ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ЖЕЛАТИНИРОВАННЫЕ КРАХМАЛЫ С ВЫСОКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
PREGELATINIZED STARCHES WITH HIGH TECHNOLOGICAL STABILITY AND METHODS FOR THEIR PRODUCTION AND USE

Перекрестные ссылки на родственные заявки
[0001] Данная заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на Патент США № 62/525085, поданной 26 июня 2017 года, которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Предпосылки создания изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Настоящее изобретение в целом относится к крахмалам. В частности, настоящее изобретение относится к предварительно желатинированным крахмалам, имеющим высокую степень технологической устойчивости, и способам их получения и использования.
Предпосылки создания изобретения
[0003] Пищевые крахмалы обычно используются для придания требуемых качеств различным продуктам питания. Например, перекрестно сшитые и химически модифицированные стабилизированные крахмалы широко используются в качестве вещества, улучшающего текстуру продуктов питания. Стабилизация придает крахмалу стабильность при многократном замораживании, а перекрестное сшивание придает технологическую устойчивость. Стабилизация осуществляется путем замещения гидроксильных групп крахмала, например, группами гидроксипропиловых простых эфиров или ацетиловых сложных эфиров. Технологическая устойчивость создается перекрестным сшиванием с группами, например, с фосфатными группами (т.е. путем обработки крахмала фосфороксихлоридом) или адипатными группами (т.е. путем обработки смешанными ангидридами уксусной и адипиновой кислот). В контексте данного документа, термин «технологически устойчив» или «технологическая устойчивость» по отношению к быстрорастворимому крахмалу означает, что отдельные крахмальные зерна могут в значительной степени разрушаться, но крахмалосодержащее сырье, разбухая в воде при варке, по существу, сохраняет свое естественное состояние в течение всего процесса. Таким образом, технологически устойчивые крахмалы противостоят распадению на отдельные фрагменты и противостоят растворению при обработке. Такие свойства позволяют крахмалу загущать пищу без нежелательной клейстеризации, клейкости или тягучести. Соответственно, очень желательным является использование технологически устойчивых крахмалов в продуктах питания, например, в подливках, соусах и заправках, а также для определенных фруктовых начинок и молочных продуктов. Для получения таких технологически устойчивых крахмалов требуется химическая модификация крахмала. Однако, химическая модификация требует дополнительных технологических стадий и затрат, и, что еще важнее, рассматривается потребителями как нежелательная. Природные крахмалы не являются «химически модифицированными», но им не хватает необходимой технологической устойчивости, и, в связи с этим, они обладают высокой степенью растворимости, что нежелательно. Существующие варианты технологически устойчивых и улучшающих текстуру крахмалов, маркируемых как крахмалы без «искусственных ингредиентов», обладают выразительным цветом и вкусом, которые могут переноситься на конечный пищевой продукт (например, молочный продукт), что также нежелательно.
[0004] Во многих случаях крахмал часто приходится варить при относительно высоких температурах, достигающих 100 °C, чтобы получить требуемые текстурирующие свойства в данном пищевом продукте. Тем не менее, существуют различные способы, позволяющие предварительно приготовить или «предварительно желатинировать» крахмал, причем такие предварительно желатинированные крахмалы могут использоваться для достижения требуемой вязкости пищевого продукта без нагревания при таких высоких температурах. Некоторые из таких способов предварительного желатинирования представляют собой приготовление орошением, сушку в барабане и предварительное набухание в водном растворе спирта. Барабанная сушка представляет собой пропускание увлажненного крахмалсодержащего сырья через горячий вращающийся барабан и отжим через узкое отверстие, выполненное между барабаном и другой поверхностью (например, другим вращающимся барабаном). Процесс сушки осуществляется при температурах, достаточных не только для предварительного желатинирования крахмала, но и для удаления из него большей части воды, и получения крахмала в форме высушенного листа или хлопьевидных частиц, которые можно обрабатывать до получения требуемого размера. Хотя, по определению изобретателей (и как более подробно описано ниже), барабанная сушка и является наименее затратной среди этих технологий, однако барабанная сушка отрицательно влияет на целостность крахмальных зерен и дает крахмалсодержащее сырье, которое придает нежелательные текстурирующие свойства продуктам, в частности, клейкость и тягучесть. Крахмалы, высушенные в барабане, обычно дают суспензии с более низкой вязкостью, чем крахмалы, приготовленные распылением и обработанные спиртом, при эквивалентной технологической устойчивости. Они могут иметь высокую степень растворимости, которая может привести к склеиванию, что нежелательно. Сушка в барабане также способна привести к значительному снижению технологической устойчивости.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] В одном аспекте, настоящее изобретение относится: к предварительно желатинированному крахмалу, имеющему не более чем 15 мас.% растворимых веществ и объем седиментации, составляющий от 20 мл/г до 45 мл/г; предварительно желатинированному крахмалу находящемуся в форме агломератов, содержащих частицы крахмала; предварительно желатинированному крахмалу, сохраняющемуся по существу в плоской форме. В некоторых вариантах осуществления, крахмал представляет собой крахмал, высушенный в барабане. В некоторых требуемых вариантах осуществления, предварительно желатинированные крахмалы имеют показатель пожелтения, не превышающий 10.
[0006] В другом аспекте, настоящее изобретение относится: к предварительно желатинированному крахмалу, имеющему не более чем 15 мас.% растворимых веществ и объем седиментации, составляющий от 20 мл/г до 45 мл/г; предварительно желатинированному крахмалу находящемуся в форме агломератов, содержащих частицы крахмала. В некоторых требуемых вариантах осуществления, предварительно желатинированные крахмалы имеют показатель пожелтения, не превышающий 10. В некоторых вариантах осуществления, крахмал представляет собой крахмал, высушенный в барабане.
[0007] В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения предварительно желатинированного крахмала; способу, включающему: получение нежелатинированного крахмала с увлажнением в водной среде; и сушку в барабане увлажненного нежелатинированного крахмала в условиях, достаточных для предварительного желатинирования крахмала.
[0008] Другим аспектом настоящего изобретения является пищевой продукт, содержащий описанный здесь предварительно желатинированный крахмал.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ
[0009] Изобретение будет лучше понято со ссылкой на рисунки.
[0010] На РИС. 1 представлен микроснимок обычного предварительно нежелатинированного гидроксипропилированного модифицированного крахмала, суспензированного в воде при описанных здесь условиях RVA.
[0011] На РИС. 2 представлен микроснимок обычного гидроксипропилированного модифицированного крахмала, предварительно желатинированного варкой орошением, а затем суспензированного в воде при описанных здесь условиях RVA.
[0012] На РИС. 3 представлен микроснимок обычного гидроксипропилированного модифицированного крахмала, предварительно желатинированного сушкой в барабане, а затем суспензированного в воде при описанных здесь условиях RVA.
[0013] На РИС. 4 представлен микроснимок природного воскового крахмала перед приготовлением.
[0014] На РИС. 5 представлен микроснимок природного воскового крахмала, изображенного на РИС. 4, после обработки в условиях RVA.
[0015] На РИС. 6 представлен микроснимок крахмала по изобретению перед приготовлением.
[0016] На 7 представлен микроснимок крахмала, изображенного на РИС. 6, после обработки в условиях RVA.
[0017] На РИС. 8 представлен микроснимок крахмала барабанной сушки.
[0018] На РИС. 9 представлены фотографии, использованные при оценке тягучести.
[0019] На РИС. 10 представлены фотографии, использованные при определении скорости осаждения.
[0020] На РИС. 11 представлены фотографии, использованные при определении степени агломерации.
[0021] На РИС. 12 и 13 представлен график RVA и график гидратации RVA для проб из Примера 1.
[0022] На РИС. 14 приведены данные суспензионных свойств пробы из Примера 1.
[0023] На РИС. 15 и 16 представлен график RVA и график гидратации RVA для проб из Примера 2.
[0024] На РИС. 17 приведены данные суспензионных свойств пробы из Примера 2.
[0025] На РИС. 18 представлены текстурирующие свойства желе с взбитыми сливками из Примера 3.
[0026] На РИС. 19 представлены текстурирующие свойства заправки к салату вязкой консистенции из Примера 3.
[0027] На РИС. 20 представлены текстурирующие свойства фруктовой начинки из Примера 3.
Подробное описание изобретения
[0028] Хотя, как отмечалось выше, барабанная сушка и является малозатратным способом предварительного желатинирования, но она способна оказать нежелательное воздействие на свойства крахмала. Например, на РИС. 1 представлен микроснимок обычного предварительно нежелатинированного, гидроксипропилированного, модифицированного крахмала, суспензированного в воде при описанных ниже условиях RVA. Как видно, отдельные частицы крахмала остаются практически нетронутыми. Когда этот крахмал предварительно желатинируется варкой орошением, а затем суспензируется в воде при описанных ниже условиях RVA, то это приводит к набуханию частиц крахмала, которые по существу, не фрагментируются или не разрушаются, что показано на РИС. 2. Напротив, когда крахмал, представленный на РИС. 1 предварительно желатинируют методом барабанной сушки, то получаемые плоские листообразные или хлопьевидные агломераты распадаются при повторном введении в воду, образуя в основном частицы, которые, явно представляют собой фрагменты, как показано на РИС. 3. Эти фрагменты визуально отличаются от неповрежденных и нефрагментированных частиц, представленных на РИС. 1 и 2. Такая сушка крахмала в барабане может привести к потере технологической устойчивости, а также к увеличению количества растворимого крахмала, что придает нежелательные структурирующие свойства крахмалу.
[0029] Авторы настоящего изобретения с удивлением обнаружили возможность использования барабанной сушки для получения предварительно желатинированного крахмалсодержащего сырья, которое способно обеспечить как технологическую устойчивость, так и требуемые текстурирующие свойства. Таким образом, в одном аспекте, изобретение относится к предварительно желатинированному крахмалу, имеющему менее чем 15 мас.% растворимых веществ и объем седиментации, составляющий от 20 мл/г до 45 мл/г (а в некоторых вариантах осуществления, показатель пожелтения, не превышающий 10). Предварительно желатинированный крахмал может находиться в форме агломератов, содержащих частицы крахмала, а в некоторых требуемых вариантах осуществления, по меньшей мере, 50% частиц крахмала набухают, но существу не фрагментируются при обработке в воде. Предварительно желатинированный крахмал, в этом аспекте изобретения, может, например, представлять собой крахмал, высушенный в барабане.
[0030] Более того, предварительно желатинированные крахмалы, в этом варианте осуществления, сохраняются по существу в плоской форме. Соответственно, в другом аспекте, изобретение относится к предварительно желатинированному крахмалу, имеющему менее чем 15 мас.% растворимых веществ и объем седиментации, составляющий от 20 мл/г до 45 мл/г (а в некоторых вариантах осуществления, показатель пожелтения, не превышающий 10). Предварительно желатинированный крахмал может находиться в форме агломератов, содержащих частицы крахмала, а в некоторых требуемых вариантах осуществления, по меньшей мере, 50% частиц крахмала набухают, но существу не фрагментируются при обработке в воде при 95 °C. В соответствии с данным аспектом изобретения, предварительно желатинированный крахмал, сохраняется по существу в плоской форме. В контексте данного документа термин «по существу плоская» форма означает, что, по меньшей мере, 50 мас.%, по меньшей мере, 75 мас.% или даже, по меньшей мере, 90 мас.% крахмалсодержащего сырья находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных частиц, каждая из которых имеет толщину, составляющую не более ½ (например, в некоторых вариантах осуществления, как описано далее, не более 1/3 или не более ¼) от длины и ширины частицы. Толщина измеряется как средняя толщина по кратчайшему размеру, в то время как длина измеряется по самому длинному размеру, перпендикулярному толщине, а ширина измеряется как самый длинный размер, перпендикулярный и толщине и длине. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал в этом аспекте представляет собой крахмал, высушенный в барабане.
