CN109182417B

CN109182417B - 一种还原性抗性糊精的制备方法

Info

Publication number: CN109182417B
Application number: CN201811089141.XA
Authority: CN
Inventors: 邵先豹; 窦光朋; 杜倩; 石波; 臧红霞
Original assignee: Shandong Bailong Chuangyuan Bio Tech Co Ltd
Current assignee: Shandong Bailong Chuangyuan Bio Tech Co Ltd
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2022-06-17
Anticipated expiration: 2038-09-18
Also published as: CN109182417A

Abstract

本发明涉及一种还原性抗性糊精的制备方法，步骤如下：(1)向淀粉中加水调节成淀粉乳，(2)将淀粉乳调节pH，添加耐高温α‑淀粉酶，反应得液化液；(3)将液化液调节pH，添加真菌α‑淀粉酶和普鲁兰酶，反应后浓缩得混合液；(4)向混合液中加入磷酸，高温、负压条件下反应后得到抗性糊精粗液；(5)将抗性糊精粗液调节pH，并添加催化剂雷尼镍，反应后得反应液；(6)将反应液经脱色、过滤、离子交换、浓缩、干燥后得到还原性抗性糊精。本发明制备的还原性抗性糊精几乎不含有葡萄糖、麦芽糖、三糖等小分子糖，水分活度值更低，保湿性能和抑菌性能更好，有利于提高食品的保质期和延长食品货架期。

Description

一种还原性抗性糊精的制备方法

技术领域：

本发明涉及一种还原性抗性糊精的制备方法，属于食品添加剂技术领域。

背景技术：

近年来由于营养过剩或不平衡所造成的肥胖、糖尿病、冠心病等所谓的“文明病”的发病率呈逐年增高趋势。这些疾病的发生往往与食物中膳食纤维的摄入量不足有关。因此，膳食纤维在食物营养上和临床医学上的重要作用受到了越来越多的关注。被列入影响人体健康所必需的“第七大营养素”。膳食纤维是人类饮食中一种不可缺少的营养成份，具有改善人体肠道菌群，改善血糖和脂肪代谢，降低血清胆固醇，促进矿物质吸收等生理功能。然而，当今人们的饮食习惯，使得膳食纤维的摄入量逐年减少，特别是近年来由于逐渐追求美味、精加工的食品，从而更加速了这一倾向的发展。因此，在加工食品中添加一定量的膳食纤维变得非常必要。

市场上，存在多种可溶性和不可溶性膳食纤维。不溶性膳食纤维由于口感粗涩且不光滑，所以，很难使加工食品变得美味；而高分子水溶性膳食纤维，由于其粘度高、凝胶性大，在食品加工上也不能得到良好的应用。近年来出现的低粘度水溶性膳食纤维，使膳食纤维这种营养素可很好地应用于食品加工中，在低粘度水溶性膳食纤维中，抗性糊精是最具代表性的产品。

抗性糊精是一种低热量的葡聚糖，含有抗人体消化酶，如淀粉酶、葡萄糖淀粉酶等作用的难消化成分，在消化道中不会被消化吸收，可直接进入大肠。因此，它可以作为膳食纤维发挥各种生理功能。

传统的抗性糊精生产方法，通常是以淀粉为原料，经高温酸解后，得到焦糊精，再加入酶制剂对焦糊精进一步分解，最终经过精制得到抗性糊精产品。中国专利文献CN106318991A公开了一种具有水分活度低的抗性糊精及其制备方法，所述抗性糊精的制备方法，包括如下步骤：(1)向淀粉原料中加入酸，高温真空糊精化反应，然后加入去离子水，酸解，制得酸解液，然后按比例加入酶制剂反应，制得反应液；(2)将反应液经活性炭脱色，板框过滤，大孔离子交换树脂脱盐，然后进行色谱分离提纯，常规浓缩得到抗性糊精浓缩液，再经干燥，制得抗性糊精。本发明通过有效地控制酸解的温度和时间，并对加入的α-淀粉酶和转苷酶的比例优化调整最终制得低水分活度抗性糊精。此类方法得到的抗性糊精中，仍然含有一定量的葡萄糖、麦芽糖及三糖等小分子，而这些小分子对血糖和脂质代谢有一定的负面影响，不适合严格控糖人群的使用。

