CN109457003A - 一种高产率高粱抗性淀粉制备方法 - Google Patents

一种高产率高粱抗性淀粉制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗性淀粉生产工艺，尤其涉及一种高产率高粱抗性淀粉制备方法。本发明通过采用耐高温α‑淀粉酶联合普鲁兰酶部分水解脱支，葡萄糖苷转移酶将低聚麦芽糖转化为低聚异麦芽糖；通过加入小分子多酚，部分抑制α‑淀粉酶的活性，提高淀粉酶酶解位点的选择性，降低DP值≤10的低聚糖的生成，提高中链葡聚糖的生成，从而减少小分子量可消化糖类副产物的生成，提高抗性淀粉的生成量。

Description

一种高产率高粱抗性淀粉制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗性淀粉生产工艺，尤其涉及一种高产率高粱抗性淀粉制备方法。
背景技术
随着我国国民经济水平的不断提高，生活的日益富裕，传统的饮食结构已经发生了巨大变化，肉类蛋白类和油脂类的食物在我们日常饮食中所占的比重不断增加，导致了营养过剩、肥胖症、高血糖、高血脂等疾病在我国的迅速蔓延，并且呈现低龄化的趋势。因此适当调整饮食习惯，优化饮食结构势在必行。
抗性淀粉又称抗酶解淀粉，在小肠中不能被酶解，但在人的肠胃道结肠中可以与挥发性脂肪酸起发酵反应的一类淀粉结构。抗性淀粉所产生的热量约只有糖类的一半，可达到控制体重的目的，因此，抗性淀粉常作为减肥保健食品添加剂。此外，抗性淀粉由于加工性能良好，适用于添加到低水分含量食品中，可显著降低食品升糖指数，有效控制糖尿病情。另外，抗性淀粉不仅能够预防胆结石和脂肪肝的形成。目前，我国使得的抗性淀粉以进口产品为主，价格昂贵。我国自主研发的抗性淀粉纯度较低，应用受到限制。
高粱是我国常见的粮食作物，淀粉含量较高，可生长在干旱贫瘠及盐碱地区，具有很好的抗逆性，但因为其口感较差，在食品中应用较少，主要用于酿酒酿醋等传统产业。根据高粱淀粉的结构特点，高粱淀粉是制备抗性淀粉的优质原料，目前仅有部分专利，如中国专利CN 2015108537029，以高粱淀粉为原料结合微波法和压热-酶法制备得到的抗性淀粉含量在55%。
发明内容
为进一步降低抗性淀粉的升糖指数及提高其产率，本发明以高粱淀粉为原料，通过采用高粱小分子酚类化合物部分抑制耐高温α-淀粉酶水解联合普鲁兰酶部分脱支，采用葡萄糖苷转移酶将低聚麦芽糖副产物转化为低聚异麦芽糖，得到高产率高粱抗性淀粉。
一种高产率高粱抗性淀粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）以高粱淀粉为原料，采用高粱小分子酚类化合物部分抑制耐高温α-淀粉酶水解淀粉，联合普鲁兰酶脱支；
（2）低温老化后烘干，粉碎即得。
所述的步骤（2）低温老化前，加入葡萄糖苷转移酶将低聚麦芽糖副产物转化为低聚异麦芽糖。
所述的步骤（1）具体操作步骤：
S1将高粱淀粉加水配制成淀粉乳，80°C加热10-20min至完全糊化，加入耐高温α-淀粉酶，同时加入高粱小分子酚类化合物，调节pH至5.5-6.5，85-95 °C反应10-30 min，灭酶；
S2反应结束后，调节pH至5.0-6.0，按照6-10 U/g干淀粉的比例加入普鲁兰酶，50-60°C反应12-16h；
S3灭酶。
所述的步骤S1中水的加入量：使淀粉乳质量浓度为20%。
所述的步骤S1中高粱小分子酚类化合物的加入量为0.5-2 mg/g干淀粉。
所述的步骤S1中耐高温α-淀粉酶的加入量为3-4 U/g干淀粉。
所述的步骤S1中的高粱小分子酚类化合物的制备工艺为：
J1 取高粱种皮，避光条件下，加入80%乙醇溶液，回流提取，重复三次；
J2 合并提取液，将上清液真空浓缩，冷冻干燥；
J3 取冻干后提取物，加入适量水溶解，离心出去不溶物，将上清液超滤分离，收集分子量小于1000的组分，冻干，即得高粱小分子水溶性酚类化合物。
所述的步骤J1中高粱与乙醇溶液的g/V为1:10。
所述的步骤（2）具体操作步骤：调节ph至5.0-6.0，按照0.5-1ml/kg干淀粉的比例加入葡萄糖苷转移酶，50-60℃反应时间10-15h。
所述的步骤（3）老化条件为4°C老化20-30 h。
采用上述制备方法制备的高粱抗性淀粉。
本发明的有益效果
1、品质好、产率高
通过加入小分子多酚，部分抑制α-淀粉酶的活性，提高淀粉酶酶解位点的选择性，降低DP值≤10的低聚糖的生成，提高中链葡聚糖的生成，再通过普鲁兰酶酶解脱支生成直链淀粉，低温老化过程中中链直链淀粉更容易通过重结晶生成抗性淀粉，从而减少小分子量可还原性糖的生成，提高抗性淀粉的生成量。
使用葡萄糖苷转移酶，将淀粉酶水解后生成的低聚麦芽糖等可消化副产物转化成不可消化的低聚异麦芽糖，降低抗性淀粉制备过程中可消化性低聚糖类副产物的含量，从而进一步降低制备的抗性淀粉的升糖指数。
