CN113383967A - 一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法及产品和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物制备方法及产品和应用，本发明属于食品加工技术领域。本发明以方竹笋下脚料为原料，通过微射流两步法处理，第一步动态高压微射流处理方竹笋得到方竹笋膳食纤维纳米分散液，第二步将方竹笋膳食纤维纳米分散液和淀粉溶液混合进行动态高压微射流处理，得到方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物。本发明工艺简单，反应温和，产品质量高，且经过微射流处理的的方竹笋膳食纤维与淀粉更容易形成氢键，形成稳定的方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物。
Description
技术领域
本发明属于涉及食品加工技术领域，具体来说，涉及一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法及产品和应用。
背景技术
淀粉是人体最重要的能量来源，主要由线性的直链淀粉和高度分支的支链淀粉组成。淀粉不仅是面包、大米和面条的主要成分，同时也在食品和非食品工业中被广泛用作增稠剂、填充剂和胶凝剂等。因此淀粉的消化和吸收速率与人体的血糖水平息息相关。从营养和健康角度看，慢消化淀粉(SDS)释放葡萄糖较慢，从而有利于稳定餐后血糖水平。抗性淀粉(RS)不能被人体小肠内的消化酶酶解，但是可以被肠道微生物发酵产生短链脂肪酸，从而促进人体健康。然而，天然淀粉由于易回生，稳定性差以及SDS和RS含量较低而限制了它在食品工业中的应用。因此，提高淀粉中SDS和RS的含量和稳定性，抑制淀粉类食品的餐后血糖水平成为研究者关注的重要方面。
我国是世界上最大的方竹笋生产国，年产方竹笋500万吨以上，产值达300多亿元。方竹笋作为一种深受人们喜爱的森林蔬菜，不但美味可口，而且具有较高的营养价值。方竹笋的脂肪和胆固醇含量低，蛋白质、碳水化合物、膳食纤维、矿质元素和维生素等含量丰富。我国方竹笋年产量中除40％鲜销外，其余均用于加工，但是在方竹笋收获、保鲜到加工的过程中方竹笋老化比较快，纤维素、木质素等含量迅速增加，加工处理时这些老化部分往往被作为下脚料废弃，造成资源上的浪费。纤维素、木质素、半纤维素等都是膳食纤维的主要成分，因此这也是一种较好的膳食纤维资源。
在淀粉中添加膳食纤维在实际应用中具有安全，有效和方便的优势。但是现有技术仅仅将膳食纤维与淀粉简单混合，其中膳食纤维与淀粉的相互作用较弱，稳定性较差，所制备的产品在抑制餐后血糖浓度上升等慢消化性能较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种含方竹笋膳食纤维的慢消化淀粉复合物的制备方法；
本发明的目的之二在于提供一种含方竹笋膳食纤维的慢消化淀粉复合物；
本发明的目的之三在于提供一种含方竹笋膳食纤维的慢消化淀粉在糖尿病、肥胖症或心血管等疾病代餐食品上的应用。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法，所述方法如下：
(1)取方竹笋膳食纤维粉加水制备纤维悬浮液，加入稳定剂，高压微射流处理，得纳米膳食纤维分散液；
(2)取淀粉溶液和步骤(1)中的纳米膳食纤维分散液混匀，高压微射流处理，得混合液；
(3)将步骤(2)中的混合液熟化，经冷却、冻干，得方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物。
优选的，步骤(1)中，所述方竹笋膳食纤维粉中非水溶性膳食纤维含量为71.21-83.87％，水溶性膳食纤维含量为13.13-17.80％。
优选的，所述方竹笋膳食纤维粉按如下方法制备：
A、取方竹笋切块、漂烫、干燥、粉碎，得方竹笋粗粉；
B、取方竹笋粗粉加水混匀，超声辅助酶解法进行提取，得方竹笋膳食纤维粉。
优选的，步骤A中，取方竹笋切块，在沸水中漂烫8-10min，沥干，在50-60℃下干燥至含水量为6-9％，粉碎过60-80目筛，得方竹笋粗粉。
优选的，步骤B中，取方竹笋粗粉，以质量体积比1:35，g：ml，加水混匀制得方竹笋粗粉混合液，按复合酶与方竹笋粗粉混合液质量体积比2-6:100，g：ml，加入复合酶，在超声功率为400-1200W、pH值为7.0-10.0、40-60℃下酶解60-180min，所述复合酶由虫漆酶和碱性蛋白酶按照质量比1:1混合而成，最后灭酶冷却至室温，加入4倍体积的95％乙醇沉淀2h，8000r/min下离心15min，取沉淀，冻干得方竹笋膳食纤维粉。
