專利名稱:一種高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉的生產(chǎn)方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉的生產(chǎn)方法及其應(yīng)用，屬于非化學(xué)改性淀粉領(lǐng)域。本發(fā)明涉及的是一種用生物法和物理法協(xié)同從原淀粉生產(chǎn)高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉的方法，并 將慢消化淀粉用作功能性基料，添加應(yīng)用到食品、醫(yī)藥、飼料等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
淀粉作為僅次于纖維素的可再生性資源，具有價廉易得、可降解性和易轉(zhuǎn)變成淀 粉衍生物等特點。長期以來世界各國都十分重視淀粉資源的開發(fā)利用研究，尤其通過各種 方法對淀粉的改性一直是科技工作者和生產(chǎn)廠商的研究熱點。
同時，隨著社會結(jié)構(gòu)的變化、生活節(jié)奏的加快、飲食習(xí)慣和食物構(gòu)成改變及社會老 齡化，人類疾病譜發(fā)生了很大轉(zhuǎn)變，慢性疾病，如糖尿病、心血管疾病、肥胖癥、高脂血癥、高 血壓等胰島素抵抗相關(guān)疾病比例不斷上升，已成為目前全球性重大的公共衛(wèi)生問題。預(yù)防 上述疾病發(fā)生的關(guān)鍵在于科學(xué)合理的膳食結(jié)構(gòu)。另外，功能食品是21世紀(jì)食品工業(yè)發(fā)展的 方向之一，隨著人們生活水平的提高，人們越來越關(guān)注食品的功能化，不僅希望延年益壽， 還渴望吃到防病健體的食品，提高生活質(zhì)量，形成了世界性“保健食品熱”。
淀粉是人類膳食中主要的碳水化合物，也是人體能量的主要來源。慢消化淀粉 (Slowly digestible starch, SDS)的出現(xiàn)順應(yīng)了食品科技發(fā)展的方向，其作為一種新型的 兼顧營養(yǎng)與功能的低血糖變性淀粉，具有緩慢吸收、持續(xù)釋放能量、有助于維持血糖穩(wěn)態(tài)， 預(yù)防和治療各種疾病(如糖尿病、肥胖、心腦血管疾病、癌癥等)的特殊生理學(xué)功能。因此， 慢消化淀粉作為一種新型的功能性資源具有極大的潛在開發(fā)價值，目前國內(nèi)外尚未見此類 產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化報道。
慢消化淀粉與普通淀粉相似，可作為能量來源，但具有對人體特殊的生理效應(yīng)，因 而可廣泛應(yīng)用于食品前體、食品或食品組合物中，作為營養(yǎng)性輔料添加到烘焙食品、快餐、 糖果、調(diào)味料、乳制品、冷凍甜點等食品配方中，可改善食品的品質(zhì)，具有重要的工業(yè)應(yīng)用價 值。此外，利用慢消化淀粉為基料生成的低血糖食品不僅是糖尿病、肥胖病、高血壓和心血 管疾病患者的醫(yī)療食品，也可作為持續(xù)能量緩釋的運動員專用產(chǎn)品或健康人群的理想保健 食品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種營養(yǎng)價值高、保健功能好、血糖生成指數(shù)低的高溫穩(wěn) 定型慢消化淀粉的制備方法及應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明利用現(xiàn)有工業(yè)普魯蘭酶和α -淀粉酶(耐高溫α -淀 粉酶、中溫α -淀粉酶、真菌淀粉酶)，通過復(fù)合酶解技術(shù)、重結(jié)晶技術(shù)和物理場熱液改性 技術(shù)處理糊化后的大宗淀粉(包括高直鏈玉米淀粉、普通玉米淀粉、蠟質(zhì)玉米淀粉、小麥淀 粉、大米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、綠豆淀粉、鷹嘴豆淀粉、高粱淀粉、西米淀 粉及芭蕉芋淀粉)制備高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉。具體工藝為[0008]Α)淀粉在濃度為1 % -50%、溫度50-150°C下糊化處理3-60min ；
