小麦粉中麸质和淀粉部分的富集方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求2012年5月23日提交的欧洲临时专利申请序列号12169020. 0， PROCESS FOR PROTEIN AGGREGATION IN WHEAT FLOUR DOUGH 的权益，其通过引用以其整体 结合到本文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及用于富集小麦粉中麸质富集的部分和淀粉富集的部分，并最终从小麦 粉中分离麸质部分和淀粉部分的方法和设备。本发明还涉及制备面团的方法，所述面团包 含一个或多个麸质富集部分和从中获得的麸质以及一个或多个淀粉富集部分。
[0004] 将小麦粉分离成麸质和淀粉是一种工业规模的方法，通常需要大量的高品质水。
[0005] 麸质蛋白有不同的应用，例如，作为组织化处理剂或附着剂，作为焙烤工业中的小 麦粉改良剂。所制备的淀粉被加工成糖浆或用于一般的工业应用，特别是用于食品工业。
[0006] 工业上小麦粉的分离方法通常依赖于在水中溶解度的不同，因为淀粉在水中倾 向于具有比麸质蛋白更高的分散性。这样的方法的一个实例是所谓的"马丁法（Martin process) "。在这个方法中，小麦粉和水生成一个面团，随后淀粉通过连续洗涤步骤从面团 中提取出来。EP-A-090533公开了包括湿分离步骤的方法的另一实例。在该方法中，在面 团制备期间形成麸质聚集体，然后洗涤面团同时轻柔地揉捏，通过洗涤或用滗析器或水力 旋流器的离心步骤，从浆液中分离溶解的淀粉。不溶解的麸质经过筛，随后用环形干燥器干 燥，从浆液中回收。在快速干燥的情形中，可以使用高达甚至300°C的较高温度。干燥步骤 被认为非常关键，因为麸质可容易受剧烈加热的破坏而失去其功能。典型地，通过这些方法 获得的麸质蛋白含量为75 %到80%，基于干物质计算。
[0007] 上述分离方法的一个缺点是用到大量高品质的水，且随后需要对其进行纯化。第 二，需要大量的能量以从产品中去除水；第三，麸质总要经受一定程度的热破坏。
[0008] EP-A-1881996公开了一种从小麦粉中分离麸质和淀粉的方法，所述方法包括如下 步骤：（a)混合小麦粉和含水组合物以获得基于小麦粉干重计水分含量小于50重量％的面 团；(b)将步骤（a)获得的面团在至少IkPa的剪切应力以及每分钟加工时间至少5kJ/kg的 单位机械能输入下进行基本单纯剪切流，以获得加工的面团；和（c)将加工的面团分离成 麸质富集的部分和淀粉富集的部分。
[0009] 尽管该方法允许减少用水量和除水所需的能量，但基本单纯剪切流使得很难在连 续的平台以及工业规模中操作该方法。
[0010] 因此，很需要一种技术，其易于分离，同时显著降低或消除上述的负面影响，特别 是降低溶剂的使用量。更特别地，仍需要一种允许在工业规模中连续处理的方法。
[0011] 本发明的方法允许运用（半）连续方法从小麦粉中分离麸质和淀粉，同时允许降 低水的使用量，因此减少了移除水所需的能量，以及所获得的麸质蛋白质的热破坏和微生 物降解。
[0012] 因此，在第一方面，本发明涉及连续或半连续从小麦粉中分离麸质和淀粉的方法， 其包含如下步骤：(a)将小麦粉和一种稀释剂接触以获得第一面团；(b)将第一面团在第一 压力下进行包括单纯剪切流、旋转流和拉伸流的变形，以获得含有淀粉和聚集的麸质束的 第二面团；和（c)将第二面团在不同于第一压力的第二压力下进行包括剪切流的变形，以 获得含有一个或多个聚集的麸质富集部分和一个或多个淀粉富集部分的组合物。步骤（C) 获得的组合物在此也可以被称为第三面团。
