DE69523033T3 - Thermisch inhibierte Stärken und Mehle und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

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J. David THOMAS
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Description

  • Die Erfindung betrifft thermisch inhibierte, nicht prägelatinierte granulare Wachs-Stärken und -Mehle nach Anspruch 1, und ein Verfahren zur Herstellung der thermisch inhibierten nicht prägelatinierten granularen Stärken und Mehle nach Anspruch 8. Die thermisch inhibierten Stärken und Mehle können anstelle von chemisch vernetzten Stärken und Mehlen verwendet werden, die gegenwärtig in Nahrungsmitteln und bei der Herstellung von industriellen Produkten eingesetzt werden.
  • Der Stand der Technik lehrt, dass Stärken zu verschiedenen Zwecken erhitzt werden können, so z. B. zum Trocknen, zum Verdampfen von Fehlaromen, zum Verleihen eines rauchigen Geschmacks oder zur Dextrinisierung, wie in den folgenden Referenzschriften gezeigt wird.
  • US-A-3 977 897 beschreibt eine nicht chemisch inhibierte Stärke, die durch kontrolliertes Erhitzen bei spezifischem pH-Wert einer wässrigen Suspension einer amylosehaltigen Stärke in intakter granularer Form und eines anorganischen Salzes hergestellt wird, was zum Anstieg der Gelatinierungstemperatur der Stärke führt.
  • US-Patent Nr. 4 303 451 , erteilt am 1. Dezember 1981 an Seidel et al., offenbart das Erhitzen von Wachsmais-Stärke bei einer Temperatur im Bereich von 120 bis 200°C bei ihrem natürlicher Weise auftretendem pH, um holzige Aromen zu entfernen und die Textur bei der Prägelatinierung zu modifizieren.
  • Die japanische Patentveröffentlichung NR. 61-254602 , datiert vom 11. Dezember 1986, offenbart das Erhitzen von Wachsmais- Stärke und Wachsmais-Stärke-Derivaten bei einer Temperatur von 100 bis 200°C, um eine Stärke mit Emulgator-Eigenschaften als Ersatz für Gummiarabikum bereitzustellen. In diesem Verfahren wird die Stärke in Gegenwart von Feuchtigkeit erhitzt, vorzugsweise unter sauren Bedingungen bei pH 4,0 bis 5,0, um die Stärke zu Erhalten der Emulgator-Eigenschaften zu hydrolysieren.
  • US-Patent Nr. 4 303 452 offenbart eine Rauchbehandlung von Wachsmais-Stärke, um die Gelstärke zu verbessern und einen rauchartigen Geschmack hervorzurufen. Um der sauren Reaktion des Rauches entgegenzuwirken und ein Stärke-Endprodukt mit einem pH von 4 bis 7 zu erhalten, wird der pH-Wert der Stärke vor dem Räuchern auf einen Bereich von 9 bis 11 angehoben. Der bevorzugte Wassergehalt der Stärke während des Räucherns beträgt 10 bis 20%.
  • Obwohl diese Referenzdokumente offenbaren, dass Stärken zu verschiedenen Zwecken erhitzt werden, offenbaren sie nicht die Verwendung von Hitze zum Herstellen einer inhibierten Stärke oder Herstellung einer Stärke, die ohne die Verwendung von chemischen Reagenzien inhibiert ist.
  • Wenn native Stärkekörner in Wasser dispergiert und erhitzt werden, werden sie bei etwa 60°C hydratisiert und schwellen und erreichen einen Spitzenwert der Viskosität im Bereich von 65 bis 95°C. Dieser Anstieg in der Viskosität ist eine erwünschte Eigenschaft in vielen Lebensmittel- und industriellen Verwendungen und resultiert auf der physikalischen Kraft der Friktion zwischen den stark geschwollenen Körnern. Geschwollene hydratisierte Stärkekörner sind jedoch ziemlich fragil. Bei Halten der Stärkeaufschlämmung bei Temperaturen von 92 bis 95°C beginnt eine Fragmentierung der Stärkekörner und die Viskosität bricht zusammen. Scherung oder extreme pH- Bedingungen führen tendentiell auch zum Aufbrechen und Fragmentieren der Körner, so dass die Stärkepolymere dissoziieren und eine Solubilisierung eintritt, was zu einem schnellen Zusammenbruch der ursprünglich hohen Viskosität führt.
  • Es war bereits bekannt, dass sowohl das Schwellen der Stärkekörner als auch der Zusammenbruch der Viskosität durch Behandeln der Stärke mit chemischen Reagenzien inhibiert werden kann, die intermolekulare Brücken oder Vernetzungen zwischen den Stärkemolekülen ausbilden. Die Vernetzungen verstärken die assoziativen Wasserstoffbindungen, die die Körner zusammenhalten, begrenzen das Schwellen der Stärkekörner und inhibieren dementsprechend den Zerfall und die Fragmentierung der Körner. Aufgrund dieser Inhibierung werden vernetzte Stärken auch inhibierte Stärken genannt.
  • Da chemisch vernetzte Stärken in vielen Verwendungen eingesetzt werden, in denen eine Stärkepaste von stabiler Viskosität gebraucht wird, wäre die Möglichkeit, native oder modifizierte Stärke ohne die Verwendung von Chemikalien zu inhibieren, so dass sie die gleichen Eigenschaften aufweisen wie chemisch vernetzte Stärke, bezüglich Kosten, Zeitaufwand und in Bezug auf die Reduktion der Verwendung von Chemikalien vorteilhaft.
  • Die Stärken und Mehle werden in einem Verfahren thermisch inhibiert, das dazu führt, dass die Stärke oder das Mehl die gleichen Charakteristika aufweisen wie eine chemisch vernetzte Stärke, ohne Zusatz chemischer Reagenzien. Bei Dispergierung dieser thermisch inhibierten Stärken und Mehle bei 5 bis 6,3% wasserfreien Feststoffen in Wasser bei 92 bis 95°C und pH 3 zeigen sie die charakteristischen Eigenschaften einer inhibierten Stärke, nämlich: die im wesentlichen vollständig inhibierten Stärken und Mehle sind gegenüber Gelatinierung resistent; die hochgradig inhibierten Stärken und Mehle gelatinisieren zu einem begrenzten Ausmaß und zeigen einen konti nuierlichen Anstieg der Viskosität, aber sie erreichen keinen Spitzenwert der Viskosität; die moderat inhibierten Stärken und Mehle zeigen einen niedrigeren Spitzenwert der Viskosität und einen niedrigeren prozentualen Zusammenbruch der Viskosität, im Vergleich zu der gleichen nicht inhibierten Stärke; die leicht inhibierten Stärken und Mehle schließlich zeigen einen leichten Anstieg des Spitzenwertes der Viskosität und einen niedrigeren prozentualen Zusammenbruch der Viskosität, verglichen mit Kontrollstärken.
  • Das Verfahren der thermischen Inhibierung umfasst die Schritte des Dehydrierens einer granularen Stärke oder eines granularen Mehles, bis dieses wasserfrei oder im wesentlichen wasserfrei ist, was zum Zweck dieser Anmeldung bedeutet, dass sie weniger als 1 Gew.-% Feuchtigkeit enthalten, und die Hitzebehandlung der wasserfreien oder im wesentlichen wasserfreien Stärke oder wasserfreien Mehls bei einer Temperatur und für eine Zeitdauer, die zur Inhibierung wirksam ist. Sowohl die Schritte der Dehydrierung als auch der Hitzebehandlung werden unter Bedingungen durchgeführt, die einen Abbau oder eine Hydrolyse der Stärke oder des Mehls vermeiden.
  • Die Stärke oder das Mehl kann entweder bei dem natürlich auftretenden pH-Wert, typischerweise im Bereich von pH 5,0 bis pH 6,5, dehydriert und erhitzt werden, oder der pH-Wert der Stärke oder des Mehls kann erst auf neutral oder größer angehoben werden. Zum Zwecke dieser Anmeldung deckt neutral den Bereich von pH-Werten um pH 7 ab und ist so zu verstehen, dass etwa pH 6,5 bis etwa pH 7,5 eingeschlossen ist.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren die Schritte des Anhebens des pH-Werts der Stärke auf neutral oder darüber, das Dehydrieren der Stärke bis zur Wasserfreiheit oder im wesentlichen Wasserfreiheit und die Hitzebehandlung der wasserfreien oder im wesentlichen wasserfreien Stärke bei einer Temperatur von 100°C oder darüber für eine Zeitdauer, die zum Bereitstellen der inhibierten Stärke wirksam ist.
  • Durch die Variierung der Verfahrensbedingungen, einschließlich der Anfangs-pH-Wert der Stärke oder des Mehls, der Temperaturen der Dehydrierung und Hitzebehandlung und der Zeitdauer der Hitzebehandlung, kann der Grad der Inhibierung variiert werden, um verschiedene Viskositätscharakteristika der Stärke oder des Mehls hervorzurufen.
  • In einer Ausführungsform treten die Dehydrierungs- und Hitzebehandlungsschritte simultan auf. Die Verfahrensschritte können als Teil eines kontinuierlichen Verfahrens ausgeführt werden, einschließlich der Extraktion der Stärke oder des Mehls aus einem Pflanzenmaterial.
