糯玉米化学变性淀粉的消化性比较

胡丹，邬应龙

（四川农业大学食品学院，四川雅安 625014）

当前的饮食指南主要关注降低脂肪的摄入，增加碳水化合物的摄入，例如淀粉和膳食纤维。淀粉占正常饮食总碳水化合物的70%～80%[1]。Englyst[2]等根据人体对淀粉消化释放葡萄糖时间快慢将淀粉分成快速消化淀粉（RDS，rapidly digestible starch）、慢消化淀粉 （SDS，slowly digestible starch） 和抗性淀粉（RS，resistant starch）三种。RDS消化后会引起血糖水平的快速升高。SDS被缓慢消化并在人类小肠内完全吸收。RS不能被小肠消化但是可以在大肠被发酵。SDS具有缓慢吸收、持续释放能量、有助于维持血糖稳态，预防和治疗各种疾病（如糖尿病、糖原贮积病、心脑血管疾病等）的特殊生理学功能[3]。RS具有防止结肠癌，降血糖，作为益生菌的生长底物，减少胆结石的形成，降低胆固醇，减少脂肪的累积的特殊生理学功能[4]。RS又被分为4种类型，第四类为化学变性淀粉（RS4）[5]。

化学变性能降低酶对淀粉颗粒和糊化淀粉的水解[3]。发生在淀粉醇羟基上得取代，如柠檬酰基，乙酰基，辛烯基琥珀酸基团，羟丙基，能够降低а－淀粉酶对淀粉的消化[6－9]。但是关于交联淀粉体外消化性的测定还没有定论，Woo[10]报道交联能够明显降低淀粉的消化性，而Chung[7]发现交联没有（轻微）改善淀粉的消化性。研究结果的不同可能是跟淀粉的种类，化学变性的反应条件和反应程度有关。虽然已经有很多学者研究过化学变性淀粉的消化性，但是关于营养片段（RDS，SDS和RS）的分析，最近才引起更多的关注。

因糯性淀粉食物消化速度较快，需要控制血糖者和控制体质量者应谨慎食用[11]。本研究选取糯玉米淀粉为原料，主要研究食品级化学变性淀粉的RDS，SDS和RS，并对其部分理化性质进行研究，为糯玉米淀粉的进一步研究和应用提供理论依据，提高糯玉米淀粉的附加值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

糯玉米淀粉（WCS，四川农业大学实验室自制）；羟丙基糯玉米淀粉（HPWCS）（四川农业大学实验室自制，MS=0.128）；乙酰化糯玉米淀粉（ACWCS）（四川农业大学实验室自制，MS=0.094）；辛烯基琥珀酸糯玉米淀粉（OSAWCS）（四川农业大学实验室自制，DS=0.0165）；交联糯玉米淀粉（CLWCS）（四川农业大学实验室自制，磷含量0.32%）；猪胰α–淀粉酶：美国Sigma公司；葡萄糖淀粉酶：天津诺维信酶制剂公司；3，5–二硝基水杨酸、氢氧化钠、酒石酸钾钠、苯酚、亚硫酸钠、葡萄糖均为分析纯。

1.2 仪器与设备

HHS－9S型恒温水浴锅：上海光地仪器设备有限公司；PHS－3C型数显酸度计：上海绿宇精密仪器制造有限公司；Super3型快速黏度测试仪：澳大利亚NEW PORT公司；HS80恒温水浴摇床：中国科学院武汉科学仪器厂；XW－80A涡旋混合器：宁波新芝生物科技有限公司；7200型分光光度计：尤尼柯（上海）仪器有限公司；LXJ.II型离心沉淀机：上海医用分析仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 淀粉糊化特性的研究[12]

准确称取2.50 g样品，加入25.00 mL蒸馏水，用RVA快速黏度分析仪测定淀粉的粘滞特性，并用Thermocline for Windows配套软件分析。测定程序如下：50℃下保持1 min，以 12℃/min上升到 95℃（3.75 min），95℃下保持2.5 min，以后下降到50℃（3.75 min），50℃下保持1.4 min。搅拌起始10 s转动速度为960 r/min，之后维持在160 r/min。

1.3.2 淀粉糊的透明度测定[13]

称取一定质量的淀粉样品置于100 mL烧杯中，加入水配成质量分数1%的淀粉乳。将100 mL烧杯置于沸水浴中加热、搅拌15 min并保持淀粉乳的体积不变。冷却至25℃，以燕馏水为参照，用1 cm比色皿在620 nm波长处测定淀粉糊的透光率。以透光率表示淀粉糊的透明度，透光率越高，糊的透明度越好。

1.3.3 淀粉糊凝沉性质测定[14]

称取一定质量的淀粉，加人100 mL去离子水配成质量分数1.0%淀粉悬浮液（干基），置于沸水浴中糊化20 min，冷却至室温，将淀粉糊倒人15 mL具塞量筒中，室温下静置不同时间，读出沉降物所占体积。

1.3.4 淀粉体外消化性测定

消化性的测定参考Englyst[15]的方法，稍作修改；还原糖含量的测定采用DNS法。试剂配制：pH5.2醋酸-醋酸钠缓冲液、1 mg/mL葡萄糖标准溶液以及3，5-二硝基水杨酸试剂的配制略；酶液的配制：准确称取猪胰酶12 g，溶于80 mL水中，磁力搅拌10 min后在1 500 g、4℃冷冻离心10 min，取上清，并加入0.14 mL淀粉葡萄糖苷酶。

