一种酶法改性淀粉-甘油酯复合物及其制备方法

摘要

本发明公开了一种酶法改性淀粉‑甘油酯复合物及其制备方法,属于农产品加工技术领域。本发明以淀粉和甘油酯为原料，采用麦芽糖淀粉酶转糖苷辅助普鲁兰酶脱支技术，改变玉米淀粉的链长分布，增加糊化体系中可参与络合反应的线性淀粉链的释放量，促进玉米淀粉‑甘油酯复合物的形成。本发明克服了传统物理法络合指数低和化学法不安全的缺陷，具有高效、安全的特点，制备的酶法改性淀粉‑甘油酯复合物抗消化淀粉含量高，具有良好的耐酶解性能，且热稳定性较高，在食品加工领域具有良好的应用前景。

说明书

技术领域

本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及一种酶法改性淀粉-甘油酯复合物及其制备方法。

背景技术

淀粉由分支状的支链淀粉和线性的直链淀粉组成，其中直链淀粉是由失水葡萄糖残基通过 α-1→4 糖苷键连接而成的线性多糖，能够通过疏水相互作用与不同的疏水性客体分子形成复合物。在适当条件下，当淀粉溶液中存在脂肪酸、甘油酯、乳化剂等客体分子时，直链淀粉分子内氢键的作用使淀粉链发生卷曲，产生内部疏水的结构，与客体分子的疏水基团通过疏水相互作用发生络合作用，对客体分子起到包埋的作用，从而形成直链淀粉-脂质复合物。

淀粉作为传统的主食，其消化、吸收、代谢特性是影响淀粉基食品营养功能实现的重要因素。随着人们生活方式和饮食结构的改变，以及社会老龄化程度

的加剧，糖尿病、心血管疾病、肥胖症等非传染性慢性疾病的发病率日益增加，低糖、低能量食品随之受到人们广泛关注。因此，淀粉的消化性能已成为人们关注的焦点。将淀粉与脂质进行络合可以在一定程度上增加抗消化淀粉含量，同时降低快消化淀粉含量。所得复合物具有类似膳食纤维的健康功效，如控制血糖、改善肠道微生物菌群、预防结肠癌等，能够增加食品的营养价值。

淀粉-脂质复合物的形成和功能性质会受到许多因素的影响，如淀粉特性(直链淀粉含量、分子链长、来源等)、脂质结构(类型、链长和不饱和度)、处理方法和加工条件等，其中直链淀粉含量是最重要的影响因素之一。目前，直链淀粉-脂质复合物的制备方法包括物理制备法和化学制备法。物理制备法存在着复合物的络合指数不高、生产效率低等缺点；化学制备法则存在着安全性不高、工艺复杂、污染环境等问题。这就迫切需要一种安全、高效的方法进行直链淀粉-脂质复合物的制备。而采用酶法替代存在一定安全性问题的化学法和低效的物理法是目前国内外研究热点之一。传统的酶法是采用脱支酶（普鲁兰酶和异淀粉酶）对淀粉进行脱支处理后再与客体分子络合，能一定程度上促进复合物的形成，如中国专利CN111675830A，但是天然淀粉的分支密度较低，在脱支过程中被普鲁兰酶或异淀粉酶水解的且适宜复合物形成的线性淀粉链数量有限，采用单一脱支酶处理效果欠佳。另外，现有技术中制备的淀粉-脂质复合物还存在热稳定性低的问题，影响了其在高温下的应用。

综上所述，研发一种络合指数高、生产效率高、抗消化淀粉含量高且热稳定好的淀粉-甘油酯复合物的制备方法具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的淀粉-脂质复合物络合指数低、生产效率低、抗消化淀粉含量低和热稳定性差的问题，本发明提供了一种酶法改性淀粉-甘油酯复合物及其制备方法，制备的淀粉-甘油酯复合物络合指数高、具有较高的酶抗性、热稳定性高。

本发明通过以下技术方案实现：

一种酶法改性淀粉-甘油酯复合物的制备方法，包括以下步骤：

（1）淀粉酶解：将淀粉加入到缓冲溶液中，配制成5-10wt%的淀粉乳溶液，然后在90-95℃下糊化20-40min，冷却至50-55℃，加入麦芽糖淀粉酶进行酶解，酶解后进行灭酶处理；

