CN106473100A - 一种慢消化淀粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种慢消化淀粉及其制备方法，属于食品加工技术领域。本发明采用物理包埋法制备慢消化淀粉，其“核”为淀粉颗粒，“壳”为海藻酸钠、结冷胶和壳聚糖复合而成。在低温下配制成油包水乳液，静电喷雾固化抽滤后，得到的固体微球为慢消化淀粉，其结构为单分散的核壳胶囊结构。制备过程一直处于低温，淀粉颗粒未经糊化，其原有的SDS含量不受影响；由于海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖具有较好的成膜性和柔韧性，能一直包覆于淀粉颗粒外层，使之不受加工环境的影响，从而将加工过程对SDS含量的影响降至最低。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体地说，涉及一种慢消化淀粉及其制备方法。
背景技术
慢消化淀粉(slowly digestible starch,SDS)，指那些在20-120min内被消化的淀粉。SDS因其在小肠中消化吸收的速度较慢、能持续缓慢释放能量、维持稳定的餐后血糖、防止出现胰岛素抵抗等特点而对人体健康有重要作用。淀粉是人类食物的主要来源，又是影响人体血糖的直接因素，所以研究制备SDS食品尤为重要，这不仅满足了糖尿病患者对食品的需求，对人类健康也有重要意义。
目前SDS的制备方法有热液处理、淀粉酶脱支处理、化学改性、复合改性等方法，这几种方法通过增加直链淀粉含量、提升结晶度等方式来延缓淀粉颗粒的消化。在上述方法中除热液处理法中的少数几种处理方式外，其他方法均对淀粉的颗粒结构和化学结构产生影响。通过上述方法制备的SDS在加工过程中受外界影响较大，例如加工温度、压力、剪切作用等，如果将其作为食品配料，经加工后SDS含量均有不同程度的降低。另一方面，大部分的天然谷物淀粉均属于理想的SDS，只不过一经加工，淀粉颗粒膨胀、破碎、糊化后其消化性能增加，从而导致SDS含量下降。如果能使淀粉在加工过程中其颗粒结构保持原有状态，那么其SDS含量将会保持不变。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明采用物理包埋法制备一种慢消化淀粉，其结构为单分散的核壳胶囊结构，“核”为淀粉颗粒，“壳”为海藻酸钠、结冷胶和壳聚糖复合而成。
本发明具体的技术方案如下：
本发明提供了一种慢消化淀粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.2～0.8％g/mL的海藻酸钠水溶液、0.01～0.05％g/mL的结冷胶水溶液、0.05～0.2％g/mL的壳聚糖冰醋酸溶液按照(3～6)：(0.5～2)：1的体积比在水浴条件下搅拌，形成海藻酸钠-结冷胶-壳聚糖混合溶液；
(2)在小于50℃水浴搅拌下，按1：(2～5)的体积比将所述步骤(1)得到的混合溶液与5～15％g/mL的淀粉浆混合得到水相；将脂溶性乳化剂溶解于食用油中，配制成0.05～0.5％g/mL的油相；
(3)按1：(2～5)的体积比将所述水相滴加至所述油相中，均质乳化，制得油包水乳液；
(4)将所述油包水乳液静电喷雾，固化分散，抽滤后得到慢消化淀粉。
其中，作为一种优选的实施方式，所述海藻酸钠-结冷胶-壳聚糖混合溶液的制备水浴温度为45～60℃。
优选的，所述步骤(1)和(2)中，所述搅拌的速度独立地为500～1000转/min，搅拌时间独立地为8～36h。
优选的，所述脂溶性乳化剂为司盘40、司盘60、司盘65和司盘80中的一种或多种任意比例的混合物。
优选的，步骤(3)中，所述均质乳化的条件为：转速大于10000转/min，时间为5～30min。
优选的，步骤(4)中，所述固化用固化剂的浓度为0.5～2％g/mL。
优选的，步骤(4)中，所述分散在小于500转/min的条件下搅拌分散10～60min。
优选的，所述抽滤后还包括：将所述抽滤后得到的的固体微球用无水乙醇洗涤。
优选的，所述抽滤或洗涤后还包括：将得到的固体微球冷冻干燥即得慢消化淀粉成品。
本发明还包括上述方法制备得到的慢消化淀粉。所述慢消化淀粉的结构为单分散的核壳胶囊结构，“核”为淀粉颗粒，“壳”为海藻酸钠、结冷胶和壳聚糖复合而成。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖形成的“壳”可有效阻拦各种酶和淀粉颗粒的接触，从而延缓淀粉的消化；
(2)由于制备过程中淀粉所处温度一直小于50℃,处于低温状态，淀粉颗粒未经糊化，其原有的SDS含量不受影响；
