本發明涉及食品加工技術領域，具體地說，涉及一種慢消化淀粉及其制備方法。
背景技術：
慢消化淀粉(slowly digestible starch,SDS)，指那些在20-120min內被消化的淀粉。SDS因其在小腸中消化吸收的速度較慢、能持續緩慢釋放能量、維持穩定的餐后血糖、防止出現胰島素抵抗等特點而對人體健康有重要作用。淀粉是人類食物的主要來源，又是影響人體血糖的直接因素，所以研究制備SDS食品尤為重要，這不僅滿足了糖尿病患者對食品的需求，對人類健康也有重要意義。
目前SDS的制備方法有熱液處理、淀粉酶脫支處理、化學改性、復合改性等方法，這幾種方法通過增加直鏈淀粉含量、提升結晶度等方式來延緩淀粉顆粒的消化。在上述方法中除熱液處理法中的少數幾種處理方式外，其他方法均對淀粉的顆粒結構和化學結構產生影響。通過上述方法制備的SDS在加工過程中受外界影響較大，例如加工溫度、壓力、剪切作用等，如果將其作為食品配料，經加工后SDS含量均有不同程度的降低。另一方面，大部分的天然谷物淀粉均屬于理想的SDS，只不過一經加工，淀粉顆粒膨脹、破碎、糊化后其消化性能增加，從而導致SDS含量下降。如果能使淀粉在加工過程中其顆粒結構保持原有狀態，那么其SDS含量將會保持不變。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的問題，本發明采用物理包埋法制備一種慢消化淀粉，其結構為單分散的核殼膠囊結構，“核”為淀粉顆粒，“殼”為海藻酸鈉、結冷膠和殼聚糖復合而成。
本發明具體的技術方案如下：
本發明提供了一種慢消化淀粉的制備方法，包括以下步驟：
(1)將0.2～0.8％g/mL的海藻酸鈉水溶液、0.01～0.05％g/mL的結冷膠水溶液、0.05～0.2％g/mL的殼聚糖冰醋酸溶液按照(3～6)：(0.5～2)：1的體積比在水浴條件下攪拌，形成海藻酸鈉-結冷膠-殼聚糖混合溶液；
(2)在小于50℃水浴攪拌下，按1：(2～5)的體積比將所述步驟(1)得到的混合溶液與5～15％g/mL的淀粉漿混合得到水相；將脂溶性乳化劑溶解于食用油中，配制成0.05～0.5％g/mL的油相；
(3)按1：(2～5)的體積比將所述水相滴加至所述油相中，均質乳化，制得油包水乳液；
(4)將所述油包水乳液靜電噴霧，固化分散，抽濾后得到慢消化淀粉。
其中，作為一種優選的實施方式，所述海藻酸鈉-結冷膠-殼聚糖混合溶液的制備水浴溫度為45～60℃。
優選的，所述步驟(1)和(2)中，所述攪拌的速度獨立地為500～1000轉/min，攪拌時間獨立地為8～36h。
優選的，所述脂溶性乳化劑為司盤40、司盤60、司盤65和司盤80中的一種或多種任意比例的混合物。
優選的，步驟(3)中，所述均質乳化的條件為：轉速大于10000轉/min，時間為5～30min。
優選的，步驟(4)中，所述固化用固化劑的濃度為0.5～2％g/mL。
優選的，步驟(4)中，所述分散在小于500轉/min的條件下攪拌分散10～60min。
優選的，所述抽濾后還包括：將所述抽濾后得到的的固體微球用無水乙醇洗滌。
優選的，所述抽濾或洗滌后還包括：將得到的固體微球冷凍干燥即得慢消化淀粉成品。
本發明還包括上述方法制備得到的慢消化淀粉。所述慢消化淀粉的結構為單分散的核殼膠囊結構，“核”為淀粉顆粒，“殼”為海藻酸鈉、結冷膠和殼聚糖復合而成。
與現有技術相比，本發明的優點在于：
(1)海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖形成的“殼”可有效阻攔各種酶和淀粉顆粒的接觸，從而延緩淀粉的消化；
(2)由于制備過程中淀粉所處溫度一直小于50℃,處于低溫狀態，淀粉顆粒未經糊化，其原有的SDS含量不受影響；
