CN114945279A - 淀粉混合物在乳制品中的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含淀粉混合物的乳制品，该淀粉混合物由以下组成：(a)天然荞麦淀粉，和(b)任选的第二天然淀粉，所述第二天然淀粉选自蜡质玉米淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、蜡质木薯淀粉、马铃薯淀粉、蜡质马铃薯淀粉、甘薯淀粉、蜡质甘薯淀粉、大米淀粉、蜡质大米淀粉、小米淀粉、苋菜淀粉、竹芋淀粉、莲藕淀粉、藜麦淀粉以及它们的混合物，优选马铃薯淀粉、木薯淀粉或甘薯淀粉。本发明还涉及制造乳制品的方法。该淀粉混合物能够在质地改善、粘度稳定性、耐剪切性和/或耐酸性方面为本发明的乳制品提供所需的特性。此外，该淀粉混合物防止成品乳制品中的结块和沙质质地。

Description

淀粉混合物在乳制品中的用途
技术领域
本发明涉及包含淀粉混合物的乳制品。本发明还涉及制造乳制品的方法。
背景技术
淀粉是食品工业中非常重要的成分，例如作为增稠剂、胶凝剂、质地剂(texturingagent)或稳定剂。
淀粉的增稠特性是当加热含水淀粉悬浮液时淀粉颗粒水合和溶胀的结果，这导致淀粉悬浮液的粘度增加。然而，溶胀和水合的颗粒不稳定，并因此容易破裂。实际上，在粘度的初始峰值之后，淀粉悬浮液的粘度再次快速降低。在存在剪切的情况下和/或酸性条件下尤其如此。在大多数食品应用中，不希望增稠产品的粘度在达到初始峰值后再次降低。相反，通常期望即使在存在剪切的情况下和/或酸性条件下，增稠产品的粘度仍保持稳定或随时间推移进一步增加。为了改善淀粉的特性，使得它们能够在许多食品应用中提供所需的粘度稳定性、耐剪切性和耐酸性，已经进行了许多尝试。
在需要增稠在加工、最终使用或储存期间要经受严酷的酸和/或热和/或剪切条件的食物产品的应用中，传统上使用显著耐受此类极端条件的化学改性淀粉。化学改性淀粉通过各种交联技术生产，其中使用诸如三氯氧磷、三偏磷酸钠和表氯醇的化学试剂在淀粉中的多糖之间形成交联，从而改变其在升高的温度下的粘度和稳定性。
然而，食品工业的最近趋势是消费者对所谓的“清洁标签”或非化学改性成分的需求不断增长。实际上，许多消费者正在寻找具有清洁标签成分的食物产品，包括清洁标签淀粉，而不是化学改性淀粉，特别是用于诸如乳制品的健康食物产品的清洁标签淀粉。
已经提供了用于酸奶应用的物理和/或酶改性的蜡质淀粉，诸如来自Ingredion的Novation 2300(在专利EP0721471B1中公开)以及来自Tate和Lyle的Claria+(在专利申请WO2013/173161A1和WO2014/053833A中公开)。然而，这些淀粉对剪切变稀的敏感性比化学改性淀粉更高。此外，尽管它们在不添加化学试剂的情况下被改性，但是一些物理处理可以随机改变淀粉的化学结构，诸如形成新的键并因此交联，这与化学反应的效果非常类似。
因此，需要开发此类化学、物理和酶改性淀粉的替代物，该替代物在粘度稳定性、耐剪切性和耐酸性方面表现出类似甚至改善的性能，同时为了标签目的而不被认为或分类为化学改性淀粉。
本发明人惊奇地发现特定的淀粉混合物满足这些标准。
发明内容
本发明的第一对象是包含淀粉混合物的乳制品，该淀粉混合物由以下组成：
(a)天然荞麦淀粉，和
(b)任选的第二天然淀粉，该第二天然淀粉选自蜡质玉米淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、蜡质木薯淀粉、马铃薯淀粉、蜡质马铃薯淀粉、甘薯淀粉、蜡质甘薯淀粉、大米淀粉、蜡质大米淀粉、小米淀粉、苋菜淀粉、竹芋淀粉、莲藕淀粉、藜麦淀粉以及它们的混合物，优选马铃薯淀粉、木薯淀粉或甘薯淀粉。
本发明的第二对象是制造本发明的乳制品的方法，该方法包括以下步骤：
(a)将用于制备乳制品的所有成分混合5分钟至60分钟、优选15分钟至45分钟、并且更优选约30分钟，
(b)将步骤(a)中获得的混合物预热至包含在50℃和100℃之间、优选在60℃和80℃之间、并且更优选约65℃的温度，
(c)将步骤(b)中获得的经预热的混合物在包含在60℃和145℃之间的温度下加热1秒至60分钟、优选在包含在80℃和120℃之间的温度下加热1分钟至30分钟、并且更优选在约95℃下加热约5分钟，
(d)冷却在步骤(c)中获得的经加热的混合物并且任选地添加起子培养物，
(e)在包含在4℃和60℃之间、优选在20℃和50℃之间、并且更优选在约43℃的温度下、发酵在步骤(d)中获得的任选地包含起子培养物的经冷却的混合物，直到混合物具有包含在3和5之间、优选在3.5和4.8之间、并且更优选4.6的pH值，
(f)用匀化器使步骤(e)中获得的经发酵的混合物平滑化，以及
(g)包装步骤(f)中获得的平滑混合物。
具体实施方式
本发明的第一对象是包含淀粉混合物的乳制品，该淀粉混合物由以下组成：
(a)天然荞麦淀粉，和
