全 文 ：籼米为基质脂肪替代品的组分含量分析与测定
杨玉玲1　许时婴2
(南京财经大学食品学院1 ,南京　210003)
(江南大学食品学院2 ,无锡　214122)
摘　要　研究了籼米为基质脂肪替代品中麦芽糊精 、低聚糖和蛋白质的相对分子质量。结果表明 ,DE值
为2 、3 、4和 6的脂肪替代品的麦芽糊精数均相对分子质量(Mn)分别为8 397 、6 003 、4 085与2 608 ,重均相对分
子持量(MW)分别为 251 070 、111 655 、64 543和 27 367 。蛋白质主要组分的 Mn约为 22 000 ,含有少量 Mn为
210 000组分;低聚糖含量随脂肪替代品 DE值的增加而增加 ,低聚糖中麦芽三糖含量最高 、麦芽六糖和麦芽糖
的含量较高。
关键词　脂肪替代品　麦芽糊精　低聚糖　蛋白质　相对分子质量
中图分类号:TS210.1　　文献标识码:A　　文章编号:1003-0174(2009)05-0127-04
　　籼米为基质脂肪替代品是籼米在α-淀粉酶作
用下轻度水解的产物 ,由麦芽糊精 、低聚糖 、蛋白质
和脂肪等成分组成 。有文章报道籼米为基质脂肪替
代品的制备工艺和凝胶特性[ 1-3] 。而脂肪替代品的
组成及其含量分布取决于其制备工艺 ,并决定着脂
肪替代品的多种性质 。例如 ,脂肪替代品中麦芽糊
精的相对分子质量及其分布决定着脂肪替代品的胶
凝特性 、溶解性 、黏度 、吸湿性 、甜度 、结晶性等 。脂
肪替代品中所含的少量低聚糖不仅能弱化其形成凝
胶的能力 ,同时还影响产品的分散性 、溶解性 、贮藏
稳定性[ 4] 。其中的蛋白质和脂肪等组分也影响脂肪
替代品的胶凝性质[ 5] 。因此本试验重点研究籼米为
基质脂肪替代品的组成及其含量分布 ,包括麦芽糊
精的相对分子质量分布 、低聚糖的组成与含量分布 、
蛋白质的相对分子质量分布。
1　材料与方法
1.1　主要材料与仪器
1.1.1　材料
籼米 ,粉碎后过 100目筛备用;α-淀粉酶:无锡
杰能科生物技术有限公司;蛋白质标准样品:美国
Sigma 公司;普鲁兰标准样品:日本Waters 公司;葡萄
糖 、麦芽糖 、麦芽三糖等均为分析纯 。
收稿日期:2008-05-20
作者简介:杨玉玲 ,女 , 1964年出生 ,副教授 ,博士 ,食品科学
1.1.2　仪器
Waters 600/2410型高效液相色谱仪带示差折光
检测器:美国Waters公司;BS-100A型自动部分收集
器 、HL-2型恒流泵:上海市沪西仪器厂;HD-93-1
型紫外检测仪:上海金达生化仪器厂;722分光光度
计:上海分析仪器厂。
1.2　试验方法
1.2.1　脂肪替代品的加工工艺[ 1-3]
籼米粉(100目)140 g※调浆※调 pH 6.0 ～ 6.5
※调浆液浓度 20%※糊化※调节酶水解温度 90 ℃
※加酶※水解至所需 DE 值※灭酶※中和※过滤※
喷雾干燥※包装保存。
1.2.2　麦芽糊精的相对分子质量测定[ 6-7]
取 100 mg脂肪替代品溶于 5 mL 二甲亚砜※加
水至 10 mL※微滤※取滤液进入凝胶过滤色谱进行
分离 。收集洗脱液 , 取 0.4 mL 洗脱液按苯酚硫酸
法[ 8]测定其中的总糖含量。
色谱条件:Sepherose CL-6B( 1.6 cm×100 cm),
上样量 1 mL(10 mg/mL),洗脱剂:0.05 mol/L NaCl含
0.04%叠氮钠 , 洗脱速率:12.28 mL/h , 收集时间
19.5 min。
标准样品普鲁兰的相对分子质量分别为 11 800 、
47 300 、112 000 、212 000 、404 000。
1.2.3　籼米蛋白提取工艺[ 9-10]
籼米粉 500 g※用无水乙醚 1000 mL振荡 2 h脱
脂※倾去大部分上清液后过滤 ,脱脂籼米粉在通风
2009年 5月
第24卷第 5期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol.24 ,No.5
May 2009
橱内通风 24 h※加 0.02 mol/L NaOH 2 500 mL※调
pH值为 11.0振荡浸泡 2 h※离心(3 000 r/min , 20
min)※渣弃去※上清液调 pH 值为 4.5※离心(3 000
r/min ,20 min)※pH 4.5的盐酸溶液洗涤残渣一次※
离心(3 000 r/min ,20 min)※蛋白质湿基※冷冻干燥
※籼米蛋白。
1.2.4　脂肪替代品中籼米蛋白的相对分子质量分布
将提取得到的籼米蛋白加入到α-淀粉酶水解
体系中 ,在 95 ℃下加热 24 min 后灭酶 ,经冷却 、中
和 、洗涤和冷冻干燥得到加热过的蛋白质。
蛋白质样品 200 mg用 0.1 mol/L NaOH 溶解 ,定
