專利名稱：一種淀粉基脂肪替代品的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變性淀粉的生產(chǎn)方法，具體是指利用生物技術(shù)和化學(xué)方法相結(jié)合制備 淀粉基脂肪替代品的方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，膳食結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致的脂肪攝入量過多，給人們的健 康帶來了嚴重的威脅，引發(fā)出心血管病、糖尿病、腫瘤、腦血管病、老年性貧血等疾病的逐年 增長。大多數(shù)消費者都了解健康與脂肪攝入量之間的相互關(guān)系，迫切需要那些有益于健康 的低脂食品，但靠減少脂肪用量的低脂和無脂食品的食品風味、口感和質(zhì)構(gòu)可能很差，多數(shù) 消費者不愿接受脂肪替代品。國外在60年代就開始了脂肪替代品的研究，八十年代后期市 場推出脂肪替代品，九十年代國外脂肪替代品開發(fā)研究發(fā)展迅速，脂肪替代品不斷涌現(xiàn)。
脂肪替代品主要分為4類脂肪基質(zhì)(fat-based)，蛋白質(zhì)基質(zhì)(ρ rote in-based)，碳水化合物基質(zhì)(carbohydrate-based)和復(fù)合型脂肪替代品 (combination fat)。脂肪基質(zhì)脂肪替代品具有類似日常食用油脂的物理性質(zhì)，能維持食品 體系的親油性，不影響風味物質(zhì)的分布和釋放。蛋白質(zhì)基質(zhì)模擬脂肪主要有乳清蛋白和雞 蛋蛋白兩種原料。碳水化合物為基質(zhì)的模擬脂肪的特性主要由碳水化合物微粒的結(jié)構(gòu)與水 分子相結(jié)合而產(chǎn)生的。脂肪基質(zhì)脂肪替代品因為會導(dǎo)致肛漏和滲透性腹瀉等問題而受到限 制；蛋白質(zhì)基質(zhì)脂肪替代品因其容易受熱變性而導(dǎo)致了其應(yīng)用上的局限性。碳水化合物基 質(zhì)脂肪替代品來源廣泛，產(chǎn)品最多，既能保持食品的風味，又不提高成本而倍受青睞。它能 夠形成凝膠并增加水相粘度，使水相結(jié)構(gòu)特性發(fā)生改變，產(chǎn)生奶油的潤滑的粘稠度并增加 滑膩的□感，具有脂肪的外觀和感觀特性，可以替代焙烤食品、冰凍甜點、肉制品、沙司、涂 抹食品、色拉調(diào)味料等食品中的脂肪。淀粉是一種來源廣泛的碳水化合物資源，將其進行修飾改性可制備成具有一定功 能的脂肪替代品。各種變性淀粉有不同的物理特性，如凝膠穩(wěn)定性，對酸、熱和剪切刀的抵 抗性等，通過增強食品的穩(wěn)定性，提高它的溫度和乳脂色來模擬脂肪。麥芽糊精和糊精都是 不甜的淀粉水解物，其DE < 20。高濃度的麥芽糊精和糊精能增強食品的口感、質(zhì)構(gòu)和粘度。 一份20 35%濃度的麥芽糊精或糊精相當于一份脂肪。當用25%的麥芽糊精或糊精來代 替脂肪時，其熱量值比脂肪減少8kcal/g。隨DE或濃度的增加，麥芽糊精或糊精在加熱時 容易發(fā)生褐變。這一特點限制了其在調(diào)味品、冰淇淋和湯料等中的應(yīng)用。比較典型的產(chǎn)品 有美國國民淀粉公司的N-oil和速溶N-oil，自1984年起在市場上銷售。一種酸變性玉米 淀粉，含水量為7%。將其20 25%的漿液在高壓下均質(zhì)，可形成光滑的稀奶油狀，其中還 分布著直徑為3 5 μ m的球形粒子，與脂肪粒子大小相近。它既可用于冰淇淋等冷凍食品 中，也可用于烘烤食品中。此外，淀粉微粒也是一種脂肪的良好替代品。它是通過酸水解和 機械方法使原淀粉的顆粒直徑降為1. 2 1. 8 μ m，類似于油脂分子的直徑(約2 μ m)，這種 淀粉顆粒性質(zhì)上與脂肪相似，將其添加到食品中，可增強食品的口感、質(zhì)構(gòu)。