专利名称：小麦面筋小粒的制作方法
技术领域：
本发明的主题是小麦面筋小粒，以及它们的制造方法。
背景技术：
小麦面筋常规地以两种不同形式存在活性小麦面筋(vital wheat gluten)和失 活小麦面筋(devitalized wheat gluten)。活性小麦面筋(也叫做弹性面筋)是通过湿法从面粉中提取出并且之后进行了干 燥的不溶于水的蛋白部分。活性小麦面筋具有非常特殊的功能特性。当它被再水合时，它形成一种粘弹性的粘合糊状物，该糊状物在水中能够吸收它 自身重量的1.5倍到2倍的水。粘弹性以及吸水性对于术语“活性的(vital)，，负有责任。麦谷蛋白和麦醇溶蛋白是活性面筋的两种主要蛋白组分，在水的存在下相互作用 并且对这些粘弹性特性负有责任-可伸展性(即，伸长到断裂的特性)归因于低分子量的麦醇溶蛋白，-弹性(即，在变形后恢复到初始状态的特性)和韧性(例如抗变形的特性)归因 于高分子量的麦谷蛋白。失活面筋，就此方面而言，是通过活性小麦面筋的变性(特别是热变性，或通过酶 溶解)获得的。因此在水合状态它不再呈现它的多种粘弹性特性。尽管如此，它的蛋白含量和它 的营养价值仍然保持活性小麦面筋所具有的那些。取决于所要求的粘弹性能，活性或失活小麦面筋有诸多应用在人类食物中特别是在研磨中，作为焙烘助剂，在面包店和维也纳产品中以及在 面粉糕饼产品中，在面条的制造中；在早餐谷类食品、点心以及肉类产品的制造中；-在动物饲料中特别是作为虾的饲料、小猪饲料、奶替代品、鱼饲料、宠物饲料；-在发酵中在使用被固定的细胞的系统中作为微生物的载体。尽管如此，活化或失活面筋的在以上提到的这些应用中的使用并不受以下事实所 阻碍，即在散装卸载操作中，成粉的面筋并不自由流动或产生粉尘。在水中的分散体(当获得它时)并不非常稳定，这些面筋颗粒具有形成一个团块 并且附聚的趋势。此外，含有大比例的活性面筋的一种粉末的水合作用导致一种成块的产品，当进 行有力搅拌时它被转化为一种橡胶样的弹性块，这种弹性块非常难以处理。为了克服这种情况，在所考虑的领域中的专家非常迅速地提议使活性小麦面筋粉 附聚成小粒的形式，以协助对它的处理和使用。于是提出了两类小粒-其小麦面筋已经保留它的所有特性，并且因此保留活性小麦面筋这一名称的小粒，-通过热方法制备的小粒，这导致了蛋白的变性；因此这些小粒将由失活小麦面 筋组成。对于活性小麦面筋小粒，有可能考虑以下文件的传授内容-US 3 925 343，它描述了通过一种保留其活性特征的方法来制造小麦面筋附聚 物。这一过程包括使单独的面筋颗粒在一个流化床中经受一种润湿剂的作用，以使这 些颗粒的表面呈粘性，包括将所述颗粒密切混合，使得它们以粗糙和多孔的附聚物的形式 彼此粘附。然后将这些附聚物干燥，以使得具有少于10%的残留含湿量。尽管如此，这些颗粒的形状和尺寸是非常不确定的(尺寸大部分大于149 μ m)。-EP 1 785 039，它涉及主要由压缩蛋白组成的小粒，优选地其特征在于这些蛋白 包括活性面筋。它们的制造过程涉及要求热空气或蒸汽的多个阶段以提高这些蛋白的温度和/ 或它们的湿度从0 %到5 %，优选大于3 %，并且然后将它们引入一个模具中，以便制造所述小粒。这些活性小麦面筋小粒的最大含湿量是最多11. 5%、优选是最多8%、更优选是
最多6%。EPl 527 700，它涉及一种鱼饲料组合物，其特征在于它包括按重量计从1 %到 75%的活性面筋，以及从25%到85%的由脱壳的含油种子和/或玉米胚的油，并且由此获 得这些小粒。该方法在此包括该鱼饲料组合物的这些成分进行混合，将它们“模制”为小粒，并 且之后用蒸汽将它们处理1到30秒。EP 838 159，它描述了一种用于减少一种活性面筋块的方法，其特征在于当该湿 面筋块处于一种脆性状态时它的尺寸被减小。在尺寸上减小包括将该面筋块冷却到_75°C或更低的温度，形成0. 35厘米或更薄 的薄层，或者在冷却之前形成1到100毫米的粒料，并且使用机械力来破碎。