重量法與AOAC法測定不同食品中抗性淀粉的含量

王丹麗，劉引弟，連喜軍*

（1.天津商業(yè)大學理學院，天津 300134；2.天津商業(yè)大學生物技術(shù)與食品科學學院天津市食品生物技術(shù)重點實驗室，天津 300134）

抗性淀粉（resistant starch，RS）作為一種新型的膳食纖維，在調(diào)節(jié)血糖、降脂減肥、降低膽固醇、預(yù)防腸道疾病等方面的功能特性引起人們的關(guān)注[1-6]。RS含量的準確測定對于評價一種食品是否具有減肥[7-8]、預(yù)防糖尿病[9]和結(jié)腸癌[10-11]等疾病的功效有重要影響。

RS的測定方法因其測定原理不同，結(jié)果差異較大。具有代表性的方法有 Berry 法[12]、Englyst法[13]、Goni法[14]、McCleary 法[15-16]、Champ 法及其改良法等[17]。Berry 法主要通過測定去除可溶性淀粉后所得到的不溶性淀粉來計算RS百分含量。由于淀粉溶解速度不同，在具體操作時溶解程度難以控制，導(dǎo)致結(jié)果真實性降低[18]。Englyst法通過測定淀粉總量以及被酶解的淀粉含量的差值得到RS的含量，該法操作時間長且重復(fù)性差。Goni法在Berry法的基礎(chǔ)上增加胃蛋白酶，以消化蛋白質(zhì)來模擬體內(nèi)消化環(huán)境，此方法比Berry法和Englyst法簡單，但缺少與人體實驗對比相關(guān)數(shù)據(jù)。Champ改良法與Englyst法結(jié)果相似，但比后者更易于操作，缺點是需要做更多體內(nèi)驗證試驗[19]。McCleary法被采用為國際公認的美國分析化學家協(xié)會 （Association of Official Analytical Chemists，AOAC）方法，是目前應(yīng)用最多的方法。用AOAC法測定RS含量穩(wěn)定性好，精確度高，但測量操作復(fù)雜，耗時長，費用昂貴，面對種類繁多的淀粉食品，能夠快速、簡單檢測出其中的RS含量是亟待解決的問題。重量法[20-21]是一種操作簡便、快速的測量方法，主要適用于研究以淀粉為主要成分的體系，尤其是無脂肪存在的環(huán)境中。AOAC法是將樣品水解后得到的沉淀用堿液溶解后再調(diào)節(jié)至中性，然后用淀粉酶和葡萄糖苷酶再次水解淀粉得到葡萄糖，將葡萄糖換算為淀粉質(zhì)量，這個質(zhì)量與重量法中的沉淀的質(zhì)量差異即是兩種方法差異的本質(zhì)所在。為此本文分別采用重量法與AOAC法測定常見的8種零食食品和課題組研發(fā)的玉米回生淀粉Ⅰ、玉米回生淀粉Ⅱ、含醇溶蛋白玉米回生淀粉、分別添加了40%和80%含醇溶蛋白玉米回生淀粉的饅頭共13種樣品中的RS含量，分析兩種方法可以互換的測定條件及可能性，界定重量法可測定的食品種類和抗性淀粉含量的范圍，為加快淀粉回生控制技術(shù)的研發(fā)速度提供快速、高效的評判手段。

1 材料和方法

1.1 材料

紅豆薏仁粉、香蕉片：杭州市郝姆斯食品有限公司；原味切片面包：沈陽桃李面包有限公司；烤饃片：內(nèi)蒙古美好食品有限公司；馬鈴薯薯片：百事食品有限公司；山藥薯片：恰恰食品股份有限公司；雪餅：北京大旺食品有限公司；曲奇餅干：西安飛騰食品廠；玉米回生淀粉Ⅰ、玉米回生淀粉Ⅱ、含醇溶蛋白玉米回生淀粉、添加40%含醇溶蛋白玉米回生淀粉的饅頭、添加80%含醇溶蛋白玉米回生淀粉的饅頭：天津市食品生物技術(shù)重點實驗室課題組研發(fā)生產(chǎn)。

1.2 主要試劑

中性蛋白酶（50 U/mg）、中性脂肪酶（100 U/mg）：北京索萊寶科技有限公司；高溫淀粉酶（20 000 U/mL）：天津諾奧酶生產(chǎn)力促進有限公司；α-胰腺淀粉酶（1000U/mg）、淀粉葡萄糖苷酶（amyloglucosidase，AMG，500 U/g）：Sigma公司；無水乙醇、無水亞硫酸鈉：天津市化學試劑供銷公司；氫氧化鉀、氫氧化鈉、檸檬酸、結(jié)晶酚、酒石酸鉀鈉：天津渤化化學試劑有限公司；磷酸氫二鈉：天津市元力化工有限公司；二水合氯化鈣：天津市科密歐化學試劑有限公司；3，5-二硝基水楊酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）、馬來酸：天津市大茂化學試劑廠；葡萄糖：天津市華東試劑廠。以上化學試劑均為分析純。

