一种制备丁酸酯淀粉的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备丁酸酯淀粉的方法，属于变性淀粉制备和应用技术领域和农产品深加工技术领域。本发明专利技术以淀粉为主要原料，通过与丁酸酐酯化，实现了丁酸的稳态化，在胃液中少量释放，说明丁酸与淀粉酯化后形成抗性淀粉能很好地避免在小肠中吸收，抵御刷状缘，分泌酶的消化，在大肠中选择性释放其小分子有效载荷，且抗性淀粉通过肠道中的微生物发酵产生更多的短链脂肪酸和对益生菌，不但提高了丁酸的生物利用率，也扩大了淀粉的使用范围。与其他丁酸产品相比，丁酸酯淀粉无臭味，酯化后的淀粉形成抗性淀粉，可以将丁酸传递到达肠道后端，通过肠道中的微生物发酵和细菌酯酶的分解生成丁酸及其他短链脂肪酸，并增加益生菌的含量，属于益生元。

A Method for Preparing Butyrate Starch

The invention discloses a method for preparing butyrate starch, which belongs to the technical field of preparation and application of modified starch and the technical field of deep processing of agricultural products. The present invention uses starch as the main raw material, through esterification with butyric anhydride, realizes the steady state of butyric acid and releases a little in gastric juice. It shows that the esterification of butyric acid and starch can form resistant starch which can avoid absorption in small intestine, resist brush edge, secrete enzyme digestion, selectively release its small molecular payload in large intestine, and the resistant starch is fermented by microorganisms in intestine. The production of more short-chain fatty acids and probiotics not only improves the bioavailability of butyric acid, but also enlarges the use of starch. Compared with other butyric acid products, butyrate starch is odorless. Esterified starch forms resistant starch, which can transfer butyric acid to the back end of intestinal tract. Butyric acid and other short chain fatty acids can be produced by microbial fermentation and bacterial esterase decomposition in intestinal tract, and the content of probiotics can be increased. It belongs to probiotics.

