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Patent Searching and Data


Title:
SLOWLY DIGESTIBLE STARCH PRODUCT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/058973
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a starch product in the form of a foodstuff ingredient and to a foodstuff per se whose hydrolysis speed during digestion can be set to low and especially almost constant in that the starch is obtained as a partially crystalline network with a low degree of swelling by means of targeted conditioning, starting from an at least partly amorphous state.

Inventors:
MUELLER ROLF (CH)
INNEREBNER FREDERICO (CH)
Application Number:
PCT/CH2004/000743
Publication Date:
June 30, 2005
Filing Date:
December 17, 2004
Export Citation:
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Assignee:
INNOGEL AG (CH)
MUELLER ROLF (CH)
INNEREBNER FREDERICO (CH)
International Classes:
A21D2/18; A21D15/04; A23L1/0522; A23L1/164; A23L1/18; A23L1/308; A23L7/10; A23L19/18; A23L29/20; A23L33/00; C08B30/12; C08B30/14; (IPC1-7): C08B30/12; C08B30/14; A23L1/29; A23L1/0522; A21D15/04; A23L1/10
Domestic Patent References:
WO2003035026A22003-05-01
WO2004023890A12004-03-25
Foreign References:
EP1362517A12003-11-19
Other References:
GARCIA-ALONSO A ET AL: "EFFECT OF PROCESSING ON POTATO STARCH: IN VITRO AVAILABILITY AND GLYCAEMIC INDEX", STARCH STARKE, WILEY-VCH VERLAG, WEINHEIM, DE, vol. 52, no. 2/3, March 2000 (2000-03-01), pages 81 - 84, XP000924207, ISSN: 0038-9056
A. AKERBERG, H. LILJEBERG, I. BJÖRCK: "Efects of Amylose/Amylopectin atio and Baking Conditions on Resistant Starch Formation and Glycaemic Indices", JOURNAL OF CEREAL SCIENCE, vol. 28, 1998, pages 71 - 80, XP002319055
LIM S-T ET AL: "Thermal transition characteristics of heat-moisture treated corn and potato starches", CARBOHYDRATE POLYMERS, APPLIED SCIENCE PUBLISHERS, LTD. BARKING, GB, vol. 46, no. 2, October 2001 (2001-10-01), pages 107 - 115, XP004250445, ISSN: 0144-8617
Attorney, Agent or Firm:
BÜHLER AG (Uzwil, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Langsam verdauliches Stärkeprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass das Stärke produkt ein quellbares Netzwerk aufweist, dessen Verknüpfungspunkte durch Kristallite gebildet werden und das Stärkeprodukt eine anfängliche Hydrolysege schwindigkeit (Ho) < 300%/h aufweist.
2. Stärkeprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stärkeprodukt während mindestens 0. 25h eine konstante oder nahezu konstante Hydrolysege schwindigkeit (Hc) aufweist, insbesondere < 300%/h beträgt.
3. Stärkeprodukt nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil des Stärkeprodukts von > 20% mit konstanter oder nahezu konstanter Hydrolysegeschwindigkeit (Hc) hydrolysiert wird.
4. Stärkeprodukt nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stärkeprodukt nach Quellung in Wasser bei Raumtem peratur einen Quellgrad (Q) im Bereich 1. 14 aufweist.
5. Stärkeprodukt nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die DSCSchmelztemperatur (Tp) der Kristallite > 70°C be trägt.
6. Stärkeprodukt nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stärkeprodukt einen Anteil an Resistenter Stärke im Bereich von 050% aufweist.
7. Stärkeprodukt nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stärkeprodukt 195% kurzkettige Amylose aufweist und insbesondere das Stärkeprodukt Netzwerkknüpfende Mischkristalle auf weist, die aus diese Amylose und der Basisstärke bestehen.
8. Verfahren zur Herstellung eines langsam verdaulichen Stärkeprodukts, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke mindestens teilweise gelatinisiert oder mindes tens teilweise plastifiziert wird und gegebenenfalls eine Mischung der mindestens teilweise gelatinisierten oder mindestens teilweise plastifizierten Stärke mit einer kurzkettigen Amylose erhalten wird, und die so aufbereitete Stärke bzw. Stärke Mischung einer Konditionierung unterzogen wird, wobei ein Stärke Netzwerk ein gestellt wird und das resultierende Stärkeprodukt eine anfängliche Hydrolysege schwindigkeit (Ho) < 300%/h aufweist.
9. Stärkeprodukt nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stärkeprodukt mindestens einen Zusatzstoff aufweist, insbesondere einen Anteil an löslichen Fasern aufweist.
10. Stärkeprodukt nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stärkeprodukt als Ingredient einem Lebensmittel zuge mischt ist, insbesondere einem Riegel und dergleichen und/oder als Tablette vor liegt und/oder als Lebensmittel per se vorliegt, insbesondere als Cereal oder Snack.
Description:
Langsam verdauliches Stärkeprodukt Die Erfindung betrifft ein Stärkeprodukt in Form eines Lebensmittelingredienz sowie eines Lebensmittels per se, dessen Hydrolysegeschwindigkeit während der Verdauung zu tiefen Werten hin eingestellt werden kann und insbesondere auch nahezu konstant eingestellt werden kann, indem die Stärke ausgehend von einem mindestens teilweise amorphen Zustand mittels einer gezielten Konditionierung als ein teilkristallines Netz- werk mit geringem Quellgrad erhalten wird.

Bei der Herstellung von stärkehaltigen Lebensmitteln wird die Stärke in den meisten Fällen soweit aufbereitet, dass sie ausgesprochen schnell verdaut und dabei in Glucose umgewandelt wird. Dies führt zu einem zu schnellen Anstieg des Blutzuckerspiegels (Überzuckerung) gefolgt von einem baldigen zu starken Abfall des Blutzuckerspiegels (Unterzuckerung). Solche Lebensmittel weisen einen hohen Glyzemischen Index (Gi) auf. Eine grosse Zahl von neueren Studien weist darauf hin, dass Lebensmittel mit ho- hem hohen GI eine wichtige Ursache von Diabetes, Fettsucht und Herz-Kreislauf Krankheiten sind. Die WHO erachtet die Angabe von GI Werten auf Lebensmittelverpa- ckungen als sinnvolle Prävention der genannten Krankheiten. Es besteht daher ein Be- darf an stärkehaltigen Lebensmitteln, die einen reduzierten Gl aufweisen, d. h. langsam verdaut werden. In diesem Kontext stellt ein Lebensmittel mit zeitlich konstanter Hydro- lyse, wobei pro Zeiteinheit genau die Menge an Glucose freigesetzt wird, die vom Stoffwechsel verbraucht wird, den Idealfall dar. Insbesondere für Diabetiker ist ein sol- ches Lebensmittel in höchstem Masse wünschbar. Als gegenwärtig beste Lösung hier- zu wird für Diabetiker ungekochte, d. h. native Maisstärke (uncooked corn starch) einge- setzt (WO 95/24906), die relativ langsam verdaut wird. Allerdings ist einerseits die Ein- nahme von nativer Maisstärke in Form von wässrigen Slurrys unattraktiv und anderer- seits ist dabei nur eine limitiert zeitlich konstante Glucose Freisetzung zu erhalten. Ei- ne Verbesserung hierzu wird in US 6815433 vorgeschlagen, wobei native Maisstärke mittels Bindemitteln zu Agglomeraten granuliert wird, um die Hydrolysegeschwindigkeit weiter zu reduzieren und möglichst konstant zu erhalten. Ein Nachteil der Lösungen auf Basis von nativer Maisstärke ist deren begrenzte Temperaturstabilität.

