糯玉米化學變性淀粉的消化性比較

胡丹，鄔應龍

（四川農業大學食品學院，四川雅安 625014）

當前的飲食指南主要關注降低脂肪的攝入，增加碳水化合物的攝入，例如淀粉和膳食纖維。淀粉占正常飲食總碳水化合物的70%～80%[1]。Englyst[2]等根據人體對淀粉消化釋放葡萄糖時間快慢將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）三種。RDS消化后會引起血糖水平的快速升高。SDS被緩慢消化并在人類小腸內完全吸收。RS不能被小腸消化但是可以在大腸被發酵。SDS具有緩慢吸收、持續釋放能量、有助于維持血糖穩態，預防和治療各種疾病（如糖尿病、糖原貯積病、心腦血管疾病等）的特殊生理學功能[3]。RS具有防止結腸癌，降血糖，作為益生菌的生長底物，減少膽結石的形成，降低膽固醇，減少脂肪的累積的特殊生理學功能[4]。RS又被分為4種類型，第四類為化學變性淀粉（RS4）[5]。

化學變性能降低酶對淀粉顆粒和糊化淀粉的水解[3]。發生在淀粉醇羥基上得取代，如檸檬酰基，乙酰基，辛烯基琥珀酸基團，羥丙基，能夠降低а－淀粉酶對淀粉的消化[6－9]。但是關于交聯淀粉體外消化性的測定還沒有定論，Woo[10]報道交聯能夠明顯降低淀粉的消化性，而Chung[7]發現交聯沒有（輕微）改善淀粉的消化性。研究結果的不同可能是跟淀粉的種類，化學變性的反應條件和反應程度有關。雖然已經有很多學者研究過化學變性淀粉的消化性，但是關于營養片段（RDS，SDS和RS）的分析，最近才引起更多的關注。

因糯性淀粉食物消化速度較快，需要控制血糖者和控制體質量者應謹慎食用[11]。本研究選取糯玉米淀粉為原料，主要研究食品級化學變性淀粉的RDS，SDS和RS，并對其部分理化性質進行研究，為糯玉米淀粉的進一步研究和應用提供理論依據，提高糯玉米淀粉的附加值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糯玉米淀粉（WCS，四川農業大學實驗室自制）；羥丙基糯玉米淀粉（HPWCS）（四川農業大學實驗室自制，MS=0.128）；乙酰化糯玉米淀粉（ACWCS）（四川農業大學實驗室自制，MS=0.094）；辛烯基琥珀酸糯玉米淀粉（OSAWCS）（四川農業大學實驗室自制，DS=0.0165）；交聯糯玉米淀粉（CLWCS）（四川農業大學實驗室自制，磷含量0.32%）；豬胰α–淀粉酶：美國Sigma公司；葡萄糖淀粉酶：天津諾維信酶制劑公司；3，5–二硝基水楊酸、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、苯酚、亞硫酸鈉、葡萄糖均為分析純。

1.2 儀器與設備

HHS－9S型恒溫水浴鍋：上海光地儀器設備有限公司；PHS－3C型數顯酸度計：上海綠宇精密儀器制造有限公司；Super3型快速黏度測試儀：澳大利亞NEW PORT公司；HS80恒溫水浴搖床：中國科學院武漢科學儀器廠；XW－80A渦旋混合器：寧波新芝生物科技有限公司；7200型分光光度計：尤尼柯（上海）儀器有限公司；LXJ.II型離心沉淀機：上海醫用分析儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 淀粉糊化特性的研究[12]

準確稱取2.50 g樣品，加入25.00 mL蒸餾水，用RVA快速黏度分析儀測定淀粉的粘滯特性，并用Thermocline for Windows配套軟件分析。測定程序如下：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。攪拌起始10 s轉動速度為960 r/min，之后維持在160 r/min。

1.3.2 淀粉糊的透明度測定[13]

稱取一定質量的淀粉樣品置于100 mL燒杯中，加入水配成質量分數1%的淀粉乳。將100 mL燒杯置于沸水浴中加熱、攪拌15 min并保持淀粉乳的體積不變。冷卻至25℃，以燕餾水為參照，用1 cm比色皿在620 nm波長處測定淀粉糊的透光率。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 淀粉糊凝沉性質測定[14]

稱取一定質量的淀粉，加人100 mL去離子水配成質量分數1.0%淀粉懸浮液（干基），置于沸水浴中糊化20 min，冷卻至室溫，將淀粉糊倒人15 mL具塞量筒中，室溫下靜置不同時間，讀出沉降物所占體積。

1.3.4 淀粉體外消化性測定

消化性的測定參考Englyst[15]的方法，稍作修改；還原糖含量的測定采用DNS法。試劑配制：pH5.2醋酸-醋酸鈉緩沖液、1 mg/mL葡萄糖標準溶液以及3，5-二硝基水楊酸試劑的配制略；酶液的配制：準確稱取豬胰酶12 g，溶于80 mL水中，磁力攪拌10 min后在1 500 g、4℃冷凍離心10 min，取上清，并加入0.14 mL淀粉葡萄糖苷酶。