(b)任选的第二天然淀粉，该第二天然淀粉选自蜡质玉米淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、蜡质木薯淀粉、马铃薯淀粉、蜡质马铃薯淀粉、甘薯淀粉、蜡质甘薯淀粉、大米淀粉、蜡质大米淀粉、小米淀粉、苋菜淀粉、竹芋淀粉、莲藕淀粉、藜麦淀粉以及它们的混合物，优选马铃薯淀粉、木薯淀粉或甘薯淀粉。
如本文所用，表述“乳制品”是指，但不限于，奶、发酵奶(诸如奶酪、酸奶、酸奶油和开菲尔奶油(kefir cream))和冰淇淋，优选酸奶。
如本文所用，表述“天然淀粉”是指在自然界中存在的未改性形式的淀粉。淀粉的典型来源是谷类、块茎、根、豆类和水果。天然来源可以是蜡质玉米、玉米、小麦、蜡质小麦、木薯、蜡质木薯、马铃薯、蜡质马铃薯、甘薯、蜡质甘薯、豌豆、绿豆、大米、蜡质大米、小米、苋菜、竹芋、莲藕、藜麦和荞麦。天然淀粉通常使用已知的湿磨或干磨方法进行提取。
如本文所用，表述“天然荞麦淀粉”是指来自天然来源的荞麦淀粉。它不是由酶或化学处理方法产生的。此外，它不是由极端的物理处理方法，诸如脱水和在高于50℃的温度下的热处理产生的。天然荞麦淀粉是通过提取工艺从荞麦谷物(Fagopyrum esculentum)中回收的。可以直接从荞麦碎粒或从具有高淀粉含量(碎粒和面粉中淀粉占50％至70％)的荞麦粉提取荞麦淀粉。
可用于本发明的天然荞麦淀粉是从天然来源回收的。它可以从荞麦碎粒或从荞麦粉中提取。
第一提取工艺的示例包括以下步骤：
1)在等于或低于50℃的温度下，由荞麦粉(干磨)或由荞麦碎粒(湿磨)制备水性悬浮液；
2)在包含在室温和50℃之间的温度下，优选通过使用筛进行过滤，通过粒度差异将纤维部分与淀粉和蛋白质部分分离；
3)优选通过使用卧式螺旋滗析器、离心滗析器或水力旋流器，在7和9之间的pH值下，通过密度来分级分离水性悬浮液，以便获得包含蛋白质、可溶性碳水化合物和盐的轻级分，以及包含淀粉的重级分；
4)在包含在室温和50℃之间的温度下将水加入重级分中，以便再悬浮重级分；
5)优选使用卧式螺旋滗析器、离心滗析器或水力旋流器，更优选使用水力旋流器，在7和9之间的pH值下以及包含在室温和50℃之间的温度下，处理淀粉级分至少一次，以便去除剩余的蛋白质；
6)将淀粉级分的pH值中和至5-7。
7)优选通过使用流化床干燥器或热空气干燥器干燥淀粉级分；
8)回收干燥的淀粉。
第二提取工艺的另一个示例包括以下步骤：
1)在等于或低于50℃的温度下，由荞麦粉(干磨)或由荞麦碎粒(湿磨)制备pH值在7和9之间的水性悬浮液；
2)优选通过使用卧式螺旋滗析器、离心滗析器或水力旋流器，通过密度来分级分离水性悬浮液以获得包含蛋白质、可溶性碳水化合物和盐的轻级分，以及包含淀粉和纤维的重级分；
3)在包含在室温和50℃之间的温度下将水加入重级分中，以便再悬浮重级分；
4)在包含在室温和50℃之间的温度下，优选通过使用筛进行过滤，通过粒度差异将纤维级分与淀粉级分分离；
5)优选使用卧式螺旋滗析器、离心滗析器或水力旋流器，更优选使用水力旋流器，在7和9之间的pH值下以及包含在室温和50℃之间的温度下，处理淀粉级分至少一次，以便去除剩余的蛋白质；
6)将淀粉级分的pH值中和至5-7。
7)优选通过使用流化床干燥器或热空气干燥器干燥淀粉级分；
8)回收干燥的淀粉。
有利地，该提取工艺不含有机溶剂并且不含化学反应物。没有化学转化。因此，包含用该提取工艺获得的天然荞麦淀粉的产品是天然和清洁的标签产品。此外，荞麦是被消费者视为健康成分的古老的谷物。
可用于本发明的天然荞麦淀粉不是胶凝化的，而是颗粒形式。
天然荞麦淀粉具有较高的糊化温度，因此需要比大多数天然淀粉更高的温度来溶胀。特别是，它的溶胀能力在诸如巴氏灭菌或消毒过程的整个加热过程中是稳定的。因此，淀粉颗粒在乳制品加工过程中不容易破碎，并且可以容易地保持加工过程中产生的粘度。特别是，天然荞麦淀粉可以经受苛刻的处理，诸如均化和消毒，并且在加工后保持其颗粒状结构。当储存在冰箱中时，天然荞麦淀粉也显示出低的回生度，因此提供具有稳定稠度的冷冻乳制品。此外，天然荞麦淀粉在反复冷冻和解冻后具有低脱水收缩或无脱水收缩。因此，天然荞麦淀粉在加热过程和储存过程中具有高稳定性。因此，包含天然荞麦淀粉的本发明淀粉混合物具有相同的特性。
在优选的实施方案中，第二天然淀粉是马铃薯淀粉、木薯淀粉或甘薯淀粉。
令人惊奇地发现，加入到天然荞麦淀粉中的少量天然马铃薯淀粉、木薯淀粉或甘薯淀粉可以防止结块和沙质感，从而改善了乳制品的平滑质地，同时不损害其在消毒/巴氏灭菌过程、均化过程和冷藏(包括脱水收缩)过程中的粘度和稳定性。特别是，已经发现马铃薯淀粉、木薯淀粉或甘薯淀粉在所有浓度下均增加荞麦淀粉的RVA(快速粘度分析)峰值粘度，而淀粉混合物的最终粘度没有大幅降低。峰值粘度是当在搅拌下加热天然淀粉浆液时的最大粘度，而最终粘度是在加热至95℃之后在搅拌下保持在50℃的淀粉糊的粘度。因此，与其他天然淀粉相比，天然马铃薯淀粉、木薯淀粉或甘薯淀粉对包含荞麦淀粉的酸奶的粘度具有较小的负面影响。