Andere Formen von langsam verdaulichen Stärken sind die Resistenten Stärken (z. B.

High Mais, Novelose, Actistar, Crystalean). Diese Stärken weisen einen hohen kristalli- nen Anteil auf und sind im Dünndarm zu etwa 50% verdaubar. Der Rest wird im Dick- darm fermentiert. Der im Dünndarm verdaubare Anteil wird überwiegend sehr schnell verdaut, weshalb Resistente Stärken als Lebensmittelzusatz zur Reduktion des GI nur beschränkt sinnvoll sind.

Weitere langsam verdauliche Stärken werden in WO 2004/066955 A2 beschrieben.

Diese Stärken werden erhalten, indem eine Suspension von rund 5% Stärke in Wasser gelatinisiert und mit alpha Amylase behandelt wird. Danach wird die Stärke ausgefällt, wobei sie mit hohem kristallinem Anteil erhalten werden kann. Entsprechend der Offen- barung weisen diese Stärken ein Verdauungsverhalten auf, das zwischen Resistenten Stärken und unbehandelter nativer Stärke liegt.

Weitere langsam verdauliche Stärken werden in US 2003/0219520 A1 und US 2003/0215562 A1 beschrieben. Dabei werden Stärken mit tiefem Amylose Gehalt bez. mit höherem Amylosegehalt ebenfalls gelatinisiert und bei Wassergehalten von ober- halb 70% mit entzweigenden Enzymen (Isoamylase, Pullulanase) zu mindestens 90% entzweigt. Anschliessend werden die Stärken ausgefällt und mit hohem kristallinem An- teil erhalten, wodurch die Verdauungsgeschwindigkeit herabgesetzt wird. Das Verdau- ungsverhalten dieser Stärken liegt ebenfalls zwischen Resistenten Stärken und unbe- handelte nativen Stärken.

Die Lösungen entsprechend den genannten Patentanmeldungen weisen den Nachteil von aufwändigen und langwierigen mehrstufigen Verfahren auf (Gelatinisierung, En- zym-Reaktion, wobei bei der Entzweigung werden mehr als 10 Stunden benötigt wer- den, Fällung, Zentrifugieren, Reinigen, Sprühtrocknen). Ausserdem zeigen die Fäl- lungsprodukte infolge der hohen Kristallinität ein Verdauungsverhalten, das dem von Resistenter Stärke ähnlich ist, auch wenn insgesamt ein grösserer Anteil im Dünndarm verdaut werden kann. Ein Anteil von rund 50% wird sehr schnell verdaut, ähnlich wie Weissbrot, das einen sehr hohen GI aufweist und nur etwa 20-30% wird langsam ver- daut. Der Rest wird im Dickdarm fermentiert. Da diese Lösungen als Lebensmittelzu- satz eingesetzt werden sollten, kann damit nur ein Teil der Stärke substituiert werden und ist selbst beim Einsatz von hohen Anteilen die erreichbare Reduktion des GI be- schränkt.

Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, mittels eines einfachen Verfah- rens ein langsam verdauliches Stärkeprodukt bereitzustellen, wobei ein breiter Bereich von Hydrolysecharakteristiken, insbesondere tiefe Hydrolysegeschwindigkeiten und über einen möglichst langen Zeitraum konstante Hydrolysegeschwindigkeiten erhalten werden kann und wobei die Temperaturstabilität für die thermische Beanspruchung in wässrigen Medien bei der Lebensmitteizubereitung ausreichend ist.

Die Erfindung betrifft ein homogenes, langsam verdauliches Stärkeprodukt dessen Hyd- rolysegeschwindigkeit mit Massnahmen betreffend Rezeptur und Verfahren in weiten Bereichen eingestellt werden kann. Insbesondere wurde überraschenderweise gefun- den, dass das Stärkeprodukt mit geringer und gegebenenfalls konstanter Hydrolysege- schwindigkeit erhalten werden kann, womit eine lang anhaltende konstante Glucose Freisetzung ermöglicht wird. Hiermit kann der Blutzuckerspiegel günstig beeinflusst werden, sowohl eine Überzuckerung als auch eine Unterzuckerung wird vermieden und eine lang anhaltende Energiezufuhr in Form von Glucose kann ermöglicht werden.

Diese vorteilhaften Eigenschaften des Stärkeprodukts werden erhalten, indem die Stär- ke des Stärkeprodukts in einem ersten Schritt mindestens teilweise gelatinisiert oder mindestens teilweise plastifiziert wird. Bei der Gelatinisierung wird dabei die teilkristalli- ne Struktur des Stärkekorns in eine amorphe Struktur umgewandelt, wobei das Korn als Entität erhalten bleibt während bei der Plastifizierung auch das Korn verschwindet. An- schliessend wird eine Konditionierung durchgeführt, wobei eine Rekristallisation und Ausbildung eines Netzwerks bzw. Gels stattfindet. Dabei wird wiederum eine teilkristal- line Struktur aufgebaut, die jedoch im Unterschied zur teilkristallinen Struktur von nati- ver Stärke gezielt bezüglich der relevanten Parameter eingestellt werden kann und eine höhere Temperaturstabilität aufweist. Es wurde gefunden, dass mit dem Ausmass der Netzwerkbildung, d. h. mit zunehmender Netzwerkdichte der Grad der Hemmung der Amylasen und damit der Grad der Reduktion der Hydrolysierungsgeschwindigkeit zu- nimmt. Es wurde gefunden, dass besonders vorteilhafte Strukturen durch Einsatz von kurzkettiger Amylose (Short Chain Amylose, SCA) erhalten werden, wobei auch die Bil- dungsgeschwindigkeit dieser Strukturen massiv beschleunigt werden kann. Infolge des ausgebildeten Netzwerks weist das Stärkeprodukt eine beschränkte Quellbarkeit auf, wodurch der Zutritt der hydrolysierenden Amylasen während der Verdauung einge- schränkt wird. Hieraus resultiert eine gegenüber dem amorphen Zustand, der eine sehr schnelle Hydrolysierung zur Folge hat, massiv reduzierte Verdauungsgeschwindigkeit.

Die Kristallite, welche die Verknüpfungspunkte des Netzwerks bilden, sind langsam verdaulich bis unverdaulich. Der im Dünndarm unverdauliche Anteil liegt dabei in Form von Resistenter Stärke (RS) vor. Der verdauliche Anteil der Kristallite und die amorphe Phase mit eingeschränkter Quellbarkeit liegen in Form von vorteilhafter, langsam ver- daulicher Stärke vor, die den Hauptanteil des Stärkeprodukts ausmacht. Das Verhältnis von langsam verdaulicher Stärke zu RS kann durch die Parameter des Netzwerks ein- gestellt werden, insbesondere kann auch ein sehr hoher Anteil an langsam verdaulicher Stärke bei geringem Anteil an RS erhalten werden und kann das Stärkeprodukt ohne einen Anteil an schnell verdaulicher Stärke erhalten werden. Insgesamt können somit an sich beliebige Hydrolysegeschwindigkeiten zwischen der sehr schnellen und unvor- teilhaften Hydrolyse von amorpher Stärke, wie dies bei den meisten aufbereiteten Stär- keprodukten der Fall ist, und mit minimaler Hydrolysegeschwindigkeit eingestellt wer- den.

