不同酶水解对抗性糊精消化性的影响研究*

郭峰陈磊叶晓蕾黄强***

1（广州双桥股份有限公司，广东广州510280）

2（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州510640）

不同酶水解对抗性糊精消化性的影响研究*

郭峰1**陈磊2叶晓蕾1黄强2***

1（广州双桥股份有限公司，广东广州510280）

2（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州510640）

抗性糊精由日本科学家于20世纪80年代末发明，我国对抗性糊精的研究始于20世纪90年代中后期。抗性糊精是低分子水溶性膳食纤维中最具代表性的产品，因其含有抗人体消化酶（如淀粉酶、葡萄糖淀粉酶等）作用的难消化成分，故作为食品原料能发挥膳食纤维的各种生理作用。同时，抗性糊精热量低（0.5 cal/g～1.4 cal/g）、耐热、耐酸、耐压、耐冷冻、低褐变、耐储存，具有良好的加工特性，是一种食品加工业特别是保健品生产中比较理想的膳食纤维。

本文采用几种不同消化酶对所制备的抗性糊精进行酶解，通过对其体外消化性、相对分子量等进行测定，考察不同酶对抗性糊精体外消化性的影响，为抗性糊精的应用提供试验支持。

1　材料与方法

1.1试验材料及试剂

食用玉米淀粉，吉林中粮生化能源销售有限公司；α-淀粉酶（80 000 U/g），诺维信生物技术有限公司；真菌淀粉酶（40 000 SKBU/g）、葡萄糖淀粉酶（140 000 U/g）、β-淀粉酶（1 230 DP°/g），杰能科生物工程有限公司；转苷酶（300 000 U/g），阿玛诺天野酶制剂商贸有限公司；猪胰酶（Cat.No. P7545，8 000 USP/mg）、淀粉葡萄糖苷酶（Cat.No. A7095，300 U/mL），美国Sigma-Aldrich公司；GOPOD葡萄糖测试盒，爱尔兰Megazyme公司；Fibersol-2水溶性膳食纤维，日本松谷化学；其余试剂均为分析纯。

1.2试验设备与仪器

GL-014型干法反应釜，陕西三原恒力机械有限公司；JB-50D型电动搅拌机，上海标本模型厂；YC-015喷雾干燥机，上海雅程仪器设备有限公司；Scientz-18N型冷冻干燥机，宁波新芝生物科技股份有限公司；721型分光光度计，上海菁华科技公司；DZKW-D-2电热恒温水浴锅，北京市永光明医疗仪器厂；高效液相色谱仪，美国Waters；MP230型pH计，美国梅特勒；ML204/02精密天平，美国梅特勒；CENTRIFUGE KR 25i高速冷冻离心机，法国Chateau-Gontier。

1.3试验方法

1.3.1抗性糊精的制备

将2 kg（干基）食用玉米淀粉加入干法反应釜中，搅拌过程中，将占淀粉干基0.1%的盐酸（0.1 mol/L）、占淀粉干基0.1%的柠檬酸（质量分数0.5%）喷入反应釜，搅拌2 h至混合均匀。打开加热器，在100 ℃条件下烘干样品，当水分含量降到3%～5%时封闭反应釜，将温度调至160 ℃，热解4 h。反应结束后将样品配置成40%的溶液，调节pH至6.0，喷雾干燥得到抗性糊精样品。

1.3.2不同酶水解对抗性含量的影响

将1.3.1中制备的抗性糊精配置成40%的溶液用不同酶进行处理，不同淀粉酶酶解的最适条件如表1所示，酶解结束后调节pH至6.0，然后冷冻干燥得到抗性糊精样品。酶处理包括以下4种处理方法：分别为AA/TG，AA/AMY/TG，AA/BBA/TG，AA/BAN/TG。AA/TG表示先经α-淀粉酶水解后经转苷酶水解；AA/AMY/TG表示先经α-淀粉酶水解再经葡萄糖淀粉酶水解，最后经转苷酶水解；AA/BBA/TG表示先经α-淀粉酶水解再经β-淀粉酶水解，最后经转苷酶水解；AA/BAN/TG表示先经α-淀粉酶水解再经真菌酶水解，最后经转苷酶水解。转苷酶能提高抗性含量，它能将游离的葡萄糖、麦芽糖等小分子以α-1，6键型式结合在葡萄糖和小分子糊精分子上形成异麦芽糖、潘糖和其他分歧低聚糖等抗性成分。

