CN101616602A - 产生缓慢消化淀粉的方法 - Google Patents
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Abstract
一种无菌的含淀粉的食品，所述淀粉具有以下特征：(a)直链淀粉的含量至少为60重量％；(b)中值粒径为1－15μm，至少90重量％的淀粉颗粒的颗粒直径小于50μm；(c)不消化淀粉的含量为少于50重量％；以及(d)缓慢消化淀粉的含量为15－75重量％。所述食品通过将淀粉产品加热并迅速冷却而获得，该食品中缓慢消化淀粉的含量较高。所述食品适合用于治疗糖尿病、肥胖、胰岛素抗性、或餐后葡萄糖响应。
Description
技术领域
本发明涉及通过处理高直链淀粉来产生缓慢消化淀粉的方法。本发明还涉及一种缓慢消化淀粉产品以及该产品在饮食方面的用途。
背景技术
葡萄糖是人体细胞的重要能量来源，富含于食物成分中。淀粉或其它可作为葡萄糖来源的食物在消耗和随后的消化以后，葡萄糖释放到胃肠道中，迅速和有效地被肠腔吸收。这通常会提高血液中的葡萄糖浓度。在消耗食物后葡萄糖浓度的改变称为餐后葡萄糖响应(PPGR)，PPGR可以通过血浆葡萄糖浓度随时间变化的曲线下的面积(AUC)来测量。为了使所有细胞行使正确的功能，人体努力维持组织和血液中的葡萄糖水平随时间变化的动态平衡。达到葡萄糖动态平衡的一个重要措施是当特定食物成分(如葡萄糖)的浓度开始增加时，通过胰腺释放胰岛素。在正常情况下，该措施会促进葡萄糖转运到细胞中并利用葡萄糖形成糖原，而且可以引发其他代谢改变，从而使血液葡萄糖水平迅速降低到正常水平。
不能正常释放胰岛素的人被称作患有胰岛素抗性。许多人患有胰岛素抗性，比如许多肥胖的人、患有所谓代谢综合症(或X综合症)的人、糖尿病患者和许多由于他们的疾病而引起暂时或持久胰岛素抗性的在医院或疗养所的患者。部分糖尿病患者还体现为在消耗食物后(即餐后)增加血液中胰岛素浓度的能力不足。患有胰岛素抗性的人，即使在消耗适量的含葡萄糖成分的食物后，也表现出不正常的高餐后葡萄糖响应。当高餐后葡萄糖浓度相对频繁的出现并持续较长时间时，会引起严重的健康问题。在糖尿病患者中发现的已知的次级副作用是心血管***的问题(例如高血压、动脉粥样硬化、外周组织供血不足、中风、心脏病突发等等)、和肾的问题(特别是不正常的肾小球滤过率)、及大量的神经病和包括白内障在内的视网膜病。同时发现医院中严重疾病患者的死亡率与胰岛素抗性的严重性有关。
许多研究都在降低餐后葡萄糖响应(PPGR)方面进行努力。已提出了许多类型的糖类来诱导低PPGR。为了实现上述目的，也提出了来源于营养品的食用纤维，例如包括树胶或果胶在内的粘性纤维。使用所述纤维的缺点是，当以有效量用于液体产品中时，粘性增加从而导致膨胀，使食用者产生胃肠胀气、失去食欲和可能的便秘。
US 6,890,571公开了缓慢消化淀粉作为长时间提供葡萄糖的糖类的用途，例如用于治疗高血糖、胰岛素抗性、胰岛素分泌过多症、血脂异常、纤维蛋白溶解异常和肥胖。根据US 6,890,571所述的淀粉至少90％被酶催化去分支，并包括线性α-葡聚糖，优选为具有5-65个以α-1，4-D-糖苷键连接的葡萄糖酐单位和DE＞6.0的高结晶直链淀粉。当许多食品中包括1-50重量％的所述淀粉材料时，在典型的食品加工条件下，没有观察到该材料的性质的任何改变。在测试过程中，22-50重量％的所述淀粉在开始的20分钟内被消化，而48-74重量％的所述淀粉在开始测试后2小时内被消化。US 6,890,571中的表2显示，在85℃加热20分钟然后冷却并在室温下结晶而获得的消化性图谱：在开始的20分钟内消化31-40重量％(快速消化)，在开始测试后的20-120分钟消化29-36重量％(缓慢消化)。该文件中没有记载在更高温度特别是极高温度加热时，其组成成分的行为，而这样的温度有利于在制造临床肠营养物的过程中使用。该文件也没有记载在包含蛋白质和/或脂类和/或其它糖类部分的基质中加热的影响。已知这些组成会影响直链淀粉结晶和它的消化性。
EP-A 0688872描述了通过酶催化的麦芽糖糊精去分支和回生来产生抗性淀粉的方法。该产品是可商购的Actistar RM(抗性麦芽糖糊精)。