B)將冷卻后的淀粉糊、普魯蘭酶和α -淀粉酶的復(fù)合酶與磷酸鹽緩沖液混合，配比為淀粉糊1kg，普魯蘭酶0. 001-0. 5kg，α -淀粉酶0. 001-0. 3kg，磷酸鹽緩沖液1-3L ；
C)在溫度 30-90°C，PH 值 3. 0-7. 0，不斷攪拌反應(yīng) 0. 5_24h ；
D)滅酶后，將酶解產(chǎn)物在0-25°C下重結(jié)晶l_24h后干燥處理；
E)干燥后物料加水調(diào)節(jié)水分含量30% -60%、溫度25_60°C熱液密閉保溫處理 0.01-24h ；
F)反應(yīng)物再經(jīng)過干燥、粉碎處理即得到高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉。
采用愛爾蘭Megazyme公司產(chǎn)的全淀粉分析套件按照Englyst法測定慢消化淀粉 的含量，本發(fā)明產(chǎn)品的慢消化淀粉含量> 50%，并且在應(yīng)用加工過程中高溫條件處理后慢 消化淀粉的殘留量>80%。
上述冷卻、滅酶、干燥、粉碎等是當(dāng)前食品加工領(lǐng)域的通用技術(shù)。
高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉的應(yīng)用
利用慢消化淀粉血糖生成指數(shù)低的特殊生理學(xué)功能直接應(yīng)用；
慢消化淀粉應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、飼料領(lǐng)域慢消化淀粉添加到烘焙食品、快餐、糖 果、調(diào)味料、乳制品、運動員專用食品、糖尿病人食品、減肥食品、口服小腸靶向控釋薄膜包 衣材料及動物飼料，具有緩慢吸收、持續(xù)釋放能量、有助于維持血糖穩(wěn)態(tài)，預(yù)防和治療各種 疾病的特殊生理學(xué)功能。
慢消化淀粉的添加量一般要超過20%。用于口服小腸靶向控釋薄膜包衣材料， 可彌補(bǔ)當(dāng)前包衣載體材料存在著材料本身降解產(chǎn)物的生物相容性、對活性功能成分控釋速 度慢、無法避免在上消化道出現(xiàn)活性功能成分泄漏以及活性功能成分釋放不完全的不足之 處。
血糖生成指數(shù)(glycemic index, GI)食用含50g有價值的碳水化合物(CHO)的 食物后，在一定時間內(nèi)(一般為2h)體內(nèi)血糖水平應(yīng)答與食用相當(dāng)量的葡萄糖或白面包引 起的血糖應(yīng)答水平的比值。GI是一個比較而言的數(shù)值，反映了食物與葡萄糖相比升高血糖 的速度和能力，通常以葡萄糖或白面包的GI為100%。因此，根據(jù)GI值大小可將富CHO食 品劃分為不同等級，GI<55%的食物被認(rèn)為是低血糖食物，在55% 70%范圍之間的為中 血糖食物，70 %以上為高血糖食物。
本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明的原料采用國內(nèi)市場上普通的谷類淀粉、薯類淀粉、類淀粉及其它植物 來源的淀粉，原料來源廣、不受產(chǎn)地和季節(jié)的限制。
2、用本發(fā)明的生產(chǎn)工藝制備出高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉(含量≥50% )的產(chǎn)品，成 本相對較低，而且采用清潔生產(chǎn)工藝，對環(huán)境無污染。
3、本發(fā)明以復(fù)合酶解技術(shù)、重結(jié)晶技術(shù)和物理場熱液改性技術(shù)協(xié)同處理制備慢消 化淀粉，產(chǎn)品質(zhì)量好，高溫加工處理后慢消化淀粉的殘留量≥80%，而現(xiàn)有技術(shù)制備的產(chǎn)品 收率低，熱穩(wěn)定性差，難以實現(xiàn)商品化。
4、本發(fā)明技術(shù)的使用實現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)、工序簡單，易于自動控制。
