<443A5CD4D3D6BEC9E75CC2DBCEC45CCAB3C6B7BFC6D1A73037C4EA36C6DA5C>

39 微 细 化 处 理 对 大 米 淀 粉 物 化 特 性 及 血 糖 指 数 的 影 响 汪 兰, 张 芸, 吴 佳, 赵 思 明, 谢 笔 钧 ( 华 中 农 业 大 学 食 品 科 学 技 术 学 院, 湖 北 武 汉 430070) 摘 要 : 本 实 验 采 用 扫 描 电 镜 X- 射 线 衍 射 差 示 量 热 扫 描 仪 及 体 外 消 化 法, 对 微 细 化 大 米 淀 粉 的 凝 聚 态 结 构 颗 粒 大 小 晶 体 特 性 热 特 性 和 消 化 特 性 淀 粉 水 解 率 水 解 动 力 学 常 数 和 血 糖 指 数 的 变 化 进 行 了 分 析 实 验 结 果 表 明 : 干 法 球 磨 微 细 化 处 理 对 大 米 淀 粉 的 凝 聚 态 结 构 和 消 化 性 影 响 显 著 经 球 磨 的 微 细 化 大 米 淀 粉 颗 粒 分 布 均 匀, 粒 度 减 小 ; 有 序 的 微 晶 区 结 构 被 破 坏, 但 亚 微 晶 区 结 构 增 加 ; 焓 变 曲 线 吸 热 峰 消 失, 淀 粉 在 常 温 下 开 始 糊 化 ; 抗 性 淀 粉 含 量 显 著 降 低, 可 消 化 淀 粉 含 量 增 加, 微 细 化 处 理 1 2 h 可 提 高 血 糖 指 数, 但 延 长 球 磨 时 间, 淀 粉 水 解 率 增 加 不 显 著 关 键 词 : 微 细 化 ; 大 米 淀 粉 ; 物 化 特 性 ; 血 糖 指 数 Study on Physico-chemical Properties and Estimated Glycemic Score of Ball-milled Rice Starches WANG Lan,ZHANG Yun,WU Jia,ZHAO Si-ming,XIE Bi-jun (College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China) Abstract :Morphological, crystallinity and thermal properties of ball milled rice starches, with varying different milling time were studied. The granular size of ball-milled rice starch, assayed with scanning electron microscope, became evener and smaller. The starch crystal structure were disrupted, while the amorphous structure enhanced after being ball milled. After ball milling, the thermal properties of starch differed significantly: endothermic peak disappeared and starches were gelatinized at ambient temperature. The resistant starch contents remarkably decrease and the digestible starch increases. Starch hydrolysis rate tends to be nonsignificant but the glycemia index becomes higher than the native starch for ball-milled starch at 12 h milling time. Key words:micronization;rice starch;physico-chemical properties;estimated glycemic score 中 图 分 类 号 :TS234 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1002-6630(2007)06-0039-05 超 微 粉 碎 是 对 淀 粉 物 理 改 性 的 一 种 有 效 手 段 在 淀 