雖然淀粉基脂肪替代品取得了一定的發(fā)展，已有一些產(chǎn)品出現(xiàn)，但針對不同食品加工和貯存條件所需要的淀粉基脂肪替代品性能仍不能得到完全滿足。如用于冷凍食品的 淀粉基脂肪替代品需要既有接近脂肪的性能，又能具有良好的凍融穩(wěn)定性，使產(chǎn)品在反復(fù) 冷凍的過程中淀粉基脂肪替代品不會發(fā)生品質(zhì)變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對目前淀粉基脂肪替代品用于冷凍食品存在的應(yīng)用性能不 穩(wěn)定等缺點，對淀粉顆粒進行一定的結(jié)構(gòu)修飾，擴大淀粉反應(yīng)接觸面積，提高化學(xué)試劑在淀 粉顆粒中的分布均勻性，并進行一定的糊精化。該方法具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)
點ο 本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn) 一種淀粉基脂肪替代品的制備方法，包括如下步驟(1)淀粉原料用乙酸鹽緩沖液(乙酸_乙酸鈉緩沖液)配成15 40%質(zhì)量的淀 粉乳，并調(diào)節(jié)PH值范圍為4. 0 6. 5，加入淀粉酶量為30 600u/g干淀粉，在30 55°C 溫度下反應(yīng)4 30小時，中和到pH至6. 0 6. 5，洗滌，干燥，粉碎后得酶解淀粉；所述淀 粉酶為α-淀粉酶、糖化酶和普魯蘭酶中的一種或兩種的混合物；(2)將步驟⑴得到的酶解淀粉用乙醇配成質(zhì)量百分比為15 40%的淀粉乳，乙 醇濃度為65 85%，分別加入一氯乙酸和氫氧化鈉，一氯乙酸氫氧化鈉干淀粉的摩爾 比為(0.5 1.2) (0.5 2. 5) 1，在35 58°C溫度下攪拌反應(yīng)1.5 5.0小時，中 和到pH6. 0 6. 5，洗滌，干燥，粉碎后得醇處理淀粉。(3)將步驟(2)得到的醇處理淀粉用乙酸鹽緩沖液配成15 35%質(zhì)量的淀粉乳， 并調(diào)節(jié)PH值范圍為5. 5 6. 5，加入耐高溫α -淀粉酶量，用量為每克干淀粉加入耐高溫 α -淀粉酶5 20u，在85 105°C溫度下反應(yīng)2 20分鐘，滅酶。(4)中和到pH6. 0 6. 8，，噴霧干燥得產(chǎn)品。所述淀粉原料是木薯、馬鈴薯、甘薯、玉米和小麥中的一種。為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述第(1)步加入淀粉酶為兩種時，淀粉酶依次加入；所 述第(2)步一氯乙酸和氫氧化鈉是用配置淀粉乳的乙醇溶解后加入。步驟(1)和(2)所述 的干燥是在40 50°C到干燥水分含量低于14% ；步驟⑴⑵和(4)所述的pH通過加入 鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)，鹽酸或氫氧化鈉溶液的濃度優(yōu)選0. 05-0. 2mol/L。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果(1)采用生物酶解技術(shù)對淀粉原料進行修改改性，擴大淀粉與反應(yīng)試劑的接觸面 積，提高了反應(yīng)效率，增強了取代基團在淀粉顆粒中的分布均勻性，降低了成本；(2)將淀粉進行羧甲基化后再糊精化，不僅使制備的淀粉基脂肪替代品具有良好 的凍融穩(wěn)定性、貯存穩(wěn)定性，而且顆粒接近脂肪的粒度。通過測定發(fā)現(xiàn)，所制備的淀粉基脂 肪替代品的粒徑為2 5 μ m，凍融次數(shù)超過50次。(3)本發(fā)明具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點，具有重要的社會效益和經(jīng)濟效
