缓慢消化淀粉测定过程中的影响因素分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Englyst 等研究酶浓度对小麦面粉中 RDS、SDS、 RS 影响的结果表明，酶用量在 3500U 时测定的 SDS 量 最稳定。Dahlqvist 等[5]测定人体小肠中淀粉酶含量为 50～250U/ml，平均含量为 142U/ml，相当于 25ml 消化 液中酶含量为 3550U。从图 3 可以看出，酶用量在 3000U 和 4000U(消化液中酶含量为 160U/ml)时 SDS 量较为稳 定，且 4000U 时 SDS 含量达到最高，上述酶用量与 Shin 等[6]的测定方法使用的酶量 2900U(25ml 消化液中酶含量 116U/ml)较接近。
30
25
SDS 含量(%)
20
15
10
5
0
原淀粉
脱脂淀粉 脱脂除蛋白淀粉
不同前处理淀粉
图 １ 前处理对 ＳＤＳ 测定的影响
Fig.1 Effects of pretreatment on determination of SDS
2.2 热处理时间对 SDS 测定的影响
SDS 含量(%)
30
25
20
１ 材料与方法
1.1 材料与试剂 玉米淀粉 黑龙江龙凤玉米开发有限公司；猪胰
α- 淀粉酶(酶活力 23U/mg) 美国 Sigma 公司；中性蛋白 酶(酶活力≥ 6 万 U/g) 北京奥博星生物有限公司；3,5二硝基水杨酸、氢氧化钠、苯酚、亚硫酸钠、酒石 酸钾钠、麦芽糖、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠均为分析 纯。
1.3.5 消化时间对 SDS 测定的影响 使用未经处理的原淀粉按 1.3.1 节操作，分别在 1、
3、6 、8 、10 、12 h 时取 0.5 ml 消化液，用 DN S 法在 波长 540nm 处比色测定水解液中麦芽糖含量。
２ 结果与分析
2.1 前处理对 SDS 测定的影响 不同种类淀粉的脂肪和蛋白质的含量不同，而这些
收稿日期：2009-03-16 基金项目：黑龙江省“十一五”重大攻关项目( G A 0 6 B 4 0 1 -4 )；黑龙江省教育厅项目( 1 1 5 1 1 0 9 3 ) 作者简介：赵凯(19 74 －)，男，副教授，博士，研究方向为淀粉化学与加工。E-mai l：zhaok@hrb cu.edu .cn
Factors Affecting the Determination of Slowly Digestible Starch by the Guraya Method
ZHAO Kai，GU Guang-ye (Key Laboratory of Food Science and Engineering, Heilongjiang Province, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China)
脂肪和蛋白质的存在可能影响淀粉的消化速率。由图 1 可以看出，未经前处理的原淀粉的 SDS 的量比经过处理 的样品的含量高，这可能由于原淀粉中的脂肪和蛋白质 与淀粉结合，使淀粉的消化速率降低，延缓了淀粉的 水解。文献研究也表明不同种类的淀粉复合物可延缓淀 粉的消化速率，在一定程度上提高淀粉的功能性，不 经过脱脂及除蛋白处理，即有利于 SD S 形成，也简化 了工序。因此，在测定不同种类的淀粉和以淀粉为基 质的食品中的缓慢消化淀粉时，可不经过脱脂及除蛋白 的前处理工序。
入 2000、3000、4000、5000U 的胰淀粉酶，其余步骤 同 1.3.1 节，测定其 SDS 含量。
1.3.4 底物浓度对 SDS 测定的影响 分别取不同质量的原淀粉配成 0.4% (0.1g)、0.8% (0.2g)、
1.6% (0.4g)、2.4% (0.6g)、3.2% (0.8g)、4% (1g)的乳浓 度，加入 4000U 胰淀粉酶，其余步骤同 1.3.1 节，消化 后测定其 SDS 含量。
※分析检测
食品科学
2009, Vol. 30, No. 14 197
缓慢消化淀粉测定过程中的影响因素分析
赵 凯，谷广烨
(哈尔滨商业大学，食品科学与工程省级重点实验室，黑龙江 哈尔滨
150076)
摘 要：研究缓慢消化淀粉测定过程中的影响因素，探讨前处理、底物浓度、热处理时间、酶用量以及消化时 间对 SDS 的影响。结果表明，最适的测定条件为：200mg 淀粉于 50ml 试管中，加入 15ml 磷酸缓冲液(0.5mol/L， pH6.9)和 4000U 胰淀粉酶，在 37℃条件下水浴振荡，水解 1h 和 10h 时各取 0.5ml 水解液，采用 DNS 法在波长 540nm 处测定水解液中麦芽糖含量。 关键词：缓慢消化淀粉；测定条件；影响因素
