《Starch - St?rke》：Boosting Resistant Starch Type 3 in Amylotype Corn Starches via Combined Debranching and Extrusion Treatments
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本研究创新性地采用挤压循环联合普鲁兰酶脱支处理高直链玉米淀粉（Hylon V和Hylon VII），显著提升了抗性淀粉类型3（RS3）的产率。在60%进料水分条件下经三次挤压后，Hylon VII的RS3含量高达51.7%，为目前挤压法制备RS3的最高报道值。研究系统分析了处理过程中淀粉的功能特性（水溶性、持水性、乳化性）和晶体结构（B+V型结晶）的变化，证实该方法具有高效、环保的应用潜力，为开发高附加值膳食纤维食品配料提供了新策略。
引言：淀粉作为人类饮食的主要能量来源，在食品体系中发挥凝胶化、增稠等重要功能。但易消化淀粉可能导致肥胖、2型糖尿病等健康问题。抗性淀粉（RS）尤其是类型3（RS3）因具有调节血糖、促进矿物质吸收等生理功能而备受关注。本研究针对化学法制备RS3存在的反应效率低、污染大等问题，探索物理-酶法联合处理（挤压+脱支）对高直链玉米淀粉RS3形成的协同增效机制。
材料与方法：采用直链淀粉含量约55%的Hylon V和70%的Hylon VII玉米淀粉，经1:10比例加水、135°C高压灭菌30分钟后，添加普鲁兰酶（1500 U/kg淀粉，60°C反应48小时）进行脱支处理。随后使用双螺杆挤出机（长径比25:1，螺杆转速100 rpm，机筒温度梯度60-140°C）在50%/60%/70%三种进料水分下进行1-3次挤压循环。通过Megazyme试剂盒测定RS3含量，并系统分析淀粉的水溶性、持水性、乳化性及晶体结构（X射线衍射）。
结果与讨论：
- 1.
RS3形成规律：脱支处理后Hylon V和Hylon VII的RS含量分别为19.6%和28.2%，较天然淀粉（主要含RS2）下降，源于高压灭菌对颗粒结构的破坏。经60%水分条件挤压后，两者RS3含量显著提升至38.4%和46.7%，且Hylon VII因直链淀粉含量更高始终表现更优。三次挤压后RS3达到峰值（Hylon V 45.8%，Hylon VII 51.7），但第二、三次循环间无显著差异，表明过度挤压并不持续增效。
- 2.
功能特性演变：挤压处理后淀粉水溶性（WS）显著增强，第三次挤压时Hylon V和Hylon VII的WS分别达4.40%和4.56%（均为天然淀粉的30倍以上）。持水能力（WBC）在脱支后升高，但随挤压循环增加而下降，与RS3形成致密结构相关。乳化性能研究显示，改性淀粉对 albumin 溶液乳化能力无改善，但Hylon VII制备的样品乳化稳定性优于对照组，提示其在特定乳液体系中的应用潜力。
- 3.
晶体结构分析：X射线衍射显示所有样品均保持B+V型结晶构型。天然Hylon V和Hylon VII的相对结晶度（RC）分别为14.7%和16.5%，脱支处理后结晶度升高，源于短直链的重排结晶。挤压处理虽因热机械破坏导致RC暂时降低，但随挤压次数增加呈回升趋势，表明挤压-冷却过程促进分子重排。值得注意的是，RC与RS3含量变化非简单线性相关，可能与水分含量、链长分布等多因素耦合作用有关。
结论：本研究证实脱支-挤压协同处理可高效诱导RS3形成，且Hylon VII在60%水分下经三次挤压可获得51.7%的RS3产率，创挤压法制备纪录。改性淀粉同时具备显著提升的水溶性和适宜的产品色泽（L*值>87），为开发高膳食纤维食品提供了兼具功能性与加工适应性的新型原料。该方法规避化学改性缺陷，具备工业化应用前景。
