阅读说明：本技术 解支酶改质淀粉、其制备方法及其于硬空胶囊制造上的应用 (Debranching enzyme modified starch, preparation method thereof and application thereof in hard empty capsule manufacturing ) 是由 张睿展 赵欣怡 李佩瑄 陈威宇 于 2018-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明关于一种经由解支酶(如:异淀粉酶、普鲁兰酶、极限糊精酶(limit dextrinase)等)改质的淀粉材质、其制备方法及其于硬空胶囊制造上的应用。本发明的解支酶改质淀粉材料具有良好的成膜性、膜片强度及凝胶化能力,可应用于在不使用凝结剂和增塑剂的条件下制造硬空胶囊。(The invention relates to starch materials modified by debranching enzyme (such as isoamylase, pullulanase, limit dextrinase and the like), a preparation method thereof and application thereof in hard empty capsule manufacture.)

解支酶改质淀粉、其制备方法及其于硬空胶囊制造上的应用

技术领域

本发明关于一种利用解支酶进行改质而得的改质淀粉，及其制备方法。更特别地，关于一种用于制造硬空胶囊的解支酶改质淀粉、其制备方法及其于硬空胶囊制造上的应用。

背景技术

淀粉是一种便宜且来源广泛的天然材料，其安全性已经过相当长时间的验证。然而，以天然淀粉或化学修饰的淀粉制作胶囊往往存在着胶液黏度过高，以及胶囊强度不足(易脆裂)等问题，故限制了淀粉在硬空胶囊及其它包材上的应用。

现有技术已有尝试通过酵素处理淀粉，意图将获得的改质淀粉浆液应用于空心胶囊的制作。例如，授权公告号为CN 102525995B中国发明专利揭示了一种药用植物空心胶囊的制备方法，包含将经过异淀粉酶部分酶解的葛根粉与增强剂、凝胶剂、增塑剂、助凝剂、分散剂和可食用色素等混合，经脱模后制得成形的植物药用空心胶囊。

授权公告号为CN103830736B中国发明专利揭示了一种淀粉空心胶囊的生产方法，主要是利用一种将淀粉与凝胶剂、增塑剂以及一种选自α-淀粉酶、β-淀粉酶、Y-淀粉酶或异淀粉酶的酶进行反应所获得的低粘淀粉胶液作为原料。该二在先专利虽提及，可将淀粉经过异淀粉酶改质而应用于制造空心胶囊，但并无明确揭示利用解支酶获得较低分枝程度，并且拥有很好凝胶化(gelation)能力的修饰淀粉。

于是本发明尝试利用解支酶降低淀粉的分支程度使淀粉进行改质，以使经解支酵素改质的修饰淀粉获得很好的凝胶化(gelation)能力，以及很好的成膜性和膜片的强度，而可应用于制造用于食品医材相关领域的硬空心胶囊。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于制造硬空胶囊的解支酶改质淀粉、其制备方法及其于硬空胶囊制造上的应用。

于是，本发明的一方面关于一种用于制造硬空胶囊的改质淀粉胶液，所述的改质淀粉为经过将淀粉溶液与淀粉解支酶(debranching enzyme)反应而得，且其具有凝胶化(gelation)能力及增强的胶片强度。

于本发明的一些具体实施方案中，所述的淀粉可包括(但不限定于)天然淀粉及化学改性淀粉。所述的天然淀粉包括任何存在天然谷物或豆类的淀粉，例如(但不限定于)玉米淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、豌豆淀粉及绿豆淀粉等。所述的化学改性淀粉包括任何经过物理及化学制程将天然淀粉驯化，并导入酯类或醚类官能基而改变天然淀粉原有物性所获得的淀粉，例如(但不限定于)蜡质淀粉、羟丙基淀粉、氧化淀粉、羧甲基淀粉及酯化淀粉等。