中国专利文献CN104561191A提供了一种抗性糊精的制备方法，包括如下步骤：(1)向淀粉原料中加入水调浆浓度，制得淀粉浆；(2)向淀粉浆中加入耐高温α-淀粉酶，经液化后，制得液化液；(3)将液化液浓缩后，得浓缩液A；向步骤(2)制得的液化液中加入β-淀粉酶和普鲁兰酶，反应后浓缩，得浓缩液B；(4)将浓缩液A与浓缩液B混合，加入有机酸，反应后，制得反应液；(5)将反应液，经脱色、过滤、离交、浓缩和干燥后，制得抗性糊精。本发明的制备方法反应条件温和，副反应少，通过加入α-葡萄糖苷转移酶将未反应的葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖等完全转化成低聚异麦芽糖，制成含有低聚异麦芽糖的抗性糊精，另一方面减少了去除葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖的精制过程，降低了生产成本。但是该发明制备的抗性糊精水活度较高，不利于食品的储存，货架期较短。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种还原性抗性糊精的制备方法，本发明制备的还原性抗性糊精，除具有普通抗性糊精的耐酸、耐热、抗消化特性外，还几乎不含有葡萄糖、麦芽糖等小分子糖类，热量更低，更适合严格控糖人群和减肥人群使用，而且该还原性抗性糊精水分活度更低，应用于食品中，更加有益于食品储存，同时提高食品的保湿性能。

术语说明：

DE值：葡萄糖当量(Dextrose Equivalent)，糖化液中还原性糖全部当作葡萄糖计算，占干物质的质量百分比。

本发明技术方案如下：

一种还原性抗性糊精的制备方法，步骤如下：

(1)向淀粉中加水调节成淀粉乳，所述淀粉乳中干淀粉的质量分数为15～25％；

(2)将步骤(1)中的淀粉乳调节pH至5.8-6.2，添加耐高温α-淀粉酶，反应得液化液，所述液化液的DE值为7～12％；

(3)将步骤(2)制得的液化液调节pH至5.0-5.5，添加真菌α-淀粉酶和普鲁兰酶，反应后浓缩得混合液，所述混合液中固形物的质量分数为55～65％；

(4)向步骤(3)制得的混合液中加入磷酸，在-0.07～-0.1MPa的条件下，120-140℃反应30～180min，得到抗性糊精粗液；

(5)将步骤(4)制得的抗性糊精粗液调节pH至7.0～9.0，并添加催化剂雷尼镍，在5.0-8.0MPa的压力下，130～150℃反应1-3.5h，得反应液；

(6)将步骤(5)制得的反应液，经脱色、过滤、离子交换、浓缩、干燥后得到还原性抗性糊精。

根据本发明优选的，步骤(1)中所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉和大米淀粉中的一种。

根据本发明优选的，步骤(1)中所述水为自来水。

根据本发明优选的，步骤(2)中所述调节pH选用质量分数为10％～20％的稀盐酸。

根据本发明优选的，步骤(2)中所述耐高温α-淀粉酶的添加量为1.5-2.0×10⁷U/吨干淀粉。

根据本发明优选的，步骤(2)中所述反应为90～102℃保温反应10～30min。

根据本发明优选的，步骤(3)中所述调节pH选用质量分数为10％～20％的稀盐酸。

根据本发明优选的，步骤(3)中所述真菌α-淀粉酶的添加量为1.0-1.8×10⁷U/吨干淀粉，所述普鲁兰酶的添加量为1.2-2.0×10⁷U/吨干淀粉。

根据本发明优选的，步骤(3)中所述反应为50～55℃保温反应30～48h。所述浓缩可采用本领域常规技术手段。

根据本发明优选的，步骤(4)中所述磷酸为液体，质量分数为99％，其加量为干淀粉质量的0.2-2.0％。

根据本发明优选的，步骤(5)中所述调节pH选用质量分数为2-5％的氢氧化钠溶液。

根据本发明优选的，步骤(5)中所述催化剂雷尼镍的添加量为干淀粉质量的0.5-5％。

所述步骤(6)中，脱色、过滤、离子交换、浓缩、干燥均可采用本领域惯用技术手段。

本发明中，所述耐高温α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶和普鲁兰酶均为市购产品，酶活分别为：耐高温α-淀粉酶酶活30000-50000U/mL，真菌α-淀粉酶酶活10000-30000U/mL，普鲁兰酶酶活500-2000U/mL。

