(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の段階：
ａ．澱粉の水性分散液を澱粉を完全に溶解させて澱粉水溶液を生成する条件下で加熱処理し、
ｂ．澱粉水溶液中に完全に溶解した澱粉を非−逆行状態に保ちながら、澱粉水溶液全体に均一に分散された脂質の小滴を含むエマルションを生成するのに十分な撹拌条件下で澱粉水溶液を脂質と一緒にし、そして
ｃ．エマルション全体にわたる脂質の分布を安定化させる条件下でエマルションを回収すること
を含む、連続的澱粉相全体にわたり均一で且つ安定な脂質の分布により特徴づけられる組成物の製造方法。
【請求項２】
該脂質が澱粉と共に加熱処理されるかまたはエマルションを生成するための加熱処理器から出た後の澱粉と一緒にされ、そして段階（ｃ）における回収が大気条件下でのエマルションの冷却段階および冷却されたエマルションの乾燥段階を含む、請求の範囲第１項の方法。
【請求項３】
乾燥方法がドラム−乾燥である、請求の範囲第２項の方法。
【請求項４】
エマルションを冷却中または後に低剪断条件下で撹拌する、請求の範囲第２項の方法。
【請求項５】
加熱処理方法が過剰水蒸気噴射加熱処理である、請求の範囲第１項の方法。
【請求項６】
完全に溶解した澱粉を非−逆行状態で乾燥しそして脂質と一緒にする前に水中に再分散させる、請求の範囲第１項の方法。
【請求項７】
段階（ｂ）の一緒にする工程を段階（ｃ）から回収された加えられた生成物の存在下で行う、請求の範囲第１項の方法。
【請求項８】
該加えられた生成物が水性エマルションの形状であるかまたは乾燥状態である、請求の範囲第７項の方法。
【請求項９】
該脂質が植物油、精油、動物脂肪、および鉱油よりなる群から選択される、請求の範囲第１項の方法。
【請求項１０】
該澱粉がトウモロコシ澱粉、小麦澱粉、米澱粉、ポテト澱粉、およびタピオカ澱粉よりなる群から選択される、請求の範囲第１項の方法。
【請求項１１】
外部乳化剤の不存在下で連続的澱粉相中に安定に且つ均一に分布された脂質の小滴を含み、該澱粉相中の澱粉粒子は完全に粉砕され、該澱粉は完全に溶解され、該脂質の小滴の９５％が１０μｍ以下の寸法である、請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかの方法により得ることが可能な組成物。
【請求項１２】
前記脂質が、一緒にされた澱粉−油組成物の乾燥重量の５〜９０％の量で存在する、請求の範囲第１１項の組成物。
【請求項１３】
該組成物が水性エマルションであるかまたは乾燥固体である、請求の範囲第１１項の組成物。
【請求項１４】
該脂質が植物油、精油、動物脂肪、および鉱油よりなる群から選択される、請求の範囲第１１項の組成物。
【請求項１５】
該澱粉がトウモロコシ澱粉、小麦澱粉、米澱粉、ポテト澱粉、およびタピオカ澱粉よりなる群から選択される、請求の範囲第１１項の組成物。
【請求項１６】
脂質が澱粉の乾燥重量の５−６５重量％の請求の範囲第１１項の組成物。
【請求項１７】
調合物が食品、健康管理製品、農業製品および工業製品よりなる群から選択される、請求の範囲第１１項の組成物を含む調合物。
【請求項１８】
調合物が食品でありそして請求の範囲第１１項の組成物が該食品上のコーテイングとして存在する、請求の範囲第１７項の調合物。
【請求項１９】
食品が堅果、豆類、穀類、好適にはポップコーン、果実および野菜よりなる群から選択される、請求の範囲第１８項の調合物。
【請求項２０】
調合物が食品でありそして食品中に通常存在する脂質成分が請求の範囲第１１項の組成物で完全にまたは部分的に代替されている、請求の範囲第１７項の調合物。
【請求項２１】
調合物が食品でありそして食品がサワークリーム、ヨーグルト、アイスクリーム、チーズ、チーズスプレッド、ケーキミックス、クッキーダフミックス、サラダドレッシング、肉、マーガリン、粉末状ショートニング、インスタントグレービー、および菓子よりなる群から選択される、請求の範囲第１７項記載の調合物。
【請求項２２】
調合物が健康管理製品でありそして請求の範囲第１１項の組成物が健康管理製品中の活性成分用の担体または賦形剤であり、そして製品がハンドローション、ハンドクリーム、ボディローション、ボディックリーム、浴用油、シャンプー、ヘアーコンディショナー、サンタンローション、口紅、アイシャドウ、散布剤、フットパウダー、油剤、ビタミン、抗生物質および抗真菌剤よりなる群から選択される、請求の範囲第１７項の調合物。
【請求項２３】
調合物が工業製品でありそして請求の範囲第１１項の組成物が増粘剤であり、そして製品が塗料、インキ、研磨剤、塗料除去剤、潤滑剤、トナー、および循環泥水よりなる群から選択される、請求の範囲第１７項の調合物。
【請求項２４】
下記の段階：
ａ．澱粉および脂質の水性分散液を澱粉を完全に溶解させて非逆行状態で澱粉水溶液を生成する条件下および澱粉水溶液全体に均一に分散された該脂質の小滴を含むエマルションを生成するのに十分な撹拌条件下で一緒に加熱処理し、そして
ｂ．生じたエマルションを澱粉相中の脂質の分布を安定化させる条件下で回収すること
を含む、連続的澱粉相全体にわたり均一で且つ安定な脂質の分布により特徴づけられる組成物の製造方法。
【請求項２５】
乾燥方法がドラム−乾燥である、請求の範囲第２４項の方法。
【請求項２６】
エマルションを冷却中または後に低剪断条件下で撹拌する、請求の範囲第２４項の方法。
【請求項２７】
該脂質が植物油、精油、動物脂肪、および鉱油よりなる群から選択される、請求の範囲第２４項の方法。
【請求項２８】
該澱粉がトウモロコシ澱粉、小麦澱粉、米澱粉、ポテト澱粉、およびタピオカ澱粉よりなる群から選択される、請求の範囲第２４項の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の分野
水性澱粉分散液は食品製品中で多くの実用的用途を有する。濃化剤としてのそれらの使用の他に、ある種の澱粉誘導体、特に一般的にはマルトデキストリンと称される部分的に加水分解された澱粉はそれらのレオロジー性質および口当りが脂質および油のものと似ているため脂肪代替品としての用途が見いだされている。健康を意識する消費者による低脂肪および無脂肪食品に関する嗜好は最近の数年間でこれらの澱粉をベースとした脂肪減少剤に対する市場を劇的に増加させた。
本発明は連続的な水相および分散された脂質または油を有する食用の澱粉をベースとした組成物並びに簡単で且つ連続的なそれらの製造方法に関する。分散された油相は安定でありそして長期間の放置で分離しない。水相および油相の分離に関するこれらの組成物の安定性はそれらの製造用に使用される独特な加熱処理工程によるものでありそして乳化剤また分散剤を必要としない。これらの組成物は独特な性質を有するため、濃化剤、懸濁剤、コーテイング物質として、そして特に食品製品中での脂肪代替品としての使用に適する。さらに、本発明に従い製造される生成物を乾燥しそして次に再水和して未乾燥分散液と実質的に同じ性質を有する組成物を与える。
先行技術の記述
澱粉は１，４−α−Ｄ−グルコピラノシル繰り返し単位（アンヒドログルコース単位、またはＡＧＵ）からなる高分子量重合体であり、そして典型的には直鎖および分枝鎖状の成分の混合物である。直鎖成分であるアミロースは数十万の分子量を有するが、分枝鎖状アミロペクチンの分子量は数百万の桁である。通常のトウモロコシ澱粉は約２５％のアミロースを含有するが、０％（ワックス状トウモロコシ澱粉）−約７０％（高−アミローストウモロコシ澱粉）の範囲にあるトウモロコシ澱粉の変種が市販されており入手できる。
澱粉は生きている植物中で、植物源によるが、直径が約５−４０ミクロンの範囲の分離した粒子の形状で生ずる。植物からその天然状態で単離された澱粉は多糖高分子間の強い水素結合のために室温においては水中に不溶性であることが知られている。澱粉粒子内の結晶部分も水溶解度を抑制する。粒状澱粉の水懸濁液を加熱する時には、顆粒が最初はゆっくり且つ可逆的に水を制限された膨潤度で吸収する。次に、典型的には約７０℃である一定温度において顆粒は急速に且つ非可逆的に膨潤し、そして顆粒内の結晶部分が失われる。これが起きる温度は一般的にはゲル化温度と称される。
ゲル化温度近くで、測定可能な百分率の澱粉、特にアミロース成分は可溶性となりそして顆粒マトリックスから出てそして周囲にある水の中に拡散する。温度が約７０℃以上に高まるにつれて、比較的たくさんの割合の澱粉が可溶性となり、そして約９０−１００℃の温度において澱粉の水中粘着性分散液が得られるまで顆粒は高度に膨潤しそして部分的に粉砕される。しかしながら、この溶解度の出現にもかかわらず、澱粉は部分的にのみ水溶性でありそして澱粉溶液から例えば遠心により容易に分離可能な高度に膨潤した顆粒および顆粒断片状で排出する。実際には、トウモロコシ澱粉を水中で９５℃に加熱する時には、澱粉の約２５％だけが事実上溶解し、残りは膨潤した顆粒および顆粒断片状で存在する。
残存する顆粒および顆粒断片を含まない澱粉の水中の真の溶液は従来の加熱処理技術を用いて製造することが難しいが、澱粉−水スラリーを連続的水蒸気噴射加熱処理器中に通すことにより容易に製造することができる。噴射加熱処理は例えば製紙工業の如き非食品用途のための澱粉溶液を製造するために数十年にわたり商業的に使用されてきた。この方法は水性澱粉スラリーをオリフィス中にポンプで送り、そこでそれが高圧の噴射流と接触する。アミロース成分を優先的に溶解させる従来の加熱処理とは異なり、水蒸気噴射加熱処理はアミロペクチン並びにアミロースを溶解させる。最終的分散液中で望まれる濃度より幾らか高い澱粉濃度を使用して液化した水蒸気の加熱処理された分散液を希釈する。乾燥された噴射加熱処理された澱粉溶液はしばしば水中に再分散させるのが難しくそして一般的には食品用途に必要な滑らかな軟度を有する塊のないペーストを生成しない。
商業的に使用される基本的には２つのタイプの水蒸気噴射加熱処理器があり、そしてこれらはR.E.Klein and D.A.Brogly,Pulp & Paper,Vol.55,p.98-103,May 1981による論文に論じられている。これらの中で最初のものは熱噴射加熱処理と称する方法を提供する。この方法では、水性澱粉スラリーに加えられる水蒸気の量を注意深く調節して加熱処理工程中に完全な水蒸気の液化を得る。過剰の水蒸気は使用しない。これらの中の第二は過剰−水蒸気噴射加熱処理と称する方法を提供する。過剰水蒸気噴射加熱処理では、加熱処理器の加熱区域に入る水蒸気は希望する加熱処理温度に達するのに必要な量を越える。加熱区域中のこの過剰の水蒸気の通過により引き起こされる撹拌が従って澱粉の機械的剪断を促進させそして多糖分子、特に最高の分子量を有するものを破壊するために作用する。これは全体的なそして完全な多糖溶解度だけでなく、熱噴射加熱処理法または従来のバッチ加熱処理法と比べて明らかに低い澱粉の濃度ももたらす。
標準的な加熱処理工程により得られる澱粉ペーストに固有な性質はそれらが長期間の放置でしっかりした堅いゲルを生成する傾向である。澱粉ペーストがゲル化する傾向は顆粒中のアミロース：アミロペクチン比に伴い増加する。ゲル生成すなわち逆行が水素結合による澱粉分子の凝集により引き起こされることは一般的に認められている。アミロースは分枝鎖がほとんどまたは全くない直鎖状重合体であるため、逆行および凝集はアミロペクチンを用いる時よりアミロースを用いる時の方が容易に起きる。しかしながら、冷蔵下では、アミロペクチンも経時的に凝集しそして澱粉のゲル生成性質に寄与するであろう。
食品中で使用される脂質または油の水性分散液またはエマルションは一般的は油種の中の水であり、すなわち脂質または油は連続相であるが、水相は油中に均一に分散された顕微鏡的な水性小滴からなっている。これらの組成物は通常は食品スプレッドとしての使用のために製造されそして乾燥したりその後に再水和することはできない。これらの組成物を製造するために使用される一般的な方法は、最初に油の水相中分散液を製造しそして次に激しい撹拌により相逆転を起こすことである。これらの水の相中エマルションの製造に関する多くの技術は先行技術において、例えば米国特許第４，５３６，４０８号、第４，８４９，２４３号、第４，８８２，１８７号、、第４，８８３，６８１号、第４，９１７，９１５号、および第５，１９４，２８５号に教示されている。油が連続相でありそして水が分散された相であるこの一般的なタイプの組成物は本発明の範囲外であると考えられる。
P.C.Trubiano,in”Modified Starches:Properties and Uses,”CRC Press,Boca Raton,FL,1986,p.131により、そしてO.B.Wurzburg,in Cereal Foods World,Vol.31,1986,p.897により教示されているように、疎水性の置換された琥珀酸エステル類の澱粉モノエステル類が油および水のエマルションを安定化させるために使用されてきた。これらの澱粉誘導体は澱粉のヒドロキシル置換基を琥珀酸アルキル、アルケニル、アラルキルまたはアラルケニル無水物との反応によりエステル化することにより製造される。これらの低粘度誘導体の高固体分散液を噴霧乾燥して４０−５０％までのカプセル化した油を含有する粉末を製造することができる。誘導化されなかった澱粉は油−水エマルションとして機能しないことは一般的に認識されている。これに関しては、上記のTrubianoは１３９頁でサラダドレッシングで「未処理の澱粉で製造されたが同じ粘度を有するエマルションは非常に大きい油小滴を示し、それは経時的に融合しそして分離するかもしれない」と述べている。
Kimball et al.（米国特許第２，４７１，４３４）は粉末または澱粉を水と混合し、混合物を加熱沸騰させることにより澱粉をゲル化し、食品脂肪の中に混入し、そして最後に混合物を噴霧乾燥することによる乾燥ゲル化粉末のまたは澱粉のカプセル化層内に包まれた脂肪を生成することによる乾燥粉末ショートニングの製造を記載している。
米国特許第３，７６９，０３８号では、Mitchell et al.は外側の乾燥形状で９２％までの脂肪を含有できる脂肪スポンジ、すなわち澱粉化合物を含有する脂肪の製造を記載している。このタイプの組成物は、予備ゲル化された澱粉および脂肪を水に加え、配合して澱粉、水、および脂肪の分散液を生成し、そして次に生成物を凍結乾燥することにより、製造される。この特許は澱粉−脂肪混合物を一緒に加熱処理しないが最初の脂肪と配合する前に澱粉を水中でゲル化することが好ましいと教示していることは意義がある。さらに、脂肪は澱粉マトリックス内に微細小滴の形状で乳化されないが、機械的手段によりスポンジを絞ることができる。
Bracco（米国特許第４，０８８，７９２号）は食用クリームの製造方法を記載しており、そこでは１０−３５重量％の澱粉、少なくとも５重量％の蛋白質および少なくとも５重量％の脂肪（それの少なくとも１％は乳化性脂肪からなる）が７０−９０℃のそして好適には１２０℃を越えない温度において均質化する。蛋白質および乳化性脂肪、例えばモノグリセリド類およびレシチン類の存在が必須であり、それはこれらの有利な乳化効果なしでは澱粉だけで脂肪成分を乳化状態に保てないことを示唆している。
