Способ получения ингибированного крахмала с повышенной стабильностью при хранении на складе Российский патент 2019 года по МПК C08B31/00 A23L29/219 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения ингибированного крахмала с повышенной стабильностью при хранении на складе, к ингибированному крахмалу, полученному указанным способом, к применению указанного ингибированного крахмала в качестве ингредиента в пищевых продуктах, а также к пищевому продукту, содержащему указанный ингибированный крахмал.

Предпосылки создания изобретения

Крахмал является важным ингредиентом для пищевой промышленности и очень широко используется во множестве продовольственных областей применения и способов производства пищевых продуктов. Природный, немодифицированный крахмал, известный специалистам в данной области техники как "нативный крахмал", иногда используется в качестве такового, однако имеет ряд недостатков.

Основной функцией крахмала в продовольственных областях применения является его использование в качестве загустителя для придания требуемой вязкости, консистенции и вкусового ощущения пищевых продуктов. Свойства консистенции и вязкости возникают в результате гидратации зернистого крахмала, происходящей при нагревании зернистого крахмала в водной суспензии. Зернистый крахмал поглощает воду, когда температура становится выше температуры желатинизации, т.е. крахмальное зерно гидратируется, набухает и его вязкость значительно возрастает. В случае использования нативного крахмала гидратированные и набухшие крахмальные зерна являются нестабильными, и соответственно если температура поддерживается в течение более длительного периода или повышается до более высоких значений, вязкость будет достигать так называемой "максимальной вязкости". Соответственно, зернистая форма будет разрушаться и распадаться. Вязкость будет значительно снижаться. Помимо сниженной вязкости, другим недостатком будет неприятная тягучая и связная консистенция.

В результате вышеупомянутой проблемы наиболее важными параметрами, которые необходимо контролировать или избегать, являются высокие температуры, усилия сдвига и, особенно, кислые условия. Результатом превышения поваром пределов "максимальной вязкости" является разрушение зернистой структуры. Вместо этого, желательно изменить свойство крахмала таким образом, чтобы вязкость была стабильной или даже повышалась с течением времени, избегая таким образом снижения вязкости и разрушения зернистой структуры при обработке в условиях сильного нагревания, большого усилия сдвига и/или кислых условий. Это сохраняет гидратированные крахмальные зерна гидратированными, сильно набухшими, но интактными.

Требуемый эффект часто называется повышенной устойчивостью крахмала. Таким образом, зернистый крахмал является более устойчивым к высоким температурам, более длительному нагреванию, большим усилиям сдвига и кислым условиям или комбинациям этих параметров.

Наиболее распространенным способом модификации для придания крахмалу повышенной устойчивости к обработке является применение методики, известной как химическое сшивание. С помощью химического сшивания крахмальное зерно ингибируется таким образом, что при нагревании в воде его набухание подавляется. Если степень сшивания является слишком низкой, то длительное нагревание в сочетании со значительным физическим усилием или без него приведет к полному или частичному растворению крахмала. Химическое сшивание предотвращает разрушение зерен при таких видах обработки. Химическое сшивание достигается замещением крахмала бифункциональным реагентом, что приводит к образованию ковалентной связи между молекулами крахмала. Это можно осуществить с помощью определенных разрешенных способов и химических соединений, например, оксихлорида фосфора, STMP (триметанфосфата натрия), смеси адипиновой кислоты и уксусного ангидрида и эпихлоргидрина. Различные разрешенные способы химического сшивания хорошо описаны в литературе и широко используются в пищевой промышленности. На практике это означает, что с помощью сшивания крахмального зерна станет возможным поддерживать целостность его зерна при воздействии температур и значительного усилия сдвига или при высоких температурах без наличия или с наличием незначительной степени сдвига. Чем выше степень сшивания, тем более устойчивым будет крахмал к воздействию высокой температуры, усилий сдвига и кислых условий или комбинаций этих параметров.

На практике такие методики сшивания для модификации степени набухания крахмального зерна можно адаптировать для применения и способа, в которых предполагается использовать крахмал, с получением оптимальных свойств в виде вязкости и консистенции благодаря крахмалу как таковому.

В пищевой промышленности желательно заменить химически модифицированные разновидности крахмала на разновидности крахмала, которые не являются химически модифицированными, из-за тенденции приближения пищевых ингредиентов к "природным". Такой крахмал будет по-прежнему иметь равноценные свойства с химически модифицированными крахмалами.

Нехимическое ингибирование крахмальных зерен можно выполнять с помощью сухого высокотемпературного ингибирования, также называемого щелочной сухой обжаркой, аналогично так называемым декстринам. В соответствии с данным способом крахмал подвергают воздействию высоких температур при почти полном отсутствии влаги наряду со щелочным значением рН, которого достигают добавлением, например, гидроксида натрия или соды. Температуры 120-160°C при значении рН 8-11 и времени реакции 2-120 часов приводят к различным степеням ингибирования. Данная методика хорошо известна и раскрыта в литературе (Cross-linking of starch by Alkali Roasting, Journal of Applied Polymer Science Vol.11 PP 1283-1288 (1967); IRVIN MARTIN, National Starch & Chemical Corporation), а также в нескольких патентах (US 8268989 В2; ЕР 0721471; ЕР 10382882; US-A-3977897; US 4303451; патенте Японии №61-254602; US 4303452 и US-A 3490917).

Проблема теплового ингибирования крахмала заключается в том, что в результате побочных реакций крахмалу придается нежелательный вкус и цвет. Обесцвечивание крахмала происходит при температурах выше примерно 130°C. Чтобы избежать проблем с побочными реакциями температуру можно снизить, однако это приводит к продлению времени реакции, значительно повышая тем самым стоимость производства. Кроме того, для технологии теплового ингибирования требуются высокие энергозатраты и высокие капиталовложения.

Кроме того, известно, что незначительного ингибирования можно достичь воздействием на крахмальное зерно низких концентраций отбеливающего средства, т.е. окислителя (окисляющего средства), при щелочном значении рН вместе с так называемыми модификаторами окисления, которые представляют собой различные азотсодержащие соединения. В некоторых случаях в качестве модификаторов окисления можно использовать остаточный белок в крахмальном зерне, сохраняющийся после экстракции, однако, как правило, требуются менее чистые разновидности крахмала, чем имеющиеся в настоящее время коммерческие разновидности крахмала, т.е. более 0,4% содержания белка от сухого вещества крахмала. Данная технология ингибирования известна и раскрыта в патенте США №2317752 и в патентной заявке Великобритании GB 2506695. Однако последние два способа ингибирования крахмала можно выполнять лишь до ограниченной степени ингибирования. При добавлении более высокого содержания окислителей, крахмал вместо этого будет окисляться, способствуя деполимеризации, которая приводит к сниженной вязкости и более легкому разрушению зернистой структуры во время варки.

Также известно, что ингибирование зернистого крахмала может быть достигнуто совместным воздействием окислителя и аминокислоты глицина. Данный способ раскрыт в патенте США №3463668. Однако данный способ приводит к нестабильному, временному ингибированию, и поэтому не способен заменить химически сшитые зернистые разновидности крахмала в пищевой промышленности.

Соответственно существует потребность в разработке способа ингибирования крахмала до более высоких степеней, т.е. способа, который приводит к образованию разновидностей ингибированного крахмала с улучшенными свойствами, например, вкусом, запахом и цветом, который является более экономичным, чем традиционные методики производства, и устраняет недостатки ранее описанных методик. Также существует потребность в ингибированном пищевом крахмале, который является стабильным при хранении на складе и который характеризуется улучшенными органолептическими свойствами, а также пищевых продуктах, полученных из него.

Краткое описание изобретения

Целью настоящего изобретения является удовлетворение вышеупомянутых потребностей и получение ингибированного крахмала, характеризующегося раскрытыми требуемыми полезными свойствами. Данная цель достигается с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением, как определено в п. 1. Данная цель также достигается с помощью ингибированного крахмала, подлежащего стабилизации для условий длительного хранения, при его применении в качестве пищевого продукта и с помощью пищевого продукта, содержащего указанный ингибированный крахмал, как определено в последующих независимых пунктах формулы изобретения. Определенные и предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Один аспект настоящего изобретения относится к способу получения ингибированного крахмала с повышенной стабильностью при хранении на складе, предусматривающему стадии

a) получения взвеси, содержащей нативный зернистый крахмал, полученный из крахмалсодержащего сырья,

b) добавления по меньшей мере одной аминокислоты или комбинации двух или более из них и по меньшей мере одного окислителя к взвеси с целью подавления набухания зернистого крахмала во время варки,

c) добавления по меньшей мере одной органической кислоты или бисульфита к взвеси с целью устранения остаточного окисляющего химического вещества, постороннего привкуса и нежелательного запаха, и

d) добавления по меньшей мере одного антиоксиданта к взвеси с целью стабилизации достигнутого ингибирования крахмала при хранении на складе.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к ингибированному крахмалу с повышенной стабильностью при хранении на складе, полученному с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением.

В еще другом аспекте настоящее изобретение относится к применению указанного ингибированного крахмала в качестве ингредиента в пищевых продуктах.

В дополнительном аспекте настоящее изобретение предусматривает пищевой продукт, содержащий указанный ингибированный крахмал.