Der Unterschied gegenüber WO 2004/066955 A2, US 2003/0219520 A1 und US 2003/0215562 A1 besteht primär darin, dass die Hydrolysecharakteristik mittels der Pa- rameter des Netzwerks mit eingeschränktem Quellgrad eingestellt wird, wofür ein gerin- ger kristalliner Anteil in Form von das Netzwerk knüpfenden Kristalliten notwendig ist (rund 1-50%), während beim Stand der Technik die Kristallite (rund 40-70%) nach der Fällung hauptsächlich nicht miteinander verknüpft sind und die Charakteristik der Hydrolyse durch den unterschiedlichen Grad der Perfektion der Kristallite (langsam ver- daulicher Anteil) und von einem Anteil frei zugänglicher amorpher Stärke (schnell ver- daulicher Anteil) bestimmt wird.

Das Stärkeprodukt kann zum Beispiel als Pulver vorliegen und in dieser Form im Sinne eines Lebensmittezusatzes eingesetzt werden, um die insgesamte Hydrolysegeschwin- digkeit, bzw. den glyzemischen Index herabzusetzen (Vermeiden von Überzuckerung) und eine anhaltende Glucose Versorgung zu gewährleisten (Vermeiden von Unterzu- ckerung). Andererseits kann das Stärkeprodukt bsw. auch als Tablette eingenommen werden oder etwa als Lebensmittel per se, bsw. als Snack konsumiert werden.

Basisstärke Zur Herstellung des langsam verdaulichen Stärkeprodukts kann von irgendeiner Stärke (Basisstärke) oder von Mischungen von Stärken ausgegangen werden wie bsw. Mais-, Weizen-, Kartoffel-, Tapioka-, Reis-, Sago-, Erbsenstärke usw. Unter Stärke werden hier sowohl Stärke im engeren Sinne, als auch Mehle und Griese verstanden. Die Stär- ke kann chemisch, enzymatisch, physikalisch oder gentechnisch verändert sein. Der Amylosegehalt der Stärke kann von 0 (Waxy Stärken) bis nahezu 100% (hochamylose- haltige Stärken) betragen. Bevorzugt sind Stärken mit guten Kristallisationseigenschaf- ten. Dies sind bsw. Stärken, deren Amylopektin A-Seitenketten eine Kettenlänge > 10, vorzugsweise > 12, am bevorzugtesten > 14 aufweisen, und/oder Stärken, deren Amy- losegehalt > 20, vorzugsweise > 30, am bevorzugtesten > 50 beträgt und/oder Stärken, die verändert wurden, um verbesserte Kristallisationseigenschaften zu erhalten wie bsw. mit säure-und/oder enzymatisch hydrolysierte Stärken wie dünnkochende Stärken oder teilweise entzweigte Stärken. Die Stärken können im nicht-gelatinisierten Zustand, teilweise bis vollständig gelatinisiert oder teilweise bis vollständig plastifiziert eingesetzt werden.

Kurzkettige Amylose (SCA) Von Vorteil ist der zusätzliche Einsatz von kurzkettiger Amylose (Short Chain Amylose, SCA) mit einem Polymerisationsgrad von < 300, vorzugsweise < 100, noch bevorzugter < 70, am bevorzugtesten < 50. SCA kann zum Beispiel aus Amylose mittels Einsatz von Amylasen oder aus Amylopektin mittels Einsatz von entzweigenden Enzymen wie Iso- amylase oder Pullulanase erhalten werden. Durch den Einsatz von SCA können beson- ders vorteilhafte langsam verdauliche Stärkeprodukte erhalten werden und insbesonde- re kann die Ausbildung von vorteilhaften Netzwerken deutlich beschleunigt werden, wo- durch das Verfahren vereinfacht und kostengünstiger erfolgen kann. Ausserdem wird die Thermostabilität erhöht. Die SCA wirkt dabei in dem Sinne, dass sie einerseits Kristallinität der Basisstärke induziert, indem Mischkristalle gebildet werden und sie andererseits die Netzwerkdichte erhöht, wodurch die Quellbarkeit und damit die Hydro- lysegeschwindigkeit reduziert wird. Damit diese Vorteile erhalten werden, ist eine mög- lichst molekulardisperse Mischung der Basisstärke mit der SCA ausschlaggebend. Dies wird erreicht, indem die SCA bsw. in Form einer Lösung mit der mindestens teilweise gelatinisierten Basisstärke gemischt wird oder indem die SCA im amorphen Zustand, bsw. in sprühgetrockneter Form, zugemischt wird oder indem die SCA in teilkristalliner Form zugemischt wird und nachfolgend bei der Aufbereitung der Basisstärke aufge- schlossen wird oder indem die SCA bei der Aufbereitung der Basisstärke durch Einsatz von entzweigenden Enzymen direkt aus der Basisstärke erhalten wird. Ähnliche Vorteile werden erhalten, wenn die Basisstärke mit weiteren Amylasen wie alpha Amylase be- handelt wird. Dadurch wird das Molekulargewicht reduziert und die Kristallisierbarkeit verbessert. Ausserdem können beim Einsatz von SCA Netzwerke auch bei Bedingun- gen erhalten werden, wobei ohne SCA keine Netzwerke entstehen würden, bsw. bei tiefen Wassergehalten und tiefen Temperaturen, wo die Basisstärke in einem amor- phen, quasi eingefrorenen Zustand vorliegt. Vorteilhafte Anteile an SCA bezogen auf die gesamte Stärke in Gew. % liegen im Bereich 1-95, vorzugsweise 2-70, noch be- vorzugter 3-60, am bevorzugtesten 4-50.

Verfahrensbedingungen Zur Herstellung von langsam verdaulichem Stärkeprodukt wird in einem ersten Schritt die Basisstärke auf einen mindestens teilweise gelatinisierten oder mindestens teilweise plastifizierten Zustand eingestellt. Von Vorteil ist, wenn in diesem Zustand SCA mög- lichst molekulardispers in der Basisstärke verteilt vorliegt. Dies wird durch bekannte Koch-und Mischverfahren erreicht. Besonders vorteilhaft ist die Aufbereitung mittels Extrusion.

Der Wassergehalt in Gew. % während der Aufbereitung liegt im Bereich 10-90, vor- zugsweise 14-70, noch bevorzugter 16-60, am bevorzugtesten 18-50. Die Massentemperatur in °C während der Aufbereitung liegt im Bereich-10-250, vorzugsweise 20-220, noch bevorzugter 50-200. Je tiefer der Wassergehalt ist, bei umso höheren Temperaturen findet die Aufbereitung statt.

