專利名稱：具有提高的膳食纖維總量的面粉組合物及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有提高的膳食纖維總含量的面粉組合物，以及這種面粉的制備方法和用途。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種制備具有提高的膳食纖維總含量的面粉組合物的方法、所得到的面粉組合物和其用途。該面粉通過(guò)選擇的短時(shí)水熱處理高直鏈淀粉面粉而制備。進(jìn)一步，本發(fā)明涉及這種高膳食纖維含量面粉在食品產(chǎn)品中的應(yīng)用。
面粉是一種復(fù)雜的組合物，通常包括淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪(類脂)、纖維、礦物質(zhì)和各種其它的可能成分。淀粉組分是復(fù)雜的碳水化合物，由兩類多糖分子組成直鏈淀粉，通過(guò)α-1，4-D-糖苷鍵連的D-葡糖苷單元的線形柔性聚合物；支鏈淀粉，由α-1，6-糖苷鍵連的支化的線形鏈聚合物。
已知淀粉可以通過(guò)一定的加工操作轉(zhuǎn)化成抗性淀粉，其具有高膳食纖維含量和/或耐胰淀粉酶。這樣的加工操作需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，通常至少一小時(shí)，以顯著地增加總膳食纖維含量。研究文獻(xiàn)表明，這樣的淀粉具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括有益于結(jié)腸健康和減少熱值。另外，所述的淀粉還能減少餐中的碳水化合物，降低血糖和胰島素響應(yīng)，引起飽腹感，提供持續(xù)的能量供應(yīng)，保持體重，控制低血糖、高血糖、受損的血糖調(diào)節(jié)、胰島素耐受綜合癥、II型糖尿病，改善運(yùn)動(dòng)成績(jī)、精神集中度和記憶。
令人驚異的，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)高直鏈淀粉含量的面粉可以通過(guò)短時(shí)水熱處理增加其總膳食纖維含量，并發(fā)現(xiàn)將該面粉可用于各種產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
高直鏈淀粉的面粉可以通過(guò)短時(shí)水熱處理增加其總膳食纖維(TDF)含量。這些面粉可以通過(guò)下述方法制備高直鏈淀粉面粉具有占其淀粉重量至少40％的直鏈淀粉含量，將所述面粉在約10-50重量％的總水含量、在約80-160攝氏度加熱約0.5-15分鐘。水分本發(fā)明進(jìn)一步涉及含高TDF面粉的產(chǎn)品，包括食品產(chǎn)品。
在本文中，短時(shí)指在目標(biāo)溫度下處理0.5-15分鐘。
在本文中，總水分含量指面粉中的水分含量以及任何在加工過(guò)程中加入的水。
在本文中，總膳食纖維(TDF)指用分析化學(xué)學(xué)會(huì)(AOAC)方法991.43(AOAC期刊1992年75卷第3期，395-416頁(yè))所述的方法測(cè)定得到的膳食纖維含量?？偵攀忱w維以干基報(bào)告。
在本文中，面粉指一種多組分組合物，其包括淀粉，還可包括蛋白質(zhì)、脂肪(類脂)、纖維、維生素和/或礦物質(zhì)。面粉還非限制性的包括粗粉、全麥粉、玉米粉、濕潤(rùn)谷粉(masa)、粗小麥粉(grits)、粗麥片，但不包括純淀粉。
在本文中，高直鏈淀粉面粉是指用實(shí)施例部分詳細(xì)描述的電位法測(cè)定面粉中的淀粉含量，對(duì)于小麥面粉或米面粉，含有至少約27％的直鏈淀粉；對(duì)于其它來(lái)源的面粉，含有至少約40％直鏈淀粉。
在本文中，糊化指淀粉通過(guò)熟化處理喪失其顆粒狀結(jié)構(gòu)的加工過(guò)程。顆粒是指天然淀粉的結(jié)構(gòu)，其中淀粉是非水溶性的(仍然至少部分結(jié)晶)，而且在偏振光下具有雙折射和典型的馬耳他十字。在高直鏈淀粉中，一些天然的顆粒不顯現(xiàn)馬耳他十字，尤其是細(xì)絲狀的顆粒。如在本文中使用的糊化期間，淀粉失去其雙折射特性以及任何在其天然狀態(tài)時(shí)具有的馬耳他十字。
在本文中，加熱時(shí)間指在目標(biāo)溫度的時(shí)間，不包括升溫(線形變化)時(shí)間。
在本文中，升溫或線形變化時(shí)間指將面粉從室溫加熱到目標(biāo)溫度的時(shí)間。
在本文中，目標(biāo)溫度是指水熱處理面粉時(shí)的溫度，當(dāng)面粉達(dá)到80℃時(shí)開(kāi)始水熱處理。
在本文中，結(jié)構(gòu)變化是指面粉成分的任何天然結(jié)構(gòu)的變化，非限制性地包括蛋白變性、淀粉退火(annealing)或結(jié)晶，以及形成配合物或其它面粉成分之間的相互作用。
在本文中，食品產(chǎn)品包括所有可食性產(chǎn)品，包括人和/或動(dòng)物消費(fèi)的飲料。
在本文中，亞峰熔點(diǎn)溫度指熔點(diǎn)溫度(Tp)，如果面粉被更長(zhǎng)時(shí)間地水熱處理，其將顯著升高，升高至少5℃。


圖1顯示實(shí)施例2中通過(guò)DSC法測(cè)定水熱處理高直鏈淀粉玉米粉的熔化變化曲線。
圖2顯示實(shí)施例5中通過(guò)DSC法測(cè)定水熱處理高直鏈淀粉玉米粉的熔化變化曲線。
具體實(shí)施例方式
高直鏈淀粉面粉可以通過(guò)短時(shí)水熱處理增加其總膳食纖維(TDF)含量。這些面粉可通過(guò)下述方法制備，高直鏈淀粉面粉具有占其淀粉重量至少40％的直鏈淀粉，將其在約10-50重量％的總水分含量和約80-160℃的溫度加熱約0.5-15分鐘。
在本發(fā)明的制備中所用面粉可以是任何天然來(lái)源衍生的任何高直鏈淀粉面粉。在本文中，天然面粉是指為在自然界中被發(fā)現(xiàn)的狀態(tài)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)種植技術(shù)(包括雜交、易位、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)形變異、插入、輻射、化學(xué)處理或其它引起突變的方法)或任何其它基因或染色體工程的方法以包括其變體的方法得到的植物制備的面粉也是適用的。另外，從誘導(dǎo)突變成長(zhǎng)的植物獲得的面粉和可通過(guò)已知的標(biāo)準(zhǔn)突變育種方法生產(chǎn)的上述遺傳組合物的變體在此也是適用的。
