NO163134B - Fremgangsmaate for fremstilling av en varmtvannsdispergerbar stivelse. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av en varmtvannsdispergerbar stivelse som oppviser 95 til 100 *-ig dispergerbarhet i kokende vann.

Den kulinariske bruk av stivelser fra cerealier, knollvekster eller andre stivelsesholdige materialer som blndemidler eller som fortykningsmidler, spesielt ved fremstilling av sauser og supper, er ofte vanskelig. Dette fordi det ikke er lett å kontrollere geldannelsesgraden og fortykningsevnen for stivelsene. Når det for eksempel forsøkes å dispergeres stivelse enten alene eller i blanding med andre bestanddeler som i seg selv er dispergerbare i kokende vann ved å helle det hele direkte i kokende vann under omrøring, er det ikke mulig for å unngå dannelse av klumper.

Forskjellige prosesser er foreslått med henblikk på å forbedre dispergerbarheten for stivelser i kokende vann. En av disse prosesser omfatter varmebehandling av stivelse i nærvær av vann under slike betingelser at geldannelse av stivelsen unngåes. Karakteristiske betingelser som har vært beskrevet, inkluderer oppvarming i en lukket beholder i 2 til 3 timer ved 90 til 120°C i nærvær av omtrent 20 til 25* vann. Det er også mulig spesielt å anvende behandlingsbetingelser beskrevet som relativt milde under hvilke en nativ potetstivelse med et fuktighetsinnhold på 19, 2% oppvarmes i en lukket beholder i 115 minutter til 103"C for å retardere geldannelsen av stivelsen i kokende vann med noen få sekunder kun og å efterlate dispersjonen med relativt høy sluttvisko-sitet.

I en annen kjent prosess blir stivelse underkastet mikro-bølgebehandling under slike betingelser at den ikke når en temperatur over 100°C og krystalliniteten senkes med minst 50* uten at stivelsen gelatineres. Stivelsen kan fuktes på en slik måte at den har et fuktighetsinnhold på for eksempel fra 25 til 50* og behandlingen kan vare fra 20 sekunder til 15 minutter. Imidlertid overskrider dispergerbarheten i kokende vann for den således behandlede stivelse knapt 50* i hoveddelen av tilfellene.

En annen kjent prosess omfatter varmebehandling av stivelse i nærvær av vann og et emulgeringsmiddel under slike betingelser at stivelsen danner et kompleks med emulgeringsmidler uten gelatinering. De beskrevne betingelser er meget like de typiske betingelser som nevnes ovenfor under henvisning til varmebehandling i nærvær av vann med, i tillegg, nærvær av minst 0,25* av et emulgeringsmiddel. Behandlingstiden utgjør flere timer. Behandlingen gjennomføres fortrinnsvis i en lukket beholder. Denne prosess synes å være spesielt egnet for tapioka.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av en varmtvannsdispergerbar stivelse som oppviser 95 til 100 *-ig dispergerbarhet i kokende vann, der en blanding fremstilles omfattende stivelse, et emulgeringsmiddel inneholdende minst en fettsyremonoester i en mengde fra 1 til 5 vekt-* fettsyremonoester, beregnet på tørrvekten av stivelsen og vann, og der den fremstilte blanding varmebehandles, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at

det som stivelse benyttes potetstivelse;

den fremstilte blanding har et vanninnhold fra 20 til 30 vekt-* før varmebehandling og

varmebehandlingen gjennomføres I lukket beholder eller ved hjelp av mikrobølger i 1 til 20 minutter ved en temperatur fra 90 til 120°C.

Det er funnet at et kompleksdannelsesnivå for amylose med f ettsyremonoestere i granulatet av nativ stivelse som utgjør mellom 50 og 100* av det maksimalt mulige nivå kan oppnås i løpet av få minutter eller mindre ved varmebehandling av stivelsen ved en temperatur av 90°C eller derover i nærvær av en tilstrekkelig mengde fettsyremonoester og en tilstrekkelig mengde vann.

Den i vann dispergerbare stivelse som oppnås ved oppfinnelsens fremgangsmåte kan karakteriseres ved det faktum at den har en gelatiner ingstemperatur over 80° C og en økende eller konstant Brabender-viskositet i vandig dispersjon ved 95°C. Fortrinnsvis har den en bra Brabender-viskositet i form av en 6 vekt-#-ig vandig dispersjon på fra 150 til 350 Brabender-enheter (BU) efter 5 minutter ved 95°C.

