一种利用花青素制备高抗回生淀粉的方法

技术领域

本发明涉及食品技术领域，具体地，涉及一种利用花青素制备高抗回生淀粉的方法。

背景技术

淀粉是天然可再生的资源，是人类获取能量的主要饮食来源。由于淀粉的来源丰富而且成本低廉，并能赋予食品多功能特性，被广泛应用于食品工业。随着现代社会的发展，许多淀粉基食品被消费者所青睐，如米制品和面制品以及作为日常膳食被用来勾芡的调味品。但是，淀粉及其制品也存在一些明显的不足，如易老化回生。回生现象会导致淀粉类食品质地变硬，组织粗糙，风味变差等不良后果，降低淀粉类食品的品质的同时缩短货架期。淀粉回生是一个非平衡、热可逆的再结晶过程，主要有三个步骤：成核(形成晶体核)、传播(从原子核中形成晶体生长核)和成熟。回生包含短期回生和长期回生。短期回生主要是直链淀粉分子定向移动，形成三维凝胶网络结构，该过程可在糊化后较短的时间内完成，发生在淀粉回生的前期；而淀粉的长期回生程度与支链淀粉的含量相关，主要是由支链淀粉外侧短链的重结晶所引起的。

为了进一步的改善淀粉基食品的性质及其营养功能，工业上会进行一定的物理、化学和酶修饰，由于化学修饰存在潜在的食品安全问题，酶修饰存在过度水解失去淀粉质食品应有口感或者抗回生效应较低等问题；因此找寻一种更为健康、安全、快捷的方法去降低淀粉回生是当前研究热点，许多天然物质，如碳水化合物、氨基酸、多酚常常被用来改善淀粉的性质。植物多酚作为一种重要的生物活性成分，具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤等多种有益人体健康的保健作用，在食品、生物、医药和化工领域得到了广泛应用。植物花青素具有抗氧化、抗炎症、抗癌、抗肥胖、降血糖等多种药理作用，也作为天然防腐剂，增强食品色泽，提升食品的品质和延长食品的货架期。

大量研究表明，植物多酚与淀粉间的相互作用能够一定程度上抑制淀粉的回生，已有报道不同植物来源的花青素类化合物对淀粉的抑制效果，进而比较花青素种类的抑制效率，筛选出较优抑制性的花青素种类。但并未有报道从淀粉自身组成出发，去除淀粉自身的总脂质分子，增强淀粉分子与花青素类化合物的相互作用，从而制备高抗回生淀粉。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是一种利用花青素制备高抗回生淀粉的方法。本发明首次提出去除淀粉总脂质，淀粉总脂质分为内部脂质和表面脂质，存在于天然淀粉的表面和颗粒内部，表面和内部的脂质或以直链淀粉包合物的形式存在，或是游离状态，或通过离子键或氢键与淀粉分子的羟基结合。总脂质剥离后暴露出支链淀粉更多的羟基和直链淀粉的螺旋空腔，形成更多与花青素的结合位点，更有效抑制淀粉回生。一方面，花青素的高活性酚羟基基团能与支链淀粉的羟基形成氢键，从而阻碍支链淀粉分子间的缠绕和重新排列，抑制长期回生，另一方面，直链淀粉螺旋空腔内的疏水相互作用可作为主要驱动力，牵引含疏水基团的花青素中单体进入空腔内，从而形成带有两亲性或疏水性配体的V型直链淀粉-多酚复合物，抑制直链淀粉分子的定向移动，从而抑制短期回生。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

本发明提供一种利用花青素制备高抗回生淀粉的制备方法，所述方法包括在脱脂淀粉悬浮液中加入花青素高温处理，冷冻干燥，得到抗回生淀粉。

作为本发明的一个实施方案，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉至少一种。

作为本发明的一个实施方案，所述脱脂淀粉悬浮液中脱脂淀粉的质量百分比含量为10-20％。在一些实施示例中，所述脱脂淀粉悬浮液中脱脂淀粉的质量百分比含量为10％。

作为本发明的一个实施方案，花青素添加量为脱脂淀粉重量的1-5％(w/w)。

作为本发明的一个实施方案，所述高温处理为在110-130℃下加热并搅拌20-30min。

作为本发明的一个实施方案，所述冷冻干燥条件为温度-50～-40℃，时间40-50h。

作为本发明的一个实施方案，所述冷冻干燥后还包括研磨，过筛的步骤。所述研磨采用万能磨粉机。所述过筛采用80-100目筛。

作为本发明的一个实施方案，所述脱脂淀粉的制备包括如下步骤：采用有机提取剂在高温环境下提取淀粉中的脂类；提取完毕后离心，所得的淀粉样品醇洗、晾干。

作为本发明的一个实施方案，所述有机提取剂含正丙醇。

作为本发明的一个实施方案，所述有机提取剂采用体积比为1:2-1:3的水和正丙醇的混合溶剂。在一些实施示例中，所述有机提取剂采用体积比为3:1的正丙醇和水的混合溶剂。

