CN115918831B - 一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法：以莲子淀粉为原料制备C型微晶莲子淀粉；以莲子淀粉和C型微晶莲子淀粉为原料制备乙酰化莲子淀粉；将乙酰化莲子淀粉、甘露醇、柠檬酸和薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得酸粒；将乙酰化莲子淀粉、甘露醇、碳酸氢钠和薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得碱粒；将酸粒和碱粒分别烘干；将烘干后的酸粒、碱粒与海藻酸和明胶混匀，过筛，干燥，压片，得到片剂；向片剂表面喷淋明胶溶液，晾干，即得所述的乙酰化莲子淀粉泡腾片。本发明加工过程不涉及有机溶剂，还能显著提高莲子淀粉的价值，同时该产品试用人群广泛，产品形式新颖。

Description

一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工 方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法。

技术背景

固体饮料是指将各种原料（如植物抽提物、糖、果汁以及其他配料调配）、浓缩、干燥而成；或将各种原料粉碎、混合后呈颗粒状、片状或粉末状，用水冲调后才可饮用的饮料。泡腾片是近年来的一种新颖片剂，在国外开发应用广泛。将泡腾片固体饮料放入饮用水中，在泡腾崩解剂的作用下，迅速大量产生气泡（二氧化碳），使片剂迅速崩解和融化，片剂崩解时产生的二氧化碳部分溶解于饮水中，使饮水喝入口中时有汽水般的美感。有时崩解产生的气泡还会使在水中的泡腾片上下翻滚，使其崩解和融化加速。我国固体饮料起步较晚，但近些年来发展相当迅速，泡腾片固体饮料有以下优点：（1）风味自然，速溶性好，应用范围广，饮用方便；（2）质量显著减少，体积显著变小，携带和运输方便；（3）包装简易，运输方便，含水量小于5%，不仅货架期长、不易变质；（4）易于保持卫生；（5）常添加于泡腾片固体饮料中的还有许多营养丰富的物质，如维生素、氨基酸、果汁、蜂蜜等，在饮用饮料的同时人体获得了人体需要的丰富的营养素，有益于人体身体发展。同时，泡腾片也存在一些问题，首先是泡腾片中钠含量较多，长期大量服用会增大血脂、血压和有家族史或其他心脑血管疾病危险因素者患心脑血管疾病的风险；其次泡腾片对存储环境要求严格，易吸潮。

莲子，为睡莲科植物莲Nelumbo nucifera Gaertn.的干燥成熟种子，分布于我国南北各省。莲子中淀粉含量较高，其中直链淀粉占总淀粉含量的42%，直链淀粉较支链淀粉更易返生形成抗性淀粉。莲子抗性淀粉具有促进肠道双歧杆菌增殖的功效，通过调节小鼠肠道菌群促进了短链脂肪酸的产生和矿物质的吸收，对青少年双歧杆菌和嗜酸乳酸杆菌表现出更高的益生元活性。

乙酰化淀粉属于化学改性抗性淀粉（RS4），它是通过引入乙酰基并且取代淀粉中的部分羟基，从而改变了淀粉的分子结构。乙酰化淀粉与天然淀粉相比，具有较低的糊化温度、较高的糊透明度、较强的抗消化性及较好的肠道菌群调节功能。发明专利“杞咖益元泡腾片及其制备工艺和应用”（公开号为CN106387915A）公开了一种以枸杞多糖为原料制备具有抗疲劳和增强抵抗力的泡腾片的制备方法，其只研究提高泡腾片的营养价值，并没有解决泡腾片的吸潮问题。一种调节血脂血压、提高免疫能力的口服泡腾片及其制备方法（公开号为CN113679753A）以三七须根、杜仲、雪莲果和葛根为原料制备具有调节血脂血压、提高免疫能力的口服泡腾片，该研究提高了泡腾片营养价值，但并未解决泡腾片高钠和吸潮问题。

基于此，本发明提供了一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法，在保证口感风味前提下，促进泡腾片的营养价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）以莲子淀粉为原料，制备得到C型微晶莲子淀粉；

