青稞粉發(fā)酵工藝響應(yīng)面法優(yōu)化及體外降糖活性研究

孫康娜，院珍珍，2*，李 巖，宋曉凡，陳富章

（1.青海大學(xué) 農(nóng)牧學(xué)院，青海 西寧 810016；2.青海大學(xué) 省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國家重點實驗室，青海 西寧 810016）

青稞（Hordeum vulgareLinn），俗稱裸大麥，又稱元麥[1]，屬于禾本科大麥屬農(nóng)作物，主要分布在西藏、青海、四川等高原地區(qū)[2]。研究表明，青稞中含有多種人體必需氨基酸，并具有“高蛋白、高纖維素、高維生素、低脂肪、低糖”的特性[3]，將其加工成為功能性食品可起到抗炎、抗癌、抗糖尿病、抗菌、抗衰老、緩解高血糖癥和高血脂癥的作用[4]，青稞中富含的β-葡聚糖[5]具有抑制和治療阿爾茲海默癥、Ⅱ型糖尿病、癌癥、冠心病等一些慢性和代謝性疾病的功能特性，且具有降低餐后血糖和胰島素水平的效果[6]，對預(yù)防心血管疾病，糖尿病等有顯著作用[7]。但淀粉作為青稞中的主要營養(yǎng)成分，其消化速率及程度會直接影響餐后血糖反應(yīng)[8]，此問題限制了青稞在低糖飲食人群中的普及利用[9]。

淀粉作為人類營養(yǎng)物質(zhì)的重要來源，是青稞中最主要成分，其消化速率及程度會直接影響餐后血糖反應(yīng)，含量在64%左右，其中支鏈淀粉含量占70%以上[10]，不同植物來源的淀粉在結(jié)構(gòu)、糊化特性、淀粉老化特性等方面差異顯著，而淀粉的不同特性對最終食品的品質(zhì)也有所影響。依據(jù)淀粉在模擬人體消化道中的水解快慢速率可將其分為三類[11-12]：①20 min內(nèi)能被α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶降解的淀粉稱為快消化淀粉（rapidly digestible starch，RDS）；②20～l20 min內(nèi)能被降解的淀粉為慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）[13-14]；③超過120 min都未能被降解的淀粉稱之為抗消化淀粉（resistant starch，RS）。ENGLYST H N等[12]研究表明，體外淀粉消化速率與血糖反應(yīng)之間存在密切關(guān)系，RDS能在攝入淀粉后快速提高人體血糖水平，為人體提供必要能量以維持身體和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常生理功能。而大量的葡萄糖從RDS中快速釋放會導(dǎo)致血糖和胰島素水平快速升高從而引發(fā)代謝性慢性疾病，如2型糖尿病[15]。SDS消化緩慢，但可以在小腸中被完全吸收并維持人體血液中的葡萄糖濃度[16]。RS在人體消化道中無法被消化，但可以在結(jié)腸中被微生物降解發(fā)酵，有利于腸道菌群調(diào)節(jié)和預(yù)防代謝性疾病[17-18]，調(diào)控淀粉消化速率對日常健康尤為重要[19]。動物試驗表明，若飲食中包含SDS，會延遲胰島素抗性的發(fā)生[20]。餐后血糖應(yīng)答很大程度上取決于RDS的含量，而SDS可持續(xù)緩慢釋放出能量，維持餐后血糖穩(wěn)定，還可以降低餐后胰島素分泌，提高機體對胰島素的敏感性[21]。SDS含量高的食物還有飽腹感，可以作為肥胖人群的減肥產(chǎn)品，還可以作為長跑運動員的碳水化合物補充劑，對正常人群也大有裨益[22]。α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶可以促進腸道食物中碳水化合物如淀粉等分解成單糖，從而引起餐后血糖升高，抑制α-葡萄糖苷酶的活性可以減少單糖的生成，從而降低餐后血糖，通過體外抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性試驗可以評價降糖活性[23]。

