DE69010694T2 - Ein unlöslicher füllstoff aus stärke mit nahrungsmittelqualität. - Google Patents

Ein unlöslicher füllstoff aus stärke mit nahrungsmittelqualität.

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Description

    Übersetzung der Beschreibung Stand der Technik
  • Stärke ist eines der grundlegenden und am häufigsten vorkommenden Kohlenhydrate. Es wird in Pflanzen als Ergebnis der Photosynthese gebildet und stellt eine Energiequelle für eine Vielzahl von Organismen dar, einschließlich für den Menschen. Es wird geschätzt, daß die Weltproduktion von Stärke 18 Millionen Tonnen beträgt, wobei etwa 50% dieser Menge für die Verwendung in Lebensmitteln vorgesehen ist, in denen Stärke hilft, die funktionellen Eigenschaften der Produkte zu verbessern, und eine Quelle für viele Oligosacchäride liefert. Stärke kann auch in vielen anderen Gebieten als in Lebensmitteln verwendet werden wie z.B. in Klebstoffen, Beschichtungsmitteln, Schlichtemitteln, Leimen und Flockungsmitteln, Chemikalien und Baumaterialien.
  • Die industrielle Verwendung von Stärke beruht auf ihren einzigartigen chemischen und physikalischen Eigenschaften. Stärke kann auf einer Vielfalt unterschiedlicher Arten verwendet werden, einschließlich als intaktes Granulat, als gequollenes Granulat in Form einer Dispersion, als ein Film oder nach Umwandlung in eine Mischung von Oligosacchariden.
  • Stärken können auf verschiedenen Wegen modifiziert werden, um sie geeigneter für die Verwendung in der Lebensmittel-, Papier-, Textil-, Seifen-, Wäsche-, Kosmetik- und Pharmazeutischen Industrie zu machen. Im allgemeinen wird Stärke durch physikalische, chemische oder enzymatische Mittel modifiziert, um die speziellen Eigenschaften zu erlangen. Physikalische Modifikationen können hervorgerufen werden durch mechanische Kräfte und/oder Hydrothermalbehandlungen, die zu teilweiser oder völliger Umorganisation der granularen Struktur führen. Die Ernährungs- und physikalischen Eigenschaften physikalisch modifizierter Stärke ist unterschiedlich von denen des Ausgangsmaterials. Beispielsweise führt die völlige Umorganisation der granularen Stärkestruktur, die in kaltem Wasser unlöslich ist, zu einer Form von Stärke, die in kaltem Wasser in hohem Maße löslich ist. Der Abbau von Amylose durch Scherung führt zur Bildung von leicht verdaubaren Oligosacchariden. C. Mercier, Stärke, 29 : 48 (1977). Während thermischer Behandlung von Stärken oder einfach während verlängerter Lagerung tritt eine Anzahl signifikanter Änderungen auf, die üblicherweise als "Retrogradation" beschrieben wird. Im allgemeinen ist Retrogradation ein Kristallisationsprozeß, der durch Röntgenstrahlbeugung nachgewiesen werden kann. Sie wird durch die starke Tendenz von Stärke-Hydroxygruppen, Wasserstoffbindungen mit benachbarten Stärkemolekülen zu bilden, hervorgerufen. Die Änderungen, die während der Retrogradation stattfinden, haben einen hohen Einfluß auf Textur und Verdaubarkeit von stärkehaltigen Lebensmittelprodukten. Retrogradation ist ein wichtiger Faktor beim Altbacken werden von Brot und von Texturveränderungen der meisten stärkehaltigen Lebensmittel.
  • Retrogradation von Stärken ist durch eine Vielzahl von Verfahren untersucht worden, die Röntgenstrahlbeugung, Differentialscanning-Kalorimetrie und Messungen der Schermodule einschließt. M.J. Miles et al., Carbohydrate Research, 135: 271 (1985). Eine Untersuchung der Struktur von retrogradierter Amylose zeigte, daß sie aus kristallinen, doppel-helikalen Bereichen zusammengesetzt ist, die sich mit amorphen Regionen verknüpfen. Die Bildung von kristallinen Bereichen erhöht die Steifigkeit der Granulatteilchen und verstärkt die Amylose-Matrix. Die amorphen Bereiche können durch eine Anzahl von Säuren und durch Enzyme wie Alpha-Amylasen hydrolysiert werden, wobei die kristallinen Bereiche intakt bleiben. Deshalb führt Retrogradation zu einem Gesamtanstieg in der Beständigkeit der Stärke gegen Hydrolyse durch Glucosidenzyme. S.G. Ring, J.M. Gee, M.Whittam, P. Orford und I.T. Johnson, Food Chemistry, 28:97 (1988).
  • Stärkeverflüssigung (teilweise Hydrolyse) und Saccharifikation (Umwandlung von verflüssigter Stärke in Glucose) von stärkehaltigen Materialien durch Enzyme ist immer wichtiger als die traditionelle Säure-katalysierte Hydrolyse geworden. Unter anderen Vorteilen liefert Enzym-Technologie höhere Ausbeuten, verbessert signifikant die Produkt qualität und reduziert den Energieverbrauch. Durch enzymatische Hydrolyse erzeugte Oligosaccharide können in einer Vielzahl von Anwendungszwecken eingesetzt werden. Zum Beispiel können Malto-Oligosaccharide, die mit alpha-Amylase aus Stärke durch Hydrolyse erzeugt worden sind, in Klebmitteln und in Lebensmittelanwendungen wie für Sirupe, zur Aromaverkapselung, für Textursteuerung, in Bindemitteln und Gelen verwendet werden.
  • Obgleich in den letzten Jahren eine beträchtliche Anstrengung auf die Ausnutzung von Enzymen in der Stärke-Industrie gerichtet war, gibt es noch wenige durch Enzyme abgeleitete Produkte auf Stärkebasis auf dem Markt. Das ist besonders offensichtlich auf dem Gebiet von Lebensmitteln mit niedrigen Kaloriewerten. Bis in jüngster Zeit nahm man an, daß Stärke vom Dünndarm des Menschen vollständig hydrolysiert und adsorbiert wird. Diese Annahme beruhte auf der Tatsache, daß die Menge an Amylase im menschlichen Pankreas die Menge überschreitet, die zur vollständigen Hydrolyse der verbrauchten Stärke notwendig ist. H.N. Englyst und G.T. Macfarlane, J. Sci. Food Agric., 137:699 (1986). Physikalische Modifikation von Stärke kann zu einem Produkt führen, das gegen Verdauung im Dünndarm beständig ist. S.G. Ring et al., Food Chemistry, 28:97 (1988). Deshalb ist nun die Entwicklung von Produkten auf Stärkebasis mit niedrigen Kalorienwerten von beträchtlichem Interesse.
  • WO-A 8 909 793 beschreibt ein Amylase-Material, das in Wasser dispergierbar ist, sich in hoher Temperatur auflöst, Dickungsfähigkeit besitzt und in der Form makroskopischer Teilchen zwischen 0,5 und 5 mm existiert.
