CN113875985A - 一种低血糖指数淀粉及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种低血糖指数淀粉及其加工方法，属于淀粉改性加工领域。包括如下步骤：1)淀粉加去离子水，搅拌均匀，用柠檬酸缓冲液调节pH值为6.0，制成淀粉乳液；2)将步骤1)所得淀粉乳液微波处理后，加入耐高温α‑淀粉酶进行酶解；3)酶解后取出，进行高压处理；4)高压后取出，静置自然冷却，低温老化处理，离心，弃去上清，脱水干燥，粉碎过筛，得低血糖指数淀粉。能够充分利用淀粉老化对食物GI指数的影响，进一步降低产品的GI指数。生产工艺简单，所涉及的生产设备高效、成本较低、能耗低、易清洗，易于实现工业化生产。该淀粉具有抗性淀粉含量高、血糖指数低的特点,可满足特殊消费者的膳食需求。
Description
技术领域
本发明属于淀粉改性加工领域，具体是涉及一种低血糖指数淀粉及其加工方法。
背景技术
近年来，由于食物种类多样化程度的提高，以及膳食构成的不合理，使得人体能量的摄 入与消耗不平衡，进而导致胰岛素抵抗、糖尿病、肥胖和其他相关代谢综合征的患病人群数 量逐年攀升。根据美国膳食标准(USDA)，碳水化合物是对人类健康至关重要的常量营养素， 提供人体45％～65％的能量需求。淀粉是植物碳水化合物的主要贮藏形式，在人类膳食中占 有很大的比重，能提供人类生存所必须的能量物质，其餐后血糖应答与血糖指数(GI)呈显著 正相关，较低的GI意味着糖需要更长的时间才能被吸收到血液中，因此不会像血液葡萄糖含 量一样大起大落。其中，抗性淀粉(RS)含量与血糖指数成线性负相关。
据报道，淀粉中抗性淀粉(RS)和缓慢消化淀粉(SDS)的制备方法有三种：(1)化学方法——以辛烯基琥珀酸酐(OSA)为反应物通过发生酯化反应制备；(2)物理方法——退火和湿热处理(HMT)法；(3)酶学方法。化学方法虽然可以提高淀粉中RS和SDS的含量， 但处理后的淀粉存在化学试剂残留、产品成分难控制；物理方法存在操作复杂、耗能大，生 产成本高等问题。Gurayal等人(Harmeet,S,Guraya,et al.Effect of Enzyme Concentrationand Storage Temperature on the Formation of Slowly Digestible Starch fromCooked Debranched Rice Starch[J].Starch Strke,2001)利用普鲁兰酶处理大米淀粉，脱支冷却 处理后，大米淀粉中的RS含量显著提升。Lertwanawatana等(Lertwanawatana P,Frazier RA, Niranjan K.High pressure intensification of cassava resistantstarch(RS3)yields. Food Chem.2015 Aug 15；181:85-93.doi:10.1016/j.foodchem.2015.02.005.Epub 2015 Feb 21.PMID:25794725)表明，木薯淀粉悬浮液经过一次高压灭菌和普鲁兰酶处理后，RS产量 得到明显提高。Gorecki等(AR Górecki,BAszczak W,Lewandowicz J,et al.Influence of High Pressure or Autoclaving-Cooling Cycles and Pullulanase Treatment on Buckwheat Starch Properties andResistant Starch Formation[J].Polish Journal of Food& Nutrition Sciences,2018,68.)和Ozturk等(Ozturk S,Koksel H,Kahraman K,et al. Effect of debranchingand heat treatments on formation and functional properties of resistantstarch from high-amylose corn starches[J].European Food Research& Technology,2009,229(1):115-125)使用相似的办法处理荞麦淀粉和高直链玉米淀粉，也使 得RS含量有明显提高。Reddy等[5]报道,完全糊化的马铃薯淀粉经过普鲁兰酶脱支处理后其 RS和直链淀粉含量都显著增加。
