阅读说明：本技术 一种大米及其副产物体外消化能的检测方法 (Method for detecting in-vitro digestion energy of rice and byproducts thereof ) 是由 聂昌林 李黛淋 徐绍华 胡声迪 方伟 宋丹丹 周晓舟 吴茜茜 刘慧� 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种大米及其副产物体外消化能的检测方法,属于食品检测技术领域。为了解决体外仿生消化法评估大米及其副产物等淀粉含量高的原料时存在的问题,本发明从原料消化和残渣烘干方面对传统的大米体外消化能检测方法进行创新,通过实验发现,本发明所提供的大米体外消化能检测方法测得的大米消化率和大米体内实际的消化率更相符,说明本发明的检测方法优于传统的检测方法。(The invention provides a method for detecting in-vitro digestion energy of rice and byproducts thereof, belonging to the technical field of food detection. In order to solve the problems existing in the evaluation of the raw materials with high starch content such as rice and byproducts thereof by the in-vitro bionic digestion method, the traditional detection method for the in-vitro digestion energy of the rice is innovated in the aspects of raw material digestion and residue drying, and experiments show that the rice digestibility measured by the detection method for the in-vitro digestion energy of the rice provided by the invention is more consistent with the actual digestibility in the rice body, which indicates that the detection method provided by the invention is superior to the traditional detection method.)

一种大米及其副产物体外消化能的检测方法

技术领域

本发明涉及食品检测技术领域，尤其涉及一种大米及其副产物体外消化能的检测方法。

背景技术

目前对于饲料原料体外消化能的评估主要采用单胃动物仿生消化系统（SDS-II型）进行消化试验，然后将消化后的残渣转移到干净的培养皿中，利用鼓风干燥箱65 ℃烘干至无水痕后，105 ℃绝干、称重、分析残渣中的养分含量。但是目前的仿生消化法在测定体外消化能时存在一定的问题，目前的方法对于谷物原粮和饼粕类原料具有很好的效果，但是无法评估大米及其副产物（大米、大米次粉、大米粉、大米糖渣）等淀粉含量高的原料。传统的检测方法存在淀粉消化不完全，烘干过程发生美拉德反应等缺点。因此，目前急需一种可以有效测量大米及其副产物体外消化能的检测方法。

发明内容

为了解决大在检测大米及其副产物消化能时所存在的问题，本发明提供了一种新的大米及其副产物的体外消化能的检测方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种大米及其副产物体外消化能的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将大米及其副产物进行粉碎，过试验筛；

（2）配制胃阶段缓冲液，小肠前段缓冲液，小肠后段缓冲溶液。

（3）称取2g粉碎后的大米及其副产物与20ml加入了胃阶段消化酶的胃模拟消化液混合均匀，之后，加入到模拟消化管中并置于单胃仿生消化仪上按照设定的胃阶段模拟消化参数进行胃阶段的模拟消化；

（4）胃阶段模拟消化结束后，将小肠前段缓冲液通过蠕动泵加入到模拟消化管中，反应30min后，将2ml含有胰蛋白酶、糜蛋白酶、α-淀粉酶、异淀粉酶、脂肪酶的小肠前段消化液加入模拟消化管内，按照小肠阶段模拟消化参数进行小肠前段模拟消化；

（5）小肠后段模拟消化结束后，小肠后段缓冲液通过蠕动泵加入到模拟消化管中，按照设定的大肠阶段模拟消化参数进行小肠后段模拟消化；

（6） 模拟消化结束后，将模拟消化管中的大米及其副产物残渣使用去离子水冲洗干净，之后无损伤的转移到鼓风干燥箱内，在设定条件下将大米残渣烘干至无水痕；

（7）将无水痕的大米及其副产物残渣转移至真空干燥箱内，进行二次烘干，烘干结束后，将培养皿置于干燥器内，冷却至室温后称重；

（8）使用样品刮渣刀轻轻地将培养皿中的大米及其副产物残渣转移到C2000型能量仪用坩埚内；

（9）使用IKA C2000热量仪测得大米及其副产物残渣的GE，并计算得到大米及其副产物的体外消化能，所述大米及其副产物体外消化能计算公式为：大米及其副产物体外消化能=大米及其副产物总能-大米及其副产物消化后残渣的总能。

优选地，所述大米及其副产物包括：大米，碎米，大米次粉，大米粉，大米糖渣。

优选地，所述步骤（1）中，所述试验筛的孔径大小为0.28mm。

优选地，所述步骤（2）中，所述胃阶段缓冲液为磷酸缓冲液，pH值为2.0；所述小肠前段缓冲液为磷酸缓冲液，pH值为6.5；所述小肠后段缓冲液为磷酸缓冲液，pH值为7.9。