Более точно, настоящее изобретение предусматривает способ ингибирования зернистого крахмала до более высоких степеней ингибирования, в которых достигнутое ингибирование является стабильным, где ингибированный зернистый крахмал также характеризуется такими полезными свойствами как стабильность вязкости в зависимости от повышения температуры, усилий сдвига и кислых условий. Это означает, что ингибированный крахмал будет иметь повышенную устойчивость к обработке, т.е., становиться более устойчивым при определенных видах пищевой обработки, например гомогенизации при высоком давлении, выполняемых при температурах обработки выше температуры природной желатинизации крахмала. Кроме того, указанный ингибированный зернистый крахмал характеризуется повышенной на несколько градусов Цельсия температурой желатинизации, где в большей мере является возможным поддерживать его природную структуру, т.е. зернистую форму, при данном виде пищевой обработки.

Дополнительным преимуществом, дополняющим настоящее изобретение, является то, что неприятный посторонний привкус, обычно проявляющийся в традиционных ингибированных крахмалах, полученных без химического сшивания, нейтрализуется или устраняется. Еще одним преимуществом является то, что белок, более точно его природные аминокислоты и его пептиды с молекулярным весом менее 1 кДа, первоначально отделенные от крахмального сырья, т.е. источника сырья, из которого нативный крахмал был экстрагирован, может применяться в качестве источника для добавки аминокислоты, включенного в способ настоящего изобретения. Это означает, что ингибирование может выполняться исключительно из того же сырья, из которого экстрагирован крахмал, или что его можно выполнять с помощью синтетических аминокислот или аминокислот из другого источника белка.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 показан профиль вязкости по Брабендеру при нейтральном значении рН ингибированного крахмала в соответствии с примерами 1a)-1f). Использовали амиловискограф Брабендера модели Е. Активный хлор: 0,1-0,8% вес/вес от DM крахмала. Глицин: 33,3% вес/вес активного хлора. Таким образом, соотношение между активным хлором и глицином составляло 3:1. Концентрация крахмала: 5% вес/вес. Торсионная пружина 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

На фиг. 2 показан профиль вязкости по Брабендеру при значении рН 3 ингибированного крахмала в соответствии с примерами 1a)-1f). Использовали амиловискограф Брабендера модели Е. Активный хлор: 0,1-0,8% вес/вес от DM крахмала. Глицин: 33,3% вес/вес активного хлора. Таким образом, соотношение между активным хлором и глицином составляло 3:1. Концентрация крахмала: 5% вес/вес. Торсионная пружина 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

На фиг. 3 показан профиль вязкости по Брабендеру при нейтральном значении рН ингибированного крахмала в соответствии с примерами 2а)-2b). Использовали амиловискограф Брабендера модели Е. Активный хлор: 0,4% вес/вес от DM крахмала. Глицин: 33,3% вес/вес активного хлора. Таким образом, соотношение между активным хлором и глицином составляло 3:1. Профиль вязкости сравнивали с продуктом на основе ингибированного крахмала без добавления глицина, но с добавлением идентичного количества активного хлора. Концентрация крахмала: 5% вес/вес. Торсионная пружина 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

На фиг. 4 показан профиль вязкости по Брабендеру при значении рН 3 ингибированного крахмала в соответствии с примерами 2а)-2b). Активный хлор: 0,4% вес/вес от DM крахмала. Глицин: 33,3% вес/вес активного хлора. Таким образом, соотношение между активным хлором и глицином составляло 3:1. Профиль вязкости сравнивали с продуктом на основе ингибированного крахмала без добавления глицина, но с добавлением идентичного количества активного хлора. Концентрация крахмала: 5% вес/вес. Торсионная пружина 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

На фиг. 5 показан профиль вязкости по Брабендеру при нейтральном значении рН ингибированного крахмала в соответствии с примером 3. Активный хлор: 0,4% вес/вес от DM крахмала. Глицин: 33,3% вес/вес активного хлора. Таким образом, соотношение между активным хлором и глицином составляло 3:1. Концентрация крахмала: 5% вес/вес. Торсионная пружина 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду. На данной фигуре продемонстрировано как степень ингибирования менялась с течением времени, и соответственно ингибирование снижалось после хранения. Кривая 3а) = день 1; кривая 3b) = день 2; кривая 3с) = день 3.

На фиг. 6 показан профиль вязкости по Брабендеру при нейтральном значении рН ингибированного крахмала в соответствии с примером 4. Активный хлор: 0,4% вес/вес от DM крахмала. Глицин: 33,3% вес/вес активного хлора. Таким образом, соотношение между активным хлором и глицином составляло 3:1. 9,5 грамма лимонной кислоты в качестве антиоксиданта добавляли с целью достижения ингибирования, стабильного с течением времени. Концентрация крахмала: 5% вес/вес. Торсионная пружина 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду. 4а = день 1; 4d = 300 дней периода хранения.

На фиг. 7 показан профиль вязкости по Брабендеру при нейтральном значении рН ингибированного крахмала в соответствии с примером 5. Ингибирование достигалось комбинированием треонина и гипохлорита натрия. Содержание твердых частиц крахмала в цикле Брабендера: 5% вес/вес. Торсионная пружина: 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

На фиг. 8 показан профиль вязкости по Брабендеру при значении рН 3 ингибированного крахмала в соответствии с примером 5. Ингибирование достигалось комбинированием треонина и гипохлорита натрия. Содержание твердых частиц крахмала в цикле Брабендера: 5% вес/вес. Торсионная пружина: 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

На фиг. 9 показан профиль вязкости по Брабендеру при нейтральном значении рН ингибированного крахмала в соответствии с примером 6. Ингибирование достигалось комбинированием триптофана и гипохлорита натрия. Содержание твердых частиц крахмала в цикле Брабендера: 5% вес/вес. Торсионная пружина: 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

На фиг. 10 показан профиль вязкости по Брабендеру при значении рН 3 ингибированного крахмала в соответствии с примером 6. Ингибирование достигалось комбинированием триптофана и гипохлорита натрия. Содержание твердых частиц крахмала в цикле Брабендера: 5% вес/вес. Торсионная пружина: 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

На фиг. 11 показан профиль вязкости по Брабендеру при нейтральном значении рН ингибированного крахмала в соответствии с примером 7. Ингибирование достигалось комбинированием смеси аминокислот, полученных из источника картофельного крахмала, и гипохлорита натрия. Содержание твердых частиц крахмала в цикле Брабендера: 5% вес/вес. Торсионная пружина: 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

На фиг. 12 показан результат оценки температуры желатинизации с помощью профиля вязкости по Брабендеру при нейтральном значении рН и при 16% DM крахмала. Использовали торсионную пружину 250 смг. Ингибированный крахмал в соответствии с примером 9 сравнивали с нативным крахмалом (эталонным крахмалом) воскового маиса (кукурузы) и получаемым при щелочной обжарке крахмалом воскового маиса (кукурузы) с идентичной степенью ингибирования.

На фиг. 13 показан профиль вязкости по Брабендеру при нейтральном значении рН ингибированного крахмала, обработанного в соответствии с примером 8. Нативный картофельный крахмал обрабатывали 0,8% вес/вес активного хлора. Концентрация крахмала: 5% вес/вес. Использовали торсионную пружину 700 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

На фиг. 14 показан профиль вязкости по Брабендеру при нейтральном значении рН ингибированного крахмала, обработанного в соответствии с примерами 13а-с). Ингибирование достигалось комбинированием гомологов глицина и гипохлорита натрия. Содержание твердых частиц крахмала в цикле Брабендера: 5% вес/вес. Торсионная пружина: 350 смг. При измерении, для получения крахмальной взвеси, использовали дистиллированную воду.

Подробное описание настоящего изобретения и его предпочтительных вариантов осуществления

Прежде всего, будут определены некоторые выражения, присутствующие в тексте заявки.

Выражение "нативный крахмал", используемое по всему тексту данной заявки, означает экстрагированный и очищенный крахмал, т.е. характеризующийся содержанием остаточного белка максимум 0,4% от DM крахмала, предпочтительно ниже данного значения, по отношению к которому природные свойства не были изменены химически или физически. Таким образом, крахмал по-прежнему находится в своем нативном состоянии и характеризуется неизмененными свойствами. Термин нативный крахмал хорошо известен специалисту в данной области техники.

Выражение "аминокислотоподобное" соединение, используемое по всему тексту данной заявки, означает любое из группы органических соединений, имеющих одну или несколько аминогрупп -NH₂ и одну или несколько карбоксильных групп -СООН, замещаемых или незамещаемых любой другой группой. Такое "аминокислотоподобное соединение" можно использовать в качестве дополнения или альтернативы аминокислоте в способе, раскрытом в данном документе.

Выражение "гомологи аминокислот", используемое по всему тексту данной заявки, означает аминокислоты с одинаковым скелетом, в котором аминогруппа была замещена одной или несколькими группами.

Выражение "белковый гидролизат", используемое по всему тексту данной заявки, означает очищенный белковый концентрат различного происхождения, который был гидролизован с помощью кислоты и высокой температуры, составляющей более 95°C, и/или с помощью обработки такого белка протеолитическими ферментами. Результатом гидролизации является то, что белковый кластер разделяется на пептиды и свободные аминокислоты с различными значениями молекулярного веса, т.е. состоящие из различного числа аминокислотных строительных блоков, и/или разделяется на отдельные аминокислоты. Для того чтобы было возможным прохождение крахмального зерна в его аморфные части полукристаллической структуры, размер пептидов должен составлять менее 1 кДа. Соответственно выражение "белковый гидролизат" означает неопределенную смесь пептидов и аминокислотных мономеров с размером менее 1 кДа, и таким образом могут быть использованы в настоящем изобретении в качестве реакционно-способной части, содержащей аминогруппу.

Выражение "аминокислотное производное", используемое по всему тексту данной заявки, означает аминокислоту, замещенную другой химической группой.

Выражение "стабильность при хранении на складе", используемое по всему тексту данной заявки, означает, что данный ингибированный крахмал сохраняет свою степень ингибирования при хранении в обычных условиях на складах и в транспортных средствах.

Выражение "в пересчете на активный хлор", используемое по всему тексту данной заявки, означает содержание хлора в его мономерной форме (молярный вес 35,5), связанного с кислородом в CIO^-, который представляет собой активный окислитель.

Выражение "DM", используемое по всему тексту данной заявки, означает "сухое вещество", которое является мерой общего количества твердых частиц, полученных в результате испарения раствора в вакууме досуха. DM может также обозначаться как "общее количество твердых частиц при высушивании" или "сухие твердые частицы". Альтернативными выражениями с равноценным значением являются "сухое вещество" и "сухой вес".

Выражения "содержащие активный хлор (х г/л)" и "% вес/вес активного хлора от DM крахмала", используемые по всему тексту данной заявки, означают количество мономерного хлора в виде связанного в CIO^- в активном окислителе в грамме на литр и в весовом проценте, в пересчете на грамм CI, получаемого из CIO^- на грамм DM крахмала.

Выражение "% вес/вес от DM крахмала", используемое по всему тексту данной заявки, означает процент определенного вещества в пересчете на грамм на грамм DM крахмала.

Выражение "коэффициент пересчета на белок", используемое по всему тексту данной заявки, означает коэффициент пересчета, который используется для пересчета анализируемого % аминоазота (% N) на белок. Хорошо известным способом анализа содержания белка является так называемый "способ Кьельдаля", в котором измеряют процент аминоазота и затем пересчитывают на содержание белка с помощью коэффициента пересчета, имеющегося в литературе, который зависит от среднего содержания азота в различных источниках белка.

Выражение "торсионная пружина 250, 350 или 700 смг", используемое в примерах текста заявки, означает установку торсионной пружины амилографа Брабендера при оценке профиля вязкости для данного крахмального клейстера. Разные торсионные пружины дают разные ответные реакции вследствие чувствительности сдвига, и поэтому необходимо определять какая торсионная пружина использовалась, чтобы понимать степень реакции на вязкость и чтобы можно было сравнить различные кривые Брабендера. Выражение и значение "торсионная пружина смг" хорошо известны специалисту в данной области техники и часто используются при измерении крахмальных клейстеров.

Нативный крахмал, подлежащий ингибированию в способе по настоящему изобретению, можно экстрагировать из большого количества сырья, такого как картофельный крахмал, маисовый (кукурузный) крахмал, тапиоковый крахмал, ячменный крахмал, рисовый крахмал, пшеничный крахмал, ржаной крахмал, крахмал из овса, крахмал из амаранта, крахмал из квиноа, саговый крахмал, разновидности крахмала из бобовых растений, гороховый крахмал, флоридский крахмал и различные его разновидности, крахмал из воскового картофеля, крахмал из воскового маиса (кукурузы), крахмал из восковой тапиоки, крахмал из воскового ячменя, крахмал из воскового риса, крахмал из воскового сорго, крахмал из восковой пшеницы, крахмал из воскового гороха и разновидности крахмала с высоким содержанием амилозы, и т.п.В ходе получения крахмала крахмал экстрагируют из сырья, очищают и высушивают до порошка, так называемого нативного крахмала. Разновидности крахмала из всех источников, таких как вышеприведенные виды сырья, можно использовать в продовольственных областях применения как в нативном состоянии, так и в дополнительно модифицированном с помощью различных технологий с целью получения требуемых свойств.

Получение нативного крахмала из различных источников, способы модификации нативного крахмала и его соответствующие свойства хорошо известны в данной области техники.

Как раскрыто выше, одним из наиболее распространенных способов модификации является химическое сшивание, которое предполагает получение крахмала, более устойчивого в зависимости от нагревания, усилий сдвига и кислых условий.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением используется восковой крахмал, т.е. крахмал с повышенным содержанием амилопектинов, с содержанием амилопектинов DM крахмала более 90%. Разновидности крахмала с повышенным содержанием амилопектинов считаются более стабильными и для них не требуется стабилизация химическим монозамещением для замедления ретроградации, таким как ацетилирование или гидроксипропилирование. Хорошо известно, что так называемые восковые разновидности крахмала характеризуются лучшими свойствами стабильности по сравнению с крахмалами с более высокими значениями содержания амилозы (невосковые разновидности крахмала), применительно к стабильности гидратированных крахмальных клейстеров после желатинизации в воде. Свойство стабильности также является лучшим для восковых разновидностей крахмала применительно к стабильности при замораживании и размораживании.

Таким образом, комбинируя настоящее изобретение с восковым крахмалом, т.е. крахмалом из воскового маиса (кукурузы), восковой тапиоки, воскового ячменя и т.п. можно получить продукт на основе крахмала со свойствами, которые сопоставимы с химически модифицированными невосковыми крахмалами.

В перспективе можно получать продукт на основе крахмала, который может конкурировать с химически модифицированными стабилизированными крахмалами, т.е. ацетилированными или гидроксипропилированными крахмалами. Такая стабилизация крахмала монозамещением иногда отличается от стабилизации, полученной с помощью настоящего изобретения, при хранении на складах. Стабилизация крахмала монозамещением выполняется для повышения стабильности раствора в зависимости от ретроградации, а не для стабилизации ингибирования.

В способе в соответствии с настоящим изобретением свойства нативного крахмала или химически модифицированного стабилизированного монозамещенного крахмала изменяются при ингибировании крахмального зерна в результате добавления комбинации аминокислот и окислителя (окисляющего средства). Ингибированный крахмал получают экстрагированием нативного крахмала и очисткой его до степени, при которой содержание остаточного белка составляет менее 0,4% вес/вес, где указанный крахмал рассматривается в качестве безбелкового крахмала. Нативный крахмал дополнительно смешивают с водой, что приводит к образованию крахмальной взвеси, характеризующийся концентрацией 5-45% вес/вес, более предпочтительно 20-35% вес/вес, еще более предпочтительно 25-30% вес/вес. Затем крахмальную взвесь нагревают до 5-70°C, т.е. ниже температуры желатинизации для конкретного крахмала, используемого при значении рН окружающей среды, предпочтительно 15-45°C, более предпочтительно 25-35°C, при непрерывном взбалтывании с целью избежать осаждения. Значение рН доводят кислотой или щелочью до получения значения обычно 7-12, однако оно может также находиться вне пределов данного диапазона, поскольку для разных аминокислот требуются разные уровни рН во время обработки. Однако следует избегать кислого значения рН, поскольку активный хлор, используемый в данном способе, будет приводить к образованию газообразного хлора, что нежелательно из-за риска для здоровья человека, а слишком высокое щелочное значение рН будет приводить к появлению щелочной желанитизации.

Во время взбалтывания к крахмальной взвеси можно добавить по меньшей мере один вид аминокислоты или комбинации двух или более из них. Содержание добавленной аминокислоты составляет 0,01-10% вес/вес от DM крахмала, предпочтительно 0,05-3% вес/вес от DM крахмала, более предпочтительно 0,05-2,0% вес/вес от DM крахмала. Аминокислоты, используемые в реакции, можно получить из природного источника, или их можно получить синтетическим путем, но предпочтительными являются природные аминокислоты, используемые отдельно или в любых комбинациях двух или более из них. В соответствии с одним полезным вариантом осуществления указанные аминокислоты получают из одного и того же источника крахмала, т.е. сырья, из которого происходит крахмал, подлежащий ингибированию. В данном варианте осуществления фрагменты с повышенным содержанием белка отделяют от источника крахмала и дополнительно фракционируют, очищают и гидролизуют до концентрата с высоким содержанием аминокислот, который используется в качестве ингибирующего реагента. В связи с этим, таким путем можно получить продукт на основе ингибированного крахмала без добавления к реакционной взвеси каких-либо синтетически полученных аминокислот, или аминокислот, полученных из других видов сырья, что следует рассматривать как полезную особенность. Взвесь взбалтывают, например, в течение 5-15 минут перед добавлением окислителя для миграции в крахмальное зерно.

Примерами добавляемых природных аминокислот являются аланин, цистеин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, фенилаланин, глицин, гистидин, изолейцин, лизин, лейцин, метионин, аспарагин, пролин, глутамин, аргинин, серии, треонин, валин, триптофан и тирозин, или их гомолог. Примерами гомологов являются глициновые гомологи саркозин (метилглицин), диметилглицин и бетаин (триметилглицин). Примерами аминонокислотоподобных соединений являются агаритин, аланозин, аспартам, аспартилглюкозамин, глутаурин, таурин, тетразолилглицин, трицин и тимектацин. Различные формы оптических изомеров вышеупомянутых аминокислот и аминокислотоподобных соединений также включены в качестве возможных для применения.