面粉的典型來(lái)源有谷類、塊莖和塊根、豆類和水果。天然來(lái)源可以是任何高直鏈淀粉品種，非限制性地包括來(lái)自玉米、馬鈴薯、紅薯、大麥、小麥、大米、西米、莧菜、木薯、竹芋、美人蕉、豌豆、香蕉、燕麥、裸麥、黑小麥和高梁。在一種實(shí)施方案中使用的是玉米粉。在本文中，術(shù)語(yǔ)高直鏈淀粉是指以各自所含淀粉重量計(jì)，對(duì)于小麥粉或米粉，面粉含有至少約27％的直鏈淀粉，對(duì)于其它來(lái)源的面粉，含有至少約40％的直鏈淀粉。在一個(gè)實(shí)施方案中，面粉原料含有至少約50％的直鏈淀粉，在另一個(gè)實(shí)施方案中面粉原料含有至少約70％的直鏈淀粉，在第三個(gè)實(shí)施方案中面粉原料含有至少約80％的直鏈淀粉，在第四個(gè)實(shí)施方案中面粉原料含有至少90％以上的直鏈淀粉，以上所有均以面粉所含淀粉的重量計(jì)。如本領(lǐng)域所公知的，面粉還含有淀粉之外的成分。在一個(gè)實(shí)施方案中使用的面粉含有至少5％的蛋白質(zhì)，至少約1％的類脂，以上均以面粉重量計(jì)；以及以面粉所含淀粉重量計(jì)，至少約50％的直鏈淀粉。在另一個(gè)實(shí)施方案中，使用的面粉含有至少10％的蛋白質(zhì)，至少約3％的類脂，以上均以面粉重量計(jì)；以及以面粉所含淀粉重量計(jì)，至少約70％的直鏈淀粉。在又一個(gè)實(shí)施方案中，使用玉米粉，其含有約8-13％的蛋白質(zhì)，約2-3％的類脂和約85-90％的淀粉，以上均以面粉重量計(jì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，面粉具有至少約20％的蛋白質(zhì)含量，而在另一實(shí)施方案中至少為約40％的蛋白質(zhì)含量，以上均以面粉重量計(jì)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，從具有直鏈淀粉擴(kuò)展基因型(隱性的或顯性的)植物源提取高直鏈淀粉面粉。在另一個(gè)實(shí)施方案中，面粉含有的淀粉中，通過(guò)丁醇分餾法測(cè)定的支鏈淀粉含量少于10重量％。在再一個(gè)實(shí)施方案中，面粉來(lái)源于種植植物，特別是玉米，其為種質(zhì)選擇的遺傳組合物并含有至少75重量％的直鏈淀粉；在一個(gè)例子中含有至少85％的直鏈淀粉(即，普通直鏈淀粉)，少于10重量％的支鏈淀粉，而在另一個(gè)例子中含有少于5重量％的支鏈淀粉，以及約8-25％的低分子量直鏈淀粉。在另一個(gè)實(shí)施方案中，從含淀粉植物的谷粒中提取面粉，所述植物具有隱性直鏈淀粉擴(kuò)展基因，其與很多直鏈淀粉擴(kuò)展修飾基因連接。這樣的植物在本領(lǐng)域中是已知的并有所描述。
面粉通過(guò)已知方法從天然來(lái)源獲得，如通過(guò)干磨法。其它可能的方法非限制性地包括濕磨法和分離或結(jié)合使用干法和濕法加工。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道面粉的成分是可控制的；例如，面粉的蛋白質(zhì)含量可通過(guò)已知的技術(shù)增加，例如通過(guò)精磨和氣流分選。
在本發(fā)明的面粉制備中，面粉必須在特定的總水分含量和精確的溫度和時(shí)間的結(jié)合下處理特定的時(shí)間，以避免或減少面粉中淀粉成分的部分或全部糊化，從而基本上保持其顆粒結(jié)構(gòu)?？赡軙?huì)發(fā)生部分糊化，但要盡量減少以盡可能保持最高的總膳食纖維含量(TDF)。在一個(gè)實(shí)施方案中，沒(méi)有發(fā)生糊化。在這樣的條件下處理面粉，可制得具有高總膳食纖維含量的面粉。
總水分(濕氣)含量在約10-50％的范圍，在一個(gè)實(shí)施方案中，以干面粉的重量計(jì)(干固體基)，該范圍是約20-30重量％。在一個(gè)實(shí)施方案中，這一水分相對(duì)含量在整個(gè)加熱步驟中保持基本恒定。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在加熱期間不加水(即，除了面粉中所含的水分，在加熱步驟期間不存在水)。在又一個(gè)實(shí)施方案中，在水熱處理期間不控制水分含量(基本保持恒定)，從而一旦開(kāi)始加工，所處理的面粉具有較低的水分含量。
面粉在約80℃到160℃的目標(biāo)溫度加熱，在一個(gè)實(shí)施方案中，在約100℃到120℃的溫度加熱。雖然最適宜的溫度和水分含量可根據(jù)特定的面粉組成(包括蛋白質(zhì)、淀粉和類脂的來(lái)源和含量)及其直鏈淀粉含量而變化，但是具有高的總膳食纖維含量很重要，因?yàn)榈矸郾３诸w粒狀態(tài)，從而不會(huì)失去其結(jié)晶和雙折射特性。
在目標(biāo)溫度加熱的時(shí)間根據(jù)所用面粉、其直鏈淀粉含量和顆粒大小、所需要的總膳食纖維的含量以及水分量和加熱溫度變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，該加熱時(shí)間是約0.5-15分鐘。在一個(gè)實(shí)施方案中，面粉被加熱。
升溫(線性變化)時(shí)間可根據(jù)所使用的設(shè)備、加工條件、所用面粉變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，理想的是采用較短的升溫時(shí)間以免得到的面粉變色和形成不良味道。在另一個(gè)實(shí)施方案中，升溫時(shí)間少于約5分鐘，在又一個(gè)實(shí)施方案少于約1分鐘。
處理面粉以得到高含量的總膳食纖維的條件是不破壞淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)(不被糊化)，使它們保持結(jié)晶和雙折射性。進(jìn)而，在偏振光下觀察天然淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)時(shí)可以看到馬耳他十字未損失。在有些條件下，如高濕和高溫，淀粉顆粒可能部分熔脹，但是結(jié)晶不會(huì)被完全破壞。在這樣的條件下，淀粉顆粒不被破壞，仍可根據(jù)本發(fā)明獲得總膳食纖維的提高。
盡管淀粉結(jié)晶有助于總膳食纖維含量，水熱處理同時(shí)會(huì)改變面粉的其它組分，其可能包括結(jié)構(gòu)改變。一方面，選擇水熱處理的條件以最大化地增加總膳食纖維含量，而另一方面是將不希望的熱引發(fā)后果減至最小，諸如營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低(例如，維生素降解)或者感覺(jué)質(zhì)量降低(例如，味道、顏色)。
