一种高纯度淀粉-多酚“V”型复合物及其制备方法与在提高肠道益生菌中的应用

本发明属于食品，具体涉及一种高纯度淀粉-多酚“v”型复合物及其制备方法与在提高肠道益生菌中的应用。

背景技术：

1、淀粉类食物中的淀粉分子经加热处理后，分子链完全伸展，导致其易于被人体内的消化酶降解，短时间内生成大量葡萄糖，对人体的代谢系统造成负担。长期摄入淀粉类食物易导致体内血糖升高、发生胰岛素抵抗，从而增加患糖尿病等慢性代谢疾病的风险。因此，通过改变淀粉的多尺度结构，降低淀粉在人体消化道中的消化速率和葡萄糖的释放速率，并赋予淀粉类食品新的营养功能具有长远且重要的研究意义和科学价值。近年来，一种新型抗消化淀粉——淀粉-多酚“v型”复合物备受关注。该复合物由淀粉和多酚在疏水相互作用力和氢键作用下，经自组装或外力组装形成，其可进一步演变形成v型结晶。其中，游离的v型复合物在消化过程中可释放出多酚，降低淀粉酶的活性、调控葡萄糖转运蛋白的活性；而v型结晶结构致密，可有效降低消化酶水解速率，进一步降低餐后血糖水平(deng n,deng z,tang c,et al.formation,structure and properties of the starch-polyphenol inclusion complex:a review[j].trends in food science&technology,2021,112:667-675)。有研究表明，淀粉-多酚“v型”复合物可有效抑制romboutsia等有害菌的生长代谢，促进veillonella、butyricicoccus、ruminococcaceae、bifidobacterium等产丙酸和丁酸有益菌的繁殖，实现对机体由高脂膳食引起的血脂紊乱、肝功能代谢异常和氧化应激损伤的改善。(郑波.热挤压3d打印构建大米淀粉-儿茶素复合物的消化性能及抗肥胖机理研究[d].华南理工大学)。此外，淀粉-多酚“v型”复合物还可作为食品添加剂用于改善食品的质地，或作为膳食补充剂提高食品的营养价值。因此，制备淀粉-多酚“v型”复合物将其应用于高品质营养健康食品的创制具有较好的市场前景。

2、然而，由于多酚分子的环状结构和支链淀粉的枝杈结构空间位阻较大，这制约了在食品加工过程中淀粉与多酚的相互作用，使得所得复合物纯度较低，这无疑限制了其在食品工业的应用。纵观目前制备淀粉-多酚“v型”复合物的方法主要集中在微波、高压均质、3d打印以及湿热处理等，但得到的淀粉-多酚“v型”复合物纯度仍然较低；同时空间位阻较大的多酚如阿魏酸、紫檀芪等也较难进入直链淀粉的螺旋空腔形成“v型”复合物。为提高淀粉-多酚“v型”复合物的纯度，本专利首次采用酶法-纳米高压均质联用的方法促进液态体系中多酚与淀粉分子复合。相比于传统的单一制备方法，酶法-纳米高压均质联用的方法一方面利用酶法水解淀粉糖苷键使分子链断裂，大幅度降低空间位阻，另一方面高压均质的机械力及温度的协同作用可有效促进淀粉分子和多酚分子的碰撞、复合。同时，选用的多酚分子为非黄酮类多酚单体，比如白藜芦醇，儿茶素等，也可为其小分子量的二聚集体如原花青素等。目前研究尚未提及本方法，可为淀粉-多酚“v型”复合物的制备提供新方法，以及新型功能食品的创制提供新思路。

技术实现思路

1、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高纯度淀粉-多酚“v”型复合物及其制备方法，从而降低淀粉的消化性能，并使其具有调节肠道菌群的营养功能。

2、本发明的技术方案为：利用普鲁兰酶和α-淀粉酶制备水解淀粉，随后利用高压均质的机械力和温度的协同作用，促进水解淀粉与多酚的复合。

3、一种高纯度淀粉-多酚“v”型复合物的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)淀粉分散液充分糊化后，先后加入普鲁兰酶和α-淀粉酶水解，经后处理得到水解淀粉；

