天然与加工燕麦胚乳微结构调控淀粉消化性与糊化行为的机制研究

本研究系统阐明了天然燕麦胚乳多细胞聚集体（IC-1）和单细胞（IC-2）结构通过细胞壁空间屏障抑制淀粉溶胀（降低14.6–16.9 g/g）与酶解（水解率降低18.5%–40.6%），显著提升抗性淀粉（RS）保留率（IC-1达42.5%），为开发低血糖功能食品提供理论依据。

　　

Highlight

Materials

燕麦粉（80目）购自河北金鲁生物科技有限公司；猪胰α-淀粉酶（75,000 U/g, E-PANAA, EC 3.2.1.1）购自爱尔兰Megazyme公司；异硫氰酸荧光素（FITC, F7250）、钙荧光白M2R（910090）、淀粉葡萄糖苷酶（260 U/mL, A7095, EC 3.2.1.3）和胃蛋白酶（≥250 U/mg, P7000, EC 3.4.23.1）购自Sigma-Aldrich；葡萄糖检测试剂盒（GOPOD）购自南京建成生物工程研究所；牛胆盐及其他化学试剂均为分析纯。

Morphology and structural analysis

燕麦胚乳细胞呈现多边形或球形薄壁细胞典型形态。相邻细胞通过富含纤维素的界面层相互连接，形成连续空间框架。在此结构中，淀粉颗粒和蛋白体被细胞质基质分隔，在质膜下维持空间隔离（Cyran et al., 2024）。如图2所示，通过干法碾磨结合湿筛分级成功分离出天然胚乳细胞，并通过光学显微镜与扫描电镜（SEM）可视化其微观结构特征。

Conclusion

为推进燕麦在功能性营养食品中的应用，本研究开发了两种不同尺度的天然胚乳结构（IC-1：多细胞聚集体；IC-2：单胚乳细胞），并对比评估了它们与细胞破碎产物（BC-1、BC-2）、加工燕麦淀粉（OS）、高度破坏性燕麦粉（OF）及重构燕麦粉（OS+P）的理化与功能特性。我们的结果表明，天然胚乳细胞结构通过物理屏障效应显著抑制淀粉糊化程度与酶解速率，且多细胞聚集体（IC-1）表现出更强的抗消化性。这为设计低血糖指数燕麦食品提供了创新性的微结构调控策略。