CN112806574B - 一种高络合指数豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高络合指数豌豆淀粉‑乳化剂复合物的制备方法。该方法以豌豆淀粉和乳化剂为原料，通过麦芽糖淀粉酶和葡聚糖分支酶对豌豆淀粉进行酶解处理，普鲁兰酶脱支处理，糊化法构建复合物，醇洗离心，冷冻干燥，粉碎过筛，制成豌豆淀粉‑乳化剂复合物。本发明应用复合酶法改性技术处理豌豆淀粉，增加糊化体系中可参与反应的线性淀粉链数量，促进豌豆淀粉‑乳化剂复合物的形成。本发明克服了化学法不安全和物理法复合率低的缺陷，具有安全、高效的特点，制备的豌豆淀粉‑乳化剂复合物络合指数可达50%以上，提高了豌豆淀粉的酶抗性，在食品加工领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及一种高络合指数豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法。
背景技术
天然淀粉是淀粉类食物中最主要的升糖碳水化合物，由支链淀粉和直链淀粉两种葡聚糖组成。当淀粉糊化体系中存在适当的客体分子时，直链淀粉分子内氢键的作用使淀粉链发生卷曲，可以形成单螺旋链，整个单螺旋链呈圆筒形腔体结构，腔体内部疏水，能与一些具有疏水性基团的客体分子发生疏水相互作用，将客体分子包结到其空腔内部形成直链淀粉-脂质复合物。
淀粉糊化体系中线性淀粉链的释放量、作为客体分子的脂质的水溶性以及在体系中的分散性是影响直链淀粉-脂质复合物形成的关键因素。相关研究表明淀粉脱支处理后可以释放更多的可参与络合的线性淀粉链，促进复合物的形成。但是天然淀粉的分支密度较低，在脱支过程中被普鲁兰酶或异淀粉酶水解的且适宜复合物形成的线性淀粉链数量有限，采用单一脱支酶处理效果欠佳。利用麦芽糖淀粉酶和葡聚糖分支酶在水解淀粉过程中表现出形成α-1,6糖苷键的转糖苷作用，有效改变淀粉的链式结构，通过控制酶种类和酶添加量来调控淀粉的分支密度，进而在后续脱支过程中产生更多适宜进行包结络合作用的线性淀粉链。目前国内关于利用麦芽糖淀粉酶、葡聚糖分支酶和普鲁兰酶协同作用制备豌豆淀粉-乳化剂复合物的方法还未见。
发明内容
为弥补现有酶法脱支技术的不足，本发明提供了一种高效率、安全性高的制备豌豆淀粉-乳化剂复合物的加工方法，制备的复合物络合指数高、具有较高的耐酶解性能。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高络合指数的豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）复合酶处理豌豆淀粉；
（2）豌豆淀粉脱支处理：将步骤（1）得到的水解液pH值调整至4.5-5.0，在55-60℃下加入普鲁兰酶，脱支后在90-95℃下对混合溶液加热10-15min进行灭酶处理；
（3）豌豆淀粉-乳化剂复合物糊化法构建：将乳化剂溶解后添加至步骤（2）得到的脱支处理后的豌豆淀粉水解液中，在90-95℃下加热糊化60-90min，反应后将混合物冷却至室温；
（4）醇洗离心：将步骤（3）得到的混合溶液进行离心分离，洗涤，除去混合物中未反应的乳化剂，然后离心，去除上清液；
（5）冷冻干燥及粉碎过筛：将步骤（4）得到的沉淀物经冷冻干燥、粉碎、过筛后得到豌豆淀粉-乳化剂复合物。
作为优选方案，步骤（1）中复合酶处理豌豆淀粉的过程如下：将豌豆淀粉加入到pH值为6.8-7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成质量百分比浓度为5-10%的淀粉乳溶液；将淀粉乳在90-95℃下加热30-60min，冷却至50-55℃，加入麦芽糖淀粉酶，水解后在90-95℃下对混合溶液加热10-15min进行灭酶处理；冷却至50-55℃，加入葡聚糖分支酶，水解后在90-95℃下对混合溶液加热10-15min进行灭酶处理。
进一步的，步骤（1）中麦芽糖淀粉酶添加量为4-16U/g，酶解时间为20-50min。
进一步的，步骤（1）中葡聚糖分支酶添加量为10-40U/g，酶解时间为20-40min。
作为优选方案，步骤（2）中普鲁兰酶添加量为20-60U/g，脱支时间为30-60min。