Aus dem aufbereiteten Zustand, wobei die Stärke mindestens teilweise im amorphen Zustand vorliegt, wird durch eine Konditionierung die Netzwerkbildung ausgelöst und somit die Stärke in eine langsam verdauliche Form überführt. Dabei sind die Parameter der Konditionierung wichtig für die Ermöglichung der Bildung von vorteilhaften Netzwer- ken und für das Ausmass der Reduktion der Hydrolysegeschwindigkeit. Die wesentli- chen Parameter der Konditionierung sind Wassergehalt Wo, Temperatur Tk und Zeit tk.

Diese Parameter sind abhängig von der Rezeptur (Art der Basisstärke, gegebenenfalls ein Anteil an SCA). Es wurde gefunden, dass bezüglich der vorteilhaften Parameter in etwa folgende Bedingungen allgemein gelten : Der Wassergehalt Wo in Gew. % während der Konditionierung liegt im Bereich 10-90, vorzugsweise 14-70, noch bevorzugter 16-60, am bevorzugtesten 18-50. Mit ab- nehmendem Wassergehalt werden engmaschigere Netzwerke, gekennzeichnet durch einen tiefen Quellgrad Q, erhalten, die für die Reduktion der Hydrolysegeschwindigkeit vorteilhaft sind. Weiter sind tiefere Wassergehalte vorteilhaft, weil das Endprodukt meist einen Wassergehalt < 30% aufweist und daher weniger Prozesswasser wieder entfernt werden muss.

In Bezug auf eine Referenz Temperatur To liegt die Differenz Tk-To in °C im Bereich 20-150, vorzugsweise 35-135, noch bevorzugter 50-120, am bevorzugtesten 70- 100, wobei zwischen To und Wo folgender Zusammenhang gilt : Wo [%] 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 80 90 To [°C] 98 55 23 -3 -24 -41 -55 -67 -78 -87 -95 -102 -108 -119 -128 Tabelle 1 Für Wassergehalte Wo zwischen den angegebenen Werten gelten interpolierte Werte für To. Liegen die unteren Grenzen von Tk entsprechend der vorteilhaften Temperatur- intervalle bei Temperaturen « 0°C, so gilt als untere Grenze für Tk die Temperatur knapp über dem Gefrierpunkt der Stärke-Wasser Mischung (ca.-10°C). Mit abneh- mendem Wassergehalt Wo werden vorteilhaft höhere Temperaturen Tk eingesetzt.

Die Konditionierungszeit tw in h liegt im Bereich 0-24, vorzugsweise 0.1-12, noch bevorzugter 0.25-6, am bevorzugtesten 0.5-3. Eine Konditionierungszeit von Oh be- deutet hier, dass dann keine spezielle Konditionierung durchgeführt wird und das Stär- keprodukt direkt nach der Aufbereitung getrocknet wird. Allerdings kann unter vorteilhaf- ten Bedingungen selbst bei schneller Trocknung noch eine Konditionierung stattfinden, die insbesondere beim Einsatz von SCA ausreichen kann, um eine tiefe Hydrolysege- schwindigkeit Ho zu erhalten. Es sind selbstverständlich auch Konditionierungszeiten > 24h anwendbar, die angegebenen vorteilhaften Bereiche beziehen sich auf wirtschaft- lich optimierte Verfahren, wobei möglichst kurze Prozesszeiten vorteilhaft sind.

Beim Einsatz von SCA kommen vorteilhaft eher die höheren Temperaturen Tk, die tiefe- ren Wassergehalte Wo und die kürzeren Zeiten tk zur Anwendung, während ohne Ein- satz von SCA die Verhältnisse umgekehrt sind. Die Parameter der Konditionierung Wo und Tk können auch einen zeitlichen Verlauf aufweisen und dies ist insbesondere vor- teilhaft, wenn die Konditionierung mit einem Trocknungsvorgang kombiniert wird, womit das Verfahren vereinfacht und wirtschaftlich optimiert werden kann.

Die Auswahl der geeigneten Konditionierungsparameter ist wichtig, um grosse Effekte, d. h. ausgeprägte Reduktionen der Hydrolysegeschwindigkeit Ho in möglichst kurzer Zeit zu erhalten. So kann bsw. beim Einsatz von SCA im Wassergehaltsbereich von etwa 20-35% durch eine Konditionierung bei 50°C während einer halben Stunde die- selbe Reduktion der Hydrolysegeschwindigkeit Ho erreicht werden, wie sie für Rezeptu- ren ohne SCA im Wassergehaltsbereich von etwa 30-50% durch eine Konditionierung bei 25°C während 24h resultiert. Hohe Thermostabilität wird bei hohem Anteil an Amy- lose und/oder bei Konditionierungen erhalten, die bei hohen Temperaturen durchgeführt werden.

Trocknung Im Anschluss an die Konditionierung wird gegebenenfalls eine Trocknung durchgeführt, wobei der Wassergehalt in Gew. % auf < 30, vorzugsweise < 20, am bevorzugtesten < 15 reduziert wird. Hierzu können bekannte Trocknungsverfahren eingesetzt werden, wie sie z. B. bei der Trocknung von Teigwaren oder Cerealien eingesetzt werden. Vorteilhaft ist die Trocknung bei Temperaturen in °C im Bereich 0-300, vorzugsweise 20-250, am bevorzugtesten 40-200. Von Vorteil ist weiter eine Trocknung mit Trocknungsge- schwindigkeiten in Gew. % Wasser/h im Bereich 0. 1-500, vorzugsweise 1-100, noch bevorzugter 3-50, am bevorzugtesten 5-25. Wird die Trocknung eingeleitet, wenn durch die Konditionierung bereits ein ausreichendes Netzwerk eingestellt ist, kommen die hohen Trocknungsgeschwindigkeiten zum Einsatz, soll mindestens ein Teil des Netzwerks während der Trocknung entstehen, kommen die tieferen Trocknungsge- schwindigkeiten zum Einsatz. Die Einstellung der geeigneten Trocknungsgeschwindig- keit ist insbesondere relevant bis hinunter zu dem Wassergehalt, wo eine Netzwerkbil- dung noch möglich ist. Bei tiefern Wassergehalten können dann auch höchste Trock- nungsgeschwindigkeiten zum Einsatz kommen. Bei Raumtemperatur lieg Durch die Wahl der geeigneten Trocknungsparameter kann eine Trocknung mit der Konditionierung kombiniert werden, sodass eine separate Konditionierung sich erübrigt.

Dies ist einerseits aus verfahrenstechnischen Gründen vorteilhaft, andererseits läuft die Bildung des Netzwerks, wodurch die reduzierte Verdauungsgeschwindigkeit erhalten wird, bei höheren Temperaturen sehr viel schneller ab als bei tiefen Temperaturen, so- dass auch daher der Prozess vereinfacht und beschleunigt werden kann.

Weiterverarbeitung Um das Stärkeprodukt in Form eines Lebensmittetzusatzstoffes zu erhalten, womit der GI des Lebensmittels reduziert werden kann, wird das Stärkeprodukt direkt granuliert oder auf eine Partikelgrösse in mm im Bereich 0.001-5, vorzugsweise 0.01-1, am bevorzugtesten 0.05-0. 5 zerkleinert, wozu verschiedene bekannte Zerkleinerungsver- fahren wie bsw. Mühlen benutzt werden können. Die Zerkleinerung oder eine Vorzer- kleinerung kann jedoch auch vor der Konditionierung und/oder Trocknung erfolgen, zum Beispiel mittels Heissabschlag nach der Extrusion.

