CN110128556B - 一种从山药中提取制备抗性淀粉的方法及制得的抗性淀粉 - Google Patents

一种从山药中提取制备抗性淀粉的方法及制得的抗性淀粉 Download PDF

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Abstract

本发明属于农产品加工技术领域，尤其涉及一种从山药中提取制备抗性淀粉的方法及制得的抗性淀粉。从山药中提取制备抗性淀粉的方法，先提取山药中的淀粉，将提取的山药淀粉在低于0℃的温度下与脂类化合物混合搅拌，再对搅拌后产物除去其中的快速消化淀粉和慢速消化淀粉组分即得抗性淀粉。本发明方法操作简单，在提取山药淀粉的步骤中，采用常温方式提取，温和高效，不会过度破坏山药淀粉的形态，同时从山药淀粉中获取抗性淀粉时，创造性地利用两阶段低温使得脂类物质与RDS和SDS淀粉，尤其是RDS淀粉发生反应转化并具有抗性淀粉的特质，从而提高抗性淀粉的制备量。

Description

一种从山药中提取制备抗性淀粉的方法及制得的抗性淀粉
技术领域
本发明属于农产品加工技术领域，尤其涉及一种从山药中提取制备抗性淀粉的方法及制得的抗性淀粉。
背景技术
怀山药是河南省特色农产品资源和传统的药食同源食物之一，对怀山药进行精深加工就具有较高的现实意义和经济需求。
抗性淀粉是指在小肠中不能被消化吸收，但2h后可到达结肠并被结肠中的微生物菌群发酵，继而发挥有益生理作用的淀粉。因此，抗性淀粉被看作是具有膳食纤维特性的淀粉。对于怀山药而言，其淀粉含量高达75%以上，对怀山药淀粉进行测定发现其组成约为快速消化淀粉（RDS）为14.36wt%，慢速消化淀粉（SDS）为38.97 wt%以及抗性淀粉（RS）为46.67wt%。因此怀山药淀粉具有很高的营养价值，同时怀山药淀粉本身不同于其他农产品的淀粉，其具有怀山药特有的风味，可被广泛用于饮料、冷饮和速溶产品中形成独特的山药风味产品。
虽然现有技术中提取山药淀粉以及从山药淀粉中分离提取抗性淀粉的方法很多，但是都存在弊端，即只能提取山药中本身就存在的抗性淀粉，并无法在提取过程中使得抗性淀粉的提取量得到提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种从山药中提取制备抗性淀粉的方法及制得的抗性淀粉，本发明方法操作简单，对提取的山药淀粉进行再次加工反应，进而使得山药淀粉中的RDS和SDS淀粉，尤其是RDS淀粉进行反应转化并具有抗性淀粉的特质，并最终从山药淀粉中分离出抗性淀粉。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种从山药中提取制备抗性淀粉的方法，先提取山药中的淀粉，将提取的山药淀粉在低于0℃的温度下与脂类化合物混合搅拌，再对搅拌后产物除去其中的快速消化淀粉和慢速消化淀粉组分即得抗性淀粉。
具体的，所述山药淀粉的提取步骤如下：
将山药剥皮后粉碎，然后按照1：3-8的质量体积比与pH值不高于9的碱液混合，并在室温下浸泡1-5h后过滤，取滤液并沉降3-4h后，弃沉降后的上清液并取沉降物并用蒸馏水洗涤数次至洗涤后液体澄清，然后将洗涤后的沉降物干燥至含水量7-9wt%，即得所述山药淀粉。
优选的，所述除去快速消化淀粉和慢速消化淀粉的步骤如下：
将山药淀粉与醋酸钠缓冲液混匀，然后加入猪胰α-淀粉酶和糖化酶，常温水浴下振荡后离心，去除上清液后再干燥即得所述抗性淀粉。
具体的，所述低于0℃的温度包括初始反应温度和温度低于初始反应温度的再次反应温度。
优选的，所述初始反应温度为低于0℃且不低于-18℃。
优选的，所述再次反应温度为低于-18℃不低于-45℃。
具体的，所述山药淀粉与脂类化合物在初始反应温度下搅拌反应10-20min，在再次反应温度下搅拌反应5-10min。
优选的，所述山药淀粉与脂类化合物的质量比为10-40：1。
优选的，所述的脂类化合物为卵磷脂。
上述从山药中提取制备抗性淀粉的方法所制得的抗性淀粉。
本发明所述方法与现有技术的区别旨在利用反应过程来对山药淀粉中的抗性淀粉组分含量进行提高，并最终分离出抗性淀粉组分，具体的：
申请人发现由于低温作用，使得山药淀粉冷冻后淀粉颗粒破碎，支链淀粉游离出，使直链淀粉分子与周围的直链淀粉分子、支链淀粉分子末端以及支链淀粉分子与支链淀粉分子末端相互缠绕形成双螺旋空腔结构，而加入的脂类化合物分子进入淀粉链的螺旋空腔结构内，形成稳定的脂类-淀粉复合物。
同时申请人还发现将脂类-淀粉复合物置于更低的温度进一步反应，会产生明显的结构收缩，使得结构更加稳定，而且该复合物具有明显的抗性淀粉性质，极大提高了山药淀粉中抗性淀粉的产率。需要说明的是，山药淀粉的提取以及将抗性淀粉与山药淀粉中其他淀粉组分分离的步骤均为现有成熟技术。但是对于本申请中抗性淀粉的蕴含体山药而言，本申请采用了常温提取山药淀粉和低温提取抗性淀粉的方式，相对于高温高压提取山药中的抗性淀粉的方法而言，常温提取山药淀粉步骤可以最大限度保留山药淀粉中的山药风味物质；低温提取抗性淀粉步骤也有效防止淀粉组分发生糊化现象，保证了RDS和SDS淀粉本身的特性和含量，进而在后续的反应中可以较多的转化为脂类-淀粉复合物，最终提高抗性淀粉的制备量。
较为优选的，本发明制得的山药淀粉和抗性淀粉可以应用于饮料添加剂、冰淇淋以及速溶速食产品中。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明方法操作简单，在提取山药淀粉的步骤中，采用常温方式提取，温和高效，不会过度破坏山药淀粉的形态，同时从山药淀粉中获取抗性淀粉时，创造性地利用两阶段低温使得脂类物质与RDS和SDS淀粉，尤其是RDS淀粉发生反应转化并具有抗性淀粉的特质，从而提高抗性淀粉的制备量。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
