改性淀粉的方法

專利名稱：：改性淀粉的方法
技術領域：
：本發明涉及一種通過使非預凝膠化淀粉經受過熱蒸汽處理而改性淀粉的方法。本發明還涉及預凝膠化淀粉產物以及一種使用過熱蒸汽改性熱敏物質的噴霧干燥裝置。
背景技術：
：當淀粉被預煮后，其即可用來增稠冷食。預煮淀粉被稱為預凝膠化或速食淀粉。否則淀粉需要加熱來增稠或“凝膠化”。在過量的水中使淀粉凝膠化的實際溫度取決于淀粉的類型。預凝膠化淀粉特別廣泛地用于方便食品(如速食湯、速食沙司、速食肉汁、速溶飲料、沙拉醬等)、乳制品(如速食布丁等)、烘焙食品(如蛋糕粉、烘焙奶油等)及速食嬰幼兒食品中。術語“凝膠化”或“蒸煮”淀粉指已失去其偏振十字且其可已或可未失去其粒狀結構的溶脹顆粒。預凝膠化淀粉的制備通常采用的熱方法包括滾筒干燥、擠出、在醇/水體系中高溫加熱及噴霧蒸煮/干燥。預凝膠化淀粉的物理性質特別是在冷水中的可潤濕性、可分散性和峰值粘度取決于使淀粉預凝膠化所用的方法。滾筒干燥和噴霧蒸煮/干燥淀粉是市場上使用最廣泛的預凝膠化淀粉。這些淀粉通常比相應的粒狀淀粉在凝膠化時具有較低的增稠能力和較低的膠凝趨勢。增稠和膠凝能力的損失與水合粒狀結構的部分破壞有關。滾筒干燥淀粉的增稠能力通常比噴霧蒸煮/干燥淀粉的低。從熱力學角度來看，滾筒干燥和噴霧蒸煮/干燥這兩種普通方法也不是很節能的。因此需要在冷液體中具有高增稠能力并可經由比滾筒干燥和噴霧蒸煮/干燥更節能的方法生產的淀粉。本發明的方法提供了這樣的淀粉。過熱蒸汽作為干燥介質是一種新興的技術，尚較不為人所知。荷蘭阿珀爾多倫TNO(應用科學研究組織)環境、能源和過程創新研究所已開展了一項關于此干燥技術的研究，給出了報告R2004/239"Industrialsuperheatedsteamdrying(工業過熱蒸汽干燥)”。Frydman,A在論JC"Caracterisationexperimentaleetmodelisationd，unprocededesechageparpulverisationdanslavapeurd’eausurchauffee，，，ENSIA,1998中提到淀粉可通過過熱蒸汽處理來預凝膠化。JP61-280244公開了在溫度105_350°C之間的過熱蒸汽存在下及低于9kg/cm2的表壓下熱處理淀粉，處理時間少于5分鐘。本發明的方法提供了具有新的且優于常規預凝膠化淀粉的功能性的淀粉產品。發明概述本發明涉及一種改性淀粉的方法。所述方法包括使非預凝膠化淀粉和/或面粉在反應器的反應室中經受過熱蒸汽處理，其中所述反應室具有至少一個入口和至少一個出口。在反應器的反應室入口處過熱蒸汽的溫度在150-650°C范圍內，優選250-550°C，更優選350-450V，在反應器的反應室出口處過熱蒸汽的溫度在105-155°C范圍內，優選115-140°C，更優選115-125°C。反應器優選選自噴霧干燥器、流化床干燥器、急驟干燥器、氣流干燥器、帶式干燥器、轉鼓式干燥器、混合干燥器、環式干燥器、如WO2005/047340中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)JnEP0710670中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)及其組合。本發明還涉及可按本發明的方法獲得的淀粉。特別地，其涉及一種預凝膠化淀粉，25°C下在UDMSO(9體積DMS0，1體積6M尿素)中濃度為8mg/ml時所述預凝膠化淀粉的表觀粘度與相應母體非預凝膠化淀粉的表觀粘度的比率在Is—1下至少為1.05、優選在Is—1下至少為1.10、更優選在Is—1下為約1.15。更特別地，本發明涉及一種低直鏈淀粉型淀粉以及含直鏈淀粉的淀粉，所述淀粉在30°C下在6%重量的水分散體中的標準化儲能模量G'/(c/c*)至少為80Pa、優選至少lOOPa、更優選至少120Pa。此外，本發明還涉及本發明的淀粉在食品、飼料、化妝品和藥物應用中的用途。附圖簡述圖1給出了由按本發明處理的低直鏈淀粉型玉米淀粉(SHS樣品)和常規噴霧蒸煮/干燥和滾筒干燥的低直鏈淀粉型玉米淀粉制得的6%的水分散體間表觀粘度(mPa.s)與剪切速率(s—1)的函數關系的比較。對于所有三種樣品，起始材料為相同的低直鏈淀粉型玉米淀粉(C*Gel04201，Cargi11)。圖2給出了由按本發明處理的低直鏈淀粉型玉米淀粉(SHS樣品)和常規噴霧蒸煮/干燥和滾筒干燥的低直鏈淀粉型玉米淀粉制得的6%的水分散體間儲能模量G’(Pa)與施加的應變(％)的函數關系的比較。對于所有三種樣品，起始材料為相同的低直鏈淀粉型玉米淀粉(C*Gel04201，Cargi11)。圖3、4和5為可用于本發明的噴霧干燥器中的反應室的不同實施方案的部分圖7J\ο發明詳述本發明中的術語“過熱蒸汽”指加熱至高于其對應壓力下的沸點的溫度的蒸汽(=氣態水)。其不能與水接觸存在，也不含水，而類似于理想氣體。其也被稱為過熱(surcharged)蒸汽、無水蒸汽和高過熱氣體。