预胶凝化淀粉和它们的生产方法技术

本发明专利技术涉及生产具有良好凝胶生成性质的预胶凝化淀粉的方法，其中ａ）制备淀粉与水的悬液，ｂ）将ａ）中所制备的悬液涂敷于辊式干燥机的热辊，ｃ）分离方法步骤ｂ）所得预胶凝化淀粉。按照本发明专利技术，使用具有至少３０重量％直链淀粉含量的马铃薯淀粉。本发明专利技术还包含如此生产的新颖的预胶凝化淀粉和它生产可切片的凝胶、食品（特别是即食型布丁）、饲料、粘合剂和着色剂的用途。本发明专利技术还涉及包含这样一种预胶凝化淀粉的组合物，特别是用于生产即食型布丁的干燥混合物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生产预胶凝化淀粉(pregelatinized starch)的方法和可这种方法得到的预胶凝化淀粉。进一步涉及包含这种预胶凝化淀粉的组合物，特别是用于生产即食型布丁的干燥混合物。本专利技术进一步涉及新颖的预胶凝化淀粉生产食品(特别是即食型布丁(instant pudding))、饲料、粘合剂和着色剂的用途。预胶凝化淀粉是经过物理修饰的淀粉，主要借助湿-热消化作用生产。与天然淀粉相反，它们与冷水生成分散体或糊状物或凝胶，这依赖于所用预胶凝化淀粉的浓度和用于生产预胶凝化淀粉的淀粉类型。由于这些性质，预胶凝化淀粉在食品工业以及很多
都具有一些可能的应用。预胶凝化淀粉也称冷溶胀淀粉，使用它代替天然淀粉在很多情况下具有能够简化和缩短生产方法的优点。原则上有可能借助各种方法生产冷溶胀淀粉(预胶凝化淀粉)，例如利用辊式干燥机进行湿-热处理、利用挤出机进行机械与热处理或者利用振动磨进行单纯机械处理。所有方法都面临这样一个事实，经由尚未详尽知晓的能量转移过程，所生长的淀粉晶粒结构和次晶分子组织被破坏，淀粉转化为无定形物。由于在已知方法的情况下操作变量在质量和数量上不同于彼此，由此得到具有不同性质的产物。工业化的预胶凝化淀粉生产主要利用辊式干燥机进行。一般而言，在这种情况下将大约35％强度的淀粉-水悬液涂敷于辊式干燥机的热辊表面。在辊表面上，淀粉不仅胶凝化，而且脱水。为了赋予淀粉以冷溶胀性质，必须在辊式干燥机加热期间破坏淀粉的晶粒结构或次晶结构(例如在大约100℃下＜1分钟)。这在固体与完全可溶性物质之间达到一种中间状态。另一种可能性是不用淀粉-水悬液，将预煮的淀粉糊涂敷于辊进行干燥。另外还描述过辊式干燥方法的各种变例，其中在添加剂的存在下进行预胶凝化作用，例如盐、酸、脂质等，和/或其中使用经过化学修饰的淀粉作为原料。例如，为了生产即食型甜品(instant desserts)和即食型布丁，需要这样的预胶凝化淀粉，在搅拌加入到冷的液体，例如水或乳中后，在短时间内生成可切片的凝胶，例如在煮沸的布丁的情况下。小麦、马铃薯或玉米淀粉的商业化预胶凝化淀粉不能满足这些要求。为了达到上述性质，在以前商业上可得到的预胶凝化淀粉的情况下，需要向预胶凝化淀粉加入添加剂，例如明胶、藻酸盐、角叉菜聚糖和/或无机盐。因而，本专利技术的目的是提供预胶凝化淀粉，在按某一浓度搅拌加入到冷的液体中后，在较短溶胀期后生成可切片的凝胶。本专利技术的方法达到了这一目的，因为已经惊人地发现，在直链淀粉含量高于常规马铃薯淀粉的马铃薯淀粉和辊式干燥(roller drying)的基础上，能够生产在较短溶胀期后生成可切片的凝胶的预胶凝化淀粉。马铃薯淀粉与谷类淀粉相反，含有具有磷酸酯基团的葡萄糖单元，这赋予它们以特殊的功能性质。谷类淀粉的磷酸成分来自不存在于马铃薯淀粉中的磷脂成分。马铃薯淀粉的多数磷酸酯基团与支链淀粉分子结合，更准确而言主要与葡萄糖单元的C6原子结合，其余主要位于C3位，位于C2位的最少(Schierbaum，F.Starke 21(1969)87；Hizukiri S.et al.Starke 22(1970)338)。从功能方面来看，磷酸酯基团含量主要影响淀粉的糊化行为；糊化温度降低，峰粘度增加，另外减少沸腾样品和糊状物的凝沉(retrogradeation)趋势，提高它们的冻-融稳定性。常规马铃薯淀粉的总磷酸酯(total phosphate)含量依赖于品种(cultivar)和培养条件，一般在10-30μmol磷酸酯/g淀粉的范围内，来源于单磷酸酯基团，因为马铃薯淀粉的脂质含量可忽略不计。