于本发明的其它具体实施方案中，所述的淀粉淀粉解支酶包括(但不限定于)异淀粉酶、普鲁兰酶、极限糊精酶(limit dextrinase)等。

于本发明的其它具体实施方案中，所述的改质淀粉胶液可进一步包含一增塑剂。

于本发明的另一些具体实施方案中，所述的改质淀粉胶液可进一步包含重量百分比为0％-5％的凝结剂。

本发明的另一方面，关于一种用于制备改质淀粉胶液的方法，其特征在于其包含：将淀粉以水(1:4–1:5wt/wt)充分溶解；加入淀粉解支酶(解支酶使用重量为淀粉重量的0.00001％～5％)，于40-60℃下反应2-3小时；加热至85℃以上以破坏酵素；及降温至40-60℃而获得一改质淀粉胶液。

于本发明的一些具体实施方案中，所述的淀粉解支酶包括(但不限定于)异淀粉酶、普鲁兰酶、极限糊精酶等。

于本发明的一项具体实施方案中，所述的淀粉解支酶为异淀粉酶。

于本发明的另一项具体实施方案中，所述的淀粉解支酶为普鲁兰酶。

本发明的又一方面，关于一种制备硬质空心胶囊的方法，以本发明方法制得的解支酶改质淀粉胶液作为原料。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过解支酶(例如，异淀粉酶及普鲁兰酶)处理淀粉，可得到一种成膜性好、材质强韧的修饰淀粉，亦即，经解支酶改质的淀粉已得到适合做成硬空胶囊的性质。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

于本说明书中所称的“淀粉解支酶”或“解支酶”意指，其功能为特异性分解淀粉结构中的α-1,6糖苷键联(α-1,6glucosidic linkage)，而使经处理的淀粉的分支度(degreeof branching)降低的酵素。本发明使用的淀粉解支酶实例可包括(但不限定于)异淀粉酶、普鲁兰酶、极限糊精酶(limit dextrinase)等。

本发明的“解支酶改质淀粉”其分支化度降低约30％-100％，经改质的淀粉不仅黏度明显降低，且拥有很好的凝胶化(gelation)能力，故在生产胶囊及其它运用中，可以不需要额外添加凝集剂。

本发明的其它特色及优点将于下列实施范例中被进一步举例与说明，而该实施范例仅作为辅助说明，并非用于限制本发明的范围。

实施例一、制备经异淀粉酶改质的改质淀粉胶液

称取淀粉100克，以500克的85℃纯水充分溶解，之后将淀粉溶液降温至40-60℃。于所成的淀粉溶液中加入0.1U～20000U的异淀粉酶，于40-60℃下反应2小时。将反应混合物加热至高温(约85℃以上)以破坏酵素并终止反应。将反应混合物再次降温至40-60℃，而完成改质淀粉胶液(一)。

实施例二、制备经普鲁兰酶改质的改质淀粉胶液

称取淀粉100克，以500克的85℃纯水充分溶解，之后将淀粉溶液降温至40-60℃。于所成的淀粉溶液中加入0.1U～20000U的普鲁兰酶，于40-60℃下反应2小时。将反应混合物加热至高温(约85℃以上)以破坏酵素并终止反应。将反应混合物再次降温至40-60℃，而完成改质淀粉胶液(二)。

实施例三、制备经普鲁兰酶改质的改质淀粉胶液

称取淀粉100克，以500克的85℃纯水充分溶解，之后将淀粉溶液降温至40-60℃。于所成的淀粉溶液中加入0.1U～20000U的普鲁兰酶，于40-60℃下反应2小时。将反应混合物加热至高温(约85℃以上)以破坏酵素并终止反应。将反应混合物再次降温至40-60℃。之后再将重量百分比为0.05％～5％的鹿角菜胶及重量百分比为0.01％～5％的氯化钾加入，而完成改质淀粉胶液(三)。