熱處理可用任何本領(lǐng)域已知的設(shè)備來(lái)進(jìn)行，其根據(jù)需要為粉末處理、以及水分的加入和控制、混合、加熱和干燥提供足夠的性能。在一個(gè)實(shí)施方案中，所使用的設(shè)備是連續(xù)的管式薄膜干燥機(jī)，在另一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)備是與連續(xù)加熱的螺桿運(yùn)輸機(jī)串連的連續(xù)的薄膜干燥機(jī)，其還可以加壓以控制在目標(biāo)溫度的水分含量。在又一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)備是間歇式犁頭式混合機(jī)。熱處理可以間歇進(jìn)行或連續(xù)進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)施方案中，熱處理的進(jìn)行是間歇方式，將面粉加熱至80-160℃的溫度范圍并保持溫度基本穩(wěn)定。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱處理的進(jìn)行是連續(xù)方式，升溫時(shí)間很短。在連續(xù)方式的一個(gè)實(shí)施方案中，將面粉加熱至80-160℃范圍并保持溫度基本穩(wěn)定，在又一個(gè)實(shí)施方案中，在達(dá)到該溫度的時(shí)候熱處理基本完成。
面粉在熱處理之前或之后都可以另外進(jìn)行加工，只要所述的加工不破壞淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方案中，這樣的另外加工包括使用α淀粉酶降解或酸處理，以及在另一個(gè)實(shí)施方案中采用化學(xué)改性。
在水熱處理之前或之后，可以調(diào)節(jié)面粉的顆粒大小，例如，通過(guò)精磨、附聚和/或篩選。但是，需要注意的是，精磨會(huì)降低面粉的總膳食纖維含量。在一個(gè)實(shí)施方案中，水熱處理過(guò)的面粉的90％具有至少250微米且不大于590微米的顆粒尺寸。在又一個(gè)實(shí)施方案中，水熱處理過(guò)的面粉的90％具有至少180微米且不大于590微米的顆粒尺寸。在再一個(gè)實(shí)施方案中，水熱處理過(guò)的面粉具有不大于590微米的顆粒尺寸并且70％具有至少180微米的顆粒尺寸，在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，面粉具有不大于590微米的顆粒尺寸并且80％具有至少125微米的顆粒尺寸。在所有的情況下，水熱處理后的的面粉的顆粒尺寸可能是由于處理前面粉的顆粒尺寸或由于用本領(lǐng)域已知方法處理后顆粒尺寸的變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，處理后的顆粒尺寸取決于處理前面粉的顆粒尺寸。
面粉可以使用任何本領(lǐng)域已知的方法進(jìn)行純化。在一個(gè)實(shí)施方案中，面粉用本領(lǐng)域中已知的方法進(jìn)行了漂白以減輕顏色。還可以使用本領(lǐng)域中已知的方法調(diào)節(jié)面粉的pH值。
可以使用本領(lǐng)域中已知的方法干燥面粉，但不使其淀粉糊化。在一個(gè)實(shí)施方案中，面粉被空氣干燥，在另一個(gè)實(shí)施方案中閃蒸干燥面粉。
所使用的前處理和/或后處理的方法可以進(jìn)一步控制總膳食纖維含量，或者使面粉更加適用于食品。
經(jīng)過(guò)水熱處理得到的面粉產(chǎn)品含有的淀粉保持了其顆粒結(jié)構(gòu)，作為明顯的證據(jù)就是在顯微鏡下觀察時(shí)其具有雙折射性，并且在偏振光下觀察在天然淀粉中存在的馬耳他十字沒(méi)有損失。該面粉具有的總膳食纖維含量為至少約20％，并比水熱處理前的面粉高至少10％(基于面粉重量的絕對(duì)值)。在一個(gè)實(shí)施方案中，面粉的總膳食纖維含量至少是約40重量％，在又一個(gè)實(shí)施方案中，面粉的總膳食纖維含量至少是約50重量％，還有一個(gè)實(shí)施方案，面粉的總膳食纖維含量至少是約60重量％。面粉的膳食纖維含量根據(jù)所使用的熱處理?xiàng)l件和特定的起始原料變化。
得到的面粉還具有一個(gè)亞峰熔點(diǎn)溫度[Tp](用實(shí)施例部分所描述的DSC法測(cè)定)，從而，如果面粉被水熱處理的時(shí)間較長(zhǎng)，Tp就會(huì)顯著地增加，增加至少5℃。熔點(diǎn)溫度取決于起始面粉的來(lái)源和組成以及處理?xiàng)l件。在許多情況下較低的熔點(diǎn)溫度是理想的，因?yàn)檫@表示面粉更容易烹飪加工并具有較高的吸水性。在一個(gè)實(shí)施方案中，玉米來(lái)源的面粉含有至少約70重量％的直鏈淀粉，水熱處理后的面粉的熔點(diǎn)溫度為至少約100℃。
得到的面粉具有可以接受的顏色，相比于天然面粉沒(méi)有改變或改變極小。在一個(gè)實(shí)施方案中，L-值以0-100的刻度表示白度，在天然面粉和水熱處理后的面粉之間L-值的變化小于10。在另一個(gè)實(shí)施方案中，L-值的變化小于5，在再一個(gè)實(shí)施方案中，L-值的變化小于2。
得到的面粉具有高耐加工性，因?yàn)槠湓诟邿岷?或高剪切下不易損失其TDF含量，而以相似方式處理的淀粉就會(huì)損失其TDF含量。這使得本發(fā)明的面粉可用于增加各種產(chǎn)品的總膳食纖維含量，所述產(chǎn)品中高膳食纖維淀粉不作為功能成分。在一個(gè)實(shí)施方案中，面粉較淀粉在同樣的加熱和剪切加工條件下保存的總膳食纖維含量高20％。
在一個(gè)實(shí)施方案中，面粉在被擠壓時(shí)具有高耐加工性。擠壓可用本領(lǐng)域已知的任何適合的設(shè)備和加工參數(shù)進(jìn)行。由于存在加工參數(shù)的大量結(jié)合，如產(chǎn)品水分、螺桿設(shè)計(jì)和速度、進(jìn)料率、桶溫、沖模設(shè)計(jì)、配方和長(zhǎng)度/直徑(L/d)比率，在本領(lǐng)域中已用比機(jī)械能(SME)和產(chǎn)品溫度(PT)來(lái)描述擠壓過(guò)程的加工參數(shù)范圍。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)采用至少約125Wh/kg的SME和135-145℃的PT時(shí)，面粉保持其總膳食纖維含量的至少約50重量％；在另一個(gè)實(shí)施方案中，面粉保持其總膳食纖維含量的至少約60重量％。
本發(fā)明的面粉可以用于任何食品產(chǎn)品。該面粉有助于提高這些食品的總膳食纖維含量并降低熱量。典型的食品非限制性地包括谷物食品，例如即食谷物、膨化谷物和食用之前要熟化的谷物；焙烤食品，如面包、脆餅、餅干、蛋糕、松餅、蛋卷、面點(diǎn)和其它谷物基料的配料；通心粉；飲料；煎炸和包衣食品；小吃；以及培養(yǎng)的乳制品，如酸奶、干酪和酸乳酪。
可添加和用于任何給定食品的膳食纖維的量很大程度上取決于所能承受的功能用量。換句話說(shuō)，高TDF面粉的量一般可以高達(dá)食品感官評(píng)價(jià)的可接受程度。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的面粉用量為食品的約0.1-90重量％，在另一個(gè)實(shí)施方案中為食品的約1-50重量％，在再一個(gè)實(shí)施方案中，為食品的約1-25重量％。