■、Λ
frff. ο
具體實施例方式為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步地說明。本發(fā)明有許多成功的實施例，下面列舉六個具體的實施例，但是本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例 表示的范圍。實施例1 一種淀粉基脂肪替代品的制備方法，包括如下步驟第一步用乙酸鹽緩沖液(乙酸_乙酸鈉緩沖液)調(diào)節(jié)木薯淀粉乳至質(zhì)量濃度為 20%，pH值為4.5;在溫度為301條件下，加入α -淀粉酶(BAN 480L，諾維信(中國)投資 有限公司)和糖化酶(Dextrozyme DXW，諾維信(中國)投資有限公司)；每克干淀粉加入 200u的α -淀粉酶和30u的糖化酶，反應(yīng)4小時，用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液中和到pH至 6. 0，洗滌，在40°C干燥到水分含量為12. 5%，粉碎后得酶解淀粉。第二步將以上得到的酶解淀粉用重量濃度為65%的乙醇配成質(zhì)量百分比為 40%的淀粉乳，加入一氯乙酸和氫氧化鈉，其中，一氯乙酸、氫氧化鈉和干淀粉的摩爾比為 1 2. 5 1，在35°C溫度下攪拌反應(yīng)2小時，用0. lmol/L的鹽酸中和到pH6. 5，洗滌，在 50°C干燥到水分含量為13. 5%，粉碎后醇處理淀粉。第三步將以上處理的醇處理淀粉用乙酸鹽緩沖液配成25%質(zhì)量的淀粉乳，并調(diào)節(jié) PH值范圍為6. 5，加入耐高溫α -淀粉酶(Liquozyme Supra/2. 2X，諾維信(中國)投資有 限公司)，用量為每克干淀粉加入耐高溫α “淀粉酶10u，在85°C下反應(yīng)10分鐘，滅酶。第四步用0. lmol/L的鹽酸中和到pH6.0，噴霧干燥得產(chǎn)品。通過測定表明，所制備 的淀粉基脂肪替代品的粒徑為4. 5 μ m，凍融次數(shù)為51次。本實施例采用生物酶解技術(shù)對淀粉原料進行修改改性，擴大了淀粉與反應(yīng)試劑的 接觸面積，提高了反應(yīng)效率，增強了取代基團在淀粉顆粒中的分布均勻性；將淀粉進行羧甲 基化后再糊精化，不僅使制備的淀粉基脂肪替代品具有良好的凍融穩(wěn)定性、貯存穩(wěn)定性，而 且顆粒粒徑小于5 μ m,接近脂肪的粒度，能產(chǎn)生具有類似脂肪的口感和粘度，在流變學(xué)性質(zhì) 上接近脂肪，能較好的替代脂肪。實施例2一種淀粉基脂肪替代品的制備方法，包括如下步驟第一步用乙酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)馬鈴薯淀粉乳濃度為40%質(zhì)量，pH值為6. 5，溫度為 50°C，加入α-淀粉酶(BAN 480L，諾維信(中國)投資有限公司)，每克干淀粉加入600u 的α -淀粉酶，反應(yīng)10小時，用0. 2mol/L的鹽酸中和到pH至6. 2，洗滌，在50°C干燥到水 分含量為12.0%，粉碎后得酶解淀粉。第二步將以上得到的酶解淀粉用濃度為80%的乙醇配成質(zhì)量百分比為15% 的淀粉乳，分別加入一氯乙酸和氫氧化鈉，一氯乙酸氫氧化鈉干淀粉的摩爾比為 1.2 1.5 1，在50°C溫度下攪拌反應(yīng)4. 5小時，用0.05mol/L的鹽酸中和到pH6.0，洗滌， 在40°C干燥到水分含量為13.0%，粉碎后醇處理淀粉。第三步將以上處理的醇處理淀粉用乙酸鹽緩沖液配成35%質(zhì)量的淀粉乳，并調(diào)節(jié) PH值范圍為6. 0，加入耐高溫α -淀粉酶(Liquozyme Supra/2. 2X，諾維信(中國)投資有 限公司)，用量為每克干淀粉加入耐高溫α “淀粉酶5u，在90°C下反應(yīng)20分鐘，滅酶。第四步用0. 2mol/L的氫氧化鈉溶液中和到pH6. 8，噴霧干燥得產(chǎn)品。通過測定表 明，所制備的淀粉基脂肪替代品的粒徑為4. 0 μ m，凍融次數(shù)為52次。實施例3
