CN1918182B - 可缓慢消化的淀粉产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种淀粉产品，其形式是食品配料或涉及食品本身，该淀粉产品是自至少部分地无定形的状态通过目的性的预处理而得到的，呈部分结晶的网状结构，并具有低的溶胀程度，由此可将其在消化过程中的水解速率调节为较低的，特别是近似恒定的值。

Description

可缓慢消化的淀粉产品

本发明涉及淀粉产品，其以食品配料(food ingredient)的形式存在或本身即为食品，该淀粉产品是自至少是部分地非定形的状态，经过特定的预处理(conditioning)而得到的，其以部分结晶的网状结构存在并具有较低的溶胀度(swelling capacity)，由此可以将该淀粉产品在消化过程中的水解速率调为较低的值，特别地，可使其维持近似恒定。

在含淀粉食品的生产中，淀粉在大部分情况下被加工到这样的程度，使其被极快的消化并在该过程中转化成葡萄糖。这样会造成血糖水平快速上升(糖过高(oversugar))，然后很快发生过大的下降(糖过低(undersugar))。这样的食品具有高的升糖指数(glycemic index，GI)。近来大量的研究表明高GI的食品是导致糖尿病、肥胖和心血管疾病的重要原因之一。世界卫生组织(WHO)认为在食品包装上注明GI值是有助于切实地预防上述疾病的手段之一。因此，就产生了对于具有降低的GI，即缓慢消化的含淀粉食品的需求。在这一点上，设想中最理想的食品，其水解是经时恒定的(constantovertime)，其中在代谢过程中每经过单位的时间精确地释放一定量的葡萄糖。这种食品尤其对于糖尿病患者是极为理想的。生的(uncooked)，即天然的玉米淀粉目前是用于糖尿病人的最佳解决方案(WO 95/24906)，其消化相对较慢。但是一方面，水浆状的天然玉米淀粉食用起来没有吸引力；另一方面，其经时(over time)稳定地常率释放葡萄糖的能力是有限的。US6815433提出了一种改进方案，其中使用粘合剂将玉米淀粉造粒形成团块(agglomerates)，以进一步降低水解速率并使其尽可能保持恒定。基于天然玉米淀粉的解决方案的缺点之一是其热稳定性有限。

其他形式的可缓慢消化淀粉还包括抗性淀粉(resistant starch)(例如HighCom，Novelose，ActiStar，CrystaLean)。这些淀粉具有高的结晶比率，而且可以在小肠中消化50％。剩下的部分在大肠中发酵。可以在小肠中消化的部分基本上都被很快地消化，因此，抗性淀粉用作降低GI的食品添加剂的意义是有限的。

WO 2004/066955A2描述了其他一些可缓慢消化淀粉。这些淀粉是这样得到的：将含大约5％的淀粉的水悬浊液糊化，然后用α-淀粉酶处理之。然后使淀粉沉淀，在此过程中此淀粉可以获得高的结晶百分比。根据本公开，这些淀粉的消化行为处于抗性淀粉和未处理的天然淀粉之间。

US 2003/0219520A1和US 2003/0215562A1描述了其他一些可缓慢消化淀粉。在这里，具有低的直链淀粉含量或高一些的直链淀粉含量的淀粉也被糊化并且用分枝酶(异淀粉酶，支链淀粉酶)分枝到至少90％，含水量超过70％。然后使淀粉沉淀，收得的淀粉具有高结晶比率，可以降低消化速率。这些淀粉的消化行为同样也处于抗性淀粉和未处理的天然淀粉之间。

上面引用的专利申请中描述的解决方案的不足之处在于昂贵和麻烦的多步骤工艺(糊化，酶反应，其中需要10小时以上去分枝，离心，净化，喷雾干燥)。另外，这些沉淀产物的高结晶度使得它们的消化行为类似于抗性淀粉，即使它们总体上可在小肠中消化的部分要大一些。50％的部分被很快地消化，类似具有很高的GI的白面包；而只有大约20-30％是缓慢消化的。其余的部分在大肠中发酵。由于上述解决方案可能被用作食品添加剂，因此只有一部分淀粉能被替换，而且，即使添加的比例(percentage)很高，所能达到的GI的降低也是有限的。

于是，本发明的目的是通过简单的方法提供缓慢消化的淀粉产品，该产品可具有很多水解特性，特别是低水解速率和在尽可能长的期间保持稳定的水解速率，其中热稳定性对于食品制备过程中水介质的热负荷(load)而言是足够的。

