一种超高压协同酶制备的高抗性淀粉含量的产品及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种超高压协同酶制备的高抗性淀粉含 量的产品及方法。
【背景技术】
[0002] 植物的种子、根部和块茎中存在着丰富的淀粉。淀粉和淀粉产品是人类的主要 膳食成分，为人类提供70 %~80 %的热量。研究发现，有部分淀粉不能完全在小肠被消 化吸收。Englyst等通过淀粉在小肠内的生物利用度，将淀粉分为，快速消化淀粉（Rapid Digestible Starch, RDS)，缓慢消化淀粉（Slowly Digestible Starch, SDS)和抗性淀粉 (Resistant Starch，RS) 〇
[0003] 抗性淀粉又称抗酶解淀粉及难消化淀粉，在小肠中不能被酶解，但在人的肠胃道 结肠中可以与挥发性脂肪酸起发酵反应。抗性淀粉存在于某些天然食品中，如马铃薯、香 蕉、大米等都含有抗性淀粉，特别是高直链淀粉的玉米淀粉含抗性淀粉高达60%。这种淀粉 较其他淀粉难降解，在体内消化缓慢，吸收和进入血液都较缓慢。其性质类似溶解性纤维， 具有一定的瘦身效果，近年来开始受到爱美人士的青睐。抗性淀粉可抵抗酶的分解，在体内 释放葡萄糖缓慢，具有较低的胰岛素反应，可控制血糖平衡，减少饥饿感，特别适宜糖尿病 患者食用。
[0004] 根据抗性淀粉的形态和物理化学性质，可将抗性淀粉分为4类：RSi，为物理包埋淀 粉，指那些因细胞壁的屏障作用或蛋白质的隔离作用而不能被淀粉酶接近的淀粉；RS 2，抗 消化淀粉颗粒，指那些天然具有抗消化性的淀粉；RS3，回生淀粉，指糊化后在冷却或储存过 程中结晶而难以被淀粉酶分解的淀粉，也称为老化淀粉；RS 4，化学改性淀粉，（Chemically Modified Starch)主要指经过物理或化学变性后，由于淀粉分子结构的改变以及一些化学 官能团的引入而产生的抗酶解淀粉部分。其中，RS1和RS2在经过糊化处理后淀粉抗性就 会基本消失。
[0005] 随着人们生活水平的提高，使得人体的能量摄入过剩导致一系列相关的慢性疾 病，如肥胖、糖尿病和高血压等的发生率出现"井喷"式的增长。研究表明，抗性淀粉具有防 止肥胖，控制糖尿病，促进人体钙、锌和镁等离子的吸收及防治便秘、结肠癌等疾病发生的 生理功能。
[0006] 因此，抗性淀粉相关的研究已然成为淀粉研究重点和热点，尤其是回生淀粉（RS3) 以及关于提高1? 3含量制备方法的研究。
[0007] 现有的制备回生淀粉的方法有：
[0008] CN200810052150. 1 (公开号为CN101240310A)公开了一种酶法水解甘薯渣制备抗 性淀粉的方法，其甘薯淀粉转化为抗性淀粉工艺条件为：调节淀粉乳浓度为10-30%，高压 温度为l〇5_120°C，高压时间为30-90min，老化温度为4-8°C，老化时间为24h。老化完甘薯 淀粉添加0. 6U/ml高温淀粉酶在95°C酶解30min，离心得到沉淀即为甘薯抗性淀粉。
[0009] CN201310712644. 9(公开号为CN103819568A)提供了一种抗性淀粉1?3的制备方 法，包括以下步骤：⑴调浆：以（玉米、小麦、大米、红薯、土豆）淀粉为原料，配制淀粉乳并 调浆均匀；（2)压热：用盐酸调淀粉乳pH值并加入一定量酸性a -淀粉酶，置于可控温内 加热高压容器中进行压热；（3)脱支：压热后冷却的淀粉糊，加入普鲁兰酶进行脱支；(4)离 心：脱支液立即离心，得重相和轻相两部分；(5)结晶：将重相和轻相分别于低温条件下结 晶；(6)洗糖：将结晶后的重相和轻相分别用一定温度蒸馏水洗糖数次，离心去除上清分别 得重相和轻相沉淀；（7)流化床沸腾干燥：将重相和轻相的沉淀分别烘干粉碎得两种不同 规格的抗性淀粉RS 3。淀粉为碳水化合物，属于一种多糖，采用较高温度对淀粉乳进行压热 处理，淀粉凝胶的色泽往往由于氧化作用而发暗，不利于其添加使用。另外，该方法中流化 床沸腾干燥温度为75°C，而一般淀粉糊化温度为66. 2-79. 78°C，干燥温度过高势必也会对 广品品质广生影响。
[0010] CN201410173822. X(公开号为CN103918872A)涉及一种大米抗性淀粉生产工艺， 具体为：首先对大米淀粉进行糊化、脱支、结晶处理，然后对提取的大米抗性淀粉进行干燥 得到大米抗性淀粉，通过脱支处理提高大米淀粉中直链淀粉的含量：控制糊化后的大米淀 粉浓度在20% -50%，脱支酶添加量为12-25ASPU/g，脱支温度控制在45-55°C，脱支时间控 制在12-20小时；脱支结束之后，在2-12°C条件下结晶，然后提取大米抗性淀粉，在50-70°C 条件下干燥。
