CN110862461A - 一种抗性糊精制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗性糊精制备方法，通过酸化、热解、聚合、酶解、脱色、过滤、发酵、层析、离子交换、浓缩和干燥，最终得到抗性糊精产品，并公开了该抗性糊精的应用。本发明将淀粉酸化后进行热解、聚合，再进行酶解和微生物发酵，最后经过后处理得到的抗性糊精，填补了目前抗性糊精应用于饮料、保健品、肉制品等食品领域的空白，添加到食品和保健品中，具有降低血糖和调节血脂的作用。
Description
技术领域
本发明属于淀粉深加工技术领域，特别是涉及一种抗性糊精制备方法。
背景技术
随着现代社会人们物质生活水平的改善，诸如冠心病、糖尿病等慢性疾病的发病率逐年递增，研究人员通常认为这与人们日常摄入的食物中膳食纤维的含量不足有关。膳食纤维可以分为水溶性和不溶性两大类，水不溶性膳食纤维口感粗糙，且添加后不利于后续的加工操作，本质上来说并不适合添加到食品中；水溶性膳食纤维通常伴随着较高的凝胶性和黏度，使得其在食品行业中的大规模应用难以实现。
近年来，人们试图寻找到一些既满足人类营养需求又具有良好加工特性的膳食纤维，它们包括从淀粉加工而来的抗性糊精、由藻朊酸经过酵素分解而制成的低分子藻朊酸等，其中最具代表性的就是抗性糊精。抗性糊精是由淀粉加工而来，属于低热量葡聚糖，呈白色或淡黄色，可以溶于冷水或热水，pH值介于4.0～6.0。由于其含有抗人体消化酶(如胰淀粉酶、葡萄糖淀粉酶)作用的难消化成分，在消化道里不会被消化吸收，可直接进入大肠。因此它是一种低热量食品原料，可作为膳食纤维发挥各种生理作用。
抗性糊精最早由日本科学家于20世纪80年代末发明，松谷化学工业株式会社的Ohkuma等采用酸热法制备抗性糊精，即在高温下用低浓度的盐酸溶液处理淀粉，但是得到的抗性糊精产物纯度不高。1995年之后，我国也开始研究抗性糊精。2012年，我国卫生部将抗性糊精列为普通食品。抗性糊精的分离和提纯一直是制备工艺过程中的难点，醇沉法虽然可以来进行分离，但是乙醇使用量太多,同时乙醇易燃，使用过程中容易造成危险事故。
本发明提供一种新抗性糊精制备方法，能够生产出广泛应用于保健品、食品添加剂、婴幼儿奶粉等领域的产品，并提高了产品生产的效率和质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种抗性糊精制备方法。该方法将淀粉酸化后进行热解、聚合，再进行酶解和微生物发酵，最后经过后处理得到的抗性糊精，填补了目前抗性糊精应用于保健品、肉制品、奶粉等领域的空白，添加到食品和保健品中，具有降低血糖和调节血脂的作用。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种抗性糊精制备方法，包括以下步骤：
a.酸化反应：向淀粉干粉中加入质量分数为10％～15％的酸溶液，边加边搅拌，得到酸化产物；
b.热解反应：将步骤a中制得的酸化产物加热到80℃～100℃，反应1.5～2小时，进行热解反应，得到小分子的热解产物；热解反应目的是将淀粉中α-1,4糖苷键、α-1,6糖苷键断裂，生成单糖、双糖、低聚糖等小分子化合物。
c.聚合反应：将步骤b中制得的热解产物加热到180℃～200℃，反应30～60分钟，得到聚合产物；聚合反应目的是生成难降解的分支结构，只有当温度升高到180℃～200℃时，这些小分子化合物才会发生聚合反应，生成α-1,2和α-1,3糖苷键等很难被α-淀粉酶和糖化酶降解的分支结构。高温时，这些小分子会发生剧烈碰撞，生成一些新的糖苷键，正是由于这些糖苷键的存在，才使得本发明的产品具有不同的特性。
d.酶解反应：将步骤c中制得的聚合产物加水调浆，配制成干物质浓度为20％～30％的浆液，充分搅拌均匀，调节pH值为5.4～5.7，温度90～100℃，然后按每100克浆液添加35～45克酶制剂的添加量加入耐高温α-淀粉酶进行液化1.5～3小时，液化反应完后调节pH值为4.2～4.5，温度60～70℃，按每100克浆液添加35～45克酶制剂的添加量加入糖化酶进行糖化20～28小时，将大分子的糊精产品断链，得到抗性糊精粗品；