目前我国国内的马铃薯产业中以鲜食食用、抗病为主，忽视加工等专用品种的选育，导 致马铃薯品种单一。国内专用薯比例仅为5％左右，而发达国家多在70％以上。由于缺乏适合 加工全粉及炸片、炸条的马铃薯品种，许多加工企业设备闲置，开工不足,市场需求主要靠进 口解决。马铃薯淀粉中抗性淀粉含量高，可降低餐后血糖水平，有效控制肥胖、糖尿病等代 谢性慢性疾病的发病率。目前市场上的各类馒头(包括杂粮馒头)均需小麦面粉做主要原料, 存在淀粉消化速率快、餐后血糖指数高等不足,不适合糖尿病患者、肥胖者等特殊人群食用。
发明内容
本发明的目的是提供具有抗性淀粉含量高、血糖指数低等特点,可满足特殊消费者的膳 食需求，尤其适合于糖尿病人食用的一种低血糖指数淀粉及其加工方法。
一种低血糖指数淀粉的加工方法，包括如下步骤：
1)淀粉加去离子水，搅拌均匀，用柠檬酸缓冲液调节pH值为6.0，制成淀粉乳液；
2)将步骤1)所得淀粉乳液微波处理后，加入耐高温α-淀粉酶进行酶解；
3)酶解后取出，进行高压处理；
4)高压后取出，静置自然冷却，低温老化处理，离心，弃去上清，脱水干燥，粉碎过筛， 得低血糖指数淀粉。
在步骤1)中，所述淀粉选自马铃薯淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、玉米淀粉或绿豆淀粉中 的至少一种。所述淀粉乳液中淀粉含量为20％～40％。
在步骤2)中，所述微波处理的条件可为700～900W功率，微波处理的时间可为100～ 120s；所述耐高温α-淀粉酶的加入量为80～120U/g(以干淀粉计)；所述酶解可在95℃下酶解30min。
在步骤3)中，所述高压处理可在120℃下进行高压处理30min。
在步骤4)中，所述静置的时间可为7～8h；老化的温度为2～6℃，老化时间为18～24h； 所述离心的转速为3500～4000r/min，离心的时间为10～15min；所述干燥采用热风干燥法， 干燥条件为：温度为35～55℃，风速为2～3m/s，干燥时间18～24h；所述粉碎过100目筛。
所述酶解时间可以避免淀粉分子内生成大量短链，导致分子间剧烈活动使淀粉分子不易 结晶，从而保证终产品中抗性淀粉的含量。
所述低血糖指数淀粉的加工方法加工的低血糖指数淀粉可在制备糖尿病人营养健康食 品中应用。
本发明所制备的低血糖指数淀粉，其抗性淀粉含量达到16％～20％。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于：
1、本发明相对现行的马铃薯淀粉或者其他淀粉，能够充分利用淀粉老化对食物GI指数 的影响，进一步降低产品的GI指数。
2、本发明采用酶处理、微波韧化、老化的方法处理淀粉，不经化学方法处理得到的淀粉 无毒无害，且显著增加抗性淀粉含量。
3、该淀粉具有抗性淀粉含量高、血糖指数低的特点,可满足特殊消费者的膳食需求。
4、本发明生产工艺简单，所涉及的生产设备高效、成本较低、能耗低、易清洗，易于实 现工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1的方法流程图。
图2为喂食实施例1中低血糖指数马铃薯淀粉和原淀粉后大鼠餐后血糖变化图。
具体实施方式