本發(fā)明的面粉還可以用于藥品或營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品，非限制性地包括孕前和孕早期營(yíng)養(yǎng)品、糖尿病人食品和補(bǔ)充劑、減肥食品、控制胰島素反應(yīng)的食品、片劑和其它劑量形式。
用本發(fā)明的面粉制造的產(chǎn)品可以供任何動(dòng)物食用(消化)，在一個(gè)實(shí)施方案中是供給哺乳動(dòng)物。
以下實(shí)施方案進(jìn)一步解釋和說(shuō)明本發(fā)明，但不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
1.增加面粉中總膳食纖維含量的方法，包括，在占面粉重量為10-50％的水分含量下、在80-160℃的目標(biāo)溫度加熱面粉，在目標(biāo)溫度下的加熱時(shí)間為0.5-15分鐘，生產(chǎn)水熱處理的面粉；其中該面粉的直鏈淀粉含量至少是面粉所含淀粉的40重量％，如果是小麥粉或米粉，其直鏈淀粉含量至少是面粉中所含淀粉的27重量％；其中所選擇的加工條件使得基于面粉的重量，面粉中總膳食纖維增加至少10％。
2.實(shí)施方案1的方法，其中所述面粉是玉米粉。
3.實(shí)施方案1的方法，其中所述面粉的直鏈淀粉含量至少是面粉所含淀粉的約70重量％。
4.實(shí)施方案1的方法，其中所述面粉的直鏈淀粉含量至少是面粉所含淀粉的約80重量％。
5.實(shí)施方案1的方法，其中所述面粉的直鏈淀粉含量至少是面粉所含淀粉的約90重量％。
6.實(shí)施方案1的方法，其中所述面粉含有至少5％的蛋白質(zhì)，至少約1％的類脂，均以面粉重量計(jì)；以及以面粉中的淀粉重量計(jì)為至少約50％的直鏈淀粉。
7.實(shí)施方案1的方法，其中所述面粉是玉米粉，以面粉重量計(jì)，其含有約8-13％的蛋白質(zhì)，約2-3％的類脂和約85-90％的淀粉。
8.實(shí)施方案1的方法，其中目標(biāo)溫度為100-120℃。
9.實(shí)施方案1的方法，其中水分含量以面粉重量計(jì)為20-30％。
10.實(shí)施方案1的方法，其中不加入額外的水分進(jìn)行加熱。
11.實(shí)施方案1的方法，其中加熱期間不控制水分。
12.一種組合物，含有實(shí)施方案1的水熱加熱過(guò)的面粉。
13.實(shí)施方案12的組合物，其中所述面粉含有的總膳食纖維含量以面粉重量計(jì)至少是20％。
14.實(shí)施方案12的組合物，其中所述面粉含有的總膳食纖維含量以面粉重量計(jì)至少是40％。
15.實(shí)施方案12的組合物，其中所述面粉含有的總膳食纖維含量以面粉重量計(jì)至少是50％。
16.實(shí)施方案12的組合物，其中所述面粉具有亞峰熔點(diǎn)溫度。
17.實(shí)施方案12的組合物，其中所述面粉是玉米粉，其含有的直鏈淀粉至少是面粉所含淀粉的70重量％，而且熔點(diǎn)溫度至少為100℃。
18.實(shí)施方案12的組合物，其中所述面粉的L-值變化小于10。
19.實(shí)施方案12的組合物，其中所述面粉的L-值變化小于2。
20.實(shí)施方案12的組合物，其中90％的面粉具有至少250微米且不大于590微米的顆粒尺寸。
21.實(shí)施方案12的組合物，其中90％的面粉具有至少180微米且不大于590微米的顆粒尺寸。
22.實(shí)施方案12的組合物，其中所述面粉具有不大于590微米的顆粒尺寸，而且70％的面粉具有至少180微米的顆粒尺寸。
23.實(shí)施方案12的組合物，其中所述面粉具有不大于590微米的顆粒尺寸，而且80％的面粉具有至少125微米的顆粒尺寸。
24.加工食品的方法，包括采用至少125Wh/kg的SME和135-145℃的PT擠壓實(shí)施方案13的組合物形成擠壓組合物，其中該擠壓組合物保持其總膳食纖維含量的至少約50重量％。
25.實(shí)施方案24的方法，其中所述擠壓組合物保持其總膳食纖維含量的至少約60重量％。
實(shí)施例以下實(shí)施例進(jìn)一步解釋和說(shuō)明本發(fā)明，但不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。無(wú)特別說(shuō)明，全部份數(shù)和百分比都以重量計(jì)，所有溫度都以攝氏度(℃)計(jì)。
以下實(shí)驗(yàn)步驟為全部實(shí)施例所使用。
A.直鏈淀粉含量測(cè)定電位法測(cè)定直鏈淀粉含量約0.5g淀粉(從1.0g磨碎的谷物得到)樣品在10ml濃氯化鈣(約30重量％)中加熱到95℃30min。樣品冷卻至室溫，用5毫升2.5％的醋酸雙氧鈾溶液稀釋，混合均勻，在2000rpm離心5min。然后過(guò)濾樣品得到澄清溶液。淀粉濃度通過(guò)偏振光測(cè)量，使用1cm的偏振光測(cè)定杯。然后將等分樣品(通常是5ml)直接用標(biāo)準(zhǔn)0.01N的碘溶液滴定，同時(shí)用以KCl作為參比電極的鉑電極記錄電勢(shì)。達(dá)到拐點(diǎn)時(shí)的碘的用量可以通過(guò)結(jié)合碘直接測(cè)定。假設(shè)1.0g直鏈淀粉可以結(jié)合200毫克的碘，就可以計(jì)算出直鏈淀粉的量。
B.總膳食纖維含量的測(cè)定以下所列測(cè)定總膳食纖維含量的步驟是使用了AOAC的方法991.43(見(jiàn)AOAC期刊1992年75卷第3期，395-416頁(yè))。
該測(cè)試使用Megazyme AOAC 991.43TDF方法試劑盒K-TDFR來(lái)進(jìn)行。
測(cè)定可溶性膳食纖維的步驟1.空白每個(gè)測(cè)定采用兩個(gè)空白與樣品平行以測(cè)定試劑對(duì)殘?jiān)挠绊憽?br> 2.樣品a.精確稱取兩份1.000±0.005g的樣品置于400ml高型燒杯中。
b.分別將40毫升0.05M的MES-TRIS混合緩沖溶液(pH為8.2)加入燒杯中。每個(gè)燒杯中都放入磁力攪拌棒。進(jìn)行磁力攪拌，直至樣品完全分散于溶液中。
3.與熱穩(wěn)定的α淀粉酶一起培養(yǎng)a.加入50μl熱穩(wěn)定的α淀粉酶溶液，同時(shí)低速攪拌。
b.每個(gè)燒杯都用方形鋁箔覆蓋。
c.將覆蓋的樣品放入振搖的95-100℃水浴中，在連續(xù)攪拌下培養(yǎng)35分鐘。當(dāng)所有的燒杯放入熱水浴中時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。
4.冷卻a.將所有燒杯從熱水浴中取出，冷卻至60℃。
b.移去鋁箔。
c.如果需要的話，用抹刀刮去燒杯壁的環(huán)形物和底部的凝膠。
d.移液管取10ml蒸餾水沖洗燒杯側(cè)壁和刮刀。
e.調(diào)整水浴溫達(dá)60℃。
5.與蛋白酶一起培養(yǎng)a.每份樣品加入100μl蛋白酶溶液。
b.用鋁箔覆蓋。
c.在振搖的60±1℃水浴中培養(yǎng)，并持續(xù)攪拌30分鐘。當(dāng)水浴溫度達(dá)到60℃時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。
6.pH調(diào)節(jié)a.從振搖的水浴中取出樣品燒杯。
b.移去鋁箔。
c.將5毫升0.561N的HCl溶液分散于樣品中，同時(shí)進(jìn)行磁力攪拌。
d檢測(cè)pH值，其應(yīng)為4.1-4.8。如果需要，另用0.5％的NaOH或5％的HCl溶液調(diào)節(jié)pH值。
7.與淀粉葡萄糖苷酶一起培養(yǎng)a.加入200μl淀粉葡萄糖苷酶溶液，同時(shí)進(jìn)行磁力攪拌。
b.再覆蓋鋁箔。
c.在振搖的60℃水浴中培養(yǎng)30分鐘并持續(xù)攪拌。當(dāng)水浴溫度達(dá)到60℃時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。
8.過(guò)濾裝置a.配衡含有硅藻土(celite)的坩鍋以最接近0.1mg。
b.用約3ml蒸餾水濕潤(rùn)坩鍋中的硅藻土，使其重新分布。
c.抽吸坩鍋使硅藻土吸在多孔玻璃上形成均勻的襯墊。
9.將步驟7中的酶混合物從坩鍋中過(guò)濾到過(guò)濾瓶中。
10.用預(yù)熱至70℃的10ml蒸餾水洗滌殘?jiān)鼉纱?。在清洗坩鍋中的殘物前先用水清洗燒杯。將溶液轉(zhuǎn)移到預(yù)先配衡過(guò)的600ml高型燒杯中。
11.用10ml以下物質(zhì)洗滌殘?jiān)鼉纱蝍.95％乙醇b.丙酮12.將盛有殘?jiān)嫩徨佋?03℃的爐中干燥過(guò)夜。
13.將坩鍋在干燥器中冷卻約1小時(shí)。稱重含有膳食纖維殘?jiān)凸柙逋恋嫩徨佉宰罱咏?.1mg。減去皮重，即，干燥的坩鍋和硅藻土的重量，得到殘?jiān)亓俊?br> 14.蛋白質(zhì)和灰分的測(cè)定每種纖維樣品的一份殘?jiān)糜跍y(cè)定分析蛋白質(zhì)，另一份用于分析灰分。
a.殘?jiān)械鞍椎姆治霾捎脛P氏定氮法(AACC46-10)。所有樣品計(jì)算蛋白質(zhì)克數(shù)的因數(shù)用6.25。
b.分析灰分，按照AACC的方法08-01，將第二份殘?jiān)鼧悠吩?25℃燒灼5小時(shí)。在干燥器中冷卻，稱重以最接近0.1mg。減去坩鍋和硅藻土的重量就是灰分的重量。
總膳食纖維的量以下述公式計(jì)算，沒(méi)有特別說(shuō)明，都是以干基報(bào)告TDF(％)＝[R1-R2)/2-P-A-空白]/(m1+m2)/2×100其中m1-樣品重量1m2-樣品重量2R1-m1的殘?jiān)亓縍2-m2的殘?jiān)亓緼-R1的灰分重量P-R2的蛋白重量C.DSC法進(jìn)行熱學(xué)分析將天然和水熱處理的面粉用具有液氮冷卻附件的Perkin Elmer差示掃描量熱計(jì)7進(jìn)行熱學(xué)分析。稱量10mg無(wú)水樣品放入不銹鋼密封盤(pán)中，加水使水與面粉的比例達(dá)到3∶1。將盤(pán)密封，以10℃/min的加熱速率在10-160℃范圍掃描。對(duì)各樣品重復(fù)測(cè)定一次，取平均值，報(bào)告峰值溫度和結(jié)束熔點(diǎn)溫度(℃)以及糊化焓值(J/g)。
D.顏色測(cè)定顏色測(cè)定采用Hunter Color Quest II單色盲分光鏡球體模型(Hunter協(xié)會(huì)實(shí)驗(yàn)室，Reston有限公司，VA，USA)。根據(jù)專門(mén)用于該儀器的操作步驟和軟件模型測(cè)量和計(jì)算L-值和a-值。L-值表示產(chǎn)品的亮度，100代表最白，0代表黑。a-值為正時(shí)表示紅色。
實(shí)施例1-水熱短時(shí)處理得到的高TDF的高直鏈淀粉玉米粉加工時(shí)間和TDF發(fā)展之間的關(guān)系通過(guò)常規(guī)的干磨法，使用高直鏈淀粉玉米粒來(lái)形成脫出胚芽的高直鏈淀粉玉米粉。干磨法按照本領(lǐng)域中的常規(guī)方法，包括谷物清理，脫胚，分離胚芽和糠麩，最后磨碎和過(guò)篩獲得目標(biāo)顆粒尺寸。該組合物具有下述特征13.6％的水分，10.2％的蛋白質(zhì)，1.8％的灰份和6.0％的脂肪。顆粒尺寸分布為250微米篩上55.3％，177微米篩上18.3％，125微米篩上17.5％和8.9％過(guò)125微米篩。高直鏈淀粉玉米粉的TDF為31％。
干磨法得到的高直鏈淀粉玉米粉通過(guò)間歇犁頭式混合干燥器進(jìn)行水熱處理(型號(hào)300HP Prestovac反應(yīng)器，Processall制造，辛辛那提，OH，USA)。使用如下條件。A批高直鏈淀粉玉米粉在室溫置于反應(yīng)器中。調(diào)節(jié)高直鏈淀粉玉米粉的水分含量為13.6-30％(+/-1％)。然后調(diào)節(jié)水分后的高直鏈淀粉玉米粉被升溫至121℃(250)。加熱到121℃需要約45分鐘。樣品達(dá)到目標(biāo)溫度后(說(shuō)明在目標(biāo)溫度1分鐘)以及于30分鐘之后、60分鐘之后和120分鐘之后取出樣品。樣品一式兩份使用AOAC 991.43方法分析總膳食纖維(TDF)。第二批(B批)使用同樣的加工和步驟制備和分析，但設(shè)定不同，水分含量為(25％)和目標(biāo)溫度為126℃(260)。表1顯示了在目標(biāo)溫度下的加工時(shí)間和TDF值表1水熱處理高直鏈淀粉玉米粉的TDF值

表1的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)加工分別達(dá)到121℃和126℃的目標(biāo)溫度時(shí)，高直鏈淀粉玉米粉的其TDF由未處理前的面粉的31％分別升至63％(樣品A)和61％(樣品B)。保持目標(biāo)溫度，樣品A和B的TDF增加不顯著。結(jié)果表明，當(dāng)達(dá)到目標(biāo)溫度后，TDF形成非常迅速，并迅速達(dá)到最大值。該結(jié)果表明，TDF的發(fā)展是更快速的機(jī)理，而不是通常對(duì)于高直鏈淀粉所預(yù)期的情況。