本发明涉及均一的，缓慢消化的淀粉产品，通过涉及配方和方法的手段，可以在较宽的范围内调节其水解速率。特别地，令人惊奇地发现，所得淀粉产品可以具有低的，并且必要时可以是恒定的水解速率，由此使得葡萄糖的延长的、恒定的释放成为可能。这样，就可以对血糖水平施加有利的影响，避免糖过高和糖过低，并提供持久的葡萄糖形式的能量供应。

该淀粉产品的上述有利性质是这样获得的，第一步，至少部分地糊化或者至少部分地塑化该淀粉产品的淀粉。在糊化过程中，淀粉颗粒的部分结晶的结构在此被转化成无定形的结构，在其中该颗粒作为实体而保留，而在塑化(plasticizing)过程中该颗粒也消失。然后进行预处理，预处理伴随着重结晶和网状结构或凝胶的形成。这里又会形成部分结晶的结构，但它可以由相关参数所限定，而且具有和天然淀粉的部分结晶结构相比更高的热稳定性。在此发现，淀粉酶抑制的水平，以及，相应地，水解速率降低的水平，会随着网状结构形成的范围的扩大，即网状结构密度的升高而上升。使用短链的直链淀粉(SCA)时，获得了特别有利的结构，而且这些结构的形成速度也可以大大加快。形成的网状结构限制了淀粉产品的溶胀度，从而在消化过程中限制将要水合的淀粉酶的进入。这样，相比于水解极快的无定形状态，消化速度可以大大降低，其产生很快的水解。构成网状结构(network)中连接点的微晶是缓慢消化到不能消化的。这里，将小肠中不可消化的部分由抗性淀粉(RS)组成。微晶中可消化的部分以及具有有限的溶胀度的无定形相则由有利的可缓慢消化淀粉组成，其包括了所述淀粉产品的大部分。可以利用网状结构的参数来调节可缓慢消化淀粉相对于RS的比例，特别是可以在低比例的RS下得到极高比例的可缓慢消化的淀粉，并且，得到的淀粉产品中可以不含可快速消化的淀粉的部分。因此，任何水解速度全部都可以调节到介于下面两者之间：大多数预制的淀粉产品所遇到的非定形淀粉的非常快速而不利的水解，和具有最小水解速度的水解。

对于WO 2004/066955A2，US 2003/0219520A1和US 2003/0215562，区别主要在于水解特性是通过具有有限的溶胀度的网状结构的参数来调节的，网状结构具有一小部分结晶(大概1-50％)，以连接该网状结构的微晶形式存在，在现有技术中微晶(大约40-70％)在沉淀后主要是非相互交联的，并且水解特性是由微晶(可缓慢消化的部分)的变化的完整性(perfection)水平以及一部分自由可及(accessible)的无定形淀粉(可快速消化的部分)所决定的。

例如，所述淀粉产品可以是粉，并以此形式用作食品添加剂用于降低总的水解速度或升糖(glycemic)指数(防止糖过高(oversugar))并确保持续的葡萄糖供应(防止糖过低(undersugar))。另一方面，该淀粉产品还可以是以片剂形式吸收，或本身作为一种食品，例如点心，而被食用。

基础淀粉(Basic Starch)

可缓慢消化的淀粉产品可以从任何淀粉(基础淀粉)或淀粉的混合物制得，例如，玉米，小麦，马铃薯，木薯(tapioca)，稻，西谷米(sago)，豌豆(pea)淀粉，等等。这里淀粉包括较狭意义上的淀粉，以及面粉和粗粒面粉(semolina)。淀粉可以通过化学的、酶的、物理的或遗传的方式来改变。淀粉的直链淀粉含量可以从0(糯性谷物(waxy)淀粉)到接近100％(高直链淀粉)。优选具有良好结晶性质的淀粉。这些淀粉包括：支链淀粉A侧链具有＞10，优选＞12，最优选＞14的链长的淀粉；和/或直链淀粉含量＞20，优选＞30，最优选＞50的淀粉，和/或经过改性具有了改善的结晶性质的淀粉，例如酸水解和/或酶水解的淀粉，例如轻沸(thin boiling)淀粉和部分去分枝(debranched)的淀粉。这些淀粉可以在非糊化的状态、部分到完全糊化的状态，或部分到完全塑化的状态下使用。

短链直链淀粉(SCA)