酵母菌是一種單細胞真菌生物，在有氧和無氧環(huán)境下都能生存，屬于兼性厭氧菌。由于酵母菌具有產(chǎn)淀粉酶的能力，其在發(fā)酵過程中可分泌淀粉酶使淀粉部分水解為還原糖，自然發(fā)酵后的淀粉在4 ℃環(huán)境下回生后，熱流焓值明顯增大，同時直鏈淀粉含量越高，回升過程中支鏈淀粉越容易成核結(jié)晶，淀粉的消化速率明顯降低[24]。王唯浩等[25]研究發(fā)現(xiàn)，通過酵母菌發(fā)酵小米，可使小米淀粉的分子結(jié)構(gòu)、糊化及老化特性發(fā)生明顯變化。寇芳等[26]研究酵母菌發(fā)酵處理對小米粉物理化學(xué)性質(zhì)的影響，得出酵母菌發(fā)酵可使小米粉的物理化學(xué)特性發(fā)生改變，使小米粉更有利于發(fā)展利用。張?zhí)鞂W(xué)[27]采用熱處理青稞粉，研究濕熱和干熱處理對青稞淀粉結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過熱處理后青稞中的快消化淀粉含量明顯降低。

目前國內(nèi)外很多學(xué)者對青稞淀粉的研究主要集中于與其他植物來源淀粉的理化特性分析比較[28]，以及對青稞淀粉進行改性處理方面的研究，王金斌等[29]研究了青稞慢消化淀粉酶法制備技術(shù)；張倩倩[30]對青稞慢性消化淀粉的制備條件進行了優(yōu)化，但鮮見以微生物發(fā)酵增加其慢消化淀粉含量方面的研究，鄭子懿等[31]采用固態(tài)發(fā)酵探究慢消化淀粉含量。發(fā)芽能有效改善青稞的營養(yǎng)成分和抗氧化活性，能夠從整體上提高青稞的營養(yǎng)價值[32-33]。

本研究以萌芽黑青稞粉為原材料，通過酵母菌發(fā)酵增加青稞慢消化淀粉含量。采用單因素試驗及響應(yīng)面試驗優(yōu)化其發(fā)酵工藝，并通過測定α-葡萄糖苷酶抑制率評價發(fā)酵青稞粉體外降血糖活性。旨在拓展青稞在食品上的應(yīng)用，推進高原健康食品的發(fā)展，為青稞功能性食品的深度開發(fā)利用奠定理論基礎(chǔ)，對糖尿病患者及需低糖飲食人群也有一定意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

萌芽黑青稞粉：青海漢和生物科技股份有限公司；蔗糖（分析純）：天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠；釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）：安琪酵母股份有限公司；豬胰α-淀粉酶（50 U/mg）：合肥博美生物科技有限責(zé)任公司；糖化酶（10萬U/mL）：江蘇銳陽生物科技有限公司；α-葡萄糖苷酶（70萬U/mL）：上海吉至生化科技有限公司；50 T/48 h淀粉試劑盒：北京索寶來生物科技有限公司；3,5-二硝基水楊酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）（分析純）：上海展云化工有限公司；氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、乙酸（均為分析純）：天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠；苯酚（分析純）：天津市致遠化學(xué)試劑有限公司；無水亞硫酸鈉（分析純）：天津市光復(fù)精細化工研究所；無水碳酸鈉（分析純）：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

YM 50立式壓力蒸汽滅菌器：上海三申醫(yī)療器械有限公司；DHG9070A電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；XW-80A漩渦振蕩儀：海門市其林貝爾儀器制造有限公司；LR10M大容量冷凍離心機、H/T16MM臺式高速離心機：湖南赫西儀器裝備有限公司；UV-1780紫外可見分光光度計：島津儀器（蘇州）有限公司；Tissuelyser-96多樣品組織研磨儀：上海凈信實業(yè)發(fā)展有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 發(fā)酵青稞粉的制備

稱取一定量的萌芽黑青稞粉于錐形瓶中，于121 ℃條件下滅菌20min。滅菌結(jié)束后置于超凈工作臺紫外殺菌30min，將活化酵母菌（0.2 g蔗糖、8.8 mL水及1 g酵母于32 ℃活化15～20 min）、pH 5.2的緩沖溶液、無菌水加入錐形瓶中在一定溫度條件下發(fā)酵一定時間。發(fā)酵結(jié)束后，將錐形瓶放入50 ℃水浴鍋中10 min，進行滅酵母菌處理，于5 000 r/min離心10 min，得到的固體沉淀用蒸餾水洗滌，并按上述條件再次離心，重復(fù)操作兩次，離心結(jié)束后，將沉淀移入培養(yǎng)皿中，于60 ℃條件下烘干處理，得到發(fā)酵青稞粉。將發(fā)酵青稞粉置于多樣品組織研磨儀中以90 s、50 Hz條件下粉碎成粉，備用。