本上下文中的術語“反應器”指適于用過熱蒸汽處理非預凝膠化淀粉的任何反應ο本上下文中的“反應室”為反應器內非預凝膠化淀粉與過熱蒸汽間發生反應的地方。術語“反應室”不限于室的形式，而可例如呈管的形式，只要所述“反應室”具有至少一個入口和至少一個出口即可。本文中用到的術語“連續反應器”意在與間歇型反應器相區分。非預凝膠化淀粉可源自任何天然源，其中所述天然指所述淀粉能在大自然中找到的事實。除非明確加以區分，否則本說明書中提及淀粉時意在包括其相應的面粉，所述面粉仍含蛋白質如面筋(后文中稱“淀粉”)。淀粉的典型來源有谷類、塊莖、根、豆類、水果淀粉和混合型淀粉。適宜的來源包括但不限于玉米、豌豆、馬鈴薯、甘薯、高粱、香蕉、大麥、小麥、稻子、西米、莧菜、木薯、竹芋、美人蕉及其低直鏈淀粉(含不超過約10%重量的直鏈淀粉，優選不超過5%)或高直鏈淀粉(含至少約40%重量的直鏈淀粉)品種。同樣適宜的有源自通過育種技術獲得的植物的淀粉，所述育種技術包括雜交、易位、倒位、轉化或引入其變異的任何其他基因或染色體工程方法。此外，源自上述種屬(genericcomposition)通過人工突變和變異培育的植物的淀粉在本文中也適用，所述培育的植物可通過已知一般性的的誘變育種方法獲得。改性意在包括化學改性和物理改性。化學改性意在包括但不限于乙酰化淀粉、羥乙基化和羥丙基化淀粉、無機酯化淀粉、陽離子淀粉、陰離子淀粉、氧化淀粉、兩性離子淀粉、被酶改性的淀粉及其組合，只要淀粉未預凝膠化即可。物理改性淀粉如例如EP專利1038882中公開的熱抑制淀粉也可適用于本文中。在本發明的方法的一個優選實施方案中，待處理的淀粉為低直鏈淀粉型淀粉。更優選所述低直鏈淀粉型淀粉為低直鏈淀粉型玉米淀粉。作為替代方案的優選實施方案為馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、n-OSA(正-辛烯基琥珀酸酐)低直鏈淀粉型淀粉。應理解，任何上面提到的非預凝膠化淀粉和/或面粉的混合物也在本發明的范圍內。根據本發明的方法，非預凝膠化淀粉在反應器的反應室中用過熱蒸汽處理。反應器的反應室入口和出口處過熱蒸汽的溫度是關鍵性的。反應室入口處過熱蒸汽的溫度在150-650°C范圍內，優選250-550V，更優選350-450V，反應室出口處的溫度在105-155V范圍內，優選115-140°C，更優選115-125°C。所述方法進行時反應室入口處過熱蒸汽的溫度取200、205、210或230°C，將獲得更令人矚目的結果。通常，非預凝膠化淀粉將呈淀粉水漿的形式，pH為2-11，優選2-10.5，更優選2-10，甚至更優選2-9，還更優選3-8，最優選4-8。將過熱蒸汽注入反應室中，從而取代反應室中存在的空氣或其他氣體，或如果所述方法在封閉系統中進行，則空氣或其他氣體將從整個系統中移除。通常，在非預凝膠化淀粉與過熱蒸汽反應前用過熱蒸汽吹掃反應器直至空氣或其他氣體已被置換。反應室中沒有空氣存在時，本發明的方法將不會發生爆炸。應理解，根據反應器的類型和反應室的大小，過熱蒸汽進入反應室的進口速度需要調節為使反應室出口處的過熱蒸汽溫度落在上面給出的溫度范圍內。進入反應室的淀粉以膠狀懸浮體(漿、餅、粉)的形式分散。如果淀粉以水漿形式進入反應室，則所述淀粉水漿的溫度應充分低于所述淀粉的凝膠化溫度。淀粉漿的固含量優選為1-40%重量，更優選介于10-35%之間，甚至更優選為20-35%。當進料淀粉漿的固含量為17.8%時，出料粉的體積平均直徑至少為30μm。當進料淀粉漿的固含量增至26.7%時，離開反應器的粉的體積平均直徑至少為50μm。當所述方法中進給的進料漿中含35.6%的干固體時，出料粉的體積平均直徑至少為60μm。原則上任何反應器均適于進行本發明所述的方法，只要過熱蒸汽均勻分布即可。特別地，反應器可以是間歇式或連續式的。適合的反應器類型在荷蘭阿珀爾多倫TNO環境、能源和過程創新研究所的報告R2004/239"Industrialsuperheatedsteamdrying(工業過熱蒸汽干燥)”中有綜述。特別適合的反應器為連續反應器，其選自噴霧干燥器、流化床干燥器、急驟干燥器、氣流干燥器、帶式干燥器、轉鼓式干燥器、混合干燥器、環式干燥器、如TO2005/047340中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)JBEP0710670中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)及其組合。這些不同類型的干燥裝置按不同的原理運行。下面對這些原理加以簡要描述流化床原理固體顆粒床因上升氣流而流化，從而實現熱質交換。氣力輸送器如急驟/環式干燥器原理產品在高速氣體作用下氣力輸送經過管道，從而實現熱質交換。入口產品經例如注射器/粉碎機、箱籠式破碎機分散在氣流中。產品在旋風分離器或過濾器中與氣體分離。此外，對于環式干燥器原理，分級器將控制部分產品的停留時間/再循環。