EP-A 0846704(US 6,043,229)公开了具有多于55重量％的抗性淀粉的回生淀粉，该淀粉来源于马铃薯或优选来源于木薯麦芽糖糊精，通过分解、酸化、去分支(通过异淀粉酶处理)、然后喷雾干燥而产生。所述抗性淀粉的多于50％的线性α-葡聚糖链具有10-35DP和低于115℃的DSC熔解峰温度。所述抗性淀粉适合用作前生物组成成分，尤其是用作产丁酸盐的纤维。
WO05/000904公开了通过在约150℃的油中加热麦芽糖糊精衍生的抗性淀粉，然后快速冷却到约70℃并进行无菌包装而获得的抗性淀粉组合物。为了生产完整的食品，其它组分(尤其是基于水的组分例如蛋白质和糖类)分别进行灭菌，并加入到在油中热处理的淀粉中，否则会丢失约一半的抗性淀粉含量。
US 2006/0025381描述了可控制葡萄糖长期释放的化学修饰的淀粉。获得的修饰的淀粉在20分钟提供少于25重量％的葡萄糖，并在120分钟提供30-70重量％的葡萄糖。可以通过羟烷基化、乙酰化、辛烯基琥珀酰化(octenylsuccenylation)、磷酸化等等来实现所述修饰。
WO 2004/069877公开了通过加热具有低直链淀粉含量(低于50重量％，特别是20-30重量％)的淀粉而产生可胶凝淀粉产品的方法，其中，在温和的酸性条件下加热到至少170℃、特别是约200℃，然后快速冷却。该文件没有记载缓慢消化淀粉含量的稳定性。
本发明的发明人发现，含有有用含量的缓慢消化淀粉的商业化抗性淀粉，当被储存几周以后，会丢失其缓慢消化淀粉含量并转变为沙质的、不好的产品。这一缺点在液体产品中尤其严重，在所述液体产品中淀粉在一定时间以后会形成不希望的沉淀。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种不用化学修饰而制备缓慢消化淀粉的方法，该缓慢消化淀粉在通常的储存条件下是稳定的。
本发明的另一个目的是提供一种制备营养产品的方法，该营养产品可以为食用者迅速有效地提供葡萄糖并维持长期的有临床意义的葡萄糖供应，而不会引起不需要的血液中的高葡萄糖浓度，即使在患有胰岛素抗性的患者中也是如此。
本发明的另一个目的是为患有胰岛素抗性的患者提供营养产品，以预防由延长的和频繁的高水平血液葡萄糖而引起的疾病的发展，所述疾病包括例如由高级糖化终产物(AGE)引起的疾病、神经病、视网膜病和肾病。
根据本发明发现，缓慢消化淀粉的不稳定和口感不好的问题可以意外地通过加热抗性淀粉产品来克服，加热可以在存在或不存在其他食品成分的条件下进行，至少在120℃以上加热至少3分钟，然后快速冷却到低于20℃。得到的产品在低于10℃的温度下储存时，可以延长至少1个月的时间保持不变，当为液体形式时保持分散状态的时间可以延长至少1个月。
通过本发明的方法获得的产品是高直链淀粉，该高直链淀粉含有大量的缓慢消化淀粉成分(缓慢释放葡萄糖)，并且较细颗粒的分布窄。该高直链淀粉也含有相对低比例的易消化淀粉和不消化淀粉，因此同时降低由大体积的抗性淀粉引起的***问题和由易消化淀粉的高水平引起的血浆葡萄糖峰。
产生具有有用的颗粒大小的缓慢消化淀粉(SDS)的方法的主要步骤有加热步骤和冷却步骤。所述加热步骤的等同条件应当是在至少120℃加热3分钟到例如30分钟。所述加热的温度应当足够熔解多数直链淀粉，但是不要达到直链淀粉的降解温度。这通常意味着最小温度约为110℃(为了熔解的目的)，和最大温度约为160℃(为了避免降解)。显而易见，最大温度可以通过实践中的技术人员容易地确定。所述等同条件的实例是110℃加热6-75分钟、130℃加热1-10分钟、140℃加热15秒-5分钟等等。优选时间是在121℃加热4-30分钟、在124℃加热3-20分钟、在130℃加热2-15分钟。尽管也可以使用较低温度来产生具有所希望的颗粒分布的产品，但是如上所述反应时间要足够，为了获得高比例的缓慢消化淀粉，优选使用至少120℃的温度、更优选使用至少123℃的温度、和最优选使用至少127℃的温度。
在至少20℃的温度范围内、优选在整个温度范围内，冷却速率为每分钟至少5℃、优选为每分钟至少10℃。具体地，在直链淀粉的熔解温度附近，即100-60℃，所述冷却速率可以较高。或者或另外，在优选实施方式中，在40℃以下的范围内、特别是在30-40℃范围内快速冷却(每分钟超过10℃)。因此优选在2分钟之内、尤其优选在1分钟之内、最优选在30秒之内应当通过40-30℃的温度范围。冷却至少应当持续到低于20℃、优选低于10℃、尤其优选低于5℃。可以在工业范围使用常规设备进行快速冷却，所述设备例如高容量换热器。
