[发明专利]采用超声波辅助淀粉酶制备抗性淀粉的方法

说明书

本发明公开了采用超声波辅助淀粉酶制备抗性淀粉的方法，属于抗性淀粉制备技术领域。按照下述步骤进行：(1)慈姑的清洗与整理；(2)慈姑淀粉的超声波提取；(3)抗性淀粉的制备；(4)超声场下酶解，冷冻干燥后即得慈姑抗性淀粉。本发明通过超声波的空化作用和机械振动作用使溶剂分子的运动加快，提升目标产物的提取率。(1)利用多频超声模式，减少了反应体系的升温，更加节能。该方法操作工艺简单易行，可大大提高慈姑淀粉的提取率，能耗较低，克服了传统慈姑淀粉提取过程中使用大量碱液的不足。(2)利用超声波可加速酶解反应，增加反应产物的得率，能够减少酶的使用量，缩短反应时间，提高慈姑抗性淀粉的得率。

技术领域

本发明属于抗性淀粉制备技术领域，具体涉及一种利用超声波协同α-淀粉酶制备慈姑抗性淀粉的方法。

背景技术

慈姑原产于中国，主要分布在长江流域及南方各省、太湖及珠江三角洲地区生产，常年在水中生长，植株粗壮高大。叶丛生，基部有许多根须。根附近长有纤细的纤维状匍匐茎，在秋末有球根，球茎直径可达3cm。叶片箭状，宽，长20-30cm，裂片在基部的左右两侧长于中央裂片。叶柄粗壮，长50-80厘米。花序圆锥。华东各地都有栽培，地下的球茎可以食用。慈姑可以当作蔬菜来食用，春夏适合种植，因为慈姑喜光，每年的1-3月适合采摘，此时慈姑原料不仅质量好，而且价格相对便宜。

慈姑有很好的药用价值，它具有凉血止血、止咳、清热解毒的功效。可以将生慈姑洗干净捣碎，将生姜榨成只汁液，敷在患处，可有效治疗红肿热痛。慈姑中淀粉、蛋白质比例分别为24％和4％，还包括少量的脂肪及维生素、胆碱、甜菜碱等，慈姑淀粉是制备抗性淀粉的优质原料。抗性淀粉是一种能在结肠中部分或者完全发酵的纤维组分，经过结肠微生物的利用，能够形成短链脂肪酸等代谢产物，降低产物，有利于肠道健康。在小肠内，胰腺分泌的唾液淀粉酶能够将普通的淀粉分解成葡萄糖，为人体提供能量。摄入过多的淀粉糖会导致肥胖。而抗性淀粉能够降低淀粉酶的水解反应，释放葡萄糖缓慢，控制血糖平衡，适宜糖尿病患者。抗性淀粉可进一步制成功能食品，有一定的市场发展前景。

目前采用玉米、绿豆、板栗、马铃薯、香蕉、银杏、稻米等含淀粉量较高的植物的原料制备抗性淀粉的研究比较多。制备抗性淀粉的方法有：压热处理法在一定的压热处理能够提高抗性淀粉含量。在高温，高压下的条件下处理水和淀粉的混合物,保持温度不变0.5-6h,进行冷却，恒温储藏12h之上，然后烘干，粉碎。朱旻鹏等人对水分含量、压热温度与压热时间进行了研究，在水分含量为75％，温度为120℃下处理30min,抗性淀粉产率为10.47％。；微波辐射处理法是水和淀粉混匀，进行微波处理，冷却，干燥、粉碎；脱支法是用酶进行分解物质，比如普鲁兰酶可以将淀粉的1-6糖苷键水解，脱支法常常用来制备RS3，对淀粉进行脱支处理，有利于提高抗性淀粉含量(朱旻鹏,李新华,刘爱华.压热-酶解法制备玉米抗性淀粉的研究[J].粮食与饲料工业,2005(06):28-29)。酶解法具有的优点包括反应条件温和、可以控制，对设备没有耐高压、耐酸的要求；螺杆挤压法是指在高温、高压和高剪切力等物理方法下使得淀粉糖苷键断裂，导致分子大小和分子量分布变化；蒸汽加热法是指经过蒸汽处理、加热处理、纯化淀粉后的豆类抗性淀粉的含量变为19％-31％，是生豆的3-5倍，说明蒸汽加热是一种有效的抗性淀粉生产加热方法；酸解法是指用盐酸酸解淀粉，然后加稀碱调pH为中性。淀粉经过糊化和老化后，进行干燥获得抗性淀粉。刘亚伟等人采用酸变性-沸水浴法制备甘薯抗性淀粉产率为13.91％，以及其他方法，包括挤压处理和微波膨化以及超声波处理等(刘亚伟,张杰.酸解-水热处理对甘薯抗性淀粉形成的影响研究[J].食品科学,2003(06):41-45)。

近年来，超声波逐渐被应用到食品行业中，包括油脂浸取、蛋白质提取、多糖提取以及其他有效物质的提取，超声波都能有效的提高被提取物的产率。超声波作为一种物理方法用于提取抗性淀粉有利于提高产率。超声波频率高，能量大，产生声效应，增加传质速率。超声波可加速酶解反应，增加反应产物的得率，能够减少酶的使用量，在一定程度上能够节约企业的操作成本。而超声波用来提取和制备慈姑抗性淀粉研究较少。

发明内容