另一方面，从经过遗传修饰的马铃薯可以生产总磷酸酯含量在120μmol磷酸酯/g淀粉数量级的马铃薯淀粉。常规马铃薯淀粉的天然直链淀粉含量一般在20-25重量％数量级。为了达到更高的直链淀粉含量，天然淀粉必须受到酶脱支处理，通过使支链淀粉分子脱支生成短链直链淀粉分子。另一方面，从经过遗传修饰的马铃薯可以生产天然(长链)直链淀粉含量大于30重量％直至大于70重量％数量级的马铃薯淀粉。其他淀粉、例如小麦或玉米淀粉，具有更高的天然直链淀粉含量，但是另一方面仅有非常低的(小麦淀粉)或可忽略的(玉米淀粉)磷酸酯基团含量。现已发现，尽管淀粉的高直链淀粉含量有利于从淀粉生产的预胶凝化淀粉的凝胶生成，不过淀粉的糊化温度增加了，因而预胶凝化淀粉的淀粉消化与生成更加困难，但是另一方面淀粉的磷酸酯基团含量抵消这一点。因此，本专利技术教导了使用高含量磷酸酯基团的马铃薯淀粉，而非直链淀粉含量高于来自野生型植物的马铃薯淀粉的马铃薯淀粉。马铃薯淀粉与谷类淀粉相反，不含与直链淀粉生成复合物的脂质，因而将妨碍预胶凝化淀粉的凝胶生成和/或糊状物生成。另外，已经发现，通过喷雾干燥，得到具有高含量所不希望的可溶性碳水化合物的产物，因此按照本专利技术提供了辊式干燥。来自玉米的高直链淀粉含量淀粉在标准条件下不在辊上胶凝化，与此相反，直链淀粉含量高于来自野生型植物的马铃薯淀粉的马铃薯淀粉适合于辊式干燥。US 3 607 394公开了预胶凝化淀粉的生产，该方法热处理含有至少50％支链淀粉的淀粉水悬液，然后辊式干燥或喷雾干燥。所得预胶凝化淀粉据说生成平滑的糊状物，并且具有最小的放置后粘度增加的趋势。另外，还提到高直链淀粉含量淀粉在US 3 607 394的情况下表示含有60％或以上直链淀粉的那些淀粉，得到用水再生后生成不具有所需纹理的凝胶的产物。关于所使用的淀粉的类型，没有关键的差别。喷雾干燥也是被推荐的，这引起可溶性碳水化合物的含量高得不可取。EP 480 433 A2公开了含有可溶性高直链淀粉含量淀粉的食品，该淀粉选自i)喷雾干燥的非颗粒状淀粉，ii)喷雾干燥的胶凝化淀粉，和iii)酶脱支的胶凝化淀粉，含有至少40％短链直链淀粉。这些食品据说因强凝胶的生成而突出。玉米淀粉和豌豆淀粉是唯一所提到的淀粉类型，并且需要特殊的淀粉消化作用(喷射煎煮)。其中详细提到已知的高直链淀粉含量淀粉需要比其他淀粉更高的煎煮温度。辊式干燥据称是不适合的，除非淀粉具有酶脱支的可溶性高直链淀粉含量。与此相反，本专利技术使用具有高含量天然长链直链淀粉的马铃薯淀粉。短链直链淀粉被视为最大链长DPmax＜100，长链直链淀粉被视为最大链长DPmax＝150至10000。本专利技术因此涉及生产具有良好凝胶生成性质的预胶凝化淀粉的方法，其中a)制备淀粉与水的悬液，b)将a)中所制备的悬液涂敷于辊式干燥机的热辊，c)分离方法步骤b)所得预胶凝化淀粉，其中根据本专利技术的方法包含使用具有至少30重量％直链淀粉含量的马铃薯淀粉。术语“预胶凝化淀粉”在本专利技术背景中被视为经过物理修饰的淀粉，与天然淀粉相反，它与冷水或冷乳生成分散体、糊状物或凝胶，这依赖于所用预胶凝化淀粉的浓度。术语“热辊”在本专利技术背景中被视为辊式干燥机的辊，它的温度为至少100℃，优选在120℃与200℃之间，特别在140℃与180℃之间，特别优选在150℃与170℃之间。用于生产预胶凝化淀粉的辊式干燥机是本领域技术人员已知的，例如已经描述于StarchChemistry and Technology，Vol.II，Academic Press，NewYork，San Franc本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产具有良好凝胶生成性质的预胶凝化淀粉的方法，其中ａ）制备淀粉与水的悬液，ｂ）将ａ）中所制备的悬液施加到辊式干燥机的热辊，ｃ）分离方法步骤ｂ）所得预胶凝化淀粉，该方法包含使用具有至少３０重量％直链淀粉含量的马 铃薯淀粉。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道夫克林勒，卡尔乔治布希，
申请(专利权)人：拜尔作物科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]