（2）以莲子淀粉和C型微晶莲子淀粉为原料，进行乙酰化反应，制备得到乙酰化莲子淀粉；

（3）将乙酰化莲子淀粉、甘露醇、柠檬酸和薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得酸粒；

（4）将乙酰化莲子淀粉、甘露醇、碳酸氢钠和薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得碱粒；

（5）将酸粒和碱粒分别烘干；

（6）将烘干后的酸粒、碱粒与海藻酸和明胶混匀，过40目筛，干燥，压片，得到片剂；

（7）向片剂表面喷淋一层明胶溶液，晾干，即可得所述的乙酰化莲子淀粉泡腾片。

上述步骤（1）具体如下：

1）将莲子淀粉用纯水制备成浓度为30 wt%~40 wt%的淀粉浆，调节pH值为8.0~8.5；

2）向步骤1）得到的淀粉浆中添加乙酸酐，室温反应2h，所述乙酸酐在淀粉浆中的质量分数为12%；

3）将步骤2）得到的淀粉浆的pH值调节为6.5~7.0，再加入ɑ淀粉酶，室温震荡24h，所述ɑ淀粉酶在淀粉浆中的质量分数为5%；

4）向步骤3）得到的淀粉浆中加入无水乙醇进行醇沉，将醇沉液离心，收集沉淀，冻干，即得到C型微晶莲子淀粉。

上述步骤（2）具体如下：

1）将莲子淀粉用纯水制备成浓度为30 wt%的淀粉浆，调节pH值为8.0~8.5；

2）向步骤1）得到的淀粉浆中添加乙酸酐，并维持淀粉浆的pH值为8.0~8.5，再向淀粉浆中添加C型微晶莲子淀粉，40℃反应30 min，所述乙酸酐在淀粉浆中的质量分数为12%，所述C型微晶莲子淀粉在淀粉浆中的质量分数为3~9%；

3）将步骤2）得到的淀粉浆的pH值调节为6.5，离心，所得沉淀依次用蒸馏水和95vol%乙醇各洗涤3次，再在45℃烘箱中干燥24 h，即得到乙酰化莲子淀粉。

上述步骤（3）中，乙酰化莲子淀粉：甘露醇：柠檬酸：薄荷香精的比例为30 ~50：20：30：5 w/w/w/w。

上述步骤（4）中，乙酰化莲子淀粉：甘露醇：碳酸氢钠：薄荷香精的比例为30 ~50：20：27：5 w/w/w/w。

上述步骤（5）中，烘干的工艺条件为：50℃，12h。

上述步骤（6）中，酸粒：碱粒：海藻酸：明胶的比例为50：50：3~5：1~3 w/w/w/w。

上述步骤（7）中，明胶溶液的浓度为3 wt%~4wt%，所述明胶溶液中含有体积分数0.9%的甘油。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过外源添加C型微晶莲子淀粉，在适宜温度下促进乙酰化淀粉晶核生长，可形成结构更加致密的具有完美晶体的乙酰化淀粉。

本发明中添加的乙酰化莲子淀粉是一种新型的抗性淀粉（RS4），其不能被胃肠道消化吸收，但能够促进肠道有益菌的增殖，具有调节肠道菌群的功效。

泡腾片中钠含量较多，长期大量服用会增大血脂、血压和有家族史或其他心脑血管疾病危险因素者患心脑血管疾病的风险，本发明通过添加海藻酸，海藻酸在泡腾片溶解过程中可与钠离子结合形成海藻酸钠，海藻酸钠是一种水溶性膳食纤维，在胃肠道中不被消化，可进入结肠被结肠肠道菌群利用。同时海藻酸是一类多糖物质，能影响食品中的钠释放，从而可减少人体对钠的摄入。

本发明进一步加入明胶与其他物质进行混合，乙酰化莲子淀粉的乙酰基能使明胶乙酰化和酯化反应等疏水化改性，改善明胶的疏水性，压片后，对泡腾片进行喷淋明胶，使泡腾片表面形成一层防水膜，明胶是一种可溶于热水，不溶于冷水的物质，冷却至35~40℃以下，成为凝胶状，内外添加明胶，对泡腾片防潮具有双重保护，因此在常温保存下能有效解决泡腾片吸潮问题。

本发明加工过程不涉及有机溶剂，绿色无污染，能显著提高莲子淀粉的价值，同时该产品试用人群广泛，产品形式新颖。

附图说明

图1：添加与不添加C型微晶乙酰化莲子淀粉的X射线衍射图谱。

图2：未添加C型微晶和添加9%微晶乙酰化莲子淀粉模拟肠道发酵发酵菌群的Ace和Simpson指数，不同字母表示差异显著，P<0.05。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但本发明不仅限于此。

