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JP4805720B2 - 向上した加工耐性と溶解安定性を有するライスフラワー組成物 - Google Patents

向上した加工耐性と溶解安定性を有するライスフラワー組成物 Download PDF

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Description

本願は、2005年4月29日に出願された米国仮出願第60/676,585号、2005年6月22日に出願された米国仮出願第60/692,833号及び2006年4月10日に出願された出願番号付与予定の米国仮出願の優先権を主張するものである。
本発明は、向上した加工耐性と溶解安定性を有するライスフラワー(rice flour)組成物、そのようなライスフラワーの製造方法、及びその使用に関するものである。そのライスフラワーは、低アミロースライスフラワーの湿熱処理によって製造される。
フラワー(flour)は、典型的には澱粉、蛋白質、脂質、繊維及び他の材料からなる。典型的にはフラワーの第1の成分である澱粉は、多糖分子、アミロース、α‐1,4‐グルコシド結合によって連結されるD‐無水グルコース単位のほとんどが線状で柔軟なポリマー、並びにアミロペクチン、α‐1,6‐グルコシド結合によって連結される線状鎖の枝分れしたポリマーの二つのタイプからなる複合炭水化物である。
天然のフラワー又は澱粉は、加工食品における食品産業のニーズに合うのには不適当であることがしばしばである。澱粉は、その機能性を変えて、それらのニーズに合うようにするために、当分野において知られている種々の技術によって、しばしば化学的に変性される。特に、水性分散食品又は高水分食品における加工耐性と安定性を向上させるために、化学的変性がしばしば行なわれる。
天然の澱粉の水性分散体が加熱されるときに、澱粉粒体(starch granules)が膨潤し始め、そしてその分散体が凝集性で軟膏状の組織(texture)を発現させる。天然の澱粉を加熱調理する過程において、この組織の状態が弾性でゴム状の状態にすぐに変化し、そこでは膨潤した粒体が破裂する。加熱調理の時間、温度及び濃度に加えて、せん断及びpHの少しの変化でも、この変換に充分に影響する。取り扱い及び加工の条件に対する膨潤した澱粉粒体の極端な感度を克服するために、ある種の化学的変性が使用され得る。
近年において、非常に低いレベルの化学的処理で、又は化学的処理無しに、変性澱粉の全ての特性を有する澱粉を開発しようとする傾向があった。例えば、架橋されたワキシースターチを酵素的に加水分解するために、β‐アミラーゼを使用することによって澱粉の低温安定性を向上させようとする試みがなされてきた(Wurzburgの米国特許第3,525,672号)。そのような加水分解は、澱粉分子の最も外側でβ‐鎖を短くし又は除去するものである。かくして、それらの分岐の部分における会合の可能性が低下し、低温又は凍結温度に曝される間における食物製品の離液及びゲル化の大幅な低減がもたらされる。
消費者の要求と同様に、しばしばある食品加工の精巧なニーズに適合させるために、広範囲の種々の確立された変性澱粉を使用するオプションに比較して、加工された高水分食品を含む、高いレベルの機能性を示すフラワーを使用するオプションが食品産業では制限されてきた。高水分食品に使用される場合、天然の澱粉が食品加工条件下で粘度の変化及び他の望ましくない特質を示すことが知られている。更に、天然の澱粉のように、天然のフラワーは、望ましくない長くて凝集性の組織を与える傾向を有し、そして加工された高水分食品において安定性に乏しい。
高水分食品におけるフラワーの機能性を向上させるための知られた技術的解決策には、ハイブリッド選択及び物理的加工が含まれる。例えば、ワキシーフラワーが加工食品の安定性を向上するために用いられる。但し、そのような食品は、高いレベルの加工耐性を有さず、劣った、凝集性のゲル化組織を発現しやすい。
アニーリングの加工によるアミロース含有フラワーの加工耐性を向上させるためのフラワーの湿熱処理は、当分野において知られたものである。但し、そのようなフラワーは、高水分食品に使用された場合に、安定性に乏しい。
驚くべきことに、低アミロースライスフラワーの湿熱処理が、ユニークで有用な特性、特に向上した加工耐性と溶解安定性を有するフラワーをもたらすことが、この度見出された。
本発明は、向上した加工耐性と溶解安定性を有するライスフラワー組成物、そのようなライスフラワーを製造する方法、並びにその使用に関する。そのライスフラワーは、低アミロースライスフラワーの湿熱処理によって製造される。本発明は、更にそのライスフラワーを含有する食物製品、特に高水分レベルで加工された食品に関する。
フラワーは、ここでの使用において、澱粉を含み、そして蛋白質、脂肪(脂質)、繊維、ビタミン及び/又はミネラルを含んでも良い、多成分組成物を意味するように意図されている。フラワーは、あらびき粉(meal)、精白してない粉(wholemeal)、穀粒(corn)、粗粒(grit)及びフレーク状粗粒を非限定的に含むように意図されているが、純粋な澱粉を含むように意図されていない。
低アミロースは、ここでの使用において、フラワー中の澱粉の重量を基準として、18〜25%(普通のライスフラワー)よりも低いが、約3%(普通のワキシーライスフラワー)よりも高いアミロース含有量を意味するように意図されている。
加工耐性(process tolerance)は、ここでの使用において、高水分食品におけるような高水分環境中での加工において、フラワーが熱、せん断及び/又は酸性の条件に曝された場合に、そのフラワーが短くて非凝集性の組織と、天然のフラワーよりもかなり高い粘性を有することを意味するように意図されている。
溶解安定性(solution stability)は、ここでの使用において、フラワーが高い水分(湿気)の環境中で安定性を保持してゲル化しないことを意味するように意図されている。詳細には、固形分9%でpH3の水溶液中で澱粉が充分に加熱調理(糊化)されてしまったフラワーを使用して、スプーン1杯分の溶液を取り出しても、ディボットが形成せず、或いはその溶液が再び水平になるようにディボットが5分以内に再度満ちる。