进一步地使用具有＜300，优选＜100，更优选＜70，最优选＜50的聚合度的短链直链淀粉(SCA)是有利的。例如，可以使用淀粉酶或支链淀粉酶从直链淀粉获得SCA。使用SCA，就可以获得特别有利的可缓慢消化的淀粉产品，尤其是可以切实地加快有利的网状结构的形成，由此使工艺过程更加容易和节省成本。另外，增加了热稳定性。SCA一方面通过形成混合微晶而在基础淀粉中诱导结晶性，另一方面提高网状结构的密度，藉此降低溶胀度，并由此降低水解速度。为了实现这些有利效果，关键是形成如同分子分散的基础淀粉和SCA的混合物。这是通过下面的手段实现的：将SCA，例如以其溶液形式，与至少部分地糊化的基础淀粉混合；或者在基础淀粉的预制(preparation)过程中，加入无定形状态例如喷雾干燥的SCA，或加入部分结晶状态的SCA，然后使其溶解；或者在基础淀粉的预制过程中，通过使用去分枝酶直接从基础淀粉中获得SCA。用其他淀粉酶例如α淀粉酶处理基础淀粉也能获得类似的有利效果。这样可以降低分子量并提高可结晶性。另外，在没有SCA就不能形成网状结构的条件下-例如在低含水量和低温下，此时基础淀粉以无定形的、准凝结(quasi-frozen)的状态存在-使用SCA时，也可以得到网状结构。SCA相对于总淀粉的较佳比例，以％w/w计，为1-95，优选2-70，更优选3-60，最优选4-50。

工艺条件

为生产可缓慢消化的淀粉产品，在第一步中使基础淀粉至少部分地糊化(gelatinized)状态或至少部分地塑化(plasticized)状态。在此状态下，SCA如同以分子分散于基础淀粉中是有利的。这可以通过已知的蒸煮(cooking)和混合工艺实现。通过挤压预制是尤其有利的。

在制备(preparation)过程中含水量以％w/w计为10-90，优选14-70，更优选16-60，最优选18-50。料温(mass temperature)以℃计为-10-250，优选20-220，更优为50-200。制备中含水量越低温度越高。

自预制好的状态下进行预处理来引发网状结构(network)的形成，从而将淀粉转化为可缓慢消化的形式，其中在所述预制好的状态中，淀粉至少部分地处于无定形的状态。这里，预处理的参数对于形成有利的网状结构和水解速度降低的程度是重要的。预处理的基本参数包括含水量Wo，温度Tk和时间tk。这些参数依赖于配方(基础淀粉的种类，如果必要，一定比例的SCA)。已经发现，就有利的参数而言，下面的条件通常大致是适用的：

在预处理过程中，含水量Wo以％w/w计为10-90，优选14-70，更优选16-60，最优选18-50。随着含水量的降低，可以得到以低溶胀度为特征的网眼更紧密的网状结构，该结构对于降低水解速率是有利的。另外，由于终产品的含水量大多＜30％，含水量低，必须再次去除的工艺用水(process water)就会少一些，因此低含水量是有利的。

Tk-To的值以温度℃计为20-150，优选35-115，更优选50-120，最优选70-100，其中To为参比，To和Wo之间存在下面的关系：

Wo	％	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	80	90
																	To	℃	98	55	23	-3	-24	-41	-55	-67	-78	-87	-95	-102	-108	-119	-128

表1

To的插值(interpolated)适用于在所示的值之间的含水量Wo值。如果基于有利的温度间隔的Tk的下限在＜＜0℃的温度，则Tk的下限为刚好超过淀粉-水混合物凝点(freezing point)的温度(大约-10℃)。含水量Wo减少时，使用更高的温度Tk是有利的。

预处理时间tw以h计为0-24，优选为0.1-12，更优为0.25-6，最优为0.5-3。这里，预处理时间为0h表示没有进行特殊的预处理，淀粉产品预制后立即被干燥。但是，即使进行了快速干燥，预处理也可以在有利的条件下进行，特别是对于使用SCA来获得低水解速率Ho时，这样就足够了。当然，＞24h的预处理时间也是可以的，给出的有利范围是指在经济上优化了的工艺，在这些工艺里尽可能短的工艺时间是有利的。

使用SCA时，用较高的温度tk，较低的含水量Wo和较短的时间tk是有利的，而不使用SCA时条件相反。预处理参数Wo和Tk还可以呈现随时间的渐变，这在预处理和干燥工艺相结合时是特别有利的，使得简化工艺和经济上最优化工艺成为可能。

要在尽可能短的时间内产生主要效果，即显著地降低水解速度Ho，选择合适的预处理参数是重要的。例如，当在20-35％的含水量下使用SCA时，在50℃下半小时的预处理所产生的水解速度Ho的减少，可以与配方中没有SCA，含水量30-35％的条件下，25℃下预处理24小时所产生的相同。在高的直链淀粉含量下和/或在高温下预处理时可以实现高的热稳定性。

