專利名稱：一種酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于非化學改性淀粉領域，涉及一種生產(chǎn)消化淀粉的方法，特別涉及一種
酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法。
背景技術：
淀粉是人類膳食中主要的碳水化合物。根據(jù)體外的消化率和消化時間，淀粉可分為三類(l)快速消化淀粉(r即idly digestible starch, RDS)，在體內(nèi)20min可以被迅速消化吸收的淀粉；(2)慢消化淀粉(slowly digestible starch, SDS)，是指那些能在小腸中被完全消化吸收但消化速率較慢的淀粉，消化時間為20-120min ; (3)耐消化淀粉(resistant starch, RS)，指在人體小腸內(nèi)無法消化吸收的淀粉，只能在大腸中被微生物發(fā)酵利用。 有文獻報道血糖指數(shù)與快消化淀粉有很大的正相關性。血糖指數(shù)(GI)被定義為食用含一定量價值的碳水化合物的食物后，在一定時間內(nèi)體內(nèi)血糖水平應答與食用相當量的葡萄糖或白面包引起的血糖應答水平的比值。血糖指數(shù)與人體的糖尿病、前驅(qū)糖尿病、心血管疾病和肥胖病等生理疾病有關。高血糖指數(shù)膳食能引起老鼠血管壁的脂肪沉積，脂肪含量是攝入低血糖指數(shù)膳食老鼠脂肪含量的2倍。對于肥胖的青少年，從高血糖指數(shù)膳食中攝入的快速吸收的葡萄糖，能引起一系列荷爾蒙和新陳代謝的失調(diào)，這些變化都是與過多的食物攝入有關。低血糖指數(shù)的膳食降低老鼠的非空腹的血漿葡萄糖、血漿甘油三酯和脂肪細胞的體積，延長肥胖人群的飽腹感。慢消化淀粉具有特殊的生理學功能，如緩慢吸收、持續(xù)釋放能量、有助于維持血糖穩(wěn)態(tài)，預防和治療各種疾病(如糖尿病、糖原貯積病、心腦血管疾病等)。因而，緩慢消化淀粉可應用于開發(fā)特定保健食品、熱量持續(xù)型運動飲料等產(chǎn)品，還可以作為藥物治療糖尿病、心腦血管疾病、肥胖等。 緩慢消化淀粉由大部分無定形成分和小部分有序結構的雙螺旋成分構成。目前的慢消化淀粉生產(chǎn)方法是酶脫支后重結晶，一般是經(jīng)過普魯蘭酶脫支處理后產(chǎn)生更多的短鏈，他們通過氫鍵與疏水作用進行排列和交連，聚集形成結晶結構即產(chǎn)生緩慢消化淀粉，但酶解脫支結晶的效果會受到淀粉分支程度即a -1，6糖苷鍵的比例的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于現(xiàn)有制備消化淀粉的工藝由于受到a -1，6糖苷
鍵的比例限制，消化淀粉中的慢消化淀粉的含量難以進一步提高的問題，并針對該問題提
供一種酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法。 本發(fā)明通過以下技術方案解決上述技術問題 —種酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法，至少包括 a、將淀粉制成淀粉乳，加熱后形成淀粉糊； b、隨后將淀粉糊在20-4(TC條件下進行酶解，所采用的酶包括轉葡糖苷酶以及淀粉酶，得到酶解產(chǎn)物；
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C、將酶解產(chǎn)物醇析離心，得到沉淀物； d、將沉淀物加熱溶解并干燥，得到含有慢消化淀粉的消化淀粉。
