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膳食纤维具有丰富的生理活性,能调节体内血糖血脂水平、预防人类心血管疾病、肥胖和结肠癌,但是目前国内外关于米糠可溶性膳食纤维的功能性质研究报道较少,且作用机制尚未有明确的定论。本文以富含花色苷的黑糯米米糠和普通白糯米的米糠为原料,用酶法去除淀粉和蛋白质,提取可溶性膳食纤维(Soluble dietary fiber,SDF),比较两者的理化性质、结构表征和生物活性,通过影响葡萄糖体外消化和吸收的试验,和与淀粉消化酶之间的相互作用,探讨SDF体外降低餐后血糖值升高的可能作用机制。为不同来源米糠的应用和相关产品的开发提供参考依据。主要研究结果如下:(1)米糠原料的比较:黑糯米米糠中蛋白质、脂肪、灰分的含量均高于白糯米米糠;黑糯米米糠中SDF含量为5.34%,白糯米米糠中SDF含量为7.26%。SDF的比较:黑糯米米糠可溶性膳食纤维(SDF1)中花色苷、还原糖、总糖含量依次为6.42%、12.24%、75.17%;白糯米米糠可溶性膳食纤维(SDF2)花色苷含量为0,还原糖含量为17.53%,总糖含量为65.88%,且两种SDF的样品纯度均达到90%以上。比较米糠原料、SDF、不溶性膳食纤维(Insoluble dietary fiber,IDF)中的游离多酚的含量,发现米糠原料中的多酚富集于SDF中,且SDF1的游离酚含量为10.31 mg/g,是SDF2的1.32倍。SDF的性质分析结果表明,SDF1的粘度大于SDF2,而SDF2的溶解度大于SDF1;通过差示扫描量热法(DSC)对SDF的热稳定性分析,得出SDF2的起始热解温度和最大热解温度均大于SDF1,说明SDF2的热稳定性更好。SDF1的相对分子质量为3057,SDF2的相对分子质量为3018。根据紫外可见和红外图谱分析,两种SDF最大的区别在于SDF1中花色苷的特征吸收峰。SDF的中性单糖组成分析结果表明,两种SDF中含量最高的均为葡萄糖,且SDF1的含量较高。通过扫描电镜观察SDF的表面形态,发现SDF1表面结构疏松,呈有规律的多孔状结构,平均孔径为4.22±0.55μm,而SDF2表面较平滑,只有局部呈现大小不一、数量较少的孔状结构,局部的平均孔径只有3.10±0.72μm。观察两种SDF在水溶液中的状态,发现SDF1聚集颗粒的组装大于SDF2。(2)体外抗氧化能力结果显示,SDF1、SDF2、Vc的体外抗氧化能力顺序为Vc>SDF1>SDF2。表明两种SDF均具有一定的抗氧化能力,且SDF1显著大于SDF2。体外模拟吸附葡萄糖实验结果表明,两种SDF均具有一定的吸附葡萄糖能力,且SDF1对葡萄糖的吸附能力明显大于SDF2;体外抑制葡萄糖扩散的能力比较表明,两种糯米的SDF均有一定程度抑制葡萄糖的扩散,且SDF1的抑制能力强于SDF2;但体外模拟淀粉消化和直接作用于α-淀粉酶实验的研究,结果显示SDF2体外抑制淀粉消化的能力大于SDF1,对α-淀粉酶的抑制率为43.07%,是SDF1的2.24倍。(3)运用荧光光谱法和圆二色谱(Circular dichroism spectrum,CD)研究SDF与淀粉消化酶(即α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶)之间的相互作用,比较两种米糠来源的SDF与酶相互作用的异同。结果表明:SDF1和SDF2均是通过静态猝灭的方式与两种淀粉消化酶中的荧光物质形成基态配合物,形成一个结合位点,且SDF1与两种酶之间的结合常数Ka均较大,结合程度可能更大或更紧密。但其相互作用力是不一样的,SDF1与α-淀粉酶之间是通过氢键和范德华力相互作用,而SDF2则通过静电引力与α-淀粉酶相互作用。另外,两种可溶性膳食纤维与淀粉葡萄糖苷酶的相互作用力也是不相同的,SDF1与淀粉葡萄糖苷酶之间为疏水相互作用,而SDF2则是依赖氢键和范德华力与淀粉葡萄糖苷酶相互作用,相同点是两种SDF使淀粉葡萄糖苷酶的最大发射波长发生红移,说明对酶的构象产生了影响。圆二色谱分析表明SDF1和SDF2均能在一定程度上影响两种淀粉消化酶的二级结构。