專利名稱：通過異淀粉酶脫支低直鏈淀粉的淀粉制成的耐性淀粉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過異淀粉酶脫支低直鏈淀粉的淀粉以形成完全線性短鏈α-葡聚糖組合物而制成的耐性淀粉，和其用途。
背景技術(shù)：
淀粉作為復(fù)雜的糖類由兩類多糖分子，即直鏈淀粉，一種通過α-1，4-D-葡糖苷鍵連接的D-無水葡萄糖單元的主要線性和柔性聚合物，和支鏈淀粉，一種通過α-1，6-D-葡糖苷鍵連接的線性鏈的支化聚合物組成。淀粉主要在小腸中通過α-淀粉酶消化。
眾所周知，某些淀粉處理操作導(dǎo)致淀粉轉(zhuǎn)換成在小腸內(nèi)耐酶水解的淀粉，簡(jiǎn)單地稱作耐性淀粉。耐性淀粉在小腸中耐消化和吸收，并進(jìn)入大腸，在此它通過結(jié)腸微生物群落發(fā)酵成短鏈脂肪酸，尤其是丁酸酯，和氣體。
研究文獻(xiàn)表明，耐性淀粉通過結(jié)腸細(xì)菌的這種發(fā)酵具有許多有益的作用并因此可用于食品和藥物場(chǎng)合。
益生素(prebiotic)生物出現(xiàn)前的耐性淀粉可用于食品，包括醫(yī)療食品和營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑以保持結(jié)腸健康和粘膜完整。耐性淀粉稱作。另外，由于它在達(dá)到大腸時(shí)才被利用以發(fā)酵成短鏈脂肪酸，耐性淀粉具有減少的熱值?？捎玫幕蛱悄虿√妓衔镌谛∧c中的減少已導(dǎo)致改進(jìn)的血糖和胰島素控制，伴隨用于重量控制的益處。研究還表明，耐性淀粉可用于保持人的健康免疫系統(tǒng)。
耐性淀粉也可用作藥物。它已經(jīng)導(dǎo)致各種結(jié)腸疾病的危險(xiǎn)降低，包括減少癌的發(fā)生率。另外，耐性淀粉可減少與包括胰島素抗性，高血糖，血胰島素增多，異常脂血，異常纖維蛋白溶解，糖尿病，高血壓和心血管疾病的綜合癥X有關(guān)的代謝失調(diào)群的風(fēng)險(xiǎn)。它還可用于治療肥胖。
耐性淀粉(RS)已在文獻(xiàn)中根據(jù)耐性原因而劃分為四類。RS1是一種由于粒劑被包埋在蛋白質(zhì)基質(zhì)內(nèi)或植物細(xì)胞壁內(nèi)而物理上難以接近的淀粉。RS2是一種耐受通過胰腺α-淀粉酶而消化的粒狀淀粉。RS3是一種老化的，非粒狀淀粉或淀粉食品。RS4是一種具有α-1，4-和α-1，6-D-葡糖苷鍵之外鍵的耐性淀粉。
已經(jīng)報(bào)道各種方法用于生產(chǎn)各種耐性淀粉。這些包括描述一種制造粒狀耐性淀粉的方法的US 5,593,503；和描述制造RS3-型耐性淀粉的方法的美國(guó)專利5,281,276和5,409,542，它們都由高直鏈淀粉的淀粉制備。US 5,855,946描述了一種通過淀粉的交聯(lián)和磷酸化而制造RS4-型耐性淀粉的方法。US 6,043,229公開了一種部分降解和老化的耐性淀粉。
現(xiàn)已驚人地發(fā)現(xiàn)，高度結(jié)晶的完全線性，短鏈α-1，4-葡聚糖導(dǎo)致淀粉耐受淀粉酶消化。

發(fā)明內(nèi)容
該專利涉及一種通過使用異淀粉酶完全脫支低支鏈淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉。這些耐性淀粉可用于可食產(chǎn)品，包括營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑。
本文所用的“葡萄糖當(dāng)量”是指水解產(chǎn)物的還原能力。每個(gè)淀粉分子具有一個(gè)還原端；因此DE與分子量反相關(guān)。無水D-葡萄糖的DE定義為100，不水解的淀粉的DE事實(shí)上是零。
本文所用的“全部或完全脫支淀粉”是指，理論上包含100％重量的短鏈直鏈淀粉的淀粉，實(shí)際上它高度脫支使得其他酶活性在短鏈直鏈淀粉的百分?jǐn)?shù)上不再產(chǎn)生可測(cè)量的變化。
