CN101361536A - 有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有机酸压热酸解普通玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法。其是将普通玉米淀粉用浓度为0.1％～10％(w/v)的有机酸溶液配制成浓度为2％～30％(w/v)的玉米淀粉乳，搅拌20min～60min后，在100℃～150℃温度条件下压热酸解5min～90min；再对玉米淀粉乳以2000rpm～10000rpm的速度离心2min～10min，将离心沉淀物置于－10℃～10℃温度条件下冷藏回生12h～240h，再于50℃～80℃温度下鼓风干燥10h～20h，机械粉碎后过80～150目筛，即生产得到含缓慢消化淀粉20％以上的产品。通过本发明生产的缓慢消化淀粉可用于食品加工行业。

Description

有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法

技术领域

本发明属于变性淀粉加工领域，具体涉及利用有机酸压热酸解普通玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法。

背景技术

淀粉是一种很重要的能源食物来源，Englyst根据淀粉的生物可利用性将淀粉分为三类，包括快速消化淀粉(Rapidly Digestible Starch，RDS)，20min内在小肠中能被α-淀粉酶消化的淀粉；缓慢消化淀粉(Slowly Digestible Starch，SDS)，20～120min内在小肠中能被α-淀粉酶消化的淀粉；抗性淀粉(ResistantStarch，RS)，120min后都不能在小肠中被α-淀粉酶消化的淀粉。

SDS具有多种生理功能：①SDS在胃肠中停留时间长，葡萄糖释放缓慢，产生的葡萄糖能够调控胰岛素的分泌，与普通淀粉相比，SDS刺激餐后胰岛素分泌的作用小，从而调节机体血糖水平，维持胰岛素的功能，改善胰岛素的敏感性，避免高胰岛素血症和胰岛素抵抗等代谢综合症发生；②降低血甘油三酯、胆固醇水平，减少总脂肪组织，缓解高血糖和高胰岛素症状，降低冠心病、微血管并发症等的发病率；③SDS消化缓慢，能改善肠道运动，促进粪便和肠道毒素排出，减少肠机能失调及结肠癌等的发病率；④由于SDS可以较长时间地维持饱腹感，减少饥饿感，使能量持续而缓慢地释放，有利于控制肥胖、保持适宜体重，它还可作为运动员，尤其是马拉松等长跑运动员的碳水化合物补充剂，使运动员在运动过程中获得稳定持久的能量，从而保持其耐力。

SDS具有上述诸多生理功能，得到了很多研究者的关注。目前对SDS的加工技术主要有物理法、酶法、化学法、物理酶法联合作用等等。物理法主要采用微波加热法处理淀粉，但是这种方法不适用于大规模的工业化生产，并且需要很高的生产成本；酶法一般选用普鲁兰酶、异淀粉酶等等酶解糊化淀粉，通过分子修饰技术来获得SDS，然而此法中选用都是高成本的酶类，尤其是异淀粉酶，目前仅用于实验室样品制备，要投入工业生产还需要一定的时间；据文献报道，化学法选用的化学试剂为三氯氧化磷、辛烯基琥珀酸、环氧丙烷等这些有毒物质，虽然工艺较简单，但制备得到的SDS具有一定的毒性，无法应用到食品加工领域中；而物理酶法联合作用制备SDS比单独的酶法需要更高的生产成本，因此对于工业生产来说是不现实的。另一方面，目前制备SDS的原料基本都是蜡质玉米淀粉，但这种原料来源并不广泛。在我国，普通玉米淀粉来源十分广泛，特别是在被誉为三大“黄金玉米带”的东北地区，玉米主要被加工成普通玉米淀粉，而淀粉的深加工产业并不深入和广泛。因此选用来源广泛的普通玉米淀粉为原料，并利用无毒且较经济的有机酸压热酸解生产SDS，可以丰富玉米淀粉产品种类，满足市场需求，推动玉米淀粉深加工产业快速发展，具有很重要的社会效益和经济利益。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过有机酸压热酸解普通玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法。

本发明的步骤如下：

A：玉米淀粉乳的配制

配制浓度为0.1％～10％(w/v)的可食用的有机酸水溶液，然后将玉米淀粉加入到上述浓度的可食用的有机酸溶液中，配制成浓度为2％～30％(w/v)的玉米淀粉乳；

B：压热酸解

将上述步骤得到的玉米淀粉乳以100r/min～300r/min的速度搅拌20min～60min后密封，在100℃～150℃温度条件下压热酸解5min～90min；

