CN114601156A - 一种低体外消化性复合粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食品加工技术领域，特别是一种低体外消化性复合粉及其制备方法。本发明首先将蛋白质酶解产物与淀粉按(10‑12):100的质量比混合，然后加水配制成固体质量分数为10‑12％的混合物，搅拌混匀后，加热至彻底糊化制得混合凝胶。将混合凝胶真空密封后在150‑450MPa的压力下高压处理，然后取出进行冻干、磨粉、过筛，即制得低体外消化性复合粉。此方法下制备的复合粉体外消化性明显低于单一的淀粉。本发明利用淀粉和蛋白作为原料，来源广泛，为制备低消化性的食物提取提供新思路和方法。本实验的提取过程反应条件温和，工艺路线简单易行，易于操作，具备大规模推广应用的潜力。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，特别是一种低体外消化性复合粉及其制备方法。
背景技术
糖尿病患者的糖代谢和血糖应答水平与淀粉的消化速率密切相关，且受到食物组分间相互作用的影响。淀粉作为膳食的重要组分，其消化性与糖尿病人的糖代谢密切相关。其中，快消化淀粉(RDS)含量高的食物显示出更高的血糖生成指数，并在食用后增加体内的葡萄糖和胰岛素水平；缓慢消化淀粉(SDS)含量高的食物在小肠中消化需要20至120min或更长时间，可以稳定血糖水平；抗性淀粉(RS)在小肠中不被α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶酶解，进入大肠被结肠菌群发酵，产生短链脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)，降低结肠pH值、葡萄糖和血胆固醇，并提高后肠免疫力，维持糖尿病人的餐后血糖稳定。因此，食用快速消化淀粉(RDS)含量低而缓慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量高的食物对人类健康有许多益处。
如何对现有的淀粉食物进行处理，使其快速消化淀粉(RDS)含量降低，缓慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量升高，从而更适宜糖尿病患者食用，是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种低体外消化性复合粉的制备方法，该方法制得的低体外消化性复合粉能能效降低糖尿病患者的糖代谢和血糖应答水平。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种低体外消化性复合粉的制备方法，包括如下步骤：
S1、将蛋白质溶于水后加酶进行酶解，酶解度为10-14，将产物冷冻干燥处理，得到含水量2-5wt％的粉状蛋白质酶解产物；然后将该蛋白质酶解产物与淀粉按(10-12):100的质量比混合，加水搅拌，配制成固体质量分数为10-12％的混合物；
S2、将上述混合物加热至完全糊化，制得混合凝胶并真空密封；
S3、将真空密封的混合凝胶在常温、150-450MPa的压力下处理20-30min，然后真空冷冻干燥处理，冻干的产物经研磨后过筛，即制得低体外消化性复合粉。
作为低体外消化性复合粉的制备方法进一步的改进：
优选的，步骤S1中所述酶为碱性蛋白酶，或者中性蛋白酶与碱性蛋白酶的组合。
优选的，所述蛋白质酶解产物的制备方法如下：将蛋白质粉加入水中，使得大米蛋白质粉在水中的质量浓度为5-15％，调节pH至9-11，加入碱性蛋白酶，在40-55℃水浴下搅拌酶解2-4h，将酶解产物加热至沸腾灭活，冷冻干燥后密封保存待用。
优选的，所述蛋白质酶解产物的制备方法如下：将蛋白质粉加入水中，使得蛋白质粉在水中的质量浓度为5-15％，调节pH至9-11，加入碱性蛋白酶，在40-55℃水浴下搅拌酶解2-4h，然后加入中性蛋白酶，在40-55℃水浴下搅拌酶解2-4h，将酶解产物转移到沸水浴中加热灭活，冷冻干燥后密封保存待用。
优选的，步骤S1中所述蛋白质酶解产物与淀粉的混合质量比为12:100，混合物的固体质量分数为10％。
优选的，步骤S3中处理混合凝胶的压力为350MPa，时间为20min。
优选的，所述蛋白质酶解产物为大米蛋白质酶解产物，所述淀粉为小麦淀粉。
优选的，步骤S3中冻干处理的温度为-80℃，处理时间为48h。
本发明的目的之二是提供一种由上述任一制备方法制得的低体外消化性复合粉。
本发明相比现有技术的有益效果在于：