【技术实现步骤摘要】
一种制备丁酸酯淀粉的方法
本专利技术涉及一种制备丁酸酯淀粉的方法，属于变性淀粉制备和应用
和农产品深加工

技术介绍
丁酸是一种短链脂肪酸，具有维护肠道健康、增强机体免疫、诱导肿瘤细胞凋亡、抗氧化等多重生理功能。丁酸被结肠黏膜上皮细胞吸收后，可被转运至肝脏进一步代谢或被结肠黏膜上皮细胞用作能源物质消耗，其最终代谢产物为酮体和二氧化碳，为肠黏膜细胞提供75％左右的能量。几乎所有的丁酸都能被肠上皮细胞吸收利用。同位素示踪法发现，丁酸能进入总血液循环，此外，在外周组织中，丁酸能被迅速氧化用于脂肪合成，也可进入乳腺合成乳脂。丁酸进入细菌细胞内后分解为丁酸根离子和氢离子，随着胞内氢离子浓度提升，对氢离子耐受性差的细菌如沙门氏菌、大肠杆菌和梭状芽孢杆菌等大量消亡，而抗酸性的乳酸杆菌等有益菌得以存活，有效调节了胃肠道有益菌和有害菌之间的平衡，减少动物腹泻，起到部分替代抗生素的作用，即肠道菌群平衡得到改善。盲肠和结肠是生成短链脂肪酸的主要肠段，口服的短链脂肪酸在近端的肠道可全部被吸收，不能到达大肠。而且丁酸具有刺激的臭味，口服丁酸具有不良的感官特性，循环半衰期短，被近端小肠吸收等缺点。已有的针对丁酸的改性方法存在弊端，例如，丁酸盐较为稳定，但丁酸钠是进入机体后在胃中解离速度很快，很难到达小肠和大肠，不能在整个消化道中有效发挥作用且有刺激性臭味；包膜丁酸钠虽然有效减少丁酸钠对消化道的刺激，并且可以阻断丁酸钠与饲料中其他组分之间的化学反应，质量稳定，使用方便，但包膜技术工艺复杂，成本高昂；棕榈油硬脂、植物油脂(氢化饱和油脂)包被颗粒，但需要机体脂肪消化功能好；玉米糖浆或淀粉包被颗粒，水溶性包被，无法到达肠道后端；通过喷雾等方法对丁酸进行包埋无法解决未包埋的丁酸臭味等缺陷，会影响最终产品的感官质量。抗性淀粉RS作为一种新型食品添加物，与膳食纤维具有相似的生理功能。RS4主要指经过加入化学基团等化学改性后，引入新的化学官能团，淀粉分子一级、二级结构发生改变，从而产生的抗酶解作用。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种制备丁酸酯淀粉的方法，解决了丁酸臭味大，挥发性大，在人体内的半衰期短，消化吸收速度快，易被酶解和微生物降解，生物利用率低的缺点。本专利技术提供了一种制备丁酸酯淀粉的方法，在淀粉乳中加入酯化剂进行反应。所述酯化剂包含丁酸酐、丁酸酐丁酸混合物、丁烯酮、丁酸、三丁酸甘油酯一种或者多种。进一步的，淀粉乳的淀粉原料包括玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、高直链玉米淀粉中的任意一种或多种。进一步的，淀粉乳中淀粉的质量浓度为25-40％。进一步的，反应温度为30～70℃。进一步的，在加入酯化剂之前还包括调节pH的步骤，调节pH至7.5～8.5。进一步的，使用碱金属氢氧化物(氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸氢钠、磷酸氢钠等)调节pH，氢氧化钠溶液的浓度为0.7～0.75mol/L。进一步的，酯化剂的添加量为淀粉原料质量的5～100％。进一步的，酯化剂的添加方式为逐滴添加，添加时间为0.5～2h。进一步的，加入酯化剂的反应时间为4～9h。进一步的，将淀粉乳调为pH5.5～6.5以终止反应。进一步的，使用盐酸调节淀粉乳至pH5.5～6.5终止反应，盐酸溶液的浓度为1～2mol/L。进一步的，反应结束后，将淀粉乳离心洗涤、烘干、筛分，得到丁酸酯淀粉。进一步的，烘干通过鼓风干燥来实现，干燥至含水量小于14％。进一步的，筛分选用100目筛子进行。本专利技术还提出了一种上述方法制备得到的丁酸酯淀粉。本专利技术还提出了一种上述方法制备得到的丁酸酯淀粉在食品、医药方面的应用。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：(1)酯化的方法可以解决丁酸刺激性臭味，易挥发的问题，避免丁酸在保存过程中挥发。(2)通过改性后的丁酸酯淀粉有很好的抗酶解能力，克服了原淀粉颗粒大、易被酶降解、抗消化性差的缺点。(3)丁酸酯淀粉通过体外粪便发酵产生更多的短链脂肪酸，尤其是丁酸含量明显高于原淀粉。(4)该方法操作简单，以淀粉为主要原料，通过与丁酸酐酯化，形成抗性淀粉，能很好地避免在小肠中吸收，抵御刷状缘，分泌酶的消化，在大肠中选择性释放丁酸，且抗性淀粉通过肠道中的微生物发酵产生更多的短链脂肪酸和对益生菌，不但提高了丁酸的生物利用率，也扩大了淀粉的使用范围。与其他丁酸产品相比，丁酸酯淀粉无臭味，酯化后的淀粉形成抗性淀粉，可以将丁酸传递到达肠道后端，通过肠道中的微生物发酵和细菌酯酶的分解生成丁酸及其他短链脂肪酸，并增加益生菌的含量，属于益生元。该酯化淀粉还可以作为添加剂应用到食品中，改善产品的性能。附图说明图1是对比例1中反应温度对产品取代度和反应效率影响的曲线图，横坐标为反应温度(单位℃)，●：取代度，■：反应效率。图2是对比例1中反应时间对产品取代度和反应效率影响的曲线图，●：取代度，■：反应效率。图3是对比例1中丁酸酐用量对产品取代度和反应效率影响的曲线图，●：取代度，■：反应效率。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。(1)取代度的计算方法为：称取2g丁酸酯淀粉，精确至0.001g，置于250mL锥形瓶中，加入50mL水，3滴酚酞指示液，混合均匀后用0.1mol/L氢氧化钠溶液滴定至微红色，再加入25.0mL0.45mol/L氢氧化钠溶液，在机械振荡器上剧烈震荡120min进行皂化。用洗瓶冲洗锥形瓶的瓶壁，将已皂化过的含过量碱的溶液，用盐酸标准滴定溶液滴定至粉红色消失即为终点，体积为V1。以25.0mL0.45mol/L氢氧化钠溶液为空白，用盐酸标准滴定溶液滴定的体积为V0。式中，W代表丁酰基的质量分数：c代表盐酸标准滴定溶液的准确浓度，单位为摩尔每升(mol/L)：M代表丁酰基的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)[M(C4H7O＝71)]：，m代表丁酸酯淀粉质量，单位为克(g)：，DS代表取代度：。(2)丁酸酯淀粉中快消化、慢消化、抗性淀粉的含量的检测及计算方法：RDS＝(C2C-C0)×0.9SDS＝(G120-G20)×0.9RS＝1-RDS-SDS式中，其中At是520nm处的测试溶液的吸光度，A0是空白溶液在520nm处的吸光度，c是标准溶液的浓度，V是测试溶液的总体积，D是稀释因子，As是标准溶液在520nm处的吸光度，Aw是用于分析的样品的重量(以mg计)，其可以针对水分进行校正。RDS、SDS、RS分别代表快消化淀粉、慢消化淀粉，抗性淀粉。实施例1将玉米淀粉加到水中配成40％的淀粉乳(w/w)，反应过程中通过水浴控制温度为40℃，用0.75mol/L氢氧化钠溶液调节pH，pH控制在7.5～8.5，再用恒流泵分别滴加10mL、20mL、30mL、40mL、60mL丁酸酐，约2h加完丁酸酐，继续反应2h。停止反应，用1mol/L盐酸溶液调节pH在5.5～6.5。将产品用去离子水洗涤至中性，离心，沉淀物于40℃烘干至含水量小于14％，研磨，过100目筛，封装储存在干燥器中，待用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备丁酸酯淀粉的方法，其特征在于：在淀粉乳中加入酯化剂进行反应，所述酯化剂包括丁酸酐、丁酸酐丁酸混合物、丁烯酮、丁酸、三丁酸甘油酯中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种制备丁酸酯淀粉的方法，其特征在于：在淀粉乳中加入酯化剂进行反应，所述酯化剂包括丁酸酐、丁酸酐丁酸混合物、丁烯酮、丁酸、三丁酸甘油酯中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种制备丁酸酯淀粉的方法，其特征在于：淀粉乳中淀粉的质量浓度为25-40％。3.根据权利要求1所述的一种制备丁酸酯淀粉的方法，其特征在于：所述酯化剂为丁酸酐，丁酸酐的添加量为淀粉质量的5～100％。4.根据权利要求3所述的一种制备丁酸酯淀粉的方法，其特征在于：在加入丁酸酐之前还包括调节pH的步骤，调节pH至7.5～8.5。5.根据权利要求3或4所述的一种制备丁酸酯淀粉的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪雁，戴栋栋，顾正彪，程力，李兆丰，李才明，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32