CN108315374A - 一种超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及淀粉生产技术领域，特别公开了一种超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法。该超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法，其特征在于：以红薯淀粉为受体，麦芽低聚糖为供体，利用分支酶、β‑淀粉酶和葡萄糖苷转移酶对红薯淀粉依次进行酶水解和转糖苷作用，得到含有较高分支短链比例数的超高分支变性淀粉颗粒。本发明工艺简单，制备周期短，不需要添加特殊设备，生产成本低，适于工业化生产，且生产期间不需要任何添加剂，安全无污染。
Description
（一）技术领域
本发明涉及淀粉生产技术领域，特别涉及一种超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法。
（二）背景技术
淀粉作为一种重要的工业原料被广泛应用于食品和工业领域，从而加强改善产品的各种加工性能。淀粉也是人类膳食中的重要组成成分，其被人体消化后转化成葡萄糖以提供人们生命活动所必须的能量。然而，随着食品加工技术的进步及淀粉科学研究的深入，人们发现原淀粉在应用中具有很大的局限性：稳定性比较差，容易老化；溶解性较差；在淀粉凝胶中，淀粉分子的部分链段会发生位移产生粘性流动，导致淀粉凝胶弹性发生改变，硬度大、有粗糙感等。同时，原淀粉在体内消化速率较快而易导致餐后血糖迅速升高，引起高血糖、肥胖病、心血管等疾病。
为解决原淀粉所存在的这些问题，目前研究有采用物理、化学、基因或酶法以及复合改性的方法对原淀粉进行改性，从而改善其物化性能和消化性能。其中，化学修饰淀粉已被广泛的应用于食品工业中，但却存在安全性及环境污染等问题，酶法改性淀粉的制备方法环保、作用条件简单温和且有易于被人体消化分解等优点。
（三）发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种制备周期短、生产成本低、安全无污染的超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法，其特征在于：以红薯淀粉为受体，麦芽低聚糖为供体，利用分支酶、β-淀粉酶和葡萄糖苷转移酶对红薯淀粉依次进行酶水解和转糖苷作用，得到含有较高分支短链比例数的超高分支变性淀粉颗粒。
本发明采用复合酶法改性红薯淀粉，首先通过分支酶作用红薯淀粉时，水解淀粉中直链淀粉和支链淀粉直链区的a-1,4-糖苷键产生簇和一些线性的葡萄糖残基，同时催化转移葡萄糖残基连接到其他链上促进a-1,6-糖苷键的形成，产生新的分支，使淀粉分子的分支密度增加。然后利用β-淀粉酶进一步水解使其外部链长缩短，最后利用葡萄糖苷转移酶的转葡萄糖基作用将游离的葡萄糖残基和麦芽低聚糖以a-1,6糖苷键的形式连接到其他链上，形成了较多新的短链侧分支，进一步增加其分支密度，形成较紧密的结构，得到含有较高分支短链比例数的超高分支变性淀粉颗粒，提高了红薯淀粉的分支度，无化学残留。
其具体包括如下步骤：
（1）将红薯淀粉配置成5（w/v）%的淀粉液，调节淀粉液pH为6.5；
（2）向淀粉液中加入分支酶，于水浴中振荡水解，然后灭酶活性，冷却得到酶解液；
（3）调节酶解液pH为5.2，加入β-淀粉酶，于水浴中震荡水解，然后灭酶活性，冷却得到酶解液；
（4）向酶解液中加入麦芽低聚糖，混合均匀后调节pH至5.0，再加入葡萄糖苷转移酶，置于水浴中振荡酶解，然后灭酶活性，冷却后得到样液；
（5）向样液中加入无水乙醇，离心，所得沉淀经冷冻干燥得到产品。
本发明的更优技术方案为：
步骤（1）中，称取10g红薯淀粉，加入pH为6.5的0.02M醋酸钠缓冲溶液至淀粉浆液体积为200mL。
步骤（2）中，向淀粉液中加入308U/g的分支酶，置于60℃水浴中振荡20-24h，然后加入2.5mL 1mol/L的NaOH溶液灭酶活性。
步骤（3）中，向酶解液中加入10u/g的β-淀粉酶，置于37℃水浴中振荡4-6h，然后加入2.5mL 1mol/L的NaOH溶液灭酶活性。
步骤（4）中，向酶解液中加入占其重量比5%的麦芽低聚糖，混合均匀后加入9088U/g的葡萄糖苷转移酶，置于55℃水浴中振荡酶解10-12h，然后加入2.5mL 1mol/L的NaOH溶液灭酶活性；其中，所述麦芽低聚糖由重量配比为20%的麦芽四糖、30%的麦芽五糖、40%的麦芽六糖和10%的麦芽七糖混合组成。
步骤（5）中，向样液中加入其3倍体积的无水乙醇，于3000r/min的条件下离心10min，得到沉淀。
本发明工艺简单，制备周期短，不需要添加特殊设备，生产成本低，适于工业化生产，且生产期间不需要任何添加剂，安全无污染。
（四）附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为原红薯淀粉的SEM电镜图；
图2为本发明变性淀粉颗粒产品的SEM电镜图；
图3为原红薯淀粉在偏光显微镜下黑十字观察成像图；