  • Starch/Stärke 41:147-151 (1989) beschreibt die Charakterisierung von resistenter Stärke (RS) aus dem Autoklaven behandelter Weizenstärke. Die RS wurde durch enzymatische Verdauung konzentriert und durch Zentrifugierung rückgewonnen. Das Produkt bestand aus kristallisierten, linearen α -Glucanen mit relativ niedrigem Molekulargewicht.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reduzieren des Kaloriengehalts eines Lebensmittels durch Reduzieren der Zucker- oder Mehlmenge oder von beidem in dem Lebensmittel und umfaßt das Ersetzen des ganzen Zuckers oder Mehls oder eines Teils derselben oder von beidem in der Lebensmittelzubereitung durch ein wasserunlösliches Material mit Nahrungsmittelqualität, welches wasserunlösliche kristalline Stärke-Mikroteilchen, die im wesentlichen frei von amorphen Bereichen sind, umfaßt. Die Stärke kann hergestellt werden durch:
  • a. Inkubieren einer Stärkedispersion unter Bedingungen, die ausreichend sind, daß Kristallisation wenigstens eines Teils der Stärke eintritt;
  • b. Inkubieren einer Suspension der kristallinen Stärke, die im Schritt (a) gebildet worden ist, mit einem Katalysator unter Bedingungen, die ausreichend sind, daß Hydrolyse der amorphen Bereiche eintritt; und
  • c. Waschen der Stärke mit Wasser, um den Katalysator und wasserlösliche Nebenprodukte zu entfernen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Lebensmittelprodukt mit reduziertem Kaloriengehalt, das durch das Verfahren der Erfindung hergestellt worden ist. Die Eigenschaften des Produktes, einschließlich seines Kalorienwertes und der Wasserhaltekapazität, können verändert werden, indem der Grad der Modifikation bei jedem Schritt verändert wird, z.B. der Grad der Retrogradation und/oder der Grad der Hydrolyse geändert werden.
  • Der Retrogradationsschritt bei dem vorliegenden Verfahren umfaßt das Inkubieren der Stärke in einer wäßrigen Lösung bei erhöhten Temperaturen, woraufhin eine weitere Inkubation bei niederen Temperaturen folgt, um dadurch die Bildung von kristallinen Bereichen in dem Stärkemolekül zu bewirken. Die nach diesem Schritt erzeugte retrogradierte Stärke kann, so wie sie ist, als ein Füllmittel oder Streckmittel für Lebensmittel oder als eine Tablettierungshilfe verwendet werden. Alternativ dazu kann auf den Retrogradationsschritt entweder enzymatische Hydrolyse, katalysiert durch eine Glycosidase oder ein Gemisch von Glycosidasen, oder durch Säure-katalysierte Hydrolyse, folgen, um ein wasserunlösliches Stärkeprodukt mit niedrigem Kaloriengehalt zu liefern.
  • Das vorliegende Produkt ist ein wasserunlösliches Stärkeprodukt mit Nahrungsmittelgualität, das als ein Füllstoff für Lebensmittel mit niedrigem Kaloriengehalt einsetzbar ist. Das Produkt hat eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber traditionellen Füllmitteln. Das Produkt hat wenige Kalorien und seine physikalischen Eigenschaften können leicht für eine vorgegebene Anwendung modifiziert werden, indem der Grad der Retrogradation und die Menge des amorphen Materials, das vernetzt mit der kristallinen Stärke verbleibt, gesteuert werden. Aufgrund der erhöhten Funktionalität des Produktes besitzt es eine Vielzahl von Anwendungszwecken bei Lebensmitteln auf Kohlehydrat- und Fettbasis. Beispielsweise kann das retrogradierte und/oder enzymmodifizierte Stärkeprodukt als ein Zucker- und/oder Mehl-Ersatzstoff in einer Vielzahl von gebackenen Produkten und auch als Füllmittel in Lebensmittelzubereitungen mit niedrigem Fettgehalt wie Margarinen und Mayonnaisen mit niedrigem Kaloriengehalt und niedrigem Fettgehalt verwendet werden.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Modifizierung von Stärke, um ein retrogradiertes Stärkeprodukt zu erzeugen, das für viele Lebensmittelanwendungszwecke einsetzbar ist. Im ersten Schritt wird Stärke der Retrogradation unterworfen. Während dieses Schrittes durchläuft sie eine physikalische Umwandlung, die zu einer neuen Struktur führt, bei der kristalline doppel-helikale Bereiche (retrogradierte Bereiche) durchsetzt mit amorphen Bereichen sind. Das retrogradierte Stärkeprodukt nach diesem Schritt kann als ein Füllmittel, Streckmittel oder Ersatzstoff für Zukker, Mehl oder Fett in Lebensmitteln oder als eine Tablettierhilfe verwendet werden, oder kann weiter modifiziert werden durch Hydrolyse der nicht-kristallinen oder amorphen Bereiche. Bei dem Hydrolyseschritt wird dieses Produkt mit einer geeigneten Glycosidase oder einem Gemisch derselben oder einer Säure zum Hydrolysieren der amorphen Bereiche behandelt, während die kristallinen Bereiche intakt bleiben. Das entstehende Produkt ist eine kristalline Stärke, die einen geringen Grad amorpher Stärkebereiche hat. Das heißt, das Material wird hauptsächlich aus retrogradierter kristalliner Stärke gebildet. Vorzugsweise werden weniger als etwa 10 Gew.-% des Produktes amorphe Stärkebereiche sein. Die Struktur des endgültigen Materials und/oder seine funktionellen Eigenschaften hängen teilweise von der Enzym-Spezifizität und dem Grad der Hydrolyse ab. Auf diese Weise kann die Menge an amorphem Material, das an die kristallinen Bereiche gebunden bleibt, durch die Wahl des Glycosidase-Enzyms und durch die Steuerung der Bedingungen des durch Enzym oder Säure zustandegebrachten Hydrolyseschrittes gesteuert werden.
  • Polysaccharide, die als Ausgangsmaterial bei dem Verfahren brauchbar sind, sind Stärken aus einer Anzahl von Quellen (z.B. Mais, Weizen, Hafer, Kartoffeln) sowie Amylose, Dextrane, Glycogene und Galactomannane. Polysaccharide, die aus linearen Ketten von Amylosemolekülen und verzweigten Ketten von Amylopectinmolekülen bestehen, die im allgemeinen von Pflanzenquellen abgeleitet sind, können verwendet werden. Es kann zum Beispiel Stärke abgeleitet werden von Mais, Weizen, Reis, Kartoffeln, Topioca, Cassava (Maniok) oder Pfeilwurz (Maranta), Alant, Amioka oder Sago.
  • Der erste Schritt des Verfahrens wird durchgeführt, indem eine Stärkeprobe in einem wäßrigen Medium wie Wasser oder einem Puffer oder einem Gemisch aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel (z.B. DMSO), das wenigstens 80 Volumenprozent Wasser enthält, dispergiert wird . Dieses Verfahren kann vereinfacht werden, indem die Probe zuerst in einem geeigneten organischen Lösungsmittel (z.B. DMSO) gelöst wird und dann dieses mit Wasser verdünnt wird. Die Suspension enthält im allgemeinen bis zu etwa 10% (Gewichte Volumen) Stärke. Die Dispersion wird dann bei einer erhöhten Temperatur, vorzugsweise etwa 60-120ºC, über eine Zeitdauer inkubiert, die ausreichend ist, um Auflösung der Stärke zu gewährleisten (z.B. etwa 5 bis etwa 10 Stunden). Das Produkt wird dann abgekühlt und bei einer niedrigeren Temperatur (etwa 4-20ºC) über etwa 0,5 bis etwa 4 Tage inkubiert. Zu diesem Zeitpunkt bestehen wenigstens 50 (Gewichts)-Prozent der Stärke aus resistenten Bereichen.