从山药中提取制备抗性淀粉的方法，步骤如下：
1）将山药剥皮后粉碎，然后按照1：5的质量体积比与pH值8.0的石灰水混合，并在室温下浸泡3h后采用尼龙布过滤，取滤液并沉降3-4h后，取沉降物并用蒸馏水洗涤沉降，再次取沉降物并用蒸馏水洗涤沉降，数次至沉降后的上层液体澄清，然后将最终的沉降物在45℃烘干48h，控制含水量8wt%，即得山药淀粉；
2）利用炒冰机在-12℃环境下，将山药淀粉与卵磷脂按照25：1的质量比混合并搅拌15min；
3）利用炒冰机在-30℃环境下，对步骤2）所得产物继续搅拌5min；
4）将步骤3）所得产物与醋酸钠缓冲液混匀，然后加入猪胰α-淀粉酶溶液和糖化酶溶液，37℃水浴下以150 r/min的转速振荡水解120min，然后再以3000r/min的转速离心，去除上清液后再低温干燥即得所述抗性淀粉。
所述醋酸钠缓冲液pH为5.2且浓度为0.2 mol/L，猪胰α-淀粉酶溶液浓度为290 U/mL，糖化酶浓度为2500 U/mL。具体的质量体积配比为产物：醋酸钠缓冲液：猪胰α-淀粉酶溶液：糖化酶溶液=1g：75ml：40ml：10ml。
使用megazyme抗性淀粉酶测定试纸盒，对步骤1）和步骤3）所得产物分别进行检测，测得步骤3）所得产物中抗性淀粉的含量为62.99%，相对而步骤1）所得产物中抗性淀粉含量提高了16.32%。
实施例2
从山药中提取制备抗性淀粉的方法，步骤如下：
1）将山药剥皮后粉碎，然后按照1：5的质量体积比与pH值8.0的石灰水混合，并在室温下浸泡3h后采用尼龙布过滤，取滤液并沉降3-4h后，取沉降物并用蒸馏水洗涤沉降，再次取沉降物并用蒸馏水洗涤沉降，数次至沉降后的上层液体澄清，然后将最终的沉降物在45℃烘干48h，控制含水量8wt%，即得山药淀粉；
2）利用炒冰机在-18℃环境下，将山药淀粉与卵磷脂按照25：1的质量比混合并搅拌20min；
3）将步骤2）所得产物与醋酸钠缓冲液混匀，然后加入猪胰α-淀粉酶溶液和糖化酶溶液，37℃水浴下以150 r/min的转速振荡水解120min，然后再以3000r/min的转速离心，去除上清液后再低温干燥即得所述抗性淀粉。
所述醋酸钠缓冲液pH为5.2且浓度为0.2 mol/L，猪胰α-淀粉酶溶液浓度为290 U/mL，糖化酶浓度为2500 U/mL。具体的质量体积配比为产物：醋酸钠缓冲液：猪胰α-淀粉酶溶液：糖化酶溶液=1g：75ml：40ml：10ml。
使用megazyme抗性淀粉酶测定试纸盒，对步骤1）和步骤2）所得产物分别进行检测，测得步骤2）所得产物中抗性淀粉的含量为54.27%，相对而步骤1）所得产物中抗性淀粉含量提高了7.6%。
实施例3
从山药中提取制备抗性淀粉的方法，步骤如下：
1）将山药剥皮后粉碎，然后按照1：5的质量体积比与pH值8.0的石灰水混合，并在室温下浸泡3h后采用尼龙布过滤，取滤液并沉降3-4h后，取沉降物并用蒸馏水洗涤沉降，再次取沉降物并用蒸馏水洗涤沉降，数次至沉降后的上层液体澄清，然后将最终的沉降物在45℃烘干48h，控制含水量8wt%，即得山药淀粉；
2）利用炒冰机在-12℃环境下，将山药淀粉与卵磷脂按照25：1的质量比混合并搅拌15min；
3）利用炒冰机在-18℃环境下，对步骤2）所得产物继续搅拌5min；
4）将步骤3）所得产物与醋酸钠缓冲液混匀，然后加入猪胰α-淀粉酶溶液和糖化酶溶液，37℃水浴下以150 r/min的转速振荡水解120min，然后再以3000r/min的转速离心，去除上清液后再低温干燥即得所述抗性淀粉。
所述醋酸钠缓冲液pH为5.2且浓度为0.2 mol/L，猪胰α-淀粉酶溶液浓度为290 U/mL，糖化酶浓度为2500 U/mL。具体的质量体积配比为产物：醋酸钠缓冲液：猪胰α-淀粉酶溶液：糖化酶溶液=1g：75ml：40ml：10ml。
使用megazyme抗性淀粉酶测定试纸盒，对步骤1）和步骤3）所得产物分别进行检测，测得步骤3）所得产物中抗性淀粉的含量为50.37%，相对而步骤1）所得产物中抗性淀粉含量提高了3.7%。
实施例4
从山药中提取制备抗性淀粉的方法，步骤如下：
1）将山药剥皮后粉碎，然后按照1：5的质量体积比与pH值8.0的石灰水混合，并在室温下浸泡3h后采用尼龙布过滤，取滤液并沉降3-4h后，取沉降物并用蒸馏水洗涤沉降，再次取沉降物并用蒸馏水洗涤沉降，数次至沉降后的上层液体澄清，然后将最终的沉降物在45℃烘干48h，控制含水量8wt%，即得山药淀粉；
2）利用炒冰机在-12℃环境下，将山药淀粉与卵磷脂按照25：1的质量比混合并搅拌20min；
3）利用炒冰机在-30℃环境下，对步骤2）所得产物继续搅拌8min；
4）将步骤3）所得产物与醋酸钠缓冲液混匀，然后加入猪胰α-淀粉酶溶液和糖化酶溶液，37℃水浴下以150 r/min的转速振荡水解120min，然后再以3000r/min的转速离心，去除上清液后再低温干燥即得所述抗性淀粉。
所述醋酸钠缓冲液pH为5.2且浓度为0.2 mol/L，猪胰α-淀粉酶溶液浓度为290 U/mL，糖化酶浓度为2500 U/mL。具体的质量体积配比为产物：醋酸钠缓冲液：猪胰α-淀粉酶溶液：糖化酶溶液=1g：75ml：40ml：10ml。
使用megazyme抗性淀粉酶测定试纸盒，对步骤1）和步骤3）所得产物分别进行检测，测得步骤3）所得产物中抗性淀粉的含量为64.35%，相对而步骤1）所得产物中抗性淀粉含量提高了17.68%。
实施例1-4所制得山药淀粉和抗性淀粉可以应用于饮料添加剂、冰淇淋以及速溶速食产品中。