图4为本发明变性淀粉颗粒在偏光显微镜下黑十字观察成像图。
（五）具体实施方式
实施例：一种超高分支变性淀粉颗粒的制备方法
具体包括以下步骤：
（1）红薯淀粉液的配制：准确称取10g红薯淀粉样品配成5%（w/v）淀粉液，调节淀粉溶液pH为6.5；
（2）分支酶酶解：分支酶(308U/g)，置于60℃水浴振荡24h，然后加入2.5mL 1mol/L的NaOH溶液使酶灭活，冷却；
（3）β-淀粉酶水解：调节溶液pH为5.2，β-淀粉酶酶添加量10U/g，酶解时间6h，反应温度37℃，加入2.5mL 1mol/L的NaOH溶液使酶灭活，冷却；
（4）麦芽低聚糖的添加：称取5g麦芽低聚糖混合物，包括20%麦芽四糖、30%麦芽五糖、40%麦芽六糖、10%麦芽七糖，加入到酶解液中混合均匀；
（5）葡萄糖苷转移酶酶解：调节溶液pH为5.0，葡萄糖苷转移酶添加量9088U/g，置于55℃水浴振荡酶解12h，然后加入2.5mL 1mol/L的NaOH溶液使酶灭活；
（6）待样液冷却至室温，加入3倍体积的无水乙醇，于3000 r/min下进行10min的离心，所得沉淀冷冻干燥即得到超高分支变性淀粉颗粒。
对本实施例得到的变性淀粉颗粒进行物化及消化特性的检测，经检测可知，与原淀粉相比，本发明的变性淀粉颗粒溶解度从9.86%显著增高到47.65%，淀粉糊粘度增加了43.24%；糊化峰值温度从68.98℃降低到56.94℃；淀粉糊在4℃储藏一周，其老化度从58.94%显著降低到36.57%；缓慢消化淀粉和抗性淀粉含量分别从24.65%和8.68%显著增加到48.34%和26.87%。
将本实施例得到的变性淀粉颗粒进行应用试验：
（1）添加在面制品中，延缓老化，改善面制品的口感、黏度稳定性、弹性等；
（2）应用于化妆品行业，可作为粉底的添加剂；
（3）作为一种多功能食品添加剂用于食品加工中,可以方便加工工艺、为食品提供优良的质构, 提高淀粉的增稠、悬浮、保水和稳定能力；
（4）作为功能性成分用于多种食品,显著降低消化速率，从而降低血糖释放量。
Claims (8)
1.一种超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法，其特征在于：以红薯淀粉为受体，麦芽低聚糖为供体，利用分支酶、β-淀粉酶和葡萄糖苷转移酶对红薯淀粉依次进行酶水解和转糖苷作用，得到含有较高分支短链比例数的超高分支变性淀粉颗粒。
2.根据权利要求1所述的超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法，其特征为，具体包括如下步骤：（1）将红薯淀粉配置成5（w/v）%的淀粉液，调节淀粉液pH为6.5；（2）向淀粉液中加入分支酶，于水浴中振荡水解，然后灭酶活性，冷却得到酶解液；（3）调节酶解液pH为5.2，加入β-淀粉酶，于水浴中震荡水解，然后灭酶活性，冷却得到酶解液；（4）向酶解液中加入麦芽低聚糖，混合均匀后调节pH至5.0，再加入葡萄糖苷转移酶，置于水浴中振荡酶解，然后灭酶活性，冷却后得到样液；（5）向样液中加入无水乙醇，离心，所得沉淀经冷冻干燥得到产品。
3.根据权利要求2所述的超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法，其特征在于：步骤（1）中，称取10g红薯淀粉，加入pH为6.5的0.02M醋酸钠缓冲溶液至淀粉浆液体积为200mL。
4.根据权利要求2所述的超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法，其特征在于：步骤（2）中，向淀粉液中加入308U/g的分支酶，置于60℃水浴中振荡20-24h，然后加入2.5mL1mol/L的NaOH溶液灭酶活性。
5.根据权利要求2所述的超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法，其特征在于：步骤（3）中，向酶解液中加入10u/g的β-淀粉酶，置于37℃水浴中振荡4-6h，然后加入2.5mL1mol/L的NaOH溶液灭酶活性。
6.根据权利要求2所述的超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法，其特征在于：步骤（4）中，向酶解液中加入占其重量比5%的麦芽低聚糖，混合均匀后加入9088U/g的葡萄糖苷转移酶，置于55℃水浴中振荡酶解10-12h，然后加入2.5mL 1mol/L的NaOH溶液灭酶活性。
7.根据权利要求2所述的超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法，其特征在于：步骤（5）中，向样液中加入其3倍体积的无水乙醇，于3000r/min的条件下离心10min，得到沉淀。
8.根据权利要求2或6所述的超高分支变性淀粉颗粒的绿色制备方法，其特征在于：所述麦芽低聚糖由重量配比为20%的麦芽四糖、30%的麦芽五糖、40%的麦芽六糖和10%的麦芽七糖混合组成。
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