一种提高高直链淀粉的肠道微生物利用率的方法

本发明属于淀粉加工领域，具体涉及一种提高高直链淀粉的肠道微生物利用率的方法。背景技术：1、高直链淀粉是一种特殊类型的淀粉，其中直链淀粉的比例远高于普通淀粉，导致其性质与天然淀粉差异显著，是医药、食品加工的新型配料。高直链淀粉由于其高度的晶体结构和紧密的链间相互作用，在小肠中的不被消化，因此可以作为益生元达到大肠。高直链淀粉致密的结构使其在大肠中的肠道微生物利用率不高，益生作用效果相对普通抗性淀粉较差。2、国内外的研究表明，高直链淀粉在大肠中的发酵主要发生在微生物菌群的作用下。一些微生物，如乳酸菌和双歧杆菌，能够利用高直链淀粉作为碳源进行发酵。然而，这种发酵过程通常较慢，且产生的短链脂肪酸（如丁酸和丙酸）的量较少。这些短链脂肪酸对维持肠道健康至关重要，但高直链淀粉的低发酵率限制了它们在肠道中的产量。3、高直链淀粉的晶体结构是其难以被肠道微生物利用的主要原因之一。肠道微生物的酶系统对高直链淀粉的降解能力有限。大肠中的微生物主要依赖于淀粉酶和葡萄糖苷酶等酶类来降解淀粉。然而，这些酶对高直链淀粉的分解效率较低，因为高直链淀粉的晶体结构使得淀粉酶和葡萄糖苷酶难以有效接触和切割淀粉分子，导致消化不完全。此外，高直链淀粉难于溶胀、水溶性较差的特性，这也限制了其与肠道微生物酶的接触。总之，高直链淀粉由于其独特的结构特性，在肠道中的微生物利用率相对较低。这主要是由于其晶体结构、微生物酶的降解能力有限所致。提高高直链淀粉在大肠中发酵特性，对人体健康具有健康益处。4、提高高直链淀粉被肠道微生物利用的效率是食品科学和生物技术领域的研究热点。国内外已有文献针对这一问题提出了不同的解决方案。一些文献提出了通过物理方法如研磨、挤压等来破坏高直链淀粉的晶体结构，以提高其肠道微生物利用的效率。然而，物理方法通常完全改变淀粉的晶体性质，降低其热稳定性，导致加工过程中易糊化，在小肠中直接吸收。通过化学修饰如酯化、醚化或交联反应来增加高直链淀粉的疏水性，从而提高其在肠道中的可发酵性。但常见的化学修饰不能达到有效的效果。因此，在有效保障高直链顺利通过小肠的情况下，探索如何提高高直链淀粉的肠道微生物利用率，以充分发挥其在肠道健康中的潜力，成为了亟待解决的问题。技术实现思路1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种通过等离子体结合疏水化改造用以提高高直链淀粉的肠道微生物利用率的方法，该方法可以有效改变高直链淀粉的表面结构，而不破坏内部结晶结构，还可以增加其在大肠中的可发酵性，从而促进肠道中有益细菌的增殖和有益代谢产物的分泌。本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：2、本发明提供了一种提高高直链淀粉的肠道微生物利用率的方法，包括以下步骤：3、（1）高直链淀粉预处理：将高直链马铃薯淀粉在盐溶液中浸泡，经过浸泡的高直链马铃薯淀粉干燥；4、（2）低温等离子体处理：将干燥后的高直链马铃薯淀粉进行低温等离子体处理，处理结束后取出，冷却至室温；5、（3）喷雾疏水化试剂：将冷却的高直链马铃薯淀粉平铺，在表面上喷雾十八烷基二甲基氯硅烷溶液，喷雾后的高直链马铃薯淀粉保温处理；将疏水处理的高直链马铃薯淀粉，置于乙醇中，磁力搅拌；6、（4）收集：将经清洗后的高直链马铃薯淀粉，离心收集，自然干燥，即得。7、进一步的，步骤（1）中，所述盐溶液的浓度为1-3%；所述盐溶液为二价金属离子盐；最优选的，所述盐溶液为zncl2、mgcl2、cucl2中的一种或几种。8、进一步的，步骤（1）中，所述盐溶液的温度为60℃；所述浸泡的时间为2-3h；所述干燥至水分含量20%-25%。9、进一步的，步骤（2）中，所述低温等离子体处理的参数为：时间10-15min，功率80-100w，使用氩气-六氟乙烷混合气体作为工作气体，六氟乙烷在混合气体中占比为6%-10%。