在一个具体实施方案中，天然荞麦淀粉按重量计占淀粉混合物的总重量的50％至100％、优选75％至100％、并且更优选90％至100％、并且第二天然淀粉按重量计占淀粉混合物的总重量的0％至50％、优选0％至25％、并且更优选0％至10％。如果第二天然淀粉按重量计占淀粉混合物的总重量的超过50％，则荞麦淀粉的有益效果，如高糊化温度和低回生趋势将不太明显。
在一个具体实施方案中，淀粉混合物按重量计占乳制品的总重量的0.05％至10％，优选0.1％至5％，并且更优选0.5％至2％。
本发明的淀粉混合物能够在质地改善、粘度稳定性、耐剪切性和/或耐酸性方面为乳制品提供所需的特性。此外，本发明的淀粉混合物防止成品乳制品中的结块和沙质质地。
在一个具体实施方案中，当使用RVA(快速粘度分析)将8％悬浮液加热至高达95℃时，淀粉混合物具有1500cP至4200cP、优选1800cP至4000cP、并且更优选2200cP至3800cP范围内的峰值粘度。在这些峰值粘度范围内，淀粉混合物在巴氏灭菌/消毒和均化过程中以及在冷藏过程中仍然具有稳定的粘度，同时防止结块。
在一个具体实施方案中，淀粉混合物具有65℃至85℃、优选68℃至80℃、并且更优选70℃至75℃范围内的糊化温度。
在一个具体实施方案中，本发明的乳制品还包含任选的糖、奶，任选的水，任选的起子培养物，任选的乳清蛋白和任选的添加剂。
所述糖可以选自蔗糖(食用糖)、果糖、甘露糖、麦芽糖、异麦芽酮糖、阿卢糖、塔格糖、葡萄糖(诸如但不限于葡萄糖浆)、蔗糖、蜂蜜、龙舌兰糖浆、枫糖浆以及它们的混合物。
本发明的乳制品包含按重量计占乳制品的总重量的0％至30％，优选3％至20％，并且更优选5％至10％的糖。
“奶”在本文中应被理解为脱脂奶、全脂奶、奶粉、全脂奶粉、低脂奶、乳脂、酪乳、奶油以及它们的混合物。
本发明的乳制品包含按重量计占乳制品的总重量的超过70％、优选超过80％、更优选超过90％、并且甚至更优选在90％和95％之间的奶。
本发明的乳制品包含按重量计占乳制品的总重量的0％至20％、优选0.01％至10％、并且更优选0.1％至5％的水。
“起子培养物”在本文中被理解为活细菌(诸如德氏乳杆菌德氏亚种、保加利亚链球菌和嗜热链球菌)，该活细菌可以使奶发酵并且降低其pH值，以防止病原体的生长。也可以在培养期间或之后加入其他乳杆菌和双歧杆菌。可以用具有活细菌的培养奶制品的团块代替起子培养物。
在一个具体的实施方案中，本发明的乳制品包含按重量计占乳制品的总重量的0％至1％、优选0.0001％至0.05％、并且更优选0.001％至0.005％的起子培养物。
“乳清蛋白”在本文中被理解为从乳清获得的蛋白质的混合物，乳清是在奶酪生产中的凝乳过程之后的液体副产品。其包含乳清蛋白浓缩物和乳清蛋白分离物。
蛋白质的其他来源也可用于替代或富集乳制品中的蛋白质含量，包括大豆蛋白、豌豆蛋白、大米蛋白、小麦蛋白、***蛋白以及它们的混合物。
在一个具体实施方案中，本发明的乳制品包含按重量计占乳制品的总重量的0％至10％、优选0.01％至5％、并且更优选0.1％至3％的乳清蛋白和/或其他蛋白质源。
“添加剂”在本文中应被理解为酸度调节剂、防腐剂、乳化剂、着色剂、甜味剂、风味增强剂、风味物质、湿润剂、防结块剂、抗氧化剂、水解胶体、营养增强剂、增量剂以及它们的混合物。
“酸度调节剂”在本文中被理解为用于维持或改变食品pH值的物质。
“防腐剂”在本文中被理解为防止食物腐败和变质并延长食品货架期的物质。
“乳化剂”在本文中被理解为可以改善乳化体中各种组成相之间的表面张力以形成均匀分散体或乳化体的物质。
“着色剂”在本文中被理解为在食品中添加颜色和/或改善食品颜色的物质。
“甜味剂”在本文中被理解为不是普通糖，但为食品提供甜味的物质，诸如但不限于纽甜、三氯蔗糖、阿斯巴甜、甜叶菊提取物(或甜菊糖苷)、乙酰磺胺酸钾、糖醇(山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇和赤藓糖醇)、罗汉果提取物或它们的混合物。
“风味增强剂”在本文中被理解为补充或增强食品的原始风味的物质。
风味增强剂的示例包括但不限于5'-核糖核苷酸二钠、5'-肌苷酸二钠、5'-鸟苷酸二钠、谷氨酸一钠以及它们的混合物。
“风味物质”在本文中被理解为可用于分配食品香精和增强食品风味的物质。
风味物质的示例包括但不限于列于国家食品安全标准GB 2760-2014中的物质、(+/-)-1-环己基乙醇、2(4)-乙基-4(2),6-二甲基二氢-1,3,5-二噻嗪烷、3-庚基二氢-5-甲基-2(3H)-呋喃酮、香草醇、6-[5(6)-癸烯酰氧基]癸酸、葡糖基甜菊醇糖苷、3-{1-[(3,5-二甲基-1,2-噁唑-4-基)甲基]-1H-吡唑-4-基}-1-(3-羟基苄基)咪唑烷-2,4-二酮、4-氨基-5-[3-(异丙基氨基)-2,2-二甲基-3-氧代丙氧基]-2-甲基喹啉-3-羧酸硫酸盐、9-癸烯-2-酮、6-甲基庚醛、环丙烷羧酸(2-异丙基-5-甲基-环己基)-酰胺、4-羟基-4-甲基-5-己烯酸γ内酯、糠基2-甲基-3-呋喃基二硫醚、4-癸烯酸、2-(4-甲基-5-噻唑基)丙酸乙酯、4,5-辛二酮、5-羟基癸酸乙酯、己二酸二辛酯、乙基芳樟基醚、2-丙酰吡咯、烯丙基1-丙烯基二硫醚、2-乙酰氧基-3-丁酮以及它们的混合物。
