优选4至10，更优选5至9。
不希望受到任何理论的束缚，根据本发明，认为柑橘纤维包括于本发明组合物中并且然后进一步加工时，作为了淀粉的保护剂。实际上，提高了所述淀粉的抗性，特别是用剪切力处理时。认为这种较高的抗性是由于由柑橘纤维产生的淀粉颗粒膨胀抑制引起的。根据本发明，纤维结合越多的水和油，越多的淀粉受到所述纤维的保护。
本发明优选的形式包括具有19至25持水性，5至9持油性的橙子纤维，结合糯米粉。
其中柑橘水果纤维与天然淀粉的重量比为约1∶10至约2∶1的组合物也是本发明的一部分，该重量比优选1∶7至1∶1，更优选约1.5至1∶3.6，最优选1∶5至1∶2。
所述组合物可以进一步包含可食添加剂。这些可食添加剂选自碳水化合物、树胶、蛋白质、肽、氨基酸、果胶、抗氧化剂、微量元素、电解质、高甜度甜味剂、食用酸、香料、大麦β-葡聚糖、色素、防腐剂及其混合物。碳水化合物选自单糖、二糖、寡糖、糊精、纤维、淀粉水解物、多元醇及其混合物。单糖包括丁糖、戊糖、己糖和己酮糖。
典型的二糖包括蔗糖、麦芽糖、trehalulose、蜜二糖、曲二糖、槐糖、昆布二糖、异麦芽糖、龙胆二糖、纤维二糖、甘露二糖、乳糖、明串珠菌二糖、麦芽酮糖、松二糖等。
通过淀粉的受控酸或酶水解来产生淀粉水解物，并可以细分成两种特定的种类，麦芽糖糊精和葡萄糖糖浆，并且由DE值(葡萄糖当量)来表征。实际上，DE值是糖浆中存在的还原糖百分比的测量，并以干重为基础按葡萄糖来计算。麦芽糖糊精具有至多20的DE(葡萄糖当量)值，而葡萄糖糖浆具有高于20的DE值。
根据糊精化方法来制备糊精。糊精化是在酸存在或不存在下干淀粉的热处理。
低热量纤维可以是聚葡萄糖、***半乳聚糖、壳聚糖、几丁质、黄原胶、果胶、纤维素、魔芋、***树胶、大豆纤维、菊粉、水解的树胶、瓜尔豆胶、β-葡聚糖、角叉菜胶、刺槐豆胶、海藻酸盐、聚乙二醇海藻酸盐。
主要的生理学电解质是钠、钾、氯化物、钙和镁。此外，可以包括微量元素，如铬、铜、硒、铁、锰、钼、锌及其混合物。
食用酸可以选自磷酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、己二酸、葡糖酸、酒石酸、富马酸及其混合物。
可以用作非营养甜味剂的高甜度甜味剂可以选自阿斯巴甜，乙酰舒泛盐，如乙酰舒泛K，糖精(例如，钠和钙盐)、环己氨磺酸盐(例如，钠和钙盐)，三氯蔗糖，阿力甜，纽甜，斯替维苷，甘草甜素，新桔皮苷双氢查耳酮，monatin，莫尼糖蛋白，索马汀，brazzein及其混合物。
香料选自水果香料、植物香料及其混合物。优选的香料是可乐香料、葡萄香料、樱桃香料、苹果香料和柑橘香料，如橙子香料、柠檬香料、酸橙香料，水果潘趣酒及其混合物。香料的含量取决于选择的一种或多种香料、所需的香料印象和所用的香料形式。
如果需要，还可以加入着色剂。对食品使用批准的任何着色剂可以用于本发明中。
需要时，可以加入防腐剂，如山梨酸钾和苯甲酸钠。
在优选的实施方案中，加入的可食添加剂选自黄原胶、瓜尔豆胶、果胶、角叉菜胶、纤维、大豆蛋白及其混合物。在另一个实施方案中，优选的可食添加剂是黄原胶。
本发明还包括组合物的制备方法，该组合物含有具有7至25(w/w)持水性的柑橘纤维和选自玉米淀粉、米粉、高粱淀粉、木薯淀粉及其混合物的天然淀粉。
所述方法包括步骤：
a)掺混柑橘水果纤维和天然淀粉，
b)将步骤a)的掺混物机械处理，以获得均匀的混合物。
c)在温和搅拌下蒸煮混合物，直至淀粉的糊化温度。
为了形成步骤a的掺混物，可以使用任何均质方法，因为柑橘水果纤维的水合程度不是非常关键。
用于步骤b)的合适机械处理是使用高剪切混合机、高压阀均质、微流化、高功率超声波等的处理。通过使用强剪切力，如例如高压阀均质机，可以获得密度较低的纤维颗粒和提高的增稠。
然后将步骤b)的混合物蒸煮，以膨胀淀粉颗粒。这给介质赋予粘度；使用温和搅拌，以便使混合物均质，应当避免强烈的机械处理，以不会破坏淀粉颗粒。
糊化温度取决于所用淀粉的类型；这将由本领域技术人员来测定；然而，可以在文献中找到一些天然淀粉类型的糊化，例如，在David J.Thomas和Williams A.Atwell的书中，Starches，Eagan Press HandbookSeries，American Association of Cereal Chemists，St.Paul，Minnesota(1999)，p25-30。
引用的温度如下：
  淀粉来源   糊化温度(℃)
  小麦   52-85
