CN107739743A - 一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,以支链较多的淀粉为原料,经过挤压膨化、超声处理、酶解、真空浓缩、气流干燥后得重结晶淀粉,以挤压膨化和超声工艺串联使淀粉颗粒彻底润涨崩解,淀粉分子充分伸展,有利于酶解过程进行,酶解后采用真空浓缩技术低温缓慢脱水,最后通过气流干燥得到固体粉末产品的慢消化淀粉含量高于80%。
Description
技术领域
本发明涉及淀粉加工技术领域,具体涉及一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法。
背景技术
淀粉是我国《特殊医学用途配方食品通则》(GB 29922-2013)中三大营养组件之一,是碳水化合物组件在食品中最主要的存在形式。淀粉价格低廉、资源丰富、易于取得,是应用广泛的绿色可再生资源。淀粉颗粒是自然界植物贮存能源的主要形式,是人类食物最主要的三大营养素之一,同时也是食品和化学工业的重要原料。长期以来,人们一度认为淀粉可以被人体完全消化吸收,随着研究的深入,研究者发现不同食品中淀粉的消化特性各不相同,影响淀粉消化特性的因素主要有淀粉来源、颗粒大小、直/支链淀粉比例、晶型(A,B或者C型)、加工工艺、与食品中其他组分的相互作用等。在各种含淀粉的加工食品中,由于上述因素的影响,使淀粉的消化率和消化速度存在很大差异。1982年,英国科学家Englyst将淀粉进行了分类,以20min内被α-淀粉酶和真菌葡萄糖淀粉酶消化的淀粉称为快消化淀粉(ready digestible starch,RDS)、20~120min内消化的为慢消化淀粉(slowydigestible Starch,SDS)。
重结晶淀粉通过淀粉颗粒内部发生重排并形成更多结晶结构,能在小肠中,在20~120 min内被混酶(胰α-淀粉酶、糖化酶与转化酶)消化,被完全消化吸收,但速度较慢。因而重结晶淀粉既能预防低血糖症或治疗餐后高血糖症,又能满足糖尿病人群的能量需要,维持餐后血糖稳态,满足糖尿病人群需求。可调节机体血糖水平,改善胰岛素的敏感性,维持胰岛素的正常功能,有利于糖尿病人的健康。开发新型功能性重结晶淀粉组件,对促进特殊医学用途食品行业发展,改变人们传统的饮食观念、解决高热量引起的高血糖、高血脂、糖尿病等非传染慢性疾病对人们健康构成的潜在威胁、增进人体健康,促进淀粉产业结构调整、实现产业升级等方面具有重大意义。
发明内容
为实现上述目的,本发明提供一种操作简单、效率高的具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特殊之处在于:
包括以下步骤:
(1)挤压膨化:将淀粉原料加入混匀器中,用盐酸溶液喷洒混匀对淀粉进行调质,使淀粉含水量为21-23%;调质后的淀粉进入双螺杆挤压机喂料口进行挤压膨化;
(2)超声处理:将挤压膨化后的物料自然冷却至60-70℃,加水调整淀粉浓度、pH值和物料温度,边搅拌边进行超声8-12min;
(3)酶解:停止超声,加入普鲁兰酶,搅拌反应,边搅拌边间隔进行超声处理,酶解到规定时间后煮沸灭酶;
(4)真空浓缩:酶解后的物料在30-50℃下进行真空浓缩,真空度保持大于0.9MPa使物料含水量降到40%以下;
(5)气流干燥:常规气流干燥至水分含量小于12%,过筛既得成品;
(6)慢消化性检测:采用Englyst法测定慢消化淀粉含量大于80%。
作为优选方案,步骤(1)中淀粉原料选用含支链淀粉较多的优质玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种。
作为优选方案,步骤(1)中双螺杆挤压机的转速为140转/min,喂料速度为15/min,挤压机Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区温度分别调整为100℃、120℃、140℃、155℃和165℃。
进一步的,步骤(1)中所用盐酸溶液浓度为0.1mol/L。
作为优选方案,步骤(2)中加水调整淀粉质量浓度为10%,pH值为6.0,物料温度为60℃。
进一步的,步骤(2)中加入的水的水温为50℃。
进一步的,步骤(2)中超声时间为10min,超声功率为500W。
作为优选方案,步骤(3)中加入普鲁兰酶之后搅拌反应1h,反应期间每隔20min超声10s,超声功率300W,酶解结束后煮沸灭酶时间15-20min。
进一步的,步骤(3)中加入普鲁兰酶的量为80U/g干淀粉。
