CN114621988B - 一种慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉及其制备方法，属于食品和变性淀粉加工技术领域。本发明所述的制备发酵玉米淀粉的方法，包括：(1)将碳源和水混合，得到发酵培养基；其中，碳源和水的质量比为0‑5：30，且碳源的用量不为0；(2)在发酵培养基中加入高直链玉米淀粉，形成淀粉乳；(3)在淀粉乳中接种发酵后的植物乳杆菌CCTCCM2017138或酿酒酵母种子液，进行发酵，得到慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉。本发明采用特定单菌种固态发酵工艺，生产周期短，能耗低，操作简单，可以短时间大批量生产，同时避免化学改性生产过程中所产生的化学物质残留对环境和人体的伤害，产品质量安全均一。

Description

一种慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉及其制备方法，属于食品和变性淀粉加工技术领域。
背景技术
淀粉是食品中最重要的碳水化合物之一，对食品的持水力、黏度、质构、口感、稳定性、和货架期等质量特性具有重要的影响。玉米淀粉是化学成分最佳的淀粉之一，产品纯度达99.5％。玉米淀粉的生产在整个玉米加工业中占十分重要的地位，我国淀粉行业90％以玉米为原料。玉米淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，直链淀粉和支链淀粉在分子结构、聚合度、还原能力上的差别决定其性质上不同。根据直链淀粉含量不同，玉米淀粉可分为：蜡质玉米淀粉、普通玉米淀粉、高直链玉米淀粉，普通玉米淀粉直链淀粉含量在22-28％之间，而高直链玉米淀粉直链淀粉含量在55％以上。
淀粉是人类膳食中不可或缺的能量来源。淀粉在体内的消化速率、消化程度以及葡萄糖的吸收速率决定了其血糖指数。依据消化特性的差异，淀粉大致可以分为三类：快消化性淀粉(RDS)、慢消化性淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)。研究发现，同类型淀粉中，直链淀粉含量越高，抗性淀粉含量越高，对应淀粉降低水解率更慢。不同直链淀粉含量玉米原淀粉消化速度顺序为：蜡质玉米淀粉＞普通玉米淀粉＞高直链玉米淀粉，这也说明直链淀粉含量高的淀粉消化速度慢，水解率低。其中普通玉米淀粉的RDS、SDS含量远大于高直链玉米淀粉，RS含量远小于高直链玉米淀粉。传统谷物类食物中，快消化淀粉含量较高，因此摄入后血糖升高较快，食用过多易引发胰岛素应答障碍和代谢慢性综合征。而近年来，糖尿病、心血管病、肥胖症等非传染性慢性疾病的发病率日益增加，低淀粉水解率及低GI食品因其消化速率慢、餐后血糖反应水平低的特点而日益受到人们青睐。因此，有必要采取措施降低淀粉的消化性以满足人们对机体健康的追求。
随着人们对健康、环保和食品安全的日益重视，开发绿色食品加工工艺已成为目前国内外的研究热点。发酵技术作为一种淀粉生物改性技术，其处理改性的淀粉不含化学试剂的残留，产品的理化性质得到明显的改善，产品的附加值也将大大提高，因此淀粉的发酵处理改性将会是淀粉非化学改性研究的一个重要领域。例如馒头、面包、酒类、食醋等发酵谷物类食品在日常生活中十分常见。常见发酵谷物食品涉及的菌种有酵母菌、乳酸菌、霉菌、枯草芽孢杆菌以及多菌种混合发酵等。其中，最常见的谷物自然发酵优势菌种是乳酸菌和酵母菌，由于其对发酵食品风味、质构的改善而应用广泛。乳酸菌产酸能力强，并且有一定益生功效；酵母菌产生醇类等风味物质，并能降低淀粉还原糖并利用可溶性淀粉，使发酵产品符合低GI饮食需要。
影响淀粉消化性的因素多种多样，主要可以分为内因和外因。内因包括淀粉直链含量、淀粉植物来源、淀粉颗粒大小、淀粉颗粒结构、淀粉-脂质复合物等，外因主要包括淀粉加工改性方式、储藏条件等。目前研究表明，慢消化性淀粉的制备方法主要有物理改性、化学改性、酶法改性、复合改性等。物理改性制备慢消化性淀粉主要通过如韧化、湿热处理、回生处理、微波处理、超高压、挤压等方式，具有无污染、易于操作等优点。化学改性的常见方法有：酸处理、氧化、交联和取代，虽然这些化学改性方式已被证实对于慢消化淀粉含量增加有不同程度的作用，但是并不适合制备可食用物品，其安全性和毒理性评价还有待进一步研究。酶改性方法安全、高效，酶本身一般能够在正常食品加工中失活，也很少带入有害副产物，因此被广泛地运用于实际生产中。已有研究表明，普鲁兰酶、异淀粉酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶或转葡萄糖苷酶都可以用于制备慢消化性淀粉。然而，淀粉的外源酶生物加工可能引起一定的安全性问题；但食品体系的微生物如酵母菌等可分泌多种淀粉催化酶，使淀粉的生物加工成为淀粉类制品结构、功能性质及消化性调控的重要手段。