[0031] Объем седиментации может использоваться в качестве меры технологической устойчивости, что очевидно специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. В контексте данного документа термин объем седиментации представляет собой объем, занимаемый одним граммом оклейстеренного крахмала (в пересчете на сухое вещество) в 100 граммах (т. е. всего раствора, включая крахмал) соленого буферного раствора. Данное значение также известно в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, как «объем разбухания». В контексте данного документа термин «соленый буферный раствор» представляет собой раствор, приготовленный в соответствии со следующими стадиями:
На весах с верхней загрузкой в мерную колбу объемом 2 литра, содержащую мешалку, отвешивают 20 г хлорида натрия;
Затем туда добавляют буферный раствор RVA pH 6,5 (приобретенный у компании Ricca Chemical Company), чтобы колба была заполнена, по меньшей мере, наполовину;
Осуществляется размешивание до полного растворения хлорида натрия;
Добавляют дополнительный буферный раствор RVA pH 6,5 для получения конечного объема в 2 литра;
Объемы седиментации определяют: сначала варкой крахмала, имеющего 5% содержание сухих веществ, в соленом буферном растворе путем суспендирования емкости, содержащей суспензию, в водной бане при 95 °C; и перемешивания стеклянным стержнем или металлической лабораторной лопаткой в течение 6 минут; затем укрытия емкости и выдержки крахмального клейстера при 95 °С в течение дополнительных 20 минут. Емкость извлекалась из водной бани и остужалась на лабораторном столе. Полученный крахмальный клейстер доводили до первоначальной массы путем добавления воды (т. е., чтобы восстановить объем любой выпаренной воды) и хорошо перемешивали. В градуированный цилиндр емкостью 100 мл, содержащий соленый буферный раствор, добавляют 20,0 г крахмального клейстера (который содержит 1,0 г крахмала), и доводят буферным раствором общую массу смеси в цилиндре до 100 г. Цилиндр выдерживали в спокойном состоянии в течение 24 часов при комнатной температуре (около 23 °C). Объем, занятый осадком крахмала (т. е., видимый в цилиндре), представляет собой объем седиментации для 1 г крахмала, выраженный в мл/г.
[0032] Крахмалы с относительно низким объемом седиментации (напр., составляющим от 20 мл/г до 30 мл/г) имеют хорошую технологическую устойчивость. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал имеет объем седиментации, составляющий от 20 мл/г до 37 мл/г, или от 20 мл/г до 32 мл/г, или от 20 мл/г до 27 мл/г, или от 20 мл/г до 24 мл/г, или от 24 мл/г до 45 мл/г, или от 24 мл/г до 37 мл/г, или от 24 мл/г до 32 мл/г, или от 24 мл/г до 30 мл/г, или от 24 мл/г до 27 мл/г, или от 27 мл/г до 45 мл/г, 27 мл/г до 37 мл/г, или от 27 мл/г до 30 мл/г. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал имеет объем седиментации, составляющий от 20 мл/г до 25 мл/г.
[0033] В описанной выше проверке объема седиментации, надосадочная жидкость над осадком крахмальных зерен содержит растворимый крахмал, то есть часть крахмала, которая не удерживается ингибированными крахмальными зернами осадка. Количество растворимого крахмала определяют количественно, отбирая часть надосадочной жидкости и гидролизуя крахмал в количественном отношении до декстрозы с использованием кислоты или фермента, а затем измеряя концентрацию декстрозы, напр., анализатором глюкозы компании YSI Incorporated. Концентрация декстрозы в надосадочной жидкости может быть пересчитана алгебраическим способом в процентное содержание растворимых веществ (т.е., по массе) в крахмале.
[0034] Если в процессе приготовления пищи из крахмальных зерен выделяется большое количество крахмалосодержащего сырья, то это придает пище определенную степень клейкости и тягучести. Хотя это желательно для некоторых продуктов, но очень нежелательно для других продуктов. Соответственно, в некоторых случаях, например, для заправок, соусов и подливок, а также для некоторых фруктовых наполнителей и молочных продуктов, применение желатинированного крахмала с небольшим количеством растворимых веществ является желательным. Обычные высушенные в барабане крахмалы дают большое количество растворимых веществ. Напротив, в соответствии с изобретением, предварительно желатинированные крахмалы имеют не более чем 15% растворимых веществ. Соответственно, предварительно желатинированные крахмалы, в соответствии с изобретением, способны обеспечить требуемые текстурирующие свойства без нежелательной клейкости или тягучести. В определенных вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал имеет не более чем 10% растворимых веществ. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал имеет не более чем 5 мас.% растворимых веществ (напр., не более чем 4 мас.% растворимых веществ, или не более чем 2 мас.% растворимых веществ).
[0035] Предварительно желатинированные крахмалы по изобретению включают в себя ряд дискретных частиц крахмала, т. е. отдельные частицы, которые образуются при суспензировании крахмала в жидкости. Отдельный агломерат высушенного крахмала будет содержать очень много таких частиц, что очевидно для специалиста в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. Частицы могут представлять собой, например, неповрежденные крахмальные зерна или фрагменты крахмальных зерен. Размер частиц будет зависеть от растительного источника крахмала, а также от степени физической фрагментации крахмальных зерен природного крахмала во время обработки.
[0036] Примечательно, что в предварительно желатинированных крахмалах в соответствии с изобретением, частицы крахмала набухают, но по существу не фрагментируются при обработке в воде при 95 °С. Используемый в контексте данного документа термин «обработанный в воде при 95 °C» означает условия эксперимента на анализаторе Rapid Visco Analyzer (RVA): Вязкость измеряют анализатором RVA в фосфатном буферном растворе, имеющем 5% содержание сухих веществ и 1% содержание NaCl при значении pH 6,5. Предварительно желатинированный крахмал добавляют в воду при 35 °С и перемешивают при 35 °С при 700 об/мин в течение одной минуты, и при 160 об/мин в течение 14 минут, причем перемешивание при 160 об/мин продолжается в течение всего процесса измерения. Температуру при анализе линейно поднимают до 95 °С в течение 7 минут и выдерживают при 95 °С в течение 10 минут, далее температуру линейно снижают до 35 °С в течение 6 минут и выдерживают при 35 °С в течение 10 минут. В этот момент можно измерить вязкость, а получаемую крахмальную суспензию можно окрасить йодом и наблюдать под микроскопом для определения степени фрагментации. Окрашивание осуществляют следующим образом: В стеклянном флаконе разведите 1 г крахмальной пасты в 4 г деионизированной воды. После тщательного перемешивания 5 микролитров пробы разводят 5 микролитрами 0,1 Н раствора йода на предметном стекле микроскопа и хорошо перемешивают. Пробу покрывают покровным стеклом и получают изображение при увеличении в 200 раз. Степень фрагментации определяется сравнением площади, находящейся в поле зрения микроскопа, занятой нефрагментированными частицами, с общей площадью, занятой нефрагментированными частицами и фрагментами частиц. Например, в некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, имеет степень фрагментации не более чем 50%, т.е. площадь, занятая нефрагментированными частицами, деленная на сумму площадей, занятых нефрагментированными частицами и фрагментами частиц составляет не более чем 50%. В других вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, имеет степень фрагментации не более чем 30% или даже не более чем 10%.
[0037] На РИС. 4 представлен микроснимок природного воскового крахмала, полученный описанным выше способом, перед приготовлением, а на РИС. 5 представлен микроснимок того же крахмала после обработки описанным выше способом в условиях RVA. На РИС. 6 представлен микроснимок крахмала по изобретению перед приготовлением, а на РИС. 7 представлен микроснимок крахмала по изобретению после обработки описанным выше способом в условиях RVA.
[0038] В некоторых вариантах осуществления, у предварительно желатинированных крахмалов, как описано далее, набухают, по меньшей мере, 75% частиц крахмала, но по существу не фрагментируются при обработке в воде при 95 °C. В некоторых вариантах осуществления, у предварительно желатинированных крахмалов, как описано далее, набухают, по меньшей мере, 90% частиц крахмала, но по существу не фрагментируются при обработке в воде при 95 °C.
[0039] Как отмечено выше, крахмалы, в соответствии с настоящим, изобретением представляют собой предварительно желатинированные крахмалы. Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что процесс предварительного желатинирования вносит беспорядок в полукристаллическую структуру природного крахмального зерна, так что впоследствии он способен придать пище вязкость без обработки при высоких температурах. В контексте данного документа «предварительно желатинированный» крахмал имеет не более чем 25% частиц, демонстрирующих двойное лучепреломление, т.е. так называемое «мальтийское» лучепреломление, с высоким коэффициентом экстинкции, пересекающее частицу, при просмотре методом поляризационной микроскопии. Например, в некоторых вариантах осуществления, двулучепреломление демонстрируют не более чем 10%, не более чем 5% или даже не более чем 2% частиц предварительно желатинированного крахмала.
[0040] Примечательно, что в некоторых аспектах предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, представляет собой крахмал, высушенный в барабане. Хотя барабанная сушка и является малозатратным способом предварительного желатинирования, однако она способна оказать нежелательное воздействие на крахмалсодержащее сырье. Например, обычные, высушенные в барабане, крахмалы могут обладать нежелательными свойствами, например, высокой клейкостью и тягучестью, возникающими в результате разрушения крахмальных зерен, которое ведет к образованию большого количества растворимого крахмалосодержащего сырья. В соответствии с этим аспектом изобретения, предварительно желатинированные крахмалы, напротив, имеют низкое количество растворимых веществ и хорошую способность к обработке, несмотря на сушку в барабане. Обычное оборудование и способы сушки в барабане могут использоваться для получения высушенных в барабане крахмалов в соответствии с настоящим изобретением. Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что типичная барабанная сушилка содержит один или два горизонтально установленных полых цилиндра (ов) и механизм подачи, способный наносить тонкий слой жидкости, суспензии или пюре на поверхность одного или обоих цилиндров. В процессе сушки барабаны нагревают и, в зависимости от температуры, готовят крахмалосодержащее сырье из жидкости, суспензии или пюре с образованием тонкого сухого слоя крахмалосодержащего сырья, который можно снять барабана скребком и размолоть или измельчить до требуемого размера. Барабанные сушилки более подробно описаны авторами J. Tang et al., в работе Drum Drying, pages 211-14 in Encyclopedia of Agricultural, Food, and Biological Engineering, Marcel Dekker, 2003, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. Конкретные барабанные сушильные устройства и технологические процессы описаны ниже, а специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что для получения описанного здесь «высушенного в барабане» крахмалосодержащего сырья могут использоваться различные барабанные и вальцовые сушилки и режимы сушки. Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что высушенное в барабане крахмалсодержащее сырье имеет другие визуальные характеристики, в отличие от крахмалов, приготовленных распылением или обработанных спиртом. Микроснимок примера крахмала, высушенного в барабане, представлен на РИС. 8. Например, при барабанной сушке можно получить сухое крахмалсодержащее сырье в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов и/или с покрытой кратерами поверхностью, что более подробно описано ниже и как показано на РИС. 8.