1)本发明将淀粉和蛋白质酶解产物按一定的比例进行混合，然后加水搅拌后进行加热使混合物糊化，糊化后的混合凝胶在超高压下密封处理，产物冻干后研磨过筛即制得低体外消化性复合粉。通过实施例的研究表明，当蛋白质酶解产物与淀粉按(10-12):100的质量比混合、高压处理的压力为150-450MPa时，制得的低体外消化性复合粉与纯小麦淀粉相比，其快消化淀粉的含量明显降低，缓慢消化淀粉和抗性淀粉的含量明显上升。
2)超高压可引起生物大分子中共价键的破坏和形成、构象的变化和相变等发生不断地变化，进一步改变其理化性质和功能性质。本发明创新性的使用超高压方法辅助处理淀粉和蛋白质酶解产物的混合物，可以明显降低淀粉的体外消化性，为超高压技术处理淀粉和蛋白质酶解产物的混合物在低消化产品中的开发应用提供理论指导。制备方法流程简单、适合工厂生产。
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，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中采用的大米蛋白质由江西金农生物科技有限公司生产，每100g大米蛋白质中水分的含量为2.04±0.06g、灰分含量为1.45±0.03g、脂肪含量为2.04±0.05g、蛋白质含量为82.58±0.05g；碱性蛋白酶由北京索莱宝生物技术有限公司生产的B8360，中性蛋白酶由北京索莱宝生物技术有限公司生产。
实施例中WS为小麦淀粉的缩写，RPH为大米蛋白酶解产物的缩写。
实施例1
将大米蛋白质粉溶于去离子水(12％，w/w)中，用1mol/L的NaOH溶液调节pH至11.0，加入碱性蛋白酶，在55℃水浴、150RPM搅拌下酶解2h，得到酶解产物，将酶解产物加热至沸腾灭活10min，通过pH-stat法测定大米蛋白质酶解产物的酶解度为10，然后经冷冻干燥机(型号LGJ-1)冷冻干燥后密封保存，记为RPH2；
将大米蛋白质粉溶于去离子水(12％，w/w)中，用1mol/L的NaOH溶液调节pH至11.0，加入碱性蛋白酶，在55℃水浴、150RPM搅拌下酶解2h，然后加入中性蛋白酶酶，在55℃水浴、150RPM搅拌下继续酶解2h得到酶解产物，将酶解产物加热至沸腾灭活10min，通过pH-stat法测定大米蛋白质酶解产物的酶解度为14，然后经冷冻干燥机(型号LGJ-1)冷冻干燥后密封保存，记为RPH4。
实施例2
S1、将实施例1制得大米蛋白质酶解产物RPH2、RPH4与小麦淀粉WS分别以0:100、4:100、8:100、12:100和20:100的质量比混合，将混合物分别标记为WS、WS-4％RPH2、WS-4％RPH4、WS-8％RPH2、WS-8％RPH4、WS-12％RPH2、WS-12％RPH4、WS-20％RPH2和WS-20％RPH4，混合物经过充分的物理混合30min后，混合物加水搅拌制成固体质量分数为10％的悬浮液；
S2、将上述悬浮液分别在水浴中加热，充分搅拌20min。之后，立即转移到便携式杀菌锅(120℃，15min)，制得混合凝胶；
S3、将混合凝胶装入聚丙烯袋中真空密封，在常温下、常压下放置20min后将样品置于-80℃冷冻，冷冻干燥48h，磨粉过100目筛，密封保存。
将小麦淀粉WS以及WS与RPH2、RPH4以不同比例混合的样品分别进行体外消化率的影响测试，结果如下表1所示。
表1 不同混合比例下的淀粉体外消化率指标
由上表1的测试结果可知，相比较单一的小麦淀粉WS，将小麦淀粉WS与大米蛋白质酶解产物RPH混合处理能够显著降低产物中快消化淀粉的含量并提升慢消化淀粉和抗性淀粉的总含量；当大米蛋白质酶解产物RPH2、RPH4与小麦淀粉WS按照12:100的质量比混合时，制得的产品中快消化淀粉的含量最低，慢消化淀粉和抗性淀粉的含量最高。水解4h的RPH4与水解2h的RPH2相比，可以更好的降低产品中快消化淀粉的含量。
测试超高压处理对WS/RPH2、WS/RPH4复合物淀粉体外消化率的影响，结果分别如表2所示。超高压处理(350MPa)后复合物的体外消化性进一步降低，且水解4h的RPH4与水解2h的RPH2相比，可以更好的降低小麦淀粉的体外消化性。
实施例3
S1、将实施例1制得大米蛋白质酶解产物RPH2、RPH4与小麦淀粉WS以12:100的质量比混合，将混合物分别标记为WS-12％RPH2、WS-12％RPH4，混合物经过充分的物理混合30min后，混合物加水搅拌制成固体质量分数为10％的悬浮液；
S2、将上述悬浮液分别在水浴中加热，充分搅拌20min之后，立即转移到便携式杀菌锅(120℃，15min)，制得混合凝胶；