为使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技 术方案进行清楚完整的描述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。 下述实施例中所使用的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂、设 备等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
参照图1，本实施例涉及一种制备低血糖指数马铃薯淀粉的方法，包括如下步骤：
(1)称取100g马铃薯淀粉，加适量去离子水充分混合，配制成30％马铃薯淀粉乳液；
(2)将步骤(1)中的马铃薯淀粉乳液搅拌均匀，用柠檬酸缓冲液调节pH值为6.0，用去 离子水配制成40％马铃薯淀粉乳液；
(3)将步骤(2)中所述马铃薯淀粉乳液在功率900W的条件下，微波处理120s，加入耐 高温α-淀粉酶120U/g，95℃酶解30min；
(4)酶解后取出，在120℃下进行高压处理30min；
(5)高压后取出，自然冷却后，置于4℃冰箱，低温老化处理24h，4000r/min离心15min， 弃去上清，55℃热风干燥24h，干燥后粉碎，过100目筛，得低血糖指数马铃薯淀粉，测定 得其中RS含量为16.7％，血糖指数为20.5。
实施例2
本实施例涉及一种制备低血糖指数玉米淀粉的方法，包括如下步骤：
(1)称取100g玉米淀粉，加适量去离子水充分混合，配制成40％玉米淀粉乳液；
(2)将步骤(1)中的玉米淀粉乳液搅拌均匀，用柠檬酸缓冲液调节pH值为6.0，用去离 子水配制成40％玉米淀粉乳液；
(3)将步骤(2)中所述玉米淀粉乳液在功率900W的条件下，微波处理100s，加入耐高 温α-淀粉酶100U/g，95℃酶解30min；
(4)酶解后取出，在120℃下进行高压处理30min；
(5)高压后取出，自然冷却后，置于4℃冰箱，低温老化处理18h，4000r/min离心15min， 弃去上清，55℃热风干燥22h，干燥后粉碎，过100目筛，得低血糖指数玉米淀粉，RS含量 为17.7％。
实施例3
本实施例涉及一种制备低血糖指数小麦淀粉的方法，包括步骤如实施例1，其区别在于 步骤(1)中，淀粉乳液中淀粉含量为40％，步骤(2)中，微波处理条件为700W，时间110s，步 骤(3)中，加入耐高温α-淀粉酶120U/g，步骤(5)中，所述老化时间为18h，干燥温度为45℃， 干燥时间20h，风速2m/s。最终得低血糖指数小麦淀粉，RS含量约为16％。
实施例4
本实施例涉及一种制备低血糖指数绿豆淀粉的方法，包括步骤如实施例1，其区别在于 步骤(1)中，淀粉乳液中淀粉含量为20％，步骤(2)中，微波处理条件为800W，时间100s，步 骤(3)中，加入耐高温α-淀粉酶80U/g，步骤(5)中，所述老化时间为18h，干燥温度为35℃， 干燥时间18h，风速3m/s。最终得低血糖指数绿豆淀粉，RS含量约为20％。
低血糖指数淀粉中SDS和RS的测定方法为：
(1)抗性淀粉的测定方法
采用美国分析化学家学会(Association of Official Analytical Chemists,AOAC)推 荐的酶-重量法对马铃薯淀粉中的抗性淀粉(RS)含量进行测定，具体步骤如下：
取适量所述淀粉，加入柠檬酸缓冲液，调节pH值为1.5，加入胃蛋白酶溶液，40℃恒温 60min，冷却至室温；调节pH值6.0～7.0，加入耐热α-淀粉酶溶液，90℃恒温30min，冷却；调节pH值至4.75，加入葡萄糖淀粉酶溶液，60℃恒温60min，冷却，离心，弃去上清液。将沉淀物完全溶解于4mol·L-1KOH溶液中，用HCl溶液中和，加入葡萄糖淀粉酶溶液，60℃恒温60min， 冷却，离心，收集上清液，用蒸馏水定容至100mL，采用3,5-二硝基水杨酸法(DNS)测定还 原糖的含量。
抗性淀粉的含量依据下列公式计算得出：
RS(％)＝100-G(％)×0.9
式中，RS—抗性淀粉的含量；G—还原糖的含量；0.9—还原糖换算成淀粉的换算系数。
(2)缓慢消化淀粉(SDS)的测定方法：