(3)制備出的慢消化淀粉在加工過程中，由于海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖具有較好的成膜性和柔韌性，能一直包覆于淀粉顆粒外層，使之不受加工環境的影響，從而將加工過程對SDS含量的影響降至最低。
具體實施方式
下面將結合本發明中的實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
本發明采用物理包埋法制備一種慢消化淀粉，其結構為單分散的核殼膠囊結構，“核”為淀粉顆粒，“殼”為海藻酸鈉、結冷膠和殼聚糖復合而成。具體的制備方法包括以下步驟：
分別配置海藻酸鈉水溶液、結冷膠水溶液和殼聚糖冰醋酸溶液。取一定量的海藻酸鈉溶解于純水中，配置成0.2～0.8％g/mL海藻酸鈉水溶液，優選為0.4～0.6％g/mL的海藻酸鈉水溶液；取一定量的結冷膠溶解于≥80℃的熱水中，配置成0.01～0.05％g/mL結冷膠水溶液，優選為0.02～0.04％g/mL的結冷膠水溶液；取一定量的殼聚糖溶解于0.5～1％(v/v)的冰醋酸溶液中，配置成0.05～0.2％g/mL殼聚糖冰醋酸溶液，優選為0.1～0.15％g/mL的殼聚糖冰醋酸溶液。
將上述海藻酸鈉水溶液、結冷膠水溶液和殼聚糖冰醋酸溶液按照(3～6)：(0.5～2)：1的體積比水浴攪拌，形成海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液。其中，水浴溫度為45～60℃，優選為50～55℃，進一步為53℃。攪拌條件優選為磁力攪拌。攪拌速度為500～1000轉/min，優選為600～9000轉/min，進一步為700～800轉/min。攪拌時間為8～36h，優選為12～24h，進一步為18～20h。水浴攪拌后制得海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液。
將制得的海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液與淀粉漿保溫攪拌混合得到水相。配制的淀粉漿濃度為5～15％g/mL，優選在室溫下進行配制。本發明對配制淀粉漿所使用的原淀粉種類沒有特殊的限定，原淀粉可使用玉米淀粉、大米淀粉、馬鈴薯淀粉、綠豆淀粉、甘薯淀粉、小麥淀粉中的任何一種。所述混合液與淀粉漿的混合體積比為1：(2～5)，優選為1：(3～4)。將所述混合液在小于50℃水浴攪拌下加入淀粉漿中，保溫攪拌。攪拌速度為500～1000轉/min，優選為600～9000轉/min，進一步為700～800轉/min。攪拌時間為8～36h，優選為12～24h，進一步為18～20h。保溫攪拌后得到水相。
配制油相。本發明配制油相所使用的食用油為大豆油，但不限于此，玉米油、花生油均可。在食用油中加入脂溶性乳化劑，如司盤40、司盤60、司盤65或司盤80等，配置成0.05～0.5％g/mL的油相，進一步優選為0.2～0.4％g/mL的油相。
將所述水相緩慢的滴加至所述油相中，均質乳化，制得油包水乳液。其中水相與油相的體積比為1：(2～5)，優選為1：(3～4)。優選在高速分散均質機中進行均質，轉速大于10000轉/min，均質乳化的時間為5～30min，優選為10～20min，進一步為15min。均質乳化后制得油包水(W/O)乳液。
將制得的油包水乳液利用靜電噴霧裝置噴灑至固化劑中進行固化。本發明對固化劑沒有特殊的限定，可選用市售產品，如氯化鈣、乳酸鈣等。固化劑的濃度為0.5～2％g/mL，進一步優選為1～1.5％g/mL。固化的同時攪拌分散。優選攪拌在小于500轉/min的條件下進行分散，轉速進一步優選為小于400轉/min。分散10～60min，進一步為20～40min后進行抽濾，抽濾得到的固體微球得到本發明的慢消化淀粉。
