CN117651497A - 豌豆淀粉hmt方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制备具有高慢消化级分(SDS)含量的豆类淀粉的方法,即一种湿热处理(HMT)方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:1)将原生豌豆淀粉的水含量调节至小于35%,优选介于20重量%与30重量%之间,甚至更优选介于20重量%与25重量%之间的值,2)将如此制备的淀粉加热至大于100℃、优选地105℃至135℃的温度,保持超过5小时、优选保持超过10小时,并且甚至更优选保持24小时,3)回收并任选地干燥如此处理的淀粉。
Description
本发明涉及一种用于增加豌豆淀粉的慢消化级分的含量的水热方法。更具体地,该水热方法是通过湿热处理(通常称为HMT处理)实现的过程。
本发明还涉及以此方式获得的豌豆淀粉及其用途。
技术领域
从生理学角度来看,在人或动物中,进食过程中摄入的大量碳水化合物是以淀粉为代表的,淀粉是植物特有的能量储备分子和淀粉性食物(意大利面食、面粉、马铃薯)的主要组分。
在消化过程中,淀粉分子解离成较小的葡聚糖链,其自身解离成可以被消化系统吸收的简单葡萄糖分子。
在咀嚼过程中,借助于唾液中的酶:唾液淀粉酶,在口腔中开始淀粉消化。
淀粉的这种初始分解由于胃的酸性而停止,但在十二指肠(小肠的第一部分)中由于胰腺和肠道酶的作用而恢复。
所有这些淀粉酶的连续作用导致二糖麦芽糖的出现,其本身被转化为两个单糖葡萄糖。
作为生物化学合成的碳水化合物源,淀粉是植物界中最广泛分布的有机材料之一,在植物界中它构成生物体的营养储备。
因此,其天然存在于高等植物的储备器官和组织中,特别是存在于谷粒(小麦、玉米等)、豆粒(豌豆、菜豆等)、块茎(马铃薯、山药等)、根(木薯、甘薯等)、球茎、茎和果实中。
淀粉是直链淀粉和支链淀粉这两种均聚物的主要混合物,由D-葡萄糖单元组成,这些D-葡萄糖单元通过作为分子结构中的支化源的α-(1-4)和α-(1-6)键彼此键合。
这两种均聚物在其支化度及其聚合度方面有所不同。
直链淀粉略微经过短支链支化并且具有介于10,000道尔顿与1,000,000道尔顿之间的分子量。该分子由100至10,000个葡萄糖分子形成。
支链淀粉是具有长支链的支化分子,每个长支链具有通过α-(1-6)键结合的24至30个葡萄糖单元。其分子量在1,000,000道尔顿至100,000,000道尔顿的范围内,并且其支化度为大约5%。总链可包括10,000至100,000个葡萄糖单元。
直链淀粉与支链淀粉的比率取决于淀粉的植物来源。
淀粉以颗粒状态,即以半结晶颗粒的形式储存在储备器官和组织中。
这种半结晶状态基本上是由支链淀粉大分子造成的。
在自然状态下,淀粉颗粒具有在15重量%至45重量%范围内的结晶度,这主要取决于植物来源和所用的提取方法。
置于偏振光下的颗粒状淀粉因此在显微镜中具有被称为“马尔他十字”的特征性黑色十字。
这种正双折射现象是由于颗粒的半结晶组织:因为聚合物链的平均取向是径向的。
对于颗粒状淀粉的更详细描述,可参见S.Perez在著作“Initiationàla chimieetàla physico-chimie macromoléculaires”[“Introduction to macromoleculechemistry and physical chemistry”],第一版,2000年,第13卷,第41-86页,Grouped’Etudes et d’Applications des Polymères中的名称为“Structure etmorphologie du grain d’amidon”[“Structure and morphology of the starchgrain”]的第II章。
取决于植物来源,干淀粉包含在12重量%至20重量%范围内的水含量。该水含量显然取决于介质的残余水分(对于aw=1,淀粉可锁固至多0.5g水/克淀粉)。
在过量水的情况下,将淀粉悬浮液加热至接近其糊化温度的温度导致颗粒不可逆地溶胀并导致其分散,然后溶解。
正是这些特性赋予了淀粉令人感兴趣的技术特性。