实施例1

（1）将莲子淀粉用纯水配制成浓度为30 wt%的淀粉浆，用1.0 mol/L的NaOH溶液将淀粉浆的pH值调节为8.0~8.5；向淀粉浆中滴加乙酸酐，室温反应2h，所述乙酸酐在淀粉浆中的质量分数为12%；用质量分数为4%的HCl溶液将淀粉浆的pH值调节为6.5~7.0，再加入ɑ淀粉酶，室温震荡24h，所述ɑ淀粉酶在淀粉浆中的质量分数为5%；向淀粉浆中加入无水乙醇，加入的无水乙醇的体积为淀粉浆的3倍，醇沉时间为12h，收集沉淀冻干，即得到C型微晶莲子淀粉。

（2）将莲子淀粉用纯水配制成浓度为30 wt%的淀粉浆，室温连续搅拌1 h，用1.0mol/L的NaOH溶液将淀粉浆的pH值调节为8.0~8.5；向淀粉浆中滴加乙酸酐，同时用1.0mol/L的NaOH溶液维持淀粉浆的pH值为8.0~8.5，再加入C型微晶莲子淀粉，40℃反应30min，所述乙酸酐在淀粉浆中的质量分数为12%，所述C型微晶莲子淀粉在淀粉浆中的质量分数为3%；用质量分数为1%的HCl溶液将淀粉浆的pH值调节为6.5，再以5000 rpm离心15 min，所得沉淀用蒸馏水洗涤3次再用95vol%乙醇洗涤3次，再在45℃烘箱中干燥24 h，即得到乙酰化莲子淀粉。

（3）将30重量份乙酰化莲子淀粉与20重量份甘露醇、30重量份柠檬酸和5重量份薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得酸粒；将30重量份乙酰化莲子淀粉与20重量份甘露醇、27重量份碳酸氢钠和5 重量份薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得碱粒。

（4）将酸粒和碱粒分别于50℃烘干12h。

（5）将烘干后的酸粒和碱粒混匀，向其中添加海藻酸和明胶，过筛、用压片机压片，得到片剂，所述酸粒：碱粒：海藻酸：明胶的重量比例为50：50：3：1。

（6）向片剂表面喷淋一层明胶溶液，晾干，即得到乙酰化莲子淀粉泡腾片，所述明胶溶液为含有0.9vol%甘油的3wt%明胶溶液。

实施例2

（1）将莲子淀粉用纯水配制成浓度为35 wt%的淀粉浆，用1.0 mol/L的NaOH溶液将淀粉浆的pH值调节为8.0~8.5；向淀粉浆中滴加乙酸酐，室温反应2h，所述乙酸酐在淀粉浆中的质量分数为12%；用质量分数为4%的HCl溶液将淀粉浆的pH值调节为6.5~7.0，再加入ɑ淀粉酶，室温震荡24h，所述ɑ淀粉酶在淀粉浆中的质量分数为5%；向淀粉浆中加入无水乙醇，加入的无水乙醇的体积为淀粉浆的3倍，醇沉时间为12h，收集沉淀冻干，即得到C型微晶莲子淀粉。

（2）将莲子淀粉用纯水配制成浓度为30 wt%的淀粉浆，室温连续搅拌1 h，用1.0mol/L的NaOH溶液将淀粉浆的pH值调节为8.0~8.5；向淀粉浆中滴加乙酸酐，同时用1.0mol/L的NaOH溶液维持淀粉浆的pH值为8.0~8.5，再加入C型微晶莲子淀粉，40℃反应30min，所述乙酸酐在淀粉浆中的质量分数为12%，所述C型微晶莲子淀粉在淀粉浆中的质量分数为6%；用质量分数为1%的HCl溶液将淀粉浆的pH值调节为6.5，再以5000 rpm离心15 min，所得沉淀用蒸馏水洗涤3次再用95vol%乙醇洗涤3次，再在45℃烘箱中干燥24 h，即得到乙酰化莲子淀粉。

（3）将40重量份乙酰化莲子淀粉与20重量份甘露醇、30重量份柠檬酸和5重量份薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得酸粒；将40重量份乙酰化莲子淀粉与20重量份甘露醇、27重量份碳酸氢钠和5 重量份薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得碱粒。

