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抗性淀粉检试剂盒K-RSTAR使用说明书

2025-03-25     来源:本站     点击次数:306

抗性淀粉检测程序(100 次/盒)K-RSTAR

AOAC 方法 2002.02
AACC 方法 32-40.01
CODEX 第二类方法

产品介绍:

根据定义,抗性淀粉(RS)是指不会被人类小肠中的酶水解的淀粉。抗性淀粉会进入大肠,在大肠中微生物的作用下,部分或全部发酵。抗性淀粉通常被视为总膳食纤维(TDF)的组分之一。
1982年,Englyst等人在测定非淀粉多糖时,首次发现了抗酶水解淀粉组分1。Berry2在这项研究的基础上加以扩展,开发了一种抗性淀粉测定程序。该程序结合了Englyst等人1采用的α-淀粉酶/普鲁兰酶处理方法,但省略了将样品加热至100 ℃的初始步骤,使检测条件更接近生理条件。经改进后,测得的样品抗性淀粉含量大幅提高。随后,Englyst等人3-5以健康的回肠造口患者为试验对象证实了这一发现。

到20世纪90年代初,研究人员已充分认识到抗性淀粉的生理功能。欧洲抗性淀粉协会(EURESTA)的研究计划开发了多种新的/改良方法6,7。Champ7方法基于Berry2方法进行改进,可直接测定抗性淀粉。主要改进包括将样品量从10 mg增至100 mg,只使用胰腺α-淀粉酶(而不是与Englyst1和Berry2一样使用胰腺α-淀粉酶加普鲁兰酶)来消化样品,以及在pH 6.9下进行孵育(Englyst1和Berry2在pH 5.2下进行孵育)。这种方法直接用颗粒物测定抗性淀粉含量。Muir和O’Dea8开发的检测程序则将样品嚼碎,先用胃蛋白酶处理,添加胰α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶混合物,然后置于振荡水浴槽中,在pH 5.0,37 °C下孵育15个小时。通过离心回收残余颗粒物(含抗性淀粉),用乙酸盐缓冲液离心洗涤,并通过加热、加入二甲基亚砜(DMSO)和耐热α-淀粉酶共同作用,消化抗性淀粉。

Fausant等人9、Goni等人10、Akerberg等人11和Champ等人12对这些方法进行了改进,包括进行以下变更:使用的酶浓度、使用的酶类型(所有方法都使用胰α-淀粉酶,不再使用普鲁兰酶,一些方法改用淀粉葡糖苷酶)、样品预处理方式(嚼碎)、孵育步骤的pH值以及在α-淀粉酶孵育步骤后添加(或不添加)乙醇。所有改进都会对抗性淀粉的测定结果产生一定影响。

在开发当前改进的RS检测方法时,我们的目标是提供一种稳健而可靠的方法,以(尽可能地)模拟体内条件,并得出具有生理意义的数据(请参阅表1,第12页)。为此,我们13研究了胰α-淀粉酶浓度、孵育步骤pH值对测定结果的影响,麦芽糖对α-淀粉酶抑制作用的重要性,是否有必要添加淀粉葡糖苷酶,振荡和搅拌对测定结果的影响,以及在回收和分析颗粒状抗性淀粉的过程中面临的问题。如本手册所述,我们开发的方法能够测定样品中的抗性淀粉、可溶性淀粉和总淀粉含量。本方法可在24小时内分析24个样品。本检测程序已在美国分析化学家协会(AOAC International)和美国谷物化学家协会(AACC)14的组织下接受实验室间评估(参阅表2,第13页),并获得了两个机构的认可(AOAC官方方法2002.02;AACC方法32-40.01)。

原理:

将样品置于振荡水浴槽中,用胰α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶(AMG)在37 ℃下孵育16个小时。在此期间,在两种酶的共同作用下,非抗性淀粉被溶解并水解成D-葡萄糖。加入等体积的酒精或工业甲基化酒精(IMS,亦称变性酒精)来终止反应,通过离心回收颗粒状的抗性淀粉。用酒精或IMS(50% v/v)水溶液重悬并洗涤两次,回收颗粒,然后再离心,倾析去除游离液体。使用磁力搅拌器,在冰水浴槽中剧烈搅拌,将颗粒物中的抗性淀粉溶于2 M KOH中。用乙酸盐缓冲液中和溶液,然后用AMG将抗性淀粉定量水解成葡萄糖。用葡萄糖氧化酶/过氧化物酶试剂(GOPOD)测定D-葡萄糖,测得结果可表示样品的抗性淀粉含量。将原始上清液和洗涤液混合均匀,定容至100 mL,用GOPOD法测定D-葡萄糖含量,以此来测定非抗性淀粉(可溶性淀粉)含量。

适用性和准确性:

本方法适用于抗性淀粉含量(w/w)高于2%的样品。对于适用样品,标准误差通常在±5%以内。对于抗性淀粉含量(w/w)低于2%的样品,误差较大。

试剂盒:

可进行100次抗性淀粉测定的试剂盒。试剂盒包含完整的检测方法以及:
1 号瓶: 淀粉葡糖苷酶【12 mL,在 pH 5.0 和 40 °C 的条件下,以可溶性淀粉为底物时的酶活力为 3300 U/mL(或者,以对硝基苯基-β-麦芽糖苷*为底物时的酶活力为 200U/mL)】。淀粉葡糖苷酶溶液中应基本不含可检出的游离 D-葡萄糖。
在4 ℃下存放。有效期见单独的标签。
* 完 整 的酶活 检测程序可访问 www.megazyme.com 查 看 —— 产品代码:
R-AMGR3。
2 号瓶: 胰 α-淀粉酶(胰酶制剂,10 g,酶活为 3 Ceralpha Units/mg)。-10 ℃以下存放。有效期见单独的标签。
3 号瓶: GOPOD 试剂缓冲液。缓冲液(50 mL,pH 7.4),对羟基苯甲酸和叠氮化钠(0.09% w/v)。
在4 ℃下存放。有效期见单独的标签。
4 号瓶: GOPOD 试剂酶。葡萄糖氧化酶和过氧化物酶,以及 4-氨基安替比林。冻干粉。
-10 ℃以下存放。有效期见单独的标签。
5 号瓶: D-葡萄糖标准溶液(5 mL,1.0 mg/mL),溶于 0.2%(w/v)苯甲酸中。
室温存放。有效期见单独的标签。
6 号瓶: 抗性淀粉对照样品。抗性淀粉含量标注在标签上。
室温存放。有效期见单独的标签。

试剂溶液/悬液制备:

1. 直接使用 1 号瓶(3300 U/mL AMG 溶液)的内容物。该溶液粘稠,应使用正位移移液器(例如 Eppendorf Multipette®,带 5.0 mL Combitip®分液管)移取(分配 0.1 mL 等分溶液)。
同样需要准备的:
溶液1(稀释的AMG,300 U/mL):用0.1 M马来酸钠缓冲液(0.1 M,pH 6.0;试剂1;未提供)将2 mL的1号瓶酶液(3300 U/mL AMG溶液)稀释至22 mL。将稀释后的溶液以5 mL/管进行分装,不使用时用聚丙烯容器冷冻储存。
可反复冻融,在-10 °C以下可稳定储存2年以上。
2. 现配现用,将 1 g 2 号瓶内容物(胰 α-淀粉酶)添加至 100 mL 马来酸钠缓冲液(100 mM,pH 6.0;试剂 1;未提供)中,搅拌 5 分钟,制成悬液。加入 1.0 mL溶液 1(稀释好的 AMG,300 U/mL)并混合均匀。以>1500 g 的离心力下离心10 分钟,并小心倒出上清液。这就是溶液 2(10 mg/mL 胰 α-淀粉酶,包含 3 U/mL AMG),应在制备当天使用。
3. 用蒸馏水将 GOPOD 试剂缓冲液稀释至 1 L(即溶液 3)。现配现用。

