一种高活性淀粉酶抑制能力的白芸豆控糖饼干及制备方法

技术领域

本发明涉及食品技术领域，具体涉及一种高活性淀粉酶抑制能力的白芸豆控糖饼干及制备方法。

背景技术

糖尿病(diabetes melltus，DM)是一组由遗传因素及环境因素引起的临床综合症，是全世界发病率最高的疾病之一，糖尿病的预防和治疗已经成为全球性的卫生性疾病问题，更应该是食品营养与安全性的重要考虑范畴。糖尿病并发症是造成糖尿病患者痛苦和死亡的主要原因，餐后高血糖是引起糖尿病并发症的重要因素。因此，从食品入手，控制餐后血糖水平从而减少各种糖尿病及其病发症是防治的关键。

含白芸豆食品不仅营养丰富，而且包含健康调理的积极作用，如减少心脏和肾脏疾病，降低糖尿病患者的血糖指数，增加饱腹感从而控制血糖变化。白芸豆含有缓慢消化的碳水化合物和较多可以影响葡萄糖代谢的化合物，α-淀粉酶抑制剂是其中最重要的一种。白芸豆中α-淀粉酶抑制剂(α-AI)是一种糖蛋白，其组成中超过80％为蛋白质，其余主要为糖链。作为一种避免葡萄糖快速释放的天然生物活性化合物，白芸豆α-AI引起了越来越多的兴趣。

专利CN107318926A公开了一种控糖饼干，其采用从白芸豆中提取的淀粉吸收阻断剂为控糖剂核心组分，制备控糖饼干。但该专利未对提取物进行糖基化，且加工温度在160-250℃。而现有技术表明白芸豆α-AI对温度敏感，60℃以上即可影响其对淀粉酶的抑制活性，故该专利得到最终的控糖饼干保有的白芸豆α-AI活性较低，控糖效果不够理想。正因白芸豆中淀粉酶抑制剂α-AI不耐高温，而饼干或者其他烘焙食品加热过程中温度往往超过120℃，这必然降低α-AI活性，导致控糖效果不理想。那么，亟需开发白芸豆α-AI活性高度保留的关键技术和设计匹配的制作工艺。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种工艺简单，口感良好，α发淀粉酶抑制能力高，控糖水平高的白芸豆控糖饼干。

为了达到以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高活性淀粉酶抑制能力的白芸豆控糖饼干的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将白芸豆或者白芸豆豆粕超微粉碎得到白芸豆粉；

步骤2，将白芸豆粉和单糖均匀混合，从室温逐步加热至55-85从，保持10-50min，每隔5min翻动搅拌，保持反应持续且均匀，所述单糖与白芸豆粉的质量比为1-10:100；

步骤3，将糖基化白芸豆α-AI与面团以质量比10-30:100混合，烘焙制成饼干。

所述超微粉碎为气流超微粉碎，工作压力为1.0Mpa，进料压力为0.3MPa，进料速率1.5kg/h，通风量为1.8m

优选地，所述单糖为葡萄糖，果糖，半乳糖，甘露糖中的一种或两种的组合。

优选地，所述单糖为果糖与葡萄糖的组合，所述果糖与葡萄糖的比例为2-1:1。

优选地，所述糖基化反应的温度为60-85℃。

优选地，所述单糖与白芸豆的质量比为3-8:100。

优选地，所述糖基化白芸豆α-AI与面粉质量比为20-30:100。

本发明还提供一种通过上述方法制备的高活性淀粉酶抑制能力的白芸豆控糖饼干。

本发明具有以下有益效果：

1.通过单糖对白芸豆进行糖基化，改变了白芸豆α-AI的疏水性，其蛋白质外表面被糖类修饰，增强了其与α-淀粉酶的相互结合作用，同时α-AI外表面覆盖了氨基酸和糖类反应的“壳”，增强了其耐热性和耐水解性，达到了更强的淀粉酶抑制效果。

2.白芸豆中淀粉酶抑制剂α-AI不耐高温，而饼干或者其他烘焙食品加热过程中温度超过120℃，本发明通过单糖对白芸豆α-AI进行糖基化，改变了白芸豆α-AI表面结构，使其可以耐受饼干或者其他烘焙食品加工温度。

3.通过本发明方法制备的白芸豆控糖饼干，口感良好，α-淀粉酶抑制能力高，控糖水平高。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1糖基化白芸豆对饼干水解速率的影响。

