專利名稱：有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于變性淀粉加工領(lǐng)域，具體涉及利用有機(jī)酸壓熱酸解普通玉米淀粉 生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法。
背景技術(shù)：
淀粉是一種很重要的能源食物來(lái)源，Englyst根據(jù)淀粉的生物可利用性將淀 粉分為三類，包括快速消化淀粉(Rapidly Digestible Starch， RDS)， 20min內(nèi) 在小腸中能被a-淀粉酶消化的淀粉；緩慢消化淀粉(Slowly Digestible Starch, SDS)， 20~120min內(nèi)在小腸中能被a-淀粉酶消化的淀粉；抗性淀粉(Resistant Starch, RS)， 120min后都不能在小腸中被a-淀粉酶消化的淀粉。
SDS具有多種生理功能①SDS在胃腸中停留時(shí)間長(zhǎng)，葡萄糖釋放緩慢， 產(chǎn)生的葡萄糖能夠調(diào)控胰島素的分泌，與普通淀粉相比，SDS刺激餐后胰島素 分泌的作用小，從而調(diào)節(jié)機(jī)體血糖水平，維持胰島素的功能，改善胰島素的敏感 性，避免高胰島素血癥和胰島素抵抗等代謝綜合癥發(fā)生；②降低血甘油三酯、膽 固醇水平，減少總脂肪組織，緩解高血糖和高胰島素癥狀，降低冠心病、微血管 并發(fā)癥等的發(fā)病率；③SDS消化緩慢，能改善腸道運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)糞便和腸道毒素 排出，減少腸機(jī)能失調(diào)及結(jié)腸癌等的發(fā)病率；④由于SDS可以較長(zhǎng)時(shí)間地維持 飽腹感，減少饑餓感，使能量持續(xù)而緩慢地釋放，有利于控制肥胖、保持適宜體 重，它還可作為運(yùn)動(dòng)員，尤其是馬拉松等長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的碳水化合物補(bǔ)充劑，使運(yùn) 動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得穩(wěn)定持久的能量，從而保持其耐力。
SDS具有上述諸多生理功能，得到了很多研究者的關(guān)注。目前對(duì)SDS的加 工技術(shù)主要有物理法、酶法、化學(xué)法、物理酶法聯(lián)合作用等等。物理法主要采 用微波加熱法處理淀粉，但是這種方法不適用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，并且需要 很高的生產(chǎn)成本；酶法一般選用普魯蘭酶、異淀粉酶等等酶解糊化淀粉，通過(guò)分 子修飾技術(shù)來(lái)獲得SDS，然而此法中選用都是高成本的酶類，尤其是異淀粉酶，
目前僅用于實(shí)驗(yàn)室樣品制備，要投入工業(yè)生產(chǎn)還需要一定的時(shí)間；據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，
化學(xué)法選用的化學(xué)試劑為三氯氧化磷、辛烯基琥珀酸、環(huán)氧丙垸等這些有毒物質(zhì)，
雖然工藝較簡(jiǎn)單，但制備得到的SDS具有一定的毒性，無(wú)法應(yīng)用到食品加工領(lǐng) 域中；而物理酶法聯(lián)合作用制備SDS比單獨(dú)的酶法需要更高的生產(chǎn)成本，因此 對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是不現(xiàn)實(shí)的。另一方面，目前制備SDS的原料基本都是蠟質(zhì) 玉米淀粉，但這種原料來(lái)源并不廣泛。在我國(guó)，普通玉米淀粉來(lái)源十分廣泛，特
別是在被譽(yù)為三大"黃金玉米帶"的東北地區(qū)，玉米主要被加工成普通玉米淀 粉，而淀粉的深加工產(chǎn)業(yè)并不深入和廣泛。因此選用來(lái)源廣泛的普通玉米淀粉為
原料，并利用無(wú)毒且較經(jīng)濟(jì)的有機(jī)酸壓熱酸解生產(chǎn)SDS，可以豐富玉米淀粉產(chǎn)
品種類，滿足市場(chǎng)需求，推動(dòng)玉米淀粉深加工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，具有很重要的社會(huì) 效益和經(jīng)濟(jì)利益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)有機(jī)酸壓熱酸解普通玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化 淀粉的方法。
