DE69607936T2

DE69607936T2 - Thermisch inhibierte, vorverkleisterte körnige stärke und mehle und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69607936T2
Application number: DE69607936T
Authority: DE
Inventors: Chung-Wai Chiu; J. Hanchett; Roger Jeffcoat; B. Shah; J. Thomas
Original assignee: National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Current assignee: Brunob II BV
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 2000-10-19
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: EP0804488A1; AU4657596A; WO1996022311A1; DE69607936D1; ES2148728T3; EP0804488B1; ATE192167T1; AU686496B2; BR9606921A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf vorgelatinierte Stärken und Mehle, die inhibiert sind, und auf ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Stand der Technik

Natürliche Stärkekörner sind in kaltem Wasser unlöslich. Wenn natürliche Stärkekörner in Wasser dispergiert und erwärmt werden, werden sie allerdings hydratisiert und quellen auf. Unter fortgesetztem Erwärmen, Scherung oder unter Bedingungen eines extremen pH brechen die gelatinierten Körner dann und die Stärkemoleküle werden im Wasser dispergiert, d. h. solubilisiert.
In Abhängigkeit von der Stärkegrundlage wird die vorgelatinierte Stärke eine spezifische Textur und spezifische Viskositätscharakteristika aufweisen, nachdem die Stärke in Wasser dispergiert wurde. Stärken, die Amylose enthalten, werden eine gelartige oder nicht-bindende Textur haben. Stärken, die hohe Amylose-Konzentrationen, z. B. über 40% enthalten, werden in ein sehr festes Gel übergeführt werden. Stärken, die hauptsächlich Amylopektin enthalten, d. h. Wachsstärken, liefern nicht die gleichen Gelmerkmale wie Amylose enthaltende Stärken. Die Dispersionen von unmodifizierten vorgelatinierten Amylopectin enthaltenden Stärken weisen bei Dispersion in Wasser eine kohäsive und fließende Textur auf.
Die Textur kann verbessert werden, wenn die Stärken vor einer Vorgelatinierung chemisch vernetzt werden. Die Vernetzungen verstärken die assoziierenden Wasserstoffbindungen, die die Körner zusammenhalten, hemmen die Quellung und Hydratisierung der Stärkekörner während der Gelatinierung; die Folge ist, daß die inhibierten Stärkekörner intakt bleiben. Wenn vorgelatinierte Pulver der chemisch vernetzten Stärken in Wasser dispergiert werden, haben die Dispersionen eine nicht-kohäsive und salbenartige Textur, die als schwer oder kurz beschrieben wird.
Für bestimmte Nahrungsmittelsysteme sind sofort gelierende Stärken, die in kaltem Wasser zumindest ein schwaches Gel bilden, wünschenswert. US-A-4 391 836 (C. W. Chiu erteilt am 5. Juli 1983) offenbart ein Verfahren zur Herstellung sofort gelierender Tapioka- oder Kartoffelstärken, das durch Bilden zumindest eines schwachen Gels, das eine Bloom-Festigkeit von etwa 70 g hat, charakterisiert ist. Eine wäßrige Aufschlämmung einer natürlichen Tapioka- oder Kartoffelstärke mit einem pH von etwa 5 bis 12 wird trommelgetrocknet, um die Stärken in kaltem Wasser dispergierbar zu machen. Die trommelgetrockneten Stärken werden dann wärmebehandelt, um ihre Spitzenviskosität oder maximale Viskosität so zu begrenzen, daß sie innerhalb definierter Brabender-Viskositätsgrenzen (etwa 1000-4200 B. U. für Tapiokastärke und etwa 2400-4400 B. U. für Kartoffelstärke) liegen. Die Wärmebehandlung wird für etwa 1,5 bis 24 h bei 125º bis 180ºC in einer herkömmlichen Heizvorrichtung durchgeführt. Ein Umkehrung der Reihenfolge, d. h. Wärmebehandlung und danach Trommeltrocknung, funktioniert nicht. Leicht umgewandelte (Fluidität) Tapioka- und Kartoffelstärken können verwendet werden, vorausgesetzt, daß der pH über 6,5 liegt und eine geeignete Zeit und eine geeignete Temperatur ausgewählt werden. Nach diesem Verfahren können keine sofort gelierenden Wachsstärken hergestellt werden.
Für eine vorgelatinierte Stärke ist es wünschenswert, daß sie im Aroma mild ist. Viele Stärken, z. B. Mais, Sorghum und Weizen enthalten geringe Mengen ungesättigter Fettsäuren. Die Fettsäuren können während der Lagerung ranzige Aromen entwickeln. Außerdem geben die vorhandenen Proteine den Stärken einen unerwünschten Getreidegeschmack. Bestimmte Stärken, z. B. Mais und Wachsmais werden aufgrund von "holzigen" oder "Eisstiel"-Geschmacksfehlern, die aus einer Vorgelatinierung resultieren, nicht in verdickten Nahrungsmittelzusammensetzungen verwendet. Siehe US-A- 4 303 451 (W. C. Seidel erteilt am 1. Dezember 1981), das ein Verfahren zur Verhinderung der Entwicklung von "holzartigen" Geschmacksfehlern in vorgelatinierten Wachsmaisstärken offenbart. Die Stärkekörner werden vor einer Gelatinierung für 0,1 bis 24 h bei etwa 120 bis 200ºC erwärmt. Die Erwärmungszeit darf nicht ausreichen, um eine Dextrinierung zu erzielen, muß aber ausreichend sein, um eine Bildung von holzartigen Geschmacksfehlern während einer Vorgelatinierung zu verhindern. Nach der Wärmebehandlung wird die Wachsmaisstärke durch bekannte Techniken, z. B. Trommeltrocknung, vorgelatiniert. Die Textur und das Aroma von Mais, Weizen, Reis und Sago werden durch diese Wärmebehandlung modifiziert; allerdings lieferten diese Stärken in Nahrungsmittelzusammensetzungen widersprüchliche und nicht-reproduzierbare Resultate (siehe Spalte 2, Zeilen 14-18).
In einigen Anwendungen sind chemisch modifizierte Stärken und Mehle nicht akzeptabel oder unerwünscht. Somit besteht ein Bedarf für nicht-modifizierte vorgelatinierte körnige Stärken, die die Textureigenschaften von chemisch vernetzten, vorgelatinierten körnigen Stärken haben und die im wesentlichen von Geschmacksfehlern frei sind.
