ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ЖЕЛАТИНИЗИРОВАННЫЕ КРАХМАЛЫ С ВЫСОКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
PRE-GELATINIZED STARCHES WITH HIGH TECHNOLOGICAL RESISTANCE AND METHODS FOR THEIR PRODUCTION AND USE

Перекрестные ссылки на родственные заявки
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США № 62/484790, поданной 12 апреля 2017 г., и предварительной заявке США № 62/547695, поданной 18 августа 2017 г., содержание каждой из которых полностью включено 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, 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 «технологическая устойчивость» по отношению к крахмалу означает, что отдельные крахмальные зерна могут набухать в воде при варке, но по существу сохраняя свое естественное состояние в течение всего процесса. Технологически устойчивые крахмалы противостоят распадению на отдельные части и противостоят растворению при обработке. Такие свойства позволяют крахмалу загущать пищу без ненужной клейстеризации, клейкости или тягучести. Соответственно, очень нужным является использование технологически устойчивых крахмалов в продуктах питания, например, в подливках, соусах и заправках, а также для определенных фруктовых начинок и молочных продуктов.
[0004] Во многих случаях крахмал часто приходится готовить 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 до таких высоких температур. Некоторые из таких способов 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 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 крахмалосодержащее сырье, которое придает ненужные 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 ненужной степени клейкости. 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, высушенному в барабане крахмалу, имеющему не более чем 15 мас.% растворимых веществ и объем седиментации, составляющий от 15 мл/г до 45 мл/г, причем предварительно желатинированный крахмал содержит крахмальные зерна, в котором, по меньшей мере, 50% крахмальных зерен набухают, но практически не фрагментируются при обработке в воде при 95 °C.
[0006] В другом аспекте, настоящее изобретение относится к предварительно желатинированному крахмалу, имеющему не более чем 15 мас.% растворимых веществ и объем седиментации, составляющий от 15 мл/г до 45 мл/г, причем предварительно желатинированный крахмал содержит крахмальные зерна, в котором, по меньшей мере, 50% крахмальных зерен набухают, но практически не фрагментируются при обработке в воде при 95 °C, а предварительно желатинированный крахмал сохраняется по существу в плоской форме.
[0007] В другом аспекте, как описано в настоящем документе, 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] В другом аспекте, настоящее изобретение относится к способу приготовления пищевого продукта, включающему: суспензирование предварительно желатинированного крахмала, как описано в настоящем документе, в пищевом продукте.
[0009] Другим аспектом настоящего изобретения является пищевой продукт, содержащий описанный здесь крахмал.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] На РИС. 1 представлен микроснимок обычного предварительно не желатинированного гидроксипропилированного модифицированного крахмала.
[0011] На РИС. 2 представлен микроснимок крахмала, изображенного на РИС. 1, после обработки для анализа RVA.
[0012] На РИС. 3 представлен микроснимок обычного предварительно желатинированного гидроксипропилированного модифицированного крахмала.
[0013] На РИС. 4 представлен микроснимок примера крахмала барабанной сушки.
[0014] На РИС. 5 представлен набор фотографий стандартов волокнистости.
[0015] На РИС. 6 представлен набор фотографий стандартов скорости осаждения.
[0016] На РИС. 7 представлен набор фотографий стандартов для нерастворенных частиц.
[0017] На РИС. 8 представлен микроснимок предварительного желатинированного крахмала после обработки для анализа RVA.
[0018] На РИС. 9 и 10 представлены микроснимки крахмальных зерен после образования суспензии и после механического воздействия, соответственно.
[0019] На РИС. 11 и 12 представлены графики, сравнивающие свойства крахмала, полученного в соответствии с изобретением, и обычного агломерированного крахмала.
[0020] На РИС. 13 и 14 представлены данные измерений вязкости предварительно приготовленных эмульсий, использованных при приготовлении заправки к салату в соответствии с одним примером.
[0021] На РИС. 15 и 16 представлены микроснимки предварительных эмульсий и превращенные в эмульсию заправки в соответствии с одним примером.