1.3.2 發(fā)酵工藝優(yōu)化

（1）單因素試驗

發(fā)酵時間的確定：在發(fā)酵溫度為30 ℃、青稞粉質(zhì)量分數(shù)為6%、酵母菌接種量為3%的條件下，分別測定發(fā)酵時間為12 h、24 h、36 h、48 h、60 h時的慢消化淀粉含量。

發(fā)酵溫度的確定：在發(fā)酵時間為24 h、青稞粉質(zhì)量分數(shù)為6%、酵母菌接種量為3%的條件下，分別測定發(fā)酵溫度為20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃條件下，發(fā)酵青稞粉中慢消化淀粉含量。

青稞粉質(zhì)量分數(shù)的確定：在發(fā)酵時間為24 h、發(fā)酵溫度為30 ℃、酵母菌接種量為3%的條件下，分別測定青稞粉質(zhì)量分數(shù)為2%、4%、6%、8%、10%條件下，發(fā)酵青稞粉中慢消化淀粉含量。

酵母菌接種量的確定：在發(fā)酵時間為24 h、發(fā)酵溫度為30 ℃、青稞粉質(zhì)量分數(shù)為6%的條件下，分別測定酵母菌接種量為1%、2%、3%、4%、5%條件下，發(fā)酵青稞粉中慢消化淀粉含量。

（2）響應(yīng)面試驗

依照單因素試驗所得的結(jié)果，通過Design-Expert 8.0.6軟件，根據(jù)Box-Benhnken試驗設(shè)計原理，選取青稞粉質(zhì)量分數(shù)（A）、酵母菌接種量（B）、發(fā)酵溫度（C）作為自變量，以慢消化淀粉含量（Y）為響應(yīng)值，采用3因素3水平響應(yīng)面試驗進行發(fā)酵工藝條件優(yōu)化。Box-Benhnken試驗設(shè)計因素與水平見表1。

水平 A 青稞粉質(zhì)量分數(shù)/% B 酵母菌接種量/% C 發(fā)酵溫度/℃-1 0 1 4 6 8 2 3 4 25 30 35

1.3.3 總淀粉含量的測定

總淀粉含量的測定采用檢測試劑盒法。以0.10 mg/mL、0.05 mg/mL、0.04 mg/mL、0.03 mg/mL、0.02 mg/mL、0.01 mg/mL葡萄糖標準溶液質(zhì)量濃度（x）為橫坐標，以波長620 nm處測定吸光度值（y）為縱坐標，繪制葡萄糖標準曲線，得到標準曲線回歸方程：y=12.192x+0.002，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 2，總淀粉含量計算公式如下：

式中：TS為總淀粉含量，mg/g；X為測得的吸光度值對應(yīng)標準曲線回歸方程的葡萄糖含量，mg/mL；D為稀釋倍數(shù)1 000；V為提取后總體積，mL；W為稱取的改性青稞粉質(zhì)量，g；1.11為換算系數(shù)。

1.3.4 慢消化淀粉含量的測定

葡萄糖標準曲線的繪制：配制1 mg/mL的葡萄糖標準溶液，分別吸取0、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL的葡萄糖標準溶液，加蒸餾水至1 mL，再分別加入2 mL DNS試劑，沸水浴加熱2 min，流水冷卻，用水補足到15 mL，于波長540 nm處測定吸光度值，平行測定3次。標準曲線回歸方程Y=0.931 6X-0.002 4，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 8。

慢消化淀粉含量測定采用體外模擬消化法[34]。稱取發(fā)酵青稞粉0.2g，加入1 mol/LpH 5.2 的乙酸鈉緩沖溶液15 mL，同時加入5顆玻璃珠，加入混酶液（豬胰α-淀粉酶300 U/mL，糖化酶15 U/mL）10 mL。立即放入37 ℃轉(zhuǎn)速為150 r/min恒溫振蕩鍋中分別反應(yīng)0、20 min、120 min后，取出沸水浴滅酶10 min，放入冷水中冷卻至常溫，即得體外模擬消化液。取滅酶后的體外模擬消化液5 mL于離心管中，放入離心機4 500 r/min離心15 min，取上清液100 μL，加入900 μL蒸餾水后，加2 mL DNS，沸水浴反應(yīng)5 min后，冷水循環(huán)冷卻至室溫后加入12 mL蒸餾水，混勻，使用紫外分光光度儀在波長540 nm處測定吸光度值，每個樣品分別做3組平行。葡萄糖含量及慢消化淀粉含量計算公式如下：