（4）将酸粒和碱粒分别于50℃烘干12h。

（5）将烘干后的酸粒和碱粒混匀，向其中添加海藻酸和明胶，过筛、用压片机压片，得到片剂，所述酸粒：碱粒：海藻酸：明胶的重量比例为50：50：4：2。

（6）向片剂表面喷淋一层明胶溶液，晾干，即得到乙酰化莲子淀粉泡腾片，所述明胶溶液为含有0.9vol%甘油的3.5wt%明胶溶液。

实施例3

（1）将莲子淀粉用纯水配制成浓度为40 wt%的淀粉浆，用1.0 mol/L的NaOH溶液将淀粉浆的pH值调节为8.0~8.5；向淀粉浆中滴加乙酸酐，室温反应2h，所述乙酸酐在淀粉浆中的质量分数为12%；用质量分数为4%的HCl溶液将淀粉浆的pH值调节为6.5~7.0，再加入ɑ淀粉酶，室温震荡24h，所述ɑ淀粉酶在淀粉浆中的质量分数为5%；向淀粉浆中加入无水乙醇，加入的无水乙醇的体积为淀粉浆的3倍，醇沉时间为12h，收集沉淀冻干，即得到C型微晶莲子淀粉。

（2）将莲子淀粉用纯水配制成浓度为30 wt%的淀粉浆，室温连续搅拌1 h，用1.0mol/L的NaOH溶液将淀粉浆的pH值调节为8.0~8.5；向淀粉浆中滴加乙酸酐，同时用1.0mol/L的NaOH溶液维持淀粉浆的pH值为8.0~8.5，再加入C型微晶莲子淀粉，40℃反应30min，所述乙酸酐在淀粉浆中的质量分数为12%，所述C型微晶莲子淀粉在淀粉浆中的质量分数为9%；用质量分数为1%的HCl溶液将淀粉浆的pH值调节为6.5，再以5000 rpm离心15 min，所得沉淀用蒸馏水洗涤3次再用95vol%乙醇洗涤3次，再在45℃烘箱中干燥24 h，即得到乙酰化莲子淀粉。

（3）将50重量份乙酰化莲子淀粉与20重量份甘露醇、30重量份柠檬酸和5重量份薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得酸粒；将50重量份乙酰化莲子淀粉与20重量份甘露醇、27重量份碳酸氢钠和5 重量份薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得碱粒。

（4）将酸粒和碱粒分别于50℃烘干12h。

（5）将烘干后的酸粒和碱粒混匀，向其中添加海藻酸和明胶，过筛、用压片机压片，得到片剂，所述酸粒：碱粒：海藻酸：明胶的重量比例为50：50：5：3。

（6）向片剂表面喷淋一层明胶溶液，晾干，即得到乙酰化莲子淀粉泡腾片，所述明胶溶液为含有0.9vol%甘油的4wt%明胶溶液。

实验数据

（1）参照实施例1提供的方法制备乙酰化莲子淀粉，不同之处在于制备过程中未添加C型微晶莲子淀粉。

表1显示了乙酰化莲子淀粉的取代度。从表1中可观察到，乙酰化莲子淀粉的取代度随着C型微晶莲子淀粉添加量的增加而增加；乙酰化莲子淀粉的取代度在C型微晶莲子淀粉添加量为3%、6%和9%均显著（P<0.05）大于不添加C型微晶莲子淀粉的乙酰化莲子淀粉。

表1 添加与不添加C型微晶的乙酰化莲子淀粉取代度

注：同列不同大小写字母分别表示差异显著（P<0.05）。

图1观察发现，对比未添加C型微晶莲子淀粉，添加9% C型微晶莲子淀粉的乙酰化淀粉相对结晶度最大，说明添加C型微晶莲子淀粉可以改善乙酰化淀粉的晶体结构，形成相对更致密的晶体。

模拟肠道发酵过程：取样当天换无菌垫料，采用逼迫法无菌收集大鼠粪便，用以减少外界微生物对样品的污染。将每只大鼠新鲜粪样分别放入灭菌EP管，立即加入预还原的磷酸盐缓冲液（PBS 0.1 mol/L，pH 7.0）用以稀释至50%，加入无菌玻璃珠后在漩涡混匀器里均质2min，将制备好后的大鼠粪便混合液经过旋涡振荡器混合后，过六层医用纱布，滤除固型颗粒物，获得粪便菌悬液。而后按20%的比例接种于预培养基中，在37℃条件下培养18h作为母液。取10 mL母液加入以乙酰化莲子淀粉为碳源的基础培养基中，在37℃厌氧工作站中发酵，并在发酵的第12小时取样检测菌群。图2显示了未添加C型微晶莲子淀粉和添加9%C型微晶莲子淀粉的乙酰化莲子淀粉模拟肠道发酵菌群的Ace和Simpson指数，结果显示了添加9% C型微晶莲子淀粉的乙酰化莲子淀粉组的Ace指数显著（P<0.05）升高，Simpson指数显著（P<0.05）降低，说明了添加C型微晶莲子淀粉的乙酰化莲子淀粉能使微生物群落丰富度和群落多样性增高，具有较好的肠道菌群调节功能。

