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大米变性淀粉
大米变性淀粉

大米变性淀粉是指以大米为原料经过过物理、化学或酶等处理方法改变大米淀粉的性质,增加其某些功能性或引进新的特性,使其更符合工业应用要求,将一些不符合食用要求的大米得到综合利用。变性大米淀粉可作为低热量的食物添加剂、微胶囊芯材、吸附载体和包埋剂、也可作为运动员的碳水化合物补充剂等等。

大米变性淀粉包括抗性淀粉、多孔淀粉(微孔淀粉)、缓慢消化淀粉、新脂肪替代物等,它们具有应用更方便,适合新技术操作要求的优点。

大米变性淀粉基本参数

产品名称大米变性淀粉英文名称Rice modified starch
原料来源大米生产方法物理、化学或酶法处理
产品种类抗性淀粉、多孔淀粉(微孔淀粉)、缓慢消化淀粉、新脂肪替代物应用领域食品、医药

大米是我们经常食用的粮食,是中国乃至亚洲最主要的粮食品种之一,其产量占全部粮食产量的40%左右,中国有60%的人口以大米为主食。淀粉和蛋白质是大米的主要成分。其中淀粉含量约80%,蛋白质约占8%。大米淀粉颗粒细小,糊化的米淀粉吸水快,质构柔滑似奶油,具有脂肪的口感,且容易涂抹开。蜡质米淀粉除了有类似脂肪的性质外,还具有极好的冷冻——解冻稳定性,可防止冷冻过程中的脱水收缩。此外,大米淀粉还具有低过敏的特性等,基于这些特性,大米变性淀粉的用途很广泛。利用物理、化学或酶法处理,改变大米淀粉的性质。增加其某些功能性或引进新的特性,使其更符合工业应用要求。将一些不符合食用要求的大米得到综合利用。

大米变性淀粉的种类、性质及其用途

变性后的大米淀粉具有更优良的性质。大米变性淀粉包括抗性淀粉、多孔淀粉、缓慢消化淀粉、新脂肪替代物等,它们具有应用更方便,适合新技术操作要求的优点。目前美国和欧洲兴起了淀粉研究开发的热潮。如提高其应用效果,并开启事新用越。应用现代生物技术可以将包括碎米、陈籼稻、早籼稻等在内的稻米淀粉改性后,转化为抗性淀粉、多孔淀粉、缓慢消化淀粉、新脂肪替代物等更具特色和新用途产品。

抗性淀粉

抗性淀粉由英国一些生理学家发现并命名例,欧洲抗性淀粉研究协会将其定义为:不被健康人体小畅所吸收的淀粉及其降解产物的总称。抗性淀粉具有与膳食纤维类似的作用,而且在生理功能上无能量,摄入高抗性淀粉食物,可有效地控制糖尿病病情,并有助于体重的控制。抗性淀粉有4种类型:RSI(物理包埋淀粉),RS2(抗干扰性淀粉),RS3(老化淀粉),RS4(化学改性淀粉)。在4类抗性淀粉中,RS3具有很大商业价值,成为目前研究的重点。

抗性淀粉是一类特殊的淀粉,不能被胰淀粉酶酶解,因而不能被小肠消化吸收参加新陈代谢,但是能进入结肠。从而被其中的微生物群发酵利用。

多孔淀粉(微孔淀粉)

多孔淀粉是将天然淀粉经过酶解处理后。形成的-种蜂窝状多孔性淀粉载体。由于其表面具有很多伸向淀粉粒中心的小孔,淀粉颗粒中心是中空的,因而具有良好的吸附性能。可用作功能性物质的吸附载体,广泛应用于医药、化工和食品等行业。大米淀粉颗粒小,比表面织大。因此所制备的产品比其他种类淀粉具有更强的吸附力。

缓慢消化淀粉

缓慢消化淀粉是-种可以被酶完全缓慢降解的淀粉。美国有研究中心研究开发的改造米淀粉新产品“Riccmic”,是以大米粉为原料,先分离蛋白质,再经加热和酶处理工艺加工成1OO%延缓消化、50%加快消化和50%延迟消化的改性米淀粉制品。这类改性米淀粉经临床应用证明。可有效改善糖负荷,将成一种糖尿病患者的新食品。这种产品的另一种用途作为运动员,尤其是马拉松等长跑运动员的碳水化合物补充剂因为这种缓慢消化的淀粉能够使运动员在运动过程中有一个稳定特久的能量释放来保持耐力。