粉 微 细 化 过 程 中, 淀 粉 颗 粒 晶 体 遭 到 破 坏, 其 理 化 特 性 如 微 观 形 貌 晶 体 性 状 和 糊 化 特 性, 分 子 结 构, 热 特 性 以 及 酶 解 性 都 发 生 了 相 应 的 变 化 : 颗 粒 减 小 结 晶 度 下 降 粘 度 降 低 糊 稳 定 性 提 高 直 链 分 子 增 加 糊 化 热 焓 降 低 易 被 酶 水 解 等 微 细 化 淀 粉 还 具 有 一 些 特 殊 的 性 质, 如 吸 水 性 强 比 表 面 积 大 生 物 反 应 活 性 高, 使 之 在 食 品 工 业 精 细 工 业 生 物 材 料 制 [1-4] 药 纺 织 印 染 和 造 纸 上 浆 等 领 域 有 良 好 的 应 用 目 前 国 内 外 研 究 较 多 的 微 细 化 淀 粉 一 般 为 小 麦 淀 粉 玉 米 淀 粉 木 薯 淀 粉 以 及 马 铃 薯 淀 粉 大 米 淀 粉 是 次 于 玉 米 木 薯 马 铃 薯 淀 粉 的 第 四 大 淀 粉 原 料, 国 内 对 微 细 化 大 米 淀 粉 报 道 较 少 本 研 究 采 用 机 械 球 磨 技 术 对 大 米 淀 粉 颗 粒 进 行 超 微 粉 碎, 研 究 微 细 化 处 理 引 起 的 聚 集 态 结 构 特 性 和 粒 度 效 应 引 起 的 体 外 消 化 性 的 变 化, 为 大 米 淀 粉 在 功 能 食 品 和 材 料 方 面 的 应 用 提 供 思 路 和 理 论 依 据 1 材 料 与 方 法 1.1 材 料 碱 法 提 取 大 米 淀 粉, 蛋 白 质 含 量 为 0.2%( 干 基 ) ( 大 米 品 种 : 鄂 香 1 号 ) 湖 北 省 中 香 米 业 有 限 公 司 ; 淀 粉 葡 糖 苷 酶 A-3042(15.8U/mg) Sigma 公 司 ; 猪 胰 腺 α- 淀 粉 酶 A-3176(700U/ml) Sigma 公 司 ; 其 他 试 剂 均 为 分 析 纯 1.2 仪 器 收 稿 日 期 :2006-07-21 基 金 项 目 : 国 家 863 计 划 资 助 项 目 (2002AA2Z4181) 作 者 简 介 : 汪 兰 (1981-), 女, 博 士 研 究 生, 研 究 方 向 为 天 然 产 物 化 学

40 2007, Vol. 28, No. 06 食 品 科 学 基 础 研 究 QM-ISP2 型 球 磨 机 南 京 大 学 仪 器 厂 ;HITACHIX- 650 扫 描 电 镜 日 本 日 立 公 司 ;D/max-RA Ⅲ 型 X- 射 线 衍 射 仪 日 本 理 学 公 司 ; 差 示 量 热 扫 描 仪 DSC822 e 瑞 士 梅 特 勒 - 托 利 多 公 司 ;722 型 分 光 光 度 计 上 海 第 二 分 析 仪 器 厂 ;TDL-5 离 心 机 上 海 安 亭 科 学 仪 器 厂 1.3 方 法 1.3.1 样 品 处 理 采 用 行 星 式 球 磨 机 对 大 米 淀 粉 ( 鄂 香 1 号 ) 干 法 粉 碎, 分 别 粉 碎 1 2 2 4 3 6 和 4 8 h 1.3.2 微 细 化 淀 粉 形 态 观 察 用 扫 描 显 微 镜 扫 描, 将 淀 粉 样 品 用 乙 醇 配 制 成 1 % 悬 浮 液 取 一 滴 淀 粉 - 乙 醇 溶 液 置 于 铝 棒 上, 然 后 在 表 面 镀 上 黄 金 - 钯 (60:40) 扫 描 过 程 用 加 速 电 压 20kV 扫 描 随 机 选 取 1 0 0 粒 淀 粉, 记 录 淀 粉 的 粒 径 分 布 1.3.3 微 细 化 淀 粉 晶 体 特 性 分 析 室 温 下 用 D/max-RA III 型 X- 射 线 衍 射 仪 (Janpa) 分 别 测 定 原 淀 粉 及 细 微 化 淀 粉 的 结 晶 特 性 X - 衍 射 条 件 : Cukα 辐 射, 管 压 35kV, 管 流 30mA, 扫 描 速 度 8deg/ min, 扫 描 范 围 3~50, 步 宽 0.02 1.3.4 淀 粉 热 特 性 分 析 称 取 适 量 干 燥 的 淀 粉 样 品, 加 入 去 离 子 水 ( 样 品 : 水 =1:2,m/V), 以 铝 制 样 品 盘 密 封 后 置 于 冰 箱 (4 ) 过 夜 平 衡, 在 测 试 前 取 出, 室 温 回 温 1h, 以 空 白 铝 盘 作 参 比, 然 后 放 入 差 示 