  • Da die Retrogradation von Amylose durch das Vorhandensein von Amylopectin in der Stärke verzögert wird, kann der erste Schritt des Verfahrens durch enzymatische Umwandlung des Amylopectins in Amylose vor der Retrogradation beschleunigt werden. Die Umwandlung kann durch die Verwendung von entzweigenden Enzymen wie Pullulanase oder Isoamylase durchgeführt werden. Teilweise Hydrolyse der Polysaccharidkette mit (1-4) spezifischer Glycosidase (z.B. alpha-Amylase) ist für diesen Zweck brauchbar.
  • Das in dem ersten Schritt des vorliegenden Verfahrens erzeugte retrogradierte Polysaccharid wird dann der Hydrolyse unterworfen, um die amorphen Bereiche zu reduzieren oder zu eliminieren. Hydrolyse kann enzymatisch (z.B. unter Verwendung einer Glycosidase) oder chemisch (z.B. unter Verwendung einer Säure) durchgeführt werden. Dieser Schritt wird im allgemeinen in einem gerührten Tankreaktor durchgeführt. Ein Glycosidase-Enzym, ein Gemisch davon, oder eine Säure wird zu einer Suspension des retrogradierten Polysaccharids in einem wäßrigen Medium, z.B. Wasser oder einem Puffer, hinzugegeben, und das Reaktionsgemisch wird unter Rühren inkubiert, bis der gewünschte Grad der Hydrolyse erzielt ist, im allgemeinen von etwa 1 bis 30 Stunden. Die hinzugegebene Menge Enzym wird in Abhängigkeit von dem verwendeten Enzym oder Enzym-Gemisch, der Aktivität des Enzyms und den Verfahrensbedingungen (z.B Zeit, Temperatur) variieren. Die Menge wird im allgemeinen ausreichend sein, um Hydrolyse der nichtkristallinen Bereiche in weniger als 30 Stunden zu vollenden. Säuren, die in dem Hydrolyse-Schritt verwendet werden können, sind Säuren, die im allgemeinen verwendet werden, um Kohlehydrate zu hydrolysieren, die Mineralsäuren wie HCl, H&sub2;SO&sub4; und TFA (Trifluoressigsäure) einschließen. Konzentrationen der verwendeten Säure liegen im allgemeinen bei 0,2N. Höhere Konzentrationen können auch verwendet werden, führen jedoch im allgemeinen nicht zu schnellerer Hydrolyse.
  • Die Temperatur des Reaktionsgemisches kann von etwa 10ºC bis etwa 80ºC reichen. Der entstehende Rückstand wird gewaschen, um die Enzyme oder Säuren und die wasserlöslichen Zucker und Oligosaccharide zu entfernen, die die Nebenprodukte der Reaktion sind, und das entstehende wasserunlösliche Produkt wird getrocknet. Das Trocknen kann beispielsweise durch Abstreifen (stripping) der restlichen Wassermenge mit einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel wie Aceton, durch Lufttrocknung oder Gefriertrocknung durchgeführt werden.
  • Es kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Enzymen in dem zweiten Schritt des vorliegenden Verfahrens verwendet werden. Das Enzym wird auf der Basis der chemischen Struktur des Ausgangsmaterials ausgewählt. Wenn zum Beispiel Amylose, die aus alpha-D-Glucopyranose-Resten, verbunden durch (1-4) Bindungen, besteht, das Ausgangsmaterial ist, dann wird ein Enzym verwendet, das spezifisch für (1-4) Glucosid-Bindungen ist, wie alpha-Amylase. Für Stärken, die sowohl (1-4) als auch (1-6) Bindungen enthalten, wird entweder ein Gemisch aus (1-4)- und (1-6)-spezifischen Glycosidasen oder ein enzym das sowohl für (1-4) als auch (1-6) Bindungen spezifisch ist, verwendet. Es kann zum Beispiel eine Kombination von einer (1-4)- spezifischen alpha-Amylase und (1-6)-spezifischen Pullulanase oder Isoamylase verwendet werden. Alternativ dazu kann Amyloglucosidase allein verwendet werden, die (1-4)- und (1-6)-spezifisch ist.
  • Glycosidasen, die als Katalysatoren bei dem vorliegenden Verfahren verwendet werden, sollten hohe Betriebsstabilität aufweisen (z.B. so, daß sie ohne einen signifikanten Verlust an enzymatischer Aktivität über wenigstens 50 Stunden wiederverwendet werden können) und sollten mit gutem Wirkungsgrad die Hydrolyse von Glycosid-Bindungen katalysieren. Es ist wichtig zu beachten, daß, während keine der bekannten alpha-Amylasen D-Glycosid-Bindungen in nächster Nähe zu kristallinen Bereichen wegen ihrer Bindungsplatz-Erfordernisse hydrolysieren kann, ihre Spezifität in Richtung auf die amorphen Bereiche signifikant variiert. Menschliche Speichel- und Schweine-Pankreas-alpha-Amylase läßt beispielsweise fünf D-Glucopyranose-Reste angrenzend an den kristallinen Bereich unhydrolysiert. Bacillus subtilis (B. subtilis) alpha-Amylase läßt neun D-Glucopyranose-Reste unberührt. Jane und Robyt, Carbohydrate Research, 132:105 (1984). Wenn ein höherer Grad der Hydrolyse erforderlich ist, kann zum Beispiel eine Kombination aus einem der obigen Enzyme mit Amyloglucosidase verwendet werden.
  • Säuren, die in dem zweiten Schritt des Verfahrens verwendet werden können, umfassen Säuren, die in der Lage sind, Glycosid-Bindungen zu hydrolysieren, wie HCl, H&sub2;SO&sub4; und TFA.
  • Das durch das vorliegende Verfahren hergestellte modifizierte Produkt ist eine vorwiegend kristalline, retrogradierte Stärke mit einer kleinen Menge amorpher Bereiche. Das Produkt hat viele erwünschte Eigenschaften. Zum Beispiel erfüllt die durch das vorliegende Verfahren hergestellte retrogradierte Stärke oder hydrolysierte retrogradierte Stärke die Erfordernisse für die Kategorie von Diätfasern und kann als natürlich klassifiziert werden, da keine chemische Veränderung außer der Hydrolyse des natürlich auftretenden Stärke-Ausgangsmaterials eintritt. Das Produkt hat eine mikro-kristalline Struktur und einen weiten Bereich von Wasserhaltekapazitäten und Verdaubarkeit. Es kann als diätetische Faserergänzung, als ein Austausch oder Ersatzmittel für Zucker und Mehl in einer Vielfalt von gebackenen Produkten, als ein Fettstreckmittel in Zubereitungen mit niedrigem Fettgehalt, als eine Tablettierhilfe und als ein Hemmittel gegen übermäßige Eiskristallbildung eingesetzt werden.
