TW202209981A - 提升抗性澱粉含量的方法 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種提升抗性澱粉含量的方法，其包含：將澱粉原料製成乾燥澱粉；將乾燥澱粉與醋酸鈉緩衝溶液配置為懸浮液；加入預定濃度之酵素至懸浮液，並反應第一預定時間；高溫處理終止酵素反應，得到預產物；將預產物置入容器後以高靜水壓施加預定壓力，並維持第二預定時間；以及將預產物減壓濃縮並冷凍乾燥。

Description

提升抗性澱粉含量的方法

本發明係關於一種提升抗性澱粉含量的方法。具體而言，關於一種藉由酵素與高壓處理提升抗性澱粉含量的方法。

南瓜是全世界重要的蔬菜作物之一，其特殊的色澤及多變的外觀且營養價值高，並具有豐盛又耐儲藏的特性。原產地以北美洲、中南美洲、印度、中國大陸等地區，且產量以中國大量為世界之首，不同產地而有不同的品種，因為食用後容易飽足，在腹地貧瘠地區往往取代米麥為主食。台灣地區一年四季皆有南瓜生長，主要生產地區為台南、嘉義、花蓮等地區，近年來產量高達16萬公噸，是一種非常有經濟價值的農作物。目前南瓜已大量加工製成南瓜粉或其濃湯沖泡飲使用，兼具美味、方便及高營養價值，同時可提供人體所需熱量及營養素。

澱粉為人體六大營養素中最重要之一，其為多醣類的主要來源，食品營養的吸收與消化速率息息相關。澱粉及其食品可以依照消化性進行分類，通常以血糖反應之速度和時間作為分類特徵，根據研究，以體外消化動力學將澱粉分為消化迅速的快速消化澱粉 (Rapidly digesting starch，RDS)、消化緩慢的慢速消化澱粉 (Slowly digesting starch，SDS) 和難以消化的抗性澱粉 (Resistant starch，RS)。

快速消化澱粉

此類澱粉食品進入人體的腸胃道後經由人體酵素作用後於 20 分鐘內能從澱粉水解轉成葡萄糖的澱粉稱為快速消化澱粉。快速消化澱粉能夠快速提供人體所需的能量來源，其含量與澱粉食物的升糖指數 (Glycemic Index，GI)成正相關性，食物中若含有較多的快速消化澱粉，則其屬於高升糖指數的食物，消化過程中迅速將澱粉水解為葡萄糖並釋放至血液中而升高血糖濃度及胰島素的分泌，血糖也會快速上升又下降，快速的變化不利於人體的健康，長期下來容易引起肥胖、心血管等疾病。

慢速消化澱粉

此類澱粉食品進入人體的腸胃道後經由人體酵素作用後於 20到120分鐘內能從澱粉水解轉成葡萄糖的澱粉稱為慢速消化澱粉。慢速消化澱粉在小腸中消化時間較長，能維持血糖的穩定性，與快速消化澱粉相比，慢速消化澱粉具有緩慢消化的特性，且延長飽足感。五穀根莖類中含有較多不易消化的慢速消化澱粉，不同的植物來源與加工處理條件皆會影響其慢速消化澱粉含量，經由濕熱法處理可提高慢速消化澱粉的含量。慢速消化澱粉對健康影響極大，包含血糖控制， 游離脂肪酸和氧化壓力 (Oxidative Stress) 的減少。

抗性澱粉

抗性澱粉是指食品中的非水溶性澱粉，抗性澱粉在小腸中無法被酵素消化吸收而進入大腸中，在大腸中被微生物利用產生短鏈脂肪酸，進而促進腸道健康、腸道蠕動且具有膳食纖維的功能。抗性澱粉以體外試驗總澱粉含量去除120 分鐘內無法被消化的澱粉。抗性澱粉與膳食纖維有相似的益處，兩者皆可以被益生菌發酵，並能增加腸道的酸度促進腸道的健康，使其具有抗癌功效，但發酵的最終產物和膳食纖維不同。抗性澱粉能延緩糖類的吸收減緩血液中葡萄糖的劇烈變化，改善升糖指數和胰島素指數、降低膽固醇和三酸甘油脂及增加糞便體積，並能預防便祕和痔瘡的發生。

抗性澱粉的種類，依消化、顆粒結構、回凝與修飾特性，可分為五種類別：

第一型抗性澱粉-物理性包埋澱粉 (physically inaccessible starch)