糊化(gelatinization)は、ここでの使用において、澱粉が加熱調理されてその粒状構造を失うプロセスを意味するように意図されている。粒状(granular)は、澱粉が水溶性でなく、少なくとも部分的に結晶質であって、複屈折性と偏光下でのマルタ十字を有し得る、天然の澱粉の構造を意味するように意図されている。
蛋白質変性(protein denaturation)は、ここでの使用において、蛋白質構造における非共有変化を言うように意図されている。そのような変化は、蛋白質ポリマーの第二、第三又は第四の構造を変え得る。
目標温度(target temperature)は、ここでの使用において、加工されているフラワーの実質上一定な温度(昇温時間(ramp up time)後)を意味するように意図されている。
[発明の詳細な説明]
本発明は、向上した加工耐性と溶解安定性を有するライスフラワー組成物、そのようなライスフラワーを製造する方法、並びにその使用に関する。そのライスフラワーは、低アミロースライスフラワーの湿熱処理によって製造される。
本発明において使用されるライスフラワーは、天然の供給源に由来するものである。天然(native)は、ここでの使用において、自然界に見出されるようなものである。それらの変種を含めて、交雑種(crossbreeding)、転流(translocation)、逆位(inversion)、形質転換(transformation)、或いは遺伝子工学又は染色体工学のその他のいかなる方法をも含む、標準的な育種(breeding)技術によって得られる植物に由来するフラワーも適している。加えて、突然変異育種の既知の標準的方法によって形成されても良い、誘発された突然変異体から生長した植物に由来する澱粉、及び上記の一般的な組成物も、ここでは適している。
本発明に適したライスフラワーは、低アミロース含有量を有する澱粉成分を含む。一つの態様において、そのフラワーはライスフラワーであって、そのフラワー中の澱粉の重量により、5〜15%のアミロース含有量を、もう一つの態様では10〜13%のアミロース含有量を、更にもう一つの態様では13〜15%のアミロース含有量を有する。
そのフラワーは、フラワー製造の分野で使用されるいかなる方法による植物材料から誘導されたものであっても良く、一つの態様では乾式粉砕によって誘導される。但し、湿式粉砕技術と乾式粉砕技術の組み合わせを含めた他の方法も使用され得る。
一つの態様において、フラワーは、約8〜25%の水分、1〜50%の蛋白質、0.1〜8%の脂肪(脂質)、1〜50%の繊維、20〜90%の澱粉、0〜3%の灰分、及び任意に栄養分(例えばビタミン及びミネラル)のような他の成分を含有する。当分野において知られている方法を用いて、成分の%を変えるように、その粒子サイズを変えることができる。例えば、蛋白質含有量を変えるために、微粉砕及び気流分級が使用され得る。フラワーは、白色フラワー、精白してないフラワー、全穀粒フラワー及び粗粒を非限定的に含むように意図されている。
本発明のライスフラワーの製造において、向上した加工耐性と溶解安定性のゴールに到達するために、出発原料のフラワーが特定の量の水又は水分含有量を有して、定められた温度に加熱されることが必要である。熱処理されるべき澱粉の全水分又は水含有量は、乾燥フラワーの重量により、約10〜80%の範囲内、一つの態様では15〜30%の範囲内にある。もう一つの好適な態様において、水分のレベルはその加熱工程中に実質上維持される。これは、例えば密封容器内でフラワーを加熱処理して水の蒸発を避けることによって達成され得る。もう一つの態様において、その加熱処理が乾燥作用を有し、加工中においてフラワーの水分を低下させる。
特定の水分を有するフラワーは、約50〜180℃、一つの側面では約80〜120℃の目標温度に加熱される。フラワーの澱粉が粒状の状態に留まることは、重要なことである。蛋白質の変性を含む他の変化が生じでも良い。加熱時間は、澱粉及び蛋白質の含有量、粒径分布、澱粉成分のアミロース含有量、並びに望まれる加工耐性の向上のレベル、加えて水分量及び加熱温度を含めて、フラワーの組成物により変化し得る。一つの態様において、目標温度での加熱時間は、約1〜150分間、もう一つの態様では約30〜120分間である。
熱処理は、粉末の加工、水分添加及び水分制御、混合、加熱並びに乾燥のために充分な能力を提供する、当分野において知られているいかなる装置を使用して実施されても良い。その熱処理は、回分のプロセス又は連続プロセスとし行われ得る。一つの態様において、その装置が回分式のすきの刃(ploughshare)混合機である。もう一つの態様において、その装置が、連続式の加熱されたコンベアースクリューに続く、連続式の固‐液混合機である。更にもう一つの態様において、連続的なプロセスで、管状の薄膜乾燥機がそれ自体で、或いは連続式スクリューと組み合わせて使用されて、その滞留時間が延ばされそして制御される。使用されるいかなるシステムも、100℃又はそれより高い目標温度での水分含有量を制御するために、加圧されても良い。
フラワーの処理条件は、フラワー内の澱粉の粒状構造が破壊されないようなものでなければならない。一つの態様において、その粒体が依然として複屈折性であって、澱粉の粒状構造を偏光下で見るとマルタ十字の証拠がある。高温多湿のようなある条件下では、澱粉粒体が部分的に膨潤されるかもしれないが、その結晶質は完全に破壊されない。但し、最も高い可能性のある加工耐性を維持するために、これは最小にすべきである。従って、粒状澱粉は、ここでの使用において、澱粉が主にその粒状構造を保持してある程度の結晶質を有し、その粒体が複屈折性であり、偏光下でマルタ十字が明白であり得るような澱粉を意味する。更に、蛋白質成分に対する湿熱処理の変性効果は、フラワーの観察される機能性に対して影響を与える。熱処理された結果得られる澱粉生成物は、少なくともいくらかの粒状構造をまだ有しており、一つの態様では顕微鏡で見たときに複屈折性であり、偏光下で見たときにマルタ十字を有する。
得られるライスフラワーは、向上した加工耐性と溶解安定性を有する。そのライスフラワーは、高水分食品におけるような高水分環境中での加工において、フラワーが熱、せん断及び/又は酸性の条件に曝された場合に加工耐性があり、そのフラワーが短くて非凝集性の組織と、天然のフラワーよりもかなり高く、そして湿熱処理前に変性されればそのような処理前よりも高い粘性を有する。高水分の環境又は食品は、ここでの使用において、環境又は食品の少なくとも50重量%の水(湿気)を有するものを意味し、溶液又はフラワーのゾルを含む。本発明に一つの側面において、湿熱処理(水中で固形分9%)後のフラワーは、天然のフラワーよりも少なくとも5倍高い、もう一つの側面では少なくとも8倍高い粘度を有する。
