一種抗消化碳水化合物及其加工方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明一種抗消化碳水化合物及其加工方法和應(yīng)用，屬于健康食品加工技術(shù)領(lǐng)域。其以黃原膠和淀粉糖為原料，通過加酸及加熱處理，從而獲得一種新型的含葡萄糖和甘露糖單元的水溶性膳食纖維。本發(fā)明產(chǎn)品的分子量為600?5000 Da，膳食纖維的含量為30%?95%，所制備得到的膳食纖維具有高溶解性、低粘度、天然甜味等特點(diǎn)，可用于食品和飲料中，如糖果、烘焙食品、營養(yǎng)飲料、調(diào)味品、乳品等。本發(fā)明所得抗消化碳水化合物由黃原膠和淀粉糖漿混合物制備所得，反應(yīng)條件比其他如抗性糊精和葡聚糖加工條件溫和，因此是一種口感更好更天然的產(chǎn)品。
【專利說明】
一種抗消化碳水化合物及其加工方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種抗消化碳水化合物及其加工方法和應(yīng)用，屬于健康食品加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于傳統(tǒng)的生活習(xí)慣及食品加工方式、缺少體育鍛煉以及環(huán)境污染等多種原因，國民的營養(yǎng)健康狀況和疾病病譜都出現(xiàn)了新變化。數(shù)量龐大而且發(fā)展迅猛的心血管疾病、癌癥、肥胖癥、糖尿病、高血壓等各種富營養(yǎng)病，以及現(xiàn)代社會普遍存在的“亞健康狀態(tài)”，嚴(yán)重地威脅著人們的生命健康、生活質(zhì)量和家庭幸福。西方發(fā)達(dá)國家的食品發(fā)展歷程表明，這些疾病和不健康狀態(tài)的成因是生活方式和飲食結(jié)構(gòu)，沿用以往的醫(yī)學(xué)思維和治療手段即“手術(shù)刀加藥片”已難以解決。營養(yǎng)均衡的健康食品日益受到重視，營養(yǎng)健康食品的市場需求出現(xiàn)跳躍式增長，特別是碳水化合物類功能食品迅速發(fā)展。
[0003]抗消化碳水化合物屬于水溶性膳食纖維中的一種，具有低粘度、低能量、低甜度以及良好的酸熱穩(wěn)定性，同時(shí)在體內(nèi)的胃和小腸中不會被消化吸收，只能直接進(jìn)入大腸發(fā)酵利用并產(chǎn)生短鏈脂肪酸，可促進(jìn)腸道有益乳酸菌增長、預(yù)防結(jié)腸癌、控制體重等。目前，國際相關(guān)組織推薦的膳食纖維素日攝入量為:美國防癌協(xié)會推薦標(biāo)準(zhǔn)為每人30-40g/天，歐洲共同體食品科學(xué)委員會推薦標(biāo)準(zhǔn)為每人30g/天。目前，抗消化碳水化合物的制備方法之一是淀粉在強(qiáng)酸高溫催化下焦糊精反應(yīng)、精制得到抗性糊精，該方法的缺點(diǎn)是副產(chǎn)物較多、精制困難、產(chǎn)品苦味大、生產(chǎn)效率低、成本高。
[0004]本發(fā)明所產(chǎn)的抗消化碳水化合物水溶性膳食纖維具有抗消化、不增加血糖、增殖雙岐桿菌、降血壓等生理功能。另外，本產(chǎn)品中含有大量甘露糖及聚甘露糖。甘露糖是目前唯一在臨床上應(yīng)用的糖質(zhì)營養(yǎng)素，在體內(nèi)可直接被利用合成糖蛋白，參與免疫調(diào)節(jié)。
