一種以糯米淀粉為原料的抗性淀粉制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種酶法支鏈延長修飾制備3型抗性淀粉的方法，屬于淀粉的酶法改性領域。
【背景技術】
[0002]抗性淀粉又被稱為難消化淀粉或抗酶解淀粉，是指不能在健康人體小腸中消化吸收的淀粉及其降解物?？剐缘矸郾徽J為是膳食纖維的一種，但卻具有比傳統(tǒng)膳食纖維更為優(yōu)越的生理功能和食品加工性能，因而一直是食品學家們研究的熱點。根據(jù)淀粉來源和制備方法的不同，可以將抗性淀粉分為四種類型:1型抗性淀粉(物理包埋淀粉)、2型抗性淀粉(抗性淀粉顆粒)、3型抗性淀粉(回生淀粉)、4型抗性淀粉(化學改性淀粉)。其中，3型抗性淀粉是由淀粉糊化后重結晶形成的，是膳食中抗性淀粉的主要成分，因此，研究的最多，應用也最廣。
[0003]壓熱-冷卻循環(huán)法是制備3型抗性淀粉的傳統(tǒng)方法。它通常采用高直鏈淀粉為原料，在適當?shù)乃謼l件下對其反復進行壓熱-冷卻循環(huán)，從而促進直鏈淀粉結晶析出，生成3型抗性淀粉。雖然利用壓熱-冷卻循環(huán)法可以獲得較高的抗性淀粉得率，但是這種傳統(tǒng)制備方法對高直鏈淀粉原材料具有很強的依賴性。眾所周知，在高直鏈淀粉農(nóng)作物的育種中長期存在的一些問題，例如:淀粉總含量下降、水分含量增加、產(chǎn)量下降等，致使其播種面積非常有限、資源稀缺。據(jù)調(diào)查，目前高直鏈淀粉的市售價格大約是普通淀粉的10?15倍，如此昂貴的原料成本很大程度上限制了傳統(tǒng)壓熱-冷卻循環(huán)法制備3型抗性淀粉的工業(yè)化應用。
[0004]近年來，酶法脫支處理技術逐漸被用于3型抗性淀粉的制備。其制備原理是:首先利用脫支酶(普魯蘭酶、異淀粉酶等)對支鏈淀粉進行脫支處理，隨后短鏈的直鏈淀粉結晶析出生成3型抗性淀粉。酶法脫支處理技術的顯著缺點是:產(chǎn)品由短鏈的直鏈淀粉組成，因而其理化功能特性與原淀粉相差較大，不能很好的滿足食品加工的需要。
[0005]淀粉蔗糖酶是一種葡聚糖蔗糖酶，隸屬于糖苷水解酶13家族，它同時具有水解活力和轉糖基活力。當反應體系中同時存在蔗糖底物和受體(例如:淀粉、糖原等)時，淀粉蔗糖酶能夠通過轉糖基反應對受體的非還原性末端進行支鏈延長修飾。我們的研究證實:支鏈淀粉經(jīng)酶法支鏈延長修飾后，在其回生的過程中能夠生成大量的3型抗性淀粉。目前，國內(nèi)尚無任何關于利用淀粉蔗糖酶的轉糖基活力對淀粉進行酶法改性的相關報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種酶法支鏈延長修飾制備3型抗性淀粉的方法。以糯米淀粉為原料，通過利用淀粉蔗糖酶的轉糖基活力對其進行支鏈延長修飾，從而生產(chǎn)3型抗性淀粉。工藝流程簡便，操作簡單，成本低廉，能夠獲得較高的抗性淀粉得率，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007]按照本發(fā)明提供的技術方案，一種酶法支鏈延長修飾制備3型抗性淀粉的方法，采用以下工藝步驟(其配方組成以g/L或mg/mL計):
[0008](I)糊化:取糯米淀粉5?40g、蔗糖10?80g，加入1.2L Tris-HCl緩沖液(0.05mol/L, pH6.8?8.5)后，將溶液加熱到100°C煮沸15分鐘使淀粉充分糊化；
[0009](2)酶反應:待溶液冷卻至25?45°C，加入淀粉蔗糖酶，使其酶活為0.1?0.4U，在300rpm的攪拌速度下恒溫反應12?36h，反應溫度為25?45°C ;
[0010](3)回生:反應結束，將反應液加熱到100°C煮沸15分鐘使酶失活，冷卻至室溫后，將其放置于4°C冰箱中保持12-24h促進淀粉回生；
