用于处理含淀粉的食品的方法

用于处理含淀粉的食品的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于处理含淀粉的食品的方法，该方法包括用于提供具有20%wb-35%wb的起始-含湿量的含淀粉的食品的步骤。在该方法期间，该含淀粉的食品在表面上经历具有不同的、由表面温度和表面湿度组成的对值的状态。接着恒温处理该含淀粉的食品，以达到至少75%的胶凝度。然后将该经恒温处理的含淀粉的食品的至少部分表面冷却到温度T，该温度T低于基于该含淀粉的食品的湿度的、玻璃化转变曲线的温度Tgmittel。接着在温度T下干燥该经冷却的含淀粉的食品，该温度T高于基于该含淀粉的食品的湿度的、玻璃化转变曲线的温度Tg?onset。
【专利说明】用于处理含淀粉的食品的方法
[0001]本发明涉及一种用于处理含淀粉的食品的方法以及一种按独立权利要求的前序部分的、可快速烹调的含淀粉的食品。
[0002]含淀粉的食品和特别是其细粒和/或粉末在世界许多地域是一种基本食物，其通常用于制备经配制的食品。例如通常由玉米粒或者还有玉米粉通过烹调配制食品。
[0003]但其缺点是有超过25分钟的过长的烹调时间，这对现今的许多消费者不再是可接受的。
[0004]此外已知的是，借助于在双螺杆挤出机中的烹调挤出或借助于滚筒-干燥来制备更快烹调的含淀粉的食品(T.F.Schweizer et al., Journal of Cereal Science4 (1986)193-203 以及 P.Colonna et al., Cereal Chem.61 (6): 538-543)。
[0005]但这些方法的缺点是，由此制备的含淀粉的食品至少在质地和稠度如经烹调的产品的粘度方面与传统的、未进一步处理的含淀粉的食品不一致。
[0006]因此本发明的目的是避免已知的缺点，并特别地提供一种用于处理含淀粉的食品的方法以及一种可快速烹调的含淀粉的食品，以实现短的烹调时间，并同时在质地和稠度方面与传统的产品尽可能良好地一致。
[0007]根据本发明，此目的是借助于根据独立权利要求的方法和可快速烹调的含淀粉的食品来实现的。
[0008]本发明的用于处理含淀粉的食品的方法包括用于提供(Bereitstellung)具有20%wb-35%wb的起始-含湿量的含淀粉的食品的步骤。该起始-含湿量优选为21%wb-30%wb，特别优选为22%wb-25%wb。该方法特别适于谷物和仿谷物以及由其任意组合。在该方法期间，含淀粉的食品在该表面上经历具有不同的、由表面温度和表面湿度组成的对值的状态。
[0009]接着将该含淀粉的食品进行恒温处理(Temperieren)，以便达到至少75%的胶凝度。该胶凝度优选达到至少80%，特别优选达到85%-99%。特别是该恒温处理在温度T下进行，该温度T高于基于该含淀粉的食品的湿度的、玻璃化转变曲线的温度Tg md。
[0010]接着将经恒温处理的含淀粉的食品的至少部分表面冷却到温度T，该温度T低于基于该含淀粉的食品的湿度的、玻璃化转变曲线的温度Tg mittelo特别是冷却整个表面。该冷却进行的时间为1-4分钟，特别是1-2分钟。
[0011]接着在温度T下干燥该经冷却的含淀粉的食品，该温度T高于基于该含淀粉的食品的湿度的、玻璃化转变曲线的温度Tg onset。该温度T优选在Tg onset和Tg end之间。特别是干燥到最终含湿量为10%wb-14%wb，优选为10%wb-12%wb。
[0012]在本发明中，例如“20%wb”的含湿量意指基于湿重(湿基)的、以重量百分数计的含湿量。
[0013]在本发明中，“谷物”意指禾本科植物学族中的栽培性植物；在本发明中特别是小麦、黑麦、燕麦、大麦、稻米、小米和玉米谷类。
[0014]在本发明中，“仿谷物”意指类似谷物的粒状果实，其并非植物学上的禾本科植物。与谷物不同，其不含谷蛋白。本发明的仿谷物中有荞麦、苋属植物和藜麦(Quinoa)。[0015]该胶凝度即凝胶化程度(Verkleisterungsgrades)的测定可借助于本领域技术人员已知的DSC-测量法(“差示扫描量热法”)进行。为此，将经胶凝的试样研磨到小于200 μ m的粒度，并用水混合直到含湿量为65%wb。接着将产品在DSC-设备中以10°C /分钟的速率从10°C加热到100°C，并测定在55-85°C之间的熔化焓，和与原始即未经胶凝的产品的熔化焓进行对比。
