改性高链玉米淀粉消化性能的研究

研 究与探讨 (华南理工大学食品与生物 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院，广州510641) 邱礼平 黄国平 温其标 摘 要 ：采用 In—Vitro消化模 型模拟人体消化道环境，对高链 玉 米淀粉及其交联羧 甲基化不同变性处理产品的消化性能 进行了比较，结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，淀粉及其变性淀粉消化性能与其 链淀粉含量有关，含链淀粉 5O％的高链淀粉 最难于消化 ， 普通玉米淀粉(含链淀粉 26％)最易被消化，7O％链淀粉的 淀粉居 中；淀粉和高链淀粉经交联变性可抑制其消化性 能，而羧甲基化变性将会加速其消化性能。 关键谓 ：高链淀粉 ，变性 ，消化性 Abstract：With the In—Vitr0 digestibility modeI simulating the conditions of physical enteron， the digestibility of high amylose cornstarch and its products prepared by cross -linking and carboxyl— methylation，were studied in this paper．The result indicated that the digestibility of starch and modified starch was related to the amylose content． high amylose starch contained 5O％ amylose was the most difficult to be digested． ordinary cornstarch (the amylose content was 26％) was most easily to be digested． and the digestibility of the starch which contained 7O％ amylose was in the middle The digestibility of starch and starch of high content amylose was decreased by cross—linking but increased by carboxyl-methylation Key words：high content amylose；modification；digestibility 中图分类号：TS243 文献标识码 ：A 文 章 编 号 ：1002—0306(2004)04—0049—03 目前 ， 国 内 对 普 通 淀 粉 及 其 变 性 淀 粉 的 应 用 较 多 ，但 对 淀 粉 的 消 化 性 能 研 究 较 少 ；对 含 链 淀 粉 较 高 的 淀 粉 及 其 变 性 淀 粉 的 消 化 性 能 研 究 则 未 见 有 关 报 导 。 由于 淀 粉 消 化 较 为 复 杂 ，在 如 何 有 效 、客 观 地 评 价 变性 淀 粉 的 消 化 性 能 上 仍 未 有 统 一 的标 准 。本 文 采 用 In-Vitro消 化 模 型模 拟 人 体 消 化 道 环 境 ，对 不 同 的高 链 玉 米 淀 粉 及 其 交 联 变 性 和 交 联 羧 甲基 化 变 性 产 品 进 行 研 究 ，探 索 其 抗 酶 解 消 化 的 规 律 ，为 高 链 淀 粉 及 其 变 性 淀 粉 产 品 在 食 品 、 医 药 及 微 生 物 可 降 解 制 品方 面 的 应 用 提 供 依 据 。 1 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 与方法 1．1 材料与仪器 普 通 玉 米 淀 粉 (含 链 淀 粉 26％) 秦 皇 岛 淀 粉 收稿 日期 ：20o3一o9一l1 作者简介：邱礼平(1％5一)，男，工程师，在读博士，研究方向：粮油工程。 厂 ；50％链 淀 粉 美 国 国 民 淀 粉 公 司 ；70％ 高 链 玉 米 淀 粉 美 国 国 民淀粉 公 司 ；50％直 链 交联 变 性 淀粉 实 验 室 自制 ；70％直 链 交 联 变 性 淀 粉 实 验 室 自制 ； 50％直 链 交 联 羧 甲 基 化 淀 粉 实 验 室 自制 ； 70％直 链 交 联 羧 甲基 化 淀 粉 实 验 室 自制 ； 一淀 粉 酶 美 国 JENENC0R 公 司 ；标 准 葡 萄 糖 分 析 纯 ；苯 酚 分 析 纯 ；浓 硫 酸 分 析 纯 。 