干燥

必要时，预处理之后进行干燥，使以％w/w计的含水量下降到＜30，优选＜20，最优选＜15。为此，可以使用已知的干燥工艺，例如用于干燥面食制品(pastas)或谷类食品的工艺。有利的干燥温度以℃计为0-300，优选20-250，最优选40-200。有利的干燥速率以水％(w/w)/h计为0.1-500，优选1-100，更优选3-50，最优选5-25。如果干燥起始时已经通过预处理形成了足够的网状结构，则使用高的干燥速率，而如果干燥时至少一部分网状结构还没有形成，则使用低的干燥速率。特别重要的是始终调低干燥速度，直至降到尚可能形成网状结构的含水量。在更低的含水量下，甚至可以使用最高的干燥速率。

选择合适的干燥参数使得将干燥和预处理相结合成为可能，从而不需要单独进行预处理。这一方面在工艺上是有利的，另一方面，产生消化速率降低的网状结构在高温下比低温下形成得快的多，这样也可以简化和加速工艺。

进一步加工

为了得到食品添加剂形式的淀粉产品，以降低食品的GI，将该淀粉产品直接粒化或者粉碎成粒径以mm计为0.001-5，优选0.01-1，最优选0.05-0.5。为此可以使用多种粉碎方法，例如碾磨。但是，粉碎或预粉碎也可以在预处理和/或干燥之前进行，例如通过在挤压后进行模面造粒(die-face pelletizing)

粉碎也可以用预处理之前或之后成型(molding)来取代，用来成型的模子(mold)适于作为单独的食品来食用，例如谷类食品或点心。为此，用相应的原料，例如玉米或小麦粉，糖，盐，麦芽，来生产所述可缓慢消化的淀粉产品，制备薄片(flake)或马铃薯颗粒(granulate)或马铃薯片(flake)，和马铃薯点心。

添加剂

可缓慢消化的淀粉产品中还可以加入多种典型的食品添加剂，例如香料，着色剂，乳化剂，蛋白质，低热量甜味剂以及可缓慢消化的甜味剂和碳水化合物如木糖醇，山梨醇，甘油，赤藓糖醇，聚糊精(polydextrose)，异麦芽酮糖醇(isomalt)，麦芽糖醇，乳糖醇，乳糖，海藻糖，果糖，纤维，特别是可溶纤维例如β-葡聚糖。由于这部分可溶纤维所具有的高粘度可以进一步阻碍水解酶的进入和运动，使得进一步协同性地降低水解速率成为可能。

性质

初始体外水解速度Ho直接与GI相关(见图6)，但其测定更容易和精确，因此在这里用此变量来描述消化行为。关于由体内实验得到的GI值的问题请参考Am J Clin Nutr 2002；76：5-56(International table of glycemic indexand glycemic load values：2002，p.6：Why do GI values for the same types offood sometimes vary)。

所述的可缓慢消化淀粉产品的初始水解速率Ho以％/h计为＜300％/h，优选＜200，更优选＜150，最优选＜100。这里300％/h相应于大约50的GI值(葡萄糖基准)。当然，Ho值也可以更高，但相应的淀粉产品对于降低GI就没有什么价值。220％/h的值相应于全黑麦面包(rye whole meal bread)或粗黑麦面包(pumpernickel)的初始水解速率(GI＝约43)，法国棍状面包(baguette)的值高得多，其Ho＝1000％/h(GI＝约95)，而整粒面包(wholegrain bread)处于法国棍状面包和粗黑麦面包之间，其Ho＝530％/h(GI＝约55-60)。对于用于糖尿病人的那种可极缓慢消化的淀粉产品，天然玉米淀粉以往被用作基准，其Ho＝64％/h。但是，还希望更低的水解速度，而根据本发明的淀粉产品就达到了这一点，其得到了低达15％/h的Ho值。

所得的淀粉产品中以可缓慢消化的形式存在的部分的比例越高越有利，可缓慢消化的形式指被水解时的水解速率＜300％/h。可缓慢消化的淀粉产品中缓慢消化的部分(SD)的比例以％w/w计为＞20，优选＞30，更优选＞45，最优选＞60。

必要时，该淀粉产品在以小时计＞0.25，优选＞0.5，更优选＞0.75，最优选＞1的时间tc范围内，具有恒定或接近恒定的水解速率。恒定水解速率的阶段可以出现在水解开始时和/或水解开始后的某个阶段。有利的恒定水解速率Hc以％/h计为＜300，优选＜200，更优选＜150，最优选＜100。恒定的水解速率相应于经时稳定的葡萄糖释放，这对于将血糖水平恒定地保持在期望的水平而言是最佳的。天然玉米淀粉具有Ho＝64％/h及tc＝0.6h(体外值)，使得可以调节血糖水平4h左右(体内)。相反，根据本发明的淀粉产品可以使血糖水平调节期延长许多倍，达24h左右(体内)，例如在Ho＝16％/h及tc＝3.5h下(体外)。特别地，这可以防止糖尿病人在晚间的糖过低，而天然玉米淀粉是不足以达到此目的的。