扫 描 量 热 分 析 仪 ( 梅 特 勒 - 托 利 多 DSC822 e ) 中 开 始 测 定 操 作 参 数 为 加 热 速 率 5 /min, 加 热 范 围 30~100 1.3.5 总 淀 粉 的 测 定 称 取 50mg 样 品, 置 于 6ml 2mol/L KOH 溶 液 中, 并 在 室 温 下 经 激 烈 振 动 3 0 m i n, 使 之 分 散 均 匀 分 散 然 后 向 悬 浮 液 中 加 入 3ml 0.4mol/L 的 醋 酸 钠 缓 冲 液, 混 合 后 用 2mol/L 的 HCl 或 0.5mol/L 的 NaOH 调 至 ph 为 4.75, 并 加 入 25μl(300U) 淀 粉 糖 苷 酶 并 在 振 摇 恒 温 水 浴 (120r/min 55 ) 恒 温 培 养 45min, 用 DNS 法 测 定 葡 萄 糖 含 量, 淀 粉 含 量 为 葡 萄 糖 值 乘 以 转 化 因 子 0.9 1.3.6 抗 性 淀 粉 的 测 定 [5] 参 照 Goni 等 人 的 方 法 1.3.7 淀 粉 体 外 消 化 动 力 学 采 用 非 限 制 性 的 淀 粉 体 外 消 化 方 法 测 定 淀 粉 在 不 同 [5] 时 间 的 水 解 速 率 1.3.8 统 计 分 析 用 SAS 统 计 软 件 进 行 t 检 验 和 方 差 分 析, 检 验 的 显 著 水 平 为 p<0.05 用 origin 7.0 对 曲 线 进 行 非 线 性 回 归 2 结 果 与 分 析 2.1 微 细 化 淀 粉 形 态 观 察 由 表 1 可 知, 原 淀 粉 样 粒 径 大 小 不 一, 分 布 范 围 在 3 ~8μm 之 间 ; 经 球 磨 1 2 h 后, 淀 粉 颗 粒 均 一, 粒 径 分 布 在 3~6μm 之 间, 其 中 4~5μm 粒 径 的 淀 粉 粒 约 占 一 半 ; 球 磨 24h 后, 粒 径 在 3μm 以 下 的 淀 粉 粒 增 多, 分 布 相 对 集 中,3~4μm 之 间 的 淀 粉 粒 为 50%; 球 磨 36h 后, 淀 粉 粒 径 分 布 在 1 ~3μm 之 间 ; 球 磨 4 8 h 后, 出 现 1μm 以 下 的 淀 粉 颗 粒, 淀 粉 颗 粒 发 生 严 重 变 形, 大 部 分 颗 粒 丧 失 原 有 的 多 边 形 结 构, 颗 粒 表 面 积 的 急 剧 增 大 和 表 面 活 化 能 的 提 高 使 之 极 易 聚 集 和 吸 附, 形 成 片 层 ( 原 淀 粉, 2000) (12h, 2000) (24h, 2000) (36h, 2000) (48h, 2000) Fig.1 图 1 不 同 微 细 化 时 间 淀 粉 颗 粒 的 扫 描 电 镜 图 Scan electron micrographs of native starch and ball-milled starch at different milling time Table 1 表 1 不 同 微 细 化 时 间 淀 粉 粒 度 分 布 Distribution of native starch and ball-milled starch granulars at different milling time 粒 径 分 布 范 围 (%) < 1μm 1~2μm 2~3μm 3~4μm 4~5μm 5~6μm 6~7μm 7~8μm > 8μm 总 计 原 淀 粉 0 0 0 10 31 27 18 10 4 100 球 磨 12h 0 2 8 20 46 24 0 0 0 100 球 磨 24h 0 5 24 50 21 0 0 0 0 100 球 磨 36h 5 28 37 25 5 0 0 0 0 100 球 磨 48h >30 0 0 0 0 0 >30

