(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202111368135.X
(22)申请日 2021.11.18
(71)申请人 江南大学
地址 214122 江苏省无锡市滨湖区蠡湖大
道1800号
(72)发明人 缪铭 陈一枚 张涛 杨玉琪
季万兰 金征宇
(74)专利代理机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权
代理有限公司 23211
代理人 彭素琴
(51)Int.Cl.
G01N 21/64(2006.01)
(54)发明名称
其应用
(57)摘要
本发明属于食品加工技术领域，
公开了一种快速测定淀粉营养消化特性的方法及其应用。本
粉(RS)含量，构建了相对荧光强度(I)分别与RS
含量的线性方程，该方程可用于快速检测淀粉加
工或储藏中抗性淀粉含量的变化。本发明所使用
的分子转子具有较高的灵敏度，良好的热稳定性
及荧光强度稳定，并且该法具有操作简单、快捷
高效、方便省时等优势，可有效的评价淀粉的营
养功能价值。权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 114136939 A 2022.03.04
C N 114136939
A
1.一种快速测定淀粉营养消化特性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将分子转子溶解于有机溶剂得到分子转子工作液，并置于低温避光环境下保存；
(2)称取一定质量的淀粉样品于pH5.0‑7.0的缓冲液中混匀得到淀粉乳，然后加热糊化处理得到淀粉糊；
(3)向所述淀粉糊中添加适量所述分子转子工作液混匀，得到淀粉‑分子转子混合体系；并在0‑30℃下避光储藏0.5‑30d，在储藏过程中于不同储藏时间t下从所述淀粉‑分子转子混合体系中提取待测样品；
(4)使用荧光光谱仪监测不同储藏时间t的淀粉‑分子转子混合体系的相对荧光强度I，同时使用体外模拟酶消化法测定不同梯度的储藏时间t的待测样品中的抗性淀粉RS含量(％)；以相对荧光强度I为函数，以抗性淀粉RS含量为自变量通过数据拟合得线性方程。
2.根据权利要求1所述的快速测定淀粉营养消化特性的方法，其特征在于，所述分子转子是一类具有π共轭发团的荧光试剂，包括久洛啶衍生物、二烷基苯胺衍生物、硼‑二吡咯
亚甲基衍生物、
卟啉衍生物中的任一种。3.根据权利要求1所述的快速测定淀粉营养消化特性的方法，其特征在于，所述有机溶剂为二甲基亚砜，N ,N ‑二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮、四氢呋喃中的任一种。
4.根据权利要求1所述的快速测定淀粉营养消化特性的方法，其特征在于，所述分子转子工作液的摩尔浓度为1‑50mM。
5.根据权利要求1或4所述的快速测定淀粉营养消化特性的方法，其特征在于，所述分子转子工作液与所述淀粉糊的体积比为1:(20‑100)。
6.根据权利要求1所述的快速测定淀粉营养消化特性的方法，其特征在于，所述淀粉乳的配制中，所述淀粉与所述缓冲液的质量体积比为1:(50‑100)(mg/mL)。
7.根据权利要求1所述的快速测定淀粉营养消化特性的方法，其特征在于，所述荧光光谱仪的测试条件：激发波长为250‑550nm。
8.根据权利要求1所述的快速测定淀粉营养消化特性的方法，其特征在于，所述荧光光谱仪的测试条件：待测样品的检测量为0.1‑1.0mL。
9.权利要求1‑8任一项所述的快速测定淀粉营养消化特性的方法在预测淀粉类食品营养消化品质中的应用。
10.权利要求1‑8任一项所述的快速测定淀粉营养消化特性的方法在预测淀粉类食品肠道益生功效中的应用。
权 利 要 求 书1/1页CN 114136939 A
一种快速测定淀粉营养消化特性的方法及其应用
技术领域
[0001]本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种快速测定淀粉营养消化特性的方法及其应用。
背景技术
