CN110846360A - 一种抑制淀粉回生的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抑制淀粉回生的方法，属于生物改性淀粉领域。本发明的方法以淀粉为底物，同时添加环糊精水解酶和环糊精葡萄糖基转移酶对淀粉进行协同作用，环糊精葡萄糖基转移酶在作用淀粉过程具有修饰侧链的作用，引入环糊精水解酶将环糊精葡萄糖基转移酶作用淀粉过程中产生的环糊精水解成麦芽低聚糖，提升淀粉改性的效率，提升了淀粉在抗回生方面的性质。

Description

一种抑制淀粉回生的方法
技术领域
本发明涉及一种抑制淀粉回生的方法，属于生物改性淀粉技术领域。
背景技术
天然淀粉是一种半结晶聚合物大分子，主要由直链淀粉和高分支化的支链淀粉组成。淀粉糊化后淀粉颗粒会从有序的结晶状态向无序的状态转变，在降温过程中直链淀粉和支链淀粉会重新结合成有序结构，称为淀粉的回生。淀粉作为重要的食品原料，由于回生现象，会使得淀粉类食品在储存过程中组织变硬、弹性和风味变差，进而货架期变短。因此，采取有效的控制淀粉回生手段，对保持食品品质，延长储存期具有重要的意义。
目前抑制淀粉回生的方法主要有物理法、化学法和生物酶法，而酶法因其效率高、专一性强并且具有环境友好性而受到青睐。目前应用在食品中，抑制食品老化的酶类，主要有α-淀粉酶和麦芽低聚糖酶等。α-淀粉酶的随机水解活力较强，容易过度的水解淀粉而破坏食品原本的质构，而麦芽低聚糖酶则存在可用的种类较少，成本高等问题。因此，发掘其他可用于食品中抑制淀粉回生的酶类，具有重要意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明利用环糊精水解酶协同环糊精葡萄糖基转移酶改性淀粉，利用环糊精葡萄糖基转移酶对淀粉侧链的修饰作用，并在此过程或基础上添加环糊精水解酶，以提供一种在环糊精葡萄糖基转移酶改性淀粉过程中，降低过量的环糊精生成，从而抑制淀粉的回生，制备抗回生改性淀粉的方法。
本发明的第一个目的是提供一种改性淀粉的制备方法，所述方法是同时添加环糊精葡萄糖基转移酶和环糊精水解酶对淀粉进行酶解反应，干燥得到改性淀粉；所述使用环糊精葡萄糖基转移酶的添加量为0.1-7U/g干基淀粉。
在本发明的一种实施方式中，所述环糊精葡萄糖基转移酶包括α-环糊精葡萄糖基转移酶，β-环糊精葡萄糖基转移酶和γ-环糊精葡萄糖基转移酶。
在本发明的一种实施方式中，所述环糊精水解酶在NCBI中的编号为WP_048164969.1.
在本发明的一种实施方式中，所述淀粉具体为玉米淀粉，高直链玉米淀粉，蜡质玉米淀粉，马铃薯淀粉，木薯淀粉，红薯淀粉，豌豆淀粉，小麦淀粉，大米淀粉，绿豆淀粉，红豆淀粉，莲子淀粉或栗子淀粉，所述淀粉乳浓度为5％-30％。
在本发明的一种实施方式中，所述使用的缓冲体系浓度为10-500mM、pH为4-10。
在本发明的一种实施方式中，所述控制反应温度为50-80℃，控制反应时间为2-12h。
在本发明的一种实施方式中，所述使用环糊精葡萄糖基转移酶的添加量为0.1-7U/g干基淀粉，所用的环糊精水解酶的添加量为0.1-100U/g干基淀粉。
本发明的第二个目的是提供一种上述制备方法制备得到的改性淀粉。
本发明的第三个目的是提供一种上述改性淀粉在制作淀粉类食品中的应用。
在本发明的一种实施方式中，所述淀粉类食品包括馒头、面包和米粉。
本发明的第四个目的是提供一种上述制备方法在抑制淀粉回生方面的应用。
本发明的有益效果：
本发明的方法以淀粉为底物，同时添加环糊精水解酶和环糊精葡萄糖基转移酶对淀粉进行协同作用，环糊精葡萄糖基转移酶在作用淀粉过程中通过修饰淀粉侧链而改性淀粉，引入环糊精水解酶将环糊精葡萄糖基转移酶作用淀粉过程中产生的环糊精水解成麦芽低聚糖，提升淀粉改性的效率，同时制备得到的改性淀粉均对回生的抑制效果十分明显，回生作用降低了74.8％，明显提升了淀粉在抗回生方面的性质。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
淀粉的回生性质测定方法：
淀粉的回生性质以淀粉的回生焓作为表征参数，测定方法具体如下：使用差示扫描量热仪(DSC)在超纯氮气下测定所有样品的回生性质。将2.5mg淀粉样品和5μL去离子水在铝盘中混合，然后密封。将密封的铝盘在室温下平衡12h。首先将装有样品的铝盘以10℃/min的速度从20℃加热到95℃。然后将铝盘在4℃下保存7天，并按照上述相同程序进行分析。使用空铝盘作为对照，使用Muse工作软件从DSC曲线计算焓值(ΔH)。
实施例1：
将玉米淀粉溶于pH 6的缓冲体系中配置成5％的淀粉乳，糊化后加入3.2U/g干基淀粉的环糊精葡萄糖基转移酶和10.5U/g干基淀粉的环糊精水解酶，于60℃下反应6h，沸水浴终止反应，冷冻干燥得到改性淀粉。将所得改性淀粉按照淀粉的回生性质测定方法，测定其回生焓。
实施例2：
将玉米淀粉溶于pH 6的缓冲体系中配置成10％的淀粉乳，糊化后加入3.2U/g干基淀粉的环糊精葡萄糖基转移酶和10.5U/g干基淀粉的环糊精水解酶，于60℃下反应8h，沸水浴终止反应，冷冻干燥得到改性淀粉。将所得改性淀粉按照淀粉的回生性质测定方法，测定其回生焓。
