JAFC：利用可控脂肪酶-淀粉酶处理制备具有消化抗性的新型多孔淀粉颗粒

文摘 2024-11-04 09:01 瑞典

导读

2024年10月，浙江工商大学潘伟春、牛付阁课题组在美国化学会知名期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（Q1，TOP，IF: 6.1）发表题为“Novel Porous Starch Granules Fabricated Using Controlled Lipase-Amylase Treatments: Application as Delivery Systems and Resistant Starches”的研究性论文。论文的第一作者为浙江工商大学21级硕士顾斐娜，通讯作者为David Julian McClements教授、潘伟春教授和牛付阁副教授。

摘要：

淀粉颗粒表面含有大量的孔隙、凹坑、裂缝和受损区域，这些区域在产生多孔淀粉时可作为酶攻击的初始位点。然而谷物淀粉，包括小麦和玉米淀粉，与块茎、根或豆类淀粉相比，其表面含有更高水平的脂质。尽管淀粉颗粒的脂质含量占其总重量不到1%，但脂质层的存在会抑制淀粉酶与淀粉颗粒表面相互作用的能力，阻碍消化酶渗透到淀粉颗粒中，并降低淀粉颗粒对酶水解的敏感性。另一方面，脂质层会进一步影响淀粉与水的相互作用，抑制淀粉在水中的膨胀。

基于这些前期的研究，本研究发现，采用脂肪酶处理使天然淀粉颗粒，淀粉颗粒表面富脂区下方的淀粉分子暴露，增加了淀粉颗粒在水溶液中的溶胀。使淀粉外围区域变得更加松散，这有利于随后的淀粉水解和形成大的内腔。结果表明，脂肪酶-淀粉酶的顺序修饰增强了多孔淀粉的短程有序、远程有序和热稳定性，且对淀粉酶消化具有较强的抗性，对疏水和亲水物质具有较强的吸附能力。总之，本研究表明，联合脂酶淀粉酶处理可用于制备多孔淀粉，大幅缩减制备多孔淀粉所需的时间，使淀粉颗粒具有更均匀的多孔结构。因此，这些多孔淀粉可能适用于功能性食品、补充剂、个人护理和制药行业。

研究亮点

首次报道了脂肪酶-淀粉酶联合修饰的多孔淀粉生产方法。

详细揭示了淀粉外层脂质对淀粉物理、化学以及结构的影响。

脂肪酶-淀粉酶联合修饰的多孔淀粉具有更为均匀的孔道。

研究了脂肪酶-淀粉酶联合修饰的多孔淀粉的消化特性。

研究结论

使用脂肪酶去除玉米淀粉颗粒的外层脂质层，然后淀粉酶被用来扩大和加深这些孔隙。控制反应时间可以用来调节淀粉颗粒中形成的孔隙的性质，从而改变它们的功能特性。

通过优化脂肪酶和α-淀粉酶的处理，可以调节多孔淀粉的孔隙度和表面亲疏水性。这些处理改变了淀粉颗粒的糊化行为、吸附特性和消化率。特别是复合酶处理后，其糊化性能大大降低，对疏水物质的吸附能力增加，消化率降低。

多孔淀粉的生产周期约为8-24小时，通过本研究方法制备的多孔淀粉，多孔淀粉的生产周期缩减至2-4小时。

制备的多孔淀粉孔道分布更为均匀，且具有较好的消化抵抗性。

可用于包封、保护和递送疏水生物活性物质，如油溶性维生素、脂质或营养品。它们也可以用来制造降低血糖指数的食物，从而降低患糖尿病的风险。对设计和制造具有广泛应用的新型功能成分具有重要意义。

图文摘要

图文赏析

图 1 修饰后淀粉的形态变化

图 2 淀粉的共聚焦激光扫描显微照片

图 3 修饰后淀粉的原始FTIR光谱和反卷积FTIR光谱

图 4 修饰后淀粉的糊化曲线

图 5 修饰后淀粉的热重曲线

图 6 不同淀粉的XPS光谱

图 7 不同淀粉的孔道结构

图 8 不同淀粉的消化特性研究

潘伟春，博士，教授，博士毕业于美国University of Houston，2006年至2008年在美国休斯敦大学化学与生物分子系从事博士后研究，2008年至2010年在日本东北大学任研究员。主要研究领域是食品物理化学与食品加工，通过分析生物高分子的理化性质，研究它们在食品加工、存储等过程中变化，为相关工艺路线开发、设计等提供理论指导。近五年主持国家自然科学基金面上项目1项、企业委托项目8项，参与国家自然项目面上项目1项、青年基金项目1项，发表学术论文80余篇。