优选在处理以后，产品不要在环境温度下放置较长时间，尤其是产品在10-30℃存放的时间应优选少于7天、或更适合的少于72小时、更优选少于24小时。所述产品在5℃储存可以稳定至少1个月，所述稳定指SDS含量不会减少多于10％、特别是不多于5％，及对于液体产品不会有多于10％的淀粉沉淀出来。
热处理的淀粉可以如上所述储存起来或直接使用。或者，可以在优选低于15℃的温度下冷却后喷雾干燥或快速冻干，并作为粉末储存，在使用时可以再生(reconstitute)。
优选地，可以对含有淀粉和任选的其它食物成分的悬浮液进行热处理，其中分散的淀粉的浓度为至少2重量％(m/m)、优选至少4重量％、最优选至少6重量％直到例如20重量％。特别地，悬浮介质是水性的，即悬浮液的至少40重量％、优选至少60重量％是水。
根据本发明的缓慢消化淀粉产品的直链淀粉含量至少为60重量％、优选直链淀粉含量在65重量％以上且在90重量％以下，剩余部分优选为支链淀粉(即分支的)类型。该支链淀粉的平均聚合度为15-100个葡萄糖酐单元，优选20-70个葡萄糖酐单元。这等于重均分子量为2400-16200、优选3200-113000。
所述淀粉产品的(体积)中值粒径为0.1-20μm。特别地，所述淀粉产品的中值粒径为1-15μm、更特别为3-12μm、尤其为5-10μm。体积中值粒径D(v，0.5)定义为50体积％(如果密度均等，也可以是50重量％)的颗粒的直径都比其低的直径，除此以外，还可以将颗粒大小定义为体积矩平均直径D[4，3]，即具有该直径的颗粒的总体积最大。本发明的淀粉产品的D[4，3]值优选为0.5-25μm、更优选为4-20μm、最优选8-18μm。至少90重量％、优选至少95重量％的颗粒的颗粒直径低于50μm。优选至少80重量％、更优选至少90重量％的颗粒的颗粒直径低于20μm。
本发明的产品可以在加热时通过它们的颗粒大小分布来区分。本发明的产品在加热和随后缓慢冷却时，与相同加热但随后快速冷却相比，显示不同的颗粒大小分布。本发明的产品与不含根据本发明的热处理淀粉的同类产品相比，差别为[D4，3]值至少低10％和/或D(v，0.5)值至少低15％。
此处所用的术语“快速消化淀粉”(RDS)、“缓慢消化淀粉”(SDS)和“不消化淀粉”(NDS)相应于Englyst，H.N.等人在Eur.J.Clinical Nutrition(1992)46，S33-S50中的分类。分类方法涉及在37℃与胰腺淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶共同孵育。RDS为在开始的20分钟内水解的淀粉，而SDS为在随后的100分钟内(即开始孵育后20-120分钟)水解的淀粉。NDS为在消化测试开始后120分钟内不消化的淀粉，在本申请中，NDS等同于抗性淀粉成分的RS部分。描述分类方法的相关页S35、S38和S39的内容在此引用作为参考。包括抗性淀粉在内的淀粉总量根据McCleary，J Assoc.Off.Anal.Chem.Int，85，1103-1111提供的方法测定。
本发明的淀粉产品的特征在于相对高比例(至少15重量％)的缓慢消化淀粉(SDS)、以及相对低比例的易消化淀粉(RDS)(低于60重量％)和不消化(抗性)淀粉(NDS)(低于50重量％)。SDS含量优选为至少20重量％、更优选至少25重量％、更优选至少30重量％。SDS颗粒的可行的上限为75重量％、特别是60重量％、尤其为45重量％。RDS含量优选低于50重量％、最优选低于48重量％，下限例如为15重量％、特别是25重量％。本发明的产品的NDS(RS)含量优选低于40重量％、更优选低于30重量％、尤其低于27重量％、或甚至不高于25重量％。NDS颗粒的可行的下限为10重量％、特别是15重量％。这些百分比基于总淀粉产品(即NDS+SDS+RDS)。
本发明的缓慢消化淀粉产品的原料可以是具有基本NDS比例的任意(抗性)淀粉产品。优选地，所述原料是RS3型抗性淀粉，即非粒状回生或结晶淀粉。例如，所述原料可以是可商购的部分水解的、可任选去分支的、和回生的淀粉，例如Cerestar生产的商品名为
的淀粉。所述淀粉可以来自任意来源，例如小麦、木薯、马铃薯、玉米、稻等等。
