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为探究淀粉精细结构和直链淀粉含量（AC）对回生和 3 型抗性淀粉（RS3）形成的影响，研究人员用 6 种不同高直链淀粉（HAS）开展研究。结果发现 RS3含量与 AC 并非线性关系，且明确了相关成分构成。这为开发功能性食品提供了依据。
在现代社会，人们的健康正遭受着诸多饮食相关慢性疾病的威胁，像是 2 型糖尿病、肥胖症等。这些疾病在全球范围内的高发，和食物的高血糖生成指数（GI）有着紧密的联系。而淀粉，作为人类饮食中主要的供能碳水化合物，它在被人体摄入后，会直接影响胰岛素的分泌以及餐后血糖水平。根据淀粉消化速度和对人体产生的生理效应不同，它可以被分为快速消化淀粉（RDS）、缓慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）。RDS 能迅速分解为葡萄糖，使血糖和胰岛素水平快速上升，增加了患 2 型糖尿病和肥胖症的风险；与之相反，RS 属于膳食纤维，它在人体上消化道中不会被水解，而是直接抵达结肠，在那里被肠道微生物发酵，产生短链脂肪酸，对预防糖尿病、肥胖症和结肠癌等疾病有着积极作用 。所以，开发高 RS、低 RDS 含量的淀粉类食物，对维持人体血糖稳定、促进肠道健康极为重要。
在众多类型的 RS 中，3 型抗性淀粉（RS3）凭借其高热稳定性和保留的营养功能，备受研究人员关注。RS3是在淀粉回生过程中形成的。淀粉回生，简单来说，就是糊化后的直链淀粉（AM）和支链淀粉（AP）重新相互结合、再结晶，形成更有序结构的过程。在这个过程里，线性的 AM 链由于自身较高的移动性，主要参与短期（几小时）的回生；而具有分支结构的 AP 链，则负责长期（几天）的回生。并且，回生后的 AM 热稳定性大于 100°C，比热稳定性小于 100°C 的回生 AP 更能抵抗消化酶的作用，这使得由 AM 回生形成的 RS3在再加热或进一步加工后仍能大量保留，特别适合添加到加工食品中。由此可见，AM 分子在提高 RS3含量及其应用方面起着关键作用。
不过，虽然淀粉回生和 RS3的形成受 AM 和 AP 的 AC 以及精细结构影响，但此前的研究大多集中在 AC 低于 40% 的淀粉上，对于 AC 高于 40% 时淀粉精细结构和 AC 的影响，研究较少。而且，之前的研究主要针对热稳定性较差的回生 AP，对于 AM 回生的机制还不清楚。由于高 AC 淀粉来源有限，过去只有少数研究利用合成 AM 链来探究 AM 精细结构对其回生的影响，可天然淀粉衍生的 AM 聚合度（DP）范围在 100 - 10,000 之间，这些基于合成 AM 的研究成果很难直接应用到实际的淀粉回生和 RS3形成过程中。
为了填补这些研究空白，来自国外（第一作者 Li Ding 就读于丹麦哥本哈根大学）的研究人员收集了多种高直链淀粉（HAS）突变体，它们来源于不同的作物，像马铃薯（高磷酸高直链淀粉马铃薯 HPPS）、玉米（NAFU60、Gelose 50（G50）、Gelose 80（G80）、HylonVI ）和大麦（直链淀粉大麦淀粉 AOBS）。研究人员以普通玉米淀粉（NMS）为对照，选取了 6 种具有不同精细结构和 AC 的 HAS 进行研究。他们将这些淀粉完全糊化后，在 4°C 下储存 1 天以促进回生（之所以选择 1 天，是因为在这些 HAS 中 AM 占主导，且在 24 小时内就会快速回生，延长储存时间影响不大）。之后，对回生淀粉的热性能、螺旋和晶体结构以及体外消化率进行分析，还通过将回生淀粉在 99°C 加热 30 分钟来测定热稳定的 RS3含量。最后，运用皮尔逊相关性分析和主成分分析（PCA），探究淀粉精细结构 / AC 与回生特性 / RS 含量之间的关系。该研究成果发表在《Carbohydrate Polymers》上。
研究人员在本次研究中主要运用了以下关键技术方法：首先，利用尺寸排阻色谱（SEC）和高效阴离子交换色谱 - 脉冲安培检测法（HPAEC - PAD）来测定淀粉的链长分布；接着，通过差示扫描量热法（DSC）分析回生淀粉的热性能，以此来鉴定回生的 AP、AM - 脂质复合物和回生的 AM 晶体；然后，借助体外消化实验测定淀粉的消化率；最后，运用皮尔逊相关性分析和主成分分析（PCA）探究各因素之间的关系。
链长分布
研究人员将 AM 分为三个部分：聚合度（DP）小于 500 的短链 AM1、DP 在 500 - 5000 之间的中链 AM2 以及 DP 大于 5000 的长链 AM3。
回生特性及 RS3含量分析
通过 DSC 分析，研究人员依据不同的熔化温度，识别出了回生的 AP、AM - 脂质复合物和回生的 AM 晶体。有趣的是，当这些 HAS 在 4°C 储存 1 天后，AC 增加到 57% 时，出现了从 AP 回生向 AM 回生的转变。RS3含量在 37.9% - 50.3% 之间，它并没有随着 AC 的增加而呈线性上升，不过热稳定的 RS3含量会随着 AC 的增加而上升，在 AC 达到 57% 时趋于平稳，其含量范围在 18.3% - 39.5%。
结构成分分析
研究发现，回生的 AP 可能主要由 DP 为 13 - 24 的 AP 链构成；AM - 脂质复合物可能由 DP 为 500 - 5000 的 AM 链组成；回生的 AM 则可能是由 DP 小于 500 的短 AM 链构成。而这些 HAS 中的 RS3是双螺旋和单螺旋结构的混合物，DP 小于 5000 的 AM 链数量增加，可能会提高双螺旋结构的水平；DP 大于 36 的 AP 链数量增加，可能会提升单螺旋结构的水平。
相关性分析
通过皮尔逊相关性分析和主成分分析（PCA），研究人员进一步明确了淀粉精细结构、AC 与回生特性、RS 含量之间的关系，为后续深入研究提供了重要的数据支持。
研究人员通过对不同 AC 和精细结构的 HAS 进行研究，明确了淀粉回生行为和 RS3含量的影响因素。发现了 AC 与 RS3含量的复杂关系，以及不同成分在回生过程中的作用和 RS3的结构组成。这一研究成果意义重大，为开发具有特定回生程度和 RS3含量的功能性食品提供了理论依据，有助于食品行业通过控制淀粉的 AC 和 AM、AP 精细结构，生产出更有利于人体健康的食品，对预防和控制饮食相关慢性疾病有着积极的推动作用。同时，也为深入理解 AM 回生的分子机制提供了有价值的信息，为后续相关研究指明了方向。