[0011](4)脫水洗滌:取出，在6000-8000rpm下離心10-30分鐘，棄上清液，沉淀用IL去離子水洗滌，重復洗滌5次；
[0012](5)烘干過篩:將得到的沉淀放置于45-65 V烘箱中干燥12_36h，粉碎并過150-200目篩，得到抗性淀粉產(chǎn)品。
[0013]下面進一步描述本發(fā)明的方案:
[0014]1、淀粉蔗糖酶酶活測定方法
[0015]酶活的測定是在振蕩速率為120rpm的35 °C的水浴搖床中進行，反應底物為0.lmol/L的蔗糖溶液，反應時間為30分鐘，反應介質(zhì)為Tris-HCl緩沖液(0.05mol/L，pH7.0)。I個酶活單位(U)被定義為:在此反應條件下每分鐘釋放I毫摩爾(ymol)的還原糖。還原糖的測定則采用3，5- 二硝基水楊酸法(DNS法)。
[0016]2、抗性淀粉含量分析
[0017]抗性淀粉含量分析采用Megazyme公司提供的抗性淀粉檢測試劑盒(ResistantStarch Assay Kit !Catalogue Number:K_RSTAR)。
[0018]本發(fā)明與已有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0019]本發(fā)明以糯米淀粉為原料，通過利用淀粉蔗糖酶的轉糖基活力對其進行支鏈延長修飾，從而生產(chǎn)3型抗性淀粉。該方法既客服了傳統(tǒng)壓熱-冷卻循環(huán)法對高直鏈淀粉的依賴性，又避免了酶法脫支處理技術造成的產(chǎn)品理化功能特性的顯著變化；其工藝流程簡便，操作簡單，成本低廉，能夠獲得較高的抗性淀粉得率，適合工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品具有廣闊的市場前景；是一種新型的、簡單的、高效的、安全的3型淀粉制備方法。
【具體實施方式】
[0020]下面本發(fā)明將結合實施例作進一步描述:
[0021]實施例1:
[0022]1、取蠟質(zhì)玉米淀粉 10g、蔗糖 30g，加入 IL Tris-HCl 緩沖液(0.05mol/L，pH7.0)后，將溶液加熱到100°C煮沸10分鐘使淀粉糊化。
[0023]2、待溶液冷卻至30°C，加入淀粉蔗糖酶，使其酶活為0.1U，在200rpm的攪拌速度下恒溫反應36h，反應溫度為30 °C。
[0024]3、反應結束，將反應液加熱到100°C煮沸10分鐘使酶失活，冷卻至室溫后，將其放置于4°C冰箱中保持12h促進淀粉回生。
[0025]4、取出，在8000rpm下離心20分鐘，棄上清液，沉淀用IL去離子水洗滌，重復洗滌5次后，將得到的沉淀放置于45°C烘箱中干燥24h，粉碎并過200目篩，得到抗性淀粉產(chǎn)品17.2g，其中抗性淀粉的含量為38.9%。
[0026]實施例2:
[0027]1、取糯米淀粉 30g、蔗糖 60g，加入 IL Tris-HCl 緩沖液(0.05mol/L,pH8.0)后，將溶液加熱到100°C煮沸10分鐘使淀粉糊化。
[0028]2、待溶液冷卻至40°C，加入淀粉蔗糖酶，使其酶活為0.3U，在200rpm的攪拌速度下恒溫反應12h，反應溫度為40 °C。
[0029]3、反應結束，將反應液加熱到100°C煮沸10分鐘使酶失活，冷卻至室溫后，將其放置于4°C冰箱中保持12h促進淀粉回生。
[0030]4、取出，在8000rpm下離心20分鐘，棄上清液，沉淀用IL去離子水洗滌，重復洗滌5次后，將得到的沉淀放置于45°C烘箱中干燥24h，粉碎并過200目篩，得到抗性淀粉產(chǎn)品47.2g，其中抗性淀粉的含量為45%。
[0031]實施例3:
[0032]1、糯米淀粉 20g、蔗糖 40g，加入 IL Tris-HCl 緩沖液(0.05mol/L,pH7.5)后，將溶液加熱到100°C煮沸10分鐘使淀粉糊化。