盲熱式滾筒原理產品通過轉管傳送，轉管配備了阻擋氣流的擋板，從而實現熱質交換。產品的停留時間/輸送由管的斜度控制。噴霧干燥器原理產物在較大的通常垂直的筒形室中經霧化器如加壓噴嘴、多流體噴嘴或旋轉霧化器噴射入并向或對向氣流中，氣流的流動可控制停留時間，傳熱和傳質通過氣體與分散的液滴的直接接觸實現，產品在旋風分離器或過濾器中與氣體分離。優選本發明中使用的干燥器能在“閉合回路過熱蒸汽”下工作以使干燥過程中的能量效率最大化(即以回收利用蒸發潛熱)。本發明中使用的任何干燥器通常能在高至500,OOOPa(5barg)的加壓條件下工作。渦輪原理通過柱形裝置的產品由裝配有葉片的轉軸以機械方式傳送，從而控制產品的停留時間/輸送。通過混合固體來保證表面的更新、良好的熱質交換。根據W02005/047340的渦輪反應器為具有管狀優選柱形體的反應器，所述管狀或柱形體內布置了轉軸，所述轉軸上布置了一個或多個葉片，且其中淀粉和氣體以相反的方向引入反應器中。根據EP0710670的渦輪反應器為包含具有水平軸的柱形管狀體的反應器，所述柱形管狀體中有供反應劑進入的入口和最終產品的出口及裝有葉片支持旋轉的轉子。在本發明的一個優選的實施方案中，連續式反應器為噴霧干燥器、環式干燥器、流化床干燥器、渦輪反應器，更優選噴霧干燥器。本領域技術人員將非常理解，為適應本發明的方法，反應器需要調節為使用過熱蒸汽。應理解，本發明的方法可在不同的壓力條件下進行，即過壓下、大氣壓力下和負壓下。所有這些方法條件均在本發明的范圍內。優選所述方法在大氣壓力下進行。本發明還涉及可實現用過熱蒸汽處理淀粉的裝置。如果過熱蒸汽的流均勻分布并確實降低發生高度湍動的相互作用的風險，則可如上所述使用常規裝置如噴霧干燥器、流化床干燥器、急驟干燥器、氣流干燥器、帶式干燥器、轉鼓式干燥器、混合干燥器、環式干燥器、如WO2005/047340中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)JnEP0710670中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)及其組合來實施本發明的方法。但本發明還提供了一種噴霧干燥器，其中可進行熱敏物質如選自糖類、蛋白質類和脂類的材料如非預凝膠化淀粉或面粉的過熱蒸汽處理。本發明的噴霧干燥器包含反應室，所述反應室具有至少一個入口以向所述室中引入過熱蒸汽的流、至少一個出口以允許反應室內容物離開和噴嘴以向過熱蒸汽的流的路徑中產生液滴的噴霧，所述液滴的噴霧自含熱敏物質的液體形成，其中所述反應室適應在使用時使進入反應室的過熱蒸汽的流在室中優選至少所述室的五分之一長度上均勻分布并以與反應室的內壁基本平行的方向流動。優選的裝置為其設計可實現過熱蒸汽的流在至干燥器的至少1/5長度的反應器第一部分中均勻分布以便所述流大體平行于干燥器的壁的噴霧干燥器。在反應室中入口處或附近提供了針對過熱蒸汽的措施以確保過熱蒸汽的流在反應室內均勻分布并與反應室的壁平行或基本平行地流動。本發明的發明人已意外地發現，通過按本發明的方法用過熱蒸汽處理非預凝膠化淀粉，所獲得的淀粉在6%濃度下的冷水粘度和儲能模量G’比按已知的滾筒干燥和噴霧蒸煮/干燥方法制得的預凝膠化淀粉要高得多。儲能模量G’和粘度用來自德國AntonPaarPhysica的MCR300流變儀測定，該流變儀裝配了稱為淀粉池的圓筒測量系統和軸ST24(也來自AntonPaarPhysica)。關于儲能模量和粘度的更多信息一般可在TheRheologyHandbook,Metzger,Τ.G.(VincentzVerlag,Hannover,Germany)中找至丨J。根據本發明的方法特別適合處理低直鏈淀粉型淀粉，更特別是含直鏈淀粉的淀粉。按本發明的方法獲得的低直鏈淀粉型玉米淀粉的特征在于30°C下所述淀粉的6%重量的水分散體的標準化儲能模量G’/(c/C*)至少為80Pa，優選至少lOOPa，更優選至少120Pa。這些值出乎意料地遠高于經由常規滾筒干燥和噴霧蒸煮/干燥方法獲得的低直鏈淀粉型玉米淀粉所獲得的值。根據本發明的低直鏈淀粉型玉米淀粉的6%的水分散體在30°C下的瞬時粘度(instantviscosity)也比常規預凝膠化的低直鏈淀粉型玉米淀粉提高很多。如圖1中所示。此外，圖2中給出了不同淀粉的儲能模量值(G’)的比較。實施例1-2-3-4中給出了標準化儲能模量值G’/(c/c*)間的比較。由于其瞬時粘度高增長，故按本發明的方法制備的淀粉適用于食品中、飼料中、化妝品和藥物應用中許多不同的應用中。特別地，其適于制備方便食品、乳制品、烘焙食品及片劑。包含按本發明的方法制備的淀粉的沙司、湯、肉湯、布丁、調料、烘焙奶油和飲料在瞬時粘度增長和可分散性方面表現出改進的性能，特別地，在冷液體中的布氏粘度遠高于采用其他淀粉時。按本發明的方法制備的淀粉特別適于用在嬰幼兒食品中。在嬰幼兒食品應用中，所有成分的微生物載量(微生物的量)均低是至關緊要的。