一種直鏈狀淀粉衍生物的制備方法
【專利摘要】一種直鏈狀淀粉衍生物的制備方法，屬于變性淀粉加工【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明原理基于超聲波解簇協(xié)同普魯蘭酶脫支加速淀粉回生，利用低溫α-淀粉酶限制性水解回生淀粉無定型區(qū)，從而制備聚合度范圍窄的直鏈狀淀粉衍生物。主要步驟為以秈米淀粉為原料，經(jīng)糊化、超聲波解簇（超聲3s，停歇1s，總時間為15～20min，超聲頻率為20kHz，功率為400W）、普魯蘭酶脫支（酶添加量5～10ASPU/g，反應(yīng)pH4.2～4.6，于55～60℃下反應(yīng)8～12h），回生結(jié)晶（4℃放置24h），低溫α-淀粉酶限制性水解（按10～20U/g淀粉添加，于25～30℃反應(yīng)4～6h），除雜（透析24h），干燥得到聚合度（DP）為32～45的直鏈狀淀粉衍生物產(chǎn)品。本發(fā)明工藝簡單、成本低廉，所得直鏈狀淀粉衍生物產(chǎn)品聚合度范圍窄。
【專利說明】一種直鏈狀淀粉衍生物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種直鏈狀淀粉衍生物的制備方法，涉及超聲波解簇、酶法脫支、限制性水解淀粉技術(shù)在制備聚合度范圍窄的直鏈狀淀粉衍生物上應(yīng)用，屬于變性淀粉加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]直鏈狀淀粉衍生物，水溶性好，呈螺旋管狀，具有較好的包埋能力，能提高客體穩(wěn)定性及水溶性。目前制備直鏈狀淀粉衍生物的方法有:(I)合成法:以小分子糖或其衍生物為底物，在淀粉合成酶的催化下得到，此法生產(chǎn)成本高，操作工藝復(fù)雜、反應(yīng)效率低，不適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；(2)水解法:以淀粉為底物，采用脫支酶催化淀粉水解得到，此法直鏈狀淀粉衍生物聚合度范圍廣，不利于產(chǎn)品的工業(yè)化應(yīng)用。因此，本發(fā)明目的是開發(fā)一種新型直鏈狀淀粉衍生物的制備方法。
[0003]回生淀粉由無定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)組成，其結(jié)晶區(qū)由特定聚合度的葡萄糖殘基組成，對淀粉酶具有抗性。本發(fā)明利用α-淀粉酶限制性水解回生淀粉無定型區(qū)，保留聚合度集中的結(jié)晶區(qū)，從而制備聚合度范圍窄的直鏈狀淀粉衍生物。然而，大部分天然淀粉的直鏈狀淀粉含量低，不利于淀粉的回生。為了加速淀粉回生，本發(fā)明采用超聲波對淀粉解簇提高普魯蘭酶對淀粉脫支效率，使體系高直鏈化，提高淀粉回生率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種直鏈狀淀粉衍生物的制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種直鏈狀淀粉衍生物的制備方法，以淀粉為原料，利用超聲波解簇協(xié)同普魯蘭酶脫支加促淀粉回生，再采用低溫α -淀粉酶限制性水解回生淀粉，制備直鏈狀淀粉衍生物；具體步驟為: (O淀粉的糊化:稱取40-50g淀粉分散于IOOmL蒸餾水中，置于沸水浴中加熱至完全糊化，冷卻至室溫；
(2)淀粉的解簇:利用超聲波處理對淀粉中支鏈淀粉進行解簇；
淀粉的解簇為淀粉的超聲波解簇，即對淀粉間歇式超聲波處理，超聲3s，停歇ls，總時間為15-20min，超聲波頻率為20kHz，功率為400W ；
(3)淀粉的脫支:將步驟(2)所得的淀粉溶液調(diào)節(jié)至55-60°C，用0.lmol/L醋酸一醋酸鈉緩沖液調(diào)節(jié)pH至4.2-4.6，加入普魯蘭酶5-10ASPU/g淀粉，水解反應(yīng)8-12h ;沸水浴加熱IOmin停止反應(yīng),冷卻至室溫；
(4)淀粉的回生結(jié)晶:將步驟(3)所得的淀粉水解物，置于4°C恒溫箱中，回生24h；
(5)水解回生淀粉:取20g回生淀粉，加入0.lmol/L醋酸一醋酸鈉緩沖液IOOmL,攪拌分散，添加α -淀粉酶10-20U/g淀粉，25-30°C反應(yīng)4-6h，沸水浴30min使得α -淀粉酶失活和同時充分破壞結(jié)晶部分的雙螺旋結(jié)構(gòu)，冷卻至室溫；
水解回生淀粉為限制性水解，即使用的α-淀粉酶為低溫α-淀粉酶，水解溫度為25 -30? ；(6)除去小分子糖、緩沖鹽雜質(zhì):將淀粉水解液裝入截留分子量為IOOODa的透析袋中，在裝滿蒸餾水的5L燒杯中透析24h，每4h更換一次蒸餾水，除去緩沖鹽和α -淀粉酶水解回生淀粉無定型區(qū)得到的小分子糖雜質(zhì)；
(7)干燥:將透析袋中的水解液傾出，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分水，再在35°C下干燥24h，粉碎，即可得目標產(chǎn)物直鏈狀淀粉衍生物。
[0006]步驟(I)中使用的淀粉為秈米淀粉。
[0007]所得目標產(chǎn)物直鏈狀淀粉衍生物聚合度范圍為32-45。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