Подробное описание изобретения
[0022] Хотя, как отмечалось выше, барабанная сушка и является экономически эффективным методом предварительного желатинирования, но она способна оказать ненужное воздействие на свойства крахмала. Например, на РИС. 1 представлен микроснимок обычного предварительно не желатинированного гидроксипропилированного модифицированного крахмала, суспензированного в воде при описанных ниже условиях RVA. Как видно, отдельные крахмальные зерна 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 крахмальных зерен, 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 частицы распадаются при повторном введении в воду, образуя в основном частицы, которые, явно представляют собой фрагменты крахмальных зерен, как показано на РИС. 3. Эти фрагменты крахмальных зерен визуально отличаются от неповрежденных и нефрагментированных крахмальных зерен, представленных на РИС. 1 и
2. Такая фрагментация крахмальных гранул может привести к потере технологической устойчивости, а также к увеличению количества растворимого крахмала, что придает ненужные структурирующие свойства крахмалу.
[0023] 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 15 мл/г до 45 мл/г. Предварительно желатинированный крахмал содержит крахмальные зерна, в котором, по меньшей мере, 50% (напр., по меньшей мере, 80%) крахмальных зерен набухают, но существу не фрагментируются при обработке в воде. Предварительно желатинированный крахмал в этом аспекте представляет собой крахмал, высушенный в барабане.
[0024] 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 15 мл/г до 45 мл/г. Предварительно желатинированный крахмал содержит крахмальные зерна, в котором, по меньшей мере, 50% (напр., по меньшей мере, 80%) крахмальных зерен набухают, но по существу не фрагментируются при обработке в воде при 95 °C. 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.
[0025] 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. Данный показатель также известен 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;
Добавляется дополнительный буферный раствор RVA pH 6,5 для получения конечного объема в 2 литра.
Объемы седиментации определяют: сначала варкой крахмала с 5% сухим остатком в соленом буферном растворе путем суспензирования взвеси, содержащейся в емкости, 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 с соленым буферным раствором 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 крахмальным осадком (т. е., видимый в цилиндре), представляет собой объем седиментации для 1 г крахмала, напр., выраженный в мл/г.
[0026] Крахмалы с относительно низким объемом седиментации (напр., составляющим от 15 мл/г до 45 мл/г) имеют хорошую технологическую устойчивость. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал имеет объем седиментации, составляющий от 15 мл/г до 40 мл/г, или от 15 мл/г до 35 мл/г, или от 15 мл/г до 30 мл/г, или от 15 мл/г до 25 мл/г, или от 15 мл/г до 20 мл/г, или от 20 мл/г до 45 мл/г, или от 20 мл/г до 35 мл/г, или от 20 мл/г до 30 мл/г, или от 20 мл/г до 25 мл/г, или от 25 мл/г до 45 мл/г, или от 25 мл/г до 40 мл/г, или от 25 мл/г до 35 мл/г, или от 30 мл/г до 45 мл/г, или от 30 мл/г до 40 мл/г, или от 35 мл/г до 45 мл/г. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал имеет объем седиментации, составляющий от 20 мл/г до 25 мл/г.
[0027] В описанной выше проверке объема седиментации, надосадочная жидкость над осадком крахмальных зерен содержит растворимый крахмал, то есть часть крахмала, которая не задерживается 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.
[0028] Если в процессе приготовления пищи из крахмальных зерен выделяется большое количество крахмалсодержащего сырья, то это придает пище определенную степень клейкости и тягучести. Хотя это необходимо 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 необходимым. Обычные высушенные в барабане крахмалы дают большое количество растворимых веществ. Напротив, в соответствии с изобретением, предварительно желатинированные крахмалы имеют не более чем15% растворимых веществ. Соответственно, предварительно желатинированные крахмалы, в соответствии с изобретением, способны обеспечить требуемые текстурирующие свойства без ненужной степени 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).
[0029] Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что предварительно желатинированные крахмалы в соответствии с изобретением содержат крахмальные зерна, т. е. отдельные группы, в которых по существу содержится амилоза и амилопектин. Отдельная физическая частица высушенного крахмала будет содержать очень много таких крахмальных зерен, что очевидно для специалиста в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. Размер крахмального зерна зависит от растительного источника крахмала, например, крахмальные зерна риса являются относительно небольшими (1–5 микрон), а крахмальные зерна картофеля являются относительно крупными (несколько десятков микрон).