按本發明的方法處理淀粉時的高溫確保了沒有哪種微生物污染物能經受得住該過熱蒸汽處理。此外，封閉方法即在其中淀粉或面粉在從過熱蒸汽處理到所得產品的包裝的任何時間均不暴露于環境的系統中進行的方法確保了產品不會被污染。因此，本發明的淀粉可直接用在嬰幼兒食品中而無需任何額外處理。還發現，用按本發明的方法獲得的淀粉制得的湯通常比使用常規預凝膠化淀粉的湯具有更好的可分散性和更高的布氏粘度。當與脂肪和干料混合時，按本發明的方法獲得的淀粉表現出特別高的粘度增長。干料包括但不限于蔬菜、肉、面包屑、香料、藥草、谷氨酸鈉等。此外，用按本發明的方法獲得的淀粉制得的布丁除具有較高的布氏粘度外通常還具有優異的質構。如上所述，本發明還提供了一種噴霧干燥器，可在其中對熱敏物質如選自糖類、蛋白質類和脂類的材料如非預凝膠化淀粉或面粉進行過熱蒸汽處理。本發明的噴霧干燥器包含反應室，所述反應室具有至少一個入口以向所述室中引入過熱蒸汽的流、至少一個出口以允許反應室內容物離開和噴嘴以向過熱蒸汽的流的路徑中產生液滴的噴霧，所述液滴的噴霧自含熱敏物質的液體形成，其中所述反應室適應在使用時使進入反應室的過熱蒸汽的流在室中優選至少所述室的五分之一長度上均勻分布并以與反應室的內壁基本平行的方向流動。優選的裝置為其設計可實現過熱蒸汽的流在至干燥器的至少1/5長度的反應器第一部分中均勻分布以便所述流大體平行于干燥器的內壁的噴霧干燥器。在反應室中入口處或附近提供了針對過熱蒸汽的措施以確保過熱蒸汽的流在反應室內均勻分布并與反應室的內壁平行或基本平行地流動。根據一個優選的實施方案，本發明的噴霧干燥器包含截錐形構件，所述截錐形構件位于反應室內過熱蒸汽入口處或附近，其較窄的端在室中最上面并與反應室內壁隔開距離而在截錐形構件與室內壁間限定一個環形通道以供過熱蒸汽流動。通過這種方法，截錐形構件起到擋板的作用而使過熱蒸汽的流動向著室內壁偏轉。過熱蒸汽因此將鄰近室內壁以大體平行于內壁的方向流動。這種流動路徑將減輕或防止反應室中的湍流。反應室中提供的噴嘴與含熱敏物質的待在室中經受過熱蒸汽處理的液體進料相連。所述液體進料通常為熱敏物質的水溶液或水漿并通常在壓力下例如通過泵從盛放容器向噴嘴供給。噴霧干燥裝置中常用的任何類型的噴嘴如加壓噴嘴、多流體噴嘴或旋轉霧化器均可用在本發明中。所述干燥器通常能在高達500，OOOPa(5barg)的加壓條件下工作。反應室優選具有圓形截面。其可為圓筒形，即具有恒定的直徑。或者，其可在室的一端含截錐形部分，噴嘴和過熱蒸汽的流的入口提供在反應室截錐形部分的頂部。優選所述噴霧干燥器還包含穿孔構件，所述穿孔構件位于反應室內過熱蒸汽的入口處或附近并與過熱蒸汽的流動垂直或基本垂直。所述穿孔構件具有多個過熱蒸汽可通過的穿孔并通常可為穿孔板、網格或篩。根據一個實施方案，穿孔構件位于反應室內截錐形構件的上游。或者，穿孔構件位于截錐形構件的下游或可位于毗鄰截錐形構件的上游圍緣或下游圍緣的位置處。穿孔構件可被固定或以其他方式保持在反應室內適當的位置以便其基本與反應室中過熱蒸汽的流動方向交叉。通常，噴嘴應位于過熱蒸汽入口附近。如果室中存在穿孔構件，則噴嘴應位于穿孔構件的下游。優選噴嘴同心地位于截錐形構件內以優化含熱敏物質的噴霧在進入反應室時與過熱蒸汽的流的接觸程度以及最大限度地減輕或防止過熱蒸汽的流內的任何湍流。更優選待在本發明的噴霧干燥器中用過熱蒸汽的流處理的熱敏物質通常選自糖類、脂類和蛋白質類。糖類的實例包括單糖、寡糖、多糖和還原糖。脂類的實例包括脂肪、油和氫化脂肪。蛋白質類的實例包括蛋白質、肽和氨基酸。根據一個優選的實施方案，熱敏物質為非預凝膠化淀粉或面粉。更優選本發明涉及這樣的特定的噴霧干燥器，其中過熱蒸汽的流在霧化器附近的速度等于或低于15m/s、優選低于lOm/s、最優選低于2m/s。這種構造類型以及其他替代物可通過適宜地布置氣密良好的篩取得，基于篩表面而言，所述篩含高達至少40%、優選至少50%、更優選至少70%的開放表面(多個孔)，和/或這種構造類型可與允許過熱蒸汽的流在裝置的第一部分處準均勻(quasievenorquasihomogeneous)分布的圓錐形結構結合。當進料淀粉漿的固含量為17.8%時，出料粉的體積平均直徑至少為30μm。當進料淀粉漿的固含量增至26.7%時，離開反應器的粉的體積平均直徑至少為50μm。當進給方法的進料漿中含35.6%的干固體時，出料粉的體積平均直徑至少為60μm。下面結合附圖詳細描述根據本發明的噴霧干燥器的三個不同的實施方案，在附圖中，圖3為根據本發明的一個優選實施方案的反應室上游端的示意性橫截面圖；圖4為根據本發明的另一實施方案的反應室上游端的示意性橫截面圖；和圖5為根據本發明的再一實施方案的反應室上游端的示意性橫截面圖。在附圖中，相同的附圖標記具有相同的含義并因此只解釋一次。圖3中所示反應室上游端具有室壁1，室壁1具有圓筒形頸部分2、截錐形部分3和圓筒形主體部分4。室壁的頸部分2與提供過熱蒸汽入口6的頭5相連。在使用中，入口6與過熱蒸汽源(未示出)相連。