（2）脱支处理：将步骤（1）灭酶后的酶解液冷却至55-60℃，调节pH值，加入普鲁兰酶进行脱支处理，脱支处理后进行灭酶处理；

（3）淀粉-甘油酯复合物的制备：将溶解后的甘油酯加入到步骤（2）中脱支处理后的酶解液中，在90-95℃下搅拌反应50-100min，反应后冷却至室温，醇提、真空冷冻干燥、粉碎得改性淀粉-甘油酯复合物。

进一步地，步骤（1）所述的淀粉为玉米淀粉；步骤（3）所述的甘油酯为单月桂酸甘油酯、单棕榈酸甘油酯、单肉豆蔻酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯中的一种。

进一步地，步骤（1）所述的麦芽糖淀粉酶用量为每克干淀粉加入3-18U，酶解时间为20-40min；步骤（2）所述的普鲁兰酶用量为每克干淀粉加入30-70U，脱支处理时间为30-70min。

进一步地，步骤（3）中所述的甘油酯的用量为淀粉用量的3-8%。

进一步地，步骤（3）中所述的醇提方法为：在酶解液中加入2-3倍体积的50vt% 的乙醇溶液，离心、洗涤2-3次，收集下层沉淀。

进一步地，步骤（1）中所述的缓冲溶液为pH值为6.8-7.0的乙酸钠缓冲溶液；步骤（2）中调节pH值至4.5-5.0。

进一步地，步骤（1）和步骤（2）中所述的灭酶处理是指在90-95℃下对酶解液加热10-15min。

进一步地，步骤（3）中所述的离心为4500rpm离心10min；所述的真空冷冻干燥时间为24-48h。

本发明中，所述的制备方法制备得到的改性淀粉-甘油酯复合物。

本发明利用麦芽糖淀粉酶的转糖苷作用，增加α-1,6糖苷键数量，改变淀粉的链长分布，通过控制酶添加量来调控淀粉的分支密度，进而在后续脱支过程中产生更多适宜进行包结络合作用的线性淀粉链，有效的促进淀粉-甘油酯复合物的形成。

有益效果

（1）本发明采用麦芽糖淀粉酶转糖苷辅助普鲁兰酶脱支技术，有效的改变玉米淀粉的链式结构，增加糊化体系中可参与络合反应的线性淀粉链的释放量，由此增加甘油酯与直链淀粉的复合机率，促进玉米淀粉-甘油酯复合物的形成；

（2）本发明采用酶法制备复合物，可有效提高玉米淀粉中抗消化淀粉含量，提高玉米淀粉的耐酶解性能，并使它具有一些对人体有益的健康功能，如控制血糖和胰岛素反应、控制肥胖、预防结肠癌等；

（3）本发明制备工艺安全高效、绿色环保，为直链淀粉-脂质复合物的合成提供了一种新途径，相比于化学制备法和物理制备法具有明显的优势。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明进行限制。

本发明实施例中使用的玉米原淀粉的直链淀粉含量为25.3%，支链淀粉含量为74.7%。

实施例1

（1）淀粉酶解：将玉米淀粉加入到pH值为7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成6wt%的淀粉乳溶液，淀粉乳溶液在95℃下搅拌糊化30min，冷却至55℃，按照9U/g淀粉干粉的量加入麦芽糖淀粉酶，酶解30min，酶解后将酶解液在90℃下加热15min进行灭酶；

（2）脱支处理：将步骤（1）得到的麦芽糖淀粉酶酶解液冷却至58℃，调节酶解液的pH值为5.0，按照60U/g淀粉干粉的量加入普鲁兰酶，脱支处理30min，脱支处理后将酶解液在90℃下加热15min进行灭酶处理；

（3）酶法改性淀粉-单月桂酸甘油酯复合物的形成：将占淀粉用量5%的单月桂酸甘油酯用无水乙醇溶解后缓慢添加到步骤（2）得到的麦芽糖淀粉酶/普鲁兰酶酶解液中，在90℃下保温搅拌70min，反应后将混合溶液冷却至室温；