米国特許第４，１５９，９８２では、Hermanssonは澱粉を蛋白質、特にカゼインまたはカゼイネートと結合させて錯体を生成することにより製造された改質澱粉生成物を記載している。澱粉を蛋白質の水性分散液と共に澱粉のゲル化温度を越えた温度に加熱することにより錯体が製造される。生じた改質澱粉は未改質澱粉の粘着性のガム状性質を有しておらずそして乳化安定剤としても機能する。組成物中の蛋白質の存在が脂質の乳化安定化にとって必須であり、それは澱粉だけではこの能力において機能しないことを示唆している。
非流動性マーガリンの性質を有する低脂肪を含有する油の水中エマルションの製造はMiller et al.により米国特許第４，２３８，５２０号に記載されている。これらの組成物は好適には、エマルションの合計重量を基にして、約２０−２８％の脂肪を含有する。先行技術に記載されている多くのマーガリンとは異なり、脂肪は不連続相である。脂肪の他に、これらの組成物の重要な成分は、１）油溶性または油分散性の脂質乳化剤、および２）水溶性または水分散性の濃化剤、例えば澱粉、ガム、またはセルロース誘導体である。エマルションは成分を水中に高められた温度で均質化しそして次に冷却することにより、エマルションは製造される。
Bosco et al.（米国特許第４，４６８，４０８）は低脂肪液体スプレッドとして有用な安定なバター香料入りの油の水中エマルションを記載している。Bosco et al.の組成物はスプレッドの重量を基にして４０％より少ない脂肪を含有する分散された相を含み、そして連続的な水相は親油性および疎水性乳化剤からなる乳化剤系を０．１−４％含有する。組成物の成分を水中に混入し、均質化しそして冷却して最終的組成物を生成する。
米国特許第４，６１５，８９２号では、Morehause et al.は油の水中エマルションから製造された乾燥組成物を記載している。これらの組成物は消費者が水で再構成するとバター状スプレッドを生成できる。低いデキストロース当量（Ｄ．Ｅ．）の澱粉加水分解物（２５より小さいそして好適には約５−１０のＤ．Ｅ．）を利用して油または脂肪の実質的な部分を代替することにより、油の水中エマルションが最初に製造された。必要な油の水中エマルションの生成を促進させるために使用される澱粉加水分解物（マルトデキソトリン類）は水中に高度に可溶性でありそして堅いゲルを生成する傾向は少ししか示さない。相逆転を防止するように選択された条件下でエマルションを撹拌する。乾燥すると、マルトデキソトリンが脂肪小滴用の保護フィルムを与える。
Reimer（米国特許第５，０８０，９２１号）は、蛋白質−脂質凝集体の形状の分散された相並びに凝集されていない蛋白質、炭水化物、および乳化剤を含有する連続的な水相を含む低カロリー脂肪代替品を教示している。調合物の成分を水中に混入しそして次に熱を適用して蛋白質を部分的に変性させることにより、混合物が製造された。
Fung（米国特許第５，０８２，６８４号）は、油または脂肪を例えば天然ゴムの如きゲル−生成組成物の添加により非−流動性にされる水相と一緒にすることにより製造される低カロリー脂肪代替品を記載している。例えば可溶性炭水化物の如き水−結合性組成物を加えてもよい。ここに記載された本発明の組成物とは異なり、乳化剤はこれらの先行技術組成物の必須成分である。米国特許第５，１５８，７９８号で、Fungetalは上記のFung文献の組成物に加えられる炭水化物脂肪延展剤を教示しており、そして脂肪の一部が不完全消化性脂肪模擬品で代替される。
Rubens（米国特許第５，１４９，７９９号）は噴霧乾燥され予備ゲル化された澱粉を製造するための装置および方法を記載しており、そこでは生成する澱粉は従来の噴霧乾燥およびドラム乾燥方法により製造された澱粉より多い完全な未破壊の顆粒を含有する。例えば乳化剤、香料、着色剤、または脂肪の如き他の成分を乾燥前に多分少量で澱粉スラリーに加えることは述べられているが、この特許は例えば水蒸気噴射−加熱処理中に遭遇するような澱粉顆粒の粉砕および溶解度が食品用途には良くない生成物を生成することを教示している。
Doane et al.（米国特許第４，９１１，９５２号）は例えば農業化学物質および食品成分の如き種々の試剤を澱粉マトリックス中にカプセル化する方法を記述している。澱粉を噴射加熱処理した後に、植物油を含む数種の添加剤のいずれかを加熱処理された分散液の中に例えばシグマブレードミキサー中の如きゆっくりした混合により配合してもよい。
米国特許第５，１３１，９５３号（ヨーロッパ特許出願ＥＰ３６６，８９８と同じ）で、Kasica et al.は熱噴射加熱処理を利用する方法による予備ゲル化された澱粉の製造を教示している。この方法は、固有粘度により測定して、天然の加熱処理されていない澱粉より実質的に小さくない分子量を有する予備ゲル化された澱粉の製造を教示している。過熱された澱粉溶液が噴霧乾燥前に大気に排出されないかまたは冷却されないという事実と一緒になった別の第二の乾燥時間が澱粉分子の会合（すなわち逆行）を最少にしそして水中に容易に溶解または分散する澱粉を生成する。澱粉がかなりの量のアミロース（例えば７０％アミロース）を含有する時には、予備ゲル化された澱粉の水性分散液はドラム乾燥が使用される時に観察されるものより高いゲル強度を示し、それは最大の水溶解度または分散度を有する予備ゲル化された澱粉が求められるならドラム乾燥を避けるべきであることを示唆している。
発明の要旨
我々の発明は、乳化剤または懸濁剤の不存在下で澱粉を完全に溶解させる条件下で水の存在下で澱粉をゲル化しそして次に澱粉が逆行する機会を有する前に油をこの澱粉−水溶液の中に高撹拌条件下で密に混入することにより澱粉相全体に均一に分布された油の顕微鏡的小滴からなる安定なそして分離不能な組成物を製造できるという発見に基づいている。生じたエマルションは下記の性質により特徴づけられる：（１）それらは安定でありそして長期間の放置でもそれらの油および水成分への相分離を行わなず、（２）長期間の放置でそれらは熱の適用により注入可能な流体へ容易に逆転できる軟質ゲルを生成し、（３）それらは例えばドラム乾燥器の使用により乾燥できて触ると油状でない固体組成物を生成し、そして（４）乾燥組成物は急速に水和しそして容易に水中に再分散して未乾燥水性組成物と同様な性質を有する滑らかで、安定で、且つ塊のない分散液を生成する。
本発明の澱粉−水−油組成物の滑らかさおよび潤滑性のため、それらは例えば濃化剤、懸濁剤および脂肪代替品の如き食品中での使用に適する。また、これらの組成物中の油成分の存在によりそれらは乳化剤および分散剤として機能しそしてそれらを種々の水−非混和性物質、例えば他の脂質、揮発油および精油および食品香味物質、酸化防止剤、薬剤、農業用化学物質などの添加に対して許容可能にさせる。油成分が多種の種子上で見られる乾燥組成物とワックス状コーテイングとの間にかなりの水準の相容性を与えるため、組成物は種子コーテイングとしても有用である。
この発明により、本発明の目的は澱粉−油組成物の少なくとも６５％までの水準で全体に均一に且つ安定に分散された油を有する新規な種類の澱粉をベースとした組成物を提供することである。乾燥状態で、これらの組成物は本質的には触ると非油性であり、特に約２９重量％より少ない澱粉および油の組み合わせが充填されているものはそうである。水性分散液では、本発明の組成物は非グリース性であるが滑り性であるようなきめを有する。
本発明の他の目的は当該澱粉／油組成物の有効で且つ容易な製造方法を提供することである。
本発明の他の目的および利点は以下の論議から容易に明らかになるであろう。
図面の記述
図１は１００部の澱粉当たり２０部の油を含有する組成物から製造されたフィルムのエタノールで抽出された破砕表面を示す。図１Ａは澱粉および油が一緒に噴射加熱処理された実施例１の生成物を示す。図１Ｂは澱粉が別個に噴射加熱処理されそして次に油と混合された実施例２の生成物を示す。
図２は実施例３０に記載されている通りにして１００部の澱粉当たり約４０部の油を含有する組成物から製造されたフィルムのヘキサンで抽出された破砕表面を示す。図２Ａは標準的な過剰水蒸気噴射加熱処理により製造された生成物を示し、そして図２Ｂは実施例３０に記載された添加−逆行工程により製造された生成物を示す。
発明の詳細な記述
本発明の組成物は例えばトウモロコシ、小麦および米の如き穀粒からまたは例えばポテトおよびタピオカの如き根作物から得られる未改質澱粉から好適に製造される。入手できるいずれの澱粉種もこれらの組成物の製造用に適するが、当技術の専門家は枝分かれおよび分子量における差が多くの既知の種類の澱粉間の物理的性質における差を生ずることを認識するであろう。これはまた当該最終組成物の性質における差を生ずる可能性がある。未改質澱粉は化学的処理により変えられていないかまたは酸もしくは酵素との反応により分子量が減じられていないものである。未改質澱粉は改質澱粉より価格が安く、そしてそれらは毒性の恐れのある化学物質で処理されていないため食品中でのそれらの使用の制限が少ない。しかしながら、未改質澱粉では得られないようなある種の性質が望まれるなら、本発明の組成物を製造するために改質澱粉を使用してもよい。アミロースおよびアミロペクチン成分を種々の割合で有する特別な植物種からの澱粉、例えば本質的に０％のアミロース含有量を有するワックス状トウモロコシ澱粉、および濃い澱粉種の特徴である２５％以上のアミロース含有量を有するトウモロコシ澱粉、を使用してもよい。本発明の最も好適な態様では、澱粉のアミロース含有量は３５％より少ない。澱粉が本発明の製造において好適に使用されるが、穀類粉末を使用することもできる。穀類粉末は、トウモロコシ、小麦、カラスムギまたは他の穀粒の粉砕により得られそして本質的には粒の胚乳部分の澱粉および蛋白質成分からなる微細に粉砕されたひきわりである。
脂質（または脂肪）は、生きている細胞中で見られそして非極性炭化水素部分または極性官能基を有する炭化水素部分だけからなる物質を称する包括的な語である（Encyclopedia of Chemistry,3rd Edition,C.A.Hampel and G.G.Hawley,eds.,1973,p.632を参照のこと）。多くの脂質は水中に不溶性でありそして例えばエーテルおよびクロロホルムの如き脂肪溶媒中に可溶性である。脂肪が脂質族の主要部分を構成する。脂肪は脂肪酸のグリセロールエステルであり、それらは主にパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸およびリノール酸であるが、多くの他の脂肪酸も天然にある。多くの脂肪はグリセロールのトリエステルとして存在している。
Hackh's Cemical Dictionary,4th Edition,G.Grant,ed.,1969,p.470は油を、水と非混和性であり一般的に可燃性でありそしてエーテル中に可溶性である液体であると定義している。油は３つの範疇：（１）植物および動物有機体の脂肪物質、（２）揮発油または精油、すなわち植物有機体の無臭成分、並びに（３）鉱油、燃料油および潤滑剤、すなわち石油およびその生成物から誘導される炭化水素に分類される。
いずれの脂質も本発明の組成物の製造に適するが、好ましいものは流体および食用植物油、例えば大豆油、カノーラ油およびオリーブ油並びに半固体の水素化された植物油、例えば商標”Crisco”として一般的に販売されている物質、動物源の脂肪、例えばバター、ラードおよびタロウ、並びに一般的にパラフィン油と称される精製油および無毒の鉱油である。以下の開示は主として加えられる脂質としての油の添加に関して本発明を記載するが、「油」という語はしばしばここでは「脂質」および「脂肪」と互換的に使用されていること並びに他の脂質（すなわち脂肪および炭化水素）でそれらを代替できることは理解されよう。乳化性脂肪がここで使用される「脂質」および「脂肪」という語の範囲内に入ると意図することは当技術の専門家には自明であるが、本発明の方法は本発明の高度に分散された澱粉／油生成物を生成するためにこれらの物質の固有な乳化性を必要としない。
揮発油または精油は組成物中に保有されるよりむしろ製造工程中に揮発性蒸気として逃げる傾向があるため、それらの使用はそれらの揮発性によってのみ制限される。揮発による損失を避けるために、組成物の乾燥が十分低い温度で行われる限り、そのような揮発油または精油および香料は本発明の組成物に「追加の油」として加熱処理工程後であるが乾燥前に加えることができる。本発明に従い製造される澱粉、非揮発性油および水の組成物は揮発油または精油および香料をそれらがそのような方法で加えられる時にはそれらを容易に吸収する。さらに、加えられた試剤は実質的に乾燥した澱粉マトリックス内に長期間の時間にわたり貯蔵されたままでありそして蒸発による損失に関して安定である。澱粉マトリックスが引き裂かれたりまたは破られたりする時には、加えられた試剤は直ちに放出される。
本発明の組成物は、澱粉および油から、１００部の澱粉当たり約５部の油対約９００部の油の範囲の重量による量で（乾燥重量基準で約５−９０％の一緒にされた澱粉−油組成物）製造される。１００部の澱粉当たり５部より少ない油も使用できることは明らかであるが、多くの用途にはそのような少量の油の存在が澱粉−含有組成物の性質における処理に伴う価格を正当化するのに十分な改良をもたらすかどうかは疑問である。最終的な複合組成物の油含有量に関する上限は、油が回収された生成物から分離し始める点により決められる。外側の油状特性を有する乾燥組成物は小さい粒子寸法に破砕または粉砕することが難しいため、該組成物は多くの用途には向かないであろう。さらに、外側が油状特性を有する組成物はケーキ化しそして流動抵抗性となる傾向もある。本発明の１つの態様では、約９０％（澱粉および油の合計重量を基にして）の油水準が得られるが、多くの用途のためには油の上限は１００重量部の澱粉当たり６５部の油（４０％）を越えてはならない。好適な組成物は１００重量部の澱粉当たり約２０部−４０部の油（１７−２９％）からなる。
本発明の組成物を製造するための一般的なそして多分最も簡便な方法は、最初に混合物の成分を一緒に室温または室温近くにおいて急速撹拌することにより澱粉、油および水の配合物を製造することである。スタラーを停止した時には、これらの混合物はほとんど直ちに実質的に油からなる上部相並びに実質的に澱粉および水からなる下部相に分離する傾向がある。従って、そのような分離を最少にするためには分散液を加熱処理器中に迅速に供給することが望ましい。
分散液のｐＨは典型的には５−７の範囲であり、そして酸または塩基、典型的には塩酸または水酸化ナトリウム、の添加により希望する範囲に任意に調節することができる。水中の澱粉濃度は典型的には約１０−１５重量％であるが、約３５重量％程度の高い濃度も使用できる。澱粉の水中濃度の上限は澱粉、油および水の加熱処理された分散液の高い粘度によってのみ決められる。約１０−１５％より低い澱粉濃度も使用できるが、比較的低い固体分水準では、生成物の回収中に大量の水を除去しなければならないため、乾燥工程に伴う費用が増加するであろう。
