【摘 要】
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淀粉是人类和单胃哺乳动物的主要能量来源,淀粉消化的速度和程度与餐后血糖浓度响应和患II型糖尿病风险息息相关。深入了解影响加工淀粉消化性的因素及机制可以对一些慢性疾病起到预防和控制作用。本课题首先研究了不同凝胶化程度(DG)的莲子淀粉的多尺度结构与体外消化性的关系。其次通过比较三种不同晶型的小麦、马铃薯和莲子淀粉在低酶活和高酶活条件下的消化性差异来揭示酶与淀粉的结合以及催化水解机制。研究结果如下:通
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淀粉是人类和单胃哺乳动物的主要能量来源,淀粉消化的速度和程度与餐后血糖浓度响应和患II型糖尿病风险息息相关。深入了解影响加工淀粉消化性的因素及机制可以对一些慢性疾病起到预防和控制作用。本课题首先研究了不同凝胶化程度(DG)的莲子淀粉的多尺度结构与体外消化性的关系。其次通过比较三种不同晶型的小麦、马铃薯和莲子淀粉在低酶活和高酶活条件下的消化性差异来揭示酶与淀粉的结合以及催化水解机制。研究结果如下:通过控制水分含量和加热温度制备了凝胶化程度从0%-100%的16个莲子淀粉(LSS)样品,随着DG的增加,莲子淀粉的长程和短程分子有序性逐渐被破坏,在偏振光显微镜(PLM)下呈现的“马耳他十字”现象越来越弱直至消失。淀粉的体外消化速率常数k随着DG的增加而增加。为了揭示造成三种淀粉在高酶活条件下体外消化性差异的原因,采用激光共聚焦显微镜测定被异硫氰酸荧光素(FITC)标记的α-淀粉酶的平均荧光强度(FI),发现马铃薯和莲子淀粉的DG与FI之间呈正相关,且马铃薯淀粉(R2=0.99)强于莲子淀粉(R2=0.54),相比之下,小麦淀粉的DG和FI之间没有观察到线性相关性,与淀粉在高酶活条件下的体外消化性一致。这些结果表明在高酶活条件下,DG是PS和LSS消化速率的主要决定因素,但是WS的消化性不受DG的影响,且酶与底物的结合是消化过程的关键步骤。进一步在低酶活条件下从淀粉酶动力学的角度分析了 α-淀粉酶与三种不同DG的淀粉样品之间亲和力(&)与催化效率(kcat/Km),发现Km和kca/Km都随着DG的增大而增大,表明淀粉在水热处理过程中的有序结构在逐渐被破坏的同时,α-淀粉酶对淀粉的可及性是逐步增加的。在低酶活条件下重新进行体外消化性的测定,与上述高酶活条件体外消化结果不同,发现三种淀粉的体外消化速率和程度都随着DG的增加而增加,与酶动力学实验结果一致。表明在只有α-淀粉酶存在且酶活力较低的条件下,三种淀粉的体外消化性都受到凝胶化程度的影响。
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