“湿润剂”在本文中被理解为用于将水保留在食品中而添加的物质。
湿润剂的示例包括但不限于麦芽糖醇和麦芽糖醇糖浆、聚葡萄糖、甘油(丙三醇)、乳酸钾、乳酸钠、磷酸、焦磷酸二氢二钠、焦磷酸四钠、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸氢钙(正磷酸二钙)、正磷酸三钙(磷酸钙)、正磷酸三钾、正磷酸三钠、多磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸化二磷酸钠、焦磷酸四钾、磷酸一氢三钠、聚偏磷酸钾、酸式焦磷酸钙以及它们的混合物。
“防结块剂”在本文中被理解为用于防止粒状或粉状食品结块并保持其松散或自由流动的物质。
“抗氧化剂”在本文中被理解为可以防止或延迟油或食品成分的氧化裂解或变质并增加食品稳定性的物质。
抗氧化剂的示例包括但不限于D-异抗坏血酸(异抗坏血酸)、D-异抗坏血酸钠、抗坏血酸、抗坏血酸钠、抗坏血酸钙、磷脂、乳酸钠以及它们的混合物。
“水解胶体”在本文中被理解为当它们与水接触时形成粘性糊剂或凝胶的物质。
“营养增强剂”在本文中被理解为是为了增加食品的营养含量(值)而添加的天然或合成物质。
营养增强剂的示例包括但不限于碳酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙、磷酸氢钙、L-苏糖酸钙、甘氨酸钙、天冬氨酸钙、柠檬酸苹果酸钙、乙酸钙、氯化钙、正磷酸钙(磷酸钙)、维生素E琥珀酸钙、甘油磷酸钙、氧化钙、硫酸钙、骨粉(超细新鲜骨粉)、抗性糊精以及它们的混合物。
“增量剂”在本文中被理解为有助于增加食物产品的体积的物质。
增量剂的示例包括但不限于麦芽糖醇和麦芽糖醇糖浆、聚葡萄糖、抗性糊精、羟丙基淀粉、乳酸钠、碳酸钙、碳酸氢铵、碳酸氢钠、磷酸、焦磷酸二氢二钠、焦磷酸四钠、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸氢钙(正磷酸二钙)、正磷酸三钙(磷酸钙)、正磷酸三钾、正磷酸三钠、多磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸化二磷酸钠、焦磷酸四钾、磷酸二氢钠、聚偏磷酸钾、酸式焦磷酸钙以及它们的混合物。
乳制品还可以包含其他添加剂，诸如氯化钾、半乳甘露聚糖、氮以及它们的混合物。
在一个具体实施方案中，本发明的乳制品包含按重量计占乳制品的总重量的0％至8％、优选0.01％至5％、并且更优选0.1％至3％的添加剂。
在具体实施方案中，本发明的乳制品包含：
-按重量计超过70％、优选超过80％、更优选超过90％、并且甚至更优选在90％和95％之间的奶，
-按重量计0％至30％、优选3％至20％、并且更优选5％至10％的糖，
-按重量计0.05％至10％、优选0.1％至5％、并且更优选0.5％至2％的淀粉或淀粉混合物，
-任选地，按重量计0％至1％、优选0.0001％至0.05％、并且更优选0.001％至0.005％的起子培养物，
-任选地，按重量计0％至10％、优选0.01％至5％、并且更优选0.1％至3％的乳清蛋白和/或蛋白质的其他来源，
-任选地，按重量计0％至20％、优选0.01％至10％、并且更优选0.1％至5％的水，
-任选地，按重量计0％至8％、优选0.01％至5％、并且更优选0.1％至3％的添加剂(包括酸度调节剂、防腐剂、乳化剂、着色剂、甜味剂、风味增强剂、风味物质、湿润剂、防结块剂、抗氧化剂、水解胶体、营养增强剂、增量剂以及它们的混合物)。
在一个具体实施方案中，本发明的乳制品选自奶、黄油、发酵奶(包括但不限于奶酪、酸奶、酸奶油和开菲尔奶油)和冰淇淋，该乳制品优选为酸奶。
在一个具体实施方案中，淀粉混合物用作质地剂、胶凝剂、增稠剂、乳脂化剂(creaming agent)和/或稳定剂。
本发明的第二对象是制造本发明的乳制品的方法，该方法包括以下步骤：
(a)将用于制备乳制品的所有成分混合5分钟至60分钟、优选15分钟至45分钟、并且更优选约30分钟，
(b)将步骤(a)中获得的混合物预热至包含在50℃和100℃之间、优选在60℃和80℃之间、并且更优选约65℃的温度，
(c)将步骤(b)中获得的经预热的混合物在包含在60℃和145℃之间的温度下加热1秒至60分钟、优选在包含在80℃和120℃之间的温度下加热1分钟至30分钟、并且更优选在约95℃下加热约5分钟，
(d)冷却在步骤(c)中获得的经加热的混合物并且任选地添加起子培养物，
(e)在包含在4℃和60℃之间、优选在20℃和50℃之间、并且更优选在约43℃的温度下、发酵在步骤(d)中获得的任选地包含起子培养物的经冷却的混合物，直到混合物具有包含在3和5之间、优选在3.5和4.8之间、并且更优选4.6的pH值，
(f)用匀化器使步骤(e)中获得的经发酵的混合物平滑化，以及