2、工艺简单，适合工业化
本申请采用的方法，成本低，工艺简单，易于操作，适合工业化。
具体实施方式
实施例1
一种高产率高粱抗性淀粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）将100g高粱淀粉加400g水配制成淀粉乳，加入300 U耐高温α-淀粉酶，同时加入50mg高粱小分子酚类化合物，调节ph至5.5，85°C反应30min；反应结束后，调节ph至5.0，加入普鲁兰酶600U，50°C反应16h；100°C灭酶10min。
（2）调节ph至5.0，加入葡萄糖苷转移酶0.05g，50℃反应时间15h。将反应液置于，即得到高粱抗性淀粉。
（3）4°C老化20 h后烘干，粉碎即得。
所述高粱小分子酚类化合物的制备工艺为：
取100g高粱种皮，避光条件下，加入80%乙醇溶液1L，回流提取2h，重复三次；合并提取液，将上清液在45 ℃下真空浓缩，冷冻干燥；取冻干后提取物，加入适量水溶解，离心出去不溶物，将上清液超滤分离，收集分子量小于1000的组分，冻干后收集，即得高粱小分子水溶性酚类化合物。
实施例2
一种高产率高粱抗性淀粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）将100g高粱淀粉加400g水配制成淀粉乳，加入400U耐高温α-淀粉酶，同时加入200mg高粱小分子酚类化合物，调节ph至6.5，95°C反应10min；反应结束后，调节ph至6.0，加入普鲁兰酶1000U，60°C反应12 h；100°C灭酶10min。
（2）调节ph至6.0，加入葡萄糖苷转移酶0.1g，50℃反应时间15 h。将反应液置于，即得到高粱抗性淀粉。
（3）4°C老化30 h后烘干，粉碎即得。
所述高粱小分子酚类化合物的制备工艺同实施例1。
实施例3
一种高产率高粱抗性淀粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）将100g高粱淀粉加400g水配制成淀粉乳，加入360U耐高温α-淀粉酶，同时加入100mg高粱小分子酚类化合物，调节ph至6.0，90°C反应20min；反应结束后，调节ph至5.0，加入普鲁兰酶800U，55°C反应14 h；100°C灭酶10min。
（2）调节ph至5.5，加入葡萄糖苷转移酶0.8g，55℃反应时间12 h。将反应液置于，即得到高粱抗性淀粉。
（3）4°C老化24 h后烘干，粉碎即得。
所述高粱小分子酚类化合物的制备工艺同实施例1。
实施例4
一种高粱抗性淀粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）将100g高粱淀粉加400g水配制成淀粉乳，加入360U耐高温α-淀粉酶，同时加入100mg高粱小分子酚类化合物，调节ph至6.0，90°C反应20min；反应结束后，调节ph至5.0，加入普鲁兰酶800U，55°C反应14 h；100°C灭酶10min。
（2）将反应液置于，即得到高粱抗性淀粉。
（3）4°C老化24 h后烘干，粉碎即得。
所述高粱小分子酚类化合物的制备工艺同实施例1。
对比例1
一种高粱抗性淀粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）将100g高粱淀粉加400g水配制成淀粉乳，加入360U耐高温α-淀粉酶，调节ph至6.0，90°C反应20min；反应结束后，调节ph至5.0，加入普鲁兰酶80U，55°C反应14 h；100°C灭酶10min。
（2）调节ph至5.5，加入葡萄糖苷转移酶0.8g，55℃反应时间12 h。将反应液置于，即得到高粱抗性淀粉。
（3）4°C老化24 h后烘干，粉碎即得。
对比例2
一种高产率高粱抗性淀粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）将100g高粱淀粉加400g水配制成淀粉乳，加入360U耐高温α-淀粉酶，同时加入100mg高粱小分子酚类化合物，调节ph至6.0，90°C反应20min；反应结束后100°C灭酶10min。
（2）调节ph至5.5，加入葡萄糖苷转移酶0.8g，55℃反应时间12 h。将反应液置于，即得到高粱抗性淀粉。
（3）4°C老化24 h后烘干，粉碎即得。
所述高粱小分子酚类化合物的制备工艺同实施例1。
实施效果例
将实施例1-3及对比例1-3制备的高粱抗性淀粉的性质分析如下表。
表1 实施例及对比例高粱抗性淀粉的性质
项目 产率 血糖指数
实施例1 58.23% 70.63
实施例2 63.49% 68.06
实施例3 70.01% 59.35
实施例4 66.21% 63.28
对比例1 44.45% 77.14
对比例2 46.79% 76.44