对于给定的温度范围(称为“糊化范围”),淀粉颗粒将非常快速地溶胀并失去其半结晶结构(失去双折射)。
通常,在大约5℃至20℃的温度范围内,所有颗粒将尽可能地溶胀。获得由构成分散相的溶胀颗粒和使含水连续相增稠的分子(主要是直链淀粉)构成的糊剂。
糊剂的流变特性取决于这两相的相对比例以及颗粒的溶胀体积。糊化范围可根据淀粉的植物来源而变化。
当淀粉糊剂含有大量高度溶胀的颗粒时获得最大粘度。当在剪切下继续加热时,颗粒将破裂并且材料将分散在介质中。
直链淀粉-脂质复合物具有延迟的溶胀,因为该组合阻止了直链淀粉与水分子的相互作用,并且必须大于90℃的温度才能获得颗粒的完全溶胀(高直链淀粉玉米(amylomaize)与脂质复合)。
颗粒的消失和大分子的溶解导致粘度的降低。
淀粉糊剂的温度降低(通过冷却)引起大分子的胶凝或不溶解,并且观察到这些大分子的结晶。
已知这种现象被称为凝沉(retrogradation)。
当糊剂含有直链淀粉时,这是将经历凝沉的第一分子。
它将包括双螺旋的形成,并且后者组合以形成“晶体”,这些晶体将经由接合区域(junction zone)产生三维网络。
该网络在几小时内非常快地形成,并持续发展直至几周后。通过氢桥键彼此缔合形成双螺旋的分子置换网络中的缔合水分子并引起显著的脱水收缩。
淀粉的结构复杂性及其物理化学特性意味着这类碳水化合物将在人和动物体内以可变方式被同化然后被消化。
这就是为什么淀粉可以根据其消化率分为三类:快消化、慢消化或不消化。
以天然颗粒/半结晶形式存在的淀粉在食品加工过程中暴露于热、压力和/或水分后可以转化成“快消化淀粉”(RDS)。
与RDS相比,慢消化淀粉(SDS)需要更长的时间才能被消化酶分解,因为它仍然具有结晶结构并且较不易被消化酶接近。
该SDS级分的消化导致葡萄糖适度且规律地释放到血液中。这些被称为低G.I.淀粉(对于“低血糖指数”)。
与仅具有低SDS含量的食物相比,具有高SDS含量的食物则将引起较低的餐后血糖反应和较低的餐后胰岛素反应。
相反,RDS是营养丰富的碳水化合物,因为它们更快地将其葡萄糖释放到血液中。然而,营养源不应含有太多,因为这可能导致代谢综合征。
至于所谓的抗性淀粉(RS),它们又与不能被肠道酶消化的纤维(诸如玉米麸皮、燕麦纤维、树胶)相当。
现有技术中公认总淀粉是其三种组分:RDS、SDS和RS的总和。
因此,不同类型的淀粉在人消化系统中以不同的速率被消化。
因此假设SDS具有比RDS更慢的消化速率。RS是对小肠中的酶促消化具有抗性的淀粉级分。该级分在大肠中发酵,因此可以被视为膳食纤维。
因此,SDS和RDS级分是可利用葡萄糖的来源。
SDS天然存在于一些未烹煮的谷物(诸如小麦、大米、大麦、黑麦、玉米)种子中,以及诸如豌豆、胡豆(field beans)和小扁豆的豆类中。
SDS含量主要受随后的食物加工过程中的淀粉糊化的影响。
实际上,在此过程中,暴露于温度、压力和水分导致SDS级分转化成RDS,从而使得淀粉更容易被酶促消化。
可以通过控制烹煮条件以限制淀粉的糊化来使这种转化最小化。
因此,组合物或食品中SDS的原始含量将取决于已经进行的其制备的方式。
因此,已知含有大量SDS的食品是某些意大利面食、煮半熟的大米、珍珠大麦和某些饼干,不同于通常含有非常少的SDS的膨化早餐谷物或面包。
食物的SDS含量通常使用H.N.ENGLYST和他的合作者(1992年发表于Eur.J.Clin.Nutr.,第46卷,第S33–S50页)开发的体外方法确定。
在本说明书下文中,将参考这种1992年的方法“根据ENGLYST”。
开发该方法以模拟在小肠中发生的酶促消化。
在消化酶的存在下将产品或淀粉的样品引入管中,并且在120分钟的反应过程中测量葡萄糖的释放。
该方法使得可以区分:
-RDS级分,通过测量快速可用葡萄糖(RAG);在这种情况下,
测量在0分钟与20分钟之间释放的葡萄糖;
-SDS级分,通过测量慢速可用葡萄糖(SAG);在这种情况下,
测量在20分钟与120分钟之间释放的葡萄糖;
-RS级分,对应于120分钟后未释放的葡萄糖,其根据Englyst方法通过下式计算:TS–(RDS+SDS),其中TS=总淀粉(当对淀粉本身进行分析时,总淀粉被认为等于100%)。