具有多個穿孔的圓形穿孔板7安裝在反應室的頸部分內并毗鄰部分2靠近頭5的內壁。板7的下游為截錐形構件8，截錐形構件8具有上游圍緣12和下游圍緣13，與部分2/3的內壁隔開距離以致其與所述內壁一起限定一個環形通道9。在使用中，截錐形構件8起到擋板的作用而引導經由入口6進入的部分過熱蒸汽的流通過通道9以便其以大體平行于內壁的方向流進鄰近室內壁的反應室。因構件8而發生的過熱蒸汽流動的偏轉結果使過熱蒸汽均勻分布。頸部分中提供有入口10以向反應室中引入熱敏物質。入口10的噴嘴11在穿孔板7的下游并在截錐形構件8內以便在使用中噴嘴11噴出的含熱敏物質的液滴與非湍流的過熱蒸汽的流接觸。噴霧干燥方法產生的經過熱蒸汽處理的材料的固體顆粒在反應室的底部(未示出)收集。圖4中示出了另一備選實施方案。在圖4中，頭5與反應室的截錐形部分3的頂部相連。截錐形構件8位于反應室中部分3內部以致部分3與構件8的壁平行。圓形穿孔板7位于構件8的下游端，板7的邊緣毗鄰構件8的圍緣13。在使用中，過熱蒸汽的流進入入口6。部分所述流經由板7中的穿孔流經反應室。部分流入的過熱蒸汽被偏轉而通過環形通道9沿室內壁附近的路徑以室內壁的方向流進反應室的主體中。入口10位于構件8的上游圍緣12內并穿過板7以便噴嘴11在板7下游。圖5中示出了一個不同的實施方案。在圖5中，反應室1為圓筒形，室端的中心部分與頭5開放連通，頭5提供了過熱蒸汽入口6。穿孔板7位于圓筒形室的上游端附近。在室內壁附近，板7的邊緣具有裙部以形成截錐形構件8。所述裙部和室內壁一起在壁附近限定一個環形通道9。位于頭內的入口10的噴嘴11在板7的下游。除上面提到的優勢外，本發明的方法還具有更節能、防爆的優勢且方法過程中失去的香味可潛在地恢復。由于過熱蒸汽與淀粉顆粒的熱交換比常規方法好及具有再循環過熱蒸汽的可能性，故本發明的方法更節能。下面的實施例將說明本發明。實施例中使用了如圖3中所示并在上文中描述的噴霧干燥器。實施例1將18.5%重量(以干基計)的低直鏈淀粉型玉米淀粉(C*Gel04201,Cargill)于25°C下漿化。在開始過熱蒸汽處理前，將反應室中充滿流率為400m3/小時的過熱蒸汽連續流。反應室入口處過熱蒸汽的溫度為400°C，反應室出口處溫度為130°C。淀粉漿以約44升/小時的流率通過SprayingSystemsSK77/21型噴霧嘴被泵到反應室。測得淀粉漿的流動入口壓力為llOOOOhPa。然后在反應室底部收集干燥的過熱蒸汽處理后的淀粉。對該樣品進行流變學實驗。淀粉水糊的流變學實驗試驗在來自德國AntonPaarPhysica的MCR300流變儀上進行，該流變儀裝配了稱為淀粉池的圓筒測量系統和軸ST24(也來自AntonPaarPhysica)。先用IR測濕含量天平(SartoriusMA30)在130°C下測定淀粉含濕量，測定進行20分鐘，然后制備淀粉糊。在600ml燒杯中稱取已知量的淀粉(參見表1)并用50g乙二醇潤濕。向淀粉中加入400g緩沖溶液(0.02M醋酸鹽緩沖溶液，pH5.5)并用大匙充分混合1分鐘。然后讓糊于室溫靜置1小時再進行測定。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>旋轉試驗粘度對剪切速率(S—1)的函數關系測定在30°C下按如下程序進行。-第一時間間隔為10分鐘不記錄-第二時間間隔為587.9秒(9.8分鐘)記錄數據點-150個測量點-剪切速率0.I-IOOs"1該旋轉試驗的結果在圖1中給出并與已按常規方法即滾筒干燥(OGel-Instant12410,Cargill)和噴霧蒸煮/干燥(OHiFormA12791,Cargill)預凝膠化的相同低直鏈淀粉型玉米淀粉所獲得的結果加以了比較。粘度(mPa.s)和剪切速率(s—1)二者均以對數尺度給出。振動試驗儲能模量G’(Pa)對應變(％)的函數關系測定在30°C下按如下程序進行。-第一時間間隔為10分鐘不記錄-第二時間間隔為600秒(10分鐘)記錄數據點-300個測量點-應變0.1-100%log-頻率IHz振動試驗的結果在圖2中給出并與已按常規方法即滾筒干燥(OGel-Instant12410,Cargill)和噴霧蒸煮/干燥(OHiFormA12791,Cargill)預凝膠化的相同低直鏈淀粉型玉米淀粉所獲得的結果加以了比較。儲能模量G’(Pa)和應變(％)二者均以對數尺度給出。淀粉溶脹和可溶物程度的測定標準化粘度和標準化儲能模量的定義溶脹系數淀粉溶脹的程度在30°C下用[TesterandMorrison(1990).谷類淀粉的溶脹和凝膠化(SwellingandGelatinizationofCerealStarches).I.EffectsofAmylopectin,Amylose,andLipids.CerealChemistryvol.67,n°6,p.551-557]的直接法測定(IOOmg淀粉)。5mL0.02M醋酸鹽緩沖溶液的加入用正位移移液器在劇烈的旋渦攪拌下進行以確保無結塊的淀粉水合。