Die vorliegende Erfindung stellt thermisch inhibierte, vorgelatinierte körnige Stärken und Mehle bereit. Diese Stärken und Mehle sind vorgelatiniert, so daß die Mehrheit der Stärkekörner aufquellen, aber intakt bleiben. Die Stärken und Mehle werden auch thermisch inhibiert, was bewirkt, daß die Stärke oder das Mehl die Viskosität und die strukturellen Merkmale einer chemisch vernetzten Stärke haben, allerdings ohne die Verwendung chemischer Reagenzien. Die thermisch inhibierten, vorgelatinierten körnigen Stärken oder die thermisch inhibierten, vorgelatinierten körnigen Mehle sind in kaltem Wasser dispergierbar und besitzen, wenn sie ausreichende inhibiert sind, eine nicht-kohäsive und salbenartige Struktur, wenn die Stärke eine Amylopectin-enthaltende Stärke ist, oder eine glatte und einheitliche gelartige Struktur, wenn die Stärke eine Amylose enthaltende Stärke ist.
Die Stärken und Mehle können zuerst vorgelatiniert und anschließend thermisch inhibiert werden, oder sie können zuerst thermisch inhibiert und anschließend vorgelatiniert werden.
Das thermische Inhibierungsverfahren umfaßt die Schritte (a) fakultativ pH-Einstellung der Stärke oder des Mehls auf einen pH von etwa 7,0 oder darüber; (b) Dehydratisierung der Stärke oder des Mehls, bis sie (es) wasserfrei oder im wesentlichen wasserfrei ist; und (c) Wärmebehandlung der dehydratisierten (d. h. wasserfreien oder im wesentlichen wasserfreien) Stärke oder des dehydratisierten (d. h. wasserfreien oder im wesentlichen wasserfreien) Mehls bei einer Temperatur und über einen Zeitraum, der ausreicht, um die Stärke oder das Mehl zu inhibieren und vorzugsweise um es nicht-kohäsiv zu machen, wobei die Temperatur 100ºC oder höher ist und wobei die Zeit bis zu 20 h beträgt. Der Ausdruck "im wesentlichen wasserfrei", wie er hier verwendet wird, bedeutet, daß sie (es) weniger als 1 Gew.-% Feuchtigkeit enthält.
Wenn das Vorgelatinierungsverfahren zuerst durchgeführt wird, wird eine körnige Stärke oder ein körniges Mehl in Wasser aufgeschlämmt, typischerweise in einem Verhältnis von 1, 2 bis 2,0 Wasser zu 1,0 Teil Stärke, und vorzugsweise wird der pH durch Zusatz einer Base auf neutral oder höher eingestellt. Der Ausdruck "neutral", wie er hier verwendet wird, deckt den Bereich von pH-Werten um pH 7 ab; gemeint ist damit, daß pH- Werte von etwa pH 6,5 bis etwa pH 7,5 eingeschlossen sind. Die Aufschlämmung wird unter Anwendung bekannter Vorgelatinierungsprozesse, die die Kornstruktur nicht zerstören, vorgelatiniert und dann auf etwa 2 bis 15% Feuchtigkeit getrocknet. Die getrocknete vorgelatinierte körnige Stärke oder das getrocknete vorgelatinierte körnige Mehl wird dann durch Dehydratisierung der Stärke oder des Mehls und anschließende Wärmebehandlung der dehydratisierten Stärke oder des dehydratisierten Mehls thermisch inhibiert.
Alternativ wird, wenn die Stärke oder das Mehl im pH eingestellt, thermisch inhibiert und dann vorgelatiniert werden soll, die körnige Stärke oder das Mehl in Wasser aufgeschlämmt, der pH auf neutral oder höher durch Zusatz einer Base eingestellt, und die Stärke oder das Mehl bis etwa 2 bis 15% Feuchtigkeit getrocknet. Die getrocknete körnige Stärke oder das getrocknete körnige Mehl wird entweder so wie es ist oder nach pH-Einstellung durch Dehydratisierung der Stärke oder des Mehls auf wasserfrei oder im wesentlichen wasserfrei und anschließende Wärmebehandlung der dehydratisierten körnigen Stärke oder des dehydratisierten körnigen Mehls thermisch inhibiert. Die resultierende körnige thermisch inhibierte Stärke oder das körnige thermisch inhibierte Mehl wird vorzugsweise mit Wasser gewaschen und dann unter Anwendung bekannter Verfahren, die die körnige Struktur nicht zerbrechen, vorgelatiniert.
Die Dehydratisierung kann eine thermische Dehydratisierung oder eine nicht-thermische Dehydratisierung sein. Die thermische Dehydratisierung wird durch Erwärmen der Stärke in einem herkömmlichen Ofen oder in einem Mikrowellenofen oder durch eine andere Heizvorrichtung über eine Zeit und bei einer Temperatur, die zur Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts auf weniger als 1%, vorzugsweise 0% ausreichen, durchgeführt. Typische Verfahren zur Durchführung der nichtthermischen Dehydratisierung umfassen Extrahieren des Wassers aus der körnigen Stärke oder der vorgelatinierten Stärke unter Verwendung eines Lösungsmittels, vorzugsweise eines hydrophilen Lösungsmittels, bevorzugter eine hydrophilen Lösungsmittels, das mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildet (z. B. Ethanol) oder durch Gefriertrocknen der körnigen Stärke.
Nach den beiden Schritten Vorgelatinierung und thermische Inhibierung kann das Produkt nach bekannten Verfahren, die die Kornunversehrtheit aufrechterhalten, gewaschen werden.
Eine Entfernung verschiedener Proteine, Lipide und anderer Geschmacksfehler-Komponenten vor oder nach der thermischen Inhibierung verbessert das Aroma (d. h. Geschmack und Geruch) der thermisch inhibierten Stärken. Eine Natriumchlorit- Extraktion des Proteins aus einer nicht-vorgelatinierten Stärke wird nachfolgend beschrieben. Weitere Prozesse, die zur Entfernung von Protein, Lipid und anderen Geschmacksfehler-Komponenten verwendet werden können, umfassen Waschen der Stärke bei einem alkalischen pH (z. B. pH 11-12) und/oder Behandeln der Stärke mit Proteasen. Polare und nicht-polare Lösungsmittel, die Affinität zu Proteinen und/oder Lipiden haben, können ebenfalls verwendet werden. Beispiele sind Alkohole (z. B. Ethanol), Ketone (z. B. Aceton), Ether (z. B. Dioxan), aromatische Lösungsmittel (z. B. Benzol oder Toluol) und dgl. Für Anwendungen bei Lebensmitteln sollten geeignete Lösungsmittel mit Lebensmittelreinheit verwendet werden.
Durch Verändern der Verfahrensbedingungen einschließlich des Anfangs-pH der Stärke oder des Mehls, dem Dehydratisierungsverfahren und -bedingungen und den Wärmebehandlungstemperaturen und den Wärmebehandlungszeiten, kann der Grad der Inhibierung verändert werden, wobei unterschiedliche Viskositätsmerkmale in den endgültigen vorgelatinierten körnigen Stärken oder Mehlen bereitgestellt werden. Soweit die Parameter des Dehydratisierungs- und Wärmebehandlungsverfahrens eine Funktion der besonderen Apparatur, die zur thermischen Dehydratisierung und Wärmebehandlung eingesetzt wird, sein können, wird die Auswahl der Apparatur ebenfalls ein Faktor bei der Steuerung des Inhibierungsgrads sein.

