专利名称：一种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的方法
技术领域：
本发明涉及生产食品及食品添加剂的技术，尤其是涉及一种用淀粉酶制备抗性淀
粉的方法。该方法利用可再生资源的淀粉为原料，生产出低热、高膳食纤维功能食品添加 剂。
背景技术：
抗性淀粉(Resistant starch)是一种新型的膳食纤维，具有比传统膳食纤维更优 良的生理功能和食品加工性能，是一种"药食同源"的食品资源。抗性淀粉是在运用酶-重 力法(enzymatic-gravimetric method)进行膳食纤维定量时，发现有淀粉成分会被包含在 不溶性膳食纤维(IDF)中。Englyst等学者首先将这部分淀粉定义为抗性淀粉。欧洲抗性 淀粉协会(European Flair Concerted Action onResistant Starch)在1993年将抗性淀 粉定义为不被健康人体小肠所吸收之淀粉及其分解物的总称。膳食纤维对人体健康的贡 献，主要是在肠道发酵生成的短链脂肪酸，而抗性淀粉也不被小肠吸收，能原封不动地进入 大肠，部分为肠内菌发酵利用而产生短链脂肪酸如丁酸等，较同等量膳食纤维产生的丁酸 还要多，研究发现丁酸能够阻止癌细胞的生长，与直肠癌的防治密切相关；抗性淀粉可增加 粪便体积，促进肠道蠕动，对于便秘、炎症、痔疮、结肠癌等疾病有良好的预防效果。摄入高 抗性淀粉食物，具有较少胰岛素反应，可延缓餐后血糖上升，能有效地控制糖尿病病情。抗 性淀粉可以增加脂质排泄，将食物中脂质部分排除从而减少热量的摄取，而且抗性淀粉作 为低热量添加剂添加到食物中，可有效控制体重。De Deckere等人的研究发现高抗性淀 粉含量的饮食可减少血中总胆固醇值(TC)和甘油三酯值(TAG)。 Ranhotra等学者研究也 发现抗性淀粉能有效降低血中及肝脏内脂质含量。膳食纤维摄入量过多会降低饮食中的 维生素、矿物质如Ca、 Fe、 Mg的吸收，而抗性淀粉则不会对维生素、矿物质等微量元素的吸 收产生干扰。抗性淀粉是白色小颗粒，持水性低，不似膳食纤维会吸收大量水分，当它作为 食品原、配料时，添加于低水分含量产品如脆饼、面包、曲奇等，不会影响其口感，也不会改 变食物风味及组织。 抗性淀粉的生理功能和食品加工性能都优于传统的膳食纤维，用于食品加工可提 高纤维含量，改进食品的性能，克服传统膳食纤维的某些缺点。抗性淀粉作为一种新型的膳 食纤维资源具有极大的潜在开发价值，国内目前尚未见此类产品产业化的报导。
抗性淀粉作为低热、高膳食纤维食品功能成分，可广泛应用于碳水化合物、脂肪质 食品，作为膳食纤维添加到烘烤食品、低热、低脂人造奶油、冷冻甜点等或作为一种单独的 功能食品添加剂加入食品配方中。抗性淀粉作为低热、高膳食纤维含量功能食品成分将可 改善食品的加工性能，开发出系列功能保健食品，具有重要的工业应用价值。此外，利用抗 性淀粉为基料生产的低热、高膳食纤维功能食品不仅是糖尿病、肥胖病、高血压和心血管病 患者的医疗食品，也是健康人群的理想保健食品。 工业上用于制备抗性淀粉的各种技术主要包括淀粉的糊化、脱支酶脱支、凝沉、 冷热循环处理、干燥、粉碎、过筛或通过若干淀粉酶协同湿热处理等步骤来实现。
目前的抗性淀粉生产主要是利用玉米淀粉为原料，采用多次冷热循环处理或酶法 辅以冷热处理、干燥等步骤来制备，存在以下缺点(l)抗性淀粉的含量偏低，很难将之商 品化。(2)制备方法采取多次反复循环，能耗高且工艺繁琐，不利于自动化生产。(3)湿热 处理还没有工业化设备，反应时由于受热不均匀，反应过程会有部分淀粉因过热糊化，降低
广品得率。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种高膳食纤维功能食品添加 剂-抗性淀粉的制备方法。 该方法以淀粉为原料，采用普鲁兰酶协同酸醇处理，简化工艺，有效地提高了抗性 淀粉的含量和收率，降低能耗，保证产品质量优良、产品成本明显下降。与原淀粉相比，经普 鲁兰协同酸解处理的淀粉能够保持淀粉的原有形态，又具较高的结晶度和较小粒径，固有 黏度较低，可溶性好，同时拥用有抗性淀粉和代脂产品的双重特性，可广泛用于食品领域。
本发明的原理本发明以有代表性的淀粉(包括高链玉米淀粉、普通玉米淀粉、 蜡质玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、豆类淀粉、稻米淀粉、蜡质稻米淀粉、高梁淀粉和西 米淀粉等)为原料，在一定条件下经普鲁兰酶处理获得一定链、支比例的产物，然后经酸醇 处理破坏其非晶区域，使淀粉分子链改变和重组，形成一种新的抗性结构成分_抗性淀粉。 以国际标准方法AACC76-13来测定抗性淀粉的含量，开发出抗性淀粉含量高(RS在40 85%)的系列产品。具体是将淀粉分散于水中，其固体含量为10 45X，将温度、pH调节 到普鲁兰酶的最佳酶活力条件，根据酶的来源、类型、酶的活力、底物及底物浓度等来决定 这些参数条件。脱支后立即灭酶，采用盐酸调整至pH《3.0，保持约lhr，使酶失活，在一定 条件下进行酸醇处理，所得样品，经冷却、过滤、干燥、粉碎、过筛等步骤得含抗性淀粉含量 较高的产品。 本发明的目的通过如下技术方案实现 —种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的方法，包括如下步骤 (1)在重量浓度为10 45%、 pH3. 5 6. 5的淀粉乳中，加热至40 70°C ，加入