一つの態様において、ライスフラワーは、吸光度法C1を使用して、少なくとも0.1であり0.3未満の吸光度を有する。もう一つの態様において、ライスフラワーは、吸光度法C2を使用して、0.1より大きく0.2未満の吸光度を有する。
得られるライスフラワーは、溶解安定性をも有し、そこではそのライスフラワーが安定なままであって、高水分(湿気)の環境においてゲル化しない。詳細には、固形分9%でpH3の水溶液中で澱粉が充分に加熱調理(糊化)されてしまったフラワーを使用して、スプーン1杯分の溶液を取り出しても、ディボットが形成せず、或いはその溶液が再び水平になるようにディボットが5分以内に再度満ちる。
得られるライスフラワーは、固形分9%、pH3でその澱粉が充分に加熱調理されてしまった後に、レオロジー方法B1を使用して、25Paより大きく150Pa未満のモジュラス(G’)で更に特徴付けられる。もう一つの態様において、得られるフラワーは、固形分9%、pH3でその澱粉が充分に加熱調理されてしまった後に、レオロジー方法B2を使用して、250Paより大きく600Pa未満のモジュラス(G’)で更に特徴付けられる。
得られるライスフラワーは、固形分9%、pH3でその澱粉が充分に加熱調理されてしまった後に、レオロジー方法B1を使用して、0.25より大きく1.0未満のtanδで更に特徴付けられる。もう一つの態様において、得られるフラワーは、固形分9%、pH3でその澱粉が充分に加熱調理されてしまった後に、レオロジー方法B2を使用して、0.10より大きく0.50未満のtanδで更に特徴付けられる。一般に、1より高いtanδを有する澱粉は流体のようであるか又は粘性であると知られているが、1より低いtanδを有する澱粉はソフトセット又は堅牢なゲルのいずれかであり得る。ソフトセットサンプルが0.1〜0.5のtanδを有し得るが、一方ではより堅くゲル化したサンプルは0.1未満のtanδを有するであろう。モジュラス及びtanδの特徴は、実施例のセクションにおいてより正確に詳述される。
湿熱処理の後に、フラワーは、自然乾燥されて平衡の水分状態に達するか、或いはフラッシュ乾燥機、或いは噴霧乾燥、凍結乾燥又はドラム乾燥を含めた他の乾燥手段を使用して乾燥されても良い。そのフラワーのpHは、調整されても良く、典型的には6.0〜7.5に調整される。
付加的な機能性又は望ましい特性を提供するために、フラワーが化学的、物理的及び/又は酵素的に変性されても良い。そのような変性は、湿熱処理の前及び/又は後になされ得る。一つの態様においてフラワーが更に変性されず、そしてもう一つの態様では湿熱処理の後に変性される。
化学的変性は、その変性が澱粉の粒状性を充分に破壊しない限り、いかなる試薬又は試薬類の組み合わせでの処理をも含み、架橋された澱粉、アセチル化及び有機的にエステル化された澱粉、ヒドロキシエチル化及びヒドロキシプロピル化された澱粉、リン酸化及び無機的にエステル化された澱粉、カチオン性、アニオン性、非イオン性及び双性イオン性の澱粉、並びに澱粉のスクシネート及びスクシネート誘導体を非限定的に含むように意図されている。
そのような変性は、例えばEd. Wurzburgの「Modified Starches: Properties and Uses」 CRC Ress, Inc. Florida (1986)におけるように、当分野において知られている。他の好適な変性とその方法は、米国特許第4,626,288号明細書、第2,613,206号明細書及び第2,661,349号明細書に開示されている。但し、架橋は加工耐性及び/又は溶解安定性を向上し得るが、本発明が、望ましい効果を得るのに架橋のみで充分であるような態様を含むものではないことが注目されるべきである。
一つの態様において、フラワーが化学的に変性されない。これは、澄んだラベリングの追加された効果を有する。
物理的変性は、せん断、及び当分野において知られており、そしてフラワーに実施され得る他の物理的変化を含むように意図されている。本発明の一つの側面において、湿熱処理の前又は後のフラワーの粒径分布が、粉砕及び篩い分け、凝集、或いは粗砕のような当分野において知られた方法によって変性される。もう一つの側面では、フラワーの組成物が微粉砕及び気流分級の使用によって変性される。
酵素変性は、フラワー内の澱粉の粒状構造を破壊することなく加水分解し得る限りは、いかなる酵素による変性をも含むように意図されており、そしてフラワー中に存在する澱粉及び/又は蛋白質の加水分解を含む。
フラワーは、酸及び/又は熱並びに酸化による転化のような、澱粉又はフラワーの分野において知られた他のプロセスにかけられても良い。そのフラワーは、元のままの、又は加工中に生じた風味、臭い又は色を澱粉から取り除くために、当分野において知られた方法を使用して精製されても良い。アルカリ洗浄技術も有用であって、それは当分野において知られたものである。
本発明で得られるライスフラワーは、いかなる食品又は飲料組成物(以降、纏めて「食品」と言う)にも使用され得る。それには、人間及び/又は動物の飲食用の食品が含まれる。典型的な食品には、離乳食、スープ、ソース、ドレッシング、グレービー、出来合いの食物、酪農品及び他の高水分食品が非限定的に含まれる。食品加工には、混合、せん断、加熱調理、レトルト、UHP加工、凍結又は他の知られた食品加工方法が含まれる。更に、フラワーは、すぐに食べられる、膨化(puffed)又は発泡したセリアル、並びに食べる前に調理されるセリアルのようなセリアル類;パン、クラッカー、クッキー、ケーキ、マフィン、ロール、練り粉菓子及び他の穀物系成分のような焼成品;パスタ;飲料;フライ及びコートされた食品;スナック;肉製品;調味料;並びにヨーグルト、チーズ及びクリームのような培養された酪農品のような他の食品にも好適であり得る。
ある食品に添加されて使用され得るライスフラワーの量は、主に機能の観点から許容され得る量によって決定される。即ち、通常使用されるフラワーの量は、食品の官能評価に受け入れ可能な程度まで高くて良い。本発明の一つの側面において、フラワーが食品の約0.1〜50重量%、もう一つの側面では約1〜25重量%で使用される。その組成物は、更に少なくとも1種の他の食べられる成分を含有する。そのような食べられる成分は当分野において知られたものであり、蛋白質、炭水化物、脂肪、ビタミン及びミネラルを非制限的に含む。