已有相关研究表明，微生物发酵大米淀粉时，随着发酵液添加量的增加，可以降低大米淀粉的消化性，说明微生物发酵作为一种有效的制备慢消化性淀粉的方法具有很大的研究潜能，其对于玉米淀粉消化性的影响也亟待研究。目前，微生物发酵作为一种食品加工的重要手段，广泛应用于谷物加工类制品，而淀粉作为谷物食品最主要的成分，其在发酵过程中受到催化作用发生多尺度结构降解，进而影响淀粉聚集态结构，进而表现为对外界淀粉类制品理化特性的影响，例如淀粉的糊化特性。但如何通过控制淀粉发酵过程从而探究影响淀粉消化性能关键结构域的形成还亟待研究，这对调控发酵类谷物制品的消化性能和营养特性具有重要意义。
高直链玉米淀粉因其抗剪切能力强、成膜性能好而成为工业重要原料，但其天然抗消化的优良特性却没有得到充分挖掘。因此，为了控制血糖，预防饮食相关疾病，同时探究控制发酵条件对发酵高直链玉米淀粉消化性的影响，尝试制备一种慢消化性发酵高直链玉米淀粉，拓宽高直链玉米淀粉的应用途径，增加玉米的附加值，具有广阔的市场潜力和较高的经济效益。
发明内容
[技术问题]
目前未有文献公开如何通过控制淀粉发酵过程从而探究影响淀粉消化性能关键结构域的形成，且高直链玉米淀粉的天然抗消化的优良特性却没有得到充分挖掘。
[技术方案]
为了解决上述问题，本发明以高直链玉米原淀粉为原料，特定的菌种为发酵菌种，添加特定量的碳源，在固态发酵条件下制备了发酵高直链玉米淀粉。本发明制备的发酵高直链玉米淀粉具有独特发酵风味，并且淀粉水解率相对原淀粉具有可观的改善，起到有效降低淀粉类制品餐后血糖指数的效果。而且，本发明在确保发酵玉米淀粉具有慢消化特性的基础上，缩短发酵时间，精简了制备方法。
本发明的第一个目的是提供一种制备慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉的方法，包括如下步骤：
(1)将碳源和水混合，得到发酵培养基；其中，碳源和水的质量比为0-5：30，且碳源的用量不为0；
(2)在步骤(1)的发酵培养基中加入高直链玉米淀粉，形成淀粉乳；
(3)在步骤(2)的淀粉乳中接种发酵后的植物乳杆菌CCTCC M2017138或酿酒酵母种子液，进行发酵，得到慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的碳源为葡萄糖。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的水优选为无菌水。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)还包括对于发酵培养基进行灭菌，所述灭菌方式包括：高温高压灭菌，其中温度为115-121℃，压力为0.1-0.3Mpa，灭菌时间20-30min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的高直链玉米淀粉中直链淀粉含量在55％以上，即：100g玉米淀粉中含有55g以上的直链淀粉。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中淀粉乳中高直链玉米淀粉和发酵培养基的质量比为5-45：30。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述植物乳杆菌Lactobacillusplantarum CCTCC M2017138植物乳杆菌菌数为3.5×109CFU/g，于2018年3月7日公开在文章(Enzyme assisted fermentation of potato pulp:An effective way toreducewater holding capacity and improve drying efficiency.Jing Du.FoodChemistry.258(2018),118-123)中。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述酿酒酵母为黄酒高活性干酵母，酵母菌菌数为1.0×1010CFU/g，购于安琪酵母股份有限公司。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中植物乳杆菌或酿酒酵母种子液的接种量为淀粉乳质量的0％-20％，但不为0。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述植物乳杆菌种子液的制备过程为：制备乳酸菌培养基(MRS肉汤培养基)琼脂平板，利用菌种保藏管划平板，37℃培养24h，挑取平板单菌落接种至液体乳酸菌培养基中；所述酿酒酵母种子液的制备过程为：制备酵母菌培养基(YPD酵母浸出粉胨葡萄糖培养基)琼脂平板，利用菌种保藏管划平板，37℃培养48h，挑取平板单菌落接种至液体酵母菌培养基中。