专利名称：淀粉质食品的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种淀粉质食品的生产方法，该方法中，通过酶水解制备至少含一种淀粉质原料及水的混合物，再将该混合物进行高静水压处理。
长期以来，人们一直采用富含淀粉的原料如谷物或马铃薯来生产糊精或右旋糖。常规方法首先使用α-淀粉酶通过酶水解作用液化原料和其淀粉的混合物，然后使用淀粉葡萄糖苷酶或β-淀粉酶对水解得到的液体进行糖化处理，再对所说的液体加热杀菌而使酶失活。
EP 0,031,050公开了一种易与水混溶的粉状淀粉食品的生产方法，该方法包括制备一种淀粉质原料与水的混合物，加热该混合物并通过酶水解使其液化，制备第二种包含淀粉质原料、水及至少一部分第一种液化混合物的混合物，使第二种混合物的干物质含量为35-45％(重量)，加热第二种混合物，通过酶水解使其液化，对其加热杀菌以使酶失活，再将其喷雾干燥。
在这些方法中，通常通过加热使酶失活，从而使食品腐败酶部分失活或全部失活以保证食品的卫生质量。这样就避免了在贮存期间食品出现不希望发生的变化，如食品的组织破坏和/或味觉改变。
但是，上述方法还存在若干缺陷，这些缺陷包括食品的营养价值降低如维生物含量减少，食品的鲜度损失，以及组织降解。
业已提出了很多种改进方法，其目的是对食品杀菌或使食品中存在的内源性酶失活。
FR 2,650,942描述了一种使食品腐败酶失活的方法，该方法是在高压及限定的气体气氛下进行加热而使酶失活的，所说的气氛初始包含二氧化碳和/或一氧化二氮。
EP 480,422公开了一种包括对果汁中天然存在的果胶酶进行失活处理而对果汁杀菌的方法。首先使果汁进行蛋白分解消化，再对其进行高压处理。这两种处理手段可使内源性果胶酶失活，而单独通过高压使微生物破坏。
此外，Hara等公开了在室温及至少6000Kg/cm2的压力下使存在于大米醇(rice alcoho1)中的糖酶和蛋白酶失活的方法。该文献表明，醇浓度对酶失活有影响(化学文摘，113，57385k号)。
这些在中等温度下使用高压的酶失活方法采用了气体或化合物如抑制剂或醇，可大大增强酶的失活程度。但单独使用高压并不能使酶特别是内源性酶充分失活。
此外，这些方法并没有对早先加入食品中为使食品转化的外源性酶的选择性失活给予足够的关注。
本发明的目的是提供一种在中等温度下对存在于淀粉质食品中的糖酶进行选择性失活的方法，经过处理的食品能很好地保持其营养、感观及结构性能。
为此，本发明给出了一种淀粉质食品的生产方法，该方法包括通过酶水解制备一种至少含一种淀粉质原料及水的混合物；并将所说的混合物在300-1100MPa的静水压及10-90℃的温度下进行处理。
令人惊奇地发现，在中等温度下仅通过高压即可选择地使加至淀粉质原料中的外源性糖酶失活，而来自微生物源的这些酶通常被认为比类似的内源性酶更为稳定。
本发明方法的优点在于可使早先加至淀粉质食品中为进行生化转化的糖酶选择性地失活。因而本发明的方法可适时地对食品中的外源性糖酶的作用进行精确控制。
因而，本发明可以制备具有保藏感观、营养及组织性能的水解淀粉质食品，其意义在于，可以使用一种制备所述食品的方法，其中采用的温度低于135℃，甚至低于90℃。
本发明方法的优点还在于可通过高压及中等温度处理，对面粉和水的混合物进行糊化和杀菌处理，从而尽可能地保持被处理食品的所有质量。
在本文中，“糖解酶”是指能切断糖链的酶，它可以是α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡糖淀粉酶或支链淀粉酶。
“糖酶型酶”是指作用于糖的酶，如糖解酶或转化酶。
为实现本发明的方法，首先制备一种包含至少一种淀粉质原料及水的混合物。
淀粉质原料可以是粗粒面粉和/或普通面粉，或为来自谷物或谷物混合物的淀粉，特别是小麦、大麦、燕麦、黑麦、大米和/或玉米。优选使用从精白粉(60％的出粉率)至去壳谷粒(95％的出粉率)任何出粉率的粉碎产品。此外，也可使用其它富含淀粉的植物性原料作为淀粉质原料，如某些豆科植物的种子如大豆，和/或某些块茎植物如马铃薯和/或某些块根植物如芹菜和甜菜。
淀粉质原料与水的混合物中干物质的含量为10-50％(重量)，优选25-35％(重量)。