[0016]本发明中的术语颗粒的“粒度”意指颗粒的最大长度(Langsausdehnung )
[0017]含淀粉的食品的玻璃化转变曲线的测定借助于流变测量进行，像如用“相转变分析仪”，按Brian Plattner等人在如下出版物中描述的方法进行(TheSociety for engineering in agricultural,food and biological systems, PaperNumber:01-6067, An ASEA meeting Presentation: The Phase Transition Analyzer andits Impact on Extrusion Processing of Foodstuffs)。在此，对整个食品(如玉米粉)进行分析。按此方法测定玻璃化转变曲线，该曲线对所限定的湿度Ul各测定由湿度和温度组成的第一对值(Ul，Tg onset)和第二对值(Ul，Tg end)0这两个温度限定了在湿度Ul下的玻璃化转变范围。第三个、位于此内的温度是用于对值(Ul，Tgmittel)的算术平均值。
[0018]当T > Tg end时，在基于温度-湿度对(Ul，Tg end)的、含淀粉的食品的温度-湿度对(Ul，T)处食品以类橡胶态存在。当T〈Tg onset时，在基于温度-湿度对(Ul，Tg onset)的、含淀粉的食品的温度-湿度对(Ul，T)处食品以类玻璃态存在。当Tg onset≤T≤Tg end时，在基于温度-湿度对(Ul，Tgonset)和(Ul，Tg end)的、含淀粉的食品的温度-湿度对(Ul，T)处食品以部分类玻璃态和部分类橡胶态存在。
[0019]本发明方法的优点在于，在冷却步骤期间，含淀粉的食品特别是已经干燥，但主要是至少部分转变成类玻璃态(并且在进一步干燥期间尽可能保持此状态)。虽然该发生的现象未最终弄清楚，但现推测是，水被从刚性的玻璃状的晶格中排出并留下空位，这例如在其后烹调该经干燥的含淀粉的食品时会导致更好的吸水能力(“可水合性”)；这又导致该食品的质地和稠度非常类似于传统产品，这一点是消费者所期望的。还可避免表面的硬化和封锁(所谓的“表面硬化”)，尽管有在较高温度下紧接着第一次冷却的干燥。
[0020]此外，该方法的另一优点在于，该冷却步骤起类似于所谓的冷冻干燥的作用，但无需在环境压力下的水的冰点下冷却该食品产品，这就加速了干燥和降低了能耗。
[0021 ] 优选地，在恒温处理期间，含淀粉的食品的温度T在至少80%，优选至少90%的持续时间中高于温度Tg md。
[0022] 特别是，含淀粉的食品的恒温处理的持续时间为15-120分钟，优选为50-70分钟。
[0023]凭经验，低于温度Tgmd的短时间偏离对恒温处理过程或其后的工艺步骤均无不利影响。
[0024]特别优选地，含淀粉的食品恒温处理在70-120°C，优选80-100°C，特别优选90-95 °C的温度T下进行。
[0025]这具有如下优点，达到了所期望的胶凝度，并同时很大程度上保持了在经恒温处理过的含淀粉的食品中的营养物，该营养物未由于过高的温度而减少。
[0026]更特别优选地，在干燥期间，该经冷却的含淀粉的食品的温度T在至少80%，优选至少90%的持续时间中高于温度Tg onseto
[0027]凭经验，低于温度1； onset的短时间偏离对干燥过程或其后的工艺步骤无不利影响。[0028]在此，“持续时间”总是意指直到实现所期望的最终湿度而所需的时间。
[0029]优选地，经恒温处理的含淀粉的食品在冷却前经成片(flockiert)和/或筛分，特别是成片到厚度为0.25-1.50mm，优选为0.4-0.6mm。
[0030]在此，“厚度”意指该颗粒的最小长度(Langsausdehnung )。
[0031]从此处起及以下，“成片(Flockieren)”意指用例如轧机机架碾压，以形成片状颗粒。