[0005]基于上述原因，本發(fā)明對一種抗消化水溶性膳食纖維碳水化合物的加工方法及應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種抗消化碳水化合物及其加工方法和應(yīng)用，是一種開發(fā)具有優(yōu)良健康價(jià)值的新型碳水化合物加工技術(shù)。該方法具有工藝簡單、操作性強(qiáng)、安全性高、成本相對較低、清潔綠色節(jié)能、可工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。所制得的產(chǎn)品具有抗消化、不增加血糖、增殖雙岐桿菌、降血壓等生理功能。另外，本產(chǎn)品中含有大量甘露糖及聚甘露糖。甘露糖是目前唯一在臨床上應(yīng)用的糖質(zhì)營養(yǎng)素，在體內(nèi)可直接被利用合成糖蛋白，參與免疫調(diào)
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[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案，一種抗消化碳水化合物，其由D-葡萄糖和α-D-甘露糖糖單元組成，分子量為600-5000Da，其中膳食纖維的質(zhì)量含量為30%-95%。
[0008]其分子量為800_3000Da，所述膳食纖維的質(zhì)量含量為60%_95%。
[0009]一種抗消化碳水化合物的加工方法，步驟為:取黃原膠和淀粉糖分別在酸中水解，然后將兩者水解后的產(chǎn)物混合，對混合物進(jìn)行后處理后，得到產(chǎn)品抗消化碳水化合物;具體步驟如下:
(1)黃原膠酸水解:取黃原膠在酸中水解，調(diào)整至黃原膠水解溶液PH在1.3-2.0之間，水解溫度至60-150°C，直至水解物分子質(zhì)量小于5000Da，黏度小于50 cps；
(2)淀粉糖酸水解:取DE值為20-60的淀粉糖，加入酸調(diào)節(jié)其pH至1.3-2.0，加熱至80-150°C，攪拌加熱10min-48h，得到分子量為600-5000的化合物，其底物質(zhì)量濃度高于60%;
(3)混合:將步驟(I)所得水解物和步驟(2)所得物質(zhì)按照質(zhì)量百分比0.1%-50%:99.9%-50%混合攪拌均勻，得到可溶性膳食纖維含量為30%以上的混合物；
(4)后處理:對步驟(3)所得混合物經(jīng)過脫色、過濾、離子交換、分離純化、真空濃縮/或噴霧干燥，至成品可溶性膳食纖維含量為30%以上，即得產(chǎn)品抗消化碳水化合物。
[0010]步驟(I)中黃原膠水解物分子質(zhì)量小于3000Da;水解溫度為80-130°C。
[0011 ] 步驟(2)中加酸至其pH為1.4-1.6，加熱至90-140°C。
[0012]所述淀粉糖DE值為25-42。
[0013]步驟(I)中所述底物質(zhì)量濃度高于80%。
[0014]所述分離純化方法為色譜法或膜分離法，分離純化所得抗消化碳水化合物的可溶性膳食纖維含量為60%以上，80%以上更好。
[0015]步驟(I)和步驟(2)所述酸為質(zhì)量濃度為15%-30%的鹽酸、20%_98%硫酸或檸檬酸中的一種。
[0016]—種抗消化碳水化合物的加工方法，步驟為:取黃原膠在酸中水解，隨后加入淀粉糖，繼續(xù)在酸中水解，對水解產(chǎn)物進(jìn)行后處理后得到產(chǎn)品抗消化碳水化合物;具體如下:
(1)黃原膠酸水解:取黃原膠在酸中水解，調(diào)整至黃原膠水解溶液PH在1.3-2.0之間，水解溫度60-150°C，直至水解物分子質(zhì)量小于5000Da，黏度小于50 cps；
(2)淀粉糖酸水解:在步驟(I)所得溶液中按照黃原膠:淀粉糖質(zhì)量百分比0.1%-50%:99.9%-50%加入DE值為20-60的淀粉糖混合，然后加入酸液，配置黃原膠和淀粉糖的總重量按照溶液質(zhì)量百分比計(jì)為40%-90%的溶液，并調(diào)整體系pH為1.3-2.0；將所得混合溶液在60-150°C 反應(yīng) 10min-48h;