淀粉基脂肪替代物

大米淀粉制取脂肪替代物技术,是应用生物技术等把米淀粉转化为无油脂肪的高新技术。新脂肪替代物十分适合加工酸奶和部分替代奶油的乳制品,它具有奶油的外观及口感,通过调配,可加工成氢油脂。

几种重要大米变性淀粉的制备方法

抗性淀粉的制备

有专家采用酸变性和沸水浴方法,对大米淀粉进行处理,以抗性淀粉得率作为评价指标。通过响应面试验和分析,得到制备大米抗性淀粉的最佳工艺条件为:酸解时间2.39h,酸用量1.54%,水与淀粉的比例8.96:1,沸水浴时间2.17h,

有专家以玉米为原料,在糊化时加入高温α-淀粉酶,采用酶脱支反应等手段改变淀粉原有的分子结构并重新形成晶体,以提高产品中抗性淀粉的含量。结果表明,加入一定量的高温α·淀粉酶处理后再进行脱支化处理,适当的普鲁兰梅反应条件为:温度60℃,pH值5.5,酶相对用最1.5-2.5,反应时间12h,较有利于抗性淀粉的形成,其含量可高达19.02%。

多孔淀粉的制备

微孔淀粉的制备常采用的方法为酶水解法,而酶法制备微孔淀粉首先要找到生淀粉酶和原淀粉,并且两者匹配,才能形成多孔淀粉。对淀粉表面微孔形成影响校大的因素有生淀粉酶制剂和淀粉的选择及酶解条件。

国内一般只用单一酶制备多孔淀粉,有专家利用α-淀粉酶与糖化酶复合水解大米淀粉制备多孔淀粉,通过单因素和正交试验确定酶解最佳工艺条件:α-淀粉酶:糖化酶=1:3,酶用量2.0%,反应时间2h,反应温度42℃,pH4.2,吸水率和吸油率测试对酶解前后的大米淀粉进行性质分析表明,多孔淀粉吸水、吸油能力明显大于原淀粉。

缓慢消化淀粉的制备

有专家以黑龙江大米淀粉为原料,糊化时采用普鲁兰酶进行脱支处理,并经冷却贮存可使缓慢消化淀粉的含量超过50%,结果表明,制备缓慢消化淀粉的最优条件为:10%,的普鲁兰酶水解4h,5℃贮存2d,缓慢消化淀粉含量达到58%。

淀粉基脂肪替代物的制备

目前,国内外在大米淀粉用作脂肪代用品方面的研究主要是用酶法和超微粉技术制取脂肪代用品。酶处理的轻度变性大米淀粉是将天然淀粉经过酶水解处理后,形成的一种在流变学上称为可切变的稳定凝胶的变性淀粉,DE值低于5,凝效果较好。淀粉的轻度水解是制备大米为基质的脂肪替代品的关键。另外。选用大米为原料具有比其他淀粉原料更丰富的优点。

发展趋势与展望

总的来说,大米淀粉工业的增长主要依靠具有高附加值的产品,不仅是要开发原淀粉,更重要的是要开发具有高附加值的大米变性淀粉。可以开发适合于肥胖和糖尿病患者的以大米为某质的抗性淀粉产品,作为低热量的食物添加剂、治疗肠道类疾病或者作为减肥产品开发,多孔淀粉可作为微胶囊芯材、吸附载体和包埋剂,制成各种功能性食品,如婴幼儿食品、老年食品及其它的特殊人群食品;缓慢消化淀粉可作为一种糖尿病患者的新食品进行开发,也可作为运动员的碳水化合物补充剂;淀粉基脂肪替代物则可广泛用于无奶油奶酶、低脂肪冰激凌。无脂肪人造奶油、沙司和凉拌莱调味料的生产。

大米抗性淀粉主要采用酸变性方法,其产生的废酸以及中和酸所用的废碱液都会对环境造成污染,可研究用酶法处理制取大米抗性淀粉,解决酸法制备引起的环境污染问题。目前国内主要用单一酶水解制备大米微孔淀粉,可研究用复合酶优化大米微孔淀粉工艺,国内外对大米缓慢消化淀粉的制备研究较少,且制备时间较长,可考虑用正交实验放响应国分析对其制备方法进行进一步优化。

参考资料
1.大米变性淀粉制备研究进展[2009]
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