5、本發(fā)明開發(fā)的產(chǎn)品屬于高營養(yǎng)價值、血糖生成指數(shù)低的新型變性淀粉，由于該 產(chǎn)品具有防病、治病、維系人體健康的作用，既可作為終端產(chǎn)品直接投放市場供消費者食用，還可用作食品、醫(yī)藥、飼料的原料，有較高的科技附加值，擁有廣闊的潛在市場，可大大 提高農(nóng)副產(chǎn)品價值，對提高人民身體健康水平有重要意義，具有較高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效
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具體實施方案
實施例1
將濃度為5%的普通玉米淀粉乳，在溫度50°C下糊化處理60min，淀粉糊冷卻后 添加普魯蘭酶、α -淀粉酶及磷酸鹽緩沖液混合均勻，其中淀粉糊1kg，普魯蘭酶0. 005kg, α-淀粉酶0.001kg，緩沖液1L。在40°C、pH值3. 5的條件不斷攪拌反應(yīng)lh。滅酶處理，將 酶解產(chǎn)物在1°C下保藏重結(jié)晶5h后干燥處理。然后加水調(diào)節(jié)至35%水分含量、溫度50°C熱 液密閉保溫處理O.Olh，再經(jīng)過干燥、粉碎處理即得到含量為58%的高溫穩(wěn)定型慢消化淀 粉。
實施例2
將濃度為20%的馬鈴薯淀粉乳，在溫度70°C下糊化處理30min，淀粉糊冷卻后 添加普魯蘭酶、α-淀粉酶及磷酸鹽緩沖液混合均勻，其中淀粉糊1kg，普魯蘭酶0.03kg， α -淀粉酶0. Olkg,緩沖液2L。在70°C、pH值5的條件不斷攪拌反應(yīng)10h。滅酶處理，將酶 解產(chǎn)物在10°C下保藏重結(jié)晶IOh后干燥處理。然后加水調(diào)節(jié)至45%水分含量、溫度40°C熱 液密閉保溫處理6h，再經(jīng)過干燥、粉碎處理即得到含量為83%的高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉。
實施例3
將濃度為40%的綠豆淀粉乳，在溫度150°C下糊化處理5min，淀粉糊冷卻后添加 普魯蘭酶、α _淀粉酶及磷酸鹽緩沖液混合均勻，其中淀粉糊1kg，普魯蘭酶0. 5kg，α -淀粉 酶0. 3kg，緩沖液3L。在90°C、pH值6的條件不斷攪拌反應(yīng)24h。滅酶處理，將酶解產(chǎn)物在 20°C下保藏重結(jié)晶24h后干燥處理。然后加水調(diào)節(jié)至60%水分含量、溫度30°C熱液密閉保 溫處理20h，再經(jīng)過干燥、粉碎處理即得到含量為78%的高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉。
實施例4
將高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉按質(zhì)量百分比為30%添加到面團(tuán)中，并且按照工業(yè)化一 般配方和方法制備普通餅干，隨后將所得到的餅干進(jìn)行模擬咀嚼磨碎后測定其體外水解指 數(shù)(HI)，由公式GI = 0. 862X (HI)+8. 198預(yù)測得到血糖生成指數(shù)GI = 46%，屬于一類典 型的可緩慢消化的低血糖食品。
實施例5
將高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉加入到包衣溶液二甲亞砜中，配成質(zhì)量百分比3%的溶 液，然后添加用量為慢消化淀粉質(zhì)量20%的增塑劑甘油，制成口服小腸靶向控釋薄膜包衣 液，將治療小腸疾病的多肽蛋白類活性生物大分子成分在包衣機(jī)里將上述的包衣液均勻包 裹后在人體消化道體外模擬并測定靶向性和降解性。未經(jīng)過慢消化淀粉薄膜包裹的藥物在 人工胃液中的釋藥速率非?？?，8min后達(dá)到60%，3h內(nèi)藥物釋放完全。而本實施例所得的 慢消化淀粉口服小腸靶向控釋薄膜包衣片的小腸靶向控釋性能顯著提高，經(jīng)過人工胃液后 其釋放量小于8%，在小腸中5h后釋放量達(dá)到95%，說明該淀粉薄膜包衣具有口服小腸靶 向控釋載藥的效果。
實施例6
