一种淀粉基脂肪替代品的制备方法

摘要

本发明公开了淀粉基脂肪替代品的制备方法。该方法是先将淀粉原料用乙酸盐缓冲液配成淀粉乳，加入淀粉酶，在30～55℃温度下反应，中和、洗涤、干燥、粉碎后得酶解淀粉；再用浓度为65～85％的乙醇配制淀粉乳，分别加入一氯乙酸和氢氧化钠，在35～58℃温度下搅拌反应1.5～5.0小时，中和、洗涤、干燥、粉碎后得醇处理淀粉；用乙酸盐缓冲液配成15～35％质量的淀粉乳，加入耐高温α-淀粉酶量，在85～105℃温度下反应2～20分钟，灭酶；中和，喷雾干燥得产品。本发明的产品为白色粉末，可作为冷冻食品的脂肪替代品，具有良好的冻融稳定性和模拟脂肪的功能。

说明书

技术领域

本发明涉及变性淀粉的生产方法，具体是指利用生物技术和化学方法相结合制备淀粉基脂肪替代品的方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，膳食结构不合理导致的脂肪摄入量过多，给人们的健康带来了严重的威胁，引发出心血管病、糖尿病、肿瘤、脑血管病、老年性贫血等疾病的逐年增长。大多数消费者都了解健康与脂肪摄入量之间的相互关系，迫切需要那些有益于健康的低脂食品，但靠减少脂肪用量的低脂和无脂食品的食品风味、口感和质构可能很差，多数消费者不愿接受脂肪替代品。国外在60年代就开始了脂肪替代品的研究，八十年代后期市场推出脂肪替代品，九十年代国外脂肪替代品开发研究发展迅速，脂肪替代品不断涌现。

脂肪替代品主要分为4类：脂肪基质(fat-based)，蛋白质基质(p rotein-based)，碳水化合物基质(carbohydrate-based)和复合型脂肪替代品(combination fat)。脂肪基质脂肪替代品具有类似日常食用油脂的物理性质，能维持食品体系的亲油性，不影响风味物质的分布和释放。蛋白质基质模拟脂肪主要有乳清蛋白和鸡蛋蛋白两种原料。碳水化合物为基质的模拟脂肪的特性主要由碳水化合物微粒的结构与水分子相结合而产生的。脂肪基质脂肪替代品因为会导致肛漏和渗透性腹泻等问题而受到限制；蛋白质基质脂肪替代品因其容易受热变性而导致了其应用上的局限性。碳水化合物基质脂肪替代品来源广泛，产品最多，既能保持食品的风味，又不提高成本而倍受青睐。它能够形成凝胶并增加水相粘度，使水相结构特性发生改变，产生奶油的润滑的粘稠度并增加滑腻的口感，具有脂肪的外观和感观特性，可以替代焙烤食品、冰冻甜点、肉制品、沙司、涂抹食品、色拉调味料等食品中的脂肪。

淀粉是一种来源广泛的碳水化合物资源，将其进行修饰改性可制备成具有一定功能的脂肪替代品。各种变性淀粉有不同的物理特性，如凝胶稳定性，对酸、热和剪切刀的抵抗性等，通过增强食品的稳定性，提高它的温度和乳脂色来模拟脂肪。麦芽糊精和糊精都是不甜的淀粉水解物，其DE＜20。高浓度的麦芽糊精和糊精能增强食品的口感、质构和粘度。一份20～35％浓度的麦芽糊精或糊精相当于一份脂肪。当用25％的麦芽糊精或糊精来代替脂肪时，其热量值比脂肪减少8kcal/g。随DE或浓度的增加，麦芽糊精或糊精在加热时容易发生褐变。这一特点限制了其在调味品、冰淇淋和汤料等中的应用。比较典型的产品有美国国民淀粉公司的N-oil和速溶N-oil，自1984年起在市场上销售。一种酸变性玉米淀粉，含水量为7％。将其20～25％的浆液在高压下均质，可形成光滑的稀奶油状，其中还分布着直径为3～5μm的球形粒子，与脂肪粒子大小相近。它既可用于冰淇淋等冷冻食品中，也可用于烘烤食品中。此外，淀粉微粒也是一种脂肪的良好替代品。它是通过酸水解和机械方法使原淀粉的颗粒直径降为1.2～1.8μm，类似于油脂分子的直径(约2μm)，这种淀粉颗粒性质上与脂肪相似，将其添加到食品中，可增强食品的口感、质构。