澱粉顆粒因本身物理性結構使其不易被澱粉酵素消化分解，主要存在於種子類、豆莢類及未加工全穀類等天然食物中。澱粉顆粒被完整的細胞壁保護，澱粉無法與分解酶和消化酶進行反應，由於人體腸道內缺乏細胞壁相關的降解酶，因此無法分解細胞壁。第一型抗性澱粉對熱具有穩定性，在正常烹飪過程中不會分解。

第二型抗性澱粉-天然抗性澱粉顆粒 (resistant starch granules)

澱粉經加熱後未糊化或未成熟的第二型抗性澱粉-生澱粉顆粒。具有天然抗性澱粉顆粒，其顆粒結構具較高的完整性和密度，酵素不易作用於結構上。主要為未經烹煮馬鈴澱粉、未成熟的香蕉澱粉、高直鏈玉米澱粉皆屬於此類。一般加工食品中，在低水分含量、高糖分的餅乾中含有第二類型的抗性澱粉，烘焙的過程蔗糖的添加及較低的水分含量皆會抑制澱粉糊化作用，進而產生第二類型的抗性澱粉。

第三型抗性澱粉-回凝的澱粉 (Retrograded starch)

第三型抗性澱粉為澱粉顆粒在充足的水分下進行加熱和糊化，冷卻後回凝所產生的澱粉，屬於一種物理性修飾澱粉。一般常見的食物為已煮熟再經回凝之米飯、馬鈴薯、麵包均屬於此類的抗性澱粉，糊化的澱粉在冷卻其結構為直鏈澱粉的雙股螺旋之結晶物質，第三型抗性澱粉生成量可以反映出澱粉的回凝程度。第三型抗性澱粉常使用於穀物產品中，其具有熱穩定性，高糊化溫度、低持水性能、改善的質地、外觀和感官特性。

此加工方式除了能抵抗澱粉分解酵素的作用之外，亦對熱較穩定，在一般加工中不易受到破壞，所以它可廣泛利用於食品工業。第三型抗性澱粉與直鏈澱粉含量與長度相關，當聚合度為80 (glucose units) 時，會有最大結晶速率，而一般促進晶體形成的聚合度約為10 (glucose units)。

第三型抗性澱粉的生成機制可分為兩種，微胞體模式 (micell model) 及層板模式 (lamella model)。微胞體模式是澱粉糊化釋出直鏈澱粉並重新排列再回凝的過程中形成氫鍵穩定的雙股螺旋，微胞體之間又被游離的直鏈澱粉相連結成形成緊密的結晶區。層板模式則是雙股螺旋結構經由不斷摺疊，形成二度空間結構或是層狀的緊密結構，又經由游離的直鏈澱粉互相連結，構成具有抗酵素的澱粉結構

第四型抗性澱粉-化學修飾澱粉 (chemically modified starches)

第四型抗性澱粉為以化學修飾如氧化、酯化、酸修飾來改變澱粉的分子結構以及官能基的鍵結，提高澱粉對酵素之抗性。如交鏈澱粉 (cross-linked starch) 其將原本的官能基轉變形成醚化或酯化鍵而交聯形成共價鍵結，增強分子間的氫鍵強度，以強化澱粉的顆粒結構。

第五型抗性澱粉-直鏈澱粉脂質複合物 (amylose lipid complex)

第五型抗性澱粉由直鏈澱粉與脂肪酸結合形成直鏈澱粉-脂質複合物，通常會在加工過程中生成，可透過條件的監控來製備。直鏈澱粉脂質複合物大多來自較高含量直鏈澱粉，直鏈澱粉和支鏈澱粉的長側鏈與中短鏈脂肪酸或脂肪醇容易形成單股螺旋複合物。

普魯蘭酶 (pullulanase) 為一種澱粉脫支酵素，又可稱為α-糊精 6-澱粉酶 (α-dextrin 6-glucanohydrolase)、支鏈澱粉 6-澱粉酶(pullulan 6-glucanohydrolase)、限制糊精酶(limit dextrinase)或澱粉纖維素 6-澱粉酶(amylopectin 6-glucanohydrolase)，由多種細菌生產而得，如酸解芽孢桿菌(Bacillus acidopullulyticus) 、克雷伯氏菌(Klebsiella planticola)、枯草芽孢桿菌(Bacillus deramificans) 、嗜熱芽孢桿菌(thermophilic Bacillus sp. AN-7)等。

