不同晶型淀粉与木姜子油复合物的风味控释机制及结构特性研究

本研究系统阐明了A型（玉米、大米）、B型（马铃薯）和C型（豌豆）结晶淀粉与木姜子油（LPHO）复合时的差异化结合行为。通过多尺度结构表征和分子动力学模拟，揭示A型淀粉凭借优异的V型晶体形成能力（复合指数达23.71%±0.21%）实现最高包封率（46.27%±2.36%）和风味保留率（84.26%±1.53%），其分子机制源于芳香化合物与淀粉链的分子间作用力促进 intramolecular hydrogen bonds 形成。该研究为淀粉基质筛选提供了理论依据，对功能性食品中挥发性活性成分的稳态化保护具有重要指导意义。

　　

Highlight

材料

普通玉米淀粉（COS, A型）、大米淀粉（RIS, A型）、马铃薯淀粉（POS, B型）和豌豆淀粉（PES, C型）购自上海源叶生物科技有限公司（中国上海）。分子量、直链淀粉含量和结晶度信息见补充表S1。木姜子油（LPHO）购自江西鑫森天然植物油有限公司（中国吉安）。用水购自娃哈哈集团有限公司（中国杭州）。

不同淀粉精油复合物的制备

将淀粉与超纯水按1:10（w/v）比例混合，在90°C水浴中糊化30分钟并持续搅拌。将糊化淀粉冷却至60°C后，按淀粉干基重量10%的比例加入LPHO，在25°C下以10000 rpm均质3分钟。随后将混合物在25°C下复合12小时，冷冻干燥后过100目筛，得到淀粉-LPHO复合物（分别标记为COS-L、RIS-L、POS-L和PES-L），置于-20°C避光保存。

淀粉复合物的包封率、风味保留率、复合指数及释放动力学分析

不同类型淀粉与LPHO复合的包封率（EE）、风味保留率（FR）、复合指数（CI）及香气释放速率如图1所示。图1a显示COS-L的包封率最高，其次是RIS-L、PES-L和POS-L。具有A型结晶的淀粉表现出最佳的包封效果，最适合与LPHO复合。图1b表明COS-L的风味保留量最高，其次是PES-L、RIS-L和POS-L。复合指数（CI）通常用于表示淀粉与客体分子形成V型复合物的程度。如图1c所示，COS-L的CI值最高（23.71%±0.21%），其次是RIS-L（19.84%±0.35%）、PES-L（15.26%±0.42%）和POS-L（13.15%±0.57%）。这些结果表明A型结晶淀粉更易与LPHO形成V型复合物。

Conclusion

本研究表明A型、B型和C型淀粉与LPHO的结合行为存在显著差异，这对风味保留和结构稳定性产生重要影响。在复合过程中，所有四种淀粉的自然颗粒形态均被破坏，形成具有分叉凝胶网络结构的淀粉-LPHO复合物。其中，A型结晶玉米淀粉与LPHO的结合效率最高，通过促进V型晶体结构的形成显著改善了风味保留性能和储存稳定性。