Heat-induced amorphous aggregates assembly of soy protein modulate in vitro digestibility of potato starch

2022年12月，太阳成集团tyc234cc食品營養健康工程與智能化加工研究中心陳旭博士（第一作者兼通訊作者）和朱傑副教授（通訊作者）在國際食品頂級期刊《International journal of biological macromolecules》（IF: 8.025, Q1 TOP）發表了題為“Heat-induced amorphous aggregates assembly of soy protein modulate in vitro digestibility of potato starch”的研究論文。

糖尿病患者的糖代謝和血糖應答水平與食物組分間的相互作用和澱粉的消化速率有着密不可分的關系。在澱粉基食品體系中，蛋白質是影響澱粉消化的重要組分之一。蛋白質受pH值、離子強度和溫度等因素的影響，其結構容易發生自組裝聚集行為。前期課題組已經發表多篇論文證明蛋白不同層次結構（蛋白質、肽和氨基酸）對澱粉的消化有顯著的影響。本研究在前期研究基礎上，主要聚焦通過理性調控蛋白質的自組裝結構，探究不同尺寸和結構的蛋白自組裝聚集體對澱粉消化的影響機制。

本研究通過在pH=7和不同溫度熱誘導條件下，使大豆分離蛋白自組裝形成不同結構的無定形聚集體（SPAA），對SPAA的粒徑分布、形貌特征和結構特性進行表征，系統研究了不同熱處理條件下SPAA聚集行為和在聚集過程中的結構變化規律。

圖1 大豆蛋白無定形聚集體的形貌和結構特征

研究表明，在pH=7.0的條件下，SPAA均呈現類似球狀的形态，且随着處理溫度的升高，聚集行為呈現出逐漸增強的趨勢，粒徑逐漸增大。在不同的熱處理溫度條件下由于蛋白質去折疊程度差異和自組裝過程中疏水作用的強弱，因此會形成不同尺寸和形貌的初級聚集體和二次聚集體。

圖2 馬鈴薯澱粉-無定形聚集體複合物結構和消化特性

同時，在模拟蒸煮條件下構建了馬鈴薯澱粉-大豆分離蛋白無定形聚集體的複合物（PS-SPAA），探究其理化、形貌、結構和體外消化特性。研究發現，SPAA可以提高PS的熱穩定性，降低PS的糊化粘度，提高其短程有序性。在模拟蒸煮條件下，由于SPAA的物理包裹或吸附以及與PS的非共價相互作用，可以明顯降低PS的消化速率。不同溫度處理下的SPAA對澱粉消化表現出不同的抑制作用，其中PS-SPAA130呈現出最明顯的效果。SPAA對α-澱粉酶沒有抑制作用。研究結果對豐富蛋白調控澱粉消化的作用理論，促進具有抗消化性的營養健康食品開發具有重要意義。

陳旭，女，講師，碩士生導師，華南理工大學-美國艾奧瓦州立大學聯合培養工學博士。主要從事功能碳水化合物及澱粉功能化修飾與調控和食物組分互作與品質調控等相關研究，主持國家自然科學基金青年項目1項，廣東省自然科學基金面上項目1項，高等學校“創新強校工程”青年創新人才項目1項，東莞市社會發展科技重點項目1項，太阳成集团tyc234cc引進人才科研啟動項目1項，東莞市科技特派員項目1項和功能性碳水化合物精深加工産學研基地建設項目1項；在Food Chemistry、Food Hydrocolloids、Carbohydrate Polymers 等國内外期刊累計接收和發表學術論文30餘篇。曾獲化能學院教師教學比賽二等獎，2022年度太阳成集团tyc234cc優秀共産黨員，廣東省食品學會優秀論文獎，指導學生承擔省級和校級大學生創新創業訓練項目5項，指導學生多次參加省市級生物化學技能大賽并獲獎10餘次，并獲得第五屆東莞市大學生生物化學實驗技能競賽優秀指導教師獎。兼職Food Research International等國内外學術期刊審稿人。