专利名称：淀粉基补锌营养强化剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及变性淀粉的生产方法，具体是指利用生物技术、物理方法和化学方法 相结合制备淀粉锌金属络合物营养强化剂的方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，膳食结构不合理导致的微量元素摄入量不足，给人们 的健康带来了严重的威胁，引发出心血管病、糖尿病、肿瘤、脑血管病、老年性贫血等疾病的 逐年增长。微量元素是指占人体重量1/1000以下，每人每日需要量在IOOmg以下的元素。 19世纪初，人们发现微量元素在生物体内的存在和作用。研究发现微量元素主要通过形成 结合蛋白(如血红蛋白，铜蓝蛋白等)、酶、激素和维生素等而起作用，其中尤其有更多的酶 依靠与微量元素的松散结合而起作用。金属酶和金属酶复合物的发现明确地证明微量元素 在酶促反应中起着关键性作用。目前已发现有碘、铁、铜、锌、硒、钴、铬、锰等20余种微量元 素与机体的生命息息相关，为人体所必需。近50年来，国际上对微量金属元素的研究取得 了日益迅速的进展，特别是近年来在应用方面最多的工作是金属元素补充剂的研究。金属 元素主要来源于食物和水，而这些会因地区的差异导致从饮食中摄取的金属量不足，虽然 无机金属盐作为金属的补充剂应用多年，但是在人体中的吸收效率很低，而糖金属络合物 具有无污染、阴离子性等特性，在生理PH范围内是无毒的，人体可有效利用这些金属离子， 因此是作为生物体金属补充剂的很好选择，具有重要生物意义。全国多次营养调查表明，我国居民比较容易缺乏钙、铁、锌等；锌执行指挥和监督 躯体各种功能的有效运作以及酶系统和细胞的维护，是合成蛋白质的主要物质。它能指挥 肌肉的收缩、帮助形成胰岛素，是稳定血液状态，维持体内酸碱平衡的重要物质，使前列腺 正常运作，并且是生殖器官发育的重要物质。淀粉作为一种中性多糖，是构成食品的重要成分，也是人体能量的主要供应者。淀 粉是由葡萄糖单元构成的高分子，存在大量羟基，在一定条件下可作为质子供应的配体与 金属离子络合形成金属补充剂，在食品中作为营养强化剂应用。目前国内对淀粉配位金属 离子形成络合物的报道还未见。
发明内容
本发明的目的在于针对淀粉与金属离子络合反应存在反应时间长、反应效率低、 络合物中有机形式的金属离子含量少等缺点，不利于淀粉金属络合物营养补充剂的工业化 生产等不足之处，提供一种生产效率高、产品质量好的淀粉金属络合物营养强化剂的制备 方法。淀粉是一种多晶聚合物，包含直链淀粉和支链淀粉。淀粉分子具有刚性的环状结 构和较强的极性，分子间的羟基又能缔合形成氢键。淀粉除了糖单元本身与金属成盐而进 一步络合外，其分子空腔也可以参与络合。本发明对淀粉颗粒进行结构修饰，扩大淀粉与金 属离子接触面积，增加淀粉配位反应的螺旋结构数量以及提高羟基氧原子作为质子供体的能力，使淀粉基补锌营养强化剂的制备方法效率高、产品品质好。本发明的目的通过如下技术方案实现一种 淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，包括如下步骤(1)淀粉原料用乙酸-乙酸钠缓冲液配成质量浓度为15 40%的淀粉乳，并调节 pH值至4. 0 6. 5 ；加入淀粉酶，用量为每克干淀粉加入淀粉酶30 600u，在30 55°C温 度下反应4 30小时，中和到pH至6. 0 6. 5，洗涤，干燥，粉碎后得酶解淀粉；所述淀粉 酶为α-淀粉酶、糖化酶和普鲁兰酶中的一种或两种的混合物；(2)将步骤(1)得到的酶解淀粉用水调成质量浓度为70 82%，置于密闭容器， 在60 120°C下反应10分钟 18小时，冷却至室温，干燥，粉碎后得湿热处理淀粉；(3)将步骤⑵得到的湿热处理淀粉用乙酸锌溶液配成质量百分比为5 25%的 淀粉乳，乙酸锌的浓度为0. 2 3. Omo 1/L,调节pH值至5. 0 9. 0，在30 55°C温度下搅 拌反应5 60小时；(4)中和到pH至5. 8 6. 8，洗涤，干燥，粉碎后得产品。为了更好地实现本发明，所述第(1)步加入淀粉酶为两种时，淀粉酶依次加入；所 述第(4)步洗涤时，先用去离子水洗滤多次，直至溶液中无游离锌；步骤(1)、(2)和(4)所 述的干燥是在40 50°C干燥到水分含量低于14%;步骤(1)、(3)和(4)所述的pH通过加 入盐酸或氢氧化钠溶液调节；盐酸或氢氧化钠溶液的浓度进一步优选0. 05-0. 2mol/L。本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果(1)采用生物酶解协同湿热处理技术对淀粉原料进行修改改性，扩大淀粉与金属 离子接触面积，增加淀粉配位反应的螺旋结构数量以及提高羟基氧原子作为质子供体的能 力，提高了反应效率，降低了成本；通过测定发现，淀粉通过预处理后再制备得到的淀粉锌 络合物营养强化剂，其锌金属含量超过10%，每克干淀粉的锌含量达到152毫克。(2)本发明具有生产效率高、产品质量高等优点。