5、(2)将上述水解淀粉分散液糊化后，加入多酚混合，然后经高压均质处理、后处理，得到所述高纯度淀粉-多酚“v”型复合物。

6、优选地，步骤(1)所述淀粉为玉米淀粉，大米淀粉，马铃薯淀粉，豌豆淀粉，高直链玉米淀粉，糯玉米淀粉中的至少一种。

7、优选地，步骤(1)所述淀粉分散液浓度为1-50％，糊化温度为60-150℃，糊化时间为10-120min。

8、上述淀粉分散液的分散系可为水溶液，盐酸溶液或磷酸盐，醋酸盐等缓冲体系。

9、优选地，步骤(1)所述普鲁兰酶添加量为100-600u/g，或100-600npu/g。所述酶添加量是以淀粉干基为基准。

10、优选地，步骤(1)所述普鲁兰酶水解时间为5-24h，水解温度为50-60℃，水解ph为5-7。

11、优选地，步骤(1)所述α-淀粉酶添加量为100-500u/g。所述酶添加量是以淀粉干基为基准。所使用α-淀粉酶为耐高温种。

12、优选地，步骤(1)所述α-淀粉酶水解时间为0.5-12h，水解温度为80-100℃，水解ph为5-7。

13、优选地，步骤(1)所述后处理过程包括终止酶反应，醇沉，离心，干燥，粉碎，过筛。

14、优选地，上述终止酶反应过程中，终止普鲁兰酶反应条件为：加热体系至70-100℃，恒温搅拌5-60min。

15、优选地，上述醇沉过程中，乙醇添加体积为水解淀粉沉淀体积的1-10倍。

16、优选地，上述离心过程中，转速为3000-9000g/min，离心时间为1-30min。

17、优选地，上述干燥过程中，干燥温度为30-60℃，干燥时间为8-24h。

18、优选地，上述过筛的目数为80-300目。

19、优选地，步骤(2)所述水解淀粉分散液浓度为1-20wt％。糊化温度为60-150℃，糊化时间为10-120min。

20、上述水解淀粉分散液的分散系可为水溶液，盐酸溶液或磷酸盐，醋酸盐等缓冲体系。

21、优选地，步骤(2)所述多酚为非黄酮类多酚，可为多酚单体，比如白藜芦醇，花青素，儿茶素等，也可为多酚的小分子量的聚集体，也可为多酚的混合物或粗提物。

22、优选地，步骤(2)所述多酚添加量以水解淀粉干基为基准，多酚与水解淀粉干基的质量比为(1-10)：100。多酚需预先溶解于乙醇中，浓度为1-100mg/ml。

23、优选地，步骤(2)所述水解淀粉分散液与多酚混合温度为30-100℃，混合时间为5-60min。

24、优选地，步骤(2)所述高压均质压力为100-300mpa，均质次数为1-5次。

25、优选地，步骤(2)所述后处理过程包括终止酶反应，醇洗，离心，干燥，粉碎，过筛。

26、优选地，上述终止酶反应过程中，终止α-淀粉酶反应条件为：调节ph至1-4，恒温搅拌5-60min，随后调节ph至6-8。

27、优选地，上述醇洗过程中，乙醇添加量为水解淀粉-多酚混合液体积的0.1-1倍

28、优选地，上述离心过程中，转速为3000-9000g/min，离心时间为1-30min。

29、优选地，上述干燥过程中，干燥温度为30-60℃，干燥时间为8-24h。

30、优选地，上述过筛的目数为80-300目。

31、本发明还提供一种由上述制备方法制备得到的高纯度淀粉-多酚“v”型复合物。

32、本发明还提供一种上述的高纯度淀粉-多酚“v”型复合物在提高肠道益生菌中的应用。

33、与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

34、(1)本发明首先采用普鲁兰酶和α-淀粉酶共同作用，一方面水解α-1,6键，减少淀粉分支结构，显著降低空间位阻，另一方面水解α-1,4键，调整淀粉分子链长度，有利于淀粉-多酚“v”型复合物的生成。随后，在高压均质机械力及温度的共同影响下，淀粉分子与多酚分子进一步复合，淀粉-多酚“v”型复合物含量显著提高。与仅用高压均质制备的淀粉-多酚“v”型复合物相比，双酶与高压均质协同制备的淀粉-多酚“v”型复合物复合物的复合率提高了345％。

35、(2)本发明中的淀粉分子与多酚单体分子以氢键或疏水相互作用力结合，其中以氢键结合的淀粉-多酚复合物在经人体消化酶水解后，会释放出多酚分子。多酚分子一方面具有抗氧化等生物活性，另一方面可抑制消化酶活性，降低淀粉的消化速率。而以疏水相互作用结合的淀粉-多酚“v型”复合物，则可以聚集形成致密的结晶结构，进一步降低消化酶水解速率，降低人体血糖反应。与仅用高压均质制备的淀粉-多酚复合物相比，双酶与高压均质协同制备的淀粉-多酚“v”型复合物的抗消化性提高了398％。

36、(3)本发明的高纯度淀粉-多酚v型复合物可有效调控肠道环境，促进有益菌的生长。与仅用高压均质制备的淀粉-多酚复合物相比，双酶与高压均质协同制备的淀粉-多酚复合物“v”型干预后肠道菌群中的f/b值、乳杆菌丰度和双歧杆菌丰度分别提高了131％，233％和239％。