(3)后處理:對步驟(2)所得混合物經(jīng)過脫色、過濾、離子交換、分離純化、真空濃縮和/或噴霧干燥，即得可溶性膳食纖維含量為30%以上的成品抗消化碳水化合物。
[0017]步驟(I)中黃原膠水解物分子質(zhì)量小于3000Da;水解溫度為80-130°C。
[0018]步驟(2)中加酸至其pH為1.4-1.6，加熱至90-140°(:。
[0019]所述淀粉糖DE值為25-42。
[0020]所述分離純化方法為色譜法或膜分離法，分離純化所得抗消化碳水化合物的可溶性膳食纖維含量為60%以上，80%以上更好。
[0021]步驟(I)和步驟(2 )所述酸為質(zhì)量濃度為15%-30%的鹽酸、20%_98%硫酸或檸檬酸中的一種。
[0022]—種抗消化碳水化合物的加工方法，步驟為:取黃原膠和淀粉糖混合，加入酸進(jìn)行水解，隨后高溫反應(yīng)后經(jīng)過后處理得到產(chǎn)品抗消化碳水化合物;具體如下:
(I)混合:取黃原膠和DE值為20-60的淀粉糖，按照黃原膠:淀粉糖質(zhì)量百分比0.1%-50%: 99.9%-50%混合，然后加入酸液，配置黃原膠和淀粉糖的總重量按照溶液質(zhì)量百分比計(jì)為40%-90%的溶液；
(2)反應(yīng):用酸調(diào)整步驟(I)所得混合溶液體系pH為1.3-2.0，在60-150°C反應(yīng)1min-
48h；
(3)后處理:對步驟(2)所得混合物經(jīng)過脫色、過濾、離子交換、分離純化、真空濃縮和/或噴霧干燥，至可溶性膳食纖維含量為30%以上，即得產(chǎn)品抗消化碳水化合物。
[0023]步驟(2)中加酸至其pH為1.4-1.6,加熱至90-140°C。
[0024]所述淀粉糖DE值為25-42。
[0025]所述分離純化方法為色譜法或膜分離法，分離純化所得抗消化碳水化合物的可溶性膳食纖維含量為60%以上，80%以上更好。
[0026]步驟(I)和步驟(2 )所述酸為質(zhì)量濃度為15%_30%的鹽酸、20%_98%硫酸或檸檬酸中的一種。
[0027]所述抗消化碳水化合物的應(yīng)用，將抗消化碳水化合物應(yīng)用于食品和飲料中。具體為糖果、焙烤食品、碳酸飲料、非碳酸飲料、含酒精飲料、乳制品或調(diào)味品；添加量為0.1%-30%。
[0028]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明步驟簡便，易于操作，反應(yīng)條件可控，是一種天然加工過程。本發(fā)明制備獲得一種抗消化碳水化合物屬水溶性膳食纖維，除了含有葡萄糖低聚糖之外，還含有甘露低聚糖，因此是一種比常見的僅由葡萄糖低聚糖組成的膳食纖維營養(yǎng)更好的膳食纖維。它可應(yīng)用于開發(fā)新型的營養(yǎng)健康食品，可有效地預(yù)防干預(yù)與飲食相關(guān)的慢性疾病，達(dá)到“治未病”的作用，并提高生活質(zhì)量，減少醫(yī)藥費(fèi)用的支出，極大地改善我國人民健康水平。
[0029]本發(fā)明的碳水化合物由黃原膠和淀粉糖漿混合物制備所得，反應(yīng)條件比其他如抗性糊精和葡聚糖加工條件溫和，因此是一種口感更好更天然的產(chǎn)品。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明所保護(hù)的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)例。
[0031]以下實(shí)施例所述黃原膠購自健隆生物科技股份有限公司。
[0032]實(shí)施例1:以黃原膠及淀粉糖漿分別酸水解制備膳食纖維