41 结 构, 难 以 统 计 实 际 粒 径 大 小 2.2 微 细 化 淀 粉 的 X- 射 线 衍 射 分 析 Fig.2 衍 射 强 度 (CPS) 原 淀 粉 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2θ( ) 球 磨 12h 球 磨 24h 球 磨 36h 球 磨 48h 图 2 不 同 微 细 化 时 间 大 米 淀 粉 X- 射 线 衍 射 图 X-ray distribution of native starch and ball-milled starch at different milling time 图 2 为 不 同 微 细 化 时 间 的 大 米 淀 粉 样 品 的 X- 射 线 衍 射 图 原 淀 粉 X - 射 线 衍 射 峰 呈 现 典 型 A 峰, 峰 [6] 形 尖 锐, 说 明 天 然 淀 粉 具 有 较 高 的 结 晶 度 2θ=12~ 1 3 的 衍 射 峰 消 失, 表 明 淀 粉 颗 粒 晶 体 的 破 坏, 大 米 淀 粉 颗 粒 在 压 缩 剪 切 延 展 等 力 的 作 用 下, 晶 体 的 晶 格 有 序 化 程 度 下 降, 无 定 形 区 变 大 微 细 化 淀 粉 的 X - 射 线 衍 射 图 仍 保 留 A 峰 的 特 征 峰, 但 峰 形 钝 化, 且 少 数 特 征 峰 消 失, 而 亚 微 晶 衍 射 峰 增 加, 机 械 力 作 用 破 坏 了 淀 粉 颗 粒 的 表 面 结 构, 结 晶 单 元 完 善 的 微 晶 结 构 受 到 破 坏 转 变 成 为 结 晶 不 完 善 的 亚 微 晶 区 2.3 微 细 化 对 淀 粉 热 特 性 的 影 响 采 用 差 示 扫 描 量 热 仪 (DSC) 观 察 微 细 化 处 理 对 淀 粉 热 热 焓 (mw) 0.2mW 30 40 50 60 70 80 90 温 度 ( ) 球 磨 48h 原 淀 粉 球 磨 12h 球 磨 424h 球 磨 36h 图 3 不 同 微 细 化 时 间 大 米 淀 粉 的 DSC 曲 线 Fig.3 Distribution scanning calorimetry themograms of native starch and ball-milled starch at different milling time 特 性 的 影 响, 研 究 淀 粉 颗 粒 在 发 生 相 转 变 的 起 始 和 终 止 温 度 热 焓 变 化 图 3 为 大 米 淀 粉 及 不 同 微 细 化 时 间 淀 粉 的 D S C 曲 线 原 淀 粉 有 明 显 的 糊 化 吸 热 峰, 球 磨 后 只 有 吸 热 过 程, 吸 热 峰 消 失 球 磨 样 品 的 起 始 糊 化 温 度 T0 明 显 降 低, 起 始 糊 化 温 度 出 现 在 40 前, 糊 化 终 止 温 度 在 60~70 之 间,70 后 无 吸 热 和 放 热 过 程, 球 磨 12~48h 的 微 细 化 淀 粉 热 特 性 无 显 著 变 化 赵 思 明 等 研 究 淀 粉 的 糊 化 动 力 学 时 发 现, 淀 粉 糊 化 过 程 吸 收 的 热 量 主 要 在 三 个 方 面 : 支 链 淀 粉 晶 体 结 构 的 崩 解 颗 粒 的 膨 胀 及 直 链 淀 粉 的 溶 出 其 中 晶 体 熔 解 速 度 最 大, 所 需 能 耗 最 小, 直 链 淀 粉 溶 出 的 速 度 最 [7] 小, 所 需 能 耗 最 大 吴 俊 对 微 细 化 玉 米 淀 粉 的 淀 粉 级 分 及 其 相 对 分 子 质 量 分 布 进 行 研 究, 结 果 显 示 微 细 化 淀 粉 的 直 链 淀 粉 和 支 链 淀 粉 相 对 分 子 质 量 分 别 比 原 淀 粉 降 低 8.98% 和 23.66%, 分 布 量 分 布 变 化 主 要 是 支 链 淀 粉 相 对 减 少, 而 直 链 淀 粉 和 中 间 级 分 增 加, 分 子 量 的 降 低 [8] 主 要 发 生 在 支 链 淀 粉 上 X- 射 线 衍 射 图 谱 结 合 DSC 的 图 谱 分 析 显 示, 球 磨 后 大 米 淀 粉 颗 粒 结 晶 区 依 然 存 在, 而 吸 热 峰 完 全 消 失, 说 明 球 磨 破 坏 淀 粉 分 子 的 外 层 结 晶 区 和 打 断 淀 粉 分 子 链, 而 在 水 分 含 量 极 少 的 情 况 下, 淀 粉 分 子 仍 相 互 聚 集, 微 细 化 淀 粉 的 X - 射 线 衍 射 图 仍 表 留 了 部 分 晶 体 特 征 ; 而 在 大 量 水 分 情 况 下, 直 链 淀 粉 易 溶 出, 颗 粒 溶 胀,D S C 曲 线 反 映 的 升 温 过 程 的 吸 热 是 球 磨 后 残 余 的 淀 粉 晶 体 熔 解 时 的 吸 热 2.4 总 淀 粉 与 抗 性 淀 粉 含 量 的 测 定 1983 年 英 国 生 理 学 家 Englyst 首 先 将 膳 食 中 不 