CN104497319B - 一种湿热处理玉米抗性淀粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿热处理玉米抗性淀粉的制备方法；所述玉米淀粉的制备包括向玉米淀粉中加入水，使淀粉渗透充分，得结块淀粉；去除结块淀粉中多余水分，继续干燥至水分含量为设定值；平衡含水量为设定值的结块淀粉，使水分分布均一化；将平衡后的淀粉置于恒温烘箱处理后取出，冷却；向所得淀粉中加入乙醇，抽滤，干燥，研磨过筛，即可。通过本方法制得的玉米淀粉，其抗性淀粉含量高、稳定。该产品因其富含高抗性淀粉可降低胆固醇、胃溃疡、结肠炎、结肠癌的风险，是胃肠道疾病患者、糖尿病患者以及减肥人群的理想选择。该产品也可作为食品添加剂加入面包、面条、冰淇淋等需要添加淀粉的食品中。
Description
技术领域
本发明属于食品领域，具体涉及一种湿热处理玉米抗性淀粉的制备方法。
背景技术
淀粉是人类从自然界摄取的最重要的碳水化合物来源之一。目前，全世界淀粉产量约4600万吨，其中90％是玉米淀粉，其余为木薯、小麦和马铃薯淀粉。玉米淀粉又称玉蜀黍淀粉，俗名六谷粉。白色微带淡黄色的粉末。玉米淀粉是由玉米用亚硫酸浸渍后，通过破碎、过筛、沉淀、干燥、磨细等工序而制成。普通玉米淀粉中含有少量脂肪和蛋白质等，吸湿性强。然而，天然玉米淀粉由于自身物理化学性质的限制，并不能完全满足食品加工的需要。
根据Englyst等人的研究，淀粉按照其功能特性可以分成快速消化淀粉、缓慢消化淀粉、抗性淀粉。快速消化淀粉能在摄入后迅速引发血糖含量上升，不利于健康；缓慢消化淀粉比快速消化淀粉分解速率低，更耐饥，对血糖含量的波动小，利于健康；抗性淀粉不被人体消化吸收，但可在结肠中被微生物发酵利用产生天然的短链脂肪酸，可降低胆固醇、胃溃疡、结肠炎、结肠癌的风险。
湿热处理技术作为一种物理变性方法是国内外研究的热点。其在制备过程中不使用化学试剂，不存在化学残留等食品安全问题，且操作简单、生产效率高、运行成本低。湿热处理采用天然的水和热来改变淀粉理化性质，是高效的物理变性方法。经过湿热处理的改性玉米淀粉能更好地满足食品、造纸、纺织等工业的需要。湿热处理提高了玉米淀粉的热稳定性，减少玉米淀粉的老化效应；更重要地，湿热处理在不改变淀粉颗粒结构的情况下，降低快速消化淀粉含量，增加缓慢消化淀粉和抗性淀粉的含量。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷，采用普通玉米淀粉为原料，提供一种湿热处理玉米抗性淀粉的制备方法；本发明的方法可将玉米淀粉中抗性淀粉的含量显著提升至15.6％，制备出的高抗性玉米淀粉可用于制备食品包括玉米卷、面条、面包、或饼干等，其高抗性淀粉含量丰富、稳定，可降低胆固醇、胃溃疡、结肠炎、结肠癌的风险，可作为胃肠道疾病患者、糖尿病患者和减肥人群的理想食品。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明涉及一种湿热处理玉米抗性淀粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
A、向玉米淀粉中加入水，使淀粉渗透充分，得结块淀粉；
B、去除结块淀粉中多余水分，继续干燥至水分含量为设定值；所述设定值为15～40wt.％；
C、平衡含水量为设定值的结块淀粉，使水分分布均一化；
D、将平衡后的淀粉恒温处理，冷却；所述恒温处理的温度为80～140℃，时间为4～16小时；
E、向步骤D所得淀粉中加入乙醇，抽滤、干燥、研磨过筛，即得所述湿热处理玉米淀粉。
作为优选方案，湿热处理条件为：30wt％或20wt％水分含量(即设定值)、120～140℃处理温度、4～16小时处理时间。
作为优选方案，步骤A中，所述水为去离子水，所述去离子水与玉米淀粉的质量比为(1～5)∶1；所述渗透条件为1～8℃，过夜。
作为优选方案，步骤A中，所述玉米淀粉选自高直链玉米淀粉、普通玉米淀粉、蜡质玉米淀粉。
作为优选方案，步骤B中，所述去除多余水分具体为采用真空泵抽滤。
作为优选方案，步骤C中，所述平衡具体为：将结块淀粉置于1～8℃下3～14天。
作为优选方案，步骤E中，所述干燥包括室内自然干燥；所述研磨过筛孔径为0.1～0.8毫米。
第二方面，本发明还涉及一种本发明的方法制得的湿热处理玉米抗性淀粉在制作食品中的用途。
作为优选方案，所述食品包括玉米卷、面条、面包、或饼干。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明方法过程中使用天然的水和热，不使用化学试剂，无化学试剂残留，环保。其方法对淀粉结构破坏小，理化性质稳定；