注意:

1. 在储存期间,浓缩缓冲液可能形成盐晶体。在使用蒸馏水将缓冲液稀释至1 L时,必须将其完全溶解。
2. 缓冲液中含0.09%(w/v)的叠氮化钠。这是一种有毒的化学物质,应按照要求小心处理。
4. 用 20 mL 溶液 3 溶解 GOPOD 试剂酶,并将得到的溶液定量转移至装有剩余溶液 3 的容器中。用铝箔包裹容器,以避免瓶内试剂受到光的照射。该试剂即为葡萄糖测定试剂(GOPOD 试剂)。
在 4 ℃下可稳定储存 1 个月以上,在-10 °C 以下可稳定储存 12 个月以上。
如果该试剂以冷冻状态储存,最好将其分装,在使用过程中仅冷冻/解冻一次。新配制的试剂可能呈淡黄色或淡粉色。在4 ℃储存期间,溶液颜色会逐渐转变为深粉红色。以蒸馏水为背景时,该溶液的吸光度应小于0.05。
5 & 6. 直接使用5号瓶和6号瓶内容物。

试剂(未提供):

试剂应使用分析纯或同等级别。
1. 马来酸钠缓冲液(100 mM,pH 6.0)加 2 mM 二水氯化钙。
将23.2 g马来酸(Sigma,货号M0375)溶解于1600 mL蒸馏水中,并用4 M(160 g/L)氢氧化钠将pH值调节至6.0。加入0.6 g二水氯化钙(CaCl2.2H2O)并溶解。定容至2 L。
在4 ℃下储存。
2. 乙酸钠缓冲液(1.2 M,pH 3.8)。
将68.6 mL冰乙酸(1.05 g/mL)添加至800 mL蒸馏水中,并用4 M氢氧化钠将pH值调节至3.8。用蒸馏水定容至1 L。
在4 ℃下储存。
3. 乙酸钠缓冲液(100 mM,pH 4.5)。
将5.8 mL冰乙酸添加至900 mL蒸馏水中,并用4 M氢氧化钠将pH值调节至4.5。用蒸馏水定容至1 L。
在4 ℃下储存。
4. 氢氧化钾溶液(2 M)。
将112.2 g氢氧化钾(KOH)添加至900 mL去离子水中,搅拌溶解。定容至1 L。储存于密封容器中。
室温储存。
5. 约 50% v/v 乙醇(或 IMS)溶液。
将500 mL乙醇(95% v/v或99% v/v)或工业甲基化酒精(IMS;变性酒精;约95% v/v的乙醇加上5% v/v的甲醇)添加至500 mL水中。室温下储存于密封良好的容器中。
6. 99% v/v 乙醇
99%v/v的乙醇。或者,95% v/v的乙醇或工业甲基化酒精(IMS;变性酒精;约95% v/v的乙醇加上5% v/v的甲醇)也可以使用。

注意:

爱尔兰 Megazyme 提供一组抗性淀粉含量从 0.6%至 78% w/w 的质控样品(货号 K-RSTCL)。

设备(推荐):

