變性淀粉

改變性質的淀粉

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大米變性淀粉
大米變性淀粉

大米變性淀粉是指以大米為原料經過過物理、化學或酶等處理方法改變大米淀粉的性質,增加其某些功能性或引進新的特性,使其更符合工業應用要求,將一些不符合食用要求的大米得到綜合利用。變性大米淀粉可作為低熱量的食物添加劑、微膠囊芯材、吸附載體和包埋劑、也可作為運動員的碳水化合物補充劑等等。

大米變性淀粉包括抗性淀粉、多孔淀粉(微孔淀粉)、緩慢消化淀粉、新脂肪替代物等,它們具有應用更方便,適合新技術操作要求的優點。

大米變性淀粉基本參數

產品名稱大米變性淀粉英文名稱Rice modified starch
原料來源大米生產方法物理、化學或酶法處理
產品種類抗性淀粉、多孔淀粉(微孔淀粉)、緩慢消化淀粉、新脂肪替代物應用領域食品、醫藥

大米是我們經常食用的糧食,是中國乃至亞洲最主要的糧食品種之一,其產量占全部糧食產量的40%左右,中國有60%的人口以大米為主食。淀粉和蛋白質是大米的主要成分。其中淀粉含量約80%,蛋白質約占8%。大米淀粉顆粒細小,糊化的米淀粉吸水快,質構柔滑似奶油,具有脂肪的口感,且容易涂抹開。蠟質米淀粉除了有類似脂肪的性質外,還具有極好的冷凍——解凍穩定性,可防止冷凍過程中的脫水收縮。此外,大米淀粉還具有低過敏的特性等,基于這些特性,大米變性淀粉的用途很廣泛。利用物理、化學或酶法處理,改變大米淀粉的性質。增加其某些功能性或引進新的特性,使其更符合工業應用要求。將一些不符合食用要求的大米得到綜合利用。

大米變性淀粉的種類、性質及其用途

變性后的大米淀粉具有更優良的性質。大米變性淀粉包括抗性淀粉、多孔淀粉、緩慢消化淀粉、新脂肪替代物等,它們具有應用更方便,適合新技術操作要求的優點。目前美國和歐洲興起了淀粉研究開發的熱潮。如提高其應用效果,并開啟事新用越。應用現代生物技術可以將包括碎米、陳秈稻、早秈稻等在內的稻米淀粉改性后,轉化為抗性淀粉、多孔淀粉、緩慢消化淀粉、新脂肪替代物等更具特色和新用途產品。

抗性淀粉

抗性淀粉由英國一些生理學家發現并命名例,歐洲抗性淀粉研究協會將其定義為:不被健康人體小暢所吸收的淀粉及其降解產物的總稱。抗性淀粉具有與膳食纖維類似的作用,而且在生理功能上無能量,攝入高抗性淀粉食物,可有效地控制糖尿病病情,并有助于體重的控制。抗性淀粉有4種類型:RSI(物理包埋淀粉),RS2(抗干擾性淀粉),RS3(老化淀粉),RS4(化學改性淀粉)。在4類抗性淀粉中,RS3具有很大商業價值,成為目前研究的重點。

抗性淀粉是一類特殊的淀粉,不能被胰淀粉酶酶解,因而不能被小腸消化吸收參加新陳代謝,但是能進入結腸。從而被其中的微生物群發酵利用。

多孔淀粉(微孔淀粉)

多孔淀粉是將天然淀粉經過酶解處理后。形成的-種蜂窩狀多孔性淀粉載體。由于其表面具有很多伸向淀粉粒中心的小孔,淀粉顆粒中心是中空的,因而具有良好的吸附性能。可用作功能性物質的吸附載體,廣泛應用于醫藥、化工和食品等行業。大米淀粉顆粒小,比表面織大。因此所制備的產品比其他種類淀粉具有更強的吸附力。

緩慢消化淀粉

緩慢消化淀粉是-種可以被酶完全緩慢降解的淀粉。美國有研究中心研究開發的改造米淀粉新產品“Riccmic”,是以大米粉為原料,先分離蛋白質,再經加熱和酶處理工藝加工成1OO%延緩消化、50%加快消化和50%延遲消化的改性米淀粉制品。這類改性米淀粉經臨床應用證明。可有效改善糖負荷,將成一種糖尿病患者的新食品。這種產品的另一種用途作為運動員,尤其是馬拉松等長跑運動員的碳水化合物補充劑因為這種緩慢消化的淀粉能夠使運動員在運動過程中有一個穩定特久的能量釋放來保持耐力。