优选地，所述步骤（3）中，称取的大米及其副产物所述胃模拟消化液为胃蛋白酶消化液，所述胃蛋白酶的含量为2.19×10^-3g/ml ；所述步骤（3）中，所述胃阶段模拟消化参数为消化时间4小时，消化温度41℃。

优选地，所述步骤（4）中，所述胰蛋白酶的含量为4.12×10^-3～5.26×10^-3 g/ml，所述糜蛋白酶的含量为2.03×10^-3～2.96×10^-3 g/ml，所述α-淀粉酶的含量1.67×10^-1～2.15×10^-1 g/ml，所述异淀粉酶的含量为4.610^-2～7.7×10^-2 g/ml异淀粉酶，所述脂肪酶的含量为1.123～1.487×10^-1 g/ml脂肪酶。

优选地，所述步骤（4）中，所述小肠阶段模拟消化参数为消化时间7.5小时，消化温度41℃。

优选地，所述步骤（5）中，所述大肠阶段模拟消化参数为消化时间7.5小时，消化温度41℃。

优选地，所述步骤（6）中，所述设定条件为55℃。

优选地，所述二次烘干的条件为：真空度-0.08Mpa，烘干温度 55℃，烘干时间4小时。

本发明的有益效果在于：

1.使用本发明检测方法测得的大米体外消化率为81.01%，而通过传统方法测得的大米体外消化率则为88.73%。根据动物代谢试验研究表明，大米的体内消化率约为82%，这与本发明检测方法的结果相近，说明本方法检测方法测得的大米消化率和大米实际的消化率更相符。

2.传统方法由于烘干的温度较高，导致一部分的大米发生美拉德反应而损失掉，因此导致评估的结果不准确，本发明对大米以及副产物的干燥过程进行改良，将105℃鼓风干燥箱烘干改为55℃真空干燥箱烘干，避免了大米及其副产物在处理过程中发生美拉德反应而影响检测结果的准确度。

3.传统方法使用的淀粉酶无法将大米及其副产物中的淀粉完全消化，导致传统方法测得的消化能不准确，本发明使用α淀粉酶和异淀粉酶的混合酶组代替传统的单一α-淀粉酶，而且本发明申请人发现，单纯增加单一α-淀粉酶时，残渣中，仍然会有15.56%的淀粉为被消化，而采用混合酶组的残渣中淀粉含量仅有1.42%，从而可以极大的提高本发明检测方法的准确性。

4.传统方法在测定残渣消化能前需要经过无水乙醇进行脱脂，但是本发明人在实际的试验中发现，无水乙醇脱脂的过程中，大米残渣会和无水乙醇发生反应生产胶冻状的物质，导致后续的试验无法进行。本发明使用脂肪酶代替无水乙醇，成功的解决了上述问题。

附图说明

图1 美拉德反应检测结果。

具体实施方式

实施例1

（1）将大米及其副产物进行粉碎，过试验筛；

（2）配制胃阶段磷酸缓冲溶液，pH值为2.0，小肠前段磷酸盐缓冲溶液，pH为6.5，小肠后段磷酸盐缓冲溶液，pH为7.9。

（3）称取2g粉碎后的大米及其副产物与20ml加入了2.19×10^-3g/ml胃蛋白酶的胃模拟消化液混合均匀，然后加入到模拟消化管中并置于单胃仿生消化仪内，将2L胃阶段缓冲液通过蠕动泵加入到缓冲溶液循环系统中，用以维持消化管渗透压、pH、温度稳定，胃阶段的模拟消化时间为4小时，消化温度为41℃；

（4）胃阶段模拟消化结束后，将2L小肠前段缓冲液通过蠕动泵加入到缓冲溶液循环系统中，反应30min后，将2ml含有4.47×10^-3 g/ml胰蛋白酶、2.69×10^-3 g/ml糜蛋白酶，1.94×10^-1 g/mlα-淀粉酶，5.20×10^-2 g/ml异淀粉酶，1.28×10^-1 g/ml脂肪酶的小肠前段消化液加入模拟消化管内进行小肠前段模拟消化，消化时间为7.5小时，消化温度为41℃；