本发明的缓慢消化淀粉产品可以进一步与可消化或不消化的糖类、或优选两者组合在一起。特别地，本发明的糖类组合物包含10-80重量％(以总糖类为基准)、优选15-50重量％的上述缓慢消化淀粉产品，和0-80重量％、特别是10-70重量％、尤其30-60重量％的其它可消化糖类(不包括本发明的缓慢消化淀粉产品的RDS和SDS部分)，以及0-30重量％、特别是5-20重量％的非淀粉纤维。
其它可消化糖类的实例包括葡萄糖、麦芽糖和麦芽糖糊精、果糖、乳糖和蔗糖。此外，所述糖类组合物可以包括除葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖和蔗糖以外的单糖和二糖，例如半乳糖、核糖、甘露糖、塔格糖(tagatose)、异麦芽糖、帕拉金糖(palatinose)和海藻糖(trehalose)，以及包括缓慢消化的非直链淀粉(非α-1，4糖苷键连接的)葡萄糖寡聚物，例如潘糖、异麦芽寡糖等等。
可以加入的非淀粉纤维包括：可溶性多糖，例如半乳聚糖(例如***树胶、果胶)、半乳甘露聚糖(例如瓜尔豆(guar)、塔拉(tara)、角豆(carob))、***半乳聚糖、木葡聚糖(例如罗望子树胶)、葡甘露聚糖(例如魔芋(konjac))、(***)木聚糖(欧车前(psyllium))、果聚糖(果聚糖(levan)、菊粉(inulin))、β-葡聚糖等等，和它们的温和水解产物；不可溶性多糖，例如纤维素；以及寡糖，例如果寡糖、半乳寡糖、***寡糖、甘露寡糖和木寡糖、大豆寡糖等等。
作为实例，所述糖类组合物可以含有：
a)15-50重量％的本发明的缓慢淀粉组成成分的NDS、SDS和RDS；
b)10-60重量％、优选20-40重量％的选自葡萄糖、麦芽糖和麦芽糖糊精的易消化葡萄糖等同物；
c)0-25重量％、优选2-20重量％的果糖、乳糖和/或蔗糖；
d)0-50重量％、优选10-35重量％的除葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖和蔗糖以外的单糖和二糖，特别是5-25重量％的除葡萄糖和果糖以外的单糖，尤其是半乳糖、甘露糖和/或核糖，以及5-30重量％的除麦芽糖、乳糖和蔗糖以外的含葡萄糖的二糖，尤其是帕拉金糖(palatinose)、明串珠菌二糖(leucrose)、海藻糖(trehalose)、1-O-α-D-吡喃葡萄糖基-D-呋喃果糖(trehalulose)和/或松二糖(turanose)；
e)0-30重量％、优选0-20重量％的非直链淀粉葡萄糖寡聚物；
f)0-30重量％、优选5-20重量％的非淀粉纤维，优选其中的一半或者总糖类的3-10重量％为可溶的非淀粉寡糖，例如半乳寡糖、甘露寡糖、果寡糖和木寡糖。
上述百分比基于总糖类部分来计算。在本说明书中，术语“寡糖”和“寡聚物”表示具有3-20个单糖单元的聚合物。术语“非直链淀粉葡萄糖寡聚物”用来表示具有大部分非α-1，4糖苷键连接的葡萄糖寡聚物。存在一个或多个非葡萄糖单元，但是非葡萄糖单元少于单糖单元总数的一半时，还允许寡聚物被称为葡萄糖寡聚物。这些被认为是缓慢消化的。
在具体优选实施方式中，本发明涉及含有蛋白质、脂类、可消化糖类和/或食用纤维的液体食品，该食品含有上述淀粉产品或糖类组合物。该食品优选是无菌的，其中可以将不同食物组分单独灭菌，或将几种食物组分组合灭菌，所述食物组分包括缓慢消化淀粉产品，其中灭菌和抗性淀粉材料的热处理可以是一个步骤。
根据本发明的食品优选具有：5-35能量％(能量％，即占糖类、蛋白质和脂类提供的总能量的百分比)、更优选10-30能量％、最优选12-24能量％的蛋白质含量，8-50能量％、更优选10-40能量％、最优选15-35能量％的脂类含量，以及25-80能量％、优选35-70能量％和最优选45-60能量％的可消化糖类含量(包括缓慢消化淀粉)。食用纤维(包括不消化淀粉)含量可以为每1000kcal 5-60g、优选10-40g。非淀粉纤维的量可以为每1000kcal 2-40g、优选5-25g。
本发明的产品可以用于治疗糖尿病、肥胖、胰岛素抗性，或用于控制餐后葡萄糖响应，进一步在下面说明。
