西米淀粉结构及消化特性

收稿日期：2013-09-17 基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD37B01） 作者简介：毕玉（1992—），女，本科，研究方向为淀粉资源的开发与利用。E-mail：740200819@qq.com *通信作者：洪雁（1975—），女，副教授，博士研究生，研究方向为淀粉资源的开发与利用。E-mail：hongyan@jiangnan.edu.cn
relations with pasting properties, amylose content, molecular chain length distribution or fat content were explored. The
results showed that sago starch contained higher content of rapidly digestible starch (RDS, 90.32%) and lower resistant
淀粉消化性的影响因素主要有淀粉植物来源、淀粉 颗粒的形状和结晶结构、直链淀粉-脂质复合物、直链-支 链淀粉比例和链长分布[11-13]等。本实验以马铃薯淀粉和红 薯淀粉作为参照，用Englyst法测定了西米淀粉的消化特 性，并探究了成糊特性、直链淀粉含量、分子链长分布 以及脂肪含量与消化特性的关系，为西米淀粉在食品工 业中的应用提供理论依据。
参照洪雁等[15]的研究方法，称取适量淀粉，配制 成质量浓度为0.5 mg/mL的淀粉乳。吸取定容好的样 品溶液1 mL，滴加0.5 mL l mol/L氢氧化钠溶液，沸 水浴3 min，冷却后用0.5 mL 1 mol/L HCl中和，加入 0.07～ 0.1 g酒石酸氧钾和 0.5 mL碘液（2 mg/mL碘， 20 mg/mL碘化钾），将混合溶液全部转移至50 mL容量 瓶中，并用去离子水定容至刻度，室温静止20 min后， 在波长680 nm处用l cm的比色皿测吸光度，试样中蓝值 的计算方法见公式（1）。
※基础研究
食品科学
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温度、峰值温度及峰值黏度均降低，热稳定性增加，凝 沉性变弱。
然而近些年来，尽管西米淀粉在食品工业中的良好 应用前景已经得到了科研工作者的重视，但是已有报道 鲜有涉及西米淀粉消化特性的研究。淀粉是人类膳食中 主要的碳水化合物，也是主要能量来源，它 的消化吸收可 以分为3 个阶段：腔内阶段、刷状缘阶段和葡萄糖吸收阶 段[5]。1992年，英国学者Englyst等[6]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快消化淀粉（rapidly digestible starch，RDS）、慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）、抗消化淀粉（resistant starch，RS）。 RDS指那些能在口腔和小肠中被迅速消化吸收的淀粉，属 于快速释放能量的高血糖食品；SDS指那些能在小肠中 被完全消化吸收但速度较慢的淀粉，可持续缓慢释放能 量，维持餐后血糖稳态，防止出现胰岛素抵抗；RS指在 人体小肠内无法消化吸收的淀粉，类似于膳食纤维只在 大肠中被微生物发酵利用，促进肠道健康[7-10]。
脂肪含量的测定参照GB/T 22427.3—2008《淀粉总 脂肪测定》；淀粉含量的测定参照GB/T5009.9—2003 《食品中淀粉的测定》使用蒽酮比色法测定淀粉含量。
1.3.2 西米淀粉分子链长分布的测定 根据贺伟等[14]的方法，取40 mg淀粉于5 mL离心管
中，加2 mL磷酸氢二钠缓冲溶液（20 mg/mL），在95 ℃ 温度条件下糊化3 min。冷却至25 ℃后加入20 μL普鲁兰 酶，于50 ℃水浴中反应4 h，结束反应后在8 000 r/min 离心10 min，取上层清液稀释10 倍后，过0.225 μm膜， 用高效阴离子交换色谱-脉冲安培法测出链长分布。 1.3.3 西米淀粉蓝值的测定
amylose (29.3%) and lower final viscosity value (1 096.67 mPa·s). The chain length distribution, amylose and lipid content
played main roles in the starch digestion characteristics.