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，下面列举六个具体的实施例，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。实施例1一种淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，包括如下步骤第一步用乙酸-乙酸钠缓冲液调节马铃薯淀粉乳质量浓度至15%，pH值为 4.5，温度为301，加入α-淀粉酶(BAN 480L，诺维信(中国)投资有限公司)和糖化酶 (Dextrozyme DXff,诺维信(中国)投资有限公司)；每克干淀粉加入400u的α -淀粉酶和 30u的糖化酶，反应4小时，用0. lmol/L的氢氧化钠溶液中和到pH至6. 2，洗涤，在50°C干 燥到水分含量为12%，粉碎后得酶解淀粉。第二步用水调节酶解淀粉质量浓度至82%，密闭在容器内，在100°C温度下反应 20分钟，冷却到室温，在45°C干燥到水分含量为14%，粉碎后得湿热处理淀粉。第三步将湿热处理的淀粉用乙酸锌溶液配成质量百分比为20%的淀粉乳，乙酸锌 的浓度为0. 2mol/L,用0. lmol/L的盐酸调节pH值至6. 0，在55°C温度下搅拌反应30小时。
第四步用0. lmol/L的氢氧化钠溶液中和到pH至6. 8，洗涤，在40°C干燥到水分含 量为12. 5%，粉碎后得产品。洗涤是先用去离子水洗滤多次，直至溶液中无游离锌。通过测 定表明，产品中每克干淀粉的锌含量达到123毫克。采用生物酶解协同湿热处理技术对淀粉原料进行修改改性，生物酶解可增加淀粉 的比表面积，扩大淀粉与金属离子接触面积，增加反应试剂与淀粉分子的反应几率，湿热处 理可提高淀粉配位反应的螺旋结构数量以及提高羟基氧原子作为质子供体的能力，活化淀 粉分子，提高了反应效率，减少了反应试剂的使用量，降低了成本。实施例2一种淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，包括如下步骤第一步用乙 酸-乙酸钠缓冲液调节木薯淀粉乳质量浓度为40%，pH值为6. 5，温 度为55°C，加入α-淀粉酶(BAN 480L，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入 600u的α-淀粉酶，反应12小时，用0. lmol/L的盐酸中和到pH至6. 0，洗涤，在40°C干燥 到水分含量为14%，粉碎后得酶解淀粉。第二步用水调节酶解淀粉质量浓度为75%，密闭在容器内，在90°C温度下反应10 分钟，冷却到室温，在50°C干燥到水分含量为13%，粉碎后得湿热处理淀粉。第三步将湿热处理的淀粉用乙酸锌溶液配成质量百分比为25%的淀粉乳，乙酸锌 的浓度为1.5mol/L，用0. lmol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为9.0，在45°C温度下搅拌反应 60小时。第四步用0. 05mol/L的盐酸中和到pH5. 8，洗涤，在50°C干燥到水分含量为14%， 粉碎后得产品。通过测定表明，产品中每克干淀粉的锌含量达到108毫克。实施例3一种淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，包括如下步骤第一步用乙酸-乙酸钠缓冲液调节玉米淀粉乳质量浓度为30%，pH值为4. 0，温 度为50°C，加入α-淀粉酶(BAN 480L，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入 450u的α -淀粉酶，反应8小时，灭酶，用0. lmol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为6. 