应注意的是去除在冷却期间在所形成的颗粒表面形成的晶体，将这些尺寸上减 小了的面筋的颗粒进行干燥，并且在所有测试温度下保持该面筋的活性。EP 1 785 039，它涉及主要由压缩蛋白构成的小粒，它的蛋白包括活性小麦面筋。为了获得这些小粒，所描述的方法包括使活性面筋在一种合适的设备中经受用热 空气或蒸汽进行的处理，以提高这些蛋白的温度和/或含湿量，至0%和5%之间的一个值， 优选为3%的级别。然后将这些蛋白模制为小粒。尽管如此，推荐的是对这些阶段进行精细控制，这是通过非常密切地关注以下各 项来进行的-用于制造这些小粒的模具的构型，该构型决定了它们的含湿量。因此在此必需控 制所述小粒的厚度与直径的比率(A)，该比率应被维持在10和25之间，以及-比率(A)相对于处理温度。
这些经验数据是通过比率⑶的表述来表达的温度与㈧的比率，设定为在2和 8之间的一个值。更确切地，这些温度值之后被设定在50°C和80°C之间。这些多重控制并没有使这种方法特别有吸引力。对于失活小麦面筋小粒，有可能考虑以下文件的传授内容-针对NISSHINFLOUR MILLING的EP 711 510，它描述了一种用于生产发酵材料 的方法，该方法具有一个用于制造面筋小粒的步骤。由此制造的所述小粒的湿度被认为是 在12%和18%之间；制造小粒的可能性取决于这些蛋白的含湿量并且取决于它们的变性。所进行的方法包括将蒸汽直接送至面筋粉上方。该“模制的”活性面筋的含水量 是大于12% ；此外，这些小粒具有的尺寸在毫米范围内。-E. BARDI 等人在 Process Biochemistry，32-8，691-696，1997 中的文章，其中描 述了将面筋小粒用作用于微生物的小粒载体，例如酵母。它们的制造方法包括将小麦面粉与自来水进行混合；然后将所得到的生面团挤 出，并且然后将其彻底洗涤以便将淀粉从中去除。然后将该面筋模制为小球(具有的直径在1. 5到2cm之间的小粒)，在105°C下干 燥5小时并且之后将其冷却到室温。如所展示的这种挤出和干燥处理十分明显地导致得到失活面筋小粒。授予BARR等的专利US 3 605 643，它涉及一种用于将面筋模制成小粒的装置，并 且该装置被特别地设计为用于使糊状面筋块成型并将其干燥。该方法包括将湿面筋以离散的小粒的形式引入热空气流中，在经受分解处理之 前，这些离散的小粒被悬浮在所述空气流中进行部分地干燥的材料所包被。
发明内容
从以上所有文件中，可以观察到其目标为保留面筋的粘弹性特性的这些制粒方法 要求使用复杂和受精细控制的方法。至于用于制造失活小麦面筋小粒的更易于进行的方法，非常明显的是它们是以活 性面筋的特性为代价而进行的。本发明的目的在于提供一种用于使活性小麦面筋成粒的新颖的方法，该方法并不 呈现已知方法的缺点。根据这一方法获得的小麦面筋小粒保留了一种充足的保水能力，并且它们的弹性 特性被降低，从恒定的韧性的意义上说，如此成粒的面筋与常规的活性小麦面筋小粒相比 失去了它的可伸展性。因此根据本发明的小麦面筋小粒可以被称为“部分活性的”。因此本发明的主题是 小麦面筋小粒，其特征在于它们呈现出-一种保水能力，根据测试A所测定的，在40%和160%之间、优选在100%和 150%之间，-一种粘弹行为，根据肖邦吹泡示功仪，等于变形阻力与可伸展性之比P/L，在3和 10之间、优选地在3和8之间。根据本发明的小麦面筋小粒的部分活性的特征首先通过它们的被保留的保水能力而自身证实。这一保水能力是根据测试A测定的。这一测试A首先包括在一台由IKA . 公司制造的IKA AlO研磨机中将这些小麦面 筋小粒进行研磨。该研磨包括将30克小粒置于该研磨机中，并且之后在循环的冷水下研磨2分钟。 所获得的研磨产品的颗粒大小所处的级别为在500 μ m上0残余物、在250 μ m上< 10% 的残余物、在10011111上< 50%的残余物。在一个盘子中，称量出10. 0克如此研磨的小粒。向其中加入25ml的饮用水(在 5°C和20°C之间)，并且用一根玻璃棒进行混合。允许将该混合物静置15分钟。