[技术领域]
本发明涉及黑米淀粉提取技术领域，具体地说是一种黑米抗性淀粉的生产方法。
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背景技术：
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抗性淀粉(resistantstarch,rs)是指不被健康人体小肠所消化吸收的淀粉及其降解产物的总称。作为一种低热量、高膳食纤维含量的功能性食品成分，抗性淀粉具有与膳食纤维类似的生理功能和营养特性，有助于控制体重、预防ⅱ型糖尿病等，对便秘、结(直)肠癌、盲肠炎及痔疮等也有预防作用。抗性淀粉独特的品质特性，如天然来源，颗粒大小、颜色、口味、低持水能力和高结合水能力、高糊化温度，挤压性能好等，使其被广泛应用于食品加工，不仅可提高纤维含量，还可克服传统膳食纤维的某些缺点，改进食品品质，使消费者能够在享受食品原有美味的同时，得到健康和营养。
抗性淀粉根据其来源和人体实验结果可分为5类：物理包埋淀粉(rs1)、抗性淀粉颗粒(rs2)、回生淀粉(rs3)、化学变性淀粉(rs4)、淀粉脂质复合物(rs5)。rs1一般存在于完整的或部分碾磨的谷粒、豆粒和麦粒等较大的颗粒中，rs2为具有一定酶抗性的部分结晶结构的生淀粉粒，主要存在于生香蕉、马铃薯和高直链豌豆或高直链玉米淀粉中。rs1和rs2常常共存于食物中，是天然的抗性淀粉成分，加工后其抗性消失。rs3是糊化后的淀粉在冷却或储存过程中缓慢重结晶而形成的难以被淀粉酶所分解的淀粉，也称为老化淀粉。rs4是指经过化学变性处理后，由于一些官能团的引入而产生的抗性淀粉，如经过醚化、酯化和交联作用等从而获得具有淀粉酶抗性的淀粉。rs5是指当淀粉与脂质之间发生相互作用时，直链淀粉和支链淀粉的长链部分与脂肪醇或脂肪酸结合形成的复合物，具有很强的热稳定性和消化酶抗性。
稻米淀粉是继玉米淀粉、小麦淀粉和马铃薯淀粉之外又一重要的淀粉来源，约占我国淀粉加工量的13％。研究表明，稻米淀粉经过水化和加热，其中的直链淀粉和支链淀粉的线性部分排列为更加结晶的结构，难以被消化酶所消化降解，该类淀粉就是rs3型抗性淀粉的重要来源。中国专利号cn103918872b利用大米淀粉为原料，经过糊化、脱支、结晶、干燥处理，提高大米淀粉中直链淀粉的含量，从而制备得到rs3型抗性淀粉。美国专利us5849090也是采用相似的方法制备的抗性淀粉。
黑米为黑稻加工产品，是由禾本科植物稻经长期培育形成的一类特色品种。稻粒外观长椭圆形，稻壳灰褐色，粒型有籼、粳两种，黑米是非糯性稻米。糙米呈黑色或黑褐色，营养丰富，食、药用价值高。在《本草纲目》中记载：有滋阴补肾、健脾暖肝、明目活血的功效。黑米为米中珍品，素有“黑珍珠”和“世界米中之王”的美誉，是我国珍贵的特有稻种资源。黑米淀粉与大米淀粉性质相似，色泽偏白，本身不含有风味，无过敏性。但对黑米淀粉的组成研究发现，相较于大米淀粉，黑米淀粉中直链淀粉的含量更高，属于中等直链淀粉含量的类型，淀粉颗粒含有更多的结晶区域，主要以rs2型抗性淀粉为主，抗消化能力较强。因此，黑米淀粉是一种重要的天然抗性淀粉来源。
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技术实现要素：
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本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种低成本、高含量的黑米抗性淀粉的生产方法，不仅提高了黑米抗性淀粉的提取收率，同时提高了黑米加工产品附加值。
