余干芡实酚类化合物对其淀粉消化影响研究

发布时间：2020-07-12 22:33

【摘要】：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(72.97~76.53%),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IC_(50)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。
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS201.2
【图文】：

芡实,干果,种仁,鲜果

文献综述第一章文献综述1.1 芡实概述芡实（Euryale Ferox Salisb.），睡莲科（Nymphaeaceae.），芡属，是一年生水生植物干燥成熟的种仁，始载于《神农本草经》，被历版中国药典所收载[1]。芡实又名鸡头果、鸡头莲、鸡头苞等，有“水中人参”的美誉，既是重要的食品资源，也是珍贵的药用材料。芡实广泛分布于东南亚、印度、韩国、日本、俄罗斯等国家，在我国主要分布于江苏、山东、湖南、湖北、安徽、江西等省，有“刺芡”（北芡）与“苏芡”（南芡）之分。芡实味甘、涩，性平，常用于养血安神、益肾固精、健脾、除湿[2, 3]，在传统医学中已有数百年的历史[4]。芡实营养丰富，以其为原料开发的各类食品有极高的营养价值和保健功能，具有较广阔的开发前景。目前，常见的芡实类食品有芡实保健粥[5]、芡实饼干[6]、芡实香肠[7]、芡实乳酸菌饮料[8]等。

X-射线衍射,相对结晶度,结晶型,衍射峰

文献综述C三种最为常见，多数粮谷类淀粉结晶型为A型，属高结晶型淀粉，在15°、17°、18°和23°周围有衍射角特征衍射峰；B型为弱结晶型淀粉，通常块根、茎类淀粉的结晶型属B型，在17°周围处有一个显著的衍射峰，而20°、22°和24°周围会出现三个强度相对较弱的峰；而C型兼具前二者的特点，主要为豆类淀粉；直链淀粉与脂肪酸、乳化剂、丁醇或碘等的形成复合物时表现为V型，在7.5°，13.0°和20.0°处出现峰型结构[38]。天然淀粉的相对结晶度大多在20%-40%之间，淀粉的相对结晶度受直链淀粉的含量、支链淀粉外链的长度和分子质量和结构等的影响[39]。相对结晶度可通过计算得出，如Nara[40]等的计算方法，其计算公式（1）如下：X =acaca （1）式中：X：相对结晶度；ac：结晶区域衍射峰面积；aa：非结晶区域衍射峰面积。

照片,芡实,产地,种仁

产地的苏芡相比，出仁率高，颜色偏黑，果形偏向长圆，芡实壳薄、紧实、质地脆易于去壳。图2-1 来源于13个产地的芡实全果（a）、果壳（b）和种仁（c）照片。Fig.2-1 The photos of whole fruit (a), shell(b) and seed (c) of Euryale Ferox Salisb from 13growing regions.表2-2 来源于13个产地的芡实的外观形态特征

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