一種淀粉基脂肪替代品的制備方法，包括如下步驟第一步用乙酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)玉米淀粉乳濃度為15%質(zhì)量，pH值為4.0，溫度為 550C，加入α _淀粉酶(BAN 480L,諾維信(中國)投資有限公司)，每克干淀粉加入350u的 α -淀粉酶，反應(yīng)8小時，滅酶，用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為6. 0，溫度為50°C， 加入糖化酶(Dextrozyme DXW，諾維信(中國)投資有限公司)，每克干淀粉加入50u的糖 化酶，反應(yīng)30小時，用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液中和到pH至6. 5，洗滌，在45°C干燥到水 分含量為12. 8%，粉碎后得酶解淀粉。第二步將以上得到的酶解淀粉用濃度為85%的乙醇配成質(zhì)量百分比為25% 的淀粉乳，分別加入一氯乙酸和氫氧化鈉，一氯乙酸氫氧化鈉干淀粉的摩爾比為 0. 5 0.8 1，在45°C溫度下攪拌反應(yīng)2. 5小時，用0.05mol/L的鹽酸中和到pH6. 5，洗滌， 在45°C干燥到水分含量為13. 2%，粉碎后醇處理淀粉。第三步將以上處理的醇處理淀粉用乙酸鹽緩沖液配成20%質(zhì)量的淀粉乳， 并調(diào)節(jié) PH值范圍為6. 0，加入耐高溫α -淀粉酶(Liquozyme Supra/2. 2X，諾維信(中國)投資有 限公司)，用量為每克干淀粉加入耐高溫α “淀粉酶20u，在10(TC下反應(yīng)2分鐘，滅酶。第四步用0. 05mol/L的氫氧化鈉溶液中和到pH6. 5，噴霧干燥得產(chǎn)品。通過測定表 明，所制備的淀粉基脂肪替代品的粒徑為2. 0 μ m，凍融次數(shù)為58次。實施例4一種淀粉基脂肪替代品的制備方法，包括如下步驟第一步用乙酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)小麥淀粉乳濃度為20%質(zhì)量，pH值為4. 8，溫度為 450C，加入糖化酶(Dextrozyme DXff,諾維信(中國)投資有限公司)；每克干淀粉加入150u 的糖化酶，反應(yīng)10小時，用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液中和到pH至6. 3，洗滌，在48°C干燥 到水分含量為12. 5%，粉碎后得酶解淀粉。第二步將以上得到的酶解淀粉用濃度為75%的乙醇配成質(zhì)量百分比為30%的淀 粉乳，添加的乙醇部分用來溶解加入的一氯乙酸和氫氧化鈉，一氯乙酸氫氧化鈉干淀 粉的摩爾比為1 0.5 1，在58°C溫度下攪拌反應(yīng)1.5小時，用0. lmol/L的鹽酸中和到 PH6. 2，洗滌，在45°C干燥到水分含量為11. 8%，粉碎后醇處理淀粉。第三步將以上處理的醇處理淀粉用乙酸鹽緩沖液配成10%質(zhì)量的淀粉乳，并調(diào)節(jié) PH值范圍為5. 5，加入耐高溫α -淀粉酶(Liquozyme Supra/2. 2X，諾維信(中國)投資有 限公司)，用量為每克干淀粉加入耐高溫α “淀粉酶8u，在105°C下反應(yīng)15分鐘，滅酶。第四步用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液中和到pH6. 5，噴霧干燥得產(chǎn)品。通過測定表 明，所制備的淀粉基脂肪替代品的粒徑為3. 