一种提高窄链分布大米脱支抗性淀粉的方法

1.本发明涉及一种提高窄链分布大米脱支抗性淀粉的方法，属于农产品加工领域。


背景技术：

2.随着居民生活水平的提高，慢性代谢疾病已经逐渐影响人们的生活，如糖尿病、肥胖症、高血压、高血脂、高血糖等，这类疾病与人们日常的饮食习惯有着巨大的联系。
3.淀粉是一种天然的聚合碳水化合物，是重要的供能物质。从营养学角度而言，淀粉被分为快消化淀粉(rds)、慢消化淀粉(sds)和抗性淀粉(rs)。抗性淀粉在人类的饮食中扮演重要的角色，它是一种益生元，同时对结肠有相关健康益处。此外，它还被认为有利于代谢和生活方式障碍的饮食管理，其中包括肥胖症、ⅱ型糖尿病、高血糖症和高血脂症。考虑到抗性淀粉作为食品配料的有效性，ⅲ型抗性淀粉rs 3具有稳定性，可以更方便且有效地添加到食品配料中。
4.rs 3的制备通常通过淀粉结晶回生来实现，而其抗消化性能和直链淀粉含量和链长分布有关。本方法通过普鲁兰酶脱支酶解大米淀粉，同时采用乙醇分级获取适宜的链长分布，以此获得窄链分布大米脱支抗性淀粉。该方法绿色环保，且获得的抗性淀粉含量高。


