一種抑制淀粉回生的生物改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抑制淀粉回生的生物改性方法，屬于農(nóng)產(chǎn)品加工和生物技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 淀粉作為重要的原料和工藝助劑而被廣泛地應(yīng)用于食品工業(yè)，它可用于制作如 饅頭、面包、米粉等各類食品。這些淀粉類食品在儲藏過程中通常會發(fā)生一些內(nèi)在品質(zhì)的 變化，如組織變硬、彈性和風(fēng)味消失、口感變差等，這些品質(zhì)變化主要是由淀粉回生所致，因 此，采取有效措施控制淀粉回生，對保持淀粉類食品的品質(zhì)質(zhì)量，延長其貨架期具有十分重 要的應(yīng)用價值。
[0003] 目前，國內(nèi)外抑制淀粉回生的方法主要有化學(xué)法、物理法及生物酶法。生物酶法 主要是通過改變淀粉本身的結(jié)構(gòu)進(jìn)而達(dá)到抑制其回生的目的，如添加普魯蘭酶和β -淀粉 酶，通過切短支鏈淀粉外側(cè)支鏈而抑制其回生，但所需添加酶量較大，且抑制回生效果不是 很理想。還有將淀粉水解酶、半纖維素酶、脂肪酶等復(fù)合組成抗老化改良劑添加至饅頭中， 這能改善其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高抗回生性能，然而，其中添加的抗回生劑量多，成本大，且抗回生 效果有限。
[0004] 本發(fā)明所采用的淀粉分支酶（Branching enzyme ;BE ;EC 2. 4. 1. 18)是一種屬于 糖苷水解酶家族13的糖基轉(zhuǎn)移酶，是合成糖原及支鏈淀粉的關(guān)鍵酶。它首先將底物分子上 某一 α -1，4糖苷鍵水解，切下一個直鏈葡聚糖片段，繼而通過轉(zhuǎn)糖基作用將該片段轉(zhuǎn)移至 余下底物分子上某一葡萄糖殘基的第6位碳原子上，形成α-1，6糖苷鍵。然而，對于淀粉分 支酶的的催化機(jī)制僅有上述初步的認(rèn)識，還需要進(jìn)一步深入研宄，例如可能存在逆反應(yīng)等， 因此，淀粉分支酶并不是在任何反應(yīng)條件下都能夠使淀粉分支度增加。本發(fā)明采用淀粉分 支酶對淀粉進(jìn)行生物改性，使淀粉分子分支度增加，在長期儲藏過程中支鏈淀粉由于其高 支叉結(jié)構(gòu)，聚合緩慢，從而達(dá)到抑制回生的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種抑制淀粉回生的生物改性方法，通過淀粉分支酶使淀粉分子結(jié)構(gòu) 發(fā)生改變，具有更小的支鏈及更高的支化程度，阻礙支鏈淀粉在儲藏過程中的重排，進(jìn)而達(dá) 到抑制淀粉回生的目的。
[0006] 本發(fā)明技術(shù)方案主要包括以下步驟：將淀粉溶于水中，得到5-35% (w/v， g/100mL)的淀粉乳，調(diào)節(jié)pH至7. 0-8. 0,加入300-1000U/g的淀粉分支酶，45-55°C下處理 4-10h后，以去離子水洗反應(yīng)液，收集固形物進(jìn)行真空干燥，得到改性淀粉。
[0007] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述淀粉分支酶來源于Geobacillus thermoglucosidanso
[0008] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述淀粉可以是玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、 小麥淀粉、大米淀粉、豆類淀粉中的任--種或幾種的混合。
[0009] 在本發(fā)明的一種實施方式中，淀粉乳濃度為30%。
[0010] 在本發(fā)明的一種實施方式中，淀粉分支酶的添加量為以干基計300U/g淀粉。
[0011] 在本發(fā)明的一種實施方式中，淀粉分支酶的添加量為以干基計500U/g淀粉。
[0012] 在本發(fā)明的一種實施方式中，淀粉分支酶的添加量為以干基計1000U/g淀粉。
[0013] 在本發(fā)明的一種實施方式中，反應(yīng)時間為6h。
[0014] 在本發(fā)明的一種實施方式中，反應(yīng)時間為IOh。
[0015] 在本發(fā)明的一種實施方式中，調(diào)節(jié)淀粉乳的pH為7. 5。
[0016] 在本發(fā)明的一種實施方式中，將淀粉溶于水中得到30% (w/v)的淀粉乳，調(diào)節(jié)pH 至7. 5,加入以干基計300-1000U/g淀粉的淀粉分支酶，50°C下處理4-10h后，以去離子水洗 反應(yīng)液，收集固形物進(jìn)行真空干燥得到改性淀粉。