式中：G為葡萄糖含量，mg/g；At為測試溶液的吸光度值；D為稀釋倍數(shù)；W為樣品的質(zhì)量，g；0.002 4、0.931 6為葡萄糖標曲系數(shù)。

式中：SDS為慢消化淀粉含量，%；G120為120 min時的葡萄糖含量，mg/g；G20為20 min時的葡萄糖含量，mg/g；0.9為還原糖（以葡萄糖計）換算成淀粉的換算系數(shù)；mTS為樣品中總淀粉質(zhì)量，mg。

1.3.5α-葡萄糖苷酶抑制率的測定

參照賴曉樺等[35]的方法，稱取0.05 g改性青稞粉，加入0.05 mol/L（pH 6.8）磷酸鹽緩沖液（phosphate buffer solution，PBS）600 μL，滴加300 μL 20 mmol/L對硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷（p-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside，PNPG）溶液，并在37 ℃振蕩水浴鍋中酶解20 min，后滴加0.2 U/mL的α-葡萄糖苷酶溶液200 μL，室溫反應(yīng)10 min后，加入0.1 mol/L Na2CO32 mL終止反應(yīng)，3 000 r/min離心10 min，吸取200 μL上清液于96孔板中，用酶標儀于波長405 nm處測定吸光度值。α-葡萄糖苷酶抑制率計算公式如下：

式中：a為含有α-葡萄糖苷酶溶液和待測樣品的測定吸光度值；b為不含α-葡萄糖苷酶溶液含待測樣品的測定吸光度值；c為含有α-葡萄糖苷酶溶液不含樣品的測定吸光度值；d為不含α-葡萄糖苷酶溶液和待測樣品的測定吸光度值。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

同一處理的樣品做3組平行，使用Excel 2016、Origin 2021軟件進行數(shù)據(jù)處理、分析及作圖，響應(yīng)面試驗結(jié)果利用Design-Expert 8.0.6軟件進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗

2.1.1 發(fā)酵時間對青稞慢消化淀粉含量的影響

由圖1可知，當(dāng)發(fā)酵時間在12～24 h時，慢消化淀粉含量呈現(xiàn)上升趨勢；當(dāng)發(fā)酵24 h時，慢消化淀粉含量達到最高值32.55%；當(dāng)發(fā)酵時間＞24 h之后，慢消化淀粉含量隨著時間的延長又呈現(xiàn)下降趨勢。原因可能是微生物生長要經(jīng)過停滯期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定期和衰退期四個階段，微生物發(fā)酵產(chǎn)物和含量隨著發(fā)酵微生物的生長階段而改變。一般情況下，發(fā)酵初期，隨著發(fā)酵時間的延長，產(chǎn)品的慢消化淀粉含量逐漸升高，到了穩(wěn)定期，產(chǎn)品的慢消化淀粉含量基本保持恒定，此時應(yīng)停止發(fā)酵，進入衰退期，產(chǎn)品的慢消化淀粉含量會逐漸降低，因此，最佳發(fā)酵時間為24 h。

圖1 發(fā)酵時間對青稞慢消化淀粉含量的影響Fig.1 Effect of fermentation time on slow-digestible starch content of highland barley

2.1.2 發(fā)酵溫度對青稞慢消化淀粉含量的影響

由圖2可知，當(dāng)發(fā)酵溫度在20～30 ℃時，慢消化淀粉含量呈逐漸上升趨勢；當(dāng)發(fā)酵溫度為30 ℃時，慢消化淀粉含量達到最高值34.78%；當(dāng)發(fā)酵溫度＞30 ℃之后，慢消化淀粉含量呈下降趨勢。原因可能是溫度對發(fā)酵的影響是多方面的。菌體生長和代謝產(chǎn)物的形成是各種因素綜合表現(xiàn)的結(jié)果。從酶反應(yīng)動力學(xué)來看，溫度升高，反應(yīng)速度加大，生長代謝加快，產(chǎn)物生成提前。但是，溫度愈高酶失活愈快，菌體易于衰老，影響產(chǎn)物的生成。因此，最佳發(fā)酵溫度為30 ℃。