优选的，步骤(1)中，所述方竹笋膳食纤维粉与稳定剂的质量比为50：0.3-0.5。
优选的，其特征在于，步骤(1)中，所述稳定剂为黄原胶、卡拉胶、罗望子胶、黄蜀葵胶、单甘脂或蔗糖酯中的至少一种。
优选的，步骤(1)中，所述高压微射流处理具体为：在100-200MPa，20-30℃下循环处理5-10次，每次90-120s。
优选的，步骤(2)中，所述淀粉溶液的质量分数为6-10％，所述膳食纤维纳米分散液的质量分数为4-6％，所述淀粉溶液和膳食纤维纳米分散液体积比为1:0.5-1。
优选的，步骤(2)中，所述高压微射流处理具体为：在50-200MPa，20-30℃下循环处理3-5次，每次180-240s。
优选的，步骤(3)中，所述熟化具体为：向步骤(2)的混合液中加入沙蒿胶和肉豆蔻酸至所述沙蒿胶终浓度为0.4-0.8g/L、肉豆蔻酸终浓度为0.008-0.016g/L，于90-100℃下，以150-200r/min的转速搅拌糊化20-40min。
优选的，所述冷却处理具体为：4℃下放置12h。
优选的，方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物冻干后粉碎、过80目筛。
2、所述方法制备的一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物。
3、所述一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物作为糖尿病患者、肥胖症患者、心血管疾病患者代餐食品的应用。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明利用高压微射流两步法来制备方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物，第一步高压微射流处理方竹笋膳食纤维粉得到纳米膳食纤维分散液，第二步将纳米膳食纤维分散液和淀粉溶液混合进行高压微射流处理以制备出含方竹笋膳食纤维慢消化淀粉复合物。其中，第一步高压微射流处理，方竹笋膳食纤维粉由于高频振动、剧烈的压力差、剪切和空穴作用，能够有效减小膳食纤维的粒径，使纳米膳食纤维分散更加均匀。第二步高压微射流处理，能够使淀粉因高频振动、剧烈的压力差、剪切和空穴作用，破坏淀粉的结晶结构、表面结构和糖苷键，减小分子量，实现分子的重排从而形成一个稳定的结构，进而提高了淀粉中慢性淀粉(慢性淀粉即慢消化性淀粉和抗性淀粉的统称)的含量。此外，由于第二步高压微射流处理，经高压微射流处理的膳食纤维更容易与高压微射流处理的淀粉之间通过氢键、范德华力等作用形成复合物，并改变复合物体系的粘度及复合物中淀粉膨胀度等理化性质，从而提升复合物的慢消化性能。
(2)高压微射流处理的膳食纤维更好的对淀粉进行包裹，从而形成阻止淀粉酶解的屏障。
(3)本发明膳食纤维原料价格低廉，工艺简单，反应温和，产品质量高，为方竹笋加工废弃物的利用提供了一条新的思路。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为淀粉水解曲线图；
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
制备方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物
取方竹笋罐头加工下脚料5kg，切成小块，在沸水中漂烫8min，沥干，用鼓风干燥箱在50℃下干燥至含水量为8％，用植物组织捣碎机粉碎并过60目筛，得到约400g主要成分为方竹笋粗粉。取方竹笋粗粉，以质量体积比1:35，g：ml，加水混匀制得方竹笋粗粉混合液，按复合酶与方竹笋粗粉混合液质量体积比2:100，g：ml，加入复合酶(复合酶由虫漆酶和碱性蛋白酶按照质量比1:1混合而成)。在超声功率为400W、pH值为7.0、40℃条件下酶解60min。酶解结束，加入4倍体积的95％乙醇沉淀2h，然后在8000r/min下离心15min，取沉淀，冷冻干燥、过200目筛得到方竹笋膳食纤维粉。所制备的方竹笋膳食纤维粉中非水溶性膳食纤维含量为71.21％、水溶性膳食纤维含量为17.80％。取方竹笋膳食纤维粉50g、加纯水1000mL配成质量分数为5％的方竹笋膳食纤维悬浮液，然后分别加入罗望子胶0.1g、黄蜀葵胶0.2g作为复合稳定剂，采用动态高压纳米分散机在100MPa、20℃下循环处理5次，每次处理时间为90s，得到纳米膳食纤维分散液。取质量分数为8％的1000mL淀粉溶液加入到上述纳米膳食纤维分散液中，用高速匀浆分散机充分混合均匀，然后再次采用动态高压纳米分散机在50MPa、20℃下循环微射流处理3次，每次处理180s。动态高压微射流处理结束后，加入0.8g的沙蒿胶和0.016g肉豆蔻酸，然后在95℃下，160r/min转速下搅拌糊化30min，置于4℃冰箱放置12h后，冷冻干燥、粉碎、过80目筛，即可得到淡黄色方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物。经测定，其慢性淀粉含量为59.97％，所述慢性淀粉由慢消化淀粉和抗性淀粉组成。