本发明的技术特点及有益效果：

1、本发明以淀粉为原料，经高温α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶与普鲁兰酶的作用后，淀粉中易消化的糖苷键被水解，分解成小分子多糖及单糖，再在酸性、高温、负压条件下，小分子多糖及单糖经过一系列反应，包括还原性葡萄糖端基分子内脱水或者被解离的葡萄糖残基与任意羟基结合，形成比原料淀粉更复杂的分支结构，即为抗性糊精，其含有抗人体消化酶作用的难消化成分，在消化道中不会被消化吸收；而剩余的未参与反应的小分子多糖及单糖继而被催化剂雷尼镍加氢还原成糖醇，由此制得还原性抗性糊精。

2、抗性糊精可延缓和抑制小肠对糖类的消化吸收，并改善末梢组织对胰岛素的感受性，降低对胰岛素的需求，本发明制备的还原性抗性糊精，与普通抗性糊精相比，几乎不含有葡萄糖、麦芽糖、三糖等小分子糖，所以本发明的还原性抗性糊精热值更低，零致龋齿，口感更佳，因自身含有的小分子糖含量极低，所以食用后可使人体血糖指数和胰岛素指数更低，适合严格控糖人群。

3、本发明制备的还原性抗性糊精，与普通抗性糊精相比，水分活度值更低，保湿性能和抑菌性能更好，有利于提高食品的保质期和延长食品货架期。

附图说明

图1为利用不同抗性糊精制作的蛋糕的外观照片；

其中，A为对比例抗性糊精蛋糕，B为实施例1还原性抗性糊精蛋糕，C为实施例2还原性抗性糊精蛋糕，D为实施例3还原性抗性糊精蛋糕；

图2为利用不同抗性糊精制作的蛋糕的失水率折线图；

图3为利用不同抗性糊精制作的蛋糕的霉变时间柱状图；

其中，A蛋糕为对比例抗性糊精蛋糕，B蛋糕为实施例1还原性抗性糊精蛋糕，C蛋糕为实施例2还原性抗性糊精蛋糕，D蛋糕为实施例3还原性抗性糊精蛋糕。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但并不仅限于此。

高温α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶、普鲁兰酶均购自山东隆科特酶制剂有限公司，酶活分别为40000U/mL、20000U/mL、1000U/mL。

催化剂雷尼镍购自寿光诺倍得新材料科技有限公司。

若无特殊说明，本发明涉及试剂及药品均为普通市售产品。

实施例中未详细说明的实验操作均可采用本领域惯用技术手段。

实施例1：

一种还原性抗性糊精的制备方法，步骤如下：

(1)以玉米淀粉为原料，加自来水调节成干淀粉质量分数为17％的淀粉乳；

(2)将步骤(1)中淀粉乳用质量分数为15％的稀盐酸调节pH至6.0，添加耐高温α-淀粉酶，添加量为1.8×10⁷U/吨干淀粉，升温100℃，保温反应20min，得到DE值为8.51％的液化液；

(3)将步骤(2)制得的液化液用质量分数为15％的稀盐酸调节pH至5.1，添加真菌α-淀粉酶和普鲁兰酶，真菌α-淀粉酶的添加量为1.3×10⁷U/吨干淀粉，普鲁兰酶的添加量为1.5×10⁷U/吨干淀粉，52℃保温反应36h，并浓缩为固形物的质量分数为60％的混合液；

(4)向步骤(3)制得的混合液中加入质量分数为99％的液体磷酸，液体磷酸的加量为干淀粉质量的0.5％，在-0.08MPa的条件下，130℃反应50min，得到抗性糊精粗液；

(5)向步骤(4)制得的抗性糊精粗液中加入质量分数为5％氢氧化钠溶液，调节pH至8.5，并添加催化剂雷尼镍，催化剂雷尼镍的添加量为干淀粉质量的1％，在6.0MPa的压力下，140℃反应1h，得反应液；