未被保留的水的量通过离心(以4000转的速度进行10分钟)进行提取。允许该离心机自己停止(没有制动器)，弃去上清液并且对剩余的水合面筋称重 ⑵。该保留率根据等式(P-10) X 10表达，表示为％。因此所保留水分的百分比表示了保水能力。这些根据本发明的面筋小粒的保水能力被确定为在40%和160%之间、优选在 100%和150%之间的一个值，例如在100%和145%之间、或者在100%和140%之间。通过比较，活性小麦面筋具有的保水能力根据测试A测定为在150%和180%之 间。因此，与活性小麦面筋相比，根据本发明的面筋小粒具有略微降低的保水能力。失活面筋，就此方面而言，根据测试A的含义不具有保水能力。根据本发明的小麦面筋小粒的部分活性的特征还通过它们的粘弹行为(根据肖 邦吹泡示功仪测定的)而自身得到证明。肖邦吹泡示功仪是本领域普通技术人员熟知的一种测试，是一种使之有可能测量 一个生面团的韧性和可伸展性能力的试验，该生面团是由小麦淀粉、如上所述的研磨的小 粒的小麦面筋、甘油、45g/l的盐水的一种混合物形成的，而同时对于所有试验，都保持恒定 的水/面筋(水合作用)之比。测量的原理在于通过在一薄层的生面团下面吹入空气来形成一个气泡，直到它 破裂。该面团特性曲线图示出可由该气泡保持的空气压力作为时间的函数的曲线。对这些参数的解释如下-P 代表在所吹入的空气压力下该生面团的变形阻力(或韧性)。它是通过测量该曲线图的基底与峰顶之间的最大高度(用mm表示)而确定的。它被称为最大超压或更常见地称为压力，因为它是在该气泡内记录到的最大压力 (用mm H20表示)。-L 对应于该生面团的可伸展性，从开始膨胀到破裂。它是该曲线图的长度，用mm表示。-P/L:它是该曲线图的构型比率。它是通过P值除以L值而获得的。因此根据本发明的面筋小粒具有一种粘弹行为，根据肖邦吹泡示功仪，测定为该 P/L参数的值在3和10之间、优选在3和8之间，例如在3. 5和10之间或者在4和8之间。
通过比较，活性小麦面筋具有的P/L参数的值小于或等于3。根据本发明的小麦面筋小粒其特征还可以为一种粘弹行为，根据肖邦吹泡示功 仪，测定为L参数的值小于100、优选在20和80之间，例如在20和90之间。通过比较，活性小麦面筋具有的L参数的值大于或等于100。由于失活面筋不具有粘弹性特性，因此不可以用肖邦吹泡示功仪来表征。这些保水率值以及根据肖邦吹泡示功仪测定的这些参数的值表明了根据本发明 的小麦面筋小粒的部分活性的特征。根据本发明的小麦面筋小粒的确保留了一种充足的保水能力，从而进一步允许该 面筋表达出它形成网络的能力。根据本发明的小麦面筋小粒还可以用以下各项来表征-它们的蛋白含量，-它们的相对湿度，-它们的耐久性。蛋白含量是根据由DUMAS方法标准化的方法(NFV18-120)通过测量总氮含量而确 定的。这一方法包括在高温下将该样品燃烧。该样品的不同元素(C、H、N、S、0)被转化为 气态形式(CO2, H2O, Nox, SO2,卤素、过量的O2)。不同的收集器以及氧化和还原催化剂使之有可能仅保留队。然后借助一种热导测 量器来对这些气体进行测量，其检测原理是与有待测量的气体的导热性相关联的。蛋白含量是相对于再校准检测器的响应来计算的，并且表达为N6. 25。因此根据本发明的小麦面筋小粒具有相对与这些小粒的干重表示(N6. 25/干重) 的大于80%的N6. 25的蛋白含量。相对湿度(或者干燥失重)的测定是通过测量在一台IKA研磨机中研磨(如前面 所述)的5克产品在大气压力下在设定为130°C _133°C的烘箱中处理1小时30分钟之后 质量的损失来进行的。因此根据本发明的小麦面筋小粒具有在6%和12%之间的一个相对湿度。耐久性，就此方面而言，代表当将小粒设定为在一个掺和器中运动时保留在一个 筛子上的未变坏的小粒的数量。为此，将质量为500克的小粒(ml)置于Rotor Quick Test CffZ 302型的掺和器 中，它被设定为运动10秒，并且在具有2. 5mm方网孔的一个筛上进行筛选，持续10秒。