  • Die wärmeinhibierten Stärken und Mehle sind granular und können aus jeder nativen Quelle abgeleitet werden. Die native Quelle kann Banane, Mais, Erbse, Kartoffel, Süßkartoffel, Gerste, Weizen, Reis, Sago, Amaranth, Tapioka, Sorghum, Wachsmais, Wachsreis, Wachsgerste, Wachskartoffel, Wachssorghum, Stärken mit hohem Amylosegehalt und ähnliches sein. Die bevorzugten Stärken sind Wachsstärken, einschließlich Wachsmais, Wachsreis, Wachskartoffel, Wachssorghum und Wachsgerste. Weitere bevorzugte Stärken sind Getreide-, Wurzel, Tuber, Legomino oder Fruchtstärken oder Mehle. Wenn nicht spezifisch unterschieden wird, sind in dieser Beschreibung die Verweise auf Stärke so zu verstehen, dass sie die entsprechenden Mehle miteinschließen. Die Verweise auf Stärke sind darüber hinaus auch so zu verstehen, dass sie die proteinhaltige Stärke einschließen, ob das Protein ein endogenes Protein, ein zugesetztes Protein aus einer tierischen oder pflanzlichen Quelle, wie Zein, Albumin und Sojaprotein, ist.
  • Die Stärke dieser Anmeldung ist eine native Stärke, wie sie in der Natur gefunden wird. Die Stärken können native Stärken sein oder die Stärken können durch Enzyme, Hitze- oder Säurekonversion, Oxidation, Phosphorylierung, Etherifizierung (insbesondere Hydroxyalkylierung), Veresterung und chemische Vernetzung modifizierte Stärken sein.
  • Im ersten Schritt des Verfahrens zum Erreichen thermischer Inhibierung wird die Stärke dehydriert für eine Zeit und bei einer solchen Temperatur, die geeignet sind, um die Stärke wasserfrei oder im wesentlichen wasserfrei zu machen. Im zweiten Schritt wird die wasserfreie oder im wesentlichen wasserfreie Stärke hitzebehandelt für eine Zeit und bei einer Temperatur, die zum Inhibieren der Stärke geeignet sind.
  • Wenn Stärken einem Erhitzen in Gegenwart von Wasser unterzogen werden, kann eine saure Hydrolyse oder ein Abbau der Stärke auftreten. Eine Hydrolyse oder ein Abbau wird die Inhibierung behindern oder verhindern. Daher müssen die Bedingungen für die Dehydrierung der Stärke so gewählt werden, dass die Inhibierung gegenüber einer Hydrolyse oder einem Abbau bevorzugt ist. Obwohl alle Bedingungen gewählt werden können, die diese Kriterien erfüllen, bestehen geeignete Bedingungen in der Dehydrierung bei niedrigeren Temperaturen oder dem Anheben des pH-Werts der Stärke vor der Dehydrierung. Die bevorzugten Bedingungen bestehen in einer Kombination aus niedriger Temperatur und neutralem bis basischem pH-Wert.
  • Vorzugsweise werden die Temperaturen zur Dehydrierung der Stärke bei 125°C oder darunter gehalten, und stärker bevorzugt bei Temperaturen oder bei einem Bereich von Temperaturen zwischen 100 bis 120°C. Die Dehydrierungstemperatur kann unter 100°C liegen, aber eine Temperatur von mindestens 100°C ist zum Entfernen von Feuchtigkeit wirksamer.
  • Der bevorzugte pH-Wert ist mindestens 7, typischerweise im Bereich von pH 7,5 bis 10,5, vorzugsweise 8 bis 9,5, und am stärksten bevorzugt über pH 8. Bei einem pH-Wert über 12 ist das Auftreten einer Gelatinierung erleichtert, daher sind pH-Einstellungen unter 12 wirkamer.
  • Zum Einstellen des pH-Werts wird die granulare Stärke in Wasser oder einem anderen wässrigen Medium aufgeschlämmt, typischerweise in einem Verhältnis von 1,5 bis 2,0 Teilen Wasser auf 1 Teil Stärke, und der pH-Wert wird durch Zugabe einer geeigneten Base angehoben. Puffer, wie Natriumphosphat können zum Halten des pH-Werts verwendet werden, wenn dies notwendig ist. Die Stärkeaufschlämmung wird dann entweder entwässert und getrocknet oder direkt getrocknet, vorzugsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 2 bis 6%. Diese Trocknungsverfahren müssen von den Schritten des thermischen Inhibierungsverfahrens unterschieden werden, indem die Stärke bis zur Wasserfreiheit dehydriert wird. Alternativ kann eine Lösung einer Base auf die gepulverte Stärke aufgesprüht werden, bis die Stärke den gewünschten pH-Wert annimmt, oder ein alkalisches Gas, wie NH3, kann in die Stärke infundiert werden.
  • Für Lebensmittelverwendungen beinhalten geeignete Basen von Lebensmittelqualität zum Einstellen des pH-Werts, ohne Limitierung Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Tetranatriumpyrophosphat, Ammoniumorthophosphat, Dinatriumorthophosphat, Trinatriumphosphat, Calciumcarbonat, Calciumhydroxid, Kaliumcarbonat und Kaliumhydroxid, und kann jede andere Base einschließen, die zur Verwendung in Lebensmitteln unter den Gesetzen der Food and Drug Administration oder anderen Regulatoren des gesetzlichen Lebensmittelbereichs genehmigt ist. Es können Basen verwendet werden, die zur Verwendung in Lebensmitteln nicht genehmigt sind, unter der Voraussetzung, dass sie von der Stärke abgewaschen werden können, so dass das Endprodukt den good manufacturing practices zur Verwendung in Lebensmitteln entspricht. Die Bevorzugte Base von Lebensmittelqualität ist Natriumcarbonat. Es kann festgestellt werden, dass die Textur-bezogenen und Viskoitäts-bezogenen Vorteile des thermischen Inhibierungsverfahrens tendentiell mit stei gendem pH-Wert gesteigert sind, obwohl hohe pH-Werte die Tendenz aufweisen, das Braunwerden der Stärke während des letzten Wärmebehandlungsschrittes zu verstärken.
  • Falls die Stärke nicht für Lebensmittel verwendet werden soll, kann jede verarbeitbare oder geeignete anorganische oder organische Base verwendet werden, die den pH-Wert der Stärke anheben kann.
  • Nach der Dehydrierung wird die Stärke wärmebehandelt für eine Zeit und bei einer Temperatur oder einem Bereich von Temperaturen, die zur Inhibierung der Stärke wirksam sind. Die Wärmebereiche sind Temperaturen oder ein Bereich von Temperaturen oberhalb von 100°C. Für praktische Zwecke liegt das obere Limit der Temperatur zur Hitzebehandlung üblicherweise im Bereich von 200°C, wobei bei dieser Temperatur hochgradig inhibierte Stärke erhalten werden können. Typischerweise wird die Wärmebehandlung bei 120 bis 180°C durchgeführt, vorzugsweise 140 bis 160°C, stärker bevorzugt 160°C. Das Zeit- und Temperaturprofil hängt vom Grad der erwünschten Inhibierung ab.
  • Für die meisten industriellen Anwendungen sind die Dehydrierungs- und Hitzebehandlungsschritte kontinuierlich und werden durch die Anwendung von Hitze auf die Stärke beginnend bei Raumtemperatur durchgeführt. In der Mehrzahl der Fälle wird die Feuchtigkeit ausgetrieben und die Stärke wird wasserfrei oder im Wesentlichen wasserfrei, bevor die Temperatur etwa 125°C erreicht. Nachdem die Stärke einen wasserfreien oder einen im wesentlichen wasserfreien Zustand erreicht hat und das Erhitzen fortgesetzt wird, wird ein Grad der Inhibierung erreicht, gleichzeitig mit oder sogar vor dem Erreichen der Endtemperatur der Wärmebehandlung. Üblicherweise sind die Spitzenwerte der Viskosität bei diesen Anfangsgraden der Inhibierung höher als bei Inhibierungsgraden, die mit längeren Erhitzungszeiten erreicht werden, obwohl ein stärkerer Zusammenbruch der Viskosität von dem Spitzenwert der Viskosität aus erhalten wird. Mit fortgesetzter Hitzebehandlung sind die Spitzenwerte der Viskosität niedriger, aber die Zusammenbrüche der Viskosität sind geringer.
  • Falls während des Hitzebehandlungsschritts Feuchtigkeit vorliegt und insbesondere falls der Hitzebehandlungsschritt bei erhöhten Temperaturen durchgeführt wird, wird der pH-Wert auf mehr als pH 8 eingestellt, um Inhibierung zu erreichen.
  • Die Quelle der Stärke, die Dehydrierungsbedingungen, die Zeit und Temperatur des Erhitzens, der anfängliche pH-Wert und das Vorliegen oder Nichtvorliegen von Feuchtigkeit während der Verfahrensschritte sind alles Variablen, die den Grad der Inhibierung bestimmten, der erhalten werden kann. All diese Faktoren sind untereinander korreliert und eine Untersuchung der Beispiele zeigt die Wirkung, die die verschiedenen Variablen in Bezug auf die Kontrolle des Inhibierungsgrades und die texturbezogenen und viskositätsbezogenen Charakteristika der inhibierten Produkte haben.
  • Die Stärken können individuell inhibiert werden, oder es kann mehr als eine Stärke gleichzeitig inhibiert werden. Die Stärken können in Gegenwart von anderen Materialien oder Bestandteilen inhibiert werden, die das thermische Inhibierungsverfahren nicht stören und die Eigenschaften der Stärkeprodukte nicht verändern.
  • Die Verfahrensschritte können bei Normaldruck, unter Vakuum oder unter Druck durchgeführt werden und können unter Verwendung von allen Praktikern bekannten Mitteln durchgeführt werden, obwohl das bevorzugte Verfahren in der Verwendung von trockener Hitze in Luft oder in einer Umgebung aus inertem Gas besteht.