然后将混合物进行糊化处理，即将混合物置于使混合物中的淀粉从结晶结构变为无定形结构的条件下，使混合物对水更具渗透性并更易于用酶煮解。但最好是同时对混合物进行糊化处理和杀菌处理，从而也使所有能引起食品腐败的污染物微生物和酶失活。为此，向混合物中注入130-160℃的蒸汽，持续15-60秒。混合物也可在高静水压下进行中等加热处理，例如，静水压为100-1100MPa，优选300-1000MPa，温度为10-120℃，优选为10-90℃，处理时间为15-600秒。在生产线上设置一台静态混合器以使灭菌且糊化的混合物具有粘性。
根据最后产品的用途，在上述糊化步骤之前或之后，或者是在下述的水解步骤之前或之后，可向混合物中加入营养添加剂，特别是脱脂奶粉或乳清粉或脂肪物质。如果希望生产汤料的话，优选可添加脂肪，特别是植物油脂如棕榈油、椰子油、向日葵子油、玉米油和/或豆油，添加量可为所用面粉或谷粒重量的20-40％。如果希望生产酸性饮料粉，可向混合物中加入营养添加剂，特别是乳糖；并且也可使混合物发酵，特别是通过乳酸菌进行发酵。
随后，采用工艺糖酶对已糊化的混合物进行水解。该过程可使用含糖酶的糖化麦芽或商购的酶，如糖解酶，特别是α-淀粉酶、β-淀粉酶、支链淀粉酶和葡糖淀粉酶，和/或转化酶，和/或异构酶。这些酶可来源于植物或微生物，即通过细菌、酵母或霉菌产生。也可以灭活热稳定的细菌酶，即在例如高至80℃的温度下仍能保持其催化活性的酶。
可以采用包含一种或多种糖酶型外源性酶在30-90℃下进行水解，水解持续时间应足以实现对所述产品的转化，如进行10-120分。酶的用量主要取决于酶的活性、食品的组成以及水解条件。一般而言，相对于用于生产一份速食早餐或婴儿营养物的淀粉质食品所需的面粉或谷粒的重量，可以用5％的糖化麦芽提取物或1％的细菌α-淀粉酶B100(国际生物合成，荷兰)。
根据淀粉质原料制得的产品的应用情形，优选通过至少一种糖解酶对其进行水解，该糖解酶对产品的流度和/或甜度有影响。如果希望产品包含糊精，可增强α-淀粉酶的活性，α-淀粉酶随机地将淀粉分割成短链。这种产品经干燥后，其稠度使其适于制备肉汤或一般汤料。相反，如果希望生产具有甜度的产品，可增强β-淀粉酶的活性，β-淀粉酶从淀粉的一端开始逐个地移去麦芽糖分子。
最后，将水解后的混合物置于300-1100MPa的压力及10-90℃的温度下处理，优选置于静水压力400-1000MPa及温度20-80℃，甚至30-70℃下进行处理。
施加高压时无需使用特殊的抑制剂或气体。优选向食品原料上施加静水压即通过液体传递的压力。为此，将该原料与用于传递高压的液体如水或油隔离开，这是通过将食品包装在柔性的容器中实现的，该容器由塑料或铝制成。这些容器可被放置在高压设备如高压釜的腔室中，在此施加高压进行处理，处理时间和温度应足以使外源性酶失活。水解后的混合物也可通过适宜的导管直接传输至高压设备如高压釜的腔室中，在此施加所要求的压力及温度。
处理时间可超过30分钟，优选超过10分钟。处理时间从达到所需温度和压力时开始计算，达到所需压力和温度的时间平均约为1分钟。
最后，按照产品的用途可将经水解及失活处理的混合物喷雾干燥。
在本发明方法的具体实施方案中，首先制备第一种淀粉质原料与水的混合物，将其煮解并通过酶水解进行液化处理；然后制备包含淀粉料质原料、水和至少一部分第一种液化混合物的第二种混合物，将第二种混合物煮解，通过酶水解使其液化，并将其置于静水压力300-1100MPa及10-90℃的温度下进行处理。该方法可连续进行或间歇进行。连续加工工艺中可将一部分经煮解的混合物直接循环至煮解前的混合物中(参见EP 0,031,050)。
对第一种和/或第二种混合物的煮解步骤最好由在静水压力300-1100MPa及温度10-90℃的条件下一步处理过程代替。
以下通过实施例更详细地说明本发明的方法。以下对附图作出说明。
图1是在650MPa压力及60℃下在两种谷物水解物中存在的细菌性α-淀粉酶的相对活性与处理时间的关系图。
图2是在900MPa压力及30℃下在小麦水解物中存在的植物性α-淀粉酶的相对活性与处理时间的关系图。