实施例2：

一种还原性抗性糊精的制备方法，步骤如下：

(1)以马铃薯淀粉为原料，加自来水调节成干淀粉质量分数为20％的淀粉乳；

(2)将步骤(1)中的淀粉乳用质量分数为15％的稀盐酸调节pH至5.8，添加耐高温α-淀粉酶，添加量为1.5×10⁷U/吨干淀粉，升温92℃，保温反应25min，得到DE值为9.2％的液化液；

(3)将步骤(2)制得的液化液用质量分数为15％的稀盐酸调节pH至5.3，添加真菌α-淀粉酶和普鲁兰酶，真菌α-淀粉酶的添加量为1.5×10⁷U/吨干淀粉，普鲁兰酶的添加量为1.2×10⁷U/吨干淀粉，53℃保温反应40h，并浓缩为固形物的质量分数为58％的混合液；

(4)向步骤(3)制得的混合液中加入质量分数为99％的液体磷酸，液体磷酸的加量为干淀粉质量的1.0％，在-0.09MPa的条件下，120℃反应100min，得到抗性糊精粗液；

(5)向步骤(4)制得的抗性糊精粗液中加入质量分数为4％氢氧化钠溶液，调节pH至7.1，并添加催化剂雷尼镍，催化剂雷尼镍的添加量为干淀粉质量的2％，在7.0MPa的压力下，140℃反应2h，得反应液；

实施例3：

一种还原性抗性糊精的制备方法，步骤如下：

(1)以小麦淀粉为原料，加自来水调节成干淀粉质量分数为23％的淀粉乳；

(2)将步骤(1)中的淀粉乳用质量分数为15％的稀盐酸调节pH至6.2，添加耐高温α-淀粉酶，添加量为2.0×10⁷U/吨干淀粉，升温95℃，保温反应18min，得到DE值为10.8％的液化液；

(3)将步骤(2)制得的液化液用质量分数为15％的稀盐酸调节pH至5.5，添加真菌α-淀粉酶和普鲁兰酶，真菌α-淀粉酶的添加量为1.8×10⁷U/吨干淀粉，普鲁兰酶的添加量为1.8×10⁷U/吨干淀粉，54℃保温反应42h，并浓缩为固形物的质量分数为63％的混合液；

(4)向步骤(3)制得的混合液中加入质量分数为99％的液体磷酸，液体磷酸的加量为干淀粉质量的1.5％，在-0.1MPa的条件下，135℃反应40min，得到抗性糊精粗液；

(5)向步骤(4)制得的抗性糊精粗液中加入质量分数为3％氢氧化钠溶液，调节pH至8.9，并添加催化剂雷尼镍，催化剂雷尼镍的添加量为干淀粉质量的4％，在8.0MPa的压力下，140℃反应3h，得反应液；

对比例

采用中国专利文献CN104561191A说明书中实施例1公开的制备方法制备得到抗性糊精。

实验例1

对实施例1～3制备得到的还原性抗性糊精和对比例制备的抗性糊精进行水分活度、小分子糖(三糖及以下小分子糖)含量、膳食纤维含量的检测；

其中，水分活度的检测方法为：采用Aqualab水分活性检测仪进行检测，将制备得到的抗性糊精直接加入到水分活性检测仪样品杯中，将样品杯放入槽室(为保证测试正常运作，放入前去掉样品杯盖)，关上槽盖，把手杆移到读数状态，槽室密闭，开始读数，大约5分钟后，水分活度值会显示在LCD屏上。

小分子糖含量的检测方法为：采用高效液相色谱仪检测，色谱柱为钙型离子柱，柱温85℃，检测器温度40℃，流动相为超纯水，流速0.5mL/min。

膳食纤维含量的检测方法为：依照GB/T 22224-2008《食品中膳食纤维的测定酶重量法和酶重量法-液相色谱法》中第二法酶重量法-液相色谱法进行检测。

检测结果如表1所示：

表1.抗性糊精中水分活度、小分子糖含量及膳食纤维含量

检测值	水分活度	小分子糖含量	膳食纤维含量
				对比例	0.891	13.23％	86.38％
实施例1	0.848	9.46％	86.53％
				实施例2	0.846	5.21％	86.56％
实施例3	0.842	1.56％	86.79％

