CN102726729A - 一种适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法，属于现代营养健康食品加工领域。本发明以来源于甜质型谷物的水溶性葡聚糖为底物，利用混合糖酶的水解-转苷催化功能来调控修饰重组其链精细结构，进一步采用醚化或酯化反应在其分子上引入带电荷的官能基团，从而获得在液态食品体系中可保护和调节食品功能素材释放的葡聚糖基载体材料。本发明的产品可提高液态食品功能活性成分的稳定性和生物利用有效性，其应用范围可涉及到食品、医药、日用化学品等多个领域。

Description

一种适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法

技术领域

一种适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法，属于现代营养健康食品加工领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高，过量的食物营养摄入、营养结构失衡的食物摄取方式，广泛存在于我国城市和乡村的人群中。由于膳食结构不合理而引起的超重、肥胖以及心脑血管疾病、糖尿病等慢性非传染性疾病数量剧增。2009年，卫生部公布的数据显示目前我国拥有2亿人超重、1.6亿人患高血压、6千万人肥胖、4千万人血糖异常。非科学的食物营养摄取引发的健康问题日益突出。

功能食品由于其显著的生理功能已成为消费者食谱中预防饮食相关慢性疾病的重要途径。目前国内市场上的功能食品，绝大多数是以胶囊、片剂、口服液之类的药物载体形式出现，真正以普通食品载体形式出现的、让消费者享受食品特有“色香味”感受的功能化食品缺极少。西方发达国家食品产业的发展经验表明，新型营养健康食品的开发要改变保健食品的“药品形态”，注重食品的“色香味”三个基本属性，使此类产品进入人们的一日三餐。基于上述原因，本发明对一种适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料及其加工方法进行了详细研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料及其加工方法，是一种提高功能活性成分的稳定性和生物利用有效性的新型加工方法。该方法具有工艺简单、操作性强、安全性高、可工业化生产并保护和调节液态食品体系中功能素材释放等特点。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法，以来源于甜质型谷物的水溶性葡聚糖为底物，采用混合糖酶的水解-转苷协同修饰调控支叉结构，在此基础上，采用醚化或酯化反应对葡聚糖进行电荷修饰，从而获得在液态食品体系中可保护和调节食品功能素材释放的葡聚糖基载体材料；具体加工步骤如下：

（A）配制葡聚糖底物溶液：将Su1甜质型谷物经粉碎、提取、沉淀、干燥等步骤制备得到水溶性葡聚糖，然后称取1g葡聚糖配成质量浓度为4%-20%的均一溶液；

（B）水解-转苷反应：添加10-50mL pH 3.5-7.0的醋酸钠缓冲液与10-500U/g葡聚糖的混合糖酶体系，其中混合糖酶由β-淀粉酶与麦芽糖转葡糖基酶、麦芽糖基淀粉酶或分支淀粉酶分别以1:0.1-1:10配比组成；在一定温度(30-70℃)，一定pH值(3.5-7.0)，不断搅拌恒温反应一段时间(0.5-24h)；

（C）灭酶处理后沉淀、干燥处理，得酶法修饰的葡聚糖样品；

（D）电荷修饰：称取2g酶法修饰的葡聚糖样品配成质量浓度为10%-50%的溶液，加入食品级试剂有机酸酐或环氧烷化合物，其添加量为葡聚糖质量的1%-10%，pH 7-11，反应2-8h，停止反应后干燥即获得目标产物葡聚糖基载体材料。

为了更好地实现本发明专利，Su1甜质型谷物包括玉米、高粱、稻米、大麦、荞麦等；电荷修饰所采用食品级试剂包括乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、磷酸酐、硫酸酐、辛烯基琥珀酸酐、环氧乙烷、环氧丙烷、一氯乙酸等。 

采用爱尔兰Megazyme公司产的全淀粉分析套件按照Englyst法测定所得葡聚糖基载体材料中难消化营养片断（包括慢消化和抗消化片断）含量≥50%，短链片断（DP2-12）的含量为15%-50%，电荷官能基团的取代度为0.01-0.4，表面Zeta-电位为－20mV～－50mV，在液态食品体系乳化性参数提高了20%以上。

本发明的有益效果：本发明有以下优点：

1）本发明充分利用我国资源丰富的谷物原料，原料来源广、不受产地和季节的限制。

2）以水溶性葡聚糖为原料，采用本发明的酶法-电荷修饰工艺处理，有效提高难消化营养片断与表面电荷的含量，保证产品加工性能佳、营养价值高、成本明显下降；同时本发明步骤简便，易于操作，反应条件可控，成本相对较低，而且采用清洁绿色生产工艺，对环境基本无污染。