(3)制备出的慢消化淀粉在加工过程中，由于海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖具有较好的成膜性和柔韧性，能一直包覆于淀粉颗粒外层，使之不受加工环境的影响，从而将加工过程对SDS含量的影响降至最低。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明采用物理包埋法制备一种慢消化淀粉，其结构为单分散的核壳胶囊结构，“核”为淀粉颗粒，“壳”为海藻酸钠、结冷胶和壳聚糖复合而成。具体的制备方法包括以下步骤：
分别配置海藻酸钠水溶液、结冷胶水溶液和壳聚糖冰醋酸溶液。取一定量的海藻酸钠溶解于纯水中，配置成0.2～0.8％g/mL海藻酸钠水溶液，优选为0.4～0.6％g/mL的海藻酸钠水溶液；取一定量的结冷胶溶解于≥80℃的热水中，配置成0.01～0.05％g/mL结冷胶水溶液，优选为0.02～0.04％g/mL的结冷胶水溶液；取一定量的壳聚糖溶解于0.5～1％(v/v)的冰醋酸溶液中，配置成0.05～0.2％g/mL壳聚糖冰醋酸溶液，优选为0.1～0.15％g/mL的壳聚糖冰醋酸溶液。
将上述海藻酸钠水溶液、结冷胶水溶液和壳聚糖冰醋酸溶液按照(3～6)：(0.5～2)：1的体积比水浴搅拌，形成海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液。其中，水浴温度为45～60℃，优选为50～55℃，进一步为53℃。搅拌条件优选为磁力搅拌。搅拌速度为500～1000转/min，优选为600～9000转/min，进一步为700～800转/min。搅拌时间为8～36h，优选为12～24h，进一步为18～20h。水浴搅拌后制得海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液。
将制得的海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液与淀粉浆保温搅拌混合得到水相。配制的淀粉浆浓度为5～15％g/mL，优选在室温下进行配制。本发明对配制淀粉浆所使用的原淀粉种类没有特殊的限定，原淀粉可使用玉米淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、绿豆淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉中的任何一种。所述混合液与淀粉浆的混合体积比为1：(2～5)，优选为1：(3～4)。将所述混合液在小于50℃水浴搅拌下加入淀粉浆中，保温搅拌。搅拌速度为500～1000转/min，优选为600～9000转/min，进一步为700～800转/min。搅拌时间为8～36h，优选为12～24h，进一步为18～20h。保温搅拌后得到水相。
配制油相。本发明配制油相所使用的食用油为大豆油，但不限于此，玉米油、花生油均可。在食用油中加入脂溶性乳化剂，如司盘40、司盘60、司盘65或司盘80等，配置成0.05～0.5％g/mL的油相，进一步优选为0.2～0.4％g/mL的油相。
将所述水相缓慢的滴加至所述油相中，均质乳化，制得油包水乳液。其中水相与油相的体积比为1：(2～5)，优选为1：(3～4)。优选在高速分散均质机中进行均质，转速大于10000转/min，均质乳化的时间为5～30min，优选为10～20min，进一步为15min。均质乳化后制得油包水(W/O)乳液。
将制得的油包水乳液利用静电喷雾装置喷洒至固化剂中进行固化。本发明对固化剂没有特殊的限定，可选用市售产品，如氯化钙、乳酸钙等。固化剂的浓度为0.5～2％g/mL，进一步优选为1～1.5％g/mL。固化的同时搅拌分散。优选搅拌在小于500转/min的条件下进行分散，转速进一步优选为小于400转/min。分散10～60min，进一步为20～40min后进行抽滤，抽滤得到的固体微球得到本发明的慢消化淀粉。
进一步的，为了提高本发明慢消化淀粉的质量，优选采用无水乙醇对固体微球进行反复洗涤，去除未包埋的多余物质。
将得到的固体微球进行冷冻干燥得到本发明慢消化淀粉的成品。其中冷冻干燥采用本领域的常规方法进行，具体为在-20℃～-50℃的冷冻干燥机中对微球进行预冷冻结后，抽真空至真空度小于10Pa，升华干燥24h以上。
采用上述方法制备得到的慢消化淀粉，其结构为单分散的核壳胶囊结构，成品颗粒中淀粉含量占80～98％，颗粒粒度在10μm～200μm，较优的为50μm～100μm。海藻酸钠-结冷胶-壳聚糖形成的“壳”可有效阻拦各种酶和淀粉颗粒的接触，从而延缓淀粉的消化。制备出的慢消化淀粉含量高。