（5）小肠后段模拟消化结束后，将2L小肠后段缓冲液通过蠕动泵加入到缓冲溶液循环系统中进行小肠后段模拟消化，消化时间为7.5小时，消化温度为41℃；

（6） 模拟消化结束后，将模拟消化管中的大米及其副产物残渣使用去离子水冲洗干净，之后无损伤的转移到鼓风干燥箱内，在设定条件下将大米残渣烘干至无水痕；

（7）将无水痕的大米残渣转移至真空干燥箱内，进行二次烘干，烘干结束后，将培养皿置于干燥器内，冷却至室温后称重；

（8）使用样品刮渣刀轻轻地将培养皿中的样品转移到C2000型能量仪用坩埚内；

（9）使用IKA C2000热量仪测得残渣的GE，并计算得到大米的体外消化能，所述大米体外消化能计算公式为：大米体外消化能=大米总能-大米消化后残渣的总能。

实施例2

（1）将大米及其副产物进行粉碎，过试验筛；

（2）配制胃阶段磷酸缓冲溶液，pH值为2.0，小肠前段磷酸盐缓冲溶液，pH为6.5，小肠后段磷酸盐缓冲溶液，pH为7.9。

（3）称取2g粉碎后的大米及其副产物与20ml加入了2.19×10^-3g/ml胃蛋白酶的胃模拟消化液混合均匀，之后，加入到模拟消化管中并置于单胃仿生消化仪进行胃阶段的模拟消化，将2L胃阶段缓冲液通过蠕动泵加入到缓冲溶液循环系统中，用以维持消化管渗透压、pH、温度稳定，消化时间为4小时，为消化温度41℃；

（4）胃阶段模拟消化结束后，2L小肠前段缓冲液通过蠕动泵加入到缓冲溶液循环系统中，反应30min后，将2ml含有4.12×10^-3 g/ml胰蛋白酶、2.03×10^-3糜蛋白酶，1.67×10^-1g/mlα-淀粉酶，4.610^-2g/ml异淀粉酶，1.123×10^-1 g/ml脂肪酶的小肠前段消化液加入模拟消化管内进行小肠前段模拟消化，消化时间为7.5小时，消化温度为41℃；

（5）小肠后段模拟消化结束后，将2L小肠后段缓冲液通过蠕动泵加入到缓冲溶液循环系统中进行小肠后段模拟消化，消化时间为7.5小时，消化温度为41℃；

（6） 模拟消化结束后，将模拟消化管中的大米及其副产物残渣使用去离子水冲洗干净，之后无损伤的转移到鼓风干燥箱内，在设定条件下将大米残渣烘干至无水痕；

（7）将无水痕的大米残渣转移至真空干燥箱内，进行二次烘干，烘干结束后，将培养皿置于干燥器内，冷却至室温后称重；

（8）使用样品刮渣刀轻轻地将培养皿中的样品转移到C2000型能量仪用坩埚内；

（9）使用IKA C2000热量仪测得残渣的GE，并计算得到大米的体外消化能，所述大米体外消化能计算公式为：大米体外消化能=大米总能-大米消化后残渣的总能。

实施例3

（1）将大米及其副产物进行粉碎，过试验筛；

（2）配制胃阶段磷酸缓冲溶液，pH值为2.0，小肠前段磷酸盐缓冲溶液，pH为6.5，小肠后段磷酸盐缓冲溶液，pH为7.9。

（3）称取2g粉碎后的大米及其副产物与20ml加入了2.19×10^-3g/ml胃蛋白酶的胃模拟消化液混合均匀，之后，加入到模拟消化管中并置于单胃仿生消化仪进行胃阶段的模拟消化，将2L胃阶段缓冲液通过蠕动泵加入到缓冲溶液循环系统中，用以维持消化管渗透压、pH、温度稳定，消化时间为4小时，消化温度为41℃；

（4）胃阶段模拟消化结束后，2L小肠前段缓冲液通过蠕动泵加入到缓冲溶液循环系统中，反应30min后，将2ml含有5.26×10^-3 g/ml胰蛋白酶、2.69×10^-3 g/ml糜蛋白酶，2.15×10^-1 g/ml α-淀粉酶，7.7×10^-2 g/ml异淀粉酶，1.487×10^-1 g/ml脂肪酶的小肠前段消化液加入模拟消化管内进行小肠前段模拟消化，消化时间为7.5小时，消化温度为41℃；