加熱処理は好適には過剰−水蒸気噴射加熱処理器［R.E.Klem and D.A.Brogly,Pulp & Paper,Vol.55,pages 98-103（May 1981）を参照のこと］を用いて澱粉粒子の完全な粉砕並びに澱粉のアミロースおよびアミロペクチン成分の両者の水中への完全な溶解を得るのに必要な条件下で行われる。本発明の生成物の独特な物理的性質は澱粉が加熱処理操作により完全に水溶性にされるだけでなくそれが過剰水蒸気噴射加熱処理工程にかけられる時の澱粉の部分的な分子破壊や澱粉、油および水の分散液が遭遇する強い混合および撹拌にもよるとを我々は信じている。加熱処理のために使用される高められた温度および圧力と組み合わされたこれらの撹拌および高剪断加熱処理条件が、油を澱粉水溶液中に乳化させるだけでなく長期間の放置後にも相分離しない澱粉、油および水のエマルションも与える独特な処理系を構成する。本発明の概念における「エマルション」という語は澱粉または澱粉−水マトリックス中に均質に保たれた油のミクロン寸法の小滴を称する。不連続相である油の大部分が連続的な水性澱粉相全体に実質的に均一に分散されているこの性質が安定なエマルションが外部乳化剤の添加なしに得られることは驚異的である。「実質的に均一に分散されている」という語は油の澱粉中分散液またはエマルションが均質であることを意味するものである。例えば、２、３ミリグラム規模の無作為の製造サンプルはその寸法の他のサンプルと大体同じ割合の油対澱粉を含有するであろう。「外部乳化剤」という語はここではそれ自身は主要成分ではない試薬を称するために使用され、そのような外部乳化剤は油の水性澱粉系中への乳化を促進させる意図がある。本発明の生成物は、相対的に大きな油滴が澱粉の保護層内に含まれている「カプセル化された」油とは区別される。
開示された方法が混合物の澱粉および油成分の間である種の複合を引き起こし、それが噴射加熱処理されたエマルションの観察された安定性に寄与すると我々は信じている。そのような複合は例えば熱噴射加熱処理で典型的に遭遇するような比較的穏やかな加熱処理条件下で可能である。本発明の組成物を澱粉をデキストランで置換したもの（実施例３９を参照のこと）と比較する時に、複合の証拠が明白である。デキストランは澱粉と同様なグルコース単位からなる多糖であるが、デキストランのグルコース単位はα−（１→６）結合されているため疎水性物質との螺旋抱合錯体を生成できない。本発明のものと同様な生成物をデキストランから製造する時には、それらは油の顕著な分離により特徴づけられる。温度が１００℃以下に低下する時の噴射加熱処理された澱粉溶液の粘着性もミクロン寸法の油小滴を均一な分散液の形状に保つのを助けそして本発明の組成物が例えば食品中で実用化される時にそれらの凝集を抑制するであろう。
噴射加熱処理条件は専門家により特定の澱粉種および特定の使用する油に応じて変えることができるが、これらの組成物に関する好適な加熱処理条件は約１３０−１５０℃の範囲、約２０−５０ｐｓｉｇの加熱処理器内の水蒸気圧力および毎分約０．７５−２．０リットルのポンプ速度である。典型的な条件は１４０℃、４０ｐｓｉｇの水蒸気圧力および１．１リットル／分のポンプ速度である。そのような条件を得るための加熱処理器に入る水蒸気の管圧力は６５−７０ｐｓｉｇであろう。それ故、希望する加熱処理温度を保つために必要なものを越えそしてそれより上の加熱処理器中を流れる過剰水蒸気は少なくとも約１５ｐｓｉｇ、そして好適には約２５−３０ｐｓｉｇの間でなければならない。これらの条件下では、油を乳化状態に保つのに十分な撹拌を加熱処理器内で与える。加熱処理された分散液が噴射加熱処理器を出て行く時に、加熱処理工程中に使用された高い水蒸気圧が突然放たれる。この瞬間的な圧力放出が澱粉の分子減成を促進しそして加熱処理された澱粉溶液の１００℃もしくはそれ以下への即座の温度低下をもたらす。溶液の温度低下は溶液粘度の鋭い増加を引き起こす。この高い粘度は澱粉−水相中に均一に懸濁された油の乳化した小滴を保つために寄与しそしてそれらが分離して融合する傾向を減じる。
本発明の範囲内の生成物は約１００ミクロンの桁の最大直径を有する油小滴により特徴づけられる。典型的には、１ミクロン−約２５ミクロンの範囲内の油小滴寸法の分布があり、好適には油小滴の９５％、そして最も好適には油小滴の９５重量％が１０ミクロン以下の寸法である。これらの油小滴寸法は乳化および生成物回収条件の適当な調節により得られる。比較的小さい油小滴は低い融合傾向を有するため、これらの比較的小さい油小滴寸法の生成が好ましい。本発明の目的のためには、直径１０ミクロン以下の油小滴が「ミクロン寸法」であると考えられる。
熱い噴射加熱処理された分散液が注入可能な自由流動性流体の形状であるが水自身の粘度より十分高い粘度を有するように、澱粉に関する油の使用量、水中の固体濃度および加熱処理条件は全て選択される。上記のものより高い加熱処理器内での管圧力および高い水蒸気圧が澱粉の高水準の分子破壊を引き起こすため噴射加熱処理された分散液の最終的な粘度を低下させる。それ故、水蒸気圧を変動させて最終生成物の物理的性質を変えることができる。
加熱処理された澱粉／油エマルションの製造後に、本発明の生成物を澱粉相中の油小滴の分布を安定化させる条件下で回収する。乾燥前にエマルションを１００℃もしくはそれ以下に、好適には約９５℃に放冷することが逆行およびそれに伴う最終生成物における粘度増加を促進させる。物質が過剰水蒸気噴射加熱処理器から出た後に、この冷却が前記の大気条件下で非常に急速に起きる。冷却段階は澱粉と脂質成分との間の分子複合に関する好ましい条件も与える。操作の特定理論に拘束しようとは望まないが、螺旋抱合錯体が本発明の生成物中で生成すると信じられている。このタイプの錯体は既知でありそして繰り返しグルコース単位から生成した螺旋澱粉重合体は螺旋内部に位置するその水素原子を有するために例えば脂肪または油の如き寄生分子との相容性にとって必要な疎水性表面に螺旋空隙を与えるという理由のためにできるだけ澱粉とのものである。この錯体形成された油は乾燥生成物から有機溶媒を用いて容易に抽出可能ではなくそして以下の実施例３０でさらに論じられているように「しっかり結合された」油と同定される。トリグリセリド油との螺旋抱合錯体の生成はこれまでに文献中に報告されていない。我々は、加熱処理中または加熱処理後に水性エマルションをゆっくり撹拌することにより、エマルションの粘度がエマルションが撹拌されないままである時より相当高くなることも予期せぬことに発見した。
多糖化学における専門技術者は、噴射加熱処理および乾燥中の澱粉および油の水性分散液のｐＨがこれらの組成物を例えば食品中の如き種々の用途で使用する時のこれらの組成物の粘着性に影響することを認識するであろう。処理中のｐＨが低下すると、澱粉は増加した量の酸−誘発性加水分解減成を引き起こす。これは比較的低い粘度および多分ゲル生成傾向の減少をもたらすであろう。それ故、当技術の専門家は噴射加熱処理および乾燥中にｐＨを十分広い範囲に単に変えることにより同じ澱粉および油の混合物から多種の組成物を製造することができる。しかしながら、ほとんどの用途には処理中の５−７の範囲内のｐＨが好ましい。
以上で論じたように、予備加熱処理した分散液中で油は澱粉および水から分離する傾向を有する。すでに回収された本発明の生成物の添加により出発成分の配合された分散液を安定化できることを我々は予期せぬことに発見した。この再循環、すなわち「添加−逆行」流は、水蒸気噴射加熱処理器の出口から直接得られるかまたは粉砕された乾燥生成物として回収される物質であってよい。この好適態様における再循環物質の量は配合物の安定性に対する顕著な影響を有するには乾燥重量基準で分散液の約１％以上でなければならない。典型的には、添加−逆行物質は分散液の１０−２５％を構成するであろう。以下の実施例３０に報告されているように、添加−逆行物質により付与される最初の分散液の安定化が澱粉マトリックス中にしっかり結合され始める油の比較的高い百分率および最終生成物中に加えられる元の９５％より多い油の両者をもたらす。本発明の方式により、１００重量部の澱粉当たり５０−７０部の油（３３−４１％）を有する生成物が最も容易に製造される。
本発明のさらに他の態様では、水性澱粉分散液が噴射加熱処理器から出た後まで油を加えないことをもくろむ。しかしながら、澱粉分散液が非−逆行形でありながら油を加えることが重要である。油が分散液と共に高剪断および撹拌条件下で配合されることが上記の条件下で操作される時に加熱処理器自身内で起きることと釣り合うことも重要である。”Warning”配合器が研究室規模で十分な量の機械的剪断を与えて油を熱い澱粉分散液と密に混合することを我々は発見した。コロイドミルもこの目的に使用できることも考えられる。
完全に溶解された澱粉が噴射加熱処理器から出た直後にそれを乾燥することにより完全に溶解された澱粉を非−逆行形に「固定」できるという発見は特に驚異的である。乾燥澱粉を水中に再分散させそして油を剪断および撹拌条件下で加えて、それにより澱粉および水の共同加熱処理によりまたは上記の加熱処理の直後に油を加えることにより製造されたものに匹敵するエマルションを生成することも可能である。この態様は揮発油および熱に敏感な他の油の保有に特に有用であると考えられる。
噴射加熱処理から生ずる澱粉、油および水の分散液はそれ以上処理せずに濃化剤、懸濁剤、および脂肪代替品として使用できる。しかしながら、経済的側面によりエマルションを乾燥しそして実質的に乾燥した粉末状で販売する。乾燥は当技術の専門家に既知のいずれの方法によっても行えるが、ドラム乾燥が好ましい方法である。澱粉−油組成物に関する典型的なドラム乾燥条件はドラム内の２０−６０ｐｓｉｇおよび２−６ｒｐｍのドラム回転である。好適な条件はドラム内の約３０ｐｓｉｇの水蒸気圧および４ｒｐｍのドラム回転速度である。本発明の目的には、組成物はその水分（遊離水）水準が約２０％以下である時に乾燥していると考えられる。典型的には、回収された生成物を約５−１２％の水分まで乾燥する。乾燥組成物を次に希望する粒子寸法となるまで破砕し、粉砕し、または粉末化する。澱粉および油の加熱処理された分散液を流体水性分散液の形状に保ちながらまず１００℃以下に放冷して以上で論じられた澱粉と油との間の分子錯体形成に関する適当な条件を与える限り他の乾燥方法も使用できることは当技術の専門家により認識されるであろう。乾燥生成物を次に高剪断混合により水中に容易に再分散させて本発明の有用な水性組成物を生成することができる。
前記のように、本発明の乾燥組成物は成分、割合、および処理条件の適当な選択により特定の最終用途に適合できる独特な性質を有する。大部分に関しては、これらの組成物は急速に水和しそして、滑らかで且つ粘着性であるだけでなく相当な潤滑性も有する分散液を生成する。例外は高アミロース澱粉から製造された高度に逆行する生成物であり、それらは容易に再分散されずしかも粒状粒子のままである傾向がある。室温で粘着性ペーストを生成するのに十分な高い固体分含有量を有する分散液は熱の適用時には注ぐのに十分なほど薄くなるであろう。これらの性質は典型的な溶融可能な脂肪またはショートニングのものと同様である。澱粉／油エマルションを約３０％を越える固体分含有量で製造する時には、生じる生成物は濃くなり且つ粘着性である傾向があり、それは接着剤としての傾向を示唆している。
それ故、本発明の組成物の性質は種々の食品調合物中への添加に適する。それに対する制限なしに、本発明の組成物を脂肪代替品として加えることができる調合物にはサワークリーム、ヨーグルト、アイスクリーム、チーズ、チーズスプレッド、ケーキミックス、クッキー、乾燥ロースト南京豆コーテイング、サラダドレッシング、肉、マーガリン、粉末状ショートニング、インスタントグレービー、菓子などが包含される。これらの用途のために、組成物を澱粉の重量の約５％−約７０％の脂肪と共に調合することができる。本発明の組成物に関する他の食品用途は、揮発性香料および芳香用の担体として並びにマイクロ波オーブン中でのポップコーンの香りおよびはじけ易さを増すための低脂肪コーテイングとしてである。
健康管理製品分野では、本発明の組成物は薬品、化粧品および個人的管理製品調合物中の担体および賦形剤として有用である。これを制限するものではないが、そのような調合物の例にはハンドおよびボディローションおよびクリーム、浴用油、シャンプーおよびコンディショナー、サンタンローション、口紅、アイシャドウ、散布剤、フットパウダー、油剤、ビタミン、抗生物質、抗真菌剤などが包含される。
同様に、種子コーテイング技術では、これらの組成物は抗真菌剤、除草剤、殺線虫剤、成長調節剤、ホルモン、養分、発芽刺激剤、および当技術で既知の他の活性試薬用の担体としても有用である。
分散剤または乳化剤として、蛋白質添加剤を用いてまたは用いずに処理された澱粉−油生成物は食品産業において別の油または揮発性試薬、香料、臭気、新鮮果実抽出物などを乳化するために有用である。これらの乳化した物質は農業における用途、例えば汚染による遅延または酸化抑制のための果実および野菜のコーテイング用並びにつぼみおよび球根の保護用の用途も見いだされるであろう。それらはスクラッチアンドスニッフパッドの製造においても使用できる。
本発明の組成物に関する工業用途には、接着剤の調合、塗料、インキ、研磨剤、塗料除去剤、潤滑剤、トナー、および循環泥水の増粘剤として、並びに疎水性添加剤およびプラスチックとの増加した相容性を有するプラスチック中の澱粉充填剤が包含される。
以下の実施例は本発明をさらに説明するものであるが本発明を制限しようとするものであってはならず、本発明は請求の範囲により規定される。
実施例１
この実施例は本発明の好適な態様を記載しており、ここでは１００重量部当たり２０重量部の大豆油を一緒に加熱処理しそして次に水性分散液および乾燥製品の両者として評価する。
約４００ｍｌの蒸留水を”Warning”配合ボール中に入れそして８０．０ｇの精製された食品等級大豆油（”Wesson Oil”,Hunt-Wesson,Inc.）を加えた。この油の量は調合物中の１００重量部の澱粉当たり２０重量部の油に等しくなるように計算された。混合物を最高速度で１分間配合し、そして粗い油−水分散液を４リットルビーカー中で合計３リットルの量を与えるのに十分な水で洗浄した。撹拌を停止したほとんど直後に油−水相が分離した。乾燥基準で４００グラムの食品等級トウモロコシ澱粉（A.E.Staley Mfg.,Co.）を次に撹拌されている油−水混合物にゆっくり加えた。生じた油、水、および澱粉の混合物を次に６５±５ｐｓｉｇの管圧条件下で操作されるPenick & Ford研究室モデル連続蒸気噴射加熱処理器の中に通すことによりそれを過剰水蒸気噴射加熱処理した。加熱処理は１４０℃（２８５°Ｆ）において４０ｐｓｉｇの蒸気圧で加熱処理器内で行われた。加熱処理器中の澱粉スラリーのポンプ流入速度は毎分約１．１リットルであった。加熱処理された澱粉、水、および油の分散液をデワールフラスコ中に集めそして次に４リットルステンレス鋼”Warning”配合器に移し、最高速度で３０秒間配合しそしてデワールフラスコに逆に移した。分散液が油を加熱処理前に澱粉溶液中に配合した実施例２で製造された分散液と同じ剪断歴を有するようにするために、この配合段階を行った。実施例１の工程に従い行ったと述べられている以下の他の実施例に記載された工程は断らない限りこの追加配合段階を使用しなかった。