富含含有超过50重量%的来自淀粉的可用碳水化合物(其中至少40重量%是SDS)的碳水化合物的食物通常被视为富含SDS的食物。
因此,与具有较低SDS含量的食物相比,它们被推荐用于限制血糖指数和胰岛素产生。
在这些食品应用中常规使用的所有淀粉中,豆类淀粉,且更特别地豌豆淀粉,是最佳候选物。
实际上,豌豆种子以其高淀粉含量(按干物质重量计在55%与70%之间)和低血糖指数而闻名(RATNAYAKE等人“Pea starch,composition,structure and properties–Areview”,Starch/2002年,第54卷,第217-234页)。
因此,根据ENGLYST表现出通常在27重量%与38重量%之间的SDS含量的原生豌豆淀粉对于营养应用来说是令人感兴趣的。
然而,为了制备具有高SDS含量的食物,必须使用具有较高比例的慢消化碳水化合物的淀粉。
在现有技术中已知,退火(annealing)型水热处理或其它HMT水热处理使得改变淀粉颗粒的晶体结构成为可能。
退火是聚合物科学中使用的术语,用于描述通过将聚合物加热至低于其熔点的温度来优化结晶,以便获得结晶区的生长、晶体的完善以及向更稳定的晶体结构的改变。
在退火过程中,假设淀粉颗粒经历有限但可逆的溶胀而不破坏颗粒和分子结构或没有淀粉聚合物分子的溶解。
然而,在现有技术中已知的是,退火过程的主要目标不是增加慢消化级分(SDS)的水平而是通过增加RDS级分来使淀粉更易消化,并且特别是豆类淀粉诸如豌豆(参见CHUNG等人的文章Carbohydr.Polym.,2009年,第75卷,第436-447页)。
然而,在其专利申请WO 2021/099747中,申请人公司选择优化该退火技术,不增加RDS级分,而是增加豆类淀粉、特别是豌豆淀粉的SDS含量,这通过寻找和发现特别适合于该目的的退火过程条件来实现。
HMT处理是在高温(>100℃)下对具有有限水分(<35%)的淀粉进行的持续一定时间的热处理。
由于水分有限,淀粉的糊化温度高于在过量水中的糊化温度(Donovan,Biopolymers,1979年,第18卷,第263-275页),因此可以将淀粉加热至高于100℃的温度而不引起糊化。
在HMT处理期间,淀粉颗粒中的分子具有增加的局部迁移率。
因此,淀粉颗粒的结晶结构发生改变,这改变了其糊化和消化特性。
因此,申请人公司已经选择使用该技术进行实验,以提出其专利申请WO 2021/099747所教导的替代性处理。
因此,已经发现了这样的操作条件,这些操作条件使得可以增加原生豌豆淀粉中的慢消化淀粉(SDS)的水平,更具体地是通过利用HMT改变原生豌豆淀粉的结晶结构而将原生豌豆淀粉的抗性淀粉(RS)级分转化成慢消化淀粉(SDS)。
附图说明
通过阅读以下详细描述,并通过分析附图,其他特征、细节和优点将显而易见,其中:
图1
[图1]示出样品1C的热谱图。
图2
[图2]示出样品1B的热谱图。
具体实施方式
因此,本发明涉及一种用于制备具有高慢消化级分(SDS)含量的豆类淀粉,优选豌豆淀粉的方法,即一种湿热处理(HMT)方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:
1)将原生豌豆淀粉的水含量调节至小于35%,优选介于20重量%与30重量%之间,甚至更优选介于20重量%与25重量%之间的值,
2)将如此制备的所述淀粉加热至大于100℃,优选从105℃至135℃的温度,保持超过5小时,优选保持超过10小时,并且甚至更优选保持24小时,
3)回收并任选地干燥如此处理的淀粉。
在本发明的含义中,“高慢消化级分含量”应理解为是指相对于制备它的淀粉而言,SDS含量增加5干重%至25干重%,优选10干重%至20干重%。
出于本发明的目的,“豆类”意指属于苏木科(cesalpiniaceae)、含羞草科(mimosaceae)或蝶形花科(papilionaceae)家族的任何植物,并且特别是属于蝶形花科家族的任何植物,例如豌豆、菜豆、蚕豆、胡豆、小扁豆、苜蓿、三叶草或羽扇豆。
该定义特别包括在HOOVER等人的名称为“Composition,structure,functionality and chemical modification of legume starches:a review”(Can.J.Physiol.Pharmacol.1991年,第69卷,第79-92页)的文章中所包含的表格中描述的所有植物。