本文所用的“益生素”是指一種通過有選擇地刺激一種或有限數(shù)目的細(xì)菌在結(jié)腸中的生長(zhǎng)和/或活性，并因此提高宿主健康而有利地影響宿主的耐性淀粉。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“耐性淀粉”是指在小腸中不被健康個(gè)體吸收的淀粉和淀粉降解產(chǎn)物的總和。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“短鏈直鏈淀粉”是指包含約5-65個(gè)通過α-1，4-D-葡糖苷鍵鍵接的無水葡萄糖單元的線性聚合物。
具體實(shí)施例方式
該專利涉及一種通過使用異淀粉酶完全脫支低支鏈淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉。這些耐性淀粉可用于可食產(chǎn)品，包括營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑。
本文所用的“淀粉”包括衍生自任何天然來源的所有淀粉，它們都適用于本文。本文所用的天然淀粉是一種存在于自然界的淀粉。還合適的是衍生自通過標(biāo)準(zhǔn)育種技術(shù)，包括雜交，易位，倒置，變換或任何其它基因或染色體工程的方法而得到的植物(包括其變異)的淀粉。另外，衍生自通過已知標(biāo)準(zhǔn)誘變育種方法而制成的具有以上一般組成的人工突變和變異成長(zhǎng)的植物的淀粉也適用于本文。
淀粉的典型來源是谷類，塊莖，根莖，豆類和水果。天然來源可以是蠟狀種類的玉米(玉蜀黍)，豌豆，馬鈴薯，甘薯，香蕉，大麥，小麥，稻，燕麥，西米，莧屬植物，木薯，竹芋，美人蕉，和高梁，尤其是玉蜀黍，馬鈴薯，木薯，和稻，更尤其是玉蜀黍或馬鈴薯，木薯，和稻。本文所用的術(shù)語(yǔ)“蠟狀”或“低直鏈淀粉”包括含不超過約10％重量直鏈淀粉的淀粉。尤其適用于本發(fā)明的是包含不超過約5％重量的直鏈淀粉的那些淀粉。
淀粉通過異淀粉酶完全水解。淀粉基的酶水解使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)進(jìn)行。酶的用量取決于酶源和活性及所用的基材。通常，酶的用量是淀粉重量的約0.05-約2.0％，尤其約0.1-約0.4％。
用于酶活性的最佳參數(shù)根據(jù)所用的酶而變化。酶降解速率取決于本領(lǐng)域已知的幾個(gè)因素，包括酶濃度，底物濃度，pH，溫度，是否存在抑制劑，和改性(如果有的話)的程度和種類?？梢哉{(diào)節(jié)這些參數(shù)以優(yōu)化淀粉基質(zhì)的消化速率。
淀粉在異淀粉酶水解之前使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)凝膠化。本領(lǐng)域已知的技術(shù)包括但不限于例如公開于美國(guó)專利4,465,702，5,037,929，5,131,953和5,149,799的那些。另外參見，XXII章-“預(yù)膠凝化淀粉的生產(chǎn)和用途”，淀粉化學(xué)和技術(shù)，VIII卷-工業(yè)方面，R.L.Whistler和E.F.Paschall，編輯，Academic Press，New York 1967。膠凝工藝將淀粉分子由粒狀結(jié)構(gòu)展開，這樣使得酶更容易和均勻地降解淀粉分子。
一般來說，酶處理根據(jù)被處理的基礎(chǔ)淀粉以約10-約40％的淀粉固體含量在含水或緩沖淤漿中進(jìn)行。在本發(fā)明中，約15-35％的固體含量是尤其有用的，約18-30％更尤其有用?；蛘撸摴に嚳刹捎霉潭ㄔ诠腆w載體上的酶。
通常，酶解作用在不降低反應(yīng)速率的最高可行固體含量下進(jìn)行，以便于對(duì)淀粉組合物進(jìn)行任何所需的后序干燥。反應(yīng)速率可通過高固體含量而降低，因?yàn)閿嚢枳兊美щy或無效且淀粉分散體變得更難以處理。