離心在3，OOOg下進行10分鐘(而不是1，500g下5分鐘)。此30°C下的溶脹系數是一維的(adimensional)。溶脹體積及密堆積濃度C*用[Steeneken(1989).RheologicalPropertiesofAqueousSuspensionsofSwollenStarchGranules(溶脹淀粉顆粒的水懸浮體的流變學性質).CarbohydratePolymersvol.11，p.23-41]的方法將溶脹系數換算成溶脹體積q(mL/g)和密堆積濃度c*(g/mL)，其中c*=1/q。w/w%到w/v%的換算中假定30°C下0.02M醋酸鹽緩沖溶液的密度d=0.997g/mL乙二醇(99.0%，據GC)的密度d=1.113g/mL預凝膠化淀粉的密度d=1.4g/mL標準化粘度和標準化儲能模量如Steeneken(1989)所述，粘度和儲能模量可表達為(溶脹淀粉顆粒)體積分數c/c*=cq的函數。η/(c/c*)為標準化粘度G’/(c/c*)為標準化儲能模量30°C下的可溶物即α-葡聚糖可提取物在600ml燒杯中稱取已知量的淀粉(參見表4)并用50g乙二醇潤濕。向淀粉中加入400g緩沖溶液(0.02M醋酸鹽緩沖溶液，pH5.5)并用大匙充分混合1分鐘。然后將糊于30°C下攪拌(磁力攪拌，ZOOmirT1)30分鐘。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>淀粉的可溶性程度自淀粉懸浮體(于3，OOOg下離心10分鐘后)的上清液的濾液(通過0.45μm)測定。該濾液用淀粉葡萄糖苷酶水解，所得葡萄糖如[Karkalas(1985).AnImprovedEnzymicMethodfortheDeterminationofNativeandModifiedStarch(illj定天然或改性淀粉的改進的酶法).J.Sci.FoodAgric.vol.36p.1019-1027]所述用葡萄糖氧化酶_過氧化物酶_色原定量。所有數據均為30°C下在PH5.5的0.02M醋酸鹽緩沖溶液中的數據<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>在UDMSO中的溶液的性質將本發明的入口淀粉(煮制，即非預凝膠化)和出口淀粉(SHS，即預凝膠化)于室溫下在UDMSO(9體積DMSO+1體積6M尿素)中溶解48小時800mg無水淀粉+IOOmLUDMSO。溶液的表觀粘度在來自德國AntonPaarPhysica的MCR301流變儀上測定，該流變儀裝配了共軸圓筒雙隙測量系統(DG26.7)和Peltier溫度裝置(H-PTD200)。粘度對剪切速率(s—1)的函數關系測定在25°C下按如下程序進行。-第一時間間隔為5分鐘不記錄-第二時間間隔為1，650秒(27.5分鐘)記錄數據點-30個測量點，變積分時間(IOO-IOs)-剪切速率I-IOOs-1當存在不可溶的非α-葡聚糖物質(如面粉中的蛋白質)時，建議在測定上清液的表觀粘度前讓溶液靜置(lg，過夜)或離心(1，OOOg,10分鐘)。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>實施例2將17.8%重量(以干基計)的馬鈴薯淀粉(C*Gel30002,Cargill)于18°C下漿化。在開始過熱蒸汽處理前，將反應室中充滿流率為300m3/小時的過熱蒸汽連續流。反應室入口處過熱蒸汽的溫度為400°C，反應室出口處溫度為120°C。淀粉漿以約(30)升/小時的流率通過SprayingSystemsSK77/21型噴霧嘴被泵到反應室。測得淀粉漿的流動入口壓力為(llOOOO)hPa。然后在反應室底部收集干燥的過熱蒸汽處理后的淀粉。對該樣品進行流變學實驗。所有數據均為30°C下在pH5.5的0.02M醋酸鹽緩沖溶液中的數據<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>實施例3將17.8%重量(以干基計)的木薯淀粉(OGel70001,Cargill)于18°C下漿化。在開始過熱蒸汽處理前，將反應室中充滿流率為300m3/小時的過熱蒸汽連續流。反應室入口處過熱蒸汽的溫度為300°C，反應室出口處溫度為120°C。淀粉漿以約30升/小時的流率通過SprayingSystemsSK77/21型噴霧嘴被泵到反應室。測得淀粉漿的流動入口壓力為15000hPa。然后在反應室底部收集干燥的過熱蒸汽處理后的淀粉。對該樣品進行流變學實驗。所有數據均為30°C下在pH5.5的0.02M醋酸鹽緩沖溶液中的數據<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>實施例4將17.8%重量(以干基計)的n-OSA低直鏈淀粉型玉米淀粉(OEmTex06369，Cargill)于18°C下漿化。