  • Nach dem Hitzebehandlungsschritt kann die Stärke zur Auswahl einer gewünschten Partikelgröße gesiebt, in Wasser aufge schlämmt und gewaschen, filtriert und getrocknet oder auf andere Weise raffiniert werden. Der pH-Wert kann, falls erwünscht, eingestellt werden. Insbesondere kann der pH-Wert auf den natürlich auftretenden der Stärke eingestellt werden. Die thermisch inhibierten Stärken können auch prägelatiniert werden, um die Körner nach den thermischen Inhibierungsschritten zu zerbrechen.
  • Das thermische Inhibierungsverfahren kann im Zusammenhang mit anderen Stärkereaktionen verwendet werden, die zum Modifizieren von Stärke für kommerzielle Verwendungen eingesetzt werden, wie Hitze- oder Säurekonversion, Oxidation, Phosphorylierung, Etherifizierung (insbesondere Hydroxyalkylierung), Veresterung und chemische Vernetzung. Üblicherweise werden diese Modifikationen durchgeführt, bevor the Stärke thermisch inhibiert wird, aber sie können auch danach durchgeführt werden.
  • Die Apparate zur Dehydrierung und Hitzebehandlung sind Flussbett-Reaktoren und Trockner. Der Hitzebehandlungsschritt kann in der gleichen Apparatur durchgeführt werden, in dem der Dehydrierungsschritt abläuft und am zweckmäßigsten kontinuierlich mit dem Dehydrierungsschritt. In einem Flussbett-Reaktor oder Trockner kann der Dehydrierungsschritt simultan mit dem Erhitzen der Vorrichtung bis zum Erreichen der Endtemperatur der Hitzebehandlung auftreten.
  • Überlegene thermisch inhibierte Stärken mit hohen Viskositäten und keinem oder niedrigem prozentualen Zusammenbruch der Viskosität werden im Flussbett-Reaktor in niedrigeren Zeiten erhalten, als dies unter Verwendung von anderen konventionellen Heizöfen erzielt werden kann. Geeignete Fluidisierungsgase sind Luft und Stickstoff. Aus Sicherheitsgründen ist es bevorzugt, ein Gas mit weniger als 12% Sauerstoff zu verwenden.
  • Charakterisierung der Inhibierung durch die Textur
  • Stärken und Mehle mit niedrigem bis moderatem Inhibierungsgrad zeigen bestimmte Textur-bezogene Charakterstika, wenn sie in wäßrigem Medium dispergiert und bis zur Gelatinierung erhitzt sind. In den folgenden Beispielen wurden die Proben als inhibiert angesehen, wenn eine erhitzte gelatinierte Aufschlämmung der Probe eine nicht-kohäsive, weiche Textur aufwies.
  • Charakterisierung der Inhibierung durch Brabender-Daten
  • Eindeutiger erfolgt die Charakterisierung einer thermischen inhibierten Stärke durch Referenz auf die Messung ihrer Viskosität nach Dispergierung in Wasser und Gelatinierung. Das zur Messung der Viskosität verwendete Instrument ist ein Brabender-VISCO/Amylo/GRAPH (hergestellt durch C. W. Brabender Instruments, Inc., Hackensack, NJ). Der VISCO/Amylo/GRAPH zeichnet das Drehmoment auf, das zum Ausgleich der Viskosität benötigt wird, die sich entwickelt, wenn die Stärkeaufschlämmung einem programmierten Erhitzungszyklus unterworfen wird. Bei nicht-inhibierten Stärken läuft der Zyklus durch den Beginn der Viskosität, üblicherweise bei etwa 60 bis 70°C, die Entwicklung eines Spitzenwertes der Viskosität im Bereich von 65 bis 95°C und einem Zusammenbruch der Viskosität, wenn die Stärke bei der erhöhten Temperatur gehalten wird, üblicherweise 92 bis 95°C. Die Aufzeichnung besteht in einer Kurve, die die Viskosität im Verlauf des Erhitzungszyklus in willkürlichen Messeinheiten aufträgt, die als Brabender-Einheiten (BU) bezeichnet werden.
  • Inhibierte Stärken zeigen eine Brabender-Kurve, die sich von der Kurve der gleichen Stärke, die nicht inhibiert worden ist (hiernach die Kontrollstärke), unterscheidet. Bei niedrigen Graden der Inhibierung erreicht eine inhibierte Stärke einen etwas höheren Spitzenwert der Viskosität als den Spitzenwert der Viskosität der Kontrolle und unter Umständen ist der prozentuale Zusammenbruch der Viskosität im Vergleich zur Kontrolle nicht vermindert. Mit zunehmendem Grad der Inhibierung nimmt die Spitzenwert der Viskosität und der Zusammenbruch der Viskosität ab. Bei hohen Graden der Inhibierung nimmt die Geschwindigkeit der Gelatinierung und des Schwellens der Körner ab, die Spitzenwert der Viskosität verschwindet und mit verlängertem Kochen nimmt der Brabender-Auftrag die Form einer ansteigenden Kurve an, was einen langsamen kontinuierlichen Anstieg der Viskosität zeigt. Bei sehr hohen Inhibierungsgraden gelatinieren die Stärkekörner nicht mehr und die Brabender-Kurve bleibt flach.
  • Probenzubereitung
  • Alle verwendeten Stärken und Mehle waren granular und wurden von National Starch and Chemical Company aus Bridgewater, New Jersey, geliefert, wenn nicht anders angegeben.
  • Die Kontrollen für die Testproben wurden aus den gleichen nativen Quellen gewonnen wie die Testproben, waren wie die Testproben modifiziert oder nicht modifiziert und wiesen den gleichen pH-Wert auf, wenn nicht anders angegeben.
  • Alle Stärken und Mehle, sowohl die Tests auch die Kontrollproben, wurden individuell hergestellt und getestet.
  • Der pH-Wert der Proben wurde durch Aufschlämmen der Stärke oder des Mehls in Wasser bei einem Feststoffgehalt von 30 bis 40% und Zugabe einer hinreichenden Menge 5% Natriumcarbonatlösung, bis der erwünschte pH-Wert erreicht war, angehoben.
  • Alle Proben wurden auf etwa 2 bis 15% Feuchtigkeit sprühgetrocknet oder blitzgetrocknet, wie im Fachgebiet üblich (ohne Gelatinierung).
  • Die Kontrollproben wurden nicht dehydriert oder weiter hitzebehandelt.
  • Messungen des pH-Werts der Proben entweder vor oder nach den thermischen Behandlungsschritten wurden an Proben durchgeführt, die aus einem Teil wasserfreier Stärke oder wasserfreiem Mehl auf vier Teile Wasser bestanden.
  • Die Testproben wurden in einem Flussbett-Reaktor, Modell Nr. FDR-100, hergestellt von Procedyne Corporation aus New Brunswick, New Jersey, wenn nicht ein kommerzieller Ofen oder Dextrinsator spezifiziert ist. Die Querschnittsfläche des Flussbett-Reaktors betrug 0,05 m2. Die Anfangsbetthöhe betrug 0,3 bis 0,8 m, allgemein jedoch 0,77 m. Das Fluidiserungsgas war Luft, wenn nicht anders angegeben, und es wurde bei einer Geschwindigkeit von 5 bis 15 m/min verwendet. Die Seitenwände des Reaktors wurden mit heißem Öl erhitzt und das Fluidiserungsgas wurde mit einem elektrischen Heizgerät erhitzt. Die Proben wurden in den Reaktor eingefüllt und dann wurde das Fluidisierungsgas zugeführt, oder sie wurden während der Zufuhr des Fluidisierungsgases eingeführt. Es wurden keine Unterschiede in den Proben aufgrund der Abfolge der Beschickung festgestellt. Die Proben wurden von Raumtemperatur auf 125°C gebracht, bis die Proben wasserfrei waren, und dann weiter auf die angegebenen Hitzebehandlungstemperaturen erhitzt.
  • Wenn die Hitzebehandlungstemperatur 160°C betrug, wurden weniger als drei Stunden benötigt, um diese Temperatur zu erreichen.
  • Der Feuchtigkeitsgehalt der Proben war bei der Enderhitzungstemperatur 0%, wenn nicht anders angegeben. Bei den in den Tabellen angegebenen Temperaturen und Zeiten wurden Teile der Proben entnommen und auf Inhibierung getestet.
  • Diese Proben wurden unter Verwendung des folgenden Brabender-Verfahrens auf Inhibierung getestet.
  • Brabender-Verfahren
  • Wenn nicht anders angegeben, wurde das folgende Brabender-Verfahren angewendet. Alle Proben, außer Mais, Tapioka und Wachsreismehl, wurden in einer hinreichenden Menge destilliertem Wasser aufgeschlämmt, so dass sich 5% wasserfreie Feststoffe in der Stärkeaufschlämmung befanden. Mais, Tapioka und Wachsreismehl wurden bei 6,3% wasserfreien Feststoffen aufgeschlämmt. Der pH-Wert wurde mit einem Natriumcitrat, Zitronensäure-Puffer auf pH 3,0 eingestellt, und die Aufschlämmung wurde in die Probenschale eines Brabender-VISCO/Amylo/GRAPH mit einer 350 cm/g-Kassette eingefüllt. Die Stärkeaufschlämmung wurde schnell auf 92°C erhitzt und für 10 Minuten gehalten. Die Spitzenwerte der Viskosität und die Viskosität 10 Minuten nach dem Spitzenwert der Viskosität wurden in Brabender-Einheiten (BU) aufgezeichnet. Der prozentuale Zusammenbruch der Viskosität wurde gemäß der folgenden Formel berechnet:
    Figure 00140001
    wobei ”Spitzenwert” der Spitzenwert der Viskosität in Brabender-Einheiten ist, und ”(Spitzenwert + 10')” die Viskosität in Brabender-Einheiten 10 Minuten nach dem Spitzenwert der Viskosität ist.