Anstelle der Zerkleinerung kann vor oder nach der Konditionierung eine Formgebung erfolgen, wobei eine Form eingestellt wird, die für den Konsum als eigenständiges Le- bensmittel geeignet ist, z. B. in Form von Cerealien oder Snacks. Dazu werden die ent- sprechenden Rohstoffe für die Herstellung des langsam verdaulichen Stärkeprodukts eingesetzt, z. B. Mais-oder Weizenmehl, Zucker, Salz, Malz et. für die Herstellung von Flakes oder Kartoffelgranulat und Kartoffel Flakes et. für die Herstellung von Kartoffel- snacks.

Zusatzstoffe Dem langsam verdaulichen Stärkeprodukt können auch diverse typische Lebensmittel- zusatzstoffe zugemischt werden wie bsw. Aroma-und Farbstoffe, Emufgatoren, Protei- ne, low Calorie Süssstoffe und langsam verdauliche Süssstoffe und Kohlehydrate wie bsw. Xylitol, Sorbitol, Glycerin, Erytritol, Polydextrose Isomalt, Maltitol, Lactitol, Lacto- se, Trehalose, Fructose, Fasern, insbesondere lösliche Fasern wie beta-Glucan. Durch einen Anteil an löslichen Fasern ist eine zusätzliche synergistische Reduktion der Hyd- rolysegeschwindigkeit möglich, da die hohe Viskosität von löslichen Fasern den Zutritt und die Beweglichkeit von hydrolysierenden Enzymen zusätzlich erschwert.

Eigenschaften Die anfängliche in vitro Hydrolysegeschwindigkeit Ho steht in direktem Zusammenhang mit dem GI (vergl. Fig. 6), ist aber sehr viel einfacher und genauer bestimmbar, weshalb hier diese Grösse zur Charakterisierung des Verdauungsverhaltens benutzt wird. Zur Problematik von aus in vivo Versuchen erhaltenen G) Werten wird auf Am J Clin Nutr 2002 ; 76 : 5-56 (International table of glycemic index and glycemic load values : 2002, Seite 6 : Why do GI values for he same types of foods sometimes vary) verwiesen.

Das langsam verdauliche Stärkeprodukt weist eine anfängliche Hydrolysegeschwindig- keit Ho in %/h von < 300%/h, vorzugsweise < 200, noch bevorzugter < 150, am bevor- zugtesten < 100 auf. Der Wert von 300%/h entspricht dabei einem Gl-Wert von rund 50 (Glucose Standard). Selbstverständlich können auch höhere Werte für Ho eingestellt werden, doch sind entsprechende Stärkeprodukte für die Reduktion des GI von gerin- gem Interesse. Der Wert von 220%/h entspricht der anfänglichen Hydrolysegeschwin- digkeit von Roggenschrotbrot bzw. Pumpernickel (GI = ca. 43), Baguette weiss weist mit Ho = 1000%/h (GI = ca. 95) eine sehr viel höheren Wert auf, während Vollkornbrot mit Ho = 530%/h (GI = ca. 55-60) zwischen Baguette und Pumpernickel liegt. Bezüg- lich sehr langsam verdaulicher Stärke, die auch für Diabetes Patienten eingesetzt wird, galt native Maisstärke mit Ho = 64%/h bisher als Massstab. Allerdings sind noch lang- samere Hydrolysegeschwindigkeiten erwünscht und auch dies kann mit dem erfin- dungsgemässen Stärkeprodukt erreicht werden, wobei Werte Ho bis hinunter zu 15%/h erhalten werden.

Vorteilhaft ist, wenn ein möglichst grosser Anteil des Stärkeprodukts in langsam verdau- licher Form erhalten wird, d. h. mit einer Hydrolysegeschwindigkeit < 300%/h hydroXy- siert wird. Der Anteil in Gew. % des langsam verdaulichem Stärkeprodukt, der langsam verdaut wird (SD, slowly digestible) liegt bei > 20, vorzugsweise > 30, noch bevorzugter > 45, am bevorzugtesten > 60.

Gegebenenfalls weist das Stärkeprodukt während einer Zeit tc in h von > 0.25, vor- zugsweise > 0.5 noch bevorzugter > 0.75, am bevorzugtesten > 1 eine konstante oder nahezu konstante Hydrolysegeschwindigkeit Hc auf. Die Phase der konstanten Hydro- lysegeschwindigkeit kann bei Beginn der Hydrolyse und/oder in einer auf den Beginn folgenden Phase der Hydrolyse stattfinden. Vorteilhaft ist eine konstante Hydrolysege- schwindigkeit Hc in %/h von < 300, vorzugsweise < 200, noch bevorzugter < 150, am bevorzugtesten < 100. Eine konstante Hydrolysegeschwindigkeit entspricht einer zeit- lich konstanten Glucose Freisetzung und dies ist optimal, um den Blutzuckerspiegel konstant auf einem gewünschten Niveau zu halten. Native Maisstärke mit Ho = 64%/h und tc = 0.6h (in vitro Werte) ermöglicht eine Regulierung des Blutzuckerspiegels wäh- rend etwa 4h (in vivo). Das erfindungsgemässe Stärkeprodukt hingegen ermöglicht z. B. mit Ho = 16%/h und tc = 3. 5h (in vitro) eine um das mehrfache längere Phase der Regulierung des Blutzuckerspiegels von rund 24h (in vivo). Insbesondere kann dadurch eine Unterzuckerung von Diabetes Patienten während der Nacht vermieden werden, wozu die native Maisstärke nicht ausreicht.

Der Quellgrad Q in Wasser bei Raumtemperatur des Stärkeprodukts liegt im Bereich 1. 1-4, vorzugsweise 1. 15-3, noch bevorzugter 1.17-2. 5, am bevorzugtesten 1. 2- 2. Mit abnehmendem Quellgrad wird die Hydrolyse verzögert, da der Zutritt der Amyla- sen zunehmend erschwert wird.

Neben der gegenüber nativer Maisstärke geringeren Hydrolysegeschwindigkeit ist ein weiterer Vorteil des Stärkeprodukts dessen höhere Temperaturstabilität. Dadurch wird eine Verarbeitung, z. B. Zumischen des langsam verdaulichen Stärkeprodukts als Ingre- dienz zu einem Lebensmittel bei Prozesstemperaturen, die für das Lebensmittei typisch sind, ermöglicht. In einer vorteilhaften Ausführung liegt die DSC-Schmeiztemperatur Tp in °C der Kristallite des langsam verdaulichen Stärkeprodukts bei 70% Wassergehalt bei > 70, vorzugsweise > 80, noch bevorzugter > 90, am bevorzugtesten > 100. Bei tieferen Wassergehalten liegen die DSC-Schmeiztemperaturen bei noch wesentlich hö- heren Werten, bei 10% Wassergehalt bsw. oberhalb von 240°C, sodass auch ein Toas- ten mit Expandierung bzw. Backen möglich ist, wobei das Stärkeprodukt als eigenstän- diges Lebensmittel in Form eines genussvollen Snack bsw. erhalten werden kann.