Claims (10)

1.一种高产率高粱抗性淀粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）以高粱淀粉为原料，采用高粱小分子酚类化合物部分抑制耐高温α-淀粉酶水解淀粉，联合普鲁兰酶脱支；
（2）低温老化后烘干，粉碎即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）低温老化前，加入葡萄糖苷转移酶将低聚麦芽糖副产物转化为低聚异麦芽糖。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）具体操作步骤：
S1将高粱淀粉加水配制成淀粉乳，80°C加热10-20min至完全糊化，加入耐高温α-淀粉酶，同时加入高粱小分子酚类化合物，调节pH至5.5-6.5，85-95 °C反应10-30 min；灭酶；
S2反应结束后，调节pH至5.0-6.0，按照6-10 U/g干淀粉的比例加入普鲁兰酶，50-60°C反应12-16h；
S3灭酶。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤S1中水的加入量：使淀粉乳质量浓度为20%。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤S1中高粱小分子酚类化合物的加入量为0.5-2 mg/g干淀粉。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤S1中耐高温α-淀粉酶的加入量为3-4 U/g干淀粉。
7.根据权利要求2或5所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤S1中的高粱小分子酚类化合物的制备工艺为：
J1 取高粱种皮，避光条件下，加入80%乙醇溶液，回流提取，重复三次；
J2 合并提取液，将上清液真空浓缩，冷冻干燥；
J3 取冻干后提取物，加入适量水溶解，离心出去不溶物，将上清液超滤分离，收集分子量小于1000的组分，冻干，即得高粱小分子水溶性酚类化合物。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤J1中高粱与乙醇溶液的g/V为1:10。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）具体操作步骤：调节ph至5.0-6.0，按照0.5-1ml/kg干淀粉的比例加入葡萄糖苷转移酶，50-60℃反应时间10-15h。
10.一种采用权利要求1所述的制备方法制备的高粱抗性淀粉。
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