[0030] Примечательно, что в предварительно желатинированных крахмалах в соответствии с изобретением, крахмальные зерна 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 твердых веществ и 1% содержание NaCl при значении pH 6,5. Предварительно желатинированный крахмал добавляют в воду при 35 °С, 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. Степень фрагментации определяется сравнением площади, находящейся в поле зрения микроскопа, занятой нефрагментированными крахмальными зернами, с общей площадью, занятой нефрагментированными крахмальными зернами и фрагментами крахмальных зерен. Например, в некоторых вариантах осуществления, предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, имеет степень фрагментации не более чем 50%, т.е. площадь, занятая нефрагментированными крахмальными зернами, деленная на сумму площадей, занятых нефрагментированными крахмальными зернами и фрагментами крахмальных зерен 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%.
[0031] В некоторых вариантах осуществления, у предварительно желатинированного крахмала, как описано далее, набухают меньшей мере 75% крахмальных зерен, но существу не фрагментируются при обработке в воде при 95 °C. В некоторых вариантах осуществления, у предварительно желатинированного крахмала, как описано далее, набухают меньшей мере 90% крахмальных зерен, но существу не фрагментируются при обработке в воде при 95 °C.
[0032] 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 его не нужно обрабатывать при высоких температурах для придания пище вязкости. В контексте данного документа «предварительно желатинированный» крахмал имеет не более чем 25% крахмальных зерен, демонстрирующих двойное лучепреломление, т.е. так называемое «мальтийское» лучепреломление, с высоким коэффициентом экстинкции, пересекающее крахмальное зерно 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% крахмальных зерен предварительно желатинированного крахмала.
[0033] Примечательно, что в некоторых аспектах предварительно желатинированный крахмал, как описано далее, представляет собой крахмал, высушенный в барабане. Хотя барабанная сушка и является экономически эффективным методом предварительного желатинирования, но она способна оказать ненужное воздействие на крахмалосодержащее сырье. Например, обычные, высушенные в барабане, крахмалы могут обладать ненужными свойствами, например, высокой клейкостью и тягучестью, возникающих 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 твердого 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 крахмалосодержащее сырье имеют другие визуальные характеристики, в отличие от крахмалов, приготовленных распылением или обработанных спиртом. Микроснимок примера крахмала, высушенного в барабане, представлен на РИС. 4. Например, при барабанной сушке можно получить сухое крахмалосодержащее сырье в форме отдельных листообразных или хлопьевидных частиц и/или с покрытой кратерами поверхностью, что более подробно описано ниже и как показано на РИС. 4.
[0034] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, частицы 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 частицы можно получать, например, при барабанной сушке, как описано выше, а отдельные частицы могут формироваться путем разрушения или измельчения высушенного листа крахмалосодержащего сырья. По существу не круглая форма такого крахмалосодержащего сырья контрастирует с закругленными частицами, полученными путем варки орошением или обработкой спиртом.
[0035] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, частицы 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. 4. Такие частицы 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 частиц крахмала с покрытой кратерами поверхностью, возникающих в результате выхода воды в виде пара из высушиваемого крахмалосодержащего сырья.
[0036] 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 частиц, каждая из которых имеет толщину, составляющую не более ½ от длины и ширины частицы. Такие частицы можно получать, например, описанным выше способом барабанной сушки с дополнительной стадией измельчения или дробления для получения частиц требуемого размера.
[0037] 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 частиц, каждая из которых имеет толщину, составляющую не более 1/3 от длины и ширины частицы. 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 частиц, каждая из которых имеет толщину, составляющую не более 1/4 от длины и ширины частицы. Такие частицы можно получать, например, описанным выше способом барабанной сушки с дополнительной стадией измельчения или дробления для получения частиц требуемого размера. Преимущество состоит в том, что в ходе сушки в барабане размер частиц может изменяться в более широких пределах, чем у частиц приготовленных распылением и/или агломерированных частиц. Поскольку высушенный крахмал получают, прежде всего, в виде относительно больших листов, то размер частиц может варьироваться от крупных хлопьев до любого более тонкого помола. Листы, высушенные в барабане, например, можно измельчать до частиц 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 ровную текстуру пищевому продукту.
[0038] Специалисту в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что описанные здесь предварительно желатинированные крахмалы можно получать с различными размерами частиц (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 частиц, каждая из которых имеет толщину, составляющую от 20 микрон доя 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 частиц, каждая 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 частиц, находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных частиц, каждая 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 частиц, находится в форме отдельных листообразных или хлопьевидных частиц, каждая 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 частицы могут измельчаться еще сильнее, например, до размера частиц, составляющего от 1 до 20 микрон (напр., от 5 до 10 микрон).