(I)本發(fā)明以α -淀粉酶限制性水解回生淀粉為核心技術(shù)制備直鏈狀淀粉衍生物，充分利用了回生淀粉的價值，提高了淀粉的綜合利用率。
[0009](2)本發(fā)明首次利用超聲波解簇協(xié)同普魯蘭酶脫支促進淀粉老化，有效促進了淀粉回生，從而解決了回生 法制備直鏈狀淀粉衍生物的效率。
[0010](3)本發(fā)明工藝簡單、成本低廉，生產(chǎn)得到的直鏈狀淀粉衍生物可以作為原料，高效增加環(huán)糊精、高純度麥芽糖等高附加值產(chǎn)品的產(chǎn)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1實施例2中直鏈狀淀粉衍生物的高效陰離子色譜圖。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
40g秈米淀粉分散于IOOmL蒸餾水中，攪拌，于沸水浴中至淀粉完全糊化，冷卻；于JY92-2D超聲細胞破碎儀中，將超聲探頭浸入淀粉糊內(nèi)，在頻率為20kHz，功率為400w的超聲波下，以超聲3s、停歇Is的方式超聲波處理時間為15min ;將淀粉糊溫度調(diào)整至55°C，pH調(diào)節(jié)至4.2，加入普魯蘭酶10ASPU/g淀粉，反應(yīng)10h，沸水浴加熱IOmin以停止反應(yīng)；冷卻至室溫，置于4°C恒溫箱中回生24h。
[0013]取20g回生淀粉，加入0.lmol/L醋酸一醋酸鈉緩沖液IOOmL，攪拌分散，加入低溫α -淀粉酶10U/g淀粉，于30°C下反應(yīng)4h，沸水浴30min，冷卻至室溫，將淀粉水解液裝入截留分子量為IOOODa的透析袋中，在裝滿蒸餾水的5L燒杯中透析24h (每4h更換一次蒸餾水)，傾出透析袋中溶液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分水分，于35°C烘箱干燥24h，粉碎，可得目標產(chǎn)物直鏈狀淀粉衍生物。
[0014]實施例2
實施例1中制備的直鏈狀淀粉衍生物溶于蒸餾水中，進行高效陰離子色譜分析。分析條件:采用Dionex ICS-500色譜系統(tǒng)，柱子型號為DionexCarboPAC PA200 (250*4mm
1.D.);洗脫液為:IOOmM氫氧化鈉溶液(溶液A)、含有600mM醋酸鈉的IOOmM氫氧化鈉溶液(溶液B);梯度洗脫:0min時20%洗脫液B，60min時洗脫液B為100% ;流速為lmL/min，進樣量為25 μ L，直鏈狀淀粉衍生物的高效陰離子圖譜見圖1，圖1表明所得直鏈狀淀粉衍生物聚合度為32-45。
【權(quán)利要求】
1.一種直鏈狀淀粉衍生物的制備方法，其特征在于以淀粉為原料，利用超聲波解簇協(xié)同普魯蘭酶脫支加促淀粉回生，再采用低溫α -淀粉酶限制性水解回生淀粉，制備直鏈狀淀粉衍生物；具體步驟為: (O淀粉的糊化:稱取40-50g淀粉分散于IOOmL蒸餾水中，置于沸水浴中加熱至完全糊化，冷卻至室溫； (2)淀粉的解簇:利用超聲波處理對淀粉中支鏈淀粉進行解簇； 淀粉的解簇為淀粉的超聲波解簇，即對淀粉間歇式超聲波處理，超聲3s，停歇ls，總時間為15-20min，超聲波頻率為20kHz，功率為400W ； (3)淀粉的脫支:將步驟(2)所得的淀粉溶液調(diào)節(jié)至55-60°C，用0.lmol/L醋酸一醋酸鈉緩沖液調(diào)節(jié)pH至4.2-4.6，加入普魯蘭酶5-10ASPU/g淀粉，水解反應(yīng)8-12h ;沸水浴加熱IOmin停止反應(yīng),冷卻至室溫； (4)淀粉的回生結(jié)晶:將步驟(3)所得的淀粉水解物，置于4°C恒溫箱中，回生24h； (5)水解回生淀粉:取20g回生淀粉，加入0.lmol/L醋酸一醋酸鈉緩沖液IOOmL,攪拌分散，添加α -淀粉酶 10-20U/g淀粉，25-30°C反應(yīng)4-6h，沸水浴30min使得α -淀粉酶失活和同時充分破壞結(jié)晶部分的雙螺旋結(jié)構(gòu)，冷卻至室溫； 水解回生淀粉為限制性水解，即使用的α-淀粉酶為低溫α-淀粉酶，水解溫度為25 -30? ； (6)除去小分子糖、緩沖鹽雜質(zhì):將淀粉水解液裝入截留分子量為IOOODa的透析袋中，在裝滿蒸餾水的5L燒杯中透析24h，每4h更換一次蒸餾水，除去緩沖鹽和α -淀粉酶水解回生淀粉無定型區(qū)得到的小分子糖雜質(zhì)； (7)干燥:將透析袋中的水解液傾出，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分水，再在35°C下干燥24h，粉碎，即得目標產(chǎn)物直鏈狀淀粉衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直鏈狀淀粉衍生物的制備方法，其特征在于:步驟(I)中使用的淀粉為秈米淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直鏈狀淀粉衍生物的制備方法，其特征在于所得目標產(chǎn)物直鏈狀淀粉衍生物聚合度范圍為32-45。
【文檔編號】C12P19/16GK103451253SQ201310352873
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月14日
【發(fā)明者】金征宇, 田耀旗, 胡秀婷, 魏本喜, 李洪巖, 楊哪, 徐學(xué)明, 王金鵬 申請人:江南大學(xué)