高寡糖南瓜粉制備及其抗氧化性研究

高輝，羅垠，張寧，高健

（1.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457；2.天津廣播電視大學(xué)，天津 300191）

高寡糖南瓜粉制備及其抗氧化性研究

高輝1，羅垠1，張寧1，高健2

（1.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457；2.天津廣播電視大學(xué)，天津 300191）

使用固定化α-淀粉酶和固定化低聚糖酶對(duì)南瓜漿液進(jìn)行酶解，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)得到其最佳條件為：調(diào)南瓜液pH為6.0，先加入固定化α-淀粉酶，加酶量6 mg/L，反應(yīng)時(shí)間1.5 h；然后，加入固定化低聚糖酶，加酶量2.5 mg/L，反應(yīng)時(shí)間1.5 h。酶解得到的南瓜漿經(jīng)噴霧干燥制成南瓜粉，其中總寡糖的含量為39.2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；南瓜粉中可溶性膳食纖維含量較未酶解南瓜（干重）增加了51.8%。此外，清除羥自由基實(shí)驗(yàn)可知，酶解南瓜粉對(duì)羥自由基的清除能力較未酶解南瓜顯著提高。

南瓜粉；固定化α-淀粉酶；固定化低聚糖酶；可溶性膳食纖維；羥自由基

南瓜（Cucurbita moschata Duch），系葫蘆科南瓜屬中一年生蔓性草本植物[1]?，F(xiàn)代研究表明，南瓜果肉中含有大量的碳水化合物、蛋白質(zhì)、胡蘿卜素、多種氨基酸、果膠、膳食纖維等，營(yíng)養(yǎng)豐富且全面[2-3]。南瓜具有降血糖[4-5]、降血脂[6]、抗癌[7]等多種保健作用和藥用價(jià)值[8]。但是南瓜中也含有大量的淀粉，糖尿病患者不需要多余的淀粉，如何將其轉(zhuǎn)化是深度開(kāi)發(fā)南瓜防治糖尿病功能性食品的關(guān)鍵問(wèn)題。

本研究采用酶法水解南瓜中的淀粉，通過(guò)控制水解過(guò)程，使其降解為寡糖，制備高寡糖南瓜粉，同時(shí)提高了南瓜中可溶性膳食纖維的含量。

1 材料與方法

1.1 材料

市售日本南瓜；固定化α-淀粉酶，固定化低聚糖酶（自制）；水楊酸、活性炭、苯酚：天津市博迪化工有限公司提供；氯仿、丙酮、正丁醇、硫酸鐵、濃硫酸：天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠。

1.2 方法

1.2.1 南瓜粉加工工藝

新鮮南瓜去皮、去籽后，放入打漿機(jī)內(nèi)，加入4倍南瓜重量的水后開(kāi)始打漿，后將漿液進(jìn)行膠體磨。向磨漿完成的南瓜漿中加入固定化酶，在反應(yīng)罐中進(jìn)行2次酶解反應(yīng)（第1次為固定化α-淀粉酶的酶解，第2次為固定化低聚糖酶的酶解）。酶解完成后，先將酶解的南瓜液濃縮，最后噴霧干燥得到南瓜粉。

1.2.2 南瓜寡糖含量

1.2.2.1 南瓜寡糖的提取

南瓜漿液經(jīng)過(guò)熱水浸提、過(guò)濾、濃縮、脫色、脫蛋白之后，得到淺黃色液體。取5只容量瓶，各加入10 mL上述液體，調(diào)節(jié)液體pH至5.5，分別向其中加入4、5、6、7、8 mg/L的固定化α-淀粉酶，反應(yīng)1.5 h后，滅酶5 min，冷卻至室溫后，加入固定化低聚糖酶3 mg/L，反應(yīng)1.5 h。滅酶5 min，冷卻。利用分級(jí)醇沉的方法得到寡糖。

1.2.2.2 寡糖含量的測(cè)定

采用苯酚-硫酸法[9]，以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品。

1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及樣品的測(cè)定：葡萄糖10 mg溶于100 mL容量瓶中，加水至刻度，搖勻。分別吸取0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 mL，補(bǔ)水至2.0 mL，后加入6%苯酚1 mL及濃硫酸5 mL，搖勻，室溫放置30 min后于490 nm處測(cè)光密度，以2.0 mL水同樣顯色操作為空白，橫坐標(biāo)為糖微克數(shù)，縱坐標(biāo)為吸光度值，得標(biāo)準(zhǔn)曲線?；貧w方程為：y=0.0625x+0.0196，R2=0.9964。

