CN107937456A

CN107937456A - 一种慢消化糖的制备方法

Info

Publication number: CN107937456A
Application number: CN201711484914.XA
Authority: CN
Inventors: 李小林
Original assignee: GUANGZHOU HUAHUI BIOLOGICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: GUANGZHOU HUAHUI BIOLOGICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2018-04-20
Also published as: WO2019128258A1

Abstract

本发明属于粮食深加工技术领域，具体涉及一种慢消化糖的制备方法；其包括以下步骤：喷射液化步骤、糖化转苷步骤、纯化浓缩步骤；本发明制备了一种慢消化糖，既具有足够的甜味又有抗消化、慢消化、难消化性，可供糖尿病人作为糖直接使用，填补了目前市场的空白。

Description

一种慢消化糖的制备方法

技术领域

本发明属于粮食深加工技术领域，具体涉及一种慢消化糖的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，科技的进步，国家的富裕，人类富营养化越来越严重，因食物引起的病症也就越来越多，如糖尿病、高血压、高血脂、肥胖症、心脑血管病、直肠癌等等，并且越来越年轻化，因此，具有慢消化、不消化或者抗消化特性的产品越来越受消费者的喜欢。但是对于喜欢吃糖的糖尿病人或者需要减肥的嗜甜人士来说，不仅要求食品具有抗消化、慢消化的特点，而且还要求其能作为代糖食用，具有较强的甜味。

目前慢消化市场的主流产品是慢消化淀粉、抗性糊精、膳食纤维等。

中国发明专利申请CN105919050A提供“一种抗消化碳水化合物及其加工方法和应用”，该申请提供的抗消化碳水化合物，其包括D-葡萄糖和α-D-甘露糖糖单元组成的聚合糖，分子量为600-5000Da，其含有膳食纤维的质量含量为30％-95％。该申请提供的抗消化碳水化合物的制备方法为，以黄原胶和淀粉糖为原料，分别经过加酸及加热水解后，将两者的产物混合、纯化、干燥。可见该专利申请技术获得的抗消化碳水化合物虽然含有葡萄糖和甘露糖单元,但其含有的可溶性膳食纤维含量在30％以上。

中国发明专利CN1140630C提供了“一种酶解法生产低聚糖的工艺方法”，其以含多糖物质的植物为原料，经过前处理后进行酶解反应，在进行到低聚糖最多，多糖、单糖较少时，终止酶解反应，经过后处理，获得低聚糖产品，该专利方法以植物为生产原料，具有原料容易解决，价格低廉的特点，同时产品具有生物活性，扩宽了低聚糖的应用领域。但单通过酶解法制得的低聚糖功效成分含量不高，食用后产生的健康效益较低。

中国专利CN100577036C提供了“普鲁兰作为慢消化碳水化合物的用途”，记载了普鲁兰作为慢消化碳水化合物的用途，大量的普鲁兰可混入食物中，从而产生迟钝血糖反应，可用于设计糖尿病患者的食物。普鲁兰被食用后，人体内的酶能逐渐将普鲁兰转化成葡萄糖，但其本身不具有甜味，不能作为代糖使用。

综上所述，现有技术中的慢消化产品或者根本没有甜味，或者糖成分含量有限致使甜味较低，均不能供糖尿病人作为糖直接使用。

中国发明专利CN1260252C提供了“一种控制淀粉糖分子量分布的方法”，该方法由以下步骤组成:(1)用水和淀粉调制淀粉浆,并加入CaCl₂,搅拌均匀；(2)调节淀粉浆的pH值；(3)在淀粉浆中加入耐高温α-淀粉酶,并搅拌均匀；(4)液化，保持温度，控制DE，液化结束后进行灭酶处理。本发明技术可以将葡萄糖含量降低至接近10％，三糖至五糖含量提高到几乎70％，同时本方法主要是对原有的三糖至五糖生产工艺进行改进,仍主要使用原来的生产工艺流程,只需要增添少量设备,用很低的代价进行技术改造,很容易实现工业化生产。

中国发明专利CN1273610C提供了“一种祛除低聚糖中单糖成分的方法”，其依次由以下步骤组成：(1)酵母先经过麦芽汁斜面培养基活化，葡萄糖增殖培养基培养；(2)在低聚糖中加入酵母，再加入氮源，调节pH值；(3)将低聚糖在23～26℃下发酵20～30小时，间隙搅拌。该发明技术采用微生物代谢法祛除低聚糖中的单糖和双糖，从而提高了低聚糖中三糖至五糖的含量。