(g)包装步骤(f)中获得的平滑混合物。
在一个具体实施方案中，在步骤(e)中，发酵持续3小时至24小时、优选4小时至12小时、并且更优选约5小时至6小时。
在本发明中，淀粉混合物是天然淀粉的组合，天然淀粉在被提取后未被化学、酶或物理改性，因此可被分类为清洁的标签成分。
因此，本发明能够仅使用食品成分而不使用危害性化学品来制备乳制品。
本发明的淀粉混合物可用于常规使用化学改性淀粉的相同应用。
本发明的淀粉混合物可用作其中存在或施加剧烈的酸和/或热和/或剪切条件的化学改性淀粉的替代物。
本发明的另一个对象是本发明的淀粉混合物代替化学、酶或物理改性淀粉用于乳制品生产的用途。
本发明的另一个对象是本发明的淀粉混合物作为用于生产乳制品的质地剂、胶凝剂、增稠剂、乳脂化剂和/或稳定剂的用途。
现在将通过以下附图和实施例说明本发明，应理解这些附图和实施例旨在解释本发明，而绝不限制其范围。
附图说明：
图1：荞麦淀粉和蜡质玉米淀粉混合物的快速粘度分析(RVA)结果
图2荞麦淀粉和木薯淀粉混合物的RVA结果
图3荞麦淀粉和马铃薯淀粉混合物的RVA结果
图4荞麦淀粉和甘薯淀粉混合物的RVA结果
图5荞麦淀粉和蜡质大米淀粉混合物的RVA结果
图6荞麦淀粉和马铃薯淀粉混合物的RVA结果
图7荞麦淀粉和荞麦-马铃薯淀粉混合物的脱水收缩测试
图8：酸奶样品冷藏30天后的外观
图9：冷藏30天后酸奶样品中淀粉颗粒的外观
实施例
在以下实施例中，使用以下商业产品：
-由Roquette商品化的天然蜡质玉米淀粉
-购自本地杂货店的天然木薯淀粉
-由Roquette商品化的天然马铃薯淀粉
-购自本地杂货店的天然甘薯淀粉
-无锡金农生物科技有限公司(Wuxi Jingnong Biotechnology Co.Ltd.)生产的天然蜡质大米淀粉
-由Roquette商品化的改性淀粉Clearam CJ 5025
-由Roquette商品化的改性淀粉Clearam CR 4015
-来自Bright Dairy的奶购自本地杂货店
-由Ingredion商品化的功能性清洁标签蜡质玉米淀粉Novation 2300
-由Tate&Lyle商品化的功能性清洁标签蜡质玉米淀粉Claria+
天然荞麦淀粉批次1(BWS1)是根据说明书中描述的荞麦淀粉的第一提取工艺生产的。
天然荞麦淀粉批次2(BWS2)是根据说明书中描述的荞麦淀粉的第二提取工艺生产的。
实施例1：与其他淀粉混合的荞麦淀粉的糊化特性
将下表1中所示的待分析的每种淀粉或淀粉混合物样品(2g，基于干重)与水在铝罐中混合至最终总重量为25g(8％淀粉悬浮液)。
Figure BDA0003711081400000121
Figure BDA0003711081400000131
表1
然后，使用快速粘度分析仪(RVA 4500，Perten Instruments)根据表2中所示的加热分布加热待分析的每个样品，同时测量粘度和糊化温度。
时间 温度(℃) 剪切速度(rpm)
00:00:00 50 960
00:00:10 50 160
00:01:00 50 160
00:04:45 95 160
00:07:15 95 160
00:11:00 50 160
00:13:00 50 160
表2
糊化温度是粘度开始增大的温度，通过在0.1分钟内粘度增大超过24cP来确定。
峰值粘度是在加热和保持在95℃期间的最高粘度，最低粘度是保持在95℃期间的最低粘度，最终粘度是在冷却和保持在50℃期间的最高粘度，衰减值是峰值粘度和最低粘度之间的差值，而回生值是最终粘度和最低粘度之间的差值。
结果分别示于图1至图5和表3中。
Figure BDA0003711081400000132
Figure BDA0003711081400000141
表3
结论：天然淀粉是可用作粘度调节剂的天然清洁标签淀粉。然而，大多数天然淀粉尤其在剪切(稀剪切)和冷藏(淀粉回生)过程中不稳定。
荞麦淀粉比这里测试的所有天然淀粉，即比100％蜡质玉米淀粉、100％木薯淀粉、100％马铃薯淀粉、100％甘薯淀粉和100％蜡质大米淀粉具有更高的糊化温度和更小的衰减值，表明荞麦淀粉比其他天然淀粉具有更高的耐热性和抗剪切性。
荞麦淀粉的低峰值粘度表明荞麦淀粉颗粒在加热过程中没有完全溶胀，诸如在酸奶加工中的消毒/巴氏灭菌过程中。因此，天然荞麦淀粉可以与另一种天然淀粉混合。后者(其他天然淀粉)可以提供连续相以稳定乳液和部分溶胀的荞麦淀粉颗粒，而前者(天然荞麦淀粉)用作耐热填料，其可以改变食物产品的质地并防止脱水收缩。
少量的其他天然淀粉(高达25％)不影响荞麦淀粉的耐热性和抗剪切性以及低回生速率。然而，除了马铃薯淀粉之外，荞麦淀粉在冷却期间具有比其他天然淀粉更高的最终粘度。因此，似乎马铃薯淀粉可用于稳定乳制品中部分溶胀的荞麦淀粉颗粒，而对荞麦淀粉的粘度没有明显影响。此外，荞麦淀粉与甘薯淀粉的混合物和荞麦淀粉与木薯淀粉的混合物仅表现出荞麦淀粉的最终粘度较小的降低，这也可能具有稳定部分溶胀的荞麦淀粉颗粒的良好可能性。