[0039] 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 частиц, каждая 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 частиц, каждая 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 частиц, каждая 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 частиц, каждая 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 частиц, каждая из которых имеет любую вышеописанную комбинацию толщины, длины и ширины (напр., в форме листообразных или хлопьевидных частиц).
[0040] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал является стабилизированным. Стабилизацию можно использовать, например, для улучшения стабильности крахмала в пищевом продукте, например, путем улучшения стабильности крахмала при многократном замораживании. Специалисту отрасли техники, к которой относится данное изобретение понятно, что такая стабилизация может выполняться различными способами.
3
[0041] Например, в некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал стабилизируется ацилированием напр., ацетилированием. Такой предварительно желатинированный крахмал, например, имеет уровень ацетилирования, составляющий от 1 мас.% до 4 мас.%, например, от 1% до 3,5%, или от 1% до 3%, или от 1% до 2,5%, или от 1,4% до 4%, или от 1,4% до 3,5%, или от 1,4% до 3%, или от 1,4% до 2,5%, или от 1,8 до 4%, или от 1,8% до 3,5%, или от 1,8% до 3% в расчете на сухое вещество. В определенных вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал имеет уровень ацетилирования, составляющий от 1,8 мас.% до 2,5 мас.%. Массовый процент ацетилирования определяется как % CHCO–.
3
2
[0042] Например, в некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал стабилизируется этерификацией, напр., гидроксипропилированием. Такой предварительно желатинированный крахмал, например, имеет уровень гидроксипропилирования, составляющий от 0,5 мас.% до 10 мас.%, например, от 0,5% до 8%, или от 0,5% до 7%, или от 0,5% до 6% или от 1% до 10%, или от 1% до 8%, или от 1% до 7%, или от 1% до 6%, или от 2% до 10%, или от 2% до 8%, или от 2% до 7%, или от 2% до 6% или от 4 до 10%, или от 4% до 8%, или от 4% до 7%, или от 4% до 6%. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал имеет уровень гидроксипропилирования, составляющий от 2 мас.% до 7 мас.%. Массовый процент гидроксипропилирования, определяется как % HOCH(CH)–CH–O–.
[0043] Конечно, в других вариантах осуществления стабилизация может обеспечиваться различными химическими веществами, напр., другим сложным эфиром или другим простым эфиром. Также возможно использование комбинаций химических веществ для стабилизации.
[0044] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал является перекрестно сшитым. Специалисту отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что сшивание может использоваться, как описано далее, для повышения технологической устойчивости крахмала, напр., путем установления требуемого объема седиментации. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал перекрестно сшивается с фосфатом (напр., путем обработки фосфороксихлоридом или метафосфатом). В других вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал перекрестно сшивается с адипатом (напр., путем обработки производными адипиновой кислоты, в частности смешанными ангидридами уксусной и адипиновой кислот). Специалисту отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что степень сшивания определяет требуемый объем седиментации, растворимость и другие свойства предварительно желатинированного крахмала.
[0045] Специалисту отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что обработка предварительно желатинированного крахмала может осуществляться различными способами. Например, физические методы обработки, известные в отрасли техники, к которой относится данное изобретение (напр., тепловая и влажностная обработка, обработка сухим теплом, тепловая обработка в спирте или покрытие другими гидроколлоидами), могут использоваться в сочетании или вместо сшивания для получения требуемого объема седиментации, растворимости и других свойств крахмала.
[0046] Для получения крахмалов в соответствии с изобретением могут использоваться разнообразные источники крахмала. Специалисту 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. Более того, специалисту отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что исходное сырье крахмала может очищаться, обычными способами для уменьшения ненужных ароматов, запахов или цвета, которые являются природными для крахмала или присутствуют в нем иным образом. Для уменьшения примесей могут использоваться, например, 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 отрасли техники, к которой относится данное изобретение понятно, что такие операции по очистке могут выполняться в различных подходящих местах технологического процесса.
[0047] 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. 5 (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 задано 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. 5 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.