I oppfinnelsens kontekst er gelatineringstemperaturen den temperatur ved hvilken en 6 vekt-*-ig vandig dispersjon av stivelse når en Brabender-viskositet på 20 BU ved begyn-nelsen av et amylogram opptatt med en Brabender-amylograf.

Det er hensiktsmessig på dette punkt å huske på at et amylogram indikerer utviklingen av viskositeten for en vandig suspensjon eller dispersjon av amylaseholdig materiale som en funksjon av temperaturen i løpet av et program som omfatter en godt definert oppvarmingsfase, en oppholdsfase og en avkjølingsfase. Under oppvarmingsfasen økes temperaturen i dispersjonen lineært fra ca. 20°C til ca. 95° C i en hastighet av 1,5°C pr. minutt. Under oppholdsfasen holdes temperaturen ved 95 *C i 20 til 30 minutter. Under avkjølingsfasen returneres temperaturen lineært til utgangs-verdien i en hastighet av 1,5°C/min. I løpet av dette program blir dispersjonen underkastet mekanisk omrøring under fikserte betingelser kjent for eksperten. Det er motstanden i dispersjonen mot omrøring som benyttes som viskositets-kriterium og som uttrykkes i spesifikke enheter kjent som Brabender-enheter, symbolisert ved bokstavene BU.

På samme måte skal i henhold til oppfinnelsens kontekst et uttrykk som "Brabender-viskositeten efter 5 minutter ved 95°C" tolkes til å bety viskositeten for en dispersjon vist på dens amylogram efter de første 5 oppholdsminutter ved 95°C. Til slutt blir dispergerbarheten for stivelsen i kokende vann bestemt ved en standardprøve som omfatter å helle 6 g stivelse i 200 ml kokende vann, og omrøre det hele mildt i 15 sekunder med en skje og, efter henstand i 30 sekunder å føre dispersjonen gjennom en 0,85 mm sikt. Klumpene som holdes tilbake tørkes i ovn i 5 timer ved 120°C og veies. Dispergerbarheten uttrykt i prosent er lik differansen mellom vekten av stivelsen som prøves og vekten av stivelse som holdes tilbake, dividert med vekten av stivelse som prøves, og multiplisert med 100.

For å gjennomføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det mulig å benytte en hvilken som helst stivelse for hvilken gelatiseringstemperaturen og motstanden mot svelling er i stand til å kunne økes ved oppfinnelsens fremgangsmåte på en slik måte at fra 95 til 100* av stivelsen er dispergerbar i kokende vann. Potetstivelse er spesielt egnet.

Blant de emulgeringsmidler som danner kompleks med amylose, er de som består av eller inneholder en fettsyremonoester, egnet for bruk i angitte andeler. Hvis emulgeringsmidlet benyttes i en mengde på mindre enn 1 vekt-* fettsyremonoester, beregnet på stivelsens tørrvekt, blir amylosen ikke kompieksbundet i tilstrekkelig grad. På den annen side er det intet behov for å benytte emulgeringsmidlet i en mengde på utover 5* fettsyremonoester, beregnet på tørrvekten av stivelsen, fordi et maksimalt kompieksdannende nivå allikevel kan oppnås med mindre mengder.

Foretrukne fettsyremonoestre inkluderer mono- eller poly-alkoholer av glyceroltypen og derivater derav, propylen-glykol, sorbitan, laktylat og karbohydrater monoforestret med fettsyre. Spesielt gunstige resultater kan oppnås med destillerte monoglycerider av vegetabilsk opprinnelse, glycerolmonostearat og monopalmitat av animalsk opprinnelse, stearoyl-2-laktylat og propylenglykolmonostearat.

Vannet kan tilsettes til blandingen på en slik måte at vanninnholdet i blandingen utgjør mellom 20 og 30 vekt-*. Hvis mindre vann tilsettes, blir amylosen ikke tilstrekkelig kompieksbundet av emulgeringsmidlet. Hvis mere vann tilsettes, er stivelsen i fare for i det minste delvis å gelatineres.

For å fremstille blandingen kan emulgeringsmidler forblandes under intens røring med all eller en del av mengden av vann som er nødvendig for å oppnå det ønskede vanninnhold efter at vannet er oppvarmet til en temperatur over smeltepunktet for emulgeringsmidlet. Denne forblanding dannes så og gjenværende vann hvis overhodet til stede kan så tilsettes til stivelsen under heftig omrøring.