(I)以黃原膠為原料制備膳食纖維:
取30g健隆生物科技股份有限公司生產(chǎn)的JL F黃原膠加入到970g超純水中。用質(zhì)量濃度為40%的硫酸調(diào)節(jié)pH1.6，60r/min攪拌加熱至130°C，在熱處理狀態(tài)下使水解物的粘度降低至小于50cp，所得產(chǎn)物的平均分子量為2315(GPC分析法)，運(yùn)用AOAC 2001.03法測得其膳食纖維的含量為72.5%。
[0033]其中所使用的黃原膠是通過發(fā)酵法制得的細(xì)胞外酸性雜多糖，是由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按2:2:1組成的多糖類高分子化合物。
[0034](2)以淀粉糖漿為原料制備膳食纖維:
取1000 g DE值為25的淀粉糖漿(固形物含量83%)，用質(zhì)量濃度為40%的硫酸調(diào)節(jié)pH至1.4，在130°(:攪拌加熱601^11，制得平均分子量為1346的化合物(6?(:分析法)，運(yùn)用4(^〇2001.03法測得其膳食纖維的含量為41.1%。
[0035](3)混合:按照3:1的比例混合步驟(I)和步驟(2)所得的產(chǎn)物；
(4)后處理:對步驟(3)所得混合物經(jīng)過活性炭脫色、板框過濾、經(jīng)強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子和弱堿性苯乙烯系陰離子組成的離子交換柱、分離純化、四效蒸發(fā)器濃縮和180°C噴霧干燥，得到膳食纖維含量為64.5%的產(chǎn)品抗消化碳水化合物。
[0036]實(shí)施例2:通過黃原膠和淀粉糖漿混合制備膳食纖維
按質(zhì)量比稱取黃原膠(3%)和DE值30的淀粉糖(97%)，采用硫酸溶液配成黃原膠和淀粉糖總重量濃度為60%的均一溶液，同時(shí)調(diào)整體系pHl.6，溫度120°C反應(yīng)2h，再經(jīng)過活性炭脫色、板框過濾、經(jīng)強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子和弱堿性苯乙烯系陰離子組成的離子交換柱、分離純化、四效蒸發(fā)器濃縮即可獲得抗消化碳水化合物。
[0037]其平均分子量為3910Da、干燥后產(chǎn)品膳食纖維的含量32.3%。
[0038]實(shí)施例3:通過黃原膠和淀粉糖漿混合為原料及分離提純制備膳食纖維
按質(zhì)量比稱取黃原膠5%和淀粉糖95%，采用鹽酸溶液配成黃原膠和淀粉糖總重量濃度為80%的均一溶液，同時(shí)調(diào)整體系pHl.5，溫度120°C反應(yīng)2h，再活性炭脫色、板框過濾、經(jīng)強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子和弱堿性苯乙烯系陰離子組成的離子交換柱、采用膜分離技術(shù)分離純化和180 0C噴霧干燥，獲得抗消化碳水化合物。
[0039]其平均分子量在1331Da，其中含有甘露糖5.8%，膳食纖維含量82%。
[0040]實(shí)施例4:先將黃原膠和淀粉糖混合，然后共同酸水解制備膳食纖維
(I)混合:取黃原膠和DE值為40的淀粉糖，按照黃原膠:淀粉糖質(zhì)量百分比10%:90%混合，采用酸液配置成溶液，其中黃原膠和淀粉糖的總重量按照溶液質(zhì)量百分比計(jì)為70%，并調(diào)整體系pH為1.8;
(2 )反應(yīng):將步驟(I)所得混合溶液在90 0C反應(yīng)4h;
