CN103304676A - 一种用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法。该方法用质量浓度为15～35%的苹果酸溶液将淀粉调成苹果酸与淀粉质量比为1:5～4:5的淀粉乳，混匀；用NaOH溶液调节pH至2.5～4.5，混匀，在室温下放置8～16h；所得的产物放入45～55℃鼓风干燥箱中12～24h，粉碎，过100目标准筛；放入高温反应釜中于120～150℃保持4～8h，然后取出，冷却；用蒸馏水洗涤，除去残留的苹果酸，使淀粉保持在pH值为6～7；放入鼓风干燥箱干燥12～36h、粉碎，并过100目标准筛得产品。苹果酸是无害的添加剂，可用作营养强化剂。本发明极大地提高了产品慢消化淀粉的含量，并且简化了制备慢消化淀粉的工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种慢消化淀粉，特别是涉及一种用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法。
背景技术
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，淀粉消化的方式和速度对人体餐后血糖应答有着很重要的影响。根据在体外模拟消化特性和淀粉的生物可利度，英国学者Englyst等将淀粉分为三类：快速消化淀粉(RDS,rapid digestible starch)是指那些能在人体小肠中被快速消化吸收的淀粉，20min内消化完全；慢消化淀粉(SDS,slowlydigestible starch)是指那些能在人体小肠中被完全消化吸收但是速度较慢的淀粉，20～120min时间段内消化；抗性淀粉(RS,resistant starch)是指在人体小肠内无法消化吸收，被排到大肠，类似膳食纤维，能被大肠内的微生物发酵利用。与RDS相比，SDS具有保持饭后血糖的缓慢增加而且在很长一段时间维持血糖水平稳定，不会引起血糖的迅速升高和降低，这有利于对糖尿病、心血管疾病和肥胖病人病情的调节和控制。以上优点及其特殊生理功能，使慢消化淀粉在食品研究领域中占有十分重要的地位。
苹果酸是一种对人体无危害的食品添加剂，有报道用柠檬酸来生产抗性淀粉和慢消化淀粉，但现有技术尚未用苹果酸与淀粉发生酯化反应来制备慢消化淀粉的报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术生产慢消化淀粉的不足，提供一种用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法，采用该方法制备的淀粉具有很好的缓慢消化性能。
本发明以淀粉为原料，在一定条件下将淀粉和苹果酸共混，用氢氧化钠调节pH至2.5～4.5，在室温下放置，经干燥、粉碎和过筛；然后高温条件下发生酯化反应，使淀粉分子产生较大的空间位阻，形成一种具有新结构的产品，这种产品添加到食品中，会减缓在人体内的消化速率。以英国剑桥大学生理学家Englyst的方法来测定慢消化淀粉的含量，开发出慢消化淀粉含量高（25～75％SDS）的系列产品。本发明生产的慢消化淀粉含量高、热稳定性好，添加在食品中可生产出供特殊人群食用的功能性食品。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法，包括如下步骤：
（1）用质量浓度为15～35%的苹果酸溶液将淀粉调成苹果酸与淀粉质量比为1:5～4:5的淀粉乳，混匀；
（2）用NaOH溶液调节pH至2.5～4.5，混匀，在室温下放置8～16h；
（3）所得的产物放入45～55℃鼓风干燥箱中12～24h，粉碎，过100目标准筛；
（4）放入高温反应釜中于120～150℃保持4～8h，然后取出，冷却；
（5）用蒸馏水洗涤，除去残留的苹果酸，使淀粉保持在pH值为6～7；
（6）放入鼓风干燥箱干燥12～36h，粉碎，过筛，得产品。
优选地，所述淀粉优选为豌豆淀粉、绿豆淀粉、普通玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、高链玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉或高粱淀粉。
所述步骤（1）苹果酸和淀粉的质量比优选为2:5。步骤（2）pH值优选为3.5。步骤（4）反应温度优选为130℃，反应时间优选为6h。所述NaOH溶液的浓度优选为5～10mol/L。所述蒸馏水洗涤的次数优选为3～5次。所述过筛为过100目标准筛。