中国发明专利申请CN101838674A提供了“一种淀粉糖的生产方法”，该方法以玉米淀粉为原料,采用酶制剂对所述玉米淀粉进行水解的方法生产所述淀粉糖,所述淀粉糖的生产过程包括配料、喷射液化、糖化、脱色、离子交换和浓缩,在淀粉糖的生产过程中,使用不同目数的过滤装置过滤掉杂质，解决了淀粉糖杂质多的技术问题。

上述现有技术得到的淀粉糖、低聚糖虽然具有甜味，但是不具有抗消化或慢消化的特性，同样不能供糖尿病人作为代糖使用。

糖是人类基本的能量来源，甜味是人类喜欢的最重要的口味之一，对于喜欢吃糖的糖尿病人来说，现有技术的缺陷在于：慢消化产品具有抗消化性但没有甜味或甜味有限；低聚糖具有甜味但不具有抗消化性，且限量使用，不能大量食用。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种慢消化糖的制备方法，使制备的慢消化糖既具有足够的甜味又有抗消化性，可供糖尿病人作为糖直接使用。

本发明提供的技术方案为：一种慢消化糖的制备方法，包括以下步骤：喷射液化步骤、糖化转苷步骤、纯化浓缩步骤；所述喷射液化步骤中，液化过程控制DE值为9～12；所述糖化转苷步骤中，糖化转苷后DE值大于48；所述纯化浓缩步骤中，包括色谱分离过程。

优化的，所述色谱分离采用模拟移动床色谱分离；所述模拟移动床色谱分离过程中，温度控制在20～60℃，切换时间为10～15min，进料液流量为10～20ml/min,洗脱液流量为25～35ml/min，萃取液流量为15～25ml/min，萃取余液流量为20～30ml/min，循环液流量为15～20ml/min。

优化的，所述喷射液化步骤包括如下操作：

(1)以重量份计，按照1份干淀粉加2～4份水的比例调制淀粉浆，加入干淀粉重量0.01％～0.03％的CaCl2，搅拌均匀；

(2)调节淀粉浆的pH值5.0～7.0，加入耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀；

(3)用喷射液化器进行液化，喷射温度为100～130℃；

(4)温度升至125～135℃进行灭酶处理，除去蛋白渣。

优化的，所述糖化转苷步骤包括如下操作：将经过喷射液化步骤的物料，降温至60℃后，转移至糖化罐；调节糖化温度为60℃，pH值为5.0～7.0，加入糖化酶，进行糖化；DE值为41～44时加入转苷酶，进行转苷；DE值大于48时，升温至90℃进行灭酶处理。

优化的，所述纯化浓缩步骤中，色谱分离过程之前还包括一次脱色、离子交换、一次浓缩；色谱分离过程之后还包括二次脱色、二次浓缩、干燥成粉，或者色谱分离过程之后还包括二次脱色、二次浓缩、制浆。

优化的，所述一次脱色的操作包括，将物料温度保持在70～90℃，加入活性炭量为0.8kg/m3，进行脱色；保持压力≤0.4Mpa进行过滤，滤液透光率≥97％。

优化的，所述离子交换操作包括将物料降温至30～50℃转移至离交柱，采用二级离交，经过离子交换后物料透光率≥98％，电导率≤60μs/cm，pH≥4.0。

优化的，一次浓缩后浓度BX值为45～60，pH值为4.5～6.0；二次脱色采用活性炭；二次浓缩后浓度BX值为70～80，pH值为4.5～6.0。

优化的，调节pH值采用的物质为Na₂CO₃。

本发明具有如下有益效果：

1，本发明制备了一种慢消化糖，既具有足够的甜味又有抗消化性，可供糖尿病人作为糖直接使用，填补了目前市场的空白。

2，本发明采用喷射液化超低DE控制技术、新型糖化酶糖化转苷技术、色谱分离纯化浓缩技术相结合，制备并分离得到慢消化糖，具有甜味，且热值只有蔗糖的20～25％左右，通过大量的实验数据表明该糖具有慢消化、难消化、不引起体内血糖和胰岛素的快速上升的特点，因此可供糖尿病人作为代糖应用于食品中，改善食品口感，减少蔗糖的摄入。

3，本发明采用模拟移动床色谱分离技术，将低分子、容易消化的糖分离除去，纯化了产品成分。通过调整合理操作参数，如进料液流量、洗脱液流量、萃取液流量、萃取余液流量、循环液流量等，实现了慢消化糖和单糖、双塘的连续直接分离。本发明祛除了单分子糖和双分子糖，制取了一种新型的慢消化糖，并且明确了产品的有效成分为三糖至七糖，其含量控制在95％以上。

