《Food Hydrocolloids》：Cooperative complexation of different polyphenol structures and lauric acid with starch and its effects on starch structure and in-vitro digestibility
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本研究探究了月桂酸与不同酚类化合物（表没食子儿茶素没食子酸酯、咖啡酸、原花青素、高良姜素）协同与淀粉形成三元复合物的结构及抗消化性机制。结果表明协同复合显著增强淀粉有序结构（R1051/1020达1.07），提高抗消化性（慢消化淀粉36.09%，抗性淀粉26.69%），其中咖啡酸因分子结构较小且含多羟基/羧基，调节效果最显著（添加15.0%时）。该协同机制为开发功能强化淀粉提供了新策略。
文晓|任子扬|韩胜军|吴亮|杨学飞|钟希阳|罗水忠|郑志
中国合肥工业大学食品与生物工程学院，安徽省农产品加工重点实验室
摘要
脂质和多酚可以分别与淀粉形成V型复合物，从而降低其消化率。然而，脂质和多酚共同作用对淀粉结构和消化率的影响尚不清楚。在本研究中，我们选择了儿茶素（CC）、咖啡酸（CFA）、白藜芦醇（RA）和木兰醇（MN），将它们与月桂酸（LA）和淀粉结合形成复合物，并探讨了这些复合物的结构特性、理化性质以及体外消化率的变化。结果表明，脂质和多酚的结合产生了协同效应，显著增强了淀粉的有序结构并提高了其抗消化性。所有淀粉-脂质-多酚三元复合物都表现出更多的短程和长程有序结构，其抗消化性比淀粉-脂质二元复合物更强。值得注意的是，多酚结构显著影响了淀粉-脂质-多酚三元复合物的结构和消化率。其中，分子结构较小且含有更多羟基或羧基的咖啡酸对淀粉抗消化性的调节作用最为显著。当咖啡酸添加量为15.0%时，淀粉-月桂酸-咖啡酸三元复合物表现出最高的短程和长程有序结构，R1051/1020值和总结晶含量分别为1.07%和30.39%，抗消化性最强，可消化淀粉和抗性淀粉的含量分别为36.09%和26.69%。这些结构变化突显了脂质和多酚化合物在提高淀粉抗消化性方面的协同潜力，为开发具有改善功能和营养特性的淀粉提供了有前景的策略。
引言
作为主要的膳食碳水化合物，淀粉的消化和吸收过程与人体代谢活动密切相关（Halajzadeh等，2020）。Englyst等人（1992）根据体外模拟消化率和生物利用率将淀粉分为三种类型：快速消化淀粉、缓慢消化淀粉和抗性淀粉。研究表明，长期大量摄入富含可消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）的食品可以降低慢性代谢疾病（如肥胖和2型糖尿病）的风险（Bojarczuk等，2022；Meenu & Xu，2019）。因此，开发富含SDS和RS的淀粉食品已成为研究热点。研究表明，淀粉与其他食品成分之间的相互作用可以通过调节其结构特性来降低淀粉的消化率，例如淀粉-脂质和淀粉-多酚相互作用（Gutierrez & Tovar，2021）。近年来，人们对淀粉-脂质复合物的研究兴趣日益增加，这类复合物属于RS5型抗性淀粉，具有V型晶体结构（Wang等，2018）。淀粉-脂质复合物的形成主要涉及三个阶段：首先，淀粉中的直链淀粉通过氢键从无规卷曲结构转变为单螺旋构象，形成螺旋状疏水空腔；其次，疏水性脂质分子通过疏水相互作用进入这些螺旋空腔；最后形成淀粉-脂质复合物（Lu等，2021；Oyeyinka等，2021）。淀粉-脂质复合物的形成可以降低淀粉的消化率并延缓血糖升高；然而，脂质在增强淀粉抗消化性方面的效果仍然有限，例如复合物形成效率低，消化率降低不明显（Thakur等，2017）。