Blandingen må så varmebehandles 1 til 20 minutter ved en temperatur av 90 til 120°C. Hvis varmebehandlingen gjennom-føres ved en temperatur under 90 °C eller i mindre enn 1 minutt, vil amylosen ikke tilstrekkelig kompleksdannes med emulgeringsmidlet. Hvis varmebehandlingen utføres ved en temperatur over 120°C i mere enn 20 minutter, står stivelsen i fare for å bli i det minste delvis gelatinert.

Varmebehandlingen kan gjennomføres på en hvilken som helst måte som sikrer tilstrekkelig hurtig og homogen overføring av varme til den ovenfor nevnte blanding. Varmebehandlingen kan gjennomføres særlig 1 en tett beholder der man sørger for å forvarme beholderen og å røre blandingen i beholderen. Ved denne utførelsesform fremstilles fortrinnsvis en blanding med fra 20 til 25* vann og behandlingen gjennomføres i 5 til 20 minutter.

Varmebehandlingen kan også gjennomføres med mikrobølge ved for eksempel å velge stråling med en slik energi at temperaturen i blandingen hurtig bringes til ca. 100°C uten at vannet i blandingen fordamper for hurtig. I denne utførelses-form blir det fortrinnsvis fremstilt en blanding inneholdende fra 25 til 30 vekt-* vann og behandlingen gjennomføres i 1 til 5 minutter. Den således behandlede blanding kan avsette seg og bli hård når den forlater en mikrobølgeovn eller -tunnel. Den kan så grovoppmales, tørkes og males finere.

Varmebehandlingen kan også gjennomføres ved ekstrudering. Denne utførelsesform er spesielt lovende på enkelheten. En gang til kan efterfølgende oppmalingstrinn fordelaktig benyttes .

Efter at blandingen er varmebehandlet under de beskrevne betingelser blir den generelt tørket, for eksempel i vakuum eller varm luft, inntil restvanninnholdet er under 10*, slik at den dispergerbare stivelse som således oppnås viser gode oppbevaringsegenskaper og gode strømningsegenskaper i form av fine korn.

I denne forbindelse kan det nevnes at en spesifikk granulometri ikke har noen betydelig virkning på dispergerbarhets-egenskapene for den dispergerbare stivelse bortsett fra at ekstra store aggregater eller ekstra fragmenter kan bruke for lang tid til oppløsning i kokende vann. I de tilfeller der den dispergerbare stivelse er ment å benyttes i kombinasjon med andre bestanddeler som i seg selv er dispergerbare i kokende vann, er det foretrukket å velge en fin granulometri, mere spesielt en kornstørrelse som ligger under 0,5 mm, for å være i stand til for eksempel å fremstille granulater med en blanding av alle ingredienser.

Den dispergerbare stivelse som oppnås ved oppfinnelsens fremgangsmåte kan mere nøyaktig karakteriseres ved forskjellige faktorer nevnt ovenfor og som er ansvarlig for dispergerbarheten på 95 til 100* i kokende vann. Den første faktor er at den har en geldannelsestemperatur på over 80°C, for eksempel en slik som ligger avgjort høyere enn den til native stivelser som således har en markert virkning på å hemme gelatineringen.

Den andre faktor at den dispergerbare stivelse ifølge oppfinnelsen har en økende eller konstant Brabender-viskositet i en vandig dispersjon ved 95" C, det vil si at den ikke viser en Brabender-topp eller, med andre ord effektivt motstår mekanisk omrøring ved 95"C og at granulatene ikke lett brister efter svelling under granuleringen. En tredje faktor er at stivelsen ifølge oppfinnelsen kan ha en Brabender-viskositet fra 150 til 350 BU i form av en 6 vekt-*-ig vandig dispersjon efter 5 minutter ved 95°C. Dette betyr at fortykningsevnen ikke reduseres til en minimal andel av fortykningsevnen til native stivelser uttrykt ved høyden av Brabender-toppen. Dette viskositetsområde på 150 til 350 BU nevnes her som et foretrukket, men ikke obligatorisk område. Hvis imidlertid viskositeten her er for langt utover 350 BU, løper stivelsesgranulatet i fare for å gelatinere under varmebehandlingen med mulig opptreden av agglutinerings-problemer. Hvis på tilsvarende måte viskositeten er meget under 150 BU, er det en fare for at granulatet ikke vil svelle riktig og at dispersjonen vil ha en tekstur som ikke bare er for fluid, men også sandaktig.

Stivelsen som ifølge oppfinnelsen er 95 til 100* dispergerbar i kokende vann, er ment for bruk enten alene eller i kombinasjon med andre tørre eller dehydratiserte bestanddeler som i seg selv er dispergerbare i kokende vann, som bindemiddel eller fortykningsmiddel ved fremstilling av kulinariske produkter og spesielt ved fremstilling av sauser og supper.

