CN101427741A - 玉米抗性淀粉的制备方法 - Google Patents

玉米抗性淀粉的制备方法 Download PDF

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方丽
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本发明涉及一种玉米抗性淀粉的制备方法，该方法是以普通玉米淀粉为原料，通过微生物发酵和压热冷却联合处理，生产具有多种生理功能特性的玉米抗性淀粉。抗性淀粉具有有效控制体重，防止便秘、盲肠炎、痔疮、结肠癌发病率，控制糖尿病；增加脂类排泄、改善脂质构成，促使锌、钙、镁离子的吸收，增加胆固醇与胆酸的排除，降低胆固醇合成和脂质吸收与脂肪酸合成等生理功效。在食品加工中应用的抗性淀粉理化性质优于膳食纤维，其持水力低，口感细腻，不影响食品的风味，且能改善食品质地。本发明解决了抗性淀粉在生产过程中产品得率低、国内没有高直链淀粉原料等问题。

Description

玉米抗性淀粉的制备方法
技术领域
本发明涉及一种玉米抗性淀粉的制备方法，该方法以普通玉米淀粉为原料，通过微生物发酵和压热冷却联合处理生产具有多种生理功能特性的抗性淀粉。
背景技术
淀粉是人类饮食中最重要的碳水化合物，也是人体所需能量的主要来源。长期以来，淀粉一直被认为可以在人体内完全被消化，直到1981年，Anderson首次发现食物中的淀粉通过小肠而不被完全消化。1983年Englyst首先将这部分淀粉定义为抗性淀粉(Resistant Starch，简称RS)。1992年世界粮农组织将其定义为“在正常健康者小肠中不被吸收的淀粉及其降解产物”。
研究表明：抗性淀粉具有有效控制体重，防止便秘、盲肠炎、痔疮、结肠癌发病率，控制糖尿病；增加脂类排泄、改善脂质构成，促使锌、钙、镁离子的吸收，增加胆固醇与胆酸的排除，降低胆固醇合成和脂质吸收与脂肪酸合成等生理功效。在食品加工中应用的抗性淀粉代谢特性类似于膳食纤维，但理化性质优于膳食纤维。其持水力低，口感比膳食纤维细腻，用于食品加工中不影响食品的风味，相反能改善食品质地，即比传统纤维有更好的外观、质地和口感，又改善某些食品的膨胀性和脆性。现已成为欧美国家食品、营养研究的热点。
目前，国内外用于制备玉米抗性淀粉的原料多采用高直链玉米淀粉，一种是经酸或酶处理，再压热冷却循环处理、干燥、粉碎制得。另外还有利用挤压膨化、微波膨化、超声波处理原料淀粉，再经物理或化学变性处理制得。本发明以普通玉米淀粉为原料，通过微生物和湿热冷却联合处理生产抗性淀粉，可以有效的提高抗性淀粉得率。
发明内容
本发明提供一种以普通玉米淀粉为原料制备抗性淀粉的方法，旨在解决在生产中抗性淀粉产品得率低、国内没有高直链淀粉原料等问题。该方法以普通玉米淀粉为原料，经微生物发酵、湿热冷却循环等技术处理，有效地提高抗性淀粉得率。
本发明所述的玉米抗性淀粉的制备方法，其包括如下步骤：
(1)在2L三角瓶中添加发酵培养基，培养基按每升蒸馏水添加，玉米淀粉浓度为40～80g/L，牛肉膏浓度为4.0～8.0g/L，硫酸二铵浓度为4.0～7.0g/L，磷酸二氢钾浓度为0.5～1.0g/L，硫酸镁浓度为0.1～0.5g/L，初始pH为4.0～8.0，装液量为0.5L～1.0L，转速为150～300rpm，接入普鲁兰酶产生菌芽孢杆菌，接种量为4～10％，于36～38℃下发酵培养36～72h；
(2)将前述步骤得到的发酵液于2～4℃离心，去除液体部分，添加200mL～500mL蒸馏水，用胶头滴管吸去菌体及其他杂质，如此反复水洗分离3～5次后回收淀粉，淀粉于40～50℃下干燥；
(3)收集上述干燥后的玉米淀粉2kg，采用蒸馏水调节玉米淀粉使淀粉乳质量浓度为20～50％，沸水预处理5～15min后于高压灭菌器中125℃～135℃湿热处理40～80min，自然冷却，2～8℃下低温贮藏24～72h，压热/冷却循环1～6次，得淀粉凝胶；
(4)将上述淀粉凝胶经40～100℃干燥，冷却，粉碎，过筛，制得抗性淀粉，经测定抗性淀粉得率31～36％。