(2)本发明方法步骤简单，容易实现，生产效率高、对仪器的损耗小、运行成本低。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明湿热处理玉米抗性淀粉的效果示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种湿热处理玉米抗性淀粉制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，将600mL水加入200g玉米淀粉中，于4℃静置过夜，使水渗透充分；
步骤2，用真空泵吸走淀粉中多余的水分，使淀粉的水分含量下降到大约40％质量分数；
步骤3，用干燥器调节淀粉水分含量至30％质量分数恒定；
步骤4，在4℃冰箱中平衡7天使水分分布均一化；
步骤5，将平衡后的淀粉放入旋盖瓶并置于恒温烘箱处理，处理温度140℃，处理时间16小时，取出冷却至室温；
步骤6，加入无水乙醇抽滤，干燥，研磨过筛0.4毫米孔径，制得湿热处理玉米淀粉；
实施效果：本实施例制得的淀粉的抗性淀粉含量为13.15％，而天然玉米淀粉的抗性淀粉含量为8.51％，抗性淀粉含量明显升高。
实施例2
本实施例涉及一种湿热处理玉米抗性淀粉制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，将500mL水加入100g玉米淀粉中，于1℃静置过夜，使水渗透充分；
步骤2，用真空泵吸走淀粉中多余的水分，使淀粉的水分含量下降到大约35％质量分数；
步骤3，用干燥器调节淀粉水分含量至20％质量分数恒定；
步骤4，在1℃冰箱中平衡3天使水分分布均一化；
步骤5，将平衡后的淀粉放入旋盖瓶并置于恒温烘箱处理，处理温度140℃，处理时间8小时，取出冷却至室温；
步骤6，加入无水乙醇抽滤，干燥，研磨过筛0.4毫米孔径，制得湿热处理玉米淀粉；
实施效果：本实施例制得的淀粉的抗性淀粉含量为13.97％，而天然玉米淀粉的抗性淀粉含量为8.51％，抗性淀粉含量明显升高。
实施例3
本实施例涉及一种湿热处理玉米抗性淀粉制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，将300mL水加入300g玉米淀粉中，于8℃静置过夜，使水渗透充分；
步骤2，用真空泵吸走结块淀粉中多余的水分，使淀粉的水分含量下降到大约40％质量分数；
步骤3，用干燥器调节淀粉水分含量至30％质量分数恒定；
步骤4，在8℃冰箱中平衡14天使水分分布均一化；
步骤5，将平衡后的淀粉放入旋盖瓶并置于恒温烘箱处理，处理温度120℃，处理时间4小时，取出冷却至室温；
步骤6，加入无水乙醇抽滤，干燥，研磨过筛0.4毫米孔径，制得湿热处理玉米淀粉；
实施效果：本实施制得的淀粉的抗性淀粉含量为15.60％，而天然玉米淀粉的抗性淀粉含量为8.51％，抗性淀粉含量显著升高。
实施例4
本实施例涉及一种湿热处理玉米抗性淀粉制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，将600mL水加入200g玉米淀粉中，于4℃静置过夜，使水渗透充分；
步骤2，用真空泵吸走结块淀粉中多余的水分，使淀粉的水分含量下降到大约40％质量分数；
步骤3，用干燥器调节淀粉水分含量至25％质量分数恒定；
步骤4，在8℃冰箱中平衡14天使水分分布均一化；
步骤5，将平衡后的淀粉放入旋盖瓶并置于恒温烘箱处理，处理温度100℃，处理时间16小时，取出冷却至室温；
步骤6，加入无水乙醇抽滤，干燥，研磨过筛0.4毫米孔径，制得湿热处理玉米淀粉；
实施效果：本实施制得的淀粉的抗性淀粉含量为7.94％，而天然玉米淀粉的抗性淀粉含量为8.51％。
实施例5
本实施例涉及一种湿热处理玉米抗性淀粉制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，将400mL水加入200g玉米淀粉中，于8℃静置过夜，使水渗透充分；
步骤2，用真空泵吸走淀粉中多余的水分，使淀粉的水分含量下降到大约40％质量分数；
步骤3，用干燥器调节淀粉水分含量至25％质量分数恒定；
步骤4，在4℃冰箱中平衡7天使水分分布均一化；
步骤5，将平衡后的淀粉放入旋盖瓶并置于恒温烘箱处理，处理温度140℃，处理时间16小时，取出冷却至室温；
步骤6，加入无水乙醇抽滤，干燥，研磨过筛0.4毫米孔径，制得湿热处理玉米淀粉；
实施效果：本实施例制得的淀粉的抗性淀粉含量为10.73％，而天然玉米淀粉的抗性淀粉含量为8.51％。
实施例6
本实施例涉及一种湿热处理玉米抗性淀粉制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，将600mL水加入200g玉米淀粉中，于4℃静置过夜，使水渗透充分；
步骤2，用真空泵吸走淀粉中多余的水分，使淀粉的水分含量下降到大约40％质量分数；
步骤3，用干燥器调节淀粉水分含量至25％质量分数恒定；
步骤4，在8℃冰箱中平衡10天使水分分布均一化；
步骤5，将平衡后的淀粉放入旋盖瓶并置于恒温烘箱处理，处理温度100℃，处理时间8小时，取出冷却至室温；