本发明制备的产品系列为无异味、无杂物、细腻的白色或微黄色粉末，产率90％以上，慢消化淀粉含量达到25－75%。
上述冷却、干燥、粉碎等都是当前食品加工领域中的通用技术。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明采用干法反应极大地提高了慢消化淀粉的含量，而且简化了制备慢消化淀粉的工艺，有效地提高了收率，降低了能耗。制备的慢消化淀粉呈白色或微黄色粉末状，具有优良的耐剪切和耐热稳定性。
(2)本发明中采用的苹果酸是一种无危害的食品添加剂，制备过程绿色无污染，不会对环境产生损害。
(3)本发明生产的慢消化淀粉具有减缓消化，强化营养等特征，属于低血糖食品添加剂，可广泛应用在健康保健食品、减肥食品、糖尿病病人食品和药品等领域。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明要求保护的范围并不仅仅局限于实施例表述的范围。
实施例1：
（1）用质量浓度为25%苹果酸溶液将100g光滑豌豆淀粉调成苹果酸与淀粉质量比为2:5的淀粉乳，混匀；
（2）将步骤（1）所得的产物用浓度为10mol/L的NaOH溶液调节pH值至3.5，混匀，在室温下放置16h；
（3）将步骤（2）所得的产物放入45℃鼓风干燥箱中24h，然后粉碎，过100目标准筛；
（4）将步骤（3）所得的产物放入高温反应釜中于130℃保持6h，然后取出，冷却；
（5）将步骤（4）所得的产物用蒸馏水洗涤4次，除去残留的苹果酸，使淀粉保持在pH值6～7；
（6）将步骤（5）所得的产物放入鼓风干燥箱干燥12h、粉碎和过100目标准筛得产品；
（7）测定产品的慢消化淀粉含量。根据英国生理学家Englyst的方法，可测得慢消化淀粉的质量含量为75.91%。
（8）产品耐热稳定性分析——苹果酸改性制备的慢消化淀粉(4%，w/v)在95℃水浴搅拌加热30min，自然冷却至室温，检测慢消化淀粉含量，慢消化淀粉含量的损失是评价淀粉耐热稳定性的指标，热损失的计算公式为=(热处理前慢消化淀粉含量一处理后慢消化淀粉含量)/热处理前慢消化淀粉含量×100%。
（9）产品耐剪切性分析——通过慢消化淀粉的糊性质来评价产品的耐剪切性，以样品干基含量6%配制淀粉乳，用V型Brabender分析仪分析样品糊化特性。程序为：从30℃升温至95℃，升温速率为3℃/min。在95℃恒温保持5min，再以3℃/min降温至50℃，保温5min。从Brabender图谱中观察峰值粘度、糊化温度、最后粘度、崩解值及回升值等。
本发明采用高温干法反应极大地提高了产品慢消化淀粉的含量。本实施例的慢消化淀粉含量为75.91%，而现有方法制备的慢消化淀粉的含量一般都小于20%。本实施例制备的慢消化淀粉呈白色；热损失为10.68%，耐热稳定性良好；Brabender曲线几乎为一条直线，取代度高、耐剪切。
实施例2：
（1）用质量浓度为20%苹果酸溶液将100g普通玉米淀粉调成质量比为3:5（苹果酸：淀粉）的淀粉乳，混匀；
（2）将步骤（1）所得的产物用浓度为9mol/L的NaOH溶液调节pH至3.0，混匀，在室温下放置16h；
（3）将步骤（2）所得的产物放入50℃鼓风干燥箱中16h，然后粉碎，过100目标准筛；
（4）将步骤（3）所得的产物放入高温反应釜中于150℃保持4h，然后取出，冷却；
（5）将步骤（4）所得的产物用蒸馏水洗涤4次，除去残留的苹果酸，使淀粉保持在pH值6～7；
（6）将步骤（5）所得的产物放入鼓风干燥箱干燥12h、粉碎和过100目标准筛得产品；
（7）测定产品的慢消化淀粉含量。根据英国生理学家Englyst的方法，可测得慢消化淀粉的质量含量为43.45%。由于反应温度高，本实施例制备的慢消化淀粉呈微黄色，热损失为23.11%，Brabender曲线的峰值粘度为260BU，耐剪切性良好。
实施例3：
（1）用质量浓度为15%苹果酸溶液将100g马铃薯淀粉调成质量比为1:5（苹果酸：淀粉）的淀粉乳，混匀；
（2）将步骤（1）所得的产物用浓度为8mol/L的NaOH溶液调节pH至2.5，混匀，在室温下放置16h；
（3）将步骤（2）所得的产物放入55℃鼓风干燥箱中12h，然后粉碎，过100目标准筛；
（4）将步骤（3）所得的产物放入高温反应釜中于130℃保持8h，然后取出，冷却；
（5）将步骤（4）所得的产物用蒸馏水洗涤4次，除去残留的苹果酸，使淀粉保持在pH值6～7；
（6）将步骤（5）所得的产物放入鼓风干燥箱干燥12h、粉碎和过100目标准筛得产品；