此酵素又可分為第一型普魯蘭酶和第二型普魯蘭酶，都可以做用於普魯蘭糖、寡糖或多醣α-(1→6)鍵結，產生短鏈的多醣和麥芽糖，而第二型普魯蘭酶可同時作用於α-(1→4) 鍵結，產生短鏈多醣、麥芽糖和葡萄糖的混合物。該酶在 55~65℃ 範圍內活性較強，其中 60℃ 為其降解普魯蘭糖的最適溫度。1ASPU定義為在酵素最適條件下 1 分鐘內普魯蘭酶可以將澱粉水解出 1 mg葡萄糖的酵素量。

高靜水壓加工技術 (High Hydrostatic Pressure， HHP) 是一項非熱加工的技術，係指將液體食品或含水量高的固體食品密封於隔熱且彈性的容器中，利用水或其他液體作為壓力傳導介質，壓力大小以100 MPa (約 1000 大氣壓) 至 1000 MPa (約 10000 大氣壓) 以上壓力處理，可在常溫下殺滅食品中病源菌，在常溫高壓處理下可避免過程中樣品升溫後續冷卻等能量消耗，且壓力傳導介質可在使用後回收再利用，具有回收再利用且無汙染等優點。HHP 可使生物體中的非共價鍵結構(如氫鍵、離子鍵和疏水鍵等) 發生物質的變化、導致酵素失活、微生物殺滅，但對於食品中以共價鍵結合的小分子物質 (如胺基酸、色素、維生素等) 經高壓處理後其破壞作用較小，故可以降低對食品品質、風味、營養物質的破壞，目前已廣泛運用在蔬果汁上，以符合消費者安全性、健康、高品質、風味佳的要求，並具有延長食品保存期限的優點。

如上所述，在南瓜的生產產業日漸蓬勃，且抗性澱粉的需求日益增加的情況下，市場上期望著一種包含較多抗性澱粉的南瓜製品。因此，本發明的一個目的在於提供能夠提升抗性澱粉的方法，以提升產品中的抗性澱粉含量。

鑒於上述目的，本發明提供一種提升抗性澱粉含量的方法，其包含：將澱粉原料製成乾燥澱粉；將乾燥澱粉與醋酸鈉緩衝溶液配置為懸浮液；加入預定濃度之酵素至懸浮液，並反應第一預定時間；高溫處理終止酵素反應，得到預產物；將預產物置入容器後以高靜水壓施加預定壓力，並維持第二預定時間；以及將預產物減壓濃縮並冷凍乾燥。

較佳地，澱粉原料為南瓜澱粉。

較佳地，醋酸鈉緩衝溶液為0.1M、pH 4.5的緩衝溶液。

較佳地，酵素為普魯蘭酶。

較佳地，預定濃度為100 NPUN/g至400 NPUN/g。

較佳地，第一預定時間為8小時至12小時。

較佳地，預定壓力為600MPa。

較佳地，第二預定時間為10分鐘。

藉由上述技術特徵，本發明所提供的提升抗性澱粉含量的方法至少具有以下優點：

(1) 藉由普魯蘭酶對澱粉預分解提升抗性澱粉的製造效率。

(2)藉由高靜水壓加工技術可以使澱粉原料快速產生抗性澱粉。

在以下描述中，出於解釋的目的，闡述了許多具體細節以便提供對本發明的各種例示性實施例或實現的透徹理解。然而，顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下或者利用一個或多個等效配置來實踐各種例示性實施例。此外，各種例示性實施例可以是不同的，但不必是排他的。例如，在不脫離本發明構思的情況下，可以在另一例示性實施例中使用或實現例示性實施例的特定形狀、配置和特性。

除非另外定義，否則本文使用的所有術語(包含技術和科學術語)具有與本發明所屬領域具有通常知識者通常理解的含義相同的含義。例如在常用詞典中定義的術語，應被解釋為具有與相關領域中它們的含義一致的含義，並且不應以理想化或過於正式的意義來解釋，除非在此明確定義。

本文中所述的數值範圍可以包含在該範圍內的具有相同數值精確度的所有子範圍。例如，範圍「1.0至10.0」可以包含最小值1.0及最大值10.0之間的所有子範圍，也就是具有等同於或大於1.0的最小值及等同於或小於10.0的最大值，例如，2.4至7.6。任何本文所述的最大數值限制可以包含所有較低的數值限制，且本說明書中所述的所有最小數值限制可以包含所有較高的數值限制。相應的，申請人保留修改本說明書(包含申請專利範圍)的權利，以明確列舉包含在本文明確敘述的範圍內的任何子範圍。所有的這些範圍係為在本說明書中固有的描述。