实施例2：荞麦淀粉和马铃薯淀粉混合物的特性
研究以下样品的胶凝特性、糊化特性和脱水收缩：
-天然荞麦淀粉批次1(称为BWS1)
-天然荞麦淀粉批次2(称为BWS2)
-天然马铃薯淀粉(称为PS)
-混合物：10％马铃薯淀粉(称为PS)与90％荞麦淀粉批次1(称为BWS1)
-混合物：25％马铃薯淀粉(称为PS)与75％荞麦淀粉批次1(称为BWS1)
-混合物：10％马铃薯淀粉(称为PS)与90％荞麦淀粉批次2(称为BWS2)
-混合物：25％马铃薯淀粉(称为PS)与75％荞麦淀粉批次2(称为BWS2)
淀粉胶凝是诸如通过热、压力、剪切和化学品使淀粉天然晶体结构熔化或破坏。在过量水中胶凝后，天然淀粉颗粒失去其颗粒结构并变成淀粉糊。在储存过程中，特别是在冷藏温度下，淀粉糊重结晶，这被称为回生。回生程度取决于许多因素，诸如淀粉的类型、水分含量和储存温度。退减淀粉中的晶体结构可以通过与淀粉胶凝中类似的方法熔化(或部分熔化)，例如通过热，压力，剪切和化学品。
根据以下方案通过差示扫描量热法(DSC 1,Mettler Toledo)测量每个样品的胶凝特性。
将待分析的各个淀粉样品(2mg-3mg，按干重计)与水以1:3的淀粉与水的重量比混合。将混合物密封在标准40μL铝盘中并允许其平衡至少一小时。然后用DSC在10℃下将盘再次平衡1分钟，随后以10℃/min的速率加热至100℃。
使用由Mettler Toledo提供的软件(STARe***)获得起始温度(To)、峰值温度(Tp)、最终温度(Tc)和焓变。
基于曲线下面积获得淀粉胶凝的焓变。在胶凝测试后，将盘在冰箱中储存7天，并使用相同的加热条件再分析，以基于与回生淀粉的熔融相关的吸热获得淀粉样品的回生特性。
回生速率是回生淀粉熔融的焓变除以淀粉胶凝的焓变。
结果示于下表4中。
Figure BDA0003711081400000161
表4
研究马铃薯淀粉与荞麦淀粉混合对荞麦淀粉胶凝和回生特性的影响。荞麦淀粉具有良好的抗回生稳定性，并且在将淀粉混合物用于乳制品中以具有良好和稳定的质地，尤其是在冷藏条件下时，添加马铃薯淀粉不应该影响荞麦淀粉的低回生速率。
如表4所示，100％天然荞麦淀粉(BWS1和BWS2)和荞麦淀粉混合物在回生淀粉的胶凝温度和熔融温度方面没有明显差异。
天然荞麦淀粉(100％，BWS1和BWS2)和荞麦淀粉混合物显示出低的回生率(20％-36％)。
马铃薯淀粉的胶凝温度(Tp和Tc)略低，但回生淀粉的熔融温度略高，回生速率较高。
结果表明，荞麦淀粉中的少量马铃薯淀粉(按重量计高达25％)对荞麦淀粉的胶凝和回生特性没有大的影响。
根据以下方案用快速粘度分析仪(RVA 4500，Perten Instruments)测量每个样品的糊化特性。将待分析的各个淀粉样品(1.5g，按干重计)与水在铝罐中混合至最终总重量为30g(5％淀粉悬浮液)。然后，根据实施例1的表2中呈现的加热分布加热待分析的各个样品。
结果示于图6和表5中。
Figure BDA0003711081400000171
表5
研究马铃薯淀粉与荞麦淀粉混合对荞麦淀粉糊化特性(包括糊化粘度)的影响。加入马铃薯淀粉不应该显著降低峰值粘度和最终粘度。
如图6和表5所示，马铃薯淀粉具有比100％天然荞麦淀粉(BWS1和BWS2)和荞麦混合物高得多的粘度。与单独的荞麦淀粉(BWS1和BWS2)相比，添加10％和25％的马铃薯淀粉显示出粘度明显增大，因此10％至25％的马铃薯淀粉可以用于提供连续相，以稳定部分溶胀的荞麦淀粉颗粒。
根据以下方案测量各个淀粉样品的脱水收缩程度。将在RVA测试期间完全胶凝之后获得的每种淀粉糊分装到三个配衡的15mL离心管中。将试管在-20℃下冷冻20小时，然后在30℃下解冻4小时。将冷冻和解冻重复5个循环(即5天)。在第三个和第五个循环时，将每个样品的一根试管在解冻后以3000×g离心20分钟。去除水相，并且对凝胶相进行称重。根据以下公式计算脱水收缩的程度：
％脱水收缩＝(wi-wf)/wi*100％
其中wi＝冷冻-解冻处理之前凝胶的初始重量，并且
wf＝解冻并去除水相后凝胶的最终重量。
结果如图7所示。
研究马铃薯淀粉与荞麦淀粉混合对荞麦淀粉糊稳定性的影响。冷冻-解冻循环和离心后释放的水越少，淀粉糊的质地越稳定。
如图7所示，纯的天然荞麦淀粉(BWS1和BWS2)和荞麦淀粉混合物在三个冷冻和解冻循环后没有表现出脱水收缩，而在五个循环后仅有少量脱水收缩(<1％)。相反，天然马铃薯淀粉在第三个和第五个循环后显示出明显的脱水收缩(>8％)。结果表明，荞麦淀粉中的少量马铃薯淀粉(按重量计高达25％)对荞麦淀粉糊的稳定性没有大的影响。
结论：添加10％和25％马铃薯淀粉不会降低荞麦淀粉(BWS1和BWS2)的粘度，同时保持荞麦淀粉的抗剪切性和热特性。此外，100％荞麦淀粉(BWS1和BWS2)以及它们与马铃薯淀粉的混合物显示出用DSC检测到的低回生速率(20％-36％)和在五个冷冻和解冻循环后的低脱水收缩程度(<1％)。因此，少量马铃薯淀粉可用于提供连续相，以稳定作为粘度调节剂的部分溶胀的荞麦淀粉颗粒。