1.3.4.1 淀粉颗粒的消化性

精密称取100 mg（分别记为M1和M2）样品于150 mL具塞锥形瓶中，再加入10mL醋酸缓冲液、10mL蒸馏水，7粒直径为10 mm的玻璃珠，把锥形瓶水平地放在37℃下恒温水浴摇床中振摇保温10 min，再加入2 mL酶液，以200 r/min的转速摇动，计时。分别在20 min和120 min取出，煮沸10 min灭酶，冷却定容至100 mL容量瓶中，最后用DNS法测定其中的还原糖含量，分别记为G20和G120，按照下列公式计算淀粉酯个部分淀粉含量：

快速消化淀粉RDS%=G20×0.9/M1

慢消化淀粉SDS%=G120×0.9/M2-G20×0.9/M1

抗性淀粉RS%=1-RDS%-SDS%

式中：G20为酶解20 min后释放葡萄糖，mg；G120为酶解120 min后释放葡萄糖，mg。

1.3.4.2 蒸煮淀粉消化性

精密称取100 mg（分别记为M1和M2）样品于150 mL具塞锥形瓶中，加10 mL去离子水，涡旋混匀后在沸水浴中保持30 min，冷却至室温后，添加10 mL pH5.2醋酸缓冲液和7粒直径为10 mm的玻璃珠，置于37℃、200 r/min转速恒温摇床上平衡10 min，其余步骤同1.3.2.1。

2 结果与分析

2.1 淀粉糊化特性的研究

淀粉糊化特性的研究见表1。

表1 糯玉米原淀粉与变性淀粉糊化指标Table 1 Gelatinizeation properties of native and modified Waxy corn starches

结果如表1所示，与原淀粉相比，羟丙基淀粉，辛烯基琥珀酸淀粉和乙酰化淀粉增加了峰值黏度，降低了糊化温度。而交联淀粉未显示任何黏度，这是因为淀粉经高度交联后将失去可糊化性[16]。

2.2 淀粉糊的透光率测定

各种变性对淀粉透光率的影响如表2所示。

表2 糯玉米原淀粉与变性淀粉的透光率值Table 2 Light transmissivity of native and modified Waxy corn starches

透光率的高低反应的是透明度的高低，透光率高则透明度高。对于食品工业而言，光泽和透明度是评定其优劣的重要标准之一。由表2可知，辛烯基琥珀酸酯淀粉的糊透明度最高，羟丙基淀粉次之，交联淀粉透明度最低。

2.3 淀粉糊凝沉性质测定

各种变性对淀粉凝层性的影响如表3所示。

表3 糯玉米原淀粉与变性淀粉的凝层性值Table 3 Coagulation of native and modified Waxy corn starches

从表3中可以看出随着静置时间的延长，淀粉糊的凝沉性逐渐增大，淀粉的这种凝沉现象主要是淀粉分子链间经氢键结合成束状结构，而使其溶解度降低的结果。与糯玉米淀粉相比较，OSA，AC与HP变性淀粉凝沉值较小，抗凝沉性较强。其中OSA凝沉性最小，抗凝沉性最强，在被观察的这段时间内未出现凝沉现象，这可能是由于OSA基团阻止了淀粉分子间定向排列形成结晶，同时引入的羧基又具有亲水性，增强了淀粉与水的结合。

2.4 淀粉消化性测定

不同化学变性对糯玉米淀粉的消化性的影响见表4。可知，在未糊化淀粉中，交联淀粉的RDS含量（16.3%）最低，其次是羟丙基淀粉。除辛烯基琥珀酸淀粉酯的SDS含量（57.1%）高于原淀粉的SDS含量（49.9%）外，其它变性淀粉的SDS含量低于原淀粉含量。另一反面，所有变性淀粉的RS含量都有所提高。比如羟丙基淀粉和交联淀粉的RS含量分别为57.8%和39.6%，而原淀粉的RS含量为5.7%。RS含量的增加，SDS含量的减少，说明化学变性会使一部分SDS转化为RS。但是不能直接比较化学变性对淀粉消化性的影响，因为所测化学变性淀粉的变性程度不同。

表4 糯玉米原淀粉与变性淀粉的RDS、SDS和RS的含量Table 4 Amount of rapidly and slowly digestible starches（RDS and SDS）and resistant starch（RS）of native and modified Waxy corn starches

Chung[17]报道糊化淀粉比淀粉颗粒更易水解，这与本研究测定结果一致。与未糊化淀粉相比，所有淀粉糊化后，其RDS含量增加，SDS和RS含量减少，尤其是交联淀粉在糊化之后RDS含量迅速上升，虽然糊化对其淀粉颗粒的破坏性最小。但是与原淀粉相比，糊化之后所有化学变性淀粉的RDS含量都明显降低，RS含量增加。这些结果说明，化学变性淀粉能增加淀粉颗粒和糊化淀粉的RS含量。

3 结论

糯玉米淀粉经过不同的化学变性处理后，如酯化，乙酰化，羟丙化和交联，能改变淀粉消化性和物理性质的。虽然交联淀粉在本质在改变了淀粉的糊化特征，但是其对淀粉糊消化性的影响并不如羟丙化和乙酰化。和糯玉米原淀粉相比，所有的食品级化学变性淀粉都能增加具有保健功能的SDS和RS。其中羟丙基淀粉增加最多，SDS和RS的总和达到42%，可作为糖尿病、肥胖症等患者的保健食品或药品重要原料。

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