圖2 發(fā)酵溫度對青稞慢消化淀粉含量的影響Fig.2 Effect of fermentation temperature on slow-digestible starch content of highland barley

2.1.3 青稞粉質(zhì)量分數(shù)對青稞慢消化淀粉含量的影響

由圖3可知，當(dāng)青稞粉質(zhì)量分數(shù)為2%～6%時，慢消化淀粉含量呈上升趨勢；當(dāng)青稞粉質(zhì)量分數(shù)為6%時，慢消化淀粉含量達到最高值33.11%；當(dāng)青稞粉質(zhì)量分數(shù)為6%～10%時，慢消化淀粉含量呈下降趨勢。原因可能是青稞粉質(zhì)量分數(shù)過高時，不利于菌種生長繁殖，產(chǎn)生的淀粉酶較少，進而導(dǎo)致慢消化淀粉含量較少；而青稞粉質(zhì)量分數(shù)過低則會抑制菌種與空氣的接觸，本實驗所用酵母菌為兼性厭氧菌，在無氧條件下一般僅維持生存，代謝不完全，水解淀粉能力弱，產(chǎn)生慢消化淀粉含量少[36]。因此，最佳青稞粉質(zhì)量分數(shù)為6%。

圖3 青稞粉質(zhì)量分數(shù)對青稞慢消化淀粉含量的影響Fig.3 Effects of highland barley powder mass fraction on slow-digestible starch content of highland barley

2.1.4 酵母菌接種量對青稞慢消化淀粉含量的影響

由圖4可知，隨著酵母菌接種量的增加，慢消化淀粉的含量呈先升高后降低的趨勢。當(dāng)酵母接種量為1%～3%時，慢消化淀粉的含量隨之增加；當(dāng)酵母接種量為3%時，慢消化淀粉含量達最高值34.81%；當(dāng)酵母菌的接種量＞3%之后，慢消化淀粉的含量隨之下降。隨著接種量增加，微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)需求更高發(fā)酵底物中的營養(yǎng)物質(zhì)有限，不利于微生物的生長，慢消化淀粉含量又逐漸降低。因此，最佳酵母菌接種量為3%。

圖4 酵母菌接種量對青稞慢消化淀粉含量的影響Fig.4 Effect of yeast inoculum on slow-digestible starch content of highland barley

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化分析

2.2.1 模型的建立及顯著性檢驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上，通過Design-Expert 8.0.6軟件，根據(jù)Box-Benhnken試驗設(shè)計原理，選取青稞粉質(zhì)量分數(shù)（A）、酵母菌接種量（B）、發(fā)酵溫度（C）作為自變量，以慢消化淀粉含量（Y）為響應(yīng)值，采用Box-Benhnken試驗設(shè)計出17個試驗方案，測定每組試驗條件下慢消化淀粉含量，Box-Benhnken試驗設(shè)計及結(jié)果見表2，方差分析結(jié)果見表3。

表2 發(fā)酵工藝優(yōu)化Box-Benhnken試驗設(shè)計及結(jié)果Table 2 Design and results of Box-Benhnken experiments for fermentation process optimization

表3 回歸模型方差分析Table 3 Variance analysis of regression model

對表2數(shù)據(jù)采用Design-Expert 8.0.6軟件進行擬合，得到慢消化淀粉含量與青稞粉質(zhì)量分數(shù)（A）、酵母菌接種量（B）、發(fā)酵溫度（C）的二次多項回歸方程如下：

Y=36.68-0.28A+0.21B-0.59C+0.23AB+1.23AC+0.19BC-1.90A2-1.06B2-1.76C2

為檢驗回歸方程的可靠性并確定各因素對青稞慢消化淀粉含量的影響程度，對回歸方程系數(shù)進行顯著性檢驗。由表3可知，該模型F值為1 845.97且P＜0.000 1，極顯著；失擬項是模型數(shù)據(jù)變異的體現(xiàn)，失擬項F值為0.372 3，P值為0.778 4＞0.05，不顯著，表明該模型預(yù)測值與實驗值擬合效果較好。由P值可知，二次項A2、B2、C2、一次項A、B、C和交互項AB、AC、BC對結(jié)果影響極顯著（P＜0.01）。由F值可知，發(fā)酵溫度對結(jié)果影響最明顯，其次是青稞粉質(zhì)量分數(shù)，酵母菌接種量對結(jié)果影響最小，即3個因素對慢消化淀粉含量的影響因素大小順序為C＞A＞B。

