浙江工商大学傅玲琳教授团队：有色藜麦多酚对无麸质淀粉消化进程的调控作用

展源 2023-07-09

Food Hydrocolloids | 浙江工商大学傅玲琳教授团队：有色藜麦多酚对无麸质淀粉消化进程的调控作用

●2023年6月，食品领域TOP期刊《Food Hydrocolloids》（Q1，IF=10.7）最新刊载了由浙江工商大学傅玲琳教授团队完成的研究成果，题为“Polyphenols from pigmented quinoa as potential modulators of maize starch digestion: Role of the starch-polyphenol inclusion and non-inclusion complexes”（图1）。论文通讯作者为傅玲琳教授，青年教师张巧智为本文的第一作者，在读硕士研究生范诗雨等为合作作者。

论文基于无麸质食品升糖指数高、血糖负荷大的固有弊病，利用有色藜麦多酚与淀粉分子的复合作用实现了对无麸质粉基中玉米淀粉消化性能的调控，首次从颗粒形貌、热力学性质，多尺度结构角度揭示了不同藜麦多酚对玉米淀粉消化进程的影响与差异作用机制。本研究为无麸质食品营养特性的改良和控血糖无麸质配料在食品中的应用提供了新思路，并为麸质过敏等特殊人群膳食研发提供新参考。该研究得到浙江省自然科学基金重点项目（LZ23C200001）的资助。

成果介绍

无麸质饮食是指完全不含麸质的食品，主要适用于乳糜泻以及麸质过敏患者，同时也被推荐给运动员和患有桥本病和自闭症的人群食用。然而，传统无麸质食品在营养特性上存在一定缺陷，抗性淀粉和膳食纤维含量一般较低，导致其自身升糖指数高、血糖负荷大。研究发现，麸质过敏患者中II型糖尿病的发病率较高，这也可能与无麸质食品的固有弊病有关。然而，严格控制碳水化合物的摄入进而实现对血糖的调控对乳糜泻以及其他麸质过敏患者是难以长期接受的，鉴于此，研究具有控血糖功能的无麸质食品配料具有重要的现实意义和应用价值。

玉米淀粉因其不含麸质蛋白，产量高且价格低廉在无麸质食品中得到了广泛应用。然而，玉米淀粉易被消化酶水解，在食用后引起高血糖应答水平。近期研究指出，多酚可以在淀粉糊化过程中通过非共价作用力与淀粉发生复合，形成能够延迟淀粉消化的有序结构，如通过氢键和范德华力形成非包合物，或通过疏水作用与直链淀粉的疏水螺旋腔和长支链淀粉的侧链形成V形包合物。有色藜麦是一种富含多酚的伪谷物，营养成分均衡，可以作为无麸质食品的潜在原料。然而目前，缺乏针对藜麦多酚对无麸质粉基中淀粉的结构演变及其消化特性的影响规律研究。

为了探讨不同有色藜麦来源的多酚对玉米淀粉消化特性的影响，研究人员制备了不同类型的玉米淀粉-藜麦多酚复合物；进一步从复合物的颗粒形貌，热力学性质，多尺度结构等角度分析了不同藜麦多酚对玉米淀粉消化进程的影响及其差异作用机制。

结果发现，在体外消化模型中，玉米淀粉-藜麦多酚复合物较玉米淀粉的抗消化特性提高，预测血糖值降低（图1）。与MS相比，MS-QP复合物的快消化淀粉含量显著降低，慢消化淀粉和抗性淀粉含量增加。总体上，与QP络合后，MS的消化率在不同程度上得到了抑制。

图1. 藜麦多酚-淀粉复合物的（A）消化率曲线和（B）LOS动力学模型拟合

进一步经多光谱技术和热力学分析手段发现，有色藜麦多酚在淀粉糊化过程中诱导玉米淀粉形成了淀粉-多酚包合物和非包合物，增加了体系中分子的短程结构有序性和相对结晶度，促使有序区域中淀粉分子的进一步重排，无定形层厚度降低（图2）。复合物中淀粉螺旋构象和颗粒微观结构的改变影响了消化酶对淀粉的水解作用，进而实现了对淀粉消化特性的有效调控（图3）。有色藜麦多酚，特别是黑色藜麦多酚，可显著调控玉米淀粉的餐后血糖负荷，具有作为控血糖无麸质粉基配料的应用潜力。