[0013] 本方法中使用的稀释剂优选为一种含水组合物，更优选包括一种稀释的盐溶液。 一种或多种盐优选地选自适合人或动物消费的盐，更优选碱金属或碱土金属盐，最优选含 有氯化钠。更优选地，所述溶液含有0-8%重量/重量（wt./wt.)的一种或多种上述盐，优 选含有氯化钠，更优选〇. 01-6% (wt./wt.)，进一步优选1-5% (wt./wt.)，再进一步优选 2-4%的氯化钠。稀释剂可以进一步包含其他成分，例如添加剂、助溶剂、防腐剂、粘性改良 剂和/或酶。典型的酶包括淀粉酶、木聚糖酶、蛋白酶、纤维素酶和/或阿拉伯呋喃糖酶。优 选提高淀粉和麸质分离的酶，例如W00200911所公开的那些酶，和/或通常为允许麸质更好 聚集的那些酶。
[0014] 本文使用的术语"面团"通常是指不含酵母的面团，例如由小麦粉和稀释剂制备的 非发酵面团，所述稀释剂优选含有水和任选的成分，例如盐和/或添加剂包括酶。
[0015] 术语"单纯剪切"是本领域所熟知的，指材料平面仅在一个方向上彼此滑动（参见 CW. Macosko，''Rheology，Principles，Measurements and App Ii cat ions''，VCH Publishers， Inc.，New York(1994)，特别是第27-29,40和70-75页）。在步骤（b)和/或步骤（c)的 任一步骤中，技术人员可以根据使用的设备和获得的结果提出并选择所有剪切构成。尽管 如此，优选地，在步骤（c)中，单纯剪切流构成为施加于面团上的剪切流的最大构成。
[0016] 小麦粉在组成以及颗粒大小和分布上不同，其取决于小麦的来源和应用的碾磨方 法。本方法可以使用硬小麦或软小麦。本方法可以应用于任何种类的小麦。本文中的术语 "小麦"包括任何小麦品种和相关谷物种类，只要其包含的淀粉和粘弹性麸质的量适合于实 施所述方法。
[0017] 术语"麸质"是指小麦中存在的蛋白质混合物。在麸质中有四种主要的蛋白质，被 称为白蛋白、谷蛋白（如麦谷蛋白）、球蛋白和醇溶谷蛋白（如麦醇溶蛋白）。麦醇溶蛋白 和麦谷蛋白通常构成小麦麸质中存在的大多数蛋白，其通过半胱氨酸残基间的二硫键交联 一起形成麸质复合物。在本文中麸质浓度指在麸质富集部分中测得的蛋白质量，其基于氮 含量测定，并且乘以转化因数5. 7以从氮含量计算测得的蛋白质含量。
[0018] -种测量该含量的合适方法例如通过使用Leco CN-2000设备提供，该设备可市购 获自 LECO Corporation，Saint Joseph，Michigan，USA。术语"鼓质颗粒"指在步骤（b)和 (c)期间形成的麸质的三维聚团，其可以是球形的、卷形的束或片状的麸质蛋白。
[0019] 通过应用本发明的方法，可能获得麸质富集的部分，其中麸质含量为基于干物质 计至少50 %蛋白质w/w，更优选60 %，还更优选大于70 %，还更优选大于80 %和最优选 85%〇
[0020] 本方法允许获得具有尚粘弹性的鼓质，所述粘弹性表现为其持久性。根据实际的 应用，例如用于焙烤目的，和/或动物饲料（例如鱼饲料），可需要各种麸质/淀粉比例。 但是，本方法优选允许制备其中麸质含量为干物质的至少75%、更优选80%的麸质富集部 分。
[0021 ] 分离步骤将从麸质成分中分离淀粉，如通过麸质富集部分中氮含量增加，相比之 下淀粉部分中氮含量减少所例证。
[0022] 麸质富集的部分包括肉眼可见的麸质聚集物，典型地形成网状的束，任选在染色 时看到区别。但是，来自网络的聚集物不从淀粉富集的部分中分离，以便形成更大的簇。
[0023] 在一个备选的实施方案中，本发明还涉及从小麦粉中连续或半连续分离麸质和淀 粉的方法，包括如下步骤：(a)将小麦粉和一种稀释剂接触以获得第一面团；(b)将第一面 团在第一压力下进行包括单纯剪切流、旋转流和拉伸流的变形，以获得含有淀粉和聚集的 麸质束的第二面团；和（d)将第二面团进行分离过程，以将第二面团分离成一个或多个分 离的麸质富集部分和一个或多个分离的淀粉富集部分。步骤（d)可以通过任何合适的方法 实施，包括但不限于离心、过滤和/或洗涤步骤，如下文所阐述的。在一个特别优选的实施 方案中，从淀粉混合物中分离麸质聚集物可以在含有两个在同一方向上以不同速度移动的 平行表面的设备中进行。在表面之间优选有一个可调节的间隙。步骤（b)或（C)的剪切材 料优选添加在两个表面之间。通过表面间的不