Modus (Modi) zur Durchführung der Erfindung

Die Stärken und Mehle können aus einer beliebigen Quelle stammen, z. B. Mais, Erbsen, Kartoffeln, Süßkartoffeln, Gerste, Weizen, Reis, Sago, Amaranth, Tapioka, Sorghum, Wachsmais, Wachstapioka, Wachsreis, Wachsgerste, Wachskartoffeln, Wachssorghum, und Stärken und Mehle sein, die einen Amylose-Gehalt von 40% oder mehr haben.
Eine "natürliche" Stärke, wie sie hier verwendet wird, ist eine Stärke, wie sie in der Natur gefunden wird. Die Stärken können unmodifiziert oder durch Umwandlung (d. h. Enzym-, Wärme- oder Säureumwandlung), Oxidation, Phosphorylierung, Veretherung, Veresterung und/oder chemische Vernetzung modifiziert sein. Die Mehle können durch Bleichen oder Enzymumwandlung modifiziert sein. Diese Modifikationen können vor oder nach dem Vorgelatinierungsschritt oder vor oder nach den Schritten Dehydratisierung und Wärmebehandlung durchgeführt werden.
Die Stärken können nach einem der bekannten Verfahren, welche zur Retention der Kornstruktur führen, vorgelatiniert werden. Beispielhafte Verfahren sind in US-A-4 280 851 (Pitchon et al. am 28. Juli 1981 erteilt), US-A-4 465 702 (erteilt am 14. August 1984); US-A-5 037 929 (Rajagopalan et al. am 6. August 1991 erteilt); und US-A-5 149 799 (Rubens am 22. September 1992 erteilt) offenbart.
US-A-4 280 851 beschreibt ein duales Atomisierungs-Sprühtrocknungs-Verfahren zur Herstellung von körnigen vorgelatinierten Stärken. Ein Gemisch der körnigen Stärke in einem wäßrigen Lösungsmittel wird durch eine Atomisierungsöffnung in einem Düsensystem unter Bildung eines feinverteilten Sprays injiziert. Ein Heizmedium wird durch eine zweite Öffnung in dem Düsensystem in das Spray aus atomisierter Stärke injiziert, um die Stärke auf ihre Gelatinierungstemperatur zu erwärmen. Eine geschlossene Kammer umgibt die Atomisierungs- und Heizmedium-Injektions-Öffnungen und definiert eine Entlüftungsöffnung, die so positioniert ist, daß es dem erwärmten Stärkespray ermöglicht wird, aus der Kammer auszutreten. Die Anordnung ist so, daß die Zeit, die zwischen dem Durchgang des Stärkesprays durch die Kammer von der Atomisierungsöffnung zu der Entlüftungsöffnung vergeht, die Gelatinierungszeit der Stärke definiert. Die resultierende sprühgetrocknete, vorgelatinierte Stärke umfaßt gleichmäßig gelatinierte Stärkekörner in Form von angestrebten Kugeln, wobei die Mehrheit der Körner ganz und ungebrochen ist und bei. Rehydratation aufquillt.
Eine Apparatur zur Durchführung dieses dualen Atomisierungs/Sprühtrocknungsverfahrens ist in US-A-4 600 472 (Pitchon et al. am 13. Juli 1986 erteilt) offenbart. Düsen, die zur Verwendung in der Herstellung dieser Stärken geeignet sind, sind in US-A-4 610 760 (Kirkpatrick et al. am 9. Sept tember 1986 erteilt) beschrieben. US-A-4 847 371 (Schara et al. am 11. Juli 1989 erteilt) offenbart ein duales Atomisierungsverfahren und eine Apparatur, die denen der Pitchon et al.-Patente entspricht.
US-A-4 465 702 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer in kaltem Wasser quellenden körnigen Maisstärke. Eine ungelatinierte Stärke wird mit 10 bis 25 Gew.-Teilen in 50 bis 70 Gew.-Teilen eines wäßrigen C&sub2;-C&sub3;-Alkanol und etwa 13 bis 20 'Teilen Wasser aufgeschlämmt. Das Alkanol- und Wasser- Gemisch enthält etwa 15 bis 35 Gew.-% Wasser, einschließlich des Wassers in der Stärke. Die Stärke-Aufschlämmung wird in einer begrenzten Zone für etwa 30 min auf eine Temperatur von etwa 300º bis 360ºF erwärmt. Die vorgelatinierte körnige Stärke wird danach aus der Aufschlämmung isoliert.
US-A-5 037 929 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von in kaltem Wasser löslichen körnigen Stärken. Die Stärkekörner werden in Wasser und einem mehrwertigen Alkohol, wie z. B. 1,3-Propandiol, Butandiol oder Glycerin aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wird für etwa 3 bis 30 min auf 80 bis 130ºC erwärmt, um die kristalline Struktur der Körner in Einzel- Helixkristalle oder einen amorphen Zustand umzuwandeln, während die Kornunversehrtheit der Stärke erhalten wird. Die Stärke wird aus der flüssigen Phase isoliert.
US-A-5 149 799 offenbart ein Einstoff-Atomisierungs-Sprühtrocknungs-Verfahren und eine Apparatur zur Herstellung von körnigen vorgelatinierten Stärken. Die Stärke wird in einem wäßrigen Medium aufgeschlämmt, dann wird ein Strom der Stärkeaufschlämmung in eine Atomisierungskammer mit einer Sprühdüse bei einem Druck von 345 bis 1580 kPa (50-200 psig) geführt. In die Atomisierungskammer wird Dampf mit einem Druck von 345 bis 1725 kPa (50-250 psi) gepreßt; die Stärke wird dann gleichzeitig gekocht und atomisiert, wenn der Dampf die Stärke durch eine Entlüftungsöffnung am Boden der Kammer drückt. Das Verfahren findet in einer Zwei-Medien-Innenmisch- Sprühdüse statt. Das Verfahren und die Apparatur führen der Stärke ausreichend Wärme und Feuchtigkeit zu, so daß die Stärke unter Gelatinieren gleichmäßig atomisiert wird. Die atomisierte Stärke wird bei einem Minimum an Wärme oder Scherwirkung, die die Atomisierungskammer ausübt, getrocknet.
Das Ausmaß der Vorgelatinierung und folglich, ob die Stärke eine hohe oder niedrige Anfangsviskosität zeigt, wenn sie in Wasser dispergiert wird, kann durch die Vorgelatinierungsverfahren, wie sie auf dem Fachgebiet bekannt sind, gesteuert werden. Wenn eine Sprühtrocknung zur Vorgelatinierung verwendet wird, gilt im allgemeinen, je länger die Verweilzeit in der Sprühdüse ist und je höher das Verhältnis Dampf zu Stärke ist, desto höher ist die Anfangsviskosität der vorgelatinierten Stärke, wenn sie anschließend in Wasser dispergiert wird. Umgekehrt gilt, je geringer die Verweilzeit und je geringer die Menge an Wärme und Feuchtigkeit, desto niedriger ist die Viskosität.
Im ersten Schritt des thermischen Inhibierungsprozesses wird die Stärke oder die thermisch inhibierte vorgelatinierte Stärke (im folgenden Stärke) über eine Zeit und bei einer Temperatur, die ausreichen, um die Stärke wasserfrei oder im wesentlichen wasserfrei zu machen, dehydratisiert. Im zweiten Schritt wird die dehydratisierte (d. h. wasserfreie oder im wesentlichen wasserfreie) Stärke für eine Zeit und bei einer Temperatur, die ausreichen, um die Stärke zu inhibieren, wärmebehandelt.