本發(fā)明的步驟如下 A:玉米淀粉乳的配制
配制濃度為0.1%~10% (W/V)的可食用的有機(jī)酸水溶液，然后將玉米淀粉
加入到上述濃度的可食用的有機(jī)酸溶液中，配制成濃度為2%~30% (w/v)的玉
米淀粉乳；
B:壓熱酸解
將上述步驟得到的玉米淀粉乳以100r/min 300r/min的速度攪拌20min 60min后密封，在10CrC 150'C溫度條件下壓熱酸解5min 90min;
C:離心、收集沉淀
將壓熱酸解后的玉米淀粉立即進(jìn)行離心處理，于2000rpm 10000rpm條件 下離心2 min ~10min，再離心水洗3~8次后收集沉淀物； D:冷藏回生
將收集的沉淀物密封包裝，于-1(TC 1(TC溫度條件下冷藏回生12h 240h; E:鼓風(fēng)干燥
將冷藏回生后的玉米淀粉于50'O8(TC溫度條件下鼓風(fēng)干燥10h 20h; F:機(jī)械粉碎及過(guò)篩
將干燥后的玉米淀粉進(jìn)行機(jī)械粉碎，并且使粉碎后的玉米淀粉過(guò)80~150目 篩，得到SDS質(zhì)量含量20。/。以上的淀粉產(chǎn)品。
本發(fā)明所使用的分析方法麥芽糖質(zhì)量含量和SDS質(zhì)量含量的測(cè)定。
(1) 麥芽糖采用3， 5-二硝基水楊酸(DNS)法進(jìn)行測(cè)定，并制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
(2) SDS含量的測(cè)定采用改進(jìn)的Guraya方法，具體步驟為稱取100mg SDS樣品，加入磷酸緩沖液(0.1M， pH6.9， 15ml)，沸水浴煮15min，平衡
至37°C，再加入豬胰腺a-淀粉酶10ml(200U/ml， 37°C)，混勻后立即放入37°C 搖床溫育(150rpm， 10h)。測(cè)定水解產(chǎn)生的麥芽糖，根據(jù)麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算 出麥芽糖濃度來(lái)?yè)Q算出SDS質(zhì)量含量。計(jì)算公式如下 SDS%=(B-A)/O100%
A:樣品酶解1h后釋放的麥芽糖量； B:總淀粉(以麥芽糖量計(jì))；
C:樣品酶解10h后產(chǎn)生的麥芽糖量。
上述步驟中的可食用的有機(jī)酸為醋酸、檸檬酸、乳酸或蘋(píng)果酸。 在優(yōu)選實(shí)施方案中，采取單因素和正交試驗(yàn)結(jié)合的方法確定有機(jī)酸濃度、淀
粉乳濃度、壓熱酸解時(shí)間、壓熱酸解溫度、冷藏回生溫度、冷藏回生時(shí)間等工藝參數(shù)。
本發(fā)明的有機(jī)酸濃度為0.1%~10% (W/V)，進(jìn)一歩優(yōu)選的實(shí)施方式中，有
機(jī)酸濃度為1%~5% (w/v)，再進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，醋酸濃度為2%~4% (w/v)，擰檬酸濃度為1.5%~3.5% (w/v)，蘋(píng)果酸濃度為1.2%~2.4% (w/v); 最佳的實(shí)施方式中，醋酸濃度為3% (w/v)，檸檬酸濃度為1.6% (w/v)，蘋(píng)果 酸濃度為1.4% (w/v)。 w/v即代表質(zhì)量的單位是kg,體積的單位是L。
本發(fā)明的玉米淀粉乳濃度為2%~30% (w/v)，進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中， 玉米淀粉乳濃度為5%~15% (w/v),再進(jìn)一歩優(yōu)選的實(shí)施方式中，玉米淀粉乳 的濃度為8%~15% (w/v)，最佳的實(shí)施方式中，玉米淀粉乳濃度為10% (w/v)。 w/v即代表質(zhì)量的單位是kg，體積的單位是L。
本發(fā)明的壓熱酸解溫度為100°C~150°C，壓熱酸解時(shí)間為5min 90min;進(jìn) 一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，壓熱酸解溫度為105°C~135°C，壓熱酸解時(shí)間為 10min 40min;再進(jìn)一歩優(yōu)選的實(shí)施方式中，壓熱酸解溫度為110°C~125°C， 壓熱酸解時(shí)間為15min 20min;最佳的實(shí)施方式中，醋酸的壓熱酸解溫度為 11CTC，壓熱酸解時(shí)間為15min;檸檬酸的壓熱酸解溫度為12(TC，壓熱酸解時(shí) 間為15min;蘋(píng)果酸的壓熱酸解溫度為12(TC，壓熱酸解時(shí)間為20min。