22PC 型 分 光 光 度 计 上 海 第 三 分 析 仪 器 厂 ； 501型超 级 恒 温 水 浴 锅 金 坛 市 富 华 电器 有 限 公 司 ： AEL-200型 电 子 分 析 天 平 上 海 宇 隆 仪 器 有 限 公 司 ；SC505型 电 热 恒 温 培 养 箱 上 海 第 三 分 析 仪 器 厂 ；80-2型 台式 离 心 机 上 海 第 三 分 析 仪 器 厂 ；In- Vitro实 验 装 置 ：本 实 验 室 配置 。 1．2 实验方法 1．2．1 实 验 原 理 本 实 验 所 采 用 的 In-Vitro模 型 是 根 据 Jenkins提 出 的模 型 ⋯，在 与 人 体 体 温 相 同 的 温 度 (37℃ )条 件 下 用 淀 粉 酶 降 解 高 链 淀 粉 及 其 变 性 淀 粉 ，利 用 渗 析 袋 来 模 拟 人 体 肠 道 分 离 淀 粉 的 消 化 产 物 ，然 后 通 过 分 析 渗 析 液 的 成 分 计 算 高 链 淀 粉 及 其 变 性 淀 粉 的消 化 速度 ，以此 考 察 其 消 化 性 能 。 1．2．2 消 化 产 物 的测 定 一淀 粉 酶 降 解 淀 粉 的 产 物 主 要 为 低 聚糖 ，而糖 与 强 酸加 热 则 发 生 Molish反 应 ， 产 生 糠 醛 或 糠 醛 衍 生 物 ，这 些 产 物 能 与 显 色 剂 缩 合 成 有 色络 合 物 ，可 进 行 比色 定 量 。这 种 定 量 测 定 法 常 用 于 混 合 糖 的 分 析 ，将 不 同 浓 度 的标 准 糖 液 与 浓 硫 酸 反 应 后 ，再 用 苯 酚 显 色 ，制 成 相 应 的 标 准 曲 线 ，借 此 来 定 量 样 品 中糖 的含 量[21。 1．2．3 消化 速 度 的 计算 V [rag／(g·h)】=消 化产 物 (mg)÷样 品 质 量 (g)÷反 应 时 间 (h) 2 结果与讨论 2．1 不同链淀粉含量淀粉的消化性能 从 表 1可 以 看 出 ，不 是 链 淀粉 含 量 越 高 就 越 难 消化。普通玉米淀粉最 容易消化 ，而含链淀粉 50％的 淀 粉 最 难 消 化 ，含 链 淀 粉 70％ 的 淀 粉 比含 链 淀 粉 50％的 淀 粉 易 消 化 。这 可 能 是 因为 普 通 淀 粉 中直 链 淀 粉 含 量 少 ，形 成 的 结 晶 区 小 ，无 定 形 区 比例 大 【3-5]，淀 粉 分 散 于 水 中 以 后 ，容 易 吸 水 膨 胀 。而 淀 粉 酶 是 特 殊 的 蛋 白 质 ， 它 溶 于 水 后 容 易 进 入 淀 粉 颗 粒 的 无 定 形 维普资讯 http://www.cqvip.com 研 究与探讨 表 1 不同链淀粉含量淀粉的消化产物(mg) 区甚至结晶 区，作用 于淀粉 。而含链淀粉 5O％的淀粉 中其链 淀粉和支淀粉含量相 当 ，链淀粉容易形 成小的 结晶区 ，而大分子量的支链淀粉通过其支链贯穿各 个 小 结 晶 区 ，并 通 过 氢 键 结 合 形 成 较 为稳 固 的 晶 格 ，其 无 定 形 区较 小 ，因 此 淀 粉 酶 难 于 作 用 ；含 链 淀 粉 70％ 的淀 粉 中 由于 支 链 淀 粉 少 ，不 容 易 把 链 淀 粉 形 成 的／h 结 晶 区连 接 成 大 的 稳 固 晶 格 ，因 而 较 易 与 酶 接 触 ，比 含 链 淀 粉 5O％的 淀 粉更 易 被 淀 粉 酶 作 用 ，使 得 其 比含 链 淀 粉 5O％的 淀 粉 更 易 被 消 化 。 而 从 消化 速 度 来 看 (图 1)，普 通 玉 米 淀 粉 消 化 速 度 最 快 ， 而 含 链 淀 粉 50％的淀粉 消化速度最慢 。三种淀粉 的消化速度都是 初始大 ，慢慢变／h，这是因为随着消化 的不 断进行 ，消 化 底 物 浓 度 变 ／h，致 使 消化 速 度 变 慢 的结 果 。 50％的淀粉 70％的淀粉 0 2 4 6 8 消化时间(h) 图 1 不同链淀粉含量淀粉消化速度 2-2 不同链淀粉含量交联变性淀粉的消化性能 表 2、图 2显示 了高链 淀粉经环 氧氯丙烷交联后 的 消 化 性 能 。 环 氧氯 丙 烷 交 联 的 高链 淀 粉 的 消 化 速 度 比原高链 淀粉略低 ；但 同样随着 时间 的延 长 ，消化 速度 降低 ；经交联后 含链 淀粉 70％的高链淀 粉其 消 化速度 比含链淀粉 50％的淀粉 快 ，但 比普通 玉米淀 粉慢 ，说 明经 过环氧丙 烷交联 并没有改 变高链 淀粉 的 结 晶 结 构 。 2．3 交联羧甲基化变性淀粉的消化性能 5O％和 70％链 淀 粉含量 交联羧 甲基 化变 性淀粉 的 消化 性 能 如 表 3、图 3所 示 。结 果 表 明 ，交 联 高 链 淀 16 12 ＼ ∞ 三 8 越 4 迎 0 2 4 6 8 消化时间(h) 图2 不同链淀粉含量交联变性淀粉消化速度 50％交联羧甲基化淀粉 7O％交联羧甲基化淀粉 0 2 4 6 8 消化时间(h) 图3 交联羧 甲基化变性淀粉消化速度 粉 经 羧 甲基 化 后 其 消化 性 能 明 显 提 高 ，不 管 是 50％ 链 淀粉 含 量 ，还 是 70％链 淀 粉 含 量 ，都 是 如 此 。 