圖1係為依據本發明實施例的提升抗性澱粉含量的方法的流程圖。本發明係提供一種提升抗性澱粉含量的方法，包含對澱粉原料進行預處理製成乾燥澱粉，將乾燥澱粉配製為懸浮液，接著加入酵素，以普魯蘭酶分別反應第一預定時間，再以高靜水壓(600MPa)加工處理持續第二預定時間。以下說明依據本發明實施例的方法的詳細描述。

製備南瓜澱粉

南瓜澱粉製造流程如下，採收成熟的阿成南瓜(Cucurbita moschata)，清洗外皮後去除種子，並切塊放入蒸籠內，以100℃蒸25分鐘，取出後利用烘箱乾燥法進行乾燥，利用快速粉碎機粉碎後，以40mesh過篩，即可成為後續分析南瓜粉。

不同酵素濃度之澱粉樣品製備

將上述得到的南瓜粉進行前處理。南瓜粉去支鏈反應: 秤取20g南瓜粉以醋酸鈉緩衝溶液 (sodium acetate buffer， 0.1M， p H 4.5) 配置成 20% (w/w) 懸浮液，將上述溶液以100℃沸水中加熱15分鐘均勻混合，再以醋酸鈉緩衝溶液 (sodium acetate buffer ， 0.1M， p H 4.5) 稀釋至10%，將其混合均勻。將溶液冷卻至60℃後，添加普魯蘭酶 (Pullunase， 0、100、200、400 NPUN/g)，置於60℃水浴中震盪8、12小時，完成後再進行高靜水壓加工。

高壓處理之南瓜澱粉

將上述經酵素處理後的南瓜粉溶液分別以600MPa加壓處理10分鐘，高壓加工處理後以100℃加熱10分鐘終止酵素反應，再將各組別進行減壓濃縮並冷凍乾燥，以40 mesh標準篩網將樣品進行過篩，再將樣品保存在乾燥皿中，備用。樣品處理組數如下表1：

表1

組別	酵素條件	高壓條件
Native	None	None
8-0	None	600MPa/10分鐘
8-100	100 NPUN/g	600MPa/10分鐘
8-200	200 NPUN/g	600MPa/10分鐘
8-400	400 NPUN/g	600MPa/10分鐘
12-0	None	600MPa/10分鐘
12-100	100 NPUN/g	600MPa/10分鐘
12-200	200 NPUN/g	600MPa/10分鐘
12-400	400 NPUN/g	600MPa/10分鐘

抗性澱粉含量分析 (Resistant starch)

將上述不同處理方式的澱粉，利用 Megazyme® 抗性澱粉分析套組，進行抗性澱粉含量的分析。取澱粉樣品乾重 100 mg加入4 ml的酵素溶液 (pancreatic α-amylase， 10 mg/ml內3U/ml的澱粉葡萄糖苷酶，amyloglucosidase， AMG)，混合均勻後，置於 37°C水浴鍋以200 rpm震盪16 小時後，取出加入 4 ml 99% 乙醇震盪混勻後，以3,000ⅹg 離心 10分鐘，取出上清液至離心管，對沉澱物再加入 4 ml 50%乙醇加以震盪，再加入 4 ml 50%乙醇再震盪後，以3,000ⅹg 離心 10分鐘，取出上清液至離心管後，將沉澱物放入冰浴環境下，對沉澱物加入 2 ml 2M  KOH，以磁石攪拌20分鐘復溶，加入8ml 1.2M醋酸鈉緩衝液(pH 3.8)攪拌後，立即加入 0.1 ml AMG (3,300 U/ml)，混合後置入熱水浴 50°C震盪 30 分鐘。將上述熱水浴震盪後的溶液，以蒸餾水定容至 100 ml，以 3000 xg 離心10分鐘，取上清液 0.1 ml 置於玻璃試管，加入 3 ml葡萄糖氧化酶-過氧化物酶-氨基安替比林(glucose oxidase-peroxidase- aminoantipyrine ，GOPOD) 試劑，混合後置入熱水浴 50°C加熱20 分鐘，於 510 nm 波長下測試吸光值。空白試劑： 取0.1 ml 0.1M 醋酸鈉緩衝液 (pH 4.5) 加入3.0ml 的 GOPOD試劑。葡萄糖標準液：取 0.1 ml 的葡萄醣，加入 3.0 ml的GOPOD 試劑。混合後置入熱水浴 50°C加熱 20分鐘，於 510 nm 波長下 (以試劑為空白) 測試吸光值。