0，温度 为55°C，加入糖化酶(Dextrozyme DXW，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入 30u的糖化酶，反应30小时，用0. lmol/L的氢氧化钠溶液中和到pH至6. 5，洗涤，在45°C干 燥到水分含量为13%，粉碎后得酶解淀粉。第二步用水调节酶解淀粉质量浓度为70%，密闭在容器内，在100°C温度下反应 15分钟，冷却到室温，在40°C干燥到水分含量为14%，粉碎后得湿热处理淀粉。第三步将湿热处理的淀粉用乙酸锌溶液配成质量百分比为18%的淀粉乳，乙酸锌 的浓度为1. 2mol/L，用0. lmol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为7. 0，在40°C温度下搅拌反应 30小时。第四步用0. 2mol/L的盐酸中和到pH6. 5，洗涤，在45°C干燥到水分含量为13. 2%， 粉碎后得产品。通过测定表明，产品中每克干淀粉的锌含量达到152毫克。实施例4一种淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，包括如下步骤第一步用乙酸-乙酸钠缓冲液调节小麦淀粉乳质量浓度为20 %，pH值为4. 8，温度 为45°C，加入糖化酶(Dextrozyme DXW，诺维信(中国)投资有限公司)；每克干淀粉加入IOOu的糖化酶，反应18小时，用0. lmol/L的氢氧化钠溶液中和到pH至6. 4，洗涤，在42°C 干燥到水分含量为13.8%，粉碎后得酶解淀粉。第二步用水调节酶解淀粉质量浓度为80%，密闭在容器内，在60°C温度下反应18 小时，冷却到室温，在45°C干燥到水分含量为11.6%，粉碎后得湿热处理淀粉。第三步将湿热处理的淀粉用乙酸锌溶液配成质量百分比为5%的淀粉乳，乙酸锌 的浓度为3. Omol/L，用0. lmol/L的盐酸调节pH值为5. 0，在45°C温度下搅拌反应35小时。 第四步用0. lmol/L的氢氧化钠溶液中和到pH6. 0，洗涤，在40°C干燥到水分含量 为12.2%，粉碎后得产品。通过测定表明，产品中每克干淀粉的锌含量达到95毫克。实施例5一种淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，包括如下步骤第一步用乙酸-乙酸钠缓冲液调节甘薯淀粉乳质量浓度为30%，pH值为5. 2，温 度为40°C，加入糖化酶(Dextrozyme DXW，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加 入150u的糖化酶，反应10小时，灭酶，用0. lmol/L的盐酸调节pH值为4. 2，温度为45°C， 加入普鲁兰酶(Promozyme D2，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入200u的普 鲁兰酶，反应25小时，用0. lmol/L的氢氧化钠溶液中和到pH至6. 1，洗涤，在45°C干燥到 水分含量为13. 3%，粉碎后得酶解淀粉。第二步用水调节酶解淀粉浓度为78%质量，密闭在容器内，在120°C温度下反应1 小时，冷却到室温，在48°C干燥到水分含量为12. 5%，粉碎后得湿热处理淀粉。第三步将湿热处理的淀粉用乙酸锌溶液配成质量百分比为15%的淀粉乳，乙酸锌 的浓度为2. Omol/L，用0. lmol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为7. 5，在30°C温度下搅拌反应 16小时。第四步用0. lmol/L的盐酸中和到pH6. 2，洗涤，在45°C干燥到水分含量为12. 6%， 粉碎后得产品。通过测定表明，产品中每克干淀粉的锌含量达到119毫克。实施例6一种淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，包括如下步骤第一步用乙酸-乙酸钠缓冲液调节木薯淀粉乳质量浓度为35%，pH值为5. 0，温 度为50°C，加入α-淀粉酶(BAN 480L，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入 450u的α -淀粉酶，反应12小时，灭酶，用0. lmol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为6. 