進一步的，為了提高本發明慢消化淀粉的質量，優選采用無水乙醇對固體微球進行反復洗滌，去除未包埋的多余物質。
將得到的固體微球進行冷凍干燥得到本發明慢消化淀粉的成品。其中冷凍干燥采用本領域的常規方法進行，具體為在-20℃～-50℃的冷凍干燥機中對微球進行預冷凍結后，抽真空至真空度小于10Pa，升華干燥24h以上。
采用上述方法制備得到的慢消化淀粉，其結構為單分散的核殼膠囊結構，成品顆粒中淀粉含量占80～98％，顆粒粒度在10μm～200μm，較優的為50μm～100μm。海藻酸鈉-結冷膠-殼聚糖形成的“殼”可有效阻攔各種酶和淀粉顆粒的接觸，從而延緩淀粉的消化。制備出的慢消化淀粉含量高。
下面結合實例，詳細的說明本發明的實施方法和效果，但本發明不限于以下實施例。
實施例1
(1)稱取5.0g海藻酸鈉溶解于1000ml的純水，室溫下置于磁力攪拌器上攪拌12h，配置成0.5％(w/v)的海藻酸鈉溶液；稱取0.3g結冷膠溶解于1000ml 80℃的純水中，室溫下置于磁力攪拌器上攪拌12h，配置成0.03％(w/v)的結冷膠溶液；稱取1.0g殼聚糖溶解于1000ml的冰醋酸(1％，v/v)溶液中，配置成0.1％(w/v)的殼聚糖溶液。
(2)將海藻酸鈉溶液、結冷膠溶液、殼聚糖溶液在50℃磁力攪拌水浴條件下，800轉/min的轉速下，按5：1：1的體積比例混合24h形成海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液。
(3)配置10％(w/v)馬鈴薯淀粉漿100ml，在50℃、800轉/min磁力攪拌水浴條件下，將50ml的海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液緩慢加入淀粉漿料中，50℃下保溫攪拌12h，得到淀粉/海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液，此混合溶液為水相。
(4)將0.5g的司盤-80加入500ml大豆油中，快速攪拌分散均勻，配置成油相。
(5)在高速分散均質機作用下，將100ml水相緩慢的滴加至300ml油相中，在10000轉/min的轉速下，攪拌乳化20min，制得油包水(W/O)乳液。
(6)將上述乳液利用靜電噴霧裝置噴灑至1％的氯化鈣(w/v)水溶液中進行固化，固化的同時使用磁力攪拌器在500轉/min的轉速下不斷攪拌分散；
(7)固化30min后，抽濾，用無水乙醇反復洗滌所獲取的固體微球。
(8)冷凍干燥固體微球即得馬鈴薯慢消化淀粉成品。
實施例2
(1)稱取2.0g海藻酸鈉溶解于1000ml的純水，室溫下置于磁力攪拌器上攪拌12h，配置成0.2％(w/v)的海藻酸鈉溶液；稱取0.1g結冷膠溶解于1000ml 85℃的純水中，室溫下置于磁力攪拌器上攪拌12h，配置成0.01％(w/v)的結冷膠溶液；稱取0.5g殼聚糖溶解于1000ml的冰醋酸(0.7％，v/v)溶液中，配置成0.05％(w/v)的殼聚糖溶液。
(2)將海藻酸鈉溶液、結冷膠溶液、殼聚糖溶液在60℃磁力攪拌水浴條件下，500轉/min的轉速下，按3：2：1的體積比例混合12h形成海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液。
(3)配制15％(w/v)玉米淀粉漿100ml，在40℃、500轉/min磁力攪拌水浴條件下，將50ml的海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液緩慢加入淀粉漿料中，40℃下保溫攪拌30h，得到淀粉/海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液，此混合溶液為水相。