虽然淀粉基脂肪替代品取得了一定的发展，已有一些产品出现，但针对不同食品加工和贮存条件所需要的淀粉基脂肪替代品性能仍不能得到完全满足。如用于冷冻食品的淀粉基脂肪替代品需要既有接近脂肪的性能，又能具有良好的冻融稳定性，使产品在反复冷冻的过程中淀粉基脂肪替代品不会发生品质变化。

发明内容

本发明的目的在于针对目前淀粉基脂肪替代品用于冷冻食品存在的应用性能不稳定等缺点，对淀粉颗粒进行一定的结构修饰，扩大淀粉反应接触面积，提高化学试剂在淀粉颗粒中的分布均匀性，并进行一定的糊精化。该方法具有生产效率高、产品质量好等优点。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种淀粉基脂肪替代品的制备方法，包括如下步骤：

(1)淀粉原料用乙酸盐缓冲液(乙酸-乙酸钠缓冲液)配成15～40％质量的淀粉乳，并调节pH值范围为4.0～6.5，加入淀粉酶量为30～600u/g干淀粉，在30～55℃温度下反应4～30小时，中和到pH至6.0～6.5，洗涤，干燥，粉碎后得酶解淀粉；所述淀粉酶为α-淀粉酶、糖化酶和普鲁兰酶中的一种或两种的混合物；

(2)将步骤(1)得到的酶解淀粉用乙醇配成质量百分比为15～40％的淀粉乳，乙醇浓度为65～85％，分别加入一氯乙酸和氢氧化钠，一氯乙酸∶氢氧化钠∶干淀粉的摩尔比为(0.5～1.2)∶(0.5～2.5)∶1，在35～58℃温度下搅拌反应1.5～5.0小时，中和到pH6.0～6.5，洗涤，干燥，粉碎后得醇处理淀粉。

(3)将步骤(2)得到的醇处理淀粉用乙酸盐缓冲液配成15～35％质量的淀粉乳，并调节pH值范围为5.5～6.5，加入耐高温α-淀粉酶量，用量为每克干淀粉加入耐高温α-淀粉酶5～20u，在85～105℃温度下反应2～20分钟，灭酶。

(4)中和到pH6.0～6.8，，喷雾干燥得产品。

所述淀粉原料是木薯、马铃薯、甘薯、玉米和小麦中的一种。

为了更好地实现本发明，所述第(1)步加入淀粉酶为两种时，淀粉酶依次加入；所述第(2)步一氯乙酸和氢氧化钠是用配置淀粉乳的乙醇溶解后加入。步骤(1)和(2)所述的干燥是在40～50℃到干燥水分含量低于14％；步骤(1)(2)和(4)所述的pH通过加入盐酸或氢氧化钠溶液调节，盐酸或氢氧化钠溶液的浓度优选0.05-0.2mol/L。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)采用生物酶解技术对淀粉原料进行修改改性，扩大淀粉与反应试剂的接触面积，提高了反应效率，增强了取代基团在淀粉颗粒中的分布均匀性，降低了成本；

(2)将淀粉进行羧甲基化后再糊精化，不仅使制备的淀粉基脂肪替代品具有良好的冻融稳定性、贮存稳定性，而且颗粒接近脂肪的粒度。通过测定发现，所制备的淀粉基脂肪替代品的粒径为2～5μm，冻融次数超过50次。

(3)本发明具有生产效率高、产品质量高等优点，具有重要的社会效益和经济效益。

具体实施方式

为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步地说明。本发明有许多成功的实施例，下面列举六个具体的实施例，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。

实施例1

一种淀粉基脂肪替代品的制备方法，包括如下步骤：

第一步用乙酸盐缓冲液(乙酸-乙酸钠缓冲液)调节木薯淀粉乳至质量浓度为20％，pH值为4.5；在温度为30℃条件下，加入α-淀粉酶(BAN 480L，诺维信(中国)投资有限公司)和糖化酶(Dextrozyme DXW，诺维信(中国)投资有限公司)；每克干淀粉加入200u的α-淀粉酶和30u的糖化酶，反应4小时，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液中和到pH至6.0，洗涤，在40℃干燥到水分含量为12.5％，粉碎后得酶解淀粉。

第二步将以上得到的酶解淀粉用重量浓度为65％的乙醇配成质量百分比为40％的淀粉乳，加入一氯乙酸和氢氧化钠，其中，一氯乙酸、氢氧化钠和干淀粉的摩尔比为1∶2.5∶1，在35℃温度下搅拌反应2小时，用0.1mol/L的盐酸中和到pH6.5，洗涤，在50℃干燥到水分含量为13.5％，粉碎后醇处理淀粉。