Затем к крахмалу и смеси аминокислот при взбалтывании добавляют окислитель, который также может представлять собой отбеливающее средство. Окислитель является источником активного хлора, и в одном варианте осуществления представляет собой гипохлорит. В особо полезном варианте осуществления окислитель представляет собой гипохлорит натрия или гипохлорит другого вида щелочного метала или щелочноземельного металла, такого как гипохлорит калия, гипохлорит кальция и гипохлорит магния. Хотя можно использовать различные виды гипохлорита, настоящее изобретение не ограничивается такими окислителями. Таким образом, другие источники активного хлора можно использовать отдельно или в виде смеси этих различных видов окислителей, предоставляющих собой активный хлор. Влияние окислителя полностью не понятно, однако ясно, что окислитель требуется, и допускается, что он в некоторой степени реагирует с аминокислотой таким образом, что он способен реагировать с молекулами крахмала и приводить к образованию поперечных связей. В альтернативной теории допускается, что окислитель и аминокислота функционируют в качестве катализатора таким образом, что молекулы крахмала могут непосредственно взаимодействовать друг с другом и приводить к образованию поперечной связи. Содержание добавленного окислителя, в случае если в качестве окислителя выступает гипохлорит натрия, в пересчете на добавленное количество активного хлора составляет 0,03-30% вес/вес, предпочтительно 0,1-10% вес/вес, более предпочтительно 0,15-4% вес/вес. Затем взвесь перемешивают для того, чтобы могла произойти реакция ингибирования. Данная реакция является практически мгновенной, однако из практических соображений удобнее, чтобы реакция длилась в течение более длительного периода времени с целью избежать того, чтобы в реакционном сосуде остались остаточные количества активного хлора. Таким образом, время реакции составляет 1-1200 минут, предпочтительно 30-240 минут, более предпочтительно 30-180 минут.

Специалисту в данной области техники хорошо известно, что обработка крахмала гипохлоритом натрия приведет к окислению крахмала и таким образом приведет к разрушению молекулы крахмала, что снижает молекулярный вес крахмала с последующим снижением его вязкости. Окисление гипохлоритом натрия немного стабилизирует крахмал в зависимости от ретроградации. Таким образом, важно прояснить, что в соответствии со способом по настоящему изобретению избегают окислительного включения карбоксильных групп, и таким образом не происходит окисления с разрушением структуры крахмала. Если окисление выполняется с помощью окисляющего средства, например гипохлорита натрия, то это приводит к образованию карбоксильных групп, -СООН, в молекулах крахмала. Это хорошо известно специалисту в данной области техники, и дополнительную специальную информацию можно найти в литературе об окислении крахмала. Таким образом, анализ содержания карбоксильных групп можно использовать в качестве способа определения того, окислялся ли или не окислялся продукт на основе крахмала, а также в качестве способа определения степени окисления.

Способ анализа содержания карбоксильных групп осуществляют в соответствии с официальным способом, описанным в разделе "Критерии чистоты для модифицированных пищевых разновидностей крахмала " и содержащемся в документах FAO/WHO или в законодательстве ЕС, с адаптацией способа для проведения титрования в растворе с температурой окружающей среды, а не горячем растворе, и 0,01 М растворе NaOH вместо 0,1 М NaOH.

В соответствии с международным законодательством, а также в соответствии с законодательством ЕС, максимальное содержание карбоксильных групп, которые могут быть добавлены к крахмалу, чтобы он при этом все еще не считался окисленным, составляет 0,1% вес/вес DM крахмала. Как следствие этого, таким путем можно определить, был ли обработан продукт на основе крахмала окисляющим средством, и таким образом, был ли он окислен или только отбелен. Было обнаружено, что в соответствии с настоящим изобретением карбоксильные группы не образуются в крахмале, если окислитель комбинируют с аминокислотами в соответствии со способом по настоящему изобретению, как в случае если его окисляют одним лишь окислителем, и тем самым становится ясно, что окисления молекулы крахмала не происходило, т.е. содержится менее 0,1% добавленных карбоксильных групп DM крахмала.

Содержание образованных карбоксильных групп показано в табл. 1 для продукта в соответствии с примером 7с). Соответственно картофельный крахмал обрабатывают 0,91% вес/вес DM РААС (концентрат аминокислот картофеля) и 0,73% вес/вес активного хлора, причем данный продукт сравнивают с нативным картофельным крахмалом. С помощью картофельного крахмала значение титра следует довести до уровня природных кислых фосфорных групп в нативном крахмале. Можно видеть, что содержание карбоксильных групп в крахмале, который обрабатывают одним лишь 0,73% вес/вес активным хлором, возрастает от 0,24% вес/вес до 0,38% вес/вес, т.е. возрастает на 0,14% вес/вес, и таким образом его определяют как окисленный крахмал. Таким образом обнаружено, что крахмал, который обрабатывают 0,73% вес/вес активного хлора без добавления аминокислоты в соответствии со способом по настоящему изобретению, является окисленным. Крахмал, который вместо этого обрабатывают в соответствии с примером 7с), т.е. тем же количеством активного хлора, но в комбинации с аминокислотой, РААС, содержит лишь 0,28% вес/вес карбоксильных групп, т.е. содержание повышено на 0,04% вес/вес. Таким образом, становится ясно, что с помощью комбинирования активного хлора с аминокислотой избегают окисления молекулы крахмала и вместо этого получают ингибирование крахмального зерна.

Содержание карбоксильных групп показано в табл. 2 для продукта в соответствии с примером 1d), т.е. крахмала из воскового маиса (кукурузы), обработанного 0,4% вес/вес активным хлором и 0,133% вес/вес глицином. Продукт из крахмала сравнивают с нативным крахмалом из воскового маиса (кукурузы), поскольку содержание карбоксильных групп необходимо довести до уровня, который встречается в природном нативном крахмале из воскового маиса (кукурузы). Можно видеть, что содержание карбоксильных групп в крахмале, который обрабатывают в соответствии с примером 1f), т.е. 0,8% вес/вес активного хлора, не повышается. Таким образом, содержание является таким же, как и в нативном крахмале из воскового маиса (кукурузы), т.е. 0,021% вес/вес. Можно видеть, что содержание карбоксильных групп в крахмале, который обрабатывают в соответствии с примером 1f), т.е. 0,8% вес/вес активного хлора и 0,267% вес/вес глицина, лишь незначительно повышается от 0,021% вес/вес до 0,026% вес/вес. Таким образом, повышение содержания карбоксильных групп составляет лишь 0,005%) вес/вес DM крахмала. Таким образом становится ясно, что с помощью комбинирования активного хлора с аминокислотой избегают окисления молекулы крахмала и вместо этого получают ингибирование крахмального зерна.

По завершении реакции ингибирования, перед промывкой и удалением воды добавляют органическую кислоту с целью устранения остаточных химических веществ, придающих продукту на основе крахмала неприятный посторонний привкус и запах воды из бассейна, т.е. хлорированной воды, который является распространенным для разновидностей крахмала, которые обрабатывали гипохлоритом. Вид органической кислоты может быть выбран из любой из органических кислот, которые обычно используются в пищевых продуктах, однако предпочтительными являются кислоты, которые характеризуются способностью выступать в роли восстанавливающего средства, например аскорбиновая кислота, которую ранее использовали для снижения образования хлораминов в питьевой воде после обработки воды гипохлоритом натрия или газообразным хлором. Примерами органических кислот являются лимонная кислота, адипиновая кислота, эриторбовая кислота, лактат натрия, лактат калия, лактат кальция, аскорбиновая кислота, фосфорная кислота и янтарная кислота. Органическую кислоту можно добавлять отдельно или в комбинации двух или более из них. В одном варианте осуществления в качестве органической кислоты используют аскорбиновую кислоту, поскольку оказалось, что она является особенно эффективной для снижения содержания нежелательного остаточного реагента. Содержание добавленной органической кислоты составляет 0,001-5% вес/вес от DM крахмала, предпочтительно 0,01-3% вес/вес от DM крахмала, более предпочтительно 0,05-1% вес/вес от DM крахмала. Взвесь перемешивают, например в течение 15-60 минут.

Как альтернатива, можно использовать неорганическую кислоту, такую как фосфорная кислота, серная кислота и хлористоводородная кислота, однако эффективность оказалась намного ниже.

Альтернативный способ устранения проблемы вкуса и запаха предусматривает добавление бисульфита. Это хорошо известная процедура для применения опытными специалистами в данной области техники с целью разрушения избытка гипохлорит-ионов или газообразного хлора с тем, чтобы они больше не обладали какой-либо окисляющей способностью. Однако использование бисульфита не является предпочтительным, поскольку в международном законодательстве о пищевых продуктах он считается сильным аллергеном, и при остаточных уровнях содержания в крахмале более 10 ppm его необходимо маркировать как аллерген в случае использовании в пищевых продуктах. Получаемый в настоящее время ингибированный крахмал в соответствии со способом по настоящему изобретению является нестабильным и лишь временным; это означает, что он утрачивает ингибирование при хранении дольше установленного срока. Если ингибированный крахмал присутствует во взвеси или после высушивания крахмала, то ингибирование разрушится при хранении и утратит свой эффект в отношении регуляции набухания крахмального зерна, что приводит к получению продукта на основе крахмала, сопоставимого с нативным неингибированным крахмалом. Было обнаружено, что ингибирование разрушается довольно быстро, и всего лишь через несколько недель хранения на складе в нормальных условиях ингибирование в большей или меньшей мере полностью утрачивается. То же применимо к ингибированному крахмалу, получаемому в настоящее время в соответствии со способом по настоящему изобретению, а также в случае применения способа, раскрытого в патенте США №3463668.

