1、文章編號:100028020(20070320308203論著抗性淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)對淀粉體外消化速度的影響李恒劉靜1孫桂菊楊月欣1,2門建華1東南大學公共衛(wèi)生學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生系,南京210009摘要:目的探討抗性淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)對淀粉體外消化速度的影響。方法以抗性淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)為因素進行三因素三水平正交實驗,參照Englyst 建立的體外消化試驗方法,測定240min 內(nèi)的10個時間點的還原糖釋放率,繪制還原糖曲線圖,比較各水平組合下還原糖釋放率及釋放指數(shù)的差異。結(jié)果正交實驗各組合的還原糖水解速率有差異,方差分析顯示隨著抗性淀粉含量、脂肪含量的增加,各時間段的還原糖釋放率顯著下降(P

2、 <0105,但蛋白質(zhì)的影響不具有顯著性。對2h 還原糖釋放指數(shù)影響最大的因素是脂肪,其次是抗性淀粉和蛋白質(zhì),使還原糖釋放指數(shù)最高的組合是抗性淀粉占比例為0,脂肪占比例為0,蛋白質(zhì)所占比例為20%。結(jié)論淀粉中添加抗性淀粉和脂肪可以顯著降低淀粉的體外消化速度,蛋白質(zhì)無此作用。關(guān)鍵詞:抗性淀粉脂肪蛋白質(zhì)體外消化速度中圖分類號:R15112R58711文獻標識碼:AE ffects of resistant starch ,fat and protein on rates of starch hydrolysis in vitroLI H eng ,LIU Jing ,SUN G uiju ,

3、YANG Yuexin ,et al .Department of Nutrition and F ood Hygiene ,School of Public Health ,S outheast University ,Nanjing 210009,China Abstract :Objective T o evaluate the effects of resistant starch ,fat ,and protein on rates of starch hydrolysis in vitro.Methods By an orthog onal experimental design

4、,starch hydrolysis rates of nine test foods com posed of different levels of restsistant starch ,fat ,protein were measured according to Englyst s method.The starch hydrolysis curve were obtained and the release index of reduce sugar were analyzed by variance analysis.R esults The release index of r

5、educe sugar decreased significantly with the am ount of fat and RS increased (P <0105.The first affecting factor on the release index of reduce sugar within 2hours was fat ,the second one was RS ,and the last one was protein The optimum of the release index of reduce sugar within 2hours was as fo

6、llow :0%RS ,0%fat and 20%protein.Conclusion The addition of RS and fat could significantly decrease the hydrolysis rates of starch.K ey w ords :resistant starch ,fat ,protein ,rates of starch hydrolysis基金項目:國家自然科學基金資助項目(N o.30671749作者簡介:李恒,女,碩士研究生1中國疾病預防控制中心營養(yǎng)與食品安全所2通訊作者:楊月欣,女,研究員食物引起的血糖應答在很大程度上與其碳水

7、化合物的消化速度有關(guān)1,消化速度快的食物會使餐后血糖急劇上升,這對人體特別是糖尿病人的健康是不利的。影響食物消化速度的因素很多,其中抗性淀粉(RS 、脂肪和蛋白含量是其主要影響因素。相對于目前常用的體內(nèi)消化實驗(食物血糖生成指數(shù),采用體外消化實驗對食物消化速度進行研究避免了人體實驗的高消耗,具有更強的可操作性。本研究參照Englyst 建立體外消化試驗方法2,3,探討不同抗性淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)含量對食物消化速度的影響。1材料與方法111材料11111原料普通玉米淀粉(購于物美超市、Hi 2maize 1043RS (由國民淀粉上海有限公司提供、雞蛋(德清源柴雞蛋,購于物美超市、食用植物油(魯花

8、花生油,山東魯花濃香花生油有限公司。參照食物:潘瑞克原味吐司面包,購于物美超市。11112主要試劑淀粉葡萄糖苷酶(amyloglucosidase 、轉(zhuǎn)化酶(invertase 、胰酶(pancreatin 、胃蛋白酶(pepsin 、瓜爾膠,均由S igma 公司提供,無水乙醇、3,52二硝基水楊酸、醋酸鈉緩沖液(015m ol L ,pH510保持37。工作酶液:由胰酶、淀粉葡萄糖苷酶、轉(zhuǎn)化酶配制而成,現(xiàn)配現(xiàn)用。胃蛋白酶2瓜爾膠溶液:5g 胃蛋白酶和5g 瓜爾膠用0105m ol L HCl 配制至1L 。11113主要儀器722光柵分光光度計、IK A (r WERKER RT 10加熱

9、磁力攪拌器、SHY 2A 雙功能恒溫水浴、WH 866渦旋振蕩器、低速臺式大容量離心機(T D L 252A 型。112實驗過程11211樣品準備精確稱取一定量玉米淀粉,按試驗因素水平表(表1加入不同量的Hi 2maizeRS 、脂肪(花生油、蛋白質(zhì)308第36卷第3期2007年5月衛(wèi)生研究JOURNA L OF HYGIE NE RESE ARCH V ol.36N o.3May 2007(雞蛋蛋白,要求總淀粉含量(總淀粉=玉米淀粉+抗性淀粉不高于013000g,所有物質(zhì)的稱取都精確到萬分之一克。表1實驗因素及水平表T able1Orthogonal design of the test%實

