超声辅助酶改性典型晶型淀粉的结构及消化特性
糖苷键,直链,分支,1材料与方法,1材料及试剂,2仪器与设备,3试验方法,2结果与分析,1产物直链淀粉含量分析,2分支密度分析,3傅里叶红外光谱分析,4结晶结构分析,5体外消化模拟分析,6淀粉水解消化动力学,3结论
代香临,郑启航,胡楠楠,李 琦,许秀颖,吴玉柱,刘景圣(吉林农业大学食品科学与工程学院 长春 130118)
淀粉是植物中含碳水化合物最集中的有机成分,其提供的能量占据了人类食物能量来源的一半[1]。 淀粉消化率影响餐后血糖应答,诸多与饮食相关的疾病,如Ⅱ型糖尿病、肥胖症和结肠癌等均与其相关[2]。淀粉和淀粉基食品的消化率可以用血糖指数(Giycemic index,GI)来表征,它反映餐后血液中葡萄糖水平[3]。天然淀粉基食品普遍具有很高的GI 值,会引起餐后血糖水平迅速升高,因此预测及控制摄入淀粉基食品的餐后血糖释放至关重要。 根据淀粉的消化率,可分为快速消化淀粉(Rapidly digesting starch,RDS)、 慢速消化淀粉(Slowly digesting starch,SDS)以及抗性淀粉(Rasistant starch,RS),其中SDS 和RS 是低升糖食品,具有缓慢吸收,持续释放能量,维持血糖稳态,预防和治疗各种疾病的作用[4]。诸多研究表明淀粉的结构与其消化特性密切相关。例如,Sorndech 等[5]利用麦芽糖酶协同分支酶改性木薯淀粉,结果发现随着淀粉结构的改变,淀粉的抗消化性能显著提高。Ren 等[6]发现分支酶的两阶段改性可以显著提高淀粉分支密度,并且与其慢消化特性密切相关。 Lee 等[7]发现诸多因食用GI 未受调控的食品所引起的慢性疾病,可以通过改变淀粉的结构,延长其在小肠中的消化时间,以达到预防及治疗的目的。
不同结构的天然淀粉,根据X-射线衍射图谱可划分为A 型、B 型和C 型,其中玉米淀粉(Corn starch,CS)、马铃薯淀粉(Potato starch,PS)和豌豆淀粉(Pea starch,PEA/S)分别是3 种晶型的典型代表[8]。研究人员发现天然玉米淀粉以及蜡质玉米淀粉(A 型) 中SDS 含量较高,而马铃薯淀粉(B型)中RS 含量较高,表明淀粉的结晶类型影响其消化特性[9]。据报道,使用物理、化学及酶法处理可以改变淀粉结构,从而降低淀粉消化率[10]。 其中,化学法改性会引入有害副产物,无法保证食品的安全性。而物理和生物酶法因绿色环保,改性效率高,不会引入不良副产物等特点,而成为相对理想的改性方式。 通常采用葡萄糖基转移酶来改性淀粉,对其水解以及转糖基化,来达到缓慢消化的目的[11]。 作为一种重要的葡萄糖基转移酶,分支酶(Brachzyme,BE)是通过水解α-1,4 糖苷键,并且重连α-1,6 糖苷键以改变淀粉结构[12]。 在淀粉消化过程中,α-1 ......
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