本発明を更に例証して説明するために以下のような態様が示されるが、いかなる点においても限定するものと取られるべきではない。
1. (a)25Paより大きく150Pa未満のモジュラス(G’)、
(b)0.25より大きく1.0未満のtanδ、及び
(c)溶解安定性
を特徴とするフラワーであって、そのフラワーがライスフラワーであり、そのモジュラス及びtanδがレオロジー方法B1を使用して測定されるものである、フラワー。
2. 向上した加工耐性によって更に特徴付けられる、態様1のフラワー。
3. 低アミロース含有量を更に含む、態様1のフラワー。
4. そのフラワーが、フラワー中の澱粉の5〜15重量%のアミロース含有量を有するものである、態様1のフラワー。
5. そのアミロース含有量がフラワー中の澱粉の10〜13重量%である、態様4のフラワー。
6. 吸光度法C1を使用して少なくとも0.1で0.3未満の吸光度によって更に特徴付けられる、態様1のフラワー。
7. そのフラワーが実質上化学的に変性されていないものである、態様1のフラワー。
8. 態様1のフラワーと少なくとも1種の他の食べられる成分を含む組成物。
9. 態様5のフラワーと少なくとも1種の他の食べられる成分を含む組成物。
10. フラワーを熱処理するプロセスであって、
(a)乾燥フラワーの10〜80重量%の水分、50〜180℃の目標温度、及びその目標温度で1〜150分間なる条件下でライスフラワーを加熱して、熱処理されたフラワーを形成する工程を含み、
そこでは、
そのフラワー中の澱粉がその粒状構造を保持するように、その条件が選択され、
その熱処理されたフラワーが、25Paより大きく150Pa未満のモジュラス(G’)、0.25より大きく1.0未満のtanδ、及び溶解安定性で特徴付けられ、そして
そのモジュラス及びtanδがレオロジー方法B1を使用して測定されるものである、
プロセス。
11. その熱処理されたフラワーが向上した加工耐性によって更に特徴付けられる、態様10のプロセス。
12. そのフラワーが低アミロースフラワーである、態様10のプロセス。
13. そのフラワーが、フラワー中の澱粉の5〜15重量%のアミロース含有量を有するものである、態様10のプロセス。
14. そのフラワーが、フラワー中の澱粉の10〜13重量%のアミロース含有量を有するものである、態様10のプロセス。
15. そのフラワーの水分が乾燥フラワーの15〜30重量%の範囲にある、態様10のプロセス。
16. その目標温度が80〜120℃の範囲にある、態様10のプロセス。
17. その目標温度での時間が30〜120分の範囲にある、態様10のプロセス。
18. その水分が加熱中に実質上一定に保たれる、態様10のプロセス。
19. 非ゲル化性アミロース含有ライスフラワーであって、
(a)吸光度法C2による0.2未満で0.1より大きい吸光度、
(b)250Paより大きく600Pa未満のモジュラス(G’)、及び
(c)0.10より大きく0.50未満のtanδ
を特徴としており、そのモジュラス及びtanδがレオロジー方法B2を使用して測定されるものである、フラワー。
20. 向上した加工耐性によって更に特徴付けられる、態様19のフラワー。
21. 低アミロース含有量を更に含む、態様19のフラワー。
22. そのフラワーが、フラワー中の澱粉の5〜15重量%のアミロース含有量を有するライスフラワーである、態様19のフラワー。
23. そのアミロース含有量が、フラワー中の澱粉の13〜15重量%である、態様22のフラワー。
24. そのフラワーが実質上化学的に変性されていないものである、態様19のフラワー。
25. 態様19のフラワーと少なくとも1種の他の食べられる成分を含む組成物。
26. フラワーを熱処理するプロセスであって、
乾燥フラワーの10〜80重量%の水分、50〜180℃の目標温度、及びその目標温度で1〜150分間なる条件下でライスフラワーを加熱して、熱処理されたフラワーを形成する工程を含み、
そこでは、
そのフラワー中の澱粉がその粒状構造を保持するように、その条件が選択され、
その熱処理されたフラワーが、吸光度法C2による0.2未満で0.1より大きい吸光度、250Paより大きく600Pa未満のモジュラス(G’)、及び0.10より大きく0.50未満のtanδで特徴付けられ、そして
そのモジュラス及びtanδがレオロジー方法B2を使用して測定されるものである、
プロセス。
27. その熱処理されたフラワーが向上した加工耐性によって更に特徴付けられるものである、態様26のプロセス。
28. そのフラワーが低アミロースフラワーである、態様26のプロセス。
29. そのフラワーが、フラワー中の澱粉の5〜15重量%のアミロース含有量を有するものである、態様26のプロセス。
30. そのフラワーが、フラワー中の澱粉の13〜15重量%のアミロース含有量を有するものである、態様26のプロセス。
31. そのフラワーの水分が乾燥フラワーの15〜30重量%の範囲にある、態様26のプロセス。
32. その目標温度が80〜120℃の範囲にある、態様26のプロセス。
33. その目標温度での時間が30〜120分の範囲にある、態様26のプロセス。
34. その水分が加熱中に実質上一定に保たれる、態様26のプロセス。
本発明を更に例証して説明するために以下のような実施例が示されるが、いかなる点においても限定するものと取られるべきではない。全ての部及び%は、他に断らない限り、重量によるものであり、そして温度は℃によるものである。
実施例を通して、以下の成分を使用した。
a)Waxy Rice Flour(WRF);Bangkok Industries(タイのBao Kao Den)から商業的に入手可能、1.2%アミロース
b)低アミロースライスフラワー;Riviana Foods(米国、テキサス州Huston)からRM−100AR、バッチ#7519として商業的に入手可能、12.8%アミロース
c)Singapore Regular Rice Flour(RRF);Bangkok Industries(タイのBao Kao Den)から商業的に入手可能、22.4%アミロース
実施例を通して、以下のような試験手順を使用した。
A.熱的解析