实施例2
与实施例1的区别在于，取质量分数为8％的1000mL淀粉溶液加入到上述纳米膳食纤维分散液中，用高速匀浆分散机充分混合均匀，然后再次采用动态高压纳米分散机在100MPa、20℃下循环微射流处理3次，每次处理180s。
实施例3
与实施例1的区别在于，取质量分数为8％的1000mL淀粉溶液加入到上述纳米膳食纤维分散液中，用高速匀浆分散机充分混合均匀，然后再次采用动态高压纳米分散机在150MPa、20℃下循环微射流处理3次，每次处理180s。
实施例4
与实施例1的区别在于，取质量分数为8％的1000mL淀粉溶液加入到上述纳米膳食纤维分散液中，用高速匀浆分散机充分混合均匀，然后再次采用动态高压纳米分散机在200MPa、20℃下循环微射流处理3次，每次处理180s。
实施例5
制备方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物
取方竹笋罐头加工下脚料10kg，切成小块，在沸水中漂烫10min，沥干，用鼓风干燥箱在60℃下干燥至含水量为8％，用植物组织捣碎机粉碎并过80目筛，得到约900g主要成分为方竹笋粗粉。取方竹笋粗粉，以质量体积比1:35，g：ml，加水混匀制得方竹笋粗粉混合液，按复合酶与方竹笋粗粉混合液质量体积比4:100，g：ml，加入复合酶(复合酶由虫漆酶和碱性蛋白酶按照质量比1:1混合而成)。在超声功率为800W、pH值为9.0、50℃条件下酶解120min。酶解结束，加入4倍体积的95％乙醇沉淀2h，然后在38000r/min下离心15min，取沉淀，冷冻干燥、过200目筛得到方竹笋膳食纤维粉。所制备的方竹笋膳食纤维粉中非水溶性膳食纤维含量为76.58％、水溶性膳食纤维含量为16.64％。取方竹笋膳食纤维粉50g、加纯水1000mL配成质量分数为5％的方竹笋膳食纤维悬浮液，然后分别加入罗望子胶0.15g、黄蜀葵胶0.25g作为复合稳定剂，采用动态高压纳米分散机在150MPa、25℃下循环处理7次，每次处理时间为120s，得到纳米膳食纤维分散液。取质量分数为8％的1000mL淀粉溶液加入到上述纳米膳食纤维分散液中，用高速匀浆分散机充分混合均匀，然后再次采用动态高压纳米分散机在100MPa、25℃下循环微射流处理4次，每次处理240s。动态高压微射流处理结束后，加入1.2g的沙蒿胶和0.024g肉豆蔻酸，然后在95℃下，160r/min转速下搅拌糊化30min，置于4℃冰箱放置12h，冷冻干燥、粉碎、过80目筛，即可得到淡黄色方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物。经测定，其慢性淀粉含量为63.03％，所述慢性淀粉由慢消化淀粉和抗性淀粉组成。
实施例6
制备方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物
取方竹笋罐头加工下脚料3kg，切成小块，在沸水中漂烫10min，沥干，用鼓风干燥箱在50℃下干燥至含水量为8％，用植物组织捣碎机粉碎并过60目筛，得到约250g主要成分为方竹笋粗粉。取方竹笋粗粉，以质量体积比1:35，g：ml，加水混匀制得方竹笋粗粉混合液，按复合酶与方竹笋粗粉混合液质量体积比6:100，g：ml，加入复合酶(复合酶由虫漆酶和碱性蛋白酶按照质量比1:1混合而成)。在超声功率为1200W、pH值为10.0、60℃条件下酶解180min。酶解结束，加入4倍体积的95％乙醇沉淀2h，然后在8000r/min下离心15min，取沉淀，冷冻干燥、过200目筛得到方竹笋膳食纤维粉。所制备的方竹笋膳食纤维粉中非水溶性膳食纤维含量为83.87％、水溶性膳食纤维含量为13.13％。取方竹笋膳食纤维粉50g、加纯水1000mL配成质量分数为5％的方竹笋膳食纤维悬浮液，然后分别加入罗望子胶0.2g、黄蜀葵胶0.3g作为复合稳定剂，采用动态高压纳米分散机在200MPa、30℃下循环处理10次，每次处理时间为100s，得到纳米膳食纤维分散液。取质量分数为8％的1000mL淀粉溶液加入到上述纳米膳食纤维分散液中，用高速匀浆分散机充分混合均匀，然后再次采用动态高压纳米分散机在200MPa、30℃下循环微射流处理5次，每次处理210s。动态高压微射流处理结束后，加入1.62g的沙蒿胶和0.032g肉豆蔻酸，然后在95℃下，160r/min转速下搅拌糊化30min，置于4℃冰箱放置12h，冷冻干燥、粉碎、过80目筛，即可得到淡黄色方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物。经测定，其慢性淀粉含量为60.06％，所述慢性淀粉由慢消化淀粉和抗性淀粉组成。