應(yīng)該調(diào)節(jié)淤漿的pH和溫度以提供有效的酶水解。這些參數(shù)取決于待用的酶且為本領(lǐng)域已知。一般來說，使用約25-約70℃，尤其約50-約60℃的溫度。一般來說，pH使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)調(diào)節(jié)至約3.0-約6.0，尤其約3.5-約4.5。
酶反應(yīng)持續(xù)至淀粉被完全脫支。一般來說，酶反應(yīng)需要約1-約24小時(shí)，尤其約4-約12小時(shí)。反應(yīng)時(shí)間取決于所用淀粉的種類，所用酶的量，以及固體％，pH，和溫度的反應(yīng)參數(shù)。
水解量可通過本領(lǐng)域熟知的方法測(cè)量由α-1，6-D-葡聚糖水解酶活性釋放的還原基團(tuán)的濃度而監(jiān)控和確定。可以使用其它技術(shù)如監(jiān)控粘度的變化，碘反應(yīng)，或分子量的變化而確定反應(yīng)終點(diǎn)。如果淀粉完全脫支，監(jiān)控的測(cè)量值將不再變化。通常，如果淀粉至少約95％，更尤其至少約98％，最尤其至少約99％重量被脫支，則它被完全脫支。脫支淀粉通常具有14-25個(gè)葡萄糖單元的平均鏈長(zhǎng)和低于約0.2％，尤其低于約0.1％的α-1，6-D-葡糖苷鍵。
視需要，酶可通過本領(lǐng)域已知的任何技術(shù)如熱，酸或堿去活作用而減活化(變性)。例如，酸去活作用可通過將pH調(diào)節(jié)至低于3.0達(dá)至少30分鐘而實(shí)現(xiàn)，或熱去活作用可通過將溫度升至約80至約90℃并在該溫度下保持至少約20分鐘以完全減活化該酶而實(shí)現(xiàn)。
淀粉可在異淀粉酶脫支之前或之后被轉(zhuǎn)化，且意味著包括通過氧化，酸水解，熱和/或酸糊精化而制成的流動(dòng)性或薄煮熬(thin-boiling)淀粉。這些工藝是本領(lǐng)域熟知的。
淀粉可在酶水解之前或之后進(jìn)一步改性。這些改性可以是物理，酶，或化學(xué)改性。物理改性包括剪切或熱抑制，例如描述于美國(guó)專利5,725,676的工藝。
淀粉可以化學(xué)改性，包括但不限于，交聯(lián)，乙?；陀袡C(jī)酯化，羥乙基化和羥丙基化，磷酸化和無機(jī)酯化，陽(yáng)離子，陰離子，非離子，和兩性離子，以及琥珀酸酯和其取代的琥珀酸酯衍生物。這些改性是本領(lǐng)域已知的，例如改性淀粉性能和用途，Wurzburg編輯，CRC Press，Inc.，F(xiàn)lorida(1986)。
具有適用于本文的性能的任何淀粉基可通過本領(lǐng)域已知的任何方法純化以去除淀粉的多糖所固有的或在加工過程中產(chǎn)生的香味和顏色。適用于處理淀粉的純化工藝公開于表示為EP 554 818(Kasica，等人)的專利族。堿洗技術(shù)也是有用的且描述于表示為U.S.4,477,480(Seidel)和5,187,272(Bertalan等人)的專利族。脫支淀粉也可使用該方法純化。
所得溶液通常根據(jù)其預(yù)期最終用途而調(diào)節(jié)至所需pH。一般來說，pH使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)調(diào)節(jié)至約5.0-約7.5，尤其約6.0-約7.0。另外，可以再分散從淀粉分散體中沉淀出的任何短鏈直鏈淀粉。如果需要純化脫支淀粉組合物，反應(yīng)雜質(zhì)和副產(chǎn)物可通過滲析，過濾，離心或任何本領(lǐng)域已知用于分離和濃縮淀粉組合物的其它方法而去除。例如，降解淀粉可使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)洗滌以去除可溶低分子量部分，如低聚糖，得到更高度結(jié)晶的淀粉。