[0041] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, агломераты предварительно желатинированного крахмала (по меньшей мере, 50 мас.%, по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) имеют по существу не круглую форму (напр., выщербленную). Такие агломераты можно получать, например, при барабанной сушке, как описано выше, а отдельные агломераты могут формироваться путем разрушения или измельчения высушенного листа крахмалосодержащего сырья. По существу не круглая форма такого крахмалосодержащего сырья контрастирует с закругленными агломератами, полученными путем варки орошением или обработкой спиртом.
[0042] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, агломераты предварительно желатинированного крахмала (по меньшей мере, 50 мас.%, по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) имеют по существу покрытую кратерами поверхность. Пример такой поверхности представлен на РИС. 8. Такие агломераты можно получать, например, описанным выше способом барабанной сушки, особенно при более высоких температурах сушки, необходимых для предварительного желатинирования, а сушка в барабане способна обеспечить получение агломератов крахмала с покрытой кратерами поверхностью, возникающих в результате выхода воды в виде пара из высушиваемого крахмалосодержащего сырья.
[0043] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 75 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 90 мас.%) находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет толщину, составляющую не более ½ от длины и ширины агломерата. Такие агломераты можно получать, например, описанным выше способом барабанной сушки с дополнительной стадией измельчения или дробления для получения агломератов требуемого размера.
[0044] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет толщину, составляющую не более 1/3 от длины и ширины агломерата. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет толщину, составляющую не более 1/4 от длины и ширины агломерата. Такие агломераты можно получать, например, описанным выше способом барабанной сушки с дополнительной стадией измельчения или дробления для получения агломератов требуемого размера. Преимущество состоит в том, что в ходе сушки в барабане, размер агломератов может изменяться в более широких пределах, чем у агломератов приготовленных распылением и/или спеканием. Поскольку высушенный крахмал получают, прежде всего, в виде относительно больших листов, то размер агломерата может варьироваться от крупных хлопьев до любого более тонкого помола. Листы, высушенные в барабане, например, можно измельчать до агломератов размером в сотни микрон (напр., 750 микрон) в основной размерности и получать крахмал, придающий мякотную текстуру пищевому продукту, и измельчать до порядка 5-10 микрон для получения крахмала, придающего гладкую текстуру пищевому продукту.
[0045] Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что описанные здесь предварительно желатинированные крахмалы можно получать с различными размерами агломератов (т. е., по существу, в сухой форме). Например, в некоторых вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет толщину, составляющую от 20 микрон до 250 микрон. Например, в различных вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет толщину, составляющую от 20 микрон до 200 микрон, или от 20 микрон до 150 микрон, или от 20 микрон до 125 микрон, или от 20 микрон до 100 микрон, или от 20 микрон до 75 микрон, или от 30 микрон до 250 микрон, или от 30 микрон до 200 микрон, или от 30 микрон до 150 микрон, или от 30 микрон до 125 микрон, или от 30 микрон до 100 микрон, или от 50 микрон до 250 микрон, или от 50 микрон до 200 микрон, или от 50 микрон до 150 микрон, или от 50 микрон до 125 микрон, или от 75 микрон до 250 микрон, или от 75 микрон до 200 микрон, или от 75 микрон до 150 микрон, или от 75 микрон до 125 микрон, или от 100 микрон до 250 микрон, или от 100 микрон до 200 микрон. Например, в различных вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%), при описанной выше толщине агломератов, находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет длину, составляющую, по меньшей мере, 50 микрон, или, по меньшей мере, 100 микрон, или, по меньшей мере, 200 микрон, например, по меньшей мере, 300 микрон или, по меньшей мере, 400 микрон, или составляющую от 50 микрон до 1000 микрон, или от 50 микрон до 800 микрон, или 50 микрон до 500 микрон, или 50 микрон до 250 микрон, или от 100 микрон до 1000 микрон, или от 100 микрон до 800 микрон, или от 100 микрон до 500 микрон, или от 100 микрон до 250 микрон, или от 200 микрон до 1000 микрон, или от 200 микрон до 800 микрон, или от 200 микрон до 500 микрон, или от 300 микрон до 1000 микрон, или от 300 микрон до 800 микрон, или от 300 микрон до 500 микрон, или от 400 микрон до 1000 микрон, или от 400 микрон до 800 микрон. Подобным образом в различных вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%), при описанной выше толщине и длине агломератов, находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет ширину, составляющую, по меньшей мере, 50 микрон, или, по меньшей мере, 100 микрон, или, по меньшей мере, 200 микрон, например, по меньшей мере, 300 микрон или, по меньшей мере, 400 микрон, или составляющую от 50 микрон до 1000 микрон, или от 50 микрон до 800 микрон, или 50 микрон до 500 микрон, или 50 микрон до 250 микрон, или от 100 микрон до 1000 микрон, или от 100 микрон до 800 микрон, или от 100 микрон до 500 микрон, или от 100 микрон до 250 микрон, или от 200 микрон до 1000 микрон, или от 200 микрон до 800 микрон, или от 200 микрон до 500 микрон, или от 300 микрон до 1000 микрон, или от 300 микрон до 800 микрон, или от 300 микрон до 500 микрон, или от 400 микрон до 1000 микрон, или от 400 микрон до 800 микрон. Описанные выше плоские агломераты могут измельчаться еще сильнее, например, до размера агломерата, составляющего от 1 до 20 микрон (напр., от 5 до 10 микрон).
[0046] Например, в некоторых вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет: толщину, составляющую от 20 микрон до 250 микрон; длину, составляющую, по меньшей мере, 50 микрон; и ширину, составляющую, по меньшей мере, 50 микрон. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет: толщину, составляющую от 20 микрон до 250 микрон; длину, составляющую, по меньшей мере, 100 микрон; и ширину, составляющую, по меньшей мере, 100 микрон. В других вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет: толщину, составляющую от 20 микрон до 250 микрон; длину, составляющую от 200 микрон до 1000 микрон; и ширину, составляющую от 200 микрон до 1000 микрон. В других вариантах осуществления, как описано далее, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет: толщину, составляющую от 50 микрон до 250 микрон; длину, составляющую от 100 микрон до 1000 микрон; и ширину, составляющую от 100 микрон до 1000 микрон. Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что в различных других вариантах осуществления, по меньшей мере, 50 мас.% предварительно желатинированного крахмала (напр., по меньшей мере, 75 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.%) находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных агломератов, каждый из которых имеет любую вышеописанную комбинацию толщины, длины и ширины (напр., в форме листообразных или хлопьевидных агломератов).
[0047] Для получения крахмалов в соответствии с изобретением могут использоваться разнообразные источники крахмала, включая смеси. Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что различные виды крахмалов могут иметь разные текстурные и реологические свойства и, следовательно, их использование в различных пищевых продуктах будет желательным. Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что существует возможность использования обычных методов микроскопии и аналитических методов для различения крахмалов по видам. Например, в некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал представляет собой кукурузный крахмал. В других вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал представляет собой тапиоковый крахмал или маниоковый крахмал. В других вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал представляет собой картофельный крахмал. В других вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал представляет собой рисовый крахмал или пшеничный крахмал. В некоторых других вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал получают из желудей, маранты, аракачи съедобной, бананов, ячменя, плодов хлебного дерева, гречихи, канны съедобной, пуэрарии лопастной, ксантозомы, проса, овса, кислицы клубненосной, полигезийской маранты, саго, арапки, картофеля сладкого, ржи, клубней таро, каштана, водяного ореха, ямса или бобов, например, кормовых бобов, бобов чечевицы, бобов фасоли, гороха или бараньего гороха. Крахмалы могут представлять собой восковые или не восковые крахмалы. Крахмалосодержащее сырье и способы по настоящему изобретению могут быть применены практически к любому источнику крахмала, включая источники природного крахмала.
[0048] Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что исходное сырье крахмала может очищаться, обычными способами для уменьшения нежелательных вкусов, запахов или цвета, которые являются природными для крахмала или присутствуют в нем иным образом. Например, для уменьшения примесей могут использоваться такие методы, как промывка (напр., щелочная промывка), очистка паром, ионообменные процессы, диализ, фильтрация, отбеливание, например, хлоритами, модификация ферментов (напр., для удаления белков) и/или центрифугирование. Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что такие операции по очистке могут выполняться в различных подходящих стадиях технологического процесса. Крахмал может промываться с использованием методов, известных в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, для удаления растворимых фракций с низкой молекулярной массой, в частности моно- и дисахаридов и/или олигосахаридов.
[0049] Описанные здесь предварительно желатинированные крахмалы могут придать пищевым продуктам много полезных текстурных свойств. Например, в некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал способен дать низкую степень клейкости (напр., если измерять тягучестью) в водной среде. Такие предварительно желатинированные крахмалы могут использоваться для получения пищевого продукта, в частности подливок, соусов или заправок с требуемой низкой клейкостью. Тягучесть определяется комиссией по сенсорной оценке качества пищевых продуктов, напр., группой испытателей, обученных проводить сенсорный анализ пищевого продукта, путем сравнения с изображениями на РИС. 9 (значения тягучести 3, 6 и 9 сверху вниз). Для подготовки образа крахмала для оценки тягучести, крахмал смешивают с пропиленгликолем в соотношении 1:1, используя пластиковую лабораторную лопатку, пока крахмал не станет влажным. Смесь крахмал/пропиленгликоль помещают в смеситель Caframo, число оборотов которого задается равным 825 об/мин. Смеситель активируется и в емкость с крахмальной смесью добавляется 1% (мас./мас.) соленой воды. Лабораторная лопатка используется для проверки воздействия на крахмал соленой воды. Общее количество крахмальной смеси составляет 2500 г, а концентрация крахмала составляет 6,5% (в расчете на сухое вещество). Смесь перемешивают в течение 10 минут при 825 об/мин. Крахмальная паста делится на 10 равных частей и раскладывается в закрытые лабораторные стаканы емкостью 8 унций. Каждый лабораторный стакан вмещает около 250 грамм продукта. Крахмал подвергается гидратированию в течение 1 часа перед проведением оценки. Для определения тягучести, образец хорошо перемешивают, а затем ложку крахмалосодержащего сырья вынимают из лабораторного стакана и медленно спускают обратно в контейнер. Определяется длина хвоста при стекании крахмалосодержащего сырья с ложки и сравнивается с изображениями на РИС. 9 для определения значения тягучести. В некоторых вариантах осуществления, крахмал, как описано далее, имеет значение тягучести 5 или менее, или 4 или менее, или составляющее от 1 до 5, или от 1 до 4, или от 2 до 5, или от 2 до 4.