作为优选方案，步骤（3）中乳化剂为柠檬酸单甘酯、分子蒸馏单甘酯、二乙酰酒石酸单甘酯、二聚甘油单硬脂酸酯、硬脂酰乳酸钠和硬脂酰乳酸钙中的一种。
进一步的，步骤（3）中乳化剂的添加量为豌豆淀粉添加量的2-6%。
进一步的，步骤（3）中乳化剂溶解是将乳化剂溶解在无水乙醇中。
作为优选方案，步骤（4）中混合溶液离心转速为4000rpm，离心时间为15min。
进一步的，步骤（4）中混合溶液离心分离后的洗涤采用体积浓度为50% 的乙醇溶液洗涤两次。
作为优选方案，步骤（5）中沉淀采用真空冷冻干燥48 h。
进一步的，步骤（5）中干燥后的样品过80目筛。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用复合酶处理技术辅助糊化法制备豌豆淀粉-乳化剂复合物，增加糊化体系中线性淀粉链的释放量，由此增加主客体分子接触的概率，从而提高复合物的络合指数。
（2）本发明采用豌豆淀粉作为主体分子，相比于其他天然淀粉，豌豆淀粉是一种直链淀粉含量较高的淀粉，有利于增加直链淀粉和客体分子乳化剂的络合机率。
（3）本发明采用复合酶处理法可有效提高豌豆淀粉中慢消化淀粉和抗性淀粉含量，增加豌豆淀粉的酶抗性，并使豌豆淀粉具有一些对人体有益的健康功能，可以减少餐后血糖反应，而且对一些代谢综合症有一定的预防作用，例如II 型糖尿病、肥胖症、高血压和心脏病等。
（4）本发明制备工艺绿色环保、安全高效，制备过程中未使用有毒化学试剂，相比于化学法和物理法制备的产品具有明显的优势。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种豌豆淀粉-柠檬酸单甘酯复合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）复合酶处理豌豆淀粉：将豌豆淀粉加入到pH值为7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成质量百分比浓度为6%的淀粉乳溶液；将淀粉乳在95℃下加热30min，冷却至55℃，加入8U/g的麦芽糖淀粉酶，酶解30min，水解后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理；冷却至50℃，加入20U/g的葡聚糖分支酶，酶解40min，水解后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理。
（2）豌豆淀粉脱支处理：将步骤（1）得到的水解液pH值调整至5.0，在55℃下加入40U/g的普鲁兰酶，脱支30min，脱支后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理。
（3）豌豆淀粉-柠檬酸单甘酯复合物糊化法构建：将占淀粉添加量3%的柠檬酸单甘酯在无水乙醇中溶解后添加至步骤（2）得到的脱支处理后的豌豆淀粉水解液中，在90℃下加热糊化70min，反应后将混合物冷却至室温；
（4）醇洗离心：将步骤（3）得到的混合溶液在4000rpm下离心15min，加入50% 的乙醇溶液对沉淀洗涤两次，除去混合物中未反应的柠檬酸单甘酯，然后离心，去除上清液；
（5）冷冻干燥及粉碎过筛：将步骤（4）得到的沉淀物经真空冷冻干燥48h、粉碎、过80目筛后得到豌豆淀粉-柠檬酸单甘酯复合物。
实施例2
一种豌豆淀粉-分子蒸馏单甘酯复合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）复合酶处理豌豆淀粉：将豌豆淀粉加入到pH值为6.8的乙酸钠缓冲溶液中，配制成质量百分比浓度为8%的淀粉乳溶液；将淀粉乳在90℃下加热45min，冷却至55℃，加入12U/g的麦芽糖淀粉酶，酶解40min，水解后在90℃下对混合溶液加热15min进行灭酶处理；冷却至55℃，加入30U/g的葡聚糖分支酶，酶解30min，水解后在90℃下对混合溶液加热15min进行灭酶处理。
（2）豌豆淀粉脱支处理：将步骤（1）得到的水解液pH值调整至4.7，在58℃下加入45U/g的普鲁兰酶，脱支45min，脱支后在90℃下对混合溶液加热15min进行灭酶处理。
（3）豌豆淀粉-分子蒸馏单甘酯复合物糊化法构建：将占淀粉添加量4%的分子蒸馏单甘酯在无水乙醇中溶解后添加至步骤（2）得到的脱支处理后的豌豆淀粉水解液中，在95℃下加热糊化60min，反应后将混合物冷却至室温；