液体窒素冷却用付属品を備えたPerkin ElmerのDifferential Scanning Calorimeter(DSC)7を用いて、天然のフラワー及び湿熱処理の熱的解析を行なった。無水のサンプル10mgをステンレス鋼のハーメチックパン(hermetic pan)中に秤量し、適量の水分を添加して、水のフラワーに対する比が3:1のものを得た。そのパンをシールして、10℃/分の加熱速度で10〜160℃について調べた。そのサンプルを繰り返し操作して、融解の開始、ピーク及び終了の温度、並びに糊化エンタルピー値(J/g)の平均値を記録する。
B.レオロジー
方法B1:制御された浴無しで95℃で加熱調理
フラワーのスラリー(pH3のバッファー中で、無水基準で9%固形分)を95℃に設定された水浴中で20分間加熱することによって得られた澱粉分散液について、レオロジー試験を行なった。加熱調理の後、蒸発による重量減少分を補正した。ゲル化が予想されるサンプルを、熱い内に金型中に注ぎ込んだ。次いでそのサンプルを室温まで冷却し、レオメーター(rheometer)上で試験した。そのレオメーターは、Rheometrics Fluids Spectrometer III(米国ニュージャージー州PiscatawayのRheometrics Scientific)であった。平行板形態を使用して全ての測定を行なった。サンプルの線形粘弾性ウインドウにおける歪で、1.0rad/秒〜100rad/秒の範囲に渡って、そのサンプルについて振動周波数掃引を行なった。線形粘弾性歪γは、試験される材料の構造を粉砕しない程十分に小さい歪として定義される。得られるG’、G’’のプロフィルが測定されて、G’’のG’に対する比からtanδを計算する。記録された弾性モジュラス及びtanδは、10rad/秒の周波数でのものである。
方法B2:制御された浴中での95℃で加熱調理
温度の精度(±0.02℃)を維持するように制御された浴(Ecoline Star版のLaudaE100)中において95℃でサンプルを浴加熱調理した。全てのフラワーサンプルをpH3のバッファー中において9%固形分(無水)で20分間加熱調理した。加熱調理の後、蒸発による重量減少を脱イオン水で補正した。ゲル化が予想される材料について、レオロジー試験用の金型中でサンプルを調製した。沸騰水浴中で加熱調理の後に、それらを熱いうちに金型に注ぎ込んだ。それらの金型は、7.5cm×7.5cmの大きさで1mmの厚さの金属板からなるものである。同じ大きさと厚さのゴムがその板の上に据えられて、油でシールされる。そのゴムは、中心部に開けられた直径50mmの丸い穴を有する。取り扱い時の使用の容易さのために、サンプル類を分配するのに熱い状態で使用した。冷却の後に、それらのサンプルをマイラーフィルムで覆って、次いでレオメーターで試験する前に〜2時間ベンチの上に放置した。
加熱調理後〜2時間のサンプルについて、レオロジー特性を測定した。全てのサンプルを、Rheometrics ScientificからのPhios RFS IIIレオメーターで試験した。直径50mmの平行板形態のものを1.5mmの隙間で使用した。動的及び静的の両方のデータを収集した。良好な再現性を確保するために、それらのサンプルを繰返して試験した。プラスチックスパチュラを使用して、適量のサンプルをレオメーター上に装填した。隙間の寸法を設定した後、プラスチックスパチュラを使用してその板の周りでサンプルの余分な部分を切り取る。次いで、そのサンプルに50cpsのシリコンオイルを塗布して、試験中に乾燥するのを防止する。ゲル化するサンプルについては、動的データのみを収集した。
以下のような標準のレオロジーシーケンスを用いた。
(i) 動的歪掃引:歪0.1%〜100%。適量の歪が得られたとき、その試験を停止する。25℃にて
(ii) 動的周波数掃引:周波数1〜100rad/秒、25℃にて
(iii) 過渡的工程の速度:せん断速度1.0(1/秒)、ゾーン時間120秒、25℃にて
(iv) 定常速度掃引:速度1〜100(1/秒)、測定前の遅れ40秒、25℃にて
C.吸光度
方法C1:調理方法B1からの材料
制御された浴無しで1%NaCl溶液中において95℃で、9%フラワー固形分(無水基準)でフラワーサンプルを加熱調理した。次いでその調理物を1%フラワー固形分に希釈し、そして100gを100mlの目盛り付きシリンダー中に注ぎ込む。希釈用の溶剤もまた1%NaCl溶液であった。24時間の後に、その抑制された(inhibited)材料(沈殿物)及び抑制されていない材料が上澄み中に留まる。その上澄みの濁りが、ある程度の抑制されていない材料を提供する。これが700nmの波長での吸光度として測定される。Spec 21D(米国ニューヨーク州RochesterのMilton Roy)では、1cmパス長を備えたキュベット(cuvette)を使用する。
方法C2:調理方法B2からの材料
上記のような方法B2に従って、pH3のバッファー中において9%フラワー固形分(無水基準)でフラワーサンプルを加熱調理した。制御された浴中において95℃でサンプル類を加熱調理した。次いで、その調理物を1%フラワー固形分に希釈し、そして100gを100mlの目盛り付きシリンダー中に注ぎ込んだ。希釈用の溶剤もまたpH3のバッファーであった。24時間の後に、その抑制された材料(沈殿物)及び抑制されていない材料が上澄み中に留まる。その上澄みの濁りが、ある程度の抑制されていない材料を提供する。これが700nmの波長での吸光度として測定される。Spec 21D(米国ニューヨーク州RochesterのMilton Roy)では、1cmパス長を備えたキュベットを使用する。
D.ブラベンダー粘度
ライスフラワーの粘度プロフィルを測定するために、中性条件(pH6.5)でのブラベンダービスコアミログラフ(Brabender viscoamylograph)を操作した。フラワー固形分に基づく9%スラリー固形分(無水)を用いた。フラワーの41.4g(無水)を、攪拌棒を備えた風袋を差し引いたプラスチックビーカー中で添加した。澱粉とバッファー溶液の全重量83.0±1.0gに対してバッファー溶液を添加して、全体的に混合してむらの無いペーストを形成した。次いで、充分なバッファー溶液を添加して、全重量を460.0gとした。そのスラリーを攪拌棒で充分に混合して、ブラベンダービスコアミログラフボールに装填した。以下の温度プロフィルを実施して、700cmgの感度カートリッジで粘度を測定した。最初の温度を50℃に設定し、次いで1.5℃/分の加熱速度での制御された加熱を最高温度92℃まで行なった。最後に、92℃で15分維持した。ブラベンダーユニット(BU)中で測定したブラベンダー粘度を、時間及び温度に対してプロットした。