[0050] Суспензируемость предварительно желатинированного крахмала в водной среде оценивается путем ввода 5 г крахмала (неподготовленного) в лабораторный стакан емкостью 250 мл, содержащий 95 г 1% (мас./мас.) соленой воды. Члены комиссии по оценке качества пищевых продуктов наблюдают за скоростью осаждения агломератов крахмала в течение 10 секунд, сравнивают результат с изображениями на РИС. 10 и определяют значение скорости осаждения. Значение скорости осаждения, может, например, составлять, по меньшей мере, 1 или, по меньшей мере, 5, или составлять от 1 до 15 или от 5 до 15. Затем члены комиссии по оценке качества пищевых продуктов перемешивают в течение 1 минуты небольшой насадкой для взбивания, при умеренном числе оборотов, раствор крахмала и оценивают начальную толщину, количество всплывших частиц, площадь, занятую всплывшими частицами, осадок (количество осевших агломератов на дне), комковатость (крупные нерастворенные агломераты в растворе), зернистость, разделение фаз и толщину через 3 минуты. После перемешивания, количество нерастворенных агломератов сравнивается с изображениями на РИС. 11, для определения величины агломерации, напр., составляющей от 0 до 15.
[0051] Описанные здесь предварительно желатинированные крахмалы могут иметь различные скорости гидратации. Быстрая гидратация способна привести к образованию комков из предварительно желатинированного крахмала, когда он суспензируется непосредственно в водной среде, но образование комков можно минимизировать путем предварительного суспензирования крахмала в других ингредиентах, например масле или сахаре. Напротив, более медленная скорость гидратации позволяет минимизировать образование комков из предварительно желатинированного крахмала, когда он суспензируется непосредственно в водной среде. Специалист в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, способен повлиять на суспензируемость крахмалосодержащего сырья, например, путем изменения размера частиц крахмалосодержащего сырья (напр., путем измельчения после сушки в барабане).
[0052] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал устойчив к механическому воздействию. Устойчивость к механическому воздействию измеряется путем сравнения объема седиментации и значений растворимости крахмала до и после механического воздействия. В некоторых желательных вариантах осуществления, как описано далее, объем седиментации после механического воздействия возрастает не более чем на 25%, или даже не более чем на 10%. В некоторых желательных вариантах осуществления, как описано далее, объемная доля растворимых веществ после механического воздействия возрастает не более чем на 25%, или даже не более чем на 10%. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, крахмал, после механического воздействия, имеет степень фрагментации не более чем 50%, например, не более чем 30%, или даже не более чем 10% . В некоторых таких вариантах осуществления, «механическое воздействие» представляет собой обработку в гомогенизаторе Уоринга (Модель 51BL32) при 30 В в течение сорока секунд. Крахмал может приготавливаться, необязательно, (напр., в условиях RVA) до механического воздействия.
[0053] Описанные здесь предварительно желатинированные крахмалы можно получать с относительно неинтенсивной окраской. Например, в некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированные крахмалы, как описано далее, имеют показатель пожелтения, не превышающий 10, например, составляющий от 3 до 10 или от 5 до 10. В некоторых требуемых вариантах осуществления, показатель пожелтения составляет менее чем 8 (напр., от 3 до 8 или от 5 до 8). Показатель пожелтения рассчитывается в соответствии с ASTM E-313. Более того, описанные здесь, предварительно желатинированные крахмалы можно получать с высокой степенью блеска. Блеск можно определить путем сравнения со стандартными фотобумагами (Блеск 3: Фотобумага Kodak, штрих-код 04177174332; Блеск 7: Фотобумага Kodak Ultra Premium, штрих-код 04177183398; Блеск 11: Фотобумага Kodak Premium с верхним ламинированным листом. Фотобумага Kodak Premium, штрих-код 04177103438).
[0054] Кроме того, предварительно желатинированные крахмалы, описанные в настоящем документе, можно получать со слабым вкусом, чтобы они не оказывали заметного влияния на вкус пищевого продукта, в котором они находятся.
[0055] В некоторых вариантах осуществления, описанные здесь, предварительно желатинированные крахмалы химически не модифицированы. Например, в некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированные крахмалы, как описано далее, можно получать без разных обычных химических модификаторов, используемых для получения обычных модифицированных и/или сшитых крахмалов. Соответственно, в некоторых требуемых вариантах осуществления, предварительно желатинированные крахмалы, как описано далее, могут маркироваться или помечаться как крахмалы без «искусственных ингредиентов». Например, в некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является гидроксипропилированным. В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является ацетилированным. В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является карбоксиметилированным. В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является гидроксиэтилированным. В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является фосфатированным. В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является сукцинированным (т.е. не является октенилсукцированным). В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является катионным или цвиттерионным.
[0056] Аналогично, в некоторых вариантах осуществления, описанные здесь, предварительно желатинированные крахмалы можно получать без использования химических сшивающих модификаторов, обычно используемых для сшивания крахмала. Например, в некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является перекрестно сшитым с фосфатом (т.е. использующим оксихлорид фосфора или метафосфат). В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является перекрестно сшитым с адипатом. В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является перекрестно сшитым с эпихлоргидрином. В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является перекрестно сшитым с акролеином.
[0057] В соответствии с настоящим изобретением, предварительно желатинированный крахмал (напр., имеющие вышеописанные показатели пожелтения) можно получать в некоторых вариантах без использования других агрессивных химических реагентов, известных в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. Например, в некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, не является обесцвеченным или оксидированным пероксидом или гипохлоритом. Конечно, в других вариантах осуществления можно использовать пероксид или гипохлорит для придания описанным здесь предварительно желатинированным крахмалам более приятной интенсивности цвета.
[0058] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предварительно желатинированные крахмалы можно получать без декстринизации и, как таковые, они не содержат существенных количеств реполимеризованных разветвленных цепей, типичных для декстринов. Соответственно, в таких вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, по существу, не имеет 1,2- и 1,3- разветвлений (напр., менее 1% каждого). Такое разветвление определяется способом ядерно-магнитного резонанса, который известен специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение.
[0059]
[0060] Предварительно желатинированные крахмалы по настоящему изобретению могут иметь различные показатели вязкости, измеренные экспресс анализатором вязкости (RVA) с использованием вышеописанного способа. Например, в некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, имеет измеренную RVA вязкость, составляющую от 50 до 1500 сП. В некоторых вариантах осуществления, вязкость, измеренная способом RVA, составляет от 50 до 1000 сП, от 50 до 850 сП, от 50 до 700 сП, от 50 до 500 сП, от 50 до 400 сП, от 50 до 300 сП, от 50 до 200 сП, от 100 до 1100 сП, от 100 до 1000 сП, от 100 до 850 сП, от 100 до 700 сП, от 100 до 500 сП, от 100 до 400 сП, от 100 до 300 сП, от 200 до 1100 сП, от 200 до 1000 сП, от 200 до 850 сП, от 200 до 700 сП, от 200 до 500 сП, от 400 до 1100 сП, от 400 до 1000 сП, от 400 до 850 сП, от 400 до 700 сП, от 600 до 1100 сП, от 600 до 850 сП, от 700 до 1500 сП или от 700 до 1300 сП. Вязкость измеряют анализатором RVA в фосфатном буферном растворе, имеющем значение pH 6,5, и 5% содержание сухих веществ и 1% содержание NaCl при скорости перемешивания 160 об/мин. Начальная температура при анализе составляет 50 °С, а затем температуру линейно поднимают до 90 °С в течение 3 минут и выдерживают при 95 °С в течение 20 минут, далее температуру линейно снижают до 50 °С в течение 3 минут и выдерживают при 50 °С в течение 9 минут и после чего измеряют вязкость. В частности, когда максимум вязкости крахмального клейстера отображается периодически около 2-5 минут, то конечная измеренная вязкость выше, чем максимум вязкости крахмального клейстера. Когда максимум вязкости крахмального клейстера отсутствует, то вязкость во время выдержки при 95°C остается единообразной или увеличивается. В некоторых вариантах осуществления, в эксперименте по измерению вязкости крахмал демонстрирует снижение вязкости менее чем в 3%, менее чем в 2% или даже менее чем в 1% во время выдержки при 95 °C.
[0061] В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированные крахмалы по изобретению, по существу, сохраняют частицы неповрежденными при варке. В контексте данного документа, степень повреждения частиц определяется: варкой крахмала, имеющего 5% содержание сухих веществ, в соленом буферном растворе путем суспендирования содержащей суспензию емкости в водной бане при 95 °C; и перемешиванием стеклянным стержнем или металлической лабораторной лопаткой в течение 6 минут; затем укрытием емкости и выдержкой крахмального клейстера при 95 °С в течение дополнительных 20 минут, а затем охлаждением крахмального клейстера до комнатной температуры. После такого способа варки разбухшие, но неповрежденные частицы, можно наблюдать под микроскопом. Специалист в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, должен понимать, что допускаются незначительные отклонения от естественного состояния. Например, в некоторых вариантах осуществления у предварительно желатинированных крахмалов, как описано далее, не более 30% частиц крахмала не остаются неповрежденными при варке (т.е. как описано выше). В некоторых таких вариантах осуществления не более 20% или даже не более 10% частиц крахмала не остаются неповрежденными при варке (т.е. как описано выше). Специалист в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, способен определить, остаются ли неповрежденными частицы крахмала, рассматривая их под микроскопом (например, с окрашиванием), как это принято в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. Можно провести сравнение между крахмалосодержащим сырьем, суспендированном в буферном растворе, непосредственно перед и после варки RVA, чтобы определить, какая доля частиц остается практически неповрежденной. В некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированные крахмалы, как описано далее, по существу, являются легкоусвояемыми. Например, в некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированные крахмалы, как описано далее, имеет содержание клетчатки менее чем 10%, измеренное в соответствии с AOAC 2001.03. В некоторых конкретных вариантах осуществления, содержание клетчатки составляет менее чем 5% или даже менее чем 2%.
[0062] Таким образом, предварительно желатинированные крахмалы по настоящему изобретению можно получать малозатратным способом с хорошей технологической устойчивостью и способным обеспечивать некогезивное мгновенное загущение, которые имеют неинтенсивную окраску и не подлежат маркировке как «модифицированные» или как «Е-классифицированные» (т. е. означающая модификацию).
[0063] Соответственно, другим аспектом настоящего изобретения является описанный здесь способ получения предварительно желатинированного крахмала. Способ включает: получение сшитого нежелатинированного крахмала с увлажнением в водной среде; и сушку в барабане увлажненного сшитого нежелатинированного крахмала в условиях, достаточных для предварительного желатинирования крахмала напр., до степени, описанной выше в отношении предварительно желатинированных крахмалов в соответствии с изобретением. В некоторых таких вариантах осуществления, сшитый, нежелатинированный крахмал не стабилизируют, напр., путем ацетилирования или гидроксипропилирования, как описано выше, в отношении предварительно желатинированных крахмалов в соответствии с изобретением. В некоторых таких вариантах осуществления, сшитый, нежелатинированный крахмал не является перекрестно сшитым, напр., с фосфатом или адипатом, как описано выше в отношении предварительно желатинированных крахмалов в соответствии с изобретением. Сшитый, нежелатинированный крахмал может представлять собой любой из вышеописанных видов крахмала. Специалист в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, может использовать другие способы сушки в барабане для получения описанных здесь крахмалов.
[0064] Сшитый нежелатинированный крахмал, из которого получены предварительно желатинированные крахмалы в соответствии с изобретением, можно получать разными способами. Можно использовать различные виды крахмального сырья (напр., кукурузный крахмал, пшеничный крахмал, рисовый крахмал, тапиоковый крахмал или любые другие виды описанных здесь крахмалов). Крахмальное сырье можно подвергать предварительной обработке, например, для уменьшения количества липидов и/или белка, присутствующего в крахмале, как это принято в отрасли техники, к которой относится данное изобретение.