e.酵母发酵：将步骤d得到的抗性糊精粗品进行脱色、过滤后，保温35～45℃，按每100克干物质添加1～3克干酵母的添加量加入酵母菌进行发酵反应20～28小时；利用酵母菌有氧呼吸消耗单糖生成二氧化碳和水，可以将糖化液中单糖除去，从而使分离效率大大提高。
f.后处理：将步骤e得到的产物进行柱层析、离子交换、浓缩和干燥，最后得到抗性糊精纯品。
优选的，所述的步骤a中的淀粉为马铃薯淀粉、玉米淀粉或木薯淀粉。
优选的，所述的步骤a中酸溶液为1％的盐酸溶液，加入量为12％。
优选的，所述的步骤a中得到的酸化产物还可以经过60目的筛处理，得到颗粒细小、均匀的酸化产物。
优选的，所述的步骤b中热解反应温度为80℃，反应时间为1.5小时。
优选的，所述的步骤c中聚合反应温度为180℃，反应时间为0.5小时。
优选的，所述的步骤d中浆液浓度为25％，液化温度为95℃，液化时间为2小时；糖化温度为60℃，糖化时间为24小时。
优选的，所述的步骤d中耐高温α-淀粉酶添加量为每100g添加0.1％高温α-淀粉酶40微升；糖化酶是由葡萄糖淀粉酶和普鲁兰酶混合而成的复合酶，添加量同样是每100g添加0.1％糖化酶40微升。
优选的，所述的步骤e中酵母发酵温度为45℃，发酵时间为24小时。
优选的，所述的步骤e中脱色采用粉状活性炭脱色，活性炭的添加量为干物质的2.5～3.5％，脱色的温度为70～90℃，反应时间为20～40分钟。脱色完后采用滤布除去浆液中的碳渣和活性炭，过滤时要保持一定温度，这样更容易在滤布中形成碳层，防止活性炭脱落，提高过滤效果。
优选的，所述的步骤f中柱层析采用内径25mm，高400mm的层析柱，300的硅胶作为固定相进行填充，用水作为流动相；离子交换为依次经过001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换，进料时温度在30℃左右，出料料液电导＜150μs/cm；浓缩采用旋转蒸发仪，蒸发仪温度设置为60～80℃，转速50～70rpm。
优选的，所述的步骤f中的干燥采用烘箱干燥，温度控制在120℃。
本发明制备的抗性糊精可添加在碳酸饮料、液体乳制品、肉制品、奶粉、保健品等食品领域中。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明采用热解和聚合的方法，使淀粉内部分子结构发生特异性变化，从而得到具有特定功效的终产品，填补抗性糊精应用于饮料、保健品、肉制品等食品领域的空白；
2.本发明采用酵母菌发酵方式除去单糖，使分离纯化更加方便，降低反应成本，并且使产品中单糖的含量大大降低；利用柱层析分离的方法，对发酵后的糖化液进一步提纯分离，使用300目硅胶作为固定相，水为流动相，根据单糖、多糖的极性不同将其分离，提高了分离效果，同时也将其它的杂质分离出去；
3.本发明制得的抗性糊精因为热量比一般的糖类要低，能够降低血糖和调节血脂的功效，可以向砂糖一样添加到食品、乳制品和保健品中，调整饮食结构，是防止糖尿病发生的主要膳食纤维产品。并且本产品由于分子中含有α-1,2和α-1,3糖苷键等很难被人体消化酶降解的分子结构，所以它进入人体内不能在小肠消化吸收，但可以直接进入大肠，促进大肠内包括双歧杆菌、干酪乳杆菌在内的多种肠道益生菌群的生长繁殖，还有起到调节肠道的功能。
总之，本发明将淀粉酸化后进行热解、聚合，再进行酶解和微生物发酵，最后经过后处理得到的抗性糊精，填补了目前抗性糊精应用于饮料、保健品、肉制品等食品领域的空白，添加到食品和保健品中，具有降低血糖和调节血脂的作用。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐述本发明。
实施例一：
一种以玉米淀粉为原料，制备抗性糊精的方法，包括以下步骤：
(1)称200g玉米淀粉，并向里面加入淀粉干粉质量12％的盐酸溶液24g，盐酸的质量分数为1％，酸的量过多或者过低都会使产率降低。
(2)将步骤(1)中的的淀粉搅拌均匀并过60目筛，并且将出现的大颗粒碾碎后重新过筛，为了在后续炒制过程中受热均匀。