普鲁兰酶，用量为1 40ASPU/g淀粉，保持8 48hrs ; (2)灭酶; (3)将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度50 90%的乙醇反应器中，乙醇与淀 粉乳的体积比为l : 0.8 1.2，加入反应器反应物体积1 3^的盐酸，于50 8(TC下反 应1 3hrs ; (4)经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛，制得抗性淀粉。 为进一步实现本发明的目的，本发明可以采用如下优选技术方案。 —种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的方法，包括如下步骤 (1)在浓度为10%、 pH4.0的淀粉乳中，加热至6(TC，加入普鲁兰酶，用量为
30ASPU/g淀粉，保持48hrs ; (2)灭酶; (3)将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度50%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳 的体积比为1 : l，加入反应器反应物体积1. 5%的盐酸，于8(TC下反应2hrs ;
(4)经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。 —种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的方法，包括如下步骤 (1)在浓度为15 % 、 pH5. 5的绿豆淀粉乳中，加热至70°C ，加入普鲁兰酶，用量为
15ASPU/g淀粉，保持18hrs ; (2)灭酶； (3)将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度60%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳
的体积比为1 : 0. 8，加入反应器反应物体积2%的盐酸，于5(TC下反应1. 5hrs ; (4)经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。 —种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的方法，包括如下步骤 (1)在浓度为30X、pH3. 5的高链玉米淀粉乳中，加热至50°C ，加入普鲁兰酶，用量
为40ASPU/g淀粉，保持8hrs ; (2)灭酶； (3)将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度90%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳
的体积比为l : 1，加入反应器反应物体积3^的盐酸，于6(TC下反应3hrs ; (4)经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。 —种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的方法，包括如下步骤 (1)在浓度为45% 、pH6. 5的淀粉乳中，加热至40°C ，加入普鲁兰酶，用量为1ASPU/
g淀粉，保持24hrs ; (2)灭酶； (3)将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度75%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳 的体积比为1 : 1. 2，加入反应器反应物体积1%的盐酸，于7(TC下反应lhrs ;
(4)经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。。 本发明制备的产品系列，技术指标如下产品为无异味、无沙齿、无杂物的白色粉 末。抗性淀粉产率85%以上，产品中抗性淀粉含量达到40 85%，水分小于等于12%，灰 分小于0. 4% ，白度为85 90，蛋白质含量小于0. 5% ，卫生指标符合国家相关检验标准，具 有低热、高膳食纤维含量功能成分。 上述灭酶、冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛等是现有的通用技术。
本发明与现有技术相比具有如下优点 (1)本发明以酶法辅以酸醇手段制备抗性淀粉，产品质量好，现有技术采用多次冷
热处理收率低，产品质量不稳定，抗性淀粉含量较低，难以实现商品化。采用生物酶法协同
酸醇处理后，经冷却、过滤、干燥、粉碎、过筛等工序得抗性淀粉，生产工序大大简化。
(2)产品的功能性质易控制，本发明制备的抗性淀粉，从原料淀粉到产品的生产过
程，淀粉始终保持颗粒状态，产品的热值、持水性等随变性程度不同而改变，与原有技术相
比，产品中抗性淀粉含量高，结晶度高，而且粒径小，具所形成的不同抗性淀粉产品系列，可