从以上结果可以看出，四种抗性糊精中膳食纤维的含量均大于85％，实施例1～3制备的还原性抗性糊精水分活度低于对比例制备的抗性糊精，实施例1～3制备的还原性抗性糊精的三糖及以下小分子糖的含量均小于10％，远低于对比例制备的抗性糊精。

实验例2：

将实施1～3制备的还原性抗性糊精和对比例制备的抗性糊精，分别应用于蛋糕烘焙中，具体操作方式如下：

a、称取四份鸡蛋白，每份鸡蛋白为53.4g，向四份鸡蛋白中对应加入上述四种不同的抗性糊精，加入量为41.6g，使用电动打蛋器搅拌5分钟，使蛋白打发，形成塑形性好的蛋白泡沫；

b、称量目数为200目的低筋面粉41.6g、鸡蛋黄30g、色拉油6.7g、纯牛奶25.2g，各四份，拌成均匀的面糊；

c、将步骤a所述的四份蛋白泡沫与步骤b所述的四份面糊分别混合，并搅拌均匀，倒入蛋糕模中；轻轻磕打将气泡排出；

d、将步骤c所述蛋糕模放入电烤箱中，设置上火温度145℃，下火温度165℃，烘烤25min，出炉得到对比例抗性糊精蛋糕，实施例1还原性抗性糊精蛋糕，实施例2还原性抗性糊精蛋糕，实施例3还原性抗性糊精蛋糕。

四种蛋糕的表观照片如图1所示，对比例抗性糊精蛋糕(A)表面有较多的褶皱，实施例1还原性抗性糊精蛋糕(B)，实施例2还原性抗性糊精蛋糕(C)，实施例3还原性抗性糊精蛋糕(D)表面光滑，与对比例抗性糊精蛋糕(A)相比，更不易形成褶皱。

将上述四种蛋糕烘烤完成后称重，并置于20℃、湿度50％条件下储存，然后每隔24小时称重一次，失水率的计算公式为：

上述四种蛋糕的失水率，计算结果如图2所示，实施例1还原性抗性糊精B蛋糕，实施例2还原性抗性糊精C蛋糕和实施例3还原性抗性糊精D蛋糕，与对比例抗性糊精A蛋糕相比，失水率更低，表明实施例1～3制备的还原性抗性糊精能够更好的保持蛋糕内水分，将该还原性抗性糊精应用在食品中，能够有效提高食品的保湿性能。

在无包装、20℃、环境湿度50-60％的条件下，观察上述四种蛋糕的霉变时间，结果如图3所示，实施例1还原性抗性糊精蛋糕(B蛋糕，霉变时间132h)，实施例2还原性抗性糊精蛋糕(C蛋糕，霉变时间136h)和实施例3还原性抗性糊精蛋糕(D蛋糕，霉变时间144h)均比对比例抗性糊精蛋糕(A蛋糕，霉变时间120h)的霉变时间长，表明实施例1～3制备的还原性抗性糊精有更好的抑菌作用，应用在食品中，可以延长食品货架期。

Claims

1.一种还原性抗性糊精的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(3)将步骤(2)制得的液化液调节pH至5.0-5.5，添加真菌α-淀粉酶和普鲁兰酶，50～55℃保温反应30～48h，反应后浓缩得混合液，所述混合液中固形物的质量分数为55～65％；所述真菌α-淀粉酶的添加量为1.0-1.8×10⁷U/吨干淀粉，所述普鲁兰酶的添加量为1.2-2.0×10⁷U/吨干淀粉；

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉和大米淀粉中的一种；所述水为自来水。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述调节pH选用质量分数为10％～20％的稀盐酸。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述耐高温α-淀粉酶的添加量为1.5-2.0×10⁷U/吨干淀粉。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述反应为90～102℃保温反应10～30min。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述调节pH选用质量分数为10％～20％的稀盐酸。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述磷酸为液体，质量分数为99％，其加量为干淀粉质量的0.2-2.0％。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述调节pH选用质量分数为2-5％的氢氧化钠溶液；

所述催化剂雷尼镍的添加量为干淀粉质量的0.5-5％。