阅读说明：本技术 一种降低大米淀粉gi值的加工方法 (Processing method for reducing GI value of rice starch ) 是由 陈玲 曾茜茜 郑波 何海 李晓玺 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种降低大米淀粉GI值的加工方法。所述方法包括以下步骤：(1)将20质量份大米淀粉和0.5～2质量份瓜尔豆胶或卡拉胶混合均匀,得到复配粉；(2)调节复配粉的水分含量,然后在80～90℃下挤压处理,将挤压所得产物在30～60℃下干燥8～24h,粉碎,过筛,得到GI值较低的大米淀粉-非淀粉多糖复合物。本发明综合了挤压处理,热风干燥和非淀粉多糖添加剂的优势,能将挤压淀粉的RS含量从14.5％增加到67.5％,PGI值从82.3降到61.8。(The invention discloses a processing method for reducing GI value of rice starch. The method comprises the following steps: (1) uniformly mixing 20 parts by mass of rice starch and 0.5-2 parts by mass of guar gum or carrageenan to obtain compound powder; (2) adjusting the water content of the compound powder, then carrying out extrusion treatment at 80-90 ℃, drying the product obtained by extrusion at 30-60 ℃ for 8-24 h, crushing, and sieving to obtain the rice starch-non-starch polysaccharide compound with a lower GI value. The invention combines the advantages of extrusion treatment, hot air drying and non-starch polysaccharide additive, can increase the RS content of the extruded starch from 14.5 percent to 67.5 percent, and reduce the PGI value from 82.3 to 61.8.)

一种降低大米淀粉GI值的加工方法

技术领域

本发明属于食品技术领域，具体涉及一种降低大米淀粉GI值的加工方法。

背景技术

随着经济的发展及生活水平的不断提高，人们的膳食营养构成和常见的临床疾病均发生了很大的变化。淀粉作为食品三大营养组分之一，在人类膳食中占很大的比重，不仅能提供人类生存所必须的能量物质，而且还可调控人体糖代谢、脂质代谢、肠道微生物多样性等生理功能，进而影响人类的健康。淀粉进入人体后，在消化道各种酶的参与下，被水解成葡萄糖，最后在小肠中吸收，为人体供能。根据其在人体中消化速率的不同，淀粉主要可被分为快消化淀粉、慢消化淀粉以及抗消化淀粉三类，且多为快消化淀粉，容易被人体消化吸收进而产生高的血糖反应，这与现代营养健康观念不相符合。因此，通过不同的加工方式或物性修饰来改变淀粉的多尺度结构，进而调控其在人体胃肠道的消化、吸收和代谢提高其营养功能具有重要的应用价值。

血糖指数(GI)和抗消化淀粉(RS)含量是表征淀粉消化速率的两个重要指标。其中GI值可以反映摄入的食物引起人体血糖的升高程度。高GI食物在胃肠道中消化速率快，短时间内能产生大量葡萄糖。而低GI食物在胃肠道内消化吸收慢，停留时间长，缓慢地产生葡萄糖。据报道，长期摄入低GI食物可降低心脏病，糖尿病和某些癌症的发病率和患病率(Hyun-JungChung,Dong-HoonShin,et al.In vitro starch digestibility andestimated glycemic index of chemically modified corn starches[J].FoodResearch International,2008,6(41):579-585)。但是，准确测量GI值需要大量动物学试验和人体试验，耗时长且成本高。在1999年，Englyst等人(K.Englyst,H.Englyst,etal.Rapidly available glucose in foods:an in vitro measurement that reflectsthe glycemic response[J].American Journal of Clinical Nutrition,1999,69:448-454.)发现血糖反应和快速可用葡萄糖(RAG)之间具有显著相关性，这意味着可以通过体外测量食物中的RAG含量来反映体内的血糖反应。目前，此方法在国内外被广泛采用。相关研究也多以体外消化实验测得的预测血糖浓度(PGI)来表征淀粉在人体内的消化吸收速率。RS是指淀粉中不能被小肠消化但能在大肠中发酵的那部分淀粉，RS消化速率低，能抵抗小肠中消化酶的降解作用。

