CN115651951B - 一种酶法辅助制备抗性糊精的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酶法辅助制备抗性糊精的方法，属于糖化学技术领域。具体为将焦糊精与水混合调浆，调节pH至5.0~5.5，加入中温淀粉酶，70~75℃反应1~4h，灭酶处理，降温至58~63℃，加入糖化酶反应24~48h，灭酶处理，降温至58~63℃，加入淀粉分支酶反应15~45h，灭酶后得抗性糊精粗液，经脱色、离交、浓缩、色谱分离、喷雾干燥得抗性糊精；淀粉加饱和中性氯化钙处理得到半糊化淀粉；半糊化淀粉用酸液浸泡处理8~12h，滤除多余酸液后醇洗，并干燥粉碎，高温分段焦糊化反应得焦糊精。本发明提高了抗性淀粉中膳食纤维含量和聚合度，抗性糊精黏度高，可增加食物黏度，人体摄入后消化酶不能同食物充分混合，减少食物的消化吸收，提高功能特性。
Description
技术领域
本发明属于糖化学技术领域，具体涉及一种酶法辅助制备抗性糊精的方法。
背景技术
抗性糊精是一种新形式低热量水溶性膳食纤维，是以淀粉为原料，酸性条件下经一定程度的水解，然后再聚合得到。在再聚合过程，通过形成不能被消化道内的酶切断因而不可消化的糖苷键，将淀粉转换成纤维，并且还阻碍了可消化连接的裂解。抗性糊精热量低、耐热、耐酸、耐冷冻，味道干净中性，没有甜味，保持原味，具有降低胆固醇的作用、对肠道健康和保持免疫力有意义、作为一种低热量可溶性食品原料，在食品工业中常被用作食品中的膨化剂、脂肪替代品、益生元、膳食纤维等。
从化学结构看，抗性糊精中有淀粉本身的α-1,4和α-1,6糖苷键，同时在再聚合过程中形成了α-1,2、α-1,3、α-2,3、β-1,6等不易被人体体内消化酶消化的糖苷键。淀粉作为抗性糊精制备原料，其本身直链淀粉和支链淀粉含量比例，支链淀粉分子量对制备抗性糊精合成影响很大。其次，目前生产抗性糊精的方法，得到抗性糊精收率低，且抗性糊精成品中膳食纤维含量低，透光率低、黏度低。
发明内容
针对现有技术中存在的抗性糊精收率低、纤维含量低、黏度低的问题，本发明提供了一种酶法辅助制备抗性糊精的方法，制备的抗性糊精粗品纤维含量70%以上，成品纤维82%以上，黏度＞35000mPa.s。
本发明通过以下技术方案实现：
一种酶法辅助制备抗性糊精的方法，包括以下步骤：
（1）将焦糊精与水混合调浆，调节pH至5.0~5.5，加入中温淀粉酶，70~75℃保温反应1~4h，灭酶处理；
（2）步骤（1）灭酶后的液体降温至58~63℃，加入糖化酶，糖化反应24~48h，反应结束后灭酶处理；
（3）步骤（2）灭酶后的液体降温至58~63℃，加入淀粉分支酶反应15~45h，灭酶后得抗性糊精粗液；
（4）抗性糊精粗液经脱色、离交、浓缩、色谱分离、喷雾干燥得成品抗性糊精；
步骤（1）中所述的焦糊精通过以下方法制备得到：
1）淀粉加饱和中性氯化钙处理，淀粉浆分层，洗涤滤出清液，得到半糊化淀粉；
2）半糊化淀粉用酸液浸泡处理8~12h，滤除多余酸液后醇洗，并干燥粉碎；
3）高温分段焦糊化反应，得焦糊精；
步骤2）中所述的酸液为pH为1.8~2.2的盐酸或柠檬酸，醇洗所用的液体为体积比1:1~1:3的1,2-丙二醇和乙醇混合液；
步骤3）中高温分段焦糊化反应为第一段控温90-110℃，15-25min；第二段控温120-140℃，20-30min；第三段控温160-180℃，30-40min；第四段控温140-160℃，20-30min。
进一步地，步骤1）中所述的淀粉为玉米淀粉或大米淀粉。