室温下该淀粉产品在水中的溶胀程度Q为1.1-4，优选1.15-3，更优选1.17-2.5，最优选1.2-2。溶胀度下降则水解被延迟，因为对淀粉酶进入的阻碍增强了。

除了比天然玉米淀粉还低的水解速率，该淀粉产品的另外一个优点是其更高的热稳定性。这使得人们可以将该可缓慢消化淀粉产品在某种食品的典型加工温度下加工(例如混合)成该食品的配料。在一个优选的实施方案中，可缓慢消化的淀粉产品的微晶在70％的含水量下的DSC(差示扫描量热法)熔点Tp以℃计为＞70，优选＞80，更优选＞90，最优选＞100。在更低的含水量下，DSC熔点甚至显著地更高，例如在10％含水量下超过了240℃，这样就可以进行膨化烧烤或者烘烤，其中该淀粉产品可以被制成单独的食品，例如可口的点心。温度稳定性在使用该淀粉产品作为配料时也是重要的。在使用中配料要经历多种热处理步骤。

该淀粉产品的另外一个优点是抗性淀粉的比例可以调节。如果用该淀粉产品作配料，不但可降低水解速率和GI，还可产生一部分抗性淀粉，从而无需另外加入纤维或抗性淀粉。在这种情况下，淀粉产品中较高的抗性比例是有利的，例如20-30％。如果抗性淀粉用作食品本身，则优选较低的抗性比例，例如5-20％。可缓慢消化的淀粉中抗性淀粉的比例以％w/w计为0-50，优选3-45，最优选5-40。

应用

该可缓慢消化淀粉产品在每kg体重0.1-1.0g，优选0.25-5g的总量及Ho＝70％/h(体外)下，可以保证在约3-4小时的时间段内连续地向机体提供足够的(体内)葡萄糖。这个时间段反映了典型的餐间间隔(between meals)时间。相应地，更大的量(在适当降低了的Ho下)则用于更长久的葡萄糖连续供应，例如用于防止糖尿病人和儿童过夜时的糖过低，尤其是低龄儿童，他们可能因为糖过低而醒来。

该淀粉产品可以以粉末状用作多种食品的配料，产生如下有益效果：该组合物的水解速率和GI降低，特别是实现长期的，恒定的葡萄糖释放，从而同时防止糖过低和糖过高。这些食品包括但不限于谷类食品，Muesslis，点心，法式炸马铃薯片(French fries)，马铃薯片(chips)，面食制品(pasta)，比萨饼(pizza)，沙司(sauces)，汤，乳酪，馅料(fillings)，糖浆(syrups)，布丁(puddings)，乳制品，酸乳，饮料，烘烤食品，小甜饼(cookies)，面包，糕点(confectionery)，糖果，布丁，儿童和婴儿食品，糖尿病营养品，能量条(energy bars)。

另外，该淀粉产品还可以以片剂的形式食用，使这种经过压缩的可缓慢消化的淀粉产品的优点能够更广泛地被应用。这在例如来不及用餐的情形下是有意义的。

另外一种可食用的形式是基本(primarily)上由可缓慢消化的淀粉产品组成的食品，例如谷类食品，小甜饼或点心。除了上面已经提到与天然玉米淀粉相关的优点之外，这是一个重要的优点，因为浆状或片剂状的天然玉米淀粉食用起来是不令人愉快的。如果通过食用例如一种美味的点心就可以彻夜控制血糖水平，糖尿病人的生活质量就可以显著提高。