在本發(fā)明之前，消化淀粉中慢消化淀粉的含量(質(zhì)量百分比) 一般在40% -60% 左右，例如玉米在處理之前慢消化淀粉的含量為10_13%，經(jīng)過本發(fā)明的方法后，慢消化淀 粉的質(zhì)量百分比含量為50% -80%。 得到這樣的效果，部分原因是第一，淀粉酶和轉葡糖苷酶同時作用水解常規(guī)淀 粉，以便于生成短分子鏈、多分枝淀粉分子； 第二，正如本發(fā)明背景技術部分提到的，慢消化淀粉由大部分無定形成分和小部 分有序結構的雙螺旋成分構成。 一般的生產(chǎn)方法是經(jīng)過普魯蘭酶脫支處理后產(chǎn)生更多的短 鏈，隨后通過氫鍵與疏水作用進行排列和交連，聚集結晶形成慢消化淀粉，然而，酶解脫支 結晶的效果會受到淀粉分支程度即a -1，6糖苷鍵的比例的限制，從而使慢消化淀粉的產(chǎn) 率無法進一步的提高。為此，本發(fā)明在酶解生產(chǎn)慢消化淀粉的過程中，采用了不同于現(xiàn)有技 術的酶，即轉葡糖苷酶。本發(fā)明方法利用轉葡糖苷酶能夠改變淀粉支鏈結構的性質(zhì)，使b步 驟的酶解過程積累更多新的a-l，6糖苷鍵的同時增加酶解速率，達到移除麥芽糖及打破 a -1，6糖苷鍵比例限制的目的，從而可使得到的消化淀粉中慢消化淀粉的含量進一步提 高。
具體實施例方式對于本發(fā)明方法，通常情況下可以這樣實施 —種酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法，包括 1、將淀粉制成質(zhì)量百分比濃度為1% _60%的淀粉乳，于50-9(TC攪拌加熱得到淀 粉糊，所用淀粉采用市場上普通的谷類、豆類淀粉和薯類淀粉，原料來源廣，不受產(chǎn)地和季 節(jié)的限制； 2、將冷卻后的淀粉糊在20-4(TC條件下酶解2-5h，所采用的酶包括轉葡糖苷酶以 及淀粉酶，得到酶解產(chǎn)物，所述淀粉酶為P-淀粉酶及a-麥芽糖淀粉酶中的一種或兩種， 其中轉葡糖苷酶的添加量為0. 20-1. 50%的干重淀粉量，淀粉酶的添加量為0. 30-2. 00% 的干重淀粉量； 轉葡糖苷酶及淀粉酶的添加量和酶解時間能夠直接決定了最終產(chǎn)品中慢消化淀 粉和異麥芽低聚糖得含量，本發(fā)明對這兩個參數(shù)進行了優(yōu)化，從而使產(chǎn)品中的慢消化淀粉 含量(質(zhì)量百分比)在一般情況下均大于50% ; |3 -淀粉酶及a -麥芽糖淀粉酶中的一種或兩種能夠影響淀粉中的快速消化淀 粉、慢消化淀粉以及耐消化淀粉之間的配比，使快消化淀粉比例下降，慢、耐消化淀粉比例 升高，也即同樣能促進消化淀粉中慢消化淀粉的含量的提高； 另外，本發(fā)明在b步驟的酶解過程中還產(chǎn)生了異麥芽低聚糖(MOs)， IMOs作為生 命起源物質(zhì)，有助于提高人體和動物腸道中的菌群健康，通常情況下，異麥芽低聚糖在消化 淀粉中的質(zhì)量百分比含量為5-15% ; 3、酶解結束后加入乙醇，并離心，棄上清，后在沸水浴中用去離子水攪拌加熱溶解 沉淀物，形成懸濁液； 4、將懸濁液進行噴霧干燥處理，即得含有慢消化淀粉的消化淀粉。
另外，為了使本發(fā)明方法中的酶解步驟(即2步驟)能夠在適當?shù)那闆r下進行，該
方法在1及2步驟之間還包括淀粉糊在酶解前的處理步驟，該步驟至少包括 在1步驟得到的淀粉糊上加入緩沖溶液，使淀粉糊的pH值為5. 0-5. 5，使待酶解淀
粉糊的酸堿度調(diào)整到本發(fā)明所采用酶最適合發(fā)揮酶解作用的附近，從而更有利于本發(fā)明酶