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述发酵后的植物乳杆菌种子液是将植物乳杆菌种子液在37℃下发酵10-20h；发酵后的酿酒酵母种子液是将酿酒酵母种子液在30℃下发酵10-20h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述的发酵的温度为30-40℃，发酵的时间为12-96h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中发酵结束后还需要经过干燥、过筛。
本发明的第二个目的是本发明所述的方法制备得到的慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉。
在本发明的一种实施方式中，所述的慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉中抗性淀粉含量为39％-50％，慢消化淀粉含量为4％-20％；“％为质量百分比”。
本发明的第三个目的是本发明所述的慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉在食品领域的应用。
在本发明的一种实施方式中，所述应用包括用于低GI食品原辅料。
[有益效果]
(1)本发明采用特定单菌种固态发酵工艺，生产周期短，能耗低，操作简单，可以短时间大批量生产，同时避免化学改性生产过程中所产生的化学物质残留对环境和人体的伤害，产品质量安全均一。
(2)本发明通过菌种对淀粉的降解作用，得到发酵淀粉；制备的发酵淀粉具有特殊的风味，且其消化性得到明显降低，淀粉水解率减慢；同时消化性能可通过发酵条件的改变而进行调节，能够满足不同人群的营养需求，原料绿色安全，将其添加至低GI食品中，不仅可以提供饱腹感、持续提供能量，同时降低餐后血糖响应，在玉米深加工及玉米主食化方面具有良好的应用前景。
(3)本发明强调的不是慢消化淀粉的含量的提升百分比，而是需要将抗性淀粉和慢消化淀粉结合起来，同水解率相对应，来实现慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉的制备。
附图说明
图1是实施例1、2中原淀粉和不同发酵时间植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的总淀粉、直链淀粉含量图。
图2是实施例1、3中原淀粉和不同发酵液添加量植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的总淀粉、直链淀粉含量图。
图3是实施例4、5中原淀粉和不同发酵时间酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的总淀粉、直链淀粉含量图。
图4是实施例4、6中原淀粉和不同发酵液添加量酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的总淀粉、直链淀粉含量图。
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。
测试方法：
1、淀粉及发酵淀粉的总淀粉含量测定方法：采用Megazyme总淀粉试剂盒测定不同玉米原淀粉及发酵玉米淀粉的总淀粉含量，每个样品至少测定3次并取平均值。
2、淀粉及发酵淀粉的直链淀粉含量测定方法：采用Megazyme直链淀粉/支链淀粉试剂盒测定不同玉米原淀粉及发酵玉米淀粉的直链淀粉含量，每个样品至少测定3次并取平均值。
3、淀粉及发酵玉米淀粉体外消化性能、淀粉水解率的测定及计算方法：称取200mg样品于50mL离心管中，并加入2mL去离子水，通过磁力搅拌将悬浮液充分混合均匀，沸水浴糊化20min后(高直链玉米淀粉样品在121℃下糊化20min)于37℃保温10min，然后加入4mL模拟胃液(胃蛋白酶浓度：5mg/mL)，于37℃水浴中反应30min。再加入2mL醋酸钠缓冲溶液(0.5M，pH 5.2)和6粒玻璃珠，置于37℃水浴中振荡30min后加入2mL模拟肠液(胰酶/淀粉葡糖苷酶/转化酶)，混合均匀后，置于37℃水浴中进行反应，分别在反应0min、20min、60min、90min、120min和180min时取样，乙醇灭酶后用葡萄糖氧化酶法测定葡萄糖含量，从而算出样品中快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗消化淀粉(RS)含量。样品RDS、SDS和RS含量的计算公式如下：
G＝(At－A0)×c×V×D×100/(As－Aw)×m
RDS＝(G20－G0)×0.9
SDS＝(G120－G20)×0.9
