張獻(xiàn)梅，程 力,2,*，洪 雁,2，顧正彪,2，李兆豐,2

馬鈴薯渣中淀粉組分抵抗α-淀粉酶降解的機(jī)制

張獻(xiàn)梅1，程 力1,2,*，洪 雁1,2，顧正彪1,2，李兆豐1,2

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；2.江南大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，食品安全與營(yíng)養(yǎng)協(xié) 同 創(chuàng)新中心，江蘇 無(wú)錫 214122）

從淀粉組分自身的性質(zhì)以及其他組分對(duì)淀粉糊化、酶解作用的影響出發(fā)，研究馬鈴薯渣中淀粉組分抵抗α-淀粉酶降解的機(jī)制。對(duì)馬鈴薯渣中提取淀粉的性質(zhì)研究表明：馬鈴薯渣中的淀粉和普通馬鈴薯淀粉具有相似的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，其自身并不抵抗酶解。通過(guò)對(duì)馬鈴薯渣中其他組分對(duì)淀粉滲透、糊化影響的研究表明：其他組分對(duì)馬鈴薯渣中淀粉組分的包裹、阻隔作用使淀粉糊化以及和酶的作用受到阻礙，是影響淀粉酶解的主要因素。通過(guò)酶法預(yù)處理去除果膠、纖維素后對(duì)淀粉酶解效果的研究表明：去除果膠和纖維素后可解除其他組分對(duì)淀粉酶解的阻礙，且果膠對(duì)淀粉酶解的阻礙作用較大，纖維素次之。分別去除果膠、纖維素和同時(shí)去除兩種組分，可使所制備的馬鈴薯渣膳食纖維中淀粉的殘存量 由原來(lái)的20.63%分別降低到5.67%、15.70%和1.28%。

馬鈴薯渣；淀粉；抵抗酶解；纖維素；果膠

我國(guó)是世界上最大的馬鈴薯種植國(guó)，隨著我國(guó)馬鈴薯淀粉行業(yè)的發(fā)展，每年有大量的馬鈴薯被加工成淀粉，同時(shí)產(chǎn)生上百萬(wàn)噸的濕薯渣。馬鈴薯渣是一種富含多種營(yíng)養(yǎng)物的混合物，但濕渣中水分含量高且含有大量的微生物，極易腐敗變質(zhì)，造成環(huán)境污染[1]。因此，開(kāi)發(fā)一種濕馬鈴薯渣的有效綜合利用方式，對(duì)馬鈴薯淀粉行業(yè)的發(fā)展和解決日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題都具有重要的價(jià)值。

馬鈴薯渣中膳食纖維含量高達(dá)50%～60%，其中可溶性膳食纖維占14%～15%[2]，是一種高品質(zhì)的膳食纖維原料。膳食纖維的生理功效是明顯而肯定的，包括預(yù)防便秘與結(jié)腸癌、調(diào)節(jié)血脂、調(diào)節(jié)血糖以及減肥等。隨著人們對(duì)健康的關(guān)注程度越來(lái)越高，膳食纖維的需求量也越來(lái)越大[3]。因此，以馬鈴薯渣為原料制備膳食纖維將成為馬鈴薯渣開(kāi)發(fā)利用的一種有效方式。

王卓等[2]采用α-淀粉酶去除馬鈴薯渣中淀粉組分制備馬鈴薯渣膳食纖維（potato pulp dietary fi ber，PDF），但產(chǎn)品PDF中淀粉 殘存量高達(dá)25%～26%。Thomassen等[4]采用耐熱α-淀粉酶去除濕馬鈴薯渣中淀粉組分，淀粉最高去除率為21%～22%，殘存量也高達(dá)20%～22%，采用AOAC 985.29《食物中總膳食纖維 酶-重量法》測(cè)定膳食纖維的方法去除淀粉，去除率為23.2%，殘存量也高達(dá)21%。與馬鈴薯渣膳食纖維相比，小麥麩皮膳食纖維中淀粉殘存量?jī)H為5.7%[5]，玉米皮和米糠膳食纖維中淀粉殘存量均小于3%[6-7]。馬鈴薯渣中淀粉組分表現(xiàn)出了抵抗α-淀粉酶降解的性質(zhì)，淀粉難以被酶解，過(guò)高的淀粉殘存量影響了PDF的品質(zhì)，限制了其應(yīng)用，也導(dǎo)致以馬鈴薯渣為原料制備膳食纖維的綜合利用技術(shù)無(wú)法得到推廣和應(yīng)用。