对筛余物的质量(m2)称重。耐久性是根据等式m2/mlX100表达的，表示为％。根据本发明的小麦面筋小粒因此具有50%和100%之间、优选80%和100%之间 的耐久性。因此根据本发明的小麦面筋小粒的所有这些特性使之有可能有利地在用于制造 动物饲料的方法中使用，在这些方法中诸多的约束使活性小麦面筋的使用很困难。在所述约束之中可以提到，需要-接受大量面筋粉，-与活性小麦面筋相比，保留足够的保水能力以及粘合特性，-向含有大比例的面筋的混合物中加入水或蒸汽，而同时避免形成过于弹性的生面团所带来的问题。这些方法是常规地用于制造用于鱼或宠物的挤出的饲料、制造用于小猪或虾的小 粒饲料、有待在水中稀释用于哺乳动物幼仔的奶代用品的方法。因此根据本发明的小麦面筋小粒被有利地用于制造包含从5%到50%的小麦面 筋的用于动物的多种饲料制品，选自下组的多种制品，该组是挤出制品、小粒制品以及预 期进行再水合的制品。根据本发明的小麦面筋小粒可以借助于一种方法进行制备，该方法包括在特殊条 件下将活性小麦面筋粉进行压缩。这种方法包括以下步骤，这些步骤包括1)制备一种活性小麦面筋粉，其颗粒大小使得至少20%、优选至少50%的颗粒具 有大于250 μ m的尺寸，2)将如此制备的小麦面筋粉引入一个制粒机的掺和器中，3)通过在该掺和器的入口处对蒸汽进行有调整的加入来将由此制备的小麦面筋 粉进行调节，以便在掺和器的出口处获得在10°C和50°C之间、优选在300C和45°C之间的空 气-粉末混合物的温度，4)将该小麦面筋粉引入该制粒机的模具中，以便获得小麦面筋小粒，5)通过一个水平的冷却器将这些小粒进行冷却，6)回收如此获得的小粒。在步骤1)中，所制备的活性小麦面筋粉具有的颗粒大小是使得至少20%的颗粒 具有大于250 μ m的尺寸。表述“活性小麦面筋粉”为了本发明的目的应理解为是指一种小麦面筋粉，它含有 按重量计至少80% (在干燥基重上)的蛋白质、按重量计5%到8%的水、余量是由磷脂、纤 维、残余淀粉和无机物组成。小麦面筋粉的颗粒大小常规地取决于用来干燥通过湿法从面粉中提取的小麦面 筋(被称作生面筋)的技术。本申请公司因此推荐，制备其颗粒大小尽可能大的一种小麦面筋粉。确实，本申请公司已经发现，颗粒大小直接影响了 -粉末的活性以及在制粒步骤之后小粒的活性，-实际制粒的技术可行性。一种过于精细的粉末(即，具有按重量计小于的颗粒具有> 250 μ m的尺寸) 将会过于不稳定并且将不可能将它控制住以将其在模具中进行压缩。这会导致该模具被阻
塞并且停止。优选地，该小麦面筋粉应该具有的重量分数是至少50%在250 μ m以上。在步骤2中，将如此制备的小麦面筋粉引入一个制粒机的掺和器中。如将在以下例证的，本申请公司使用了一台由STOLZ公司出售的LYD 66/23型制 粒机。运输和计量应该使之有可能通过一个计量系统而具有一种连续并且稳定的进料， 以便具有对掺和器的一种稳定操作以及对于向制粒模具进料的一种均勻混合。吞吐量的稳定性将使之有可能具有稳定的能量消耗和持久的机械操作。
使用STOLZ公司出售的LYD 66/23型制粒机，本申请公司推荐将吞吐量设定为在 2t/h和6t/h之间的一个值，优选地为4t/h的级别。在步骤3中，将如此制备的小麦面筋粉通过在该掺和器入口处对蒸汽进行调整地 加入来进行调节，以在掺和器的出口处获得在10°c和50°C之间的空气-粉末混合物温度。蒸汽的加入应该用干燥的蒸汽来进行，以避免小麦面筋粉在掺和器中结块，这种 结块会引起阻塞。该掺和器的轴和叶片的旋转速度应该足以在该掺和器的出口获得均勻的混合，其 中在掺和器的出口处空气-粉末混合物的温度在10°c和50°C之间、优选在30°C和45°C之 间。使用STOLZ公司出售的LYD 66/23型制粒机，本申请公司推荐将速度设定为在250 和400转/分之间的一个值。该温度是通过借助一个调节阀相对于该掺和器出口处温度的测量值在该掺和器 的入口处将蒸汽调整地或控制地加入而获得的，以便获得一个设定为参考温度的温度。