容10 mL ,经微滤后上样 0.5 mL。
凝胶:Sephacryl S-200;色谱柱:1.6 cm×150cm;
洗脱液:0.001 mol/L NaOH 溶液 , pH 11;流速:19.5
mL/h.;检测波长:220 nm;相对分子质量标准蛋白质:
A ,二磷酸果糖酶重均相对分子质量(Mw)158 000;B ,牛
血清蛋白Mw 68 000;C ,鸡蛋白蛋白Mw 45 000 ,胰凝
乳蛋白酶原Mw 25 000;E ,细胞色素C Mw 12 500。
1.2.5　脂肪替代品中低聚糖含量的测定
脂肪替代品的样品制备:2.00 g 脂肪替代品 2※
加入 3.00mL H2O※超声波振荡4 h※放置 4 h※逐滴
加入无水乙醇 8.86 mL ,边加边振摇※再振荡 2 h※
滤纸过滤※滤液再经微滤膜过滤※取清液 10 μL 进
样 ,进行测定。
色谱条件:Waters 600/2410高效液相色谱仪带示
差折光检测器 ,配M32工作站(美国),色谱柱为Wa-
ters Spherisorb S5NH2 ,250 mm×4.6mm 柱 ,柱温30 ℃,
流动相为乙腈/水=70/30 ,流速为1 mL/min。
2　结果与分析
2.1　脂肪替代品中麦芽糊精的相对分子质量分布
用Sepherose CL-6B 凝胶色谱测定普鲁兰标准
样品相对分子质量 M与洗脱体积 V的关系见表 1 ,
不同 DE值脂肪替代品中麦芽糊精的相对分子质量
分布见图 1。
表 1　普鲁兰标准品相对分子质量与洗脱体积的关系
M Lg M V/mL
11 800 4.071 882 173
47 300 4.674 861 145
112 000 5.049 218 131
212 000 5.326 336 120
404 000 5.606 381 111.4
　注:M为相对分子质量 ,V 为洗脱体积
由表 1中数据进行分析 ,得到相对分子质量与
洗脱体积之间的关系式为:
Lg M=-0.024 6 V+8.288 1 , R2=0.993 8
　　从图 1可见 , DE 2 的脂肪替代品中含有较多高
相对分子质量的麦芽糊精组分(相对分子质量大于
212 000),低相对分子质量的麦芽糊精组分含量最少
(相对分子质量小于7 000), DE 6的脂肪替代品中高
相对分子质量的麦芽糊精组分含量最少 ,而低相对
分子质量的组分含量最多 ,4种产品都含有数量不等
的中等相对分子质量的组分 。
图 1　不同DE值脂肪替代品中麦芽糊精的
相对分子质量分布
将 DE值为 2的脂肪替代品与 DE值为 3的脂肪
替代品进行比较发现 ,二者最大的区别在于高分子
组分含量不同 ,前者的高分子组分含量比后者高;DE
值为 3和 DE值为 4 的脂肪替代品相对分子质量分
布也存在一些差别 ,二者高相对分子质量与中相对
分子质量组分的含量差别不大 ,但是 DE 值为 4产品
的低相对分子质量组分含量明显高于 DE 值为 3的
产品;DE值为 6的脂肪替代品高分子组分含量很
少 ,低分子组分含量明显增高。
从表 2可见 ,麦芽糊精的重均相对分子质量与
数均相对分子质量均随 DE值的增加而降低 ,而二者
的比值 Mw/Mn 也同样随 DE 值的增加而降低 ,这说
明 DE值低的脂肪替代品中具有高相对分子质量的
麦芽糊精和较宽的相对分子质量分布范围 。
表 2　籼米淀粉为基质脂肪替代品 DE值与
麦芽糊精相对分子质量的关系
脂肪替代品
DE值 2 3 4 6
Mw 251 070 111 655 64 543 27 367
Mn 8 397 6 003 4 085 2 608
Mw/Mn 29.9 18.6 15.8 10.5
　注:Mw为重均相对分子质量 , Mn为数均相对分子质量
2.2　蛋白质的相对分子质量分布
从图2 发现 ,籼米蛋白质与经α-淀粉酶水解淀
粉过程的籼米蛋白质的相对分子质量分布极为相
似 ,相对分子质量几乎不变 。二者的主要组分为相
对分子质量在 22 000的蛋白质 ,有少量相对分子质
量为 210 000的蛋白质组分存在。这说明利用籼米
为原料制备脂肪替代品过程中籼米中的蛋白质没有
128 中国粮油学报 2009年第 5期
发生水解 。
注:A ,Mw 158 000;B, Mw 68 000;
C ,Mw 45 000 ;D ,Mw 25 000;E ,Mw 12 500
图 2　籼米原料蛋白与替代品中蛋白质的相对分子质量分布
许多研究者研究了米蛋白不同组分的相对分子
质量 ,Paclhye , V.W[ 11]报道谷蛋白的相对分子质量
为19 000 ～ 90 000。Z.X.Ju等[ 12]测得谷蛋白的相对
分子质量为60 000 ～ 6 000 000 ,球蛋白相对分子质量
为12 000 ～ 20 000。Donald F.Steenson[ 13] 测得清蛋