优选地,豆类选自包括豌豆、菜豆、蚕豆和胡豆的组。
有利地,它是豌豆,术语“豌豆”在本文中考虑其最广泛的意义,并且具体地包括:
-“光皮豌豆”的所有野生型品种,以及
-“光皮豌豆”和“皱皮豌豆”的所有突变品种,与所述品种通常预期的用途(人类食物、动物饲料和/或其它用途)无关。
所述突变品种特别是被称为“突变体r”、“突变体rb”、“突变体rug 3”、“突变体rug4”、“突变体rug 5”和“突变体lam”的那些,如C-L HEYDLEY等人在名称为“Developingnovel pea starches”,Proceedings of the Symposium of the IndustrialBiochemistry and Biotechnology Group of the Biochemical Society,1996年,第77-87页的文章中所述。
根据另一个有利的变体,豆类(例如各种豌豆或胡豆)是其豆粒包含按重量计(干/干)至少25%、优选至少40%的淀粉的植物。
“豆类淀粉”旨在表示以任何方式从豆类并且特别是从蝶形花科提取的任何组合物,并且其淀粉含量大于40%,优选大于50%并且甚至更优选大于75%,这些百分比被表示为相对于所述组合物的干重的干重。
有利地,该淀粉含量大于90%(干/干)。它可以特别地大于95重量%,包括大于98重量%。
“原生(Native)”淀粉是指未经任何化学改性的淀粉。
为了确定它们的SDS级分的基本含量,按照ENGLYST等人在“Classification andmeasurement of nutritionally important starch fractions”,Eur.J.Clin.Nutr.,1992年,第46卷(第2期增刊),第S33-S50页中提出的方法的体外消化过程条件,对根据本发明或非本发明的豌豆淀粉进行分析。
该方法包括测量食物中包含的快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和不消化(抗性)淀粉(RS)的级分。
这些级分是在用胰酶、淀粉葡糖苷酶和转化酶进行酶促消化后确定的。
使用DiaSys Distribution France Sarl公司销售的Glucose GOD FS葡萄糖氧化酶试剂盒,货号1 2500 99 10 923,按照所述试剂盒的方案,通过比色法测量释放的葡萄糖。
被实施用于根据ENGLYST测量消化的方法的细节类似于申请人公司在其专利申请WO 2021/099747中给出的方法。
使用的试剂:
-无水乙酸钠(货号:71184,来自SIGMA)
-苯甲酸(货号:242381,来自SIGMA)
-CaCl2(货号:1.02378.0500,来自MERCK)
-乙酸0.1M(货号:33209,来自SIGMA)
-猪胰酶8×USP(货号:P 7545,来自SIGMA)
-淀粉葡糖苷酶EC 3.2.1.3(来自SIGMA,活性≥260U/mL/≈300
AGU/mL,目录号A7095)
-转化酶EC 3.2.1.26(来自SIMA,活性≥300单位/mg固体,目录号I-4504)
-瓜尔胶(货号:G4129,来自SIGMA)
-66°乙醇
程序
通过以下方式制备乙酸盐缓冲液(0.1M):将8.203g无水乙酸钠溶解于250mL饱和苯甲酸溶液中,用RO水稀释至500mL,用0.1M乙酸将pH调节至5.2,再用RO水稀释至1000mL并且每升缓冲液添加4mL的1M CaCl2。
在实验之前新鲜制备酶促溶液。制备四个50mL离心管,每个离心管含有2.5g猪胰酶(8×USP,P7545,Sigma)并将其与20mL的RO水混合。
将混合物搅拌10分钟并以1500×g离心10分钟。
将上清液(每管13.5mL)与预先溶解在4mL RO水中的2.775mL淀粉葡糖苷酶(EC3.2.1.3,A7095,Sigma)、3.225mL RO水和33.3mg转化酶(EC 3.2.1.26,I4504,Sigma)合并,并混合。