[0017] 本發(fā)明利用淀粉分支酶將細(xì)長型的淀粉分子轉(zhuǎn)變成矮胖型的結(jié)構(gòu)更加緊密的淀 粉分支結(jié)構(gòu)，從而降低了支鏈淀粉回生的速率，達(dá)到抑制淀粉回生的目的。通過對淀粉分支 酶的加入量、酶反應(yīng)條件的控制，使淀粉分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，即具有更小的支鏈及更高的支 化程度，阻礙支鏈淀粉在儲藏過程中的重排，進(jìn)而達(dá)到抑制淀粉回生的目的，降低淀粉類食 品的硬度，提高消化率，同時也拓寬了淀粉的應(yīng)用領(lǐng)域。
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合實例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進(jìn)一步說明。
[0019] 淀粉分支酶酶活的分析方法
[0020] 用50mmol/L磷酸緩沖液（pH 7. 5)配制0. 25% (w/v)馬鈴薯支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液， 加入0. 5mL酶液，在50°C下反應(yīng)15min。反應(yīng)結(jié)束后沸水浴滅酶lOmin，并以10000r/min離 心2min待顯色用。顯色體系為0. 3mL反應(yīng)上清液與5. OmL顯色液（0. 05 % (w/v) KI，0. 005 % (w/v) 12, pH 7. 5)于7mL離心管中混合，顯色15min后在530nm處測定吸光值。酶活定義： 常溫下在530nm處，吸光值每分鐘降低1 %為一個酶活單位。
[0021] 淀粉回生程度的分析方法
[0022] 淀粉回生程度以回生焓進(jìn)行衡量。淀粉回生焓測定方法如下：采用DSC測定，用 坩堝準(zhǔn)確稱取2. Omg淀粉，按1:2 (m/m)的比例加入去離子水，將鋁盒密封并在4°C下平衡 24h。用差示掃描量熱儀以KTC /min的升溫速率在30-100°C進(jìn)行升溫測試。
[0023] 淀粉糊硬度的分析方法
[0024] 淀粉糊硬度測試方法如下：將淀粉制成6% (w/v)的淀粉糊，4°C下冷藏，24h后取 出放置至室溫，采用物性測試儀對凝膠進(jìn)行質(zhì)地剖面分析。測定條件：測前速度 ：lmm/s，測 試速度：lmm/s，測后速度：lmm/s，觸發(fā)力：5. 0g，壓縮程度：40%，探頭：P/0. 5。
[0025] 實施例1
[0026] 將玉米淀粉溶于IOOmL水中得到30% (w/v)的玉米淀粉乳，以2. 5% NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH至7. 5,加入以干基計300U/g淀粉的淀粉分支酶，50°C下處理4h，以5倍體積的去離 子水洗反應(yīng)液，收集固形物，并于45°C下真空干燥12h得到改性淀粉。以未經(jīng)淀粉分支酶處 理的玉米淀粉為對照，于4°C冷藏7d后，比較其回生焓及硬度，結(jié)果見表1。
[0027] 實施例2
[0028] 將玉米淀粉溶于IOOmL水中得到30% (w/v)的玉米淀粉乳，以2. 5% NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH至7. 5,加入以干基計300U/g淀粉的淀粉分支酶，50°C下處理10h，以5倍體積的去離 子水洗反應(yīng)液，收集固形物，并于45°C下真空干燥12h得到改性淀粉。以未經(jīng)淀粉分支酶處 理的玉米淀粉為對照，于4°C冷藏7d后，比較其回生焓及硬度，結(jié)果見表1。
[0029] 實施例3
[0030] 將玉米淀粉溶于IOOmL水中得到30% (w/v)的玉米淀粉乳，以2. 5% NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH至7. 5,加入以干基計300U/g淀粉的淀粉分支酶，50°C下處理6h，以5倍體積的去離 子水洗反應(yīng)液，收集固形物，并于45°C下真空干燥12h得到改性淀粉。以未經(jīng)淀粉分支酶處 理的玉米淀粉為對照，于4°C冷藏7d后，比較其回生焓及硬度，結(jié)果見表1。
[0031] 實施例4
[0032] 將玉米淀粉溶于IOOmL水中得到30% (w/v)的玉米淀粉乳，以2. 5% NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH至7. 5,加入以干基計1000U/g淀粉的淀粉分支酶，50°C下處理6h，以5倍體積的去離 子水洗反應(yīng)液，收集固形物，并于45°C下真空干燥12h得到改性淀粉。以未經(jīng)淀粉分支酶處 理的玉米淀粉為對照，于4°C冷藏7d后，比較其回生焓及硬度，結(jié)果見表1。
[0033] 實施例5