能 在 小 肠 中 水 解 的 淀 粉 定 义 为 抗 性 淀 粉 (resisitant starch, 简 称 RS), 抗 性 淀 粉 也 成 为 功 能 性 膳 食 纤 维, 具 有 防 治 肠 道 疾 病 降 低 糖 尿 病 发 病 率 以 及 降 低 血 中 胆 固 醇 和 脂 肪 的 作 用 本 实 验 采 用 1997 年 Goni 提 出 的 抗 性 淀 粉 测 定 方 法, 用 α- 淀 粉 酶 水 解 淀 粉 16h, 离 心 除 去 水 解 部 分, 将 未 水 解 的 部 分 淀 粉 用 葡 萄 糖 苷 淀 粉 酶 水 解 后 测 定 得 到 抗 性 淀 粉 的 含 量 如 表 2 所 示, 原 淀 粉 球 磨 12 24 36h 得 到 的 抗 性 淀 粉 含 量 有 显 著 差 异, 球 磨 36h 和 48h 的 抗 性 淀 粉 无 明 显 差 异 由 于 天 然 淀 粉 颗 粒 部 分 结 晶, 降 低 了 酶 对 淀 粉 的 作 用, 难 以 消 化 球 磨 过 程 使 淀 粉 颗 粒 不 断 减 小, 破 坏 淀 粉 外 层 结 晶 结 构 和 层 状 结 构, 淀 粉 中 的 非 晶 部 分 暴 露,α- 淀 粉 酶 易 发 生 水 解 作 用, 显 Table 2 表 2 不 同 微 细 化 处 理 时 间 的 总 淀 粉 和 抗 性 淀 粉 含 量 Total starch content, resistant starch content of native starch and ball-milled starch at different milling time 处 理 方 法 类 型 原 淀 粉 12h 24h 36h 48h 总 淀 粉 含 量 (%) 97.18±1.06 97.18±1.06 97.18±1.06 97.18±1.06 97.18±1.06 生 淀 粉 可 消 化 淀 粉 含 量 (%) 41.79 57.21 59.42 62.12 64.09 抗 性 淀 粉 含 量 (%) 55.39±0.37 a 39.97±1.33 b 37.64±0.56 c 35.06±0.90 d 33.09±0.74 d 糊 化 淀 粉 可 消 化 淀 粉 含 量 (%) 92.86 93.40 93.49 93.75 94.61 抗 性 淀 粉 含 量 (%) 4.32±0.23 a 3.78±0.42 a 3.69±0.49 a 3.43±0.16 ab 2.57±0.56 b 注 : 不 同 字 母 表 示 差 异 显 著,p < 0.05

42 2007, Vol. 28, No. 06 食 品 科 学 基 础 研 究 Table 3 表 3 不 同 微 细 化 时 间 淀 粉 水 解 百 分 率 (C ) 和 预 测 的 血 糖 指 数 Model parameters,hydrolysis index(hi) and estimated glycemic score of ball-milled starches at different milling time 淀 粉 处 理 方 式 C k HI 计 算 值 EGS(estimated glycemic score) 原 淀 粉 糊 化 47.9±0.5 0.108 67.5±0.6 76.8 球 磨 12h 糊 化 59.3±0.7 0.072 81.3±1.0 84.3 球 磨 24h 糊 化 59.2±0.7 0.083 82.0±1.1 84.7 球 磨 36h 糊 化 60.0±0.6 0.081 83.0±0.8 85.3 球 磨 48h 糊 化 60.6±0.9 0.085 84.1±1.1 85.9 著 降 低 抗 性 淀 粉 (RS) 含 量, 提 高 可 消 化 淀 粉 (DS) 含 量 糊 化 后, 所 有 淀 粉 的 抗 性 淀 粉 含 量 明 显 降 低 与 原 淀 粉 相 比, 球 磨 4 8 h 后, 抗 性 淀 粉 降 低 显 著 糊 化 后 产 生 的 抗 性 淀 粉 为 凝 沉 淀 粉, 是 在 水 解 过 程 中 糊 化 淀 粉 分 子 重 结 晶 形 成 的 淀 粉 分 子 在 糊 化 过 程 中 充 分 溶 胀, 淀 粉 分 子 链 展 开, 淀 粉 酶 易 与 淀 粉 分 子 结 合 水 解 淀 粉 微 细 化 处 理 1 2 2 4 3 6 h 后, 抗 性 淀 粉 含 量 降 低, 但 不 