(3)将酸化后的样品加热到80℃，发生热解反应，时间大约1.5小时，得到单糖、双糖、低聚糖、小分子糊精等热解产物。
(4)将步骤(3)中的热解产物升温180℃，进行聚合反应，小分子物质在高温下聚合，生成较大的分子，得到聚合产物。这些分子不再只含有α-1,4糖苷键、α-1,6糖苷键还会生成α-1,2和α-1,3糖苷键等不能或很难被α-淀粉酶和糖化酶降解的分支结构。控制聚合反应时间不能太长，控制在30分钟左右，温度控制在180℃。因为温度过低时，生成的小分子难以聚合；温度过高的话，淀粉容易烤焦，不利于后续脱色。
(5)将步骤(4)中得到的聚合产物加水调浆，配制成干物质含量为25％的溶液，然后用1mol/L的NaOH溶液调节pH在5.4～5.7之间，加入耐高温α-淀粉酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在95℃条件下反应2小时。
(6)将步骤(5)中液化后的溶液冷却至60℃，用1mol/L的HCl溶液调节pH在4.2～4.5之间，加入的糖化酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在60℃的条件下反应24小时。
(7)脱色：将步骤(6)生成的糖化液加入干物质3％的活性炭进行脱色，温度在85℃，反应时间为30分钟。用炭量多，脱色时间可能缩短，但是单位重量炭的脱色效率降低，且炭耗增加，生产成本也增加。
(8)过滤：将步骤(7)中脱色完的流出液先用多层纱布除去部分碳渣，再用细孔滤布除去活性碳，这样可以节省过滤时间，并且过滤效果明显。
(9)酵母菌发酵：将步骤(8)中过滤完的滤液，加入干酵母，添加量为每100g干物质加入2g干酵母，温度在45℃，反应24个小时，最后所得单糖的含量小于2％。
(10)柱层析：将步骤(9)中发酵完的产物进一步提纯，使用内径25mm，高400mm的层析柱，往里添加300的硅胶进行填充，用水作为流动相进行打压过滤，这样可以去除发酵完后的菌种和其它沉淀。
(11)离子交换：将步骤(10)中的滤过液依次经过001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换，并将阴阳离子树脂分别放置，重生处理。进料时温度在30℃左右，出料料液电导＜150μs/cm。
(12)浓缩：将步骤(11)中所得离交液进行旋转蒸发，蒸发仪温度设置为70℃，旋蒸时加入到圆底烧瓶的料液，不能超过圆底烧瓶容量的1/2，否则会使料液喷出烧瓶。利用这种方法可以将料液中的大部分水分除去。
(13)烘箱干燥：将步骤(12)所旋蒸完的固液混合物放入多个蒸发皿中进行干燥，最后得到抗性糊精产品。
(14)结果分析(色谱法)：通过将制得的抗性糊精纯品进行色谱分析得到DP11.9％，DP2 5.4％，DP3 4.4％，DP4 88.3％。通过色谱分析，可以初步确定以玉米淀粉为原料使用这种方法抗性糊精含量可高达88.3％。
抗性糊精含量的比色法测定：
称0.5g抗性糊精纯品，加入50mL浓度为0.05mol/L，pH值为6.0的磷酸缓冲液，在锥形瓶中充分溶解。向溶液中加入1.0mL耐高温α-淀粉酶，在95℃条件下反应30分钟，待溶液冷却至室温，调节pH至4.5，添加1mL糖化酶，在60℃条件下反应30分钟，升温至95℃灭酶，将溶液过滤定容至250mL。
取1ml溶液至25ml的试管中，加入1ml蒸馏水、1.5ml3,5-二硝基水杨酸(DNS)，沸水浴加热5分钟，冷却至室温后定容至25ml，充分混匀，在波长540nm处测定吸光度。难消化糊精含量(％)＝100％－还原糖的含量(％)。
根据本方法测定产品中抗性糊精的含量为87.2％，产率为72.5％。
实施例二：
一种以木薯淀粉为原料，制备抗性糊精的方法，包括以下步骤：
(1)称200g木薯淀粉中，并加入木薯淀粉干粉质量12％的盐酸溶液24g，盐酸的质量分数为1％，酸的量过多或者过低都会使产率降低。
(2)将步骤(1)中的的淀粉搅拌均匀并过60目筛，并且将出现的大颗粒碾碎后重新过筛，为了在后续炒制过程中受热均匀。
