Способ получения фосфорилированного резистентного крахмала
METHOD FOR PRODUCING PHOSPHORYLATED RESISTANT STARCH

Изобретение относится к способам получения фосфорилированного резистентного крахмала и может быть использовано в качестве функционального ингредиента, снижающего уровень сахара в крови и обеспечивающего поддержание нормальной микрофлоры кишечника при производстве продуктов питания в диетологии и пищевой промышленности.
Известен способ получения фосфорилированного крахмала обработкой его фосфорным ангидридом и щелочным агентом при нагревании [SU 1033501 А, С08В 37/02, 07.08.1983]. В качестве щелочного агента используют едкий калий или соду. Сухой крахмал сначала обрабатывают сухим щелочным агентом 0,5-2,0 ч при 30-100°С, затем постепенно вводят фосфорный ангидрид и смесь выдерживают 0,5-2,0 ч при 80-100°С и мольном соотношении крахмала, щелочного агента и фосфорного ангидрида, равном 0,023-15,4:0,007-1,2:0,004-0,57. Продукт реакции взаимодействия щелочного агента с крахмалом (алкоголят крахмала), являясь высокореакционным соединением, энергично взаимодействует с фосфорным ангидридом, обеспечивая исчерпывающее фосфорилирование. Проведение модификации крахмала в вышеуказанных условиях позволяет снизить потери полисахарида при растворении, уменьшить загрязнение сточных вод отходами химических реакций, снизить трудоемкие операции и продолжительность процедуры высушивания, а также позволяет получать целевой продукт с высокой степенью фосфорилирования.
Недостатком описанного способа следует отметить то, что используемый фосфорилирующий реагент (фосфорный ангидрид) является токсичным. При этом растворы заваренного фосфорилированного крахмала, полученного по этому способу, не выдерживают режима автоклавирования в течение 20 мин при 1 атм.
Другим способом фосфорилирования крахмала является его обработка мочевиной и фосфорным ангидридом [патент № 2057143, «Способ получения фосфорилированного крахмала», МПК С08В 31/06, 31/18, опубл. 27. 03. 1996]. Крахмал сначала обрабатывают мочевиной при 80-90°С в течение 4-4,5 ч, затем охлажденный до комнатной температуры продукт смешивают с водным раствором перекиси водорода, смесь нагревают 1-2 ч при 60-70°С с последующим охлаждением до комнатной температуры и добавляют фосфорный ангидрид при 20-70°С в течение 1-7 ч, при этом молярное соотношение крахмал:мочевина:перекись водорода:фосфорный ангидрид выбирают в диапазонах 1:(0,048-0,435):(0,0046-0,0483): (0,0013- 0,161).
Недостатком этого способа является сложная и трудоемкая схема получения фосфорилированного крахмала, а также использование в качестве фосфорилирующего реагента фосфорного ангидрида, токсичность которого уже рассмотрена выше.
Третьим способом является получение водорастворимого фосфорилированного крахмала, при котором крахмал предварительно обрабатывают мочевиной (4-5 ч при температуре 80-90°С) [патент РФ № 2057142, МПК С08В 31/06, 31/18, опубл. 27.03.1996 г.]. Охлажденный продукт смешивают с водным раствором перекиси водорода, смесь выдерживают в течение часа при более высокой температуре (70°С) и затем охлаждают. Полученный продукт обрабатывают калиевыми или натриевыми солями фосфорной кислоты при 150-165°С в течение 15-180 мин. Мольное соотношение крахмал:мочевина:перекись водорода:фосфорилирующий агент следующее: 1:(0,02-0,419):(0,001-0,046):(0,026-0,32).
Недостатком данного метода является громоздкая, сложная и энергоемкая схема получения модифицированного крахмала, а также низкокачественные потребительские свойства получаемого продукта.
Техническим заданием изобретения является исключение одной из стадий (образование кросс-связей у фосфорилированного крахмала, модифицированного в кислой среде), что приводит к повышению степени его фосфорилирования и возможности использования в диетологии и пищевой промышленности, что обусловлено низким гликемическим индексом продуктов, который характеризует постепенное высвобождение глюкозы на протяжении длительного времени, и, следовательно, контролируемый аппетит; похудение; профилактику ожирения; предотвращение развития нежелательных последствий сахарного диабета.
Поставленная задача достигается тем, навеску образца крахмала (50 г) диспергируют в дистиллированной воде путем перемешивания в течение 60 мин при температуре 25°С, затем в перемешиваемую суспензию вносят по каплям водный раствор триполифосфата натрия (2 мл), доводят раствором НСl (0,5 н) до рН 6 и перемешивают еще в течение часа, после седиментации суспензию четырежды промывают от кислоты дистиллированной водой и один раз этанолом, надосадочную суспензию центрифугируют с помощью настольной центрифуги при 7000 об/мин в течение минуты и полученный осадок сушат до постоянной массы при 40°С.
В сравнении с применяемыми, предлагаемый способ получения фосфорилированного крахмала заключается в использовании фосфорилирующего агента и других вспомогательных реактивов, которые являются нетоксичными, в отличие от веществ, используемых в других методах; при осуществлении процедуры фосфорилирования не требуется сложного оборудования, длительных и трудоемких процессов (длительность не превышает 4-х часов), применения дорогостоящих реактивов. Предлагаемый способ обеспечивает возможность получения целевого фосфорилированного крахмала с высоким выходом (более 70%), а степень фосфорилирования получаемого продукта составляет (30-35%), что не ниже модифицированных крахмалов, полученными другими способами.