在開始過熱蒸汽處理前，將反應室中充滿流率為300m3/小時的過熱蒸汽連續流。反應室入口處過熱蒸汽的溫度為400°C，反應室出口處溫度為120°C。淀粉漿以約30升/小時的流率通過SprayingSystemsSK77/21型噴霧嘴被泵到反應室。測得淀粉漿的流動入口壓力為llOOOOhPa。然后在反應室底部收集干燥的過熱蒸汽處理后的淀粉。對該樣品進行流變學實驗。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>實施例5用來自實施例1的按本發明的方法獲得的淀粉(SHS樣品)、來自Cargill的OGel-Instant12410(滾筒干燥)或來自Cargill的OHiFormA12791(噴霧蒸煮/干燥)制備湯。湯制劑的配方如下-13.25克干混合湯料(無淀粉/水解膠體)-6.25克淀粉(95%重量，以干基計)-250ml水(85°C)_攪拌約1分鐘測定三種不同的湯的布氏粘度，結果示于表2中。布氏粘度在DVII型布氏粘度計上于75°C下用轉子1和IOOrpm的剪切速率測定。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>發現按本發明獲得的樣品比其他樣品具有高得多的粘度和改進的可分散性。實施例6用來自實施例1的按本發明的方法獲得的淀粉(SHS樣品)、來自Cargill的OGel-Instant12410(滾筒干燥)或來自Cargill的OHiFormA12791(噴霧蒸煮/干燥)制備速食巧克力布丁。制備速食巧克力布丁的配方如下-31.5克蔗糖-15.8克脫脂奶粉-3.15克可可-12.6克淀粉向上面的混合物中加入250ml水(20°C)。用廚房攪拌器混合1.5分鐘，然后倒入杯子中。杯子在冰箱(溫度8°C)中放置60分鐘。之后在與實施例2中相同的粘度計上(用轉子3和20rpm的剪切速率)測定布氏粘度并比較不同速食巧克力布丁的質構。結果示于表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>發現按本發明獲得的樣品比其他樣品具有高得多的粘度和改進的質構。實施例7配方<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>壓片裝置裝置為來自Krosch的三沖頭旋轉壓機。用500g粉來制備所需的片劑。片劑的規格為表面為圓形并平整，面積1cm2，重量350mg+/-5%，直徑11.35mm。轉速為40rpm。生產過程中未觀察到任何問題未發生材料粘著，粉的流動性好，推片力小。含濕量測定用紅外天平進行分析。所用溫度為105°C，達到平衡5分鐘后加入Ig樣品。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>淀粉的含濕量足夠低而可預期在壓片性方面沒有問題。硬度硬度的測定用來自Erweka的“Multicheck5”裝置進行。采用標準評價程序并計算10個測定的平均值。在10、20和30kN的壓力下取得樣品并測定硬度。獲得了良好的壓片性而無帽化(capping)和分層。用SHS處理的天然低直鏈淀粉型玉米淀粉(按實施例1制備)制得的片劑與商品規格相比良好。試驗過程中流動性、產品粘性和推片力方面均無問題。權利要求一種改性淀粉的方法，所述方法包括使非預凝膠化淀粉和/或面粉經受過熱蒸汽處理，其中所述過熱蒸汽處理在反應器的反應室中進行，所述反應室具有至少一個入口和至少一個出口；其中在所述反應室的入口處過熱蒸汽的溫度在150-650℃范圍內、優選250-550℃、更優選350-450℃；其中在所述反應室的出口處過熱蒸汽的溫度在105-155℃范圍內、優選115-140℃、更優選115-125℃。2.根據權利要求1的方法，其中分散體中的非預凝膠化淀粉和/或面粉與過熱蒸汽的流接觸，所述過熱蒸汽的流在霧化器附近的速度等于或低于15m/s、優選低于lOm/s、最優選低于2m/s。3.根據權利要求1或2的方法，其中所述反應器選自噴霧干燥器、流化床干燥器、急驟干燥器、氣流干燥器、帶式干燥器、轉鼓式干燥器、混合干燥器、環式干燥器和渦輪反應器，優選噴霧干燥器。4.根據權利要求3的方法，其中噴霧干燥器裝配有加壓噴嘴、雙流體噴嘴或旋轉霧化器，其中所述加壓噴嘴允許高至110000hPa(110巴)、優選高至50000hPa(50巴)、更優選高至35000hPa(35巴)的壓力的噴霧。5.根據權利要求1-4中的任一項的方法，其中所述非預凝膠化淀粉呈淀粉水漿的形式，pH為2-11、優選3-8、更優選4-8。6.根據權利要求1-5中的任一項的方法，其中所述非預凝膠化淀粉漿的固含量為1-40%。7.根據權利要求6的方法，其中進入所述反應室的所述非預凝膠化淀粉漿的固含量為17.8%而從反應器出來的產物為體積平均直徑至少為30μm的粉。8.根據權利要求6的方法，其中所述非預凝膠化淀粉漿的固含量為20-40%。9.