白 、球蛋白 、谷蛋白和醇溶蛋白的相对分子质量分别
为14 100 、13 900和 20 300 、13 600 、20 400和 30 900。
采用不同的测定方法可能会得到不同的结论 ,但上
述研究结果表明 ,籼米蛋白的相对分子质量在 10 000
～ 30 000之间。可能有少许相对分子质量较大的蛋
白质存在 ,本试验测得的籼米蛋白主要组分的相对
分子质量为 22 000 ,与上述众多学者的研究结果接
近。
2.3　脂肪替代品中低聚糖的含量分析
用HPLC 测定葡萄糖 、麦芽糖 、麦芽三糖标准溶
液得到图谱 ,见图 3。
　　对图 3结果进行分析 ,得到标准糖的聚合度与
保留时间之间的规律符合方程(1):
y=4.4178 e0.187 x
y 为保留时间 , x 为聚合度 , R2=0.995 (1)
图4显示了DE 2的脂肪替代品中含有保留时间
分别为 5.379 、6.393 、7.687 、9.308 、11.320 、13.632 、
16.319 、19.519 、23.396 、28.169 min的低聚糖 。其中
保留时间为 5.379 min组分与图 1中葡萄糖的保留
时间(5.377 min)高度一致 ,因此确认为葡萄糖 。其
他组分与方程(1)比较发现 ,它们分别为聚合度为
2 ～ 10的低聚糖 。
从图 5可见 ,不同 DE值脂肪替代品中均含有葡
萄糖和聚合度 DP为 2 ～ 10的低聚糖 ,但其含量各不
相同 。脂肪替代品中低聚糖的含量与 DE 值有关 ,脂
肪替代品中低聚糖含量随 DE 值增加而增加 ,DE 值
为6时产品中低聚糖的含量明显高于其他产品 。
　　从图 5 中还可以发现 ,尽管 DE值不同 ,但脂肪
替代品中的麦芽三糖含量最高 、麦芽六糖和麦芽糖
的含量比较高 , J.R.Brooks[ 14]和 V.K.Griffin[ 15]等在
研究淀粉水解物中低聚糖时均发现聚合度为 3和 6
的低聚糖含量比较高。这与本试验结果基本一致。
129第 24卷第 5期 杨玉玲等　籼米为基质脂肪替代品的组分含量分析与测定
图 5　不同 DE值脂肪替代品中低聚糖的组成与分布
3　结论
籼米为基质脂肪替代品中麦芽糊精的相对分子
质量随 DE增加而降低。DE 2 ～ 3时 ,麦芽糊精的数
均相对分子质量为 6 000 ～ 8 400 。在制备脂肪替代
品的过程中 ,籼米中的蛋白质没有被水解 ,其主要组
分的相对分子质量约为 22 000 ,少量组分为 210 000。
脂肪替代品中低聚糖含量随 DE 值增加而增加 ,低聚
糖中的麦芽三糖含量最高 、麦芽六糖和麦芽糖的含
量较高。
参考文献
[ 1]杨玉玲 ,许时婴.籼米为基质的脂肪替代品———糊化工艺
研究[ J] .中国粮油学报 , 2002 , 17(6):48-50
[ 2] 杨玉玲 ,许时婴.王璋.籼米制备脂肪替代品的酶水解工艺
[ J] .无锡轻工大学学报 , 2002(6):641-644
[ 3] 杨玉玲 ,许时婴.王璋.籼米为基质的脂肪替代品的凝胶性
质[ J] .中国粮油学报 , 2003 , 18(5):8-11
[ 4] C.G.Biliaderis , J.Zawistowski.Viscoelastic behavior of aging
starch gels:effects of concentration , temperature , and starch hy-
drolysates on network properties[ J] .Cereal Chemistry , 1990 , 67
(3):240-246
[ 5] Y.L.Yang , S.Y.Xu.Roles of Components of Rice-Based Fat
Substitute in Gelation[ J] .Food Research International , 2007 , 40:
1155-1160
[ 6] M.Ramesh , S.Zakiuddin Ali , k.R.Bhattacharya.Structure of
rice starch and its relation to cooked-rice texture[ J] .Carbohy-
drate Polymers , 1997 , 38:337-347
[ 7] Mei Lin Tsai , Cheng Yi Lii.Effect of hot-water-soluble compo-
nents on the rheological properties of rice starch [ J] .Starch ,
2000 , 52 Nr.2-3 , S:44-53
[ 8] 张维杰.糖复合物生化研究技术[ M] .第二版.杭州:浙江
