芒果淀粉的物理化学特性改良：退火处理与茶多酚协同增效机制及其抗性淀粉提升研究

本研究针对未成熟芒果资源浪费及淀粉功能局限性问题，通过退火处理(ANN)与茶多酚(TP)复合改性芒果淀粉(MS)，系统探究其对颗粒形貌、结晶结构(A型)、糊化焓(ΔH)及抗性淀粉(RS)含量的影响。研究发现ANN-TP协同作用使香牙芒果淀粉RS含量从13.76%提升至22.15%，为功能性淀粉开发提供新策略。

　　

研究背景与意义
每年夏季，海南台风导致大量未成熟芒果坠落，这些酸涩难食的果实不仅造成资源浪费，还可能污染果园环境。芒果淀粉(MS)作为新型淀粉资源，其高直链淀粉含量(33%)和独特糊化温度(74-79°C)展现出优于玉米、马铃薯淀粉的特性，尤其是天然具备较高的抗性淀粉(RS)含量——这类不被小肠消化却能调节血糖的"膳食纤维"。然而，未经改性的MS仍存在加工适应性差、RS含量不足等问题，制约其在功能性食品中的应用。

传统淀粉改性常涉及化学试剂，存在安全风险。退火处理(ANN)作为一种物理改性技术，通过湿热环境(40-60°C，水分40-70%)重组淀粉分子氢键；茶多酚(TP)作为天然活性成分，能与淀粉形成抗酶解复合物。但两者协同作用对MS的影响尚未明确。广东省基础与应用基础研究基金支持的研究团队，首次系统评估了ANN-TP复合处理对三种芒果淀粉(台农TN、金煌JH、香牙XY)的多尺度结构改造效应，成果发表于《Food Bioscience》。

关键技术方法
研究选取TN、JH、XY三种芒果淀粉，分别进行ANN处理(60°C/24h)和TP复合(1.5% w/w)。通过扫描电镜(SEM)观察颗粒形貌，激光粒度仪分析粒径分布，差示扫描量热仪(DSC)测定糊化特性，X射线衍射(XRD)解析结晶结构，体外消化模型评估RS含量，并采用小角X射线散射(SAXS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振(NMR)揭示分子相互作用机制。

研究结果
颗粒形貌
SEM显示原生MS呈不规则球形，表面光滑。ANN处理后出现凹槽和颗粒附着现象，TP复合进一步增大粒径，JH淀粉经ANN-TP处理后平均粒径增加23%。

热力学特性
DSC检测发现ANN使三种MS的糊化焓(ΔH)降低12-18%，TP复合后ΔH进一步下降5-8%，表明分子有序度降低。香牙XY淀粉经ANN-TP处理后起始糊化温度(T_o)提升3.2°C，显示热稳定性增强。

晶体结构
XRD证实所有样品保持A型结晶，但ANN-TP组相对结晶度下降15-20%。SAXS显示ANN处理使淀粉无定形区密度降低，TP复合物填充了部分空隙。

消化特性
体外消化实验显示，ANN单独处理使XY淀粉RS含量提升至18.03%，而ANN-TP协同作用使RS跃升至22.15%，显著高于玉米淀粉(5.4%)的ANN改性效果。

分子机制
FT-IR在1047cm^-1/1022cm^-1峰强比变化证实TP通过氢键与淀粉结合；NMR化学位移表明ANN促进TP酚羟基与淀粉C6位点相互作用。

结论与展望
该研究首次阐明ANN-TP协同改性芒果淀粉的多级结构演变规律：ANN破坏原始氢键网络并增加表面粗糙度，TP分子通过非共价作用嵌入淀粉无定形区，形成抗酶解屏障。特别值得注意的是，香牙XY淀粉展现出最优的RS增效响应，这与其较高的初始直链淀粉含量(35.2%)相关。研究成果不仅为农业废弃物高值化利用提供技术路径，更为设计"清洁标签"功能性淀粉材料奠定理论基础。未来研究可进一步优化ANN-TP工艺参数，并探索其在缓释碳水化合物食品中的应用性能。