脫支淀粉通過本領(lǐng)域已知的方法，例如通過使淀粉放置并老化而結(jié)晶。淀粉隨后使用本領(lǐng)域已知的方法，尤其通過過濾或通過干燥，包括噴霧干燥，冷凍干燥，快速干燥或風(fēng)干，更尤其通過過濾或快速干燥而回收。重要的是通常通過控制老化和干燥而控制結(jié)晶，以得到對(duì)本發(fā)明必要的高結(jié)晶度。進(jìn)一步重要的是，干燥方法和其它結(jié)晶后工藝基本上不破壞晶體。
所得脫支淀粉是來自脫支淀粉的高度結(jié)晶短鏈直鏈淀粉的形式且獨(dú)特地用作耐性淀粉。該淀粉特征在于使用下述方法的耐性淀粉含量至少約70％，尤其至少約75％重量。
該淀粉還特征在于通過DSC使用以下描述的步驟測(cè)定的峰熔點(diǎn)溫度Tp至少約90℃，更尤其至少約100℃，最尤其至少約110℃。該淀粉還特征在于通過DSC使用以下描述的步驟測(cè)定的焓ΔH至少約25J/g，尤其至少約30J/g。這些DSC值表現(xiàn)出該產(chǎn)物的高度結(jié)晶性質(zhì)。
脫支淀粉進(jìn)一步特征在于葡萄糖當(dāng)量(DE)至少約5.0，更尤其至少6.0，最尤其至少約7.0。但較低葡萄糖當(dāng)量(如至少約4.0的DE)可通過改變處理?xiàng)l件，尤其通過去除低分子量水解產(chǎn)物而實(shí)現(xiàn)。
工藝允許的是，耐受水平在處理，包括加熱的過程中不明顯降低。
該淀粉獨(dú)特地用作耐性淀粉且可用于各種可食產(chǎn)品?？墒钞a(chǎn)品包括，但不限于谷類，棒狀食品，比薩餅，意大利面食，調(diào)味品，包括可灌入的調(diào)味品和可匙喂的調(diào)味品；餅餡，包括水果和奶油糖膏餡；沙司，包括白沙司和乳品基沙司如乳酪沙司；肉汁；清淡的糖漿；布??；奶油蛋羹；酸乳；酸性稀奶油；飲料，包括乳品基飲料；糖衣；焙烤食品，包括薄脆餅干，面包，松餅，百吉圈，曲奇餅，餅，餡餅酥皮和蛋糕；調(diào)味品，糖果和口香糖，和湯。
可食產(chǎn)品還包括營(yíng)養(yǎng)和醫(yī)療食品和飲料，包括保健或減肥產(chǎn)品，糖尿病產(chǎn)品，用于持續(xù)能量釋放的產(chǎn)品如運(yùn)飲料和能量棒，膳食替代品，和營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑。這些營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品包括保健產(chǎn)品，糖尿病產(chǎn)品，和益生素。
本發(fā)明淀粉可以任何所需量加入以得到該組合物的功能性。一般來說，淀粉的加入量可以是組合物重量的約0.01％-約100％，尤其約1-約50％。淀粉可按照與任何其它淀粉相同的方式，通常通過直接混入產(chǎn)品或以溶膠形式加入而加入食品或飲料中。
以下給出的實(shí)施方案用于進(jìn)一步例證本發(fā)明且在任何方面不應(yīng)理解為限定性的。
實(shí)施方案1.一種通過完全脫支包含高度結(jié)晶，完全脫支線性α-葡聚糖的低直鏈淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉組合物，其中該組合物特征在于a)耐性淀粉含量至少約70％重量；b)葡萄糖當(dāng)量大于約4.0；C)通過DSC測(cè)定的峰熔點(diǎn)溫度Tp至少約90；和d)通過DSC測(cè)定的焓ΔH至少約25。
實(shí)施方案2.實(shí)施方案1的組合物，其中低直鏈淀粉的淀粉包含不超過約5％重量的直鏈淀粉。
實(shí)施方案3.實(shí)施方案1的組合物，其中組合物的葡萄糖當(dāng)量大于約5.0。
實(shí)施方案4.實(shí)施方案1的組合物，其中組合物的葡萄糖當(dāng)量大于約6.0。
實(shí)施方案5.實(shí)施方案1的組合物，其中組合物的耐性淀粉含量是至少約75％重量。