10、驗因素A因素B因素C因素抗性淀粉總淀粉脂肪總淀粉蛋白質(zhì)總淀粉000水平30202060404011212實驗方法樣品加蒸餾水定容至5ml加10ml胃蛋白酶2瓜爾膠溶液,37水浴振蕩孵育30min加5ml醋酸鈉緩沖液,用2m olL NaOH調(diào)pH至510加5ml工作酶液,5顆玻璃珠,37水浴回旋振蕩(200次分鐘于加入酶液的0、10,20、30、45、60、90、120、180和240min取0120ml樣加4100ml無水乙醇,離心(3000rmin,20min,取上清液;再用3100ml蒸餾水洗滌沉淀,離心,取上清,合并上清液,混勻3, 52二硝基水楊酸比色法測還原糖含量。11213干物質(zhì)

11、量的計算按國標(G B500913285測定每種食物的水分含量。11214樣品消化速度指標的計算還原糖釋放率=(取樣時間點時水解體系中的還原糖釋放量總干物質(zhì)量×100%還原糖釋放指數(shù)=(各時段樣品還原糖釋放率曲線下面積該時段參比樣品的還原糖釋放率曲線下面積×100% 11215統(tǒng)計處理用SPSS軟件包進行正交實驗方差分析。2結(jié)果211還原糖釋放率的直觀分析表2列出了正交表9組實驗樣品以及參照食物面包各時間點的還原糖含量,如表所示,參照物面包在20min內(nèi)迅速水解,還原糖釋放率在10min時已經(jīng)達到72127%,10min至20min釋放率增加緩慢,而20min后的釋放率增幅

12、更平緩,這說明面包非常容易被消化,是作為參照物的較佳選擇。由不同配比的抗性淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)所組合成的實驗樣品1至9,水解速度較緩慢,還原糖釋放率從0min到240min 保持持續(xù)的增加,且各實驗樣品之間所達到的最大釋放率有明顯的差異(最高的為試驗號1達到99133,最低的為實驗號9僅有35159。,這說明食物中抗性淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)的不同配比對還原糖釋放率有影響。表2各樣品還原糖釋放率結(jié)果T able2R esults of the release index of reduce sugar%樣品名0m in10m in20m in30m in45m in60m in90m in120m i

13、n180m in240m in 實驗號11144161901914026187471746514081153871689118699133實驗號22125151292010128185391944818058102731437710185197實驗號35172111391412622186331323816549114551576612665131實驗號40132171492012230130421034912958107681777114071165實驗號52128131121517523171301413217647106481025613160181實驗號6410410198141851

14、9133251303011437166421315214254119實驗號70170121881617323132241542512037179361224411349113實驗號82174111911510920178241542511834139331164212646101實驗號9310771731311016133191061916827117261783316735159面包5180721277614377116771987818881189811848219083132212還原糖釋放指數(shù)方差分析采用SPSS軟件對015、1、115、2和4h的還原糖釋放指數(shù)進行方差分析,結(jié)果如表3

15、所示。結(jié)果顯示,隨著RS含量、脂肪含量的增加,各個時間段的還原糖釋放率顯著下降(P< 0105。但蛋白質(zhì)的影響無顯著性。表2還原糖釋放指數(shù)方差分析結(jié)果T able2V ariance analysis of the release index of reduce sugar時間(h抗性淀粉脂肪蛋白質(zhì)MS F Sig MS F Sig MS F Sig01514111921138501045(11281577194174901005(29183814190201063 11045123784179701012(11631569306161101003(215169229141501033(

16、1 115189129094198301010(12571774129134801008(229100614155501064 210354142543165701022(1356190443196201022(13811424169801175 410968121979182001012(1542136944171301022(16219875119301161注:(1P<0105,(2P<0101抗性淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)3種因素中,從015h至210h,脂肪都是對還原糖釋放率的影響最大的因素,其次是抗性淀粉和蛋白質(zhì),但是隨著時間的增加,抗性淀粉含量的影響逐漸增大,到達4h后,抗性

17、淀粉上升為對還原糖釋放率影響最大的因素。這提示抗性淀粉對食物消化率的影響是緩慢的,在后期影響較明顯。2132h還原糖釋放指數(shù)極差分析從表4可以看出,對2h還原糖釋放指數(shù)影響最大的因素是脂肪,其次是抗性淀粉和蛋白質(zhì)。使還原糖釋放指數(shù)最高的組合是A1B1C2,即抗性淀粉占比例為0,脂肪占比例為0,蛋白質(zhì)所占比例為20%。抗性淀粉和脂肪三水平間的還原糖釋放指數(shù)差異較大,蛋白質(zhì)水平間的差異并不明顯。第3期李恒,等.抗性淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)對淀粉體外消化速度的影響309表32h還原糖釋放指數(shù)方差分析結(jié)果(1T able3V ariance analysis of the release index of