取100mg所述淀粉，加入磷酸缓冲液(0.1M，pH值6.9)15ml，沸水浴15min，冷却至37℃， 加入α-淀粉酶10ml(200U/ml，37℃)，混匀后立即放入37℃摇床(150r/min)温育10h。水解产生的麦芽糖采用3,5-二硝基水杨酸法(DNS)测定，根据麦芽糖标准曲线计算出麦芽糖浓 度来换算出SDS的含量。
缓慢消化淀粉的含量依据下列公式计算得出：
SDS＝(B-A)/C×100％
式中，A—样品酶解1h后释放的麦芽糖量；B—样品酶解10h后产生的麦芽糖量；C—总淀 粉量(以麦芽糖量计)。
图2为喂食实施例1中低血糖指数马铃薯淀粉和原淀粉后大鼠餐后血糖变化图。由图2 可知，本发明所述低血糖指数淀粉确实可降低血糖水平。
本发明通过改进的酶法结合韧化、老化工艺，通过高直链淀粉的凝胶化以及支链淀粉经 耐高温α-淀粉酶脱支处理后，以生成更多的直链淀粉，利用分子重新结晶，生成高含量抗性 淀粉。本发明要求的低血糖指数淀粉为马铃薯淀粉、大米淀粉、玉米淀粉或绿豆淀粉中的一 种或几种，具有抗性淀粉含量高、血糖指数低的特点,可满足特殊消费者的膳食需求。虽然， 上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作详尽的描述，但本领域技术人 员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，在本发明基础上，可以在不脱离其范围内对之作 各种修改或改进。因此，本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，在不偏 离本发明精神的基础上所做的这些修改或改变，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种低血糖指数淀粉的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
1)淀粉加去离子水，搅拌均匀，用柠檬酸缓冲液调节pH值为6.0，制成淀粉乳液；
2)将步骤1)所得淀粉乳液微波处理后，加入耐高温α-淀粉酶进行酶解；
3)酶解后取出，进行高压处理；
4)高压后取出，静置自然冷却，低温老化处理，离心，弃去上清，脱水干燥，粉碎过筛，得低血糖指数淀粉。
2.如权利要求1所述一种低血糖指数淀粉的加工方法，其特征在于在步骤1)中，所述淀粉选自马铃薯淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、玉米淀粉或绿豆淀粉中的至少一种。
3.如权利要求1所述一种低血糖指数淀粉的加工方法，其特征在于在步骤1)中，所述淀粉乳液中淀粉含量为20％～40％。
4.如权利要求1所述一种低血糖指数淀粉的加工方法，其特征在于在步骤2)中，所述微波处理的条件为700～900W功率，微波处理的时间为100～120s。
5.如权利要求1所述一种低血糖指数淀粉的加工方法，其特征在于在步骤2)中，所述耐高温α-淀粉酶的加入量为80～120U/g(以干淀粉计)，所述酶解是在95℃下酶解30min。
6.如权利要求1所述一种低血糖指数淀粉的加工方法，其特征在于在步骤3)中，所述高压处理可在120℃下进行高压处理30min。
7.如权利要求1所述一种低血糖指数淀粉的加工方法，其特征在于在步骤4)中，所述静置的时间为7～8h；老化的温度为2～6℃，老化时间为18～24h；所述离心的转速为3500～4000r/min，离心的时间为10～15min。
8.如权利要求1所述一种低血糖指数淀粉的加工方法，其特征在于在步骤4)中，所述所述干燥采用热风干燥法，干燥条件为：温度为35～55℃，风速为2～3m/s，干燥时间18～24h；所述粉碎过100目筛。
9.如权利要求1～8中任一所述方法加工所得的低血糖指数淀粉。
10.如权利要求9所述低血糖指数淀粉在制备糖尿病人营养健康食品中应用。
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