表1　不同淀粉酶酶解的最适条件

1.3.3抗性糊精体外消化性的测定

参照Englyst提出的体外模拟酶水解法，并对其改进。准确称取1 000 mg样品（精确到0.000 1）于50 mL离心管中，加入20 mL CH3COONa·2H2O缓冲溶液（pH 5.2，0.1 mol/L），涡旋混匀后沸水浴30 min，水浴过程中不断振荡（前5 min尤其重要）。糊化完全后将装有样品的离心管置于37 ℃恒温振荡水浴锅（160 次/分），每根离心管中加5颗玻璃珠，分别加入含猪胰α-淀粉酶（8×103USP）和淀粉葡萄糖苷酶（40 unit）的混合酶液5 mL，振荡混匀并准确计时，每个样品间隔1 min。酶解20 min和120 min后，分别取0.5 mL酶解液置于20 mL 66%的乙醇中灭酶，然后涡旋混匀，计为G20、G120，按照GOPOD法测定葡萄糖含量。空白除了不加样品，其他步骤同样品。RDS、SDS、RS的含量按下式计算：

X（RDS）=（G20-G0）×0.9/M（TS）×100%，X（SDS）=（G120-G20）×0.9/M（TS）×100%，

X（RS）=［M（TS）-（M（RDS）+M（SDS））］/M（TS）×100%。

式中：X（RDS）——快消化淀粉含量，%；

X（SDS）——慢消化淀粉含量，%；

X（RS）——抗性淀粉含量，%；

G0——初始葡萄糖质量（以0计），mg；

G20——酶解20 min时产生的葡萄糖质量，mg；

G120——酶解120 min时产生的葡萄糖质量，mg；

M（TS）——总淀粉质量，mg。

1.3.4抗性糊精色谱分析

用HPLC对样品分子量进行测定：色谱柱Shodex KS-803（8.0 mm×300 mm），检测器为示差检测器。样品配制成2 mg/mL的溶液，过孔径0.45 μm的膜，以超纯水为流动相，进样量20 μL，流速为0.8 mL/min，柱温70 ℃，检测器温度为50 ℃。

用HPLC对样品成分进行分离：色谱柱Shodex SC1011（8.0 mm×300 mm），检测器为示差检测器。样品配制成2 mg/mL的溶液，过孔径0.45 μm的膜，以超纯水为流动相，进样量20 μL，流速为1 mL/min，柱温80 ℃，检测器温度为45 ℃。

1.3.5数据分析

各组试验数据均重复3次，用SPSS 19.0进行统计分析，用Origin 8.5进行作图。

2　结果与讨论

2.1不同酶处理对抗性糊精消化性的影响

抗性糊精中含有α-1，4、α-1，6、α-1，2、α-1，3键，而α-1，6、α-1，2、α-1，3都是体内消化酶不能消化的部分，如果能使α-1，4键的含量减少而使其他3种键的含量增加，那么抗性糊精的抗性含量就会提高。在体外消化性测定时主要用α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶水解淀粉中的α-1，4键，通过对葡萄糖含量的测定计算消化性（RDS、SDS、RS含量反映了消化性全貌），而转苷酶能将小分子葡萄糖、麦芽糖以α-1，6键型式连接在葡萄糖、麦芽糖等上面得到异麦芽糖、潘糖和其他分歧低聚糖，通过转苷酶的作用能增加样品中的α-1，6键，提高抗性含量RS。制得的抗性糊精经不同酶水解后的体外消化性如图1所示。

由图1可知，抗性糊精样品经α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和转苷酶处理后，RS含量比原样品降低，RDS含量较原样品升高，这是因为经过葡萄糖淀粉酶处理后产生了大量的葡萄糖，而转苷酶的效率相对较低，所以会有较多的葡萄糖残留在抗性糊精里而使抗性含量下降。样品经α-淀粉酶处理后再经β-淀粉酶、真菌酶或不经其他酶处理再经转苷酶处理的样品，其抗性含量RS会有所提高，这是因为经α-淀粉酶作用后有小分子葡萄糖等生成，转苷酶可以直接利用，而真菌酶是一种中温α-淀粉酶，可能还混有β-淀粉酶，因此能水解出葡萄糖和麦芽糖，再经转苷酶后也可以直接利用，从而形成抗性成分，经α-淀粉酶和转苷酶处理后抗性含量最高可达68%。

