高直链玉米淀粉与肉豆蔻酸在CaCl2溶液中的络合机制：Ca2+配位结构的调控作用

本文揭示了高直链玉米淀粉（HACS）在CaCl2溶液中与肉豆蔻酸（MA）形成稳定复合物（CI达89.03%）的分子机制，创新性提出Ca2+通过金属偶极作用促进淀粉溶解，并通过羟基氧配位结构诱导单螺旋排列，为功能性食品（如抗性淀粉）和可降解包装材料开发提供理论支撑。

　　

Highlight

淀粉-脂质复合物在功能性食品、食品添加剂和食品包装材料中具有潜在应用价值。高直链玉米淀粉（HACS）因其高直链含量（>50%）成为理想原料，但常压下的糊化困难限制了其应用。本研究创新性地利用CaCl₂水溶液溶解HACS（溶解度达95%），与肉豆蔻酸（MA）形成的复合物（H-MA）络合指数（CI）高达89.03%，远超纯水体系（36.15%）。

关键发现

• Ca²⁺双重作用：不仅通过金属-偶极相互作用（metal-dipole）促进淀粉溶解，更与淀粉羟基氧形成配位结构，诱导单螺旋排列。

• 性能飞跃：荧光成像显示H-MA@CaCl₂呈现致密片层结构，差示扫描量热法（DSC）证实其热稳定性显著提升。

• 机制突破：首次阐明Ca²⁺-淀粉配位结构通过稳定V型复合物（V-type complex）提升复合物结晶度。

Conclusion

本研究为常压下制备高性能HACS-脂质复合物提供了新策略，揭示了Ca²⁺配位结构在调控淀粉分子组装中的关键角色，对开发抗消化淀粉（resistant starch）和环保材料具有重要指导意义。