酶法水解原淀粉

（翻译）酶法水解原淀粉摘要：原淀粉颗粒存在半微品结构能抵抗淀粉酶的水解，但是当淀粉糊化时很容易被水解和转化为糖和糊精。影响酶在体内和体外水解的速率和历程的各因素是相互关联的，在这方面的研究也是很复杂的。本文试图讨论一下这方面的问题并给读者提供一些跟这些特征有关的重要信息资源，文章中的每个不同的标题都可以转换成一个综述，因此应该根据文章素材选择性的阅读。内容引言 颗粒大小 颗粒形状 混合颗粒 直链淀粉的含量 脂质的量 磷酸盐含量 结晶度和双螺旋 结构 环境 糊化 淀粉酶的来源 其它影响因素 结论 1.引言：加工过的淀粉已经从半微晶的结构转变为无定型结构，而原淀粉则不然，因此原淀粉颗粒可以抗酶解，淀粉类食品在烹调时可以保存较高的营养价值。细菌、真菌、植物、动物和人类生产的a-淀粉酶（尽管不一定有相同的化学结构）是一种内切酶，从分子内部任意的水解a-1,4键，可以降低淀粉分子的分子量（直链淀粉和支链淀粉）。经过大量的水解，淀粉最终转化为糖和糊精，称为各种0£糖浆，在这里，水解能力是以水解产物（每单位质量）当作葡萄糖量来结算的。商业葡萄糖浆就是利用这种方法生产的，过去葡萄糖浆的生产多用无机酸来水解淀粉，酶处理可以生产更高质量的产品。如上所述，a-淀粉酶在自然界中到处都存在。许多动物（包括人类）是在唾液或胰腺中分泌酶的，许多动物的胰腺（该胰腺进入人类的十二指肠）将食品淹没时，利用其中的淀粉酶将淀粉水解，此时所生成的任何葡萄糖都可以被小肠直接吸收，刷状缘酶（生产麦芽糖的麦芽糖酶和水解糊精a-1,6键的糊精酶）和a-淀粉酶使葡萄糖的消化过程继续进行，更多的葡萄糖被人体吸收。考虑到a-淀粉酶水解淀粉颗粒的产物，读者会提到更多细节性的工作。没有被消化的淀粉被输送到动物的大肠内，在肠内被肠内菌群发酵（产生气体），热量以短链脂肪酸的形式释放随可能被吸收掉。据一些作者（DobrevaandIvanova,1989）.）报道直链和支链淀粉水解的方式是不同的。a-淀粉酶水解原淀粉的控制与水解机制将在下面进行论述。很多评论是建立在体外研究的基础上的，这些研究与体内研究有着不同的的动力学相拟模。但是，这些模拟系统可以深入的了解淀粉的体内消化过程，并且对相应的体内系统进行讨论，读者同样提到一些其他专家的更为详尽的观点，为了理解a-淀粉酶水解原淀粉的一些机制，对淀粉颗粒内部结构的正确评价是非常必要的，Donaldetal.的研究为理解淀粉颗粒内部结构提供了良好的基础，在其他地方(esterandKarkalas,2002;Testeretal.,2004a,b)也可能找到更为详尽的解释。a-淀粉酶水解原淀粉的过程是复杂的，有许多不同来源的影响因素调空淀粉水解的速率和位点，这些影响因素对淀粉颗粒的抗酶解性都有一定的贡献。很显然，从以下文章内容中详细的了解这个问题需要考虑所有不同参数以及它们在淀粉和酶在动力学上是怎样联系的。这些影响对体内和体外的重要性可能是非常不同的。颗粒大小淀粉是在各种植物组织中的造粉体中合成的，是粗糙的球体型颗粒。原淀粉颗粒可以抵抗淀粉酶的水解，淀粉颗粒的形状和尺寸非常不同，这已经是众所周知的，但对于颗粒大小对比表面的影响的描述却是很少见的(表1)。颗粒越大，比表面越小，因此潜在的表面将会被消化部位遇到的酶所附着和水解，许多作者曾经指出颗粒的大小、比表面，对于控制淀粉消化的程度和速率是非常重要的。IndeedKongetal、报道：猪胰a-淀粉酶对淀粉颗粒作用更准确的表述应该是表面功能而不是底物浓度，Ringetal(1988)曾研究了a-淀粉酶对来自不同植物的淀粉的水解速率、水解程度，结果表明淀粉水解速率和水解程度的排序为：小麦〉玉米〉豌豆〉马铃薯(这些淀粉颗粒直径是逐渐增大的)。Fukai也得到类似的结果。TesterandQi曾经提出蜡质大麦淀粉颗粒的粒径大小对a-淀粉酶水解量成反比关系。