RS＝100－RDS－SDS
式中，其中G是测试溶液中葡萄糖的含量，％；At是520nm处测试溶液的吸光度；A0是空白溶液在520nm处的吸光度；c是标准溶液的浓度，mg/mL；V是测试溶液的总体积，mL；D是稀释倍数；As是葡萄糖标准溶液在520nm处的吸光度；Aw是去离子水在520nm处的吸光度；m是样品干基的重量，mg；RDS是样品中快消化淀粉的含量，％；G0是0min时测试溶液中葡萄糖的含量，％；G20是20min时测试溶液中葡萄糖的含量，％；G120是120min时测试溶液中葡萄糖的含量，％。
4、不同时间(0、20、60、90、120、180min)淀粉水解率(％)计算如下：
淀粉水解率(％)＝Gt×0.9×100
式中，Gt是不同时间测试溶液中葡萄糖含量，％。
实施例中采用的植物乳杆菌Lactobacillus plantarum CCTCC M2017138于2018年3月7日公开在文章(Enzyme assisted fermentation of potato pulp:An effectiveway to reducewater holding capacity and improve drying efficiency.JingDu.Food Chemistry.258(2018),118-123)中；采用的酿酒酵母为黄酒高活性干酵母，酵母菌菌数为1.0×1010CFU/g，购于安琪酵母股份有限公司。
实施例1
一种制备慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉的方法，包括如下步骤：
(1)将葡萄糖和无菌水按照0.6g：30g的用量比混合，得到发酵培养基，之后在115℃、0.2MPa进行高温高压灭菌20min；之后降温到25℃；
(2)按照高直链玉米淀粉(直链淀粉含量69.31％)和发酵培养基的质量比为1：1搅拌调制，得到淀粉乳；
(3)制备乳酸菌培养基(MRS肉汤培养基)琼脂平板，利用菌种保藏管划平板，37℃培养12h，挑取平板单菌落接种至液体乳酸菌培养基中，得到植物乳杆菌种子液；将植物乳杆菌种子液在37℃下发酵12h，得到发酵后的植物乳杆菌种子液，植物乳杆菌菌数为3.5×109CFU/g；
在步骤(2)的淀粉乳中接种发酵后的植物乳杆菌种子液，在37℃下发酵48h；其中发酵后的植物乳杆菌种子液的接种量为淀粉乳质量的10％；
(4)发酵结束后，将淀粉乳平铺在烘干容器上，干燥时间为12h，过100目筛，即得发酵高直链玉米淀粉。
实施例2
调整实施例1中步骤(3)的发酵时间为24h、72h，其他和实施例1保持一致，得到发酵高直链玉米淀粉。
将得到的发酵高直链玉米淀粉进行性能测试，测试结果如下：
图1为高直链玉米原淀粉及不同发酵时间植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的总淀粉和直链淀粉含量。从图1可以看出：随着发酵时间的延长，发酵高直链玉米淀粉的总淀粉含量呈现下降趋势，说明微生物发酵后对淀粉产生一定降解作用；植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的直链淀粉含量随发酵时间的延长呈现先降低后升高的趋势，但变化不大。可能是由于植物乳杆菌产生的酸性物质积累，抑制微生物自身生长，且酸性条件下代谢酶类影响支链淀粉结构，使部分支链淀粉降解形成直链淀粉。
表1为不同发酵时间植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉体外消化性能。从表1可以看出：与原淀粉相比较，不同发酵时间植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的慢消化淀粉含量和抗性淀粉含量都有不同程度的升高；随着发酵时间的增加，慢消化淀粉和抗性淀粉的总和呈现先增加后小幅降低再升高的趋势，尽管发酵时间为48h时相对于24h有所降低，但其也是显著优于原淀粉，体现了植物乳杆菌发酵对高直链玉米淀粉慢消化性能的提高；当发酵时间为72h时，慢消化淀粉和抗性淀粉总含量相比于原淀粉提高了14％。
表1不同发酵时间植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉体外消化性能测定
表2为不同发酵时间植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的淀粉水解率，从表2可以看出：所有淀粉样品0-20min内水解率快速增加，从20-180min内水解率缓慢达到最大平稳水平。结果表明：植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉水解率相较于高直链玉米原淀粉均有明显降低，随着发酵时间的延长，发酵24h和发酵48h的高直链玉米淀粉水解率相差不大，在20-90min阶段发酵24h的高直链玉米淀粉水解率稍低，体现在其慢消化淀粉含量稍高于发酵48h的高直链玉米淀粉。发酵72h的高直链玉米淀粉水解率最低且与体外消化性能数据(慢消化淀粉和抗性淀粉的总和最高)相对应，体现出发酵可以提升高直链玉米淀粉的慢消化性能。
