重量法與AOAC法測(cè)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(xué)理學(xué)院，天津 300134；2.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)確測(cè)定對(duì)于評(píng)價(jià)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(cè)定方法因其測(cè)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(guò)測(cè)定去除可溶性淀粉后所得到的不溶性淀粉來(lái)計(jì)算RS百分含量。由于淀粉溶解速度不同，在具體操作時(shí)溶解程度難以控制，導(dǎo)致結(jié)果真實(shí)性降低[18]。Englyst法通過(guò)測(cè)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(shí)間長(zhǎng)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(lái)模擬體內(nèi)消化環(huán)境，此方法比Berry法和Englyst法簡(jiǎn)單，但缺少與人體實(shí)驗(yàn)對(duì)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(diǎn)是需要做更多體內(nèi)驗(yàn)證試驗(yàn)[19]。McCleary法被采用為國(guó)際公認(rèn)的美國(guó)分析化學(xué)家協(xié)會(huì) （Association of Official Analytical Chemists，AOAC）方法，是目前應(yīng)用最多的方法。用AOAC法測(cè)定RS含量穩(wěn)定性好，精確度高，但測(cè)量操作復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)，費(fèi)用昂貴，面對(duì)種類繁多的淀粉食品，能夠快速、簡(jiǎn)單檢測(cè)出其中的RS含量是亟待解決的問(wèn)題。重量法[20-21]是一種操作簡(jiǎn)便、快速的測(cè)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(wú)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(gè)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(cè)定常見(jiàn)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(cè)定條件及可能性，界定重量法可測(cè)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(píng)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(yáng)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(wú)水乙醇、無(wú)水亞硫酸鈉：天津市化學(xué)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(xué)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(xué)試劑有限公司；3，5-二硝基水楊酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）、馬來(lái)酸：天津市大茂化學(xué)試劑廠；葡萄糖：天津市華東試劑廠。以上化學(xué)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(fēng)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(jī)：湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司；UV2600紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：天美（中國(guó)）科學(xué)儀器有限公司天津分公司；6020小型高速粉碎機(jī)：欣鎮(zhèn)精密企業(yè)有限公司；遠(yuǎn)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(xué)試劑廠。

1.4 試驗(yàn)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(cè)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(xiàn)[12]的Berry法，準(zhǔn)確稱取質(zhì)量為M的待測(cè)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(fēng)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(cè)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(wú)水乙醇和50%的乙醇對(duì)葡萄糖進(jìn)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(cè)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(jì)在波長(zhǎng)為540 nm下測(cè)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)學(xué)處理

每個(gè)數(shù)據(jù)均取自3個(gè)重復(fù)試驗(yàn)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(yàn)過(guò)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(duì)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(cè)試樣品中的油脂，試驗(yàn)前需要對(duì)8種零食樣品進(jìn)行烘干處理。其它5種樣品不含油脂，沒(méi)有測(cè)定其含水量，饅頭樣品干燥后進(jìn)行粉碎過(guò)篩處理。因此，在測(cè)定食品中抗性淀粉含量時(shí)，需先對(duì)食品樣品進(jìn)行干燥脫水處理，以便后續(xù)酶解等試驗(yàn)過(guò)程順利進(jìn)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(fēng)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]?，F(xiàn)有AOAC法無(wú)法測(cè)定這部分抗性淀粉含量，這部分油脂在測(cè)定過(guò)程被脂肪酶水解。按照重量法測(cè)定前處理樣品的預(yù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酶解前油脂含量高，食品粉末加水?dāng)嚢柽^(guò)程會(huì)形成黏稠凝膠，加入脂肪酶后凝膠強(qiáng)度更大，無(wú)法攪拌，難以進(jìn)行正常酶解，測(cè)定無(wú)法繼續(xù)進(jìn)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(jìn)一步對(duì)脂類水解，后續(xù)抗性淀粉含量測(cè)定無(wú)法完成。因此重量法測(cè)定食品中抗性淀粉含量前需要利用索氏提取器對(duì)樣品進(jìn)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(guò)了20%。原味切片面包中最少，僅為7.81%。于文萃報(bào)道過(guò)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(guò)了20%[24]。所有樣品脫脂處理后初步進(jìn)行RS含量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)酶解過(guò)程沒(méi)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(cè)定樣品RS含量的對(duì)比。

表3 重量法和AOAC法測(cè)定樣品中RS含量的對(duì)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(cè)定樣品RS含量結(jié)果顯示，香蕉片中RS的含量最高，達(dá)到36.55%，RS含量超過(guò)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(cè)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(dá)到或超過(guò)了本身回生淀粉產(chǎn)品中RS的含量。說(shuō)明饅頭中這些抗性淀粉添加可促進(jìn)未回生的面團(tuán)中淀粉回生轉(zhuǎn)化為抗性淀粉，起到了晶種添加促進(jìn)淀粉回生的作用[25]。對(duì)于淀粉含量高的樣品，重量法的靈敏度較高。AOAC法測(cè)定所有樣品中RS的含量，饅頭②含量最高，達(dá)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(duì)比表3的數(shù)據(jù)可知，分析由重量法和AOAC法所測(cè)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)差均不超過(guò)0.002 1，具有較高的重現(xiàn)性。因此，當(dāng)樣品油脂或水分含量超過(guò)30%時(shí)，采用重量法測(cè)定抗性淀粉含量與AOAC法測(cè)定結(jié)果誤差會(huì)大于5%，其它樣品采用重量法測(cè)定的結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5%以下。對(duì)于香蕉片來(lái)說(shuō)，其中的淀粉在油炸過(guò)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(rèn)定為是抗性淀粉，因而測(cè)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(shí)，這類RS5不能溶解，不被看作是抗性淀粉，因而測(cè)定所得抗性淀粉含量低。兩種方法測(cè)定面包中RS含量的誤差可能來(lái)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(cè)定含量偏低。所以測(cè)定含水量較高的食品中RS含量時(shí)，最好采用AOAC法。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)13種含淀粉食品樣品中RS含量的測(cè)定，比較分析重量法和AOAC法測(cè)量RS含量時(shí)可以互換的測(cè)定條件及可能性。結(jié)果表明，當(dāng)食品中油脂或水分含量超過(guò)30%時(shí)，不能用重量法替代AOAC法測(cè)定樣品中抗性淀粉含量。AOAC法無(wú)法測(cè)定RS5型抗性淀粉的含量，有必要深入開(kāi)展此類抗性淀粉含量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法的研究試驗(yàn)。重量法快速、準(zhǔn)確、成本低，采用重量法有利于促進(jìn)我國(guó)淀粉回生控制技術(shù)的發(fā)展。