[0033]2、待溶液冷卻至35°C，加入淀粉蔗糖酶，使其酶活為0.2U，在200rpm的攪拌速度下恒溫反應24h，反應溫度為35 °C。
[0034]3、反應結束，將反應液加熱到100°C煮沸10分鐘使酶失活，冷卻至室溫后，將其放置于4°C冰箱中保持12h促進淀粉回生。
[0035]4、取出，在8000rpm下離心20分鐘，棄上清液，沉淀用IL去離子水洗滌，重復洗滌5次后，將得到的沉淀放置于45°C烘箱中干燥24h，粉碎并過200目篩，得到抗性淀粉產(chǎn)品31.lg，其中抗性淀粉的含量為46.8%。
【主權項】
1.一種以糯米淀粉為原料的抗性淀粉制備方法，其特征在于:其工藝過程根據(jù)下: (1)糊化:取糯米淀粉5?40g、蔗糖10?80g，加入1.2L Tris-HCl緩沖液后，將溶液加熱到100°C煮沸15分鐘使淀粉充分糊化； (2)酶反應:待溶液冷卻至25?45°C，加入淀粉蔗糖酶，使其酶活為0.1?0.4U，在300rpm的攪拌速度下恒溫反應12?36h，反應溫度為25?45°C ； (3)回生:反應結束，將反應液加熱到100°C煮沸15分鐘使酶失活，冷卻至室溫后，將其放置于4°C冰箱中保持12-24h促進淀粉回生； (4)脫水洗滌:取出，在6000-8000rpm下離心10-30分鐘，棄上清液，沉淀用IL去離子水洗滌，重復洗滌5次； (5)烘干過篩:將得到的沉淀放置于45-65°C烘箱中干燥12-36h，粉碎并過150-200目篩，得到抗性淀粉產(chǎn)品。2.根據(jù)權利I所述的一種以糯米淀粉為原料的抗性淀粉制備方法，其特征在于所述的工藝所述的Tris-HCl緩沖液的濃度為0.05mol/L，pH為6.8?8.5。3.根據(jù)權利I所述的一種以糯米淀粉為原料的抗性淀粉制備方法，其特征在于:糊化溫度為100°C煮沸15分鐘。4.根據(jù)權利I所述的一種以糯米淀粉為原料的抗性淀粉制備方法，其特征在于:溶液冷卻至25?45°C，淀粉蔗糖酶活為0.1?0.4U，反應時間12?36h，反應溫度為25?45°C。5.根據(jù)權利I所述的一種以糯米淀粉為原料的抗性淀粉制備方法，其特征在于:反應液需在100°C下煮沸15分鐘使酶失活，并放置于4°C冰箱中回生12-24h。6.根據(jù)權利I所述的一種以糯米淀粉為原料的抗性淀粉制備方法，其特征在于:反應液需在6000-8000rpm下離心10-30分鐘，并用去離子水重復洗滌5次。7.根據(jù)權利I所述的一種以糯米淀粉為原料的抗性淀粉制備方法，其特征在于:將沉淀物放置于45-65°C烘箱中干燥12-36h，粉碎并過150-200目篩，進而得到抗性淀粉產(chǎn)品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以糯米淀粉為原料，通過利用淀粉蔗糖酶的轉糖基活力對其進行支鏈延長修飾，從而生產(chǎn)3型抗性淀粉的工藝方法。本發(fā)明的內(nèi)容為：先對含有蔗糖底物的淀粉溶液進行100℃加熱糊化處理10分鐘，然后加入淀粉蔗糖酶進行酶反應12-36h，反應結束后100℃加熱煮沸使酶失活，隨后置于4℃冰箱中低溫保存促進淀粉回生，最后經(jīng)過洗滌、干燥、粉碎得到抗性淀粉產(chǎn)品。本發(fā)明所制得的抗性淀粉產(chǎn)品，其抗性淀粉含量高于40％，具有廣闊的市場前景。該方法是一種新型的、簡單的、高效的、安全的3型淀粉制備方法。
【IPC分類】C12P19/04, C12P19/18
【公開號】CN105063133
【申請?zhí)枴緾N201510487592
【發(fā)明人】曹鏡明, 萬建華, 王韌, 曹軒承
【申請人】江蘇寶寶宿遷國民生物科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月10日