[技術領域]
本發明涉及黑米淀粉提取技術領域，具體地說是一種黑米抗性淀粉的生產方法。
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背景技術：
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抗性淀粉(resistantstarch,rs)是指不被健康人體小腸所消化吸收的淀粉及其降解產物的總稱。作為一種低熱量、高膳食纖維含量的功能性食品成分，抗性淀粉具有與膳食纖維類似的生理功能和營養特性，有助于控制體重、預防ⅱ型糖尿病等，對便秘、結(直)腸癌、盲腸炎及痔瘡等也有預防作用。抗性淀粉獨特的品質特性，如天然來源，顆粒大小、顏色、口味、低持水能力和高結合水能力、高糊化溫度，擠壓性能好等，使其被廣泛應用于食品加工，不僅可提高纖維含量，還可克服傳統膳食纖維的某些缺點，改進食品品質，使消費者能夠在享受食品原有美味的同時，得到健康和營養。
抗性淀粉根據其來源和人體實驗結果可分為5類：物理包埋淀粉(rs1)、抗性淀粉顆粒(rs2)、回生淀粉(rs3)、化學變性淀粉(rs4)、淀粉脂質復合物(rs5)。rs1一般存在于完整的或部分碾磨的谷粒、豆粒和麥粒等較大的顆粒中，rs2為具有一定酶抗性的部分結晶結構的生淀粉粒，主要存在于生香蕉、馬鈴薯和高直鏈豌豆或高直鏈玉米淀粉中。rs1和rs2常常共存于食物中，是天然的抗性淀粉成分，加工后其抗性消失。rs3是糊化后的淀粉在冷卻或儲存過程中緩慢重結晶而形成的難以被淀粉酶所分解的淀粉，也稱為老化淀粉。rs4是指經過化學變性處理后，由于一些官能團的引入而產生的抗性淀粉，如經過醚化、酯化和交聯作用等從而獲得具有淀粉酶抗性的淀粉。rs5是指當淀粉與脂質之間發生相互作用時，直鏈淀粉和支鏈淀粉的長鏈部分與脂肪醇或脂肪酸結合形成的復合物，具有很強的熱穩定性和消化酶抗性。
稻米淀粉是繼玉米淀粉、小麥淀粉和馬鈴薯淀粉之外又一重要的淀粉來源，約占我國淀粉加工量的13％。研究表明，稻米淀粉經過水化和加熱，其中的直鏈淀粉和支鏈淀粉的線性部分排列為更加結晶的結構，難以被消化酶所消化降解，該類淀粉就是rs3型抗性淀粉的重要來源。中國專利號cn103918872b利用大米淀粉為原料，經過糊化、脫支、結晶、干燥處理，提高大米淀粉中直鏈淀粉的含量，從而制備得到rs3型抗性淀粉。美國專利us5849090也是采用相似的方法制備的抗性淀粉。
黑米為黑稻加工產品，是由禾本科植物稻經長期培育形成的一類特色品種。稻粒外觀長橢圓形，稻殼灰褐色，粒型有秈、粳兩種，黑米是非糯性稻米。糙米呈黑色或黑褐色，營養豐富，食、藥用價值高。在《本草綱目》中記載：有滋陰補腎、健脾暖肝、明目活血的功效。黑米為米中珍品，素有“黑珍珠”和“世界米中之王”的美譽，是我國珍貴的特有稻種資源。黑米淀粉與大米淀粉性質相似，色澤偏白，本身不含有風味，無過敏性。但對黑米淀粉的組成研究發現，相較于大米淀粉，黑米淀粉中直鏈淀粉的含量更高，屬于中等直鏈淀粉含量的類型，淀粉顆粒含有更多的結晶區域，主要以rs2型抗性淀粉為主，抗消化能力較強。因此，黑米淀粉是一種重要的天然抗性淀粉來源。
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技術實現要素：
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本發明的目的就是要解決上述的不足而提供一種低成本、高含量的黑米抗性淀粉的生產方法，不僅提高了黑米抗性淀粉的提取收率，同時提高了黑米加工產品附加值。
為實現上述目的提供一種黑米抗性淀粉的生產方法，包括以下步驟：1)磨漿：按照固液重量比1:2加水浸泡黑米2h，將浸泡后的黑米經粉碎處理，使黑米漿的細度達到200-400目；2)脫蛋白：加入濃度為0.2％的naoh和適量水，調節黑米漿中固液重量比為1:6-1:8，連續攪拌提取蛋白，提取溫度為25-45℃，提取時間為2-4h；3)淀粉分離：采用旋液分離器將步驟2)所得提取液進行分離，去除蛋白質，收集重相淀粉液；4)酶解處理：控制淀粉液濃度在20-50％，將淀粉液采用無機酸或有機酸調節ph值至5.5-6.5，加入生物復合酶，將料液加熱至50-60℃，在此溫度下進行酶解反應1.0-2.0h，得到酶解液，酶滅活；5)淀粉干燥：將步驟4)所得淀粉液脫水濃縮至含水量30-50％，干燥，粉碎過篩，即得黑米抗性淀粉。