作为本发明的一个实施方案，淀粉与有机提取剂的料液比为1:5-1:10(w/v)。

作为本发明的一个实施方案，提取环境为90-100℃，提取时间为2-3h。

作为本发明的一个实施方案，所述醇洗为采用无水乙醇洗涤淀粉。

根据上述方法制备得到的高抗回生淀粉也属于本发明的保护范畴。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明以淀粉为底物，采用花青素与淀粉形成复合物，在回生过程中淀粉分子间的缠绕和重新排列，抑制回生。

(2)本发明采用高温有机试剂提取淀粉总脂质的方法，去除淀粉总脂质可以暴露更多的羟基和直链淀粉螺旋空腔；一方面，更多的支链淀粉羟基与花青素的高活性酚羟基基团形成的氢键数目更大，非V型复合物更多，从而阻碍支链淀粉分子间的缠绕和重新排列，抑制长期回生，另一方面，更多的含疏水基团的花青素中单体进入直链淀粉螺旋空腔内，形成更多V型直链淀粉-花青素复合物，抑制直链淀粉分子的定向移动，从而抑制短期回生。

(3)本发明通过脱脂处理保留更多与花青素结合的淀粉位点，延缓淀粉回生进程，改善淀粉的抗回生能力，延长淀粉类食品的货架期。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为1天淀粉的回生焓图；

图2为21天后淀粉的回生焓图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

以下实施例和对比例涉及回生性质测定方法，具体地为，淀粉的回生性质以淀粉的回生焓作为表征参数，测定方法具体如下：使用差示扫描量热仪(DSC)在超纯氮气下测定所有样品的回生性质。称取2mg样品和6μL去离子水于液体坩埚中，密封。将密封的铝盘在室温下平衡12h。首先将装有样品的铝盘以10℃/min的速度从20℃加热到120℃。使用空铝盘作为对照，从DSC曲线计算焓值(ΔH)。

实施例1

本实施例涉及一种利用花青素制备高抗回生淀粉的制备方法，所述步骤如下：

步骤1、采用有机溶剂正丙醇与水以体积比3：1混合配置脂质提取试剂。

步骤2、去除淀粉总脂，将玉米淀粉与脂质提取试剂以料液比1：10(w/v)配置淀粉悬浮液，在95

步骤3、将步骤2收集的淀粉与去离子水混合，制备10％(w/w)的淀粉悬浮液，与一定比例的花青素混合涡旋，花青素添加量为淀粉重量的1％(w/w)。在125℃下加热并不断搅拌20min，制得脱脂淀粉与花青素复合物。冷冻干燥，研磨，过筛后得到抗回生淀粉。

实施效果：图1为1天淀粉的回生焓图，步骤3中制得脱脂淀粉与花青素复合物放于4℃冰箱回生1天后，冷冻干燥过筛后测定样品的回生焓。由图1可知，本实施例制得的抗回生淀粉回生1天后的回生焓为0.21J/g，图2为21天后淀粉的回生焓图，步骤3中制得脱脂淀粉与花青素复合物放于4℃冰箱回生21天后，冷冻干燥过筛后测定样品的回生焓。由图2可知，本实施例制得的抗回生淀粉回生21天后的回生焓为0.50J/g。