抗性澱粉含量(%)計算公式如下： 抗性澱粉含量 (g/100g sample) (sample＜10% RS) = ΔE × F × 10.3/0.1 × 1/1000 × 100/w × 162/180 = ΔE × F/W × 9.27 抗性澱粉含量 (g/100g sample) (sample＞10% RS) = ΔE × F × 100/0.1 × 1/1000 ×100/w ×162/180 = ΔE x F/W × 90 ΔE：樣品吸光值-空白試劑吸光值； F：100÷100 mg 葡萄糖之吸光值； W： 樣品 (乾重) 毫克數

直鏈澱粉含量分析 (Amylose)

取5g澱粉樣品，溶劑以正己烷，溫度維持在65℃，利用索式萃取裝置進行脫脂7小時。脫脂後將樣品放入65 ℃烘箱內，烘乾24小時候至恆重，即可使用。取乾重 20mg 之樣品加入 10ml 0.5N KOH，於沸水浴中加10分鐘，以蒸餾水定量至 100ml，取 5ml 稀釋液於 25ml定量瓶中，加入2.5ml之0.1N HCl及0.25ml之I₂ 溶液，以蒸餾水定量至25ml，靜置 10分鐘，測吸光值 625nm，並以馬鈴薯直鏈澱粉 (amylopectin，essentially free， 3% butanol，Sigma A-0512)製作標準品，以標準曲線計算而得樣品之直鏈澱粉含量。

快速消化澱粉與慢速消化澱粉分析

使用體外消化試驗方式進行測定。實驗用的酵素溶液是將精稱 6 g豬胰腺α-澱粉酶(porcine pancreatic α- amylase，NO7545，Sigma) 加入 40 ml 的去離子水中，以磁石攪拌混合 10 分鐘，再以 3,000ⅹg 離心 10 分鐘，取 32 ml上清液後加入 2 ml 澱粉葡萄糖苷酶 (NO9913, Sigma) 及 3 ml 蒸餾水，混合均勻後備用。秤取樣品100 mg 於試管中，加入 4 ml的醋酸鈉緩衝溶液及小磁石，先以試管震盪器進行充分混合後，再加入1ml的酵素溶液 (其中包含α-澱粉酶及AMG)，放入37℃ 水浴槽中以150 rpm進行震盪。分別在20及120分鐘時取出樣品溶液0.1ml於微量離心管中，加入0.9ml 95%乙醇停止酵素作用，以試管震盪器混合，再4000 rpm中離心10分鐘。取出0.1ml離心後的樣品，加入3ml GOPOD試劑，在50℃水浴中加熱20分鐘後，以分光光度計測量510nm吸光值。

用以下公式進行換算： RDS(%) = G20 X 0.9 SDS(%) = (G120 – G20) X 0.9 RS(%) = 100 – RDS – SDS

總澱粉含量分析 (Total starch)

使用Megazyme®的總澱粉試驗套組進行測定，步驟如下：取100mg澱粉樣品至離心管中，加入0.2ml乙醇 (80%， w/w)，以震盪器震盪均勻，接著將試管冰浴並加入磁石攪拌，加入2ml 2M氫氧化鉀溶液，在冰浴中攪拌20分鐘，加入8ml 1.2M 醋酸鈉緩衝溶液 (pH3.8)，以磁力攪拌器進行攪拌，隨即加入0.1ml α- amylase和0.1ml AMG混合均勻後，置入熱水浴 50°C震盪 30 分鐘，每5分鐘以試管震盪器震盪一次。將樣品溶液以蒸餾水定容至 100 ml，以 3,000ⅹg 離心10分鐘取其上清液 0.1 ml 置於玻璃試管，加入 3 ml GOPOD試劑，以50℃水浴槽中放置20分鐘後，冷卻15分鐘後，以分光光度計測量510nm吸光值。

用以下公式進行換算。

總澱粉： ΔA x F/W x 0.9 x100% ΔA：樣品吸光值-空白吸光值 F：100(μg of D-glucose) / 100μg of D-glucose吸光值 W：樣品乾重(mg)