解的進行，使慢消化淀粉的產(chǎn)率提高，具體可以這樣進行 將1步驟得到的淀粉糊高壓滅菌，冷卻后加入乙酸鈉緩沖溶液，使淀粉糊的pH值 為5. 0-5. 5，然后用熱液改性處理(即放入50-7(TC的水浴中攪拌)； 所述熱液改性處理是指在過量或中等的水存在的情況下，在一定溫度范圍處理淀 粉的一種物理方法。該處理能提高無定形區(qū)的致密堆積和降低結晶區(qū)的結晶度，從而引起 淀粉的慢消化特性。
實施例1 常規(guī)玉米淀粉(干重，80g)與水混合制備質(zhì)量百分比濃度為8X的淀粉乳，并在2L 燒杯中，于8(TC攪拌加熱10min得到淀粉糊； 隨后對淀粉糊進行12rC高壓滅菌20min，冷卻后加入乙酸鈉緩沖溶液(360mL， 0. 5mol/L，pH值為5. 0)，然后放入55。C水浴中攪拌10min，并加水使加入乙酸鈉緩沖溶液后 的淀粉糊總體積達到1800mL。 向淀粉糊加入P-淀粉酶和轉葡糖苷酶，酶解時間3小時，其中P-淀粉酶加酶量 為0. 64%的干重淀粉量，轉葡糖苷酶加酶量為0. 60%的干重淀粉量； 酶解結束后加入等體積(相對于酶解后的總體積而言)的無水乙醇，在3000rpm 下離心10min，并用800mL去離子水溶解得到的沉淀物，隨后先將溶解液在沸水浴中攪拌 加熱30min，然后再在室溫下攪拌放置過夜，最后進行噴霧干燥，噴霧干燥液體流速為3mL/ min，進口和出口溫度分別為12(TC和75°C，即得到慢消化淀粉的質(zhì)量百分比含量為52%的 消化淀粉，而異麥芽低聚糖的質(zhì)量百分比含量為10. 5%。
實施例2 常規(guī)玉米淀粉(干重，80g)與水混合制備質(zhì)量百分比濃度為8X的淀粉乳，并在2L 燒杯中，于8(TC攪拌加熱10min得到淀粉糊； 隨后對淀粉糊進行12rC高壓滅菌20min，冷卻后加入乙酸鈉緩沖溶液(360mL， 0. 5mol/L，pH值為5. 0)，然后放入55。C水浴中攪拌10min，并加水使加入乙酸鈉緩沖溶液后 的淀粉糊總體積達到1800mL。 向淀粉糊加入a -麥芽糖淀粉酶和轉葡糖苷酶，酶解時間3小時，其中a -麥芽糖 淀粉酶加酶量為0. 70%干重淀粉量，轉葡糖苷酶加酶量為0. 64%的干重淀粉量，再加入氯 化鈣，使氯化鈣最終濃度為1. 78mmol/L，以維持酶的活性。 酶解結束后加入等體積(相對于酶解后的總體積而言)無水乙醇，在3000rpm下 離心10min，并用800mL去離子水溶解得到的沉淀物，隨后先將溶解液在沸水浴中攪拌加熱 30min，然后再在室溫下攪拌放置過夜，最后進行噴霧干燥，噴霧干燥液體流速為3mL/min， 進口和出口溫度分別為12(TC和75°C，即得到慢消化淀粉質(zhì)量百分比含量為54%的消化淀 粉，而異麥芽低聚糖的質(zhì)量百分比含量為13.6%。
實施例3 常規(guī)馬鈴薯淀粉(干重，80g)與水混合制備質(zhì)量百分比濃度為8%的淀粉乳，并在2L燒杯中，于7t:攪拌加熱10min得到淀粉糊； 隨后對淀粉糊進行12rC高壓滅菌20min，冷卻后加入乙酸鈉緩沖溶液(360mL， 0. 5mol/L，pH值為5. 0)，然后放入55。C水浴中攪拌10min，并加水使加入乙酸鈉緩沖溶液后 的淀粉糊總體積達到1800mL ; 向淀粉糊加入P-淀粉酶和轉葡糖苷酶，酶解時間3小時，其中P-淀粉酶加酶量 為0. 64%的干重淀粉量，轉葡糖苷酶加酶量為0. 6%的干重淀粉量； 酶解結束后加入等體積(相對于酶解后的總體積而言)無水乙醇，在3000rpm下 離心10min，并用800mL去離子水溶解得到的沉淀物，隨后先將溶解液在沸水浴中攪拌加熱 30min，然后再在室溫下攪拌放置過夜，最后進行噴霧干燥，噴霧干燥液體流速為3mL/min， 進口和出口溫度分別為12(TC和75°C，即得到慢消化淀粉質(zhì)量百分比含量為76%的消化淀 粉，而異麥芽低聚糖的質(zhì)量百分比含量為5.5%。