  • Falls kein Spitzenwert der Viskosität erreicht wurde, d. h. die Daten zeigen eine ansteigende oder flache Kurve an, wurde die Viskosität bei 92°C und die Viskosität bei 30 Minuten nach Erreichen von 92°C aufgezeichnet.
  • Unter Verwendung von Brabender-Kurven wurde die Inhibierung als vorliegend angenommen, wenn bei Dispergierung von 5 bis 6,3% Feststoffen in Wasser bei 92 bis 95°C und einen pH-Wert von 3 während des Brabender-Erhitzungszyklus die Brabender-Daten zeigten: (i) keine oder fast keine Viskosität, was anzeigt, dass die Stärke so stark inhibiert war, dass sie nicht gelatinierte oder eine starke Resistenz gegen Gelatinierung aufwies; (ii) ein kontinuierlicher Anstieg der Viskosität ohne Spitzenwert der Viskosität, was anzeigt, dass die Stärke hochinhibiert war und in einem begrenzten Ausmaß gelatinierte; (iii) ein niedrigerer Spitzenwert der Viskosität und ein niedrigerer prozentualer Zusammenbruch der Viskosität ausgehend vom Spitzenwert der Viskosität, verglichen mit einer Kontrolle, was einen moderaten Inhibierungsgrad anzeigt; oder (iv) ein leichter Anstieg des Spitzenwertes der Viskosität und ein geringerer prozentualer Zusammenbruch im Vergleich zu einer Kontrolle, was einen niedrigen Inhibierungsgrad anzeigt.
  • In den ersten drei der folgenden Beispiele ist die angegebene Feuchtigkeit die Feuchtigkeit in der Stärke vor den Dehydrierungs- und Hitzebehandlungsschritten. Wie oben angegeben, wurden die Stärken wasserfrei oder im Wesentlichen wasserfrei, wenn sie von Raumtemperatur auf die Erhitzungstemperatur gebracht wurden.
  • Beispiel 1 (nicht erfindungsgemäß). Dieses Beispiel zeigt die Herstellung der erfindungsgemäßen Stärken aus kommerzieller granularer Wachsmaisbasis-Stärke durch das erfindungsgemäße Hitzebehandlungsverfahren.
  • Die Verfahrensbedingungen und ihre Wirkung auf die Viskosität und Textur der Wachsmaisstärke sind in den Tabellen I und II unten angegeben.
  • Um einen hitzestabilen, nicht kohäsiven Verdicker zu ergeben, wurden Proben der granularen Stärke in 1,5 Teilen Wasser aufgeschlämmt, der pH-Wert der Aufschlämmung wurde durch Zugabe einer 5%igen Na2CO-Lösung eingestellt und die Aufschlämmung wurde für 1 Stunde gerührt, dann filtriert, getrocknet und gemahlen. Die trockenen Stärkeproben (150 g) wurden in eine Pfanne aus Aluminiumfolie (4'' × 5'' × 1–1/2'') gefüllt und in einem konventionellen Ofen unter den in den Tabellen I und II beschriebenen Bedingungen erhitzt. Die Brabender-Viskositätsmessungen zeigten, dass die meisten hitzestabilen Stärken durch Erhitzen bei 160°C und einem pH-Wert von mindestens 8,0 für etwa 3,5 bis 6,0 Stunden erhalten wurden. Tabelle I
    Verfahrensvariablen – granulare Wachsmaisstärke
    Erhitzen (160°C) Kaltauswertung von gelatinierten Probend,e
    Probea pH Feuchtigkeit % Zeit (h) Viskosität Textur
    1 6,0 10,9 2 schwer bis sehr schwer kohäsiv
    2 6,0 10,9 4 dünn bis moderat -
    3 8,2 10,6 3,5 schwer bis sehr schwer kohäsiv, geringer als die unmodifizierte Kontrolle
    4 8,2 10,6 4 schwer bis sehr schwer leicht bis moderat kohäsiv
    5 8,2 10,6 4,5 schwer nicht-kohäsiv
    6 8,2 10,6 5,5 schwer, am dünnsten nicht-kohäsiv
    7 8,2 10,6 6 moderat schwer nicht-kohäsiv
    unmodifizierte Kontrolleb - - sehr schwer kohäsiv
    modifizierte Kontrollec - - sehr schwer nicht-kohäsiv
    • a. Alle Proben waren kommerzielle Proben granularer Wachsmaisstärke, erhalten von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey.
    • b. Die unmodifizierte Kontrolle war eine kommerzielle granulare Wachsmaisstärke, erhalten von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey.
    • c. Die modifizierte Kontrolle war eine kommerzielle vernetzte (Phosphoroxychlorid-behandelte) granulare Wachsmaisstärke, erhalten von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey.
    • d. Die Proben wurden durch Aufschlämmen von 7,0 g Stärke (bei 12% Feuchtigkeit) in 91 ml Wasser bei neutralem pH-Wert und Erhitzen der Stärkeaufschlämmung für 20 Minuten in einem kochenden Wasserbad gekocht.
    • e. Die Kaltevaluierung wurde bei 25°C durchgeführt.
    Tabelle II Brabender-Evaluierung granularer Wachsmaisstärke
    Verfahrensvariablen Brabender-Viskositätb
    Probea pH Heiztemperatur (°C) Zeit (Stunden) Viskositätsspitzenwert (B. U.) Viskosität bei 95°C/20 min (B. U.)
    3 8,2 160 3,5 985 830
    4 8,2 160 4,0 805 685
    5 8,2 160 4,5 640 635
    6 8,2 160 5,5 575 570
    unmodifizierte Kontrolle - keine keine 1640 630
    1 6.0 160 2,0 1055 560
    2 6,0 160 4,0 140 80
    • a. Siehe Tabelle I für die Beschreibung der Proben.
    • b. In dem Brabender-Verfahren wurde eine 5,4% wasserfreie Stärke-Feststoffe dispergiert in Wasser enthaltende Probe schnell auf 50°C erhitzt, dann wurde das Erwärmen mit 1,5°C pro Minute auf 95°C gesteigert, und es wurde für 20 Minuten gehalten.
  • Beispiel 2. Dieses Beispiel illustriert, dass eine Vielzahl von Stärken durch das erfindungsgemäße Verfahren prozessiert werden kann, um ein nicht-kohäsives Verdickungsmittel mit Eigenschaften zu ergeben, die denen von chemisch quervernetzten Stärken ähnlich sind.
  • Die Verarbeitungsbedingungen und deren Einfluss auf die Viskosität und Textur von Wachs-, Gerste-, Tapioka-, V. O. Hybrid- und Wachsmaisstärken sind in den Tabellen III und IV unten angegeben. Tabelle III
    Verfahrensvariablen – granulare Wachsmaisstärke
    Erhitzen (160°C) Kaltauswertung von gelatinierten Proben
    Probea pH Feuchtigkeit % Zeit (h) Viskosität Textur
    Wachsgerstenstärke
    1 8,7 8,5 1,5 schwer kohäsiv
    2 8,7 8,5 2,5 schwer ein wenig moderat kohäsiv
    3 8,7 8,5 3,5 mod. schwer bis schwer nicht-kohäsiv
    4 5,2 10,8 1,5 dünn
    5 5,2 10,8 2,5 dünn/am dünnsten
    Wachsgerstenstärke 0 schwer kohäsiv
    Tapiokastärke
    6 8,8 10,3 2 schwer bis sehr schwer kohäsiv
    7 8,8 10,3 3 schwer bis sehr schwer kohäsiv/weniger als Probe 6
    8 8,8 10,3 4 schwer bis sehr schwer ein wenig moderat kohäsiv ein wenig klumpig
    9 8,8 10,3 5 schwer nicht-kohäsiv-klumpig
    Tapioka-Kontrolle 0 sehr schwer kohäsiv
    10 5,5 10,9 3 moderat schwer -
    Wachsreisstärke
    Wachsreiskontrolle 0 sehr schwer kohäsiv
    1 9,1 9,0 2 sehr schwer kohäsiv
    2 9,1 9,0 3 schwer ein wenig moderat kohäsiv
    3 9,1 9,0 4 schwer ein wenig kohäsiv
    4 9,1 9,0 5 mod. schwer bis schwer nicht-kohäsiv
    • a. Die Tapiokastärke-Proben waren kommerziellen granulare Stärken, erhalten von National Starch and Company, Bridgewater, New Jersey. Die Wachsgerstestärke-Proben waren kommerzielle granulare Stärken, erhalten von Alko, Finnland. Die Wachsreisstärke-Proben waren kommerzielle granulare Stärken, erhalten von Mitsubishi Corporation, Japan.
    • b. Die Proben wurden durch Aufschlämmen von 7,5 g Stärke bei 12% Feuchtigkeit in 100 ml Wasser und Erhitzen der Stärkeaufschlämmung für 20 Minuten in kochendem Wasserbad gekocht.