为实现上述目的提供一种黑米抗性淀粉的生产方法，包括以下步骤：1)磨浆：按照固液重量比1:2加水浸泡黑米2h，将浸泡后的黑米经粉碎处理，使黑米浆的细度达到200-400目；2)脱蛋白：加入浓度为0.2％的naoh和适量水，调节黑米浆中固液重量比为1:6-1:8，连续搅拌提取蛋白，提取温度为25-45℃，提取时间为2-4h；3)淀粉分离：采用旋液分离器将步骤2)所得提取液进行分离，去除蛋白质，收集重相淀粉液；4)酶解处理：控制淀粉液浓度在20-50％，将淀粉液采用无机酸或有机酸调节ph值至5.5-6.5，加入生物复合酶，将料液加热至50-60℃，在此温度下进行酶解反应1.0-2.0h，得到酶解液，酶灭活；5)淀粉干燥：将步骤4)所得淀粉液脱水浓缩至含水量30-50％，干燥，粉碎过筛，即得黑米抗性淀粉。
进一步地，步骤1)中，黑米磨浆所用设备为胶体磨、超细粉碎机或高压均质机。
进一步地，步骤3)中，所用旋液分离器为12级旋流工作站。
进一步地，步骤4)中，所用无机酸或有机酸为盐酸、硫酸、磷酸、柠檬酸或草酸。
进一步地，步骤4)中，所用生物复合酶的组分包括酸性蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶，其含量以固形物重量计为，酸性蛋白酶0.2-0.6％、脂肪酶0.1-0.4％、纤维素酶20-60u/g米渣。
进一步地，步骤4)中，所用酶灭活方法为高温瞬时灭酶，温度100℃，时间4s。
进一步地，步骤5)中，所用干燥设备为气流干燥机。
本发明同现有技术相比，开发了黑米淀粉优质资源，提高了黑米加工利用水平，提供了一种新型抗性淀粉产品，该黑米抗性淀粉在食品工业中有着广泛的用途，可以作为膳食纤维添加于面包、面条、饼干、蛋糕、酸奶、奶昔、奶油、乳酪和谷物早餐中，有利于预防ⅱ型糖尿病的发生，改善肠道微环境，增加益生菌的数量，降低结(直)肠癌发生率，增进人体健康。同时，本发明黑米抗性淀粉生产制备方法可以使黑米抗性淀粉含量≥60％，收率≥70％，符合产品要求，其抗性淀粉含量显著高于糊化冷却结晶方法所制得的rs3型抗性淀粉，提高了黑米加工产品附加值，值得推广应用。
[具体实施方式]
本发明提供了一种黑米抗性淀粉的生产方法，包括以下步骤：1)磨浆：按照固液重量比1:2加水浸泡黑米2h，将浸泡后的黑米经粉碎处理，使黑米浆的细度达到200-400目；2)脱蛋白：加入浓度为0.2％的naoh和适量水，调节黑米浆中固液重量比为1:6-1:8，连续搅拌提取蛋白，提取温度为25-45℃，提取时间为2-4h；3)淀粉分离：采用旋液分离器将步骤2)所得提取液进行分离，去除蛋白质，收集重相淀粉液；4)酶解处理：控制淀粉液浓度在20-50％，将淀粉液采用无机酸或有机酸调节ph值至5.5-6.5，加入生物复合酶，将料液加热至50-60℃，在此温度下进行酶解反应1.0-2.0h，得到酶解液，酶灭活；5)淀粉干燥：将步骤4)所得淀粉液脱水浓缩至含水量30-50％，干燥，粉碎过筛，即得黑米抗性淀粉。
上述步骤1)中，黑米磨浆所用设备可以为胶体磨、超细粉碎机或高压均质机。步骤3)中，所用旋液分离器为12级旋流工作站。步骤4)中，所用无机酸或有机酸可以为盐酸、硫酸、磷酸、柠檬酸或草酸；所用生物复合酶的种类和含量(以固形物重量计)包括酸性蛋白酶(0.2-0.6％)，脂肪酶(0.1-0.4％)，纤维素酶(20u/g-60u/g米渣)；所用酶灭活方法为高温瞬时灭酶，温度100℃，时间4s。步骤5)中，所用干燥设备可以为气流干燥机。
下面结合具体实施例对本发明作以下进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围：
实施例1
选取除去石块和铁屑等杂物后的黑籼米，按照固液重量比1:2加水浸泡2h，用胶体磨粉碎处理黑米至细度达到200-300目。加入0.2％naoh和适量水，调节黑米浆中固液重量比为1:8，连续搅拌提取蛋白，控制提取温度30-35℃，提取时间2h。提取液采用12级旋液分离器进行分离，去除蛋白质，收集重相淀粉液。控制淀粉液浓度在20％-30％，用盐酸调节淀粉液ph值至5.5-6.5，加入生物复合酶，将料液加热至60℃，在此温度下进行酶解反应1.0-2.0h，得到酶解液。酶灭活处理后，所得淀粉液脱水浓缩至含水量30％-50％，60℃气流干燥，粉碎过筛即得黑米抗性淀粉。检测分析抗性淀粉含量≥60.5％，收率≥77％。
实施例2