下面结合实例，详细的说明本发明的实施方法和效果，但本发明不限于以下实施例。
实施例1
(1)称取5.0g海藻酸钠溶解于1000ml的纯水，室温下置于磁力搅拌器上搅拌12h，配置成0.5％(w/v)的海藻酸钠溶液；称取0.3g结冷胶溶解于1000ml 80℃的纯水中，室温下置于磁力搅拌器上搅拌12h，配置成0.03％(w/v)的结冷胶溶液；称取1.0g壳聚糖溶解于1000ml的冰醋酸(1％，v/v)溶液中，配置成0.1％(w/v)的壳聚糖溶液。
(2)将海藻酸钠溶液、结冷胶溶液、壳聚糖溶液在50℃磁力搅拌水浴条件下，800转/min的转速下，按5：1：1的体积比例混合24h形成海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液。
(3)配置10％(w/v)马铃薯淀粉浆100ml，在50℃、800转/min磁力搅拌水浴条件下，将50ml的海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液缓慢加入淀粉浆料中，50℃下保温搅拌12h，得到淀粉/海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液，此混合溶液为水相。
(4)将0.5g的司盘-80加入500ml大豆油中，快速搅拌分散均匀，配置成油相。
(5)在高速分散均质机作用下，将100ml水相缓慢的滴加至300ml油相中，在10000转/min的转速下，搅拌乳化20min，制得油包水(W/O)乳液。
(6)将上述乳液利用静电喷雾装置喷洒至1％的氯化钙(w/v)水溶液中进行固化，固化的同时使用磁力搅拌器在500转/min的转速下不断搅拌分散；
(7)固化30min后，抽滤，用无水乙醇反复洗涤所获取的固体微球。
(8)冷冻干燥固体微球即得马铃薯慢消化淀粉成品。
实施例2
(1)称取2.0g海藻酸钠溶解于1000ml的纯水，室温下置于磁力搅拌器上搅拌12h，配置成0.2％(w/v)的海藻酸钠溶液；称取0.1g结冷胶溶解于1000ml 85℃的纯水中，室温下置于磁力搅拌器上搅拌12h，配置成0.01％(w/v)的结冷胶溶液；称取0.5g壳聚糖溶解于1000ml的冰醋酸(0.7％，v/v)溶液中，配置成0.05％(w/v)的壳聚糖溶液。
(2)将海藻酸钠溶液、结冷胶溶液、壳聚糖溶液在60℃磁力搅拌水浴条件下，500转/min的转速下，按3：2：1的体积比例混合12h形成海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液。
(3)配制15％(w/v)玉米淀粉浆100ml，在40℃、500转/min磁力搅拌水浴条件下，将50ml的海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液缓慢加入淀粉浆料中，40℃下保温搅拌30h，得到淀粉/海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液，此混合溶液为水相。
(4)将2g的司盘-60加入500ml玉米油中，快速搅拌分散均匀，配置成油相。
(5)在高速分散均质机作用下，将100ml水相缓慢的滴加至500ml油相中，在10000转/min的转速下，搅拌乳化30min，制得油包水(W/O)乳液。
(6)将上述乳液利用静电喷雾装置喷洒至2％的氯化钙(w/v)水溶液中进行固化，固化的同时使用磁力搅拌器在500转/min的转速下不断搅拌分散；
(7)固化并分散60min后，抽滤，用无水乙醇反复洗涤所获取的固体微球。
(8)冷冻干燥固体微球即得玉米慢消化淀粉成品。
实施例3
(1)称取8.0g海藻酸钠溶解于1000ml的纯水，室温下置于磁力搅拌器上搅拌12h，配置成0.8％(w/v)的海藻酸钠溶液；称取0.5g结冷胶溶解于1000ml 88℃的纯水中，室温下置于磁力搅拌器上搅拌12h，配置成0.05％(w/v)的结冷胶溶液；称取2.0g壳聚糖溶解于1000ml的冰醋酸(0.5％，v/v)溶液中，配置成0.2％(w/v)的壳聚糖溶液。
(2)将海藻酸钠溶液、结冷胶溶液、壳聚糖溶液在45℃磁力搅拌水浴条件下，1000转/min的转速下，按6：0.5：1的体积比例混合36h形成海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液。
(3)配置5％(w/v)小麦淀粉浆100ml，在45℃、1000转/min磁力搅拌水浴条件下，将50ml的海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液缓慢加入淀粉浆料中，50℃下保温搅拌24h，得到淀粉/海藻酸钠/结冷胶/壳聚糖混合溶液，此混合溶液为水相。