10、进一步的，步骤（3）中，所述十八烷基二甲基氯硅烷溶液的喷洒量为高直链马铃薯淀粉质量的3%-5%。11、进一步的，步骤（3）中，所述十八烷基二甲基氯硅烷溶液的浓度为5%-10%。12、进一步的，步骤（3）中，所述保温处理为在60℃的干燥条件下保温4-6h；所述疏水处理的高直链马铃薯淀粉和乙醇的质量比为1:10-15；所述磁力搅拌的时间为10-15min。13、本发明针对高直链淀粉的肠道微生物利用效率低的问题，提供了一种提高高直链淀粉肠道微生物利用率的方法。具体的有益效果如下：14、（1）通过对高直链淀粉浸泡处理，使得二价金属离子能够保存至高直链淀粉颗粒表面及内部，强化了低温等离子体在高直链淀粉颗粒形成刻蚀的效果，显著提高了高直链淀粉颗粒表面粗糙度，从而促进肠道微生物在高直链淀粉颗粒的停留时间。15、（2）通过低温等离子体处理，利用混合气体进行处理，可以在淀粉表面引入氟化乙烷基团，提供初步的疏水性。还可以为后序疏水化提供反应位点。较短程的疏水性基团能够提高肠道微生物细胞表面的蛋白的定殖能力。16、（3）十八烷基二甲基氯硅烷处理，能够在高直链淀粉颗粒形成一定的长程疏水性基团，有助于改变高直链淀粉颗粒表面水化层的环境，利于肠道微生物细胞稳定在物理吸附于高直链淀粉颗粒表面，提高肠道微生物利用率。技术特征：1.一种提高高直链淀粉的肠道微生物利用率的方法,其特征在于，包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述盐溶液的浓度为1-3%；所述盐溶液为二价金属离子盐。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述盐溶液为zncl2、mgcl2、cucl2中的一种或几种。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述盐溶液的温度为60℃；所述浸泡的时间为2-3h；所述干燥至水分含量20%-25%。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述低温等离子体处理的参数为：时间10-15min，功率80-100w，使用氩气-六氟乙烷混合气体作为工作气体，六氟乙烷在混合气体中占比为6%-10%。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述十八烷基二甲基氯硅烷溶液的喷洒量为高直链马铃薯淀粉质量的3%-5%。7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述十八烷基二甲基氯硅烷溶液的浓度为5%-10%。8.根据权利要求1或6-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述保温处理为在60℃的干燥条件下保温4-6h；所述疏水处理的高直链马铃薯淀粉和乙醇的质量比为1:10-15；所述磁力搅拌的时间为10-15min。技术总结本发明属于淀粉加工领域，具体涉及一种提高高直链淀粉的肠道微生物利用率的方法。该方法通过以下步骤实现：高直链淀粉预处理；低温等离子体处理；喷雾疏水化试剂；清洗后离心干燥即得。本发明通过对高直链淀粉浸泡处理，使得二价金属离子能够保存至高直链淀粉颗粒表面及内部，强化了低温等离子体在高直链淀粉颗粒形成刻蚀的效果，显著提高了高直链淀粉颗粒表面粗糙度，从而促进肠道微生物在高直链淀粉颗粒的停留时间。通过低温等离子体处理，利用混合气体进行处理，可以在淀粉表面引入氟化乙烷基团，提供初步的疏水性。还可以为后序疏水化提供反应位点。较短程的疏水性基团能够提高肠道微生物细胞表面的蛋白的粘附固定能力，提高肠道微生物利用率。技术研发人员：于滨,崔波,陶海腾,刘鹏飞,赵海波,袁超,赵勇受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）技术研发日：技术公布日：2024/8/16