所述糖类组合物可以用于例如添加剂、或部分或全部食品的部分，该食品还含有蛋白质和/或脂类和/或纤维、矿物质、维生素等等。所述组合物可以是干粉、或固体或半固体组合物。优选所述食品为适合于管子或吸吮进食的液体。该食品的重量摩尔渗透压浓度优选为300-700mOsm/l、更优选为330-600mOsm/l、最优选为340-500mOsm/l，并且它的能量密度为0.6-2.0kcal/ml、更优选为0.75-1.5kcal/ml。在液体中，所述产品优选包括本发明的可利用的糖类部分，该糖类部分的含量为60-200g/l、优选80-160g/l、更优选100-140g/l。
为了提供用于吸吮和管子进食的可接受的流动特征，所述食品的粘性较低。在20℃、剪切速率100/秒条件下测量，粘度为1-60Mpa.s、优选1.4-40Mpa.s、更优选1.8-30Mpa.s(参考：水的粘度值为1)。
本发明的营养产品还可以含有胰岛素释放剂(优选磺酰脲(sulfonylurea))、和/或抗糖尿病药物(优选双缩胍(biguanidine)和/或噻唑烷二酮(thiazolidinedione))。如果存在磺酰脲，本发明的组合物优选每kg干物质含有0.1-4g磺酰脲。
本发明的营养组合物的蛋白质部分可以基于植物来源的蛋白质，其中可以加入至少一种游离氨基酸、肽或动物来源的蛋白质。所述蛋白质部分优选有10-99重量％、优选20-80重量％来源于属于豆目(fabales)或豆科(leguminosae)的植物品种。所述蛋白质优选来源于由大豆(大豆属(Glycinemax))、豌豆(豌豆属(Pisum species))、豆(菜豆属(Phaseolus species))、胡芦巴(胡芦巴属(Trigonella species))、羽扇豆(羽扇豆属(Lupinus species))、小扁豆(兵豆属(Lens species))、花生(落花生属(Arachis species))、罗望子(酸豆属(Tamarindus))、三叶草(三叶草属(Trifolium))和苜蓿(苜蓿属(Medicago))所组成的组中的一种或几种。此类蛋白质组合物还能改进餐后葡萄糖响应和餐后胰岛素响应。或者，或另外，所述蛋白质的5-75重量％、特别是10-50重量％可以是菌蛋白，该菌蛋白优选来源于镰刀霉(Fusarium)、尤其是来源于F.venenatum。所述蛋白质中剩余的1-90重量％、优选20-80重量％可以是动物来源的。
根据必需氨基酸的需求，选择富含能够增加所述蛋白质部分的整体营养价值的氨基酸的氨基酸或肽。具体地，这些氨基酸为赖氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸。所述组合物中相对于100g氨基酸可以含有1.8-5g甲硫氨酸、和/或4.5-9g苏氨酸、和/或8.6-17g亮氨酸、和/或5.5-9.5g脯氨酸。动物来源的蛋白质特别选自乳蛋白、来源与动物肌肉的液化蛋白质或类鱼水解蛋白质。特别优选乳蛋白，尤其是乳清蛋白，更具体地，所述乳清蛋白包含基于蛋白质计算的少于40重量％、优选少于30重量％的κ-酪蛋白或糖巨肽(glycomacropeptide)。优选至少30重量％、更优选至少40重量％的动物蛋白是α-乳清蛋白和/或卵或卵白蛋白。
所述产品中的蛋白质的量优选为每100ml产品0.5-15g、更优选1-10g和最优选2-7g。用Atwater因子(分别为4，9，4)分别计算蛋白质、脂类和可消化糖类所提供的能量，蛋白质提供的能量为10-30能量％、优选14-28能量％、最优选17-26能量％，可消化糖类提供的能量为35-70能量％、优选40-60能量％、最优选42-55能量％。所述组合物含有5-80g/l、优选20-50g/l的蛋白质部分。
本发明的营养组合物还包括脂肪或脂类部分。该脂类部分含有油酸和必需脂肪酸(例如亚油酸和α-亚麻酸)，但是也可以包含共轭亚麻酸和ω-3长链脂肪酸(例如二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA))。所述脂肪酸优选含有少于10重量％的饱和脂肪酸和少于1重量％的反式脂肪酸。脂类的量为10-60g/l、优选15-50g/l、更优选31-46g/l。使用Atwater因子以能量％来表示产品中脂类的含量，脂类的含量为25-45能量％、优选28-40能量％和最优选30-38能量％。脂类包括甘油三酯、甘油二酯、甘油一酸酯、(溶血)磷脂、鞘脂和神经酰胺。在计算脂类部分时不包括其它溶于石油醚或正己烷的成分，例如胆固醇和其它甾醇类。