图1　抗性糊精经不同酶水解后样品的消化性

2.2不同酶处理抗性糊精色谱分离

对酶处理过的抗性糊精的分子量进行测定，不同酶处理抗性糊精样品的分子量分布如图2所示。

图2　不同酶水解后抗性糊精的分子量分布

由图2可知，抗性糊精经酶水解后相对分子量会降低很多，相对分子量从5 122降低至2 188，而样品经不同的酶处理后，水解产物的相对分子量相差不大。

酶解样品中大分子糊精和葡萄糖含量见表2。由表2可以看出，酶解后的抗性糊精样品中含有大量的葡萄糖，而大分子抗性糊精的含量也与抗性糊精的抗性含量相符，添加过葡萄糖淀粉酶的样品中葡萄糖含量达43%，如果能除掉抗性糊精中的葡萄糖，那么样品中的抗性含量会大大提高。

表2　酶解样品中大分子糊精和葡萄糖含量

3　结论

以盐酸和柠檬酸为催化剂高温酸解淀粉，淀粉首先降解成小分子糊精、葡萄糖和麦芽糖等小分子糖，而小分子糖又以α-1，2，α-1，3键等型式结合在糊精分子上形成抗性糊精。不同酶对抗性糊精消化性的影响不同：抗性糊精样品经α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和转苷酶水解后抗性含量比原样品降低；经α-淀粉酶处理后再经β-淀粉酶、真菌淀粉酶或不经过其他酶处理再经转苷酶处理的样品，其抗性含量比原样品有所提高；经α-淀粉酶和转苷酶处理后抗性含量最高可达68%。酶解后的样品相对分子量从5 122降低至2 188；而样品经不同的酶处理后，水解产物的相对分子量相差不大。

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Study on the digestibility of resistant dextrin with different enzyme hydrolysis*

GUO Feng1**CHEN Lei2YE Xiaolei1HUANG Qiang2***

1（Guangzhou shuangqiao company Ltd.，Guangdong Guangzhou 510280，China）
2（College of light industry and food sciences，South China university of technology，Guangdong Guangzhou 510640，China）

采用不同酶处理方法对所制备的抗性糊精进行酶解，并考察不同酶处理对抗性糊精消化性的影响。结果表明，抗性糊精样品经α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和转苷酶作用后抗性含量比原样品降低；经α-淀粉酶处理后再经β-淀粉酶、真菌淀粉酶或不经过其他酶处理再经转苷酶处理的样品，其抗性含量比原样品有所提高；经α-淀粉酶和转苷酶处理后抗性含量最高可达68%。抗性糊精经过酶水解后相对分子量均会降低，样品经不同的酶处理后，其水解产物的相对分子量相差不大。

抗性糊精；酶作用；体外消化性

Different enzymes treatments were performed for resistance dextrin，and the effects of digestibility，molecular weight and content of macromolecule dextrin and glucose were investigated. The results showed that resistant levels of the resistance dextrin sample treated byα- amylase，glucanohydrolase and turn glycosides enzyme lower than the original sample. After α- amylase treatment again after the β-amylase，fungal amylase or not through other enzyme processing directly after turn glycosides enzyme processing samples，its resistance content increased compared to the original sample. Afterα- amylase and glycosides enzyme treatment resistant content could be up to 68%. After enzymatic hydrolysis，resistant dextrin molecular weight would be reduced There were not remarkable differences in the molecular weight of samples after different enzymes treatments.

resistant dextrin；enzymatic hydrolysis；in vitro digestibility

TS201.2+5

A

1673-6044（2016）01-0028-03

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.01.009

广东省技术创新项目（2013389002）；广东省教育部产学研结合项目（2013B090500090）。

**郭峰，女，1983年出生，2007年毕业于中国农业大学营养与食品安全专业，工程师。

***黄强，通讯作者，E-mail：fechoh@scut.edu.cn.

2016-03-24