所加入的蒸汽具有一种“润滑剂”的作用并且有助于使该粉末通过该模具。该蒸汽在制粒过程中还具有面筋粉的颗粒间的粘合剂的作用。在步骤4中，将该小麦面筋粉引入制粒机的模具中以获得小麦面筋小粒。该模具其特征为一个压缩比率，该压缩比率是压缩长度与压缩直径的比率。这一比率是在15和25之间。该比率使得有可能在该模具出口处获得按重量计小于20%的粉尘水平。在步骤5中，将这些小粒通过一个水平冷却器进行冷却，以确保这些粒料的硬度 和对粒形态的维持。对于在步骤4中压缩比率的值大于15，在将小粒在这一步骤5中进行冷却后，所获 得的小粒其耐久性在50%和100%之间、优选在80%和100%之间。
具体实施例方式借助于以下实例本发明将被更清楚地理解，这些实例意在说明而非限制性的。实例1在此制备了 1公吨的小麦面筋粉，具有如下特征-按重量计至少50%的颗粒具有大于250μ m的尺寸，-蛋白含量>按重量计83%(干/干)-含水量>9%-根据肖邦吹泡示功仪，？/1值>3。向由STOLZ公司出售的LYD 66/23型制粒机的掺和器以4t/h的吞吐量进料。进料是通过一个计量螺杆进行的，将该螺杆的速度设定为以便获得级别为4t/h 的吞吐量，并且以便在借助调节阀将蒸汽调整地加入之后获得一个35°C的稳定的掺和器出 口温度。在该掺和器的出口处，粉末通过重力被送入压缩比率为20的制粒机的模具中。然后在STOLZ公司出售的一台水平冷却器RHS2P 20. 60上将这些小粒冷却到室
在借助IKA研磨机如前所述将该粒料进行研磨并且对所获得的研磨产品进行分 析之后，根据本发明的小麦面筋小粒具有汇集为2个系列的样品(系列1和2)的特征。表权利要求
1.一种小麦面筋小粒，其特征在于它呈现出-一种保水能力，根据测试A所测定的，在40%和160%之间、优选在100%和150%之间，-一种粘弹行为，根据肖邦吹泡示功仪，等于变形阻力与可伸展性之比P/L，在3和10 之间、优选在3和8之间。
2.如权利要求1所述的小粒，其特征在于它具有一种粘弹行为，根据肖邦吹泡示功仪， 测定为该可伸展性L的值是小于100、优选在20和80之间。
3.如权利要求1或2其中之一所述的小粒，其特征在于它具有的蛋白含量是大于80% 的N6. 25/干重。
4.如权利要求1到3中任一项所述的小粒，其特征在于它具有在6%和12%之间的相对湿度。
5.如权利要求1到4中任一项所述的小粒，其特征在于它具有在50%和100%之间、优 选在80%和100%之间的耐久性。
6.一种用于制备如以上权利要求1到5中任一项所述的小麦面筋小粒的方法，其特征 在于它包括以下步骤1)制备一种活性小麦面筋粉，其颗粒大小使得至少20%、优选至少50%的颗粒具有大 于250 μ m的尺寸，2)将如此制备的小麦面筋粉引入一个制粒机的掺和器中，3)通过在该掺和器的入口处对蒸汽进行有调整的加入来将由此制备的小麦面筋粉 进行调节，以便在掺和器的出口处获得在10°C和50°C之间、优选在30°C和45°C之间的空 气-粉末混合物的温度，4)将该小麦面筋粉引入该制粒机的模具中，以便获得小麦面筋小粒，5)通过一个水平的冷却器将这些小粒进行冷却，6)回收如此获得的小粒。
7.如权利要求1到5所述的、或根据如权利要求6所述的方法获得的面筋小粒用于 制造包含从5%到50%的小麦面筋的用于动物的多种饲料制品、选自下组的多种制品的用 途，该组是挤出制品、小粒制品以及预期进行再水合的制品。
全文摘要
本发明涉及包含小麦面筋的蛋白小粒，其特征在于所述面筋具有一种保水能力，根据测试A测定的，在40％和160％之间，优选在100％和150％之间；以及一种粘弹行为，根据肖邦吹泡示功仪，测定为P/L参数值在3和10之间、优选在3和8之间。
文档编号A23K1/00GK102076227SQ200980125638
公开日2011年5月25日 申请日期2009年7月6日 优先权日2008年7月11日
发明者克里斯蒂安·德尔波特, 弗兰克·富隆 申请人:罗盖特公司