而且，所述食品可以含有微量成分(如本领域公知的维生素、微量元素和矿物质)、和肉碱等同物、肌醇、牛磺酸和其它食物组成成分(例如香味剂、着色剂或生产助剂)。钙和磷的量也选择在10-70mg/100ml、优选20-60mg/100ml的范围内。钙和磷的比例为0.8-2、优选1.1-1.9、更优选1.3-1.8。
根据本发明的营养组合物可以用于维持消耗后血液和组织中较低和持久的葡萄糖响应，尤其可用于肥胖和/或胰岛素抗性的情况。患有胰岛素抗性或极易患有胰岛素抗性的人是例如严重或危急的病人，特别是那些患有严重癌症或HIV感染的减缓患者。其他难以控制PPGR的患者组包括接受严重外科手术或受到其它外伤的人，营养失调的人(特别是蛋白质-能量营养失调的人)，患有肥胖、代谢综合症、X综合症、高血糖、胰岛素分泌过多症、血脂异常、高甘油三酯和纤维蛋白溶解异常的人，此外还包括西方社会的老年群体的大部分。另外，所述产品可以用于由遗传导致患胰岛素抗性的风险增高的人，施用所述产品后，哺乳动物血液中的PPGR从施用后20分钟开始到施用后4小时。更优选在施用以后保持葡萄糖浓度稳定3小时、更优选稳定2小时。基本上平稳的葡萄糖水平或PPGR意味着血液中的葡萄糖水平在消耗后的上述期间中每20分钟的改变不超过约1.6mM、优选少于1.3mM、更优选少于1.0mM。
对于糖尿病的情况，血液葡萄糖水平通常维持在4-15mM。然而，对于严重的糖尿病，仍可观测到餐后葡萄糖浓度的峰值在15mM以上。这种情况下，应当用多个食用时段来食用含有本发明的糖类部分的营养组合物和/或在食用所述食品之前施用适量的胰岛素。对于非糖尿病的情况，该食品可能控制血液葡萄糖水平甚至低于11mM。
优选血浆葡萄糖水平在上述时间内被控制在5-8mM，而不需要服用大量的纤维，因为服用大量纤维会引起胃肠不适，并且也不需要用其它糖类或大量脂类来代替葡萄糖来源，服用其它糖类需要人体的不现实的高代谢能力，而服用大量脂类会象许多印度人和一些白种人那样引起肥胖或糖尿病，因此该食品适用于饮食不规律的人(例如在持续训练中的运动员)或希望长时间持续集中注意力的人(例如在学习或考试中或开会中的学生)。
因此，本发明的淀粉产品、糖类组合物和营养组合物可以通过维持基本稳定的葡萄糖水平或生理上可接受的血脂或胆固醇情况，而用于预防和/或治疗哺乳动物的糖尿病、胰岛素抗性、肥胖、控制餐后葡萄糖响应、代谢综合症、X综合症、高血糖、胰岛素分泌过多症、血脂异常、高甘油三酯、纤维蛋白溶解异常和/或与严重外科手术或外伤相关的失调。
所述产品也可以在敏感人群中用于预防或治疗周期性低血糖，低血糖应理解为血浆葡萄糖水平低于4mmol/l。这对于糖尿病患者在例如服用胰岛素后或长时间禁食(例如整夜)过程中是很需要的。
而且，所述产品可以有效地降低患有许多疾病的风险和减少许多疾病的恶化，所述疾病与血液葡萄糖水平的频繁升高相关，包括视网膜病、肾病和神经病。所述产品可以预防所有与高级糖化终产物(AGE)的出现相关的疾病。可以通过测量血液中糖化的血红蛋白分子(Hb1Ac)的水平来确定该产品的效能。
具体实施方式
方法
抗性淀粉(RS)、缓慢消化淀粉(SDS)和快速消化淀粉(RDS)的含量和颗粒大小分布以下述方法测定：
RDS和SDS的测定：
各样品中的快速消化淀粉和缓慢消化淀粉的量通过Englyst等人(Am.J.Clin.Nutr.，1999，448-454)的方法来测定。该方法中的两点被改变：使用分光光度计测定代替HPLC测定来进行葡萄糖的定量测定。用1M HCl代替乙醇来终止反应，并且用Carrez试剂来澄清样品。
简要步骤：
将稀释或溶解到10mgCHO/ml的25ml食物样品与胃蛋白酶/瓜尔豆(guar)/HCl溶液一起在37℃的振动水浴中孵育30分钟，以模拟胃的消化。随后与胰酶/转化酶/淀粉葡糖苷酶溶液共同孵育120分钟，以模拟肠中的糖类消化。在肠消化开始(t＝0)、t＝10、t＝20、t＝30、t＝60和t＝120时，向样品中加入1M HCl溶液。然后向样品中加入Carrez I、Carrez II和0.1M NaOH溶液，每次加入后进行混合，得到的总溶液通过0.45μm滤膜过滤。用GOD-PAP试剂盒(Roche Diagnostics)测定澄清滤液中的葡萄糖。在开始的20分钟内形成的葡萄糖代表RDS，在随后的100分钟内形成的葡萄糖代表SDS。
在测试进行中每轮用对照进行监测，该对照为所有淀粉都是RDS的煮沸的马铃薯淀粉。