  • Die retrogradierte, modifizierte Stärke der vorliegenden Erfindung ist insbesondere brauchbar bei der Zubereitung von Lebensmitteln, die reduzierte Mengen an Zucker, Mehl oder Fett enthalten. Lebensmittel, die unter Verwendung der retrogradierten Stärke anstelle von Zucker, Mehl und/oder Fett zubereitet worden sind, haben einen niedrigeren Kaloriengehalt, einen höheren Fasergehalt und, wenn Fett der ersetzte Bestandteil ist, einen niedrigeren Fettgehalt. Lebensmittel, die unter Verwendung der vorliegenden retrogradierten Stärke- Produkte zubereitet werden können, umfassen Kekse, weiches Zuckerwerk, Schokoladengebäck, Margarinestreichmittel mit niedrigem Fettgehalt und gefrorene Desserts. Die Menge an Zucker, Mehl oder Fett in einer vorgegebenen Zubereitung, die durch das retrogradierte Stärkeprodukt ersetzt werden kann, wird teilweise von der Zubereitung, den gewünschten Eigenschaften des Lebensmittels und der Kalorienmenge und/oder der gewünschten Fettreduzierung abhängen. Retrogradierte Stärke kann auch als ein Streckmittel zu einer Zubereitung hinzugegeben werden, ohne irgendeines der anderen Bestandteile zu reduzieren. Das gestreckte Produkt hat einen niedrigeren Kalorien- oder Fettgehalt pro Volumen im Vergleich zu dem nicht-gestreckten Produkt.
  • Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
    • BEISPIELE Materialien
  • Amylose, Dextran-Standards, alpha-Amylase (EC 3.2.1.1) von B. subtilis und Schweine-Pankrease (pancretin) und Amyloglucosidase (EC 3.2.1.3) von Aspergillus niger (A. niger) mit entsprechenden spezifischen Aktivitäten von 136 IU/mg, 7800 IU/ml und 350 IU/ml wurden von Sigma Chemical Company (St. Louis, MO) gekauft. HT-konzentrierte alpha-Amylase wurde von Miles Laboratories (Elkhart, IN) erhalten. Hoch-Amylose-Stärke (Amylomaize VII) wurde von American Maize- Products Co. (Hammond, IN) erhalten. DMSO wurde von Aldrich Chemical Company (Milwaukee, WI) gekauft.
    • Verfahren Alpha-Amylase-Versuch
  • Die Aktivität von alpha-Amylase wurde bei der Hydrolyse von Stärke durch Verfolgen der Erscheinung der reduzierten Zucker bestimmt. Alpha-Amylase (0,7-0,7 IU) wurde zu 2 ml 2% Lösung von löslicher Stärke in 20 mM Kaliumphosphat-Puffer pH 6,9 , der 5 mM NaCl und 1 mM CaCl&sub2; enthielt, hinzugegeben. Die Lösung wurde bei 37ºC inkubiert. Es wurden periodisch 10 ul Proben abgenommen und auf reduzierende Zucker analysiert, wobei nach dem standardmäßigen Somoygi-Nelson-Verfahren gearbeitet wurde, Nelson, N., J. Biol. Chemistry, 153:375 (1944).
    • Amyloglucosidase-Versuch
  • Die Aktivität von Amyloglucosidase wurde auf eine Weise bestimmt, die ähnlich der für alpha-Amylase war. Amyloglucosidase (0,1 IU) wurde zu einer 2% Lösung von Stärke in 0,1M NaOAc, pH 4,5 gegeben. Die Lösung wurde bei 37ºC inkubiert. Es wurden Periodisch 10 ul Proben abgenommen und auf reduzierende Zucker analysiert, wobei nach dem Verfahren von Somoygi-Nelson gearbeitet wurde.
    • Wasserhaltekapazitäts-Messungen
  • 500 Milligramm der Probe wurden in 5,0 g Wasser suspendiert. Die Suspension wurde auf einem Vortex-Mischer gemischt und dann auf einem Orbitalschüttelapparat bei 200 Umdrehungen pro Minute bei 20ºC 15 Minuten geschüttelt. Daraufhin folgte Zentrifugieren bei 3000 g über 20 Minuten bei 20ºC.
  • Die wäßrige Phase wurde entfernt und der Niederschlag wurde dann gewogen. Die Wasserhaltekapazität (WHC) wurde berechnet, indem das Gewicht des gebundenen Wassers durch das Gewicht der trockenen Probe dividiert wurde.
    • Retrogradation von Amylose
  • 25 Gramm Amylose wurden in 250 ml DMSO unter Erhitzen gelöst und 2250 ml Wasser wurden dann langsam hinzugegeben. Die entstandene Lösung wurde bei 80ºC 1 Stunde gerührt und dann bei 4ºC 15 Stunden stehen gelassen. Der feste Niederschlag, der sich als Ergebnis der Inkubation gebildet hatte, wurde durch Zentrifugieren mit 9000 g über 20 Minuten isoliert. Der Niederschlag wurde dann dreimal mit Wasser (500 ml) gewaschen und gefriergetrocknet.
    • Retrogradation von Stärke
  • 1500 g Hoch-Amylose-Stärke wurde in 4 Liter Wasser suspendiert, um eine gleichmäßige homogene Aufschlämmung zu bilden. Dieser Schlamm wurde zu 26 Liter siedendem (im Autoklaven behandelten) Wasser unter konstantem Rühren hinzugegeben. Die entstandene Suspension wurde im Autoklaven bei 121ºC 8 Stunden behandelt. Die Lösung wurde gekühlt und bei 24ºC 16 Stunden und dann bei 8ºC weitere 48 Stunden inkubiert. Retrogradierte Amylose, die während dieses Verfahrens ausgefallen war, wurde von der Suspension durch kontinuierliches Zentrifugieren entfernt und enzymatischer Hydrolyse unterworfen.
  • Wenn enzymatische Modifikation nicht erforderlich war, wurde die feste retrogradierte Amylose fünfmal mit wasserfreiem Aceton gewaschen und dann einmal mit wasserfreiem Ethanol gewaschen. Der endgültige Feststoff wurde bei 40ºC 10 Stunden unter Vakuum getrocknet. Das Verfahren lieferte 1 kg retrogradierte Stärke.
    • Enzymatische Hydrolyse von retrogradierter Amylose
  • Es wurde eine Suspension hergestellt, indem 45 g retrogradierte Amylose, die wie oben beschrieben hergestellt worden war, zu 500 ml 50 mM Natriumacetat-Puffer (pH 5,5), der 1,0 mM CaCl&sub2; und 5 mM NaCl enthielt, hinzugegeben wurden. Alpha-Amylase von Schweine-Pankreas (30 mg) und 2 ml (18 mg) Amyloglucosidase wurden zu der Suspension hinzugegeben. Der Reaktionskolben wurde auf einen Schüttelapparat bei 225 Umdrehungen pro Minute gelegt und 18 Stunden bei 50ºC inkubiert. Das unhydrolysierte feste Material wurde durch Zentrifugieren (20 Minuten bei 9000 g) zurückgewonnen, dreimal mit Wasser gewaschen und gefriergetrocknet.
    • Enzymatische Hydrolyse von retrogradierter Stärke
  • Es wurde eine Suspension hergestellt, indem 10 g HT-konzentrierte alpha-Amylase zu 200 ml Wasser unter Rühren über 4 Stunden hinzugegeben wurden. Die entstandene dunkelbraune Lösung wurde zentrifugiert und filtriert. Die überstehende Flüssigkeit wurde dekantiert und aufgefangen. Der Niederschlag wurde zweimal mit 50 ml Wasser gewaschen, zentrifugiert und zu der überstehenden Flüssigkeit hinzugegeben, was 350000 IU Amylase-Aktivität lieferte.