以 Guraya 法[2]为参考，在此法的基础上优化测定方 法。该法采用 3,5- 二硝基水杨酸(DNS)法，在波长 540nm 处比色测定麦芽糖含量。具体计算公式如下：
G－H SDS(%)＝————× 100
I
式中：G 为脱支改性淀粉在某一时间间隔内麦芽糖 含量无变化时的量(mg)； H 为脱支改性淀粉在时间间隔 1h 内产生的麦芽糖量(mg)；I 为总淀粉量(以麦芽糖毫克 数计) 。
※分析检测
食品科学
2009, Vol. 30, No. 14 199
水解完全，这就使得沸水浴 4、6、20min 样品的 SDS 量非常少。在实际淀粉类食品加工处理过程中，快速 消化淀粉主要为糊化后易被酶水解的淀粉，而抗性淀粉 则为较耐热的部分(经过沸水浴处理后残存的)，而缓慢 消化淀粉则为部分糊化的淀粉，故在实际测定中应采用 直接水解不同处理条件的淀粉测定 SDS 含量。 2.3 酶用量对 SDS 测定的影响
pancreatic amylase is adopted in determination. The factors [including pretreatment (defatting or defatting plus protein removal),
substrate concentration, heating duration, enzyme dose and hydrolysis duration] influencing the determination of SDS by the
any pretreatment, 15 ml of 0.5 mol/L phosphate buffer at pH 6.9 and 4000 U of pancreatic amylase in 37 ℃ water bath, and then
determining the maltose contents in 0.5 ml of 1-h and 10-h hydrolysates at 540 nm by DNS method respectively.
1.3.2 热处理时间对 SDS 测定的影响 取四份 0.2g 的原淀粉于试管中，加入 15ml 磷酸缓
冲液(pH6.9)密封，分别在沸水浴加热 2、4、6、20min 后取出，冰水冷却至 37℃，其余步骤同上。测定 SDS 含量，与另一份未沸水浴的原淀粉测定的 SDS 含量进行 比较。
1.3.3 酶用量对 SDS 测定的影响 分别取没有前处理的 0.2g 原淀粉于试管中，分别加
1.3.1 前处理(脱脂、除蛋白)对 SDS 测定的影响 采用索式提取法去除脂肪，中性蛋白酶[3-4]去除蛋白
质。准确称取 0.2g 处理后的淀粉样品于试管中，加入 15ml 磷酸缓冲液(pH6.9)，然后加入 10ml 胰淀粉酶(400U/ml)， 在 37℃条件下水浴振荡，在水解 1h 和某一时间间隔(即 水解液中麦芽糖含量达到最大且不再变化时)内取0.5ml水解 液，采用 DNS 法在波长 540nm 处比色测定水解液中麦芽糖 含量。测定的 S D S 含量，与原淀粉进行比较。
比较复杂，测试人员需要进行专门训练，否则测定重 复性差。因此较 Englyst 法，Guraya 法只采用单一的胰 淀粉酶，测定步骤简单、方便。Guraya 法将 SDS 定义 为淀粉最大水解量与 1h 水解量之间的淀粉差值，本实 验以 Guraya 法为基础，探讨测定过程中影响测定结果的 各因素，优化 Gu ra ya 法。
198 2009, Vol. 30, No. 14
食品科学
※分析检测
1.2 仪器与设备 SP-721E 型可见光光度计 上海光谱仪器有限公司；
BS2243 电子分析天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公 司； THZ-82A 水浴恒温振荡器 江苏荣华仪器制造有 限公司；HI-98-128 型 pH 计 北京哈纳科学仪器科技有 限公司；HH-4 数显恒温水浴锅 国华电器有限公司。 1.3 方法
15
10
5
0
0
5
Biblioteka Baidu
10
15
20
加热时间(min)
图 ２ 加热时间对 ＳＤＳ 测定的影响 Fig.2 Effects of heating duration on determination of SDS