結果

實驗結果整理於下表2，接下來將參照表2之內容詳述各項實驗之結果。

表2

a-e為不同分組間有顯著差異(p＜0.05)

抗性澱粉含量測定結果

本實驗利用Megazyme抗性澱粉分析套組進行抗性澱粉含量測定。由圖2表示實驗結果。圖2係為不同濃度及時間普魯蘭酶於高壓處理後之南瓜粉抗性澱粉含量。市售南瓜粉的碳水化合物占整體比例約17%，其抗性澱粉含量0.4044%，顯示未經加工的南瓜粉中其抗性澱粉含量較低。經預實驗結果中可知，南瓜粉經不同濃度普魯蘭酶 (200、400、600及800 NPUN/g)反應12小時後其抗性澱粉含量分別為1.96±0.01%、2.72±0.04%、1.47±0.03及0.77±0.49%，以400 NPUN/g普魯蘭酶反應12小時具有顯著性增加(p＜0.05)。

為了瞭解高靜水壓對南瓜粉中抗性澱粉的影響，將南瓜粉以600MPa 加壓處理10分鐘，其抗性澱粉含量提升為2.57~2.93%，進一步將南瓜粉以不同濃度 (100、200和400 NPUN/g) 普魯蘭酶-普魯蘭酶反應8或12小時並結合高壓處理 (600MPa，10分鐘) 後，其抗性澱粉含量約提升至3.28~12.97%，其抗性澱粉含量大幅增加，與未加工組別相比其抗性澱粉提升約2.16~12.56%，因此抗性澱粉隨壓力與酵素濃度而改變。在8小時組別中0~400 NPIN/g酵素濃度 (8-0、8-100、8-200及8-400) 可得知，8-0與8-100、8-200、8-400具有顯著性差異 (p＜0.05)，其抗性澱粉含量顯著提升約5倍；在12小時組別中，12-200具有顯著性差異  (p＜0.05)，其抗性澱粉含量與12-0相比顯著提升約6倍。在12-400組別中其抗性澱粉含量下降，造成的原因可能為其添加的普魯蘭酶已達到反應閾值 (400NPUN/g)，使直鏈澱粉含量下降，此結果與造成抗性澱粉生成受阻。

實驗結果中顯示南瓜粉經酵素處理與高靜水壓處理後，其抗性澱粉提升約8~32倍，推測原因可能為普魯蘭酶能切割支鏈澱粉、多醣和α-1，6 醣苷鍵，產生較多游離直鏈澱粉、葡聚醣等單醣，而游離直鏈澱粉與葡聚醣有利於生成第三型抗性澱粉且高靜水壓加壓處理使澱粉結構產生劇烈變化，造成結構上氫鍵、離子鍵和疏水鍵等非共價物質發生鍵結上的變化，加速誘導澱粉糊化，破壞澱粉顆粒而使澱粉顆粒膨脹、崩裂的現象，進而促進較多游離直鏈澱粉聚集。實驗結果顯示中，南瓜粉經過高壓處理後，其抗性澱粉含量受高壓強度而增加，且隨著普魯蘭酶反應時間的增加 (0、8、12小時)，產出更多游離的直鏈澱粉，進而促進直鏈澱粉雙螺旋結構產生，此結構可能有助於提昇抗性澱粉含量。酵素水解後的直鏈澱粉含量顯著增加，經高壓處理有利於直鏈澱粉形成雙螺旋結構，不僅有利於SDS的形成，同時促進RS的形成，水解南瓜澱粉經高壓處理後能顯著降低澱粉的消化率。支鏈澱粉經普魯蘭酶水解後能產生較多葡聚醣鏈，有利於生成第三型抗性澱粉。

高靜水壓加工加速誘導澱粉糊化，使澱粉可以在低溫下進行物理化變性，且澱粉高壓 (600MPa) 加工與加熱相比，高壓糊化澱粉同時破壞不穩定及穩定的結晶，而一般熱糊化則優先破壞不穩定結晶態，其澱粉顆粒形狀維持更良好且降低溶脹度、凝膠現象和直鏈澱粉的浸出。此外，酸水解、糊化、高壓滅菌、加熱和凍乾等處理方法，可增加玉米澱粉中RS的含量。