(3)后處理:對步驟(2)所得混合物經(jīng)過活性炭脫色、板框過濾、經(jīng)強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子和弱堿性苯乙烯系陰離子組成的離子交換柱、分離純化、四效蒸發(fā)器濃縮和180°C噴霧干燥，至可溶性膳食纖維含量為70%以上，即得產(chǎn)品抗消化碳水化合物。
[0041]應(yīng)用實(shí)施例1膳食纖維添加至燕麥餅干中
配方按照質(zhì)量百分比如下:中筋面粉15%，燕麥粉14.6%，起酥油12.6%，燕麥片12%，果葡糖漿(42型)8.3%，蔗糖7.5%，抗消化碳水化合物5%，雞蛋5%，巧克力4.9%，杏仁3.5%，燕麥混合物2.5%，甘油1.5%，活性小麥谷朊粉I.0%，焙烤蘇打I.0%，泡打粉0.4%，鹽0.22%，堅(jiān)果粉
0.18%，采用水補(bǔ)足100%。
[0042]餅干的制備步驟:將所有組分混合均勻，倒入加入模具成型，175°C烘焙8min。
[0043]制得的餅干具有良好的質(zhì)構(gòu)及口感，并含有3g纖維。
[0044]應(yīng)用實(shí)施例2酸性乳飲料
將500mL市售鮮牛奶經(jīng)90°C巴氏滅菌15min，然后冷卻至40°C加入酸奶發(fā)酵劑，42°C發(fā)酵4-5h，當(dāng)pH4.2時(shí)終止發(fā)酵，將發(fā)酵奶冷卻至10°C，破碎凝乳，5°C下保存待用。
[0045]酸性乳飲料按重量百分比計(jì)配方為:酸奶40%，抗消化碳水化合物6%，穩(wěn)定劑0.2%，糖10%，純凈水定容至100%。所用抗消化碳水化合物和穩(wěn)定劑應(yīng)先添加到糖溶液中溶解。飲料配制完畢，用質(zhì)量濃度為10%的檸檬酸調(diào)節(jié)溶液pH至3.4-4.4，均質(zhì)，包裝，冷卻。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗消化碳水化合物，其特征在于:其由D-葡萄糖和α-D-甘露糖糖單元組成的聚合糖，分子量為600-5000Da，其中膳食纖維的質(zhì)量含量為30%_95%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗消化碳水化合物，其特征在于:其分子量為800-3000Da，所述膳食纖維的質(zhì)量含量為60%-95%。3.權(quán)利要求1所述抗消化碳水化合物的加工方法，其特征在于步驟為:取黃原膠和淀粉糖分別在酸中水解，然后將兩者水解后的產(chǎn)物混合，對混合物進(jìn)行后處理后，得到產(chǎn)品抗消化碳水化合物;具體步驟如下: (1)黃原膠酸水解:取黃原膠在酸中水解，調(diào)整至黃原膠水解溶液PH在1.3-2.0之間，水解溫度至60-150°C，直至水解物分子質(zhì)量小于5000Da，黏度小于50 cps； (2)淀粉糖酸水解:取DE值為20-60的淀粉糖，加入酸調(diào)節(jié)其pH至1.3-2.0，加熱至80-150°C，攪拌加熱10min-48h，得到分子量為600-5000的化合物，其底物質(zhì)量濃度高于60%; (3)混合:將步驟(I)所得水解物和步驟(2)所得物質(zhì)按照質(zhì)量百分比0.1%-50%:99.9%-50%混合攪拌均勻，得到可溶性膳食纖維含量為30%以上的混合物； (4)后處理:對步驟(3)所得混合物經(jīng)過脫色、過濾、離子交換、分離純化、真空濃縮和/或噴霧干燥，至成品可溶性膳食纖維，即抗消化碳水化合物。4.