将每个样品(0.8g,干基)在50mL管中与20mL乙酸盐缓冲液和50mg瓜尔胶混合。
使用20mL乙酸盐缓冲液和50mg瓜尔胶制备“空白”对照,其不含样品,而标准品在20mL乙酸盐缓冲溶液中含有0.5g无水葡萄糖和50mg瓜尔胶。
瓜尔胶可以预先溶解在乙酸盐缓冲液中,例如,750mg瓜尔胶溶解在300mL乙酸盐缓冲液中。
将样品、空白和标准品在37℃下在水浴中伴随振荡平衡15分钟。
在添加酶之前(0分钟)将等分试样(0.1mL)加入每个管中,并将其与0.9mL的66%乙醇溶液混合。
每分钟取一个管,向样品、空白和标准品中添加5mL酶促溶液。
混合后立即将管放回到37℃水浴中,伴随振荡保持120min。
在20分钟和120分钟时从每个管中取出等分试样(0.1mL),并将其与0.9mL的66%v/v乙醇溶液混合。
将醇溶液的混合物在1500×g下离心三分钟。
使用比色法分析每个上清液中的葡萄糖含量(分别是0分钟、20分钟和120分钟的G0、G20和G120),并用于如下计算快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS):
-RDS=(G20–G0)×0.9
-SDS=(G120–G20)×0.9
-RS=100%–(RDS+SDS)=100%–(G120×0.9)
常规ENGLYST方法不能使得淀粉样品水解至耗尽成为可能,因为如申请人公司已经观察到的,更大量的淀粉在反应2小时后可以被水解。
通过在其专利申请WO 2021/099748中揭示由豌豆淀粉的RS级分产生的极慢消化级分的存在,该观察结果使得申请人公司利用该特性成为可能。该级分被定义为vSDS级分(对于极慢消化淀粉)。
因此,使用利用16小时水解的AOAC 2002.02方法来获得绝对RS含量,并且结果可被宣称为膳食纤维。
为了区分RS的两个水平,分别使用RSE和RSA参数表示通过ENGLYST方法获得的RS水平(RSE)和通过AOAC 2002.02获得的RS水平(RSA)。
RSE与RSA之间的差异被认为是极慢消化淀粉(vSDS),即使用ENGLYST方法水解需要超过2小时的淀粉可消化部分。
根据该方法,原生豌豆淀粉通常具有以下含量:
-介于13重量%与16重量%之间的RDS,
-介于24重量%与38重量%之间的SDS,
-介于50重量%与65重量%之间的RSE,
-介于9重量%与20重量%之间的RSA,
-介于35重量%与45重量%之间的vSDS,考虑到ENGLYST酶促测试期间的固有可变性,给出的这些值具有+/-2%的标准偏差。
为了提高SDS水平,申请人公司开发的根据本发明的湿热处理(HMT)方法使用精确的水热方法。
因此,本发明涉及一种用于制备具有高慢消化级分(SDS)含量的豆类淀粉,优选豌豆淀粉的方法,即一种水热处理方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:
1)将原生豌豆淀粉的水含量调节至小于35%,优选介于20重量%与30重量%之间,甚至更优选介于20重量%与25重量%之间的值,
2)将如此制备的淀粉加热至大于100℃、优选地从105℃至135℃的温度,保持超过5小时、优选保持超过10小时,并且甚至更优选保持24小时,
3)回收并任选地干燥如此处理的淀粉。
根据本发明的所述方法的第一步骤包括将原生豌豆淀粉的水含量调节至小于35%,优选介于20重量%与30重量%之间,甚至更优选介于20重量%与25重量%之间的值,
根据本发明的方法的第二步骤包括将如此制备的淀粉加热至大于100℃,优选从105℃至135℃的温度,保持超过5小时,优选保持超过10小时,并且甚至更优选保持24小时,
根据所选择的原生豌豆淀粉的水含量,申请人公司推荐调整处理温度。
在根据本发明的方法的第一优选实施方案中,如下文将举例说明的,在大约25%的水含量下,优选加热至大约105℃的温度,保持24小时,而在大约20%的降低的水含量下,优选在大约135℃的更高温度下加热24小时。这两种处理将导致SDS含量显著增加(从10%至20%),而RDS含量的增加不超过5%至10%)。
