一种富含慢消化淀粉的复合青稞粉及其制备方法与流程

本发明属于淀粉深加工
技术领域：
，具体涉及一种富含慢消化淀粉的复合青稞粉及其制备方法。
背景技术：
：淀粉是人类膳食中主要的碳水化合物，根据体外的消化率和消化时间，淀粉可分为三类：快速消化淀粉(rapidlydigestiblestarch，rds)，指在体内20min可以被迅速消化吸收的淀粉；慢消化淀粉(slowlydigestiblestarch，sds)，是指能在小肠中被完全消化吸收，但消化速率较慢的淀粉，消化时间为20～120min；耐消化淀粉(resistantstarch，rs)，指在人体小肠内无法消化吸收的淀粉，只能在大肠中被微生物发酵利用。慢消化淀粉具有特殊的生理学功能，如缓慢吸收、持续释放能量、有助于维持血糖稳态，预防和治疗各种疾病(如糖尿病、糖原贮积病、心脑血管疾病等)，因此，慢消化淀粉可应用于开发特定保健食品、热量持续型运动饮料等产品，还可以作为药物治疗糖尿病、心脑血管疾病、肥胖等，可见，提高慢消化淀粉含量可以改善淀粉的营养价值，现有青稞粉中慢消化淀粉的含量为8～9wt％。青稞(hordeumvulgarel.varnudumhook.f.)是我国青藏高原地区对多棱裸粒大麦的统称，在其他地区也叫元麦、淮麦，由于它的籽实没有外壳，所以又称米大麦或裸大麦，是大麦的一种特殊类型，在植物分类上属于禾本科小麦族大麦属大麦的变种之一。棕色双孢蘑菇具有降血糖、降低胆固醇的作用，双孢蘑菇单糖组成为d-葡萄糖、d-半乳糖、d-甘露糖，其相对分子质量在5.1×104～66.0×104，多糖主要以β－糖苷键连接。双孢蘑菇中的β葡聚糖可以降低高胆固醇血症中胆固醇的含量。双孢蘑菇对高胆固醇血症及糖尿病具有一定的效果，这对于防治糖尿病、动脉粥样硬化、抗血栓、降血脂的药物研发有一定的参考价值。目前还没有棕色双孢蘑菇和青稞粉制备慢消化淀粉的相关报道。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种富含慢消化淀粉的复合青稞粉及其制备方法，该复合青稞粉含有30％以上的慢消化淀粉，可缓慢消化，在较长时间内维持饱腹感，慢消化淀粉中有较高含量的β-葡聚糖，具有能量缓释、血糖生成指数低、葡萄糖利用率高等保健特点，易于实现工业化生产。为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种富含慢消化淀粉的复合青稞粉，其以棕色双孢蘑菇和青稞为原料经酶解制成，其各组分及重量百分含量为：慢消化淀粉30-56％，快消化淀粉10-40％，耐消化淀粉25-40％。优选地，所述慢消化淀粉的含量为40～55％。又，所述复合青稞粉中β-葡聚糖的含量为180-210mg/g。本发明提供所述富含慢消化淀粉的复合青稞粉的制备方法，包括以下步骤：1)糊化将青稞粉制成质量浓度为5～35％的青稞粉乳，将棕色双孢蘑菇子实体粉碎成浆状，并均质，得到棕色双孢蘑菇浆；将棕色双孢蘑菇浆添加到青稞粉乳中，加热成糊，冷却；冷却后加入缓冲液，调节ph值至5.0-6.0，得到棕色双孢蘑菇和青稞粉糊；其中，棕色双孢蘑菇浆的用量为将青稞粉乳和棕色双孢蘑菇浆混合后总体积的5-25％；2)酶解将冷却的棕色双孢蘑菇和青稞粉糊在40～60℃条件下进行酶解，酶解时间为1-5h，沸水浴酶灭活后得到酶解产物；其中，酶解用酶为α-麦芽糖淀粉酶和转葡糖苷酶；所述α-麦芽糖淀粉酶添加量为25-90u/l，所述转葡糖苷酶的添加量为10-45u/l；3)离心、回生处理将酶解产物醇析离心，得到沉淀物，将沉淀物在-20～4℃下冷藏1～9d进行回生处理，得到淀粉凝胶；4)烘干将淀粉凝胶在＞65℃条件下加热烘干、粉碎，得到富含慢消化淀粉的复合青稞粉。优选地，步骤2)中，加热的温度为90～95℃。优选地，步骤2)中，所述的缓冲液为乙酸钠水溶液，摩尔浓度为0.5mol/l。本发明提供一种所述富含慢消化淀粉的复合青稞粉在食品中的应用。