(3)将酸化后的样品加热到80℃，发生热解反应，时间大约1.5小时，得到单糖、双糖、低聚糖、小分子糊精等热解产物。
(4)将步骤(3)中的热解产物升温180℃，进行聚合反应，小分子物质在高温下聚合，生成较大的分子，得到聚合产物。这些分子不再只含有α-1,4糖苷键、α-1,6糖苷键还会生成α-1,2和α-1,3糖苷键等不能或很难被α-淀粉酶和糖化酶降解的分支结构。控制聚合反应时间不能太长，控制在30分钟左右，温度控制在180℃。因为温度过低时，生成的小分子难以聚合；温度过高的话，淀粉容易烤焦，不利于后续脱色。
(5)将步骤(4)中得到的聚合产物加水调浆，配置成干物质含量为25％的溶液，然后用1mol/L的NaOH溶液调节pH在5.4～5.7之间，加入耐高温α-淀粉酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在95℃条件下反应2小时。
(6)将步骤(5)中液化后的溶液冷却至60℃，用1mol/L的HCl溶液调节pH在4.2～4.5之间，加入的糖化酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在60℃的条件下反应24小时。
(7)脱色：将步骤(6)生成的糖化液加入干物质3％的活性炭进行脱色，温度在85℃，反应时间为30分钟。用炭量多，脱色时间可能缩短，但是单位重量炭的脱色效率降低，且炭耗增加，生产成本也增加。
(8)过滤：将步骤(7)中脱色完的流出液先用多层纱布除去部分碳渣，再用细孔滤布除去活性碳，这样可以节省过滤时间，并且过滤效果明显。
(9)酵母菌发酵：将步骤(8)中过滤完的滤液，加入干酵母，添加量为每100g干物质加入2g干酵母，温度在45℃，反应24个小时，最后所得单糖的含量小于2％。
(10)柱层析：将步骤(9)中发酵完的产物进一步提纯，使用内径25mm，高400mm的层析柱，往里添加300的硅胶进行填充，用水作为流动相进行打压过滤，这样可以去除发酵完后的菌种和其它沉淀。
(11)离子交换：将步骤(10)中的滤过液依次经过001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换，并将阴阳离子树脂分别放置，重生处理。进料时温度在30℃左右，出料料液电导＜150μs/cm。
(12)浓缩：将步骤(11)中所得离交液进行旋转蒸发，蒸发仪温度设置为70℃，旋蒸时加入到圆底烧瓶的料液，不能超过圆底烧瓶容量的1/2，否则会使料液喷出烧瓶。利用这种方法可以将料液中的大部分水分除去。
(13)烘箱干燥：将步骤(12)所旋蒸完的固液混合物放入多个蒸发皿中进行干燥，最后得到抗性糊精产品。
(14)结果分析(色谱法)：通过将制得的抗性糊精纯品进行色谱分析得到DP11.6％，DP2 6.2％，DP3 5.7％，DP4 86.5％。所以，以木薯淀粉为原料使用这种方法抗性糊精含量可高达86.5％。
根据实施例1中的DNS比色法检测抗性糊精的含量为85.6％，产率为71.5％。
实施例三：
一种以马铃薯淀粉为原料，制备抗性糊精的方法，包括以下步骤：
(1)称200g马铃薯淀粉中，并加入马铃薯淀粉干粉质量12％的盐酸溶液，盐酸的质量分数为1％，酸的量过多或者过低都会使产率降低。
(2)将步骤(1)中的的淀粉搅拌均匀并过60目筛，并且将出现的大颗粒碾碎后重新过筛，为了在后续炒制过程中受热均匀。
(3)将酸化后的样品加热到80℃，发生热解反应，时间大约1.5小时，得到单糖、双糖、低聚糖、小分子糊精等热解产物。
(4)将步骤(3)中的热解产物升温180℃，进行聚合反应，小分子物质在高温下聚合，生成较大的分子，得到聚合产物。这些分子不再只含有α-1,4糖苷键、α-1,6糖苷键还会生成α-1,2和α-1,3糖苷键等不能或很难被α-淀粉酶和糖化酶降解的分支结构。控制聚合反应时间不能太长，控制在30分钟左右，温度控制在180℃。因为温度过低时，生成的小分子难以聚合；温度过高的话，淀粉容易烤焦，不利于后续脱色。