[0048] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал хорошо суспензируется в водной среде, напр., с высокой скоростью осаждения и низком количестве не суспензированного крахмалосодержащего сырья, присутствующего в виде частиц или комков. Суспензируемость 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 частиц крахмала в течение 10 секунд, сравнивают результат с изображениями на РИС. 6 и определяют значение скорости осаждения. В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, крахмал, в соответствии с изобретением, имеет значение скорости осаждения, составляющее, по меньшей мере, 4, по меньшей мере, 5, или составляющее от 4 до 8, от 4 до 7, от 5 до 8 или от 5 до 7. Затем члены комиссии по оценке качества пищевых продуктов осуществляют перемешивание в течение 1 минуты с помощью небольшой насадки для взбивания и при умеренном числе оборотов, раствора крахмала и через 3 минуты оценивают начальную толщину, количество всплывших частиц, площадь, занятую всплывшими частицами, осадок (количество осевших частиц на дне), комковатость (крупные нерастворенные частицы в растворе), зернистость, разделение фаз и толщину. В некоторых вариантах осуществления, по существу отсутствуют комки или всплывшие частицы. После перемешивания количество нерастворенных частиц сравнивается с изображениями на РИС. 7. Необходимо, чтобы объемная доля нерастворенных частиц была не больше, чем показано на изображении «Нерастворенные частицы 3».
[0049] Примечательно, что некоторые такие предварительно желатинированные крахмалы способны обеспечивать высокую суспензируемость без агломерации. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал не является агломерированным.
[0050] В некоторых вариантах осуществления, как описано далее, предварительно желатинированный крахмал имеет небольшую скорость гидратации. Слишком высокая скорость гидратации может привести к образованию комков из предварительно желатинированного крахмала при его суспензировании в водной среде. Напротив, более медленная скорость гидратации позволяет минимизировать образование комков при суспензировании предварительно желатинированного крахмала.
[0051] 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 необходимых 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 необходимых 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 имеет степень фрагментации не более чем на 50%, например, не более чем на 30%, или даже не более чем на 10% после механического воздействия. В некоторых таких вариантах осуществления, механическое воздействие представляет собой обработку в гомогенизаторе Уоринга (модель 51BL32) при 30 В в течение 5 секунд. Крахмал может приготавливаться, необязательно, (напр., в условиях RVA) до механического воздействия.
[0052] Другим аспектом настоящего изобретения является описанный здесь способ получения предварительно желатинированного крахмала. Способ включает: получение нежелатинированного крахмала с увлажнением в водной среде; и сушку в барабане увлажненного 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 нежелатинированный крахмал стабилизируют, напр., путем ацетилирования, как описано выше в отношении предварительно желатинированных крахмалов в соответствии с изобретением. В некоторых вариантах осуществления нежелатинированный крахмал сшивают, напр., с фосфатом или адаптитом, как описано выше в отношении предварительно желатинированных крахмалов в соответствии с изобретением. Нежелатинированный крахмал, как описано выше, может представлять любой из видов крахмала. Специалист в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, может использовать другие способы сушки в барабане для получения описанных здесь крахмалов.
[0053] Другим аспектом настоящего изобретения является предварительно желатинированный крахмал, полученный описанным здесь способом.
[0054] 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 и при другой температуре, напр., при более высокой температуре, чем указана 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.
[0055] 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.
[0056] 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 суспензировании в пищевом продукте.
[0057] 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 суп, подливку, соус (напр., майонез, белый соус или сырный соус), заправку (напр., заправку для салата, напр., жидкой или вязкой консистенции), начинку или залицовку (напр., фруктовую начинку или залицовку) или молочный продукт (напр., йогурт, сметану или творог). Предварительно желатинированные крахмалы в соответствии с настоящим изобретением могут быть полезны в пищевых продуктах, не содержащих яиц, напр., для придания свойств, которые в противном случае дают яйца, и соответственно, в некоторых вариантах осуществления способов и пищевых продуктов, как описано далее, пищевой продукт не содержит яиц. 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.
[0058] В различных дополнительных вариантах осуществления, пищевой продукт может представлять собой, например, продукт на основе томатов, суп, пудинг, заварной крем, сырный продукт, кремовую начинку или залицовку, крахмальную патоку (напр., низкокалорийную крахмальную патоку), напиток (напр., напиток на молочной основе), глазурь, приправу, кондитерские изделия, макаронные изделия, замороженные продукты, хлопья.