根據權利要求8的方法，其中進入所述反應室的所述非預凝膠化淀粉漿的固含量為26.7%而從所述反應器出來的產物為體積平均直徑至少為50μm的粉。10.根據權利要求8的方法，其中進入所述反應室的所述非預凝膠化淀粉漿的固含量為35.6%而從所述反應器出來的產物為體積平均直徑至少為60μm的粉。11.一種預凝膠化淀粉，25°C下在UDMSO(9體積DMS0，1體積6M尿素)中濃度為8mg/ml時所述預凝膠化淀粉的表觀粘度與相應母體非預凝膠化淀粉的表觀粘度的比率在Is—1下至少為1.05、優選在Is—1下至少為1.10、更優選在Is—1下為1.15。12.根據權利要求11的預凝膠化淀粉，其特征在于30°C下所述淀粉的6%重量的水分散體的標準化儲能模量G’/(c/c*)至少為80Pa、優選至少lOOPa、更優選至少120Pa。13.根據權利要求11或權利要求12的預凝膠化淀粉，其特征在于所述預凝膠化淀粉的可溶物低于15%、優選低于10%、更優選低于5%。14.根據權利要求11-13中的任一項的預凝膠化淀粉，其特征在于所述預凝膠化淀粉為顆粒。15.根據權利要求11-14中的任一項的淀粉在食品、飼料、化妝品和藥物應用中的用途。16.一種包含根據權利要求11-14中的任一項的淀粉及其他食品成分的食品，所述食品選自嬰兒食品、幼兒食品、沙司、肉湯、調料、烘焙奶油和飲料。17.一種包含根據權利要求11-14中的任一項的淀粉及其他湯成分的湯。18.—種包含根據權利要求11-14中的任一項的淀粉及其他布丁成分的布丁。19.一種包含根據權利要求11-14中的任一項的淀粉及其他片劑成分的片劑。20.一種用于用過熱蒸汽處理熱敏物質的噴霧干燥器，所述噴霧干燥器包含反應室，所述反應室具有至少一個入口以向所述室中引入過熱蒸汽的流、至少一個出口以允許反應室內容物離開和噴嘴以向過熱蒸汽的流的路徑中產生液滴的噴霧，所述液滴的噴霧自含所述熱敏物質的液體形成，其中所述反應室適應在使用時使進入反應室的過熱蒸汽的流在室中均勻分布并以與反應室的內壁基本平行的方向流動。21.根據權利要求20的噴霧干燥器，所述噴霧干燥器還包含截錐形構件，所述截錐形構件位于所述反應室內過熱蒸汽入口處或附近并與反應室內壁隔開距離以便所述截錐形構件與所述室內壁一起限定一個環形通道以供過熱蒸汽的流流動。22.根據權利要求21的噴霧干燥器，所述噴霧干燥器還包含具有多個穿孔的穿孔構件，所述穿孔構件位于所述反應室內過熱蒸汽的入口處或附近并與過熱蒸汽的流動方向基本垂直。23.根據權利要求22的噴霧干燥器，其中所述穿孔構件位于所述反應室內所述截錐形構件的上游。24.根據權利要求22的噴霧干燥器，其中所述穿孔構件位于所述反應室內所述截錐形構件的下游。25.根據權利要求22的噴霧干燥器，其中所述穿孔構件毗鄰所述截錐形構件的上游圍緣或下游圍緣。26.根據權利要求22-25中的任一項的噴霧干燥器，其中所述穿孔構件選自穿孔板、網格或篩。27.根據權利要求20-26中的任一項的噴霧干燥器，其中在使用時所述過熱蒸汽的流在所述反應室的至少五分之一長度上均勻分布。28.根據權利要求20-27中的任一項的噴霧干燥器，所述噴霧干燥器用于對選自糖類、脂類和蛋白質類的熱敏物質進行過熱蒸汽處理。29.根據權利要求28的噴霧干燥器，其中所述熱敏物質為選自單糖、寡糖、多糖和/或還原糖的糖類，或為選自蛋白質、肽和氨基酸的蛋白質類或為選自脂肪、油和氫化脂肪的脂類。30.根據權利要求29的噴霧干燥器，其中所述熱敏物質為非預凝膠化淀粉或面粉。31.根據權利要求20-30中的任一項的噴霧干燥器，其中在使用中所述過熱蒸汽的流在霧化器噴嘴附近的速度等于或低于15m/s、優選低于lOm/s、最優選低于2m/s。全文摘要本發明公開了一種改性淀粉的方法，所述方法包括使非預凝膠化淀粉和/或面粉經受過熱蒸汽處理，其中所述過熱蒸汽處理在反應器的反應室中進行，所述反應室具有至少一個入口和至少一個出口，其中在所述反應室的入口處過熱蒸汽的溫度在150-650℃范圍內、優選250-550℃、更優選350-450℃，且其中在所述反應室的出口處過熱蒸汽的溫度在105-155℃范圍內、優選115-140℃、更優選115-125℃。本發明還涉及所獲得的淀粉及包含所述淀粉的嬰兒食品、幼兒食品、沙司、湯、布丁、調料、烘焙奶油、肉湯和飲料。還公開了一種用于用過熱蒸汽處理熱敏物質的噴霧干燥器，所述噴霧干燥器包含反應室，所述反應室具有至少一個入口以向所述室中引入過熱蒸汽的流、至少一個出口以允許反應室內容物離開和噴嘴以向過熱蒸汽的流的路徑中產生液滴的噴霧，所述液滴的噴霧自含所述熱敏物質的液體形成，其中所述反應室適應在在使用中使進入反應室的過熱蒸汽的流在室中均勻分布并以與反應室的內壁基本平行的方向流動。文檔編號C08B31/00GK101802017SQ200880108274公開日2010年8月11日申請日期2008年7月24日優先權日2007年7月26日發明者A·M·G·費爾比斯特,J·R·P·瓦勒康,M·C·F·伯克曼斯,S·J·J·德邦申請人:卡吉爾公司