目前，修饰淀粉结构的方法主要包括化学法、物理法、生物法和复合法。其中绿色环保的物理法备受大众青睐。物理改性方法中，高压、常压蒸煮、挤压等技术都能改变淀粉的消化速率，从而降低淀粉的GI值。其中挤压技术是集物料的混合、均质、熟化、成型等多个单元操作于一体的物理改性技术，淀粉在随螺杆转动而向前移动的同时受到高压、高温和高剪切的综合作用，相比于其他物理加工技术，挤压对淀粉具有更强的作用力，对淀粉的多尺度结构影响更大。

淀粉经挤压处理后，分子链暴露，淀粉发生糊化和降解，单一使用挤压技术，往往会促进淀粉消化，对淀粉消化速率的降低程度有限。不少研究者通过添加亲水性胶体、面粉、大豆油等来大幅度改善淀粉的消化速率。但是使用单一或复合的添加剂+挤压技术，对淀粉结构改变有限。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种降低大米淀粉GI值的加工方法。所述方法包括添加非淀粉多糖(瓜尔豆胶，卡拉胶)，挤压处理和热风干燥。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种降低大米淀粉GI值的加工方法，包括以下步骤：

(1)将20质量份大米淀粉和0.5～2质量份瓜尔豆胶或卡拉胶混合均匀，得到复配粉；

(2)调节复配粉的水分含量，然后在80～90℃下挤压处理，将挤压所得产物在30～60℃下干燥8～24h，粉碎，过筛，得到GI值较低的大米淀粉-非淀粉多糖复合物。

步骤(1)所述瓜尔豆胶或卡拉胶的加入量为1～2质量份。所述瓜尔豆胶或卡拉胶的质量份是以大米淀粉干基为基准。

步骤(2)所述复配粉的水分质量含量为40～45％。

步骤(2)所述挤压处理的转速为150～250r/min。所述挤压处理采用挤压机进行，优选为挤出机，更优选为微型挤出机。

步骤(2)所述挤压的温度为85～90℃。

步骤(2)所述干燥的温度为30～40℃，时间为24小时。

步骤(2)所述过筛的目数为100～200目。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)本发明综合了挤压处理、低温热风干燥和非淀粉多糖添加剂的优势，克服了单一技术的局限性，非淀粉多糖+挤压处理+低温热风干燥效果显著，能将挤压淀粉的RS含量从14.5％增加到67.5％，PGI从82.3降到61.8。

(2)本发明运用挤压技术，得利于其独特的机械构造，样品在腔体内会经历高压、高温和高剪切等的综合作用，使得淀粉糊化程度更高，链段伸展更为充分。游离出的分子链易被添加的瓜尔豆胶和卡拉胶包埋缠绕，形成复合物。

(3)本发明运用热风干燥技术，一方面可以干燥样品，另一方面淀粉类样品在高水分和中低温的环境下，容易回生，重排形成有序结晶，使得淀粉酶抵抗性增强，血糖反应降低。

(4)本发明使用分支结构简单的瓜尔豆胶和卡拉胶，其中卡拉胶更为线性链结构，对挤出大米淀粉GI值调控能力更强。卡拉胶可提高RC 41.1％-53％，降低PGI 14.4-19.2，瓜尔豆胶可以提高RC 27.5-46.4％％，降低PGI 18-20.5，而分支结构复杂的果胶最高能将RC提高38.1％，PGI降低12。

附图说明

图1为对比例1中挤出大米淀粉样品的SEM图。

图2为实施例1中挤出大米淀粉-瓜尔豆胶复合物的SEM图。

图3为实施例2中挤出大米淀粉-瓜尔豆胶复合物的SEM图。

图4为实施例3中挤出大米淀粉-瓜尔豆胶复合物的SEM图。

图5为实施例4中挤出大米淀粉-瓜尔豆胶复合物的SEM图。

图6为实施例5中挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的SEM图。

图7为实施例6中挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的SEM图。

图8为实施例7中挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的SEM图。

图9为实施例8中挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的SEM图。

图10为对比例6中挤出大米淀粉-果胶复合物(加入0.5份果胶)的SEM图。

图11为对比例6中挤出大米淀粉-果胶复合物(加入1份果胶)的SEM图。

图12为对比例6中挤出大米淀粉-果胶复合物(加入1.5份果胶)的SEM图。

图13为对比例6中挤出大米淀粉-果胶复合物(加入2份果胶)的SEM图。

图14为对比例7中挤出前大米淀粉-非淀粉多糖混合物的样品图。

图15为对比例7中挤出后的大米淀粉-非淀粉多糖复合物样品图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本申请实施例和对比例中所述过筛的目数均为100目；所述RDS、SDS、RS、RC、PGI分别为快消化淀粉、慢消化淀粉、抗消化淀粉、抗消化成分和预测血糖指数；所述Pe、Gg、Cg分别为果胶、瓜尔豆胶和卡拉胶；所述份数均指质量份；水分含量均指质量含量；所述挤压处理均采用微型挤出机(型号为Hakke MiniLabⅡ，德国Thermo Fisher公司)进行。