本发明采用α-麦芽糖淀粉酶水解催化技术结合转葡萄糖苷酶催化技术，通过酶解生产慢消化淀粉，也会新生成β葡聚糖，具体是利用脱支酶α-麦芽糖淀粉酶生成短分子链、多分支链淀粉分子(a，b1、b2和更长的链)，并利用转葡糖苷酶能够改变淀粉支链结构的性质，使酶解过程重组淀粉的链长分布、积累更多新的α-1,6糖苷键，同时增加酶解速率，达到移除麦芽糖及打破α-1,6糖苷键比例限制的目的，协同淀粉回生处理支链密度、晶体结构，从而可使其中慢消化淀粉和β葡聚糖含量进一步提高。本发明中，转葡糖苷酶及α-麦芽糖淀粉酶的添加量和酶解时间能够直接影响最终产品中慢消化淀粉和β葡聚糖的含量，一定浓度范围的α-麦芽糖淀粉酶在一定时间内不仅连续催化α-1,4糖苷键，同时催化淀粉的非末端的α-1,6糖苷键生成d-葡萄糖；水解支链淀粉反应中，α-1,6糖苷键是限制水解反应速率的关键点。同样，一定浓度范围的转葡糖苷酶在一定酶解时间里进一步增加增加α-1,6糖苷键和β葡聚糖，增加淀粉制品中的α-1,6糖苷键，可以降低其被酶解的速率。本发明控制α-麦芽糖淀粉酶添加量为25-90u/l，转葡糖苷酶的添加量为10-45u/l，从而使产品中的慢消化淀粉含量(质量百分比)在一般情况下均大于40％。本发明在酶解前，向冷却后的棕色双孢蘑菇和青稞粉糊中加入缓冲溶液，调节ph值为5.0-6.0，使待酶解的棕色双孢蘑菇和青稞粉糊的酸碱度调整到本发明中α-麦芽糖淀粉酶、转葡糖苷酶在最适合发挥酶解作用的ph值附近，从而更有利于酶解的进行，使慢消化淀粉和β葡聚糖的产率提高。淀粉回生处理是指在过量或中等的水存在的情况下，在一定温度范围内处理淀粉的一种物理方法，本发明将离心后获得的将沉淀物在-20～4℃下冷藏1～9d进行回生处理，得到淀粉凝胶，提高无定形区的致密堆积和降低结晶区的结晶度，使淀粉具有慢消化特性。采用体外消化方法模拟体内消化过程，本发明的复合青稞粉有低于40wt％的复合青稞粉在摄取之后的前20分钟内被消化，且至少30％在摄取之后的20～120分钟之间被消化，在2-4小时内持续的缓慢消化，在摄取之后约6小时时仍明显被消化。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的复合青稞粉中慢消化淀粉的含量在30-56％，随着慢消化淀粉含量的提高，β-葡聚糖的含量也随之提高，本发明的复合青稞粉中β葡聚糖的含量可达180-210mg/g，该复合青稞粉可缓慢消化，在较长时间内维持饱腹感，其至少60％的部分在摄取之后的2小时内被消化，在2-4小时内具有持续的缓慢消化，在摄取之后约6小时时仍明显被消化。本发明中，通过酶解反应，缩短支链淀粉外部的支链长度，增加玉米淀粉的支链密度，降低淀粉的消化率；慢消化淀粉有利于缓慢吸收、持续释放能量、有助于维持血糖稳态，预防和治疗各种疾病(如糖尿病、糖原贮积病、心脑血管疾病等)；β-葡聚糖作为免疫调节剂，可触发系列功效，使人体免疫系统更为高效。利用本发明的复合青稞粉产品制作食品，在肠胃中存留的时间长，促进肠道充分蠕动，可以在较长时间内维持饱腹感，具有持续释放能量、血糖生成指数低、葡萄糖利用率高的特点。附图说明图1为棕色双孢蘑菇和青稞粉原料混合后的分子质量分布图谱。图2是本发明实施例1所得复合青稞粉产品的分子质量分布图谱。图3是本发明实施例6中七种饼干的体外消化实验结果示意图。图4是利用本发明的复合青稞粉制作的饼干。具体实施方式下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。实施例1制作青稞粉原料质量浓度为5％的青稞粉乳，将新鲜的棕色双孢蘑菇子实体粉碎成浆状并均质，将棕色双孢蘑菇浆添加到青稞粉乳中，90℃下加热形成棕色双孢蘑菇和青稞粉糊；其中，棕色双孢蘑菇浆占混合物总体积的5％。冷却后加入0.5mol/l乙酸钠缓冲液，调节ph值为5.0。