应用于不同领域。
(3)生产效率高，收率高，成本低。本发明与现有技术的制备方法相比，不再采用 冷、热处理，生产效率提高约35%，抗性淀粉收率提高约15%，水、电、汽消耗降低约55%， 生产成本约降低约25%。由于产品增加了功能，故应用更为广泛。
(4)本发明技术的使用实现了连续化生产，工序简化，易于自动控制。
具体实施例方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步地说明。本发明有许多成 功的实施例，下面列举四个具体的实施例，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例 表示的范围。本发明采用AACC76-13测定所得产品的抗性淀粉含量。
实施例1 : (1)在浓度为10X、pH为4.0的玉米淀粉乳中，加热至6(TC，加入普鲁兰酶，用量 为30ASPU/g淀粉，保持48hrs ; (2)采用温度高于75°C ， 15Min或用盐酸调整至pH《3. 0保持约lhr，以达灭酶目 的。 (3)将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度50%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳 的体积比为1 : l，加入反应器反应物体积1. 5%的盐酸，于8(TC下反应2hrs ;
(4)经常温下冷却、过滤、40 5(TC下干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。产品为无 异味、无沙齿、无杂物的白色粉末。用AACC76-13测得产品中抗性淀粉含量为40.6%。抗性 淀粉产率85%以上，水分小于12% ，灰分小于0. 4% ，白度为85，蛋白质含量小于0. 5% ，卫
生指标符合国家相关检验标准，具有低热、高膳食纤维含量功能成分。
实施例2 : (1)在浓度为15X、pH为5.5的绿豆淀粉乳中，加热至7(TC，加入普鲁兰酶，用量 为15ASPU/g淀粉，保持18hrs ; (2)采用> 75t:，15Min或用盐酸调整至pH《3.0保持约lhr，以达灭酶目的。
(3)将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度60%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳 的体积比为1 : l，加入反应器反应物体积2%的盐酸，于5(TC下反应1. 5hrs ;
(4)经常温下冷却、过滤、40 5(TC下干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。产品为无 异味、无沙齿、无杂物的白色粉末。用AACC76-13测得产品中的抗性淀粉含量为65%。抗性 淀粉产率85%以上，水分小于12% ，灰分小于0. 4% ，白度为87，蛋白质含量小于0. 5% ，卫 生指标符合国家相关检验标准，具有低热、高膳食纤维含量功能成分。
实施例3 : (1)在浓度为30% 、pH3. 5为的高链玉米淀粉乳中，加热至50°C ，加入普鲁兰酶，用 量为40ASPU/g淀粉，保持8hrs ; (2)采用> 75°C， 15Min或调整pH《3. 0保持约lhr，以达灭酶目的。 (3)将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度90%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳
的体积比为1 : 0. 8，加入反应器反应物体积3%的盐酸，于6(TC下反应3hrs ; (4)经常温下冷却、过滤、40 5(TC下干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。 产品为无异味、无沙齿、无杂物的白色粉末。用AACC76-13测得抗性淀粉含量为
85.0%。抗性淀粉产率85%以上，水分小于12%，灰分小于0.4%，白度为88，蛋白质含量
小于0. 5%，卫生指标符合国家相关检验标准，具有低热、高膳食纤维含量功能成分。 实施例4: (1)在浓度为45%、 pH为6. 5的高链玉米淀粉乳中，加热至40°C ，加入普鲁兰酶， 用量为lASPU/g淀粉，保持24hrs ;
(2)采用> 75t:，15Min或用盐酸调整至pH《3.0保持约lhr，以达灭酶目的。
(3)将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度75%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳 的体积比为1 : 1. 2，加入反应器反应物体积1%的盐酸，于7(TC下反应lhr ;
(4)经常温下冷却、过滤、40 5(TC下干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。产品为无 异味、无沙齿、无杂物的白色粉末。用AACC76-13测得抗性淀粉含量为70.8%。抗性淀粉产 率85%以上，水分小于12% ，灰分小于0. 4% ，白度为90，蛋白质含量小于0. 5% ，卫生指标 符合国家相关检验标准，具有低热、高膳食纤维含量功能成分。