熱い噴射加熱処理された分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。室温で２２時間放置した後に、分散液は５．２のｐＨを有していた。標準Ｎｏ．３スピンドルを用いて３０ｒｐｍにおいて測定されたブルックフィールド粘度は６００ｃｐであった。トウモロコシ澱粉だけは、油の不存在下で噴射加熱処理されそして同じ条件下で放冷された時に、１１５０ｃｐのブルックフィールド粘度を生じた。放置で油の分離はなかった。
熱い分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎそして室温で自然に乾燥させると連続的な脆いフィルムを生成した。フィルム表面上に遊離した油は観察されなかった。フィルムの一部を破壊して新しい破砕表面を呈し、そして試験試料を無水エタノール中に１５分間浸して捕獲された油を抽出した。抽出された油を有する破砕表面を次に走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により試験すると、これまでは捕獲された油により占拠されていた連続的な澱粉相の中に穴または空所を示した（図１Ａを参照のこと）。
残りの熱い分散液を３０ｐｓｉｇの水蒸気で加熱されそして４ｒｐｍで回転する直径が１８×１２インチの二重ドラム乾燥器で乾燥した。固体がドラムから大きな脆い片およびシートの形態で出て来て、そしてその乾燥固体は触ると油状でなかった。生成物を次に”Retsch”ミルの中に通すことによりそれを粗く粉砕すると、生成物は触ると油状でないことが観察された。粉砕された生成物の水分含有量は、１００℃においてＰ2Ｏ5上で４時間にわたり真空乾燥した後の重量損失により測定して、６．２％であった。粉砕された生成物をふるいにかけて１２メッシュふるいを通過したが２０メッシュにより保有された部分を得た。この部分の水分含有量は８．０％であった。
乾燥基準で２０グラムの、６．２％の水分を含有する粉砕されたがふるいにかけられていない生成物を２００ｍｌの蒸留水の中に分散させた。混合物を次に”Warning”配合器の中で最高速度で４５秒間撹拌し、５００ｍｌビーカーに移しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰（約２分間の加熱時間）させて、滑らかで塊のない分散液を生成した。熱い分散液を次に定期的に撹拌しながら放冷し、そしてブルックフィールド粘度を種々の温度において測定した（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。８０、５０、および３０℃において、ブルックフィールド粘度はそれぞれ５２、１１２、および２３６ｃｐであった。混合物を蓋付きビーカー中で室温で１８時間貯蔵した後に、粘度は１４６０ｃｐであった。５℃におけるさらに２６時間の再冷蔵でブルックフィールド粘度は２９７０ｃｐに増加した。分散液は依然として滑らかで且つクリーム状であり、そして水相からの油の明らかな分離はなかった。
実施例２
この実施例は実施例１の方法の変法を記載しており、ここでは澱粉を最初に水中に噴射加熱処理により溶解させそして次に生じた澱粉溶液中に大豆油を配合することにより実施例１で使用されたのと同じ２０：１００の油対澱粉比を有する組成物を製造した。
乾燥基準で４００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を撹拌しながら３リットルの蒸留水にゆっくり加えた。生じた澱粉−水スラリーを次に実施例１で使用された条件下で噴射加熱処理して、凍結乾燥により測定された１０．０％の澱粉固体を含有する溶液を生成した。
３リットルの熱い噴射加熱処理した澱粉溶液を１個の４リットルステンレス鋼”Warning”配合器中に入れ、そして５７ｇの実施例１で使用したのと同じ大豆油を加えた。この油の量は１００部の澱粉当たり１９部に等しい。混合物を次に配合器中で最高速度で３０秒間撹拌した。
澱粉、油、および水の熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。室温で２１時間放置した後に、分散液は５．２のｐＨを有しており、そしてブルックフィールド粘度（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）は１１００ｃｐであった。放置で油の分離はなかった。
熱い分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎそして室温で自然乾燥すると連続的な脆いフィルムを生成した。フィルム表面上に遊離した油は観察されなかった。フィルムの一部を破壊して新しい破砕表面を呈し、そしてそれを実施例１の通りにしてＳＥＭにより試験した（図１Ｂを参照のこと）。図１Ａおよび１Ｂの比較から、澱粉、油および水の混合物を一緒に加熱処理する時には油がさらに小さい小滴の形態でさらに微細に分散していることが明らかである。
実施例１の通りにして残りの熱い分散液をドラム乾燥しそして生成物を粗く粉砕した。乾燥固体は触ると油状でなかった。粉砕された生成物の水分含有量は５．８％であった。粉砕された生成物をふるいにかけて１２メッシュふるいを通過したが２０メッシュにより保有された部分を得た。この部分の水分含有量は８．１％であった。
乾燥基準で２０グラムの、５．８％の水分を含有する粉砕されたがふるいにかえられていない生成物を実施例１に記載されている通りにして２００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。分散液は滑らかで且つクリーム状であり、そして水相からの油の明らかな分離はなかった。８０、５０、および３０℃において測定されたブルックフィールド粘度はそれぞれ５６、１０４、および１９２ｃｐであった。実施例１の通りにして、ブルックフィールド粘度を次に室温における１８時間後（１９００ｃｐ）および５℃におけるさらに２６時間後（３６６０ｃｐ）に測定した。実施例２の方法により製造された組成物のブルックフィールド粘度が実施例１の一緒の加熱処理方法により製造されたものより一般的に高いことは明らかである。
実施例３
実施例１に記載された技術を用いて１６０ｇの大豆油の３リットルの水中分散液を製造した。乾燥基準で４００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を加え、そして生じた澱粉、油、および水の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。
熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。室温で２１時間放置した後に、分散液は５．１のｐＨを有しており、そしてブルックフィールド粘度（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）は８２０ｃｐであった。放置で油の分離はなかった。
熱い分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎそして室温で自然に乾燥すると連続的な脆いフィルムを生成した。このフィルムの表面を油小滴に関してＳＥＭ（示されていない）により試験すると、直径が約３０ミクロンまでの寸法範囲の２、３個の小さい油滴だけがフィルム表面上に集まったことが明らかであった。対照的に、油を加えずに噴射加熱処理された澱粉から製造されたフィルムのＳＥＭ（示されていない）は滑らかで均質に見える表面により特徴づけられていた。
以上で製造されたフィルムを破壊して新しい破砕表面を呈し、それを実施例１の通りにしてＳＥＭ（示されていない）により試験した。本発明のこの態様に従い製造された組成物は澱粉マトリックス中に均一に分散された２、３ミクロンから約３０ミクロンまでの寸法範囲の油小滴を含有していることが明らかである。対照的に、油を加えずに噴射加熱処理された澱粉から製造されたフィルムのＳＥＭ（示されていない）は滑らかでありそして乳化した油により引き起こされるものと同類のポケットがなく平らであった。
実施例１の通りにして残りの熱い分散液をドラム乾燥しそして生成物を粗く粉砕した。乾燥固体は触ると油状でなかった。粉砕された生成物の水分含有量は５．８％であった。粉砕された生成物をふるいにかけて１２メッシュふるいを通過したが２０メッシュにより保有された部分を得た。この部分の水分含有量は３．６％であった。
２０グラムの粉砕されたがふるいにかけられていない生成物を実施例１に記載されている通りにして２００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。８０、４８、および３０℃において測定されたブルックフィールド粘度はそれぞれ４０、８８、および１４０ｃｐであった。実施例１の通りにして、ブルックフィールド粘度を次に室温における１８時間後（１０２０ｃｐ）および５℃におけるさらに２６時間後（１７８０ｃｐ）に測定した。分散液は滑らかで且つクリーム状であり、そして水相からの油の明らかな分離はなかった。
実施例４
この実施例は実施例３で使用されたのと同じ４０：１００の油対澱粉比を有する組成物を記載しているが、ここでは最初に澱粉を噴射加熱処理により水中に溶解させそして次に生じた澱粉溶液中に大豆油を配合することにより組成物を製造した。
乾燥基準で４００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を撹拌しながら３リットルの蒸留水にゆっくり加えた。生じた澱粉−水スラリーを次に実施例１で使用した条件下で噴射加熱処理して、凍結乾燥により測定された９．２４％の澱粉固体を含有する溶液を生成した。３リットルの熱い噴射加熱処理した澱粉溶液を４リットルステンレス鋼”Warning”配合器中に入れ、そして１１４ｇの実施例１で使用したのと同じ大豆油を加えた。この油の量は１００部の澱粉当たり４１部に等しい。混合物を次に配合器中で最高速度で３０秒間撹拌した。
澱粉、油、および水の熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。室温で２１時間放置した後に、分散液は５．２のｐＨを有しており、そしてブルックフィールド粘度（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）は１７００ｃｐであった。一部の油小滴が分散液の表面上に見えたが、混合物からの油のかなりの分離はなかった。
熱い油を含有する分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎそして室温で自然に乾燥させて連続的な脆いフィルムを生成した。このフィルムの表面をＳＥＭ（示されていない）により試験すると、中程度の密度の直径が約１２０ミクロンまでの油小滴を示した。フィルムを破壊して新しい破砕表面を呈し、そしてそれを実施例１の通りにしてＳＥＭ（示されていない）により試験した。この破砕表面は約３０−７０ミクロンの平均寸法を有する不規則的な形状のポケットの迷路により特徴づけられていた。この実施例の生成物と実施例３のものとの比較から、噴射加熱処理後に油を４０％水準で加える時には、油が澱粉と一緒に加熱処理された時ほど微細には最終生成物中に分散されていない。
実施例１の通りにして残りの熱い分散液をドラム乾燥しそして生成物を粗く粉砕した。乾燥固体は触ると油状でなかった。粉砕された生成物をふるいにかけて１２メッシュふるいを通過したが２０メッシュにより保有された部分を得た。この部分の水分含有量は３．２％であった。
２０グラムの粉砕されたがふるいにかけられていない生成物を実施例１に記載されている通りにして２００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。８０、５０、および３０℃において測定されたブルックフィールド粘度はそれぞれ４０、７２、および１４４ｃｐであった。実施例１の通りにして、ブルックフィールド粘度を次に室温における１８時間後（１２８０ｃｐ）および５℃におけるさらに２６時間後（２２２０ｃｐ）に測定した。分散液は滑らかで且つクリーム状であり、そして水相からの油の明らかな分離はなかった。
実施例５
この実施例は実施例１で使用されたのとほぼ同じ油対澱粉比を有する対照組成物を記載しているが、澱粉および油をオートクレーブ中で一般的な撹拌を行いながら一緒に加熱処理することにより組成物を製造した。
４０ｇの大豆油の１８００ｍｌの水中分散液を実施例１の通りにして製造した。乾燥基準で２００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を加え、そして生じたスラリーを”Autoclave Engineers”により製作された４リットルの”AE Magnadrive”撹拌オートクレーブに移した。オートクレーブを１４０−１５０℃で３０分間撹拌し、そして熱い反応物体をデワールフラスコ中に放出した。
熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。噴射加熱処理した生成物とは異なり、この分散液は冷却すると急速に硬化して粘着性ゲルとなった。
実施例１の通りにして残りの熱い分散液をドラム乾燥しそして生成物を粗く粉砕した。乾燥固体は触ると油状でなかった。粉砕された生成物をふるいにかけて１２メッシュふるいを通過したが２０メッシュにより保有された部分を得た。この部分の水分含有量は７．２％であった。
２０グラムの粉砕されたがふるいにかけられていない生成物を実施例１に記載されている通りにして２００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。８０および５０℃において測定されたブルックフィールド粘度はそれぞれ３５６および１１２０ｃｐであった。３０℃においては、分散液はＮｏ．３スピンドルでの測定用には粘着性すぎたが、６６００ｃｐの粘度がＮｏ．４スピンドルを用いて３０ｒｐｍで測定された。室温で一夜放置した後に、分散液は硬化して硬質ゲルとなったため、粘度は測定できなかった。
実施例６
この実施例は実施例３で使用されたのとほぼ同じ油対澱粉比を有する対照組成物を記載しているが、澱粉および油をオートクレーブ中で一般的な撹拌を行いながら一緒に加熱処理することにより組成物を製造した。
８０ｇの大豆油の１８００ｍｌの水中分散液を実施例１の通りにして製造した。乾燥基準で２００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を加え、そして生じたスラリーを実施例５と同じオートクレーブに移した。オートクレーブを１３６−１４６℃で３０分間撹拌し、そして熱い反応物体をデワールフラスコ中に放出した。
熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。分散液を室温で約１−１．５時間放置した後に、温度は３５℃であり、そして分散液はブルックフィールド粘度測定用には粘着性すぎるゲルであった。