步骤6，加入无水乙醇抽滤，干燥，研磨过筛0.4毫米孔径，制得湿热处理玉米淀粉；
实施效果：本实施例制得的淀粉的抗性淀粉含量为11.59％，而天然玉米淀粉的抗性淀粉含量为8.51％。
将实施例1～6所得湿热处理玉米淀粉，采用淀粉消化力实验，根据Englyst法在510nm波长比色测出葡萄糖含量，最终推算出抗性淀粉的含量，结果如图1所示。由图1可知，实施例1～3所选用的湿热处理反应条件能明显提升玉米淀粉中抗性淀粉的含量。其中，实施例1所选用的湿热处理条件为30wt％水分含量、140℃处理温度和16小时处理时间，抗性淀粉含量为13.15wt％；实施例2所选用的湿热处理条件为20wt％水分含量、140℃处理温度和8小时处理时间，抗性淀粉含量为13.97wt％；实施例3所选用的湿热处理条件为30wt％水分含量、120℃处理温度和4小时处理时间，抗性淀粉含量为15.60wt％。
实施例4～6所选用的湿热处理反应条件不适宜玉米抗性淀粉的制备。其中，实施例4所选用的湿热处理条件为25wt％水分含量、100℃处理温度和16小时处理时间，抗性淀粉含量为7.94wt％；实施例5所选用的湿热处理条件为25wt％水分含量、140℃处理温度和16小时处理时间，抗性淀粉含量为10.73wt％；实施例6所选用的湿热处理条件为25wt％水分含量、100℃处理温度和8小时处理时间，抗性淀粉含量为11.59wt％。
湿热处理具有能在不破坏淀粉颗粒结构的情况下增加抗性淀粉的含量的特点，然而并非所有的湿热处理方法都能使玉米抗性淀粉提高，有些处理参数对玉米抗性淀粉的提高是无效的。例如，处理条件为25％水分含量、100℃、16小时的湿热处理对玉米抗性淀粉的提高没有任何帮助，而条件为30％水分含量、120℃、4小时的湿热处理却能显著提高玉米抗性淀粉。而且抗性淀粉的提高与参数之间并非线性相关。湿热处理的水分含量较低时，水的润滑作用下降，不利于淀粉分子的运动，对抗性淀粉的提升效果不佳；而当水分含量过高时，会造成淀粉的糊化，也不利于抗性淀粉的增加。湿热处理温度过高、时间过长则会使淀粉链出现较多的断裂，不利于抗性淀粉的升高。因而找到有效的使玉米抗性淀粉提高的参数，并不是通过有限次的实验就能获得的。本发明针对玉米淀粉的湿热处理，通过控制不同参数的改变，最终发现了有效提升玉米抗性淀粉的参数。通过实验，还意外发现普通玉米淀粉比蜡质玉米淀粉经过湿热处理后抗性淀粉含量提升更明显，这可能是由于普通玉米淀粉自身结构更紧密，更适合于制作抗性淀粉。而高直链淀粉，尽管前期的实验数据表明其抗性淀粉经处理后升高明显，但因其售价过高，不利于工业大规模生产以及产品开发。因此，本发明着重于普通玉米淀粉的抗性淀粉提升并提供有效的湿热处理参数。采用本发明提供的有效湿热处理参数，玉米抗性淀粉提升效果显著，其抗性淀粉含量高达15.60％。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (6)
1.一种湿热处理玉米抗性淀粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
A、向玉米淀粉中加入水，使淀粉渗透充分，得结块淀粉；
B、去除结块淀粉中多余水分，继续干燥至水分含量为设定值；所述设定值为15～40wt.％；
C、平衡含水量为设定值的结块淀粉，使水分分布均一化；
D、将平衡后的淀粉恒温处理，冷却，所述恒温处理的温度为80～140℃，时间为4～16小时；
E、向步骤D所得淀粉中加入乙醇，抽滤、干燥、研磨过筛，即得所述湿热处理玉米淀粉；
步骤A中，所述玉米淀粉选自高直链玉米淀粉或普通玉米淀粉；所述水为去离子水，所述去离子水与玉米淀粉的质量比为(1～5):1；所述渗透条件为1～8℃，过夜。
2.根据权利要求1所述的湿热处理玉米抗性淀粉反应条件的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述去除多余水分具体为采用真空泵抽滤。
3.根据权利要求1所述的湿热处理玉米抗性淀粉反应条件的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述平衡具体为：将结块淀粉置于1～8℃下3～14天。
4.根据权利要求1所述的湿热处理玉米抗性淀粉反应条件的制备方法，其特征在于，步骤E中，所述干燥包括室内自然干燥；所述研磨过筛所用的筛的孔径为0.1～0.8毫米。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述的方法制得的湿热处理玉米淀粉在制作食品中的用途。
6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述食品包括玉米卷、面条、面包、或饼干。
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