Wichtig ist die Temperaturstabilität auch für die Anwendung des Stärkeproduktes als Ingredienz, wobei das Ingredienz verschiedenen thermischen Verarbeitungsschritten ausgesetzt wird.

Ein weiterer Vorteil des Stärkeprodukts besteht darin, dass der Anteil an Resistenter Stärke eingestellt werden kann. Wird das Stärkeprodukt in Form eines Ingredienz ein- gesetzt wird so neben der Herabsetzung der Hydrolysegeschwindigkeit bzw. des GI auch Anteil an Resistenter Stärke erhalten, wodurch sich die separate Zugabe von Fa- sern oder Resistenter Stärke erübrigt. In diesem Fall ist ein hoher resistenter Anteil des Stärkeprodukts von z. B. 20-30% vorteilhaft. Wird das Stärkeprodukt als Lebensmittel per se eingesetzt, werden eher tiefere resistente Anteil bevorzugt, z. B. 5-20%. Der Anteil an Resistenter Stärke des langsam verdaulichen Stärkeprodukts in Gew. % liegt im Bereich von 0-50, vorzugsweise 3-45, am bevorzugtesten 5-40.

Anwendungen Insgesamt ist etwa 0.1-1. 0g, vorzugsweise 0.25-0. 5g pro kg Körpergewicht des langsam verdaulichen Stärkeprodukts bei Ho = 70%/h (in vitro) ausreichend um (in vivo) eine während etwa 3-4 Stunden ausreichende kontinuierliche Zufuhr von Glucose für den Organismus zu gewährleisten. Dies entspricht einer typischen Zeit zwischen Mahl- zeiten. Für eine längere kontinuierlichen Zufuhr von Glucose sind entsprechend grösse- re Mengen einzusetzen (bei entsprechend reduzierter Ho), bsw. für die Vermeidung von Unterzuckerung während der Nacht bei Diabetikern oder Kindern und insbesondere Kleinkindern, die infolge von Unterzuckerung aufwachen können.

In Form eines Pulvers kann das Stärkeprodukt als Ingredienz einer breiten Palette von Lebensmitteln zugemischt werden, wodurch die Hydrolysegeschwindigkeit bzw. der Gl der Kombination vorteilhaft reduziert werden kann und insbesondere eine lang anhal- tende und zeitlich konstante Glucose Freisetzung ermöglicht wird, sodass sowohl eine Unterzuckerung als auch eine Überzuckerung vermieden werden kann. Eine nicht ein- schränken zu verstehende Aufzählung beinhaltet bsw. Cerealien, Müeslis, Snacks, Pommes Frittes, Chips, Pasta, Pizza, Saucen, Suppen, Cremes, Füllungen, Sirups, Puddings, Milchprodukte, Yoghurt, Getränke, Backwaren, Kekse, Brot, Kuchen, Kon- fekt, Puddings, Kinder-und Babynahrung, Diabetikernahrung, Energieriegel.

Weiter kann das Stärkeprodukt auch in Form einer Tablette konsumiert werden, wo- durch die Vorteile des langsam verdaulichen Stärkeprodukts ausgeprägt und in komp- rimierter Form genutzt werden können. Dies ist bsw. dann sinnvoll, wenn keine Zeit für eine Mahlzeit zur Verfügung steht.

Eine weitere Konsumationsform besteht in einem Lebensmittel, das zur Hauptsache aus langsam verdaulichem Stärkeprodukt besteht wie bsw. Cereals, Kekse oder Snacks. Neben den bereits genannten Vorteilen gegenüber naiver Maisstärke ist dies ein weiterer wichtiger Vorteil, da die Einnahme von nativer Stärke in Form eines Slurrys oder in Form von Tabletten unangenehm ist. Für Diabetiker ist es ein deutlicher Gewinn von Lebensqualität, wenn die Regelung des Blutzuckerspiegels bsw. über Nacht mit dem Konsum bsw. eines genussvollen Snacks erreicht werden kann.

Figuren Figur 1 : Hydrolysekurven von langsam verdaulichen Mais-Stärkeprodukten Figur 2 : Hydrolysekurven von langsam verdaulichen Kartoffel-Stärkeprodukten Figur 3 : Hydrolysekurven von langsam verdaulichen Erbsen-Stärkeprodukten Figur 4 : Einfluss der Partikelgrösse auf die Hydrolysekurven von langsam verdauli- chen Erbsen-und Kartoffelstärke Produkten Figur 5 : Hydrolysekurven von langsam verdaulichen hochamylosehaltigen Mais- Stärkeprodukten Figur 6 : Korrelation zwischen der anfänglichen Hydrolysegeschwindigkeit Ho und dem Glyzemischen Index (Gl) Beispiele Beispiele 1 Diese Beispiele illustrieren die Reduktion der anfänglichen Hydrolysegeschwindigkeit und die Einstellung von konstanter Hydrolysegeschwindigkeit für verschiedene Rezep- turen sowie den Einfluss der Konditionierungsparameter. In einem Brabender Kneter mit einer 50mut Knetkammer wurde Stärke mit Zugabe von Wasser bei Drehzahlen im Bereich von 80-120upm zu einer thermoplastischen Masse verarbeitet. Die Knetkam- mer wurde auf 90°C thermostatisiert. In den meisten Fällen wurde die Stärke in regela- tinisierter Form eingesetzt, weil dadurch die Aufbereitungszeit verkürzt werden konnte.

Vergleichende Versuche mit nativer Stärke benötigten eine längere Verarbeitungszeit, doch wurden bei ansonsten gleichen Parametern vergleichbare Resultate erhalten. Bei SCA aufweisenden Mischungen wurde die SCA (kurzkettige, grossteils kristalline Amy- lose mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 24) im Verhältnis 1 : 2 mit Wasser gemischt und bei 160°C im Autoklaven während 5min in eine niederviskose Lösung überführt. Diese Lösung wurde dann mit einer Temperatur von rund 90°C der mindes- tens teilweise thermoplastischen Masse der Basisstärke zugeführt, welche eine Mas- sentemperatur von 95-100°C aufwies. Nach einer Mischzeit von etwa 3min konnte eine homogene Mischung erhalten werden. Diese Mischung wurde in einer Plattenpres- se bei Temperaturen von rund 100°C zu einem Film von 0.5mm Dicke gepresst und dann innerhalb von 10min auf Raumtemperatur abgekühlt. Von diesem Film wurde der Wassergehalt Wo bestimmt (Proben von ca. 300mg, Trocknen während 24h bei 85°C über Phosphorpentoxid) und wurden verschiedene Proben zugeschnitten, die für diver- se Konditionierungen weiterverwendet wurden. Für diese Konditionierungen wurden die Probenstücke in Saran Film eingepackt um den Wassergehalt Wo konstant zu halten.

Die Resultate zu verschiedenen Rezepturen und Wärmebehandlungen sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Tabelle enthält die relevanten Hydrolyseparameter für Referenzproben von nativer Maisstärke, Amylase behandelter Maisstärke entsprechend WO 2004/066955 A2 (wobei langsam verdauliche Stärke entsprechend US 2003/0219520 A1 und US 2003/0215562 A1 damit vergleichbar ist), Resistenter Stärke (Novelose 330, National Starch), Weissbrot (Migros), Volikornbrot () Migros) und Roggenschrotbrot (Pumpernickel, Migros).