抗性淀粉的测定：
各样品中RS和DS的量通过McCleary等人(J.AOAC Int.85，2002，665-675；ibid.2002，1103-111)开发的AOAC方法2002.02、AACC方法32-40来测定。所有需要的试剂为购自Megazyme International Ireland Ltd.的抗性淀粉测定试剂盒K-RSTAR。
简要步骤：
将100mg干重的各样品与胰腺α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶(AMG)一起在37℃的振动水浴中孵育16小时，在此过程中非抗性淀粉溶解并通过两种酶的组合作用而水解为葡萄糖。加入等体积乙醇来终止所述反应，并且通过离心来回收作为颗粒状的RS。然后将回收的RS悬浮于含水乙醇(50％)中洗涤两次，并离心。通过倾析法除去上清液。通过在磁力搅拌器上的冰水浴中用力搅拌而将颗粒中的RS溶于2M KOH中。该溶液用醋酸盐缓冲液中和，用AMG将淀粉定量水解为葡萄糖。通过葡萄糖氧化酶/过氧化物酶试剂(GOPOD)来测量葡萄糖，该测量即为样品中RS含量的测量。将初始的上清液和洗涤液汇集到100ml，用GOPOD来测量葡萄糖含量，从而测得DS。在所有报道的条件下，RS和DS之和占原料量的百分比(类似于回收率)为80-100重量％。
在测试进行中每轮用4个对照进行监测，这4个对照包括在MegazymeInternational Ireland Ltd.公司的抗性淀粉对照粉试剂盒(Resistant StarchControl Flours Kit K-RSTCL)中：含0.67重量％RS的常规玉米淀粉、含4.7重量％RS的干燥和磨碎的芸豆、含48.3重量％RS的Actistar和含63.4重量％RS的天然马铃薯淀粉。
颗粒大小分布的测定：
用Mastersizer(Malvern Instruments，透镜量程(Range Lens)：300RF mm、光束长度(Beam length)：2.40mm、采样器(Sampler)：MS14、测定模式：多分散)来分析颗粒大小分布。在15-25％暗度(obscuration)下测量所有样品。数据以特定直径的颗粒占总颗粒体积的百分比来表示。
实施例1
将购自Cerestar的Actistar悬浮于去除了矿物质的水中(14.7％(m/m))。该悬浮液在80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或130℃的油浴中加热5分钟，然后用流动自来水冷却到室温。加热处理后(储存于20℃)24小时，测量RDS、SDS和RS含量以及颗粒大小分布。用Englyst方法测定的RDS、SDS和RS含量在下面的表1中列出，数值以称重的粉末的百分比(即g/100g)来表示，并表示为平均值±SEM(n＝3)。由于Actistar总重量中包括5.7重量％的非淀粉成分(水、蛋白质和灰分)，所以RDS、SDS和RS的总量为94.3重量％。
表1
实施例2
依照实施例1的步骤，Actistar以3个不同浓度(4、8和15重量％(m/m))在124℃加热4分钟。在各浓度，进行缓慢冷却(空气中)或快速冷却(用冰水)。RDS、SDS和RS的含量在下表中列出。
表2
| 4重量％，缓慢 | 4重量％，快速 | 8重量％，缓慢 | 8重量％，快速 | 15重量％缓慢 | 15重量％快速 | |
| RDS | 50 | 49 | 42 | 39 | 33 | 35 |
| SDS | 7 | 22 | 11 | 36 | 16 | 38 |
| RS(NDS) | 37 | 23 | 41 | 19 | 45 | 20 |
表2显示了快速冷却导致SDS含量急剧升高，更高浓度的悬浮液与低浓度的悬浮液相比SDS更高。快速冷却使颗粒大小分布转变为较小的尺寸，尤其在更高浓度的悬浮液中。
实施例3
依照实施例1的步骤，6重量％的Actistar在124℃加热4分钟。按4种不同模式进行冷却：(a)缓慢(空气中)冷却到室温，(b)缓慢冷却到30℃，然后在冰水浴中快速冷却到室温，(c)缓慢冷却到40℃，然后在冰水浴中快速冷却到室温，(d)在冰水浴中快速冷却到室温。RDS、SDS和RS的含量在下面的表3中列出。
表3