熱い分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎそして室温で自然に乾燥させて連続的な脆いフィルムを生成した。このフィルムを破壊して新しい破砕表面を呈し、そしてそれを実施例１の通りにしてＳＥＭにより試験した。ＳＥＭは粗く分散された油の大きなポケットを示した。
実施例１の通りにして残りの熱い分散液をドラム乾燥しそして生成物を粗く粉砕した。粉砕された生成物をふるいにかけて１２メッシュふるいを通過したが２０メッシュにより保有された部分を得た。この部分の水分含有量は６．８％であった。
２０グラムの粉砕されたがふるいにかけられていない生成物を実施例１に記載されている通りにして２００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。８０、５０、および３０℃において測定されたブルックフィールド粘度はそれぞれ１７０、３９０および２３００ｃｐであった。室温で一夜放置した後に、分散液は硬化して硬質ゲルとなったため、粘度は測定できなかった。
実施例７
この実施例は実施例１−６に記載されたサンプルからの油の抽出し易さを比較する。低い百分率のヘキサン−抽出可能な油は油の小滴が澱粉相内に良好に分散されていることを示すが、高い百分率の抽出可能な油は乾燥生成物の表面への油の一部の泳動に伴われる相対的に大きな油小滴の粗い分散液を示唆している。ヘキサン抽出用に使用された工程は以下の通りである。
５．０００ｇのサンプルの５０ｍｌのヘキサン中スラリーを１２５ｍｌのエルレンマイヤーフラスコ中で製造した。混合物を１５分間にわたり磁気的に撹拌し、そして次に５分間放置して固体を沈澱させた。２５ｍｌ部分のヘキサン溶液をタールが塗られたアルミニウム鍋の中で蒸発乾固し、そしてヘキサンにより抽出可能な油の百分率を計算した。
抽出用に使用されたサンプルは１２メッシュのふるいを通過したが２０メッシュにより保有されたものであった。表Ｉの結果は、澱粉、油、および水の一緒の噴射加熱処理により製造された澱粉−油組成物をさらに密に混合すると、油を予備加熱処理された澱粉溶液に加えることにより製造された組成物または澱粉、油、および水のオートクレーブ中での一般的な加熱処理により製造された組成物より油抽出に対して耐性がある。比較的高い油水準では、オートクレーブ処理されたサンプルは油抽出に対して最も劣悪な耐性を示した。
実施例８
ふるいにかけて生成物を別個の粒子寸法にしなかった２０グラムの実施例３および実施例４からの各々の生成物を”Warning”配合器中で２００ｍｌの蒸留水に加えた。混合物を最高速度で１５秒間撹拌し、約３０分間放置し、そして再び最高速度で１５秒間撹拌した。分散液は滑らかで、塊がなく、そして水相からの油の分離を示さなかった。分散液をレリースフィルム（”Warrens Ultracast Patent PU No.74968”,S.D.Warren,S.Portland,Maine）で覆われたガラス板の上に流し込みそして４０℃、５０％相対湿度の室の中で自然乾燥した。フィルムは脆く且つ連続的であった。フィルム表面上に遊離した油は観察されなかった。乾燥フィルムを２０メッシュスクリーンが備えられたウィリーミルに通し、そしてサンプルを次に４０メッシュスクリーン中に通して、２０メッシュを通るが４０メッシュにより保有された生成物を得た。両者の生成物の水分含有量は８．２−８．４％の範囲内であった。両者の生成物のヘキサン抽出を実施例７に記載されたものと同様な工程により行った。ヘキサンにより抽出された最初に存在する油の百分率に関する値は実施例３および４の組成物から誘導された生成物に関してそれぞれ１６．２％および２３．３％であった。これらの実験は、澱粉、油、および水を一緒に噴射加熱処理することにより製造された組成物の油分離に対する改良された安定性により組成物が水中に自然に分散しそして乾燥後でも保有されたことを示している。
実施例９
この実施例は実施例３と同じ条件下で行いそして４０対１００の油対多糖の比に関する市販のマルトデキストリンの澱粉により代替の効果を示す。米国特許第４，６１５，８９２号は、マルトデキストリン類が油および水の混合物の乳化を促進させるために機能することを教示している。従って、この対照組成物は比較的良好に乳化したかまたは少なくとも乳化した油並びに本発明に従い製造された組成物中に存在する油を含有するであろうことが予期された。
８０ｇの大豆油の１５００ｍｌの水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。乾燥基準で２００グラムの”Maltrin40”マルトデキストリン（アイオワ州、ムスカチン、グライン・プロセッシング・コーポレーション）をゆっくり加えた。酸性分散液（ｐＨ３．５）を１９滴の０．７Ｎ水酸化ナトリウム溶液の添加によりｐＨ６．２３に中和した。生じた分散液を次に実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。
熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。ほとんど直後に油小滴が分散液から分離し始めた。室温で２２時間放置した後に、分散液は５．１５のｐＨおよび１２ｃｐだけのブルックフィールド粘度（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）を有していた。米国特許第４，６１５，８９２号の教示とは対照的に、本発明の方法における澱粉のマルトデキストリンによる代替は放置すると油および水相に分離する加熱処理された分散液を生じた。さらに、マルトデキストリン、油および水の加熱処理された分散液を乾燥すると表面上に分離した油滴を含有する乾燥組成物を生じた。
熱い分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎそして室温で自然に乾燥させた。生成物の表面は分離した油で覆われていた。
実施例１の通りにして残りの熱い分散液をドラム乾燥した。乾燥中にマルトデキストリン−水相から油が分離した。
マルトデキストリンをベースとした生成物が水性分散液または乾燥物質中に保有できないことは、冷却時に粘度における増加または逆行がないという熱いマルトデキストリン物質の性質の結果である。従って、この実施例は薄すぎる澱粉を使用するまたは最初に約１００℃以下に冷却せずに澱粉および油の熱い水生分散液を乾燥するためのモデルであると考えられる。
実施例１０
この実施例は、先行技術（Doane et al.,米国特許第４，９１１，９５２号の実施例４６−５１）で使用された低剪断、低撹拌条件下での大豆油と約２８％の固体分を含有する噴射加熱処理された澱粉溶液との混合の結果を示す。
乾燥基準で７００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を１５００ｍｌの蒸留水に撹拌しながらゆっくり加え、そして生じたスラリーを実施例１で使用した条件下で噴射加熱処理した。２８．１％の澱粉固体を含有する熱い分散液１１４３ｇ部分をReadcoすなわち１クオーツ作動容量を有する水蒸気で覆われたシグマ二重アームミキサー（ペンシルバニア州、ヨーク、テレダイン・レドコ）に加えた。水蒸気をジャケット中に通すことによりミキサーを予備加熱した。大豆油（１０７．４ｇ）を熱い澱粉分散液に加えて１００部の澱粉当たり３３．４部の油濃度を与え、そしてミキサーをそのまま撹拌しそしてカバーを除去して水を分散液から蒸発させながら冷却した。油は最初は水性澱粉ペースト中に完全に混入したようであるが、その物体は５０分間（４３℃）撹拌した後に凝固して澱粉ゲルの油で覆われた塊となり、それは効果的に撹拌できなかった。混合物をさらに１時間撹拌したが、生成物は依然として不均質であり、そして油の大部分は依然として別の相として存在していた。混合物をドラム乾燥すると目に見える油状表面を有する生成物が生じた。混合物を強制−空気炉の中で３０℃において空気乾燥すると、過剰の油で覆われた乾燥澱粉の硬化した塊が生じた。
実施例１１
この実施例は、先行技術（Doane et al.,米国特許第４，９１１，９５２号の実施例４６−５１）で使用された低剪断、低撹拌条件下でのシグマミキサー中での大豆油と約１０％の固体分を含有する噴射加熱処理された澱粉溶液との混合の結果を示す。
乾燥基準で２００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を１５００ｍｌの蒸留水に撹拌しながらゆっくり加えた。生じたスラリーを実施例１で使用した条件下で噴射加熱処理し、そして９．８６％の澱粉固体を含有する熱い分散液６９１ｇを実施例１に記載されたシグマミキサーに加えた。水蒸気をジャケット中に通すことによりミキサーを予備加熱した。大豆油（２６．４ｇ）を熱い澱粉分散液に加えて１００部の澱粉当たり３８．７部の油濃度を与え、そしてミキサーをそのまま３時間撹拌しそしてカバーを定位置にして２９℃に冷却した。生じた分散液は表面上に油小滴を有しておりそして２９９０ｃｐのブルックフィールド粘度（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）を有していた。分散液の一部を室温で自然に空気乾燥した時に、生じたフィルムは表面上で油状であった。
実施例１２
この実施例は、油の不存在下で噴射加熱処理された澱粉の性質を記載する。
乾燥基準で２００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を１５００ｍｌの蒸留水に撹拌しながらゆっくり加えた。生じたスラリーを実施例１で使用した条件下で噴射加熱処理して、９．８８％の澱粉固体を含有する溶液を生成した。熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずにそのまま放冷した。室温で２３時間撹拌した後に、分散液は５．０のｐＨを有しており、そしてブルックフィールド粘度（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）は１１５０ｃｐであった。実施例１の通りにして残りの熱い分散液をドラム乾燥しそして生成物を粗く粉砕した。粉砕されたサンプルの水分含有量は３．８４％であった。
実施例１に記載された通りにして、乾燥基準で２０グラムの粗く粉砕された生成物を２００ｍｌの蒸留水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。８０、５０、および３０℃において測定されたブルックフィールド粘度はそれぞれ８８、１６０、および３１６ｃｐであった（Ｎｏ．スピンドル、３０ｒｐｍ）。室温で１８時間放置した後に、分散液は軟質ゲル構造を示し、それはスパチュラでの撹拌により破壊できなかった。ブルックフィールド粘度（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）は３０４０ｃｐであった。
実施例１３
この実施例は高い澱粉固体分における澱粉および油の混合物の噴射加熱処理の実行可能性を示す。
３００ｇの大豆油の３リットルの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。この油の量は調合物中の１００部の澱粉当たり２０部の油に等しいと計算された。乾燥基準で１５００グラムのGrain Processing Corp.からの”Pure Dent8-700”トウモロコシ澱粉を加え、そして生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。熱い分散液は非常に粘着性であり且つ付着性であり、それは澱粉をベースとした接着剤としてのそれの可能な用途を示唆している。熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。室温で２２時間放置した後に、分散液はブルックフィールド粘度計で測定できないほど高い粘度を有する濃いペーストの形状となった。
熱い分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎそして室温で自然乾燥すると連続的な脆いフィルムを生成した。フィルム表面上に油の痕跡はなかった。
実施例１の通りにして残りの熱い分散液をドラム乾燥しそして生成物を粗く粉砕した。粉砕された生成物の水分含有量は５．０％であり、そして触ると油状でなかった。乾燥基準で２０グラムの粗く粉砕された生成物を実施例１に記載されている通りにして２００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。分散液は滑らかであり且つ塊がなかった。８０、５０、および３０℃において測定されたブルックフィールド粘度はそれぞれ９２、１６８、および３１６ｃｐであった（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。室温で１８時間放置した後に、分散液は滑らかであり且つゲルを含まずそして１２５６ｃｐのブルックフィールド粘度を示した（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。
実施例１４
この実施例は、噴射加熱処理された澱粉−油分散液を放冷しながら静かに撹拌することによりどのように生成物性質を容易に変動できるかを示す。
８０ｇの大豆油の１５００ｍｌの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。この油の量は調合物中の１００部の澱粉当たり４０部の油に等しいと計算された。乾燥基準で２００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を加え、そして生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。熱い噴射加熱処理された分散液を二部分に分割し、それらは「撹拌」「非撹拌」と称される。
熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。３時間放置した後に、分散液（２７℃）は７２８ｃｐのブルックフィールド粘度を示した（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。室温で２２時間放置した後に、分散液は４．８３のｐＨを有しており、そしてブルックフィールド粘度（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）は９４０ｃｐであった。放置しても油の明らかな分離はなかった。熱い非撹拌分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎ、そして室温で自然乾燥して連続的な脆いフィルムを生成した。フィルムの表面上に油は見られなかった。実施例１の通りにして、残りの熱い非撹拌分散液をドラム乾燥し、そして生成物を粗く粉砕した。粉砕された生成物は３．５９％の水分含有量を有しておりそして触ると油状でなかった。実施例１に記載されている通りにして、乾燥基準で２０グラムの粉砕された生成物を２００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。分散液は滑らかでありそして塊がなかった。８０、５０、および３０℃で測定されたブルックフィールド粘度は４８、８８、および１５２ｃｐであった（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。室温で約２０時間放置した後に、分散液は滑らかであり且つゲルを含まずそして９１２ｃｐのブルックフィールド粘度を示した（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。