[0059] Могут использоваться различные способы приготовления, например, пастеризация, автоклавирование, варка в котле или порционная варка, или обработка при сверхвысоких температурах.
[0060] Описанные здесь крахмалы также могут использоваться для изменения свойств твердых пищевых продуктов, напр., выпеченных продуктов, выступая в качестве ингибитора отложений для получения более мягкого продукта, который сохраняет только что приготовленную текстуру после хранения. Соответственно в других вариантах осуществления, пищевой продукт представляет собой выпеченный продукт, напр., хлеб, выпечку, корж, пончик, пирожное, кекс, печенье, крекер или мини–кекс. В таких вариантах осуществления, варка может представлять собой выпекание. В некоторых вариантах осуществления, использование в выпеченном продукте (т. е. в тесте или кляре) крахмалов, описанных в настоящем документе, способно уменьшить черствение. В других вариантах осуществления, крахмал может использоваться, например, для начинки выпеченного продукта.
[0061] В соответствии с настоящим изобретением, использование данных крахмалов позволяет приготовить много других пищевых продуктов. Например, пищевые продукты, в которых используются крахмалы в соответствии с настоящим изобретением, представляют собой: термически обработанные пищевые продукты, консервированные пищевые продукты, сухие смеси, охлажденные пищевые продукты, замороженные пищевые продукты, прессованные пищевые продукты, пищевые продукты, приготовленные в печи, пищевые продукты, приготовленные на кухонной плите, пищевые продукты, приготовленные в микроволновой печи, пищевые продукты с высоким или с пониженным содержанием жира, а также пищевые продукты с малой активностью воды. Пищевые продукты, для которых эти крахмалы особенно полезны, представляют собой пищевые продукты, требующие стадию термической обработки, в частности, пастеризацию, автоклавирование, высокотемпературную кратковременную обработку или обработку при сверхвысоких температурах (UHT). Крахмалы по настоящему изобретению особенно полезны для пищевых продуктов, для которых требуется стабильность при всех температурах обработки, включая охлаждение, замораживание и нагрев.
[0062] Практикующий специалист, на основе рецептур обработки пищевых продуктов, способен быстро выбрать количество и вид крахмалов, требуемых для придания готовому пищевому продукту необходимой толщины и степени желатинирования, а также требуемой текстуры. Обычно крахмал используется в количестве, составляющем от 0,1 до 35 мас.%, напр., от 0,5 до 6,0 мас.% от массы пищевого продукта.
[0063] В число пищевых продуктов, свойства которых можно улучшить крахмалами, приготовленными в соответствии с настоящим изобретением, входят: пищевые продукты с высоким содержанием кислоты (pH <3,7), например, фруктовые начинки для пирогов, детское питание и тому подобное; кислые пищевые продукты (рН от 3,7 до 4,5), например, продукты на основе томатов; продукты с низким содержанием кислоты (pH> 4,5), например, подливки, соусы и супы; пищевые продукты, приготовленные в печи, например, соусы, подливки и пудинги; продукты быстрого приготовления, например, пудинги; заправки к салату жидкой или вязкой консистенции; охлажденные продукты, например, молочные или ненатуральные молочные продукты (например, йогурт, сметана и сыр); замороженные продукты, например, замороженные десерты и обеды; пищевые продукты, приготовленные в микроволновой печи, например, замороженные обеды; жидкие продукты, например, диетические продукты и продукты для лечебного питания; сухие смеси для приготовления хлебобулочных изделий, подливок, соусов, пудингов, детского питания, горячих хлопьев и т.п.; и сухие смеси для предварительного обсыпания пищи перед приготовлением и жаркой.
[0064] В других вариантах осуществления, пищевой продукт представляет собой кондитерское изделие.
[0065] 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.
[0066] Описанные здесь крахмалы могут использоваться в различных новых продуктах и технологических процессах. Например, один вариант осуществления изобретения представляет собой способ приготовления заправки. Способ включает: смешивание воды, кислоты (напр., уксуса или лимонного сока), описанного здесь крахмала, и яичных желтков с получением однородной смеси. К этой однородной смеси добавляют растительное масло и превращают в эмульсию, чтобы получить соус. В другом варианте осуществления способ приготовления заправки включает: смешивание воды, кислоты (например, уксуса или лимонного сока) и яичных желтков с получением однородной смеси. К этой однородной смеси добавляют крахмальную суспензию, полученную в соответствии с изобретением, растительное масло и превращают в эмульсию, чтобы получить соус. Специалисту отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что ароматизаторы, приправы, соль и подсластители могут добавляться по желанию в любой момент времени.