进一步地，步骤1）中淀粉和饱和中性氯化钙的质量比为1:3；步骤2）中半糊化淀粉与酸液的质量比为1:4。
进一步地，步骤（1）中温淀粉酶的加入量为1-2L/t焦糊精干基；步骤（2）糖化酶的加入量为1-2L/t焦糊精干基；步骤（3）淀粉分支酶的加入量为0.5-2.5L/t焦糊精干基。
进一步地，步骤（1）中焦糊精与水的质量比为1:3。
进一步地，步骤（1）~（3）中灭酶温度为90-100℃，灭酶时间为30-60min。
淀粉颗粒用饱和中性氯化钙溶液处理后，淀粉浆分层，洗涤滤出清液，得直链与支链淀粉紧密缔合，且支链淀粉短侧链较多的半糊化淀粉，淀粉颗粒表面糊化，带有电荷密度很大的Ca2+，并与淀粉颗粒分层剥离，有利于支链淀粉形成较多的短侧链，在醇洗高温处理后利于短侧官能团活性提高，从而链接更多分子，形成较多长侧链，提高聚合度和抗性糊精黏度。
有益效果
（1）本发明以饱和中性氯化钙溶液处理淀粉，使淀粉中直链淀粉和支链淀粉紧密缔合，形成较多支链淀粉短侧链，有利于酸解过程小分子形成，而醇洗淀粉在酸解再聚合过程提高了分子各官能团活性，利于再聚合过程分子链接；
（2）本发明中温淀粉酶代替高温淀粉酶液化，可节约高温电能消耗，节约成本；辅助淀粉分支酶处理抗性糊精粗液，进一步提高了粗品膳食纤维含量和聚合度；
（3）本发明方法制备的抗性糊精黏度高，食品中应用可增加食物黏度，使人体摄入食物后消化酶不能同食物充分混合，减少食物的消化吸收，提高功能特性。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本发明实施例中所述的中温淀粉酶、糖化酶和淀粉分支酶的酶活均为3000U/mL。
实施例1
（1）玉米淀粉经饱和中性氯化钙溶液处理，玉米淀粉与饱和中性氯化钙的质量比为1:3，淀粉浆分层，洗涤滤出清液，得半糊化淀粉；
（2）配制pH1.8盐酸溶液，浸泡处理半糊化淀粉8h（盐酸溶液与半糊化淀粉的质量比为4:1），滤除多余酸液，1,2-丙二醇和乙醇1:1混配后醇洗滤渣3次后干燥粉碎；
（3） 高温分段焦糊化反应，第一段控温90℃，25min；第二段控温120℃，30min；第三段控温180℃，30min；第四段控温160℃，20min，得焦糊精；
（4）焦糊精与水按1:3的质量比调浆，调pH5.0-5.5，加中温淀粉酶1L/t焦糊精干基，70-75℃保温4h，灭酶处理，灭酶温度为90℃，灭酶时间为60min；
（5）步骤（4）灭酶后的液体降温至58-60℃，加糖化酶1L/t焦糊精干基，糖化反应48h，灭酶处理，灭酶温度为90℃，灭酶时间为50min；
（6）步骤（5）灭酶后的液体降温至58-60℃，加淀粉分支酶1L/t焦糊精干基，继续反应45h，灭酶后得抗性糊精粗液，灭酶温度为100℃，灭酶时间为30min；
（7）抗性糊精粗液经脱色、离交、浓缩、色谱分离、喷雾干燥得成品抗性糊精粉。
实施例1制备的抗性糊精粗液纤维含量71.94%，最终成品抗性糊精粉膳食纤维含量84.98%，黏度37902 mPa.s。
实施例2
（1）玉米淀粉经饱和中性氯化钙溶液处理，玉米淀粉与饱和中性氯化钙的质量比为1:3，淀粉浆分层，洗涤滤出清液，得半糊化淀粉；
（2）配制pH1.8盐酸溶液，浸泡处理半糊化淀粉12h（盐酸溶液与半糊化淀粉的质量比为4:1），滤除多余酸液，1,2-丙二醇和乙醇1:2混配后醇洗滤渣3次后干燥粉碎；
（3） 高温分段焦糊化反应，第一段控温100℃，20min；第二段控温140℃，25min；第三段控温170℃，30min；第四段控温140℃，30min，得焦糊精；