(4)將2g的司盤-60加入500ml玉米油中，快速攪拌分散均勻，配置成油相。
(5)在高速分散均質機作用下，將100ml水相緩慢的滴加至500ml油相中，在10000轉/min的轉速下，攪拌乳化30min，制得油包水(W/O)乳液。
(6)將上述乳液利用靜電噴霧裝置噴灑至2％的氯化鈣(w/v)水溶液中進行固化，固化的同時使用磁力攪拌器在500轉/min的轉速下不斷攪拌分散；
(7)固化并分散60min后，抽濾，用無水乙醇反復洗滌所獲取的固體微球。
(8)冷凍干燥固體微球即得玉米慢消化淀粉成品。
實施例3
(1)稱取8.0g海藻酸鈉溶解于1000ml的純水，室溫下置于磁力攪拌器上攪拌12h，配置成0.8％(w/v)的海藻酸鈉溶液；稱取0.5g結冷膠溶解于1000ml 88℃的純水中，室溫下置于磁力攪拌器上攪拌12h，配置成0.05％(w/v)的結冷膠溶液；稱取2.0g殼聚糖溶解于1000ml的冰醋酸(0.5％，v/v)溶液中，配置成0.2％(w/v)的殼聚糖溶液。
(2)將海藻酸鈉溶液、結冷膠溶液、殼聚糖溶液在45℃磁力攪拌水浴條件下，1000轉/min的轉速下，按6：0.5：1的體積比例混合36h形成海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液。
(3)配置5％(w/v)小麥淀粉漿100ml，在45℃、1000轉/min磁力攪拌水浴條件下，將50ml的海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液緩慢加入淀粉漿料中，50℃下保溫攪拌24h，得到淀粉/海藻酸鈉/結冷膠/殼聚糖混合溶液，此混合溶液為水相。
(4)將0.25g的司盤-40加入500ml大豆油中，快速攪拌分散均勻，配置成油相。
(5)在高速分散均質機作用下，將100ml水相緩慢的滴加至200ml油相中，在12000轉/min的轉速下，攪拌乳化10min，制得油包水(W/O)乳液。
(6)將上述乳液利用靜電噴霧裝置噴灑至0.5％的氯化鈣(w/v)水溶液中進行固化，固化的同時使用磁力攪拌器在400轉/min的轉速下不斷攪拌分散；
(7)固化并分散20min后，抽濾，用無水乙醇反復洗滌所獲取的固體微球。
(8)冷凍干燥固體微球即得小麥慢消化淀粉成品。
上述案例中制備的慢消化淀粉采用以下方法測定SDS含量：
(1)原淀粉及慢消化淀粉SDS含量檢測
按GB/T 20378-2006《原淀粉淀粉含量的測定旋光法》測樣品中淀粉的總含量，記為A。
將1g干燥樣品在10ml 5％混酶(胰淀粉酶：葡萄糖淀粉酶：轉化酶＝40：10：3)存在下，于pH5.2和37℃分別作用20、120min后,用比色法測定所得淀粉含量的差值,即在20～120min內被酶消化的淀粉量。
具體計算公式如下：SDS/％＝(G120-G20)×0.9×100/A
式中：G-樣品酶解不同時間后，比色法測得淀粉的含量(mg)。
(2)蒸煮加工對慢消化淀粉SDS含量的影響。
將1g干燥樣品加水配置成10％(w/v)溶液，在≥90℃下水浴30min，之后降溫至室溫，向其中加入10ml 5％混酶混合均勻，其余處理方法及計算方式同方法(1)。
經檢測，SDS含量如下表所示：
由上表可以看出，本發明的方法制備得到的慢消化淀粉含量高，且受加工過程的影響很小。
上述實施方式旨在舉例說明本發明可為本領域專業技術人員實現或使用，對上述實施方式進行修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，故本發明包括但不限于上述實施方式，任何符合本權利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創造性特點的方法、工藝、產品，均落入本發明的保護范圍之內。