1.3 主要儀器設(shè)備

KDM可調(diào)控溫電熱套：山東鄄城華魯電熱儀器有限公司；ME104電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；DZKW-D-2電熱恒溫水浴鍋、101-0E電熱鼓風干燥箱：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；BCD-229KB海爾冰箱：青島海爾股份有限公司；HNY-100D水渦恒溫振蕩器：天津市歐諾儀器儀表有限公司；L535-1湘儀低速離心機：湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；UV2600紫外可見分光光度計：天美（中國）科學儀器有限公司天津分公司；6020小型高速粉碎機：欣鎮(zhèn)精密企業(yè)有限公司；遠洋牌精密pH試紙（pH 3.8～5.4）、B-廣泛試紙（pH1～14）：天津市塘沽區(qū)化學試劑廠。

1.4 試驗方法

1.4.1 原料的預(yù)處理

由于香蕉片、山藥薯片、曲奇餅干、紅豆薏仁粉、原味切片面包、烤饃片、馬鈴薯薯片和雪餅8種零食食品中油脂含量較大，測定前需用索氏提取器脫除其中的油脂，再烘干至恒重并粉碎篩分后備用。

1.4.2 重量法

參考文獻[12]的Berry法，準確稱取質(zhì)量為M的待測樣品粉末，加入去離子水并攪拌使樣品充分溶解；置于55℃水浴鍋中，加入樣品質(zhì)量1%的中性蛋白酶并攪拌水解1 h，以除去樣品中的蛋白質(zhì)；置于45℃的水浴鍋中，加入0.1%的中性脂肪酶，并攪拌，水解1 h，除去索氏提取未除盡的脂肪；置于90℃的水浴鍋中，滴加適量高溫淀粉酶，并攪拌，水解樣品約1.5 h，使淀粉得到充分的水解；所得樣品在3 000 g的條件下離心10 min后傾倒上清液，以除去可溶性淀粉；離心后的樣品置于鼓風干燥箱中80℃烘干至恒重；并稱取干燥后的質(zhì)量，記為M1（g）。樣品的RS含量/%=M1/M×100。

1.4.3 AOAC法

參照AOAC 2002.02《淀粉與植物性基質(zhì)中的抗性淀粉酶消化法》測定樣品中RS含量。稱取100 mg樣品，加入4 mL α-胰腺淀粉酶懸浮液，旋緊試管蓋，置于水渦恒溫振蕩器中混勻，于37℃振蕩16 h；將樣品中非抗性淀粉全部水解為葡萄糖，再加入4 mL的無水乙醇和50%的乙醇對葡萄糖進行多次洗滌，離心除去上清液得到RS沉淀。該沉淀經(jīng)KOH溶液和AMG處理后，采用DNS法測定葡萄糖含量M2（g）。葡萄糖與DNS反應(yīng)可以產(chǎn)生顯色復(fù)合物。用分光光度計在波長為540 nm下測定其吸光度值，吸光度值與葡萄糖的含量呈正比的關(guān)系（葡萄糖標準曲線方程為：Y=1.794 7X+0.015 9，R2=0.998 2）。樣品的 RS 含量/g=M2×0.9。

1.5 統(tǒng)計學處理

每個數(shù)據(jù)均取自3個重復(fù)試驗的均值。利用方差分析和最小顯著差異（least significant difference，LSD）法分析數(shù)據(jù)的差異顯著性（采用Excel軟件）。

2 結(jié)果和分析

2.1 8種零食樣品的含水量

表1為8種零食樣品的含水量。

表1 8種零食樣品含水量Table 1 Analysis of the moisture contents of the 8 kinds of commonly snacks samples

由表1可知，8種零食樣品含水量范圍為0%～30.67%，不同樣品的含水量差異很大，其中含水量最高的是原味切片面包，為30.67%，膨化食品雪餅含水量最低為0%。試驗過程嘗試不經(jīng)干燥處理脫除樣品中的脂肪，發(fā)現(xiàn)水分存在對樣品中脂肪脫除影響很大，脫除效率不高。為了高效徹底脫除測試樣品中的油脂，試驗前需要對8種零食樣品進行烘干處理。其它5種樣品不含油脂，沒有測定其含水量，饅頭樣品干燥后進行粉碎過篩處理。因此，在測定食品中抗性淀粉含量時，需先對食品樣品進行干燥脫水處理，以便后續(xù)酶解等試驗過程順利進行。