[0067] В соответствии с настоящим изобретением, крахмалы могут использоваться для различных не пищевых целевых назначений, где обычно используются химически модифицированные (перекрестно сшитые) сшитые крахмалы, например, для косметических средств и средств личной гигиены, бумаги, упаковки, фармацевтических составов, клея и т.п.
[0068] 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.%, 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%.
[0069] Примером способа получения предварительно желатинированного крахмала является: суспензирование природного крахмала в воде, например, с содержанием от 30 до 40% твердого вещества, в присутствии сульфата натрия (напр., от 1 до 15 мас. % в расчете сухой крахмал) при невысоких температурах (напр., от 18 до 40 °С или от 20 до 30 °С. Значение РН суспензии доводят сильным основанием до 11,5 –12,0, например гидроксидом натрия. Фосфороксихлорид в количестве 0,05–0,15 мас.%, предпочтительно 0,09–0,1 мас.%, в расчете на сухое вещество, добавляют к перемешиваемой суспензии и продолжают перемешивание в течение 30 минут. Значение РН доводят до значения близкого к нейтральному, например, до 8,2–9,0, путем добавления разбавленной кислоты, в частности, соляной или серной, например 1–12 N. В суспензию медленно добавляют уксусный ангидрид (напр., от 5,0 до 6,1% или от 5,5 до 6,0% в расчете на сухое вещество). Значение РН суспензии поддерживается слегка щелочным, в частности от 8,0 до 8,8 с помощью водного основания, например, гидроксида натрия или карбоната натрия. После завершения ввода уксусного ангидрида, значение рН снижают, например, до 4,5–7,0, путем добавления разбавленной кислоты, в частности соляной или серной, например, 1–12 N. Суспензию обезвоживают и промывают водой и удаляют соли стандартными процедурами, например, центрифугированием или фильтрацией. Полученное крахмалосодержащее сырье затем повторно суспензируют в воде, чтобы получить крахмальную суспензию с содержанием 25–42% (напр., 35–42%) твердых веществ. Суспензия может быть отфильтрована для улучшения цвета, а затем повторно суспензирована. Суспензию сушат в сушилке с одним барабаном модели Gouda E5/5 (500 мм х 500 мм). Барабан работает при повышенном давлении пара, составляющем 90–140 фунтов на квадратный дюйм, предпочтительно, по меньшей мере, 100 фунтов на квадратный дюйм и предпочтительно при числе оборотов 6–8 об/мин. В некоторых конкретных вариантах осуществления, крахмальная суспензия содержит около 36–38%, твердых веществ, а сушилка работает при давлении 125 на квадратный дюйм и 8 об/мин. Полученные тяжелые пленки собирают и измельчают, чтобы получить хлопьевидные частицы требуемого размера.
[0070] Предварительно желатинированный крахмал, полученный, как описано в вышеприведенном примере, подвергали условиям измерения вязкости RVA и исследовали под микроскопом, а на РИС. 8 представлен полученный микроснимок. Примечательно, что крахмальные зерна остаются практически неповрежденными, даже если крахмал подвергался сушке в барабане. Предварительно желатинированный крахмал, полученный, как описано в вышеприведенном примере, обрабатывали в условиях RVA, а затем переносили в гомогенизатор Уоринга (модель 51BL32) и подвергали механическому воздействию при 30 В в течение пяти секунд. Пасту разбавляли до 1% деионизированной водой, а затем разбавляли в соотношении 1:1 0,1N раствором KI для окрашивания при визуализации. Микроснимки крахмальных зерен после суспензирования и после механического воздействия представлены на РИС. 9 и 10, соответственно. Предварительно желатинированный крахмал в соответствии с изобретением показал устойчивость к механическому воздействию, о чем свидетельствуют практически нетронутые крахмальные зерна.
[0071] Суспензионные свойства предварительно желатинированного крахмала, полученного, как описано в вышеприведенном примере, сравнивают с суспензионными свойствами агломерированного крахмала. Как показано на диаграмме на РИС. 11 предварительно желатинированный крахмал, в соответствии с изобретением, действует аналогично агломерированному крахмалу, хотя сам по себе не агломерируется. Диаграмма на РИС. 12 демонстрирует, что пример крахмалосодержащего сырья быстро накапливает вязкость при суспензировании в воде.