C：离心、收集沉淀

将压热酸解后的玉米淀粉立即进行离心处理，于2000rpm～10000rpm条件下离心2min～10min，再离心水洗3～8次后收集沉淀物；

D：冷藏回生

将收集的沉淀物密封包装，于-10℃～10℃温度条件下冷藏回生12h～240h；

E：鼓风干燥

将冷藏回生后的玉米淀粉于50℃～80℃温度条件下鼓风干燥10h～20h；

F：机械粉碎及过筛

将干燥后的玉米淀粉进行机械粉碎，并且使粉碎后的玉米淀粉过80～150目筛，得到SDS质量含量20％以上的淀粉产品。

本发明所使用的分析方法：麦芽糖质量含量和SDS质量含量的测定。

(1)麦芽糖：采用3，5-二硝基水杨酸(DNS)法进行测定，并制作标准曲线。

(2)SDS含量的测定：采用改进的Guraya方法，具体步骤为：称取100mgSDS样品，加入磷酸缓冲液(0.1M，pH6.9，15ml)，沸水浴煮15min，平衡至37℃，再加入猪胰腺α-淀粉酶10ml(200U/ml，37℃)，混匀后立即放入37℃摇床温育(150rpm，10h)。测定水解产生的麦芽糖，根据麦芽糖标准曲线计算出麦芽糖浓度来换算出SDS质量含量。计算公式如下：

SDS％＝(B-A)/C×100％

A：样品酶解1h后释放的麦芽糖量；

B：总淀粉(以麦芽糖量计)；

C：样品酶解10h后产生的麦芽糖量。

上述步骤中的可食用的有机酸为醋酸、柠檬酸、乳酸或苹果酸。

在优选实施方案中，采取单因素和正交试验结合的方法确定有机酸浓度、淀粉乳浓度、压热酸解时间、压热酸解温度、冷藏回生温度、冷藏回生时间等工艺参数。

本发明的有机酸浓度为0.1％～10％(w/v)，进一步优选的实施方式中，有机酸浓度为1％～5％(w/v)，再进一步优选的实施方式中，醋酸浓度为2％～4％(w/v)，柠檬酸浓度为1.5％～3.5％(w/v)，苹果酸浓度为1.2％～2.4％(w/v)；最佳的实施方式中，醋酸浓度为3％(w/v)，柠檬酸浓度为1.6％(w/v)，苹果酸浓度为1.4％(w/v)。w/v即代表质量的单位是kg，体积的单位是L。

本发明的玉米淀粉乳浓度为2％～30％(w/v)，进一步优选的实施方式中，玉米淀粉乳浓度为5％～15％(w/v)，再进一步优选的实施方式中，玉米淀粉乳的浓度为8％～15％(w/v)，最佳的实施方式中，玉米淀粉乳浓度为10％(w/v)。w/v即代表质量的单位是kg，体积的单位是L。

本发明的压热酸解温度为100℃～150℃，压热酸解时间为5min～90min；进一步优选的实施方式中，压热酸解温度为105℃～135℃，压热酸解时间为10min～40min；再进一步优选的实施方式中，压热酸解温度为110℃～125℃，压热酸解时间为15min～20min；最佳的实施方式中，醋酸的压热酸解温度为110℃，压热酸解时间为15min；柠檬酸的压热酸解温度为120℃，压热酸解时间为15min；苹果酸的压热酸解温度为120℃，压热酸解时间为20min。

本发明的离心速度为2000～10000rpm，离心时间为2～10min，离心水洗次数为3～8次；进一步优选的实施方式中，离心速度为3000～6000rpm，离心时间为3～8min，离心水洗次数为4～7次；最佳的实施方式中，离心速度为4000rpm，离心时间为5min，离心水洗次数为5次。

本发明的冷藏回生温度为-10℃～10℃，冷藏回生时间为12h～240h；进一步优选的实施方式中，冷藏回生温度为-4℃～4℃，冷藏回生时间为18h～72h；最佳的实施方案中，冷藏回生温度为0℃，冷藏回生时间为24h。

具体实施方式

实施例1：柠檬酸压热酸解普通玉米淀粉生产缓慢消化淀粉

配制20L浓度为1.6％(w/v)的柠檬酸水溶液，称取2kg普通玉米淀粉，两者混合形成玉米淀粉乳，机械搅拌30min使淀粉分散均匀，将淀粉乳放入预热好的压热锅，密封锅盖开始升温，当压热锅温度上升至120℃时开始计时15min，整个过程控制压热酸解温度为120±0.5℃。将压热酸解完毕的淀粉乳进行离心处理，具体条件为4000rpm，5min，离心水洗5次后收集沉淀物，将沉淀物密封包装后放于0℃冷藏室冷藏回生24h，待回生结束后，除去密封包装，将沉淀物放于60℃鼓风干燥箱内鼓风干燥20h，之后将干燥的沉淀物机械粉碎，并过100目筛后，得到SDS产品，SDS质量含量达20.00％以上。