    Tabelle IV
    Verfahrensvariablen – granulare Wachsmaisstärke
    Erhitzen (160°C) Kaltauswertung von gelatinierten Probenb
    Probea pH Feuchtigkeit % Zeit (h) Viskosität Textur
    V. O. Hybridstärke
    1 8,7 10,5 2,0 schwer kohäsiv, kaum weniger als die Kontrolle
    2 8,7 10,5 3,0 schwer ein wenig-mod. kohäsiv
    3 8,7 10,5 4,0 mod. schwer bis schwer glatt, sehr wenig kohäsiv
    4 8,7 10,5 5,0 moderat schwer glatt, kurz, nicht-kohäsiv
    5 8,7 10,5 6,0 moderat glatt, kurz, nicht-kohäsiv
    V. O. Hybrid-Kontrolle 5,9 11,4 0 schwer kohäsiv
    • a. V. O. Hybridstärke-Proben waren granulare Stärken, erhalten von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey.
    • b. Die Proben wurden durch Aufschlämmen von 7,5 g Stärke mit 12% Feuchtigkeit in 100 ml Wasser und Erhitzen der Stärkeaufschlämmung für 20 Minuten in einem kochenden Wasserbad gekocht.
  • Die Viskosität und Texturauswertungergebnisse zeigen, dass ein nicht-kohäsives, hitzestabiles Stärke-Verdickungsmittel aus Wachsgerste-, V. O. Hybrid-, Tapioka- und Wachsreisstärke durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden kann.
  • Der Grad der Inhibierung (nicht-kohäsiv, Verdickungscharakter in gekochter wäßriger Dispersion) stieg mit ansteigender Zeit der Hitzebehandlung an.
  • Beispiel 3 (nicht erfindungsgemäß). Dieses Beispiel zeigt die Wirkungen von Temperatur von pH-Wert und des Feuchtigkeitsgehalts der Stärke auf die Viskosität und Textur der behandelten Stärke.
  • Teil A:
  • Eine Wachsmaisstärke-Probe (100 g) mit 20,4% Feuchtigkeit wurde in einem Ofen in einem versiegelten Glasgefäß für 16 Stunden auf 100°C erhitzt. Eine zweite Probe wurde für 4 Stunden erhitzt und eine dritte Probe für 7 Stunden unter den gleichen Bedingungen. Die Viskosität und Textur des Produktes wurde mit der einer granularen Wachsmaisstärke-Kontrolle mit 12,1% Feuchtigkeit verglichen, wobei das Kochauswertungsverfahren aus Beispiel 1, Tabelle I, verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle V unten gezeigt. Tabelle V Wirkung der Feuchtigkeit im Verfahren
    Verfahren-Variablenb Kaltauswertung von gelatinierter Stärkec
    Probea Wachsmaisstärke Erhitzungszeit (Stunden) Viskosität Textur
    1. Test (20,4% H2O) 16 schwer, ein wenig dünner als Kontrolle kohäsiv
    2. Kontrolle (12,1% H2O) 0 schwer kohäsiv
    3. Test (20,4% H2O) 4 schwer kohäsiv
    4. Kontrolle (12,1% H2O) 0 schwer kohäsiv
    5. Test (20,4% H2O) 7 schwer kohäsiv
    6. Kontrolle (12,1% H2O) 0 schwer kohäsiv
    • a. Die Proben wurden von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey, erhalten.
    • b. Das Verfahren wurde bei pH 5,2 durchgeführt.
    • c. Siehe Tabelle III für die Kochbedingungen.
  • Die Ergebnisse zeigen, dass während des Verfahrens zugesetzte Feuchtigkeit zu einem Produkt führt, das ebenso kohäsiv und mit unerwünschten Eigenschaften ausgestattet ist wie eine Kontroll-Stärke ohne dies.
  • Teil B:
  • Proben (900 g) einer kommerziellen granularen Wachsmaisstärke (erhalten von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey) wurden in ein 10'' × 15'' × 0,75''-Aluminiumschiffchen gefüllt und in einem Ofen bei 180°C für 15, 30, 45 und 60 Minuten erhitzt. Der pH-Wert der Stärke wurde nicht eingestellt und blieb während des Erhitzungsverfahrens bei etwa 5,2. Die Viskosität und Textur der Probe wurde nach dem Verfahren aus Beispiel 1 bestimmt.
  • Wie in Tabelle VI unten gezeigt, wurden die pH 5,2-Proben so charakterisiert, dass sie eine unerwünschte, kohäsive Textur aufwiesen, ähnlich der einer nicht hitzebehandelten Wachsmaisstärke-Kontrolle. Tabelle VI Wirkung eines sauren pH im Verfahren
    Verfahren-Variablena Kaltauswertung von gelatinierter Stärkeb
    Probe Erhitzungszeit (Minuten) Viskosität Textur
    1 15 sehr schwer kohäsiv
    2 30 sehr schwer kohäsiv
    3 45 sehr schwer kohäsiv
    4 60 schwer bis sehr schwer kohäsiv
    Kontrolle 0 sehr schwer kohäsiv
    • a. Der pH wurde, ausgehend von der nativen Wachsmaisstärke (pH = 5,2), nicht eingestellt und Proben 1 bis 4 entsprechen nach dem Verfahren aus US-Patent Nr. 4 303 451 (keine pH-Einstellung) behandelter Stärke.
    • b. Siehe Tabelle III für die Kochbedingungen.
  • Es wird daher durch eine Kombination ausgewählter Faktoren, einschließlich des pH-Werts, des Feuchtigkeitsgehalts und der Art der nativen Stärke bestimmt, ob durch das erfindungsgemäße Verfahren ein erwünschtes, nicht-kohäsives, hitzestabiles Verdickungsmittel hergestellt wird.
  • Die thermisch inhibierten Stärken und Kontrollen in den folgenden Beispielen wurden wie oben beschrieben hergestellt und werden durch Textur-bezogene Charakteristika oder in Bezug auf die Daten aus Brabender-Kurven unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens definiert.
  • Beispiel 4 (nicht erfindungsgemäß): Tapioka, Wachsmais und Wachsreismehl: Charakterisierung der Inhibierung durch Brabender-Verfahren
  • Proben von Tapiokastärke, Wachsmaisstärke und Wachsreismehl bei pH 9,4 bis 9,6 wurden auf weniger als 1% Feuchtigkeit bei einer Temperatur unter 125°C dehydriert, bei 160°C equilibriert und dann in einem thermischen Reaktor (horizontales Doppelbandmantelgefäß) auf 160°C erhitzt. Die Hitzebehandlungszeit der Proben lag im Bereich von 3 bis 6 Stunden.
  • Die Proben wurden gemäß den obigen Brabender-Verfahren auf Inhibierung getestet und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle gezeigt. Die dehydrierten und erhitzen Stärken und Mehle zeigten eine Viskosität, die vom Zusammenbruch im Vergleich zu den nicht dehydrierten und erhitzten Stärken inhibiert war. Diese Inhibierung korrelierte mit einer kurzen nicht-kohäsiven Textur im gekühlten Produkt.
  • Stärke bei anfänglichem pH 9,4–9,6 Viskositätsspitzenwert BU Spitzenwert +10' BU % Zusammen bruch ±2%
    Tapioka Kontrolle inhibiert 1300 340 385 295 70,4 13,2
    Wachsmais Kontrolle inhibiert 1135 580 405 560 64,3 3,5
    Wachsreismehl Kontrolle inhibiert 1140 600 307 590 73,1 1,7
  • Beispiel 5: Wachsmais: Wirkungen des Anfangs-pH und der Heizzeit
  • Die Wirkungen des Anfangs-pH und der Hitzebehandlungszeit auf den Grad der Inhibierung bei Proben aus Wachsmaisstärke bei natürlich auftretendem pH (etwa 6,0) und bei pH 7,5, pH 8,5 und pH 9,5 wurde ausgewertet und die Daten sind in der folgenden Tabelle angegeben. Die Daten zeigen, dass, wie durch die Varianz im prozentualen Zusammenbruch der Viskosität gezeigt, Stärken mit verschiedenen Inhibierungsgraden bei verschiedenen Heizzeiten und anfänglichen pH-Werten erhalten werden können, und dass ein höherer Grad an Inhibierung bei höheren pH-Werten und längeren Heizzeiten erhalten werden kann. Darüber hinaus zeigt sich bei Vergleich der verkürzten Hitzebehandlungszeiten in diesem Beispiel, in dem ein Flussbett-Reaktor verwendet wurde, mit den Hitzebehandlungszeiten in Stunden in Beispiel 4 und 5, dass inhibierte Stärken mit höheren Spitzenwert der Viskosität bei Verwendung des Flussbett-Reaktors in wesentlich kürzeren Zeiten erhalten werden können, als dies mit thermischen Standard-Reaktoren oder Öfen möglich ist. Wachsmais, hitzebehandelt bei 160°C Wirkungen des Anfangs-pH und der Heizzeit
    Anfänglicher pH Heizzeit min Spitzenwert-Viskosität (BU) Spitzenwert bei. 10 (BU) % Zusammenbruch ±2%
    6,0 Kontrolle 1135 405 64,3
    6,0 0 1058 463 56,4
    30 710 460 35,2
    60 645 445 31
    90 570 440 22,8
    120 560 440 21,4
    150 485 395 18,6
    7,3 90 645 500 22,5
    120 580 450 22,4
    150 572 445 22,2
    180 522 427 18,1
    8,5 0 980 630 35,7
    30 770 655 14,9
    60 665 615 6,0
    90 625 600 4,0
    120 585 580 0,9
    9,5 0 1055 880 16,6
    30 825 800 3,0
    60 705 700 0,7
    90 690 690 0
    120 665 660 0,7
  • Beispiel 6: Wachsmais: Wirkungen der Heiztemperatur und Zeit
  • Die Wirkungen der Heiztemperaturen und Zeiten auf den Inhibierungsgrad von Wachsmaisstärke bei pH 9,5 wurde bestimmt und die Ergebnisse in der folgenden Tabelle aufgeführt. Die Daten zeigen, dass bei Hitzebehandlungstemperaturen zwischen 100 und 200°C inhibierte Proben erhalten werden können, bei stärkerer Inhibierung bei höheren Temperaturen oder längeren Zeiten bei niedrigeren Temperaturen. Die auf 200°C erhitzten Stärkeproben waren hochgradig inhibiert (ansteigende Kurven) oder komplett inhibiert (keine Gelatinierung). Wachsmais pH 9,5 Wirkungen der Heizzeit und Temperatur
    Heiz-Temperatur Zeit bei Heiz-Temp Spitzenwert-Viskosität (BU) Spitzenwert bei 10' (BU) % Zusammenbruch ±2%
    Kontrolle 1135 405 64,3
    110°C 22 h 1185 215 18,1
    160°C 0 1055 175 16,6
    160°C 120 min 665 5 0,7
    175°C 0 850 95 11,2
    180°C 0 715 35 4,9
    190°C 0 555 5 0,9
    200°C 0 ansteigende Kurve
    200°C 120 min flache Kurve
  • Beispiel 7: Wachsmais: Wirkung der Feuchtigkeit und des pH
  • Wachsmaisstärke mit einem Anfangs-pH-Wert von 9,5 wurde auf Inhibierung in Gegenwart von zwischen 1 bis 2% Feuchtigkeit, bezogen auf das Gewicht der Probe, bestimmt, indem gesättigte Luft in die Kammer des Flussbett-Reaktors injiziert wurde.
  • Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen ausgeführt und zeigen, dass bei Hitzebehandlung der Stärke bei wasserfreien oder im wesentlichen wasserfreien Bedingungen eine stärkere Inhibierung erhalten werden kann, als erhalten wird, falls in Gegenwart von Feuchtigkeit hitzebehandelt wird (man beachte den niedrigeren prozentualen Viskositätszusammenbruch bei wasserfreien Proben).
    Wachsmais pH 9,40 % Feuchtigkeit Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 1140 410 64
    Temp. °C Zeit min
    140 0 1260 500 - - 60
    150 0 1160 540 - - 45
    155 0 1100 720 - - 35
    160 0 1080 840 - - 22
    160 0 930 825 - - 11
    160 15 760 740 - - 3
    160 30 700 690 - - 1
    160 45 695 690 - - 1
    160 60 - - 490 690 anst. Viskosität*
    160 90 605 590 414 590 anst. Viskosität
    160 120 - - 320 580 anst. Viskosität
    160 150 - - 200 480 anst. Viskosität
    • *Ansteigende Viskosität
    Wachsmais pH 9,4 1–2% Feuchtigkeit Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 1140 410 64
    Temp. °C Zeit min
    155 0 1215 465 - - 62
    160 0 1090 530 - - 51
    160 15 985 740 - - 25
    160 30 885 700 - - 21
    160 45 750 530 - - 29
    160 60 700 480 - - 31
    160 90 685 505 - - 26
    160 120 610 450 - - 26
    160 150 580 430 - - 26
    160 180 530 400 - - 25
  • Beispiel 8: Maisstärke: Wirkung des pH-Werts und der Heizzeit bei 160°C
  • Die Wirkung des Anfangs-pH-Werts und der Heizzeit bei 160°C auf den Inhibierungsgrad von Maisstärke-Proben wurde bei deren natürlich auftretendem pH-Wert und bei einem Anfangs-pH-Wert von 9,5 bestimmt und die Ergebnisse in den folgenden Tabellen aufgeführt. Die Daten zeigen, dass sehr hohe Inhibierungsgrade bei einem basischen pH (man beachte die ansteigende Viskosität) im Vergleich zum natürlichen pH-Wert erhalten wurden, und dass bei längeren Hitzebehandlungszeiten eine stärkere Inhibierung erhalten wurde.
    Mais Natürlicher pH-Wert Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 640 420 34
    Temp. 160°C Zeit min
    0 560 370 - - 34
    30 510 330 - - 35
    60 500 400 - - 20
    90 450 360 - - 20
    120 410 335 - - 18
    Mais-pH-Wert 9,5 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 600 550 17
    Temp. 160°C Zeit min
    0 990 900 - - 9
    30 940 910 - - 3
    60 - - 20 910 anst. Viskosität
    90 - - 20 690 anst. Viskosität
    120 - - 20 510 anst. Viskosität
  • Beispiel 9: Kartoffelstärke: Wirkung des pH-Werts
  • Die Wirkung des anfänglichen pH-Werts auf den Inhibierungsgrad der Kartoffelstärke-Proben bei dem natürlichen auftretenden pH-Wert und bei einem anfänglichen pH-Wert von 9,5 wurde bestimmt, und die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen angegeben.
  • Die Brabender-Daten beim natürlich auftretenden pH-Wert zeigen, dass mit Fortlauf der Hitzebehandlung eher Stärkeabbau als -inhibierung auftrat. Dieses Beispiel illustriert, dass Wärmeinhibierung eine Funktion sowohl des pH-Werts als auch der Anfangsstärke sein kann. In diesem Fall scheint die thermische Inhibierung von Kartoffelstärke stärker vom pH-Wert abzuhängen, im Vergleich zu anderen Stärken (z. B. Wachsmais).
  • Daher sind die zur Dehydrierung und erfolgreichen thermischen Inhibierung notwendigen Bedingungen bei Kartoffelstärke strikter, um Hydrolyse und Abbau zu vermeiden.
  • Bei Dehydrierung und Hitzebehandlung im basischen pH-Bereich wurden jedoch inhibierte Stärken erhalten, die hohe Viskositäten behielten, und bei Hitzebehandlungszeiten über 90 Minuten wurden hoch inhibierte Stärken erhalten, wie dies durch eine kontinuierlich ansteigende Viskosität angezeigt wird.
    Kartoffel Natürlicher pH-Wert Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 785 310 61
    Temp. °C Zeit min
    125 0 560 360 - - 36
    160 0 240 140 - - 42
    160 90 22 15 - - 32
    160 180 20 18 - - 10
    Kartoffel-pH-Wert 9,5 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 690 390 43
    Temp. 160°C Zeit min
    0 640 480 - - 25
    30 940 795 - - 15
    60 1020 900 - - 12
    90 995 945 - - 5
    120 - - 800 980 anst. Viskosität
    150 - - 650 870 anst. Viskosität
    180 - - 350 680 anst. Viskosität
  • Beispiel 10: Wachsmais mit endogenem Protein:
  • Wirkung von Protein, Zeit und Temperatur
  • Die Wirkung des Vorliegens von Protein und der Erhitzungszeiten und -temperaturen auf die Inhibierung von Wachsmais-Proben mit 3,95% endogenem Protein, eingestellt auf pH 8,5 und 9,5, und auf Proben mit 1,52% endogenem Protein, eingestellt auf 7,5 und 9,5, wurden bestimmt und die Ergebnisse in den folgenden Tabellen aufgezeigt. Die Daten zeigen, dass das Vorliegen von Protein zu höheren Inhibierungsgraden führt als dem mit Proben ohne Protein erreichten. Die Ergebnisse zeigen darüber hinaus, dass der Proteingehalt, der pH-Wert und die Zeit und Temperatur der Hitzebehandlung alle einen unabhängigen und kumulativen Effekt auf den Inhibierungsgrad haben, so dass die Inhibierung mit ansteigendem Proteingehalt, pH-Wert, ansteigender Zeit und Temperatur ansteigt.
    Wachsmais 3,95% endogenes Protein pH 9,5 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 940 400 57
    Temp. °C Zeit min
    125 0 - - 660 680 anst. Viskosität
    125 30 - - 710 750 anst. Viskosität
    140 0 - - 540 600 anst. Viskosität
    160 0 - - 350 375 anst. Viskosität
    160 30 - - 260 295 anst. Viskosität
    160 60 - - 220 275 anst. Viskosität
    160 90 - - 180 255 anst. Viskosität
    160 100 - - 130 200 anst. Viskosität
    160 120 - - 150 210 anst. Viskosität
    160 150 - - 150 190 anst. Viskosität
    160 180 - - 130 180 anst. Viskosität
    Wachsmais 1,52% endogenes Protein pH 8,5 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 1030 300 71
    Temp. °C Zeit min
    125 0 1090 540 - - 50
    125 15 1080 650 - - 40
    140 0 1010 840 - - 17
    160 30 - - 480 575 anst. Viskosität
    160 60 - - 340 610 anst. Viskosität
    160 90 - - 255 540 anst. Viskosität
    160 120 - - 120 340 anst. Viskosität
    160 150 - - 120 330 anst. Viskosität
    Wachsmais 3,95% endogenes Protein pH 8,5 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 740 235 68
    Temp. °C Zeit min
    125 0 1005 550 - - 45
    125 15 935 700 - - 25
    140 0 705 610 - - 13
    160 0 - - 470 480 anst. Viskosität
    160 30 - - 380 455 anst. Viskosität
    160 60 - - 290 430 anst. Viskosität
    160 90 - - 235 410 anst. Viskosität
    160 120 - - 210 380 anst. Viskosität
    Wachsmais 1,52% endogenes Protein pH 7,6 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 1100 240 78
    Temp. Zeit
    °C min
    125 0 1230 480 - - -
    140 0 950 730 - - 23
    140 0 660 570 - - 14
    160 30 535 505 - - 6
    160 60 - - 480 415 anst. Viskosität
    160 90 - - 490 430 anst. Viskosität
    160 120 - - 465 435 anst. Viskosität
    160 150 - - 435 420 anst. Viskosität
  • Beispiel 11: Wachsmais, substituiert mit Propylenoxid: Wirkung von Veretherung und pH-Wert
  • Mit 7 und 3 Gew.-% Propylenoxid zur Reaktion gebrachte Wachsmais-Proben, bei natürlich auftretendem pH-Wert und bei pH 9,5, wurden auf ihre Inhibierung getestet und die Ergebnisse in den folgenden Tabellen aufgezeigt.