[0032]此外，成片的优点在于，增大了该片状物的表面与体积之比，以便随后的冷却和/或干燥可高效进行。
[0033]特别优选地，提供含淀粉的食品的步骤包括调节到所期望的起始-湿度。
[0034]在此，“调节”意指尽可能均匀调整所限定的含湿量。
[0035]更特别优选地，含淀粉的食品在提供前至少借助于下列的工艺之一或其任意组合进行处理:净化、去壳、消毒、粉碎。
[0036]这具有如下优点，在进一步处理前可从含淀粉的食品中去除不期望的组分如壳、杂质或还有环境污染物。此外，有利的是，借助于粉碎来调整所限定的粒度或粒度分布，以便至少可高效实施恒温处理步骤。
[0037]优选地，在恒温处理前在含淀粉的食品中混入至少一种添加剂，特别是至少一种乳化剂、酶或其任意组合。作为乳化剂特别可以考虑卵磷脂、单酸甘油酯和甘油二酯以及该单酸甘油酯和甘油二酯的与食品相容的衍生物。适用的酶是木聚糖酶、半纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶或转谷氨酰胺酶。
[0038]这具有如下优点，该含淀粉的食品的特性可符合相应的处理方法。
[0039]例如乳化剂适合作为添加剂以调节各种特性如粘度、粘滞性、凝胶形成或酶的可降解性。特别是混入按含淀粉的食品计含量为0.25%-1%的乳化剂。
[0040]特别优选地，在经干燥的含淀粉的食品中混入至少一种营养物、蛋白质、淀粉或其任意组合。
[0041 ] 特别是可混入淀粉，其含量按含淀粉的食品计为2%_5%。特别是可混入像例如由大豆制成的含蛋白质的粉或也可混入由豆科植物制成的经富强的粉，其含量按含淀粉的食品计为 6%-12%。
[0042]这具有如下优点，在最终产品中混入附加的营养物像例如维生素或当需要时的矿物质。
[0043]混入淀粉的优点在于，其中该产品的粘度和/或质地可符合所期望的特性。
[0044]混入像例如由大豆制成的含蛋白质的粉或还混入由豆科植物制成的经富强的粉的优点在于营养值是可调的。
[0045]更特别优选的是，经干燥的含淀粉的食品经研磨成细粒和/或粉末，并任选被筛分，特别是用于调整颗粒的平均粒度分布，该平均粒度优选为大于200 μ m，特别优选为400-500 μ mD
[0046]这具有如下优点，该粒度分布可根据经干燥的含淀粉的食品的进一步加工目的来调节。
[0047]“平均粒度分布”意指粒度的平均值。
[0048]本发明的另一方面涉及一种可快速烹调的含淀粉的食品，其可借助于如上述方法制备和特别是借助于如上述方法制备。
[0049]本发明的又一方面涉及一种烹调时间小于4分钟的如上所述的可快速烹调的含淀粉的食品，以实现大于100g，优选大于150g，特别优选大于200g，更特别优选大于250g的凝胶稳定指数。优选地，烹调时间小于2分钟。
[0050]可快速烹调的含淀粉的食品的凝胶稳定指数测定如下进行:将湿度为10%wb的20g含淀粉的食品与180ml沸水相混合，并烹调2分钟；未去除过量的水，因为所用的量完全被吸收。接着将在此形成的糊状物充填到直径为3cm和高为2cm的圆筒中，其中将圆筒完全充满。然后将圆筒封闭并在约5°C下放置20-24小时。为该测量，将糊状物在10°C ±2°C下恒温处理。接着将胶凝化的糊状物从圆筒中取出并借助于直径为5cm的柱塞压缩，该柱塞以lmm/s的速度移动。以克测定将糊状物沿圆筒轴压缩6.25mm以及7mm的力，其中在7mm时使压缩结束并保持。压缩6.25mm对应于力Fl (克)，压缩7mm对应于力F2 (克)。在达到压缩7_后，30秒后重新测量达到该压缩的力，其对应于力F3。
[0051]与此相反，传统的玉米细粒或者还有传统的玉米粉的凝胶稳定指数是用30分钟的烹调时间测定的，其中用于测定凝胶稳定指数的其它步骤与前述的步骤一致。
[0052]强度F如下定义:F=Fl (g)。弹性如下定义:E=F3/F2*100 (%)。凝胶稳定指数如下定义:G=F*E/100 (g)。
[0053]达到至少大于IOOg的凝胶稳定指数的优点在于，该可快速烹调的含淀粉的食品的稠度类似于按传统方式制备的产品，但该按传统方式制备的产品必须烹调30分钟。