進一步地，步驟1)中，黑米磨漿所用設備為膠體磨、超細粉碎機或高壓均質機。
進一步地，步驟3)中，所用旋液分離器為12級旋流工作站。
進一步地，步驟4)中，所用無機酸或有機酸為鹽酸、硫酸、磷酸、檸檬酸或草酸。
進一步地，步驟4)中，所用生物復合酶的組分包括酸性蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶，其含量以固形物重量計為，酸性蛋白酶0.2-0.6％、脂肪酶0.1-0.4％、纖維素酶20-60u/g米渣。
進一步地，步驟4)中，所用酶滅活方法為高溫瞬時滅酶，溫度100℃，時間4s。
進一步地，步驟5)中，所用干燥設備為氣流干燥機。
本發明同現有技術相比，開發了黑米淀粉優質資源，提高了黑米加工利用水平，提供了一種新型抗性淀粉產品，該黑米抗性淀粉在食品工業中有著廣泛的用途，可以作為膳食纖維添加于面包、面條、餅干、蛋糕、酸奶、奶昔、奶油、乳酪和谷物早餐中，有利于預防ⅱ型糖尿病的發生，改善腸道微環境，增加益生菌的數量，降低結(直)腸癌發生率，增進人體健康。同時，本發明黑米抗性淀粉生產制備方法可以使黑米抗性淀粉含量≥60％，收率≥70％，符合產品要求，其抗性淀粉含量顯著高于糊化冷卻結晶方法所制得的rs3型抗性淀粉，提高了黑米加工產品附加值，值得推廣應用。
[具體實施方式]
本發明提供了一種黑米抗性淀粉的生產方法，包括以下步驟：1)磨漿：按照固液重量比1:2加水浸泡黑米2h，將浸泡后的黑米經粉碎處理，使黑米漿的細度達到200-400目；2)脫蛋白：加入濃度為0.2％的naoh和適量水，調節黑米漿中固液重量比為1:6-1:8，連續攪拌提取蛋白，提取溫度為25-45℃，提取時間為2-4h；3)淀粉分離：采用旋液分離器將步驟2)所得提取液進行分離，去除蛋白質，收集重相淀粉液；4)酶解處理：控制淀粉液濃度在20-50％，將淀粉液采用無機酸或有機酸調節ph值至5.5-6.5，加入生物復合酶，將料液加熱至50-60℃，在此溫度下進行酶解反應1.0-2.0h，得到酶解液，酶滅活；5)淀粉干燥：將步驟4)所得淀粉液脫水濃縮至含水量30-50％，干燥，粉碎過篩，即得黑米抗性淀粉。
上述步驟1)中，黑米磨漿所用設備可以為膠體磨、超細粉碎機或高壓均質機。步驟3)中，所用旋液分離器為12級旋流工作站。步驟4)中，所用無機酸或有機酸可以為鹽酸、硫酸、磷酸、檸檬酸或草酸；所用生物復合酶的種類和含量(以固形物重量計)包括酸性蛋白酶(0.2-0.6％)，脂肪酶(0.1-0.4％)，纖維素酶(20u/g-60u/g米渣)；所用酶滅活方法為高溫瞬時滅酶，溫度100℃，時間4s。步驟5)中，所用干燥設備可以為氣流干燥機。
下面結合具體實施例對本發明作以下進一步說明，但本發明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍：
實施例1
選取除去石塊和鐵屑等雜物后的黑秈米，按照固液重量比1:2加水浸泡2h，用膠體磨粉碎處理黑米至細度達到200-300目。加入0.2％naoh和適量水，調節黑米漿中固液重量比為1:8，連續攪拌提取蛋白，控制提取溫度30-35℃，提取時間2h。提取液采用12級旋液分離器進行分離，去除蛋白質，收集重相淀粉液。控制淀粉液濃度在20％-30％，用鹽酸調節淀粉液ph值至5.5-6.5，加入生物復合酶，將料液加熱至60℃，在此溫度下進行酶解反應1.0-2.0h，得到酶解液。酶滅活處理后，所得淀粉液脫水濃縮至含水量30％-50％，60℃氣流干燥，粉碎過篩即得黑米抗性淀粉。檢測分析抗性淀粉含量≥60.5％，收率≥77％。
實施例2