进一步地，步骤(1)中所述的玉米淀粉浓度为50～70g/L，牛肉膏浓度为4.5～7.0g/L，硫酸二铵浓度为4.0～6.0g/L，磷酸二氢钾浓度为0.8～1.0g/L，硫酸镁浓度为0.1～0.3g/L，初始pH为5.0～7.0，装液量为0.8L～1.0L，转速为150～300rpm，接入普鲁兰酶产生菌芽孢杆菌，接种量为5.0～7.0％，于36℃发酵培养48～72h；
步骤(3)中所述的是取微生物发酵后的淀粉2kg，调淀粉乳浓度为30～40％，沸水预处理5～10min后于高压灭菌器中130℃～135℃湿热处理50～70min，自然冷却，2～6℃下低温贮藏24～48h，压热/冷却循环3～6次，制备的抗性淀粉得率为33～35％；
步骤(4)中所述的干燥温度为40～70℃。
本发明是以普通玉米淀粉为原料，经微生物发酵和压热冷却联合技术处理制得抗性淀粉。该产品具有有效控制体重，防止便秘、盲肠炎、痔疮、结肠癌发病率，控制糖尿病；增加脂类排泄、改善脂质构成，促使锌、钙、镁离子的吸收，降低胆固醇合成和脂质吸收与脂肪酸合成等生理功效。在食品加工中应用的抗性淀粉理化性质优于膳食纤维，其持水力低，口感细腻，不影响食品的风味，且能改善食品质地。本发明解决了该类制品在生产过程中产品得率低、国内没有高直链淀粉原料等问题。
具体实施方式
本发明要求保护的范围不局限于实施例表示的范围。
以下实验步骤应用于整个实施例中：
抗性淀粉含量测定：取1g抗性淀粉样品溶于20mL pH＝6.0的磷酸缓冲溶液中，加入耐高温α-淀粉酶(320U)于90℃恒温振荡器中振荡30min、3000rpm离心10～15min，去除上清液，加入20mL pH＝5.0的乙酸—乙酸钠缓冲溶液和0.1mL葡萄糖苷酶(10000U/mL)，60℃水浴振荡30min，离心，去上清液，水洗离心(反复3次)，加入4mol/L KOH溶解，调整pH＝6.0，加入耐高温α-淀粉酶(320U)于90℃恒温振荡器中振荡30min，冷却，调整pH＝5.0，加入0.1mL葡萄糖苷酶，60℃水浴振荡1h，反复水洗离心，收集上清液，定容至100mL，采用3，5—二硝基水杨酸法测定还原糖，结果乘0.9即为抗性淀粉含量。
实施例1：
(1)在2L三角瓶中添加发酵培养基，培养基按每升蒸馏水添加，淀粉浓度60g/L，牛肉膏浓度5g/L，硫酸二铵浓度5.0g/L，磷酸二氢钾浓度1.00g/L，硫酸镁浓度0.10g/L，初始pH＝6，培养基装液量1.0L，转速170rpm，接入普鲁兰酶产生菌芽孢杆菌，接种量7％，于36℃发酵培养60h。
(2)将上面步骤得到的发酵液于4℃离心，去除液体部分，添加300mL蒸馏水，用胶头滴管吸去菌体及其他杂质，如此反复水洗分离4次后回收淀粉，淀粉于40℃下干燥，获得56g淀粉；
(3)将上述步骤获得的淀粉2kg，采用蒸馏水调淀粉乳质量浓度为35％，沸水预处理10min后于高压灭菌器(日本ALP，CL-32L型)中135℃湿热处理60min，自然冷却，4℃下低温贮藏24h，压热/冷却循环5次；
(4)将上述步骤获得的淀粉凝胶经60℃干燥，冷却，粉碎，过筛，制得抗性淀粉，经测定抗性淀粉得率34.6％。
实施例2：
(1)在2L三角瓶中添加发酵培养基，培养基按每升蒸馏水添加，淀粉浓度60g/L，牛肉膏浓度4.5g/L，硫酸二铵浓度5.5g/L，磷酸二氢钾浓度1.00g/L，硫酸镁浓度0.10g/L，初始pH＝6，培养基装液量0.9L，转速170rpm，接入普鲁兰酶产生菌芽孢杆菌，接种量6％，于36℃发酵时间60h。
(2)将发酵液于4℃离心，去除液体部分，添加400mL蒸馏水，用胶头滴管吸去菌体及其他杂质，如此反复水洗分离4次后回收淀粉，淀粉于40℃下干燥，获得50g发酵淀粉；
(3)取上述步骤获得的淀粉2kg，采用蒸馏水调淀粉乳浓度为30％，沸水预处理10min后于高压灭菌器(日本ALP，CL-32L型)中135℃湿热处理60min，自然冷却，6℃下低温贮藏24h，压热/冷却循环6次；
(4)将上述淀粉凝胶经50℃干燥，冷却，粉碎，过筛，制得抗性淀粉，经测定抗性淀粉得率31.7％。