如上所述，即可较好地实现本发明。
权利要求
一种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的方法，其特征在于包括如下步骤(1)在重量浓度为10～45％、pH 3.5～6.5的淀粉乳中，加热至40～70℃，加入普鲁兰酶，用量为1～40ASPU/g淀粉，保持8～48hrs；(2)灭酶；(3)将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度50～90％的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳的体积比为1∶0.8～1.2，加入反应器反应物体积1～3％的盐酸，于50～80℃下反应1～3hrs；(4)经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛，制得抗性淀粉。
2. 根据要求权利l所述的一种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1) 在浓度为10%、 pH4.0的淀粉乳中，加热至60。C，加入普鲁兰酶，用量为30ASPU/g 淀粉，保持48hrs ;(2) 灭酶;(3) 将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度50%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳的用 量比例为1 : l，加入反应器反应物体积1. 5%的盐酸，于8(TC下反应2hrs ;(4) 经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。
3. 根据要求权利l所述的一种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的制备方法，其 特征在于包括如下步骤(1) 在浓度为15%、pH5.5的绿豆淀粉乳中，加热至7(TC，加入普鲁兰酶，用量为 15ASPU/g淀粉，保持18hrs ;(2) 灭酶;(3) 将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度60%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳的体 积比为1 : 0. 8，加入反应器反应物体积2%的盐酸，于5(TC下反应1. 5hrs ;(4) 经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。
4. 根据要求权利l所述的一种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的制备方法，其 特征在于包括如下步骤(1) 在浓度为30%、pH3.5的高链玉米淀粉乳中，加热至5(TC，加入普鲁兰酶，用量为 40ASPU/g淀粉，保持8hrs ;(2) 灭酶;(3) 将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度90%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳的体 积比为1 : l，加入反应器反应物体积3%的盐酸，于6(TC下反应3hrs ;(4) 经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。
5. 根据要求权利l所述的一种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的制备方法，其 特征在于包括如下步骤(1) 在浓度为45^、pH6.5的淀粉乳中，加热至4(TC，加入普鲁兰酶，用量为lASPU/g淀 粉，保持24hrs;(2) 灭酶;(3) 将步骤(2)所得产物放入盛有重量浓度75%的乙醇反应器中，乙醇与淀粉乳的体 积比为1 : 1. 2，加入反应器反应物体积1%的盐酸，于7(TC下反应lhrs ;(4)经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛等步骤得产品。
全文摘要
本发明公开了一种用普鲁兰酶协同酸醇处理制备抗性淀粉的方法。该方法包括在重量浓度为10～45％、pH 3.5～6.5的淀粉乳中，加热至40～70℃，加入普鲁兰酶，用量为1～40ASPU/g淀粉，保持8～48hrs；灭酶，辅以酸醇处理经冷却、过滤、干燥、粉碎和过筛后得产品。本发明以淀粉为原料，采用生物技术和酸醇处理手段极大地提高了抗性淀粉的含量，而且简化了制备抗性淀粉的工艺，有效地提高了收率，降低了能耗。所得产品不仅具有膳食纤维的功能，而且具备代脂产品的特性，可广泛应用作功能性食品基料、生化药物载体。
文档编号A23L1/308GK101712723SQ200910193528
公开日2010年5月26日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者高群玉 申请人:华南理工大学