  • Menschliche Speichel-Amylase wurde durch das folgende Verfahren hergestellt: 130 ml menschlicher Speichel wurden aufgesammelt, zentrifugiert und filtriert, was 130000 IU menschliche Speichel-Amylase-Aktivität lieferte.
  • 1 kg retrogradierte Stärke, die wie oben beschrieben hergestellt worden war, wurde in 10 Liter Wasser unter Rühren suspendiert, um eine gleichmäßige homogene Suspension zu bilden. Die beiden Amylase-Lösungen wurden dann hin zugegeben und die Reaktionsmischung wurde bei 24ºC 25 Stunden gerührt. Die entstandene Enzym-modifizierte retrogradierte Stärke (EMRS) wurde von der Suspension durch kontinuierliches Zentrifugieren entfernt. Der Feststoff wurde in Wasser dispergiert, um eine 12 (Gewicht/Gewicht)-% Suspension zu bilden, und gefriergetrocknet.
    • Bestimmung der Verdaubarkeit
  • Eine Lösung, die 2,5% Hoch-Amylose-Stärke in 500 mM Phosphat- Puffer (pH 7,5) enthielt, wurde hergestellt. Zu 1 ml dieser Lösung wurde 1 ml Pankretin-Lösung (10 mg/ml) hinzugegeben. Das Gemisch wurde bei 37ºC 30 Minuten inkubiert. Es wurden periodisch 0,1 ml gleiche Proben entnommen, und 0,1 ml einer Amyloglucosidase-Lösung (15 IU/ml) in 50 mM NaOAc-Puffer (pH 5,0) wurde hinzugegeben. Die Lösung wurde bei 37ºC 30 Minuten inkubiert und die gebildeten reduzierenden Zucker wurden unter Verwendung des Somoygi-Nelson-Verfahrens bestimmt.
    • Abschätzung der Teilchengröße
  • Die Teilchengröße der Stärkeprodukte wurde bestimmt, indem ein Microtrac-Teilchengröße-Analysierer (Leeds & Northrup Instruments, North Wales, PA) nach Maßgabe der Hersteller- Instruktionen verwendet wurde.
    • Molekulargewichtsbestimmung
  • Das mittlere Molekulargewicht des Stärkeproduktes wurde durch HPLC bestimmt. Es wurde ein Perkin Elmer Series 400 HPLC (Perkin Elmer Corp., Norwalk, CT) verschaltet mit einem Kaypro 286i Daten-Sammelsystem (Kaypro Corp., Solana Beach, CA) verwendet. Eine BioRad (BioRad, Richmond, CA) TSK-250 Säule (600 x 7,5 mm) mit einem Waters (Waters Associates, Milford, MA) Differenzialrefraktometer Series 403 Detektor wurde verwendet, um das mittlere Molekulargewicht der Stärkeproben zu bestimmen. Die Säule wurde geeicht (kalibriert), indem kommerziell erhältliche Dextran- Standards verwendet wurden. Die Säule wurde mit 15% DMSO in 250 mM NaOAc pH 4,0 mit einer Durchflußrate von 0,6 ml/min eluiert. 100 Mikroliter einer 10 mg/ml Lösung wurden zur Bestimmung des Molekulargewichtes injiziert.
    • Tablettierung
  • Es wurden Tabletten gebildet, indem 500 mg Enzym-modifizierte retrogradierte Stärke in eine Tablettenform eingebracht und bei 3,9 Tonnen/cm² 5 Minuten bei 20ºC auf einer Carver Laboratory Press (F.S. Carver, Inc., Menomonee Falls, WI) gepreßt wurden.
    • BEISPIELE Beispiel 1
  • 25 Gramm Amylose wurden in 250 ml DMSO gelöst und retrogradiert, wie es in dem Verfahrensabschnitt beschrieben ist. 15 Gramm weißes, wasserunlösliches Material wurden erhalten (Ausbeute 60%). Retrogradierte Amylose (RA) wurde dann enzymatisch mit einem Gemisch aus alpha-Amylase und Amyloglucosidase hydrolysiert, wie in "Verfahren" beschrieben ist. Die Hydrolyse von 45 Gramm RA führte zu 29 Gramm wasserunlösliche Enzym-modifizierte retrogradierte Amylose (EMRA).
  • Teilchengrößeverteilung, Wasserhaltekapazität, Verdaubarkeit und mittleres Molekulargewicht von RA und EMRA wurden dann bewertet, wie es oben beschrieben ist.
  • Die mittlere Teilchengröße wurde bestimmt, indem eine verdünnte Suspension des Materials in Wasser bei Raumtemperatur gebildet wurde und die Größenverteilung auf dem Microtrac- Analysator für kleine Teilchen bestimmt wurde. Es wurde gefunden, daß die EMRA aus kleinen kristallinen Teilchen mit einem mittleren Volumendurchmesser von 6,6 u bestand (80% der Teilchen lagen zwischen 2,5 und 11,8 u).
  • Die Verdaubarkeit von RA und EMRA wurde dann bestimmt und mit der der löslichen Stärke verglichen. Lösliche Stärke wurde in 30 Minuten vollständig verdaut. Andererseits wurden RA und EMRA entsprechend 50% und 7,8% in 30 Minuten verdaut. Es wurde kein weiterer Abbau bis zu 2 Stunden nachgewiesen. Die Ergebnisse zeigen an, daß sowohl RA als auch EMRA viel resistenter gegen Hydrolyse als das Ausgangsmaterial sind.
  • Das Molekulargewicht wurde durch HPLC bestimmt, und die Analyse zeigte, daß das mittlere Molekulargewicht von RA größer als 70000 Daltons ist und das von EMRA etwa 9000 Daltons ist.
  • Die Ergebnisse zeigen an, daß eine erschöpfende Hydrolyse stattfindet, die zur Bildung von Oligomeren mit einem mittleren Grad der Polymerisation von 50 führt.
  • Es wurde gefunden, daß die Wasserhaltekapazität von Amylose 6,4 g/g betrug. Retrogradation und enzymatische Behandlung führten zu einem abgesenkten Niveau der Wasserhaltekapazität. Die Wasserhaltekapazität für RA und EMRA wurde entsprechend als 3,4 g/g und 2,0 g/g gefunden.
    • Beispiel 2
  • Amylose wurde retrogradiert und enzymatisch modifiziert, wie es oben beschrieben ist, und als ein Bestandteil in einem harten Zuckerkeks bewertet. Formulierungs- und Zubereitungsverfahren für harte Zuckerkekse Experimentell Bestandteil Kontrolle Mehl CreamtexWz-teilweise hydriertes Pflanzenöl (Durkee) Brauner Zucker Granulierter Zucker Gesamte Ei-Feststoffe Wasser Salz Backsoda Vanille-Extrakt
    • Herstellungsverfahren:
  • 1. Die Eier wurden in Wasser hydratisiert (2,3 g Ei-Feststoffe zu 7,4 g Wasser)
  • 2. Salz, Zucker, Backsoda und CreamtexWz wurden zu Creme verrührt.
  • 3. Die hydratisierten Eier wurden langsam hinzugegeben und gut vermischt.
  • 4. Die restlichen trockenen Bestandteile wurden hinzugegeben und über etwa 30 Sekunden vermischt.
  • 5. Die Vanille und das restliche Wasser wurden hinzugegeben und gut vermischt.
