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为解决香蕉作为重要作物却大量被丢弃造成浪费，以及提升淀粉慢消化性问题，研究人员用糖原分支酶（GBEs）和 4,6-α- 葡聚糖转移酶（4,6-αGTs）修饰香蕉淀粉。结果显示，酶处理后 α-1,6 键比例增加，葡萄糖释放减缓，该成果有助于开发功能性碳水化合物，减少农业浪费。
淀粉，作为人类饮食中的主要能量来源，在我们的身体里发挥着至关重要的作用。它主要由直链淀粉和支链淀粉组成，其中支链淀粉独特的 α-1,6 分支结构，在消化过程中扮演着有趣的角色。在胃肠道中，淀粉首先会被唾液和胰腺中的 α- 淀粉酶初步水解，之后生成的 α- 水解产物会在小肠黏膜上的 α- 葡萄糖苷酶（α-glucosidase）作用下进一步分解为葡萄糖。不过，哺乳动物的 α- 葡萄糖苷酶对 α-1,4 键和 α-1,6 键的催化效率可是大不相同，它水解 α-1,4 键的效率要比 α-1,6 键高得多。这就意味着，含有更高比例 α-1,6 键的淀粉，消化速度会更慢，这类淀粉被称为慢消化淀粉（SDS）。SDS 可有着不少生理益处，比如能够减弱餐后血糖反应，还能在小肠中持续释放能量。不仅如此，它在回肠中缓慢释放的葡萄糖，还能刺激 L 细胞分泌如胰高血糖素样肽 - 1（GLP-1）和 YY 肽（PYY）等与饱腹感相关的肠道激素，这些激素在调节食欲和胃肠道蠕动方面发挥着关键作用。
香蕉，作为全球广泛种植的作物，是继水稻、小麦和玉米之后的第四大重要碳水化合物粮食作物。然而，让人惋惜的是，近三分之一的香蕉在成熟后，由于各种原因，比如受损或易腐烂，最终被丢弃，造成了大量的农业浪费。未成熟的青香蕉富含淀粉，其结构与玉米和白土豆的胚乳有 70 - 80% 的相似性。青香蕉淀粉的支链淀粉分子中含有大量长 B3链（聚合度 DP > 36），这些长链能形成稳定的双螺旋结构，使得青香蕉淀粉的抗性淀粉（RS）含量高达 75 - 84%，赋予了它稳定的结构和慢消化性。但遗憾的是，一旦经过糊化，高温会破坏双螺旋结构，让淀粉链变得松散，抗性淀粉就会大量转化为快消化淀粉（RDS），消化特性也随之改变。
为了解决香蕉浪费问题，同时提升淀粉的慢消化性，韩国研究人员开展了一项研究。他们利用糖原分支酶（GBEs，EC 2.4.1.18）和 4,6-α- 葡聚糖转移酶（4,6-αGTs，EC 2.4.1.B34）对香蕉淀粉进行修饰。该研究成果发表在《Food Hydrocolloids》上，为食品领域的发展提供了新的思路和方向。
研究人员主要采用了酶处理技术和酶解实验技术。以不同品种的青香蕉，如卡文迪什（Cavendish，Musa AAA）、大蕉（Plantain，Musa AAB）、多米尼科（Dominico，Musa AAB，大蕉亚组）和曼萨诺（Manzano，Musa AAB，丝绸组）作为酶反应的初始底物，同时选用蜡质玉米淀粉（WCS）和普通玉米淀粉（NCS）作为对照。
降解香蕉淀粉分子大小
研究人员发现，经过不同的 GBEs 或 4,6-αGTs 处理后，香蕉淀粉的分子大小会减小，而且降解模式会因葡糖基转移酶的类型和香蕉品种的不同而有所差异。在色谱图中，经处理的香蕉淀粉会产生两到三个主要峰，而作为对照的 WCS 和 NCS 则会根据酶的来源，呈现出一个尖锐或宽泛的单峰。这一现象与之前的研究结果相符，进一步验证了实验的可靠性。
增加 α-1,6 键比例
GBEs 和 4,6-αGTs 都能通过有效利用香蕉淀粉中的长 B3链，增加 α-1,6 键的比例。与未处理的香蕉淀粉（α-1,6 键比例为 3.5 - 3.7%）相比，GBEs 能够使 α-1,6 分支点的数量增加 7.0 - 15.6%，而 4,6-αGTs 则能将 α-1,6 键的连续比例提高 0.5 - 6.3%。这表明这两种酶在修饰香蕉淀粉结构方面发挥了重要作用。
减缓葡萄糖释放
用大鼠肠道和人类重组 α- 葡萄糖苷酶对酶处理后的淀粉进行测试，结果显示，这些淀粉的葡萄糖释放速度明显减慢。这充分说明，经过酶修饰后，香蕉淀粉的慢消化特性得到了显著增强，更符合人们对健康碳水化合物的需求。
研究表明，香蕉淀粉因其高比例的长链结构，是葡糖基转移酶反应的高效底物，相比常用的玉米淀粉，能产生更多的 α-1,6 键和 α-LDx。经各种 GBEs 和 4,6-αGTs 修饰的香蕉淀粉，被大鼠肠道和人类重组 α- 葡萄糖苷酶消化为葡萄糖的速度更慢。这一研究成果意义重大，一方面，它为开发功能性碳水化合物提供了新的方向，有望用于调节餐后血糖反应，为糖尿病等患者提供更健康的饮食选择；另一方面，利用废弃香蕉制备具有改良慢消化性的功能性成分，有助于减少农业浪费，推动食品行业的可持续发展。未来，或许可以基于此研究成果，进一步开发出更多富含慢消化淀粉的食品，让人们在享受美食的同时，也能更好地保持健康。