选取除去石块和铁屑等杂物后的黑籼米，按照固液重量比1:2加水浸泡2h，用高压均质机循环粉碎处理黑米至细度达到300-400目。加入0.2％naoh和适量水，调节黑米浆中固液重量比为1:6，连续搅拌提取蛋白，控制提取温度40-45℃，提取时间2h。提取液采用12级旋液分离器进行分离，去除蛋白质，收集重相淀粉液。控制淀粉液浓度在40％-50％，用柠檬酸或草酸调节淀粉液ph值至5.5-6.5，加入生物复合酶，将料液加热至50℃，在此温度下进行酶解反应1.0-2.0h，得到酶解液。酶灭活处理后，所得淀粉液脱水浓缩至含水量30％-50％，60℃气流干燥，粉碎过筛即得黑米抗性淀粉。检测分析抗性淀粉含量≥63.1％，收率≥72％。
实施例3
选取除去石块和铁屑等杂物后的黑粳米，按照固液重量比1:2加水浸泡2h，用超细粉碎机粉碎处理黑米至细度达到300-400目。加入0.2％naoh和适量水，调节黑米浆中固液重量比为1:6，连续搅拌提取蛋白，控制提取温度25-30℃，提取时间4h。提取液采用12级旋液分离器进行分离，去除蛋白质，收集重相淀粉液。控制淀粉液浓度在20％-30％，用磷酸或硫酸调节淀粉液ph值至5.5-6.5，加入生物复合酶，该生物复合酶的组分和含量(以固形物重量计)包括酸性蛋白酶(0.2-0.6％)，脂肪酶(0.1-0.4％)，纤维素酶(20u/g-60u/g米渣)；将料液加热至60℃，在此温度下进行酶解反应1.0-2.0h，得到酶解液。酶灭活处理后(所用酶灭活方法为高温瞬时灭酶，温度100℃，时间4s)，所得淀粉液脱水浓缩至含水量30％-50％，60℃气流干燥，粉碎过筛即得黑米抗性淀粉。检测分析抗性淀粉含量≥64.6％，收率≥73％。
本发明抗性淀粉测定方法，参考文献方法：englyst,h.n.,kingman,s.m.,&cummings,j.h.classificationandmeasurementofnutritionallyimportantstarchfractions.europeanjournalofclinicalnutrition1992,46,s33-s50。
其具体操作步骤为：
1、酶解(取样量根据步骤2所需用量换算后称取)
(1)准确称取200mg黑米淀粉样品，加入0.2mollph5.2的醋酸钠缓冲液15ml于三角瓶中摇匀，糊化30min，冷却至室温，为糊化黑米淀粉糊待用。
(2)准确称取200mg黑米淀粉样品，加入0.2mollph5.2的醋酸钠缓冲液15ml于三角瓶中摇匀，为生黑米淀粉糊待用。
(3)糊化黑米淀粉糊和生黑米淀粉糊分别在37℃预热5min后，加入含有猪胰a-淀粉酶(290u/ml)和淀粉葡萄糖甙酶(15u/ml)的酶液5ml，立即置于37℃水浴中保温消化，分别在0、5、10、20、30、45、60、90、120、180min取样0.5ml，迅速加入4.5ml的无水乙醇摇匀，在5000r/min离心20min，吸取上层溶液待用。
2、测定可酶解的淀粉含量
用(3)制得的上层溶液测定。方法：gb/t5009.9-2008，食品中淀粉的测定，第一法：酶水解法。
3、计算抗性淀粉含量
淀粉水解率＝(gt×0.9/m)×100
快消化淀粉rds＝(g1-g0)×0.9
慢消化淀粉sds＝(g2-g1)×0.9
抗性淀粉rs＝100-(rds+sds)
式中：gt为淀粉水解t时间时产生的葡萄糖含量，mg；
m为称取的样品质量，mg；
g0为未被酶作用的淀粉样品中葡萄糖的量，mg；
g1为酶作用于淀粉样品20min后产生的葡萄糖的量，mg；
g2为酶作用于淀粉样品120min后产生的葡萄糖的量，mg
本发明所述的黑米抗性淀粉属于rs2型抗性淀粉，是一种具有酶抗性的部分结晶结构的生淀粉粒。在其淀粉颗粒中，淀粉分子排列紧密，并且相对脱水，这种致密的结构限制了消化酶的接近从而使得rs2具有抗性。但这种抗性淀粉对热敏感，加热糊化后淀粉颗粒结构被破坏，其抗酶解淀粉含量会显著降低，从而可消化淀粉含量增加。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。