[0034] 將玉米淀粉溶于IOOmL水中得到10% (w/v)的玉米淀粉乳，以2. 5% NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH至7. 5,加入以干基計300U/g淀粉的淀粉分支酶，50°C下處理6h，以5倍體積的去離 子水洗反應(yīng)液，收集固形物，并于45°C下真空干燥12h得到改性淀粉。以未經(jīng)淀粉分支酶處 理的玉米淀粉為對照，于4°C冷藏7d后，比較其回生焓及硬度，結(jié)果見表1。
[0035] 實施例6
[0036] 將玉米淀粉溶于IOOmL水中得到20% (w/v)的玉米淀粉乳，以2. 5% NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH至7. 5,加入以干基計300U/g淀粉的淀粉分支酶，50°C下處理6h，以5倍體積的去離 子水洗反應(yīng)液，收集固形物，并于45°C下真空干燥12h得到改性淀粉。以未經(jīng)淀粉分支酶處 理的玉米淀粉為對照，于4°C冷藏7d后，比較其回生焓及硬度，結(jié)果見表1。
[0037] 實施例7
[0038] 將玉米淀粉溶于IOOmL水中得到30% (w/v)的玉米淀粉乳，以2. 5% NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH至7. 5,加入以干基計300U/g淀粉的淀粉分支酶，45°C下處理6h，以5倍體積的去離 子水洗反應(yīng)液，收集固形物，并于45°C下真空干燥12h得到改性淀粉。以未經(jīng)淀粉分支酶處 理的玉米淀粉為對照，于4°C冷藏7d后，比較其回生焓及硬度，結(jié)果見表1。
[0039] 實施例8
[0040] 將玉米淀粉溶于IOOmL水中得到30% (w/v)的玉米淀粉乳，以2. 5% NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH至7. 5,加入以干基計300U/g淀粉的淀粉分支酶，55°C下處理6h，以5倍體積的去離 子水洗反應(yīng)液，收集固形物，并于45°C下真空干燥12h得到改性淀粉。以未經(jīng)淀粉分支酶處 理的玉米淀粉為對照，于4°C冷藏7d后，比較其回生焓及硬度，結(jié)果見表1。
[0041] 表1淀粉回生焓及硬度測試結(jié)果
[0042]
【主權(quán)項】
1. 一種抑制淀粉回生的生物改性方法，其特征在于，主要包括以下步驟：將淀粉溶于 水中得到5-35 %的淀粉乳，調(diào)節(jié)pH至7. 0-8. 0,加入300-1000U/g的淀粉分支酶，45-55°C 下處理4-10h后，水洗反應(yīng)液，收集固形物進(jìn)行真空干燥得到改性淀粉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，淀粉分支酶來源為熱葡糖苷酶地芽孢桿 菌（Geobacillus thermoglucosidans)〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，淀粉乳濃度為30%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，淀粉分支酶的添加量為以干基計300U/g 淀粉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，淀粉分支酶的添加量為以干基計1000U/g 淀粉。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，反應(yīng)時間為6h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，反應(yīng)時間為10h。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯 淀粉、小麥淀粉、大米淀粉、豆類淀粉中的任--種或幾種的混合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)淀粉乳的pH為7. 5。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抑制淀粉回生的生物改性方法，屬于農(nóng)產(chǎn)品加工與生物技術(shù)領(lǐng)域。將淀粉溶于水中得到30％(w/v)的淀粉乳，調(diào)節(jié)pH至7.5，加入以干基計300-1000U/g淀粉的淀粉分支酶，50℃下處理4-10h后，以去離子水洗反應(yīng)液，收集固形物進(jìn)行真空干燥得到生物改性淀粉。該方法通過淀粉分支酶的改性作用使淀粉分子具有更小的支鏈及更高的支化程度，阻礙支鏈淀粉在儲藏過程中重排，進(jìn)而能夠很好地抑制淀粉回生。
【IPC分類】A23L3-3571
【公開號】CN104544473
【申請?zhí)枴緾N201410739944
【發(fā)明人】顧正彪, 李兆豐, 李雯雯, 李才明, 程力, 洪雁
【申請人】江南大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月8日