4，本发明制得的慢消化糖有效成分的分子结构，为由ɑ-1,1、α-1,6、α,β-1,2、β-1,3、β-1,4、β-1,6中的单个、二个或多个键链接，分子量为500-2000道尔顿。

附图说明

图1为本发明提供的慢消化糖制备方法的工艺流程图；

图2为本发明功能试验中每组摄入慢消化糖前后血糖值对比图；

图3为本发明功能试验中5组小鼠在进食后血液胰岛素水平变化对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和功能试验具体说明本发明。

实施例1

本实施例提供的慢消化糖的制备方法，包括如下三个大步骤13个小步骤(各小步骤的序号连续排列)：

第一大步骤：喷射液化步骤：

(1)按照1份干淀粉加3份水(W/W)的比例调制淀粉浆，加入干淀粉量0.012％(W/W)的CaCl₂，搅拌均匀。

(2)用NaCO₃调节pH值至5.5，加入干淀粉量0.04(W/W)的耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀。

(3)保持110℃，用喷射液化器进行液化。液化过程控制DE值为9～12。

(4)温度升至125℃进行灭酶处理，由除渣过滤机除去蛋白渣。

第二大步骤：糖化转苷步骤：

(5)液化结束后，除渣过滤机滤液罐中的物料经换热降温至60℃去糖化罐，调节糖化温度60℃，用NaCO₃调节pH值至5.0～7.0，按照干淀粉量0.03(W/W)的量加入真菌酶进行糖化，糖化4小时(DE值为41～44时)，加入转苷酶，进行转苷；

(6)糖化转苷后，DE值大于48时(折算异麦芽糖+潘糖+异麦芽三糖＞45％)，通过换热器升温至90℃进行灭酶出料；

第三大步骤：纯化浓缩步骤：

(7)一次脱色：将物料温度保持在70～90℃，加入活性炭量为0.8kg/m³，进行脱色；保持压力≤0.4Mpa进行过滤，每2小时取样检查滤液色泽和透光度，要求滤液无色透明，滤液透光率≥97％。

(8)离子交换：将脱色后的物料降温至30～50℃转移至离交柱，采用二级离交，经离子交换后物料无色清亮透明，透光率≥98％，电导率≤60μs/cm，pH≥4.0；

(9)一次浓缩：将离交后物料进行蒸发浓缩，浓缩后浓度BX值为45～60，pH值为4.5～6.0；

(10)用模拟移动床色谱分离技术进行分离，操作温度控制在58℃，切换时间为11min，进料液流量为14ml/min,洗脱液流量为30ml/min，萃取液流量为20ml/min，萃取余液流量为25ml/min，循环液流量为18ml/min。

(11)二次脱色：加入适当比例的活性炭进行二次脱色；

(12)二次浓缩：将脱色后的物料进行蒸发浓缩，浓缩后浓度BX值为70～80，pH值为4.5～6.0；

(13)干燥成粉：将浓缩后的液体干燥成粉。

实施例2

本实施例提供的慢消化糖的制备方法，包括如下三个大步骤13个小步骤(各小步骤的序号连续排列)。本实施例与实施例1的区别在于如下小步：

(1)按照1份干淀粉加2份水(W/W)的比例调制淀粉浆，加入干淀粉量0.02％(W/W)的CaCl₂；

(2)用NaCO₃调节pH值至6.0；加入干淀粉量0.05(W/W)的耐高温-淀粉酶，搅拌均匀；

(4)液化结束后升温至135℃进行灭酶处理；

(10)用模拟移动床进行分离，操作温度控制在58℃，切换时间为11min，进料液流量为15ml/min,洗脱液流量为28ml/min，萃取液流量为16ml/min，萃取余液流量为26ml/min，循环液流量为16ml/min。

实施例3

(1)按照1份干淀粉加3份水(W/W)的比例调制淀粉浆，加入干淀粉量0.015％(W/W)的CaCl₂；

(2)用NaCO₃调节pH值至6.5，加入干淀粉量0.07(W/W)的耐高温-淀粉酶，搅拌均匀。

(10)用模拟移动床进行分离，操作温度控制在58℃，切换时间为11min，进料液流量为15ml/min,洗脱液流量为28ml/min，萃取液流量为22ml/min，萃取余液流量为28ml/min，循环液流量为20ml/min。