バッファー溶液の調整
蒸留水の代わりにバッファー溶液(pH6.5)が使用されるが、それは以下のように調製される。
溶液A‐メスフラスコ中で蒸留水又は脱イオン水と共に28.39gの無水燐酸二ナトリウム(第二燐酸ナトリウム)を溶解して1リッターに調整した0.2MのNa2HPO4
溶液B‐メスフラスコ中で蒸留水又は脱イオン水と共に21.01gのクエン酸一水和物を溶解して1リッターに調整した0.1Mのクエン酸、
710mlの溶液Aを290mlの溶液Bと混合して、pH6.5のバッファー混合物が形成される。
E.電位差滴定によるアミロース含有量
0.5gの澱粉(1.0gのすり砕かれた穀物)のサンプルを、10mlの濃塩化カルシウム溶液(約30重量%)中で95℃に30分間加熱した。それらのサンプルを室温に冷却し、2.5%の酢酸ウラニル溶液5mlで希釈し、良く混合し、そして2000rpmで5分間遠心分離した。次いでそのサンプルをろ過して、澄んだ溶液を得た。
その澱粉濃度を、1cmのポラリメトリックセル(polarimetric cell)を使用してポラリメトリーにより判定した。次いで、KCl参照電極を備えた白金電極を使って電位を記録しながら、そのサンプルのアリコート(aliquot)を標準化した0.01Nのヨウ素溶液で直接滴定した。変曲点に到達するのに要したヨウ素の量を、結合ヨウ素として直接測定した。1.0gのアミロースが200mgのヨウ素と結合すると仮定して、アミロースの量を計算した。そのアミロース試験の%誤差は、20%より低いアミロース範囲で±1%である。より高いアミロース%では、その誤差がより高くなる。
F.組織の評価
図3(1)〜3(8)に記載されるバロットセット(ballot set)に基づいて、全サンプルを組織について評価した。
材料及び方法に関する情報
不透明度のリファレンス
全乳溶液:蒸留水中における特定%の全乳
色及びつや/輝きのリファレンス
容器:4オンスプラスチック容器
サンプルサイズ:80gの澱粉調理物又は3/4充填された容器
二酸化チタン溶液:50%二酸化チタン溶液の0.05%(Warner Kenkinson、ロット番号21885BD)
NOVATION(登録商標)8600澱粉(バッチFEX−7560)、未洗浄NOVATION(登録商標)2300澱粉(バッチABC−046)、NOVATION(登録商標)1900澱粉(バッチDKC−066):98℃で全20分間浴調理することによって調製された蒸留水中の5%固形分(無水)。その澱粉を1%NaCl溶液中に分散した後、そのサンプルを温水浴中に据えて澱粉が糊化するまで3分間攪拌し、次いでカバーをして残りの17分間調理するままにした。調理後に、蒸発による重量減少を脱イオン水で補充した。そのサンプルを4オンス容器中に熱いままで移し、蓋無しで攪拌せずに放冷した。
NOVATION(登録商標)1900澱粉(バッチDKC−066):上記のように調製し、24時間後に表皮形成
蜂蜜:Golden Blossom Honey、Genuine Natural Pure Honey(米国ペンシルバニア州のJohn Paton Inc独占的販売者)
粒状/パルプ状/塊状のリファレンス
Dannonの脂肪の無いヨーグルト:ゲル化/塊状の構造を細分するために20回攪拌、
MELOGEL(登録商標)澱粉:沸騰水浴中で(98℃)20分間(最初から3分間攪拌)調理することによって調製された、蒸留水中の6.6%固形分(そのままで)。そして1/それ以上F/Tサイクルを遂行。
粘度のリファレンス
THERMTEX(登録商標)、WNA、COLFLO(登録商標)67、及びFIRMTEX(登録商標)澱粉:沸騰水浴中で(98℃)20分間(最初から3分間攪拌)調理することによって調製された、蒸留水中の6.6%固形分(そのままで)
凝集性のリファレンス
COLFLO(登録商標)67、NOVATION(登録商標)2600、NOVATION(登録商標)2700、ワキシーコーン/タピオカ/ポテト澱粉:沸騰水浴中で(98℃)20分間(最初から3分間攪拌)調理することによって調製された、蒸留水中の6.6%固形分(そのままで)。調理物の顕微鏡評価を以下に示す。
20分澱粉調理物 顕微鏡評価−調理タイプ
COLFLO(登録商標)67澱粉 良好な調理:充分膨潤〜80%、未調理10 %、崩壊粒体10%
NOVATION(登録商標)2600澱粉 やや過剰調理:膨潤〜70%、未調理5%、 崩壊粒体25%
NOVATION(登録商標)2700澱粉 適度に調理:膨潤〜50%、未調理0%、崩 壊粒体50%
ワキシーコーン/タピオカ/ポテト澱粉 極端に過剰調理:充分膨潤〜10%、未調理 0%、崩壊粒体90%
G.ブルックフィールド粘度
4オンスジャーをリンゴ離乳食で満たした。Brookfield DV-II+を使用して、「B」t-bar(92番)、heliopath OFFで、10rpmで15秒測定により、室温で粘度(センチポイズ)を測定した。
E.ボストウイック稠度計
ボストウイック(Bostwick)稠度計は2個の区画室を備えた水平なステンレス鋼トラフから成る。試験されるべきサンプルを保持する第1の区画室は、バネ装填ゲートによって第2の区画室から分離されている。第2の区画室は24cmの長さで、0.5cmの間隔で目盛りを付した平行な線を有する。測定は、そのゲートを開放すること、及び重力でスロープに流体を自由に流下させることからなる。5秒後、15秒後、30秒後及び60秒後に流体が流れるゲートからの距離が、ボストウイック稠度計の読み取りとしてcmで測定される。
実施例1‐ワキシーで低アミロースの通常のライスフラワーの湿熱処理
この実施例はフラワーの湿熱処理方法を示すものである。
a. Kitchen Aidミキサー中で2〜3番の速度で混合しながら、水の細かいミストを1500gの低アミロースライスフラワー(LARF、アミロース含有量が12%;RM100AR‐ロット番号7519)に噴霧した。その噴霧中にCenco水分平衡によってフラワーの水分を迅速にチェックした。フラワー粉末を、15%、20%、25%及び30%なる4つの異なる最終水分含有量に調整した。それを更に1時間混合して、水分の均一性を確保した。次いで、湿気を含んだ約200gのフラワーを1インチ未満の上部空間を有するアルミニウム缶に封入した。その湿熱処理のために、既に所望の温度75℃、90℃、95℃、100℃及び120℃にされた炉中にその封じられたアルミニウム缶を配置した。缶内のサンプル温度を外側の炉の温度と平衡させるのに、徐々に昇温して30分かかった。そのサンプルを更にその温度で2時間維持した。その湿熱処理の後に、缶を開封して、湿熱処理(HMT)されたフラワーを室温で自然乾燥した。コーヒーひきを使って乾燥サンプルを細かい粉末に粉砕して、US20メッシュスクリーン(篩開口0.841mm)を使用して篩い分けした。その結果得られたサンプルを熱的特性及びレオロジー特性で特徴付けた。