Structure and Digestion Properties of Sago Starch
BI Yu1, FANG Fang1,2, HONG Yan1,2,*, GU Zheng-biao1,2
(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China; 2. Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)
样品中RDS、SDS和RS的含量。试样中RDS、SDS和RS 的计算方法如式（2）～（4）所示。
RDS৿䞣/%˙
m20h0.9 m
（2）
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SDSਜ਼䟿/%˙
˄m120ˉm20˅h0.9 m
（3）
RS৿䞣/%˙1ˉRDS৿䞣/%ˉSDS৿䞣/% （4） 式中：m20为淀粉被酶水解20 min后产生的葡萄糖量/mg； m120为淀粉被酶水解120 min后产生的葡萄糖量/mg；m为 样品中总淀粉质量/mg。
参照方芳等[17]的方法。
1.3.6 西米淀粉体外消化特性的测定 称取200 mg西米淀粉、马铃薯淀粉和红薯淀粉，分
别加入2 mL 蒸馏水制备悬浮液，完全糊化并冷却后加入 4 mL 模拟胃液，于37 ℃水浴中反应30 min。再加入2 mL pH 5.2的醋酸钠缓冲溶液和少量玻璃珠，置于37 ℃水浴 中振荡30 min后加入2 mL模拟肠液，混合均匀后，置于 37 ℃水浴中进行反应，分别在反应20 min和120 min时取 样灭酶后用葡萄糖氧化酶法测定葡萄糖含量，从而算出
显，在水相中的平均粒径为27.3 μm，晶体结构为C型， 结晶度为25%；西米淀粉糊属于非牛顿流体，抗剪切能 力优于马铃薯淀粉糊和木薯淀粉糊，具有一定的触变 性，在同一浓度和剪切速率下，表观黏度随温度的增加 而减小，在同一温度和剪切速率下，表观黏度随浓度的 增加而增加，而在同一温度和浓度条件下，淀粉糊的表 观黏度随剪切速率的增加而减小。汪建平等[4]对西米淀 粉的改性进行研究的结果表明，马铃薯淀粉较西米淀粉 更易引入乙酰基，乙酰化后淀粉颗粒形状未发生大的改 变；乙酰化后西米淀粉和马铃薯淀粉粒径均增大，起糊
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西米淀粉结构及消化特性
毕 玉1，方 芳1,2，洪 雁1,2,*，顾正彪1,2
（1.食品科学与技术国家重点实验室，江南大学食品学院，江苏 无锡 214122； 2.食品营养与安全协同创新中心，江南大学，江苏 无锡 214122）
摘 要：以马铃薯淀粉和红薯淀粉作为参照，用Englyst法测定西米淀粉的消化特性，并研究其成糊特性、直链淀粉 含量、分子链长分布以及脂肪含量与消化特性的关系。结果表明：与马铃薯淀粉和红薯淀粉相比，西米淀粉具有较 高含量的快消化淀粉（90.32%）和较低的抗消化淀粉含量（3.27%）。西米淀粉样品较低的脂肪含量（0.11%）、 较高的短链含量（聚合度10～30，83.57%）、较低的长链含量（聚合度＞55，0.80%），较高的直链淀粉含量 （29.3%）和较低的终值黏度（1 096.67 mPa·s）。对消化特性起主要影响作用的因素有链长分布、直链淀粉含量 和脂肪含量。 关键词：西米淀粉；消化特性；成糊特性；链长分布；直链淀粉
㬍٬˙
4hA680 nm ṧ૱䍘䟿⎃ᓖ/˄mg/dL˅
（1）
1.3.4 西米淀粉中直链淀粉含量的测定
参照洪雁等[16]的研究方法，样品中直链淀粉和支链
淀粉含量的测定：分别称取西米淀粉、马铃薯淀粉和红
薯淀粉50 mg，加入几滴无水乙醇润湿，再加入10 mL 0.5 mol/L的NaOH溶液，在沸水浴中加热溶解、冷却后用 蒸馏水定容，混匀。吸取2.5 mL样品溶液于50 mL容量瓶 中，加20 mL蒸馏水，用0.1 mol HCl溶液调pH值至3左右， 加0.5 mL碘试剂（2 g KI溶于少量蒸馏水中，再加0.2 g碘， 溶解后定容至100 mL），定容后放置10 min，在620 nm波 长处，用1 cm比色皿测定其吸光度。所测的标准曲线方程 为y=0.338 2x－0.004 4（R2=0.996 3），式中：y为吸光度， x为直链淀粉含量/%。 1.3.5 西米淀粉成糊特性的测定
西米淀粉，又名硕莪淀粉，是由棕榈树类的核或软 核通过机械处理（重击、碾磨、制粉）、浸泡、沉淀并 烘干制成的一种可食用淀粉[1]。硕莪棕榈作为西米淀粉 来源的主要作物，具有长久的经济寿命和很高的商用淀 粉价值，不仅能够抗病虫害、抗旱耐涝，而且淀粉产量 高，具有一定的价格优势。硕莪淀粉在食品应用方面， 除了制作珍珠西米和弹丸西米，更因其独特的属性可作 为米粉、粉丝、面条的原料，改善食品的口感、减少断 碎，并可用作稳定剂和增稠剂。高凌云等[2-3]研究表明， 西米淀粉颗粒为椭球体，颗粒表面光滑、偏光十字明
1 材料与方法
1.1 材料与试剂 西米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉均由北大荒马铃
薯产业有限公司提供。 纯直链淀粉、胰酶、转化酶、胃蛋白酶、葡萄糖
糖化酶 美国Sigma公司；纯支链淀粉 瑞士Fluka公 司；普鲁兰酶 诺维信（中国）生物技术有限公司。 1.2 仪器与设备
MB25OHAUS水分分析仪 奥豪斯仪器（上海）有 限公司；α-1101可见分光光度计 上海谱元仪器有限公 司；RVA-3D快速黏度分析 澳大利亚Newport Scientific 仪器公司；Quanta-200扫描电子显微镜 荷兰FEI公司； ARX-400型X射线衍射仪 德国Bruker公司；ICS-5000 高效阴离子交换色谱（配有脉冲安培检测器） 美国戴 安公司。 1.3 方法 1.3.1 淀粉样品中基本成分的测定
Key words: sago starch; digestion; pasting properties; chain length distribution; amylose
中图分类号：TS231
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2014）13-0070-04
doi:10.7506/spkx1002-6630-201413013
starch (RS) content (3.27%). Sago starch also contained lower level of fat content (0.11%), higher content of short chain (degree of polymerization (DP) 10–30, 8源自文库.57%), lower content of long-chain starches (DP ＞ 55, 0.80%), higher content of
Abstract: Sago starch has high commercial value and a broad development potential in China. In this study, by comparing
with potato starch and sweet potato starch, the digestibility of sago starch was examined using the Englyst method and the