（4）焦糊精与水按1:3的质量比调浆，调pH5.0-5.5，加中温淀粉酶1.5L/t焦糊精干基，70-75℃保温3h，灭酶处理，灭酶温度为90℃，灭酶时间为50min；
（5）步骤（4）灭酶后的液体降温至60~63℃，加糖化酶1.5L/t焦糊精干基，糖化反应42h，灭酶处理，灭酶温度为100℃，灭酶时间为30min；
（6）步骤（5）灭酶后的液体降温至60-63℃，加淀粉分支酶2L/t焦糊精干基，继续反应32h，灭酶后得抗性糊精粗液，灭酶温度为100℃，灭酶时间为30min；
（7）抗性糊精粗液经脱色、离交、浓缩、色谱分离、喷雾干燥得成品抗性糊精粉。
实施例2制备的抗性糊精粗液纤维含量72.32%，最终成品抗性糊精粉膳食纤维含量86.41%，黏度39344 mPa.s。
实施例3
（1）玉米淀粉经饱和中性氯化钙溶液处理，玉米淀粉与饱和中性氯化钙的质量比为1:3，淀粉浆分层，洗涤滤出清液，得半糊化淀粉；
（2）配制pH2.2盐酸溶液，浸泡处理半糊化淀粉8h（盐酸溶液与半糊化淀粉的质量比为4:1），滤除多余酸液，1,2-丙二醇和乙醇1:2混配后醇洗滤渣3次后干燥粉碎；
（3） 高温分段焦糊化反应，第一段控温110℃，20min；第二段控温140℃，25min；第三段控温160℃，35min；第四段控温160℃，30min，得焦糊精；
（4）焦糊精与水按1:3的质量比调浆，调pH5.0-5.5，加中温淀粉酶2L/t焦糊精干基，70-75℃保温1h，灭酶处理，灭酶温度为100℃，灭酶时间为30min；
（5）步骤（4）灭酶后的液体降温至58-60℃，加糖化酶1.5L/t焦糊精干基，糖化反应42h，灭酶处理，灭酶温度为100℃，灭酶时间为30min；
（6）步骤（5）灭酶后的液体降温至58-60℃，加淀粉分支酶2.5L/t焦糊精干基，继续反应28h，灭酶后得抗性糊精粗液，灭酶温度为100℃，灭酶时间为30min；
（7）抗性糊精粗液经脱色、离交、浓缩、色谱分离、喷雾干燥得成品抗性糊精粉。
实施例3制备的抗性糊精粗液纤维含量72.08%，最终成品抗性糊精粉膳食纤维含量88.74%，黏度41008 mPa.s。
对比例1
（1）配制pH1.8盐酸溶液，浸泡处理玉米淀粉8h（盐酸溶液与玉米淀粉的质量比为4:1），滤除多余酸液，干燥粉碎；
（2） 高温分段焦糊化反应，第一段控温90℃，25min；第二段控温120℃，30min；第三段控温180℃，30min；第四段控温160℃，20min，得焦糊精；
（3）焦糊精与水按1:3的质量比调浆，调pH5.0-5.5，加中温淀粉酶1L/t焦糊精干基，70-75℃保温4h，灭酶处理，灭酶温度为90℃，灭酶时间为60min；
（4）步骤（4）灭酶后的液体降温至58-60℃，加糖化酶1L/t焦糊精干基，糖化反应48h，灭酶处理，灭酶温度为90℃，灭酶时间为50min；
（5）步骤（5）灭酶后的液体降温至58-60℃，加淀粉分支酶1L/t焦糊精干基，继续反应45h，灭酶后得抗性糊精粗液，灭酶温度为100℃，灭酶时间为30min；
（6）抗性糊精粗液经脱色、离交、浓缩、色谱分离、喷雾干燥得成品抗性糊精粉。
对比例1制备的抗性糊精粗液纤维含量43.31%，最终成品抗性糊精粉膳食纤维含量57.99%，黏度4431mPa.s。
对比例2
（1）玉米淀粉经饱和中性氯化钙溶液处理，玉米淀粉与饱和中性氯化钙的质量比为1:3，淀粉浆分层，洗涤滤出清液，得半糊化淀粉；