| (a)缓慢 | (b)缓慢/快速30℃ | (c)缓慢/快速40℃ | (d)快速 | |
| RDS | 44 | 48 | 42 | 38 |
| SDS | 11 | 19 | 33 | 40 |
| RS(NDS) | 39 | 27 | 19 | 16 |
表3证实了快速冷却导致SDS含量的急剧升高，尤其在30-40℃范围内很重要。快速冷却使颗粒大小分布转变为较小的尺寸，并且仅从40℃开始快速冷却以及整个范围内快速冷却能使95％以上的颗粒低于12μm。
实施例4
制备下述产品并在121℃加热4分钟，然后进行快速冷却(冰)或缓慢冷却(空气)。
1.水中的4重量％的Actistar
2.食品中(一种含纤维食品，Tentrini)的4重量％的Actistar
3.与2中同样的产品但不含Actistar
结果在表4中显示。
表4
实施例5
将购自Cerestar的Actistar悬浮于去除了矿物质的水中(14.7重量％)。将悬浮液在121℃油浴中加热5分钟，然后在水浴中冷却到不同温度(4℃、20℃、30℃和40℃)。加热处理后24小时(储存于所述温度)，测量RDS、SDS和RS的含量。用Englyst方法测定的RDS、SDS和RS含量在图2中给出，数值以称重的粉末的百分比(即g/100g)来表示，并表示为两次的平均值。由于Actistar的总重量中包括5.7重量％的非淀粉成分(水、蛋白质和灰分)，所以RDS、SDS和RS的总量为94.3重量％。结果清楚的证明了多数RDS存在于4℃，在该温度下几乎全部量的RS都转变为SDS和RDS。
Claims (13)
1、一种无菌的含淀粉的食品，所述淀粉具有以下特征：
(a)直链淀粉的含量至少为60重量％；
(b)中值粒径为1-15μm，至少90重量％的淀粉颗粒的颗粒直径小于50μm；
(c)不消化淀粉的含量少于50重量％；以及
(d)缓慢消化淀粉的含量为15-75重量％。
2、根据权利要求1所述的食品，其中，至少80重量％的所述淀粉颗粒的颗粒直径小于20μm。
3、根据权利要求1或2所述的食品，其中，所述中值粒径为2-12μm。
4、根据权利要求1-3中的任意一项所述的食品，其中，在所述分散的淀粉中，所述不消化淀粉的含量为10-35重量％、优选为15-30重量％，和/或所述缓慢消化淀粉的含量为20-60重量％、优选为25-45重量％，和/或易消化淀粉的含量为15-60重量％、优选为25-50重量％。
5、根据权利要求1-4中的任意一项所述的食品，其中，该食品为液体产品。
6、根据权利要求1-5中的任意一项所述的食品，其中，该食品含有25-80能量％的可消化糖类，以及5-35能量％的蛋白质和/或8-50能量％的脂类。
7、根据权利要求1-6中的任意一项所述的食品，其中，该食品还含有除所述不消化淀粉以外的不消化的糖类，该不消化的糖类的含量相对于100g的总糖类为5-20g，或者该不消化的糖类的含量为每1000kcal含有5-25g。
8、根据权利要求6或7所述的食品，其中，该食品的蛋白质含量为10-30能量％，脂类含量为10-40能量％，包括所述缓慢消化淀粉在内的可消化糖类的含量为25-80能量％，以及包括所述不消化淀粉在内的不消化的糖类的含量为每1000kcal含有10-40g。
9、根据权利要求1-8中的任意一项所述的食品，其中，当在5℃储存1个月时，所述缓慢消化淀粉的含量减少不超过5重量％。
10、一种生产含有缓慢消化淀粉的淀粉组合物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a)将至少一部分为不消化淀粉并且直链淀粉含量至少为60重量％的淀粉材料加热到至少110℃；
b)将加热的所述淀粉材料快速冷却到低于20℃，其中，在整个温度范围内的平均冷却速率为每分钟至少10℃。
11、根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤b)中，将加热的所述淀粉材料冷却到低于5℃。
12、根据权利要求1-9中的任意一项所述的食品，其中，该食品用于治疗糖尿病、肥胖、胰岛素抗性、或餐后葡萄糖响应。
12、一种治疗糖尿病、肥胖、胰岛素抗性、或餐后葡萄糖响应的方法，其特征在于，该方法包括向需要的病人施用权利要求1所述的食品。
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