(5)将步骤(4)中得到的聚合产物加水调浆，配置成干物质含量为25％的溶液，然后用1mol/L的NaOH溶液调节pH在5.4～5.7之间，加入耐高温α-淀粉酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在95℃条件下反应2小时。
(6)将步骤(5)中液化后的溶液冷却至60℃，用1mol/L的HCl溶液调节pH在4.2～4.5之间，加入的糖化酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在60℃的条件下反应24小时。
(7)脱色：将步骤(6)生成的糖化液加入干物质3％的活性炭进行脱色，温度在85℃，反应时间为30分钟。用炭量多，脱色时间可能缩短，但是单位重量炭的脱色效率降低，且炭耗增加，生产成本也增加。
(8)过滤：将步骤(7)中脱色完的流出液先用多层纱布除去部分碳渣，再用细孔滤布除去活性碳，这样可以节省过滤时间，并且过滤效果明显。
(9)酵母菌发酵：将步骤(8)中过滤完的滤液，加入干酵母，添加量为每100g干物质加入2g干酵母，温度在45℃，反应24个小时，最后所得单糖的含量小于2％。
(10)柱层析：将步骤(9)中发酵完的产物进一步提纯，使用内径25mm，高400mm的层析柱，往里添加300的硅胶进行填充，用水作为流动相进行打压过滤，这样可以去除发酵完后的菌种和其它沉淀。
(11)离子交换：将步骤(10)中的滤过液依次经过001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换，并将阴阳离子树脂分别放置，重生处理。进料时温度在30℃左右，出料料液电导＜150μs/cm。
(12)浓缩：将步骤(11)中所得离交液进行旋转蒸发，蒸发仪温度设置为70℃，旋蒸时加入到圆底烧瓶的料液，不能超过圆底烧瓶容量的1/2，否则会使料液喷出烧瓶。利用这种方法可以将料液中的大部分水分除去。
(13)烘箱干燥：将步骤(12)所旋蒸完的固液混合物放入多个蒸发皿中进行干燥，最后得到抗性糊精产品。
(14)结果分析(色谱法)：通过将制得的抗性糊精纯品进行色谱分析得到DP11.7％，DP2 4.4％，DP3 6.4％，DP4 87.5％。所以，以马铃薯淀粉为原料使用这种方法抗性糊精含量可高达87.5％。
根据实施例1中的DNS比色法检测抗性糊精的含量为85.3％，产率为70.7％。
对比例一：
一种以玉米淀粉为原料，采用醇沉法制备抗性糊精的方法，包括以下步骤：
(1)称200g玉米淀粉中，并加入玉米淀粉干粉质量12％的盐酸溶液，盐酸的质量分数为1％，酸的量过多或者过低都会使产率降低。
(2)将步骤(1)中的的淀粉搅拌均匀并过60目筛，并且将出现的大颗粒碾碎后重新过筛，为了在后续炒制过程中受热均匀。
(3)将酸化后的样品加热到80℃，发生热解反应，时间大约1.5小时，得到单糖、双糖、低聚糖、小分子糊精等热解产物。
(4)将步骤(3)中的热解产物升温180℃，进行聚合反应，小分子物质在高温下聚合，生成较大的分子，得到聚合产物。这些分子不再只含有α-1,4糖苷键、α-1,6糖苷键还会生成α-1,2和α-1,3糖苷键等不能或很难被α-淀粉酶和糖化酶降解的分支结构。控制聚合反应时间不能太长，控制在30分钟左右，温度控制在180℃。因为温度过低时，生成的小分子难以聚合；温度过高的话，淀粉容易烤焦，不利于后续脱色。
(5)将步骤(4)中得到的聚合产物加水调浆，配置成干物质含量为25％的溶液，然后用1mol/L的NaOH溶液调节pH在5.4～5.7之间，加入耐高温α-淀粉酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在95℃条件下反应2小时。
(6)将步骤(5)中液化后的溶液冷却至60℃，用1mol/L的HCl溶液调节pH在4.2～4.5之间，加入的糖化酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在60℃的条件下反应24小时。
(7)脱色：将步骤(6)生成的糖化液加入干物质3％的活性炭进行脱色，温度在85℃，反应时间为30分钟。用炭量多，脱色时间可能缩短，但是单位重量炭的脱色效率降低，且炭耗增加，生产成本也增加。