8 μ m，凍融次數(shù)為55次。實施例5—種淀粉基脂肪替代品的制備方法，包括如下步驟第一步用乙酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)甘薯淀粉乳濃度為28%質(zhì)量，pH值為5. 2，溫度為 400C，加入糖化酶(Dextrozyme DXff,諾維信(中國)投資有限公司)，每克干淀粉加入200u 的糖化酶，反應(yīng)12小時，滅酶，用0. lmol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值為4. 2，溫度為45°C，加入普魯 蘭酶(Promozyme D2，諾維信(中國)投資有限公司)，每克干淀粉加入150u的普魯蘭酶， 反應(yīng)25小時，用0. 2mol/L的氫氧化鈉溶液中和到pH至6. 5，洗滌，在45°C干燥到水分含量 為12.7%，粉碎后得酶解淀粉。
第二步將以上得到的酶解淀粉用濃度為80%的乙醇配成質(zhì)量百分比為35%的淀粉乳，添加的乙醇部分用來溶解加入的一氯乙酸和氫氧化鈉，一氯乙酸氫氧化鈉干淀 粉的摩爾比為0.6 1.2 1，在50°C溫度下攪拌反應(yīng)3.0小時，用0. lmol/L的鹽酸中和 到pH6. 2，洗滌，在45°C干燥到水分含量為12. 9%，粉碎后醇處理淀粉。第三步將以上處理的醇處理淀粉用乙酸鹽緩沖液配成15%質(zhì)量的淀粉乳，并調(diào)節(jié) PH值范圍為5. 8，加入耐高溫α -淀粉酶(Liquozyme Supra/2. 2X，諾維信(中國)投資有 限公司)，用量為每克干淀粉加入耐高溫α “淀粉酶12u，在10(TC下反應(yīng)20分鐘，滅酶。第四步用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液中和到pH6. 6，噴霧干燥得產(chǎn)品。通過測定表 明，所制備的淀粉基脂肪替代品的粒徑為2. 5 μ m，凍融次數(shù)為54次。實施例6一種淀粉基脂肪替代品的制備方法，包括如下步驟第一步用乙酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)木薯淀粉乳濃度為35%質(zhì)量，pH值為5.0，溫度為 45°C，加入α-淀粉酶(BAN 480L，諾維信(中國)投資有限公司)，每克干淀粉加入400u 的α -淀粉酶，反應(yīng)15小時，滅酶，用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為6. 2，溫度為 50°C，加入普魯蘭酶(Promozyme D2，諾維信(中國)投資有限公司)，每克干淀粉加入60u 的普魯蘭酶，反應(yīng)20小時，用0. lmol/L的鹽酸中和到pH至6. 1，洗滌，在45°C干燥到水分 含量為13. 7%，粉碎后得酶解淀粉。第二步將以上得到的酶解淀粉用濃度為65%的乙醇配成質(zhì)量百分比為25%的淀 粉乳，添加的乙醇部分用來溶解加入的一氯乙酸和氫氧化鈉，一氯乙酸氫氧化鈉干淀 粉的摩爾比為0.8 1.5 1，在45°C溫度下攪拌反應(yīng)3. 5小時，用0. lmol/L的鹽酸中和 到PH6. 5，洗滌，在50°C干燥到水分含量為13. 9%，粉碎后醇處理淀粉。第三步將以上處理的醇處理淀粉用乙酸鹽緩沖液配成20%質(zhì)量的淀粉乳，并調(diào)節(jié) PH值范圍為6. 0，加入耐高溫α -淀粉酶(Liquozyme Supra/2. 2X，諾維信(中國)投資有 限公司)，用量為每克干淀粉加入耐高溫α “淀粉酶16u，在10(TC下反應(yīng)5分鐘，滅酶。第四步用0. 15mol/L的氫氧化鈉溶液中和到pH6. 2，噴霧干燥得產(chǎn)品。通過測定表 明，所制備的淀粉基脂肪替代品的粒徑為5. 