Wenn Stärken in Gegenwart von Wasser Wärme unterworfen werden, kann eine Hydrolyse oder Zersetzung der Stärke auftreten. Hydrolyse und Zersetzung werden die Viskosität verringern und somit den Effekt einer Inhibierung begrenzen; sie sind unerwünscht, wenn ein Produkt hoher Viskosität gewünscht wird. Daher müssen die Bedingungen für die Dehydratisierung der Stärke so gewählt werden, daß eine Inhibierung begünstigt ist, während Hydrolyse und Zersetzung reduziert werden. Es können beliebige Bedingungen, die diese Kriterien erfüllen, angewendet werden. Eine Entfernung des Wassers durch Lösungsmittelextraktion oder Gefriertrocknung zur Entfernung von Wasser führt weniger wahrscheinlich zur Hydrolyse der Stärke als direktes Erhitzen der Stärke.
Für die thermische Dehydratisierung geeignete Bedingungen sind niedrige Temperaturen oder Erhöhung des pHs der Stärke vor der Dehydratisierung. Die bevorzugten Bedingungen für eine thermische Dehydratisierung bestehen in einer Kombination aus niedriger Temperatur und neutralem bis basischem pH. Vorzugsweise sind die Temperaturen, die zur Dehydratisierung der Stärke verwendet werden, 125ºC oder niedriger, bevorzugter liegen sie zwischen 100 und 120ºC. Die Dehydratisierungstemperatur kann niedriger als 100ºC sein, allerdings wird eine Temperatur von mindestens 100ºC bei der Entfernung von Feuchtigkeit wirksamer sein.
Der bevorzugte pH ist mindestens 7, am günstigsten höher als pH 8, typischerweise pH 7,5 bis 10,5, vorzugsweise 8 bis 9,5. Bei einem pH von über 12 läuft die Gelatinierung einfacher ab; daher sind pH-Einstellungen von unter 12 effektiver.
Bei Bedarf können Puffer, z. B. Natriumphosphat, zur Aufrechterhaltung des pH eingesetzt werden. Ein alternatives Verfahren zur Erhöhung des pH besteht darin, entweder während oder vor den Schritten der thermischen Inhibierung eine Lösung einer Base auf die Stärke oder vorgelatinierte Stärke zu sprühen, bis die Stärke den gewünschten pH erreicht. Ein anderes Verfahren besteht im Einführen eines alkalischen Gases wie z. B. Ammoniak in die Stärke, und zwar vorzugsweise während des thermischen Dehydratisierungs- und Wärmbehandlungsschrittes. Wenn die Stärke nicht in einem Nahrungsmittel verwendet werden soll, kann irgendeine verarbeitungsfähige oder geeignete anorganische oder organische Base, die den pH der Stärke erhöhen kann, verwendet werden.
Für Anwendungen in Nahrungsmitteln umfassen geeignete Basen mit Nahrungsmittelreinheit zur Verwendung im pH-Einstellungsschritt - sind aber nicht auf diese beschränkt - Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Tetranatriumpyrophosphat, Ammoniumorthophosphat, Dinatriumorthophosphat, Trinatriumphosphat, Calciumcarbonat, Calciumhydroxid, Kaliumcarbonat, Kaliumhydroxid und eine beliebige andere Base, die zur Nahrungsmittelverwendung nach Food and Drug Administration laws oder anderen Nahrungsmittelausführungsbestimmungen zugelassen ist. Basen, die nach diesen Bestimmungen nicht zur Verwendung in Nahrungsmitteln zugelassen sind, können auch verwendet werden, vorausgesetzt, sie können aus der Stärke gewaschen werden, so daß das Endprodukt guten Herstellungspraktiken für den beabsichtigten Endgebrauch entspricht. Die bevorzugte Base mit Nahrungsmittelreinheit ist Natriumcarbonat. Es sollte betont werden, daß die Textur- und Viskositäts-Vorzüge des thermischen Inhibierungsverfahrens dazu neigen, verstärkt zu werden, wenn der pH erhöht ist, obgleich höhere pHs leicht zu einer Verstärkung der Bräunung der Stärke während des Wärmebehandlungsschritts führen.
Für eine Dehydratisierung mit einem Lösungsmittel im Labormaßstab wird die Stärke oder das Mehl (etwa 4 bis 5% Feuchtigkeit) in eine Soxhlet-Hülse gegeben, die dann in die Soxhlet-Apparatur gestellt wird. In die Apparatur wird ein geeignetes Lösungsmittel gegeben, auf Rückflußtemperatur erwärmt und für eine Zeit, die zum Dehydratisieren der Stärke oder des Mehls ausreicht, unter Rückfluß gehalten. Da während des Rückflußes das Lösungsmittel auf der Stärke oder dem Mehl kondensiert, wird die Stärke oder das Mehl einer niedrigeren Temperatur als der Siedepunkt des Lösungsmittels ausgesetzt. Während einer Ethanol (Siedepunkt etwa 78ºC)-Extraktion ist beispielsweise die Temperatur der Stärke nur etwa 40 bis 50ºC. Wenn Ethanol als Lösungsmittel verwendet wird, wird das Erwärmen unter Rückfluß für etwa 17 h fortgesetzt. Die extrahierte Stärke oder das extrahierte Mehl wird aus der Hülse entfernt, auf einer Schale ausgebreitet und das überschüssige Lösungsmittel wird verdunsten gelassen. Bei Ethanol ist die Zeit, die zum Verdunsten des Ethanol erforderlich ist, etwa 20 bis 30 min. Die Stärke oder das Mehl wird unverzüglich für die Wärmebehandlung in eine geeignete Heizapparatur gegeben. Für eine Dehydratisierung im gewerblichen Maßstab ist eine beliebige kontinuierliche Extraktionapparatur geeignet.
Für eine Dehydratisierung durch Gefriertrocknung wird die Stärke oder das Mehl (5 bis 5% Feuchtigkeit) auf ein Tablett gelegt und in einen Gefriertrockner gestellt. Ein geeigneter Masse-Tablett-Gefriertrockner ist bei FTS Systems of Stone Ridged, New York unter der Marke Dura-Tap erhältlich. Der Gefriertrockner läuft mit einem programmierten Zyklus, um die Feuchtigkeit aus der Stärke oder dem Mehl zu entfernen. Die Stärke- oder Mehltemperatur wird bei etwa 20ºC gehalten; und es wird ein Vakuum von etwa 6,67 Pa (50 milliTorr (mT)) angelegt. Die Stärke oder das Mehl wird aus dem Gefriertrockner entfernt und unverzüglich zur Wärmebehandlung in eine geeignete Heizapparatur gegeben.
Nachdem die Stärke dehydratisiert ist, wird sie für eine Zeit und bei einer Temperatur oder einem Temperaturbereich, die ausreichen, um die Stärke zu inhibieren, wärmebehandelt. Die bevorzugten Erwärmungstemperaturen liegen über 100ºC. Aus praktischen Gründen ist die Obergrenze für die Wärmebehandlungstemperatur üblicherweise 200ºC; bei dieser Temperatur können in hohem Maße inhibierte Stärken erhalten werden.
