燕麦酵素的营养性及其对α-淀粉酶活性抑制效果的研究_胡爱玲.pdf

燕麦酵素的营养性及其对-淀粉酶活性抑制效果的研究胡爱玲，杨婉婷，马利华*（徐州工程学院食品与生物工程学院，江苏徐州221111）摘要：以燕麦为原料进行发芽处理，接种微生物制成燕麦发酵产品，研究了发酵过程中-葡聚糖、游离氨基酸、总酚及总黄酮含量的变化，探究燕麦酵素对-淀粉酶活性的抑制效果及抑制类型，考察了燕麦酵素中的营养素与-淀粉酶活性抑制效果间的相关性。结果表明：随着燕麦发酵时间的延长，燕麦酵素中-葡聚糖、游离氨基酸、总酚及总黄酮含量均呈现上升趋势，发酵 96 h 达到最高。燕麦酵素对-淀粉酶有抑制作用，最高抑制率达到 72.27%，IC50=30.96 g/L，动力学分析表明，无论是高浓度还是低浓度的燕麦酵素，对-淀粉酶活性的抑制类型都属于混合型抑制。通过相关性分析可以看出：燕麦酵素中总酚及总黄酮含量与-淀粉酶活性的抑制效果呈显著正相关（P0.05），-葡聚糖含量、游离氨基酸含量与-淀粉酶活性抑制作用的正相关性不显著。燕麦酵素是一种开发前景广阔，具有较好营养性和抗氧化性的产品。关键词：燕麦酵素；发酵；营养；-淀粉酶；抑制性Nutritive Property of Oat Jiaosu and Its Inhibition Effect on-Amylase ActivityHU Ai-ling,YANG Wan-ting,MA Li-hua*（College of Food and Biological Engineering,Xuzhou University of Technology,Xuzhou 221111,China）Abstract:With oat as raw material,fermented oats product was prepared by germination treatment and microbe in-oculation,the content changes of beta glucan,free amino acids,polyphenols and flavonoids in fermentation processwere studied to explore the inhibitory effect and type of fermented oat on-amylase,and investigate the correlationbetween the nutrients in the fermented oat and alpha amylase inhibitory effect.The results showed that the contentsof-glucan,free amino acids,total phenols and total flavonoids in oat Jiaosu had an increasing trend with the pro-longation of fermentation time,and reached the highest level at 96 h of fermentation.Oat Jiaosu showed inhibitioneffect on-amylase,and the highest inhibition rate reached up to 72.27%,with an IC50value of 30.96 g/L;Kineticanalysis indicated that the inhibition of-amylase by oat Jiaosu at both high and low concentrations belonged to themixed type.The correlation analysis illustrated that there was a significant positive correlation between the contentsof polyphenols and flavonoids in oat Jiaosu and the inhibitory activity of -amylase(P 0.05),the positivecorrelation between-glucan and free amino acid contents and-amylase inhibition was not obvious.Oat Jiaosu isa promising product with rich nutrients and good nutritive and antioxidative properties.Key words:oat Jiaosu;fermentation;nutrition;-amylase;inhibitory capability保鲜与加工Storage and Process2023，23（1）：57-62加 工 研 究作者简介：胡爱玲（2001），女，汉族，本科在读，研究方向：食品科学与工程。*通信作者：马利华，硕士，教授，研究方向：农产品贮藏与加工。57保鲜与加工Storage and Process联系邮箱：2023年第1期中图分类号：TS201DOI：10.3969/j.issn.10096221.2023.01.009文献标识码：A植物酵素是以一些植物为主要原料，通过有益菌群进行发酵得到的发酵产品1，含有丰富的代谢产物、植物本身营养成分和益生菌等功能成分，特别是富含小分子功能成分2，通过微生物的发酵，使这些成分的功效提高，并减小人体吸收过程中产生的副作用，促进消化吸收，降低血脂，提高抗氧化性和免疫性3-4。包怡红等5以蓝靛果和米糠为主要原料，开发出一种新型复合酵素；夏国灯等6以玫瑰干花瓣为主要原料，使用复合乳酸菌发酵，通过 Box-Behnken 设计试验获得了酵素发酵最佳工艺条件。-淀粉酶可以促进人体内的淀粉及寡糖中的糖苷键水解，使淀粉分解为在体内血液中易被人体利用的碳水化合物，如葡萄糖和麦芽糖等7。