專利名稱：不溶于水的低熱食品充填劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品及食品添加劑技術(shù)，更詳細(xì)地涉及不溶于水的低熱食品充填劑及其制備方法，即將應(yīng)用于碳水化合物、脂肪質(zhì)食品作為糖、面粉的替代品，或作為膳食纖維添加用于焙烤食品、低熱、低脂人造奶油、冷凍甜點(diǎn)等，或作為一種單獨(dú)的添加劑加入食品配方中，添加于低水分含量產(chǎn)品如脆餅、曲奇等，不會(huì)影響其口感，也不會(huì)改變食物風(fēng)味及組織，用于食品加工可提高產(chǎn)品纖維含量，改進(jìn)食品性質(zhì)。
淀粉可根據(jù)各種用途進(jìn)行變性，酶法變性、物理變性(包括機(jī)械力、熱處理)，導(dǎo)致部分或全部顆粒結(jié)構(gòu)重組，經(jīng)變性之后淀粉的營(yíng)養(yǎng)性質(zhì)與變性之前不同，對(duì)含淀粉質(zhì)的食品質(zhì)地、消化性有很強(qiáng)的作用。淀粉的物理變性會(huì)造成在小腸中的抗消化，故低熱淀粉質(zhì)產(chǎn)品引起了廣泛的關(guān)注，不被小腸中的酶所消化而進(jìn)入大腸，為腸內(nèi)菌發(fā)酵利用而產(chǎn)生短鏈脂肪酸如丁酸等，其性質(zhì)與膳食纖維類似。抗性淀粉是一種變性淀粉，不被健康人體小腸所吸收的淀粉及共分解物的總稱，是由淀粉顆粒經(jīng)重新排列組合而形成的新的具有特殊生理功能的成分，抗性淀粉屬丁多糖類，其功能視同膳食纖維。
隨著人民生活水平的提高，人們?cè)矫自街匾暽攀忱w維的功能作用。膳食纖維對(duì)人體健康的貢獻(xiàn)，主要是在腸道發(fā)酵生成的短鏈脂肪酸，而抗性淀粉也不被小腸吸收，能原封不動(dòng)地進(jìn)入大腸，部分為腸內(nèi)菌發(fā)酵利用而產(chǎn)生短鏈脂肪酸如丁酸等，較同等量膳食纖維產(chǎn)生的丁酸還要多，令人興奮和感興趣的是丁酸會(huì)阻止癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，與直腸癌的防治密切相關(guān)；抗性淀粉可增加糞便體積，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，對(duì)于便秘、炎癥、痔瘡、結(jié)腸癌等疾病有良好的預(yù)防效果；攝入高抗性淀粉食物，具有較少胰島素反應(yīng)，可延緩餐后血糖上升，能有效地控制糖尿病病情；抗性淀粉可以增加脂質(zhì)排泄，將食物中脂質(zhì)部分排除從而減少熱量的攝取，而且抗性淀粉本身幾乎不含熱量，作為低熱量添加劑，添加到食物中，可有效控制體重；高抗性淀粉含量的飲食可減少血中總膽固醇值(TC)和甘油三酯值(TG)；抗性淀粉還能有效降低血中及肝臟內(nèi)脂質(zhì)含量；膳食纖維攝入量過(guò)多會(huì)降低飲食中維生素、礦物質(zhì)如Ca、Fe、Mg的吸收，而抗性淀粉則不會(huì)對(duì)維生素、礦物質(zhì)等微量元素的吸收產(chǎn)生干擾。以上種種優(yōu)點(diǎn)及特殊生理功能，使抗性淀粉在食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)中占有十分重要的地位。
現(xiàn)有的抗性淀粉主要是利用高鏈玉米淀粉為原料，輔以多次冷、熱循環(huán)處理，干燥等步驟來(lái)制備。存在如下缺點(diǎn)(1)由于該法使用高鏈玉米淀粉作為主要原材料，該淀粉含鏈淀粉約70％，栽培困難，成本較高。(2)由于高鏈玉米淀粉為僅在美國(guó)生產(chǎn)的新品種，故原料缺。(3)制備方法采取多次反復(fù)衍環(huán)，能耗高且工藝繁瑣，不利于自動(dòng)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種與膳食纖維功用相似的不溶于水的低熱食品充填劑及其制備方法，以普通原淀粉(玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、綠豆淀粉、豌豆淀粉等等)為原料，采取多次酶法生物技術(shù)，輔以物理變性，不僅擴(kuò)大了原料來(lái)源，而且簡(jiǎn)化工藝，有效地提高收率，降低能耗，保證產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良，產(chǎn)品成本明顯下降，且無(wú)廢液、無(wú)污染。