直鏈澱粉與總澱粉含量測定結果

直鏈澱粉含量為澱粉特性指標成分，其多寡會影響澱粉許多特性，例如：溶脹性、黏度、回凝程度、抗性澱粉含量或糊化溫度等。南瓜粉以不同濃度 (0、100、200、400 NPUN/g) 普魯蘭酶進行去分支處理再利用高壓 (600MPa，10分鐘) 進行糊化作用，此實驗利用碘液中碘離子與澱粉結合呈色。實驗結果如下，未加工南瓜粉直鏈澱粉含量含8.16%，進一步將南瓜粉以酵素與高壓處理後其直鏈澱粉含量為5.71-17.75%，結果可得知經普魯蘭酶去支化作用後，直鏈澱粉含量有大幅提升的可能，由此結果證實，澱粉會受澱粉脫脂酶降解所致。

實驗結果如圖3所示，圖3係為不同濃度及時間普魯蘭酶於高壓處理後之南瓜粉直鏈澱粉含量。南瓜粉在相同酵素作用時間下，其直鏈澱粉會隨著酵素濃度增加而增加，而當酵素400 NPUN/g處理12小時後直鏈澱粉含量下降，造成的原因為普魯蘭酶會隨著酵素濃度增加達到閾值時而緩慢下降。南瓜粉在添加酵素與高壓處理後，其直鏈澱粉含量顯著高於未添加酵素組，其中以200 NPUN/g處理12小時具有顯著差異 (p＜0.05)，研究中提及，普魯蘭酶會切除支鏈澱粉α-1，6醣苷鍵，而這些切除的支鏈則會轉變為線性多醣分子成為游離直鏈澱粉，因此經普魯蘭酶處理的樣品，直鏈澱粉含量上升，同時促進更多的第三型抗性澱粉生成。直鏈澱粉含量較高的澱粉與富含支鏈澱粉的澱粉顆粒更具有抵抗澱粉酶的消化。經高壓處理後，其直鏈澱粉含量提升，直鏈澱粉的生成與施加壓力呈正相關，在經高壓加工後直鏈澱粉-支鏈澱粉和直鏈澱粉-脂質之間的相互作用導致直鏈澱粉浸出受限，且直鏈澱粉鏈經糊化回凝過程中會造成澱粉顆粒結構間重新排列，形成由氫鍵穩定的雙螺旋，此結構有利於生成RS3。

經普魯蘭酶去支化作用後的澱粉中抗性澱粉含量會隨著直鏈澱粉含量增加而上升，直鏈澱粉分子在回凝過程中形成凝膠網絡結構，相較於支鏈澱粉，其結構容易形成緊密堆積晶體結構，形成穩定的雙螺旋結構，使得抗性澱粉含量提升。且不同種類的澱粉其直鏈澱粉聚合度 ，若聚合度達10個葡萄糖單位即可能形成結晶並形成穩定雙螺旋結構，若聚合度介於6~9個葡萄糖單位則會抑制回凝，進而不利形成抗性澱粉。

總澱粉含量受到樣品的種類、生長環境以及加工條件影響。此實驗使用Megazyme 總澱粉試驗套組進行測定，結果如圖4所示，圖4係為不同濃度及時間普魯蘭酶於高壓處理後之南瓜粉總澱粉含量。圖中可觀察到未加工南瓜粉總澱粉含量為49.76%，經過酵素與高壓處理的組別中，總澱粉含量在相同酵素作用時間下總澱粉含量並無顯著性差異，由圖中可發現總澱粉含量與抗性澱粉含量未出現正相關的趨勢。文獻中提到，澱粉經高壓加工會使直鏈澱粉螺旋內徑減少，促進脂質與澱粉形成脂質-澱粉複合物，而導致總澱粉含量降低

快速消化澱粉及慢速消化澱粉含量測定結果

南瓜粉使用體外消化法對消化過程中樣品之RDS、SDS及RS含量進行觀察。如圖5所示，圖5係為不同濃度及時間普魯蘭酶於高壓處理後之南瓜粉快速消化澱粉含量。未加工南瓜粉其RDS、SDS及RS含量分別為62.99%、5.11%和0.40%，經過高壓處理後RDS含量下降至37.58~40.04%，然而經普魯蘭酶與高壓處理後其RDS含量下降至21.71~38.30%，顯示經高壓與酵素處理後具有較低的消化率。在100 NPUN/g處理8、12小時作用下，其RDS含量顯著性 (p＜0.05) 下降，此結果可知在酵素100 NPUN/g處理8小時即可達到12小時RDS生成量。高壓與酵素處理的南瓜粉其RDS含量下降的原因可能為經普魯蘭酶裂解α-1，6糖苷鍵，而轉變為穩固聚合度線性鏈，且經高靜水壓處理後其直鏈澱粉形成雙螺旋結構，使其澱粉水解力下降。