  • Die Daten zeigen, dass substituierte Stärken, in diesem Fall veretherte Stärken, durch dieses Verfahren thermisch inhibiert werden können, und dass bei höheren pH-Werten eine stärkere Inhibierung erreicht werden kann.
  • Zusätzlich zu Propylenoxid können weitere geeignete, im Fachgebiet bekannte und verwendete Veretherungsmittel eingesetzt werden, um die Stärken vor und nach der thermischen Inhibierung zu verethern. Beispielhafte Veretherungsmittel sind Acrolein, Epichlorhydrin und Kombinationen aus Epichlorhydrin und Propylenoxid.
    Wachsmais 7% PO natürlicher pH Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 1420 395 72
    Temp. 160°C Zeit min
    0 1030 380 - - 63
    30 800 530 - - 34
    60 685 430 - - 37
    90 635 340 - - 46
    120 620 340 - - 45
    150 565 300 - - 47
    180 540 280 - - 48
    Wachsmais 7% PO pH 9,5 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 1420 395 72
    Temp. 160°C Zeit min
    0 1360 960 - - 29
    30 1010 950 - - 6
    60 1030 930 - - 10
    90 910 890 - - 2
    120 843 830 - - 2
    180 800 792 - - 1
    Wachsmais 3% PO natürlicher pH Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 1155 280 76
    Temp. 160°C Zeit min
    0 900 360 - - 60
    30 570 370 - - 35
    60 480 350 - - 27
    90 440 300 - - 32
    120 375 235 - - 37
    150 310 185 - - 40
    180 300 180 - - 40
    Wachsmais 3% PO 9,5 PH Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 1155 280 76
    Temp. 160°C Zeit min
    0 1220 960 - - 21
    30 1020 950 - - 7
    60 880 865 - - 2
    90 - - 750 790 anst. Viskosität
    120 - - 620 780 anst. Viskosität
    150 - - 510 750 anst. Viskosität
    180 - - 400 700 anst. Viskosität
  • Beispiel 12: Wachsmais, substituiert mit Acetylgruppen:
  • Wirkung der Veretherung und des pH-Werts
  • Wachsmais-Proben mit natürlich auftretendem pH-Wert und bei pH 8,5, mit 1 Gew.-% Essigsäureanhydrid zur Reaktion gebracht, wurden auf Inhibierung getestet und die Ergebnisse in den folgenden Tabellen gezeigt.
  • Die Daten zeigen, dass substituierte Stärken, in diesem Fall veresterte Stärken, zu verschiedenen Graden inhibiert werden können, und dass bei höherem pH-Wert stärkere Inhibierung erreicht werden kann.
  • Zusätzlich zu Essigsäureanhydrid können weitere im Fachgebiet bekannte und verwendete Veresterungsmittel eingesetzt werden, um die Stärken vor und nach der thermischen Inhibierung zu verestern. Beispielhafte Veresterungsmittel sind Essigsäureanhydrid, eine Kombination aus Essigsäure und Adipinsäureanhdrid, Mononatriumorthophosphat, 1-Octylbernsteinsäureanhydrid, eine Kombination aus 1-Octylbernsteinsäureanhydrid und Aluminiumsulfat, Phosphoroxychlorid, eine Kombination aus Phosphoroxychlorid und entweder Essigsäureanhydrid oder Vinylacetat, Natriumtrimetaphosphat, eine Kombination aus Natriumtrimetaphosphat und Natriumtripolyphosphat, Bernsteinsäureanhydrid und Vinylacetat.
    Wachsmais 1% Essigsäureanhydrid natürlicher pH Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 1480 490 67
    Temp. 160°C Zeit min
    0 1030 570 - - 45
    30 880 650 - - 26
    60 720 510 - - 29
    120 605 490 - - 19
    180 545 460 - - 16
    Wachsmais 1% Essigsäureanhydrid pH 8,5 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 1480 490 67
    Temp. 160°C Zeit min
    0 1170 560 - - 52
    30 970 725 - - 25
    60 875 600 - - 31
    120 690 490 - - 29
    180 585 545 - - 7
  • Beispiel 13: Wachsmais, vernetzt mit POCl3:
  • Wirkung der Vernetzung des pH-Werts
  • Mit 0,02 Gew.-% POCl3 vernetzte Wachsmais-Proben bei einem natürlich auftretenden pH-Wert und bei pH 9,5 wurden auf Inhibierung getestet und die Ergebnisse in den folgenden Tabellen gezeigt. Die Daten zeigen abnehmende Viskosität und nahezu kein Zusammenbruch der Viskosität bei längeren Hitzebehandlungszeiten, was anzeigt, dass vernetzte Stärken durch dieses Verfahren noch stärker inhibiert werden können. Die Daten zeigen auch, dass mit steigendem pH die Inhibierung weiter verstärkt wird.
    Wachsmais POCl3 natürlicher pH Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 830 820 1
    Temp. 160°C Zeit min
    0 750 742 730 720 1
    30 635 522 630 580 2
    60 550 525 550 465 5
    90 425 415 420 360 2
    120 335 315 330 280 6
    150 280 260 280 210 7
    180 205 200 200 180 2
    Wachsmais POCl3 pH 9,5 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2%
    Spitzenwert Spitzenwert + 10' 92°C 92°C + 30'
    Kontrolle 830 820 1
    Temp. Zeit
    160°C min
    0 750 720 - - 4
    30 - - 630 660 anst. Viskosität
    60 - - 400 635 anst. Viskosität
    90 - - 330 520 anst. Viskosität
    120 - - 180 530 anst. Viskosität
    150 - - 110 470 anst. Viskosität
    180 - - 100 470 anst. Viskosität
  • Beispiel 14: Wachsmais: Einstellung des Stärke-pH-Werts im Flussbett durch Einbringen von NH3 in das Fluidisierungsgas N2
  • Wachsmais-Proben wurden bei einem Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt von 10,9% in einen Flussbett-Reaktor eingeführt, mit einem Ammoniak in den Tabellen aufgezeigten Konzentrationen, enthaltenden Stickstoff-Fluidisierungsgas. Die Proben wurden auf die Wirkung des Ammoniumgases auf den Grad der Inhibierung getestet. Beim Vergleich der Ergebnisse mit den in Beispiel 5 bei pH 9,5 erhaltenen ist zu erkennen, dass Ammoniakgas zum Anheben des pH-Werts der Stärke und zum Verhindern von Hydrolyse geeignet ist, aber zum Vermeiden von Hydrolyse und zum Fördern von Inhibierung nicht so geeignet ist wie eine direkte pH-Einstellung der Stärke.
    Wachsmais 0,1% NH3 in N2 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2% Endgültiger pH
    Spitzenwert Spitzenwert + 10'
    Kontrolle 1040 200 81
    Temp. 160°C Zeit min
    0 965 450 53 8,7
    60 625 420 33 8,6
    120 440 325 26 8,9
    180 340 290 15 8,8
    240 300 250 17 8,4
    Wachsmais 1% NH3 in N2 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2% Endgültiger pH
    Spitzenwert Spitzenwert + 10'
    Kontrolle 1040 200 81
    Temp. 160°C Zeit min
    0 1100 460 58 8,9
    60 670 470 30 8,8
    120 505 405 20 8,9
    180 410 345 16 8,9
    210 380 320 16 9,8
    Wachsmais 10% NH3 in N2 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2% Endgültiger pH
    Spitzenwert Spitzenwert + 10'
    Kontrolle 1040 200 81
    Temp. 160°C Zeit min
    0 1020 390 62 9,7
    60 730 410 44 9,6
    120 540 360 33 9,6
    180 415 310 25 10.2
    240 330 270 18 10.4
  • Beispiel 15: Wachsmais:
  • Einstellung des pH-Werts im Flussbett durch Sprühen von Na2CO3
  • Wachsmais-Proben wurden in einen Flussbett-Reaktor eingefüllt und mit einer 25%igen Natriumcarbonat-Lösung besprüht, während das Fluidisierungsgas eingeführt wurde, um den pH-Wert anzuheben. Die Proben wurden dann in weniger als 3 Stunden von Raumtemperatur auf 160°C gebracht und für die in der Tabelle gezeigten Zeiten bei 160°C gehalten.
  • Die Proben wurden auf Inhibierung getestet. Die Daten zeigen, dass diese Technik zum Anheben des pH-Werts der Proben, um die Säurehydrolyse zu verhindern und Inhibierung zu fördern, erfolgreich ist.
    Wachsmais mit Na2CO3 Viskosität in Brabender-Einheiten % Zusammenbruch ±2% Endgültiger pH
    Spitzenwert Spitzenwert + 10'
    Kontrolle 1040 200 81
    Temp. 160°C Zeit min
    0 1000 500 50 9,4
    30 750 530 29 9,2
    60 645 500 22 9,1
    180 465 400 14 9
  • Beispiel 16: Wachsmais: Wirkung des Fluidisierungsgases
  • Die Wirkung des Fluidisierungsgases auf den Inhibierungsgrad wurde bei Wachsmais-Proben bei pH 9,5, fluidisiert mit Stickstoffgas und mit Luft, bestimmt. Die Proben wurden auf Inhibierung getestet und die Daten zeigen, dass eine stärkere Inhibierungsgeschwindigkeit erreicht wird, wenn Luft als Fluidisierungsgas verwendet wird, im Vergleich zu Stickstoff.