本實(shí)驗(yàn)以濕馬鈴薯渣中的淀粉組分為研究對(duì)象，從馬鈴薯渣中淀粉組分自身的性質(zhì)和其他組分對(duì)淀粉糊化、酶解作用的影響出發(fā)，研究其抵抗α-淀粉酶降解的機(jī)制，確定馬鈴薯渣膳食纖維制備過(guò)程中抑制淀粉酶解的主要因素，為以馬鈴薯渣為原料制備高品質(zhì)膳食纖維提供理論參考和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

濕馬鈴薯渣由內(nèi)蒙古奈倫集團(tuán)提供。

α-高溫淀粉酶（酶活力20 000 U/mL） 無(wú)錫杰能科生物工程有限公司；果膠酶（酶活力3 800 U/mL）、纖維素酶（酶活力700 U/mL） 美國(guó)Sigma-Aldrich集團(tuán)；其他試劑均為分析純 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SHZ-B水浴恒溫振蕩器 上海博泰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；WFJ2000分光光度計(jì) 上海尤尼柯公司；Pyris 1型差示掃描量熱儀 美國(guó)PE公司；D8 Advance型X衍射分析儀 德國(guó)Bruker AXS公司；Nicolet iS10傅里葉變換紅外光譜儀 美國(guó)Thermo Scientifi c公司；LC-20AT型高效液相色譜儀 日本島津公司；OLYMPUS-BX41熱臺(tái)光學(xué)顯微鏡 日本奧林巴斯公司。

1.3 方法

1.3.1 馬鈴薯渣中淀粉組分的提取

參照李濤等[8]的水酶法提取青稞淀粉工藝研究，將馬鈴薯渣中淀粉的提取工藝修改確定如下：馬鈴薯渣→纖維素酶、果膠酶處理（樣品-水（1∶10，m/V），pH 4.8，50 ℃，4 h）→過(guò)篩→離心→洗滌→40 ℃烘干。

1.3.2 α-高溫淀粉酶酶解效果測(cè)定[9]

分別準(zhǔn)確稱量1 g自提馬鈴薯渣淀粉、普通馬鈴薯淀粉（精確到0.1 mg），按樣品與磷酸鹽緩沖液（pH 6.0）1∶5（m/V）加入緩沖液，搖勻，加入150 U/g α-高溫淀粉酶，160 r/min、95 ℃在水浴恒溫振蕩器中反應(yīng)30 min。酶水解產(chǎn)物經(jīng)4 500 r/min離心10 min得到酶水解液，3,5-二硝基水楊酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）法測(cè)定水解液中還原糖含量[10]，計(jì)算α-高溫淀粉酶酶解率。酶解率計(jì)算公式如下[11]。

式中：m0為還原糖質(zhì)量/g；m為淀粉質(zhì)量/g；C為淀粉水分含量/%。

1.3.3 結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析

自提馬鈴薯渣淀粉、普通馬鈴薯淀粉研磨過(guò)100 目篩后，采用X射線衍射儀（X-ray diffractometer，XRD）觀察其晶體結(jié)構(gòu)。測(cè)試條件如下：衍射角（2θ）以4 °/min的掃描速率從4 °升到40 °。X射線衍射圖譜通過(guò)MDI Jade 5.0軟件進(jìn)行分析[12]。

1.3.4 熱力學(xué)特性分析

采用差示掃描量熱儀（differential scanning calorimetry，DSC）分別對(duì)自提馬鈴薯渣淀粉、普通馬鈴薯淀粉的熱力學(xué)特性進(jìn)行測(cè)試。分別準(zhǔn)確稱量1.0 mg上述兩種樣品（精確到0.1 mg），按樣品-水（1∶2，m/m），加入去離子水并混合均勻。以空皿為參比，掃描溫度從20 ℃到100 ℃，掃描速率為10 ℃/min[12]。