在根据本发明的方法的第二优选实施方案中,在大约30%的水含量和大约105℃的温度下,或在大约25%的水含量和大约120℃的温度下,SDS含量的增加(从4%至15%)伴随着RDS含量增加10%至30%。水分含量和温度的这些组合实际上导致更高的豌豆淀粉糊化度,从而导致原生豌豆淀粉的碳水化合物结构的消化率比本发明方法的第一实施方案中更大。
在根据本发明的方法的第三实施方案中,在大约20%的水含量和105℃或120℃的温度下,这些中间处理条件使得可以增加SDS含量,即使幅度较小。
因此,根据本发明的方法的第三和最后步骤包括回收和潜在地干燥以此方式处理的淀粉乳,如下文所举例说明的。
所获得的干淀粉的残余水分含量小于15重量%,优选小于或等于12重量%。
这些产物的Englyst消化率测量给出相对于初始淀粉增加5干重%至25干重%,优选10干重%至20干重%的SDS值。
如下文所示,豌豆淀粉的该SDS值高于35干重%,优选介于40干重%与50干重%之间。
本发明还涉及一种根据上述方法之一制备的具有高慢消化级分含量的豌豆淀粉,其特征在于SDS含量大于35重量%,优选介于40重量%与50重量%之间。
这些具有高SDS含量的淀粉然后将有利地用于涉及食品(特别是旨在用于运动员)或药品(专门的营养品)的应用领域。
本发明还涉及根据本发明的淀粉在食品和医疗应用领域中的用途,特别是用于运动员的食品或专门的营养品。
通过阅读以下实施例将更好地理解本发明,这些实施例旨在是说明性的,仅提及根据本发明的某些实施方案和某些有利特性,并且是非限制性的。
实施例1:SDS含量为大约33%的第一批原生豌豆淀粉的处理
通过在食品加工机(Thermomix TM3300,Vorwerk,德国)中搅拌,将豌豆淀粉批料(由申请人公司销售的LN 30豌豆淀粉)的水含量调节至20%、25%或30%。
将水分已调节的样品密封在玻璃瓶中,并使其在室温下平衡过夜。
然后将密封罐中的样品在烘箱中在105℃、120℃和135℃下加热24小时。处理的细节示出于表I中。
如果需要,使用流化床干燥器(TG200,Retch)在60℃下将HMT样品干燥至水分等于或小于12%,并使用Thermomix TM3300进行研磨。
表I.
经处理批料的参考 | 精确后的水含量(%) | 温度(℃) | 处理持续时间(h) |
1A | 20 | 105 | 24 |
1B | 25 | 105 | 24 |
1C | 30 | 105 | 24 |
2A | 20 | 120 | 24 |
2B | 25 | 120 | 24 |
3A | 20 | 135 | 24 |
根据如上所述的ENGLYST分析经处理的豌豆淀粉的体外消化率,结果在下表II中给出。
表II
除了处理1A和2A之外,所有HMT样品均表现出比原生对应物更低的RSE含量和更高的SDS含量。
所有HMT样品还表现出比原生对应物更高的RDS含量。结果表明,HMT削弱原生豌豆淀粉的结晶结构并增加其消化率,但在保持低至中等RDS含量的同时也是如此。
最高的SDS含量源自处理3A的样品,接着是处理1B的样品。
处理1C和2B产生最高的RDS,因为这些处理涉及高水分含量和/或高温度。
如上所述,淀粉的糊化温度随着水分含量的增加而降低。
因此,加工样品1C和2B可以具有最高的糊化度,如通过它们的糊化焓低于其他样品和原生豌豆淀粉的糊化焓所指示的(下表3)。
原生豌豆淀粉的RSA含量在HMT之后略有降低。然而,在RSE与RSA之间存在很大差异,这表明原生豌豆淀粉和经过处理的样品中的大部分RSE在消化2小时后可以被水解,也就是说,极慢消化淀粉(vSDS)。
使用DSC 8000(Perkin Elmer,美国)分析糊化特性。
将各淀粉样品与水混合以获得18%(w/w)的淀粉悬浮液。
将淀粉悬浮液(15mg)放置在铝坩埚中并气密密封。接着将其在5℃下平衡,然后以10℃/min从5℃加热至110℃。由它们的热谱图确定起始温度(To)、峰值温度(Tp)、结束温度(Tc)和糊化焓。
所获得的结果示出于下表III中。
表III
*未检测
观察到所有HMT样品的糊化温度(To、Tp和Tc)均增加,表明晶体结构已经通过处理而改变。
除了处理1A之外,其它HMT样品表现出>80℃的另外的Tp(Tp2)。
对于处理1B和1C,Tp2比Tp1更占优势,其中后者作为肩出现。
事实上,处理1C后的样品的肩比处理1B后的小(参见图1和2),这可能是由于第一个中的较高水分含量。