    Wachsmaisstärke pH 9,5 Stickstoff Luft
    160°C Zeit (min) Spitzenwert Spitzen-Wert + 10' % Zusammenbruch ±2% Spitzenwert Spitzen-Wert + 10' % Zusammenbruch ±2%
    0 1055 880 16,6 1055 880 16,6
    30 1150 920 20 825 800 3
    60 985 870 11,7 705 700 0,7
    90 875 810 7,4 690 690 0
    120 865 815 5,9 665 660 0,7
    180 820 755 7,9 630 620 1,6
  • Beispiel 17: Wirkung eines hohen Amylosegehaltes
  • Proben mit hohem Amylosegehalt, enthaltend Stärke (Hylon V), wurden bei natürlichem pH-Wert und bei pH 9,5 auf die Wirkung des hohen Amylosegehaltes bezüglich der Inhibierung getestet.
  • Aufgrund der hohen Amylosegehalte war es notwendig, einen druckbeaufschlagten Visco/Amylo/Graph (C. W. Brabender, Hackensack, NJ) zu verwenden, um Brabender-Kurven zu erhalten.
  • Die Proben wurden bei 10% Stärke-Feststoffen aufgeschlämmt, auf 120°C erhitzt und für 30 Minuten gehalten. Die Daten zeigen, dass eine Inhibierung nur mit der Hoch-pH-Probe erhalten wurde.
    Hoher Amylosemais natürlicher pH pH 9,5
    Spitzenwert Spitzen-Wert + 10' % Zusammenbruch ±2% Spitzenwert Spitzen-Wert + 10' % Zusammenbruch ±2%
    Kontrolle 1180 525 55,5 1180 525 55,5
    160°C Zeit (min)
    0 700 235 66
    120 282 25 91 290 225 22
  • Beispiel 18: Wachsmais und Tapioka
  • Säure-konvertiert (nicht erfindungsgemäß):
  • Proben von Wachsmais und Tapiokastärke wurden in 1,5 Teilen Wasser aufgeschlämmt. Die Aufschlämmungen wurden in einem 52°C-Wasserbad, mit Rührung, gestellt, und man ließ für 1 Stunde equilibrieren. Es wurde konzentrierte HCl mit 0,8 Gew.-%, bezogen auf die Proben, zugegeben. Man ließ die Proben für 1 Stunde bei 52°C konvertieren. Der pH-Wert wurde dann mit Natriumcarbonat auf 5,5 eingestellt, dann mit Natriumhydroxid auf pH 8,5. Die Proben wurden durch Filtrierung und Lufttrocknung (etwa 11% Feuchtigkeit) gewonnen. Die Stärken wurden in 50 g-Portionen in ein Aluminiumschiffchen eingefüllt, abgedeckt und bei 140°C für 5,5 Stunden in einen Heißluftofen gestellt. Die Stärken wurden auf Inhibierung getestet und die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen ge zeigt und verdeutlichen, dass konvertierte Stärken durch dieses Verfahren thermisch inhibiert werden können.
    Säure-konvertierte Stärken Wachsmais Tapioka
    Spitzewert Spitzen-Wert + 10' % Zusammenbruch Spitzenwert Spitzen-Wert + 10' % Zusammenbruch
    unmodifiziert 1380 250 81,9 810 225 72,2
    Säurekonvertiert 640 110 82,3 432 115 73,4
    thermisch inhibiert Säure-konvertiert 805 728 9,6 495 350 29,3
  • Beispiel 19: Verwendung von thermisch inhibiertem Wachsmais, natürlicher pH, in Lebensmitteln
  • Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer Barbecue-Soße, die eine thermisch inhibierte Wachsmaisstärke bei ihrem natürlich vorkommenden pH (pH 6), hitzebehandelt bei 160°C für 150 Minuten (T-I-Stärke), enthält. Die Zutaten in Gew.-% sind wie folgt:
    T-I-Stärke 2,5%
    Zucker 3,0
    Salz 0,3
    Paprika 0,2
    Chili-Pulver 0,2
    Zimt 0,2
    gemahlene Nelken 0,2
    Tomatenpueree 47,4
    gehackte Zwiebel 5,3
    Worcestershire-Soße 6,6
    Wasser 26,2
    Essig 7,9
    Gesamt 100,0
  • Die Soße wird auf 85°C erhitzt, 15 Minuten gehalten und über Nacht bei Raumtemperatur gekühlt. Die Soße hat eine glatte, nicht-kohäsive Textur.
  • Erklärung der Verwendbarkeit
  • Die durch dieses Verfahren hergestellten granularen thermisch inhibierten Stärken können in Nahrungsmittelprodukten oder in industriellen Produkten verwendet werden, wo immer chemisch vernetzte Stärken verwendet werden. Der Hauptvorteil dieser Stärken liegt darin, dass sie inhibierte Charakteristika chemisch vernetzter Stärken ohne die Verwendung von chemischen Reagenzien zeigen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass diese thermisch inhibierten Stärken und Mehle durch den thermischen Inhibierungsprozess im wesentlichen sterilisiert werden und bei richtiger Lagerung steril bleiben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei thermischer Inhibierung einer Stärke mit natürlich auftretender Gefrier-Tau-Stabilität, die die thermisch inhibierte Stärke durch dieses Verfahren ihre Gefrier-Tau-Stabilität behält.

Claims (16)

  1. Thermisch inhibierte(s), nicht prägelatinierte(s) granulare(s) Wachs-Stärke oder -Mehl, hergestellt durch (a) Dehydrieren der (des) nicht prägelatinierten granularen Stärke oder Mehls auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1 Gew.-%, um die Stärke im Wesentlichen wasserfrei oder wasserfrei zu machen, und (b) Hitzebehandeln der (des) im Wesentlichen wasserfreien oder wasserfreien Stärke oder Mehls bei einer Temperatur von 100°C oder darüber für einen Zeitraum, der hinreichend ist, die Stärke oder das Mehl zu inhibieren, wobei die Schritte der Dehydrierung und des Hitzebehandelns in einem Flussbett-Reaktor oder Trockner durchgeführt werden.
  2. Wachs-Stärke oder -Mehl nach Anspruch 1, wobei die (das) Wachs-Stärke oder -Mehl vor den Dehydrierungs- und Hitzebehandlungsschritten auf einen neutralen oder alkalischen pH eingestellt wird.
  3. Wachs-Stärke oder -Mehl nach Anspruch 2, wobei der pH 7,5 bis 10,5 beträgt.
  4. Wachs-Stärke oder -Mehl nach Anspruch 3, wobei der pH 8 bis 9,5 beträgt.
  5. Wachs-Stärke oder -Mehl nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, wobei die Dehydrierungs- und Hitzebehandlungsschritte simultan in einem Flussbettreaktor durchgeführt werden.
  6. Wachs-Stärke oder -Mehl nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die (das) Wachs-Stärke oder -Mehl aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus V. O.-Hybrid-Wachsmais, Wachs-Mais, Wachs-Reis, Wachs-Gerste, Wachs-Kartoffel oder Wachs-Sorghum besteht.
  7. Wachs-Stärke oder -Mehl nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei die Wachs-Stärke eine modifzierte Wachs-Stärke ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer umgewandelten Wachs-Stärke, einer derivatisierten Wachs-Stärke und einer chemisch vernetzten Wachs-Stärke besteht.
  8. Verfahren zur Herstellung einer (eines) thermisch inhibierten, nicht prägelatinierten granularen Stärke oder Mehls, das die Schritte umfasst: (a) Dehydrieren der (des) nicht prägelatinierten granularen Stärke oder Mehls auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1 Gew.-% um die Stärke im wesentlichen wasserfrei oder wasserfrei zu machen, und (b) Hitzebehandeln der (des) im Wesentlichen wasserfreien oder wasserfreien Stärke oder Mehls bei einer Temperatur von 100°C oder darüber für einen Zeitraum, der hinreichend ist, die Stärke oder das Mehl zu inhibieren, wobei die Schritte der Dehydrierung und des Hitzebehandelns in einem Flussbett-Reaktor oder Trockner durchgeführt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das darüber hinaus vor den Dehydrierungs- und Hitzebehandlungsschritten den Schritt des Erhöhens des pH der (des) ungelatinierten granularen Stärke oder Mehls auf neutral oder darüber umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der pH 7,5 bis 10,5 beträgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der pH 8 bis 9,5 beträgt.
  12. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9, 10 oder 11, wobei die Dehydrierungs- und Hitzebehandlungsschritte simultan erfolgen.
  13. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9, 10 oder 11, wobei die Stärke oder das Mehl ein(e) Getreide-, Wurzel-, Knollen-, Leguminosen- oder Frucht-Stärke oder -Mehl ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Stärke aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Bananen-, Mais-, Erbsen-, Kartoffel-, Süßkartoffel-, Gersten-, Weizen-, Reis-, Sago-, Amaranth-, Tapioka-, Sorghum-, einer Wachs-Stärke und einer Stärke mit mehr als 40% Amylose besteht.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Wachs-Stärke Wachs-Mais, V. O.-Hybrid-Wachs-Mais, Wachs-Reis, Wachs-Gerste, Wachs-Kartoffel oder Wachs-Sorghum ist.
  16. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9, 10 oder 11, wobei die Stärke eine modifizierte Stärke ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer umgewandelten Stärke, einer derivatisierten Stärke und einer chemisch vernetzten Stärke besteht.
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