(8)过滤：将步骤(7)中脱色完的流出液先用多层纱布除去部分碳渣，再用细孔滤布除去活性碳，这样可以节省过滤时间，并且过滤效果明显。
(9)醇沉：将步骤(8)中过滤完的滤液，进行预处理去除料液中的部分水分，因为焦糊精酶解液的体积越大，耗用酒精量就越大，成本越高。之后采用3倍体积比的95％酒精进行沉淀，利用抗性糊精不溶于乙醇等有机溶剂的性质，将其分离沉淀出来，之后再进行离心，得到下层黄色粘稠状液体。
(10)离子交换：将步骤(9)利用醇沉法得到的粘稠状液体加入少量水，搅拌均匀，然后再依次经过001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换，并将阴阳离子树脂分别放置，重生处理。进料时温度在30℃左右，出料料液电导＜150μs/cm。
(11)浓缩：将步骤(10)中所得离交液进行旋转蒸发，蒸发仪温度设置为70℃，旋蒸时加入到圆底烧瓶的料液，不能超过圆底烧瓶容量的1/2，否则会使料液喷出烧瓶。利用这种方法可以将料液中的大部分水分除去。
(12)烘箱干燥：将步骤(11)所旋蒸完的固液混合物放入多个蒸发皿中进行干燥，最后得到抗性糊精产品。
(13)结果分析(色谱法)：通过将制得的抗性糊精纯品进行色谱分析得到DP11.3％，DP2 3.4％，DP3 5.2％，DP4 90.1％。所以，以玉米淀粉为原料使用醇沉法得到的抗性糊精含量为90.1％。
根据实施例1中的DNS比色法检测抗性糊精的含量为89.2％，产率为50.3％。
对比例二：
一种以木薯淀粉为原料，采用醇沉法制备抗性糊精的方法，包括以下步骤：
(1)称200g木薯淀粉中，并加入木薯淀粉干粉质量12％的盐酸溶液，盐酸的质量分数为1％，酸的量过多或者过低都会使产率降低。
(2)将步骤(1)中的的淀粉搅拌均匀并过60目筛，并且将出现的大颗粒碾碎后重新过筛，为了在后续炒制过程中受热均匀。
(3)将酸化后的样品加热到80℃，发生热解反应，时间大约1.5小时，得到单糖、双糖、低聚糖、小分子糊精等热解产物。
(4)将步骤(3)中的热解产物升温180℃，进行聚合反应，小分子物质在高温下聚合，生成较大的分子，得到聚合产物。这些分子不再只含有α-1,4糖苷键、α-1,6糖苷键还会生成α-1,2和α-1,3糖苷键等不能或很难被α-淀粉酶和糖化酶降解的分支结构。控制聚合反应时间不能太长，控制在30分钟左右，温度控制在180℃。因为温度过低时，生成的小分子难以聚合；温度过高的话，淀粉容易烤焦，不利于后续脱色。
(5)将步骤(4)中得到的聚合产物加水调浆，配置成干物质含量为25％的溶液，然后用1mol/L的NaOH溶液调节pH在5.4～5.7之间，加入耐高温α-淀粉酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在95℃条件下反应2小时。
(6)将步骤(5)中液化后的溶液冷却至60℃，用1mol/L的HCl溶液调节pH在4.2～4.5之间，加入的糖化酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在60℃的条件下反应24小时。
(7)脱色：将步骤(6)生成的糖化液加入干物质3％的活性炭进行脱色，温度在85℃，反应时间为30分钟。用炭量多，脱色时间可能缩短，但是单位重量炭的脱色效率降低，且炭耗增加，生产成本也增加。
(8)过滤：将步骤(7)中脱色完的流出液先用多层纱布除去部分碳渣，再用细孔滤布除去活性碳，这样可以节省过滤时间，并且过滤效果明显。
(9)醇沉：将步骤(8)中过滤完的滤液，进行预处理去除料液中的部分水分，因为焦糊精酶解液的体积越大，耗用酒精量就越大，成本越高。之后采用3倍体积比的95％酒精进行沉淀，利用抗性糊精不溶于乙醇等有机溶剂的性质，将其分离沉淀出来，之后再进行离心，得到下层黄色粘稠状液体。
(10)离子交换：将步骤(9)利用醇沉法得到的粘稠状液体加入少量水，搅拌均匀，然后再依次经过001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换，并将阴阳离子树脂分别放置，重生处理。进料时温度在30℃左右，出料料液电导＜150μs/cm。
