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籼米(Indica Rice)是大米的一种,是用籼型非糯性稻谷所制成的,为我国产量最高的一种稻米。随着经济的发展和生活水平的提高,伴随而来的是越来越多的人患上“富贵病”,这与我国主要以米饭为主粮、饮食单一化、膳食纤维摄入不足、生活方式不健康等密切相关。抗性淀粉是一种抗消化性的淀粉,能完全通过小肠不被酶解而进入大肠,并在大肠中部分发酵产生短链脂肪酸及其它产物,具有较低的胰岛素应答反应,同时增加饱腹感,具有减肥的作用。 本文以籼米淀粉(Indica Rice Starch)为原料,研究抗性淀粉含量高、抗酶解性强的籼米抗性淀粉的制备方法;同时对籼米抗性淀粉的降血糖和预防结肠癌的功效与机制进行了探索,为大规模开发籼米抗性淀粉提供理论和数据支持。 本研究采用酶法改性(α-淀粉酶与普鲁兰酶)与物理改性(湿热处理)相结合的方法来制备籼米抗性淀粉,重点考察α-淀粉酶添加量、反应温度、反应pH和反应时间对抗性淀粉含量的影响,通过体外抗酶解试验研究双改性方法制备的抗性淀粉与单酶法、湿热法制备的抗性淀粉相比是否具有较强的抗消化能力,并进一步采用差示扫描量热-热重分析(DSC-TGA)、扫描电子显微镜(SEM)以及X-射线衍射(X-RD)对双酶、单酶、湿热改性淀粉进行结构表征分析。利用化学试剂诱导得到高血糖小鼠模型,通过籼米抗性淀粉灌胃试验,研究其对糖尿病小鼠的体重、血糖、血脂、脏器指数以及胰腺组织的影响;利用化学试剂诱导得到结肠癌小鼠模型,通过籼米抗性淀粉灌胃试验,研究其对结肠癌小鼠的体重、肠道排空率、ACF数量的影响;利用RT-PCR方法研究籼米抗性淀粉对结肠癌小鼠的APC、Bax、Bcl-2和Cytochrome C基因表达的影响。 结果表明,采用α-淀粉酶与普鲁兰酶双酶协同处理结合湿热处理的方法制备的籼米抗性淀粉,其抗性淀粉含量高达51.3%,具有较强的抗酶解能力,通过DSC-TGA、SEM和X-RD分析可以得出双酶法制得的抗性淀粉较湿热法和单酶法制得的抗性淀粉有糊化热性能稳定、空间结构紧密以及结晶度高等优点;糖尿病小鼠试验表明,双改性籼米抗性淀粉能够有效缓解糖尿病小鼠“三多一少”症状;抑制由高血糖引起的脏器肿大现象(p<0.01);降低体内甘油三酯及总胆固醇水平(p<0.01),提高高密度脂蛋白水平(p<0.05),促进小鼠修复胰岛细胞等;结肠癌小鼠试验表明,双改性籼米抗性淀粉能够有效控制小鼠的体重,预防肥胖的发生(p<0.05);促进小鼠肠道蠕动,减少肠道排空时间(p<0.05);有效控制结肠癌ACF的发生和进展(p<0.01)。在研究各组小鼠APC、Bax、Bcl-2和Cytochrome C基因表达发现,抗性淀粉各剂量组促进了APC、Bax和Cytochrome C基因的表达,并且呈现剂量依赖性升高的趋势。相反的,Bcl-2作为抗凋亡基因,在抗性淀粉各剂量组中呈现剂量依赖性降低的趋势,这说明抗性淀粉能够诱导细胞凋亡的发生,降低和减少结肠癌对小鼠的影响。 综上所述,以籼米淀粉为原料,采用双改性方法制备的籼米抗性淀粉,其体外试验证明其具有得率高、抗酶解性强、糊化热性能稳定、空间结构紧密以及结晶度高的优点;体内试验证明,其具有改善血糖代谢、脂质代谢、胰腺组织等功效;体内试验还证明其能够控制体重、提高肠道排空率、控制结肠ACF数量。同时,籼米抗性淀粉促进APC、Bax和Cytochrome C等促凋亡基因的表达并且抑制抗凋亡基因Bcl-2的表达,其作用机制可能与诱导细胞凋亡以及抑制细胞增殖有关,说明抗性淀粉能够有效预防和控制结肠癌的发生。