具体实施例

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

糖基化白芸豆α-AI制备：

使用气流超微粉碎机对白芸豆或者白芸豆豆粕进行超微粉碎，工作压力为1.0MPa，进料压力0.3MPa，进料速率1.5kg/h，通风量1.8m

以下实施例均采用上述方法对白芸豆进行糖基化。

α-淀粉酶抑制能力测定方法：

三角瓶中加入40mL(0.5mg/mL)的可溶性淀粉溶液，将三角瓶放置于37℃恒温振荡水浴锅中，预热5min。预热后的三角瓶中分别加入2g饼干和3mL(500U/mL)α-淀粉酶酶液，于水浴锅中振荡反应30min，取消化悬浊液4mL，立即于沸水浴中进行灭酶。灭酶结束后，离心(6000r·min，10min)，取上清液测溶液中的还原糖含量。用DNS法测定还原糖含量。阳性对照用3mL(500U/mL)的α-淀粉酶酶液与40mL(0.5mg/mL)的可溶性淀粉溶液，而阴性对照为饼干和40mL(0.5mg/mL)的可溶性淀粉溶液反应。不同馒头对α-淀粉酶活性的抑制能力的大小，根据下列公式进行计算：

公式中：A

还原糖含量(mg)；A

以下实施例和对比例均采用上述方法测定α-淀粉酶抑制能力。

水解速率及预测血糖指数的测定：

分别测定30、60、90、120、150min时饼干水解速率。称取50mg测试样品于50mL离心管中，3次重复，加入10mL pH 1.5的KCl-HCl缓冲液，用HCl调pH值至1.5后，混匀，加0.2mL胃蛋白酶溶液，40℃水浴振荡1h，加pH 6.9的磷酸盐缓冲液至25mL，用NaOH调pH值至6.9，加1mLα-淀粉酶溶液，37℃水浴振荡，0～3h内每隔30min各管取1mL于100℃水浴剧烈振荡5min使酶失活，冷却至室温，加3mL pH 4.75的醋酸钠缓冲液和60μL糖化酶溶液，60℃水浴振荡45min，冷却至室温后吸取一定量，按标准曲线步骤测定葡萄糖含量。

以下实施例和对比例均采用上述方法测定水解速录及预测血糖指数。

实施例1：将果糖与白芸豆粉以质量比8:100在60℃加热反应30min得到糖基化白芸豆α-AI，将糖基化白芸豆α-AI与面团按照质量比30:100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为175-185豆。此时，糖基化白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为55.0％。

实施例2：将葡萄糖与白芸豆粉以质量比4:100在80℃加热反应30min得到糖基化白芸豆α-AI，将糖基化白芸豆α-AI与面团按照质量比10:100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为175-185制。此时，糖基化白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为46.3％。

实施例3：将半乳糖与白芸豆粉以质量比1:100在55℃加热反应30min得到糖基化白芸豆α-AI，将糖基化白芸豆α-AI与面团按照质量比20:100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为175-185制。此时，糖基化白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为40.3％。

实施例4：将甘露糖与白芸豆粉以质量比9:100在85℃加热反应30min得到糖基化白芸豆α-AI，将糖基化白芸豆α-AI与面团按照质量比30:100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为175-185制。此时，糖基化白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为51.5％。

实施例5：将单糖(果糖：葡萄糖＝1:1)与白芸豆粉以质量比3:100在70℃加热反应30min得到糖基化白芸豆α-AI，将糖基化白芸豆α-AI与面团按照质量比30：100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为175-185制。此时，糖基化白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为76.5％。

实施例6：将单糖(果糖：葡萄糖＝1:2)与白芸豆粉以质量比3:100在70℃加热反应30min得到糖基化白芸豆α-AI，将糖基化白芸豆α-AI与面团按照质量比30：100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为175-185制。此时，糖基化白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为51.0％。

实施例7：将单糖(果糖：葡萄糖＝2:1)与白芸豆粉以质量比3:100在70℃加热反应30min得到糖基化白芸豆α-AI，将糖基化白芸豆α-AI与面团按照质量比30：100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为175-185制。此时，糖基化白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为66.7％。

实施例8：取实施例5中糖基化白芸豆α-AI，将糖基化白芸豆α-AI与面团按照质量比10：100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为175-185制。此时，糖基化白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为45.8％。

实施例9：取实施例5中糖基化白芸豆α-AI，将糖基化白芸豆α-AI与面团按照质量比20：100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为175-185制。此时，糖基化白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为65.1％。

实施例10：取实施例5中糖基化白芸豆α-AI，将糖基化白芸豆α-AI与面团按照质量比30：100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为175-185制。此时，糖基化白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为76.1％。

