Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, напиток и пищевой продукт с использованием такового и способ производства крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом
Изобретение относится к пищевой промышленности. Крахмал обогащен устойчивым крахмалом, имеет содержание устойчивого крахмала 60% или более, имеет максимум молекулярного веса в пределах от 6х10³ или более до 4х104 или менее, имеет разброс молекулярного веса 1,5 или более до 6,0 или менее и имеет энтальпию желатинизации 10 Дж/г или менее. Также предложены содержащие указанный крахмал напиток и пищевой продукт. Способ получения вышеуказанного крахмала предусматривает воздействие на богатый амилозой крахмал с содержанием амилозы 40% или более кислотной обработкой в водном растворе неорганической кислоты. При этом кислотная обработка проводится при реакционных условиях, заданных нижеприведенными выражениями соотношения (1) и (2)
В выражениях (1) и (2) Т - температура реакции (°С), С - нормальность (н) неорганической кислоты в водном растворе неорганической кислоты и t - продолжительность реакции (часов). 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил., 26 табл., 24 пр.
Данное изобретение относится к крахмалу, обогащенному устойчивым крахмалом, напитку и пищевому продукту с использованием такового и способу производства крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом.
Диетическая клетчатка проявляет различное физиологическое действие, включая улучшение желудочно-кишечной микрофлоры, подавление повышения уровня сахара в крови и снижение уровня холестерина, тем не менее, ее потребление, как полагают, является недостаточным в Японии, Европе и США. Несмотря на то, что диетическая клетчатка может быть получена из различных растений, она должна быть высокоочищенной перед тем, как она будет применена в широком разнообразии пищевых продуктов, подвергшихся технологической обработке, так что затраты будут повышаться, вследствие необходимых для этого сложных процессов. Использование диетической клетчатки в качестве частичного заменителя злаковой муки приводит к проблеме, заключающейся в том, что диетическая клетчатка обладает физическими свойствами, отличными от свойств крахмального компонента, который является главной составляющей злаковой муки, и по этой причине в значительной степени воздействует на вкус и процесс приготовления.
С другой стороны, крахмал в целом легкоусвояем, но содержит неперевариваемую фракцию, называемую устойчивый крахмал. Становится очевидным, что устойчивый крахмал действует схожим с диетической клетчаткой образом in vivo. Описанные в литературе питательные преимущества включают в себя улучшение микрофлоры кишечника, подавление повышения уровня сахара в крови, снижение уровня холестерина и улучшение липидного обмена.
Крахмал широко распространен в растениях, и его относительно легко подвергать очистке. Крахмал может, таким образом, быть предоставлен при более низких затратах, чем диетическая клетчатка. Кроме того, так как крахмал, содержащий устойчивый крахмал, относительно легко поддается смешению без значительного воздействия на исходные процессы или ингредиент, то он может частично замещать злаковую муку, такую как пшеничная мука. Тем не менее, имеет место практический предел доли замещения крахмалом, содержащим устойчивый крахмал. Было обнаружено, что содержание устойчивого крахмала в исходном крахмале, содержащем устойчивый крахмал, обычно составляет 45% или менее. Таким образом, остается неразрешенной проблема того, что содержание устойчивого крахмала не может быть повышено настолько, как это ожидается при добавляемом количестве, даже если он был добавлен в пищевые продукты.
Для этого случая в литературе описаны технологии производства преобразованных крахмалов, которые обогащены устойчивым крахмалом посредством преобразования необработанного крахмала.
Патентный документ 1 (Публикация международной заявки WO 2000/19841, инструкция) описывает кислотную обработку высокоамилозного кукурузного крахмала, используемого в качестве сырья для спирта. Преобразованный крахмал, полученный кислотной обработкой, имеющий среднее значение молекулярного веса в пределах от 10000 до 90000, по литературным данным проявляет медленную перерабатываемость in vivo.
Патентный документ 2 (японская выложенная патентная заявка N 2001-231469) описывает то, как высокоамилозный крахмал, используемый в качестве сырья, нагревается при процентном содержании воды и температуре, недостаточных для разложения гранулометрического состава крахмала, и расщепляется для удаления неупорядоченной фракции для повышения таким образом устойчивости. Более конкретно, HYLON VII (зарегистрированный товарный знак, кукурузный крахмал с содержанием амилозы 70%), используемый в качестве сырья, был нагрет при процентном содержании воды приблизительно 38%, при приблизительно 98,9°C в течение 2 часов и переработан панкреатином. Полученный таким образом крахмал, как сообщается, имел общее содержание диетической клетчатки (TDF) 50% и содержание устойчивого крахмала (УК) 90% (Пример 1a). Документ также описывает то, что было обнаружено, что полученный таким образом устойчивый крахмал, демонстрирует максимум молекулярного веса в пределах от 2000 до 80000 и теплоту желатинизации приблизительно 20 Дж/г.
Патентный документ 3 (японская выложенная патентная заявка N H11-5802) описывает технологию повышения содержания трудноперерабатываемого компонента посредством выдерживания водной дисперсии высокоамилозного крахмала при температуре не ниже, чем температура, при которой компоненты крахмала начинают элюироваться, но не выше, чем температура, при которой крахмал начинает разлагаться на составные части, и посредством воздействия на компоненты α-амилазы. Документ описывает иллюстративный случай, в котором содержание трудноперевариваемого компонента было повышено до 68,2%, при измерении в соответствии со способом Prosky (Пример 3).
Патентный документ 4 (Опубликованный японский перевод публикации международной заявки PCT N 2008-516050) описывает производство устойчивого к ферментам крахмала с использованием высокоамилозного крахмала в качестве сырья и нагреванием его во влажном состоянии в присутствии спирта. Документ описывает иллюстративный случай, в котором общее содержание диетической клетчатки было повышено до приблизительно 60-70%, и значение устойчивости крахмала Englyst в среднем составляло 43 (Пример 4).
Патентный документ 5 (японская выложенная патентная заявка N H10-195104) раскрывает преобразованный крахмал, богатый диетической клетчаткой, полученный посредством гидротермической обработки высокоамилозного кукурузного крахмала.
Патентный документ 6 (японская выложенная патентная заявка N H09-12601) раскрывает способ производства устойчивого к амилазе крахмала, полученного посредством гидротермической обработки высокоамилозного кукурузного крахмала.
Патентный документ 7 (японская выложенная патентная заявка N H10-191931) раскрывает устойчивый крахмал, полученный воздействием на крахмал деветвящей и ретроградационной обработки.
Патентный документ 8 (Опубликованный японский перевод публикации международной заявки PCT N H05-506564) описывает технологию ферментативного гидролиза ретроградированного высокоамилозного крахмала.
Патентный документ 9 (Публикация международной заявки WO 2008/155892, инструкция) описывает способ производства крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, приведением высокоамилозного кукурузного крахмала в контакт с находящейся под давлением горячей водой при 165-260°C.
Патентный документ 10 (японская выложенная патентная заявка N 2008-280466) описывает технологию производства амилозных зерен, используя ферментативную реакцию. В соответствии с описанием амилозные зерна, полученные способом по этому документу, имеют определенный средневесовой молекулярный вес и разброс молекулярного веса и, по существу, являются устойчивыми к расщеплению α-амилазой.
РОДСТВЕННЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[Патентные документы]
[Патентный документ 1] Публикация международной заявки WO 2000/19841, инструкция
[Патентный документ 2] Японская выложенная патентная заявка N 2001-231469
[Патентный документ 3] Японская выложенная патентная заявка N H11-5802
[Патентный документ 4] Опубликованный японский перевод публикации международной заявки PCT N 2008-516050
[Патентный документ 5] Японская выложенная патентная заявка N H10-195104
[Патентный документ 6] Японская выложенная патентная заявка N H09-12601
[Патентный документ 7] Японская выложенная патентная заявка N H10-191931
[Патентный документ 8] Опубликованный японский перевод публикации международной заявки PCT N H05-506564
[Патентный документ 9] Публикация международной заявки WO 2008/155892, инструкция
[Патентный документ 10] Японская выложенная патентная заявка N 2008-280466
[Непатентные документы]
[Непатентный документ 1] Richard K Le Leu et al., Воздействие высокоамилозных крахмалов маиса на ферментацию в толстом кишечнике и апоптотический ответ на ДНК-повреждение в толстой кишке крыс, Nutrition и Metabolism. 6(11), 2009.
[Непатентный документ 2] Martine Champ et al., Достижения в области исследования клетчатки. 1. Испытание клетчатки, физиологическая обоснованность, полезность для здоровья и аналитические аспекты, Nutrition Research Reviews 16, 2003, p.71-82.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Большинство из вышеописанных технологий производства преобразованного крахмала были направлены на повышение общего содержания диетической клетчатки, и таким образом в них применялся способ Prosky в качестве способа определения общего содержания диетической клетчатки. С другой стороны, известен AOAC Official Method 2002.02, который является способом количественного определения устойчивого крахмала, более подходящим для in vivo условий расщепления крахмала.
Имели место случаи, когда крахмал, общее содержание диетической клетчатки которого было подтверждено способом Prosky, иногда демонстрировал меньший уровень общего содержания диетической клетчатки при измерении с помощью AOAC Official Method 2002.02. Более конкретно, Непатентный документ 1 описывает то, что содержание устойчивого крахмала различается при измерении способом Prosky и с помощью AOAC Official Method 2002.02. Причиной различия в измеренных величинах в основном считают условия расщепления. В способе Prosky расщепление выполняется при 100°C в течение короткого периода (15-30 минут) с использованием бактериальной термоустойчивой α-амилазы, с последующим расщеплением при 60°C протеазой и дополнительно с последующим расщеплением амилоглюкозидазой. С другой стороны, в AOAC Official Method 2002.02 расщепление выполняется при условиях, которые моделируют in vivo условия, такие как расщепление при 37°C в течение длительного периода (16 часов) панкреатической амилазой и амилоглюкозидазой. Непатентный документ 2 указывает на то, что в способе Prosky имеется проблема неточного количественного определения устойчивого крахмала из-за условий расщепления, значительно отличающихся от реальных условий, и на то, что AOAC Official Method 2002.02 является количественным способом, более соответствующим тесту in vivo.
С этой точки зрения, документы, вышеупомянутые в разделе “Уровень техники, предшествующий изобретению” имеют возможность для улучшения с учетом устойчивости крахмала к расщеплению при in vivo условиях. Более конкретно, авторы данного открытия произвели переоценку преобразованных крахмалов, полученных способами вышеупомянутых патентных документов 1-3 и 5-8, с помощью AOAC Official Method 2002.02, и обнаружили, что содержание устойчивого крахмала было менее 60%, как описано далее в Примерах.
Производство напитка и пищевого продукта с использованием крахмала, содержащего устойчивый крахмал, обычно происходит посредством приготовления при нагревании. Таким образом, нежелательным является то, что устойчивый крахмал утрачивается в процессе приготовления при нагревании, независимо от того, насколько высоким является содержание устойчивого крахмала, который будет добавлен.
С этой точки зрения, вышеописанные преобразованные крахмалы имеют возможность улучшения устойчивости устойчивого крахмала к нагреванию. Например, авторы данного открытия исследовали способ, описанный в Патентном документе 9, и подтвердили то, что преобразованный крахмал, полученный способом документа, все еще имеет возможность улучшения, потому что устойчивый крахмал был утрачен в процессе приготовления при нагревании, как описано далее в Примерах.
Также преобразованный крахмал, полученный способом Патентного документа 4, все еще имеет возможность улучшения строения.
Принимая во внимание вышеописанные обстоятельства, задачей данного изобретения является предоставление крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, который проявляет высокую устойчивость к расщеплению in vivo, и обеспечивает исключительную термоустойчивость устойчивого крахмала.
В соответствии с данным открытием, предоставлен крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, который удовлетворяет нижеизложенным требованиям (a), (b), (c) и (d):
(a) демонстрирует содержание устойчивого крахмала, измеренное с помощью AOAC Official Method 2002.02 для измерения устойчивого крахмала, 60% или более;
(b) демонстрирует максимум молекулярного веса в пределах от 6×103 или более до 4×104 или менее;
(c) демонстрирует разброс молекулярного веса 1,5 или более до 6,0 или менее; и
(d) демонстрирует энтальпию желатинизации, измеренную с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии, в пределах от 50°C до 130°C, 10 Дж/г или менее.
В соответствии с данным открытием, также предоставлен напиток и пищевой продукт, которые содержат крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом вышеописанного изобретения.
В соответствии с данным изобретением, которое удовлетворяет требованиям (a)-(d), может быть получен преобразованный крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, и устойчивый к нагреванию.
Таким образом, напиток и пищевой продукт могут иметь высокие содержания устойчивого крахмала во время питья и приема пищи, даже если они подверглись нагреванию.
Для того чтобы получить преобразованный крахмал, который удовлетворяет вышеописанным требованиям (a)-(d), могут быть произвольно выбраны условия относительно способа данного изобретения и устройств.
Например, в соответствии с данным открытием, предоставлен способ производства крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, который включает в себя процесс подвергания обогащенного амилозой крахмала, имеющего содержание амилозы 40% или более, используемого в качестве сырья, воздействию кислотной обработки в водном растворе неорганической кислоты.
В соответствии с данным открытием может быть получен крахмал, который обогащен устойчивым крахмалом, и обеспечивает высокую устойчивость устойчивого крахмала к нагреванию.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой чертеж, иллюстрирующий взаимосвязи между максимумом молекулярного веса крахмала и содержанием устойчивого крахмала в одном из вариантов осуществления;
Фиг.2 представляет собой чертеж, иллюстрирующий распределение молекулярного веса крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, в одном из вариантов осуществления;
Фиг.3 представляет собой чертеж, иллюстрирующий взаимосвязи между разбросом молекулярного веса крахмала и содержанием устойчивого крахмала в одном из вариантов осуществления;
Фиг.4 представляет собой чертеж, иллюстрирующий результаты дифференциальной сканирующей калориметрии крахмала в одном из вариантов осуществления;
Фиг.5 представляет собой чертеж, иллюстрирующий условия кислотной обработки в одном из вариантов осуществления;
Фиг.6 представляет собой чертеж, иллюстрирующий условия кислотной обработки в одном из вариантов осуществления; и
Фиг.7 представляет собой чертеж демонстрирующий емкость, используемую для измерения термоустойчивости устойчивого крахмала в Примерах.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по данному изобретению удовлетворяет нижеприведенным требованиям (a), (b), (c) и (d):
(a) демонстрирует содержание устойчивого крахмала, измеренное с помощью AOAC Official Method 2002.02 для измерения устойчивого крахмала, 60% или более;
(b) демонстрирует максимум молекулярного веса в пределах от 6×103 или более до 4×104 или менее;
(c) демонстрирует разброс молекулярного веса 1,5 или более до 6,0 или менее; и
(d) демонстрирует энтальпию желатинизации, измеренную с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии, в пределах от 50°C до 130°C, 10 Дж/г или менее.
Технические значения отдельных условий будут истолкованы ниже.
Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по данному изобретению удовлетворяет требованию (a), и имеет явно большее содержание устойчивого крахмала, по сравнению с содержанием, полученным общепринятыми способами производства.
С точки зрения дополнительного повышения содержания устойчивого крахмала на начальной стадии, содержание устойчивого крахмала в крахмале, обогащенном устойчивым крахмалом, по данному изобретению, измеренное с помощью AOAC Official Method 2002.02 для измерения устойчивого крахмала, предпочтительно составляет 65% или более и более предпочтительно 70% или более. Не существует специального ограничения по верхнему пределу содержания устойчивого крахмала в крахмале, обогащенном устойчивым крахмалом, по данному изобретению, и оно может составлять 100% или менее, обычно 90% или менее.
Необходимо иметь в виду, что содержание устойчивого крахмала в данном изобретении определяется как вес устойчивого крахмала по отношению к весу сухого образца (вес/вес).
Посредством удовлетворения требованиям (b) и (c), в крахмале существенно повышено содержание устойчивого крахмала.
Требование (b) из этих требований устанавливает пределы молекулярного веса крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом.
Фиг.1 представляет собой чертеж, иллюстрирующий результаты исследования авторов данного открытия, выполненного по максимумам молекулярных весов высокоамилозного кукурузного крахмала после кислотной обработки, и по содержанию устойчивого крахмала. Из Фиг.1 видно, что крахмалы, имеющие превышающие 60% содержания устойчивого крахмала получаются стабильным образом, если максимумы молекулярных весов находятся в пределах от 6×103 или более до 4×104 или менее. Необходимо иметь в виду, что Фиг.1 также демонстрирует крахмалы, имеющие содержания устойчивого крахмала менее 60%, несмотря на то, что максимумы молекулярного веса попадают в пределы от 6×103 или более до 4×104 или менее (Сравнительные Примеры). Эти графики представляют обработанные кислотой крахмалы, произведенные в условиях заданных пределов, описанных далее, и удовлетворяют требованию (b), но не удовлетворяют требованию (a). В краткой форме, как описано далее в Примерах, крахмалы, имеющие содержания устойчивого крахмала, превышающие 60%, получаются стабильным образом, если максимумы молекулярного веса попадают в пределы от 6×103 или более до 4×104 или менее, посредством соответствующего выбора условий производства.
Предполагается, что причина, по которой крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, получается после кислотной обработки только в вышеуказанных определенных пределах максимума молекулярного веса, является следующей. При кислотной обработке крахмала, часть молекулярных цепей, которые составляют крахмал гидролизуется, и крахмал разлагается на составные части с понижением молекулярного веса. Крахмальные зерна, имеющие в некоторой степени разорванные молекулярные цепи, в конечном счете, оптимизируют пространственное расположение молекул в более плотное состояние. Таким образом, чем больше будет происходить разложение кислотной обработкой, тем выше будет устойчивость крахмала к расщеплению. С другой стороны, если кислотная обработка происходит в избыточной степени, то консистенция зерна будет разрушена, и вследствие этого устойчивость крахмала к расщеплению будет утрачена.
С точки зрения более стабильно получаемого крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, максимум молекулярного веса обычно может составлять 6,5×103 или более, и предпочтительно 8×103 или более. С точки зрения еще более стабильно получаемого крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, максимум молекулярного веса может обычно составлять 3,6×104 или менее, предпочтительно 2,5×104 или менее и более предпочтительно 1,5×104 или менее.
Следующее требование (c) устанавливает разброс молекулярного веса.
Разброс молекулярного веса в требовании (c) относится к соотношению Mw/Mn средневесового молекулярного веса Mw к среднему значению молекулярного веса Mn.
Фиг.2 представляет собой чертеж, иллюстрирующий результаты исследования авторов данного открытия, выполненного на основе изменений характеров распределения молекулярного веса крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, наблюдаемых после кислотной обработки высокоамилозного кукурузного крахмала. Молекулярный вес, приведенный на Фиг.2 и также на Фиг.3, описанной далее, был измерен посредством гельпроникающей хроматографии (GPC) и выражен на основе пуллулана в качестве стандартного вещества. Из Фиг.2 видно, что характер распределения молекулярного веса крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, полученного после кислотной обработки (Пример 1), является более узким в пределах распределения по сравнению с интактным высокоамилозным кукурузным крахмалом (Вспомогательный Пример) и приводит к одному максимуму. Степень распределения молекулярного веса оценивается на основе разброса молекулярного веса. Разброс молекулярного веса представляет соотношение средневесового молекулярного веса (Mw) и среднего значения молекулярного веса (Mn). Полимеры обычно содержат молекулы, имеющие различные степени полимеризации, и таким образом демонстрируют молекулярные веса в некоторых пределах. Полимер, характеризуемый единичной степенью полимеризации, будет иметь Mw/Mn 1, тогда как большее колебание будет приводить к большему разбросу молекулярного веса.
Фиг.3 представляет собой чертеж, иллюстрирующий взаимосвязи между дисперсией молекулярного веса высокоамилозного кукурузного крахмала после кислотной обработки и содержанием устойчивого крахмала. Из Фиг.3 видно, что крахмалы, имеющие высокие содержания устойчивого крахмала, приводят к разбросу молекулярного веса, попадающему в определенные пределы, которые являются пределами, удовлетворяющими требованию (c), описанному выше.
Может быть предположена следующая причина. Так как молекулярные веса устойчивых к ферментам крахмалов попадают в некоторые пределы, то повышение количества компонентов, имеющих молекулярный вес вне некоторых заданных пределов, будет приводить к большей подверженности крахмалов расщеплению. С другой стороны, во время уменьшения молекулярных весов крахмалов также посредством ферментативной обработки по мере того как происходит реакция, распределение молекулярных весов остается в некоторых пределах. Несмотря на то, что особенности различия реакционных механизмов кислотной обработки и ферментативной обработки остаются неясными, предполагается, что этот вид отличия между ферментативной обработкой и кислотной обработкой в пределах распределения молекулярного веса проявляется в различии в пределах распределения молекулярного веса.
С точки зрения целесообразности консистенции крахмал, имеющий чрезмерно большой разброс молекулярного веса, может не подойти для получения требуемой консистенции. С этой точки зрения, если разброс молекулярного веса попадает в пределы, которые удовлетворяют требованию (c), то может быть уменьшено слишком высокое содержание фракции, имеющей низкий молекулярный вес, или фракции, имеющей высокий молекулярный вес, для того чтобы пищевой продукт, смешанный с крахмалом, не был слишком мучнистым или слишком жестким.
С точки зрения целесообразности консистенции более низкий предел разброса молекулярного веса составляет 1,5 или более, предпочтительно 2,0 или более и более предпочтительно 3,0 или более. Так как крахмал, имеющий слишком низкое распределение молекулярного веса, может иногда приводить к неподходящей мучнистой консистенции, то максимум молекулярного веса предпочтительно имеет некоторые пределы.
С другой стороны с точки зрения дополнительного увеличения содержания устойчивого крахмала на стабильной основе, верхний предел разброса молекулярного веса составляет 6,0 или менее, предпочтительно 5,5 или менее, и более предпочтительно 5,0 или менее.
Вследствие этого, с точки зрения уравновешивания соотношения устойчивого крахмала с консистенцией, разброс молекулярного веса в данном изобретении предпочтительно установлен в пределах от 1,5 или более и 6,0 или менее, предпочтительно от 2,0 или более и 5,5 или менее и более предпочтительно 3,0 или более и 5,0 или менее.
Молекулярный вес крахмала может быть измерен при помощи GPC (выражен на основе пуллулана в качестве стандарта).
Далее будет разъяснено требование (d).
В данном изобретении, для того чтобы удовлетворять требованию (d), крахмал может изначально быть обогащенным устойчивым крахмалом и может оставаться обогащенным устойчивым крахмалом также после тепловой обработки.
Более конкретно, также возможно достигнуть содержания устойчивого крахмала, например, 60% или более, и предпочтительно 70% или более, после нагревания при 200°C в течение 20 минут.
Энтальпия желатинизации в данном документе относится к энергии, требуемой для перехода крахмала в пастообразное состояние при нагревании. Крахмал переходит в пастообразное состояние при некоторой температуре при нагревании в присутствии воды. Так как для перехода крахмала в пастообразное состояние требуется энергия, то имеет место эндотермическая реакция. С помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC), количество тепла, поглощенного в связи с температурными изменениями, измеряется в виде пика, и в качестве энтальпии желатинизации рассчитывается площадь пика. Площадь пика является площадью, окруженной пиком и базовой линий, как показано на Фиг.4.
Фиг.4 представляет собой чертеж, иллюстрирующий результаты исследования авторов данного открытия, выполненного на основе эффектов кислотной обработки высокоамилозного кукурузного крахмала, обнаруженных на DSC графике. В целом, перерабатываемость крахмала повышается после желатинизации. Крахмал остается в кристаллизованном состоянии перед нагреванием, и он трудно поддается расщеплению пищеварительными ферментами. Кристаллизованное состояние, однако, после нагревания и желатинизации меняется на состояние, более поддающееся расщеплению ферментами. Таким образом, то что крахмал демонстрирует небольшой эндотермический пик на DSC, означает, что крахмал является причиной меньшего уменьшения содержания устойчивого крахмала после нагревания (также называемого “чрезвычайно термоустойчивый” далее в данном документе). На практике термоустойчивость устойчивого крахмала подвергается воздействию не только энтальпии желатинизации, но также подвергается воздействию температуры желатинизации и распределения молекулярного веса (максимум молекулярного веса, разброс молекулярного веса). Например, крахмал, который демонстрирует высокую температуру желатинизации, проявляет высокую термоустойчивость, так как он будет желатинизироваться только после нагревания до более высоких температур. Таким образом, энтальпия желатинизации может быть использована в качестве показателя термоустойчивости для крахмалов, имеющих сходные уровни температуры желатинизации, максимума молекулярного веса и разброса молекулярного веса.
Как видно из Фиг.4, высокоамилозный кукурузный крахмал в процессе кислотной обработки демонстрирует меньшие эндотермические пики по мере того, как происходит кислотная обработка. Низкая величина эндотермического пика, наблюдаемого на DSC, является важным свойством крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, по данному изобретению, и более конкретно она составляет 10 Дж/г или менее, предпочтительно 8 Дж/г или менее и более предпочтительно 6 Дж/г или менее. Посредством отбора могут быть получены на стабильной основе напиток и пищевой продукт, которые обеспечивают высокое содержание устойчивого крахмала даже после приготовления при нагревании. Не существует специального ограничения по более низкому пределу энтальпии желатинизации, допускается, например, 1 Дж/г или более.
В соответствии с данным открытием может быть получен крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, который содержит высокий уровень устойчивого крахмала, и является превосходным по устойчивости к нагреванию, посредством удовлетворения всем требованиям (a)-(d), описанным выше.
Далее будет истолкован способ производства крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом по данному изобретению.
В этом описании отдельные термины определяются, как приведено далее, если специально не указано другое. Необходимо принимать во внимание также то, что устойчивый крахмал может иногда в этом описании может называться “УК”.
Водное содержание: отношение водного содержания к влажному весу крахмала (вес/вес);
концентрация взвеси: отношение сухого веса крахмала к весу взвеси крахмала (вес/вес);
нормальность кислоты: нормальность кислоты в воде в реакционном растворе, включая водное содержимое, полученное из крахмала;
содержание устойчивого крахмала: отношение веса устойчивого крахмала к весу сухого образца (по весу); и
крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом: крахмал, имеющий содержание устойчивого крахмала 60% или более.
Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по данному изобретению обычно может быть получен посредством использования богатого амилозой крахмала, имеющего содержание амилозы 40% или более, в качестве сырья, и подверганием сырья воздействию кислотной обработки в водном неорганическом кислотном растворе.
Источником богатого амилозой крахмала, используемого в качестве сырья, может быть кукуруза, картофель, рис, пшеница, сладкий картофель, тапиока и другие, произвольно выбранные источники. С точки зрения доступности предпочтителен высокоамилозный кукурузный крахмал. Высокоамилозный кукурузный крахмал представляет собой кукурузный крахмал с повышенным посредством селективного выращивания содержанием амилозы, и в настоящее время доступны крахмалы, имеющие содержание амилозы 40% или более и 70% или более. С точки зрения дополнительного существенного повышения содержания устойчивого крахмала в крахмале, обогащенном устойчивым крахмалом, может быть приемлем любой крахмал, имеющий содержание амилозы 40% или более.
При кислотной обработке в реакционный аппарат помещаются крахмал в качестве сырья и очищенная вода. Альтернативно, кислая вода, предварительно приготовленная растворением неорганической кислоты в воде, и сырье помещаются в реакционный аппарат. С точки зрения обеспечения прохождения более стабильной кислотной обработки, предпочтительно, чтобы вся доля крахмала была равномерно диспергирована в водной фазе или пребывала в форме взвеси. Для этой цели концентрация взвеси крахмала, который должен быть подвергнут кислотной обработке, предпочтительно доведена до 50% по весу или менее, например, более предпочтительно до 20% по весу или более и 40% по весу или менее. Слишком высокая концентрация взвеси будет повышать вязкость взвеси и может привести к сложности равномерного перемешивания взвеси.
В качестве примеров кислот, используемых для кислотной обработки, могут быть приведены хлористоводородная кислота, серная кислота, азотная кислота и тому подобные, без ограничений по видам и степени очистки.
Реакция кислотной обработки выполняется посредством соответствующего выбора температуры и кислотной концентрации, таким образом, что получающийся в результате обработанный кислотой крахмал удовлетворяет требованиям (a)-(d). Тем не менее, сложно получить крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, который удовлетворяет требованиям (a)-(d) при традиционных условиях кислотной обработки. Итак, в данном изобретении концентрация неорганической кислоты, реакционная температура и продолжительность реакции, например, в процессе кислотной обработки установлены определенным образом. Частные условия будут разъяснены более подробно.
Во-первых, время кислотной обработки установлено так, что оно удовлетворяет требованиям (a)-(d). С точки зрения более надежного подавления денатурации во время реакции, время необходимое для кислотной обработки предпочтительно ограничено до 3 дней или менее и предпочтительно до 2 дней или менее.
Концентрация неорганической кислоты и температура реакции кислотной обработки выбраны так, чтобы они удовлетворяли ниже приведенному выражению (1):
(5,54×(4,20)(T-40)/10)(-0,879)≤C<-0,000016×T3+0,00068×T2-0,028×T+4,3 (1)
где в выражении (1) T - температура реакции (°C), C -нормальность (н) неорганической кислоты в водном неорганическом кислотном растворе.
Слишком высокие уровни нормальности неорганической кислоты и температуры реакции могут иногда не приводить к повышению содержания устойчивого крахмала в достаточной степени. В противоположность, слишком низкие уровни могут чрезмерно увеличить время, необходимое для реакции кислотной обработки.
Посредством соответствия выражению (1), содержание устойчивого крахмала может быть повышено эффективным и стабильным образом.
Фиг.5 представляет собой чертеж, иллюстрирующий результаты исследования авторов данного открытия, выполненного на основе взаимосвязи между температурой реакции (°C) и нормальностью (н) кислоты при кислотной обработке. На Фиг.5 изображения “○” представляют условия, при которых крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, может быть произведен в течение 3 дней, тогда как изображения “×” представляют условия, при которых крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, не может быть произведен в течение 3 дней. Изображения “○” попадают в заштрихованную площадь, окруженную двумя кривыми на Фиг.5. Таким образом, обычно посредством проведения кислотной обработки в соответствии с нормальностью кислоты и температурой, которые попадают в площадь, окруженную двумя кривыми на Фиг.5, в течение 3 дней могут быть произведены крахмалы, которые удовлетворяют требованиям (a)-(d).
Кроме того, продолжительность реакции кислотной обработки может быть однозначно определена нижеприведенным выражением (2) с использованием показателей температуры реакции и нормальности кислоты:
13,0×C(-1,14) ×(1/4,2)(T-40)/10≤t≤180×C(-1,58)×(1/4,2)(T-40)/10 (2)
где в выражении (2, T - температура реакции (°C), C - нормальность (н) неорганической кислоты в водном неорганическом кислотном растворе и t - продолжительность реакции (ч).
Выражение (2) было получено экспериментально и показывает то, что удвоенная нормальность кислоты сокращает самое короткое время получения крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, в 2,2 раза, самое продолжительное время в 3 раза, и что повышение температуры реакции на 10°C сокращает как самое короткое время, так и самое продолжительное время в 4,2 раза.
Так как условия производства крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, характеризуются тремя показателями: температурой реакции, нормальностью кислоты и продолжительностью реакции, то выражение (2) приводит к трехмерному графику, но может приводить к двухмерной диаграмме, имеющей в качестве осей нормальность кислоты и продолжительность реакции, если температура реакции поддерживается постоянной.
Фиг.6(a)-6(c) являются чертежами, иллюстрирующими результаты исследования авторов данного открытия, выполненного на основе взаимосвязи между нормальностью кислоты и продолжительностью реакции, когда температура в выражении (2) была постоянной. Значения температур реакции на Фиг.6(a), Фиг.6(b) и Фиг.6(c) составляют 40°C, 50°C и 60°C соответственно. Пределы нормальности кислоты и продолжительности реакции, при которых крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, возможно произвести при определенных температурах, показаны заштрихованными площадями. Условные обозначения являются следующими:
○: содержание устойчивого крахмала ≥ 70%;
●: 70% > содержание устойчивого крахмала ≥ 65%;
■: 65% > содержание устойчивого крахмала ≥ 60%; и
×: 60% > содержание устойчивого крахмала.
Кривые на Фиг.6 представляют значения верхнего предела и значения нижнего предела продолжительности реакции, рассчитанные по выражению (2) при изменяющейся нормальности кислоты. Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, может быть получен проведением кислотной обработки продолжительностью не короче, чем нижние значения предела, обозначенного пунктирной линией, и не дольше, чем значения верхнего предела обозначенного сплошной линией.
Верхний предел и нижний предел температуры реакции и нормальность кислоты, используемые в выражении (2) определяются выражением (1). Например, верхний предел и нижний предел нормальности кислоты, определяемые выражением (1), обозначены вертикальными сплошными прямыми линиями на Фиг.6. Верхний предел продолжительности реакции (72 часа в приведенных на Фиг.5 и Фиг.6 Примерах) обозначен горизонтальной пунктирной линией на Фиг.6.
На основании Фиг.6, можно понять, что кислотная обработка, выполненная при условиях заштрихованной площади, окруженной линиями, успешно приводит к крахмалу, обогащенному устойчивым крахмалом, который удовлетворяет требованиям (a)-(d).
Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, может быть получен на стабильной основе использованием богатого амилозой крахмала (высокоамилозный крахмал), который имеет содержание амилозы 40% или более в качестве сырья, и подверганием сырья воздействию кислотной обработки в водном неорганическом кислотном растворе в определенных условиях.
Как описано ранее в разделе “Уровень техники, предшествующий изобретению” известны технологии удаления легко перевариваемой фракции из крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, обычно посредством ферментативной обработки. Эти технологии были направлены на повышение относительных содержаний устойчивого крахмала удалением перерабатываемых компонентов, но не были направлены ни на выработку нового устойчивого крахмала, ни на повышение абсолютного количества устойчивого крахмала. Несмотря на то, что технологии проведения гидротермической обработки или проведения кислотной обработки в спиртовом растворителе были эффективны с точки зрения производства нового устойчивого крахмала, величина повышения была недостаточна.
В отличие от этого, в данном варианте осуществления, посредством проведения кислотной обработки с использованием богатого амилозой крахмала, который имеет содержание амилозы 40% или более в качестве сырья, при соответствующем соблюдении определенных условий температуры реакции, нормальности кислоты и продолжительности реакции, величина содержания устойчивого крахмала может быть значительно повышена. Также возможно эффективно повысить абсолютное количество устойчивого крахмала в высокоамилозном крахмале.
Полученный таким образом крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, имеет высокое содержание устойчивого крахмала, и имеет превосходную термоустойчивость устойчивого крахмала, так что он эффективно добавлен в различные напитки и пищевые продукты. Например, крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по данному изобретению может быть добавлен в напитки и пищевые продукты для того, чтобы заменить другие виды крахмала или злаковой муки, включая пшеничную муку. Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по данному изобретению вызывает лишь небольшие снижения в содержании устойчивого крахмала, даже после смешения с пищевыми продуктами, такими как хлеб и лапша, делая возможным обеспечение пищевых продуктов с более высоким содержанием устойчивого крахмала по сравнению с традиционным крахмалом, содержащим устойчивый крахмал, даже с такой же величиной добавки.
Напитки и пищевые продукты, поддающиеся смешению с крахмалом, обогащенным устойчивым крахмалом по данному изобретению, не ограничены особым образом, их примерами могут быть хлеб, включая белый хлеб, столовый рулет, сладкую сдобную булочку, хлеб дели, наан и Датскую сдобу;
кондитерские изделия западного типа, включая бисквит, блин, маффин, пончик, креп, пирог, домашний торт и печенье;
японские кондитерские изделия, включая кастеллу, и маньчжу (пластинка из сладкой фасолевой пасты);
различные кондитерские изделия, включая рисовый крекер, араре (рис крекер в виде куба), закуски, хлебный злак и крекер;
тесто для китайских закусок, включая обработанную паром сдобную булочку, китайскую пышку и фаршированный блинчик;
лапша, включая удон (японская пшеничная лапша), рамен (Китайская лапша), макароны и лапшу быстрого приготовления; и
жидкое тесто и панировка для обжаренных пищевых продуктов, включающих темпуру и фритюр.
Напиток и пищевой продукт по данному изобретению содержат крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, который удовлетворяет требованиям (a)-(d).
В соответствии с данным открытием также в настоящее время достижимы нижеприведенные эффекты.
Может быть получен крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, обычно имеющий содержание устойчивого крахмала от 60 до 80%, в соответствии с AOAC Official Method 2002.02.
Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, добавленный в пищевые продукты (например, белый хлеб, блин, удон), поддерживает высокое содержание устойчивого крахмала во время приготовления при нагревании, вызывая только незначительное уменьшение содержания. Также меньше подвергается воздействию консистенция, не превращаясь в мучнистую.
Более высокое содержание устойчивого крахмала, чем достижимое традиционными технологиями, и более низкое уменьшение содержания устойчивого крахмала во время приготовления, предоставляют возможность приготовления устойчивого крахмала с высоким содержанием пищевых продуктов.
Не требуется ни высокая температура, превышающая 100°C, ни высокое давление, ни большие затраты энергии. Так как не требуются дорогостоящий фермент, сложные процедуры очистки и ретроградационная обработка, то устойчивый крахмал может быть обеспечен при более низких затратах, чем когда-либо раньше.
Полученный таким образом крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, может быть дополнительно подвергнут заранее определенной обработке. Например, содержание устойчивого крахмала может дополнительно быть повышено, подверганием крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, полученного после кислотной обработки, воздействию гидротермической обработки или ферментативной обработки.
Примеры
Примеры данного изобретения будут разъяснены далее, без ограничения основных свойств данного изобретения.
Пояснение начинается со способов измерения.
(Измерение содержания устойчивого крахмала в соответствии с AOAC Official Method 2002.02)
В нижеприведенных экспериментах содержание устойчивого крахмала измеряли с использованием набора для анализа устойчивого крахмала (K-RSTAR от Megazyme). Конкретные процедуры были следующими.
В 50 мл 100 мМ малеинового буфера (pH 6,0, содержащего 0,028% CaCl2 и 0,02% азида натрия (масса/объем)), ресуспендировали 0,5 г панкреатина в течение 5 минут, и добавляли 0,5 мл раствора амилоглюкозидазы (300 Единиц/мл). Смесь подвергали центрифугированию при 3000 об/мин в течение 10 минут. Четыре миллилитра супернатанта помещали в пробирку с крышкой (от Corning Incorporated, размер: 16×125 мм, серийный номер изделия: 430157), содержащей 100 мг (±5 мг) образца (который представлял собой содержащий крахмал материал), и ресуспендировали с использованием вихревой мешалки. Пробирку плотно покрывали парафильмом и виниловой лентой, для того чтобы избежать утечки, помещали в термостатируемую баню, оборудованную встряхивателем, и содержимое расщепляли ферментативно при 37°C в течение 16 часов, при встряхивании пробирки на скорости 200 взмахов/мин в горизонтальном направлении.
По окончании переработки добавляли 4 мл 99,5% этанола, содержимое тщательно перешивали, подвергали центрифугированию при 3000 об/мин в течение 10 минут и супернатант удаляли. Восемь миллилитров 50% этанола добавляли к осадку в двух аликвотах, для того чтобы повторно ресуспендировать его, и суспензию подвергали центрифугированию еще раз. Процесс повторяли еще раз и осадок, фракцию устойчивого крахмала, извлекали. Пробирку с крышкой, содержащую осадок, погружали в воду со льдом, добавляли 2 мл раствора 2M KOH и смесь размешивали с использованием магнитной мешалки в форме звезды в течение 20 минут, для того чтобы посредством этого полностью растворить фракцию устойчивого крахмала. Смесь нейтрализовывали посредством добавления 8 мл 1,2 M натрий ацетатного буфера (pH 3,8) и в нее дополнительно добавляли 0,1 мл амилоглюкозидазы (3300 Единиц/мл). Смесь инкубировали на водяной бане при 50°C в течение 30 минут так, чтобы переработать фракцию устойчивого крахмала до глюкозы. Реакционный раствор во время инкубирования ресуспендировали раз в 5 минут.
Реакционную смесь после расщепления амилоглюкозидазой подвергали центрифугированию при 3000 об/мин в течение 10 минут и 0,5 мл супернатанта разбавляли 4,5 мл дистиллированной воды. 0,1 мл разбавленного реакционного раствора смешивали с 3 мл реагента GOPOD и смесь инкубировали при 50°C в течение 20 минут. Смесь охлаждали до комнатной температуры и после этого подвергали измерению абсорбции при 510 нм с использованием спектрофотометра, для того чтобы определить содержание глюкозы по сравнению со стандартным образцом, содержащимся в наборе.
Содержание устойчивого крахмала определяли расчетом количества крахмала на основе количества глюкозы, полученной из фракции устойчивого крахмала, выделенной конечным амилоглюкозидазным расщеплением, и выражали в виде веса устойчивого крахмала по отношению к сухому весу образца (вес/вес).
(Измерение распределения молекулярного веса)
Распределение молекулярного веса (максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса) измеряли с использованием блока HPLC от Tosoh Corporation (c насосом DP-8020, RI детектором RS-8021 и дегазатором SD-8022). Условия анализа были следующими:
колонка: TSKgel α-M (7,8 мм⌀, 30 см) (от Tosoh Corporation) ×2;
скорость потока: 0,5 мл/мин;
подвижная фаза: 5 мМ NaNO3/диметилсульфоксид:вода (9:1);
температура колонки: 40°C; и
объем образца: 0,2 мл (концентрация образца 1,0 мг/мл подвижной фазы).
Данные с детектора получали с использованием специализированного программного обеспечения (мультиблочный GPC-8020 модель II, data collection version 5.70, от Tosoh Corporation), и рассчитывали максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса. График стандарта был получен использованием пуллулана (от Showa Denko K.K., Shodex Standart P-82), имеющего известный молекулярный вес.
(Измерение энтальпии желатинизации посредством DSC)
DSC проводили с использованием DSC3100 от MAC Science Corporation. 15 мг образца и 45 мкл дистиллированной воды помещали в 70 мкл алюминиевую кювету, кювету плотно закрывали, выдерживали при комнатной температуре в течение 3 часов или более, для того чтобы образец впитал воду. Пустую кювету использовали в качестве контроля. Образец нагревали от комнатной температуры до 130°C со скоростью 10°C/мин. Энтальпию желатинизации, измеряемую на основе площади эндотермического пика в полученной DSC диаграмме, выражали в виде теплоты желатинизации (Дж/г) на единицу сухого веса крахмала.
(Измерение термоустойчивости крахмала)
Крахмал смешивали с водой так, чтобы довести содержание воды до 30%, и размешивали дважды, по 3 секунды каждый раз, с использованием Wonder Brender (от Osaka Chemical Co., Ltd.). Крахмал, прикрепившийся к боковым поверхностям и дну, соскребали с использованием резинового шпателя и размешивали в течение 3 секунд. 6 грамм крахмала с контролируемой таким образом влажностью наполняли в чашу, изготовленную из нержавеющей стали, проиллюстрированную на Фиг.7(a) и Фиг.7(b), и образец сжимали нагружением на него сверху чаши из нержавеющей стали такого же размера и утрамбовывали в течение 10 секунд. Накладываемую чашу из нержавеющей стали удаляли и образец нагревали в печи с термостатируемым направляемым потоком воздуха (EYELWFO-40) при 200°C в течение 20 минут. Образец после нагревания измельчали, просеивали через сито 60 меш и измеряли содержание устойчивого крахмала.
(Примеры 1, 2, Сравнительные Примеры 1, 2)
(Влияние содержания амилозы в сырье)
Высокоамилозный кукурузный крахмал HS-7 класса VII (от J-Oil Mills, Inc., содержание воды=15,0%, содержание амилозы=80%) смешивали с водой так, чтобы довести сухой вес крахмала по отношению к весу взвеси до 40% (вес сухого крахмала/вес взвеси), для того чтобы таким образом приготовить 320 г взвеси. Взвесь смешали с 80 мл водного 6,67Н раствора хлористоводородной кислоты при размешивании и температуру доводили до 40°C. Нормальность хлористоводородной кислоты по отношению к реакционной воде, включая содержание воды в крахмале, составила 1,96 н. Время, при котором смесь достигала заданной температуры (40°C в Примере 1) после добавления водного раствора хлористоводородной кислоты, считали началом реакции. После 24 часов реакции смесь нейтрализовывали 3% NaOH, с последующей промывкой водой, удалением воды, сушкой, с получением таким образом обработанного кислотой, высокоамилозного кукурузного крахмала (Пример 1). Необходимо иметь в виду, что нормальность кислоты здесь и далее в данном документе означает нормальность кислоты по отношению к реакционной воде, включая содержание воды в крахмале, в итоговой реакционной жидкости, если особым образом не указано другое.
Другие обработанные кислотой крахмалы получали сходным с Примером 1 образом при тех же условиях реакции, за исключением использования высокоамилозного кукурузного крахмала HS-7 класса V (от J-Oil Mills, Inc., содержание амилозы 50%) (Пример 2), кукурузного крахмала Y (от J-Oil Mills, Inc., содержание амилозы 30%) (Сравнительный Пример 1) и восковидного кукурузного крахмала Y (от J-Oil Mills, Inc., содержание амилозы 0%) (Сравнительный Пример 2), соответственно, вместо высокоамилозного кукурузного крахмала HS-7 класса VII.
Обработанные кислотой крахмалы в Примерах 1, 2, сравнительных Примерах 1 и 2 и высокоамилозный кукурузный крахмал перед дополнительной обработкой кислотой во Вспомогательном Примере подвергали измерению содержания устойчивого крахмала, максимума молекулярного веса и разброса молекулярного веса посредством GPC и энтальпии желатинизации посредством DSC. Результаты приведены в Таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||||
| Тип крахмала | Содержание амилозы (%) | УК содержание(%) | Максимум моле-кулярного веса | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/г) | Выход (%) | ||
| Перед кис- лотной обработкой |
После кис- лотной обработки |
|||||||
| Пример 1 | HS-7 класса VII | 80 | 41 | 72 | 1,2×104 | 4,0 | 4,9 | 94 |
| Пример 2 | HS-7 класса V | 50 | 49 | 67 | 1,2×104 | 4,7 | 7,1 | 92 |
| Сравнительный Пример 1 | Кукурузный крахмал Y | 30 | 0,3 | 8,1 | 1,9×104 | 3,9 | 12,2 | 99 |
| Сравнительный Пример 2 | Восковидный куку- рузный крахмал Y |
0 | 0,1 | 0,1 | 2,3×104 | 4,4 | 24,1 | 99 |
| Вспомогательный Пример | Интактный HS-7 класса VII | 41 | 2,2×105 | 8,7 | 15,3 | - |
Как видно из Таблицы 1, крахмалы, обогащенные устойчивым крахмалом, имеющие содержания крахмала 60% или более, производили из крахмалов, имеющих содержания амилозы 50% или более.
(Примеры 3-7, Сравнительные Примеры 3-5)
(Эффекты молекулярного веса)
Обработанные кислотой крахмалы, имеющие различные уровни максимума молекулярного веса, получали кислотной обработкой, проведенной сходным с Примером 1 образом, за исключением того, что температура реакции, продолжительность реакции нормальность неорганической кислоты (“Нормальность кислоты (н)” в Таблице 2) отличались от их значений в Примере 1 (Пример 3-7, Сравнительные Примеры 3-5). Результаты приведены в Таблице 2.
| Таблица 2 | ||||||||
| Нормальность кислоты (н) | Температура реакции (°C) | Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Молеку-лярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желати- низации (Дж/кг) |
Выход (%) | |
| Сравнительный Пример 3 | 1,96 | 40 | 2 | 47 | 6,2×104 | 7,3 | 15,1 | 97 |
| Пример 3 | 1,96 | 40 | 7 | 61 | 3,0×104 | 3,7 | 5,5 | 96 |
| Пример 4 | 1,96 | 40 | 12 | 65 | 2,1×104 | 3,5 | 5,6 | 96 |
| Пример 1 | 1,96 | 40 | 24 | 72 | 1,2×104 | 4,0 | 4,9 | 94 |
| Пример 5 | 1,96 | 40 | 48 | 62 | 8,5×103 | 3,6 | 5,2 | 87 |
| Пример 6 | 0,49 | 60 | 2 | 62 | 3,6×104 | 5,9 | 8,9 | 100 |
| Пример 7 | 0,49 | 60 | 24 | 68 | 6,7×103 | 5,6 | 4,3 | 80 |
| Сравнительный Пример 4 | 0,49 | 40 | 24 | 52 | 5,2×104 | 5,3 | 9,1 | 99 |
| Сравнительный Пример 5 | 1,96 | 50 | 24 | 59 | 5,5×103 | 6,1 | 5,4 | 69 |
На основании Примера 1, Примеров 3 до 5 и Сравнительного Примера 3 в Таблице 2, было обнаружено, что молекулярный вес уменьшался, и было обнаружено, что содержание устойчивого крахмала повышалось с увеличением продолжительности реакции при одинаковой температуре и одинаковой нормальности кислоты. С другой стороны, было обнаружено, что содержание устойчивого крахмала уменьшалось при чрезмерно продолжительной кислотной обработке.
Из дополнительных исследований кислотной обработки при более точно отрегулированных условиях, как было выполнено в Примере 6 и Примере 7 в Таблице 2, были получены крахмалы, имеющие содержания устойчивого крахмала, превышающие 60% проведением кислотной обработки так, чтобы довести максимум молекулярного веса до 6×103 или более и 4×104 или менее. С другой стороны в Сравнительных Примерах 4, 5 было обнаружено содержание устойчивого крахмала менее 60%. Таким образом, по имеющимся сведениям крахмалы, имеющие содержание устойчивого крахмала, повышенное до 60% или более, могут быть получены стабильным образом поддержкой молекулярного веса в пределах от 6×103 или более и 4×104 или менее посредством кислотной обработки.
(Сравнительные Примеры 6-8)
(Сравнение с коммерчески доступным крахмалом, содержащим устойчивый крахмал)
В этих Примерах производили оценку крахмалов, полученных способами, описанными в Патентных Документах 5-7.
Nisshoku Roadster (от Nihon Shokuhin Kako Co., Ltd.) представляет собой продукт, полученный подверганием высокоамилозного кукурузного крахмала воздействию гидротермической обработки, и предполагается, что он должен быть произведен строго по технологии, соответствующей способу производства, раскрытому в Патентном документе 5.
Hi-Maize 1043 (от National Starch и Chemical Company) представляет собой продукт, полученный подверганием высокоамилозного кукурузного крахмала воздействию гидротермической обработки, и предполагается, что он должен быть произведен строго по технологии, соответствующей способу производства, раскрытому в Патентном документе 6.
ActiStar 11700 (от Cargill, Incorporated) представляет собой перекристаллизованную амилозу, полученную из крахмала тапиоки, и предполагается, что он должен быть произведен строго по технологии, соответствующей способу производства, раскрытому в Патентном документе 7.
Итак, для того чтобы произвести оценку крахмалов, полученных Патентными Документами 5-7, измеряли содержание устойчивого крахмала, максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса этих коммерчески доступных продуктов (Таблица 3).
| Таблица 3 | ||||
| Название продукта | Содержание УК(%) | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | |
| Пример 1 | - | 72 | 1,2×104 | 4,0 |
| Сравнительный Пример 6 | Nisshoku Roadster | 41 | 6,2×104 | 10 |
| Сравнительный Пример 7 | Hi-Maize 1043 | 45 | 1,8×105 | 13 |
| Сравнительный Пример 8 | ActiStar 11700 | 50 | 3,0×103 | 5,3 |
В Таблице 3 видно, что было обнаружено, что все из коммерчески доступных крахмалов, содержащих устойчивые крахмалы, представленные Сравнительными Примерами 6-8, имеют низкие уровни содержания устойчивого крахмала.
(Сравнительные Примеры 9-15)
(Сравнение с использованием экспериментальных продуктов)
Для того чтобы произвести оценку крахмалов, происходящих из высокоамилозного крахмала, получаемого способами, описанными в предыдущих документах, крахмалы были произведены на экспериментальной основе в соответствии со способами, описанными в Документе 3 (Сравнительный Пример 9), Патентном документе 2 (Сравнительный Пример 10), Патентном документе 1 (Сравнительный Пример 11, 12), Патентном документе 8 (Сравнительный Пример 13), Патентном документе 4 (Сравнительный Пример 14) и Патентном документе 9 (Сравнительный Пример 15).
(Сравнительный Пример 9)
(Воспроизведение Примера 4 в Патентном документе 3)
К 20 граммам высокоамилозного кукурузного крахмала HS-7 класса VII (от J-Oil Mills, Inc., содержание воды=15%) добавляли 34 г воды, смесь размешивали для приготовления суспензии, доводили pH до 7 и после этого доводили температуру до 80°C. 2 миллилитра раствора термоустойчивой α-амилазы (в данном документе использовали α-амилазу от Micfarm Co., Ltd. (Termamyl 120 L от Novozymes)) добавляли к суспензии при размешивании, предоставляли возможность взаимодействовать при 80°C в течение одного часа, и после этого инактивировали доведением pH до 3,3 хлористоводородной кислотой. pH суспензии доводили до 5,0 водным раствором гидроксида натрия, промывали водой, обезвоживали и высушивали с получением таким образом 8,8 г переработанного ферментом крахмала (содержание воды=8,9%). Измеряли содержание устойчивого крахмала в полученном таким образом менее-перерабатываемом крахмале, и посредством GPC измеряли максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса. Результаты приведены в Таблице 4.
(Сравнительный Пример 10)
(Воспроизведение Примера 1 в Патентном документе 2)
Содержание воды в высокоамилозном кукурузном крахмале HS-7 класса VII (от J-Oil Mills, Inc.) доводили до 38%, крахмал помещали в герметизированную упаковку и нагревали при 100°C в течение 2 часов. Продукт высушивали и измельчали, 20 г измельченного продукта (содержание воды 9,7%) после этого ресуспендировали в 440 мл 50 мМ натрий фосфатного буфера (pH 6,9), после этого добавляли 0,16 г панкреатина (полученного из свиной поджелудочной железы, активностный эквивалент 8×U. S. P. стандарта, продукт SIGMA) и смесь подвергали ферментативному расщеплению при 37°C в течение 8 часов при легком размешивании. pH смеси доводили до 3,3 хлористоводородной кислотой, для инактивирования фермента, образец фильтровали, промывали, высушивали и измельчали с получением таким образом 11,0 г менее перерабатываемого крахмала (содержание воды=9,5%). Измеряли содержание устойчивого крахмала в полученном таким образом менее перерабатываемом крахмале, и посредством GPC измеряли максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса. Результаты приведены в Таблице 4.
| Таблица 4 | ||||
| Содержание УК (%) | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Выход (%) | |
| Пример 1 | 72 | 1,2×104 | 4,0 | 94 |
| Сравнительный Пример 9 | 43 | 9,2×103 | 14 | 47 |
| Сравнительный Пример 10 | 52 | 1,0×104 | 15 | 56 |
Было обнаружено, что в сравнительном Примере 9 имели место большой разброс молекулярного веса, измеренный посредством GPC, и низкое содержание устойчивого крахмала, измеренное с помощью AOAC Official Method 2002.02.
Также было обнаружено, что в сравнительном Примере 10 имели место большой разброс молекулярного веса, измеренного посредством GPC, и низкое содержание устойчивого крахмала.
(Сравнительный Пример 11)
(Воспроизведение Примера 5 в Патентном документе 1)
100 грамм высокоамилозного кукурузного крахмала HS-7 класса VII (от J-Oil Mills, Inc., содержание воды=15,0%) ресуспендировали в 100 мл этанола, после этого добавляли 10 мл концентрированной хлористоводородной кислоты и смесь выдерживали при комнатной температуре (22°C или около) в течение 3 дней, с перемешиванием время от времени. Обработанный кислотой крахмал собирали фильтрованием с отсасыванием, суспендировали в 70% этаноле и отфильтровывали с отсасыванием вновь. Этот способ промывки повторяли до тех пор, пока pH фильтрата не превысило 5,0. После этого собранное вещество высушивали и измельчали с получением таким образом 92,4 г обработанного кислотой крахмала (содержание воды 12,1%). Было измерено содержание устойчивого крахмала в полученном таким образом образце, и посредством GPC был измерен максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса. Результаты приведены в Таблице 5.
| Таблица 5 | ||||
| Содержание УК (%) | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Выход (%) | |
| Пример 1 | 72 | 1,2×104 | 4,0 | 94 |
| Сравнительный Пример 11 | 45 | 5,2×104 | 8,3 | 96 |
Было обнаружено, что Сравнительный Пример 11 отличался от данного изобретения максимумом молекулярного веса и разбросом молекулярного веса, измеренным посредством GPC, и также более низким содержанием устойчивого крахмала, измеренным с помощью AOAC Official Method 2002.02.
(Сравнительный Пример 12)
Для того чтобы произвести более детальное сравнение Патентного документа 1 и Примера 1, выполняли кислотную обработку в соответствии с нижеприведенными условиями, с получением таким образом обработанного кислотой крахмала, который удовлетворяет требованиям (b) и (c).
Сначала 50 г высокоамилозного крахмала HS-7 класса VII (от J-Oil Mills, Inc., содержание воды=15,0%) ресуспендировали в 200 мл этанола и в раствор добавляли 8 мл концентрированной хлористоводородной кислоты и осуществляли перемешивание. Смесь обрабатывали кислотой при 40°C в течение 24 часов при размешивании и после этого фильтровали, промывали, высушивали и измельчали схожим с описанным в Сравнительном Примере 11 способом с получением таким образом 46,7 г обработанного кислотой крахмала (содержание воды=10,9%). Измеряли содержание устойчивого крахмала в полученном таким образом образце и посредством GPC измеряли максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса. Результаты приведены в Таблице 6.
| Таблица 6 | ||||
| Содержание УК(%) | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Выход (%) | |
| Пример 1 | 72 | 1,2×104 | 4,0 | 94 |
| Сравнительный Пример 12 | 54 | 2,2×104 | 3,9 | 97 |
Несмотря на то, было обнаружено, что обработанный кислотой крахмал, полученный в Сравнительном Примере 12, удовлетворяет требованиям (b) и (c), содержание устойчивого крахмала составляло только 54%. Посредством кислотной обработки в растворителе на основе этанола не мог быть получен преобразованный крахмал, имеющий содержание устойчивого крахмала, превышающее 60%, даже если выполняли кислотную обработку при условиях, установленных для достижения максимума молекулярного веса и разброса молекулярного веса, обозначенных требованиями (b) и (c).
(Сравнительный Пример 13)
(Воспроизведение Примера 8 в Патентном документе 8)
15 г высокоамилозного кукурузного крахмала HS-7 класса VII (от J-Oil Mills, Inc., содержание воды=15,0%) ресуспендировали в 40 мл воды и после этого в раствор добавляли 260 мл кипящей воды, для того чтобы таким образом приготовить однородную взвесь. Взвесь нагревали в автоклаве при 121°C в течение 8 ч и после этого выдерживали при 24°C в течение 16 ч и дополнительно при 8°C в течение 48 часов. Продукт подвергали центрифугированию, в собранную фракцию осадка добавляли воду и раствор ресуспендировали для получения 10% взвеси. 1 г α-амилазы Bacillus subtilis (от Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ресуспендировали в 19 мл холодной воды, выдерживали в течение 2 часов и подвергали центрифугированию для отбора супернатанта. Отдельно растворяли 500 единиц амилазы из человеческой слюны (TYPE IX-A, от SIGMA) в 20 мл холодной воды. К 10% взвеси крахмала после нагревания и охлаждения добавляли 15 мл раствора α-амилазы Bacillus subtilis и 20 мл раствора амилазы из человеческой слюны и осуществляли ферментативную обработку при 24°C в течение 25 часов. Обработанный ферментом крахмал собирали центрифугированием, ресуспендировали в равном объеме воды и суспензию подвергали центрифугированию вновь для отбора осадка. Этот процесс повторяли три раза, и фракцию осадка лиофилизировали с получением 8,1 г экспериментального продукта (содержание воды=11,4%). Измеряли содержание устойчивого крахмала в полученном таким образом образце и посредством GPC измеряли максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса. Результаты приведены в Таблице 7.
| Таблица 7 | ||||
| Содержание УК(%) | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Выход (%) | |
| Пример 1 | 72 | 1,2×104 | 4,0 | 94 |
| Сравнительный Пример 13 | 56 | 9,0×103 | 3,4 | 57 |
Как видно из Таблицы 7, содержание устойчивого крахмала в экспериментальном продукте, полученном в Сравнительном Примере 13, не удовлетворяет требованию (a).
(Сравнительный Пример 14)
(Воспроизведение Патентного документа 4)
В соответствии со способом, описанным в Патентном документе 4, готовили экспериментальный продукт. Первоначально 9,41 г высокоамилозного крахмала HS-7 класса VII (от J-Oil Mills, Inc., содержание воды=15,0%) ресуспендировали в растворителе, состоящем из 90,6 мл воды, 95 мл этанола и 5 мл метанола. В каждую из шести реакционных пробирок из нержавеющей стали помещали 12,2 г полученной взвеси и воздух в пробирке вытесняли азотом. Под реакционной пробиркой в данном документе подразумевается трубка из нержавеющей стали (внутренний диаметр=16,0 мм, внешний диаметр=19,3 мм, длина=150 м) и крышки из нержавеющей стали (SS-1210-C, от Swagelok Company) были прикреплены к каждому из концов трубки. Реакционные пробирки, содержащие образец, нагревали на соляной бане при 150°C в течение 1 часа при встряхивании. Реакционные пробирки снимали с соляной бани, переносили в водяную баню 40°C и выдерживали в течение 2 часов при встряхивании. Реакционные пробирки переносили в соляную баню при 145°C и выдерживали в течение 3 часов при встряхивании. Реакционные пробирки переносили в водяную баню при 80°C и выдерживали в течение 1 часа при встряхивании. После этого водяную баню выключали и реакционные пробирки охлаждали в течение ночи в бане. Образцы извлекали из реакционных пробирок и осадки собирали фильтрованием с отсасыванием. Осадок высушивали в течение ночи в печи с направляемым потоком воздуха при 30°C. Высушенные осадки измельчали, полученные таким образом образцы переводили в состояние с содержанием воды 25,8% и выдерживали в автоклаве при 120°C в течение 120 минут. Образцы после этого высушивали в течение ночи при 50°C и измельчали с получением таким образом 6,19 г экспериментального продукта (содержание воды 12,5%). Измеряли содержание устойчивого крахмала в полученном таким образом образце и посредством GPC измеряли максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса. Результаты приведены в Таблице 8.
| Таблица 8 | ||||
| Содержание УК (%) | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Выход (%) | |
| Пример 1 | 72 | 1,2×104 | 4,0 | 94 |
| Сравнительный Пример 14 | 62 | 3,0×104 | 9,0 | 92 |
Как видно из Таблицы 8, разброс молекулярного веса экспериментального продукта, полученный в Сравнительном Примере 14, не удовлетворяет требованию (c).
(Сравнительный Пример 15)
(Воспроизведение Патентного документа 9)
Для того чтобы исследовать отличие между данным изобретением и Патентным документом 9, готовили экспериментальный продукт в соответствии со способом, описанным в документе. Первоначально 100 г высокоамилозного крахмала (от J-Oil Mills, Inc., содержание воды=15,0%) ресуспендировали в 400 мл воды для приготовления таким образом взвеси крахмала. В каждую из 15 реакционных пробирок из нержавеющей стали, сходных с использованными в Сравнительном Примере 14, помещали 22,1 г взвеси. Реакционные пробирки, содержащие взвесь крахмала, погружали в соляную баню при 210°C на 130 секунд, извлекали и после этого сразу же охлаждали водой. Реакционную жидкость тщательно вымывали из реакционных пробирок и осадок собирали посредством центрифугирования (3000 об/мин, 10 минут). В осадок добавляли удвоенный объем воды для ресуспендирования и суспензию вновь подвергали центрифугированию для сбора осадка. Осадок высушивали при пониженном давлении и измельчали с получением таким образом в общей сложности 31,2 г экспериментального продукта (содержание воды=18,7%). Измеряли содержание устойчивого крахмала в полученном таким образом образце и посредством GPC измеряли максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса и измеряли энтальпию желатинизации. Результаты приведены в Таблице 9.
| Таблица 9 | |||||
| Содержание УК (%) | Молекулярный вес максимума | Разброс молеку-лярного веса | Энтальпия желати-низации(Дж/кг) | Выход (%) | |
| Пример 1 | 72 | 1,2×104 | 4,0 | 4,9 | 94 |
| Сравнительный Пример 15 | 73 | 9,5×103 | 5,3 | 16 | 45 |
Как видно из Таблицы 9, было обнаружено, что энтальпия желатинизации экспериментального продукта, полученного в Сравнительном Примере, не удовлетворяла требованию (d).
(Измерение содержания устойчивого крахмала после нагревания)
Для того чтобы измерить содержания устойчивого крахмала после нагревания крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, полученного по способу Примера 1, высокоамилозный кукурузный крахмал Вспомогательного Примера и крахмалы, описанные в Сравнительном Примере 6 (Nisshoku Roadster), Сравнительном Примере 8 (ActiStar 11700), Сравнительном Примере 15 (Патентный документ 9), Сравнительном Примере 10 (Патентный документ 2) и Сравнительном Примере 12 (Патентный документ 1), проводили испытание нагреванием, заключавшееся в процессе приготовления печенья.
6 г каждого крахмала с влажностью, контролируемой в соответствии с вышеописанным способом измерения термоустойчивости устойчивого крахмала, нагревали при 200°C в течение 20 минут. Каждый образец после нагревания измельчали, просеивали через сито 60 меш и измеряли содержание устойчивого крахмала (Таблица 10).
Как видно из Таблицы 10, было обнаружено, что содержания устойчивого крахмала, перед и после нагревания, во всех преобразованных крахмалах, полученных в Сравнительных Примерах 6, 8, 10, 12 и в высокоамилозном кукурузном крахмале во Вспомогательном Примере, составляли менее 60%. Было обнаружено, что преобразованный крахмал в Сравнительном Примере 15 имел высокое содержание устойчивого крахмала перед нагреванием, но содержание устойчивого крахмала уменьшалось до 43% после нагревания. Предположительно это имеет место вследствие того, что преобразованный крахмал Сравнительного Примера 15 не удовлетворяет требованию (d), что указывает на низкую термоустойчивость. Таким образом, было обнаружено, что крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, в Примере 1 имел более высокое содержание устойчивого крахмала после нагревания по сравнению с высокоамилозным кукурузным крахмалом во Вспомогательном Примере и преобразованными крахмалами в Сравнительных Примерах 6, 8, 10, 12 и 15.
| Таблица 10 | ||
| Содержание УК перед нагреванием (%) | Содержание УК после нагревания (%) | |
| Пример 1 | 72 | 70 |
| Вспомогательный Пример | 41 | 28 |
| Сравнительный Пример 6 | 41 | 43 |
| Сравнительный Пример 8 | 50 | 40 |
| Сравнительный Пример 10 | 52 | 56 |
| Сравнительный Пример 12 | 54 | 45 |
| Сравнительный Пример 15 | 73 | 43 |
(Изменения в количестве устойчивого крахмала посредством способов обработки)
Образец, полученный в Примере 1, и экспериментальные продукты, полученные в Сравнительных Примерах 9-15, были исследованы на изменения в абсолютных количествах устойчивого крахмала перед и после обработки. Результаты приведены в Таблице 11. В Таблице 11 Выход УК рассчитан по нижеприведенному уравнению:
[Выход УК](%)=([Сухой вес продукта]×[содержание УК в продукте]) ÷([Сухой вес сырья]×[ содержание УК в сырье])×100.
Как видно из Таблицы 11, было обнаружено, что крахмал Примера 1, полученный обработкой крахмала водным раствором неорганической кислоты, демонстрирует большее повышение абсолютного количества устойчивого крахмала, по сравнению с крахмалами, полученными способами Сравнительных Примеров. В отличие от большинства традиционных способов, которые были направлены на повышение содержания устойчивого крахмала удалением фракций, отличных от устойчивого крахмала, в Примере 1 эффективно повышалось содержание устойчивого крахмала непосредственно посредством производства устойчивого крахмала.
| Таблица 11 | |||||||||
| Пример 1 | Сравн. Пример 9 | Сравн. Пример 10 | Сравн. Пример 11 | Сравн. Пример 12 | Сравн. Пример 13 | Сравн. Пример 14 | Сравн. Пример 15 | ||
| Сырье | Сухой вес (г) | 128 | 17 | 18 | 85 | 43 | 13 | 6,5 | 56,4 |
| Содержание УК (%) | 41 | 41 | 41 | 41 | 41 | 41 | 41 | 41 | |
| Продукт | Сухой вес (г) | 120 | 8,0 | 10 | 81,2 | 41,6 | 7,2 | 6,0 | 25,4 |
| Содержание УК (%) | 72 | 43 | 52 | 45 | 55 | 56 | 62 | 73 | |
| Выход УК (%) *1 | 165 | 49 | 70 | 105 | 130 | 76 | 140 | 80 | |
| [Выход УК](%)=([Сухой вес продукта]×[содержание УК в продукте])÷([Сухой вес сырья] ×[содержание УК в сырье])×100 |
(Условия производства крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом)
Кислотная обработка была проведена при условиях нормальности кислоты и температуры, измененных в Примере 1 на условия, приведенные в Таблицах 12-18, фракции отдельных реакционных жидкостей извлекали в отдельные этапы продолжительности реакции, приведенные в Таблицах 12-18, с последующим фильтрованием, промывкой, сушкой и измельчением с получением таким образом обработанных кислотой крахмалов. В образцах измеряли содержание устойчивого крахмала, максимум молекулярного веса и разброс молекулярного веса посредством GPC и энтальпии желатинизации посредством DSC. Результаты приведены в Таблицах 12-18.
Для условий, при которых нормальность неорганической кислоты в реакционной жидкости превышала 2,5 н., реакционная жидкость для кислотной обработки была приготовлена по способу, описанному ниже. Первоначально, принимая во внимание содержание воды в высокоамилозном кукурузном крахмале, использованном в качестве сырья, водный раствор хлористоводородной кислоты готовили так, чтобы в конечном счете в общем получить 400 г 32% взвеси крахмала, имеющего требуемую нормальность кислоты. К смеси добавляли такой же высокоамилозный кукурузный крахмал, как используемый в Примере 1, для получения суспензии и начинали нагревание при заданной температуре. Процессы приготовления образцов здесь и далее аналогичны описанным в Примере 1.
(Пояснения к Таблицам 12-18)
Рассчитанная продолжительность реакции, приведенная в Таблицах, указана в виде нижнего предела и верхнего предела, рассчитанных по вышеуказанному выражению (2), при котором крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, имеющий содержание устойчивого крахмала 60% или более, может быть получен при нормальности кислоты и температуре, приведенных в Таблицах. Другими словами, продолжительность реакции, при которой содержания устойчивого крахмала начинают превышать 60%, обозначена “более низкий предел”, и продолжительность реакции, при которой содержания устойчивого крахмала начинают опускаться ниже 60%, обозначена “верхний предел”.
В Таблицах 12-18, а также в Таблице 19 и Таблице 20, описанным далее, в пункте “Удовлетворяет требованию (a)?”, удовлетворяющие требованию (a) были обозначены “○” и не удовлетворяющие были обозначены “×”.
Таблицы 12-14 демонстрируют результаты кислотной обработки, проведенной при нормальности кислоты и температуре, которые попадают пределы, определяемые вышеприведенным выражением (1) (условия обозначены “○” на Фиг.5) (Тестовые Примеры 1-9). Было обнаружено, что образцы имели содержания устойчивого крахмала, превышающие 60% при приготовлении при продолжительности реакции между верхним пределом и нижним пределом, рассчитанными по выражению (2), но было обнаружено, что образцы имели содержания устойчивого крахмала меньше 60% при приготовлении при продолжительности реакции не короче верхнего предела или не длиннее нижнего предела. Было также подтверждено, что все крахмалы, обогащенные устойчивым крахмалом, имеющие содержания устойчивого крахмала 60% или более, имели максимумы молекулярного веса 6×103 или более и 4×104 или менее, значения разброса молекулярного веса 1,5 или более и 6,0 или менее и значения энтальпии желатинизации 10 Дж/г или менее.
Таблицы 15-17 демонстрируют результаты кислотной обработки, проведенной при температуре реакции и нормальности кислоты, которые находятся вне пределов, заданных выражением (1), при более высокой температуре/более высокой концентрации кислоты (условия обозначенные“×” на Фиг.5) (Тестовые Примеры 10-17). При этих условиях не были получены крахмалы, имеющие содержания устойчивого крахмала, превышающие 60%, даже если продолжительность реакции варьировалась в пределах от 0 часов до 3 дней.