1.3.5 馬鈴薯渣中淀粉組分糊化過(guò)程中淀粉滲透量的測(cè)定[13]

樣品制備：準(zhǔn)確稱量一定量的濕馬鈴薯渣和自提馬鈴薯渣淀粉，加水至淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%（以干質(zhì)量計(jì)），置于三角瓶中，于指定溫度（50、60、70、80、90、100 ℃）水浴恒溫振蕩器中糊化30 min，轉(zhuǎn)速為 200 r/min。取出后立即轉(zhuǎn)移至離心管，以6 000 r/min離心 30 min，取上清液備用。

測(cè)定方法：稱取100 mg馬鈴薯直鏈淀粉于三角瓶?jī)?nèi)，加入1 mol/L的NaOH 9 mL，95%的乙醇1 mL，隨后在沸水浴中加熱15 min，冷卻后以蒸餾水轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶?jī)?nèi)，并定容至刻度。吸取上述溶液2.5 mL于50 mL棕色容量瓶中，加入1 mol/L HCl 0.5 mL及碘液1 mL，用蒸餾水定量至刻度，避光靜置20 min，在 620 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；以相同的方法測(cè)定樣品上清液，計(jì)算淀粉滲透量。淀粉滲透量的計(jì)算公式如下。

式中：m1為滲透出的淀粉質(zhì)量/mg；m為樣品中淀粉質(zhì)量/g；C為樣品水分含量/%。

1.3.6 馬鈴薯渣中淀粉組分糊化過(guò)程顆粒形貌分析

配制馬鈴薯渣淀粉懸濁液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%）與馬鈴薯渣混合液（淀粉組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)約1%），將制備好的樣品置于熱臺(tái)中，用硅膠黏合劑密封，以防止水分在加熱過(guò)程中的揮發(fā)，并以2 ℃/min的升溫速率加熱到100 ℃，光學(xué)顯微鏡（10×50）下觀察，并采集圖象[14]。

1.3.7 馬鈴薯渣中果膠、纖維素和淀粉之間的氫鍵作用分析

樣品制備：稱取一定質(zhì)量的濕馬鈴薯渣5 份，按樣品-磷酸鹽緩沖液（pH 4.8）1∶5（m/V）加入緩沖液，搖勻；分別加入40 U/g果膠酶（2 份）、50 U/g纖維素酶（2 份）和40 U/g果膠酶-50 U/g纖維素酶混合酶（1 份），在50 ℃水浴恒溫振蕩器中160 r/min分別反應(yīng)1、4、4 h，即分別去除馬鈴薯渣中的果膠、纖維素、果膠和纖維素。向果膠酶和纖維素酶處理過(guò)的樣品中（其中1 份）加入1 mol/L NaOH調(diào)解pH值至6.0，加入150 U/g α-高溫淀粉酶，95 ℃在水浴恒溫振蕩器中160 r/min反應(yīng)30 min，即分別去除馬鈴薯渣中的果膠和淀粉、纖維素和淀粉。酶水解后真空抽濾、濾渣冷凍干燥[15]，制備出主要成分分別為纖維素/淀粉、果膠/淀粉、淀粉、纖維素、果膠的樣品。

測(cè)定方法：取適量的溴化鉀和樣品，研磨充分，壓片法制備薄片，使用傅里葉紅外光譜儀測(cè)試。條件如下：以空氣為參比 ，掃描波數(shù)范圍為4 000～500 cm-1，掃描次數(shù)為32 次，通過(guò)Omnic8.0軟件分析結(jié)果[12]。

1.3.8 酶法預(yù)處理后馬鈴薯渣中淀粉組分的酶解效果分析

預(yù)處理方法：稱取一定質(zhì)量的濕馬鈴薯渣，按樣品-磷酸鹽緩沖液（pH 4.8）1∶5（m/V）加入緩沖液，搖勻；分別加入40 U/g果膠酶、50 U/g纖維素酶和40 U/g果膠酶-50 U/g纖維素酶混合酶，在50 ℃水浴恒溫振蕩器中160 r/min反應(yīng)1、4、4 h[15]。即分別去除馬鈴薯渣中的果膠、纖維素、果膠和纖維素，酶解結(jié)束后，沸水浴15 min滅酶。