[0002]随着社会经济的发展，国民日常膳食结构和饮食习惯发生转变，与此同时，诸多慢性代谢疾病(如糖尿病、肥胖症、心血管疾病等)的风险不断增加。现有研究表明，体内血糖和胰岛素水平与这些疾病的发病机理密切相关，而人体对淀粉类食品的血糖反应及其营养价值很大程度上取决于食品在肠道中的消化速度。选择性摄入消化速率较低的淀粉类食物有利于控制胰岛素和葡萄糖代谢的平稳化。作为血糖的主要供应来源，淀粉根据消化速率的差异通常被分为快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)。其中，RS作为一种类膳食纤维，对糖尿病和结肠癌具有预防和改善作用，在功能食品领域有广泛的应用前景。抗性淀粉RS含量(％)可以作为预测淀粉类食品的营养消化特性和肠道益生功效的重要依据。
[0003]目前测定RS含量的方法以体外模拟酶消化法为主，其基本原理大多是使用胰α‑淀粉酶水解样品，
再直接分析残余物中的未水解淀粉量，或通过测定样品总淀粉和可消化淀粉含量，以两者差值表示RS含量。目前常用方法有Englyst法、Champ法、McCleary法等，其中Englyst法整个操作时间长，测试人员需要进行专门训练，否则测定重复性差；Champ法和McCleary法均需更多的样品进行体内测试验证。基于上述问题，本发明对一种快速测定淀粉营养消化特性的方法及其应用进行了详细研究。
发明内容
[0004][技术问题]
[0005]针对现有分析技术的不足，本发明旨在开发一种基于荧光光谱定量测定淀粉中抗性淀粉百分含量的方法，以快速测定淀粉的营养消化特性，该法操作步骤较简单、成本较低、检测时间较短，可以实现半自动化检测，具有良好的检测灵敏度和可视化检测效果。[0006][技术构思]
[0007]本发明利用在储藏过程中淀粉糊分子链通过氢键相互吸引、有序排列和堆积，从无定形态恢复为结晶体，降低了酶消化的敏感性，从而导致淀粉中RS含量随储藏时间的显著改变，形成抗性淀粉RS含量梯度。利用分子转子可容纳于淀粉的分支结构与双螺旋间并产生局部空间位阻效应，淀粉微环境中的链的重排和有序堆积使得空间限制增强，从而导致荧光特性相应改变。通过将淀粉制成淀粉糊，并在淀粉糊的储藏过程中于不同储藏时间条件下取样，分别利用体外模拟酶消化法测定淀粉中RS百分含量和利用荧光光谱法进行测定淀粉的相对荧光强度，然后将相对荧光强度与RS百分含量之间建立线性关系，从
而可依据相对荧光强度计算得到未知储藏时间t的淀粉样品中RS百分含量，以便更有效的评价淀粉的营养功能价值，该方法快捷高效，测试成本低，并且具有良好的检测灵敏度和可视化检
测效果。
[0008][技术方案]
[0009]本发明采用的技术方案具体如下：
[0010]本发明的第一目的在于提供一种快速测定淀粉营养消化特性的方法，包括如下步骤：
[0011](1)将分子转子溶解于有机溶剂得到分子转子工作液，并置于低温避光环境下保存；
[0012](2)称取一定质量的淀粉样品于pH5.0‑7.0的缓冲液中混匀得到淀粉乳，然后加热糊化处理得到淀粉糊；
[0013](3)向所述淀粉糊中添加适量所述分子转子工作液混匀，得到淀粉‑分子转子混合体系；并在0‑30℃下避光储藏0.5‑30d，在储藏过程中于不同储藏时间t下从所述淀粉‑分子转子混合体系中提取待测样品；
[0014](4)使用荧光光谱仪监测不同储藏时间t的淀粉‑分子转子混合体系的相对荧光强度I，同时使用体外
模拟酶消化法测定不同梯度的储藏时间t的待测样品中的抗性淀粉RS含量(％)；以相对荧光强度I为函数，以抗性淀粉RS含量为自变量通过数据拟合得线性方程。[0015]作为本发明的一种实施方式，所述分子转子是一类具有π共轭发团的荧光试剂，包括久洛啶衍生物、二烷基苯胺衍生物、硼‑二吡咯亚甲基衍生物、卟啉衍生物中的任一种。[0016]作为本发明的一种实施方式，所述有机溶剂为二甲基亚砜，N,N‑二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮、四氢呋喃中的任一种。
[0017]作为本发明的一种实施方式，所述分子转子工作液的摩尔浓度为1‑50mM。[0018]作为本发明的一种实施方式，所述分子转子工作液与所述淀粉糊的体积比为1: (20‑100)。
[0019]作为本发明的一种实施方式，所述淀粉乳的配制中，所述淀粉与所述缓冲液的体积比为1:50‑100。
[0020]作为本发明的一种实施方式，所述荧光光谱仪的测试条件：激发波长为250‑550nm。优选地，激发波长为430‑500nm。