(11)浓缩：将步骤(10)中所得离交液进行旋转蒸发，蒸发仪温度设置为70℃，旋蒸时加入到圆底烧瓶的料液，不能超过圆底烧瓶容量的1/2，否则会使料液喷出烧瓶。利用这种方法可以将料液中的大部分水分除去。
(12)烘箱干燥：将步骤(11)所旋蒸完的固液混合物放入多个蒸发皿中进行干燥，最后得到抗性糊精产品。
(13)结果分析(色谱法)：通过将制得的抗性糊精纯品进行色谱分析得到DP11.2％，DP2 3.9％，DP3 5.5％，DP4 89.4％。所以，以木薯淀粉为原料使用醇沉法得到的抗性糊精含量为89.4％。
根据实施例1中的DNS比色法检测抗性糊精的含量为88.7％，产率为52.5％。
对比例三：
一种以马铃薯淀粉为原料，采用醇沉法制备抗性糊精的方法，包括以下步骤：
(1)称200g马铃薯淀粉中，并加入马铃薯淀粉干粉质量12％的盐酸溶液，盐酸的质量分数为1％，酸的量过多或者过低都会使产率降低。
(2)将步骤(1)中的的淀粉搅拌均匀并过60目筛，并且将出现的大颗粒碾碎后重新过筛，为了在后续炒制过程中受热均匀。
(3)将酸化后的样品加热到80℃，发生热解反应，时间大约1.5小时，得到单糖、双糖、低聚糖、小分子糊精等热解产物。
(4)将步骤(3)中的热解产物升温180℃，进行聚合反应，小分子物质在高温下聚合，生成较大的分子，得到聚合产物。这些分子不再只含有α-1,4糖苷键、α-1,6糖苷键还会生成α-1,2和α-1,3糖苷键等不能或很难被α-淀粉酶和糖化酶降解的分支结构。控制聚合反应时间不能太长，控制在30分钟左右，温度控制在180℃。因为温度过低时，生成的小分子难以聚合；温度过高的话，淀粉容易烤焦，不利于后续脱色。
(5)将步骤(4)中得到的聚合产物加水调浆，配置成干物质含量为25％的溶液，然后用1mol/L的NaOH溶液调节pH在5.4～5.7之间，加入耐高温α-淀粉酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在95℃条件下反应2小时。
(6)将步骤(5)中液化后的溶液冷却至60℃，用1mol/L的HCl溶液调节pH在4.2～4.5之间，加入的糖化酶，添加量为每100g干物质添加40微升，在60℃的条件下反应24小时。
(7)脱色：将步骤(6)生成的糖化液加入干物质3％的活性炭进行脱色，温度在85℃，反应时间为30分钟。用炭量多，脱色时间可能缩短，但是单位重量炭的脱色效率降低，且炭耗增加，生产成本也增加。
(8)过滤：将步骤(7)中脱色完的流出液先用多层纱布除去部分碳渣，再用细孔滤布除去活性碳，这样可以节省过滤时间，并且过滤效果明显。
(9)醇沉：将步骤(8)中过滤完的滤液，进行预处理去除料液中的部分水分，因为焦糊精酶解液的体积越大，耗用酒精量就越大，成本越高。之后采用3倍体积比的95％酒精进行沉淀，利用抗性糊精不溶于乙醇等有机溶剂的性质，将其分离沉淀出来，之后再进行离心，得到下层黄色粘稠状液体。
(10)离子交换：将步骤(9)利用醇沉法得到的粘稠状液体加入少量水，搅拌均匀，然后再依次经过001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换，并将阴阳离子树脂分别放置，重生处理。进料时温度在30℃左右，出料料液电导＜150μs/cm。
(11)浓缩：将步骤(10)中所得离交液进行旋转蒸发，蒸发仪温度设置为70℃，旋蒸时加入到圆底烧瓶的料液，不能超过圆底烧瓶容量的1/2，否则会使料液喷出烧瓶。利用这种方法可以将料液中的大部分水分除去。
(12)烘箱干燥：将步骤(11)所旋蒸完的固液混合物放入多个蒸发皿中进行干燥，最后得到抗性糊精产品。
(13)结果分析(色谱法)：通过将制得的抗性糊精纯品进行色谱分析得到DP11.7％，DP2 2.6％，DP3 4.8％，DP4 90.9％。所以，以马铃薯淀粉为原料使用醇沉法得到的抗性糊精含量为90.9％。
根据实施例1中的DNS比色法检测抗性糊精的含量为89.6％，产率为53.1％。
结论对比分析：