（4）醇洗离心：将步骤（3）得到的混合溶液在4000rpm下离心15min，加入50% 的乙醇溶液对沉淀洗涤两次，除去混合物中未反应的分子蒸馏单甘酯，然后离心，去除上清液；
（5）冷冻干燥及粉碎过筛：将步骤（4）得到的沉淀物经真空冷冻干燥48h、粉碎、过80目筛后得到豌豆淀粉-分子蒸馏单甘酯复合物。
实施例3
一种豌豆淀粉-二乙酰酒石酸单甘酯复合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）复合酶处理豌豆淀粉：将豌豆淀粉加入到pH值为7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成质量百分比浓度为9%的淀粉乳溶液；将淀粉乳在90℃下加热50min，冷却至50℃，加入16U/g的麦芽糖淀粉酶，酶解35min，水解后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理；冷却至50℃，加入25U/g的葡聚糖分支酶，酶解40min，水解后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理。
（2）豌豆淀粉脱支处理：将步骤（1）得到的水解液pH值调整至4.5，在60℃下加入35U/g的普鲁兰酶，脱支50min，脱支后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理。
（3）豌豆淀粉-二乙酰酒石酸单甘酯复合物糊化法构建：将占淀粉添加量5%的二乙酰酒石酸单甘酯在无水乙醇中溶解后添加至步骤（2）得到的脱支处理后的豌豆淀粉水解液中，在90℃下加热糊化80min，反应后将混合物冷却至室温；
（4）醇洗离心：将步骤（3）得到的混合溶液在4000rpm下离心15min，加入50% 的乙醇溶液对沉淀洗涤两次，除去混合物中未反应的二乙酰酒石酸单甘酯，然后离心，去除上清液；
（5）冷冻干燥及粉碎过筛：将步骤（4）得到的沉淀物经真空冷冻干燥48h、粉碎、过80目筛后得到豌豆淀粉-二乙酰酒石酸单甘酯复合物。
实施例4
一种豌豆淀粉-二聚甘油单硬脂酸酯复合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）复合酶处理豌豆淀粉：将豌豆淀粉加入到pH值为7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成质量百分比浓度为5%的淀粉乳溶液；将淀粉乳在95℃下加热35min，冷却至52℃，加入8U/g的麦芽糖淀粉酶，酶解40min，水解后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理；冷却至55℃，加入40U/g的葡聚糖分支酶，酶解20min，水解后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理。
（2）豌豆淀粉脱支处理：将步骤（1）得到的水解液pH值调整至5.0，在58℃下加入50U/g的普鲁兰酶，脱支35min，脱支后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理。
（3）豌豆淀粉-二聚甘油单硬脂酸酯复合物糊化法构建：将占淀粉添加量6%的二聚甘油单硬脂酸酯在无水乙醇中溶解后添加至步骤（2）得到的脱支处理后的豌豆淀粉水解液中，在90℃下加热糊化85min，反应后将混合物冷却至室温；
（4）醇洗离心：将步骤（3）得到的混合溶液在4000rpm下离心15min，加入50% 的乙醇溶液对沉淀洗涤两次，除去混合物中未反应的二聚甘油单硬脂酸酯，然后离心，去除上清液；
（5）冷冻干燥及粉碎过筛：将步骤（4）得到的沉淀物经真空冷冻干燥48h、粉碎、过80目筛后得到豌豆淀粉-二聚甘油单硬脂酸酯复合物。
实施例5
一种豌豆淀粉-硬脂酰乳酸钠复合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）复合酶处理豌豆淀粉：将豌豆淀粉加入到pH值为7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成质量百分比浓度为10%的淀粉乳溶液；将淀粉乳在90℃下加热55min，冷却至50℃，加入12U/g的麦芽糖淀粉酶，酶解30min，水解后在90℃下对混合溶液加热15min进行灭酶处理；冷却至55℃，加入30U/g的葡聚糖分支酶，酶解40min，水解后在90℃下对混合溶液加热15min进行灭酶处理。