(4)将0.25g的司盘-40加入500ml大豆油中，快速搅拌分散均匀，配置成油相。
(5)在高速分散均质机作用下，将100ml水相缓慢的滴加至200ml油相中，在12000转/min的转速下，搅拌乳化10min，制得油包水(W/O)乳液。
(6)将上述乳液利用静电喷雾装置喷洒至0.5％的氯化钙(w/v)水溶液中进行固化，固化的同时使用磁力搅拌器在400转/min的转速下不断搅拌分散；
(7)固化并分散20min后，抽滤，用无水乙醇反复洗涤所获取的固体微球。
(8)冷冻干燥固体微球即得小麦慢消化淀粉成品。
上述案例中制备的慢消化淀粉采用以下方法测定SDS含量：
(1)原淀粉及慢消化淀粉SDS含量检测
按GB/T 20378-2006《原淀粉淀粉含量的测定旋光法》测样品中淀粉的总含量，记为A。
将1g干燥样品在10ml 5％混酶(胰淀粉酶：葡萄糖淀粉酶：转化酶＝40：10：3)存在下，于pH5.2和37℃分别作用20、120min后,用比色法测定所得淀粉含量的差值,即在20～120min内被酶消化的淀粉量。
具体计算公式如下：SDS/％＝(G120-G20)×0.9×100/A
式中：G-样品酶解不同时间后，比色法测得淀粉的含量(mg)。
(2)蒸煮加工对慢消化淀粉SDS含量的影响。
将1g干燥样品加水配置成10％(w/v)溶液，在≥90℃下水浴30min，之后降温至室温，向其中加入10ml 5％混酶混合均匀，其余处理方法及计算方式同方法(1)。
经检测，SDS含量如下表所示：
由上表可以看出，本发明的方法制备得到的慢消化淀粉含量高，且受加工过程的影响很小。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种慢消化淀粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将0.2～0.8％g/mL的海藻酸钠水溶液、0.01～0.05％g/mL的结冷胶水溶液、0.05～0.2％g/mL的壳聚糖冰醋酸溶液按照(3～6)：(0.5～2)：1的体积比在水浴条件下搅拌，形成海藻酸钠-结冷胶-壳聚糖混合溶液；
(2)在小于50℃水浴搅拌下，按1：(2～5)的体积比将所述步骤(1)得到的混合溶液与5～15％g/mL的淀粉浆混合得到水相；将脂溶性乳化剂溶解于食用油中，配制成0.05～0.5％g/mL的油相；
(3)按1：(2～5)的体积比将所述水相滴加至所述油相中，均质乳化，制得油包水乳液；
(4)将所述油包水乳液静电喷雾，固化分散，抽滤后得到慢消化淀粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中水浴的温度为45～60℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)和(2)中，所述搅拌的速度独立地为500～1000转/min，搅拌时间独立地为8～36h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脂溶性乳化剂为司盘40、司盘60、司盘65和司盘80中的一种或多种任意比例的混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述均质乳化的条件为：转速大于10000转/min，时间为5～30min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述固化用固化剂的浓度为0.5～2％g/mL。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述分散具体为：在小于500转/min的条件下搅拌分散10～60min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抽滤后还包括：将所述抽滤后得到的的固体微球用无水乙醇洗涤。
9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述抽滤或洗涤后还包括：将得到的固体微球冷冻干燥。
10.根据权利要求1～9任意一项所述方法制备得到的慢消化淀粉，其特征在于，所述慢消化淀粉的结构为单分散的核壳胶囊结构，“核”为淀粉颗粒，“壳”为海藻酸钠、结冷胶和壳聚糖复合而成。
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