[0021]作为本发明的一种实施方式，所述荧光光谱仪的测试条件：待测样品的检测量为0.1‑1.0mL。
[0022]作为本发明的一种实施方式，所述拟合的线性方程用于计算未知淀粉样品的RS含量，具体步骤包括：取储藏时间未知的淀粉糊样品，按前述比例添加分子转子工作液后测定相对荧光强度I，代入线性方程计算得到抗性淀粉RS含量。
[0023]作为本发明的一种实施方式，所述淀粉的种类包括谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉及其他植物源淀粉中的任一种或几种。
[0024]作为本发明的一种实施方式，所述淀粉种类包括普通淀粉、蜡质淀粉、高直链淀粉中的任一种或几种。
[0025]作为本发明的一种实施方式，将淀粉乳糊化处理的条件为：糊化温度80‑100℃，糊化时间20‑60min。
[0026]本发明的第二目的在于提供前述的快速测定淀粉营养消化特性的方法在预测淀粉类食品营养消化品质中的应用。
[0027]本发明的第三目的在于提供前述的快速测定淀粉营养消化特性的方法在预测淀粉类食品肠道益生功效中的应用。
[0028][有益效果]
[0029](1)本发明利用在储藏过程中淀粉糊分子链通过氢键相互吸引、有序排列和堆积，从无定形态恢复为结晶体，降低了对酶消化的敏感性，导致淀粉中RS含量随储藏时间的显著改变，形成抗性淀粉RS含量梯度。利用分子转子可容纳于淀粉的分支结构与双螺旋间并产生局部空间位阻效应，淀粉微环境中的
链的重排和有序堆积使得空间限制增强，从而导致荧光特性相应改变。
[0030](2)本发明创造性地利用分子转子在淀粉微环境中的RS含量敏感性，通过荧光强度变化量表征淀粉储藏过程中的RS含量变化，构建荧光强度与RS含量的线性方程，该方程可用于快速检测淀粉加工或储藏中抗性淀粉含量的变化。本发明所使用的分子转子具有较高的灵敏度，良好的热稳定性及荧光强度稳定，并且该法具有操作简单、快捷高效、方便省时等优势，可有效的评价淀粉的营养功能价值。
[0031](3)与现有技术相比，本发明提供的方法避免了冗长的操作步骤，具有快捷高效(操作步骤较简单、检测时间较短)，经济节约(成本较低)的优势，可以实现半自动化检测，测样过程自动化程度提高，适于大批量检测，具有良好的检测灵敏度和可视化检测效果(荧光光谱)。
附图说明
[0032]图1为实施例1中储藏时间为0，3，5，7，14和21d淀粉糊的发射光谱；
[0033]图2为实施例1的RS含量与相对荧光强度I拟合得到的标准曲线。
具体实施方式
[0034]下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明所保护的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0035]体外模拟酶消化测定方法：取10mL储藏不同时间的淀粉糊加入α‑淀粉酶(290U/ mL)和糖化酶(15U/mL)在37℃下水浴振荡2h，得到水解液；取0.1‑0.5mL水解液，加入乙醇灭酶，其中水解液与乙醇体积比为1:8；然后以3 000r/min离心5min，使用D‑葡萄糖检测试剂盒测定上清液中水解的葡萄糖量，RS含量(％)＝[1‑葡萄糖量×0.9/总干物质量]×100％，根据上述淀粉糊的浓度计算淀粉的总干物质量。
[0036]生物试剂的来源：α‑淀粉酶(EC 3.2.1.1)，糖化酶(EC 232‑877‑2)，D‑葡萄糖检测试剂试剂盒均为市售试剂，可购自Wako、Novo Nordisk、DuPont、AB Enzymes、Vector、Magazyme、Sigma等公司。
[0037]实施例1
[0038]将9‑(2‑羧基‑2‑氰基乙烯基)久洛啶粉末溶解于DMSO中配制摩尔浓度10mM的分子转子工作液，并置于低温避光环境下保存。
[0039]称取普通玉米淀粉200mg按1:50(mg/mL)于pH5.2缓冲液中配制淀粉乳，充分混匀后置于100℃水浴中糊化处理20min，静置冷却至室温得到淀粉糊。向上述淀粉糊中添加5μL 分子转子工作液，随后置于4℃环境中避光储藏0.5‑30d。在不同储藏时间t下在淀粉‑分子
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