本發(fā)明的不溶于水的低熱食品充填劑的制備方法包括如下步驟——在濃度為5～25％、pH為5.5-8.0的淀粉乳中加入用量為0.2-6unit/g淀粉α-淀粉酶；——在90-160℃下保溫20-120Min，形成不同鏈長(zhǎng)的片段糊狀物；——調(diào)整pH至5.5-8.0，在40-80℃下加入脫支酶，保持4-48hrs；——滅酶；——在4℃下凝沉4-24hrs；——在-15℃--30℃下冷凍4-24hrs；——經(jīng)融化、過(guò)濾、干燥、粉碎、過(guò)篩后得產(chǎn)品。
上述滅酶、凝沉、融化、過(guò)濾、干燥、粉碎、過(guò)篩等技術(shù)是現(xiàn)有通用的技術(shù)。
得到不溶于水的低熱食品充填劑，是無(wú)異味、多孔性白色粉術(shù)，持水性低，不似一般纖維會(huì)吸收大量水分，具有低熱、高膳食纖維含量食品功能成分。
本發(fā)明所用的淀粉原料可以是任何品種的淀粉原料如玉米、馬鈴薯、甘薯、小麥、大米、木薯、綠豆和豌豆等等。將原料分散于水中，其固體含量5-45％，高熱、高壓以糊化，盡管糊化受很多因素的影響，通常120-175℃,(15-150psi)完全糊化，可以通過(guò)對(duì)顆粒的結(jié)構(gòu)來(lái)判定，糊化過(guò)程從整體或部分破壞原淀粉顆粒中的淀粉分子鍵，為脫支做準(zhǔn)備，產(chǎn)生更多均勻的脫支淀粉分子。糊化之后，準(zhǔn)備用酶脫支，溫度、pH，調(diào)到最佳酶活力條件。這些參數(shù)根據(jù)所用酶的來(lái)源、類型、酶之濃度、底物濃度及有沒(méi)有加抑制劑來(lái)定。完全脫支需較長(zhǎng)時(shí)間，脫支后需立即滅酶，可采用≥75℃,15Min或調(diào)整pH≤3.0約1hrs，以達(dá)滅酶目的。反應(yīng)雜質(zhì)及副產(chǎn)品由滲析法、離子交換、過(guò)濾或離心等純化淀粉技術(shù)移去。低溫冷卻、擠壓、脫水至60-80％固體，產(chǎn)品進(jìn)一步干燥。該過(guò)程完成之后，用酸或酶水解以移去淀粉產(chǎn)品，保證其含有更高的抗性淀粉含量。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明以酶法制備抗性淀粉，產(chǎn)品質(zhì)量好，盡管淀粉工業(yè)一直在使用酶，但市場(chǎng)上酶變性淀粉的產(chǎn)品極少，尤其在低熱量食品方面?，F(xiàn)有技術(shù)采用多次冷、熱處理，損失多，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。本發(fā)明是用酶法處理，輔以冷、熱處理，經(jīng)干燥得抗性淀粉，生產(chǎn)工序大大簡(jiǎn)化。(2)產(chǎn)品性質(zhì)易控制，本發(fā)明包括食品級(jí)水不溶低熱量充填劑，從原料淀粉到產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，包括淀粉的液化、脫支化、凝沉、酶或化學(xué)水解以降低淀粉分子的非品區(qū)，該過(guò)程生產(chǎn)的抗性淀粉含有很少非晶體，產(chǎn)品性質(zhì)(熱值、持水性)隨變性程度不同而變化。與傳統(tǒng)充填劑比較具有以下優(yōu)點(diǎn)低熱值、物理性質(zhì)靠控制凝沉程度和非晶物質(zhì)量來(lái)控制。形成不同抗性淀粉含量的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于不同方面。(3)生產(chǎn)效率高、收率高、成本低。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)制備方法相比，不采用多次冷、熱處理，生產(chǎn)效率提高20％以上；抗性淀粉收率提高10％以上，水、電、汽消耗降低50％以上，生產(chǎn)成本則降低15-20％。由于產(chǎn)品增加了功能，應(yīng)用廣泛，可作為糖、面粉替代質(zhì)，用于焙烤食品、低脂食品充填劑等低熱、低脂、人造奶油等。不會(huì)影響其口感，也不會(huì)改變食物風(fēng)味及組織，用于食品加工可降低熱值、提高膳食纖維含量，改進(jìn)食品質(zhì)地等優(yōu)點(diǎn)。(4)現(xiàn)有技術(shù)方法的反復(fù)加熱、冷卻過(guò)程是間歇進(jìn)行，難于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，而本發(fā)明工序簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，易于自動(dòng)控制。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1本發(fā)明所用的抗性淀粉含量的測(cè)定方法(簡(jiǎn)稱AACC76-13方法)如下①樣品過(guò)60目篩后，精確稱量W(mg)的樣品，分別加入離心管中，輕拍離心管，使粉狀樣品落入管底部，加入0.2ml乙醇80％(v/v)，以潤(rùn)濕樣品，用旋渦混勻器徹底將樣品混勻。