图

图1：可缓慢消化的玉米淀粉产品的水解曲线

图2：可缓慢消化的马铃薯淀粉产品的水解曲线

图3：可缓慢消化的豌豆淀粉产品的水解曲线

图4：粒径(particle size)对于可缓慢消化的豌豆和马铃薯淀粉产品的水解曲线的影响

图5：高直链淀粉含量的玉米淀粉产品的水解曲线

图6：初始水解速率Ho和升糖指数(GI)的关系

实施例

实施例1

这些实施例说明了多种配方下初始水解速率的降低和恒定水解速率的设定，以及预处理参数的影响。在具有50ml捏和室的Brabender揉面机(kneader)中以80-120RPM的速度加水处理淀粉，从而形成一热塑性的复合物。捏和室恒温于90℃。大多数情况下，使用的淀粉是预糊化的，因为这样可以减少预制时间。用天然淀粉做的对比测试需要更长的处理时间，但在其他参数相同的条件下产生可比较的结果。在与SCA的混合物中，SCA(短链，大部分结晶的直链淀粉，其平均聚合水平为24)以1∶2的比例与水混合，并在高压锅中160℃下经过5分钟转化为低粘度的溶液。此溶液然后在大约90℃的温度下被供给所述的至少部分热塑性的基础淀粉复合物，该复合物的料温为95-100℃。经过3分钟的混合后可以得到一个均匀的混合物。将该混合物在大约100℃下压成一0.5mm厚的膜，然后在10min内冷却到室温。测定此膜的含水量Wo(大约300mg样品，在80℃下五氧化二磷干燥24h)，并再次截取和使用不同的样品用于不同的预处理工艺。用于这些预处理工艺的样品块被包在莎纶(saran)膜里以保持含水量Wo恒定。

表1表示了不同配方和热处理的结果。此表包含了下列材料的相关水解参数：天然玉米淀粉参考样品，根据WO 2004/066955A2的淀粉酶处理过的玉米淀粉(其中根据US 2003/0219520A1和US 2003/0215562A1的可缓慢消化的淀粉可与之相比较)，抗性淀粉(Novelose 330，national starch)，白面包(white bread)(migros)，整粒面包(whole grain bread)(migros)和全黑麦粉面包(rye whole meal bread)(粗黑麦面包，migros)。

图1显示了玉米淀粉的一些结果。还显示了天然玉米淀粉、淀粉酶处理过的淀粉和Novelose 330的参考曲线。WS 46-1曲线几乎完全对应于消化速度极快的无定形淀粉。其他WS曲线具有低于200％/h直到43％/h的初始水解速率Ho。另外可以很明显地看到WS 49-2的曲线持续了长达(good)2.5h(体外)的线性变化过程，在体内这段时间要长许多倍。一般而言，通过加入短链直链淀粉(SCA)，可以大大降低Ho，甚至不需要特别的热处理也可以实现大幅的降低。对于热处理，发现在大约30％的含水量下在50℃处理1h产生的结果与在25℃处理24h几乎一样。对于天然玉米淀粉，则可以进行一个相似的水解进程，也可以进行一个明显减慢的水解进程。抗性淀粉Novelose 330在最初显示极快的水解；第一部分，大约占可消化部分的一半，其以几乎与白面包相同的消化速率相对于Novelose 330的可消化部分被消化。然后，另一半以极慢的速率被消化，消化速率太慢以致无法在一段长时期内释放足够量的葡萄糖。因此，Novelose 330和其他抗性淀粉并不适合于葡萄糖的缓慢释放。根据WO 2004/066955A2，US2003/0219520A1和US 2003/0215562A1的可缓慢消化的淀粉产品具有和Novelose 330基本相同的特性，其具有一个可以比较快速地消化的淀粉的部分，一个相对高抗性的部分，还有一个可缓慢消化的淀粉的部分(比较淀粉酶处理过的玉米淀粉的曲线)。对于葡萄糖的控制释放而言，这个特性显然不如天然玉米淀粉合适。

图2的WS曲线得自基于马铃薯淀粉的淀粉产品，条件与图1非常相似，不同之处在于水解速率还要低一些，而且在某些部分线性区域的持续时间还要长一些。

图3的WS曲线得自基于含有大约50％直链淀粉的豌豆淀粉的淀粉产品。在29％的含水量下，使用短链直链淀粉(SCA)时的惊人效果就显而易见了。没有SCA的WS 69-2在25℃下贮藏一天后得到了200％/h的Ho，而使用仅仅5％的SCA并在70％下预处理1h后，则实现了20％/h的初始水解速度Ho。没有SCA的条件下这样的值也是可以实现的，但为此就需要在超过29％的含水量下进行显著更长时间的预处理。

图4显示了粒径对于基于含有大约50％直链淀粉的豌豆淀粉的淀粉产品以及对于马铃薯淀粉的影响。

最后，图5描述了对于基于含有70％直链淀粉的玉米淀粉的可缓慢消化淀粉产品的结果。基于这种淀粉也可以实现有利的水解特性。在WS 95和WS 97中淀粉已糊化了75％并仅仅发生了最小的塑化，而在WS 98中淀粉已完全糊化而且发生了更多的塑化。