[0065] В некоторых вариантах осуществления, сшитые, нежелатинированные крахмалы получают способами, описанными в международной заявке на патент №. WO 2013/173161, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. Таким образом, способ получения описанных здесь крахмалов включает:
[0066] а) нагрев предварительно нежелатинированного крахмального сырья в спиртовой среде в присутствии основания при температуре, по меньшей мере, в 35 °C;
[0067] b) нейтрализацию основания кислотой;
[0068] c) выделение сшитого нежелатинированного крахмала из спиртовой среды; и
[0069] d) удаление спиртового растворителя из сшитого нежелатинированного крахмала, напр., нагреванием или паром.
1
4
[0070] Спиртовая среда обычно содержит, по меньшей мере, один спирт, в частности, моноспирт C-C, например, метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, н-бутанол, трет-бутиловый спирт и тому подобное. В спиртовой среде допускается присутствие одного или нескольких прочих веществ, например безалкогольных органических растворителей (особенно тех, которые смешиваются со спиртом) и/или воды. Однако в одном варианте осуществления способа, спиртовая среда не содержит какого-либо растворителя кроме спирта и, необязательно, воды. Например, преимуществом является использование водных растворов спирта. Спиртовая среда может содержать, например, от 30 до 100 мас.% спирта (напр., этанола) и от 0 до 70 мас.% воды. В одном варианте осуществления спиртовая среда содержит от 80 до 96 мас.% спирта (напр., этанола) и от 4 до 20 мас.% воды, причем суммарное количество спирта и воды составляет 100%. В другом варианте осуществления спиртовая среда содержит от 90 до 100 мас.% спирта (напр., этанола) и от 0 до 10 мас.% воды, причем суммарное количество спирта и воды составляет 100%. В других вариантах осуществления, в спиртовой среде присутствует не более 10 мас.% или не более 15 мас.% воды. Объем спиртовой среды относительно крахмала не является критическим параметром, но обычно для удобства и простоты обработки используется достаточный объем спиртовой среды, чтобы получать перемешиваемую и/или перекачиваемую суспензию. Например, массовое соотношение крахмал: спиртовая среда может составлять примерно от 1:2 до примерно 1:6.
[0071] В некоторых способах используется, по меньшей мере, некоторое количество обрабатывающего агента (основания и/или соли) при нагреве нежелатинированного крахмального сырья в спиртовой среде. Однако преимуществом, в отличие от ранее известных способов модификации крахмала, является отсутствие использования больших количеств обрабатывающего агента (относительно крахмала) для эффективного сшивания крахмала. Это упрощает последующую обработку сшитых крахмалов и снижает потенциальные производственные затраты. Обычно используют, по меньшей мере, 0,5 мас.% обрабатывающего агента (в расчете на сухую массу используемого крахмала), хотя в других вариантах осуществления используют, по меньшей мере, 1 мас.%, по меньшей мере, 2 мас.%, по меньшей мере, 3 мас.%, по меньшей мере, 4 мас.% или, по меньшей мере, 5 мас.% обрабатывающего агента. По экономическим причинам обычно используют не более 10 мас.% или 15 мас. % обрабатывающего агента.
[0072] Как правило, смесь крахмала, спиртовой среды и обрабатывающего агента представляет собой суспензию. В некоторых вариантах осуществления представляется желательной корректировка величины pH суспензии до определенного значения. Измерение величины pH в такой суспензии бывает затруднительным из-за присутствия спирта. В варианте осуществления, где требуется суспензия, изготовленная путем добавления основания, то подходящее количество основания можно определить, считая суспензию крахмала в одной только деионизированной воде, а затем увеличивая до фактического объема с сохранением при этом такого же соотношения основания и крахмала.
[0073] Суспензия может, например, быть нейтральной (рН от 6 до 8) или основной (рН выше 8). В одном варианте осуществления значение рН суспензии составляет, по меньшей мере, 6. В другом варианте осуществления значение рН суспензии составляет, по меньшей мере, 7. В еще одном варианте осуществления значение рН суспензии не превышает 12. В других вариантах осуществления, значение рН суспензии составляет 6-10, 7,5-10,5 или 8-10. В еще некоторых вариантах осуществления, значение рН суспензии составляет 5-8 или 6-7.
[0074] Обработка спиртом обрабатывающего агента крахмала может осуществляться сначала путем помещения крахмала в спиртовую среду, а затем путем добавления обрабатывающего агента (напр., основания и/или соли). Кроме того, обрабатывающий агент сначала может смешиваться со спиртовой средой, а затем вступать в реакцию с крахмалом. Обрабатывающий агент можно получать в естественных условиях, например, путем раздельного добавления основания и кислоты, которые вступают в реакцию с образованием соли, которая действует как обрабатывающий агент.
[0075] Подходящими основаниями для использования в способе являются, не ограничиваясь, гидроксиды щелочных металлов и щелочноземельных металлов, в частности, гидроксид калия, гидроксид кальция и гидроксид натрия.
[0076] Подходящими солями для использования в этих способах являются: водорастворимые вещества, которые ионизируются в водном растворе с образованием, по существу, нейтрального раствора (т.е. раствора, имеющего значение рН от 6 до 8). Особенно полезными являются соли, содержащие щелочные металлы, равно как и соли органических кислот (напр., соли натрия или калия), в частности, итаконовой кислоты, малоновой кислоты, молочной кислоты, винной кислоты, лимонной кислоты, щавелевой кислоты, фумаровой кислоты, аконитовой кислоты, янтарной кислоты, щавелевоянтарной кислоты, глутаровой кислоты, кетоглутаровой кислоты, яблочной кислоты, жирных кислот и их смеси.
[0077] Допускается использование смесей различных обрабатывающих агентов. Например, допускается нагрев крахмала в спиртовой среде в присутствии, по меньшей мере, как одного основания, так и, по меньшей мере, одной соли.
[0078] Крахмал, спиртовую среду и обрабатывающий агент нагревают в течение некоторого времени при температуре, достаточной для получения требуемой степени сшивания крахмала. Вообще говоря, необходимо использовать температуры, превышающие комнатную температуру (т.е. 35°C или выше). В то же время следует исключить использование очень высоких температур. Температура может составлять, например, от 35°C до 200 °С. Обычно достаточно температур, составляющих: от 100°C до 190 °С, от 120°C до 180 °С, или от 130°C до 160 °С, или от 140°C до 150 °С. Время нагрева обычно составляет, по меньшей мере, 5 минут, но не более 20 часов, и, как правило, от 40 минут до 2 часов. Вообще, требуемая степень сшивания крахмала достигается быстрее при увеличении температуры нагрева.
[0079] Конкретные условия, время обработки, температура обработки и пропорции компонентов смеси крахмала, спиртовой среды и обрабатывающего агента обычно выбирают таким образом, чтобы отсутствовало значительное желатинирование крахмала. То есть, как описано выше, крахмал остается предварительно нежелатинированным.
[0080] В случае если температура, выбранная для стадии нагрева, превышает температуру кипения одного или нескольких компонентов спиртовой среды, то преимуществом является нагрев в резервуаре или другой емкости, которые могут находиться под давлением. Обработку следует проводить в ограниченной зоне, чтобы сохранять спиртовую среду в жидком состоянии. Допускается использование дополнительного избыточного давления, но, как правило, в этом нет необходимости. Допускается суспендирование крахмала в спиртовой среде вместе с обрабатывающим агентом в условиях повышенной температуры и давления в течение времени, достаточного для изменения параметров вязкости крахмала. Данная обработка может проводиться периодически в реакторе с мешалкой или непрерывно в трубчатом реакторе, хотя специалистам в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, очевидны и другие подходящие способы обработки. В другом варианте осуществления, крахмал может представлять собой слой внутри трубчатого реактора, в котором смесь спиртовой среды и обрабатывающего агента пропускается через данный слой (необязательно, непрерывно), причем в слое поддерживается требуемая температура, позволяющая осуществлять сшивание крахмала.
[0081] В вариантах осуществления, в которых обрабатывающий агент представляет собой основание, смесь крахмала, спиртовой среды и основания, после завершения стадии нагрева, может соединяться с одной или несколькими кислотами с целью нейтрализации основания. Подходящими кислотами для такой стадии нейтрализации являются, не ограничиваясь, карбоновые кислоты, в частности, итаконовая кислота, малоновая кислота, молочная кислота, винная кислота, щавелевая кислота, фумаровая кислота, аконитовая кислота, янтарная кислота, щавелевоянтарная кислота, глутаровая кислота, кетоглутаровая кислота, яблочная кислота, лимонная кислота, жирные кислоты и их смеси, а также другие типы кислот, в частности мочевая кислота. Если сшитый крахмал предназначен для использования в качестве пищевого ингредиента, то кислоту следует выбирать из кислот, которые допускаются для такого использования в соответствии с применимыми нормативными актами. Обычно, для понижения значения рН смеси до примерно нейтрального или слегка кислого, в частности, значения рН от примерно 5 до примерно 7 или от примерно 6 до примерно 6,5, добавляют достаточное количество кислоты.
[0082] Реакцию нейтрализации кислотой можно осуществлять при любой подходящей температуре. В одном варианте осуществления, крахмальную суспензию, основание и спиртовую среду охлаждают от температуры нагрева до приблизительно комнатной температуры (напр., от примерно 15 °С до примерно 30 °С) перед смешиванием с кислотой, которая будет использоваться в реакции нейтрализации. После этого нейтрализованную смесь дополнительно обрабатывают, описанным ниже способом, для отделения сшитого крахмала от спиртовой среды. Однако, в другом варианте осуществления, реакция нейтрализации основания сопровождается дополнительным нагревом крахмальной суспензии. Было обнаружено, что такой дополнительный нагрев способен изменять реологические свойства полученного сшитого крахмала в сравнении с параметрами вязкости крахмала, приготовленного аналогичным способом, но который не подвергался нагреву после нейтрализации основания.
[0083] Вообще говоря, такую дополнительную стадию нагрева предпочтительно проводят при температурах, превышающих комнатную температуру (т. ею 35°C или выше). В то же время следует исключить использование очень высоких температур. Температура может составлять, например, от 35°C до 200 °С. Обычно достаточно температур, составляющих от 100°C до 190 °С, от 120°C до 180 °С, или от 130°C до 160 °С, или от 140°C до 150 °С. Время нагрева обычно составляет, по меньшей мере, 5 минут, но не более 20 часов, и, как правило, от 40 минут до 2 часов.
[0084] Смесь крахмала и спиртовой среды обрабатывается таким образом, чтобы отделить крахмал от спиртовой среды. Для этой цели можно использовать обычные способы извлечения твердых частиц из жидкостей, например, фильтрацию, декантацию, седиментацию или центрифугирование. Отделенный крахмал, необязательно, промывается в дополнительной спиртовой среде и/или спирте, и/или воде для удаления любых нежелательных растворимых примесей. В одном варианте осуществления реакция нейтрализации остатков основания осуществляется промывкой выделенного крахмала подкисленной жидкой средой. Сушка отделенного крахмала даст сшитые предварительно не желатинированные крахмальные зерна в соответствии с настоящим изобретением. Сушку можно проводить при умеренно повышенной температуре (напр., от 30 °С до 60 °С) в подходящем устройстве, например, печи, реакторе с псевдоожиженным слоем, сушилке или смесителе. Для облегчения удаления летучих веществ (напр., воды, спирта) из крахмала может применяться вакуумирование и/или продувка газом (напр., продувка азотом). Полученные высушенные, сшитые, предварительно не желатинированные крахмалы могут быть растолчены в порошок, смолоты, раздроблены, отгрохочены, просеяны или подвергнуты обработке любым другим подобным способом для получения требуемого размера агломератов. В одном варианте осуществления, сшитый крахмал представляет собой сыпучий агломерат.