表2不同发酵时间植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉水解率测定
实施例3
调整实施例1步骤(3)中植物乳杆菌种子液的接种量为淀粉乳质量的0、5％、15％，其他和实施例1保持一致，得到发酵高直链玉米淀粉。
将得到的发酵高直链玉米淀粉进行性能测试，测试结果如下：
图2为原淀粉和不同发酵液添加量植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的总淀粉、直链淀粉含量图。从图2可以看出：随着发酵种子液添加量的增加，发酵高直链玉米淀粉的总淀粉含量呈现下降趋势。植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的直链淀粉含量随发酵种子液添加量的增加呈现降低的趋势。
表3为不同发酵种子液接种量植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉体外消化性能测定，从表3可以看出：与原淀粉相比较，不同发酵种子液添加量植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的慢消化淀粉含量和抗性淀粉含量都有不同程度的升高。随着发酵液接种量的增加，慢消化淀粉和抗性淀粉的总和呈现先增加后降低再升高的趋势，发酵种子液接种量为5％时，慢消化淀粉和抗性淀粉总和达到66.08％，慢消化性能与高直链玉米原淀粉相比显著提高。
表3不同发酵种子液接种量植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉体外消化性能测定
表4为不同发酵种子液接种量植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的淀粉水解率，从表4可以看出：随着发酵种子液接种量的增加，5％种子液接种量的发酵高直链玉米淀粉水解率为最低值，10％、15％发酵种子液接种量的水解率有小幅升高，但仍低于原淀粉水解率，体现其慢消化性能的提升。
表4不同发酵种子液接种量植物乳杆菌发酵高直链玉米淀粉的淀粉水解率
实施例4
一种制备慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉的方法，包括如下步骤：
(1)将葡萄糖和无菌水按照0.6g：30g的用量比混合，得到发酵培养基，之后在115℃、0.2MPa进行高温高压灭菌20min；之后降温到25℃；
(2)按照高直链玉米淀粉(直链淀粉含量在69.31％)和发酵培养基的质量比为1：1搅拌调制，得到淀粉乳；
(3)制备酵母菌培养基(YPD酵母浸出粉胨葡萄糖培养基)琼脂平板，利用菌种保藏管划平板，37℃培养48h，挑取平板单菌落接种至液体酵母菌培养基中得到；之后在30℃下发酵12h，得到发酵后的酿酒酵母种子液，酵母菌菌数为1.0×1010CFU/g；
在步骤(2)的淀粉乳中接种发酵后的酿酒酵母种子液，在30℃下发酵48h；其中发酵后的植物乳杆菌种子液的接种量为淀粉乳质量的10％；
(4)发酵结束后，将淀粉乳平铺在烘干容器上，干燥时间为12h，过100目筛，即得发酵高直链玉米淀粉。
实施例5
调整实施例4中步骤(3)的发酵时间为24h、72h，其他和实施例1保持一致，得到发酵高直链玉米淀粉。
将得到的发酵高直链玉米淀粉进行性能测试，测试结果如下：
图3为实施例4、5中原淀粉和不同发酵时间酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的总淀粉、直链淀粉含量图；从图3可以看出：随着发酵时间的延长，发酵高直链玉米淀粉的总淀粉含量呈现下降趋势，说明酿酒酵母发酵后对淀粉也产生降解作用。由图3可以看出：酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的直链淀粉含量随发酵时间的延长呈现先降低后升高的趋势，变化趋势并不明显。
表5为不同发酵时间酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉体外消化性能，从表5可以看出：与原淀粉相比较，不同发酵时间酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的慢消化淀粉含量和抗性淀粉含量的总和相较原淀粉都有些许升高，慢消化淀粉的增加程度较抗性淀粉比较大，在发酵24h、48h、72h时，其慢消化淀粉和抗性淀粉的总量分别达到了60.54％、56.76％、52.66％，说明酿酒酵母发酵有利于改善高直链玉米淀粉的慢消化性能。