（2）豌豆淀粉脱支处理：将步骤（1）得到的水解液pH值调整至4.7，在60℃下加入55U/g的普鲁兰酶，脱支40min，脱支后在90℃下对混合溶液加热15min进行灭酶处理。
（3）豌豆淀粉-硬脂酰乳酸钠复合物糊化法构建：将占淀粉添加量4%的硬脂酰乳酸钠在无水乙醇中溶解后添加至步骤（2）得到的脱支处理后的豌豆淀粉水解液中，在90℃下加热糊化90min，反应后将混合物冷却至室温；
（4）醇洗离心：将步骤（3）得到的混合溶液在4000rpm下离心15min，加入50% 的乙醇溶液对沉淀洗涤两次，除去混合物中未反应的硬脂酰乳酸钠，然后离心，去除上清液；
（5）冷冻干燥及粉碎过筛：将步骤（4）得到的沉淀物经真空冷冻干燥48h、粉碎、过80目筛后得到豌豆淀粉-硬脂酰乳酸钠复合物。
实施例6
一种豌豆淀粉-硬脂酰乳酸钙复合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）复合酶处理豌豆淀粉：将豌豆淀粉加入到pH值为6.8的乙酸钠缓冲溶液中，配制成质量百分比浓度为7%的淀粉乳溶液；将淀粉乳在95℃下加热40min，冷却至55℃，加入8U/g的麦芽糖淀粉酶，酶解35min，水解后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理；冷却至50℃，加入35U/g的葡聚糖分支酶，酶解30min，水解后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理。
（2）豌豆淀粉脱支处理：将步骤（1）得到的水解液pH值调整至5.0，在58℃下加入40U/g的普鲁兰酶，脱支30min，脱支后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理。
（3）豌豆淀粉-硬脂酰乳酸钙复合物糊化法构建：将占淀粉添加量5%的硬脂酰乳酸钙在无水乙醇中溶解后添加至步骤（2）得到的脱支处理后的豌豆淀粉水解液中，在95℃下加热糊化75min，反应后将混合物冷却至室温；
（4）醇洗离心：将步骤（3）得到的混合溶液在4000rpm下离心15min，加入50% 的乙醇溶液对沉淀洗涤两次，除去混合物中未反应的硬脂酰乳酸钙，然后离心，去除上清液；
（5）冷冻干燥及粉碎过筛：将步骤（4）得到的沉淀物经真空冷冻干燥48h、粉碎、过80目筛后得到豌豆淀粉-硬脂酰乳酸钙复合物。
对比例1
（1）豌豆淀粉糊化处理：将豌豆淀粉加入到pH值为7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成质量百分比浓度为6%的淀粉乳溶液；将淀粉乳在95℃下加热30min，冷却至55℃。
（2）豌豆淀粉脱支处理：将步骤（1）得到的糊化液pH值调整至5.0，在55℃下加入40U/g的普鲁兰酶，脱支30min，脱支后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理。
（3）豌豆淀粉-柠檬酸单甘酯复合物糊化法构建：将占淀粉添加量3%的柠檬酸单甘酯在无水乙醇中溶解后添加至步骤（2）得到的脱支处理后的豌豆淀粉水解液中，在90℃下加热糊化70min，反应后将混合物冷却至室温；
（4）醇洗离心：将步骤（3）得到的混合溶液在4000rpm下离心15min，加入50% 的乙醇溶液对沉淀洗涤两次，除去混合物中未反应的柠檬酸单甘酯，然后离心，去除上清液；
（5）冷冻干燥及粉碎过筛：将步骤（4）得到的沉淀物经真空冷冻干燥48h、粉碎、过80目筛后得到豌豆淀粉-柠檬酸单甘酯复合物。
对比例2
与实施例1不同的是：步骤（1）中复合酶处理豌豆淀粉：将豌豆淀粉加入到pH值为7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成质量百分比浓度为6%的淀粉乳溶液；将淀粉乳加热到95℃下加热30min，冷却至50℃，加入20U/g的葡聚糖分支酶，酶解40min，水解后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理；冷却至55℃，加入8U/g的麦芽糖淀粉酶，酶解30min，水解后在95℃下对混合溶液加热10min进行灭酶处理。