（2）参照实施例1提供的方法制备乙酰化莲子淀粉泡腾片，不同之处在于制备过程中未添加海藻酸。

表2显示了添加和不添加海藻酸制备的泡腾片溶解于100mL水中产生的碳酸氢钠的含量，结果显示了添加海藻酸可显著（P<0.05）降低泡腾片碳酸氢钠含量。

表2 泡腾片溶解在100mL水中碳酸氢钠的含量

注：同行不同字母表示差异显著（P<0.05）。

（3）参照实施例1提供的方法制备乙酰化莲子淀粉泡腾片，不同之处在于制备过程中未添加C型微晶莲子淀粉。表3显示了未添加C型微晶莲子淀粉和C型微晶莲子淀粉添加量为9%的乙酰化莲子淀粉泡腾片的吸水率，结果显示，C型微晶莲子淀粉添加量为9%时，乙酰化莲子淀粉泡腾片的吸水率显著降低（P<0.05）。

表3 样品吸水率

注：同行不同字母表示差异显著（P<0.05）。

Claims (8)

1.一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）以莲子淀粉为原料，制备得到C型微晶莲子淀粉；

（2）以莲子淀粉和C型微晶莲子淀粉为原料，进行乙酰化反应，制备得到乙酰化莲子淀粉；

（3）将乙酰化莲子淀粉、甘露醇、柠檬酸和薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得酸粒；

（4）将乙酰化莲子淀粉、甘露醇、碳酸氢钠和薄荷香精混匀，通过摇摆造粒机制得碱粒；

（5）将酸粒和碱粒分别烘干；

（6）将烘干后的酸粒、碱粒与海藻酸和明胶混匀，过40目筛，干燥，压片，得到片剂；

（7）向片剂表面喷淋一层明胶溶液，晾干，即可得所述的乙酰化莲子淀粉泡腾片；

所述步骤（1）具体如下：

1）将莲子淀粉用纯水制备成浓度为30wt%~40wt%的淀粉浆，调节pH值为8.0~8.5；

2）向步骤1）得到的淀粉浆中添加乙酸酐，室温反应2h，所述乙酸酐在淀粉浆中的质量分数为12%；

3）将步骤2）得到的淀粉浆的pH值调节为6.5~7.0，再加入ɑ淀粉酶，室温震荡24h，所述ɑ淀粉酶在淀粉浆中的质量分数为5%；

4）向步骤3）得到的淀粉浆中加入无水乙醇进行醇沉，将醇沉液离心，收集沉淀，冻干，即得到C型微晶莲子淀粉。

2.根据权利要求1所述的一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法，其特征在于：所述步骤（2）具体如下：

1）将莲子淀粉用纯水制备成浓度为30wt%的淀粉浆，调节pH值为8.0~8.5；

2）向步骤1）得到的淀粉浆中添加乙酸酐，并维持淀粉浆的pH值为8.0~8.5，再向淀粉浆中添加C型微晶莲子淀粉，40℃反应30min，所述乙酸酐在淀粉浆中的质量分数为12%，所述C型微晶莲子淀粉在淀粉浆中的质量分数为3~9%；

3）将步骤2）得到的淀粉浆的pH值调节为6.5，离心，所得沉淀依次用蒸馏水和95vol%乙醇各洗涤3次，再在45℃烘箱中干燥24h，即得到乙酰化莲子淀粉。

3.根据权利要求1所述的一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法，其特征在于：所述步骤（3）中，乙酰化莲子淀粉：甘露醇：柠檬酸：薄荷香精的比例为30~50：20：30：5 w/w/w/w。

4.根据权利要求1所述的一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法，其特征在于：所述步骤（4）中，乙酰化莲子淀粉：甘露醇：碳酸氢钠：薄荷香精的比例为30~50：20：27：5 w/w/w/w。

5.根据权利要求1所述的一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法，其特征在于：所述步骤（5）中，烘干的工艺条件为：50℃，12h。

6.根据权利要求1所述的一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法，其特征在于：所述步骤（6）中，酸粒：碱粒：海藻酸：明胶的比例为50：50：3~5：1~3 w/w/w/w。

7.根据权利要求1所述的一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法，其特征在于：所述步骤（7）中，明胶溶液的浓度为3wt%~4wt%。

8.根据权利要求7所述的一种具有调节肠道菌群功效的乙酰化莲子淀粉泡腾片的加工方法，其特征在于：所述的明胶溶液中含有体积分数0.9%的甘油。