牛付阁，博士，副教授，硕士生导师，浙江工商大学“西湖学者”拔尖人才，2015年毕业于江南大学，获食品科学专业博士学位。主要科学研究领域为蛋白质、多糖、淀粉等食品生物大分子结构与功能改善；食品胶体结构与物化功能联系；禽蛋制品研究与开发。先后主持国家自然科学基金项目、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅公益项目；在Biomacromolecules, Journal of Agricultural and Food Chemistry、Food Hydrocolloids、Food Chemistry发表SCI论文40余篇，担任《Food Hydrocolloids》杂志编委。

顾斐娜，浙江工商大学食品与生物工程学院/生物与医药专业，2024届硕士毕业研究生。主要研究方向为亲疏水性营养素高效运载体系构建。以第一作者在Biomacromolecules, Journal of Agricultural and Food Chemistry、International Journal of Biological Macromolecules发表SCI论文3篇，参与发表论文10篇。以项目负责人身份主持省级科研项目1项、校级科研项目2项。现25届博士研究生申请中，个人邮箱：gfn97email@163.com

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c07759

在线投稿平台链接：https://www.wjx.cn/vm/rurx9OX.aspx

设置星标，不错过精彩推文

开放转载

欢迎转发到朋友圈和微信群

版权申明

原创内容仅代表原创编译，本平台不主张对原文的版权。本平台转载仅仅是出于学术交流和传播信息的需要，不存在任何商业性质，并不意味着代表本平台观点或证实其内容的真实性。转载文章版权归原作者所有，作者如果不希望被转载或有侵权行为，请私信本平台删除。小编水平有限，如有错误，请见谅。

点在看，传递您的品味

食品科学food science

本平台提供关于食品及生物医药相关的科学研究，快讯，会议，研讨会和培训等消息的发布和推广，姊妹号：食品技术food technology，投稿合作请后台私信或联系scifood@126.com