2）南瓜總糖含量的測(cè)定：取10.0 g南瓜粉加50 mL水80℃浸提4 h，過(guò)濾，濾液用6 mol/L鹽酸溶液調(diào)pH至3，3000 r/min離心30 min，取上清液，再用5 mol/L 氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，然后用0.5%活性炭脫色，脫色液置于透析袋過(guò)夜，透析液經(jīng)真空濃縮后進(jìn)行有機(jī)溶劑分步萃取。先加95%乙醇沉淀，然后復(fù)溶，再加95%沉淀，重復(fù)3次，再用無(wú)水乙醇洗滌沉淀，干燥即得南瓜總糖，測(cè)定所得南瓜總糖質(zhì)量。

3）寡糖含量的測(cè)定：分別取不同酶解條件下得到的寡糖提取液稀釋4000倍，后取出2 mL，加入6%苯酚1 mL及濃硫酸5 mL，搖勻，室溫放置30 min后于490 nm處測(cè)光密度，以2 mL水同樣顯色操作為空白，測(cè)得其吸光度值。對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到寡糖含量。

4）寡糖含量的計(jì)算公式如下：

式中：C1為測(cè)試的寡糖中葡萄糖濃度，（U/mL）或（U/g）；V1為寡糖液的提取體積，mL；n1為寡糖液的稀釋倍數(shù)；C0為測(cè)試的總糖中葡萄糖濃度，（U/mL）或（U/g）；V0為總糖液的提取體積，mL；n0為總糖液的稀釋倍數(shù)。

1.2.3 南瓜粉中可溶性膳食纖維含量的測(cè)定

采用AACC32-06水溶與水不溶性膳食纖維含量的快速分析法，測(cè)定南瓜酶解前后可溶性膳食纖維含量的變化。

1.2.4 南瓜粉的抗氧化性

實(shí)驗(yàn)采用Fenton反應(yīng)體系[10]。在試管中加入6mmol/L FeSO42 mL，不同濃度VC或待測(cè)溶液2 mL，6 mmol/L H2O2溶液2 mL，搖勻，靜置10 min，再加入6 mmol/L水楊酸-乙醇2mL反應(yīng)，37℃溫浴30min，于510nm測(cè)吸光值。

式中：A0為對(duì)照,不加南瓜糖液；Ai為某濃度時(shí)的吸光值；AiO為無(wú)顯色劑時(shí)的該濃度的本底值。

2 結(jié)果與討論

2.1 南瓜粉酶解工藝條件的優(yōu)化

利用單因素試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了1個(gè)五因素四水平（A:pH；B:固定化α-淀粉酶加酶量，mg/L；C:固定化α-淀粉酶反應(yīng)時(shí)間，h；D:固定化低聚糖酶加酶量，（mg/L）；E:固定化低聚糖酶反應(yīng)時(shí)間，h）的正交試驗(yàn)L16（45），因素水平見(jiàn)表1。通過(guò)正交試驗(yàn)分析了上述五因素四水平上對(duì)酶解工藝的影響。結(jié)果見(jiàn)表2，方差分析見(jiàn)表3。

表 1 正交試驗(yàn)因素表Table 1 The factor of orthogonal test

由表2可以看出，pH、固定化α-淀粉酶加酶量、固定化α-淀粉酶反應(yīng)時(shí)間、固定化低聚糖酶加酶量和固定化低聚糖酶反應(yīng)時(shí)間5個(gè)因素對(duì)酶解工藝的影響順序依次為：pH＞固定化低聚糖反應(yīng)時(shí)間＞固定化α-淀粉酶加酶量＞固定化低聚糖加酶量＞固定化α-淀粉酶反應(yīng)時(shí)間。從上述各指標(biāo)與各因素關(guān)系圖結(jié)合經(jīng)濟(jì)利益的角度看，最佳的方案為A4B3C3D2E3，即pH為6.0、固定化α-淀粉酶加酶量為6 mg/L、固定化α-淀粉酶反應(yīng)時(shí)間1.5 h、固定化低聚糖酶加酶量2.5 mg/L、固定化低聚糖酶反應(yīng)時(shí)間1.5 h。此方案得到的寡糖含量達(dá)到了39.2%。pH和固定化低聚糖反應(yīng)時(shí)間對(duì)酶解工藝有極顯著的影響。