[0054]传统的玉米细粒或者还有传统的玉米粉经30分钟烹调时间后具有例如280g的凝胶稳定指数。由同样玉米制备的本发明的可快速烹调的含淀粉的食品具有类似的282g的凝胶稳定指数，特别是在颗粒的平均粒度分布为400 μ m-500 μ m的情况下。与此相反，借助于来自现有技术的挤出方法制备的可快速烹调的含淀粉的食品在2分钟烹调时间后具有的凝胶稳定指数仅为25g。
[0055]优选地，该食品的粘度值大于3200厘泊，优选大于6000厘泊，特别优选大于8000厘泊，尤其是在该颗粒的平均粒度分布为400 μ m-500 μ m的情况下。
[0056]最终-粘度至少为3200厘泊的优点在于，对消费者而言，该稠度和质地基本上与
传统产品一致。
[0057]粘度的测定借助于Newport Scientific公司的快速粘度分析仪(RVA)如下进行:在RVA-容器中于25°C的温度下将3.5g湿度为12%wb的玉米粉与25ml水混合。接着将该混合物在5分钟内加热到95°C并在此温度下保持3分钟。然后将该混合物在5分钟内冷却到25°C。在此该最终-粘度对应于冷却后最终测量的粘度。
[0058]本发明的另一方面涉及上述的可快速烹调的含淀粉的食品在制备经分装的食品产品中的应用。
[0059]为更好地理解，下面借助于实施例详述本发明。有:
[0060]图1示出在本发明的方法中所经历的状态的温度/湿度图；
[0061]图2示出用于确定所述力F1，F2和F3的图示，所述力用于计算强度、弹性和凝胶稳定指数；
[0062]图3示出按传统烹调的玉米细粒(左)和按本发明烹调的食品产品的外观的对比；
[0063]图4示出按本发明烹调的食品产品的凝胶特性和粘度与粒度的关系图；[0064]图5-7示出本发明的各种方法变体的流程图。
[0065]图1示出在按本发明的方法中所经历的状态的温度/湿度图。在纵坐标上，该食品的温度以。C绘出，在横坐标上，含湿量以重量％ (基于湿的重量，即湿基“wb”)绘出。该玻璃化转变温度Tg onset和Tg end按Brian Plattner等人描述的方法(TheSociety for engineering in agricultural, food and biological systems, PaperNumber:01-6067，An ASEA meeting Presentation:The Phase Transition Analyzerand its Impact on Extrusion Processing of Foodstuffs)测定；在此，Tg onset 对应于Plattner等人描述为Tg initial的值。对所限定的湿度U分别测定由湿度和温度组成的第一对值(U，Tg msrt)和第二对值(U，Tg md)，其中该对值限定了该玻璃化转变范围的起点或终点。在其它湿度U下重复进行测定给出在图1所示图中的玻璃化转变范围，其位于(未绘全的)曲线Tg onset和曲线Tg end之间。第三条、位于这两条曲线之间的温度/湿度曲线是Tg onset和Tg end的平均值即 Tg mittel ο
[0066]在该实施例中涉及了玉米，将其在高于曲线Tg end的温度下恒温处理(这里在>60°C下)；在符号上用S (起点)表示。接着进行冷却(这里在同时的干燥下，即降低湿度U)到低于Tgmittel的温度(这里:约35°C)。然后进行继续干燥，在此经历了尽可能存在于由Tgonset和Tg md之间的中间范围所限定的玻璃化转变范围的温度/湿度对值。在此，该温度/湿度对值可处于Tg fflittel之上或也可处于Tg fflittel之下。显而易见，在较低温度下干燥的结果是延长了所需的时间，该时间延长对此外可比的干燥结果是所需要的。因此，在实践中干燥的主要部分通常在Tg fflittel和Tg md之间进行，由此可实现在经济性和可接受的产品之间良好的折衷。一旦达到所期望的最终湿度(或已接近该最终湿度)，则将该产品冷却；在符号上用X (终点)表示。