结果还表明,HMT样品比原生豌豆淀粉更耐热。
实施例2:SDS含量为大约24%的第二批原生豌豆淀粉的处理
如实施例1所述的那样调节一批原生豌豆淀粉(由申请人公司销售的原生豌豆淀粉N-735)的水含量。
表IV
经处理批料的参考 | 精确后的水含量(%) | 温度(℃) | 处理持续时间(h) |
4A | 20 | 105 | 24 |
4B | 25 | 105 | 24 |
4C | 30 | 105 | 24 |
5A | 20 | 120 | 24 |
5B | 25 | 120 | 24 |
6A | 20 | 135 | 24 |
按照与实施例1相同的方法,测试样品的体外消化率及其糊化特性。
表V
所有HMT样品还表现出比原生对应物更高的SDS含量和更低的RSE含量,这表明HMT削弱了原生豌豆淀粉的结晶结构并增加了其消化率。
除了处理4C和5B之外,RDS含量水平保持较低(21%或更低)。如实施例1所述的那样,两个最高的SDS含量水平源自处理4B和6A的样品。
如实施例1所述的那样,处理4C和5B产生最高的RDS,因为这些处理涉及高水分含量和/或温度。因此,这些样品可以具有最高的糊化度,如通过它们的糊化焓低于其他样品和原生豌豆淀粉的糊化焓所指示的(下表VI)。
原生豌豆淀粉的RSA含量在HMT之后略有降低。然而,如实施例1所述的那样,在RSE与RSA之间存在很大差异,表明原生豌豆淀粉中大部分是RSE并且经过处理的样品是vSDS。
如实施例1所述的那样确定糊化特性。
表VI
如实施例1所述的那样,观察到所有HMT样品的糊化温度(To、Tp和Tc)均增加,表明晶体结构已经通过处理而改变。除了处理4A之外,其它HMT样品表现出>80℃的Tp2。
在HMT处理后似乎有两个颗粒群,这可能是因为有限的水分没有均匀地分布在淀粉颗粒中。
结果还表明,HMT样品比原生豌豆淀粉更耐热。
Claims (7)
1.一种用于制备具有高慢消化级分(SDS)含量的豆类淀粉的方法,即一种湿热处理(HMT)方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:
1)将原生豌豆淀粉的水含量调节至小于35%,优选介于20重量%与30重量%之间,甚至更优选介于20重量%与25重量%之间的值,
2)将如此制备的所述淀粉加热至大于100℃,优选105℃至135℃的温度,保持超过5小时,优选保持超过10小时,并且甚至更优选保持24小时,
3)回收并任选地干燥如此处理的所述淀粉。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述豆类淀粉选自豌豆、菜豆、蚕豆、胡豆、小扁豆、苜蓿、三叶草和羽扇豆淀粉的组,并且特别是豌豆淀粉。
3.根据权利要求1和2中的一项或另一项所述的方法,其特征在于所述高慢消化级分(SDS)含量对应于相对于初始淀粉增加5重量%至25重量%,优选10干重%至20干重%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于所述方法包括将所述原生豌豆淀粉的水含量调节至25重量%并且将其加热至105℃,或者将其水含量调节至20重量%并且将其加热至135℃,以便使所述SDS含量相对于所述初始原生豌豆淀粉增加10%至20%,而不使RDS含量增加超过5%至10%。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述方法包括将所述原生豌豆淀粉的水含量调节至30重量%并且将其加热至105℃,或者将其水含量调节至25重量%并且将其加热至120℃,以便使所述SDS含量相对于所述初始原生豌豆淀粉增加4%至15%,而不使所述RDS含量相对于所述初始原生豌豆淀粉增加超过10%至30%。
6.一种具有高慢消化级分含量的豌豆淀粉,其根据前述权利要求中任一项所述的方法制备,其特征在于所述SDS含量大于35重量%,优选介于40重量%与50重量%之间。
7.根据权利要求6所述的淀粉在食品和医疗应用领域中的用途,特别是用于运动员的食品或专门的营养品。
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