采用实施例1制备的慢消化糖进行功能性试验，试验方案为：将25只雄性小鼠，随机分为5组，每组5只。该5组分别为：1组正常对照组(组号为A)、1组高血糖模型组(组号为B)、3组慢消化糖组(组号分别为LC、MC和HC)。首先，对B、LC、MC和HC组的小鼠注射200mg/kg体重的四氧嘧啶(2％)，饲养7天，检测5组的平均血糖值，记为摄入慢消化糖前血糖值；然后对3组慢消化糖组进行慢消化糖摄入试验，共摄入慢消化糖3周，摄入量见表1，3周检测各组的平均血糖值，记为摄入慢消化糖后血糖值。图2为每组摄入慢消化糖前后血糖值对比。图3为5组小鼠在进食后每隔20min血液胰岛素水平的变化。

表1分组小鼠慢消化糖摄入量情况

由图2可知，摄入慢消化糖前A组小鼠血糖值为5.76mmol.L^-1,B组、LC组、MC组和HC组分别为20.85mmol.L^-1、20.79mmol.L^-1、20.62mmol.L^-1、21.15mmol.L^-1，由试验结果可知，喂食了慢消化糖的LC组、MC组和HC组小鼠3周后血糖水平均有较为明显的下降，且慢消化糖摄入量越高，血糖值下降越明显。图3展示了小鼠在进食后血液胰岛素水平的变化，模型组小鼠进食后胰岛素急速上升，40分钟时达到最大值，而摄入了慢消化糖的LC、MC和HC组的小鼠胰岛素均呈现出缓慢释放的现象。通过此次试验可证实本发明制备出的慢消化糖不仅具有甜味，而且糖尿病人食用后具有降血糖和不引起胰岛素快速上升的特点，可供糖尿病人作为代糖使用，因此在保健食品领域具有广泛的应用效果。

Claims

1.一种慢消化糖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：喷射液化步骤、糖化转苷步骤、纯化浓缩步骤所述喷射液化步骤中，液化过程控制DE值为9～12；所述糖化转苷步骤中，糖化转苷后DE值为35～60；所述纯化浓缩步骤中，包括色谱分离过程。

2.根据权利要求1所述的慢消化糖的制备方法，其特征在于：所述色谱分离采用模拟移动床色谱分离；所述模拟移动床色谱分离过程中，温度控制在20～60℃，切换时间为10～15min，进料液流量为10～20ml/min,洗脱液流量为25～35ml/min，萃取液流量为15～25ml/min，萃取余液流量为20～30ml/min，循环液流量为15～20ml/min。

3.根据权利要求1所述的慢消化糖的制备方法，其特征在于：所述喷射液化步骤包括如下操作：

(1)以重量份计，按照1份干淀粉加2～4份水的比例调制淀粉浆，加入干淀粉重量0.01％～0.03％的CaCl₂，搅拌均匀；

(3)用喷射液化器进行液化，喷射温度为100～130℃；

(4)温度升至125～135℃进行灭酶处理，除去蛋白渣。

4.根据权利要求1所述的慢消化糖的制备方法，其特征在于：所述糖化转苷步骤包括如下操作：将经过喷射液化步骤的物料，降温至60℃后，转移至糖化罐；调节糖化温度为60℃，pH值为5.0～7.0，加入糖化酶，进行糖化；DE值为41～44时加入转苷酶，进行转苷；DE值大于48时，升温至90℃进行灭酶处理。

5.根据权利要求1所述的慢消化糖的制备方法，其特征在于：所述纯化浓缩步骤中，色谱分离过程之前还包括一次脱色、离子交换、一次浓缩；色谱分离过程之后还包括二次脱色、二次浓缩、干燥成粉，或者色谱分离过程之后还包括二次脱色、二次浓缩、制浆。

6.根据权利要求5所述的慢消化糖的制备方法，其特征在于：所述一次脱色的操作包括，将物料温度保持在70～90℃，加入活性炭量为0.8kg/m³，进行脱色；保持压力≤0.4Mpa进行过滤，滤液透光率≥97％。

7.根据权利要求5所述的慢消化糖的制备方法，其特征在于：所述离子交换操作包括将物料降温至30～50℃转移至离交柱，采用二级离交，经过离子交换后物料透光率≥98％，电导率≤60μs/cm，pH≥4.0。

8.根据权利要求5所述的慢消化糖的制备方法，其特征在于：一次浓缩后浓度BX值为45～60，pH值为4.5～6.0；二次脱色采用活性炭；二次浓缩后浓度BX值为70～80，pH值为4.5～6.0。

9.根据权利要求3或4所述的慢消化糖的制备方法，其特征在于：调节pH值采用的物质为Na₂CO₃。