全谷物黑穇子粉粒径与释放酚类化合物对餐后血糖反应的协同调控机制

针对全谷物食品中细胞壁完整性、酚类化合物(PC)与淀粉消化特性的交互作用机制不明的问题，研究人员以黑穇子(Digitaria iburua)为模型，通过调控面粉粒径(M1/M2)结合体外消化实验和体内血糖应答(PGR)研究，发现粒径减小促进PC释放，与膳食纤维协同降低淀粉消化率(RDS 78.08%→69.94%)和血糖指数(GI)(P<0.01)，为全谷物食品精准加工提供理论依据。

　　

在现代饮食结构中，精制谷物主导的饮食习惯与糖尿病等代谢性疾病高发密切相关。全谷物食品(WGFs)因其保留完整的胚乳、胚芽和麸皮结构，富含膳食纤维和酚类化合物(PC)，被证实具有调节餐后血糖反应(PGR)的潜在益处。然而，这些健康效益背后的机制尚未完全阐明——尤其是当全谷物经过粉碎加工后，细胞壁完整性破坏程度(表现为面粉粒径差异)如何影响内部淀粉的消化特性？释放的酚类物质又如何与膳食纤维协同作用？这些问题成为食品营养领域亟待破解的"黑箱"。

针对这一科学瓶颈，江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室（原State Key Laboratory of Food Science and Resource）的Mouhamed Fall研究团队以西非特色谷物黑穇子(Digitaria iburua)为研究对象，创新性地将面粉物理特性(粒径)与生物活性成分(PC)的释放动态相关联，系统揭示了全谷物食品调控血糖应答的"双因子协同机制"。相关成果发表在谷物科学领域权威期刊《Journal of Cereal Science》上。

研究采用锤式粉碎(M1)和磨盘粉碎(M2)制备不同粒径面粉，通过体外模拟消化结合Caco-2细胞模型评估淀粉生物可及性，并开展人体餐后血糖监测。关键技术包括：1) 粒径分级与细胞壁完整性表征；2) Folin-Ciocalteau法测定总酚(TPC)和总黄酮(TFC)；3) 体外消化动力学分析(RDS/SDS/RS)；4) 广义线性模型(GLM)解析PC与粒径交互作用。

【主要发现】

1. 理化特性表征：黑穇子粉含71.1±1.5%总淀粉，TPC达1661.14 mg GAE/100g，其中M1(小粒径)比M2(大粒径)释放更多PC(P<0.05)。
2. 体外消化行为：M1的快速消化淀粉(RDS)占比显著升高至78.08%，但去酚处理后生物可及性提升54.50%，证实PC通过抑制α-淀粉酶延缓消化。
3. 体内血糖应答：GI值与粒径呈负相关，GLM分析显示PC与粒径存在协同效应(P<0.01)，小粒径促进PC释放但被更快的淀粉消化速率抵消。
4. 机制阐释：完整细胞壁(大粒径)物理阻隔淀粉与酶接触，而释放的PC通过氢键和疏水作用直接抑制酶活，双重调控使GI降低21.39%-30.99%。

这项研究首次在全谷物真实基质中证实：加工粒径不仅改变食品物理结构，更通过调控酚类化合物释放动态，与膳食纤维形成"物理-化学"双重屏障。该发现为开发低GI全谷物食品提供了明确的技术路径——通过精准控制粉碎度平衡细胞壁完整性与PC释放效率，使"健康效益最大化"不再只是概念。从更广阔的视角看，研究建立的"粒径-酚类-消化"关联模型，为解析复杂食品体系中多组分协同作用提供了方法论范式。