实施例2

这个实施例说明了所述淀粉产品用作配料的应用。由以干质量计：70％小麦粉，7％黄油，15％异麦芽酮糖醇(isomalt)，5％果糖，1％盐，0.8％磷酸钙，0.4％麦芽和0.8发酵粉(baking powder)组成的参考配方被揉成含水量28％的面团，并以此面团成型制成小甜饼。将这些小甜饼在210℃下烘烤12min。测得相对于淀粉含量的水解速率Ho为900％/h。在该参考配方中，将一部分小麦粉替换为根据WS 42-2的粉，使得该配方含有45％小麦粉和25％WS 42-2。测得相对于淀粉百分比的水解速率Ho为600％/h。因此，GI相对于淀粉百分比可从大约88降低到68，或者说从高GI范围降低到中等GI范围。

实施例3

这个实施例说明了所述淀粉产品本身作为食品的应用，特别是作为马铃薯点心。实行和实施例1一样的步骤，其中马铃薯颗粒和马铃薯薄片以8∶2的比例混合作为基础淀粉，加入1.4％的盐，SCA相对于总淀粉的比例为20％，Wo为29％。将均匀的混合物压成0.5mm厚的膜，将这些膜包入莎纶箔(saran foil)中在60℃，恒定Wo下贮藏1h。然后将膜切成1cmx1cm的块，在75℃下干燥至含水量10％。在这个含水量下，将这些块在强迫通风炉中220℃下烤1min。水解测量得到的Ho为27％/h(大致相应于大约15-20的GI值)。此值大约维持稳定2h。因此，此产品与天然玉米淀粉(Ho＝64％/h)相比具有显著减慢的葡萄糖释放，并适用于持续的葡萄糖供应，特别是用于糖尿病人。感官检验证明其具有高的脆性和令人愉快的味道。这就使得该产品可以作为一种点心来替代感官上不吸引人的天然玉米淀粉，并且其还具有改进的水解性能。

实施例4

本实施例说明了该淀粉产品本身作为食品，尤其是作为一种玉米点心的应用。实施与实施例3同样的步骤，并使用玉米粉作为基础淀粉。除了1.4％的盐，还加入了0.4％的麦芽和7％的异麦芽酮糖醇(一种低GI的糖)。SCA的比例(share)仍然是20％。烤玉米点心的初始水解速率Ho大约为34％，并保持稳定约1.9h。该点心也具有高的脆性，而且它的味道非常像CornFlakes。因此，此产品适于用作点心，具有缓慢而持续的葡萄糖释放，就像实施例3的产品一样。

实施例5

本实施例说明了该淀粉产品本身作为食品，尤其是作为一种糖果或水果替代品的应用。工艺过程和实施例1相同，其中比例为7∶3的木薯淀粉和轻沸玉米淀粉被用作基础淀粉，SCA的比例为20％。另外，还加入了10％的木糖醇(xylitol)和30％的甘油，以及1.5％的柠檬酸和大约0.1％的水果香精。含水量Wo大约25％。匀质后的复合物被压成3mm厚的膜，并在40℃储藏3h(当使用甘油等软化剂时，将软化剂的比例除以3作为附加的含水量用于确定形成网状结构的最佳温度Tk，这意味着此时含水量应大致为25+30/3＝35％)。如此预处理的膜被切成3mmx3mmx3mm的块，每块都具有柔软结持(soft consistency)，与干水果块相似。检测这些块的水解速率，测得初始水解速率为37％/h，并维持恒定2.5小时。因此，这样的产品也适用于葡萄糖的控释。它们可以单独食用，也可以添加到各种食品中，例如Muesslis或者长条形面包(bars)。

测量方法

水解测量：水解测量根据AOAC方法2002.02进行，使用Megazyme的抗性淀粉分析试剂盒。水解使用α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶。该方法和试剂盒用于基于淀粉的产品中的抗性淀粉(RS)的比例的标准化测定。对照性地，经过特定的时间间隔，例如经过0.5，1，2，3h后，停止水解，以测得在那个时间点上被消化的淀粉的比例。标准品被相应地水解16h以确定RS的比例。每个水解时间分别使用一个含底物的玻璃管。事实显示这种方法与等份取样相比更精确。水解停止以后，残余物，即未消化的淀粉，通过3000g下离心被沉淀，然后干燥、称重(M1)。由与反应前称得的原干重(the dry originally weighed-in quantity)(M0)之差来求得被消化的淀粉的比例：(M1-M0)/M0。比较试验显示，如此求得的结果和通过GOPOD(葡萄糖氧化酶-过氧化物酶-氨基安替比林(aminoantipyrin))测定未消化淀粉所得到的结果是一致的。当底物中除了淀粉和水还含有别的组分时，非淀粉组分的可溶性部分可以通过不使用淀粉酶的参照试验来测定，而不可溶性部分可以由16h后的RS比例及M1的差(difference)而确定。因此，淀粉部分的水解可以与别的过程区分开来。