实施例2

本实施例涉及一种利用花青素制备高抗回生淀粉的制备方法，所述方法与实施例1相同，不同之处仅在于；

步骤3中花色素添加量为淀粉重量的5％(w/w)。

实施效果：图1为1天淀粉的回生焓图，步骤3中制得脱脂淀粉与花青素复合物放于4

对比例1

本对比例涉及一种利用花青素制备高抗回生淀粉的制备方法，所述方法与实施例1相同，不同之处仅在于；

未进行步骤1和步骤2，步骤3中未添加花青素。

实施效果：图1为1天淀粉的回生焓图，步骤3中制得样品放于4℃冰箱回生1天后，冷冻干燥过筛后测定样品的回生焓。由图1可知，本实施例制得的抗回生淀粉回生1天后的回生焓为0.92J/g，图2为21天后淀粉的回生焓图，步骤3中制得样品放于4℃冰箱回生21天后，冷冻干燥过筛后测定样品的回生焓。由图2可知，本对比例制得的抗回生淀粉回生21天后的回生焓为2.39J/g。对比例1的回生焓值远大于实施例1，表明对淀粉进行脱脂和与花青素制备复合物，可制备出高抗回生淀粉。

对比例2

本对比例涉及一种利用花青素制备高抗回生淀粉的制备方法，所述方法与实施例1相同，不同之处仅在于；

步骤3中未添加花青素。

实施效果：图1为1天淀粉的回生焓图，步骤3中制得样品放于4℃冰箱回生1天后，冷冻干燥过筛后测定样品的回生焓。由图1可知，本实施例制得的抗回生淀粉回生1天后的回生焓为0.58J/g，图2为21天后淀粉的回生焓图，步骤3中制得样品放于4℃冰箱回生21天后，冷冻干燥过筛后测定样品的回生焓。由图2可知，本对比例制得的抗回生淀粉回生21天后的回生焓为0.73J/g。对比例2的回生焓值远大于实施例1，表明对淀粉脱脂和花青素可起到协同抑制淀粉回生的作用。

对比例3

本对比例涉及一种利用花青素制备高抗回生淀粉的制备方法，所述方法与实施例1相同，不同之处仅在于；

未进行步骤1和步骤2。

实施效果：图1为1天淀粉的回生焓图，步骤3中制得淀粉与花青素复合物放于4℃冰箱回生1天后，冷冻干燥过筛后测定样品的回生焓。由图1可知，本实施例制得的抗回生淀粉回生1天后的回生焓为0.36J/g，图2为21天后淀粉的回生焓图，步骤3中制得淀粉与花青素复合物放于4℃冰箱回生21天后，冷冻干燥过筛后测定样品的回生焓。由图2可知，本对比例制得的抗回生淀粉回生21天后的回生焓为0.68J/g。对比例3的回生焓值远大于实施例1，表明对淀粉脱脂和花青素可起到协同抑制淀粉回生的作用。

对比例4

本对比例涉及一种利用花青素制备高抗回生淀粉的制备方法，所述方法与实施例1相同，不同之处仅在于；选用淀粉为马铃薯淀粉。

实施效果：由图1可知，本对比例制得的抗回生淀粉回生1天后的回生焓为0.41J/g，图2为21天后淀粉的回生焓图，步骤3中制得脱脂淀粉与花青素复合物放于4℃冰箱回生21天后，冷冻干燥过筛后测定样品的回生焓。由图2可知，本对比例制得的抗回生淀粉回生21天后的回生焓为0.87J/g。

对比例5

本实施例涉及一种利用花青素制备高抗回生淀粉的制备方法，所述方法与实施例1相同，不同之处仅在于；

未进行步骤1和步骤2，且选用淀粉为马铃薯淀粉。

实施效果：由图1可知，本对比例制得的抗回生淀粉回生1天后的回生焓为0.43J/g，图2为21天后淀粉的回生焓图，步骤3中制得脱脂淀粉与花青素复合物放于4℃冰箱回生21天后，冷冻干燥过筛后测定样品的回生焓。由图2可知，本对比例制得的抗回生淀粉回生21天后的回生焓为0.91J/g。与对比例1的回生焓接近，可知对马铃薯淀粉脱脂处理并未与花青素在抑制淀粉回生上，起到显著的协同作用。使得该方法不适用于马铃薯淀粉。原因在于淀粉颗粒中的脂质或以直链淀粉包合物的形式存在，或是游离状态，或通过离子键或氢键与淀粉分子的羟基结合。与谷物(玉米、水稻、小麦)相比，块茎(木薯、马铃薯)和豆类(豌豆、豆类)淀粉所含的总脂质要少得多，马铃薯的总脂质(～0.1％)远低于玉米、大米和小麦淀粉的总脂质(～0.7％)。相比于玉米淀粉，去除马铃薯淀粉中脂质，暴露的羟基和直链淀粉螺旋空腔较少，对花青素与淀粉的相互作用影响较小，对回生抑制效果不明显。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。