专利名称：一种耐温树枝状慢消化淀粉的生物合成方法随着社会结构的变化、生活节奏的加快、饮食习惯和食物构成改变及社会老龄化， 人类疾病谱发生了很大转变，慢性疾病，如糖尿病、心血管疾病、肥胖症、高脂血症、高血压 等胰岛素抵抗相关疾病比例不断上升，已成为目前全球性重大的公共卫生问题。预防上述 疾病发生的关键在于科学合理的膳食结构。慢消化淀粉(slowly digestible starch, SDS)是指那些在小肠中被完全消化吸 收但速度较慢的淀粉。根据淀粉生物可利用性分类，可将其定义为在体外模拟消化条件下 20 120min内被混酶(胰a -淀粉酶、糖化酶与转化酶)消化的淀粉营养片断。作为一 种新型的功能性食品，SDS食用后缓慢消化吸收、持续释放能量、维持餐后血糖稳态，同时可 以预防和治疗各种与饮食相关慢性疾病(如肥胖、糖尿病、糖原累积症及代谢综合症)，因 而日益成为食品科学和现代营养学领域的一个研究热点。目前，SDS的研究机构主要集中 在欧美国家，相关报道仅局限于制备方法与生理功能研究，国内在此领域研究并不多见。而 且SDS制备方法主要采用糊化淀粉重结晶处理形成物理态SDS,该产品在一定加工条件下 易发生转变，热稳定性差；利用新型淀粉酶的水解/转苷作用修饰淀粉分子链合成化学态 的耐温树枝状SDS，该产品可以满足食品的加工操作及营养保持的需求，作为一种新型的功 能性食品辅料具有广阔的市场应用价值。
本发明的目的在于提供一种营养价值高、保健功能好、血糖生成指数低的耐温树 枝状慢消化淀粉的生物合成方法。本发明的技术方案一种耐温树枝状慢消化淀粉的生物合成方法，以淀粉为原料， 利用3 “淀粉酶、麦芽糖转葡糖基酶、麦芽糖基淀粉酶、分支淀粉酶、转葡糖苷酶的生物催 化转化技术，通过多酶协同水解_转苷修饰重组淀粉分子链，从而获得耐温树枝状慢消化 淀粉；工艺为A)称取lg原料淀粉配成质量浓度为-50%的淀粉乳溶液，然后在温度 80-10(TC下蒸煮处理2-30min，使其完全糊化；B)待淀粉糊冷却至室温，添加10_50mL pH 4. 0-7. 0的醋酸钠缓冲液与 100-5000U/g底物的混合酶液，混合酶液选用3 -淀粉酶、麦芽糖转葡糖基酶、麦芽糖基淀 粉酶、分支淀粉酶、转葡糖苷酶，任选二种酶组成，二种酶的配比为体积比1 1 1 100;C)在温度30-90°C，pH 4. 0-7. 0,不断搅拌恒温反应l_24h ；D)灭酶处理后样品液采用截留分子量为500-1000Da的膜超滤处理，然后将所得 产品干燥、粉碎即得到耐温树枝状慢消化淀粉。利用酶的生物催化转化技术，通过多酶协同水解-转苷修饰来调控设计淀粉分子 链结构，并获得含量超过60%的耐温树枝状慢消化淀粉。原料淀粉选用玉米淀粉、小麦淀粉、稻米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、 绿豆淀粉、鹰嘴豆淀粉、高粱淀粉、西米淀粉或芭蕉芋淀粉。耐温树枝状慢消化淀粉分支密度为10% 40%，高温蒸煮处理耐温树枝状慢消化淀粉含量基本无变化。用所述方法合成的耐温树枝状慢消化淀粉的应用用于作为功能性原辅料开发低 血糖健康食品、能量缓释食品、营养因子靶向控释载体材料等。上述冷却、灭酶、干燥、粉碎等是当前食品加工领域的通用技术。采用爱尔兰Megazyme公司产的全淀粉分析套件按照Englyst法测定耐温树枝状 慢消化淀粉的含量，所获得产品SDS含量>60%，分支密度为10% 40%，并且高温蒸煮处 理后SDS含量基本无变化。树枝状淀粉的分支密度(branch density)由分子链精细结构中a-l，6糖苷键的 比例来表示，在1H NMR图谱上化学位移为5. 4ppm与5. Oppm的峰值分别定义a _1，4糖苷 键与a-l，6糖苷键的数量。