经 羧 甲 基 化 后 ，50％链 淀 粉 第 1h的 消 化 速 度 从 每 小 时 每 克 淀 粉 产 生 l1．5mg消 化 产 物 提 高 到 产 生 25mg的 消 化 产 物 ，70％含 量 的 高 链 淀 粉 则 从 产 生 19．5mg消 化 产 物 提 高 到 28．4mg。这 是 由于 交 联 高 链 淀 粉 经 羧 甲 基化后 ，引入 了高 亲水性 的羧 甲基 ，在一定 程度上 破 坏 了淀 粉 颗 粒 的 原 有 结 构 ，使 之 更 易 吸 水 膨 胀 ，被 淀 粉 酶水 解 。 2．4 不同变性处理对高链淀粉消化性能的影响 表 4、表 5是 链淀 粉含 量 50％和 70％的高链 淀 粉 以及 其变 性淀 粉的消化产 物 的变化表 ，可 以看 出 ， 消 化 产 物 均 随 消 化 时 间 增 加 而 增 加 ，淀 粉 交 联 变 性 可 抑 制 淀 粉 的 消 化 ，而 羧 甲 基 化 变 性 后 将 会 加 速 淀 粉 的消 化 。淀 粉 羧 甲 基 化 变 性 是 在 淀 粉 分 子 上 引 入 如 勰 加 M 【( 暑)／s三越 涎 如 加 m 0 【( 暑)／s三越喇 涎 维普资讯 http://www.cqvip.com 研究与探讨 表 3 不同链淀粉含量交联羧 甲基化变性淀粉消化产物(mg) 淀粉 联淀粉 联羧甲 0 2 4 6 8 消化时间(h) 图 4 链淀粉含量 50％的淀粉及其变性淀粉消化速度 基化淀粉 0 2 4 6 8 消化时间(h) 图 5 链淀粉含量 70％的淀粉及其变性淀粉消化速度 羧 甲基 团 ，因羧 甲 基 团 的 亲 水 性 特 别 强 『3·4／，羧 甲基 淀 粉 容易 吸水膨 胀 ，甚 至糊 化 ，酶随 水分 子进 入 容易 ， 其作 用 于淀粉 的 酶分-T-多 ，速 度快 ，消 化能 力 强 ，所 以 羧 甲 基 化 变 性 淀 粉 其 消 化 产 物 在 同等 消 化 时 间 内 比 变 性 淀 粉 和 原 淀 粉 多 ，而 交 联 变 性 淀 粉 由 于 引进 了 交 联 键 ，使 淀 粉 结 构 更 加 紧 密 ，难 被 淀 粉 酶 水 解 ， 消 化产 物 比 原 淀 粉 少 ，不 同链 淀 粉 含 量 的交 联 淀 粉 其 消 化 规 律 基 本 相 同 。就 其 消 化 速 度 来 看 (图 4、图 5)，其 规 律 与其 消 化 产 物 的规 律 一 样 。产 物 增 加 越 多 证 明其 消化 速 度 越 快 。但 总 的规 律 随 着 时 间 增 加 ，消 化速度下降 ；前 3h消化速度较快 ，之后慢慢减小 。 3 结论 淀 粉 及 其 变 性 淀 粉 消 化 性 能 与 其 链 淀 粉 含 量 有 关 ，但 不 呈 线 性 关 系 。普 通 玉 米 淀 粉 最 容 易 消 化 ， 而 含 链 淀 粉 50％ 的淀 粉 最 难 消 化 ，含 链 淀 粉 70％的 淀 粉 比含 链 淀 粉 50％的 淀 粉 容 易 消 化 。链 淀 粉 含 量 70％ 的 交 联 变 性 和 交 联 羧 甲 基 化 变 性 淀 粉 比 链 淀 粉 含 量 50％的 同 种 变 性 淀 粉 易 消 化 。淀 粉 的 消 化 性 能 主 要 取 决 于 组 成 淀 粉 的链 淀 粉 和 支 链 淀 粉 的 含 量 比例 ，比例均衡有 利于 消化 。交联 以及交联 羧 甲基 化 变 性 都 会 影 响 高 链 淀 粉 的 消 化 性 能 ，交 联 变 性 可 抑 制 淀 粉 的 消 化 ，而 羧 甲基 化 变 性 后 将 会 加 速 淀 粉 的 消 化 。 参考文献： 【1】 Jenkins D J A，et a1．Starchy foods and fiber：．reduced rate of digestion and improved carbohydrate metabolism[J]． Gastroenterology，1987：22-132． 【2】 无锡轻工业学院，天津轻工业学院合编．食品 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 (第一版) 【M】：中国轻工业出版社，1992． 【3】 张友松．变性淀粉生产与应用手册【M】．中国轻工业出版社， 2001．61～156． 【4】 张力田．变性淀粉【M】．华南理工大学出版社，1992．82-154． 【5】 梁勇，等．三偏磷酸钠交联玉米淀粉颗粒膨胀历程及结构 特征[J]．无锡轻工大学学报，2OOl，20(6)：564-567． 【6】 wu H C H， A Sarko． The double helical molecular structure of amylose[J]．Carbohydr Res，1978(a)：27． 如 加 m 5 0 一一 譬) 三 制 涎 加 m 5 0 一一 三 嘲 维普资讯 http://www.cqvip.com