Однако в настоящем изобретении обнаружено, что данное нестабильное ингибирование можно стабилизировать добавлением антиоксиданта. Полностью неясно, как ингибирование стабилизируется вследствие добавления антиоксиданта, однако эксперименты показали, что если крахмал ингибируют и не стабилизируют добавлением антиоксиданта, но хранят в условиях, где отсутствует контакт с кислородом, то ингибирование является стабильным. Таким образом, вывод заключается в том, что ингибирование исчезает в результате окисления, однако при добавлении антиоксиданта ингибирование тем самым также стабилизируется в случае хранения в контакте с воздухом. Антиоксидант можно выбрать из всех доступных антиоксидантов, используемых в пищевых продуктах. Содержание добавленного антиоксиданта составляет 0,001-10% вес/вес от DM крахмала, предпочтительно 0,01-5% вес/вес от DM крахмала, более предпочтительно 0,1-3% вес/вес от DM крахмала. Затем взвесь перемешивают, например в течение 15-60 минут.

Примерами антиоксидантов являются аскорбиновая кислота, аскорбат натрия, аскорбат кальция, эриторбовая кислота, эриторбат натрия, лактат натрия, лактат калия, лактат кальция, лимонная кислота, мононатрия цитрат, динатрия цитрат, тринатрия цитрат, монокалия цитрат, трикалия цитрат, монокальция цитрат, дикальция цитрат, трикальция цитрат, L-винная кислота, мононатрия L-тартрат, динатрия L-тартрат, монокалия L-тартрат, дикалия L-тартрат, натрия-калия L-тартрат, фосфорная кислота, мононатрия фосфат, динатрия фосфат, тринатрия фосфат, монокалия фосфат, дикалия фосфат, трикалия фосфат, монокальция фосфат, дикальция фосфат, трикальция фосфат, мономагния фосфат, димагния фосфат, малат натрия, гидромалат натрия, малат калия, малат кальция, гидромалат кальция, мезовинная кислота, L-тартрат кальция, адипиновая кислота, адипат натрия, адипат калия, янтарная кислота, цитрат триаммония. Антиоксидант, используемый для стабилизации ингибирования крахмала, можно добавлять отдельно или в любой комбинации двух или более из них после проведения реакции ингибирования.

Температура, при которой происходит реакция ингибирования, является нетермической, т.е. может осуществляться при температуре ниже 100°C, например от 5 до 70°C. Такое ингибирование возможно для взвеси, в отличие от сухого высокотемпературного способа ингибирования, при котором ингибирование происходит в условиях почти полного отсутствия влажности в крахмале. Стабилизированный ингибированный крахмал во взвеси можно затем дополнительно модифицировать с помощью любого известного способа модификации, используемого при получении крахмала, например утвержденной химической модификацией пищевыми добавками и/или физической модификацией, такого как ацетилирование, гидроксипропилирование, химическое сшивание, модификация OSA, ферментативная обработка, декстринизация, желатинизация с целью обеспечения растворимости крахмала в холодной воде, а также прежелатинизация перед ингибированием с целью обеспечения набухания крахмала в холодной воде и комбинацией двух или более из них. После этого его можно извлечь и добавить в качестве ингредиента при производстве пищевых продуктов. Как альтернатива, стабилизированный ингибированный крахмал можно извлечь из взвеси лишь с помощью дополнительной промывки и высушивания, и затем можно добавить в качестве ингредиента к пищевому продукту.

Примерами пищевых продуктов, в которых можно использовать ингибированный крахмал, являются различные виды соусов; супы; молочные продукты, например ферментированные крем-фреш и йогурт; разновидности теста и панировочная хлебная крошка; фруктовые составы для молочных продуктов и/или выпечка, например фруктовые составы, стабильные при запекании; и молочные десерты, например, различные пудинги, ванильные соусы, мороженое, мусс и т.п.

Примеры

Ниже раскрыты некоторые примеры способа в соответствии с настоящим изобретением.

Пример 1

В примерах 1a)-f) раскрывается способ ингибирования нативного зернистого крахмала до различных степеней с помощью глицина в комбинации с гипохлоритом натрия. Используемым нативным зернистым крахмальным сырьем был крахмал из воскового маиса (кукурузы) с содержанием остаточного белка менее 0,4%, как показал анализ по способу Кьельдаля и рассчитано с помощью коэффициента пересчета на белок, составляющего 6,25.

1а) 0,1% активного хлора

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,29 г (0,033% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 9,7 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,1% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

1b) 0,2% активного хлора

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 19,3 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,2% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

1c) 0,3% активного хлора

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,87 г (0,1% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 29 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см). Это соответствовало добавлению 0,3% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

1d) 0,4% активного хлора

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 1,16 г (0,133% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 38,7 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см). Это соответствовало добавлению 0,4% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

1е) 0,6% активного хлора

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 1,74 г (0,20% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 57,9 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см). Это соответствовало добавлению 0,6% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

1f) 0,8% активного хлора

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 2,32 г (0,267% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 77,3 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,8% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

Продукты, полученные в примерах 1а)-1f), оценивали с помощью амиловискографа Брабендера модели Е при содержании сухих твердых частиц 5% вес/вес с использованием дистиллированной воды и торсионной пружины 350 смг. Оценку выполняли при нейтральном значении рН и при рН 3.

На фиг. 1 и 2 можно видеть, что повышенного ингибирования достигали в случае добавления более высоких уровней активного хлора. Таким образом, степень ингибирования была пропорциональна концентрации активного хлора. Также можно видеть, что степень ингибирования, достигаемая при 0,6-0,8% вес/вес активного хлора совместно с глицином, была намного выше, чем можно достичь при добавлении только активного хлора к тому же крахмалу в его нативном состоянии. Таким образом, комбинация аминокислоты и активного хлора приводила к более высокой степени ингибирования.

Пример 2

В примерах 2а) и 2b) раскрывается способ ингибирования зернистого крахмала с помощью глицина в комбинации с гипохлоритом натрия, а также степеней ингибирования, которых достигали по сравнению с ингибированием того же нативного зернистого крахмала без добавления глицина, но с добавлением того же количества активного хлора. Зернистым крахмальным сырьем был крахмал из воскового маиса (кукурузы) с содержанием остаточного белка менее 0,4%, как показал анализ по способу Кьельдаля и рассчитано с помощью коэффициента пересчета на белок, составляющего 6,25.

2а) 0,4% активного хлора + глицин

Смешивали 869,1 г DM крахмала из восковой кукурузы в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 1,16 г (0,133% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 38,7 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,4% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

2b) 0,4% активного хлора

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 граммами холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. Добавляли при взбалтывании 38,7 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,4% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%. Данный пример фактически выполняли в соответствии с таковым, раскрытым в патенте США №2317752, чтобы показать отличия по сравнению с настоящим изобретением.

Продукты, получаемые в примерах 2а) и 2b), оценивали с помощью амиловискографа Брабендера модели Е при уровне содержания сухих твердых частиц 5% вес/вес с использованием дистиллированной воды и торсионной пружины 350 смг. Оценку выполняли при нейтральном значении рН, где результаты показаны на фиг. 3, и при значении рН 3, где результаты показаны на фиг. 4.

Результаты на фиг. 3 и 4 демонстрируют, что гораздо более высокая степень ингибирования достигалась при добавлении аминокислоты глицина к реакционной смеси по сравнению со ингибированием, достигаемым при добавлении только гипохлорита натрия к крахмалу с природным содержанием остаточного белка. Это показывает, что гораздо более высокая степень ингибирования достигалась при комбинировании аминокислоты (в данном примере глицина) с активным хлором по сравнению со ингибированием, достигаемым с помощью только активного хлора.

Пример 3

В примере 3 раскрывается способ ингибирования зернистого крахмала с глицином в комбинации с гипохлоритом натрия до различных степеней ингибирования. В примере 3 дополнительно продемонстрирована проблема нестабильного временного ингибирования крахмального зерна, получаемого в том случае, если ингибирование достигалось комбинированием аминокислоты и окислительного средства, как в способе в соответствии с предыдущим изобретением, раскрытым в патенте США №3463668.

Нативным зернистым крахмалом в примере 3 был крахмал из воскового маиса (кукурузы) с содержанием остаточного белка менее 0,4%, как показал анализ по способу Кьельдаля и рассчитано с помощью коэффициента пересчета на белок, составляющего 6,25.

3) 0,4% активного хлора + глицин

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C и при взбалтывании добавляли 1,16 г (0,133% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 38,7 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,4% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

Продукты, полученные в примере 3, хранили при комнатных условиях и оценивали с помощью амиловискографа Брабендера модели Е после разных периодов хранения при содержании крахмала 5% DM и с использованием дистиллированной воды. Использовали торсионную пружину 350 смг. Оценку выполняли при нейтральном значении рН.