權(quán)利要求1所述抗消化碳水化合物的加工方法，其特征在于步驟為:取黃原膠在酸中水解，隨后加入淀粉糖，繼續(xù)在酸中水解，對水解產(chǎn)物進(jìn)行后處理后得到產(chǎn)品抗消化碳水化合物;具體步驟如下: (1)黃原膠酸水解:取黃原膠在酸中水解，調(diào)整至黃原膠水解溶液PH在1.3-2.0之間，水解溫度60-150°C，直至水解物分子質(zhì)量小于5000Da，黏度小于50 cps； (2)淀粉糖酸水解:在步驟(I)所得溶液中按照黃原膠:淀粉糖質(zhì)量百分比0.1%-50%:99.9%-50%加入DE值為20-60的淀粉糖混合，然后加入酸液，配置黃原膠和淀粉糖的總重量按照溶液質(zhì)量百分比計(jì)為40%-90%的溶液，并調(diào)整體系pH為1.3-2.0；將所得混合溶液在60-150°C 反應(yīng) 10min-48h; (3)后處理:對步驟(2)所得混合物經(jīng)過脫色、過濾、離子交換、分離純化、真空濃縮和/或噴霧干燥，即得可溶性膳食纖維含量為30%以上的成品抗消化碳水化合物。5.權(quán)利要求1所述抗消化碳水化合物的加工方法，其特征在于步驟為:取黃原膠和淀粉糖混合，加入酸進(jìn)行水解，隨后高溫反應(yīng)后經(jīng)過后處理得到產(chǎn)品抗消化碳水化合物;具體步驟如下: (1)混合:取黃原膠和DE值為20-60的淀粉糖，按照黃原膠:淀粉糖質(zhì)量百分比0.1%-50%: 99.9%-50%混合，然后加入酸液，配置黃原膠和淀粉糖的總重量按照溶液質(zhì)量百分比計(jì)為40%-90%的溶液； (2)反應(yīng):用酸調(diào)整步驟(I)所得混合溶液體系pH為1.3-2.0，在60-150°C反應(yīng)1min-48h； (3)后處理:對步驟(2)所得混合物經(jīng)過脫色、過濾、離子交換、分離純化、真空濃縮和/或噴霧干燥，至可溶性膳食纖維含量為30%以上，即得產(chǎn)品抗消化碳水化合物。6.根據(jù)權(quán)利要求3或4之一所述抗消化碳水化合物的加工方法，其特征在于:步驟(I)中黃原膠水解物分子質(zhì)量小于3000Da;水解溫度為80-130°C。7.根據(jù)權(quán)利要求3-5之一所述抗消化碳水化合物的加工方法，其特征在于:步驟(2)中加酸至其pH為1.4-1.6，加熱至90-140°C。8.根據(jù)權(quán)利要求3-5之一所述抗消化碳水化合物的加工方法，其特征在于:所述淀粉糖DE 值為 25-42。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述抗消化碳水化合物的加工方法，其特征在于:步驟(I)中所述底物質(zhì)量濃度高于80%。10.根據(jù)權(quán)利要求3-5之一所述抗消化碳水化合物的加工方法，其特征在于:所述分離純化方法為色譜法或膜分離法，分離純化所得抗消化碳水化合物的可溶性膳食纖維含量為80%以上。11.根據(jù)權(quán)利要求求3-5之一所述抗消化碳水化合物的加工方法，其特征在于:步驟(I)和步驟(2)所述酸為質(zhì)量濃度為15%-30%的鹽酸、20%-98%硫酸或檸檬酸中的一種。12.權(quán)利要求1所述抗消化碳水化合物的應(yīng)用，其特征在于:將抗消化碳水化合物應(yīng)用于食品和飲料中。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述抗消化碳水化合物的應(yīng)用，其特征在于:具體應(yīng)用為糖果、焙烤食品、碳酸飲料、非碳酸飲料、含酒精飲料、乳制品或調(diào)味品；添加量為0.1%-30%。
【文檔編號】A23L33/21GK105919050SQ201610226234
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】郝海標(biāo), 屠亞東, 薩如拉, 張瑞東, 曲飛, 陳靜靜
【申請人】健隆生物科技股份有限公司