實(shí)施例2-加工條件對(duì)水熱處理的高直鏈淀粉玉米粉熔化特性的影響以及與TDF發(fā)展的相關(guān)性將實(shí)施例1中的“樣品A系列”和未處理高直鏈淀粉玉米粉通過(guò)DSC法分析以確定熔化行為的變化。分析步驟如上所述。表2總結(jié)了TDF的數(shù)據(jù)和描述組合物熔化行為的數(shù)據(jù)。另外，熔化曲線如圖1所示。數(shù)據(jù)顯示起始溫度(To)、峰值溫度(Tp)和終止溫度(Tc)隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。對(duì)于To，在未處理的面粉和在目標(biāo)溫度下1min的樣品之間觀察到最顯著的增加；對(duì)于Tp，在“在目標(biāo)溫度下1min的樣品”(樣品A-1)和從60到120分鐘的變化觀察到最明顯的增加。對(duì)于Tc，在“在目標(biāo)溫度下1min的樣品”和30到60分鐘的變化觀察到最明顯的變化。圖1還顯示了隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)，熔化曲線向著更高溫度遷移。TDF的數(shù)據(jù)顯示，正如實(shí)施例1所探討的，最大的TDF量在一旦達(dá)到目標(biāo)溫度時(shí)就已獲得(樣品A-1)。由于樣品A-1的熔化溫度數(shù)據(jù)并未顯示這一樣品系列的最高值，該數(shù)據(jù)證明通過(guò)短時(shí)水熱處理高直鏈淀粉玉米粉發(fā)展的TDF不僅取決于方法導(dǎo)致的熔化特性和淀粉結(jié)晶的變化。這表明，其它機(jī)理，如加工導(dǎo)致的蛋白質(zhì)變性或其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)變化也會(huì)影響水熱處理的面粉中TDF的發(fā)展。注意到下面這一點(diǎn)也是重要的，即，對(duì)于用較長(zhǎng)處理時(shí)間處理的樣品，觀察到熔化溫度的提高未導(dǎo)致TDF的進(jìn)一步增加。
表2 DSC法測(cè)定水熱處理的高直鏈淀粉玉米粉的熔化溫度數(shù)據(jù)

實(shí)施例3-加工條件對(duì)水熱處理的高直鏈淀粉玉米粉的顏色發(fā)展的影響實(shí)施例1和2所述的“樣品A系列”和未處理的高直鏈淀粉玉米粉采用Hunter Color Quest II單色盲分光鏡球體模型(Hunter協(xié)會(huì)實(shí)驗(yàn)室公司，Reston，VA，USA)測(cè)定顏色。該步驟測(cè)定L-和a-值。L-值以0到100的刻度表示產(chǎn)品的亮度。L-值降低表示亮度降低。當(dāng)a-值為正時(shí)，表示紅色的增加。這兩個(gè)數(shù)值用于描述水熱處理后的黃色高直鏈淀粉玉米粉觀察到的褐色的增加。表3顯示了加工時(shí)間、天然面粉和水熱處理樣品的顏色數(shù)據(jù)和TDF數(shù)據(jù)。顏色數(shù)據(jù)顯示，隨著加工時(shí)間延長(zhǎng)，亮度(L-值)下降和紅色(a-值)增加。結(jié)果表明，加工帶來(lái)顯著的變色或顏色變化。數(shù)據(jù)還顯示，短時(shí)加工制備的面粉具有最大的TDF和最低程度的變色。這對(duì)將所述組合物用于食品是附加的益處。
表3 天然的和水熱處理后的高直鏈淀粉玉米粉的TDF和顏色數(shù)據(jù)

實(shí)施例4-在連續(xù)系統(tǒng)中通過(guò)水熱短時(shí)處理和快速升溫的方法制備TDF增加的高直鏈淀粉玉米粉實(shí)施例1所述的高直鏈淀粉玉米粉采用連續(xù)短時(shí)方法進(jìn)行水熱處理。該連續(xù)方法設(shè)計(jì)由加熱套加熱的薄膜干燥器(Solidair型號(hào)SJS8-4，Hosokawa-Bepex，MN，USA)和加熱套加熱的傳送螺桿(Thermascrew型號(hào)TJ-81K3308，Hosokawa-Bepex，MN，USA)串取組成。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成在中等壓力下操作。雙刀形進(jìn)閘閥用于保持體系壓力，同時(shí)進(jìn)料和卸出高直鏈淀粉玉米粉。薄膜干燥器用于將高直鏈淀粉玉米粉加熱達(dá)到相應(yīng)的目標(biāo)溫度。在薄膜干燥器上的停留時(shí)間經(jīng)過(guò)計(jì)算為約1分鐘。加熱的傳送螺桿用于控制水熱處理的時(shí)間。停留時(shí)間通過(guò)控制螺桿速度調(diào)節(jié)。在水熱處理前，高直鏈淀粉玉米粉的水分含量用間歇螺條混合機(jī)調(diào)節(jié)至25％(+/-1％)。將調(diào)節(jié)過(guò)水分的高直鏈淀粉玉米粉以約50kg/h輸送到加壓的系統(tǒng)中，將飽和蒸汽在與產(chǎn)品目標(biāo)溫度相同的蒸汽溫度下輸入到體系中。這是為了在加工過(guò)程中保持產(chǎn)品中水分含量為至少25％。溫度探頭位于產(chǎn)品從薄膜干燥器轉(zhuǎn)移至傳送螺桿的位置。高直鏈淀粉玉米粉的加工條件見(jiàn)表4。
分析樣品的TDF。TDF的數(shù)據(jù)列于表4。
表4 通過(guò)短時(shí)連續(xù)方法水熱處理的高直鏈淀粉玉米粉的TDF值

表2的數(shù)據(jù)顯示短時(shí)水熱處理使高直鏈淀粉玉米粉的TDF含量由未處理時(shí)的31％增加到水熱處理后的54-62％。
實(shí)施例5-加工條件對(duì)水熱處理的高直鏈淀粉玉米粉熔化特性的影響以及與TDF的相關(guān)性實(shí)施例4所述樣品用DSC法來(lái)表征，以測(cè)定熔化特性的變化，表5總結(jié)了所述組合物的TDF數(shù)據(jù)和描述熔化行為的數(shù)據(jù)。另外，熔化曲線如圖2所示。數(shù)據(jù)表明，在100℃下水熱處理15分鐘所得到的組合物與未處理的面粉相比，具有顯著提高的TDF含量，并且熔化行為中To從73.5℃升至85.2℃，ΔH從6.47升至8.40J/g，而Tp和Tc只有輕微增加。在較高的溫度下短時(shí)水熱處理能進(jìn)一步增加TDF而且熔化溫度向更高水平遷移。重要的是注意到熔化曲線非常窄。另外，樣品D的ΔH降低表明在所用的加工條件下發(fā)生了部分糊化。這組數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)所述的加工，發(fā)生部分或低程度的糊化不會(huì)影響面粉中TDF的升高。
進(jìn)而，實(shí)施例1的樣品A-1和實(shí)施例4的樣品D的比較表明，產(chǎn)品盡管在同樣的目標(biāo)溫度(120-121℃)短時(shí)加工制備得到并具有相同的TDF水平(61到63％)，但產(chǎn)品表現(xiàn)出不同的熔化曲線。這說(shuō)明，升溫時(shí)間會(huì)對(duì)組合物造成影響，從而影響其在食品中的表現(xiàn)。
表5用DSC法測(cè)定的短時(shí)連續(xù)方法水熱處理的高直鏈淀粉玉米粉的熔化數(shù)據(jù)

實(shí)施例6-加工條件對(duì)水熱處理的高直鏈淀粉玉米粉顏色的影響以及與TDF的相關(guān)性用實(shí)施例3記載的分析方法測(cè)定實(shí)施例4所述的連續(xù)短時(shí)水熱處理生產(chǎn)的高直鏈淀粉玉米粉樣品的顏色。數(shù)據(jù)列于表6。可以看出，連續(xù)短時(shí)處理使得高直鏈淀粉玉米粉的TDF增加，樣品顏色與未處理的面粉相比變化很小(樣品D和E)或幾乎沒(méi)有色變(樣品C)。
表6 短時(shí)連續(xù)方法生產(chǎn)的水熱處理高直鏈淀粉玉米粉的顏色數(shù)據(jù)

實(shí)施例7-減小顆粒尺寸(后加工)對(duì)短時(shí)水熱處理生產(chǎn)的高直鏈淀粉玉米粉的TDF的影響實(shí)施例1所述的天然高直鏈淀粉玉米粉采用實(shí)施例4所述的連續(xù)短時(shí)水熱處理。高直鏈淀粉玉米粉在100℃、水分25％的條件下處理15min(樣品F)。水熱處理后，樣品F的顆粒分布為250微米篩上22.8％，180微米篩上45.1％，125微米篩上10.5％和21.6％過(guò)125微米篩。樣品F采用氣體分級(jí)磨粉碎至小顆粒尺寸。粉碎產(chǎn)品的樣品G的顆粒尺寸為53-32微米(測(cè)定是100％過(guò)53微米篩網(wǎng)且100％在32微米篩網(wǎng)上)。表7顯示了樣品F和G的TDF含量。數(shù)據(jù)表明，后加工的處理步驟導(dǎo)致TDF由48％減少至42％。但是精細(xì)粉(樣品G)中42％的TDF含量仍然高于天然未處理面粉的TDF值(31％)。該結(jié)果表明精磨操作會(huì)破壞部分通過(guò)水熱處理所形成的保護(hù)結(jié)構(gòu)。由于對(duì)于水熱處理的純淀粉不知道存在這種行為，該結(jié)果還說(shuō)明，在水熱處理高直鏈淀粉玉米粉時(shí)，可能有復(fù)雜的過(guò)程導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化，從而有益于TDF的形成。
表7水熱處理高直鏈淀粉玉米粉及其精磨產(chǎn)品的TDF含量

實(shí)施例8-水分調(diào)控或不調(diào)控條件下短時(shí)水熱處理高直鏈淀粉玉米粉在常壓條件下采用實(shí)施例4所述的方法熱處理實(shí)施例1所述的高直鏈淀粉玉米粉。將高直鏈淀粉玉米粉的水分調(diào)節(jié)至25％并在常壓條件下于目標(biāo)溫度100℃加熱處理15分鐘(樣品H)。此時(shí)的時(shí)間溫度曲線與實(shí)施例4中的樣品C在所述條件下的曲線相同。由于這樣的常壓加工過(guò)程不控制產(chǎn)品中的水分，該加工導(dǎo)致面粉的水分顯著減少(干燥)。結(jié)果，面粉干燥，水分從開(kāi)始時(shí)的25％降為11％。表8顯示樣品H和樣品C的TDF數(shù)值和水分?jǐn)?shù)值的比較。盡管樣品H的TDF未達(dá)到樣品C的水平，TDF從未處理的高直鏈淀粉玉米粉的31％增至48％仍是很顯著的。令人驚異的發(fā)現(xiàn)是，這可以表明，加工過(guò)程中無(wú)需控制水分，特別是在為了生產(chǎn)高TDF含量的高直鏈淀粉玉米粉而采用的水熱處理時(shí)。
表8水分調(diào)控或不調(diào)控條件下水熱處理的高直鏈淀粉玉米粉的TDF含量

實(shí)施例9-水熱短時(shí)處理高直鏈淀粉玉米粉和高直鏈淀粉玉米淀粉具有18％TDF的高直鏈淀粉玉米淀粉被調(diào)節(jié)水分為30％并用薄膜干燥器加熱處理(渦輪增壓干燥器，Turbo Dryer，VOMM，意大利)，此設(shè)備與實(shí)施例4中所用的設(shè)備(Solidaire Hosokawa-Bepex，MN，USA)類似。如實(shí)施例8所述過(guò)程，熱處理在常壓條件下進(jìn)行。因此，不調(diào)控水分，淀粉在加工過(guò)程中被干燥。調(diào)控水分的高直鏈淀粉玉米淀粉在100-103℃加熱，停留為約8min(樣品K1)。為了延長(zhǎng)處理時(shí)間，處理過(guò)的淀粉重新調(diào)節(jié)至水分為30％，暴露于同樣的操作條件下處理第二次(樣品K2)。表9顯示了樣品K1和K2與實(shí)施例8中的樣品H的TDF數(shù)據(jù)的比較。如實(shí)施例8所述，樣品H由高直鏈淀粉玉米粉制得，其在較低的起始水分(25％)和相同的溫度(100℃)進(jìn)行加工。
表9熱處理的高直鏈淀粉玉米粉和高直鏈淀粉玉米淀粉的TDF數(shù)據(jù)

表9的數(shù)據(jù)顯示，在100℃短時(shí)熱處理并不增加高直鏈淀粉玉米淀粉的TDF含量。相反，同樣的熱處理?xiàng)l件會(huì)導(dǎo)致高直鏈淀粉玉米粉中的TDF含量顯著增加，如前所討論，TDF由31％增至48％。這又表明，面粉中TDF的形成取決于包括了不僅是淀粉顆粒退火過(guò)程的機(jī)理。
實(shí)施例10-將水熱處理的高直鏈淀粉玉米粉用于擠壓谷物早餐配方水熱處理的面粉于膨化谷物早餐食品進(jìn)行評(píng)價(jià)，以測(cè)定其在代表了帶有強(qiáng)熱和剪切因素的食品應(yīng)用中的表現(xiàn)。根據(jù)實(shí)施例1所述過(guò)程制備新樣品B5用作試驗(yàn)。作為水熱處理起始材料的面粉含有10.7％的水分，9.7％的蛋白質(zhì)，2.2％的脂肪，0.65％的灰分和28％的TDF。水熱處理后的面粉(樣品B5)的TDF為49％。
擠壓過(guò)程使用三桶(Wenger)雙螺桿擠壓機(jī)，型號(hào)TX75，以制備膨化早餐谷物。各組分的干混物根據(jù)表示10所示配方制備。用實(shí)驗(yàn)樣品代替配方中的脫胚玉米粉，使得每30g谷物提供5g的纖維素(17％)，其相應(yīng)于“高纖維素來(lái)源”的標(biāo)簽說(shuō)明。評(píng)價(jià)三種配方1)對(duì)照組合物；2)含有水熱處理過(guò)的、起始TDF為49％的面粉(B5)的組合物，其中面粉用量為39％(wb)；3)含有水熱處理的高直鏈淀粉玉米淀粉的組合物，其起始TDF為64％，該淀粉用量為30％(wb)。三種樣品的配方列于表10。
表10 膨化谷物配方

用Wenger公司制造的型號(hào)為61001-000的螺旋帶式混合器混合干料30分鐘，送入傳輸管，無(wú)預(yù)調(diào)理而直接擠壓，進(jìn)料率為100kg/h。使用3桶擠壓機(jī)的設(shè)計(jì)，桶溫設(shè)定為50℃、80℃和92℃，波動(dòng)保持在4度范圍內(nèi)。比機(jī)械能(SME)用以下式來(lái)計(jì)算，以表示加工過(guò)程所受機(jī)械剪切力的大小。

選擇的擠壓條件列于表11。膨化樣品由擠壓器送至干燥器。干燥器的溫度設(shè)定為一區(qū)為130℃，二區(qū)和三區(qū)為30℃，總停留時(shí)間約為8分鐘。在干燥器出口處，產(chǎn)品收集于對(duì)齊的盒內(nèi)，包裝，減少空氣中水分進(jìn)入，分揀。
用AOAC 991.43方法測(cè)定干混合物和終產(chǎn)品終的TDF。TDF的保留率用下式計(jì)算TDF保留率(％)＝(TDF樣品×100)/TDF干混合物樣品2和3的干混合物TDF為22％(wb)而對(duì)照為5％(wb)表11 早餐谷物的加工條件及其最終特性

Na-未測(cè)定產(chǎn)品溫度為135-145℃表11的結(jié)果顯示，在同樣的擠壓條件下，即，通過(guò)設(shè)定擠壓機(jī)中螺桿速度，擠壓桶溫度和配方的水分含量加工參數(shù)，以及通過(guò)最終的SME，使得水熱處理的面粉較熱濕處理的淀粉而言具有較高的TDF保留率。因此，這種面粉可以用于生產(chǎn)擠壓谷物早餐，從而提供更高的纖維含量。