Typischerweise wird die Wärmebehandlung bei 120 bis 180ºC, vorzugsweise 140 bis 160ºC, bevorzugter bei 160ºC für bis zu 20 h durchgeführt. Der Inhibierungsgrad hängt vom pH und von der Erwärmungstemperatur und -zeit ab. Wenn beispielsweise die Stärke oder das Mehl auf pH 9,0 eingestellt ist, und die Ofentemperatur 160ºC ist, wird eine leicht inhibierte Stärke oder ein leicht inhibiertes Mehl etwa 4 bis 5 h Erwärmung benötigen, eine mäßig inhibierte Stärke oder eine mäßig inhibiertes Mehl etwa 5 bis 6 h Erwärmung erfordern und eine in hohem Maße inhibierte Stärke oder ein in hohem Maße inhibiertes Mehl 6 bis 8 h Erwärmung erfordern. Für niedrigere Temperaturen sind längere Erwärmungszeiten notwendig. Wenn die Stärke oder das Mehl einen niedrigen pH hat, wie eine natürliche Stärke, die eine pH von etwa 5,0 bis 6,5 hat, wird eine Erwärmung eine geringere Inhibierung liefern.
Bei Mehlen sind im Vergleich zu der entsprechenden Stärke niedrigere Temperaturen und/oder kürzere Erwärmungszeiten erforderlich, um denselben Inhibierungsgrad zu erreichen. Wenn die Stärke thermisch dehydratisiert wird, können die Schritte Dehydratisierung und Wärmebehandlung kontinuierlich sein und können durch Anwendung von Wärme beginnend bei Umgebungstemperatur auf die Stärke erreicht werden. Wenn ein Wirbelbett verwendet wird, wird die Feuchtigkeit abgeführt sein und wird die Stärke wasserfrei sein, bevor die Temperatur etwa 125ºC erreicht. Nachdem die Stärke oder das Mehl wasserfrei oder im wesentlichen wasserfrei ist, und während die Erwärmung fortgesetzt wird, wird gleichzeitig oder vor Erreichen der endgültigen Wärmebehandlungstemperatur ein gewisser Grad der Inhibierung erzielt.
Die Stärken oder Mehle können einzeln inhibiert werden oder es kann mehr als eine Stärke oder mehr als ein Mehl zur selben Zeit inhibiert werden. Sie können auch in Gegenwart anderer Materialien oder Ingredienzien, die das thermische Inhibierungsverfahren nicht stören oder die Eigenschaften der thermisch inhibierten vorgelatinierten körnigen Stärken oder Mehle nicht verändern, inhibiert werden.
Der thermische Dehydratisierungsschritt und der Wärmebehandlungsschritt können bei Normaldruck, unter Vakuum oder unter Druck durchgeführt werden und können unter Anwendung beliebiger auf dem Fachgebiet bekannter Mittel erreicht werden. Das bevorzugte Verfahren ist die Anwendung von trockner Wärme in trockner Luft oder in einer Inertgasumgebung.
Die thermische Dehydratisierungs- und Wärmebehandlungs- Apparatur kann irgendein Industrieofen, z. B. herkömmliche Öfen, Mikrowellenöfen, Geräte zur Verzuckerung von Stärke, Wirbelbett-Reaktoren und -Trockner, Mixer und Mischer, die mit Heizvorrichtungen ausgestattet sind, und andere Typen von Heizgeräten sein, vorausgesetzt, daß die Apparatur mit einer Entlüftung zur Atmosphäre ausgestattet ist, so daß die Feuchtigkeit sich nicht auf der Stärke sammelt und ablagert. Vorzugsweise ist die Apparatur mit einem Mittel zur Entfernung von Wasserdampf aus der Apparatur ausgestattet, z. B. einem Vakuum oder einem Gebläse, um Luft oder ein fluidisierendes Gas aus dem Kopfraum der Apparatur zu entfernen. Der Wärmbebehandlungsschritt kann in derselben Apparatur, in der der thermische Dehydratisierungsschritt erfolgt, durchgeführt werden und ist am günstigsten mit dem Dehydratisierungsschritt fortlaufend.
Die vorgelatinierten und thermisch inhibierten Stärken, die hohe Viskositäten bei geringem prozentualem Abbau der Viskosität haben, werden im Wirbelbettreaktor in kürzeren Zeiten als in herkömmlichen Heizöfen erhalten. Geeignete fluidisierende Gase sind Luft und Stickstoff. Aus Sicherheitsgründen ist es vorteilhaft, ein Gas zu verwenden, das weniger als 12% Sauerstoff hat.
Ein geeigneter Wirbelbettreaktor ist Modell FDR-100, hergestellt von Procedyne Corporation of New Brunswick, New Jersey. Die Querschnittsfläche des Wirbelbettreaktors ist 0,05 m². Die Ausgangsbetthöhe ist 0,3 bis 0,8 m, üblicherweise aber 0,77 m. Das fluidisierende Gas ist Luft, außer es ist etwas anderes angegeben, und wird bei einer Geschwindigkeit von 5 bis 21 m/min verwendet. Die Seitenwände der Reaktorverkleidung werden mit heißem Öl erwärmt, das fluidisierende Gas wird mit einer elektrischen Heizvorrichtung erwärmt. Die Proben werden in den Reaktor gefüllt, dann wird das fluidisierende Gas eingeleitet, oder sie werden eingefüllt, während das fluidisierende Gas eingeleitet wird. Die Proben werden von Umgebungstemperatur auf 125ºC gebracht, bis die Proben wasserfrei werden; dann werden sie weiter auf spezielle Wärmebehandlungstemperaturen erwärmt. Wenn die Wärmebehandlungstemperatur 160ºC ist, ist die Zeit zur Erreichung dieser Temperatur weniger als 3 h.
Im Anschluß an den Wärmebehandlungsschritt kann die thermisch inhibierte Stärke oder das thermisch inhibierte Mehl gesiebt werden, um so eine gewünschte Teilchengröße zu wählen.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Diese Stärken und Mehle sind in Nahrungsmittel- und Industrieanwendungen, bei denen chemisch vernetzte vorgelatinierte körnige Stärken bekanntermaßen verwendbar sind, einsetzbar.
Alle Stärken und Mehle, die verwendet wurden, waren körnig und wurden von der National Starch and Chemical Company of Bridgewater, New Jersey bereitgestellt.
Die Kontrollen für die Testproben stammten aus denselben natürlichen Quellen wie die Testproben, waren unmodifiziert oder modifiziert wie die Testproben und hatten denselben pH, wenn nichts anderes angegeben ist.
Alle Stärken und Mehle, sowohl Test- wie Kontroll-Proben, wurden einzel hergestellt und untersucht.
Außer, wenn es anders angegeben ist, wurden der pH der Proben erhöht, indem die Stärke oder das Mehl mit einem Feststoffgehalt von 30 bis 40% in Wasser aufgeschlämmt wurde und eine ausreichende Menge einer 5%igen Natriumcarbonat-Lösung zugesetzt wurde, bis der gewünschte pH erreicht war.
Die Aufschlämmungen wurden in einem Sprühtrockner einer Versuchsgröße, Typ I-KA#4F, von APV Crepaco, Inc., Dreyer Division, of Attleboro Falls, Massachusetts vorgelatiniert, wobei ein Sprühdüse, Typ 1/2 J, von Spraying Systems Company of Wheaton, Illinois, verwendet wurde. Die Sprühdüse hatte den folgenden Aufbau: Fluidkappe, 251376 und Luftkappe, 4691312. Die Proben mit niedriger Anfangs-Kalt-Viskosität wurden in einem Verhältnis Dampf zu Stärke von 3,5 bis 4,5 bis 1 versprüht, und die Proben mit hoher Anfangs-Kalt-Viskosität wurden in einem Verhältnis Dampf zu Stärke von 5,5 bis 5,6 bis 1 versprüht. Der Feuchtigkeitsgehalt aller Proben nach der Sprühtrocknung und vor dem Dehydratisierungsschritt war 4 bis 10%.
