專利名稱:提高米飯或淀粉類食品中抗性淀粉含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種提高米飯或淀粉類食品中的抗性淀粉含量的方法，其利用在煮熟的米飯或糊化的淀粉中添加酶，使其在適當(dāng)條件下進(jìn)行脫支(debranching)、韌化 (annealing)、凝沉(retrogradation)等催化反應(yīng)，從而能提高其抗性淀粉含量達(dá)到至少 20%。
背景技術(shù)：
“抗性淀粉”一詞是1982年由Englyst等人首先提出，是指淀粉中無法在小腸內(nèi)被淀粉水解酶分解的淀粉，可視為非水溶性膳食纖維。研究文獻(xiàn)指出，食用抗性淀粉可利用其不消化的特性，阻止葡萄糖進(jìn)入腸道，進(jìn)而可延緩糖尿病患者的血糖反應(yīng)，為低升糖指數(shù)的食物；另外抗性淀粉可以促進(jìn)餐后的脂質(zhì)氧化，長時間食用則可以降低脂肪的累積，幫助控制體重(Nutrition & Metabolism, 1 (8) :1-11,2004)
美國Murphy 等人(J Am DiedAssoc. 108(1) :67-78,2008)調(diào)查發(fā)現(xiàn)美國人每人每天約食用4. 9克的抗性淀粉；研究還指出抗性淀粉主要來自面包、煮熟的谷類或意大利面及非豆科類蔬菜，分別占飲食中總抗性淀粉的21%、19%及19%，然而澳大利亞Siane Landon(2007)建議，成人每天食用抗性淀粉的量最佳為20g以上。
近年來，對于抗性淀粉的制備研究發(fā)展很快，并有許多制備抗性淀粉的專利文獻(xiàn)， 大多數(shù)為提高抗性淀粉含量的方法，如臺灣專利公開號200843647、美國專利5281276、美國專利MO卯42、美國專利5849090、美國專利6409840B1、美國專利6664389B1、美國專利 7081261B2等；這些專利文獻(xiàn)中的技術(shù)為應(yīng)用熱處理、酶處理、結(jié)合熱及酶處理與酸處理等方法，使直鏈淀粉重結(jié)晶形成抗性淀粉，起始原料均是含高直鏈淀粉的谷類，如含高直鏈淀粉的玉米(HYLON)等；至于以稻米淀粉為材料的則有美國專利文獻(xiàn)2007/017578A1。雖然上述抗性淀粉制備方法可使其含量最高達(dá)50 60%，不過該類方法所生產(chǎn)的產(chǎn)品是以食品添加劑的方式，部份取代一般食品配方，例如R. Baixaulia等人Q008)制作馬芬蛋糕，取代面粉用量最高為15% (Journal of Cereal Science, 47 (3) :502-509)，并無生產(chǎn)高含量抗性淀粉產(chǎn)品的制備方法。
稻米為人類最主要的兩種糧食作物之一(另一為小麥)，根據(jù)聯(lián)合國食品與農(nóng)業(yè)組織(FA0, Food and Agriculture Organization of the United Nations)報(bào)告指出全世界稻谷的年產(chǎn)量估計(jì)約在6億公噸左右，主要產(chǎn)于亞洲地區(qū)，故亞洲地區(qū)的國家以米飯為主食。如能制造生產(chǎn)高含量抗性淀粉的米飯，通過抗性淀粉特殊的生理活性，將因此有助于該國家國民的健康，少數(shù)專利文獻(xiàn)如日本專利文獻(xiàn)2008154660、日本專利文獻(xiàn) 2004298079、韓國專利文獻(xiàn)20060120335等提到以濕熱方法處理米飯(或是可以進(jìn)行濕熱處理的機(jī)器設(shè)備)等技術(shù)，又如中國大陸應(yīng)用育種技術(shù)，培育抗性淀粉含量高的功能性水稻品種，但是這些技術(shù)或產(chǎn)品所能增加的抗性淀粉的含量仍然有限(低于10% )。
臺灣地區(qū)每年生產(chǎn)約170萬公噸左右的稻谷。從田里收割的稻谷，經(jīng)碾制的過程把“稻谷”變成“白米”，“白米”煮成“米飯”后即成為主食。稻谷碾制工序包括礱谷(hulling)、碾米(milling)及包裝等程序。碾米的過程會伴隨碎米粒的產(chǎn)生，以臺灣地區(qū)為例，梗類糙米碎粒率平均達(dá)0. 79%，每年產(chǎn)出約1萬公噸梗類糙米碎粒，此類碎米粒多作為飼料用途，殊為可惜。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述的現(xiàn)有提高抗性淀粉含量的技術(shù)，不外乎是以選用特殊淀粉(直鏈淀粉)或食品添加劑的方式達(dá)到，而無一種是直接調(diào)整食品的特性，使其提高抗性淀粉含量的方法；因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種方法，其可在米、淀粉的蒸、煮加工過程中，直接提高抗性淀粉含量至20%以上，而不必依賴其它含高抗性淀粉的添加物。