实施例3：
将玉米淀粉溶于pH 6的缓冲体系中配置成25％的淀粉乳，糊化后加入6.8U/g干基淀粉的环糊精葡萄糖基转移酶和22.6U/g干基淀粉的环糊精水解酶，于70℃下反应8h，沸水浴终止反应，冷冻干燥得到改性淀粉。将所得改性淀粉按照淀粉的回生性质测定方法，测定其回生焓。
实施例4：
将玉米淀粉溶于pH 8的缓冲体系中配置成25％的淀粉乳，糊化后加入6.8U/g干基淀粉的环糊精葡萄糖基转移酶和22.6U/g干基淀粉的环糊精水解酶，于70℃下反应12h，沸水浴终止反应，冷冻干燥得到改性淀粉。将所得改性淀粉按照淀粉的回生性质测定方法，测定其回生焓。
对比例1：环糊精葡萄糖基转移酶单独处理
省略实施例2中的环糊精水解酶，其他条件或者参数与实施例2一致。
对比例2：环糊精水解酶单独处理
省略实施例2中的环糊精葡萄糖基转移酶，其他条件或者参数与实施例2一致。
对比例3：先加环糊精葡萄糖基转移酶再加环糊精水解酶
将玉米淀粉溶于pH 6的缓冲体系中配置成10％的淀粉乳，糊化后加入3.2U/g干基淀粉的环糊精葡萄糖基转移酶，于60℃下反应8h，灭酶；再加入10.5U/g干基淀粉的环糊精水解酶，于60℃下反应8h，沸水浴终止反应，冷冻干燥得到改性淀粉。将所得改性淀粉按照淀粉的回生性质测定方法，测定其回生焓。
对比例4：
将实施例2中的反应时间8h调整为反应1h，其他条件及反应参数与实施例2一致。
对比例5：未进行酶解处理
参照实施例2的方法制备改性淀粉，其区别在于，未加入环糊精葡萄糖基转移酶和环糊精水解酶，其他反应条件同实施例2，得到改性淀粉。将所得改性淀粉按照淀粉的回生性质测定方法，测定其回生焓，结果见表1。
对比例6：
将实施例2中的反应时间8h调整为反应24h，其他条件及反应参数与实施例2一致，反应产物已无明显的淀粉性质。
对比例7：
将实施例2中的加酶量3.2U/g调整为20U/g，其他条件及反应参数与实施例2一致，反应产物已无明显的淀粉性质。
表1不同处理的改性淀粉的性质
Figure BDA0002296935130000041
由表1数据分析可得，经环糊精水解酶协同环糊精葡萄糖基转移酶处理的淀粉的回生焓相比于对比例5均有不同程度的降低。实施例1、2、3、4中处理后的改性淀粉均对回生的抑制效果十分明显，回生作用分别降低了74.8％，68.3％，71.5％及65.3％。而相比于较佳的实施例，可以发现由环糊精葡萄糖基转移酶单独作用或先添加环糊精葡萄糖基转移酶再添加环糊精水解酶作用，虽然有一定的回生抑制效果，但效果低于双酶复配作用。此外，环糊精水解酶单独作用，仅有微弱的回生抑制效果。由对比例4可知，反应时间也是双酶协同改性淀粉中的关键参数，反应时间过短，也达不到理想的效果。此外酶量添加的过多，或反应时间过长，会使淀粉过度降解，而无明显的淀粉性质。因此，根据以上内容，可以说明环糊精水解酶协同环糊精葡萄糖基转移酶的处理能显著的抑制淀粉的回生。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种改性淀粉的制备方法，其特征在于，所述方法是同时添加环糊精葡萄糖基转移酶和环糊精水解酶对淀粉进行酶解反应，干燥得到改性淀粉；所述环糊精葡萄糖基转移酶的添加量为0.1-7U/g干基淀粉。
2.根据权利要求1所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于，所述环糊精葡萄糖基转移酶包括α-环糊精葡萄糖基转移酶，β-环糊精葡萄糖基转移酶和γ-环糊精葡萄糖基转移酶。
3.根据权利要求1所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于，所述淀粉具体为玉米淀粉，高直链玉米淀粉，蜡质玉米淀粉，马铃薯淀粉，木薯淀粉，红薯淀粉，豌豆淀粉，小麦淀粉，大米淀粉，绿豆淀粉，红豆淀粉，莲子淀粉或栗子淀粉，所述淀粉乳浓度为5％-30％。
4.根据权利要求1所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于，所述使用的缓冲体系浓度为10-500mM、pH为4-10。
5.根据权利要求1所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于，所述控制反应温度为50-80℃，控制反应时间为2-12h。
6.根据权利要求1所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于，所述环糊精水解酶的添加量为0.1-100U/g干基淀粉。
7.应用权利要求1～6任一所述的制备方法制备得到的改性淀粉。
8.权利要求7所述的改性淀粉在制作淀粉类食品中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述淀粉类食品包括馒头、面包和米粉。
10.权利要求1～6任一所述的在抑制淀粉回生方面的应用。
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