技术实现要素：

5.本发明针对ⅲ型抗性淀粉rs 3形成的机理，结合直链淀粉含量和链长分布两个影响因素，提供了一种提高窄链分布大米脱支抗性淀粉的方法。本发明通过普鲁兰酶酶解脱支和乙醇分级的方法，提高大米淀粉的直链淀粉含量，缩窄链长分布到合适的区间，从而获得高抗性的优质功能性淀粉。
6.本发明提高窄链分布大米脱支抗性淀粉的方法，包括如下步骤：
7.步骤1：糊化
8.将大米淀粉与水按照比例配制成10％w/w固体浓度的淀粉乳，加热至100℃糊化10min，期间不断搅拌保证其糊化均匀；
9.步骤2：生物酶解
10.将步骤1糊化后的淀粉乳自然冷却至60℃(期间不断搅拌)，以1g/100ml淀粉乳的比例加入普鲁兰酶(pullulanase，1000npun/g)，在60℃条件下孵育酶解8h；
11.步骤3：灭酶除杂
12.将步骤2获得的反应液加热到120℃灭活15min，趁热5000g离心1min，除去酶沉淀，得酶解液；
13.步骤4：乙醇分级
14.将步骤3获得的酶解液冷却到50℃，按照1：1(v/v)的比例加入预热至50℃的无水乙醇，摇匀后置于50℃下孵育30min，然后5000g离心5min得上清液；
15.步骤5：静置结晶
16.将步骤4得到的上清液静置12h使溶液中的淀粉结晶，然后5000g离心5min得到沉
淀；
17.步骤6：热风干燥
18.将步骤5得到的沉淀采用40℃热风烘干，并研磨过100目筛，即得到大米脱支抗性淀粉。
19.与已有技术相比，本发明的特有优势体现在：
20.本发明采用了高效绿色的生物酶法，有效直接的提高直链淀粉的含量，并且反应条件温和，避免高能耗、高污染；同时采用食用乙醇分馏脱支淀粉，操作更加直接高效，没有多余的化学污染，淀粉产品更加安全；除此之外，本发明得到的抗性淀粉相对于传统方法直接结晶回生的抗性淀粉，其链长分布更加均匀，抗消化性能更强。因此本发明是一种高效、绿色、简单的提高窄链分布大米脱支抗性淀粉的新方法。
附图说明
21.图1是对比例1中获得的淀粉分子链分布图。
22.图2是对比例2中获得的淀粉分子链分布图。
23.图3是对比例3中获得的淀粉分子链分布图。
24.图4是实施例1中获得的淀粉分子链分布图。
具体实施方式
25.以下结合实施例进一步说明本发明：
26.对比例1：采用脱支淀粉来制备抗性淀粉
27.(1)糊化：将大米淀粉与水按照比例配制成10％w/w固体浓度的淀粉乳，加热至100℃糊化10min，期间不断搅拌保证其糊化均匀；
28.(2)生物酶解：将糊化的淀粉乳自然冷却至60℃(期间不断搅拌)，加入普鲁兰酶(pullulanase，≥1000npun)在60℃条件下孵育酶解8h；
29.(3)灭酶除杂：将步骤(2)中的反应液加热到120℃灭活15min，趁热5000g离心1min，除去酶沉淀，得酶解液；
30.(4)静置结晶：将步骤(3)中得到的酶解液静置12h使溶液中的淀粉结晶，然后5000g离心5min得到沉淀；
31.(5)热风干燥：将沉淀采用40℃热风烘干，并研磨过100目筛，即得到大米脱支抗性淀粉1。
32.对比例2：采用分馏后的脱支淀粉沉淀液来制备抗性淀粉
33.(1)糊化：将大米淀粉与水按照比例配制成10％w/w固体浓度的淀粉乳，加热至100℃糊化10min，期间不断搅拌保证其糊化均匀；
34.(2)生物酶解：将糊化的淀粉乳自然冷却至60℃(期间不断搅拌)，加入普鲁兰酶(pullulanase，≥1000npun)在60℃条件下孵育酶解8h；
35.(3)灭酶除杂：将步骤(2)中的反应液加热到120℃灭活15min，趁热5000g离心1min，除去酶沉淀，得酶解液；
36.(4)乙醇分级：将步骤(3)中的酶解液冷却到50℃，按照1：1的比例加入预热至50℃的无水乙醇，摇匀后置于50℃下孵育30min。然后5000g离心5min得沉淀液；
37.(5)静置结晶：将步骤(4)中得到的沉淀液静置12h使溶液中的淀粉结晶；
38.(6)热风干燥：将沉淀采用40℃热风烘干，并研磨过100目筛，即得到大米脱支抗性淀粉2。
39.对比例3：采用冷冻干燥分馏后的脱支淀粉上清液制备大米脱支抗性淀粉。
40.(1)糊化：将大米淀粉与水按照比例配制成10％w/w固体浓度的淀粉乳，加热至100℃糊化10min，期间不断搅拌保证其糊化均匀；
41.(2)生物酶解：将糊化的淀粉乳自然冷却至60℃(期间不断搅拌)，加入普鲁兰酶(pullulanase，≥1000npun)在60℃条件下孵育酶解8h；
42.(3)灭酶除杂：将步骤(2)中的反应液加热到120℃灭活15min，趁热5000g离心1min，除去酶沉淀，得酶解液；
43.(4)乙醇分级：将步骤(3)中的酶解液冷却到50℃，按照1：1的比例加入预热至50℃的无水乙醇，摇匀后置于50℃下孵育30min。然后5000g离心5min得上清液；
44.(5)静置结晶：将步骤(4)中得到的上清液静置12h使溶液中的淀粉结晶，然后5000g离心5min得到沉淀；
45.(6)冷冻干燥：将沉淀采用冷冻干燥，并研磨过100目筛，即得到大米脱支抗性淀粉3。
46.实施例1：采用热风干燥分馏后的脱支淀粉上清液制备大米脱支抗性淀粉。
47.(1)糊化：将大米淀粉与水按照比例配制成10％w/w固体浓度的淀粉乳，加热至100℃糊化10min，期间不断搅拌保证其糊化均匀；
48.(2)生物酶解：将糊化的淀粉乳自然冷却至60℃(期间不断搅拌)，加入普鲁兰酶(pullulanase，≥1000npun)在60℃条件下孵育酶解8h；
49.(3)灭酶除杂：将步骤(2)中的反应液加热到120℃灭活15min，趁热5000g离心1min，除去酶沉淀，得酶解液；
50.(4)乙醇分级：将步骤(3)中的酶解液冷却到50℃，按照1：1的比例加入预热至50℃的无水乙醇，摇匀后置于50℃下孵育30min。然后5000g离心5min得上清液；
51.(5)静置结晶：将步骤(4)中得到的上清液静置12h使溶液中的淀粉结晶，然后5000g离心5min得到沉淀；
52.(6)热风干燥：将沉淀采用40℃热风烘干，并研磨过100目筛，即得到大米脱支抗性淀粉。
53.在实施例1中，采用食用乙醇分馏的上清液淀粉链长分布集中于聚合度(dp)13-24，这种聚合度的淀粉链更容易形成紧密的晶体结构，产生更高的结晶度，从而具备更高的抗消化性。
54.如图1所示，对比例1和对比例2分别是未分馏和分馏沉淀液得到的淀粉，其链长分布范围更宽，呈现不均匀的分布状态，不利于完美晶体的形成，结构容易出现松散，是抗性淀粉含量低的重要原因。
55.表1不同实施方式中淀粉晶型及结晶度
56.组别晶体类型相对结晶度(％)对比例1c型晶体40.56
±
0.64对比例2v型晶体40.48
±
1.22
对比例3a型晶体48.99
±
1.92实施例1a型晶体53.09
±
0.73
57.如表1所示，对比例1和对比例2得到的淀粉分别为c型和v型晶体，结晶度较低，而对比例3和实施例1得到的淀粉为a型晶体，结晶度较高。同时实施例1为热风干燥，相对于对比例1的冷冻干燥，得到的淀粉结晶度更高。
58.表2不同实施方式中快消化、慢消化和抗性淀粉含量
59.组别快消化淀粉(rds％)慢消化淀粉(sds％)抗性淀粉(rs％)对比例18.96
±
0.8912.99
±
2.4378.05
±
2.61对比例24.28
±
1.4618.47
±
1.9077.25
±
2.07对比例33.98
±
0.5916.34
±
4.9979.69
±
5.09实施例15.28
±
0.0710.55
±
0.2484.17
±
0.17
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。