实施例四、修饰淀粉胶液的黏度测试及成胶性质评估

本实施例使用Brookfield的黏度计(VTE250 1/2RV)，在胶液温度为60℃的情况下量测其黏度。另外，亦制备无经过酵素处理的比较例淀粉胶液(一)，及以α-淀粉酶改质的比较例淀粉胶液(二)。

比较例淀粉胶液(一)的制备如下：秤取淀粉100克，以500g的高温纯水(85℃)充分溶解，溶解完毕后将溶液降温至40-60℃，完成淀粉胶液。

比较例淀粉胶液(二)的制备如下：秤取淀粉100克，以500克的85℃纯水伴随搅拌至充分溶解，之后将淀粉溶液降温至40-60℃。于所成的淀粉溶液中加入α-淀粉酶(α-amylase，0.1U～20000U)，于40-60℃下反应2小时。将反应混合物加热至高温(约85℃以上)以破坏酵素并终止反应。将反应混合物再次降温至40-60℃，完成淀粉胶液。

下表1列示本发明的修饰淀粉胶液(一)、(二)、(三)与比较例淀粉胶液(一)、(二)的黏度测试流动性比较结果。

表1.淀粉胶液的黏度及流动性比较

	固体含量(％)	胶液黏度(cps)	胶液流动性
				改质淀粉胶液(一)	15.00	1000-5000	O
改质淀粉胶液(二)	15.00	1000-5000	O
				改质淀粉胶液(三)	15.00	1000-5000	O
比较例淀粉胶液(一)	15.00	2000-10000	X
				比较例淀粉胶液(二)	15.00	500-2000	O

O:代表胶液流动性好，适合胶囊制作；

X:代表胶液流动性不好，不适合胶囊制作

由以上表1的结果显示，比较例淀粉胶液(一)为通过一般淀粉(无酵素处理)做成的胶液，其胶液黏度过高且胶液流动性不好，故不适合作为硬胶囊的生产材质。而本发明经由异淀粉酶及普鲁兰酶等解支酶处理的改质淀粉做成的胶液，其胶液黏度明显降低，且胶液流动性良好，很适合用于作为制作硬空胶囊的材料。

进一步评估以本发明的解支酶改质淀粉胶液，以及比较例淀粉胶液所制成的胶囊的胶囊强度。评估方法如下：将以各种胶液为材料，并用胶囊模具蘸模法制备得的胶囊，取样品50粒，平铺于铁盘中，于19～27℃下静置24小时。之后，将样品取出，立即置入立在木板上的玻璃管内，将圆柱砝码底端(20克)与玻璃管的标线对齐后，由高度20cm自由落下，检视胶囊是否脆裂。记录发生脆裂的胶囊颗数。结果如下表2。

表2.胶囊强度比较

	胶囊强度
		修饰淀粉胶液(一)	O(脆裂颗数<5)
修饰淀粉胶液(二)	O(脆裂颗数<5)
		修饰淀粉胶液(三)	O(脆裂颗数<5)
比较例淀粉胶液(一)	X(脆裂颗数>10)
		比较例淀粉胶液(二)	X(脆裂颗数>10)

O:代表胶囊壳强韧，不会脆裂；

X:代表胶囊壳易脆裂

比较例淀粉胶液(二)为以经由α-淀粉酶(α-amylase)处理的淀粉做成的胶液，其淀粉溶液的黏度虽然有下降，胶液流动性好，但由表2的结果显示，以其作成的胶囊容易脆裂，材质本身的成膜性也不好。反观以本发明使用解支酶(专门分解α-1,6glucosidiclinkages)处理而得的改质淀粉胶液，不仅黏度降低、流动性好，且所制成的胶囊具有良好强度与韧性，不易脆裂。

综合上述，本发明首先揭示了利用解枝酶(例如异淀粉酶(isoamylase)及普鲁兰酶(pullulanase))来处理、改质淀粉，并经实验证实已可得到一种成膜性好、胶囊材质强韧的修饰淀粉胶液，很适合应用于硬空心胶囊的制作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。