2.2 8種零食樣品的油脂含量

脂類是大多數(shù)食品中必不可缺少的添加物之一。如微波膨化食品中，向淀粉中添加油脂能夠改善膨化食品的脆度、風味、口感、質(zhì)構(gòu)等[22]。油脂可以和食品中直鏈淀粉結(jié)合形成第5種抗性淀粉（resistant starch 5，RS5）[23]。現(xiàn)有AOAC法無法測定這部分抗性淀粉含量，這部分油脂在測定過程被脂肪酶水解。按照重量法測定前處理樣品的預(yù)試驗發(fā)現(xiàn)，酶解前油脂含量高，食品粉末加水攪拌過程會形成黏稠凝膠，加入脂肪酶后凝膠強度更大，無法攪拌，難以進行正常酶解，測定無法繼續(xù)進行。這種黏稠凝膠是脂肪酶水解樣品中脂肪生成的中短鏈脂肪在食品添加劑單甘油脂肪酸酯等凝膠劑作用下形成的，限制了脂肪酶進一步對脂類水解，后續(xù)抗性淀粉含量測定無法完成。因此重量法測定食品中抗性淀粉含量前需要利用索氏提取器對樣品進行去油脂的預(yù)處理。表2是8種零食樣品油脂含量。

表2 8種零食樣品中油脂含量Table 2 Analysis of the oil contents of the 8 kinds of commonly snacks samples

由表2可知，香蕉片、曲奇餅干、雪餅、山藥薯片和紅豆薏仁粉食品中油脂含量較高，均超過了20%。原味切片面包中最少，僅為7.81%。于文萃報道過5類食品中的脂肪含量，其中奶酪和方便面的脂肪含量也超過了20%[24]。所有樣品脫脂處理后初步進行RS含量測定，發(fā)現(xiàn)酶解過程沒有出現(xiàn)黏稠凝膠狀，后續(xù)離心、分離、水洗等步驟都可順利完成。

2.3 重量法和AOAC法的比較

表3是重量法和AOAC法測定樣品RS含量的對比。

表3 重量法和AOAC法測定樣品中RS含量的對比Table 3 Comparison of the determination of resistant starch content between gravimetric method and AOAC method

由表3可知，重量法測定樣品RS含量結(jié)果顯示，香蕉片中RS的含量最高，達到36.55%，RS含量超過20%的樣品還有玉米回生淀粉Ⅰ、馬鈴薯薯片、紅豆薏仁粉、饅頭②。其它樣品RS含量由高到低依次為：烤饃片、原味切片面包、含醇溶蛋白玉米回生淀粉、玉米回生淀粉Ⅱ、饅頭①、山藥薯片、曲奇餅干、雪餅。由兩組含回生抗性淀粉饅頭樣品測定結(jié)果可知，饅頭中所含的回生淀粉越多，RS的含量也隨之增加，甚至達到或超過了本身回生淀粉產(chǎn)品中RS的含量。說明饅頭中這些抗性淀粉添加可促進未回生的面團中淀粉回生轉(zhuǎn)化為抗性淀粉，起到了晶種添加促進淀粉回生的作用[25]。對于淀粉含量高的樣品，重量法的靈敏度較高。AOAC法測定所有樣品中RS的含量，饅頭②含量最高，達到26.78%，其它樣品RS含量由高到低依次為：玉米回生淀粉Ⅰ、馬鈴薯薯片、香蕉片、原味切片面包、饅頭①、玉米回生淀粉Ⅱ、紅豆薏仁粉、烤饃片、山藥薯片、雪餅、含醇溶蛋白玉米回生淀粉、曲奇餅干。

對比表3的數(shù)據(jù)可知，分析由重量法和AOAC法所測得的所有樣品中RS的含量，除香蕉片（油脂含量50.19%）和原味切片面包（含水量30.67%）以外，兩種方法測定結(jié)果之間誤差均在5%以內(nèi)，所有樣品的重復(fù)樣所得標準差均不超過0.002 1，具有較高的重現(xiàn)性。因此，當樣品油脂或水分含量超過30%時，采用重量法測定抗性淀粉含量與AOAC法測定結(jié)果誤差會大于5%，其它樣品采用重量法測定的結(jié)果相對標準偏差均在5%以下。對于香蕉片來說，其中的淀粉在油炸過程可能形成RS5類淀粉-油脂混合抗性淀粉[23，26]，這部分淀粉在重量法中被認定為是抗性淀粉，因而測得抗性淀粉含量高。而AOAC法中采用堿液溶解樣品所得沉淀物時，這類RS5不能溶解，不被看作是抗性淀粉，因而測定所得抗性淀粉含量低。兩種方法測定面包中RS含量的誤差可能來源于重量法所用的高溫淀粉酶比AOAC法中的α-胰腺淀粉酶所需酶解溫度高，可水解一部分在低溫下不被淀粉酶水解的支鏈回生淀粉，因而測定含量偏低。所以測定含水量較高的食品中RS含量時，最好采用AOAC法。

3 結(jié)論

本研究通過對13種含淀粉食品樣品中RS含量的測定，比較分析重量法和AOAC法測量RS含量時可以互換的測定條件及可能性。結(jié)果表明，當食品中油脂或水分含量超過30%時，不能用重量法替代AOAC法測定樣品中抗性淀粉含量。AOAC法無法測定RS5型抗性淀粉的含量，有必要深入開展此類抗性淀粉含量標準測定方法的研究試驗。重量法快速、準確、成本低，采用重量法有利于促進我國淀粉回生控制技術(shù)的發(fā)展。