将冷却的棕色双孢蘑菇和青稞粉糊在40℃条件下酶解，酶解用的酶包括α-麦芽糖淀粉酶添加量为25u/l，转葡糖苷酶添加量为10u/l，沸水浴酶灭活后得到酶解产物，酶解时间为1h，沸水浴5min灭酶。然后将淀粉乳冷却后加入2倍体积的无水乙醇，大分子的棕色双孢蘑菇和青稞粉糊精沉淀下来，静置，于3000r/min离心10min，得到淀粉凝胶。将离心所得到淀粉凝胶-20℃冷藏回生5d，烘干研磨得到粉末状淀粉样品复合青稞粉。所述复合青稞粉中，慢消化淀粉含量为49.87wt％，快速消化淀粉含量为14.32wt％，耐消化淀粉含量为32.82wt％，β葡聚糖含量为184.38mg/g。实施例2制作青稞粉原料质量浓度为35％的青稞粉乳，将新鲜的棕色双孢蘑菇子实体粉碎成浆状并均质，将棕色双孢蘑菇浆添加到青稞粉乳中，95℃下加热形成棕色双孢蘑菇和青稞粉糊；其中，棕色双孢蘑菇浆占混合物总体积的25％。冷却后加入0.5mol/l乙酸钠缓冲液，调节ph值为6.0；将冷却的棕色双孢蘑菇和青稞粉糊在60℃条件下酶解，酶解用的酶包括α-麦芽糖淀粉酶添加量为90u/l，转葡糖苷酶添加量为45u/l，沸水浴酶灭活后得到酶解产物，酶解时间为5h，沸水浴5min灭酶。然后，将淀粉乳冷却后加入2倍体积的无水乙醇，大分子的棕色双孢蘑菇和青稞粉糊精沉淀下来，静置，于3000r/min离心10min，得到淀粉凝胶。将离心所得到淀粉凝胶4℃冷藏回生5d，烘干研磨得到粉末状淀粉样品复合青稞粉，其中，慢消化淀粉含量为44.75wt％，快速消化淀粉含量为15.31wt％，耐消化淀粉含量为38.19wt％，β葡聚糖含量为189.12mg/g。实施例3制作青稞粉原料质量浓度为20％的青稞粉乳，将新鲜的棕色双孢蘑菇子实体粉碎成浆状并均质，将棕色双孢蘑菇浆添加到青稞粉乳中，93℃下加热形成棕色双孢蘑菇和青稞粉糊；其中，棕色双孢蘑菇浆占混合物总体积的15％。冷却后加入0.5mol/l乙酸钠缓冲液，调节ph值为5.5；将冷却的棕色双孢蘑菇和青稞粉糊在50℃条件下酶解，酶解用的酶包括α-麦芽糖淀粉酶添加量为75u/l，转葡糖苷酶添加量为35u/l，沸水浴酶灭活后得到酶解产物，酶解时间为3h，沸水浴5min灭酶。然后，将淀粉乳冷却后加入2倍体积的无水乙醇，大分子的棕色双孢蘑菇和青稞粉糊精沉淀下来，静置，于3000r/min离心10min，得到淀粉凝胶。将离心所得到淀粉凝胶-5℃冷藏回生5d，烘干研磨得到粉末状淀粉样品复合青稞粉，其中，慢消化淀粉含量为55.46wt％，快速消化淀粉含量为11.94wt％，耐消化淀粉含量为29.54wt％，β葡聚糖含量为205.82mg/g。实施例4称取棕色双孢蘑菇与青稞粉原料的混合样品、实施例1得到的复合青稞粉产品各5mg溶解于1ml含0.15mol/lnano3和0.05mol/lnah2po4(ph＝7)的溶液中，90℃加热搅拌2h，再在室温下继续搅拌12h，12000r/min离心20min后取上清液，经0.45μm的尼龙微孔膜过滤后进行hpsec-malls-ri分析，分析结果如图1、图2所示，其中，横坐标表代表的是洗脱时间，淀粉分子量越小，洗脱时间越长。纵坐标mv是仪器输出的标准信号，代表着淀粉的数量，即峰越高代表着该一定分子量大小的淀粉越多。由图1所示，原棕色双孢蘑菇与青稞粉混合样品中，支链淀粉的峰值分子量为1.1×107，峰面积占很大比例；直连淀粉的峰值分子量为2.3×105，说明原棕色双孢蘑菇和青稞粉中含有大量的分子量较大的支链淀粉，分子量较小的直链淀粉含量较少。如图2所示，本发明实施例1的复合青稞粉产品中，淀粉分子量的分布发生了明显的改变，其中，支链淀粉的峰值mw为7.7×105，直链淀粉的峰值mw为1.8×103，可见，本发明所述棕色双孢蘑菇和青稞粉产品中支链淀粉峰面积减少，低分子量的淀粉分子比例增加。