珍珠粟发酵淀粉Jir的功能特性调控：提取层、发酵时间与苏丹基因型的影响及其在食品工业中的应用潜力

本研究针对传统珍珠粟发酵淀粉Jir的功能特性优化问题，通过分析5种苏丹基因型、2种提取层和2种发酵周期对其理化性质的影响，发现提取层对淀粉特性（如白度指数WI、峰值黏度）的调控作用显著强于基因型和发酵时间。主成分分析（PCA）和偏最小二乘回归（PLS）表明，下层Jir Hur更适合作传统粥品原料，为开发营养强化淀粉基食品提供了科学依据。

　　

珍珠粟（Pennisetum glaucum）作为干旱地区的关键粮食作物，其淀粉制品Jir在苏丹文化中具有重要地位，但传统制备方法缺乏标准化，导致产品质量参差不齐。随着工业化淀粉产品的普及，这一传统工艺面临失传风险。更关键的是，Jir的理化性质（如黏度、凝胶特性）与发酵工艺的关系尚未系统解析，限制了其在现代食品工业中的应用。为此，来自苏丹和国际研究团队在《Applied Food Research》发表研究，首次揭示了提取层、发酵时间和基因型对Jir功能特性的协同调控机制。

研究采用多学科技术：通过差示扫描量热法（DSC）分析热力学性质，快速黏度分析仪（RVA）测定糊化特性，质构仪量化凝胶硬度/弹性，并结合主成分分析（PCA）和偏最小二乘回归（PLS）进行数据建模。样本来自苏丹Nayala研究站的5种珍珠粟基因型（包括抗白蚁的Bioda和传统品种Dembi-red），由达尔富尔地区女性工匠按传统工艺制备。

3.1 理化特性
研究发现7天发酵显著提高淀粉损伤（3.13 FU）和吸水能力（1.06 ml/g），但降低直链淀粉含量（13.98%）。下层Jir Hur的直链淀粉含量（18.02%）和堆积密度（4.26 g/cm³）均高于上层（P<0.05），基因型中Ashana直链淀粉最高（17.96%）。

3.2 颜色参数
7天发酵使白度指数（WI）从93.9提升至94.9，下层Jir Hur的WI达95.1。Dembi-red的L值（97.3）和WI（95.0）最高，而Bioda的a值（1.03）显示明显红色调。

3.3 热力学性质
基因型间无显著差异，但上层Jir Khadim的糊化起始温度（69.7°C）高于下层（68.3°C）。7天发酵使起始温度提高1.6°C，表明发酵增强热稳定性。

3.4 糊化特性
Bioda的峰值黏度（1941.1 cP）和最终黏度（2345.5 cP）最高，下层Jir Hur的崩解值（653.7 cP）比上层高27%。Mayoa的糊化温度（89.4°C）适合高温加工。

3.5 凝胶质构
Dembi-red硬度（90.1 g）和Bioda黏附性（0.53 mJ）突出，下层Jir Hur硬度达92.0 g，显示优异的结构稳定性。

3.6 多变量分析
PCA显示提取层解释34%变异，PLS确定WI（VIP=14.8）和b^*（VIP=14.0）为关键区分指标。Bioda下层7天发酵样品综合评分最优。

结论指出，提取层是调控Jir功能特性的核心因素，下层Jir Hur的高WI和黏度特性尤其适合传统食品。该研究不仅为标准化生产提供参数，还揭示了珍珠粟基因型-工艺-功能的互作网络，为开发定制化淀粉原料奠定基础。讨论部分强调，Jir的清洁标签属性（无麸质、天然发酵）可填补特殊膳食需求，而其文化价值为女性经济赋能和传统知识保护提供了新思路。未来需结合宏转录组学解析微生物群落对淀粉修饰的分子机制，推动工艺升级。