显 著 球 磨 4 8 h 后, 抗 性 淀 粉 含 量 显 著 降 低, 表 明 球 磨 48h 对 淀 粉 链 结 构 破 坏 显 著, 导 致 淀 粉 重 结 晶 显 著 减 少 从 淀 粉 的 消 化 性, 同 样 证 明 了 粒 度 效 应 引 起 的 淀 粉 凝 聚 态 结 构 变 化, 对 消 化 性 带 来 的 影 响 随 粒 度 减 小, 淀 粉 的 消 化 性 增 加, 但 当 粒 度 达 到 一 定 值 后, 可 消 化 值 趋 于 平 稳 2.5 微 细 化 淀 粉 体 外 消 化 动 力 学 采 用 Goni 的 体 外 消 化 动 力 学 方 法, 模 拟 人 体 肠 道 体 系, 测 定 不 同 微 细 化 时 间 的 大 米 淀 粉 的 体 外 消 化 率, 淀 粉 水 解 曲 线 遵 循 一 级 反 应 方 程,C=C (1 - e -kt ), 回 归 得 到 动 力 学 参 数 水 解 百 分 率 C 和 反 应 动 力 学 常 数 k 水 解 曲 线 下 面 积 (area under curve,auc) 有 下 述 公 式 计 算 而 得 : AUC= C (tf-to)-(c /k)[1-exp[-k(tf-to)]] 式 中,C 为 浓 度 平 衡 时 的 浓 度 ;t f 为 最 终 的 时 间 (180min);to 是 反 映 初 始 时 间 (0min);k 为 一 级 反 应 动 力 学 常 数 根 据 Goni 等 人 对 体 内 体 外 淀 粉 水 解 指 数 (HI) 和 血 糖 指 数 EGS 之 间 有 好 的 相 关 性 (R 2 =0.894), 其 线 性 回 归 方 程 为 EGS=39.71+0.593HI 总 淀 粉 水 解 率 (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 原 淀 粉 球 磨 12h 球 磨 424h 球 磨 36h 球 磨 48h 0 30 60 90 120 150 180 以 白 面 包 作 为 标 准, 其 血 糖 指 数 定 为 1 0 0 糊 化 后, 原 淀 粉 水 解 在 30min 后 不 久 达 到 平 衡, 而 微 细 化 处 理 的 淀 粉 在 30min 内 快 速 水 解,30min 至 90min 的 时 间 范 围 内, 缓 慢 水 解,9 0 m i n 后 基 本 达 到 水 解 平 衡 如 表 3 所 示, 原 淀 粉 水 解 指 数 67.5, 血 糖 指 数 为 76.8, 球 磨 12h 后, 水 解 指 数 81.3, 血 糖 指 数 84.3, 与 原 淀 粉 相 比, 水 解 指 数 提 高 了 20.4%, 血 糖 指 数 增 加 了 1 0 % 左 右 ; 而 球 磨 4 8 h 淀 粉, 水 解 指 数 提 高 24.6%, 对 应 血 糖 指 数 提 高 11.8%, 延 长 球 磨 时 间 对 消 化 率 的 无 显 著 提 高 影 响 淀 粉 体 消 化 的 因 素 很 多, 淀 粉 的 来 源 加 工 过 程 直 链 淀 粉 含 量 及 淀 粉 老 化 酶 的 来 源 等 都 会 显 [9-11] 著 影 响 淀 粉 的 血 糖 指 数 球 磨 过 程 在 一 定 时 间 内 可 以 改 善 大 米 淀 粉 的 消 化 率, 球 磨 破 坏 淀 粉 的 外 层 结 构, 长 支 链 结 构 的 淀 粉 分 子 链 被 打 断, 消 化 性 提 高,1 2 h 后, 延 长 球 磨 对 淀 粉 分 子 链 断 裂 影 响 不 大, 因 此 消 化 性 提 高 不 显 著 3 结 论 3.1 微 细 化 处 理 使 大 米 淀 粉 颗 粒 变 小, 粒 径 分 布 集 中 长 时 间 微 细 化 处 理 破 坏 了 淀 粉 颗 粒 的 表 面 结 构, 凝 聚 态 结 构 发 生 了 变 化, 颗 粒 变 形, 表 面 活 性 增 加, 易 聚 集 和 吸 附 3.2 淀 粉 球 磨 时, 受 机 械 力 作 用, 淀 粉 颗 粒 表 面 结 构 遭 到 破 坏, 结 晶 单 元 完 整 的 微 结 晶 结 构 受 到 破 坏 转 变 结 晶 不 完 善 的 亚 微 晶 区 3.3 D S C 分 析 表 明, 大 米 淀 粉 吸 热 峰 消 失, 淀 粉 在 常 温 下 可 糊 化, 糊 化 的 吸 热 是 球 磨 后 残 余 的 淀 粉 晶 体 