[0072] Пример рецепта заправки для салата (майонезного типа) приводится ниже:
<b>Калькуляция заправки</b>
Массовая доля %
<b>Растительное масло</b>
40,0
<b>Вода</b>
31,54, 31,04
<b>Сахароза</b>
11,0
<b>Уксус (120 гран)</b>
7,81
<b>Пастеризованный яичный желток</b>
4,0
<b>КРАХМАЛ</b>
3,0, 3,5
<b>Соль</b>
1,65
<b>ИТОГО</b>
100,0
[0073] Данную заправку для салата можно приготовить, смешивая сахарозу, соль и крахмал в миксере Хобарта с добавлением воды и уксуса. (В качестве альтернативы крахмал может добавляться в виде суспензии в масле). Добавляются яичные желтки и смесь перемешивают до тех пор, пока она не станет однородной. Масло добавляется медленно при дополнительном перемешивании для образования предварительной эмульсии. Смесь может быть превращена в эмульсию, напр., путем сильного механического воздействия (напр., с использованием условий механического воздействия, по меньшей мере, таких же жестких, как при механическом воздействии в смесителе Уоринга (модель 51BL32) при 30 В в течение пяти секунд, или путем смешивания коллоидных растворов.
[0074] Измерения вязкости по Брукфильду проводились с использованием вискозиметра В Брукфильда со стойкой Helipath и Т–образным шпинделем при 2,5 об/мин. Измерения проводились с трехкратным резервированием с использованием трех разных образцов из первой выборки крахмалосодержащего сырья. Показания вязкости по Брукфильду снимались через: 2 мин, 10 мин, 20 мин, 40 мин, 60 мин, 90 мин, 120 мин, 180 мин и 240 мин.
[0075] Данные измерения вязкости предварительной эмульсии по Брукфильду показали увеличение вязкости с течением времени до момента очевидного пологого участка кривой. Данные измерений предварительных эмульсий для 3 мас.% и 3,5 мас.% (РИС. 13 и 14, соответственно) собирались от различных шпинделей и поэтому не могут сравниваться напрямую, однако график (Рисунок. 2) можно использовать для сравнения величины изменения вязкости по времени.
5
[0076] Микроскопия показала, что крахмальные зерна со временем немного набухли, как изображено на микрофотографиях предварительной эмульсии с 3,5% содержанием зерен на РИС. 15 (окрашено йодом, 200x). Однако набухание с течением времени было относительно низким, т.е. как результат низких или средних значений седиментации крахмала. Крахмалы, в соответствии с изобретением, при низких и средних значениях объема седиментации обеспечивают хорошие и стабильные характеристики вязкости после смешивания коллоидных растворов с вязкостью по Брукфильду, составляющей около 7×10 сП, которая оставалась стабильной в течение, по меньшей мере, 5 дней. Заправка для салата обладала благоприятными органолептическими свойствами (напр., режущей способностью, плотностью, устойчивостью к тряске/эластичностью, сохранением формы, устойчивостью к растяжению и толщиной) по сравнению с продаваемыми заправками. Даже после смешивания коллоидных растворов крахмальные зерна имеют относительно небольшое набухание, как показано на микроснимке на РИС. 16. Примечательно, что даже после смешивания коллоидного раствора, факт относительно низкого набухания предварительно желатинированных крахмалов, в соответствии с изобретением, подчеркивает их потенциал использования при высоком механическом воздействии.
[0077] 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.
[0078] Использование определенных и неопределенных артиклей и подобных референтов в контексте описания крахмалосодержащего сырья и способов (особенно в контексте следующей формулы изобретения) должно толковаться как охватывающее формы единственного и множественного числа, если не указано иное или явно не противоречит контексту. Диапазоны значений, перечисленные в данном документе, 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.
[0079] 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.
[0080] 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.
[0081] 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 включать в себя, не ограничиваясь, и допускает включение неуказанных элементов, стадий, ингредиентов или компонентов 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.
[0082] 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.
[0083] 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.
[0084] 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.
[0085] 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.
[0086] 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.
[0087] 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 вышеприведенным описанием и изображениями.