本發(fā)明的離心速度為2000 10000rpm，離心時(shí)間為2~10min，離心水洗次 數(shù)為3~8次；進(jìn)一歩優(yōu)選的實(shí)施方式中，離心速度為3000~6000rpm，離心時(shí) 間為3~8min，離心水洗次數(shù)為4~7次；最佳的實(shí)施方式中，離心速度為4000rpm， 離心時(shí)間為5min，離心水洗次數(shù)為5次。
本發(fā)明的冷藏回生溫度為-1Cr01(TC，冷藏回生時(shí)間為12h 240h;進(jìn)一步 優(yōu)選的實(shí)施方式中，冷藏回生溫度為-4'C 4'C，冷藏回生時(shí)間為18h 72h;最
佳的實(shí)施方案中，冷藏回生溫度為0r，冷藏回生時(shí)間為24h。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:檸檬酸壓熱酸解普通玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉
配制20L濃度為1.6。/。 (w/v)的檸檬酸水溶液，稱取2kg普通玉米淀粉， 兩者混合形成玉米淀粉乳，機(jī)械攪拌30min使淀粉分散均勻，將淀粉乳放入預(yù) 熱好的壓熱鍋，密封鍋蓋開(kāi)始升溫，當(dāng)壓熱鍋溫度上升至120'C時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) 15min，整個(gè)過(guò)程控制壓熱酸解溫度為120±0.5°C 。將壓熱酸解完畢的淀粉乳進(jìn) 行離心處理，具體條件為4000rpm， 5min,離心水洗5次后收集沉淀物，將沉 淀物密封包裝后放于0"C冷藏室冷藏回生24h，待回生結(jié)束后，除去密封包裝， 將沉淀物放于6(TC鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)鼓風(fēng)干燥20h，之后將干燥的沉淀物機(jī)械粉碎， 并過(guò)100目篩后，得到SDS產(chǎn)品，SDS質(zhì)量含量達(dá)20.00。/。以上。
實(shí)施例2:醋酸壓熱酸解普通玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉
配制30L濃度為3。/。 (w/v)的醋酸水溶液，稱取3kg普通玉米淀粉，兩者 混合形成淀粉乳，機(jī)械攪拌30min使淀粉分散均勻，將淀粉乳放入預(yù)熱好的壓 熱鍋，密封鍋蓋開(kāi)始升溫，當(dāng)壓熱鍋溫度上升至11CTC時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)15min，整個(gè) 過(guò)程控制壓熱酸解溫度為110±0.5°C。用濃度為1M的NaOH將壓熱酸解完畢的 淀粉乳調(diào)pH至6.5~7.0，然后離心處理，具體條件為4000rpm， 5min，離心水 洗4次后收集沉淀物，將沉淀物密封包裝后放于0'C冷藏室冷藏回生24h，待回 生結(jié)束后，除去密封包裝，將沉淀物放于6CTC鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)鼓風(fēng)干燥20h,之 后將干燥的沉淀物機(jī)械粉碎，并過(guò)100目篩后，得到SDS產(chǎn)品，SDS質(zhì)量含量 達(dá)22.02%以上。
實(shí)施例3:蘋(píng)果酸壓熱酸解普通玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉
配制20L濃度為1.4% (w/v)的蘋(píng)果酸水溶液，稱取2kg普通玉米淀粉， 兩者混合形成淀粉乳，機(jī)械攪拌30min使淀粉分散均勻，將淀粉乳放入預(yù)熱好 的壓熱鍋，密封鍋蓋開(kāi)始升溫，當(dāng)壓熱鍋溫度上升至12(TC時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)20min， 整個(gè)過(guò)程控制壓熱酸解溫度為120±0.5°C。將壓熱酸解完畢的淀粉乳進(jìn)行離心處 理，具體條件為4000rpm， 5min，離心水洗5次后收集沉淀物，將沉淀物密封 包裝后放于0'C冷藏室冷藏回生24h，待回生結(jié)束后，除去密封包裝，將沉淀物 放于6CTC鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)鼓風(fēng)干燥20h，之后將干燥的沉淀物機(jī)械粉碎，并過(guò)100 目篩后，得到SDS產(chǎn)品，SDS質(zhì)量含量達(dá)21.17。/。以上。
權(quán)利要求