1. 磨碎机——离心磨碎机,配有 12 齿转子,筛网孔径为 1.0 mm,或类似设备。另外,小剂量试样也可使用旋风式磨碎机。
2. 绞肉机——手动或电动,配有 4.5 mm 筛网。
3. 台式离心机——可容纳 16×120 mm 玻璃试管,离心力约为 1,500 g(约 3,000 rpm)。
4. 振荡水浴装置(Grant OLS 200)(Grant 仪器剑桥有限公司)(或类似装置),在转盘上以每分钟100转的转速做线性运动(相当于每分钟200冲程的振荡速度),冲程长度为 35 mm,温度设定为 37 °C。
5. 水浴装置——可将温度维持在 50+/-0.1 °C。
6. 漩涡混合器。
7. 磁力搅拌器。
8. 磁力搅拌子——5×15 mm。
9. pH 计。
10. (数字)秒表/计时器。
11. 分析天平(精确到 0.1 mg)。
12. 分光光度计——可在 510 nm 波长下工作,最好配有流通池(光径长度为 10 mm)。
13. 移液器——可移取 100 μL 液体;配有一次性分液管。另外,也可使用手持式分液器。
14. 正位移移液器——配备 50 mL 分液管,可移取 2.0 mL、3.0 mL 和 4.0 mL 液体。
15. 康宁®培养管——螺旋盖,16×125 mm[Fisher 科技,型号 TKV-173-030B(试管);TKV-178-020V(管盖)],Fisher 科技,interact@fisher.co.uk。
16. 玻璃试管——16×100 mm,14 mL 容量。
17. 塑料材质的“午餐盒”,容量足以容纳试管架,并且可以作为冰水浴槽(见第10 页图 1)。
18. 温度计——可精确读取 37+/-0.1 °C 和 50+/-0.1 °C。
19. 容量瓶——100 mL、200 mL、500 mL、1 L 和 2 L 容量。

样品制备:

将约50 g谷物或冻干植株或食品放入磨碎机中磨碎,直至通过孔径为1.0 mm的筛网。将所有样品材料转移至一个宽口塑料罐中,通过振荡和颠倒摇晃混合均匀。工业用淀粉通常以细粉形态提供,不需要研磨。用手动或电动绞肉机绞碎新鲜样品(例如,豆粒罐头、香蕉、马铃薯),直至通过孔径约为4.5 mm的筛网。依照AOAC方法925.10(15)测定干样品的含水量,新鲜样品则依AOAC方法925.10,用烘箱干燥后进行冻干处理。

检测程序:

(a) 非抗性淀粉水解和增溶。
i. 准确称取 100±5 mg 样品,置于螺旋盖试管中(康宁®培养管;16×125 mm),轻轻敲击试管壁,确保样品落至管底。
注意:对于绞碎的豆粒罐头或食品等湿样品,样品质量为0.5 g左右(准确称量)。
这些样品的含水量通常为60%至80%。
ii. 向每个试管中加入 4.0 mL 溶液 2(胰 α-淀粉酶(10 mg/mL),含 3 U/mLAMG)混合溶液。
iii. 旋紧管盖,将试管置于旋涡混合器上混合均匀,然后将试管沿振荡器运动方向水平排列,放置在振荡水浴槽中(见第 11 页图 2 和图 3)。
iv. 将试管内容物在 37 ℃下,连续振荡(200 冲程/分钟)孵育 16 小时整(注意:对于振荡器的线性运动,100 转的转速相当于 200 冲程/分钟;前进 100 冲程,后退 100 冲程)。
v. 将试管从水浴槽中取出,用纸巾擦干外壁残留水珠。旋下管盖,加入 4.0 mL乙醇(99% v/v)或 IMS(99% v/v),边加入边在漩涡混合器上剧烈搅拌。
vi. 将试管在 1500 g(约 3000 rpm)下离心 10 分钟(不盖管盖)。
vii. 小心倒出上清液,再加入 2 mL 50% v/v 的乙醇(或 50% v/v 的 IMS),悬浮颗粒,边加入边在旋涡混合器上剧烈搅拌。再加入 6 mL 50% v/v 的乙醇,混合均匀,然后在 1500 g 下再次离心 10 分钟。
viii.倒出上清液,再重复一次上述重悬和离心步骤。
ix. 小心倒出上清液,并将试管倒置于吸水纸上,以吸干多余的液体。
(b) 测定抗性淀粉。
i. 向每个试管中加入 2 mL 2 M 氢氧化钾,并将磁力搅拌子(5×15mm)放入试管。将试管置于冰水中,在磁力搅拌器上搅拌约 20 分钟,使颗粒重悬(并溶解抗性淀粉)(图 1,第 10 页)。