Oppfinnelsen skal illustreres ved de følgende eksempler der geldannelsestemperaturen i °C, Brabender-viskositeten efter 5 minutter ved 95°C i BU samt dispergerbarheten i kokende vann i prosent bestemmes og defineres som antydet ovenfor. Alle prosentandeler er på vektbasls hvis ikke annet er sagt.

EKSEMPEL 1

Vann tilsettes til nativ potetstivelse i en liten kommersiell blander. En forblander fremstilt under varme fra vann og fettsyremonoestere, i det foreliggende tilfelle destillerte monoglyserider av vegetabilsk opprinnelse, tilsettes også. De representative mengder beregnes slik at blandingen som fremstilles har et vanninnhold på 22* og omfatter 3* fettsyremonoestere, beregnet på tørrvekten av stivelsen. 20 g av denne blanding innføres til en sylindrisk beholder av rustfritt stål og med bruksvolum 39 cmJ , på forhånd oppvarmet til 90"C. Beholderen blir så hermetisk lukket og så nedsenket i et varmebad med en temperatur av 90°C. Beholderen efterlates nedsenket i bad under omrøring i 20 minutter. Den trekkes så ut av badet, settes til avkjøling under omrøring til omgivelsestemperatur og åpnes.

Den dispergerbare stivelse som således oppnås har en dispergerbarhet i kokende vann på 95 til 100*. I form av en 6*-ig vandig dispersjon har den en geldannelsestemperatur på 85° C og en Brabender-viskositet efter 5 minutter ved 95°C på 310 BU. Brabender-viskositeten øker fra 270 til 310 under de første 5 minutter ved 95 °C hvorefter den snaut beveger seg noe mer og forblir i det vesentlige konstant i de neste 15 minutter ved 95°C.

SAMWENLIGNINGSEKSEMPEL

For sammenligningens skyld blir en 6 *-ig vandig dispersjon av natlv potetstivelse som benyttet i eksempel 1 fremstilt og undersøkt ved bruk av en Brabender-amylograf. Resultatene viser at denne stivelse har en gelatineringstemperatur på 65,0°C. Brabender-viskositetene når en maksimalverdi på 600 Bu når temperaturen når 95°C. Viskositeten synker så klart og regulært under oppholdsfasen ved 95°C.

EKSEMPLENE 2- 6

Ved å følge den prosedyre som er beskrevet i eksempel 1 blir blandinger med forskjellige vanninnhold og Inneholdende forskjellige mengder fettsyremonoestere, uttrykt i prosent, basert på tørrvekten av den native potetstivelse, fremstilt og varmebehandlet i en forseglet beholder i forskjellige tidsrom t ved forskjellige temperaturer T. Fremstillingsbetingelsene og gelatineringstemperaturen Tgel og Brabender-viskositeten, 6* vandig dispersjon, efter 5 minutter ved 95°C (n; 5 minutter, 95°C) for den dispergerbare stivelse som således fremstilles er vist i tabell 1 nedenfor der det som ble angitt I eksempel 1 også er tatt med:

All dispergerbar stivelse som således fremstilles viser en dispergerbarhet 1 kokende vann på fra 95 til 100*. I form av en 6 *-ig vandig dispersjon fortsetter deres Brabender-viskositet ved 95°C kontinuerlig å øke de første få minutter, når efter fem minutter en verdi som forblir i det vesentlige konstant for resten av oppholdsfasen ved 95°C. Under avkjølingsfasen som følger efter oppholdsfasen, undergår de igjen en regulær viskositetsøkning.

EKSEMPLENE 7- 9

Blandinger med forskjellig vanninnhold og inneholdende forskjellige mengder fettsyremonoestere uttrykt i prosent, basert på tørrvekten av den native potetstivelse, fremstilles på samme måte som beskrevet i eksempel 1 og varmebehandles med mikrobølger i forskjellige tidsrom t.

For dette formål blir 250 g av en blanding bragt på en plate som blandes i en mikroovn med en energiavgivelse på 1200 watt ved 2450 MHz. Under disse betingelser stiger temperaturen i blandingen meget hurtig til 100°C og forblir ved 100°C under behandlingen.

Den behandlede blanding efterlates så til avkjøling i luft og oppmales til partikler på under 0,5 mm i størrelse.