實(shí)施方案6.實(shí)施方案1的組合物，其中組合物的峰熔點(diǎn)溫度是至少約100℃。
實(shí)施方案7.實(shí)施方案1的組合物，其中組合物的峰熔點(diǎn)溫度是至少約110℃。
實(shí)施方案8.實(shí)施方案1的組合物，其中焓是至少約30J/g。
實(shí)施方案9.實(shí)施方案1的組合物，其中低直鏈淀粉的淀粉選自玉蜀黍，馬鈴薯，木薯，和稻。
實(shí)施方案10.一種制造實(shí)施方案1的組合物的方法，包括a)使用異淀粉酶完全脫支低直鏈淀粉的淀粉；b)使脫支淀粉結(jié)晶；和c)干燥高度結(jié)晶脫支淀粉。
實(shí)施方案11.實(shí)施方案10的方法，其中低直鏈淀粉的淀粉包含至少95％重量的支鏈淀粉。
實(shí)施方案12.實(shí)施方案10的方法，其中組合物的葡萄糖當(dāng)量大于約5.0。
實(shí)施方案13.實(shí)施方案10的方法，其中組合物的葡萄糖當(dāng)量大于約6.0。
實(shí)施方案14.實(shí)施方案10的方法，其中組合物包含至少約75％重量的耐性淀粉。
實(shí)施方案15.實(shí)施方案10的方法，其中組合物的峰熔點(diǎn)溫度是至少約100℃。
實(shí)施方案16.實(shí)施方案10的方法，其中組合物的峰熔點(diǎn)溫度是至少約110℃。
實(shí)施方案17.實(shí)施方案10的方法，其中組合物的焓是至少約30J/g。
實(shí)施方案18.實(shí)施方案10的方法，其中低直鏈淀粉的淀粉是玉蜀黍，馬鈴薯，木薯，和稻。
實(shí)施方案19.一種可食產(chǎn)品，包含實(shí)施方案1的組合物。
實(shí)施方案20.實(shí)施方案19的可食產(chǎn)品，其中產(chǎn)品是益生性增補(bǔ)劑。
實(shí)施方案21.實(shí)施方案1或2的組合物，其中組合物的葡萄糖當(dāng)量大于約5.0。
實(shí)施方案22.實(shí)施方案21的組合物，其中組合物的葡萄糖當(dāng)量大于約6.0。
實(shí)施方案23.實(shí)施方案1-4或21-22中任何一個(gè)的組合物，其中組合物的耐性淀粉含量是至少約75％重量。
實(shí)施方案24.實(shí)施方案1-5或21-23中任何一個(gè)的組合物，其中組合物的峰熔點(diǎn)溫度是至少約100℃。
實(shí)施方案25.實(shí)施方案24的組合物，其中組合物的峰熔點(diǎn)溫度是至少約110℃。
實(shí)施方案26.實(shí)施方案1-7或21-25中任何一個(gè)的組合物，其中焓是至少約30J/g。
實(shí)施方案27.實(shí)施方案1-8或21-26中任何一個(gè)的組合物，其中低直鏈淀粉的淀粉選自玉蜀黍，馬鈴薯，木薯，和稻。
實(shí)施方案28.一種制造權(quán)利要求1-9或21-27中任何一項(xiàng)的組合物的方法，包括a)使用異淀粉酶完全脫支低直鏈淀粉的淀粉；b)使脫支淀粉結(jié)晶；和c)干燥高度結(jié)晶脫支淀粉。
實(shí)施方案29.實(shí)施方案28的方法，其中低直鏈淀粉的淀粉包含至少95％重量的支鏈淀粉。
實(shí)施方案30.一種可食產(chǎn)品，包含實(shí)施方案1-9或21-27的組合物。中任何一個(gè)實(shí)施方案31.實(shí)施方案30的可食產(chǎn)品，其中產(chǎn)品是益生性增補(bǔ)劑。
實(shí)施例以下給出的實(shí)施例用于進(jìn)一步說明和解釋本發(fā)明且在任何方面不應(yīng)理解為限定性的。所用的％都是基于重量的。
以下試驗(yàn)步驟在整個(gè)實(shí)施例中使用示差掃描量熱法-示差掃描量熱法測(cè)量在Perkin-Elmer DSC-7(Norwalk，CT，USA)中進(jìn)行。該儀器使用銦校正。制備出淀粉∶水比率1∶3的約10mg淀粉樣品并以10℃/分鐘由5℃加熱至160℃。用空不銹鋼盤作參考。