本发明的有益效果1、本发明的原料采用国内市场上普通的谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉及其它植 物来源的淀粉，原料来源广、不受产地和季节的限制。2、以淀粉为原料，采用本发明的酶法合成工艺处理，有效提高耐温慢消化淀粉的 含量，保证产品加工性能佳、营养价值高、成本明显下降；同时本发明采用清洁生产工艺，成 本相对较低，对环境基本无污染。3、本发明以新型淀粉酶水解_转苷作用获得含量超过60%的耐温树枝状慢消化 淀粉，产品质量好，高温加工处理后SDS基本无变化，而现有技术制备的产品收率低，热稳 定性差，难以实现商品化。4、本发明技术的使用实现了连续化生产，工序简单，易于自动控制。5、本发明开发的产品消化后持续释放能量，可维持餐后血糖稳态，防止发生胰岛 素抵抗，属于高营养价值的新型变性淀粉，可以用来开发糖尿病人专用快餐棒、运动员专用 食品、功能因子靶向控释包衣材料等，有较高的科技附加值，拥有广阔的潜在市场，具有较 高的社会效益和经济效益。具体实施方案实施例1称取lg蜡质玉米淀粉配成浓度为20%的淀粉乳溶液，然后在温度80°C下蒸煮 处理30min，使其完全糊化；待淀粉糊冷却至室温，添加26mL pH 5. 5的醋酸钠缓冲液与 1000U/g底物的新型淀粉酶混合液，其中混酶液由淀粉酶与转葡糖苷酶(体积比1 1) 组成；在55°C条件下不断搅拌恒温反应10h ；灭酶处理后采用截留分子量为650Da的膜超 滤处理，然后将所得产品干燥、粉碎即得到耐温树枝状慢消化淀粉，经测定SDS含量78%， 分支密度为35%，并且高温蒸煮处理后SDS含量基本无变化。实施例2称取lg马铃薯淀粉配成浓度为的淀粉乳溶液，然后在温度100°C下蒸煮处理 5min，使其完全糊化；待淀粉糊冷却至室温，添加10mL pH 4. 5的醋酸钠缓冲液与500U/g底 物的新型淀粉酶混合液，其中混酶液由分支淀粉酶与麦芽糖基淀粉酶(体积比1 10)组 成；在35°C条件下不断搅拌恒温反应24h ；灭酶处理后样品液采用截留分子量为500Da的 膜超滤处理，然后将所得产品干燥、粉碎即得到耐温树枝状慢消化淀粉。经测定SDS含量 65 %，耐温树枝状慢消化淀粉分支密度为19 %，高温蒸煮处理耐温树枝状慢消化淀粉含量 基本无变化。实施例3称取lg籼米淀粉配成浓度为40%的淀粉乳溶液，然后在温度90°C下蒸煮处理 15min,使其完全糊化；待淀粉糊冷却至室温，添加50mLpH 7. 0的醋酸钠缓冲液与4500U/ g底物的新型淀粉酶混合液，其中混酶液由麦芽糖基淀粉酶与麦芽糖转葡糖基酶(体积比 1 90)组成；在90°C条件下不断搅拌恒温反应1.5h;灭酶处理后样品液采用截留分子量 为lOOODa的膜超滤处理，然后将所得产品干燥、粉碎即得到耐温树枝状慢消化淀粉。经测 定SDS含量71 %，耐温树枝状慢消化淀粉分支密度为24%，高温蒸煮处理耐温树枝状慢消 化淀粉含量基本无变化。

一种耐温树枝状慢消化淀粉的生物合成方法，属于非化学改性淀粉技术领域。本发明利用β-淀粉酶、麦芽糖转葡糖基酶、麦芽糖基淀粉酶、分支淀粉酶、转葡糖苷酶的生物催化转化技术，将不同来源的商业化淀粉，如玉米淀粉、小麦淀粉、稻米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、绿豆淀粉、鹰嘴豆淀粉、高梁淀粉、西米淀粉及芭蕉芋淀粉等，以新型水解-转苷淀粉酶协同修饰重组淀粉分子链，从而获得具有慢消化特性的耐温树枝状淀粉。本发明得到的耐温树枝状慢消化淀粉可作为功能性原辅料开发低血糖健康食品、能量缓释食品、营养因子靶向控释载体材料等。