S3、将混合凝胶装入聚丙烯袋中真空密封，分别在常温150MPa、250MPa、350MPa、450MPa的压力下处理20min，高压设备达到指定压力时开始计时。并把不经过高压处理的WS、WS-12％RPH2、WS-12％RPH4作为对照。然后将样品置于-80℃冷冻，冷冻干燥48h，磨粉过100目筛，密封保存。
将未经高压处理的小麦淀粉WS、WS-12％RPH2、WS-12％RPH4以及不同高压下处理的WS-12％RPH2和WS-12％RPH4分别进行体外消化率的测试，结果如下表2所示。
表2 不同超高压处理下的淀粉体外消化率指标
由上表2可知，对添加了蛋白质酶解产物RPH2/RPH4的小麦淀粉进行超高压处理，能进一步降低酶解速率和RDS含量，进一步提升RS和SDS的总含量。当蛋白质酶解产物RPH2/RPH4在小麦淀粉中的添加量均为12％时，不同的超高压对RDS、SDS和RS指标有不同的影响；在150-350MPa范围内，随着压力的增大，复合产品中淀粉的体外消化性能逐渐降低。这是因为，由于压缩和增韧效应，复合样品的稳定性得到了提高，导致酶解率显著降低；在压强较高的条件下WS与RPH的结合通过外力的作用下得到了提升，分子间结构重排，由无定形区转到定形区，定性区的分子含量增加，从而延缓了其消化性。但在450MPa条件下，WS-12％RPH4复合物的RDS含量相比较350MPa时增加，说明该条件下的超高压处理使得一部分SDS和RS向RDS转变，太高的高压处理破坏了WS与RPH的结合力，并使得淀粉一部分由定形区转变到无定形区，加快了WS/RPH复合物的消化能力。
本领域的技术人员应理解，以上所述仅为本发明的若干个具体实施方式，而不是全部实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，还可以做出许多变形和改进，所有未超出权利要求所述的变形或改进均应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种低体外消化性复合粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将蛋白质溶于水后加酶进行酶解，酶解度为10-14，将产物冷冻干燥处理，得到含水量2-5wt％的粉状蛋白质酶解产物；然后将该蛋白质酶解产物与淀粉按(10-12):100的质量比混合，加水搅拌，配制成固体质量分数为10-12％的混合物；
S2、将上述混合物加热至完全糊化，制得混合凝胶并真空密封；
S3、将真空密封的混合凝胶在常温、150-450MPa的压力下处理20-30min，然后真空冷冻干燥处理，冻干产物经研磨后过筛，即制得低体外消化性复合粉。
2.根据权利要求1所述的低体外消化性复合粉的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述酶为碱性蛋白酶，或者中性蛋白酶与碱性蛋白酶的组合。
3.根据权利要求1或2所述的低体外消化性复合粉的制备方法，其特征在于，所述蛋白质酶解产物的制备方法如下：将蛋白质粉加入水中，使得蛋白质粉在水中的质量浓度为5-15％，调节pH至9-11，加入碱性蛋白酶，在40-55℃水浴下搅拌酶解2-4h，将酶解产物加热至沸腾灭活，冷冻干燥后密封保存待用。
4.根据权利要求1或2所述的低体外消化性复合粉的制备方法，其特征在于，所述蛋白质酶解产物的制备方法如下：将蛋白质粉加入水中，使得蛋白质粉在水中的质量浓度为5-15％，调节pH至9-11，加入碱性蛋白酶，在40-55℃水浴下搅拌酶解2-4h，然后加入中性蛋白酶，在40-55℃水浴下搅拌酶解2-4h，将酶解产物转移到沸水浴中加热灭活，冷冻干燥后密封保存待用。
5.根据权利要求1所述的低体外消化性复合粉的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述蛋白质酶解产物与淀粉的混合质量比为12:100，混合物的固体质量分数为10％。
6.根据权利要求1或5所述的低体外消化性复合粉的制备方法，其特征在于，步骤S3中处理混合凝胶的压力为350MPa，时间为20min。
7.根据权利要求1所述的低体外消化性复合粉的制备方法，其特征在于，所述蛋白质酶解产物为大米蛋白质酶解产物，所述淀粉为小麦淀粉。
8.根据权利要求1所述的低体外消化性复合粉的制备方法，其特征在于，步骤S3中冻干处理的温度为-80℃，处理时间为48h。
9.一种由权利要求1-8任意一项所述的制备方法制得的低体外消化性复合粉。
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