撹拌部分を製造するために、６６１ｇの熱い噴射加熱処理された部分を実施例１０に記載されたシグマミキサー中にいれた。水蒸気をジャケット中に通すことによりミキサーを予備加熱した。カバーをシグマミキサー上に置き、水蒸気管をジャケットから分離し、そして混合物を３時間にわたりそのまま撹拌しそして２９℃に冷却した。撹拌されそして冷却された分散液のブルックフィールド粘度は３１８８ｃｐであった（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。この撹拌されそして冷却された分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずにさらに１９時間放冷すると、ブルックフィールド粘度は６７００ｃｐであった（Ｎｏ．４スピンドル、３０ｒｐｍ）。撹拌されそして冷却された分散液の一部をポリエチレンシート上に注ぎ、そして室温で自然乾燥して連続的な脆いフィルムを生成した。フィルムの表面上に油は見られなかった。実施例１の通りにして、撹拌されそして冷却された残りの分散液をドラム乾燥し、そして生成物を粗く粉砕した。粉砕された生成物は２．９８％の水分含有量を有しておりそして触ると油状でなかった。実施例１に記載されている通りにして、乾燥基準で２０グラムの粉砕された生成物を２００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。分散液は滑らかでありそして塊がなかった。８０、５０、および３０℃で測定されたブルックフィールド粘度は１２８、４００、および１８１６ｃｐであった（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。室温で約２０時間放置した後に、分散液がゲルを生じた。ゲルをスパチュラで撹拌した後に、それは７８６０ｃｐのブルックフィールド粘度を示した（Ｎｏ．４スピンドル、３０ｒｐｍ）。
ドラム乾燥した生成物を水中で再構成することにより製造された水性分散液の性質は静かに撹拌することにより容易に変えられる。実施例１に記載された通りにして、以上で製造された熱い非撹拌分散液から単離された乾燥基準で３０グラムのドラム乾燥しそして粗く粉砕された３．５９％の水分を有する生成物を３００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。この熱い分散液の一部をねじ−キャップ瓶の中に注ぎそして撹拌せずに３時間にわたり放冷したが、残りの分散液はゆっくり撹拌しながら放冷した。撹拌せじに放冷されたサンプルに関する３００ｃｐと比べて、撹拌サンプルは１１６６ｃｐのブルックフィールド粘度を有していた。二種の分散液を室温で一夜放置した後に測定されたブルックフィールド粘度はそれぞれ１９４８ｃｐおよび３４０ｃｐであった。これらの粘度差は驚異的でありそして先行技術の教示により説明することは困難である。
実施例１５
この実施例は大豆油との噴射加熱処理方法においてワックス状トウモロコシ澱粉を普通のトウモロコシ澱粉の代わりに４０％水準で置換する時に得られた結果を示す。
８０ｇの大豆油の１５００ｍｌの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。この油の量は調合物中の１００部の澱粉当たり４０部の油に等しいと計算された。乾燥基準で２００グラムのNational Starch and Chemical Corp.からの”Amioca”ワックス状トウモロコシ澱粉を加え、そして生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。
熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。３時間放置した後に、分散液（２６℃）は２９６ｃｐのブルックフィールド粘度を示した（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。分散液の表面上に小さな油小滴があった。室温で２２時間放置した後に、分散液は５．９４のｐＨを有しており、そしてブルックフィールド粘度（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）は３２０ｃｐであった。放置しても油の明らかな分離はなかった。熱い非撹拌分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎ、そして室温で自然乾燥して連続的な脆いフィルムを生成した。フィルムの表面上に油のかなりの集積はなかった。実施例１の通りにして、残りの熱い非撹拌分散液をドラム乾燥し、そして生成物を粗く粉砕した。粉砕された生成物は触ると油状でなかった。
実施例１４に記載されている通りにして、７３７ｇ部分の熱い分散液をシグマミキサー中でそのまま撹拌しそして冷却した。撹拌された分散液の粘度は撹拌せず放冷された分散液のものと同様であった。撹拌されそして冷却された分散液の一部をポリエチレンシート上に注ぎ、そして室温で自然乾燥して連続的な脆いフィルムを生成した。未撹拌サンプルとは異なり、フィルムの表面上に油のかなりの集積があった。実施例１の通りにして、分散液をドラム乾燥すると、油状部分を有する生成物が生じた。それ故、生成物がワックス状澱粉から高い油水準
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で製造される時には、後−加熱処理処理条件の適当な選択が重要である。
比較のために、乾燥基準で１３３．３ｇ National Starch and Chemical Corp.からのAmiocaワックス状トウモロコシ澱粉の１０００ｍｌの蒸留水中スラリーを油を加えずに実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに一夜放冷した。冷却された分散液のｐＨは６．３でありそしてブルックフィールド粘度は３６０ｃｐであった（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。
実施例１６
この実施例は大豆油との噴射加熱処理方法において高アミローストウモロコシ澱粉（アミロース含有量：７０％）を普通のトウモロコシ澱粉の代わりに使用する時に得られた結果を示す。
８０ｇの大豆油の１５００ｍｌの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。この油の量は調合物中の１００部の澱粉当たり４０部の油に等しいと計算された。乾燥基準で２００グラムのAmerican Maize Products Co.からの”Amylomaize VII”を加え、そして生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。熱い噴射加熱処理された分散液を二部分に分割し、それらは「撹拌」および「非撹拌」と称される。
熱い未撹拌分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。３時間放置した後に、分散液は固まった脆いゲルに硬化した。物質を室温に２２時間放置してもこのゲルの外観を大きく変えなかった。ゲルを指の間でこすることによりゲルから油を絞り出すことができた。熱い非撹拌分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎ、そして室温で自然に乾燥させた。生じた脆いフィルムは表面上に大量の油を示した。実施例１の通りにして、残りの熱い非撹拌分散液をドラム乾燥し、そして生成物を粗く粉砕した。粉砕された生成物は４．９０％の水分含有量を有しておりそして触ると油状でなかった。実施例１に記載されている通りにして、乾燥基準で２０グラムの粉砕された生成物を２００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。８０、５０、および３０℃で測定されたブルックフィールド粘度は１００、１０６０、および３２８０ｃｐであった。約１８時間放置した後に、濃いペーストは延展するのに十分なほど軟らかいままであったが、それは幾分粒状の外観を有していた。粘度はブルックフィールド粘度計で測定できないほど高かった。ペーストを指の間でこすった時にそれから過剰の油は分離しなかった。
撹拌部分を製造するために、実施例１４に記載された通りにして、７３５ｇの熱い噴射加熱処理された部分をシグマミキサー中で３時間にわたりそのまま撹拌しそして冷却した。生じた混合物はブルックフィールド粘度計で測定できないほど高い粘度により特徴づけられていたが、それにもかかわらずそれはクリーム状でありそしてスパチュラで容易に広げることができた。混合物を室温でさらに１９時間放置した時にそれは濃くなったが、それは滑らかで延展可能なままであり、そしてペーストを指の間でこすった時にそれから過剰の油は分離しなかった。撹拌されそして冷却された分散液の一部をポリエチレンシート上に注ぎ、そして室温で自然乾燥してフィルムを生成した。フィルムの表面上に少量だけの分離した油が見られた。実施例１の通りにして、撹拌されそして冷却された残りの分散液をドラム乾燥し、そして生成物を粗く粉砕した。このドラム乾燥はその高い粘度のために難しく、そして一部の油が乾燥中に生成物から分離した。実施例１に記載された通りにして、乾燥基準で２０グラムの粉砕された生成物（水分含有量：５．４１％）を２００ｍｌの水と配合しそしてマイクロ波オーブン中で加熱沸騰させた。８０、５０、および３０℃で測定されたブルックフィールド粘度は４８、８８、および１００ｃｐであった（Ｎｏ３．スピンドル、３０ｒｐｍ）。表面上に油小滴があった。室温で約１８時間放置した後に、分散液は粒状の不均質な外観を有していた（ブルックフィールド粘度：１２００ｃｐ）。
この実施例の結果は、多くの用途のためには本発明における使用に好ましい澱粉は約３５％より少ないアミロース含有量を有することを示唆している。
実施例１７
この実施例はポテト澱粉と大豆油との噴射加熱処理を記載する。
８０ｇの大豆油の１５００ｍｌの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。この油の量は調合物中の１００部の澱粉当たり４０部の油に等しいと計算された。乾燥基準で２００グラムのSigma Chemical Co.からのポテト澱粉を加え、そして生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。熱い噴射加熱処理された分散液を二部分に分割し、それらは「撹拌」および「非撹拌」と称される。
熱い未撹拌分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。３時間後に測定されたブルックフィールド粘度は１６６４ｃｐであった（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。室温におけるさらに２２時間後に、ブルックフィールド粘度は３９１８ｃｐに増加した。放置しても油の分離はなかった。熱い非撹拌分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎ、そして室温で自然に乾燥させた。フィルム表面上に遊離した油は観察されなかった。
撹拌分散液を製造するために、実施例１４に記載された通りにして、７２９ｇの熱い噴射加熱処理された部分をシグマミキサー中で３時間の期間にわたりそのまま撹拌しそして３０℃に冷却した。生じた混合物のブルックフィールド粘度は１２９０ｃｐであった。さらに２２時間放置した後に分散液は硬化して軟質ゲルとなり、そしてブルックフィールド粘度計で一定の読みが得られなかった。放置しても油の分離はなかった。
実施例１８
この実施例は小麦澱粉と大豆油との噴射加熱処理を記載する。
８０ｇの大豆油の１５００ｍｌの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。この油の量は調合物中の１００部の澱粉当たり４０部の油に等しいと計算された。乾燥基準で２００グラムのSigma Chemical Co.からの小麦澱粉を加え、そして生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。熱い噴射加熱処理された分散液を二部分に分割し、それらは「撹拌」および「非撹拌」と称される。
熱い未撹拌分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。３時間後に測定されたブルックフィールド粘度は１００４ｃｐであった（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。さらに２２時間後に、ブルックフィールド粘度は１１０４ｃｐにだけ増加した。放置しても油の分離はなかった。熱い非撹拌分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎ、そして室温で自然乾燥した。フィルム表面上に遊離した油は観察されなかった。
撹拌分散液を製造するために、実施例１４に記載された通りにして、７４０ｇの熱い噴射加熱処理された部分をシグマミキサー中で３時間の期間にわたりそのまま撹拌しそして３０℃に冷却した。生じた混合物のブルックフィールド粘度は２４８４ｃｐであった。室温でさらに２２時間放置した後に、ブルックフィールド粘度は３１７６ｃｐに増加した。放置しても油の分離はなかった。
実施例１９
この実施例は１００部のトウモロコシ澱粉と５部の大豆油との噴射加熱処理を記載する。
２０ｇの大豆油の３リットルの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。乾燥基準で４００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を加え、そして生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。分散液のｐＨは５．１０であり、そしてブルックフィールド粘度は９００ｃｐであった（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。澱粉−油相からの油の分離はなかった。さらに２２時間後に、ブルックフィールド粘度は１１０４ｃｐにだけ増加した。放置しても油の分離はなかった。熱い分散液を実施例１と同様にしてドラム乾燥しそして粗く粉砕した。粉砕された生成物は触ると油状でなかった。
実施例２０
この実施例は、酸化防止剤で安定化された１００部のトウモロコシ澱粉と５０部の大豆油との噴射加熱処理を記載している。