18、reduce sugar at2h試驗序號L9(34正交表各列(實驗因素1(A因素2(B因素3(C因素4210h還原糖釋放指數(shù)1111162140 2122248175 3133333177 4212352193 5223135194 6231227196 7313232104 8321327160 9332120126T1k144192147137117196T2k116129112129121194T3k7919081199101175k1481314911239132k2381763714340165k3261632713333192R21167211796173注:(1T1k、T2k、

19、T3k表示各水平下的還原糖釋放指數(shù)總和,k1、k2、k3表示各水平下的平均還原糖釋放指數(shù),R為極差3討論膳食中含有多種碳水化合物,這些不同種類的碳水化合物消化特性各不相同,所引起的生理反應也有很大的差異。過去研究者認為淀粉在體內(nèi)消化較緩慢,它所引起的血糖應答也較溫和。但是,事實上,膳食中淀粉通常與其他膳食營養(yǎng)素同時存在,它的消化特性也因此發(fā)生了改變。許多研究顯示,等量的碳水化合物中蛋白質(zhì)含量高時,血糖應答下降,這種改變與胰島素反應增強有關(guān),因為蛋白質(zhì)與碳水化合物一起食用會刺激胰島素的分泌46。而碳水化合物加入脂肪后,血糖應答水平也下降7。有的研究者甚至認為,在混合膳食模式下,慢消化淀粉、快消化

20、淀粉以及抗性淀粉所引起的血糖反應不再有差別810。他們認為,混合膳食中的脂肪和蛋白質(zhì)等對血糖應答的影響導致了這種差別的消失11。但是更多的研究者認為,盡管脂肪和蛋白質(zhì)對血糖反應有一定的影響,但他們對含碳水化合物的食物之間的血糖應答的相對差異并無影響1214。體內(nèi)試驗及動物實驗結(jié)果顯示,抗性淀粉可以通過加強對胰島素分泌的刺激作用來減緩血糖的應答15,16。本試驗采用三個水平的抗性淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)對這種影響進行研究,結(jié)果顯示抗性淀粉和脂肪會顯著減緩食物的水解速度,而且含量越高,這種影響越明顯,而蛋白質(zhì)的影響不顯著。目前對食物所引起的血糖應答的研究多采用體內(nèi)消化實驗的方法,試驗過程較繁緒,成本也較

21、高。本文在該方法的基礎(chǔ)上采用體外消化體系對此進行研究。如果能進一步研究體外消化試驗與體內(nèi)消化實驗的相關(guān)性,探討體外消化實驗對體內(nèi)消化實驗的預測性,則可以大大簡化實驗,節(jié)約成本,使食物生糖指數(shù)更廣泛的推廣,這對糖尿病日益流行的今天來說,其意義是重大的。參考文獻1E NG LY ST H N,VEE NSTRA J,HUDS ON G J,et al.M easurement of rapidly available glucose(RAGin plant foods:a potential in vitro predictor of the glycaem ic responseJ.Br J N

22、utr,1996,75:32723371 2E NG LY ST H N,KING M AN S M,CUM MING S J H.Classification and measurement of nutritionally im portant starch fractionsJ.Eur J Clin Nutr,1992,2(suppl:S3325013E NG LY ST K N,E NG LY ST H N,HUDS ON GJ,et al.Rapidly available glucose in foods:an in vitro measurement that reflects

23、the glycem ic responseJ.Am J Clin Nutr,1999,69:448245414NAT A LI A,G AST A LDE LLI A,CAM ASTRA S,et al.D ose2response characteristics of insulin action on glucose metabolism:a non2steady2state approachJ.Am J Physiol,2000,278:794280115LOON L J,S ARIS W H,VERHAGE N H,et al.Plasma insulin responses aft

24、er ingestion of different am ino acid or protein m ixtures with carbohydrateJ.Am J Clin Nutr,2000,72:96210516SI MPS ON R W,M cDONA LD J,W AH LQVIST M L,et al.M acronutrients have different metabolic effects in nondiabetics and diabeticsJ.Am J Clin Nutr,1985,42:449245317G ANNON M,ERCAN N,WESTPHA L S,

25、et al.E ffect of added fat on plasma glucose and insulin response to ingested potato in individuals with NIDDMJ.Diabetes Care,1993,16:874287018COU LST ON A M,HO LLE NBECK C B,LIU G C,et al.E ffect of s ource of dietary carbohydrate on plasma glucose,insulin,and gastric inhibitory polypeptide respons

26、es to test meals in subjects with noninsulindependent diabetes mellitusJ.Am J Clin Nutr,1984,40:965297019COU LST ON A M,HO LLE NBECK C B,SWIS LOCKI A L,et al.E ffect of s ource of dietary carbohydrate on plasma glucose and insulin responses to m ixed meals in subjects with NIDDMJ.Diabetes Care,1987,10: 3952400110HO LLE NBECK C B,COU LST ON A M,RE AVE N G M.C om paris on of plasma glucose and insulin responses to m ixed meals of high2, intermediate2,and low2glycem ic potentialJ.Diabetes Care,1988,11: 3232329111HO LLE NBECK C B,COU LST ON A M,RE AVE N G M.G l