表5不同发酵时间酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉体外消化性能测定
表6为不同发酵时间酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的淀粉水解率，从表6可以看出：酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉水解率相较于高直链玉米原淀粉均有降低，但不同发酵时间的样品差距并不明显。
表6不同发酵时间酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉水解率测定
实施例6
调整实施例1步骤(3)中酿酒酵母种子液的接种量为淀粉乳质量的0、5％、15％，其他和实施例1保持一致，得到发酵高直链玉米淀粉。
将得到的发酵高直链玉米淀粉进行性能测试，测试结果如下：
图4为原淀粉和不同发酵液添加量酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的总淀粉、直链淀粉含量图。从图4可以看出：随着发酵种子液添加量的增加，发酵高直链玉米淀粉的总淀粉含量呈现下降趋势。酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的直链淀粉含量随发酵种子液添加量的增加呈现先降低后小幅增加的趋势，但相较原淀粉仍是下降的。
表7为不同发酵种子液接种量酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉体外消化性能测定，从表7可以看出：与原淀粉相比较，不同发酵种子液添加量酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的抗性淀粉含量呈降低趋势，慢消化淀粉含量都有升高，10％发酵种子液添加量的发酵淀粉慢消化淀粉含量从4.10％增加至8.57％，在此发酵种子液添加量的情况下对高直链玉米淀粉的慢消化性能改善最佳。
表7不同发酵种子液接种量酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉体外消化性能测定
表8为不同发酵种子液接种量酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的水解率，从表8可以看出：不同发酵种子液接种量酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉相较于原淀粉水解率降低，但随着发酵种子液添加量的变化不是很明显，当发酵种子液接种量为10％时，其水解率一直保持在较低水平，慢消化性能优于高直链玉米原淀粉。
表8不同发酵种子液接种量酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉的淀粉水解率
对比例1淀粉的选择
调整实施例1、实施例4中的高直链玉米淀粉(直链淀粉含量在69.31％)为蜡质玉米淀粉(直链淀粉含量在5.01％)、普通玉米淀粉(直链淀粉含量在17.32％)，其他和实施例1、实施例4保持一致，得到发酵淀粉。
将得到的发酵淀粉进行性能测试，测试结果如下：
表9和表10为不同直链含量玉米原淀粉及不同直链含量玉米原淀粉发酵后的体外消化性能和水解率测定；从表9和表10可以看出：蜡质玉米淀粉、普通玉米淀粉的水解率远大于高直链玉米淀粉，在20-180min时达到了90-100％，而高直链玉米淀粉只有45-55％。除高直链玉米原淀粉外，其他直链含量的玉米原淀粉的慢消化淀粉含量和抗性淀粉含量总和均较低，水解率也远低于普通玉米淀粉，故高直链淀粉具有更大的低GI食品中应用可能性。
选用植物乳杆菌、酿酒酵母对不同直链含量玉米原淀粉进行发酵后发现：不同直链含量玉米原淀粉经发酵后虽然慢消化淀粉含量和抗性淀粉含量都有所升高，但是其相对于原淀粉并没有大幅度的提升，和高直链玉米淀粉发酵后的效果相比增加幅度小；经过发酵后，蜡质玉米淀粉和普通玉米淀粉的水解率仍维持在较高的水平，远大于发酵高直链玉米淀粉，不利于其慢消化性能的应用。加之高直链玉米原淀粉本身具有较好的慢消化性能和低水解率，所以选择高直链玉米淀粉为原材料更具有可行性。
由此可见，本发明方法通过微生物发酵的生物改性处理方法，绿色安全，避免其他处理方法带来的化学残留等，且选用本身具有一定慢消化性的高直链玉米淀粉为原料，在一定程度上提高了高直链玉米原淀粉的慢消化性和抗性含量，降低其水解率，有利于在食品加工过程中调控最终产品营养特性。