（2）配制pH1.8盐酸溶液，浸泡处理半糊化淀粉8h（盐酸溶液与半糊化淀粉的质量比为4：1），滤除多余酸液，1,2-丙二醇和乙醇1:1混配后醇洗滤渣3次后干燥粉碎；
（3） 高温分段焦糊化反应，第一段控温90℃，25min；第二段控温120℃，30min；第三段控温180℃，30min；第四段控温160℃，20min，得焦糊精；
（4）焦糊精与水按1:3的质量比调浆，调pH5.0-5.5，加中温淀粉酶1L/t焦糊精干基，70-75℃保温4h，灭酶处理，灭酶温度为90℃，灭酶时间为60min；
（5）步骤（4）灭酶后的液体降温至58-60℃，加糖化酶1L/t焦糊精干基，糖化反应48h，灭酶处理后得抗性糊精粗液，灭酶温度为90℃，灭酶时间为50min；
（6）抗性糊精粗液经脱色、离交、浓缩、色谱分离、喷雾干燥得成品抗性糊精粉。
对比例2制备的抗性糊精粗液纤维含量71.23%，最终成品抗性糊精粉膳食纤维含量71.18%，黏度6361mPa.s。
实验例1
抗性糊精酶解情况：取实施例1-3和对比例1~2中的抗性糊精各10g，配置成固形物含量15%糖液，调pH4.5，加入3ml复配糖化酶（普鲁兰酶和糖化酶）,60℃保温半小时，灭酶后过滤，测定多糖含量，计算抗性糊精酶解率，结果见下表1。
表1 实施例1-3成品酶解率
。
Claims (3)
1.一种酶法辅助制备抗性糊精的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将焦糊精与水混合调浆，调节pH至5.0 ~ 5.5，加入中温淀粉酶，70 ~ 75℃保温反应1 ~ 4h，灭酶处理；
（2）步骤（1）灭酶后的液体降温至58 ~ 63℃，加入糖化酶，糖化反应24 ~ 48h，反应结束后灭酶处理；
（3）步骤（2）灭酶后的液体降温至58 ~ 63℃，加入淀粉分支酶反应15 ~ 45h，灭酶后得抗性糊精粗液；
（4）抗性糊精粗液经脱色、离交、浓缩、色谱分离、喷雾干燥得成品抗性糊精；
步骤（1）中所述的焦糊精通过以下方法制备得到：
1）淀粉加饱和中性氯化钙处理，淀粉浆分层，洗涤滤出清液，得到半糊化淀粉；
2）半糊化淀粉用酸液浸泡处理8 ~ 12h，滤除多余酸液后醇洗，并干燥粉碎；
3）高温分段焦糊化反应，得焦糊精；
步骤2）中所述的酸液为pH为1.8 ~ 2.2的盐酸或柠檬酸，醇洗所用的液体为体积比1:1~ 1:3的1,2-丙二醇和乙醇混合液；
步骤3）中高温分段焦糊化反应为第一段控温90 ~ 110℃，15 ~ 25min；第二段控温120~ 140 ℃，20 ~ 30min；第三段控温160 ~ 180℃，30 ~ 40min；第四段控温140 ~ 160℃，20~ 30min;
步骤1）中所述的淀粉为玉米淀粉或大米淀粉;
步骤（1）中温淀粉酶的加入量为1 ~ 2L/t焦糊精干基；步骤（2）糖化酶的加入量为1 ~2L/t焦糊精干基；步骤（3）淀粉分支酶的加入量为0.5 ~ 2.5L/t焦糊精干基；
步骤1）中淀粉和饱和中性氯化钙的质量比为1:3；步骤2）中半糊化淀粉与酸液的质量比为1:4。
2.根据权利要求1所述的酶法辅助制备抗性糊精的方法，其特征在于，步骤（1）中焦糊精与水的质量比为1:3。
3.根据权利要求1所述的酶法辅助制备抗性糊精的方法，其特征在于，步骤（1）~（3）中灭酶温度为90 ~ 100℃，灭酶时间为30 ~ 60min。
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