[0085] В одном варианте осуществления, крахмал подвергается удалению растворителя при значительно более высокой температуре (напр., более 80 °С или более чем 100 °С или более чем 120 °С). Однако чрезмерно высоких температур следует избегать, поскольку они могут привести к разрушению или изменению цвета крахмала. Такая стадия не только уменьшает количество остаточного растворителя (спирта) в продукте, но также дает неожиданное дополнительное преимущество, выражаемое в увеличении степени сшивания крахмала. Температура для удаления растворителя может составлять примерно от 100 °С до примерно 200 °С. Типичными температурами являются температуры, составляющие от 120 °С до 180 °С или от 150 °С до 170 °С. Удаление растворителя может проводиться в присутствии или в отсутствии пара. Было обнаружено, что обработка паром обладает преимуществом, которое заключается в минимизации степени изменения цвета крахмала, которое, в противном случае, может иметь место при такой повышенной температуре. В одном варианте осуществления, пар пропускают через слой или жмых сшитых восковых крахмалов на основе кукурузы, пшеницы или тапиоки. Способы удаление растворителя из крахмала, описанные в патенте США № 3578498, полностью включенные в настоящую заявку посредством ссылки и могут быть приспособлены для использования. После обработки паром сшитые восковые крахмалы на основе кукурузы, пшеницы или тапиоки сушатся в целях уменьшения остаточного содержания влаги (напр., путем нагревания в печи при температуре примерно от 30 °С до примерно 70 °С или в реакторе с псевдоожиженным слоем).
[0086] В одном варианте осуществления, извлеченный из спиртовой среды обработанный крахмал, сначала доводится до общего содержания летучих веществ в нем примерно не более 35 мас.% или примерно не более 15 мас.%. Это достигается сначала сушкой извлеченного крахмала на воздухе или в печи при умеренной температуре (напр., от 20 °С до 70 °С) до требуемого начального содержания летучих веществ. Затем через высушенный крахмал пропускают острый пар, поддерживая температуру системы выше точки конденсации пара. Для выполнения такой стадии удаления растворителя паром возможно использование реактора с псевдоожиженным слоем.
[0087] Вообще, стадию удаления растворителя желательно проводить в условиях, эффективных для получения остаточного содержания спирта в сшитых предварительно не желатинированных крахмалах, составляющего менее чем 1 мас.% или менее чем 0,5 мас.%, или менее чем 0,1 мас.%.
[0088] После стадии удаления растворителя, сшитые предварительно не желатинированные крахмалы промывают водой, а затем повторно сушат для дальнейшего улучшения цвета и/или вкуса, и/или снижения содержания влаги.
[0089] Конечно, специалист в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, может использовать другие способы для получения сшитого предварительно не желатинированного крахмала. Крахмальное сырье может, например, подвергаться корректировке значения рН и нагреву. Корректирование значения рН осуществляется путем реакции агента, корректирующего рН, с крахмалом; примерами агентов, корректирующих рН, являются: муравьиная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, щавелевая кислота, молочная кислота, яблочная кислота, лимонная кислота, фумаровая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, малоновая кислота, винная кислота, итаконовая кислота, аконитовая кислота, щавелевоянтарная кислота, кетоглутаровая кислота, жирные кислоты и угольная кислота, а также их соли (напр., соли калия и/или натрия, которые можно получать в естественных условиях путем нейтрализации кислоты). Агент, корректирующий рН, способен вступать в реакцию с исходным сырьем крахмала любым удобным способом, напр., в виде жидкостной суспензии (напр., в воде, спирте, как описано выше, включая этанол или изопропанол и включая водный раствор спирта, в частности, водный раствор этанола или другого растворителя) в сухом или смоченном виде (напр., в водном тумане, тумане водного раствора этанола или другого растворителя) или в виде смоченного крахмального теста (напр., водой, водным раствором этанола или другим растворителем). В случае использования соли щелочного металла и кислоты, соль можно получить на отдельных стадиях в естественных условиях, например, путем добавления кислоты и гидроксида или карбоната щелочного металла.
[0090] Корректировка рН выполняется для получения различных значений рН. Например, в некоторых вариантах осуществления, и, как описано в патенте WO 2013/173161, корректировка pH выполняется для получения значений pH, составляющих от 7 до 10. В других, альтернативных вариантах осуществления, корректировка pH выполняется для получения значений pH, составляющих от 3 до 7, например, от 3 до 6, или от 3 до 5, или от 3 до 4, или от 4 до 7, или от 4 до 6, или от 4,5 до 7, или от 4,5 до 6, или от 5 до 7, или от 5 до 6, или примерно 3, или примерно 3,5, или примерно 4, или примерно 4,5, или примерно 5, или примерно 5,5, или примерно 6, или примерно 6,5, или примерно 7. В случае корректировки значения pH в суспензии, значение pH суспензии является значимым значением pH. В случае корректировки значения pH, по существу, в не жидкой форме (напр., в тесте или во влажном твердом веществе), значение pH твердого вещества, содержащего 38% воды, является значимым значением pH. Количество агента, корректирующего рН, относительно количества крахмала может варьироваться и, например, составлять от 0,05 до 30 мас.%, от 0,05 до 20 мас.%, от 0,05 до 10 мас.%, от 0,05 до 5 мас.%, от 0,05 до 2 мас.%, от 0,05 до 1 мас.%, от 0,05 до 0,5 мас.%, от 0,2 до 30 мас.%, от 0,2 до 20 мас.%, от 0,2 до 10 мас.%, от 0,2 до 5 мас.%, от 0,2 до 2 мас.%, от 0,2 до 1 мас.%, от 1 д 30 мас.%, от 1 до 20 мас.%, от 1 до 10 мас.%, от 1 до 5 мас.%, от 5 до 30 мас.% или от 5 до 20 мас.% в расчете на сухое вещество. Желательно, чтобы агент, корректирующий рН, тщательно смешивался с исходным сырьем крахмала. Это потребует различных режимов технологического процесса в зависимости от формы, в которой выполняется корректировка значения рН. Если корректировка значения pH выполняется в суспензии, то будет достаточно простого перемешивания суспензии в течение нескольких минут. Если корректировка значения рН выполняется в более сухой форме (напр., во влажном твердом веществе или тесте), то потребуются более существенные процедуры взаимодействия. Например, если раствор агента, корректирующего рН, распыляют на сухое исходное сырье крахмала, то потребуется перемешивание в течение примерно 30 минут, а затем хранение в течение, по меньшей мере, нескольких часов. Необходимо обеспечить равномерное распределение агента, корректирующего рН, в крахмале на уровне крахмальных зерен, чтобы обеспечить однородное сшивание.
[0091] После взаимодействия агента, корректирующего рН, с крахмалом, крахмал может подвергаться нагреву (т.е. находясь во взаимодействии с агентом, корректирующим рН). Крахмал можно подвергать нагреву в различных формах. Например, крахмал можно подвергать нагреву: в спиртовой суспензии или неводной суспензии растворителя (напр., под давлением, если температура кипения растворителя не выше температуры нагрева); в тесте из крахмала, воде и не водном растворителе для подавления набухания крахмальных зерен (напр., как описано в WO 2013/173161); или в сухом состоянии (растворитель удаляется обычными способами, в частности, фильтрацией, центрифугированием и/или термической сушкой, как описано выше в отношении патента WO 2013/173161). Крахмал, перед дальнейшим нагревом, сушится до уровня влажности, составляющим менее 5%. Для такой сушки применяются относительно низкие температуры, например, составляющие от 40 до 80 °С или от 40 до 60 °С, или примерно 50 °С. Для сушки может применяться вакуумирование. Крахмал может сушиться в ходе процесса нагревания (см. ниже) без использования отдельной стадии сушки.
[0092] Высушенный крахмал можно нагревать при температуре, составляющие от 100 до 200 °С. В некоторых способах, например, температура нагрева составляет от 120 до 160 °С. В других способах температура нагрева составляет от 120 до 180 °С или от 120 до 160 °С, или от 120 до 140 °С, или от 140 до 200 °С, или от 140 до 180 °С, или от 140 до 160 °С, или от 160 до 200 °С, или от 160 до 180 °С, или от 180 до 200 °С. Крахмал можно нагревать множество раз. Длительность нагрева крахмала может составлять от 20 секунд до 20 часов. Обычно время нагрева составляет от 10 минут до двух часов. Для получения большей степени сшитости может потребоваться более длительное время нагрева и/или более высокие температуры термообработки. Вещество целесообразно подвергать равномерному нагреву. Крахмал можно нагревать под давлением для поддержания требуемого содержания влаги или нагревать в реакторе с псевдоожиженным слоем или аналогичном устройстве.
[0093] Некоторые способы, описанные здесь, могут осуществляться, например, без использования спирта в жидкой среде при взаимодействии с агентом, корректирующим pH. В некоторых особенно целесообразных способах, в качестве среды для корректировки pH используется вода. Соответственно, в некоторых желательных вариантах осуществления, сшитый восковой крахмал на основе кукурузы, пшеницы или тапиоки содержит менее 500 ч/млн. спиртового растворителя, напр., менее 500 ч/млн. этанола. В различных вариантах осуществления, сшитый восковой крахмал на основе кукурузы, пшеницы или тапиоки содержит менее чем 100 ч/млн., менее чем 50 ч/млн., менее чем 10 ч/млн., менее чем 5 ч/млн., или менее чем 1 ч/млн. спиртового растворителя, например, менее чем 100 ч/млн., менее чем 50 ч/млн., менее чем 10 ч/млн., менее чем 5 ч/млн. или менее чем 1 ч/млн. этанола.
[0094] Нагретому крахмалу дают время остыть, а затем используют без доработки или дополнительно обрабатывают, как это принято в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. Например, крахмал промывают, чтобы придать ему более белый цвет и более приятный вкус. При использовании неводного растворителя, может потребоваться удаление большего количества растворителя. В случае использования относительно низких уровней агента, корректирующего рН, конечный продукт способен получить приемлемые значения рН и зольности без дальнейшей промывки.
[0095] Другим аспектом настоящего изобретения является предварительно желатинированный крахмал, полученный описанным здесь способом.
[0096] В другом аспекте настоящее изобретение представляет собой способ приготовления пищевого продукта, включающий: суспензирование предварительно желатинированного крахмала в пищевом продукте, как описано в настоящем документе. Суспензирование может осуществляться при различных температурах. Примечательно, что, поскольку крахмал предварительно желатинирован, то суспензирование не нужно проводить при высоких температурах. Соответственно, некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал суспензируется в пищевом продукте при температуре не выше чем 95 °C, напр., не выше чем 90 °C, не выше чем 70°C или даже не выше чем 50 °C. В некоторых вариантах осуществления способов, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал суспензируется в пищевом продукте при температуре, составляющей от 15 до 95 °C , напр., от 15 до 90 °C, от 15 до 70 °C, от 15 до 50 °C, от 15 до 30 °C, от 20 до 95 °C, от 20 до 90 °C, от 20 до 70°C или от 20 до 50 °C. Конечно, предварительно желатинированный крахмал может суспезироваться в пищевом продукте при другой температуре, напр., при более высоких температурах, чем описанные здесь. Например, в некоторых случаях предварительно желатинированные крахмалы могут использоваться в продуктах с высоким содержанием сахара, для которых температура приготовления очень высока. Предварительно желатинированные крахмалы способствуют гидратации в присутствии сахара, который, в противном случае, предотвращает приготовление предварительно нежелатинированного крахмала в пище.