  • 6. 15 g wurden auf ungefettetes Backblech gelegt und etwa 8 Minuten bei 375ºF gebacken.
    • Rezept Quelle: ABIC International Consultants Incorporated.
  • In der experimentellen Formel 1 wurde EMRA verwendet, um den gesamten braunen Zucker in der Formulierung zu ersetzen. Die entstandenen Kekse waren etwas sandig, aber waren ein im allgemeinen annehmbares Produkt. Formel 2 enthielt 9,7% EMRA, reduziertes Mehl (30% der Kontrolle) und eine erhöhte Menge an Zucker. Das entstandene Produkt war ein harter Keks mit einer hoch-annehmbaren Textur.
    • Beispiel 3
  • Hoch-Amylose-Stärke, die wie oben beschrieben retrogradiert war, wurde als Bestandteil in weichem Zuckerwerk für Mikrowelle bewertet. Formulierungs- und Zubereitungsverfahren für Zuckerwerk für Mikrowelle Bestandteile Kontrolle Experimentell Konditorzucker (10x) Kakaopulver (ungesüßt) gesamte Milch reiner Vanille-Extrakt Süßrahmbutter retrogradierte Stärke (RS)
    • Herstellungsverfahren:
  • 1. Eine trockene Mischung des Zuckers, Kakaopulver und der Stärke wurde hergestellt.
  • 2. Milch, Butter und Vanille wurden zu der trockenen Mischung hinzugegeben.
  • 3. Das Gemisch wurde in eine Mikrowelle gegeben und bei einer hohen Einstellung zwei (2) bis vier (4) Minuten gekocht, um die Butter zu schmelzen.
  • 4. Das Gemisch wurde gerührt, um die geschmolzene Butter und die Milch völlig zu dispergieren.
  • 5. Das entstandene Gemisch wurde in einem Kühlschrank abgekühlt, um sich zu setzen.
  • Die Hälfte der Menge des Konditorzuckers in dem Rezept wurde durch EMRA und die gesamte Milch ersetzt. Die zuckerreduzierte Süßspeise wurde dunkler in der Farbe und zeigte eine reichere, fast keksartige Textur im Vergleich zur Kontrolle. Die endgültige Textur des zuckerreduzierten Produktes konnte geändert werden, indem einfach das Verhältnis von Milch zu Stärke verändert wurde (Senken der Stärke und Erhöhen der Milch liefern ein zu kauendes, feuchteres, fertiggestelltes Produkt). Obgleich die Süßigkeit des zuckerreduzierten Produktes geringer als die der Kontrolle war, lieferte die Zugabe von Aspartam bei 0,15 Prozent ein Produkt mit ähnlicher Süßigkeit.
    • Beispiel 4
  • Amylose wurde retrogradiert, wie es oben beschrieben ist, und als Bestandteil in 30% fetter Margarine bewertet. Formulierungs- und Herstellungsverfahren für Margarine mit geringem Fettgehalt. Experimentell 30% fette Margarine Kontrolle Bestaadteile Öl-Phase Margarineöl Campul GMO (Capital City Products) (mono und diglyceride) Lezithin Künstliches Butteraroma (Givaudan) Beta-Karotin-Dispersion (1%) Wasserphase Wasser Retrogradierte Amylose Paselli SA2 (Avebe) Morton-Salz Chris Hansen Starter-Destillat 15x Alex Fries artificial cream flavor (künstliches Aroma)
  • +) Cargill 270 (SFI 2,5 Maximum) 50% + Cargill 357 (SFI 4,0) 50%.
    • Herstellungsverfahren
  • 1. Das Öl wurde auf etwa 55ºC erwärmt.
  • 2. Die Wasserphase wurde auf etwa 85ºC über 30 Minuten erwärmt, dann auf 55ºC abgekühlt.
  • 3. Die Phasen wurden 2 Minuten in einem Waring-Mischer gemischt.
  • 4. Die Emulsion wurde verfestigen gelassen, indem sie 18 Stunden bei 4ºC gehalten wurde.
  • Die Kontrolle, die keine Stabilisatoren enthielt, bildete kein stabiles Produkt. Die Emulsion brach auf, bevor das Produkt abgekühlt war. Die experimentelle Formel 1, hergestellt mit Basellis A2 Produkt auf Dextran-Basis (Avebe, International) bildete zuerst eine stabile Emulsion, die beim Kühlen aufbrach. Die Margarine, die mit retrogradierter Stärke hergestellt worden war (experimentelle Formel 2) bildete ein stabiles Produkt, das homogen war und beim Kühlen nicht aufbrach. Bei Lagerung bei Raumtemperatur über 18 Stunden gab es ein gewisses Wasser-Austreten.
    • Beispiel 5
  • Hoch-Amylose-Stärke wurde retrogradiert und enzymatisch modifiziert, wie es oben beschrieben ist, und als Bestandteil in Schokoladengebäck mit reduziertem Mehlgehalt bewertet. Formulierungs- und Zubereitungsverfahren für Schokoladengebäck mit reduziertem Mehlgehalt. Bestandteile Kontrolle Experimentell Backfett granulierter Zucker (Sucrose) Eier ungesüßte Schokoladenwürfel Backpulver Salz (NaCl) reiner Vanille-Extrakt Allzweckmehl Insgesamt
    • Herstellungsverfahren
  • 1. Das Backfett und die Schokolade wurden zusammen unter konstantem Rühren über sehr geringer Hitze geschmolzen.
  • 2. Dieses Gemisch wurde zum Abkühlen beiseite gestellt.
  • 3. Eier wurden bis zum leichten Schaum geschlagen, dann in den Zucker hineingemischt.
  • 4. Gekühlte Schokoladen-/Backfett-Flüssigkeit wurde langsam zusammen mit der Vanille in die Zucker-/Ei-Mischung eingeschlagen.
  • 5. Alle trockenen Bestandteile (Zucker, Mehl, Stärke, Backpulver und Salz) wurden langsam in die vorgenannte Mischung eingemischt.
  • Es wurde Gebäck geformt, 35 Minuten gebacken und mit der Kontrolle verglichen. Gebäck, das EMRS enthielt, zeigte etwas mehr zu kauende und trockene Textur im Vergleich zu der Kontrolle. Das Gebäck bildete ein allgemein annehmbares Produkt mit annehmbarer Textur und guten organoleptischen Eigenschaften.
    • Beispiel 6
  • Hoch-Amylose-Stärke wurde retrogradiert und enzymatisch modifiziert, wie es oben beschrieben ist, und als Bestandteil in Zuckerkeksen mit reduziertem Mehlgehalt bewertet. Formulierungs- und Herstellungsverfahren für Zuckerkekse mit reduziertem Mehlgehalt. Bestandteile Kontrolle Probe Backfett granulierter Zucker (Sucrose) Frisch-Ei gesamte pasteurisierte Milch Backpulver Salz (NaCl) reiner Vanille-Extrakt Allzweckmehl Insgesamt
    • Herstellungsverfahren
  • 1. Das Backfett, Zucker und Vanille wurden in einer Mixschale cremig zusammengeschlagen.
  • 2. Das Ei wurde dann zu der cremigen Mischung hinzugegeben und geschlagen, bis die Mischung leicht und luftig wurde. Die Milch wurde daraufhin eingerührt.