1、有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法，其包括如下步驟A玉米淀粉乳的配制配制濃度為0.1％～10％(w/v)的可食用的有機(jī)酸水溶液，然后將玉米淀粉加入到上述濃度的可食用的有機(jī)酸溶液中，配制成濃度為2％～30％(w/v)的玉米淀粉乳；B壓熱酸解將上述步驟得到的玉米淀粉乳以100r/min～300r/min的速度攪拌20min～60min后密封，在100℃～150℃溫度條件下壓熱酸解5min～90min；C離心、收集沉淀將壓熱酸解后的玉米淀粉立即進(jìn)行離心處理，于2000rpm～10000rpm條件下離心2 min～10min，再離心水洗3～8次后收集沉淀物；D冷藏回生將收集的沉淀物密封包裝，于-10℃～10℃溫度條件下冷藏回生12h～240h；E鼓風(fēng)干燥將冷藏回生后的玉米淀粉于50℃～80℃溫度條件下鼓風(fēng)干燥10h～20h；F機(jī)械粉碎及過(guò)篩將干燥后的玉米淀粉進(jìn)行機(jī)械粉碎，并且使粉碎后的玉米淀粉過(guò)80～150目篩，得到緩慢消化淀粉質(zhì)量含量20％以上的玉米淀粉。
2、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法， 其特征在于玉米淀粉乳的濃度為5%~15% (w/v)。
3、 如權(quán)利要求2所述的有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法， 其特征在于玉米淀粉乳的濃度為8%~15% (w/v)。
4、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法，其特征在于可食用有機(jī)酸的濃度為1%~5% (W/V)。
5、 如權(quán)利要求1或4所述的有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法，其特征在于可食用的有機(jī)酸為醋酸、檸檬酸、乳酸或蘋(píng)果酸。
6、 如權(quán)利要求5所述的有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法，其特征在于醋酸的濃度為2%~4% (w/v)，檸檬酸的濃度為1.5%~3.5% (w/v)，蘋(píng)果酸的濃度為1.2%~2.4% (w/v)。
7、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法， 其特征在于壓熱酸解的溫度為11(TC~125°C，壓熱酸解的時(shí)間為 10min~40min。
8、 如權(quán)利要求7所述的有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法， 其特征在于壓熱酸解的溫度為115°C~120°C，壓熱酸解的時(shí)間為 15min~20min。
9、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法， 其特征在于離心的速度為3000rpm~6000rpm，離心的時(shí)間為3min~8min， 離心水洗的次數(shù)為4~7次。
10、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)酸壓熱酸解玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法， 其特征在于冷藏回生的溫度為-4'C 4'C，冷藏回生的時(shí)間為18h 72h。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機(jī)酸壓熱酸解普通玉米淀粉生產(chǎn)緩慢消化淀粉的方法。其是將普通玉米淀粉用濃度為0.1％～10％(w/v)的有機(jī)酸溶液配制成濃度為2％～30％(w/v)的玉米淀粉乳，攪拌20min～60min后，在100℃～150℃溫度條件下壓熱酸解5min～90min；再對(duì)玉米淀粉乳以2000rpm～10000rpm的速度離心2min～10min，將離心沉淀物置于-10℃～10℃溫度條件下冷藏回生12h～240h，再于50℃～80℃溫度下鼓風(fēng)干燥10h～20h，機(jī)械粉碎后過(guò)80～150目篩，即生產(chǎn)得到含緩慢消化淀粉20％以上的產(chǎn)品。通過(guò)本發(fā)明生產(chǎn)的緩慢消化淀粉可用于食品加工行業(yè)。
文檔編號(hào)A23L1/09GK101361536SQ20081005114
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者于寒松, 劉俊梅, 戴建立, 李彩霞, 王玉華, 胡耀輝 申請(qǐng)人:胡耀輝