α-高溫淀粉酶酶解：取預(yù)處理后的馬鈴薯渣，1 mol/L NaOH調(diào)節(jié)pH值至6.0，加入150 U/g α-高溫淀粉酶，在95 ℃水浴恒溫振蕩器中160 r/min反應(yīng)30 min。酶水解產(chǎn)物經(jīng)4 500 r/min離心10 min，移除上清液，測(cè)定殘?jiān)械矸蹥埓媪?，淀粉含量測(cè)定方法參照GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的測(cè)定》。用淀粉殘存量表征馬鈴薯渣中淀粉組分的酶解效果。

1.4 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯渣中淀粉組分理化性質(zhì)的研究

抗性淀粉具有抵抗α-淀粉酶降解的特性。Xu Shasha等[16]通過(guò)XRD、DSC研究了抗性淀粉的微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)，曹力心[17]研究了馬鈴薯渣抗性淀粉的抗酶解性，結(jié)果表明抗性淀粉在這些理化性質(zhì)方面和普通淀粉存在顯著差異，結(jié)晶結(jié)構(gòu)的變化和淀粉顆粒的完整性是影響淀粉酶解特性的主要因素。本實(shí)驗(yàn)將馬鈴薯渣中的淀粉單獨(dú)提取出來(lái)，對(duì)其理化性質(zhì)進(jìn)行分析[18]，研究淀粉組分自身是否抵抗酶解。

2.1.1 α-高溫淀粉酶酶解效果分析

表1 馬鈴薯渣淀粉和馬鈴薯淀粉酶解率Table 1 Hydrolysis rates of potato pulp starch and potato starch

單獨(dú)對(duì)自提馬鈴薯渣淀粉和普通馬鈴薯淀粉進(jìn)行酶解分析，結(jié)果如表1所示，兩種淀粉的酶解率不存在顯著性差異（P＞0.05）；且還原糖含量均在60%以上，而馬鈴薯抗性淀粉采用耐高溫α-淀粉酶95 ℃酶解24 h，還原糖含量?jī)H為2.1%[17]，明顯低于馬鈴薯渣淀粉經(jīng)酶解后的還原糖含量；可以判定馬鈴薯渣淀粉自身不抵抗酶 解。

2.1.2 結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析結(jié)果

圖1 自提馬鈴薯渣淀粉和普通馬鈴薯淀粉的X射線衍射圖Fig.1 X-ray diffraction patterns of potato pulp starch and potato starch

變性淀粉抵抗酶解的一個(gè)主要原因是淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)加固、結(jié)晶度增大[16]。由圖1可知，自提馬鈴薯渣淀粉和普通馬鈴薯淀粉均呈現(xiàn)尖峰衍射和彌散衍射特征，可見(jiàn)兩種淀粉顆粒均由結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)兩部分組成，屬于多晶體系，在2θ為5.6 °、15 °、17.2 °、19.5 °、22.2 °、24 °處出現(xiàn)了明顯的尖峰衍射，都屬于典型的B型晶體結(jié)構(gòu)。且自提馬鈴薯渣淀粉和普通馬鈴薯淀粉具有相近的結(jié)晶度，分別為32.06%和31.87%，不存在顯著性差異（P＞0.05）。綜合分析自提馬鈴 薯渣淀粉與普通馬鈴薯淀粉的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶度，均沒(méi)有明顯差別，這與自提馬鈴薯渣淀粉不抵抗酶解的結(jié)果一致。

