通过异淀粉酶脱支低直链淀粉的淀粉制成的耐性淀粉的制作方法
专利名称：通过异淀粉酶脱支低直链淀粉的淀粉制成的耐性淀粉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过异淀粉酶脱支低直链淀粉的淀粉以形成完全线性短链α-葡聚糖组合物而制成的耐性淀粉，和其用途。
背景技术：
淀粉作为复杂的糖类由两类多糖分子，即直链淀粉，一种通过α-1，4-D-葡糖苷键连接的D-无水葡萄糖单元的主要线性和柔性聚合物，和支链淀粉，一种通过α-1，6-D-葡糖苷键连接的线性链的支化聚合物组成。淀粉主要在小肠中通过α-淀粉酶消化。
众所周知，某些淀粉处理操作导致淀粉转换成在小肠内耐酶水解的淀粉，简单地称作耐性淀粉。耐性淀粉在小肠中耐消化和吸收，并进入大肠，在此它通过结肠微生物群落发酵成短链脂肪酸，尤其是丁酸酯，和气体。
研究文献表明，耐性淀粉通过结肠细菌的这种发酵具有许多有益的作用并因此可用于食品和药物场合。
益生素(prebiotic)生物出现前的耐性淀粉可用于食品，包括医疗食品和营养增补剂以保持结肠健康和粘膜完整。耐性淀粉称作。另外，由于它在达到大肠时才被利用以发酵成短链脂肪酸，耐性淀粉具有减少的热值。可用的或糖尿病碳水化合物在小肠中的减少已导致改进的血糖和胰岛素控制，伴随用于重量控制的益处。研究还表明，耐性淀粉可用于保持人的健康免疫系统。
耐性淀粉也可用作药物。它已经导致各种结肠疾病的危险降低，包括减少癌的发生率。另外，耐性淀粉可减少与包括胰岛素抗性，高血糖，血胰岛素增多，异常脂血，异常纤维蛋白溶解，糖尿病，高血压和心血管疾病的综合症X有关的代谢失调群的风险。它还可用于治疗肥胖。
耐性淀粉(RS)已在文献中根据耐性原因而划分为四类。RS1是一种由于粒剂被包埋在蛋白质基质内或植物细胞壁内而物理上难以接近的淀粉。RS2是一种耐受通过胰腺α-淀粉酶而消化的粒状淀粉。RS3是一种老化的，非粒状淀粉或淀粉食品。RS4是一种具有α-1，4-和α-1，6-D-葡糖苷键之外键的耐性淀粉。
已经报道各种方法用于生产各种耐性淀粉。这些包括描述一种制造粒状耐性淀粉的方法的US 5,593,503；和描述制造RS3-型耐性淀粉的方法的美国专利5,281,276和5,409,542，它们都由高直链淀粉的淀粉制备。US 5,855,946描述了一种通过淀粉的交联和磷酸化而制造RS4-型耐性淀粉的方法。US 6,043,229公开了一种部分降解和老化的耐性淀粉。
现已惊人地发现，高度结晶的完全线性，短链α-1，4-葡聚糖导致淀粉耐受淀粉酶消化。
发明内容
该专利涉及一种通过使用异淀粉酶完全脱支低支链淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉。这些耐性淀粉可用于可食产品，包括营养增补剂。
本文所用的“葡萄糖当量”是指水解产物的还原能力。每个淀粉分子具有一个还原端；因此DE与分子量反相关。无水D-葡萄糖的DE定义为100，不水解的淀粉的DE事实上是零。
本文所用的“全部或完全脱支淀粉”是指，理论上包含100％重量的短链直链淀粉的淀粉，实际上它高度脱支使得其他酶活性在短链直链淀粉的百分数上不再产生可测量的变化。
本文所用的“益生素”是指一种通过有选择地刺激一种或有限数目的细菌在结肠中的生长和/或活性，并因此提高宿主健康而有利地影响宿主的耐性淀粉。
本文所用的术语“耐性淀粉”是指在小肠中不被健康个体吸收的淀粉和淀粉降解产物的总和。
本文所用的术语“短链直链淀粉”是指包含约5-65个通过α-1，4-D-葡糖苷键键接的无水葡萄糖单元的线性聚合物。
具体实施例方式
该专利涉及一种通过使用异淀粉酶完全脱支低支链淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉。这些耐性淀粉可用于可食产品，包括营养增补剂。
本文所用的“淀粉”包括衍生自任何天然来源的所有淀粉，它们都适用于本文。本文所用的天然淀粉是一种存在于自然界的淀粉。还合适的是衍生自通过标准育种技术，包括杂交，易位，倒置，变换或任何其它基因或染色体工程的方法而得到的植物(包括其变异)的淀粉。另外，衍生自通过已知标准诱变育种方法而制成的具有以上一般组成的人工突变和变异成长的植物的淀粉也适用于本文。
淀粉的典型来源是谷类，块茎，根茎，豆类和水果。天然来源可以是蜡状种类的玉米(玉蜀黍)，豌豆，马铃薯，甘薯，香蕉，大麦，小麦，稻，燕麦，西米，苋属植物，木薯，竹芋，美人蕉，和高梁，尤其是玉蜀黍，马铃薯，木薯，和稻，更尤其是玉蜀黍或马铃薯，木薯，和稻。本文所用的术语“蜡状”或“低直链淀粉”包括含不超过约10％重量直链淀粉的淀粉。尤其适用于本发明的是包含不超过约5％重量的直链淀粉的那些淀粉。
淀粉通过异淀粉酶完全水解。淀粉基的酶水解使用本领域已知的技术进行。酶的用量取决于酶源和活性及所用的基材。通常，酶的用量是淀粉重量的约0.05-约2.0％，尤其约0.1-约0.4％。
用于酶活性的最佳参数根据所用的酶而变化。酶降解速率取决于本领域已知的几个因素，包括酶浓度，底物浓度，pH，温度，是否存在抑制剂，和改性(如果有的话)的程度和种类。可以调节这些参数以优化淀粉基质的消化速率。
淀粉在异淀粉酶水解之前使用本领域已知的技术凝胶化。本领域已知的技术包括但不限于例如公开于美国专利4,465,702，5,037,929，5,131,953和5,149,799的那些。另外参见，XXII章-“预胶凝化淀粉的生产和用途”，淀粉化学和技术，VIII卷-工业方面，R.L.Whistler和E.F.Paschall，编辑，Academic Press，New York 1967。胶凝工艺将淀粉分子由粒状结构展开，这样使得酶更容易和均匀地降解淀粉分子。
一般来说，酶处理根据被处理的基础淀粉以约10-约40％的淀粉固体含量在含水或缓冲淤浆中进行。在本发明中，约15-35％的固体含量是尤其有用的，约18-30％更尤其有用。或者，该工艺可采用固定在固体载体上的酶。
通常，酶解作用在不降低反应速率的最高可行固体含量下进行，以便于对淀粉组合物进行任何所需的后序干燥。反应速率可通过高固体含量而降低，因为搅拌变得困难或无效且淀粉分散体变得更难以处理。
应该调节淤浆的pH和温度以提供有效的酶水解。这些参数取决于待用的酶且为本领域已知。一般来说，使用约25-约70℃，尤其约50-约60℃的温度。一般来说，pH使用本领域已知的技术调节至约3.0-约6.0，尤其约3.5-约4.5。
酶反应持续至淀粉被完全脱支。一般来说，酶反应需要约1-约24小时，尤其约4-约12小时。反应时间取决于所用淀粉的种类，所用酶的量，以及固体％，pH，和温度的反应参数。
水解量可通过本领域熟知的方法测量由α-1，6-D-葡聚糖水解酶活性释放的还原基团的浓度而监控和确定。可以使用其它技术如监控粘度的变化，碘反应，或分子量的变化而确定反应终点。如果淀粉完全脱支，监控的测量值将不再变化。通常，如果淀粉至少约95％，更尤其至少约98％，最尤其至少约99％重量被脱支，则它被完全脱支。脱支淀粉通常具有14-25个葡萄糖单元的平均链长和低于约0.2％，尤其低于约0.1％的α-1，6-D-葡糖苷键。
视需要，酶可通过本领域已知的任何技术如热，酸或碱去活作用而减活化(变性)。例如，酸去活作用可通过将pH调节至低于3.0达至少30分钟而实现，或热去活作用可通过将温度升至约80至约90℃并在该温度下保持至少约20分钟以完全减活化该酶而实现。
淀粉可在异淀粉酶脱支之前或之后被转化，且意味着包括通过氧化，酸水解，热和/或酸糊精化而制成的流动性或薄煮熬(thin-boiling)淀粉。这些工艺是本领域熟知的。
淀粉可在酶水解之前或之后进一步改性。这些改性可以是物理，酶，或化学改性。物理改性包括剪切或热抑制，例如描述于美国专利5,725,676的工艺。
淀粉可以化学改性，包括但不限于，交联，乙酰化和有机酯化，羟乙基化和羟丙基化，磷酸化和无机酯化，阳离子，阴离子，非离子，和两性离子，以及琥珀酸酯和其取代的琥珀酸酯衍生物。这些改性是本领域已知的，例如改性淀粉性能和用途，Wurzburg编辑，CRC Press，Inc.，Florida(1986)。
具有适用于本文的性能的任何淀粉基可通过本领域已知的任何方法纯化以去除淀粉的多糖所固有的或在加工过程中产生的香味和颜色。适用于处理淀粉的纯化工艺公开于表示为EP 554 818(Kasica，等人)的专利族。碱洗技术也是有用的且描述于表示为U.S.4,477,480(Seidel)和5,187,272(Bertalan等人)的专利族。脱支淀粉也可使用该方法纯化。
所得溶液通常根据其预期最终用途而调节至所需pH。一般来说，pH使用本领域已知的技术调节至约5.0-约7.5，尤其约6.0-约7.0。另外，可以再分散从淀粉分散体中沉淀出的任何短链直链淀粉。如果需要纯化脱支淀粉组合物，反应杂质和副产物可通过渗析，过滤，离心或任何本领域已知用于分离和浓缩淀粉组合物的其它方法而去除。例如，降解淀粉可使用本领域已知的技术洗涤以去除可溶低分子量部分，如低聚糖，得到更高度结晶的淀粉。
脱支淀粉通过本领域已知的方法，例如通过使淀粉放置并老化而结晶。淀粉随后使用本领域已知的方法，尤其通过过滤或通过干燥，包括喷雾干燥，冷冻干燥，快速干燥或风干，更尤其通过过滤或快速干燥而回收。重要的是通常通过控制老化和干燥而控制结晶，以得到对本发明必要的高结晶度。进一步重要的是，干燥方法和其它结晶后工艺基本上不破坏晶体。
所得脱支淀粉是来自脱支淀粉的高度结晶短链直链淀粉的形式且独特地用作耐性淀粉。该淀粉特征在于使用下述方法的耐性淀粉含量至少约70％，尤其至少约75％重量。
该淀粉还特征在于通过DSC使用以下描述的步骤测定的峰熔点温度Tp至少约90℃，更尤其至少约100℃，最尤其至少约110℃。该淀粉还特征在于通过DSC使用以下描述的步骤测定的焓ΔH至少约25J/g，尤其至少约30J/g。这些DSC值表现出该产物的高度结晶性质。
脱支淀粉进一步特征在于葡萄糖当量(DE)至少约5.0，更尤其至少6.0，最尤其至少约7.0。但较低葡萄糖当量(如至少约4.0的DE)可通过改变处理条件，尤其通过去除低分子量水解产物而实现。
工艺允许的是，耐受水平在处理，包括加热的过程中不明显降低。
该淀粉独特地用作耐性淀粉且可用于各种可食产品。可食产品包括，但不限于谷类，棒状食品，比萨饼，意大利面食，调味品，包括可灌入的调味品和可匙喂的调味品；饼馅，包括水果和奶油糖膏馅；沙司，包括白沙司和乳品基沙司如乳酪沙司；肉汁；清淡的糖浆；布丁；奶油蛋羹；酸乳；酸性稀奶油；饮料，包括乳品基饮料；糖衣；焙烤食品，包括薄脆饼干，面包，松饼，百吉圈，曲奇饼，饼，馅饼酥皮和蛋糕；调味品，糖果和口香糖，和汤。
可食产品还包括营养和医疗食品和饮料，包括保健或减肥产品，糖尿病产品，用于持续能量释放的产品如运饮料和能量棒，膳食替代品，和营养增补剂。这些营养产品包括保健产品，糖尿病产品，和益生素。
本发明淀粉可以任何所需量加入以得到该组合物的功能性。一般来说，淀粉的加入量可以是组合物重量的约0.01％-约100％，尤其约1-约50％。淀粉可按照与任何其它淀粉相同的方式，通常通过直接混入产品或以溶胶形式加入而加入食品或饮料中。
以下给出的实施方案用于进一步例证本发明且在任何方面不应理解为限定性的。
实施方案1.一种通过完全脱支包含高度结晶，完全脱支线性α-葡聚糖的低直链淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉组合物，其中该组合物特征在于a)耐性淀粉含量至少约70％重量；b)葡萄糖当量大于约4.0；C)通过DSC测定的峰熔点温度Tp至少约90；和d)通过DSC测定的焓ΔH至少约25。
实施方案2.实施方案1的组合物，其中低直链淀粉的淀粉包含不超过约5％重量的直链淀粉。
实施方案3.实施方案1的组合物，其中组合物的葡萄糖当量大于约5.0。
实施方案4.实施方案1的组合物，其中组合物的葡萄糖当量大于约6.0。
实施方案5.实施方案1的组合物，其中组合物的耐性淀粉含量是至少约75％重量。
实施方案6.实施方案1的组合物，其中组合物的峰熔点温度是至少约100℃。
实施方案7.实施方案1的组合物，其中组合物的峰熔点温度是至少约110℃。
实施方案8.实施方案1的组合物，其中焓是至少约30J/g。
实施方案9.实施方案1的组合物，其中低直链淀粉的淀粉选自玉蜀黍，马铃薯，木薯，和稻。
实施方案10.一种制造实施方案1的组合物的方法，包括a)使用异淀粉酶完全脱支低直链淀粉的淀粉；b)使脱支淀粉结晶；和c)干燥高度结晶脱支淀粉。
实施方案11.实施方案10的方法，其中低直链淀粉的淀粉包含至少95％重量的支链淀粉。
实施方案12.实施方案10的方法，其中组合物的葡萄糖当量大于约5.0。
实施方案13.实施方案10的方法，其中组合物的葡萄糖当量大于约6.0。
实施方案14.实施方案10的方法，其中组合物包含至少约75％重量的耐性淀粉。
实施方案15.实施方案10的方法，其中组合物的峰熔点温度是至少约100℃。
实施方案16.实施方案10的方法，其中组合物的峰熔点温度是至少约110℃。
实施方案17.实施方案10的方法，其中组合物的焓是至少约30J/g。
实施方案18.实施方案10的方法，其中低直链淀粉的淀粉是玉蜀黍，马铃薯，木薯，和稻。
实施方案19.一种可食产品，包含实施方案1的组合物。
实施方案20.实施方案19的可食产品，其中产品是益生性增补剂。
实施方案21.实施方案1或2的组合物，其中组合物的葡萄糖当量大于约5.0。
实施方案22.实施方案21的组合物，其中组合物的葡萄糖当量大于约6.0。
实施方案23.实施方案1-4或21-22中任何一个的组合物，其中组合物的耐性淀粉含量是至少约75％重量。
实施方案24.实施方案1-5或21-23中任何一个的组合物，其中组合物的峰熔点温度是至少约100℃。
实施方案25.实施方案24的组合物，其中组合物的峰熔点温度是至少约110℃。
实施方案26.实施方案1-7或21-25中任何一个的组合物，其中焓是至少约30J/g。
实施方案27.实施方案1-8或21-26中任何一个的组合物，其中低直链淀粉的淀粉选自玉蜀黍，马铃薯，木薯，和稻。
实施方案28.一种制造权利要求1-9或21-27中任何一项的组合物的方法，包括a)使用异淀粉酶完全脱支低直链淀粉的淀粉；b)使脱支淀粉结晶；和c)干燥高度结晶脱支淀粉。
实施方案29.实施方案28的方法，其中低直链淀粉的淀粉包含至少95％重量的支链淀粉。
实施方案30.一种可食产品，包含实施方案1-9或21-27的组合物。中任何一个实施方案31.实施方案30的可食产品，其中产品是益生性增补剂。
实施例以下给出的实施例用于进一步说明和解释本发明且在任何方面不应理解为限定性的。所用的％都是基于重量的。
以下试验步骤在整个实施例中使用示差扫描量热法-示差扫描量热法测量在Perkin-Elmer DSC-7(Norwalk，CT，USA)中进行。该仪器使用铟校正。制备出淀粉∶水比率1∶3的约10mg淀粉样品并以10℃/分钟由5℃加热至160℃。用空不锈钢盘作参考。
链长和线性度-脱支淀粉样品使用NMR分析以确定平均链长和α-1，4与α-1，6键比率。NMR样品通过将5-6mg淀粉悬浮在2.5mL D2O/TSP(三甲基甲硅烷基丙酸钠)中并加压蒸煮该悬浮液约1小时而制成。将所得透明溶液转移至5mmNMR管并在蒸汽浴中保热直至获得NMR波谱。用于处置样品的该步骤确保结晶淀粉材料保留在溶液中。质子NMR波谱在90℃下在Bruker DPX-400分光计上于400MHz下获得。
用于有意义的共振的化学位移排布(相对TSP，在90℃)如下。α-1，4中链键具有化学位移5.38ppm，α-1，6中链键(支链点)在4.96ppm，还原端基的α-形式在5.23ppm，和还原端基的β-形式在4.65ppm。
淀粉样品的平均链长由还原端基与中链共振的比率计算。α-1，6键(支链点)的百分数由α-1，6键相对α-1，4键的量计算。
葡萄糖当量(DE)-对于生产过程中的DE测量，使用Fehling体积滴定法。将500ml Erlenmeyer烧瓶用去离子(D.I.)水漂洗。随后加入50ml D.I.水。加入各5ml的Fehling溶液A和B，2滴亚甲基蓝，随后加入两个沸腾碎片。在使用折射计确定反应固体含量之后，使用D.I.水通过将反应溶液稀释在烧杯中而制成包含2-4％淀粉固体的淀粉溶液。在进行下一步之前，固体含量通过折射计检查以确保溶液被正确制备。将装有淀粉溶液的烧杯称重并记录重量。将15克淀粉溶液加入装有所制Fehlings溶液的Erlenmeyer烧瓶。在它们在搅拌下在加热板上煮沸2分钟之后，通常出现一种蓝色色调。将来自烧杯的淀粉溶液使用移液管逐渐地加入，直至蓝色色调消失并形成独特的微红一氧化二铜。淀粉溶液用塑料移液管连续地搅拌以保持溶液均匀。当到达微红的终点时，将包含淀粉溶液的烧杯再次称重以确定所消耗的淀粉的重量。D.E.的计算可由下式看出D.E.＝[Fehling因子X100]/[(淀粉溶液所需的克数)×(淀粉溶液的浓度)]模拟消化-(Ehglyst等人，欧洲临床营养杂志，1992，46，S33-S50)-将食品样品如咀嚼那样进行磨碎/切碎。粉末淀粉样品筛至颗粒尺寸250微米或更低。称出500-600mg±0.1mg样品并加入样品管。将10ml胃蛋白酶(0.5％)，瓜尔胶(0.5％)，和HCl(0.05M)溶液加入每个管。
制备出空白和葡萄糖标准管。空白是20ml包含0.25M乙酸钠和0.02％氯化钙的缓冲液。葡萄糖标准物通过混合10ml乙酸钠缓冲液(以上描述)和10毫升50mg/ml葡萄糖溶液而制成。标准物制成双份。
酶混合物通过将18g猪胰酶(Sigma P-7545)加入120ml去离子水，混合充分，随后在3000g下离心处理10分钟而制成。收集上层清液并加入48mg干转化酶(Sigma 1-4504)和0.5ml AMG 400(Novo Nordisk)。
样品管在37℃下预温育30分钟，随后从浴中取出并将10ml乙酸钠缓冲液与玻璃球/弹球(用于在振荡过程中帮助样品物理分解)一起加入。
将5ml酶混合物加入样品，空白，和标准物。各管在37℃水浴中在约180个冲程/分钟下水平振荡。时间“零”表示酶混合物首次加入第一管。
在20和120分钟之后，将0.5毫升等分试样从温育样品中取出并放入20ml 66％乙醇(以停止反应)的另一管中。在1小时之后，等分试样在3000g下离心处理10分钟。
每个管中的葡萄糖浓度使用葡萄糖氧化酶/过氧化物酶方法(Megazyme葡萄糖分析步骤GLC9/96)测定。这是一个比色步骤。HPLC也可用于如使用该实验的早先文献所述检测葡萄糖。
淀粉消化度通过使用转化因子0.9相对葡萄糖标准物计算葡萄糖浓度而确定。结果给出为在20和120分钟之后的“消化的％淀粉”(干重基)。RS(耐性淀粉)是100％减120分钟值。
每个样品分析批料包括未煮过的玉米淀粉的参考样品。玉米淀粉的公认的％消化值范围是
1Melogel淀粉，购自National Starch and Chemical Company，Bridgewater，NJ，USA。
蒸煮模型-使用模型模拟在低水分下的工业食品加工。该模型使用在水中50％固体含量的淀粉，并将糊剂在炉中在190℃下烘烤约20分钟。随后将样品粉碎并筛至颗粒尺寸250微米或更低。
实施例1-耐性玉米淀粉的制备A.将10kg蜡状玉蜀黍淀粉在30升水中制浆。淤浆在310-315°F(154.4-157.2℃)和80psi(5.52×105Pa)背压下用全蒸气喷射蒸煮。随后将蒸煮的淀粉放入反应釜并冷却至55℃。溶液的pH通过加入3∶1水∶HCl而调节至4.0。加入基于淀粉重量0.2％的异淀粉酶以开始脱支反应。在pH4.0和55℃下反应24小时之后，pH使用3％NaOH调周节至6.0，并将样品加热至85℃达20分钟以使酶变性。然后，停止加热，将样品冷却至室温并结晶过夜(16小时)。样品饼通过过滤而得到并将产物风干。
B.将4kg AmiocaTM50淀粉(酸转化的蜡状玉蜀黍淀粉，购自National Starchand Chemical Company，Bridgewater，NJ，USA)在6升水中制浆。淤浆pH通过加入3∶1水∶HCl而调节至4.0。随后将样品喷射蒸煮，然后放在反应容器中并将温度冷却至55℃。加入0.2％异淀粉酶并使反应进行24小时。pH加入3∶1水∶HCl而调节至2.0并保持30分钟以杀死酶。PH通过使用3％NaOH中和至6.0。将样品冷却至室温并结晶过夜(16小时)。样品饼通过过滤而得到并将样品风干。
C.重复实施例1B的方法，不同之处在于淀粉是FloMaxTM5淀粉(酸转化的蜡状玉蜀黍淀粉，购自National Starch and Chemical Company)。
D.将1.8kg蜡状玉蜀黍淀粉在5.4升水中制浆。淤浆在310-315°F(154.4～157.2℃)和80psi(5.52×105Pa)背压下用全蒸气喷射蒸煮。在恒定搅拌下，将蒸煮的淀粉溶液稀释至10％固体并放入在55℃水浴中的反应容器。样品pH通过加入3∶1水∶HCl而调节至4.0。加入基于干淀粉重量0.2％的异淀粉酶以开始脱支反应，保持样品温度为55℃。在样品DE达到7.5(约8小时反应)后，将pH降至2.0达30分钟以使酶变性，并随后使用3％氢氧化钠升至6.0。随后将样品冷却至室温并结晶过夜(16小时)。样品饼通过过滤而得到并将样品风干。
得到这些样品的DSC和耐性淀粉含量。表1汇总了结果。
表1.
所有的样品都具有超过70％的RS。所有的样品都具有高于110℃的DSC测量峰温度。
实施例2-耐性马铃薯淀粉的制备将三公斤低直链淀粉的马铃薯淀粉(购自Lyckeby，德国)在9升水中制浆并将样品用全蒸气进行喷射蒸煮。将蒸煮的淀粉溶液冷却至55℃并将pH使用3∶1水∶HCl调节至4.0。加入基于淀粉重量0.2％的异淀粉酶以开始脱支反应。在24小时反应时间之后，样品pH用3％NaOH升至5.5，并在沸水中加热至85℃达20分钟以使酶变性。随后将样品冷却至室温过夜(16小时)以结晶该产物。样品饼通过过滤而得到并将样品风干。表2汇总了耐性淀粉含量和DSC结果。
表2
脱支和结晶的低直链淀粉马铃薯样品表现出超过70％的RS并具有大于110℃的DSC测量峰温度。
实施例3-耐性淀粉的工艺允许度将几种脱支耐性淀粉使用低水分模式进行处理并将每种耐性淀粉与未处理的淀粉比较。结果在下表3中给出。
表3
从表3可以看出，本发明淀粉是工艺允许的，因为耐性淀粉含量不受破坏。
权利要求
1.一种通过完全脱支包含高度结晶，完全脱支线性α-葡聚糖的低直链淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉组合物，其中该组合物特征在于a)耐性淀粉含量至少约70％重量；b)葡萄糖当量大于约4.0；c)通过DSC测定的峰熔点温度Tp至少约90；和d)通过DSC测定的焓ΔH至少约25。
2.一种制造权利要求1的组合物的方法，包括a)使用异淀粉酶完全脱支低直链淀粉的淀粉；b)使脱支淀粉结晶；和c)干燥高度结晶脱支淀粉。
3.一种可食产品，包含权利要求1的组合物。
4.权利要求3的可食产品，其中产品是益生性的增补剂。
全文摘要
该发明涉及一种通过使用异淀粉酶完全脱支低直链淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉。这种耐性淀粉可用于可食产品，包括营养增补剂。
文档编号A61P5/50GK1461754SQ0314293
公开日2003年12月17日 申请日期2003年5月13日 优先权日2002年5月14日
发明者Y·-C·施, X·崔, A·M·比尔克特, M·G·塔特彻尔 申请人:国家淀粉及化学投资控股公司
技术领域：
本发明涉及一种通过异淀粉酶脱支低直链淀粉的淀粉以形成完全线性短链α-葡聚糖组合物而制成的耐性淀粉，和其用途。
背景技术：
淀粉作为复杂的糖类由两类多糖分子，即直链淀粉，一种通过α-1，4-D-葡糖苷键连接的D-无水葡萄糖单元的主要线性和柔性聚合物，和支链淀粉，一种通过α-1，6-D-葡糖苷键连接的线性链的支化聚合物组成。淀粉主要在小肠中通过α-淀粉酶消化。
众所周知，某些淀粉处理操作导致淀粉转换成在小肠内耐酶水解的淀粉，简单地称作耐性淀粉。耐性淀粉在小肠中耐消化和吸收，并进入大肠，在此它通过结肠微生物群落发酵成短链脂肪酸，尤其是丁酸酯，和气体。
研究文献表明，耐性淀粉通过结肠细菌的这种发酵具有许多有益的作用并因此可用于食品和药物场合。
益生素(prebiotic)生物出现前的耐性淀粉可用于食品，包括医疗食品和营养增补剂以保持结肠健康和粘膜完整。耐性淀粉称作。另外，由于它在达到大肠时才被利用以发酵成短链脂肪酸，耐性淀粉具有减少的热值。可用的或糖尿病碳水化合物在小肠中的减少已导致改进的血糖和胰岛素控制，伴随用于重量控制的益处。研究还表明，耐性淀粉可用于保持人的健康免疫系统。
耐性淀粉也可用作药物。它已经导致各种结肠疾病的危险降低，包括减少癌的发生率。另外，耐性淀粉可减少与包括胰岛素抗性，高血糖，血胰岛素增多，异常脂血，异常纤维蛋白溶解，糖尿病，高血压和心血管疾病的综合症X有关的代谢失调群的风险。它还可用于治疗肥胖。
耐性淀粉(RS)已在文献中根据耐性原因而划分为四类。RS1是一种由于粒剂被包埋在蛋白质基质内或植物细胞壁内而物理上难以接近的淀粉。RS2是一种耐受通过胰腺α-淀粉酶而消化的粒状淀粉。RS3是一种老化的，非粒状淀粉或淀粉食品。RS4是一种具有α-1，4-和α-1，6-D-葡糖苷键之外键的耐性淀粉。
已经报道各种方法用于生产各种耐性淀粉。这些包括描述一种制造粒状耐性淀粉的方法的US 5,593,503；和描述制造RS3-型耐性淀粉的方法的美国专利5,281,276和5,409,542，它们都由高直链淀粉的淀粉制备。US 5,855,946描述了一种通过淀粉的交联和磷酸化而制造RS4-型耐性淀粉的方法。US 6,043,229公开了一种部分降解和老化的耐性淀粉。
现已惊人地发现，高度结晶的完全线性，短链α-1，4-葡聚糖导致淀粉耐受淀粉酶消化。
发明内容
该专利涉及一种通过使用异淀粉酶完全脱支低支链淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉。这些耐性淀粉可用于可食产品，包括营养增补剂。
本文所用的“葡萄糖当量”是指水解产物的还原能力。每个淀粉分子具有一个还原端；因此DE与分子量反相关。无水D-葡萄糖的DE定义为100，不水解的淀粉的DE事实上是零。
本文所用的“全部或完全脱支淀粉”是指，理论上包含100％重量的短链直链淀粉的淀粉，实际上它高度脱支使得其他酶活性在短链直链淀粉的百分数上不再产生可测量的变化。
本文所用的“益生素”是指一种通过有选择地刺激一种或有限数目的细菌在结肠中的生长和/或活性，并因此提高宿主健康而有利地影响宿主的耐性淀粉。
本文所用的术语“耐性淀粉”是指在小肠中不被健康个体吸收的淀粉和淀粉降解产物的总和。
本文所用的术语“短链直链淀粉”是指包含约5-65个通过α-1，4-D-葡糖苷键键接的无水葡萄糖单元的线性聚合物。
具体实施例方式
该专利涉及一种通过使用异淀粉酶完全脱支低支链淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉。这些耐性淀粉可用于可食产品，包括营养增补剂。
本文所用的“淀粉”包括衍生自任何天然来源的所有淀粉，它们都适用于本文。本文所用的天然淀粉是一种存在于自然界的淀粉。还合适的是衍生自通过标准育种技术，包括杂交，易位，倒置，变换或任何其它基因或染色体工程的方法而得到的植物(包括其变异)的淀粉。另外，衍生自通过已知标准诱变育种方法而制成的具有以上一般组成的人工突变和变异成长的植物的淀粉也适用于本文。
淀粉的典型来源是谷类，块茎，根茎，豆类和水果。天然来源可以是蜡状种类的玉米(玉蜀黍)，豌豆，马铃薯，甘薯，香蕉，大麦，小麦，稻，燕麦，西米，苋属植物，木薯，竹芋，美人蕉，和高梁，尤其是玉蜀黍，马铃薯，木薯，和稻，更尤其是玉蜀黍或马铃薯，木薯，和稻。本文所用的术语“蜡状”或“低直链淀粉”包括含不超过约10％重量直链淀粉的淀粉。尤其适用于本发明的是包含不超过约5％重量的直链淀粉的那些淀粉。
淀粉通过异淀粉酶完全水解。淀粉基的酶水解使用本领域已知的技术进行。酶的用量取决于酶源和活性及所用的基材。通常，酶的用量是淀粉重量的约0.05-约2.0％，尤其约0.1-约0.4％。
用于酶活性的最佳参数根据所用的酶而变化。酶降解速率取决于本领域已知的几个因素，包括酶浓度，底物浓度，pH，温度，是否存在抑制剂，和改性(如果有的话)的程度和种类。可以调节这些参数以优化淀粉基质的消化速率。
淀粉在异淀粉酶水解之前使用本领域已知的技术凝胶化。本领域已知的技术包括但不限于例如公开于美国专利4,465,702，5,037,929，5,131,953和5,149,799的那些。另外参见，XXII章-“预胶凝化淀粉的生产和用途”，淀粉化学和技术，VIII卷-工业方面，R.L.Whistler和E.F.Paschall，编辑，Academic Press，New York 1967。胶凝工艺将淀粉分子由粒状结构展开，这样使得酶更容易和均匀地降解淀粉分子。
一般来说，酶处理根据被处理的基础淀粉以约10-约40％的淀粉固体含量在含水或缓冲淤浆中进行。在本发明中，约15-35％的固体含量是尤其有用的，约18-30％更尤其有用。或者，该工艺可采用固定在固体载体上的酶。
通常，酶解作用在不降低反应速率的最高可行固体含量下进行，以便于对淀粉组合物进行任何所需的后序干燥。反应速率可通过高固体含量而降低，因为搅拌变得困难或无效且淀粉分散体变得更难以处理。
应该调节淤浆的pH和温度以提供有效的酶水解。这些参数取决于待用的酶且为本领域已知。一般来说，使用约25-约70℃，尤其约50-约60℃的温度。一般来说，pH使用本领域已知的技术调节至约3.0-约6.0，尤其约3.5-约4.5。
酶反应持续至淀粉被完全脱支。一般来说，酶反应需要约1-约24小时，尤其约4-约12小时。反应时间取决于所用淀粉的种类，所用酶的量，以及固体％，pH，和温度的反应参数。
水解量可通过本领域熟知的方法测量由α-1，6-D-葡聚糖水解酶活性释放的还原基团的浓度而监控和确定。可以使用其它技术如监控粘度的变化，碘反应，或分子量的变化而确定反应终点。如果淀粉完全脱支，监控的测量值将不再变化。通常，如果淀粉至少约95％，更尤其至少约98％，最尤其至少约99％重量被脱支，则它被完全脱支。脱支淀粉通常具有14-25个葡萄糖单元的平均链长和低于约0.2％，尤其低于约0.1％的α-1，6-D-葡糖苷键。
视需要，酶可通过本领域已知的任何技术如热，酸或碱去活作用而减活化(变性)。例如，酸去活作用可通过将pH调节至低于3.0达至少30分钟而实现，或热去活作用可通过将温度升至约80至约90℃并在该温度下保持至少约20分钟以完全减活化该酶而实现。
淀粉可在异淀粉酶脱支之前或之后被转化，且意味着包括通过氧化，酸水解，热和/或酸糊精化而制成的流动性或薄煮熬(thin-boiling)淀粉。这些工艺是本领域熟知的。
淀粉可在酶水解之前或之后进一步改性。这些改性可以是物理，酶，或化学改性。物理改性包括剪切或热抑制，例如描述于美国专利5,725,676的工艺。
淀粉可以化学改性，包括但不限于，交联，乙酰化和有机酯化，羟乙基化和羟丙基化，磷酸化和无机酯化，阳离子，阴离子，非离子，和两性离子，以及琥珀酸酯和其取代的琥珀酸酯衍生物。这些改性是本领域已知的，例如改性淀粉性能和用途，Wurzburg编辑，CRC Press，Inc.，Florida(1986)。
具有适用于本文的性能的任何淀粉基可通过本领域已知的任何方法纯化以去除淀粉的多糖所固有的或在加工过程中产生的香味和颜色。适用于处理淀粉的纯化工艺公开于表示为EP 554 818(Kasica，等人)的专利族。碱洗技术也是有用的且描述于表示为U.S.4,477,480(Seidel)和5,187,272(Bertalan等人)的专利族。脱支淀粉也可使用该方法纯化。
所得溶液通常根据其预期最终用途而调节至所需pH。一般来说，pH使用本领域已知的技术调节至约5.0-约7.5，尤其约6.0-约7.0。另外，可以再分散从淀粉分散体中沉淀出的任何短链直链淀粉。如果需要纯化脱支淀粉组合物，反应杂质和副产物可通过渗析，过滤，离心或任何本领域已知用于分离和浓缩淀粉组合物的其它方法而去除。例如，降解淀粉可使用本领域已知的技术洗涤以去除可溶低分子量部分，如低聚糖，得到更高度结晶的淀粉。
脱支淀粉通过本领域已知的方法，例如通过使淀粉放置并老化而结晶。淀粉随后使用本领域已知的方法，尤其通过过滤或通过干燥，包括喷雾干燥，冷冻干燥，快速干燥或风干，更尤其通过过滤或快速干燥而回收。重要的是通常通过控制老化和干燥而控制结晶，以得到对本发明必要的高结晶度。进一步重要的是，干燥方法和其它结晶后工艺基本上不破坏晶体。
所得脱支淀粉是来自脱支淀粉的高度结晶短链直链淀粉的形式且独特地用作耐性淀粉。该淀粉特征在于使用下述方法的耐性淀粉含量至少约70％，尤其至少约75％重量。
该淀粉还特征在于通过DSC使用以下描述的步骤测定的峰熔点温度Tp至少约90℃，更尤其至少约100℃，最尤其至少约110℃。该淀粉还特征在于通过DSC使用以下描述的步骤测定的焓ΔH至少约25J/g，尤其至少约30J/g。这些DSC值表现出该产物的高度结晶性质。
脱支淀粉进一步特征在于葡萄糖当量(DE)至少约5.0，更尤其至少6.0，最尤其至少约7.0。但较低葡萄糖当量(如至少约4.0的DE)可通过改变处理条件，尤其通过去除低分子量水解产物而实现。
工艺允许的是，耐受水平在处理，包括加热的过程中不明显降低。
该淀粉独特地用作耐性淀粉且可用于各种可食产品。可食产品包括，但不限于谷类，棒状食品，比萨饼，意大利面食，调味品，包括可灌入的调味品和可匙喂的调味品；饼馅，包括水果和奶油糖膏馅；沙司，包括白沙司和乳品基沙司如乳酪沙司；肉汁；清淡的糖浆；布丁；奶油蛋羹；酸乳；酸性稀奶油；饮料，包括乳品基饮料；糖衣；焙烤食品，包括薄脆饼干，面包，松饼，百吉圈，曲奇饼，饼，馅饼酥皮和蛋糕；调味品，糖果和口香糖，和汤。
可食产品还包括营养和医疗食品和饮料，包括保健或减肥产品，糖尿病产品，用于持续能量释放的产品如运饮料和能量棒，膳食替代品，和营养增补剂。这些营养产品包括保健产品，糖尿病产品，和益生素。
本发明淀粉可以任何所需量加入以得到该组合物的功能性。一般来说，淀粉的加入量可以是组合物重量的约0.01％-约100％，尤其约1-约50％。淀粉可按照与任何其它淀粉相同的方式，通常通过直接混入产品或以溶胶形式加入而加入食品或饮料中。
以下给出的实施方案用于进一步例证本发明且在任何方面不应理解为限定性的。
实施方案1.一种通过完全脱支包含高度结晶，完全脱支线性α-葡聚糖的低直链淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉组合物，其中该组合物特征在于a)耐性淀粉含量至少约70％重量；b)葡萄糖当量大于约4.0；C)通过DSC测定的峰熔点温度Tp至少约90；和d)通过DSC测定的焓ΔH至少约25。
实施方案2.实施方案1的组合物，其中低直链淀粉的淀粉包含不超过约5％重量的直链淀粉。
实施方案3.实施方案1的组合物，其中组合物的葡萄糖当量大于约5.0。
实施方案4.实施方案1的组合物，其中组合物的葡萄糖当量大于约6.0。
实施方案5.实施方案1的组合物，其中组合物的耐性淀粉含量是至少约75％重量。
实施方案6.实施方案1的组合物，其中组合物的峰熔点温度是至少约100℃。
实施方案7.实施方案1的组合物，其中组合物的峰熔点温度是至少约110℃。
实施方案8.实施方案1的组合物，其中焓是至少约30J/g。
实施方案9.实施方案1的组合物，其中低直链淀粉的淀粉选自玉蜀黍，马铃薯，木薯，和稻。
实施方案10.一种制造实施方案1的组合物的方法，包括a)使用异淀粉酶完全脱支低直链淀粉的淀粉；b)使脱支淀粉结晶；和c)干燥高度结晶脱支淀粉。
实施方案11.实施方案10的方法，其中低直链淀粉的淀粉包含至少95％重量的支链淀粉。
实施方案12.实施方案10的方法，其中组合物的葡萄糖当量大于约5.0。
实施方案13.实施方案10的方法，其中组合物的葡萄糖当量大于约6.0。
实施方案14.实施方案10的方法，其中组合物包含至少约75％重量的耐性淀粉。
实施方案15.实施方案10的方法，其中组合物的峰熔点温度是至少约100℃。
实施方案16.实施方案10的方法，其中组合物的峰熔点温度是至少约110℃。
实施方案17.实施方案10的方法，其中组合物的焓是至少约30J/g。
实施方案18.实施方案10的方法，其中低直链淀粉的淀粉是玉蜀黍，马铃薯，木薯，和稻。
实施方案19.一种可食产品，包含实施方案1的组合物。
实施方案20.实施方案19的可食产品，其中产品是益生性增补剂。
实施方案21.实施方案1或2的组合物，其中组合物的葡萄糖当量大于约5.0。
实施方案22.实施方案21的组合物，其中组合物的葡萄糖当量大于约6.0。
实施方案23.实施方案1-4或21-22中任何一个的组合物，其中组合物的耐性淀粉含量是至少约75％重量。
实施方案24.实施方案1-5或21-23中任何一个的组合物，其中组合物的峰熔点温度是至少约100℃。
实施方案25.实施方案24的组合物，其中组合物的峰熔点温度是至少约110℃。
实施方案26.实施方案1-7或21-25中任何一个的组合物，其中焓是至少约30J/g。
实施方案27.实施方案1-8或21-26中任何一个的组合物，其中低直链淀粉的淀粉选自玉蜀黍，马铃薯，木薯，和稻。
实施方案28.一种制造权利要求1-9或21-27中任何一项的组合物的方法，包括a)使用异淀粉酶完全脱支低直链淀粉的淀粉；b)使脱支淀粉结晶；和c)干燥高度结晶脱支淀粉。
实施方案29.实施方案28的方法，其中低直链淀粉的淀粉包含至少95％重量的支链淀粉。
实施方案30.一种可食产品，包含实施方案1-9或21-27的组合物。中任何一个实施方案31.实施方案30的可食产品，其中产品是益生性增补剂。
实施例以下给出的实施例用于进一步说明和解释本发明且在任何方面不应理解为限定性的。所用的％都是基于重量的。
以下试验步骤在整个实施例中使用示差扫描量热法-示差扫描量热法测量在Perkin-Elmer DSC-7(Norwalk，CT，USA)中进行。该仪器使用铟校正。制备出淀粉∶水比率1∶3的约10mg淀粉样品并以10℃/分钟由5℃加热至160℃。用空不锈钢盘作参考。
链长和线性度-脱支淀粉样品使用NMR分析以确定平均链长和α-1，4与α-1，6键比率。NMR样品通过将5-6mg淀粉悬浮在2.5mL D2O/TSP(三甲基甲硅烷基丙酸钠)中并加压蒸煮该悬浮液约1小时而制成。将所得透明溶液转移至5mmNMR管并在蒸汽浴中保热直至获得NMR波谱。用于处置样品的该步骤确保结晶淀粉材料保留在溶液中。质子NMR波谱在90℃下在Bruker DPX-400分光计上于400MHz下获得。
用于有意义的共振的化学位移排布(相对TSP，在90℃)如下。α-1，4中链键具有化学位移5.38ppm，α-1，6中链键(支链点)在4.96ppm，还原端基的α-形式在5.23ppm，和还原端基的β-形式在4.65ppm。
淀粉样品的平均链长由还原端基与中链共振的比率计算。α-1，6键(支链点)的百分数由α-1，6键相对α-1，4键的量计算。
葡萄糖当量(DE)-对于生产过程中的DE测量，使用Fehling体积滴定法。将500ml Erlenmeyer烧瓶用去离子(D.I.)水漂洗。随后加入50ml D.I.水。加入各5ml的Fehling溶液A和B，2滴亚甲基蓝，随后加入两个沸腾碎片。在使用折射计确定反应固体含量之后，使用D.I.水通过将反应溶液稀释在烧杯中而制成包含2-4％淀粉固体的淀粉溶液。在进行下一步之前，固体含量通过折射计检查以确保溶液被正确制备。将装有淀粉溶液的烧杯称重并记录重量。将15克淀粉溶液加入装有所制Fehlings溶液的Erlenmeyer烧瓶。在它们在搅拌下在加热板上煮沸2分钟之后，通常出现一种蓝色色调。将来自烧杯的淀粉溶液使用移液管逐渐地加入，直至蓝色色调消失并形成独特的微红一氧化二铜。淀粉溶液用塑料移液管连续地搅拌以保持溶液均匀。当到达微红的终点时，将包含淀粉溶液的烧杯再次称重以确定所消耗的淀粉的重量。D.E.的计算可由下式看出D.E.＝[Fehling因子X100]/[(淀粉溶液所需的克数)×(淀粉溶液的浓度)]模拟消化-(Ehglyst等人，欧洲临床营养杂志，1992，46，S33-S50)-将食品样品如咀嚼那样进行磨碎/切碎。粉末淀粉样品筛至颗粒尺寸250微米或更低。称出500-600mg±0.1mg样品并加入样品管。将10ml胃蛋白酶(0.5％)，瓜尔胶(0.5％)，和HCl(0.05M)溶液加入每个管。
制备出空白和葡萄糖标准管。空白是20ml包含0.25M乙酸钠和0.02％氯化钙的缓冲液。葡萄糖标准物通过混合10ml乙酸钠缓冲液(以上描述)和10毫升50mg/ml葡萄糖溶液而制成。标准物制成双份。
酶混合物通过将18g猪胰酶(Sigma P-7545)加入120ml去离子水，混合充分，随后在3000g下离心处理10分钟而制成。收集上层清液并加入48mg干转化酶(Sigma 1-4504)和0.5ml AMG 400(Novo Nordisk)。
样品管在37℃下预温育30分钟，随后从浴中取出并将10ml乙酸钠缓冲液与玻璃球/弹球(用于在振荡过程中帮助样品物理分解)一起加入。
将5ml酶混合物加入样品，空白，和标准物。各管在37℃水浴中在约180个冲程/分钟下水平振荡。时间“零”表示酶混合物首次加入第一管。
在20和120分钟之后，将0.5毫升等分试样从温育样品中取出并放入20ml 66％乙醇(以停止反应)的另一管中。在1小时之后，等分试样在3000g下离心处理10分钟。
每个管中的葡萄糖浓度使用葡萄糖氧化酶/过氧化物酶方法(Megazyme葡萄糖分析步骤GLC9/96)测定。这是一个比色步骤。HPLC也可用于如使用该实验的早先文献所述检测葡萄糖。
淀粉消化度通过使用转化因子0.9相对葡萄糖标准物计算葡萄糖浓度而确定。结果给出为在20和120分钟之后的“消化的％淀粉”(干重基)。RS(耐性淀粉)是100％减120分钟值。
每个样品分析批料包括未煮过的玉米淀粉的参考样品。玉米淀粉的公认的％消化值范围是
1Melogel淀粉，购自National Starch and Chemical Company，Bridgewater，NJ，USA。
蒸煮模型-使用模型模拟在低水分下的工业食品加工。该模型使用在水中50％固体含量的淀粉，并将糊剂在炉中在190℃下烘烤约20分钟。随后将样品粉碎并筛至颗粒尺寸250微米或更低。
实施例1-耐性玉米淀粉的制备A.将10kg蜡状玉蜀黍淀粉在30升水中制浆。淤浆在310-315°F(154.4-157.2℃)和80psi(5.52×105Pa)背压下用全蒸气喷射蒸煮。随后将蒸煮的淀粉放入反应釜并冷却至55℃。溶液的pH通过加入3∶1水∶HCl而调节至4.0。加入基于淀粉重量0.2％的异淀粉酶以开始脱支反应。在pH4.0和55℃下反应24小时之后，pH使用3％NaOH调周节至6.0，并将样品加热至85℃达20分钟以使酶变性。然后，停止加热，将样品冷却至室温并结晶过夜(16小时)。样品饼通过过滤而得到并将产物风干。
B.将4kg AmiocaTM50淀粉(酸转化的蜡状玉蜀黍淀粉，购自National Starchand Chemical Company，Bridgewater，NJ，USA)在6升水中制浆。淤浆pH通过加入3∶1水∶HCl而调节至4.0。随后将样品喷射蒸煮，然后放在反应容器中并将温度冷却至55℃。加入0.2％异淀粉酶并使反应进行24小时。pH加入3∶1水∶HCl而调节至2.0并保持30分钟以杀死酶。PH通过使用3％NaOH中和至6.0。将样品冷却至室温并结晶过夜(16小时)。样品饼通过过滤而得到并将样品风干。
C.重复实施例1B的方法，不同之处在于淀粉是FloMaxTM5淀粉(酸转化的蜡状玉蜀黍淀粉，购自National Starch and Chemical Company)。
D.将1.8kg蜡状玉蜀黍淀粉在5.4升水中制浆。淤浆在310-315°F(154.4～157.2℃)和80psi(5.52×105Pa)背压下用全蒸气喷射蒸煮。在恒定搅拌下，将蒸煮的淀粉溶液稀释至10％固体并放入在55℃水浴中的反应容器。样品pH通过加入3∶1水∶HCl而调节至4.0。加入基于干淀粉重量0.2％的异淀粉酶以开始脱支反应，保持样品温度为55℃。在样品DE达到7.5(约8小时反应)后，将pH降至2.0达30分钟以使酶变性，并随后使用3％氢氧化钠升至6.0。随后将样品冷却至室温并结晶过夜(16小时)。样品饼通过过滤而得到并将样品风干。
得到这些样品的DSC和耐性淀粉含量。表1汇总了结果。
表1.
所有的样品都具有超过70％的RS。所有的样品都具有高于110℃的DSC测量峰温度。
实施例2-耐性马铃薯淀粉的制备将三公斤低直链淀粉的马铃薯淀粉(购自Lyckeby，德国)在9升水中制浆并将样品用全蒸气进行喷射蒸煮。将蒸煮的淀粉溶液冷却至55℃并将pH使用3∶1水∶HCl调节至4.0。加入基于淀粉重量0.2％的异淀粉酶以开始脱支反应。在24小时反应时间之后，样品pH用3％NaOH升至5.5，并在沸水中加热至85℃达20分钟以使酶变性。随后将样品冷却至室温过夜(16小时)以结晶该产物。样品饼通过过滤而得到并将样品风干。表2汇总了耐性淀粉含量和DSC结果。
表2
脱支和结晶的低直链淀粉马铃薯样品表现出超过70％的RS并具有大于110℃的DSC测量峰温度。
实施例3-耐性淀粉的工艺允许度将几种脱支耐性淀粉使用低水分模式进行处理并将每种耐性淀粉与未处理的淀粉比较。结果在下表3中给出。
表3
从表3可以看出，本发明淀粉是工艺允许的，因为耐性淀粉含量不受破坏。
权利要求
1.一种通过完全脱支包含高度结晶，完全脱支线性α-葡聚糖的低直链淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉组合物，其中该组合物特征在于a)耐性淀粉含量至少约70％重量；b)葡萄糖当量大于约4.0；c)通过DSC测定的峰熔点温度Tp至少约90；和d)通过DSC测定的焓ΔH至少约25。
2.一种制造权利要求1的组合物的方法，包括a)使用异淀粉酶完全脱支低直链淀粉的淀粉；b)使脱支淀粉结晶；和c)干燥高度结晶脱支淀粉。
3.一种可食产品，包含权利要求1的组合物。
4.权利要求3的可食产品，其中产品是益生性的增补剂。
全文摘要
该发明涉及一种通过使用异淀粉酶完全脱支低直链淀粉的淀粉而制成的耐性淀粉。这种耐性淀粉可用于可食产品，包括营养增补剂。
文档编号A61P5/50GK1461754SQ0314293
公开日2003年12月17日 申请日期2003年5月13日 优先权日2002年5月14日
发明者Y·-C·施, X·崔, A·M·比尔克特, M·G·塔特彻尔 申请人:国家淀粉及化学投资控股公司
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