CN101831476B - 一种酶法修饰制备低血糖淀粉的方法 - Google Patents

Abstract

一种酶法修饰制备低血糖淀粉的方法，属于淀粉深加工技术领域。本发明利用蔗糖酶的水解催化技术，将玉米淀粉、小麦淀粉、稻米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉等商业化大宗淀粉产品，经过糊化处理后生物法修饰重组淀粉分子链精细结构，从而获得富含慢消化淀粉与抗性淀粉的低血糖淀粉衍生物，所得产物低血糖淀粉中慢消化淀粉与抗性淀粉的含量相比原淀粉分别超过15％与10％。本发明的产品应用开发涉及到食品、医药等多个领域，不仅是糖尿病、肥胖病、高血压和心血管疾病患者的医疗食品，也可作为持续能量缓释的运动员专用产品或健康人群的理想保健食品。

Description

一种酶法修饰制备低血糖淀粉的方法

技术领域

本发明涉及的是一种用酶法修饰天然淀粉制备低血糖淀粉的方法，属于淀粉深加工技术领域。

背景技术

作为仅次于纤维素的可再生性资源，淀粉是人类膳食中主要的碳水化合物，也是人体能量的主要来源。1992年，英国学者Englyst博士在体外模拟的条件下依据淀粉的生物可利用性将淀粉分为三类：易消化淀粉(ready digestible starch，RDS)，指那些能在口腔和小肠中被迅速消化吸收的淀粉(＜20min)，属于快速释放能量的高血糖食品，易产生胰岛素抗性；慢消化淀粉(slowly digestible starch，SDS)，指那些能在小肠中被完全消化吸收但速度较慢的淀粉(20～120min)，可持续缓慢释放能量，维持餐后血糖稳态，防止出现胰岛素抵抗；抗性淀粉(resistantstarch，RS)，指在人体小肠内无法消化吸收的淀粉(＞120min)，类似于膳食纤维，只在大肠中被微生物发酵利用，促进肠道健康。因此，提高SDS与RS含量均可以改善淀粉的营养品质。

目前报道的相关文献及专利，只涉及单一的制备RS或SDS的技术方法，而且SDS还没有商业的产品面市。依据三种营养片断的连续性，本专利采用酶催化重组淀粉链的方法，通过降低RDS的含量来制备富含SDS与RS的低血糖淀粉。该低血糖淀粉外观与普通淀粉相似，且具有对人体特殊的生理效应，可提供持续能量来源和益生元膳食纤维调节肠道健康，改进食品的加工性能和生理功能，其作为一种新型的功能性添加剂资源有极大的潜在开发价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种营养价值高、保健功能好、血糖生成指数低的用酶法修饰天然淀粉制备低血糖淀粉的方法。

本发明的技术方案：一种酶法修饰制备低血糖淀粉的方法，利用蔗糖酶的水解催化技术，通过生物法修饰重组淀粉的链长分布，从而获得富含慢消化淀粉与抗性淀粉的低血糖淀粉；工艺为：

A)称取1g原淀粉配成浓度为1％-30％的淀粉乳溶液，然后在温度80-100℃下蒸煮处理2-30min，使其完全糊化；

B)待淀粉糊冷却至室温，添加50-100mL Tris-HCl缓冲液、添加蔗糖使成100-1000mM蔗糖溶液与0.5-100U/g淀粉的蔗糖酶；

C)在25-50℃、pH 6.0-8.0，不断搅拌恒温反应1-48h；

D)灭酶处理后，将酶解产物再经过干燥、粉碎处理即得到富含慢消化淀粉与抗性淀粉的低血糖淀粉。

所得产物低血糖淀粉中慢消化淀粉与抗性淀粉的含量相比原淀粉分别超过15％与10％。

原料淀粉选用玉米淀粉、小麦淀粉、稻米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉；原料淀粉是普通淀粉、蜡质淀粉或高直链淀粉。

采用爱尔兰Megazyme公司产的全淀粉分析套件按照Englyst法测定慢消化淀粉的含量和国际标准方法AACC 76-13测定抗性淀粉的含量。

淀粉链长及其分布的测定采用高效凝胶排阻色谱(HPSEC)的方法测定，所得产物低血糖淀粉中DP＜13的短链与DP＞13的长链比例范围为0.05-0.5。

用所述方法制备的低血糖淀粉的应用：用于营养健康食品、糖尿病食品、减肥食品、及运动员食品。

上述冷却、灭酶、干燥、粉碎等是当前食品加工领域的通用技术。

本发明的有益效果：

1、本发明的原料采用国内市场上普通的谷类淀粉、薯类淀粉及其它植物来源的淀粉，原料来源广、不受产地和季节的限制。

2、以淀粉为原料，采用本发明的生产工艺处理，简化了工艺，有效提高了慢消化淀粉和抗性淀粉的含量和收率，降低能耗，保证产品质量优良、产品成本明显下降；同时本发明采用清洁生产工艺，实现有机废水零排放，对环境无任何不良影响。