b. 水分を25%に調整し、次いで95℃で加熱処理する以外は、実施例1aをワキシーライスフラワーについて繰返した。
c. 水分を20%に調整し、次いで100℃で加熱処理する以外は、実施例1aを通常のライスフラワーについて繰返した。
湿熱処理された低アミロースライスフラワーは、高い粘性と実用上望ましい組織を呈した。表1に示すように、アミロース含有フラワーの湿熱処理は、熱的特性において大きな変化を示す。湿熱処理された、低アミロースライスフラワーおよび通常のライスフラワーは、未処理の元のままのフラワーよりも高い融解の開始(onset)及びピーク(peak)温度を有している。より高い融解温度を有する湿熱処理されたフラワーは、膨潤に抵抗性を示し、そして加熱調理時に糊化の遅れを呈する。それ故、フラワーの抑制は、湿熱処理プロセスを使用するアニーリングによって達成され得る。色々な湿熱条件で処理されて、種々の熱的特性を有するフラワーが、種々の抑制程度を提供し得る。
実施例2‐湿熱処理されたフラワーの物理的特性
実施例2a)
この実施例は、湿熱処理されたライスフラワー及び元のままのライスフラワーの物理的特性を説明する。表2Aに表されたデータ(調理方法B1から調製)は、湿熱処理された低アミロースライスフラワーが未処理の元のままのフラワーよりも高い弾性モジュラス及び低いtanδを呈することを示している。例えば、サンプル22、2、23及び10は、未処理の元のままの低アミロースライスフラワーよりも高い弾性モジュラスを示している。対照的に、ワキシーライスフラワー(サンプル26)及び通常のライスフラワー(サンプル27)は、弾性モジュラス又はtanδにおいて、各々の元のままのフラワー(サンプル25及び11)を越えて大幅な改善を示さない。
実施例2b)
「b」をラベルされている数で特定されたサンプル類は、「b」のないものと同様である(例えば27と27bは同じサンプルである)ことに注意されるべきである。「b」は、その試験が別の時間に実施されたことを単に示すものである。
12.8%アミロースで湿熱処理されたフラワー(サンプル番号17b及び28)は、対照のベースフラワー(サンプル番号1)よりも高い剛性を有した。湿熱処理された通常のライスフラワー(サンプル番号27b及び12b)は、サンプル17b及びサンプル28よりも大幅に高い剛性を有した。これらのサンプル(11、27b及び12b)は、サンプル1、17b及び28の組織からかなり異なる、軟らかいゲル組織をも呈する。これが図1及び表2Bに示される。
実施例3‐湿熱処理されたフラワーの粒状集結性
この実施例は、フラワーの湿熱処理によって達成される、粒状集結性(吸光度において減少によって測定される)における向上を説明する。
表2Aは、湿熱処理されたフラワーについての吸光度データを示す。そこに示されるように、湿熱処理されたフラワーは、元のままのフラワーに比して低い吸光度を示し、即ちより高い程度の粒状集結性を示し、それが調理物の望ましい物理的特性に貢献している。表2Bは、上記で説明したような調理手順B2を使用することによって湿熱処理されたフラワーに関するデータを示す。
組織評価:
上記表3における組織評価は、上記実施例2bを支持している。アミロース含有量が22.7%の通常のライスフラワーのサンプルと比較した、全ての食物製品がゲル化した(サンプル11、27b及び12b)。対照的に、低アミロース含有ライスフラワーのサンプルで調製された食物製品はゲル化しなかった。通常のライスから製造されたフラワーのサンプルについて観察された強度のゲル形成のために、選ばれた製品目標についての製品の評価が可能ではなかった。これは、表3におけるn/aの表示によって示されている。
実施例4‐種々の加工時間での低アミロースライスフラワーの湿熱処理
この実施例は、異なる加工時間に渡る低アミロースライスフラワーの湿熱処理を示すものである。
45kgの低アミロースライスフラワーを、回分式のすきの刃混合機及び乾燥機(米国オハイオ州CincinnatiのProcessallにより製造されたモデル300HPのPrestovac反応器)中に装填した。その反応器は加圧出来て、100℃を越える温度でフラワー中の水分を制御することができる。混合操作を通してそのフラワーを流動化し、フラワーの上に水を噴霧して、最終の水分含有量を19.1%にした。反応器を40psi(2.7バール)に加圧して、水分調整したフラワーを100℃の目標製品温度に加熱した。その昇温時間は1時間であった。100℃の目標製品温度で、熱処理を120分間実施し、サンプルを30分、60分、90分及び120分で採取した。全てのサンプルを10〜12%の水分まで自然乾燥し、US20メッシュスクリーン(篩開口0.841mm)によって篩い分けした。表4でサンプル14〜17として示す、湿熱処理された低アミロースライスフラワーのサンプルを、レオロジー特性と吸光度について評価した(試験方法B1及びC1を使用)。表4におけるデータは、60〜120分の加工時間が、モジュラスG’とtanδによって記載されるような所望のレオロジー特性を有する低アミロースライスフラワー組成物を生成したことを示している。更に、そのデータは、加工時間が長いほど、より望ましいレオロジー特性を有する組成物を生成したことを示している。
実施例5‐湿熱処理されたフラワーを使用して調製された食品
この実施例は、湿熱処理された低アミロースライスフラワーの、濃縮アップルソース配合物における使用を説明する。湿熱処理されたライスフラワーと元のままのライスフラワーの両方を、レトルトにした濃縮アップルソースを調製するために使用した。それらの結果は、元のままのもの以上に向上した、湿熱処理されたライスフラワーの加工耐性(向上した粘度)を示している。
以下の配合を使用して、食品を調製した。
以下に記載したように、その調製を行なった。