图3是在900MPa压力及60℃下在两种谷物中存在的两种α-淀粉酶(细菌性和植物性α-淀粉酶)的相对活性与处理时间的关系图。
实施例1采用与EP 0,031,050所述方法类似的连续方法，使200Kg/h含水量13％的米粉与176Kg/h的饮用水及427Kg/h干物质含量41％的水解大米液体在15℃下混合。向混合物中注入蒸气使其加热至135℃，将其引入静态混合器中，再将混合物转移至保持导管中，在135℃保持110秒后，在密封夹套式罐内通过减压使混合物冷却至68℃，罐内的压力等于68℃下混合物的蒸气压，通过冷凝器保持液压力。向同一罐内倒入30Kg/h经稀释的商购细菌酶的混合物，这样使原料混合物中包含0.02％(干物质重量)的α-淀粉酶粉B100(国际生物合成，荷兰)和0.15％(干物质重量)的葡糖淀粉酶NOVO 300L(NOVO，丹麦)。在该第一作用罐内保持温和搅拌混合物5分钟，然后混合物被引入具有混合器的夹套式保持罐中，在此于大气压下在68℃下保温1h。
得到的液体物流离开最后一个罐后分成两部分，一部分427Kg/h被循环返回，另一部分428Kg/h被回收在软塑料容器中。
这些容器被浸入装在高压釜内的传压流体中。经泵获得650MPa的压力。通过循环夹套套管内的液体冷却介质调节温度至60℃。容器在温度和静水压的综合影响下放置不同的时间。
最后，通过所谓的phadebas方(Pharmacia Diagnostics Kit，瑞典)测量作为时间函数的残余酶活性。为此，通过残余的酶分解与淀粉相关的染料，通过分光光度测定法由吸收值测定释放的染料的浓度。在给定的时间后酶的活性与测得的吸收值呈正比。测得的残余活性与其处理前的活性之差为酶的相对活性。
图1的结果表明，处理5分钟后混合物的残余α-淀粉酶活性降至起始活性的42％，处理15分钟后降至小于起始活性的4％，处理30分钟后降至小于起始活性的2％。
此外，与如上所述的混合物的α-淀粉酶的情形一样，混合物的残余淀粉葡萄糖苷酶活性作为时间的函数也以同样比例降低。
实施例2按与实施例1所述同样的方法，使包含在软容器中的实施例1的米粉与水的水解混合物置于静水压力为900MPa及温度为60℃下不同的一段时间。测量作为时间函数的酶的残余活性。
图3的结果表明，处理5分钟后混合物的残余α-淀粉酶活性降至小于起始活性的13％，处理15分钟后降至小于起始活性的5％，处理30分钟后已测不到酶活性(小于1％)。
此外，与如上所述的混合物的α-淀粉酶的情形一样，混合物的残余淀粉葡萄糖苷酶活性作为时间的函数也以同样比例降低。
实施例3按与实施例1所述同样的方法，将30Kg/h经稀释的商购的细菌α-淀粉酶B100加至作用罐内使含水量13.7％的小麦粉水解，混合物包含0.1％(干物质重量)的酶粉。在第一作用罐内保持温和搅拌混合物5分钟，然后混合物被引入具有混合器的夹套式保持罐中，在此于大气压下在80℃下保温15分钟。
干物质含量为41％的液体物流被分成两部分，一部分421Kg/h循环至200Kg/h的小麦粉和164Kg/h的水中，将其如实施例1进行煮解，另一部分422Kg/h回收在软塑料容器中。
按与实施例1所述同样的方法，麦粉的水解混合物置于静水压力为650MPa及温度为60℃下不同的一段时间。最后，测量作为时间函数的酶的残余活性。
图1的结果表明，处理5分钟后残余α-淀粉活性降至小于起始活性的22％，处理15分钟后降至小于起始活性的12％，处理30min后降至小于起始活性的7％。
实施例4按与实施例1所述同样的方法，将30Kg/h经稀释的含植物性α-淀粉酶(Cnistomalt，NESTLE)的麦芽提取物加至作用罐内使含水量13.7％的小麦粉水解，混合物包含1％(干物质重量)的干提取物。在第一作用罐内保持温和搅拌混合物5分钟，然后混合物被引入具有混合器的夹套式保持罐中，在此于大气压下在80℃下保温15分钟。
干物质含量为41％的液体物流被分成两部分，一部分421Kg/h循环至含200Kg/h的小麦粉和165Kg/h的水的混合物中，将混合物如实施例1进行煮解，另一部分424Kg/h回收在软塑料容器中。
按与实施例1所述同样的方法，使小麦粉的水解混合物置于静水压力为900MPa的温度为60℃或30℃下不同的一段时间。最后，测量作为时间函数的酶的残余活性。