②加入300活力單位耐熱α-淀粉酶MOPS緩沖液，混合器攪拌均勻后，立即置于沸水浴中保溫6Min，分別在保溫2Min和4Min時(shí)將離心管取出用混合器混勻。
③反應(yīng)完成后，將離心管置于50℃水浴中，分別加入4ml乙酸鈉緩沖液，再加入20活力單位的葡萄糖淀粉酶，快速混勻后在50℃水浴中保溫30Min。
④將離心管取出后在3,000rpm轉(zhuǎn)速下離心15Min，小心除去上清液，往離心機(jī)中加入5ml乙酸鈉緩沖溶液重新分散殘?jiān)?，用混勻器混勻后，再加?ml乙酸鈉緩沖溶液，混勻后在3000rpm轉(zhuǎn)速下離心10Min。
⑤取出離心管小心除去上清夜，加2ml的DMSO于離心管中，混勻器混勻后，置于沸水浴中5Min，重新溶解剩余的殘?jiān)?br> ⑥重復(fù)步驟②和③。
⑦離心管中所有的內(nèi)容物全部移入100ml容量瓶中，蒸餾水定容，搖勻，取出約10ml溶液，在3,000rpm轉(zhuǎn)速下離心10Min。
⑧取離心上清夜1ml于玻璃試管中，往每個(gè)試管中加入3ml的GOPOD試劑，然后在50℃水浴中保溫顯色20Min，取0.1ml標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液，加0.9ml蒸餾水于試管中，再加3ml的GOPOD試劑作為葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)，取1ml蒸餾水加3ml的GOPOD試劑于試管中作為試劑空白，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)和試劑空白也在50℃水浴中保溫顯色20Min。GOPOD的保溫顯色時(shí)間要求并不十分嚴(yán)格，但至少要顯色20Min，最好應(yīng)在60Min內(nèi)完成測(cè)定。
⑨以試劑空白為0，在510nm處用分光光度計(jì)測(cè)定樣品及葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)的吸光度E和F。
抗性淀粉含量的計(jì)算RS=E×100/F×100×0.001×100/w×162/180=E÷F×900/W(％)E以試劑空白為0，所測(cè)的樣品吸光度；F:0.1mg標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖的吸光度；100/F將吸光度轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖的μg數(shù)；100體積稀釋倍數(shù)，即從100ml溶液中取1ml樣品；0.001將微克數(shù)轉(zhuǎn)化成毫克數(shù)；W被分析樣品的毫克數(shù)；162/180將自由葡萄糖換算成脫水葡萄糖單位的換算系數(shù)。
實(shí)施例2——在濃度為5％、pH為7.5的淀粉乳，pH=7.0的玉米淀粉乳中加入用量為6unit/g淀粉的α-淀粉酶；——在160℃下保溫50Min，形成不同鏈長(zhǎng)的片段糊狀物；——調(diào)整pH至6，在40℃下加入脫支酶，保持24hrs；——滅酶；——在4℃下凝沉12hrs；——在-30℃下冷凍24hrs；——經(jīng)融化、過(guò)濾、干燥、粉碎、過(guò)篩后得產(chǎn)品；用AACC76-13方法測(cè)得抗性淀粉含量為16.5％。
實(shí)施例3——在濃度為25％、pH為5.5，最好pH=6.8的綠豆淀粉乳中加入用量為3.5unit/g淀粉的α-淀粉酶；——在150℃下保溫20Min，形成不同鏈長(zhǎng)的片段糊狀物；——調(diào)整pH至5.5，在60℃下加入脫支酶，保持4hrs；——滅酶；——在4℃下凝沉24hrs；——在-15℃下冷凍20hrs；——經(jīng)融化、過(guò)濾、干燥、粉碎、過(guò)篩后得產(chǎn)品；用AACC76-13方法測(cè)得抗性淀粉含量為28.8％。