淀粉基脂肪替代物

大米淀粉制取脂肪替代物技術,是應用生物技術等把米淀粉轉化為無油脂肪的高新技術。新脂肪替代物十分適合加工酸奶和部分替代奶油的乳制品,它具有奶油的外觀及口感,通過調配,可加工成氫油脂。

幾種重要大米變性淀粉的制備方法

抗性淀粉的制備

有專家采用酸變性和沸水浴方法,對大米淀粉進行處理,以抗性淀粉得率作為評價指標。通過響應面試驗和分析,得到制備大米抗性淀粉的最佳工藝條件為:酸解時間2.39h,酸用量1.54%,水與淀粉的比例8.96:1,沸水浴時間2.17h,

有專家以玉米為原料,在糊化時加入高溫α-淀粉酶,采用酶脫支反應等手段改變淀粉原有的分子結構并重新形成晶體,以提高產品中抗性淀粉的含量。結果表明,加入一定量的高溫α·淀粉酶處理后再進行脫支化處理,適當的普魯蘭梅反應條件為:溫度60℃,pH值5.5,酶相對用最1.5-2.5,反應時間12h,較有利于抗性淀粉的形成,其含量可高達19.02%。

多孔淀粉的制備

微孔淀粉的制備常采用的方法為酶水解法,而酶法制備微孔淀粉首先要找到生淀粉酶和原淀粉,并且兩者匹配,才能形成多孔淀粉。對淀粉表面微孔形成影響校大的因素有生淀粉酶制劑和淀粉的選擇及酶解條件。

國內一般只用單一酶制備多孔淀粉,有專家利用α-淀粉酶與糖化酶復合水解大米淀粉制備多孔淀粉,通過單因素和正交試驗確定酶解最佳工藝條件:α-淀粉酶:糖化酶=1:3,酶用量2.0%,反應時間2h,反應溫度42℃,pH4.2,吸水率和吸油率測試對酶解前后的大米淀粉進行性質分析表明,多孔淀粉吸水、吸油能力明顯大于原淀粉。

緩慢消化淀粉的制備

有專家以黑龍江大米淀粉為原料,糊化時采用普魯蘭酶進行脫支處理,并經冷卻貯存可使緩慢消化淀粉的含量超過50%,結果表明,制備緩慢消化淀粉的最優條件為:10%,的普魯蘭酶水解4h,5℃貯存2d,緩慢消化淀粉含量達到58%。

淀粉基脂肪替代物的制備

目前,國內外在大米淀粉用作脂肪代用品方面的研究主要是用酶法和超微粉技術制取脂肪代用品。酶處理的輕度變性大米淀粉是將天然淀粉經過酶水解處理后,形成的一種在流變學上稱為可切變的穩定凝膠的變性淀粉,DE值低于5,凝效果較好。淀粉的輕度水解是制備大米為基質的脂肪替代品的關鍵。另外。選用大米為原料具有比其他淀粉原料更豐富的優點。

發展趨勢與展望

總的來說,大米淀粉工業的增長主要依靠具有高附加值的產品,不僅是要開發原淀粉,更重要的是要開發具有高附加值的大米變性淀粉。可以開發適合于肥胖和糖尿病患者的以大米為某質的抗性淀粉產品,作為低熱量的食物添加劑、治療腸道類疾病或者作為減肥產品開發,多孔淀粉可作為微膠囊芯材、吸附載體和包埋劑,制成各種功能性食品,如嬰幼兒食品、老年食品及其它的特殊人群食品;緩慢消化淀粉可作為一種糖尿病患者的新食品進行開發,也可作為運動員的碳水化合物補充劑;淀粉基脂肪替代物則可廣泛用于無奶油奶酶、低脂肪冰激凌。無脂肪人造奶油、沙司和涼拌萊調味料的生產。

大米抗性淀粉主要采用酸變性方法,其產生的廢酸以及中和酸所用的廢堿液都會對環境造成污染,可研究用酶法處理制取大米抗性淀粉,解決酸法制備引起的環境污染問題。目前國內主要用單一酶水解制備大米微孔淀粉,可研究用復合酶優化大米微孔淀粉工藝,國內外對大米緩慢消化淀粉的制備研究較少,且制備時間較長,可考慮用正交實驗放響應國分析對其制備方法進行進一步優化。

參考資料
1.大米變性淀粉制備研究進展[2009]
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