CN105063133A - 一种以糯米淀粉为原料的抗性淀粉制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以糯米淀粉为原料，通过利用淀粉蔗糖酶的转糖基活力对其进行支链延长修饰，从而生产3型抗性淀粉的工艺方法。本发明的内容为：先对含有蔗糖底物的淀粉溶液进行100℃加热糊化处理10分钟，然后加入淀粉蔗糖酶进行酶反应12-36h，反应结束后100℃加热煮沸使酶失活，随后置于4℃冰箱中低温保存促进淀粉回生，最后经过洗涤、干燥、粉碎得到抗性淀粉产品。本发明所制得的抗性淀粉产品，其抗性淀粉含量高于40％，具有广阔的市场前景。该方法是一种新型的、简单的、高效的、安全的3型淀粉制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种酶法支链延长修饰制备3型抗性淀粉的方法，属于淀粉的酶法改性领域。
背景技术
抗性淀粉又被称为难消化淀粉或抗酶解淀粉，是指不能在健康人体小肠中消化吸收的淀粉及其降解物。抗性淀粉被认为是膳食纤维的一种，但却具有比传统膳食纤维更为优越的生理功能和食品加工性能，因而一直是食品学家们研究的热点。根据淀粉来源和制备方法的不同，可以将抗性淀粉分为四种类型：1型抗性淀粉(物理包埋淀粉)、2型抗性淀粉(抗性淀粉颗粒)、3型抗性淀粉(回生淀粉)、4型抗性淀粉(化学改性淀粉)。其中，3型抗性淀粉是由淀粉糊化后重结晶形成的，是膳食中抗性淀粉的主要成分，因此，研究的最多，应用也最广。
压热-冷却循环法是制备3型抗性淀粉的传统方法。它通常采用高直链淀粉为原料，在适当的水分条件下对其反复进行压热-冷却循环，从而促进直链淀粉结晶析出，生成3型抗性淀粉。虽然利用压热-冷却循环法可以获得较高的抗性淀粉得率，但是这种传统制备方法对高直链淀粉原材料具有很强的依赖性。众所周知，在高直链淀粉农作物的育种中长期存在的一些问题，例如：淀粉总含量下降、水分含量增加、产量下降等，致使其播种面积非常有限、资源稀缺。据调查，目前高直链淀粉的市售价格大约是普通淀粉的10～15倍，如此昂贵的原料成本很大程度上限制了传统压热-冷却循环法制备3型抗性淀粉的工业化应用。
近年来，酶法脱支处理技术逐渐被用于3型抗性淀粉的制备。其制备原理是：首先利用脱支酶(普鲁兰酶、异淀粉酶等)对支链淀粉进行脱支处理，随后短链的直链淀粉结晶析出生成3型抗性淀粉。酶法脱支处理技术的显著缺点是：产品由短链的直链淀粉组成，因而其理化功能特性与原淀粉相差较大，不能很好的满足食品加工的需要。
淀粉蔗糖酶是一种葡聚糖蔗糖酶，隶属于糖苷水解酶13家族，它同时具有水解活力和转糖基活力。当反应体系中同时存在蔗糖底物和受体(例如：淀粉、糖原等)时，淀粉蔗糖酶能够通过转糖基反应对受体的非还原性末端进行支链延长修饰。我们的研究证实：支链淀粉经酶法支链延长修饰后，在其回生的过程中能够生成大量的3型抗性淀粉。目前，国内尚无任何关于利用淀粉蔗糖酶的转糖基活力对淀粉进行酶法改性的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种酶法支链延长修饰制备3型抗性淀粉的方法。以糯米淀粉为原料，通过利用淀粉蔗糖酶的转糖基活力对其进行支链延长修饰，从而生产3型抗性淀粉。工艺流程简便，操作简单，成本低廉，能够获得较高的抗性淀粉得率，适合工业化生产。
按照本发明提供的技术方案，一种酶法支链延长修饰制备3型抗性淀粉的方法，采用以下工艺步骤(其配方组成以g/L或mg/mL计)：
(1)糊化：取糯米淀粉5～40g、蔗糖10～80g，加入1.2LTris-HCl缓冲液(0.05mol/L，pH6.8～8.5)后，将溶液加热到100℃煮沸15分钟使淀粉充分糊化；
(2)酶反应：待溶液冷却至25～45℃，加入淀粉蔗糖酶，使其酶活为0.1～0.4U，在300rpm的搅拌速度下恒温反应12～36h，反应温度为25～45℃；
(3)回生：反应结束，将反应液加热到100℃煮沸15分钟使酶失活，冷却至室温后，将其放置于4℃冰箱中保持12-24h促进淀粉回生；
(4)脱水洗涤：取出，在6000-8000rpm下离心10-30分钟，弃上清液，沉淀用1L去离子水洗涤，重复洗涤5次；
(5)烘干过筛：将得到的沉淀放置于45-65℃烘箱中干燥12-36h，粉碎并过150-200目筛，得到抗性淀粉产品。
下面进一步描述本发明的方案：
1、淀粉蔗糖酶酶活测定方法
酶活的测定是在振荡速率为120rpm的35℃的水浴摇床中进行，反应底物为0.1mol/L的蔗糖溶液，反应时间为30分钟，反应介质为Tris-HCl缓冲液(0.05mol/L，pH7.0)。1个酶活单位(U)被定义为：在此反应条件下每分钟释放1毫摩尔(μmol)的还原糖。还原糖的测定则采用3,5-二硝基水杨酸法(DNS法)。
2、抗性淀粉含量分析