結(jié)果表明，在強(qiáng)剪切和高溫諸如谷物膨化擠出時(shí)，其中濕度為16％，SME為約125Wh/kg，產(chǎn)品溫度不超過(guò)145℃，水熱處理的面粉保留了至少60％的TDF。而同樣條件下，熱濕處理的淀粉保留了僅41％的TDF。
實(shí)施例11-在不同的加工時(shí)間下，在連續(xù)方法中濕熱加工高直鏈淀粉玉米粉實(shí)施例1所述的高直鏈淀粉玉米粉使用實(shí)施例4所述的方法進(jìn)行連續(xù)濕熱加工。使用間歇螺旋帶狀混合器調(diào)節(jié)高直鏈淀粉玉米粉的水分含量為25％(+/-1％)。調(diào)節(jié)水分含量后的面粉在120℃的目標(biāo)溫度分別熱處理5min(實(shí)施例4的樣品D)、15min(樣品L)和30min(樣品N)。表12顯示了加工條件、TDF值和顏色值。可以看出，短時(shí)加工5min獲得的TDF最大。TDF隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)而減少可能是由于部分失去顆粒結(jié)構(gòu)完整性的原因。進(jìn)而，延長(zhǎng)加工30分鐘時(shí)導(dǎo)致L-值降低而a-值升高，產(chǎn)品發(fā)生顯著的不可接受的色澤變化。
表12 水熱處理的高直鏈淀粉玉米粉的TDF和顏色數(shù)據(jù)

權(quán)利要求
1.增加面粉中總膳食纖維含量的方法，包括，在占面粉重量為10-50％的水分含量下、在80-160℃的目標(biāo)溫度加熱面粉，在目標(biāo)溫度下的加熱時(shí)間為0.5-15分鐘，從而生產(chǎn)水熱處理的面粉；其中該面粉的直鏈淀粉含量至少是面粉所含淀粉的40重量％，如果是小麥粉或米粉，其直鏈淀粉含量至少是面粉中所含淀粉的27重量％；其中所選擇的加工條件使得基于面粉的重量，面粉中總膳食纖維增加至少10％。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述面粉是玉米粉。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述面粉的直鏈淀粉含量至少是面粉所含淀粉的約70重量％。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述面粉的直鏈淀粉含量至少是面粉所含淀粉的約80重量％。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述面粉的直鏈淀粉含量至少是面粉所含淀粉的約90重量％。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其中所述面粉含有至少5％的蛋白質(zhì)，至少約1％的類脂，均以面粉重量計(jì)；以及以面粉中的淀粉重量計(jì)為至少約50％的直鏈淀粉。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述面粉是玉米粉，以面粉重量計(jì)，其含有約8-13％的蛋白質(zhì)，約2-3％的類脂和約85-90％的淀粉。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的方法，其中目標(biāo)溫度為100-120℃。
9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的方法，其中水分含量以面粉重量計(jì)為20-30％。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的方法，其中不加入額外的水分進(jìn)行加熱。
11.權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)的方法，其中加熱期間不控制水分。
12.一種組合物，含有權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的水熱加熱過(guò)的面粉。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中所述面粉含有的總膳食纖維含量以面粉重量計(jì)至少是20％。
14.權(quán)利要求13的組合物，其中所述面粉含有的總膳食纖維含量以面粉重量計(jì)至少是40％。
15.權(quán)利要求14的組合物，其中所述面粉含有的總膳食纖維含量以面粉重量計(jì)至少是50％。
16.權(quán)利要求12-15任一項(xiàng)的組合物，其中所述面粉具有亞峰熔點(diǎn)溫度。
17.權(quán)利要求12-16任一項(xiàng)的組合物，其中所述面粉是玉米粉，其含有的直鏈淀粉至少是面粉所含淀粉的70重量％，而且熔點(diǎn)溫度至少為100℃。
18.權(quán)利要求12-17任一項(xiàng)的組合物，其中所述面粉的L-值變化小于10。
19.權(quán)利要求18的組合物，其中所述面粉的L-值變化小于2。
20.權(quán)利要求12-19任一項(xiàng)的組合物，其中90％的面粉具有至少250微米且不大于590微米的顆粒尺寸。
21.權(quán)利要求12-19任一項(xiàng)的組合物，其中90％的面粉具有至少180微米且不大于590微米的顆粒尺寸。
22.權(quán)利要求12-19任一項(xiàng)的組合物，其中所述面粉具有不大于590微米的顆粒尺寸，而且70％的面粉具有至少180微米的顆粒尺寸。
23.權(quán)利要求12-19任一項(xiàng)的組合物，其中所述面粉具有不大于590微米的顆粒尺寸，而且80％的面粉具有至少125微米的顆粒尺寸。
24.加工食品的方法，包括采用至少125Wh/kg的SME和135-145℃的PT擠壓權(quán)利要求12-23任一項(xiàng)的組合物形成擠壓組合物，其中該擠壓組合物保持其總膳食纖維含量的至少約50重量％。
25.權(quán)利要求24的方法，其中所述擠壓組合物保持其總膳食纖維含量的至少約60重量％。
全文摘要
高直鏈淀粉面粉可通過(guò)短時(shí)水熱處理增加其總膳食纖維(TDF)含量。這些面粉可通過(guò)下述方法制備在約10－50重量％的總水分含量、約80－160℃的溫度加熱高直鏈淀粉面粉，在目標(biāo)溫度下的加熱時(shí)間為約0.5－15分鐘。本發(fā)明進(jìn)一步涉及含有所述高TDF面粉的產(chǎn)品，包括食品產(chǎn)品。
文檔編號(hào)A23L1/10GK1875752SQ200610093470
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者M·K·奧科尼夫斯卡, W·賓德朱斯, I·布朗, R·A·斯科爾吉, Y·-C·施, T·J·沙 申請(qǐng)人:國(guó)家淀粉及化學(xué)投資控股公司