熔 解 时 的 吸 热 3.4 从 微 细 化 淀 粉 的 体 外 消 化 性 实 验 证 明, 微 细 化 使 之 对 酶 的 感 应 性 显 著 提 高, 抗 性 淀 粉 明 显 减 少, 可 消 化 性 增 加 ; 但 微 细 化 处 理 对 糊 化 淀 粉 影 响 不 大, 球 磨 4 8 h 后, 糊 化 淀 粉 的 抗 性 淀 粉 显 著 降 低 3.5 微 细 化 处 理 1 2 h 显 著 提 高 血 糖 指 数, 延 长 球 磨 时 间 对 消 化 性 影 响 不 明 显 Fig.4 水 解 时 间 (min) 图 4 不 同 微 细 化 时 间 的 淀 粉 体 外 消 化 动 力 曲 线 In vitro starch hydrolysis rate of native starch and ballmilling time 参 考 文 献 : [1] 吴 俊, 谢 守 和. 玉 米 淀 粉 的 粒 度 效 应 对 其 糊 化 行 为 影 响 研 究 [J]. 中 国 粮 油 学 报, 2006, 21(6): 51-54.

43 桑 叶 酸 性 蛋 白 多 糖 (APFM) 的 分 离 纯 化 及 其 结 构 与 部 分 理 化 性 质 的 研 究 金 春 雁 1, 吴 婷 1, 沈 奇 1 1,2, 张 卫 明, 陆 长 梅 1 1,, 吴 国 荣 * (1. 南 京 师 范 大 学 生 命 科 学 学 院, 江 苏 南 京 210097;2. 南 京 野 生 植 物 综 合 利 用 研 究 院, 江 苏 南 京 210042) 摘 要 : 本 实 验 主 要 研 究 湖 桑 (Morus alba L.Husang) 的 粗 老 桑 叶 中 酸 性 蛋 白 多 糖 的 提 取 分 离 纯 化 及 结 构 鉴 定 水 煎 法 提 取 桑 叶 粗 多 糖, D-101 大 孔 树 脂 柱 层 析, 脱 蛋 白, 脱 色, 再 上 DEAE 纤 维 素 (DE-32) 柱 及 Sephadex G-100 葡 聚 糖 凝 胶 柱 对 产 物 进 行 分 离 纯 化, 得 HPLC 单 一 峰 的 桑 叶 多 糖 纯 品 通 过 单 糖 组 成 分 析 酸 性 基 团 含 量 IR UV HPLC 及 氨 基 酸 组 分 测 定 等 方 法 解 析 其 结 构 及 理 化 性 质 实 验 结 果 显 示 : 该 多 糖 分 子 量 达 50 万, 多 糖 主 链 主 要 为 α- 型 吡 喃 糖 连 接, 由 D- 鼠 李 糖 L- 阿 拉 伯 糖 D- 果 糖 D- 葡 萄 糖 D- 半 乳 糖 组 成, 摩 尔 比 为 8.91: 2.71:1.00:3.75:6.04; 该 多 糖 糖 醛 酸 含 量 为 5.33%, 硫 酸 根 含 量 为 8.03%; 其 蛋 白 质 部 分 占 多 糖 总 量 的 0.83%; 含 17 种 氨 基 酸, 其 中 7 种 为 人 体 必 需 氨 基 酸 表 明 该 多 糖 为 酸 性 蛋 白 多 糖 (acid proteoglycan from Folium mori, APFM) 关 键 词 : 桑 叶 多 糖 ; 分 离 纯 化 ; 结 构 鉴 定 Study on Separation, Purification, and Physico-chemical Characteristics of Acidic Proteoglycan Extracted from Folium mori JIN Chun-yan 1,WU Ting 1,SHEN Qi 1,ZHANG Wei-ming 1,2,LU Chang-mei 1,WU Guo-rong 1, * (1.College of Life Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China; 2.Nanjing Institute for Comprehensive Utilization of Wild Plant, Nanjing 210042, China) Abstract :This experiment studied the extraction, separation, purification and physico-chemical characteristics of acid proteoglycan extracted from Folium