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芡实既是重要的食品资源,也是珍贵的药用材料,广泛分布于中国、俄罗斯、朝鲜、日本以及印度等国家,具有养血安神、益肾固精、健脾、除湿等功效。本实验室前期研究发现,余干芡实淀粉的消化速度较慢,但其机理尚不清楚。本文从外观形态、营养成分、活性物质、矿质元素四个方面比较了余干芡实与其它产地芡实之间的差异,对余干芡实淀粉的理化特性和消化性能进行了系统地检测和分析,并对其种衣多酚进行了提取和鉴定;在此基础上,研究了种衣多酚对淀粉体外消化的影响,从抑制淀粉消化相关酶的活性及与淀粉之间相互作用两个层面上研究余干芡实淀粉慢消化的机理。主要结果和结论如下:(1)余干芡实的主要特征及品质评价:余干芡实与其他产地芡实在外观形态上有较大的差异,其个体偏小,但出仁率高,颜色偏黑,果形偏长圆,壳薄且紧实,壳质地较脆,易于去壳;在主要组成成分方面,余干芡实淀粉含量偏高(72.9776.53%),脂肪含量(0.66%)显著高于其他产地;高效液相测定结果表明,余干芡实的醇溶性成分在组成上与其他产地的芡实基本一致,但在各成分含量上存在一定的差异。(2)余干芡实淀粉的结构、理化特性及消化特征:采用水磨法提取并纯化余干芡实淀粉,检测结果表明,该淀粉含45.85%的直链淀粉,颗粒多呈不规则的多面体,表面光滑,颗粒完整无裂缝,平均粒径为3μm;结晶结构为A型,结晶度为38.84%;95℃下,2%的芡实淀粉的溶解度为9.76%,膨润度为22.54%,属限制型膨胀淀粉;快速粘度测定曲线显示,芡实淀粉的糊化温度较高,为82.30℃;体外消化试验结果表明,芡实种衣对芡实淀粉的消化具有较强的抑制作用。(3)余干芡实种衣多酚的提取和鉴定:优化了芡实种衣多酚超声辅助提取工艺的主要参数,优化后的参数如下:提取液为60%丙酮、料液比为1:60(W:V)、提取温度为55℃、提取时间为50 min,优化条件下芡实种衣多酚的提取得率为1.485%;以HPLC-TOF-MS/MS对芡实多酚提取物进行了检测,发现其中的主要多酚成分为没食子酸、双没食子酸己糖苷、表儿茶素没食子酸酯,含量分别为190.87μg/g、114.61μg/g、301.62μg/g。(4)芡实种衣多酚对淀粉消化相关酶活性的影响:体外消化检测结果表明,芡实多酚提取物及其含量较高的组分(没食子酸、表儿茶素没食子酸酯)均能够显著抑制a-淀粉酶、a-葡萄糖苷酶和糖化酶的活性;多酚提取物对a-淀粉酶、a-葡萄糖苷酶和糖化酶的IC50分别为1.36 mg/mL、3.25μg/mL、2.90 mg/mL,没食子酸、表儿茶素没食子酸酯是其抑制作用的重要成分。(5)芡实多酚对淀粉颗粒形貌和结构特征的影响:碘结合力、电镜扫描、X-射线衍射、傅立叶变换红外光谱检测结果显示,芡实多酚能抑制芡实淀粉-碘复合物的形成,能使淀粉回生晶体表面孔洞减少,表面光滑,结构更加紧密,多酚与淀粉之间的相互作用力主要是氢键。上述研究结果表明,余干芡实特色鲜明,品质较好,其种衣中含有没食子酸、双没食子酸己糖苷、表儿茶素没食子酸酯等多酚类物质,对淀粉消化相关酶有较强的抑制作用,种衣多酚提取物对活性a-葡萄糖苷酶的抑制活性高于阿卡波糖;此外,芡实多酚与淀粉之间还可以通过氢键发生相互作用,进而改变淀粉的形貌和结构特征。由此推测,芡实淀粉的慢消化特性是芡实多酚对淀粉消化酶活性的抑制作用以及其引起的淀粉分子形貌和结构改变这两个方面的原因所致。