《Food Chemistry》：Flavor improvement of low-fat peanuts by a synergistic combination of enzymatic hydrolysis and restrictive defatting
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玉米阿拉伯木聚糖抑制不同 amylose 含量玉米淀粉消化的机制研究。AX 在 95℃ 对高 amylose 淀粉抑制最显著（26.5%），其次为正常淀粉（13.7%）和蜡质淀粉（1.6%）。机理包括 AX 吸附淀粉颗粒、抑制粘度及增强凝胶网络协同作用。研究为开发低 GI 玉米基食品提供理论依据。
马志敏|盛一帆|李成|郭佳月|胡瑶|王鹏杰|任发成|刘思远
中国农业大学营养与健康系，北京 100193
摘要
本研究探讨了玉米麸皮提取的阿拉伯木聚糖（AX）在不同支链淀粉（AC）含量下的玉米淀粉在高温处理过程中的消化抑制作用。在95°C时，AX对高支链淀粉（HS）的消化抑制作用最为显著（消化率下降26.5%），优于普通淀粉（NS，下降13.7%）和蜡质淀粉（WS，下降1.6%）。在140°C时，消化率分别降至67.6%（HS）、82.0%（NS）和92.2%，表明AX对部分糊化的淀粉的抑制作用强于完全糊化的淀粉。从机制上讲，AX吸附在淀粉颗粒上，降低了淀粉的糊化粘度，其抑制效果顺序为HS > NS > WS。相关分析和主成分分析（PCA）显示，较高的支链淀粉含量和较高的凝胶强度与更强的酶抗性相关，这归因于增强的凝胶网络与AX衍生物之间的协同作用。这些发现表明AX是一种有前景的功能性成分，可用于开发低血糖指数的玉米基食品。
引言
阿拉伯木聚糖（AX）是谷物麸皮中的主要非淀粉多糖，在玉米麸皮中的含量最高（30%–42%），远高于小麦麸皮（11.0%–16.4%）、大麦麸皮（10.3%）、米糠（6.8%）和燕麦麸皮（5.2%）（Gu等人，2024年；Li等人，2021年）。结构上，AX由β-(1,4)-木吡喃骨架组成，其上取代有阿拉伯糖（Ara）残基，形成单个或多个侧链。侧链还可能包含葡萄糖醛酸、木糖（Xyl）和半乳糖（Gal）残基（Li等人，2021年；Zhang等人，2021年）。由于高效、简单且经济实惠，碱提取是AX的主要分离方法（Bhattacharya等人，2020年；Hernandez-Pinto等人，2024年）。
AX已被广泛认可为一种功能性成分，具有抑制淀粉消化的作用（Boukid，2023年；Hou等人，2020年；Liu等人，2022年；Zhou等人，2022年）。其抑制机制与减少支链淀粉的溶出、提高水分利用率、改善淀粉颗粒形态、增加肠道粘度以及限制酶的接触有关（Hong等人，2024年；Liu等人，2022年；Yan等人，2022年）。例如，添加AX后，快速消化淀粉（RDS）含量减少了8.6%，缓慢消化淀粉（SDS）含量增加了1.2%（Bae等人，2019年）。在AX改性系统中，抗性淀粉（RS）含量可高达24.7%（Zhang等人，2023年），面包和饼干的抗性淀粉含量分别增加了32.0%和27.3%（Tian等人，2024年）。值得注意的是，具有较高分子量的AX对小麦淀粉的抑制效果更显著（Ma等人，2025年）。尽管已有研究探讨了不同凝胶特性的AX（Zhang等人，2023年）、不同分子量的AX（Ma等人，2025年）或AX与谷物细胞壁多糖的比例（Ying等人，2025年）对淀粉性质的影响，但尚未有研究比较AX在不同支链淀粉含量水平下的抑制作用。
作为全球主要的谷物作物，2023年玉米的产量为11.6亿吨（Gu等人，2024年）。玉米淀粉根据支链淀粉含量（AC）分为高支链淀粉（HS，AC = 40%–90%）、普通淀粉（NS，AC = 15%–40%）和蜡质淀粉（WS，AC = 0%–5%）（Gu等人，2024年；Obadi等人，2023年）。为了评估AX对不同支链淀粉消化率的差异性抑制作用，这些淀粉类型是进行机制研究的理想模型。尽管工业烹饪过程（如挤压和蒸馏）中经常使用超过100°C的加热温度，但人们对AX如何调节不同支链淀粉的消化率仍知之甚少，尤其是在高温处理后。
为填补这一空白，本研究通过碱处理从玉米麸皮中提取AX，并使用RVA 4800系统模拟了工业高温处理（最高140°C）（Liu等人，2019年）。该研究创新性地结合了三个方面：（1）系统比较AX对三种代表性支链淀粉含量（2.3%、26.0%、78.8%）的同源玉米淀粉的抑制作用，克服了传统研究中淀粉来源不均匀的局限性；（2）在常规（95°C）和工业（140°C）温度下研究AX与淀粉的相互作用，弥合了实验室与工业加工之间的差距；（3）通过全面表征糊化行为、结晶度、流变学和微观结构，多维度阐明其抑制机制，直接将这些性质与消化抑制联系起来。本研究旨在验证AX在高温处理（95°C和140°C）后对不同支链淀粉消化率的差异性抑制作用，从而为设计可控消化性的淀粉食品提供新的见解，并理解AX在不同支链淀粉系统中的功能作用。
材料
玉米麸皮购自中国粮油食品集团有限公司（北京）。淀粉样品来自商业来源：高支链淀粉（HS，支链淀粉含量=78.8%；Xiangyu? 1945）来自全音祥宇生物技术有限公司（北京）；普通淀粉（NS，支链淀粉含量=26.0%；Amylogel? 03401）来自嘉吉公司（美国明尼阿波利斯）；蜡质淀粉（WS，支链淀粉含量=2.3%；Amylogel? 04230）。总淀粉测定试剂盒和d-葡萄糖测定试剂盒购自Megazyme International有限公司（爱尔兰威克洛）。
阿拉伯木聚糖的化学组成
AX的分子量分布如图1A所示。实验测得的AX分子量为7.9×10^5，与先前报道一致（Liu等人，2022年）。AX的主要单糖成分包括阿拉伯糖（Ara）、半乳糖（Gal）和葡萄糖（Glc），其中木糖（Xyl）是主要单糖，占总单糖含量的50.0%。阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖的相对含量分别为36.1%、7.3%和3.1%。
结论
本研究采用综合方法（RVA、FTIR、XRD、SEM、流变学和体外消化率测定）系统探讨了AX在高温处理（95°C和140°C）中对不同支链淀粉含量的玉米淀粉的抑制机制和应用潜力。AX在95°C（部分糊化）时表现出最佳抑制效果，对高支链淀粉的抑制效果最显著（下降26.5%），对普通淀粉的抑制效果中等（下降13.7%），对蜡质淀粉的抑制效果最轻微（下降1.6%）。在140°C（完全糊化）时，
作者贡献声明
马志敏：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，数据可视化，方法学研究，数据管理，概念构建。盛一帆：方法学研究，实验设计。李成：方法学研究。郭佳月：项目管理。胡瑶：项目管理。王鹏杰：项目管理。任发成：资源调配，项目管理。刘思远：撰写 – 审稿与编辑，项目管理，资金筹集，概念构建。
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
致谢
本研究的资金支持来自“国家重点研发计划”（2021YFD2101000/2021YFD2101003）、“国家自然科学基金”（32472263）和“河南省优秀青年科学家自然科学基金”（242300421105）。