大学出版社 , 1999 , 8:12-13
[ 9] T.Russell.Mcintyre.Extraction of rice proteins [ J] , Cereal
Chemistry , 1956 , 33:39-44
[ 10] Gloria.B Cagampang , Studies on the extraction and composition
of rice endosperm protein[ J] .Cereal Chemistry , 1966 , 43:145
-155
[ 11] V.W.Paclhye , D..k.Salunkne.Extraction of rice endosperm
glutelin[ J] .Phytochemistry , 1976 , 15:1601-1606
[ 12] Z.X.Ju , N.S.Hettiarachchy , N.Rath.Extraction , denatura-
tion and hydrophobic properties of rice flour proteins [ J] .Jour-
nal of Food Science , 2001 , 66(2):229-232
[ 13] Donald F , Steenson , Shridhar K.Sathe.Characterzation and di-
gestibility of basmati rice(oryza sativa l var.Dehraduni)storage
proteins [ J] , Cereal Chemistry , 1995 , 72(3):275-280
[ 14] J.K.Brooks , V.K.Griffin Liquefaction of rice starch from
milled rice flour using heat-stable alpha-amylase[ J] .Jour-
nal of Food Science , 1987 , 52(3):712-714
[ 15] V.K.Griffin , J.K.Brooks.Production and size distribution of
rice maltodextrins hydrolyzed from milled rice flour using heat-
stable alpha-amylase [ J] .Journal of Food Science , 1989 , 54
(1):190-193.
Composition Analysis of Long Grain Rice
Based Fat Substitutes
Yang Yuling1　Xu Shiying2
(Food School , Nanjing University of Finance &Economics1 , Nanjing　210003)
(Food School , Southern Yangtze University2 , Wuxi　214122)
Abstract　The molecular distribution of maltodextrin , oligosaccharide and protein in long grain rice based fat substi-
tutes were determined.The Mn of the maltodextrin in the fat substitutes with DE 2 , 3 , 4 and 6 are 8 397 , 6 003 ,4 085 ,
2 608 , respectively and the Mw are 251 070 , 111 655 , 64 543 , 27 367 , respectively.The Mn of most protein fractions is
about 22 000 , and of a few protein fractions is 210 000.The amount of oligosaccharide increases with the DE value of sub-
stitute.The mount of maltotriose among the oligosaccharide is the highest , and the mounts of maltohexose and maltose sec-
ondary.
Key words　fat substitute , maltodextrin , oligosaccharide , protein , molecular distribution
130 中国粮油学报 2009年第 5期