SDS含量結果如圖6所示，圖6係為不同濃度及時間普魯蘭酶於高壓處理後之南瓜粉慢速消化澱粉含量。未經加工南瓜粉其SDS含量為5.11%，經酵素與高壓處理後其SDS含量提升至5.98~23.88%，提升的原因可能為經高壓會驅使澱粉快速糊化後回凝，而提升南瓜粉中慢速消化澱粉含量。 結果中可觀察，經酵素處理12小時下，RDS含量隨酵素濃度增加而下降，且在200 NPUN/g處理8、12小時後，其SDS含量上升，RDS含量下降，RS含量提升，由此趨勢可推斷普魯蘭酶-普魯蘭酶添加到200 NPUN/g時具有最好澱粉轉換率。

南瓜粉經由普魯蘭酶去支後，產生許多游離直鏈澱粉、葡糖聚醣與單醣，經由高壓處理後促進澱粉糊化，使澱粉顆粒中長鏈葡聚醣產生交聯反應，形成大分部的網絡構型，最後導致凝膠，而螺旋聚合物形成有序的晶體結構，此結構有效抵抗酶的作用。而在澱粉經高壓600MPa處理後，其澱粉完全糊化，且理化特性中亦顯著增加澱粉結晶度、直鏈澱粉含量、溶解度、保水性與保油性，並降低膨潤力。

藉由上述實施例可知，南瓜粉經高壓與酵素處理後，其在加熱過程中具有更好的黏彈性，並在回溫過程中維持良好的黏彈性，其中在以200 NPUN/g的普魯蘭酶處理8或12小時後，以600 MPa靜水高壓處理最能顯著提升抗性澱粉與慢速消化澱粉的含量。因此，南瓜粉經高壓與酵素處理不但能有效改變其理化特性更而提升抗性澱粉與慢速消化澱粉，故此技術有益於南瓜原料之發展，以期未來應用於低GI食品開發。

儘管本文已經描述了某些例示性實施例，但是根據該描述，其他實施例和修改將是顯而易見的，因此，本發明構思不限於這些實施例，而是限於所附申請專利範圍的更寬範圍以及對於本領域具有通常知識者顯而易見的各種明顯的修改和等效配置。

無

以下包含附圖說明以提供對本發明的進一步理解，並且其被併入並構成本說明書的一部分，附圖示出了本發明的例示性實施例，並且與說明書一起用於解釋本發明構思。 圖1係為依據本發明實施例的提升抗性澱粉含量的方法的流程圖。 圖2係為不同濃度及時間普魯蘭酶於高壓處理後之南瓜粉抗性澱粉含量。 圖3係為不同濃度及時間普魯蘭酶於高壓處理後之南瓜粉直鏈澱粉含量。 圖4係為不同濃度及時間普魯蘭酶於高壓處理後之南瓜粉總澱粉含量。 圖5係為不同濃度及時間普魯蘭酶於高壓處理後之南瓜粉快速消化澱粉含量。 圖6係為不同濃度及時間普魯蘭酶於高壓處理後之南瓜粉慢速消化澱粉含量。

Claims (8)

1. 一種提升抗性澱粉含量的方法，其包含： 將一澱粉原料製成一乾燥澱粉； 將該乾燥澱粉與一醋酸鈉緩衝溶液配置為一懸浮液； 加入一預定濃度之一酵素至該懸浮液，並反應一第一預定時間； 高溫處理終止酵素反應，得到一預產物； 將該預產物置入一容器後以高靜水壓施加一預定壓力，並維持一第二預定時間；以及 將該預產物減壓濃縮並冷凍乾燥。
2. 如請求項1所述之方法，其中該澱粉原料為南瓜。
3. 如請求項1所述之方法，其中該醋酸鈉緩衝溶液為0.1M、pH 4.5的緩衝溶液。
4. 如請求項1所述之方法，其中該酵素為普魯蘭酶。
5. 如請求項1所述之方法，其中該預定濃度為100 NPUN/g至400 NPUN/g。
6. 如請求項1所述之方法，其中該第一預定時間為8小時至12小時。
7. 如請求項1所述之方法，其中該預定壓力為600MPa。
8. 如請求項1所述之方法，其中該第二預定時間為10分鐘。

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