鏈長(zhǎng)和線性度-脫支淀粉樣品使用NMR分析以確定平均鏈長(zhǎng)和α-1，4與α-1，6鍵比率。NMR樣品通過將5-6mg淀粉懸浮在2.5mL D2O/TSP(三甲基甲硅烷基丙酸鈉)中并加壓蒸煮該懸浮液約1小時(shí)而制成。將所得透明溶液轉(zhuǎn)移至5mmNMR管并在蒸汽浴中保熱直至獲得NMR波譜。用于處置樣品的該步驟確保結(jié)晶淀粉材料保留在溶液中。質(zhì)子NMR波譜在90℃下在Bruker DPX-400分光計(jì)上于400MHz下獲得。
用于有意義的共振的化學(xué)位移排布(相對(duì)TSP，在90℃)如下。α-1，4中鏈鍵具有化學(xué)位移5.38ppm，α-1，6中鏈鍵(支鏈點(diǎn))在4.96ppm，還原端基的α-形式在5.23ppm，和還原端基的β-形式在4.65ppm。
淀粉樣品的平均鏈長(zhǎng)由還原端基與中鏈共振的比率計(jì)算。α-1，6鍵(支鏈點(diǎn))的百分?jǐn)?shù)由α-1，6鍵相對(duì)α-1，4鍵的量計(jì)算。
葡萄糖當(dāng)量(DE)-對(duì)于生產(chǎn)過程中的DE測(cè)量，使用Fehling體積滴定法。將500ml Erlenmeyer燒瓶用去離子(D.I.)水漂洗。隨后加入50ml D.I.水。加入各5ml的Fehling溶液A和B，2滴亞甲基藍(lán)，隨后加入兩個(gè)沸騰碎片。在使用折射計(jì)確定反應(yīng)固體含量之后，使用D.I.水通過將反應(yīng)溶液稀釋在燒杯中而制成包含2-4％淀粉固體的淀粉溶液。在進(jìn)行下一步之前，固體含量通過折射計(jì)檢查以確保溶液被正確制備。將裝有淀粉溶液的燒杯稱重并記錄重量。將15克淀粉溶液加入裝有所制Fehlings溶液的Erlenmeyer燒瓶。在它們?cè)跀嚢柘略诩訜岚迳现蠓?分鐘之后，通常出現(xiàn)一種藍(lán)色色調(diào)。將來自燒杯的淀粉溶液使用移液管逐漸地加入，直至藍(lán)色色調(diào)消失并形成獨(dú)特的微紅一氧化二銅。淀粉溶液用塑料移液管連續(xù)地?cái)嚢枰员３秩芤壕鶆?。?dāng)?shù)竭_(dá)微紅的終點(diǎn)時(shí)，將包含淀粉溶液的燒杯再次稱重以確定所消耗的淀粉的重量。D.E.的計(jì)算可由下式看出D.E.＝[Fehling因子X100]/[(淀粉溶液所需的克數(shù))×(淀粉溶液的濃度)]模擬消化-(Ehglyst等人，歐洲臨床營(yíng)養(yǎng)雜志，1992，46，S33-S50)-將食品樣品如咀嚼那樣進(jìn)行磨碎/切碎。粉末淀粉樣品篩至顆粒尺寸250微米或更低。稱出500-600mg±0.1mg樣品并加入樣品管。將10ml胃蛋白酶(0.5％)，瓜爾膠(0.5％)，和HCl(0.05M)溶液加入每個(gè)管。
制備出空白和葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)管。空白是20ml包含0.25M乙酸鈉和0.02％氯化鈣的緩沖液。葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)物通過混合10ml乙酸鈉緩沖液(以上描述)和10毫升50mg/ml葡萄糖溶液而制成。標(biāo)準(zhǔn)物制成雙份。
酶混合物通過將18g豬胰酶(Sigma P-7545)加入120ml去離子水，混合充分，隨后在3000g下離心處理10分鐘而制成。收集上層清液并加入48mg干轉(zhuǎn)化酶(Sigma 1-4504)和0.5ml AMG 400(Novo Nordisk)。
樣品管在37℃下預(yù)溫育30分鐘，隨后從浴中取出并將10ml乙酸鈉緩沖液與玻璃球/彈球(用于在振蕩過程中幫助樣品物理分解)一起加入。
將5ml酶混合物加入樣品，空白，和標(biāo)準(zhǔn)物。各管在37℃水浴中在約180個(gè)沖程/分鐘下水平振蕩。時(shí)間“零”表示酶混合物首次加入第一管。