實(shí)施例4——在濃度為15％、pH為8.0的淀粉乳中加入用量為0.2unit/g淀粉α-淀粉酶；——在90℃下保溫120Min，形成不同鏈長(zhǎng)的片段糊狀物；——調(diào)整pH至8.0，在80℃下加入脫支酶，保持48hrs；——滅酶；——在4℃下凝沉4hrs——在-20℃下冷凍4hrs——經(jīng)融化、過(guò)濾、干燥、粉碎、過(guò)篩后得產(chǎn)品。用AACC76-13方法測(cè)得抗性淀粉含量為35％。
權(quán)利要求
1.一種不溶于水的低熱食品充填劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟——在濃度為5～25％、pH為5.5-8.0的淀粉乳中加入用量為0.2-6unit/g淀粉α-淀粉酶；——在90-160℃下保溫20-120Min，形成不同鏈長(zhǎng)的片段糊狀物；——調(diào)整pH至5.5-8.0，在40-80℃下加入脫支酶，保持4-48hrs；——滅酶；——在4℃下凝沉4-24hrs——在-15℃--30℃下冷凍4-24hrs——經(jīng)融化、過(guò)濾、干燥、粉碎、過(guò)篩后得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不溶于水的低熱食品充填劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟——在濃度為5％、pH為7.5的淀粉乳，pH=7.0的玉米淀粉乳中加入用最為6unit/g淀粉的α-淀粉酶；——在160℃下保溫50Min，形成不同鏈長(zhǎng)的片段糊狀物；——調(diào)整pH至6，在40℃下加入脫支酶，保持24hrs；——滅酶；——在4℃下凝沉12hrs；——在-30℃下冷凍24hrs；——經(jīng)融化、過(guò)濾、干燥、粉碎、過(guò)篩后得產(chǎn)品；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不溶于水的低熱食品充填劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟——在濃度為25％、pH為5.5，最好pH=6.8的綠豆淀粉乳中加入用量為3.5unit/g淀粉的α-淀粉酶；——在150℃下保溫20Min，形成不同鏈長(zhǎng)的片段糊狀物；——調(diào)整pH至5.5，在60℃下加入脫支酶，保持4hrs；——滅酶；——在4℃下凝沉24hrs；——在-15℃下冷凍20hrs；——經(jīng)融化、過(guò)濾、干燥、粉碎、過(guò)篩后得產(chǎn)品；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不溶于水的低熱食品充填劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟——在濃度為15％、pH為8.0的淀粉乳中加入用量為0.2unit/g淀粉α-淀粉酶；——在90℃下保溫120Min，形成不同鏈長(zhǎng)的片段糊狀物；——調(diào)整pH至8.0，在80℃下加入脫支酶，保持48hrs；——滅酶；——在4℃下凝沉4hrs；——在-20℃下冷凍4hrs；——經(jīng)融化、過(guò)濾、干燥、粉碎、過(guò)篩后得產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的方法制備的一種不溶于水的低熱食品充填劑。
全文摘要
一種不溶于水的低熱食品充填劑的制備方法包括在淀粉乳中加入淀粉α－淀粉酶，形成不同鏈長(zhǎng)的片段糊狀物，加入脫支酶，火酶，凝沉，冷凍，經(jīng)融化、過(guò)濾、干燥、粉碎、過(guò)篩后得產(chǎn)品；本發(fā)明以普通原淀粉為原料，采取多次酶法生物技術(shù)，輔以物理變性，不僅擴(kuò)大了原料來(lái)源，而且簡(jiǎn)化工藝，有效地提高收率，降低能耗，保證產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良，產(chǎn)品成本明顯下降，且無(wú)廢液、無(wú)污染。
文檔編號(hào)C08B30/12GK1317269SQ01107700
公開(kāi)日2001年10月17日 申請(qǐng)日期2001年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月5日
發(fā)明者高群玉, 黃立新, 梁世中, 蹇華麗 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)