注意:

1. 不要使用漩涡混合器搅拌,否则可能导致淀粉乳化。
2. 确保在加入氢氧化钾溶液的同时剧烈搅拌试管内容物。这可以避免生成难以溶解的淀粉团块。
ii. 向每个试管中加入 8 mL 1.2 M 乙酸钠缓冲液(pH 3.8),边加边用磁力搅拌器搅拌。立即添加 0.1 mL 溶液 1(AMG,3300 U/mL),混合均匀,然后将试管置于 50 ℃的水浴槽中。
iii. 孵育 30 分钟,间歇性的将试管置于旋涡混合器上搅拌。
iv. 对于抗性淀粉含量>10%的样品;(使用一个水洗瓶)将试管内容物定量转移至一个 100 mL 的容量瓶中。利用一个外部磁铁将磁力搅拌子悬浮在试管内,并用水洗瓶冲洗试管中的溶液。用蒸馏水定容至 100 mL 并混合均匀。将该溶液的等分溶液在 1500 g 下离心 10 分钟。
v. 对于抗性淀粉含量<10%的样品;直接将试管在 1500 g 下离心 10 分钟(不稀释)。对于这类样品,试管内的最终体积约为 10.3 mL(然而,具体体积因样品而异,湿样品的体积差异尤为显著,在计算时应考虑到溶液体积的差异)。
vi. 将稀释(步骤 iv)或未稀释(步骤 v)上清液的 0.1 mL 等分溶液(一式两份)转移至玻璃试管中(16×100 mm),加入 3.0 mL GOPOD 试剂,在 50 °C 下孵育20 分钟。
vii. 对照试剂空白样,测定每份溶液在 510 nm 波长下的吸光度值。

制备试剂空白样:将0.1 mL 100 mM的乙酸钠缓冲液(pH 4.5)与3.0 mL GOPOD试剂混合。

制备 D-葡萄糖标准溶液(一式四份):将 0.1 mL 瓶 5(D-葡萄糖,1 mg/mL)与3.0 mL GOPOD 试剂混合。
(c) 测定非抗性(可溶性)淀粉。
i. 将初始孵育溶液离心得到的上清液[步骤(a)vii,第 8 页]与随后两次用 50%乙醇洗涤得到的上清液[步骤(a)viii 和(a)ix,第 8 页]合并至一个容量瓶中,用 100 mM 乙酸钠缓冲液(pH 4.5)定容至 100 mL。混合均匀。
ii. 取 0.1 mL 等分溶液(一式两份),加入 10 μL 溶液 1(稀释后的 AMG, 300 U/mL),在 50°C 下孵育 20 分钟。加入 3.0 mL GOPOD 试剂,在 50°C 下再孵育20 分钟。
iii. 以试剂空白为对照,测定溶液在 510 nm 波长下的吸光度值。
iv. 计算非抗性(可溶性)淀粉含量。
总淀粉含量为抗性淀粉与非抗性(可溶性)淀粉之和。

计算:

注:这些计算可通过使用Megazyme 的Mega-Calc™来简化, 您可以从Megazyme网站上相关产品页面进行下载(www.megayzme.com)。
按以下公式,计算试样中的抗性淀粉、非抗性(可溶性)淀粉和总淀粉含量(%,干重):
式中:
ΔA          =以试剂空白为对照读取的吸光度值(反应)值。
F          =吸光度值到微克的转换系数(100 μg D-葡萄糖在GOPOD反应中的吸光度值已经确定,F=100(D-葡萄糖的质量 μg)除以100 μg D-葡萄糖的GOPOD吸光度值。
100/0.1       =体积校正(从100 mL中量取0.1 mL)。
1/1000        =微克至毫克的换算系数。
W            =分析样品的干重
              =“原样”质量×[(100-含水量)/100]。
100/W        =抗性淀粉在样品质量中的百分比系数。
162/180       =将测定的游离D-葡萄糖转化为淀粉中的无水D-葡萄糖的系数。
10.3/0.1       =抗性淀粉含量为0至10%的样品(孵育溶液不进行稀释,且最终体积约
为10.3 mL)的容量校正(从10.3 mL中量取0.1mL)。湿样品的终体积更大,在计算时应考虑到这一点。