3）本发明制备的产品可应用于食品、医药、日用化学品等多个领域，如食品营养素稳态化、功能因子靶向控释、微胶囊造粒、液态纳米包埋等，市场前景十分看好，经济效益广阔。

具体实施方式

下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明所保护的内容不仅仅局限于下面的实例。

实施例1

将Su1型甜玉米经粉碎、提取、沉淀、干燥等步骤制备得到水溶性葡聚糖，然后称取1g原料配成质量浓度为10%的均一溶液；添加10mL、pH 7.0的醋酸钠缓冲液与60U/g葡聚糖的混合糖酶（β-淀粉酶:分支淀粉酶=1:0.1），在55℃、pH7.0的条件下不断搅拌恒温反应4h，灭酶处理后沉淀干燥处理；然后称取2g酶法修饰后样品配成质量浓度为50%的溶液，加入环氧乙烷溶液，其添加量为葡聚糖质量的5%，pH 8条件下反应8h，停止反应后干燥即获得目标产物葡聚糖基载体材料。采用现代分析技术测得葡聚糖基载体材料中难消化营养片断含量达到65%，短链片断（DP2-12）的比例25%，电荷官能基团的取代度为0.05，表面Zeta-电位为－27mV，在液态食品体系乳化性参数提高了25%。

实施例2

将Su1型甜高粱经粉碎、提取、沉淀、干燥等步骤制备得到水溶性葡聚糖，然后称取1g原料配成质量浓度为20%的均一溶液；添加50mL pH 5.0的醋酸钠缓冲液与500U/g葡聚糖的混合糖酶（β-淀粉酶:麦芽糖转葡糖基酶=1:10），在30℃、pH5.0的条件下不断搅拌恒温反应0.5h，灭酶处理后沉淀干燥处理；然后称取2g酶法修饰后样品配成质量浓度为10%的溶液，加入磷酸酐溶液，其添加量为葡聚糖质量的1%，pH 11条件下反应2h，停止反应后干燥即获得目标产物葡聚糖载体材料。采用现代分析技术测得葡聚糖载体材料中难消化营养片断含量达到53%，短链片断（DP2-12）的比例17%，电荷官能基团的取代度为0.1，表面Zeta-电位为－34mV，在液态食品体系乳化性参数提高了32%。

本文所描述的具体实施案例仅作为对本发明精神和部分实验做举例说明。本发明所述领域的技术人员可以对所描述的具体实施案例做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法，其特征在于：以来源于甜质型谷物的水溶性葡聚糖为底物，采用混合糖酶的水解-转苷协同修饰调控支叉结构，在此基础上，采用醚化或酯化反应对葡聚糖进行电荷修饰，从而获得在液态食品体系中起保护和调节食品功能素材释放的葡聚糖基载体材料；加工步骤如下：

（A）配制葡聚糖底物溶液：将Su1甜质型谷物经粉碎、提取、沉淀、干燥步骤制备得到水溶性葡聚糖，然后称取1g葡聚糖配成质量浓度为4%-20%的均一溶液；

（B）水解-转苷反应：添加10-50mL pH 3.5-7.0的醋酸钠缓冲液与10-500U/g葡聚糖的混合糖酶体系，其中混合糖酶由β-淀粉酶与麦芽糖转葡糖基酶、麦芽糖基淀粉酶或分支淀粉酶分别以β-淀粉酶:麦芽糖转葡糖基酶、麦芽糖基淀粉酶或分支淀粉酶质量比1:0.1-1:10配比组成；在温度30-70℃、pH 3.5-7.0条件下不断搅拌恒温反应0.5-24h；

（C）灭酶处理后沉淀、干燥处理，得酶法修饰的葡聚糖样品；

（D）电荷修饰：称取2g酶法修饰的葡聚糖样品配成质量浓度为10%-50%的溶液，加入食品级试剂有机酸酐或环氧烷化合物，其添加量为葡聚糖质量的1%-10%，pH 7-11，反应2-8h，停止反应后干燥即获得目标产物葡聚糖基载体材料。

2.根据权利要求1所述的适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法，其特征在于：所述Su1甜质型谷物选用玉米、高粱、稻米、大麦或荞麦。

3.根据权利要求1所述的适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法，其特征在于：电荷修饰所采用的食品级试剂包括乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、磷酸酐、硫酸酐、辛烯基琥珀酸酐、环氧乙烷、环氧丙烷或一氯乙酸。

4.根据权利要求1所述的适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法，其特征在于：所得产物葡聚糖基载体材料中所含慢消化与抗消化片断的难消化营养片断含量≥50%，DP2-12短链片断的含量为15%-50%。

5.根据权利要求1所述的适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法，其特征在于：所得葡聚糖基载体材料中所带电荷官能基团的取代度为0.01-0.4，表面Zeta-电位为－20mV～－50mV。

6.根据权利要求1所述的适用于液态功能食品体系的葡聚糖基载体材料的加工方法，其特征在于：所得葡聚糖基载体材料在液态食品体系乳化性参数提高了20%以上。