《International Journal of Biological Macromolecules》：Molecular interactions between guar gum and coix seed endogenous constituents modulating starch digestion kinetics
编辑推荐：
本研究利用挤压技术和 Guar Gum 补充，探究了其对薏苡仁及其淀粉的理化性质、空间结构和体外消化的影响，发现复合物显著抑制淀粉消化，降低血糖指数。
岳松|陈玉彤|易易|阚晨志|刘飞|丁阳月|叶学伟|张建友|张高峰
浙江工业大学食品科学与技术学院，杭州，310014，中国
摘要
亲水性胶体-淀粉复合体系已被广泛用于提高谷物基产品的质量和加工性能。挤压作为一种成本效益高且高效的加工技术，在淀粉基食品的生产中具有很大的潜力。通过优化加工参数，本研究探讨了挤压处理和瓜尔胶（GG）添加对薏米（B）、薏米淀粉（BS）及脱脂薏米淀粉（TB）的物理化学性质、空间结构及相关特性的影响，包括挤压前后の变化。此外，还建立了体外消化模型以阐明GG、内源性蛋白质和脂质之间的相互作用及其机制。研究结果表明：（I）GG-BS组表现出最强的协同作用和结合能力；（II）在挤压处理样品中，添加了GG的糙米淀粉（EBSG）的淀粉消化率最低；（III）挤压处理显著降低了B组的蛋白质消化率和游离氨基酸含量。这些结果表明，淀粉与GG形成的复合物阻碍了消化酶的结合，从而抑制了淀粉的消化和吸收。本研究为开发低血糖指数（GI）食品提供了宝贵的理论基础。
引言
薏米的主要成分是淀粉，同时还含有大量的高质量碳水化合物、蛋白质、脂肪和微量元素，其蛋白质含量为15.71% [1]。从脂质含量来看，薏米与鸡蛋和核桃相当，高于牛奶，低于大豆和花生，总脂质含量为5%，高于大米、大麦和小麦等谷物 [2]。与其他谷物相比，大麦含有更多的不饱和脂肪酸，且脂肪酸组成更优。脂肪酸的组成是影响人类健康的重要因素 [3]。高不饱和脂肪酸含量可以有效降低心血管疾病的风险 [4]。水胶体是一类可在特定条件下充分水合形成粘稠、滑腻或凝胶状液体的水溶性大分子。瓜尔胶（GG）是一种非离子型半乳甘露聚糖，具有很强的凝胶化能力、高稳定性和易于分散的特性 [5]。例如，向发芽的高原大麦淀粉中添加GG可以增强其粘度和凝胶强度，促进有序凝胶网络结构的形成 [6]。此外，添加0.5%的GG可以降低山药淀粉的糊化温度，这归因于GG与淀粉颗粒中渗出的直链淀粉之间的相互作用 [7]。
糖尿病是一组以高血糖为特征的内分泌疾病 [8]。通过饮食干预和调节餐后血糖应力，可以有效管理这种疾病，帮助患者维持良好的长期血糖水平 [9]。近年来，通过物理手段破坏淀粉分子结构或添加亲水性胶体以形成复合物来提高淀粉的抗性已成为研究热点 [10]。挤压改变了淀粉分子的结构，并增强了其与蛋白质、脂质（如瓜尔胶）的相互作用，从而改善了淀粉的水解并降低了餐后血糖。例如，挤压处理后的荞麦淀粉热稳定性和粘度得到改善 [11]；含有荞麦蛋白的样品表现出较低的糊化焓、较高的抗性淀粉含量和较低的淀粉消化率 [12]；挤压处理后的豌豆粉在体外消化率和蛋白质消化率方面均优于原生豌豆粉 [13]。这些改性措施有助于提高淀粉的水解效率并降低餐后血糖水平。
挤压复原是一种创新的食品加工技术，具有广泛的应用性、低运营成本和高加工效率。本实验分析了GG-薏米复合物的结构和消化特性变化，并建立了消化动力学模型。我们假设：（I）挤压处理可以改善淀粉的水解并降低餐后血糖水平；（II）阐明GG-薏米复合物的结构和消化特性变化；（III）验证GG对其复合体结构和功能特性的增强作用。体外消化模型结果显示，挤压诱导的GG-直链淀粉复合物能够降低餐后血糖水平，具有较高的热稳定性和抗消化性，从而拓展了GG的应用潜力。
材料
材料
薏米购自中国赣州康瑞农产品有限公司。薏米产自中国贵州省黔南地区，收获时间为2024年秋季。干燥后的薏米通常含有15.71%的蛋白质、5%的脂质、5–7%的水分和70%–75%的碳水化合物。
瓜尔胶（GG）是一种重要的食品成分，其分子结构由D-甘露糖单元组成，主链通过β-1,4-糖苷键连接，侧链包含D-半乳糖。
RVA分析
使用快速粘度分析仪（RVA）评估了挤压前后瓜尔胶、薏米粉、薏米淀粉和脱脂薏米粉的糊化特性。相应的RVA糊化曲线图见图1a，糊化参数总结见表1。挤压处理后，各样品的糊化值依次为ETBG > EBG > EBSG > EBTB > EB。在所有样品中，薏米淀粉-瓜尔胶复合体的糊化值最低。结论
总之，在优化的挤压条件下，瓜尔胶-薏米淀粉挤压组（EBSG）的糊化值、最终粘度和回生值显著低于瓜尔胶-薏米全粉挤压组（EBG）和瓜尔胶-脱脂薏米粉挤压组（ETBG）。XRD分析显示，EBG的结晶度最高（13.23%），这可能是由于形成了直链淀粉-脂质和蛋白质-直链淀粉-脂质复合物。
作者贡献声明
岳松：撰写——初稿，方法学设计。
陈玉彤：撰写——审阅与编辑。
易易：数据可视化。
阚晨志：项目管理，概念构思。
刘飞：监督，项目管理。
丁阳月：撰写——审阅与编辑。
叶学伟：撰写——审阅与编辑。
张建友：撰写——审阅与编辑，资金筹集。
利益冲突声明
作者们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