表 2 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 The results of orthogonal test

表 3 L16（45）正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果Table 3 L16（45）Variance analysis results of orthogonal test

2.2 南瓜粉的可溶性膳食纖維含量

本實(shí)驗(yàn)采用AACC32-06水溶與水不溶膳食纖維含量的快速分析法對(duì)未經(jīng)酶處理過(guò)的南瓜粉和酶解之后的南瓜粉進(jìn)行測(cè)定，得到可溶性膳食纖維含量的變化如表4所示。

由表4可知，酶解之后的南瓜漿液的可溶性膳食纖維含量明顯比南瓜全粉中的要多。經(jīng)過(guò)酶解之后的南瓜粉的可溶性膳食纖維的含量比未經(jīng)過(guò)酶解反應(yīng)的南瓜粉的可溶性膳食纖維含量提高了51.8%。

表 4 南瓜粉可溶性膳食纖維含量Table 4 The soluble dietary fiber content of pumpkin powder

2.3 南瓜對(duì)羥自由基的清除能力

試驗(yàn)采用Fenton反應(yīng)體系進(jìn)行測(cè)定。表5為對(duì)照品VC和南瓜液對(duì)羥自由基的清除率的對(duì)照表。

表 5 南瓜液對(duì)羥自由基的清除率Table 5 Pumpkin liquid on the rate of hydroxyl radical scavenging

由表5可以看出，南瓜液對(duì)羥自由基的清除能力顯著。且隨著南瓜液濃度的增加而增大。當(dāng)濃度為6.475 mg/mL時(shí)，清除率可達(dá)到89.22%。

故經(jīng)過(guò)酶解工藝加工的南瓜粉具有很強(qiáng)的抗氧化功能。這加大了南瓜的食用和藥用價(jià)值，更為今后南瓜產(chǎn)品的深加工指明了方向，并提供了可靠的參考。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)對(duì)酶解工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳酶解工藝方案為：pH為6.0、固定化α-淀粉酶加酶量為6 mg/L、固定化α-淀粉酶反應(yīng)時(shí)間1.5 h、固定化低聚糖酶加酶量2.5 mg/L、固定化低聚糖酶反應(yīng)時(shí)間1.5 h。此方案得到的寡糖含量達(dá)到了39.2%。酶解后的南瓜粉中，可溶性膳食纖維的含量從原來(lái)的1.97%提高至2.99%，增加了51.8%。且酶解后的南瓜液對(duì)羥自由基的清除能力顯著，隨著南瓜液濃度的增加而增大，當(dāng)濃度為6.48mg/mL時(shí)，清除率可達(dá)到89.22%，本試驗(yàn)在寡糖提取和寡糖成分鑒定方面仍需要做進(jìn)一步研究。

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Studies on Preparation and Inoxidizability of Pumpkin Powder with High Oligosaccharide Content

GAO Hui1，LUO Yin1，ZHANG Ning1，GAO Jian2
（1.College of Food Engineering&Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China；2.Tianjin Radio&TV University，Tianjin 300191，China）

Hydrolysis of pumpkin slurry using immobilized α-amylase and immobilized oligosaccharide enzyme was studied.The optimal parameters were determined by the single factor experiments and orthogonal test.The results as follow:adjusting the pH of fresh pumpkin slurry to 6.0，adding 6 mg/L of α－amylase to react 1.5 h；then adding 2.5 mg/L of oligosaccharide enzyme to react 1.5 h.The hydrolyzed pumpkin slurry was sprayed dry to powder,the oligosaccharides content in pumpkin powder was 39.2%（weight ratio）under the optimal process.The soluble dietary fiber content in hydrolyzed pumpkin improved 51.8%against to the un-hydrolyzed pumpkin.The hydrolyzed pumpkin powder had significant capability about clearing hydroxy radical

pumpkin powder；immobilized α -amylase；immobilized oligosaccharide enzyme；soluble dietary fiber；hydroxy radical

高輝（1962-），男（漢），實(shí)驗(yàn)師，大學(xué)本科，研究方向：生物化學(xué)。

2011-04-15