[发明专利]一种酶法制备凝胶强度可控的热可逆淀粉基凝胶的方法

说明书

本发明公开了一种酶法制备凝胶强度可控的热可逆淀粉基凝胶的方法，属于淀粉改性技术领域。本发明通过从热变形菌(Thermoproteus uzoniensis)中克隆到一株4‑α‑糖基转移酶基因(TuαGT)，通过大肠杆菌异源表达，酶学性质表征，确定其为4αGT，并且该酶具有较好的温度稳定性和底物耐受性，使其能够在高温下催化高浓度的淀粉改性，延长其支链淀粉的侧链。本发明的酶法制备凝胶强度可控的热可逆淀粉基凝胶的方法，以淀粉为原料，添加适量的4‑α‑糖基转移酶，选择合适的添加量和作用时间，来制备高强度抗回生淀粉基凝胶。

技术领域

本发明涉及一种酶法制备凝胶强度可控的热可逆淀粉基凝胶的方法，属于淀粉改性技术领域。

背景技术

淀粉是一种来源广泛、价格低廉的纯天然原料。利用淀粉为原料所生产的淀粉胶体广泛应用于食品、化工等多个行业中。淀粉凝胶是一种高分子化合物，是淀粉经过糊化后形成的具有一定弹性和硬度的透明或半透明的凝胶。在食品行业中，与其他食品胶体相比，淀粉胶体更易于被人体消化吸收，不易产生胀气、肾毒性等不良反应，并且可以添加在婴幼儿食品中，具有广泛的市场前景。在其他行业中，淀粉胶体具有重量轻、无腐蚀、不污染及成本低等优点。然而，由于原淀粉凝胶存在较多缺陷，其中淀粉凝胶强度过高且不可控，导致淀粉凝胶产品难以应用。因此，对于淀粉凝胶的改性具有非常重要的工业价值。

影响淀粉凝胶强度的因素很多，例如直链淀粉含量及大小、淀粉中多糖含量、脂质含量等。其中直链淀粉含量及大小一直是人们研究的热点。淀粉凝胶是淀粉经糊化后，直链淀粉释放，互相缠绕形成三维网络结构，在冷却过程中，直链淀粉与支链淀粉通过氢键相互作用形成的混合体系。当直链淀粉含量较少，或者因与脂质络合而影响直链淀粉的双螺旋结构，淀粉形成的凝胶强度会受到影响。因此淀粉凝胶的形成与淀粉中直链淀粉的含量有着密切的关系。各种不同来源的淀粉，其直链淀粉含量不同，分子量大小也有区别，因此在相同条件下，其凝胶强度也有很大差别。故可以通过控制直链淀粉含量，进而达到控制淀粉凝胶强度的功能。

因此如何对淀粉进行改性，改变淀粉中直链淀粉含量的同时保持淀粉整体结构并未被破坏，改善淀粉基凝胶的强度且制备后的淀粉凝胶特性良好是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种改性淀粉从而实现淀粉基凝胶热可逆且凝胶强度可控的方法，该方法通过从热变形菌(Thermoproteus uzoniensis)中克隆到一株4-α-糖基转移酶基因(TuαGT)，通过大肠杆菌异源表达，酶学性质表征，确定其为4αGT，并且该酶具有较好的温度稳定性和底物耐受性，使其能够在高温下催化高浓度的淀粉改性，延长其支链淀粉的侧链。本发明主要采取了三个关键方面的控制来实现高强度抗回生淀粉基凝胶的制备：1)淀粉种类的筛选；2)优化4-α-糖基转移酶的添加量；3)优化4-α-糖基转移酶的作用时间。本发明的酶法制备凝胶强度可控的热可逆淀粉基凝胶的方法，以淀粉为原料，添加适量的4-α-糖基转移酶，选择合适的添加量和作用时间，来制备高强度抗回生淀粉基凝胶。本发明制备过程简单、设备简易、产品效果好。

本发明的第一个目的是提供一种凝胶强度可控的热可逆淀粉基凝胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将淀粉溶于缓冲液中进行调浆，在70-120℃条件下完全糊化；

(2)将温度降至40-90℃，pH调至4.0-13.0，添加氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的4-α-糖基转移酶，然后灭酶，干燥，研磨得到改性淀粉；

(3)对得到的改性淀粉进行溶解，并在70～90℃加热搅拌，凝固后即得改性淀粉凝胶。

在本发明一种实施方式中，酶解作用时间为1-12h。

在本发明一种实施方式中，步骤(1)中所述淀粉的质量浓度是5％～10％。