上面描述的体外水解动力学分析方法可以与已知的GI值关联起来。在此过程中，发现在初始水解速率Ho和相应的GI值之间存在良好的相关关系。这是可以预见的，因为大多数情况下，淀粉的大部分都以Ho的速率被消化。图6显示了Ho和GI的相关关系(葡萄糖＝100)。特定的Ho所导致的GI值必须看作近似值，因为体内测得的GI值经常散布在很宽的范围。相反，水解速率可以在体外测定，简便、精确得多，因此在本申请中以该值作为基准。

DSC测量：用Perkin-Elmer DSC-7进行差示扫描量热(DSC)测量。该设备用铟(indium)校准。用封闭的不锈钢条承载样品。每个样品分别重60mg，样品含水量70％，加热速率为10℃/min。测量各个淀粉样品的结晶部分的熔融吸热线(melt endotherms)的温度峰值Tp。

溶胀：用0.5mm厚，1cmx1cm的盘来溶胀可缓慢消化淀粉样品。在此过程中，将盘干燥到含水量10％(重量G0)然后在去离子水中室温下保存24h(重量G1)。用溶胀的样品的重量除以干样品的重量(0％水)则得到溶胀程度(swelling level)，即Q＝G1/(0.9*G0)。

Claims (18)

1.生产可缓慢消化的淀粉产品的方法，其特征在于至少一种淀粉至少部分被糊化或至少部分被塑化，其中该淀粉制备过程中的含水量为14-70％w/w，制备过程中的料温为-10-250℃；以上述方式预制的淀粉受到预处理，在预处理过程中形成淀粉的网状结构，其中预处理过程中的含水量Wo为14-70％w/w，预处理时间为0-24h，其中结果形成的粒径为0.001-5mm的淀粉产品具有＜300％/h的初始水解速率Ho，其中水解速率是通过AOAC方法2002.02测定的。

2.根据权利要求1的方法，其中获得至少部分糊化或部分塑化的淀粉与聚合度＜300的短链直链淀粉的混合物，并且对以上述方式预制的淀粉混合物进行预处理。

3.通过权利要求1或2的方法获得的可缓慢消化的淀粉产品，其特征在于该淀粉产品具有可溶胀的网状结构，该网状结构的连接点是由微晶形成的，且该淀粉产品具有0.001-5mm的粒径，并具有＜300％/h的初始水解速率Ho。

4.根据权利要求3的淀粉产品，其特征在于该淀粉产品在至少0.25h内，在0.05-0.5mm的粒径，具有＜300％/h的恒定的水解速率Hc。

5.根据权利要求3的淀粉产品，其特征在于该淀粉产品的＞20％的部分是以恒定的水解速率Hc被水解的。

6.根据权利要求3的淀粉产品，其特征在于该淀粉产品在室温下于水中溶胀后，具有1.1-4的溶胀程度Q。

7.根据权利要求3的淀粉产品，其特征在于所述微晶的DSC熔点Tp＞70℃。

8.根据权利要求3的淀粉产品，其特征在于淀粉产品具有0-50％的抗性淀粉含量。

9.根据权利要求3的淀粉产品，其特征在于当所述淀粉产品是通过权利要求2的方法获得时，所述淀粉产品具有相对于总淀粉为1-95％w/w的聚合度＜300的短链直链淀粉。

10.根据权利要求9的淀粉产品，其特征在于该淀粉产品具有连接网状结构的混和微晶。

11.根据权利要求3的淀粉产品，其特征在于所述淀粉产品具有至少一种添加剂。

12.根据权利要求11的淀粉产品，其特征在于所述添加剂是可溶性纤维。

13.根据权利要求3的淀粉产品，其特征在于所述淀粉产品作为配料被加入到食品中，和/或作为片剂和/或作为食品本身存在。

14.根据权利要求13的淀粉产品，其特征在于该淀粉产品被添加到谷类食品、面食制品、沙司、汤、馅料、乳制品、饮料、烘烤食品、糕点或糖果。

15.根据权利要求13的淀粉产品，其特征在于该淀粉产品被添加到能量条、马铃薯片、Muesslis、比萨饼、乳酪、布丁、酸乳、小甜饼或面包。

16.根据权利要求13的淀粉产品，其特征在于该淀粉产品被添加到法式炸马铃薯片、儿童和婴儿食品或糖尿病营养品。

17.根据权利要求13的淀粉产品，其特征在于该淀粉产品被添加到点心或糖浆。

18.根据权利要求13的淀粉产品，其特征在于所述淀粉产品作为谷类食品或点心存在。

Images