表9不同直链含量玉米原淀粉的体外消化性能测定
表10不同直链含量玉米原淀粉水解率测定
对比例2自然发酵
自然发酵所得发酵液制备发酵高直链玉米淀粉，包括如下步骤：
将实施例1中发酵后的植物乳杆菌种子液替换为经过沉降离心的发酵液，发酵液由50％淀粉乳自然发酵48h制得，相应培养基为：无菌水；
其他和实施例1保持一致，得到发酵高直链玉米淀粉。
将得到的发酵高直链玉米淀粉进行测试，测试结果如下：
表11和表12为自然发酵和菌株发酵高直链玉米淀粉的体外消化性能和水解率的测定，从表11和表12可以看出：自然发酵高直链玉米淀粉，其慢消化淀粉含量和抗性淀粉含量比原淀粉稍低一些，与植物乳杆菌和酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉相比有显著的降低；自然发酵高直链玉米淀粉水解率显著高于植物乳杆菌、酿酒酵母发酵高直链玉米淀粉，在20-90min阶段水解率高于高直链玉米原淀粉，在90-180min水解率降低，但仍高于菌发酵淀粉。由此可见本发明方法通过植物乳杆菌和酿酒酵母发酵改性处理的淀粉，在慢消化性上优于自然发酵高直链玉米淀粉，同时也在原淀粉基础上有所改善，是具有作为低GI食品原辅料的发展潜能的。
表11自然发酵和菌株发酵高直链玉米淀粉的体外消化性能测定
表12自然发酵和菌株发酵高直链玉米淀粉的水解率
对比例3
调整实施例1中高直链玉米淀粉(直链淀粉含量在69.31％)和发酵培养基的质量比为2：3，其他和实施例1保持一致，得到植物乳杆菌发酵液态发酵的高直链玉米淀粉；
对比例4
调整实施例4中高直链玉米淀粉(直链淀粉含量在69.31％)和发酵培养基的质量比为2：3，其他和实施例4保持一致，得到酿酒酵母液态发酵的高直链玉米淀粉。
将得到的发酵的高直链玉米淀粉进行测试，测试结果如下：
表13为不同发酵方法得到的发酵的高直链玉米淀粉的体外消化性能测定，从表13可以看出：对比例3、4的植物乳杆菌、酿酒酵母液态发酵高直链玉米淀粉的慢消化淀粉、抗性淀粉含量相较高直链玉米淀粉有些许下降，而与实施例1和4固态发酵高直链玉米淀粉相比，其慢消化淀粉和抗性淀粉含量相较固态发酵样品有一定差距。
表14为不同发酵方法得到的发酵的高直链玉米淀粉的水解率，从表14可以看出：对比例3、4两种菌株液态发酵高直链玉米淀粉的水解率显著快于实施例1、4的固态发酵高直链玉米淀粉，即：固态发酵对高直链玉米淀粉慢消化性的改善效果优于液态发酵。
表13液态发酵和固态发酵高直链玉米淀粉的体外消化性能测定
表14液态发酵和固态发酵高直链玉米淀粉水解率测定
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 (8)

1.一种制备慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将碳源和水混合，得到发酵培养基；其中，碳源和水的质量比为0-5：30，且碳源的用量不为0；
（2）在步骤（1）的发酵培养基中加入高直链玉米淀粉，形成淀粉乳；其中，高直链玉米淀粉中直链淀粉含量在55%以上；淀粉乳中高直链玉米淀粉和发酵培养基的质量比为30-45：30；
（3）在步骤（2）的淀粉乳中接种发酵后的植物乳杆菌CCTCC M2017138或酿酒酵母种子液，进行发酵，得到慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉；其中，所述酿酒酵母为安琪黄酒高活性干酵母。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中植物乳杆菌或酿酒酵母种子液的接种量为淀粉乳质量的0%-20%，但不为0。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的发酵的温度为30-40℃，发酵的时间为12-96h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述的碳源为葡萄糖。
5.权利要求1-4任一项所述的方法制备得到的慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉。
6.根据权利要求5所述的发酵玉米淀粉，其特征在于，所述的慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉中抗性淀粉含量为39%-50%，慢消化淀粉含量为4%-20%；“%为质量百分比”。
7.权利要求5所述的慢消化性且低水解率的发酵玉米淀粉在食品领域的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用包括用于低GI食品原辅料。
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