５００グラムの大豆油を２０００ＩＵのビタミンＥ（アルファトコフェロール）および４０，０００ＩＵのベータカロテンの添加により酸化に対して安定化させた。１００ｇのこの安定化された油の１５００ｍｌの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。２００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を加え、そして生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。室温で２日放置した後に、澱粉−油相からの油の分離はなかった。分散液のｐＨは５．２３であり、そしてブルックフィールド粘度は１５７２ｃｐであった（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。熱い分散液を実施例１と同様にしてドラム乾燥しそして粗く粉砕した。ドラム乾燥した生成物は滑らかでむしろ滑る感触を有していたが、生成物の表面上には少量の分離した油があるかまたは全くないように見えた。
実施例２１−２３
これらの実施例は、トウモロコシ澱粉と１００部の澱粉当たり５部、２０部、および５０部のバターとの噴射加熱処理を記載する。
２０ｇ、８０ｇ、または２００ｇのバターの３リットルの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。水を暖めてバターを溶かしそして軟化させた。乾燥基準で４００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を加え、そして生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。各々の熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。これらの分散液の各々のｐＨおよびブルックフィールド粘度は表IIに示されている。熱い分散液の各々を実施例１に記載された通りにしてドラム乾燥しそして粗く粉砕した。粉砕された生成物は触ると油状でなかった。
実施例２４−２６
これらの実施例は、トウモロコシ澱粉と種々の植物油との噴射加熱処理を記載している。１００部の澱粉当たり２０部の油を使用した。
８０ｇの植物油の３リットルの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。実施例２６では、水を暖めて”Crisco”を溶融しそして軟化させた。乾燥基準で４００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を加え、そして生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。各々の熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。これらの分散液の各々のｐＨおよびブルックフィールド粘度は表IIに示されている。熱い分散液の各々を実施例１に記載された通りにしてドラム乾燥しそして粗く粉砕した。粉砕された生成物は触ると油状でなかった。
実施例２７
この実施例は、トウモロコシ澱粉と１００部の澱粉当たり２０部の大豆蛋白質および２０部のカノーラ油との噴射加熱処理を記載する。
乾燥基準で４００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉および乾燥基準で８０ｇの大豆蛋白質を一緒に乾燥配合し、そして澱粉−蛋白質配合物を次に撹拌しながら２リットルの蒸留水中に加えた。実施例１に記載された通りにして、８０グラムのカノーラ油を次に１リットルの蒸留水と配合し、そしてこの油−水分散液を澱粉および蛋白質の水性分散液に加えた。生じた澱粉、水、および油の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。室温で一夜放置した後に、混合物は油相および水相の分離を示さなかった。分散液は滑らかでありそしてゲルの痕跡を示さなかった。ｐＨは６．５０であり、そしてブルックフィールド粘度は１０４０ｃｐであった（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。熱い分散液を実施例１に記載された通りにしてドラム乾燥しそして粗く粉砕した。粉砕された生成物は触ると油状でなかった。
実施例２８
この実施例は、カラスムギ粉末と１００部の粉末当たり２０部の大豆油との噴射加熱処理を記載する。
８０ｇの大豆油の３リットルの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。乾燥基準で４００グラムのNational Oats Co.からのカラスムギ粉末を加え、そして生じた粉末、油、および水の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。各々の熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに室温近くまで冷却した。冷却された分散液のｐＨは６．０２であり、ブルックフィールド粘度は８６４ｃｐであり（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）、そして油の分離はなかった。熱い分散液を実施例１に記載された通りにしてドラム乾燥しそして粗く粉砕した。粉砕された生成物は触ると油状でなかった。
実施例２９
この実施例は、トウモロコシ澱粉と１００部の澱粉当たり４０部のパラフィン油との噴射加熱処理を記載する。
１６０ｇの白色パラフィン油（セイボルト粘度１２５／１３５）の３リットルの蒸留水中分散液を実施例１に記載された技術を用いて製造した。乾燥基準で４００グラムのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉を加え、そして生じた粉末、油、および水の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。各々の熱い分散液の一部をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに２２時間にわたり放冷して室温にした。冷却された分散液のｐＨは４．８８であり、ブルックフィールド粘度は８９６ｃｐであり（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）、そして油の分離はなかった。熱い分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎそして室温で自然乾燥して連続的な脆いフィルムとした。フィルム表面上には分離した油は観察されなかった。残りの熱い分散液を実施例１に記載された通りにしてドラム乾燥しそして粗く粉砕した。粉砕された生成物は触ると油状でなかった。
実施例３０
ゆるく結合された（容易に抽出可能）およびしっかり結合された油の両者の量に対する加熱処理条件の影響を試験した。下記の三種の加熱処理工程を比較した。
標準的な過剰水蒸気噴射加熱処理工程。  最初に１００ｇの澱粉当たり５０ｇの大豆油を配合することによりサンプルを製造しそして本質的に実施例１および３に記載された通りにして過剰水蒸気噴射加熱処理した。実施例１（２０％油）および実施例３（４０％油）に従い製造された物質のサンプルと一緒にされたこのサンプルを下記の結合された油の評価のために選択した。
熱噴射加熱処理工程。  本質的に実施例１および３に記載された通りにして１００ｇのトウモロコシ澱粉当たり４０および２０ｇの大豆油の配合物を製造した。実施例１および３で使用された過剰の水蒸気噴射加熱処理器の操作を変えて熱水蒸気噴射加熱処理方法を模した。６５ｐｓｉｇの管圧力を用いて、水性澱粉−油配合物を加熱処理器により始動させそして次に６３ｐの水蒸気圧に相当する加熱処理器内部の温度が１５４℃になるまで逆圧弁をゆっくり閉じる。これらの条件下で、物質を装置中に流すのにちょうど十分な正の流圧があった。澱粉、水および油の加熱処理された分散液をデワールフラスコ中で集めそして次に実施例１に記載された通りにしてドラム乾燥しそして粗く粉砕した。
添加−逆行過剰水蒸気噴射加熱処理工程。  本質的に実施例１に記載された通りにして、１００ｇのトウモロコシ澱粉当たり２０ｇの大豆油の最初の配合物から調合物を製造した。加熱処理された分散液を次にドラム乾燥しそして”Retsch”ミル中で粗く粉砕した。１００ｇ当たり７５ｇの大豆油および２５ｇの以上で製造された粉砕された物質または１００ｇ当たり４０ｇの大豆油および２５ｇの粉砕された物質のいずれかを含有する最初の配合物を水中に分散させそして実施例１および３に記載された通りにして過剰水蒸気噴射加熱処理した。
油分析。  上記の物質の各々の約１ｇサンプル（正確に重量測定された）を４０ｍｌのヘキサンで傾斜により２回抽出した。ヘキサンをタールが塗られたビーカー中で蒸発させそして抽出された油の量を重力計で測定した。抽出されたサンプルに８０ｍｌの水を加え、サンプルを加熱沸騰させそして次に室温に冷却した。約２００単位のα−アミラーゼを加え、そして反応を室温で少なくとも２−３時間進めた。サンプルを分離漏斗に移しそして４０ｍｌ部分のヘキサンで２または３回抽出し、ヘキサンをタールが塗られたビーカー中で蒸発させそして油を重量測定した。全部の回収可能な油（全部のサンプルの重量百分率で表示される）は乾燥抽出および加水分解後に抽出されたものからの量である。結果は以下の表IVに報告されている。
加えられた油の元の量の約７５−８５％が標準的な過剰水蒸気条件下で加熱処理されたサンプルから回収できたことが表IVから明らかである。「熱」方法により加熱処理されたサンプルからの回収率はそれよりはるかに低く、加えられた元の量の６０％より少なかった。「添加−逆行」サンプルからの回収率は９５％を越えた。「熱」方法に関する低い油回収率は加熱処理器からのゆっくりした排出中の加熱処理された分散液から分離した油の結果であった。加熱処理器出口と逆圧弁との間の排出管中では、物質は加熱処理器中と近い温度のままである。この管中の物質の流速は水蒸気管と加熱処理器との間の低い圧力差（２ｐｓｉｇ）のために非常に低い。従って、排出する物質をこの期間中は実質的に撹拌せず、そして油が薄い水性澱粉分散液から自由に分離する。
全てのサンプルから回収された油は主として「ゆるく結合されており」、すなわち乾燥サンプルのヘキサンを用いる抽出により回収可能である。「しっかり結合された」油、すなわち澱粉の酵素加水分解後にのみ回収できるものは標準的な過剰水蒸気および熱過剰水蒸気噴射加熱処理工程の両者に関して元のサンプル重量（澱粉＋油）の４−６％を構成していた。しかしながら、添加−逆行工程により製造された生成物に関しては、しっかり結合された油は元のサンプル重量の９％を越えた。
図２Ａおよび２ＢのＳＥＭは、それぞれ標準的工程（実施例３０Ｂ）および添加−逆行工程（実施例３０Ｇ）により製造されたフィルムのヘキサンで抽出された破砕表面を比較する。添加−逆行工程の方が標準的工程と比べて小さい寸法であり且つ多くの油小滴を生成したことが容易にわかる。粉砕された再循環物質が水性澱粉系中の油の分散を促進させそして撹拌を停止した時間と物質を噴射加熱処理器中に加える時間との間の水相からの油の普通ならば急速な分離を抑制すると信じられている。その結果、加熱処理器に入る流の方が標準的工程のものよりたくさん分散され、そして油の比較的高い百分率が澱粉マトリックス中でしっかり結合される。加えられた油の９５％以上が添加−逆行工程により製造された生成物から回収できるといことは、標準的工程により製造された生成物に関して観察される低い油回収率が実際には水蒸気による気化による油の損失によってではなく加熱処理前の水からの油相の分離により引き起こされるという理論を支持している。
実施例３１
この実施例は、澱粉の水中スラリーが本発明の組成物を製造するために使用される過剰の噴射加熱処理器中を通過することから生ずる固有粘度により測定される澱粉分子量の減少を示す（実施例１を参照のこと）。
乾燥基準で１３３．３ｇの実施例１５で使用されたのと同じワックス状トウモロコシ澱粉の７．５０ｇのピペラジン−Ｎ，Ｎ′−ビス−（２−エタンスルホン酸）二カリウム塩を含有する１リットルの水、すなわちPIPES緩衝液中スラリーを製造した。０．５Ｎ塩酸の添加によりｐＨを７．１６に調節し、そしてスラリーを１０ｐｓｉｇの水蒸気圧で（１１６℃）加熱処理器内の噴射加熱処理器中に通した。９．４６％の合計固体分を含有する１０グラムの熱い噴射加熱処理された溶液を１００ｍｌ容量のフラスコ中に入れ、０．２ｇのナトリウムアジドを加えて微生物の成長を抑制し、そしてフラスコをジメチルスルホキシドで１００ｍｌの標識となるまで希釈した。９０：１０ジメチルスルホキシド：水の中で測定された固有粘度は１１５ｃｃ／ｇであり、それに対して水蒸気噴射加熱処理器中を通らなかったワックス状トウモロコシ澱粉に関しては２２０ｃｃ／ｇであった。加熱処理器内で１００ｐｓｉｇの水蒸気圧（１７０℃および１２５ｐｓｉｇの水蒸気管圧において加熱処理されたワックス状トウモロコシ澱粉のサンプルは８１ｃｃ／ｇだけの固有粘度を有しており、それは比較的厳しい加熱処理条件下での澱粉分子量の比較的大きな減少を示している。
実施例３２
この実施例は、本発明の組成物が揮発油および香料をカプセル化しそしてそれらを使用するまでそれらを蒸発に対して安定化することができる能力を示す。
Ａ．実施例１の工程と同様な工程により、８０ｇの大豆油、４００ｇ（乾燥基準）のA.E.Staley Mfg.Co.からの食品等級トウモロコシ澱粉、および３リットルの蒸留水の混合物を製造しそして噴射加熱処理した。実施例１の通りにして、熱い噴射加熱処理された分散液をドラム乾燥し、そして実質的に乾燥した生成物を粗く粉砕した。２０グラムのこの組成物を”Warning”配合器中で２００ｍｌの水の中に分散させ、そして分散液を次にマイクロ波オーブン中で８５−９０℃に加熱した。熱い分散液を”Warning”配合器に戻し、そして５０℃の温度に達するまで撹拌した。１０グラムのリモネンを加え、そして溶液を最高馬力で２分間撹拌しそして次にシート上に注いで空気乾燥後に薄く脆いフィルムを生成した。乾燥フィルムはリモネン臭気を有していないが、フィルムを引き裂くかまたは破る時には強いリモネン臭気が放出された。このカプセル化性質は通常の室温条件下で６週間までの期間にわたりフィルム中に保たれていた。
Ｂ．実施例２７と同様な組成物（澱粉：大豆蛋白質：カノーラ油−１００：２０：２０重量部）をドラム乾燥しそして粉末を１０％固体分に再構成した。２００グラムのこの複合体を１００ｇの新鮮な苺と”Warning”配合器中で配合しそしてマイクロ波オーブン中で９０℃に加熱した。加熱された物質をシート上に注ぎそして自然に空気乾燥させた。乾燥フィルムは臭気を有していなかったが、引き裂かれたかまたは破かれたフィルムは新鮮な苺の臭気を放出しそして苺の香りを味に与えた。
実施例３３
この実施例は、本発明の組成物が別の油および香料を受容しそしてマイクロ波ポップコーン用の香りが高められた低脂肪コーテイングとして機能する能力を示す。