实施例3：与其他清洁标签淀粉和化学改性淀粉相比，用荞麦淀粉或荞麦和马铃薯 淀粉的混合物制得的酸奶的特性。
分别用以下淀粉制备七个酸奶样品：
-荞麦淀粉批次1(称为BSW1)，
-荞麦淀粉批次2(称为BSW2)，
-90％荞麦淀粉BSW1与10％马铃薯淀粉的混合物(称为BSW1-PS)
-90％荞麦淀粉BSW2与10％马铃薯淀粉的混合物(称为BWS2-PS)
-化学改性的蜡质玉米淀粉Clearam CJ 5025，
-功能性清洁标签蜡质玉米淀粉Novation 2300，
-功能性清洁标签蜡质玉米淀粉Claria+
使用说明书中描述的荞麦淀粉的第一提取工艺从荞麦碎粒中提取荞麦淀粉批次1。
使用说明书中描述的荞麦淀粉的第二提取工艺从荞麦碎粒中提取荞麦淀粉批次2。
根据以下配方和过程制备酸奶：
(a)将所有成分(91.5％奶、7.5％蔗糖和1％淀粉)混合30分钟，
(b)将步骤(a)中获得的混合物预热至65℃，
(c)将步骤(b)中获得的预热的混合物在95℃下加热5分钟，
(d)将步骤(c)中获得的经加热的混合物冷却至43℃并添加酸奶起子培养物(0.03g/kg奶)，
(e)在43℃下发酵包含酸奶起子培养物的冷却的混合物，直到混合物达到4.6的pH值(约5小时至6小时)，
(f)用匀化器使步骤(e)中获得的经发酵的混合物平滑化，
(g)包装步骤(f)中获得的平滑混合物。
不使用天然或改性淀粉制备一种对照酸奶。
评估每个样品的外观、显微镜检查结果、表观粘度和粒度。
表观粘度(有时表示为η)是流变性。表观粘度等于施加到流体上的剪切应力除以剪切速率。它是流动阻力的量度。
从冷藏30天后拍摄的照片上分析外观，诸如结块、光滑度和光泽度。
结果如图8所示。
期望的是加入淀粉可防止团块的形成并保持酸奶的光滑度和光泽度，尤其是饮用酸奶时。冷藏30天后，在用Claria+制得的酸奶和对照酸奶样品中可见大的团块，而用荞麦淀粉以及荞麦和马铃薯淀粉的混合物制得的酸奶保持平滑并具有有光泽的外观。
用光学显微镜分析酸奶样品中淀粉颗粒的结构。
结果如图9所示。
酸奶中的淀粉颗粒必须能够承受高温和高剪切速率。因此，颗粒状结构不应该容易破裂。此外，小的颗粒尺寸提供具有低粘度的平滑质地，这对于饮用酸奶是理想的。
用显微镜观察，在处理(包括加热和发酵)后的所有酸奶样品中都可以看到淀粉颗粒，除了在用Clearam CJ 5025制得的酸奶样品中，其显示许多破碎的颗粒。Claria+和Novation 2300的淀粉颗粒是溶胀的(更大的粒度)，而荞麦淀粉颗粒在酸奶加工后保持小和完整。这表明荞麦淀粉对热和剪切具有更强的抗性。应当指出的是，马铃薯淀粉仅占淀粉混合物的10％，并且在包含淀粉混合物的酸奶样品中它的外观不是清楚可见的。
使用具有29号转子的Brookfield粘度计在60rpm下分析表观粘度15秒。
结果示于表8中
Figure BDA0003711081400000201
表8
该分析旨在研究添加淀粉的酸奶在冷藏后的粘度。冷藏后1天被认为是新鲜酸奶，并且冷藏1天和30天之间的表观粘度差值显示冷藏时粘度的稳定性。此外，可以用这些结果来决定哪种类型的酸奶(诸如勺舀型和饮用型酸奶)可通过将淀粉加入酸奶中来制得。
含有Claria+的酸奶样品在冷藏1天和30天后具有最高的粘度。其他酸奶样品具有比对照酸奶低的粘度。对照酸奶的高粘度最可能是由于结块而导致的。仅使用荞麦淀粉(BWS1和BWS2)的酸奶样品与使用Clearam CJ 5025和Novation 2300的那些酸奶样品具有相似的粘度，而使用荞麦和马铃薯淀粉混合物的酸奶样品与适合饮用型酸奶的其他样品相比具有最低的粘度。用荞麦和马铃薯淀粉混合物制成的酸奶在冷藏1天和30天之间的表观粘度差值比仅用相同荞麦淀粉制成的酸奶小，表明马铃薯淀粉可以进一步稳定用荞麦淀粉制成的酸奶在冷藏时的粘度。此外，使用Claria+的酸奶样品在冷藏1天和30天之间具有最大的表观粘度差值，表明该酸奶样品的粘度不稳定。
用激光粒度分析仪(S3500，Microtrac，USA)测定通过酸奶中的淀粉颗粒、乳液液滴、聚集体或附聚物获得的酸奶粒度。
结果示于下表9中。
Figure BDA0003711081400000211
表9
该分析旨在测量酸奶中的颗粒尺寸，这些颗粒可来自溶胀的淀粉颗粒、蛋白质聚集体和/或任何附聚物。它还可以用于确定酸奶中是否存在结块和/或大颗粒。大颗粒也可被消费者感觉为沙质质地。为了提供酸奶的平滑质地，尤其是对于饮用型酸奶，应避免大颗粒和结块。
单独存在或作为与马铃薯淀粉(BWS1、BWS2、BWS1-PS和BWS2-PS)的混合物存在的荞麦淀粉颗粒溶胀较小，并且粒度小于对照物和其他清洁标签淀粉(Claria+和Novation2300)。这意味着荞麦淀粉(BWS1、BWS2、BWS1-PS和BWS2-PS)具有较低水平的沙质和结块质地，这改善了酸奶***的感官体验。Clearam CJ 5025具有与荞麦淀粉类似的小粒度，最可能是由于酸奶样品中Clearam CJ 5025的破碎颗粒造成的。