將高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉按質(zhì)量百分比為50%制備的糖尿病人食品，與食用普通食品相比，食用含慢消化淀粉的食品后第3天患者餐前和餐后Ih的血糖濃度顯著低于第一 天，血糖曲線下面積也明顯下降，但餐前及餐后胰島素曲線下面積的差異無顯著性，說明該 食品是一種適合于糖尿病患者服用的安全的腸內(nèi)營養(yǎng)劑。
實施例7
將按質(zhì)量百分比為25%的高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉加入到反芻動物飼料中，相比未 添加的飼料，喂養(yǎng)的肉仔雞瘤胃中的微生物消化速率明顯減慢，肉仔雞的生長效率提高了 30%，說明添加慢消化淀粉的飼料有利于動物的生長并能夠改善蛋白質(zhì)和能量利用。
權(quán)利要求
一種高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉的生產(chǎn)方法，其特征是以淀粉為原料，利用現(xiàn)有工業(yè)用酶制劑普魯蘭酶和α-淀粉酶，通過復(fù)合酶協(xié)同水解技術(shù)、重結(jié)晶技術(shù)和物理場熱液改性技術(shù)得到高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉，工藝為A)淀粉在濃度為1％-50％、溫度50-150℃下糊化處理3-60min；B)將冷卻后的淀粉糊、普魯蘭酶和α-淀粉酶的復(fù)合酶與磷酸鹽緩沖液混合，配比為淀粉糊1kg，普魯蘭酶0.001-0.5kg，α-淀粉酶0.001-0.3kg，磷酸鹽緩沖液1-3L；C)在溫度30-90℃，pH值3.0-7.0，不斷攪拌反應(yīng)0.5-24h；D)滅酶后，將酶解產(chǎn)物在0-25℃下重結(jié)晶1-24h后干燥處理；E)干燥后物料加水調(diào)節(jié)水分含量30％-60％、溫度25-60℃熱液密閉保溫處理0.01-24h；F)反應(yīng)物再經(jīng)過干燥、粉碎處理即得到高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉的生產(chǎn)方法，其特征是原料淀粉為 玉米淀粉、小麥淀粉、大米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、綠豆淀粉、鷹嘴豆淀粉、 高粱淀粉、西米淀粉或芭蕉芋淀粉。
3.用權(quán)利要求
1所述方法生產(chǎn)的高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉，其特征是產(chǎn)品中慢消化淀粉 的含量> 50%，在應(yīng)用加工過程中高溫條件處理后慢消化淀粉的含量> 80%。
專利摘要
一種高溫穩(wěn)定型慢消化淀粉的生產(chǎn)方法及應(yīng)用，屬于非化學(xué)改性淀粉領(lǐng)域。本發(fā)明將原料淀粉，如玉米淀粉、小麥淀粉、大米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、綠豆淀粉、鷹嘴豆淀粉、高粱淀粉、西米淀粉及芭蕉芋淀粉等，經(jīng)過糊化處理后，加入商品淀粉酶制劑普魯蘭酶與α-淀粉酶復(fù)合脫支處理，保藏重結(jié)晶，然后進(jìn)行熱液處理即可得到慢消化淀粉產(chǎn)品。慢消化淀粉的含量≥50％，高溫加工處理后慢消化淀粉的殘留量≥80％。本發(fā)明的應(yīng)用涉及到多個應(yīng)用領(lǐng)域，如烘焙食品、快餐、糖果、調(diào)味料、乳制品、運動員專用食品、糖尿病人食品、減肥食品、口服小腸靶向控釋薄膜包衣材料及動物飼料等。
文檔編號C12S3/12GKCN101117352 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200710131771
公開日2010年8月25日 申請日期2007年8月29日
發(fā)明者張濤, 江波, 繆銘 申請人:江南大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3),