实施例5将棕色双孢蘑菇与青稞粉的混合原料、实施例1所得富含慢消化淀粉的复合青稞粉产品、普通玉米淀粉、小麦淀粉制备的饼干和市场购买的杂粮饼干、燕麦饼干、钙奶饼干等七种饼干样品分别进行体外消化测定，选取0min，30min，60min，90min，120min，150min，180min七个时间点测定水解液中葡萄糖含量，并计算各类产品的慢消化淀粉的含量，获得消化数据。采取改良后的体外模拟消化法：称取400mg待测样品，加入5ml水混匀，95℃水浴锅中振荡20min后冷却至室温，放入37℃恒温水浴锅中至温度升到37℃，加入乙酸钠缓冲液(ph5.2)定容至15ml，加入5ml300u/ml胰α-淀粉酶和40u/ml糖化酶的混酶液，在37℃下震荡消化水解。水解20min和120min后，分别取出0.5ml水解液于离心管中，加入20ml66％乙醇，静置后离心，取1ml离心后的上清液用3,5-二硝基水杨酸法测定葡萄糖的含量，获得测定慢消化淀粉含量情况。采用3，5-二硝基水杨酸(dns)法进行葡萄糖含量的测定，具体步骤如下：(1)准备dns试剂量取的naoh溶液(2mol/l)262ml，依次加入6.3g3，5-二硝基水杨酸，500ml质量分数为27％的酒石酸钾钠，混匀后，加入5g苯酚和5g无水亚硫酸钠，充分搅拌后在室温下冷却，最终定容至1000ml，置于棕色试剂瓶中避光保存，冰箱放置一周后使用。(2)葡萄糖标准曲线配制8个标准溶液，葡糖糖液、蒸馏水和dns试剂按照表1的比例配置，编号依次为1、2、3、4、5、6、7、8，溶液浓度依次为0.2mg/ml、0.4mg/ml、0.6mg/ml、0.8mg/ml、1.0mg/ml、1.2mg/ml、1.4mg/ml、1.6mg/ml。以空白溶液为对比，将各样品溶液沸水浴加热5min，后立即冰浴10min，加入21.5ml蒸馏水后，测上述8个标准溶液的光密度d540，参见表1，光密度d540测量3次，取平均值，以葡萄糖浓度为横坐标，光密度值为纵坐标，绘制标准曲线，得出标准曲线方程：y＝0.466x-0.0158r2＝0.9969。表1光密度空白12345678d54000.06440.17100.24940.34490.47240.54520.64950.7162(3)上清液中含糖量的测定分别取消化20min和120min后的上清液1ml，分别加入1ml蒸馏水，dns试剂1.5ml，沸水浴中加热5min后立即冰浴10min，再加21.5ml蒸馏水，以空白溶液为对照，测其吸光度，获得光密度d540平均值。将光密度d540平均值代入标准曲线方程：y＝0.466x-0.0158，计算20min和120min后上清液中葡萄糖的含量，sds含量的计算公式如下：sds(％)＝(m120－m20)×100％/mts式中：m20为水解20min后葡萄糖质量/mg；m120为水解120min后葡萄糖质量/mg；mts为样品中总淀粉质量/mg。hpsec-malls-ri分析：采用tsk-ge-g6000pwx和g3000pwxl凝胶色谱柱串联色谱柱，进样量为100μl，流动相为nano3(0.15mol/l)和nah2po4(0.05mol/l)混合溶液，流速为0.5ml/min，色谱柱温用柱温箱恒定在35℃；malls的光源气体使用氦气和氖气，波长选用623.8nm。淀粉在溶液中的折光指数增量(dn/dc)按照0.146ml/g计算。图3为不同饼干的体外消化测定结果，图3可见，利用本发明实施例1所得复合青稞粉制备的饼干，其葡萄糖浓度增加的趋势低于其他六种饼干，在30～120min内，葡萄糖浓度持续缓慢增加，在0～30min内葡萄糖浓度的增长幅度也低于其他六种饼干，说明添加本发明富含慢消化淀粉的复合青稞粉产品(图4)可以有效的改善淀粉消化的速率，在较长时间内维持饱腹感。本发明的复合青稞粉有低于40wt％的复合青稞粉在摄取之后的前20分钟内被消化，且至少30％在摄取之后的20～120分钟之间被消化，在2-4小时内持续的缓慢消化，在摄取之后约6小时时仍明显被消化。当前第1页12