最新文章

Food Chemistry：陈白茶开花：恢复鲜味并增强陈香

Food Chemistry：红甜菜根在面包中降低霉菌毒素风险的作用

Int J Biol Macromol：酿酒酵母积累过量糖原的发育及其对小鼠肠道菌群的影响

Food Hydrocolloids：提高3D打印性能的策略：EGCG与蜜蜂蛹蛋白（HBPP）的相互作用

🧐核震撼！Nature Food遥遥领先！IF=26.8，世界仅此一例！

Food Hydrocolloids：设计阿魏酸功能化的双蛋白缀合物：工艺引起的变化、结构相互作用和可持续的钙强化

Carbohydrate Polymers：利用多糖生产潜力来优化和扩大益生菌的应用

FOOD PACKAGING：开发以没食子酸和载银纳米粒子的 γ-CD-MOF 为载体的多功能玉米醇溶蛋白薄膜用于猪肉保鲜

Food & Function：唾液乳杆菌 Li01 与车前草壳的协同作用可防止小鼠发生洛哌丁胺引起的便秘

Int J Biol Macromol：全球暗化背景下硫影响小麦饼干口感的多尺度淀粉结构调控机制

Food Chemistry：脂质体/壳聚糖涂膜生物塑料包装用于荔枝保鲜

Food Hydrocolloids：果胶和海藻酸盐凝胶粒径和浓度对体外肠道发酵的影响

Food Control：酶法玉米蛋白粉水解物的抑菌活性及对超高温加工乳中金黄色葡萄球菌的抑制能力

Journal of Functional Foods：基于纳米技术的姜黄素及其衍生物药物输送系统在心血管疾病治疗中的应用

Carbohydrate Polymers：千日红活性阿拉伯葡聚糖的结构鉴定及其对代谢紊乱相关脂肪肝的防治作用和机制

IJBM：糯玉米和甜糯玉米支链淀粉分子结构对玉米粉特性及汤圆品质的影响

Food Hydrocolloids：用于保持和视觉监测虾新鲜度的多功能胶原蛋白膜的开发

JAFC：利用可控脂肪酶-淀粉酶处理制备具有消化抗性的新型多孔淀粉颗粒

FRI：通过封装实现益生菌的稳定性：当前方法和解决方案的比较分析

Food Chemistry：香椿籽多酚抑制氧化及改善氧化体系下猪肉肌原纤维蛋白理化和凝胶性质的作用机制

Food Hydrocolloids：制备具有强凝胶性能的羧甲基几丁质纳米纤维和鱼明胶混合凝胶

Food Research International：利用芳香族聚合物减少食品氧化：从木质素到纳米木质素

Food Bioscience：乳酸杆菌的自然聚集机制及影响因素

登顶Nature！（IF=68) 食品科学领域实现“逆袭！”即将迎来世界性内卷！

Trends in Food Sci & Tech：蛋白质在 3D 食品打印可食用油墨中的应用：综述

Trends in Food Sci & Techn：火龙果皮化合物提取及技术应用趋势

Carbohydrate Polymers：坚固而坚韧的各向异性短链壳聚糖基水凝胶，具有优化的传感性能，可用于柔性应变传感器

Food Research International：食物肽的吸收：机制、影响因素及增强策略

Food Chemistry：新型百香果皮生物炭吸附剂在单一和三元体系中吸附食用染料

Food Chemistry: 基于稀土元素的酿造技术鉴别和健康风险评估：中国名食醋的指纹图谱

Food & Function：槲皮素代谢物 4-甲基儿茶酚通过电压门控钾 (KV) 通道引起血管舒张

Food Hydrocolloids：不同pH水化处理后花生分离蛋白淀粉样纤维的形成及结构特征比较

Int J Biol Macromol：利用米曲霉固态发酵农业废弃物增强生物催化漆酶生产以降解对氯苯酚

Food Research International：燕麦β-葡聚糖和β-葡寡糖静态与动态消化特性比较研究

Food Science and Human Wellness：猴头菇的活性物质及其生物学特性研究进展

FOOD PACKAGING SHELF：使用由聚（ε-己内酯）、热塑性麦胶蛋白和绿茶提取物组成的可堆肥薄膜延缓核桃氧化

2024年诺贝尔化学奖揭晓！AlphaFold获奖！AlphaFold3在食品科学的重要体现，蛋白质结构预测，分子对接与模拟！

TRENDS FOOD SCI TECH：黄芪多糖的最新进展：结构特征、生物活性和肠道菌群调节作用

Food Chemistry：南极磷虾油中水驱动脂质氧化水解的变化规律——基于缔合胶体的形成

Carbohydrate Polymers：热加工大米淀粉通过扰乱肠道微生物结构和肠道屏障功能对小鼠血糖稳态产生不同程度的影响

JAFC：从分子层面洞察啤酒和葡萄酒的香气差异：基于浓度平衡测试的荟萃分析感官研究

Food Hydrocolloids：不同糖基化剂糖化改性对羊蹄明胶分子结构及凝胶性质的影响

J FUNCT FOODS：金银花苷通过调节小鼠肠道微生物-胆汁酸-FXR 轴减轻高脂饮食引起的肝脂肪变性

Food Chemistry：亚麻籽油环亚麻肽对高脂牛肉体外消化过程中脂质氧化、蛋白质氧化和脂质谱的影响

Food Chemistry：超声波和微波预处理与固态发酵相结合可增强麦麸中糖、有机酸和酚类化合物的释放

LWT：探索3D打印前后大米蛋白墨水的流变学和光谱特性的变化

Meat Science：利用多组学分析对岔路黑猪猪肉块的风味进行表征

Food Hydrocolloids：明胶基复合膜与纳米纤维素和咖啡叶萃取金属复合物相结合，用于可持续和活性食品包装

TRENDS FOOD SCI TECH：烷基甘油：不丰富但很有前途的功能性脂质

TRENDS FOOD SCI TECH：食品中盐含量的减少：清洁标签成分和非热技术的系统评价

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