（4）酶法改性淀粉-单月桂酸甘油酯复合物的提纯：将步骤（3）得到的混合溶液加入3倍体积的体积浓度为50%的乙醇溶液，除去混合溶液中未反应的单月桂酸甘油酯，然后以4500rpm离心10min，洗涤2次，去除上清液，收集下层沉淀，沉淀物经真空冷冻干燥36h、粉碎过80目筛后得到酶法改性淀粉-单月桂酸甘油酯复合物。

实施例2

（1）淀粉酶解：将玉米淀粉加入到pH值为6.8的乙酸钠缓冲溶液中，配制成8wt%的淀粉乳溶液，淀粉乳溶液在95℃下搅拌糊化25min，冷却至52℃，按照12U/g淀粉干粉的量加入麦芽糖淀粉酶，酶解25min，酶解后将酶解液在95℃下加热10min进行灭酶；

（2）脱支处理：将步骤（1）得到的麦芽糖淀粉酶酶解液冷却至60℃，调节酶解液的pH值为4.7，按照40U/g淀粉干粉的量加入普鲁兰酶，脱支处理45min，脱支处理后将酶解液在95℃下加热10min进行灭酶处理；

（3）酶法改性淀粉-单棕榈酸甘油酯复合物的形成：将占淀粉用量4%的单棕榈酸甘油酯用无水乙醇溶解后缓慢添加到步骤（2）得到的麦芽糖淀粉酶/普鲁兰酶酶解液中，在95℃下保温搅拌60min，反应后将混合溶液冷却至室温；

（4）酶法改性淀粉-单棕榈酸甘油酯复合物的提纯：将步骤（3）得到的混合溶液加入2倍体积的体积浓度为50%的乙醇溶液，除去混合溶液中未反应的单棕榈酸甘油酯，然后以4500rpm离心10min，洗涤3次，去除上清液，收集下层沉淀，沉淀物经真空冷冻干燥36h、粉碎过80目筛后得到酶法改性淀粉-单棕榈酸甘油酯复合物。

实施例3

（1）淀粉酶解：将玉米淀粉加入到pH值为7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成7wt%的淀粉乳溶液，淀粉乳溶液在90℃下搅拌糊化40min，冷却至50℃，按照6U/g淀粉干粉的量加入麦芽糖淀粉酶，酶解40min，酶解后将水解液在90℃下加热15min进行灭酶；

（2）脱支处理：将步骤（1）得到的麦芽糖淀粉酶酶解液冷却至55℃，调节酶解液的pH值为4.5，按照55U/g淀粉干粉的量加入普鲁兰酶，脱支处理40min，脱支处理后将酶解液在90℃下加热15min进行灭酶处理；

（3）酶法改性淀粉-单肉豆蔻酸甘油酯复合物的形成：将占淀粉用量6%的单肉豆蔻酸甘油酯用无水乙醇溶解后缓慢添加到步骤（2）得到的麦芽糖淀粉酶/普鲁兰酶酶解液中，在90℃下保温搅拌75min，反应后将混合溶液冷却至室温；

（4）酶法改性淀粉-单肉豆蔻酸甘油酯复合物的提纯：将步骤（3）得到的混合溶液加入3倍体积的体积浓度为50% 的乙醇溶液，除去混合溶液中未反应的单肉豆蔻酸甘油酯，然后以4500rpm离心10min，洗涤2次，去除上清液，收集下层沉淀，沉淀物经真空冷冻干燥36h、粉碎过80目筛后得到酶法改性淀粉-单肉豆蔻酸甘油酯复合物。

实施例4

（1）淀粉酶解：将玉米淀粉加入到pH值为7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成5wt%的淀粉乳溶液，淀粉乳在95℃下搅拌糊化30min，冷却至52℃，按照15U/g淀粉干粉的量加入麦芽糖淀粉酶，酶解20min，酶解后将酶解液在95℃下加热10min进行灭酶；

（2）脱支处理：将步骤（1）得到的麦芽糖淀粉酶酶解液冷却至58℃，调节酶解液的pH值为5.0，按照60U/g淀粉干粉的量加入普鲁兰酶，脱支处理35min，脱支处理后将酶解液在95℃下加热10min进行灭酶处理；