Claims (4)

1.一种从山药中提取制备抗性淀粉的方法，先提取山药中的淀粉，其特征在于，将提取的山药淀粉在-12℃环境下与卵磷脂按照25：1的质量比混合并搅拌15min，再于-30℃环境下，继续搅拌5min，然后除去产物中的快速消化淀粉和慢速消化淀粉组分即得抗性淀粉。
2.如权利要求1所述的从山药中提取制备抗性淀粉的方法，其特征在于，所述提取山药淀粉的步骤如下：
将山药剥皮后粉碎，然后按照1：3-8的质量体积比与pH值不高于9的碱液混合，并在室温下浸泡1-5h后过滤，取滤液并沉降3-4h后，弃沉降后的上清液并取沉降物并用蒸馏水洗涤数次至洗涤后液体澄清，然后将洗涤后的沉降物干燥至含水量7-9wt%，即得所述山药淀粉。
3.如权利要求1所述的从山药中提取制备抗性淀粉的方法，其特征在于，所述除去产物中快速消化淀粉和慢速消化淀粉的步骤如下：
将产物与醋酸钠缓冲液混匀，然后加入猪胰α-淀粉酶和糖化酶，常温水浴下振荡后离心，去除上清液后再干燥即得所述抗性淀粉。
4.权利要求1-3任一所述从山药中提取制备抗性淀粉的方法所制得的抗性淀粉。
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