Die Testproben wurden in einem Ofen oder in einem Wirbelbettreaktor, wie er vorher beschrieben wurde, dehydratisiert und wärmebehandelt.
Der Feuchtigkeitsgrad der Proben war bei der Enderwärmungstemperatur 0%. Teile der Proben, die im Wirbelbett dehydra tisiert und wärmebehandelt worden waren, wurden entnommen und bei Temperatur und Zeiten, die in den Tabellen angegeben sind, auf Inhibierung untersucht.
Die Proben wurden unter Verwendung des folgenden Brabender- Verfahrens auf Inhibierung untersucht.
Die vorgelatinierte thermisch inhibierte körnige Stärke, die zu untersuchen war, wurde in einer ausreichenden Menge destilliertem Wasser unter Erhalt einer 4,6%igen Aufschlämmung wasserfreier Stärkefeststoffe bei pH 3 wie folgt aufgeschlämmt: 132,75 g Saccharose, 26,55 g Stärke und die Menge an Säure oder gepufferter Säure und Wasser, die unten angegeben sind, wurden für 3 min in einem Standard-Mixmaster- Haushaltsmischer bei Einstellung #1 vermischt. Für die in Beispiel 1 angegebenen Brabender-Viskositäten wurden 108 g Essigsäure und 405,9 g Wasser verwendet. Für die in Beispiel 2 angegebenen Brabender-Viskositäten wurden 50 g eines Natriumcitrat/Zitronensäure-Puffers (pH 3) und 366,7 g Wasser verwendet. Die Aufschlämmung wurde dann in den Probenbecher eines Brabender VISCO\Amylo\GRAPH, der mit einer 350 cm/g Kartusche ausgestattet war, gegeben; dann wurde die Viskosität gemessen, als die Aufschlämmung auf 30ºC erwärmt war und für zehn Minuten (10) bei dieser Temperatur gehalten worden war. Die Viskosität bei 30ºC und nach 10-minütigem Halten bei 30ºC wurden aufgezeichnet. Die Viskositätsdaten bei diesen Temperaturen sind eine Messung des Vorgelatinierungsgrades. Je höher die Viskositätsdaten bei 30ºC sind, desto größer ist das Ausmaß des AufQuellens der Körner und Hydratisierung während des Vorgelatinierungsverfahrens.
Das Erwärmen wurde bis 95ºC fortgesetzt und diese Temperatur für 10 min (10') gehalten. Die Spitzenviskosität und die Viskosität nach 10 min bei 95ºC wurden in Brabender-Units (BU) aufgezeichnet und verwendet, um die prozentuale Abnahme der Viskosität nach der folgenden Formel zu berechnen:
worin "Spitze" die Spitzenviskosität in Brabender Einheiten ist und "(95ºC + 10')" die Viskosität nach 10 min bei 95ºC in Brabender-Einheiten ist. Wenn keine Spitzenviskosität erreicht wurde, d. h. die Daten eine ansteigende Kurve oder eine flache Kurve angaben, wurden die Viskosität bei 95ºC und die Viskosität 10 min nach Erreichen von 95ºC aufgezeichnet.
Für vorgelatinierte Stärken wird der Viskositätsgrad, wenn sie in kaltem Wasser dispergiert sind, vom Grad, zu dem die Stärke zu Beginn während des Vorgelatinierungsverfahrens ausgekocht wurde, abhängen. Wenn die Körner während der Vorgelatinierung nicht vollständig gequollen und hydratisiert werden, wird die Gelatinierung sich fortsetzen, wenn die Stärke in Wasser dispergiert und erwärmt wird. Die Inhibierung wird durch Messung der Stärkeviskosität, wenn die Stärke mit einem Feststoffgehalt von 4,6% in Wasser bei pH 3 dispergiert wird und auf 95ºC erwärmt wird, bestimmt.
Das Gerät, das zu Messung der Viskosität verwendet wird, ist ein Brabender VISCO\Amylo\GPAPH (hergestellt von C. W. Brabender Instruments, Inc., Hackensack, NJ). VISCO\Amylo\GRAPH zeichnet das Drehmoment auf, das erforderlich ist, um die Viskosität auszugleichen, welche sich entwickelt, wenn eine Stärkeaufschlämmung einem programmierten Erwärmungszyklus unterworfen wird. Die Genauigkeit ist ± 2%.
Wenn die vorgelatinierte Stärke eine hohe Anfangs-Kalt-Viskosität hat, was bedeutet, daß sie in hohem Maße im Vorgelatinierungsverfahren ausgekocht wurde, wird die resultierende Brabender-Aufzeichnungslinie wie folgt sein: für eine hochin hibierte Stärke wird die Aufzeichnungslinie eine flache Kurve sein, was angibt, daß die Stärke bereits sehr aufgequollen ist und so inhibiert ist, daß sie gegenüber einer weiteren Gelatinierung beständig ist, oder die Aufzeichnungslinie wird eine ansteigende Kurve sein, was angibt, daß eine weitere Gelatinierung mit langsamer Geschwindigkeit und zu einem gewissen Ausmaß stattfindet; für eine weniger inhibierte Stärke wird die Aufzeichnungslinie eine abfallende Kurve sein, was angibt, daß einige der Körner brechen, die gesamte Abnahme der Viskosität wird aber geringer sein als die für eine nicht-inhibierte Kontrolle, oder sie wird eine zweite Spitze zeigen, allerdings wird die Abnahme der Viskosität geringer sein als die für eine nicht-inhibierte Kontrolle.
Wenn die vorgelatinierte Stärke eine niedrige Anfangs-Kalt- Viskosität hat, was bedeutet, daß sie im Vorgelatinierungsverfahren nicht in hohem Maße ausgekocht wurde, und es weiteren Kochens bedarf, um die Anfangsspitzenviskosität zu erreichen, werden die resultierenden Brabender-Aufzeichnungslinien wie folgt sein: für eine in hohem Maße inhibierte Stärke wird die Aufzeichnungslinie eine ansteigende Kurve sein, was angibt, daß eine weitere Gelatinierung bei langsamer Geschwindigkeit und in beschränktem Ausmaß stattfindet; für eine weniger inhibierte Stärke wird die Aufzeichnungslinie eine Peak-Viskosität, wenn Gelatinierung erfolgt, und dann eine Abnahme der Viskosität zeigen, allerdings mit einer geringeren prozentualen Abnahme der Viskosität als bei einer nicht-inhibierten Kontrolle.
Die thermisch inhibierten, vorgelatinierten körnigen Stärken und Kontrollen in den folgenden Beispielen wurden, wie es oben beschrieben ist, hergestellt und werden durch Daten definiert, die aus Brabender-Kurven und Anwendung des obigen Verfahrens entnommen wurden.
Unter Verwendung von Daten aus Brabender-Kurven wurde festgelegt, daß eine Inhibierung vorliegt, wenn während des Brabender-Heizzyklus (i) die Brabender-Kurve eine kontinuierlich ansteigende Viskosität ohne Spitzenviskosität zeigte, was angibt, daß die vorgelatinierte Stärke in hohem Maße inhibiert und gegenüber einer weiteren Gelatinierung beständig war, oder (ii) die Brabender-Kurve eine zweite Spitzenviskosität oder im Vergleich zu einer nicht-inhibierten Kontrolle eine geringere prozentuale Abnahme der Viskosität von der Spitzenviskosität zeigte, was angab, daß die Stärke einen gewissen Inhibierungsgrad erreicht hatte.