多酚是广泛存在于植物性食品中的植物次生代谢物，包括水果、谷物和蔬菜。它们具有多种生理功能，如抗氧化、抗炎、降血糖和降血脂作用（Rana等，2022；Wei等，2019）。根据分子结构和酚环数量，多酚可分为四类：黄酮类、酚酸类、茚三酮类和木脂素类（Kim等，2016）。研究表明，多酚可以通过非共价相互作用与淀粉结合，促进有序结构的形成并降低淀粉的消化率。同时，这些复合物具有与淀粉-脂质复合物相同的V型晶体结构，可归类为RS5型抗性淀粉（Niu等，2025）。多酚与淀粉形成的复合物可分为两类：一类是多酚的羟基或羧基通过氢键与淀粉的羟基结合，形成非包埋型淀粉-多酚复合物；另一类是多酚的疏水性芳香环通过疏水相互作用进入淀粉的螺旋空腔，形成包埋型淀粉-多酚复合物（Gutierrez & Arturo Bello-Perez，2022；Liang等，2024）。
近年来，关于淀粉-脂质和淀粉-多酚相互作用的知识显著增加。脂质和多酚可以分别与淀粉形成V型复合物，从而降低其消化率。然而，脂质和多酚共同作用对淀粉的结构特性和消化率的影响仍不清楚。这种新的组合被认为可以促进更有序结构的形成，从而显著提高淀粉的抗消化性。先前的研究表明，月桂酸是形成淀粉-脂质复合物的优质脂质选择（Zheng等，2018）。为了验证这一假设，本研究分析了不同多酚结构（图S1所示的分子结构）与月桂酸共同作用对淀粉的结构特性、理化性质和体外消化率的影响。同时，该研究进一步揭示了不同多酚结构与脂质协同调节淀粉抗消化性的分子机制。总体而言，这些结果为合理设计具有稳定餐后血糖水平的功能性淀粉提供了有前景的策略。
材料
籼稻品种“永贤409”（直链淀粉含量27.34%）购自浙江省绍兴市绍兴顺达种业有限公司。黑曲霉淀粉葡萄糖苷酶（70 U/mg）和猪胰α-淀粉酶（5 U/mg）购自北京索拉比奥科技有限公司（北京）。葡萄糖氧化酶-过氧化物酶测定试剂盒（GOPOD，K-GLUC）购自Megazyme（爱尔兰威克洛）。月桂酸（纯度≥98%）、儿茶素（纯度≥98%）、咖啡酸（纯度≥98%）
淀粉-脂质-多酚复合物的复合指数
研究表明，复合指数（CI）反映了V型复合物的形成情况，较高的CI值与较低的淀粉体外消化率相关（Yang等，2024）。如图1所示，RS-LA复合物的CI值为49.51%。当多酚添加量为15.0%时，RS-LA-CC15、RS-LA-CFA15、RS-LA-RA15和RS-LA-MN15的CI值显著增加（P<0.05），分别达到56.95%、59.30%、54.93%和52.67%。原因可能是
结论
本研究探讨了不同多酚结构与月桂酸与淀粉的协同复合及其对淀粉结构和体外消化率的影响。结果表明，月桂酸和多酚化合物之间的协同作用显著增强了淀粉的有序结构并提高了其抗消化性。其中，月桂酸和咖啡酸的作用最为显著；当咖啡酸添加量为15.0%时
CRediT作者贡献声明
任子扬：方法学、数据分析。文晓：初稿撰写、方法学、数据管理、概念构建。吴亮：方法学、数据分析。韩胜军：方法学、数据分析。钟希阳：方法学、实验研究。杨学飞：方法学、实验研究。郑志：撰写-审稿与编辑、项目管理、资金获取、数据分析、概念构建。罗水忠：方法学、实验研究资助
本研究得到了安徽省重点科学技术项目（项目编号：2023n06020021、202103b06020009）的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