  木薯   52-65
  蜡质玉米   63-72
通过范围给出了糊化温度，因为这取决于含水量和介质的盐浓度。
本发明涉及在此公开的组合物在食品应用、饲料应用、药品或化妆品中的用途。食品应用可以包括饮料、乳制品、冰淇淋、冰糕和甜点。所述饮料包括浓缩物、凝胶、能量饮料和碳酸饮料、非碳酸饮料、糖浆。饮料可以是任何医学糖浆或任何可饮用溶液，包括冰茶和果汁，蔬菜汁，柠檬水，兴奋饮料，基于坚果的饮料，可可饮料，乳制品，如奶，乳清，酸奶，酪乳和基于这些的饮料。饮料浓缩物指的是液体形式的浓缩物。液体浓缩物可以是相对稠、糖浆状液体的形式。优选的应用是汤、调味品、焙烤制品、低脂涂抹物和沙司。更优选的应用是贝夏美沙司(béchamelsauce)和番茄沙司。
本发明的组合还适于包括在热即食产品中，如汤；在这种情况中，本领域技术人员应当设想其他种类的淀粉。实际上，如果在包括于即食产品之前，混合物还没有蒸煮，消费者必须面对组织结构问题，如沙质感。因此，为了克服这点，必须使用预糊化淀粉，例如，喷雾蒸煮的淀粉。
另一种可能性是混合柑橘纤维和热抑制淀粉，用于接受极端条件(例如，大约3.5的pH和高于95℃的温度)的应用或用于需要极高粘度的应用。
在优选的实施方案中，根据本发明的组合以约1.5至约7-wt％组合物的含量存在于终产品中，优选2至6-wt％，更优选3至5-wt％。
本发明具有以下优势：
1)含有柑橘水果纤维和天然淀粉的组合物具有高营养价值，在加过工程中稳定并允许积极的食品标签。
2)使用天然淀粉，其是非常便宜的成分，允许制造低成本、高效率和天然的组织结构化剂。
3)该组合物还可用于需要冷储存的产品，因为柑橘纤维的保护效果帮助淀粉的稳定，即使是在低温。
通过参考以下详细描述本发明组合物制备的实施例来进一步限定本发明。在此所述和所要求的本发明在范围上不受限于在此公开的特定实施方案，因为这些实施方案确定为本发明几个方面的说明。预期任何等价实施方案在本发明的范围内。实际上，除了在此所示和所述的那些，从之前的描述，本发明的各种改变对本领域技术人员是显而易见的。预期这样的改变也落入所附权利要求的范围内。
实施例
实施例1：持水性和持油性分析：
测量通过WO2006/033697中公开的方法获得的橙子果肉纤维(OPF)的持水性(根据实验方案I测量的)和持油性(根据实验方案II测量的)。结果如下：
样品   持水性g水/g产品   持油性g水/g产品
  OPF 40μm   19   5
  OPF 75μm   19   5
  OPF 250μm   24   9.5
显然，粒度测定对产品的持水性和持油性都有影响。该实验显示了根据所获得的结果，本领域技术人员必须监控粒度测定，以给淀粉带来或多或少的保护效果。
实施例2：本发明对加工参数(剪切处理)的抵抗力：
在一侧形成橙子果肉纤维和蜡质玉米淀粉的组合物，在另一侧形成橙子果肉纤维(OPF)和玉米淀粉，并接受剪切处理。所用的剪切处理为1.5分钟过程中的13500rpm，使用Silverson混合机。
使用带有圆柱状锭子(62)的Brookfield在20秒过程中在10rpm进行所有粘度测量。
结果呈现于下表中：
  材料   处理前(mPA.s)   处理后(mPa.s)
  玉米淀粉(2，5％)+OPF(4％)   116000   105000
  玉米淀粉(4％)+OPF(2，5％)   76300   69200
  蜡质玉米淀粉(2.5％)+OPF(4％)   78100   73200
  蜡质玉米淀粉(4％)+OPF(2，5％)   55300   51200
显然，本发明组合是抗剪切的，因为其在处理之前和之后的值几乎相同。
实施例3：沙司的制备：
使用以下配方制得三种沙司：
  配方   重量(g)   组合物(w％照原样)
  向日葵油   75   10.0
  脱脂奶粉   30   4.0
  蛋黄粉   11   1.5
  增稠剂*   22.5   3.0
  盐   3   0.4
  软化水   608   81.1
  总计   750   100.0
*所测试的增稠剂为：
·根据本发明的组合物：糯米粉和橙子果肉纤维(比例3∶1)
·热抑制淀粉：NOVATION 2300
·化学改性淀粉：C*Tex 06209
在60℃测量不同沙司的流变学(旋转＝图1)。
从图1可清楚看出，根据本发明的组合与用于替代化学改性淀粉的热抑制淀粉一样好。
使用3％天然淀粉和1％橙子果肉纤维进行了另一个试验。在这种情况中，天然替代品可甚至与化学改性淀粉本身比拟。
