一种非化学改性大米淀粉老化抑制剂及其制备方法

本发明属于生物材料制备，特别涉及一种非化学改性大米淀粉老化抑制剂及其制备方法。

背景技术：

1、淀粉老化，又称淀粉回生或凝沉。淀粉老化的本质是糊化后的淀粉在冷却过程中分子运动减慢，分子间又重新以氢键形式自发缔合排列成微晶束，形成凝胶。根据时间可划分为以直链淀粉主导的短期老化和以支链淀粉主导的长期老化两个阶段。该过程通常伴随着回生焓增加、结晶度和浊度的上升、凝胶网络的形成以及水份的渗出等物理化学变化。这在很大程度上限制了淀粉基食品的市场拓展。相较于直链淀粉，支链淀粉的分支度高，分子量大，空间位阻大。支链淀粉的抗老化能力显著优于直链淀粉。蜡质大米淀粉因其短支链比例高，展现出较强的抗老化能力。

2、目前，通过分子结构改造提升淀粉的抗老化能力的方法分为物理法、化学法、生物酶法。然而，单一物理或酶法处理往往存在产物得率低、设备要求高、酶制剂成本高昂、工艺周期长等问题。为提高生产效率与产物稳定性，部分研究尝试引入特定官能团实现分子结构的调整，改善淀粉的老化特性，进而提升其在工业领域的适用性。常用的化学处理方法主要包括酸解处理、交联淀粉、醚化淀粉等。但此类化学改性方法易导致试剂残留，存在食品安全隐患，不符合清洁标签食品的发展趋势，限制其在可持续发展背景下的应用前景。

3、尽管已有技术尝试采用非化学手段进行淀粉结构调控，但在实际操作中仍面临多重挑战：一方面，通过添加蛋白质、脂质、多糖或盐等外源物质虽能在一定程度上抑制老化，但其改善效果高度依赖于添加剂用量及工艺参数，表现出一定的不稳定性，难以形成均匀且稳定的抗老化结构；另一方面，单纯依靠分支酶处理，酶作用位点受限，难以有效控制分子链长度分布，导致淀粉老化抑制剂产率波动大、批次重复性差。因此，协同调控淀粉分子的断裂、链段重组与空间异构的过程，成为实现高效、高得率制备非化学改性大米淀粉老化抑制剂的关键难题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中因依赖单一物理或酶法处理导致的大米淀粉老化抑制剂得率低、改性程度有限、结构不均一和批次重复性差的，同时避免化学改性所带来的试剂残留和食品安全隐患，本发明提出了一种非化学改性大米淀粉老化抑制剂及其制备方法。所述的方法在不引入任何化学试剂的前提下，通过电子束辐照预处理、分支酶处理以及糖基转移酶协同作用，调控分子链链长、分支度与空间构象，实现抗老化、高稳定性和可规模化生产的清洁制备，实现淀粉分子结构改造并显著提升抗老化能力。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、本发明第一方面，提供了一种非化学改性大米淀粉老化抑制剂的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）电子束辐照预处理：将蜡质大米淀粉进行电子束辐照预处理，辐照剂量为1~10kgy；

5、（2）分支酶处理：将步骤（1）所得辐照处理后的淀粉分散于缓冲液中，加入分支酶进行酶解反应，经离心取沉淀、洗涤、干燥、粉碎、过筛，得到分支酶改性淀粉；

6、（3）糖基转移酶处理：将步骤（2）所得分支酶改性淀粉分散于水中，加入糖基转移酶进行酶解反应，经离心取沉淀、洗涤、干燥、粉碎、过筛，得到所述大米淀粉老化抑制剂。

7、进一步的，步骤（1）中，电子束辐照采用10 mev/20 kw电子直线加速器进行处理，辐照剂量为1~8 kgy。优选的，辐照剂量为1 kgy。

8、进一步的，步骤（2）中，所述分支酶处理具体包括：

9、将步骤（1）所得辐照处理后的淀粉分散于乙酸-乙酸钠缓冲液（ph 6.4）中，配制成淀粉乳，加入分支酶置于55℃，160 r/min下恒温振荡5 h进行酶解反应，分支酶的添加量为13.1~6705.6 u/g淀粉，经离心取沉淀、洗涤、干燥、粉碎、过筛，得到分支酶改性淀粉。

10、优选的，分支酶的添加量为13.1 u/g淀粉。

11、进一步的，步骤（3）中，糖基转移酶处理具体包括：

12、将步骤（2）所得分支酶改性淀粉分散于水中，加入糖基转移酶置于50℃，160 r/min下恒温振荡4 h进行酶解反应，糖基转移酶的添加量为1.6%（w/w，干基），经离心取沉淀、洗涤、干燥、粉碎、过筛，得到大米淀粉老化抑制剂。

13、本发明第二方面，提供了一种非化学改性大米淀粉老化抑制剂，所述大米淀粉抑制剂由第一方面所述方法制备得到。

14、进一步的，所述大米淀粉抑制剂的分支度高于5.18、平均链长低于21.41。

15、进一步的，所述大米淀粉抑制剂的峰值黏度低于2399 cp，其回升值不高于23 cp。

16、本发明第二方面，提供了第一方面所述的大米淀粉老化抑制剂在制备淀粉基食品中的应用，用于提升食品的感官特性，增加其稳定性并延长淀粉基食品的货架期。

17、本发明的优点和有益效果是：

18、1、本发明全程不引入任何化学改性试剂，仅通过电子束辐照和酶法处理实现淀粉分子结构调控，无化学试剂残留，符合清洁标签食品的发展趋势；

19、2、本发明所述方法制备得到的大米淀粉老化抑制剂分支度高、平均链长低，能够有效抑制淀粉分子间重排、显著增强了淀粉的抗老化能力，适用于淀粉基食品；

20、3、本发明所述方法降低体系粘度，保持良好流动性，拓展了其在液态食品中的应用；

21、4、本发明通过电子束辐照预处理提高了淀粉对分支酶的敏感性，分支酶添加量仅为13.1 u/g淀粉（传统工艺的1/512），辐照剂量优选1 kgy，大幅降低了酶制剂和能耗成本。同时，各步骤参数明确、操作简便、重现性好，具备良好的产业化前景。

1.一种非化学改性大米淀粉老化抑制剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，电子束辐照采用10 mev/20 kw电子直线加速器进行处理，辐照剂量为1~8 kgy。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述分支酶处理具体包括：

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，糖基转移酶处理具体包括：

5.一种非化学改性大米淀粉老化抑制剂，其特征在于，所述大米淀粉抑制剂由权利要求1~4任一项所述方法制备得到。

6.根据权利要求5所述的非化学改性大米淀粉老化抑制剂，其特征在于，所述大米淀粉抑制剂的分支度高于5.18、平均链长低于21.41。

7.根据权利要求5所述的非化学改性大米淀粉老化抑制剂，其特征在于，所述大米淀粉抑制剂的峰值黏度低于2399 cp，其回升值不高于23 cp。

8.如权利要求5~7中任一项所述的大米淀粉老化抑制剂在制备淀粉基食品中的应用。