（5）小肠后段模拟消化结束后，将2L小肠后段缓冲液通过蠕动泵加入到缓冲溶液循环系统中进行小肠后段模拟消化，消化时间为7.5小时，消化温度为41℃；

（6） 模拟消化结束后，将模拟消化管中的大米及其副产物残渣使用去离子水冲洗干净，之后无损伤的转移到鼓风干燥箱内，在设定条件下将大米残渣烘干至无水痕；

（7）将无水痕的大米残渣转移至真空干燥箱内，进行二次烘干，烘干结束后，将培养皿置于干燥器内，冷却至室温后称重；

（8）使用样品刮渣刀轻轻地将培养皿中的样品转移到C2000型能量仪用坩埚内；

（9）使用IKA C2000热量仪测得残渣的GE，并计算得到大米的体外消化能，所述大米体外消化能计算公式为：大米体外消化能=大米总能-大米消化后残渣的总能。

对照组

传统检测方法

（1）将大米或者大米副产物进行粉碎，过孔径0.28mm试验筛；

（2）配制胃阶段磷酸盐缓冲溶液，（pH=2.0）,小肠前段磷酸盐缓冲溶液（pH=6.5）,小肠后段磷酸盐缓冲溶液（pH=7.9）。

（3）称取2g粉碎后的大米或者副产物与20ml胃阶段消化酶（2.19×10^-3 g/ml）的胃模拟消化液混合均匀，加入到玻璃模拟消化管，将消化管安装在单胃动物仿生消化仪上进行胃阶段模拟消化,消化时间为4小时，消化温度为41℃；

（4）胃模拟消化结束后，小肠前段缓冲液通过蠕动泵自动进入模拟消化管中，待缓冲液运行30min后，将2ml含有4.47×10^-3 g/ml胰蛋白酶、2.69×10^-3 g/ml糜蛋白酶、1.76×10^{- 1}g/mlα-淀粉酶的小肠前段消化液加入模拟消化管内，进行小肠前段模拟消化，消化时间为6.5小时，消化温度为41℃；

（5）小肠后段模拟消化结束后，小肠后段缓冲液通过蠕动泵自动进入模拟消化管中，进行小肠后段模拟消化,消化时间为7.5小时，消化温度为41℃；

（6）消化残渣的处理1：模拟消化结束后，将玻璃消化管内的大米残渣用去离子水冲洗干净，无损失地转移到培养皿中，将培养皿转移至鼓风干燥箱内，在55℃条件下将培养皿烘干至没有水痕。

（7）消化后残渣处理2：将没有水痕的残渣转移至鼓风干燥箱内，在105℃条件下烘干4h，取出培养皿至干燥器内，冷却至室温后称重。

（8）消化后残渣处理3：用样品刮渣刀轻轻地将培养皿中的样品转移到砂芯坩埚内，然后在通风橱内用无水乙醇脱脂4遍。

（9）消化后残渣处理4：将脱脂后的残渣转移至鼓风干燥箱内，在105℃条件下烘干4h，取出培养皿至干燥器内，冷却至室温后称重。

（10）消化后残渣处理5：用样品刮渣刀轻轻地将培养皿中的样品转移到C2000型能量仪用坩埚内。

（11）消化后残渣处理6：使用IKA C2000热量仪测得残渣的GE，通过计算得到大米的体外消化能，体外消化能计算公式：大米体外消化能=大米总能-大米消化后残渣的总能。

实验方法和结果

1.消化能检测

采用本发明检测方法和传统方法分别检测大米的消化能，各设置5组，具体参数和结果如表1所示。

由表1可以看出，对于相同样品，本发明的检测方法检测出的平均大米消化率为81.01%，变异系数为0.5%。而使用传统检测方法检测出的大米平均消化率为88.73%，变异系数为1.5%。根据动物代谢试验研究表明，大米的体内消化率约为82%，这与本发明检测方法检测出的结果相近，说明本发明的检测结果更加的准备。因为，传统方法存在美拉德反应，所以导致大米中糖类和氨基酸出现损失，因此传统方法测定的大米消化率高出动物试验6.73%。上述的结果表明本发明的检测方法在检测大米及其副产物消化能时的检测结果更准确，因此可以使用其替代传统检测方法。

2.美拉德反应检测

使用摄像机分别拍摄本发明检测方法和传统检测方法二次干燥后大米残渣的状态。

如图1所示，传统方法经过105℃烘干之后，大米残渣呈现明显的焦糊状态，而本发明检测方法则无明显变化，由于美拉德反应是糖类的羰基与氨基进行反应，会导致残渣中的糖类及氨基酸含量损失，严重影响测定结果的准确性，因此，本发明所述的检测方法优于传统的检测方法。