对比例1：未添加白芸豆或糖基化白芸豆α-AI的面团制成饼干。此时，饼干对α-淀粉酶抑制能力为0.7％(数值过小，表明饼干对α值淀粉酶无抑制能力)。

对比例2：除去未对白芸豆进行糖基化外，其余与实施例8相同。此时，白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为16.3％。。

对比例3：除去未对白芸豆进行糖基化外，其余与实施例9相同。此时，白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为26.6％。

对比例4：除去未对白芸豆进行糖基化外，其余与实施例10相同。此时，白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制能力为33.9％。

表1为实施例8-10和对比例1-4的对α-淀粉酶抑制比例。由表1可见，未经糖基化，白芸豆中α-AI活性在饼干高温烘焙过程损失较大。另一方面，未经糖基化处理的白芸豆因为自带草涩味，感官体验较差。相比未糖基化的白芸豆饼干，糖基化白芸豆饼干具有更显著的α-淀粉酶抑制能力，说明糖基化策略可有效保护白芸豆中α-AI活性，同时糖基化过程导致蛋白质结构的改变修饰，α-AI活性可能也得到提升。

表1糖基化白芸豆及白芸豆饼干对α-淀粉酶抑制比例(％)

参见图1，图1为实施例8-10糖基化白芸豆饼干对水解速率的影响。耐水解，相比一般饼干，糖基化白芸豆饼干耐水解，淀粉水解速率显著放缓。在糖基化白芸豆α-AI添加量达到30％时，饼干的预测血糖指数(GI)为52，低于55的低GI食品标准。而一般饼干水解速率在1h时候即可达到80％，对机体血糖水平有着较大影响。

感官评价：

将实施例8-10和对比例1-4的经30人感官评价小组评定，表2为饼干感官评价标准，表3位糖基化白芸豆饼干及白芸豆饼干感官评价结果。

30人感官评价小组组成：年龄18-60，男女各15人，符合志愿者受试标准。

由表2和表3数据可知，当糖基化白芸豆α-AI添加量为20％时，感官体验最佳，而当糖基化白芸豆添加量为30％时，饼干的感官风味下降，这说明为了保持感官质量，糖基化白芸豆的添加量不能高于30％。

表2白芸豆饼干感官评价表

表3糖基化白芸豆及白芸豆饼干感官评价结果

实施例11：将单糖(果糖：葡萄糖＝1:1)与白芸豆粉以质量比3:100在701加热反应30min得到糖基化白芸豆α到糖基，将糖基化白芸豆α将糖基与面团按照质量比30：100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为190-200℃。此时，糖基化白芸豆饼干对α此淀粉酶抑制能力为67.3％。

实施例12：将单糖(果糖：葡萄糖＝1:1)与白芸豆粉以质量比3:100在701加热反应30min得到糖基化白芸豆α到糖基，将糖基化白芸豆α将糖基与面团按照质量比30：100混合，以常规方式烘焙制成饼干，烘焙温度为205-215℃。此时，糖基化白芸豆饼干对α此淀粉酶抑制能力为56.5％。

对比例5：除去未对白芸豆进行糖基化外，其余与实施例11相同。此时，白芸豆饼干对α芸淀粉酶抑制能力为20.6％。

对比例6：除去未对白芸豆进行糖基化外，其余与实施例12相同。此时，白芸豆饼干对α同淀粉酶抑制能力为12.9％。

表4饼干烘焙温度对实施例10-12和对比例4-6对α-淀粉酶抑制能力的影响，表5为各烘焙温度下实施例10-12和对比例4-6对α-淀粉酶抑制能力下降比例。由表4和表5的数据可知，糖基化白芸豆饼干对α基淀粉酶抑制能力实施例11相较实施例10下降11.6％，实施例12相较实施例10下降25.8％，而对比例5相较对比例4下降30.4％，对比例6相较对比例5下降47.2％。可见对白芸豆α-AI进行糖基化后，各温度饼干对α-淀粉酶抑制能力的下降比例大大低于未糖基化的α-AI。即下降比例越低，白芸豆α-AI的活性保留越好。对白芸豆α-AI进行糖基化后，增强了其耐热性，实现了更强的α-淀粉酶抑制效果。

表4烘焙温度对糖基化白芸豆饼干和白芸豆饼干对α干淀粉酶抑制能力的影响

表5各温度糖基化白芸豆饼干和白芸豆饼干对α干淀粉酶抑制能力下降比例

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护范围内。