第三步将以上处理的醇处理淀粉用乙酸盐缓冲液配成25％质量的淀粉乳，并调节pH值范围为6.5，加入耐高温α-淀粉酶(Liquozyme Supra/2.2X，诺维信(中国)投资有限公司)，用量为每克干淀粉加入耐高温α-淀粉酶10u，在85℃下反应10分钟，灭酶。

第四步用0.1mol/L的盐酸中和到pH6.0，喷雾干燥得产品。通过测定表明，所制备的淀粉基脂肪替代品的粒径为4.5μm，冻融次数为51次。

本实施例采用生物酶解技术对淀粉原料进行修改改性，扩大了淀粉与反应试剂的接触面积，提高了反应效率，增强了取代基团在淀粉颗粒中的分布均匀性；将淀粉进行羧甲基化后再糊精化，不仅使制备的淀粉基脂肪替代品具有良好的冻融稳定性、贮存稳定性，而且颗粒粒径小于5μm，接近脂肪的粒度，能产生具有类似脂肪的口感和粘度，在流变学性质上接近脂肪，能较好的替代脂肪。

实施例2

一种淀粉基脂肪替代品的制备方法，包括如下步骤：

第一步用乙酸盐缓冲液调节马铃薯淀粉乳浓度为40％质量，pH值为6.5，温度为50℃，加入α-淀粉酶(BAN 480L，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入600u的α-淀粉酶，反应10小时，用0.2mol/L的盐酸中和到pH至6.2，洗涤，在50℃干燥到水分含量为12.0％，粉碎后得酶解淀粉。

第二步将以上得到的酶解淀粉用浓度为80％的乙醇配成质量百分比为15％的淀粉乳，分别加入一氯乙酸和氢氧化钠，一氯乙酸∶氢氧化钠∶干淀粉的摩尔比为1.2∶1.5∶1，在50℃温度下搅拌反应4.5小时，用0.05mol/L的盐酸中和到pH6.0，洗涤，在40℃干燥到水分含量为13.0％，粉碎后醇处理淀粉。

第三步将以上处理的醇处理淀粉用乙酸盐缓冲液配成35％质量的淀粉乳，并调节pH值范围为6.0，加入耐高温α-淀粉酶(Liquozyme Supra/2.2X，诺维信(中国)投资有限公司)，用量为每克干淀粉加入耐高温α-淀粉酶5u，在90℃下反应20分钟，灭酶。

第四步用0.2mol/L的氢氧化钠溶液中和到pH6.8，喷雾干燥得产品。通过测定表明，所制备的淀粉基脂肪替代品的粒径为4.0μm，冻融次数为52次。

实施例3

一种淀粉基脂肪替代品的制备方法，包括如下步骤：

第一步用乙酸盐缓冲液调节玉米淀粉乳浓度为15％质量，pH值为4.0，温度为55℃，加入α-淀粉酶(BAN 480L，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入350u的α-淀粉酶，反应8小时，灭酶，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为6.0，温度为50℃，加入糖化酶(Dextrozyme DXW，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入50u的糖化酶，反应30小时，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液中和到pH至6.5，洗涤，在45℃干燥到水分含量为12.8％，粉碎后得酶解淀粉。

第二步将以上得到的酶解淀粉用浓度为85％的乙醇配成质量百分比为25％的淀粉乳，分别加入一氯乙酸和氢氧化钠，一氯乙酸∶氢氧化钠∶干淀粉的摩尔比为0.5∶0.8∶1，在45℃温度下搅拌反应2.5小时，用0.05mol/L的盐酸中和到pH6.5，洗涤，在45℃干燥到水分含量为13.2％，粉碎后醇处理淀粉。

第三步将以上处理的醇处理淀粉用乙酸盐缓冲液配成20％质量的淀粉乳，并调节pH值范围为6.0，加入耐高温α-淀粉酶(Liquozyme Supra/2.2X，诺维信(中国)投资有限公司)，用量为每克干淀粉加入耐高温α-淀粉酶20u，在100℃下反应2分钟，灭酶。

第四步用0.05mol/L的氢氧化钠溶液中和到pH6.5，喷雾干燥得产品。通过测定表明，所制备的淀粉基脂肪替代品的粒径为2.0μm，冻融次数为58次。

实施例4

一种淀粉基脂肪替代品的制备方法，包括如下步骤：

第一步用乙酸盐缓冲液调节小麦淀粉乳浓度为20％质量，pH值为4.8，温度为45℃，加入糖化酶(Dextrozyme DXW，诺维信(中国)投资有限公司)；每克干淀粉加入150u的糖化酶，反应10小时，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液中和到pH至6.3，洗涤，在48℃干燥到水分含量为12.5％，粉碎后得酶解淀粉。