作为优选方案,步骤(5)中气流干燥后的产品过80目筛。
本发明的有益效果是:
(1)本发明采用挤压膨化技术对淀粉剂型膨化,物料被送入挤压膨化机中,在螺杆、螺旋的推动作用下,物料向前成轴向移动。同时,由于螺旋与物料、物料与机筒以及物料内部的机械摩擦作用,物料被强烈地挤压、搅拌、剪切,其结果使物料进一步细化、均化。随着机腔内部压力的逐渐加大,温度相应的不断升高,在高温、高压、高剪切力的条件下,物料物性发生了变化,由粉状变成糊状,淀粉发生糊化、部分降解,挤压对支链淀粉的降解类似于普鲁兰酶的作用。当糊状物料由模孔喷出的瞬间,在强大压力差的作用下,水分急骤汽化,物料被膨化,形成结构疏松、多孔、酥脆的膨化产品。
(2)本发明采用超声波处理能使生物质高分子的形态结构和超微结构发生明显变化,有利于提高酶的可及度和化学反应性能。
(3)本发明利用先挤压膨化紧接着将膨化淀粉超声溶解的串联工艺使淀粉颗粒彻底润涨崩解,淀粉分子充分伸展糊化,结晶结构发生彻底变化。此工艺不但有利于下一步酶解过程中酶的可及度和化学反应性能,还能使部分淀粉分子降解,支链预脱离,提高酶解效率。
(4)酶解后采用真空浓缩进行可以在低温下对酶解后的淀粉糊进行浓缩,低温和真空环境以及水分含量的不断降低都有利于直链淀粉重新结晶,高效形成具有慢消化特性的重结晶淀粉。
附图说明
附图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解,本发明的保护范围包括但不限于以下实施例,在不偏离本申请的精神和范围的前提下任何对本发明的技术方案的细节和形式所做出的修改均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,包括以下步骤:
(1)挤压膨化:将含支链淀粉较多的优质玉米淀粉原料加入混匀器中,用0.1mol/L盐酸溶液喷洒混匀对淀粉进行调质,使淀粉含水量保持在22%左右;调整双螺杆挤压机转速为140转/分,喂料速度15/分,挤压机Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区温度分别调整为100、120、140、155和165℃,机器运行稳定后将调质后的淀粉送入双螺杆挤压机喂料口进行挤压膨化。
(2)超声处理:将挤压膨化后的物料自然冷却至60℃,加50℃温水调整淀粉质量浓度为10%、pH值为6.0、物料温度60℃,边搅拌边进行超声10min,超声功率500W。
(3)酶解:停止超声,按80U/g干淀粉加入普鲁兰酶,搅拌反应1h,反应期间每隔20min超声10s,超声功率300W,酶解结束后煮沸灭酶15min。
(4)真空浓缩:酶解后的物料在40℃下进行真空浓缩,真空度保持大于0.9MPa使物料含水量降到40%以下;
(5)气流干燥:常规气流干燥至水分含量小于12%,过80目筛既得成品;
(6)慢消化性检测:采用Englyst法测定产品中慢消化淀粉含量,经检测,本实施例可以使玉米淀粉慢消化淀粉含量提高到84%。
实施例2
一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,包括以下步骤:
(1)挤压膨化:将含支链淀粉较多的优质木薯淀粉原料加入混匀器中,用0.1mol/L盐酸溶液喷洒混匀对淀粉进行调质,使淀粉含水量保持在21%;调整双螺杆挤压机转速为140转/分,喂料速度15/分,挤压机Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区温度分别调整为100、120、140、155和165℃,机器运行稳定后将调质后的淀粉送入双螺杆挤压机喂料口进行挤压膨化。
(2)超声处理:将挤压膨化后的物料自然冷却至65℃,加50℃温水调整淀粉质量浓度为10%、pH值为6.0、物料温度60℃,边搅拌边进行超声10min,超声功率500W。
(3)酶解:停止超声,按80U/g干淀粉加入普鲁兰酶,搅拌反应1h,反应期间每隔20min超声10s,超声功率300W,酶解结束后煮沸灭酶15min。
(4)真空浓缩:酶解后的物料在45℃下进行真空浓缩,真空度保持大于0.9MPa使物料含水量降到40%以下;
(5)气流干燥:常规气流干燥至水分含量小于12%,过80目筛既得成品;
(6)慢消化性检测:采用Englyst法测定产品中慢消化淀粉含量,经检测,本实施例可以使玉米淀粉慢消化淀粉含量提高到83%。
实施例3
一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,包括以下步骤:
(1)挤压膨化:将含支链淀粉较多的优质马铃薯淀粉原料加入混匀器中,用0.1mol/L盐酸溶液喷洒混匀对淀粉进行调质,使淀粉含水量保持在23%;调整双螺杆挤压机转速为140转/分,喂料速度15/分,挤压机Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区温度分别调整为100、120、140、155和165℃,机器运行稳定后将调质后的淀粉送入双螺杆挤压机喂料口进行挤压膨化。
(2)超声处理:将挤压膨化后的物料自然冷却至70℃,加50℃温水调整淀粉质量浓度为10%、pH值为6.0、物料温度60℃,边搅拌边进行超声10min,超声功率500W。
(3)酶解:停止超声,按80U/g干淀粉加入普鲁兰酶,搅拌反应1h,反应期间每隔20min超声10s,超声功率300W,酶解结束后煮沸灭酶15min。
(4)真空浓缩:酶解后的物料在40℃下进行真空浓缩,真空度保持大于0.9MPa使物料含水量降到40%以下;
(5)气流干燥:常规气流干燥至水分含量小于12%,过80目筛既得成品;
(6)慢消化性检测:采用Englyst法测定产品中慢消化淀粉含量,经检测,本实施例可以使玉米淀粉慢消化淀粉含量提高到86%。
Claims (10)
1.一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)挤压膨化:将淀粉原料加入混匀器中,用盐酸溶液喷洒混匀对淀粉进行调质,使淀粉含水量为21-23%;调质后的淀粉进入双螺杆挤压机喂料口进行挤压膨化;
(2)超声处理:将挤压膨化后的物料自然冷却至60-70℃,加水调整淀粉浓度、pH值和物料温度,边搅拌边进行超声8-12min;
(3)酶解:停止超声,加入普鲁兰酶,搅拌反应,边搅拌边间隔进行超声处理,酶解结束后煮沸灭酶;
(4)真空浓缩:酶解后的物料在30-50℃下进行真空浓缩,真空度保持大于0.9MPa使物料含水量降到40%以下;
(5)气流干燥:常规气流干燥至水分含量小于12%,过筛既得成品;
(6)慢消化性检测:采用Englyst法测定慢消化淀粉含量大于80%。
2.根据权利要求1所述的一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特征在于:步骤(1)中淀粉原料选用含支链淀粉较多的优质玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特征在于:步骤(1)中双螺杆挤压机的转速为140转/min,喂料速度为15/min,挤压机Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区温度分别调整为100℃、120℃、140℃、155℃和165℃。
4.根据权利要求2或3所述的一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特征在于:步骤(1)中所用盐酸溶液浓度为0.1mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特征在于:步骤(2)中加水调整淀粉质量浓度为10%,pH值为6.0,物料温度为60℃。
6.根据权利要求5所述的一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特征在于:步骤(2)中加入的水的水温为50℃。
7.根据权利要求1所述的一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特征在于:步骤(2)中超声时间为10min,超声功率为500W。
8.根据权利要求1所述的一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特征在于:步骤(3)中加入普鲁兰酶之后搅拌反应1h,反应期间每隔20min超声10s,超声功率300W,反应结束后煮沸灭酶时间为不小于15min。
9.根据权利要求8所述的一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特征在于:步骤(3)中加入普鲁兰酶的量为80U/g干淀粉。
10.根据权利要求1所述的一种具有慢消化性质的重结晶淀粉制备方法,其特征在于:步骤(5)中气流干燥后的产品过80目筛。
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