本發明涉及一種高效的a型淀粉結晶方法,屬于淀粉結晶領域。
背景技術:
1、抗性淀粉是指抗消化酶酶解的淀粉,具有膳食纖維特性,在人體小腸中不能被消化吸收,但在大腸中可以發酵生成對人體有利的短鏈脂肪酸和代謝產物,有助于調節腸道健康,且被人體攝入后引起的血糖波動小。大多數常見的天然淀粉中抗性淀粉含量較低,僅有部分特殊品種的植物中提取的淀粉具有較高的抗性淀粉含量,但這類淀粉通常成本較高,且仍需進一步加工以使其抗性淀粉含量滿足應用需求。
2、一般來說,淀粉中抗性淀粉的含量與淀粉的結晶區域密切相關。通過重結晶手段促進常見天然淀粉結晶結構形成是抗性淀粉工業化加工的關鍵技術。淀粉結晶可分為a型、b型、v型和無定形,其中a型結晶晶胞排列方式最為緊密,抗消化性最強。
3、目前,常規制備結晶淀粉的方法存在工藝繁瑣、成本高昂、不綠色環保、結晶效果仍存在提升空間等問題,且制備的結晶淀粉不是a型,更多的為b型、v型和無定形。比如:
4、專利cn115011652b公開了一種利用粉絲副產物制備抗性淀粉的方法,其是將淀粉酶解后重結晶制備抗性淀粉,重結晶時間需要至少12小時,且產物結晶類型為b型,重結晶后仍需韌化處理以提高產物的結晶度。
5、專利cn117099942a公開了一種抗性淀粉納米顆粒及其制備方法,其是將短直鏈淀粉混合分散液與魔芋膠混合,糊化,得到糊化的短直鏈淀粉-魔芋膠分子溶液,然后在-18~25℃下誘導糊化的短直鏈淀粉-魔芋膠分子溶液重結晶,得到重結晶淀粉顆粒即抗性淀粉納米顆粒;專利cn115181772a公開了一種以蠟質型淀粉和α-亞麻酸為原料制備rs5型抗性淀粉的方法,其是支鏈延長淀粉用堿性溶液分散后,與α-亞麻酸溶液復合制備淀粉-脂肪復合,之后制備rs5型抗性淀粉;這兩個專利都是通過向淀粉體系中引入其他功能性成分(魔芋膠、α-亞麻酸等)提高了重結晶產物的抗性淀粉含量,但是重結晶產物以b型、v型結晶結構為主,且功能成分的引入使得加工成本極大增加,不利于抗性淀粉的工業化生產。
6、而且,常規制備結晶淀粉的現有技術通常需要進一步輔以退火(cn117099942a、cn117643381a)、韌化(cn115011652b)、磁感應(cn117327203a)等處理手段完善淀粉結晶結構從而提高產物中抗性淀粉含量,或者通過引入其他膳食纖維分子包埋淀粉以保護其不被酶解(cn117683248a),這種耗時且復雜的制備過程極大地影響了抗性淀粉的生產效率。
7、此外,文獻(劉延奇,于九皋,孫秀萍.a-型淀粉球晶的制備及表征[j].中國糧油學報,?2004.doi:cnki:sun:zlyx.0.2004-01-008.)公開了通過鹽酸的溫和酸解作用,使玉米淀粉顆粒的無定型區域水解,得到結晶度較高的酸解淀粉。將該酸解淀粉溶解后冷凍重結晶,制備出b-型球晶,在此基礎上進一步重結晶制備得到了a型淀粉球晶。但是其操作復雜,結晶時間長,不適合工業化生產。
8、因此,尋找一種快速、高效的制備a型結晶淀粉的方法是推動抗性淀粉工業化生產亟需解決的技術難題。
技術實現思路
1、[技術問題]
2、常規制備結晶淀粉的方法存在工藝繁瑣、成本高昂、不綠色環保、結晶效果仍存在提升空間等問題,且制備的結晶淀粉不是a型,更多的為b型、v型和無定形。
3、制備a型結晶淀粉的方法操作復雜,結晶時間長,不適合工業化生產。