实施例2：醋酸压热酸解普通玉米淀粉生产缓慢消化淀粉

配制30L浓度为3％(w/v)的醋酸水溶液，称取3kg普通玉米淀粉，两者混合形成淀粉乳，机械搅拌30min使淀粉分散均匀，将淀粉乳放入预热好的压热锅，密封锅盖开始升温，当压热锅温度上升至110℃时开始计时15min，整个过程控制压热酸解温度为110±0.5℃。用浓度为1M的NaOH将压热酸解完毕的淀粉乳调pH至6.5～7.0，然后离心处理，具体条件为4000rpm，5min，离心水洗4次后收集沉淀物，将沉淀物密封包装后放于0℃冷藏室冷藏回生24h，待回生结束后，除去密封包装，将沉淀物放于60℃鼓风干燥箱内鼓风干燥20h，之后将干燥的沉淀物机械粉碎，并过100目筛后，得到SDS产品，SDS质量含量达22.02％以上。

实施例3：苹果酸压热酸解普通玉米淀粉生产缓慢消化淀粉

配制20L浓度为1.4％(w/v)的苹果酸水溶液，称取2kg普通玉米淀粉，两者混合形成淀粉乳，机械搅拌30min使淀粉分散均匀，将淀粉乳放入预热好的压热锅，密封锅盖开始升温，当压热锅温度上升至120℃时开始计时20min，整个过程控制压热酸解温度为120±0.5℃。将压热酸解完毕的淀粉乳进行离心处理，具体条件为4000rpm，5min，离心水洗5次后收集沉淀物，将沉淀物密封包装后放于0℃冷藏室冷藏回生24h，待回生结束后，除去密封包装，将沉淀物放于60℃鼓风干燥箱内鼓风干燥20h，之后将干燥的沉淀物机械粉碎，并过100目筛后，得到SDS产品，SDS质量含量达21.17％以上。

Claims (10)

1、有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法，其包括如下步骤：

A：玉米淀粉乳的配制

配制浓度为0.1％～10％(w/v)的可食用的有机酸水溶液，然后将玉米淀粉加入到上述浓度的可食用的有机酸溶液中，配制成浓度为2％～30％(w/v)的玉米淀粉乳；

B：压热酸解

将上述步骤得到的玉米淀粉乳以100r/min～300r/min的速度搅拌20min～60min后密封，在100℃～150℃温度条件下压热酸解5min～90min；

C：离心、收集沉淀

将压热酸解后的玉米淀粉立即进行离心处理，于2000rpm～10000rpm条件下离心2min～10min，再离心水洗3～8次后收集沉淀物；

D：冷藏回生

将收集的沉淀物密封包装，于-10℃～10℃温度条件下冷藏回生12h～240h；

E：鼓风干燥

将冷藏回生后的玉米淀粉于50℃～80℃温度条件下鼓风干燥10h～20h；

F：机械粉碎及过筛

将干燥后的玉米淀粉进行机械粉碎，并且使粉碎后的玉米淀粉过80～150目筛，得到缓慢消化淀粉质量含量20％以上的玉米淀粉。

2、如权利要求1所述的有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法，其特征在于：玉米淀粉乳的浓度为5％～15％(w/v)。

3、如权利要求2所述的有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法，其特征在于：玉米淀粉乳的浓度为8％～15％(w/v)。

4、如权利要求1所述的有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法，其特征在于：可食用有机酸的浓度为1％～5％(w/v)。

5、如权利要求1或4所述的有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法，其特征在于：可食用的有机酸为醋酸、柠檬酸、乳酸或苹果酸。

6、如权利要求5所述的有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法，其特征在于：醋酸的浓度为2％～4％(w/v)，柠檬酸的浓度为1.5％～3.5％(w/v)，苹果酸的浓度为1.2％～2.4％(w/v)。

7、如权利要求1所述的有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法，其特征在于：压热酸解的温度为110℃～125℃，压热酸解的时间为10min～40min。

8、如权利要求7所述的有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法，其特征在于：压热酸解的温度为115℃～120℃，压热酸解的时间为15min～20min。

9、如权利要求1所述的有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法，其特征在于：离心的速度为3000rpm～6000rpm，离心的时间为3min～8min，离心水洗的次数为4～7次。

10、如权利要求1所述的有机酸压热酸解玉米淀粉生产缓慢消化淀粉的方法，其特征在于：冷藏回生的温度为-4℃～4℃，冷藏回生的时间为18h～72h。