表1：原淀粉颗粒特性7StcuchDiiUTieter(jim)Surfaceeirea中m2件Vbluinei>n?ibSAzVratio0Barley2-5(B-giajiules)J2.6-7^.54.2-65.41.2-3/l：L15—25(A-granules)71)7-J9b41767-81SIIX2-0.4:1Maize(waxyandnormal)J2.6-2^274.2-J4L37g-3.0:1Amylcimaizje2-3C-12.6-2S274.2-14L37I).2-3.0:1Millet4-J25D.>45233.5-9H50.5—1.5:LOat3-10(single)28.3-3J414.1-5241X6-2.(i：L80(compoujid.)26S083Pea5-JD78.5-314(-.5.4-5240.6-1.2:1Potato5-JDll78.5-314164-523599i).Db-l.2:JRice3-S郎.miL4.J-2b8D.8-2.0:1150(compound)706861767146IXI：4:LRye5-JD7S.5-3J4(-.5.4-524IX6-J.2:L10-40iA-granules)314-51)27524^33510IE-0.6-]Sdighum5-2D78.5-1257ST⑻IX3-J.2:LTapioca5—35布C5.4-224491X17-1.2:1TriticaleL-3C-3.1-2827D.5-J4L37IX2-6.2Wheat2-1D[B-gnmules]J2.6-?J44.2-5240.6-3.015—35(A-granules)707-3849L767-22449IXL7-1).4:JaFromwliereristhegranuleradius,bFrom4/3irr3.cSurfaceaiecizvolumeratio.不仅不同植物来源中淀粉颗粒大小对淀粉的消化有明显的影响，淀粉种类对其水解程度也有一定的影响，但是没有颗粒大小那么明显，化学结构将控制淀粉的进一步消化过程。表2中为10种不同的小麦淀粉，它们有不同的颗粒大小和分布，以及因此引起的不同比表面。显然，如果颗粒大小是影响水解的唯一因素，那么表2中的各种培育植物的淀粉水解性能将会有很大的不同(表3)。Heitmann曾指出马铃薯淀粉水解速率的不同可以反映其聚合和必(1,6)分枝点所占比例情况。VasanthanandBhatty将从蜡质、普通、高直链大麦淀粉中提取的淀粉颗粒进行处理，使其颗粒有大有小，他们发现了两个有趣的现象，第一，小的原淀粉颗粒比大的颗粒水解的速率大，第二，高直链型淀粉对酶解有一定的抗性，这些数据证明了原淀粉颗粒大小与酶消化淀粉之间的关系。表2:来自不同.小_麦的.淀.粉颗粒的.大小...A-^Piflules B-^nules NumberW^lucneCultivarMeand曲Bter Meansurface MeaovoLucne SA:V Meandiaoietej Meansudiace KfeaavoLucne SAzVistiM '(uoi! area(uni2) (uai3) nticP i.u.rn) arWiLiu2) !.u.raJ)Angfcxj■占tAvTahoBemeEres心Ci血badHmuMKerchNocniaoRiband712716445.444-y8A-fi-47366Angfcxj■占tAvTahoBemeEres心Ci血badHmuMKerchNocniaoRiband712716445.444-y8A-fi-47366GQ-3Q-匚I..-uT—2T—r-0473Q-o

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