实施例4：冷藏后(5℃)沙司的描述性质地和感官分析：
冷藏后(5℃)沙司的描述性质地和感官分析。
不可能测量C*Tex 06209、Novation 2300和糯米粉/橙子果肉纤维的脱水收缩作用，因为全部都低于检测极限。
因此，使用了视觉观察，结果列于下表中：
  水脱水收缩  脂肪脱水收缩(fat syneresis)   主体(bulk)外观   整体等级(等级-1至+1)
  好评糯米粉/橙子果肉纤维 无脱水收缩 无脱水收缩 短，奶油状 0.7
  中评C*Tex 06209 无脱水收缩 少许 短，奶油状 0.3
  差评Novation 2300 无脱水收缩 表面上有脂肪球 长 -0.3
制造沙司时，目标之一是获得短的、奶油状口感的产品，并且没有出现外观的脱水收缩，而且货架期稳定。
从上表中可以清楚看出，比较实施例中具有所需特征的唯一产品是含有本发明组合物的沙司。
实验方案1
持水性
将3种样品在不同粒度测定(40μm、70μm和250μm)进行磨碎，然后使用精密天平Sartorius CP 3245称重。每个样品双份制备并取平均值来获得最终结果。
程序如下；
-在50ml离心管中，称重0.5g纤维(干粉)(W1)，
-加入40g milli-Q水。将水的重量标为(W2)，
-将管密闭，用手摇动1min，
-然后使用离心机Labofuge 400Heraeus将管子在2000rpm离心5min，
-滗出上清液并称重(W3)。
将持水性(WBC)表示为g水/g样品：
WBC＝(W2-W3)/W1
实验方案II
持油性
通过离心5％粉末分散体并将沉淀称重来测定产品的持油性(OLB)。
通过将2.5g粉末(W1)分散于300ml烧杯中50g(W2)大豆油(标准质量)中来制备2个(独立)产品分散体。
将样品在约500rpm搅拌10分钟，直至产品完全分散。
然后将样品静置30分钟，直至样品适于疏水性。
将分散体搅拌，并且对于每种样品，将大约45g的产品在油中的分散体装在离心管中。将管子的重量标为W3，并将分散体装满离心管后的总重标为W4。
用Sorvall Automatic离心机SS-3在3800rpm将管子离心5分钟。然后滗去上清液，并将含有沉淀的离心管再次称重(W5)。
将持油性表示为g油/g样品：
OLB＝Wco/Wcp
％起始油混合物中的产品    Wp＝W1×100/(W1+W2)
％起始油混合物中的油      Wo＝W2×100/(W1+W2)
产品重量                  Wcp＝(Wp/100)×(W4-W3)
结合的油                  Wco＝W5-W3-Wcp

Claims (15)

1.适于替代化学改性淀粉的组合物，其含有具有7至25(w/w)持水性的柑橘水果纤维和选自玉米淀粉、米粉、高粱淀粉、木薯淀粉、蜡质小麦粉、无淀粉酶马铃薯淀粉及其混合物的天然淀粉。
2.根据权利要求1的组合物，其特征在于柑橘水果纤维与天然淀粉的重量比为1∶5至1∶1。
3.根据权利要求1的组合物，其特征在于柑橘水果纤维可获自选自橙子、橘子、酸橙、柠檬和葡萄柚的柑橘水果。
4.根据权利要求1的组合物，其特征在于柑橘水果纤维具有60至85-wt％的总膳食纤维含量。
5.根据权利要求1的组合物，其特征在于柑橘水果纤维含有8至12％(w/w)蛋白质。
6.根据权利要求1的组合物，其特征在于天然淀粉是蜡质淀粉。
7.根据权利要求6的组合物，其特征在于天然淀粉是糯米粉。
8.根据在前任一项权利要求的组合物，其特征在于进一步含有可食添加剂。
9.根据权利要求8的组合物，其特征在于进一步的可食添加剂选自黄原胶、瓜尔豆胶、果胶、角叉菜胶、纤维、大豆蛋白及其混合物。
10.根据权利要求8和/或9的组合物，其特征在于进一步的可食添加剂是黄原胶。
11.根据在前任一项权利要求的组合物的制备方法，包括步骤：
a)掺混柑橘水果纤维和天然淀粉，
b)将步骤a)的掺混物机械处理，以获得均匀的混合物。
c)在温和搅拌下蒸煮混合物，直至淀粉的糊化温度。
12.柑橘纤维提高天然淀粉对加工条件如剪切处理的抗性的用途。
13.根据权利要求1至10任一项的组合物在食品应用、饲料应用、药品或化妆品中的用途。
14.含有根据权利要求1至10的组合物的饮料。
15.含有根据权利要求1至10的组合物的沙司。
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