淀粉乳在加热过程中，开始阶段淀粉颗粒吸收少量 水分，体积膨胀较小；当加热到一定温度时，颗粒突 然膨胀很多，吸收大量水分；继续加热，则淀粉粒全 部崩解。由图 2 可知，未经沸水浴和沸水浴 2min 的样 品的 SDS 的量变化不大，而沸水浴 4、6、20min 样品 的 SDS 量急剧减少。这是由于未经沸水浴处理的淀粉未 经历糊化过程，颗粒结构没有被破坏，处理 2min 的经 历膨胀过程但颗粒结构仍存在，处于部分糊化状态；而 沸水浴 4 、6、20m in 样品经历了糊化，淀粉颗粒结构 被破坏，使淀粉酶的水解作用非常容易进行，1h 基本
Key words：slowly digestible starch (SDS)； determination condition；influencing factors
中图分类号：TS231
文献标识码：A
文章编号：1002-6630(2009)14-0197-03
Englyst 等[1]在体外模拟的条件下依据淀粉的生物可 利用性将淀粉分为 3 类：快速消化淀粉(ready digestible starch，RDS)，指能在小肠中被迅速消化吸收的淀粉(消 化时间小于 20min)；缓慢消化淀粉(slowly digestible starch，SDS)，指能在小肠中被完全消化吸收但速度较 慢的淀粉(消化时间 20～120min)；抗性淀粉(resistant starch，RS)，指在人体小肠内无法消化吸收的淀粉(消 化时间大于 120min)。
对于抗性淀粉，无论是测定方法还是制备技术， 近年来国内外研究者较多，且开发出了抗性淀粉产品及 多种功能性食品。而对于缓慢消化淀粉，研究者较少， 其测定方法也不统一，文献引用较多的是 Englyst 法和 Guraya 法[2]。Englyst 法由于能模拟淀粉消化的胃肠道内 环境，所以用来测定不同类型淀粉和淀粉降解产物有一 定优势，但该法操作时间长，采用混合酶消化，过程
Guraya method were explored by one-factor-at-a-time design in this study. An actual SDS content could be obtained by the
following determination procedure: incubating the mixture of 200 mg of starch that could be directly taken to determine without
Abstract：The Englyst and Guraya methods developed for the determination of slowly digestible starch (SDS) have been
reported frequently. However, compared to the former, the latter can be performed more simply and conveniently in that only
30
25
SDS 含量(%)
20
15
10
5
0
原淀粉
脱脂淀粉 脱脂除蛋白淀粉
不同前处理淀粉
图 １ 前处理对 ＳＤＳ 测定的影响
Fig.1 Effects of pretreatment on determination of SDS
2.2 热处理时间对 SDS 测定的影响
SDS 含量(%)
30
25
20
１ 材料与方法
1.1 材料与试剂 玉米淀粉 黑龙江龙凤玉米开发有限公司；猪胰
α- 淀粉酶(酶活力 23U/mg) 美国 Sigma 公司；中性蛋白 酶(酶活力≥ 6 万 U/g) 北京奥博星生物有限公司；3,5二硝基水杨酸、氢氧化钠、苯酚、亚硫酸钠、酒石 酸钾钠、麦芽糖、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠均为分析 纯。
1.3.5 消化时间对 SDS 测定的影响 使用未经处理的原淀粉按 1.3.1 节操作，分别在 1、
3、6 、8 、10 、12 h 时取 0.5 ml 消化液，用 DN S 法在 波长 540nm 处比色测定水解液中麦芽糖含量。
２ 结果与分析
2.1 前处理对 SDS 测定的影响 不同种类淀粉的脂肪和蛋白质的含量不同，而这些
收稿日期：2009-03-16 基金项目：黑龙江省“十一五”重大攻关项目( G A 0 6 B 4 0 1 -4 )；黑龙江省教育厅项目( 1 1 5 1 1 0 9 3 ) 作者简介：赵凯(19 74 －)，男，副教授，博士，研究方向为淀粉化学与加工。E-mai l：zhaok@hrb cu.edu .cn