本發(fā)明的另一目的是，通過一種可直接提高米飯或淀粉類食品中所含抗性淀粉含量的方法，可提高碾米工業(yè)所產(chǎn)生的碎米粒中的抗性淀粉含量，以提升碎米粒的利用價值。
如上所述的本發(fā)明的一種提高米飯中抗性淀粉含量的方法，其步驟包括
將原料米于水中浸泡2 4小時；必要時，可以在浸泡前將原料米進(jìn)行清洗；
浙干原料米并煮熟成米飯，然后冷卻；
在冷卻的米飯中加入第一種酶并充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆M(jìn)入米飯中；
在第一種酶的適宜溫度下反應(yīng)2 5天，再置于4°C冷藏1天；
在冷藏后的米飯中再添加第二種酶進(jìn)行后反應(yīng)。
應(yīng)用煮飯過程適量的水分必須進(jìn)入米粒的原理，在上述本發(fā)明的方法中，運(yùn)用低含水率米飯可繼續(xù)吸收水分的特性，將適當(dāng)?shù)拿阜磻?yīng)液取代水分加入米飯中，從而使米飯?jiān)械矸鄢煞?，直接在米飯?nèi)部進(jìn)行脫支、韌化、凝沉等反應(yīng)，從而提高了米飯中抗性淀粉的含量，實(shí)現(xiàn)了于食品加工過程中，不用透過額外添加劑便可提高其抗性淀粉含量的目的； 且經(jīng)過該方法處理后的食品，可馬上食用，亦實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)即食的目的。
如上述的本發(fā)明的生產(chǎn)高含量抗性淀粉食品的方法，同樣也可應(yīng)用于碾米工業(yè)副產(chǎn)品的碎米粒，將原本不具經(jīng)濟(jì)價值的碎米粒，通過該方法生產(chǎn)成如爆米花、米果等膨發(fā)米食品，且因該食品的低升糖指數(shù)的高抗性淀粉所具有的保健功效，而能提高碎米粒的產(chǎn)業(yè)價值。
如上述本發(fā)明的提高米飯食品中抗性淀粉含量的方法，還可應(yīng)用于其它淀粉類食品的加工，以同樣提高其它淀粉類食品中抗性淀粉含量。其它淀粉類食品包括米、玉米、薏仁的谷類淀粉，或樹薯、馬鈴薯的根莖類淀粉。而提高淀粉中抗性淀粉含量的方法，其步驟包括
將含有10 30%淀粉的水溶液加熱糊化，并調(diào)節(jié)至第一種酶的適宜pH值；
加入第一種酶并充分?jǐn)嚢瑁?br>在第一種酶的適宜溫度下反應(yīng)2 5天，再置于4°C冷藏1天； 冷藏后再添加第二種酶反應(yīng)1天；
過濾；并烘干成粉末。
以下將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)特征。
所述酶的適宜溫度為該酶的使用建議溫度，其為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
所述酶的適宜pH為該酶的使用建議pH，其為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 原料米浸泡的含水量變化
為了解原料米含水量的變化，以臺農(nóng)71號白米洗凈后，分別以室溫浸米3小時及 4°C浸米16小時。結(jié)果顯示白米吸水達(dá)飽和后，不會因時間增加及浸水溫度而提高其含水量，其含水率約在25-30%。
實(shí)施例2 原料米煮成米飯的含水量變化
稻米煮成米飯，傳統(tǒng)的過程是指稻米米粒經(jīng)過浸水，使之充分吸水后，再添加適當(dāng)水量后，以各種加熱方式進(jìn)行糊化的過程，若米粒糊化均勻即可形成柔軟而膨松的米飯。水量是影響米飯質(zhì)量的重要因子，因?yàn)榧尤氲乃謺兔琢Ｖ械牡矸垲w粒結(jié)合，如果加水量過多，將因淀粉顆粒過度膨脹而造成米粒破裂，結(jié)果煮成稀飯；但如果加水量太少，則會造成淀粉無法充分糊化，結(jié)果煮成生硬米飯。通常加水量視稻米品種、煮飯器具等不同而有變化，例如梗米，一般用電飯鍋煮飯時，加水量比米的鮮重(fresh weight)多30 60%，故大約加入1. 3 1. 6倍水量。
為了解原料米煮成米飯過程中添加的水量對米飯含水量的影響，分別以實(shí)施例1 浸泡后浙干的原料米(臺農(nóng)71號白米)添加不等比例的水量(相對于原料米鮮重)，并觀察其米飯含水量的變化。結(jié)果如表1，其顯示煮飯時添加不同水量會形成具有不同含水率的米飯。
表1、不同加水量對于白米飯含水率的影響
浸泡后浙干的白米煮飯的加水量％米飯含水率％026-333045-4810065-68