In Fig. 1 sind einige Resultate für Maisstärke graphisch dargestellt. Eingetragen sind auch die Referenzkurven für native Maisstärke, Amylase behandelte Stärke und Nove- lose 330. Die Kurve WS 46-1 entspricht praktisch vollständig amorpher Stärke, die aus- gesprochen schnell verdaut wird. Alle weiteren WS Kurven haben eine anfänglichen Hydrolysegeschwindigkeit Ho von unterhalb 200%/h bis hin zu 43%/h. Deutlich kommt auch ein linearer Verlauf der Kurven zum Ausdruck, der sich bei WS 49-2 über gut 2.5h (in vitro) erstreckt, wobei dieser Zeitraum in vivo um ein Mehrfaches grösser ist. Gene- rell kann Ho mit einer Zugabe von kurzkettiger Amylose (SCA) besonders stark redu- ziert werden und ist sogar eine massive Reduktion ohne spezifischen Wärmebehand- lung zu erreichen. Im Falle einer Wärmebehandlung wurde gefunden, dass bei dem vorliegenden Wassergehalt von rund 30% die Wärmebehandlung von 1 h bei 50°C prak- tisch dasselbe Resultat liefert wie die Wärmebehandlung von 24h bei 25°C. Gegenüber nativer Maisstärke kann gezeigt werden, dass sowohl ein ähnlicher Hydrolyseverlauf eingestellt werden kann, als auch ein deutlich verlangsamter Hydrolyseverlauf. Die re- sistente Stärke Novelose 330 zeigt ganz am Anfang eine sehr schnelle Hydrolyse, be- zogen auf den verdaubaren Anteil an Novelose 330 wird ein erster Teil, rund die Hälfte des verdaubaren Anteils, praktisch gleich schnell verdaut wie Weissbrot. Die zweite Hälfte wird dann sehr langsam verdaut, zu langsam, um eine ausreichende Menge an Glucose über einen längeren Zeitraum freizusetzen. Daher ist Novelose 330 wie auch andere resistente Stärken für eine langsame Freisetzung von Glucose nicht geeignet.

Die langsam verdaulichen Stärkeprodukte entsprechend WO 2004/066955 A2, US 2003/0219520 A1 und US 2003/0215562 A1 weisen grundsätzlich eine ähnliche Cha- rakteristik auf wie Novelose 330, es liegt ein Anteil von vergleichsweise schnell verdau- licher Stärke und ein relativ hoher resistenter Anteil vor, jedoch zusätzlich auch ein An- teil an langsam verdaulicher Stärke, vergleiche die Kurve zu Amylase behandelter Maisstärke. Diese Charakteristik ist hinsichtlich einer kontrollierten Abgabe von Glucose offensichtlich weniger geeignet als native Maisstärke.

Die WS Kurven von Fig. 2 wurden mit Stärkeprodukten basierend auf Kartoffelstärke erhalten, wobei die Verhältnisse im Vergleich zu Fig. 1 sehr ähnlich sind, mit dem Un- terschied, dass noch etwas tiefere Hydrolysegeschwindigkeiten und teilweise noch län- gere lineare Bereiche erhalten wurden.

Die WS Kurven von Fig. 3 wurden mit Stärkeprodukten basierend auf Erbsenstärke mit rund 50% Amylose erhalten. Bei dem Wassergehalt von 29% wird die erstaunliche Wir- kung beim Einsatz von kurzkettiger Amylose (SCA) deutlich. Während bei WS 69-2 oh- ne SCA nach einem Tag Lagerung bei 25°C eine Ho von 200%/h erhalten wurde, kann beim Einsatz von nur 5% SCA und der Konditionierung während 1h bei 70% eine an- fängliche Hydrolysegeschwindigkeit Ho von 20%/h erhalten werden. Solche Werte sind auch ohne SCA möglich, doch werden hierzu deutlich längere Konditionierungen bei Wassergehalten oberhalb von 29% benötigt.

In Figur 4 wird der Einfluss der Partikelgrösse bei langsam verdaulichen Stärkeproduk- ten auf Basis von Erbenstärke mit 50% Amylosegehalt und von Kartoffelstärke gezeigt.

In Figur 5 sind schliesslich noch Resultate zu langsam verdaulichem Stärkeprodukt auf Basis von Maisstärke mit 70% Amylosegehalt aufgeführt. Auch auf Basis dieser Stärke können vorteilhafte Hydrolysecharakteristiken erhalten werden. Bei WS 95 und WS 97 war die Stärke zu etwa 75% gelatinisiert und nur minimal plastifiziert, bei WS 98 war die Gelatinisierung vollständig und wurde mehr plastifiziert.

Beispiel 2 Dieses Beispiel illustriert die Anwendung des Stärkeprodukts als Ingredienz. Eine Refe- renz Rezeptur mit bezogen auf die Trockenmasse 70% Weizenmehl, 7% Butter, 15% Isomalt, 5% Fruchtzucker, 1% Salz, 0.8% Calciumphosphat, 0.4% Malz und 0.8% Backpulver wurde bei einem Wassergehalt von 28% zu einem Teig geknetet, woraus Kekse geformt wurden. Die Kekse wurden 12min bei 210°C gebacken. Die Hydrolyse- geschwindigkeit Ho bezogen auf den Stärkeanteil wurde zu 900%/h bestimmt. Bei der Referenz Rezeptur wurde ein Teil des Weizenmehls mit einem Pulver entsprechend WS 42-2 ersetzt, sodass die Rezeptur 45% Weizenmehl und 25% WS 42-2 aufwies.

Die auf den Stärke Anteil bezogene Hydrolysegeschwindigkeit Ho wurde zu 600%/h bestimmt. Bezogen auf den Stärke Anteil konnte der GI also von rund 88 auf 68, also vom high GI Bereich in den medium GI Bereich reduziert werden.

Beispiel 3 Dieses Beispiel illustriert die Anwendung des Stärkeprodukts als Lebensmittel per se, insbesondere als Kartoffel-Snack. Gleiches Vorgehen wie in Beispiel 1, als Basisstärke wurde Kartoffelgranulat und Kartoffelflocken im Verhältnis 8 : 2 eingesetzt, 1.4% Salz wurde zugegeben, der Anteil SCA bezogen auf die Stärke insgesamt war 20% und Wo 29%. Die homogene Mischung wurde zu Filmen von 0.5mm Dicke gepresst und diese Filme wurden bei 60°C 1h bei konstantem Wo in Saran Folie eingepackt gelagert. An- schliessend wurden die Filme in Stücke. von 1cmx1cm geschnitten und bei 75°C auf einen Wassergehalt von 10% getrocknet. Bei diesem Wassergehalt wurden die Stücke bei 220°C in einem Umluftofen während 1min getoastet. Die Hydrolysemessung ergab eine Ho von 27%/h (dies entspricht etwa einem GI Wert von ca. 15-20) und dieser Wert blieb während rund 2h konstant. Daher weist das Produkt eine gegenüber nativer Maisstärke (Ho-64%/h) deutlìch verlangsamte Freisetzung von Glucose auf und eig- net sich für eine nachhaltige Glucose Versorgung, insbesondere für Diabetiker. Der or- ganoleptische Versuch ergab eine hohe Knusprigkeit und ein wohlgefäll igen Ge- schmack. Daher eignet sich das Produkt bsw. als Snack für den Ersatz von organolep- tisch unattraktiver nativer Maisstärke mit zusätzlich verbesserten Hydrolyseeigenschaf- ten.

