营养限制条件下小球藻新型小颗粒淀粉的分子结构、流变特性及消化性能研究

本研究针对传统淀粉来源受限及工业需求增长的问题，通过营养限制培养Chlorella sorokiniana （CSS）获得新型小颗粒淀粉，系统表征其分子结构（A型晶体）、流变学（低G′/G″）、糊化（低最终黏度）及消化特性（高RDS含量）。成果为微藻淀粉的工业应用提供了理论依据，发表于《Food Hydrocolloids》。

　　

论文解读
淀粉作为人类主食碳水化合物的主要来源，其工业应用覆盖食品、医药、生物燃料等领域。然而，传统淀粉作物（如玉米、马铃薯）面临耕地竞争和可持续性挑战。微藻因其高效光合作用和小颗粒淀粉特性成为新兴候选者，但此前关于Chlorella sorokiniana
淀粉（CSS）的结构与功能研究尚属空白。

为解决这一问题，中国科学院水生生物研究所的研究团队通过营养限制条件下的光自养培养促进CSS积累，采用高压均质法分离淀粉，并联合多种技术（粒度分析、X射线衍射、流变仪、RVA糊化分析等）系统表征其特性。研究发现：CSS颗粒尺寸（D50=3.21 μm）小于藜麦淀粉（QS），具有A型晶体结构但结晶度（23.1%）低于传统淀粉；其支链淀粉长链比例高，导致糊化黏度（最终黏度1289 cP）和储能模量（G′）显著低于马铃薯淀粉（PS）；消化性分析显示CSS的快速消化淀粉（RDS）含量达45.3%，显著高于PS（12.8%）。

关键结果

1. 粒度分布：CSS的D[4,3]（体积平均直径）为5.12 μm，证实其为新型小颗粒淀粉来源。
2. 分子结构：CSS短程有序度低于WS和CS，半结晶层厚度（9.8 nm）显著小于QS（12.3 nm）。
3. 流变与糊化：CSS的G′和G″在频率扫描中表现弱凝胶行为，与高支链淀粉长链相关。
4. 消化特性：CSS的抗性淀粉（RS）含量仅14.7%，提示其适合需快速能量释放的应用场景。

结论与意义
该研究首次揭示了CSS的结构-功能关系，其小颗粒特性与独特流变行为为食品增稠剂、药物载体等开发提供了新思路。成果发表于《Food Hydrocolloids》，为微藻淀粉的工业化应用奠定了科学基础，同时响应了低碳生物制造的全球趋势。