實(shí)施例3 制造抗性淀粉含量達(dá)20%以上的米飯
為提高米飯抗性淀粉的含量，本發(fā)明提供一種制造方法，其可使米飯抗性淀粉含量達(dá)20%以上，其方法的步驟如下
將原料米洗凈后于水中浸泡2 4小時；
浙干原料米并煮熟成米飯，然后冷卻；
在冷卻的米飯中加入第一種酶并充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆M(jìn)入米飯中；
在第一種酶的適宜溫度下反應(yīng)2 5天，再置于4°C冷藏1天；
在冷藏后的米飯中再添加第二種酶進(jìn)行后反應(yīng)。
在本實(shí)施例中，原料米包括梗米(Oryza sativa L. Japonica)或秈米 (Oryzasativa L. Indica)或梗類糙米碎粒；而本實(shí)施例選用臺農(nóng)71號梗米和臺中秈17號秈米二個品種。
在上述的步驟中，浸泡是為了使原料米吸飽水份，故其浸泡時間視原料米的品種而有不同；而在本實(shí)施例中，為利于后續(xù)添加酶的反應(yīng)環(huán)境，在浸米水中添加市售的米醋以調(diào)節(jié)其PH值為第一種酶的適宜pH值。[0042]在上述的步驟中，煮熟的米飯優(yōu)選具有20 40%的含水率，含水率可利用實(shí)施例 2的方式控制。而煮熟的米飯則優(yōu)選冷卻至第一種酶的適宜溫度。
在上述的步驟中，第一種酶優(yōu)選以酶的水溶液的型態(tài)添加，酶的水溶液與米飯的體積比例為1 2 2 1，優(yōu)選為1 1 ；其中在本實(shí)施例中酶的用量為米飯重量的5 10%。
在上述的步驟中，添加第一種酶后在酶的適宜溫度下反應(yīng)2 5天，優(yōu)選為3天； 并且優(yōu)選在冷卻至室溫后，再置于4°C冷藏1天。
在上述步驟中，第二種酶優(yōu)選仍以酶的水溶液的型態(tài)添加，酶的水溶液與米飯的體積比例，可視米飯最終的產(chǎn)品型態(tài)的軟硬程度予以調(diào)整，從0.3 1至1 1，優(yōu)選為 0.5 1。在本實(shí)施例中，第二種酶的用量為米飯重量的0.02 0.2%。
在上述的步驟中，在本實(shí)施例中第一種酶為商用酶支鏈淀粉酶(EC3. 2. 1. 41)；第二種酶為商用酶α -淀粉酶II (EC 3. 2. 1. 1)。
在完成上述步驟后的米飯，可依一般微波冷凍食品制法調(diào)味、充填、包裝而制成各種型態(tài)、各種軟硬度的米飯冷凍食品如粥品、燉飯等，并僅需在食用前微波約30秒即可。
實(shí)施例4 本發(fā)明在其它類淀粉中的應(yīng)用
如上述本發(fā)明實(shí)施例3所公開的可提高米飯抗性淀粉含量的制造方法，也可應(yīng)用于其它類淀粉以提高其抗性淀粉含量。其它類淀粉包括谷類淀粉，例如玉米淀粉、薏仁淀粉；根莖類淀粉，如樹薯淀粉、馬鈴薯淀粉。
本實(shí)施例的可提高淀粉類食品的抗性淀粉含量的制造方法，其方法的步驟如下
將含有淀粉的水溶液加熱糊化；
加入第一種酶并充分?jǐn)嚢瑁?br>于第一種酶的適宜溫度下反應(yīng)數(shù)天，再置于4°C冷藏1天；
冷藏后再添加第二種酶反應(yīng)1天；
過濾；并烘干成粉末。
在上述的步驟中，水溶液中含有10 30%的淀粉。糊化后調(diào)整pH值為第一種酶的適宜PH值，pH值的調(diào)整可通過前述實(shí)施例3的添加市售米醋的方式進(jìn)行，或以其它任何可行的方式進(jìn)行。
在上述的步驟中，第一種酶在適宜溫度下反應(yīng)2 5天，優(yōu)選為3天。
在上述的步驟中，在本實(shí)施例中第一種酶仍使用商用酶支鏈淀粉酶(EC 3. 2. 1. 41)，其用量為淀粉重量的5 10%，本實(shí)施例為5%;第二種酶仍使用商用酶α -淀粉酶II (EC 3.2. 1. 1)，其用量為淀粉重量的0.02 0.2%，本實(shí)施例為0. 1%。
在上述的步驟中，過濾后的淀粉在40°C下干燥成粉末。
實(shí)施例5抗性淀粉含量分析
本發(fā)明所采用的抗性淀粉依據(jù)AOAC(Association of Official AnalyticalChemists)方法2002. 02及AACC(American Association of Cereal Chemists) 方法32 40采用Megazyme試劑盒分析。此試劑盒可以測定樣品中總淀粉、非抗性淀粉和抗性淀粉，其原理和主要操作步驟如下
樣品經(jīng)胰淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶在37°C下作用16小時；