Таблица 18 демонстрирует результаты кислотной обработки, проведенной при температуре реакции и нормальности кислоты, которые находятся вне пределов, заданных выражением (1), при более низкой температуре/более низкой концентрации кислоты (Тестовые Примеры 18-20). При этих условиях было обнаружено, что содержание устойчивого крахмала повышалось с увеличением продолжительности реакции, но реакция происходила слишком долго и не давала возможности получить крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом в течение 3 дней.
| Таблица 12 | |||||
| Тестовый Пример 1 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 40 | Нижний предел (часов) | 29,3 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 0,490 | Верхний предел (часов) | 555 | ||
| Продолжи-тельность реакции (часов) | Содер-жание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 24 | 51,6 | × | 5,2×104 | 5,3 | 9,1 |
| 48 | 60,7 | ○ | 3,3×104 | 3,8 | 5,7 |
| 168 | 68,7 | ○ | 1,5×104 | 4,0 | 5,9 |
| Тестовый Пример 2 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 40 | Нижний предел (часов) | 6,03 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 1,96 | Верхний предел (часов) | 62,1 | ||
| Продолжи-тельность реакции (часов) | Содержа-ние УК (%) | Удовлетво-ряет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молеку-лярного веса | Энтальпия желатинизации(Дж/кг) |
| 2 | 46,9 | × | 6,2×104 | 7,3 | 15,1 |
| 7 | 60,7 | ○ | 3,0×104 | 3,7 | 5,5 |
| 24 | 72,4 | ○ | 1,2×104 | 4,0 | 4,9 |
| 48 | 62,1 | ○ | 8,5×103 | 3,6 | 5,2 |
| 96 | 53,4 | × | 7,0×103 | 3,8 | 6,1 |
| Тестовый Пример 3 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 40 | Нижний предел (часов) | 4,68 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 2,45 | Верхний предел (часов) | 43,7 | ||
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК(%) | Удовлет-воряет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молеку-лярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 14 | 69,9 | ○ | 1,1×104 | 4,0 | 4,5 |
| 20 | 64,0 | ○ | 9,0×103 | 3,2 | 4,9 |
| Таблица 13 | |||||
| Тестовый Пример 4 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 30 | Нижний предел (часов) | 25,4 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 1,96 | Верхний предел (часов) | 261 | ||
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молеку-лярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 89 | 64,8 | ○ | 1,3×104 | 4,1 | 4,1 |
| Тестовый Пример 5 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 50 | Нижний предел (часов) | 3,17 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 0,980 | Верхний предел (часов) | 44,2 | ||
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 3 | 59,8 | × | 3,7×104 | 6,1 | 6,9 |
| 4 | 64,8 | ○ | 3,0×104 | 5,8 | 5,3 |
| 18 | 72,0 | ○ | 9,9×103 | 4,3 | 4,9 |
| 26 | 70,1 | ○ | 7,4×103 | 3,8 | 5,5 |
| 37 | 61,8 | ○ | 6,8×103 | 4,6 | 4,8 |
| 48 | 49,9 | × | 6,1×103 | 4,4 | 3,3 |
| Тестовый Пример 6 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 50 | Нижний предел (часов) | 1,44 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 1,96 | Верхний предел (часов) | 14,8 | ||
| Продолжитель-ность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 1 | 55,3 | × | 3,7×104 | 6,1 | 7,7 |
| 1,5 | 61,7 | ○ | 2,8×104 | 5,2 | 6,7 |
| 8 | 66,3 | ○ | 8,1×103 | 4,1 | 5,6 |
| 10 | 60,2 | ○ | 7,4×103 | 4,2 | 5,0 |
| 24 | 58,7 | × | 5,5×103 | 6,1 | 5,4 |
| Таблица 14 | |||||
| Тестовый Пример 7 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 50 | Нижний предел (часов) | 1,11 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 2,45 | Верхний предел (часов) | 10,4 | ||
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК(%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молеку-лярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 3 | 63,4 | ○ | 1,2×104 | 4,6 | 5,2 |
| 5 | 65,7 | ○ | 9,0×103 | 3,5 | 5,6 |
| Тестовый Пример 8 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 60 | Нижний предел (часов) | 1,66 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 0,490 | Верхний предел (часов) | 31,5 | ||
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 1 | 49,2 | × | 4,9×104 | 9,9 | 13,0 |
| 2 | 62,2 | ○ | 3,6×104 | 5,9 | 8,9 |
| 4 | 69,4 | ○ | 2,1×104 | 4,6 | 6,4 |
| 8 | 73,9 | ○ | 1,3×104 | 4,0 | 6,2 |
| 24 | 68,1 | ○ | 6,7×103 | 5,6 | 4,3 |
| 40 | 56,7 | × | 6,1×103 | 6,4 | 4,7 |
| Тестовый Пример 9 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 60 | Нижний предел (часов) | 0,75 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 0,980 | Верхний предел (часов) | 10,5 | ||
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 0,5 | 51,2 | × | 4,4×104 | 6,8 | 7,6 |
| 1 | 60,5 | ○ | 2,8×104 | 4,8 | 6,6 |
| 2 | 64,9 | ○ | 1,8×104 | 4,3 | 7,1 |
| 8 | 61,1 | ○ | 6,8×103 | 3,6 | 6,4 |
| 14 | 51,8 | × | 6,1×103 | 4,5 | 6,0 |
| Таблица 15 | ||
| Тестовый Пример 10 | ||
| Температура (°C) | 40 | |
| Нормальность кислоты (н) | 3,43 | |
| Рассчитанная продолжительность реакции | ||
| Нижний предел (часов) | 3,19 | |
| Верхний предел (часов) | 25,7 | |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 2,25 | 56,8 | × |
| 4 | 58,8 | × |
| 8 | 56,8 | × |
| 15 | 55 | × |
| 20 | 48,5 | × |
| 25 | 52,3 | × |
| Тестовый Пример 11 | ||
| Температура (°C) | 60 | |
| Нормальность кислоты (н) | 1,96 | |
| Рассчитанная продолжительность реакции | ||
| Нижний предел (часов) | 0,34 | |
| Верхний предел (часов) | 3,52 | |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 2 | 59 | × |
| 3 | 57,9 | × |
| 4 | 58,7 | × |
| 5 | 58 | × |
| Тестовый Пример 12 | ||
| Температура (°C) | 70 | |
| Нормальность кислоты (н) | 0,245 | |
| Рассчитанная продолжительность реакции | ||
| Нижний предел (часов) | 0,87 | |
| Верхний предел (часов) | 22,4 | |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 0,5 | 40,6 | × |
| 1 | 48,5 | × |
| 2 | 49,5 | × |
| 4 | 57,1 | × |
| 6 | 58,5 | × |
| 15 | 58,3 | × |
| Таблица 16 | ||
| Тестовый Пример 13 | ||
| Температура (°C) | 30 | |
| Нормальность кислоты (н) | 4,41 | |
| Рассчитанная продолжительность реакции | ||
| Нижний предел (часов) | 10,1 | |
| Верхний предел (часов) | 72,5 | |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 14 | 47,4 | × |
| 17 | 40,3 | × |
| 20 | 39,9 | × |
| Тестовый Пример 14 | |
| Температура (°C) | 40 |
| Нормальность кислоты (н) | 3,92 |
| Рассчитанная продолжительность реакции | |
| Нижний предел (часов) | 2,74 |
| Верхний предел (часов) | 20,8 |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 5,5 | 49,3 | × |
| Тестовый Пример 15 | ||
| Температура (°C) | 50 | |
| Нормальность кислоты (н) | 2,94 | |
| Рассчитанная продолжительность реакции | ||
| Нижний предел (часов) | 0,9 | |
| Верхний предел (часов) | 7,79 | |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 0,5 | 52,6 | × |
| 1 | 55 | × |
| 2 | 52,2 | × |
| 4 | 58,1 | × |
| 6 | 53,7 | × |
| 8 | 51,8 | × |
| Таблица 17 | ||
| Тестовый Пример 16 | ||
| Температура (°C) | 70 | |
| Нормальность кислоты (н) | 0,49 | |
| Рассчитанная продолжительность реакции | ||
| Нижний предел (часов) | 0,4 | |
| Верхний предел (часов) | 7,49 | |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 0,33 | 44 | × |
| 0,67 | 49,8 | × |
| 1 | 53,5 | × |
| 1,5 | 57 | × |
| 2 | 56,4 | × |
| 3 | 56,7 | × |
| Тестовый Пример 17 | ||
| Температура (°C) | 80 | |
| Нормальность кислоты (н) | 0,2 | |
| Рассчитанная продолжительность реакции | ||
| Нижний предел (часов) | 0,27 | |
| Верхний предел (часов) | 7,59 | |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 2 | 53 | × |
| 4 | 51,6 | × |
| 6 | 59,1 | × |
| Таблица 18 | ||
| Тестовый Пример 18 | ||
| Температура (°C) | 20 | |
| Нормальность кислоты (н) | 1,96 | |
| Рассчитанная продолжительность реакции | ||
| Нижний предел (часов) | 106 | |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 72 | 45,9 | × |
| Тестовый Пример 19 | ||
| Температура (°C) | 30 | |
| Нормальность кислоты (н) | 0,49 | |
| Рассчитанная продолжительность реакции | ||
| Нижний предел (часов) | 123 | |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК(%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 72 | 41,7 | × |
| Тестовый Пример 20 | |
| Температура (°C) | 40 |
| Нормальность кислоты (н) | 0,098 | |
| Рассчитанная продолжительность реакции | ||
| Нижний предел (часов) | 184 | |
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? |
| 96 | 45,7 | × |
| 168 | 51,2 | × |
(Кислотная обработка с использованием серной кислоты)
Несмотря на то, что в Примере 1 использована хлористоводородная кислота в качестве кислотного катализатора, обработанный кислотой крахмал в данном документе получали аналогично описанному в Примере 1, за исключением того, что вместо хлористоводородной кислоты использовали серную кислоту, нормальность кислоты, температура и продолжительность реакции, приведены в Таблице 19. Результаты показаны в Таблице 19.
Как видно из Таблицы 19, крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, имеющим содержание устойчивого крахмала, превышающее 60%, был успешно произведен также при использовании серной кислоты.
| Таблица 19 | |||||
| Тестовый Пример 21 | |||||
| Кислота | Серная кислота | ||||
| Температура (°C) | 50 | ||||
| Нормальность кислоты (н) | 0,97 | ||||
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 18 | 67,2 | ○ | 2,2×104 | 4,9 | 7,9 |
(Иллюстративные случаи, которые удовлетворяют требованиям (b), (c) и (d), но не (a))
Кислотную обработку проводили в соответствии со способом, описанным в Примере 1, за исключением применения нормальности кислоты, температуры и времени, приведенных в Таблице 20 (Тестовые Примеры 22-24). Эти условия выходят за пределы, заданные выражением (1), которое определяет условия для производства крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, в сторону более высокой температуры/более высокой концентрации кислоты. Измеряли содержание устойчивого крахмала, максимум молекулярного веса, разброс молекулярного веса и энтальпия желатинизации этих образцов.
| Таблица 20 | |||||
| Тестовый Пример 22 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 60 | Нижний предел (часов) | 0,34 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 1,96 | Верхний предел (часов) | 3,52 | ||
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 2 | 57,4 | × | 8,7×103 | 4,9 | 4,1 |
| Тестовый Пример 23 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 70 | Нижний предел (часов) | 0,87 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 0,25 | Верхний предел (часов) | 22,42 | ||
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 2 | 56,4 | × | 1,3×104 | 4,4 | 3,8 |
| Тестовый Пример 24 | Рассчитанная продолжительность реакции | ||||
| Температура (°C) | 80 | Нижний предел (часов) | 0,59 | ||
| Нормальность кислоты (н) | 0,098 | Верхний предел (часов) | 22,71 | ||
| Продолжительность реакции (часов) | Содержание УК (%) | Удовлетворяет требованию (a)? | Молекулярный вес максимума | Разброс молекулярного веса | Энтальпия желатинизации (Дж/кг) |
| 5 | 47,2 | × | 1,1×104 | 3,7 | 4,1 |
Как видно из Таблицы 20, эти образцы удовлетворяют требованиям (b), (c) и (d), но не удовлетворяют требованию (a). Таким образом очевидно, что для того, чтобы получить крахмалы, обогащенные устойчивым крахмалом, которые удовлетворяют требованиям (a)-(d), необходимо провести кислотную обработку в конкретных пределах значений температуры и нормальности кислоты.
(Пищевые продукты, смешанные с крахмалом, обогащенным устойчивым крахмалом)
(Пример 8) (Производство хлеба, смешанного с крахмалом, обогащенным устойчивым крахмалом)
Белый хлеб, смешанный с крахмалом, обогащенным устойчивым крахмалом, полученным по способу, описанному в Примере 1, готовили в соответствии с соотношением и способом, приведенными в Таблице 21.
(Сравнительный Пример 16) (Приготовление хлеба, смешанного с интактным высокоамилозным кукурузным крахмалом)
Хлеб, смешанный с интактным высокоамилозным кукурузным крахмалом, готовили аналогично тому, как описано в Примере 8, за исключением того, что вместо крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, полученным по способу, описанному в Примере 1, использовали интактный высокоамилозный кукурузный крахмал, приведенный в качестве Вспомогательного Примера.
(Контроль 1) (Производство несмешанного с крахмалом хлеба)
Несмешанный с крахмалом хлеб готовили аналогично тому, как описано в Примере 8, за исключением того, что вместо крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, полученного по способу, описанному в Примере 1, была использована сильная мука.
| Таблица 21 | |||
| Состав смеси (весовые части) | |||
| Смесь опарного теста | Контроль 1 | Пример 8 | Сравнительный Пример 16 |
| Хлебопекарная мука | 70 | 70 | 70 |
| Эмульгатор | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Пищевые дрожжи | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Сырые дрожжи | 2 | 2 | 2 |
| Вода | 40 | 40 | 40 |
| Смесь готового теста | |||
| Хлебопекарная мука | 30 | 10 | 10 |
| Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, полученным способом Примера 1 | - | 20 | - |
| Высокоамилозный кукурузный крахмал Вспомогательного Примера | - | - | 20 |
| Сахар | 5 | 5 | 5 |
| Столовая соль | 2 | 2 | 2 |
| Шортенинг | 6 | 6 | 6 |
| Обезжиренное молоко | 2 | 2 | 2 |
| Вода | 26 | 26 | 26 |
| Общее количество | 183,4 | 183,4 | 183,4 |
| Способ приготовления опарного теста | |
| Смешивание | L3M1 |
| Температура после замешивания | 24°C |
| Ферментация | 24°C, 4 часа |
| Окончательное смешивание | |
| Смешивание | L3M2H1↓L2M2H4 |
| Температура после замешивания | 28°C |
| Продолжительность брожения теста между замесом и разделением | 30 мин |
| Разделение | 220 г |
| Выстойка | 20 мин |
| Окончательная расстойка | 38°C, 80%, 55 мин |
| Выпекание | Верхняя температура 190°C, нижняя температура 220°C, 50 мин |
Каждый из хлебов, полученных в Примере 8, Сравнительном Примере 16 и Контроле 1, измельчали с использованием кухонного комбайна и высушивали в течение ночи под потоком воздуха при 40°C. Каждый образец дополнительно измельчали с использованием измельчителя, просеивали через сито 60 меш и измеряли в нем содержание устойчивого крахмала с помощью AOAC Official Method 2002.02. Результаты приведены в Таблице 22. Содержания УК в хлебе перед выпеканием и после выпекания получены вычитанием содержания УК, свойственного для пшеничной муки, измеренного в Контроле 1. В Таблице 22, а также в Таблице 24 и Таблице 26, описанных далее, остаточное содержание устойчивого крахмала после выпекания (кипячения) рассчитано следующим образом: [Содержание УК после выпекания (кипячения)]/[Содержание УК перед выпеканием (кипячением)]×100 (весовой процент).
| Таблица 22 | |||
| Содержание УК перед выпеканием (%) | Содержание УК после выпекания (%) | Остаточное количество УК после выпекания (%) | |
| Пример 8 | 12,8 | 13,8 | 108 |
| Сравнительный Пример 16 | 7,1 | 5,9 | 83 |
Как видно из Таблицы 22, для хлеба, смешанного с крахмалом, обогащенным устойчивым крахмалом, полученным по способу, описанному в Примере 1 (Пример 8) не было обнаружено уменьшения в содержании устойчивого крахмала даже после выпекания, подтверждая, что может быть произведен хлеб, имеющий более высокое содержание устойчивого крахмала, по сравнению с хлебом, смешанным с интактным высокоамилозным кукурузным крахмалом (Сравнительный Пример 16).
(Пример 9) (Приготовление блина, смешанного с крахмалом, обогащенным устойчивым крахмалом)
Яйцо, мягкий сахар, маргарин и молоко смешивали в соответствии с соотношением, приведенным в Таблице 23, и добавляли тщательно просеянную кондитерскую муку, крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, полученным по способу, описанному в Примере 1, и пекарный порошок и слегка помешивали. Смесь обжаривали на нагревательной плите при 160°C в течение 5 минут на первой стороне и 3 минут на второй стороне, с получением таким образом блина, смешанного с крахмалом, обогащенным устойчивым крахмалом.
(Сравнительный Пример 17) (Приготовление блина, смешанного с интактным высокоамилозным кукурузным крахмалом)
Блин, содержащий интактный высокоамилозный кукурузный крахмал, готовили аналогично Примеру 9, за исключением того, что вместо крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, полученным по способу, описанному в Примере 1, добавляли интактный высокоамилозный кукурузный крахмал, приведенный в качестве примера во Вспомогательном Примере.
(Контроль 2) (Приготовление блина без добавления крахмала)
Блин без добавления крахмала готовили аналогично Примеру 9, за исключением того, что вместо крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, полученным по способу, описанному в Примере 1, использовали кондитерскую муку.
| Таблица 23 | |||
| Состав смеси (весовые части) | |||
| Контроль 2 | Пример 9 | Сравнительный Пример 17 | |
| Мука для сдобы | 100 | 80 | 80 |
| Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, полученным способом Примера 1 | 0 | 20 | 0 |
| Высокоамилозный кукурузный крахмал Вспомогательного Примера | 0 | 0 | 20 |
| Пекарный порошок | 3 | 3 | 3 |
| Яйца | 33 | 33 | 33 |
| Мягкий сахар | 17 | 17 | 17 |
| Маргарин | 20 | 20 | 20 |
| Молоко | 89 | 89 | 89 |
| Общее количество | 262 | 262 | 262 |
Блины, приготовленные в Примере 9, Сравнительном Примере 17 и Контроле 2, измельчали с использованием кухонного комбайна и высушивали в течение ночи при потоке воздуха с 40°C. Каждый образец дополнительно измельчали с использованием измельчителя, просеивали через сито 60 меш и измеряли содержание устойчивого крахмала с помощью AOAC Official Method 2002.02. Содержания УК, рассчитанные аналогично тому, как описано в Примере 8, приведены в Таблице 24. В Таблице 24, содержания УК перед выпеканием и после выпекания получены вычитанием содержания УК, свойственного пшеничной муке, измеренного в Контроле 2.
| Таблица 24 | |||
| Содержание УК перед выпеканием (%) | Содержание УК после выпекания (%) | Остаточное количество УК после выпекания (%) | |
| Пример 9 | 8,5 | 7,4 | 87 |
| Сравнительный Пример 17 | 4,9 | 3,7 | 76 |
Как видно из Таблицы 24, не было обнаружено большого снижения в содержании устойчивого крахмала в блине (Пример 9), смешанном с крахмалом, обогащенным устойчивым крахмалом, полученным по способу, описанному в Примере 1, даже после выпекания, обеспечивая то, что может быть произведен блин с более высоким содержанием устойчивого крахмала, по сравнению с блином, смешанным с интактным высокоамилозным кукурузным крахмалом (Сравнительный Пример 17).
(Пример 10) (Приготовление удона или Японской пшеничной лапши, смешанной с крахмалом, обогащенным устойчивым крахмалом)
Удон готовили в соответствии с соотношением, приведенным в Таблице 25, по способу, описанному далее.
Способ: Пшеничная мука и крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, полученным по описанному способу, смешивали с использованием кухонного комбайна, добавляли рассол, смесь перемешивали течение 20 минут, подвергали раскатыванию и резке (тип режущей кромки=#10, толщина лапши=2,0 мм), полученную таким образом лапшу кипятили в кипящей воде в течение 8 минут и после этого промывали в проточной воде в течение 30 секунд.
(Сравнительный Пример 18) (Приготовление Удона или Японской пшеничной лапши, смешанной с интактным высокоамилозным кукурузным крахмалом)
Удон, смешанный с интактным высокоамилозным кукурузным крахмалом, готовили аналогично Примеру 10, за исключением того, что вместо крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, полученным по способу, описанному в Примере 1, использовали интактный высокоамилозный кукурузный крахмал, приведенный в качестве примера во Вспомогательном Примере.
(Контроль 3) (Приготовление удона или японской пшеничной лапши без добавления крахмала)
Несмешанный с крахмалом удон был получен аналогично Примеру 10, за исключением того, что вместо крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, полученным по способу, описанному в Примере 1, была использована пшеничная мука.
| Таблица 25 | |||
| Состав смеси (весовые части) | |||
| Контроль 3 | Пример 10 | Сравнительный Пример 18 | |
| Пшеничная мука | 100 | 80 | 80 |
| Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, полученным способом Примера 1 | 0 | 20 | 0 |
| Высокоамилозный кукурузный крахмал Вспомогательного Примера | 0 | 0 | 20 |
| Столовая соль | 2,3 | 2,3 | 2,3 |
| Вода | 40 | 40 | 40 |
| Общее количество | 142,3 | 142,3 | 142,3 |
Каждый удон перед кипячением и после кипячения, полученный в Примере 10, Сравнительном Примере 18 и Контроле 3, мелко нарезали, разбавляли двойным объемом ацетона и измельчали с использованием гомогенизатора. Смесь отстаивали, супернатант удаляли, осадок дополнительно разбавляли двойным объемом ацетона и гомогенизировали с получением таким образом обезвоженного удона. Обезвоженный таким образом удон высушивали в потоке воздуха и дополнительно измельчали, просеивали через сито 60 меш, и измеряли в нем содержание устойчивого крахмала с помощью AOAC Official Method 2002.02. Содержания УК, рассчитанные аналогично тому, как описано в Примере 8, приведены в Таблице 26. В Таблице 26 содержания УК перед кипячением и после кипячения, получали вычитанием содержания УК, свойственного для пшеничной муки, измеренного в Контроле 3.
| Таблица 26 | |||
| Содержание УК перед кипячением (%) | Содержание УК после кипячения(%) | Остаточное количество УК (%) | |
| Пример 10 | 13,5 | 13,8 | 102 |
| Сравнительный Пример 18 | 7,4 | 6,5 | 88 |
В Таблице 26 подтверждено то, что было обнаружено, что удон, смешанный с крахмалом, обогащенным устойчивым крахмалом, полученным по способу, описанному в Примере 1 (Примере 10), имел высокий уровень содержания устойчивого крахмала даже после кипячения, подтверждая, что может быть произведен удон, имеющий более высокое содержание устойчивого крахмала, по сравнению с удоном, смешанным с интактным высокоамилозным кукурузным крахмалом (Сравнительный Пример 18).
1. Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, который удовлетворяет нижеприведенным требованиям (а), (b), (с) и (d):
(a) имеет содержание устойчивого крахмала, измеренное с помощью АОАС Official Method 2002.02 для измерения устойчивого крахмала, 60% или более;
(b) имеет максимум молекулярного веса в пределах от 6×103 или более до 4×104 или менее;
(c) имеет разброс молекулярного веса 1,5 или более до 6,0 или менее; и
(d) имеет энтальпию желатинизации, измеренную с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии в пределах от 50°С до 130°С, 10 Дж/г или менее.
2. Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по п.1, в котором содержание устойчивого крахмала после нагревания при 200°С в течение 20 мин составляет 60% или более.
3. Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по п.1 или 2, полученный посредством использования богатого амилозой крахмала, имеющего содержание амилозы 40% или более, в качестве сырья, и воздействия на сырье кислотной обработкой в водном растворе неорганической кислоты.
4. Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по п.3, в котором кислотная обработка происходит за три дня или быстрее.
5. Крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по п.3, в котором кислотная обработка проводится при реакционных условиях, заданных нижеприведенными выражениями отношения (1) и (2):
где в выражениях (1) и (2) Т - температура реакции (°С), С - нормальность (н) неорганической кислоты в водном растворе неорганической кислоты, и t - продолжительность реакции (ч).
6. Напиток, который содержит крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по любому из пп.1-5.
7. Пищевой продукт, который содержит крахмал, обогащенный устойчивым крахмалом, по любому из пп.1-5.
8. Способ производства крахмала, обогащенного устойчивым крахмалом, по п.1, в котором воздействуют на богатый амилозой крахмал, имеющий содержание амилозы 40% или более, используемый в качестве сырья, кислотной обработкой в водном растворе неорганической кислоты, при этом кислотная обработка проводится при реакционных условиях, заданных нижеприведенными выражениями соотношения (1) и (2):
где в выражениях (1) и (2) Т - температура реакции (°С), С - нормальность (н) неорганической кислоты в водном растворе неорганической кислоты и t - продолжительность реакции (ч).
9. Способ производства по п.8, в котором процесс кислотной обработки происходит за три дня или быстрее.