[0097] Суспензирование предварительно желатинированного крахмала может выполняться таким образом, чтобы крахмальные зерна оставались практически не разрушенными в пищевом продукте. Например, в некоторых вариантах осуществления способов, как описано далее, по меньшей мере, 50% (напр., по меньшей мере, 75%, или даже, по меньшей мере, 90%) крахмальных зерен набухает, но по существу не разрушается при суспензировании в пищевом продукте.
[0098] Другим аспектом настоящего изобретения является пищевой продукт, содержащий описанный и суспензированный в нем крахмал. Предпочтительным является, чтобы крахмальные зерна предварительно желатинированного крахмала оставались в пищевом продукте практически не разрушенными. Например, в некоторых вариантах осуществления способов, как описано далее, по меньшей мере, 50% (напр., по меньшей мере, 75%, или даже, по меньшей мере, 90%) крахмальных зерен набухает, но по существу не разрушается при диспергировании в пищевом продукте.
[0099] Предварительно желатинированные крахмалы в соответствие с изобретением могут использоваться в различных пищевых продуктах. Например, в некоторых вариантах осуществления способов и пищевых продуктов, как описано далее, пищевой продукт представляет собой жидкость. В некоторых вариантах осуществления способов и пищевых продуктов, как описано далее, пищевой продукт представляет собой маслосодержащий пищевой продукт. В некоторых вариантах осуществления способов и пищевых продуктов, как описано далее, пищевой продукт представляет собой: суп, подливку, соус, майонез, заправку (напр., заправку к салату жидкой или вязкой консистенции), начинку (напр., фруктовую начинку, в частности, фруктовую начинку с высоким содержанием сахара), желе (напр., желе со взбитыми сливками) или молочный продукт (напр., йогурт или творог). Например, предварительно желатинированные крахмалы в соответствии с настоящим изобретением могут использоваться в различных вариантах в заправках к салату, майонезах и различных других водно-масляных эмульсиях, в частности в сырных соусах, а также в начинках с высоким содержанием сахара, например, начинках для пирогов. Описанные здесь крахмалы могут использоваться в выпеченных продуктах.
[00100] Описанные здесь крахмалы также могут преимущественно использоваться в сухих смесях, напр., в быстрорастворимых сухих смесях, в частности, для пищевых продуктов, таких как супы, соусы и выпечка. Соответственно, другим аспектом изобретения является сухая смесь, содержащая один или несколько сухих ингредиентов и описанный в настоящем документе предварительно желатинированный крахмал (т. е. в сухом виде).
[00101] Предварительно желатинированные крахмалы в соответствии с настоящим изобретением могут быть полезны в пищевых продуктах, не содержащих яичный порошок, напр., для придания свойств, которые дает яичный порошок, и соответственно, в некоторых вариантах осуществления способов и пищевых продуктов, как описано далее, пищевой продукт не содержит яичного порошка.
[00102] Описанные здесь крахмалы могут использоваться в разнообразных пищевых продуктах. В некоторых вариантах осуществления, в соответствии с настоящим изобретением, крахмалов и способов, крахмал используется для пищевых продуктах, выбранных из хлебобулочных изделий, сухих завтраков, безводных глазурей (напр., глазури для мороженого, шоколада), молочных продуктов, кондитерских изделий, джемов и желе, напитков, начинки, прессованных и листовые легких закусок, сладких желе, энергетических батончиков, сыров и сырных соусов, пищевых и водорастворимых пленок, супов, сиропов, соусов, заправок, сливок, глазури, масляных кремов, поливочных сиропов, лепешек тортилья, мяса и рыбы, сухофруктов, детского и ясельного питания, кляра и панировочных сухарей. Описанные здесь крахмалы могут использоваться в пище для лечебного питания. Описанные здесь крахмалы могут использоваться в корме для домашних животных.
[00103] Специалист в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, на основе рецептур обработки пищевых продуктов, способен быстро выбрать количество и вид крахмалов, требуемых для придания готовому пищевому продукту необходимой текстуры и вязкости. Обычно крахмал используется в количестве, составляющем от 0,1 до 35 мас.%, в частности, от 0,1 до 10 мас.%, от 0,1 до 5 мас.%, от 1 до 20 мас.%, от 1 до 10 мас.%, или от 2 до 6,0 мас.% от массы готового пищевого продукта. Описанные здесь крахмалы также могут использоваться в виде предварительно приготовленных смесей и сухих смесей, напр. в количестве, составляющем от 0,1 до 95%, от 0,1 до 80%, от 0,1 до 50%, от 0,1 до 30%, от 0,1 до 15%, от 0,1 до 10%, от 0,1 до 5%, от 1 до 95%, от 1 до 80%, от 1 до 50%, от 1 до 30%, от 1 до 15%, от 1 до 10%, от 5 до 95%, от 5 до 80%, от 5 до 50%, от 5 до 30%, от 20 до 95%, от 20 до 80% или от 20 до 50%.
[00104] Крахмалы, полученные в соответствии с настоящим изобретением, могут обладать удивительно высокой стабильностью в некоторых пищевых продуктах. Например, в некоторых вариантах осуществления, когда крахмал, полученный в соответствии с настоящим изобретением, присутствует в пищевом продукте вместе с сахаром, то он способен обеспечить повышенную стабильность. В других вариантах осуществления, когда крахмал, полученный в соответствии с настоящим изобретением, присутствует в пищевом продукте вместе с жирной кислотой или ее производным (напр., стеаратом), то он способен обеспечить повышенную стабильность.
[00105] Пример 1
[00106] Сшитый крахмал, имеющий вязкость RVA 600-700 сП и объем седиментации 26 мл/г, полученный, в соответствии с описанием в настоящем документе, сушили до получения 37% сухого вещества в сушилке с одним барабаном Gouda (модель E5/5) (500 мм х 500 мм) при давлении пара 125 фунтов на кв. дюйм и числе оборотов барабана, составляющем 8 об/мин тремя разными циклами (проводились в течение одиннадцати месяцев, причем пробы 2 и 3 были изготовлены на девять и десять месяцев позже, соответственно, чем проба 1). В качестве исходного крахмалосодержащего сырья в пробе 2 использовали крахмал, имеющий вязкость RVA 614 сП и объем седиментации 26 мл/г. В качестве исходного крахмалосодержащего сырья в пробе 3 использовали крахмал, имеющий вязкость RVA 704 сП и объем седиментации 26 мл/г. Для пробы 1 использовалась смесь крахмалосодержащего сырья. Крахмалосодержащее сырье размалывалось обычным ножом. Данные для предварительно желатинированных крахмалов, полученных таким образом, представлены в таблице ниже, а на РИС. 12 и 13, соответственно, представлен график RVA и график гидратации RVA для трех проб.
<b>Пример 1</b>
<b>Проба</b>
<b>1</b>
<b>2</b>
<b>3</b>
Влажность (%)
4,50
4,41
1,70
pH
5,70
5,71
6,04
RVA - 5 мин сП
340
416
410
RVA - 10 мин сП
380
462
470
RVA - начальная сП
410
487
509
RVA - конечная сП
727
698
739
RVA - Время до достижения пика (мин)
15
15
15
USV-95 °C (мл/г)
28,5
29,0
31,0
Растворимые вещества при 95 °С (%)
12,0
13,5
USV-RT (мл/г)
25,0
25,5
24,5
Растворимые вещества RT (%)
9,6
10,8
RVA - Гидратация 15 мин сП
290
390
310
RVA - Гидратация 1 час сП
370
467
430
Удержано на сите 60 (%)
0,2
0,16
0,04
Удержано на сите 100 (%)
1,1
0,88
0,48
Удержано на сите 200 (%)
14,8
11,29
11,21
Пропущено ситом 200 (%)
83,9
87,67
88,45
[00107] Пробы 1 и 2 представлялись для органолептической оценки их суспензионных и текстурных свойств. На РИС. 14 представлены суспензионные свойства этих двух проб. Хотя в ранее сделанной партии (1) было немного больше осадка и всплывших частиц, чем в более новой партии, однако разница не значительна.
[00108] Пример 2
[00109] В другом примере, сшитый крахмал, имеющий вязкость RVA 243 и 405 сП и объем седиментации 24 и 23 мл/г, соответственно, полученный, в соответствии с описанием в настоящем документе, сушили до получения 37% сухого вещества в сушилке с одним барабаном Gouda (модель E5/5) (500 мм х 500 мм) при давлении пара 125 фунтов на кв. дюйм и числе оборотов барабана, составляющем 8 об/мин тремя разными циклами (проводились в течение одиннадцати месяцев, причем пробы 5 и 6 были изготовлены на девять и десять месяцев позже, соответственно, чем проба 4). В качестве исходного крахмалосодержащего сырья в пробе 5 использовали крахмал, имеющий вязкость RVA 243 сП и объем седиментации 24 мл/г. В качестве исходного крахмалосодержащего сырья в пробе 3 использовали крахмал, имеющий вязкость RVA 405 сП и объем седиментации 23 мл/г. Для пробы 4 использовалась смесь крахмалосодержащего сырья. Крахмалосодержащее сырье размалывалось обычным ножом. Данные для предварительно желатинированных крахмалов, полученных таким образом, представлены в таблице ниже, а на РИС. 15 и 16, соответственно, представлен график RVA и график гидратации RVA для трех проб.
<b>Пример 2</b>
<b>Проба</b>
<b>4</b>
<b>5</b>
<b>6</b>
Влажность (%)
3,90
4,32
2,72
pH
5,70
5,64
5,91
RVA - 5 мин сП
310
254
310
RVA - 10 мин сП
340
289
350
RVA - начальная сП
360
304
375
RVA - конечная сП
588
482
547
RVA - Время до достижения пика (мин)
15
15
15
USV-95 °C (мл/г)
28,0
27,5
29,0
Растворимые вещества при 95 °С (%)
10,75
12,0
USV-RT (мл/г)
24,0
23,0
24,0
Растворимые вещества RT (%)
9,11
8,5
RVA - Гидратация 15 мин сП
250
210
230
RVA - Гидратация 1 час сП
300
247
308
Удержано на сите 60 (%)
0,3
0,68
0,08
Удержано на сите 100 (%)
1,1
1,96
0,42
Удержано на сите 200 (%)
16,4
12,47
10,60
Пропущено ситом 200 (%)
82,2
84,89
88,58
[00110] Пробы 4 и 5 представлялись для органолептической оценки их суспензионных и текстурных свойств. На РИС. 17 представлены суспензионные свойства этих двух проб. Хотя в ранее сделанной партии (4) было немного больше осадка и всплывших частиц, чем в более новой партии, однако разница не значительна.