通过抑制淀粉酶活性可以降低人体对淀粉的吸收，延缓体内的淀粉代谢，降低葡萄糖吸收，从而达到防治高血糖的目的8。服用抑制剂类药物是目前治疗糖尿病的首选方式，市面上化学类药物容易引起胀气、消化不良等副作用9，从天然物质中提取抑制剂更具安全性，已有研究报道植物提取物中多酚类、多糖类10等物质具有良好的-淀粉酶抑制活性。孟爱莲等11研究了苦笋壳不同提取物的抗氧化作用及其对-葡萄糖苷酶和-淀粉酶活性的抑制作用，发现苦笋壳乙酸乙酯相的抗氧化能力大于正丁醇相和石油醚相，其对-葡萄糖苷酶和-淀粉酶的抑制活性最强。燕麦为禾本科一年生草本植物，属小杂粮。燕麦中含有脂质、蛋白质、抗氧化物等营养成分，是一种优质谷物12。近年来，由于燕麦等谷物食品对糖尿病、肥胖症、心血管疾病等具有潜在抑制作用，从谷物中发现的具有保健功效的生物活性成分已成为越来越多科研工作者的研究热点。以燕麦为原料制作酵素亦有报道，如张越等13研究了糖添加量对燕麦酵素发酵特性的影响，但有关燕麦酵素对-淀粉酶抑制作用及燕麦酵素中营养素与抑制作用的相关性尚未见报道。本文以燕麦为原料，经过发芽处理后制作酵素，考察了燕麦发酵过程中-葡聚糖、总酚等的含量变化，以及燕麦酵素对-淀粉酶活性的抑制作用，以期为燕麦产品的开发利用提供一定的科学依据。1材料与方法1.1材料与设备1.1.1材料与试剂燕麦：本地大润发超市购买。发酵菌粉：昆山佰生优生物科技有限公司。刚果红、联苯三酚、茚三酮、硝酸铝、-淀粉酶、-葡聚糖、亮氨酸、芦丁、3,5-二硝基水杨酸：均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；福林酚：美国Sigma 试剂公司。1.1.2仪器与设备TDZ4 台式低速离心机：济南东仪实验室设备有限公司；7230G 型可见分光光度计：常州三丰仪器科技有限公司；DNP-9082 恒温培养箱：苏州威尔实验用品有限公司；ZNCL-BS 恒温磁力加热搅拌器：上海越众仪器设备有限公司；TG-16W-I 高速离心机：济南鑫宇鑫医疗设备有限公司；DHG-9053 鼓风干燥箱：上海善志仪器设备有限公司；FSJ-A05N6 磨粉机：小熊电器有限公司。1.2方法1.2.1燕麦样品的处理选用成熟且颗粒饱满的优质燕麦，浸入浓度为1%的次氯酸钠中消毒杀菌 20 min，再清洗干净，浸入蒸馏水泡 16 h，以两层充分被去离子水浸湿的滤纸为发芽介质，将浸泡清洗好的燕麦粒用干净的纱布挤干水分后平铺在发芽床上，放入托盘，放进 20 恒温培养箱中，每 12 h 进行换水通风，恒温箱内相对湿度保持在 95%以上。待燕麦发芽至 0.51.0 cm 后，干燥，磨粉，即为样品，备用。1.2.2燕麦酵素的制备分别取发芽燕麦粉 100 g 放入烧杯中，加入适量水，混合均匀后加入 1 g 发酵菌粉，30 恒温培养箱中发酵 168 h，发酵结束后过滤，取上清液备用。1.2.3-葡聚糖含量的测定参考刚果红显色法14测定燕麦酵素中-葡聚糖含量。以-葡聚糖质量浓度（C）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标绘制标准曲线，回归方程为：y=0.003 6x+0.129，R2=0.993 5。-葡聚糖含量（mg/g）=C N Vm式中：C 为燕麦酵素-葡聚糖质量浓度，mg/mL；N 为燕麦酵素上清液稀释的倍数；V 为燕麦酵素提取样液的总体积，mL；m 为燕麦原料的质量，g。1.2.4总酚含量的测定采用福林酚比色法15测定燕麦酵素中总酚含量。以联苯三酚质量浓度（C）为横坐标，吸光度（A）为纵58投稿平台：2023年第1期坐标绘制标准曲线，回归方程为：y=0.960 8x+0.012 41，R2=0.994 9。总酚含量（mg/g）=C N Vm式中：C 为酵素液中提取总酚的质量浓度，mg/mL；N为酵素上清液稀释的倍数；V 为燕麦酵素提取样液的总体积，mL；m 为燕麦原料的总质量，g。1.2.5游离氨基酸含量的测定采用茚三酮比色法16测定燕麦酵素中游离氨基酸含量。以亮氨酸质量浓度（C）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标绘制标准曲线，回归方程为：y=2.713 7x-0.016 3，R2=0.993 4。游离氨基酸含量（mg/g）=C N Vm式中：C 为酵素液中提取的游离氨基酸质量浓度，mg/mL；N 为酵素上清液稀释的倍数；V 为燕麦酵素提取样液的总体积，mL；m 为燕麦原料总质量，g。1.2.6总黄酮含量的测定采用硝酸铝显色法17测定燕麦酵素中总黄酮含量。芦丁为标准品，以芦丁质量浓度（C）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标绘制标准曲线，回归方程为：y=0.198x+0.005，R2=0.991 2。总黄酮含量（mg/g）=C N Vm式中：C 为酵素液中提取总黄酮的质量浓度，mg/mL；N 为酵素上清液稀释的倍数；V 为燕麦酵素提取样液的总体积，mL；m 为燕麦原料总质量，g。1.2.7燕麦酵素对-淀粉酶的抑制率测定及抑制动力学分析取-淀粉酶溶液 0.3 mL 和 1 mL 酵素上清液，混匀，加 0.4 mL 1%淀粉溶液，37 反应 15 min，加入3,5-二硝基水杨酸 0.5 mL，摇匀混合后于100 下反应 5 min，冷却，用水定容至 25 mL。用去离子水代替燕麦酵素溶液作空白组，去离子水取代-淀粉酶作对照组，去离子水取代燕麦酵素溶液、-淀粉酶作空白对照，在 540 nm 处测其吸光度，计算抑制率18。抑制率（%）=（A0-A1）-（A2-A3）A0-A1100式中：A0为去离子水代替燕麦酵素溶液在 540 nm 处的吸光值；A1为去离子水代替酵素溶液和-淀粉酶在 540 nm 处的吸光值；A2为酵素溶液在 540 nm 处的吸光值；A3为去离子水代替-淀粉酶在 540 nm 处的吸光值。半数抑制率 IC50定义为抑制率为 50%时的样品浓度。IC50越小，说明该物质抑制效果越明显。米氏方程是指在理想状态下，酶促反应的起始