将在实施例1条件下微射流处理的淀粉与普通膳食纤维混合，获得普通混合物，然后分别测试天然淀粉、普通混合物、实施例1-实施例4中制备的方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物中快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗消化淀粉(RS)含量，结果见表1，再分别进行水解测试，测试结果见图1。
表1
由表1可知，通过高压微射流两步法制备的方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物慢消化淀粉(SDS)和抗消化淀粉(RS)含量较天然淀粉明显偏高。
由图1可知，通过高压微射流两步法制备的方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物与天然淀粉或普通混合物相比，其水解率均较低，表现出更好的慢消化特性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法，其特征在于，所述方法如下：
(1)取方竹笋膳食纤维粉加水制备纤维悬浮液，加入稳定剂，高压微射流处理，得纳米膳食纤维分散液；
(2)取淀粉溶液和步骤(1)中的纳米膳食纤维分散液混匀，高压微射流处理，得混合液；
(3)将步骤(2)中的混合液熟化，经冷却、冻干，得方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物。
2.如权利要求1所述一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述方竹笋膳食纤维粉中非水溶性膳食纤维含量为71.21-83.87％，水溶性膳食纤维含量为13.13-17.80％。
3.如权利要求2所述一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述方竹笋膳食纤维粉与稳定剂的质量比为50：0.3-0.5。
4.如权利要求3所述一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述稳定剂为黄原胶、卡拉胶、罗望子胶、黄蜀葵胶、单甘脂或蔗糖酯中的至少一种。
5.如权利要求1-4任一项所述一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高压微射流处理具体为：在100-200MPa，20-30℃下循环处理5-10次，每次90-120s。
6.如权利要求1所述一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述淀粉溶液的质量分数为6-10％，所述膳食纤维纳米分散液的质量分数为4-6％，所述淀粉溶液和膳食纤维纳米分散液体积比为1:0.5-1。
7.如权利要求1或权利要求6所述一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高压微射流处理具体为：在50-200MPa，20-30℃下循环处理3-5次，每次180-240s。
8.如权利要求1所述一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述熟化具体为：向步骤(2)的混合液中加入沙蒿胶和肉豆蔻酸至所述沙蒿胶终浓度为0.4-0.8g/L、肉豆蔻酸终浓度为0.008-0.016g/L，于90-100℃下，以150-200r/min的转速搅拌糊化20-40min。
9.由权利要求1-8任一项所述的方法制备的一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物。
10.权利要求9所述一种方竹笋膳食纤维慢性淀粉复合物作为糖尿病患者、肥胖症患者或心血管疾病患者代餐食品的应用。
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