實施例4 常規(guī)馬鈴薯淀粉(干重，80g)與水混合制備質(zhì)量百分比濃度為8%的淀粉乳，并在 2L燒杯中，于8(TC攪拌加熱10min得到淀粉糊； 隨后對淀粉糊進行12rC高壓滅菌20min，冷卻后加入乙酸鈉緩沖溶液(360mL， 0. 5mol/L，pH值為5. 0)，然后放入55。C水浴中攪拌10min，并加水使加入乙酸鈉緩沖溶液后 的淀粉糊總體積達到1800mL ; 向淀粉糊加入a -麥芽糖淀粉酶和轉葡糖苷酶，酶解時間3小時，其中a -麥芽糖 淀粉酶加酶量為0. 70%干重淀粉量，轉葡糖苷酶加酶量為0. 64%的干重淀粉量再加入氯 化鈣，使氯化鈣最終濃度為1. 78mmol/L，以維持酶的活性； 酶解結束后加入等體積(相對于酶解后的總體積而言)無水乙醇，在3000rpm下 離心10min，并用800mL去離子水溶解得到的沉淀物，隨后先將溶解液在沸水浴中攪拌加熱 30min，然后再在室溫下攪拌放置過夜，最后進行噴霧干燥，噴霧干燥液體流速為3mL/min， 進口和出口溫度分別為12(TC和75°C，即得到慢消化淀粉質(zhì)量百分比含量為78%的消化淀 粉，而異麥芽低聚糖的質(zhì)量百分比含量為7.5%。
權利要求
一種酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法，包括a、將淀粉制成淀粉乳，加熱后形成淀粉糊；b、隨后將淀粉糊在20-40℃條件下進行酶解，所采用的酶包括轉葡糖苷酶以及淀粉酶，得到酶解產(chǎn)物；c、將酶解產(chǎn)物醇析離心，得到沉淀物；d、將沉淀物加熱溶解并干燥，得到含有慢消化淀粉的消化淀粉。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法，其特征在 于b步驟中采用的淀粉酶為P-淀粉酶及a-麥芽糖淀粉酶中的一種或兩種。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法，其特征在 于該方法在a及b步驟之間還包括淀粉糊在酶解前的處理步驟，該步驟至少包括在a步驟得到的淀粉糊上加入緩沖溶液，使淀粉糊的pH值為5. 0-5. 5。
4. 根據(jù)權利要求l所述的一種酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法，其 特征在于所述轉葡糖苷酶的添加量為0. 20-1. 50 %的干重淀粉量，淀粉酶的添加量為 0. 30-2. 00%的干重淀粉量，酶解時間為2-5h。
全文摘要
本發(fā)明屬于非化學改性淀粉領域，涉及一種生產(chǎn)消化淀粉的方法，特別涉及一種酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法，為了解決現(xiàn)有制備消化淀粉的工藝由于受到α-1，6糖苷鍵的比例限制，消化淀粉中的慢消化淀粉的含量難以進一步提高的問題，本發(fā)明提供了一種酶解生產(chǎn)含有慢消化淀粉的消化淀粉的方法，該方法在對由淀粉制備的淀粉糊的酶解過程中添加了轉葡糖苷酶以及淀粉酶，從而有效的解決上述技術問題。
文檔編號A23L1/09GK101715911SQ20091020021
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權日2009年12月10日
發(fā)明者唐雪明, 朱宏, 王金斌, 蔣玲曦, 譚芙蓉 申請人:上海市農(nóng)業(yè)科學院