  • 3. All die trocknen Bestandteile (Zucker, Mehl, Backpulver, Salz und Stärke) wurden zuerst zusammengemischt und dann gesiebt und in die cremige Mischung eingemischt.
  • 4. Der fertiggestellte Teig wurde eine Stunde vor dem Backen abgekühlt.
  • 5. Kekse wurden ausgeschnitten oder in gewünschte Formen gerollt und auf ein gefettetes Backblech 6 bis 8 Minuten bei 375ºF gelegt.
  • Es wurden Kekse ausgeformt und auf einem gefetteten Blech 35 Minuten gebacken. Die Testproben zeigten eine etwas mehr zu kauende Textur im Vergleich zu der Kontrollen jedoch war das Produkt annehmbar und im allgemeinen in seinen organoleptischen Eigenschaften mit der Kontrolle vergleichbar.
    • Beispiel 7
  • Hoch-Amylose-Stärke wurde retrogradiert und enzymatisch modifiziert, wie es in den "Verfahren" beschrieben ist. Sie wurde als Bestandteil in nicht-fettem gefrorenem Milch-Dessert bewertet. Formulierungs- und Zubereitungsverfahren für nicht-fettes gefrorenes Milch-Dessert Bestandteile Kontrolle Probe Pasteurisierte Magermilch granulierter Zucker (Sucrose) nicht-fette Trockenmilch (NFDM) ungesüßtes Kakaopulver Stabilisator (Germantown Pioneer) Salz (NaCl) Creme-Aroma Insgesamt
    • Herstellungsverfahren
  • 1. Die trockenen Bestandteile (Zucker, Kakaopulver, NFDM, Stabilisator-Gummimischung, modifizierte Stärke und Salz) wurden zusammen vermischt.
  • 2. Die flüssigen Bestandteile (Milch, Vanille und Creme- Aroma) wurden dann in einem Waring-Mischer gemischt.
  • 3. Mit dem Mischer auf niedriger Geschwindigkeit wurde die trockene Mischung langsam zu dem flüssigen Gemisch hinzugegeben.
  • 4. Als alle trockenen Bestandteile hinzugegeben waren, wurde das Gemisch zusätzliche 5 Minuten gemischt oder bis die Mischung glatt und homogen war.
  • 5. Das Gemisch wurde dann auf 4ºC abgekühlt. Das Frieren wurde mit einem Gelatiera Gaggia (vom Chargen-Typ) Eiscreme-Gefrierapparat durchgeführt. Das Produkt wurde dann 20 bis 30 Minuten bearbeitet, bis ein 60-70% Durchlauf erreicht war.
  • 6. Das fertiggestellte Produkt wurde bei 4ºC wenigstens 48 Stunden vor der Bewertung gealtert.
  • Ein annehmbares gefrorenes Dessert wurde mit der modifizierten Stärkeprobe erhalten. Die Stärkeprobe hatte einen volleren Geschmack im Mund und weniger Eiskristallbildung im Vergleich zu der Kontrolle.
    • Beispiel 8
  • 1 1/2 kg Hoch-Amylose-Stärke wurde in 4 Liter Wasser suspendiert und retrogradiert, wie es in dem Verfahrensabschnitt beschrieben ist. 1 kg weißes, wasserunlösliches Material wurde erhalten (Ausbeute: etwa 67%). Retrogradierte Stärke (RS) wurde dann enzymatisch mit dem Gemisch aus alpha-Amylasen hydrolysiert. Die Hydrolyse von 1 kg RS führte zu 760 g enzymmodifizierter retrogradierter Stärke (EMRS; Ausbeute: etwa 76%).
  • Die Teilchengrößeverteilung, Wasserhaltekapazität und Verdaubarkeit wurden dann bewertet. Die mittlere Teilchengröße des EMRS wurde durch das gleiche Verfahren wie das für EMRA bestimmt. Es wurde gefunden, daß EMRS aus kleinen Teilchen mit einem mittleren Volumendurchmesser von 9,75 u zusammengesetzt war (80% aller Teilchen hatten einen Durchmesser zwischen 4,2 und 20,7 u).
  • Es wurde gefunden, daß die Verdaubarkeit von RS und EMRS entsprechend 63% und 32% war. Die Ergebnisse zeigen an, daß alpha-Amylasen nur in der Lage sind, eine teilweise Hydrolyse von RS durchzuführen. Die Wasserhaltekapazität von RS und EMRS wurde entsprechend als 3,5 g/g und 2,4 g/g gefunden.
    • Beispiel 9
  • Hoch-Amylose-Stärke wurde retrogradiert und enzymatisch modifiziert, wie es oben beschrieben war. Die retrogradierte Stärke wurde als eine Tablettierungshilfe bewertet. Zwei 500 mg-Tabletten wurden hergestellt, wie es in dem Verfahrensabschnitt beschrieben ist. Tabletten mit einem annehmbaren Erscheinungsbild, Farbe und Textur wurden ausgeformt. Die Dispergierbarkeit der Tabletten wurde bestimmt, indem eine Tablette in einen 125 ml Kolben gelegt wurde, der 50 ml Phosphat-Puffer (pH 7,0) enthielt, und in einen 125 ml Kolben, der 50 ml Citrat-Puffer (pH 3,0) enthielt, gelegt wurde. Die Kolben wurden auf einen Schüttelapparat gestellt und bei etwa 200 Umdrehungen pro Minute bei 37ºC inkubiert. Die Tabletten dispergierten vollständig in beiden Puffern innerhalb von 5 Minuten, was konsistent mit einer erwünschten Dispersionsrate für Tabletten ist, die in menschlichen und tierischen Pharmazeutika verwendet werden.
    • Beispiel 10 - EMRS als ein Streckmittel in Buttercreme- Zuckerglasur
  • Amylomaize VII -Stärke wurde retrogradiert und enzymatisch modifiziert, wie es in "Verfahren" beschrieben ist, wobei der Dehydratationsschritt weggelassen wurde. Sie wurde als ein Bestandteil in einer Buttercreme-Zuckerglasur bewertet.
  • Eine Zuckerglasur mit reduziertem Kaloriengehalt wurde hergestellt, indem eine EMRS-Paste (21% Feststoffe) mit der geeigneten Menge Aroma-Materialien entsprechend der unten angegebenen Formel gemischt wurde. Diese Paste wurde verwendet, um eine Zuckerglasur mit vollem Kaloriengehalt (positive Kontrolle) zu strecken, was eine Zuckerglasur mit etwa 50% kalorien-reduziertem Gehalt lieferte.
  • Eine positive Kontrolle wurde entsprechend dem Rezept von Child hergestellt (J. Child, The Way to Cook, 1989, Alfred A. Knopf, New York, Seiten 468-469). Die Bestandteil-Verhältnisse sind unten angegeben. Die Zubereitung mit reduziertem Kaloriengehalt wurde hergestellt, indem die aromatisierte EMRS-Paste mit der positiven Kontrolle in einem Verhältnis von 1:1 gemischt wurde. Die Zuckerglasur mit reduziertem Kaloriengehalt war vergleichbar in Textur und Aroma mit der positiven Kontrolle. Französische Mokka-Buttercreme-Zuckerglasur Gewichts-Prozentsatz Bestandteil Aromatisierte EMRS-Paste Positive Kontrolle 50% kalorienreduziert Butter, ungesalzen Zucker, granuliert Eigelb, frisch Gesamtei, frisch Schokolade, ungesußt Wasser dunkler Rum Vanille-Extrakt Instant-Kaffee EMRS-Paste (21% Feststoff) Asparam Insgesamt
    • Beispiel 11 EMRS in einem Schokoladen-Sirup mit reduziertem Kaloriengehalt
  • Amylomaize VII-Stärke wurde retrogradiert und enzymatisch modifiziert, wie es in "Verfahren" beschrieben ist, wobei der Dehydratationsschritt weggelassen wurde. Sie wurde als Bestandteil in einem Schokoladen-Sirup mit reduziertem Kaloriengehalt bewertet.