Fremstillingsbetingelsene og også geldannelsestemperaturene Tgel og Brabender-viskositeten efter 5 minutter ved 95°C (n;

5 minutter, 95°C) i 6 *-ig vandig dispersjon for dispergerbare stivelser fremstilt på denne måte er vist i den følgende tabell:

Alle de dispergerbare stivelser som således ble fremstilt viser en dispergerbarhet i kokende vann på 95 til 100*. I form av 6 *-ig vandige dispersjoner oppfører Brabender-viskositetene ved 95 °C seg på samme måte som de til de dispergerbare stivelser i eksemplene 1 til 6.

SAMMENLIGNINGSEKSEMPLER

To blandinger hver inneholdende 25* vann med kun 0,2* henholdsvis 0,8* fettsyremonoestere, beregnet på tørrvekten av den native potetstivelse, fremstilles på samme måte som beskrevet i eksempel 1.

Disse to blandinger varmebehandles med mikrobølger i 2,5 minutt på samme måte som beskrevet i eksempel 7 til 9. De to produkter som ble oppnådde viste en dispergerbarhet i kokende vann som, selv om den gikk ut over 50*, ikke engang nærmet seg 95*.

EKSEMPEL 10

En forblanding fremstilles fra vann med 95" C og et emuleringsmiddel inneholdende glyserolmonostearat, distearat, monopalmitat og dipalmitat av animalsk opprinnelse og med et monoesterinnhold på 40*.

Nativ potetstivelse Innføres . i en skjæremølle og forbland-ingen, avkjølt til 70°C, helles på stivelsen under omrøring. De respektive mengder stivelse, vann og emulgeringsmiddel beregnes slik at blandingen som således fremstilles har et vanninnhold på 26* og inneholder 1,4* monoestere, beregnet på tørrvekten av stivelsen.

Blandingen innføres i båtformede beholdere av polytetrafluor-etylen i en mengde av 90 g pr. beholder. Disse anbringes på et transportbelte som føres gjennom en mikrobølgeovn med en energiutgang på 3,5 kW ved 2450 MHz. Beltet transporterer 15,6 kg/t blanding i beholderne gjennom ovnen, innholdet forblir i ovnen i 210 sekunder. Temperaturen for blandingen stiger meget hurtig til 100°C i ovnen og forblir der under gjennomløpet av beholderne, det vil si under hele varmebehandlingen. Den således behandlede blanding settes efter dette hen til avkjøling ved omgivelsestemperatur. Det hele grovmales til partikler med noen mm i størrelse og tørkes så i varmluft inntil restvanninnholdet er ca. 10*. Det hele blir så finoppdelt til partikler med størrelse under 0,50 mm.

Den således fremstilte dispergerbare stivelse har en dispergerbarhet på 100*. I form av en 6 *-ig vandig oppløsning har den en geldannelsestemperatur på 84°C og en Brabender-viskositet efter 5 minutter ved 95 "C på 300 BU. Brabender-viskositeten oppfører seg på samme måten som den til de dispergerbare stivelser i eksemplene 1 til 6 under opp-holdsf asen ved 95° C.

EKSEMPEL 11

En dispergerbar stivelse fremstilles på samme måte beskrevet i eksempel 10 bortsett fra at blandingen har et vanninnhold på 29*, at transportbeltet bærer 10,6 kg/t av en blanding i beholdere gjennom ovnen og at beholderne forblir i ovnen i 220 sekunder.

Den dispergerbare stivelse som således fremstilles har en dispergerbarhet i kokende vann på 100*. I form av en 6 *-ig vandig dispersjon har den en geldannelsestemperatur på 84° C og en Brabender-viskositet efter 4 minutter ved 95°C på 280 BU. Brabender-viskositeten oppfører seg på samme måte som den til de dispergerbare stivelser i eksemplene 1 til 6 under oppholdsfasen ved 95°C.

Claims (1)

1.

Fremgangsmåte for fremstilling av en varmtvannsdispergerbar stivelse som oppviser 95 til 100 *-ig dispergerbarhet i kokende vann, der en blanding fremstilles omfattende stivelse, et emulgeringsmiddel inneholdende minst en fettsyremonoester i en mengde fra 1 til 5 vekt-* fettsyremonoester, beregnet på tørrvekten av stivelsen og vann, og der den fremstilte blanding varmebehandles, karakterisert ved at

det som stivelse benyttes potetstivelse;

den fremstilte blanding har et vanninnhold fra 20 til 30 vekt-* før varmebehandling og

varmebehandlingen gjennomføres i lukket beholder eller ved hjelp av mikrobølger i 1 til 20 minutter ved en temperatur fra 90 til 120°C.