0 μ m，凍融次數(shù)為52次。如上所述，即可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種淀粉基脂肪替代品的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)淀粉原料用乙酸-乙酸鈉緩沖液配成質(zhì)量濃度為15～40％的淀粉乳，并調(diào)節(jié)pH值為4.0～6.5，加入淀粉酶，用量為每克干淀粉加入淀粉酶30～600u，在30～55℃溫度下反應(yīng)4～30小時，中和到pH至6.0～6.5，洗滌，干燥，粉碎后得酶解淀粉；所述淀粉酶為α-淀粉酶、糖化酶和普魯蘭酶中的一種或兩種的混合物；(2)將步驟(1)得到的酶解淀粉用乙醇配成質(zhì)量百分比為15～40％的淀粉乳，乙醇濃度為65～85％，加入一氯乙酸和氫氧化鈉；在35～58℃溫度下攪拌反應(yīng)1.5～5.0小時，中和到pH6.0～6.5，洗滌，干燥，粉碎后得醇處理淀粉；其中，一氯乙酸、氫氧化鈉與干淀粉的摩爾比為(0.5～1.2)∶(0.5～2.5)∶1；(3)將步驟(2)得到的醇處理淀粉用乙酸鹽緩沖液配成質(zhì)量濃度為15～35％的淀粉乳，并調(diào)節(jié)pH值為5.5～6.5，加入耐高溫α-淀粉酶量，用量為每克干淀粉加入耐高溫α-淀粉酶5～20u，在85～105℃溫度下反應(yīng)2～20分鐘，滅酶；(4)中和到pH6.0～6.8，噴霧干燥得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉基脂肪替代品的制備方法，其特征在于所述淀粉原料 為木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、甘薯淀粉、玉米淀粉或小麥淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淀粉基脂肪替代品的制備方法，其特征在于步驟(1)加 入淀粉酶為兩種時，淀粉酶是依次加入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉基脂肪替代品的制備方法，其特征在于步驟(2)所述 一氯乙酸和氫氧化鈉是用配置淀粉乳的乙醇溶解后加入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉基脂肪替代品的制備方法，其特征在于步驟(1)和(2) 所述的干燥是在40 50°C干燥到水分含量低于14%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉基脂肪替代品的制備方法，其特征在于步驟(1)(2)和 (4)所述的pH通過加入鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了淀粉基脂肪替代品的制備方法。該方法是先將淀粉原料用乙酸鹽緩沖液配成淀粉乳，加入淀粉酶，在30～55℃溫度下反應(yīng)，中和、洗滌、干燥、粉碎后得酶解淀粉；再用濃度為65～85％的乙醇配制淀粉乳，分別加入一氯乙酸和氫氧化鈉，在35～58℃溫度下攪拌反應(yīng)1.5～5.0小時，中和、洗滌、干燥、粉碎后得醇處理淀粉；用乙酸鹽緩沖液配成15～35％質(zhì)量的淀粉乳，加入耐高溫α-淀粉酶量，在85～105℃溫度下反應(yīng)2～20分鐘，滅酶；中和，噴霧干燥得產(chǎn)品。本發(fā)明的產(chǎn)品為白色粉末，可作為冷凍食品的脂肪替代品，具有良好的凍融穩(wěn)定性和模擬脂肪的功能。
文檔編號A23L1/30GK101863995SQ20101020626
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者徐中岳, 扶雄, 羅志剛 申請人:華南理工大學(xué)