BEISPIEL 1

Proben von Wachsmais wurden auf pH 6,0, 8,0 und 10,0 eingestellt und wie oben beschrieben sowohl zu einer hohen wie auch zu einer niedrigen Anfangsviskosität vorgelatiniert. Die pH-eingestellten Stärken wurden dehydratisiert und für die angegebene Zeit in einem Wirbelbett bei 160ºC wärmebehandelt. Sie wurden bezüglich der Inhibierung beurteilt.
Die Resultate sind in den folgenden Tabellen angegeben. Wachsmais pH 6,0 - Hohe Anfangs-Kalt-Viskosität Wachsmais pH 6,0 - Niedrige Anfangs-Kalt-Viskosität Wachsmais pH 8,0 - Hohe Anfangs-Kalt-Viskosität Wachsmais pH 8,0 - Niedrige Anfangs-Kalt-Viskosität Wachsmais pH 10 - Hohe Anfangs-Kalt-Viskosität Wachsmais pH 10 - Niedrige Anfangs-Kalt-Viskosität
Die Daten zeigen, daß in allen Fällen eine gewisse thermische Inhibierung erreicht wurde und daß eine Erhöhung des AnfangspH und der Erwärmungszeit den Inhibierungsgrad erhöhte. Für die Proben mit einem pH von 6,0 ist die bei 0 und 30 min aufgezeichnete Spitze tatsächlich eine zweite Spitze, die erhalten wurde, nachdem die hohe Anfangsviskosität abzunehmen begann. Für einige der Beispiele mit einem pH von 10 wurde keine Spitzenviskosität erreicht, was eine in hohem Maße inhibierte Stärke anzeigt.

BEISPIEL 2

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung von thermisch inhibierten, vorgelatinierten körnigen Stärken aus zusätzlichen Stärkegrundlagen ebensogut wie aus Wachsmaisstärke. Die körnigen Stärken werden auf den angegebenen pH eingestellt, unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens vorgelatiniert und in einem Ofen bei 140ºC für die angegebene Zeit wärmebehandelt. Die Beurteilung des Verhaltens beim Kochen und die Brabender-Resultate sind unten aufgeführt. Beurteilung des Verhaltens beim Kochen Brabender-Resultate
Die Resultate zeigen, daß thermisch inhibierte vorgelatinierte körnige Stärken unter Verwendung anderer Stärkengrundlagen hergestellt werden können und daß für nicht-kohäsive Stärken längere Zeiten und/oder höhere pH erforderlich sind, wenn ein Ofen statt eines Wirbelbetts für die Dehydratisierung und die Wärmebehandlung verwendet wird.

BEISPIEL 3

Dieses Beispiel zeigt, daß die Stärke vor dem Vorgelatinierungsschritt thermisch inhibiert werden kann. Eine körnige Wachsmaisstärke wurde auf einen pH von 9,5 eingestellt und im Wirbelbett bei 160ºC (320ºF) für die angegebene Zeit wärmebehandelt. Die resultierende Stärke wurde wieder aufgeschlämmt, der pH auf den angegebenen pH eingestellt und dann in dem vorher beschriebenen Sprühtrockner vorgelatiniert. Unterschiede in der Anfangsviskosität wurden erreicht, indem der Düsenrückdruck variiert wurde, was durch Verändern der Sprühdüsenkappengröße erfolgte. Die Sprühdüsenkappengröße war für die Proben mit pH 5,5 und 8,57 mm und für die Probe mit pH 7,0 10,0 mm.
Die Brabender-Resultate sind nachfolgend angegeben.
Die Resultate zeigen, daß eine in hohem Maße inhibierte Stärke, allerdings mit einer niedrigeren Anfangsviskosität, resultierte, wenn die Wärmebehandlungszeit erhöht wurde.

BEISPIEL 4

Dieses Beispiel beschreibt eine Verbesserung des Aromas (des Geschmacks und des Geruchs) einer thermisch inhibierten, vorgelatinierten körnigen Stärke durch nachfolgende Alkoholextraktion.
Ein thermisch inhibierter, vorgelatinierter körniger Wachsmais (auf pH 9,5 eingestellt und für 180 min in einem Wirbelbett bei 160ºC wärmebehandelt) wird in einem Soxhlet- Extraktor plaziert und über Nacht (etwa 17 h) unter Verwendung von Ethanol als Lösungsmittel (Siedepunkt 78ºC) unter Rückfluß belassen. Die extrahierte Stärke wird dann auf Papier gelegt, um das überschüssige Ethanol verdunsten zu lassen. Die mit Ethanol extrahierte, vorgelatinierte körnige Stärke sollte ein milderers, reineres Aroma mit weniger Nachgeschmack haben, da sowohl ein ungeletanierter körniger Wachsmais als auch ein vorgelatinierter nicht-körniger Wachsmais, die unter denselben Bedingungen thermisch inhibiert wurden und dann mit Ethanol extrahiert wurden, ein verbessertes Aroma aufwiesen.

BEISPIEL 5

Dieses Beispiel beschreibt den Effekt der Entfernung verschiedener Proteine, Lipide und anderer Geschmacksfehler- Komponenten auf das Aroma (d. h. Geschmack und Geruch) eines thermischs inhibierten Wachsmaises.
Entweder vor dem Vorgelatinierungsverfahren oder dem thermischen Inhibierungsverfahren wird das Protein wie folgt aus einer Wachsmaisstärke extrahiert. Die Stärke wird mit W = 1,5 (50 Pfund Stärke auf 75 Pfund Wasser) aufgeschlämmt und der pH wird mit Schwefelsäure auf 3 bis 3,5 eingestellt. Natriumchlorit wird in einer Menge von 2% des Stärkegewichts zugesetzt. Die Stärke wird über Nacht bei Raumtemperatur eingeweicht. Der pH wird unter Verwendung einer 3%igen Natriumhydroxid-Lösung auf etwa 9,5 erhöht, dann wird vor einer Trocknung gut gewaschen. Die Protein-Konzentration der Stärke sollte auf etwa 0,1% reduziert werden. Die Protein-Konzentration des unbehandelten Wachsmais ist etwa 0,3%.
Diese Behandlung sollte das Aroma der thermisch inhibierte, vorgelatinierten körnigen Stärken verbessern, da diese Behandlung eines thermisch inhibierten körnigen Wachsmais das Aroma verbessert, wie es im folgenden beschrieben ist. Es wird erwartet, daß eine Entfernung verschiedener Proteine, Lipide und anderer Geschmackfehlerkomponenten das Aroma anderer Stärkebasen und Mehle verbessert.
Unter Anwendung eines einseitigen, auf Geschmacksunterschiede gerichteten Untersuchungsverfahren, wie es in "Sensory Evaluation Techniques" von M. Mailgaard et al., S. 47-111 (CRC Press Inc., Boca Raton, Florida 1987) beschrieben ist, wurde der Protein-reduzierte, thermisch inhibierte körnige Wachsmais (eingestellt auf pH 9,5; dehydratisiert und erwärmt für 90 min bei 160ºC in einem Wirbelbett) mit einem gleichen thermisch inhibierten Wachsmais, der vor der Wärmebehandlung nicht im Protein reduziert worden war, verglichen.
Für den Geschmackstest wurden 3%ige Stärkekochungen (Proben, die für 15 min bei 100ºC erwärmt worden waren) hergestellt; dann wurden Versuchsteilnehmer gebeten, auszuwählen, welche Probe im Aroma "reiner" sei. Alle Untersuchungen wurden in einem Raum zur sensorischen Beurteilung unter Rotlicht durchgeführt, um Farbunterschiede, die zwischen den Proben bestanden, zu eliminieren. Die Resultate sind nachfolgend dargestellt:
1 Die Zahl gibt die antwortenden Testteilnehmer an, die das Protein-reduzierte Produkt als im Aroma reiner auswählten.
2 Die α-Werte wurden aus einer statistischen Tabelle bestimmt. Ein α-Risiko von 5% gibt an (mit 95% Vertrauen), daß die Proben statistisch unterschiedlich sind, d. h., daß das Protein-reduzierte Produkt reiner ist als die Kontrolle
Die obigen Resultate zeigen, daß ein Protein-Entfernung vor der Wärmebehandlung half, das Aroma der thermisch inhibierten, nicht-vorgelatinierten körnigen Wachsmaisstärke zu verbessern.
Nachdem die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben wurden, werden dem Praktiker verschiedene Modifikationen und Verbesserungen daran leicht klar werden. Dementsprechend soll der Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die vorstehende Beschreibung beschränkt werden.