1.3.4.1 淀粉顆粒的消化性

精密稱取100 mg（分別記為M1和M2）樣品于150 mL具塞錐形瓶中，再加入10mL醋酸緩沖液、10mL蒸餾水，7粒直徑為10 mm的玻璃珠，把錐形瓶水平地放在37℃下恒溫水浴搖床中振搖保溫10 min，再加入2 mL酶液，以200 r/min的轉速搖動，計時。分別在20 min和120 min取出，煮沸10 min滅酶，冷卻定容至100 mL容量瓶中，最后用DNS法測定其中的還原糖含量，分別記為G20和G120，按照下列公式計算淀粉酯個部分淀粉含量：

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為酶解20 min后釋放葡萄糖，mg；G120為酶解120 min后釋放葡萄糖，mg。

1.3.4.2 蒸煮淀粉消化性

精密稱取100 mg（分別記為M1和M2）樣品于150 mL具塞錐形瓶中，加10 mL去離子水，渦旋混勻后在沸水浴中保持30 min，冷卻至室溫后，添加10 mL pH5.2醋酸緩沖液和7粒直徑為10 mm的玻璃珠，置于37℃、200 r/min轉速恒溫搖床上平衡10 min，其余步驟同1.3.2.1。

2 結果與分析

2.1 淀粉糊化特性的研究

淀粉糊化特性的研究見表1。

表1 糯玉米原淀粉與變性淀粉糊化指標Table 1 Gelatinizeation properties of native and modified Waxy corn starches

結果如表1所示，與原淀粉相比，羥丙基淀粉，辛烯基琥珀酸淀粉和乙酰化淀粉增加了峰值黏度，降低了糊化溫度。而交聯淀粉未顯示任何黏度，這是因為淀粉經高度交聯后將失去可糊化性[16]。

2.2 淀粉糊的透光率測定

各種變性對淀粉透光率的影響如表2所示。

表2 糯玉米原淀粉與變性淀粉的透光率值Table 2 Light transmissivity of native and modified Waxy corn starches

透光率的高低反應的是透明度的高低，透光率高則透明度高。對于食品工業而言，光澤和透明度是評定其優劣的重要標準之一。由表2可知，辛烯基琥珀酸酯淀粉的糊透明度最高，羥丙基淀粉次之，交聯淀粉透明度最低。

2.3 淀粉糊凝沉性質測定

各種變性對淀粉凝層性的影響如表3所示。

表3 糯玉米原淀粉與變性淀粉的凝層性值Table 3 Coagulation of native and modified Waxy corn starches

從表3中可以看出隨著靜置時間的延長，淀粉糊的凝沉性逐漸增大，淀粉的這種凝沉現象主要是淀粉分子鏈間經氫鍵結合成束狀結構，而使其溶解度降低的結果。與糯玉米淀粉相比較，OSA，AC與HP變性淀粉凝沉值較小，抗凝沉性較強。其中OSA凝沉性最小，抗凝沉性最強，在被觀察的這段時間內未出現凝沉現象，這可能是由于OSA基團阻止了淀粉分子間定向排列形成結晶，同時引入的羧基又具有親水性，增強了淀粉與水的結合。

2.4 淀粉消化性測定

不同化學變性對糯玉米淀粉的消化性的影響見表4。可知，在未糊化淀粉中，交聯淀粉的RDS含量（16.3%）最低，其次是羥丙基淀粉。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，其它變性淀粉的SDS含量低于原淀粉含量。另一反面，所有變性淀粉的RS含量都有所提高。比如羥丙基淀粉和交聯淀粉的RS含量分別為57.8%和39.6%，而原淀粉的RS含量為5.7%。RS含量的增加，SDS含量的減少，說明化學變性會使一部分SDS轉化為RS。但是不能直接比較化學變性對淀粉消化性的影響，因為所測化學變性淀粉的變性程度不同。

表4 糯玉米原淀粉與變性淀粉的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]報道糊化淀粉比淀粉顆粒更易水解，這與本研究測定結果一致。與未糊化淀粉相比，所有淀粉糊化后，其RDS含量增加，SDS和RS含量減少，尤其是交聯淀粉在糊化之后RDS含量迅速上升，雖然糊化對其淀粉顆粒的破壞性最小。但是與原淀粉相比，糊化之后所有化學變性淀粉的RDS含量都明顯降低，RS含量增加。這些結果說明，化學變性淀粉能增加淀粉顆粒和糊化淀粉的RS含量。

3 結論

糯玉米淀粉經過不同的化學變性處理后，如酯化，乙酰化，羥丙化和交聯，能改變淀粉消化性和物理性質的。雖然交聯淀粉在本質在改變了淀粉的糊化特征，但是其對淀粉糊消化性的影響并不如羥丙化和乙酰化。和糯玉米原淀粉相比，所有的食品級化學變性淀粉都能增加具有保健功能的SDS和RS。其中羥丙基淀粉增加最多，SDS和RS的總和達到42%，可作為糖尿病、肥胖癥等患者的保健食品或藥品重要原料。

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