2.2.2 各因素交互作用響應(yīng)面分析

兩因素的疊加作用可以通過響應(yīng)面的立體圖式直觀表示出來，主效應(yīng)因素通過等高線的狀態(tài)能夠?qū)⒉煌蛩亻g疊加作用的具體強弱情況反映出來[37-38]。響應(yīng)面圖中曲線越彎曲、坡度越大，則表明因素對結(jié)果影響越大[39]。等高線圖形狀越趨近于橢圓，則兩因素間交互作用越顯著，等高線圖越接近圓形，則交互作用越不顯著。曲面坡度越陡峭，表明響應(yīng)值對于操作條件的改變越敏感；反之曲面坡度越平緩，操作條件的改變對響應(yīng)值的影響也就越小[41]。

通過Design-Expert 8.0.6軟件，各試驗因素交互作用對結(jié)果影響響應(yīng)面及等高線見圖5。

圖5 各因素間交互作用對青稞慢消化淀粉含量影響的響應(yīng)曲面及等高線Fig.5 Response surface plots and contour lines of effects of interaction between various factors on slow-digestible starch contents of highland barley

由圖5a可知，青稞粉質(zhì)量分數(shù)和接種量這兩個因素對慢消化淀粉含量的影響極顯著[2]；由圖5b可知，青稞粉質(zhì)量分數(shù)和發(fā)酵溫度交互作用等高線圖接近橢圓，即這兩個因素對慢消化淀粉含量的影響極顯著；由圖5c可知，接種量和發(fā)酵溫度交互作用等高線圖接近橢圓，即這兩個因素對慢消化淀粉含量的影響極顯著。

2.2.3 驗證試驗

由Design-Expert8.0.6軟件分析得出最佳發(fā)酵工藝條件為：發(fā)酵溫度28.94 ℃、青稞粉質(zhì)量分數(shù)5.72%、酵母菌接種量3.06%，在此最佳條件下，青稞慢消化淀粉含量預(yù)測值為36.77%?？紤]到實際操作的局限性，將試驗條件修正為：發(fā)酵溫度30 ℃，青稞粉質(zhì)量分數(shù)6%、酵母菌接種量3%，在此優(yōu)化條件下進行3次平行驗證試驗，慢消化淀粉含量實際值為35.55%。表明該回歸模型可以較好地預(yù)測青稞慢消化淀粉含量。

2.3 α-葡萄糖苷酶抑制率的測定

α-葡萄糖苷酶可有效催化水解淀粉和低聚糖，引起餐后血糖升高[42]，通過對響應(yīng)面優(yōu)化后的最佳發(fā)酵工藝下發(fā)酵青稞進行α-葡萄糖苷酶抑制率的測定，評價其體外降糖活性。結(jié)果表明，未發(fā)酵青稞粉α-葡萄糖苷酶抑制率為41.46%，通過測定以響應(yīng)面優(yōu)化試驗所制得的發(fā)酵青稞粉為原料的α-葡萄糖苷酶抑制率為69.86%。由此可得，在最佳發(fā)酵工藝下，發(fā)酵青稞粉的α-葡萄糖苷酶抑制率明顯升高，為后期研發(fā)低血糖生成指數(shù)（low glycemic index，LGI）保健食品提供理論基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

本研究在單因素試驗的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面法優(yōu)化青稞粉發(fā)酵工藝條件，并通過測定α-葡萄糖苷酶抑制率評價發(fā)酵青稞粉體外降血糖活性。結(jié)果顯示，最佳發(fā)酵工藝條件為：發(fā)酵時間24 h、發(fā)酵溫度30 ℃、青稞粉質(zhì)量分數(shù)6%、酵母菌接種量3%。在此優(yōu)化條件下，青稞粉中慢消化淀粉含量為35.55%。與未經(jīng)過發(fā)酵處理的青稞粉相比，慢消化淀粉含量增加了23.23%。在體外降糖活性試驗中，測定α-葡萄糖苷酶抑制率為69.86%，比未發(fā)酵青稞粉α-葡萄糖苷酶抑制率增加了28.4%。本研究為青稞的高效利用及青稞淀粉作為功能性食品在預(yù)防心血管疾病，預(yù)防糖尿病，控制體重等方面的開發(fā)利用奠定了理論基礎(chǔ)。