Результаты из примера 3, продемонстрированные на фиг. 5, указывали на то, что ингибирование, достигаемое комбинированием аминокислоты с окисляющим средством, как использовалось в предыдущем изобретении, раскрытом в патенте США №3463668, являлось нестабильным, и что степень ингибирования снижалась при хранении. На фиг. 5 кривая под названием 3а) указывает на профиль вязкости в день 1, кривая под названием 3b) указывает на хранение в течение 30 дней и кривая под названием 3c) указывает на хранение в течение 200 дней.

Пример 4

В примере 4 раскрывается способ ингибирования зернистого крахмала с глицином в комбинации с гипохлоритом натрия до различных степеней ингибирования. Он дополнительно демонстрирует, что проблему нестабильного временного ингибирования, показанную в примере 3, можно решить добавлением антиокисляющего средства, которое стабилизирует достигнутое ингибирование. Нативным зернистым крахмалом в примере 4 был крахмал из воскового маиса (кукурузы) с содержанием остаточного белка менее 0,4%, как показал анализ по способу Кьельдаля и рассчитано с помощью коэффициента пересчета на белок, составляющего 6,25.

4) 0,4% активного хлора + глицин

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 1,16 грамма (0,133% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 38,7 грамма гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,4% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Сосуд взбалтывали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. При взбалтывании добавляли 9,5 г антиоксиданта, лимонной кислоты. Крахмальную взвесь перемешивали в течение 30 мин. Крахмальную взвесь доводили до значения рН 6, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

Продукты, получаемые в примере 4, хранили при комнатных условиях в контакте с кислородом окружающего воздуха и оценивали с помощью амиловискографа Брабендера модели Е при уровне содержания твердых частиц 5% с использованием воды после различных периодов хранения. Использовали торсионную пружину 350 смг. Оценку выполняли при нейтральном значении рН.

Результаты из примера 4, продемонстрированные на фиг. 6, указывают на то, что ингибирование, достигаемое при комбинации аминокислоты и окисляющего средства, которое, как было показано в примере 3, было нестабильным, стабилизировали при хранении добавлением антиоксиданта после реакции ингибирования, в данном примере лимонной кислотой. На фиг. 6 кривая под названием "4a-d" указывает на профиль вязкости в дни 1-300. Очевидно, что изменение вязкости во время этого длительного периода времени отсутствовало. Таким образом, было показано, что нестабильное ингибирование, получаемое комбинированием аминокислот и окислителя, можно стабилизировать антиоксидантом, добавляемым после проведения реакции ингибирования.

Пример 5

В примере 5 раскрывается способ ингибирования нативного зернистого крахмала до различных степеней ингибирования с помощью треонина в комбинации с гипохлоритом натрия. В данном примере треонин добавляли до 0,067% вес/вес, и в разном количестве добавляли гипохлорит натрия, что приводило к различным соотношениям активного хлора и треонина. Нативным зернистым крахмалом в примере 3 был крахмал из воскового маиса (кукурузы) с содержанием остаточного белка менее 0,4%, как показал анализ по способу Кьельдаля и рассчитано с помощью коэффициента пересчета на белок, составляющего 6,25.

5а) 0,067% активного хлора + 0,067% вес/вес треонина (соотношение 1:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) треонина. При взбалтывании добавляли 6,48 грамма гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,067% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

5b) 0,133% активного хлора + 0,067% вес/вес треонина (соотношение 2:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) треонина. При взбалтывании добавляли 12,96 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,133% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

5c) 0,2% активного хлора + 0,067% вес/вес треонина (соотношение 3:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) треонина. При взбалтывании добавляли 19,49 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,2% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

5d) 0,268% активного хлора + 0,067% вес/вес треонина (соотношение 4:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) треонина. При взбалтывании добавляли 26,12 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,268% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру регулировали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

5е) 0,335% активного хлора + 0,067% вес/вес треонина (соотношение 5:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) треонина. При взбалтывании добавляли 32,65 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,335% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

5f) 0,4% активного хлора + 0,067% вес/вес треонина (соотношение 6:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) треонина. При взбалтывании добавляли 38,99 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,335% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

Продукты, полученные в примерах 5а)-5е), оценивали с помощью амиловискографа Брабендера модели Е при содержании сухих твердых частиц 5% с использованием дистиллированной воды и торсионной пружины 350 смг. Оценку выполняли при нейтральном значении рН и при рН 3.

На фиг. 7 и фиг. 8 можно видеть, что различные степени ингибирования достигались при различных уровнях содержания активного хлора. Таким образом, степени ингибирования зависели от соотношения активного хлора и треонина, и оптимальным условием являлось соотношение 1:5 (треонин: активный хлор). Это отличалось по сравнению с аминокислотой глицином, которая характеризовалась оптимальной степенью ингибирования при соотношении 1:3 (глицин: активный хлор). Также можно видеть, что степень ингибирования, достигаемая при 0,335% вес/вес активного хлора и 0,067% вес/вес треонина, была намного выше, чем можно достичь при добавлении только активного хлора к тому же крахмалу в его нативном состоянии. Таким образом, комбинация аминокислоты треонина и активного хлора приводила к более высокой степени ингибирования. В примере 5 продемонстрировано, что треонин в комбинации с активным хлором можно использовать для ингибирования крахмала до более высокой степени ингибирования, чем это возможно при использовании только активного хлора.

Пример 6

В примере 6 раскрывается способ ингибирования нативного зернистого крахмала до различных степеней ингибирования с помощью треонина в комбинации с гипохлоритом натрия. В данных примерах триптофан добавляли до 0,067% вес/вес, и в разных количествах добавляли гипохлорит натрия, что приводило к различным соотношениям активного хлора и триптофана. Нативным зернистым крахмальным сырьем был крахмал из воскового маиса (кукурузы) с содержанием остаточного белка менее 0,4%, как показал анализ по способу Кьельдаля и рассчитано с помощью коэффициента пересчета на белок, составляющего 6,25.

а) 0,067% активного хлора + 0,067% вес/вес триптофана (соотношение 1:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) триптофана. При взбалтывании добавляли 6,48 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,067% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

6b) 0,133% активного хлора + 0,067% вес/вес триптофана (соотношение 2:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) триптофана. При взбалтывании добавляли 12,96 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,133% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

6c) 0,168% активного хлора + 0,067% вес/вес триптофана (соотношение 2.5:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) триптофана. При взбалтывании добавляли 16,23 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,168% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

6d) 0,2% активного хлора + 0,067% вес/вес триптофана (соотношение 3:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из восковой кукурузы в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) триптофана. При взбалтывании добавляли 19,49 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,2% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

6e) 0,23% активного хлора + 0,067% вес/вес триптофана (соотношение 3,5:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) триптофана. При взбалтывании добавляли 22,23 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,23% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

6f) 0,268% активного хлора + 0,067% вес/вес триптофана (соотношение 4:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) триптофана. При взбалтывании добавляли 26,12 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,268% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

Продукты, полученные в примерах 6а)-6f), оценивали с помощью амиловискографа Брабендера модели Е при содержании сухих твердых частиц 5% с использованием дистиллированной воды и торсионной пружины 350 смг. Оценку выполняли при нейтральном значении рН и при рН 3.

На фиг. 9 и фиг. 10 можно видеть, что различные степени ингибирования достигались при различных уровнях содержания активного хлора. Таким образом, степени ингибирования зависели от соотношения активного хлора и триптофана, и оптимальным условием являлось соотношение 1:2,5 (триптофан: активный хлор). Это отличается по сравнению с аминокислотой глицином, которая характеризуется оптимальной степенью ингибирования при соотношении 1:3 (глицин: активный хлор). Также можно видеть, что степень ингибирования, получаемая при 0,168% вес/вес активного хлора и 0,067% вес/вес триптофана по отношению к DM крахмалу, была намного выше, чем можно достичь при добавлении только активного хлора к тому же крахмалу в его нативном состоянии. Таким образом, комбинация аминокислоты триптофана и активного хлора приводила к более высокому уровню ингибирования. Таким образом, в примере 6 продемонстрировано, что триптофан в комбинации с активным хлором можно использовать для ингибирования крахмала до более высокой степени ингибирования, чем это возможно при использовании только активного хлора.

Пример 7

В примере 7 продемонстрировано, что аминокислоту или комбинацию аминокислот можно получить из источника крахмального сырья, а также можно достичь повышенной степени ингибирования без применения синтетически полученной аминокислоты или комбинации аминокислот.

Плодовый сок из картофеля, из которого выделяли крахмал и у которого повышено содержание белков и родственных белкам соединений, т.е. аминокислот и пептидов, фильтровали через 63 мкм сито для отделения оставшихся волокон. Белок коагулировали с доведением значения рН до 5,1 и температуру повышали до 135°С в течение 15 с. Белок, коагулированный нагреванием, отделяли с помощью центрифугирования при 3000 × G в течение 3 минут и декантации. Надосадочную жидкость концентрировали испарением до содержания сухого вещества (DM) более 35%. В результате соли кристаллизовали и дополнительно отделяли декантацией.

Оставшийся концентрированный раствор характеризовался содержанием сухого вещества 35%, и его фильтровали микрофильтрацией с помощью 0,45 мкм фильтра. Отфильтрованный раствор с повышенным содержанием аминокислот, далее в данном документе называемый РААС (концентрат аминокислот картофеля), использовали в качестве аминокислотного соединения в настоящем примере, и сухое вещество РААС составляло 33,3% вес/вес.