水、ライスフラワー及びクエン酸をスラリー化した。リンゴの固形物を添加した。その混合物を65.6℃(150°F)に加熱し、そして60〜63℃(140〜145°F)で缶に充填した。それらの缶をStock Rotaryレトルト中において115.5℃(240°F)で30分間レトルト処理した。濃縮されたアップルソースを粘度差で評価した。Brookfield DV-II+を使用して、「B」t-bar(92番)、heliopath OFFで、10rpmで15秒測定により、粘度(センチポイズ)を測定した。ボストウイック稠度計での測定も実施した。ボストウイック稠度計は、種々の時間(秒)で充填流れをcmで測定する。低い番号ほど高い粘度に対応している。
アップルソースの評価結果を下記の表5に示す。
それらの結果は、湿熱処理された低アミロースライスフラワーが、レトルト処理後により高い粘度を有するアップルソースを生じた。その湿熱処理された低アミロースライスフラワーは、元のままのライスフラワーよりも優れた酸及び熱に対する安定性を有する。
実施例6‐湿熱処理された低アミロースライスフラワーと、湿熱処理されたワキシーライスフラワーと通常のライスフラワーのブレンドの比較
この実施例は、非アミロース含有ライスフラワー(アミロース含有量<3%)と通常のアミロース含有ライスフラワー(アミロース含有量22%)のブレンドの湿熱処理によって得られた物理的特性を示し、そしてそれらを湿熱処理された低アミロースライスフラワーの特性と比較する。20%水分、100℃での加工による、湿熱処理された低アミロースライスフラワーを、同様の条件で湿熱処理された、ワキシーライスフラワーと通常のライスフラワーのブレンド(50:50w/w)と比較した。このブレンド比で、12.5%と計算されるアミロースレベルは、低アミロースライスフラワー(12.8%)におけるものに匹敵した。サンプルの調製に二つの技術を使用した。
(i)フラワーを予備ブレンドし、その後に続いて湿熱処理する(サンプル20)
(ii)個々の成分を湿熱処理し、次いで一緒にブレンドする(サンプル21)
試験方法B1及びC1を用いて、それらのサンプルを特徴付けした。そのデータを表6に示す。全てのブレンドが、湿熱処理された低アミロースライスフラワーに比較して低い弾性モジュラスとより高いtanδを示すことが見出され得る。通常のアミロースライスフラワーが望ましくないゲル化組織を呈し、高すぎる弾性モジュラスと低すぎるtanδをもたらした。
実施例7‐ワキシーライスフラワーと低アミロースライスフラワーの抑制及び加工耐性への湿熱処理の影響
この実施例は、中性条件(pH6.5)でのブラベンダー粘度によって測定されるような低アミロースライスフラワーの抑制への湿熱処理の影響を示し、それを湿熱処理されたワキシーライスフラワーと比較する。非抑制の澱粉又は澱粉含有組成物が、各ブラベンダー手順において特定されるような、調理温度で組成物を維持する際の、ピーク粘度及び粘度におけるその後の低下(breakdown)を示すことは、当分野において知られている。対照的に、抑制された加工耐性のある組成物には、粘度における低下が無く、或いは連続的な上昇を示す。
図2に示すように、湿熱処理されたワキシーライスフラワーは、92℃維持での粘度における低下によって示されるように、抑制を呈さない(サンプル29‐水分20%、100℃で2時間の保持期間)。逆に、湿熱処理された低アミロースライスフラワーは、抑制された組成物(サンプル5b)について典型的な、粘度における上昇を呈する。更にその製品は、大幅に遅延された糊化温度と、92℃での維持された粘度を示す。湿熱加工を操作することによって、種々の程度に抑制されたフラワーが、食品用途における加工耐性を提供するであろう。
レオロジー方法B2(詳細については実施例参照)によって加熱調理された、種々の湿熱処理されたアミロース含有フラワーのモジュラス(G’)が示されている。 中性条件(pH6.5)での、元のままのライスフラワー、湿熱処理されたワキシーライスフラワー及び湿熱処理された低アミロースライスフラワーのブラベンダー粘度が示されている。
実施例のセクションにおけるサンプルの評価に使用された組織バロット(texture ballot)が示されている。 実施例のセクションにおけるサンプルの評価に使用された組織バロットが示されている。 実施例のセクションにおけるサンプルの評価に使用された組織バロットが示されている。 実施例のセクションにおけるサンプルの評価に使用された組織バロットが示されている。 実施例のセクションにおけるサンプルの評価に使用された組織バロットが示されている。 実施例のセクションにおけるサンプルの評価に使用された組織バロットが示されている。 実施例のセクションにおけるサンプルの評価に使用された組織バロットが示されている。 実施例のセクションにおけるサンプルの評価に使用された組織バロットが示されている。

Claims (2)

  1. フラワーを熱処理するプロセスであって、
    a)乾燥フラワーの10〜80重量%の水分、50〜180℃の目標温度、及び該目標温度で1〜150分間なる条件下で、該フラワー中の澱粉の重量により5〜15%のアミロース含有量を有するライスフラワーを加熱して、熱処理されたフラワーを形成する工程を含み、
    そこでは、
    該フラワー中の澱粉がその粒状構造を保持するように、該条件が選択され、
    該熱処理されたフラワーが、25Paより大きく150Pa未満のモジュラス(G’)、0.25より大きく1.0未満のtanδ、及び溶解安定性で特徴付けられ、そして
    該モジュラス及びtanδがレオロジー方法B1を使用して測定されるものである、
    プロセス。
  2. フラワーを熱処理するプロセスであって、
    乾燥フラワーの10〜80重量%の水分、50〜180℃の目標温度、及び該目標温度で1〜150分間なる条件下で、該フラワー中の澱粉の重量により5〜15%のアミロース含有量を有するライスフラワーを加熱して、熱処理されたフラワーを形成する工程を含み、
    そこでは、
    該フラワー中の澱粉がその粒状構造を保持するように、該条件が選択され、
    該熱処理されたフラワーが、吸光度法C2による0.2未満で0.1より大きい吸光度、250Paより大きく600Pa未満のモジュラス(G’)、及び0.10より大きく0.50未満のtanδで特徴付けられ、そして
    該モジュラス及びtanδがレオロジー方法B2を使用して測定されるものである、
    プロセス。
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