[0011] 目前，国内外的研究多采用单纯的热处理或回生处理（冷藏、冷冻、室温）、加热结 合回生处理、以及一次加热处理之后结合多次回生处理的方法，制备或提高淀粉中RS 3型抗 性淀粉的含量，研究对象多以小麦、玉米、大米和马铃薯等淀粉为主，有关甘薯淀粉的研究 较少。如：
[0012] 陈平生等，研究了不同热处理方式（干热、湿热和微波加热处理）对大蕉抗性淀粉 的影响，结果表明，高温干热、湿热和微波加热均会导致抗性淀粉含量的降低。
[0013] 潘元风等，采用压热法结合回生处理的方法，研究了不同压热条件（淀粉乳浓度、 压热时间及温度、回生时间及温度）对蚕豆抗性淀粉制备的影响，并得到适合蚕豆抗性淀 粉生成的最佳条件为：淀粉乳浓度30%、125°C压热处理45min后于4°C下回生24h，抗性淀 粉产率可达46. 78%。
[0014] 唐雪娟等，采用压热处理一次（121°C，45min)结合反复冻融（_18°C冷冻4h，解冻 lh) 1-8次的方法，考察了该种处理方式对小麦淀粉理化性质及其抗性淀粉含量的影响，发 现与小麦原淀粉相比，经反复冻融处理的小麦抗性淀粉的持水力与膨胀度显著增加，而溶 解度显著降低，反复冻融6次后小麦抗性淀粉含量最高，可达18. 31%。
[0015] 此外，Parchure和Kulkarni等通过蒸煮、压热处理、烘烤、挤压、油炸和滚筒干燥 等加工手段制备大米淀粉，结果表明不同处理间抗性淀粉含量有显著性差异，其中蒸煮和 压热处理能够提高抗性淀粉含量且含量相对较高。
[0016] 而Mari ja等通过压热法-结合普鲁兰酶法脱支处理制备玉米抗性淀粉，发现 120°C压热处理30min增加了抗性淀粉含量，压热结合普鲁兰酶法脱支处理效果优于单一 压热法或脱支的效果，抗性淀粉含量最高可达25. 5%。
[0017] 通过上述研究，不难发现，目前RS3型抗性淀粉的生产工艺不仅繁琐，高温等条件 对生产设备的要求也较高，能耗费用不菲，而且得率较低，此外抗性淀粉产品的色泽往往发 黄，较暗，会影响其在食品体系中的添加应用。开发一种低能耗、易控制、抗性淀粉得率较 高，且不影响原本淀粉纯白色泽的抗性淀粉生产技术，是发明人所要解决的重点问题。
[0018] 与传统制备工艺相比，超高压处理作为一种新型的食品非热力加工技术，在食 品加工和贮藏方面具有广泛的用途，它是在室温或温和加热的条件下，利用压力媒介， 一般为液体介质，如水、乙醇、油等，使食品中的蛋白质、酶和淀粉等在极高的压力（如 100-1000MPa)下产生变性、失活或糊化，从而达到杀菌和食品改性的目的。国内对超高压加 工技术的研究还处于起步阶段，大多集中于食品灭菌、大分子变性等方面，如利用超高压对 果蔬汁灭菌、高压改性淀粉等。
[0019] 最近的研究发现，在一定的压力下，超高压处理能够使悬浮于水中的淀粉糊化，且 能在处理后很快发生老化。超高压改性淀粉属于物理改性，只对生物大分子中的非共价键 (氢键、离子键、疏水键等）有影响，能够避免食品中风味物质以及营养成分的损失，且不受 食品大小和形状的限制，具有瞬间压缩、作用均勾、操作安全、耗能低的特点。
[0020] 改性的原理一般为：压力使淀粉分子受到挤压、形变，当压力达到一定程度时，淀 粉分子内和分子间的氢键断裂，分子重排。超高压处理有别于传统的热糊化，表现为没有或 仅有少量直链淀粉分子溶出，颗粒不发生明显膨胀。在此过程中，超高压对氢键的断裂和形 成均有一定的影响，表现为当压力达到一定程度时，淀粉的糊化特性、结晶结构、老化特性 和流变特性等均会发生不同程度的改变。
[0021] 因此，本发明通过利用超高压处理和酶法脱支相结合的方法制备抗性淀粉（RS3)， 通过该方法不但能得到高含量的抗性淀粉，而且能简化生产工艺，降低生产成本。
【发明内容】
[0022] 为解决以上技术不足，本发明的目的在于提供一种利用超高压处理协同酶法脱支 制备高抗性淀粉（RS3)含量的产品及其制备方法。该方法通过对淀粉进行超高压和酶法脱 支协同处理，有效提高抗性淀粉的得率，且简化了生产工艺，降低了生产成本。同时该方法 生产工艺清洁，且能达到有机废水的零排放。
[0023] 本发明提供了一种利用超高压处理协同酶法脱支制备高抗性淀粉（RS3)含量的产 品，其由以下步骤制备：
[0024] 1)将淀粉与蒸馏水混合得到淀粉悬浮液，进行5-48分钟的超高压处理；
[0025] 2)冷却，调节pH，加入