2.1.3 熱力學(xué)特性分析結(jié)果

淀粉糊化是一個(gè)一級(jí)相變過(guò)程，差示掃描量熱法可用于測(cè)定淀粉發(fā)生糊化的相轉(zhuǎn)變溫度（T0、TP）、轉(zhuǎn)換溫度范圍（TC-T0）和所需的吸熱焓（ΔH）。其中，ΔH主要代表了淀粉相變過(guò)程中雙螺旋結(jié)構(gòu)的解聚及熔融所需的能量，從而反映出淀粉的糊 化度[19]。淀粉結(jié)晶區(qū)周?chē)臒o(wú)定形區(qū)會(huì)影響T0、TP、TC的變化，主要反映了淀粉的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度，TC-T0反映淀粉內(nèi)部的結(jié)晶體完善程度、晶體大小差異情況，TC-T0越大，說(shuō)明淀粉內(nèi)部結(jié)晶體的差異程度越大[20]。

表2 自提馬鈴薯淀粉與普通馬鈴薯渣淀粉熱力學(xué)參數(shù)Table 2 DSC thermal characteristics of potato starch and potato pulp sttaarrcchh

表2顯示了自提馬鈴薯渣淀粉和普通馬鈴薯淀粉的熱力學(xué)特性參數(shù)，統(tǒng)計(jì)分析表明自提馬鈴薯渣淀粉的吸熱峰沒(méi)有明顯變寬，T0、TP、TC、ΔH均沒(méi)有明顯增加。自提馬鈴薯渣淀粉和普通馬鈴薯淀粉表現(xiàn)出了相近的熱力學(xué)性質(zhì)，具有相近的糊化性質(zhì)和結(jié)晶性質(zhì)。

綜合比較自提馬鈴薯渣淀粉與普通馬鈴薯淀粉的酶解效果、結(jié)晶特性、熱力學(xué)特性，表明自提馬鈴薯渣淀粉組分在形態(tài)結(jié)構(gòu)及酶解特性方面均和普通馬鈴薯淀粉沒(méi)有顯著差異。說(shuō)明自提馬鈴薯渣淀粉組分本身不具有抵抗酶解的性質(zhì)，淀粉難以被酶解的原因可能是底物復(fù)雜的組成，果膠、纖維素等組分阻礙了淀粉的酶解。

2.2 馬鈴薯渣中其他組分對(duì)淀粉組分理化性質(zhì)的影響

2.2.1 馬鈴薯渣中其他組分對(duì)淀粉組分糊化過(guò)程中淀粉滲透量的影響

淀粉可溶性組分在糊化過(guò)程中的滲透量可以反映淀粉糊化的難易程度[13]。馬鈴薯渣中淀粉可溶性組分在糊化過(guò)程中的溶出會(huì)受到其他非淀粉組分的影響。

圖2 馬鈴薯渣中其他組分對(duì)淀粉滲透量的影響Fig.2 Effects of other componen ts on the amount of starch polymer molecules leaching in potato pulp

由圖2可知，對(duì)單獨(dú)的自提馬鈴薯渣淀粉而言，淀粉可溶性組分的滲透量隨著溫度的升 高而增大，其中，在70～100 ℃溫度范圍內(nèi)顯著增加。70～80 ℃范圍內(nèi)淀粉滲透量升高主要是由于淀粉分子攝取大量水分、迅速膨脹，結(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致大量淀粉可溶性組分溶出。80～100 ℃范圍內(nèi)淀粉滲透量升高是由于進(jìn)一步的水化與加熱使得淀粉顆粒結(jié)構(gòu)內(nèi)的支鏈淀粉雙螺旋解聚，淀粉的剛性喪失，顆粒輪廓逐漸消失，淀粉可溶性組分進(jìn)一步滲透出來(lái)[13]。與單獨(dú)的自提馬鈴薯渣淀粉相比，馬鈴薯渣體系中每克淀粉中淀粉滲透量較低，且與單獨(dú)淀粉不同，馬鈴薯渣體系中淀粉滲透量在80～100 ℃溫度范圍內(nèi)的增加較為顯著，說(shuō)明馬鈴薯渣體系中其他組分對(duì)淀粉的溶出、滲透有阻礙作用?？赡苁抢w維素、果膠組分與淀粉顆粒之間存在纏繞、包裹，影響淀粉顆粒與水的接觸、阻礙淀粉的滲透，影響了淀粉的糊化。