  • Ein Kontroll-Sirup und ein Halb-Zucker-Sirup, bei dem EMRS verwendet wurde, wurden nach der unten angegebenen Formulierung hergestellt. Der Kontroll-Sirup wurde durch trockenes Mischen der Hälfte des Zuckers mit Johannisbrotbohnen- Gummi und Zugabe dieser Mischung zu dem Wasser unter gutem Rühren hergestellt. Dies wurde auf 82ºC erhitzt, wobei zu dieser Zeit die restlichen Zutaten hinzugegeben wurden. Die Mischung wurde dann 10 Minuten bei 85ºC gehalten, homogenisiert und abgekühlt.
  • Der Halb-Zucker-Sirup wurde in zwei Teilen hergestellt: ein Basis-Sirup und eine EMRS-Aufschlämmung. Der Basis-Sirup wurde auf eine Weise hergestellt, die ähnlich wie bei dem Kontroll-Sirup war, mit der Ausnahme, daß nur 16,80% (der Formulierung) Wasser verwendet wurde. Die EMRS-Aufschlämmung wurde hergestellt, indem das restliche 36,31% Wasser mit der EMRS-Paste und Aspartam vermischt wurde. Schließlich wurde der Halb-Zucker-Sirup hergestellt, indem der gekühlte Basis-Sirup mit der EMRS-Aufschlämmung gemischt wurde. Der Halb-Zucker-Sirup war in Aroma und Textur der positiven Kontrolle vergleichbar. Schokoladen-Sirup Gewichtsprozentsatz Bestandteil Positive Kontrolle Reduzierter Zucker Zucker, granuliert Dextrose Kakaopulver Wasser EMRS-Paste (21% Feststoff) Aspartam Johannisbrotbohnen-Gummi Insgesamt

Claims (15)

1. Ein Verfahren zum Reduzieren des Kaloriengehalts eines Lebensmittels durch Reduzieren der Zucker- oder Mehlmenge oder von beidem in dem Lebensmittel, das das Ersetzen des ganzen Zuckers oder Mehls oder eines Teils derselben oder von beidem in der Lebensmittelzubereitung durch ein wasserunlösliches Material mit Nahrungsmittelqualität umfaßt, welches wasserunlösliche kristalline Stärkemikroteilchen, die im wesentlichen frei von amorphen Bereichen sind, umfaßt.
2. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Lebensmittel Kekse, Zuckerglasur, Schokoladengebäck, weiches Zuckerwerk, Schokoladensirup oder gefrorene Desserts umfaßt.
3. Das Verfahren zum Reduzieren der Fettmenge in einem Lebensmittel, das das Ersetzen des gesamten Fettes oder eines Teiles von dem Fett in dem Lebensmittel durch ein wasserunlösliches Material mit Nahrungsmittelqualität umfaßt, welches wasserunlösliche kristalline Stärkemikroteilchen, die im wesentlichen frei von amorphen Bereichen sind, umfaßt.
4. Das Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Lebensmittel Margarine, Zuckerglasur oder gefrorene Desserts umfaßt.
5. Ein Verfahren zum Reduzieren des Kaloriengehalts eines Lebensmittels durch Reduzieren der Menge an Zucker, Mehl, Fett oder einer Kombination derselben in dem Lebensmittel, das das Ersetzen von dem ganzen oder einem Teil des Zuckers, des Mehls, des Fetts oder einer Kombination derselben in der Lebensmittelzubereitung durch ein wasserunlösliches Material mit Nahrungs-mittelqualität umfaßt, welches wasserunlösliche kristalline Stärkemikroteilchen umfaßt, die im wesentlichen frei von amorphen Bereichen sind, wobei die Stärke durch ein Verfahren hergestellt ist, das die folgenden Schritte umfaßt:
a. Inkubieren einer Stärkedispersion unter Bedingungen, die ausreichend sind, daß Kristallisation wenigstens eines Teils der Stärke eintritt;
b. Inkubieren einer Suspension der kristallinen Stärke, die in Schritt (a) gebildet worden ist, mit einem Katalysator unter Bedingungen, die ausreichend sind, daß Hydrolyse der amorphen Bereiche eintritt; und
c. Waschen der Stärke mit Wasser, um den Katalysator und wasserlösliche Nebenprodukte zu entfernen.
6. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 5, bei dem die Stärke aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Amylose, Amylopektin, Dextranen, Glykogenen, Galactomannanen, Maisstärke, Weizenstärke, Haferstärke und Kartoffelstärke besteht.
7. Ein Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Katalysator von Schritt (b) ein Glykosidaseenzym oder mehrere Glykosidaseenzyme, zum Beispiel eine Glykosidase ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alphaamylase, Isoamylase und Amylglukosidase besteht.
8. Ein Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Katalysator von Schritt (b) eine Säure ist, zum Beispiel eine Säure, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus HCl, H&sub2;SO&sub4; und TFA besteht.
9. Ein Verfahren nach Anspruch 5, das weiterhin den Verfahrensschritt umfaßt, daß die Stärke mit einer Glykosidase oder einer Mischung derselben vor dem Schritt (a) vorbehandelt wird,und bei dem die Glykosidase zum Beispiel aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Alphaamylase, Pullulanase und Isoamylase besteht.
10. Ein Verfahren nach Anspruch 5, bei dem Schritt (b) weggelassen wird.
11. Ein kalorienreduziertes Nahrungsmittelprodukt, das durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10 hergestellt worden ist.
12. Eine Lebensmittelzubereitung, die ein wasserunlösliches Material mit Nahrungsmittelqualität enthält, die das Ersetzen des ganzen oder eines Teils von dem Zucker oder dem Mehl oder von beidem in der Lebensmittelzubereitung durch ein wasserunlösliches Material mit Nahrungsmittelqualität umfaßt, welches wasserunlösliche kristalline Stärkemikroteilchen, die im wesentlichen frei von amorphen Bereichen sind, umfaßt.
13. Die Lebensmittelzubereitung nach Anspruch 12, bei der die Stärke aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Amylose, Amylopektin, Dextranen, Glykogenen, Galactomannanen, Maisstärke, Weizenstärke, Haferstärke und Kartoffelstärke besteht.
14. Die Lebensmittelzubereitung nach Anspruch 12, bei der das Lebensmittel Kekse, Zuckerglasur, Schokoladengebäck, weiches Zuckerwerk, Schokoladensirup oder gefrorene Desserts umfaßt.
15. Die Lebensmittelzubereitung nach Anspruch 12 mit einer reduzierten Menge an Mehl, Zucker oder Fett, bei der das ganze oder ein Teil von dem Mehl, dem Zucker oder dem Fett durch die wasserunlöslichen kristallinen Stärkemikroteilchen ersetzt ist.
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