在20和120分鐘之后，將0.5毫升等分試樣從溫育樣品中取出并放入20ml 66％乙醇(以停止反應(yīng))的另一管中。在1小時(shí)之后，等分試樣在3000g下離心處理10分鐘。
每個(gè)管中的葡萄糖濃度使用葡萄糖氧化酶/過氧化物酶方法(Megazyme葡萄糖分析步驟GLC9/96)測(cè)定。這是一個(gè)比色步驟。HPLC也可用于如使用該實(shí)驗(yàn)的早先文獻(xiàn)所述檢測(cè)葡萄糖。
淀粉消化度通過使用轉(zhuǎn)化因子0.9相對(duì)葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)物計(jì)算葡萄糖濃度而確定。結(jié)果給出為在20和120分鐘之后的“消化的％淀粉”(干重基)。RS(耐性淀粉)是100％減120分鐘值。
每個(gè)樣品分析批料包括未煮過的玉米淀粉的參考樣品。玉米淀粉的公認(rèn)的％消化值范圍是

1Melogel淀粉，購(gòu)自National Starch and Chemical Company，Bridgewater，NJ，USA。
蒸煮模型-使用模型模擬在低水分下的工業(yè)食品加工。該模型使用在水中50％固體含量的淀粉，并將糊劑在爐中在190℃下烘烤約20分鐘。隨后將樣品粉碎并篩至顆粒尺寸250微米或更低。
實(shí)施例1-耐性玉米淀粉的制備A.將10kg蠟狀玉蜀黍淀粉在30升水中制漿。淤漿在310-315°F(154.4-157.2℃)和80psi(5.52×105Pa)背壓下用全蒸氣噴射蒸煮。隨后將蒸煮的淀粉放入反應(yīng)釜并冷卻至55℃。溶液的pH通過加入3∶1水∶HCl而調(diào)節(jié)至4.0。加入基于淀粉重量0.2％的異淀粉酶以開始脫支反應(yīng)。在pH4.0和55℃下反應(yīng)24小時(shí)之后，pH使用3％NaOH調(diào)周節(jié)至6.0，并將樣品加熱至85℃達(dá)20分鐘以使酶變性。然后，停止加熱，將樣品冷卻至室溫并結(jié)晶過夜(16小時(shí))。樣品餅通過過濾而得到并將產(chǎn)物風(fēng)干。
B.將4kg AmiocaTM50淀粉(酸轉(zhuǎn)化的蠟狀玉蜀黍淀粉，購(gòu)自National Starchand Chemical Company，Bridgewater，NJ，USA)在6升水中制漿。淤漿pH通過加入3∶1水∶HCl而調(diào)節(jié)至4.0。隨后將樣品噴射蒸煮，然后放在反應(yīng)容器中并將溫度冷卻至55℃。加入0.2％異淀粉酶并使反應(yīng)進(jìn)行24小時(shí)。pH加入3∶1水∶HCl而調(diào)節(jié)至2.0并保持30分鐘以殺死酶。PH通過使用3％NaOH中和至6.0。將樣品冷卻至室溫并結(jié)晶過夜(16小時(shí))。樣品餅通過過濾而得到并將樣品風(fēng)干。
C.重復(fù)實(shí)施例1B的方法，不同之處在于淀粉是FloMaxTM5淀粉(酸轉(zhuǎn)化的蠟狀玉蜀黍淀粉，購(gòu)自National Starch and Chemical Company)。
D.將1.8kg蠟狀玉蜀黍淀粉在5.4升水中制漿。淤漿在310-315°F(154.4～157.2℃)和80psi(5.52×105Pa)背壓下用全蒸氣噴射蒸煮。在恒定攪拌下，將蒸煮的淀粉溶液稀釋至10％固體并放入在55℃水浴中的反應(yīng)容器。樣品pH通過加入3∶1水∶HCl而調(diào)節(jié)至4.0。加入基于干淀粉重量0.2％的異淀粉酶以開始脫支反應(yīng)，保持樣品溫度為55℃。在樣品DE達(dá)到7.5(約8小時(shí)反應(yīng))后，將pH降至2.0達(dá)30分鐘以使酶變性，并隨后使用3％氫氧化鈉升至6.0。隨后將樣品冷卻至室溫并結(jié)晶過夜(16小時(shí))。樣品餅通過過濾而得到并將樣品風(fēng)干。
得到這些樣品的DSC和耐性淀粉含量。表1匯總了結(jié)果。
表1.