抗性淀粉含量分析采用Megazyme公司提供的抗性淀粉检测试剂盒(ResistantStarchAssayKit；CatalogueNumber:K-RSTAR)。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
本发明以糯米淀粉为原料，通过利用淀粉蔗糖酶的转糖基活力对其进行支链延长修饰，从而生产3型抗性淀粉。该方法既客服了传统压热-冷却循环法对高直链淀粉的依赖性，又避免了酶法脱支处理技术造成的产品理化功能特性的显著变化；其工艺流程简便，操作简单，成本低廉，能够获得较高的抗性淀粉得率，适合工业化生产，产品具有广阔的市场前景；是一种新型的、简单的、高效的、安全的3型淀粉制备方法。
具体实施方式
下面本发明将结合实施例作进一步描述：
实施例1：
1、取蜡质玉米淀粉10g、蔗糖30g，加入1LTris-HCl缓冲液(0.05mol/L，pH7.0)后，将溶液加热到100℃煮沸10分钟使淀粉糊化。
2、待溶液冷却至30℃，加入淀粉蔗糖酶，使其酶活为0.1U，在200rpm的搅拌速度下恒温反应36h，反应温度为30℃。
3、反应结束，将反应液加热到100℃煮沸10分钟使酶失活，冷却至室温后，将其放置于4℃冰箱中保持12h促进淀粉回生。
4、取出，在8000rpm下离心20分钟，弃上清液，沉淀用1L去离子水洗涤，重复洗涤5次后，将得到的沉淀放置于45℃烘箱中干燥24h，粉碎并过200目筛，得到抗性淀粉产品17.2g，其中抗性淀粉的含量为38.9％。
实施例2：
1、取糯米淀粉30g、蔗糖60g，加入1LTris-HCl缓冲液(0.05mol/L，pH8.0)后，将溶液加热到100℃煮沸10分钟使淀粉糊化。
2、待溶液冷却至40℃，加入淀粉蔗糖酶，使其酶活为0.3U，在200rpm的搅拌速度下恒温反应12h，反应温度为40℃。
3、反应结束，将反应液加热到100℃煮沸10分钟使酶失活，冷却至室温后，将其放置于4℃冰箱中保持12h促进淀粉回生。
4、取出，在8000rpm下离心20分钟，弃上清液，沉淀用1L去离子水洗涤，重复洗涤5次后，将得到的沉淀放置于45℃烘箱中干燥24h，粉碎并过200目筛，得到抗性淀粉产品47.2g，其中抗性淀粉的含量为45％。
实施例3：
1、糯米淀粉20g、蔗糖40g，加入1LTris-HCl缓冲液(0.05mol/L，pH7.5)后，将溶液加热到100℃煮沸10分钟使淀粉糊化。
2、待溶液冷却至35℃，加入淀粉蔗糖酶，使其酶活为0.2U，在200rpm的搅拌速度下恒温反应24h，反应温度为35℃。
3、反应结束，将反应液加热到100℃煮沸10分钟使酶失活，冷却至室温后，将其放置于4℃冰箱中保持12h促进淀粉回生。
4、取出，在8000rpm下离心20分钟，弃上清液，沉淀用1L去离子水洗涤，重复洗涤5次后，将得到的沉淀放置于45℃烘箱中干燥24h，粉碎并过200目筛，得到抗性淀粉产品31.1g，其中抗性淀粉的含量为46.8％。
Claims (7)
1.一种以糯米淀粉为原料的抗性淀粉制备方法，其特征在于：其工艺过程根据下：
(1)糊化：取糯米淀粉5～40g、蔗糖10～80g，加入1.2LTris-HCl缓冲液后，将溶液加热到100℃煮沸15分钟使淀粉充分糊化；
(2)酶反应：待溶液冷却至25～45℃，加入淀粉蔗糖酶，使其酶活为0.1～0.4U，在300rpm的搅拌速度下恒温反应12～36h，反应温度为25～45℃；
(3)回生：反应结束，将反应液加热到100℃煮沸15分钟使酶失活，冷却至室温后，将其放置于4℃冰箱中保持12-24h促进淀粉回生；
(4)脱水洗涤：取出，在6000-8000rpm下离心10-30分钟，弃上清液，沉淀用1L去离子水洗涤，重复洗涤5次；
(5)烘干过筛：将得到的沉淀放置于45-65℃烘箱中干燥12-36h，粉碎并过150-200目筛，得到抗性淀粉产品。
2.根据权利1所述的一种以糯米淀粉为原料的抗性淀粉制备方法，其特征在于所述的工艺所述的Tris-HCl缓冲液的浓度为0.05mol/L，pH为6.8～8.5。
3.根据权利1所述的一种以糯米淀粉为原料的抗性淀粉制备方法，其特征在于：糊化温度为100℃煮沸15分钟。
4.根据权利1所述的一种以糯米淀粉为原料的抗性淀粉制备方法，其特征在于：溶液冷却至25～45℃，淀粉蔗糖酶活为0.1～0.4U，反应时间12～36h，反应温度为25～45℃。
5.根据权利1所述的一种以糯米淀粉为原料的抗性淀粉制备方法，其特征在于：反应液需在100℃下煮沸15分钟使酶失活，并放置于4℃冰箱中回生12-24h。
6.根据权利1所述的一种以糯米淀粉为原料的抗性淀粉制备方法，其特征在于：反应液需在6000-8000rpm下离心10-30分钟，并用去离子水重复洗涤5次。
7.根据权利1所述的一种以糯米淀粉为原料的抗性淀粉制备方法，其特征在于：将沉淀物放置于45-65℃烘箱中干燥12-36h，粉碎并过150-200目筛，进而得到抗性淀粉产品。
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