高直链淀粉与甘油二酯复合实验
发布时间：
2023-09-08
高直链淀粉与脂肪的结合制备三类抗性淀粉（RS3），是一种一直探索的技术路径。脂肪类型的选择影响应用效果，如果选择甘油二酯这种健康脂肪，既能提升抗性淀粉性能，有避免不良脂肪的摄入引发副作用。只是，需要注意成本因素可能造成的市场意义降低。
Food Hydrocolloids:华南理工大学黄强教授团队在直链淀粉与甘油二酯的互作机理取得新进展
近日，华南理工大学食品科学与工程学院黄强教授课题组在Food Hydrocolloids（农林类一区）发表了题为“Amylose complexation with diacylglycerols involves multiple intermolecular interaction mechanisms”的研究论文，采用共沉淀法制备了不同链长（12~18个碳）的淀粉–甘油二酯复合物，并对其理化性质、精细型结构和功能特性进行了系统性分析，同时结合分子动力学模拟探究复合物构象变化及相互作用能，揭示了分子间疏水相互作用为主客体间主导驱动力的络合机制。研究得到国家自然科学基金（31771929）和广东省基础与应用基础研究基金（2023A1515012195）的支持，博士研究生冯一农为第一作者。
过量摄入外源性膳食脂肪会导致餐后血甘油三酯水平升高，再加上久坐的生活方式，容易导致肥胖。因此，近年来人们对中长链甘油二酯（DAGs）作为膳食脂肪替代品的需求急剧增加。然而，由于其独特的分子结构和酶促生产过程中脂肪酸组成的变化，DAGs的氧化稳定性较低，进而导致氧化酸败和品质下降。直链淀粉介导的分子相互作用可以延缓DAGs氧化进程，但机制尚不清楚，目前关于直链淀粉与不同链长DAGs相互作用的研究尚未报道。因此，亟待明确淀粉基载体和甘油二酯分子间的互作机制，以提高甘油二酯的加工特性和健康功效，进而为功能化脂质精深加工提供理论指导。
- 研究方法与结果
使用密封高压反应器，将5%质量分数的高直链玉米淀粉悬浮液放置于160 °C下油浴加热1 h，直至完全糊化。冷却至80 °C后，将DAGs(淀粉干基5%，w/w)与淀粉悬浮液混合，在80 °C下水浴加热1 h并连续搅拌。冷却后，将混合物在4000×g离心20 min，乙醇洗涤，在40 °C的烤箱中干燥过夜，粉碎后收集以供进一步分析。
研究结果表明，复杂的链间或链内交联导致了空间排列差异，进而影响DAGs与直链淀粉的络合程度。通过X射线衍射、差示扫描量热和热重等方法揭示了淀粉和DAGs间紧密和微弱的分子间相互作用机制，并通过分析计算机模拟计算的分子构象和相互作用能的变化进一步证实了这一结论。对于DMG和DSG配体，由分子间疏水相互作用驱动形成了V型螺旋腔，这一结论打破了在淀粉和DAGs之间很难形成具有类似V型的紧密相互作用复合物的传统观念。复合物中类似V型螺旋腔的存在和弱的分子间相互作用也阻止了氧气和消化酶的进入，从而提高了甘油二酯的热氧化抵抗并延缓了淀粉的体外消化速率。
创新性/应用前景1、采用共沉淀法成功制备了不同链长的淀粉–DAGs复合物，直链淀粉倾向于在肉豆蔻酸甘油二酯和硬脂酸甘油二酯配体周围形成V6型螺旋。2、V型螺旋空腔主要由分子间疏水相互作用驱动形成，这是导致不同链长甘油二酯配体分子与直链淀粉复合差异的主要原因。3、淀粉–DAGs复合物的构建，显著提高了DAGs的氧化稳定性，延缓了体外淀粉消化速率。研究结果为功能性脂质DAGs的精深加工和增强其氧化稳定性和健康功效提供了新的范例。
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