Claims

1. Thermisch inhibierte, vorgelatinierte granulare Stärke oder thermisch inhibiertes, vorgelatiniertes granulares Mehl, die (das) durch die Schritte Vorgelatinierung einer Stärke oder eines Mehls, während die Unversehrtheit der Körner aufrecht erhalten wird; thermische oder nicht-thermische Dehydratisierung einer granularen Stärke oder eines granularen Mehls auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1%, um die Stärke oder das Mehl im wesentlichen wasserfrei oder wasserfrei zu machen; und Wärmebehandlung der im wesentlichen wasserfreien oder wasserfreien Stärke oder des im wesentlichen wasserfreien oder wasserfreien Mehls bei einer Temperatur und für eine Zeit, die ausreichen, um die Stärke oder das Mehl zu inhibieren, wobei die Temperatur 100ºC oder höher ist und die Zeit bis zu 20 h beträgt, hergestellt wird.

2. Stärke oder Mehl nach Anspruch 1, wobei die Stärke oder das Mehl eine Getreide-, Rohr-, Wurzel-, Gemüse- oder Fruchtstärke oder ein Getreide-, Rohr-, Wurzel-, Gemüse- oder Fruchtmehl ist; die Stärke oder das Mehl vor dem Dehydratisierungsschritt auf einen neutralen pH oder einen höheren pH eingestellt worden ist; und die granulare Stärke oder das granulare Mehl thermisch inhibiert und anschließend vorgelatiniert ist.

3. Stärke nach Anspruch 2, wobei die Stärke aus der Gruppe bestehend aus Banane, Mais, Erbsen, Kartoffeln, Süßkar toffeln, Gerste, Weizen, Reis, Sago, Amarant, Tapioka, Sorghum, V. O.-Hybrid-Wachsmais, Wachsmais, Wachstapioka, Wachsreis, Wachsgerste, Wachskartoffeln, Wachssorghum und einer Stärke, die mehr als 40% Amylose enthält, ausgewählt ist.

4. Stärke nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stärke eine modifizierte Stärke ist, die aus der Gruppe bestehend aus einer umgewandelten Stärke, einer derivatisierten Stärke, einer chemisch vernetzten Stärke, einer dervivatisierten und umgewandelten Stärke, einer derivatisierten und chemisch vernetzten Stärke und einer umgewandelten und chemisch vernetzten Stärke ausgewählt ist und wobei die Modifikation vor oder nach dem Vorgelatinierungsschritt und/oder vor oder nach den Schritten Dehydratisierung und Wärmebehandlung durchgeführt worden ist.

5. Mehl nach Anspruch 1, wobei das Mehl ein modifiziertes Mehl ist und aus der Gruppe bestehend aus einem gebleichten Mehl, einem mit Enzym umgewandelten Mehl und Gemischen derselben ausgewählt ist, wobei die Modifikation vor oder nach dem Vorgelatinierungsschritt und/oder vor oder nach den Schritten Dehydratisierung und Wärmebehandlung durchgeführt worden ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer thermisch inhibierten, vorgelatinierten granularen Stärke oder eines thermisch inhibierten, vorgelatinierten granularen Mehls, das die Schritte

- Vorgelatinierung einer Stärke oder eines Mehls, während die Unversehrtheit der Körner aufrecht erhalten wird;

- thermische oder nicht-thermische Dehydratisierung einer granularen Stärke oder eines granularen Mehls auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1%, um die Stärke oder das Mehl im wesentlichen wasserfrei oder wasserfrei zu machen; und

- Wärmebehandlung der im wesentlichen wasserfreien oder wasserfreien Stärke oder des im wesentlichen wasserfreien oder wasserfreien Mehls bei einer Temperatur und für eine Zeit, die ausreichen, um die Stärke oder das Mehl zu inhibieren, wobei die Temperatur 100ºC oder höher ist und die Zeit bis zu 20 h beträgt,

umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, das außerdem den Schritt eines Einstellens der pHs der körnigen Stärke auf 7,5 bis 10,5 vor den Schritten Dehydratisierung und Wärmebehandlung umfaßt; wobei der Vorgelatinierungsschritt vor den Schritten Dehydratisierung und Wärmebehandlung oder nach den Schritten Dehydratisierung und Wärmebehandlung ausgeführt wird; wobei der Dehydratisierungsschritt der thermische Dehydratisierungsschritt ist, der durch direktes Erwärmen der granularen Stärke ausgeführt wird, oder wobei der Dehydratisierungsschritt der nichtthermische Dehydratisierungsschritt ist, der durch Extrahieren der körnigen Stärke mit einem hydrophilen Lösungsmittel oder durch Gefriertrocknen der granuladen Stärke ausgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der pH 8 bis 9,5 ist; der Dehydratisierungsschritt der thermische Dehydratisierungsschritt ist; und die Schritte Dehydratisierung und Wärmebehandlung gleichzeitig in einem Wirbelbett bei 120 bis 184ºC für bis zu 4 h durchgeführt werden und der Vorgelatinierungsschritt nach den gleichzeitigen Schritten Dehydratisierung und Wärmebehandlung durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, das außerdem den Schritt Waschen der dehydratisierten und wärmebehandelten Stärke mit eingestelltem pH mit Wasser vor dem Vorgelatinierungsschritt, wenn der Vorgelatinierungsschritt nach dem Dehydratisierungsschritt und dem Wärmebehandlungsschritt ausgeführt wird, umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 6, das außerdem den Schritt Entfernen von Proteinen und/oder Lipiden aus der Stärke vor oder nach dem Vorgelatinierungsschritt, dem Dehydratisierungsschritt oder dem Wärmebehandlungsschritt umfaßt.