1000 г DM нативного зернистого картофельного крахмала с содержанием остаточного белка менее 0,1% анализировали с помощью способа Кьельдаля и расчет проводили с помощью коэффициента пересчета на белок, составляющего 6,25. Затем его смешивали с 1500 г холодной водопроводной воды и доводили до температуры 30°C. Значение рН доводили до 11,0 раствором гидроксида натрия и после этого добавляли различные количества РААС, как раскрыто ниже.

7а)

При взбалтывании добавляли 2,3 г DM (0,23% вес/вес) РААС. Взвесь оставляли на 60 мин. при непрерывном взбалтывании и значение рН доводили до 11,0. При взбалтывании добавляли 20,4 г гипохлорита натрия, содержащего активный хлор (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,18% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 19%.

7b)

При взбалтывании добавляли 4,55 г DM (0,46% вес/вес) РААС. Взвесь оставляли на 60 мин. с непрерывным взбалтыванием и значение рН доводили до 11,0. При взбалтывании добавляли 40,8 г гипохлорита натрия, содержащего активный хлор (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,37% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 19%.

7с)

При взбалтывании добавляли 9,1 г DM (0,91% вес/вес) РААС. Взвесь оставляли на 60 мин. непрерывного взбалтывания и значение рН доводили до 11,0. При взбалтывании добавляли 81,6 г гипохлорита натрия, содержащего активный хлор (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,73% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 19%.

Продукты, получаемые в примерах 7а)-7с), оценивали с помощью амиловискографа Брабендера модели Е при содержании 5% DM крахмала с использованием дистиллированной воды и торсионной пружины 700 смг. Оценку выполняли при нейтральном значении рН. Как следует из фиг. 11, в примерах достигали ингибирования, и ингибирование было более сильным при добавлении большего количества РААС и активного хлора. Примеры и результаты следует сравнить с результатами из примера 8, где нативный картофельный крахмал обрабатывали тем же количеством активного хлора, но без добавления РААС. Без добавления РААС ингибирование отсутствовало. Таким образом, становится ясно, что ингибирования достигали комбинированием добавления РААС и активного хлора.

Пример 8

В примере 8 продемонстрировано, что картофельный крахмал, характеризующийся содержанием белка 0,01-0,1%, нельзя ингибировать без добавления аминокислоты.

1000 г DM нативного зернистого картофельного крахмала с содержанием остаточного белка менее 0,1%, как установили в результате анализа по способу Кьельдаля и рассчитали с помощью коэффициента пересчета на белок, составляющего 6,25, затем смешивали с 1500 г холодной водопроводной воды до температуры 30°C. Значение рН доводили до 11,0 раствором гидроксида натрия и после этого добавляли 0,8% вес/вес активного хлора. Продукт, полученный в примере 8, оценивали с помощью амиловискографа Брабендера модели Е при содержании 5% DM крахмала с использованием дистиллированной воды и торсионной пружины 700 смг. Оценку выполняли при нейтральном значении рН. Как следует из фиг. 13, ингибирование крахмала отсутствовало. Таким образом, его профиль вязкости, раскрытый на фиг. 13, сопоставим с таковым нативного крахмала. Данный пример демонстрирует, что ингибирования нельзя достичь добавлением окисляющего средства, т.е. только активного хлора. Таким образом, его необходимо сочетать с добавлением аминокислоты, аминокислотоподобного соединения и т.п. в соответствии со способом по настоящему изобретению.

Пример 9

В примере 9 раскрывается способ ингибирования нативного зернистого крахмала с помощью глицина в комбинации с гипохлоритом натрия. В примере также продемонстрировано, что температура желатинизации зернистого крахмала изменяется в результате достигнутого ингибирования. Нативным зернистым крахмальным сырьем был крахмал из воскового маиса (кукурузы) с содержанием остаточного белка менее 0,4%, как показал анализ по способу Кьельдаля и рассчитано с помощью коэффициента пересчета на белок, составляющего 6,25.

9) 0,2% активного хлора + 0,067% глицина (соотношение 3:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 19,3 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,2% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

Продукты, получаемые в примере 9, оценивали с помощью амиловискографа Брабендера модели Е при содержании DM 16% с использованием дистиллированной воды и торсионной пружины 250 смг. Более высокая используемая концентрация приводила к очень быстрому считыванию данных при желатинизации крахмала и лучшей иллюстрации изменяемой температуры желатинизации, которая отчетливо возрастала до более высокого значения. Оценку выполняли при нейтральном значении рН. Результаты сравнивали с таковыми для нативного крахмала из воскового маиса (кукурузы) и получаемого при щелочной обжарке крахмала из воскового маиса (кукурузы) с идентичной степенью ингибирования.

Результаты, продемонстрированные на фиг. 12, четко указывают на то, что ингибированный аминокислотами зернистый крахмал характеризовался более высокой температурой желатинизации. В соответствии с оценкой по Брабендеру было обнаружено, что температура желатинизации для нового крахмала составляла 67°C, для нативного крахмала из воскового маиса (кукурузы) составляла 64°C и для получаемого при щелочной обжарке крахмала составляла 60°C. Исходя из этих результатов можно сделать вывод, что новый ингибированный крахмал характеризовался температурой желатинизации на 3°C выше по сравнению с таковой для нативного крахмала и температурой желатинизации на 7°C выше по сравнению с таковой для получаемого при щелочной обжарке крахмала с идентичной степенью ингибирования. Таким образом, крахмал, ингибированный до той же степени ингибирования с помощью ингибирования аминокислотами и окислителем в соответствии со способом по настоящему изобретению, характеризовался намного более высокой температурой желатинизации.

Пример 10

В примере 10 раскрывается способ ингибирования зернистого крахмала с глицином в комбинации с гипохлоритом натрия. В нем дополнительно продемонстрирован способ устранения остаточных веществ, придающих продукту на основе крахмала неприятный посторонний привкус или запах воды из бассейна. Нативным зернистым крахмалом в примере 10 был крахмал из воскового маиса (кукурузы) с содержанием остаточного белка менее 0,4%, как показал анализ по способу Кьельдаля и рассчитано с помощью коэффициента пересчета на белок, составляющего 6,25.

10) 0,4%) активного хлора + глицин

Смешивали 869,1 г DM крахмала из воскового маиса (кукурузы) в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°С. При взбалтывании добавляли 1,16 грамма (0,133% вес/вес) глицина. При взбалтывании добавляли 38,7 грамма гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,4% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда взбалтывали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°С. Из крахмальной взвеси удаляли воду до 55% DM и дополнительно смешивали с 890 граммами холодной водопроводной воды. При взбалтывании добавляли 3 г аскорбиновой кислоты. Крахмальную взвесь взбалтывали в течение 30 минут. Крахмальную взвесь доводили до значения рН 6 серной кислотой.

При взбалтывании добавляли 10 грамм лимонной кислоты. Крахмальную взвесь взбалтывали в течение 30 минут и доводили до значения рН 6 гидроксидом натрия. Из продукта на основе крахмала дополнительно удаляли воду и высушивали до сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%. Полученный продукт на основе крахмала в соответствии с примером 10 дополнительно оценивали, как в примерах 11 и 12.

Пример 11

Крахмал, полученный в соответствии с примерами 3 и 10, суспендировали в дистиллированной воде при содержании 5% DM и варили. Крахмальные клейстеры давали группе подготовленных экспертов, включающей 10 человек, и крахмальные клейстеры тестировали на предмет постороннего привкуса и запаха. Все 10 человек чувствовали химический посторонний привкус в крахмале из примера 3 и только 1 из крахмала, полученного в соответствии с примером 10. Все 10 человек чувствовали запах "воды из бассейна" в крахмале из примера 3 и ни один не смог выявить посторонних привкусов в крахмале, полученном в соответствии с примером 10.

Пример 12

Фруктовые составы получали из разновидностей крахмала, получаемых в соответствии с примерами 3 и 10 с помощью следующего основного рецепта:

- малина 30%

- сахар 30%

- крахмал 5%

- вода 35%.

Крахмал суспендировали в воде и примешивали малину. Смесь нагревали до кипения при взбалтывании на печи. Когда смесь начинала закипать, добавляли и растворяли сахар. Фруктовый состав охлаждали и давали той же группе подготовленных экспертов, что и в примере 11, с целью тестирования вкуса и запаха.

Все 10 человек отклонили состав, полученный из крахмала в соответствии с примером 3 с комментариями о наличии отвратительного постороннего привкуса и химического запаха. Также прокомментировали запах на предмет наличия постороннего запаха. В отношении состава, полученного из крахмала из примера 10, ни один человек не сообщил о химическом постороннем привкусе или запахе. 3 человека сообщили о привкусе, состоящем из маиса и замаскированной фруктовой вкусоароматической добавки, что являлось нежелательным, поскольку его получали из маисового крахмала.

При описании изобретения по отношению к ряду вариантов осуществления специалистам в данной области техники будет понятно, что можно выполнять различные изменения и заменять эквиваленты их элементами, не выходя за пределы объема настоящего изобретения. Кроме того, можно выполнять многие модификации для адаптации конкретной ситуации или материала к идее настоящего изобретения, не выходя за рамки его необходимого объема. Таким образом предполагается, что настоящее изобретение не ограничено определенными вариантами осуществления, раскрытыми в качестве наилучшего предполагаемого варианта выполнения настоящего изобретения, а настоящее изобретение будет включать все варианты осуществления в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.