將非抗性淀粉組分水解成葡萄糖；[0064]用甲基化乙醇或乙醇終止反應(yīng)，離心去除上清液得到抗性淀粉殘?jiān)?br>用乙醇反復(fù)沖洗殘?jiān)?，再?mol/L KOH將殘?jiān)械目剐缘矸廴芙?，用乙酸緩沖液調(diào)至中性；
用淀粉葡萄糖苷酶將其水解成葡萄糖，計(jì)算得到抗性淀粉的量。
利用該試劑盒分析方法，可以分析經(jīng)上述實(shí)施例3的制造方法所生成的米飯的抗性淀粉含量，并且與未經(jīng)該制造方法處理的米飯所含的抗性淀粉比較，其結(jié)果如表2。其中
樣品1 臺農(nóng)71號梗米飯。
樣品2 臺中秈17號秈米飯。
樣品3 經(jīng)實(shí)施例3方法處理的臺農(nóng)71號梗米飯。
樣品4 經(jīng)實(shí)施例3方法處理的臺中秈17號秈米飯。
樣品5 經(jīng)實(shí)施例3方法處理的臺中秈17號秈米飯微波30秒。
表2不同方法所處理的米飯抗性淀粉含量
權(quán)利要求
1.一種提高米飯中抗性淀粉含量的方法，其步驟包括將原料米于水中浸泡2 4小時；浙干原料米并煮熟成米飯，然后冷卻；在冷卻的米飯中加入第一種酶并充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆M(jìn)入米飯中；在第一種酶的適宜溫度下反應(yīng)2 5天，再置于4°C冷藏1天；在冷藏后的米飯中再添加第二種酶進(jìn)行后反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中，所述原料米為梗米、秈米或梗類糙米碎粒。
3.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中，所述原料米在浸泡時將其PH值調(diào)節(jié)至第一種酶的適宜pH值。
4.如權(quán)利要求
3所述的方法，其中，在浸米水中添加米醋以調(diào)節(jié)其pH值。
5.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中，所述煮熟的米飯具有20 40%的含水率，并冷卻至第一種酶的適宜溫度。
6.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中，加入第一種酶反應(yīng)2 5天，冷卻至室溫后，再置于 4°C冷藏1天。
7.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中，所述第一種酶為支鏈淀粉酶，第二種酶為α-淀粉酶II。
8.如權(quán)利要求
7所述的方法，其中，所述第一種酶的用量為米飯重量的5 10%，且第一種酶為酶的水溶液，其與米飯的體積比例為1 2 2 1。
9.如權(quán)利要求
7所述的方法，其中，所述第二種酶的用量為米飯重量的0.02 0. 2%， 且第二種酶為酶的水溶液，其與米飯的體積比例為0.3 1 1 1。
10.一種提高淀粉中抗性淀粉含量的方法，其步驟包括將含有10 30%淀粉的水溶液加熱糊化，并調(diào)節(jié)至第一種酶的適宜PH值；加入第一種酶并充分?jǐn)嚢?；在第一種酶的適宜溫度下反應(yīng)2 5天，再置于4°C冷藏1天；冷藏后再添加第二種酶反應(yīng)1天；過濾；并烘干成粉末。
11.如權(quán)利要求
10所述的方法，其中，所述淀粉為米、玉米或薏仁的谷類淀粉，或者為樹薯或馬鈴薯的根莖類淀粉。
12.如權(quán)利要求
10所述的方法，其中，所述第一種酶為支鏈淀粉酶，其用量為淀粉重量的5 10% ；第二種酶為α-淀粉酶II，其用量為淀粉重量的0.02 0.2%。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種提高米飯食品中抗性淀粉含量的方法，其特征在于在煮熟的米飯中加入酶并攪拌使其完全進(jìn)入米飯中；并于酶的適宜溫度下反應(yīng)數(shù)天，再冷藏一天；冷藏后的米飯?jiān)偬砑用高M(jìn)行后反應(yīng)。經(jīng)如上直接在米飯內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的方法所處理的米飯，含有至少20％的抗性淀粉。該方法也可應(yīng)用于其它類淀粉，以增加其抗性淀粉的含量。
文檔編號A23L1/105GKCN102166002SQ201010123558
公開日2011年8月31日 申請日期2010年2月26日
發(fā)明者王增興, 陳明芬 申請人:財(cái)團(tuán)法人中華谷類食品工業(yè)技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan