[发明专利]一种双功能新型变性淀粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双功能新型变性淀粉及其制备方法，以原淀粉为原料，依次通过羧甲基化改性以及槲皮素共价修饰的方法制备得到兼具抗消化和抗氧化活性的双功能新型变性淀粉，这种变性淀粉为槲皮素‑羧甲基淀粉酯化物。本产品的抗消化特性使其具有类似膳食纤维的生理作用，抗氧化活性可使其有望用于防止食品基质中脂质氧化，结合其上的槲皮素有望逃过小肠消化吸收而在结肠中受微生物发酵游离，为结肠提供更高效的抗氧化环境，同时能优化肠道菌群结构。

技术领域

本发明属于淀粉化学改性与精深加工领域，特别涉及一种兼具抗消化和抗氧化双功能变性淀粉及其制备方法。

背景技术

作为食品配料，淀粉在食品中用途广泛。随着食品工业对食品配料性能要求的不断提升，原淀粉的有些性质已不能满足要求。通常采用化学法、物理法或酶法改性原淀粉来获得变性淀粉，以满足食品加工所需功能特性。相比原淀粉，变性淀粉具有更为优良的性质，如粘度稳定、凝沉性弱、成膜性好、透明度高。有的变性淀粉还具有抗消化性，可作为低血糖指数食品配料使用；有的变性淀粉可用作营养物或食品功能因子靶向输送载体，在功能食品领域具有广阔的应用前景。

化学改性是增加或提高淀粉功能特性的有效方法，全球约80%的变性淀粉采用化学法生产。目前化学法生产的主要为单一功能基团改性淀粉，如羧甲基淀粉、乙酰化淀粉、淀粉磷酸酯和辛烯基琥珀酸淀粉钠等，其目的一般是改善工艺学性能，却不会赋予淀粉更多的生物活性。目前采用化学试剂对淀粉进行单一改性的实例很多，但利用小分子天然产物（如多酚）对淀粉改性以及对淀粉进行二级改性使其具有双重生物活性的工作鲜见。近年来，研究报道显示利用生物活性物质对多糖进行改性可在改善其理化特性的同时改善或赋予多糖新的生物活性，其中主要集中在利用多酚物质对多糖进行改性。申请人前期研究发现（Food Chemistry，2016，208：1-9），淀粉同阿魏酸共价结合后，可赋予制得的变性淀粉良好的抗氧化活性。本发明通过羧甲基化和酯化两步反应，在淀粉分子引入羧甲基的基础上，再共价结合槲皮素分子，合成具有抗氧化活性和抗消化性的双功能淀粉产品。

发明内容

本发明利用具有抗消化特性的羧甲基淀粉和具有抗氧化活性的槲皮素之间的酯化反应，构建槲皮素-羧甲基淀粉酯化物，以开发新型双功能变性淀粉为目标，本发明提供如下技术方案：

一种双功能新型变性淀粉的制备方法，以原淀粉为原料，依次通过羧甲基化改性及槲皮素共价修饰的方法制备得到兼具抗消化和抗氧化活性的双功能新型变性淀粉。具体包括以下步骤：

（1）淀粉的羧甲基化改性：将原淀粉分散于氢氧化钠-异丙醇水溶液中，得质量浓度为7%~15%淀粉乳，在40~50℃水浴条件下搅拌1~2 h后，调整体系温度为常温，向体系中加入羧甲基化试剂，接着将体系放置于冰水浴，反应0.5~1 h后，待体系温度稳定，加入与原淀粉等重量的氢氧化钠固体，搅拌，待氢氧化钠完全溶解后，温度升至40~50℃反应1~2.5 h；反应结束后用浓盐酸调节pH在3.0~3.5范围内，待产物充分沉淀后，过滤得到沉淀物，使用70%~80%（v/v）乙醇水溶液反复洗涤（优选3～5次）沉淀物，去除乙醇，干燥，得到取代度为0.5~0.7的羧甲基淀粉；

（2）槲皮素对羧甲基淀粉的共价修饰：将步骤（1）得到的羧甲基淀粉与槲皮素、4-二甲氨基吡啶、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐分别溶解于50~80%（v/v）二甲亚砜水溶液中，将以上四份反应试剂溶液按照比例混合均匀，维持体系pH 6.8~8.5，避光，20~35℃下反应8~16 h，反应结束后加入四倍体积的无水乙醇静置0.5~1 h醇沉，用无水乙醇反复洗涤沉淀，去除副产物和未反应的槲皮素，干燥，即制得双功能新型变性淀粉，该变性淀粉为槲皮素-羧甲基淀粉酯化物。

在本发明的实施方式中，所述原淀粉为玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、蜡质小麦淀粉、马铃薯淀粉、蜡质马铃薯淀粉、甘薯淀粉、木薯淀粉或山药淀粉中的任意一种。