通过以上实施例可以看出，采用三种不同的淀粉制得的抗性糊精物理性质相似，均为淡黄色固体，能溶于水，不溶于乙醇和丙酮等有机溶剂，它的水溶液黏度较低，呈弱酸性。
虽然用95％的乙醇进行多次洗涤，会使抗性糊精的纯度提高，但是收率较低，不能进行大规模的工业生产。同时，采用这种乙醇沉淀的方法也会浪费大量乙醇，在使用过程中会有危险隐患。而使用酵母菌发酵与柱层析方法相结合，可以提高分离效率，增加抗性糊精的产量，且操作更加简单方便，不会造成安全隐患，更加适合工业的大规模生产。
总之，通过本方法制备的三种抗性糊精含量均超过80％，收率均超过70％，可以广泛的应用于大生产，以解决目前相应的膳食纤维匮乏的缺陷，此方法制备的抗性糊精的纯度符合添加于食品的纯度要求，符合国家规定的标准，并且可以无限制的添加。因此，能够填补抗性糊精应用于饮料、保健品、肉制品等食品领域的空白。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种抗性糊精制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.酸化反应：向淀粉干粉中加入质量分数为10％～15％的酸溶液，边加边搅拌，得到酸化产物；
b.热解反应：将步骤a中制得的酸化产物加热到80℃～100℃，反应1.5～2小时，进行热解反应，得到小分子的热解产物；
c.聚合反应：将步骤b中制得的热解产物加热到180℃～200℃，反应30～60分钟，得到聚合产物；
d.酶解反应：将步骤c中制得的聚合产物加水调浆，配制成干物质浓度为20％～30％的浆液，充分搅拌均匀，调节pH值为5.4～5.7，温度90～100℃，然后按每100克浆液添加35～45克酶制剂的添加量加入耐高温α-淀粉酶进行液化1.5～3小时，液化反应完后调节pH值为4.2～4.5，温度60～70℃，按每100克浆液添加35～45克酶制剂的添加量加入糖化酶进行糖化20～28小时，得到抗性糊精粗品；
e.酵母发酵：将步骤d得到的抗性糊精粗品进行脱色、过滤后，保温35～45℃，按每100克干物质添加1～3克干酵母的添加量加入酵母菌进行发酵反应20～28小时；
f.后处理：将步骤e得到的产物进行柱层析、离子交换、浓缩和干燥，最后得到抗性糊精纯品。
2.如权利要求1所述的抗性糊精制备方法，其特征在于：所述步骤a中的淀粉为马铃薯淀粉、玉米淀粉或木薯淀粉；所述酸溶液为1％的盐酸溶液，加入量为12％。
3.如权利要求1所述的抗性糊精制备方法，其特征在于：所述步骤b中热解反应温度为80℃，反应时间为1.5小时。
4.如权利要求1所述的抗性糊精制备方法，其特征在于：所述步骤c中聚合反应温度为180℃，反应时间为0.5小时。
5.如权利要求1所述的抗性糊精制备方法，其特征在于：所述步骤d中浆液浓度为25％，所述液化温度为95℃，液化时间为2小时；所述糖化温度为60℃，糖化时间为24小时。
6.如权利要求1所述的抗性糊精制备方法，其特征在于：所述步骤e中酵母发酵温度为45℃，发酵时间为24小时。
7.如权利要求1所述的抗性糊精制备方法，其特征在于：所述步骤e中脱色采用粉状活性炭脱色，活性炭的添加量为干物质的2.5～3.5％，脱色的温度为70～90℃，反应时间为20～40分钟。
8.如权利要求1所述的抗性糊精制备方法，其特征在于：所述步骤f中柱层析采用内径25mm，高400mm的层析柱，300的硅胶作为固定相进行填充，用水作为流动相；所述离子交换为依次经过001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换，进料时温度在30℃左右，出料料液电导＜150μs/cm；所述浓缩采用旋转蒸发仪，蒸发仪温度设置为60～80℃，转速50～70rpm。
9.如权利要求1所述的抗性糊精制备方法，其特征在于：所述步骤f中的干燥采用烘箱干燥，温度控制在120℃。
10.如权利要求1至9任一制备的抗性糊精的应用，其特征在于：所述抗性糊精应用在碳酸饮料、液体乳制品、肉制品、奶粉和保健品类食品领域中。
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