第二步将以上得到的酶解淀粉用浓度为75％的乙醇配成质量百分比为30％的淀粉乳，添加的乙醇部分用来溶解加入的一氯乙酸和氢氧化钠，一氯乙酸∶氢氧化钠∶干淀粉的摩尔比为1∶0.5∶1，在58℃温度下搅拌反应1.5小时，用0.1mol/L的盐酸中和到pH6.2，洗涤，在45℃干燥到水分含量为11.8％，粉碎后醇处理淀粉。

第三步将以上处理的醇处理淀粉用乙酸盐缓冲液配成10％质量的淀粉乳，并调节pH值范围为5.5，加入耐高温α-淀粉酶(Liquozyme Supra/2.2X，诺维信(中国)投资有限公司)，用量为每克干淀粉加入耐高温α-淀粉酶8u，在105℃下反应15分钟，灭酶。

第四步用0.1mol/L的氢氧化钠溶液中和到pH6.5，喷雾干燥得产品。通过测定表明，所制备的淀粉基脂肪替代品的粒径为3.8μm，冻融次数为55次。

实施例5

一种淀粉基脂肪替代品的制备方法，包括如下步骤：

第一步用乙酸盐缓冲液调节甘薯淀粉乳浓度为28％质量，pH值为5.2，温度为40℃，加入糖化酶(Dextrozyme DXW，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入200u的糖化酶，反应12小时，灭酶，用0.1mol/L的盐酸调节pH值为4.2，温度为45℃，加入普鲁兰酶(Promozyme D2，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入150u的普鲁兰酶，反应25小时，用0.2mol/L的氢氧化钠溶液中和到pH至6.5，洗涤，在45℃干燥到水分含量为12.7％，粉碎后得酶解淀粉。

第二步将以上得到的酶解淀粉用浓度为80％的乙醇配成质量百分比为35％的淀粉乳，添加的乙醇部分用来溶解加入的一氯乙酸和氢氧化钠，一氯乙酸∶氢氧化钠∶干淀粉的摩尔比为0.6∶1.2∶1，在50℃温度下搅拌反应3.0小时，用0.1mol/L的盐酸中和到pH6.2，洗涤，在45℃干燥到水分含量为12.9％，粉碎后醇处理淀粉。

第三步将以上处理的醇处理淀粉用乙酸盐缓冲液配成15％质量的淀粉乳，并调节pH值范围为5.8，加入耐高温α-淀粉酶(Liquozyme Supra/2.2X，诺维信(中国)投资有限公司)，用量为每克干淀粉加入耐高温α-淀粉酶12u，在100℃下反应20分钟，灭酶。

第四步用0.1mol/L的氢氧化钠溶液中和到pH6.6，喷雾干燥得产品。通过测定表明，所制备的淀粉基脂肪替代品的粒径为2.5μm，冻融次数为54次。

实施例6

一种淀粉基脂肪替代品的制备方法，包括如下步骤：

第一步用乙酸盐缓冲液调节木薯淀粉乳浓度为35％质量，pH值为5.0，温度为45℃，加入α-淀粉酶(BAN 480L，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入400u的α-淀粉酶，反应15小时，灭酶，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为6.2，温度为50℃，加入普鲁兰酶(Promozyme D2，诺维信(中国)投资有限公司)，每克干淀粉加入60u的普鲁兰酶，反应20小时，用0.1mol/L的盐酸中和到pH至6.1，洗涤，在45℃干燥到水分含量为13.7％，粉碎后得酶解淀粉。

第二步将以上得到的酶解淀粉用浓度为65％的乙醇配成质量百分比为25％的淀粉乳，添加的乙醇部分用来溶解加入的一氯乙酸和氢氧化钠，一氯乙酸∶氢氧化钠∶干淀粉的摩尔比为0.8∶1.5∶1，在45℃温度下搅拌反应3.5小时，用0.1mol/L的盐酸中和到pH6.5，洗涤，在50℃干燥到水分含量为13.9％，粉碎后醇处理淀粉。

第三步将以上处理的醇处理淀粉用乙酸盐缓冲液配成20％质量的淀粉乳，并调节pH值范围为6.0，加入耐高温α-淀粉酶(Liquozyme Supra/2.2X，诺维信(中国)投资有限公司)，用量为每克干淀粉加入耐高温α-淀粉酶16u，在100℃下反应5分钟，灭酶。

第四步用0.15mol/L的氢氧化钠溶液中和到pH6.2，喷雾干燥得产品。通过测定表明，所制备的淀粉基脂肪替代品的粒径为5.0μm，冻融次数为52次。

如上所述，即可较好地实现本发明。