Пример 13

В примере 13 использовали следующие гомологи аминокислоты глицина: саркозин (метилглицин), диметилглицин, бетаин (триметилглицин)

13а) 0,2% активного хлора + 0,067% вес/вес саркозина (метилглицина) (соотношение 3:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из восковой кукурузы в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) саркозина (метилглицина). При взбалтывании добавляли 19,49 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,2% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

13b) 0,2% активного хлора + 0,067% вес/вес диметилглицина (соотношение 3:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из восковой кукурузы в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) диметилглицина. При взбалтывании добавляли 19,49 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,2% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

13с) 0,2% активного хлора + 0,067% вес/вес бетаина (триметилглицина) (соотношение 3:1)

Смешивали 869,1 г DM крахмала из восковой кукурузы в реакционном сосуде с 1600 г холодной водопроводной воды. Значение рН доводили до 9,0 с помощью раствора гидроксида натрия. Температуру доводили до 30°C. При взбалтывании добавляли 0,58 г (0,067% вес/вес) бетаина (триметилглицина). При взбалтывании добавляли 19,49 г гипохлорита натрия с активным хлором (107 г/л, плотность: 1,19 г/см³). Это соответствовало добавлению 0,2% вес/вес активного хлора от DM крахмала. Содержимое сосуда перемешивали в течение 180 мин. и температуру поддерживали на уровне 30°C. Крахмал нейтрализовали до значения рН 6 серной кислотой, дополнительно удаляли воду и высушивали до состояния сухого порошка с содержанием влаги примерно 15%.

Продукты, полученные в примерах 13а)-13с), оценивали с помощью амиловискографа Брабендера модели Е при содержании сухих твердых частиц 5% с использованием дистиллированной воды и торсионной пружины 350 смг. Оценку выполняли при нейтральном значении рН.

На фиг. 14 отчетливо видно, что ингибирования крахмала достигали с помощью всех глициновых гомологов. Ингибирование было выше для бетаина и саркозина по сравнению с диметилглицином, однако все из них приводили к значительному ингибированию крахмального зерна. В данном примере продемонстрировано, что гомологи аминокислот являлись полезными для достижения ингибирования крахмального зерна в комбинации с гипохлоритом натрия.

Изобретение относится к способу получения ингибированного крахмала с повышенной стабильностью при хранении на складе, предусматривающему стадии a) получения взвеси, содержащей нативный зернистый крахмал, полученный из крахмалсодержащего сырья, b) добавления по меньшей мере одной аминокислоты или комбинации двух или более из них и по меньшей мере одного окислителя к взвеси для ингибирования зернистого крахмала, c) добавления по меньшей мере одной органической кислоты или бисульфита к взвеси для устранения остаточных химических реагентов, посторонних привкусов и нежелательного запаха и d) добавления по меньшей мере одного антиоксиданта к взвеси для стабилизации достигнутого ингибирования крахмала при хранении на складе. Также изобретение относится к ингибированному крахмалу, полученному указанным способом, использованию его в качестве ингредиента в пищевом продукте и к пищевому продукту, содержащему указанный ингибированный крахмал. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил., 2 табл.

1. Способ получения ингибированного крахмала с повышенной стабильностью при хранении на складе, предусматривающий стадии

a) получения взвеси, содержащей нативный зернистый крахмал, полученный из крахмалсодержащего сырья,

b) добавления по меньшей мере одной аминокислоты или комбинации двух или более из них и по меньшей мере одного окислителя к взвеси для ингибирования зернистого крахмала,

c) добавления по меньшей мере одной органической кислоты или бисульфита к взвеси для устранения остаточных химических реагентов, посторонних привкусов и нежелательного запаха и

d) добавления по меньшей мере одного антиоксиданта к взвеси для стабилизации достигнутого ингибирования крахмала при хранении на складе.

2. Способ по п. 1, где указанная по меньшей мере одна аминокислота представляет собой глицин, аланин, цистеин, аспарагиновую кислоту, глутаминовую кислоту, фенилаланин, гистидин, изолейцин, лизин, лейцин, метионин, аспарагин, пролин, глутамин, аргинин, серин, треонин, валин, триптофан и тирозин или их гомолог или оптический изомер.

3. Способ по п. 1 или 2, где указанная по меньшей мере одна аминокислота или комбинация двух или более из них присутствует в белковом гидролизате.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, где указанную по меньшей мере одну аминокислоту или комбинацию двух или более из них экстрагируют из указанного крахмалсодержащего сырья, из которого происходит крахмал, подлежащий ингибированию, или другого природного источника крахмала.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, где указанную по меньшей мере одну аминокислоту или комбинацию двух или более из них получают синтетическим путем.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, где указанную по меньшей мере одну аминокислоту или комбинацию двух или более из них добавляют в количестве 0,01-10% вес./вес. от DM крахмала, предпочтительно 0,05-3% вес./вес. от DM крахмала, более предпочтительно 0,05-2,0% вес./вес. от DM крахмала.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, где крахмал, подлежащий ингибированию, представляет собой картофельный крахмал, маисовый (кукурузный) крахмал, тапиоковый крахмал, ячменный крахмал, рисовый крахмал, пшеничный крахмал, ржаной крахмал, крахмал из овса, крахмал из амаранта, крахмал из квиноа, саговый крахмал, разновидности крахмала из бобовых растений, гороховый крахмал, флоридский крахмал, крахмал из воскового картофеля, крахмал из восковой кукурузы, крахмал из восковой тапиоки, крахмал из воскового ячменя, крахмал из воскового риса, крахмал из воскового сорго, крахмал из восковой пшеницы, крахмал из воскового гороха и разновидности крахмала с высоким содержанием амилозы или комбинацию двух или более из них.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, где окислитель представляет собой источник активного хлора, предпочтительно гипохлорит.

9. Способ по п. 8, где гипохлорит представляет собой гипохлорит натрия, кальция, магния или калия.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, где окислитель добавляют в количестве 0,03-30% вес./вес. от DM крахмала, предпочтительно 0,1-10% вес./вес. от DM крахмала, более предпочтительно 0,15-4% вес./вес. от DM крахмала.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, где указанная по меньшей мере одна органическая кислота представляет собой лимонную кислоту, адипиновую кислоту, лактат натрия, лактат калия, лактат кальция, аскорбиновую кислоту и янтарную кислоту или комбинацию двух или более из них.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, где по меньшей мере одну органическую кислоту или бисульфит добавляют в количестве 0,001-5% вес./вес. от DM крахмала, предпочтительно 0,01-3% вес./вес. от DM крахмала, более предпочтительно 0,05-1% вес./вес. от DM крахмала.

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, где указанный по меньшей мере один антиоксидант представляет собой аскорбиновую кислоту, аскорбат натрия, аскорбат кальция, эриторбовую кислоту, эриторбат натрия, лактат натрия, лактат калия, лактат кальция, лимонную кислоту, мононатрия цитрат, динатрия цитрат, тринатрия цитрат, монокалия цитрат, трикалия цитрат, монокальция цитрат, дикальция цитрат, трикальция цитрат, L-винную кислоту, мононатрия L-тартрат, динатрия L-тартрат, монокалия L-тартрат, дикалия L-тартрат, натрия-калия L-тартрат, фосфорную кислоту, мононатрия фосфат, динатрия фосфат, тринатрия фосфат, монокалия фосфат, дикалия фосфат, трикалия фосфат, монокальция фосфат, дикальция фосфат, трикальция фосфат, мономагния фосфат, димагния фосфат, малат натрия, гидромалат натрия, малат калия, малат кальция, гидромалат кальция, мезовинную кислоту, L-тартрат кальция, адипиновую кислоту, адипат натрия, адипат калия, янтарную кислоту, цитрат триаммония или комбинацию двух или более из них.

14. Способ по любому из предыдущих пунктов, где антиоксидант добавляют в количестве 0,001-10% вес./вес. от DM крахмала, предпочтительно 0,01-5% вес./вес. от DM крахмала, более предпочтительно 0,1-3% вес./вес. от DM крахмала.

15. Способ по любому из предыдущих пунктов, где крахмал дополнительно можно модифицировать с применением любого метода из ацетилирования, гидроксипропилирования, химического сшивания, модификации OSA, ферментативной обработки, декстринизации, желатинизации для обеспечения растворимости крахмала в холодной воде, прежелатинизации перед ингибированием для обеспечения набухания крахмала в холодной воде или комбинации двух или более из них.

16. Ингибированный крахмал с повышенной стабильностью при хранении на складе, полученный с помощью способа по любому из предыдущих пунктов.

17. Применение ингибированного крахмала по п. 16 в качестве ингредиента в пищевом продукте.

18. Пищевой продукт, содержащий ингибированный крахмал по п. 16, где указанный пищевой продукт может быть выбран из различных видов соусов, супов, молочных продуктов, предпочтительно ферментированных крем-фреша и йогурта, разновидностей теста и панировочной хлебной крошки, фруктовых составов для молочных продуктов и/или выпечки, предпочтительно фруктовых составов, стабильных при запекании, и молочных десертов, предпочтительно пудингов, ванильных соусов, мороженого и мусса.