選取除去石塊和鐵屑等雜物后的黑秈米，按照固液重量比1:2加水浸泡2h，用高壓均質機循環粉碎處理黑米至細度達到300-400目。加入0.2％naoh和適量水，調節黑米漿中固液重量比為1:6，連續攪拌提取蛋白，控制提取溫度40-45℃，提取時間2h。提取液采用12級旋液分離器進行分離，去除蛋白質，收集重相淀粉液。控制淀粉液濃度在40％-50％，用檸檬酸或草酸調節淀粉液ph值至5.5-6.5，加入生物復合酶，將料液加熱至50℃，在此溫度下進行酶解反應1.0-2.0h，得到酶解液。酶滅活處理后，所得淀粉液脫水濃縮至含水量30％-50％，60℃氣流干燥，粉碎過篩即得黑米抗性淀粉。檢測分析抗性淀粉含量≥63.1％，收率≥72％。
實施例3
選取除去石塊和鐵屑等雜物后的黑粳米，按照固液重量比1:2加水浸泡2h，用超細粉碎機粉碎處理黑米至細度達到300-400目。加入0.2％naoh和適量水，調節黑米漿中固液重量比為1:6，連續攪拌提取蛋白，控制提取溫度25-30℃，提取時間4h。提取液采用12級旋液分離器進行分離，去除蛋白質，收集重相淀粉液。控制淀粉液濃度在20％-30％，用磷酸或硫酸調節淀粉液ph值至5.5-6.5，加入生物復合酶，該生物復合酶的組分和含量(以固形物重量計)包括酸性蛋白酶(0.2-0.6％)，脂肪酶(0.1-0.4％)，纖維素酶(20u/g-60u/g米渣)；將料液加熱至60℃，在此溫度下進行酶解反應1.0-2.0h，得到酶解液。酶滅活處理后(所用酶滅活方法為高溫瞬時滅酶，溫度100℃，時間4s)，所得淀粉液脫水濃縮至含水量30％-50％，60℃氣流干燥，粉碎過篩即得黑米抗性淀粉。檢測分析抗性淀粉含量≥64.6％，收率≥73％。
本發明抗性淀粉測定方法，參考文獻方法：englyst,h.n.,kingman,s.m.,&cummings,j.h.classificationandmeasurementofnutritionallyimportantstarchfractions.europeanjournalofclinicalnutrition1992,46,s33-s50。
其具體操作步驟為：
1、酶解(取樣量根據步驟2所需用量換算后稱取)
(1)準確稱取200mg黑米淀粉樣品，加入0.2mollph5.2的醋酸鈉緩沖液15ml于三角瓶中搖勻，糊化30min，冷卻至室溫，為糊化黑米淀粉糊待用。
(2)準確稱取200mg黑米淀粉樣品，加入0.2mollph5.2的醋酸鈉緩沖液15ml于三角瓶中搖勻，為生黑米淀粉糊待用。
(3)糊化黑米淀粉糊和生黑米淀粉糊分別在37℃預熱5min后，加入含有豬胰a-淀粉酶(290u/ml)和淀粉葡萄糖甙酶(15u/ml)的酶液5ml，立即置于37℃水浴中保溫消化，分別在0、5、10、20、30、45、60、90、120、180min取樣0.5ml，迅速加入4.5ml的無水乙醇搖勻，在5000r/min離心20min，吸取上層溶液待用。
2、測定可酶解的淀粉含量
用(3)制得的上層溶液測定。方法：gb/t5009.9-2008，食品中淀粉的測定，第一法：酶水解法。
3、計算抗性淀粉含量
淀粉水解率＝(gt×0.9/m)×100
快消化淀粉rds＝(g1-g0)×0.9
慢消化淀粉sds＝(g2-g1)×0.9
抗性淀粉rs＝100-(rds+sds)
式中：gt為淀粉水解t時間時產生的葡萄糖含量，mg；
m為稱取的樣品質量，mg；
g0為未被酶作用的淀粉樣品中葡萄糖的量，mg；
g1為酶作用于淀粉樣品20min后產生的葡萄糖的量，mg；
g2為酶作用于淀粉樣品120min后產生的葡萄糖的量，mg
本發明所述的黑米抗性淀粉屬于rs2型抗性淀粉，是一種具有酶抗性的部分結晶結構的生淀粉粒。在其淀粉顆粒中，淀粉分子排列緊密，并且相對脫水，這種致密的結構限制了消化酶的接近從而使得rs2具有抗性。但這種抗性淀粉對熱敏感，加熱糊化后淀粉顆粒結構被破壞，其抗酶解淀粉含量會顯著降低，從而可消化淀粉含量增加。
本發明并不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。