温度循环贮藏下内源非淀粉多糖对山药淀粉回生行为的调控机制：基于AF4-MALS-dRI多检测联用技术

本研究针对温度循环贮藏过程中内源非淀粉多糖(YNSP)调控山药淀粉(YS)回生行为的机制难题，通过不对称流场流分离(AF4)耦合多检测器技术，首次揭示YNSP通过竞争水分子和促进淀粉分子重排的双重作用加速YS回生，为功能性淀粉制品开发提供理论依据。

　　

淀粉回生是影响食品质构和营养功能的关键过程，尤其在富含淀粉的山药等药食同源作物中，温度波动会显著改变其理化特性。传统研究多聚焦外源添加剂的影响，而对山药自身含有的内源非淀粉多糖(YNSP)如何参与这一过程知之甚少。更棘手的是，常规分析技术难以捕捉淀粉超高分子量(M_w达10⁸ g/mol)的动态变化。河北大学的研究团队在《Talanta》发表的研究，通过创新性地联用不对称流场流分离(AF4)、多角度光散射(MALS)和示差折光(dRI)检测技术，首次系统阐释了YNSP在温度循环贮藏(-20/4°C)中对山药淀粉(YS)回生行为的调控机制。

研究采用AF4-MALS-dRI实时监测分子尺寸变化，结合FTIR和XRD分析晶体结构。发现温度循环通过冰晶生长产生的机械挤压力，促使淀粉分子在"富淀粉区"持续重排；YNSP不仅能与直链淀粉(amylose)和支链淀粉(amylopectin)形成氢键复合物促进短期回生，还会竞争结合水分子加剧脱水收缩(syneresis)，这种双重效应使RS3含量显著提升。

材料与方法

从本地市场获取鉴定为薯蓣属的"小白嘴"山药，采用醇沉法提取YNSP。通过AF4分离淀粉组分，MALS测定回转半径(R_g)，dRI计算分子量。设置4°C恒温与-20/4°C循环两种贮藏模式，结合FTIR分析氢键作用，XRD表征晶体类型。

温度对YS回生的影响

AF4图谱显示，4°C恒温贮藏主要促进直链淀粉重排(峰1)，而温度循环使支链淀粉组分(峰2)的R_g从98nm增至112nm，对应M_w提升17%。XRD证实循环组结晶度提高21%，表明低温阶段形成的冰晶挤压作用为分子重排提供动力学优势。

YNSP的调控机制

FTIR在1047cm^-1处特征峰增强，证实YNSP通过OH基团与淀粉形成氢键网络。当YNSP添加量达1.5%时，AF4检测到新型大分子聚集体(M_w＞1×10⁷ g/mol)，这种物理交联加速了结晶核形成。但过量YNSP(＞2%)会因过度吸水抑制回生，显示浓度依赖性。

结论与意义

该研究建立了AF4-MALS-dRI技术解析淀粉回生的新范式，揭示内源YNSP通过"分子伴侣"和"脱水触发"双重路径促进RS3形成。这不仅为预测山药制品贮藏稳定性提供指标，更开创了利用作物自身成分改良淀粉功能特性的绿色路径。研究获得河北省重点研发计划等项目支持，相关发现可拓展至其他块茎作物的加工应用。