馬鈴薯抗性淀粉的制備及其體外消化性質研究

李姍姍，楊 平，徐 昕，范 敏，劉 徹，羅 南

（沈陽師范大學糧食學院，遼寧沈陽 110161）

0 引言

世界糧農組織（FAO） 定義，抗性淀粉（Resistant starch，RS） 又稱抗酶解淀粉、難消化淀粉，是指那些無法被健康人體小腸酶解消化吸收，但能在人的腸胃道中被發酵分解的一類淀粉及其降解物?？剐缘矸勰壳吧袩o化學上的精確分類，因為抗性淀粉的定性與酶和淀粉的比例、酶的來源、酶解條件等有關，所以需要一種優化標準。目前，大多數學者根據淀粉來源和抗酶解性的不同，將抗性淀粉分為4類：RS1（物理包埋淀粉），RS2（抗性淀粉顆粒），RS3（老化淀粉），RS4（化學改性淀粉）[1]。抗性淀粉普遍存在于天然食品中，如馬鈴薯、玉米、大米、香蕉等，目前國內已知的抗性淀粉的主要來源是馬鈴薯、玉米。試驗利用壓熱法制備抗性淀粉，重點研究馬鈴薯抗性淀粉紅外光譜和消化性質。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬鈴薯（品種：新土豆，產地：沈陽）、高溫α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶，由深圳恒生生物科技有限公司提供；馬鈴薯抗性淀粉、RS3（老化淀粉），上海即通國際貿易有限公司提供；其余試劑均為國產，分析純。

1.2 儀器與設備

DS-1型高速組織搗拌機，上海標本模型廠產品；UV-500型紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司產品；LD5-2A型低速離心機，北京醫用離心機廠產品；ZHWY-C2102型恒溫培養振蕩器，上海智城分析儀器制造有限公司產品；LMQ.J型立式滅菌器，山東新華醫療器械股份有限公司產品；VECTOR33型傅里葉變換紅外光譜儀，德國Broker公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 馬鈴薯淀粉提取

馬鈴薯洗凈、去皮、切塊→按料液比1∶4與0.2%的NaOH溶液混合→打漿→過100目篩→將殘渣與上清液混合反復打漿5～6次→濾液靜置5 h→沉淀以轉速3 500 r/min離心10 min→馬鈴薯粗淀粉→于80℃下干燥至恒質量→馬鈴薯淀粉。

1.3.2 馬鈴薯抗性淀粉的制備

取馬鈴薯淀粉1 g，去離子水4 mL。配制淀粉乳溶液250 mg/g，高壓滅菌鍋121℃，30 min，冷卻。于4℃下放置12 h，將淀粉凝膠打碎加入高溫α-淀粉酶96℃恒溫30 min，調節pH值4.5，加入葡萄淀粉酶59℃恒溫30 min，以轉速5 000 r/min離心10 min，棄去上清液，真空冷凍干燥即得馬鈴薯抗性淀粉[2-4]。

1.3.3 馬鈴薯抗性淀粉含量測定

稱取馬鈴薯抗性淀粉1 g，加入緩沖液調pH值1.5，加入胃蛋白酶溶液，于40℃下恒溫處理60 min，冷卻至室溫；調節pH值至6，加入高溫α-淀粉酶，于90℃下恒溫處理30 min，冷卻至室溫；調節pH值至4.5，加入葡萄糖淀粉酶，于60℃下恒溫處理處理60 min，冷卻至室溫；以轉速3 000 r/min離心10 min，棄去上清液，沉淀物完全溶解于4 mol/L KOH溶液中，用HCl中和，加入葡萄糖淀粉酶，于60℃下恒溫處理60 min，冷卻至室溫，以轉速3 000 r/min離心10 min，收集上清液，用蒸餾水定容至100 mL，采用3,5-二硝基水楊酸法測定還原糖含量；然后乘以0.9即為抗性淀粉含量。

1.3.4 紅外光譜分析

采用澳化鉀壓片法，在波數400～4 000 cm-1范圍對馬鈴薯原淀粉、R3、工業生產抗性淀粉及自制抗性淀粉紅外光譜分析[5]。

1.4 馬鈴薯抗性淀粉體外消化性質研究

1.4.1 人工胃液消化

淀粉樣品 50±0.1 mg，記為m1，加入1.5 mL人工胃液，于37℃下恒溫振蕩消化4 h，以轉速10 000 r/min離心5 min，棄去上清液，沉淀用無水乙醇洗滌3次，于105℃下烘干，稱質量記為m2，計算失質量率。

1.4.2 人工腸液消化

上述經人工胃液消化烘干的樣品加入1.5 mL人工腸液，于37℃下恒溫振蕩消化5 h，以轉速10 000 r/min離心5 min，棄去上清液，沉淀用無水乙醇洗滌3次，于105℃下烘干，稱質量記為m3，計算失質量率[6]。

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯抗性淀粉紅外光譜分析

馬鈴薯淀粉紅外光譜圖見圖1，工業生產抗性淀粉紅外光譜圖見圖2，R3紅外光譜圖見圖3，自制抗性淀粉紅外光譜圖見圖4。

從圖1～圖4可以看出，馬鈴薯淀粉、工業生產抗性淀粉、R3、自制抗性淀粉的紅外光譜圖并無顯著差異，它們具有相似的主要特征吸收峰，說明壓熱法制備抗性淀粉過程中沒有形成新的基團，或者說沒有發生化學反應；對比它們的紅外光譜圖會發現，抗性淀粉在2 000 cm-1處吸收峰的相對強度增大，說明抗性淀粉較淀粉形成了更多的氫鍵。

圖1 馬鈴薯淀粉紅外光譜圖

圖2 工業生產抗性淀粉紅外光譜圖

圖3 R3紅外光譜圖

圖4 自制抗性淀粉紅外光譜圖

2.2 消化性質研究

各類淀粉在人工胃液和人工腸液中失質量率見表1。

表1 各類淀粉在人工胃液和人工腸液中失質量率/%

由表1可知，馬鈴薯淀粉在人工胃液的中失質量率為19.18%，3種抗性淀粉，即自制RS為4.27%，工業生產RS為3.44%，R3為5.56%在人工胃液中的失質量率遠低于馬鈴薯淀粉?？梢?，人工胃液對抗性淀粉的消化作用不大。馬鈴薯淀粉在人工腸液的中失質量率為9.79%，3種抗性淀粉，即自制RS為5.85%，工業生產RS為4.72%；R3為4.94%在人工腸液中的失質量率低于馬鈴薯淀粉。因此，人工腸液對抗性淀粉的消化吸收的程度不大。

3 結論

由紅外光譜分析可知，馬鈴薯淀粉及其他3種抗性淀粉的紅外光譜圖具有相似吸收峰，即在制備過程中沒有新的基團形成，在2 000 cm-1處吸收峰增大，說明抗性淀粉較淀粉形成了更多的氫鍵。

馬鈴薯淀粉及其他3種抗性淀粉的紅外光譜圖并無顯著差異，具有相似的主要特征吸收峰；但相較于淀粉，抗性淀粉形成了更多的氫鍵。

人工腸胃液對抗性淀粉的消化作用不大，可知抗性淀粉確實無法被健康人體小腸消化吸收，產生的失質量率絕大多數原因在于抗性淀粉被能被發酵分解。