mori(apfm). The polysaccharides were extracted from F.mori by water extraction, and then isolated and purified by D101resin, DEAE-cellulose column and SephadexG-100 gel column chromatography successively. Monosaccharides composition analyses, acidic groups contents, and amino acids compositions were assayed with IR, UV, HPLC to for deduce the structural and physical and chemical properties. Results showed that APFM is a pure acidic proteoglycan with 收 稿 日 期 :2006-07-19 * 通 讯 作 者 基 金 项 目 : 十 五 国 家 科 技 攻 关 计 划 基 金 项 目 (2001BA502B03) 作 者 简 介 : 金 春 雁 ( 1 9 8 0 - ), 女, 硕 士, 主 要 从 事 植 物 化 学 及 天 然 活 性 物 质 研 究 [2] 陈 玲, 胡 飞, 李 晓 玺, 等. 机 械 力 化 学 效 应 对 马 铃 薯 淀 粉 消 化 性 能 和 抗 酶 解 性 能 的 影 响 [J]. 食 品 科 学, 2001, 22(8): 15-18. [3] 胡 飞, 陈 玲. 微 细 化 马 铃 薯 淀 粉 颗 粒 的 表 观 形 态 及 分 子 链 变 化 的 研 究 [J]. 化 学 通 报, 2003, 6(3): 1-5. [4] 吴 俊, 苏 喜 生, 谢 笔 钧. 淀 粉 粒 度 效 应 对 热 塑 性 微 细 化 淀 粉 熔 体 流 变 学 行 为 影 响 [J]. 包 装 工 程, 2004, 25(3): 11-13. [5] LSABEL G, ALEJANDRA G A, FULGENCIO S C. A starch hydrolysisi procedure to estimate glycemic index[j]. Nutrition Research, 1997, 17 (3): 427-437. [6] 惠 斯 特 勒 R L, 贝 密 勒 J N, 帕 斯 卡 尔 E F. 淀 粉 的 化 学 与 工 艺 学 [M]. 北 京 : 中 国 食 品 出 版 社, 1988. [7] 赵 思 明, 熊 善 柏, 姚 霓, 等. 稻 米 淀 粉 的 糊 化 动 力 学 研 究 [J]. 粮 食 与 饲 料 工 业, 2002(3): 9-11. [8] 吴 俊. 淀 粉 粒 度 效 应 与 微 细 化 淀 粉 基 降 解 材 料 研 究 [D]. 武 汉 : 华 中 农 业 大 学, 2003. [9] HU Pei-song, ZHAO Han-jun, DUAN Zhi-yin, et al. Starch digestibility and the estimate glycemic score of different types of rice differing in amylose contents[j]. Journal of Cereal Science, 2004, 40: 231-237. [10] FERI M, SIDDHURAJU P, BECHER K. Studies on the in vitro starch digestibility and the glycemic index of six different indigenous rice cultivars from the Philippines[J]. Food Chemistry, 2003, 83: 395-402. [11] HOOVER R, ZHOU Y. In vitro and in vivo hydrolysis of legume starches by a-amylase and resistant starch formation in legumes-a review [J]. Carbohydrate Polymers, 2003, 54: 401-417.