结果示于图2和图3，在30℃时，处理5分钟后残余α-淀粉酶活性为起始活性的13％，处理15分钟后为起始活性的10％。在60℃时，处理5分钟后残余α-淀粉酶活性为起始活性的6％，处理15分钟后小于4％。
实施例5除了在135℃用蒸气煮解混合物被高静水压处理(采用80℃的蒸汽)代替以使混合物糊化并杀菌外，按实施例3所述同样的比例用细菌α-淀粉酶B100使米粉水解。
这样，首先使200Kg/h的小麦粉与164Kg/h的水混合，混合物被转移至高压釜中，在此向混合物施以400MPa的静水压力，温度为80℃，加压时间为15分钟。混合物再被引至密封的夹套罐中，罐内的压力等于80℃下混合物的蒸气压，通过冷凝器保持该压力。向同一罐内倒入30Kg/h经稀释的α-淀粉酶B100，这样使混合物中包含0.1％(干物质重量)的酶粉。在该第一作用罐内保持温和搅拌混合物5分钟，然后混合物被引入具有混合器的夹套式保持罐中，在此于大气压下在80℃下保温15分钟。
得到的液体物流离开最后一个罐后分成两部分，一部分421Kg/h被循环至未糊化的混合物中，另一部分422Kg/h被回收在软塑料容器中。最后按与实施例1所述同样的方法将水解的混合物置于静水压力650MPa及90℃下30分钟。
实施例6除了在经高静水压使混合物失活的步骤之前使9份未循环的水解混合物与1份植物油混合之外，按实施例3相同的比例和相同的条件采用α-淀粉酶B100使小麦粉水解，最后对经650MPa和在60℃下失活处理30分钟的混合物进行喷雾干燥。
由本发明的方法得到一种具有良好气味流动性好的粉末，它在冷水和热水中的溶解性均好，在室温及惰性气氛下于金属盒内放置数月后淀粉不会降解。从而为高质量地生产速食早餐饮品奠定了基础。
权利要求
1.一种淀粉质食品的生产方法，该方法包括通过酶水解制备一种包含至少一种淀粉质原料和水的混合物，将所说的混合物在300-1100MPa的静水压力及10°-90℃的温度下进行处理。
2.根据权利要求1的方法，其中制备一种包含至少一种淀粉质原料和水的混合物，将该混合物糊化，使其进行酶水解，然后将混合物在300-1100MPa的静水压力及10°-90℃的温度下进行处理。
3.根据权利要求1和2的方法，其中将混合物在400-1000MPa的静水压力及30°～70℃的温度下进行处理。
4.根据权利要求2的方法，其中将混合物在100-1100MPa的静水压力及10°-120℃的温度下处理而使其糊化。
5.根据权利要求1的方法，其中淀粉质原料为粗粒面粉或普通面粉，该原料来自谷物特别是小麦、大麦、燕麦、黑麦、大米、玉米；和/或豆科植物性原料的种子如大豆；和/或块茎植物如马铃薯；和/或块根植物如芹菜和甜菜。
6.根据权利要求1的方法，其中通过选自α-淀粉酶，β-淀粉酶、支链淀粉酶和葡糖淀粉酶的转化酶或糖解酶来水解混合物。
7.根据权利要求1的方法，其中在混合物水解之前或之后，在其通过高静水压力处理之前，向混合物中加入营养添加剂，如脱脂奶粉或乳清或脂肪物质。
8.根据权利要求1的方法，其中至少将一部分混合物喷雾干燥。
9.根据权利要求8的方法，其中在混合物通过高静水压力处理之前，向混合物中加入营养添加剂，如乳糖；并且在混合物通过高静水压处理之后和在喷雾干燥之前对混合物进行发酵处理，如通过乳酸菌发酵。
10.根据权利要求1-9任一项的方法，其中为制备所说的水解的混合物，首先制备第一种淀粉质原料和水的混合物，将其煮解并通过酶水解进行液化处理；然后制备包含有淀粉质原料、水和至少一部分第一种液化混合物的第二种混合物，将第二种混合物煮解，通过酶解使其液化，并将其置于静水压力为300-1100MPa及10-90℃的温度下进行处理。
全文摘要
本发明公开了一种淀粉质食品的生产方法，该方法包括通过酶水解制备一种包含至少一种淀粉质原料和水的混合物，将混合物在静水压力为300-1100MPa及10-90℃的温度下进行处理。
文档编号A23L1/20GK1122199SQ9510668
公开日1996年5月15日 申请日期1995年5月23日 优先权日1994年5月24日
发明者E·巴德舍尔, S·克雷里埃, A·兰米, E·里茨 申请人:雀巢制品公司