Factors Affecting the Determination of Slowly Digestible Starch by the Guraya Method
ZHAO Kai，GU Guang-ye (Key Laboratory of Food Science and Engineering, Heilongjiang Province, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China)
脂肪和蛋白质的存在可能影响淀粉的消化速率。由图 1 可以看出，未经前处理的原淀粉的 SDS 的量比经过处理 的样品的含量高，这可能由于原淀粉中的脂肪和蛋白质 与淀粉结合，使淀粉的消化速率降低，延缓了淀粉的 水解。文献研究也表明不同种类的淀粉复合物可延缓淀 粉的消化速率，在一定程度上提高淀粉的功能性，不 经过脱脂及除蛋白处理，即有利于 SD S 形成，也简化 了工序。因此，在测定不同种类的淀粉和以淀粉为基 质的食品中的缓慢消化淀粉时，可不经过脱脂及除蛋白 的前处理工序。
入 2000、3000、4000、5000U 的胰淀粉酶，其余步骤 同 1.3.1 节，测定其 SDS 含量。
1.3.4 底物浓度对 SDS 测定的影响 分别取不同质量的原淀粉配成 0.4% (0.1g)、0.8% (0.2g)、
1.6% (0.4g)、2.4% (0.6g)、3.2% (0.8g)、4% (1g)的乳浓 度，加入 4000U 胰淀粉酶，其余步骤同 1.3.1 节，消化 后测定其 SDS 含量。
※分析检测
食品科学
2009, Vol. 30, No. 14 197
缓慢消化淀粉测定过程中的影响因素分析
赵 凯，谷广烨
(哈尔滨商业大学，食品科学与工程省级重点实验室，黑龙江 哈尔滨
150076)
摘 要：研究缓慢消化淀粉测定过程中的影响因素，探讨前处理、底物浓度、热处理时间、酶用量以及消化时 间对 SDS 的影响。结果表明，最适的测定条件为：200mg 淀粉于 50ml 试管中，加入 15ml 磷酸缓冲液(0.5mol/L， pH6.9)和 4000U 胰淀粉酶，在 37℃条件下水浴振荡，水解 1h 和 10h 时各取 0.5ml 水解液，采用 DNS 法在波长 540nm 处测定水解液中麦芽糖含量。 关键词：缓慢消化淀粉；测定条件；影响因素
以 Guraya 法[2]为参考，在此法的基础上优化测定方 法。该法采用 3,5- 二硝基水杨酸(DNS)法，在波长 540nm 处比色测定麦芽糖含量。具体计算公式如下：
G－H SDS(%)＝————× 100
I
式中：G 为脱支改性淀粉在某一时间间隔内麦芽糖 含量无变化时的量(mg)； H 为脱支改性淀粉在时间间隔 1h 内产生的麦芽糖量(mg)；I 为总淀粉量(以麦芽糖毫克 数计) 。
※分析检测
食品科学
2009, Vol. 30, No. 14 199
水解完全，这就使得沸水浴 4、6、20min 样品的 SDS 量非常少。在实际淀粉类食品加工处理过程中，快速 消化淀粉主要为糊化后易被酶水解的淀粉，而抗性淀粉 则为较耐热的部分(经过沸水浴处理后残存的)，而缓慢 消化淀粉则为部分糊化的淀粉，故在实际测定中应采用 直接水解不同处理条件的淀粉测定 SDS 含量。 2.3 酶用量对 SDS 测定的影响
pancreatic amylase is adopted in determination. The factors [including pretreatment (defatting or defatting plus protein removal),
substrate concentration, heating duration, enzyme dose and hydrolysis duration] influencing the determination of SDS by the
any pretreatment, 15 ml of 0.5 mol/L phosphate buffer at pH 6.9 and 4000 U of pancreatic amylase in 37 ℃ water bath, and then
determining the maltose contents in 0.5 ml of 1-h and 10-h hydrolysates at 540 nm by DNS method respectively.