Claims (4)

1、一种玉米抗性淀粉的制备方法，其步骤如下：
(1)在2L三角瓶中添加发酵培养基，培养基按每升蒸馏水添加，玉米淀粉浓度为40～80g/L，牛肉膏浓度为4.0～8.0g/L，硫酸二铵浓度为4.0～7.0g/L，磷酸二氢钾浓度为0.5～1.0g/L，硫酸镁浓度为0.1～0.5g/L，初始pH为4.0～8.0，装液量为0.5L～1.0L，转速为150～300rpm，接入普鲁兰酶产生菌芽孢杆菌，接种量为4～10％，于36～38℃发酵培养36～72h；
(2)将前述步骤得到的发酵液于2～4℃离心，去除液体部分，添加200mL～500mL蒸馏水，用胶头滴管吸去菌体及其他杂质，如此反复水洗分离3～5次后回收淀粉，淀粉于40～50℃下干燥；
(3)收集上述干燥后的玉米淀粉2kg，采用蒸馏水调节玉米淀粉使淀粉乳质量浓度为20～50％，沸水预处理5～15min后于高压灭菌器中125℃～135℃湿热处理40～80min，自然冷却，2～8℃下低温贮藏24～72h，压热/冷却循环1～6次，得淀粉凝胶；
(4)将上述淀粉凝胶经40～100℃干燥，冷却，粉碎，过筛，制得抗性淀粉，经测定抗性淀粉得率31～36％。
2、如权利要求1所述的一种玉米抗性淀粉的制备方法，其特征在于：步骤(1)中玉米淀粉浓度为50～70g/L，牛肉膏浓度为4.5～7.0g/L，硫酸二铵浓度为4.0～6.0g/L，磷酸二氢钾浓度为0.8～1.0g/L，硫酸镁浓度为0.1～0.3g/L，初始pH为5.0～7.0，装液量为0.8L～1.0L，转速为150～300rpm，接入普鲁兰酶产生菌芽孢杆菌，接种量为5.0～7.0％，于36℃发酵培养48～72h。
3、如权利要求1所述的一种玉米抗性淀粉的制备方法，其特征在于：步骤(3)中调淀粉乳浓度为30～40％，沸水预处理5～10min后于高压灭菌器中130℃～135℃湿热处理50～70min，自然冷却，2～6℃下低温贮藏24～48h，压热/冷却循环3～6次，制备的抗性淀粉得率为33～35％。
4、如权利要求1所述的一种玉米抗性淀粉的制备方法，其特征在于：步骤(4)中的干燥温度为40～70℃。
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