（7）测定产品的慢消化淀粉含量。根据英国生理学家Englyst的方法，可测得慢消化淀粉的质量含量为27.30%。本实施例制备的慢消化淀粉呈白色，热损失为29.32%，Brabender曲线的峰值粘度为450BU，耐剪切性良好。
实施例4：
（1）用质量浓度为35%苹果酸溶液将100g绿豆淀粉调成质量比为4:5（苹果酸：淀粉）的淀粉乳，混匀；
（2）将步骤（1）所得的产物用浓度为10mol/L的NaOH溶液调节pH至4.0，混匀，在室温下放置16h；
（3）将步骤（2）所得的产物放入45℃鼓风干燥箱中12h，然后粉碎，过100目标准筛；
（4）将步骤（3）所得的产物放入高温反应釜中于140℃保持4h，然后取出，冷却；
（5）将步骤（4）所得的产物用蒸馏水洗涤4次，除去残留的苹果酸，使淀粉保持在pH值6～7；
（6）将步骤（5）所得的产物放入鼓风干燥箱干燥12h、粉碎和过100目标准筛得产品；
（7）测定产品的慢消化淀粉含量。根据英国生理学家Englyst的方法，可测得慢消化淀粉的质量含量为58.04%。本实施例制备的慢消化淀粉呈白色，热损失为17.60%，Brabender曲线的峰值粘度为150BU，耐剪切性良好。
实施例5：
（1）用质量浓度为25%苹果酸溶液将100g高粱淀粉调成质量比为1:2（苹果酸：淀粉）的淀粉乳，混匀；
（2）将步骤（1）所得的产物用浓度为5mol/L的NaOH溶液调节pH至4.5，混匀，在室温下放置16h；
（3）将步骤（2）所得的产物放入45℃鼓风干燥箱中12h，然后粉碎，过100目标准筛；
（4）将步骤（3）所得的产物放入高温反应釜中于120℃保持8h，然后取出，冷却；
（5）将步骤（4）所得的产物用蒸馏水洗涤4次，除去残留的苹果酸，使淀粉保持在pH值6～7；
（6）将步骤（5）所得的产物放入鼓风干燥箱干燥12h、粉碎和过100目标准筛得产品；
（7）测定产品的慢消化淀粉含量。根据英国生理学家Englyst的方法，可测得慢消化淀粉的质量含量为33.45%。本实施例制备的慢消化淀粉呈白色，热损失为21.04%，Brabender曲线的峰值粘度为380BU，耐剪切性良好。
Claims (8)
1.一种用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）用质量浓度为15～35%的苹果酸溶液将淀粉调成苹果酸与淀粉质量比为1:5～4:5的淀粉乳，混匀；
（2）用NaOH溶液调节pH至2.5～4.5，混匀，在室温下放置8～16h；
（3）所得的产物放入45～55℃鼓风干燥箱中12～24h，粉碎，过100目标准筛；
（4）放入高温反应釜中于120～150℃保持4～8h，然后取出，冷却；
（5）用蒸馏水洗涤，除去残留的苹果酸，使淀粉保持在pH值为6～7；
（6）放入鼓风干燥箱干燥12～36h，粉碎，过筛，得产品。
2.根据权利要求1所述的用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法，其特征在于：所述淀粉为豌豆淀粉、绿豆淀粉、普通玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、高链玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉或高粱淀粉。
3.根据权利要求1所述的用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法，其特征在于：所述步骤（1）苹果酸和淀粉的质量比为2:5。
4.根据权利要求1所述的用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法，其特征在于：步骤（2）pH值为3.5。
5.根据权利要求1所述的用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法，其特征在于：步骤（4）反应温度为130℃，反应时间为6h。
6.根据权利要求1所述的用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法，其特征在于：所述NaOH溶液的浓度为5～10mol/L。
7.根据权利要求1所述的用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法，其特征在于：所述蒸馏水洗涤的次数为3～5次。
8.根据权利要求1所述的用苹果酸改性制备慢消化淀粉的方法，其特征在于：所述过筛为过100目标准筛。
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