4、[技術方案]
5、為了解決上述問題,本發明提供了一種高效的a型淀粉結晶方法。具體的,本發明將淀粉糊化、酶解脫支,得到淀粉酶解液;之后在淀粉酶解液中泵入溶劑蒸汽(乙醇、正丁醇、丙酮等)誘導淀粉結晶,離心,干燥,得到a型結晶淀粉。本發明的方法提高了a型淀粉結晶的效率,簡化了抗性淀粉的制備工藝,縮短了制備時間。
6、本發明的第一個目的是提供一種高效的a型淀粉結晶方法,包括如下步驟:
7、(1)淀粉糊化:
8、將淀粉分散在水中,糊化,得到糊化后的淀粉溶液;
9、(2)酶解脫支:
10、在糊化后的淀粉溶液中加入普魯蘭酶,酶解,得到淀粉酶解液;
11、(3)誘導結晶:
12、將溶劑蒸汽按照80-120?ml/h的速度泵入淀粉酶解液中誘導結晶,結晶結束后,離心取得沉淀,干燥,得到a型結晶淀粉粉末;
13、其中,溶劑為乙醇、正丁醇、丙酮中的一種或幾種。
14、在本發明的一種實施方式中,步驟(1)中淀粉為蠟質玉米淀粉。
15、在本發明的一種實施方式中,步驟(1)中淀粉和水的用量比為5-15g:100ml。
16、在本發明的一種實施方式中,步驟(1)中糊化是沸水浴攪拌糊化,具體是90-100℃水浴、100-500rpm下攪拌糊化5-40min。
17、在本發明的一種實施方式中,步驟(1)中糊化后,冷卻至50-60℃。
18、在本發明的一種實施方式中,步驟(1)中淀粉和步驟(2)中普魯蘭酶的用量比為10g:1-2ml。
19、在本發明的一種實施方式中,步驟(2)中普魯蘭酶的酶活≥1000?npun/g。
20、在本發明的一種實施方式中,步驟(2)中酶解是50-60℃下酶解反應6-10h,進一步優選為58℃反應8h。
21、在本發明的一種實施方式中,步驟(3)中溶劑蒸汽的泵入,可以滅酶,所以不需要額外的滅酶步驟。
22、在本發明的一種實施方式中,步驟(1)中淀粉和步驟(3)中溶劑的用量比為10g:200-350ml。
23、在本發明的一種實施方式中,步驟(3)中溶劑蒸汽是將液體溶劑進行蒸發得到蒸汽。
24、在本發明的一種實施方式中,步驟(3)中誘導結晶的溫度為40-80℃,當溶劑添加完畢結晶即完成。
25、在本發明的一種實施方式中,步驟(3)中離心是2000-5000rpm下離心10-40min。
26、在本發明的一種實施方式中,步驟(3)中干燥是在40-50℃下干燥4-20?h。
27、本發明的第二個目的是本發明所述的方法制備得到的a型結晶淀粉。
28、在本發明的一種實施方式中,a型結晶淀粉中抗性淀粉含量達到68%以上,且結晶度在75%以上。
29、本發明的第三個目的是本發明所述的a型結晶淀粉在食品加工、藥物制備領域的應用。
30、在本發明的一種實施方式中,食品加工領域包括制備低糖食品、減肥食品、休閑食品、特殊醫學用途食品、食品添加劑等領域。
31、在本發明的一種實施方式中,藥物制備領域包括用于作為生化藥物載體。
32、本發明的第四個目的是一種提升抗性淀粉抗消化性的方法,其采用了本發明所述的a型結晶淀粉。
33、[有益效果]
34、(1)本發明的方法簡化淀粉結晶工藝,提高抗性淀粉制備效率。
35、(2)本發明制備的結晶淀粉為a型,其抗消化性更好。
36、(3)本發明制備的a型結晶淀粉中抗性淀粉含量達到68%以上,且結晶度在75%以上。