其他步骤均相同，得到豌豆淀粉-柠檬酸单甘酯复合物。
将实施例1-6与对比例1中得到的复合物的络合指数进行测定：
豌豆淀粉-乳化剂复合物络合指数测定方法：称取5 g待测样品并加入25 ml蒸馏水，在沸水浴中加热搅拌30 min至其完全糊化。将样品冷却至室温后涡旋振荡2min，然后将样品在3500 rpm下离心20 min，准确称量500 μl上清液于试管内，并加入15 ml蒸馏水和2ml碘液（2.0% KI和1.3% of I2），然后于690 nm处测定吸光度（As），其中对照组是不加甘油酯的玉米淀粉的吸光度（A0）。计算公式如下：
CI （%） = 100 × （A0 – As）/ A0
Claims (8)
1.一种高络合指数豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，复合酶处理豌豆淀粉：将豌豆淀粉加入到缓冲溶液中，配制成质量百分比浓度为5-10%的淀粉乳溶液；将淀粉乳在90-95℃下加热30-60min，冷却至50-55℃，加入麦芽糖淀粉酶，水解后进行灭酶处理，冷却至50-55℃，加入葡聚糖分支酶，水解后进行灭酶处理；麦芽糖淀粉酶添加量为4-16U/g，酶解时间为20-50min；葡聚糖分支酶添加量为10-40U/g，酶解时间为20-40min；
步骤二，豌豆淀粉脱支处理：将步骤一得到的水解液pH值调整至4.5-5.0，在55-60℃下加入普鲁兰酶，脱支后进行灭酶处理；普鲁兰酶添加量为20-60U/g，脱支时间为30-60min；
步骤三，豌豆淀粉-乳化剂复合物糊化法构建：将乳化剂溶解后添加至步骤二得到的脱支处理后的豌豆淀粉水解液中，在90-95℃下加热糊化60-90min，反应后将混合物冷却至室温；
步骤四，醇洗离心：将步骤三得到的混合溶液进行离心分离，洗涤，除去混合物中未反应的乳化剂，然后离心，去除上清液；
步骤五，冷冻干燥及粉碎过筛：将步骤四得到的沉淀物经冷冻干燥、粉碎、过筛后得到豌豆淀粉-乳化剂复合物。
2.根据权利要求1所述的一种高络合指数豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的缓冲溶液是指pH值为6.8-7.0的乙酸钠缓冲溶液。
3.根据权利要求1或2所述的一种高络合指数豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法，其特征在于：步骤一和步骤二中所述的灭酶处理是指在90-95℃下对混合溶液加热10-15min进行灭酶。
4.根据权利要求1所述的一种高络合指数豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法，其特征在于：步骤三中所述的乳化剂为柠檬酸单甘酯、分子蒸馏单甘酯、二乙酰酒石酸单甘酯、二聚甘油单硬脂酸酯、硬脂酰乳酸钠和硬脂酰乳酸钙中的一种，乳化剂的添加量为豌豆淀粉添加量的2-6%。
5.根据权利要求4所述的一种高络合指数豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法，其特征在于：步骤三中所述的乳化剂溶解是将乳化剂溶解在无水乙醇中。
6.根据权利要求1所述的一种高络合指数豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法，其特征在于：步骤四中所述的离心分离是指在4000rpm转速下离心15min。
7.根据权利要求1或6所述的一种高络合指数豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法，其特征在于：步骤四中所述的洗涤是指用体积浓度为50% 的乙醇溶液对离心分离后的沉淀进行洗涤，洗涤后离心，重复两次。
8.根据权利要求1所述的一种高络合指数豌豆淀粉-乳化剂复合物的制备方法，其特征在于：步骤五中所述的干燥方法为真空冷冻干燥，干燥时间48 h；所述的过筛是指过80目筛。
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