2.2.2 馬鈴薯渣中其他組分對(duì)淀粉組分糊化的影響

圖3 自提馬鈴薯渣淀粉分子糊化過(guò)程光學(xué)顯微鏡圖（×50000）Fig.3 Microscopic images for the gelatinization process of potato pulp starch molecules (×500)

圖4 濕馬鈴薯渣中淀粉分子糊化過(guò)程光學(xué)顯微鏡圖（×50000）Fig.4 Microscopic images for the gelatinization process of starch in wet potato pulp (×500)

用熱臺(tái)光學(xué)顯微鏡連續(xù)觀察同一視野內(nèi)自提馬鈴薯渣淀粉和濕馬鈴薯渣中淀粉的糊化過(guò)程。由圖3可知，60～65 ℃時(shí)，已有少量淀粉分子吸水潤(rùn)脹，溫度升高到68 ℃，淀粉分子在水和熱的作用下迅速膨脹，繼續(xù)升溫到70～80 ℃，淀粉分子繼續(xù)膨脹并伴隨著結(jié)構(gòu)崩解，使得淀粉顆粒逐漸失去原形，只剩下最外層的一個(gè)不成形的空囊，90 ℃以上淀粉分子的輪廓已基本消失，完全糊化。由圖4可知，溫度低于65 ℃時(shí)，濕馬鈴薯渣中淀粉基本保持淀粉分子的完整性，溫度升高到65～70 ℃，淀粉分子剛開(kāi)始出現(xiàn)少量吸水潤(rùn)脹，繼續(xù)升溫到72～85 ℃，淀粉分子在水和熱的作用下才迅速膨脹，但仍保持淀粉顆粒的原形，直至升溫到100 ℃，大量的淀粉分子仍未發(fā)生崩解，糊化不徹底。對(duì)比圖3和圖4可知，馬鈴薯渣中其他組分對(duì)淀粉的膨脹糊化存在明顯的抑制作用，導(dǎo)致淀粉難以糊化。可能是馬鈴薯渣中的主要成分纖維素和果膠包裹、纏繞在淀粉周?chē)?，并且在糊化過(guò)程中能夠束縛體系中水分子的移動(dòng)，使參與糊化的水分子減少，造成淀粉不能充分吸水膨脹[21]。結(jié)合圖2～4推測(cè)果膠和纖維素是阻礙淀粉組分酶解的主要因素。

2.2.3 馬鈴薯渣中纖維素、果膠與淀粉組分之間的氫鍵作用

由圖5可知，馬鈴薯渣中各組分在3 742～3 002 cm-1處都有一個(gè)較寬且吸收較強(qiáng)的吸收峰，這是羥基（—OH）的特征峰，說(shuō)明薯渣中存在著締合狀態(tài)的氫鍵。纖維素、果膠和淀粉的羥基峰出現(xiàn)在3 415 cm-1，果膠/淀粉的羥基峰向3 403 cm-1移動(dòng)，纖維素/淀粉 的羥基峰向3 407 cm-1移動(dòng)。羥基峰向低波數(shù)移動(dòng)，說(shuō)明氫鍵增強(qiáng)，即果膠、纖維素和淀粉之間存在氫鍵作用，且果膠和淀粉之間氫鍵更強(qiáng)[22]。這進(jìn)一步證實(shí)了馬鈴薯渣中纖維素、果膠組分與淀粉之間存在相互作用，阻礙水與淀粉的接觸，抑制了淀粉的糊化以及淀粉酶對(duì)淀粉的可及性，從而使得淀粉表現(xiàn)出抵抗酶解的性質(zhì)。

上述研究結(jié)果表明，馬鈴薯渣中的纖維素和果膠組分對(duì)淀粉的酶解具有重要的影響。因此，采用果膠酶和纖維素酶去除馬鈴薯渣中果膠、纖維素兩種組分，解除上述組分對(duì)淀粉酶解的阻礙作用，同時(shí)也探索提高淀粉酶解效果的有效方法。