3、本发明以新型蔗糖酶催化作用获得富含慢消化淀粉与抗性淀粉的低血糖淀粉，产品质量好，高温加工处理后慢消化淀粉和抗消化淀粉营养片断比例基本无变化。

本发明以微胶囊包埋技术制备具有慢消化特性和益生元功能的淀粉微球颗粒，产品质量好，高温加工处理后慢消化淀粉和抗消化淀粉含量的变化范围不超过5％。

4、产品的功能性质易控制，本发明制备的低血糖淀粉，从原料淀粉到产品的生产过程中，产品中的慢消化淀粉及抗性淀粉含量随酶催化过程不同而变化，与原淀粉相比，产品中慢消化淀粉及抗性淀粉含量提高且热稳定性好，可应用于不同领域，开发低血糖、持续缓慢消化与益生元功能的淀粉基系列产品。

5、本发明开发的产品属于高营养价值的新型淀粉衍生物，具有防病、治病、维系人体健康的作用，既可作为终端产品直接投放市场供消费者食用，还可用作食品、医药的原辅料，拥有广阔的市场前景。

具体实施方案

实施例1

称取1g原淀粉配成浓度为1％的淀粉乳溶液，然后在温度100℃下蒸煮处理2min，使其完全糊化；待淀粉糊冷却至室温，添加50mL Tris-HCl缓冲液、添加蔗糖使成100mM蔗糖溶液与0.5U/g淀粉的蔗糖酶；在30℃、pH 6.5条件下不断搅拌恒温反应24h；灭酶处理后，将酶解产物再经过干燥、粉碎处理即得到富含慢消化淀粉与抗性淀粉的低血糖淀粉衍生物。经测定产品中慢消化淀粉与抗性淀粉的含量相比原淀粉分别提高了30％与13％，链结构中短链(DP＜13)与长链(DP＞13)比例范围为0.47。

实施例2

称取1g原淀粉配成浓度为12％的淀粉乳溶液，然后在温度80℃下蒸煮处理25min，使其完全糊化；待淀粉糊冷却至室温，添加70mL Tris-HCl缓冲液、添加蔗糖使成500mM蔗糖溶液与40U/g淀粉的蔗糖酶；在45℃、pH 7.3条件下不断搅拌恒温反应2h；灭酶处理后，将酶解产物再经过干燥、粉碎处理即得到富含慢消化淀粉与抗性淀粉的低血糖淀粉衍生物。经测定产品中慢消化淀粉与抗性淀粉的含量相比原淀粉分别提高了19％与15％，链结构中短链(DP＜13)与长链(DP＞13)比例范围为0.29。

实施例3

称取1g原淀粉配成浓度为30％的淀粉乳溶液，然后在温度90℃下蒸煮处理10min，使其完全糊化；待淀粉糊冷却至室温，添加100mM Tris-HCl缓冲液、添加蔗糖使成1000mM蔗糖溶液与95U/g淀粉的蔗糖酶；在50℃、pH 8.0条件下不断搅拌恒温反应48h；灭酶处理后，将酶解产物再经过干燥、粉碎处理即得到富含慢消化淀粉与抗性淀粉的低血糖淀粉衍生物。经测定产品中慢消化淀粉与抗性淀粉的含量相比原淀粉分别提高了24％与19％，链结构中短链(DP＜13)与长链(DP＞13)比例范围为0.13。

Claims (4)

1.一种酶法修饰制备低血糖淀粉的方法，其特征是：利用蔗糖酶的水解催化技术，通过生物法修饰重组淀粉的链长分布，从而获得富含慢消化淀粉与抗性淀粉的低血糖淀粉；工艺为：

A)称取1g原淀粉配成浓度为1％-30％的淀粉乳溶液，然后在温度80-100℃下蒸煮处理2-30min，使其完全糊化；

B)待淀粉糊冷却至室温，添加50-100mL Tris-HCl缓冲液、添加蔗糖使成100-1000mM蔗糖溶液与0.5-100U/g淀粉的蔗糖酶；

C)在25-50℃、pH 6.0-8.0，不断搅拌恒温反应1-48h；

D)灭酶处理后，将酶解产物再经过干燥、粉碎处理即得到富含慢消化淀粉与抗性淀粉的低血糖淀粉；

所得产物低血糖淀粉中慢消化淀粉与抗性淀粉的含量相比原淀粉分别超过15％与10％。

2.根据权利要求1所述的酶法修饰制备低血糖淀粉的方法，其特征是：原料淀粉选用玉米淀粉、小麦淀粉、稻米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、或甘薯淀粉。

3.根据权利要求1所述的酶法修饰制备低血糖淀粉的方法，其特征是：所得产物低血糖淀粉中DP＜13的短链与DP＞13的长链比例范围为0.05-0.5。

4.用权利要求1所述方法制备的低血糖淀粉的应用，其特征是：用于营养健康食品。