[0067]图2示出在本发明的范围中所应用的用于确定对强度和弹性以及凝胶稳定指数的计算所需的测量值的方法。将前述的糊状物按已述方法压缩，其中移动柱塞的速度为lmm/s ο用于压缩第一行程的力(g)以Fl表不。第一行程的长为6.25mm。用于压缩长于第一行程的第二行程的力(g)以F2表示。第二行程的长为7mm。直到完成第二次压缩的时间以t2表不。然后，使压缩在7mm处结束并保持。在完成压缩7mm后,再经30秒(t2)后重新测量用于实现此压缩的力，其对应于力F3。
[0068]图3中示出按本发明经烹调的含淀粉的食品的特性，即经烹调的按本发明制备的玉米粉(右，2)的特性与传统烹调的玉米粉(左，I)的特性对比。该光学特性和质地是可比的。得到下列的测量值:
[0069]实施例1
[0070]经烹调的市售的玉米粉在30分钟烹调时间后的凝胶特性(试样I):
[0071]强度(g): 553
[0072]弹性(％):51
[0073]凝胶稳定指数:280
[0074]经烹调的按本发明所制备的玉米粉在2分钟烹调时间后的凝胶特性(含27.1%水(wb,烹调后)，用试样I的玉米粉作原料烹调):
[0075]强度(g):660
[0076]弹性(％):43[0077]凝胶稳定指数:282
[0078]实施例2
[0079]经烹调的市售的玉米粉在30分钟烹调时间后的凝胶特性(试样2):
[0080]强度(g):443
[0081]弹性(％):44
[0082]凝胶稳定指数:195
[0083]经烹调的按本发明所制备的玉米粉在2分钟烹调时间后的凝胶特性(含25.6%水(wb,烹调后)，用试样I的玉米粉作原料烹调):
[0084]强度(g):653
[0085]弹性(％):39
[0086]凝胶稳定指数:255
[0087]对比实施例
[0088]一种如开始所述在双螺杆挤出机中借助于烹调挤出制备的更快烹调的玉米粉，在2分钟烹调时间后进行测量:
[0089]强度(g):91
[0090]弹性(％):27
[0091]凝胶稳定指数: 25
[0092]显而易见，这种产品远不可与传统产品所惯有并且消费者所期待的特性相比。
[0093]在图4中示出按本发明的经烹调的食品产品的强度F、弹性E和凝胶稳定指数G与粒度的关系图。
[0094]D为整个经烹调的食品产品。未给出D的平均粒度。
[0095]横坐标上，在点A、B和C的范围内给出平均粒度。
[0096]A是该经烹调的食品产品的粗级分，其平均粒度大于400 μ m。
[0097]B是该经烹调的食品产品的中等级分，其平均粒度为200 μ m-400 μ m。
[0098]C是该经烹调的食品产品的细级分，其平均粒度小于200 μ m。
[0099]在图5、6和7中示出了根据本发明方法所绘的各种流程图。前述的方法步骤和在权利要求中给出的方法步骤相应地示于这些图中。显而易见，提供具有给定起始-含湿量的含淀粉的食品的步骤可使预先的调节工序成为必需，如图5所示。用于调节(在此:均匀地湿润)谷物和仿谷物的方法显然是本领域技术人员所熟知的。图6示出一个实施方案，其中无需调节工序，因为该原料已具有合适的起始-湿度。在图5中看出，可进行最终的研磨；当然，用于研磨的合适方法是本领域技术人员所熟知的，并且这里无需详述。再则可能的是，如在图6中所示，将按本发明冷却的产品用已知的方式成片，例如在成片轧机中进行；这可在最终干燥前(如所示)或也可(优选)在最终干燥后进行。在这类方法变体中最终研磨也是可能的。在图6中示出一个流程图，其工艺步骤与权利要求1中所述的相同。
【权利要求】
1.一种用于处理含淀粉的食品的方法，特别是处理谷物和仿谷物及其任意组合的含淀粉的食品的方法，其中，在该方法期间，该含淀粉的食品在表面上经历具有不同的、由表面温度(T)和表面湿度(U)组成的对值的状态，该方法包括下列步骤: -提供具有20%wb-35%wb，优选21%wb-30%wb，特别优选22%wb_25%wb的起始-含湿量的含淀粉的食品； -恒温处理该含淀粉的食品，以便达到至少75%，优选至少80%，特别优选85%-99%的胶凝度，特别是在温度T下进行，该温度T高于基于该含淀粉的食品的湿度U的、玻璃化转变曲线的温度Tg end ； -将该经恒温处理的含淀粉的食品的至少部分表面和特别是整个表面冷却到温度T，该温度T低于基于该含淀粉的食品的湿度(U)的、玻璃化转变曲线的温度Tg mittel，该冷却时间为1-4分钟，特别地为1-2分钟； -在温度T下干燥该经冷却的含淀粉的食品，该温度T高于基于该含淀粉的食品的湿度(U)的、玻璃化转变曲线的温度Tg ，优选在温度Tg onset和温度Tg end之间，特别是干燥到最终湿度为 10%wb_14%wb,优选 10%wb_12%wb。