所有的樣品都具有超過70％的RS。所有的樣品都具有高于110℃的DSC測(cè)量峰溫度。
實(shí)施例2-耐性馬鈴薯淀粉的制備將三公斤低直鏈淀粉的馬鈴薯淀粉(購(gòu)自Lyckeby，德國(guó))在9升水中制漿并將樣品用全蒸氣進(jìn)行噴射蒸煮。將蒸煮的淀粉溶液冷卻至55℃并將pH使用3∶1水∶HCl調(diào)節(jié)至4.0。加入基于淀粉重量0.2％的異淀粉酶以開始脫支反應(yīng)。在24小時(shí)反應(yīng)時(shí)間之后，樣品pH用3％NaOH升至5.5，并在沸水中加熱至85℃達(dá)20分鐘以使酶變性。隨后將樣品冷卻至室溫過夜(16小時(shí))以結(jié)晶該產(chǎn)物。樣品餅通過過濾而得到并將樣品風(fēng)干。表2匯總了耐性淀粉含量和DSC結(jié)果。
表2

脫支和結(jié)晶的低直鏈淀粉馬鈴薯樣品表現(xiàn)出超過70％的RS并具有大于110℃的DSC測(cè)量峰溫度。
實(shí)施例3-耐性淀粉的工藝允許度將幾種脫支耐性淀粉使用低水分模式進(jìn)行處理并將每種耐性淀粉與未處理的淀粉比較。結(jié)果在下表3中給出。
表3

從表3可以看出，本發(fā)明淀粉是工藝允許的，因?yàn)槟托缘矸酆坎皇芷茐摹?br> 權(quán)利要求
1.一種通過完全脫支包含高度結(jié)晶，完全脫支線性α-葡聚糖的低直鏈淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉組合物，其中該組合物特征在于a)耐性淀粉含量至少約70％重量；b)葡萄糖當(dāng)量大于約4.0；c)通過DSC測(cè)定的峰熔點(diǎn)溫度Tp至少約90；和d)通過DSC測(cè)定的焓ΔH至少約25。
2.一種制造權(quán)利要求1的組合物的方法，包括a)使用異淀粉酶完全脫支低直鏈淀粉的淀粉；b)使脫支淀粉結(jié)晶；和c)干燥高度結(jié)晶脫支淀粉。
3.一種可食產(chǎn)品，包含權(quán)利要求1的組合物。
4.權(quán)利要求3的可食產(chǎn)品，其中產(chǎn)品是益生性的增補(bǔ)劑。
全文摘要
該發(fā)明涉及一種通過使用異淀粉酶完全脫支低直鏈淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉。這種耐性淀粉可用于可食產(chǎn)品，包括營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑。
文檔編號(hào)A61P5/50GK1461754SQ0314293
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2003年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月14日
發(fā)明者Y·-C·施, X·崔, A·M·比爾克特, M·G·塔特徹爾 申請(qǐng)人:國(guó)家淀粉及化學(xué)投資控股公司