（3）酶法改性淀粉-单硬脂酸甘油酯复合物的形成：将占淀粉用量3%的单硬脂酸甘油酯用无水乙醇溶解后缓慢添加到步骤（2）得到的麦芽糖淀粉酶/普鲁兰酶水解液中，在95℃下保温搅拌65min，反应后将混合溶液冷却至室温；

（4）酶法改性淀粉-单硬脂酸甘油酯复合物的提纯：将步骤（3）得到的混合溶液加入2倍体积的体积浓度为50%的乙醇溶液，除去混合溶液中未反应的单硬脂酸甘油酯，然后以4500rpm离心10min，洗涤3次，去除上清液，收集下层沉淀，沉淀物经真空冷冻干燥36h、粉碎过80目筛后得到酶法改性淀粉-单硬脂酸甘油酯复合物。

对比例1

（1）淀粉糊化：将玉米淀粉加入到pH值为7.0的乙酸钠缓冲溶液中，配制成6wt%的淀粉乳溶液，将淀粉乳在95℃下搅拌糊化30min，冷却至55℃；

（2）脱支处理：调节步骤（1）得到的糊化淀粉pH值为5.0，按照60U/g淀粉干粉的量加入普鲁兰酶，脱支处理30min，脱支处理后将酶解液在90℃下加热15min进行灭酶处理；

（3）淀粉-单月桂酸甘油酯复合物的形成：将占淀粉用量5%的单月桂酸甘油酯用无水乙醇溶解后缓慢添加到步骤（2）得到的普鲁兰酶酶解液中，在90℃下保温搅拌70min，反应后将混合溶液冷却至室温；

（4）淀粉-单月桂酸甘油酯复合物的提纯：将步骤（3）得到的混合溶液加入3倍体积的体积浓度为50%的乙醇溶液，除去混合溶液中未反应的单月桂酸甘油酯，然后以4500rpm离心10min，洗涤2次，去除上清液，收集下层沉淀，沉淀物经真空冷冻干燥36h、粉碎过80目筛后得到酶法淀粉-单月桂酸甘油酯复合物。

淀粉-脂质复合物性能测试

（1）酶法改性淀粉-甘油酯复合物体外消化性能测定

采用葡萄糖氧化酶法测定淀粉-脂质复合物及玉米原淀粉中快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)的含量，具体的测试方法为：将200 mg的待测样品与水混合后在95℃下糊化20min，冷却至室温后置于37℃的恒温水浴锅中，待温度平衡后加入pH 5.2的醋酸钠缓冲液定容至15 mL，随后加入 10 mL混酶液（290U/mL胰α-淀粉酶与20U/mL淀粉转葡糖苷酶），样品混合均匀后充分反应120min。水解 20 min和120 min后，分别取出0.5ml酶解液并迅速加入适量的无水乙醇灭酶，静置，离心，吸取适量的离心处理后的上清液用葡萄糖氧化酶法测定葡萄糖含量。

计算公式如下：

RDS =（m

SDS =（m

RS =100 – (RDS+SDS)

式中：m

（2）酶法改性淀粉-甘油酯复合物络合指数测定

称取5 g待测样品并加入25 ml蒸馏水，在沸水浴中加热搅拌30 min至其完全糊化，将样品冷却至室温后涡旋振荡2min，然后将样品在3500 rpm下离心20 min，准确称量500 μl上清液于试管内，并加入15 ml蒸馏水和2 ml碘液（2.0% KI和1.3% of I

CI （%） = 100 × （A

对实施例1~4和对比例1中制备的酶法改性淀粉-甘油酯复合物的体外消化性能和络合指数进行测试，测试结果如下表1所示：

表1 淀粉-脂质复合物性能测试结果

由表1可知，本发明采用玉米淀粉为原料制备得到的酶法改性淀粉-甘油酯复合物，慢消化淀粉和抗性淀粉含量总和高达47.9%（实施例1），与玉米原淀粉相比，耐酶解淀粉含量有了明显提升。与传统的酶法相比，本发明制备的得到的酶法改性淀粉-甘油酯复合物的络合指数明显增大。