Beispiel 4 Dieses Beispiel illustriert die Anwendung des Stärkeprodukts als Lebensmittel per se, insbesondere als Mais-Snack. Gleiches Vorgehen wie in Beispiel 3, als Basisstärke wurde Maismehl eingesetzt. Neben 1. 4% Salz wurde noch 0.4% Malz und 7% Isomalt (ein low GI Zucker) zugesetzt. Der Anteil SCA betrug ebenfalls 20%. Die anfängliche Hydrolysegeschwindigkeit Ho des getoasteten Mais-Snacks lag bei 34% und blieb wäh- rend rund 1.9h konstant. Auch hier wurde eine hohe Knusprigkeit festgestellt und der Geschmack erinnerte ausgeprägt an Corn Flakes. Daher eignet sich dieses Produkt in gleicher Weise wie das Produkt von Beispiel 3 für einen Snack mit einer langsamen und konstanten Freisetzung von Glucose.

Beispiel 5 Dieses Beispiel illustriert die Anwendung des Stärkeprodukts per se, insbesondere als Konfekt bzw. Fruchtimitat. Gleiches Vorgehen wie in Beispiel 1, als Basisstärke wurde Tapioka Stärke und dünnkochende Maisstärke im Verhältnis 7 : 3 eingesetzt, der Anteil an SCA betrug 20%. Ausserdem wurde noch 10% Xylitol und 30% Glycerin zugesetzt, sowie 1.5% Zitronensäure und etwa 0. 1% Fruchtaroma. Der Wassergehalt Wo lag bei 25%. Die homogenisierte Masse wurde zu einem Film von 3mm Dicke gepresst und 3h bei 40°C gelagert (beim Einsatz von Weichmachern wie Glycerin wird zur Bestimmung der optimalen Temperatur Tk für die Netzwerkbildung der Anteil Weichmacher dividiert durch 3 als zusätzlicher Wassergehalt betrachtet, d. h. dieser Wassergehalt lag hier bei rund 25 + 30/3 = 35%). Der so konditionierte Film wurde in Stücke von 3mmx3mmx3mm geschnitten, die eine weiche Konsistenz aufwiesen und an getrockne- te Fruchtstücke erinnerten. Diese Stücke wurden bezüglich der Hydrolysegeschwindig- keit analysiert, wobei eine anfängliche Hydrolysegeschwindigkeit Ho von 37%/h erhal- ten wurde und diese während 2.5h konstant blieb. Daher eigenen sich auch solche Pro- dukte für die kontrollierte Freisetzung von Glucose. Sie können per se konsumiert wer- den oder diversen Lebensmitteln wie bsw. Müeslis oder Riegeln zugegeben werden.

Messmethoden Hydrolyse Messungen : Die Hydrolyse Messungen wurde in Anlehnung an die AOAC Methode 2002.02 mittels des Resistant Starch Assay Kit von Megazyme durchgeführt.

Zur Hydrolyse wird dabei alpha Amylase und Amyloglucosidase eingesetzt. Diese Me- thode und der Kit von Megazyme sind für die standardisierte Bestimmung des Anteils an Resistenter Stärke (RS) von Stärke basierten Produkten ausgearbeitet worden. Im Unterschied dazu wurde hier die Hydrolyse nach bestimmten Zeiten, z. B. nach 0.5, 1,2, 3h et. gestoppt, um den Anteil der verdauten Stärke zu diesem Zeitpunkt zu erhalten.

Für die Bestimmung des RS-Anteils wurde der Norm entsprechend während 16h hydro- lysiert. Pro Hydrolysezeit wurde jeweils ein Glasröhrchen mit Substrat verwendet. Es hat sich gezeigt, dass diese Vorgehensweise gegenüber der Aliquot Entnahme genauer ist. Nach dem Stoppen der Hydrolyse wurde der Rückstand, d. h. die unverdaute Stärke durch Zentrifugation bei 3000g sedimentiert, getrocknet und gewogen (M1). Aus der Differenz zum trockenen Einwaagegewicht (MO) wurde der Anteil der verdauten Stärke als (M1-MO)/MO erhalten. Die so erhaltenen Resultate waren, identisch mit der Bestim- mung der unverdauten Stärke mittels GOPOD (Glucose Oxidase-Peroxidase- Aminoantipyrin), wie vergleichende Versuche ergeben haben. Bei Substraten, die ne- ben Stärke und Wasser noch andere Bestandteile aufweisen, kann der lösliche Anteil der nicht-Stärke Bestandteile durch Referenzversuche ohne den Einsatz von Amylasen ermittelt werden und der nicht-lösliche Anteil aus der Differenz des RS Anteils und M1 nach 16h erhalten werden. Somit kann die Hydrolyse der Stärke Fraktion von den ande- ren Vorgängen separiert werden.

Die beschriebene Methode zur in vitro Analyse der Hydrolysierungskinetik kann mit be- kannten GI Werten korreliert werden. Dabei wurde gefunden, dass eine gute Korrelation zwischen der anfänglichen Hydrolysegeschwindigkeit Ho und den entsprechenden Gl Werten besteht. Dies ist zu erwarten, da in den allermeisten Fällen der Grossteil der Stärke mit einer Geschwindigkeit Ho verdaut wird. Der Zusammenhang zwischen Ho und Gl (Glucose = 100) ist in Fig. 6 dargestellt. Der sich aus der Figur für eine bestimm- te Ho ergebende Gl Wert ist als Richtwert zu betrachten, weil in vivo gemessene GI Werte meist eine grosse Streuung aufweisen. Hingegen können in vitro Hydrolysege- schwindigkeiten sehr viel einfacher und genauer bestimmt werden, weshalb in dieser Anmeldung auf diese Werte abgestützt wird.

DSC Messungen : Die Differential Scanning Calorimetry (DSC) Messungen wurden mit einem Perkin-Elmer DSC-7 durchgeführt. Das Gerät wurde mit Indium kalibriert. Für die Proben wurden geschlossene rostfreie Stahltiegel verwendet. Das Probengewicht war jeweils etwa 60mg und der Wassergehalt der Proben 70%, die Heizrate war 10°C/min.

Es wurde jeweils die Peak Temperatur Tp der Schmelz-Endotherme des kristallinen Anteils der Stärke Proben bestimmt.

Quellung : Die Quellung von Proben von langsam verdaulicher Stärke wurde mittels Plättchen von 1cmx1cm und 0.5mm Dicke durchgeführt. Dabei wurden die Plättchen auf einen Wassergehalt von 10% getrocknet (Gewicht GO) und dann 24h bei Raumtem- peratur in deionisiertem Wasser gelagert (Gewicht G1). Der Quellgrad wurde als das Gewicht der gequollenen Probe dividiert durch das Gewicht der trockenen Probe (0% Wasser) erhalten als Q = G1/ (0. 9*GO).