2，温 度为50°C，加入普鲁兰酶(Promozyme D2，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加 A60u的普鲁兰酶，反应22小时，用0. lmol/L的氢氧化钠中和到pH至6. 4，洗涤，在45°C 干燥到水分含量为13.8%，粉碎后得酶解淀粉。第二步用水调节酶解淀粉质量浓度为72%，密闭在容器内，在100°C温度下反应2 小时，冷却到室温，在50°C干燥到水分含量为13. 5%，粉碎后得湿热处理淀粉。第三步将湿热处理的淀粉用乙酸锌溶液配成质量百分比为18%的淀粉乳，乙酸锌 的浓度为2. 5mol/L,用0. lmol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为6. 5，在30°C温度下搅拌反应 5小时。第四步用0. lmol/L的氢氧化钠溶液中和到pH6. 6，洗涤，在45°C干燥到水分含量 为13. 7%，粉碎后得产品。通过测定表明，产品中每克干淀粉的锌含量达到140毫克。如上所述，即可较好地实现本发明。
权利要求
一种淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)淀粉原料用乙酸-乙酸钠缓冲液配成质量浓度为15～40％的淀粉乳，并调节pH值至4.0～6.5；加入淀粉酶，用量为每克干淀粉加入淀粉酶30～600u，在30～55℃温度下反应4～30小时，中和到pH至6.0～6.5，洗涤，干燥，粉碎后得酶解淀粉；所述淀粉酶为α-淀粉酶、糖化酶和普鲁兰酶中的一种或两种的混合物；(2)将步骤(1)得到的酶解淀粉用水调成质量浓度为70～82％，置于密闭容器，在60～120℃下反应10分钟～18小时，冷却至室温，干燥，粉碎后得湿热处理淀粉；(3)将步骤(2)得到的湿热处理淀粉用乙酸锌溶液配成质量百分比为5～25％的淀粉乳，乙酸锌的浓度为0.2～3.0mol/L，调节pH值至5.0～9.0，在30～55℃温度下搅拌反应5～60小时；(4)中和到pH至5.8～6.8，洗涤，干燥，粉碎后得产品。
2.根据权利要求1所述的淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，其特征在于所述淀粉 原料为木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、玉米淀粉或小麦淀粉。
3.根据权利要求1所述的淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，其特征在于步骤⑴ 加入淀粉酶为两种时，淀粉酶是依次加入。
4.根据权利要求1所述的淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，其特征在于步骤⑷ 所述洗涤为先用去离子水洗滤多次，直至溶液中无游离锌。
5.根据权利要求1所述的淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)、(2)和(4)所述的干燥是在40 50°C干燥到水分含量低于14%。
6.根据权利要求1所述的淀粉基补锌营养强化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)、(3)和(4)所述的pH通过加入盐酸或氢氧化钠溶液调节。
全文摘要
本发明公开了淀粉基补锌营养强化剂的制备方法。该方法先将淀粉原料用乙酸-乙酸钠缓冲液配成淀粉乳，加入淀粉酶，在30～55℃温度下反应4～30小时，中和到pH至6.0～6.5，洗涤、干燥，粉碎后得酶解淀粉；将得到的酶解淀粉用水调成质量浓度为70～82％，在60～120℃下反应10分钟～18小时，冷却至室温，干燥，粉碎后得湿热处理淀粉；湿热处理淀粉用乙酸锌溶液配成淀粉乳，搅拌反应5～60小时；洗涤，干燥，粉碎后得产品。本发明的产品富含锌金属微量元素，可作为食品、保健品的补锌营养强化剂，对改善生命必需微量元素摄入量不足的状况、保障人们的健康十分有益，是一种高附加值的功能性食品添加剂。
文档编号C08B31/00GK101885780SQ20101020623
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者扶雄, 罗发兴, 罗志刚 申请人:华南理工大学