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在恒温处理期间，该含淀粉的食品的温度T在至少80%，优选至少90%的持续时间中高于温度Tg end。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，该含淀粉的食品的恒温处理分段地在70-120°C，优选80-100°C，和特别优选90_95°C的温度T下进行。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于，在该干燥期间，该经冷却的含淀粉的食品的温度T在至少80%，优选至少90%的持续时间中高于温度Tg onseto
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于，该经冷却的含淀粉的食品的干燥在高出基于该含淀粉的食品的湿度(U)的、玻璃化转变曲线的温度Tg onset最多80°C，优选400C，和特别优选20°C的温度T下进行。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于，该经恒温处理的含淀粉的食品在冷却前经成片和/或筛分，特别是成片到0.25-1.50mm，优选0.4-0.6mm的厚度。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其特征在于，提供该含淀粉的食品的步骤包括调节到所期望的起始-湿度。
8.根据权利要求1-7任一项的方法，其特征在于，该含淀粉的食品在提供前至少借助于下列的工艺之一或其任意组合进行处理:净化、去壳、消毒、粉碎。
9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其特征在于，在恒温处理前在该含淀粉的食品中混入至少一种添加剂，特别是至少一种乳化剂、酶或其任意组合。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其特征在于，在经干燥的含淀粉的食品中混入至少一种营养物、蛋白质、淀粉或其任意组合。
11.根据权利要求1-10中任一项的方法，其特征在于，该经干燥的含淀粉的食品被研磨成细粒和/或粉末，并任选被筛分，特别是用于调整该颗粒的平均粒度分布，该平均粒度优选为大于200 μ m,特别优选为400-500 μ m。
12.—种可快速烹调的含淀粉的食品(1)，其可借助于权利要求1-11中任一项的方法制备和特别是借助于权利要求1-11中任一项的方法制备。
13.特别是根据权利要求12的可快速烹调的含淀粉的食品(1)，其特征在于，烹调时间小于4分钟，优选小于2分钟，其中达到大于100g，优选大于150g，特别优选大于200g，更特别优选大于250g的凝胶稳定指数，特别是在该颗粒的平均粒度分布为400-500 μ m的情况下。
14.根据权利要求13的食品(I)，其特征在于，最终-粘度值大于3200厘泊，优选大于6000厘泊，特别优选大于8000厘泊，特别是在该颗粒的平均粒度分布为400-500 μ m的情况下。
15.根据权利要求12-14中任一项的可快速烹调的含淀粉的食品在制备经分装的食品产品(10)中的 应用。
【文档编号】A23L1/182GK103547170SQ201280024588
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年4月16日 优先权日:2011年4月15日
【发明者】B·康德-佩蒂特, M·努斯鲍默 申请人:布勒股份公司