2.2.4 酶法預(yù)處理對(duì)馬鈴薯渣中淀粉組分酶解效果的影響

表3 果膠、纖維素對(duì)淀粉酶解效果的影響Table 3 Influence of pectin and cellulose on enzymatic degradation of starch

由表3可知，采用果膠酶和纖維素酶去除馬鈴薯渣中果膠和纖維素組分后，α-高溫淀粉酶酶解效果明顯提高，淀粉組分殘存量由原來(lái)的20.63%分別降低到5.67%、15.70%和1.28%，即去除果膠、纖維素后淀粉酶解效果顯著提高，進(jìn)一步證明了果膠和纖維素組分是影響淀粉酶解的主要因素，去除果膠和纖維素后能夠解除非淀粉組分對(duì)淀粉酶解的阻礙。同時(shí)，酶法預(yù)處理的結(jié)果表明，果膠對(duì)淀粉酶解的阻礙作用較大，纖維素次之，這可能是果膠作為一種親水膠體和黃原膠等親水膠體一樣，能夠包裹在淀粉顆粒表面，阻礙淀粉的溶出擴(kuò)散，并且在糊化過(guò)程中能夠束縛體系中水分子的移動(dòng)，使參與糊化的水分子減少[13]。果膠親水膠體的性質(zhì)使其成為馬鈴薯渣中淀粉組分難以滲透、糊化不完全的最主要因素，而纖維素對(duì)淀粉的包裹纏繞及相互作用力較弱（圖5），所以纖維素對(duì)淀粉酶解的阻礙作用弱于果膠。

3 結(jié) 論

自提馬鈴薯渣淀粉和普通馬鈴薯淀粉具有基本一致的結(jié)晶形態(tài)、糊化特性和酶解效果，其自身不抵抗酶解；馬鈴薯渣中果膠和纖維素組分與淀粉之間形成氫鍵，對(duì)淀粉具有包裹作用，阻礙了淀粉的滲透溶出、糊化以及和酶的接觸，使得馬鈴薯渣中的淀粉組分表現(xiàn)出了抵抗酶解的性質(zhì)，且果膠對(duì)淀粉酶解的阻礙作用較大，纖維素次之；通過(guò)預(yù)處理分別去除馬鈴薯渣中果膠、纖維素以及同時(shí)去除這兩種組分可使酶法制得的馬鈴薯渣膳食纖維中淀粉殘存量由原來(lái)的20.63%分別降低到5.67%、15.70%和1.28%，極大地提高了淀粉的去除效率。

參考文獻(xiàn)：

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Mechanism of Potato Pulp Starch Resistance to α-Amylase Degradation

ZHANG Xianmei1, CHENG Li1,2,*, HONG Yan1,2, GU Zhengbiao1,2, LI Zhaofeng1,2
(1. School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China; 2. Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition, State Key Laboratory of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)

In order to study the mechanism of potato pulp starch resistant to enzymatic degradation, the nature of starch itself and the impact of other components on enzymatic degradation of starch were investigated. First, potato pulp starch was extracted and its physicochemical properties were examined. The results showed that potato pulp starch itself had no resistance to hydrolysis. Second, the impact of other components on the penetration and gelatinization of starch was studied. As a result, the gelatinization of potato pulp starch was suppressed by other components. Then, the pectin and cellulose were removed by pectinase and cellulose, respectively. These results showed that the starch could be hydrolyzed well after removing pectin and cellulose, and the obstruction by pectin was stronger than by cellulose. The content of residual starch in potato pulp was reduced from the original level of 20.63%to 5.67%, 15.70%and 1.28%after pectin, cellulose and both components were re moved, respectively.

potato pulp; starch; resistance to enzymatic hydrolysis; cellulose; pectin

TS239

A

10.7506/spkx1002-6630-201511011

2014-08-08

廣東省專業(yè)鎮(zhèn)中小微企業(yè)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（2012B091400030）

張獻(xiàn)梅（1988—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)榈矸劭茖W(xué)與工程。E-mail：dearxianmei@163.com

*通信作者：程力（1984—），男，工程師，碩士，研究方向?yàn)榈矸凵罴庸?。E-mail：chenglichocolate@163.com