１００重量部のトウモロコシ澱粉当たり２０部のバターを含有するドラム乾燥されそして粗く粉砕された組成物を実施例２２で使用した工程と同様な工程により製造した。”Warning”配合器中で６０グラムのこの組成物を４００ｍｌの水中に分散させ、そして生じた分散液をマイクロ波オーブン中で８５−９０℃に加熱した。熱い分散液を配合器に戻しそして５０℃の温度に達するまで撹拌した。下記の成分を次に加えた：１０ｇのオリーブ油、７５ｇの食塩、２０ｇの市販のバター香料添加剤（マルトデキストリン上のジアセチル）、および１ｇのα−トコフェロール。生じた混合物を最高馬力で１分間配合した。２０グラムのこの分散液を７０グラムのポップコーン種と共に撹拌し、そしてこの種を次に自然に空気乾燥させた。コーテイングは処理中に種の表面から剥がれる傾向は示さなかった。乾燥した自由流動性のコーテイングされた種をマイクロ波ポップコーンバッグの中に入れ、そしてマイクロ波オーブン中で２．５−３．５分間にわたりはじかせた。バッグ全体に１．０ｇ以下の加えられた脂肪を有する味の良いバター風味のポップコーンが生じた。
実施例３４
この実施例は、低脂肪アイスミルクの製造における本発明の組成物の使用を説明する。
標準的な低脂肪アイスミルクを下記の成分から製造した：４８４ｇの０．５％スキムミルク、１００ｇの砂糖、１．９ｇのバニラエッセンス、および０．４ｇの食塩。上記の調合物に、１００部の澱粉当たり２０部の大豆油またはバターから本発明に従い製造されたドラム乾燥されそして粗く粉砕された組成物０、２、５および１０重量％を加えた。混合物を”Warning”配合器中で１分間配合し、２リットルの”Oster”アイスクリーム製造機に移し、そしてアイスクリーム製造機中で連続的に撹拌しながら３０分間にわたり凍らせた。本発明の組成物を含有するアイスミルクは０％の添加剤を有する対照サンプルと比べて口当りおよび乳状感が明らかに優れていた。２４時間の冷蔵後に、本発明の組成物を含有するアイスミルクはさらにはるかに良好な溶融性質を有しておりそして対照サンプルの特徴である望ましくない冷たさが少なかった。
実施例３５
この実施例は低脂肪ケーキの製造における本発明の組成物の使用を説明する。
American Association of Cereal Chemists Method 10-90に従う下記の処方から白色ケーキを製造した：８２．５ｇの白色ケーキ粉末、７０ｇの砂糖、６．０ｇの無脂肪ドライミルク、１．５ｇの食塩、２．９ｇのベーキングパウダー、４．５ｇの卵白、７０ｇの水、および２５ｇのショートニング（”Crisco”）。２５ｇのショートニングを含有するこの標準的ケーキを対照とし使用した。試験調合物のために、種々のショートニング代替品を製造した。１００部の澱粉：２０部のバターおよび１００部の澱粉：５０部のバターを含有する澱粉−バター調合物をそれぞれ実施例２２および２３の通りにして製造した。１００部の澱粉：２０部の大豆蛋白質：２０部のカノーラ油を含有する澱粉−大豆蛋白質−カノーラ調合物を実施例２７に記載された通りにして製造した。ドラム乾燥した澱粉：バターおよび澱粉：大豆蛋白質：カノーラ調合物をスキムミルクで再構成してショートニングを代替するのに適するゲルとした。各々の再構成されたショートニングをケーキミックス（７０ｇの水、４．５ｇの卵白）の液体成分中に配合しそしてその後に乾燥成分を加えそしてハンドミキサーで配合した。ケーキを試験楊枝にバターがつかなくなるまで１７５℃で焼き、そしてケーキを次に室温に冷却した。試験ケーキは味では対照と同様であったが、高水準（２５ｇ）の本発明の組成物を含有するケーキは粗く且つガム状である傾向があった。ショートニング代替品を有する全てのケーキは対照ケーキよりもパンのようなケーキを生じた。試験ケーキの１個の量は全脂肪対照（澱粉：バター、１００：５０を含有する処方に関する）の７３％から全脂肪対照（澱粉：大豆蛋白質：カノーラ油、１００：２０：２０比を含有する処方に関して）の８６％までの範囲であった。個別の調合物および関連するケーキ量は表Ｖに示されている。
実施例３６
この実施例は、サラダドレッシング製造用の本発明の組成物の使用を説明する。
”Warning”配合器中で２００ｍｌの市販の麦芽酢、２０ｍｌの蒸留水、並びに５．０ｇの本発明に従い２０部の大豆油および１００部のトウモロコシ澱粉から実施例１の方法と同様な方法により製造されたドラム乾燥されそして粗く粉砕された組成物を混合することにより、サラダドレッシングを製造した。２ｇの市販のレモンペッパーを加え、そして混合物を冷蔵庫中で１週間放冷した。油−水エマルションの分離または破壊は起こらず、そしてレタスサラダ上での試験は優れた付着性および味覚性質を与えた。
実施例３７
この実施例は、バターまたはマーガリンと同様な性質を有する延展性調合物を製造するための本発明の組成物の使用を説明する。
４０グラムの実施例２３に従い５０部のバターおよび１００部のトウモロコシ澱粉から製造されたドラム乾燥されそして粗く粉砕された組成物を”Warning”配合器中で２００ｍｌの水と共に最高馬力で３分間にわたり撹拌した。生じた分散液を次にマイクロ波オーブン中で約９４℃に加熱し、そして熱い混合物を配合器に戻しそして最高馬力で５分間撹拌した。分散液を最後にプラスチック容器中に注ぎそして放冷して室温にした。冷却された分散液はきめがクリーム状でありそして良好な延展性を有していた。これらの性質は６週間までの期間にわたる冷蔵後に保たれていた。
実施例３８
この実験は本発明に従い製造された生成物中に高い百分率の油を充填するための態様を説明する。澱粉：大豆蛋白質：カノーラ油（１００：２０：２０）生成物を実施例２７の通りにして製造した。ドラム乾燥された粉末を水中に１０％固体分で再懸濁させそして５０ｍｌの懸濁液を”Warning”配合器中で２５ｍｌの大豆油に加えた。１分間配合した後に、エマルションをマイクロ波オーブン中で９０℃に加熱し、そして次に”Warning”配合器中で２分間にわたり高速で再配合した。冷却するとエマルションが生成し、それは少なくとも６週間にわたり安定であった。固体分（油、澱粉および蛋白質）の合計重量に基づく系中の油の量は８９％であった。
実施例３９
この実施例は、大豆油との共同噴射加熱処理方法においてデキストランを澱粉の代わりに使用した時に生ずる生成物性質における差を示す。生成物性質におけるこれらの差は、我々の発明の組成物中での澱粉と油との間の複合性の証明を与える。
２８０．７ｇの澱粉（水分含有量１２％）および１０６．９ｇの大豆油の混合物を２リットルの水に急速撹拌しながらゆっくり加えた。油の使用量は乾燥重量基準で１００部のデキストラン当たり４３部の油に相当する。生じた分散液を実施例１で使用した条件下で噴射加熱処理した。
熱い噴射加熱処理された分散液の一部を４００ｍｌビーカー中に注ぎそして撹拌せずに放冷した。室温で約２２時間放置した後に、分散液は５．５のｐＨを有しており、そして標準的なＮｏ．３スピンドルを用いて３０ｒｐｍで測定されたブルックフィールド粘度は４８８ｃｐであった。表面上に小さい油小滴があった。室温で合計２０日間放置した後に、水相および油相のかなりの分離があった。厚さが２．５ｃｍの上部の油層はクリーム状で且つ不透明であり、下部の層は７ｃｍでありそしてあまり不透明でなかった。
熱い分散液の他の部分をポリエチレンシート上に注ぎそして室温で自然乾燥して連続的な脆いフィルムを生成した。澱粉から製造された同様の組成物とは異なり、乾燥デキストラン−油フィルムは表面上に油小滴を有していた。
残りの熱い噴射加熱処理された分散液を実施例１の通りにしてドラム乾燥した。澱粉から製造された同様の組成物とは異なり、分散液は良好にドラム乾燥されずそして部分的にだけ乾燥した部分を含有していた。これらの部分を物質の大部分から分離し、それらを次に”Warning”配合器中での乾燥撹拌により粉砕した。乾燥されそして粉砕された生成物を実施例３０に記載されたのと同じ工程を使用してヘキサンで抽出した時には、表IVに示された澱粉−含有生成物に関して観察されたものとは全く異なっていた。「ゆるく結合された」すなわち乾燥生成物のヘキサンでの抽出により回収可能な油の部分は元のサンプル重量（澱粉＋油）の２１．０％を構成していたが、「しっかり結合された」油（デキストランの酵素加水分解後にのみ回収可能）は元のサンプル重量の０．９４％だけを構成していた。合計した油回収率（ゆるく結合された＋しっかり結合された）は噴射加熱処理前に加えられた油の７２．８％であった。
実施例４０
この実施例は、単独澱粉種から得られない粘弾性を有する本発明の組成物を製造するための単独種の澱粉でなく澱粉の配合物の使用を示す。
実施例１に記載された技術を用いて１８０ｇの大豆油および０．２ｇのα−トコフェロールの分散液を製造した。油の量は調合物中の１００部の合計澱粉当たり２０部の油に等しいと計算された。乾燥基準で４５０ｇのGarin Processing Corp.からの”Pure Dent 8-700”トウモロコシ澱粉および乾燥基準で４５０ｇのNational Starch and Chemical Corp.からの”Amioca”ワックス状トウモロコシ澱粉の混合物を加え、そして生じた澱粉、水、油および酸化防止剤の混合物を実施例１に記載された条件下で噴射加熱処理した。生じた噴射加熱処理された分散液はワックス状トウモロコシ澱粉の不存在下での濃いトウモロコシ澱粉だけから製造された匹敵する分散液より「長く」、すなわちより繊維質でありそして付着性であった。「長い」対「短い」として特徴づけられる澱粉ペーストはH.W.LeachによりStarch:Chemistry and Technologyという題の論文，R.L.Whistler and E.F.Paschall,eds,Academic Press,New York,1965,Vol.1,p.302で論じられている。粘弾性における質的な差は、本発明の澱粉−油組成物を例えばアイスミルクの如き食品中に加えた時の口当りにより検出できる。
実施例４１
この実施例は、本発明の澱粉−油組成物を噴霧乾燥により並びにドラム乾燥により単離できることを示す。
実施例３に記載された技術を用いて１００部の澱粉当たり４０部の大豆油から噴射加熱処理された分散液を製造した。熱い噴射加熱処理された分散液を二部分に分けた。
第一部分を実施例１に記載されている通りにしてドラム乾燥しそして粗く粉砕した。この生成物を実施例３０に記載された工程を用いてヘキサンで抽出した時には、「ゆるく結合された」油は元のサンプル重量（澱粉＋油）の１５．０％を構成していたが、「しっかり結合された」油は元のサンプル重量（澱粉＋油）の９．１％を構成していた。合計した油回収率（ゆるく結合された＋しっかり結合された）は噴射加熱処理前に加えられた油の５６．４％であった。
実施例４２
この実施例は、最初に噴射加熱処理されそしてドラム乾燥された澱粉を室温において水中に分散させそして次に生じた分散液中に高剪断混合を用いて大豆油を配合することにより実施例３で使用されたものと同じ４０：１００の油対澱粉比を有する水性組成物を製造する実施例３の方法の変法を記載する。これと同様な工程は油が高温において揮発性であるかまたは不安定である本発明の組成物を製造するために有用である。
乾燥基準で４００ｇのA.E.Staleyからの食品等級トウモロコシ澱粉の３リットルの水中懸濁液を実施例１で使用された条件下で噴射加熱処理し、ドラム乾燥しそして粗く粉砕した。１０グラムのこの乾燥生成物を次に”Warning”配合器中で９０ｍｌの水に加え、そして混合物を最高速度で１分間撹拌した。４グラムの大豆油を次に加え、そして混合物を最高速度で２分間撹拌した。分散液の最終温度は４３℃であった。
分散液の一部をポリエチレンシート上に注ぎ、そして放置して蒸発乾固した。生じた脆いフィルムは表面上に油の痕跡を示さなかった。フィルムを破り新しい破砕表面を呈して、それを次にヘキサンで抽出して油を除去した。このヘキサンで抽出された破砕表面のＳＥＭによる試験はミクロン寸法の空所を示しており、それは油が澱粉マトリックス中にミクロン寸法の小滴の形状で密に分散されていたことを示している。
残りの分散液をビーカー中に注ぎそして撹拌せずに室温で４日間放置した。水相からの明らかな油の分離はなく、そして分散液は１９３０ｃｐのブルックフィールド粘度を有していた（Ｎｏ．３スピンドル、３０ｒｐｍ）。
実施例４３
この実施例は、タキソールの澱粉−大豆油組成物の水性分散液中溶液の製造を記載する。
工程Ａ。  ２５ｍｇのタキソールの０．３ｍｌの暖かいエタノール中溶液を製造し、そして０．７ｍｌのアルファ−トコフェロール（ビタミンＥ）を撹拌しながらホモジェナイザー中に加えた。４ミリリットルの熱い（９０℃）澱粉大豆油複合体の５％水性分散液を加えた。複合体は、１）１００重量部のトウモロコシ澱粉および５重量部の大豆油を含有する水性混合物を噴射加熱処理し、そして２）生じた噴射加熱処理された分散液をドラム乾燥することにより、製造された。最終的混合物をホモジェナイザー中で５分間にわたり高剪断下で激しく撹拌しそして次にガラス瓶に移した。この分散液を乾燥してフィルムにすることまたは他の澱粉−油複合体で希釈することができた。
工程Ｂ。  ５００ｍｇのタキソールの５ｍｌの暖かいエタノール中溶液を製造し、そして８．０ｍｌのアルファ−トコフェロール（ビタミンＥ）を撹拌しながらホモジェナイザー中に加えた。８０ミリリットルの熱い（９０℃）２回加熱処理された澱粉−大豆油複合体の２０％水性分散液を加え、その後に７ｍｌの１回加熱処理された澱粉−大豆油複合体の１０％水性分散液を加えた。澱粉−大豆油複合体は、１）１００重量部のトウモロコシ澱粉および２０重量部の大豆油を含有する水性混合物を噴射加熱処理し（１回または２回の噴射加熱処理器中のどちらか）、そして２）生じた噴射加熱処理された分散液をドラム乾燥することにより、製造された。最終的混合物をホモジェナイザー中で５分間にわたり高剪断下で激しく撹拌しそして次に貯蔵のためにガラス容器に移した。乾燥されたフィルムの走査電子顕微鏡写真は、薄い澱粉壁により囲まれたタキトール−含有油小滴からなる蜂の巣状構造を示した。
実施例４４
この実施例は、ウレア、ホルムアルデヒドおよび澱粉−脂質複合体からのベニヤ板接着剤の製造を記載する。７４ｇのウレアの１００ｍｌの水中溶液を製造し、そして１００ｍｌの３７％ホルムアルデヒド溶液を加えた。この濁った溶液に、１）１００重量部のトウモロコシ澱粉および４０重量部の沸騰アマニ油またはラノリンを含有する水性混合物を噴射加熱処理し、そして２）生じた噴射加熱処理された分散液をドラム乾燥することにより製造された５０ｇの乾燥トウモロコシ−脂質複合体を加えた。混合物を”Warning”配合器中で滑らかになるまで撹拌しそして次に１−２時間放置した。生じた分散液を、ベニヤ板の製造用に典型的に使用される３／３２インチの松シートの両側にコーテイングした。このコーテイングされたシートを次にコーテイングされていない２枚の木材シートの間に入れ、そして複合板を約１２１℃において１０分間おした。生じたベニヤ板シートは良好に結合されておりそして室温で一夜浸した時に耐水性であった。
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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