1.3.2 热处理时间对 SDS 测定的影响 取四份 0.2g 的原淀粉于试管中，加入 15ml 磷酸缓
冲液(pH6.9)密封，分别在沸水浴加热 2、4、6、20min 后取出，冰水冷却至 37℃，其余步骤同上。测定 SDS 含量，与另一份未沸水浴的原淀粉测定的 SDS 含量进行 比较。
1.3.3 酶用量对 SDS 测定的影响 分别取没有前处理的 0.2g 原淀粉于试管中，分别加
1.3.1 前处理(脱脂、除蛋白)对 SDS 测定的影响 采用索式提取法去除脂肪，中性蛋白酶[3-4]去除蛋白
质。准确称取 0.2g 处理后的淀粉样品于试管中，加入 15ml 磷酸缓冲液(pH6.9)，然后加入 10ml 胰淀粉酶(400U/ml)， 在 37℃条件下水浴振荡，在水解 1h 和某一时间间隔(即 水解液中麦芽糖含量达到最大且不再变化时)内取0.5ml水解 液，采用 DNS 法在波长 540nm 处比色测定水解液中麦芽糖 含量。测定的 S D S 含量，与原淀粉进行比较。
比较复杂，测试人员需要进行专门训练，否则测定重 复性差。因此较 Englyst 法，Guraya 法只采用单一的胰 淀粉酶，测定步骤简单、方便。Guraya 法将 SDS 定义 为淀粉最大水解量与 1h 水解量之间的淀粉差值，本实 验以 Guraya 法为基础，探讨测定过程中影响测定结果的 各因素，优化 Gu ra ya 法。
198 2009, Vol. 30, No. 14
食品科学
※分析检测
1.2 仪器与设备 SP-721E 型可见光光度计 上海光谱仪器有限公司；
BS2243 电子分析天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公 司； THZ-82A 水浴恒温振荡器 江苏荣华仪器制造有 限公司；HI-98-128 型 pH 计 北京哈纳科学仪器科技有 限公司；HH-4 数显恒温水浴锅 国华电器有限公司。 1.3 方法
15
10
5
0
0
5
Biblioteka Baidu
10
15
20
加热时间(min)
图 ２ 加热时间对 ＳＤＳ 测定的影响 Fig.2 Effects of heating duration on determination of SDS
淀粉乳在加热过程中，开始阶段淀粉颗粒吸收少量 水分，体积膨胀较小；当加热到一定温度时，颗粒突 然膨胀很多，吸收大量水分；继续加热，则淀粉粒全 部崩解。由图 2 可知，未经沸水浴和沸水浴 2min 的样 品的 SDS 的量变化不大，而沸水浴 4、6、20min 样品 的 SDS 量急剧减少。这是由于未经沸水浴处理的淀粉未 经历糊化过程，颗粒结构没有被破坏，处理 2min 的经 历膨胀过程但颗粒结构仍存在，处于部分糊化状态；而 沸水浴 4 、6、20m in 样品经历了糊化，淀粉颗粒结构 被破坏，使淀粉酶的水解作用非常容易进行，1h 基本
Key words：slowly digestible starch (SDS)； determination condition；influencing factors
中图分类号：TS231
文献标识码：A
文章编号：1002-6630(2009)14-0197-03
Englyst 等[1]在体外模拟的条件下依据淀粉的生物可 利用性将淀粉分为 3 类：快速消化淀粉(ready digestible starch，RDS)，指能在小肠中被迅速消化吸收的淀粉(消 化时间小于 20min)；缓慢消化淀粉(slowly digestible starch，SDS)，指能在小肠中被完全消化吸收但速度较 慢的淀粉(消化时间 20～120min)；抗性淀粉(resistant starch，RS)，指在人体小肠内无法消化吸收的淀粉(消 化时间大于 120min)。
对于抗性淀粉，无论是测定方法还是制备技术， 近年来国内外研究者较多，且开发出了抗性淀粉产品及 多种功能性食品。而对于缓慢消化淀粉，研究者较少， 其测定方法也不统一，文献引用较多的是 Englyst 法和 Guraya 法[2]。Englyst 法由于能模拟淀粉消化的胃肠道内 环境，所以用来测定不同类型淀粉和淀粉降解产物有一 定优势，但该法操作时间长，采用混合酶消化，过程
Guraya method were explored by one-factor-at-a-time design in this study. An actual SDS content could be obtained by the
following determination procedure: incubating the mixture of 200 mg of starch that could be directly taken to determine without
Abstract：The Englyst and Guraya methods developed for the determination of slowly digestible starch (SDS) have been
reported frequently. However, compared to the former, the latter can be performed more simply and conveniently in that only