[00111] Пример 3
[00112] Крахмал по настоящему изобретению и обычный модифицированный пищевой крахмал по отдельности использовали для получения желе с взбитыми сливками. Состав на партию приведен ниже:
<b>%</b>
<b>Грамм</b>
Сахароза, специальное измельчение
26,60
1064,06
Вода
63,77
2550,72
Масло канолы
3,26
130,29
КРАХМАЛ
5,97
238,84
Диоксид титана
0,10
4,06
Бензоат натрия
0,10
4,06
Сорбиновая кислота
0,10
4,06
Ванильный привкус *
0,06
2,46
Лимонная кислота
0,03
1,30
Цвет *
0,00
0,14
100,00
4000,00
*Вкус: Takasago Natural Creamy Vanilla (TAK-120765)
*Цвет: GFS Egg Shade
[00113] Масло перемешивается с сахарозой венчиком в миксере Хобарта на второй скорости в течение двух минут. Остальные сухие ингредиенты предварительно смешивали и добавляли к промасленной сахарозе при перемешивании на второй скорости в течение еще двух минут. Медленно добавляли горячую воду при перемешивании на первой скорости в течение одной минуты. Перемешивание продолжали в течение четырех минут на второй скорости, после чего сливки хранили в холодильнике. Результаты текстурного анализа показаны на РИС. 18. Крахмал по настоящему изобретению обладает хорошей загущающей способностью, хорошим блеском и низкой зернистостью, сравнимой с модифицированным пищевым крахмалом. Кроме того, интенсивность цвета была очень низкой, намного ниже, чем у желе с взбитыми сливками, приготовленного с использованием обычного крахмала без «искусственных ингредиентов», и демонстрируя низкий показатель пожелтения крахмала по настоящему изобретению.
[00114] Крахмал по изобретению (Проба 6) и обычный модифицированный пищевой крахмал использовали в заправке к салату вязкой консистенции. Состав на партию приведен ниже:
<b>%</b>
<b>Грамм</b>
Соевое масло
38,70
3096,00
Вода
37,79
3023,20
Уксус (120 гран)
7,70
616,00
Яичный желток, пастеризованный, замороженный, 10% соль
3,50
280,00
STAR-DRI<sup></sup> 42C Сухая кукурузная патока
4,10
328,00
ISOSWEET<sup></sup> 100 HFCS
3,75
300,00
Крахмал
3,25
260,00
Соль
0,82
65,60
Ксантановая камедь, 200 меш
0,25
20,00
Сорбат калия
0,14
11,20
100,00
8000,00
Для приготовления заправки использовали миксер Хобарта, в чашу которого добавляли Isosweet 100 и воду. Сухую смесь STAR-DRI 42C, соли и сорбата калия добавляли в чашу при перемешивании и суспендировали. Ксантановую камедь суспендировали с небольшим количеством масла и добавляли в чашу, позволяя ей поглощать воду в течение пяти минут. Затем добавляли уксус. Крахмал суспендировали с небольшим количеством масла и добавляли в чашу, а перемешивание продолжали в течение 5 минут для поглощения воды крахмалосодержащим сырьем. Затем добавляли яичный желток. Остаток масла добавляли медленно для образования предварительной эмульсии. Конечную эмульсию получали путем пропускания крахмалосодержащего сырья через коллоидную мельницу. Результаты текстурного анализа показаны на РИС. 19. Крахмал по настоящему изобретению обладает хорошей загущающей способностью, хорошим блеском и низкой зернистостью, сравнимой с модифицированным пищевым крахмалом.
[00115] Крахмал по изобретению (Проба 3) и обычный модифицированный пищевой крахмал использовали во фруктовой начинке с высоким содержанием сухих веществ. Состав на партию приведен ниже:
<b>Компонент</b>
<b>%</b>
<b>Грамм</b>
ISOSWEET 5500
57,56
2302,40
КРАХМАЛ
5,25
210,00
Вода
11,78
471,20
Вкус малины
0,30
12,00
KRYSTAR 300
24,85
994,00
Яблочная кислота
0,10
4,00
Лимонная кислота
0,10
4,00
Красный краситель
0,06
2,40
100,00
4000,00
Для приготовления начинки использовали миксер Хобарта, в чашу которого добавляли Isosweet 5500. Крахмал медленно добавляли при перемешивании со скоростью 1 до полного суспензирования крахмала (2-4 минуты). Добавляли вкусовые добавки, красители и воду, а смесь перемешивали в течение 1 минуты на скорости 1. Смесь оставляли в покое до загущения. Добавляли предварительно смешанные KRYSTAR 300 и подкислители, а смесь перемешивали до однородного состояния. Результаты текстурного анализа показаны на РИС. 20. Крахмал по настоящему изобретению обладает хорошей загущающей способностью, хорошим блеском и низкой зернистостью, сравнимой с модифицированным пищевым крахмалом.
[00116] Подробности, показанные в данном документе, приведены в качестве примера и в целях иллюстративного обсуждения различных аспектов и вариантов осуществления крахмалосодержащего сырья и способов осуществления настоящего изобретения, и представлены как наиболее полезные и легко понятные для описания принципов и концептуальных аспектов изобретения. В этом отношении отсутствуют попытки показать подробности приготовления крахмалов и способов, описанных в данном документе, более подробно, чем это необходимо для понимания принципов, а описание вместе с рисунками и/или примерами показывает специалистам в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, насколько разнообразны их формы воплощения на практике. Таким образом, прежде описания раскрытого крахмалосодержащего сырья и способов, следует понимать, что аспекты, описанные в данном документе, не ограничиваются конкретными вариантами осуществления, устройствами или схемами компоновки и, как таковые могут изменяться. Также следует понимать, что используемая здесь терминология предназначена только для описания конкретных аспектов и, если не оговорено иное, не предназначена для ограничения объема изобретения.
[00117] Использование определенных и неопределенных артиклей и подобных референтов в контексте описания крахмалосодержащего сырья и способов (особенно в контексте следующей формулы изобретения) должно толковаться охватывающим формы единственного и множественного числа, если не указано иное или явно не противоречит контексту. Перечисленные в данном документе диапазоны значений в целом предназначены для краткой справки при ссылке на каждое отдельное значение диапазона. Если не указано иное, то каждое отдельное значение включено в технические характеристики, так, как если бы оно было указано в данном документе отдельно. В данном документе диапазоны могут выражаться в виде числа от одного конкретного значения и/или до другого конкретного значения. При выражении такого диапазона другое выражение включает в себя числа от одного конкретного значения и/или до другого конкретного значения. Точно так же, когда значения выражены в виде приблизительных величин с использованием предшествующего термина «примерно», то будет понятно, что данное конкретное значение образует другое выражение. Далее очевидно, что конечные точки каждого из диапазонов являются значимыми как по отношению к другой конечной точке, так и независимы от другой конечной точки.
[00118] Все описанные здесь способы могут выполняться в любом подходящем порядке, если здесь не указано иное, или иным образом явно не противоречит контексту. Использование представленных в настоящем документе любых примеров или примерных формулировок (напр., «в частности»), предназначено большей частью для лучшего освещения крахмалосодержащего сырья и способов раскрытия и не ограничивает объем крахмалосодержащего сырья и способов, раскрытых иным образом. Ни одна из формулировок в описании не должна истолковываться как указывающая на любой не заявленный элемент как существенный для практической реализации изобретения.
[00119] Если контекст явно не требует иного, то во всем описании и формуле изобретения слова «содержит», «содержащий» и тому подобное должны толковаться во всеобъемлющем смысле, а не в исключительном или исчерпывающем смысле, то есть в смысле «включая, но не ограничиваясь». Слова, использующие единственное или множественное число, также представляют собой множественное число и единственное число, соответственно. Кроме того, слова «здесь», «выше» и «ниже» и слова аналогичного значения, используемые в настоящей заявке, должны относиться к данной заявке в целом, а не к каким-либо конкретным частям заявки.
[00120] Специалисту отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что каждый раскрытый здесь вариант осуществления может содержать, состоять по существу или состоять из его конкретного заявленного элемента, стадии, ингредиента или компонента. В контексте данного документа, переходной термин «содержать» или «содержит» означает, включает, не ограничиваясь, и позволяет включать неуказанные элементы, стадии, ингредиенты или компоненты даже в больших количествах. Переходная фраза «состоящий из» исключает любой не указанный элемент, стадию, ингредиент или компонент. Переходная фраза «состоящий по существу из» ограничивает объем варианта осуществления указанными элементами, стадиями, ингредиентами или компонентами и теми, которые не оказывают существенного влияния на вариант осуществления.
[00121] Если не указано иное, то все числа, выражающие количество ингредиентов, свойства, такие как молекулярный вес, режимы реакции и т. д., используемые в описании и формуле изобретения, следует понимать во всех случаях с ограничением «примерно». Соответственно, если не указано иное, числовые параметры, изложенные в описании и прилагаемой формуле изобретения, являются приблизительными значениями, которые могут варьироваться в зависимости от требуемых свойств, которые следует получить для крахмалосодержащего сырья и способов осуществления изобретения. По крайней мере, а не в качестве попытки ограничить применение доктрины эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый числовой параметр должен, по меньшей мере, истолковываться с учетом числа указанных значащих разрядов и путем применения обычных методов округления.
[00122] Несмотря на то, что числовые диапазоны и параметры, определяющие широкий объем раскрытия, являются приблизительными, но числовые значения, изложенные в конкретных примерах, приводятся с максимально возможной точностью. Однако любое числовое значение по своей природе содержит определенные ошибки, неизбежно возникающие в результате стандартного отклонения, обнаруженного при соответствующих опытных замерах.
[00123] Группировки альтернативных элементов или вариантов осуществления крахмалосодержащего сырья и способов, раскрытых в данном документе, не должны рассматриваться как ограничения. Каждый член группы может упоминаться и заявляться индивидуально или в любой комбинации с другими представленными здесь членами группы или другими элементами. Предполагается, что один или несколько членов группы могут быть включены или исключены из группы по соображениям удобства и/или патентоспособности. При любом таком включении или удалении, считается, что спецификация содержит группу с изменениями.
[00124] Здесь описываются некоторые варианты осуществления способов и крахмалосодержащего сырья. Вариации этих описанных вариантов осуществления станут очевидными для специалистов отрасли техники, к которой относится данное изобретение, после прочтения предшествующего описания. Авторы настоящего изобретения ожидают, что квалифицированные специалисты будут использовать такие варианты осуществления по мере необходимости, и надеются, что крахмалосодержащее сырье и способы осуществления будет применяться иначе, чем конкретно описано в настоящем документе. Соответственно, данное изобретение включает все модификации и эквиваленты предмета изобретения, изложенные в формуле изобретения, приложенной к данному документу в соответствии с действующим законодательством. Кроме того, любая комбинация вышеописанных элементов во всех их возможных вариантах охватывается настоящим описанием, если не указано иное или иным образом явно не противоречит контексту.
[00125] Кроме того, в этом описании сделаны многочисленные ссылки на патенты и печатные публикации. Содержание каждой из цитируемых ссылок и печатных публикаций полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[00126] В заключение следует понимать, что варианты осуществления способов и веществ, раскрытых в данном документе, являются иллюстрацией принципов настоящего изобретения. Другие модификации, которые могут быть использованы, входят в объем настоящего изобретения. Таким образом, в качестве примера, но не ограничения, могут использоваться в соответствии с изложенными здесь идеями альтернативные формы крахмалосодержащего сырья и способы осуществления настоящего изобретения. Соответственно, настоящее изобретение не ограничивается показанным и описанным выше раскрытием.