表 1:多种体外分析方法测得的抗性淀粉值与体内结果的比较
a 数值表示抗性淀粉占样品总淀粉含量的百分比。除 McCleary、Goni 等人(10)的数据以及 ActiStarR 的数值外,所有数据均来自 Champ 等人(16)。
b 来自 Goni 等人(10)。
c 来自 Goni 等人(10),将抗性淀粉含量表示为占总淀粉含量的百分比,假定大豆片的淀粉含量为 40%,玉米片的淀粉含量为 70%(基于类似原料的内部测定结果)。
d 除 McCleary 提供的数据(内部数据)外,由 Bernd Kettlitz、Cerestar、Vilvoorde、Belgium 慷慨提供的结果。“Englyst”数据由 Englyst Carbohydrate Services 提供;“Champ”数据由法国国家农业科学研究院(南特)提供,“Goni”数据由 Cerestar(维尔福德)提供。
表 2:酶解法测定淀粉样品和选定植物原料中抗性淀粉含量的方法性能(AOAC/AACC 实验室间研究结果)
a        在“原样”基础上计算(香蕉、芸豆和玉米片“原样”指的是冻干样品)
b(c)   b=合作实验室数量(异常值实验室数量)
d        r=2.8×Sr
e        R=2.8×SR
f        高直链玉米淀粉
参考文献:
1. Englyst, H., Wiggins, H. L. & Cummins, J. H. (1982). Analyst, 107, 307-318.
2. Berry, C. S. (1986). J. Cereal Sci., 4, 301-314.
3. Englyst, H. N. & Cummins, J. H. (1985). Am. J. Clin. Nutr., 42, 778-787.
4. Englyst, H. N. & Cummins, J. H. (1986). Am. J. Clin. Nutr., 44, 42-50.
5. Englyst, H. N. & Cummins, J. H. (1987). Am. J. Clin. Nutr., 45, 423-431.
6. Englyst, H. N., Kingman, S. M. & Cummins, J. H. (1992). European J. Clin. Nutr., 46 (Suppl. 2), S33-S50.
7. Champ, M. (1992). Eur. J. Clin. Nutr., 46 (Suppl. 2), S51-S62.
8. Muir, J. G. & O’Dea, K. (1992). Am. J. Clin. Nutr., 56, 123-127.
9. Faisant, N., Planchot, V., Kozlowski, F., Pacouret, M. -P., Colonna, P. & Champ, M. (1995). Sciences des Aliments, 15, 83-89.
10. Goni, I., Garcia-Diz, E., Manas, E. & Saura-Calixto, F. (1996). Fd. Chem., 56, 445-449.
11. Akerberg, A. K. E., Liljberg, G. M., Granfeldt, Y. E., Drews, A. W. & Bjorck, M. E. (1998). Am. Soc. Nutr. Sciences, 128, 651-660.
12. Champ, M., Martin, L., Noah, L. & Gratas, M. (1999). “Complex Carbohydrates in Foods” (S. S. Cho, L. Prosky & M. Dreher, Eds.), pp. 169-187, Marcel Dekker, Inc., New York, USA.
13. McCleary, B. V. & Monaghan, D. A. (2002). J. AOAC International, 85, 665-675.
14. McCleary, B. V., McNally, M. & Rossiter, P. (2002). J. AOAC International, 85, 103-1111.
15. Official Methods of Analysis (2000). 17th Ed., AOAC INTERNATIONAL.
16. Champ, M., Kozlowski, F. & Lecannu, G. (2000). “Advanced Dietary Fibre Technology” (B. V. McCleary & L. Prosky, Eds.), pp 106-119, Blackwell Science Ltd., Oxford, UK.
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