本申请实施例和对比例中所述消化性能及相对结晶度的测试均按照本领域中的常规方法进行，其中相对结晶度采用XRD测试方法进行测试。

实施例1

按质量分数称取20份大米淀粉，0.5份瓜尔豆胶(2.5％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表1所示。

表1 挤出大米淀粉-瓜尔豆胶复合物的消化性能

实施例2

按质量分数称取20份大米淀粉，1份瓜尔豆胶(5％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表2所示。

表2 挤出大米淀粉-瓜尔豆胶复合物的消化性能

实施例3

按质量分数称取20份大米淀粉，1.5份瓜尔豆胶(7.5％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表3所示。

表3 挤出大米淀粉-瓜尔豆胶复合物的消化性能

实施例4

按质量分数称取20份大米淀粉，2份瓜尔豆胶(10％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表4所示。

表4 挤出大米淀粉-瓜尔豆胶复合物的消化性能

实施例5

按质量分数称取20份大米淀粉，0.5份卡拉胶(2.5％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表5所示。

表5 挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的消化性能

实施例6

按质量分数称取20份大米淀粉，1份卡拉胶(5％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表6所示。

表6 挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的消化性能

实施例7

按质量分数称取20份大米淀粉，1.5份卡拉胶(7.5％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表7所示。

表7 挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的消化性能

实施例8

按质量分数称取20份大米淀粉，2份卡拉胶(10％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表8所示。

表8 挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的消化性能

实施例9

按质量分数称取20份大米淀粉，0.5份卡拉胶(2.5％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为.150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于30℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表9所示。

表9 挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的消化性能

实施例10

按质量分数称取20份大米淀粉，2份卡拉胶(10％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为90℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘8小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表10所示。

表10 挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的消化性能

对比例1

称取20份大米淀粉，调配大米淀粉的水分含量至40％。然后在40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表11所示。

表11 大米淀粉的消化性能

对比例2

称取20份大米淀粉，再调配大米淀粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表12所示。

表12 挤出大米淀粉的消化性能

对比例3

称取20份大米淀粉，再调配大米淀粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为100r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表13所示。

表13 挤出大米淀粉的消化性能

对比例4

称取20份大米淀粉，再调配大米淀粉的水分含量至40％，在挤压温度为95℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表14所示。

表14 挤出大米淀粉的消化性能

对比例5

按质量分数称取20份大米淀粉，0.5份瓜尔豆胶(2.5％，，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于70℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表15所示。

表15 挤出大米淀粉-卡拉胶复合物的消化性能

对比例6

按质量分数分别称取4组20份大米淀粉，分别与0.5、1、1.5和2份果胶(2.5％、5％、7.5％、10％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％，在挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min的条件下进行挤压处理。然后将挤压处理后的产物于40℃的烘箱中烘24小时。最后将干燥后的样品粉碎，过100目筛，测量其消化性能。结果如表16所示。

表16 挤出大米淀粉-果胶复合物的消化性能

对比例7

按质量分数称取2组20份大米淀粉，分别与2.5份瓜尔豆胶和2.5份卡拉胶(12.5％，以大米淀粉干基为基准)配成复配粉，并混合均匀。再调配复配粉的水分含量至40％。结果如图14、15所示，发现复配粉搅拌不均匀，结块现象明显，可能是亲水性胶体添加过多，水分竞争力更强，水分易与卡拉胶和瓜尔豆胶结合，体系中就出现大结块现象。挤压处理后(挤压温度为85℃，螺杆转速为150r/min)，淀粉团又黏又硬，难以从挤压机中挤出。

表17为挤出大米淀粉及挤出大米淀粉-非淀粉多糖复合物的相对结晶度。

表17 挤出大米淀粉及挤出大米淀粉-非淀粉多糖复合物的相对结晶度

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。