结论：
荞麦淀粉(BWS1、BWS2、BWS1-PS和BWS2-PS)可以防止在酸奶生产期间和冷藏时结块并提供酸奶中的小颗粒。向荞麦淀粉中少量加入马铃薯淀粉进一步降低了粒度和减少了结块，从而产生粘度略微降低的改善的质地，这对于饮用型酸奶是理想的。少量添加马铃薯淀粉还降低了用荞麦淀粉制成的酸奶在冷藏期间粘度的变化，这对于冷藏的饮用型酸奶的稳定性是重要的。荞麦淀粉或荞麦和马铃薯淀粉的混合物可用于替换乳制品中的化学改性淀粉。

Claims (9)

1.包含淀粉混合物的乳制品，所述淀粉混合物由以下组成：
(a)天然荞麦淀粉，和
(b)任选的第二天然淀粉，所述第二天然淀粉选自蜡质玉米淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、蜡质木薯淀粉、马铃薯淀粉、蜡质马铃薯淀粉、甘薯淀粉、蜡质甘薯淀粉、大米淀粉、蜡质大米淀粉、小米淀粉、苋菜淀粉、竹芋淀粉、莲藕淀粉、藜麦淀粉以及它们的混合物，优选马铃薯淀粉、木薯淀粉或甘薯淀粉。
2.根据权利要求1所述的乳制品，其中所述天然荞麦淀粉按重量计占所述淀粉混合物的总重量的50％至100％、优选75％至100％、并且更优选90％至100％、并且所述第二天然淀粉按重量计占所述淀粉混合物的总重量的0％至50％、优选0％至25％、并且更优选0％至10％。
3.根据权利要求1或2所述的乳制品，其中所述淀粉混合物按重量计占所述乳制品的总重量的0.05％至10％、优选0.1％至5％、并且更优选0.5％至2％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的乳制品，其中当使用RVA将8％悬浮液加热至高达95℃时，所述淀粉混合物具有1500cP至4200cP、优选1800cP至4000cP、并且更优选2200cP至3800cP范围内的峰值粘度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的乳制品，其中所述淀粉混合物具有65℃至85℃、优选68℃至80℃、并且更优选70℃至75℃范围内的糊化温度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的乳制品，其中所述乳制品还包含
-按重量计超过70％、优选超过80％、更优选超过90％、并且甚至更优选在90％和95％之间的奶，
-按重量计0％至30％、优选3％至20％、并且更优选5％至10％的糖，
-按重量计0.05％至10％、优选0.1％至5％、并且更优选0.5％至2％的淀粉或淀粉混合物，
-任选地，按重量计0％至1％、优选0.0001％至0.05％、并且更优选0.001％至0.005％的起子培养物，
-任选地，按重量计0％至10％、优选0.01％至5％、并且更优选0.1％至3％的乳清蛋白和/或蛋白质的其他来源，
-任选地，按重量计0％至20％、优选0.01％至10％，并且更优选0.1％至5％的水，
-任选地，按重量计0％至8％、优选0.01％至5％、并且更优选0.1％至3％的添加剂(包括酸度调节剂、防腐剂、乳化剂、着色剂、甜味剂、风味增强剂、风味物质、保湿剂、防结块剂、抗氧化剂、水解胶体、营养增强剂、增量剂以及它们的混合物)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的乳制品，其中所述乳制品选自奶、发酵奶(诸如奶酪、酸奶、酸奶油和开菲尔奶油)和冰淇淋，所述乳制品优选为酸奶。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的乳制品，其中所述淀粉混合物用作质地剂、胶凝剂、增稠剂、乳脂化剂和/或稳定剂。
9.制造根据权利要求1至8中任一项所定义的乳制品的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将用于制备所述乳制品的所有成分混合5分钟至60分钟、优选15分钟至45分钟、并且更优选约30分钟，
(b)将步骤(a)中获得的所述混合物预热至包含在50℃和100℃之间、优选在60℃和80℃之间、并且更优选约65℃的温度，
(c)将步骤(b)中获得的经预热的混合物在包含在60℃和145℃之间的温度下加热1秒至60分钟、优选在包含在80℃和120℃之间的温度下加热1分钟至30分钟、并且更优选在约95℃下加热约5分钟，
(d)冷却在步骤(c)中获得的经加热的混合物并且任选地添加起子培养物，
(e)在包含在4℃和60℃之间、优选在20℃和50℃之间、并且更优选在约43℃的温度下、发酵在步骤(d)中获得的任选地包含所述起子培养物的经冷却的混合物，直到所述混合物具有包含在3和5之间、优选在3.5和4.8之间、并且更优选4.6的pH值，
(f)用匀化器使步骤(e)中获得的经发酵的混合物平滑化，以及
(g)包装步骤(f)中获得的平滑混合物。
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